JP4871344B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
照明器具等に用いられる発光装置の分野において、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの固体発光素子の近年の性能向上により、白熱電球や蛍光灯から固体発光装置への置き換えが急速に進みつつある。これは、固体発光素子が長寿命で有害物質を含まないという点だけでなく、総エネルギー消費量の２０％前後を占めるといわれている照明器具の省エネルギー化に大きく貢献できるためである。
従来、照明器具等に固体発光素子を応用する際には、例えば、固体発光素子のチップと蛍光体とを組み合わせた白色発光の固体発光素子パッケージが、制御・駆動回路等となるＩＣや抵抗、ダイオード、コンデンサなどの電子部品等と共に、プリント基板に実装される。
この時、固体発光素子で発生する熱は、チップの発光効率が低下させるだけでなく、チップや上記の電子部品等の寿命を低下させる。この問題は、実用上非常に深刻であり、例えば、等方的熱伝導層と異方的熱伝導層との２層以上の構造の基板を用い、ＬＥＤからの熱を効率良く放熱する技術（例えば、特許文献１参照）が開示されている。
さらに、従来のように制御・駆動回路等となるＩＣや抵抗、ダイオード、コンデンサなどの電子部品等がそれぞれ個別に作製され、それをプリント基板上に配置することは、手間がかかりコスト高になる。さらに、固体発光素子を多数並べて大面積の照明装置を構成する場合には、均一な照明を得るためにそれぞれの固体発光素子の発光強度のモニタリングとその制御のためにさらに多くの電子部品が必要となり、またこれらの電子部品の配線も複雑化し、さらに製造上の問題は深刻化する。
一方、例えば液晶や有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）等を用いた表示装置においては、画素駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や配線を形成した基板が用いられている。このような基板の上に固体発光素子を設ければ、固体発光素子の駆動のための各種の電子素子や配線を基板上に任意の形状で一括して形成できるので、製造上の問題が解消し得るとして期待される。しかしながら、表示装置等に通常用いられるガラス基板は熱伝導率が低く、固体発光素子からの熱を効率的に放熱することは困難である。さらに、ガラス基板は透明なので、固体発光素子からの発光が基板裏面側からも出射することになり、発光装置としての効率を低下させてしまう。
特開２００７−１２３３４８号公報
本発明は、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置及びその製造方法を提供する。
本発明の一態様によれば、導電性を有する基板と、前記基板の主面の上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の上において前記基板及び前記絶縁層と一体的に形成された半導体層を有する半導体素子と、前記絶縁層に設けられた開口部の内部に設けられ前記基板と接する接続部材と、前記基板及び前記絶縁層とは別体として形成され、前記基板の前記主面の上において、少なくとも一部が前記接続部材の上に配置されるように実装された発光素子と、を備え、前記発光素子の第１の電極は、前記絶縁層の上に設けられた配線を介して前記半導体素子と接続され、前記発光素子の第２の電極は、前記接続部材に接続され、前記発光素子が発光するための電流は、前記接続部材を介して前記発光素子と前記基板との間を流れ、前記発光素子の熱は、前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されることを特徴とする発光装置が提供される。
本発明の別の一態様によれば、 基板の主面の上に設けられた半導体素子と、前記基板の前記主面の上に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続された発光素子、とを有する発光装置の製造方法であって、
前記基板の前記主面の上に、開口部を有する絶縁層を形成し、
前記絶縁層の上に半導体層を形成して前記半導体層を含む前記半導体素子と、前記半導体素子に接続された配線と、を形成し、
前記発光素子の第１の電極と前記配線とを接続し、前記絶縁層の前記開口部に配置された接続部材を前記発光素子の第２の電極と前記基板との間に配置して、前記発光素子が発光するための電流が前記接続部材を介して前記第２の電極と前記基板との間に流れ、前記発光素子の熱が前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されるように前記発光素子を前記基板の前記主面の上に実装することを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。
本発明の別の一態様によれば、基板の主面の上に設けられた半導体素子と、前記基板の前記主面の上に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続された発光素子、とを有する発光装置の製造方法であって、支持基板の上に、開口部を有する絶縁層を形成し、前記絶縁層の上に半導体層を形成して前記半導体層を含む前記半導体素子と、前記半導体素子に接続された配線と、を形成し、前記支持基板を除去し、前記絶縁層、前記半導体素子及び前記配線を前記基板に接合し、前記発光素子の第１の電極と前記配線とを接続し、前記絶縁層の前記開口部に配置された接続部材を前記発光素子の第２の電極と前記基板との間に配置して、前記発光素子が発光するための電流が前記接続部材を介して前記第２の電極と前記基板との間に流れ、前記発光素子の熱が前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されるように、前記発光素子を前記基板の前記主面の上に実装することを特徴とする発光装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置及びその製造方法が提供される。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の一部の構成を例示する模式的断面図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
すなわち、図１は、図３のＡ１−Ａ２線断面を省略して図示している。
まず、図３により、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の概略の構造について説明する。
すなわち、図３に表したように、本実施形態に係る発光装置１１は、基板１１０と、基板１１０の主面１１１の上に設けられた発光素子３００と、を有する。
そして、基板１１０の主面１１１の上には、半導体層２５０（図示しない）を含む半導体素子２００が設けられており、発光素子３００は、半導体素子２００と電気的に接続されている。
発光素子３００には、ＬＥＤやＬＤなどの各種の、発光層を有する発光素子チップ３１０を用いることができる。また、発光素子３００は、発光素子チップ３１０の他に、後述する蛍光体含有層３２０（波長変換層）をさらに有し、これにより、例えば任意の色温度の白色光や、任意の色の光を発光することができる。すなわち、発光素子３００が、発光素子チップ３１０と蛍光体含有層３２０とを有し、このような発光素子３００が基板１１０とは別体として形成されても良い。以下では、発光素子３００が発光素子チップ３１０を含み、発光素子３００とは別に蛍光体含有層３２０が設けられる場合として説明する。
なお、発光素子３００は、発光装置１１において１つ設けても良いし、本具体例のように複数設けても良く、さらに、複数の発光素子３００を例えば２次元的に配列して大面積の発光装置を構成することもできる。
一方、半導体素子２００は、基板１１０の主面１１１の上に一体的に形成された半導体層（図示しない）を用いた各種の半導体素子であり、また、便宜的に配線なども含む。
本具体例では、半導体素子２００は、発光素子３００を駆動したり制御したりする駆動回路部２６１及び発光素子３００の発光強度を調整するために発光を検出する調光用センサ部２６２を有する。さらに、半導体素子２００は、発光装置１１に対してリモコン操作を行うための例えば赤外線センサを含むリモコン用センサ部２６３や情報通信ネットワークのための通信用センサ部２６４等を有しても良い。ただし、本発明はこれに限定されず、半導体素子２００には基板１１０の主面１１１の上に一体的に形成された半導体層を用いた素子であれば任意の構造と任意の機能を有する素子を含むことができる。
発光装置１１の断面構造について説明する。
図１に表したように、基板１１０の主面１１１の上には、基板１１０と一体的に形成された半導体層２５０を有する半導体素子２００が設けられている。
なお、半導体層２５０は、基板１１０の上に直接形成されたり、基板１１０の上に形成された任意の絶縁層の上に形成されたりすることができる。また、後述するように、例えば基板１１０とは別の支持基板の上に半導体層２５０を形成して例えば半導体素子２００を形成した後、半導体層２５０（及び半導体素子２００）を支持基板から剥がして基板１１０の主面１１１の上に貼り付けて固着させた場合も、半導体層２５０（及び半導体素子２００）は基板１１０とは固着されており、半導体層２５０は基板１１０の主面１１１の上に一体的に形成されていると見なされる。
そして、発光素子３００は、基板１１０とは別体として形成され、基板１１０の主面１１１の上に実装されている。そして、発光素子３００は、半導体素子２００と電気的に接続されている。
さらに、発光素子３００は、基板１１０と接続されている。すなわち、例えば、発光素子３００は基板１１０と熱的に接続されて、発光素子３００の熱が基板１１０に伝導可能になっている。
既に説明したように、発光素子３００には、ＬＥＤやＬＤなどの各種の固体発光素子の発光素子チップ３１０が用いられる。
そして、発光素子３００は、蛍光体含有層３２０をさらに有することができる。すなわち、発光素子３００は、発光層を有する発光素子チップ３１０と、発光素子チップ３１０から放出される光を吸収して前記光とは異なる波長の光を出射する蛍光体含有層３２０と、を有することができる。ただし、蛍光体含有層３２０は、発光素子３００とは別に設けても良い。
