特開 2023-160372 半導体発光装置及び波長変換部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160372

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】半導体発光装置及び波長変換部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/60 20100101AFI20231026BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

H01L33/60

H01L33/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070703

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田辺 麻衣子

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142AA14

5F142BA02

5F142BA32

5F142CA03

5F142CA13

5F142CD02

5F142CD18

5F142CD44

5F142CD47

5F142CG05

5F142CG24

5F142CG43

5F142DA02

5F142DA14

5F142DA61

5F142DA73

5F142DB16

5F142DB20

5F142DB24

(57)【要約】

【課題】発光装置の出光面とその周囲とのコントラストを向上させた半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
上面に凹部を有する基板構造体と、基板構造体の凹部の底面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層を有する発光素子と、発光素子上に配され、上面の周縁に沿って形成された切欠き部を有し、かつ発光層から出射される出射光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換部材と、基板構造体上に配されかつ発光素子の側面及び波長変換部材の上面の周縁に端を発する側面を覆う複数の光反射性粒子を含む第１の被覆部材と、を有し、切欠き部の表面には、当該表面を覆うように出射光及び蛍光に対して光反射性を有する反射膜が成膜されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に凹部を有する基板構造体と、
前記基板構造体の前記凹部の底面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層を有する発光素子と、
前記発光素子上に配され、上面の周縁に沿って形成された切欠き部を有し、かつ前記発光層から出射される出射光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換部材と、
前記基板構造体上に配されかつ前記発光素子の側面及び前記波長変換部材の前記上面の周縁に端を発する側面を覆う複数の光反射性粒子を含む第１の被覆部材と、を有し、
前記切欠き部の表面には、当該表面を覆うように前記出射光及び前記蛍光に対して光反射性を有する反射膜が成膜されている半導体発光装置。

【請求項2】

前記反射膜は、誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項3】

前記切欠き部の表面は、曲面を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項4】

前記第１の被覆部材は、樹脂からなるマトリクス材及び前記マトリクス材に保持された酸化チタン粒子からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項5】

前記第１の被覆部材は、前記第１の被覆部材の上面から所定の深さまでの領域において、前記酸化チタン粒子よりもバンドギャップが小さい酸化チタン粒子を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。

【請求項6】

前記波長変換部材は、前記切欠き部を除く側面が前記第１の被覆部材によって覆われており、前記切欠き部がカーボンブラックを含む第２の被覆部材によって覆われていることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。

【請求項7】

前記切欠き部は、前記第１の被覆部材の上面から前記切欠き部の下端までの深さが前記切欠き部の外端を前記出射光又は前記蛍光の入射点とした際の前記第１の被覆部材に対する前記出射光又は前記蛍光の浸透円の半径よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項8】

前記第１の被覆部材の表面から前記切欠き部の下端までの距離が、前記反射膜で減衰される光の強度比率以下となる浸透円の半径であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項9】

前記切欠き部の幅が、前記反射膜の膜厚の１０倍～２４倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。

【請求項10】

波長変換部材の製造方法であって、
板状の波長変換板の上面に対して複数の溝を格子状に形成する溝形成ステップと、
前記波長変換板の上面に亘って光反射性を有する反射膜を形成する反射膜形成ステップと、
前記複数の溝を除く前記波長変換板の上面に形成された前記反射膜を除去する反射膜除去ステップと、
前記複数の溝の各々に沿って前記波長変換板を分割し、前記波長変換板から前記波長変換部材を個片化する個片化ステップと、
を有することを特徴とする波長変換部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光素子を含む半導体発光装置及び半導体発光装置を構成する波長変換部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に配された発光素子と当該発光素子の側面を覆う光反射性を有する部材とを有する発光装置が開示されている。例えば、特許文献１には、基板上に配された発光素子と、当該発光素子上に配された光透過部材と、発光素子及び光透過部材の側面を覆って光透過部材の上面を露出する光反射性を有する被覆部材と、を有する発光装置が開示されている。

【0003】

また、例えば、特許文献２には、透光性を有する基板と、当該基板上に配された成長基板上に形成された複数の半導体層と、基板、成長基板及び複数の半導体層の各々の側面を覆う光反射性を有する光反射層と、を有する発光装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２１９３２４号公報

【特許文献2】特開２０１５－２２５８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の発光装置においては、光透過部材の上縁端の周囲において透光性の樹脂材料と光反射性の材料とからなる被覆部材（特許文献１の００３３～００３５）の上面から光が滲み出てしまい、光透過部材と被覆部材との間の光のコントラスト比が低くなってしまうことが問題の１つとして挙げられる。

