JP2001135861A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 たとえば青色の発光チップからの青色発光と
波長変換された黄緑色とを均一化して純粋な白色の発光
が得られる半導体発光装置の提供。 【解決手段】 サブマウント素子１の上にフリップチッ
プ型の発光素子２を導通搭載するとともに、この発光素
子２を波長変換用の蛍光物質を含有した樹脂のパッケー
ジ３によって封止し、発光素子２の外郭面からのパッケ
ージ３の厚さを発光方向の全方位でほぼ等しくし、発光
素子の発光方向の全方位に対して蛍光物質による波長変
換度を均一化する。
波長変換された黄緑色とを均一化して純粋な白色の発光
が得られる半導体発光装置の提供。 【解決手段】 サブマウント素子１の上にフリップチッ
プ型の発光素子２を導通搭載するとともに、この発光素
子２を波長変換用の蛍光物質を含有した樹脂のパッケー
ジ３によって封止し、発光素子２の外郭面からのパッケ
ージ３の厚さを発光方向の全方位でほぼ等しくし、発光
素子の発光方向の全方位に対して蛍光物質による波長変
換度を均一化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば青色発光
の発光ダイオードによる発光を波長変換して白色発光を
得るようにした半導体発光装置とその製造方法に関す
る。
の発光ダイオードによる発光を波長変換して白色発光を
得るようにした半導体発光装置とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】青色発光の発光ダイオード（以下、「Ｌ
ＥＤ」と記す）は、近来になって、ＧａＮ，ＧａＡｌ
Ｎ，ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物
半導体を利用することによって、発光輝度の高い製品が
得られるようになった。そして、この青（Ｂ）のＬＥＤ
と旧来からの赤（Ｒ），緑（Ｇ）発光のＬＥＤとの組合
せにより、これらのＬＥＤの３個を１ドットとする高画
質のフルカラー画像の形成が可能となった。
ＥＤ」と記す）は、近来になって、ＧａＮ，ＧａＡｌ
Ｎ，ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物
半導体を利用することによって、発光輝度の高い製品が
得られるようになった。そして、この青（Ｂ）のＬＥＤ
と旧来からの赤（Ｒ），緑（Ｇ）発光のＬＥＤとの組合
せにより、これらのＬＥＤの３個を１ドットとする高画
質のフルカラー画像の形成が可能となった。
【０００３】ＬＥＤの分野では、フルカラー対応には光
の三原色のＲ，Ｇ，Ｂ（青）が必要であるから、これら
の発光色のＬＥＤのより一層の開発と改良が主である。
その一方で、たとえばＲ，Ｇ，Ｂの合成によってしか得
られない白色発光を単一のＬＥＤで達成しようとする試
みも既になされている。このような試みの一つとして、
たとえば特開平７−９９３４５号公報に開示されたもの
がある。
の三原色のＲ，Ｇ，Ｂ（青）が必要であるから、これら
の発光色のＬＥＤのより一層の開発と改良が主である。
その一方で、たとえばＲ，Ｇ，Ｂの合成によってしか得
られない白色発光を単一のＬＥＤで達成しようとする試
みも既になされている。このような試みの一つとして、
たとえば特開平７−９９３４５号公報に開示されたもの
がある。
【０００４】この公報に記載のＬＥＤは、図１０の概略
図に示すように、発光チップ５０を搭載するリードフレ
ーム５１のマウント部５１ａを含めて樹脂（図示せず）
によって封止するいわゆるＬＥＤランプのタイプとした
ものである。そして、発光チップ５０の発光波長を変え
て異なった発光色とするために、発光チップ５０の周り
のマウント部５１ａに蛍光物質を含んだ樹脂５２で封止
した構成を持つ。すなわち、旧来のＬＥＤランプでは発
光チップを搭載するリードフレームの先端部を含めて被
覆するとともにレンズ機能も兼ねるエポキシ樹脂の単層
で封止していたものに代えて、発光チップ周りに波長変
換用の樹脂層を形成し、その周りをエポキシ樹脂で封止
したものである。
図に示すように、発光チップ５０を搭載するリードフレ
ーム５１のマウント部５１ａを含めて樹脂（図示せず）
によって封止するいわゆるＬＥＤランプのタイプとした
ものである。そして、発光チップ５０の発光波長を変え
て異なった発光色とするために、発光チップ５０の周り
のマウント部５１ａに蛍光物質を含んだ樹脂５２で封止
した構成を持つ。すなわち、旧来のＬＥＤランプでは発
光チップを搭載するリードフレームの先端部を含めて被
覆するとともにレンズ機能も兼ねるエポキシ樹脂の単層
で封止していたものに代えて、発光チップ周りに波長変
換用の樹脂層を形成し、その周りをエポキシ樹脂で封止
したものである。
【０００５】このような波長変換用の蛍光物質を含む樹
脂５２で発光チップ５０を封止することで、発光チップ
５０からの青色発光の波長が蛍光物質によって変えら
れ、高輝度のＧａＮ系化合物半導体を利用した青色の発
光チップを白色発光のデバイスとして使えるようにな
る。すなわち、ＧａＮ系化合物半導体を利用した青色発
光の発光チップ５０の場合では、それ自身の青色発光の
成分と、樹脂５２に含まれた蛍光物質によって波長変換
された黄緑色の成分との混色によって白色発光が得られ
る。
脂５２で発光チップ５０を封止することで、発光チップ
５０からの青色発光の波長が蛍光物質によって変えら
れ、高輝度のＧａＮ系化合物半導体を利用した青色の発
光チップを白色発光のデバイスとして使えるようにな
る。すなわち、ＧａＮ系化合物半導体を利用した青色発
光の発光チップ５０の場合では、それ自身の青色発光の
成分と、樹脂５２に含まれた蛍光物質によって波長変換
された黄緑色の成分との混色によって白色発光が得られ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤランプの場合で
は、発光チップ５０を搭載するマウント部５１ａの内面
を光反射面として利用するので、図示の例のようにマウ
ント部５１ａをすり鉢状とすることが有効である。とこ
ろが、マウント部５１ａがすり鉢状であると、図１０の
（ａ）に示すように、発光チップ５０の発光方向と側方
の樹脂５２の厚さＡ，Ｂが異なる場合が多い。これらの
厚さＡ，Ｂの相違はマウント部５１ａの形状や発光チッ
プ５０の大きさ及び樹脂５２の充填厚さ等によってさま
ざまに変わる。このため、これらの条件をもし最適化で
きれば、発光チップ５０周りの全方向で樹脂５２の層厚
を均一にすることはできる。しかしながら、樹脂５２は
ディスペンサによってマウント部５１ａに注入されるの
で、その厚さを高精度で制御することは非常に難しく、
図示のようなＡ，Ｂの厚さの関係だけでなく発光チップ
５０周りの樹脂５２の厚さを均一化することは現状では
不可能である。
は、発光チップ５０を搭載するマウント部５１ａの内面
を光反射面として利用するので、図示の例のようにマウ
ント部５１ａをすり鉢状とすることが有効である。とこ
ろが、マウント部５１ａがすり鉢状であると、図１０の
（ａ）に示すように、発光チップ５０の発光方向と側方
の樹脂５２の厚さＡ，Ｂが異なる場合が多い。これらの
厚さＡ，Ｂの相違はマウント部５１ａの形状や発光チッ
プ５０の大きさ及び樹脂５２の充填厚さ等によってさま
ざまに変わる。このため、これらの条件をもし最適化で
きれば、発光チップ５０周りの全方向で樹脂５２の層厚
を均一にすることはできる。しかしながら、樹脂５２は
ディスペンサによってマウント部５１ａに注入されるの
で、その厚さを高精度で制御することは非常に難しく、
図示のようなＡ，Ｂの厚さの関係だけでなく発光チップ
５０周りの樹脂５２の厚さを均一化することは現状では
不可能である。
【０００７】発光チップ５０周りの樹脂５２の厚さが異
なると、厚さが大きいほど発光チップ５０からの青色発
光が黄緑色に変換される割合も高くなる。このため、厚
さＡ方向では良好な白色発光が得られても、厚さＢ方向
のマウント部５１ａの内周面に近い部分では黄緑色の成
分が白色を上回るようになる。したがって、マウント部
５１ａの底面及び内周面を反射面とする発光なので、中
央部では白色が占め周縁部では黄色みを帯びた発光とな
ってしまう。
なると、厚さが大きいほど発光チップ５０からの青色発
