JP5463901B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関し、より詳細には同一基板上に複数の素子構造、発光構造が設けられた発光素子と、該発光素子を被覆する光反射性の被覆部材と、を備えた発光装置に関する。

近年、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）やレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の半導体発光素子を搭載した発光装置が、各種の照明や表示装置に利用されている。特に、これら半導体発光素子は消費電力が低く長寿命であるため、電球や蛍光灯に代替可能な照明の光源として注目を集めており、さらなる発光出力および発光効率の向上が求められている。また、自動車のヘッドライト等の投光照明のように、配光特性に優れ、高輝度で且つ信頼性の高い光源も求められている。

例えば特許文献１には、発光波長に対して透明な基板上に形成された複数の発光ユニットを有し、主たる光取り出し方向が基板側であり、基板と第１導電型半導体層の間に、複数の発光ユニット間に共通して設けられたバッファ層を有し、発光ユニット同士は、バッファ層の界面またはその一部までを除去して形成された発光ユニット間が分離溝により電気的に分離されており、１つの発光ユニット内には、活性層構造、第２導電型半導体層および第１導電型側電極を含む複数個の発光ポイントを有し、１つの発光ユニット内は第１導電型半導体層で電気的に導通している集積型化合物半導体発光装置が提案されている。

また例えば特許文献２に開示された発光装置は、光取出側に開口したケース内にＬＥＤ素子が載置されており、そのケース内に光反射粒子を含有するコーティング材が充填され、ＬＥＤ素子における光取出面を除く外面領域が被覆されている。加えて、成形されたコーティング材の外面上に、ＬＥＤ素子の光取出面を覆うシート状の蛍光体層が配設され、ＬＥＤ素子からの一次光（青色光）と、波長変換された二次光（黄色光）とを放射するＹＡＧ等の蛍光体を含む樹脂からなり、一次光と二次光との混色によって光出射面から白色光を放出可能である。

特開２００７−３２４５７９号公報 特開２００７−０１９０９６号公報 特開２００２−３０５３２８号公報 ＷＯ２００９／０６９６７１号公報

高出力化のため発光面積を大きくした発光素子では、素子全域への電流拡散性が悪く、発光面における発光強度分布にムラを生じ、素子内部で発光した光の取り出し効率が悪化する問題がある。また、上記特許文献１に開示されるように、同一基板上に分離溝により互いに分離された複数の素子構造を形成し、その問題を改善できるが、このような素子構造の集積は、各素子構造間を電気的に接続する配線パターンやその上に設けられる接合部材などで、光吸収による光損失を生じ光の取り出し効率が低下する虞がある。同様に、素子構造にそれを覆う電極、金属反射膜などの反射構造を備えた発光素子では、素子構造の反射側で反射構造による光吸収、損失を生じ、素子内部に反射された光は、素子内部による光吸収、損失が発生するため、結局、光の取り出し効率が低下する虞がある。また、このような同一基板上に互いに分離された複数の素子構造を有する発光素子上に、例えば上記特許文献２に記載されているように、発光素子からの一次光を波長変換した二次光を発光する蛍光体を含有する波長変換部材を接合する場合には、各素子構造の配光に起因し、分離溝上の一次光の輝度が低下することで、発光面内で一次光と二次光の混色率が変化し、輝度ムラや色ムラを生じる問題がある。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、大面積の発光素子を搭載しても、発光効率を高くすること、輝度ムラや色ムラの発生を抑制すること、高出力発光を可能とすること、それらのいずれか、好ましくはそれら全てを実現可能な発光装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記（１）〜（１４）の手段により上記課題を解決することができる。
（１）発光装置の発光面となる表面と受光面とを有する光透過部材と、前記受光面に結合された出射面と、該出射面に対向し、半導体素子構造が設けられた表面とを有する透光性基板を備えた発光素子と、光反射性材料を含有し、前記発光面を露出して、前記発光素子の側面と、該側面から延在して前記光透過部材の一部と、を被覆する被覆部材と、を備え、前記発光素子は、前記透光性基板の表面上に、分離部と、前記半導体素子構造が該分離部により互いに分離されて、該分離された半導体素子構造の各領域に設けられた複数の発光構造部と、を有し、前記被覆部材は、前記分離部と、該分離部に隣接する前記発光構造部とを被覆して、該被覆側表面に光反射部を有する発光装置。
（２）前記発光構造部が、前記分離部により、独立して発光可能なように互いに分離された半導体素子構造にそれぞれ設けられている上記（１）に記載の発光装置。
（３）前記発光構造部が、前記分離部により互いに分離され、前記半導体素子構造の一部で互いに接続されて同時に発光可能である上記（１）に記載の発光装置。
（４）前記半導体素子構造が、分離部に、前記発光構造部からの発光が発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有する上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の発光装置。
（５）前記発光素子が、該側面に、前記発光構造部からの発光が発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有する上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の発光装置。
（６）前記分離部の底面に、前記透光性基板の表面が露出されている上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の発光装置。
（７）前記被覆部材は、前記分離部において、前記透光性基板の表面を被覆して前記被覆部材と前記透光性基板の表面との界面に前記光反射部が設けられる上記（６）に記載の発光装置。
（８）前記透光性基板の表面は、凹凸構造を有し、該凹凸構造上に前記半導体素子構造、前記分離部が配置されると共に、前記分離部の底面に露出された前記透光性基板の表面に、前記被覆部材が設けられる上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の発光装置。
（９）前記被覆部材は、前記光透過部材の側面から、前記半導体素子構造及び透光性基板の側面を連続して被覆する上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１０）前記分離部が、前記発光構造部の発光を発光素子外部に出射可能な素子構造表面、又は該素子構造表面と該発光を発光素子外部に出射可能な前記透光性基板の表面を有し、前記被覆部材が、前記分離部内の空隙を介して、前記分離部と、前記半導体素子構造を被覆している上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１１）前記半導体素子構造が、前記発光構造部の発光を発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有し、前記被覆部材が、該素子構造表面において、空隙を介して被覆する領域と、直接被覆する領域とを有する上記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１２）前記光透過部材は、前記発光素子に励起される波長変換部材である上記（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１３）前記波長変換部材は、互いに対向する第１及び第２の主面を有する板状体である上記（１２）に記載の発光装置。
（１４）前記半導体素子構造が、前記分離部を横断する配線を備え、該配線により前記複数の発光構造部を接続して実装する実装基板を有し、前記被覆部材は、前記分離部を横断する前記配線を被覆するとともに、前記分離部において光反射部を有する上記（１）〜（１３）のいずれか１つに記載の発光装置。

本発明では、透光性基板表面上で、複数の発光構造部の間で、素子の内部に設けられた分離部と、それを覆う光反射性の被覆部材が設けられることで、各発光構造部からの発光が基板内で好適に拡散して、輝度ムラを抑えた発光となり、透光性部材、さらには波長変換部材と好適な光結合が実現でき、その色ムラを押さえることができる。また、高い投入電圧で駆動でき、照明、投光器の電源に適合した光源として、輝度ムラおよび色ムラの少ない高出力発光が可能な発光装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図（ｂ）と、そのＡ−Ａ断面における概略断面図（ａ）と、該発光装置に搭載されている発光素子の概略平面図（ｃ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の発光素子周辺を部分的に拡大した概略断面図（ａ）と、該発光素子の概略平面図（ｂ）である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置に用いられる発光素子の発光構造部、分離部の平面形状を示す概略平面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置に用いられる発光素子の部分概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置、その一部を説明する概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置を説明する概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置、その一部を説明する概略断面図（ａ）と、該発光装置に搭載されている発光素子の部分概略平面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置、その実装基板と実装状態を説明する概略上面図（ｂ）と、そのＡ−Ａ断面における発光装置の概略断面図（ａ）と、該発光装置に搭載されている発光素子の概略平面図（ｃ）である。 本発明の比較例に係る発光装置を説明する概略断面図である。 本発明の実施例と比較例に係る発光装置の発光色度分布を各々示す図（ａ），（ｂ）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。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光装置の概略図であり、図１（ａ）は概略上面図の図１（ｂ）のＡ−Ａにおける概略断面図であり、図１（ｃ）は搭載されている発光素子の概略平面図であって、また図２はその発光素子の発光構造部の周辺の概略断面図である。図１，２に示す例の発光装置１００は、主として、発光素子１０と、該発光素子を実装する実装基板５０と、発光素子から出射された光を透過する光透過部材２０と、発光素子および光透過部材の一部を被覆する光反射性の被覆部材４０と、から構成されている。

