JP6176171B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は発光装置の製造方法に係り、詳しくは、発光素子と発光色変換部材と反射部材と実装基板とを備えた発光装置の製造方法に関するものである。
特許文献１には、発光素子と、蛍光体を含有する光透過部材とが、接着剤から成る導光部材により接合され、光反射性材料を含有する被覆材が、発光素子および光透過部材の側面を被覆する発光装置が開示されている。
また、特許文献１には、互いに離間された複数個の発光素子が、１個の光透過部材の受光面側に導光部材を介して接合された発光装置も開示されている。
特許文献２には、発光素子と、蛍光体を含有する波長変換部材とが接合された発光装置であって、発光素子は波長変換部材側から第１領域と第２領域とを有し、波長変換部材は発光素子側から第３領域と第４領域とを有し、第１領域は第２領域と比較して原子配列が不規則であり、第３領域は第４領域と比較して原子配列が不規則であり、第１領域と第３領域とが直接接合されたものが開示されている。
また、特許文献２には、発光素子および波長変換部材の接合面をイオンビームやプラズマなどでスパッタエッチングを行い、両接合面を活性化させた後に、その接合面にて発光素子および波長変換部材を直接接合する表面活性化接合法が開示されている。
そして、特許文献２には、サファイア基板を備えた発光素子と、ガラスから成る波長変換部材とが表面活性化接合法では接合し難いため、ガラス表面に接合部材として酸化アルミニウムをスパッタなどで形成し、酸化アルミニウムとサファイア基板とを表面活性化接合法により接合することが開示されている。
特許第５３２６７０５号公報 ＷＯ２０１１／１２６０００号公報
発光素子と、蛍光体を含有する発光色変換部材（波長変換部材）とを備えた発光装置では、発光素子から放射された励起光である一次光（青色光）と、その一次光の一部が発光色変換部材中の蛍光体で励起されることにより発光色変換（波長変換）された二次光（黄色光）とが混色されて混色光（白色光）が生成され、その混色光が発光色変換部材を介して発光装置から外部へ放射される。
そのため、発光色変換時に変換されなかった光エネルギーが熱エネルギーになって蛍光体が発熱するが、蛍光体の温度が上昇して発光色変換の効率が低下すると共に、その発熱により発光装置の構成部材が劣化することから、蛍光体の発熱を効率的に放熱する必要がある。
しかし、特許文献１の技術では、発光素子と光透過部材（発光色変換部材）とが導光部材により接合されており、接着剤から成る導光部材は熱伝導率が低いため、光透過部材から発光素子への伝熱を導光部材が遮ってしまう。
そのため、光透過部材に含有される蛍光体の温度が上昇して発光色変換の効率が低下すると共に、その発熱により発光装置の構成部材が劣化するという問題がある。
また、特許文献１の技術では、導光部材を介して発光素子の上面に光透過部材を載置することにより実装しているが、発光素子および光透過部材の平面視サイズを同一にすることは実装精度の点から困難であり、発光素子よりも光透過部材の平面視サイズを一回り大きくする必要があった。
そのため、光透過部材には、発光素子の上面を覆う部分と、その部分から延出された庇状の部分とが生じる。
その結果、発光素子の上面から光透過部材を介して放射される光だけでなく、発光素子の側面から光透過部材の庇状の部分を介して放射される光が発生する。
すると、発光素子の上面から光透過部材を介して放射される光が白色光であるのに対して、発光素子の側面から光透過部材の庇状の部分を介して放射される光が黄色光になり、光透過部材の表面における色度の面内分布が不均一になるおそれがある。
また、特許文献１の技術では、１個の光透過部材が複数個の発光素子の間隙をも覆っている。
そのため、各発光素子の上面から光透過部材を介して放射される光が白色光であるのに対して、各発光素子の側面から間隙を通過した後に光透過部材を介して放射される光が黄色光になり、光透過部材の表面における色度の面内分布が不均一になるおそれがある。
そして、各発光素子の厚み（高さ）にバラツキがある場合には、各発光素子の上面と１個の光透過部材との距離にも、各発光素子毎のバラツキが生じるため、光透過部材に温度分布が発生し、光透過部材に熱応力によるクラックが発生して破損するおそれがある。
特許文献２の技術では、発光素子および波長変換部材の接合面の原子配列を不規則にしているため、接合面の表面状態に組成的変化が生じ、その組成的変化に伴って光学特性も変化する。