光が黄緑色に変換される割合も高くなる。このため、厚
さＡ方向では良好な白色発光が得られても、厚さＢ方向
のマウント部５１ａの内周面に近い部分では黄緑色の成
分が白色を上回るようになる。したがって、マウント部
５１ａの底面及び内周面を反射面とする発光なので、中
央部では白色が占め周縁部では黄色みを帯びた発光とな
ってしまう。
【０００８】このように、蛍光物質を含む樹脂５２の発
光チップ５０に対する全方向の厚さを均等にできないこ
とに起因して、純粋な白色発光が得られない。すなわ
ち、青色発光を蛍光物質によって黄緑色に変換して本来
の青色発光との混色により白色を得るので、発光チップ
５０に対する樹脂５２の層厚を最適化しない限り、黄色
みを伴わない白色発光は実現されない。
光チップ５０に対する全方向の厚さを均等にできないこ
とに起因して、純粋な白色発光が得られない。すなわ
ち、青色発光を蛍光物質によって黄緑色に変換して本来
の青色発光との混色により白色を得るので、発光チップ
５０に対する樹脂５２の層厚を最適化しない限り、黄色
みを伴わない白色発光は実現されない。
【０００９】また、樹脂５２をマウント部５１ａに注入
したとき、硬化後の樹脂５２に含まれる蛍光物質の量の
分布が一様でないと、白色発光の中に黄色の発光が混在
することにもなる。すなわち、発光チップ５０からの光
路はその発光方向に三次元的に広がっているので、蛍光
物質の充填量（樹脂５２内での蛍光物質の密度）にばら
つきがあれば、波長変換度も相違してくるので、黄色の
発光を含むものとなり、純粋な白色発光が得られない。
したとき、硬化後の樹脂５２に含まれる蛍光物質の量の
分布が一様でないと、白色発光の中に黄色の発光が混在
することにもなる。すなわち、発光チップ５０からの光
路はその発光方向に三次元的に広がっているので、蛍光
物質の充填量（樹脂５２内での蛍光物質の密度）にばら
つきがあれば、波長変換度も相違してくるので、黄色の
発光を含むものとなり、純粋な白色発光が得られない。
【００１０】本発明は、蛍光物質によって波長変換する
半導体発光装置において、たとえば青色の発光チップか
らの青色発光の分布と波長変換された黄緑色の分布とを
均一化して純粋な白色の発光が得られるようにすること
を解決課題とする。
半導体発光装置において、たとえば青色の発光チップか
らの青色発光の分布と波長変換された黄緑色の分布とを
均一化して純粋な白色の発光が得られるようにすること
を解決課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、フリップチッ
プ型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載するととも
にプリント配線基板またはリードフレーム等の導通部材
に導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光素子の
全体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に接合さ
れる光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備え、前
記パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光素子か
らの光を波長変換する蛍光物質を含有するとともに、前
記発光素子の前記搭載面を除く主光取り出し面及び四方
の側面の各面に対してそれぞれ平行な外郭面を合成した
外形としてなることを特徴とする。
プ型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載するととも
にプリント配線基板またはリードフレーム等の導通部材
に導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光素子の
全体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に接合さ
れる光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備え、前
記パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光素子か
らの光を波長変換する蛍光物質を含有するとともに、前
記発光素子の前記搭載面を除く主光取り出し面及び四方
の側面の各面に対してそれぞれ平行な外郭面を合成した
外形としてなることを特徴とする。
【００１２】このような構成では、パッケージの樹脂中
に含ませる蛍光物質をほぼ一様に分散させておけば、主
光取り出し面及び側面から放出される光のそれぞれにつ
いて波長変換度を均一化できるので、黄色みを帯びない
純粋な白色発光が得られる。
に含ませる蛍光物質をほぼ一様に分散させておけば、主
光取り出し面及び側面から放出される光のそれぞれにつ
いて波長変換度を均一化できるので、黄色みを帯びない
純粋な白色発光が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、フリッ
プチップ型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載する
とともにプリント配線基板またはリードフレーム等の導
通部材に導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光
素子の全体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に
接合される光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備
え、前記パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光
素子からの光を波長変換する蛍光物質を含有するととも
に、前記発光素子の前記搭載面を除く主光取り出し面及
び四方の側面の各面に対してそれぞれ平行な外郭面を合
成した外形としてなる半導体発光装置であり、パッケー
ジの樹脂中に含ませる蛍光物質をほぼ一様に分散させる
ことで、主光取り出し面及び側面から放出される光のそ
れぞれについて波長変換度を均一化して黄色みを帯びな
い純粋な白色発光が得られるという作用を有する。
プチップ型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載する
とともにプリント配線基板またはリードフレーム等の導
通部材に導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光
素子の全体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に
接合される光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備
え、前記パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光
素子からの光を波長変換する蛍光物質を含有するととも
に、前記発光素子の前記搭載面を除く主光取り出し面及
び四方の側面の各面に対してそれぞれ平行な外郭面を合
成した外形としてなる半導体発光装置であり、パッケー
ジの樹脂中に含ませる蛍光物質をほぼ一様に分散させる
ことで、主光取り出し面及び側面から放出される光のそ
れぞれについて波長変換度を均一化して黄色みを帯びな
い純粋な白色発光が得られるという作用を有する。
【００１４】請求項２に記載の発明は、フリップチップ
型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載するとともに
プリント配線基板またはリードフレーム等の導通部材に
導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光素子の全
体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に接合され
る光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備え、前記
パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光素子から