光透過部材２０は、発光装置の発光面９０となる表面２１と、それに対向する受光面２２とを有する。図示するように例えば板状体であって、発光素子１０から出射された光を受光面２２で受光し、すなわち互いに結合されて、光が内部を透過して表面２１より装置外部に放出する。また発光素子１０から出射された光を一次光として、該一次光に励起されその波長変換光の二次光を放出可能な蛍光体を含有する波長変換部材とすることができる。この例では、一次光と二次光を発光面９０から出射している。

発光素子１０は、光透過部材の受光面２２に接合された出射面と、該出射面に対向し半導体素子構造１１が設けられた表面と、を有する透光性基板１を備えている。また、単一の透光性基板１の表面上に、分離部１３と、この分離部によって半導体素子構造１１が互いに分離された複数（図１中では４つ）の発光構造部１２と、を有している。図示するように、ここでは素子構造１１が、基板１上で互いに離間されて、絶縁された発光構造部となっている。発光素子１０は、実装基板５０の配線５１，５２上に設けられた突起電極（バンプ）等の導電性接着材６０によりフリップチップ実装されており、各発光構造部１２は実装基板５０の配線５２によって互いに電気的に接続され、また装置１００は外部接続用の端子となる配線５１も備えている。

被覆部材４０は、光反射性材料４５を含有した樹脂などの絶縁性材料により構成され、実装基板５０上に設けられた枠体５５の内側に充填されて、発光素子１０および光透過部材２０の周部、より詳細には光透過部材の表面２１を露出して、発光素子１０の側面と、該側面から延在して光透過部材２０の一部と、を被覆している。また被覆部材４０は、分離部１３と、該分離部に隣接する発光構造部１２と、を被覆して、その被覆側表面に光反射部を有する。この例では、被覆部材は、透光性の母材中に透光性の粒子を含有した反射性部材、より具体的には光を粒子で散乱させて反射する部材である。更に、発光素子１０がその発光構造部１２の発光を素子外部に出射可能な素子構造表面を備えて、その表面が分離部に設けられること、より具体的には分離部１３の内壁を構成する側面２Ａ、それに加えて分離部に隣接する発光構造部１２側面が出射可能な表面になっており、被覆部材４０による光反射がなされ、同様に反射される。すなわち、素子１０の出射面側に対向する配線側、電極形成側において、素子の出射可能な表面を備え、素子表面を被覆する光反射性の被覆部材が設けられることで、該出射可能な素子構造表面に対して、光反射機能を提供して、各表面において、またそれを備えた分離部において、光反射部が形成される。

実装基板５０は、分離部１３を横断して、隣接する発光構造部１２を配線５２で互いに接続しており、光反射性の被覆部材４０が該配線５１，５２と、配線側に対向する素子１１、発光構造部１２の表面、特にその光出射可能な素子構造表面とを被覆する。この配線、その対向表面の素子構造側に設けられる被覆部材によって、配線側への発光及び、配線・基板５０による光吸収・透過を低減できる。他方、この例では分離部底面で露出される基板１の表面は、素子構造１１の発光が出射可能な表面であり、分離部の被覆部材により反射させることができ、光の取り出し効率を高め、また分離部１３上の輝度の低下を抑制することができる。

したがって、半導体素子構造１１が分離部１３により複数に分離されても、透光性基板１内において、分離部１３に位置する領域を、戻り光の反射領域として機能させることができ、さらには隣接する各発光構造部１２から放出される光を重ね合わせる光の重畳領域として機能させることができる。これにより、単一の透光性基板１を各発光構造部１２に共通の導光領域、光拡散領域として透光性基板１内で光を十分に拡散させて光透過部材２０に光結合させることができ、さらには光変換部材が結合されることでその基板１への戻り光に対して、それに加えて発光素子の光に対しても同様に機能でき、輝度ムラや色ムラを低減することができる。

この例の分離部１３は、各発光構造部１２に流れる電流を制御する絶縁領域として機能し、各発光構造部１２は、該分離部１３により独立して発光可能なように分離されて設けられている。これにより、単一の発光構造部１２の面積を小さくして電流拡散を促進し、各発光構造部１２において面内均一な発光強度分布を有する発光を得ることができ好ましい。また個々の発光構造部１２に分離され、さらには素子構造が離間されることで、分離や離間されない場合に比して素子構造１１内の光の伝搬による光吸収の問題を解消して、素子構造１１外部への光取り出し効率を高めることができ、上記被覆部材の反射機能による相乗効果によりさらにそれを高めることができる。そして、このような各発光構造部１２からの発光に対して、分離部１３、更には素子構造の出射可能な表面における光反射機能、並びに透光性基板１内部における拡散、重畳機能が適用されることで、光透過部材の受光面２２に対して略均一な輝度分布を有する光を結合することができる。また、このような互いに電気的に絶縁された各発光構造部１２の機能高めて、更に互いを配線５２により直列接続することで、比較的高い投入電圧による駆動で、装置の高出力化に適したものとできる。

特に、分離部１３が透光性基板１の表面を露出させて設けられていることで、各発光構造部１２を物理的にも電気的にも互いに分離して独立な微小光源として、上記作用、効果を好適に得ることができる。さらに、被覆部材４０は該分離部１３の底面を被覆して該底面との界面に、更には被覆部材４０と分離部底面の透光性基板１の表面との界面に、光反射部が設けられることが好ましい。これにより、分離部１３の底面および該分離部１３に隣接する発光構造部１２の側面の光反射性を高め、発光構造部１２から透光性基板１に効率良く光を取り出し、また分離部１３の基板１において好適に光を重畳させることができる。

なお、図２（ａ），（ｂ）に示すように、透光性基板１の表面に凹凸構造１Ａを有していること、更に素子構造、発光構造部と、分離部がその凹凸構造上に配置されることが好ましい。透光性基板１の凹凸構造１Ａにより、平坦面である場合に比して、各発光構造部１２から放出される光又はその戻り光を該凹凸構造１Ａにより散乱させ該基板内で拡散させることができ、より均一な光を光透過部材２０に結合させることができる。分離部における凹凸構造は、上記被覆部材による散乱作用に重畳して散乱させることになり、上記分離部の作用効果を高められ好ましく、特に分離部底面に基板１表面が露出していると更に好ましい。このような凹凸構造１Ａは、半導体素子構造１１が設けられる表面の略全域に亘って設けられることが好ましく、上述のように、分離部、発光構造部、素子構造のいずれか一方、更にその一部に設けられる形態でもよい。また透光性基板１の出射面側に形成してもよいが、光透過部材の受光面２２より遠い半導体素子構造１１が設けられる表面のほうが、より均一な光を光透過部材２０に結合させられ、また受光面での結合効率を高められる。なお半導体素子構造１１が設けられる表面に凹凸構造１Ａを有する場合、半導体素子構造１１を構成する半導体結晶が結晶性良くエピタキシャル成長可能なように、規則的パターンの凹凸構造１Ａとすることが好ましく、各発光構造部１２からの発光に対して略均等に光拡散作用を奏することができる。これに限らず、不規則的なパターンでも良く、各凹部、凸部の平面形状は図示するように円形状、多角形状などの島状であることが好ましく、その他に、格子状、ストライプ状の他、それらの形状を組み合わせたもの、不規則な形状で構成されても良く、断面形状は、図示するように傾斜した側面と結晶性のための平坦面を備えることが好ましく、その他の凹凸構造であっても良い。

