特許 6102273 発光装置及びその製造方法

(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】6102273

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】発光装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

【請求項の数】13

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-7896(P2013-7896)

(22)【出願日】2013年1月18日

(65)【公開番号】特開2014-138185(P2014-138185A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2015年12月15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】100074354

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100104949

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康司

(72)【発明者】

【氏名】川野 雄祐

(72)【発明者】

【氏名】岡田 聡

【審査官】 村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５３８４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２７７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４１２９０（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】

基体と、
前記基体上に実装された半導体発光素子と、
前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、
前記枠体内に充填された樹脂モールド層と
を備える発光装置であって、
前記枠体が、第一枠と、前記第一枠の上面に形成された第二枠とを含み、
前記樹脂モールド層は、
前記第一枠の頂部と略等しい高さに形成され、前記半導体発光素子を埋設する第一樹脂モールド層と、
前記第一樹脂モールド層の上面に積層された、前記第二枠の頂部と略等しい高さに形成された第二樹脂モールド層と
を含み、
前記第一樹脂モールド層又は第二樹脂モールド層の少なくともいずれかに、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させており、
前記第二枠が、前記第一枠の上面及び外面を被覆してなることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

基体と、
前記基体上に実装された半導体発光素子と、
前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、
前記枠体内に充填された樹脂モールド層と
を備える発光装置であって、
前記枠体が、第一枠と、前記第一枠の上面に形成された第二枠とを含み、
前記樹脂モールド層は、
前記第一枠の頂部と略等しい高さに形成され、前記半導体発光素子を埋設する第一樹脂モールド層と、
前記第一樹脂モールド層の上面に積層された、前記第二枠の頂部と略等しい高さに形成された第二樹脂モールド層と
を含み、
前記第一樹脂モールド層又は第二樹脂モールド層の少なくともいずれかに、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させており、
前記第二枠を、前記第一枠よりも平面視において太く形成してなることを特徴とする発光装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の発光装置であって、さらに
前記半導体発光素子と逆並列に接続された保護素子を備えており、
前記保護素子を、前記第二枠で埋設してなることを特徴とする半導体発光装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記基体が絶縁性平面を有し、
前記絶縁性平面上に導電性部材を形成すると共に、
前記導電性部材を前記半導体発光素子と電気的に接続してなることを特徴とする発光装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第一樹脂モールド層が、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させてなることを特徴とする発光装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二樹脂モールド層が、前記半導体発光素子が発する出射光を拡散させるための拡散材を含むことを特徴とする発光装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第一枠の内面の下端と前記基体との境界の位置が、前記第二枠の内面の下端よりも、前記枠体の内側に配置されてなることを特徴とする発光装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第二樹脂モールド層の、中央領域の高さが、前記第二枠の頂部とほぼ同じ高さに形成されてなることを特徴とする発光装置。

【請求項9】

基体と、
前記基体上に実装された半導体発光素子と、
前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、
前記枠体内に充填された樹脂モールド層と
を備える発光装置であって、
前記枠体が、第一枠と、前記第一枠の上面に形成され、かつ該第一枠の上面及び外面を被覆する第二枠とを含み、
前記樹脂モールド層は、
前記第一枠の頂部と略等しい高さに形成され、前記半導体発光素子を埋設する第一樹脂モールド層と、
前記第一樹脂モールド層の上面に積層された、中央領域の高さが、前記第二枠の頂部よりも高く形成された第二樹脂モールド層と
を含み、
前記第一樹脂モールド層又は第二樹脂モールド層の少なくともいずれかに、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させてなることを特徴とする発光装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記波長変換部材が、前記半導体発光素子の発する光で励起可能な蛍光体であり、
前記第一樹脂モールド層が、蛍光体層と、その上部に形成された透光性樹脂層とを含むことを特徴とする発光装置。

【請求項11】

基体と、
前記基体上に実装された半導体発光素子と、
前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、
前記枠体で画定された封止領域内に充填された樹脂モールド層と
を備える発光装置の製造方法であって、
前記基体上に第一枠を形成する工程と、
前記第一枠の内側の封止領域に、該封止領域内に実装された半導体発光素子を封止するように、第一モールド樹脂を、該第一モールド樹脂の高さが該第一枠の頂部と略一致するように充填する工程と、
前記第一モールド樹脂を硬化させて第一樹脂モールド層を形成後、前記第一枠の上面及び外面を覆うように、第二枠を形成する工程と、
前記第二枠の内部に、第二モールド樹脂を、該第二モールド樹脂の高さが第二枠の頂部と略一致するように充填する工程と、
前記第二モールド樹脂を硬化させて第二樹脂モールド層を形成する工程と
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項12】

絶縁性平面上に導電性部材を配置した基体を用意する工程と、
前記基体上に、半導体発光素子を、前記導電性部材と電気的に接続するように実装すると共に、前記半導体発光素子の周囲に、第一枠を形成する工程と、
前記第一枠で画定された領域に、第一樹脂モールド層を形成する工程と、
前記第一枠の上面に、該第一枠の上面及び外面を被覆する第二枠を形成する工程と、
前記第二枠で画定された領域に、第二樹脂モールド層を形成する工程と
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。

【請求項13】

請求項１１又は１２に記載の発光装置であって、
前記第一枠を形成する第一枠体用樹脂の粘度が、前記第二枠を形成する第二枠体用樹脂の粘度よりも高いことを特徴とする発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を備える発光装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、一般照明用の灯具等において、従来の白熱電球に代わって、より低消費電力の発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」ともいう。）の利用が進んでおり、その応用分野も拡大している。その中で、スポットライトや投光器等では、２次光学系の光取り出し効率を向上させるため、極力発光部が小さく、発光面内の輝度むらや色むらの少ない高出力で高光質なＬＥＤが求められている。

