特許 7190890 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】

(24)【登録日】2022-12-08

(45)【発行日】2022-12-16

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/56 20100101AFI20221209BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20221209BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20221209BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20221209BHJP

   F21V 3/06 20180101ALI20221209BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20221209BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20221209BHJP

   C01G 9/02 20060101ALI20221209BHJP

   C01G 23/04 20060101ALI20221209BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20221209BHJP

【ＦＩ】

H01L33/56

H01L33/50

H01L33/60

H01L33/62

F21V3/06

F21V3/00 320

F21V3/00 510

F21S2/00 481

C01G9/02 A

C01G23/04 Z

F21Y115:10 500

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018229937

(22)【出願日】2018-12-07

(65)【公開番号】P2020092231

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-11-02

(73)【特許権者】

【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】下田 陽一

(72)【発明者】

【氏名】大野 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】山下 裕介

【審査官】高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０８０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０５１６００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０９１５３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２４４０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４５７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３６１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６３３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１５２６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－０１０７４８０（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１９１２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／２８－２３／３１

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｇ０９Ｆ ９／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に並置された複数の発光素子と、
各々が前記複数の発光素子の各々上に配置された複数の透光部材と、
前記基板上における前記複数の透光部材の隣接する透光部材間の領域に配置され、前記複数の透光部材の側面を覆う被覆体と、を有し、
前記被覆体は、前記被覆体内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、
前記複数の金属酸化物粒子は、酸素欠損によってバンドギャップが低下する性質を有し、
前記粒子群における前記被覆体の表面の近傍に分散された前記複数の金属酸化物粒子は、各粒子内において他の部分よりもバンドギャップが小さい部分を有することを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記被覆体は、前記複数の金属酸化物粒子を担持する１つの樹脂マトリクスを有す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】

前記複数の金属酸化物粒子は、前記被覆体内において均一な密度で分散されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記複数の金属酸化物粒子は、前記被覆体内において前記表面から前記基板に向かって徐々に密度が高くなるように分散されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。

【請求項5】

前記被覆体内における前記被覆体の前記表面の近傍の第１の領域に分散された前記複数の金属酸化物粒子における前記他の部分よりもバンドギャップが小さい部分の平均密度は、前記被覆体の前記第１の領域よりも前記基板側の第２の領域に分散された前記複数の金属酸化物粒子における前記他の部分よりもバンドギャップが小さい部分の平均密度よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項6】

前記被覆体の前記第１の領域における前記複数の金属酸化物粒子を担持する樹脂マトリクスと、前記被覆体の前記第２の領域における前記複数の金属酸化物粒子を担持する樹脂マトリクスとが、連続して形成されている事を特徴とする請求項５に記載の発光装置。

【請求項7】

前記複数の金属酸化物粒子は、酸化チタン粒子又は酸化亜鉛粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項8】

前記複数の金属酸化物粒子は、前記被覆体内において、５～７０ｗｔ％の範囲内で分散されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項9】

前記粒子群は、前記複数の金属酸化物粒子と、前記複数の金属酸化物粒子を被覆する被覆膜と、を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項10】

前記他の部分よりもバンドギャップが小さい部分を有する前記複数の金属酸化物粒子は、前記被覆体の前記表面から２０μｍ以下の深さの範囲内の領域に分散されていることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。

【請求項11】

前記被覆体は、前記表面に複数の凹凸を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項12】

前記複数の発光素子の各々は、前記基板上に配置された支持基板と、前記支持基板上に配置され、発光層を含む半導体層と、を有し、
前記被覆体は、前記基板上における前記複数の発光素子の隣接する発光素子間の領域に配置され、前記複数の発光素子の各々の前記支持基板の側面を覆う第１の被覆層と、前記第１の被覆層上に配置され、前記表面を有する第２の被覆層と、を有し、
前記第１の被覆層は、前記第２の被覆層との界面の近傍において、前記複数の発光素子からの放出光に対して吸収性を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項13】

基板と、
前記基板上に並置された複数の発光素子と、
前記基板上における前記複数の発光素子の隣接する発光素子間の領域に配置され、前記複数の発光素子の各々の側面を覆う被覆体と、を有し、
前記被覆体は、光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、
前記複数の金属酸化物粒子の少なくとも一部は、酸素欠損によってバンドギャップが低下する性質を有し、
前記粒子群における前記被覆体の表面の近傍に分散された前記複数の金属酸化物粒子は、各粒子内において他の部分よりもバンドギャップが小さい部分を有することを特徴とする発光装置。

【請求項14】

各粒子内における前記他の部分よりもバンドギャップが小さい部分の割合は、前記被覆体の前記表面の近傍に近づくにつれて増加する請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項15】

基板と、
前記基板上に並置された複数の発光素子と、
前記基板上における前記複数の発光素子の隣接する発光素子間の領域に配置され、前記複数の発光素子の各々の側面を覆う被覆体と、を有し、
前記被覆体は、光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、
前記複数の金属酸化物粒子の少なくとも一部は、酸素欠損によってバンドギャップが低下する性質を有し、
前記被覆体は、前記被覆体の表面に、前記複数の金属酸化物粒子に酸素欠損が生じるようにレーザ光が照射された領域を有することを特徴とする発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光ダイオードなどの発光素子を含む発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、所定の波長（発光色）を有する光を放出する発光素子と、当該光源からの光の波長を変換する波長変換体とを組み合わせた発光装置が知られている（例えば特許文献１）。また、複数の発光素子を並置した発光装置が知られている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2010-219324号公報

【文献】特開2014-236275号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発光装置内に複数の発光素子が設けられる場合、高出力であることのみならず、発光素子間での光のクロストークが少ないことが求められる場合がある。当該クロストークが少ないことが求められる場合としては、例えば、発光素子の各々を独立して点消灯させるように構成する場合が挙げられる。この場合、点灯中の発光素子から出射された光が消灯中の発光素子に進入することが抑制されていることが好ましい。

【0005】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置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】

【0006】

本発明による発光装置は、基板と、基板上に並置された複数の発光素子と、各々が複数の発光素子の各々上に配置された複数の透光部材と、基板上における複数の透光部材の隣接する透光部材間の領域に配置され、複数の透光部材の側面を覆う被覆体と、を有し、被覆体は、被覆体内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、粒子群における被覆体の表面の近傍に分散された金属酸化物粒子は、酸素が欠損した部分を有することを特徴としている。

【0007】

また、本発明による発光装置は、基板と、基板上に並置された複数の発光素子と、基板上における複数の発光素子の隣接する発光素子間の領域に配置され、複数の発光素子の各々の側面を覆う被覆体と、を有し、被覆体は、光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、粒子群における被覆体の表面の近傍に分散された金属酸化物粒子は、酸素が欠損した部分を有することを特徴としている。

【0008】

また、本発明による発光装置は、基板と、基板上に並置された複数の発光素子と、基板上における複数の発光素子の隣接する発光素子間の領域に配置され、複数の発光素子の各々の側面を覆う被覆体と、を有し、被覆体は、光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群を有し、被覆体は、被覆体の表面にレーザ光が照射された領域を有することを特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】実施例１に係る発光装置の断面図である。

【図1B】実施例１に係る発光装置の上面図である。

【図1C】実施例１に係る発光装置の拡大断面図である。

【図1D】実施例１に係る発光装置における被覆体内の粒子の断面図である。

【図2A】実施例１に係る発光装置の製造方法を示す図である。

【図2B】実施例１に係る発光装置の製造方法を示す図である。

【図2C】実施例１に係る発光装置の製造方法を示す図である。

【図3】実施例１に係る発光装置内の光の進路を模式的に示す図である。

【図4】実施例１に係る発光装置からの光出力を示す図である。

【図5A】実施例１の変形例１に係る発光装置の断面図である。

【図5B】実施例１の変形例２に係る発光装置の断面図である。

【図5C】実施例１の変形例３に係る発光装置の断面図である。

【図5D】実施例１の変形例４に係る発光装置の断面図である。

【図5E】実施例１の変形例５に係る発光装置の断面図である。

【図6】実施例２に係る発光装置の断面図である。

【図7A】実施例３に係る発光装置の断面図である。

【図7B】実施例３に係る発光装置の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

図１Ａは、実施例１に係る発光装置１０の断面図である。図１Ｂは、発光装置１０の模式的な上面図である。図１Ａは、図１Ｂの１Ａ－１Ａ線に沿った断面図である。また、図１Ｃは、図１Ａの破線で囲まれた部分Ａを拡大して示す拡大断面図である。図１Ａ乃至図１Ｃを用いて、発光装置１０の構成について説明する。