【0006】

また、特許文献２に記載の発光装置においては、発光装置の製造時において基板、成長基板及び複数の半導体層を有する発光装置を製造した後に、当該発光装置に対して光反射層を設ける必要があり、そのための製造に手間が掛かってしまうことが問題の１つとして挙げられる。

【0007】

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、発光装置の出光面とその周囲とのコントラストを向上させた半導体発光装置及びその製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る半導体発光装置は、上面に凹部を有する基板構造体と、前記基板構造体の前記凹部の底面上に配されかつ発光層を含む半導体構造層を有する発光素子と、前記発光素子上に配され、上面の周縁に沿って形成された切欠き部を有し、かつ前記発光層から出射される出射光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換部材と、前記基板構造体上に配されかつ前記発光素子の側面及び前記波長変換部材の前記上面の周縁に端を発する側面を覆う複数の光反射性粒子を含む第１の被覆部材と、を有し、前記切欠き部の表面には、当該表面を覆うように前記出射光及び前記蛍光に対して光反射性を有する反射膜が成膜されている。

【0009】

本発明に係る半導体発光装置における波長変換部材の製造方法は、板状の波長変換板の上面に対して複数の溝を格子状に形成する溝形成ステップと、前記波長変換板の上面に亘って光反射性を有する反射膜を形成する反射膜形成ステップと、前記複数の溝を除く前記波長変換板の上面に形成された前記反射膜を除去する反射膜除去ステップと、前記複数の溝の各々に沿って前記波長変換板を分割し、前記波長変換板から前記波長変換部材を個片化する個片化ステップと、を有することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１に係る発光装置の上面図である。

【図2】実施例１に係る発光装置の断面図である。

【図3】実施例１に係る発光装置を構成する反射膜の光反射特性を示すグラフである。

【図4】実施例１に係る発光装置の一部分の拡大図である。

【図5】実施例１に係る発光装置を構成する波長変換部材の製造工程の一部を示す断面図である。

【図6】実施例１に係る発光装置を構成する波長変換部材の製造工程の一部を示す断面図である。

【図7】実施例１に係る発光装置を構成する波長変換部材の製造工程の一部を示す断面図である。

【図8】実施例１に係る発光装置を構成する波長変換部材の製造工程の一部を示す断面図である。

【図9】実施例２に係る発光装置の断面図である。

【図10】実施例３に係る発光装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

【実施例0012】

図１及び図２を参照しつつ、実施例１に係る発光装置１０の構成について説明する。図１は、実施例１に係る発光装置１０の上面図である。また、図２は、図１に示した発光装置１０の２－２線に沿った断面図である。以下、説明の簡便化のために、図１及び図２に示すようにＸＹＺ軸を定義する。図１及び図２においては、Ｘ軸が発光装置１０の左右方向、Ｙ軸が発光装置１０の前後方向、Ｚ軸が発光装置１０の上下方向として説明する。

【0013】

［発光装置の概要］
実施例１に係る発光装置１０は、上面に凹部を有する基板構造体１２と、当該凹部の底面に配された発光素子２５と、発光素子２５上に配された波長変換部材４１と、発光素子２５の側面及び波長変換部材４１の側面を覆うように基板構造体１２の凹部に充填された被覆部材４５とを含んで構成される。また、発光装置１０は、基板構造体１２の凹部の底面の発光素子２５と異なる領域に配された保護素子３４を含んで構成される。図１においては、図の煩雑化を避けるために被覆部材４５を省略している。

【0014】

［基板構造体］
基板構造体１２は、上面形状が矩形の平板状の平板部１２Ａと、当該平板部１２Ａの上面に接合され、当該上面の外縁に沿った枠形状の枠体部１２Ｂとを有している。基板構造体１２において、平板部１２Ａの上面が枠体部１２Ｂの開口１２Ｏによって露出されている。言い換えれば、基板構造体１２は、上面形状が矩形でありかつ上面に凹部を有する構造体である。図１においては、基板構造体１２または平板部１２Ａの矩形の上面形状の長辺に沿った方向をＸ方向とし、短辺に沿った方向をＹ方向としている。

【0015】

基板構造体１２を構成する平板部１２Ａ及び枠体部１２Ｂの基材は、絶縁性を有する材料からなる。本実施例において、平板部１２Ａ及び枠体部１２Ｂの基材は、絶縁性を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。なお、平板部１２Ａ及び枠体部１２Ｂには、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等の絶縁性を有するセラミックスを用いてもよい。

【0016】

また、基板構造体１２の平板部１２Ａの上面には、導電性の第１の配線パッド１３、第２の配線パッド１４、第３の配線パッド１５及び第４の配線パッド１６が形成されている。また、平板部１２Ａの下面（発光装置１０の下面）には、導電性の第１の実装電極１７、第２の実装電極１９及び、第３の実装電極２１が形成されている。