また被覆部材４０が、光透過部材２０の側面から、半導体素子構造１１及び透光性基板１の側面、すなわち発光素子１０の側面を連続して被覆することで、該発光装置１００は、光透過部材の表面２１を主たる光取り出しの窓部とする好適な面発光型の発光装置が得られる。これにより、各発光構造部１２から出射されて光透過部材２０内で拡散、重畳された一次光を集束させて光透過部材２０に効率良く結合することができる。また光透過部材２０の側方に拡散、漏出する一次光、またその変換光である二次光を上記重畳作用により、光を均一化、配色を均一化して、光取り出し方向へ反射させ、結合することができ、装置正面方向の輝度を高めながら、色ムラが低減された配光を得ることができる。

（分離部）
分離部１３は、例えば透光性基板１の表面の略全域に半導体素子構造１１を形成した後、その一部をエッチングやスクライブ等により除去することにより形成することができる。また透光性基板１上に保護膜を形成して、それにより区画された領域に半導体素子構造１１を形成する方法でもよい。

なお分離部１３は、半導体素子構造１１を部分的に除去するものであるため、その形成領域が小さいほど発光面積の縮小、ひいては光束の低下を抑制することができ、溝状に形成することが好ましい（以降、本明細書において、「分離部」を「分離溝」と記載する場合がある）。分離部の幅の上限値としては、１００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０μｍ以下である。下限値は、特に限定されないが、フォトリソグラフィの分解能や配線、電極のピッチ等により制限され、例えば３μｍ以上である。

分離部１３の断面形状、言い換えれば分離溝１３の側面すなわち発光構造部１２の側面は、発光構造部１２の実装面に対して略垂直であってもよいが、傾斜面とすることで次のような効果が得られる。図２（ａ）に示すように、発光構造部１２が実装面から透光性基板１に向かって広がる傾斜面（順テーパー面）とすれば、該傾斜面での反射により多くの光を透光性基板１側に取り出すことができ、高光束の発光を得ることができる。基板１の一部が分離部の側面を構成する場合などでも同様に、基板に対して垂直な面から、配線側に傾斜した側面であること、具体的には、断面において配線側から基板側に向かって、溝部内壁が順テーパとなるように傾斜させることが好ましい。また、素子構造１１、発光構造部１２間の離間距離（分離溝の幅）が、実装側より底面側（基板表面側）が小さくなり、分離部１３の基板内において各発光構造部１２から放出される光を重畳しやすく、また傾斜面による反射、集光効果で発光構造部の光が好適に基板に結合され、また上記散乱作用と結合して、基板内での好適な光の重畳を得られる。逆の傾斜面（逆テーパー面）とすれば、底面における分離幅に比して、発光構造部１２の各発光層を大きくでき、出力を高められる。また、傾斜面での光の回折効果により発光構造部１２から放出される光の配光を広くすることができる。また分離溝１３の側面つまり発光構造部１２の側面を粗面、凹凸面としてもよく、発光構造部１２の側面で光を散乱させて配光を広くすることができる。本発明における分離部の発光構造、素子構造の分離形態、並びに分離部における被覆部材の被覆形態について、後の実施の形態において説明する。

本発明における分離部１３の平面形状、すなわちそれにより区画される発光構造部、素子構造の形状は、種々の形態とでき、図１に示すように、一列状に配列された発光構造部、素子構造とする他、所望の平面形状、パターンに形成することができる。図１（ｃ）の本実施の形態に示すようにストライプ状とすれば、最も簡素な分離部であって、分離部１３の数、幅を比較的小さくできるので光束の低下を抑制することができる。また分離部１３が直線的であるので、分離部の幅を小さくしても発光素子１０の内部側まで被覆部材４０を充填しやすい。また図３は、本発明の一実施形態に係る発光素子１０の分離部１３の平面形状の他の例を示す概略上面図である。図３（ａ）に示すように格子状の分離部１３とすれば、列状の配置を複数列配置した形態となり、本実施の形態と同様に、矩形状の発光構造部１２Ａが設けられる。この場合、その隣接する発光構造部１２Ａに挟まれる線状の分離部１３に加えて、その分離部が交差する交差部を有し、その十字状の交差部において隣接する４つの発光構造部１２Ａが設けられる。また図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、格子状の分離部に加えて斜めに傾斜した分離部をさらに形成することにより、三角形状の発光構造部１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが設けられている。このように、図１（ｃ）に示す形態と異なり、３つ以上の発光構造部が隣接する分離部の交差部を有しており、特に図３（ｂ）に示す例では、４本並びに８本の分離部が交差する交差部があり、分離部、それに位置する素子構造、基板における上述した作用効果により、好適な輝度、色ムラの均一化して、装置の発光面の大面積化が可能となる。他方、図示するように、三角形状、また辺の数が５つ以上の多角形状などの形状とすることで、発光構造部の側面、分離部の内壁面が、対向する分離部同士で、平行、垂直でなく、互いに傾斜した面となることで、上述した分離溝における反射機能、そこに位置する基板、素子構造の重畳機能をさらに高めることができる。ここでは、分離部が互いに平行な内壁面、それを挟んで互いに対向する側面を備えた発光構造部を説明しているが、分離部の形状はそれに限らず、円形状、多角形状、曲線形状、またはそれらを組み合わせた形状など種々の形状としてもよく、発光構造部の形状も同様である。また、各発光構造部は、図１（ｂ）に示すように直列接続する他、並列接続、ブリッジ接続、それらの組み合わせなど、用途に応じて、また交流電源など逆並列接続など、電力源に応じて、種々の回路構造を形成することができ、上述した交差部があることで、組み合わせ構造、逆並列、ブリッジ構造、など複雑な回路において、隣接する発光構造部を増やすことができ好ましい。

次に、本発明の発光装置の各構成部材について、以下に詳述する。

（発光素子）
発光素子１０は公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用でき、１つの透光性基板１上に互いに離間されて設けられた複数の発光構造部１２を有するものを用いることができる。特にＧａＮ系化合物半導体であれば、蛍光物質を効率良く励起できる短波長の可視光や紫外光が発光可能であるため好ましい。具体的な発光ピーク波長は２４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下、好ましくは３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。なお、このほか、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体の発光素子でもよい。