【0012】

発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に並置された複数の発光素子１２と、接合部材１３を介して発光素子１２の各々に接合された透光部材１４とを有する。本実施例においては、発光素子１２は、その底面が基板１１の上面上に配置されている。また、接合部材１３は、発光素子１２の上面に接している。また、透光部材１４は、その底面が接合部材１３の上面に接している。

【0013】

また、発光装置１０は、基板１１上に形成され、発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４の各々から離間して、発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４の各々を取り囲む枠体１５を有する。また、発光装置１０は、基板１１上における隣接する透光部材１４間の領域に配置され、透光部材１４の各々の側面を覆う被覆体１６を有する。被覆体１６は、外部に露出する表面Ｓ１を有する。本実施例においては、被覆体１６は、基板１１上における枠体１５の内側の領域であって、基板１１が発光素子１２から露出した表面上に一体的に形成されている。

【0014】

以下、発光装置１０の詳細な構成について説明する。まず、本実施例においては、基板１１は、発光素子１２の載置面（実装面）を有し、発光素子１２を実装する実装基板である。また、基板１１は、当該載置面に形成されかつ発光素子１２に接続された第１の配線及び第２の配線（図示せず）を有する。また、基板１１は、当該載置面とは反対側の面（裏面）に形成され、第１の配線及び第２の配線にそれぞれ電気的に接続された第１の接続電極及び第２の接続電極（図示せず）を有する。

【0015】

発光素子１２の各々は、例えば、発光ダイオードなどの半導体発光素子である。本実施例においては、発光素子１２の各々は、支持基板１２Ａと、支持基板１２Ａに支持され、発光層を含む半導体層１２Ｂと、を有する。例えば、支持基板１２Ａはシリコン基板からなる。また、例えば、半導体層１２Ｂは、窒化物系半導体からなる。発光素子１２の各々は、例えば、４２０～４７０ｎｍの波長の光（以下、青色光と称する場合がある）を放出する。

【0016】

例えば、発光素子１２は、支持基板１２Ａ、支持基板１２Ａの第１の主面上に形成された半導体層１２Ｂ、支持基板１２Ａの第１の主面とは反対側の第２の主面上に形成された第１及び第２の電極（図示せず）を有する。発光素子１２は、当該第２の主面から基板１１の載置面に載置される。また、当該第１及び第２の電極は、導電性接着材（例えば金属バンプ、金属共晶部材、はんだ、金属ナノ焼結部材、導電性ペーストなど）を介して基板１１の第１及び第２の配線にそれぞれ接続されている。

【0017】

また、本実施例においては、発光装置１０は、発光素子１２の各々を独立して駆動するように構成されている。例えば、発光素子１２の各々の第１の電極は、他の第１の電極から絶縁されている。従って、発光素子１２の各々は、互いに無関係に点消灯を行う。

【0018】

なお、発光素子１２の構成はこれに限定されない。例えば、発光素子１２は、半導体層１２Ｂの結晶成長に用いられる成長基板を有していてもよい。この場合、例えば、発光素子１２は、成長基板、当該成長基板上に成長された半導体層１２Ｂ、当該半導体層１２Ｂ上に形成された第１の電極及び第２の電極を有する。また、この場合、発光素子１２は、成長基板が基板１１に接着される。発光素子１２の第１及び第２の電極は、金ワイヤを介して基板１１の第１及び第２の配線に接続される。

【0019】

また、発光素子１２の他の構成としては、半導体層１２Ｂが基板１１の載置面に載置されていてもよい。この場合、発光素子１２は、半導体層１２Ｂ上に形成された第１及び第２の電極を有する。また、発光素子１２の第１及び第２の電極は、導電性接着材を介して基板１１に接合される（フリップチップ接合ともいう）。この場合、基板１１上には半導体層１２Ｂが配置され、半導体層１２Ｂ上に支持基板１２Ａが配置されることとなる。

【0020】

また、本実施例においては、発光素子１２の各々は、基板１１における発光素子１２の載置面に垂直な方向から見たときに矩形（本実施例においては正方形）の上面形状を有する場合について説明する。しかし、発光素子１２の上面形状は、矩形に限定されず、例えば円形状、楕円形状及び長方形状など、種々の形状であってもよい。本実施例においては、発光素子１２の上面（例えば半導体層１２Ｂ又は支持基板１２Ａにおける基板１１とは反対側の表面）は、発光素子１２の光取り出し面として機能する。

【0021】

接合部材１３は、発光素子１２から放出された光を透過させる特性を有する。接合部材１３は、例えば少なくとも可視光を透過させる。例えば、接合部材１３としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、低融点ガラスなどが用いられることができる。本実施例においては、接合部材１３はシリコーン樹脂からなる。

【0022】

接合部材１３は、発光素子１２から放出された光の波長を変換する波長変換体、例えば蛍光体を含んでいてもよい。例えば、当該蛍光体としては、青色光を緑色光に変換する緑色蛍光体、青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体などが用いられることができる。

【0023】

なお、接合部材１３の構成はこれに限定されない。例えば、透光部材１３は、発光素子１２から放出された光、及び波長変換体によって変換された光を透過させる金属酸化物のナノ粒子焼結体から構成されていてもよい。

【0024】

透光部材１４は、接合部材１３の上面上に配置されている。例えば、透光部材１４は、板状の形状を有する。また、透光部材１４は、発光素子１２から放出された光、及び／又は波長変換体によって変換された光を透過させる特性、例えば少なくとも可視光を透過させる特性を有する。例えば、透光部材１４としては、ガラスプレート、サファイアプレート、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）プレートなどが用いられることができる。

【0025】

また、透光部材１４は、発光素子１２から放出された光の波長を変換する波長変換体、例えば蛍光体を含んでいてもよい。例えば、当該蛍光体としては、青色光を緑色光に変換する緑色蛍光体、青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体、青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体などを用いることができる。本実施例においては、透光部材１４は、ＹＡＧプレートからなる。

【0026】

なお、透光部材１４の構成はこれに限定されない。例えば、透光部材１４は、発光素子１２から放出された光、及び波長変換体によって変換された光を透過させるアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又は金属酸化物のナノ粒子焼結体から構成されていてもよい。

【0027】

透光部材１４の上面は、発光装置１０の光取り出し面として機能する。本実施例においては、透光部材１４の上面は、発光素子１２の上面と同様の形状、例えば矩形の形状を有する。しかし、透光部材１４の上面形状は、矩形に限定されず、また、発光素子１２の上面形状とは異なる形状であってもよい。また、例えば、透光部材１４の側面は、階段状に形成されていてもよいし、上面に対して傾斜していてもよい。

【0028】

枠体１５は、発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４の各々から離間して発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４の各々を取り囲むように基板１１上に配置されている。なお、枠体１５は、基板１１の外周を囲むように配置されていてもよい。また、本実施例においては、枠体１５は、基板１１と一体的に形成され、基板１１とともに、発光素子１２を収容する凹部を有するランプハウスを形成する。枠体１５は、例えばアルミナ成形体からなる。

【0029】

被覆体１６は、基板１１上における発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４の外側の領域でありかつ枠体１５に囲まれた領域に形成されている。なお、被覆体１６は、枠体１５の上面の一部の領域を覆っていてもよいし、また枠体１５の全体を覆っていてもよい（枠体１５を埋設していてもよい）。また、枠体１５は設けられていなくてもよく、被覆体１６の外側面が露出していてもよい。

