特許 6051578 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6051578

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20161219BHJP

   H01L 33/56 20100101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

   H01L33/56

【請求項の数】7

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2012-100038(P2012-100038)

(22)【出願日】2012年4月25日

(65)【公開番号】特開2013-229438(P2013-229438A)

(43)【公開日】2013年11月7日

【審査請求日】2015年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】玉置 寛人

(72)【発明者】

【氏名】林 忠雄

(72)【発明者】

【氏名】若木 貴功

(72)【発明者】

【氏名】小谷松 大祐

(72)【発明者】

【氏名】里 芳樹

【審査官】 吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１９７５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０３００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２４７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２６０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６８６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４３７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の少なくとも上面に設けられ、前記半導体発光素子が発光する第１の波長の光を吸収し、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を発光する無機材料からなる波長変換部材の粒子を含有する無機粒子層と、を有し、
前記無機粒子層は、
前記粒子が、当該粒子同士又は前記半導体発光素子と接触することで連続的に繋がった凝集体と、
前記半導体発光素子の表面及び前記粒子の表面を連続的に被覆する無機材料からなる被覆層と、
前記被覆層で被覆された前記粒子、又は、前記被覆層で被覆された前記粒子及び前記被覆層で被覆された前記半導体発光素子によって取り囲まれた、屈折率及び透過率が前記被覆層とは異なる固体の材料で一部又は全部が充填された空隙と、
を有し、
前記波長変換部材の粒子は、当該粒子同士及び前記半導体発光素子と無機結着材により結着しており、前記無機結着材は、アルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩であることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記無機粒子層における前記空隙は、空隙率が１〜５０％であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記波長変換部材の粒子の平均粒径は、０．１〜１００μｍであり、
前記被覆層の平均厚さが１０ｎｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記無機粒子層の表面は、前記波長変換部材の粒子の粒径に起因する凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置。

【請求項5】

前記被覆層は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、及びＮｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＴｉＮ、及びＡｌＮから構成される群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の発光装置。

【請求項6】

前記波長変換部材は、硫化物系蛍光体、ハロゲンケイ酸塩系蛍光体、窒化物蛍光体、及び酸窒化物蛍光体から構成される群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。

【請求項7】

前記波長変換部材は、フッ化物蛍光体を、少なくとも含有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒状の無機蛍光体を含有する無機材料からなる波長変換用成形体を備えた発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオードや半導体レーザなどの半導体発光素子において、半導体発光素子が発光する光色の一部又は全部を、蛍光体を含有する色変換用成形体を用いて色変換し、発光色を変換して出力する発光装置がある。また、このような発光装置は、ヘッドライトやプロジェクタなどの高出力を要求される用途にも用いられるようになっている。

【0003】

従来、このような発光装置に用いられる色変換用成形体として、比較的耐熱性・耐光性の良好なシリコーン樹脂に蛍光体を分散して成形した色変換用成形体が使用されている。しかし、近年の、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）などの半導体発光素子を用いた光源の更なる高出力化・高負荷化に対応した過酷な用途では、色変換用成形体に用いた樹脂が劣化する場合が考えられる。

【0004】

そこで、樹脂や有機物を含まず、無機蛍光体のみ、又は無機蛍光体と透明な無機材料とを焼結させ板状に成形した色変換用のセラミックス成形体を、高出力・高負荷となる用途の色変換用成形体として使用するＬＥＤやＬＤが実用化されている。
また、無機材料のみからなる色変換用のセラミックス成形体の製造方法は、様々な方法が提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１には、耐久性のよい発光変換体として、無機酸化物の希土類ガーネット系化合物、特にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体が例に記載されている。製造方法は詳細には記載されていないが、セラミックスベース材料から多結晶セラミックス体を作製し、その後、発光中心となる付活剤をドーピングする方法で発光変換体を作製するとしている。その後、この発光変換体である多結晶セラミックス体を半導体発光素子と組み合わせ使用する方法が記載されている。

【0006】

特許文献２には、発光色変換部材として無機蛍光体入りガラスの構成と製造方法が記載されている。ここでも、酸化物系蛍光体のＹＡＧ系蛍光体が例として挙げられている。
特許文献３には、高温高圧で無機蛍光体を焼結させ色変換体としての発光セラミックスを得る方法が記載されている。

【0007】

また、特許文献４には、蛍光体粉末とガラス粉末でシートを生成し、これを高温の炉内に導入して無機色変換ガラスシートを製造する方法が開示されている。ここには、種々の化合物の蛍光体を無機色変換ガラスシートにする方法として、融点が４００℃以下の低融点ガラスを利用する方法が記載されている。
更に、特許文献５には、光変換用セラミックス複合体の製造方法として、ＹＡＧ系蛍光体をアルミナなどの融液から析出・成長させる方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−１４６８３５号公報

【特許文献2】特開２００３−２５８３０８号公報

【特許文献3】特開２００６−５３６７号公報

【特許文献4】特開２００６−３７０９７号公報

【特許文献5】特開２００６−１６９４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１から特許文献５に記載されたセラミックス成形体は、何れも、無機材料を焼結又は溶融させて作製するものである。焼結や溶融で作製するセラミックス成形体は、バルク（塊）状のセラミックスからスライス、研磨などの加工をすることで所望の形状に成形することが一般的である。このため、例えば、板状に成形する場合に、厚さを薄くすることには限界があった。

【0010】

更に、蛍光体と蛍光体以外の無機材料とを焼結してセラミックス体を成形する場合は、作製されたセラミックス成形体における蛍光体の含有率が低いため、十分な色変換を行うためには、相当の厚さが必要であった。

【0011】

また、従来のセラミックス成形体は、バルク状のセラミックスから切出して所望の形状に成形する必要があるため、加工できる成形体の形状には制約があった。

【0012】

また、無機の赤色蛍光体として、例えば、ＣａＳｉＡｌＮ_３：Ｅｕを基本組成とするＣＡＳＮや、更にＳｒを多く含有するＳＣＡＳＮなどの窒化物蛍光体が知られているが、粒状物として得られ、バルク状のものはできていない。また、窒化物蛍光体は、熱に弱いものが多く、焼結時の熱により蛍光体が失活するため、焼結によりこれらの蛍光体を含有する成形体を作製することができなかった。

【0013】

本発明はかかる問題に鑑み、厚さ、形状及び用いる無機蛍光体の制約が少ない波長変換用成形体を備えた発光装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は前記した課題を解決するために創案されたものであり、第１の発明に係る発光装置は、半導体発光素子と、無機材料からなる波長変換部材の粒子を含有する無機粒子層と、を有し、前記無機粒子層は、凝集体と、被覆層と、屈折率及び透過率が前記被覆層とは異なる固体の材料で一部又は全部が充填された空隙と、を有して構成した。また、前記波長変換部材の粒子は、当該粒子同士及び前記半導体発光素子と無機結着材により結着しており、前記無機結着材は、アルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩で構成した。
なお、本発明における「発光装置」とは、半導体発光素子に波長変換部材が装着されており、電気的な接続により目的とする発光波長を出すものである。

【0015】

かかる構成によれば、半導体発光素子が発光し、無機粒子層に入射した第１の波長の光は、波長変換部材により吸収され、第１の波長とは異なる第２の波長の光に波長変換されて発光する。このとき、無機粒子層への入射光は、無機粒子層内に存在する空隙によって散乱され、無機粒子層内の波長変換部材に効率的に照射される。これによって、入射光は波長変換部材の粒子に効率的に吸収され、第２の波長の光に波長変換される。また、発光装置の無機粒子層は、無機結着材により波長変換部材の粒子の凝集体が散逸することなく形成される。

【0016】

なお、波長変換部材は、第１の波長の光を吸収し、第１の波長とは異なる第２の波長の光を発光するものであり、例えば、窒化物蛍光体やフッ化物蛍光体などの無機蛍光体である。また、無機粒子層において、波長変換部材の粒子は、当該粒子同士又は半導体発光素子と接触することで連続的に繋がった凝集体となる。そして、半導体発光素子の表面及び波長変換部材の粒子の表面は、無機材料からなる被覆層によって連続的に被覆される。すなわち、波長変換を行う層である無機粒子層の厚さや形状は、波長変換部材の粒子の凝集体の厚さや形状によって定められる。また、無機粒子層の内部には、被覆層で被覆された粒子、又は、被覆層で被覆された粒子及び被覆層で被覆された半導体発光素子によって取り囲まれた空隙が形成される。

【0017】

第２の発明に係る発光装置は、前記無機粒子層における前記空隙は、空隙率が１〜５０％であることが好ましい。

【0018】

かかる構成によれば、発光装置は、この範囲の空隙率の空隙によって、高い含有率で波長変換部材を含有すると共に、入射光を良好に散乱して無機粒子層内の波長変換部材を照射し、効率的に入射光を波長変換する。また、この範囲の空隙率の空隙によって、発光装置は、発光装置の線膨張率と無機粒子層の線膨張率との間に差がある場合でも、発熱時の熱膨張による歪を吸収してクラックの発生を防止する。

【0019】

第３の発明に係る発光装置は、前記波長変換部材の粒子の平均粒径が、０．１〜１００μｍであり、前記被覆層の平均厚さが１０ｎｍ〜５０μｍとすることができる。

【0020】

この範囲の平均粒径の波長変換部材を用いることで、厚さの薄い波長変換用無機変換部材とすることができる。また、被覆層の平均厚さをこの範囲とすることで、波長変換部材の粒子を良好に被覆することができる。

【0021】

第４の発明に係る発光装置は、前記無機粒子層の表面に、前記波長変換部材の粒子の粒径に起因する凹凸形状が形成されていることが好ましい。

【0022】

かかる構成によれば、発光装置は、無機粒子層内を伝搬する光の界面での全反射を低減し、凹凸形状が形成された表面から効率的に外部に取り出すことができる。

【0023】

なお、発光装置は、前記被覆層が、原子層堆積法により形成されたことが好ましい。

【0024】

かかる構成によれば、発光装置は、原子層堆積法によって形成された均一で緻密な被覆層により、無機粒子層に含有される粒子が被覆されると共に、粒子間の隙間に空隙が良好に形成される。

【0025】

第５の発明に係る発光装置は、前記被覆層が、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、及びＮｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＴｉＮ、及びＡｌＮから構成される群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することが好ましい。

【0026】

かかる構成によれば、発光装置は、好適な材料からなる被覆層で、波長変換部材の粒子を良好に被覆する。

【0027】

第６の発明に係る発光装置は、前記波長変換部材が、硫化物系蛍光体、ハロゲンケイ酸塩系蛍光体、窒化物蛍光体、及び酸窒化物蛍光体から構成される群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。