そのため、発光素子の放射光が接合面で不要に反射または吸収されてしまい、発光素子の放射光を波長変換部材にスムーズに入射させることが困難になることから、光取り出し効率が低下するという問題がある。
また、特許文献２の技術において、発光素子と波長変換部材との間に接合部材を形成した場合には、発光素子の放射光が接合部材によって反射または吸収されるため、発光素子の放射光を波長変換部材にスムーズに入射させることが困難になる。
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、発光色変換部材の熱による破損を防止すると共に、発光色変換部材の発熱を効率的に放熱可能であり、発光色変換部材の表面における色度の面内分布を均一化することが可能な発光装置の製造方法を提供することにある。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
＜第１の局面＞
第１の局面は、
複数個の発光素子が平面方向に配列された平板状の発光素子群を作製する第１工程と、
発光素子群における発光素子の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材を直接固定する第２工程と、
積層された発光素子群および発光色変換部材を複数個のチップに分割し、発光色変換部材が光放射面に直接固定された発光素子を作製する第３工程と、
発光素子を実装基板の表面上に実装する第４工程と、
光反射材料を含有する反射部材を実装基板の表面上に形成し、反射部材により発光素子および発光色変換部材を囲繞して被覆する第５工程と、
反射部材を研磨して発光色変換部材の表面を露出させ、発光色変換部材の表面と反射部材の表面とを面一にすることにより、発光装置を作製する第６工程とを備えた発光装置の製造方法である。
第１の局面では、発光素子から放射された励起光である一次光（青色光）と、その一次光の一部が発光色変換部材中の蛍光体で励起されることにより発光色変換（波長変換）された二次光（黄色光）とが混色されて混色光（白色光）が生成され、その混色光が発光色変換部材を介して発光装置から外部へ放射される。
そのため、発光色変換時に変換されなかった光エネルギーが熱エネルギーになって蛍光体が発熱するが、蛍光体の温度が上昇して発光色変換の効率が低下すると共に、その発熱により発光装置の構成部材が劣化することから、蛍光体の発熱を効率的に放熱する必要がある。
第１の局面における第２工程では、発光素子群における発光素子の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材を直接固定する
そして、第３工程では、積層された発光素子群および発光色変換部材を複数個のチップに分割し、発光色変換部材が光放射面に直接固定された発光素子を作製する。
そのため、第１の局面では、発光色変換部材から発光素子への伝熱を遮るものが無く、発光色変換部材に含有される蛍光体の発熱が、発光素子を介して効率的に放熱可能であるため、蛍光体の温度上昇を抑制して発光色変換の効率を高めることに加えて、発熱による発光装置の構成部材の劣化を防止できる。
また、第１の局面における第３工程では、発光素子および発光色変換部材の平面視サイズが同一になるため、発光色変換部材の表面（発光装置の光放射面）における色度の面内分布を均一にすることができる。
そして、第１の局面では、１個の発光色変換部材が１個の発光素子の上面のみを覆うため、個々の発光素子の厚み（高さ）にバラツキがある場合でも、発光色変換部材に温度分布が発生しないことから、発光色変換部材に熱応力によるクラックが発生するのを防止できる。
さらに、第５工程および第６工程により、反射部材が発光色変換部材の側面と密着するため、発光素子からの放熱に加えて、反射部材からも発光色変換部材に含有される蛍光体の熱を放熱可能となり、前記作用・効果をより高めることができる。
＜第２の局面＞
第２の局面は、
複数個の発光素子が平面方向に配列された平板状の発光素子群を作製する第１工程と、
発光素子群における発光素子の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材を直接固定する第２工程と、
光散乱材料を含有する透光性材料から成る光散乱部材を発光色変換部材に直接固定する第３工程と、
積層された発光素子群と発光色変換部材と光散乱部材とを複数個のチップに分割し、発光色変換部材と光散乱部材とがこの順番で光放射面に直接固定された発光素子を作製する第４工程と、
