JP5223726B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を基板に搭載した発光装置に関し、より詳細には、基板に設けられたマークの認識性を向上させた発光装置に関する。

発光装置は、発光素子と、その発光素子を配置し該発光素子と電気的に接続する導電配線を有する基板と、その基板に配置された発光素子を被覆する封止部材と、から構成されている。また、封止部材に蛍光体を含有させることにより、発光素子からの光と、蛍光体により波長変換された光との混色光が発光する発光装置が提案されている。

ここで、発光素子を配置する基板には、発光素子を配置する位置を正確に認識するためのマークや、発光装置の電極端子の極性を示すカソードマークや、封止部材の成型位置ズレを判定するマークなど、種々の目的のマークが設けられる。

例えば、特開２００８−２３５５８０号公報に開示された発光装置１０は、図８に示されるように、発光素子４と、その発光素子４を配置し該発光素子４と電気的に接続する導電配線２、３を有する基板１と、発光素子４の電極と導電配線２、３とを接続する導電性ワイアと、基板１に配置された発光素子４および導電性ワイアを被覆する封止部材７と、から構成されている。

この発光装置１０におけるマーク８、９ａ、９ｂは、発光素子４を配置する基板１の上面に形成されており、封止部材７の成型予定位置からのズレの程度を判定するための目印（成型位置ズレ判定マーク）として利用することができる。具体的には、マーク８は、Ｌ字型の形状を有しており、封止部材７を両脇から挟むように複数個が設けられている。これらのマーク８と封止部材７との位置を比較することにより、成型を予定していた位置から封止部材７がずれたか否かを判定したり、マーク８と封止部材７との距離を測定することにより、封止部材７が、成型を予定していた位置からどの程度ずれたかを判定したりして、規格外のものを発光装置の製造工程から排除することができる。また、これらのマークは、発光素子４を配置する位置を、基板１上で正確に認識するための目印としても利用することができる。

また、基板１の上面の両隅には、基板１の外縁を形成する辺に沿って略平行に、短冊状のマーク９ａ、９ｂがそれぞれ設けられている。これらのマーク９ａ、９ｂは、発光装置を製造する工程において、集合基板から個々の基板１への分割するための分割ラインを示す目印として利用することができる。さらに、基板の両隅のマークのいずれが一方のマーク９ａは、その形状および数が他方のマーク９ｂのそれと異なっており、発光装置の基板１の裏面の両隅に設けられ上面側から視認されない正負一対の電極端子のうち、どちらが負極の電極端子であるのか、発光装置の負極の電極端子を正極の電極端子から識別するための目印（カソードマーク）として利用することができる。

以上のマークは、基板１を形成する際に、正負一対の導電配線の形成とともに導電性材料にて形成することができる。例えば、セラミックスを材料とするセラミックスグリーンシート表面にペースト状の導電性材料を印刷することにより、導電配線とマークを形成し、種々の形状のセラミックスグリーンシートを積層させた後、焼成することにより、マークを有する基板を形成することができる。

特開２００８−２３５５８０号公報

しかしながら、上述したように、発光素子を配置する基板には種々の目的のマークが設けられるので、マークの形状、数や位置を変えてマークの目的を識別するだけでは、そのマークが何を示すのかが、容易に判断しがたくなってきている。

そこで、本発明は、マークの形状、数や位置を変える他に、種々の目的のマークとして利用できるものを提案し、さらにマークの認識性を高めた発光装置を提供することを目的とする。

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、その発光素子を配置する搭載部を有する基板と、前記発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、を備えた発光装置であって、上記基板は、上記発光素子が配置された上面に、上記発光素子の電極に接続する導電配線と、導電性材料により設けられた第一のマークと、を有しており、上記蛍光体層は、上記発光素子の表面に配置される第一の蛍光体層と、その第一の蛍光体層から間隔を空けて配置され、上記第一のマークとは別に認識される第二のマークとされる第二の蛍光体層とから構成されている。

本発明に係る発光装置は、発光素子と、その発光素子を配置する搭載部を有する基板と、上記発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備えた発光装置であって、上記基板は、上記発光素子が配置された上面に、上記発光素子の電極に接続する導電配線と、第一のマークと、を有しており、上記導電配線の一部は、上記発光素子の搭載部から上記基板の外周の方向に延長されており、その導電配線に蛍光体が堆積され、その蛍光体の堆積層の表面の一部が上記第一のマークとは別に認識される第二のマークとされていることを特徴とする。

上記基板は、封止部材を備えており、その封止部材は、上記発光素子を被覆するレンズ部と、そのレンズ部の周縁に設けられた鍔部とを有しており、上記第二のマークは、上記鍔部により被覆されていることが好ましい。