【0028】

かかる構成によれば、発光装置は、熱により失活しやすいこれらの無機蛍光体を用いて、波長変換を行うことができる。

【0029】

第７の発明に係る発光装置は、前記波長変換部材が、フッ化物蛍光体を、少なくとも含有することができる。

【0030】

かかる構成によれば、発光装置は、水分により劣化しやすいフッ化物蛍光体を用いて、波長変換を行うことができる。

【発明の効果】

【0049】

第１の発明によれば、波長変換を行う層である無機粒子層の厚さや形状は、波長変換部材の粒子の凝集体を被覆層で被覆して、内部に空隙を設けた状態で厚さや形状を定められるため、厚さや形状を自由に定めることができる。また、このように構成することで、無機粒子層は、無機粒子層における波長変換部材の含有率を高くすることができると共に、内部に設けられた空隙の光散乱効果により、高い波長変換効率を得ることができるため、一定の波長変換率を得るための無機粒子層の厚さを薄くすることができる。また、無機粒子層は、樹脂などの有機材料を用いることなく、無機材料で構成されるため、高輝度の光の照射や高温に晒される場合でも、経時劣化の少ない発光装置とすることができる。また、無機結着材により波長変換部材の粒子の凝集体が散逸することなく発光装置が形成されるため、無機粒子層の形状が安定する。

【0050】

第２の発明によれば、適度な空隙率の空隙を設けることで、良好な波長変換効率が得られるため、無機粒子層の厚さを薄くすることができる。また、クラックの発生を防止することができるため、製造時の歩留まりと、使用時の信頼性とを向上することができる。

【0051】

第３の発明によれば、適度な平均粒径の波長変換部材と、適度な厚さの被覆層で構成することにより、無機粒子層の厚さを薄くすることができる。

【0052】

第４の発明によれば、無機粒子層の表面の凹凸形状により、外部への光取り出し効率を向上することができる。

【0053】

なお、被覆層を、原子層堆積法により形成することで、原子層堆積法による緻密で均一な被覆層によって波長変換部材が被覆されるため、水分などの雰囲気により劣化しやすい蛍光体を用いても、信頼性の高い発光装置とすることができる。また、原子層堆積法により、比較的低温で被覆層が形成されるため、熱により劣化しやすい蛍光体を用いた発光装置を形成することができる。更に、無機粒子層の粒子間の隙間に良好に空隙が形成されるため、波長変換効率を向上することができる。

【0054】

第５の発明によれば、好適な材料を用いた被覆層により波長変換部材が雰囲気から保護されるため、信頼性が向上する。

【0055】

第６の発明又は第７の発明によれば、波長変換部材として、熱や雰囲気により失活しやすい蛍光体を用いることができるため、様々な波長、例えば、赤色に波長変換する波長変換用無機蛍光体を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0066】

【図1】本発明に係る発光装置の構成を示す模式的断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。

【図2】半導体発光素子の構成を示す模式的断面図であり、（ａ）はフェースダウン実装型又はフェースアップ実装型の素子、（ｂ）は垂直構造型の素子である。

【図3】透光性層を備えた発光装置の構成を示す模式的断面図である。

【図4】本発明に係る第１の発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。

【図5】（ａ）〜（ｈ）は本発明に係る第１の発光装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。

【図6】本発明に係る発光装置の製造方法において、被覆層形成工程の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】本発明に係る第２の発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。

【図8】（ａ）〜（ｈ）は本発明に係る第２の発光装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。

【図9】本発明に係る第３の発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。

【図10】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る第３の発光装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。

【図11】（ａ）は保護層を備えた発光装置の構成を示す模式的断面図、（ｂ）はフィラー粒子を備えた発光装置の構成を示す模式的断面図である。

【図12】本発明の実施例に係る発光装置の蛍光体層の断面を電子顕微鏡で撮影した写真画像である。

【図13】図１２の領域Ａにおいて、被覆層を塗りつぶした画像である。

【図14】図１２の領域Ａにおいて、被覆層及び蛍光体を塗りつぶした画像である。

【発明を実施するための形態】

【0067】

以下、本発明における発光装置、この発光装置の製造方法について説明する。

【0068】

＜発光装置＞
［発光装置の構成］
本発明の実施形態に係る発光装置の構造を、図１を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、第１実施形態に係る発光装置１は、半導体発光素子２の側面及び、半導体発光素子２の上面に、蛍光体層（無機粒子層）３が設けられている。また、蛍光体層３は、粒状の無機蛍光体（波長変換部材）３１と、無機蛍光体３１を被覆する被覆層３２とから形成されている。更に詳細には、図１（ｂ）に示すように、蛍光体層３の内部には、空隙３３が形成されている。

【0069】

なお、ここでは、便宜上、図１の紙面における上方を半導体発光素子２の上面としている。発光装置１は、半導体発光素子２の少なくとも上面に蛍光体層３が設けられていればよい。ここで、「上面」とは、半導体発光素子２の基板側、あるいは半導体層側のいずれかの面である。すなわち、後記する発光装置の製造方法で説明するように、半導体発光素子２を治具や絶縁性基板に載置する面は、蛍光体層３で被覆されないため、半導体発光素子２の基板側及び半導体層側のいずれか一方のみに蛍光体層３が設けられる。

【0070】

また、「少なくとも上面」とは、半導体発光素子２の上面及び側面のいずれか一方のみに蛍光体層３が設けられていればよいことを意味する。なお、半導体発光素子２の側面には蛍光体層３が設けられていない場合があってもよいが、ここでは、半導体発光素子２の側面にも蛍光体層３が設けられている場合について説明する。半導体発光素子２の側面にも蛍光体層３が設けられていれば、側面からの光も上面と同様の色調へ色調変換することができるため、色調の均一な半導体発光素子２が得られる。

【0071】

従来の焼結して作製する無機蛍光体を含有するセラミックス成形体を用いて半導体発光素子２の上面と側面とに蛍光体を設ける場合には、それぞれの面に設ける蛍光体を板状に加工し、それぞれの面に貼付する必要がある。ここで、板同士の接合箇所に隙間が生じた場合はその部分から青色光が漏出し、発光色の均一性が低下する問題が生じる。また、板同士の接合箇所において、上面の板あるいは側面の板が所望よりも長くなって横方向あるいは上方向にはみ出し、接合箇所に板の余剰が生じた場合も、同様に発光色の均一性が低下する問題が生じる。しかしながら、半導体発光素子２の側面はダイシングやスクライブ、ブレイクで生成する面であり、面の平坦性、平行度に乏しい。また、半導体発光素子２の大きさのばらつきも発生するうえ、半導体発光素子２の高さはせいぜい数百μｍであり、側面へ貼り付ける板状蛍光体の大きさは非常に小さいものとなる。そのため、接合部での隙間、余剰が無く貼付けることは非常に困難であり、均一な色調を得ることが難しいという問題があった。

【0072】

また、板状の蛍光体を上面のみに設置し、側面を光反射フィラーを含有する樹脂等の反射材で覆うという方法もあるが、この場合、半導体発光素子２の側面から出た光を再び素子に戻すため、光の損失が大きくなり、効率の高い半導体発光装置を得ることが難しいという問題がある。
半導体発光素子２の側面にも蛍光体層３が設けられていれば、このような問題も解決することができる。

【0073】

本実施形態に係る発光装置１は、半導体発光素子２からの発光により、蛍光体層３に入射した光の一部又は全部を蛍光体層３の無機蛍光体３１によって吸収し、入射光とは異なる色の光に変換して出射する透過型の色変換用成形体を備えた発光装置である。
以下、発光装置１の各部の構成について詳細に説明する。

【0074】

（半導体発光素子）
半導体発光素子２としてはどのような構造のものでもよく、一例として、図２（ａ）に示すフェースダウン実装型又はフェースアップ実装型の素子２ａや、図２（ｂ）に示す垂直構造型の素子２ｂが挙げられる。

【0075】

半導体発光素子２ａは、図２（ａ）に示すように、基板（支持基板）４１と、支持基板４１の上（図面上では下）に積層された半導体層４２を有する。この半導体層４２はｎ型半導体層４２ａ、活性層４２ｂ、ｐ型半導体層４２ｃが順に積層されており、ｎ型半導体層４２ａにｎ側電極４３が形成されている。また、ｐ型半導体層４２ｃには、反射電極（あるいは透明電極）４５、カバー電極４６を介してｐ側電極４４が形成されている。また、半導体発光素子２ａの半導体層４２（及びカバー電極４６）は、絶縁性の保護膜４７で被覆されている。

【0076】

半導体発光素子２ｂは、図２（ｂ）に示すように、支持基板４１と、支持基板４１の上に、ウェハ貼り合わせ層（Ａｕ−Ａｕ接合層）４９を介して積層された半導体層４２を有する。この半導体層４２はｐ型半導体層４２ｃ、活性層４２ｂ、ｎ型半導体層４２ａが順に積層されており、ｎ型半導体層４２ａにｎ側電極４３が形成されている。また、ｐ型半導体層４２ｃの裏面には、反射電極（Ａｇ）４５、及び、電流狭窄（誘電体）４８が所定の間隔で設けられている。そして、支持基板４１の裏面には、ｐ側電極４４が形成されている。また、半導体発光素子２ｂの半導体層４２は、絶縁性の保護膜４７で被覆されている。
なお、半導体発光素子２の形態は、前記の半導体発光素子２（２ａ，２ｂ）の形態に限るものではなく、例えば、支持基板４１やウェハ貼り合わせ層４９がない形態であってもよい。
また、図２（ａ）、（ｂ）に示す半導体発光素子２（２ａ，２ｂ）を他の図面では更に簡略化して示す。

【0077】

半導体発光素子２としては、発光ダイオードを用いるのが好ましく、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色（波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光）、緑色（波長４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの光）の半導体発光素子２としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰ等を用いることができる。また、赤色（波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの光）の半導体発光素子２としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。なお、本発明のように、蛍光物質を用いた発光装置１とする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長の発光が可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に用いられる。そして、活性層４２ｂの材料やその混晶を調整することによって、発光波長を種々選択することができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子２を用いることもできる。なお、用いる半導体発光素子２の成分組成や発光色、大きさ等は、目的に応じて適宜選択することができる。
また、可視光領域の光だけでなく、紫外線や赤外線を出力する半導体発光素子２とすることもできる。

【0078】

（蛍光体層（無機粒子層））
図１に示すように、蛍光体層３は、無機蛍光体３１の粒子の凝集体を、無機材料からなる被覆層３２で被覆した無機粒子層である。本実施形態では、蛍光体層３は、半導体発光素子２の上面及び側面を被覆するように設けられている。蛍光体層３は、半導体発光素子２からの発光により、蛍光体層３に入射する光の一部又は全部を吸収し、入射した光とは異なる色の光を発光する色変換機能を有する層である。

【0079】

図１（ｂ）に示したように、蛍光体層３は、粒状の無機蛍光体３１の粒子が、無機材料からなる被覆層３２によって被覆されていると共に、この被覆層３２によって無機蛍光体３１の粒子及び半導体発光素子２、並びに粒子同士が固着され、粒状の無機蛍光体３１が一体化した発光装置を構成している。また、蛍光体層３の表面は、無機蛍光体３１の粒径に起因した凹凸が形成されている。更に、蛍光体層３の内部において、無機蛍光体３１の粒子間に空隙３３が形成されている。

【0080】

蛍光体層３に入射した光は、この空隙３３によって散乱され、蛍光体層３に含有される無機蛍光体３１に効率的に吸収されるため、空隙３３を有さない場合に比べて高い色変換効率を得ることができる。このため、同じ色変換率を得るためには、空隙３３を有さない場合よりも蛍光体層３の厚さを薄くすることができる。

【0081】

また、蛍光体層３の表面に、無機蛍光体３１の粒径に起因する凹凸を有するため、界面での全反射を低減して蛍光体層３から効率的に光を取り出すことができる。このため、この発光装置１は、高い発光効率を得ることができる。