（発光素子構造）
半導体層による素子構造１１、発光構造部１２は、図４に例示するように少なくとも第１導電型（ｎ型）層２と第２導電型（ｐ型）層４とにより構成され、更にその間に活性層３を有する構造が好ましい。また、電極構造は、一方の主面側に第１導電型（負）、第２導電型（正）の両電極６，７が設けられる同一面側電極構造が好ましいが、半導体層の各主面に対向して電極が各々設けられる対向電極構造でも良い。発光素子１０の実装形態も、例えば上記同一面側電極構造では、電極形成面を実装面として、それに対向する基板１側を主な出射面とするフリップチップ実装が、その出射面と光透過部材２０との光学的な接続上好ましい。この他、電極形成面側を主な出射面として、その上に光透過部材を結合する実装、フェイスアップ実装、また配線構造を備えた光透過部材にフリップチップ実装、上記対向電極構造で光透過部材と実装基板に接続すること、ができ、好ましくは発光素子と光透過部材に配線、電極を備えない実施例の実装が良い。なお、半導体層１１の成長基板１は、発光素子構造を構成しない場合には除去してもよく、成長基板が除去された半導体層に、支持基板、例えば導電性基板または別の透光性部材・基板を接着した構造とすることもできる。この支持基板に光透過部材２０を用いることもでき、その他、ガラス、樹脂などの光透過部材により半導体層が接着・被覆されて、支持された構造の素子でもよい。成長基板の除去は、例えば支持体、装置又はサブマウントに実装又は保持して、剥離、研磨、若しくはＬＬＯ（Laser Lift Off）で実施できる。また、発光素子１０は光反射構造を有することができ、具体的には、半導体層１１の互いに対向する２つの主面の内、光取り出し側（出射面側）と対向する他方の主面を光反射側（図１における下側）とし、この光反射側の半導体層内や電極などに光反射構造を設けることができる。光反射構造の例として、半導体層内に多層膜反射層が設ける構造、あるいは半導体層の上にＡｇ、Ａｌ等の光反射性の高い金属膜や誘電体多層膜を有する電極、反射層を設けた構造がある。

（窒化物半導体発光素子）
発光素子１０の一例として、図４の窒化物半導体の発光素子１０では、成長基板１であるＣ面サファイア基板の上に、第１の窒化物半導体層２であるｎ型半導体層、活性層３である発光層、第２の窒化物半導体層４であるｐ型半導体層が順にエピタキシャル成長されている。そして、ｎ型層２の一部が露出されて第１の電極７であるｎ型パッド電極を形成し、ｐ型層４のほぼ全面にＩＴＯ等の透光性導電層５、第２の電極６であるｐ型パッド電極が形成されている。さらに、保護膜８をｎ型、ｐ型パッド電極６，７の表面を露出し、半導体層を被覆して設けられる。なお、ｎ型パッド電極７は、ｐ型同様に透光性導電層５を介して形成してもよい。成長基板１は、Ｃ面サファイアの他、Ｒ面、及びＡ面、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮやＡｌＮ等の半導体の導電性基板がある。窒化物半導体の例としては、一般式がＩｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）の他、ＢやＰ、Ａｓを混晶してもよい。また、ｎ型、ｐ型半導体層２，４は、単層、多層を特に限定されず、活性層３は単一（ＳＱＷ）又は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）が好ましい。青色発光の素子構造１１の例としては、サファイア基板上に、バッファ層などの窒化物半導体の下地層、例えば低温成長薄膜ＧａＮとＧａＮ層、を介して、ｎ型半導体層として、例えばＳｉドープＧａＮのｎ型コンタクト層とＧａＮ／ＩｎＧａＮのｎ型多層膜層が積層され、続いてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷの活性層、更にｐ型半導体層として、例えばＭｇドープのＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮのｐ型多層膜層とＭｇドープＧａＮのｐ型コンタクト層が積層された構造がある。

（光透過部材）
また図１の発光装置１００は、発光素子１０からの光を透過する光透過部材２０を備える。光透過部材２０は、通過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する光変換部材であることが好ましい。例えば実施例のように、光源からの一次光が、光透過部材２０中の波長変換材料としての蛍光体を励起することで、一次光と異なった波長を持つ二次光が得られ、さらに一次光との混色により、所望の色相を有する出射光を実現できる。

実施の形態１の光透過部材２０は、表面２１（発光面９０）からの平面視において、その表面２１及び受光面２２が発光素子１０の出射面より小さい形態であり、その側面が発光素子１０の側面（端面）よりも内側に位置している。発光素子１０に対して発光領域を絞ることで相対的に輝度が高められ、また混色の均一化が図れ、色ムラが低減される。なお、発光素子の側面の光透過部材の側面に対する突出長さは、光透過部材の厚さに比して、例えば０．２５倍以上５倍以下であり、具体的には０．５倍以上２倍以下である。例として、実施例１の発光装置においては、発光素子１０の終端が光透過部材２０の終端から約１００μｍの幅で突出している。このほか、後述の実施の形態２に示すように、光透過部材の側面が、発光素子の側面よりも外方に突出している形態でもよく、この例のように光透過部材の受光面２２を発光素子１０の出射面より大きくした形態であってもよい。発光素子１０の出射面より幅広な受光面２２でもって導光部材を介して光学的に接続されるため損失が少ない。この形態であれば、その突出長さは、発光素子の厚さに比して、例えば０．２５倍以上５倍以下であり、具体的には０．５倍以上２倍以下である。また、光透過部材２０の側面が発光素子１０の側面と略同一面上に位置する形態であれば、光透過部材の外縁部において、発光素子１０からの光量が不足して色ムラが発生しやすくなるのを抑制できる。

ここで、光透過部材２０の母材となる透光性材料としては、下記被覆部材４０と同様な材料を用いることができ、例えば樹脂、又はガラスなどの無機物を用いることができる。変換機能を備えない場合も、蛍光体を除いて、又はそれに置換して、光変換の光透過部材と同様の材料を用いることが好ましい。また、表面２１、受光面２２は、実施例のように光透過部材が板状である場合には、両面とも略平坦な面であること、更には対向する両面が互いに略平行であることが本発明の導光部材を介した光結合の効率が高まり、また接合が容易となり好ましい。一方で、板状に限らず、全体又は一部に曲面を有する形態、凹凸面などの面状の形態など、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、例えばレンズ状などのような光学的な形状とすることもできる。また、波長変換機能として、発光素子の一次光とその変換光（二次光）の混色光を発光する他に、例えば発光素子の紫外光による変換光、若しくは複数の変換光による混色光のように、一次光から変換された二次光を主に出射する発光装置とすることもできる。

波長変換機能を備えた光透過部材２０は、具体的にガラス板、それに光変換部材を備えたもの、あるいは光変換部材の蛍光体結晶若しくはその相を有する単結晶体、多結晶体、アモルファス体、セラミック体、あるいは蛍光体結晶粒子による、それと適宜付加された透光性材料との焼結体、凝集体、多孔質性材料、それらに透光性材料、例えば透光性樹脂を混入、含浸したもの、あるいは蛍光体粒子を含有する透光性部材、例えば透光性樹脂の成形体等から構成される。なお、光透過部材２０は、樹脂等の有機材料よりも無機材料で構成されることが耐熱性の観点からは好ましい。具体的には蛍光体を含有する透光性の無機材料からなることが好ましく、特に蛍光体と無機物（結合材、バインダー）との焼結体、あるいは蛍光体からなる焼結体や結晶とすることで信頼性が高まる。なお、実施例のＹＡＧの蛍光体を用いる場合、ＹＡＧの単結晶や高純度の焼結体のほか、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を結合材とするＹＡＧ／アルミナの焼結体、ガラスを結合材とした焼結体が信頼性の観点から好ましい。また、光透過部材２０を板状とすることで、面状に構成される発光素子１０の出射面との結合効率が良く、光透過部材２０の主面とが略平行になるよう容易に位置合わせできる。加えて、光透過部材２０の厚みを略一定とすることで、通過する光の波長変換量を略均一として混色の割合を安定させ、発光面９０の部位における色むらを抑止できる。このため、１つの光透過部材２０に複数の発光素子１０を搭載する場合において、個々の発光素子１０の配置に起因する発光面９０内の輝度や色度の分布にむらが少なく略均一で高輝度の発光を得ることができる。なお、波長変換機能を備えた光透過部材２０の厚みは、発光効率や色度調整において、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、さらには５０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。

