発光装置
発光装置１は、基台２と、基台２上に配置された発光素子３とを備えている。発光素子３は、発光層を含む複数の半導体層からなると共に、波長変換材料を含む波長変換部４によって覆われている。前記発光層は、１次光を放射し、前記波長変換材料は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する。発光素子３の光取出し面の縁部における前記１次光の輝度が縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く、波長変換部４の光取出し面６から出射される前記１次光と前記２次光の割合が、波長変換部４の光取出し面６の面内で略均一である。これにより、発光素子を覆う波長変換部の光取出し面内での光色差をより小さくして、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ（Light Emitting Diode）」と称する）等の発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、放電や輻射を用いた既存光源に比べて、小型で高効率であるだけでなく、近年では、高光束化も進んできたことから、既存光源に取って代わるのは時間の問題となってきている。また、ＬＥＤは、放電や輻射を用いた光源に比べて小型であることから、用途が増えること、取り扱いが容易になること、多様なデザインが期待できることなどの利点があり、付加価値の高い光源である。
【０００３】
照明用途の光源に求められる特性の１つとして、出射光の出射方向による光色差のない色均一性が求められる。蛍光体材料などの波長変換材料と組み合わせてなる発光装置は、発光素子からの１次光と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光とが合成され、白色などの光を発する。この場合、１次光と２次光の混合比率によって色合いが変わってくる。そして、出射方向によりこの混合比率が異なることから、これが、出射方向による光色差の原因や、波長変換部の光出射面（光取出し面）内で光色差が生じる原因となっている。
【０００４】
この光色差を抑制する方法として、以下のものが提案されている。
【０００５】
まず、発光素子であるＬＥＤチップに、波長変換部（蛍光体粒子を含む樹脂層）を、ＬＥＤチップの形状にならって均一に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成は、単に波長変換部を滴下などによってＬＥＤチップ上に形成したものに比べて、１次光が波長変換部を通過する距離を揃えることができるので、波長変換部の光取出し面における光色差を抑制することができる。
【０００６】
照明用途の高光束の光源では、照射面を均一な色の光で照らすことが求められるため、波長変換部の光取出し面内での光色差をより小さくすることが必要となる。
【０００７】
尚、波長変換材料として一般に使用される無機蛍光体粒子は、波長変換機能に加えて、反射機能を有していることから、散乱作用をもたらし、その結果、１次光と２次光を散乱させて光色差を抑制できることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、波長変換材料を含む波長変換部の中央付近、すなわち、発光素子の真上付近を厚くし、波長変換部の周辺部を薄くするという方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。そして、特許文献３には、「発光素子から真上方向に進む１次光と斜め上方向に進む１次光の波長変換部内での光路長差を小さくすることにより、１次光と２次光の割合がほぼ等しくなり、色むらが少なくなる」旨の記載がある。これは、「波長変換部内での波長変換材料の分布が均一の場合、光路長は、１次光が波長変換材料に当たる回数と相関があり、この回数により１次光と２次光の割合が決まる」というモデルを仮定している。
【０００９】
また、波長変換材料を含む波長変換部の中央付近、すなわち、発光素子の真上付近の波長変換材料の濃度を波長変換部の周辺部の波長変換材料の濃度よりも高くするという方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。これは、「波長変換部の厚さが均一の場合、発光素子から真上方向に進む１次光と斜め上方向に進む１次光の、波長変換部内で波長変換材料に当たる回数差を小さくすることにより、１次光と２次光の割合がほぼ等しく
なり、色むらが少なくなる」というモデルを仮定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，４６８，８２１Ｂ２号明細書
【特許文献２】特開平７−９９３４５号公報
【特許文献３】特許第３０６５２６３号公報（段落［００１６］、図２）
【特許文献４】特開２００５−１６６７３３号公報（段落［００３５］、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、波長変換部の中央付近ではその周囲からほぼ均等に１次光が散乱されて来るが、縁部においては、１次光の散乱光は波長変換部の内側方向からの一方向に限られる。そして、このように、縁部においては、外側方向からの１次光が来ないため、波長変換部の縁部での混合光には１次光の成分が不足する。その結果、波長変換部の光取出し面の縁部とその内側の領域とで、１次光と２次光の混合割合に差が生じ、これが波長変換部の光取出し面内での光色差となる。
【００１２】
また、一般に、発光素子からの出射光（１次光）の光強度は、出射面の真上方向、あるいは、真上方向に対して少し傾いた方向（以下、両方を「略真上方向」と称する）で強く、横方向になるにしたがって弱くなる。すなわち、発光素子の略真上方向の波長変換部で混合される１次光及び２次光の混合光の光強度は、出射面に対して横方向から斜め上方向の波長変換部で混合される１次光及び２次光の混合光の光強度よりも強い。厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部に対して、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができれば、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることができる。
【００１３】
尚、発光素子と波長変換部との距離を大きくすると、発光素子の光出射方向分布の影響が小さくなり、波長変換部の下面からほぼ均一強度の1次光が入射することとなるので、発光素子からの光出射強度分布による色むらは解消される。しかし、ＬＥＤの薄型化を図ると、発光素子と波長変換部との距離が小さくなることから、発光素子の光出射方向分布の影響が大きくなり、これが色むらの少ない薄型のＬＥＤを実現する際の課題となる。
【００１４】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明に係る発光装置の構成は、基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、かつ、前記波長変換部内での前記１次光の強度分布を、前記波長変換部の光取出し面から出射される前記１次光と前記２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発光装置の構成によれば、波長変換部内での１次光の強度分布を、前記波長変換部の光取出し面から出射される前記１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えたことにより、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【００１７】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子の一方の主面に設けられ
た光取出し面の縁部における前記１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されていることにより、発光素子を覆う波長変換部の光取出し面内での光色差を解消することができるので、発光装置から取り出される光の色むらを低減して、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つのダイオードに分割され、前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとは、直列に接続され、かつ、前記縁部のダイオードの前記発光層の面積が、前記縁部の内側の領域のダイオードの前記発光層の面積よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、縁部のダイオードの発光層の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つのダイオードに分割され、前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとが、電気的に独立に駆動可能であるのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなるように、電流注入を行うことができる。また、この場合には、前記発光素子の少なくとも一方の電極が、縁部のみに設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。また、この場合には、前記発光素子は、少なくとも一方の電極において、縁部の電極間隔が前記縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、少なくとも一方の電極において、縁部の電極抵抗が前記縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部の内側の領域の内部抵抗が前記縁部の内部抵抗よりも大きいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部の前記１次光の透過率が前記縁部の内側の領域の前記１次光の透過率よりも大きいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。
【００１８】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記波長変換部は、厚みが略均一で、波長変換材料が略均一に分散されているのが好ましい。
【００１９】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子は、１次光を放射する発光層を含む複数の半導体層からなるのが好ましい。
【００２０】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分の屈折率が、前記被覆部の他の部分の屈折率よりも高く設定されているのが好ましい。
【００２１】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記被覆部の少なくとも一部のナノ粒子材を含み、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆
部の母材よりも高い屈折率のナノ粒子材を有するのが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記被覆部の少なくとも一部のナノ粒子材を含み、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の他の部分よりも高比率のナノ粒子材を有するのが好ましい。
【００２３】
これらの好ましい例によれば、屈折率の高い部分に光が集まる特性により、屈折率の高い被覆部がある発光素子の横方向から斜め上方向での１次光の光強度が相対的に強まり、被覆部全体として１次光の強度分布を均一化することができる。すなわち、厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部に対して、当該波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができる。その結果、波長変換部の上面から均一な（１次光と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光との）混合光を出射させることができるので、発光装置から取り出される光の色むらを低減することができる。
【００２４】
また、この場合には、前記波長変換部がドーム状に形成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子から発せられた光の殆どが波長変換部へ垂直に入射されるため、波長変換部と被覆部との界面における光の反射を防止することができる。これにより、光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００２５】
また、この場合には、前記波長変換部のうち、前記被覆部の屈折率の高い部分の上方に位置する部分の屈折率が、前記波長変換部の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい。この好ましい例によれば、上述の効果に加え、被覆部と波長変換部との界面における反射を減らすことができるので、反射による損失を低減することができる。また、波長変換部においても、強度分布を均一化することができる。
【００２６】
また、この場合には、前記被覆部と前記波長変換部との間に隙間が設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子からの熱を効率良く放熱することができる。
【００２７】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、隣接する発光素子の間隔が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されているのが好ましい。
【００２８】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、前記波長変換部の単位面積当たりの前記発光素子の実装面密度が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置されているのが好ましい。
【００２９】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、前記波長変換部での発光効率が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置されているのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における発光装置を示す概略断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を模式的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図３】本発明の第１の実施の形態における発光装置の使用状態を示す図であり、（ａ）は封止材を用いたもの、（ｂ）は封止ガスを用いたもの、（ｃ）は封止ガスを用い、かつ、モジュール化したもの
【図４】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図
【図５】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は発光層の面積比を示す図
【図６】本発明の第１の実施の形態の発光装置をより具体的に示した断面図
【図７】本発明の第１及び第８の実施の形態における発光装置の出射光の色温度の測定方法を説明するための模式図
【図８】本発明の第１の実施の形態における発光装置の出射光の色むらを評価した結果を示すグラフ
【図９】本発明の第２の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図
【図１０】本発明の第３の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１１】本発明の第３の実施の形態の発光装置を具体的に示した断面図
【図１２】本発明の第４の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１３】本発明の第４の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１４】本発明の第５の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１５】本発明の第６の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１６】本発明の第７の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１７】本発明の第７の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１８】本発明の第８の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図１９】本発明の実施の形態における発光素子の実装方式を説明するための拡大断面図
【図２０】本発明の第８の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図２１】本発明の第８の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２２】本発明の第８の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２３】本発明の第８の実施の形態における発光装置の具体的実施例を示す概略断面図
【図２４】本発明の第８の実施の形態における発光装置の具体的実施例及び比較例の出射光の色むらを評価した結果を示すグラフ
【図２５】本発明の第９の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図２６】本発明の第９の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図２７】本発明の第９の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２８】本発明の第９の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２９】本発明の第１０の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図３０】本発明の第１０の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図３１】本発明の第１０の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図３２】本発明の第１１の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図３３】本発明の第１１の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図３４】本発明の第１２の実施の形態における発光装置の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的の説明する。
【００３２】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図６を参照しながら、本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する。図１は、本実施の形態における発光装置を示す概略断面図である。図２は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を模式的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図３は、本実施の形態における発光装置の使用状態を示す図であり、（ａ）は封止材を用いたもの、（ｂ）は封止ガスを用いたもの、（ｃ）は封止ガスを用い、かつ、モジュール化したものである。図４は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図である。図５は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は発光層の面積比を示す図である。図６は、本実施の形態の発光装置をより具体的に示した断面図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態の発光装置１は、平板状の基台２と、基台２上に配置された１個の発光素子３とを備えている。発光素子３は、発光層を含む複数の半導体層からなると共に、波長変換材料を含む波長変換部４によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部４は、厚みが均一で、波長変換材料が均一に分散されている。
【００３４】
発光素子３の発光層は、１次光を放射し、波長変換部４の波長変換材料は、１次光を吸収して、２次光を放射する。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子３は、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように構成されており、これにより、波長変換部４の光取出し面６（図１参照）から出射される１次光と２次光の混合割合が、波長変換部４の光取出し面６の面内で略均一となる。すなわち、本実施の形態の発光装置１は、波長変換部４内での１次光の強度分布を、波長変換部４の光取出し面６から出射される１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えている。
【００３６】
本実施の形態の発光装置１によれば、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように構成したことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００３７】
基台２の構成材料は特に限定されず、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｗやこれらを含む合金等の金属、ガラスエポキシ、あるいは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂等を使用することができる。尚、これらの材料は、発光素子３の成長基板の材料として使用することもできる。従って、基台２は、発光素子３の成長基板を兼ねていてもよい。発光素子３のサファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｓｉなどの成長基板上に
エピタキシャル成長したものを基台２に配置する形態のほか、この成長基板が残らない状態で基台２に配置する形態がある。
【００３８】
また、発光素子３の構成や実装方式についても特に限定されるものではない。例えば、基台の形態としては、リードフレーム基台、発光素子を実装するパッケージ基台、発光素子とパッケージ基台との間に入れるサブマウント基台などがある。発光素子３としては、例えば、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４２０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤや、波長が３８０〜４２０ｎｍの青紫色を発する青紫色ＬＥＤ、さらに短波長の紫外ＬＥＤ等を使用することができる。窒化物半導体材料の場合、一般式ＢzＡｌxＧａ1-x-yーzＩｎyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）で表される。以下、「ＧａＮ系半導体」と呼ぶ。ＺｎＳ、ＺｎＯなどのＩＩ−ＶＩ属半導体材料を使用することもできる。
【００３９】
発光素子は、化合物半導体材料に限定されるものではなく、例えば、有機半導体材料、無機半導体材料からなる発光素子を用いることも可能である。
【００４０】
波長変換部４は、例えば、波長変換材料と、この波長変換材料を分散させるための母材となる透光性材料とからなる。
【００４１】
波長変換材料としては、例えば、蛍光体を使用することができる。蛍光体としては、例えば、赤色光を発する赤色蛍光体、橙色光を発する橙色蛍光体、黄色光を発する黄色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体等を使用することができる。上記赤色蛍光体としては、例えば、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+、ニトリドシリケート系のＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系のＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系のＳｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+やＬａ2Ｏ2Ｓ:Ｅｕ3+等を使用することができる。上記橙色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＧｄ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記黄色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ、Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やガーネット系の（Ｙ、Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、硫化物系のＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+や（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、シリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ2+、β-サイアロン系のβ-Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｃｅ3+、硫化物系のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＹ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ3Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、ＢａＹ2ＳｉＡｌ4Ｏ12：Ｃｅ3+、酸化物系のＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+等を使用することができる。波長変換部の上面から出射される光は白色光に限定されるものではなく、これらの蛍光体を適宜選択することにより、細やかな光色の設計が可能である。そして、発光波長の異なる蛍光体を複数種類使用することにより、無限のバリエーションが可能となる。また、波長変換材料が均一に分散される波長変換部の構成以外に、例えば、波長変換部の下面から上面に向けて波長変換材料の濃度が略段階的に変化する構成、異なる波長変換材料を各材料ごとに積層してなる構成、異なる波長変換材料からなるセルをマトリクス状に配置してなる構成などがある。いずれの構成であっても、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることにより、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【００４２】