上記導電配線は、上記発光素子の搭載部から上記基板の外周の方向に延長された延長部と、その延長部よりも幅が大きい端部を有し、その端部が上記第二のマークとされていることが好ましい。

上記延長部は、上記封止部材のレンズ部により被覆され、上記端部は、上記封止部材の鍔部により被覆されていることが好ましい。

上記第二のマークの形状は、Ｌ字型またはＴ字型であることが好ましい。

上記蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体を含むことが好ましい。上記蛍光体は、窒化物系蛍光体を含むことが好ましい。

上記第一のマークは、上記第二のマークの端部と、略同一形状であり、上記第一のマークと、上記第二のマークとで観察色が異なるものとされていることが好ましい。

本発明にかかる発光装置の製造方法は、発光素子と、その発光素子を配置する基板と、上記発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備えた発光装置の製造方法であって、正負一対の導電配線と、導電性材料により設けられた複数のマークと、を有し、上記マークのうちいずれか一つが上記導電配線に接続された基板に、発光素子を配置する第一の工程と、上記正負一対の導電配線に上記発光素子の正負一対の電極を接続させる第二の工程と、上記導電配線に電圧を印加して、帯電された蛍光体を上記導電配線の表面に堆積させる第三の工程と、を有することを特徴とする。

本発明にかかる発光装置の製造方法は、集合基板に複数の発光素子を配置する工程を有し、上記マークを目印として上記集合基板を分割することにより、上記発光装置として個片化する工程を有することが好ましい。

上記複数のマークにより包囲された内側に、上記発光素子を被覆する封止部材を成型する工程と、成型された封止部材と上記マークの位置を比較することにより、上記封止部材の成型予定位置からのズレを判定する工程と、を有することが好ましい。

上記発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有し、それらの電極を上記導電配線に導電性材料により接合することより、上記第一の工程および上記第二の工程が同時になされることが好ましい。

本発明は、導電性材料によるマークの他に、蛍光体を材料としたマークを基板に設けることにより、マークの認識性を高め、さらに種々の目的とするマークとして利用することができる。

図１は、本発明の一実施例にかかる発光装置の模式的な斜視図である。 図２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。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向における断面図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ方向における断面図である。 図５は、本発明の一実施例にかかる発光装置の一部を拡大して示す部分的な上面図である。 図６は、本発明の別の実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。 図７は、本発明の別の実施例にかかる発光装置の模式的な上面図である。 図８は、本発明の先行技術として示す発光装置の模式的な斜視図である。

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は発光装置を以下に限定するものではない。

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、特に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、詳細な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。

［発光装置］
本発明は、図１に示されるように、発光素子１１と、その発光素子１１を配置する搭載部を有する基板１２と、発光素子１１の光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層と、を備えた発光装置に関するものである。このような発光装置について、マークの形状、数や位置を異ならせて種々の目的のマークとする他に、マークとして利用できるものを提案し、さらに目的とするマークの認識性を高めた発光装置を提供するため、本発明者は、種々の検討を行った。

その結果、図７に示されるように、発光素子１１が配置された基板１２の上面に、発光素子１１の電極に接続する正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂと、導電性材料により設けられた第一のマーク１５ａと、を設け、さらに蛍光体層は、発光素子１１の表面に配置される第一の蛍光体層と、その第一の蛍光体層から間隔を空けて配置され、第一のマーク１５ａとは別に認識される第二のマーク３５ｂとされる第二の蛍光体層とから構成することにより課題を解決するに至った。

本発明は、発光素子に設けられた蛍光体層とは別に、蛍光体層により形成されたマークと、導電性材料により形成されたマークとを設けることにより、蛍光体の有無の違いにより認識性を持たせ、カソードマークや、封止部材や発光素子の配置の位置ズレ判定マークなど、種々の目的のマークとして利用することができる。例えば、第二のマークを形成する蛍光体の観察色が第一のマークの観察色と同じ場合には、発光装置の外から蛍光体に励起光を照射することにより第二のマークの蛍光体を発光させ、第一のマークとの蛍光体の有無の違いにより種々の目的のマークとして利用することもできる。

また、本発明は、図２に示されるように、発光素子１１と、その発光素子１１を配置する搭載部を有する基板１２と、発光素子１１の光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備えた発光装置１００であって、基板１２は、発光素子１１が配置された上面に、発光素子１１の電極に接続する正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂと、第一のマーク１５ａと、を有しており、導電配線１３ｂの一部は、発光素子１１の搭載部から基板１２の外周の方向に延長されており、その導電配線１３ｂに蛍光体が堆積され、その蛍光体の堆積層が第一のマーク１５ａとは別に認識される第二のマーク１５ｂとされていることを特徴とする。