【0082】

また、蛍光体層３は、透光性のアルカリ土類金属塩からなる無機結着材（不図示）が含まれていてもよい。無機結着材は、無機蛍光体３１と半導体発光素子２との間、及び／又は無機蛍光体３１同士を結着するものである。この無機結着材は、無機蛍光体３１を半導体発光素子２の表面に積層する製造工程において添加されたものであり、無機材料からなる被覆層３２によって、無機蛍光体３１の粒子と半導体発光素子２との間、及び無機蛍光体３１の粒子同士を被覆する強固の結着する被覆層３２が形成されるまで、無機蛍光体３１の粒子が散逸しないように結着させる結着材である。

【0083】

また、蛍光体層３は、無機フィラー、金属粉などの導電体粒子などが含まれるようにしてもよい。例えば、無機フィラーの添加によって、蛍光体層３に入射した光を散乱、拡散させたり、前記したストークスロスによる発熱を効率的に半導体発光素子２に伝導することで、放熱性を向上させたりすることができる（なお、フィラー粒子を含む形態については、図１１（ｂ）を参照して後記する）。また、無機フィラーの添加によって、蛍光体層３における無機蛍光体３１の含有率を調整することができる。また、添加する無機フィラーの粒径や形状によって、空隙３３の形状、空隙率、蛍光体層３の表面の凹凸形状を調整することができる。
また、導電体粒子の添加によって、前記したストークスロスによる発熱を効率的に半導体発光素子２に伝導することで、放熱性を向上させることができる。

【0084】

無機フィラーとしては、例えば、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、銀、シリカ（ヒュームシリカ、沈降性シリカ等）、チタン酸カリウム、ケイ酸バリウム、ガラスファイバー、カーボン、ダイヤモンド等及びこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。
また、酸化タンタル、酸化ニオブ、希土類酸化物など、主に光吸収の少ない透光性材料や、特定の波長の光を反射又は吸収する無機化合物を用いることができる。
なお、無機フィラーは、後記する無機蛍光体３１の粒径と同程度のものや、やや小さいものあるいはやや大きいものを用いることができる。

【0085】

また、蛍光体層３は、無機蛍光体３１の粒子の凝集体を被覆層３２で連続的に被覆して一体化した層であるが、保護層や反射防止層などを更に積層するようにしてもよい。この場合、半導体発光素子２の表面から、保護層や反射層などを含めた蛍光体層３の上面までの膜厚である蛍光体層３の総膜厚は、１０〜３００μｍ程度とすることが好ましい（なお、保護層を含む形態については、図１１（ａ）を参照して後記する）。

【0086】

また、蛍光体層３は、無機蛍光体３１の粒子の凝集体であるため、それらの粒径によって膜厚は影響されるが、実質的に色変換に寄与する蛍光体層３の厚さが、１〜１００μｍ程度のものを用いることができ、５〜７０μｍとすることが好ましく、１０〜５０μｍとすることがより好ましい。なお、「実質的に色変換に寄与する蛍光体層」とは、前記した保護層や反射層を除き、無機蛍光体３１の粒子の凝集体を被覆層３２で連続的に被覆して一体化した層を指す。
この蛍光体層３の厚さ（実質的に色変換に寄与する蛍光体層の厚さ及び総膜厚）は、走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。

【0087】

また、従来の焼結セラミックスなどからなる蛍光体の成形体に比べ、蛍光体層３における無機蛍光体３１の含有率を高くして、また空隙３３の存在によって、同じ色変換率を得るための蛍光体層３の膜厚を薄くすることができる。このため、蛍光体層３に含有される無機蛍光体３１で生じたストークス発熱を、放熱機能を持つ半導体発光素子２へ迅速に伝導することができる。すなわち、放熱性の優れた発光装置１とすることができる。

【0088】

（無機蛍光体（波長変換部材））
無機蛍光体３１は、蛍光体層３に入射した光を吸収し、入射光の色とは異なる色の光を発光する無機材料からなる蛍光体である。
無機蛍光体３１として使用される蛍光体材料は、励起光である入射光を吸収して、異なる色（波長）の光に色変換（波長変換）するものであればよい。特に、無機蛍光体３１が、紫外光ないし青色光を吸収して、青色光ないし赤色光を放出する材料であることが好ましい。

【0089】

また、無機蛍光体３１の粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．１〜１００μｍ程度のものを用いることができ、取り扱いやすさの観点から、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは２〜３０μｍのものを用いることができる。
なお、平均粒径の値は、空気透過法又はＦ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．Ｎｏ（Ｆｉｓｈｅｒ−ＳｕｂＳｉｅｖｅ−Ｓｉｚｅｒｓ−Ｎｏ．）によるものとする（いわゆるＤバー（Ｄの上にバー）で表される値）。

【0090】

また、レーザ回折式粒度分布測定装置（例えば、島津製作所製のＳＡＬＤシリーズなど）又は電気抵抗式粒度分布装置（例えば、コールター（ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ）社製のコールターカウンターなど）で測定される中心粒径Ｄｍ（Median Diameter）と前記した平均粒径Ｄバーとの比である（Ｄｍ／Ｄバー）を、無機蛍光体３１の粒子の分散性を示す指標とした場合に、この指標値が１に近いほど好ましい。すなわち、指標値が１に近いほど粒子の分散性が高く（粒子が凝集せず）、応力の少ない蛍光体層３を形成することができる。これによって、蛍光体層３におけるクラックの発生を抑制することができる。

【0091】

また、無機蛍光体３１は、１種類だけでなく、複数種類の無機蛍光体３１の粒子を混合して用いてもよい。また、複数種類の無機蛍光体３１の粒子層を順次積層するようにしてもよい。

【0092】

無機蛍光体３１として用いる具体例としては、以下のものを挙げることができる。
例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ハロゲンホウ酸塩蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類硫化物蛍光体、アルカリ土類チオガレート蛍光体、チオケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、アルカリ金属ハロゲンケイ酸塩蛍光体、アルカリ金属ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。

【0093】

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体は、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：ＥｕのほかＭＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、Ｍ_１．８Ｓｉ_５Ｏ_０．２Ｎ_８：Ｅｕ、Ｍ_０．９Ｓｉ_７Ｏ_０．１Ｎ_１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。

【0094】

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

【0095】

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活されるサイアロン系蛍光体は、Ｍ_ｐ／２Ｓｉ_{１２−ｐ−ｑ}Ａｌ_ｐ＋ｑＯ_ｑＮ_１６−ｐ：Ｃｅ、Ｍ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。ｑは０〜２．５、ｐは１．５〜３である。）などがある。

【0096】

Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ_５（ＰＯ_４）_３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれかである。）などがある。

【0097】

アルカリ土類金属ハロゲンホウ酸塩蛍光体には、Ｍ_２Ｂ_５Ｏ_９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれかである。）などがある。

【0098】

アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれかである。）などがある。

【0099】

アルカリ土類金属ケイ酸塩蛍光体には、Ｍ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ（Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

【0100】

アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕなどがある。

【0101】

アルカリ金属ハロゲンケイ酸塩蛍光体には、ＭＳｉＸ_６：Ｍｎ（Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上であり、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる１種以上であり、またＳｉの一部をＧｅで置換することができる）、Ｌｉ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ、Ｋ_２（ＳｉＧｅ）Ｆ_６：Ｍｎの組成式で表される蛍光体がある。

【0102】

Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ_０．８Ｇａ_０．２）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅの組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどもある。

【0103】

その他の蛍光体には、ＭＳ：Ｅｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、０．５ＭｇＦ_２・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ_２、ＭＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。これらの蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。

【0104】

また、前記した蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。

【0105】

これらの蛍光体は発光素子からの励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有するものを使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有するものも使用することができる。これらの蛍光体を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する発光装置を製造することができる。

【0106】

例えば、光源として青色に発光するＧａＮ系又はＩｎＧａＮ系化合物半導体発光素子を用いて、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ若しくは（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅの蛍光体に照射し、色変換を行うようにし、発光素子からの光と、蛍光体からの光との混合色により白色に発光する発光装置を提供することができる。

【0107】

例えば、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ又はＳｒＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕと、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光するＣａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ又はＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕと、からなる３種の蛍光体を使用することによって、演色性に優れた白色に発光する発光装置を提供することができる。これは、光の三原色である赤・青・緑を使用しているため、蛍光体の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。

【0108】

なお、無機蛍光体３１の具体例として前記した蛍光体中には、例えば、非酸化物系の蛍光体である硫化物系蛍光体、ハロゲンケイ酸塩系蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体等のように、熱により母体が分解したり賦活剤が失活したりしやすいものがある。また、フッ化物蛍光体のように、水分により潮解するなど、雰囲気により劣化するものがある。

【0109】

本発明では、発光装置１を形成する際に、焼結やガラス封止による成形のような高温となることがないため、熱により劣化しやすい、例えば、非酸化物系の蛍光体であるＣＡＳＮやＳＣＡＳＮのような窒化物蛍光体を用いることができる。
また、本発明では、無機蛍光体３１は、好ましくは後記する原子層堆積法により形成される被覆層３２によって緻密に被覆されるため、水分により潮解しやすい、例えば、ＬｉＳｉＦ_４：Ｍｎのようなフッ化物蛍光体を用いることができる。
なお、半導体発光素子２に無機蛍光体３１を直接接合させる場合には、温度特性の良い無機蛍光体３１として、前記したＹＡＧ、ＣＡＳＮ、ＳＣＡＳＮ等が用いられる場合が多い。その他、ＬＡＧ、βサイアロン、αサイアロン等を用いてもよい。

【0110】

（被覆層）
被覆層３２は、粒状の無機蛍光体３１の粒子を被覆すると共に、当該粒子及び半導体発光素子２、並びに粒子同士を固着させる透光性の被膜である。すなわち、被覆層３２は、無機蛍光体３１の保護層としての機能と、バインダーとしての機能と、熱伝導経路としての機能とを有するものである。

【0111】

被覆層３２としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＴｉＮ、ＡｌＮなどから構成される群から選ばれる少なくとも１種の化合物を好適に用いることができる。また、被覆層３２は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition；原子層堆積）法やＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；有機金属化学的気相成長）法、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition；プラズマＣＶＤ）法、大気圧プラズマ成膜法などによって形成することができる。

【0112】

特に、ＡＬＤ法は、形成される被膜が緻密であり、段差（凹凸）を有する形状の被覆性が高く、均一な厚さの被膜を形成することができるため好ましい。また、ＡＬＤ法により形成される被覆層３２は、膜厚が薄くても、無機蛍光体３１の粒子を良好に被覆すると共に、無機蛍光体３１の粒子の凝集体を一体化することができ、蛍光体層３の膜厚を更に薄く形成することができる。このため、無機蛍光体３１の粒子で生じたストークス発熱を、薄い被覆層３２を介して放熱機能を持つ半導体発光素子２へ迅速に伝導することができる。これによって、放熱性の優れた発光装置１を形成することができる。なお、良好な放熱性を得るために、蛍光体層３の膜厚を前記した範囲とすることが好ましく、また、被覆層３２の膜厚を後記する範囲とすることが好ましい。