また、透光性材料としては、発光装置１から取り出す光を透過させることができる材料であればよく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、ア
ミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、金属アルコキシドやコロイド状シリカを出発材料とするゾル−ゲル法によるガラス、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に金属酸化物粒子を分散させたコンポジット材を使用することもできる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記金属酸化物粒子を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、波長変換部４を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱することが可能となる。
【００４３】
また、発光素子３として、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤを使用する場合には、例えば、上述した蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体や青緑色光を発する青緑色蛍光体とを併用すればよい。上記青色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ハロ燐酸塩系の（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記青緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、シリケート系のＳｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。
【００４４】
上記した発光装置１を実際に使用する場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、凹部を有する基台５５の前記凹部の底面上に発光装置１を配置すると共に、前記凹部内に封止材５６を充填するか、図３（ｂ）に示すように、平板状の基台５７の上面に発光装置１を配置し、発光装置１の周りに封止ガス５８を充填すればよい。また、図３（ｃ）に示すように、平板状の基台５７の上面に、発光素子３と波長変換部４とからなる発光装置１’を複数個配置し、各発光装置１’の周りに封止ガス５８を充填して、発光モジュールとしてもよい。
【００４５】
封止材５６としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、金属アルコキシドやコロイド状シリカを出発材料とするゾル−ゲル法によるガラス、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。
【００４６】
また、封止ガス５８としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスや乾燥エアーを使用することができる。
【００４７】
以下、本実施の形態の発光装置１及びそれに用いられる発光素子３について、図４〜図６を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧａＮ、ＳｉＣ、サファイア等からなる成長基板７の一方の主面の上には、ＧａＮ半絶縁層８が形成されており、ＧａＮ半絶縁層８の上には、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１がこの順番で積層されている。また、成長基板７の他方の主面（光取出し面５）は、凹凸加工されている。これにより、発光装置の光の取出し効率を向上させることができる。
【００４９】
ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１とＧａＮ半絶縁層８の一部にわたって、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａに対応する部分と縁部５ａの内側の領域５ｂに対応する部分とに分離するための分離溝１２が設けられている。これにより、発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割される。
【００５０】
縁部と縁部の内側の領域のｐ−ＧａＮ系半導体層１１には、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３が設けられており、縁部のＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３はアノード端子１４に電気的に接続されている。また、縁部と縁部の内側の領域のｎ−ＧａＮ系半導体層９には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極１５が設けられており、縁部の内側の領域のＴｉ/Ａｕ電極１５はカソード端子１６に電気的に接続されている。
【００５１】
また、縁部のカソード電極であるＴｉ/Ａｕ電極１５と縁部の内側の領域のアノード電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３とは、配線層１７を介して電気的に接続されている。これにより、図４（ｂ）に示すように、縁部のダイオードＤ１と縁部の内側の領域のダイオードＤ２とは、直列に接続された状態となっている。
【００５２】
本実施の形態においては、成長基板７が残る状態で基台２の上に配置しているが、後述の実施の形態のように成長基板７が残らない状態で基台２の上に配置する形態もある。
【００５３】
アノード端子１４と配線層１７との間、配線層１７とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間、カソード端子１６と配線層１７、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層１８が介在されている。
【００５４】
尚、電極材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕやこれらの合金、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ等を使用することができる。
【００５５】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。そして、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部のダイオードの発光層１０の面積が、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積よりも小さくなっている。より具体的には、縁部のダイオードの発光層１０の外周サイズは約０．９ｍｍ×約０．９ｍｍ、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の外周サイズは約０．６ｍｍ×約０．６ｍｍであり、これにより、縁部のダイオードの発光層１０の面積と縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積との比は、およそ２：３となる。すなわち、分離溝１２などを考慮しなければ、縁部のダイオードの発光層１０の面積は０．４５ｍｍ2、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積は０．３６ｍｍ2となるが、中央のカソード端子１６の箇所で発光層１０が直径０．２ｍｍの円形に除去されていることと、各ダイオードの分離幅などとを考慮すると、およそ２：３となる。尚、光取出し面５の縁部５ａ（高輝度領域）の幅は、約０．１５ｍｍである。
【００５６】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割され、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとが直列に接続され、かつ、縁部のダイオードの発光層１０の面積が縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積よりも小さくなっていることにより、縁部のダイオードの発光層１０の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなる。
【００５７】
図６に示すように、発光素子３は、基台２上に、アノード端子１４及びカソード端子１６をＡｕ／Ｓｎ接着層（図示せず）で接着することによって実装されている。Ａｕ／Ｓｎ接着層は、基台２上のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１９と電気的に接続されている。また、発光素子３は、波長変換部４によって密着した状態で覆われている。
【００５８】
本実施の形態の発光装置１は、以上のような構成を備えている。ここで、発光素子３の高さは約３０μｍ、波長変換部４の高さ（基台２の表面からの高さ）は約０．２ｍｍとなっている。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光
の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００５９】
作製した発光装置１の出射光の色むらを評価するために、順方向電流Ｉｆ＝３５０ｍＡで出射させた光の色温度を測定した。測定方法について図７を参照しながら説明する。図７は、発光装置の出射光の色温度の測定方法を説明するための模式図である。発光装置１を発光させた状態で、ディテクター５９（浜松ホトニクス製Ｓ９２１９、受光面の直径：１１．３ｍｍ）を用いて発光装置１を中心とする半径１ｍの半円（図７における破線）上を通過する出射光の色温度を測定した。そして、発光素子３の光軸Ｌに対する放射角θについて、θ＝０度のときの色温度（約３６００［Ｋ］）に対する色温度差をプロットした。得られた結果を図８に示す。
【００６０】
図８に示すように、本実施の形態の発光装置１によれば、色温度差が小さくなり、色むらを低減できていることが分かる。
【００６１】
尚、本実施の形態においては、発光素子３を、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割しているが、３つ以上のダイオードに分割してもよい。この構成によれば、発光素子３の光取出し面５の各領域における１次光の輝度を細かく調整することができるので、照射面をより均一な色の光で照らすことが可能となる。直列接続した各ダイオードの発光層の面積と電流密度は略反比例の関係になり、発光面積と輝度も略反比例の関係になる。また、複数のダイオードを直列接続したものを複数並列に接続する構成でもよい。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、図９を参照しながら、本発明の第２の実施の形態の発光装置について説明する。図９は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００６３】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧａＮ、ＳｉＣ、サファイア等からなる成長基板７の一方の主面の上には、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１がこの順番で積層されている。また、成長基板７の他方の主面は、凹凸加工されている。
【００６４】
ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及び発光層１０とｎ−ＧａＮ系半導体層９の一部とにわたって、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａに対応する部分と縁部５ａの内側の領域５ｂに対応する部分とに分離するための分離溝２０が設けられている。これにより、発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割される。
【００６５】
縁部と縁部の内側の領域のｐ−ＧａＮ系半導体層１１には、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３ａ、１３ｂがそれぞれ設けられており、縁部と縁部の内側の領域のＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３ａ、１３ｂは、それぞれアノード端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている。また、縁部の内側の領域のｎ−ＧａＮ系半導体層９には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極１５が設けられており、当該Ｔｉ/Ａｕ電極１５はカソード端子１６に電気的に接続されている。尚、分離溝２０の内部、アノード端子１４ａ、１４ｂ及びカソード端子１６とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層１８が介在されている。
【００６６】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えており、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとは、電気的に独立に駆動可能な状態となっている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態の発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割され、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとが電気的に独立に駆動可能な状態となっているので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように、電流注入を行うことができる。例えば、図９（ｂ）に示すように、可変抵抗Ｒ１を直列に接続した縁部のダイオードＤ３と、可変抵抗Ｒ２を直列に接続した縁部の内側の領域のダイオードＤ４とを並列に接続し、可変抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を調整することにより、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるような電流注入が可能となる。また、このような構成とすることにより、縁部のダイオードへの電流注入量と縁部の内側の領域のダイオードへの電流注入量のバランス調整を個々に行うこともできる。
【００６８】
発光素子３の外部に設けられる可変抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を変える代わりに、発光素子３内の抵抗成分を変えることにより、各ダイオードＤ３及びＤ４の電流密度を変えることもできる。例えば、各ダイオードの発光層の面積を変えると、面積が広い方のダイオードは内部抵抗値が相対的に下がって電流が多く流れるので、電流密度が高くなる。また、発光素子３内の配線、電極材料を適宜選択する方法、半導体層のドープ量を変える方法などによっても内部抵抗値を変えることができる。内部抵抗値によって電流密度を変えることにより、発光素子３の電源構成を簡素化することができる。
【００６９】
また、本実施の形態の発光素子３も、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基台２上に実装されると共に、波長変換部４によって密着した状態で覆われ、発光装置として完成される（図６参照）。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図６参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００７０】
尚、本実施の形態においては、発光素子３を、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割しているが、３つ以上のダイオードに分割してもよい。この構成によれば、発光素子３の光取出し面５の各領域における１次光の輝度を細かく調整することができるので、照射面をより均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００７１】
［第３の実施の形態］
次に、図１０、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施の形態の発光装置について説明する。図１０は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１１は、本実施の形態の発光装置を具体的に示した断面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００７２】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３は、ＧａＮ、ＳｉＣ等の導電性材料からなる基台２１の一方の主面の上に形成されている。基台２１の一方の主面の上には、Ａｕ／Ｓｎ接着層２２を介して、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３が形成されており、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３の上には、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１、発光層１０及びｎ−ＧａＮ系半導体層９がこの順番で積層されてなる積層体が設けられている。ここで、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の光取出し面５側は、凹凸加工されている。これにより、発光装置の光の取出し効率を向上させることができる。また、基台２１の他方の主面の上には、アノード端子２４が設けられている。カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５は、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の縁部のみに設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。尚、カソード端子２６と
ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及び基台２１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層２８が介在されている。
【００７３】
発光素子３の成長基板（図示せず）は、基台２１とＡｕ／Ｓｎ接着層２２などの接合材を介して接合された後に除去され、これにより発光素子３が得られる。成長基板は、一般的な工法であるレーザリフトオフ工法、研磨又はエッチング工法などによって除去することができる。
【００７４】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００７５】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５を、縁部のみに設けるようにしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。
【００７６】
図１１に示すように、基台２１の上に形成された発光素子３は、波長変換部４によって密着した状態で覆われている。ここで、発光素子３の高さ（絶縁層２８の上面からの高さ）は約３μｍ、波長変換部４の高さ（カソード端子２６の上面からの高さ）は約０．１ｍｍとなっている。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００７７】
尚、本実施の形態においては、カソード電極を、縁部のみに設けるようにしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極が、縁部のみに設けられていればよい。
【００７８】
［第４の実施の形態］
次に、図１２、図１３を参照しながら、本発明の第４の実施の形態の発光装置について説明する。図１２は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１３は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００７９】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、カソード電極の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、カソード電極の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【００８０】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５が設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６が電気的に接続されている。
【００８１】
Ｔｉ/Ａｕ電極２５は、縁部と縁部の内側の領域とにわたって升目状に設けられている。この場合、縁部におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ１は、縁部の内側の領域におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ２よりも小さくなっている。
【００８２】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００８３】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５の、縁部における電極間隔Ｌ１を、縁部の内側の領域における電極間隔Ｌ２よりも小さくしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００８４】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３においても、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５が設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。
【００８５】
Ｔｉ/Ａｕ電極２５は、縁部と縁部の内側の領域とにわたって、六角形の網の目状に設けられている。この場合、縁部におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ３は、縁部の内側の領域におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ４よりも小さくなっている。従って、この場合にも、上記の場合と同様に、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００８６】
尚、本実施の形態においては、カソード電極のみについて、縁部の電極間隔を縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さくしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極について、縁部の電極間隔が縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さくされていればよい。
【００８７】
［第５の実施の形態］
次に、図１４を参照しながら、本発明の第５の実施の形態の発光装置について説明する。図１４は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００８８】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、カソード電極の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、カソード電極の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【００８９】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、その凹凸形状と同様の凹凸形状を有する、カソード電極となるＩＴＯ電極２９が設けられており、ＩＴＯ電極２９にはカソード端子２６が電気的に接続されている。
【００９０】
ＩＴＯ電極２９は、縁部での厚みが縁部の内側の領域での厚みよりも厚く形成されている。
【００９１】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００９２】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＩＴＯ電極２９の、縁部での厚みを縁部の内側の領域での厚みよりも厚くしたことにより、ＩＴＯ電極２９において、縁部の電極抵抗を縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくすることができる。その結果、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。これにより、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発
光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００９３】
尚、本実施の形態においては、カソード電極のみについて、縁部の電極抵抗を縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極について、縁部の電極抵抗が縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくされていればよい。
