JP2002033523A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の発光色調を実現する。
【解決手段】 ＬＥＤ２０を封止する樹脂２４にＵＶ吸
収剤を混入させたことにより、ＵＶ光を含む４２０mm近
辺の短波長を吸収させて、白色発光の色温度を所望の低
温側へ変移させる。ＬＥＤ周辺に蛍光体を組み合わせて
もよく、この場合には所望の色調を得ることができる。
収剤を混入させたことにより、ＵＶ光を含む４２０mm近
辺の短波長を吸収させて、白色発光の色温度を所望の低
温側へ変移させる。ＬＥＤ周辺に蛍光体を組み合わせて
もよく、この場合には所望の色調を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】発光素子と蛍光体との組み合わせにより
得られる半導体発光装置として、例えばＧａＮ系半導体
を用いた青色発光ダイオード（Light Emitting Diode：
以下、ＬＥＤと略記する）と黄色で発光するＹＡＧ蛍光
体とを組み合わせた発光装置が存在する。
得られる半導体発光装置として、例えばＧａＮ系半導体
を用いた青色発光ダイオード（Light Emitting Diode：
以下、ＬＥＤと略記する）と黄色で発光するＹＡＧ蛍光
体とを組み合わせた発光装置が存在する。
【０００３】このような装置によれば、中心波長４５０
mm付近の青色ＬＥＤからの青色発光と、この発光を受け
て波長５６０mm付近にピークを持つブロードなスペクト
ルを持つ発光が得られるＹＡＧ蛍光体からの光との混色
によって白色光が実現される。
mm付近の青色ＬＥＤからの青色発光と、この発光を受け
て波長５６０mm付近にピークを持つブロードなスペクト
ルを持つ発光が得られるＹＡＧ蛍光体からの光との混色
によって白色光が実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は、ＹＡＧ蛍光体の温度特性の影響を受けるために、特
に高温度領域においてＧａＮ系半導体と蛍光体との温度
特性の差から色調が短波長、即ち青色方向（ｘ＝０／ｙ
＝０の方向）で色温度の高い方向へ変動していた。この
ため、所望の色調を得ることができなかった。また、発
光中心型の青色ＬＥＤの場合は、ＵＶ光の影響や半値幅
が大きいため、高い色純度が得られなかった。
は、ＹＡＧ蛍光体の温度特性の影響を受けるために、特
に高温度領域においてＧａＮ系半導体と蛍光体との温度
特性の差から色調が短波長、即ち青色方向（ｘ＝０／ｙ
＝０の方向）で色温度の高い方向へ変動していた。この
ため、所望の色調を得ることができなかった。また、発
光中心型の青色ＬＥＤの場合は、ＵＶ光の影響や半値幅
が大きいため、高い色純度が得られなかった。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、温度特性の影響を抑制し、所望の色調又は高い色純
度で発光させることが可能な半導体発光装置を提供する
ことを目的とする。
で、温度特性の影響を抑制し、所望の色調又は高い色純
度で発光させることが可能な半導体発光装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードを封止する
樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が
含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤とを備
えることを特徴とする。
は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードを封止する
樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が
含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤とを備
えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の半導体発光装置は、発光ダ
イオードと、前記発光ダイオードを反射板上に搭載する
リードフレームと、前記発光ダイオードを含む前記反射
板の内面を覆うように充填された第１の樹脂と、前記第
１の樹脂を含めて前記発光ダイオードを封止する第２の
樹脂と、前記第１の樹脂に添加された、少なくとも紫外
光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤
とを備えることを特徴とする。
イオードと、前記発光ダイオードを反射板上に搭載する
リードフレームと、前記発光ダイオードを含む前記反射
板の内面を覆うように充填された第１の樹脂と、前記第
１の樹脂を含めて前記発光ダイオードを封止する第２の
樹脂と、前記第１の樹脂に添加された、少なくとも紫外
光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤
とを備えることを特徴とする。
【０００８】あるいは、本発明の半導体発光装置は、発
光ダイオードと、前記発光ダイオードの周囲に配置され
た蛍光体と、前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを
