JP2019102636A

JP2019102636A - 発光装置

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Publication number: JP2019102636A
Application number: JP2017231601A
Authority: JP
Inventors: 二郎東野; Jiro Higashino; 平間　聡; Satoshi Hirama; 聡平間; 翔野澤; Sho Nozawa; 裕之石河; Hiroyuki Ishikawa
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: JP7080625B2; US20190172984A1; EP3493279B1; EP3493279A1; US10804443B2; CN110021587A

Abstract

【課題】波長変換体が発光素子上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置を提供する。【解決手段】ベース基板１１と、ベース基板上に形成された絶縁層１２と、絶縁層は、ベース基板の上面を露出させる開口部を有し、絶縁層の開口部内に固定された搭載基板１３と、搭載基板上に並置された複数の発光素子２０と、複数の発光素子上に配置された波長変換板３０と、搭載基板上に配置され、波長変換板の側面に突き当たって波長変換板の位置を定める複数のバンプ１４と、を有する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、発光素子を含む発光装置に関する。

従来から、発光素子、及び当該発光素子から放出された光の波長を変換する波長変換体を有する発光装置が知られている。例えば、特許文献１には、ＬＥＤ素子及び波長変換層を含む発光装置が開示されている。

特開2016-66680号公報

発光装置は、例えば、発光素子として発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子を有する。また、例えば、照明用途に用いる発光装置の場合、当該発光装置は、発光素子からの波長を変換して照明光としての白色光を生成する波長変換体、例えば蛍光体を有する蛍光体プレートを有する。例えば、波長変換体は、発光素子から放出された光を受けてその一部の波長を変換する。また、波長変換体は、当該波長変換光と、発光素子からの放出光との混色によって、外部に出射する出射光（例えば照明光）を生成する。

ここで、波長変換体からは、色ムラ及び強度ムラが小さい光が出射されることが好ましい。例えば、波長変換体は、発光素子上に設けられる場合、発光素子からの放出光をムラなく受光するような形状及びサイズを有すること、また、当該発光素子上の好ましい位置に確実に固定されることが好ましい。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、波長変換体が発光素子上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置を提供することを目的としている。

本発明による発光装置は、搭載基板と、搭載基板上に並置された複数の発光素子と、複数の発光素子上に配置された波長変換板と、搭載基板上に配置され、波長変換板の側面に突き当たって波長変換板の位置を定める複数のバンプと、を有することを特徴としている。

また、本発明による発光装置は、搭載基板と、搭載基板上に配置された発光素子と、発光素子上に配置された波長変換板と、搭載基板上に配置され、波長変換板の側面に突き当たって波長変換板の位置を定める複数のバンプと、を有することを特徴としている。

実施例１に係る発光装置の模式的な上面図である。実施例１に係る発光装置の断面図である。実施例１に係る発光装置における発光素子の断面図である。実施例２に係る発光装置の断面図である。実施例２に係る発光装置の拡大断面図である。実施例２に係る発光装置の製造過程を示す図である。実施例２に係る発光装置の製造過程を示す図である。実施例２に係る発光装置の製造過程を示す図である。実施例３に係る発光装置の拡大断面図である。実施例４に係る発光装置の拡大断面図である。実施例５に係る発光装置の模式的な上面図である。実施例５の変形例に係る発光装置の模式的な上面図である。実施例６に係る発光装置の模式的な上面図である。実施例６に係る発光装置の断面図である。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１Ａは、実施例１に係る発光装置１０の模式的な上面図である。また、図１Ｂは、発光装置１０の断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＶ−Ｖ線に沿った断面図である。また、図１Ｃは、図１Ｂの破線で囲まれた部分Ａを拡大して示す拡大断面図である。図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを用いて発光装置１０について説明する。

まず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、発光装置１０は、配線（第１及び第２の配線）Ｔ１及びＴ２が形成されたベース基板（第１の基板又は配線基板と称する場合がある）１１と、ベース基板１１上に実装された複数の発光素子２０を有する。

本実施例においては、発光装置１０は、ベース基板１１上に形成された絶縁層１２を有する。また、絶縁層１２は、ベース基板１１の上面を露出させる開口部を有する。発光装置１０は、当該絶縁層１２の開口部内に固定されたサブマウント基板（第２の基板又は搭載基板と称する場合がある）１３を有する。

発光装置１０は、サブマウント基板１３上に並置して搭載された複数の発光素子２０を有する。本実施例においては、サブマウント基板１３上には４つの発光素子２０が１列に整列して配置されている。発光素子２０の各々は、ベース基板１１上に形成された配線Ｔ１及びＴ２に接続されている。配線Ｔ１及びＴ２は、例えば外部（例えば駆動回路）への接続端子に接続されている。

