JPWO2009069671A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色ムラが低減された高輝度な発光を実現できる発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】発光装置は、発光素子と、該発光素子より出射される光が入射される光透過部材と、被覆部材とを有する。光透過部材は、外部に露出された発光面と、この発光面から連続する側面と、を備える無機材料の光変換部材である。そして被覆部材は、光反射性材料を含有し、少なくとも光透過部材の側面を被覆する。これにより実質的に発光面のみを発光装置における光の放出領域とできる。すなわち、指向性および輝度に優れた放出光が実現されて、ひいては放出光の光学的な制御が容易となり、各発光装置を単位光とする２次利用性が高まる。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子からの光を透過可能な光透過部材を備える発光装置及びその製造方法に関する。

半導体発光素子は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、半導体素子である発光素子は球切れ等の心配がない。さらに初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。また、発光素子より放出される光源光と、これに励起されて光源光と異なる色相の光を放出できる波長変換部材とを組み合わせることで、光の混色の原理により、多様な色彩の光を出射可能な発光装置が開発されている。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）、レーザーダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の半導体発光素子は、各種の光源として利用されている。特に近年は、蛍光灯に代わる照明用の光源として、より低消費電力で長寿命の次世代照明として注目を集めており、更なる発光出力の向上及び発光効率の改善が求められている。また、車のヘッドライトなどの投光器、投光照明のように、高輝度な光源も求められている。

このような発光装置として、例えば特許文献１に記載される発光装置１００が提案されており、この発光装置１００の断面図を図１０に示す。発光装置１００は、ＬＥＤ素子１０２と、このＬＥＤ素子１０２を搭載するケース１０３からなる。ケース１０３は、光取出側に開口しており、開口内部にＬＥＤ素子１０２が載置される。さらに、ケース１０３内には、光反射粒子１１１Ａを含有するコーティング材１１１が充填されており、ＬＥＤ素子１０２における光取出面１０５Ａを除く外面領域は、このコーティング材１１１でもって被覆されている。

加えて、成形されたコーティング剤１１１の外面上であって、かつ光取出面１０５Ａ上には、シート状の蛍光体層１１０が配設されている。蛍光体層１１０は、ＬＥＤ素子２からの放射光（青色光）を受けて励起されることにより、波長変換光（黄色光）を放射するＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet）等の蛍光体を含む樹脂からなる。また、蛍光体層１１０は、ＬＥＤ素子１０２の光取出面１０５Ａ全体を覆うように構成され、さらに光取出側に露出する発光面１１０Ａを有する。これにより、ＬＥＤ素子１０２からの一次光（青色光）と、この一次光の一部が波長変換された二次光（黄色）とが混色されて、発光面１１０Ａより白色光が得られる。
特開２００７−１９０９６号公報 特開２００２−３０５３２８号公報

ところで、図１０の発光装置１００であれば、蛍光体層１１０へ進行した光は、発光面１１０Ａ側からの放出（図１０における矢印Ｌ１参照）のみならず、厚みを構成する側面１０４側からも出射される（図１０における矢印Ｌ２参照）。この結果、発光面１１０Ａ側からの出射光Ｌ１が白色を呈するのに対し、一方、側面１０４側からの出射光Ｌ２は一次光の青色成分が不足して黄色を帯びる。すなわち、蛍光体層１１０の部位によって一次光及び二次光の混色率が相違し、色ムラが生じる問題があった。

また、発光装置１００を単位光とし、これを複数組み合わせて照明等の器具とする際、単位発光装置からの各成分を、レンズ等の光制御系で集光・拡散することにより、全体の放出光を所望の放射方向へと矯正する手段を採用する場合がある。この際、各単位光における横方向の光成分は、放射方向を制御しにくく、また、直進方向との色味の差により全体の発光特性を低減する虞があるためカットされる。すなわち、横方向の光成分に相当する光束の損失が生じ、輝度の減少につながる。つまり発光装置１００では、光の放出エリアである蛍光体層１１０の部位によって色ムラが生じるため、この発光装置１００を２次利用する際、不適な光成分を除去することとなって、相対的に光束及び輝度が低下する虞があった。また、１つの発光装置を用いた器具でも、上述と同様な問題がある。

ところで、上述の通り、蛍光体層１１０を通過し発光装置外へと放出される光は、ＬＥＤ素子１０２からの一次光と、蛍光体層１１０内で波長変換された二次光との混合色であり、この混色の割合によって所望とする色相を得る。すなわち、放出光の波長は、蛍光体層１１０内の波長変換部材量、また波長変換部材の充填密度に依存される。実際、蛍光体層１１０に、光源からの出射光を波長変換できる程度の波長変換部材を含有させようとすれば、無視できない程度の厚みが生じる。この厚みは波長変換部材自体の粒径サイズや、波長変換部材の充填密度に依存するが、少なく見積もっても、成長基板を除いた半導体構造の４倍以上、通常であれば２０倍以上となる。すなわち、発光装置における発光は、側面方向からも十分に目視できる程度であり、厚みに比例して上記の色ムラの問題が顕著となる。加えて、ＬＥＤを大電流で駆動するための投入電力の増加に伴って、波長変換部材における熱ストレスが増大する虞がある。このような波長変換部材における発熱やそれによる熱ストレスは、発光特性の低下を誘発する傾向にあった。特に、高輝度の光源を実現するため波長変換部材と発光素子とが近接または接触して配置される場合には、波長変換部材の発熱量が大きくなり、上記熱に起因する信頼性の問題も顕著となる。また、複数の発光素子を集積して高輝度化を実現しようとすると、上記のような単一の発光素子において生ずる問題はさらに複雑化することになる。例えば、発光素子の配列に起因して発光面内に輝度ムラや色ムラが発生し、さらに発光面積の増大により上記の波長変換部材の密度やその偏在による影響を受けやすく、色ムラが発生しやすくなる。また、発光素子の数が増えることで発熱量が増大するほか、熱引きの経路が変化し熱分布の悪化を引き起こすことになる。

本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の目的は、高温耐性に優れ、色ムラが低減された高輝度な発光、若しくは高出力な発光を実現できる発光装置及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の発光装置は、発光素子と、発光素子より出射される光が入射される光透過部材と、被覆部材と、を有する発光装置であって、光透過部材は、外部に露出された発光面と、発光面から連続する側面と、を備える無機材料の光変換部材であり、被覆部材は、光反射性材料を含有し、少なくとも光透過部材の側面を被覆することを特徴とする。

また、本発明の第２の発光装置は、被覆部材が発光素子を包囲することを特徴とする。

また、本発明の第３の発光装置は、光透過部材が板状であって、発光面に対向する受光面を有し、発光素子は、受光面に接合されていることを特徴とする。

また、本発明の第４の発光装置は、発光素子が実装基板上にフリップチップ実装されていることを特徴とする。

また、本発明の第５の発光装置は、被覆部材が発光素子を被覆することを特徴とする。

また、本発明の第６の発光装置は、発光面側からの平面視において、発光素子が光透過部材に内包されていることを特徴とする。

また、本発明の第７の発光装置は、一の光透過部材に複数の発光素子が光学的に接続されていることを特徴とする。

また、本発明の第８の発光装置は、発光素子と、発光素子を包囲する被覆部材と、光透過部材と、を有する発光装置である。光透過部材は、外部に露出された発光面と、発光面から連続する側面と、発光面に対向する受光面と、を備える無機材料からなる板状の光変換部材である。そして光透過部材の受光面に複数の発光素子が接合されて、発光素子から光が各々入射される。また被覆部材は光反射性材料を含有し、少なくとも光透過部材の側面を被覆することを特徴とする。

また、本発明の第９の発光装置は、発光素子が実装基板上に各々フリップチップ実装されていることを特徴とする。

また、本発明の第１０の発光装置は、被覆部材が発光素子を各々被覆することを特徴とする。

また、本発明の第１１の発光装置は、発光素子が空隙により被覆部材と各々離間されていることを特徴とする。

また、本発明の第１２の発光装置は、発光装置の発光面側であって、被覆部材が発光面と略同一面となるような表出面を備えることを特徴とする。

また、本発明の第１３の発光装置は、発光面側からの平面視において、発光素子が光透過部材に内包されていることを特徴とする。

また、本発明の第１４の発光装置は、光透過部材の受光面に、発光素子が接合された接合領域と、被覆部材により被覆された被覆領域と、が設けられることを特徴とする。

また、本発明の第１５の発光装置は、発光素子が互いに離間され、光透過部材の受光面において接合領域の間に離間領域が設けられており、被覆領域が離間領域に設けられることを特徴とする。

また、本発明の第１６の発光装置は、光透過部材が発光素子よりも外方に突出した突出領域を有し、受光面の突出領域に被覆領域が設けられることを特徴とする。

また、本発明の第１７の発光装置は、被覆部材が、透光性樹脂中に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌよりなる群から選択される少なくとも１種の酸化物の光反射性材料を含有していることを特徴とする。