【００９４】
［第６の実施の形態］
次に、図１５を参照しながら、本発明の第６の実施の形態の発光装置について説明する。図１５は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００９５】
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３は、サファイアからなるからなる基台３０の一方の主面の上に形成されている。基台３０の一方の主面の上には、アノード端子２４が設けられている。アノード端子２４の上には、Ａｕ／Ｓｎ接着層２２を介して、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３が形成されており、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３の上には、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１、発光層１０及びｎ−ＧａＮ系半導体層９がこの順番で積層されてなる積層体が設けられている。ここで、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の光取出し面５側は、凹凸加工されている。
【００９６】
カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５は、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の縁部のみに設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。尚、カソード端子２６とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及びアノード端子２４との間には、窒化シリコンからなる絶縁層２８が介在されている。
【００９７】
発光素子３のｎ−ＧａＮ系半導体層９又はｐ−ＧａＮ系半導体層１１は、縁部の内側の領域が、例えば、Ｚｎイオン注入などによって高抵抗領域とされ、縁部が、ドーパント材、例えば、ｎ−ＧａＮ系半導体層であればＳｉを、ｐ−ＧａＮ系半導体層であればＭｇを高濃度ドープすることなどによって低抵抗領域とされている。すなわち、発光素子３は、縁部の内側の領域の内部抵抗が縁部の内部抵抗よりも大きくなっている。
【００９８】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００９９】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部の内側の領域の内部抵抗を縁部の内部抵抗よりも大きくしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【０１００】
尚、本実施の形態においては、発光素子３の、縁部の内側の領域の内部抵抗を縁部の内部抵抗よりも大きくするために、イオン注入、高濃度ドープなどの方法が用いられているが、必ずしもかかる方法に限定されるものではない。
【０１０１】
［第７の実施の形態］
次に、図１６、図１７を参照しながら、本発明の第６の実施の形態の発光装置について説明する。図１６は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示
したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１７は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【０１０２】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、ｎ−ＧａＮ系半導体層及びカソード電極の構成、あるいはｎ−ＧａＮ系半導体層の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、ｎ−ＧａＮ系半導体層及びカソード電極の構成、あるいはｎ−ＧａＮ系半導体層の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【０１０３】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層３１は、その光取出し面５側が平坦に加工されており、その上面には、平板状のカソード電極３２が設けられている。そして、カソード電極３２には、カソード端子２６が電気的に接続されている。
【０１０４】
カソード電極３２は、縁部がＳｉＯ2、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｎＳなどの金属酸化物からなる薄膜を周期的に積層した誘電体多層膜によって構成されており、これにより、カソード電極３２の縁部は高透過率領域となっている。すなわち、発光素子３は、縁部の１次光の透過率が縁部の内側の領域の１次光の透過率よりも大きくなっている。
【０１０５】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部の１次光の透過率を、縁部の内側の領域の１次光の透過率よりも大きくしたことにより、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【０１０７】
図１７（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３においては、ｎ−ＧａＮ系半導体層３３の光取出し面５側の縁部のみが凹凸加工されており、これにより、ｎ−ＧａＮ系半導体層３３の縁部は高透過率領域となっている。従って、上記と同様に、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることが可能となる。
【０１０８】
［第８の実施の形態］
次に、図１８を参照しながら、本発明の第８の実施の形態の発光装置について説明する。図１８は、本発明の第８の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１０９】
図１８に示すように、本実施の形態の発光装置３４は、凹部を有する基台３５と、前記凹部の底面上（基台３５上）に配置された１個の発光素子３６とを備えている。ここで、凹部の底面及び内壁面は、光反射面であり、これにより、発光素子３６からの出射光（１次光）を凹部の開口へ反射させることができる。また、凹部の内壁面は、凹部の開口に向かって広がっており、これにより、発光装置３４の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１１０】
基台３５の構成材料は特に限定されず、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、
ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｗやこれらを含む合金等の金属、ガラスエポキシ、あるいは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂等を使用することができる。
【０１１１】
また、発光素子３６の構成や実装方式についても特に限定されるものではない。例えば、基台の形態としては、リードフレーム基台、発光素子を実装するパッケージ基台、発光素子とパッケージ基台との間に入れるサブマウント基台などがある。
【０１１２】
発光素子３６は、波長変換材料が吸収する光を放射する発光素子である。かかる発光素子としては、例えば、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４２０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤや、波長が３８０〜４２０ｎｍの青紫色を発する青紫色ＬＥＤ、さらに短波長の紫外ＬＥＤ等を使用することができる。窒化物半導体材料の場合、一般式ＢzＡｌxＧａ1-x-yーzＩｎyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）で表される。以下、「ＧａＮ系半導体」と呼ぶ。ＺｎＳ、ＺｎＯなどのＩＩ−ＶＩ属半導体材料を使用することもできる。
【０１１３】
発光素子は、化合物半導体材料に限定されるものではなく、例えば、有機半導体材料、無機半導体材料からなる発光素子を用いることも可能である。
【０１１４】
発光素子３６の実装方式としては、例えば、図１９（ａ）〜（ｃ）の拡大断面図に示すような方式を挙げることができる。
【０１１５】
図１９（ａ）に示す例では、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａ上に設けられたアノード電極となるＮｉ／Ａｕ電極４５と基台３５上の金属配線４２とがＡｕワイヤ４８によってワイヤボンディングされている。図１９（ａ）に示す例では、発光素子３６の基板としてｎ−ＳｉＣ基板３６ｄを使用することができ、その上にあるｎ型半導体層となるｎ−ＧａＮ層３６ｃは、ｎ−ＳｉＣ基板３６ｄを介してカソード電極となるＮｉ／Ａｇ／Ｐｔ／Ａｕ電極４９と電気的に接続されている。すなわち、ｎ−ＳｉＣ基板３６ｄは、高反射電極であるＮｉ／Ａｇ／Ｐｔ／Ａｕ電極４９を介して金属配線４２に電気的に接続されている。尚、図１９（ａ）中、３６ｂは発光層を示している。
【０１１６】
図１９（ｂ）に示す例では、発光素子３６は、金属配線４２側からｐ型半導体層としてｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａ、ＧａＮ系半導体発光層３６ｂ、ｎ型半導体層としてｎ−ＧａＮ系半導体層３６ｃ及びサファイア基板３６ｅが順次積層されて構成されている。ｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａにはアノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４が設けられており、このＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４はバンプ４３と接合している。また、ｎ−ＧａＮ系半導体層３６ｃの一部にはカソード電極としてＮｉ／Ａｕ電極４５が設けられており、このＮｉ／Ａｕ電極４５もバンプ４３と接合している。これにより、発光素子３６は、基台３５上の金属配線４２にバンプ４３を介してフリップチップ実装されている。
【０１１７】
図１９（ｃ）に示す例では、発光素子３６は、基台３５上に、アノード電極となるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４をＡｕ／Ｓｎ接着層５５で接着することによって実装されている。Ａｕ／Ｓｎ接着層５５は、基台３５上のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極５０と電気的に接続されている。また、ｎ−ＧａＮ層３６ｃは、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極４６を介して基台３５上の金属配線５１と電気的に接続されている。また、ｎ−ＧａＮ層３６ｃの表面は
、凹凸加工されている。これにより、発光装置３４の光の取り出し効率を向上させることができる。尚、発光素子３の側面とＴｉ/Ａｕ電極４６との間には、絶縁層となる窒化シリコン膜４７が介在されている。
【０１１８】
図１８に示すように、本実施の形態の発光装置３４において、発光素子３６は、第１の被覆部３７によって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７の側面は、第２の被覆部３８によって密着した状態で囲まれている。ここで、第１及び第２の被覆部３７、３８は、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７、３８は、プレート状の波長変換部３９によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９は、厚さが均一で、当該波長変換部３９を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。また、波長変換部３９の上面は、基台３５の凹部の開口面と面一になっている。そして、発光素子からの出射光（１次光）と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光とが、波長変換部３９で混合され、この混合光が波長変換部３９の上面から出射される。
【０１１９】
第２の被覆部３８の屈折率は、第１の被覆部３７の屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置３４において、波長変換部３９の外周部における被覆部（第２の被覆部３８）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７）よりも高い屈折率を有している。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面の、発光素子３６からの距離が近いほど、本発明の効果、すなわち、発光素子と波長変換部との距離を近づけて色むらの少ない薄型の発光装置を実現できるという効果を得ることができる。目安としては、第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離を、発光素子３６と波長変換部３９との距離よりも小さくすればよい。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離は、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下がよい。また、後述するように、界面が発光素子と接していてもよい。
【０１２０】
本実施の形態の発光装置３４によれば、波長変換部３９の外周部における被覆部（第２の被覆部３８）の屈折率（ｎ2）を、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７）の屈折率（ｎ1）よりも高く設定したことにより、発光素子３６からの出射光（１次光）を、波長変換部３９に均一に入射させることができる。特に、屈折率比（ｎ1／ｎ2）が０．９以下の場合、発光素子３６からの出射光（１次光）を、波長変換部３９に十分均一に入射させることができる。
【０１２１】
一般に、発光素子からの出射光（１次光）の光強度は、出射面の略真上方向で強く、横方向になるにしたがって弱くなるが、本実施の形態の発光装置３４の構成によれば、上記のように、発光素子３６からの出射光（１次光）を波長変換部３９に均一に入射させることができるので、厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部３９に対して、当該波長変換部３９の下面から均一強度で１次光を入射させることができる。その結果、波長変換部３９の上面から均一な混合光を出射させることができるので、発光装置３４から取り出される光の色むらを低減することができる。すなわち、本実施の形態の発光装置３４は、波長変換部３９内での１次光の強度分布を、波長変換部３９の光取出し面から出射される１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えている。
【０１２２】
そして、本実施の形態の発光装置３４のような構成を採用すれば、発光素子と波長変換部との距離を大きくすることなく、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができるので、薄型のＬＥＤにおいても、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【０１２３】
第１及び第２の被覆部３７、３８の屈折率を上記のように制御するには、例えば、それぞれの被覆部の屈折率が上記のような関係となるように第１及び第２の被覆部３７、３８の構成材料を選択すればよい。
【０１２４】
第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料は、特に限定されるものではない。発光素子３からの出射光の少なくとも一部が、第１及び第２の被覆部３７、３８のそれぞれを透過することができる限りにおいて、種々の材料を使用することができる。例えば、酸化アルミニウム（屈折率：１．６３）、酸化セリウム（屈折率：２．２）、酸化ハフニウム（屈折率：１．９５）、酸化マグネシウム（屈折率：１．７４）、酸化ニオブ（屈折率：２．３３）、酸化タンタル（屈折率：２．１６）、酸化ジルコニウム（屈折率：２．０５）、酸化亜鉛（屈折率：２．１）、酸化チタン（屈折率：２．４）、酸化イットリウム（屈折率：１．８７）、酸化シリコン（屈折率：１．５）、酸化インジウム（屈折率：２）、酸化スズ（屈折率：２）、酸化タングステン（屈折率：２．２）、酸化バナジウム（屈折率：２．０）等の金属酸化物や、窒化シリコン（屈折率：１．９）、窒化ガリウム（屈折率：２．５）、炭化シリコン（屈折率：２．６）、フッ化カルシウム（屈折率：１．４３）、炭酸カルシウム（屈折率：１．５８）、硫酸バリウム（屈折率：１．６４）、硫化銅（屈折率：２．１）、硫化スズ（屈折率：２．０）、硫化亜鉛（屈折率：２．３７）等の無機材料や、ダイアモンド（屈折率：２．４）や、これらの混合物等を使用することができる。尚、上記括弧内の屈折率の値は、波長が５５０ｎｍの光に対するそれぞれの材料の屈折率を示している。
【０１２５】
上記した材料を用いて第１及び第２の被覆部３７、３８を形成する方法としては、例えば、ゾルゲル法を挙げることができる。例えば、ゾルゲル法によって酸化シリコンからなる被覆部を形成する場合には、金属アルコキシド（メチルシリケート、Ｎブチルシリケート等）を加水分解してゾル化した後、このゾルの粘度をエチレングリコール等のアルコール類を用いて所定の値に調整し、これを基台上の所望の箇所に塗布して、２００℃で数十分間乾燥した後、３００℃で２時間程度加熱することにより、酸化シリコンからなる被覆部が得られる。酸化シリコン以外の、例えば、酸化チタン等の金属酸化物を使用する場合も、同様の方法によって被覆部を形成することができる。尚、ゾルゲル法によって被覆部を形成する場合には、後述するナノ粒子材を併用することもできる。例えば、金属アルコキシドにナノ粒子材を分散させた後、ゲル化することにより、金属酸化物とナノ粒子材とからなる被覆部が得られる。屈折率の調整方法として、屈折率の異なる少なくとも２種類の上記材料の混合比率を変える方法を採用することにより、各材料が有する屈折率の間で調整が可能である。すなわち、高屈折率の材料を選択し、又は、その混合比率を高くすれば、被覆部の屈折率を高くすることができる。
【０１２６】
第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、低融点ガラス等のガラスを使用してもよい。これらの樹脂やガラス等の透光性材料を使用する場合には、これらの透光性材料に電子ビームやイオンビーム（水素イオンビームやヘリウムイオンビームなど）を照射することにより、上記透光性材料の屈折率を高めることができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に上記した金属酸化物や無機材料からなるナノ粒子材を分散させたコンポジット材を使用することもできる。この場合、上記母材中に分散させる上記ナノ粒子材の量を調整することにより、被覆部の屈折率を調整することができる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記ナノ粒子材を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、被覆部を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱すること
が可能となる。
【０１２７】
また、第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料としては、上記透光性材料を母材とし、その中にナノ粒子材を分散させた複合材料を使用してもよい。このナノ粒子材としては、例えば、上記した金属酸化物、無機材料等からなる超微粒子を使用することができ、被覆部を構成する材料である上記透光性材料内における発光波長の４分の１以下の平均粒径を有するものが好適である。ナノ粒子材の平均粒径が上記範囲内にあれば、十分な透明性を有する被覆部とすることができるからである。尚、上記「平均粒径」は、例えば、走査型電子顕微鏡の観察像から読み取った一次粒子の粒径の平均値（例えば、１００個の一次粒子の粒径の平均値）であればよい。特に、上記平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であればよく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましく、分散性の観点から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であるのがより好ましい。屈折率の調整方法として、母材となる上記透光性材料と、母材と屈折率の異なる上記ナノ粒子材の混合比率を変える方法を採用することにより、各材料が有する屈折率の間で調整が可能である。すなわち、高屈折率の材料を選択し、又は、その混合比率を高くすれば、被覆部の屈折率を高くすることができる。
【０１２８】
波長変換部６は、例えば、波長変換材料と、この波長変換材料を分散させるための母材となる透光性材料とからなる。
【０１２９】
波長変換材料としては、例えば、蛍光体を使用することができる。蛍光体としては、例えば、赤色光を発する赤色蛍光体、橙色光を発する橙色蛍光体、黄色光を発する黄色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体等を使用することができる。上記赤色蛍光体としては、例えば、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+、ニトリドシリケート系のＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系のＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系のＳｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+やＬａ2Ｏ2Ｓ:Ｅｕ3+等を使用することができる。上記橙色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＧｄ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記黄色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ、Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やガーネット系の（Ｙ、Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、硫化物系のＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+や（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、シリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ2+、β-サイアロン系のβ-Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｃｅ3+、硫化物系のＳｒＧａ２Ｓ4:Ｅｕ2+、ガーネット系のＹ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ3Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、ＢａＹ2ＳｉＡｌ4Ｏ12：Ｃｅ3+、酸化物系のＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+等を使用することができる。波長変換部の上面から出射される光は白色光に限定されるものではなく、これらの蛍光体を適宜選択することにより、細やかな光色の設計が可能である。そして、発光波長の異なる蛍光体を複数種類使用することにより、無限のバリエーションが可能となる。また、波長変換材料が均一に分散される波長変換部の構成以外に、例えば、波長変換部の下面から上面に向けて波長変換材料の濃度が略段階的に変化する構成、異なる波長変換材料を各材料ごとに積層してなる構成、異なる波長変換材料からなるセルをマトリクス状に配置してなる構成などがある。いずれの構成であっても、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることにより、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【０１３０】
また、透光性材料としては、発光装置１から取り出す光を透過させることができる材料
であればよく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に金属酸化物粒子を分散させたコンポジット材を使用することもできる。この場合、上記母材中に分散させる上記金属酸化物粒子の量を調整することにより、波長変換部６の屈折率を調整することができる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記金属酸化物粒子を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、波長変換部６を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱することが可能となる。
【０１３１】
また、発光素子３として、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤを使用する場合には、例えば、上述した蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体や青緑色光を発する青緑色蛍光体とを併用すればよい。上記青色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ハロ燐酸塩系の（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記青緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、シリケート系のＳｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。
【０１３２】