【0030】

以下、被覆体１６について詳細に説明する。被覆体１６は、表面Ｓ１において外部に露出している。具体的には、被覆体１６は、基板１１上において、透光部材１４の上面（すなわち光取り出し面）の端部から、枠体１５の内壁面又は上端面に亘って連続的に配置されている。また、被覆体１６は、透光部材１４の側面を取り囲むように形成されている。

【0031】

被覆体１６は、基板１１に接する底面と、透光部材１４の側面に接する内側面と、枠体１５の内壁面に接する外側面と、当該内側面及び外側面間に設けられて外部に露出する表面Ｓ１と、を有する。なお、本実施例においては、被覆体１６は、熱硬化性樹脂を含む。従って、被覆体１６の表面Ｓ１は、硬化後の熱収縮によって、わずかに基板１１側に窪んだ形状を有する。

【0032】

また、本実施例においては、被覆体１６が透光部材１４の側面全体に接する場合について説明する。しかし、被覆体１６は、透光部材１４の側面の一部のみに接していてもよい。例えば、被覆体１６は、透光部材１４の上面（光取り出し面）の端部から透光部材１４の底面に亘る透光部材１４の側面の一部の領域（すなわち透光部材１４の側面の上方の領域）のみを覆っていてもよい。

【0033】

次に、図１Ｃ及び図１Ｄを用いて、被覆体１６の内部構造について説明する。まず、図１Ｃに示すように、被覆体１６は、被覆体１６内に分散された複数の酸化チタン粒子（図１Ｃには第１、第２及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を示した）を含む粒子群１６ＰＴを有する。

【0034】

本実施例においては、被覆体１６は、粒子群１６ＰＴを分散させる媒質（マトリックス）を含む。当該媒質としては、例えば熱硬化性のシリコーン樹脂及びエポキシ樹脂などが挙げられる。すなわち、被覆体１６は、粒子を含有する樹脂体からなる。また、本実施例においては、当該媒質としての樹脂体は、可視光を透過させる特性を有する。なお、本実施例においては、被覆体１６は、発光素子１２及び基板１１上の配線等を封止する封止体として機能する。

【0035】

また、図１Ｄに示すように、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々は、酸化チタンＰ１０、Ｐ２０及びＰ３０と、酸化チタン（粒子本体）Ｐ１０、Ｐ２０及びＰ３０をそれぞれ被覆する被覆膜Ｐ１１、Ｐ２１及びＰ３１と、を有している。

【0036】

具体的には、本実施例においては、第１の酸化チタン粒子Ｐ１は、酸化チタンＰ１０と、酸化チタンＰ１０の表面を被覆して酸化チタンＰ１０を保護する被覆膜Ｐ１１と、を有する。被覆膜Ｐ１１は、例えば、アルミナ、シリカ、ポリオールなどの有機物からなる膜である。同様に、第２及び第３の酸化チタン粒子Ｐ２及びＰ３の各々は、酸化チタンＰ２０及びＰ３０と、酸化チタンＰ２０及びＰ３０の表面を被覆する被覆膜Ｐ２１及びＰ３１と、を有する。

【0037】

次に、図１Ｄに示すように、粒子群１６ＰＴのうち、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３の各々は、各粒子内（各酸化チタンＰ１０及びＰ３０内）において他の部分よりもバンドギャップが小さい部分Ｐ００を有する。当該部分Ｐ００は、酸化チタンにおける酸素が欠損した部分である。以下においては、部分Ｐ００を酸素欠損部と称する。

【0038】

また、図１Ｃに示すように、本実施例においては、粒子群１６ＰＴは、被覆体１６の表面Ｓ１から基板１１に向かって、各粒子内における酸素欠損部Ｐ００の平均密度が低くなるように分散された第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３を含む。なお、図の明確さのため、図１Ｃにおいては、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３にハッチングを施している。本実施例においては、酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々は、ルチル型の結晶構造を有する二酸化チタン（ＴｉＯ₂）Ｐ１０、Ｐ２０及びＰ３０からなる。

【0039】

なお、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々内における酸素欠損部Ｐ００の密度とは、例えば、各粒子内における酸素欠損部Ｐ００が占める割合であり、例えば、各酸化チタンＰ１０～Ｐ３０の表面における酸素欠損部Ｐ００の占有面積である。

【0040】

本実施例においては、粒子群１６ＰＴのうち、被覆体１６内における最も表面Ｓ１側の領域に分散された第１の酸化チタン粒子Ｐ１においては、第１の酸化チタン粒子Ｐ１内における酸素欠損部Ｐ００の密度が最も高い（第１の密度で酸素欠損部Ｐ００を有する）。

【0041】

例えば、第１の酸化チタン粒子Ｐ１の酸素欠損部Ｐ００は、可視光のエネルギー（詳細には可視光の波長のエネルギー）よりも小さなバンドギャップエネルギーを有する。例えば、第１の酸化チタン粒子Ｐ１における酸素欠損部Ｐ００は、発光素子１２からの放出光（本実施例においては青色光）及び透光部材１４からの出射光（本実施例においては青色光及び黄色光）のエネルギーよりも小さなバンドギャップエネルギー（例えば約１．５ｅＶ）を有する。

【0042】

また、粒子群１６ＰＴのうち、被覆体１６内における最も基板１１側の領域に分散された第２の酸化チタン粒子Ｐ２においては、第２の酸化チタン粒子Ｐ２内における酸素欠損部Ｐ００の密度が最も低い（第２の密度で酸素欠損部Ｐ００を有する）。

【0043】

例えば、第２の酸化チタン粒子Ｐ２は、図１Ｄに示すように、酸素欠損部Ｐ００をほとんど有さない。従って、例えば、第２の酸化チタン粒子Ｐ２は、いずれの部分においても（ほぼ全体において）、発光素子１２からの放出光のエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する。

【0044】

例えば、第２の酸化チタン粒子Ｐ２（酸化チタンＰ２０）がルチル型の結晶構造を有する場合、第２の酸化チタン粒子Ｐ２は、３．０ｅＶのバンドギャップエネルギーを有する。なお、第２の酸化チタン粒子Ｐ２がアナターゼ型の結晶構造を有する場合、第２の酸化チタン粒子Ｐ２は、３．２ｅＶのバンドギャップエネルギーを有する。

【0045】

また、粒子群１６ＰＴのうち、第１及び第２の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ２間に分散された第３の酸化チタン粒子Ｐ３においては、第３の酸化チタン粒子Ｐ３内における酸素欠損部Ｐ００（例えば１．５ｅＶのバンドギャップエネルギーを有する部分）は、第１の酸化チタン粒子Ｐ１と第２の酸化チタン粒子Ｐ２との間の密度（第３の密度（第１の密度と第２の密度との間の密度））で、設けられている。

【0046】

なお、酸化チタンの結晶は、酸素欠損によってバンドギャップが小さくなると解されている。より詳細には、酸素欠損によって、酸化チタンの価電子帯と導電帯との間に中間準位が形成される。ここでいうバンドギャップとは、この中間準位と価電子帯又は導電帯との間のエネルギーギャップである。

【0047】

ここで、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３におけるバンドギャップ（各粒子内における局部的なバンドギャップ）について説明する。バンドギャップを有する結晶は、そのバンドギャップエネルギーよりも大きなエネルギーの波長の光を吸収し、これよりも小さなエネルギーの波長の光を透過させる光学特性を有する。

【0048】

本実施例においては、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３の各々における酸素欠損部Ｐ００は、可視光の波長に相当するバンドギャップ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。従って、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３の各々は、酸素欠損部Ｐ００によって、可視光を吸収する。

【0049】

また、酸素欠損部Ｐ００の密度が高いほど、可視光の吸収率は大きくなる。従って、本実施例においては、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３は、白色の可視光を用いた観察下では、可視光が吸収されるために、黒色又は灰色を呈している。また、第１の酸化チタン粒子Ｐ１は、酸素欠損部Ｐ００の密度が第３の酸化チタン粒子Ｐ３よりも高いため、第３の酸化チタン粒子Ｐ３よりも濃い黒色又は灰色を呈している。