本実施例においては、ベース基板１１は、熱伝導性の高い材料、例えばＣｕなどの金属材料からなる。しかし、ベース基板１１は、金属材料からなる場合に限定されず、例えば絶縁材料から構成されていてもよい。ベース基板１１が絶縁材料からなる場合、絶縁層１２が設けられる必要はなく、ベース基板１１上に配線Ｔ１及びＴ２が形成されていてもよい。また、サブマウント基板１３は、熱伝導性の高い材料、例えばセラミックスなどからなる。

ここで、図１Ｃを用いて発光素子２０の各々の構成について説明する。本実施例においては、発光素子２０の各々は、支持基板（第３の基板と称する場合がある）２１上に積層されたｐ型半導体層（第１の半導体層）２２、活性層２３及びｎ型半導体層（第２の半導体層）２４を有する。例えば、ｐ型半導体層２２、活性層（発光層）２３及びｎ型半導体層２４の各々は、窒化物系半導体からなる。

本実施例においては、ｐ型半導体層２２、活性層２３及びｎ型半導体層２４は、発光素子２０の発光部ＥＭを構成する。また、ｎ型半導体層２４の上面は、発光素子２０の各々の上面であり、発光素子２０の各々における光取り出し面として機能する。

また、発光素子２０の各々は、ベース基板１１上の配線Ｔ１及びＴ２に接続されている。本実施例においては、サブマウント基板１３上には、ボンディングワイヤＢＷを介してベース基板１１の配線Ｔ１に接続されたｐ側パッド端子（第１のパッド端子）ＰＰが形成されている。また、サブマウント基板１３上には、ボンディングワイヤＢＷを介してベース基板１１の配線Ｔ２に接続されたｎ側パッド端子（第２のパッド端子）ＰＮが形成されている。

また、発光素子２０の各々は、支持基板２１上に形成されたｐ側パッド電極Ｐ１を有する。また、ｐ側パッド電極Ｐ１上にはバンプ（接続バンプ）ＢＰが形成されている。ｐ側パッド端子ＰＰ及びバンプＢＰは、ボンディングワイヤＢＷを介して互いに接続されている。本実施例においては、図１Ａに示すように、発光素子２０の各々のｐ側パッド電極Ｐ１上には２つのバンプＢＰが形成され、２つのボンディングワイヤＢＷによってｐ側パッド端子ＰＰ及びバンプＢＰが接続されている。

また、本実施例においては、発光素子２０の各々は、支持基板２１とサブマウント基板１３との間において互いに接続されている。

なお、図１Ａを参照すると、本実施例においては、発光素子２０の各々における発光部ＥＭは、矩形の上面形状を有する。また、サブマウント基板１３上においては、発光部ＥＭの各々が１列に整列するように配置され、かつｐ側パッド電極Ｐ１の各々が発光部ＥＭの配列方向に沿って１列に整列するように配置されている。

次に、図１Ａに示すように、発光装置１０は、発光素子２０の各々上に一体的に形成された波長変換板３０を有する。波長変換板３０は、発光素子２０の各々からの放出光に対して波長変換を行う。波長変換板３０は、例えば、蛍光体粒子及びバインダ（図示せず）を含む板状の部材、又は単結晶の蛍光体プレートを含む。本実施例においては、波長変換板３０は、発光素子２０の配列方向を長辺方向とする長方形の上面形状を有する。

また、図１Ｂに示すように、本実施例においては、波長変換板３０における主面の一方が発光素子２０の上面に接合され、他方の主面が外部に面する。すなわち、波長変換板３０の当該一方の主面は、発光素子２０によって放出された光の受光面として機能し、当該他方の主面は、発光装置１０の光取り出し面として機能する。

また、発光装置１０は、波長変換板３０の側面に突き当って発光素子２０の各々上における波長変換板３０の位置を定めるバンプ（位置決めバンプ）１４を有する。本実施例においては、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、バンプ１４は、発光素子２０の各々における支持基板２１のｐ側パッド電極Ｐ１上に設けられた円柱状の金属バンプ（金属突起）からなる。また、バンプ１４の各々は、発光素子２０（発光部ＥＭ）の配列方向に沿って１列に整列して配置されている。

換言すれば、本実施例においては、サブマウント基板１３はｐ側パッド端子ＰＰを有する。また、発光素子２０の各々は、支持基板２１上に配置された発光部ＥＭと、支持基板２１上に配置されて発光部ＥＭに接続され、ボンディングワイヤＢＷによってサブマウント基板１３のｐ側パッド端子ＰＰに接続されたｐ側パッド電極Ｐ１を有する。

