CN101009351A - 半导体发光器件和半导体发光器件组装体 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种能又防止发光特性随时间经历而劣化、又使出光效率提高的半导体发光器件。在LED片(2)与罩盖(52)之间，设置屏蔽膜(51)。抑制LED片(2)与罩盖(52)之间的元素移动，避免LED片(2)内的金属元素(p型电极(25)和热传导性粘接剂(33)中包含的金属元素)与罩盖(52)内的硫或卤素的反应。当屏蔽膜(51)的折射率满足规定条件式时，LED片2与罩盖部(52)之间的折射率差得到缓解，从而减小从LED片(2)往外部时的菲涅耳反射。

Description

半导体发光器件和半导体发光器件组装体
技术领域
本发明涉及具有以树脂材料为成分的罩盖部的半导体发光器件、以及具有该半导体发光器件的光源装置用的半导体发光器件组装体。
背景技术
近年来，使用GaN类半导体或InGaN类半导体的发光二极管(LED：LightEmitting Diode)中，为了使出光效率提高，“背面发光型(倒装片型)LED”成为主流。此倒装片型LED是指配置透明衬底与反射电极之间包含活性层的半导体叠层结构的LED，利用这种结构使活性层发的光从背面侧(透明衬底侧)出射。
图11表示使用倒装片型LED的已有半导体发光器件(LED器件101)的截面组成例。此LED器件101将发生出射光L101的LED片102配置在副安装衬底131上，并利用接合丝线142A、142B与LED片102内的电极(未图示)和引线架电极141A、141B电连接。而且，利用热传导性粘接剂133将副安装衬底131与作为散热结构体的底块132接合。由外壳143覆盖底块132和部分引线架电极141A、141B。LED片102的周围由填充剂154和罩盖152覆盖，并从外部加以密封。
作为填充剂154，使用例如硅胶那样的柔软性高的材料或流动性高的材料。另一方面，作为罩盖152，除使用环氧类树脂等外，还提出专利文献1～专利文献4揭示的树脂材料。再有，使用例如环氧类树脂那样的硬材料时，填充剂也作为罩盖起作用。
专利文献1：日本国专利第2989787号公报
专利文献2：日本国专利第3155925号公报
专利文献3：日本国专利第3439582号公报
专利文献4：日本国专利第3491660号公报)
可是，为了提高LED器件的出光效率，最好使填充剂和罩盖的折射率尽量接近LED片部分(倒装片型LED时为透明衬底)的折射率。这是因为抑制它们的界面的菲涅耳反射，加大产生全反射的临界角。
通常，将蓝宝石衬底用作透明衬底，因而透明衬底的折射率为1.70～1.80的程度。另一方面，与蓝宝石衬底相比，填充剂和罩盖的折射率一般相当小，例如环氧类树脂的折射率为1.40～1.55的程度。因此，从例如图12所示的特性图判明，与填充剂和罩盖的折射率高时(1.80左右时)相比，出光效率降低约15％～20％。
这里，上述专利文献1～4揭示的树脂材料，其折射率高达1.70～1.74，接近倒装片型LED的蓝宝石衬底的折射率，所以可认为使出光效率比以往提高。
然而，这些高折射率树脂材料都含有与银(Ag)等金属元素的反应性高的硫(S)或卤素，所以判明如图13所示的特性图(正向电流if＝350毫安、环境温度＝85℃的条件下的LED器件出射的光通量的时间变化)那样，使LED器件的发光特性随时间经历而劣化。
具体而言，LED片内的电极和使副安装衬底与底块接合的热传导性粘接剂等中使用上述金属元素，所以容易通过离子迁移与硫或卤素进行反应。因此，在银的情况下起反应时，形成褐色的硫化银(AgS)或卤化银，所以LED器件的发光特性随时间经历而劣化。
这样，作为填充剂或罩盖，不得不使用含有硫或卤素的树脂材料的已有技术中，难于又防止发光特性随时间经历而劣化，又使出光效率提高。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能又防止发光特性随时间经历而劣化、又使出光效率提高的半导体发光器件和具有这种半导体发光器件的半导体发光器件组装体。
发明内容
本发明的半导体发光器件，具有包含金属元素的半导体发光元件；由包含硫(S)或卤素且同时还能透射来自所述半导体发光元件的光的材料组成的罩盖部；以及设置在半导体发光元件与罩盖部之间、并使来自此半导体发光元件的光穿透罩盖部而且同时还使半导体发光元件侧与罩盖部侧之间屏蔽的屏蔽膜。
本发明的半导体发光器件组装体，用于背后照明等的光源装置，在布线电路板上装载多个所述半导体发光器件。