【0003】

このような発光むらを軽減する手法として、発光素子の封止材にフィラーを配合し、光を拡散する手法がある。例えば白色ＬＥＤを実現するために、青色ＬＥＤと、この青色ＬＥＤの出射光で励起されて黄色の蛍光を発するＹＡＧ蛍光体を組み合わせた発光装置の例を考える。この発光装置では、カップ内に実装された青色ＬＥＤを封止するための樹脂等の封止材に、ＹＡＧ蛍光体が配合される。さらに同一の封止材内に、蛍光体に加えて拡散材も配合することで、封止樹脂内で蛍光体はより分散される。

【0004】

しかしながら、このような構成においては、色むらが発生することがある。具体的には、ＬＥＤ素子から放出された出射光が、発光装置の発光面から出るまでの間の光路長に着目すると、ＬＥＤ素子の直上から出射される光と、ＬＥＤ素子から斜め方向に出射されて封止材内を通過する光とでは、光路長に差が生じる。この結果、光路長が長い程、封止樹脂内に分散された蛍光体を励起する成分が増えるため色調のシフトが生じる。このため、発光装置の発光面を平面から見た場合に、発光面の周囲にリング状の色むらが発生することがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−０４１２９０号公報

【特許文献2】特開２００８−２８２７５４号公報

【特許文献3】特開２０１１−１５９９７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、色むらを抑制して出力光の品質を高めた発光装置及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0007】

以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る発光装置によれば、基体と、前記基体上に実装された半導体発光素子と、前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、前記枠体内に充填された樹脂モールド層とを備える発光装置であって、前記枠体が、第一枠と、前記第一枠の上面に形成された第二枠とを含み、前記樹脂モールド層は、前記第一枠の頂部と略等しい高さに形成され、前記半導体発光素子を埋設する第一樹脂モールド層と、前記第一樹脂モールド層の上面に積層された、前記第二枠の頂部と略等しい高さに形成された第二樹脂モールド層とを含み、前記第一樹脂モールド層又は第二樹脂モールド層の少なくともいずれかに、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させており、前記第二枠で、前記第一枠の上面及び外面を被覆することができる。上記構成により、第一樹脂モールド層の厚さを略均一として、出力光の色むらを抑制した高品質な発光を得ることが可能となる。また、第一枠を第二枠で覆うようにして枠体を形成でき、枠体を大きくして基体上に固定する際の接合強度を高めて信頼を向上できる。

【0008】

また、本発明の他の側面に係る発光装置の製造方法によれば、基体と、前記基体上に実装された半導体発光素子と、前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、前記枠体で画定された封止領域内に充填された樹脂モールド層とを備える発光装置の製造方法であって、前記基体上に第一枠を形成する工程と、前記第一枠の内側の封止領域に、該封止領域内に実装された半導体発光素子を封止するように、第一モールド樹脂を、該第一モールド樹脂の高さが該第一枠の頂部と略一致するように充填する工程と、前記第一モールド樹脂を硬化させて第一樹脂モールド層を形成後、前記第一枠の上面及び外面を覆うように、第二枠を形成する工程と、前記第二枠の内部に、第二モールド樹脂を、該第二モールド樹脂の高さが第二枠の頂部と略一致するように充填する工程と、前記第二モールド樹脂を硬化させて第二樹脂モールド層を形成する工程とを含むことができる。上記構成により、第一モールド樹脂を、略均一な厚さで積層し易くして、出力光の色むらを抑制した高品質な発光を得ることが可能となる。

【0009】

さらに、本発明の他の側面に係る発光装置の製造方法によれば、絶縁性平面上に導電性部材を配置した基体を用意する工程と、前記基体上に、半導体発光素子を、前記導電性部材と電気的に接続するように実装すると共に、前記半導体発光素子の周囲に、第一枠を形成する工程と、前記第一枠で画定された領域に、第一樹脂モールド層を形成する工程と、前記第一枠の上面に、該第一枠の上面及び外面を被覆する第二枠を形成する工程と、前記第二枠で画定された領域に、第二樹脂モールド層を形成する工程とを含むことができる。上記構成により、第一モールド樹脂を略均一な厚さで積層し易くして、出力光の色むらを抑制した高品質な発光を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１に係る発光装置を示す平面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面斜視図である。

【図4】図４Ａ〜図４Ｄは、図１の発光装置の製造工程を示す模式断面図である。

【図5】変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。

【図6】他の変形例に係る発光装置の断面図である。

【図7】他の変形例に係る発光装置の断面図である。

【図8】他の変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。

【図9】図２に示す発光装置の要部拡大断面図である。

【図10】変形例に係る発光装置の要部拡大断面図である。

【図11】保護素子を粘度の高い樹脂で埋設する様子を示す模式断面図である。

【図12】他の変形例に係る発光装置の平面図である。

【図13】実施例２に係る発光装置を示す模式断面図である。

【図14】従来の発光装置を示す断面図である。

【図15】図１４の発光装置の、枠体と樹脂モールド層の界面部分を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、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。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに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つの部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一つ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。

【0012】

本発明の一実施の形態に係る発光装置によれば、前記基体が絶縁性平面を有し、前記絶縁性平面上に導電性部材を形成すると共に、前記導電性部材を前記半導体発光素子と電気的に接続することができる。

【0013】

また本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第一樹脂モールド層が、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させることができる。

【0014】

さらに本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第二樹脂モールド層が、前記半導体発光素子が発する出射光を拡散させるための拡散材を含むことができる。上記構成により、封止樹脂を、蛍光体等の波長変換部材を配合して波長変換を行う第一樹脂モールド層と、拡散剤を配合して発光むらを軽減するための第二樹脂モールド層に分離することにより、より高光質な発光装置を得ることができる。

【0015】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第一枠の内面の下端と前記基体との境界の位置を、前記第二枠の内面の下端よりも、前記枠体の内側に配置させることができる。上記構成により、枠体の内面側が全体として傾斜された形状となって、光の取り出し効率を改善できる。また、第二枠が部分的に第一樹脂モールド層３１の上方を覆って光取り出しを阻害する事態も回避できる。

【0017】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第二枠を、前記第一枠よりも平面視において太く形成することができる。上記構成により、第一枠の上面及び外面を第二枠で覆うようにして枠体を形成でき、枠体を大きくして基体上に固定する際の接合強度を高めて信頼を向上できる。