蛍光体含有層３２０においては、発光素子チップ３１０から放出される光を吸収して、その光とは異なる波長の光を出射する蛍光体が例えば樹脂等に混合されている。蛍光体含有層３２０は、発光素子チップ３１０の発光部を覆うように設けられる。このように、発光素子３００は、発光素子チップ３１０と蛍光体含有層３２０とが予め一体化されたＬＥＤやＬＤ等のいわゆる発光素子パッケージとすることができる。また、後述するように発光素子チップ３１０が基板１１０の上にマウント（実装）され、その後に発光素子チップ３１０を覆うように蛍光体含有層３２０を形成した構成としても良い。なお、蛍光体含有層３２０は必要に応じて設ければ良く、省略可能である。
発光素子チップ３１０の発光の波長は任意であり、蛍光体含有層３２０との組み合わせにより、発光素子３００は、例えば任意の色温度の白色光や、任意の色の光を発光することができる。本具体例では、発光素子チップ３１０として、例えば４００ｎｍ付近の青色域波長の光を発光するＬＥＤチップが用いられ、蛍光体含有層３２０として、この光の一部を吸収して補色となる波長域に波長変換する蛍光体を用いることにより、発光素子３００は、白色光を発光する。
基板１１０には、導電性であり熱伝導性の高い材料を用いることができる。すなわち、基板１１０には、例えば、金属の基板や炭素材料系基板、窒化物材料系基板などを用いることができる。本具体例では、基板１１０としてステンレス基板が用いられる。
そして、基板１１０の主面１１１の上に絶縁層１２０を設け、その上に半導体層２５０を設けることができる。
本具体例では、半導体素子２００は、例えば、ＴＦＴ２２０、第１フォトダイオード２１０ａ及び第２フォトダイオード２１０ｂ等の半導体素子を有する。また、本具体例では、ＴＦＴ２２０及び第２フォトダイオード２１０ｂの基板１１０とは反対の側に遮光層１４０が設けられている。遮光層１４０は、発光素子３００から出射される発光３３０に対して遮光性を有する。なお、この遮光層１４０は必要に応じて設ければ良い。
ただし、これらは一例であり、半導体素子２００には、２端子や３端子の構成にかかわらず、任意の構成を有する素子を用いることができ、既に説明したように、発光素子３００のための駆動回路部２６１や調光用センサ部２６２、リモコン用センサ部２６３、通信用センサ部２６４等の少なくとも一部を形成することができる。
以下では、説明を簡単にするために、半導体素子２００として、３端子のＴＦＴ２２０と２端子のダイオード（第２フォトダイオード２１０ｂ）の構成について説明する。
図２に表したように、基板１１０の主面１１１に絶縁層１２０が設けられる。絶縁層１２０には、例えば酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム等の任意の絶縁材料を用いることができる。後述するように、発光素子３００からの出射光をフォトダイオード２１０ｂにて検知する場合においては、絶縁層１２０の内部を発光素子３００から出射される発光３３０が効率良く伝搬できるように、その波長に対して高い透過率を有する材料を用いることが望ましい。本具体例では、絶縁層１２０には酸化珪素が用いられる。
そして、絶縁層１２０の上に半導体層２５０が設けられる。半導体層２５０には、任意の材料を用いることができ、アモルファスシリコン（非結晶シリコン）、ポリシリコン（多結晶シリコン）、微結晶シリコン等の他、酸化物系半導体、有機物系半導体等を用いても良い。以下では、半導体層２５０としてポリシリコンを用いる例として説明する。
半導体層２５０は、所定の形状に加工され、ＴＦＴ２２０や第２フォトダイオード２１０ｂとなる。
例えばＴＦＴ２２０は、半導体層２５０と、半導体層２５０の上に設けられたゲート電極２２２と、半導体層２５０とゲート電極２２２との間に設けられたゲート絶縁膜２２１と、半導体層２５０に接続されゲート電極２２２を挟むようにして離間して設けられたソース電極２２３及びドレイン電極２２４と、を有している。そして、これらの上にパッシベーション膜（絶縁膜）１３０が設けられる。すなわち、ＴＦＴ２２０（半導体素子２００）は、半導体層２５０をチャネルとするトランジスタである。なお、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４とは互いに入れ替え可能である。
例えば第２フォトダイオード２１０ｂは、半導体層２５０と、半導体層２５０の上に設けられた絶縁膜２１１と、半導体層２５０に接続され離間して設けられたアノード電極２１３及びカソード電極２１４と、を有している。そして、これらの上にパッシベーション膜１３０が設けられる。なお、アノード電極２１３及びカソード電極２１４とは互いに入れ替え可能である。なお、第１フォトダイオード２１０ａも同様の構成を有することができる。
なお、上記のパッシベーション膜１３０には、酸化珪素、窒化珪素及び酸窒化珪素等の任意の材料を用いることができる。また、パッシベーション膜１３０は、図１においては省略されている。
また、図２においては省略されているが、既に説明したように、ＴＦＴ２２０及び第２フォトダイオード２１０ｂの上のパッシベーション膜１３０を覆うように遮光層１４０が設けられる。遮光層１４０には任意の材料を用いることができ、金属や金属酸化物等の他、カーボンや各種の顔料を含有する樹脂等を用いることができる。
そして、ＴＦＴ２２０、第１フォトダイオード２１０ａ及び第２フォトダイオード２１０ｂは、基板１１０の主面１１１の上に設けられた絶縁層１２０の上に、例えば液晶や有機ＥＬなどを用いた表示装置における技術と同様の技術を用いて形成され得る。そして、その形成技術を用いて、絶縁層１２０の上に、ＴＦＴ２２０、第１フォトダイオード２１０ａ及び第２フォトダイオード２１０ｂ等を互いに接続する配線２３０が設けられる。なお、上記のように、配線２３０は、ＴＦＴ２２０、第１フォトダイオード２１０ａ及び第２フォトダイオード２１０ｂ等の半導体素子と同様にして形成されるので、便宜上、配線２３０も半導体素子２００に含まれるものとする。
そして、図１に表したように、この配線２３０は、例えば絶縁層１２０の上を延在して、発光素子３００と電気的に接続される。すなわち、発光素子３００は、半導体素子２００と電気的に接続される。本具体例では、発光素子チップ３１０（発光素子３００）の基板１１０の側の下面３１２において、例えばＡｕ等からなる第１バンプ４１０により電気的に接続されている。すなわち、発光素子３００に設けられる例えばアノード電極及びカソード電極の内の一方の電極が、半導体素子２００と電気的に接続される。
これにより、半導体素子２００（ＴＦＴ２２０、第１フォトダイオード２１０ａ及び第２フォトダイオード２１０ｂ等）と、発光素子３００と、が電気的に接続され、半導体素子２００によって、発光素子３００を駆動したり、制御したり、また、発光素子３００からの発光３３０を検出してそれをフィードバックして各種の制御を行うことができる。このとき、発光素子３００が基板１１０の上に多数設けられ、これらのための駆動及び制御回路を設ける時、半導体素子２００は一括して形成することができるので、製造し易く生産性が高い。また、本製造方法においては多数の任意形状のＴＦＴやフォトダイオードを一括して製造できるため、半導体素子は集積度を高めて構成することが可能である。
一方、発光素子３００は、基板１１０と接続される。本具体例では、発光素子チップ３１０（発光素子３００）の下面３１２において、例えばＡｕ等からなる第２バンプ４２０を介して、基板１１０と接続され、発光素子３００は、基板１１０と熱的に接続されている。本具体例では、発光素子３００に設けられた例えばアノード電極及びカソード電極の内の他方の電極が、第２バンプ４２０により基板と電気的に接続される。この時、第２バンプ４２０は、例えば金属であり、熱伝導性が高く、また、その断面積を容易に大きくして設けることができる。これにより、発光素子３００と基板１１０とを電気的に接続すると同時に熱的に接続することができる。すなわち、発光素子３００で発生する熱は、第２バンプ４２０に効率良く伝導し、さらに、第２バンプ４２０から基板１１０に伝導する。これにより、発光素子３００の熱を効率良く放熱することができる。
すなわち、本具体例においては、基板１１０は導電性を有す。そして、絶縁層１２０は、半導体層２５０と基板１１０との間において、発光素子３００と基板１１０とが電気的に接続された部分を除いて設けられる。これにより、発光素子３００は、基板１１０と接続される部分１１０ｐにおいて基板１１０と電気的に接続される。
このように、本実施形態に係る発光装置１１は、導電性を有する基板１１０と、基板１１０の主面１１１の上に設けられ開口部１２５を有する絶縁層１２０と、絶縁層１２０の上に絶縁層１２０と一体的に設けられた半導体層２５０を有する半導体素子２００と、基板１１０とは別体として形成され、基板１１０の主面１１１の上に実装され、半導体素子２００と電気的に接続されつつ、絶縁層１２０の開口部１２５において基板１１０と接続された発光素子３００、とを備える。具体的には、発光素子３００は、基板１１０と熱的及び電気的に接続されている。
これにより、本実施形態に係る発光装置１１によれば、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
なお、第１バンプ４１０及び第２バンプ４２０等のような接続部材４００は必要に応じて設ければ良く、例えば、第１バンプ４１０及び第２バンプ４２０の少なくともいずれかは省略され、発光素子３００と半導体素子２００との間が直接電気的に接続されても良く、また、発光素子３００と基板１１０との間が熱的に直接接続されても良い。
なお、本具体例では、発光素子３００と半導体素子２００との電気的な接続、及び、発光素子３００と基板１１０との接続は、発光素子３００の基板１１０の側の面において行われている。すなわち、フリップチップ構成により発光素子チップ３１０が基板１１０に実装されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、発光素子３００に設けられる複数（例えばアノード電極及びカソード電極）の内の少なくとも１つが、半導体素子２００と電気的に接続され、発光素子３００と基板１１０とが熱的に接続されれば良い。
すなわち、後述するように、例えば、発光素子３００と半導体素子２００との電気的接続は、発光素子３００の下面３１２ではなく、上面３１１において例えばボンディングワイヤなどによって行われても良い。