発光素子を実装基板の表面上に実装する第５工程と、
光反射材料を含有する反射部材を実装基板の表面上に形成し、反射部材により発光素子と発光色変換部材と光散乱部材とを囲繞して被覆する第６工程と、
反射部材を研磨して光散乱部材の表面を露出させ、発光色変換部材の表面と光散乱部材の表面とを面一にすることにより、発光装置を作製する第７工程とを備えた発光装置の製造方法である。
第２の局面では、第１の局面の前記作用・効果に加えて、発光色変換部材を覆う光散乱部材を備えるため、光散乱部材の表面（発光装置の光放射面）における色度の面内分布を均一にすることが可能になり、発光装置の光放射面の色度ムラの抑制効果をより高めることができる。
＜第３の局面＞
第３の局面は、第１の局面または第２の局面において、
反射部材は、光反射材料を含有する透光性材料から成る光反射層と、光吸収材料を含有する透光性材料から成る光吸収層とが積層された２層構造であり、
光反射層は、発光素子を囲繞してその側面と密着し、
光吸収層は、発光色変換部材を囲繞してその側面と密着する。
第３の局面では、発光素子の光放射面と直交する方向に放射される光以外の不要な迷光が、反射部材の光吸収層により吸収されるため、発光素子の光放射面と直交する方向にだけ光を放射可能になり、特に自動車の前照灯に好適な発光装置を実現できる。
本発明を具体化した第１，第２実施形態の発光装置１０，２０の製造方法を説明するための縦断面図。 本発明を具体化した第１，第３実施形態の発光装置１０，３０の製造方法を説明するための縦断面図。 発光装置１０の製造方法を説明するための縦断面図。 発光装置２０の製造方法を説明するための縦断面図。 発光装置２０の製造方法を説明するための縦断面図。 発光装置３０の製造方法を説明するための縦断面図。 本発明を具体化した第４実施形態の発光装置１０の製造方法を説明するための平面図。 第４実施形態の発光装置１０の製造方法を説明するための平面図。 本発明を具体化した第５実施形態の発光装置３０の製造方法を説明するための平面図。 図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、本発明を具体化した第５実施形態の発光装置４０の製造方法を説明するための平面図。 発光装置４０の製造方法を説明するための縦断面図。
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。
＜第１実施形態＞
第１実施形態の発光装置１０の製造方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。
工程１（図１（Ａ）を参照）：平板状の結晶成長用基板（成長基板）１１の裏面側全面に、発光素子構造を構成する半導体層（半導体積層部）１２を形成し、半導体層１２に複数個の電極１３を形成し、放射光を散乱させるための微細な凹凸（図示略）を結晶成長用基板１１の表面（光放射面）側全面に形成する。
尚、電極１３は、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ１５のアノード側電極およびカソード側電極となる。
結晶成長用基板１１は、例えば、窒化ガリウム基板、サファイア基板、炭化シリコン基板などから成る。
また、結晶成長用基板１１の表面側全面に微細な凹凸を形成するには、各種粗面加工（例えば、プレス加工、サンドブラスト加工、エッチング加工など）を施せばよく、微細な凹凸を形成しなくてもよい。
工程２（図１（Ｂ）を参照）：発光色変換部材（波長変換部材）１４を、接着材を用いることなく、結晶成長用基板１１の光放射面側全面に直接固定する。
発光色変換部材１４は、ＬＥＤチップ１５の放射光を発光色変換するための蛍光体を含有する透光性材料（例えば、ガラス、アクリル系樹脂やナイロン系樹脂などの熱可塑性樹脂材料、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂などの熱硬化性樹脂材料、ゾルゲルガラス、アルミナなどの透明無機材料の焼結体など）によって形成されている。
尚、発光色変換部材１４は、発光波長の異なる蛍光体を含有する層を複数層積層させた多層構造にしてもよい。
発光色変換部材１４を結晶成長用基板１１に直接固定する方法は、発光色変換部材１４を形成する透光性材料に応じて適宜選択すればよい。
発光色変換部材１４がガラスまたは熱可塑性樹脂材料から成る場合には、平板状のガラスまたは熱可塑性樹脂材料を、結晶成長用基板１１に加熱プレスすればよい。