本実施の形態の発光装置１においては、波長変換部６のうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図１８に破線で示す）。波長変換部３９の屈折率をこのように制御するには、例えば、上記のように、透光性材料（母材）中に分散させる金属酸化物粒子の量を調整すればよい。そして、かかる好ましい構成によれば、被覆部（第１及び第２の被覆部３７、３８）と波長変換部３９との界面における反射を減らすことができるので、反射による損失を低減することができる。また、波長変換部３９においても、強度分布を均一化することができる。
【０１３３】
尚、本実施の形態においては、基台として、凹部を有する基台３５を例に挙げて説明したが、必ずしもかかる構成の基台を使用する必要はなく、例えば、後述する第１０及び第１１の実施の形態の場合と同様の平板状の基台を使用してもよい。
【０１３４】
また、本実施の形態においては、第１及び第２の被覆部３７、３８が波長変換部３９によって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図２０に示すように、第１及び第２の被覆部３７、３８と波長変換部３９との間に隙間４０を設けるようにしてもよい。かかる構成によれば、発光素子３６からの熱によって波長変換部３９の温度が上昇するのを抑制することができる。
【０１３５】
また、本実施の形態においては、基台３５上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図２１に示すように、３個の発光素子３６ｆ、３６ｇ、３６ｈを基台３５上に配置した構成であってもよい。かかる構成によれば、出射光の強度を向上させることができる。また、例えば、図２２に示すように、２個の発光素子３６ｆ、３６ｈを基台３５上に配置し、発光素子３６ｆ、３６ｈ間に屈折率の高い被覆部（第２の被覆部３８）を配置した構成であってもよい。発光素子の間隔を比較的広くする際、均一な１次光分布とすることができるので、薄型の面光源を実現することができる。この効果は、波長変換部を用いずに1次光のみを利用する際にも有効である。その場合、発光素子からの出射光は、紫外光、可視光、赤外光のいずれであってもよい。
【０１３６】
尚、本実施の形態においては、説明を簡素化するために、屈折率の異なる２種類の被覆部を用いる場合を例に挙げて説明したが、その間の屈折率が段階的に変化するように、屈折率の異なる３種類以上の被覆部を例えば段階的に配置するようにしてもよい。
【実施例】
【０１３７】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
【０１３８】
（発光装置の作製）
本発明の実施例として、図２３に示す発光装置を作製した。また、比較例として、被覆部に１種類の樹脂を用いた発光装置も作製した（被覆部の材料以外の構成は、図２３に示す発光装置と同様である）。
【０１３９】
発光素子３６としては、波長約４６０ｎｍのＬＥＤチップ（厚み：０．２ｍｍ、１．０ｍｍ角）を用いた。凹部を有する基台３５としては、セラミックＡｌ2Ｏ3で構成された基材を用いた。上記ＬＥＤチップは、基台３５の前記凹部の底面上に、Ａｕバンプによってフリップチップ実装されている。前記凹部の深さは０．５ｍｍ、前記凹部の上端開口部の径は２ｍｍである。また、第１の被覆部３７を構成する材料としては、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．５のシリコーン樹脂、第２の被覆部３８を構成する材料としては、シリコーン樹脂に波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が２．０の平均粒径５ｎｍの酸化チタン粒子を分散させたコンポジット材を用いた。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離は、約０．２ｍｍである。波長変換部３９の波長変換材料としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、波長変換部３９の母材となる透光性材料としては、シリコーン樹脂を用いた。波長変換部３９の厚みは、約０．０５ｍｍである。
【０１４０】
（出射光の色温度の測定方法）
次に、作製した発光装置の出射光の色むらを評価するために、出射光の色温度の測定を行った。測定方法について図７を参照しながら説明する。発光装置３４を発光させた状態で、ディテクター５９（浜松ホトニクス製Ｓ９２１９、受光面の直径：１１．３ｍｍ）を用いて発光装置３４を中心とする半径１ｍの半円（図２４における破線）上を通過する出射光の相関色温度を測定した。そして、発光素子３６の光軸Ｌに対する放射角θについて、θ＝０度のときの相関色温度（約６５００［Ｋ］）に対する相関色温度差をプロットした。得られた結果を図２４に示す。尚、図２４には、比較例の発光装置について、上記と同様にして測定した結果についても示している。使用する放射角内の出射光の相関色温度差は、２００［Ｋ］以内であるのが好ましい。使用する放射角±７０［度］内において、比較例では相関色温度差が２３０［Ｋ］程度であるのに対し、本実施例では相関色温度差が１２０［Ｋ］と目標値の２００［Ｋ］以内に収まっている。
【０１４１】
図２４に示すように、本実施例の発光装置３４によれば、相関色温度差が小さくなり、色むらを低減できていることが分かる。
【０１４２】
［第９の実施の形態］
次に、図２５を参照しながら、本発明の第９の実施の形態の発光装置について説明する。図２５は、本発明の第９の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１４３】
図２５に示すように、本実施の形態の発光装置５２は、凹部を有する基台３５と、前記凹部の底面上（基台３５上）に配置された１個の発光素子３６とを備えている。発光素子３６は、第１の被覆部３７ａによって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７ａ
の外周側上部は第２の被覆部３８ａに置き換えられている。ここで、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａは、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａは、プレート状の波長変換部３９によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９は、厚さが均一で、当該波長変換部３９を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。また、波長変換部３９の上面は、基台３５の凹部の開口面と面一になっている。
【０１４４】
第２の被覆部３８ａの屈折率は、第１の被覆部３７ａの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５２において、波長変換部３９の外周部における被覆部の少なくとも一部である上部（第２の被覆部３８ａ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ａ）よりも高い屈折率を有している。第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面の、発光素子３６からの距離が近いほど、本発明の効果、すなわち、発光素子と波長変換部との距離を近づけて色むらの少ない薄型の発光装置を実現できるという効果を得ることができる。目安としては、第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面と発光素子の周辺部との距離を、発光素子３６の上面と波長変換部３９の下面との距離よりも小さくすればよい。第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面と発光素子の周辺部との距離は、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下がよい。また、後述するように、界面が発光素子と接していてもよい。
【０１４５】
本実施の形態の発光装置５２の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１４６】
その他の発光素子３６の構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１４７】
尚、本実施の形態の発光装置５２においても、波長変換部３９のうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ａ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図２５に破線で示す）。
【０１４８】
また、本実施の形態においても、基台として、例えば、後述する第１０及び第１１の実施の形態の場合と同様の平板状の基台を使用することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態においても、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａが波長変換部３９によって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図２６に示すように、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａと波長変換部３９との間に隙間４０を設けることができる。
【０１５０】
また、本実施の形態においても、基台３５上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図２７に示すように、３個の発光素子３６ｆ、３６ｇ、３６ｈを基台３５上に配置した構成とすることができる。また、例えば、図２８に示すように、２個の発光素子３６ｆ、３６ｈを基台３５上に配置し、発光素子３６ｆ、３６ｈ間に屈折率の高い被覆部（第２の被覆部３８ａ）を配置した構成であってもよい。発光素子の間隔を比較的広くする際、均一な１次光分布とすることができるので、薄型の面光源を実現することができるなど、上記第８の実施の形態で示した例（図２２参照）と同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
［第１０の実施の形態］
次に、図２９を参照しながら、本発明の第１０の実施の形態の発光装置について説明する。図２９は、本発明の第１０の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図で
ある。
【０１５２】
図２９に示すように、本実施の形態の発光装置５３は、平板状の基台３５ａと、基台３５ａ上に配置された１個の発光素子３６とを備えている。発光素子３６は、第１の被覆部３７ｂによって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７ｂの側面は、第２の被覆部３８ｂによって密着した状態で囲まれている。また、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂは、波長変換部３９ａによって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９ａは、厚さが均一で、当該波長変換部３９ａを構成する波長変換材料の分布が均一となっている。
【０１５３】
第２の被覆部３８ｂの屈折率は、第１の被覆部３７ｂの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５３において、波長変換部３９ａの外周部における被覆部（第２の被覆部３８ｂ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ｂ）よりも高い屈折率を有している。
【０１５４】
本実施の形態の発光装置５３の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１５５】
また、本実施の形態の発光装置５３においては、波長変換部３９ａがドーム状に形成されており、このドーム状の波長変換部３９ａに合わせて、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂが半球状に形成されている。この構成によれば、発光素子３６から発せられた光の殆どが波長変換部３９ａへ垂直に入射されるため、波長変換部３９ａと第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂとの界面における光の反射を防止することができる。これにより、光の取り出し効率をより向上させることができる。
【０１５６】
その他の発光素子３６の構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１５７】
尚、本実施の形態の発光装置５３においても、波長変換部３９ａのうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ｂ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９ａの他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図２９に破線で示す）。
【０１５８】
また、本実施の形態においては、基台として、平板状の基台３５ａを例に挙げて説明したが、必ずしもかかる構成の基台を使用する必要はなく、例えば、上記第８及び第９の実施の形態の場合と同様の、凹部を有する基台を使用してもよい。
【０１５９】
また、本実施の形態においても、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂが波長変換部３９ａによって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図３０に示すように、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂと波長変換部３９ａとの間に隙間４０ａを設けることができる。
【０１６０】
また、本実施の形態においても、基台３５ａ上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図３１に示すように、２個の発光素子３６ｉ、３６ｊを基台３５ａ上に配置した構成とすることができる。
【０１６１】
［第１１の実施の形態］
次に、図３２を参照しながら、本発明の第１１の実施の形態の発光装置について説明する。図３２は、本発明の第１１の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図で
ある。
【０１６２】
図３２に示すように、本実施の形態の発光装置５４は、平板状の基台３５ａと、基台３５ａ上に配置された発光素子３６ｋとを備えている。発光素子３６ｋは、被覆部４１によって密着した状態で覆われている。ここで、被覆部４１は、発光素子３６ｋの上面に配置された第１の被覆部３７ｃと、発光素子３６ｋ及び第１の被覆部３７ｃの側面を密着した状態で囲む第２の被覆部３８ｃとにより構成されている。ここで、第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃは、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃは、波長変換部３９ｂによって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９ｂは、少なくとも第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃの上方に位置する部分が、厚さが均一で、当該波長変換部６を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。
【０１６３】
第２の被覆部３８ｃの屈折率は、第１の被覆部３７ｃの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５４において、波長変換部３９ｂの外周部における被覆部（第２の被覆部３８ｃ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ｃ）よりも高い屈折率を有している。
【０１６４】
本実施の形態の発光装置５４の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１６５】
その他の発光素子３６ｋの構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１６６】
尚、本実施の形態においても、上記第１０の実施の形態の場合と同様に、波長変換部３９ｂをドーム状に形成してもよい（図３３参照）。
【０１６７】
また、本実施の形態の発光装置５４においても、波長変換部３９ｂのうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ｃ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９ｂの他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図３２に破線で示す）。
【０１６８】
［第１２の実施の形態］
次に、図３４を参照しながら、本発明の第１２の実施の形態の発光装置について説明する。図３４は、本発明の第１２の実施の形態における発光装置の一例を示す平面図である。
【０１６９】
図３４に示すように、本実施の形態の発光装置６３は、平板状の基台６０と、基台６０上に配置された複数個の発光素子６１とを備えている。複数の発光素子６１は、一連の波長変換部６２によって覆われている。また、複数の発光素子６１は、隣接する発光素子の間隔が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されている。
【０１７０】
そして、本実施の形態の発光装置６３の構成によっても、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【０１７１】
尚、本実施の形態において、複数の発光素子６１は、隣接する発光素子の間隔が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。複数の発光素子６１は、波長変換部６２の単位面積当たりの発光素子６１の実装面密度が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置されていてもよく、これによっても、照射面を均一な色の光で照らすことが
可能な発光装置を提供することができる。また、複数の発光素子６１は、波長変換部６２での発光効率が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置されていてもよく、これによっても、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上のように、本発明によれば、発光素子を覆う波長変換部の光取出し面内での光色差をより小さくして、照射面を均一な色の光で照らすことのできる発光装置を提供することができる。従って、本発明は、例えば、小型、薄型化が求められる表示用のバックライト光源、センサ用光源、また薄型照明光源等として有用である。また、出射面の形状は、特に限定されるものではなく、一般的な四角形のみならず、多角形、円形、楕円形、星型など、任意の形状が可能である。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 発光装置
２ 基台
３ 発光素子
４ 波長変換部
５ 発光素子の光取出し面
５ａ 発光素子の光取出し面の縁部
５ｂ 発光素子の光取出し面の縁部の内側の領域
６ 波長変換部の光取出し面
３４、５２、５３、５４ 発光装置
３５、３５ａ 基台
３６、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３６ｋ 発光素子
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ 第１の被覆部
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ 第２の被覆部
３９、３９ａ、３９ｂ 波長変換部
４０、４０ａ 隙間
４１ 被覆部
６０ 基台
６１ 発光素子
６２ 波長変換部
６３ 発光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ（Light Emitting Diode）」と称する）等の発光素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、放電や輻射を用いた既存光源に比べて、小型で高効率であるだけでなく、近年では、高光束化も進んできたことから、既存光源に取って代わるのは時間の問題となってきている。また、ＬＥＤは、放電や輻射を用いた光源に比べて小型であることから、用途が増えること、取り扱いが容易になること、多様なデザインが期待できることなどの利点があり、付加価値の高い光源である。
【０００３】
照明用途の光源に求められる特性の１つとして、出射光の出射方向による光色差のない色均一性が求められる。蛍光体材料などの波長変換材料と組み合わせてなる発光装置は、発光素子からの１次光と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光とが合成され、白色などの光を発する。この場合、１次光と２次光の混合比率によって色合いが変わってくる。そして、出射方向によりこの混合比率が異なることから、これが、出射方向による光色差の原因や、波長変換部の光出射面（光取出し面）内で光色差が生じる原因となっている。
【０００４】
この光色差を抑制する方法として、以下のものが提案されている。
【０００５】
まず、発光素子であるＬＥＤチップに、波長変換部（蛍光体粒子を含む樹脂層）を、ＬＥＤチップの形状にならって均一に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成は、単に波長変換部を滴下などによってＬＥＤチップ上に形成したものに比べて、１次光が波長変換部を通過する距離を揃えることができるので、波長変換部の光取出し面における光色差を抑制することができる。
【０００６】
照明用途の高光束の光源では、照射面を均一な色の光で照らすことが求められるため、波長変換部の光取出し面内での光色差をより小さくすることが必要となる。
【０００７】
尚、波長変換材料として一般に使用される無機蛍光体粒子は、波長変換機能に加えて、反射機能を有していることから、散乱作用をもたらし、その結果、１次光と２次光を散乱させて光色差を抑制できることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、波長変換材料を含む波長変換部の中央付近、すなわち、発光素子の真上付近を厚くし、波長変換部の周辺部を薄くするという方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。そして、特許文献３には、「発光素子から真上方向に進む１次光と斜め上方向に進む１次光の波長変換部内での光路長差を小さくすることにより、１次光と２次光の割合がほぼ等しくなり、色むらが少なくなる」旨の記載がある。これは、「波長変換部内での波長変換材料の分布が均一の場合、光路長は、１次光が波長変換材料に当たる回数と相関があり、この回数により１次光と２次光の割合が決まる」というモデルを仮定している。
【０００９】
また、波長変換材料を含む波長変換部の中央付近、すなわち、発光素子の真上付近の波長変換材料の濃度を波長変換部の周辺部の波長変換材料の濃度よりも高くするという方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。これは、「波長変換部の厚さが均一の場合、発光素子から真上方向に進む１次光と斜め上方向に進む１次光の、波長変換部内で波長変換材料に当たる回数差を小さくすることにより、１次光と２次光の割合がほぼ等しく
なり、色むらが少なくなる」というモデルを仮定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，４６８，８２１Ｂ２号明細書
【特許文献２】特開平７−９９３４５号公報
【特許文献３】特許第３０６５２６３号公報（段落［００１６］、図２）
【特許文献４】特開２００５−１６６７３３号公報（段落［００３５］、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、波長変換部の中央付近ではその周囲からほぼ均等に１次光が散乱されて来るが、縁部においては、１次光の散乱光は波長変換部の内側方向からの一方向に限られる。そして、このように、縁部においては、外側方向からの１次光が来ないため、波長変換部の縁部での混合光には１次光の成分が不足する。その結果、波長変換部の光取出し面の縁部とその内側の領域とで、１次光と２次光の混合割合に差が生じ、これが波長変換部の光取出し面内での光色差となる。
【００１２】
また、一般に、発光素子からの出射光（１次光）の光強度は、出射面の真上方向、あるいは、真上方向に対して少し傾いた方向（以下、両方を「略真上方向」と称する）で強く、横方向になるにしたがって弱くなる。すなわち、発光素子の略真上方向の波長変換部で混合される１次光及び２次光の混合光の光強度は、出射面に対して横方向から斜め上方向の波長変換部で混合される１次光及び２次光の混合光の光強度よりも強い。厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部に対して、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができれば、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることができる。
【００１３】
尚、発光素子と波長変換部との距離を大きくすると、発光素子の光出射方向分布の影響が小さくなり、波長変換部の下面からほぼ均一強度の1次光が入射することとなるので、発光素子からの光出射強度分布による色むらは解消される。しかし、ＬＥＤの薄型化を図ると、発光素子と波長変換部との距離が小さくなることから、発光素子の光出射方向分布の影響が大きくなり、これが色むらの少ない薄型のＬＥＤを実現する際の課題となる。
【００１４】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明に係る発光装置の構成は、基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、かつ、前記波長変換部内での前記１次光の強度分布を、前記波長変換部の光取出し面から出射される前記１次光と前記２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発光装置の構成によれば、波長変換部内での１次光の強度分布を、前記波長変換部の光取出し面から出射される前記１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えたことにより、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【００１７】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子の一方の主面に設けられ