さらに、基板１１０は、発光素子３００で発生する熱を伝導して放熱する機能を有していれば良く、基板１１０と発光素子３００とは必ずしも電気的に接続されていなくても良い。この場合は、発光素子３００の複数の電極は、例えば絶縁層１２０の上に設けられた導電層に接続されて発光素子３００は駆動され、基板１１０においては熱の伝導のみが行われる。この場合には、基板１１０には絶縁性のある基板を用いることもでき、絶縁層１２０が省略できる。この時、例えば、基板１１０には、熱伝導性の高いことと同時に、発光素子３００の発光３３０に対して遮光性のある材料を用いることで、発光素子３００の発光３３０を基板１１０の主面１１１とは反対の側に出射させないようにでき、光の利用効率を高めることができる。
このような構成においても、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
基板１１０には、放熱の効率を高めるために熱伝導率の高い材料が用いられるが、熱伝導率が高くかつコスト等の観点でも実用性が高い材料は一般に導電性を有することが多く、例えば、基板１１０には金属を用いることができる。本具体例のように、基板１１０にステンレス等のような金属の基板を用い、フリップチップ構造と併用することで、放熱と同時に電気的接続を行うことができる。すなわち、第２バンプ４２０により、発光素子３００へ電流を供給すると同時に、発光素子３００で発生する熱を、特別な部材を付与しなくても熱容量の大きい基板１１０へ放熱することが可能となる。従って、基板１１０として熱伝導性と導電性を有する材料（例えば金属）を用い、その上に絶縁層１２０を設ける発光装置１１の構造が有利である。
また、本実施形態に係る発光装置１１においては、図１に例示したように、絶縁層１２０は、発光素子３００と基板１１０とが熱的及び電気的に接続された部分１１０ｐを除いて設けられている。すなわち、絶縁層１２０は、少なくとも接続部材４００（第２バンプ４２０）が設けられる部分１１０ｐに開口部１２５を有する。これにより、発光素子３００と基板１１０とが熱的及び電気的に接続される。
ただし、本発明はこれには限定されない。すなわち、絶縁層１２０として比較的熱伝導性が高い材料を用いた場合は、開口部１２５を設けず、絶縁層１２０の上に発光素子３００を設け、絶縁層１２０を介して、発光素子３００と基板１１０との熱的な接続が行われても良い。この時、絶縁層１２０は、例えば導電性を有する基板１１０の上の絶縁性を確保しつつ、発光素子３００と基板１１０との間の熱の伝達の機能を果たす。従って、もし基板１１０と発光素子３００とを電気的に接続する場合は、別の方法（例えばボンディングワイヤなど）を用いる。また、この場合は、発光素子３００の複数の電極の全てが、絶縁層１２０の上に設けられた配線２３０と接続されるように構成しても良い。なお、比較的熱伝導率が高い絶縁性の材料としては、例えば、ＳｉＣやＡｌＮ等があげられる。
このような構成を用いても、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
以下、半導体素子２００が、発光素子３００の駆動回路部２６１である場合の回路について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的回路図である。
図４に表したように、本実施形態に係る発光装置１１においては、例えば、発光素子３００に、半導体素子２００を用いた駆動回路部２６１が接続され、駆動回路部２６１には電源３９０が接続されている。なお、同図の点Ｇ１と点Ａとの間は、発光装置１１への外部からの給電系である。そして、点Ａと点Ｂとの間において設けられた駆動回路部２６１は、基板１１０の主面１１１の上に設けられた半導体層２５０を有する半導体素子２００によって構成される。そして、点Ｂ及び点Ｃは、発光素子３００であるＬＥＤの２つの電極の端子に相当し、例えば、点Ｂが第１バンプ４１０に相当し、点Ｃが第２バンプ４２０に相当する。そして、点Ｃと点Ｇ２との間は、例えば、基板１１０に相当する。これにより、半導体素子２００である駆動回路部２６１によって発光素子３００を駆動することができる。
（比較例１）
図５は、第１の比較例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図５に表したように、第１の比較例の発光装置９０ａにおいては、ＬＥＤやＬＤなどの発光素子チップ３１０が蛍光体含有層３２０と放熱板３４０と共にパッケージ化された発光素子３００が、例えばプリント基板１１０ａに実装される。そして、プリント基板１１０ａには、駆動回路を構成する制御ＩＣ９３や抵抗９５、定電流ダイオード９４、コンデンサ９２などの素子群や電源コネクタ９１等が接続ピン９６等によってハンダ９７で実装される。
このように、第１の比較例の発光装置９０ａにおいては、駆動回路を構成する制御ＩＣ９３や抵抗９５、定電流ダイオード９４、コンデンサ９２などの素子群がそれぞれ個別に作製され、それをプリント基板１１０ａに配置されるが、この構成は、手間がかかりコスト高である。さらに、発光素子３００を多数並べて大面積の発光装置を構成する場合には、それぞれの発光素子３００が位置する部位までの配線をプリント基板１１０ａに形成する必要があるがこれも手間がかかりコスト高に繋がる。そして、均一な照明を得るためにそれぞれの発光素子の発光強度をモニタリングしそれを制御するには、フォトダイオード等のセンサ素子を別途設ける必要があり、さらに、これを制御するための回路系の追加が必要になる。さらに、発光素子３００、駆動回路を構成する素子、センサ素子及びその制御回路等の素子などのそれぞれの素子が、光学的、電気的に干渉しない配置を取る必要があり、この設計にも手間がかかる。また、センサ素子からの情報を演算処理して発光素子３００にフィードバックするための回路系を、発光素子付近に配置させるか、あるいは、発光素子３００の動作処理を行う回路系まで別なる配線群を配置する必要がある。このように、照明機器の高機能化のためには、部品点数の増加や工数の増加を招き、コストの増大をもたらすことになる。
このように、第１の比較例の発光装置９０ａは、発光素子３００を駆動・制御するための素子を個別に設けるので、実装部品数が増加し、製造が困難である。
それに加え、プリント基板１１０ａには、例えばガラスエポキシ樹脂などの比較的熱伝導性の低い材料が用いられることが多いため、発光素子３００からの熱を効率良く放熱できず、効率が低い。これを解決するためには、発光素子３００に放熱板３４０等の放熱機構を設けるか、特許文献１に記載されているように放熱機構を別途設けることが必要であり、この点でもコストが上昇し問題となる。
（比較例２）
図６は、第２の比較例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図６に表したように、第２の比較例の発光装置９０ｂにおいては、本実施形態に係る発光装置１１における基板１１０を、ガラス基板１１０ｂに変更したものである。すなわち、発光装置９０ｂにおいては、発光素子３００がガラス基板１１０ｂと接続されていない。
すなわち、発光装置９０ｂにおいては、絶縁層１２０には開口部１２５が設けられていない。このため、発光素子チップ３１０の２つの電極（図示しない）は第１バンプ４１０及び第２バンプ４２０によって絶縁層１２０の上に形成された配線２３０及び配線２３１にそれぞれ接続されている。すなわち、例えば液晶や有機ＥＬなどを用いる表示装置に用いられるように、ガラス基板１１０ｂの上に半導体素子を形成し、その上に発光素子３００を実装したものである。
このような構成を有する第２の比較例の発光装置９０ｂの場合、ガラス基板１１０ｂは熱伝導率が低く、発光素子３００からの熱を効率的に放熱することは困難である。このため、発光素子３００の温度が上昇し、発光特性の劣化や素子破壊を招くことになる。これを防止するために、別途、発光素子３００からの熱拡散を行うための放熱部材を取り付けると、実装部品数の増加を招くだけではなく、発光素子３００が、ガラス基板１１０ｂと放熱基板とで囲まれることにより、発光素子３００からの光放射が妨げられる問題が生じる。
さらに、図６に例示したように、ガラス基板１１０ｂは可視光域の波長に対して透過性があるので、発光素子３００からの発光３３０がガラス基板１１０ｂの裏面側からも出射することになり、発光装置としての効率を低下させてしまう。
これに対して、本実施形態に係る発光装置１１においては、基板１１０の主面１１１の上に設けられた半導体層２５０を用いて、発光素子３００の駆動回路部２６１やその他の各種の電子部品を配線と共に一括して形成でき、さらに、基板１１０と発光素子３００とを接続することで、発光素子３００の熱を効率的に放熱することができる。
また、基板１１０に金属などの導電性と遮光性を有する材料を用いることで、発光素子３００への電流の供給と放熱の機能とを同時に満たすことだけでなく、発光素子３００からの発光３３０を基板１１０の裏面の側に透過させることがない。
このように、本実施形態に係る発光装置１１によれば、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
さらに、このような発光装置１１を用いることで、発光特性を精密に制御し、高輝度で高均一の任意の発光特性を実現することもが可能となる。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する別の模式的回路図である。
図７に表したように、本実施形態に係る発光装置１１において、例えば、発光素子３００からの発光３３０を検出する調光用センサ部２６２部を設け、調光用センサ部２６２で検出された光強度を駆動回路部２６１にフィードバックすることで、発光素子３００の発光特性を高精度で制御することができる。例えば、発光素子３００の比較的近傍に調光用センサ部２６２としてフォトダイオードを駆動回路部２６１等と一緒に一括して設け、発光素子３００の光強度に応じて発光素子３００に通電する電流を自動的に制御するような自己調整機能を付与することが容易となる。これにより、例えば、電源を投入してからの発光素子３００の発光強度の変動を補正するように、発光強度を高精度で制御することが容易となり、結果としてエネルギーの消費量を低減し、また、発光素子３００の寿命を拡大させることができる。
さらに、駆動回路部２６１や調光用センサ部２６２等の発光特性に関する駆動及び制御の回路等だけでなく、図３に関して説明したように、例えば、リモコン用センサ部２６３等を設けることで、発光のオン・オフや調光を遠隔操作するための制御回路を同時に形成することもできる。
さらには、発光装置としての機能だけでなく、通信用センサ部２６４等の各種の機能を有する電子回路を基板１１０上の同時に形成することができ、発光装置１１は、例えば通信機能等の発光機能以外の任意の機能を合わせて備えることが、比較的容易に可能となる。