発光色変換部材１４が熱硬化性樹脂材料から成る場合には、各種塗布法（例えば、静電塗布法、スピンコート法、スクリーン印刷法など）を用い、液状の熱硬化性樹脂材料を結晶成長用基板１１に塗布した後に、その熱硬化性樹脂材料を硬化させればよい。
発光色変換部材１４がゾルゲルガラスから成る場合には、各種塗布法を用い、ゾルゲルガラスの液状の形成材料（例えば、テトラエトキシシランなどの金属アルコキシドなど）を結晶成長用基板１１に塗布し、次に、その形成材料を加水分解させた後に縮重合させてゾルとし、続いて、そのゾルから水分を除去して生じたゲルを焼結させてガラス化させることにより、ゾルゲルガラスを形成すればよい。
工程３（図１（Ｃ）を参照）：発光装置１０を所望の色度にするため、発光色変換部材１４を所定の膜厚になるように研磨する。
工程４（図１（Ｄ）を参照）：スクライブ・ダイシングにより、積層された結晶成長用基板１１と半導体層１２と発光色変換部材１４とを複数個のチップに分割して個片化し、発光色変換部材１４が光放射面（上面）に直接固定されたＬＥＤチップ１５を作製する。
ＬＥＤチップ１５は、結晶成長用基板１１と、結晶成長用基板１１の光放射面の反対面側に形成されて発光素子構造を構成する半導体層１２と、半導体層１２に形成されてＬＥＤチップ１５のアノード側電極およびカソード側電極となる電極１３とを備える。
工程５（図２（Ａ）を参照）：ＬＥＤチップ１５を実装基板１６の表面側に実装・搭載する。
実装基板１６は、例えば、絶縁材料（例えば、窒化アルミニウムなどのセラミックス材料、合成樹脂材料など）のバルク材から成る基板や、金属材料（例えば、アルミニウム合金、純銅、銅系合金、銅・モリブデン・銅の積層材など）の表面に絶縁層が設けられた基板などによって形成されている。
ＬＥＤチップ１５は、裏面側に電極１３が形成され、裏面側が実装基板１６に実装・搭載されるフェースダウン素子である。
ＬＥＤチップ１５の電極１３は、実装基板１６の表面側に形成された配線パターン（図示略）に対して、各種接合方法（例えば、ハンダ付け、スタッドバンプ接合、金属微粒子接合、陽極接合、表面活性化接合、異方性導電接着材を用いた接合など）を用い、電気的に接続されると共に取付固定されている。
尚、実装基板１６には、外部電源の接続端子が接続される外部電極（図示略）が設けられているが、表面配線引出タイプまたは裏面導通タイプのいずれでもよい。
表面配線引出タイプでは、外部電極が実装基板１６の表面側に形成されている。
裏面導通タイプでは、外部電極が実装基板１６の裏面側に形成され、外部電極と配線パターンとが実装基板１６に貫通形成されたビアホールを介して接続されている。
工程６（図２（Ｂ）を参照）：反射部材１７を実装基板１６の表面上に形成する。
反射部材１７は、ＬＥＤチップ１５および発光色変換部材１４を囲繞して被覆し、ＬＥＤチップ１５および発光色変換部材１４の側面と密着すると共に、発光色変換部材１４の上面を覆う。
反射部材１７は、ＬＥＤチップ１５の放射光を反射するための光反射材料（例えば、酸化シリコン、酸化チタンなど）を含有する透光性材料（例えば、ガラス、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、ゾルゲルガラスなど）によって形成されており、絶縁性を有する。
反射部材１７の形成方法は、反射部材１７を形成する透光性材料に応じて適宜選択すればよい。
但し、反射部材１７の形成温度を、発光色変換部材１４の形成温度以下にすることにより、反射部材１７の形成工程が発光色変換部材１４に悪影響を与えないようにする必要がある。
反射部材１７がガラスまたは熱可塑性樹脂材料から成る場合には、平板状のガラスまたは熱可塑性樹脂材料を、ＬＥＤチップ１５および実装基板１６に加熱プレスすればよい。
このとき、プレス加工機のプレス金型（図示略）に所定形状の凹みを設けておくことにより、反射部材１７を適宜な形状に形成してもよい。
反射部材１７が熱硬化性樹脂材料から成る場合には、各種塗布法（例えば、静電塗布法、スクリーン印刷法など）を用い、液状の熱硬化性樹脂材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布した後に、その熱硬化性樹脂材料を硬化させればよい。
反射部材１７がゾルゲルガラスから成る場合には、各種塗布法を用い、ゾルゲルガラスの液状の形成材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布し、前記のようにゾルゲルガラスを形成すればよい。