の光を波長変換する蛍光物質を含有するとともに、前記
発光素子の外郭面からの厚さを発光方向の全方位でほぼ
等しくしてなる半導体発光装置であり、発光素子の発光
方向の全方位に対して蛍光物質による波長変換度を均一
化し、パッケージ全体から発光素子の発光色と波長変換
された発光色との混色の発光が一様に得られるという作
用を有する。
型の発光素子と、前記発光素子を導通搭載するとともに
プリント配線基板またはリードフレーム等の導通部材に
導通搭載されるサブマウント素子と、前記発光素子の全
体を封止して前記サブマウント素子の搭載面に接合され
る光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備え、前記
パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光素子から
の光を波長変換する蛍光物質を含有するとともに、前記
発光素子の外郭面からの厚さを発光方向の全方位でほぼ
等しくしてなる半導体発光装置であり、発光素子の発光
方向の全方位に対して蛍光物質による波長変換度を均一
化し、パッケージ全体から発光素子の発光色と波長変換
された発光色との混色の発光が一様に得られるという作
用を有する。
【００１５】請求項３に記載の発明は、プリント配線基
板またはリードフレーム等の導通部材に搭載される基台
と、ｐ側及びｎ側の電極のそれぞれを上面に形成して前
記基台の上に搭載した発光素子と、前記ｐ側及びｎ側の
電極部分を除いて前記発光素子の全体を封止し且つ前記
基台の搭載面に接合される光透過性の樹脂を使用したパ
ッケージとを備え、前記パッケージは、前記光透過性の
樹脂に前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質を
含有するとともに、前記発光素子の前記搭載面を除く各
面に対してそれぞれ平行な外郭面を合成した外形として
なる半導体発光装置であり、パッケージの樹脂中に含ま
せる蛍光物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り
出し面及び側面から放出される光のそれぞれについて波
長変換度を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光
が得られるという作用を有する。
板またはリードフレーム等の導通部材に搭載される基台
と、ｐ側及びｎ側の電極のそれぞれを上面に形成して前
記基台の上に搭載した発光素子と、前記ｐ側及びｎ側の
電極部分を除いて前記発光素子の全体を封止し且つ前記
基台の搭載面に接合される光透過性の樹脂を使用したパ
ッケージとを備え、前記パッケージは、前記光透過性の
樹脂に前記発光素子からの光を波長変換する蛍光物質を
含有するとともに、前記発光素子の前記搭載面を除く各
面に対してそれぞれ平行な外郭面を合成した外形として
なる半導体発光装置であり、パッケージの樹脂中に含ま
せる蛍光物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り
出し面及び側面から放出される光のそれぞれについて波
長変換度を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光
が得られるという作用を有する。
【００１６】請求項４に記載の発明は、前記パッケージ
の厚さを２０〜１１０μｍとするとともに、前記光透過
性の樹脂に含まれる前記蛍光物質を５０〜９０重量％と
してなる請求項１，２または３記載の半導体発光装置で
あり、パッケージの厚さと波長変換用の蛍光物質の含有
率を最適化することで、色むらのない良好な発光が得ら
れるという作用を有する。
の厚さを２０〜１１０μｍとするとともに、前記光透過
性の樹脂に含まれる前記蛍光物質を５０〜９０重量％と
してなる請求項１，２または３記載の半導体発光装置で
あり、パッケージの厚さと波長変換用の蛍光物質の含有
率を最適化することで、色むらのない良好な発光が得ら
れるという作用を有する。
【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１から３
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、メタルマスクを前記ウェハ
ーの上に載せ、前記発光素子の前記搭載面を除く各面を
被覆するように樹脂に蛍光物質を含有させた蛍光体ペー
ストをスクリーン印刷法によって塗布する工程と、前記
蛍光体ペーストを硬化させる工程と、前記蛍光体ペース
トで被覆した発光素子を搭載したウェハーをダイシング
して個別の半導体発光装置とする工程とを備える半導体
発光装置の製造方法であり、パッケージの樹脂中に含ま
せる蛍光物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り
出し面及び側面から放出される光のそれぞれについて波
長変換度を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光
が得られるという作用を有する。
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、メタルマスクを前記ウェハ
ーの上に載せ、前記発光素子の前記搭載面を除く各面を
被覆するように樹脂に蛍光物質を含有させた蛍光体ペー
ストをスクリーン印刷法によって塗布する工程と、前記
蛍光体ペーストを硬化させる工程と、前記蛍光体ペース
トで被覆した発光素子を搭載したウェハーをダイシング
して個別の半導体発光装置とする工程とを備える半導体
発光装置の製造方法であり、パッケージの樹脂中に含ま
せる蛍光物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り
出し面及び側面から放出される光のそれぞれについて波
長変換度を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光
が得られるという作用を有する。
【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１から３
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、前記発光素子を搭載したウ
ェハーの表面に一様な厚さで樹脂に蛍光物質を含有させ
た蛍光体ペーストを塗布する工程と、パターン形成用の
マスクを前記蛍光体ペーストの上に被せて上から紫外線
を照射し、発光素子を被覆する部分の蛍光体ペーストを
硬化させる工程と、現像により前記蛍光体ペーストの不
要な部分を除去する工程と、前記蛍光体ペーストで被覆
した発光素子を搭載したウェハーをダイシングして個別
の半導体発光装置とする工程とを備える半導体発光装置
の製造方法であり、パッケージの樹脂中に含ませる蛍光
物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り出し面及
び側面から放出される光のそれぞれについて波長変換度
を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光が得られ
るという作用を有する。
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、前記発光素子を搭載したウ
ェハーの表面に一様な厚さで樹脂に蛍光物質を含有させ
た蛍光体ペーストを塗布する工程と、パターン形成用の
マスクを前記蛍光体ペーストの上に被せて上から紫外線
を照射し、発光素子を被覆する部分の蛍光体ペーストを
硬化させる工程と、現像により前記蛍光体ペーストの不
要な部分を除去する工程と、前記蛍光体ペーストで被覆
した発光素子を搭載したウェハーをダイシングして個別
の半導体発光装置とする工程とを備える半導体発光装置
の製造方法であり、パッケージの樹脂中に含ませる蛍光
物質をほぼ一様に分散させることで、主光取り出し面及
び側面から放出される光のそれぞれについて波長変換度
を均一化して黄色みを帯びない純粋な白色発光が得られ
るという作用を有する。
【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項１から３
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、転写板の表面に蛍光体ペー