本発明は、蛍光体が堆積されて形成されたマークと、蛍光体が堆積されていないマークとを設けている。これにより、蛍光体の有無の違いによりマークとしての認識性を持たせて、形状や数の違いによって区別するマークに加えて、さらに種々の目的のマークとして利用することができる。導電配線の表面への蛍光体の電気泳動沈着により、所望の形状の導電配線のパターンの上に蛍光体を堆積させ、所望の形状の第二のマークを設けることができる。

本発明の発光装置は、図１、図３および図４に示されるように、基板１２に封止部材１４を配置することができ、その封止部材１４が、発光素子１１を被覆する凸レンズ形状のレンズ部１４ａと、そのレンズ部１４ａの周縁に接続されて設けられた鍔部１４ｂとを有している。さらに、第二のマーク１５ｂは、封止部材１４の鍔部１４ｂにより被覆されていることが好ましい。これにより、蛍光体の堆積層から構成された第二のマーク１５ｂを外部環境から保護することができる。

図５は、図２に示された第二のマーク１５ｂ付近を拡大して示す部分的な上面図である。図５に示されるように、基板１２の上面に配置された導電配線１３ｂは、発光素子１１の搭載部から基板１２の外周の方向に延長された延長部Ｂ、Ｃと、その延長部Ｂ、Ｃよりも幅が大きい端部Ａを有し、その端部Ａが第二のマーク１５ｂとされていることが好ましい。このような形状により、さらに第二のマーク１５ｂの認識性が高まる。

さらに、図２および図５に示されるように、導電配線１３ｂの延長部Ｂ、Ｃの少なくとも一部は、封止部材１４のレンズ部１４ａにより被覆され、導電配線１３ｂの端部Ａは、封止部材１４の鍔部１５ｂにより被覆されていることが好ましい。

発光素子の表面とは別に、導電配線に堆積した蛍光体によって、余分に波長変換がなされることにより、発光装置の観測方位により色度が異なるなど、発光装置の光学特性が劣化することがある。そこで、蛍光体が電気泳動沈着される導電配線の幅を、レンズ部の内部は、狭く、レンズ部の外部で広くすることにより、発光素子の表面に配置された蛍光体層とは別に波長変換がなされる蛍光体層の存在を極力抑え、光学特性の劣化を抑制することができる。

第一、第二のマークの形状は、特に限定されるものではないが、第二のマークは、基板に施された導電配線におけるＬ字型またはＴ字型の形状の一部であることが好ましい。例えば、図２および図５に示されるように、導電配線１３ｂの端部Ａと導電配線１３ｂの延長部Ｂとにより、Ｔ字型の第二のマーク２５ｂとすることができるし、図６に示されるように、Ｌ字型の第二のマーク３５ｂとすることもできる。

マークの形状を複雑にするほど認識性が高まるが、マークの形成が容易でなくなる。本形態のように、マークの形状のパターン認識に必要最小限の形状をマークとして採用することにより、容易に認識性を高めることができる。また、レンズ機能を実質的に有さない鍔部（たとえば、図３および図４に示されるように、表面が平坦な透光性の薄膜）の下にＬ字またはＴ字の第二のマークを配置して被覆することにより、レンズ作用を介することなく、基板１２上のＬ字またはＴ字そのものの平面視した形状として視認することができるので、マークとしての認識性を高めることができる。

蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体を含むことが好ましい。第二のマークをＹＡＧ系蛍光体の観察色である黄色として認識することができる。

蛍光体は、窒化物系蛍光体を含むことが好ましい。第二のマークを窒化物系蛍光体の観察色である赤色として認識することができる。また、ＹＡＧ系蛍光体と窒化物系蛍光体とを混合して蛍光体層を形成することにより、マークの観察色を、これらの蛍光体の混合色とすることができる。

第一のマークは、第二のマークの端部と、略同一形状であり、第一のマークと、第二のマークとで観察色が異なることが好ましい。これにより、第一のマークと第二のマークが同一形状の場合に、観察色の違いにより容易に識別することができる。

［発光装置の製造方法］
また、本発明は、発光素子と、その発光素子を配置する基板と、発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備えた発光装置の製造方法に関するものである。このような発光装置の製造方法において、マークの形状、数や位置を異ならせる他に、種々の目的のマークとして利用できる認識性の高いものを効率よく形成させるため、本発明者は、種々の検討を行った。

その結果、本発明の製造方法は、少なくとも以下の工程（１）乃至（３）を有することにより課題を解決するに至った。（１）正負一対の導電配線と、導電性材料により設けられた複数のマークとを有し、それらのマークのうちいずれか一つが導電配線に接続された基板に、発光素子を配置する第一の工程、（２）正負一対の導電配線に発光素子の正負一対の電極を接続させる第二の工程、（３）導電配線に電圧を印加して、帯電された蛍光体を導電配線の表面に堆積させる第三の工程。

