JP2017084888A - 半導体発光装置、車両用灯具、及び、半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光品質の高い半導体発光装置を提供する。
【解決手段】半導体発光装置は、基板１０上に配置された複数の半導体発光素子１１と、複数の半導体発光素子１１の間の領域の上方に配置され、複数の半導体発光素子１１の各々の中心の上方には配置されない導光部材１２と、複数の半導体発光素子１１の上方、及び、導光部材の上方に配置された保護層１３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の半導体発光素子を含む半導体発光装置、車両用灯具、及び、半導体発光装置の製造方法に関する。

複数の半導体発光素子を用いた発光モジュールや発光装置の発明が知られている（たとえば特許文献１及び２参照）。

図７Ａは、特許文献１記載の発光モジュールを示す概略的な断面図である。発光モジュールは、実装基板７１上に配置された複数の半導体発光素子７２、半導体発光素子７２の各々の発光面に対向配置された波長変換部材７３、及び、隣接する半導体発光素子７２間に配置された反射部材７４を含む。

特許文献１記載の発光モジュールによれば、波長変換部材７３内を導波する光が、反射部材７４で反射され、波長変換部材７３の上面から出射されるため、クロストーク（半導体発光素子７２の非配設位置や、非点灯の半導体発光素子７２位置から発光が行われているように見える現象）が抑制されるとともに、光利用効率を向上させることができる。

しかし、半導体発光素子７２間に反射部材７４が配置されるため、反射部材７４の直上領域の輝度が低下し、ダークグリッド（半導体発光素子７２間領域に観察される暗部）の発生が顕著となる。

特許文献２に記載される発光装置は、複数のＧａＮ系半導体発光素子が絶縁基板上に一体として形成され、直列に接続されていることを特徴とする。複数の半導体発光素子は、２つの組に分けられ、２つの組は２個の電極に、互いに反対極性となるように並列接続される場合もある。

図７Ｂは、特許文献２に記載される発光装置上に波長変換部材７３を配置した場合を示す概略的な断面図である。ＧａＮ系半導体発光素子７２は、青色光を出射する。波長変換部材７３として、たとえば青色光を吸収し黄色光を発する蛍光体を含む樹脂を用いる場合、半導体発光素子７２の直上領域においては、半導体発光素子７２から出射され、波長変換部材７３の蛍光体に吸収されて、波長変換された黄色光と、蛍光体に吸収されなかった青色光が混合し、白色光が出射される。

しかし、素子７２間領域の直上においては、ＧａＮ系半導体発光素子７２から出射される青色光の成分が少なくなるため、出射光は黄味を帯びる。このため、出射光に色むらが生じる。

特開２０１４−４２０７４号公報 特開２００９−２６７４２３号公報

本発明の目的は、発光品質の高い半導体発光装置を提供することである。

また、発光品質の高い車両用灯具を提供することである。

更に、発光品質の高い半導体発光装置の製造方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、基板上に配置された複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に配置され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材と、前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に配置された保護層とを有する半導体発光装置が提供される。

また、前記半導体発光装置と、前記半導体発光装置から出射される光の光路上に配置されたレンズとを有する車両用灯具が提供される。

更に、（ａ）基板上に、複数の半導体発光素子を形成する工程と、（ｂ）前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に、レジスト材料を用い、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材を形成する工程と、（ｃ）前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に保護層を形成する工程とを有する半導体発光装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、発光品質の高い半導体発光装置を提供することができる。

また、発光品質の高い車両用灯具を提供することができる。

更に、発光品質の高い半導体発光装置の製造方法を提供することができる。

図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ実施例による半導体発光装置の概略を示す平面図及び断面図である。 図２は、実施例による半導体発光装置の他の態様を示す概略的な平面図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｄ〜図３Ｆは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｇ〜図３Ｉは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｊ〜図３Ｌは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｍ〜図３Ｏは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｐ及び図３Ｑは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図３Ｒは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、変形例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。 図５は、実施例による車両用灯具を示す概略図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、変形例による導光部材１２を示す概略的な平面図である。 図７Ａは、特許文献１記載の発光モジュールを示す概略的な断面図であり、図７Ｂは、特許文献２に記載される発光装置上に波長変換部材７３を配置した場合を示す概略的な断面図である。

図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ実施例による半導体発光装置の概略を示す平面図及び断面図である。