封止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫
外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収
剤とを備えている。
光ダイオードと、前記発光ダイオードの周囲に配置され
た蛍光体と、前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを
封止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫
外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収
剤とを備えている。
【０００９】あるいはまた、本発明の半導体発光装置
は、組成が異なる少なくとも２つの発光層を有する発光
ダイオードと、前記発光ダイオードの周囲に配置された
蛍光体と、前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを封
止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫外
光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤
とを備えている。
は、組成が異なる少なくとも２つの発光層を有する発光
ダイオードと、前記発光ダイオードの周囲に配置された
蛍光体と、前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを封
止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少なくとも紫外
光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤
とを備えている。
【００１０】本発明の半導体発光装置は、発光ダイオー
ドと、前記発光ダイオードを搭載する表面実装用フレー
ムと、前記表面実装用フレームに搭載された前記発光ダ
イオードを封止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少
なくとも紫外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有
する光吸収剤とを備えている。
ドと、前記発光ダイオードを搭載する表面実装用フレー
ムと、前記表面実装用フレームに搭載された前記発光ダ
イオードを封止する樹脂と、前記樹脂に添加された、少
なくとも紫外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有
する光吸収剤とを備えている。
【００１１】また本発明の半導体発光装置は、発光ダイ
オードと、前記発光ダイオードを内部底面に搭載する表
面実装用フレームと、前記表面実装用フレームに搭載さ
れた前記発光ダイオードを覆うように、前記内部を所定
の高さまで封止する第１の樹脂と、前記第１の樹脂の上
面を覆うように、前記内部を所定の高さより高い位置ま
で封止する第２の樹脂と、前記第１の樹脂と前記第２の
樹脂のうち、少なくともいずれか一方に添加された、少
なくとも紫外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有
する光吸収剤とを備えることを特徴とする。
オードと、前記発光ダイオードを内部底面に搭載する表
面実装用フレームと、前記表面実装用フレームに搭載さ
れた前記発光ダイオードを覆うように、前記内部を所定
の高さまで封止する第１の樹脂と、前記第１の樹脂の上
面を覆うように、前記内部を所定の高さより高い位置ま
で封止する第２の樹脂と、前記第１の樹脂と前記第２の
樹脂のうち、少なくともいずれか一方に添加された、少
なくとも紫外光域が含まれる波長帯を吸収する特性を有
する光吸収剤とを備えることを特徴とする。
【００１２】ここで、前記第１又は第２の樹脂のいずれ
か一方、あるいは前記第１及び第２の樹脂に添加された
蛍光体をさらに備えることもできる。
か一方、あるいは前記第１及び第２の樹脂に添加された
蛍光体をさらに備えることもできる。
【００１３】前記蛍光体は、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍで
あってもよい。
あってもよい。
【００１４】前記発光ダイオードは、サファイア、Ｓｉ
Ｃ系半導体材料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導
体材料、ＢＮ系半導体材料のいずれかを用いた基板を含
んでもよい。
Ｃ系半導体材料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導
体材料、ＢＮ系半導体材料のいずれかを用いた基板を含
んでもよい。
【００１５】前記発光ダイオードは、ＳｉＣ系半導体材
料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導体材料、ＢＮ
系半導体材料のいずれかを用いた半導体層を含むことも
できる。
料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導体材料、ＢＮ
系半導体材料のいずれかを用いた半導体層を含むことも
できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１７】（１）第１の実施の形態 本発明の第１の実施の形態による半導体発光装置につい
て、その構成及び製造の手順を示した図１を用いて説明
する。本実施の形態では、ＳｉＣ基板上に形成したＧａ
Ｎ系ＬＥＤを用いており、蛍光体は用いずにＵＶ吸収剤
を使用している。
て、その構成及び製造の手順を示した図１を用いて説明
する。本実施の形態では、ＳｉＣ基板上に形成したＧａ
Ｎ系ＬＥＤを用いており、蛍光体は用いずにＵＶ吸収剤
を使用している。
【００１８】図１（ａ）に示されたように、ＳｉＣ基板
１１上に、ｎ−ＧａＮバッファ層１２、ｎ−ＧａＮ層１
３、ＧａＮ活性層１４、ｐ−ＧａＮ層１５、ｐ+−Ｇａ
Ｎ層１６を順次形成する。ここで、ＧａＮ活性層１４に
はｐ型及びｎ型不純物を共に導入し、Ｄ／Ａ（Donor/Ac
ceptor）型とする。
１１上に、ｎ−ＧａＮバッファ層１２、ｎ−ＧａＮ層１
３、ＧａＮ活性層１４、ｐ−ＧａＮ層１５、ｐ+−Ｇａ
Ｎ層１６を順次形成する。ここで、ＧａＮ活性層１４に
はｐ型及びｎ型不純物を共に導入し、Ｄ／Ａ（Donor/Ac
ceptor）型とする。
【００１９】さらに、図１（ｂ）に示されたように、ｐ
+−ＧａＮ層１６上に透明電極２５、ｐ側電極１７を形
成し、ＳｉＣ基板１１上にｎ側電極１８を形成して、Ｌ
ＥＤチップ２０を得る。
+−ＧａＮ層１６上に透明電極２５、ｐ側電極１７を形
成し、ＳｉＣ基板１１上にｎ側電極１８を形成して、Ｌ
ＥＤチップ２０を得る。
【００２０】図１（ｃ）に示されたように、ＬＥＤチッ
プ２０をリードフレーム２１にマウントし、ｎ側電極１
８と電気的に接続する。一方、ＬＥＤチップ２０のｐ側
電極１７をリードフレーム２２にボンディングワイヤ２
３によって接続する。
プ２０をリードフレーム２１にマウントし、ｎ側電極１
８と電気的に接続する。一方、ＬＥＤチップ２０のｐ側
電極１７をリードフレーム２２にボンディングワイヤ２
３によって接続する。
【００２１】図１（ｄ）に示されたように、ＬＥＤチッ
プ２０及びホンディングワイヤ２３を覆うように集光用
のレンズを兼ねたモールド樹脂２４で封止する。ここ
で、モールド樹脂２４に、波長４００nm以下に吸収域を
持つＵＶ吸収剤を混入する。このＵＶ吸収剤は、種類や
混入量によって吸収波長や吸収量が変わり、ハイパスフ
ィルタとして機能する。そこで、所望の吸収特性が得ら
れるように、吸収材の種類や混入量を選択する必要があ
る。
プ２０及びホンディングワイヤ２３を覆うように集光用
のレンズを兼ねたモールド樹脂２４で封止する。ここ
で、モールド樹脂２４に、波長４００nm以下に吸収域を
持つＵＶ吸収剤を混入する。このＵＶ吸収剤は、種類や
混入量によって吸収波長や吸収量が変わり、ハイパスフ
ィルタとして機能する。そこで、所望の吸収特性が得ら
れるように、吸収材の種類や混入量を選択する必要があ
る。
【００２２】図２（ａ）のスペクトル図に、ＵＶ吸収剤
を入れない状態における発光波長と発光強度との関係を
示す。３６５nm付近の波長において１つのピークが存在
し、ＵＶ光の存在が確認される。
を入れない状態における発光波長と発光強度との関係を
示す。３６５nm付近の波長において１つのピークが存在
し、ＵＶ光の存在が確認される。
【００２３】これに対し、波長４００mm付近に吸収域を
有するＵＶ吸収剤をモールド樹脂２４に混入させると、
発光スペクトルが図２（ｂ）に示されるように変化す
る。これにより、ＵＶ光の波長付近の成分が吸収され、
色純度が向上する。
有するＵＶ吸収剤をモールド樹脂２４に混入させると、
発光スペクトルが図２（ｂ）に示されるように変化す
る。これにより、ＵＶ光の波長付近の成分が吸収され、
色純度が向上する。
【００２４】また、発光装置を長時間発光させた場合、
紫外光が含まれていると様々な弊害が起こり得る。しか
し、本実施の形態によれば紫外光成分が吸収されて外部
へ取り出されないため、安全性が向上する。
紫外光が含まれていると様々な弊害が起こり得る。しか
し、本実施の形態によれば紫外光成分が吸収されて外部
へ取り出されないため、安全性が向上する。
【００２５】さらに、屋外で使用する際に、太陽光に含
まれる紫外光によってモールド樹脂２４が劣化すること
も考えられる。本実施の形態では、ＵＶ吸収剤により紫
外光を吸収することにより、モールド樹脂２４の劣化を
抑制することができ、素子の信頼性が向上する。
まれる紫外光によってモールド樹脂２４が劣化すること
も考えられる。本実施の形態では、ＵＶ吸収剤により紫
外光を吸収することにより、モールド樹脂２４の劣化を
抑制することができ、素子の信頼性が向上する。
【００２６】ところで、上記第１の実施の形態ではＳｉ
Ｃ基板を用いているが、サファイア基板、ＺｎＳｅ基
板、ＧａＮ基板、ＢＮ基板等、他の材料から成る基板を
用いてもよい。また、活性層はＤ／Ａ型に限らずバンド
端発光の素子であってもよい。さらに、ｐ及びｎ側電極
に関しては、上記第１の実施の形態のように導電性のあ
るＳｉＣ基板を用いた場合は上下導通型としてもよい
が、サファイア基板等の絶縁基板を用いた場合には、同
一方向の面上にｐ及びｎ側電極を形成してもよい。
Ｃ基板を用いているが、サファイア基板、ＺｎＳｅ基
板、ＧａＮ基板、ＢＮ基板等、他の材料から成る基板を
用いてもよい。また、活性層はＤ／Ａ型に限らずバンド
