JP2023139780A - 発光装置及び発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光取り出し効率を高めることが可能な発光装置及び発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】板状の基板１０と、基板の１の主面１０Ｓ上に配されかつ発光層を含む半導体構造層２３、及び半導体構造層上に配された板状の透光性基板２１を含む発光素子２０と、蛍光体粒子を含み、透光性基板の上面に接着樹脂５０を介して配された波長変換体４０と、光散乱性の粒子を含む樹脂材からなり、波長変換体の側面から、発光素子の側面及び基板の１の主面にかけて覆うように形成された光散乱材７０Ｒと、を備え、光散乱材は、波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面７０Ｓ１と、第１の傾斜面と連続して形成され１の主面に沿って延在する平坦面７０Ｓ２と、平坦面の外側端と連続して形成され外方に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面７０Ｓ３と、を有し、平坦面の基板の１の主面からの高さ位置は、波長変換体の下面よりも低い。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体発光素子を含む発光装置及びその製造方法に関する。

従来から、基板と、当該基板上に実装された半導体発光層を有する発光素子と、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と、波長変換体の光出光面を除く部分を封止しかつ発光素子及び波長変換体からの光を反射する光反射体を含む発光装置が知られている。

例えば、特許文献１には、基板と、当該基板に搭載された発光素子と、波長変換材料としての蛍光体を含む光透過部材と、光反射性材料を含有して発光素子及び光透過部材の側面を被覆する被覆部材と、を有する発光装置が開示されている。

特開２０１０－２１９３２４号公報

特許文献１に記載の発光装置においては、光反射性材料を含有する被覆部材によって発光素子及び光透過部材からの光を反射させ、光透過部材の出光面からのみ光を出光させることを目的としている。

しかしながら、特許文献１に記載の発光装置においては、被覆部材に入光した光が被覆部材内での多重反射等により減衰することで、発光装置の光取り出し効率が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発光装置から出光する光の全光束の低下を防ぎ光取り出し効率を高めることが可能な発光装置及び発光装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係る発光装置は、板状の基板と、前記基板の１の主面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層、及び前記半導体構造層上に配された板状でありかつ透光性を有する透光性基板を含む発光素子と、蛍光体粒子を含み、前記透光性基板の上面に接着樹脂を介して配された波長変換体と、光散乱性の粒子を含む樹脂材からなり、前記波長変換体の側面から、前記発光素子の側面及び前記基板の前記１の主面にかけて覆うように形成された光散乱部と、を備え、前記光散乱部は、前記波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され外方に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、を有し、前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記波長変換体の下面よりも低いことを特徴としている。

また、本発明に係る発光装置の製造方法は、発光層を含む半導体構造層、及び前記半導体構造層上に配された板状の透光性基板を含む発光素子を前記基板の１の主面上に接合する素子接合工程と、波長変換体を前記透光性基板の上面に接合する波長変換体接合工程と、光散乱樹脂を前記基板の前記１の主面上に塗布する光散乱樹脂塗布工程と、前記光散乱樹脂を加熱し、前記波長変換体の側面から前記発光素子の側面及び前記基板の前記１の主面にかけて覆う光散乱部を形成する樹脂硬化工程と、を含み、前記樹脂硬化工程において、前記光散乱樹脂を所定温度まで１ステップで連続的に加熱し、前記波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され外方に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、が一体的に形成された前記光散乱部を形成し、前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置を、前記波長変換体の下面よりも低い位置となるように形成することを特徴としている。

本発明の実施例１に係る発光装置の上面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置に用いられる発光素子の底面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置に用いられる発光素子の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造フローを示す図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の製造時の断面図である。 比較例１の発光装置の断面図である。 比較例１の発光装置の断面図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の輝度分布を示す図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の光散乱部の拡大断面図である。 本発明の実施例２に係る発光装置の上面図である。 本発明の実施例２に係る発光装置の断面図である。 本発明の実施例３に係る発光装置の上面図である。 本発明の実施例３に係る発光装置の断面図である。 本発明の変形例に係る発光装置の断面図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１及び図２を参照しつつ、実施例１に係る発光装置１００の構成について説明する。図１は、実施例１に係る発光装置１００の上面図である。また、図２は、図１に示した発光装置１００のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

（発光装置１００）
発光装置１００は、１の主面を有する平板上の基板１０と、基板１０の１の主面、すなわち上面１０Ｓ上の搭載された発光素子２０と、発光素子２０の基板１０と対向する面と反対の面、すなわち発光素子２０の上面上に配された波長変換体４０と、発光素子２０の側面及び波長変換体４０の側面を覆いかつ基板１０の上面１０Ｓを覆うように延在する光散乱材７０Ｒと、を備える。また、発光装置１００は、基板１０の上面１０Ｓの外縁の領域に発光素子２０及び波長変換体４０を取り囲むように形成された枠体６０を備える。

以下の説明において、基板１０の上面１０Ｓの側の方向を上方とし、下面の側の面を下方として説明を行う。

（基板１０）
基板１０は、絶縁性を有する平板上の基板である。基板１０は、各々が上面１０Ｓにから下面にかけて形成されかつ互いに離間して形成された一対の電極である第１の電極１５及び第２の電極１７を備えている。基板１０には、例えば、基材として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックを用いることができる。また、基板１０には、基材としてガラス材料を混合したアルミナを用いてもよい。実施例１においては、絶縁性を有しかつ高い熱伝導性を有するＡｌＮを基材として選択し、基板１０とした。

第１の電極１５及び第２の電極１７の各々は、基板１０の上面１０Ｓに形成された第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａと、基板１０の下面に形成された第１の実装電極１５Ｂ及び第２の実装電極１７Ｂと、基板１０を貫通しかつそれぞれの搭載電極及び実装電極を電気的に接続する第１の貫通電極１５Ｃ及び第２の貫通電極１７Ｃと、をそれぞれ有する。また、第１の電極１５及び第２の電極１７は、それぞれ導電性の金属で形成されている。実施例１においては、第１の電極１５及び第２の電極１７の各々には、銅（Ｃｕ）からなる金属を用いた。また、第１の電極１５及び第２の電極１７の各々の露出する表面には、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）が順に積層されている。

なお、実施例１においては、Ｃｕの電極パターンとセラミック基材とを同時焼成した低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）基板によって基板１０並びに第１の電極１５及び第２の電極１７を形成した。なお、第１の電極１５及び第２の電極１７としてタングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）等のＣｕ以外の導電性の金属を用いてもよい。

基板１０は、第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａが形成された上面１０Ｓが発光素子２０を搭載する素子搭載面として機能し、第１の実装電極１５Ｂ及び第２の実装電極１７Ｂが形成された下面が実装基板への実装面として機能する。

（発光素子２０）
発光素子２０は、基板１０の上面１０Ｓ上に配された発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子である。実施例１においては、発光素子２０として、青色の光を放射するＬＥＤ素子を用いた。

発光素子２０は、透光性を有する板状の成長基板２１と、成長基板２１の下面に形成された発光層を含む半導体構造層２３と、当該半導体構造層２３の成長基板２１と接する面と反対の面、すなわち下面に形成された一対の電極であるカソード電極２５及びアノード電極２７と、を含む構造を有している。

発光素子２０は、半導体構造層２３が形成されている成長基板２１の下面が基板１０の上面１０Ｓと対向する向きで搭載されている。また、発光素子２０は、カソード電極２５及びアノード電極２７の各々が、基板１０の上面１０Ｓに形成された第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａとそれぞれ素子接合層３０を介して接合されている。