本发明的半导体发光器件和半导体发光器件组装体，利用屏蔽膜使半导体发光元件侧与罩盖部侧屏蔽，因而防止半导体发光元件内的金属元素与罩盖部内的硫(S)或卤素反应。罩盖部中添加具有反应性的荧光体的半导体发光器件和半导体发光器件组装体也相同。例如，有将碱土金属硫化物的荧光体添加到树脂组成的罩盖部的白色LED器件。
本发明的半导体发光器件，最好在将所述罩盖部的折射率取为nc、所述屏蔽膜的折射率取为np且所述屏蔽膜在所述半导体发光元件侧连接的构件的折射率取为ni时，屏蔽膜的折射率满足下面的式(1)或式(2)。这样构成的情况下，屏蔽膜缓解半导体发光元件与罩盖部之间的折射率差，减小半导体元件往外部时的菲涅耳反射。
ni≤np≤nc  ……(1)
ni≥np≥nc  ……(2)
根据本发明的半导体发光器件和半导体发光器件组装体，由于在半导体分光元件与罩盖部之间设置屏蔽膜，能防止金属硬件与硫(S)或卤素的反应，可又防止发光特性随时间经历而劣化、又使出光效率提高。
尤其在屏蔽膜的折射率满足上述式(1)或式(2)的情况下，可减小从半导体元件往外部时的菲涅耳反射，能使出光效率进一步提高。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的半导体发光器件的组成的剖视图。
图2是表示图1的LED片附近的详细组成的剖视图。
图3是表示实施方式2的半导体发光器件的组成的剖视图。
图4是表示图3的LED片附近的详细组成的剖视图。
图5是表示实施方式2的变换例的半导体发光器件的组成的剖视图。
图6是表示实施方式3的半导体发光器件的组成的剖视图。
图7是表示实施方式3的变换例的半导体发光器件的组成的剖视图。
图8是表示本发明变换例的半导体发光器件的组成的剖视图。
图9是表示使用本发明半导体发光器件的半导体发光器件组装体的组成的侧视图。
图10是表示使用图9的半导体发光器件组装体的光源装置的组成的侧视图。
图11是表示已有半导体发光器件的组成的剖视图
图12是表示已有半导体发光器件中的填充剂或罩盖的折射率与出光效率的关系的特性图。
图13是表示已有半导体发光器件的出射光的光通量时间变化的特性图。
标号说明
1、11～15、1A～1C是LED器件，2、6是LED片，21是透明衬底，61是衬底，22、62是n型包覆层，23、63是活性层，24、64是p型包覆层，25、65是p型电极，16、66是n型电极，31是副安装衬底，31A是电极，31B是焊块，32是底块，33是热传导性粘接剂，41A、41B是引线架电极，42A、42B是接合丝线，43是外壳，51、53是屏蔽膜，52是罩盖，54是填充剂，55是反射率调整层，61是布线电路板，62是连接器，71是金属框体，72是支撑体，73是漫射板，74是漫反射板，L、L1、L2是出射光。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1表示本发明实施方式1的半导体发光器件(LED器件1)的截面组成。
将此LED器件1将往上方发出光L1的LED片2设置在副安装衬底31上。副安装衬底31利用接合丝线42A、42B，与引线架电极41A、41B电连接。利用热传导性粘接剂33，将副安装衬底31的背面与作为散热结构体的底块32接合。底块32和引线架电极41A、41B的一部分被外壳43覆盖。而且，在LED片2和外壳43上，配置以上方为凸面的半球状罩盖52。在此罩盖52与LED片2之间，即在罩盖52的底面，均匀地形成屏蔽膜51。
图2详细示出此LED器件1中的一部分(LED片2附近)的截面组成。
作为衬底，此倒装片型LED片2具有透明衬底21。此透明衬底21的表面粘合罩盖52侧的屏蔽膜51。在透明衬底21的背面均匀地形成n型包覆层22。n型包覆层22的一部分上形成n型电极26，另一部分上依次形成活性层23、p型包覆层24和p型电极25，从而构成脊状叠层结构。而且，利用软钎料等组成的焊块将n型电极26和p型电极25分别与副安装衬底31上的电极31A电连接。即，通过焊块31B、电极31A和接合丝线42A将n型电极26与引线架电极41A电连接，并通过焊块31B、电极31A和接合丝线42B将p型电极25与引线架电极41B电连接。利用这样的组成，LED片2最终将活性层23发出的光穿通罩盖部52，从上方出射(出射光L1)。
透明衬底21是对来自活性层23的光透明的衬底，例如由蓝宝石衬底等构成。活性层23由不添加杂质的半导体材料构成，作为利用供给的电流发光的的发光区起作用。又，n型包覆层22和p型包覆层24分别由n型或p型的半导体多层膜构成，对活性层23供给电子或正空穴。这些n型包覆层22、活性层23和p型包覆层24分别由作为以例如430纳米～560纳米左右的波长区为对象的绿色、蓝色发光材料的GaN类或InGaN类半导体材料等构成。