ストを塗布する工程と、前記ウェハーに搭載した発光素
子を転写板の表面に塗布した蛍光体ペーストの中に浸漬
した後、引き上げて発光素子を蛍光体ペーストにより封
止する工程と、前記蛍光体ペーストで被覆した発光素子
を搭載したウェハーをダイシングして個別の半導体発光
装置とする工程とを備える半導体発光装置の製造方法で
あり、パッケージの樹脂中に含ませる蛍光物質をほぼ一
様に分散させることで、主光取り出し面及び側面から放
出される光のそれぞれについて波長変換度を均一化して
黄色みを帯びない純粋な白色発光が得られるという作用
を有する。
に記載の半導体発光装置の製造方法であって、複数のサ
ブマウント素子または基台からなるウェハーの前記サブ
マウント素子または基台の個々に対応するように複数の
発光素子を搭載する工程と、転写板の表面に蛍光体ペー
ストを塗布する工程と、前記ウェハーに搭載した発光素
子を転写板の表面に塗布した蛍光体ペーストの中に浸漬
した後、引き上げて発光素子を蛍光体ペーストにより封
止する工程と、前記蛍光体ペーストで被覆した発光素子
を搭載したウェハーをダイシングして個別の半導体発光
装置とする工程とを備える半導体発光装置の製造方法で
あり、パッケージの樹脂中に含ませる蛍光物質をほぼ一
様に分散させることで、主光取り出し面及び側面から放
出される光のそれぞれについて波長変換度を均一化して
黄色みを帯びない純粋な白色発光が得られるという作用
を有する。
【００２０】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づき説明する。なお、本実施の形態では、説明を判り
やすくするため、請求項２の波長変換用の蛍光物質を含
むパッケージの厚さを全方位で同じとする構成を先に説
明する。
基づき説明する。なお、本実施の形態では、説明を判り
やすくするため、請求項２の波長変換用の蛍光物質を含
むパッケージの厚さを全方位で同じとする構成を先に説
明する。
【００２１】図１は請求項２記載の発明の一実施の形態
による半導体発光装置の概略斜視図、図２の（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ要部の縦断面図及び平面図である。
による半導体発光装置の概略斜視図、図２の（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ要部の縦断面図及び平面図である。
【００２２】図示のように、本発明の半導体発光装置
は、サブマウント素子１とその上に搭載した発光素子２
及びこの発光素子２の全体を封止した蛍光物質を含むパ
ッケージ３とから構成されている。
は、サブマウント素子１とその上に搭載した発光素子２
及びこの発光素子２の全体を封止した蛍光物質を含むパ
ッケージ３とから構成されている。
【００２３】サブマウント素子１はｎ型のシリコン基板
１ａを用いたもので、このシリコン基板１ａは図２の
（ａ）に示すように発光素子２の搭載面側の一部に臨む
部分だけをｐ型半導体領域１ｂとしている。そして、シ
リコン基板１ａの底面にはｎ電極１ｃを形成するととも
に、発光素子２の搭載面にはシリコン基板１ａのｎ型半
導体層に接合したｎ側電極１ｄを備え、更にｐ型半導体
領域１ｂに含まれた部分にｐ側電極１ｅを形成してい
る。
１ａを用いたもので、このシリコン基板１ａは図２の
（ａ）に示すように発光素子２の搭載面側の一部に臨む
部分だけをｐ型半導体領域１ｂとしている。そして、シ
リコン基板１ａの底面にはｎ電極１ｃを形成するととも
に、発光素子２の搭載面にはシリコン基板１ａのｎ型半
導体層に接合したｎ側電極１ｄを備え、更にｐ型半導体
領域１ｂに含まれた部分にｐ側電極１ｅを形成してい
る。
【００２４】発光素子２は、従来技術の項で述べたＧａ
Ｎ系化合物半導体を利用した高輝度の青色発光のＬＥＤ
である。この発光素子２は、サファイアを素材とした基
板２ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層、ＩｎＧａＮ
の活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものである。そ
して、従来周知のように、ｐ型層の一部をエッチングし
てｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面にｎ側
電極２ｃを形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極２ｄを形
成し、これらのｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄをそれぞ
れバンプ電極２ｅ，２ｆによってｎ側電極１ｄ及びｐ側
電極１ｅに接合している。
Ｎ系化合物半導体を利用した高輝度の青色発光のＬＥＤ
である。この発光素子２は、サファイアを素材とした基
板２ａの表面に、たとえばＧａＮのｎ型層、ＩｎＧａＮ
の活性層及びＧａＮのｐ型層を積層したものである。そ
して、従来周知のように、ｐ型層の一部をエッチングし
てｎ型層を露出させ、この露出したｎ型層の表面にｎ側
電極２ｃを形成し、ｐ型層の表面にはｐ側電極２ｄを形
成し、これらのｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄをそれぞ
れバンプ電極２ｅ，２ｆによってｎ側電極１ｄ及びｐ側
電極１ｅに接合している。
【００２５】なお、このようなサブマウント素子１と発
光素子２との複合化素子では、サブマウント素子１のｎ
電極１ｃをたとえばプリント基板の配線パターン上に導
通搭載するとともに、パッケージ３から離れた領域のｐ
側電極１ｅにワイヤを配線パターンとの間にボンディン
グするアセンブリであればよい。また、単に発光素子２
への通電と搭載の機能だけでなく、たとえばツェナーダ
イオードを利用した静電気保護用の素子をサブマウント
素子とすることもできる。
光素子２との複合化素子では、サブマウント素子１のｎ
電極１ｃをたとえばプリント基板の配線パターン上に導
通搭載するとともに、パッケージ３から離れた領域のｐ
側電極１ｅにワイヤを配線パターンとの間にボンディン
グするアセンブリであればよい。また、単に発光素子２
への通電と搭載の機能だけでなく、たとえばツェナーダ
イオードを利用した静電気保護用の素子をサブマウント
素子とすることもできる。
【００２６】パッケージ３は、従来からＬＥＤランプの
分野で使用されているエポキシ樹脂を素材とし、蛍光物
質を混入したものである。エポキシ樹脂に混入する蛍光
物質は、白色発光に変換する場合では、発光素子２の発
光色である青色と補色の関係を持つものであればよく、
蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などが利用でき、たとえば
（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等が好適であ
る。
分野で使用されているエポキシ樹脂を素材とし、蛍光物
質を混入したものである。エポキシ樹脂に混入する蛍光
物質は、白色発光に変換する場合では、発光素子２の発
光色である青色と補色の関係を持つものであればよく、
蛍光染料，蛍光顔料，蛍光体などが利用でき、たとえば
（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等が好適であ
る。
【００２７】ここで、発光素子２は図２の（ｂ）に示す
ように正方形の平面形状としたもので、同図の（ａ）中
の破線で示すｐ型層とｎ型層との間の活性層２ｂから発
光される。そして、この活性層２ｂからの発光は透明の
サファイアを用いた基板２ａを透過するので、図２の
（ａ）において基板２ａの上面が主光取り出し面とな
る。また、活性層２ｂからの光は基板２ａを透過する方
向だけではなく、側方やサブマウント素子１の表面にも
向かい、側方へ向かうものはそのままパッケージ３から
放出され、表面へ向かった発光成分は金属光沢を持つｎ
側及びｐ側の電極１ｄ，１ｅによって反射される。した
がって、発光素子２からの光は、主光取り出し面からの
発光強度が最大となるものの、発光素子２自体はその平
面形状の四角形の１辺の長さが３５０μｍ程度と微小な
ので、発光素子２の全体から一様に発光されるといって