すなわち、発光素子２０は、能動面である半導体構造層２３が形成された面を反転して基板１０に接合したフリップチップ態様の発光素子である。言い換えれば、発光素子２０は、基板１０の１の主面、すなわち上面１０Ｓ上に配されかつ発光層を含む半導体構造層２３、及び半導体構造層２３上に配された板状でありかつ透光性を有する成長基板２１を含む。

発光素子２０において、成長基板２１の下面に形成された半導体構造層２３から放射された光は、成長基板２１を通過して成長基板２１の上面から出光する。すなわち、成長基板２１の上面は、発光素子２０の光取り出し面として機能する。

（発光素子２０の構造）
図３及び図４を用いて、発光素子２０の構造の一例について説明する。図３は、発光素子２０の実施例１に係る発光装置１００に用いられる発光素子２０の底面図である。また、図４は、図３に示した発光素子２０のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。なお、図３及び図４においては、発光素子２０のみを図示している。

発光素子２０は、例えば、サファイアからなる透光性の成長基板２１の一方の面である下面２１Ｓ上に、それぞれエピタキシャル成長させた窒化ガリウム（ＧａＮ）系の組成を有するｎ型半導体層２３Ｎ、量子井戸構造を有する発光層２３Ｅ、ｐ型半導体層２３Ｐが順に積層されている。実施例１においては、成長基板２１に、例えば、約７０μｍの厚みを有するサファイア基板を用いた。

ｎ型半導体層２３Ｎは、成長基板２１の下面２１Ｓの全域に形成されている。すなわち、ｎ型半導体層２３Ｎは、成長基板２１の下面２１Ｓ全体を覆うように形成されている。図３及び図４に示すように、ｎ型半導体層２３Ｎは、下面に互いに離間しかつ各々が矩形の平面形状を有している２つの凸部２３ＮＣを有する。ｎ型半導体層２３Ｎの下面の当該２つ凸部２３ＮＣの間は凹部２３ＮＲとなっている。発光層２３Ｅ及びｐ型半導体層２３Ｐは、ｎ型半導体層２３Ｎの凸部２３ＮＣの下面に順に積層するように形成されている。

ｐ側電極ＰＥは、ｐ型半導体層２３Ｐの下面に形成されかつｐ型半導体層２３Ｐとオーミック接続するように電気的に接続されている。また、ｎ側電極ＮＥは、ｎ型半導体層２３Ｎの下面の凹部２３ＮＲの表面に形成されかつｎ型半導体層２３Ｎとオーミック接続するように電気的に接続されている。

第１の絶縁層ＩＮ１は、ｎ型半導体層２３Ｎ、発光層２３Ｅ及びｐ型半導体層２３Ｐからなる半導体構造層２３の表面に、ｐ側電極ＰＥ及びｎ側電極ＮＥの下面の少なくとも一部を露出するように形成されている。

ｐ側渡り配線ＰＷは、第１の絶縁層ＩＮ１のｐ側電極ＰＥの露出面から凹部２３ＮＲの内側面に形成された第１の絶縁層ＩＮ１の表面にかけて形成されている。

第２の絶縁層ＩＮ２は、第１の絶縁層ＩＮ１及びｐ側渡り配線ＰＷを覆うように形成されている。第２の絶縁層ＩＮ２は、一方の凸部２３ＮＣ（図４の左側の凸部２３ＮＣ）の下方にある部分において、ｐ側渡り配線ＰＷの下面を露出している開口を有する。

ｎ側渡り配線ＮＷは、ｎ側電極ＮＥの下面から他方の凸部２３ＮＣ（図４の右側の凸部２３ＮＣ）の下方にある第２の絶縁層ＩＮ２の下面にまで形成されている。

第３の絶縁層ＩＮ３は、ｎ側渡り配線ＮＷを覆うように形成されている。第３の絶縁層ＩＮ３は、他方の凸部２３ＮＣ（図４の右側の凸部２３ＮＣ）の下方においてｎ側渡り配線ＮＷの表面が露出するように形成されている。

カソード電極２５は、ｎ型半導体層２３Ｎの他方の凸部２３ＮＣの下方において露出しているｎ側渡り配線ＮＷの下面に形成されている。アノード電極２７は、ｎ型半導体層２３Ｎの一方の凸部２３ＮＣ（図４の左側の凸部２３ＮＣ）の下方において露出しているｐ側渡り配線ＰＷの下面に形成されている。

アノード電極２７は、ｐ側渡り配線ＰＷと電気的に接続され、ｐ側渡り配線ＰＷを介してｐ型半導体層２３Ｐと電気的に接続される。また、カソード電極２５は、ｎ側渡り配線ＮＷと電気的に接続され、ｎ側渡り配線ＮＷを介してｎ型半導体層２３Ｎと電気的に接続される。

なお、上述したｐ側電極ＰＥは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層を含むオーミック電極層と、銀（Ａｇ）又はロジウム（Ｒｈ）等の層を含む光反射性の電極層である。また、ｐ側渡り配線ＰＷ及びｎ側渡り配線ＮＷは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の光反射性の配線層である。また、第１の絶縁層ＩＮ１～第３の絶縁層ＩＮ３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の透光性の絶縁層である。ｐ側電極ＰＥ、ｐ側渡り配線ＰＷ及びｎ側渡り配線ＮＷは、発光層２３Ｅから放射された光を成長基板２１の方向に反射する導電性の光反射層として機能する。言い換えれば、発光素子２０は、半導体構造層２３の下面に一対の電極であるカソード電極２５及びアノード電極２７を有し、半導体構造層２３とカソード電極２５及びアノード電極２７の間に導電性の光反射層として機能するｐ側電極ＰＥ、ｐ側渡り配線ＰＷ及びｎ側渡り配線ＮＷを有する。

実施例１においては、上述した構造を有する発光素子２０を用いて発光装置１００を製造した。なお、上述した発光素子２０の構造は、一例にすぎない。

（素子接合層３０）
再び、図１及び図２を参照する。

発光素子２０は、上述の通り、成長基板２１の半導体構造層２３が形成されている下面２１Ｓが基板１０の上面１０Ｓと対向するような向きで基板１０の上面１０Ｓ上に配されている。また、発光素子２０のカソード電極２５及びアノード電極２７が基板１０の第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａと素子接合層３０を介してそれぞれ接合されている。

素子接合層３０は、導電性を有し、基板１０の第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａと発光素子２０のカソード電極２５及びアノード電極２７とをそれぞれ接合する接合層である。実施例１においては、素子接合層３０に金錫（ＡｕＳｎ）の共晶層を用いて発光素子２０の接合を行った。これにより、第１の実装電極１５Ｂは発光装置１００のカソード電極として機能し、第２の実装電極１７Ｂが発光装置１００のアノード電極として機能する。

なお、他の例として、素子接合層３０には、はんだペースト又は銀ペースト等を用いることができ、発光装置１００の実装時に用いられる実装基板との接合材料によって適宜選択することができる。

（波長変換体４０）
波長変換体４０は、板状の形状を有し、発光素子２０の上面上に接着層５０を介して接合されている。波長変換体４０は、発光素子２０と対向する面である下面から入光した発光素子２０の放射光の一部を波長変換して上面４０Ｔから出光する。

波長変換体４０は、例えば、蛍光体粒子とバインダであるセラミック粒子とを混合して焼成を行った多結晶のセラミック焼成体からなる。また、波長変換体４０は、内部に入光した光および内部で発生した光を結晶粒界面で散乱させる光散乱性を有する。本実施例の波長変換体４０は、一方の面から入光した光を散乱させつつ対向した他方の面から主に出光するように調整されている。