また、本発明の第１８の発光装置は、被覆部材が、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＭｇＦ、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂よりなる群から選択される少なくとも１種の光反射性材料で構成される多孔質体であることを特徴とする。

また、本発明の第１９の発光装置は、光変換部材が蛍光体を含有し、発光素子から発せられる光の少なくとも一部を波長変換可能であることを特徴とする。

また、本発明の第２０の発光装置は、光変換部材が無機物と蛍光体との焼結体であることを特徴とする。

また、本発明の第２１の発光装置は、無機物がアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）であって、蛍光体はＹＡＧ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）であることを特徴とする。

また、本発明の第２２の発光装置の製造方法は、発光素子と、発光素子より出射される光が入射される光透過部材と、被覆部材と、を有する発光装置の製造方法である。そして発光素子を配線基板に実装し、発光素子と配線基板とを電気的に接続させる第１の工程と、発光素子の実装側と対向する光取り出し側の少なくとも一部を光透過部材と光学的に接続させる第２の工程と、光透過部材の厚みを構成する側面を被覆部材でもって被覆し、被覆部材の外面が光透過部材の外面に沿うように被覆部材を成形する第３の工程と、を有することを特徴とする。

本発明の発光装置によれば、光透過部材において、外部へ光を放出する発光面は被覆部材から露出しており、一方、発光面から連続する側面は、被覆部材でもって被覆される構造とする。すなわち、実質的に発光面のみを発光装置における光の放出領域とできる。側面を被覆部材でもって被覆することで、発光素子より側面側へと進行した光を、隣接する被覆部材でもって反射し、この成分光を発光面側から取り出すことができる。この結果、中央域と色相の異なる側面通過光が外方へ放出されるのを回避でき、色ムラの発生を抑止できる。また、この側面方向への光を発光面側で取り出すことで、全体の光束量の損失を抑制し、発光面での輝度を向上させることができる。これにより、指向性および輝度に優れた放出光が実現でき、ひいては放出光の光学的な制御が容易となるため、各発光装置を単位光とする２次利用性が高まる。また、被覆部材へ熱を伝導させ、光透過部材の放熱性を高めることができ、発光装置の信頼性を高めることができる。さらに、複数の発光素子を集積した発光装置において、面内で均一な輝度分布が得られ、色ムラが低減された高輝度の光源が実現できる。

また、本発明の発光装置の製造方法によれば、光透過部材の位置決め後に、被覆部材でもって光透過部材の側面を被覆すると、その発光面域を所望に調節できる。また、光透過部材および被覆部材によって包囲される発光素子を気密状態に容易に密封できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための、発光装置及びその製造方法を例示するものであって、本発明は、発光装置及びその製造方法を以下のものに特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。特に実施例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に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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。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、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。また、本明細書において、層上などでいう「上」とは、必ずしも上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。尚、本明細書において、被覆部材を封止部材として記載している場合もある。

（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１の概略断面図であり、図１に示す例の発光装置１の主な構造は、次の通りである。発光素子１０と、この発光素子１０より出射される光を透過する光透過部材１５と、光透過部材１５の一部を被覆する被覆部材２６とから主に構成される。発光素子１０は、配線基板９上に導電部材２４を介して実装され、さらに発光素子１０の上方には光透過部材１５が光学的に接続されている。光透過部材１５は、発光素子１０からの光を受光する受光面１５ｂと、受光した光を放出する面であって発光装置１の外面を構成する発光面１５ａとを有する。さらに、光透過部材１５は、発光面１５ａと略直交する面であって厚さ方向と平行な側面１５ｃを有する。

また、光透過部材１５は、その一部を被覆部材２６でもって被覆され、外部へ光を放出する発光面１５ａを被覆部材２６から露出させている。被覆部材２６は、光を反射可能な光反射性材料２を含有しており、かつ被覆部材２６は少なくとも、光透過部材１５の発光面１５ａから連続する側面１５ｃを被覆して、好適には被覆部材２６の被覆領域の表出面が発光面１５ａの面と略同一面となるように形成される。上記構造より、発光素子１０より出射された光は、光透過部材１５に進行した後、発光面１５ａを発光装置の窓部とし、この窓部より外方へと放出される。その窓部は、光透過部材を包囲する被覆部材に対して、出射方向の前面に設けられて、すなわち、被覆部材を発光面に対して略同一面とするか、発光面から受光面側に後退した外表面として、光透過部材の発光面からの光を、被覆部材により遮られないようになっている。

また、光透過部材１５には、発光素子１０より出射される光の少なくとも一部を波長変換可能な波長変換部材によって構成される。すなわち、発光素子１０からの出射光は、その一部を波長変換部材でもって波長変換された二次光と加色混合されて、所望の波長光を放出可能な発光装置となる。以下に、本発明における発光装置１の各部材及び構造について説明する。

（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、ＧａＮ系半導体は、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能であるため好ましい。実施の形態１の発光素子１０は、同一面側に正電極および負電極が形成されているが、この形態に限定されず、例えば一の面に正および負の電極がそれぞれ形成されているものであってもよい。また、正および負の電極は、必ずしも一対に限定されず、それぞれ複数形成されていてもよい。

半導体層１１としては、実施例及び以下で説明する窒化物半導体が、可視光域の短波長域、近紫外域、若しくはそれより短波長域である点、その点と波長変換部材（蛍光体）とを組み合わせた発光装置において好適に用いられる。また、それに限定されずに、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体でも良い。

（発光素子構造）
半導体層による発光素子構造は、後述する第１導電型（ｎ型）層、第２導電型（ｐ型）層との間に活性層を有する構造が出力、効率上好ましいがこれに限定されない。また、各導電型層に、絶縁、半絶縁性、逆導電型構造が一部に設けられても良く、またそれらが第１、２導電型層に対し付加的に設けられた構造でも良く、別の回路構造、例えば保護素子構造、を付加的に有しても良く、また上記基板が発光素子の導電型の一部を担う構造でも良く、基板が発光素子構造を構成しない場合には除去しても良い。また、成長基板を半導体層形成後に除去した基板の無い半導体素子構造、その取り出した半導体層を支持基板、例えば導電性基板に接着、フリップチップ実装した構造等とすること、また別の透光性部材、透光性基板を半導体層に接着した構造とすることもできる。具体的には、半導体層の光取り出し側の主面に成長基板、接着した部材・基板を有する場合は透光性とし、不透光性、遮光性、光吸収性の成長基板の場合は除去し、そのような基板に半導体層を接着する場合は、半導体層主面の光反射側に設ける構造とする。光取り出し側の透光性基板・部材から半導体層に電荷を供給する場合は、導電性のものを用いると良い。また、半導体層に接続する透光性部材・基板に代えて、光透過部材１５を用いることもできる。その他、ガラス、樹脂などの透光性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良い。成長用基板の除去は、例えば装置又はサブマウントのチップ載置部に保持して、研磨、ＬＬＯ（Laser Lift Off）で実施できる。また、透光性の異種基板であっても、基板除去することで、光取り出し効率、出力を向上させることができ、好ましい。

また、発光素子、半導体層１１の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。また、各層を超格子構造としたり、活性層である発光層８を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としたり、することもできる。

半導体層に設けられる電極は、実施例及び以下で説明する一方の主面側に第１導電型（ｎ型）、第２導電型（ｐ型）層の電極が設けられる構造が好ましいが、それに限定されず半導体層の各主面に対向して各々電極が設けられる構造、例えば上記基板除去構造において除去側に電極を設ける構造でも良い。さらに、発光素子の実装形態についても公知の技術が採用でき、例えば同一面側に正負電極を有する素子構造では、その電極形成面側を主光取出し面とする実装とできる。また実施例及び以下で説明する電極形成面と対向する成長基板側を主光取出し面とするフリップチップ実装が、熱引きの観点からは好ましい他、適宜素子構造に合った搭載手段が採用できる。

図１の発光装置１に搭載される発光素子１０は、窒化物半導体素子のＬＥＤチップであり、このＬＥＤチップを配線基板９の一であるサブマウント上にフリップチップ実装している。図２は、発光素子１０の概略断面図である。図２の発光素子１０は、発光素子の一例を示す。

発光素子１０の構造について図２を用いて説明する。発光素子１０は、対向する一対の主面のうち、一の主面側である成長基板５上に、半導体構造１１としての窒化物半導体層を積層して形成されている。半導体構造１１は、下層側から順に、第１の窒化物半導体層６、活性層８、第２の窒化物半導体層７を積層する。また、第１の窒化物半導体層６及び第２の窒化物半導体層７には、電気的に接続される第１の電極３Ａ及び第２の電極３Ｂを各々備える。そして発光素子１０は、第１の電極３Ａ及び第２の電極３Ｂを介して、外部より電力が供給されると、活性層８から光を放出する。以下にその発光素子１０の一例として、窒化物半導体の発光素子の製造方法を説明する。

（光反射構造）
また、発光素子１０は光反射構造を有することができる。具体的には、半導体層の互いに対向する２つの主面の内、光取り出し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、この光反射側に反射構造を設け、特に半導体層内や電極などに設けることができる。