なお、既に説明したように、本実施形態に係る発光装置１１においては、基板１１０に導電性であり熱伝導率が高い材料として金属が用いられる。この時、後述するように、発光素子３００からの出射光をフォトダイオード２１０ｂにて検知する場合においては、絶縁層１２０としては、発光素子３００から出射される発光３３０に対して透光性を有する材料を用いることができる。例えば、発光素子３００として白色光を発光するものを用い、絶縁層１２０に白色光を透過する酸化珪素等を用いることができる。
このようにすることで、図１に例示したように、発光素子３００から出射した発光３３０は、基板１１０の表面（主面１１１）を反射面として、絶縁層１２０の内部を伝搬することができる。これにより、発光素子３００の発光３３０を、効率的に半導体素子２００の例えば第２フォトダイオード２１０ｂに入射させることができ、発光３３０の発光特性を精度高く検出することができる。これにより、発光素子３００に対して精度の高い制御を可能にして、発光装置１１の発光特性を高精度に制御できる。
また、図１に例示したように、本実施形態に係る発光装置１１においては、基板１１０は接地されている。すなわち、アース電位とされている。これにより、基板１１０の電位が固定され、基板１１０の主面１１１上に形成された半導体素子２００の特性が安定する。すなわち、例えば、半導体素子２００であるＴＦＴ２２０に対して基板１１０が参照電極として機能することで、ＴＦＴ２２０の動作が安定化する。なお、本発明はこれに限定されず、基板１１０は接地電位の他、定められた別の固定電位に設定されていても良い。この場合も基板１１０がＴＦＴ２２０に対する対照電極として機能し、ＴＦＴ２２０の動作が安定化する。
また、図１においては、蛍光体含有層３２０は、発光素子チップ３１０を覆うように設けられているが、蛍光体含有層３２０は、半導体素子２００をさらに覆うように設けても良く、例えば、基板１１０の半導体素子２００及び発光素子３００の側の全面を覆うように設けても良い。
（第１の実施例）
本実施形態に係る第１の実施例の発光装置１１ａ（図示せず）について説明する。発光装置１１ａの構成は、図１に例示した発光装置１１の構成と同様なので説明を省略する。以下では、発光装置１１ａに用いられる半導体素子２００を有する基板１１０の製造方法例について特に詳しく説明する。
図８は、本発明の第１の実施例に係る発光装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図８（ａ）に表したように、まず、十分に洗浄したステンレスからなる基板１１０の主面１１１の上に、例えばシランと酸素ガスを原料に用いたプラズマ励起化学気相堆積法（Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＥＣＶＤ法）を用いて、絶縁層１２０となるシリコン酸化膜を堆積させた。なお、絶縁層１２０の成膜法にはＰＥＣＶＤ法に限らず任意の方法を用いることができ、また、その材料も例えばシリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜など任意の材料を用いることができる。
次に、例えば、ＰＥＣＶＤ法を用いアモルファス状のシリコン膜を成長させた後、ＫｒＦなどを用いたエキシマレーザーを照射して瞬間的に溶融後結晶化させて多結晶化した。そして、例えば、フォトエッチングプロセスにより形成したパターンに従い、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング法（Reactive Ion Etching：ＲＩＥ法）を用いた異方性エッチング法により、多結晶シリコン層の半導体層２５０を形成した。なお、半導体層２５０の成膜法は、ＰＥＣＶＤ法に限らず任意の方法を用いることができ、また、その加工方法もＲＩＥ法の他、任意の方法を用いることができる。
次に、図８（ｂ）に表したように、例えばＰＥＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁膜２２１となるシリコン酸化膜を成膜した。なお、ゲート絶縁膜２２１の成膜法はＰＥＣＶＤ法に限らず、任意の方法を用いることができ、また、その材料も例えばシリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜など任意の材料を用いることができる。
次に、図８（ｃ）に表したように、例えばスパッタリング法を用いて、ゲート絶縁膜２２１の上にＭｏからなる金属膜を堆積させた。なお、金属膜には、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、及びそれらのその合金等、任意の材料を用いることができる。また、その成膜方法も任意である。
その後、上記の金属膜の上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてレジストパターンを形成し、レジストパターンのない部分の金属膜を選択的に除去して金属膜の形状を加工し、ゲート電極２２２及びゲート線群（図示しない）を形成した。
そして、半導体層２５０に接合面を形成するために不純物導入を行った。本実施例では、不純物としてリン（Ｐ）を用いた。このとき、ゲート電極２２２をマスクとして、イオンドーピング法によりイオン濃度が１０２２ｃｍ−３程度になるようにリン（Ｐ）を導入した。これにより、後述するソース電極２２３及びドレイン電極２２４とそれぞれ接続されるコンタクト層２５３及びコンタクト層２５４が形成される。また、ゲート電極２２２の基板１１０の側にＴＦＴ２２０のチャネル２５２が形成される。
次に、図８（ｄ）に表したように、例えば常圧化学気相堆積法（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition：ＡＰＣＶＤ法）により、ＴＦＴ２２０の上にパッシベーション膜１３０となるシリコン酸化膜を成膜した。なお、パッシベーション膜１３０の成膜方法はＡＰＣＶＤ法に限らず任意の方法を用いることができ、また、その材料としては、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜等、任意の材料を用いることができる。
次に、図８（ｅ）に表したように、コンタクト層２５３及び２５４に対応する位置におけるパッシベーション膜１３０に、フォトエッチングプロセスを用いてスルーホール１３１を形成した。なお、このスルーホール１３１の形成と同時に、後に発光素子３００と接続される部分においてもスルーホール（図示しない）を形成した。すなわち、図１に例示した第１バンプ４１０に対応する位置のパッシベーション膜１３０にもスルーホールを形成した。
次に、図８（ｆ）に表したように、Ｍｏを例えばスパッタリング法を用いて堆積させてスルーホール１３１の内部に埋め込み、フォトエッチングプロセスを用いて加工して、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４を形成した。また、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４には、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ及びＮｉ等金属、並びにそれらの合金、それらの積層膜等、任意の導電材料を用いることができる。
次に、図８（ｇ）に表したように、絶縁層１２０、ゲート絶縁膜２２１及びパッシベーション膜１３０の第２バンプ４２０に相当する位置に、基板１１０と発光素子３００のコンタクト部となるスルーホール１３２を、フォトエッチングプロセスを用いて形成した。このとき、絶縁層１２０、ゲート絶縁膜２２１及びパッシベーション膜１３０は、例えば、フッ酸系のエッチング液にてエッチング可能である。なお、スルーホール１３２の形成の際に、絶縁層１２０の開口部１２５が設けられる。
その後、光吸収性のあるレジストを用いて、ＴＦＴ２２０及び図示しない一部のフォトダイオード（第２フォトダイオード２１０ｂ）の遮光層１４０（図示しない）を形成した。この時、スルーホール１３２の部分において、遮光層１４０は開口している。
次に、図８（ｈ）に表したように、スルーホール１３２の部分に第２バンプ４２０を設けた。なお、この時、図示しないスルーホールに第１バンプ４１０を設けることもできる。なお、これら、第１バンプ４１０及び第２バンプ４２０は、基板１１０の側に設けるのではなく、発光素子チップ３１０の側に設けても良い。
この後、発光素子３００の発光素子チップ３１０であるＬＥＤチップを、バンプを用いたフィリップチップ法により基板１１０の上に実装した後、蛍光体を含有する熱硬化樹脂をＬＥＤチップ近傍に滴下し硬化させて蛍光体含有層３２０を形成し、図１に例示した構成を有する発光装置１１ａを作製した。
このようにして作製された本実施例に係る発光装置１１ａは、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置である。
以下、本実施形態に係る発光素子の変形例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態に係る変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図９に表したように、本実施形態に係る変形例の発光装置１２においては、絶縁層１２０に貫通電極２３２が設けられて、基板１１０の電位が、絶縁層１２０の上面に設けられた配線２３１に引き出されている。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
配線２３１は、絶縁層１２０の上に半導体素子２００を形成する際に一緒に設けられるものであり、半導体素子２００を構成する各種の膜と同層の膜である。そして、配線２３１は、半導体素子２００の例えばＴＦＴ２２０等の各種の電子素子の電極と接続され、これにより、半導体素子２００において基板１１０の電位を参照することができる。これにより、半導体素子２００の設計が多様化し、また半導体素子２００の動作を安定化させることができる。