これらの工程を有する製造方法とすることにより、本発明は、発光素子の表面や導電配線の表面への蛍光体の電気泳動沈着と併行して、所定の形状の配線パターンの上に蛍光体を堆積させて、その蛍光体の堆積層を第二のマークとすることができる。そのため、発光素子の表面への蛍光体層の形成とは別に第二のマークを形成する工程を要することなく、製造工程数を削減して、効率よく発光装置を形成することができる。また、電気泳動沈着により蛍光体層を形成すると、導電配線が形成された箇所だけに蛍光体が堆積される。そのため、基板の上面で、蛍光体が堆積されて形成された第二のマークと、基板表面の他の部分とを明瞭に区別することができるので、第二のマークの認識性を高めることができる。

発光素子や導電配線の表面への蛍光体の電気泳動沈着は、おおよそ以下の工程により行うことができる。なお、電気泳動沈着についての詳細は、本件特許出願人が先に出願して公開された出願公開公報（例えば、特開２００６−２１０４９１号公報、特開２００７−１３４３７８号公報）を参照されたい。

最初に、発光素子を基板に配置した後、発光素子と導電配線とを電気的に接続する。なお、発光素子の表面が絶縁性の半導体成長用基板（例えば、サファイア基板）の場合には、その表面をアルミニウムの金属薄膜やインジウムと錫の複合酸化物（ＩＴＯ）膜にて予め被覆しておくことにより、蛍光体が堆積される発光素子の表面に導電性を持たせておくことが必要である。

次に、帯電された蛍光体を含む電解液に、発光素子が配置された基板を浸漬させる。最後に、発光素子の表面および導電配線に、蛍光体の電荷と極性が異なる電圧を印加する。これにより、蛍光体が、電気的な力により発光素子の表面に引き寄せられて堆積する。

また、本発明の発光装置の製造方法は、集合基板に複数の発光素子を配置する工程を有しており、マークを目印として集合基板を分割することにより、発光装置として個片化する工程を有することが好ましい。これにより、集合基板を分割するときの分割箇所の認識性を高めることができるので、正確な形状に個々の発光装置を分割することができる。集合基板を分割する方法として、例えば、ダイシングにより切断する方法やレーザを分割ラインに照射して切断する方法を利用することができる。なお、基板を分割し易くするため、分割ラインに沿って、予め溝を形成しておくことが好ましい。

また、発光装置の製造方法は、複数のマークにより包囲された内側に、発光素子を被覆する封止部材を成型する工程と、成型された封止部材とマークの位置を比較することにより、封止部材の成型予定位置からのズレを判定する工程と、を有することが好ましい。これにより、封止部材の位置ズレ判定の精度を高めることができる。

また、発光装置の製造方法は、発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有し、それらの電極を導電配線に導電性材料により接合することより、第一の工程および第二の工程が同時になされることが好ましい。これにより、工程数が削減されるので、量産性よく発光装置を形成することができる。以下、本形態の発光装置およびその製造方法における各構成部材について詳述する。

（発光素子）
本形態では、発光素子を基板に配置させた発光装置について説明するが、このような形態に限定されることなく、発光素子とともに、受光素子その他の半導体素子（例えば、発光素子を過電圧から保護するための、抵抗、トランジスタまたはコンデンサなど）、あるいはそれらを少なくとも二種以上組み合わせたものを搭載することができる。発光素子その他の半導体素子は、１つでもよいし、複数でもよい。

本形態における発光素子は、その表面に蛍光体を備えており、その蛍光体を励起可能な波長を発光できる活性層を有する。このような発光素子を構成する材料として、ＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光体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。この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。

発光素子の材料として窒化物半導体を使用した場合、半導体成長用基板にはサファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮなど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の上に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。また、半導体成長用基板は、半導体層を積層した後、取り除くこともできる。さらに、半導体成長用基板が、例えば、サファイア基板のような絶縁性の半導体成長用基板の場合、その半導体成長用基板を取り除いた後、発光素子の最表面に露出された導電性の半導体層に電圧を印加することにより、上述したような電気泳動沈着により蛍光体層を発光素子の表面に形成することもできる。

白色系の混色光を発光させる発光装置において、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。発光素子と蛍光体との励起、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。

発光素子の電極と、基板の正負一対の導電配線との接続は、導電性ワイアにて行うこともできるし、発光素子の電極が導電配線と向かい合うように発光素子を配置させて、金や半田などの導電性材料により両者を電気的おいよび機械的に接合することもできる。

導電性ワイアは、発光素子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アの直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。このような導電性ワイアとして具体的には、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アが挙げられる。