（透光性導電層）
さらに、図２に示すように、ｐ型半導体層７上に透光性導電層１３を形成する。更には露出したｎ型半導体層６のほぼ全面に導電層を形成することもできる。また、透光性導電層１３はその上に反射構造を設けることで電極形成面側を反射側とでき、またパッド電極から透光性導電層を露出させてそこから光を取り出す構造とすることもでき、またそのような透光性導電層を介さずに反射性電極を半導体層に設けた電極構造とすることもできる。また、透光性導電層１３の被覆領域は、ｎ型半導体層６及びｐ型半導体層７の双方の半導体層のみならず、どちらか一方の半導体層のみに限定することもできる。透光性導電層１３は、好ましくはＺｎ、Ｉｎ、Ｓｎよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物とする。具体的には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂等、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの酸化物を含む透光性導電層１３、好ましくはＩＴＯを使用する。あるいはＮｉ等の金属を３ｎｍの薄膜にした金属膜、その他の金属の酸化物、窒化物、それらの化合物、その他に窓部の開口部を有する金属膜のような光透過構造でもよい。このように、露出したｐ型半導体層７のほぼ全面に導電層が形成されることにより、電流をｐ型半導体層７全体に均一に広げることができる。また、透光性導電層１３の厚さ、大きさは、その層の光吸収性と電気抵抗・シート抵抗、すなわち、光の透過、反射構造と電流広がりを考慮し、例えば厚さ１μｍ以下、具体的には厚さ１０ｎｍから５００ｎｍとする。

（電極）
さらに、半導体層の上に電極層が形成され、上記透光性導電層が介在する場合には、それと電気的に接続される。電極は、ｐ型半導体層７及びｎ型半導体層６側に適宜設けられた透光性導電層１３上、あるいは半導体構造上に接して形成され、第１の電極３Ａと第２の電極３Ｂとをそれぞれ構成する。電極層は、発光素子１０と外部電極とを電気的に接続させ、パッド電極として機能させても良い。例えば、金属電極層表面にＡｕバンプのような導電部材２４を配置し、導電部材を介して、発光素子の電極と、これに対向された外部電極との電気的接続させる。また、図２の例では、金属電極層３Ｂは透光性導電層１３上に重なって電気的に直接接続されている。パッド電極には既存の構成が適宜採用できる。例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉのいずれかの金属またはこれらの合金やそれらの組み合わせから成る。金属電極層の一例として、下面からＷ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｎｉ、Ｐｔ／ＡｕもしくはＴｉ／Ｒｈの積層構造が採用できる。

また、上記窒化物半導体発光素子のｐ型窒化物半導体層７側およびｎ型窒化物半導体層６側に形成される電極層、若しくは各導電型の電極には、金属の種類や膜厚や層構造を同じ構成とすることが好ましく、なぜなら同時に形成することで、別々に形成する場合と比較して、上記透光性導電層を含む電極の形成の工程を簡略化することができる。別々に設ける場合のｎ型窒化物半導体層側の電極は、例えば、ｎ型窒化物半導体層６側から順に積層させたＷ／Ｐｔ／Ａｕ電極（その膜厚として、例えばそれぞれ２０ｎｍ／２００ｎｍ／５００ｎｍ）や、さらにＮｉを積層させたＷ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｎｉ、あるいはＴｉ／Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極等が利用できる。

（保護膜）
金属電極層を形成した後、外部領域との接続領域を除いて半導体発光素子１０のほぼ全面に絶縁性の保護膜１４を形成できる。図２の例では、ｎ型電極３Ａ部分及びｐ型電極３Ｂ部分に被覆される保護膜１４に、開口部がそれぞれ形成されており、各電極における露出領域を得る。保護膜１４にはＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ポリイミド等が利用できる。

また、発光装置に搭載される発光素子で、その発光層から出力される出射光の発光ピーク波長は特に限定されないが、例えば近紫外線から可視光の短波長領域である２４０ｎｍ〜５００ｎｍ付近、好ましくは３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ若しくは４５０ｎｍ〜４７０ｎｍに発光スペクトルを有する半導体発光素子を用いることができる。

（窒化物半導体発光素子）
以下にその発光素子１０の一例として、窒化物半導体の発光素子とその製造方法を説明する。

図２の窒化物半導体の発光素子１０では、成長基板５であるサファイア基板の上に、第１の窒化物半導体層６であるｎ型半導体層、活性層８である発光層、第２の窒化物半導体層７であるｐ型半導体層を順にエピタキシャル成長させ、窒化物半導体層１１を形成する。続いて、発光層８およびｐ型半導体層７の一部を選択的にエッチング除去して、ｎ型半導体層６の一部を露出させ、この露出領域に第１の電極３Ａであるｎ型パッド電極を形成している。またｎ型電極３Ａと同一面側であって、透光性導電層１３上には、第２の電極３Ｂであるｐ型パッド電極が形成される。さらに、ｎ型パッド電極３Ａ及びｐ型パッド電極３Ｂの所定の表面のみを露出し、他の部分は絶縁性の保護膜１４で被覆できる。なお、ｎ型パッド電極３Ａは、ｎ型半導体層６の露出領域に、その透光性導電層を介して形成してもよい。発光素子１０は、第１の電極３Ａ及び第２の電極３Ｂを介して、外部より電力が供給されると、活性層８から光を放出し、図１の矢印に示すように、上面側から主に光が取り出される。すなわち図１の発光素子１０では、その電極形成面側を実装側（図１の下側）として、それと対向する他方の主面側（図１の上側）を主な光取り出し側とする。以下に半導体発光素子１の各構成要素に関して、具体的に説明する。

（成長基板）
成長基板５は、半導体層１１をエピタキシャル成長させる基板で、窒化物半導体における基板としては、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板、ＧａＮやＡｌＮ等の窒化物半導体基板がある。

（窒化物半導体層）
窒化物半導体としては、一般式がＩｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）であって、ＢやＰ、Ａｓを混晶してもよい。また、ｎ型半導体層６、ｐ型半導体層７は、単層、多層を特に限定しない。窒化物半導体層１１には活性層である発光層８を有し、この活性層は単一（ＳＱＷ）又は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）とする。以下に窒化物半導体層１１の例を示す。

成長基板上に、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型窒化物半導体層として、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、を積層し、続いてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷの活性層を積層し、更にｐ型窒化物半導体層として、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型コンタクト層を積層した構造を用いる。また、窒化物半導体の発光層８（活性層）は、例えば、井戸層を含む、障壁層と井戸層を含む量子井戸構造を有する。活性層に用いられる窒化物半導体は、ｐ型不純物ドープでもよいが、好ましくはノンドープ又はｎ型不純物ドープにより発光素子を高出力化することができる。井戸層にＡｌを含ませることで、ＧａＮのバンドギャップエネルギーである波長３６５ｎｍより短い波長を得ることができる。活性層から放出する光の波長は、発光素子の目的、用途等に応じて３６０ｎｍ〜６５０ｎｍ付近、好ましくは３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長とする。井戸層の組成はＩｎＧａＮが、可視光・近紫外域に好適に用いられ、その時の障壁層の組成は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮが良い。障壁層と井戸層の膜厚の具体例としては、それぞれ１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、１つの井戸層の単一量子井戸、障壁層などを介した複数の井戸層の多重量子井戸構造とできる。

次に、ｐ型半導体層７の表面に所定の形状をなすマスクを形成し、ｐ型半導体層７及び活性層である発光層８をエッチングする。これにより所定の位置のｎ型半導体層６を構成するｎ型コンタクト層が露出される。そして、図２に示すように、ｎ型、ｐ型コンタクト層にそれぞれｎ電極３Ａ、ｐ電極１３及び反射電極のパッド電極３Ｂを形成し、電極接続部を露出させ、素子の表面に保護膜１４を設けて、窒化物半導体の発光素子を作製する。

（配線基板）
一方、図１の発光装置１において、上記の発光素子１０が実装される配線基板９は、少なくとも表面が素子の電極と接続される配線を形成したものが利用できる。基板の材料は、基板全体が窒化アルミニウムで構成される窒化アルミニウムの単結晶、多結晶などの結晶性基板、さらに焼結基板、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、またそれらの表面に窒化アルミニウム薄膜層が形成された基板等、積層体、複合体が使用できる。金属基板、金属性基板、セラミック基板は放熱性が高いため、好ましい。また、配線パターンの形成はイオンミリング法或いはエッチング法等によって金属層のパターニングが施される。一例として上記基板の窒化アルミニウムからなる表面上に白金薄膜等からなる配線パターン等が挙げられる。更に、配線パターンを保護する目的で、基板の配線パターンが形成された側の表面にＳｉＯ₂等の薄膜からなる保護膜を形成してもよい。発光素子の電極と接続される配線基板に限らず、素子が載置される基板には、配線を有していない基板でも良く、例えば、電極形成面側を主な発光側とする発光素子において、その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でも良い。また、その基板と被覆部材の形態としては、図示する発光装置のように、被覆部材が基板の上に設けられる形態の他、基板の側面を覆う形態でも良い。