工程７（図３を参照）：反射部材１７を研磨して発光色変換部材１４の表面を露出させ、発光色変換部材１４の表面と反射部材１７の表面とを面一にすると、発光装置１０が完成する。
反射部材１７の研磨時にはＬＥＤチップ１５に外力が印加されるため、ＬＥＤチップ１５が実装基板１６から位置ズレを起こすおそれがあるが、それを防止するには、ＬＥＤチップ１５を囲繞する反射部材１７を硬い材料（例えば、ガラスなど）によって形成することで、ＬＥＤチップ１５を強固に固定保持しておくことが望ましい。
また、反射部材１７の研磨と同時に、工程３（図１（Ｃ）を参照）と同じく、発光色変換部材１４を所定の膜厚になるように研磨することで、発光装置１０が所望の色度になるように調整してもよい。
反射部材１７と発光色変換部材１４とを同時に研磨する場合には、発光色変換部材１４の表面と反射部材１７の表面とが面一になるよう均一に研磨するため、反射部材１７および発光色変換部材１４を同一の透光性材料によって形成しておくことが望ましい。
そして、反射部材１７および発光色変換部材１４を同一の透光性材料によって形成すれば、各部材１４，１７の密着性が向上するため、各部材１４，１７の研磨時に各部材１４，１７の界面が剥離するのを防止できる。
［第１実施形態の作用・効果］
発光装置１０では、ＬＥＤチップ１５（発光素子）から放射された励起光である一次光（青色光）と、その一次光の一部が発光色変換部材１４中の蛍光体で励起されることにより発光色変換（波長変換）された二次光（黄色光）とが混色されて混色光（白色光）が生成され、その混色光が発光色変換部材１４を介して外部へ放射される。
そのため、発光色変換時に変換されなかった光エネルギーが熱エネルギーになって蛍光体が発熱するが、蛍光体の温度が上昇して発光色変換の効率が低下すると共に、その発熱により発光装置の構成部材が劣化することから、蛍光体の発熱を効率的に放熱する必要がある。
第１実施形態の工程２では、結晶成長用基板１１の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材１４を直接固定する
そして、第１実施形態の工程４では、積層された結晶成長用基板１１と半導体層１２と発光色変換部材１４とを複数個のチップに分割し、発光色変換部材１４が光放射面に直接固定されたＬＥＤチップ１５を作製する。
そのため、発光装置１０では、発光色変換部材１４からＬＥＤチップ１５への伝熱を遮るものが無く、発光色変換部材１４に含有される蛍光体の発熱が、ＬＥＤチップ１５を介して効率的に放熱可能であるため、蛍光体の温度上昇を抑制して発光色変換の効率を高めることに加えて、発熱による発光装置１０の構成部材（発光色変換部材１４、ＬＥＤチップ１５、反射部材１７など）の劣化を防止できる。
また、第１実施形態の工程４では、ＬＥＤチップ１５および発光色変換部材１４の平面視サイズが同一になるため、発光色変換部材１４の表面（発光装置１０の光放射面）における色度の面内分布を均一にすることができる。
そして、発光装置１０では、１個の発光色変換部材１４が１個のＬＥＤチップ１５の上面のみを覆うため、個々のＬＥＤチップ１５の厚み（高さ）にバラツキがある場合でも、発光色変換部材１４に温度分布が発生しないことから、発光色変換部材１４に熱応力によるクラックが発生するのを防止できる。
さらに、第１実施形態の第５工程および第６工程により、反射部材１７が発光色変換部材１４の側面と密着するため、ＬＥＤチップ１５からの放熱に加えて、反射部材１７からも発光色変換部材１４に含有される蛍光体の熱を放熱可能となり、前記作用・効果をより高めることができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態の発光装置２０の製造方法について、図１，図４，図５を参照しながら説明する。
工程１（図１（Ａ）を参照）、工程２（図１（Ｂ）を参照）、工程３（図１（Ｃ）を参照）：第１実施形態の工程１〜工程３と同じである。
工程４（図４（Ａ）を参照）：表面が平坦な光散乱部材２１を、接着材を用いることなく、発光色変換部材１４の表面側全面に直接固定する。
光散乱部材２１は、ＬＥＤチップ１５の放射光を散乱するための光散乱材料（例えば、シリカ、酸化チタンなど）を含有する透光性材料（例えば、ガラス、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、ゾルゲルガラス、アルミナなどの透明無機材料の焼結体など）によって形成されている。
尚、ＬＥＤチップ１５の放射光を散乱するボイド（気泡）が内部に形成された前記透光性材料によって光散乱部材２１を形成してもよい。