た光取出し面の縁部における前記１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されていることにより、発光素子を覆う波長変換部の光取出し面内での光色差を解消することができるので、発光装置から取り出される光の色むらを低減して、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つのダイオードに分割され、前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとは、直列に接続され、かつ、前記縁部のダイオードの前記発光層の面積が、前記縁部の内側の領域のダイオードの前記発光層の面積よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、縁部のダイオードの発光層の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つのダイオードに分割され、前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとが、電気的に独立に駆動可能であるのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなるように、電流注入を行うことができる。また、この場合には、前記発光素子の少なくとも一方の電極が、縁部のみに設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。また、この場合には、前記発光素子は、少なくとも一方の電極において、縁部の電極間隔が前記縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、少なくとも一方の電極において、縁部の電極抵抗が前記縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部の内側の領域の内部抵抗が前記縁部の内部抵抗よりも大きいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度が縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くなる。また、この場合には、前記発光素子は、縁部の前記１次光の透過率が前記縁部の内側の領域の前記１次光の透過率よりも大きいのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子の光取出し面の縁部における１次光の輝度を、縁部の内側の領域における１次光の輝度よりも高くすることができる。
【００１８】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記波長変換部は、厚みが略均一で、波長変換材料が略均一に分散されているのが好ましい。
【００１９】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子は、１次光を放射する発光層を含む複数の半導体層からなるのが好ましい。
【００２０】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分の屈折率が、前記被覆部の他の部分の屈折率よりも高く設定されているのが好ましい。
【００２１】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記被覆部の少なくとも一部のナノ粒子材を含み、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆
部の母材よりも高い屈折率のナノ粒子材を有するのが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子が被覆部によって覆われ、前記被覆部が前記波長変換部によって覆われ、前記被覆部の少なくとも一部のナノ粒子材を含み、前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の他の部分よりも高比率のナノ粒子材を有するのが好ましい。
【００２３】
これらの好ましい例によれば、屈折率の高い部分に光が集まる特性により、屈折率の高い被覆部がある発光素子の横方向から斜め上方向での１次光の光強度が相対的に強まり、被覆部全体として１次光の強度分布を均一化することができる。すなわち、厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部に対して、当該波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができる。その結果、波長変換部の上面から均一な（１次光と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光との）混合光を出射させることができるので、発光装置から取り出される光の色むらを低減することができる。
【００２４】
また、この場合には、前記波長変換部がドーム状に形成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子から発せられた光の殆どが波長変換部へ垂直に入射されるため、波長変換部と被覆部との界面における光の反射を防止することができる。これにより、光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００２５】
また、この場合には、前記波長変換部のうち、前記被覆部の屈折率の高い部分の上方に位置する部分の屈折率が、前記波長変換部の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい。この好ましい例によれば、上述の効果に加え、被覆部と波長変換部との界面における反射を減らすことができるので、反射による損失を低減することができる。また、波長変換部においても、強度分布を均一化することができる。
【００２６】
また、この場合には、前記被覆部と前記波長変換部との間に隙間が設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、発光素子からの熱を効率良く放熱することができる。
【００２７】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、隣接する発光素子の間隔が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されているのが好ましい。
【００２８】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、前記波長変換部の単位面積当たりの前記発光素子の実装面密度が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置されているのが好ましい。
【００２９】
また、前記本発明の発光装置の構成においては、前記発光素子を複数備え、前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、前記波長変換部での発光効率が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置されているのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における発光装置を示す概略断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を模式的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図３】本発明の第１の実施の形態における発光装置の使用状態を示す図であり、（ａ）は封止材を用いたもの、（ｂ）は封止ガスを用いたもの、（ｃ）は封止ガスを用い、かつ、モジュール化したもの
【図４】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図
【図５】本発明の第１の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は発光層の面積比を示す図
【図６】本発明の第１の実施の形態の発光装置をより具体的に示した断面図
【図７】本発明の第１及び第８の実施の形態における発光装置の出射光の色温度の測定方法を説明するための模式図
【図８】本発明の第１の実施の形態における発光装置の出射光の色むらを評価した結果を示すグラフ
【図９】本発明の第２の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図
【図１０】本発明の第３の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１１】本発明の第３の実施の形態の発光装置を具体的に示した断面図
【図１２】本発明の第４の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１３】本発明の第４の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１４】本発明の第５の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１５】本発明の第６の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１６】本発明の第７の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１７】本発明の第７の実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図
【図１８】本発明の第８の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図１９】本発明の実施の形態における発光素子の実装方式を説明するための拡大断面図
【図２０】本発明の第８の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図２１】本発明の第８の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２２】本発明の第８の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２３】本発明の第８の実施の形態における発光装置の具体的実施例を示す概略断面図
【図２４】本発明の第８の実施の形態における発光装置の具体的実施例及び比較例の出射光の色むらを評価した結果を示すグラフ
【図２５】本発明の第９の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図２６】本発明の第９の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図２７】本発明の第９の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２８】本発明の第９の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図２９】本発明の第１０の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図３０】本発明の第１０の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図３１】本発明の第１０の実施の形態における発光装置のさらに他の例を示す概略断面図
【図３２】本発明の第１１の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図
【図３３】本発明の第１１の実施の形態における発光装置の他の例を示す概略断面図
【図３４】本発明の第１２の実施の形態における発光装置の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的の説明する。
【００３２】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図６を参照しながら、本発明の第１の実施の形態の発光装置について説明する。図１は、本実施の形態における発光装置を示す概略断面図である。図２は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を模式的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図３は、本実施の形態における発光装置の使用状態を示す図であり、（ａ）は封止材を用いたもの、（ｂ）は封止ガスを用いたもの、（ｃ）は封止ガスを用い、かつ、モジュール化したものである。図４は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図である。図５は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子をより具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は発光層の面積比を示す図である。図６は、本実施の形態の発光装置をより具体的に示した断面図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態の発光装置１は、平板状の基台２と、基台２上に配置された１個の発光素子３とを備えている。発光素子３は、発光層を含む複数の半導体層からなると共に、波長変換材料を含む波長変換部４によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部４は、厚みが均一で、波長変換材料が均一に分散されている。
【００３４】
発光素子３の発光層は、１次光を放射し、波長変換部４の波長変換材料は、１次光を吸収して、２次光を放射する。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子３は、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように構成されており、これにより、波長変換部４の光取出し面６（図１参照）から出射される１次光と２次光の混合割合が、波長変換部４の光取出し面６の面内で略均一となる。すなわち、本実施の形態の発光装置１は、波長変換部４内での１次光の強度分布を、波長変換部４の光取出し面６から出射される１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えている。
【００３６】
本実施の形態の発光装置１によれば、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように構成したことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００３７】
基台２の構成材料は特に限定されず、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｗやこれらを含む合金等の金属、ガラスエポキシ、あるいは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂等を使用することができる。尚、これらの材料は、発光素子３の成長基板の材料として使用することもできる。従って、基台２は、発光素子３の成長基板を兼ねていてもよい。発光素子３のサファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｓｉなどの成長基板上に
エピタキシャル成長したものを基台２に配置する形態のほか、この成長基板が残らない状態で基台２に配置する形態がある。
【００３８】
また、発光素子３の構成や実装方式についても特に限定されるものではない。例えば、基台の形態としては、リードフレーム基台、発光素子を実装するパッケージ基台、発光素子とパッケージ基台との間に入れるサブマウント基台などがある。発光素子３としては、例えば、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４２０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤや、波長が３８０〜４２０ｎｍの青紫色を発する青紫色ＬＥＤ、さらに短波長の紫外ＬＥＤ等を使用することができる。窒化物半導体材料の場合、一般式ＢzＡｌxＧａ1-x-yーzＩｎyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）で表される。以下、「ＧａＮ系半導体」と呼ぶ。ＺｎＳ、ＺｎＯなどのＩＩ−ＶＩ属半導体材料を使用することもできる。
【００３９】
発光素子は、化合物半導体材料に限定されるものではなく、例えば、有機半導体材料、無機半導体材料からなる発光素子を用いることも可能である。
【００４０】
波長変換部４は、例えば、波長変換材料と、この波長変換材料を分散させるための母材となる透光性材料とからなる。
【００４１】
波長変換材料としては、例えば、蛍光体を使用することができる。蛍光体としては、例えば、赤色光を発する赤色蛍光体、橙色光を発する橙色蛍光体、黄色光を発する黄色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体等を使用することができる。上記赤色蛍光体としては、例えば、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+、ニトリドシリケート系のＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系のＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系のＳｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+やＬａ2Ｏ2Ｓ:Ｅｕ3+等を使用することができる。上記橙色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＧｄ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記黄色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ、Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やガーネット系の（Ｙ、Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、硫化物系のＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+や（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、シリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ2+、β-サイアロン系のβ-Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｃｅ3+、硫化物系のＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＹ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ3Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、ＢａＹ2ＳｉＡｌ4Ｏ12：Ｃｅ3+、酸化物系のＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+等を使用することができる。波長変換部の上面から出射される光は白色光に限定されるものではなく、これらの蛍光体を適宜選択することにより、細やかな光色の設計が可能である。そして、発光波長の異なる蛍光体を複数種類使用することにより、無限のバリエーションが可能となる。また、波長変換材料が均一に分散される波長変換部の構成以外に、例えば、波長変換部の下面から上面に向けて波長変換材料の濃度が略段階的に変化する構成、異なる波長変換材料を各材料ごとに積層してなる構成、異なる波長変換材料からなるセルをマトリクス状に配置してなる構成などがある。いずれの構成であっても、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることにより、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【００４２】
また、透光性材料としては、発光装置１から取り出す光を透過させることができる材料であればよく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、ア
ミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、金属アルコキシドやコロイド状シリカを出発材料とするゾル−ゲル法によるガラス、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に金属酸化物粒子を分散させたコンポジット材を使用することもできる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記金属酸化物粒子を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、波長変換部４を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱することが可能となる。
【００４３】
また、発光素子３として、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤを使用する場合には、例えば、上述した蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体や青緑色光を発する青緑色蛍光体とを併用すればよい。上記青色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ハロ燐酸塩系の（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記青緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、シリケート系のＳｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。
【００４４】
上記した発光装置１を実際に使用する場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、凹部を有する基台５５の前記凹部の底面上に発光装置１を配置すると共に、前記凹部内に封止材５６を充填するか、図３（ｂ）に示すように、平板状の基台５７の上面に発光装置１を配置し、発光装置１の周りに封止ガス５８を充填すればよい。また、図３（ｃ）に示すように、平板状の基台５７の上面に、発光素子３と波長変換部４とからなる発光装置１’を複数個配置し、各発光装置１’の周りに封止ガス５８を充填して、発光モジュールとしてもよい。
【００４５】
封止材５６としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、金属アルコキシドやコロイド状シリカを出発材料とするゾル−ゲル法によるガラス、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。
【００４６】
また、封止ガス５８としては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスや乾燥エアーを使用することができる。
【００４７】
以下、本実施の形態の発光装置１及びそれに用いられる発光素子３について、図４〜図６を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００４８】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧａＮ、ＳｉＣ、サファイア等からなる成長基板７の一方の主面の上には、ＧａＮ半絶縁層８が形成されており、ＧａＮ半絶縁層８の上には、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１がこの順番で積層されている。また、成長基板７の他方の主面（光取出し面５）は、凹凸加工されている。これにより、発光装置の光の取出し効率を向上させることができる。
【００４９】
ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１とＧａＮ半絶縁層８の一部にわたって、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａに対応する部分と縁部５ａの内側の領域５ｂに対応する部分とに分離するための分離溝１２が設けられている。これにより、発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割される。
【００５０】
縁部と縁部の内側の領域のｐ−ＧａＮ系半導体層１１には、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３が設けられており、縁部のＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３はアノード端子１４に電気的に接続されている。また、縁部と縁部の内側の領域のｎ−ＧａＮ系半導体層９には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極１５が設けられており、縁部の内側の領域のＴｉ/Ａｕ電極１５はカソード端子１６に電気的に接続されている。
【００５１】
また、縁部のカソード電極であるＴｉ/Ａｕ電極１５と縁部の内側の領域のアノード電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３とは、配線層１７を介して電気的に接続されている。これにより、図４（ｂ）に示すように、縁部のダイオードＤ１と縁部の内側の領域のダイオードＤ２とは、直列に接続された状態となっている。
【００５２】
本実施の形態においては、成長基板７が残る状態で基台２の上に配置しているが、後述の実施の形態のように成長基板７が残らない状態で基台２の上に配置する形態もある。
【００５３】