（光透過部材）
また図１の発光装置１は、発光素子１０からの光を透過する光透過部材１５を備える。光透過部材１５は通過する光の少なくとも一部を波長変換可能な光変換部材であって、波長変換部材を有することが好ましい。それにより、光源からの一次光が光透過部材１５を通過する際に、波長変換部材としての蛍光体を励起することで、主光源の波長とは異なった波長を持つ二次光が得られ、この結果、波長変換されない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。

また、図１の光透過部材１５は、発光面１５ａからの平面視において発光素子１０を内包するように構成される。言い換えると、図１に示すように、光透過部材１５の側面１５ｃが、発光素子１０の側面を構成する端面３３よりも外方に突出している。これにより、図５の例（実施の形態３）のものより、光学的に接続された発光素子１０からの出射光を、発光素子１０の上面より幅広な受光面１５ｂでもって直接的に受光できるため光束の損失が少ない。なお、光透過部材１５の側面１５ｃの発光素子１０の側面に対する突出量は、発光素子の寸法に比して、例えば３％以上３０％以下であり、具体的には５％以上１５％以下である。例として、実施例１の発光装置においては、図１３に示すように透光性部材１５の終端に約５０μｍの幅で突出している。

ここで、光透過部材に波長変換部材と共に有する上記透光性部材としては、下記被覆部材と同様な材料を用いることができ、例えば樹脂、ガラス、無機物を用いることができ、また、下記波長変換部材による成形体、結晶体などでも良い。また、発光面、受光面は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平行であることが好ましく、これにより、受光から発光へ好適に光が進行する。一方で、それに限らず、発光面、受光面は平坦な面に限らず、全体、一部に曲面を有する形態の他、凹凸面などの面状の形態、さらには面状の形態に限らず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、光透過部材の波長変換機能として、発光素子の光とその変換光の混色光による発光装置の他に、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、発光素子の一次光から変換された二次光を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１５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部材との、焼結体、凝集体、多孔質性材料、それらに透光性部材、例えば樹脂を混入、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）との焼結体、あるいは蛍光体からなる焼結体や単結晶で成形することで信頼性が高まる。なお、下記ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）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（バインダー）とするＹＡＧ／アルミナの焼結体が信頼性の観点から好ましい。また、光透過部材１５の形状は特に限定されないが、実施の形態１では光透過部材１５を板状とした。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１５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１５の厚みを略一定とすることで、構成される波長変換部材の偏在を抑止でき、この結果、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１５ａの部位における色ムラを抑止できる。このため、一の光透過部材１５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内の輝度や色度の分布にムラ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１５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。

また、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、セリウムで付括されたＹＡＧの蛍光体及びＬＡＧ（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）の蛍光体が挙げられる。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。

発光装置１において、波長変換部材若しくはその機能を備えた光透過部材は、複数備えても良く、例えば、上記光変換部材が２種類以上の蛍光体を混合させたものがある。その他に、互いに異なる波長の波長変換部材を複数有する光透過部材、あるいはその機能を備えた光透過部材を複数有すること、例えばその光透過部材の積層体、ができ、更に、一の波長変換部材若しくはその機能を備えた光透過部材と、それとは別に、発光装置の光取り出し窓部上、あるいはそこから光源までの装置内における光路上に、光変換部材を有する光変換部、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、に設けることもできる。黄〜赤色発光を有する窒化物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、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。

また、発光装置において、一の光透過部材１５に対応する発光素子１０の搭載個数は特に限定されない。ただ、一の光透過部材１５を通過する光を発光可能な発光素子１０を複数とすることで、受光面１５ｂへ進行する総光束量を多くできるため、ひいては発光面１５ａからの放出光の輝度を高められて好ましい。なお、複数の発光素子１０を搭載する場合、発光素子１０は互いに結合されて設けられていてもよいが、互いに適度に離間されて設けられていることが好ましい。発光素子１０の離間距離は、発光装置の配光特性、放熱性、並びに発光素子の実装精度を考慮して適宜決めることができる。例えば、発光素子の寸法に比して１０％以内とする。

（被覆部材・封止部材）
封止部材２６は、図１に示すように、光透過部材１５の一部を被覆し、具体的には少なくとも光透過部材１５の側面１５ｃを被覆する。

また、封止部材２６の基材となる樹脂の材料は透光性であれば特に限定されず、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、耐候性に優れた封止部材も利用できる。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。さらにまた、封止部材の発光面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができ、発光素子チップからの発光を集束させることができる。実施の形態１では耐熱性・耐候性の観点から封止部材としてシリコーン樹脂を使用する。

また、実施の形態１において封止部材２６は、上記樹脂中に光反射性材料２を含有してなる。さらに封止部材２６は、少なくとも屈折率の異なる２種の樹脂材料より構成されることが好ましい。これにより、反射能力を高められ、樹脂を透過して隣接する部材への光しみだし成分を抑止し、すなわち所望とする方向への光誘導を可能とする。また、上記の効果を有効に実現するために、基材となる樹脂、すなわち実施の形態１においてはシリコーン樹脂中に、光吸収の少ない樹脂材料が少なくとも１種類含有される。光反射性材料を含有することで、封止部材２６の反射率が高まり、更に好適には透光性の粒子による反射のため、光吸収、損失が低くした被覆部材とできる。すなわちＬＥＤチップからの出射光は、ＬＥＤチップの周囲近傍に被覆された部材２６でもって反射されて、ＬＥＤチップ側あるいは光透過部材１５側へと導光される。なお、封止部材２６は１種類の樹脂、例えばシリコーン樹脂を使用してもよい。例えば、主剤と硬化剤を混合する２液タイプのシリコーン樹脂を利用できる。

封止部材、被覆部材２６中に含有される光反射性材料２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種であり、上記部材２６中、特に透光性樹脂中に含有される光反射性材料、特にその透光性の粒子としては、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、材料の透光性及び反射性、基材との屈折率差を高められ、好ましい。また、被覆部材は、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良い。このような多孔質体の被覆部材では、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できるため、光反射性を高められるため、好ましい。一方、多孔質材料の被覆部材と、上記樹脂などの母材を備えた被覆部材とを比較すると、所望の形状に成形すること、また封止性能、気密性能を高めること、において相違する傾向にあり、そのいずれか、双方を備えた発光装置とする場合には、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した被覆部材を形成することもでき、例えば、所望形状に成形した被覆部材に外表面側から樹脂を含浸させて、その外表面から深さ方向一部まで樹脂で含浸された部材として、発光素子を封止し、気密性を高め、発光素子側の内表面側では多孔質性による高反射性能を実現した成形体とすることもできる。このように、被覆部材、封止部材若しくは、それによる包囲体は、必ずしも完全な封止、気密封止でなくとも、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、しても良く、少なくとも光が漏れ出さない形態、特に出射方向に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を含有する被覆部材では、その含有濃度、密度により光のしみだし距離が異なるため、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の場合には、発光素子、光透過部材を覆う被覆部材の肉厚を小さくする必要があり、すなわちその薄肉の部材でもって光漏れを抑制するように、高濃度の光透過性材料を備えることが好ましい。一方で、光反射性材料を含有する被覆部材の原料の調製、その原料の塗布、成形などの製造過程において、その原料における光反射性材料の濃度が高くなると、製造上の困難性がある場合には、その濃度を適宜調整することになる。ここでは、母材を備えた被覆部材について説明したが、上記多孔質体についても同様に適用できる。一例として、下記比較例における実験では、その含有濃度を好適には３０ｗｔ％以上、その肉厚は２０μｍ以上とするのが好適である。この範囲であれば、発光面から高輝度で指向性の高い放出光が得られる。また光反射性材料の濃度が高ければ樹脂の熱拡散性が高まる。さらに他の例として、シリコーン樹脂における光反射性材料の含有濃度を２０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下としてもよい。この範囲であれば適度な粘性を有する樹脂とでき、封止部材、被覆部材２６によるアンダーフィルの形成など容易にでき好ましい。

（被覆領域）
ところで、上述の通り、発光素子１０からの出射光は、光透過部材１５の受光面１５ｂを進行し、光透過部材１５内を通過した後、発光面１５ａより放出される。したがって、光透過部材１５における少なくとも側面１５ｃを封止部材２６でもって被覆することにより、以下の作用、効果を得られる。第一に、側面１５ｃ領域から光が漏れ出すのを回避できる。第二に、発光面１５ａからの発光と比較して、無視できないほどの色味差を有する光が、側面１５ｃ側より外方へ放出するのを抑止して、全体の発光色における色ムラの発生を低減できる。第三に、側面１５ｃ方向へと進行した光を光取り出し方向側へと反射して、さらに外部への発光領域を制限することで、放出される光の指向性を高めるとともに、発光面１５ａにおける輝度を高められる。第四に、光透過部材１５から発生する熱を封止部材２６へ伝導させることにより光透過部材１５の放熱性が高めることができる。光透過部材１５が波長変換部材を含有する場合には、波長変換部材の発熱が著しいため、特に本構成が有効となる。