このような波長変換体４０により、発光素子２０から出射した光は波長変換体４０の下面（入光面）から入光し前方拡散しつつ上面４０Ｔ（出光面）から出光する。対して、波長変換体４０に含まれる蛍光体粒子で波長変換された光は、波長変換体４０の上面および下面の両面から主に出光する。この内、波長変換体４０の下面から出光した光は発光素子２０の上面から入光して発光素子２０の光反射層でもあるｐ側電極ＰＥ、ｐ側渡り配線ＰＷ及びｎ側渡り配線ＮＷで反射されて、再び発光素子２０の上面から出光して波長変換体４０の下面から入光し、最終的に波長変換体４０の上面４０Ｔから出光する。なお、波長変換体４０の側面からは散乱性に応じた量の光が出光する。

実施例１においては、波長変換体４０の蛍光体粒子としてセリウム（Ｃｅ）をドープしたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）の粒子と、バインダとしてアルミナの粒子を用い、波長変換体４０を製造した。また、実施例１においては、波長変換体４０が発光素子２０より放射された青色光の一部を黄色光に波長変換し、白色光を出光するように蛍光体粒子の含有率が調整されている。また、波長変換体４０は、上面視における外形形状が、上面視における発光素子２０の外形形状と略同等となるように形成されている。また、波長変換体４０は、その厚みが約２２０μｍとなるように形成されている。

（接着層５０）
接着層５０は、発光素子２０の出光面である上面と波長変換体４０の入光面である下面とを接着する透光性の樹脂である。実施例１においては、接着層５０として、透光性を有する熱硬化性のシリコーン樹脂を用いた。接着層５０には、シリコーン樹脂の他にエポキシ樹脂、アクリル樹脂を用いることもできる。

また、実施例１においては、接着層５０が発光素子２０の上面と波長変換体４０との間にて約１０μｍの厚さとなるように形成されている。

（枠体６０）
枠体６０は、基板１０の上面１０Ｓ上に、発光素子２０及び波長変換体４０を囲繞するように環状に形成されている。枠体６０は、例えば、発光素子２０及び波長変換体４０から出光する光に対して反射性を有する樹脂材料である。また、発光素子２０及び波長変換体４０から出光する光を発光装置１００の前方へ出光できるように波長変換体４０の上面４０Ｔの高さと同等または高くしている。実施例１においては、枠体６０として、２００ｎｍ～３００ｎｍの粒径を有する光散乱性粒子である酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子を混合した熱硬化性のシリコーン樹脂を用いた。また、実施例１においては、ＴｉＯ_２粒子を約６０～８０ｗｔ％で含有するシリコーン樹脂を枠体６０として形成した。なお、枠体６０は、基板１０と一体成型とすることもできる。その場合、枠体６０は、基板１０と同じ材料で形成される。

（光散乱部７０）
光散乱部７０は、基板１０の上面１０Ｓ上の枠体６０に囲まれた領域内に形成されている。

光散乱部７０は、図２示すように、波長変換体４０の上面４０Ｔを露出し、波長変換体４０の側面の上端（上面４０Ｔの外縁端）から基板１０の上面１０Ｓ及び枠体６０の内側面の上端にかけて一体的に表面を被覆し、かつ上方が開口している光散乱材７０Ｒと、光散乱材７０Ｒよって囲まれ、かつ上方に開放された凹状の空間ＣＡから形成されている。

光散乱材７０Ｒは、例えば、光散乱性の粒子を含み、発光素子２０及び波長変換体４０から出光する光を散乱させる樹脂材料である。実施例１においては、光散乱材７０Ｒとして、２００ｎｍ～３００ｎｍの粒径を有する光散乱性粒子であるＴｉＯ_２粒子を混合した熱硬化性のシリコーン樹脂を用いた。また、実施例１においては、ＴｉＯ_２粒子を約８～３０ｗｔ％で含有するシリコーン樹脂を用いて光散乱材７０Ｒを形成した。

光散乱材７０Ｒは、波長変換体４０の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面７０Ｓ１を有している。また、光散乱材７０Ｒは、第１の傾斜面７０Ｓ１と連続しており基板１０の上面１０Ｓに沿って、上面１０Ｓと略平行に延在している平坦面７０Ｓ２を有している。また、光散乱材７０Ｒは平坦面７０Ｓ２と連続しており、枠体６０の内側面の上端の方向へ向かって上方に傾斜する、すなわち外方に向かって上方に傾斜している第２の傾斜面７０Ｓ３を有している。空間ＣＡは、第１の傾斜面７０Ｓ１、平坦面７０Ｓ２及び第２の傾斜面７０Ｓ３に囲まれた空間である。

実施例１において、光散乱材７０Ｒの発光素子２０及び波長変換体４０の側面を覆う部分の最大厚さは、発光素子２０及び波長変換体４０の側面から約３～４μｍである。また、光散乱材７０Ｒの枠体６０の内側面を覆う部分の最大厚さは、枠体６０の内側面から約５～１０μｍである。

発光素子２０の側面から出光した光及び波長変換体４０の側面から出光した光は、光散乱材７０Ｒの内部を散乱しながら第１の傾斜面７０Ｓ１に到達してそこから空間ＣＡ内に出光し、光散乱部７０の開口部から上方に出光される。

よって、実施例１に係る発光装置１００においては、空間ＣＡからも光を取り出すことが可能となる。すなわち、実施例１に係る発光装置１００は、上面視において、枠体６０に囲まれた領域が光取り出し面として機能する。従って、発光装置１００は、光取り出し面の面積を大きくすることができ、発光装置１００から出光させる光の全光束を向上することが可能となる。本実施例の上面視における光散乱部７０の面積は、波長変換体４０の上面４０Ｔの８倍程度としている。光散乱部７０の面積は、波長変換部材４０の４～１２倍程度が好ましい。３倍未満では第１の傾斜面７０Ｓ１の傾斜が緩くなり、空間ＣＡ内に出光する光量が減少する。また１０倍超では空間ＣＡの面積が広すぎて暗部化することがある。また形状は、積層配置された発光素子２０及び波長変換体４０の外周形を相似的に拡大した形状が好ましい。

なお、光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置は、空間ＣＡから十分な光が出光されるように、成長基板２１の上面の高さに対して当該成長基板２１の厚み量の１／２以上低い位置になされていることが好ましい。本実施例では、成長基板２１の厚み量が約７０μｍであることから、光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置は、成長基板２１の上面から約３５μｍ以上低い位置になされていることが好ましい。

さらに、光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置は、成長基板２１の上面の高さに対して当該成長基板２１の厚み量の２／３以上低い位置になされていることがより好ましい。本実施例では、平坦面７０Ｓ２の高さ位置は、成長基板２１の上面から約４７μｍ以上低い位置になされていることがより好ましい。

なお、光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置は、半導体構造層２３の上面、すなわち成長基板２１の下面２１Ｓよりも高い位置になされていることが好ましい。光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置が成長基板２１の下面２１Ｓよりも低い位置になされている場合、半導体構造層２３から放射された光の光散乱材７０Ｒを通過する青色光の割合が多くなるからである。

（発光装置１００の製造方法）
次に、図５～図１１を用いて、実施例１の発光装置１００の製造方法について説明する。

図５は、本発明の実施例１に係る発光装置１００の製造フローを示す図である。また、図６～図１１は、図５に示す製造手順の各ステップにおける発光装置１００の断面図を示す。なお、図６～図１１においては、図１に示したＡ－Ａ線に沿った断面を示している。

