JP2016086166A

JP2016086166A - 発光装置

Info

Publication number: JP2016086166A
Application number: JP2015208605A
Authority: JP
Inventors: 浩史川口; Hiroshi Kawaguchi; 米田　章法; Akinori Yoneda; 章法米田; 一樹樫本; Kazuki Kashimoto
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: JP6661964B2

Abstract

【課題】発光装置の光取り出し面における見切りの悪化を小さくする。【解決手段】発光装置１００は、実装基板１上に、第一方向に間を空けて配列された複数の発光素子１０と、複数の発光素子１０上及び複数の発光素子１０間を覆う波長変換部材２０と、複数の発光素子１０の周囲及び波長変換部材２０の側面を連続して被覆する光反射性樹脂３０とを備えている。複数の発光素子１０は、それぞれ光取り出し面側から順に、ｎ型半導体層２と、ｎ型半導体層２の一部に設けられた活性層３と、活性層３に設けられたｐ型半導体層４と、を有し、第一方向に対して直交する第二方向においてｎ型半導体層２の少なくとも両端領域上にｎ側電極５が設けられ、ｐ型半導体層４上にｐ側電極６が設けられており、第二方向において、波長変換部材２０の両側面は、それぞれ活性層３の両側面と略同一面上あるいは活性層３の両側面よりも外側に位置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

一般に発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）やレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の発光素子は、バックライト等に用いる各種光源、照明、信号機、大型ディスプレイ等に幅広く利用されている。また近年では高出力化が進み、自動車用ヘッドライトへの応用も進められている。

従来、高出力化が求められる用途においては、基板上に形成された半導体積層体を分離した複数の半導体構造を有する発光素子を配置し、この複数の半導体構造の間に光反射性の樹脂を設けることで、高出力かつ輝度むらの抑制された発光装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１３４８２９号公報

しかしながら、近年は発光装置の光取り出し面における輝度むらをより軽減することが要求されており、上記従来の発光装置には、輝度むらについて更なる改善の余地があった。

そこで、本発明は、従来よりも輝度むらを改善することができる発光装置を提供することを目的とする。

上記の課題は、次の手段により解決される。発光装置は、実装基板と、前記実装基板上に、第一方向に間を空けて配列された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の光取り出し面側であって、前記複数の発光素子上及び前記複数の発光素子間を覆う波長変換部材と、前記複数の発光素子の周囲及び前記波長変換部材の側面を連続して被覆する光反射性樹脂とを備えている。そして、前記複数の発光素子は、それぞれ前記光取り出し面側から順に、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の一部に設けられた活性層と、前記活性層に設けられたｐ型半導体層と、を有し、前記第一方向に対して直交する第二方向において前記ｎ型半導体層の少なくとも両端領域上にｎ側電極が設けられ、前記ｐ型半導体層上にｐ側電極が設けられており、前記第二方向において、前記波長変換部材の両側面は、それぞれ前記活性層の両側面と略同一面上あるいは前記活性層の両側面よりも外側に位置されている。

上記の発光装置によれば、発光装置の光取り出し面における輝度むらがさらに改善された発光装置を提供することができる。

図１Ａは実施形態１に係る発光装置を示す模式平面図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における模式断面図、図１Ｃは図１ＡのＩＣ−ＩＣ線における模式断面図である。図２は実施形態１に係る発光素子の配置を示す模式平面図である。図３Ａは実施形態１に係る発光素子を示す模式平面図、図３Ｂは図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における模式断面図である。図４は実施形態２に係る発光素子を示す模式平面図である。図５Ａは実施形態３に係る発光素子を示す模式平面図、図５Ｂは図５Ａに示す発光素子を実装した発光装置の模式断面図である。図６は変形例に係る発光素子を示す模式平面図である。図７Ａは実施形態４に係る発光素子を示す模式平面図、図７Ｂは図７ＡのＢ―Ｂ線における模式断面図である。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子・装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。特に、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、以下に記載されている各実施の形態についても同様に、特に排除する記載が無い限りは各構成等を適宜組み合わせて適用できる。