また、光透過部材１５における発光面１５ａから連続した側面１５ｃ、すなわち光透過部材１５の厚さ方向と平行な側面１５ｃ側が、封止部材２６により被覆され、かつ発光面１５ａが封止部材２６より露出されていれば、その外面形状は特に限定しない。例えば、封止部材２６が、発光面１５ａよりも外方へ突出した構造（本実施の形態）あるいは凹んだ構造（実施の形態３）でもよい。ただ、実施の形態１では、図１に示すように、封止部材２６の外面が発光面１５ａの面状に沿うように構成され、すなわち、封止部材２６の被覆領域の表出面が発光面１５ａの面と略同一面となるように形成されている。これにより製造が簡易となり歩留まりの向上につながる。また、側面１５ｃの略全面を被覆することにより、光透過部材１５の放熱性を高めることができる。

実施の形態１において、封止部材２６は、光透過部材１５における側面１５ｃに加えて、受光面１５ｂの一部をも被覆する。具体的には、図１に示すように、光透過部材１５と配線基板９との間に封止部材２６を充填させ、発光素子１０の周囲を封止部材２６により被覆する。具体的に、光透過部材１５の受光面１５ｂにおいて、発光素子１０との対向域を除く領域が封止部材２６でもって被覆される。この構成により、光透過部材の受光面において、発光素子１０と光透過部材１５との光学的な接続領域と、封止部材２６の被覆領域とが設けられ、この光学的接続領域に限定してそこから発光素子１０の一次光を光透過部材１５側へと高効率に導光できる。また、被覆領域の封止部材２６でもって、光透過部材の受光面側へと進行した光を光取り出し側へと反射させ、配線基板９での光吸収などによる光透過部材に入光した一次光の光損失を抑制できる。図１等に示すように、複数の発光素子１０が一の光透過部材１５に接合される場合には、その発光素子間についても封止部材２６が充填されて、受光面１５ｂにおいて発光素子が接合された接合領域間に設けられる離間領域を、封止部材２６により被覆することが好ましい。光透過部材１５内において、発光素子１０が接合された接合領域の直上で発生した熱が離間領域上に溜まりやすい傾向があり、この構成により上記離間領域の放熱性を高めることができる。さらに、上述のように光透過部材１５が発光素子１０よりも外方に突出している突出領域を有し、その受光面１５ｂ側の突出領域が封止部材２６でもって被覆されることにより、光透過部材１５、発光素子１０の外周方向への熱引きが促進されて放熱性が高められるので、好ましい。このように、封止部材２６による光透過部材１５の被覆領域が増すことにより、光透過部材１５の放熱性をいっそう高めることができる。

（添加部材）
また、被覆・封止部材２６、光透過部材１５には、光反射性材料２、光変換部材の他、粘度増量剤等、使用用途に応じて適切な部材を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、例えば外光に対するコントラストを高めるために被覆部材の外表面を黒色に着色するなど、指向特性を有する発光装置が得られる。同様に外来光や発光素子からの不要な波長をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を添加させることもできる。

（接着材）
発光素子１０と光透過部材１５との界面には接着材１７が介在されており、これにより双方の部材を固着する。この接着材１７は、発光素子１０からの出射光を光透過部材１５側へと有効に導光でき、双方の部材を光学的に連結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、一例としてシリコーン樹脂などの透光性接着材料を用いる。また、発光素子１０と光透過部材１５との固着には、熱圧着による結晶接合等も採用できる。

（発光装置）
上記の発光素子１０を配線基板９上にフリップチップ実装して、上記光透過部材、被覆部材を備えて、図１に示される例の発光装置１を得る。この製造方法の一例として、その製造方法について、図３を用いて説明する。まず図３（ａ）に示すように、配線基板９上、又は発光素子１０に、フリップチップ実装するパターンに従い、バンプ２４を形成する。次にこのバンプ２４を介して発光素子１０をフリップチップ実装する。この例ではサブマウント基板９上で、一の発光装置に対応する領域に、各々１個のＬＥＤチップを並べて実装しているが、チップの搭載個数は発光面、光透過部材の大きさに応じて適宜変更できる。なお、発光素子１０の実装は共晶でもって達成してもよい。これにより配線基板９と発光素子１０との接合面積を大きくして熱引きを促進できるため、放熱性を高められる。

また図３（ｂ）で発光素子１０の裏面側（サファイア基板裏面あるいはＬＬＯで基板除去した場合であれば窒化物半導体露出面）に、接着材１７であるシリコーン樹脂を塗布して、光透過部材１５を積層する。その後シリコーン樹脂１７を熱硬化して、発光素子１０と光透過部材１５とを接着する。

さらに図３（ｃ）で、スクリーン印刷を行う。スクリーン印刷は、メタルマスクを配線基板９上に配置して、封止部材２６を構成する樹脂を塗布し、スキージで押し広げる。この際、封止部材２６の表面が、光透過部材１５の表面に沿うように、すなわち双方の表面が略同一面状に位置するようスキージでもって光透過部材１５の表面をならす。または、樹脂２６をポッティング後にスキージを使用せず、表面が自重でもって平坦化してもよい。あるいはトランスファーモールドでもって形成することもできる。そして樹脂２６を硬化後、メタルマスクを外して所定の位置（例えば図３（ｃ）における破線部）でもってダイシングを行い、サブマウント基板サイズに切り出して発光装置を得る。

ただ、発光素子１０の周囲を被覆する樹脂２６の配置方法は特に限定されない。例えば樹脂２６が配置される領域の界面を構成したパッケージを形成してこれを枠体とし、この内部に樹脂２６を充填することもできる。枠体は発光装置の形成後に除去できる。あるいは内部に充填する樹脂の軟度によっては枠体を残存させてもよい。枠体は発光装置の外郭を担い、発光装置の強度を高められる。またキャビティを備えた配線基板を用いて、工程を簡略してもよい。また、発光素子は発光装置の所定の載置部に直接実装される形態、すなわちサブマウントを備えなくても良い。また、上記個々に切り出されたサブマウント基板、若しくは、それにレンズ等を接着、封止されたものを、発光装置とすることもできる。

（実施の形態２）
一方、光透過部材１５の発光素子１０に対する位置合わせの他の例を実施の形態２とする。図４は、実施の形態２に係る発光装置２０の概略断面図である。図４の発光装置２０では、光透過部材１５の側面１５ｃが、発光素子１０の端面３３と略同一面上に位置しており、すなわち双方の側面が略面一に構成される。これにより、上記実施の形態１における光透過部材の素子外方に突出した部分、すなわちその外縁部で、発光素子からの光量が不足してその部分において色むらが発生しやすくなるのを防止できる。ただし、本明細書でいう「略同一面」とは、上述した機能上で実質的に同一面であれば良く、例えばその同一面の発光装置の光透過部材、発光素子の寸法に比して±１０％程度とすることができる。また、これに限らず、光透過部材の発光面とそれを包囲する被覆部材の外表面の同一面、などについても同様に適用できる。

（実施の形態３）
さらに、図５に実施の形態３に係る発光装置３０の概略断面図を示す。図５の発光装置３０では、光透過部材１５が発光素子１０の一部のみを積層し、すなわち光透過部材１５の側面１５ｃが、発光素子１０の端面３３よりも内側に位置している。

図１（実施の形態２）、図４（実施の形態３）、図５（本実施の形態）に示すいずれの形態においても、光取り出し側からの平面視において、発光面１５ａの周囲は封止部材２６でもって被覆されている。これにより、光反射性材料２を含有する封止部材２６の外面領域からは光が放出されず、すなわち発光装置における発光領域は、光透過部材１５の発光面１５ａに実質的に依存される。したがって、図１に示す実施の形態１の構成であれば、発光素子に比して発光面１５ａを大きくできるため、発光装置からの光束量・出力を高められ、図５に示す本実施の形態の例であれば、発光領域を絞り、発光素子に比して発光面を小さくすることで、より一層、混色の割合を略一定とできるため、さらに色ムラの低減された放出光とできる。また、発光領域を低減することで相対的な輝度を高められる。また図４の構成は、いわば図１と図５の例における中間の構成であって、光束と輝度、配色性における双方のバランスがとれた光を放出できる。

（実施の形態４）
また、封止部材２６は、 少なくとも光透過部材１５における発光面１５ａの周囲を構成し、すなわち側面１５ｃと接面して形成されて、発光装置の発光領域を発光面１５ａに限定することが重要であり、他の封止部材２６の被覆領域については特に限定されない。ここで、封止部材２６の発光素子１０に対する被覆領域の点で実施の形態１〜３と相違する発光装置４０を実施の形態４として挙げる。図６は実施の形態４に係る発光装置４０の概略断面図である。発光装置４０において、封止部材２６ｂの被覆領域を除く他の構造については実施の形態１〜３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。

