JP2004193537A

JP2004193537A - 発光装置およびそれを用いた面状光源

Info

Publication number: JP2004193537A
Application number: JP2003044251A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ishida; 昌志石田
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させ、薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させる。
【解決手段】本発明は、発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え前記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が前記開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体とを備える発光装置であって、前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶バックライト、パネルメーター、表示灯や面発光スイッチなどに用いられる発光装置および面状光源に関する。
【０００２】
【従来技術】
今日、ＲＧＢ各色を発光可能な発光ダイオードや、白色を高輝度に発光可能な発光ダイオードが開発された結果、複数の発光装置を配列して構成されるＬＥＤ表示灯が種々の分野にて利用されている。
【０００３】
例えば、面状光源として、入射された光を発光面から出光する導光板の発光面と垂直を成す端面側に複数の表面実装型発光装置を配置し、端面より光を入射して発光面から放射する面状光源が知られている。このような面状光源の構成部材として使用される表面実装型発光装置は、発光素子を収納するための開口部を実装面側に有するパッケージ成型体を備え、導電性パターンを施した基板との実装面に平行な方向に主に発光し、導光板の端面から発光を入射させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６４８４２号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導光板の薄型化と同様に発光装置の薄型化も求められている。上記開口部を有するパッケージ成型体を備える発光装置の薄型化を図ろうとした場合、開口部側壁と発光素子の側面との距離が発光素子の各側面方向によって異なり、発光素子の側面から距離の大きい側壁に進む光は、側壁に到達するまでに発光装置の正面方向に進むことなく、開口部内の充填物にて減衰あるいは散乱されて正面方向とは異なる方向に進行する。このような光は、導光板に入射することなく無駄となってしまう。また、開口部側壁を発光素子により近接させようとして、発光装置全体の大きさを小さくしてしまうと、発光素子に電力を供給する外部電極を設けることが困難となったり、導光板との強固な固定が困難となる場合がある。さらに、発光装置の数をできるだけ少なくして面状光源を形成しようとしたとき、導光板の光入射端面の長軸方向に広い範囲に渡って光を入射することが可能な発光装置が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え前記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が前記開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体とを備える発光装置であって、前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置である。
【０００８】
このように構成すると、発光装置の光取り出し効率を向上させ、実装面方向に広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る請求項２記載の発明は、前記内壁面（１０４）は、前記発光素子の複数の側面に対向している請求項１に記載の発光装置である。
【００１０】
このように構成すると、発光素子の側面が開口部の他の内壁面と平行とならない位置関係で実装された場合であっても、発光装置の光取り出し効率を向上させ、広範囲に出光することができる薄型の発光装置とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る請求項３記載の発明は、前記パッケージ成型体は、側面に段差を有する請求項１または２に記載の発光装置である。
【００１２】
このように構成すると、導光板との位置合わせが容易であり、かつ導光板と強固に固定可能である。
【００１３】
また、本発明に係る請求項４記載の発明は、前記内壁面（１０１）に対向するパッケージ成型体の外壁面は、前記発光装置の実装面側において、前記リード電極の実装面とほぼ同一平面である請求項１乃至３に記載の発光装置である。
【００１４】
このように構成すると、実装面に対して発光装置を安定に実装することができ、発光装置の発光面を広範囲にすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る請求項５記載の発明は、請求項１乃至４に記載された発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、前記面状導光板は、前記発光装置の側面形状と対応する凹凸を備えていることを特徴とする面状光源である。
【００１６】
このように構成すると、発光位置によって発光ムラのない均一発光が可能な面状光源を形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。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および面状光源を例示するものであって、本発明は発光装置および面状光源を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。
【００１８】
本発明者は、種々の実験の結果、インサート型パッケージ成形体を利用した発光装置において、開口部がパッケージ成型体の外壁面側に突き出る突出部（１１１）を一部に含み、開口部の内壁面は、パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して突出部の内壁面として設けられる内壁面（１０４）とを有することにより発光素子からの光を無駄なく発光装置の外部に広範囲に取り出すことが可能となることを見出し本発明を成すに至った。
【００１９】
即ち、本願発明に係る実施の形態の発光装置は、以下のように構成される。
【００２０】
本実施の形態の発光装置において、パッケージ成形体は、例えば図１に示すように、正のリード電極と負のリード電極とが成形樹脂によって一体成形されて作成される。
【００２１】
詳細に説明すると、パッケージ成形体は、主面側に発光素子チップを収納することが可能な開口部を有し、その開口部底面には、正のリード電極の一端部と負のリード電極の一端部とが互いに分離されてそれぞれの一方の主面が露出するように設けられ、正のリード電極と負のリード電極の間に成形樹脂が充填されている。ここで本願明細書において主面とは、各部材において発光装置から光が出光する側の面のことをいう。また、本実施の形態の発光装置において正のリード電極および負のリード電極は、他端部がパッケージ端面より突き出すように挿入されている。その突きだしたリード電極部分は、上記パッケージの主面と反対側の内側に向かって、または前記主面と垂直を成す面に向かって折り曲げられている。本実施の形態の発光装置は、主面と垂直を成し且つ開口部の長手方向と平行を成す面を実装面とし、実装面に対して垂直な方向へ光を発光する側面発光型発光装置である。