【0113】

また、ＡＬＤ法により形成される被覆層３２の原料には常温から３００℃以下に蒸気圧を持つ有機金属材料、金属ハロゲン化物等が用いられる。特に、ＡＬＤ法で形成したＡｌ_２Ｏ_３からなる被膜は、水分などの雰囲気に対するバリア性が高く、好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３膜を形成するための原料には、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）と水とが用いられる。

【0114】

また、被覆層３２の膜厚は、平均厚さで１０ｎｍ〜５０μｍとすることができ、好ましくは５０ｎｍ〜３０μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍとすることができる。
なお、被覆層３２の膜厚は、無機蛍光体３１の粒子（無機フィラーなどを添加している場合は、無機蛍光体３１及び無機フィラーなどの粒子）を均一に被覆している部分の厚さを指す。

【0115】

なお、被覆層３２は、前記した化合物による単一層として形成することも、異種材料による多層膜として形成することもできる。多層膜で形成する場合には、例えば、第１層（無機蛍光体３１に接する層）としてＡＬＤ法による緻密な層を形成し、次いで第２層として、ＰＥＣＶＤ法や大気圧プラズマ成膜法などの成膜速度の速い手法で成膜することもできる。

【0116】

（空隙）
空隙３３は、半導体発光素子２の表面に積層された無機蛍光体３１の粒子間の隙間として形成されるものである。すなわち、空隙３３は、半導体発光素子２と無機蛍光体３１と被覆層３２との何れかによって取り囲まれた空間である。なお、蛍光体層３に、無機フィラーや導電性粒子などの、無機蛍光体３１以外の粒子が含まれる場合は、空隙３３は、無機蛍光体３１を含めたこれらの粒子間の隙間として形成される。

【0117】

空隙３３は、蛍光体層３に入射した光を散乱させ、入射光を効率的に無機蛍光体３１に吸収させることができる。空隙率は、１〜５０％程度とすることが好ましく、より好ましくは５〜３０％である。空隙率の最適値は、無機蛍光体３１の粒径と被覆層３２の膜厚とに依存するが、空隙率を１％以上とすることで、効果的に入射光を散乱させることができ、５０％以下とすることで、蛍光体層３を薄肉化した場合でも、色変換に十分な無機蛍光体３１の含有量とすることができる。

【0118】

また、前記した空隙率の範囲で空隙３３を設けることにより、半導体発光素子２と蛍光体層３との間の線膨張係数の差が大きい場合でも、製造工程や製造後の使用時における温度上昇によって発光装置に掛かる歪を吸収し、クラックの発生を防止することができる。

【0119】

なお、蛍光体層３における空隙率は、無機蛍光体３１の平均粒径と、被覆層３２の膜厚とを、それぞれ前記した範囲で調整することにより制御することができる。すなわち、無機蛍光体３１の平均粒径に応じて、被覆層３２の膜厚を定めることで、所望の空隙率となる空隙３３を形成することができる。また、蛍光体層３に無機フィラーを添加する場合は、無機蛍光体３１の粒子と無機フィラーの粒子とを合わせた平均粒径と、被覆層３２の膜厚とによって空隙率を制御することができる。また、空隙率の制御には、更に粒子の形状及び粒子の分散性を考慮することが好ましい。

【0120】

（空隙の充填物）
また、空隙３３を充填物で埋めるようにしてもよい。充填物としては、空気層（Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２等の混合気体）などの気体が好ましい。但し、これに限定されず、無機化合物（例えば、ＡｌＯＯＨ、ＳｉＯｘ等）、無機原料（例えば、ポリシラザン等）、ガラスやナノ無機粒子等の固体が、充填物の一部もしくは全部を占めるようにしてもよい。このような固体の充填物の原料として、液体ガラス材料、ゾルゲル材料などの、無機化合物を含有する液体を挙げることができる。また、前記したような無機化合物を含有する液体の溶媒として、水、有機溶媒、更にはシリコーンやフッ素樹脂などの無機物を主体とする樹脂を用いることもできる。

【0121】

なお、空隙３３に設けられるこれらの固体の充填物は、被覆層３２を構成する材料と同じ材料を含むようにしてもよい。この場合には、被覆層３２と空隙３３の充填物とで、互いに屈折率や透過率などの物性が異なるようにすることが好ましい。このために、例えば、被覆層３２がＡＬＤ法で形成されたＡｌ_２Ｏ_３とし、空隙３３の充填物がゾルゲル法で形成されたＡｌ_２Ｏ_３とすることができる。このように形成方法が異なることにより、結晶性や密度が異なり、前記した物性を異なるようにすることができる。
このように空隙３３を、被覆層３２とは物性の異なる材料で充填することにより、蛍光体層３に入射した光の拡散や取り出しを制御することができる。

【0122】

発光装置の他の実施形態として、図３に示すように、半導体発光素子２の少なくとも上面に透光性層５を有していてもよい。
すなわち、図３に示すように、発光装置１Ａは、半導体発光素子２の側面及び上面に透光性層５を有し、透光性層５を介して半導体発光素子２の側面及び上面に蛍光体層３が設けられている。

【0123】

（透光性層）
透光性層５は、後記する蛍光体層形成工程Ｓ１４，Ｓ２６，Ｓ３３（図４、７、９参照）において、半導体発光素子２の表面に電気沈着法又は静電塗装法により、無機蛍光体３１の粒子層３４を形成するための電極として用いるために形成された導電体層６（図５（ｂ）参照）を透明化したもの、もしくは透明導電体層である。従って、透光性層５は、後記する製造工程において導電性を有し、その後に透明化が可能な材料か、導電性を有する透光性の材料を用いることができる。

【0124】

導電性を有し、後に透明化が可能な材料としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｉｎから選択された少なくとも一種を含む金属材料を挙げることができる。例えば、Ａｌは、９０℃程度の熱水に晒すことで酸化でき、透光性のＡｌ_２Ｏ_３に変化させることができる。また、このようにＡｌは比較的低温で酸化させて、透明化することができるため好ましい。この場合は、Ａｌ_２Ｏ_３膜が透光性層５として形成される。更にまた、被覆層３２としてＡｌ_２Ｏ_３膜を形成する場合は、同じ材料であるため、被覆層３２と透光性層５とが良好に密着する。このため、無機蛍光体３１を水分などの雰囲気から良好に保護すると共に、蛍光体層３の半導体発光素子２からの剥離が防止される。Ａｌ以外の材料についても、透光性層５と被覆層３２とが同じ材料となるようにすることで、透光性層５と被覆層３２との間の良好な密着性が得られるため好ましい。

【0125】

また、導電体層６を透光性層５に変換する他の方法として、アンモニア水による処理を用いることができる。例えば、導電体層６の材料としてＡｌ又はＺｎを用いた場合は、アンモニア水で処理することにより、それぞれ透光性のＡｌ（ＯＨ）_３（水酸化アルミニウム）、Ｚｎ（ＯＨ）_２（水酸化亜鉛）に変換することができる。また、これらはゲル状の物質として生成するため、無機蛍光体３１の粒子同士の結着材としての効果も期待できる。

【0126】

また、導電性を有する透光性の材料としては、例えば、Ｚｎ（亜鉛）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｇａ（ガリウム）及びＭｇ（マグネシウム）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む導電性金属酸化物が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ₂Ｏ₃）、ＳｎＯ₂、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ₂）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ₂）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ₂）、ＭｇＯなどの導電性金属酸化物がある。
なお、導電性を有する透光性の材料を用いた場合は、後記する製造方法において、導電体層透明化工程Ｓ１５，Ｓ２７（図４、７参照）を省略することができる。

【0127】

なお、蛍光体層３の内部構成は、図１（ｂ）に示した実施形態に係る発光装置１の蛍光体層３と同様である。また、図３において、空隙３３の記載は省略している。

【0128】

≪発光装置の製造方法≫
次に、本発明に係る発光装置の製造方法について、図４〜１０を参照して説明する。ここでは、３とおりの製造方法について説明する。

【0129】

（第１の製造方法）
図４に示すように、第１の製造方法は、図３に示した発光装置１Ａの製造方法であり、半導体発光素子製造工程Ｓ１１と、配列工程Ｓ１２と、導電体層形成工程Ｓ１３と、蛍光体層形成工程Ｓ１４と、導電体層透明化工程Ｓ１５と、被覆層形成工程Ｓ１６と、最終個片化工程Ｓ１７と、を含み、この順で行われる。
なお、ここでは、複数の発光装置１Ａを製造することを前提として、配列工程Ｓ１２、最終個片化工程Ｓ１７を含むものとして説明する。また、後記するように、製造方法の条件によっては、導電体層形成工程Ｓ１３、導電体層透明化工程Ｓ１５は含まないものであってもよい。
以下、図５を参照（適宜図１〜４参照）して、各工程について詳細に説明する。

【0130】

（半導体発光素子製造工程）
半導体発光素子製造工程Ｓ１１は、個片化された半導体発光素子２を製造する工程である。この工程により、図２（ａ）に示す構造の半導体発光素子２ａを製造する。

【0131】

この半導体発光素子２ａの製造は、従来公知の方法で行えばよい。例えば、サファイア（Ｃ面）からなる支持基板４１上に、ＭＯＶＰＥ（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）反応装置にて、ｎ型半導体層４２ａ、活性層４２ｂ、ｐ型半導体層４２ｃを構成するそれぞれの窒化物半導体を順次成長させる（窒化物半導体の各層を成長させた基板を、適宜、ウェハという）。次に、レジストマスクを形成してエッチングを行い、レジストを除去し、その後、反射電極（あるいは透明電極）４５、カバー電極４６を構成する膜をスパッタリングにて成膜する。さらに、レジストマスクを形成してエッチングを行い、レジストを除去し、その後、ｐ側電極４４及びｎ側電極４３をスパッタリングにて設ける。そして、保護膜４７をスパッタリングにて成膜し、レジストマスクを形成してエッチングを行い、レジストを除去する。さらにエッチングによりｐ側電極４４及びｎ側電極４３を露出させる。そして、ダイシング等により、ウェハを個片化する。

【0132】

（配列工程）
配列工程Ｓ１２は、半導体発光素子２を平板状の治具に所定の間隔を空けて配列する工程である。
配列工程Ｓ１２において、図５（ａ）に示すように、半導体発光素子製造工程Ｓ１１で製造した半導体発光素子２を、電極４３，４４面を下側にして、所定の間隔を空けて粘着シート（図示省略）が貼付された治具５０上に配列する。その際、電極４３，４４に例えば図示しないバンプ等を設けて高さを調整してもよい。治具５０上に配列された半導体発光素子２は、粘着シートによって治具５０に貼付され、その位置が保持される。

【0133】

なお、配列工程Ｓ１２において、半導体発光素子２を、例えば、コレットを用いて１個ずつ半導体発光素子２を吸着し、治具５０上に配列することができる。

【0134】

ここで、治具５０は、半導体発光素子２の配列を保持する板状の部材である。治具５０としては、剛性を有するセラミックス、ガラス、金属、プラスチックなどの板状部材を用いることができる。

【0135】

（導電体層形成工程）
導電体層形成工程Ｓ１３程は、配列工程Ｓ１２と蛍光体層形成工程Ｓ１４との間に、半導体発光素子２の表面に金属からなる導電体層６を形成する工程である。
導電体層形成工程Ｓ１３において、図５（ｂ）に示すように、治具５０に配置された半導体発光素子２の上面及び側面が被覆されるように、治具５０及び半導体発光素子２の表面に導電体材料（金属材料）からなる導電体層６を形成する。導電体層６としては、後工程である導電体層透明化工程Ｓ１５で透明化できる材料として、例えば、Ａｌを用いることができる。導電体層６は、例えば、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法などにより形成することができる。