透光性材料がガラスや透明無機材料の焼結体の場合には、焼成時に自然に生成されるボイドを利用可能なため、生産性を向上できる。
さらに、ボイドが内部に形成された光散乱部材２１は割れ易いため、後述する工程５において光散乱部材２１を分割するのが容易になる。
光散乱部材２１の形成方法は、光散乱部材２１を形成する透光性材料に応じて適宜選択すればよい。
但し、光散乱部材２１の形成温度を、発光色変換部材１４の形成温度以下にすることにより、光散乱部材２１の形成工程が発光色変換部材１４に悪影響を与えないようにする必要がある。
また、光散乱部材２１を形成する透光性材料には、発光色変換部材１４から光散乱部材２１が剥離するのを防止するため、発光色変換部材１４を形成する透光性材料と熱膨張率が等しい材料を用いることが望ましく、例えば、光散乱部材２１および発光色変換部材１４を同一の透光性材料によって形成すればよい。
そして、発光装置２０の光取り出し効率を高めるには、光散乱部材２１の屈折率を１．５以上にすることが望ましく、発光色変換部材１４の屈折率よりも低くすることが望ましい。
工程５（図４（Ｂ）を参照）：スクライブ・ダイシングにより、積層された結晶成長用基板１１と半導体層１２と発光色変換部材１４と光散乱部材２１とを複数個のチップに分割して個片化し、発光色変換部材１４と光散乱部材２１とがこの順番で光放射面に直接固定されたＬＥＤチップ１５を作製する。
工程６（図４（Ｃ）を参照）：ＬＥＤチップ１５を実装基板１６の表面側に実装・搭載する。
工程７（図５（Ａ）を参照）：反射部材１７を実装基板１６の表面上に形成する。
反射部材１７は、ＬＥＤチップ１５と発光色変換部材１４と光散乱部材２１とを囲繞して被覆し、ＬＥＤチップ１５と発光色変換部材１４と光散乱部材２１との側面と密着すると共に、光散乱部材２１の上面を覆う。
このとき、反射部材１７の形成温度を、発光色変換部材１４および光散乱部材２１の形成温度以下にすることにより、反射部材１７の形成工程が発光色変換部材１４および光散乱部材２１に悪影響を与えないようにする必要がある。
工程８（図５（Ｂ）を参照）：反射部材１７を研磨して光散乱部材２１の表面を露出させ、光散乱部材２１の表面と反射部材１７の表面とを面一にすると、発光装置２０が完成する。
このとき、反射部材１７の研磨と同時に、光散乱部材２１を所定の膜厚になるように研磨することで、光散乱部材２１による所望の光散乱効果を得られるように調整してもよい。
反射部材１７と光散乱部材２１とを同時に研磨する場合には、光散乱部材２１の表面と反射部材１７の表面とが面一になるよう均一に研磨するため、反射部材１７および光散乱部材２１を同一の透光性材料によって形成しておくことが望ましい。
尚、反射部材１７と光散乱部材２１とを同時に研磨する場合には、工程４において、光散乱部材２１の表面を平坦にする必要はない。
第２実施形態では、第１実施形態の前記作用・効果に加えて、発光色変換部材１４を覆う光散乱部材２１を備えるため、光散乱部材２１の表面（発光装置２０の光放射面）における色度の面内分布を均一にすることが可能になり、発光装置２０の光放射面の色度ムラの抑制効果をより高めることができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態の発光装置３０の製造方法について、図１，図２（Ａ），図６を参照しながら説明する。
工程１（図１（Ａ）を参照）、工程２（図１（Ｂ）を参照）、工程３（図１（Ｃ）を参照）、工程４（図１（Ｄ）を参照）、工程５（図２（Ａ）を参照）：第１実施形態の工程１〜工程５と同じである。
工程６（図６（Ａ）を参照）：反射部材３１を実装基板１６の表面上に形成する。
反射部材３１は、光反射層３１ａと光吸収層３１ｂとが積層された２層構造であり、絶縁性を有する。
光反射層３１ａは、発光色変換部材１４およびＬＥＤチップ１５を囲繞してそれらの側面と密着する。
光吸収層３１ｂは、発光色変換部材１４を囲繞し、発光色変換部材１４の側面の上端近傍と密着すると共に、発光色変換部材１４の上面を覆う。
光反射層３１ａは、反射部材１７と同様に、ＬＥＤチップ１５の放射光を反射するための光反射材料を含有する透光性材料（例えば、ガラス、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、ゾルゲルガラスなど）によって形成されている。