【００２２】
本実施の形態の発光装置に用いられるパッケージ成形体は、パッケージ側面の一部に段差を有している。パッケージ側面の段差により、面状光源を形成する際に、導光板との位置決めが容易にできる。本願発明の発光装置は、輝度を向上させるためにレンズ等の光学部材を設けたり、面状光源とするために導光板等を設ける際、これらを発光装置の側面と接触することが可能な形状に加工することにより、容易に精度良く組み立てることができ、量産性および光学特性に優れた面状光源が得られる。
【００２３】
本実施の形態のパッケージ成形体は、発光素子を収納することが可能な開口部を主面側に有している。さらに、開口部は、パッケージ成型体の外壁面側、即ち発光装置の裏面を除く側面側に、突き出た突出部（例えば、図１において開口部の一部に網掛け領域として示される。）を一部に有している。本発明における開口部の内壁面は、パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）まで所定の角度を付けて連続して前記突出部に設けられる内壁面（１０４）とを有する。ここで、所定の角度とは、内壁面１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃと平行でも垂直でもでなく、かつ互いに対向する一対の内壁面１０２のうち少なくとも一方の内壁面と垂直でも平行でもない角度であり、開口部内に載置される発光素子の数、大きさ及び形状に合わせて発光素子からの光を効率よく発光装置の正面方向に反射可能なように調節された角度である。例えば、図１に示されるような開口部内壁面のうち、内壁面１０２側から発光素子の側面に徐々に近接する内壁面１０４と、該内壁面１０４と比較して発光素子の側面から遠くに配置される内壁面１０２を少なくとも有する。あるいは、図１に基づいて説明すれば発光装置の上面側から実装面方向に延伸する内壁面は、内壁面１０１ａ、該内壁面１０１ａにほぼ垂直な内壁面１０２、上面側の内壁面１０１ａにほぼ平行に対向する内壁面１０１ｂ、該内壁面１０１ｂから斜めに形成される内壁面１０４、実装面側の内壁面１０１ｃと連続している。さらに、内壁面１０４は、リード電極１０５に載置された発光素子１０７の任意の側面と、該側面に隣接する側面とに対向することもできる。また、本実施の形態では、内壁面１０４が内壁面１０１ｂあるいは内壁面１０１ｃに所定の角度で連続することとしたが、滑らかに曲面を形成して連続してもよく、さらに内壁面１０４が曲面であっても構わない。
【００２４】
内壁面１０４が存在しないパッケージ成型体を備える発光装置とした場合、発光装置から出光して内壁面１０２に進行する光は、開口部内の充填物にて途中で減衰あるいは散乱されることにより、発光装置の正面方向から出光することが少なかった。しかしながら、本発明のように発光素子の側面に内壁面１０２より近接させた内壁面１０４を設けることによって、発光素子から内壁面１０４に進行する光は、発光素子から出光した光が途中で散乱、あるいは減衰することなく、内壁面１０４にて発光装置の主面方向に直ちに反射されるため、発光装置の光取り出し効率を向上させることが可能である。また、発光素子をリード電極主面に載置する位置が所定の位置からずれた場合であっても、発光素子の側面のいずれかが内壁面１０４に対向し発光素子側面から内壁面までの距離が近接している確率が高くなり、発光装置の主面方向に反射される光の量を多くすることができる。さらに、開口部は内壁面１０２を一部に有することにより、開口部主面の長軸方向の広い範囲に渡って光を照射することが可能である。このように本発明は、発光装置の光取り出し効率の向上と広範囲光照射性を両立可能としたものである。
【００２５】
前記開口部の内壁面の形状は、開口側へ広がったリフレクタ形状とすることが好ましい。これにより、発光素子の端面から発光される光を効率よく正面方向へ反射させ取り出すことができる。また、光の反射率を高めるため、開口部内壁面に銀等の金属メッキを施すなど反射機能を有する層を形成してもよい。
【００２６】
前記内壁面１０１に対向するパッケージ成型体の外壁面は、発光装置の実装面側において、リード電極１０３の実装面とほぼ同一平面であることが好ましい。このように配置することによって、発光装置が実装面に対して安定に実装でき、発光面を広くとることにより、開口部主面の広範囲に渡って出光する発光装置とすることができる。
【００２７】
本実施の形態の発光装置は、以上のように構成されたパッケージ成形体の開口部内に、発光素子が設けられ、開口部内に発光素子チップを覆うように透光性樹脂が充填されて構成される。
【００２８】
次に、本実施の形態の発光装置の製造方法にそって各構成部材について詳述する。
［工程１：リード電極形成］
（リード電極１０５）
本実施の形態では、まず第一の工程として、０．１５ｍｍ厚の鉄入り銅からなる長尺金属板をプレスを用いた打ち抜き加工により各パッケージ成形体の正負のリード電極となる複数の部分を形成し、打ち抜き加工した長尺金属板にＡｇメッキを施した後、成形型内にセットする。
【００２９】
ここで、リード電極の材料は導電可能であれば特に限定されないが、半導体素子と電気的に接続する部材である導電性ワイヤや導電性バンプ等との接続性及び電気伝導性が良いことが求められる。また、リード電極の材料は、実装基板に設けられた導電性パターンとの接続に使用されるハンダ材料に対して接着性がよいことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が好適に挙げられる。
【００３０】
プレス加工後の長尺金属板の各パッケージ成形体に対応する部分において、正のリード電極は、成形後の開口部の底面においてその一端面が負のリード電極の一端面と対向するように負のリード電極とは分離されている。本実施形態では、開口部内で露出されるリード電極に特別加工を施していないが、開口部長手方向を軸とし左右に貫通孔を少なくとも１対設けるなどして成形樹脂との結合強度を強めることも可能である。
［工程２：成形樹脂部形成］
（パッケージ成型体１０６）
次に、上記長尺金属板を成形金型である凸型および凹型の間に配置させてこれらの金型を閉じる。上記金型の一方の開口部は、他方の金型の開口部に僅かだけ収まる大きさとすることが好ましい。このようにすることにより、成型時に金型同士がズレ動くことがなくなり、一定の厚みを有するパッケージ成型体が得られる。これらの金型を閉じることにより得られる空洞部に、凹型背面に設けられたゲートより成形材料を射出する。前記空洞部は、パッケージ成形部材の外形に対応している。成形樹脂部を成形するための成形型は、側面の一部に段差を有しており、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４を有する開口部を備えたパッケージ成形体が得られるような形状に作製されている。また、成形金型において、プレス加工された長尺金属板は、プレスの打ち抜き方向と成形金型内に樹脂を注入する方向とが一致するように凸型金型と凹型金型の間に挿入配置することが好ましい。このように長尺金属板の配置方向を決定すると、正及び負のリード電極の一端面により形成される空間に隙間なく樹脂を充填することができ、注入される成形樹脂の一方の主面上への流出を阻止することができる。
【００３１】
本発明で用いられる成形材料は特に限定されず、液晶ポリマー、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等、従来から知られているあらゆる熱硬化性樹脂を用いることができる。特に、ポリフタルアミド樹脂のように高融点結晶が含有されてなる半結晶性ポリマー樹脂を用いると、表面エネルギーが大きく、開口内部に設けることができる封止樹脂や後付することができる導光板等との密着性が良好なパッケージ成形体が得られる。これにより、封止樹脂を充填し硬化する工程において、冷却過程でのパッケージ成形体と封止樹脂との界面に剥離が発生することを抑制することができる。また、発光素子チップからの光を効率よく反射させるために、パッケージ成形部材中に酸化チタンなどの白色顔料などを混合させることができる。また、鉛フリーハンダのように従来のハンダ材料と比較して融点が高いハンダ材料にて、導電性パターンを施した外部基板に発光装置を実装する場合を考慮して、パッケージ成型体材料は、その硬化時において高融点ハンダ材料の融点に耐えられる材料である必要がある。