【0050】

なお、本実施例においては、第２の酸化チタン粒子Ｐ２の各々は酸素欠損部Ｐ００を有さない（ほとんど有さない）ため、可視光を透過及び散乱させる。従って、本実施例においては、第２の酸化チタン粒子Ｐ２の各々は、白色の可視光を用いた観察下では、白色を呈している。

【0051】

また、本実施例においては、被覆体１６における第１、第２及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の各々が分散された領域をそれぞれ第１、第２及び第３の領域（又は第１、第２及び第３の粒子層）１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃとした場合、第１及び第３の領域１６Ａ及び１６Ｃは、可視光を吸収する可視光吸収領域（以下、単に吸収領域と称する）１６ＡＢとして機能する。一方、第２の領域１６Ｂは、可視光を散乱及び反射させる可視光散乱反射領域（以下、単に散乱反射領域と称する）１６ＳＣとして機能する。

【0052】

また、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３は、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の領域のみに分散されている。例えば、第１及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ３は、表面Ｓ１から２０μｍ以下の厚さ（深さ）の範囲内の領域のみに分散されている。従って、被覆体１６は、表面Ｓ１の近傍では吸収領域１６ＡＢとして機能し、その内部では散乱反射領域１６ＳＣとして機能する。

【0053】

また、本実施例においては、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３は、被覆体１６内（媒質内）において、全体として均一な分散密度で分散されている。しかし、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３は、被覆体１６の表面Ｓ１から基板１１に向かって分散密度（含有量）が徐々に高くなるように、分散されていてもよい。例えば、粒子群１６ＰＴは、被覆体１６における基板１１に近い領域（下部領域）においては、表面Ｓ１に近い領域（上部領域）よりも高い密度で分散されていてもよい。

【0054】

なお、第１、第２及び第３の酸化チタン粒子Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、それぞれ被覆膜Ｐ１１、Ｐ２１及びＰ３１を有する。これによって、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３に、紫外線による黄変への耐性（耐黄変性）や、耐候性を持たせることができる。しかし、紫外線による黄変への耐性や耐候性を必要としない場合、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３は被覆膜Ｐ１１～Ｐ３１を有していなくてもよい。

【0055】

図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃの各々は、発光装置１０の製造方法の各工程を示す図である。図２Ａ乃至図２Ｃの各々は、各工程中における図１Ａと同様の断面図である。図２Ａ乃至図２Ｃを用いて、発光装置１０の製造方法について説明する。

【0056】

まず、図２Ａは、発光素子１２、接合部材１３、透光部材１４、枠体１５及び粒子含有樹脂１６Ｐが形成された基板１１を示す図である。本実施例においては、まず、枠体１５が接合されかつ配線を有する基板１１上に複数の発光素子１２を配置して接合する（工程１）。次に、発光素子１２の各々上に接合部材１３としてシリコーン樹脂を塗布する（工程２）。また、接合部材１３の各々上に透光部材１４としてＹＡＧプレートを配置し、接着する（工程３）。

【0057】

続いて、基板１１上における透光部材１４間の領域を含む枠体１５の内側の領域に、粒子含有樹脂１６Ｐとして、第２の酸化チタン粒子Ｐ２と同様の酸化チタン粒子Ｐ０を含有するシリコーン樹脂を充填する（工程４）。そして、粒子含有樹脂１６Ｐを加熱して硬化させる（工程５）。本実施例においては、酸化チタン粒子Ｐ０として、平均粒径が２５０ｎｍ、バンドギャップエネルギーが３．０ｅＶのルチル型の二酸化チタンを用いた。そして、粒子含有樹脂１６Ｐにおける酸化チタン粒子Ｐ０の濃度は１６ｗｔ％とした。

【0058】

図２Ｂは、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０にレーザ光の照射を行っている際の粒子含有樹脂１６Ｐの基板１１を示す図である。まず、粒子含有樹脂１６Ｐを加熱して硬化させる（工程６）。

【0059】

そして、基板１１を支持しつつ、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０に対し、レーザ光ＬＢを照射する（工程７）。本実施例においては、３５５ｎｍの波長のレーザ光ＬＢを出射するレーザ光源ＬＳを準備した。また、レーザ光ＬＢを走査しつつ粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０に照射する。

【0060】

本実施例においては、φ４５μｍのビーム径及び５０ｋＷ／ｃｍ²の出力のレーザ光ＬＢを、１０００ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させつつ、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０に照射した。なお、３５５ｎｍの波長の光のエネルギーは約３．５ｅＶであり、ルチル型の二酸化チタンのバンドギャップエネルギーは３．０ｅＶである。従って、レーザ光ＬＢのエネルギーは酸化チタン粒子Ｐ０のバンドギャップエネルギーよりも大きい。従って、レーザ光ＬＢは、酸化チタン粒子Ｐ０に吸収される。

【0061】

これによって、レーザ光ＬＢに照射された酸化チタン粒子Ｐ０が変質し、粒子内の酸素原子が脱離する。また、レーザ光ＬＢの照射強度、照射時間及び焦点位置などを調節することで、レーザ光ＬＢは上面Ｓ０の近傍の酸化チタン粒子Ｐ０のみに照射される。従って、粒子含有樹脂１６Ｐにおける上面Ｓ０の近傍で最も酸素欠損の多い酸化チタン粒子が生成され、上面Ｓ０から離れるに従ってその酸素欠損の程度が小さい酸化チタン粒子が生成される。

【0062】

これによって、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０の近傍におけるレーザ光ＬＢが比較的強く照射された酸化チタン粒子Ｐ０は、高密度で酸素欠損部Ｐ００を有する酸化チタン粒子、すなわち第１の酸化チタン粒子Ｐ１となる。そして、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０から少し離れた酸化チタン粒子Ｐ０は、酸素欠損部Ｐ００が比較的少ない第３の酸化チタン粒子Ｐ３となる。

【0063】

また、上面Ｓ０から所定の距離（レーザ光ＬＢが酸化チタン粒子によって遮光される距離）以上離れると、レーザ照射の影響を受けず、酸化チタン粒子Ｐ０は変質しない。従って、例えば基板１１の近傍に存在する酸化チタン粒子Ｐ０は、酸素欠損部Ｐ００をほとんど有しない酸化チタン粒子、すなわち第２の酸化チタン粒子Ｐ２となる。

【0064】

このようにして、レーザ照射によって、酸素欠損部Ｐ００の密度が徐々に低くなるように分散された複数の酸化チタン粒子（粒子群１６ＰＴ）を含む被覆体１６及びこれを含む発光装置１０を製造することができる（図２Ｃ）。

【0065】

なお、レーザ光ＬＢの照射工程（工程７）においては、他の材料、例えば被覆体１６の媒質（例えばシリコーン樹脂）、接合部材１３及び透光部材１４などを変質させないようにレーザ光源ＬＳの出力調節を行うことが好ましい。例えば上記した条件でレーザ光ＬＢを照射することで、他の材料の変質を抑制しつつ、酸化チタン粒子Ｐ０のみを変質させることができる。

【0066】

本願の発明者らは、当該条件（及び２５～７５ｋＷ／ｃｍ²の範囲内の出力）のレーザ光ＬＢが被覆体１６の媒質としてのシリコーン樹脂、接合部材１３、及び透光部材１４としてのＹＡＧプレートを変質させないことを確認している。なお、本実施例においては、被覆体１６の媒質として、３５５ｎｍの波長の光に対して６０％以上の透過率を有するシリコーン樹脂を用いた。

【0067】

なお、発光装置１０の製造方法はこれに限定されない。例えば、粒子含有樹脂１６Ｐを塗布し、所定時間静置した後、粒子含有樹脂１６Ｐを加熱することによって酸化チタン粒子Ｐ０を沈降させる。これによって、表面Ｓ１側の酸化チタン粒子Ｐ０の分散密度を低くした被覆体１６を形成することもできる。

【0068】

図３は、発光装置１０内における光の進路を模式的に示す図である。まず、発光素子１２から放出された光のうち、大部分の光は、光Ｌ１のように、接合部材１３及び透光部材１４を通過して透光部材１４の上面（光取り出し面）から外部に取り出される。