端発光の素子であってもよい。さらに、ｐ及びｎ側電極
に関しては、上記第１の実施の形態のように導電性のあ
るＳｉＣ基板を用いた場合は上下導通型としてもよい
が、サファイア基板等の絶縁基板を用いた場合には、同
一方向の面上にｐ及びｎ側電極を形成してもよい。
【００２７】また、ＬＥＤの半導体層には、ＧａＮ系半
導体材料に限らず、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＢＮ系の半導体
材料等を用いてもよい。
導体材料に限らず、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＢＮ系の半導体
材料等を用いてもよい。
【００２８】（２）第２の実施の形態 上記第１の実施の形態では、ＵＶ吸収剤をモールド樹脂
２４全体に混入させている。しかし、必ずしもモールド
樹脂の全体に混入させる必要はなく、第２の実施の形態
ではリードフレームの反射板の内部にのみ混入させてい
る。
２４全体に混入させている。しかし、必ずしもモールド
樹脂の全体に混入させる必要はなく、第２の実施の形態
ではリードフレームの反射板の内部にのみ混入させてい
る。
【００２９】図３（ａ）に示されているように、リード
フレーム３１の反射板３１ａ内にＬＥＤチップ３０を搭
載する。そして、この反射板３１ａ内にのみＵＶ吸収剤
を混入させた樹脂３４を充填する。
フレーム３１の反射板３１ａ内にＬＥＤチップ３０を搭
載する。そして、この反射板３１ａ内にのみＵＶ吸収剤
を混入させた樹脂３４を充填する。
【００３０】この後、図３（ｂ）に示されたように、リ
ードフレーム３１及び３２の発光部全体を覆うようにモ
ールド樹脂３５で封止する。このモールド樹脂３５には
ＵＶ吸収剤は含まれていない。ここで、樹脂３４、３５
には例えばエポキシ樹脂や無機系材料から成る樹脂を用
いてもよく、共に同一材料から成る樹脂であってもよ
く、あるいは異なる樹脂であってもよい。
ードフレーム３１及び３２の発光部全体を覆うようにモ
ールド樹脂３５で封止する。このモールド樹脂３５には
ＵＶ吸収剤は含まれていない。ここで、樹脂３４、３５
には例えばエポキシ樹脂や無機系材料から成る樹脂を用
いてもよく、共に同一材料から成る樹脂であってもよ
く、あるいは異なる樹脂であってもよい。
【００３１】（３）第３の実施の形態 本発明の第３の実施の形態について、図４（ａ）〜
（ｃ）を参照して説明する。
（ｃ）を参照して説明する。
【００３２】本実施の形態では、上記第１、第２の実施
の形態と比較し、蛍光体を用いて所望の色調を実現させ
る点で相違する。
の形態と比較し、蛍光体を用いて所望の色調を実現させ
る点で相違する。
【００３３】サファイア基板４１上に、バッファ層４
２、ｎ−ＧａＮ層４３、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）活性層４４、ｐ−Ａ１ｘＧ
ａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）層４５、ｐ+−ＧａＮコンタ
クト層４６を形成する。ここで、活性層４４は、バンド
端で紫外と青色とで発光するようにｐ型及びｎ型不純物
を共にドーピングしたＤ／Ａ構造とする。
２、ｎ−ＧａＮ層４３、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）活性層４４、ｐ−Ａ１ｘＧ
ａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）層４５、ｐ+−ＧａＮコンタ
クト層４６を形成する。ここで、活性層４４は、バンド
端で紫外と青色とで発光するようにｐ型及びｎ型不純物
を共にドーピングしたＤ／Ａ構造とする。
【００３４】さらに、コンタクト層４６上に透明電極４
７、ｐ側電極４８を形成し、バッファ層４２上にｎ側電
極４９を設けて、ＬＥＤチップ５０を得る。
７、ｐ側電極４８を形成し、バッファ層４２上にｎ側電
極４９を設けて、ＬＥＤチップ５０を得る。
【００３５】このＬＥＤチップ５０を、図４（ｂ）に示
されたようにリードフレーム５１上に搭載する。次に、
ＬＥＤチップ５０とリードフレーム５１、５２とをボン
ディングワイヤ５４、５３で接続する。
されたようにリードフレーム５１上に搭載する。次に、
ＬＥＤチップ５０とリードフレーム５１、５２とをボン
ディングワイヤ５４、５３で接続する。
【００３６】図４（ｃ）に示されたように、樹脂、無機
系接着剤、無機系溶剤を含む溶液５５に、蛍光体を混合
させてリードフレーム５１におけるＬＥＤチップ５０を
搭載した反射板５１ａを埋めるように塗布する。
系接着剤、無機系溶剤を含む溶液５５に、蛍光体を混合
させてリードフレーム５１におけるＬＥＤチップ５０を
搭載した反射板５１ａを埋めるように塗布する。
【００３７】ここで、蛍光体は所望の色調に応じて選択
する必要がある。例えば、白色を得たい場合はＹＡＧ系
蛍光体と、青色蛍光体として例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂ
ａ，ＥＵ）10（ＰＯ4）6・Ｃ12を用いる。また、色調を
変えて、ピンクや紫といった色を得たい場合には、ＹＡ
Ｇ蛍光体の他に、赤色蛍光体として例えばＬａ2Ｏ2：Ｅ
ｕ，Ｓｍを加えることで、所望の色調を得ることができ
る。