また、本発明の各実施形態に係る発光素子・装置において、「上」、「下」、「左」及び「右」等は、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」等は、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
［実施形態１］

図１Ａ〜図３Ｂに、本発明の実施形態１に係る発光装置１００を示す。これらの図において、図１Ａは模式平面図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における模式断面図、図１Ｃは図１ＡのＩＣ−ＩＣ線における模式断面図、図２は発光装置１００において第一方向Ｘに配列された複数の発光素子１０の模式的平面図、図３Ａは発光素子１０の模式平面図、図３ＢはＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における模式断面図である。これら図１Ａ〜図３Ｂに示すように、実施形態１に係る発光装置１００は、実装基板５０と、実装基板５０上に、第一方向Ｘに間を空けて配列された複数の発光素子１０と、複数の発光素子１０の光取り出し面２１側であって、複数の発光素子１０上及び複数の発光素子１０間を覆う波長変換部材２０と、複数の発光素子１０の周囲及び波長変換部材２０の側面を被覆する光反射性樹脂３０とを備えている。そして、複数の発光素子１０は、それぞれ光取り出し面２１側から順に、ｎ型半導体層２と、ｎ型半導体層２の一部に設けられた活性層３と、活性層３に設けられたｐ型半導体層４と、を有し、第一方向Ｘに対して直交する第二方向Ｙにおいてｎ型半導体層２の少なくとも両端領域Ａ１上にｎ側電極５が設けられ、ｐ型半導体層４上にｐ側電極６が設けられており、第二方向Ｙにおいて、波長変換部材２０の両側面は、それぞれ活性層３の両側面と略同一面上あるいは活性層３の両側面よりも外側に位置している発光装置１００である。実施形態１に係る発光装置１００によれば、図２等に示すようにｎ側電極５が発光装置１００の第二方向Ｙにおける両端部に主に配置されているため、ｎ側電極５による光の吸収を抑制できると共に発光装置の光取り出し面における輝度むらが改善された発光装置１００を提供することができる。以下、詳細に説明する。

図１Ａ〜図３Ｂに示す発光装置１００は、主として、透光性基板１上に半導体積層体を有する複数の発光素子１０と、発光素子１０からの光を透過する波長変換部材２０と、発光素子１０の周囲及び波長変換部材２０の一部を被覆する光反射性樹脂３０とで構成されている。波長変換部材２０は、図１Ｂや図１Ｃ等に示すように、光取り出し面２１と光取り出し面２１と対向する受光面２２と側面２３とを有している。複数の発光素子１０は、実装基板５０上に第一方向Ｘに配列されており、図１Ｃに示すように透光性基板１の上面が波長変換部材２０の受光面２２に対向するようにフェイスダウン実装されている。また波長変換部材２０は、発光素子１０の透光性基板１と接着部材４０により接合され、複数の発光素子１０を跨いで設けられており、複数の発光素子１０上及び発光素子１０間を覆っている。実装基板５０上に配列された複数の発光素子１０の周囲と、波長変換部材の側面２３とが光反射性樹脂３０により被覆されているため、発光装置１００から光が取り出される領域は実質的に波長変換部材２０の上面すなわち光取り出し面２１に限定される。
（発光素子１０）

実施形態１に係る発光素子１０は、図１Ａ〜図２に示すように、発光装置１００において実装基板５０上に第一方向Ｘに複数配列されている。また、発光素子１０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、矩形状に形成され、透光性基板１と、半導体積層体と、半導体積層体を構成するｎ型半導体層２上に設けられたｎ側電極５と、ｐ型半導体層４上の設けられたｐ側電極６とを備える。また実施形態１に係る発光素子１０は、透光性基板１上にｎ型半導体層２と、活性層３と、ｐ型半導体層４とが形成されている。ｎ側電極５及びｐ側電極６は発光素子１０の一方の面側に設けられており、フェイスダウン型の実装に適した構造を有している。