【0018】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第一枠を形成する第一枠体用樹脂の粘度を、前記第二枠を形成する第二枠体用樹脂の粘度よりも高めることができる。上記構成により、第一枠を狭く高く形成し易くできる。

【0019】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、さらに前記半導体発光素子と逆並列に接続された保護素子を備えており、前記保護素子を、前記第二枠で埋設させることができる。上記構成により、保護素子を埋設する第二枠体用樹脂の粘度を低くして、第二枠体用樹脂の埋設後に保護素子表面と第二枠体用樹脂との界面に隙間が生じる事態を回避し、発光装置の信頼性を高めることができる。

【0020】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第二樹脂モールド層の、中央領域の高さを、前記第ニ枠の頂部とほぼ同じ高さに形成することができる。上記構成により、枠体の近傍においても第一樹脂モールド層と第二樹脂モールド層の厚さをほぼ一定に維持でき、従来色むらが生じ易かった枠体近傍の発光色の色むらを抑制できる効果が得られる。

【0021】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、基体と、前記基体上に実装された半導体発光素子と、前記基体上で、前記半導体発光素子の周囲を取り囲む枠体と、前記枠体内に充填された樹脂モールド層とを備える発光装置であって、前記枠体が、第一枠と、前記第一枠の上面に形成された第二枠とを含み、前記樹脂モールド層は、前記第一枠の頂部と略等しい高さに形成され、前記半導体発光素子を埋設する第一樹脂モールド層と、前記第一樹脂モールド層の上面に積層された、中央領域の高さが、前記第二枠の頂部よりも高く形成された第二樹脂モールド層とを含み、前記第一樹脂モールド層又は第二樹脂モールド層の少なくともいずれかに、前記半導体発光素子が発する出射光の波長を変換するための波長変換部材を含有させることができる。上記構成により、第二樹脂モールド層で光束を高める効果が得られる。

【0022】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記波長変換部材を、前記半導体発光素子の発する光で励起可能な蛍光体とすることができる。

【0023】

さらにまた本発明の他の実施の形態に係る発光装置によれば、前記第一樹脂モールド層に、蛍光体層と、その上部に形成された透光性樹脂層とを含めることができる。上記構成により、蛍光体を第一樹脂モールド層内で沈降させて半導体発光素子からの光を効率よく捉えて波長変換し易くできる。
（実施例１）

【0024】

本発明の実施例１に係る発光装置１００の平面図を図１に、そのＩＩ−ＩＩ線における断面図を図２に、ＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面斜視図を図３に、またこの発光装置１００の製造工程を図４Ａ〜図４Ｄの模式断面図に、それぞれ示す。これらの図に示す発光装置１００は、基体５０と、基体５０上に実装された半導体発光素子１０と、基体５０上で、半導体発光素子１０の周囲を取り囲むように配置された樹脂製の枠体２０と、この枠体２０で画定された封止領域ＳＡに充填された樹脂製の樹脂モールド層３０とを備えている。

【0025】

この基体は、絶縁性平面を有しており、絶縁性平面上に導電性部材を形成している。この導電性部材を半導体発光素子と電気的に接続することで、配線を行う。

【0026】

ここでは、基体５０を矩形状とし、また枠体２０も矩形状に形成している。枠体２０で囲まれた封止領域ＳＡ内には、一以上の半導体発光素子１０が実装されている。ここでは、矩形状の封止領域ＳＡ内に、複数個の半導体発光素子１０をマトリックス状に配置している。この例では縦６個×横６個＝計３６個の半導体発光素子を実装している。ただし、半導体発光素子の数や配置パターンは、任意のものが利用できる。例えば、縦横の数を変化させた長方形状としたり、あるいは円形状や多角形状に配置してもよい。さらには図５の変形例に示す発光装置１００Ｂのように、半導体発光素子１０を１個とすることもできる。
（半導体発光素子１０）

【0027】

半導体発光素子１０は、発光ダイオードや半導体レーザ等が利用できる。このような半導体発光素子１０は、液相成長法、ＨＤＶＰＥ法やＭＯＣＶＤ法により基板上にＺｎＳ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＺｎＳｅ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが好適に用いられる。半導体層の材料やその混晶度の選択により、半導体発光素子の発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。特に、野外でも好適に利用することができる表示装置とするときには、高輝度発光可能な発光素子が求められる。そこで、緑色系及び青色系の高輝度な発光する発光素子の材料として、窒化物半導体を選択することが好ましい。例えば、発光層の材料として、Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）等が利用できる。また、このような発光素子と、その発光により励起され、発光素子の発光波長と異なる波長を有する光を発する種々の蛍光体３６（詳細は後述）とを組み合わせた発光素子とすることもできる。赤色系の発光する発光素子の材料として、ガリウム・アルミニウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジウム・ガリウム・燐系の半導体を選択することが好ましい。なお、カラー表示装置とするためには、赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍのＬＥＤチップを組み合わせることが好ましい。

【0028】

また、この半導体発光素子１０は、電極形成面を基体５０に面するように位置させて、バンプや半田ボール等で実装すると共に、電極形成面の裏面側を主光取出し面とするフェイスダウン実装（所謂フリップチップ実装）としている。ただ、この構成に限らず基体への実装面側と反対側の電極形成面側を主光取り出し面としたフェイスアップ実装型とすることもできる。
（保護素子１２）

【0029】

また、好ましくは半導体発光素子１０に保護素子１２を接続する。保護素子１２は、逆電圧が印加された際に半導体発光素子１０が破損される事態を回避する。このような保護素子１２には発光素子の導通方向と逆向きに並列に接続されたツェナーダイオード等が好適に利用できる。あるいは、保護素子１２にバリスタ等を使用してもよい。保護素子１２や、基体５０上に施された配線パターンは、後述する枠体２０で埋設される。これにより、保護素子１２や配線パターンを別途保護膜等で被覆することなく、枠体２０でもって保護できる。すなわち枠体２０を保護素子１２や配線パターンの保護膜に兼用できる。
（基体５０）