また、発光素子２０の各々のｐ側パッド電極Ｐ１は、発光素子２０の配列方向に沿って整列しており、バンプ１４の各々は、ｐ側パッド電極Ｐ１上においてボンディングワイヤＢＷよりも発光部ＥＭに近い位置に配置されている。

発光装置１０がバンプ１４を有することで、波長変換板３０の発光素子２０上の位置が確実に定まる。従って、例えば、波長変換板３０をほぼ発光部ＥＭの上面のみを覆うような形状及びサイズで形成した場合でも、その高い位置決め精度によって、位置ズレを起こすことなく配置することができる。

仮にバンプ１４が設けられない場合、波長変換板が確実に発光部ＥＭを覆うように、例えば発光部ＥＭのみならず発光素子２０の全体を覆うような形状及びサイズで波長変換板を準備する必要がある場合がある。

具体的には、バンプ１４を用いずに発光素子２０上の発光部ＥＭのみに合わせた形状及びサイズの波長変換板を配置する場合、波長変換板から見たときに発光素子２０の上面が部分的に露出する場合がある。この場合、当該露出した部分からは、波長が変換されていない光が大部分を占める光が取り出され、大きな色ムラとなる可能性がある。これを考慮すると、比較的大きなサイズの波長変換板を準備せざるを得ない場合がある。

また、波長変換板の形状及びサイズが発光部ＥＭよりも十分に大きくした結果、当該波長変換板には、例えばｐ側パッド電極Ｐ１上の領域など、発光部ＥＭからの光が直接入射しない領域が形成される。これによって、波長変換板に入射する光の強度にムラが生じ、その結果、波長の変換ムラ、すなわち色ムラが生ずる。

しかし、本実施例においてはバンプ１４によって波長変換板３０の正確な位置決めを行うことができる。従って、発光部ＥＭのみに合わせた比較的小さい波長変換板３０であっても、確実に発光素子２０上に波長変換板３０を固定することができる。従って、必要な（無駄のない）形状及びサイズで波長変換板３０を準備すればよい。従って、波長変換板３０のほぼ全面で発光素子２０からの放出光が受光され、均一な色及び強度で光が取り出されることとなる。また、波長変換板３０が小型化され、コンパクトな発光装置１０となる。

また、本実施例においては、ｐ側パッド電極Ｐ１上には外部（本実施例においてはサブマウント基板１３上のｐ側パッド端子ＰＰ）への接続用のバンプＢＰ及びボンディングワイヤＢＷが形成されている。バンプ１４は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ｐ側パッド電極Ｐ１上においてバンプＢＰ及びボンディングワイヤＢＷよりも波長変換板３０に近い位置に設けられている。これによって、ボンディングワイヤＢＷと波長変換板３０との接触が防止され、ボンディングワイヤＢＷの損傷及びこれによる接続不良が防止される。

また、図１Ｂに示すように、本実施例においては、発光装置１０は、発光素子２０の各々、サブマウント基板１３上の構成要素（例えばボンディングワイヤＢＷ、ｐ側及びｎ側パッド端子ＰＰ及びＰＮ）を封止し、波長変換板３０の上面を露出させる封止部１５を有する。封止部１５は、樹脂材料からなり、例えば発光素子２０及び波長変換板３０からの出射光に対して反射性を有する樹脂材料からなる。例えば、封止部１５は、白色樹脂からなる。なお、図１Ａにおいては、封止部１５の図示を省略している。

また、本実施例においては、ベース基板１１上に形成され、封止部１５の封止領域を定めるフレーム１６を有する。フレーム１６は、ベース基板１１上において、発光素子２０及びサブマウント基板１３の領域の全体を取り囲むように環状に形成されている。フレームＦＬは、例えばセラミックスなどの材料からなる。封止部１５は、ベース基板１１上におけるフレームＦＬに囲まれた領域を充填するように形成されている。

換言すれば、本実施例においては、発光装置１０は、サブマウント基板１３が固定されたベース基板１１と、ベース基板１１上においてサブマウント基板１３を取り囲むように配置されたフレーム１６と、フレーム１６内に充填されて発光素子２０の各々を封止し、かつ波長変換板３０を露出させる封止部１５と、を有する。

ベース基板１１上にフレーム１６が設けられることで、波長変換板３０の位置はより確実に定まる。例えば、封止部１５は、熱硬化性樹脂をフレーム１６内に流し込んだ後、これを加熱して硬化することで形成することができる。この際、熱硬化性樹脂が、既に位置決めされた波長変換板３０を変位させる可能性がある。しかし、フレーム１６内に熱硬化性樹脂が留まることで、波長変換板３０の意図しない変位が抑制され、完成後においても確実に波長変換板３０が位置決めされた状態が保持される。