透光性基板１は半導体層をエピタキシャル成長させるための基板であり、例えば、半導体層を窒化ガリウム等の窒化物半導体を用いて形成する場合には、Ｃ面、Ｒ面、Ａ面の何れかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）のような絶縁性基板、またＳｉＣ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジム等の酸化物基板が挙げられる。半導体層として窒化物半導体を用いる場合は、半導体層を結晶成長させるのに適した透光性基板１上に、例えば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル成長法）等の公知の技術により形成することができる。

透光性基板１の下面には、波長変換部材２０の光取り出し面２１側から順に、ｎ型半導体層２と、ｎ型半導体層２の一部に設けられた活性層３と、活性層３に設けられたｐ型半導体層４とが設けられている。言い換えれば、透光性基板１の一方の主面上にｎ型半導体層２、活性層３、ｐ型半導体層４が順次積層されて構成されている。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、発光素子１０には、ｐ型半導体層４及び活性層３が部分的に存在しない領域、すなわちｐ型半導体層４の上面から凹んでｎ型半導体層２が露出した露出部２Ａが形成されている。実施形態１において、露出部２Ａは、図３Ａに示すように、第二方向Ｙにおいて、発光素子１０の両端（図３Ａにおいて上下）に位置する両端領域Ａ１と、発光素子１０上のｐ側電極６の外周に沿った領域であり、図３Ａにおいてｐ側電極６の左右に位置する外周領域Ａ２と、を備えている。実施形態１では、図３Ａにおいて、ハッチングを施している領域が露出部２Ａに相当する。また、図３Ｂに示すように、両端領域Ａ１は、第二方向Ｙにおいて発光素子１０のｐ型半導体層４の側面又は活性層の側面３ａよりも外側に位置する領域である。ｎ側電極５は、両端領域Ａ１上に主に設けられており、外周領域Ａ２にはｎ側電極５が設けられていない。ｎ側電極５を外周領域Ａ２上ではなく両端領域Ａ１上に設けることで、図１Ｃに示すように、第一方向Ｘに複数の半導体発光素子１０を配列して発光装置１００としたときに、素子間でｎ側電極による光吸収をなくすことができる結果、第一方向Ｘにおける光取り出し面２１の輝度むらを改善することができる。ここで外周領域Ａ２は、ウエハ状態の発光素子１０を個々に区画する境界線に沿った領域である境界領域（ダイシングストリート）の一部であり、第一方向Ｘにおける幅を、例えば、５．０〜５０μｍ程度とすることができる。また、図３Ａに示すように、発光素子１０の光取り出し面内にも、露出部として穴部Ａ４を備えていてもよく、穴部Ａ４の底面にｎ側電極５Ｂを設けることができる。なお、露出部２Ａは、完成した発光素子１０においては、ｎ側電極５又は発光素子１０を保護する保護膜によって被覆されているが、便宜的に「露出部」と呼ぶ。また図２や図３Ａにおいては、説明のため波長変換部材や透光性基板を透過した状態にて図示を示している。

図１Ｃに示すように複数の発光素子１０は、第一方向Ｘにおいて、間を空けて配列されている。第一方向Ｘに配列された複数の発光素子１０において、隣り合う発光素子１０の活性層の互いの側面３ａは隣接していることが好ましい。これにより、配列された半導体発光素子１０の間で輝度が低下するのを軽減でき、発光装置１００としたときの第一方向Ｘにおける光取り出し面２１の輝度むらを改善することができる。例えば、第一方向Ｘにおいて発光素子１０の活性層の側面３ａを隣接させたとき、外周領域Ａ２を含むそれぞれの発光素子１０の活性層の側面３ａ間の距離は、０．０１〜０．５μｍ程度であることが好ましく、０．０５〜０．２μｍ程度であることがさらに好ましい。

ｎ型半導体層２、活性層３及びｐ型半導体層４は、Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体が好適に用いられる。また、これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、活性層３は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。