波長変換部材は、青色発光素子と好適に組み合わせて白色発光とでき、波長変換部材に用いられる代表的な蛍光体としては、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）が挙げられ、特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ_1-xＳｍ_x）₃（Ａｌ_1-yＧａ_y）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）等が好ましい。またＹＡＧ、ＬＡＧ、ＢＡＭ、ＢＡＭ：Ｍｎ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｚｎ：Ｃｕ、ＣＣＡ、ＳＣＡ、ＳＣＥＳＮ、ＳＥＳＮ、ＣＥＳＮ、ＣＡＳＢＮ及びＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕからなる群から選択される少なくとも１種を含む蛍光体が使用できる。波長変換部材は、光透過部材の他に、例えば光透過部材と発光素子との間、その結合部材中、発光素子と被覆部材との間、にも設けることもできる。光透過部材、波長変換部材及び焼結体も同様に発光装置中に配置できる。黄〜赤色発光を有する窒化物系蛍光体等を用いて赤味成分を増し、平均演色評価数Ｒａの高い照明や電球色ＬＥＤ等を実現することもできる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせてＣＩＥの色度図上の色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。その他に、近紫外〜可視光を黄色〜赤色域に変換する窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、珪酸塩蛍光体を用いることができる。例えば、Ｌ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ（Ｌはアルカリ土類金属）、特に（Ｓｒ_xＭａｅ_1-x）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ（ＭａｅはＣａ、Ｂａなどのアルカリ土類金属）などが挙げられる。窒化物系蛍光体、オキシナイトライド（酸窒化物）蛍光体としては、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕなどがあり、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体としては、一般式ＬＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ、一般式Ｌ_xＳｉ_yＮ_(2/3x+4/3y)：Ｅｕ若しくはＬ_xＳｉ_yＯ_zＮ_{(2/3x+4/3y-2/3z)}：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか）で表される。

（被覆部材）
被覆部材４０は、図１に示すように、光透過部材２０の一部を被覆し、具体的には光透過部材２０の側面の少なくとも一部を被覆する。そして、本発明においては、被覆部材が素子等から垂下され、光の漏れ経路の形成を防ぐことから、基板、更にはそれに設けられた配線より、被覆部材の反射率が高いことが好ましい。また、光反射材料を含有する被覆部材４０は、その基材として透光性の樹脂材料が好ましく、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好ましいが、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の透光性を有する絶縁樹脂組成物を用いることができる。また、これらの樹脂を少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた被覆部材も利用できる。さらに、ガラス、シリカゲル等の耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、樹脂材料を成形することで、所望の形状に成形でき、また所望領域を被覆でき、本発明では光源部の発光素子、接着部材、光透過部材の表面、特にその側面を被覆して形成できる。また、その発光面側の表面も同様に所望形状とでき、図示するような平坦な面状の他、凹や凸の曲面とできる。実施の形態１では耐熱性・耐候性の観点から被覆部材としてシリコーン樹脂を使用する。

また、被覆部材４０は、上記基材中に少なくとも１種類の光反射性材料４５を含有してなる。光反射性材料４５を含有することで、被覆部材４０の反射率が高まり、更に好適には低吸収性の粒子を用いると、光吸収、損失が低減され、光散乱性を備えた被覆部材とできる。被覆部材４０中に含有される光反射性材料４５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。光反射性材料の粒子が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌからなる群から選択される１種の酸化物であることで、材料の高い反射性及び低吸収性とでき、基材、特に透光性樹脂との屈折率差を高められ、好ましい。また、被覆部材４０は、上記光反射性材料による成形体でもって構成することもでき、具体的には上記粒子を凝集した凝集体、焼結体、などの多孔質材料とすることもでき、その他に、ゾル・ゲル法による成形体でもよく、上記光反射性材料と多孔質内の空気との屈折率差を大きくし、光反射性を高められるため、また無機材料で構成できるため、好ましい。一方、上記樹脂などの母材を備えた被覆部材と比較すると、所望の形状に成形すること及びその被覆領域の制御性が良く、また封止性能、気密性能を高めること、ができ、本発明では上記母材を備えた被覆部材とする方が好ましい。また、両者の被覆部材の特性を考慮して、両者の複合的な成形体とでき、例えば、多孔質成形体の外表面側に樹脂を含浸させ、発光素子側の内表面側では多孔質とした構造とできる。このように、被覆部材若しくはそれによる包囲体は、内部領域と外部とが連通されたり、気体透過性であったりしてもよく、少なくとも光が漏れ出さない形態であれば良い。

上述した母材中に光反射性材料４５を含有する被覆部材４０では、その含有濃度、密度により光の漏れ出す深さが異なるため、発光装置形状、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で肉厚を小さくする場合は、高濃度の光反射性材料４５を備えることが好ましい。一方で、光反射性材料４５を含有する被覆部材４０の原料の調製、その原料の塗布、成形などの製造過程において、それに適したようにその濃度を調整する。上記多孔質体についても同様である。一例として、実施例の場合には、光反射性材料４５の含有濃度は２０重量パーセント濃度（ｗｔ％）以上、その肉厚は２０μｍ以上とするのが好適であり、発光面９０から高輝度で指向性の高い放出光が得られ、適度な粘性で被覆部材によるアンダーフィルの形成など容易にできる。また、光反射性材料の濃度を高くすれば被覆部材の熱拡散性を高めることができる。

被覆部材の形成領域は、光透過部材２０における少なくとも側面に被覆部材４０を設け、好ましくは発光素子１０の側面も被覆し、更に好ましくは、光透過部材及び発光素子を含む光源部において発光面を露出させてその他を被覆し、接着部材３０を介する場合も同様である。これにより、光透過部材の側面から光が漏れ出すのを回避でき、その側面からの比較的強度の大きい、また光変換部材を有する場合は色味差を有する光を抑止して、放射光の指向性を良好にし、輝度ムラ、色ムラを低減できる。また、各部材、素子の側面を被覆して、光取り出し方向側へ制限することで、指向性、輝度を高められる。また、光透過部材２０が波長変換材料を含有する場合には、この波長変換材料の発熱が特に著しいため、それを改善できる。光透過部材２０の側面が被覆部材４０により被覆され、かつ表面２１が露出されていれば、その外面形状は特に限定されず、図１に示すように表出面が光透過部材の表面２１よりも窪んだ構造でもよい。この発光面９０が突出することで被覆部材４０による遮光を回避でき、また略同一面でもよく、所望の表面とできる。

（添加部材）
また、被覆部材４０には、光反射性材料４５、光変換部材の他、粘度増量剤等を適宜添加することができ、これによって所望の発光色、それら部材若しくは装置表面の色、例えば高コントラスト化の為の黒色など、また所望の指向特性を有する発光装置が得られる。同様に不要な波長をカットするフィルター材として各種着色剤を添加できる。他の部材、また光透過部材、接着部材などの光透過性材料も同様である。