まず、図６に示すように、第１の電極１５及び第２の電極１７が形成された基板１０を準備する工程を行う（ステップＳ１１、基板準備工程）。本ステップにおいては、貫通孔が設けられたＡｌＮスラリーシートの貫通孔内、上面１０Ｓ及び下面に第１の電極１５及び第２の電極１７のＣｕの電極パターンを形成して焼成（低温同時焼成）した後、当該Ｃｕの電極パターン上にＮｉめっき及びＡｕめっきを施して基板１０を形成する。

次に、図７に示すように、基板１０の上面１０Ｓ上に発光素子２０を接合する工程を行う（ステップＳ１２、素子接合工程）。本ステップにおいては、まず、素子接合層３０の原料である、ＡｕＳｎ粒子とフラックスが混合されたペーストを第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａの上面上に塗布する。次に、発光素子２０のカソード電極２５及びアノード電極２７の各々が第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａの各々と当該ペーストを介して対向するように、発光素子２０を基板１０に載置する。

その後、この状態の基板１０をリフロー炉にて約３００℃に加熱して、上記第１の搭載電極１５Ａ及び第２の搭載電極１７Ａ上に塗布されたペーストのＡｕＳｎ粒子を溶融させかつ共晶反応させることにより、発光素子２０の各々の電極と基板１０の各々の搭載電極とをそれぞれ接合する素子接合層３０を形成する。

次に、図８に示すように、発光素子２０の上面上に波長変換体４０を接合する工程を行う（ステップＳ１３、波長変換体接合工程）。本ステップにおいては、まず、発光素子２０の上面上に接着層５０の原料である未硬化の液状のシリコーン樹脂を塗布する。次に、波長変換体４０を当該シリコーン樹脂に接するように載置し、発光素子２０の上面に向かって押圧する。なお、波長変換体４０を上面視において波長変換体４０及び発光素子２０の各々の外形が略一致するような位置となるように載置する。

その後、この状態の基板１０を１７０℃で１０分加熱を行い、シリコーン樹脂の仮硬化を行う。なお、シリコーン樹脂は、本ステップで完全硬化させてもよいし、未硬化のままとして、後述の枠体６０の形成時に同時に硬化を行ってもよい。

次に、図９に示すように、基板１０の上面１０Ｓ上に枠体６０を形成する工程を行う（ステップＳ１４、枠体形成工程）。本ステップにおいては、まず、枠体６０の原料である、ＴｉＯ_２粒子を分散させた未硬化のシリコーン樹脂を充填したディスペンサを用いて、基板１０の上面１０Ｓ上に発光素子２０及び波長変換体４０を囲繞するように枠体６０の原料を描画する。

その後、この状態の基板１０を１５０℃で６０分加熱を行い、シリコーン樹脂を硬化させて枠体６０を形成する。なお、成形済の枠体６０をシリコーン樹脂で接着しても良い。この場合は、前述のステップ１３において同時に実施する。また、枠体６０が設けられた基板１０用いる場合には枠体形成工程を省略できる。

次に、図１０に示すように、基板１０の上面１０Ｓ上の枠体６０に囲まれた領域に光散乱材７０Ｒの原料である光散乱樹脂７０Ｍを塗布する工程を行う（ステップＳ１５、光散乱樹脂塗布工程）。本ステップにおいては、光散乱樹脂７０Ｍである、ＴｉＯ_２粒子を分散させた未硬化のシリコーン樹脂を充填したディスペンサを用いて、発光素子２０と枠体６０との間に光散乱樹脂７０Ｍを塗布する。

光散乱樹脂７０Ｍの塗布量は、シリコーン樹脂の硬化後に光散乱材７０Ｒが上述した形状、特に、光散乱材７０Ｒの平坦面７０Ｓ２の高さ位置が発光素子２０の上面よりも低い位置となるように調整される。なお、光反射性の枠体６０である場合には、光散乱樹脂７０Ｍの塗布時においては、光散乱樹脂７０Ｍの端部が波長変換体４０の側面の上端及び枠体６０の内側面の上端まで完全に這い上がっていなくともよい。

次に、図１１に示すように、光散乱樹脂７０Ｍを硬化させて光散乱材７０Ｒを形成する工程を行う（ステップＳ１６、光散乱樹脂硬化工程）。本ステップにおいては、光散乱樹脂７０Ｍを塗布した基板１０を１５０℃で６０分加熱を行い、シリコーン樹脂を硬化させて光散乱材７０Ｒを形成する。

本ステップにおいては、光散乱樹脂７０Ｍを塗布した基板１０を急速に加熱することにより、光散乱樹脂７０Ｍの端部を波長変換体４０の側面の上端及び枠体６０の内側面の上端まで完全に這い上がりをさせる。

通常、シリコーン樹脂を熱硬化させる際には、例えば、加熱炉等で室温状態から１００℃まで昇温させて約３０分程度シリコーン樹脂の予備加熱を行った後、さらに１５０℃まで昇温させて約３０分の本加熱を行って完全硬化させる。

実施例１においては、上記の予備加熱を行うことなく、加熱炉等で室温状態から１５０℃まで昇温させて６０分の加熱を行って光散乱樹脂７０Ｍを完全硬化させる。すなわち、光散乱樹脂７０Ｍを所定温度まで１ステップで連続的に加熱して光散乱樹脂７０Ｍの硬化を行う。

これにより、光散乱樹脂７０Ｍの端部を波長変換体４０の側面の上端及び枠体６０の内側面の上端まで完全に這い上がりをさせることができる。具体的には、光散乱樹脂７０Ｍに含まれる未硬化のシリコーン樹脂は、１００℃近傍で粘度が低下しつつ膨張し、その後にシリコーン樹脂の架橋構造が形成されることで体積収縮しながら硬化する。実施例１においては、室温状態から１５０℃まで１ステップで昇温して加熱することにより、光散乱樹脂７０Ｍに含まれる未硬化のシリコーン樹脂の端部を波長変換体４０の側面及び枠体６０の側面に這い上がりをさせ、かつその這い上がりを保持させたまま光散乱材７０Ｒに硬化させることができる。これにより、波長変換体４０の側面の上端から基板１０の上面１０Ｓ及び枠体６０の側面の上端にかけて一体的に表面を被覆する光散乱材７０Ｒと、光散乱材７０Ｒの表面に囲まれかつ上方が開放された凹状の空間ＣＡと、からなる光散乱部７０を形成可能となる。

また、本ステップにおいては、例えば、１５０℃に保持されて連続運転する加熱炉に光散乱樹脂７０Ｍを塗布した基板１０を所定時間投入してもよい。

以上のステップＳ１１～ステップＳ１６の工程を行うことにより、実施例１の発光装置１００を製造した。

（比較例の前説）
次に比較例１及び比較例２について説明する。比較例１及び比較例２は、一部を除き実施例１と同様なので相違点についてのみ説明する。

図１２は、比較例１としての発光装置２００の断面図である。また、図１２は、図１に示した発光装置１００のＡ－Ａ線に対応する位置の断面図である。

図１３は、比較例２としての発光装置３００の断面図である。また、図１３は、図１に示した発光装置１００のＡ－Ａ線に対応する位置の断面図である。

比較例１の発光装置２００及び比較例２の発光装置３００、は、実施例１の発光装置１００に用いた基板１０、発光素子２０、波長変換体４０及び枠体６０と同様のものを用いている。

（比較例１）
比較例１の発光装置２００は、光散乱部７０の凹状の空間ＣＢの底面（平坦面）の高さ位置が波長変換体４０の上面４０Ｔと略同等の高さとなるようにしている。詳細には、光散乱部７０の凹状の空間ＣＢの底面の高さＤＢを波長変換体４０の上面４０Ｔから基板１０方向に約６３μｍ低い位置とした。