発光素子を基板に固定した後、発光素子の各電極と基板の導電配線とをそれぞれ導電性ワイアにて接続する。ここで、発光素子を固定するための接合材は、特に限定されず、エポキシ樹脂などの絶縁性接着剤や、ＡｕとＳｎとを含有する共晶材、導電性材料が含有された樹脂からなる導電性ペーストやガラスなどとすることができる。ここで、導電性ペーストに含有される導電性材料は、Ａｇが好ましく、Ａｇの含有量が８０％〜９０％であるＡｇペーストを用いると放熱性にも優れた発光装置が得られる。

（基板）
本形態の基板は、発光素子に電気的に接続する導電配線や外部の電極に接続するための電極端子が配置され、発光素子を配置する搭載部を有する部材である。特に、本形態の基板の上面には、上述したように、発光素子を配置する位置を正確に認識するためのマークや、発光装置の電極端子の極性を示すカソードマークや、封止部材の成型位置ズレを判定するマークなど、種々の目的のマークが設けられる。

本形態の基板として、板状の絶縁性部材に導電配線が施された基板を好適に利用することができる。発光素子は、基板の表面に設けられた搭載部に配置される。この搭載部は、発光素子の外形に略同じ外形を有する領域であり、基板を構成する絶縁性部材の表面に設けられたり、基板の表面に露出した導電配線に設けられたりすることができる。さらに、基板の上には少なくとも発光素子を被覆する封止部材を配置することができる。

なお、基板に設けられた導電配線および電極端子の形状および位置は、基板に配置される発光素子の大きさ、形状および導電性ワイアの張りやすさ等を考慮して適宜調整される。

基板を構成する絶縁性部材の材料として、例えば、エポキシ樹脂にガラス成分が含有されてなるガラスエポキシ樹脂や、セラミックスを挙げることができる。

発光装置に高いコントラストが要求される場合、絶縁性部材にＣｒ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３などの顔料を含有させることにより、基板を暗色系にすることが好ましい。あるいは、基板に高い光反射率を付与するためには、二酸化チタンなどの白色系の顔料を絶縁性部材に含有させることが好ましい。

特に、発光装置の高耐熱性、高耐光性が望まれる場合、セラミックスを絶縁性部材の材料とすることが好ましい。セラミックスの主な材料は、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどから選択することが好ましい。これらの主材料に焼結助剤などが加え、焼結することでセラミックスの基板が得られる。例えば、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が４〜１０重量％添加され１５００〜１７００℃の温度範囲で焼結させたセラミックスや原料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０〜４０重量％の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され８００〜１２００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス等が挙げられる。このようなセラミックス基板は、焼成前のグリーンシート段階で種々の形状をとることができる。また、焼成前のグリーンシートの段階で種々のパターン形状の導電配線（または、その下地層）を施すことができる。例えば、タングステンを含有するペースト状の材料をスクリーン印刷することにより、第二のマークを形成させるための導電配線の下地層や、その導電配線から絶縁された第一のマークを形成することができる。

セラミックスの材料を焼成した後、導電配線の下地層には、銀、金、あるいはアルミニウムを材料とする鍍金や、スパッタリングにより最表面の金属材料が配置される。なお、導電配線の最表面は、発光素子からの光に対して高い反射率を有する金属材料にて被覆されていることが好ましい。このような金属材料として、例えば、銀やアルミニウムを挙げることができる。

（封止部材）
封止部材は、少なくとも発光素子を被覆するように基板に設けられ、発光素子からの光を透過させることができる透光性の部材である。例えば、図１、図３および図４に示されるように、封止部材１４は、発光素子１１を被覆するように基板１２に配置される凸レンズ形状のレンズ部１４ａと、そのレンズ部１４ａの周縁に接続して基板１２の上に配置させる鍔部１４ｂと、を有することができる。基板１２への封止部材１４の形成方法として、圧縮成型、射出成型またはトランスファーモールドなど種々の公知の成型技術を利用することができる。

封止部材の材料は、特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、および、それらの樹脂が少なくとも一種以上含有されたハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた透光性樹脂を用いることができる。また、封止部材の材料は、有機物に限られず、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、本形態の封止部材は、粘度増量剤、光拡散剤、顔料、蛍光体など、用途に応じてあらゆる部材を添加することができる。例えば、発光装置の発光色に応じた着色剤を添加させることができる。また、光拡散剤として例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化珪素、炭酸カルシウム、および、それらを少なくとも一種以上含む混合物などを挙げることができる。

封止部材のレンズ部１４ａを所望の形状にすることによって種々のレンズ機能を持たせることができる。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。