光吸収層３１ｂは、ＬＥＤチップ１５の放射光を吸収するための光吸収材料（例えば、黒色顔料など）を含有する透光性材料（例えば、ガラス、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、ゾルゲルガラスなど）によって形成されている。
反射部材３１の形成方法は、反射部材３１を形成する透光性材料に応じて適宜選択すればよい。
反射部材３１がガラスまたは熱可塑性樹脂材料から成る場合には、平板状のガラスまたは熱可塑性樹脂材料を、ＬＥＤチップ１５および実装基板１６に加熱プレスすればよい。
ここで、平板状のガラスまたは熱可塑性樹脂材料には、光反射層３１ａと光吸収層３１ｂとが予め積層された２層構造のものを使用すればよい。
反射部材３１が熱硬化性樹脂材料から成る場合には、各種塗布法を用い、光反射層３１ａを形成するための液状の熱硬化性樹脂材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布した後に、その熱硬化性樹脂材料を硬化させ、続いて、光吸収層３１ｂを形成するための液状の熱硬化性樹脂材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布した後に、その熱硬化性樹脂材料を硬化させればよい。
反射部材３１がゾルゲルガラスから成る場合には、各種塗布法を用い、光反射層３１ａを形成するためのゾルゲルガラスの液状の形成材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布し、前記のようにゾルゲルガラスを形成し、続いて、光吸収層３１ｂを形成するためのゾルゲルガラスの液状の形成材料をＬＥＤチップ１５および実装基板１６に塗布し、前記のようにゾルゲルガラスを形成すればよい。
工程７（図３を参照）：反射部材３１の光吸収層３１ｂを研磨して発光色変換部材１４の表面を露出させ、発光色変換部材１４の表面と光吸収層３１ｂの表面とを面一にすると、発光装置１０が完成する。
第３実施形態では、第１実施形態の前記作用・効果に加えて、ＬＥＤチップ１５の光放射面と直交する方向に放射される光以外の不要な迷光が、反射部材３１の光吸収層３１ｂにより吸収されるため、ＬＥＤチップ１５の光放射面と直交する方向にだけ光を放射可能になり、特に自動車の前照灯に好適な発光装置３０を実現できる。
尚、第３実施形態において、光吸収層３１ｂは、発光色変換部材１４の側面の上端近傍だけでなく、発光色変換部材１４の側面全体、さらにはＬＥＤチップ１５の側面をも覆うように構成してもよい。
このようにすれば、前記迷光を更に効果的に吸収・遮光することができる。
また、反射部材３１から光反射層３１ａを省き、反射部材３１を光吸収層３１ｂだけにしてもよい。換言すれば、反射部材３１のすべてを光吸収部材に置き換えてもよい。
＜第４実施形態＞
第４実施形態の発光装置１０の製造方法について、図７および図８を参照しながら説明する。
第４実施形態は、第１実施形態の発光装置１０を複数個同時に製造する製造方法である。
工程１（図７（Ａ）を参照）：実装基板１６の表面側に、複数個（図示例では９個）のＬＥＤチップ１５を碁盤目状に並べて実装・搭載する。尚、ＬＥＤチップ１５の上面には、発光色変換部材１４が直接固定されている。
工程２（図７（Ｂ）を参照）：複数個（図示例では３個）の短冊状の反射部材１７を実装基板１６の表面上に形成し、一列に並んで配置されたＬＥＤチップ１５を１個の反射部材１７によって被覆する。
工程３（図７（Ｃ）を参照）：反射部材１７を研磨して発光色変換部材１４の表面を露出させ、発光色変換部材１４の表面と反射部材１７の表面とを面一にする。
工程４（図８（Ａ）、図８（Ｂ）を参照）：スクライブ・ダイシングにより、積層された結晶成長用基板１１と半導体層１２と発光色変換部材１４と反射部材１７とを、スクライブラインＳＬに沿って複数個の個片に分割し、複数個（図示例では９個）の発光装置１０を同時に作製する。
＜第５実施形態＞
第５実施形態の発光装置４０の製造方法について、図９および図１０を参照しながら説明する。
図１０（Ｃ）に示すように、第５実施形態の発光装置４０において、図３に示した第１実施形態の発光装置１０と異なるのは、その外観だけである。
工程１（図９（Ａ）を参照）：実装基板１６の表面側に、複数個（図示例では１２個）のＬＥＤチップ１５を碁盤目状に並べて実装・搭載する。尚、ＬＥＤチップ１５の上面には、発光色変換部材１４が直接固定されている。
工程２（図９（Ｂ）を参照）：複数個（図示例では２個）の短冊状の反射部材１７を実装基板１６の表面上に形成し、二列に並んで配置されたＬＥＤチップ１５を１個の反射部材１７によって被覆する。