また、発光装置１０のように発光素子２０が１列に配列され、波長変換板３０が当該発光素子２０の配列方向を長辺方向とする矩形の上面形状を有することで、高い色及び強度の均一性を有するライン状の配光を形成することができる。例えば、このような発光装置１０は、車両用の灯具として好適である。

なお、本実施例においては、発光装置１０がベース基板１１、サブマウント基板１３を有し、サブマウント基板１３上に発光素子２０が搭載される場合について説明した。しかし、発光装置１０は、ベース基板１１を有していなくてもよい。

また、上記した発光素子２０の構成は一例に過ぎない。例えば、発光素子２０は、成長用基板上にｎ型半導体層２４、活性層２３及びｐ型半導体層２２が積層され、当該成長用基板がベース基板１１又はサブマウント基板１３上に搭載された構成を有していてもよい。また、発光素子２０はｐ側パッド電極Ｐ１を有さず、他の接続手段によって配線Ｔ１に接続されていてもよい。

また、本実施例においては、バンプ１４がｐ側パッド電極Ｐ１上に形成された円柱状の金属バンプからなる場合について説明したが、バンプ１４の構成は一例に過ぎない。例えば、バンプ１４は、樹脂材料から構成されていてもよく、また角柱形状や錐形状を有していてもよい。

また、本実施例においては、発光素子２０の各々上にバンプ１４が設けられている場合について説明したが、バンプ１４は発光素子２０の各々（全て）に設けられていなくてもよい。例えば、４つの発光素子２０のうち、いずれか２つの発光素子２０のｐ側パッド電極Ｐ１上に設けられていてもよい。

また、本実施例においては、発光装置１０は、封止部１５及びフレーム１６を有する場合について説明したが、発光装置１０は封止部１５及びフレーム１６を有していなくてもよい。

このように、本実施例においては、発光装置１０は、サブマウント基板（搭載基板）１３上に形成された複数の発光素子２０と、当該複数の発光素子２０上に形成された波長変換板３０と、波長変換板３０の側面に突き当って波長変換板３０の発光素子２０上の位置を定めるバンプ１４と、を有する。従って、波長変換板３０が発光素子２０上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置１０を提供することができる。

図２Ａは、実施例２に係る発光装置１０Ａの断面図である。また、図２Ｂは、図２Ａにおける破線で囲まれた部分ＡＡを拡大した断面図である。図２及び図２Ｂを用いて、発光装置１０Ａについて説明する。発光装置１０Ａは、バンプ１４Ａの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。

本実施例においては、バンプ１４Ａは、底部４１、中間部４２及び上部４３を有し、全体として略円柱状の金属バンプとして、ｐ側パッド電極Ｐ１上に形成されている。また、バンプ１４Ａの中間部４２は、底部４１及び上部４３よりも大きな幅（サブマウント基板１３に平行な方向の幅、本実施例においては直径）を有する。発光装置１０Ａにおいては、波長変換板３０の側面はバンプ１４Ａの中間部４２の側面に突き当たっている。

また、図２Ｂに示すように、波長変換板３０は、その側面の一部がバンプ１４Ａに突き当たりつつ、接着剤ＡＤによって発光部ＥＭ（ｎ型半導体層２４）の表面に接着されている。また、接着剤ＡＤの一部は、本実施例においては、波長変換板３０の側面の下方の部分に接し、かつバンプ１４Ａを埋設するように支持基板２１上に形成されている。なお、図示していないが、封止部１５は、接着剤ＡＤの上面に接しつつ発光素子２０及びボンディングワイヤＢＷ等を封止している。

次に、図３Ａ〜図３Ｃを用いて、発光装置１０Ａの製造工程、特にバンプ１４Ａの形成工程及び発光素子２０への波長変換板３０の接着工程について説明する。図３Ａ〜図３Ｃの各々は、発光装置１０Ａの製造過程における図２Ａの破線で囲まれた部分ＡＡを示す断面図である。

まず、図３Ａを用いて、バンプ１４Ａの形成工程（工程Ａ）について説明する。本実施例においては、バンプ１４Ａは、Ａｕからなる金属バンプである。バンプ１４Ａは、例えば、サブマウント基板１４への発光素子２０の搭載（例えば上記の工程４の後の工程、工程５）を行った後、サブマウント基板１３上のｐ側パッド端子ＰＰと支持基板２１上のｐ側パッド電極Ｐ１との間をワイヤボンディングによって接続する工程（工程６）の途中に、ボンディング装置を用いて形成することができる。