【００３２】
このようにして形成された成形部材を金型から取り外す。
［工程３：発光素子載置］
（発光素子１０７）
次に、パッケージ成形体開口部の底面に露出されたリード電極上に、発光素子チップを固定する。
【００３３】
ここで、本発明において発光素子は特に限定されないが、蛍光物質を共に用いた場合、該蛍光物質を励起可能な波長を発光できる発光層を有する半導体発光素子が好ましい。このような半導体発光素子として、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。前記窒化物半導体は、所望に応じてボロンやリンを含有させることもできる。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【００３４】
窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。例えば、サファイア基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。また基板は、半導層を積層した後、取り除くことも可能である。
【００３５】
窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子例として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。電極形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。また、パターニングにより、各電極のボンディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ_２等からなる絶縁性保護膜を形成すると、小型化発光装置を信頼性高く形成することができる。本発明の発光ダイオードにおいて白色系を発光させる場合は、蛍光物質からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光物質との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。
（バンプ）
本実施の形態において発光素子チップは、同一面側に設けられた一対の電極をパッケージ成形体開口部より露出された一対のリード電極と対向させてなるフリップチップ方式にて実装すると、発光面側に光を遮るものが存在せず、均一な発光を得ることができる。バンプの材料は、導電性であれば特に限定されないが、発光素子の正負両電極および正負のリード電極に含まれる材料の少なくとも一種を有することが好ましい。本実施の形態では、各リード電極上にそれぞれＡｕからなるバンプを形成し、各バンプ上に発光素子の各電極を対向させ超音波にて接合する。
（導電性ワイヤ１０８）
一方、発光素子チップをエポキシ樹脂等にて一方のリード電極上にダイボンド固定した後、発光素子チップの各電極とリード電極とをそれぞれ導電性ワイヤにて接続してもよい。導電性ワイヤとしては、発光素子チップの電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（ｃｍ^２）（℃／ｃｍ）以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤーの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。特に、蛍光物質が含有されたコーティング部と蛍光物質が含有されていないモールド部材との界面で導電性ワイヤーが断線しやすい。それぞれ同一材料を用いたとしても蛍光物質が入ることにより実質的な熱膨張量が異なるため断線しやすいと考えられる。そのため、導電性ワイヤーの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光面積や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。このような導電性ワイヤとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。
［工程４：封止部材充填］
（封止部材１０９）
次に、パッケージ成形体開口部に、発光素子チップを外部から保護するため封止部材を設ける。封止部材は透光性であれば特に限定されず、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ハイブリッド樹脂、フッ素樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂等の従来から知られている樹脂を用いることができる。また、封止部材は有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの無機物を用いることもできる。また、本実施の形態において封止部材は、粘度増量剤、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等の光拡散剤、顔料、蛍光物質等、用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。更にまた、封止部材の発光面側を所望の形状にすることによってレンズ効果を持たせることができ、発光素子チップからの発光を集束させたりすることができる。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状やそれらを複数組み合わせた形状にすることができる。
（蛍光物質）
本発明では、パッケージ成型体１０６上や封止樹脂中１０９など、各構成部材に無機蛍光物質や有機蛍光物質等、種々の蛍光物質を含有させることが出来る。このような蛍光物質の一例として、無機蛍光物質である希土類元素を含有する蛍光物質がある。希土類元素含有蛍光物質として、具体的には、Ｙ、Ｌｕ，Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、およびＳｍの群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ、およびＩｎの群から選択される少なくとも１つの元素とを有するガーネット（ざくろ石）型蛍光物質が挙げられる。
（イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体）
本実施の形態の発光装置に用いた蛍光物質は、窒化物系半導体からを発光層とする半導体発光素子から発光された光を、励起させて異なる波長の光を発光できるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質をベースとしたものである。具体的なイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質としては、ＹＡｌＯ_３：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）やＹ_４Ａｌ_２Ｏ_９：Ｃｅ、更にはこれらの混合物などが挙げられる。イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質にＢａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎの少なくとも一種が含有されていてもよい。また、Ｓｉを含有させることによって、結晶成長の反応を抑制し蛍光物質の粒子を揃えることができる。本明細書において、Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光物質は特に広義に解釈するものとし、イットリウムの一部あるいは全体を、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選ばれる少なくとも１つの元素に置換され、あるいは、アルミニウムの一部あるいは全体をＢａ、Ｔｌ、Ｇａ、Ｉｎの何れが又は両方で置換され蛍光作用を有する蛍光物質を含む広い意味に使用する。