（接着部材）
接着部材３０は、発光素子１０と光透過部材２０との間に介在して双方の部材を固着する接着剤に用いられる。この接着部材は、透光性を有して、発光素子１０の出射光を光透過部材側へ導光でき、双方の部材を光学的に結合できる材質が好ましい。その材料としては上記各部材に用いられる樹脂材料が挙げられ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂など透光性の熱硬化性樹脂がよく、シリコーン樹脂は耐熱性、耐光性に優れるため好ましい。また、シリコーン樹脂を使用すれば、上記フッ素系離型剤の効果が高いため好ましい。さらに、ジメチル系シリコーン樹脂であれば高温耐性など信頼性において優れ、フェニル系シリコーン樹脂であれば屈折率を高くして発光素子１０からの光の取り出し効率を高めることができる。

（実装基板５０）
一方、図１の発光装置１００において、上記の発光素子１０が実装される基板５０は、少なくとも表面が素子の電極と接続される配線５１を形成したものが利用でき、また外部接続用の配線が裏面などに設けられても良い。基板の材料は、例として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成され、単結晶、多結晶、焼結基板、他の材料としてアルミナ等のセラミック、ガラス、Ｓｉ等の半金属あるいは金属基板、またそれらの積層体、複合体が使用でき、金属性、セラミックは放熱性が高いため好ましい。なお、基板５０は配線が無くてもよく、例えば図４の素子で成長基板側を実装して素子の電極を装置の電極にワイヤー接続する形態、光透過部材に配線を設けて接続する形態でもでもよい。また、図示する発光装置のように、被覆部材４０が実装基板５０の上に設けられる形態の他、実装基板５０の外側側面も覆う形態でもよい。また実装基板５０は、少なくともその表面が高反射性材料で構成されることが好ましい。また図１，２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は、半田、Ａｇペースト、Ａｕバンプなどが利用できる。

（枠体）
図１に示す発光装置１００は、枠体５５を有し、この枠体５５は被覆部材４０の保持部材としても機能する。枠体５５は、セラミックや樹脂などで形成することができる。光反射性の高いアルミナが好ましいが、表面に反射膜を形成すればこれに限らない。樹脂であれば、スクリーン印刷等を用いるほか、成形体を実装基板に接着してもよい。また、被覆部材４０と同様に光反射性材料を用いるなどして、反射率を高くすると好ましい。また、上記添加部材同様に、枠体を目的に応じて着色してもよい。なお、この枠体は、被覆部材を充填又は成形後に、取り外すこともできる。また、枠体として、積層基板、基材などでキャビティ構造を有する装置基体など、発光素子の実装基板に一体に形成されている形態でもよい。

（発光装置の製造方法）
図１に示される例の発光装置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にバンプ６０を形成し、発光素子１０をフリップチップ実装する。この例では個片化前の基板５０上で、１つの発光装置に対応する領域に１個の発光素子１０を並べて実装する。次に、発光素子１０の出射面側（成長基板裏面）に、接着部材３０を塗布して、光透過部材２０を積層し、その樹脂３０を熱硬化して接合する。次に、発光素子１０の周囲に立設された枠体５５内に、光透過部材２０の側面を被覆するように、ディスペンサ（液体定量吐出装置）等により、被覆部材４０を構成する樹脂を滴下（ポッティング）する。滴下された樹脂４０は、表面張力によって発光素子１０、光透過部材２０の側面を這い上がり被覆し、表面２１より枠体５５に向かって低くなる傾斜表面が形成される。また、樹脂４０の表出面を表面２１と略同一面となるよう平坦化してもよい。そして、樹脂４０を硬化させた後、所定の位置でダイシングを行い、所望の大きさに切り出して発光装置１００を得る。

＜実施の形態２＞
図５は、本発明の実施の形態２に係る発光装置を説明するための概略断面図である。図５に示す例の発光装置において、分離部の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

本発明における分離部は、少なくとも半導体素子構造の活性層を分離して複数の発光部を形成するものであればよく、好適には図１，２，５に示すように、発光部に対して正負一対の電極が設けられ、電流注入で発光可能な発光構造部を設けると良い。図５に示す例の発光素子では、深さの異なる２種類の分離部を有して、各分離形態を示している。図中右側の第１の分離部１５は、半導体素子構造１１の途中までの深さで、半導体素子構造２０内に形成されている。すなわち発光構造部１２ｂは、第１の分離部１５上に残存する半導体素子構造１１の一部である連結部によって、隣接する発光構造部１２ａと互いに連結されている。残存部が第１導電型半導体層を有すると、互いに第１導電型半導体層で電気的に接続され、互いの発光構造部において連携して発光可能となり、第１導電型半導体層とその第１の電極の配置の自由度を高められる。一方で、第１導電型半導体層を分離するなど、互いに絶縁され、独立して発光可能な分離部を有する構造では、各発光構造部において、上述したようにその光取り出し、発光効率を高めることができ、好ましい。

また被覆部材４０は、この第１の分離部１５の底面つまり連結部の表面を被覆しており、被覆部材４０と連結部の表面との界面に光反射部が設けられている。このように、発光構造部間に連結部、その分離部に光反射部が形成されることによって、各発光構造部に共通の光拡散領域の厚さを大きくすることができ、透光性基板１との界面と連結部において光の拡散、並びに分離部上での光の重畳が得られやすく、さらに基板内でのそれと組み合わされ好ましい。例えば第１の分離部１５をバッファ層など絶縁性の層に至る深さで形成、つまり連結部がそのような層で構成されることにより、各発光構造部を確実に電気的に分離させ独立して発光可能で、上記の効果が得られる。後述するように分離部に空隙が設けられる形態では、上記連結部に加えて分離部における光の分断作用を低減しつつ、上述したように光反射部による散乱作用、分離部に光が取り出されることによる発光構造部、素子構造内の自己吸収作用の低減、透光性基板への光入射機能により、上述したように本発明の作用効果と協働させることで、それを高められる。

他方、図中左側の第２の分離部１４は、半導体素子構造１１の全てを除去し、その深さが透光性基板１の内部にまで及んでおり、発光構造部１２ａは第２の分離部１４によってその隣（１２ｂと反対側）の発光構造部と絶縁されている。このような分離部は、実施の形態１と同様に、各発光構造部１２の絶縁性を高めることができ、また分離部内に被覆部材４０を充填しやすくなり、分離部の光反射性を高めることができる。また第２の分離部１４において、該分離部内に形成された被覆部材４０は、上述したように実装基板５０の配線５１上を被覆しているが、透光性基板１との間に空隙１６が設けられて、透光性基板１とは離間され、更に分離部を覆うように設けられている。この場合、光反射部は、分離部における被覆部材４０の表面（と空隙１６（空気）との界面）に設けられる。このような構成により、第２の分離部１４において、隣接する発光構造部１２の絶縁性を高めて独立して発光させながらも、隣接する発光構造部１２から互いに光が行き来することが可能となり、上述したように配線５１の光吸収による光損失を抑制しながら、分離部上の光の重畳を促進することができる。他方、光反射部において、一部の光は乱反射されるため、透光性基板に好適に光を入射させることができる。また、実施の形態１と異なり、基板にも凹部が形成されており、これにより凹凸構造１Ａに類似した効果と、また空隙により分離部内に閉じこめられた光の基板への入射口となって、分離部による輝度、色ムラを抑制できる。尚、上述したように、ここでの分離部の内面を構成する半導体表面、基板表面は、光出射可能な素子構造表面であり、すべての表面が光出射可能な表面であるが、一部が電極、配線など、例えば実施の形態４のように、被覆されていて、一部が出射可能な表面であっても良い。

上述したように発光素子、その半導体表面、基板表面と被覆部材とを離間させ、その表面、分離部に空隙を設ける方法としては、被覆部材の塗布方法、成形方法又はその条件、部材の粘性などの条件を調整して形成することもでき、また、その表面に予め離型剤などで表面処理して、空隙を形成することができ、こちらの方がその制御が容易で、量産性に富むため好ましい。離型剤としては、被覆部材、例えば樹脂について、通常知られたものを用いることができ、例えば、フッ素系離型剤として、「デュラサーフＨＤ−１１０１」などがある。