（蛍光体）
本形態の発光装置は、発光素子の表面または導電配線の表面に蛍光体を配置させている。また、基板の表面に、導電性材料による第一のマークとは別に、さらに、発光素子の表面を覆う第一の蛍光体層とは別に、蛍光体を含む第二の蛍光体層による第二のマークを形成させる。これらのマークは、導電性材料や蛍光体を、樹脂のような他の材料に混合して基板の表面に印刷する方法の他、上述した電気泳動沈着により基板の導電配線の表面に形成させることができる。さらに、所定の形状のマスクを施した後、スパッタリングや蒸着により種々の形状のマークを形成させることができる。

蛍光体の一例として、以下に述べる希土類元素を含有する蛍光体を挙げることができる。具体的には、Ｙ、Ｌｕ，Ｓｃ、Ｌａ，Ｇｄ、Ｔｂ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（石榴石）型蛍光体が挙げられる。特に、アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、ＡｌとＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｇａ、Ｉｎ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素を含み、かつ希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、発光素子から出射された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。例えば、イットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）の他、Ｔｂ_２．９５Ｃｅ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９０Ｃｅ_０．０５Ｔｂ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９４Ｃｅ_０．０５Ｐｒ_０．０１Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_２．９０Ｃｅ_０．０５Ｐｒ_０．０５Ａｌ_５Ｏ_１２等が挙げられる。これらのうち、特に本実施の形態において、Ｙを含み、かつＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる２種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が利用される。

また、窒化物系蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体である。窒化物系蛍光体として、例えば、（Ｓｒ_０．９７Ｅｕ_０．０３）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、（Ｃａ_{０．９８５}Ｅｕ_{０．０１５}）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、（Ｓｒ_{０．６７９}Ｃａ_{０．２９１}Ｅｕ_０．０３）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、等が挙げられる。

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。

図１は、本実施例の発光装置１００の模式的な斜視図を示す。図２は、本実施例の発光装置１００の模式的な上面図を示す。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向における断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ方向における断面図である。図５は、図２に示された本実施例の発光装置１００の一部を拡大して示す上面図である。

本実施例の発光装置１００は、図１に示されるように、正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂが配置された基板１２と、その基板１２に配置された発光素子１１と、導電配線１３ａ、１３ｂおよび発光素子１１の表面に堆積された蛍光体層（図示せず。）と、それらを被覆する封止部材１４と、を備えた発光装置である。

図３および図４の断面図に示されるように、基板１２は、導電配線と絶縁性部材とから構成されている。その絶縁性部材は、アルミナを主な材料としており、基板１２の上面の正負一対の導電配線が形成された第１絶縁層１２ａと、その第１絶縁層１２ａの下の第２絶縁層１２ｂと、その第２絶縁層１２ｂの下の第３絶縁層１２ｃと、その第３絶縁層１２ｃの下の第４絶縁層１２ｄと、が積層されて構成されている。なお、各絶縁層の間（断面図に太線で示す。）や、各絶縁層の厚み方向に内層配線が施されており、その内層配線により正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂが、基板の裏面、すなわち第４絶縁層の裏面に配置された正負一対の電極端子に接続されている。本実施例の基板１２は、外形が略直方体形状であり、上面を平面視した大きさ及び形状は、約３．５ｍｍ×約３．５ｍｍの正方形である。

導電配線１３ａ、１３ｂの下地層および内層配線は、銅、モリブデン、タングステン粉末を混合した導電性ペーストを、基板を構成するセラミックスシート材料に印刷し、それと同時に焼成して形成したものである。

また、本実施例の第一のマーク１５ａも、上記導電性ペーストを基板の上面を形成するセラミックスシート材料の表面に、図２に示されるような短冊状に形成させる。これらの第一のマーク１５ａは、導電配線１３ａ、１３ｂから絶縁されている。第一のマーク１５ａは、その長手方向が、基板１２の上面の外形を形成する三辺に略平行となるように形成されている。さらに、導電配線１３ａ、１３ｂの下地層に、電解メッキが施され、導電配線１３ａ、１３ｂの最表面がＡｕとなるようにされている。

本実施例の発光素子１１は、同一面側に正負一対の電極を有しており、それらの電極は、正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂに向けて配置され、Ａｕを材料とするバンプによって電気的および機械的に接合されている。

図２、図３および図４に示されるように、正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂの一部は、基板１２を構成する第１絶縁層１２ａの上面において、発光素子１１の直下の搭載部からレンズ部１４ａの外縁部まで延長されて形成されており、さらに該外縁部から基板を構成する各絶縁層の厚み方向に配置された内層配線に接続されている。