する必要がある。例えば、白色を得たい場合はＹＡＧ系
蛍光体と、青色蛍光体として例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂ
ａ，ＥＵ）10（ＰＯ4）6・Ｃ12を用いる。また、色調を
変えて、ピンクや紫といった色を得たい場合には、ＹＡ
Ｇ蛍光体の他に、赤色蛍光体として例えばＬａ2Ｏ2：Ｅ
ｕ，Ｓｍを加えることで、所望の色調を得ることができ
る。
【００３８】この場合、図５の色度図に示すように、Ｕ
Ｖ光、黄色光（Yellow）、青色光（Blue）、緑色光（Gr
een）、赤色光（Red）の各々の色度点で囲まれた範囲を
実現することができる。
Ｖ光、黄色光（Yellow）、青色光（Blue）、緑色光（Gr
een）、赤色光（Red）の各々の色度点で囲まれた範囲を
実現することができる。
【００３９】そして、図４（ｄ）に示されたように、蛍
光体を含む溶液５５が塗布されたリードフレーム５１、
５２の発光領域を囲むようにモールド樹脂中５６で封止
する。このモールド樹脂５６には、上記第１の実施の形
態と同様に、ＵＶ吸収剤を混入する。これにより、蛍光
体で変換されなかったＬＥＤチップ５０からのＵＶ光を
遮断することができる。
光体を含む溶液５５が塗布されたリードフレーム５１、
５２の発光領域を囲むようにモールド樹脂中５６で封止
する。このモールド樹脂５６には、上記第１の実施の形
態と同様に、ＵＶ吸収剤を混入する。これにより、蛍光
体で変換されなかったＬＥＤチップ５０からのＵＶ光を
遮断することができる。
【００４０】さらに上記第１、第２の実施の形態と同様
に、ＵＶ吸収剤によって太陽光等に含まれる外部からの
ＵＶ光を遮断し、モールド樹脂５６の劣化を抑制するこ
とができる。あるいはまた、不点灯時の蛍光発光を抑え
ることもできる。
に、ＵＶ吸収剤によって太陽光等に含まれる外部からの
ＵＶ光を遮断し、モールド樹脂５６の劣化を抑制するこ
とができる。あるいはまた、不点灯時の蛍光発光を抑え
ることもできる。
【００４１】（４）第４の実施の形態 本発明の第４の実施の形態について、図６を参照して説
明する。
明する。
【００４２】本実施の形態は、蛍光体を用いずに２つ以
上の発光ピークを得るために、活性層の部分を異なる組
成で２層以上形成した点に特徴がある。
上の発光ピークを得るために、活性層の部分を異なる組
成で２層以上形成した点に特徴がある。
【００４３】図６（ａ）に示されたように、基板６１上
に、バッファ層６２、ｎ−ＧａＮ層６３、Ａ１ｘＩｎｙ
Ｇａ１−ｘ−ｙＮ第１活性層６４、Ａ１ｕＩｎｖＧａ１
−ｕ−ｖＮ第２活性層６５、ｐ−ＧａＮクラッド層６
６、ｐ+−ＧａＮコンタクト層６７を順次形成する。こ
こで、ｕ≦ｘ、ｖ≦ｙとする。
に、バッファ層６２、ｎ−ＧａＮ層６３、Ａ１ｘＩｎｙ
Ｇａ１−ｘ−ｙＮ第１活性層６４、Ａ１ｕＩｎｖＧａ１
−ｕ−ｖＮ第２活性層６５、ｐ−ＧａＮクラッド層６
６、ｐ+−ＧａＮコンタクト層６７を順次形成する。こ
こで、ｕ≦ｘ、ｖ≦ｙとする。
【００４４】図６（ｂ）に示されたように、コンタクト
層６７上に透明電極６８、ｐ側電極６９を形成し、ｎ−
ＧａＮ層６３上にｎ側電極７０を形成し、ＬＥＤチップ
７１を得る。
層６７上に透明電極６８、ｐ側電極６９を形成し、ｎ−
ＧａＮ層６３上にｎ側電極７０を形成し、ＬＥＤチップ
７１を得る。
【００４５】得られたＬＥＤチップ７１を、図６（ｃ）
に示されたように、リードフレーム７２の反射板７２ａ
上に搭載する。
に示されたように、リードフレーム７２の反射板７２ａ
上に搭載する。
【００４６】図６（ｄ）に示されたように、ｎ側電極７
０、ｐ側電極６９とリードフレーム７２、７３とをボン
ディングワイヤ７４、７５で接続する。
０、ｐ側電極６９とリードフレーム７２、７３とをボン
ディングワイヤ７４、７５で接続する。
【００４７】この後、図６（ｅ）に示されたように、Ｌ
ＥＤチップ７１周囲を覆うように、蛍光体７６を結合
剤、樹脂、接着剤あるいは無機コート剤に混入させて塗
布し、あるいは固定する。
ＥＤチップ７１周囲を覆うように、蛍光体７６を結合
剤、樹脂、接着剤あるいは無機コート剤に混入させて塗
布し、あるいは固定する。
【００４８】図６（ｆ）に示されたように、ＬＥＤチッ
プ７０、蛍光体７６を覆うように、リードフレーム７
２、７３をレンズを兼ねたモールド樹脂７７で封止す
る。
プ７０、蛍光体７６を覆うように、リードフレーム７
２、７３をレンズを兼ねたモールド樹脂７７で封止す
る。
【００４９】この時、モールド樹脂７７には、上記第
１、第３の実施の形態と同様に、ＵＶ吸収剤を混入す
る。ここで、ＵＶ吸収剤はモールド樹脂７７が変色しな
い程度として、例えば約１０％としてもよい。このよう
にして得られた発光装置は、青色とＵＶ光とを蛍光体７
６で変換した可視光を混色した色で発光する。
１、第３の実施の形態と同様に、ＵＶ吸収剤を混入す
る。ここで、ＵＶ吸収剤はモールド樹脂７７が変色しな
い程度として、例えば約１０％としてもよい。このよう
にして得られた発光装置は、青色とＵＶ光とを蛍光体７
６で変換した可視光を混色した色で発光する。
【００５０】ここで用いる蛍光体には、黄色（ＹＡＧ系
蛍光体）と、他にもう一つの単色蛍光体とを入れるが、
赤色蛍光体を混ぜ合わせることにより、赤に近い白色や
ピンク等、従来は単一素子で得ることができなかった色