実施例による半導体発光装置は、たとえばＳｉ基板である支持基板１０、支持基板１０上に配置される複数の半導体発光素子１１、及び、半導体発光素子１１の間の領域の上方に配置される導光部材１２を備える。また、半導体発光素子１１上方、及び、導光部材１２上方に配置される保護層１３を有する。

半導体発光素子１１は、たとえばＬＥＤ(light emitting diode)素子であり、たとえば窒化物半導体で形成されたｎ型半導体層、発光層、及び、ｐ型半導体層を備える。また、ｎ型半導体層に電気的に接続されたｎ側電極、及び、ｐ型半導体層に電気的に接続されたｐ側電極を含む。

半導体発光素子１１の平面形状は、一辺が１００μｍ〜６ｍｍ、一例として３００μｍの正方形である。半導体発光素子１１は、たとえば４０μｍ〜１００μｍの一定間隔を隔てて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に規則的に配置される。図１Ａ及び図１Ｂには、半導体発光素子１１が３行３列の行列状に、Ｘ軸方向とＹ軸方向の双方に相互に等しいピッチで配置される例を示した。

各半導体発光素子１１は、外部の駆動回路から供給される駆動信号（電力）の供給を受け、光出射面１１ａから青色光を出射する。各半導体発光素子１１の駆動（発光、非発光状態の制御）は独立に行われる。

導光部材１２は、たとえば光透過率の高いレジスト材料で構成される透明構造体である。実施例においては、導光部材１２は、半導体発光素子１１の光出射面１１ａより低い位置から、具体的には、支持基板１０に接触するように、支持基板１０上に形成される。また、各半導体発光素子１１の光出射面１１ａより高い位置まで形成される。導光部材１２は、支持基板１０から上方（Ｚ軸正方向）に、壁状に立ち上がっている。

更に導光部材１２は、格子部分の幅Ｗ_１（たとえば１００μｍ）が、半導体発光素子１１間領域の幅Ｗ_２（たとえば６０μｍ）より広くなるように形成される。このため導光部材１２は、半導体発光素子１１間領域上方だけでなく、各半導体発光素子１１の外周部上方にも配置される。なお、実施例においては、導光部材１２は、半導体発光素子１１に接触するように、半導体発光素子１１の外周部上に形成されている。

導光部材１２は、平面視において、たとえばＸ軸方向及びＹ軸方向を延在方向とする格子状であり、格子部分が半導体発光素子１１間に配置される。また、導光部材１２の外枠部分が、３行３列に配置された半導体発光素子１１の全体（ＬＥＤチップ）を囲むように、その外周に沿って配置される。各半導体発光素子１１の中心部の上方、したがって各半導体発光素子１１の中心（正方形の対角線の交点）の上方には、導光部材１２は配置されない。（開口領域１２ａが配置される。）
なお、導光部材１２は、たとえばＹ軸方向に延在する格子部分（幅Ｗ_１の部分）にＸ軸方向から垂直に光を入射させた場合の光透過率が９０％以上、一例として９５％以上となるような、高透過率のレジスト材料で形成される。

各半導体発光素子１１及び導光部材１２を覆うように、保護層１３が配置される。保護層１３は、たとえば透光性の樹脂部材、一例としてエポキシ樹脂で形成され、半導体発光素子１１及び導光部材１２を保護する機能を有する。シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ハイブリッド樹脂（エポキシ樹脂とシリコーン樹脂が混合された樹脂等）等を用いてもよい。更に、実施例においては、たとえばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）に付活剤としてＣｅ（セリウム）を導入したＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体が、エポキシ樹脂（保護層１３）中に分散されている。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、半導体発光素子１１から発光される青色光を吸収し、黄色光（励起光）を発する。このため、保護層１３は、波長変換体層としても機能する。

実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子１１の光出射面１１ａから出射され、保護層１３の蛍光体に吸収されて、波長変換された黄色光と、蛍光体に吸収されなかった青色光が、発光装置上面から出射され、白色光として視認される。

なお、実施例においては、保護層１３の屈折率は、導光部材１２の屈折率よりも大きい。導光部材１２の屈折率は、青色光に対して、たとえば約１．５９である。

実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子１１の光出射面１１ａから出射した青色光は、保護層１３または導光部材１２に入射する。