n型电极26和p型电极25通过引线架电极41A、41B连接直流电源(未图示)，用于分别对活性层23供给电流。又，p型电极25作为反射来自活性层23的光中的p型电极25侧的光、并将其往透明衬底21侧引导的反射电极起作用。n型电极26由例如钛(Ti)等功函数小的金属元素构成，p型电极由反射率高的金属元素(例如银(Ag)、金(Au)、铝(Al)等)构成。再者，此p型电极25对应于本发明的“金属元素组成的电极”的一具体例。
返回到图1的说明。热传导粘接剂33由含有上述金属元素的粘接剂组成，例如由含有Ag的热传导环氧类粘接剂构成。此热传导粘接剂33对应于本发明的“包含金属元素的构件”的一具体例。
罩盖52用于从外部密封LED片2，同时还透射来自LED片2的光，将其出射到外部；其成分为含有硫(S)或卤素的高折射率树脂材料。具体而言，例如可列举含硫聚氨酯类树脂(折射率为1.70)、含硫丙烯酸类树脂(折射率为1.70)和含硫环氧类树脂(折射率为1.70)等。
将屏蔽膜51配置在LED片2与罩盖52之间，所起的作用透射来自LED片2的光L1，而对它们之间的元素的迁移进行屏蔽。具体而言，屏蔽LED片2内的p型电极25和热传导粘接剂33包含的金属元素因离子迁移而侵入到罩盖52，防止这些金属元素与罩盖52内的硫和卤素的反应。
设罩盖52的树脂材料的折射率为nc，屏蔽膜51的折射率为np，且屏蔽膜51在LED片2侧连接的构件的折射率为ni，则屏蔽膜51的折射率最好满足下面的式(1)或式(2)。这是因为由满足此条件的材料构成屏蔽膜51时，屏蔽膜51使LED片2与罩盖52之间的折射率差得到缓解，减小从LED片2往外部时的各界面(LED片2内的透明衬底21与屏蔽膜51的界面和屏蔽膜51与罩盖52的界面)上的菲涅耳反射。本实施方式的LED器件1中，由于LED片2是倒装片型的，屏蔽膜51在此LED片2侧连接的构件为透明衬底21。
ni≤np≤nc    ……(1)
ni≥np≥nc    ……(2)
又，设来自LED片2的光L1的最大峰值强度区的波长为λ，且屏蔽膜51的厚度取为dp时，屏蔽膜51的折射率和厚度最好满足下面的式(3)。
np×dp＝(2m+1)×λ/4  ……(3)
(m为大于等于0的整数)
再者，上述式(3)中，LED片2的峰值振荡波长(光L1的最大峰值强度区的波长λ)在例如由InGaN等绿色发光材料构成所述半导体叠层结构的情况下为530±20纳米的程度，由InGaN等蓝色发光材料构成的情况下为460±20纳米的程度。
又，屏蔽膜51的折射率最好满足下面的式(4)。由满足此条件的材料构成屏蔽膜51时，与上述式(3)时相同，菲涅耳反射也减小，同时还使与峰值振荡波长λ对应的光L1的菲涅耳反射为0。
np＝(ni×nc)1/2  ……(4)
屏蔽膜51具体由例如表1所示的材料构成。即，构成的材料例如为氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化钕(Nd2O3)、氧化钛(TiO2)和氧化锆(ZrO2)等。
【表1】
 材料   折射率 备注
 SiO2   1.46
 Si3N4   1.90
 Al2O3   1.76
(蓝宝石)   (1.76) 透明衬底
 AlN   2.15
 MgO   1.75
 SnO   1.90
 ZnO   1.95
 In2O3、Nd2O3   2.00
 TiO2   2.20～2.27
 ZrO2   2.10
 (GaN)   (2.40) G、B发光材料
 (AlInGaP)   (2.86) R发光材料
 (GaAs、AlGaAs)   (3.30～3.90) R发光材料
又，也可按组合上述材料的方式，即按包含这些材料构成的组中的至少1种的方式，构成屏蔽膜51。
再者，表1中，连同上述屏蔽膜51的组成材料，一起记载作为透明衬底21的组成材料例的蓝宝石(折射率为1.76)、作为LED片2内的半导体叠层结构的组成材料例的绿色、蓝色发光材料GaN(折射率为2.40)、作为后面阐述的实施方式2中的LED片6内的半导体叠层结构的组成材料的红色发光材料GaAs、AlGaAs(折射率为3.30～3.90)。
能例如以下那样制造此LED器件1。
首先，形成LED片2。具体而言，首先，在上述材料组成的透明衬底21上，利用例如有机金属化学汽相淀积(MOCVD：Metal Organic Chemical VaporDeposition)法或分子束外延(MBE：Molecular Beam Epitaxy)法依次外延生长上述材料组成的n型包覆层22、活性层23和p型包覆层24，从而形成半导体叠层结构。接着，将n型包覆层22、活性层23和p型包覆层24的一部分加工成规定的形状，以确保在n型包覆层22上形成n型电极26。利用例如反应性离子蚀刻(RIE：Reactive Ion Etching)或聚焦离子束蚀刻(FIB：Focus Ion Beametching)等进行此规定形状的加工。接着，分别利用例如蒸镀法在n型包覆层22上的一部分形成n型电极26后，在p型包覆层24上形成p型电极25。由此，形成图2所示的LED片2。