【0017】

第１の配線パッド１３は、平板部１２Ａの上面の略中央に形成されている上面形状が矩形の中央部分１３Ａと、当該中央部分１３Ａの基板構造体１２の短辺と平行な辺から基板構造体１２の長辺に沿った一方に拡張している上面形状が矩形の拡張部分１３Ｂを有する配線である。なお、第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａは、発光素子２５が載置される部分である。

【0018】

第２の配線パッド１４は、平板部１２Ａの上面に第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａを挟んで拡張部分１３Ｂと反対側に位置する領域に、第１の配線パッド１３と離隔して設けられた配線である。

【0019】

第３の配線パッド１５は、平板部１２Ａの上面に第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａを挟んで拡張部分１３Ｂと反対側に位置する領域に、第１の配線パッド１３及び第２の配線パッド１４と離隔して設けられた配線である。本実施例において、第３の配線パッド１５は、平板部１２Ａの上面の短辺方向において第２の配線パッド１４と隣り合って形成されている。

【0020】

第４の配線パッド１６は、平板部１２Ａの上面に第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａを挟んで拡張部分１３Ｂと反対側に位置する領域に、第１の配線パッド１３、第２の配線パッド１４及び第３の配線パッド１５と離隔して設けられた配線である。第４の配線パッド１６は、平板部１２Ａの上面の短辺方向において、第３の配線パッド１５と隣り合って形成されている。

【0021】

すなわち、第２の配線パッド１４、第３の配線パッド１５及び第４の配線パッド１６は、平板部１２Ａの上面の短辺方向に沿って、この順に配列されている。

【0022】

本実施例において、第１の配線パッド１３、第２の配線パッド１４、第３の配線パッド１５及び第４の配線パッド１６は、銅（Ｃｕ）を平板部１２Ａの上面にパターン形成し、その表面にニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）をこの順に積層することでそれぞれ形成されている。

【0023】

第１の実装電極１７は、平板部１２Ａの上面の第１の配線パッド１３の拡張部分１３Ｂの形成領域と対向する平板部１２Ａの下面領域に形成されている実装用の電極である。第１の実装電極１７は、平板部１２Ａを上下方向に貫通する貫通孔及び当該貫通孔に充填された導電性材料からなる導通ビア１８を介して、第１の配線パッド１３に電気的に接続されている。

【0024】

第２の実装電極１９は、平板部１２Ａの上面の第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａの形成領域と対向する平板部１２Ａの下面領域に、第１の実装電極１７及び後述する第３の実装電極２１と離隔して形成されている実装用の電極である。第２の実装電極１９は、枠体部１２Ｂの下面と平板部１２Ａの上面の間に設けた渡り配線（図示せず）と、平板部１２Ａを上下方向に貫通する貫通孔及び当該貫通孔に充填された導電性材料からなる導通ビア（図示せず）を介して、第４の配線パッド１６及び／又は第１の配線パッド１３に電気的に接続されている。

【0025】

第３の実装電極２１は、平板部１２Ａの上面の第２の配線パッド１４及び第３の配線パッド１５の形成領域と対向する平板部１２Ａの下面領域に、第２の実装電極１９と離隔して形成されている実装用の電極である。第３の実装電極２１は、平板部１２Ａを上下方向に貫通する貫通孔及び当該貫通孔に充填された導電性材料からなる導通ビア２２を介して、第２の配線パッド１４に電気的に接続されている。また、第３の実装電極２１は、平板部１２Ａを上下方向に貫通する貫通孔及び当該貫通孔に充填された導電性材料からなる導通ビア（図示せず）を介して、第３の配線パッド１５に電気的に接続されている。

【0026】

すなわち、第１の実装電極１７、第２の実装電極１９及び第３の実装電極２１は、平板部１２Ａの下面の長辺方向に沿ってこの順に離間して配列されている。また、第１の実装電極１７及び第２の実装電極１９は第１の極性であり、第３の実装電極２１は第１の極性と異なる第２の極性である。

【0027】

本実施例において、第１の実装電極１７、第２の実装電極１９及び第３の実装電極２１は、Ｃｕを平板部１２Ａの下面にパターン形成し、その表面にＮｉ及びＡｕをこの順に積層することでそれぞれ形成されている。また、導通ビア１８、２２を含む平板部１２Ａを貫通する導通ビア及び渡り配線はＣｕで形成されている。

【0028】

［発光素子］
発光素子２５は、上面形状が矩形の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emission Diode）である。発光素子２５は、支持基板２６、半導体構造層２７、アノード電極パッド２８及びカソード電極パッド（図示せず）を含んで構成される。