実施の形態４では、実施の形態１〜３と比較して発光素子１０に対する封止部材２６ｂの被覆領域が異なる。すなわち、封止部材２６ｂが発光素子１０の端面３３側の外方のみを被覆しており、然るに発光素子表面において上記光透過部材と光学的に接続する接続部と、基板との電気的、物理的な接続部と、から露出された露出部が被覆されずに離間され、複数載置された発光素子１０の互いの離間域に充填されず空隙が形成される。特に、図６の例では、発光素子１０の外側の封止部材２６ｂが、発光素子１０の端面３３と離間されている。具体的に、発光素子１０の端面３３側には、この端面３３と略平行かつ離間されて封止部材２６ｂが位置する。すなわち発光素子１０は、上下方向を光透過部材１５と配線基板９によって、また左右方向を封止部材２６ｂによって周囲を取り囲まれて構成される。そして各包囲部材を境界とする内部空間が形成され、発光素子１０の周辺近傍は、空洞が設けられる。このように被覆部材が光透過部材の受光面側の領域、発光素子を包囲する包囲体として形成される形態であること、さらに図示するように、基板の一部を覆って、又は基板上に設置されて、その包囲体が形成される形態であることが好ましく、また本実施の形態のように包囲体内部に発光素子から離間されることにより形成される内部領域を備えることが好ましい。この時、包囲体は、図示するように、包囲体の窓部として光透過部材、その発光面を備えた外筐体、更には発光面が出射方向の前面に設けられる外筐体として形成されることが好ましい。

上記の構造、すなわち上記包囲部材による内部領域を備えた構造であれば、発光素子の上記露出部が被覆されることによる光損失、例えば封止部材による光吸収、を抑え、すなわち、上記光学的な接続部の光量を高めることができ、出力、輝度の高い発光装置とすることができる。この時、好適には発光素子との屈折率差を高くするように、上記内部空間が気密封止などで、素子と空気・気体との屈折率差の高い露出部を形成することが好ましい。また、複数の発光素子が一の光透過部材に光学的に接続する場合には、その素子間についても同様に空隙を有することが好ましい。一方、上記発光素子、その光学的接続部に比して、十分に大きな発光面の光透過部材とする場合には、樹脂など、上述した光透過部材、被覆部材の基材を好適に用いることができる。これは、光透過部材の受光面において、素子との光学的接続領域と、内部空間に充填された透光性部材に接続する充填部材接続領域とを備え、素子からの発光が、直接、光学的接続領域に入光される経路に加えて、上記充填部材に取り出され、その充填部材接続領域から入光されることで、素子より大きな発光面が形成できる。加えて、封止部材２６ｂの形状が簡易であるため、封止部材２６ｂを別個に製作し、これを光透過部材１５側に接続して発光装置４０を得ることもできる。

実施の形態における発光装置に関して、発光特性の優位性を確認するため、以下の実施例を施す。実施例１の発光装置１は、図１に示すように、一の光透過部材１５と、約１ｍｍ×１ｍｍの略正方形のＬＥＤチップを２個搭載しており、封止部材２６でもって光透過部材１５および発光素子１０の一部を被覆している。光透過部材１５は板状であって、その発光面１５ａ、およびこの発光面１５ａと対向する受光面１５ｂは約１．１ｍｍ×２．２ｍｍより構成される矩形状であり、さらに厚みは１５０μｍである。また、封止部材２６は、ＴｉＯ₂粒子を含有するシリコーン樹脂であって、図１に示すように、発光装置１の光取り出し側における平面視において、発光面１５ａの周辺領域、具体的には光透過部材１５の側面１５ｃを被覆し、かつ発光面１５ａの面状に沿うように成形されている。すなわち、発光装置１は、発光面１５ａを主発光面とし、その周囲を封止部材２６で被覆することにより、この被覆領域からの外方への発光を抑止している。さらに光透過部材１５は、受光面１５ｂにおいて、発光素子１０との光学的接続領域を被覆しており、さらに配線基板９と光透過部材１５との間を充填することで、発光素子１０の側面および実装側をも被覆している。

（比較例１）
一方、比較例１に係る発光装置２００の概略断面図を図７に示す。発光装置２００は、実施例１の発光装置１と比較して、光透過部材１５に対する封止部材２６の被覆領域のみが実質的に異なる。すなわち、光透過部材１５は、封止部材２６の表面よりも上方に突出して形成されている。さらに封止部材２６は、光透過部材１５の側面１５ｃを被覆しておらず、したがってこの側面１５ｃは外部に露出している。

以上のように、実施例１と比較例１に係る発光装置の製造方法において、実施例１では光透過部材１５を積層した後に封止部材２６を被覆するのに対して、比較例１では先に封止部材２６を成形して、その後に光透過部材１５を装着する。したがって、比較例１における封止部材２６は、光透過部材１５の側面１５ｃを被覆しておらず、言い換えると側面１５ｃは外部に露出している。この結果、比較例１の発光装置２００では、発光素子１０からの出射光が、光透過部材１５の受光面１５ｂより進行した際、光透過部材１５内を通過した後、露出した側面１５ｃおよび発光面１５ａから外部へと放出される。つまり発光装置２００は光透過部材１５の構成において図１２の発光装置１００と類似しており、すなわち光透過部材１５からの出射光が、発光面１５ａのみならず側面１５ｃ側からも放出され、双方の光は視認できるほど色味が相違する。

実施例１および比較例１の発光装置の光束、輝度、配光色度の各特性は、以下に示すようなものとなる。

光束について、実施例１と比較例１は、最大値でそれぞれ１６７[Ｌｍ]（色度ΦＹ約０．３３９）、１６６[Ｌｍ]（同約０．３２２）で、ほぼ同等の特性となり、したがって実施例１において、光透過部材１５の側面１５ｂを封止部材２６の被覆によって遮光の影響はほとんどないことが分かる。

輝度について、発光における最大輝度と平均輝度の平均値は、実施例１でそれぞれ６０８６[ｃｄ／ｃｍ²]と３５２４[ｃｄ／ｃｍ²]、比較例１で３９５２[ｃｄ／ｃｍ²]と２５００[ｃｄ／ｃｍ²]のものが得られ、すなわち比較例１に比して、実施例１は約４０％輝度が向上する。さらに、図８に実施例１、比較例１の発光装置で得られる配光色度特性を示す。実施例１および比較例１とも、視野角が小さい領域、すなわち光軸上の色温度を極大値とし、出射角度の絶対値が大きくなるにつれて色温度が減少する。しかし、比較例１では高角度と低角度での色温度差が著しく大きく、詳しくは双方の色相が相違して色ムラの発生が認識される。一方、実施例１では、比較例１に比して色温度差が極めて小さく、比較例１が光軸を極大値として急峻な曲線状となるのに比して、極大値に対してなだらかな曲線を示し、すなわち視野角度の全域において色温度差が少なく、色ムラの低減が顕著である。ここで、横方向からの出射光は、その光束の多少に関わらず、発光装置全体の発光において色ムラの要因となるため、封止部材２６でもって横方向への成分を発光面１５ａ側へと導光することが好ましいことは上述の通りであるが、以下に輝度の観点から封止部材２６の優位性を考察する。

本発明による、光透過部材１５の側面１５ｃを被覆する発光装置（以下、「被覆型」と表記することがある。）において、光透過部材１５の厚みが増加すると、これに準じて側面１５ｂにおける封止部材２６の被覆領域も増す。この側面における封止部材２６による光吸収は、上述の通りほとんど影響されず、したがって、光透過部材１５の厚みが増加しても、厚み方向への光成分は発光面１５ａ側へと導光され、実質上この発光面１５ａのみから発光装置外へと放出されることとなる。つまり、発光面１５ａの輝度は、光透過部材１５の厚みに依存せず、常に略一定とできる。

他方、比較例１のように、光透過部材１５の側面１５ｃを被覆しない構造とする発光装置（以下、「非遮へい型」と記載することがある。）であれば、光透過部材１５の厚み増加にともなって側面からの成分光、側面からの出射光の割合が増加し、言い換えると、光取り出し側である出射面からの発光の割合が減少し、すなわち出射面における輝度が減少する。

したがって、板状の光透過部材において発光面１５ａと両側の側面１５ｃからの出射光の割合がどの程度であれば、側面１５ｃ側の被覆による輝度上昇の効果、すなわち封止部材２６による側面１５ｃの反射効果が有効となる光透過部材１５の厚みの範囲について、以下に検証し、その結果を図９に示す。図９は、被覆型および非遮へい型とも、底面である受光面１５ｂからの発光はなく、さらに非遮へい型では発光面１５ａおよび側面１５ｃからは均一に発光すると仮定し、輝度は、それぞれの発光面１５ａから出る光を対象とする（［輝度］＝［光束］÷［発光面の面積］）。加えて、被覆型の全光束が、非遮へい型と比較して１０％損失すると仮定して、光透過部材１５の厚みの割合（［側面割合］＝［両側面の面積］÷［発光面の面積］）の増加にともなう輝度変化を示す。ここで言う光束の１０％損失とは、被覆型における封止部材２６中での反射による光吸収を考慮したものであって、実際は、上述の通り封止部材２６による光吸収はほとんどないが、光損失量を多く見積もって仮定した数値である。