調を実現させることが可能である。
蛍光体）と、他にもう一つの単色蛍光体とを入れるが、
赤色蛍光体を混ぜ合わせることにより、赤に近い白色や
ピンク等、従来は単一素子で得ることができなかった色
調を実現させることが可能である。
【００５１】図７（ａ）に、図６（ｂ）に示されたＬＥ
Ｄチップ７１が発光する発光スペクトルを示し、図７
（ｂ）にＹＡＧ蛍光体及びＲ蛍光体と、ＵＶ吸収剤とを
用いた場合における本実施の形態により得られる発光ス
ペクトルを示す。
Ｄチップ７１が発光する発光スペクトルを示し、図７
（ｂ）にＹＡＧ蛍光体及びＲ蛍光体と、ＵＶ吸収剤とを
用いた場合における本実施の形態により得られる発光ス
ペクトルを示す。
【００５２】ＬＥＤチップ７１のみで得られる発光スペ
クトルでは、ＵＶ光と青色（Ｂ）光とにピークが存在す
る。これが、ＹＡＧ蛍光体、Ｒ蛍光体及びＵＶ吸収剤に
より、青色光が青色光及び黄色（Ｙ）光、ＵＶ光が赤色
（Ｒ）光にそれぞれ変換される。このようにして、有害
なＵＶ光を可視光に変換して、所望の色調を実現するこ
とができる。
クトルでは、ＵＶ光と青色（Ｂ）光とにピークが存在す
る。これが、ＹＡＧ蛍光体、Ｒ蛍光体及びＵＶ吸収剤に
より、青色光が青色光及び黄色（Ｙ）光、ＵＶ光が赤色
（Ｒ）光にそれぞれ変換される。このようにして、有害
なＵＶ光を可視光に変換して、所望の色調を実現するこ
とができる。
【００５３】モールド樹脂７７に混合させたＵＶ吸収剤
は、不点灯時において太陽光等の外光により蛍光体が不
要に励起されて発光することを防止すると共に、点灯時
において蛍光体で変換されなかった漏れＵＶ光を遮断す
る。これにより、有害なＵＶ光を装置外部へ漏らさない
という効果を奏するのみならず、モールド樹脂の劣化を
抑制することができる。
は、不点灯時において太陽光等の外光により蛍光体が不
要に励起されて発光することを防止すると共に、点灯時
において蛍光体で変換されなかった漏れＵＶ光を遮断す
る。これにより、有害なＵＶ光を装置外部へ漏らさない
という効果を奏するのみならず、モールド樹脂の劣化を
抑制することができる。
【００５４】（５）第５の実施の形態 本発明の第５の実施の形態について、図８を用いて説明
する。
する。
【００５５】本実施の形態は、上記第１の実施の形態に
おけるＧａＮ系ＬＥＤチップ２０を用いてＳＭＤ（Surf
ace Mounted Device）用のフレームに実装したものに相
当する。
おけるＧａＮ系ＬＥＤチップ２０を用いてＳＭＤ（Surf
ace Mounted Device）用のフレームに実装したものに相
当する。
【００５６】図８（ａ）に示されたように、ＬＥＤチッ
プ２０をＳＭＤ用フレーム８４の内部底面上に載置し、
マウント用導電性接着剤８２で固定する。
プ２０をＳＭＤ用フレーム８４の内部底面上に載置し、
マウント用導電性接着剤８２で固定する。
【００５７】図８（ｂ）に示されたように、ＬＥＤチッ
プ２０のｐ側電極パッドとフレーム８４におけるアノー
ドとを金ワイヤ８５で接続する。ＬＥＤチップ２０の周
囲を囲むように、所望の色調が得られるように、ＹＡＧ
蛍光体、赤色蛍光体等と、ＵＶ吸収剤とを混入させたモ
ールド樹脂８６をフレーム８４の内部に注入し硬化させ
る。
プ２０のｐ側電極パッドとフレーム８４におけるアノー
ドとを金ワイヤ８５で接続する。ＬＥＤチップ２０の周
囲を囲むように、所望の色調が得られるように、ＹＡＧ
蛍光体、赤色蛍光体等と、ＵＶ吸収剤とを混入させたモ
ールド樹脂８６をフレーム８４の内部に注入し硬化させ
る。
【００５８】この後、各チップ毎にフレーム８４を分離
する。図８（ｃ）のように、取り出し電極８３をフレー
ム８４の外周に沿って曲げて固定し、完成する。
する。図８（ｃ）のように、取り出し電極８３をフレー
ム８４の外周に沿って曲げて固定し、完成する。
【００５９】ここで、蛍光体を塗布する充填剤と、フレ
ーム内部を埋め込むモールド樹脂とを分離して形成する
場合、あるいはＵＶ吸収剤と蛍光体とを分離して混入さ
せることもできる。図９（ａ）に示されたように、ＬＥ
Ｄチップ２０を搭載したフレーム８４の内面に、蛍光体
を混入させた結合剤、あるいは樹脂９０を、ＬＥＤチッ
プ２０付近にのみ注入し、硬化させる。
ーム内部を埋め込むモールド樹脂とを分離して形成する
場合、あるいはＵＶ吸収剤と蛍光体とを分離して混入さ
せることもできる。図９（ａ）に示されたように、ＬＥ
Ｄチップ２０を搭載したフレーム８４の内面に、蛍光体
を混入させた結合剤、あるいは樹脂９０を、ＬＥＤチッ
プ２０付近にのみ注入し、硬化させる。
【００６０】この後、図９（ｂ）に示されたように、さ
らに樹脂９０の上部を覆うように、ＵＶ吸収剤を混入さ
せた樹脂９１を充填して硬化させる。
らに樹脂９０の上部を覆うように、ＵＶ吸収剤を混入さ
せた樹脂９１を充填して硬化させる。
【００６１】そして、各チップ毎にフレーム８４を分離
し、図９（ｃ）のように、取り出し電極８３をフレーム
８４の外周に沿って曲げて固定し、完成する。
し、図９（ｃ）のように、取り出し電極８３をフレーム
８４の外周に沿って曲げて固定し、完成する。
【００６２】ここで、図８あるいは図９に示された装置
では、いずれも蛍光体とＵＶ吸収剤とを樹脂に混入させ
て用いている。しかし、上記第１の実施の形態のよう
に、蛍光体を用いずにＵＶ吸収剤のみを混入させてもよ