【0030】

基体５０は、放熱性に優れた絶縁性の基板が好適に利用できる。例えばセラミック基板が利用でき、この例ではアルミナセラミック基板を利用している。また、ガラスエポキシ基板、窒化アルミ基板等も適宜利用できる。図１の平面図に示すように、基体５０のほぼ中央に、封止領域ＳＡを画定する枠体２０を形成すると共に、枠体２０の外側には、外部との電気接続用の外部接続端子１４が形成される。外部接続端子１４は、正極用、負極用の一対が形成され、それぞれの外部接続端子１４が配線パターンによって封止領域ＳＡに実装された半導体発光素子１０（及び保護素子１２）と電気的に接続される。図１の例では、矩形状の枠体２０の対角線上に、正極側外部接続端子と、負極側外部接続端子が、それぞれ印刷によって形成されている。ここでは外部接続端子を一対としているが、外部接続端子は一対に限らず、二対以上とすることもできる。
（樹脂モールド層３０）

【0031】

樹脂モールド層３０は、第一樹脂モールド層３１と、この第一樹脂モールド層３１の上面に積層された第二樹脂モールド層３２を含む。第一樹脂モールド層３１は、半導体発光素子１０を埋設するように、波長変換部材を含有させている。また第二樹脂モールド層３２は、拡散材を含んでおり、半導体発光素子１０の発光と、波長変換部材で波長変換された光とを拡散させて混色させ、均一な出力光を得る。
（枠体２０）

【0032】

さらに枠体２０は、第一枠体用樹脂で構成された第一枠２１と、第二枠体用樹脂で構成された第二枠２２とを含む。このようにすることで、第一樹脂モールド層３１と第二樹脂モールド層３２を略均一な厚さで積層し易くして、出力光の色むらを抑制した高品質な発光を得ることが可能となる（詳細は後述）。
（第一樹脂モールド層３１）

【0033】

第一樹脂モールド層３１は、図２の断面図に示すように、波長変換層３４と、その上部に形成された透光性樹脂層３５とを含む。このため、第一樹脂モールド層３１の形成時において、第一樹脂モールド層３１用の第一モールド樹脂は、透光性樹脂中に波長変換部材を含有させている。この第一モールド樹脂を第一枠２１に充填すると、透光性樹脂中に含有された波長変換部材がその自重により沈降して、第一樹脂モールド層３１の下方に偏在した波長変換部材によって波長変換層３４が形成され、また第一樹脂モールド層３１の上方には、波長変換部材の少ない透光性樹脂層３５が形成される。このような構成とすることで、半導体発光素子１０の周囲及び上面に波長変換部材を効果的に配置でき、この半導体発光素子１０の発する光を効率よく波長変換できる。このような第一モールド樹脂を構成する透光性樹脂には、シリコーン樹脂等が好適に利用できる。
（蛍光体３６）

【0034】

このような波長変換部材には、半導体発光素子１０の発する光で励起可能な蛍光体３６が好適に利用できる。蛍光体３６には、ＹＡＧ、ＣＡＳＮ、ＳＣＡＳＮ等が好適に利用できる。例えば、半導体発光素子１０にＩｎＧａＮのＬＥＤを利用し、蛍光体３６に希土類元素で賦活されたＹＡＧを利用することで、ＬＥＤの青色光と、この青色光で蛍光体が励起されて波長変換させた黄色の蛍光とが得られ、これらの混色によって白色光が得られる。これにより、白色の発光装置を得ることができる。また、必要に応じて蛍光体は複数種類を混入させることができる。例えば赤色系の蛍光体を付加して、赤み成分を加えた暖色系の発光色を得ることができる。また白色光以外の発光色を得ることも可能である。ここでは、発光ダイオードのピーク波長を４４５〜４５５ｎｍの青色、蛍光体には、この青色光で励起されて黄色の蛍光を発するＹＡＧ、黄緑の蛍光を発するＬＡＧ、赤色の蛍光を発するＳＣＡＳＮを組み合わせて、これらの混色により電球色の白色光を出力光として生成する発光装置を得ている。

【0035】

蛍光体３６は、第一樹脂モールド層３１内において下方に偏って分布させることができる。これにより、蛍光体３６を半導体発光素子１０の近傍に配置して、半導体発光素子１０から出射される出射光を効率よく蛍光体３６に照射して波長変換できる。このように蛍光体３６を偏在させるには、例えば第一樹脂モールド層３１中に蛍光体３６を混入させた状態で充填し、第一樹脂モールド層３１を硬化させる段階で、蛍光体３６をその自重によって自然に沈降させる。この結果、硬化後の第一樹脂モールド層３１の下方には、蛍光体３６を多く含む領域が形成される。

【0036】

図２に示す発光装置１００の例では、説明のため第一樹脂モールド層３１を、蛍光体を含む波長変換層３４と、蛍光体３６を含まない透光性樹脂層３５とで区別した状態に図示しているが、実際には波長変換層３４と透光性樹脂層３５との境界は曖昧なことがある。蛍光体の沈降の状態は、使用する第一モールド樹脂の粘度や蛍光体の粒径、比重等によっても変化する。したがって、例えば図６に変形例として示す発光装置１００Ｃのように、第一樹脂モールド層３１Ｃの下方に進む程、蛍光体３６の密度が高くなり、逆に上方に進む程蛍光体３６の密度が低くなるような状態も、本発明に含むものとする。この第一樹脂モールド層３１Ｃは、蛍光体３６が沈降した波長変換層３４Ｃと、蛍光体３６を実質的に含まない透光性樹脂層３５Ｃとで構成される。本明細書において、「蛍光体を実質的に含まない」とは、全く蛍光体粒子を含んでいない場合はもとより、微量に蛍光体粒子を含んでいても、半導体発光素子によって出射される光の吸収が確認されない場合も含むことを意味する。
（第二樹脂モールド層３２）