図９より、被覆型では発光領域が光透過部材の厚みに依存しないため輝度が略一定となる。一方、非遮へい型では光透過部材の厚みが増加するにしたがって、発光面からの発光量が減少することより、相対的な輝度が低下する。また、被覆型と非遮へい型の輝度が略同一となるのは、光透過部材の厚みが０．０４ｍｍ、側面割合約１２％であり、また光束差５％の時は厚み０．０２ｍｍ、側面割合約５．２％となる。したがって、これより厚い場合においては、非遮へい型よりも被覆型における輝度が高くなることが分かる。

これを、上記実施例１と比較例１の輝度特性に適用すると、側面割合が約２９％で、上記光束差５％設定の輝度比（［非遮へい型の輝度］／［被覆型の輝度］）約１３４％に近似することが分かる。さらに、光束差０％設定における輝度比約１４１％に対し、上記実施例１と比較例１の光束差約０．０１％、輝度比約１４１％と良好な一致が観られる。

このように、上記仮定に基づく被覆型と非遮へい型の比較検証が、実施例１及び比較例１の特性と良好な一致を示すことから、その検証が有効であることが分かる。

（被覆部材の肉厚と反射性能）
また、封止部材２６中に介在する光反射性材料２について、実施例１の発光装置１では、封止部材２６としてシリコーン樹脂に光反射性材料２であるＴｉＯ₂を含有させており、そのように、透明樹脂中の光反射性材料の含有量と、被覆部材２６の肉厚に依り、その反射能力、その部材中への光到達深さ、が変化する。例えば、実施例１同様のセラミック基板上に、反射率の高いＡｌの膜と低いＷの膜を成膜し、実施例１同様のＴｉＯ₂粒子（平均粒径０．２μｍ）をシリコーン樹脂に混練して、そのシリコーン樹脂に対する重量比を２５％、３３％、５０％の被覆部材の原料をそれぞれ調製し、上記セラミック基板上にその原料を塗布して、塗布回転数を２０００、４０００、６０００ｒｐｍの条件でスピンコートし、樹脂を熱硬化させ試料を作製し、その各原料、塗布条件の試料についてその表面法線方向の光反射率を測定することで、上記光反射性、光到達深さ等を評価できる。

例えば、５０ｗｔ％の原料、回転数６０００、２０００ｒｐｍでその被覆部材の厚さはそれぞれ２０μｍ、７０μｍのものが得られ、他方、光反射率は、上記Ａｌ、Ｗの反射膜の違いに依らずほぼ一定の反射率となり、回転数が大きくなるほど、すなわち部材の厚さが小さくなるほど、僅かに低下する傾向が観られ、例えば、上記回転数、部材厚さの条件で反射率９４％から８９％の範囲で低下するものとなる。

また、２５ｗｔ％、３３ｗｔ％程度では、上記Ａｌ、Ｗの反射膜による反射率の差、［Ａｌ試料の反射率］−［Ｗ試料の反射率］、が大きく、特に高回転数でその差がさらに大きくなる傾向にあり、更に、２５ｗｔ％のものよりも３３ｗｔ％のものが、その差及その高回転域における差の開きも小さくなり、例えば回転数２０００ｒｐｍの３３ｗｔ％のものでは、Ａｌ、Ｗ反射膜による差がほとんど無くなる。また、反射率は、上記５０ｗｔ％のものより、３３ｗｔ％のものが低く、さらにそれよりも２５ｗｔ％のものが低くなる。従って、反射性材料の含有量としては、３０ｗｔ％以上、好ましくは４０ｗｔ％以上とすることであり、更に好ましくは、５０ｗｔ％以上とする。厚さについては、２０μｍ以上程度であれば良いことが分かり、このことから、光透過部材の外縁、同部材と基板との間、同部材が素子から突出した部分、素子露出部、素子間域における被覆部材の肉厚がその程度有れば十分であることも分かる。

実施例１の発光装置１では、光透過部材１５と配線基板９との対向面における離間距離が１００μｍ以上でもって構成される。したがってこの離間域内に充填された封止部材２６であれば、上記の範囲内の厚みを有するため、光は受光面１５ｂ側へと反射されて、配線基板９の光吸収における影響を回避できることが確認される。

図６に示す発光装置１のように、発光素子の周りに空隙を備える装置を以下のように作製する。

実施例１と同様に、基板上に発光素子を載置して、光透過部材をその発光素子に接続する。ここで、光透過部材を基板より大きく、およそ２．２ｍｍ×３．２ｍｍ程度とし、その基板に内包されるように配置し、さらに発光素子も基板に内包されるように配置する。続いて、実施例１の被覆部材の樹脂を基板の側面と光透過部材の受光面の一部と側面を覆うように塗布して、熱硬化させて成形する。この時、基板側面により樹脂が堰のように働き、基板内部に樹脂が進入しないように係止され、すなわち基板の端部に被覆部材の内壁が形成されて、その基板外側で基板側面を覆う樹脂が、その基板外側に突出した光透過部材の受光面を覆い、樹脂内壁と発光素子との間に空隙が形成される。この時、空隙は、発光素子から突出した基板領域に略同一であり、発光素子の外周に約４００μｍの基板突出部及び空隙（発光素子から樹脂内壁までの距離）が形成される。このようにして、空隙を発光素子の周りに備える発光装置を作製し、それとの比較のために、空隙を無くした変形例を作製する。その変形例は、上記樹脂硬化の際に、樹脂を脱泡して、これにより基板側面による係止効果を低減させて、基板内部に樹脂を進入させ、発光素子表面を覆って、樹脂硬化させて空隙の無い被覆部材として成形して、発光装置を得る。

この２例の発光装置の発光特性は、ΦＹがそれぞれ約０．３７で、空隙有りの例では光束２０６．４Ｌｍ、空隙無しの例では光束２０３．２Ｌｍのものが得られる。また、樹脂塗布・成形前後の光束比、すなわち基板上の発光素子に光透過部材が接着されている状態の被覆部材無しの発光装置の光束に対して、それに樹脂成形されて得られる上記各例の被覆部材有りの発光装置の光束との比、［被覆部材有りの光束］／［被覆部材無し装置の光束］、では、空隙有りでは光束比７．０％、空隙無しでは同４．８％となる。さらに、他のΦＹ値でも同様な傾向が観られ、すなわち、被覆部材による出力向上、高出力化の効果は、空隙を内包する発光装置の方が高くなる。

ところで、当業者であれば、発光領域の一部を光遮断して発光領域を制限する操作は、以下のようなデメリットが生じると予測されるため、通常されない。すなわち、被覆部材での反射回数が増加し、これにより光損失が生じ、放出される光束が低減する虞があると考慮されるからである。しかしながら、本発明の形態であれば、従来の考えに反して発光装置を上記の構成にすることで、すなわち発光領域を制限しても光束の低減が抑制されており、加えて、色ムラが低減された高輝度な発光を実現できる。これは、封止部材による光遮断の効果のみならず、板状の光透過部材自体が波長変換量の偏在を抑止し、色ムラの発生を効果的に回避できる相乗効果による。なお、波長変換機能を有する一の光透過部材に複数の発光素子を搭載する場合、個々の発光素子の直上付近において輝度が高く、発光素子から離れるに従って輝度が低下するため、発光面内で輝度ムラや色ムラが発生する傾向があるが、本発明の構成によれば、そのような輝度ムラや色ムラを低減でき、発光面内で略均一な高輝度の発光が得られる。また、光透過部材１５の装着後に封止部材２６を成形する製造手法によって、光透過部材１５の容量に依存せず、その側面側と封止部材２６との密着性を保持できるため、内在する発光素子の密封環境を向上させ、ライフ特性に優れた発光装置とできる。なお、これらは実施例１のように、発光素子の周りにも封止部材が充填され、発光素子表面が封止部材により被覆される場合でも同様である。

さらに、光透過部材を構成する部材の相違における耐熱性を比較検討する。実施例３の発光装置は実施例１の発光装置と同様であり、すなわち光透過部材１５が無機材料で構成されて、具体的にはＹＡＧの焼結体とする。一方比較例２の発光装置では、光透過部材１５が有機材料を含有しており、シリコーン樹脂にＹＡＧを混合させた樹脂のシートとする。樹脂のシートの膜厚は１００〜１５０μｍ程度である。実施例３と比較例２の発光装置は、光透過部材の構成材料のみが上記の点で相違する以外、他の要素については実施例１の発光装置と同一である。