よい。
ように正方形の平面形状としたもので、同図の（ａ）中
の破線で示すｐ型層とｎ型層との間の活性層２ｂから発
光される。そして、この活性層２ｂからの発光は透明の
サファイアを用いた基板２ａを透過するので、図２の
（ａ）において基板２ａの上面が主光取り出し面とな
る。また、活性層２ｂからの光は基板２ａを透過する方
向だけではなく、側方やサブマウント素子１の表面にも
向かい、側方へ向かうものはそのままパッケージ３から
放出され、表面へ向かった発光成分は金属光沢を持つｎ
側及びｐ側の電極１ｄ，１ｅによって反射される。した
がって、発光素子２からの光は、主光取り出し面からの
発光強度が最大となるものの、発光素子２自体はその平
面形状の四角形の１辺の長さが３５０μｍ程度と微小な
ので、発光素子２の全体から一様に発光されるといって
よい。
【００２８】このような発光素子２からの発光の形態に
おいて、従来では、蛍光物質を混入した封止樹脂の厚さ
や充填量が一様でないことから白色発光の中に黄色発光
が混じってしまうというものであった。すなわち、封止
樹脂が厚い部分を抜ける光は蛍光物質による波長変換が
薄い部分を抜ける光よりも促されるので、黄緑色の発光
が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。
おいて、従来では、蛍光物質を混入した封止樹脂の厚さ
や充填量が一様でないことから白色発光の中に黄色発光
が混じってしまうというものであった。すなわち、封止
樹脂が厚い部分を抜ける光は蛍光物質による波長変換が
薄い部分を抜ける光よりも促されるので、黄緑色の発光
が強くなり、その結果黄色みを帯びた発光となる。
【００２９】これに対し、本発明では、図２から明らか
なように、発光素子２の外郭面に対して縦方向及び横方
向のパッケージ３の厚さを等しくすることで、活性層２
ｂからの発光がパッケージ３から抜ける間に、蛍光物質
による一様な波長変換が得られるようにする。すなわ
ち、図２の（ｂ）に示すように、発光素子２の側面から
パッケージ３の表面までの距離をＤとするとき、発光素
子２の周囲の４側面の周りのパッケージ３の厚さは全て
Ｄとする。また、図２の（ａ）において、基板２ａの上
面からパッケージ３の上面までの厚さもＤとする。
なように、発光素子２の外郭面に対して縦方向及び横方
向のパッケージ３の厚さを等しくすることで、活性層２
ｂからの発光がパッケージ３から抜ける間に、蛍光物質
による一様な波長変換が得られるようにする。すなわ
ち、図２の（ｂ）に示すように、発光素子２の側面から
パッケージ３の表面までの距離をＤとするとき、発光素
子２の周囲の４側面の周りのパッケージ３の厚さは全て
Ｄとする。また、図２の（ａ）において、基板２ａの上
面からパッケージ３の上面までの厚さもＤとする。
【００３０】このように発光素子２の主光取り出し面か
らの発光方向及び側面からの発光方向は全てＤの厚さの
パッケージ３で被覆される。そして、主光取り出し面か
らの発光が白色光となるように、パッケージ３の厚さＤ
と蛍光体の含有率を調整すれば、パッケージ３の上面だ
けでなく周囲の４側面からも白色光が放出される。
らの発光方向及び側面からの発光方向は全てＤの厚さの
パッケージ３で被覆される。そして、主光取り出し面か
らの発光が白色光となるように、パッケージ３の厚さＤ
と蛍光体の含有率を調整すれば、パッケージ３の上面だ
けでなく周囲の４側面からも白色光が放出される。
【００３１】なお、発光素子２からパッケージ３の上端
面の４辺の角部までの距離は、設定したパッケージ３の
厚さＤよりも少し長く、この部分へ向かう光については
波長変換度が僅かに大きくなる。しかしながら、厚さの
差は極めて微小であることと、発光素子２からの光はパ
ッケージ３の上面と周囲の４側面から白色光が放たれる
ので、パッケージ３の角部から黄色みを僅かに帯びた光
が放出されたとしても、周りの白色光に吸収されてしま
う。そして、図２において一点鎖線で示すように、パッ
ケージ３の全ての角部を半径がＤの円弧面となるように
製造すれば、発光素子２の表面からパッケージ３の全て
の外郭面までの距離をＤとすることができる。このよう
にすれば、より一層純粋な白色の発光が効果的に得られ
る。
面の４辺の角部までの距離は、設定したパッケージ３の
厚さＤよりも少し長く、この部分へ向かう光については
波長変換度が僅かに大きくなる。しかしながら、厚さの
差は極めて微小であることと、発光素子２からの光はパ
ッケージ３の上面と周囲の４側面から白色光が放たれる
ので、パッケージ３の角部から黄色みを僅かに帯びた光
が放出されたとしても、周りの白色光に吸収されてしま
う。そして、図２において一点鎖線で示すように、パッ
ケージ３の全ての角部を半径がＤの円弧面となるように
製造すれば、発光素子２の表面からパッケージ３の全て
の外郭面までの距離をＤとすることができる。このよう
にすれば、より一層純粋な白色の発光が効果的に得られ
る。
【００３２】このように、発光素子２を封止するパッケ
ージ３の厚さを発光素子２の底面側を除く全方位でほぼ
同じとしたことによって、発光素子２からの光の蛍光物
質による波長変換度がほぼ均一化される。したがって、
パッケージ３から放出される光を純粋な白色光として得
ることができる。
ージ３の厚さを発光素子２の底面側を除く全方位でほぼ
同じとしたことによって、発光素子２からの光の蛍光物
質による波長変換度がほぼ均一化される。したがって、
パッケージ３から放出される光を純粋な白色光として得
ることができる。
【００３３】ここで、先に述べたように、パッケージ３
の厚さＤと蛍光物質の含有率との関係が、良好な白色光
がパッケージ３の全体から放出されるための一つの重要
な因子である。これは、発光素子２からの光がパッケー
ジ３を抜ける間に蛍光物質により青色発光が波長変換さ
れて黄緑色の成分となり、発光素子２からの青色発光成
分との混色によって白色発光となることを考えれば明ら
かである。本発明者らは、パッケージ３の厚さＤと蛍光
物質の含有率との関係について研究を重ね、パッケージ
３の厚さＤは２０〜１１０μｍ程度で、蛍光物質の含有
率は５０〜９０重量％であれば、最適な白色光が得られ
ることを知見によって得た。
の厚さＤと蛍光物質の含有率との関係が、良好な白色光
がパッケージ３の全体から放出されるための一つの重要
な因子である。これは、発光素子２からの光がパッケー
ジ３を抜ける間に蛍光物質により青色発光が波長変換さ
れて黄緑色の成分となり、発光素子２からの青色発光成
分との混色によって白色発光となることを考えれば明ら
かである。本発明者らは、パッケージ３の厚さＤと蛍光
物質の含有率との関係について研究を重ね、パッケージ
３の厚さＤは２０〜１１０μｍ程度で、蛍光物質の含有
率は５０〜９０重量％であれば、最適な白色光が得られ
ることを知見によって得た。
【００３４】下記の（表１）はパッケージ３の厚さＤと
蛍光物質の含有率との関係による色度座標ｘ，ｙの値を
実験によって測定した実測値である。
蛍光物質の含有率との関係による色度座標ｘ，ｙの値を
実験によって測定した実測値である。
【００３５】
【表１】
【００３６】測定に際しては、パッケージ３としてエポ
キシ樹脂を用い、蛍光物質としては（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａ
ｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅを用いた。（表１）から明らか
なように、パッケージ３の厚さが２０〜１１０μｍであ
って、蛍光物質の含有率が５０〜９０重量％のとき、白
色（ｘ＝０．２５〜０．４０，ｙ＝０．２５〜０．４
０）の値に近似した値の発光色が得られることが判る。
キシ樹脂を用い、蛍光物質としては（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａ
ｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅを用いた。（表１）から明らか
なように、パッケージ３の厚さが２０〜１１０μｍであ
って、蛍光物質の含有率が５０〜９０重量％のとき、白
色（ｘ＝０．２５〜０．４０，ｙ＝０．２５〜０．４
０）の値に近似した値の発光色が得られることが判る。
【００３７】図３，図４は図１及び図２に示した半導体
