JP2007317896A - 発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 側面と底面を有し上面を開口部とする凹部を備えるパッケージと、凹部の底面に半導体発光素子が載置されている発光ダイオードであって、凹部の側面はガラス層を有し、ガラス層は顔料を含有していることを特徴とする。
これにより、発光色の色純度を向上させることができる。
【選択図】 図3A
Description
(顔料)
顔料の材料としては、目的に応じて種々選択することができる。例えば、赤色顔料としては、成分としてCdSe、Fe2O3、MnAl、SnCr、Auなどを含有するものをあげることができる。また、緑色顔料としては、成分としてCr3O4、TiO2などを含有するものをあげることができる。また、青色顔料としては、成分としてCoAl2O4、CoO、Co2SnO4などを含有するものをあげることができる。また、色の三原色のひとつである黄色の色純度を向上させるために黄色顔料を用いることもできる。これらを、上記赤色、青色、緑色顔料に混入させるなどで用いることができる。黄色顔料としては、成分としてPbCrO4、CdS、FeO(OH)などを含有するものをあげることができる。
ガラス層は、凹部側面のうち、少なくとも半導体発光素子の高さより高い位置まで設けるのが好ましく、例えば、図2に示すように、積層されたセラミック層のうち、最上層の側面を除いてガラス層を設けることができる。これにより、最上部にレンズやフィルター、マスク等の部材を取り付ける場合は位置決めしやすくなるという効果が得られる。あるいは図1Cに示すように、凹部側面だけでなくパッケージの上面にまでガラス層106aが形成されるように設けることもできる。このように凹部側面から連続し2面に亘るようにガラス層を設けることで、ガラス層とパッケージとの密着性を向上させて剥離しにくくすることができる。さらに、ガラス層は凹部の側面だけでなく、凹部底面にも設けることができる。その場合、半導体発光素子やツェナーダイオードなどの載置領域や導電性ワイヤのボンディング領域をマスクしておき、ガラス層形成後にマスクを除去することで、所望の領域にのみガラス層を設けることが可能となる。または転写シートなどであらかじめ所望形状のガラス層としておくことも可能である。このように側面だけでなく底面にも、ガラス層を設けることで、より色純度を向上させることが可能となる。
本形態のパッケージは、セラミックを絶縁性部材の材料とすることにより、耐熱性の高いパッケージとすることができる。セラミックは、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、炭化ケイ素あるいは窒化ケイ素などが好ましい。具体的には、原料粉末の90〜96重量%がアルミナであり、焼結助剤として粘土、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が4〜10重量%添加され1500から1700℃の温度範囲で焼結させたセラミックや原料粉末の40〜60重量%がアルミナで焼結助剤として60〜40重量%の硼珪酸ガラス、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され800〜1200℃の温度範囲で焼結させたセラミック基板などが挙げられる。また、窒化アルミニウムをセラミックの材料とすることにより、放熱性が高く、半導体素子が配置される搭載面の平坦性が高い支持体とすることができる。搭載面の平坦性が高いため、半導体発光素子の実装精度を向上させることができる。
図4は、図1Bに示すセラミックパッケージ101の上面に、黒色部材409を設けた発光ダイオードである。この黒色部材は、パッケージ上面に設けるだけでなく、パッケージ自体を黒色としてもよい。また、黒色部材は、コントラスト向上のためには純粋な黒色が好ましいが、それ以外にも黒色系の色であれば用いることができる。具体的には、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどを用いることができる。これらの黒色部材原料を、焼成前にセラミックシートに混入、あるいは、印刷、転写したり、あるいは焼成後に塗布したりすることで、設けることができる。このような黒色部材を設けることで、ディスプレイなどのコントラストを向上させることができる。このとき、転写シートなどを用いる場合は、図1Cに示すようにガラス層106aがパッケージ上面にも突出させておくことで、作業工程内で画像認識する際などに、ガラス層に照明された光が開口部と同一の形状で(図1Aではリング状)に反射するため、コントラストが上がって識別しやすくなる。そのため、実装時や転写シート貼り付け時などの位置決め精度が向上し、また、焼成時の軟化時に転写シートの横方向へのずれなどを抑制することができる。
本形態における半導体発光素子は、ZnSeやGaNなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、蛍光物質を有する発光ダイオードとする場合には、その蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、このような発光素子の他に、受光素子、およびそれらの半導体素子を過電圧による破壊から守る保護素子(例えば、ツェナーダイオードやコンデンサー)、あるいはそれらを組み合わせたものを合わせて用いることもできる。
本形態における封止部材105とは、凹部内に載置された半導体発光素子素やワイヤなどを塵芥、水分や外力などから保護する部材である。封止部材の材料として、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂あるいはユリア樹脂が挙げられる。封止部材は、所望に応じて着色剤、光安定化剤、蛍光物質など種々のものを含有させることもできる。具体的には、半導体発光素子の発光波長や受光波長に応じて、不要な波長をカットする目的で顔料や染料などの着色剤を含有させる。
101、301・・・パッケージ
301'・・・積層構造体
301a、301b、301c、301d・・・パッケージを構成するセラミック層
301a−1・・・セラミック層の突出部
301a'、 301b'、 301c'、 301d'、・・・セラミックグリーンシート102・・・導電部材
103・・・半導体発光素子
104・・・導電性ワイヤ
105・・・封止部材
106、106a、106b、206、306・・・ガラス層306a'、306b'、306c'・・・焼成前のガラス層
107・・・カソードマーク
108・・・ツェナーダイオード
Claims (4)
- 側面と底面を有し上面を開口部とする凹部を備えるパッケージと、該凹部の底面に半導体発光素子が載置されている発光装置であって、
前記凹部の側面はガラス層を有し、該ガラス層は顔料を含有していることを特徴とする発光ダイオード。 - 前記顔料は、少なくとも色度が異なる2種類の顔料を含む請求項1記載の発光ダイオード。
- 前記パッケージは、凹部の開口部周辺の上面が、黒色に着色もしくは黒色部材が配されている請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の発光ダイオード。
- 前記パッケージは、セラミックからなる請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の発光ダイオード。
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