接着，利用软钎料等组成的焊块31B将形成的LED片2设置在副安装衬底31上。这时，进行对位，如图2所示，使LED片2上的n型电极26和p型电极25与副安装衬底31上的电极31A以焊块31B为中介电连接。接着，利用上述材料组成的热传导粘接剂33将副安装衬底31粘接在底块32上。
接着，将底块32和部分引线架电极41A、41B安装到外壳43。利用接合丝线42A、42B分别将LED片2内的n型电极26和p型电极25与引线架电极41A、41B之间加以连接，使它们之间电连接。
另一方面，用上述树脂材料形成罩盖52如下。即，通过以金属模使例如热硬化树脂或紫外线硬化树脂成形，形成例如图1所示那样的半球状罩盖52。
接着，在此罩盖52的平面侧，利用例如导入氧(O2)或氮(N2)的反应性DC溅镀法或RF溅镀法等以例如220纳米～230纳米左右的厚度均匀地形成上述材料组成的屏蔽膜51。
最后，使这样形成的LED片2、副安装衬底31、底块32、引线框电极41A和42B、以及外壳43的结构体与罩盖52和屏蔽膜51的结构体面对面地接合。具体而言，按LED片2与屏蔽膜51粘合的方式，用树脂使罩盖52的边缘附近与外壳43粘接，从而使上述2个结构体接合。这样，制造图1和图2所示的LED器件1。
此LED器件1中，从直流电源(未图示)通过引线架电极41A、41B和接合丝线42A、42B在n型电极26和p型电极25之间施加规定电压时，通过n型包覆层22或p型包覆层24对活性层23注入电流。活性层23中，由注入的电流引发电子-正空穴重新结合，从而发光。该光中往透明衬底21侧的光原样通过透明衬底21、屏蔽膜51和罩盖52并出射。另一方面，往p型电极25侧的光被该p型电极25反射，并引导到透明衬底21侧。这样，活性层23发出的光最终作为出射光L1，往透明衬底21侧(即LED器件1的罩盖52侧)出射。
这里，此LED器件1由于在LED片2与罩盖52之间设置屏蔽膜51，抑制离子迁移等造成的LED片2与罩盖52之间的元素移动，避免LED片2内的金属元素(具体为p型电极25和热传导粘接剂33中包含的金属元素)与罩盖52内的硫或卤素的反应。
而且，由于利用能透射来自LED片2的光L1的材料构成该屏蔽膜51和罩盖52，在这些部位上的出射光L1的出光效率不降低。
综上所述，本实施方式中，做成在LED片2与罩盖52之间设置屏蔽膜51，因而能避免LED片2内的p型电极25中包含的金属元素与罩盖52中包含的硫(S)或卤素的反应，能又防止LED器件1的发光特性随时间经历而劣化、又使出光效率提高。
而且，屏蔽膜51的LED片2侧，除LED片2内含金属元素外，热传导粘接剂33内也含金属元素，所以除p型电极25包含的金属元素外，热传导粘接剂33包含的金属元素与上述硫或卤素的反应也能避免。
又，由于在LED片2与罩盖52之间均匀地形成屏蔽膜51，与后文阐述那样有选择地形成屏蔽膜时相比，可完全屏蔽，能更有效地防止上述反应。
而且，屏蔽膜51的折射率满足上述式(1)或式(2)的情况下，能抑制从LED片2往外部时的各界面上的菲涅耳反射。因此，能使光L1的反射率减小，使出光效率进一步提高。
又，除满足上述式(1)或式(2)外，屏蔽膜51的折射率和厚度还满足上述式(3)时，可利用光束的干涉使光L1的反射率减小，使出光效率进一步提高。
除满足上述式(1)～式(3)外，屏蔽膜51的折射率还满足上述式(4)时，能使与峰值振荡波长λ对应的光L1的反射率为实质上0。因此，能使出光效率提高得最大。
而且，以组合可组成材料并包含这些材料组成的群中的至少1种的方式构成屏蔽膜51时，可通过改变各材料的组成比，使屏蔽膜51的折射率调整自如。因此，可通过调整各材料的组成比，将屏蔽膜51的折射率设定成满足上述式(1)～式(4)。
又，由于在罩盖52的背面均匀地形成屏蔽膜51后，使其与LED片2等接合，从而制造LED器件1，所以能方便地形成屏蔽膜51，与以往的LED器件相比，尤其能制造得不复杂。
再者，作为本实施方式的具体实施例(实施例1)，可举出将蓝宝石衬底(折射率ni＝1.76)用作透明衬底21，将含硫聚氨酯类树脂(折射率nc＝1.70)用作罩盖52的组成树脂，将厚度230纳米的Al2O3(折射率np＝1.76)用作屏蔽膜51，并且将作为以430纳米～560纳米左右的波长区为对象的绿色、蓝色发光材料的GaN类或InGaN类的半导体用作半导体叠层结构。由使用Al2靶的导入O2的DC溅镀法形成Al2O3组成的屏蔽膜51。此实施例1中，取为最大峰值强度区的波长λ＝540纳米时，满足上述式(2)和式(3)(式(3)中，m＝1)。