保護層１３に入射した光の一部は、保護層１３を透過して発光装置上方に出射される。他の一部は、保護層１３内を伝搬し、導光部材１２に入射する。

保護層１３の屈折率は、導光部材１２の屈折率よりも大きいため、開口領域１２ａにて保護層１３内を横方向に伝搬し、導光部材１２に入射する光の一部は、保護層１３と導光部材１２の界面で全反射される。したがって、実施例による半導体発光装置においては、たとえば隣接する半導体発光素子１１の配設位置まで伝搬する光が減少し、半導体発光素子１１間のクロストークが抑制される。

また、保護層１３との界面で反射されず導光部材１２内に入射した光の一部、及び、半導体発光素子１１から出射され、保護層１３を介さずに直接、導光部材１２に入射した光の一部は、保護層１３と外気との界面で反射することで、導光部材１２内を伝搬し、導光部材１２上に形成された保護層１３を透過して発光装置上方に出射される。このため、実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子１１間領域（非発光領域）から出射する光が増加し、半導体発光素子１１間のダークグリッドが抑制される。

更に、実施例による半導体発光装置においては、導光部材１２が各半導体発光素子１１の外周部上に形成されているため、青色光が保護層１３を介さずに導光部材１２に入射する。半導体発光素子１１間領域に入射し伝搬する青色光が増加するため、半導体発光素子１１間領域から出射される光の黄味帯びが抑止され、発光装置から出射される光の色むらが抑制される。

このように、実施例による半導体発光装置は、クロストーク、ダークグリッド、及び、色むらが抑制された、発光品質の高い発光装置である。

なお実施例においては、保護層１３の屈折率を、導光部材１２の屈折率より大きくしたが、保護層１３の屈折率を、導光部材１２の屈折率より小さくしてもよい。この場合、保護層１３から導光部材１２に入射する光は全反射されないが、導光部材１２に入射した後、再度保護層１３に入射する光の一部が全反射され、更に保護層１３に透過した光の一部は空気との屈折率差で反射されるため、クロストークを抑制することができる。ダークグリッド及び色むらは、保護層１３の屈折率が導光部材１２の屈折率より大きい場合と同様の理由で抑制される。

図２は、実施例による半導体発光装置の他の態様を示す概略的な平面図である。図１Ａ及び図１Ｂには、半導体発光素子１１が行列状に配置される支持基板１０（ＬＥＤチップ）を一つだけ備える例を示したが、図２に示すように、複数のＬＥＤチップを備える構成としてもよい。

なお、図１Ａ及び図１Ｂに示す例も、図２に示す例も、支持基板１０は、たとえば実装基板（マウント基板）上に載置される。

図３Ａ〜図３Ｒを参照し、実施例による半導体発光装置の製造方法を説明する。なお、図示は代表的に、図２の３Ｒ−３Ｒ線に沿う断面位置について行った。

図３Ａを参照する。成長基板として、たとえばサファイア基板２１を準備し、有機金属化学気相成長(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD)法を用いて、サファイア基板２１上に、窒化物系半導体からなるデバイス構造層を形成する。

具体的には、サファイア基板２１をＭＯＣＶＤ装置に投入し、サーマルクリーニングを行う。ＧａＮバッファ層２２及びアンドープＧａＮ層２３をこの順に成長した後、Ｓｉをドープしたｎ型ＧａＮ層２４を成長する。

ｎ型ＧａＮ層２４上に、発光層（活性層）２５を成長する。発光層２５として、たとえばＩｎＧａＮ層を井戸層、ＧａＮ層を障壁層とした多重量子井戸構造を形成することができる。発光層２５上に、Ｍｇ等をドープしたＧａＮ層２６を成長する。

なお、実施例においては、サファイア基板２１を用いるが、ＳｉＣ基板やＺｎＯ基板等を用いてもよい。

半導体層２２〜２６（半導体エピウエハ）をＭＯＣＶＤ装置から取り出し、素子化工程に移る。

まず、ＧａＮ層２６の活性化を行う。熱処理炉を用い、真空中または不活性ガス雰囲気中、４００℃以上の温度で熱処理を実施し、ｐ型ＧａＮ層２６を形成する。本明細書では、ＧａＮバッファ層２２からｐ型ＧａＮ層２６までの半導体積層構造を半導体層２７と表記する。