＜実施の形態３＞
図６は、本発明の実施の形態３に係る発光装置を説明するための概略断面図であって、例えば図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ方向に切断した概略断面図である。図６に示す例の発光装置において、被覆部材による素子構造の被覆形態を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図６に示す例の発光装置において、被覆部材４０は、発光構造部１２の下方において、少なくとも配線５２を被覆していれば、その領域に上記出射可能な素子構造表面からの光が到達する場合、特に配線側にその表面が対面する場合に、該配線５１による光吸収を低減するができる。発光構造部１２の実装面との間、又は素子と実装面との間に空隙１７が設けられることで、被覆部材の体積変化、樹脂の熱膨張などにより、素子の実装が一部で剥がれたり、断線したり、悪影響を及ぼす場合にそれを解消する効果がある。また被覆部材４０と、発光構造部１２の外側に面する側面、特に素子側面との間の一部に空隙１８が設けられ、被覆部材４０は該空隙１８により発光構造部１２の該側面と離間されていてもよい。特に図６に示す例では、透光性基板１の半導体素子構造１１が設けられる表面の周縁が空隙１８により露出されており、この露出部１９にも空隙１８から光結合することが可能である。このような空隙は、該空隙との界面である被覆部材４０表面での光反射により光吸収を低減しながら、上述したように、光散乱機能、基板へ集光させる導光領域としての機能、発光構造部、素子外部への光取り出し機能、により、本発明の作用効果、特に素子周縁部における輝度、色ムラの改善効果を高められる。したがって、分離部により互いに分離された発光構造部１２から各々放出される光を、該空隙内を伝搬、拡散させながら、透光性基板１側に反射させ光結合させることで、発光素子から均一化された光を発光させることができる。空隙は、上述と同様に形成でき、例えば、実装面側に離間した被覆部材は、実装前又は後に、予め１層目の比較的薄膜の被覆部材、実装面側を被覆して形成し、２層目の被覆部材を素子、基板、光透過部材の各側面を被覆して形成する方法を用いることができる。

＜実施の形態４＞
図７は、本発明の実施の形態４に係る発光装置を説明するための概略断面図（ａ）と、その発光素子の概略平面図（ｂ）である。図７に示す例の発光装置において、発光構造部間の電気的接続の構造を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図７に示す例の発光装置において、分離部は透光性基板１の半導体素子構造１１が設けられる表面を露出する深さで形成されており、発光素子１０に、分離部を横断して各発光構造部１２を互いに直列接続する電極が、発光構造部と分離部底面の基板表面を配線して設けられている。これにより、実装基板５０に発光素子１０を実装するための突起電極などの導電性接着材６０の形成、その設計自由度を高められ、それに対応する配線構造も簡略化できる。またそれにより分離部および発光構造部１２と実装基板５０との間の空間の容量が増え、該空間に被覆部材４０を充填しやすくなり、分離部および発光構造部１２と実装基板５０との間の空間の光吸収性を低減して光反射性を高めることができる。また上述の実施の形態３で説明した導光領域として機能させることができる空隙を形成しやすくすることができる。また、配線９ａ〜９ｃは、隣接する発光構造部の各電極（９ａ，９ｃ）と電気的に接続し、また基板表面（９ｃ）に延在されており、上述した分離部の内面の一部を覆って、残部が露出されているため、その露出表面では上述した光出射表面として機能させることができ、同様の効果を得ることができる。

＜実施の形態５＞
図８は、本発明の実施の形態５に係る発光装置の概略図であり、図８（ａ）は概略上面図の図８（ｂ）のＡ−Ａにおける概略断面図であり、図８（ｃ）は搭載されている発光素子の概略上面図である。図８に示す例の発光装置において、発光素子の発光構造部の数や電極、並びに実装基板の配線を除く他の構成については、上述の実施の形態１と実質上同様であり、したがって同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

図８に示す例の発光装置２００において、図８（ｃ）に示すように、発光素子１０は、実施の形態１と同様に、ストライプ状の分離部によって互いに離間されて設けられた６つの発光構造部１２を有している。またその発光構造部１２には、実装面の周縁部に複数（図中では各角部に１つずつで合計４つ）の第１導電型のパッド電極（ここではｎ側パッド電極７）およびその上に突起電極の導電性接着材６０が設けられており、これらを除いて実装面の中央部を含む略全域に第１導電型とは導電型の異なる第２導電型のパッド電極（ここではｐ側パッド電極６）が設けられ、その中央部には突起電極６０が設けられている。このように各電極を配置することにより、発光構造部１２の略全域に亘って電流が拡散しやすく、発光強度分布のムラを低減することができる。またこの第１導電型のパッド電極７は、実装面の中央部を囲むように、該パッド電極を基点として中央部に向かって延伸された延伸電極を有しており、さらに電流が拡散しやすくなっている。したがって、このような電極の配置によれば、発光構造部１２を比較的大きく形成しても強度分布にムラの少ない発光が得られるので、分離部の幅を小さくしたり数を減らしたりすることができ、光束を高めることができる。

また図８（ａ）および（ｂ）に示すように、実装基板２１０の基板５０上には、上記発光構造部１２の各電極の配置に対応して、一方の発光構造部１２の周縁部（電極７）と他方の発光構造部１２の中央部（電極６）とを接続するように、９０度回転した略Ｙ字状の配線５２が複数配列されており、発光構造部１２間を直列接続可能となっている。このように、発光構造部１２内の電流拡散性を高める電極配置とすれば、それに対応して配線５２を設けており、被覆部材４０がこれら発光構造部並びに分離部に対向して設けられた配線５２を被覆することにより、光吸収を低減して効率良く光を取り出し透光性基板１に光結合することができる。

上述の各実施の形態、そこに説明された各部については、相互に組み合わせ可能であり、所望の発光特性を得るために適宜、その組み合わせを適用する。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

＜実施例１，２＞
実施例１の発光装置の光源部には、図８に示すように、ＡｌＮのセラミックス基板５０の配線５１，５２上に、発光素子１０として、１つのサファイア基板１上に互いに分離された６つの発光構造部１２が設けられた、約１ｍｍ×６．５ｍｍの略矩形状のＬＥＤチップ（発光波長４５５ｎｍ）１個がＡｕバンプ６０によりフリップチップ実装されている。これにより、各発光構造部１２は配線５２により直列接続されている。なお、このようなＬＥＤチップ１０は、サファイア基板１上に、窒化物半導体のｎ型層２、活性層３、ｐ型層４を順に含む半導体素子構造１１を積層し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により部分的に半導体層を除去して、サファイア基板１の表面が露出された分離部（溝）を形成することにより作製される。このＬＥＤチップ１０上に、光透過部材２０としてＹＡＧの蛍光体とアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）との焼結体である蛍光体板（この表面及び受光面の外形は約０．８ｍｍ×６．３ｍｍの略矩形状であり、厚みは約１５０μｍ）を１枚載置し、シリコーン樹脂の接着部材３０により互いに接合させる。そして、セラミックス基板５０上にＬＥＤチップ１０及び蛍光体板２０を包囲する枠体５５を設置し、該枠体５５の内側の凹所に被覆部材４０を充填し、蛍光体板２０の表面２１が発光面９０として露出される状態に、ＬＥＤチップ１０および蛍光体板２０の周部を該被覆部材４０により被覆する。このとき被覆部材４０は、基板５０とＬＥＤチップ１０との間に浸入して、配線５１，５２上を被覆しながら分離部にも充填される。ここで、被覆部材４０は、粒径約２７０ｎｍのＴｉＯ₂の微粒子である光反射性材料４５を約２３重量パーセント濃度で含有するシリコーン樹脂である。そして、被覆部材４０の硬化後、枠体を除去して発光装置を得る。