アノード端子１４と配線層１７との間、配線層１７とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間、カソード端子１６と配線層１７、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層１８が介在されている。
【００５４】
尚、電極材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕやこれらの合金、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ等を使用することができる。
【００５５】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。そして、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部のダイオードの発光層１０の面積が、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積よりも小さくなっている。より具体的には、縁部のダイオードの発光層１０の外周サイズは約０．９ｍｍ×約０．９ｍｍ、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の外周サイズは約０．６ｍｍ×約０．６ｍｍであり、これにより、縁部のダイオードの発光層１０の面積と縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積との比は、およそ２：３となる。すなわち、分離溝１２などを考慮しなければ、縁部のダイオードの発光層１０の面積は０．４５ｍｍ2、縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積は０．３６ｍｍ2となるが、中央のカソード端子１６の箇所で発光層１０が直径０．２ｍｍの円形に除去されていることと、各ダイオードの分離幅などとを考慮すると、およそ２：３となる。尚、光取出し面５の縁部５ａ（高輝度領域）の幅は、約０．１５ｍｍである。
【００５６】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割され、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとが直列に接続され、かつ、縁部のダイオードの発光層１０の面積が縁部の内側の領域のダイオードの発光層１０の面積よりも小さくなっていることにより、縁部のダイオードの発光層１０の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなる。
【００５７】
図６に示すように、発光素子３は、基台２上に、アノード端子１４及びカソード端子１６をＡｕ／Ｓｎ接着層（図示せず）で接着することによって実装されている。Ａｕ／Ｓｎ接着層は、基台２上のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１９と電気的に接続されている。また、発光素子３は、波長変換部４によって密着した状態で覆われている。
【００５８】
本実施の形態の発光装置１は、以上のような構成を備えている。ここで、発光素子３の高さは約３０μｍ、波長変換部４の高さ（基台２の表面からの高さ）は約０．２ｍｍとなっている。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光
の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００５９】
作製した発光装置１の出射光の色むらを評価するために、順方向電流Ｉｆ＝３５０ｍＡで出射させた光の色温度を測定した。測定方法について図７を参照しながら説明する。図７は、発光装置の出射光の色温度の測定方法を説明するための模式図である。発光装置１を発光させた状態で、ディテクター５９（浜松ホトニクス製Ｓ９２１９、受光面の直径：１１．３ｍｍ）を用いて発光装置１を中心とする半径１ｍの半円（図７における破線）上を通過する出射光の色温度を測定した。そして、発光素子３の光軸Ｌに対する放射角θについて、θ＝０度のときの色温度（約３６００［Ｋ］）に対する色温度差をプロットした。得られた結果を図８に示す。
【００６０】
図８に示すように、本実施の形態の発光装置１によれば、色温度差が小さくなり、色むらを低減できていることが分かる。
【００６１】
尚、本実施の形態においては、発光素子３を、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割しているが、３つ以上のダイオードに分割してもよい。この構成によれば、発光素子３の光取出し面５の各領域における１次光の輝度を細かく調整することができるので、照射面をより均一な色の光で照らすことが可能となる。直列接続した各ダイオードの発光層の面積と電流密度は略反比例の関係になり、発光面積と輝度も略反比例の関係になる。また、複数のダイオードを直列接続したものを複数並列に接続する構成でもよい。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、図９を参照しながら、本発明の第２の実施の形態の発光装置について説明する。図９は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面と反対側の面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００６３】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧａＮ、ＳｉＣ、サファイア等からなる成長基板７の一方の主面の上には、ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１がこの順番で積層されている。また、成長基板７の他方の主面は、凹凸加工されている。
【００６４】
ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及び発光層１０とｎ−ＧａＮ系半導体層９の一部とにわたって、発光素子３を、光取出し面５の縁部５ａに対応する部分と縁部５ａの内側の領域５ｂに対応する部分とに分離するための分離溝２０が設けられている。これにより、発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割される。
【００６５】
縁部と縁部の内側の領域のｐ−ＧａＮ系半導体層１１には、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３ａ、１３ｂがそれぞれ設けられており、縁部と縁部の内側の領域のＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３ａ、１３ｂは、それぞれアノード端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている。また、縁部の内側の領域のｎ−ＧａＮ系半導体層９には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極１５が設けられており、当該Ｔｉ/Ａｕ電極１５はカソード端子１６に電気的に接続されている。尚、分離溝２０の内部、アノード端子１４ａ、１４ｂ及びカソード端子１６とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０及びｐ−ＧａＮ系半導体層１１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層１８が介在されている。
【００６６】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えており、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとは、電気的に独立に駆動可能な状態となっている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態の発光素子３は、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割され、縁部のダイオードと縁部の内側の領域のダイオードとが電気的に独立に駆動可能な状態となっているので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるように、電流注入を行うことができる。例えば、図９（ｂ）に示すように、可変抵抗Ｒ１を直列に接続した縁部のダイオードＤ３と、可変抵抗Ｒ２を直列に接続した縁部の内側の領域のダイオードＤ４とを並列に接続し、可変抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を調整することにより、光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるような電流注入が可能となる。また、このような構成とすることにより、縁部のダイオードへの電流注入量と縁部の内側の領域のダイオードへの電流注入量のバランス調整を個々に行うこともできる。
【００６８】
発光素子３の外部に設けられる可変抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を変える代わりに、発光素子３内の抵抗成分を変えることにより、各ダイオードＤ３及びＤ４の電流密度を変えることもできる。例えば、各ダイオードの発光層の面積を変えると、面積が広い方のダイオードは内部抵抗値が相対的に下がって電流が多く流れるので、電流密度が高くなる。また、発光素子３内の配線、電極材料を適宜選択する方法、半導体層のドープ量を変える方法などによっても内部抵抗値を変えることができる。内部抵抗値によって電流密度を変えることにより、発光素子３の電源構成を簡素化することができる。
【００６９】
また、本実施の形態の発光素子３も、上記第１の実施の形態の場合と同様に、基台２上に実装されると共に、波長変換部４によって密着した状態で覆われ、発光装置として完成される（図６参照）。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図６参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００７０】
尚、本実施の形態においては、発光素子３を、縁部と縁部の内側の領域の２つのダイオードに分割しているが、３つ以上のダイオードに分割してもよい。この構成によれば、発光素子３の光取出し面５の各領域における１次光の輝度を細かく調整することができるので、照射面をより均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００７１】
［第３の実施の形態］
次に、図１０、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施の形態の発光装置について説明する。図１０は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１１は、本実施の形態の発光装置を具体的に示した断面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００７２】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３は、ＧａＮ、ＳｉＣ等の導電性材料からなる基台２１の一方の主面の上に形成されている。基台２１の一方の主面の上には、Ａｕ／Ｓｎ接着層２２を介して、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３が形成されており、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３の上には、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１、発光層１０及びｎ−ＧａＮ系半導体層９がこの順番で積層されてなる積層体が設けられている。ここで、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の光取出し面５側は、凹凸加工されている。これにより、発光装置の光の取出し効率を向上させることができる。また、基台２１の他方の主面の上には、アノード端子２４が設けられている。カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５は、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の縁部のみに設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。尚、カソード端子２６と
ｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及び基台２１との間には、窒化シリコンからなる絶縁層２８が介在されている。
【００７３】
発光素子３の成長基板（図示せず）は、基台２１とＡｕ／Ｓｎ接着層２２などの接合材を介して接合された後に除去され、これにより発光素子３が得られる。成長基板は、一般的な工法であるレーザリフトオフ工法、研磨又はエッチング工法などによって除去することができる。
【００７４】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００７５】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５を、縁部のみに設けるようにしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。
【００７６】
図１１に示すように、基台２１の上に形成された発光素子３は、波長変換部４によって密着した状態で覆われている。ここで、発光素子３の高さ（絶縁層２８の上面からの高さ）は約３μｍ、波長変換部４の高さ（カソード端子２６の上面からの高さ）は約０．１ｍｍとなっている。そして、上記のように、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度が縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くなるようにしたことにより、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００７７】
尚、本実施の形態においては、カソード電極を、縁部のみに設けるようにしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極が、縁部のみに設けられていればよい。
【００７８】
［第４の実施の形態］
次に、図１２、図１３を参照しながら、本発明の第４の実施の形態の発光装置について説明する。図１２は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１３は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００７９】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、カソード電極の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、カソード電極の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【００８０】
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５が設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６が電気的に接続されている。
【００８１】
Ｔｉ/Ａｕ電極２５は、縁部と縁部の内側の領域とにわたって升目状に設けられている。この場合、縁部におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ１は、縁部の内側の領域におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ２よりも小さくなっている。
【００８２】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００８３】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５の、縁部における電極間隔Ｌ１を、縁部の内側の領域における電極間隔Ｌ２よりも小さくしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００８４】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３においても、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５が設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。
【００８５】
Ｔｉ/Ａｕ電極２５は、縁部と縁部の内側の領域とにわたって、六角形の網の目状に設けられている。この場合、縁部におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ３は、縁部の内側の領域におけるＴｉ/Ａｕ電極２５の電極間隔Ｌ４よりも小さくなっている。従って、この場合にも、上記の場合と同様に、照射面を均一な色の光で照らすことが可能となる。
【００８６】
尚、本実施の形態においては、カソード電極のみについて、縁部の電極間隔を縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さくしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極について、縁部の電極間隔が縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さくされていればよい。
【００８７】
［第５の実施の形態］
次に、図１４を参照しながら、本発明の第５の実施の形態の発光装置について説明する。図１４は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００８８】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、カソード電極の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、カソード電極の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【００８９】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の上面には、その凹凸形状と同様の凹凸形状を有する、カソード電極となるＩＴＯ電極２９が設けられており、ＩＴＯ電極２９にはカソード端子２６が電気的に接続されている。
【００９０】
ＩＴＯ電極２９は、縁部での厚みが縁部の内側の領域での厚みよりも厚く形成されている。
【００９１】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００９２】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、カソード電極となるＩＴＯ電極２９の、縁部での厚みを縁部の内側の領域での厚みよりも厚くしたことにより、ＩＴＯ電極２９において、縁部の電極抵抗を縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくすることができる。その結果、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。これにより、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発
光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【００９３】
尚、本実施の形態においては、カソード電極のみについて、縁部の電極抵抗を縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくしているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、カソード電極とアノード電極の少なくとも一方の電極について、縁部の電極抵抗が縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さくされていればよい。
【００９４】
［第６の実施の形態］
次に、図１５を参照しながら、本発明の第６の実施の形態の発光装置について説明する。図１５は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【００９５】
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の発光素子３は、サファイアからなるからなる基台３０の一方の主面の上に形成されている。基台３０の一方の主面の上には、アノード端子２４が設けられている。アノード端子２４の上には、Ａｕ／Ｓｎ接着層２２を介して、アノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３が形成されており、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極２３の上には、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１、発光層１０及びｎ−ＧａＮ系半導体層９がこの順番で積層されてなる積層体が設けられている。ここで、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の光取出し面５側は、凹凸加工されている。
【００９６】
カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極２５は、ｎ−ＧａＮ系半導体層９の縁部のみに設けられており、Ｔｉ/Ａｕ電極２５にはカソード端子２６に電気的に接続されている。尚、カソード端子２６とｎ−ＧａＮ系半導体層９、発光層１０、ｐ−ＧａＮ系半導体層１１及びアノード端子２４との間には、窒化シリコンからなる絶縁層２８が介在されている。
【００９７】
発光素子３のｎ−ＧａＮ系半導体層９又はｐ−ＧａＮ系半導体層１１は、縁部の内側の領域が、例えば、Ｚｎイオン注入などによって高抵抗領域とされ、縁部が、ドーパント材、例えば、ｎ−ＧａＮ系半導体層であればＳｉを、ｐ−ＧａＮ系半導体層であればＭｇを高濃度ドープすることなどによって低抵抗領域とされている。すなわち、発光素子３は、縁部の内側の領域の内部抵抗が縁部の内部抵抗よりも大きくなっている。
【００９８】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【００９９】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部の内側の領域の内部抵抗を縁部の内部抵抗よりも大きくしたことにより、縁部の電流密度を高くすることができるので、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【０１００】
尚、本実施の形態においては、発光素子３の、縁部の内側の領域の内部抵抗を縁部の内部抵抗よりも大きくするために、イオン注入、高濃度ドープなどの方法が用いられているが、必ずしもかかる方法に限定されるものではない。
【０１０１】
［第７の実施の形態］
次に、図１６、図１７を参照しながら、本発明の第６の実施の形態の発光装置について説明する。図１６は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の一例を具体的に示
したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。図１７は、本実施の形態の発光装置に用いられる発光素子の他の例を具体的に示したものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は光取出し面を示す平面図である。尚、本実施の形態の発光装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同じである（図１〜図３参照）。
【０１０２】
本実施の形態の発光素子３は、上記第３の実施の形態の発光素子３（図１０参照）と比べて、ｎ−ＧａＮ系半導体層及びカソード電極の構成、あるいはｎ−ＧａＮ系半導体層の構成のみが異なり、その他の構成は同じである。このため、本実施の形態においては、ｎ−ＧａＮ系半導体層及びカソード電極の構成、あるいはｎ−ＧａＮ系半導体層の構成のみについて説明する。そして、上記第３の実施の形態の発光素子３の構成部材と同一の構成部材については、同一の参照符号を付して、その説明は省略する。
【０１０３】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＮ系半導体層３１は、その光取出し面５側が平坦に加工されており、その上面には、平板状のカソード電極３２が設けられている。そして、カソード電極３２には、カソード端子２６が電気的に接続されている。
【０１０４】
カソード電極３２は、縁部がＳｉＯ2、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｎＳなどの金属酸化物からなる薄膜を周期的に積層した誘電体多層膜によって構成されており、これにより、カソード電極３２の縁部は高透過率領域となっている。すなわち、発光素子３は、縁部の１次光の透過率が縁部の内側の領域の１次光の透過率よりも大きくなっている。
【０１０５】
本実施の形態の発光素子３は、以上のような構成を備えている。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態の発光素子３においては、縁部の１次光の透過率を、縁部の内側の領域の１次光の透過率よりも大きくしたことにより、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることができる。その結果、上記第３の実施の形態の場合と同様に、発光素子３を覆う波長変換部４の光取出し面６（図１１参照）の面内での光色差を解消することができるので、照射面を均一な色の光で照らすことができる。
【０１０７】
図１７（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３においては、ｎ−ＧａＮ系半導体層３３の光取出し面５側の縁部のみが凹凸加工されており、これにより、ｎ−ＧａＮ系半導体層３３の縁部は高透過率領域となっている。従って、上記と同様に、発光素子３の光取出し面５の縁部５ａにおける１次光の輝度を、縁部５ａの内側の領域５ｂにおける１次光の輝度よりも高くすることが可能となる。