【0136】

また、導電体材料として、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの前記した透光性を有する材料を用いて、導電体層６を、例えば、スパッタリング法や蒸着法などの物理的方法、あるいはスプレー法やＣＶＤ（化学気相成長）法などの化学的方法などにより形成することができる。なお、導電体層６を、透光性材料を用いて形成した場合は、導電体層透明化工程Ｓ１５を省略することができる。
なお、半導体発光素子２の支持基板４１を剥離することで、導電性エピタキシャル層により導電性を付与することもできる。

【0137】

なお、本明細書において「透光性を有する」とは、半導体発光素子２から発する光（第１の色の光）及び蛍光体層３によって色変換された光（第２の色の光）に対して透光性を有することをいう。

【0138】

（蛍光体層形成工程（無機粒子層形成工程））
蛍光体層形成工程Ｓ１４は、半導体発光素子２の表面に、半導体発光素子２が発光する第１の色の光を吸収し、第１の色とは異なる第２の色の光を発光する無機材料からなる波長変換部材（無機蛍光体３１）の粒子を含有する凝集体（粒子層３４）を形成する工程である。
蛍光体層形成工程Ｓ１４において、図５（ｃ）に示すように、導電体層６を一方の電極として、電気沈着（電着）法又は静電塗装法により、半導体発光素子２の表面（上面及び側面）に、導電体層６を介して無機蛍光体３１の粒子層３４を形成する。
なお、半導体発光素子２が絶縁体であっても、導電体である金属を導電体層６として用いることで、導電体層６を電極として、電気沈着法や静電塗装法により無機蛍光体３１の粒子層３４を形成することができる。

【0139】

なお、蛍光体層３に無機フィラーや導電性粒子などの無機粒子を添加する場合は、粒子層３４は、無機蛍光体３１の粒子と、これらの粒子との凝集体となる。

【0140】

ここで、電気沈着法を用いた場合の蛍光体層形成工程Ｓ１４について詳細に説明する。
電気沈着法によれば、室温下で、粒状の無機蛍光体３１を懸濁させた溶液を入れた電着槽に、一方の電極となる、導電体層６が形成された半導体発光素子２と、他方の電極となる対電極とを浸漬させ、電極間に電圧を印加する。なお、半導体発光素子２側には、無機蛍光体３１が帯電する極性と異なる極性の電圧を印加する。これによって、無機蛍光体３１の粒子が電気泳動して、導電体層６を介して半導体発光素子２に付着する。無機蛍光体３１の粒子層３４の厚さは、電極間に通電する電流及び時間で定められるクーロン量を調整することで制御することができる。

【0141】

この電気沈着法に用いる溶媒は、特に限定されないが、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などのアルコール系溶媒を好適に用いることができる。

【0142】

また、無機蛍光体３１の粒子及び半導体発光素子２、並びに無機蛍光体３１の粒子同士を結着させるための無機結着材を溶液中に添加することが好ましい。無機結着材は、電気沈着法によって積層した無機蛍光体３１の粒子を、後工程である被覆層形成工程Ｓ１６で被覆層３２が形成されるまで、散逸させないようにするためのものである。無機結着材としては、例えば、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオンなどのアルカリ土類金属イオンを用いることができる。添加したアルカリ土類金属イオンは、水酸化物や炭酸塩として析出して結着力を発揮する。これらの水酸化物や炭酸塩は、無色透明であるため、製造後の蛍光体層３中に残存しても色変換効率を低下することがない。また、無機物であるため、経時変化により色変換効率を低下させることもない。

【0143】

また、無機蛍光体３１の電気泳動を効率的に行わせるために、溶液中に金属塩などの帯電制御剤を添加することが好ましい。また、帯電制御剤は、溶液中に添加せず、無機蛍光体３１の粒子にコーティングするようにしてもよい。

【0144】

なお、本実施形態では、蛍光体層形成工程Ｓ１４において、電気沈着法により無機蛍光体３１の粒子層３４を形成するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、半導体発光素子２を一方の電極として、静電塗装法を用いることもできる。また、蛍光体層３を上面に形成する場合は、遠心沈降法を用いることもできる。その他に、パルススプレー法を用いることもできる。また、前記した方法を組み合わせて用いることもできる。

【0145】

なお、遠心沈降法又はパルススプレー法を用いて無機蛍光体３１の粒子層３４を形成する場合は、導電体層６の形成は不要である。この場合は、導電体層形成工程Ｓ１３及び導電体層透明化工程Ｓ１５は省略することができる。この場合は、透光性層５を有さずに、非導電性の透光性を有する半導体発光素子２の表面に蛍光体層３が直接に設けられた構成の発光装置１が形成される。

【0146】

（導電体層透明化工程）
導電体層透明化工程Ｓ１５は、蛍光体層形成工程Ｓ１４と被覆層形成工程Ｓ１６との間で、導電体層６の金属を酸化して透明化する工程である。
導電体層透明化工程Ｓ１５において、図５（ｄ）に示すように、導電体層６を透明化して、透光性層５に変化させる。導電体層６をＡｌ膜で形成した場合は、例えば、９０℃程度の熱水に晒すことでＡｌを酸化し、透光性のＡｌ_２Ｏ_３膜に変化させることができる。
また、導電体層６をＡｌ膜で生成した場合は、アンモニア水で処理して、Ａｌを透光性のＡｌ（ＯＨ）_３に変化させることもできる。

【0147】

また、導電体層６を形成する金属を溶解させ、除去するようにしてもよい。導電体層６を除去する方法としては、酸による溶解反応を用いることができる。酸としては、例えば、ＨＣｌ（塩酸）、Ｈ_２ＳＯ_４（硫酸）、ＨＮＯ_３（硝酸）、その他の無機酸又は有機酸の水溶液を用いることができる。例えば、導電体層６の材料としてＡｌを用いた場合は、酸水溶液に浸漬させることで、Ａｌ^３＋となり酸水溶液に溶解して除去される。

【0148】

更に、導電体層６の材料としてＡｌ、Ｚｎ又はＳｎなどの両性金属を用いた場合は、導電体層６を除去する方法として、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）又はその他のアルカリ水溶液による溶解反応を用いることができる。例えば、導電体層６の材料としてＡｌ、Ｚｎ又はＳｎを用いた場合は、水酸化ナトリウム水溶液と反応させることで、それぞれＮａ［Ａｌ（ＯＨ）_４］、Ｎａ_２［Ｚｎ（ＯＨ）_４］］、Ｎａ_２［Ｓｎ（ＯＨ）_４］などの錯イオンを生成してアルカリ水溶液に溶解して除去される。

【0149】

なお、導電体層６を除去する場合は、透光性層５を有さずに、非導電性の透光性を有する半導体発光素子２の表面に蛍光体層３が直接に設けられた構成の発光装置１が形成される。

【0150】

（被覆層形成工程）
被覆層形成工程Ｓ１６は、半導体発光素子２の表面及び波長変換部材（無機蛍光体３１）の粒子の表面を連続的に被覆する無機材料からなる被覆層３２を形成する工程である。
被覆層形成工程Ｓ１６において、図５（ｅ）に示すように、蛍光体層形成工程Ｓ１４で形成した無機蛍光体３１の粒子層３４を被覆し、粒子同士を固着させる被覆層３２を形成する。被覆層形成工程Ｓ１６において、被覆層３２は、ＡＬＤ法やＭＯＣＶＤ法などによって形成することができる。無機蛍光体３１の粒子は被覆層３２によって被覆されると共に、無機蛍光体３１の粒子及び透光性層５、並びに無機蛍光体３１の粒子同士が固着して、一体化した発光装置が得られる。

【0151】

また、透光性層５と被覆層３２とを同じ材料で形成した場合は、蛍光体層３と透光性層５との密着性がよく、透光性層５に接する無機蛍光体３１の水分などの雰囲気に対する良好なバリア性が得られると共に、蛍光体層３が半導体発光素子２から剥離しにくくすることができる。

【0152】

また、空隙３３に、空気層以外の充填物として固体を設ける場合は、被覆層形成工程Ｓ１６の後に続いて、以下に説明するようにして行うことができる。なお、被覆層形成工程Ｓ１６を行った後の空隙３３には、空気が充填されている。

【0153】

固体の充填物は、溶媒中に固体を分散させた溶液（固体含有液体）を空隙３３内に充填し、溶媒を揮発させた後に、低温過熱して固体化することで設けることができる。例えば、液体ガラス、ゾルゲル材料などの固体含有液体を、蛍光体層３上に滴下又は塗布等によって設け、真空にする。これにより、空隙３３内を充填している空気を空隙３３から除去すると共に、入れ替わりに固体含有液体を空隙３３内に充填することができる。その後、固体含有液体の溶媒が揮発する温度とすることで、空隙３３内に固体の充填物を設けることができる。なお、溶媒を揮発させるために加熱する温度は、３００℃程度以下の比較的低温であることが好ましい。

【0154】

（ＡＬＤ法による被覆層形成工程）
ここで、図６を参照して、ＡＬＤ法を用いた場合の被覆層形成工程Ｓ１６について詳細に説明する。図６に示すように、本実施形態における被覆層形成工程Ｓ１６は、プリベーク工程Ｓ１２１と、試料設置工程Ｓ１２２と、成膜前保管工程Ｓ１２３と、第１原料供給工程Ｓ１２４と、第１排気工程Ｓ１２５と、第２原料供給工程Ｓ１２６と、第２排気工程Ｓ１２７と、を含み、第１原料供給工程Ｓ１２４から第２排気工程Ｓ１２７は、所定回数繰り返し行われる。

【0155】

（プリベーク工程）
まず、プリベーク工程Ｓ１２１において、半導体発光素子２の上面及び側面に無機蛍光体３１の粒子層３４が形成された試料を、オーブンを用いて加熱するベーキング処理を行う。
本実施形態では、Ｈ_２Ｏ（水）を第１原料、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を第２原料とし、Ａｌ_２Ｏ_３膜を被覆層３２として形成する。このため、良好に成膜を行うために、成膜前の試料に含まれる水分などを蒸発させることで可能な限り除去することが好ましい。

【0156】

ベーキング処理は、例えば、試料を１２０℃のオーブンで２時間程度加熱することで行うことができる。
（試料設置工程）
次に、試料設置工程Ｓ１２２において、被覆層３２の成膜を行うために、試料を反応容器（不図示）に投入する。この反応容器は、第１原料供給ライン、第２原料供給ライン、窒素ガス供給ライン及び真空ライン（何れも不図示）などに接続されている。

【0157】

（成膜前保管工程）
次に、成膜前保管工程Ｓ１２３において、試料を保管した反応容器内を、例えばロータリーポンプが接続された真空ラインを介して低圧状態にし、反応容器内の状態を安定化させる。また、このときに、反応容器内に窒素ガスを導入し、空気などの不要物を反応容器から排気する。