例えば、バンプ１４Ａは、接続バンプＢＰ（図１Ａ等）の形成の際に、ｐ側パッド電極Ｐ１上の接続バンプＢＰよりも発光部ＥＭ側に、２段のＡｕバンプを積層することで、形成することができる。また、当該２段階のバンプ形成の１段目についてはバンプサイズを小さく、２段目についてはバンプサイズを大きくすることで、安定してバンプ１４Ａを形成することができる。また、２段目のバンプ形成時にその位置を１段目よりもわずかに発光部ＥＭ側にずらすことによって、安定してバンプ１４Ａを形成することができる。

次に、発光部ＥＭ上に接着剤ＡＤを塗布する（工程Ｂ）。本実施例においては、接着剤ＡＤとして、熱硬化性樹脂の粘液をｎ型半導体層２２の表面上に塗布する。この際、接着剤ＡＤは、図３Ａに示すように、発光部ＥＭ上にのみ形成されることが好ましい。

次に、図３Ｂは、発光素子２０（発光部ＥＭ）上に仮配置された波長変換板３０を示す図である。波長変換板３０は、搬送装置を用いて発光部ＥＭ上に配置され、接着剤ＡＤに押し付けるように加圧される（工程Ｃ）。これによって、波長変換板３０の底面の全体に接着剤ＡＤが接し、波長変換板３０が発光部ＥＭ上に仮に位置決めされる。この際、接着剤ＡＤは、発光部ＥＭ上から支持基板２１上においてバンプ１４Ａに向かって溢れ出す。本実施例においては、バンプ１４Ａの全体が接着剤ＡＤに埋設される。

次に、図３Ｃは、バンプ１４Ａに突き当たって固定された波長変換板３０を示す図である。上記工程Ｃ後、波長変換板３０は、バンプ１４Ａに自己整合的に移動して突当たり、位置決めされる（工程Ｄ）。具体的には、波長変換板３０を接着剤ＡＤ上に配置して接着剤ＡＤがバンプ１４Ａ側に溢れ出すことで、波長変換板３０がバンプ１４Ａに向かって徐々に移動（変位）する。従って、波長変換板３０の側面がバンプ１４Ａに突当たり、波長変換板３０の位置が確定する。

ここで、本実施例においては、バンプ１４Ａは、その中間部４２の側面のみが波長変換板３０に突き当たる（接触する）。従って、バンプ１４Ａの底部４１及び上部４３の側面は波長変換板３０に接しない。このようにバンプ１４Ａを形成することで、波長変換板３０安定してバンプ１４Ａに突当たり、確実に位置が定まる。

具体的には、まず、バンプ１４Ａの底部４１が中間部４２よりも小さな幅を有することで、波長変換板３０の変位時に、接着剤ＡＤが波長変換板３０とバンプ底部４１との間の領域に向かって安定して移動する。すなわち、底部４１によって、接着剤ＡＤの逃げ（移動経路）を確保することができる。従って、確実に中間部４２と波長変換板３０とが突き当たる。

また、同様に、バンプ１４Ａの中間部４２が上部４３よりも大きな幅を有することで、例えば本実施例のように接着剤ＡＤがバンプ１４Ａを埋設する量で塗布された場合における接着剤ＡＤの逃げを確保することができる。従って、バンプ１４Ａが中間部４２と中間部４２よりも小さな幅を有する底部４１及び上部４３を有することで、確実に波長変換板３０がバンプ１４Ａに突当たり、確実に波長変換板３０の位置が定まる。

なお、本実施例においては、バンプ１４Ａが底部４１、中間部４２及び上部４３からなり、底部４１及び上部４３が中間部４２よりも小さな幅を有する場合について説明したが、バンプ１４Ａの構成はこれに限定されない。バンプ１４Ａは、底部４１が中間部４２及び上部４３よりも小さな幅を有していればよい。例えば、バンプ１４Ａの上部４３が中間部４２よりも大きな幅を有し、上部４３が波長変換板３０に突き当たっていてもよい。

このように、本実施例においては、バンプ１４Ａが底部４１、底部４２上に設けられた中間部４２、及び中間部４２上に設けられた上部４３を有し、底部４１は、中間部４２及び上部４３よりも小さな幅を有する。従って、波長変換板３０が発光素子２０上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置１０Ａを提供することができる。

図４Ａは、実施例３に係る発光装置１０Ｂにおけるバンプ１４Ｂの近傍を拡大して示す拡大断面図である。発光装置１０Ｂは、バンプ１４Ｂの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。

本実施例においては、バンプ１４Ｂは２段構造の金属バンプからなる。バンプ１４Ｂは、ｐ側パッド電極Ｐ１（搭載基板１３）上に形成された下段バンプ（第１の金属バンプ）４４と、下段バンプ４４上において下段バンプ４４よりも波長変換板３０側に形成された上段バンプ（第２の金属バンプ）４５からなる。