図５に示されるように、導電配線１３ｂは、発光素子１１の搭載部から基板１２の外周の方向に延長された延長部Ｂ、Ｃと、その延長部Ｂ、Ｃよりも幅が大きい端部Ａを有し、その端部Ａと延長部Ｂとにより第二のマーク１５ｂが構成されている。すなわち、導電配線の延長部Ｂ、Ｃの幅は、導電配線の端部Ａの幅よりも小さい。なお、導電配線の幅は、その導電配線の延長方向（図２および図５のＩＩＩ−ＩＩＩ方向）に垂直な方向（図２のＩＶ−ＩＶ方向）に測った長さをいうものとする。

より詳細に説明すると、導電配線１３ｂは、レンズ部１４ａの外縁部から更に基板１２の外周方向に向かって延長しており、レンズ部１４ａの外縁部までの導電配線と接続して配置された導体配線は、その上に電気泳動沈着により蛍光体を堆積させた蛍光体層を形成させ、その蛍光体層を第二のマーク１５ｂとするための導電配線とされる。この導体配線は、第一のマーク１５ａの形状と同じく基板の上面外形を形成する一辺に略平行な短冊状の「−」形状と、それに略垂直な短冊状の「｜」形状とからなるＴ字型の形状を有する。

本実施例の蛍光体層および第二のマーク１５ｂは、基板１２の導電配線１３ａ、１３ｂにＹＡＧ系蛍光体の帯電の極性と異なる極性の電圧を印加することにより、発光素子の表面および正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂに蛍光体を堆積させたものである。なお、発光素子の表面には、予め導電性の薄膜を形成しておき、その薄膜を発光素子の電極およびバンプを介して、正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂと電気的に接続させておく。これにより、正負一対の導電配線１３ａ、１３ｂに電圧を印加することで、電気泳動沈着により蛍光体を発光素子の表面に堆積させることができる。

本実施例の封止部材１４は、シリコーン樹脂を材料とする圧縮成型により形成されており、図１、図３および図４に示されるように、発光素子１１を被覆する凸レンズ形状のレンズ部１４ａと、そのレンズ部１４ａの外縁部に接続して基板１２の上面に形成された鍔部１４ｂとから構成されている。図２に示されるように、レンズ部１４ａは、３つの第一のマーク１５ａおよび１つの第二のマーク１５ｂにより四方から方位されている。鍔部１４ｂの上面は、基板１２の上面に平行な、ほぼ平坦な面であり、鍔部１４ｂの大きさ（体積）は、レンズ部１４ａ全体の大きさと比較して十分に小さい。例えば、本実施例のレンズ部１４ａは、半径が１．２０〜１．５０ｍｍ程度の略半球状の凸レンズであり、鍔部１４ｂは、その厚さが５０〜１００μｍ程度の薄膜である。そのため、鍔部１４ｂを伝播する光の量はごくわずかであり、鍔部１４ｂのレンズ機能は無視できるほど小さい。

図１に示されるように、基板１２の上面には、レンズ部１４ａの外縁の外側に第一のマーク１５ａおよび第二のマーク１５ｂが形成されており、これらのマークは、鍔部１４ｂによって被覆されている。

これらのマークは、レンズ部１４ａの成型位置ズレを判定したり、発光装置１００の製造工程において、集合基板から個片化する際に、封止部材の一部および基板をダイシングするときの分割ラインを示す目印としたりすることができる。また、第一のマーク１５ａは、黒色系の色に観察される一方、第二のマーク１５ｂは、ＹＡＧ蛍光体による黄色系の色に観察されるので、観察色の違いにより、第二のマーク１５ｂをカソードマークとして利用することができる。

なお、本実施例の発光装置１００の基板１２には、図３および図４に示したように、ＣｕＷを材料とする熱伝導性部材１６ａ、１６ｂが、それぞれ第２絶縁層１２ｂ、第３絶縁層１２ｃを厚み方向に貫通するように、発光素子１１よりもやや大きい平面形状で配置されている。なお、熱伝導性部材１６ｂの平面形状は、熱伝導性部材１６ａの平面形状よりも大きい。さらに、熱伝導性部材１６ａの上面および熱伝導性部材１６ｂの裏面が、それぞれ第１絶縁層１２ａおよび第４絶縁層１２ｄで被覆されている。ここで、第１絶縁層１２ａおよび第４絶縁層１２ｄは、正負一対の導電配線や電極端子との絶縁性を図ることができ、なおかつ発光素子から基板の裏面への放熱性を損なわない程度の層厚で形成されている。

図６は、本実施例の発光装置２００の上面図である。本実施例の発光装置２００の第二のマーク２５ｂを、蛍光体が堆積される導電配線１３ａ、１３ｂのＬ字型の端部として形成する他は、実施例１と同様に発光装置を形成する。本実施例の第一のマーク１５ａは、実施例１の第一のマーク１５ａと同様に、基板１２の上面の外縁の三辺に略平行に沿うように形成された三つの短冊状のマークである。よって、第二のマーク２５ｂは、他の三つの第一のマーク１５ａと形状が異なるので、形状の違いと、蛍光体の存在による違いとで、第二のマーク２５ｂの認識性を高めることができる。