【0158】

反応容器内の圧力は、例えば、０．１〜１０ｔｏｒｒ（１３３〜１３３３２Ｐａ）程度、窒素ガスの流量は２０ｓｃｃｍ（３３×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／ｓ）程度、安定化のためにこの状態を維持する時間は１０分間程度とすることができる。
また、反応容器内の温度は、例えば、１００℃程度とすることができるが、成膜温度は５０〜５００℃の範囲内で自由に設定することができる。以降の成膜中は、この温度を維持するのが一般的であるが、これに限定されず、途中で温度を変更するようにしてもよい。

【0159】

なお、成膜中の温度は、適宜に設定することができるが、用いる無機蛍光体３１の耐熱性を考慮して５０〜５００℃程度の範囲で設定することが好ましく、１００〜２００℃とすることが更に好ましい。ＡＬＤ法による成膜は、焼結法による成形や、ＭＯＣＶＤ法による成膜と比較しても低温で行うことができる。このため、特に耐熱性の低いＣＡＳＮ、ＳＣＡＳＮなどの赤色に発光する無機蛍光体３１を用いた発光装置１（１Ａ）を作製することができる。

【0160】

（第１原料供給工程）
次に、第１原料供給工程Ｓ１２４において、第１原料であるＨ_２Ｏを反応容器に導入する。Ｈ_２Ｏは、常温の蒸気として導入する。Ｈ_２Ｏを導入後、導入したＨ_２Ｏが試料の全面に行き渡るまで所定の時間待機して、試料の全面で反応させる。なお、Ｈ_２Ｏの導入は、第１原料供給工程Ｓ１２４の所要時間に対して、Ｈ_２Ｏの蒸気を、例えば０．００１〜１秒などの短時間に反応容器に導入する。
但し、原料の導入時間は試料の表面積、装置の体積、単位時間当たりの原料供給量に応じて決めることができる。原料であるＨ_２Ｏを導入後は、試料の全面の反応に必要な十分な時間をかける。

【0161】

（第１排気工程）
次に、第１排気工程Ｓ１２５において、反応容器に真空ラインを接続すると共に、窒素ガスを導入し、反応に寄与しなかった過剰のＨ_２Ｏ及び副生成物を反応容器から排気する。なお、本工程における副生成物とは、メタンガスである。

【0162】

（第２原料供給工程）
次に、第２原料供給工程Ｓ１２６において、第２原料であるＴＭＡを反応容器に導入する。ＴＭＡは、常温の蒸気として導入する。ＴＭＡを導入後、導入したＴＭＡが試料の全面に行き渡るまで、所定の時間待機する。なお、ＴＭＡの導入は、前記したＨ_２Ｏの導入と同様に行うことができる。
但し、原料の導入時間は試料の表面積、装置の体積、単位時間当たりの原料供給量に応じて決めることができる。原料であるＴＭＡを導入後は、試料の全面の反応に必要な十分な時間をかける。

【0163】

（第２排気工程）
次に、第２排気工程Ｓ１２７において、反応容器に真空ラインを接続すると共に、窒素ガスを導入し、反応に寄与しなかった過剰のＴＭＡ及び副生成物を反応容器から排気する。

【0164】

本実施形態における成膜工程は、第１原料供給工程Ｓ１２４から第２排気工程Ｓ１２７を成膜の基本サイクルとして、所定の回数のサイクルを繰り返すものである。そのために、第２排気工程Ｓ１２７終了後に、このサイクルを所定回数行ったか判定し（ステップＳ１２８）、所定回数終了していない場合は（ステップＳ１２８でＮｏ）、第１原料供給工程Ｓ１２４に戻り、前記したサイクルを繰り返す。一方、所定回数終了した場合は（ステップＳ１２８でＹｅｓ）、被覆層形成工程を終了する。

【0165】

ＡＬＤ法によれば、成膜の基本サイクルを１回行うことで、被覆層３２が原子層レベルを単位として積層される。このため、実行するサイクル数に応じて、被覆層３２の厚さを自在に制御することができる。
また、被覆層３２は、原子層レベルを単位として積層されるため、凹凸形状などの段差の被覆性が高く、また、ピンホールの極めて少ない緻密で、かつ均一な厚さの膜を形成することができる。
また、適度な厚さの被覆層３２を形成することで、無機蛍光体３１の粒子間の隙間を完全に埋めることなく、蛍光体層３に空隙３３（図１（ｂ）参照）として残すことができる。

【0166】

また、ＡＬＤ法によれば、無機蛍光体３１の粒子を緻密かつ均一に被覆するため、水分により劣化しやすいフッ化物蛍光体などを用いることができる。

【0167】

なお、フッ化物蛍光体のように、水分により劣化しやすい蛍光体を用いる場合は、次のようにすることが好ましい。まず、予め種々のコーティング法により無機蛍光体３１の粒子の表面を耐水コートしておく。次に、耐水コートを施した無機蛍光体３１を用いて短時間の内に、半導体発光素子２の表面に電気沈着法や静電塗装法などにより、粒子層３４を形成する。そして、ＡＬＤ法により、被覆層３２を形成することで、半導体発光素子２及び粒子層３４を一体化して発光装置１Ａとする。これによって、製造工程における水分の影響を防止しつつ発光装置１Ａを作製することができる。また、製造後において、被覆層３２により水分などの雰囲気から保護された、劣化しにくい発光装置１Ａとすることができる。

【0168】

（最終個片化工程）
最終個片化工程Ｓ１７は、被覆層３２が形成された半導体発光素子２を個片化する工程である。
図５（ｆ）に示すように、ここでは、ダイシングや研磨等により、治具５０上の被覆層３２を形成した半導体発光素子２が載置されていない部位、すなわち、被覆層３２を形成した半導体発光素子２同士の間の透光性層５及び蛍光体層３を除去する。さらに、被覆層３２を形成した半導体発光素子２を治具５０から剥離する。

【0169】

なお、図５では、説明をわかりやすくするために蛍光体層３、透光性層５、導電体層６を厚く記載しているため、図５（ｅ）において被覆層３２は半導体発光素子２の側面の一部を覆う形となっている。しかし、実際は蛍光体層３の膜厚を調整することで、半導体発光素子２の側面のほぼ全てを被覆層３２で覆うようにすることもできる。
また、被覆層３２を形成する前に半導体発光素子２同士の間の透光性層５を除去したり、被覆層３２を形成した後、半導体発光素子２同士の間の透光性層５及び蛍光体層３を除去した後に、半導体発光素子２の側面全体に被覆層３２を形成させたりしてもよい。よって、図５（ｆ）〜（ｈ）では、便宜上、半導体発光素子２の側面全体に被覆層３２が形成された状態を図示している。なお、蛍光体層３を形成する場合も同様に、蛍光体層３を形成する前に導電体層６を除去して半導体発光素子２の側面全体に蛍光体層３を形成させるようにしてもよい。

【0170】

そして、図５（ｇ）に示すように、このようにして製造された発光装置１Ａは、パッケージ１５の凹部１５ａ内に設けられる。パッケージ１５は、発光装置１Ａを実装するための実装基板である。パッケージ１５は、発光装置１Ａを実装する凹部１５ａを有し、凹部１５ａの上方が開口している。
ここで、半導体発光素子２が、フェースダウン実装するＦＤ素子の場合、電極４３，４４が、導電部材７３，７４上に実装される。一方、フェースアップ実装するＦＵ素子の場合、電極４３，４４は上を向き、支持基板４１側が導電部材７３上に実装される。そして、電極４３，４４と導電部材７３，７４とがワイヤ８０，８０により接続される。
この発光装置１Ａの実装方法は、接合部材として半田ペーストを用いた実装や、半田等を用いたバンプによる実装が用いられる。

【0171】

（第２の製造方法）
図７に示すように、第２の製造方法は、図３に示した発光装置１Ａの他の製造方法であり、半導体発光素子製造工程Ｓ２１と、配列工程Ｓ２２と、導電体層形成工程Ｓ２３と、中途個片化工程Ｓ２４と、予備実装工程Ｓ２５と、蛍光体層形成工程Ｓ２６と、導電体層透明化工程Ｓ２７と、被覆層形成工程Ｓ２８と、最終個片化工程Ｓ２９と、を含み、この順で行われる。
なお、ここでは、複数の発光装置１Ａを製造することを前提として、配列工程Ｓ２２、最終個片化工程Ｓ２９を含むものとして説明する。また、第１の製造方法と同様に、製造方法の条件によっては、導電体層形成工程Ｓ２３、導電体層透明化工程Ｓ２７は含まないものであってもよい。
以下、図８を参照（適宜図１〜３、図７参照）して、各工程について詳細に説明する。

【0172】

（半導体発光素子製造工程）
第２の製造方法における半導体発光素子製造工程Ｓ２１は、第１の製造方法における半導体発光素子製造工程Ｓ１１と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【0173】

（配列工程）
図８（ａ）に示すように、第２の製造方法における配列工程Ｓ２２は、第１の製造方法における配列工程Ｓ１２と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【0174】

（導電体層形成工程）
図８（ｂ）に示すように、第２の製造方法における導電体層形成工程Ｓ２３は、第１の製造方法における導電体層形成工程Ｓ１３と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【0175】

（中途個片化工程）
中途個片化工程Ｓ２４は、導電体層６が形成された半導体発光素子２を個片化する工程である。
中途個片化工程Ｓ２４において、ここでは、ダイシングや研磨等により、治具５０上の導電体層６を形成した半導体発光素子２が載置されていない部位、すなわち、導電体層６を形成した半導体発光素子２同士の間の導電体層６を除去する。さらに、導電体層６を形成した半導体発光素子２を治具５０から剥離する。

【0176】

（予備実装工程）
予備実装工程Ｓ２５は、半導体発光素子２を平板状の絶縁性基板６０に所定の間隔を空けて実装する工程である。
予備実装工程Ｓ２５において、図８（ｃ）に示すように、導電体層６が形成された半導体発光素子２を、電極４３，４４面を下側にして、所定の間隔を空けて、絶縁性基板６０に貼付された導電部材７１，７２を介して絶縁性基板６０上に配列して実装する。絶縁性基板６０上に実装された半導体発光素子２は、導電部材７１，７２上に載置され、その位置が保持される。
この半導体発光素子２の実装方法は、接合部材として半田ペーストを用いた実装や、半田等を用いたバンプによる実装が用いられる。

【0177】

なお、予備実装工程Ｓ２５において、半導体発光素子２を、例えば、コレットを用いて１個ずつ半導体発光素子２を吸着し、絶縁性基板６０上に実装することができる。

【0178】

ここで、絶縁性基板６０は、後記するパッケージ１５に実装後、電源と電極とを電気的に接続するための板状の部材である。すなわち、絶縁性基板６０は、この内部や側面等を通じて、後記するパッケージ１５に実装後、例えば導線等の導電性の部材により、導電部材７３と導電部材７１、及び、導電部材７４と導電部材７２とを電気的に接続する。あるいはワイヤボンディングによりこれらを導通させてもよい。ただし、導通させる方法はこれらに限るものではなく、どのようなものでもよい。絶縁性基板６０は、セラミックなどの板状部材を用いることができる。

【0179】

（蛍光体層形成工程（無機粒子層形成工程）)
図８（ｄ）に示すように、第２の製造方法における蛍光体層形成工程Ｓ２６は、第１の製造方法における蛍光体層形成工程Ｓ１４と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【0180】