本実施例においては、図４Ａに示すように、下段バンプ４４は、上部が底部よりも細い段付きの円柱形状を有する。また、上段バンプ４５は、下段バンプ４４と同様に、上部が底部よりも細い段付きの円柱形状を有する。また、上段バンプ４５は、その当該円柱の中心軸ＡＸ２が、下段バンプ４４における当該円柱の中心軸ＡＸ１よりも発光部ＥＭ（波長変換板３０）に近い位置に配置されるように形成されている。

なお、バンプ１４Ｂは、例えば段付きのＡｕバンプを互いに異なる中心位置で２段積層することで形成することができ、２段目の積層後において１段目のバンプ形状（段付き形状）が一定程度維持された場合に相当する。

従って、本実施例においては、バンプ１４Ｂは、略４段構造を有し、上側の２段部分が発光部ＥＭ側に偏心した円柱状の形状を有する。また、波長変換板３０は、上段バンプ４５の側面（本実施例においては上段バンプ４５における底部側（下段バンプ４４に近い側）の側面）に突き当たっている。

本実施例は、例えば同一サイズ及び同一中心位置の２段の金属バンプではバンプの側面と波長変換板３０の側面とが確実に突き当たらない場合を考慮した構成に相当する。例えば、一般に、２段階でバンプを形成しようとする場合、２段目のバンプ形成時において１段目のバンプがわずかに潰れるように変形する。この場合、１段目のバンプの高さがわずかに低くなり、またバンプ幅がわずかに拡大される。従って、例えば上段バンプ４５を下段バンプ４４と同一のサイズ及び中心位置で形成した場合、接着時に波長変換板３０が下段バンプ４４に確実に突き当たらず、また下段バンプ４４上に乗り上げる場合がある。

これに対し、本実施例においては、バンプ１４Ｂは、上段バンプ４５を有することで、発光部ＥＭ（及び接着剤ＡＤ）よりも確実に高い高さを有している。また、上段バンプ４５は、下段バンプ４４の中心軸ＡＸ１よりも波長変換板３０側にその中心軸ＡＸ２が配置されるように、偏心して形成されている。従って、波長変換板３０がバンプ１４Ｂに乗り上げることなく確実にバンプ１４Ｂに突当たり、波長変換板３０が確実に位置決めされて接着されることができる。

なお、本実施例においてはバンプ１４Ｂが２段構造を有する場合について説明したが、バンプ１４Ｂの構成はこれに限定されない。例えば、バンプ１４Ｂは、互いに偏心していれば３段以上の積層構造を有していてもよい。例えば、下段バンプ４４と上段バンプ４５との間に両者の中間に配置された中心軸を有する中段バンプが設けられていてもよい。また、バンプ１４Ｂは、円柱形状に限らず、例えば角柱形状及び錐形状を有していてもよい。

このように、本実施例においては、バンプ１４Ｂは、搭載基板１３上に形成された下段バンプ（第１の金属バンプ）４４と、下段バンプ４４上において下段バンプ４４よりも波長変換板３０側に配置された上段バンプ（第２の金属バンプ）４５とを有する。また、バンプ１４Ｂは、上段バンプ４５の側面において波長変換板３０に突き当たっている。従って、波長変換板３０が発光素子２０上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置１０Ｂを提供することができる。

図４Ｂは、実施例４に係る発光装置１０Ｃにおけるバンプ１４Ｃの近傍を拡大して示す拡大断面図である。発光装置１０Ｃは、バンプ１４Ｃの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。

まず、バンプ１４Ｃは、例えばバンプ１４Ｂと同様に、２段構造を有する。一方、本実施例においては、バンプ１４Ｃは、ｐ側パッド電極Ｐ１（搭載基板１３）上に形成された下段バンプ（第１の金属バンプ）４６と、下段バンプ４６上に形成され、下段バンプ４４よりも大きな幅を有する上段バンプ（第２の金属バンプ）４７からなる。

本実施例においては、図４Ｂに示すように、下段バンプ４６は、上部が底部よりも細い段付きの円柱形状を有する。また、上段バンプ４７は、上部が底部よりも細く、その全体の幅（直径）が下段バンプ４６よりも大きな段付きの円柱形状を有する。なお、本実施例においては、バンプ１４Ｃは、例えば段付きのＡｕバンプを互いに異なるＡｕの使用量で２段積層することで形成することができ、２段目の積層後において１段目のバンプ形状（段付き形状）が一定程度維持された場合に相当する。

本実施例においては、バンプ１４Ｃは略４段構造を有し、搭載基板１３に近い側を１段目とした場合の３段目が最も大きな直径を有する円柱状の形状を有する。波長変換板３０は、バンプ１４Ｃの上段バンプ４７の側面（本実施例においては上段バンプ４７における底部側（下段バンプ４６に近い側）の側面）に突き当たっている。