このような発光装置２００は、前述したステップＳ１５で光散乱樹脂７０Ｍの充填量を増加することで製造することができる。なお、高さのオフセットＤＢをもたらすのは、光散乱材７０Ｒの前駆体である光散乱樹脂７０Ｍの加熱硬化時の体積収縮による樹脂引けである。

（比較例２）
比較例２の発光装置３００は、光散乱部７０の凹状の空間ＣＣの底面（平坦面）の高さ位置が波長変換体４０の下面よりも高くかつ上面よりも低くなるようにした。詳細には、光散乱部７０の凹状の空間ＣＢの底面の高さＤＣを波長変換体４０の上面４０Ｔから基板１０方向に約１４０μｍ低い位置とした。このような発光装置３００は、前述したステップＳ１５で光散乱樹脂７０Ｍの充填量を若干増加することで製造することができる。

（実施例１と比較例との実験結果）
次に、実施例１の発光装置１００の光出力特性を、比較例１の発光装置２００及び比較例２の発光装置３００と比較しつつ説明する。

図１４は、実施例１の発光装置１００、比較例１の発光装置２００及び比較例２の発光装置３００のそれぞれの上面視における発光輝度分布を示す図である。

図１４の横軸は、図１に示したＡ－Ａ線に沿った方向の基準点０からの距離を示している。なお、図１４の横軸において一点鎖線で示した基準点である０点は、それぞれの発光装置１００、２００及び３００の光取り出し面の中心点（波長変換体４０の上面４０Ｔの中心）である。また、図１４の横軸において二点鎖線で示した領域のうち、波長変換体領域はそれぞれの波長変換体４０の上面４０Ｔの外端から内方の領域を示し、枠体領域はそれぞれの枠体６０の内側面から外方の領域を示している。また、光散乱材領域は、上面視における各々の発光装置における光散乱材７０Ｒの形成領域を示している。すなわち、光散乱材領域は、各々の発光装置の上面視における空間ＣＡ、ＣＢ及びＣＣが形成されている領域を示している。

また、図１４の縦軸は、横軸に示した各々の位置における、それぞれの発光装置１００、２００及び３００の各々の上方から鉛直下向きに測定した際の光の輝度値を比較例１の輝度値で規格化（相互の強度関係は保たれている）して示している。

なお、図１４において、実線で示したグラフは発光装置１００の輝度分布を示し、破線グラフは発光装置２００の輝度分布を示し、白抜きの破線グラフは発光装置３００の輝度分布を示している。

実施例１において、波長変換体４０の上面４０Ｔの領域である波長変換体領域の輝度比は０．８程度であり、波長変換体４０の上面４０Ｔの外端から枠体６０の内側面までの空間ＣＡの領域である光散乱材領域の輝度比は０．０５～０．１であった。

対して、比較例１の発光装置２００及び比較例２の発光装置３００においては、波長変換体４０の上面４０Ｔの領域である波長変換体領域の輝度比は各々約１．０と同等であった。また、光散乱材領域すなわち空間ＣＢ及びＣＣの領域の輝度比が略０であり、光が出光していないことがわかる。また、比較例１及び比較例２において、波長変換体４０の上面４０Ｔから凹状の光散乱部７０の空間ＣＢ及びＣＣの底面の高さＤＢ及びＤＣによる輝度比の差異は見られない。

次に、各々の発光装置の全光束について説明する。全光束については、比較例１の全光束で規格化した百分率で説明する。実施例１の発光装置１００の全光束は１０５％であり、比較例１の発光装置２００と比較例２の発光装置３００の全光束は各々１００％と１０１％であった。

上述したように、実施例１の発光装置１００の波長変換体領域の輝度比は、比較例１及び比較例２より低く、光散乱材領域の輝度比は高くなっている。対して、実施例１の全光束は、比較例１及び比較例２より大きくなっている。すなわち、本実施例１の発光装置１００は、全光束を向上させつつ波長変換体領域の輝度を抑えことができる発光装置である。言い換えれば、波長変換体領域に加え光散乱材領域を出光面とした発光装置である。

（発光装置１００の出光光路について）
次に、図１５を用いて、上記のような輝度分布及び全光束量を有する実施例１の発光装置１００から出光する光の光路について説明する。

図１５は、発光装置１００の空間ＣＡの周辺を拡大した断面において、発光装置１００の内部で生じている光の一部である光ＬＭ１～ＬＭ６の光路を示す図である。なお、図１５は、図１のＡ－Ａ線で示した断面の断面拡大図である。また、各光ＬＭ１～ＬＭ６は、説明を簡潔にするために代表的な光線のみを模式的に記載している。

上述の通り、光散乱材７０Ｒは、波長変換体４０の上面４０Ｔを露出し、かつ波長変換体４０の側面の上端から基板１０の上面１０Ｓ及び枠体６０の側面の上端にかけて一体的に表面を被覆している。

なお、以下の説明において、光散乱材７０Ｒの波長変換体４０の側面及び発光素子２０の側面を覆う部分を第１の光散乱部分７０Ｒ１とし、基板１０の上面１０Ｓ上に延在する部分を第２の光散乱部分７０Ｒ２とし、枠体６０の内側面を覆う部分を第３の光散乱部分７０Ｒ３として説明を行う。

また、以下の説明において、第１の光散乱部分７０Ｒ１の表面であって波長変換体４０の側面の上端から基板１０の方向へ向かって傾斜する面を第１の傾斜面７０Ｓ１とし、第２の光散乱部分７０Ｒ２の表面であって基板１０の上面１０Ｓに沿って延在する面を平坦面７０Ｓ２とし、第３の光散乱部分７０Ｒ３の表面であって枠体６０の内側面の上端の方向へ向かって傾斜する面を第２の傾斜面７０Ｓ３として説明する。

第１の光散乱部分７０Ｒ１は、波長変換体４０の側面の上端から、光散乱材７０Ｒの波長変換体４０及び発光素子２０の側面からの厚さが下方に向かって漸次増加するように形成されている。

光ＬＭ１は、発光素子２０から出光された青色光を吸収して黄色光の蛍光として全方位に放射された光（変換光）において、波長変換体４０の下方に放射された光のうち、成長基板の側面に至る光を示している。

光ＬＭ１は、発光素子２０の成長基板２１の側面から第１の光散乱部分７０Ｒ１に入光する。第１の光散乱部分７０Ｒ１に入光した光ＬＭ１は、第１の光散乱部分７０Ｒ１で反射されて成長基板２１の内部に再入光する戻り光ＬＭ１Ａと、第１の光散乱部分７０Ｒ１の内部を散乱しながら通過する通過光ＬＭ１Ｂとに分かれる。

戻り光ＬＭ１Ａは、発光素子２０の光反射層でもあるｐ側電極ＰＥ、ｐ側渡り配線ＰＷ及びｎ側渡り配線ＮＷで反射されて上方へと反射される。また、通過光ＬＭ１Ｂは、光散乱部材７０Ｒで反射されて空間ＣＡから発光装置１００の上方へ出光する。

光ＬＭ２は、半導体発光層２３から放射された光と戻り光ＬＭ１Ａが発光素子２０の光反射層で反射された光のうち、成長基板２１の側面に至る光である。

光ＬＭ２は、発光素子２０の成長基板２１の側面から第１の光散乱部分７０Ｒ１に入光する。第１の光散乱部分７０Ｒ１に入光した光ＬＭ２は、第１の光散乱部分７０Ｒ１で反射されて戻り光ＬＭ２Ａと、第１の光散乱部分７０Ｒ１の内部を散乱しながら通過する通過光ＬＭ２Ｂとに分かれる。