【0069】

次に、透光部材１４の側面から被覆体１６の散乱反射領域１６ＳＣに進入する光（光Ｌ２のような光）は、散乱反射領域１６ＳＣによって反射されて透光部材１４に戻って来る。そして、光Ｌ２のような光は、透光部材１４の上面から外部に取り出される。

【0070】

一方、透光部材１４の上面の近傍の領域から被覆体１６に入射した光の一部は、光Ｌ３のように、被覆体１６内を伝搬することが想定される。このような光は、吸収領域１６ＡＢに進入し、吸収領域１６ＡＢによって吸収される。

【0071】

より具体的には、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍に入射した光は、被覆体１６の表面Ｓ１で全反射を起こすことで、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍を表面Ｓ１に沿って伝搬しやすくなる。すなわち、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍には、表面Ｓ１に沿った意図しない光の伝搬経路が形成されやすい。従って、仮に被覆体１６の全体が散乱反射性を有する場合、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の領域を介して隣接する透光部材１４間で光が伝搬する場合がある。すなわち、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の領域は、透光部材１４間、すなわち発光領域間の光のクロストークが発生しやすい領域となる。

【0072】

従って、被覆体１６が表面Ｓ１の近傍に吸収領域１６ＡＢを有することで、発光領域間の光のクロストークが抑制される。また、光Ｌ３のような光は、吸収領域１６ＡＢに進入することで、完全に吸収されなかった場合でも、十分に減衰される。従って、光のクロストークが抑制される。

【0073】

なお、被覆体１６の吸収領域１６ＡＢ以外の大部分の領域は散乱反射領域１６ＳＣである。従って、上記したように散乱反射領域１６ＳＣに進入しようとする光（光Ｌ２のような光）は発光素子１２又は透光部材１４側へ反射された後、外部に取り出される。従って、光出力をほとんど犠牲にすることなく、被覆体１６の全体で確実に光のクロストークが抑制される。

【0074】

図４は、発光装置１０からの光出力の分布を示す図である。図４の横軸は図１Ｂの１Ａ－１Ａ線に沿った発光装置１０の位置を示し、縦軸は光出力（輝度を最大値で規格化した値）を示している。

【0075】

なお、図４には、比較例として被覆体１６に代えて第２の酸化チタン粒子Ｐ２のみが分散された被覆体を有する発光装置からの出力の測定結果を破線で示し、発光装置１０の測定結果を実線で示している。

【0076】

図４に示すように、発光装置１０においては、発光装置１００に比べ、発光素子１２（透光部材１４）の領域以外からの出力が大きく抑えられ、発光素子１２の領域からは高い出力の光が出射されていることがわかる。また、透光部材１４の外側においては、透光部材１４の領域の１／１００程度にまで急峻に光強度が低下していることがわかる。また、発光装置１０及び１００の最大出力値はほぼ同一であった。

【0077】

すなわち、発光装置１０は、出力を低下させることなく、発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置であることがわかる。なお、本願の発明者らは、透光部材１４の各々を２００μｍ程度の間隔で配置した場合でも、十分に光のクロストークが抑制されたことを確認している。

【0078】

このように、被覆体１６は、発光素子１２、接合部材１３及び透光部材１４から被覆体１６に入射した光のほとんどに対しては高い反射性を有し、わずかに存在する被覆体１６の表面Ｓ１の近傍に進入した光に対しては吸収性を有する。従って、発光装置１０は、光の出力低下を犠牲にすることなく、所望の配光特性の光を出射することができる。

【0079】

例えば、発光装置１０は、発光素子１２の各々の点灯及び非点灯を切替えることによって、照射領域（例えば配光領域）を変化させることが好ましい用途、例えば車両の前照灯などの照明用途に用いられることができる。この場合、１の発光素子１２に対応する照射領域に向けて出射される光が他の照射領域に向けて出射されないことが求められる。本実施例においては、発光装置１０は、このような用途に好適な構成を有する。

【0080】

また、被覆体１６の吸収領域１６ＡＢは、レーザ光ＬＢの照射工程（工程７）を加えるだけで、容易に形成することができる。従って、容易に発光領域間のクロストークが抑制された発光装置１０を提供することが可能となる。

【0081】

なお、本実施例においては、粒子群１６ＰＴの分散媒質である樹脂体は、一体的に形成されている。すなわち、例えば、被覆体１６は、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々を担持する１つの樹脂マトリクスを有する。また、第１～第３の領域１６Ａ～１６Ｃ間の各々には媒質の境界が存在しない。従って、吸収領域１６ＡＢを設けた場合でも被覆体１６の機械的強度が維持され、また上記したように光学機能も安定する。従って、高品質及び高寿命な被覆体１６及び発光装置１０となる。

【0082】

また、本実施例においては、粒子群１６ＰＴは、被覆体１６内において、全体として均一な分散密度を有する。従って、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々は、互いに同程度の範囲内の密度で被覆体１６内に分散されている。従って、吸収領域１６ＡＢを設けた場合でも被覆体１６の全体としての熱膨張係数が均一化され、これによって、被覆体１６の機械的強度が維持される。従って、高品質及び高寿命な被覆体１６及び発光装置１０となる。

【0083】

なお、上記したように、粒子群１６ＰＴにおける被覆体１６内の分散密度は基板１１に向かって徐々に低くなっていてもよい。例えば、基板１１側における第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の分散密度を高くし、表面Ｓ１側における第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の分散密度を低くした場合には、被覆体１６の表面Ｓ１の樹脂割れを抑制することができる。この場合、表面Ｓ１付近を導光する光Ｌ３を増加させる可能性があるが、吸収領域１６ＡＢによってこの光Ｌ３の導光は抑制される。

【0084】

より具体的には、例えば、上記した工程４を実行する際に、酸化チタン粒子Ｐ０の含有量を３２ｗｔ％とした粒子含有樹脂１６Ｐを用いて、静置工程（酸化チタン粒子Ｐ０を沈降させる工程）を経て被覆体１６を形成する。この工程により、被覆体１６における表面Ｓ１の近傍の酸化チタン粒子（第１の酸化チタン粒子Ｐ１）の含有量を１６ｗｔ％程度とすることができる。この場合、表面Ｓ１の近傍における吸収領域１６ＡＢでの光吸収特性及び散乱反射領域１６ＳＣでの光散乱特性を維持することができ、さらに被覆体１６の樹脂割れを防止することが可能となる。

【0085】

また、本実施例においては、被覆体１６は、樹脂媒質として、１．４～１．５５の範囲内の屈折率を有する熱硬化性のエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂を有する。また、粒子群１６ＰＴは、例えば、約２．５の屈折率を有するアナターゼ型の酸化チタン粒子、又は約２．７の屈折率を有するルチル型の酸化チタン粒子を含む。このように、被覆体１６内で光を散乱させることを考慮すると、粒子群１６ＰＴ（特に第２の酸化チタン粒子Ｐ２）は、樹脂媒質よりも高い屈折率を有していることが好ましい。

【0086】

また、被覆体１６の粒子群１６ＰＴにおける第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々の粒径（平均粒径）は、例えば可視光領域（例えば３８０～７８０ｎｍの範囲）において良好な拡散反射を得ることを考慮すると、１５０～３５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、被覆体１６内に進入した光（可視光）の波長（例えばシリコーン樹脂の媒質内の波長）に対し、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の平均粒径を１～１／４程度の範囲内とすることで、後方散乱割合が高いミー散乱を生じさせ、極めて良好な拡散反射を得ることができる。

【0087】

例えば、樹脂媒質の屈折率が１．５である場合、空気中で３８０ｎｍの波長の光は樹脂媒質内で２５３ｎｍの波長となり、空気中で７８０ｎｍの光は樹脂媒質内で５２０ｎｍの波長となる。この場合、例えば酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３は、例えば１９５ｎｍ～２５３ｎｍの範囲内の平均粒径を有することで、良好な拡散反射を行う。同様に、空気中で４２０ｎｍ～６８０ｎｍの波長の光の場合、酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の粒径は、１７０ｎｍ～２８０ｎｍの範囲内の場合、良好な拡散反射を行う。