【０１０８】
［第８の実施の形態］
次に、図１８を参照しながら、本発明の第８の実施の形態の発光装置について説明する。図１８は、本発明の第８の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１０９】
図１８に示すように、本実施の形態の発光装置３４は、凹部を有する基台３５と、前記凹部の底面上（基台３５上）に配置された１個の発光素子３６とを備えている。ここで、凹部の底面及び内壁面は、光反射面であり、これにより、発光素子３６からの出射光（１次光）を凹部の開口へ反射させることができる。また、凹部の内壁面は、凹部の開口に向かって広がっており、これにより、発光装置３４の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１１０】
基台３５の構成材料は特に限定されず、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、
ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＺｎＳなどの単結晶、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃ等のセラミックスやこれらの混合物、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｗやこれらを含む合金等の金属、ガラスエポキシ、あるいは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂等を使用することができる。
【０１１１】
また、発光素子３６の構成や実装方式についても特に限定されるものではない。例えば、基台の形態としては、リードフレーム基台、発光素子を実装するパッケージ基台、発光素子とパッケージ基台との間に入れるサブマウント基台などがある。
【０１１２】
発光素子３６は、波長変換材料が吸収する光を放射する発光素子である。かかる発光素子としては、例えば、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４２０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤや、波長が３８０〜４２０ｎｍの青紫色を発する青紫色ＬＥＤ、さらに短波長の紫外ＬＥＤ等を使用することができる。窒化物半導体材料の場合、一般式ＢzＡｌxＧａ1-x-yーzＩｎyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）で表される。以下、「ＧａＮ系半導体」と呼ぶ。ＺｎＳ、ＺｎＯなどのＩＩ−ＶＩ属半導体材料を使用することもできる。
【０１１３】
発光素子は、化合物半導体材料に限定されるものではなく、例えば、有機半導体材料、無機半導体材料からなる発光素子を用いることも可能である。
【０１１４】
発光素子３６の実装方式としては、例えば、図１９（ａ）〜（ｃ）の拡大断面図に示すような方式を挙げることができる。
【０１１５】
図１９（ａ）に示す例では、ｐ型半導体層であるｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａ上に設けられたアノード電極となるＮｉ／Ａｕ電極４５と基台３５上の金属配線４２とがＡｕワイヤ４８によってワイヤボンディングされている。図１９（ａ）に示す例では、発光素子３６の基板としてｎ−ＳｉＣ基板３６ｄを使用することができ、その上にあるｎ型半導体層となるｎ−ＧａＮ層３６ｃは、ｎ−ＳｉＣ基板３６ｄを介してカソード電極となるＮｉ／Ａｇ／Ｐｔ／Ａｕ電極４９と電気的に接続されている。すなわち、ｎ−ＳｉＣ基板３６ｄは、高反射電極であるＮｉ／Ａｇ／Ｐｔ／Ａｕ電極４９を介して金属配線４２に電気的に接続されている。尚、図１９（ａ）中、３６ｂは発光層を示している。
【０１１６】
図１９（ｂ）に示す例では、発光素子３６は、金属配線４２側からｐ型半導体層としてｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａ、ＧａＮ系半導体発光層３６ｂ、ｎ型半導体層としてｎ−ＧａＮ系半導体層３６ｃ及びサファイア基板３６ｅが順次積層されて構成されている。ｐ−ＧａＮ系半導体層３６ａにはアノード電極として高反射電極であるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４が設けられており、このＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４はバンプ４３と接合している。また、ｎ−ＧａＮ系半導体層３６ｃの一部にはカソード電極としてＮｉ／Ａｕ電極４５が設けられており、このＮｉ／Ａｕ電極４５もバンプ４３と接合している。これにより、発光素子３６は、基台３５上の金属配線４２にバンプ４３を介してフリップチップ実装されている。
【０１１７】
図１９（ｃ）に示す例では、発光素子３６は、基台３５上に、アノード電極となるＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極４４をＡｕ／Ｓｎ接着層５５で接着することによって実装されている。Ａｕ／Ｓｎ接着層５５は、基台３５上のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極５０と電気的に接続されている。また、ｎ−ＧａＮ層３６ｃは、カソード電極となるＴｉ/Ａｕ電極４６を介して基台３５上の金属配線５１と電気的に接続されている。また、ｎ−ＧａＮ層３６ｃの表面は
、凹凸加工されている。これにより、発光装置３４の光の取り出し効率を向上させることができる。尚、発光素子３の側面とＴｉ/Ａｕ電極４６との間には、絶縁層となる窒化シリコン膜４７が介在されている。
【０１１８】
図１８に示すように、本実施の形態の発光装置３４において、発光素子３６は、第１の被覆部３７によって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７の側面は、第２の被覆部３８によって密着した状態で囲まれている。ここで、第１及び第２の被覆部３７、３８は、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７、３８は、プレート状の波長変換部３９によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９は、厚さが均一で、当該波長変換部３９を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。また、波長変換部３９の上面は、基台３５の凹部の開口面と面一になっている。そして、発光素子からの出射光（１次光）と、１次光が波長変換材料によって吸収、変換された２次光とが、波長変換部３９で混合され、この混合光が波長変換部３９の上面から出射される。
【０１１９】
第２の被覆部３８の屈折率は、第１の被覆部３７の屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置３４において、波長変換部３９の外周部における被覆部（第２の被覆部３８）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７）よりも高い屈折率を有している。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面の、発光素子３６からの距離が近いほど、本発明の効果、すなわち、発光素子と波長変換部との距離を近づけて色むらの少ない薄型の発光装置を実現できるという効果を得ることができる。目安としては、第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離を、発光素子３６と波長変換部３９との距離よりも小さくすればよい。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離は、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下がよい。また、後述するように、界面が発光素子と接していてもよい。
【０１２０】
本実施の形態の発光装置３４によれば、波長変換部３９の外周部における被覆部（第２の被覆部３８）の屈折率（ｎ2）を、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７）の屈折率（ｎ1）よりも高く設定したことにより、発光素子３６からの出射光（１次光）を、波長変換部３９に均一に入射させることができる。特に、屈折率比（ｎ1／ｎ2）が０．９以下の場合、発光素子３６からの出射光（１次光）を、波長変換部３９に十分均一に入射させることができる。
【０１２１】
一般に、発光素子からの出射光（１次光）の光強度は、出射面の略真上方向で強く、横方向になるにしたがって弱くなるが、本実施の形態の発光装置３４の構成によれば、上記のように、発光素子３６からの出射光（１次光）を波長変換部３９に均一に入射させることができるので、厚さが均一で、波長変換材料の分布が均一である波長変換部３９に対して、当該波長変換部３９の下面から均一強度で１次光を入射させることができる。その結果、波長変換部３９の上面から均一な混合光を出射させることができるので、発光装置３４から取り出される光の色むらを低減することができる。すなわち、本実施の形態の発光装置３４は、波長変換部３９内での１次光の強度分布を、波長変換部３９の光取出し面から出射される１次光と２次光の混合割合が略均一となるように設定する１次光強度分布制御手段を備えている。
【０１２２】
そして、本実施の形態の発光装置３４のような構成を採用すれば、発光素子と波長変換部との距離を大きくすることなく、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることができるので、薄型のＬＥＤにおいても、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【０１２３】
第１及び第２の被覆部３７、３８の屈折率を上記のように制御するには、例えば、それぞれの被覆部の屈折率が上記のような関係となるように第１及び第２の被覆部３７、３８の構成材料を選択すればよい。
【０１２４】
第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料は、特に限定されるものではない。発光素子３からの出射光の少なくとも一部が、第１及び第２の被覆部３７、３８のそれぞれを透過することができる限りにおいて、種々の材料を使用することができる。例えば、酸化アルミニウム（屈折率：１．６３）、酸化セリウム（屈折率：２．２）、酸化ハフニウム（屈折率：１．９５）、酸化マグネシウム（屈折率：１．７４）、酸化ニオブ（屈折率：２．３３）、酸化タンタル（屈折率：２．１６）、酸化ジルコニウム（屈折率：２．０５）、酸化亜鉛（屈折率：２．１）、酸化チタン（屈折率：２．４）、酸化イットリウム（屈折率：１．８７）、酸化シリコン（屈折率：１．５）、酸化インジウム（屈折率：２）、酸化スズ（屈折率：２）、酸化タングステン（屈折率：２．２）、酸化バナジウム（屈折率：２．０）等の金属酸化物や、窒化シリコン（屈折率：１．９）、窒化ガリウム（屈折率：２．５）、炭化シリコン（屈折率：２．６）、フッ化カルシウム（屈折率：１．４３）、炭酸カルシウム（屈折率：１．５８）、硫酸バリウム（屈折率：１．６４）、硫化銅（屈折率：２．１）、硫化スズ（屈折率：２．０）、硫化亜鉛（屈折率：２．３７）等の無機材料や、ダイアモンド（屈折率：２．４）や、これらの混合物等を使用することができる。尚、上記括弧内の屈折率の値は、波長が５５０ｎｍの光に対するそれぞれの材料の屈折率を示している。
【０１２５】
上記した材料を用いて第１及び第２の被覆部３７、３８を形成する方法としては、例えば、ゾルゲル法を挙げることができる。例えば、ゾルゲル法によって酸化シリコンからなる被覆部を形成する場合には、金属アルコキシド（メチルシリケート、Ｎブチルシリケート等）を加水分解してゾル化した後、このゾルの粘度をエチレングリコール等のアルコール類を用いて所定の値に調整し、これを基台上の所望の箇所に塗布して、２００℃で数十分間乾燥した後、３００℃で２時間程度加熱することにより、酸化シリコンからなる被覆部が得られる。酸化シリコン以外の、例えば、酸化チタン等の金属酸化物を使用する場合も、同様の方法によって被覆部を形成することができる。尚、ゾルゲル法によって被覆部を形成する場合には、後述するナノ粒子材を併用することもできる。例えば、金属アルコキシドにナノ粒子材を分散させた後、ゲル化することにより、金属酸化物とナノ粒子材とからなる被覆部が得られる。屈折率の調整方法として、屈折率の異なる少なくとも２種類の上記材料の混合比率を変える方法を採用することにより、各材料が有する屈折率の間で調整が可能である。すなわち、高屈折率の材料を選択し、又は、その混合比率を高くすれば、被覆部の屈折率を高くすることができる。
【０１２６】
第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、低融点ガラス等のガラスを使用してもよい。これらの樹脂やガラス等の透光性材料を使用する場合には、これらの透光性材料に電子ビームやイオンビーム（水素イオンビームやヘリウムイオンビームなど）を照射することにより、上記透光性材料の屈折率を高めることができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に上記した金属酸化物や無機材料からなるナノ粒子材を分散させたコンポジット材を使用することもできる。この場合、上記母材中に分散させる上記ナノ粒子材の量を調整することにより、被覆部の屈折率を調整することができる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記ナノ粒子材を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、被覆部を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱すること
が可能となる。
【０１２７】
また、第１及び第２の被覆部３７、３８を構成する材料としては、上記透光性材料を母材とし、その中にナノ粒子材を分散させた複合材料を使用してもよい。このナノ粒子材としては、例えば、上記した金属酸化物、無機材料等からなる超微粒子を使用することができ、被覆部を構成する材料である上記透光性材料内における発光波長の４分の１以下の平均粒径を有するものが好適である。ナノ粒子材の平均粒径が上記範囲内にあれば、十分な透明性を有する被覆部とすることができるからである。尚、上記「平均粒径」は、例えば、走査型電子顕微鏡の観察像から読み取った一次粒子の粒径の平均値（例えば、１００個の一次粒子の粒径の平均値）であればよい。特に、上記平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であればよく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましく、分散性の観点から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であるのがより好ましい。屈折率の調整方法として、母材となる上記透光性材料と、母材と屈折率の異なる上記ナノ粒子材の混合比率を変える方法を採用することにより、各材料が有する屈折率の間で調整が可能である。すなわち、高屈折率の材料を選択し、又は、その混合比率を高くすれば、被覆部の屈折率を高くすることができる。
【０１２８】
波長変換部６は、例えば、波長変換材料と、この波長変換材料を分散させるための母材となる透光性材料とからなる。
【０１２９】
波長変換材料としては、例えば、蛍光体を使用することができる。蛍光体としては、例えば、赤色光を発する赤色蛍光体、橙色光を発する橙色蛍光体、黄色光を発する黄色蛍光体、緑色光を発する緑色蛍光体等を使用することができる。上記赤色蛍光体としては、例えば、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+、ニトリドシリケート系のＳｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系のＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系のＳｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系の（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ2+やＬａ2Ｏ2Ｓ:Ｅｕ3+等を使用することができる。上記橙色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ガーネット系のＧｄ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記黄色蛍光体としては、例えば、シリケート系の（Ｓｒ、Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+やガーネット系の（Ｙ、Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、硫化物系のＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｍｎ2+や（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、シリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、Ｃａ-α-サイアロン系のＣａ-α-ＳｉＡｌＯＮ：Ｙｂ2+、β-サイアロン系のβ-Ｓｉ3Ｎ4：Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系の（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7：Ｃｅ3+、硫化物系のＳｒＧａ２Ｓ4:Ｅｕ2+、ガーネット系のＹ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｃａ3Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ3+、ＢａＹ2ＳｉＡｌ4Ｏ12：Ｃｅ3+、酸化物系のＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ3+等を使用することができる。波長変換部の上面から出射される光は白色光に限定されるものではなく、これらの蛍光体を適宜選択することにより、細やかな光色の設計が可能である。そして、発光波長の異なる蛍光体を複数種類使用することにより、無限のバリエーションが可能となる。また、波長変換材料が均一に分散される波長変換部の構成以外に、例えば、波長変換部の下面から上面に向けて波長変換材料の濃度が略段階的に変化する構成、異なる波長変換材料を各材料ごとに積層してなる構成、異なる波長変換材料からなるセルをマトリクス状に配置してなる構成などがある。いずれの構成であっても、波長変換部の下面から均一強度で１次光を入射させることにより、波長変換部の上面から均一な混合光を出射させることが可能となる。
【０１３０】
また、透光性材料としては、発光装置１から取り出す光を透過させることができる材料
であればよく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、環状オレフィンコポリマー等の樹脂やこれらの混合物からなる樹脂、あるいは、低融点ガラス等のガラスを使用することができる。また、これらの透光性材料を母材とし、この母材中に金属酸化物粒子を分散させたコンポジット材を使用することもできる。この場合、上記母材中に分散させる上記金属酸化物粒子の量を調整することにより、波長変換部６の屈折率を調整することができる。また、硬化性樹脂を母材とする場合には、未硬化状態の硬化性樹脂に上記金属酸化物粒子を分散させることによって硬化前における上記硬化性樹脂のチクソ性を向上させることができるため、波長変換部６を容易に所望の形状に成形することができる。また、樹脂単独で使用する場合に比べて熱伝導性が向上するため、発光素子３からの熱を効率良く放熱することが可能となる。
【０１３１】
また、発光素子３として、青紫色ＬＥＤや紫外ＬＥＤを使用する場合には、例えば、上述した蛍光体と、青色光を発する青色蛍光体や青緑色光を発する青緑色蛍光体とを併用すればよい。上記青色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、シリケート系のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、ハロ燐酸塩系の（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。上記青緑色蛍光体としては、例えば、アルミン酸塩系のＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、シリケート系のＳｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+等を使用することができる。
【０１３２】
本実施の形態の発光装置１においては、波長変換部６のうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図１８に破線で示す）。波長変換部３９の屈折率をこのように制御するには、例えば、上記のように、透光性材料（母材）中に分散させる金属酸化物粒子の量を調整すればよい。そして、かかる好ましい構成によれば、被覆部（第１及び第２の被覆部３７、３８）と波長変換部３９との界面における反射を減らすことができるので、反射による損失を低減することができる。また、波長変換部３９においても、強度分布を均一化することができる。
【０１３３】
尚、本実施の形態においては、基台として、凹部を有する基台３５を例に挙げて説明したが、必ずしもかかる構成の基台を使用する必要はなく、例えば、後述する第１０及び第１１の実施の形態の場合と同様の平板状の基台を使用してもよい。
【０１３４】
また、本実施の形態においては、第１及び第２の被覆部３７、３８が波長変換部３９によって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図２０に示すように、第１及び第２の被覆部３７、３８と波長変換部３９との間に隙間４０を設けるようにしてもよい。かかる構成によれば、発光素子３６からの熱によって波長変換部３９の温度が上昇するのを抑制することができる。
【０１３５】
また、本実施の形態においては、基台３５上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図２１に示すように、３個の発光素子３６ｆ、３６ｇ、３６ｈを基台３５上に配置した構成であってもよい。かかる構成によれば、出射光の強度を向上させることができる。また、例えば、図２２に示すように、２個の発光素子３６ｆ、３６ｈを基台３５上に配置し、発光素子３６ｆ、３６ｈ間に屈折率の高い被覆部（第２の被覆部３８）を配置した構成であってもよい。発光素子の間隔を比較的広くする際、均一な１次光分布とすることができるので、薄型の面光源を実現することができる。この効果は、波長変換部を用いずに1次光のみを利用する際にも有効である。その場合、発光素子からの出射光は、紫外光、可視光、赤外光のいずれであってもよい。
【０１３６】
尚、本実施の形態においては、説明を簡素化するために、屈折率の異なる２種類の被覆部を用いる場合を例に挙げて説明したが、その間の屈折率が段階的に変化するように、屈折率の異なる３種類以上の被覆部を例えば段階的に配置するようにしてもよい。
【実施例】
【０１３７】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
【０１３８】
（発光装置の作製）
本発明の実施例として、図２３に示す発光装置を作製した。また、比較例として、被覆部に１種類の樹脂を用いた発光装置も作製した（被覆部の材料以外の構成は、図２３に示す発光装置と同様である）。
【０１３９】
発光素子３６としては、波長約４６０ｎｍのＬＥＤチップ（厚み：０．２ｍｍ、１．０ｍｍ角）を用いた。凹部を有する基台３５としては、セラミックＡｌ2Ｏ3で構成された基材を用いた。上記ＬＥＤチップは、基台３５の前記凹部の底面上に、Ａｕバンプによってフリップチップ実装されている。前記凹部の深さは０．５ｍｍ、前記凹部の上端開口部の径は２ｍｍである。また、第１の被覆部３７を構成する材料としては、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．５のシリコーン樹脂、第２の被覆部３８を構成する材料としては、シリコーン樹脂に波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が２．０の平均粒径５ｎｍの酸化チタン粒子を分散させたコンポジット材を用いた。第１の被覆部３７と第２の被覆部３８との界面と発光素子３６の周辺部との距離は、約０．２ｍｍである。波長変換部３９の波長変換材料としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+、波長変換部３９の母材となる透光性材料としては、シリコーン樹脂を用いた。波長変換部３９の厚みは、約０．０５ｍｍである。
【０１４０】
（出射光の色温度の測定方法）
次に、作製した発光装置の出射光の色むらを評価するために、出射光の色温度の測定を行った。測定方法について図７を参照しながら説明する。発光装置３４を発光させた状態で、ディテクター５９（浜松ホトニクス製Ｓ９２１９、受光面の直径：１１．３ｍｍ）を用いて発光装置３４を中心とする半径１ｍの半円（図２４における破線）上を通過する出射光の相関色温度を測定した。そして、発光素子３６の光軸Ｌに対する放射角θについて、θ＝０度のときの相関色温度（約６５００［Ｋ］）に対する相関色温度差をプロットした。得られた結果を図２４に示す。尚、図２４には、比較例の発光装置について、上記と同様にして測定した結果についても示している。使用する放射角内の出射光の相関色温度差は、２００［Ｋ］以内であるのが好ましい。使用する放射角±７０［度］内において、比較例では相関色温度差が２３０［Ｋ］程度であるのに対し、本実施例では相関色温度差が１２０［Ｋ］と目標値の２００［Ｋ］以内に収まっている。
【０１４１】
図２４に示すように、本実施例の発光装置３４によれば、相関色温度差が小さくなり、色むらを低減できていることが分かる。
【０１４２】
［第９の実施の形態］
次に、図２５を参照しながら、本発明の第９の実施の形態の発光装置について説明する。図２５は、本発明の第９の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図である。
【０１４３】