【0037】

第一樹脂モールド層３１の上面には、第二樹脂モールド層３２を形成する。第二樹脂モールド層３２には、拡散材を含有させる。これによって、ＬＥＤからの出射光、及びこの出射光を蛍光体３６で波長変換させた蛍光とを、第二樹脂モールド層３２で拡散して均一な光を得ることができる。このような第二モールド樹脂には、シリコーン樹脂等が好適に利用できる。また拡散材としては、フィラーが利用できる。実施例１においては、第二モールド樹脂としてジメチルシリコーン樹脂を使用し、この樹脂中にフィラーとしてＴｉＯ₂の粉体を混入させている。

【0038】

このように、第一樹脂モールド層３１の一部を、半導体発光素子１０の出射光の波長を変換する波長変換層３４として機能させ、一方第二樹脂モールド層３２を、半導体発光素子１０の出射光と波長変換光とを拡散させて均一に混色させる拡散層として機能させている。このように、樹脂モールド層３０を二層に分けて、各層に波長変換機能と拡散機能とをそれぞれ振り分けることで、効率よく各層で個別の機能を各々発揮させて、均一な発光を得ることが可能となる。

【0039】

ここで、第一樹脂モールド層３１は、その上面が、第一枠２１の頂部とほぼ同一平面となるように形成することが好ましい。これは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第一枠２１の形成後に、第一樹脂モールド層３１を形成すると共に、第一モールド樹脂を第一枠２１に充填する際には、第一モールド樹脂が第一枠２１の頂部とほぼ同一面となるように充填することで実現される。すなわち従来の方法において、枠体２０にモールド樹脂を二段階に充填しようとすれば、図１４に示すように、第一モールド樹脂は枠体２０の高さの中間で注入を止める必要があった。この結果、表面張力によって、枠体２０の近傍で第一モールド樹脂が這い上がってしまう状態が生じていた。このような第一モールド樹脂が硬化した後に第二モールド樹脂を充填すると、図１５に示すように、必然的に枠体２０の近傍で第一樹脂モールド層３１が厚くなる分、相対的に第二樹脂モールド層３２が相当薄くなってしまい、結果として第二樹脂モールド層３２による光の拡散効果が弱められ、特に樹脂モールド層の周囲の部分で出力光の色むらがリング状に生じていた。

【0040】

そこで実施例１に係る発光装置１００においては、枠体２０を二段階で積層することによって、このような表面張力の影響を低減して、第一モールド樹脂の這い上がりを回避している。すなわち、先ず図４Ａに示すように、第一樹脂モールド層３１の厚さに対応した高さの第一枠２１を形成する。これにより、図４Ｂに示すように第一樹脂モールド層３１を封止領域ＳＡに充填する際、第一樹脂モールド層３１を第一枠２１の上端まで充填できることから、第一枠２１の近傍も含めて封止領域ＳＡの全域に亘り、ほぼ均一な厚さに形成できる。そして、図４Ｃに示すように、第一樹脂モールド層３１の硬化後に第二枠２２を形成することで、所望の高さの枠体２０を得ると共に、図４Ｄに示すように第二樹脂モールド層３２を形成できるようになり、複数の樹脂モールド層の膜厚を均一にして色むらを抑制できる。

【0041】

このようにして、枠体２０の近傍においても第一樹脂モールド層３１と第二樹脂モールド層３２の厚さをほぼ一定に維持でき、従来色むらが生じ易かった枠体２０近傍の発光色の色むらを抑制できる。

【0042】

ただし本明細書において頂部とは、枠体の最も高い位置という意味でなく、枠体で画定された封止領域にモールド樹脂を充填した際に、モールド樹脂の液面の高さとほぼ一致させることで、這い上がりが実質的に生じないようにした部位を指す。言い換えると、モールド樹脂を充填する領域を画定する部位の高さを指し、このようなモールド樹脂の充填とは無関係な位置、例えば枠体の外面の、封止領域から離れた位置で上方に突出させたような態様も本願発明に含むものとする。

【0043】

なお、第二樹脂モールド層３２の上面は、図２等の例では平面状としている。言い換えると、第二樹脂モールド層３２の高さは、その端縁から中央領域に至るまで、第二枠２２の頂部とほぼ同じ高さとなるように形成されている。ただ、本発明はこの構成に限定されるものでなく、例えば第二樹脂モールド層３２の上面を、その中央領域の高さが第二枠２２の頂部よりも高くなるように形成することもできる。このような例を変形例として図７の断面図に示す。この発光装置１００Ｄは、第二樹脂モールド層３２Ｄの上面を、中央領域で凸状に突出するように湾曲させた形状としている。このようにすることで、出力光の空気との界面での全反射によるロスを軽減し、光束を向上できる。
（枠体２０）

【0044】

次に枠体２０について説明する。枠体２０は、反射率を高めるため、白色系の樹脂で形成することが好ましい。また、基体５０上に形成しやすいよう、断面視ドーム状に形成されている。特に、封止領域ＳＡの内面側において、出力光を反射させて上向きに取り出せるように、上向きに開口面積を広くするように広げられた傾斜面を形成することが好ましい。

【0045】

また枠体２０は、第一枠２１と第二枠２２で形成される。第一枠２１は、半導体発光素子１０の周囲を囲む封止領域ＳＡを画定するため、基体５０上に形成される。また第一枠２１で画定された封止領域ＳＡには、第一モールド樹脂が実装される。このように第一枠２１は、第一モールド樹脂を充填する堰として利用される。このような第一枠２１を構成する第一枠体用樹脂は、基体５０との密着性に優れ、かつ第一枠体用樹脂との密着性にも優れた樹脂が利用される。このような第一枠体用樹脂には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が好適に利用できる。
（第二枠２２）

【0046】

第二枠２２は、第一枠２１の上面に形成されて、第一モールド樹脂を硬化させた第一樹脂モールド層３１の上面に第二モールド樹脂を充填させるための堰となる。このため第二枠２２を形成する第二枠体用樹脂には、第一枠２１との密着性に優れ、かつ第二モールド樹脂との密着性にも優れた樹脂が選択される。好ましくは、第一枠体用樹脂と同種の樹脂を用いる。ただし、第一枠体用樹脂よりも粘度を低下させることが好ましい（詳細は後述）。このような第二枠体用樹脂には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が好適に利用できる。また第二枠２２は、第一枠２１よりも平面視において太く形成され、図４Ｂ、図４Ｃ等に示すように第一枠２１の上面及び外面の表出した領域を覆うように積層される。