【0029】

発光素子２５の支持基板２６は、導電性のシリコン（Ｓｉ）からなり、上面形状が矩形の平板状を有している。支持基板２６は、上面に半導体構造層２７を備え、下面にカソード電極（図示せず）を備えている。

【0030】

発光素子２５の半導体構造層２７は、支持基板２６の上面をほぼ覆う矩形状の上面形状を有し、かつ支持基板２６の外縁の領域において枠状に支持基板２６を露出するよう形成されている。すなわち、上面視において、半導体構造層２７の面積は、支持基板２６の面積よりも支持基板２６の枠状の露出領域分だけ小さい。

【0031】

また、半導体構造層２７は、上面視において、矩形の上面形状の四隅のうち１の角部が切欠かれた形状を有している。具体的には、半導体構造層２７は、図１に示すように、図中右下の角部が扇状に欠けている形状を有している。言い換えれば、支持基板２６の上面の１つの角部の扇状の領域においては、半導体構造層２７が形成されておらず、支持基板２６の上面が露出している。

【0032】

半導体構造層２７は、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化物系半導体からなり、支持基板２６の上面に図示しない絶縁層、導電層及び反射層等を含む層を介してｐ型半導体層、発光層及びｎ型半導体層がこの順で積層された発光機能を有する半導体層である。半導体構造層２７の発光層からは、４５０ｎｍをピーク波長とする青色光が放出される。放出された青色光は、半導体構造層２７の上面から出射される。

【0033】

発光素子２５のアノード電極パッド２８は、支持基板２６の上面において上記した半導体構造層２７が形成されていない扇状の領域に設けられており、カソード電極パッド（図示せず）は、支持基板２６のアノード電極パッド２８が設けられた面の反対側の面（発光素子２５の下面）に設けられている。

【0034】

発光素子２５は、カソード電極が第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａの上面に金錫（ＡｕＳｎ）からなる導電性を有する素子接合層２９を介して電気的に接合され、アノード電極パッド２８が第１の接続ワイヤである金（Ａｕ）ワイヤを介して第２の配線パッド１４と電気的に接続されている。

【0035】

［保護素子］
保護素子３４は、第４の配線パッド１６に設けられているツェナーダイオード等の逆電圧保護素子である。保護素子３４は、下面にアノード電極（図示せず）を備え、当該アノード電極が、第４の配線パッド１６の上面にＡｕＳｎからなる導電性を有する素子接合層３５を介して電気的に接合されている。また、保護素子３４は、上面にカソード電極パッド３６を備えており、第２の接続ワイヤ３７であるＡｕワイヤを介して第３の配線パッド１５と電気的に接続されている。

【0036】

以上の構成により、第１の実装電極１７及び第２の実装電極１９が外部電源のカソード配線に接続され、第３の実装電極２１が外部電源のアノード配線に接続されることで、各々の実装電極に接続された第１の配線パッド１３及び第２の配線パッド１４を介して発光素子２５に電力が供給されて点灯する。

【0037】

なお、外部電源のカソード配線及びアノード配線から逆電位の電力（ノイズ）が印加された場合には、第３の配線パッド１５及び第４の配線パッド１６に接続された保護素子３４によって発光素子２５の損傷が回避される。

【0038】

［波長変換部材］
次に、波長変換部材４１について説明する。波長変換部材４１は、図１に示すように、上面視において発光素子２５と同一な矩形状を有している。詳細には、波長変換部材４１は、上面視において発光素子２５の支持基板２６と同一形状である。

【0039】

波長変換部材４１は、発光素子２５上に配され、支持基板２６の上面及び当該上面に形成された半導体構造層２７及びアノード電極パッド２８を覆う矩形の上面形状を有している。波長変換部材４１は、透光性を有しかつガラス等の球状粒子からなるスペーサ粒子Ｓｐを含む接合部材４２を介して発光素子２５と接合されている。

【0040】

波長変換部材４１は、スペーサ粒子Ｓｐによって、アノード電極パッド２８及び第１の接続ワイヤ３１と干渉（接触）しないだけ離間されている。

【0041】

波長変換部材４１は、発光素子２５から入射される入射光（青色光）によって励起されて蛍光を発する蛍光体粒子を含んでいる。本実施例において、波長変換部材４１は、母材としてのＡｌ２Ｏ３と、当該母材内に含有されたセリウム（Ｃｅ）を発光中心としたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）の蛍光体粒子とを含んで構成される。

【0042】

波長変換部材４１内の蛍光体粒子の濃度は、蛍光体を励起せずに波長変換部材４１の上方に出射される光（青色光）と蛍光（緑黄色光）との混合光が白色光となるように調整されている。