（導電体層透明化工程）
図８（ｅ）に示すように、第２の製造方法における導電体層透明化工程Ｓ２７は、第１の製造方法における導電体層透明化工程Ｓ１５と同様であるから、詳細な説明は省略する。

【0181】

（被覆層形成工程）
図８（ｆ）に示すように、第２の製造方法における被覆層形成工程Ｓ２８は、第１の製造方法における被覆層形成工程Ｓ１６と同様であるから、詳細な説明は省略する。
なお、絶縁性基板６０上の被覆層３２を形成した半導体発光素子２が載置されていない部位、すなわち、被覆層３２を形成した半導体発光素子２同士の間の被覆層３２をエッチング等で除去したり、マスキングを施して被覆層３２が形成されないようにしたりしてもよい。

【0182】

（最終個片化工程）
最終個片化工程は、被覆層３２が形成された半導体発光素子２を個片化する工程である。
図８（ｇ）に示すように、ここでは、ダイシング等により絶縁性基板６０を切断して被覆層３２が形成された半導体発光素子２を個片化する。以上の工程により、図３に示した発光装置１Ａを製造することができる。

【0183】

そして、図８（ｈ）に示すように、このようにして製造された発光装置１Ａは、導電部材７１，７２及び絶縁性基板６０と一体となってパッケージ１５の凹部１５ａ内に設けられる。この際、発光装置１Ａは、パッケージ１５の凹部１５ａ内の底部に設けられた導電部材７３，７４上に、導電部材７１，７２及び絶縁性基板６０を介して実装される。なお、導電部材７３と導電部材７１、及び、導電部材７４と導電部材７２とは、例えば導線等の導電性の部材により、絶縁性基板６０の内部や側面等を通じて電気的に接続される。あるいはワイヤボンディングによりこれらを導通させる。ただし、導通させる方法はこれらに限るものではなく、どのようなものでもよい。
この発光装置１Ａの実装方法は、接合部材として半田ペーストを用いた実装や、半田等を用いたバンプによる実装が用いられる。

【0184】

（第３の製造方法）
図９に示すように、第３の製造方法は、図１に示した発光装置１の製造方法であり、半導体発光素子製造工程Ｓ３１と、予備実装工程Ｓ３２と、蛍光体層形成工程Ｓ３３と、被覆層形成工程Ｓ３４と、最終個片化工程Ｓ３５と、を含み、この順で行われる。
なお、ここでは、複数の発光装置１を製造することを前提として、予備実装工程Ｓ３２、最終個片化工程Ｓ３５を含むものとして説明する。
以下、図１０を参照（適宜図１〜３、図９参照）して、各工程について詳細に説明する。

【0185】

（半導体発光素子製造工程）
半導体発光素子製造工程Ｓ３１は、半導体発光素子２を製造する工程である。この工程により、図２（ｂ）に示す構造の半導体発光素子２ｂを製造する。

【0186】

この半導体発光素子２ｂの製造は、従来公知の方法で行えばよい。例えば、サファイア（Ｃ面）からなる基板（不図示）上に、ＭＯＶＰＥ反応装置にて、ｎ型半導体層４２ａ、活性層４２ｂ、ｐ型半導体層４２ｃを構成するそれぞれの窒化物半導体を順次成長させる。続いて、反射電極（Ａｇ）４５、及び、電流狭窄（誘電体）４８をスパッタリングにて設ける。その後、ウェハ貼り合わせ層４９をスパッタリングにて成膜し、Ｓｉ等の導電性を持った支持基板４１に、熱圧着等の方法で貼り合わせる。次にサファイア側からレーザーを当てるレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）法によりサファイア基板を剥離する。引き続いて、レジストマスクを形成して半導体層のパターニングを行い、レジストを除去し、その後、スパッタリングにてｎ側電極４３を設ける。そして、保護膜４７をスパッタリングにて成膜し、レジストマスクを形成してエッチングを行い、レジストを除去し、ｎ側電極１３を露出させる。一方、支持基板４１の裏面には、ｐ側電極４４をスパッタリングにて設ける。

【0187】

（予備実装工程）
予備実装工程Ｓ３２は、半導体発光素子２を、平板状の絶縁性基板６０に所定の間隔を空けて配列する工程である。
予備実装工程Ｓ３２において、図１０（ａ）に示すように、半導体発光素子２を、ｐ側電極４４面を下側にして、所定の間隔を空けて、絶縁性基板６０に貼付された導電部材７１を介して絶縁性基板６０上に配列して実装する。絶縁性基板６０上に実装された半導体発光素子２は、導電部材７１上に載置され、その位置が保持される。
この半導体発光素子２の実装方法は、接合部材として半田ペーストを用いた実装や、半田等を用いたバンプによる実装が用いられる。
一方、ｎ側電極４３と、絶縁性基板６０上に設けられた導電部材７２とをワイヤ８０により接続する。
このような垂直構造型の半導体発光素子２ｂにおいては、ｐ側電極４４とｎ側電極４３とがワイヤ８０を介して電気的に接続されていることで、半導体発光素子２ｂの側面及び上面が導通しているため、導電体層を設けることなく、電着が可能である。

【0188】

（蛍光体層形成工程（無機粒子層形成工程）)
図１０（ｂ）に示すように、第３の製造方法における蛍光体層形成工程Ｓ３３は、第１の製造方法における蛍光体層形成工程Ｓ１４と同様であるから、詳細な説明は省略する。なお、ここでは、ワイヤ８０の表面にも粒子層３４が形成される。また、半導体層全体が電着又は静電塗装での電極として機能するため、半導体層の露出面に粒子層３４が形成される。

【0189】

（被覆層形成工程）
図１０（ｃ）に示すように、第３の製造方法における被覆層形成工程Ｓ３４は、第１の製造方法における被覆層形成工程Ｓ１６と同様であるから、詳細な説明は省略する。なお、ここでは、ワイヤ８０の表面にも被覆層３２が形成される。

【0190】

（最終個片化工程）
図１０（ｄ）に示すように、第３の製造方法における最終個片化工程Ｓ３５は、第２の製造方法における最終個片化工程Ｓ２９と同様であるから、詳細な説明は省略する。なお、ここでは、ワイヤ８０を備えた状態で個片化する。以上の工程により、図１に示した発光装置１を製造することができる。なお、図１においては、ワイヤは省略して図示している。

【0191】

そして、図１０（ｅ）に示すように、このようにして製造された発光装置１は、導電部材７１，７２及び絶縁性基板６０と一体となってパッケージ１５の凹部１５ａ内に設けられる。この際、発光装置１は、パッケージ１５の凹部１５ａ内の底部に設けられた導電部材７３，７４上に、導電部材７１，７２及び絶縁性基板６０を介して実装される。なお、導電部材７３と導電部材７１、及び、導電部材７４と導電部材７２とは、例えば導線等の導電性の部材により、絶縁性基板６０の内部や側面等を通じて電気的に接続される。あるいはワイヤボンディングによりこれらを導通させる。ただし、導通させる方法はこれらに限るものではなく、どのようなものでもよい。
この発光装置１の実装方法は、接合部材として半田ペーストを用いた実装や、半田等を用いたバンプによる実装が用いられる。

【0192】

以上、本発明の発光装置および発光装置の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、図１１（ａ）、（ｂ）を参照して、その他の変形例について説明する。

【0193】

図１１（ａ）に示すように、発光装置１Ｂは、蛍光体層３を覆うように保護層７が形成されている。保護層７は透明層であり、ＳｉＯ_２等の酸化膜からなる。

【0194】

この様な構成にすることにより、蛍光体層３の強度向上と光取り出し向上を図ることが可能になる。また、製造された半導体発光素子２は、更なる小片化により最終形状が形成されるため、その分断加工に耐えられる強度が必要になる。そして、半導体発光素子２は、分断加工後に他の部材と接合されて使用される。その際、表面の平坦度が接合に影響することが予測され、保護層７の形成により平坦化が図れる。また、更なる平坦化が必要な場合に研磨、研削、ＣＭＰにより、加工層にも使用できる。

【0195】

次に、この保護層７を形成する保護層形成工程について説明する。
保護層形成工程は、被覆層形成工程の後、最終個片化工程の前に、半導体発光素子２の表面及び波長変換部材（無機蛍光体３１）の粒子の表面を連続的に被覆する無機材料からなる被覆層３２の上部に酸化膜からなる保護層７を形成する工程である。

【0196】

保護層形成工程は図１１（ａ）に示すように、無機蛍光体３１、被覆層３２を覆うように形成する。保護層７は、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ成膜法、スパッタ法等によって形成することができる。これにより、蛍光体層３の凹凸を低減でき、また無機蛍光体３１、被覆層３２からなる形成体の固着化を向上させることができる。
上記で挙げた成膜方法は成膜材料の被覆率が低い状態で形成できる。このため、最表面の凹凸を低減できるだけでなく、最表面近傍の空隙をふさぐこともできる。更には、より平坦な表面が接合等で必要な場合、蛍光体層３を加工することなく、保護層７を研削、研磨、ＣＭＰ等で加工することで可能になる。

【0197】

（ＣＶＤ法による保護層形成工程）
ＣＶＤ法を用いた場合の保護層形成工程について説明する。ＣＶＤ法の工程は真空排気、プラズマ処理、パージ工程からなる。真空排気は１０Ｐａ程度まで行う。そして真空度到達後、２００℃まで高温保管する。次に、ＴＥＯＳ、酸素を導入し、プラズマ発生、２μｍ単位で形成し剥がれと残留応力の緩和を行う。膜厚は１６μｍ間で形成する。その後、大気圧に戻して取り出す。

【0198】

また、図１１（ｂ）に示すように、無機蛍光体３１の表面に、被覆層と屈折率の異なるフィラー粒子８を形成し、このフィラー粒子８の表面に被覆層３２を形成した発光装置１Ｃとしてもよい。フィラー粒子８としては、前記した無機フィラーが挙げられる。
無機蛍光体３１の形成後、被覆層３２の形成前に無機蛍光体３１の表面に被覆層３２と屈折率の異なるフィラー粒子８を配置し、その後、被覆層３２を形成することにより、光の拡散及び取り出しの効率を上げることができる。例えば、被覆層３２がＡｌ_２Ｏ_３の場合、ＳｉＯ_２もしくはＴｉＯ_２粒子等を無機蛍光体３１の最表面に配置し、その後被覆層３２を形成する。フィラー粒子８は、例えば前記した電気沈着法、静電塗装法、パルススプレー法もしくは遠心沈降法、又はこれらの方法の組み合わせにより形成することができる。
なお、これらの変形例においても、半導体発光素子２の表面に透光性層５（図３参照）が設けられていてもよい。

【0199】

［発光装置の動作］
次に、図１（ａ）、図３を参照して、発光装置１，１Ａの動作について説明する。
なお、本実施形態では、光源として、青色光を発光する半導体発光素子２を用いた場合について説明する。また、色変換用成形体として、青色光を黄色光に変換する無機蛍光体３１を有する発光装置１，１Ａを用いるものとする。

【0200】

半導体発光素子２から出射された青色の光は、蛍光体層３の空隙３３（図１（ｂ）参照）によって散乱されつつ蛍光体層３内を伝搬し、発光装置１，１Ａから出力光として出力される。