作为本实施方式的另一实施例(实施例2)，可举出将厚度230纳米的SiOxNy(折射率np＝1.73)用作屏蔽膜51。由使用SiO2靶的导入N2的反应性RF溅镀法形成此SiOxNy做成的屏蔽膜51。此实施例2中，取为最大峰值强度区的波长λ＝530纳米时，满足上述式(2)～式(4)(式(3)中，m＝1)，因而能比上述实施例1进一步提高出光效率。
下面，说明本发明其它实施方式的半导体发光器件。对与实施方式1的组成单元相同的组成单元标注相同的标号，适当省略说明。
实施方式2
图3表示实施方式2的半导体发光器件(LED器件11)的截面组成。
此LED11中，设置后面阐述的上表面发光型的LED片6，以代替实施方式1(LED器件1)说明的倒装片型的LED片2。因此，LED器件11中，不设副安装衬底31，由粘接剂33将LED片6与底块32直接粘接。而且，将接合丝线42B连接到LED片6的上表面，而不是其侧面。
图4详细示出此LED器件11中的一部分(LED片6附近)的截面组成。此上表面发光型LED片6将来自活性层63的光L2原样往上方(表面侧)出射(出射光L2)。LED片6具有对来自活性层63的光L2不透明的衬底61。此衬底61的表面依次均匀地形成p型包覆层64、活性层63和n型包覆层62，从而构成叠层结构。在n型包覆层62上的一部分形成n型电极66，在衬底61的背面均匀地形成p型电极65。使n型电极66通过接合丝线42B与引线架电极41B电连接，p型电极65通过热传导粘接剂33、底块32和接合丝线42A与引线架电极41A电连接。
衬底21由例如砷化镓(GaAs)衬底或硅(Si)衬底等构成。分别由作为以610纳米～640纳米左右的波长区为对象的红色发光材料的AlInGaP类半导体、作为以430纳米～560纳米左右的波长区为对象的绿色、蓝色发光材料的GaN类或InGaN类的半导体等构成p型包覆层64、活性层63、n型包覆层62、n型电极66和p型电极65。由红色发光材料构成此半导体叠层结构时，上述式(3)的峰值振荡波长λ为630±30纳米左右。
返回到图3的说明。此LED器件11中，在罩盖52与LED片6之间，具体而言，在底块32和LED片6的侧面和上表面，均匀地形成屏蔽膜53，以代替实施方式1中的屏蔽膜51。
此屏蔽膜53由表1所示的材料中的绝缘材料构成。具体而言，由例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)以及这些材料的组合构成。利用具有导电性的材料构成，则与实施方式1的屏蔽膜51不同，这是因为屏蔽膜53使n型电极66与p型电极65电短路。
其它部分的组成与实施方式1中说明的LED器件1相同。
能例如以下那样制造此LED器件11。
首先，形成LED片6。具体而言，首先，在上述材料组成的衬底61的表面，与实施方式1相同地形成包含上述材料组成的p型包覆层64、活性层63和n型包覆层62的半导体叠层结构。接着，在衬底61的背面侧均匀地形成p型电极65，在n型包覆层62上局部形成n型电极66。通过使用例如RIE或FIB等进行加工，形成此n型电极66。由此，形成图4所示的LED片6。
接着，利用热传导粘接剂33使LED片6粘接在底块32上。然后，在底块32和LED片6的侧面和上表面，利用例如反应性DC溅镀法以例如220纳米～230纳米左右的厚度均匀地形成上述材料组成的屏蔽膜53。
接着，与实施方式1相同，也将底块32和部分引线架电极41A、41B装到外壳43中。然后，利用接合丝线42A、42B分别将LED片6内的p型电极65和n型电极66与引线架电极41A、41B之间连接，使它们之间电连接。
接着，在LED片6、底块32、屏蔽膜53、引线架电极41A、41B和外壳43的结构体上，使用上述树脂材料形成罩盖52如下。即，使用热硬化型树脂材料，将此结构体作为下部金属模进行金属模成形(上部金属模为与实施方式1相同的通常半球状金属模)，从而形成图3所示那样的罩盖52。这样，制造图3和图4所示的LED器件11。
与LED器件1相同，在这种LED器件11中，在n型电极66和p型电极65之间施加规定电压时，活性层63发光。该光中往n型电极66侧的光原样通过n型包覆层62、屏蔽膜53和罩盖52并出射。这样，来自活性层23的光中的一部分作为出射光L2，往LED器件11的罩盖52侧出射。
这里，此LED器件11由于在LED片6与罩盖52之间(具体在底块32和LED片6的侧面和上表面)设置屏蔽膜53，利用与实施方式1相同的作用，避免LED片6内5和热传导粘接剂33中包含的金属元素与罩盖52内的硫或卤素的反应。