また、発光素子１０において、後述する導電性接着材６０が設けられるｎ側電極５及びｐ側電極６の表面を除き、ｎ型半導体層２、活性層３、ｐ型半導体層４の表面は、透光性及び絶縁性を有する保護膜で被覆されていることが好ましい。

ｎ側電極５及びｐ側電極６は、発光素子１０に外部から電流を供給するための電極である。図３に示すように、ｎ側電極５は、発光素子１０の両端領域Ａ１上に設けられ、ｎ型半導体層２と電気的に接続されている。このようにすれば、発光素子１０の発光領域における電流密度を均一にして、発光素子１０の輝度むらを改善することができる。さらに、ｎ側電極５が配置された領域を大きくできるため、順方向電圧Ｖｆを低減することができる。ｐ側電極６は、ｐ型半導体層４上に設けられ、ｐ型半導体層４と電気的に接続されている。また、ｎ側電極５Ｂは、図３Ａに示すように、穴部Ａ４に露出されたｎ型半導体層２上に設けてもよい。

ｎ側電極５及びｐ側電極６は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｗ、Ｎｉ等の単体金属及びそれらの合金等の金属材料から形成することができる。電極の構成は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものが利用できる。
（波長変換部材２０）

波長変換部材２０は、発光素子１０が発光する光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換材料を有している。波長変換部材２０は、波長変換材料として蛍光体の粒子を含有させることができる。例えば、発光素子１０からの光が、波長変換部材２０中の波長変換材料としての蛍光体を励起することで、発光素子１０からの光と異なった波長を持つ光が得られ、さらに発光素子１０からの光と蛍光体が励起することで得られた光との混色により、所望の色相を有する出射光を得ることできる。また、実施形態１の波長変換部材２０は、平面視において、光取り出し面２１となる上面が露出されており、上面と対向する下面が受光面２２となり透光性基板１の上面側と接着部材４０を介して接合されている。さらに、波長変換部材２０の側面は、後述する光反射性樹脂３０により被覆されている。

実施形態１において、図１Ｂに示すように、第二方向Ｙにおける波長変換部材２０の両側面２３が、それぞれ活性層３の両側面３ａと略同一面上に位置している。この形態であれば、波長変換部材２０の両側面２３がそれぞれの活性層３の両側面３ａよりも内側に位置している場合と比較して、波長変換部材２０の受光面２２を大きく設けることができる。その結果、活性層３からの光を取り出しやすくなるため、発光効率を向上させることができる。また、第二方向Ｙにおける波長変換部材２０の両側面２３が、それぞれ活性層３の両側面３ａよりも外側に位置している形態とすることもできる。この形態であれば、波長変換部材２０の光取り出し面２１の面積を増加させることができるため、発光装置１００の発光効率をさらに向上させることができる。さらに、波長変換部材２０の側面２３は、第二方向Ｙにおいて活性層３の側面３ａとｎ側電極５の内側側面５ａとの間に位置していることが好ましい。これにより、波長変換部材２０内に入射して波長変換された光が再び実装基板５０側に戻り、ｎ側電極５に吸収される光を減らすことができるため、発光装置１００の色むらを改善することができる。ここで、ｎ側電極５の内側側面５ａとは、第二方向Ｙにおいて活性層３の側面３ａと面する側面である。

波長変換部材２０の母材としては、例えば、ガラス、セラミック、樹脂等を用いることができ、その母材に蛍光体を含有したものを好適に用いることができる。例えば、ガラスに蛍光体を含有させたガラス体、セラミックに蛍光体を含有させたセラミック体等が信頼性の観点から好ましい。また、波長変換部材２０の母材には蛍光体の他に光散乱剤を含有させてもよい。光散乱剤としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉからなる群から選択される１種の酸化物、若しくはＡｌＮ、ＭｇＦの少なくとも１種であり、具体的にはＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＦ、ＡｌＮ、ＳｉＯ₂よりなる群から選択される少なくとも１種である。光散乱剤の粒子を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌからなる群から選択される１種の酸化物とすることで、高い反射性及び低吸収性を有するものとなり、波長変換部材２０の母材との屈折率差を高めることができるため好ましい。