なお、貫通電極２３２は、絶縁層１２０に設けられるスルーホール１３１及び１３２等と同様にして形成されたスルーホールに導電性材料を埋め込むことで形成することができる。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１０に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１３においては、発光素子チップ３１０の上面３１１に、例えば第１ボンディングワイヤ４１１及び第２ボンディングワイヤ４２１が接続されており、それぞれが発光素子チップ３１０の２つの電極と接続されている。すなわち、発光素子３００と半導体素子２００との電気的な接続は、発光素子３００の基板１１０とは反対の側の面において行われている。そして、発光装置１３においては、発光素子チップ３１０の下面３１２は、直接または例えば導電性ペーストなどによって、基板１１０に熱的に接続されて実装されている。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
このように、発光素子３００の上面から発光素子３００の電極を引き出しても良い。なお、発光素子チップ３１０は発光の方向を制御する反射面を有する構成であっても良い。
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１１に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１４においては、発光素子チップ３１０の上面３１１から、例えばボンディングワイヤ４１１によって配線が引き出され、配線２３０と接続されて半導体素子２００と電気的に接続されている。一方、発光素子チップ３１０の下面３１２において、第２バンプ４２０を介して発光素子３００が基板１１０と熱的及び電気的に接続されている。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
このように、発光素子３００からの接続部材４００は上面３１１及び下面３１２のいずれに設けても良い。なお、上記において、第２バンプ４２０を省略して、発光素子チップ３１０の下面３１２を、直接または例えば導電性ペーストなどによって、基板１１０に熱的（及び電気的に）接続した状態で基板１１０の上に固定しても良い。
図１２は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１２に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１５においては、発光素子チップ３１０及び半導体素子２００を覆うように透光層１５０が設けられ、その上に蛍光体含有層３２０が設けられている。すなわち、発光素子チップ３１０には蛍光体含有層３２０が直接設けられておらず、透光層１５０を介して蛍光体含有層３２０が設けられている構成である。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
なお、このように、蛍光体含有層３２０は、発光素子チップ３１０に直接設けられるだけでなく、例えば透光層１５０を介して設けても良い。これにより、蛍光体含有層３２０は、発光素子チップ３１０から放出された光３３０ａを吸収して光３３０ａとは異なる波長の光（波長変換光３３０ｂ）を出射する。これにより、例えば白色光を発生させる場合、蛍光体含有層３２０は発光素子チップ３１０から放出された青色系の光３３０ａの一部を吸収して光３３０ａとは異なる黄色系の波長の光（波長変換光３３０ｂ）に変換することにより、白色光である発光３３０が生成される。
ここで、発光素子３００から出射される発光３３０は、発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａと、蛍光体含有層３２０によって波長が変換された波長変換光３３０ｂと、の少なくともいずれかを含む。
なお、透光層１５０は、発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａに対して透光性がある材料を用いることができ、例えば、シリコーン系やアクリル系、ポリイミド系等の透明樹脂などを用いることができる。
また、蛍光体含有層３２０が透光層１５０の上に設けられる場合において、蛍光体含有層３２０は、透光層１５０の全面に設けても良く、また、発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａが実質的に照射される領域にのみ設けても良い。また、透光層１５０は、半導体素子２００を覆うように設ける必要はなく、発光素子チップ３１０を覆うように設けるだけでも良い。すなわち、半導体素子２００は例えば遮光層１４０により覆われ、遮光層１４０が設けられていない部分に透光層１５０を設けても良い。
図１３は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１３に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１６においては、図１２に例示した透光層１５０の代わりに、発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａに対して透光性を有しつつ、熱伝導率が高い透光性高熱伝導率層１６０を用いたものである。これ以外は、発光装置１５と同様なので説明を省略する。
このように、発光素子チップ３１０を透光性高熱伝導率層１６０で覆うことで、発光素子チップ３１０で発生した熱を基板１１０の主面１１１に対して平行な平面内に伝導して放熱することができる。すなわち、発光素子３００で発生する熱を基板１１０の側に放熱するのと同時に、半導体素子２００の上方においても放熱することができ、さらに放熱の効果が高まる。
なお、この場合、半導体素子２００の内、発光素子３００に近接している部分（本具体例では、ＴＦＴ２２０及び第２フォトダイオード２１０ｂ）は、例えば遮光層１４０によって覆われることで断熱され、極度に温度が上昇することを防止できる。なお、発光素子３００から離れている部分（本具体例では、第１フォトダイオード２１０ａ）においては、発光素子３００から離れるに従って上方に熱が逃げ、温度上昇は相対的に激しくない。
なお、この場合も、蛍光体含有層３２０は、透光性高熱伝導率層１６０の全面に設けても良く、また、発光素子チップ３１０から出射される光３３０ａが照射される領域にのみ設けても良い。
図１４は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１４に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１７においては、図１３に例示した発光装置１６において、蛍光体含有層３２０を発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａが照射される部分にのみ設け、それ以外の領域には、高熱伝導率層１７０を設けたものである。これ以外は、発光装置１６と同様なので説明を省略する。
高熱伝導率層１７０としては、例えば各種の金属を用いることができる。これにより、発光素子チップ３１０で発生した熱を、透光性高熱伝導率層１６０及び高熱伝導率層１７０によって、基板１１０の主面１１１に対して平行な平面内に伝導して放熱することができる。すなわち、発光素子３００で発生する熱を基板１１０の側に放熱するのと同時に、半導体素子２００の上方においても放熱することができ、さらに放熱の効果が高まる。
なお、高熱伝導率層１７０は、図１２に例示した発光装置１５において設けても良い。すなわち、透光層１５０を用い、さらに、蛍光体含有層３２０を発光素子チップ３１０から放出される光３３０ａが照射される部分にのみ設け、それ以外の領域には、高熱伝導率層１７０を設ける。この場合においても、発光素子チップ３１０で発生した熱を、高熱伝導率層１７０によって、基板１１０の主面１１１に対して平行な平面内に伝導して放熱することができる。
図１５は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１５に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１８においては、図１に例示した発光装置１１において、半導体素子２００を覆うように層間絶縁膜１８０を設け、その上に高熱伝導率層１７０を設けたものである。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
層間絶縁膜１８０としては、任意の材料を用いることができ、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素等のような無機物でも良く、また、アクリル系やポリイミド系等のような有機樹脂を用いることもでき、また、透光性でも良く、また、遮光性でも良い。なお、層間絶縁膜１８０が遮光性の場合は、遮光層１４０を省略しても良い。また、この場合にも高熱伝導率層１７０には任意の材料を用いることができ、例えば金属を用いることができる。
このように、半導体素子２００の上方に層間絶縁膜１８０を介して高熱伝導率層１７０を設けることでも、発光素子チップ３１０で発生した熱を、基板１１０の側に放熱するのと同時に、半導体素子２００の上方においても放熱することができ、さらに放熱の効果が高まる。
図１６は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１６に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置１９においては、図１に例示した発光装置１１において、基板１１０の主面１１１とは反対の側に凹凸１１５を設けたものである。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
このように、基板１１０の主面１１１とは反対の側に凹凸１１５を設けることで、基板１１０の表面積を大きくすることができ、基板１１０の放熱効果を高めることができる。これにより、発光素子３００からの熱をさらに効率良く放熱する高効率の発光装置が実現できる。
なお、基板１１０の凹凸１１５は、溝や孔など各種の形状とすることができる。すなわち、基板１１０は各種の形状を有するフィンとすることができる。なお、凹凸１１５は、本発明の実施形態及び実施例に係る発光装置１１、１１ａ、１２〜１８のいずれかにおいて設けることができ、この場合も放熱効率をさらに向上することができる。
図１７は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１７に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置２０は、基板１１０に熱的に接続された筐体１０５をさらに有する。すなわち、発光装置２０においては、図１に例示した発光装置１１において、例えば基板１１０の主面１１１とは反対の側において、発光装置２０の筐体１０５が熱的に接続されている。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