発光装置の製造方法を示す概略図である。
発光装置の製造方法を示す概略図である。
【００３８】図３はフォトリソグラフィー法を利用した
もので、シリコンウエハー１０に図２で示したｐ型半導
体領域１ｂを形成するとともに、ｎ電極１ｃ，ｎ側電極
１ｄ，ｐ側電極１ｅをパターン形成したシリコンウエハ
ー１０をまず準備する。そして、ｎ側及びｐ側の電極２
ｃ，２ｄにそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆを形成した発
光素子２をｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅのパターンに合
わせて実装し、図３の（ａ）に示すように蛍光体ペース
ト１１をシリコンウエハー１０の表面に一様の厚さで塗
布する。この蛍光体ペースト１１はたとえばアクリル系
樹脂等の紫外線硬化性の樹脂に先に例示した（Ｙ，Ｇ
ｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等の蛍光物質を混入し
たものである。
もので、シリコンウエハー１０に図２で示したｐ型半導
体領域１ｂを形成するとともに、ｎ電極１ｃ，ｎ側電極
１ｄ，ｐ側電極１ｅをパターン形成したシリコンウエハ
ー１０をまず準備する。そして、ｎ側及びｐ側の電極２
ｃ，２ｄにそれぞれバンプ電極２ｅ，２ｆを形成した発
光素子２をｎ側電極１ｄ，ｐ側電極１ｅのパターンに合
わせて実装し、図３の（ａ）に示すように蛍光体ペース
ト１１をシリコンウエハー１０の表面に一様の厚さで塗
布する。この蛍光体ペースト１１はたとえばアクリル系
樹脂等の紫外線硬化性の樹脂に先に例示した（Ｙ，Ｇ
ｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等の蛍光物質を混入し
たものである。
【００３９】蛍光体ペースト１１の塗布の後、同図
（ｂ）のようにパターン形成用のマスク１２を被せて上
から紫外線を照射し、発光素子２を被覆する部分の蛍光
体ペースト１１を硬化させる。この後、現像工程に移し
て蛍光体ペースト１１の不要な部分を除去することによ
ってパッケージ３が形成され（図３の（ｃ））、ダイシ
ングによって図１及び図２に示したような半導体発光装
置を得ることができる。
（ｂ）のようにパターン形成用のマスク１２を被せて上
から紫外線を照射し、発光素子２を被覆する部分の蛍光
体ペースト１１を硬化させる。この後、現像工程に移し
て蛍光体ペースト１１の不要な部分を除去することによ
ってパッケージ３が形成され（図３の（ｃ））、ダイシ
ングによって図１及び図２に示したような半導体発光装
置を得ることができる。
【００４０】図４はスクリーン印刷法を利用したもの
で、シリコンウエハー１０への発光素子２の実装までの
工程は図３の例と同様である。この発光素子２の実装の
後、予め製作しておいたメタルマスク１３をシリコンウ
エハー１０の上に載せ（図４の（ａ）〜（ｂ））、蛍光
体ペースト１４をスクリーン印刷法によって塗布する。
この蛍光体ペースト１４は紫外線硬化性のものではな
く、エポキシ樹脂等の樹脂に蛍光物質とチキソトロピッ
ク材を混入したものである。蛍光体ペースト１４を塗布
した後には、メタルマスク１３を取り外し、熱硬化する
ことによってシリコンウエハー１０の表面に発光素子２
を封止したパッケージ３が形成され（図４の（ｃ））、
ダイシングによって半導体発光装置の単体が得られる。
で、シリコンウエハー１０への発光素子２の実装までの
工程は図３の例と同様である。この発光素子２の実装の
後、予め製作しておいたメタルマスク１３をシリコンウ
エハー１０の上に載せ（図４の（ａ）〜（ｂ））、蛍光
体ペースト１４をスクリーン印刷法によって塗布する。
この蛍光体ペースト１４は紫外線硬化性のものではな
く、エポキシ樹脂等の樹脂に蛍光物質とチキソトロピッ
ク材を混入したものである。蛍光体ペースト１４を塗布
した後には、メタルマスク１３を取り外し、熱硬化する
ことによってシリコンウエハー１０の表面に発光素子２
を封止したパッケージ３が形成され（図４の（ｃ））、
ダイシングによって半導体発光装置の単体が得られる。
【００４１】図５は転写法を利用したもので、転写板１
５の表面に蛍光体ペースト１６を予め塗布したものを準
備し、発光素子２を実装したシリコンウエハー１０を上
下反転した姿勢に保持する（図５の（ａ））。次いで、
発光素子２が蛍光体ペースト１６の中に浸漬されるよう
にシリコンウエハー１０を転写板１５の上に被せ（同図
の（ｂ））、その後シリコンウエハー１０を引き上げる
と同図の（ｃ）のように発光素子２が蛍光体ペースト１
６によって封止したものが得られる。そして、ダイシン
グ工程によって半導体発光装置の単体が得られる。蛍光
体ペースト１６は先の例と同様に樹脂に蛍光物質を含ま
せたものであるが、転写法による製造の場合では、蛍光
体ペースト１６に用いる樹脂はアクリル系樹脂やエポキ
シ樹脂に限られず、その他のものであってもよい。
５の表面に蛍光体ペースト１６を予め塗布したものを準
備し、発光素子２を実装したシリコンウエハー１０を上
下反転した姿勢に保持する（図５の（ａ））。次いで、
発光素子２が蛍光体ペースト１６の中に浸漬されるよう
にシリコンウエハー１０を転写板１５の上に被せ（同図
の（ｂ））、その後シリコンウエハー１０を引き上げる
と同図の（ｃ）のように発光素子２が蛍光体ペースト１
６によって封止したものが得られる。そして、ダイシン
グ工程によって半導体発光装置の単体が得られる。蛍光
体ペースト１６は先の例と同様に樹脂に蛍光物質を含ま
せたものであるが、転写法による製造の場合では、蛍光
体ペースト１６に用いる樹脂はアクリル系樹脂やエポキ
シ樹脂に限られず、その他のものであってもよい。
【００４２】図６は請求項４に記載の発明の一実施の形
態であって、サブマウント素子との複合化に代えて発光
素子を絶縁性の基台に搭載した例である。なお、発光素
子は先の例で説明したＧａＮの青色発光素子であり、構
成部材については図２に示したものと共通の符号で指示
する。
態であって、サブマウント素子との複合化に代えて発光
素子を絶縁性の基台に搭載した例である。なお、発光素
子は先の例で説明したＧａＮの青色発光素子であり、構
成部材については図２に示したものと共通の符号で指示
する。
【００４３】発光素子２はその基板２ａを下向きにして
絶縁性の基台４の上に接着剤４ａを介して固定され、発
光素子２の周りはパッケージ５によって封止されてい
る。パッケージ５は先の例と同様にアクリル系またはエ
ポキシ樹脂を利用した樹脂層であり、含有する蛍光物質
も先に挙げたものと同様であり、発光素子２のｎ側電極
２ｃとｐ側電極２ｄだけは外に臨むように成形される。
すなわち、パッケージ５の上面部にはｎ側電極２ｃ及び
ｐ側電極２ｄに対応させて孔５ａ，５ｂを開け、これら
の電極２ｃ，２ｄの表面にワイヤ６ａ，６ｂをボンディ
ングできるようにする。
絶縁性の基台４の上に接着剤４ａを介して固定され、発
光素子２の周りはパッケージ５によって封止されてい
る。パッケージ５は先の例と同様にアクリル系またはエ
ポキシ樹脂を利用した樹脂層であり、含有する蛍光物質
も先に挙げたものと同様であり、発光素子２のｎ側電極
２ｃとｐ側電極２ｄだけは外に臨むように成形される。
すなわち、パッケージ５の上面部にはｎ側電極２ｃ及び
ｐ側電極２ｄに対応させて孔５ａ，５ｂを開け、これら
の電極２ｃ，２ｄの表面にワイヤ６ａ，６ｂをボンディ
ングできるようにする。
【００４４】なお、パッケージ５の厚さは、図２で示し
た例と同様に、発光素子２の底面を除く全体に対して一
様となるように形成され、活性層２ｂからの光に対する
傾向物質による波長変換度をパッケージ５の全体で一様
化する。
た例と同様に、発光素子２の底面を除く全体に対して一
様となるように形成され、活性層２ｂからの光に対する
傾向物質による波長変換度をパッケージ５の全体で一様
化する。
【００４５】このような発光素子２と基台４とによる半
導体発光装置の製造は、図７に示すように絶縁性のウエ
ハー２０の上に発光素子を図６に示した姿勢で実装した
後、たとえば図３に示したフォトリソグラフィー法によ
り孔５ａ，５ｂを開けたパッケージ５を形成し、図中の
一点鎖線で示す位置をダイシングすることによって可能
である。
導体発光装置の製造は、図７に示すように絶縁性のウエ