上述のＹＡＧ焼結体または樹脂のシートからなる光透過部材をそれぞれ搭載している実施例３または比較例２の発光装置について、その耐熱性を調査するため、各発光装置を７００ｍＡで導通し、８５℃の環境下で１０００時間連続して点灯させる。時間の経過にともなう出力の変化のグラフを図１１に、また同じく時間の経過にともなう色度値（ΦＹ）の変化のグラフを図１２に示す。図１１より、ＹＡＧ焼結体を搭載している実施例３の発光装置では、時間経過にともなって出力が上昇傾向にあり、その後上昇した出力を維持し続け、１０００時間経過後では観測開始時と比較して５％の出力増加となっている。一方、樹脂のシートを採用している比較例２の発光装置では、観測直後から出力が大きく下降し、その後も出力が初期値まで回復することなく、１０００時間経過後では開始直後と比較して２０％以上の大幅な低減率となっている。

また色度値（ΦＹ）について、実施例３のＹＡＧ焼結体を搭載している発光装置では、図１２に示すように、調査直後にわずかに上昇しているものの、その上昇幅は小さいものである。また時間の経過にともなっても色度値のぶれが少なく安定しており、１０００時間経過後では初期値と比較して０．００３の増加に留まっている。一方、比較例２の樹脂のシートを採用している発光装置では、色度値（ΦＹ）が開始直後に大きく上昇し、その後時間の経過につれて下降している。最終的には初期値と比較して０．０１の上昇幅となったが、途中の変動率が大きく、色度が不安定である。

さらに図１３は、耐熱性試験前の実施例３および比較例２の発光装置の状態を示し、図１４は、上記条件の耐熱性試験による１０００時間経過後の比較例２の発光装置の状態を示す。各図とも光透過部材１５の周辺を示す概略上面図である。図１４に示すように、比較例２の光透過部材１５である樹脂のシートでは剥離が激しく、シートの一部が塊状に欠損するほどの大きな損傷（光透過部材の欠損部１６）を容易に視認できる。また樹脂に混練されたＹＡＧ蛍光体は大きく偏在しており、さらに被覆部材２６から光透過部材１５に伸びる亀裂を生じている。一方、実施例３の発光装置では、耐熱性試験後においても、図１３に示す焼結体による光透過部材１５の形状に変化はなく、またＹＡＧ蛍光体が偏在することなく均一に分散されている。このように、樹脂のシートと焼結体とでは、被覆部材２６による被覆形態が同じであっても、光透過部材の放熱性や熱応力は異なっていると考えられる。以上から、樹脂のシートに対するＹＡＧ焼結体の優位性が確認できる。

本発明の発光装置及びその製造方法は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、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できる。

実施の形態１に係る発光装置の概略断面図である。 実施の形態１に係る発光素子の概略断面図である。 実施の形態１に係る発光装置の製造方法を示す模式図である。 実施の形態２に係る発光装置の製造方法を示す模式図である。 実施の形態３に係る発光装置の製造方法を示す模式図である。 実施の形態４に係る発光装置の概略断面図である。 比較例１に係る発光装置の概略断面図である。 比較例１および実施例１に係る発光装置の配光色度を示すグラフである。 光透過部材の発光面に対する側面の割合と度との関係を示すグラフである。 従来の発光装置を示す断面図である。 実施例３および比較例２の耐熱性試験における出力を示すグラフである。 実施例３および比較例２の耐熱性試験における色度値を示すグラフである。 実施例３および比較例２に係る発光装置の耐熱性試験前の光透過部材の周辺を示す概略上面図である。 比較例２に係る発光装置の耐熱性試験後の光透過部材の周辺を示す概略上面図である。

符号の説明

１、２０、３０、４０…発光装置
２…光反射性材料
３Ａ…第１の電極（ｎ型パッド電極）
３Ｂ…第２の電極（ｐ型パッド電極）
５…成長基板（サファイア基板）
６…第１の窒化物半導体層（ｎ型半導体層）
７…第２の窒化物半導体層（ｐ型半導体層）
８…発光層（活性層）
９…配線基板（サブマウント）
１０…発光素子
１１…半導体構造
１３…透光性導電層（透光性電極、ＩＴＯ）
１４…保護膜
１５…光透過部材
１５ａ…発光面
１５ｂ…受光面
１５ｃ…側面
１６…光透過部材の欠損部
１７…接着材（シリコーン樹脂）
２４…導電部材
２６、２６ｂ…被覆部材（封止部材、樹脂）
３３…端面
１００、２００…発光装置
１０２…ＬＥＤ素子
１０３…ケース
１０４…側面
１０５Ａ…光取出面
１１０…蛍光体層
１１０Ａ…発光面
１１１…コーティング材
１１１Ａ…光反射粒子
Ｌ１、Ｌ２…光

Claims (22)

1. 発光素子と、該発光素子より出射される光が入射される光透過部材と、被覆部材と、を有する発光装置であって、
   前記光透過部材は、外部に露出された発光面と、該発光面から連続する側面と、を備える無機材料の光変換部材であり、
   前記被覆部材は、光反射性材料を含有し、少なくとも前記光透過部材の側面を被覆することを特徴とする発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置であって、
   前記被覆部材が、前記発光素子を包囲することを特徴とする発光装置。
3. 請求項２に記載の発光装置であって、
   前記光透過部材は板状であって、前記発光面に対向する受光面を有し、
   前記発光素子は、前記受光面に接合されていることを特徴とする発光装置。
4. 請求項３に記載の発光装置であって、
   前記発光素子は、実装基板上にフリップチップ実装されていることを特徴とする発光装置。
5. 請求項３に記載の発光装置であって、
   前記被覆部材は、前記発光素子を被覆することを特徴とする発光装置。
6. 請求項３に記載の発光装置であって、
   前記発光面側からの平面視において、前記発光素子が前記光透過部材に内包されていることを特徴とする発光装置。
7. 請求項２に記載の発光装置であって、
   一の光透過部材に複数の発光素子が光学的に接続されていることを特徴とする発光装置。
8. 発光素子と、該発光素子を包囲する被覆部材と、光透過部材と、を有する発光装置であって、
   前記光透過部材は、外部に露出された発光面と、該発光面から連続する側面と、前記発光面に対向する受光面と、を備える無機材料からなる板状の光変換部材であり、
   前記光透過部材の受光面に、複数の前記発光素子が接合されて、該発光素子から光が各々入射され、
   前記被覆部材は、光反射性材料を含有し、少なくとも前記光透過部材の側面を被覆することを特徴とする発光装置。
9. 請求項８に記載の発光装置であって、
   前記発光素子は、実装基板上に各々フリップチップ実装されていることを特徴とする発光装置。
10. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記被覆部材は、前記発光素子を各々被覆することを特徴とする発光装置。
11. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記発光素子は、空隙により前記被覆部材と各々離間されていることを特徴とする発光装置。
12. 請求項８に記載の発光装置であって、
    当該発光装置の前記発光面側であって、前記被覆部材が、前記発光面と略同一面となるような表出面を備えることを特徴とする発光装置。
13. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記発光面側からの平面視において、前記発光素子が前記光透過部材に内包されていることを特徴とする発光装置。
14. 請求項１３に記載の発光装置であって、
    前記光透過部材の受光面に、前記発光素子が接合された接合領域と、前記被覆部材により被覆された被覆領域と、が設けられることを特徴とする発光装置。
15. 請求項１４に記載の発光装置であって、
    前記発光素子は互いに離間され、前記光透過部材の受光面において前記接合領域の間に離間領域が設けられており、
    前記被覆領域が前記離間領域に設けられることを特徴とする発光装置。
16. 請求項１４または１５に記載の発光装置であって、
    前記光透過部材は前記発光素子よりも外方に突出した突出領域を有し、
    前記受光面の突出領域に前記被覆領域が設けられることを特徴とする発光装置。
17. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記被覆部材は、透光性樹脂中に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ａｌよりなる群から選択される少なくとも１種の酸化物の前記光反射性材料を含有していることを特徴とする発光装置。
18. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記被覆部材は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＭｇＦ、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂よりなる群から選択される少なくとも１種の前記光反射性材料で構成される多孔質体であることを特徴とする発光装置。
19. 請求項８に記載の発光装置であって、
    前記光変換部材は、蛍光体を含有し、前記発光素子から発せられる光の少なくとも一部を波長変換可能であることを特徴とする発光装置。
20. 請求項１９に記載の発光装置であって、
    前記光変換部材は、無機物と前記蛍光体との焼結体であることを特徴とする発光装置。
21. 請求項２０に記載の発光装置であって、
    前記無機物はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）であって、前記蛍光体はＹＡＧ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）であることを特徴とする発光装置。
22. 発光素子と、該発光素子より出射される光が入射される光透過部材と、被覆部材と、を有する発光装置の製造方法であって、
    前記発光素子を配線基板に実装し、該発光素子と該配線基板とを電気的に接続させる第１の工程と、
    前記発光素子の実装側と対向する光取り出し側の少なくとも一部を前記光透過部材と光学的に接続させる第２の工程と、
    前記光透過部材の厚みを構成する側面を前記被覆部材でもって被覆し、該被覆部材の外面が前記光透過部材の外面に沿うように該被覆部材を成形する第３の工程と、
    を有することを特徴とする発光装置の製造方法。

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