【0047】

上述の通り第二枠２２は、上面から外面にかけて積層するために、図８に示す変形例に係る発光装置１００Ｅのように第一枠２１の上面にだけ積層するよりも、枠体２０内の開口部分に適度な傾斜面を形成し易くできる。開口部分を傾斜させることで、半導体発光素子１０からの出射光を傾斜面で反射させて外部に取り出しやすくなり、光の取り出し効率が向上する。

【0048】

また、第一枠２１と第二枠２２との界面は、連続的に形成することが好ましい。このようにすることで、第一枠２１と第二枠２２との界面における第一樹脂モールド層３１と第二樹脂モールド層３２の膜厚の変化を抑制して、高品質な出力光を得ることができる。

【0049】

この際、第二枠２２の境界部分は、図９の拡大断面図に示すように、第一枠２１と第一モールド層との界面と連続させることが好ましい。すなわち、第二枠２２の端面の位置ｘ₂が、第一枠２１の端面の位置ｘ₁よりも、枠体２０の外側に若干シフトさせるように形成することが好ましい。これによって、第二枠２２の端面の位置ｘ₂が第一樹脂モールド層３１を覆うことを避け、光の損失を回避できる。また枠体２０の内面側を傾斜させて、出力光をこの部分で光の取り出し方向に反射させやすくできる。

【0050】

さらにこの際、図８に示すように第一枠２１の上面のみに第二枠２２を積層させ、言い換えると基体５０と非接触とすると、第一枠２１が幅狭となって第二枠２２との接触面積が制限され、接合強度が弱くなる。そこで、図２及び図４Ｃ等に示すように第一枠２１を第二枠２２よりも幅広として、第一枠２１の露出部分を第二枠２２で被覆するように積層する。これにより、より広い面積で第二枠２２を基体５０上に固定でき、接着強度も向上されて信頼性も高まる。

【0051】

また、この際に第二枠２２を構成する第二枠体用樹脂で、保護素子１２を埋設することが好ましい。ここで、第二枠体用樹脂の粘度を、第一枠体用樹脂の粘度よりも低くすることで、保護素子１２を確実に枠体２０内に埋設して保護できる。いいかえると、第一枠体用樹脂の粘度を、第二枠体用樹脂の粘度よりも高め、第二枠２２を構成する第二枠体用樹脂の粘度を相対的に柔らかくしたことで、第二枠体用樹脂で保護素子１２の表面形状に第二枠体用樹脂を追従させやすくして、埋設の信頼性を高められる利点が得られる（詳細は後述）。

【0052】

なお、本発明は図１０の拡大断面図に示す変形例に係る発光装置のように、第二枠２２で第一枠２１のみならず、第一樹脂モールド層３１の端縁を部分的に被膜する構成としてもよい。言い換えると、第二枠２２の端縁の位置ｘ₂を、第一枠２１の開口端における第一樹脂モールド層３１との境界部分の位置ｘ₃よりも封止領域ＳＡの内面側にシフトさせた構成とすることもできる。このようにすることで、第二枠２２で第一樹脂モールド層３１の端縁を被覆した領域の分だけ出力光の損失が発生するものの、枠体の幅を抑制してサイズを小型化でき、また封止領域ＳＡの開口面積を若干小さくでき、２次光学系での集光のし易さを向上できる利点が得られる。
（樹脂の粘度）

【0053】

各枠体用樹脂の粘度は、樹脂を構成する材質の配合比を変化させることで、適切な値に調整できる。ここでは、第一枠体用樹脂及び第二枠体用樹脂共にジメチルシリコーンを用いており、粘度の高い樹脂と低い樹脂の配合比率を変化させて粘度を調整している。

【0054】

ここで、第一枠体用樹脂は、粘度を高くすることで、必要な高さに形成しつつも、幅狭とすることができる。枠体２０は、発光に寄与しない領域となるため、装置の小型化の観点からは極力狭くすることが望ましいといえる。しかしながら、粘度の高い樹脂で保護素子を埋設しようとすると、流動性が低いことから保護素子の周囲の細かい隙間に樹脂を完全に充填させることが困難となる。例えば、図１１に示すように、基体７５０上に実装された保護素子１２の上面に樹脂７２０を充填した際、保護素子１２の周囲で、基体７５０と樹脂７２０との間に隙間ＧＰが生じる可能性がある。このような隙間ＧＰがあると、外気が進入しやすくなることがあり、外気に含まれる水分や腐食性ガスの進入による不良発生が懸念される。

【0055】

そこで、保護素子１２を、第二枠体用樹脂で埋設することとし、かつこの第二枠体用樹脂の粘度を第一枠体用樹脂よりも低くすることで、保護素子１２の周囲を確実に第二枠体用樹脂で被覆して、第二枠２２に保護素子１２を埋設する構成を実現できる。この構成であれば、第一枠２１の粘度を高めて、第一枠２１を幅狭に形成する一方、第二枠２２で保護素子１２を、隙間を少なくした状態で埋設できる。また、第一枠２１を幅狭にすることで、第二枠２２で第一枠２１の露出部分を覆いやすくなり、また枠体２０全体の幅も抑制できる効果も得られる。

【0056】

なお、本発明は図２の構成に限定するものでなく、図６や図８に示す他の変形例に係る発光装置１００Ｃ、１００Ｅのような、第一枠２１Ｃ、２１Ｅの上面に第二枠２２Ｃ、２２Ｅを積層して枠体２０Ｃ、２０Ｅを構成することもできる。特に、枠体の幅を一層狭くして小型化を図る用途等においては、図８や図６の構成が好適に利用できる。