【0043】

なお、波長変換部材４１の母材及び蛍光体は、発光装置１０において設定した出光色になるように選択できる。例えば、母材をガラスや硬質シリコーン樹脂とすることができる。また、蛍光体をサイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３）蛍光体、ＳＣＡＳＮ（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３）蛍光体等とすることもできる。

【0044】

波長変換部材４１は、波長変換部材４１の上面４１Ｔの周縁に沿って形成された切欠き部４１Ｎを有している。具体的には、波長変換部材４１には、断面が曲面を有するように上面４１Ｔの周縁に沿って連続して切欠かれた切欠き部４１Ｎが形成されている。さらに、波長変換部材４１の切欠き部４１Ｎの切欠き表面４１Ｓには、当該切欠き表面４１Ｓを覆うように光反射性を有する反射膜４３が形成されている。

【0045】

言い換えれば、波長変換部材４１は、発光素子２５を覆う底面を有する平板状の平板部分４１Ａと、当該平板部分４１Ａの上面よりも小さい上面４１Ｔを有する四角錘台状の窄み部分４１Ｂとを有している。そして、窄み部分４１Ｂの側面には反射膜４３が形成されている。なお、窄み部分４１Ｂの上面４１Ｔは発光装置１０の出光面として機能する（以下、出光面４１Ｔとも称する）。

【0046】

切欠き表面４１Ｓに設けた反射膜４３は、上記した発光素子２５から出射される出射光（青色光）及び波長変換部材４１から出射される蛍光（緑黄色光）に対して光反射性を有するように構成された誘電体多層膜である。

【0047】

反射膜４３の誘電体多層膜は、切欠き部４１Ｎの切欠き表面４１ＳからＡｌ２Ｏ３と酸化チタン（ＴｉＯ２）とが交互に成膜されることで形成されている。

【0048】

本実施例では、半導体構造層２７から出射される青色光の中心波長が４５０ｎｍであり、波長変換部材４１から出射される緑黄色光の中心波長が５５０ｎｍであるため、可視光帯域の光を反射する反射膜とした。このような反射膜４３は、切欠き表面４１Ｓ上に下地層（バッファ層）としてのＡｌ２Ｏ３を２００ｎｍ、その上にＴｉＯ２を約５０ｎｍ、以降、互いの膜厚が徐々に大きくなるようにＡｌ２Ｏ３及びＴｉＯ２を交互に２６ペア積層して形成している。なお、反射膜４３の総厚は４．７μｍである。

【0049】

図３は、反射膜４３の分光反射特性を示す図である。反射膜４３は、図３に示すように、波長変換部材４１の四角錘台状の窄み部分４１Ｂの側面から出射しようとする光（青色光及び緑黄色光）を８０％～９０％以上反射する。言い換えれば、窄み部分４１Ｂの側面から出射する光を２０％～１０％にまで減衰する。

【0050】

なお、反射膜４３は、膜厚、積層ペア数を調整することで反射率を向上させることができる。また、材質としては、上記以外に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を用いることもできる。

【0051】

［被覆部材］
被覆部材４５は、基板構造体１２の凹部である平板部１２Ａの上面、枠体部１２Ｂの内側面及び波長変換部材４１の側面に囲まれた領域、すなわち開口１２Ｏ内に波長変換部材４１の上面４１Ｔを露出するように配されている光反射性を有する樹脂材料である。

【0052】

被覆部材４５は、波長変換部材４１の側方から被覆部材４５に向かって進行する光を反射させる。よって、被覆部材４５で反射された光は、波長変換部材４１の上面４１Ｔ（発光装置１０の出光面）から出光される。

【0053】

本実施例において、被覆部材４５は、マトリクス材としての透光性のシリコーン樹脂と、当該マトリクス材内に分散された光散乱性粒子である粒径２００～３００ｎｍの白色の酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子とを含んで構成される。

【0054】

このように構成された被覆部材４５は、被覆部材４５に入射する可視光帯域の光を反射する。具体的には、被覆部材４５の内部へ入射光の一部が浸透しつつ反射する態様をとる。

【0055】

ＴｉＯ２粒子の含有量は８ｗｔ％～４０ｗｔ％が好ましい。これは、酸化チタン粒子の含有量が８ｗｔ％未満になると被覆部材４５の内部へ浸透する光量が増大して反射効果が低下するためである。また、４０ｗｔ％超だと高い反射効果が得られるが被覆部材４５にクラックが発生することがあるためである。また、４０ｗｔ％超だと波長変換部材４１との密着性が低下することがあるためである。本実施例においては、ＴｉＯ２粒子の含有量を２５ｗｔ％としている。

【0056】

［コントラストの向上］
次に、図４を用いて、コントラストが向上する態様について説明する。図４は、図２における切欠き部４１Ｎ及びその表面に形成された反射膜３２とその周辺を示す領域Ａ（図中一点鎖線）の拡大図である。