バンプ１４Ｃは、バンプ１４Ｂと同様に、同一サイズ及び中心位置の２段のバンプでは波長変換板３０が確実に位置決めされない場合や下段バンプ４６に乗り上げる場合を考慮し、下段バンプ４６よりも大きな上段バンプ４７を有する。従って、確実に波長変換板３０を位置決めすることができる。

なお、図４Ｂには、上段バンプ４７が下段バンプ４６と同一の中心軸上に配置される場合を示した。しかし、上段バンプ４７及び下段バンプ４６は、例えば、図４Ａに示すように、その中心軸が互いに異なる位置となるように配置されていてもよい。また、バンプ１４Ｃは、円柱形状に限らず、例えば角柱形状及び錐形状を有していてもよい。

このように、本実施例においては、バンプ１４Ｃは、搭載基板１３上に形成された段付きの下段バンプ（第１の金属バンプ）４６と、下段バンプ４６上に形成され、下段バンプ４６よりも大きな幅を有する段付きの上段バンプ（第２の金属バンプ）４７とを有する。また、バンプ１４Ｃは、上段バンプ４７の側面において波長変換板３０に突き当たっている。従って、波長変換板３０が発光素子２０上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置１０Ｃを提供することができる。

図５Ａは、実施例５に係る発光装置５０の模式的な上面図である。発光装置５０は、１つの発光素子２０のみを有することを除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。発光装置１０は、サブマウント基板１３上に形成された１つの発光素子２０と、発光素子２０上に形成された波長変換板３０と、サブマウント基板１３上に形成され、波長変換板３０の側面に突き当たって発光素子２０上における波長変換板３０の位置を定める複数のバンプ５１と、を有する。

発光装置５０のように、搭載される発光素子２０は１つのみであってもよい。本実施例においては、１つの発光素子２０に対して２つのバンプ５１が設けられている。このように、例えば柱状のバンプ５１を用いる場合、２つ以上（複数）のバンプ５１を用いることによって波長変換板３０の位置が確実に定まる。これによって、波長変換板３０が発光素子２０上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置５０を提供することができる。

図５Ｂは、実施例５の変形例に係る発光装置５０Ａの模式的な上面図である。発光装置５０Ａは、発光素子２０Ａ及び波長変換板３０Ａの構成、並びにバンプ５１Ａの構成を除いては、発光装置５０と同様の構成を有する。本変形例においては、発光素子２０Ａは、角部が除去された矩形の上面を有する発光部ＥＭ１を有する。また、波長変換板３０Ａは、当該発光部ＥＭ１の上面形状に応じて角部が除去された矩形の上面形状を有する。

また、発光素子２０Ａは、当該除去された角部に配置された矩形のｐ側パッド電極Ｐ１を有する。なお、本変形例においては、ｐ側パッド電極Ｐ１上には１つの接続バンプＢＰ及びボンディングワイヤＢＷが接続されている。

また、発光装置５０Ａは、波長変換板３０Ａの角部において２次元的に位置を定める２つのバンプ５１Ａを有する。具体的には、上記した発光装置５０においては、波長変換板３０の１つの側面に２つのバンプ５１が突き当たることで、当該側面に垂直な方向の波長変換板３０の位置が定まる。

これに対し、本変形例においては、２つのバンプ５１Ａのうち、一方のバンプ５１Ａは、波長変換板３０Ａの上面視における１つの方向に沿った側面に突き当たっている。また、他方のバンプ５１Ａは、波長変換板３０Ａにおける当該１つの方向とは異なる方向（本変形例においては当該１つの方向に垂直な方向）に沿った側面に突き当たっている。

従って、バンプ５１Ａは、発光素子２０Ａ上における波長変換板３０Ａの位置を発光部ＥＭの面内において２次元的に定める。これによって、例えば波長変換板３０Ａの接着剤上への仮配置の際には、発光部ＥＭとの間の高さ方向の距離（発光素子２０との間の隙間）のみを正確に制御するだけでよい。従って、波長変換板３０Ａが発光素子２０Ａ上の所望の位置に確実に固定され、色及び強度の高い均一性を有する高輝度な発光装置５０Ａを提供することができる。

図６Ａは、実施例６に係る発光装置６０の模式的な上面図である。また、図６Ｂは、発光装置６０の断面図である。図６Ｂは、図６ＡのＷ−Ｗ線に沿った断面図である。発光装置６０は、発光部ＥＭとｐ側パッド電極Ｐ１との間に形成されたバンプ６１を有する点を除いては、発光装置５０と同様の構成を有する。