図３Ｂを参照する。半導体層２７（ｐ型ＧａＮ層２６）上に、光反射性を備えるｐ側電極２８ｐを形成する。たとえばＲＦ(radio frequency)スパッタでＡｇ層を堆積し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行って形成することができる。

図３Ｃを参照する。ｎ側電極を形成する領域及びＬＥＤ素子の外周領域のジャンクションカットを行う。具体的には、フォトリソグラフィ法を用いて、ｎ側電極となる領域が開口したレジストマスクを形成し、反応性イオンエッチング(reactive ion etching; RIE)で、ｐ型ＧａＮ層２６及び発光層２５を除去し、電気的にｎ型ＧａＮ層２４が露出する深さまでエッチングを行う。

図３Ｄを参照する。ＲＦスパッタ等を用い、ＳｉＯ_２膜（絶縁膜）２９を成膜する。成膜温度（基板温度）は、たとえば２００℃である。ジャンクションカットが行われた領域もＳｉＯ_２膜２９で覆われる。

図３Ｅを参照する。ＳｉＯ_２膜（絶縁膜）２９の一部を開口する。フォトリソグラフィ法でレジストマスクを形成し、ＲＩＥによりＳｉＯ_２膜２９に開口部２９ｎ、２９ｐを形成する。開口部２９ｎは、ｎ型ＧａＮ層２４を露出する開口部であり、開口部２９ｐは、ｐ側電極２８ｐを露出する開口部である。

図３Ｆを参照する。たとえばＲＦスパッタにより、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ層を堆積し、フォトリソグラフィ法でパターニングして、開口部２９ｎの底に露出したｎ型ＧａＮ層２４上に、ｎ側電極２８ｎを形成する。

また、たとえばＲＦスパッタによる成膜、及び、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング工程を経て、ＳｉＯ_２膜２９上を含む領域に、接合層３０ｎ、３０ｐを形成する。接合層３０ｎ、３０ｐには、たとえば融着接合が可能なＡｕＳｎ等を含む金属が用いられる。接合層３０ｎは、ｎ側電極２８ｎと電気的に接続した接続電極層であり、接合層３０ｐは、ｐ側電極２８ｐと電気的に接続した接続電極層である。

図３Ｇを参照する。フォトリソグラフィ法でレジストマスクを形成し、ＲＩＥにより素子分離を行う。

図３Ｈを参照する。表面に絶縁膜としてＳｉＯ_２膜（熱酸化膜）４２が形成されたＳｉ基板（支持基板）４１を準備し、その一方面上に、所定パターンの下側配線４３を形成する。

図３Ｉを参照する。下側配線４３を覆うＳｉＯ_２膜（絶縁膜）４４を形成する。たとえば基板温度を２００℃とし、ＲＦスパッタ法で形成することができる。

図３Ｊを参照する。フォトリソグラフィ法を用い、下側配線４３を形成していない位置のＳｉＯ_２膜４４の一部を開口し、Ｓｉ基板４１を露出する開口部４４ｎを形成する。また、ＳｉＯ_２膜４４の他の一部を開口し、下側配線４３を露出する開口部４４ｐを形成する。

図３Ｋを参照する。ＳｉＯ_２膜４４上を含む領域に、たとえばフォトリソグラフィ法を用い、電気的に分離された２種類の上側配線（接合層）４５ｎ、４５ｐを形成する。上側配線４５ｎは、開口部４４ｎ内にも形成される。上側配線４５ｐは、開口部４４ｐ内にも形成される。

上側配線４５ｎ、４５ｐを構成する材料として、たとえば融着接合が可能なＡｕＳｎ等を含む金属を用いることができる。

図３Ｌを参照する。図３Ｋに示すＳｉ基板４１と、図３Ｇに示すサファイア基板２１を接合する（ウエハボンディング）。接合は、たとえば真空中、２００℃で行う。上側配線（接合層）４５ｎと接合層３０ｎ、上側配線（接合層）４５ｐと接合層３０ｐとが接合されるように位置合わせを行い、加熱しながら加重する。

図３Ｍを参照する。たとえばレーザリフトオフにより、サファイア基板２１の剥離を行う。一例としてＵＶエキシマレーザの光をサファイア基板２１の裏面側から照射し、ＧａＮバッファ層２２を加熱分解して、サファイア基板２１を剥離する。レーザリフトオフで発生したＧａを熱水等で除去し、その後表面処理を行う。これによりｎ型ＧａＮ層２４が露出する。