ハー２０の上に発光素子を図６に示した姿勢で実装した
後、たとえば図３に示したフォトリソグラフィー法によ
り孔５ａ，５ｂを開けたパッケージ５を形成し、図中の
一点鎖線で示す位置をダイシングすることによって可能
である。
【００４６】図８はたとえばＬＥＤランプ等に汎用され
ている二股状のリードフレームに図６の半導体発光装置
を搭載した例を示す概略図である。
ている二股状のリードフレームに図６の半導体発光装置
を搭載した例を示す概略図である。
【００４７】図示のように、リードフレームの一方のリ
ード７ａのマウント部７ｂに基台４を接着剤によって固
定し、図６で示したように孔５ａ，５ｂに通してｎ側電
極２ｃ及びｐ側電極２ｄに接合したワイヤ６ａ，６ｂを
リード７ａと他方のリード７ｃにそれぞれボンディング
する。これにより、発光素子２とリードフレームとの間
の導通が得られ、通電によって発光素子２の活性層２ｂ
からの発光が得られる。
ード７ａのマウント部７ｂに基台４を接着剤によって固
定し、図６で示したように孔５ａ，５ｂに通してｎ側電
極２ｃ及びｐ側電極２ｄに接合したワイヤ６ａ，６ｂを
リード７ａと他方のリード７ｃにそれぞれボンディング
する。これにより、発光素子２とリードフレームとの間
の導通が得られ、通電によって発光素子２の活性層２ｂ
からの発光が得られる。
【００４８】ここで、パッケージ３，５は先に説明した
ように角部を円弧面としたりすることでより純粋な白色
発光が得られるが、このような円弧面を持たせるのに代
えて、たとえば四角錐台や円錐台等の形状のパッケージ
としてもよい。要するに、発光素子２からの発光がパッ
ケージ３，５を抜ける間に全方位で一様な波長変換度と
なるような発光素子２とパッケージ３，５の外郭面の関
係となるようにすればよい。請求項１及び２に記載の発
明はこのような発光素子２とパッケージ３，５それぞれ
の外郭面の関係を特定したもので、図９にその具体例を
示す。
ように角部を円弧面としたりすることでより純粋な白色
発光が得られるが、このような円弧面を持たせるのに代
えて、たとえば四角錐台や円錐台等の形状のパッケージ
としてもよい。要するに、発光素子２からの発光がパッ
ケージ３，５を抜ける間に全方位で一様な波長変換度と
なるような発光素子２とパッケージ３，５の外郭面の関
係となるようにすればよい。請求項１及び２に記載の発
明はこのような発光素子２とパッケージ３，５それぞれ
の外郭面の関係を特定したもので、図９にその具体例を
示す。
【００４９】図９の例は図２に示した半導体発光装置に
おいてパッケージ３の形状を変えたものであり、同じ構
成部材については共通の符号で指示する。
おいてパッケージ３の形状を変えたものであり、同じ構
成部材については共通の符号で指示する。
【００５０】図示のように、パッケージ３は、発光素子
２の外郭面に対する四方の側面からの厚さＸよりも上面
すなわち主光取り出し面に被さる厚さＹを大きくしてい
る。そして、発光素子２の四方の側面のそれぞれの全表
面に対してパッケージ３の厚さは一様にＸであり、上面
の主光取り出し面についてもその全表面からのパッケー
ジ３の厚さは一様にＹである。すなわち、発光素子２の
ｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄ形成面を除く５面のそれ
ぞれについてのパッケージ３の厚さは各面の全表面につ
いて一定であり、したがって放出される光に対する蛍光
物質による波長変換度を各面について均一化することが
できる。このため、主光取り出し面からの光はその全面
から同じ波長変換度の黄色または黄緑を合成した白色発
光が得られ、黄色みが混在した発光とはならない。そし
て、その他の四方の側面からの発光についても同様であ
る。
２の外郭面に対する四方の側面からの厚さＸよりも上面
すなわち主光取り出し面に被さる厚さＹを大きくしてい
る。そして、発光素子２の四方の側面のそれぞれの全表
面に対してパッケージ３の厚さは一様にＸであり、上面
の主光取り出し面についてもその全表面からのパッケー
ジ３の厚さは一様にＹである。すなわち、発光素子２の
ｎ側及びｐ側の電極２ｃ，２ｄ形成面を除く５面のそれ
ぞれについてのパッケージ３の厚さは各面の全表面につ
いて一定であり、したがって放出される光に対する蛍光
物質による波長変換度を各面について均一化することが
できる。このため、主光取り出し面からの光はその全面
から同じ波長変換度の黄色または黄緑を合成した白色発
光が得られ、黄色みが混在した発光とはならない。そし
て、その他の四方の側面からの発光についても同様であ
る。
【００５１】以上のことから、パッケージ３の厚さを発
光素子２の全方位について一様な厚さとしていなくて
も、各発光面からの全ての発光が一様な波長変換を受け
て放出させるようにすれば、黄色みを帯びることなく純
粋な白色発光が得られる。
光素子２の全方位について一様な厚さとしていなくて
も、各発光面からの全ての発光が一様な波長変換を受け
て放出させるようにすれば、黄色みを帯びることなく純
粋な白色発光が得られる。
【００５２】また、発光素子２の上面すなわち主光取り
出し面からの光が発光方向への主成分となる。このた
め、図示のようにパッケージ３の厚さＹを側面の厚さＸ
よりも大きくしておけば、波長変換が十分になされるの
でより一層純粋な白色の発光が可能である。
出し面からの光が発光方向への主成分となる。このた
め、図示のようにパッケージ３の厚さＹを側面の厚さＸ
よりも大きくしておけば、波長変換が十分になされるの
でより一層純粋な白色の発光が可能である。
【００５３】更に、パッケージ３は、図９に示す厚さ
Ｘ，Ｙの関係とするのに代えて、発光素子２の側面から
の厚さＸが主光取り出し面からの厚さＹより大きな関係
としてもよい。すなわち、前述のように、発光素子２の
外郭の発光面からの全ての発光が一様な波長変換を受け
て放出させるようにすればよいので、側面からの厚さＸ
と主光取り出し面からの厚さＹとの間を大小関係で制約
する必要はなく、各面からの厚さが全て一様となるよう
にすればよい。したがって、図９に示したように、主光
取り出し面からの厚さＹを側面からの厚さＸより大きく
しないで逆の関係としても、厚さＹが発光素子２の主光
取り出し面の全面に対して一様な厚さにしてさえおけ
ば、黄色みを帯びることのない白色発光が得られる。
Ｘ，Ｙの関係とするのに代えて、発光素子２の側面から
の厚さＸが主光取り出し面からの厚さＹより大きな関係
としてもよい。すなわち、前述のように、発光素子２の
外郭の発光面からの全ての発光が一様な波長変換を受け
て放出させるようにすればよいので、側面からの厚さＸ
と主光取り出し面からの厚さＹとの間を大小関係で制約
する必要はなく、各面からの厚さが全て一様となるよう
にすればよい。したがって、図９に示したように、主光
取り出し面からの厚さＹを側面からの厚さＸより大きく
しないで逆の関係としても、厚さＹが発光素子２の主光
取り出し面の全面に対して一様な厚さにしてさえおけ
ば、黄色みを帯びることのない白色発光が得られる。
【００５４】なお、以上の説明では、青色発光の発光素
子を白色発光に変える例としたが、紫外線や赤及び緑の
発光素子のそれぞれの発光を蛍光物質の特性によって様
々な発光色に変える構成とすることもできる。
子を白色発光に変える例としたが、紫外線や赤及び緑の
発光素子のそれぞれの発光を蛍光物質の特性によって様
々な発光色に変える構成とすることもできる。
【００５５】
【発明の効果】本発明では、発光素子を封止する樹脂の
パッケージの厚さを発光素子の各面について一様な厚さ
としたり発光方向の全方位についてほぼ等しくしたりす
ることで、樹脂に含ませた蛍光物質による波長変換度を
一様化してパッケージの表面から放出でき、色むらのな
い鮮明な発光が得られる。また、各用途毎に蛍光体や膜
厚等を調整することなく、チップＬＥＤ，バックライ
ト，表示器等にサブマウント素子を搭載するだけで白色
光源が得られる。
パッケージの厚さを発光素子の各面について一様な厚さ
としたり発光方向の全方位についてほぼ等しくしたりす
ることで、樹脂に含ませた蛍光物質による波長変換度を
一様化してパッケージの表面から放出でき、色むらのな
い鮮明な発光が得られる。また、各用途毎に蛍光体や膜
厚等を調整することなく、チップＬＥＤ，バックライ
ト，表示器等にサブマウント素子を搭載するだけで白色