このように、基板１１０を筐体１０５と熱的に接続することで、基板１１０から効率的に放熱することができ、発光素子３００からの熱をさらに効率良く放熱する高効率の発光装置が実現できる。
なお、筐体１０５と基板１１０との熱的な接続は、基板１１０の主面１１１とは反対の側の面以外でも良く任意の場所で接続することができる。また、筐体１０５は任意の形状を有することができ、また熱伝導性が良い任意の材料を用いることができる。また、筐体１０５は、任意の形状の放熱板を含むことができる。
また、筐体１０５は、本発明の実施形態及び実施例に係る発光装置１１、１１ａ、１２〜１９のいずれかにおいて設けることができ、この場合も放熱効率をさらに向上することができる。
図１８は、本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
図１８に表したように、本実施形態に係る別の変形例の発光装置２１においては、基板１１０は、発光素子３００と熱的に接続された部分１１０ｐに設けられた熱伝導率の高い高熱伝導率領域１１６（第１領域）と、発光素子３００と熱的に接続された部分１１０ｐ以外に設けられ、高熱伝導率領域１１６よりも熱伝導率が低い低熱伝導率領域１１７（第２領域）と、を有する。これ以外は、発光装置１１と同様なので説明を省略する。
低熱伝導率領域１１７は、例えば、基板１１０に設けられた凹部である。そして、この場合は、高熱伝導率領域１１６は基板１１０そのものであり、例えば金属で構成される。すなわち、凹部の内部の空間は基板１１０に用いられる例えば金属などよりも熱伝導率が低い空気などで満たされ、これにより、凹部である低熱伝導率領域１１７においては、高熱伝導率領域１１６よりも熱伝導率が低くなる。
このように、基板１１０に熱伝導率の異なる複数の領域を設けることで、基板１１０において熱を放熱する際に生じ得る基板１１０の変形を抑制することができる。
すなわち、基板１１０が均一な熱伝導率を有する単一の領域で構成される場合、基板１１０での放熱の際に基板１１０内において大きな温度差が生じ、基板１１０に大きな応力が発生し、基板１１０に歪みが生じ易い。これにより、例えば、発光素子３００と基板１１０との熱的及び電気的な接続に悪影響が生じたり、発光素子３００と半導体素子２００との電気的接続に悪影響が生じたり、また、半導体素子２００の特性等が劣化したりすることがある。
この時、例えば、基板１１０に凹部等の低熱伝導率領域１１７を設けることで、発生する応力を緩和することができ、これにより、上記の問題の発生を抑制することができる。
すなわち、発光素子３００が接続される部分１１０ｐにおいては、高熱伝導率領域１１６が配置され、その高熱伝導率領域１１６において、発光素子３００の熱が基板１１０に伝導された後は、基板１１０の主面１１１に対して平行な面内に基板１１０内を導電して放熱が行われれば良く、発光素子３００が接続される部分以外の部分においては、発光素子３００が接続される部分１１０ｐよりも熱伝導性が相対的に低くても良い。これにより、基板１１０において、高熱伝導率領域１１６と低熱伝導率領域１１７とを設けることで、基板１１０の歪みや変形を抑制し、安定して発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
なお、低熱伝導率領域１１７は、基板１１０に設けられた凹部だけではなく、基板１１０の厚み方向を貫通する貫通孔であっても良い。また、低熱伝導率領域１１７は、例えば、基板１１０に設けられた凹部や貫通孔の部分に、高熱伝導率領域１１６に用いられる金属よりも熱伝導率が低い例えば樹脂材料が埋め込まれたものであって良い。この場合も、低熱伝導率領域１１７として、高熱伝導率領域１１６に用いられる材料よりも熱伝導率が低く、高熱伝導率領域１１６に用いられる材料よりも剛性が低い材料を用いることで、応力の集中を緩和できる。
なお、凹部等の低熱伝導率領域１１７を主面１１１に有する基板１１０を用いた場合、半導体層２５０及びそれを用いた半導体素子２００をその上に設ける方法については特殊な方法を用いる。以下では、第２の実施例として、その方法について特に説明する。
（第２の実施例）
本実施形態に係る第２の実施例の発光装置２１ａ（図示せず）について説明する。発光装置２１ａにおいては、低熱伝導率領域１１７として凹部が設けられた基板１１０を用いたものであり、発光装置２１ａの構成は図１８に例示した発光装置２１の構成と同様なので説明を省略する。以下では、発光装置２１ａに用いられる半導体素子２００を有する基板１１０の製造方法の例について特に詳しく説明する。
図１９は、本発明の第２の実施例に係る別の発光装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図１９（ａ）に表したように、まず、十分に洗浄した無アルカリガラス基板１０７（支持基板）の主面１１１ａの上に、絶縁層１２０として、例えばトリメチルアルミニウムなどを原料に用いたプラズマ励起有機金属化学気相堆積法（ＰＥＭＯＣＶＤ法）などを用いて、耐フッ酸性に優れたアルミナ膜を堆積させた。このとき、アルミナ膜の堆積のためには、基板温度を５００℃以上にする必要がある。これは、有機金属錯体の熱分解を促進する必要であり、また、耐フッ酸性に優れた諸構造をもつアルミナ膜を形成するためには、基板近傍での反応やマイグレーション促進のための高い熱エネルギーが必要であるからである。なお、アルミナ膜の原料及び成膜の方法は上記に限らず任意の原料と任意の方法を用いることができる。
なお、アルミナ膜からなる絶縁層１２０は、後述する薄膜トランジスタ製造時における無アルカリガラス基板１０７からの微量成分等の溶出を抑えること、及び無アルカリガラス基板１０７を除去する際に無アルカリガラス基板１０７と薄膜トランジスタ等の素子や配線部とを分離する機能がある。
次に、半導体層２５０として、例えば、ＰＥＣＶＤ法を用いアモルファス状のシリコン膜を成長させた後、ＫｒＦなどを用いたエキシマレーザーを照射して瞬間的に溶融後結晶化させて多結晶化した。そして、例えば、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いた異方性エッチング法により、多結晶シリコン層の素子分離を行い、島構造を形成した。
次に、図１９（ｂ）に表したように、例えばＰＥＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁膜２２１となるシリコン酸化膜を成膜した。なお、ゲート絶縁膜２２１は、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜でも良く、また成膜法も任意の方法を用いることができる。
そして、例えばスパッタリング法を用いて、その上にゲート電極２２２となるＭｏからなる金属膜を堆積させた。なお、金属膜には、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、及びそれらの合金など任意の材料を用いることができ、また、成膜方法も任意の方法を用いることができる。
その後、金属膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてレジストパターンを形成し、レジストパターンのない部分の金属膜を選択的に除去して、ゲート電極２２２及びゲート線群（図示しない）の形状を加工した。
そして、半導体層２５０に接合面を形成するために不純物導入を行った。本実施例では、不純物としてリン（Ｐ）を用いた。このとき、ゲート電極２２２をマスクとして、イオンドーピング法によりイオン濃度が１０２２ｃｍ−３程度になるようにリン（Ｐ）を導入した。これにより、後述するソース電極２２３及びドレイン電極２２４とそれぞれ接続されるコンタクト層２５３及びコンタクト層２５４が形成される。また、ゲート電極２２２の基板１１０の側にＴＦＴ２２０のチャネル２５２が形成される。
そして、例えばＡＰＣＶＤ法によりパッシベーション膜１３０となるシリコン酸化膜を成膜した。なお、パッシベーション膜１３０の成膜方法はＡＰＣＶＤ法に限らず任意の方法を用いることができ、また、その材料としては、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜等、任意の材料を用いることができる。
なお、このとき、パッシベーション膜１３０は、後述する転写プロセスにおいて、配線２３０を含め、半導体素子２００の保護層としても機能する。
次に、図１９（ｃ）に表したように、パッシベーション膜１３０の上に、例えば紫外線光を照射すると接着力が弱まるような耐フッ酸性に優れた接着剤を塗布して仮着層１０８を形成し、この上に、仮支持基板１０９として、例えば、仮着層１０８に対向する側の面を、有機材料との接着性が向上する層をコートした耐フッ酸性に優れたフッ素系の樹脂シートを載置した。
次に、図１９（ｄ）に表したように、無アルカリガラス基板１０７の主面１１１ａと反対側の裏面の側から、研磨剤を用いて０．１ｍｍ厚程度まで、研磨剤の荒さを調整しながら無アルカリガラス基板１０７を研磨した。さらに、フッ酸系の溶剤に含侵させて、無アルカリガラス基板１０７を溶解させた。このとき、無アルカリガラス基板１０７が薄くなった後には、溶解する溶剤として、例えばアンモニウムなどを加えたフッ酸系溶液とし、エッチングレートを調整したものを用いた。
なお、このとき、無アルカリガラス基板１０７に対して、絶縁層１２０であるアルミナ膜は耐フッ酸性が高いため、アルミナ面が露出するとエッチングが停止される。
この時、絶縁層１２０であるアルミナ膜の上（アルミナ膜の半導体層２５０とは反対の側の面の上）に、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ及びＮｉ等などの金属、及びそれらの合金及びそれらの積層膜等を、例えばスパッタリング法等を用いて堆積させた後、フォトエッチングプロセスを用いて、蓄積容量電極（図示しない）を形成することができる。
そして、アルミナ膜の半導体層２５０とは反対の側の面の上に、密着性に優れた接着剤を用いて、接着層１１０ｕを形成した。