【００３６】
更に詳しくは、一般式（Ｙ_ｚＧｄ_１−ｚ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（但し、０＜ｚ≦１）で示されるフォトルミネッセンス蛍光物質や一般式（Ｒｅ_１−ａＳｍ_ａ）_３Ｒｅ’_５Ｏ_１２：Ｃｅ（但し、０≦ａ＜１、０≦ｂ≦１、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃから選択される少なくとも一種、Ｒｅ’は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎから選択される少なくとも一種である。）で示されるフォトルミネッセンス蛍光物質である。この蛍光物質は、ガーネット（ざくろ石型）構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークを４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピークも、５８０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまですそを引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００３７】
またフォトルミネッセンス蛍光物質は、結晶中にＧｄ（ガドリニウム）を含有することにより、４６０ｎｍ以上の長波長域の励起発光効率を高くすることができる。Ｇｄの含有量の増加により、発光ピーク波長が長波長に移動し全体の発光波長も長波長側にシフトする。すなわち、赤みの強い発光色が必要な場合、Ｇｄの置換量を多くすることで達成できる。一方、Ｇｄが増加すると共に、青色光によるフォトルミネッセンスの発光輝度は低下する傾向にある。さらに、所望に応じてＣｅに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｅｕ、およびＰｒ等を含有させることもできる。
【００３８】
また、ガーネット構造を持ったイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光物質の組成のうち、Ａｌの一部をＧａで置換すると、発光波長は短波長側にシフトすることができる。一方、組成のＹの一部をＧｄで置換すると、発光波長が長波長側にシフトすることができる。Ｙの一部をＧｄで置換する場合、Ｇｄへの置換を１割未満にし、且つＣｅの含有（置換）を０．０３から１．０にすることが好ましい。Ｇｄへの置換が２割未満では緑色成分が大きく赤色成分が少なくなるが、Ｃｅの含有量を増やすことで赤色成分を補え、輝度を低下させることなく所望の色調を得ることができる。このような組成にすると蛍光物質自体の温度特性が良好となり発光ダイオードの信頼性を向上させることができる。また、赤色成分を多く有するように調整されたフォトルミネッセンス蛍光物質を使用すると、ピンク等の中間色を発光することが可能となり、演色性に優れた発光装置を形成することができる。
【００３９】
このようなフォトルミネッセンス蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ａｌ、及びＣｅの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化バリウムやフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、つぎに焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。
【００４０】
また、上記焼成は、蛍光物質の原料を混合した混合原料とフラックスからなる混合物を、大気中又は弱還元雰囲気中にて行う第一焼成工程と、還元雰囲気中にて行う第二焼成工程とからなる、二段階で焼成することが好ましい。ここで、弱還元雰囲気とは、混合原料から所望の蛍光物質を形成する反応過程において必要な酸素量は少なくとも含むように設定された弱い還元雰囲気のことをいい、この弱還元雰囲気中において所望とする蛍光物質の構造形成が完了するまで第一焼成工程を行うことにより、蛍光物質の黒変を防止し、かつ光の吸収効率の低下を防止できる。また、第二焼成工程における還元雰囲気とは、弱還元雰囲気より強い還元雰囲気をいう。このように二段階で焼成すると、励起波長の吸収効率の高い蛍光物質が得られる。従って、このように形成された蛍光物質にて発光装置を形成した場合に、所望とする色調を得るために必要な蛍光物質量を減らすことができ、光取り出し効率の高い発光装置を形成することができる。
（シリコンナイトライド系蛍光物質）
また、発光素子から発光される可視光、紫外線、および他の蛍光物質からの可視光を吸収することによって励起され発光する蛍光物質を用いることもできる。具体的には、Ｍｎが添加されたＳｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系シリコンナイトライド系蛍光物質を挙げることができる。この蛍光物質の基本構成元素は、一般式Ｌ_ＸＳｉ_ＹＮ_{（２Ｘ／３＋４Ｙ／３）}：Ｅｕ若しくはＬ_ＸＳｉ_ＹＯ_ＺＮ_{（２Ｘ／３＋４Ｙ／３−２Ｚ／３）}：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。
【００４１】
より具体的には、基本構成元素は、Ｍｎが添加された（Ｓｒ_ＸＣａ_１−Ｘ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、Ｃａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、Ｓｒ_ＸＣａ_１−ＸＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕで表される蛍光物質を使用することが好ましいが、この蛍光物質の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれかである。ＳｒとＣａは、所望により配合比を変えることができる。また、組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光物質を提供することができる。
【００４２】
母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ^２＋を付活剤として用いる場合、Ｅｕ_２Ｏ_３からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。但し、Ｍｎを添加した場合は、その限りではない。Ｍｎを添加すると、Ｅｕ^２＋の拡散が促進され、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率が向上することができる。Ｍｎは原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＭｎ単体若しくはＭｎ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。但し、Ｍｎは、焼成後の基本構成元素中に含有されていないか、含有されていても当初含有量と比べて少量しか残存していない。これは、焼成工程において、Ｍｎが飛散したためであると思われる。