【0057】

また以上の例では枠体２０を、図１に示したように平面視において正方形状に形成しているが、本発明はこの構成に限定されるものでなく、例えば長方形状としたり、或いは矩形状に限らず、六角形や八角形等の多角形状としたり、隅部を面取りさせたり、あるいはトラック形状としたり、円形や楕円形等、任意の平曲面の形状とすることもできる。枠体の形状や求められる光量や配向パターン、必要な半導体発光素子１０の数、配置パターン等に応じて設計できる。図１２に一例として、枠体２０Ｆを円形状に形成した発光装置１００Ｆの例を示す。このように円形状とすることで、上述した第二樹脂モールド層をレンズ状に変形させる構成も採りやすくなる。

【0058】

さらに以上の例では、基体５０上に半導体発光素子１０を実装した、いわゆるＣＯＢ（Chip On Board）型の発光装置の例を説明した。ただ本発明は上記構成に限らず、チップ型の発光装置等にも適用できる。
（発光装置１００の製造方法）

【0059】

次に実施例１に係る発光装置１００の製造方法を、図４Ａ〜図４Ｄに基づいて説明する。まず、図４Ａに示すように、予め配線パターンが印刷等により形成された基体５０上に、配線パターンを形成して半導体発光素子１０や保護素子１２を実装すると共に、この半導体発光素子１０の周囲を取り囲むように第一枠体用樹脂で第一枠２１を形成する。なお半導体発光素子１０の実装と、第一枠２１の形成は、いずれを先に行うこともできる。例えば半導体発光素子等の実装をリフロー等の高温環境下で行う場合は、先に半導体発光素子を実装した後に第一枠２１を形成することで、第一枠体用樹脂が半導体発光素子の実装時に溶融、破損する事態を回避できる。

【0060】

次に第一枠２１が硬化された状態で、図４Ｂに示すように、第一枠２１の内側の封止領域ＳＡに、第一モールド樹脂を充填して第一樹脂モールド層３１を形成する。この際、第一モールド樹脂を、第一枠２１の高さとほぼ一致する高さまで充填する。これにより、表面張力の影響による第一モールド樹脂が第一枠２１の内面を這い上がることによる問題を避け、もって第一樹脂モールド層３１の厚さと、この上に後ほど形成される第二樹脂モールド層３２の厚さを均一にでき、色むらの発生を回避できる。なお、第一モールド樹脂には、波長変換部材を混入させている。第一モールド樹脂が充填されると、内部に混入された波長変換部材は自重により沈降して、波長変換層３４と透光性樹脂層３５とが第一樹脂モールド層３１に形成される。

【0061】

さらに第一モールド樹脂を硬化させて第一樹脂モールド層３１を形成させた後、図４Ｃに示すように第二枠２２を形成する。第二枠２２は、第一枠２１の上面から外面にかけて基体５０上で露出された領域を覆うと共に、第二枠２２の内面の下端が、第一枠２１の内面の下端と基体５０との境界の位置よりも、枠体２０の外側となるように積層させる。これにより、第二モールド樹脂を、第一樹脂モールド層３１の上面に、第一枠２１と第二枠２２の界面においてもほぼ連続的に積層させることができ、また第二モールド樹脂で構成する第二樹脂モールド層３２の厚さが全面に亘ってほぼ均一となるようにできる。また、第二枠２２で第一枠２１を覆う際に、併せて保護素子１２を第二枠２２に埋設させてこれを保護する。

【0062】

最後に、第二枠体用樹脂を硬化させた状態で、第二枠２２の内部の封止領域ＳＡに、第二モールド樹脂を充填して第二樹脂モールド層３２を形成する。第二モールド樹脂は、第二枠２２の高さとほぼ等しい高さまで充填することで、同じく表面張力を回避した均一な膜厚が実現される。また第二モールド樹脂には拡散材が混入されており、第一樹脂モールド層３１から出射させる半導体発光素子１０の出射光と、波長変換部材で波長変換された波長変換光とを拡散材で乱反射させて拡散させ、均一に混色させた状態で、封止領域ＳＡから面状に発光させる。この状態でモールド樹脂を硬化させて第二樹脂モールド層３２を形成させると、半導体発光素子１０が封止領域ＳＡで封止された発光装置１００が得られる。また、第一樹脂モールド層３１と第二樹脂モールド層３２の厚さを全面に亘ってほぼ均一として、特に枠体２０の近傍における出力光の色むらを抑制した高品質な発光を得ることが可能となる。

【0063】

以上のように、本実施例によれば、封止樹脂を、蛍光体３６等の波長変換部材を配合して波長変換を行う第一樹脂モールド層と、拡散材を配合して発光むらを軽減するための第二樹脂モールド層に分離することにより、より高光質な発光装置を得ることができる。

【0064】

ＬＥＤを用いた発光装置には、図１４の断面図に示すような、パッケージ９５０内にＬＥＤ素子９１０を実装した構成が採用できる。このような構成において、モールド樹脂９３０を二層とするには、最初に蛍光体３６を含む第一樹脂モールド層９３１をモールドする。これにより、第一樹脂モールド層９３１内で、ＬＥＤ素子９１０から出射される光、及びこの出射光を励起光として、蛍光体３６で波長変換させた蛍光とを生成できる。次にこの第一樹脂モールド層９３１の上面に、拡散材を含有させた第二樹脂モールド層９３２を充填する。これによって、ＬＥＤ素子９１０からの出射光、及びこの出射光を蛍光体３６で波長変換させた蛍光とを、第二樹脂モールド層９３２で拡散して、均一な光を得ることができる。

【0065】

しかしながら、このようなモールド樹脂９３０を二段階に形成する構成においては、特に枠体９２０の近傍で色むらが生じるという問題があった。すなわち、図１４において破線で示す領域を拡大した図１５の拡大断面図に示すように、第一樹脂モールド層９３１を構成するモールド樹脂が、表面張力によって樹脂製枠体９２０の近傍ＣＰで這い上がる状態となる。この上に第二樹脂モールド層９３２をモールドすると、必然的に枠体９２０の部分で第一樹脂モールド層９３１が厚く、第二樹脂モールド層９３２が薄い状態となる。すなわち、封止領域ＳＡの中央部分における第一樹脂モールド層９３１の厚さｄ₁と第二樹脂モールド層９３２の厚さｄ₂との比率Ｒ（＝ｄ₁／ｄ₂）が、封止領域ＳＡ周辺における第一樹脂モールド層９３１の厚さｄ₁’と第二樹脂モールド層９３２の厚さｄ₂’の比率Ｒ’が変化する。この結果、封止領域ＳＡの中央部分から発される光と、端縁部分から発される光とで色むらが生じていた。