戻り光ＬＭ２Ａは、波長変換体４０へ入光し、上方に進行する。また、通過光ＬＭ２Ｂは、光散乱部材７０Ｒで反射されて空間ＣＡから発光装置１００の上方へ出光する。

上述の光ＬＭ１及び光ＬＭ２は、波長変換体４０の下面および半導体構造層２３の上面のいたる箇所から非散乱性かつ透光性の成長基板２１を導光して成長基板２１の側面に達する光であり高光量の光である。よって、通過光ＬＭ１Ｂ及びＬＭ２Ｂの光量も高くなる。

光ＬＭ３は、光散乱性の波長変換体４０の側面近傍で、散乱された光のうち、側面に至る光である。光ＬＭ３は、波長変換体４０の側面から第１の光散乱部分７０Ｒ１に入光し、戻り光ＬＭ３Ａと通過光ＬＭ３Ｂとに分かれる。

戻り光ＬＭ３Ａは、波長変換体４０の内部に再入光し、上方に進行する。

また、通過光ＬＭ３Ｂは、光散乱部材７０Ｒで反射されて空間ＣＡから発光装置１００の上方へ出光する。

光ＬＭ３は、散乱を経て波長変換体４０の側面に至ることができる光なので低光量である（光ＬＭ１及び光ＬＭ２より低光量）。図示した光ＬＭ３は一例であり、他にも様々な方向から波長変換体４０の側面に入光する光が存在する。よって、その戻り光ＬＭ３Ａ及び通過光ＬＭ３Ｂは下方へ向かう光もある。

光ＬＭ４は、光散乱部分７０Ｒの第２の傾斜面７０Ｓ３で反射されて発光装置１００の上方へ出光する光である。図示した光ＬＭ４は一例であり、他にも光散乱部材７０Ｒの様々な表面にも同様な光が存在する。

光ＬＭ５は、半導体発光素子２０から放射された光および波長変換体４０の蛍光体から放射された光の内、波長変換体４０の表面４０Ｔから出光する光であり、発光装置１００の主光である。

光ＬＭ６は、半導体発光素子２０および波長変換体４０の側面から第１の光散乱部７０Ｒ１を通過して空間ＣＡから出光する光であり、発光装置１００の副光である。

実施例１の発光装置１００は、非散乱性かつ透光性の成長基板２１と導体構造層２３の下面に光反射性の電極層を有する発光素子２０と、成長基板２１の上方に光散乱性かつ蛍光体を含む波長変換体４０を配置している。これにより、光変換体の下面から成長基板２１の側面に至る高光量の光ＬＭ１と、半導体構造層２３の上面から成長基板２１の側面に至る高光量の光ＬＭ２と、を生成している。

また、光散乱材７０の第２の光散乱部７０Ｒ２の平坦面７０Ｓ２の高さを波長変換体４０の下面より低くすることで、第１の光散乱部７０Ｒ１が成長基板２１の側面まで達する構造としている。これにより、第１の光散乱部７０Ｒ１の表面７０Ｓ１から通過光ＬＭ１ＢとＬＭ２Ｂを空間ＣＡへ取り出している。同時に、通過光ＬＭ１ＢとＬＭ２Ｂが発光装置１００の上面に出光できる光散乱材７０からなる反射面を形成している。

このように、光散乱部７０に出光面となる空間ＣＡを備えた発光装置１００は、半導体発光素子２０及び波長変換体４０から放射された光の一部である通過光ＬＭ１Ｂ、ＬＭ２Ｂ、ＬＭ３Ｂ、及び反射光ＬＭ４を、空間ＣＡから光ＬＭ６として取り出せる。また、光ＬＭ６を取り出したことで、波長変換体４０の上面４０Ｔから出光する光ＬＭ５の低輝度化を可能としている。

次に、実施例２の発光装置１００について説明する。図１６は、実施例２に係る発光装置１００Ａの上面図である。また、図１７は、図１６に示した発光装置１００ＡのＣ－Ｃ線に沿った断面図である。

発光装置１００Ａは、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上に発光素子２０及び波長変換体４０が複数個配列されている。発光装置１００Ａの枠体６０Ａを除くいずれの構成においても、実施例１と同様のものを用いている。また、枠体６０Ａにおいても、その原料は実施例１の枠体６０と同様である。

なお、図１６においては、基板１０Ａの第１の電極１５並びに第２の電極１７、発光素子２０の半導体構造層２３、カソード電極２５並びにアノード電極２７、素子接合層３０及び接着層５０について図示を省略している。

また、実施例２においては、発光素子２０及び波長変換体４０を、１の発光素子２０及び当該１の発光素子２０の上面上に接着層５０を介して配された１の波長変換体４０を組とした発光素子構造体８０として説明を行う。

基板１０Ａの上面１０ＡＳ上には、複数の発光素子構造体８０がそれぞれ所定の間隔をもってアレイ状に配列されている。また、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上には、アレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０を一括して囲繞する環状の枠体６０Ａが形成されている。

また、基板１０Ａには、図示しない第１の電極１５及び第２の電極１７が形成されており、第１の実装電極１５Ｂと第２の実装電極１７Ｂとの間で、複数の発光素子構造体８０が互いに直列又は並列に接続されるように配線パターンが形成されている。基板１０Ａは、上面１０ＡＳに形成された搭載電極、下面に形成された実装電極及び搭載電極と実装電極とを接続する貫通電極を有する単層基板であってもよいし、中間配線層が形成された多層基板であってもよい。

また、互いに隣り合う発光素子構造体８０の各々の間には、光散乱部７３が形成されている。光散乱部７３は、複数の発光素子構造体８０のうちの１の発光素子構造体８０の側面の上端から当該１の発光素子構造体８０に隣接して配された他の発光素子構造体８０の側面の上端にかけて一体的に表面を被覆しかつ上方が開口している光散乱材７３Ｒと、光散乱材７３Ｒの表面に囲まれかつ上方に開放された凹状の空間ＣＤからなる。すなわち、光散乱材７３Ｒは、１の発光素子構造体８０の側面の上端から、当該１の発光素子構造体８０に隣接して配された他の発光素子構造体８０の側面の上端にかけて、実施例１の光散乱材７０Ｒと同様の表面形状を有するように形成されている。

従って、光散乱材７３Ｒは、１の発光素子構造体８０の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面７３Ｓ１を有している。また、光散乱材７３Ｒは、第１の傾斜面７３Ｓ１と連続して形成され基板１０Ａの上面１０ＡＳに沿って延在する平坦面７３Ｓ２を有している。また、光散乱材７３Ｒは、平坦面７３Ｓ２の外側端と連続して形成され１の発光素子構造体８０の側面と対向する他の発光素子構造体８０の側面の上端に向かって上方に傾斜する、すなわち外方に向かって上方に傾斜している第２の傾斜面７３Ｓ３と、を有する。

なお、互いに隣り合う発光素子構造体８０の各々の間において、当該互いに隣り合う発光素子構造体８０の側面の各々の間に形成された光散乱材７３Ｒの傾斜面は、第１の傾斜面７３Ｓ１及び第２の傾斜面７３Ｓ３の双方を取り得る。

実施例２の発光装置１００Ａにおいては、実施例１の光散乱材７０Ｒと同様の形状を有する光散乱材７３Ｒが互いに隣り合う発光素子構造体８０の各々の間及び発光素子構造体８０と枠体６０Ａとの間に形成されている。