また、波長変換部材２０の形状は特に限定されず、例えば、板状とすることができる。一方で、板状に限らず、全体又は一部に曲面を有する形態、凹凸面等の面状の形態等、種々の形状若しくは形態、例えば集光、分散するための形状、例えばレンズ状等のような光学的な形状とすることもできる。

波長変換部材２０の厚みは、蛍光体の含有量や、発光素子１０が発光する光と波長変換後の光との混色後の所望する色調等に応じて定めることができるが、例えば、１０〜５００μｍ程度であることが好ましく、さらには５０〜３００μｍ程度であることがより好ましい。

波長変換部材２０に含有する蛍光体としては、青色光を発する発光素子１０と好適に組み合わせて白色発光とできるものが好ましい。例えば、ガーネット構造のセリウムで付括されたＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及びＬＡＧ系蛍光体（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）等を単独又は組み合わせて使用することができる。
（光反射性樹脂３０）

光反射性樹脂３０は、発光素子１０からの光又は波長変換部材２０により波長変換された光を主に反射するために設けられた樹脂であり、母材となる樹脂に光散乱部材を含有している。実施形態１の光反射性樹脂３０は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、発光素子１０の周囲と波長変換部材２０の側面２３とを連続して被覆しており、平面視において、波長変換部材２０の上面が露出するように形成されている。これにより、発光素子１０からの光が取り出される面を、実質的に波長変換部材２０の上面（光取り出し面２１）のみに制限できる。このとき、波長変換部材２０及び発光素子１０を含む光源部において、波長変換部材２０の光取り出し面２１以外が光反射性樹脂３０により被覆されている形態であることが好ましい。また、波長変換部材２０の側面にまで光反射性樹脂３０を被覆することで、波長変換部材２０の側面２３から光が漏れ出すことを抑制して、発光装置１００の見切りを改善することができる。

また、光反射性樹脂３０は、ｎ側電極５が設けられた両端領域Ａ１を被覆していることが好ましい。これにより、波長変換部材２０の受光面２２や光反射性樹脂３０等により反射され実装基板５０側に戻ってきた光を、光取り出し面２１側に向かって反射させ、発光装置１００の発光効率を向上させることができる。さらに、発光素子１０の側面、具体的には、透光性基板１及びｎ型半導体層２の側面が光反射性樹脂３０により被覆されていることが好ましい。このようにすれば、発光素子１０の側面から漏れ出す光を抑制することができる。また図１Ｂ、図１Ｃ等に示すように、光反射性樹脂３０の表出面が波長変換部材２０の光取り出し面２１よりも窪んだ構造でもよく、光反射性樹脂３０による遮光を防止することができる。また、光取り出し面２１と光反射性樹脂３０の表出面は略同一面とすることもできる。

光反射性樹脂３０の母材としては透光性の樹脂材料が好ましく、例えば、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物等を使用することができる。実施形態１では耐熱性・耐候性の観点から樹脂材料としてシリコーン樹脂を使用している。樹脂材料を使用することで、所望の形状に成形でき、また所望領域を容易に被覆できる。また、光反射性樹脂３０の光取り出し面２１側である表出面を所望形状とでき、平坦な面状の他、凹や凸の曲面とできる。

また、光反射性樹脂３０の母材中に含有される光散乱部材としては、低吸収性の粒子を用いることが好ましい。例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉからなる群から選択される１種の酸化物、若しくはＡｌＮ、ＭｇＦの少なくとも１種であり、具体的にはＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＦ、ＡｌＮ、ＳｉＯ₂よりなる群から選択される少なくとも１種である。これらの光散乱部材を用いることで、高い反射性及び低吸収性を備えた光反射性樹脂３０とすることができるため、光吸収、光損失を低減することができる。実施形態１では、光反射性及び光吸収性の観点から光散乱部材としてＴｉＯ₂を使用している。