図７は、本実施例の発光装置３００の上面図である。本実施例における第二のマーク３５ｂは、基板１２に施された導電配線１３ａ、１３ｂから絶縁された箇所に、蛍光体を含む樹脂材料による印刷により形成されている。すなわち、基板１２の導電配線１３ａ、１３ｂの上ではなく、基板１２を構成する絶縁性部材の表面に蛍光体を含む樹脂材料が、第一のマーク１５ａの形状と同じ短冊状に印刷されている。第二のマーク３５ｂを形成する蛍光体層は、発光素子１１および導電配線１３ａ、１３ｂの表面に形成された蛍光体層とは間隔を空けて形成されている。

その他は、実施例１と同様に発光装置を形成する。これにより、導電配線の最表面を形成する金属材料の観察色に関係なく、蛍光体そのものの観察色を認識することができるので、第二のマークの認識性を高めることができる。

本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子を搭載する、種々の装置、具体的には、ファクシミリ、コピー機、ハンドスキャナ等における画像読取装置に利用される照明装置のみならず、懐中電灯、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、携帯電話機等のバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、車載用ストップランプ、各種センサおよび各種インジケータ等の種々の照明装置に利用することができる半導体発光装置を製造する際に、より高精度に、簡便かつ容易に利用することができる。

１００、２００、３００・・・発光装置
１１・・・発光素子
１２・・・基板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ・・・基板を構成する絶縁層
１３ａ、１３ｂ・・・正負一対の導電配線
１４・・・封止部材
１４ａ・・・レンズ部
１４ｂ・・・鍔部
１５ａ・・・第一のマーク
１５ｂ、２５ｂ、３５ｂ・・・第二のマーク
１６ａ、１６ｂ・・・熱伝導性部材

Claims (12)

1. 発光素子と、その発光素子を配置する搭載部を有する基板と、前記発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体層と、を備えた発光装置であって、
   前記発光素子の表面には、前記蛍光体が堆積されており、
   前記基板は、前記発光素子が配置された上面に、前記蛍光体が堆積されていない第一のマークと、前記発光素子の電極と接続され、前記第一のマークとは絶縁された導電配線と、を有し、
   前記導電配線は、前記発光素子の搭載部から前記基板の外周方向に延長された延長部を有し、
   前記蛍光体が堆積した前記延長部が、前記第一のマークとは別に認識される第二のマークであること、を特徴とする発光装置。
2. 前記基板は、封止部材を備えており、その封止部材は、前記発光素子を被覆するレンズ部と、そのレンズ部の周縁に設けられた鍔部とを有しており、前記第二のマークは、前記鍔部により被覆されている請求項１に記載の発光装置。
3. 前記導電配線は、前記延長部よりも幅が大きい端部を有し、その端部が前記第二のマークとされている請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記延長部は、前記封止部材のレンズ部により被覆され、前記端部は、前記封止部材の鍔部により被覆されている請求項１から３に記載のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 前記第二のマークの形状は、Ｌ字型またはＴ字型である請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記蛍光体は、窒化物系蛍光体を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記第一のマークは、前記第二のマークと略同一形状かつ観察色が異なる請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 発光素子と、前記発光素子を配置する基板と、前記発光素子の光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備えた発光装置の製造方法であって、
   正負一対の導電配線と、いずれか一つが前記導電配線と接続された複数のマークと、を有する基板に、発光素子を配置する第一の工程と、
   前記正負一対の導電配線に、前記発光素子の正負一対の電極を接続させる第二の工程と、
   前記導電配線に電圧を印加して、帯電された蛍光体を前記発光素子の表面および前記導電配線と接続されたマークの表面に堆積させる第三の工程と、を有し、
   前記複数のマークのうち、前記導電配線と接続されていないマークには前記蛍光体が堆積されていないことを特徴とする発光装置の製造方法。
10. 集合基板に複数の発光素子を配置する工程を有し、前記マークを目印として前記集合基板を分割することにより、前記発光装置として個片化する工程を有する請求項９に記載の発光装置の製造方法。
11. 前記複数のマークにより包囲された内側に、前記発光素子を被覆する封止部材を成型する工程と、成型された封止部材と前記マークの位置を比較することにより、前記封止部材の成型予定位置からのズレを判定する工程と、を有する請求項９または１０に記載の発光装置の製造方法。
12. 前記発光素子は、同一面側に正負一対の電極を有し、それらの電極を前記導電配線に導電性材料により接合することより、前記第一の工程および前記第二の工程が同時になされる請求項９から１１のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法。

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