【0201】

蛍光体層３に入射した青色光は、蛍光体層３を透過して出射されるまでの間に、一部が無機蛍光体３１によって吸収される。無機蛍光体３１は、吸収した青色光によって励起され、黄色光を放出（発光）する。すなわち、無機蛍光体３１は、青色光を黄色光に色変換する。

【0202】

無機蛍光体３１から発光する黄色光、及び無機蛍光体３１に吸収されずに蛍光体層３を透過した青色光は、発光装置１，１Ａの側面及び上方の面から、透過光として出射される。このとき、透過光には、蛍光体層３で色変換された黄色光と、色変換されなかった青色光とが含まれ、透過光は、これらの光が混色した色となる。青色光と黄色光とが適宜な割合となるように蛍光体層３における無機蛍光体３１の膜厚や、空隙３３（図１（ｂ）参照）の割合を調整することで、発光装置１，１Ａの出力光を白色光とすることができる。

【0203】

なお、本発明は、白色光に限定されるものではなく、半導体発光素子２から出射される光の全部を黄色光に色変換し、黄色光として出力するように構成することもできる。また、例えば緑色や赤色などに色変換する無機蛍光体３１を用いるように構成してもよい。また、複数種類の無機蛍光体３１を積層、あるいは混合して蛍光体層３を形成することで、様々な色に変換して出力するように構成することもできる。
なお、発光装置１Ｂ，１Ｃにおいても、保護層７、フィラー粒子８があること以外は、発光装置１，１Ａと同様である。

【実施例】

【0204】

次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
実施例１として、図３に示した実施形態に係る発光装置１Ａの作製例について説明する。

【0205】

（半導体発光素子製造工程及び配列工程）
前記第１の製造方法で説明した方法により、図２（ａ）に示す構造の半導体発光素子を製造する。この半導体発光素子を、平板状の治具に所定の間隔を空けて配列する。

【0206】

（導電体層形成工程）
この半導体発光素子の表面に導電性を持たせるため、スパッタリング法により、約０．１μｍの厚さのＡｌ層を形成する。

【0207】

（蛍光体層形成工程）
次に、無機蛍光体としてＦ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．Ｎｏ法による平均粒径が７μｍのＣＡＳＮの粒子を分散させた約２５℃の電着槽に対極と共に浸漬させ、電気泳動法により無機蛍光体を半導体発光素子の露出部に電着させる。電着槽には無機結着材としてＭｇイオンが添加されており、これが水酸化マグネシウム及び／又は炭酸マグネシウムとして析出することで結着力が得られる。なお、無機蛍光体の粒子層の厚さは、電極間に通電するクーロン量を制御することで３０μｍの厚さに制御する。
洗浄・乾燥後、無機蛍光体の粒子層が積層された半導体発光素子を得る。

【0208】

（導電体層透明化工程）
洗浄、乾燥後、Ａｌ層を９０℃の熱水で処理し、導電体層であるＡｌ層を酸化してＡｌ_２Ｏ_３層とすることにより、導電体層を透明化する。

【0209】

（被覆層形成工程）
次に、半導体発光素子の表面に積層された無機蛍光体の粒子層を被覆する被覆層として、ＡＬＤ法によりＡｌ_２Ｏ_３層を形成する。

【0210】

ＣＡＳＮ蛍光体の粒子層が積層された半導体発光素子を、ＡＬＤ法による成膜装置であるＡＬＤ装置の反応容器に挿入する。
約１５０℃の温度条件で、原料であるＨ_２ＯとＴＭＡとを、真空パージを挟んで、交互に反応容器に導入する。原料を交互に導入する成膜工程の基本サイクルを繰り返して、Ａｌ_２Ｏ_３層を単分子ずつ堆積させ、Ａｌ_２Ｏ_３層を約１μｍの厚さに形成する。
なお、被覆層形成工程の詳細については後記する。

【0211】

（最終個片化工程）
次に、被覆層が形成された半導体発光素子を個片化する治具５０上の被覆層３２を形成した半導体発光素子２が載置されていない部位をダイシング及び研磨により除去し、半導体発光素子を治具から剥離する。

【0212】

この発光装置は、蛍光体層の空隙が２４．０％あり、半導体発光素子と蛍光体層の線膨張係数に差があるがクラック等が発生することが防止されている。
この発光装置は、ＬＤ光源により励起される、プロジェクタや自動車用のヘッドライトの光源に使用することができる。

【0213】

本実施例で作製された発光装置は、プロセス中の最高温度が１５０℃であり、無機蛍光体として窒化物蛍光体であるＣＡＳＮ蛍光体を用いても、ＣＡＳＮ蛍光体は劣化していない。また、蛍光体層が、通常の焼結型セラミックスでは加工が困難な１００μｍ以下の厚さである３０μｍで形成され、かつ直接金属と接している。このため、蛍光体の励起により発生するストークスロスによる発熱を効率よく放熱でき、温度上昇による蛍光体の色変換効率の低下が抑制される。

【0214】

また、蛍光体層の表面は無機蛍光体の粒子の粒径に起因する凹凸が形成され、発光装置の内部には適度に空隙が形成される。また、ＡＬＤ法により緻密な膜が形成される。

【0215】

［被覆層形成工程］
実施例１のＡＬＤ法による被覆層形成工程について、更に詳細に説明する。
なお、本実施例におけるＡＬＤ装置の反応容器の内径はφ３００ｍｍであり、試料の厚さは６ｍｍである。

【0216】

（プリベーク工程）
まず、導電体層を有する半導体発光素子の表面に無機蛍光体の粒子層が形成された試料をオーブンに入れ、１２０℃で２時間加熱し、試料中の水分を蒸発させる。

【0217】

（試料設置工程）
次に、ＡＬＤ装置の反応容器内に試料を設置し、反応容器の蓋を閉める。

【0218】

（成膜前保管工程）
次に、ロータリーポンプを用いて、反応容器内を低圧状態にする。反応容器内の圧力設定は、１０ｔｏｒｒ（１３３３２Ｐａ）とする。また、反応容器内に窒素ガス流を導入する。窒素ガスの流量は２０ｓｃｃｍ（３３×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／ｓ）とし、安定化及び最終的な水分除去のためにこの状態を約６０分間維持する。
また、反応容器の温度は、１５０℃とし、以降の成膜中は、この温度を維持する。

【0219】

（第１原料供給工程）
反応容器内に、第１原料として、Ｈ_２Ｏを０．０１５秒間導入する。
試料とＨ_２Ｏとを反応させるため、反応容器と真空ラインとを接続するバルブであるストップバルブを閉じ、試料をＨ_２Ｏに１５秒間暴露させる。

【0220】

（第１排気工程）
ストップバルブを開け、窒素ガス流で反応容器内から未反応のＨ_２Ｏ及び副生成物を６０秒間排気する。

【0221】

（第２原料供給工程）
反応容器内に、第２原料として、ＴＭＡを０．０１５秒間導入する。
試料とＴＭＡとを反応させるため、反応容器のストップバルブを閉じ、試料をＴＭＡに１５秒間暴露させる。

【0222】

（第２排気工程）
ストップバルブを開け、窒素ガス流で反応容器内から未反応のＴＭＡ及び副生成物を３２秒間排気する。

【0223】

前記した第１原料供給工程から第２排気工程までを１サイクルとして、所望の厚さのＡｌ_２Ｏ_３膜となるように、このサイクルを繰り返す。本実施例では、６０００サイクルで、厚さ約１μｍのＡｌ_２Ｏ_３膜が形成される。

【0224】

成膜完了後に、ストップバルブを閉じ、窒素ガス流を流量１００ｓｃｃｍ（１６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／ｓ）とし、反応容器内の圧力を常圧にしてから試料を取り出す。
以上の手順により、被覆層としてＡｌ_２Ｏ_３膜が形成される。

【0225】

＜実施例２＞
実施例２として、図３に示した実施形態に係る発光装置１Ａの他の製造例について説明する。

【0226】

半導体発光素子の表面にＩＴＯからなる導電体層を、マスキングをして形成箇所を限定して形成する。マスキングを除去した後の半導体発光素子に、実施例１と同様の方法で、フッ化物蛍光体の粒子層を積層する。洗浄、乾燥後、ＡＬＤ法により、約１μｍの厚さのＡｌ_２Ｏ_３層を形成する。

【0227】

本実施例における導電体層は透光性を有するため、導電体層透明化工程を行うことなく、透過型の発光装置を作製することができる。

【0228】

＜実施例３＞
実施例３として、ＹＡＧ系の無機蛍光体を用い、被覆層としてＡＬＤ法によりＡｌ_２Ｏ_３層を形成することで作製した発光装置について、蛍光体層の断面を撮影した写真画像から、画像解析手法により蛍光体層の空隙率を測定した。以下、空隙率を測定する手順について説明する。

【0229】

なお、本実施例で用いた無機蛍光体の平均粒径は、Ｆ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．Ｎｏ法による測定で３．６μｍであった。また、コールターカウンターを用いて測定した粒度分布から求めた体積分布による中心粒径は６．２μｍであった。

【0230】

まず、図１２に示すように、作製した発光装置を分割して、蛍光体層の断面を走査型電子顕微鏡で撮影する。図１２において、粒状の塊の薄い灰色部分が無機蛍光体３１であり、粒状の塊の外縁部の濃い灰色部分が被覆層３２である。
なお、図１２の右下部に表示されている目盛りは、１目盛りが１μｍを示し、被覆層３２の膜厚は、約３００ｎｍである。

【0231】

次に、図１２に示した写真画像から測定対象とする領域Ａを切出し、図１３に示すように、被覆層３２の部分を黒く塗りつぶす。

【0232】

次に、粒子解析ソフトを用いて、黒く塗りつぶした被覆層３２に囲まれた領域を、図１４に示すように黒く塗りつぶし、この黒く塗りつぶした領域を、被覆層３２を含む蛍光体の領域（３１＋３２）とする。ここで、黒く塗りつぶした領域以外を空隙３３とする。そして、黒く塗りつぶした領域の面積(画素数)を、領域Ａの面積（画素数）で除することで、被覆層３２を含む無機蛍光体（３１＋３２）の含有率が求められ、その残余の部分として空隙率が求められる。

【0233】

本実施例では、無機蛍光体の含有率が７５．４％であった。従って、空隙率は２４．６％であった。

【0234】

以上のように、本発明の発光装置は、半導体発光素子の表面を無機材料で被覆することで、高電流、高温下でも劣化の少ない発光装置とすることができる。また、低電流、定温下では劣化し易い無機蛍光体を選択することが可能となり、出力変化を抑えることができる。また半導体発光素子に直接原子層体積法を施すことで、エピタキシャル層のダメージやダイス分断面の電極層やむき出しの各層を保護することも可能となる。
更に、無機材料で被覆することで、無機蛍光体間を樹脂で接着させている場合と異なり、材料の線膨張係数が小さいため、膨張収縮や接着の変化による発光装置の発光色の変化を抑えることが可能である。

【符号の説明】

【0235】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 発光装置
２ 半導体発光素子
３ 蛍光体層（無機粒子層）
３１ 無機蛍光体（波長変換部材）
３２ 被覆層
３３ 空隙
３４ 粒子層（凝集体）
５ 透光性層
６ 導電体層
７ 保護層
８ フィラー粒子
１５ パッケージ
１５ａ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】