従って、実施例２の発光装置１００Ａは、実施例１の発光装置１００と同様の効果を奏することができ、発光装置１００Ａから出光する光の全光束の低下を防ぎ光取り出し効率を高めることが可能となる。

すなわち、実施例２の発光装置１００Ａにおいて、発光素子２０の側面から出光した光及び波長変換体４０の側面から出光した光は、光散乱材７３Ｒの内部を散乱しながら第１の傾斜面７３Ｒ１に到達してそこから空間ＣＤ内に出光し、光散乱材７０Ｒの開口部から上方に放射される。

実施例２の発光装置１００Ａは、実施例１の発光装置１００と同様の製造方法で製造可能である。発光装置１００Ａの製造方法について、実施例１の発光装置１００と異なる点について説明する。

図１６に示すように、複数の発光素子構造体８０を基板１０Ａの上面１０ＡＳ上にアレイ状に配列する（図５のステップＳ１２及びＳ１３、素子接合工程及び波長変換体接合工程）。

次に、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上に、アレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０を一括して取り囲むように枠体６０Ａを形成する（図５のステップＳ１４、枠体形成工程）。本ステップにおいては、まず、枠体６０Ａの原料樹脂が充填されたディスペンサを用いて、複数の発光素子構造体８０を一括して取り囲むように枠体６０Ａの原料樹脂を描画する。その後、この状態の基板１０Ａを加熱することで枠体６０Ａを形成する。

次に、光散乱材７３Ｒの原料樹脂を複数の発光素子構造体８０の各々の間及び発光素子構造体８０と枠体６０Ａとの間に塗布する（図５のステップＳ１５、光散乱樹脂塗布工程）。本ステップにおいては、光散乱材７３Ｒの原料樹脂が充填されたディスペンサを用いて、複数の発光素子構造体８０の各々の間及び発光素子構造体８０と枠体６０Ａとの間に光散乱材７３Ｒの原料樹脂を塗布する。

次に、図１７に示すように、光散乱材７３Ｒの原料樹脂が塗布された基板１０Ａを加熱し、光散乱材７３Ｒの原料樹脂を硬化させる（図５のステップＳ１６、光散乱樹脂硬化工程）。本ステップにおいては、光散乱材７３Ｒの原料樹脂を所定温度まで１ステップで連続的に加熱することにより、隣り合う発光素子構造体８０の各々の間及び発光素子構造体８０と枠体６０Ａとの間に、第１の傾斜面７３Ｓ１、平坦面７３Ｓ２及び第２の傾斜面７３Ｓ３を有する光散乱材７３Ｒと、各々の面に囲まれ上方が開放された凹状の空間ＣＤを形成する。

以上より、実施例１の発光装置１００と同様の製造方法にて、実施例２の発光装置１００Ａを製造することができる。

次に実施例３の発光装置１００Ｂについて説明する。図１８は、実施例３に係る発光装置１００Ｂの上面図である。また、図１９は、図１８に示した発光装置１００ＢのＤ－Ｄ線に沿った断面図である。

発光装置１００Ｂは、実施例２の発光装置１００Ａと基本的に同様の構成を有する。実施例３の発光装置１００Ｂは、枠体６０Ｂが基板１０Ａにアレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０の個々を取り囲むように格子状に形成されている。

なお、発光装置１００Ｂの枠体６０Ｂを除くいずれの構成においても、実施例１と同様のものを用いている。また、枠体６０Ｂにおいても、その原料は実施例１の枠体６０及び実施例２の枠体６０Ａと同様である。

基板１０Ａの上面１０ＡＳ上には、複数の発光素子構造体８０がそれぞれ所定の間隔をもってアレイ状に配列されている。また、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上には、アレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０の各々を個々に囲繞するように一体的に形成された枠体６０Ｂが格子状に形成されている。言い換えれば、枠体６０Ｂは隣接する発光素子構造体８０で共有した構造となっている。

このように、発光素子構造体８０を個別に枠体６０Ｂで囲むことで、別々の発光素子構造体８０を個別に点灯する場合に、枠体６０Ｂで囲まれた隣接する発光素子構造体８０の単位に点灯光が及ぶ現象を防止できる（クロストーク現象の防止）。

それぞれの発光素子構造体８０と枠体６０Ｂとの間には、光散乱部７５が形成されている。光散乱部７５は、１の発光素子構造体８０の側面の上端から当該１の発光素子構造体８０を囲む枠体６０Ｂの内側面の上端にかけて一体的に表面を被覆しかつ上方が開口している光散乱材７５Ｒと、光散乱材７５Ｒによって囲まれ、かつ上方に開放された凹状の空間ＣＥからなる。

従って、光散乱材７５Ｒは、各々の発光素子構造体８０の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面７５Ｓ１を有する。また、光散乱材７５Ｒは、第１の傾斜面７５Ｓ１と連続して形成され基板１０Ａの上面１０ＡＳに沿って延在する平坦面７５Ｓ２を有する。また、光散乱材７５Ｒは、平坦面７５Ｓ２の外側端と連続して形成され当該１の発光素子構造体８０を囲む枠体６０Ｂの内側面の上端に向かって傾斜する、すなわち外方に向かって上方に傾斜している第２の傾斜面７５Ｓ３を有する。

すなわち、光散乱材７５Ｒは、１の発光素子構造体８０の側面の上端から、当該１の発光素子構造体８０を囲む枠体６０Ｂの内側面の上端にかけて、実施例１の光散乱材７０Ｒと同様の表面形状を有するように形成されている。言い換えれば、発光装置１００Ｂは、発光素子２０並びに波長変換体４０からなる発光素子構造体８０、光散乱部７５及び枠体６０Ｂが、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上にアレイ状に複数個配されている。

従って、実施例３の発光装置１００Ｂは、実施例１の発光装置１００と同様の効果を奏することができ、発光装置１００Ｂから出光する光の全光束の低下を防ぎ光取り出し効率を高めることが可能となる。

すなわち、実施例３の発光装置１００Ｂにおいて、発光素子２０の側面から出光した光及び波長変換体４０の側面から出光した光は、光散乱材７５Ｒの内部を散乱しながら第１の傾斜面７５Ｒ１に到達してそこから空間ＣＤ内に出光し、光散乱材７０Ｒの開口部から上方に放射される。

また、実施例３の発光装置１００Ｂは、実施例２の発光装置１００Ａと同様の製造方法で製造可能である。発光装置１００Ｂの製造方法について、実施例２の発光装置１００Ａと異なる点について説明する。

図１８に示すように、基板１０Ａの上面１０ＡＳ上に、アレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０の周囲及び複数の発光素子構造体８０の各々の間に枠体６０Ｂを格子状に形成する（図５のステップＳ１４、枠体形成工程）。本ステップにおいては、まず、枠体６０Ａの原料樹脂が充填されたディスペンサを用いて、アレイ状に配列された複数の発光素子構造体８０の周囲及び複数の発光素子構造体８０の各々の間に枠体６０Ａの原料樹脂を格子状に描画する。その後、この状態の基板１０Ａを加熱することで枠体６０Ｂを形成する。

次に、光散乱材７５Ｒの原料樹脂をそれぞれの発光素子構造体８０と枠体６０Ｂとの間に塗布する（図５のステップＳ１５、光散乱樹脂塗布工程）。本ステップにおいては、光散乱材７５Ｒの原料樹脂が充填されたディスペンサを用いて、それぞれの発光素子構造体８０と枠体６０Ｂとの間に光散乱材７５Ｒの原料樹脂を塗布する。