【0088】

これらを考慮して粒子群１６ＰＴ内の粒子の平均粒径を調節することで、散乱反射領域１６ＳＣでの反射率を高めることができる。また、吸収領域１６ＡＢにおいても、光が散乱することで光が高確率で粒子に取り込まれて吸収されるため、吸収率を高めることができる。

【0089】

また、被覆体１６における粒子群１６ＰＴの濃度は、所望の光反射性及び光吸収性を得ることを考慮すると、５～７０ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、製造の容易さ（粒子含有樹脂１６Ｐの塗布の容易さ）や製造コストを考慮すると、８～３０ｗｔ％の範囲内であることがさらに好ましい。なお、被覆体１６における上記した粒子群１６ＰＴ及び媒質の構成は一例に過ぎない。

【0090】

また、図１Ｄに示したように、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３の各々が被覆膜Ｐ１１～Ｐ３１を有すること（すなわち各粒子の形成用に用いる酸化チタン粒子Ｐ０が被覆膜を有すること）で、発光装置１０の製造時におけるレーザ光ＬＢの照射工程（工程７）において、３５５ｎｍの波長の高出力レーザを用いて、効果的にかつ安定して各酸化チタンＰ１０～Ｐ３０の表面に酸素欠損部Ｐ００を生じさせることができる。従って、被覆体１６の表面Ｓ１から数μｍ～２０μｍの薄い領域のみに安定して吸収領域１６ＡＢを形成することができる。

【0091】

また、レーザ光ＬＢの粒子含有樹脂１６Ｐ内での波長に対して、酸化チタン粒子Ｐ０の粒径が略等しい場合は、粒子含有樹脂１６Ｐ内の領域では酸化チタン粒子Ｐ０によって後方散乱割合の大きいミー散乱が生ずる。これによって、レーザ光ＬＢは粒子含有樹脂１６Ｐの表面Ｓ１の近傍で散乱反射される。その結果、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍（表面Ｓ１から数μｍ～２０μｍの薄い領域）のみに均一にレーザ光ＬＢを照射することができ、安定して吸収領域１６ＡＢを形成することができる。

【0092】

また、レーザ光ＬＢとして、粒子含有樹脂１６Ｐ内の酸化チタン粒子Ｐ０のバンドギャップエネルギーよりも大きなエネルギーの波長の光を用いることで、レーザ光ＬＢを酸化チタン粒子Ｐ０に吸収させることができる。従って、被覆体１６の表面Ｓ１から離れた位置へのレーザ光ＬＢの照射が抑制される。従って、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍のみに安定して吸収領域１６ＡＢを形成することができる。

【0093】

図５Ａは、実施例１の変形例１に係る発光装置１０Ａの断面図である。発光装置１０Ａは、接合部材１３Ａの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。本変形例においては、接合部材１３Ａは、発光素子１２の側面の一部を覆っている。すなわち、接合部材１３Ａは、発光素子１２の上面及び側面上に形成されている。本変形例においては、被覆体１６は、発光素子１２の側面の下方領域においては発光素子１２に接し、その上方領域においては接合部材１３Ａを介して発光素子１２を覆っている。

【0094】

発光装置１０Ａにおいては、被覆体１６が発光素子１２の側面の上方において発光素子１２の側面に接しない部分を有する。このように被覆体１６が構成されている場合、発光素子１２の側面から放出された光を、接合部材１３Ａによって導光させ、透光部材１４の外縁部に入射させることができる。従って、透光部材１４の外縁部から取り出される光を増大させることができる。従って、高コントラストかつ低クロストークな発光装置１０Ａとなる。

【0095】

図５Ｂは、実施例１の変形例２に係る発光装置１０Ａの断面図である。発光装置１０Ｂは、接合部材１３Ｂの構成を除いては、発光装置１０及び１０Ａと同様の構成を有する。本変形例においては、接合部材１３Ｂは、発光素子１２の側面の全体を覆っている。すなわち、接合部材１３Ｂは、発光素子１２の上面及び側面の全体に接している。本変形例においては、被覆体１６は、接合部材１３Ｂを介して発光素子１２の側面を覆っている。

【0096】

発光装置１０Ｂにおいては、被覆体１６が発光素子１２の側面に完全に接しない。このように被覆体１６が構成されている場合、発光素子１２の側面から放出された光のほぼ全てを、接合部材１３Ｂによって透光部材１４の外縁部に入射させることができる。従って、透光部材１４の外縁部から取り出される光を増大させることができる。従って、高コントラストかつ低クロストークな発光装置１０Ｂとなる。

【0097】

図５Ｃは、実施例１の変形例３に係る発光装置１０Ｃの断面図である。発光装置１０Ｃは、接合部材１３Ｃ及び透光部材１４Ａの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。本変形例においては、透光部材１４Ａが発光素子１２の上面よりも大きな上面を有する。また、接合部材１３Ｃは、発光素子１２の側面から透光部材１４Ａの底面に亘って形成されている。

【0098】

本変形例においては、発光素子１２から放出された光は、接合部材１３Ｃを介して透光部材１４Ａの底面全体に入射した後、透光部材１４Ａの上面から外部に取り出される。また、被覆体１６は、接合部材１３Ｃの側面及び透光部材１４Ａの側面を覆っている。従って、例えば、発光素子１２の側面から放出された光を接合部材１３Ｃによって透光部材１４Ａの外縁部に入射させることができる。従って、例えば、発光素子１２のサイズを変えることなく光取り出し面のサイズを拡大し、かつクロストークが抑制された発光装置１０Ｃを提供することができる。

【0099】

図５Ｄは、実施例１の変形例４に係る発光装置１０Ｄの断面図である。発光装置１０Ｄは、接合部材１３Ｄ及び透光部材１４Ｂの構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。本変形例においては、透光部材１４Ｂは、発光素子１２の上面よりも小さな上面を有する。また、接合部材１３Ｄは、発光素子１２の上面から透光部材１４Ｂの側面に亘って形成されている。

【0100】

本変形例においては、発光素子１２から放出された光は、接合部材１３Ｄを介して透光部材１４Ｂの底面及び側面に入射した後、透光部材１４Ｂの上面から外部に取り出される。また、被覆体１６は、発光素子１２及び接合部材１３Ｄの側面と、透光部材１４Ｂの側面の上方部分を覆っている。従って、例えば、発光素子１２のサイズを変えることなく光取り出し面のサイズを縮小し、高出力かつ低クロストークな発光装置１０Ｄを提供することができる。

【0101】

図５Ｅは、実施例１の変形例５に係る発光装置１０Ｅの断面図である。発光装置１０Ｅは、透光部材１４を有さない点を除いては発光装置１０と同様の構成を有する。発光装置１０Ｅは、基板１１と、基板１１上に並置された複数の発光素子１２と、発光素子１２の側面を覆う被覆体１６とを有する。

【0102】

被覆体１７は、発光素子１２の側面を覆う点を除いては、被覆体１６と同様の構成を有する。被覆体１７は、基板１１上における隣接する発光素子１２間の領域に配置され、発光素子１２の側面を覆う。また、被覆体１７は、被覆体１６と同様に、表面Ｓ１から基板１１に向かって各粒子内の酸素欠損部Ｐ００の平均密度が低くなるように層状に分散された複数の酸化チタン粒子（例えば第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３）を含む粒子群１６ＰＴを有する。

【0103】

本変形例においては、発光素子１２の上面が外部に露出している。この場合、発光素子１２からの放出光は、他の媒体を介さずに直接外部に取り出される。発光装置１０Ｅにおいても、被覆体１７が粒子群１６ＰＴを含むことで、クロストークが抑制された発光装置となる。

【0104】

なお、本実施例においては、被覆体１６が可視光に対する吸収性を有する吸収領域１６ＡＢ及び可視光に対して反射性を有する散乱反射領域１６ＳＣを有する場合について説明した。しかし、被覆体１６の構成はこれに限定されない。例えば、発光素子１２は、可視光以外の帯域の光を放出する構成を有していてもよい。この場合、被覆体１６の吸収領域１６ＡＢ及び散乱反射領域１６ＳＣは、当該他の波長帯域の光及び／又は波長変換体によってさらに他の波長に変換された光に対し、それぞれ吸収性及び反射性を有していればよい。