光反射性樹脂３０は、光散乱部材の含有濃度や密度等により光の漏れ出す深さが異なるため、発光装置１００の形状、大きさに応じて、適宜濃度、密度を調整すると良い。例えば、比較的小さな発光装置１００で光反射性樹脂３０の厚みを小さくする場合は、高濃度の光散乱部材が含有された光反射性樹脂３０を用いることが好ましい。特に、平面視において、透光性基板１の上面側に設けられた光反射性樹脂３０の光散乱部材の含有濃度及び厚みは、発光装置１００の見切りの改善に大きく影響するため、例えば、光散乱部材の含有濃度を２０〜５０ｗｔ％程度とし、その厚みを１００〜３００μｍ程度とするのが好適である。このようにすれば、発光装置１００の見切りを良好にできると共に、発光装置１００の光取り出し面２１から高輝度で指向性の高い出射光を得ることができる。また、適度な粘性を有した光反射性樹脂３０とすることでアンダーフィルの形成等を容易に行うことができる。また、光散乱部材の含有濃度を高くすれば光反射性樹脂３０の熱拡散性を高めることができる。
（接着部材４０）

接着部材４０は、発光素子１０と波長変換部材２０との間に介在して双方の部材を固着する接着剤として用いられる。この接着部材４０は、透光性を有しており、発光素子１０からの出射光を波長変換部材２０側へ導光でき、双方の部材を光学的に結合できる材質であることが好ましい。その材料としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等透光性の熱硬化性樹脂がよく、特にシリコーン樹脂は耐熱性、耐光性に優れるため好ましい。実施形態１においては、接着部材４０としてシリコーン樹脂を用いている。

接着部材４０は、平面視において、波長変換部材２０よりも外側に配置されていてもよく、例えば、図１Ｂに示すように、透光性基板１の表面と波長変換部材の側面２３とを被覆する、傾斜面を備えた接着部材４０を配置することができる。このようにすれば、発光素子１０からの光を波長変換部材２０の受光面２２に効率良く導光し、光反射性樹脂３０によって反射し実装基板５０側に戻る光を低減できる。その結果、ｎ側電極５による光の吸収を抑制できるので発光効率を向上させることができる。
（実装基板５０）

図１の発光装置１００において、上記の発光素子１０が実装される実装基板５０は、少なくとも上面に発光素子１０の電極と電気的に接続される配線５１を形成したものが利用できる。実装基板５０の材料は、例えば、窒化アルミニウム、又はアルミナ等のセラミック等は放熱性が高いため好適に用いることができる。また図１Ｂ、図１Ｃ等に示すように、発光素子１０は、導電性接着材６０により配線５１上に接着されて外部と電気的に接続される。導電性接着材６０には、Ａｕバンプ、半田、Ａｇペースト等が利用できる。実施形態１においては、導電性接着材６０としてＡｕバンプを用いている。
（発光装置１００の製造方法）

図１に示される発光装置１００の製造方法の一例として以下に説明する。まず、実装基板５０の配線５１上又は発光素子１０に導電性接着材６０であるＡｕバンプを形成し、複数の発光素子１０を実装基板５０上フリップチップ実装する。その後、波長変換部材２０を複数の発光素子１０の透光性基板１の上面に接着部材４０を介して接合する。このとき、波長変換部材２０は、複数の発光素子１０を跨いで配置されている。その後、発光素子１０と実装基板５０との間にアンダーフィルとして機能する樹脂を流し込みその樹脂を硬化させる。ここで、アンダーフィルとして用いる樹脂は、光反射性樹脂３０と比較して、粘性が低くなっている。その後、実装された複数の発光素子１０を囲むように光反射性樹脂３０を枠型に形成し、一度仮硬化させる。その後、発光素子１０と枠型の光反射性樹脂３０との間に光反射性樹脂３０を流し込み硬化させる。このようにすれば、本発明の実施形態１に係る発光装置１００を生産性良く製造することができる。
［実施形態２］