工程３（図９（Ｃ）を参照）：反射部材１７を研磨して発光色変換部材１４の表面を露出させ、発光色変換部材１４の表面と反射部材１７の表面とを面一にする。
工程４（図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を参照）：スクライブ・ダイシングにより、積層された結晶成長用基板１１と半導体層１２と発光色変換部材１４と反射部材１７とを、スクライブラインＳＬに沿って複数個の個片に分割し、複数個（図示例では１２個）の発光装置４０を同時に作製する。
＜別の実施形態＞
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
［Ａ］前記各実施形態では、結晶成長用基板１１と半導体層１２と電極１３とにより、複数個のＬＥＤチップ１５（発光素子）が平面方向に配列された平板状の発光素子群が構成されている。
尚、結晶成長用基板１１は、発光素子構造を構成しない場合には除去してもよく、結晶成長用基板１１が除去された半導体層１２に対して、適宜な支持基板を接着した構造にしてもよい。そして、支持基板として発光色変換部材１４を用いてもよい。
［Ｂ］ＬＥＤチップ１５は、どのような半導体発光素子（例えば、（Electro Luminescence）素子など）に置き換えてもよい。
［Ｃ］前記各実施形態を適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の作用・効果を合わせもたせたり、相乗効果を得ることができる。
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
１０，２０，３０，４０…発光装置
１１…結晶成長用基板（発光素子群の構成要素）
１２…半導体層（発光素子群の構成要素）
１３…電極（発光素子群の構成要素）
１４…発光色変換部材
１５…ＬＥＤチップ（発光素子）
１６…実装基板
１７，３１…反射部材
２１…光散乱部材
３１ａ…光反射層
３１ｂ…光吸収層

Claims (2)

  1. 複数個の発光素子が平面方向に配列された平板状の発光素子群を作製する第１工程と、
    前記発光素子群における前記発光素子の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材を直接固定する第２工程と、
    積層された前記発光素子群および前記発光色変換部材を複数個のチップに分割し、前記発光色変換部材が光放射面に直接固定された前記発光素子を作製する第３工程と、
    前記発光素子を実装基板の表面上に実装する第４工程と、
    光反射材料を含有する透光性材料から成る光反射層と、光吸収材料を含有する透光性材料から成る光吸収層とが積層された２層構造を有する反射部材を前記実装基板の表面上に形成し、前記反射部材により前記発光素子および前記発光色変換部材を囲繞して被覆する第５工程と、
    前記反射部材の前記光吸収層を研磨して前記発光色変換部材の表面を露出させ、前記発光色変換部材の表面と前記反射部材の前記光吸収層の表面とを面一にすることにより、発光装置を作製する第６工程と
    を備えた発光装置の製造方法。
  2. 複数個の発光素子が平面方向に配列された平板状の発光素子群を作製する第１工程と、
    前記発光素子群における前記発光素子の光放射面側に、蛍光体を含有する透光性材料から成る発光色変換部材を直接固定する第２工程と、
    光散乱材料を含有する透光性材料から成る光散乱部材を前記発光色変換部材に直接固定する第３工程と、
    積層された前記発光素子群と前記発光色変換部材と前記光散乱部材とを複数個のチップに分割し、前記発光色変換部材と前記光散乱部材とがこの順番で光放射面に直接固定された前記発光素子を作製する第４工程と、
    前記発光素子を実装基板の表面上に実装する第５工程と、
    光反射材料を含有する透光性材料から成る光反射層と、光吸収材料を含有する透光性材料から成る光吸収層とが積層された２層構造を有する反射部材を前記実装基板の表面上に形成し、前記反射部材により前記発光素子と前記発光色変換部材と前記光散乱部材とを囲繞して被覆する第６工程と、
    前記反射部材の前記光吸収層を研磨して前記光散乱部材の表面を露出させ、前記光散乱部材の表面と前記反射部材の前記光吸収層の表面とを面一にすることにより、発光装置を作製する第７工程と
    を備えた発光装置の製造方法。
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