また、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を有していることにより、容易に大きな粒径を有する蛍光物質を形成できる他、発光輝度を高めたりすることができる。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００４３】
上記窒化物系蛍光物質は、青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。このような窒化物系蛍光物質と、黄色発光の蛍光物質、例えばＹＡＧ系蛍光物質と、青色の光を発光する発光素子とを組み合わせると、黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色に発光する発光装置が得られる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９を４０付近まで高めることができる。
【００４４】
次に、本発明に係る蛍光物質（（Ｓｒ_ＸＣａ_１−Ｘ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ）の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。上記蛍光物質には、Ｍｎ、Ｏが含有されている。
【００４５】
原料のＳｒ、Ｃａを粉砕する。原料のＳｒ、Ｃａは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。また原料Ｓｒ、Ｃａには、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ_２Ｏ_３などを含有するものでもよい。原料のＳｒ、Ｃａは、アルゴン雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。粉砕により得られたＳｒ、Ｃａは、平均粒径が約０．１μｍから１５μｍであることが好ましいが、この範囲に限定されない。Ｓｒ、Ｃａの純度は、２Ｎ以上であることが好ましいが、これに限定されない。より混合状態を良くするため、金属Ｃａ、金属Ｓｒ、金属Ｅｕのうち少なくとも１以上を合金状態としたのち、窒化し、粉砕後、原料として用いることもできる。
【００４６】
原料のＳｉを粉砕する。原料のＳｉは、単体を使用することが好ましいが、窒化物化合物、イミド化合物、アミド化合物などを使用することもできる。例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ（ＮＨ_２）_２、Ｍｇ_２Ｓｉなどである。原料のＳｉの純度は、３Ｎ以上のものが好ましいが、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｍｇ、金属ホウ化物（Ｃｏ_３Ｂ、Ｎｉ_３Ｂ、ＣｒＢ）、酸化マンガン、Ｈ_３ＢＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、ＣｕＯなどの化合物が含有されていてもよい。Ｓｉも、原料のＳｒ、Ｃａと同様に、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。Ｓｉ化合物の平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００４７】
次に、原料のＳｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式１および式２にそれぞれ示す。
【００４８】
３Ｓｒ＋Ｎ_２ → Ｓｒ_３Ｎ_２・・・（式１）
３Ｃａ＋Ｎ_２ → Ｃａ_３Ｎ_２・・・（式２）
Ｓｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化する。Ｓｒ、Ｃａは、混合して窒化しても良いし、それぞれ個々に窒化しても良い。これにより、Ｓｒ、Ｃａの窒化物を得ることができる。Ｓｒ、Ｃａの窒化物は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００４９】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式３に示す。
【００５０】
３Ｓｉ＋２Ｎ_２ → Ｓｉ_３Ｎ_４・・・（式３）
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化する。これにより、窒化ケイ素を得る。本発明で使用する窒化ケイ素は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００５１】
Ｓｒ、Ｃａ若しくはＳｒ−Ｃａの窒化物を粉砕する。Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物を、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する。また、同様に、Ｅｕの化合物Ｅｕ_２Ｏ_３を粉砕する。Ｅｕの化合物として、酸化ユウロピウムを使用するが、金属ユウロピウム、窒化ユウロピウムなども使用可能である。このほか、原料のＺは、イミド化合物、アミド化合物を用いることもできる。酸化ユウロピウムは、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。粉砕後のアルカリ土類金属の窒化物、窒化ケイ素及び酸化ユウロピウムの平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００５２】
上記原料中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。また、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ等の上記元素を以下の混合工程において、配合量を調節して混合することもできる。これらの化合物は、単独で原料中に添加することもできるが、通常、化合物の形態で添加される。この種の化合物には、Ｈ_３ＢＯ_３、Ｃｕ_２Ｏ_３、ＭｇＣｌ_２、ＭｇＯ・ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、金属ホウ化物（ＣｒＢ、Ｍｇ_３Ｂ_２、ＡｌＢ_２、ＭｎＢ）、Ｂ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、ＣｕＯなどがある。
【００５３】
上記粉砕を行った後、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ_２Ｏ_３を混合し、Ｍｎを添加する。これらの混合物は、酸化されやすいため、Ａｒ雰囲気中、又は、窒素雰囲気中、グローブボックス内で、混合を行う。
【００５４】
最後に、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ_２Ｏ_３の混合物をアンモニア雰囲気中で、焼成する。焼成により、Ｍｎが添加された（Ｓｒ_ＸＣａ_１−Ｘ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕで表される蛍光物質を得ることができる。ただし、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光物質の組成を変更することができる。
【００５５】
焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、１２００から１７００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１７００℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い１２００から１５００℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、８００から１０００℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して１２００から１５００℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成（多段階焼成）を使用することもできる。蛍光物質の原料は、窒化ホウ素（ＢＮ）材質のるつぼ、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質のるつぼの他に、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）材質のるつぼを使用することもできる。
【００５６】
以上の製造方法を使用することにより、目的とする蛍光物質を得ることが可能である。
【００５７】
また、本実施の形態に用いることが可能な赤味を帯びた光を発光する蛍光物質は特に限定されず、例えば、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。
（アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト系蛍光物質）
また、少なくともＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される１種を含むＭで代表される元素と、少なくともＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される１種を含むＭ'で代表される元素とを有するＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質を用いることができ、量産性良い白色系が高輝度に発光可能な発光装置が得られる。特に、少なくともＭｎ及び／又はＣｌを含むＥｕで附活されたアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質は、耐光性や、耐環境性に優れている。また、窒化物半導体から放出された発光スペクトルを効率よく吸収することができる。さらに、白色領域を発光可能であると共に組成によってその領域を調整することができる。また、長波長の紫外領域を吸収して黄色や赤色を高輝度に発光可能である。そのため、演色性に優れた発光装置とすることができる。なお、アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質例としてアルカリ土類金属クロルアパタイト蛍光物質が含まれることは言うまでもない。前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質において、一般式が（Ｍ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＭ'_ｙ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｑ_２などで表される場合（ただし、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選択される少なくとも１種、Ｍ'はＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎから選択される少なくとも１種、Ｑはハロゲン元素のＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩから選択される少なくとも１種、である。０．０００１≦ｘ≦０．５、０．０００１≦ｙ≦０．５である。）、量産性よく混色光が発光可能な発光装置が得られる。
【００５８】
また、前記アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質に加えて、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕから選択される少なくとも１種の蛍光物質を含有させると、より詳細な色調を調整可能であると共に比較的簡単な構成で演色性の高い白色光を得ることができる。さらに、上述の蛍光物質は所望に応じてＥｕに加えＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、およびＰｒ等を含有させることもできる。
【００５９】
また、本発明で用いられる蛍光物質の粒径は１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。１５μｍより小さい粒径を有する蛍光物質は、比較的凝集体を形成しやすく、液状樹脂中において密になって沈降されるため、光の透過効率を減少させてしまう。本発明では、このような蛍光物質を有しない蛍光物質を用いることにより蛍光物質による光の隠蔽を抑制し発光装置の出力を向上させる。また本発明の粒径範囲である蛍光物質は光の吸収率及び変換効率が高く且つ励起波長の幅が広い。このように、光学的に優れた特徴を有する大粒径蛍光物質を含有させることにより、発光素子の主波長周辺の光をも良好に変換し発光することができ、発光装置の量産性が向上される。
【００６０】
ここで本発明において、粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値である。前記体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に各物質を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。本明細書において、この体積基準粒度分布曲線において積算値が５０％のときの粒径値を中心粒径といい、本発明で用いられる蛍光物質の中心粒径は１５μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。また、この中心粒径値を有する蛍光物質が頻度高く含有されていることが好ましく、頻度値は２０％〜５０％が好ましい。このように粒径のバラツキが小さい蛍光物質を用いることにより色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得られる。また、蛍光物質は、本発明で用いられる拡散剤と類似の形状を有することが好ましい。本明細書において、類似の形状とは、各粒径の真円との近似程度を表す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。これにより、拡散剤による光の拡散と励起された蛍光物質からの光が、理想的な状態で混ざり合い、より均一な発光が得られる。
［工程５］
次に、打ち抜き金属板から各リード電極部分を切断し、パッケージ成型体を支持していたハンガーリードをパッケージ成型体から切り離し個々の発光装置に分離する。ハンガーリードは、発光装置の厚み方向に樹脂バリを発生させない方向からパッケージ成型体を支持するように配置される。このようにすることにより、発光装置の薄型化を図ることができる。
［工程６］
次に、パッケージ成形体の端面から突き出した正のリード電極と負のリード電極とを、パッケージ成形体の側面にそって折り曲げてＪ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型の正負の接続端子部を構成する。
【００６１】
本実施の形態において、パッケージ成型体の側面のうちリード電極が突出している側面は予め必要以上に角度を付けて成型され、９０度以上にリード電極を折り曲げることによりリード電極の弾性の影響を考慮して所望の角度にリード電極を配置させることが可能である。
【００６２】