【0057】

切欠き部４１Ｎの下端Ｌｅは、波長変換部材４１を導波する青色光及び緑黄色光が反射膜４３を介さないで被覆部材４５に入射する上端の入射点である。また、下端Ｌｅから被覆部材４５へ入射した光の強度比率が所定値まで減衰する距離を半径として描いた円が浸透円Ｐｃである。図４においては、浸透円Ｐｃの半径を半径Ｒｄとして示し、被覆部材４５の上面４５Ｔから切欠き部４１Ｎの下端Ｌｅまでの深さを深さＤとして示している。

【0058】

図４に示すように、本実施例の波長変換部材４１の側面は、切欠き部４１Ｎの切欠き表面４１Ｓに反射膜４３を設け、さらに反射膜４３の表面（窄み部分４１Ｂの側面）に被覆部材４５を配置している。よって、波長変換部材４１の切欠き表面４１Ｓから反射膜４３を介して被覆部材４５へ入射する光の強度は反射膜４３によって１０％～２０％以下に減衰される。従って、波長変換部材４１の切欠き部４１Ｎを覆う被覆部材４５の上面４５Ｔに達する光（浸透する光）の強度比率を１／５～１／１０にまで減衰できる。

【0059】

また、被覆部材４５の上面４５Ｔから波長変換部材４１の切欠き部４１Ｎの下端Ｌｅまでの深さＤを浸透円Ｐｃの半径Ｒｄ以上に設定している。従って、下端Ｌｅから被覆部材４５へ入射して波長変換部材４１の側面を上方へ延長した被覆部材４５の上面４５Ｔに達する光（浸透する光）の強度比率を所定値以下にまで減衰できる。

【0060】

反射膜４３の断面形状は、段差や折れがない方が反射特性が均一になるので好ましい。よって、当該断面形状は円弧状又は楕円弧状が好ましい。しかしながら、切欠き部４１Ｎの側面部分が浸透円Ｐｃの半径以上の直線部を有していれば台形や矩形とすることもできる。

【0061】

被覆部材４５の上面４５Ｔから切欠き部４１Ｎの下端Ｌｅまでの深さＤは、下端Ｌｅから被覆部材４５へ入射した光の強度が上面４５Ｔにおいて浸透円Ｐｃで定めた強度比率以下となる半径Ｒｄより大きいことが好ましい。浸透円Ｐｃで定める強度比率は、反射膜４３の減衰比率以下であればよい。例えば、反射膜４３で減衰される光の強度比率が１／１０ならば、半径Ｒｄは下端Ｌｅから被覆部材４５へ入射した光が１／１０以下に減衰される距離ならばよい。

【0062】

本実施例では、浸透円Ｐｃへ達したときの強度比率を１／１００とした。この強度比率における被覆部材４５の浸透円Ｐｃの半径Ｒｄは０．１ｍｍなので、被覆部材４５の上面４５Ｔから切欠き部４１Ｎの下端Ｌｅまでの深さＤを０．１５ｍｍとしている。

【0063】

切欠き部４１Ｎの幅Ｗは、反射膜４３の総厚の１０倍から２４倍が好ましい。切欠き部４１Ｎの幅Ｗが総厚の１０倍未満だと反射膜４３の形成が困難になる。また、２４倍超だと出光面４１Ｔの面積が小さくなるからである。好適には、反射膜４３の形成が容易で且つ出光面４１Ｔの面積減少を抑えられる１４倍から２０倍が好ましい。本実施例においては、反射膜の総厚を４．７μｍ、切欠き部の幅Ｗを０．０８ｍｍとしている。

【0064】

このように、本実施例によれば、波長変換部材４１の切欠き表面４１Ｓから被覆部材４５へ入射する光強度と、下端Ｌｅから被覆部材４５に入射して上面４５Ｔに至る光強度とを減衰することで、波長変換部材４１の上面４１Ｔの外周部と、当該外周に接する部分の被覆部材４５の上面４５Ｔとの輝度差（コントラスト）を高くすることができる。

【0065】

［波長変換部材の製造方法］
以下に、図５～図８を用いて、反射膜４３が形成された波長変換部材４１の製造方法について説明する。図５～図８は、各々が本実施例における波長変換部材４１の製造工程の一部を示す断面図である。なお、図５～図８においては部材の一部を省略して示している。

【0066】

まず、波長変換部材４１を形成する前の状態である平板状の波長変換板４１Ｍを準備し、先端が丸みを帯びているダイシングブレードを備えるダイシングマシンを用いて、波長変換板４１Ｍの上面に複数の溝Ｇｒを格子状に形成する（ステップ１、溝形成工程）。本ステップにより、図５に示すように、断面視において曲面を有する溝Ｇｒを形成することができる。本実施例においては、上面形状が１ｍｍ角の発光素子２５を用いたので溝Ｇｒの形成ピッチを１ｍｍとした。また、切欠き部４１Ｎの幅Ｗが０．０８ｍｍとなるように溝Ｇｒ幅を０．１６ｍｍで形成した。