図３Ｎを参照する。光取り出し効率を向上させるために、たとえばＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液に浸すことにより、露出したｎ型ＧａＮ層２４の表面に結晶構造由来の凹凸加工を施し、光取り出し構造またはマイクロコーン構造を形成する。

この工程までで、支持基板（本図に示す例においては、ＳｉＯ_２膜４２、下側配線４３、ＳｉＯ_２膜４４、及び、上側配線４５ｎ、４５ｐが形成されたＳｉ基板４１）上に、複数のＬＥＤ素子が形成される。

図３Ｏを参照する。Ｓｉ基板４１の裏面側を研削し、ＳｉＯ_２膜４２を除去する。ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いてもよい。

Ｓｉ基板４１の研削面上に、裏面電極４６を形成する。たとえばＲＦスパッタにより堆積したＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層を、リフトオフでパターニングし形成することができる。

図３Ｐを参照する。ｎ型ＧａＮ層２４表面上（光取り出し構造またはマイクロコーン構造上）に、レジスト材料を塗布する。たとえば、ネガ型の永久レジスト材料であるＳＵ−８ ３０２５（日本化薬株式会社製）を塗布し、一例として、Ｓｉ基板４１を３０００ｒｐｍで回転させる。これにより、ＳＵ−８ ３０２５の厚さは、約２５μｍとなる。なお、塗布されたＳＵ−８ ３０２５は、ＬＥＤ素子間領域にも入る。本図に示す例では、ＳｉＯ_２膜４４上面まで到達し、素子間領域を埋める。

ベークを行った後、マスクアライナーでパターンを合わせ、たとえば２５０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。ポストベークの後、たとえば、ＳＵ−８ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ（日本化薬株式会社製）を用いて現像を行い、格子状パターンを作製する。ハードベークを行うことで、ＳｉＯ_２膜４４位置から、ＬＥＤ素子の光出射面（本図においては、ｎ型ＧａＮ層２４表面（光取り出し構造またはマイクロコーン構造形成位置））より高い位置まで壁状に立ち上がる導光部材４７が形成される。

なお、ＳＵ−８ ３０５０、ＳＵ−８ ３０３５、ＳＵ−８ ３０１０、ＳＵ−８ ３００５（すべて日本化薬株式会社製）等のネガ型永久レジスト材料を用いることもできる。これらの材料を使用した場合、たとえば３０００ｒｐｍで回転させた後の厚さは、順に、約５０μｍ、約３５μｍ、約１０μｍ、約６μｍとなる。ベーク時間、露光時間、ポストベーク時間等は、レジスト材料の厚さによって異なる。たとえば、厚いほどベークやポストベークの時間は長くなり、また、多くの露光量が必要となる。

図３Ｑを参照する。裏面電極４６側からダイシングを行う。たとえばブレードダイシング、レーザーダイシング、ウェットエッチング、ドライエッチングを用い、支持基板（本図に示す例においては、ＳｉＯ_２膜４２、下側配線４３、ＳｉＯ_２膜４４、上側配線４５ｎ、４５ｐ、及び、裏面電極４６が形成されたＳｉ基板４１）と、導光部材４７を分割する。これにより、支持基板上に、複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤチップが作製される。分割された位置の導光部材４７は、ＬＥＤチップの外周部上に配置される外枠部分となる。

図３Ｒを参照する。ＡｕＳｎ等の接合剤を用いて、パッケージ基板（実装基板）４９上に、図３Ｑに示す状態の発光装置をダイボンディングする。裏面電極４６は、パッケージ基板４９の配線と電気的に接続される。その後、Ａｕワイヤを用いたワイヤボンディングにより、ｎ側電極２８ｎ、ｐ側電極２８ｐをパッケージ基板４９の給電用パッドと電気的に接続する。

ＬＥＤ素子及び導光部材４７を樹脂で封止し、硬化させて、ＬＥＤ素子上及び導光部材４７上に封止樹脂層（保護層）４８を形成する。封止樹脂層４８には、発光装置から出射される光を白色化するための蛍光体粉末を混合する。たとえば黄色発光するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を用いる。