図２５に示すように、本実施の形態の発光装置５２は、凹部を有する基台３５と、前記凹部の底面上（基台３５上）に配置された１個の発光素子３６とを備えている。発光素子３６は、第１の被覆部３７ａによって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７ａ
の外周側上部は第２の被覆部３８ａに置き換えられている。ここで、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａは、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａは、プレート状の波長変換部３９によって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９は、厚さが均一で、当該波長変換部３９を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。また、波長変換部３９の上面は、基台３５の凹部の開口面と面一になっている。
【０１４４】
第２の被覆部３８ａの屈折率は、第１の被覆部３７ａの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５２において、波長変換部３９の外周部における被覆部の少なくとも一部である上部（第２の被覆部３８ａ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ａ）よりも高い屈折率を有している。第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面の、発光素子３６からの距離が近いほど、本発明の効果、すなわち、発光素子と波長変換部との距離を近づけて色むらの少ない薄型の発光装置を実現できるという効果を得ることができる。目安としては、第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面と発光素子の周辺部との距離を、発光素子３６の上面と波長変換部３９の下面との距離よりも小さくすればよい。第１の被覆部３７ａと第２の被覆部３８ａとの界面と発光素子の周辺部との距離は、１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下がよい。また、後述するように、界面が発光素子と接していてもよい。
【０１４５】
本実施の形態の発光装置５２の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１４６】
その他の発光素子３６の構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１４７】
尚、本実施の形態の発光装置５２においても、波長変換部３９のうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ａ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９の他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図２５に破線で示す）。
【０１４８】
また、本実施の形態においても、基台として、例えば、後述する第１０及び第１１の実施の形態の場合と同様の平板状の基台を使用することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態においても、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａが波長変換部３９によって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図２６に示すように、第１及び第２の被覆部３７ａ、３８ａと波長変換部３９との間に隙間４０を設けることができる。
【０１５０】
また、本実施の形態においても、基台３５上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図２７に示すように、３個の発光素子３６ｆ、３６ｇ、３６ｈを基台３５上に配置した構成とすることができる。また、例えば、図２８に示すように、２個の発光素子３６ｆ、３６ｈを基台３５上に配置し、発光素子３６ｆ、３６ｈ間に屈折率の高い被覆部（第２の被覆部３８ａ）を配置した構成であってもよい。発光素子の間隔を比較的広くする際、均一な１次光分布とすることができるので、薄型の面光源を実現することができるなど、上記第８の実施の形態で示した例（図２２参照）と同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
［第１０の実施の形態］
次に、図２９を参照しながら、本発明の第１０の実施の形態の発光装置について説明する。図２９は、本発明の第１０の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図で
ある。
【０１５２】
図２９に示すように、本実施の形態の発光装置５３は、平板状の基台３５ａと、基台３５ａ上に配置された１個の発光素子３６とを備えている。発光素子３６は、第１の被覆部３７ｂによって密着した状態で覆われており、第１の被覆部３７ｂの側面は、第２の被覆部３８ｂによって密着した状態で囲まれている。また、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂは、波長変換部３９ａによって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９ａは、厚さが均一で、当該波長変換部３９ａを構成する波長変換材料の分布が均一となっている。
【０１５３】
第２の被覆部３８ｂの屈折率は、第１の被覆部３７ｂの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５３において、波長変換部３９ａの外周部における被覆部（第２の被覆部３８ｂ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ｂ）よりも高い屈折率を有している。
【０１５４】
本実施の形態の発光装置５３の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１５５】
また、本実施の形態の発光装置５３においては、波長変換部３９ａがドーム状に形成されており、このドーム状の波長変換部３９ａに合わせて、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂが半球状に形成されている。この構成によれば、発光素子３６から発せられた光の殆どが波長変換部３９ａへ垂直に入射されるため、波長変換部３９ａと第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂとの界面における光の反射を防止することができる。これにより、光の取り出し効率をより向上させることができる。
【０１５６】
その他の発光素子３６の構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１５７】
尚、本実施の形態の発光装置５３においても、波長変換部３９ａのうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ｂ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９ａの他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図２９に破線で示す）。
【０１５８】
また、本実施の形態においては、基台として、平板状の基台３５ａを例に挙げて説明したが、必ずしもかかる構成の基台を使用する必要はなく、例えば、上記第８及び第９の実施の形態の場合と同様の、凹部を有する基台を使用してもよい。
【０１５９】
また、本実施の形態においても、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂが波長変換部３９ａによって密着した状態で覆われている場合を例に挙げて説明したが、図３０に示すように、第１及び第２の被覆部３７ｂ、３８ｂと波長変換部３９ａとの間に隙間４０ａを設けることができる。
【０１６０】
また、本実施の形態においても、基台３５ａ上に１個の発光素子３６が配置されている場合を例に挙げて説明したが、発光素子の個数は特に限定されず、例えば、図３１に示すように、２個の発光素子３６ｉ、３６ｊを基台３５ａ上に配置した構成とすることができる。
【０１６１】
［第１１の実施の形態］
次に、図３２を参照しながら、本発明の第１１の実施の形態の発光装置について説明する。図３２は、本発明の第１１の実施の形態における発光装置の一例を示す概略断面図で
ある。
【０１６２】
図３２に示すように、本実施の形態の発光装置５４は、平板状の基台３５ａと、基台３５ａ上に配置された発光素子３６ｋとを備えている。発光素子３６ｋは、被覆部４１によって密着した状態で覆われている。ここで、被覆部４１は、発光素子３６ｋの上面に配置された第１の被覆部３７ｃと、発光素子３６ｋ及び第１の被覆部３７ｃの側面を密着した状態で囲む第２の被覆部３８ｃとにより構成されている。ここで、第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃは、それらの上面が面一となるように形成されている。また、第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃは、波長変換部３９ｂによって密着した状態で覆われている。ここで、波長変換部３９ｂは、少なくとも第１及び第２の被覆部３７ｃ、３８ｃの上方に位置する部分が、厚さが均一で、当該波長変換部６を構成する波長変換材料の分布が均一となっている。
【０１６３】
第２の被覆部３８ｃの屈折率は、第１の被覆部３７ｃの屈折率よりも高く設定されている。すなわち、本実施の形態の発光装置５４において、波長変換部３９ｂの外周部における被覆部（第２の被覆部３８ｃ）は、被覆部の他の部分（第１の被覆部３７ｃ）よりも高い屈折率を有している。
【０１６４】
本実施の形態の発光装置５４の構成によっても、上記第８の実施の形態の発光装置３４の場合と同様の効果が得られる。
【０１６５】
その他の発光素子３６ｋの構成や実装方式、各部材の材料等は、上記第８の実施の形態の発光装置３４と同様である。
【０１６６】
尚、本実施の形態においても、上記第１０の実施の形態の場合と同様に、波長変換部３９ｂをドーム状に形成してもよい（図３３参照）。
【０１６７】
また、本実施の形態の発光装置５４においても、波長変換部３９ｂのうち、被覆部の屈折率の高い部分（第２の被覆部３８ｃ）の上方に位置する部分の屈折率が、波長変換部３９ｂの他の部分の屈折率よりも高いのが好ましい（屈折率の異なる領域の境界を、図３２に破線で示す）。
【０１６８】
［第１２の実施の形態］
次に、図３４を参照しながら、本発明の第１２の実施の形態の発光装置について説明する。図３４は、本発明の第１２の実施の形態における発光装置の一例を示す平面図である。
【０１６９】
図３４に示すように、本実施の形態の発光装置６３は、平板状の基台６０と、基台６０上に配置された複数個の発光素子６１とを備えている。複数の発光素子６１は、一連の波長変換部６２によって覆われている。また、複数の発光素子６１は、隣接する発光素子の間隔が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されている。
【０１７０】
そして、本実施の形態の発光装置６３の構成によっても、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【０１７１】
尚、本実施の形態において、複数の発光素子６１は、隣接する発光素子の間隔が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。複数の発光素子６１は、波長変換部６２の単位面積当たりの発光素子６１の実装面密度が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置されていてもよく、これによっても、照射面を均一な色の光で照らすことが
可能な発光装置を提供することができる。また、複数の発光素子６１は、波長変換部６２での発光効率が基台６０の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置されていてもよく、これによっても、照射面を均一な色の光で照らすことが可能な発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上のように、本発明によれば、発光素子を覆う波長変換部の光取出し面内での光色差をより小さくして、照射面を均一な色の光で照らすことのできる発光装置を提供することができる。従って、本発明は、例えば、小型、薄型化が求められる表示用のバックライト光源、センサ用光源、また薄型照明光源等として有用である。また、出射面の形状は、特に限定されるものではなく、一般的な四角形のみならず、多角形、円形、楕円形、星型など、任意の形状が可能である。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 発光装置
２ 基台
３ 発光素子
４ 波長変換部
５ 発光素子の光取出し面
５ａ 発光素子の光取出し面の縁部
５ｂ 発光素子の光取出し面の縁部の内側の領域
６ 波長変換部の光取出し面
３４、５２、５３、５４ 発光装置
３５、３５ａ 基台
３６、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３６ｋ 発光素子
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ 第１の被覆部
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ 第２の被覆部
３９、３９ａ、３９ｂ 波長変換部
４０、４０ａ 隙間
４１ 被覆部
６０ 基台
６１ 発光素子
６２ 波長変換部
６３ 発光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つの領域からなり、
前記発光素子の一方の主面に設けられた光取出し面の前記縁部における前記１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記波長変換部は、厚みが略均一で、波長変換材料が略均一に分散されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとは、直列に接続され、かつ、
前記縁部の前記ダイオードの前記発光層の面積が、前記縁部の内側の領域の前記ダイオードの前記発光層の面積よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとが、電気的に独立に駆動可能である請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記発光素子の他方の主面には、その全面に電極が設けられ、前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部のみに電極が設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの領域は電極パターンによって区分されており、前記縁部の電極間隔が前記縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の電極抵抗が前記縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の内側の領域の内部抵抗が前記縁部の内部抵抗よりも大きい請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の前記１次光の透過率が前記縁部の内側の領域の前記１次光の透過率よりも大きい請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、被覆部によって覆われており、
前記被覆部は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分の屈折率が、前記被覆部の他の部分の屈折率よりも高く設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
前記被覆部の少なくとも一部がナノ粒子材を含み、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の母材よりも高い屈折率のナノ粒子材を有する請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記被覆部の少なくとも一部がナノ粒子材を含み、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の他の部分よりも高比率のナノ粒子材を有する請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記波長変換部がドーム状に形成された請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記波長変換部のうち、前記被覆部の屈折率の高い部分の上方に位置する部分の屈折率が、前記波長変換部の他の部分の屈折率よりも高い請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記被覆部と前記波長変換部との間に隙間が設けられた請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記発光素子を複数備え、
前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、隣接する発光素子の間隔が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１７】
前記複数の発光素子は、前記波長変換部の単位面積当たりの前記発光素子の実装面密度が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置された請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記複数の発光素子は、前記波長変換部での発光効率が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置された請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、成長基板を除去することによって得られたものである請求項１に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記縁部での前記電極の厚みが前記縁部の内側の領域での前記電極の厚みよりも厚い請求項７に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記縁部の内側の領域にイオン注入されている請求項８に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記縁部は前記縁部の内側の領域よりも高濃度でドーピングされている請求項８に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部に誘電体多層膜が設けられている請求項９に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部のみに凹凸が設けられている請求項９に
記載の発光装置。
【請求項１】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記発光素子は、縁部と前記縁部の内側の領域の少なくとも２つの領域からなり、
前記発光素子の一方の主面に設けられた光取出し面の前記縁部における前記１次光の輝度が前記縁部の内側の領域における前記１次光の輝度よりも高く設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記波長変換部は、厚みが略均一で、波長変換材料が略均一に分散されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとは、直列に接続され、かつ、
前記縁部の前記ダイオードの前記発光層の面積が、前記縁部の内側の領域の前記ダイオードの前記発光層の面積よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記縁部のダイオードと前記縁部の内側の領域のダイオードとが、電気的に独立に駆動可能である請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの領域はダイオードからなり、
前記発光素子の他方の主面には、その全面に電極が設けられ、前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部のみに電極が設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの領域は電極パターンによって区分されており、前記縁部の電極間隔が前記縁部の内側の領域の電極間隔よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の電極抵抗が前記縁部の内側の領域の電極抵抗よりも小さい請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の内側の領域の内部抵抗が前記縁部の内部抵抗よりも大きい請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの領域において、前記縁部の前記１次光の透過率が前記縁部の内側の領域の前記１次光の透過率よりも大きい請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、被覆部によって覆われており、
前記被覆部は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分の屈折率が、前記被覆部の他の部分の屈折率よりも高く設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
前記被覆部の少なくとも一部がナノ粒子材を含み、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の母材よりも高い屈折率のナノ粒子材を有する請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記被覆部の少なくとも一部がナノ粒子材を含み、
前記波長変換部の外周部における前記被覆部の少なくとも一部分が、前記被覆部の他の部分よりも高比率のナノ粒子材を有する請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記波長変換部がドーム状に形成された請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記波長変換部のうち、前記被覆部の屈折率の高い部分の上方に位置する部分の屈折率が、前記波長変換部の他の部分の屈折率よりも高い請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記被覆部と前記波長変換部との間に隙間が設けられた請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１６】
基台と、前記基台上に配置された１次光を放射する発光素子とを備えた発光装置であって、
前記発光素子は、発光層を含む複数の半導体層からなり、
前記発光素子は、前記１次光の一部を吸収して、２次光を放射する波長変換材料を含む波長変換部によって覆われており、
前記発光素子を複数備え、
前記複数の発光素子は、一連の波長変換部によって覆われると共に、隣接する発光素子の間隔が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次狭くなるように配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１７】
前記複数の発光素子は、前記波長変換部の単位面積当たりの前記発光素子の実装面密度が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次高くなるように配置された請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記複数の発光素子は、前記波長変換部での発光効率が前記基台の中央部側から周縁部側に向けて漸次大きくなるように配置された請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、成長基板を除去することによって得られたものである請求項１に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記縁部での前記電極の厚みが前記縁部の内側の領域での前記電極の厚みよりも厚い請求項７に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記縁部の内側の領域にイオン注入されている請求項８に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記縁部は前記縁部の内側の領域よりも高濃度でドーピングされている請求項８に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部に誘電体多層膜が設けられている請求項９に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光素子の前記一方の主面には、前記縁部のみに凹凸が設けられている請求項９に
記載の発光装置。
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公表番号】特表２０１０−５０８６６９（Ｐ２０１０−５０８６６９Ａ）
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３５１９５（Ｐ２００９−５３５１９５）
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００８／００２０７１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１９８３６
【国際公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００８／００２０７１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１９８３６
【国際公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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