但是，本实施方式的LED器件11中，由于LED片6为上表面发光型，屏蔽膜53在此LED片6侧连接的构件为半导体叠层结构(这时为n型包覆层62)。
而且，由于LED片6和热传导粘接剂33的周围被屏蔽膜53直接覆盖，不介入空气层，避免与空气层的界面的光L2的额外反射。
综上所述，本实施方式中，做成在LED片6与罩盖52之间设置屏蔽膜53，因而产生与实施方式1相同的作用和效果。即，可避免LED片6和热传导粘接剂33中包含的金属元素与罩盖52中包含的硫或卤素的反应，能又防止LED器件11的发光特性随时间经历而劣化、又使出光效率提高。
而且，由于利用屏蔽膜53直接覆盖LED片6和热传导粘接剂33的周围，可避免光L2的额外反射，能使出光效率比实施方式1进一步提高。
本实施方式说明了具有上表面发光型的LED片6的LED器件11，但例如图5所示，本实施方式说明的屏蔽膜53也可用于具有倒装片型LED片2的LED器件(LED器件12)。这时，屏蔽膜53在LED片6侧连接的构件与实施方式1相同，也为透明衬底21。
再者，作为本实施方式的具体实施例(实施例3)，可举出图3、图4所示的LED器件11中，将含硫聚氨酯类树脂(折射率nc＝1.70)用作罩盖52的组成树脂，将厚度220纳米的AlN(折射率np＝2.15)用作屏蔽膜53，并且将作为以610纳米～640纳米左右的波长区为对象的红色发光材料的AlInGaP类的半导体(折射率ni＝2.86)用作半导体叠层结构。由使用Al2靶的导入N2的DC溅镀法形成AlN组成的屏蔽膜53。此实施例3中，取为最大峰值强度区的波长λ＝630纳米时，满足上述式(2)和式(3)(式(3)中，m＝1)。
实施方式3
图6是表示实施方式3的半导体发光器件(LED13)的截面组成的图。
此LED器件13在实施方式2的LED12中，罩盖52于LED片2之间注入填充剂54，同时还在LED片2与填充剂54之间设置屏蔽膜53。其它部分的组成与实施方式2的LED器件12相同。
填充剂54用于与罩盖52一起从外部密封LED片2。但是，与罩盖52不同，由不包含硫(S)或卤素的材料(例如硅胶那样的柔软性高的材料或流动性高的材料等)构成。
能例如以下那样制造此LED器件13。
首先，与实施方式1相同，也形成LED片2，并使其与副安装衬底31、底块32、引线架电极41A和41B、接合丝线42A和42B接合。
另一方面，利用与实施方式1相同的金属模成形，形成图6所示那样的形状的罩盖52。然后，在此罩盖52的内表面，利用例如导入O2或N2的反应性DC溅镀法或RF溅镀法等以例如220纳米～230纳米左右的厚度均匀地形成屏蔽膜53。
最后，使这样形成的LED片2、副安装衬底31、底块32、引线架电极41A和41B、接合丝线42A和42B以及外壳43的结构体与罩盖52和屏蔽膜53的结构体面对面，在LED片2与屏蔽膜53之间注入上述材料组成的填充剂54，从而制造图6所示的LED器件13。这时，也可做成使已在内部注入填充剂54的罩盖52和屏蔽膜53的结构体与LED片2、副安装衬底31、底块32、引线架电极41A和41B、接合丝线42A和42B以及外壳43的结构体接合。由热硬化树脂构成填充剂54时，可通过注入填充剂54后以10℃～120℃左右进行加热并使其硬化，使该填充剂54也作为粘接剂起作用。
本实施方式的LED器件13中，在LED片2与罩盖52之间(具体在LED片2与填充剂54之间)设置屏蔽膜53，因而利用与实施方式1相同的作用避免LED片2和热传导粘接剂33中包含的金属元素与罩盖52中包含的硫和卤素的反应。
但是，此LED器件13中，屏蔽膜53在LED片2侧连接的构件为填充剂54，如图6所示。
综上所述，本实施方式中，做成在LED片2与罩盖52之间设置屏蔽膜53，因而产生与实施方式1和2相同的作用和效果。即，可避免LED片2和热传导粘接剂33中包含的金属元素与罩盖52中包含的硫或卤素的反应，能又防止LED器件13的发光特性随时间经历而劣化，又使出光效率提高。
再者，本实施方式的LED器件13中，最好做成填充剂54的折射率和该填充剂54在LED片2侧连接的构件的折射率的值接近。这是因为能抑制LED片2与填充剂54的界面的额外反射。尤其在填充剂54的折射率小于LED片2内的透明衬底21的折射率的情况下，来自活性层23的光L1根据与这些界面形成的角度，有可能全反射，所以通过使折射率相互接近，能抑制这种全反射。
又，例如图7所示的LED14那样，注入填充剂54时，与实施方式2相同，也可将屏蔽膜53直接形成在底块32和LED片6的侧面和上表面。这时，由于LED片2是倒装片型，屏蔽膜53在LED片2侧连接的构件为透明衬底21。