さらに、接着層１１０ｕのアルミナ膜とは反対の側の面に、例えば真空ラミネート技術を用いて、厚さが０．３ｍｍ程度のステンレスからなる基板１１０を接着した。基板１１０は既に説明したように、後に発光素子３００と接続された部分１１０ｐ以外の部分に凹部（低熱伝導率領域１１７）を有する。なお、基板１１０の材料は、熱伝導性に優れたものであれば任意であるが、それと同時に導電性を有する例えば金属が望ましい。また、接着層１１０ｕと基板１１０との接合の方法は任意である。
次に、図１９（ｅ）に表したように、仮支持基板１０９の側から仮着層１０８に紫外線光１０８ｕを照射し、仮着層１０８の接着力を弱める処理を施した。
そして、図１９（ｆ）に表したように、仮着層１０８と共に仮支持基板１０９を剥がし、パッシベーション膜１３０を露出させた。このとき、パッシベーション膜１３０の上には、仮着層１０８の一部の成分が残ることがあり、この場合は、例えば、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を用いて洗浄して除去し、パッシベーション膜１３０を露出させる。なお、接着層１１０ｕには、仮着層１０８を洗浄する際に用いる溶剤に対して耐性を有する材料を用いることで、仮着層１０８の洗浄の際に接着層１１０ｕが損傷して基板１１０が剥がれることがない。
その後、図１９（ｇ）に表したように、フォトエッチングプロセスを用いて、パッシベーション膜１３０及びゲート絶縁膜２２１の所定の位置にスルーホール（図示しない）を設け、その内部を例えば、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ及びＮｉ等金属、及びそれら合金及びそれらの積層膜などの導電膜で埋め込み、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４を形成した。なお、ソース電極２２３及びドレイン電極２２４となる導電膜は、所定の形状に加工され、配線２３０となる。
このように、半導体素子２００（ＴＦＴ２２０及び配線２３０）は、基板１１０の主面１１１の上に一体的に形成される。
なお、半導体層２５０は、絶縁層１２０の上に絶縁層１２０と一体的に形成される。そして、半導体素子２００は、基板１１０の主面１１１の上に設けられた絶縁層１２０と一体的に形成された半導体層２５０を有する。
その後、図１９（ｈ）に表したように、絶縁層１２０、ゲート絶縁膜２２１及びパッシベーション膜１３０の第２バンプ４２０に相当する位置に、基板１１０と発光素子３００のコンタクト部となるスルーホール１３２を形成した。なお、スルーホール１３２の形成の際に、絶縁層１２０の開口部１２５が設けられる。その後、そのスルーホール１３２の部分を開口した形状の遮光層１４０（図示しない）を形成した。そして、スルーホール１３２の部分に第２バンプ４２０を設けた。
なお、この時、図示しないスルーホールに第１バンプ４１０を設けることもできる。また、これら、第１バンプ４１０及び第２バンプ４２０は、基板１１０の側に設けるのではなく、発光素子チップ３１０の側に設けても良い。
この後、発光素子３００の発光素子チップ３１０であるＬＥＤチップを、バンプを用いたフィリップチップ法により基板１１０の上に実装した後、蛍光体を含有する熱硬化樹脂をＬＥＤチップ近傍に滴下し硬化させて蛍光体含有層３２０を形成し、図１８に例示した構成を有する発光装置２１ａを作製した。
第２の実施例に係る発光装置２１ａは、基板１１０において、高熱伝導率領域１１６と低熱伝導率領域１１７とが設けられており、基板１１０の変形を抑制でき、安定して発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。そして、上記のように、半導体素子２００を仮の支持基板（無アルカリガラス基板１０７）の上に一旦形成し、それを基板１１０に転写するプロセス（以下、転写プロセスとする）を用いることで、凹部等の低熱伝導率領域１１７が設けられた基板１１０を用いた発光装置を製造できる。
なお、上記のように、例えば転写プロセスを用いて半導体層２５０（及び半導体素子２００）を基板１１０に貼り付ける場合も、半導体層２５０（及び半導体素子２００）は基板１１０と固着され、一体的に形成されている。
なお、上記のような転写プロセスを用いて、凹部等の低熱伝導率領域１１７が設けられていない基板１１０を有する例えば発光装置１１ａも製造できる。
このように、本実施例に係る発光装置２１ａは、基板１１０と、基板１１０の主面１１１の上に設けられた絶縁層１２０と、絶縁層１２０の上において絶縁層１２０と一体的に形成された半導体層２５０を有する半導体素子２００と、基板１１０とは別体として形成され、前記絶縁層１２０の開口部において基板１１０の主面１１１の上に実装され、半導体素子２００と電気的に接続され、基板１１０と熱的に接続された発光素子３００と、を備える。そして、基板１１０は導電性を有し、発光素子３００は、基板１１０と上記の開口部において電気的に接続されている。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る発光装置によれば、配線機能などの受動素子や薄膜トランジスタなどの能動素子が予め形成された基板１１０の上に、発光素子３００を発熱性能劣化や素子破壊を招くことなく実装することが可能となる。また、積層数を増やすことなく、配線経路を増加させることができる。さらに、基板１１０の上に設けた能動素子に対しての、実装した発光素子３００による出射光やこれを駆動するための電力移送の影響を抑えることが可能である。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態に係る発光装置の製造方法は、基板１１０の主面１１１の上に設けられた半導体素子２００と、基板１１０の主面１１１の上に設けられ、半導体素子２００と電気的に接続された発光素子３００、とを有する発光装置の製造方法である。以下では、その製造方法の特徴について説明する。
図２０は、本発明の第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図２０に表したように、本実施形態に係る発光装置の製造方法では、まず、基板１１０の主面１１１の上に絶縁層１２０を形成する（ステップＳ１１０）。これには、図８（ａ）に関して説明した方法を用いることができる。
そして、絶縁層１２０の上に半導体層２５０を形成して半導体層２５０を含む半導体素子２００を形成する（ステップＳ１２０）。これには、例えば図８（ｂ）〜（ｆ）に関して説明した方法を用いることができる。
そして、絶縁層１２０の開口部１２５において発光素子３００と基板１１０とが接続されるように、発光素子３００を基板１１０の主面１１１の上に実装する（ステップＳ１３０）。これには、例えば図８（ｈ）に関して説明した方法を用いることができる。
なお、絶縁層１２０の開口部１２５の形成は、ステップＳ１２０とステップＳ１３０の間に行っても良く、また、絶縁層１２０を形成するステップＳ１１０において行っても良く、任意の工程で実施することができる。
このように、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置の製造方法が提供できる。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施形態に係る発光装置の製造方法も、基板１１０の主面１１１の上に設けられた半導体素子２００と、基板１１０の主面１１１の上に設けられ、半導体素子２００と電気的に接続された発光素子３００、とを有する発光装置の製造方法である。以下では、その製造方法の特徴について説明する。
図２１は、本発明の第３の実施形態に係る発光装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図２１に表したように、本実施形態に係る発光装置の製造方法では、まず、支持基板１０７（例えば無アルカリガラス基板１０７）の主面１１１ａの上に絶縁層１２０を形成する（ステップＳ２１０）。これには、図１９（ａ）に関して説明した方法を用いることができる。
そして、絶縁層１２０の上に半導体層２５０を形成して半導体層２５０を含む半導体素子２００を形成する（ステップＳ２２０）。これには、例えば図１９（ｂ）に関して説明した方法を用いることができる。
そして、支持基板１０７を除去する（ステップＳ２３０）。これには、例えば図１９（ｃ）及び（ｄ）に関して説明した方法を用いることができる。すなわち、例えば、支持基板１０７を除去する前に、半導体素子２００の上のパッシベーション膜１３０の上に、例えば紫外線光の照射により接着力が弱まる仮着層１０８を形成し、この仮着層１０８の上に、樹脂シートなどの仮支持基板１０９を設けることで、その後の支持基板１０７の除去において半導体素子２００の形状を容易に維持できるようになる。ただし、本実施形態に係る製造方法においてはこれに限らず、半導体素子２００の形状を維持しつつ、支持基板１０７が除できれば良い。
そして、半導体素子２００を基板１１０に接合する（ステップＳ２４０）。これには、例えば図１９（ｄ）に関して説明した方法を用いることができる。なお、仮着層１０８や仮支持基板１０９を設けた場合は、図１９（ｅ）に関して説明したような手法により、これらを取り除く。
そして、絶縁層１２０の開口部１２５において発光素子３００と基板１１０とが接続されるように、発光素子３００を基板１１０の主面１１１の上に実装する（ステップＳ２５０）。これには、例えば図１９（ｈ）に関して説明した方法を用いることができる。
なお、絶縁層１２０の開口部１２５の形成は、ステップＳ２４０とステップＳ２５０の間に行っても良く、また、絶縁層１２０を形成するステップＳ１１０において行っても良く、任意の工程で実施することができる。また、上記のステップＳ２１０〜Ｓ２５０は技術的に可能な限りその順序は任意であり、入れ替えが可能であり、また同時に実施することができる。