図６Ａ及び６Ｂに示すように、発光装置６０においては、バンプ６１は、支持基板２１上における発光部ＥＭとｐ型パッド電極Ｐ１との間の領域に形成されている。本実施例においては、バンプ６１は、絶縁材料からなる。例えば、バンプ６１は、樹脂材料からなる樹脂バンプである。

例えば実施例５に係る発光装置５０のように、導電材料でバンプ５１を形成する場合、発光素子２０とバンプ５１との間に電気的接続が形成されることを考慮して、ある程度の距離をおいてバンプ５１を形成することが好ましい。一方、バンプ６１を絶縁材料で形成する場合、図６Ｂに示すように、バンプ６１を発光部ＥＭ（すなわちｐ型半導体層２１、活性層２３及びｎ型半導体層２４）に近接させて配置することができる。

従って、図６Ａに示すように、波長変換板３０Ｂをほぼ発光部ＥＭと同程度のサイズで形成することができる。従って、色ムラ及び強度ムラが大幅に抑制された高品質な発光装置６０を提供することができる。

なお、上記した実施例は、互いに組み合わせることができる。例えば、発光装置１０が発光装置６０のバンプ６１を有していてもよい。また、発光装置６０が複数の発光素子２０を有していてもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、５０、５０Ａ、６０発光装置
１１ベース基板
１３サブマウント基板（搭載基板）
２０、２０Ａ発光素子
３０、３０Ａ、３０Ｂ波長変換板
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、５１、５１Ａ、６１バンプ（位置決めバンプ）

Claims

搭載基板と、
前記搭載基板上に並置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に配置された波長変換板と、
前記搭載基板上に配置され、前記波長変換板の側面に突き当たって前記波長変換板の位置を定める複数のバンプと、を有することを特徴とする発光装置。
前記複数のバンプの各々は、底部、前記底部上の中間部及び前記中間部上の上部とを有し、
前記底部は、前記中間部及び前記上部よりも小さな幅を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記複数のバンプの各々の前記中間部は、前記上部よりも大きな幅を有し、
前記複数のバンプの各々は、前記中間部において前記波長変換板の側面に突き当たっていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
前記複数のバンプの各々は、前記搭載基板上に形成された第１の金属バンプと、前記第１の金属バンプ上において前記第１の金属バンプよりも前記波長変換板側に配置された第２の金属バンプと、を有し、
前記複数のバンプの各々は、前記第２の金属バンプにおいて前記波長変換板の側面に突き当たっていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記複数のバンプの各々は、前記搭載基板上に形成された段付き構造の第１の金属バンプと、前記第１の金属バンプ上に形成され、前記第１の金属バンプよりも大きな幅を有する段付き構造の第２の金属バンプと、を有し、
前記複数のバンプの各々は、前記第２の金属バンプにおいて前記波長変換板の側面に突き当たっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
前記複数の発光素子は１列に整列して配置され、
前記複数のバンプは、前記複数の発光素子の配列方向に沿って整列して配置され、
前記波長変換板は、前記複数の発光素子の配列方向を長辺方向とする長方形の上面形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の発光装置。
前記搭載基板はパッド端子を有し、
前記複数の発光素子の各々は、支持基板上に配置された発光部と、前記支持基板上に配置されて前記発光部に接続され、ボンディングワイヤによって前記搭載基板の前記パッド端子に接続されたパッド電極を有し、
前記複数の発光素子の各々の前記パッド電極は、前記複数の発光素子の配列方向に沿って整列しており、
前記複数のバンプの各々は、前記パッド電極上において前記ボンディングワイヤよりも前記発光部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
前記搭載基板が固定されたベース基板と、
前記ベース基板上において前記搭載基板を取り囲むように配置されたフレームと、
前記フレーム内に充填されて前記複数の発光素子を封止し、かつ前記波長変換板を露出させる封止部と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の発光装置。
搭載基板と、
前記搭載基板上に配置された発光素子と、
前記発光素子上に配置された波長変換板と、
前記搭載基板上に配置され、前記波長変換板の側面に突き当たって前記波長変換板の位置を定める複数のバンプと、を有することを特徴とする発光装置。
前記複数のバンプは、前記波長変換板における互いに異なる方向に沿って延びる側面に突き当たっていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
前記搭載基板はパッド端子を有し、
前記発光素子は、支持基板上に配置された発光部と、前記支持基板上に配置されて前記発光部に接続され、ボンディングワイヤによって前記搭載基板の前記パッド端子に接続されたパッド電極を有し、
前記複数のバンプの各々は、前記支持基板上における前記ボンディングワイヤよりも前記発光部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発光装置。
前記複数のバンプの各々は、前記支持基板上における前記発光部と前記パッド電極との間の領域に形成配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。