本实施方式中，说明了具有倒装片型的LED片2的LED器件13，但本实施方式说明的填充剂54和屏蔽膜53的配置也可用于实施方式2说明的具有上表面发光型LED片6的LED器件。这时，与实施方式2相同，屏蔽膜53在LED片6侧连接的构件也为半导体叠层结构(n型包覆层62)。
再者，作为本实施方式的具体实施例(实施例4)，可举出图6所示的LED器件3中，将蓝宝石衬底用作透明衬底，将含硫聚氨酯类树脂(折射率nc＝1.60)用作罩盖52的组成树脂，将厚度230纳米的SiOxNy(折射率np＝1.62)用作屏蔽膜53，将硅胶(折射率ni＝1.65)用作填充剂，并且将作为以430纳米～560纳米左右的波长区为对象的绿色、蓝色发光材料的GaN类或InGaN类的半导体用作半导体叠层结构。SiOxNy的折射率与实施例2不同，这是因为氧的含有量x与氮的含有量y的比率不同。此实施例4中，取为最大峰值强度区的波长λ＝497纳米时，满足上述式(2)～式(4)(式(3)中，m＝1)。
至此，已列举实施方式1～3，说明了本发明，但本发明不受这些实施方式限定，可作各种变换。
例如，可以如图8所示的LED器件15那样，在罩盖52的外表面上设置调整该罩盖52与空气层的界面的反射率用的反射率调整层55。这样组成时，能调整成罩盖52与空气层的界面的额外反射减小，因而能使LED器件的出光效率比上述实施方式提高。再者，图8中是对实施方式1的LED器件1(图1)设置反射率调整层55的情况，但对其它实施方式的LED器件也同样可用。
又，上述实施方式中，以将屏蔽膜51、53均匀地形成在LED片2、6与罩盖52之间的情况进行说明，但例如仅LED片内包含金属元素等情况下，也可在LED片和罩盖52之间与包含金属元素的电极对应的位置有选择地设置屏蔽膜。这样组成时，能避免金属元素与罩盖52中包含的硫或卤素的反应，又防止LED器件的发光特性随时间经历而劣化，又使出光效率提高。
在上述实施方式中，说明了由发出规定波长区的光的红色发光材料、绿色发光材料或蓝色发光材料构成LED片2、6内的半导体叠层结构的情况，但也可做成该LED片发出白色的光。具体而言，做成由蓝色发光材料或蓝紫色发光材料构成LED片内的半导体叠层结构，同时还在该LED片的外表面涂敷黄色荧光体或红色荧光体和绿色荧光体的混合物。或者在树脂组成的罩盖层中，将黄色荧光体或红色荧光体和绿色荧光体添加成色散。这时，LED片的峰值振荡波长λ为整个可见光区，即380纳米～780纳米左右。
又，本发明的半导体发光器件(LED器件)，能例如图9所示那样用于背后照明等光源装置中用的半导体发光器件组装体。这时，例如设置多个上述实施方式说明的LED器件(LED器件1A、1B、1C、……)，并将这些LED器件分别与布线电路板电连接即可。这样组成的半导体发光器件组装体中，利用与上述实施方式相同的作用，能得到同样的效果。再者，图10示出使用图9所示的半导体发光器件组装体的光源装置的一个例子，将多个半导体发光器件组装体分别装载在金属框体71上，同时还利用连接器62相互接合并由多个支撑体72支撑在与漫射板73之间。而且，该多个半导体发光器件组装体上均匀地形成漫反射板74。利用这样的结构，在这种光源装置中，来自多个LED器件1A、1B、1C、……的光L在漫射板73受到漫射，同时还被漫反射板74反射，从而往图的上方出射。
又，上述实施方式说明的LED片2、6中，也可构成n型包覆层与p型包覆层的配置和n型电极与p型电极的配置分别相反。
上述实施方式说明了罩盖52为将上方做成凸面的半球状的情况，但罩盖52的形状不限于此，也可为其它形状。
上述实施方式中说明的各组成单元的材料和厚度或成膜方法和成膜条件等并非限定，可为其它材料和厚度，也可为其它成膜方法和成膜条件。
上述实施方式对具体举出半导体发光器件的组成进行了说明，但也可不必设置全部的层或设置其它层。

Claims (21)

1、一种半导体发光器件，其特征在于，具有
包含金属元素的半导体发光元件；
由包含硫(S)或卤素且同时还能透射来自所述半导体发光元件的光的材料组成的罩盖部；以及
设置在所述半导体发光元件与所述罩盖部之间、并使来自所述半导体发光元件的光穿透所述罩盖部而且同时还使所述半导体发光元件侧与所述罩盖部侧之间屏蔽的屏蔽膜。
2、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述半导体发光元件具有衬底上包含发光层的半导体叠层结构，
所述金属元素包含在设置于所述半导体叠层结构的电极中。
3、如权利要求2中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述衬底是可透射来自所述发光层的光的透明衬底，而且与所述屏蔽膜接合。