【0067】

次に、図６に示すように、スパッタ法又は原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法を用いて、溝Ｇｒの表面を含む波長変換板４１Ｍの上面に対して反射膜４３Ｍとしての誘電体多層膜を形成する（ステップ２、反射膜形成工程）。

【0068】

本ステップにおいては、上記したように、青色光及び緑黄色光を含む可視光帯域の光を反射するのに適した多層膜反射鏡を形成するために、波長変換板４１Ｍの上面に下地層としてのＡｌ２Ｏ３を２００ｎｍ成膜し、その上にＴｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３を互いの膜厚が徐々に大きくなるように交互に２６ペア積層して、総厚４．７μｍの反射膜４３Ｍを形成した。

【0069】

次に、図７に示すように、複数の溝Ｇｒの各々を除く波長変換板４１Ｍの上面に形成されている反射膜４３Ｍを機械研磨して除去する（ステップ３、反射膜除去工程）。本ステップにより、反射膜４３Ｍが複数の溝Ｇｒの各々の表面のみに形成されている状態とすることができる。

【0070】

最後に、図８に示すように、ダイシングマシンを用いて複数の溝Ｇｒの各々に沿って波長変換板４１Ｍを格子状にフルダイスし、波長変換部材４１を個片化する（ステップ４、個片化工程）。本ステップにより、幅Ｗが０．０８ｍｍの切欠き部４１Ｎ及び切欠き表面４１Ｓに反射膜４３が形成された１ｍｍ角サイズの波長変換部材４１を製造することができる。

【0071】

上記したステップ１～４によれば、反射膜４３Ｍが切欠き部４１Ｎの切欠き表面４１Ｓのみに形成されており、波長変換部材４１を個片化した際の切断側面には当該反射膜４３Ｍが形成されていない波長変換部材４１を得ることができる。

【0072】

［発光装置の製造方法］
次に、上記した方法で製造した波長変換部材４１を用いた発光装置１０の製造方法について図１及び図２を基に説明する。

【0073】

まず、種々の配線パッドが形成された平板部１２Ａと当該平板部１２Ａ上に形成された枠体部１２Ｂとを有する基板構造体１２を準備し、平板部１２Ａ上に発光素子２５及び保護素子３４を接合する（ステップＳ１、素子接合工程）。

【0074】

具体的には、まず、素子接合層２９及び素子接合層３５の原料である、ＡｕＳｎ粒子とフラックスからなるソルダーペーストはんだを、第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａ及び第４の配線パッド１６の上面にそれぞれ塗布する。そして、発光素子２５及び保護素子３４を第１の配線パッド１３の中央部分１３Ａ及び第４の配線パッド１６の上面にそれぞれ載置する。

【0075】

その後、発光素子２５及び保護素子３４が載置された基板構造体１２をリフロー炉にて約３００℃で加熱し、ソルダーペーストはんだに含まれるＡｕＳｎ粒子を溶融させかつ固化させることによって、発光素子２５及び保護素子３４を基板構造体１２の配線パッドに接合する。

【0076】

次に、発光素子２５のアノード電極パッド２８と第２の配線パッド１４とを第１の接続ワイヤ３１で接続し、保護素子３４のカソード電極パッド３６と第３の配線パッド１５とを第２の接続ワイヤ３７で接続する（ステップＳ２、ワイヤボンディング工程）。

【0077】

具体的には、発光素子２５のアノード電極パッド２８上に下駄バンプを形成し、第２の配線パッド１４に第１の接続ワイヤ３１の一端をボンディングし、アノード電極パッド２８の下駄バンプ上に第１の接続ワイヤ３１の他端をボンディングすることで、発光素子２５と第２の配線パッド１４とをワイヤ接続する。

【0078】

また、第３の配線パッド１５に第２の接続ワイヤ３７の一端をボンディングし、保護素子３４のカソード電極パッド３６上に第２の接続ワイヤ３７の他端をボンディングすることで、保護素子３４と第３の配線パッド１５とをワイヤ接続する。

【0079】

次に、発光素子２５上に波長変換部材４１を接合する（ステップＳ３、波長変換部材接合工程）。本ステップにおいては、発光素子２５の半導体構造層２７上に接合部材４２としての未硬化のシリコーン樹脂を所定量塗布し、当該樹脂に含まれる上記したスペーサ粒子Ｓｐが樹脂内で沈降するまで静置する。