また、本実施の形態において、正のリード電極と負のリード電極がパッケージ主面の短軸側端面から突出している場合、突出部は発光面と反対側の面に向かって折り曲げることが好ましく、これにより発光面側に悪影響を及ぼすことなく配線基板に実装することができる。また、正のリード電極と負のリード電極をパッケージ主面の長軸側端面から突出するように挿入し、その突出部を発光面と垂直を成す面に向かって折り曲げると、リード電極の接続端子部と配線基板との接合面積を大きくすることができ、実装精度を高めることができる。これにより、発光装置を配線基板に仮実装しリフロー工程を施す際に、発光装置が仮実装面から立ち上がってしまうことを防止することができる。このようにリードを折り曲げ接続端子部とする場合、実装面側の成形部材の壁面とリード電極の露出面とは略同一面上に位置していることが好ましい。尚、本発明の接続端子部の構造は、Ｊ−ベンド（Ｂｅｎｄ）型に限られるものではなく、ガルウィング型等の他の構造であってもよい。
【００６３】
以上のようなステップで本実施の形態の発光装置は作製される。
【００６４】
以上のようにして作成される実施の形態の発光装置を、基板上に外部電極が配線されてなる配線基板上に所定間隔を設けて配列し電気的導通を取る。配線基板の基板部材は、熱伝導性に優れていることが好ましく、アルミベース基板、セラミクスベース基板等を用いることができる。また、熱伝導性の悪い、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板上を用いる場合は、サーマルパッド、サーマルビア等の放熱対策を施すと好ましい。また、発光ダイオードと配線基板は、半田等の導電性部材にて導通を取ることができる。放熱性を考慮すると、銀ペーストを用いることが好ましい。
（面状光源）
本願発明の発光装置は、発光面側に、レンズや導光板等、剛性の透光性光学部材を精度良く設けることができる。
（導光板）
本実施の形態にかかる導光板は、複数の光源からの光をそれぞれ個別に導入する切掛部を有している。前記切掛部の内壁は、本願発明の発光装置の発光面と接する第一平面と、該第一の平面とパッケージ成形体の第二の主面と接する第二平面を少なくとも有している。このように、常にほぼ一定となり得る成形部材において導光板との位置決めを設けることにより、歩留まり良く面状光源を形成することができる。
【００６５】
導光板の材料は、光透過性、成形性に優れていることが好ましく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非結晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂等の有機部材や、ガラス等の無機部材を用いることができる。また、導光板の表面は、透過率・全反射光率を向上させるため、面精度Ｒａが２５μｍ（ＪＩＳ規格参照）以下が望ましい。
【００６６】
このような導光板を、各発光装置と各切掛部とが対向するように装着する。導光板の装着方法は、ねじ止め、接着、溶着等、位置決めが容易で接合強度が確実に得られる方法を用いることができ、仕様や要求に応じて選定することができる。また、本願発明の面状発光光源は、上方に拡散シートを設けることができる。このように本願発明の面状発光光源は、上方に配置された拡散シート等の他の部材を照射する直下型バックライト光源として利用することもできる。拡散シートの選定は、導光板の膜厚、性能を左右する。そのため、仕様・要求に応じてその都度、検証を行い選定することが好ましい。本実施例では、耐熱性に優れたポリカーボネート製で膜厚が２０ｍｍの導光板に対し、ヘーズ値８８％〜９０％（ＪＩＳ規格参照）で膜厚１００μｍ程度の拡散シートを使用する。これにより、各光源のドット間がより緩和され、均一にな発光が得られる。このような拡散シートは、導光板に直接接着または溶着等により装着することが可能である。また上方にカバーレンズを設ける場合、該カバーレンズと導光板の間に挟み込むことにより固定することもできる。拡散シートと導光板との距離は、０ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、これらの界面は密着していることが最も好ましい。拡散シートの材質は、主にＰＥＴが用いられるが、発光ダイオードの発熱に対して変形や変質しない材料であれば特に限定されない。
【００６７】
このようにして得られらた面状発光光源は、発光面一面において均一性で且つ高輝度な発光が得ることができる。
【００６８】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
（実施例１）
図１は、本実施例にかかる表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置を模式的に示す。図１に示すような表面実装（ＳＭＤ）型の発光装置１００は、ＬＥＤチップ１０７と、該ＬＥＤチップ１０７を収納する開口部を備えＬＥＤチップ１０７が載置されるリード電極１０５の主面の一部が開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体１０６とを備える発光装置である。さらに、開口部は突出部（１１１）を有し、開口部の内壁面は、パッケージ成型体１０６の主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、内壁面（１０１ａ）に対向し突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、該内壁面（１０１ｂ）から内壁面（１０１ｃ）にかけて所定の角度を付けて連続して設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする。より詳細には、上記パッケージ成型体１０６主面の開口部は、発光装置１００と導電性パターンを施した外部の支持基板との実装面にほぼ垂直に設けられ、発光装置は実装面にほぼ平行な方向に発光素子からの光を出光する。さらにパッケージ成型体１０６は、実装面方向に開口部が一部突出した突出部（１１１）（図１において開口部の一部に網掛け領域として示される。）を有し、該突出部の内壁面は、対向する一対の内壁面１０４と内壁面１０１ｃである。該突出部（１１１）の底面にはリード電極１０５主面が延在し、ＬＥＤチップ１０７の一部分が載置されている。また、パッケージ成型体１０６の外壁側面から突出しているリード電極１０３の実装面側の面は、上記突出部（１１１）の外壁面とほぼ同一平面上となるように、該突出部（１１１）方向に折り曲げられている。このようにリード電極１０３を配置することによって、従来と比較して小型化が可能な発光装置とし、導光板の光入射面に高密度に装着することができる。
【００６９】
本実施例にかかるＬＥＤチップは、発光層として単色性発光ピークが可視光である４７５ｎｍのＩｎ_０．２Ｇａ_０．８Ｎ半導体を有する窒化物半導体素子を用いる。より具体的にはＬＥＤチップは、洗浄させたサファイア基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化物半導体を成膜させることにより形成させることができる。ドーパントガスとしてＳｉＨ_４とＣｐ_２Ｍｇを切り替えることによってｎ型窒化物半導体やｐ型窒化物半導体となる層を形成させる。
【００７０】
ＬＥＤチップの素子構造としてはサファイア基板上に、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、Ｓｉドープのｎ型電極が形成されｎ型コンタクト層となるＧａＮ層、アンドープの窒化物半導体であるｎ型ＧａＮ層、次に発光層を構成するバリア層となるＧａＮ層、井戸層を構成するＩｎＧａＮ層、バリア層となるＧａＮ層を１セットとしＧａＮ層に挟まれたＩｎＧａＮ層を５層積層させた多重量子井戸構造としてある。発光層上にはＭｇがドープされたｐ型クラッド層としてＡｌＧａＮ層、Ｍｇがドープされたｐ型コンタクト層であるＧａＮ層を順次積層させた構成としてある。（なお、サファイア基板上には低温でＧａＮ層を形成させバッファ層とさせてある。また、ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