【0105】

換言すれば、例えば、発光素子１２からの放出光、並びに接合部材１３又は透光部材１４に含まれる波長変換体からの出射光の波長に応じた光吸収性及び光反射性を有する領域を有するように被覆体１６内の粒子及びそのバンドギャップ構成、並びに媒質が調節されていればよい。

【0106】

また、この場合、被覆体１６内において効果的に吸収領域１６ＡＢ及び散乱反射領域１６ＳＣを設けることを考慮すると、例えば、粒子群１６ＰＴにおける酸化チタン粒子は、発光素子１２からの放出光及び／又は接合部材１３若しくは透光部材１４に含まれる波長変換体からの出射光の被覆体１６内の波長に対応する平均粒径を有していることが好ましい。

【0107】

また、被覆体１６は、機械的強度を維持させること考慮すると、粒子群１６ＰＴの複数の酸化チタン粒子を分散させる一体的に形成された樹脂媒質（例えばシリコーン樹脂）を有していることが好ましい。

【0108】

また、本実施例においては、粒子群１６ＰＴが第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３を有する場合について説明したが、粒子群１６ＰＴの構成はこれに限定されない。例えば、粒子群１６ＰＴは、例えば２種類の酸化チタン粒子Ｐ１及びＰ２のみから構成されていてもよい。

【0109】

この場合、例えば、被覆体１６内における被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の第１の領域１６Ａに分散された第１の酸化チタン粒子Ｐ１における酸素欠損部Ｐ００の平均密度は、被覆体１６の第１の領域１６Ａよりも基板１１側の第２の領域１６Ｂに分散された第２の酸化チタン粒子Ｐ２における酸素欠損部Ｐ００の平均密度よりも大きければよい。

【0110】

また、例えば、被覆体１６は、最も表面Ｓ１に近い位置に配置され、発光素子１２からの放出光のエネルギーよりも小さいバンドギャップを有する部分（酸素欠損部Ｐ００）を高密度で有する複数の第１の酸化チタン粒子Ｐ１と、第１の酸化チタン粒子Ｐ１よりも基板１１側に配置され、発光素子１２からの放出光のエネルギーよりも小さいバンドギャップを有する部分（酸素欠損部Ｐ００）を低密度で有する複数の第２の酸化チタン粒子Ｐ２と、を含んでいればよい。

【0111】

また、例えば、粒子群１６ＰＴは、少なくとも第１の酸化チタン粒子Ｐ１を含んでいればよい。すなわち、粒子群１６ＰＴにおける被覆体１６の表面Ｓ１の近傍において分散された第１の酸化チタン粒子Ｐ１は、酸素欠損部Ｐ００を有していればよい。

【0112】

また、粒子群１６ＰＴにおいて吸収領域１６ＡＢ及び散乱反射領域１６ＳＣを構成する粒子は、酸化チタン粒子に限定されない。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、酸化チタンと同様の性質を有する。例えば、酸化亜鉛のバンドギャップエネルギーは３．３７ｅＶであり、可視光を透過する。また、酸化亜鉛は、波長３５５ｎｍの紫外線（例えばレーザ光ＬＢ）を吸収する性質を有する。さらに、酸化亜鉛の屈折率は２．０であり、シリコーン樹脂の屈折率（１．４～１．５５）より大きい。そして、酸化亜鉛は、酸素欠損によって、深いドナー順位を形成してバンドギャップが小さくなり（バンドギャップが小さい部分Ｐ００に対応する部分が形成され）、可視光を吸収する性質を有する。

【0113】

従って、粒子群１６ＰＴには、例えば酸化チタン粒子及び酸化亜鉛粒子など、酸素欠損がない結晶状態において可視光などの所定の波長の光を散乱又は反射させ、酸素欠損によって当該波長の光を吸収する性質を有する金属酸化物結晶を用いることができる。例えば、このような性質を有する金属酸化物の粒子は、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３に置き換えられてもよいし、第１～第３の酸化チタン粒子Ｐ１～Ｐ３に加えて粒子群１６ＰＴに含有されていてもよい。

【0114】

また、粒子群１６ＰＴには、酸化チタン粒子又は酸化亜鉛粒子の他に、発光素子１２からの放出光及び／又は接合部材１３若しくは透光部材１４に含まれる波長変換体からの出射光を散乱する粒子が添加されていてもよい。当該粒子としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ２Ｎ３）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの金属炭化物、また、金属酸化物、金属窒化物などの粒子が挙げられる。

【0115】

すなわち、被覆体１６は、少なくとも、被覆体１６内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群１６ＰＴを有していればよい。例えば、粒子群１６ＰＴが酸化チタン粒子及び酸化亜鉛粒子以外の粒子を含む複数の粒子を含んでいる場合、当該複数の粒子が被覆体１６内で均一な密度で分散されているか、又は表面Ｓ１から基板１１に向かって徐々に密度が高くなるように分散されていればよい。また、例えば、粒子群１６ＰＴに含まれる粒子の全体が上記した濃度で分散されていればよい。

【0116】

また、本実施例においては、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の領域全体に吸収領域１６ＡＢが設けられる場合について説明した。しかし、吸収領域１６ＡＢは、被覆体１６の表面Ｓ１の近傍の領域の一部のみに設けられていてもよい。例えば、出力及びクロストーク抑制のうち、出力を優先する場合、被覆体１６が表面Ｓ１の近傍の領域の一部のみに吸収領域１６ＡＢを有していてもよい。

【0117】

また、本実施例においては、被覆体１６が枠体１５の内側に充填されるように設けられ、透光部材１４の側面全体を覆う場合について説明した。しかし、被覆体１６は、少なくとも隣接する透光部材１４間（又は発光素子１２間）において透光部材１４の側面を覆っていればよい。すなわち、透光部材１４における他の透光部材１４に隣接しない側面には被覆体１６及び吸収領域１６ＡＢは設けられていなくてもよい。

【0118】

なお、例えば、発光装置１０が照射する光の領域の外縁部の明暗を明確にすることが求められる場合、本実施例のように、被覆体１６が透光部材１４の全ての側面を覆い、その表面Ｓ１に吸収領域１６ＡＢを有することが好ましい。

【0119】

このように、例えば、発光装置１０は、基板１１と、基板１１上に並置された複数の発光素子１２と、各々が発光素子１２の各々上に配置された複数の透光部材１４と、基板１１上における隣接する透光部材１４間の領域に配置され、透光部材１４の各々の側面を覆う被覆体１６と、を有する。

【0120】

また、被覆体１６は、被覆体１６内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群１６ＰＴを有する。また、粒子群１６ＰＴにおける被覆体１６の表面Ｓ１の近傍に分散された金属酸化物粒子（例えば第１の酸化チタン粒子Ｐ１）は、酸素が欠損した部分Ｐ００を有する。従って、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置１０を提供することができる。

【0121】

また、例えば、発光装置１０Ｅは、基板１１と、基板１１上に並置された複数の発光素子１２と、基板１１上における隣接する発光素子１２間の領域に配置され、発光素子１２の各々の側面を覆い、外部に露出する表面Ｓ１を有する被覆体１７と、を有する。また、被覆体１７は、被覆体１７内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子を含む粒子群１６ＰＴを有する。また、粒子群１６ＰＴにおける被覆体１６の表面Ｓ１の近傍に分散された金属酸化物粒子（例えば第１の酸化チタン粒子Ｐ１）は、酸素が欠損した部分Ｐ００を有する。従って、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置１０Ｅを提供することができる。

【0122】

また、例えば、この酸素欠損部Ｐ００は、レーザ光ＬＢの照射によって金属酸化物粒子の酸素が欠損した部分である。すなわち、被覆体１６又は１７は、被覆体１６又は１７の表面Ｓ１にレーザ光ＬＢが照射された領域を有する。これによって、被覆体１６又は１７の表面Ｓ１にコントラストを高める吸収領域１６ＡＢ又は１７ＡＢを形成することができる。従って、容易に製造することが可能であり、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置１０を提供することができる。