次に、図１９に示すように、光散乱材７５Ｒの原料樹脂が塗布された基板１０Ａを加熱し、光散乱材７５Ｒの原料樹脂を硬化させる（図５のステップＳ１６、光散乱樹脂硬化工程）。本ステップにおいては、光散乱材７５Ｒの原料樹脂を所定温度まで１ステップで連続的に加熱することにより、発光素子構造体８０と枠体６０Ｂとのそれぞれの間に第１の傾斜面７５Ｓ１、平坦面７５Ｓ２及び第２の傾斜面７５Ｓ３を有する光散乱部７５と、各々の面に囲まれ上方に開放された凹状の空間ＣＥを形成する。

以上より、実施例２の発光装置１００Ａと同様の製造方法にて、実施例３の発光装置１００Ｂを製造することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、これらは実施例として掲示したものにすぎず、実施例に限定されるものではない。

例えば、実施例１においては、各々の図示において基板１０の上面１０Ｓに対して垂直方向に延伸する内側面を有する枠体６０とした。しかし、枠体６０の内側面は、例えば、上端から内方に傾斜するように形成してもよい。枠体６０の内側面を傾斜させることにより、実施例１の発光装置１００の第２の傾斜面７０Ｓ３の傾斜角を調整することができ、発光装置１００の光出光面の配光特性を調整することが可能となる。当該配光特性の調整は、実施例２及び３にも適用可能である。

（変形例）
図２０は、変形例に係る発光装置１００Ｃの断面図である。

なお、図２０に示すように、発光装置１００において、波長変換体４０は光散乱性で蛍光体（光変換体）を含んだ上層４０Ａと、非散乱性かつ透光性の下層４０Ｂと、から構成されていてもよい。このような構造とすることで光ＬＭ１及び光ＬＭ２の導光厚みが増し、空間ＣＡから出光する光ＬＭ６を増光させ、波長変換体４０の上面４０Ｔから出光する光ＬＭ５を減光できる。この際の波長変換体４０の下面端とは、上層４０Ａと下層４０Ｂの境界面である。また成長基板２１に透光性の下層部は含まれる。言い換えれば、この場合、光散乱部７０の平坦面７０Ｓ２の高さは、上層４０Ａの下面よりも低ければよい。この２層構成の波長変換体４０は、上層４０Ａと下層４０Ｂとを２層成形することで、または貼り合せることで形成し得る。

このように、記載の実施例は発明の範囲を限定することは意図していない。記載の実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、それら変形例も、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ 発光装置
１０ 基板
１５ 第１の電極
１７ 第２の電極
２０ 発光素子
２１ 成長基板
２３ 半導体構造層
２５ カソード電極
２７ アノード電極
３０ 素子接合層
４０ 波長変換体
５０ 接着層
６０ 枠体
７０、７３、７５ 光散乱部

Claims (14)

1. 板状の基板と、
   前記基板の１の主面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層、及び前記半導体構造層上に配された板状でありかつ透光性を有する透光性基板を含む発光素子と、
   蛍光体粒子を含み、前記透光性基板の上面に接着樹脂を介して配された波長変換体と、
   光散乱性の粒子を含む樹脂材からなり、前記波長変換体の側面から、前記発光素子の側面及び前記基板の前記１の主面にかけて覆うように形成された光散乱材と、を備え、
   前記光散乱材は、前記波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され外方に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、を有し、
   前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記波長変換体の下面よりも低いことを特徴とする発光装置。
2. 前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記透光性基板の上面から、当該透光性基板の厚みの１／２の位置か又はそれよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記透光性基板の上面から、当該透光性基板の厚みの１／３の位置か又はそれよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
4. 前記第２の傾斜面の上端の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記波長変換体の上面以上の高さ位置にある事を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記波長変換体は、前記蛍光体粒子を含むセラミック焼成体であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記波長変換体は、前記蛍光体粒子とセラミック粒子とを混合焼成した光散乱性のセラミック多結晶体であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記光散乱性の粒子は、酸化チタンからなり、
   前記光散乱材は、前記光散乱性の粒子を８～３０ｗｔ％の含有率で分散した透光性の樹脂からなることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 前記発光装置は、前記基板の前記１の主面上において前記光散乱材の外側に接して形成された枠体を備えることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記枠体の上端の前記基板の前記１の主面からの高さ位置は、前記波長変換体の上面以上の高さ位置にあることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
10. 前記発光装置は、前記発光素子、前記波長変換体、前記光散乱材及び前記枠体が、前記基板の前記１の主面上にアレイ状に複数個配されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の発光装置。
11. 前記発光素子は、前記半導体構造層の下面に一対の電極を有し、前記半導体構造層と前記一対の電極との間に導電性の光反射層を有することを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 板状の板状部及び前記板状部の１の主面に枠状に形成された壁部を有する基板構造体と、
    前記壁部内の前記１の主面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層、及び前記半導体構造層上に配された板状でありかつ透光性を有する透光性基板を有する発光素子と、
    蛍光体粒子を含み、前記透光性基板の上面に接着樹脂を介して配された波長変換体と、
    光散乱性の粒子を含む樹脂材からなり、前記波長変換体の側面、前記発光素子の側面、前記板状部の１の主面及び前記壁部の内側面にかけて覆うように形成された光散乱材と、を備え、
    前記光散乱材は、前記波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され前記壁部の前記内側面の上端に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、を有し、
    前記平坦面の前記板状部の前記１の主面からの高さ位置は、前記波長変換体の下面よりも低いことを特徴とする発光装置。
13. 板状の基板と、
    前記基板の１の主面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層、前記半導体構造層上に配された板状でありかつ透光性を有する透光性基板、及び蛍光体粒子を含みかつ各々が前記透光性基板の上面に接着樹脂を介して配された波長変換体を各々が有し、かつ前記１の主面上にアレイ状に配された複数の発光素子構造体と、
    光散乱性の粒子を含む樹脂材からなり、前記複数の発光素子構造体のうちの１の発光素子構造体の側面から、当該１の発光素子構造体と隣り合って配された他の発光素子構造体の側面にかけて覆うように形成された光散乱材と、を備え、
    前記光散乱材は、前記１の発光素子構造体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され前記１の発光素子構造体の側面と対向する前記他の発光素子構造体の側面の上端に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、を有し、
    前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さは、前記波長変換体の下面よりも低い位置にあることを特徴とする発光装置。
14. 発光装置の製造方法であって、
    板状の基板を用意する工程と、
    発光層を含む半導体構造層、及び前記半導体構造層上に配された板状でありかつ透光性を有する透光性基板を含む発光素子を、前記基板の１の主面上に接合する素子接合工程と、
    蛍光体粒子を含む波長変換体を、前記透光性基板の上面に接着樹脂を介して接合する波長変換体接合工程と、
    光散乱性の粒子を含む熱硬化性の光散乱樹脂を、前記基板の前記１の主面上に塗布する光散乱樹脂塗布工程と、
    前記光散乱樹脂を加熱し、前記波長変換体の側面から、前記発光素子の側面及び前記基板の前記１の主面にかけて覆う光散乱材を形成する樹脂硬化工程と、を含み、
    前記樹脂硬化工程において、
    前記光散乱樹脂を所定温度まで１ステップで連続的に加熱し、前記波長変換体の側面の上端から外方に向かって下方に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と連続して形成され前記１の主面に沿って延在する平坦面と、前記平坦面の外側端と連続して形成され外方に向かって上方に傾斜する第２の傾斜面と、が一体的に形成された前記光散乱材を形成し、
    前記平坦面の前記基板の前記１の主面からの高さ位置を、前記波長変換体の下面よりも低い位置となるように形成することを特徴とする発光装置の製造方法。

Images