【0080】

その後、マウンターを用いて、波長変換部材４１の外縁と発光素子２５の外縁とが一致するように、シリコーン樹脂が塗布された発光素子２５上に波長変換部材４１を載せて押圧する。この工程により、上記したように、半導体構造層２７の上面と波長変換部材４１の下面とをスペーサ粒子Ｓｐの外径に応じた間隔で接合できる。これにより、波長変換部材４１をアノード電極パッド２８及び第１の接続ワイヤ３１に干渉しないようクリアランスを保った状態で接合できる。

【0081】

最後に、基板構造体１２の開口１２Ｏにおいて発光素子２５の側面及び波長変換部材４１の側面を覆い、波長変換部材４１の上面４１Ｔが露出された被覆部材４５を形成する（ステップＳ４、被覆部材形成工程）。具体的には、波長変換部材４１の上面４１Ｔを露出するように、基板構造体１２の凹部内にＴｉＯ２粒子を分散させた未硬化のシリコーン樹脂からなる被覆部材４５の前駆体樹脂を所定量充填する。

【0082】

その後、被覆部材４５の前駆体樹脂を充填した基板構造体１２を１５０℃で６０分加熱し、シリコーン樹脂を硬化させることで被覆部材４５を形成する。

【0083】

以上、上記したステップＳ１～ステップＳ４の工程を行うことにより、本実施例における発光装置１０を製造することができる。

【0084】

本実施例においては、上記したステップＳ１～４により、反射膜４３を備えた波長変換部材４１を簡便に製造することを可能にしている。また切欠き部４１Ｎに反射膜４３を備えた波長変換部材４１を用いることで、ステップＳ１～Ｓ４において、特別な工程を設けることなく反射膜４３を備えた波長変換部材４１を組み込んだ発光装置１０の製造を可能にしている。

【0085】

［実施例２及び実施例３］
次に、実施例２及び実施例３について説明する。図９は、実施例２の発光装置５０の断面図であり、図１０は、実施例３の発光装置６０の断面図である。各々の断面図は実施例１に示した２－２線に沿った断面と同様の位置の断面を示している。

【0086】

実施例２の発光装置５０及び実施例３の発光装置６０は、実施例１の発光装置１０と一部が異なるだけで基板構造体１２、発光素子２５、波長変換部材４１、保護素子３４の構成は実施例１と同一である。なお、発光装置５０及び６０について説明するにあたり、実施例１の発光装置１０と同一な部材及び同一な箇所については、同一名称及び同一付番としている。

【実施例0087】

発光装置５０の被覆部材４５には、被覆部材４５の上面から数μｍの深さまでの表層領域ＳＲにおいて、表層領域ＳＲ以外に分散しているＴｉＯ２粒子のバンドギャップより小さいバンドギャップを有するＴｉＯ２粒子を分散している。

【0088】

具体的には、被覆部材４５の表層領域ＳＲに分散しているＴｉＯ２粒子は、その各々が可視光のエネルギーよりも小さなバンドギャップエネルギーを有する。言い換えれば、表層領域ＳＲに分散しているＴｉＯ２粒子は可視光を吸収する。なお、このような被覆部材４５の表層領域は黒色又は灰色を呈している。

【0089】

本実施例の表層領域ＳＲの厚みは、切欠き部４１Ｎの深さＤより十分に薄い。よって、反射膜４３を設けていない波長変換部材４１の側面と被覆部材４５が接する部分の光反射特性は損なわれない。対して、反射膜４３が設けてある波長変換部材４１の外側面と接する被覆部材４５の領域においては、反射膜４３で減衰された光が表層領域ＳＲによって吸収されるので、出光面４１Ｔから出光する光を減衰することなく波長変換部材４１と被覆部材４５との境界におけるコントラストを実施例１以上に向上させることができる。

【0090】

上記した被覆部材４５の構成は、実施例１の発光装置１０の製造後に、被覆部材４５の表層領域ＳＲに分散しているＴｉＯ２粒子の黒色化加工を行うことで得られる（ステップＳ５：黒色化工程）。具体的には、レーザ光源を用いて、当該被覆部材４５の上面に向けてＴｉＯ２のバンドギャップ相当以上のエネルギーを有する波長の紫外レーザ光を照射することで、表層領域ＳＲに分散されているＴｉＯ２粒子を黒色化でき、表層領域ＳＲに光吸収層を作製することができる。

【0091】

詳細には、被覆部材４５の表層領域ＳＲにおけるＴｉＯ２粒子は、紫外レーザ光の照射によって部分的に酸素欠損が生じ、バンドギャップが小さい部分が形成されて可視光を吸収するようになる。このように、極めて簡便な加工工程を加えるだけで発光装置５０を製造することが可能である。