実施例２の発光装置は、光透過部材２０の受光面２２に発光素子１０の出射面が内包される形態であり、実施例１における発光素子１０を、１つのサファイア基板１上に６つの発光構造部１２が設けられた約１ｍｍ×６．５ｍｍの略矩形状の１個のＬＥＤチップとし、さらに光透過部材２０を約１．１ｍｍ×６．６ｍｍの略矩形状として、実施例１と同様に発光装置を作製する。

この実施例１の発光装置は、電流７００ｍＡ（各発光構造部当たり）で駆動させると、光束約７４０［ｌｍ］（色度ｙ値約０．２８）、最大輝度４６２９[ｃｄ／ｃｍ²]、平均輝度４１２３[ｃｄ／ｃｍ²]、ムラ指数０．１２で発光する、高輝度の発光装置が得られる。また、実施例２の発光装置は、同じく電流７００ｍＡで駆動させると、光束約８１２［ｌｍ］（色度ｙ値約０．３２）、最大輝度３７１７[ｃｄ／ｃｍ²]、平均輝度３２１２[ｃｄ／ｃｍ²]、ムラ指数０．１６で発光する、高光束の発光装置が得られる。なおムラ指数とは、（最大輝度−平均輝度）／平均輝度で定義される。また色度は、国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙｚ表色系に準拠する。

＜実施例３、比較例１＞
実施例３の発光装置は、図１に示すように、実施例１における発光素子１０を、１つのサファイア基板１上に４つの発光構造部１２が設けられた約１．０ｍｍ×４．３ｍｍの略矩形状の１個のＬＥＤチップとし、さらに光透過部材２０を約１．０ｍｍ×４．４ｍｍの略矩形状として、実施例１と同様に発光装置を作製する。

他方、比較例１の発光装置３００は、図９に示すように、実装基板５０上に、１つの透光性基板上に１つの発光構造部が設けられた発光素子１０を複数個実装し、これらの発光素子の上に１つの光透過部材２０を接着部材３０で接合し、その周部を被覆部材４０により被覆することで作製される。本比較例１の発光装置３００は、発光素子１０として、実施例１と同じ材料を用いて作製された、約１．０ｍｍ×１．０ｍｍの略正方形の４個のＬＥＤチップを用いること以外は、実施例３と同様に作製する。

図１０（ａ）は実施例３の発光装置、図１０（ｂ）は比較例１の装置をそれぞれ、電流７００ｍＡ（実施例３は各発光構造部当たり、比較例１は各発光素子当たり）で駆動させた場合の発光面９０における色度ｙ値の分布を各々示すものである。このような色度分布は、例えばサイバネット社製「ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ」等の光学測定器により測定可能である。実施例３の発光装置は、比較例１の発光装置と同等の輝度、ムラ指数で発光し、図１０に示すように、比較例１の発光装置に比べ、発光面内の色ムラが低減される。また、本発明の発光装置では、比較例１のような発光装置で発生しやすい、個々の発光素子の実装精度（素子の高さ、傾き、回転）に起因する輝度ムラ、色ムラや、発光素子間の接着部材３０の垂れによる光損失などを抑制することができる。

本発明の発光装置は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用することができる。

１０…発光素子（１…透光性基板、成長基板（1A…凹凸構造）、２…第１導電型（ｎ型）半導体層、３…活性層、４…第２導電型（ｐ型）半導体層、５…透光性導電層、６…第２の電極（ｐ側パッド電極）、７…第１の電極（ｎ側パッド電極）、８…保護膜、１１…素子構造、１２…発光構造部（12a, 12b…発光構造部［エピ非分離/基板非露出]）
１３〜１５…分離部、１６…空隙（分離部内）、１７…空隙（実装側）、１８…空隙（素子内の半導体側面で露出した基板上）、１９…基板外縁の露出部
２０，２４…光透過部材（２１，２３，２５…表面、２２，２６…受光面）
３０…接着部材、４０…被覆部材、４５…光反射性材料、５０…実装基板（５１，５２…配線）、５５…枠体、６０…導電性接着材、１００，２００…発光装置、２１０…実装基板

Claims (10)

1. 発光装置の発光面となる表面と受光面とを有する光透過部材と、
   前記受光面に結合された出射面と、該出射面に対向し、半導体素子構造が設けられた表面とを有する透光性基板を備えた発光素子と、
   光反射性材料を含有し、前記発光面を露出して、前記発光素子の側面と、該側面から延在して前記光透過部材の一部と、を被覆する被覆部材と、を備え、
   前記透光性基板の表面は、凹凸構造を有し、
   前記発光素子は、前記凹凸構造上に、
   分離部と、前記半導体素子構造が該分離部により互いに分離されて、該分離された半導体素子構造の各領域に設けられた複数の発光構造部と、を有し、
   前記被覆部材は、前記分離部の底面に露出された前記透光性基板の表面と、該分離部に隣接する前記発光構造部とを被覆して、該被覆側表面に光反射部を有する発光装置。
2. 前記発光構造部が、前記分離部により、独立して発光可能なように互いに分離された半導体素子構造にそれぞれ設けられている請求項１に記載の発光装置。
3. 前記半導体素子構造が、分離部に、前記発光構造部からの発光が発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有する請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記発光素子が、該側面に、前記発光構造部からの発光が発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記被覆部材は、前記光透過部材の側面から、前記半導体素子構造及び透光性基板の側面を連続して被覆する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 発光装置の発光面となる表面と受光面とを有する光透過部材と、
   前記受光面に結合された出射面と、該出射面に対向し、半導体素子構造が設けられた表面とを有する透光性基板を備えた発光素子と、
   光反射性材料を含有し、前記発光面を露出して、前記発光素子の側面と、該側面から延在して前記光透過部材の一部と、を被覆する被覆部材と、を備え、
   前記発光素子は、前記透光性基板の表面上に、
   分離部と、前記半導体素子構造が該分離部により互いに分離されて、該分離された半導体素子構造の各領域に設けられた複数の発光構造部と、を有し、
   前記被覆部材は、前記分離部と、該分離部に隣接する前記発光構造部とを被覆して、該被覆側表面に光反射部を有し、
   前記分離部が、前記発光構造部の発光を発光素子外部に出射可能な素子構造表面、又は該素子構造表面と該発光を発光素子外部に出射可能な前記透光性基板の表面を有し、
   前記被覆部材が、前記分離部内の空隙を介して、前記分離部と、前記半導体素子構造を被覆している発光装置。
7. 前記半導体素子構造が、前記発光構造部の発光を発光素子外部に出射可能な素子構造表面を有し、前記被覆部材が、該素子構造表面において、空隙を介して被覆する領域と、直接被覆する領域とを有する請求項６に記載の発光装置。
8. 前記光透過部材は、前記発光素子に励起される波長変換部材である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記波長変換部材は、互いに対向する第１及び第２の主面を有する板状体である請求項８に記載の発光装置。
10. 前記半導体素子構造が、前記分離部を横断する配線を備え、該配線により前記複数の発光構造部を接続して実装する実装基板を有し、
    前記被覆部材は、前記分離部を横断する前記配線を被覆するとともに、前記分離部において光反射部を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。

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