い。これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果が
得られる。
では、いずれも蛍光体とＵＶ吸収剤とを樹脂に混入させ
て用いている。しかし、上記第１の実施の形態のよう
に、蛍光体を用いずにＵＶ吸収剤のみを混入させてもよ
い。これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果が
得られる。
【００６３】また、図９に示された装置のように２つの
樹脂９０、９１でＬＥＤチップ２０を封止する場合、Ｕ
Ｖ吸収剤をいずれか一方又は両方の樹脂に含ませてもよ
く、同様に蛍光体をいずれか一方又は両方の樹脂に混入
させてもよい。
樹脂９０、９１でＬＥＤチップ２０を封止する場合、Ｕ
Ｖ吸収剤をいずれか一方又は両方の樹脂に含ませてもよ
く、同様に蛍光体をいずれか一方又は両方の樹脂に混入
させてもよい。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体発
光装置によれば、紫外光域が含まれる波長帯に吸収特性
を有する光吸収剤をモールド樹脂に混入させたことによ
り、紫外光域の成分が吸収され、色純度が向上する。ま
た、発光装置を長時間発光させた場合、紫外光が含まれ
ていると様々な弊害が起こり得るが、紫外光域が吸収さ
れて外部へ取り出されないため、安全性が向上する。さ
らに、屋外で使用する際に、太陽光に含まれる紫外光に
よって樹脂が劣化することが抑制される。
光装置によれば、紫外光域が含まれる波長帯に吸収特性
を有する光吸収剤をモールド樹脂に混入させたことによ
り、紫外光域の成分が吸収され、色純度が向上する。ま
た、発光装置を長時間発光させた場合、紫外光が含まれ
ていると様々な弊害が起こり得るが、紫外光域が吸収さ
れて外部へ取り出されないため、安全性が向上する。さ
らに、屋外で使用する際に、太陽光に含まれる紫外光に
よって樹脂が劣化することが抑制される。
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体発光装
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
【図２】同半導体発光装置により得られる発光スペクト
ルを模式的に示したスペクトル図。
ルを模式的に示したスペクトル図。
【図３】本発明の第２の実施の形態による半導体発光装
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態による半導体発光装
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
【図５】同半導体装置により得られる色調を示した色度
図。
図。
【図６】本発明の第４の実施の形態による半導体発光装
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
【図７】同半導体発光装置により得られる発光スペクト
ルを模式的に示したスペクトル図。
ルを模式的に示したスペクトル図。
【図８】本発明の第５の実施の形態による半導体発光装
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
置の構成及びその製造方法を工程別に示した縦断面図。
【図９】同第５の実施の形態における変形例を示した縦
断面図。
断面図。
１１ ＳｉＣ基板 １２ ｎ−ＧａＮバッファ層 １３ ｎ−ＧａＮ層 １４ ＧａＮ活性層 １５ ｐ−ＧａＮ層 １６ ｐ+−ＧａＮ層 １７、４８、６９ ｐ側電極 １８、４９、７０ ｎ側電極 ２０、３０、５０、７１ ＬＥＤチップ ２５、４７、６８ 透明電極 ２１、２２、３１、３２、５１、５２、７２、７３ リ
ードフレーム ２３、５３、５４、７４、７５ ボンディングワイヤ ２４、３４、３５、５６、７７、８６ モールド樹脂 ３１ａ、５１ａ、７２ａ 反射板 ４１ サファイア基板 ４２、６２ バッファ層 ４３、６３ ｎ−ＧａＮ層 ４４ ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ活性層 ４５ ｐ−Ａ１ｘＧａ１−ｘＮ層 ４６ ｐ+−ＧａＮコンタクト層 ６１ 基板 ６４ Ａ１ｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ第１活性層 ６５ Ａ１ｕＩｎｖＧａ１−ｕ−ｖＮ第２活性層 ６６ ｐ−ＧａＮクラッド層 ６７ ｐ+−ＧａＮコンタクト層 ７６ 蛍光体 ８２ マウント用導電性接着剤 ８３ フレーム ８４ ＳＭＤ用フレーム ８５ 金ワイヤ
ードフレーム ２３、５３、５４、７４、７５ ボンディングワイヤ ２４、３４、３５、５６、７７、８６ モールド樹脂 ３１ａ、５１ａ、７２ａ 反射板 ４１ サファイア基板 ４２、６２ バッファ層 ４３、６３ ｎ−ＧａＮ層 ４４ ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ活性層 ４５ ｐ−Ａ１ｘＧａ１−ｘＮ層 ４６ ｐ+−ＧａＮコンタクト層 ６１ 基板 ６４ Ａ１ｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ第１活性層 ６５ Ａ１ｕＩｎｖＧａ１−ｕ−ｖＮ第２活性層 ６６ ｐ−ＧａＮクラッド層 ６７ ｐ+−ＧａＮコンタクト層 ７６ 蛍光体 ８２ マウント用導電性接着剤 ８３ フレーム ８４ ＳＭＤ用フレーム ８５ 金ワイヤ