次に本発明の実施形態２に係る発光装置を、図４の模式平面図に示す。実施形態２に係る発光装置において、図４に示す発光素子１０の構造を除く構成については、上述の実施形態１と実質的に同様であるため、同様の構成については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。

図４に示すように、第一方向Ｘに配列された発光素子１０のうち、両端部に位置する発光素子１０Ｂは、第一方向Ｘにおける波長変換部材２０（図４において破線で示す）の端縁よりも第一方向Ｘに延出する延出領域Ａ３を有している。延出領域Ａ３は、ｎ型半導体層２が露出した露出部２Ａの一つであり、端部に位置する発光素子１０Ｂのｎ型半導体層２から連続して形成されている。延出領域Ａ３の大部分は、平面視において波長変換部材２０の光取り出し面よりも外側に位置している。このため、延出領域Ａ３上にｎ側電極５Ｃを設けることにより、輝度むらを悪化させることなく電極領域を増加させることができ、発光装置１００の順方向電圧Ｖｆを低減できる。
［実施形態３］

また本発明の実施形態３に係る発光装置を図５Ａ〜図５Ｂに示す。これらの図において、図５Ａは発光素子１０の平面図、図５Ｂは図５Ａに示す発光素子１０を実装した発光装置の模式断面図である。なお、図５Ｂでは図５ＡのＡ−Ａ線における発光素子の模式的断面が示されている。実施形態３に係る発光装置において、図５Ａ〜図５Ｂに示す発光素子１０の構造を除く構成については、上述の実施形態１と実質的に同様であるため、同様の構成については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。また、図５Ａ〜図５Ｂにおいて、ハッチングを施している領域が露出部２Ａ’に相当する。

図５Ｂに示すように、第二方向Ｙにおいて、ｎ型半導体層２上に両端領域Ａ１’よりも延出する透光性基板１が設けられ、透光性基板１及び両端領域Ａ１’を跨ぐようにｎ側電極５Ｄが設けられている。つまり、ｎ側電極５Ｄが、透光性基板１の下面と、ｎ型半導体層２の側面から両端領域Ａ１とに連続して設けられている。このようにすれば、活性層３の側面３ａと導電性接着剤６０Ｂとの距離を長くでき、活性層３の側面３ａと導電性部材６０Ｂとの間に光反射性樹脂３０を比較的厚く配置できるため、導電性部材６０Ｂによる光吸収を抑制し発光効率を向上させることができる。このとき、少なくとも透光性基板１上において、ｎ側電極５Ｄが設けられた領域が光反射性樹脂３０により被覆されていることが好ましい。

また、図６に示す変形例に係る発光装置に用いる発光素子１０’のように、両端領域Ａ１に設けられたｎ側電極５Ｅが、波長変換部材の裏面側に部分的に入り込むように延長されていてもよい。このようにすれば、図５Ａ〜図５Ｂに示した形態に比較して、活性層３の面積が減少する一方で、ｎ型半導体層２に接触する電極の面積を増加させ順方向電圧Ｖｆを低減することができる。
［実施形態４］

最後に、本発明の実施形態４に係る発光装置に用いる発光素子を図７Ａの模式平面図及び図７Ｂの模式断面図に示す。なお、図７Ｂでは図７ＡのＢ―Ｂ線における発光素子の模式的断面が示されている。実施形態４に係る発光装置において、図７Ａ、図７Ｂに示す発光素子１０”の構造を除く構成については、上述の実施形態１と実質的に同様であるため、同様の構成については同一の符号を用いて適宜説明を省略する。また、図７Ａにおいて、ハッチングを施している領域が露出部２Ａ”に相当する。本実施形態において、露出部２Ａ”は外周領域が存在せず、両端領域で構成されている。