なお、ＬＥＤ素子の発光波長と蛍光体の組み合わせは種々可能である。複数の種類の蛍光体（たとえば青色発光する蛍光体と黄色発光する蛍光体や、赤色発光する蛍光体、緑色発光する蛍光体、及び青色発光する蛍光体）を混合することもできる。

また、封止剤としてガラスバインダを用い、蛍光体と混合した後、スプレー塗布することで保護層４８を形成することもできる。

なお、導光部材４７を形成するレジスト材料は、たとえば１８０℃以上の温度に耐えうる耐熱性を備えることが望ましい。たとえば導光部材４７上に封止樹脂層４８を形成する際、また、発光装置を長時間使用する際に、耐熱性が要求される。

以上の工程を経て、たとえば図２に示す半導体発光装置が製造される。上記の方法によれば、発光品質の高い半導体発光装置を製造することができる。

図４Ａ及び図４Ｂを参照し、変形例による半導体発光装置の製造方法を説明する。変形例による製造方法は、裏面電極４６形成工程（図３Ｏ参照）までは実施例と等しい。実施例においては、その後、導光部材４７を形成する（図３Ｐ参照）が、変形例においては、図４Ａに示すように、レジスト材料の塗布を行うことなく、ダイシング、及び、所定の位置にダイシングされたチップを並べるダイボンディングを行う。このとき、並べられた間隙位置、すなわちダイシングを行った位置（Ｓｉ基板４１の分割位置）に、溝部５０が形成される。

溝部５０の深さは、たとえば３００μｍ程度である。この状態でレジスト材料、たとえばＳＵ−８ ３０２５を塗布すると、ＬＥＤ素子の光出射面よりより高い位置まで導光部材４７を形成するのが困難となる場合がある。

図４Ｂを参照する。このため変形例による製造方法においては、溝部５０に、たとえば白樹脂５１を流し込み、溝部５０を埋める。その後、実施例と同様に、導光部材４７を形成する。これにより導光部材４７は、実施例の場合と同様に、支持基板（本図に示す例においては、ＳｉＯ_２膜４２、下側配線４３、ＳｉＯ_２膜４４、上側配線４５ｎ、４５ｐ、及び、裏面電極４６が形成されたＳｉ基板４１）上に形成される。

導光部材４７の形成後、実施例と同様に、ＬＥＤ素子及び導光部材４７を覆う封止樹脂層４８を形成する。

変形例による製造方法で製造される半導体発光装置は、導光部材４７が、隣接するＬＥＤチップ間にまたがって配置される構成を有する。

なお、実施例及び変形例による方法で製造される半導体発光装置においては、導光部材４７は、支持基板上に（支持基板と接触して）形成されるが、たとえば白樹脂５１層（底上げ部材）の高さを高くして、支持基板と接触しない態様に形成することもできる。この場合、導光部材４７は、変形例と同様に、白樹脂５１層上に形成される。

図５は、実施例による車両用灯具を示す概略図である。実施例による車両用灯具は、たとえば車両用前照灯（ヘッドライト）であり、半導体発光装置（光源）６０及びレンズ６１を含んで構成される。

半導体発光装置６０として、実施例及び変形例による半導体発光装置（実装後。図３Ｒ及び図４Ｂ参照）を使用することができる。

レンズ６１は、一例としてコリメートレンズである。半導体発光装置６０から出射される光（発散光）の光路上に配置され、入射光を平行光として、車両前方（本図においてはＺ軸正方向）に出射する。

実施例による車両用灯具は、実施例や変形例による半導体発光装置を用いるため、クロストーク、ダークグリッド、及び、色むらが抑制された、発光品質の高い車両用灯具である。たとえば制御装置とともに、自動車の配光可変型前照灯(adaptive driving beam; ADB)や、配光可変型前照灯システム(adaptive front-lighting system; AFS)に用いることができる。

以上、実施例及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されない。

たとえば実施例等においては、各半導体発光素子１１の輪郭線に沿って導光部材１２を配置する（図１Ａ及び図２参照）が、輪郭線に沿わない配置態様としてもよい。

また、実施例等においては、半導体発光素子１１の配置態様に対応した態様で、格子部分及び外枠部分を備える格子状の導光部材１２を用いる（図１Ａ及び図２参照）が、導光部材１２は格子状に限られない。