このように、本実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、実装部品数を低減し、かつ、高集積化が可能で、発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置の製造方法が提供できる。そして、この手法を用いた場合は、基板１１０に凹部などのような低熱伝導率領域１１７を有する基板を用いることもでき、これにより、基板１１０の応力による変形を抑制し、さらに安定して発光素子３００からの熱を効率良く放熱する高効率の発光装置が提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光装置を構成する基板、半導体層、導電層、絶縁層、半導体素子、発光素子、発光素子チップ、蛍光体含有層及び配線部材などの各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関しては、また、製造方法に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した発光装置及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光装置及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の一部の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的回路図である。 第１の比較例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 第２の比較例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を例示する別の模式的回路図である。 本発明の第１の実施例に係る発光装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の変形例の発光装置の構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第２の実施例に係る別の発光装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の製造方法を例示するフローチャート図である。 本発明の第３の実施形態に係る発光装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
符号の説明
１１、１１ａ、１２〜２１、２１ａ、９０ａ、９０ｂ 発光装置
９１ 電源コネクタ
９２ コンデンサ
９３ 制御ＩＣ
９４ 定電流ダイオード
９５ 抵抗
９６ 接続ピン
９７ ハンダ
１０５ 筐体
１０７ 無アルカリガラス基板（支持基板）
１０８ 仮着層
１０８ｕ 紫外線光
１０９ 仮支持基板
１１０ 基板
１１０ａ プリント基板
１１０ｂ ガラス基板
１１０ｐ 部分
１１０ｕ 接着層
１１１、１１１ａ 主面
１１５ 凹凸
１１６ 高熱伝導率領域（第１領域）
１１７ 低熱伝導率領域（第２領域）
１２０ 絶縁層
１２５ 開口部
１３０ パッシベーション膜（絶縁膜）
１３１、１３２ スルーホール
１４０ 遮光層
１５０ 透光層
１６０ 透光性高熱伝導率層
１７０ 高熱伝導率層
１８０ 層間絶縁膜
２００ 半導体素子
２１０ａ 第１フォトダイオード
２１０ｂ 第２フォトダイオード
２１１ 絶縁膜
２１３ アノード電極
２１４ カソード電極
２２０ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２２１ ゲート絶縁膜
２２２ ゲート電極
２２３ ソース電極
２２４ ドレイン電極
２３０、２３１ 配線
２３２ 貫通電極
２５０ 半導体層
２５２ チャネル
２５３、２５４ コンタクト層
２６１ 駆動回路部
２６２ 調光用センサ部
２６３ リモコン用センサ部
２６４ 通信用センサ部
３００ 発光素子
３１０ 発光素子チップ
３１１ 上面
３１２ 下面
３２０ 蛍光体含有層（波長変換層）
３３０ 発光
３３０ａ 光
３３０ｂ 波長変換光
３４０ 放熱板
３９０ 電源
４００ 接続部材
４１０ 第１バンプ
４１１ 第１ボンディングワイヤ
４２０ 第２バンプ
４２１ 第２ボンディングワイヤ

Claims (17)

  1. 導電性を有する基板と、
    前記基板の主面の上に設けられた絶縁層と、
    前記絶縁層の上において前記基板及び前記絶縁層と一体的に形成された半導体層を有する半導体素子と、
    前記絶縁層に設けられた開口部の内部に設けられ前記基板と接する接続部材と、
    前記基板及び前記絶縁層とは別体として形成され、前記基板の前記主面の上において、少なくとも一部が前記接続部材の上に配置されるように実装された発光素子と、
    を備え、
    前記発光素子の第１の電極は、前記絶縁層の上に設けられた配線を介して前記半導体素子と接続され、
    前記発光素子の第２の電極は、前記接続部材に接続され、
    前記発光素子が発光するための電流は、前記接続部材を介して前記発光素子と前記基板との間を流れ、
    前記発光素子の熱は、前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されることを特徴とする発光装置。
  2. 前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記発光素子の前記基板の側の面に設けられ、 前記発光素子の一部は、前記接続部材の上に配置され、
    前記発光素子の別の一部は、前記絶縁層の上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
  3. 前記発光素子は、前記主面内において前記半導体素子と並置されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 前記半導体素子は、前記発光素子に印加される電圧及び通電される電流の少なくともいずれかを制御する素子を含み、
    前記第１の電極は、前記制御する素子と前記配線を介して接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
  5. 前記基板の熱伝導率は、前記絶縁層よりも高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
  6. 前記基板は、前記開口部に近い第１領域と、前記第１領域よりも前記開口部から遠く、前記第１領域よりも熱伝導率が低い第２領域と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
  7. 前記発光素子は、発光層を有する発光素子チップを有し、
    前記発光素子チップを覆うように設けられ、前記発光素子チップから放出される光に対して透光性を有する透光層と、
    前記透光層の前記発光素子チップとは反対の側の面に設けられ、前記発光素子から放出される前記光を吸収して前記光とは異なる波長の光を出射する波長変換層と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６記載の発光装置。
  8. 前記透光層は、前記半導体素子の少なくとも一部をさらに覆うことを特徴とする請求項７記載の発光装置。
  9. 前記透光層は、前記半導体層よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項７または８に記載の発光装置。
  10. 前記半導体素子を覆うように設けられた層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜の前記半導体素子とは反対の側に設けられ、前記層間絶縁膜よりも熱伝導率が高い高熱伝導率層と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
  11. 前記半導体素子の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記発光素子から出射される発光に対して遮光性を有する遮光層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
  12. 前記半導体素子は、前記発光素子から出射される発光の強度を検出する素子を含み、
    前記絶縁層は、前記発光素子から出射される発光に対して透光性を有し、前記発光の一部を伝搬させて前記発光の強度を検出する素子に入射させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
  13. 前記発光素子から出射される発光は、前記基板の前記主面を反射面として、前記絶縁層の内部を伝搬することを特徴とする請求項１２記載の発光装置。
  14. 前記発光素子から出射される発光の強度を検出する前記素子はフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の発光装置。
  15. 前記基板の電位は、接地電位または定められた別の固定電位に設定されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の発光装置。
  16. 基板の主面の上に設けられた半導体素子と、前記基板の前記主面の上に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続された発光素子、とを有する発光装置の製造方法であって、
    前記基板の前記主面の上に、開口部を有する絶縁層を形成し、
    前記絶縁層の上に半導体層を形成して前記半導体層を含む前記半導体素子と、前記半導体素子に接続された配線と、を形成し、
    前記発光素子の第１の電極と前記配線とを接続し、前記絶縁層の前記開口部に配置された接続部材を前記発光素子の第２の電極と前記基板との間に配置して、前記発光素子が発光するための電流が前記接続部材を介して前記第２の電極と前記基板との間に流れ、前記発光素子の熱が前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されるように前記発光素子を前記基板の前記主面の上に実装することを特徴とする発光装置の製造方法。
  17. 基板の主面の上に設けられた半導体素子と、前記基板の前記主面の上に設けられ、前記半導体素子と電気的に接続された発光素子、とを有する発光装置の製造方法であって、
    支持基板の上に、開口部を有する絶縁層を形成し、
    前記絶縁層の上に半導体層を形成して前記半導体層を含む前記半導体素子と、前記半導体素子に接続された配線と、を形成し、
    前記支持基板を除去し、
    前記絶縁層、前記半導体素子及び前記配線を前記基板に接合し、
    前記発光素子の第１の電極と前記配線とを接続し、前記絶縁層の前記開口部に配置された接続部材を前記発光素子の第２の電極と前記基板との間に配置して、前記発光素子が発光するための電流が前記接続部材を介して前記第２の電極と前記基板との間に流れ、前記発光素子の熱が前記接続部材を介して前記基板に伝導されて放熱されるように、前記発光素子を前記基板の前記主面の上に実装することを特徴とする発光装置の製造方法。
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