【0066】

これに対して本実施例に係る発光装置では、上述の通り蛍光体３６等の波長変換部材を配合して波長変換を行う第一樹脂モールド層形成後に、第二枠を形成し、拡散材を配合して発光むらを軽減するための第二樹脂モールド層を形成することによって、より高光質な発光装置を得ることができる。

【0067】

また、樹脂成形パッケージや積層セラミックパッケージ等で封止材を２段で設ける場合、上述した表面張力を避けるためにも、１段目と２段目の端部の位置は構造上、一定距離以上離間しなければならない。この場合、１段目のみで封止した場合に比べて発光径が拡大するため、発光素子から放たれた光が分散し、光度低下に起因する。

【0068】

これに対し本実施例では、第一枠および、第一モールド樹脂の硬化後に第二枠を形成するため、１段目と２段目の枠の端部を合わせることも可能となって、発光部サイズを拡大することなく封止材を２層分離で形成することが可能となる。

【0069】

また、蛍光体等の波長変換部材は、必ずしも第一樹脂モールド層にのみ配置する構成に限られない。例えば第一樹脂モールド層として、白色フィラーを配合した第一モールド樹脂の封止材で封止し、第二樹脂モールド層に、例えばＹＡＧ等の蛍光体を配合した第二モールド樹脂の封止材を用いることで、高輝度の白色光源を得ることができる。この構成は、発光装置の正面光を主に使用する灯具に対して特に有効となり得る。
（実施例２）

【0070】

また、以上の例では二層構造とした例を説明したが、本発明は二層に限定するものでなく、三層以上の多層構造を採用することもできる。このような例を実施例２に係る発光装置２００として図１３に示す。この図に示す発光装置２００の例では、基体２５０上に形成された樹脂モールド層２３０を、第一樹脂モールド層２３１、第二樹脂モールド層２３２、第三樹脂モールド層２３３の三層構造とした例を示している。すなわち枠体２２０は、第一枠２２１と第二枠２２２に加え、第三枠２２３で構成されている。また、各モールド樹脂をモールドする前には、枠体２２０をそれぞれのモールド樹脂の充填位置まで嵩上げするように予め積層することで、各樹脂モールド層の形成時には枠体２２０の上端とほぼ同じ高さまでモールド樹脂を充填させることができ、表面張力によるモールド樹脂の枠体２２０内面での這い上がりを各樹脂モールド層で抑制でき、高品質な発光装置が得られる。このような多層構造の例としては、例えば蛍光体層を多層構造とする構成に好適に適用できる。すなわち、蛍光体を同一の層内に渾然一体に混入させるのでなく、層毎に分離して積層させることで、蛍光体の吸収スペクトルや反射スペクトル特性を利用した励起効率の改善等が期待できる。

【0071】

さらに、樹脂モールド層間の屈折率差を軽減させることもできる。例えば、半導体発光素子をフリップチップ実装した際には、半導体発光素子の製造時に半導体層を成長させる成長基板（例えばサファイア基板）を通じて出射光が出力されることとなるが、このサファイア基板と、発光装置外、すなわち周囲の大気とは、屈折率差がある。屈折率の異なる媒体を光が通過する際には、界面で全反射が生じるため、発光装置から取り出される光の効率を低下させることとなる。そこで、サファイア基板から、樹脂モールド層を通じて発光装置外（大気）まで、光が通過する経路の屈折率差を、樹脂モールド層で段階的に変化させることで、各界面での全反射を抑制して光取り出し効率の向上が期待できる。例えばサファイア基板の屈折率１．７５から、大気の屈折率１までの間、三層の樹脂モールド層によって、１．６→１．５→１．４のように徐々に屈折率を低下させることで、各界面における全反射を抑制して、最終的に発光装置から取り出すことのできる光量を高める効果が期待できる。

【0072】

さらに、出力光の内、特定の波長成分をカット、或いは通過させるバンドエリミネイト、バンドバスフィルタとしての波長域遮断／透過層を、樹脂モールド層に含めることもできる。例えば、肌の色を綺麗に見せるために特定波長の光をカットする照明光源として発光装置を利用する用途において、樹脂モールド層にこのような波長域遮断機能を備えさせたり、あるいはこのような層を追加させることもできる。

【0073】

このように樹脂モールド層を二層に限らず、様々な機能を備えた多層構造とする場合において、各層の端縁においてもそれぞれ均一な膜厚に形成するために、本発明は有効に利用できる。加えて、上述の通り多層構造とした樹脂モールド層においても、上面を平坦面とするのみならず、凸状、凹状等に変形させることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明に係る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用いるＬＥＤ、レーザ素子等の半導体発光素子のみならず、半導体発光素子の製造に広範囲に利用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１００、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、２００…発光装置
１０…半導体発光素子
１２…保護素子
１４…外部接続端子
２０、２０Ｃ、２０Ｅ、２２０…枠体；２１、２１Ｃ、２１Ｅ、２２１…第一枠
２２、２２Ｃ、２２Ｅ、２０Ｆ、２２２…第二枠；２２３…第三枠
３０、２３０…樹脂モールド層
３１、３１Ｃ、２３１…第一樹脂モールド層
３２、３２Ｄ、２３２…第二樹脂モールド層
２３３…第三樹脂モールド層
３４、３４Ｃ…波長変換層
３５、３５Ｃ…透光性樹脂層
３６…蛍光体
５０、２５０…基体
７２０…樹脂
７５０…基体
９１０…ＬＥＤ素子
９２０…枠体
９３０…モールド樹脂
９３１…第一樹脂モールド層
９３２…第二樹脂モールド層
９５０…基体
ＳＡ…封止領域
ＧＰ…隙間
ＣＰ…枠体の近傍

【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】

【図15】