Claims (10)
- 【請求項１】発光ダイオードと、 前記発光ダイオードを封止する樹脂と、 前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が含まれる
波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】発光ダイオードと、 前記発光ダイオードを反射板上に搭載するリードフレー
ムと、 前記発光ダイオードを含む前記反射板の内面を覆うよう
に充填された第１の樹脂と、 前記第１の樹脂を含めて前記発光ダイオードを封止する
第２の樹脂と、 前記第１の樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が含
まれる波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項３】発光ダイオードと、 前記発光ダイオードの周囲に配置された蛍光体と、 前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを封止する樹脂
と、 前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が含まれる
波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項４】組成が異なる少なくとも２つの発光層を有
する発光ダイオードと、 前記発光ダイオードの周囲に配置された蛍光体と、 前記蛍光体を含めて前記発光ダイオードを封止する樹脂
と、 前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が含まれる
波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項５】発光ダイオードと、 前記発光ダイオードを搭載する表面実装用フレームと、 前記表面実装用フレームに搭載された前記発光ダイオー
ドを封止する樹脂と、 前記樹脂に添加された、少なくとも紫外光域が含まれる
波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項６】発光ダイオードと、 前記発光ダイオードを内部底面に搭載する表面実装用フ
レームと、 前記表面実装用フレームに搭載された前記発光ダイオー
ドを覆うように、前記内部を所定の高さまで封止する第
１の樹脂と、 前記第１の樹脂の上面を覆うように、前記内部を所定の
高さより高い位置まで封止する第２の樹脂と、 前記第１の樹脂と前記第２の樹脂のうち、少なくともい
ずれか一方に添加された、少なくとも紫外光域が含まれ
る波長帯を吸収する特性を有する光吸収剤と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項７】前記第１又は第２の樹脂のいずれか一方、
あるいは前記第１及び第２の樹脂に添加された蛍光体を
さらに備えることを特徴とする請求項６記載の半導体発
光装置。 - 【請求項８】前記蛍光体は、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍで
あることを特徴とする請求項３、４、７のいずれかに記
載の半導体発光装置。 - 【請求項９】前記発光ダイオードは、サファイア、Ｓｉ
Ｃ系半導体材料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導
体材料、ＢＮ系半導体材料のいずれかを用いた基板を含
むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
半導体発光装置。 - 【請求項１０】前記発光ダイオードは、ＳｉＣ系半導体
材料、ＺｎＳｅ系半導体材料、ＧａＮ系半導体材料、Ｂ
Ｎ系半導体材料のいずれかを用いた半導体層を含むこと
を特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の半導体
発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217148A JP2002033523A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217148A JP2002033523A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033523A true JP2002033523A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18712301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000217148A Pending JP2002033523A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002033523A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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