エッチングによりサファイア基板上の窒化物半導体に同一面側で、ｐｎ各コンタクト層表面を露出させる。各コンタクト層上に、スパッタリング法を用いて正負各台座電極をそれぞれ形成させた。なお、ｐ型窒化物半導体上の全面には金属薄膜を透光性電極として形成させた後に、透光性電極の一部に台座電極を形成させてある。出来上がった半導体ウエハーにスクライブラインを引いた後、外力により分割させ半導体発光素子であるＬＥＤチップ（光屈折率２．１）を形成させる。
【００７１】
次に、正及び負からなる一対のリード電極がインサートされて閉じられた金型内に、パッケージ成形体の下面側にあるゲートから溶融されたポリフタルアミド樹脂を流し込み硬化して、図１に示すパッケージを形成する。前記パッケージは、発光素子を収納可能な開口部を有し、該開口部底面から正及び負のリード電極が一方の主面が露出されるように一体成形されている。また、開口部内壁面には、内壁面１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、内壁面１０２および内壁面１０４が形成されている。さらに、パッケージの外壁面の一部には、段差１１０を有している。また、パッケージ側面から露出された正及び負のリード電極の各アウタリード部は、発光面と反対側の面の両端部で内側に折り曲げられている。
【００７２】
このように形成されたパッケージの開口部底面に前記ＬＥＤチップをエポキシ樹脂にてＬＥＤチップをダイボンドする。ここでダイボンドに用いられる接合部材は特に限定されず、Ａｕ−Ｓｎ合金や導電性材料が含有された樹脂やガラス等を用いることができる。含有される導電性材料はＡｇが好ましく、含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性に優れて且つ接合後の応力が小さい発光装置が得られる。次に、ダイボンドされたＬＥＤチップの各電極と、パッケージ開口部底面から露出された各リード電極とをそれぞれＡｕワイヤにて電気的導通を取る。
【００７３】
次に、フェニルメチル系シリコーン樹脂組成物１００ｗｔ％（屈折率１．５３）に対して、拡散剤として平均粒径１．０μｍ、吸油量７０ｍｌ／１００ｇである軽質炭酸カルシウム（屈折率１．６２）を３ｗｔ％含有させ、自転公転ミキサーにて５分間攪拌を行う。次に攪拌処理により生じた熱を冷ますため、３０分間放置し樹脂を定温に戻し安定化させる。
【００７４】
こうして得られた硬化性組成物を前記パッケージ開口部内に、前記開口部の両端部上面と同一平面ラインまで充填させる。最後に、７０℃×３時間、及び１５０℃×１時間熱処理を施す。これにより、前記開口部の両端部上面から中央部にかけてほぼ左右対称の放物線状に凹みを有する発光面が得られる。また、前記硬化性組成物の硬化物からなる封止部材は、前記拡散剤の含有量の多い第一の層と、前記第一の層より前記拡散剤の含有量の少ないもしくは含有していない第二の層との２層に分離しており、前記ＬＥＤチップの表面は前記第一の層にて被覆されている。これにより、ＬＥＤチップから発光される光を効率良く外部へ取り出すことができると共に良好な光の均一性が得られる。前記第一の層は、前記開口部の底面から前記ＬＥＤチップの表面にかけて連続して形成されていることが好ましく、これにより、発光面の形状を滑らかな開口部とすることができる。
【００７５】
本実施例にかかる発光装置は、発光素子からの出光を無駄なく主面側から出光させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることができる。
（実施例２）
実施例１において、封止部材中に蛍光物質を含有させる以外は、同様にして発光装置を形成する。
【００７６】
蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させ、これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムとを混合して混合原料を得る。さらにフラックスとしてフッ化バリウムを混合した後坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼成することにより焼成品が得られる。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して中心粒径が８μｍである（Ｙ_{０．９９５}Ｇｄ_{０．００５}）_{２．７５０}Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_{０．２５０}蛍光物質を形成する。
【００７７】
蛍光体を含有させることにより、発光素子からの光と、該発光素子の光の一部が蛍光体により波長変換された光との混色光が得られる発光装置とすることができる。
（実施例３）
上記実施例により得られる発光装置と、導光板とを組み合わせて面状発光装置を形成する。本実施例では、パッケージ成形体の側面と導光板の端面とを接着剤にて接着固定する。導光板は、発光装置の側面に設けられた段差１１０と嵌合可能な凹凸を一部に有することにより、発光装置と導光板との位置決めが容易であり、両者が強固に固定される。
【００７８】
本実施例にかかる面状光源は、他の実施例にかかる発光装置と容易に位置決めして得ることができ、従来と比較して薄型化された面状光源とすることができる。また、導光板の光入射面に光を散乱させる切り欠き部分を設けるなどして、発光位置によって発光ムラの生じない面状光源とすることができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明により、発光素子からの出光を無駄なく導光板に入射させることができ、従来と比較して薄型化しつつ導光板の光入射面に対して広範囲に光を入射させることが可能な発光装置およびそれを用いた面状光源とすることができる。
【００８０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な側面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。
【符号の説明】
１００・・・発光装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０２、１０４・・・開口部の内壁面
１０３、１０５・・・リード電極
１０６・・・パッケージ成型体
１０７・・・発光素子
１０８・・・導電性ワイヤ
１０９・・・封止部材
１１０・・・段差
１１１・・・突出部

Claims

発光素子と、該発光素子を収納する開口部を備え前記発光素子が載置されるリード電極の主面の一部が前記開口部の底面から露出されてなるパッケージ成型体とを備える発光装置であって、
前記開口部は、突出部（１１１）を有し、前記開口部の内壁面は、前記パッケージ成型体主面の長軸方向に延伸する内壁面（１０１ａ）と、短軸方向に延伸し互いに対向する一対の内壁面（１０２）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向する内壁面（１０１ｂ）と、前記内壁面（１０１ａ）に対向し前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０１ｃ）と、前記内壁面（１０１ｂ）から前記内壁面（１０１ｃ）まで連続して前記突出部（１１１）に設けられる内壁面（１０４）とを有することを特徴とする発光装置。
前記内壁面（１０４）は、前記発光素子の複数の側面に対向する請求項１に記載の発光装置。
前記パッケージ成型体は、側面に段差を有する請求項１または２に記載の発光装置。
前記内壁面（１０１ｃ）に対向するパッケージ成型体の外壁面は、前記リード電極の実装面とほぼ同一平面である請求項１乃至３に記載の発光装置。
請求項１乃至４に記載された発光装置と、該発光装置からの光を導光する面状導光板とを有し、
前記面状導光板は、前記発光装置の側面形状と対応する凹凸を備えていることを特徴とする面状光源。