【実施例2】

【0123】

図６は、実施例２に係る発光装置２０の断面図である。発光装置２０は、発光素子１２間に２層構造の被覆体２１を有する点を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。被覆体２１は、基板１１上における隣接する発光素子１２間の領域に配置され、発光素子１２の側面の下方を覆う第１の被覆層２２と、第１の被覆層２２上に配置され、透光部材１４の側面を覆い、外部に露出する表面Ｓ１を有する第２の被覆層２３と、を有する。

【0124】

本実施例においては、第２の被覆層２２は、第１の被覆層２１を埋め込むように基板１１上における隣接する透光部材１４間の領域に配置されている。

【0125】

本実施例は、第１の被覆層２２は、発光素子１２における支持基板１２Ａの側面を覆っている。第１の被覆層２２は、第２の被覆層２３との界面の近傍に吸収領域２２ＡＢ（例えば第１の酸化チタン粒子Ｐ１）を有する。また、第１の被覆層２２は、吸収領域２２ＡＢよりも基板１１側に散乱反射領域２２ＳＣ（例えば第２の酸化チタン粒子Ｐ２）を有する。

【0126】

また、本実施例においては、第２の被覆層２３は、発光素子１２の半導体層１２Ｂの側面及び透光部材１４の側面を覆っている。また、第２の被覆層２３は、表面Ｓ１の近傍に吸収領域２３ＡＢ（例えば第１の酸化チタン粒子Ｐ１）を有する。また、第２の被覆層２３は、吸収領域２３ＡＢよりも第１の被覆層２２側の領域に散乱反射領域２３ＳＣ（例えば第２の酸化チタン粒子Ｐ２）を有する。

【0127】

被覆体２１は、例えば、１回当たりの粒子含有樹脂１６Ｐの量を少なくした上で、工程４～７を２回繰り返すことで、形成することができる。従って、被覆体２１は、被覆体１６を形成する工程を繰り返すのみで容易に形成することができる。すなわち、被覆体２１は、被覆体１６が２層積層された場合に相当する構成を有する。

【0128】

本実施例においては、半導体層１２Ｂの側面、接合部材１３の側面及び透光部材１４の側面の各々は、半導体層１２Ｂから放出された光が出射し得る表面となる。本実施例においては、この光が出射し得る表面の上方（光取り出し面側）では第２の被覆体２３の吸収領域２３ＡＢによって、その下方（基板１１側）では第１の被覆体２２の吸収領域２２ＡＢによって、囲まれている。

【0129】

従って、本実施例においては、発光領域間における光のクロストークが生じ得る領域は、吸収領域２２ＡＢ及び２３ＡＢ間の領域に限られる。また、吸収領域２２ＡＢ及び２３ＡＢ間には、第２の被覆体２３の散乱反射領域２３ＳＣが設けられている。従って、本実施例においては、光のクロストークを抑制しつつも、出力の低下を抑制することができる。また、本実施例においては、表面Ｓ１のみに吸収領域２３ＡＢを設けた場合よりも、発光素子１２を近接して配置することができる。従って、クロストークを抑制しつつ装置を小型化することができる。

【0130】

なお、本実施例においては、被覆体２１が互いに同様の構成の第１及び第２の被覆層２２及び２３を有する場合について説明した。しかし、被覆体２１の構成はこれに限定されない。例えば、第１の被覆層２２は、第２の被覆層２３とは異なる構成を有していてもよい。例えば、第１の被覆層２２は、発光素子１２からの放出光に対して吸収性を有する粒子、例えばカーボンブラック、可視光を吸収する酸化チタン粒子又は酸化亜鉛粒子を有する光吸収体で構成されていてもよい。この場合、第１の被覆層２２として当該光吸収体を層状に形成した上で、被覆体１６を形成する工程（例えば工程４～７）を行えばよい。

【0131】

このように、本実施例においては、被覆体２１は、基板１１上における隣接する発光素子１２間の領域に設けられ、発光素子１２の支持基板１２Ａの側面を覆う第１の被覆層２２と、第１の被覆層２２上に設けられ、表面Ｓ１を有する第２の被覆層２３と、を有する。また、第１の被覆層２２は、第２の被覆層２３との界面において発光素子１２からの放出光に対して吸収性を有する。従って、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置２０を提供することができる。

【実施例3】

【0132】

図７Ａは、実施例３に係る発光装置３０の断面図である。図７Ｂは、発光装置３０の上面図である。発光装置３０は、被覆体３１の構成を除いては、発光装置１０と同様の構成を有する。

【0133】

本実施例においては、被覆体３１は、表面Ｓ１に複数の凹部３１Ｒを有する。また、本実施例においては、図７Ｂに示すように、被覆体３１の凹部３１Ｒの各々は、被覆体３１の表面Ｓ１において溝状に延びている。また、図示していないが、凹部３１Ｒの各々は、うろこ状の内壁を有する。

【0134】

被覆体３１は、例えば、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０にレーザ光ＬＢ（例えば紫外領域の波長の光）を複数回照射することで形成することができる。具体的には、３５５ｎｍの波長で２５ｋＷ／ｃｍ²以上の出力のレーザ光ＬＢを特定のパターンで照射し、これを再度同じパターンで照射することで、シリコーン樹脂が表面から順次昇華除去され、粒子含有樹脂１６Ｐの上面Ｓ０にレーザ光ＬＢの照射痕が残存する。これによって、粒子含有樹脂１６Ｐの表面Ｓ１には、レーザ光ＬＢのビーム径及びその移動方向に応じた溝が形成される。このレーザ痕は、被覆体３１の凹部３１Ｒとなる。

【0135】

なお、被覆体３１の凹部３１Ｒは、レーザ光ＬＢを複数回に亘って照射する場合のみならず、例えば、レーザ光ＬＢの出力、走査速度などを調節することによっても、形成することができる。また、凹部３１Ｒの形状は、図示した形状に限定されない。例えば、被覆体３１の表面Ｓ１には、凸部が形成されていてもよいし、波状の連続した凹凸が形成されていてもよい。被覆体３１は、種々の凹凸を有する表面Ｓ１を有していればよい。

【0136】

また、本実施例においても、被覆体３１の各々は、被覆体１６と同様に、被覆体２１内に分散された光散乱性の複数の金属酸化物粒子（例えば酸化チタン粒子）を含む粒子群１６ＰＴを有する。また、粒子群１６ＰＴにおける被覆体３１の表面Ｓ１の近傍において分散された金属酸化物粒子（例えば第１の酸化チタン粒子Ｐ１）は、酸素が欠損した部分Ｐ００を有する。

【0137】

本実施例においては、被覆体３１の各々の表面Ｓ１は、繰り返し設けられた凹凸を有することによって、例えば平坦な面に比べて外部に露出する面の面積が増大する。これによって、被覆体３１に設けられた吸収領域３１ＡＢの表面積が増大する。従って、被覆体３１は、透光部材１４の側面から被覆体３１に進入する光を高効率で吸収する。従って、高効率で光のクロストークが抑制される。

【0138】

なお、本実施例においては、被覆体３１の表面Ｓ１の全体に凹部３１Ｒが形成されている場合について説明した。しかし、凹部３１Ｒは、被覆体３１の表面Ｓ１の一部のみに形成されていてもよい。また、凹部３１Ｒの形状についても、図７Ａ及び図７Ｂに示した場合に限定されない。

【0139】

このように、発光装置３０においては、被覆体３１は、表面Ｓ１に凹凸を有する。従って、単純な構成で発光領域間の光のクロストークが抑制された発光装置３０を提供することができる。

【符号の説明】

【0140】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、２０、３０ 発光装置
１１ 基板
１２ 発光素子
１４ 透光部材
１６、１７、２１、３１ 被覆体
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 酸化チタン粒子
１６ＰＴ、１７ＰＴ 粒子群

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6】

【図7A】

【図7B】