たとえば列方向の（Ｙ軸方向に沿う）半導体発光素子１１の発光、非発光状態を一致させる場合等には、図６Ａに示すように、開口領域１２ａがＹ軸方向に連続する導光部材１２とすることができる。

更に、図６Ｂに示すように、たとえばＹ軸方向に延在する壁状の導光部材１２を、Ｘ軸方向に隣接する半導体発光素子１１間に形成してもよい。

また、実施例等においては、ネガ型のレジスト材料であるＳＵ−８ ３０２５を用いて導光部材１２を形成したが、ポジ型のレジスト材料を使用してもよい。

更に、実施例等においては、蛍光体を含む保護層１３としたが、たとえば半導体発光装置に要求される出射光の波長によっては、蛍光体を含まない保護層１３とすることができる。

また、実施例等においては、半導体発光素子としてＬＥＤ素子を用いるが、ＬＥＤ素子に限らず、種々の半導体発光素子、たとえばＬＤ(laser diode)素子等を使用可能である。

その他にも、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

実施例や変形例による半導体発光装置は、様々な照明装置、たとえば車両用照明装置や一般照明装置用の光源として利用することができる。一例として、車両用前照灯用の光源として好適に利用可能である。

１０ 支持基板
１１ 半導体発光素子
１１ａ 光出射面
１２ 導光部材
１２ａ 開口領域
１３ 保護層
２１ サファイア基板（成長基板）
２２ ＧａＮバッファ層
２３ アンドープＧａＮ層
２４ ｎ型ＧａＮ層
２５ 発光層
２６ ｐ型ＧａＮ層
２７ 半導体層
２８ｎ ｎ側電極
２８ｐ ｐ側電極
２９ ＳｉＯ_２膜
２９ｎ、２９ｐ 開口部
３０ｎ、３０ｐ 接合層
４１ Ｓｉ基板（支持基板）
４２ ＳｉＯ_２膜
４３ 下側配線
４４ ＳｉＯ_２膜
４４ｎ、４４ｐ 開口部
４５ｎ、４５ｐ 上側配線（接合層）
４６ 裏面電極
４７ 導光部材
４８ 封止樹脂層
４９ パッケージ基板
５０ 溝部
５１ 白樹脂
６０ 半導体発光装置
６１ レンズ
７１ 実装基板
７２ 半導体発光素子
７３ 波長変換部材
７４ 反射部材
７５ 絶縁基板

Claims (14)

1. 基板上に配置された複数の半導体発光素子と、
   前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に配置され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材と、
   前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に配置された保護層と
   を有する半導体発光装置。
2. 前記保護層は、前記複数の半導体発光素子から発光される光を吸収し、励起光を発する蛍光体を含む請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の光出射面より低い位置から、前記複数の半導体発光素子の光出射面より高い位置まで配置される請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 前記導光部材は、前記基板上から上方に立ち上がる請求項３に記載の半導体発光装置。
5. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の外周部上方にも配置される請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
6. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の配置態様に対応した格子状に形成され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には、前記導光部材の開口領域が配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
7. 前記導光部材は、レジスト材料で形成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
8. 前記レジスト材料は、１８０℃以上の温度に耐えうる耐熱性を備える請求項７に記載の半導体発光装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
   前記半導体発光装置から出射される光の光路上に配置されたレンズと
   を有する車両用灯具。
10. （ａ）基板上に、複数の半導体発光素子を形成する工程と、
    （ｂ）前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に、レジスト材料を用い、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材を形成する工程と、
    （ｃ）前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に保護層を形成する工程と
    を有する半導体発光装置の製造方法。
11. 前記工程（ｂ）において、前記複数の半導体発光素子の光出射面より低い位置から、前記複数の半導体発光素子の光出射面より高い位置まで、前記導光部材を形成する請求項１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
12. 前記工程（ｂ）において、前記基板上から上方に立ち上がる前記導光部材を形成する請求項１１に記載の半導体発光装置の製造方法。
13. 更に、前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）の間に、
    （ｄ１）前記基板及び前記導光部材を分割する工程
    を有する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
14. 更に、前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）の間に、
    （ｄ２）前記基板を分割する工程と、
    （ｄ３）前記基板の分割位置に底上げ部材を配置する工程と
    を有し、
    前記工程（ｂ）において、前記底上げ部材上に前記導光部材を形成する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。

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