図７Ａに示すように、平面視において、露出部２Ａ”である両端領域は、波長変換部材２０よりもｎ型半導体層２が延出した複数の凸状領域２ｂを有するように設けられ、複数の凸状領域２ｂ及び透光性基板１上を覆うようにｎ側電極５Ｆが配置されている。具体的には、図７Ｂに示すように、凸状領域２ｂは、波長変換部材２０の側面２３よりも外側に延出しており、実施形態４においては、４つの凸状領域２ｂが形成されている。このとき、ｎ側電極５Ｆは凸状領域２ｂと電気的に接続されている。これにより、活性層３からの光がｎ型半導体層２内を伝搬する領域を減らすことができるため、活性層３からの光がｎ型半導体層２内で反射を繰り返してｎ型半導体層２に吸収される光を減らせる結果、発光装置１００の発光効率を向上させることができる。

本発明の発光装置は、バックライト光源、ディスプレイ、照明、車両用ランプ等の各種光源を構成する発光素子、あるいは発光素子に限らず受光素子やその他の半導体デバイスに好適に利用することができる。

１０、１０’、１０” 発光素子
１０Ｂ両端部に位置する発光素子
１透光性基板
２ｎ型半導体層
２Ａ、２Ａ’、２Ａ” 露出部
Ａ１、Ａ１’ 両端領域
Ａ２外周領域
Ａ３延出領域
Ａ４穴部
２ｂ凸状領域
３活性層
３ａ側面
４ｐ型半導体層
５、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆｎ側電極
５ａｎ側電極の内側側面
６ｐ側電極
２０波長変換部材
２１光取り出し面
２２受光面
２３側面
３０光反射性樹脂
４０接着部材
５０実装基板
５１配線
６０、６０Ｂ導電性接着材
１００発光装置

Claims

実装基板と、
前記実装基板上に、第一方向に間を空けて配列された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の光取り出し面側であって、前記複数の発光素子上及び前記複数の発光素子間を覆う波長変換部材と、
前記複数の発光素子の周囲及び前記波長変換部材の側面を被覆する光反射性樹脂と
を備え、
前記複数の発光素子は、それぞれ前記光取り出し面側から順に、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の一部に設けられた活性層と、前記活性層に設けられたｐ型半導体層と
を有し、
前記第一方向に対して直交する第二方向において前記ｎ型半導体層の少なくとも両端領域上にｎ側電極が設けられ、前記ｐ型半導体層上にｐ側電極が設けられており、
前記第二方向において、前記波長変換部材の両側面は、それぞれ前記活性層の両側面と略同一面上あるいは前記活性層の両側面よりも外側に位置されてなることを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置であって、
前記複数の発光素子のうち、隣り合う発光素子の前記活性層の互いの側面が隣接していることを特徴とする発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置であって、
前記ｎ側電極を設けた前記両端領域を、前記光反射性樹脂で被覆してなることを特徴とする発光装置。
請求項１〜３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第一方向の端部に位置する発光素子は、前記波長変換部材の端縁よりも第一方向に延出する延出領域を備え、
さらに前記延出領域上に、前記ｎ側電極を設けてなることを特徴とする発光装置。
請求項１〜４のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二方向において、前記ｎ型半導体層上に前記両端領域よりも延出する透光性基板が設けられ、
前記透光性基板及び前記両端領域を跨ぐように前記ｎ側電極を形成してなることを特徴とする発光装置。
請求項５に記載の発光装置であって、
少なくとも前記透光性基板上において、前記ｎ側電極が設けられた領域が前記光反射性樹脂で被覆されてなることを特徴とする発光装置。
請求項５又は６に記載の発光装置であって、
前記両端領域に設けられたｎ側電極が、前記波長変換部材の裏面側に入り込むように延長されてなることを特徴とする発光装置。
請求項５に記載の発光装置であって、
平面視において、前記両端領域は、前記波長変換部材よりも前記ｎ型半導体層が延出した複数の凸状領域を形成しており、
前記複数の凸状領域及び前記透光性基板上を覆うようにｎ側電極を形成してなることを特徴とする発光装置。