4、如权利要求2中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述半导体叠层结构与所述屏蔽膜接合。
5、如权利要求2中所述的半导体发光器件，其特征在于，
有选择地将所述屏蔽膜形成在与所述电极对应的位置。
6、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将所述屏蔽膜形成在所述罩盖部的所述半导体发光元件侧的面上。
7、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将所述屏蔽膜均匀地形成在所述半导体发光元件与所述罩盖部之间。
8、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
在所述罩盖部与所述半导体发光元件之间注入填充剂。
9、如权利要求8中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将所述屏蔽膜形成在所述罩盖部与所述填充剂之间。
10、如权利要求8中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将所述屏蔽膜形成在所述填充剂与所述半导体发光元件之间。
11、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
在所述半导体发光元件的所述屏蔽膜侧的相反侧，设置含有所述金属元素的构件。
12、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述金属元素是银(Ag)。
13、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将所述罩盖部的折射率取为nc、所述屏蔽膜的折射率取为np且所述屏蔽膜在所述半导体发光元件侧连接的构件的折射率取为ni时，所述屏蔽膜的折射率满足下面的式(1)或式(2)。
ni≤np≤nc    ……(1)
ni≥np≥nc    ……(2)
14、如权利要求13中所述的半导体发光器件，其特征在于，
将来自所述半导体发光元件的光的最大峰值强度区的波长取为λ且所述屏蔽膜的厚度取为dp时，所述屏蔽膜的折射率和厚度满足下面的式(3)。
np×dp＝(2m+1)×λ/4    ……(3)
(m为大于等于0的整数)
15、如权利要求14中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述半导体发光器件的峰值振荡波长λ为630±50纳米。
16、如权利要求14中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述半导体发光器件的峰值振荡波长λ为530±30纳米。
17、如权利要求14中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述半导体发光器件的峰值振荡波长λ为460±60纳米。
18、如权利要求14中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述屏蔽膜的折射率满足下面的式(4)。
np＝(ni×nc)1/2    ……(4)
19、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
构成所述屏蔽膜的材料包含氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化钕(Nd2O3)、氧化钛(TiO2)和氧化锆(ZrO2)构成的组中的至少1种。
20、如权利要求1中所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述罩盖部的所述半导体发光元件侧的相反侧的面上，具有调整该罩盖部与空气层的界面上的反射率用的反射率调整层。
21、一种半导体发光元件组装体，用于光源装置，其特征在于，具有
布线电路板；以及
与所述布线电路板电连接的多个半导体发光器件，
所述多个半导体发光器件分别具有
包含金属元素的半导体发光元件；
由包含硫(S)或卤素而且同时还能透射来自所述半导体发光元件的光的材料组成的罩盖部；以及
设置在所述半导体发光元件与所述罩盖部之间、并使来自所述半导体发光元件的光穿透所述罩盖部而且同时还使所述半导体发光元件侧与所述罩盖部侧之间屏蔽的屏蔽膜。
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