光源が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態による半導体発光装置の
概略斜視図
概略斜視図
【図２】（ａ）は図１の半導体発光装置の要部縦断面図 （ｂ）は図１の半導体発光装置の平面図
【図３】フォトリソグラフィー法による半導体発光装置
の製造工程を示す概略図
の製造工程を示す概略図
【図４】スクリーン印刷法による半導体発光装置の製造
工程を示す概略図
工程を示す概略図
【図５】転写法による半導体発光装置の製造工程を示す
概略図
概略図
【図６】基台と発光素子の組合せとした例の半導体発光
装置の概略を示す切欠図
装置の概略を示す切欠図
【図７】図６の半導体発光装置の製造工程におけるダイ
シング前の状態を示す概略図
シング前の状態を示す概略図
【図８】図６の半導体発光装置をリードフレームに実装
したときの要部の概略図
したときの要部の概略図
【図９】発光素子の各面のそれぞれについて一様な厚さ
のパッケージで封止する例であって、（ａ）は要部縦断
面図 （ｂ）は平面図
のパッケージで封止する例であって、（ａ）は要部縦断
面図 （ｂ）は平面図
【図１０】従来例の概略であって、 （ａ）は要部の縦断面図 （ｂ）は平面図
１ サブマウント素子 １ａ シリコン基板 １ｂ ｐ型半導体領域 １ｃ ｎ電極 １ｄ ｎ側電極 １ｅ ｐ側電極 ２ 発光素子 ２ａ 基板 ２ｂ 活性層 ２ｃ ｎ側電極 ２ｄ ｐ側電極 ２ｅ，２ｆ バンプ電極 ３ パッケージ ４ 基台 ４ａ 接着剤 ５ パッケージ ５ａ，５ｂ 孔 ６ａ，６ｂ ワイヤ ７ａ リード ７ｂ マウント部 ７ｃ リード １０ シリコンウエハー １１ 蛍光体ペースト １２ マスク １３ メタルマスク １４ 蛍光体ペースト １５ 転写板 １６ 蛍光体ペースト ２０ ウエハー
Claims (7)
- 【請求項１】 フリップチップ型の発光素子と、前記発
光素子を導通搭載するとともにプリント配線基板または
リードフレーム等の導通部材に導通搭載されるサブマウ
ント素子と、前記発光素子の全体を封止して前記サブマ
ウント素子の搭載面に接合される光透過性の樹脂を使用
したパッケージとを備え、前記パッケージは、前記光透
過性の樹脂に前記発光素子からの光を波長変換する蛍光
物質を含有するとともに、前記発光素子の前記搭載面を
除く主光取り出し面及び四方の側面の各面に対してそれ
ぞれ平行な外郭面を合成した外形としてなる半導体発光
装置。 - 【請求項２】 フリップチップ型の発光素子と、前記発
光素子を導通搭載するとともにプリント配線基板または
リードフレーム等の導通部材に導通搭載されるサブマウ
ント素子と、前記発光素子の全体を封止して前記サブマ
ウント素子の搭載面に接合される光透過性の樹脂を使用
したパッケージとを備え、前記パッケージは、前記光透
過性の樹脂に前記発光素子からの光を波長変換する蛍光
物質を含有するとともに、前記発光素子の外郭面からの
厚さを発光方向の全方位でほぼ等しくしてなる半導体発
光装置。 - 【請求項３】 プリント配線基板またはリードフレーム
等の導通部材に搭載される基台と、ｐ側及びｎ側の電極
のそれぞれを上面に形成して前記基台の上に搭載した発
光素子と、前記ｐ側及びｎ側の電極部分を除いて前記発
光素子の全体を封止し且つ前記基台の搭載面に接合され
る光透過性の樹脂を使用したパッケージとを備え、前記
パッケージは、前記光透過性の樹脂に前記発光素子から
の光を波長変換する蛍光物質を含有するとともに、前記
発光素子の前記搭載面を除く各面に対してそれぞれ平行
な外郭面を合成した外形としてなる半導体発光装置。 - 【請求項４】 前記パッケージの厚さを２０〜１１０μ
ｍとするとともに、前記光透過性の樹脂に含まれる前記
蛍光物質を５０〜９０重量％としてなる請求項１，２ま
たは３記載の半導体発光装置。 - 【請求項５】 請求項１から３に記載の半導体発光装置
の製造方法であって、複数のサブマウント素子または基
台からなるウェハーの前記サブマウント素子または基台
の個々に対応するように複数の発光素子を搭載する工程
と、メタルマスクを前記ウェハーの上に載せ、前記発光
素子の前記搭載面を除く各面を被覆するように樹脂に蛍
光物質を含有させた蛍光体ペーストをスクリーン印刷法
によって塗布する工程と、前記蛍光体ペーストを硬化さ
せる工程と、前記蛍光体ペーストで被覆した発光素子を
搭載したウェハーをダイシングして個別の半導体発光装
置とする工程とを備える半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１から３に記載の半導体発光装置
の製造方法であって、複数のサブマウント素子または基
台からなるウェハーの前記サブマウント素子または基台
の個々に対応するように複数の発光素子を搭載する工程
と、前記発光素子を搭載したウェハーの表面に一様な厚
さで樹脂に蛍光物質を含有させた蛍光体ペーストを塗布
する工程と、パターン形成用のマスクを前記蛍光体ペー
ストの上に被せて上から紫外線を照射し、発光素子を被
覆する部分の蛍光体ペーストを硬化させる工程と、現像
により前記蛍光体ペーストの不要な部分を除去する工程
と、前記蛍光体ペーストで被覆した発光素子を搭載した
ウェハーをダイシングして個別の半導体発光装置とする
工程とを備える半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１から３に記載の半導体発光装置
の製造方法であって、複数のサブマウント素子または基
台からなるウェハーの前記サブマウント素子または基台
の個々に対応するように複数の発光素子を搭載する工程
と、転写板の表面に蛍光体ペーストを塗布する工程と、
前記ウェハーに搭載した発光素子を転写板の表面に塗布
した蛍光体ペーストの中に浸漬した後、引き上げて発光
素子を蛍光体ペーストにより封止する工程と、前記蛍光
体ペーストで被覆した発光素子を搭載したウェハーをダ
イシングして個別の半導体発光装置とする工程とを備え
る半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000307286A JP3725413B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000307286A JP3725413B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | 半導体発光装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP378899A Division JP2000208822A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 半導体発光装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005205282A Division JP2005311395A (ja) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | 半導体発光装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001135861A true JP2001135861A (ja) | 2001-05-18 |
| JP3725413B2 JP3725413B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=18787822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000307286A Expired - Lifetime JP3725413B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3725413B2 (ja) |
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2000
- 2000-10-06 JP JP2000307286A patent/JP3725413B2/ja not_active Expired - Lifetime
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