JP2010073756A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体発光素子表面及び裏面から出射される光を効率的に半導体発光素子上面に反射させる。
【解決手段】半導体発光素子102を搭載した絶縁性基板115は、凹型リフレクタ101の内壁に設けられた金属製の支持台106上に実装されている。半導体発光素子102の裏面から発光した成分は、下方にある凹型リフレクタ101により反射されて出射される。
【選択図】図1
【解決手段】半導体発光素子102を搭載した絶縁性基板115は、凹型リフレクタ101の内壁に設けられた金属製の支持台106上に実装されている。半導体発光素子102の裏面から発光した成分は、下方にある凹型リフレクタ101により反射されて出射される。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光素子から出射される光を取り出す半導体発光装置に関し、特に光透過性の結晶基板側からの出射光を取り出す半導体発光装置に関するものである。
例えば特開2005−72158号公報には、発光素子にリフレクタを具備した構造が開示されている。
詳細には、図6に示すように、特開2005−72158号公報によれば、テーパー形状の凹設穴10の底面にLEDを搭載する部位と、テーパー形状の凹設穴10の壁面に発光素子の光に対して反射効率のよい蒸着反射膜5で覆われた反射板7を形成する。
テーパー形状の凹設穴10の内部を覆う反射板7上の部品搭載部に発光素子であるLED素子55を面付け実装し、このLED素子55をボンディングワイヤー用の接続パット8,8で電気的に接続する。次いで、透光性のよい透明な合成樹脂58によって、LED素子55とボンディングワイヤー56を樹脂封止することにより、発光素子表示体40が形成される。すなわち、発光素子用基板1のテーパー形状の凹設穴10は絶縁基板上にテーパー形状穴10をドリル先端がテーパー形状のドリルで穿孔するかプレス成形によって形成し、このテーパー形状穴10の内面にアンダーコート膜3を絶縁性被膜で、蒸着反射膜5は金属の薄膜を蒸着形成して反射板7を形成する。
テーパー形状凹設穴10の上端表面側の周囲の近傍に発光素子を電気的に接続するワイヤーボンディング用の接続パット8と、外部に接続する側面端子部9とが銅箔−銅めっき層35−ニッケルめっき層−金めっき層44によって形成される。なお、側面端子部9の上端面は封止樹脂が侵入しないように侵入阻止材30を貼り合わせる。
すなわち、この特開2005−72158号公報は、絶縁基板の表面側にテーパー形状の凹設穴10を設け、この凹設穴底面の支持基板上1に発光素子55裏面側を搭載固定し、この凹設穴10の上端表面側周囲の近傍に発光素子55の電気的な接続領域8と、このテーパー形状の凹設穴の内面に蒸着反射膜5を形成した発光素子用基板を開示している。前記蒸着反射膜5の表面層は、Ag、Al、Zn、Niのうちのいずれか1つの金属によって形成したことを特徴とする。
これにより、この従来の半導体発光装置では、凹設穴底面に実装された発光素子55は、前記発光素子上面及び側面からの出射光を上面へ取り出すことが可能となる。
特開2005−72158号公報
しかしながら、上記特開2005−72158号公報においては、半導体発光素子は凹部内の支持基板上に搭載されているため、半導体発光素子の底面から出射される光を上面に取り出すことができないといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子表面及び裏面から出射される光を効率的に半導体発光素子上面に反射させることのできる半導体発光装置を提供することを目的としている。
本発明の半導体発光装置は、少なくとも表面が反射機能を有する凹型リフレクタと、該凹型リフレクタ内部に搭載された半導体発光素子とを含む半導体発光装置であって、前記半導体発光素子は、その最上面が前記凹型リフレクタの最上面より下方に位置し、最低面が前記凹型リフレクタ最低面より上方に位置するように搭載して構成される。
本発明によれば、半導体発光素子表面及び裏面から出射される光を効率的に半導体発光素子上面に反射させることができるという効果がある。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
図1は本発明の実施例1に係る半導体発光装置の構成示す断面図である。
本実施例の半導体発光装置では、図1に示すように、例えばAgなどの金属からなるリフレクタ101aと101bは、絶縁層103により電気的に絶縁され、全体として凹型リフレクタ101を構成している。外部との電気的な接続をとるための電極104a及び104bは、それぞれリフレクタ101a及び101bと電気的に接続されている。
また、絶縁性基板115は、発光ダイオード等からなる半導体発光素子102をバンプ113によりフリップチップボンディングして搭載した光透過性のある絶縁性基板であり、この絶縁性基板115上の配線パターン111と前記半導体発光素子102は電気的に接続されている。
前記半導体発光素子102を搭載した絶縁性基板115は、凹型リフレクタ101の内壁に設けられた金属製の支持台106上に実装されている。
ここで、前記支持台106は、前記凹型リフレクタ101内に形成され、前記半導体発光素子102を実装した際に、前記半導体発光素子102の最上面は前記凹型リフレクタ101の最上面より下方に位置し、最低面は前記凹型リフレクタ101の最低面より上方に位置するような場所に形成される。
このとき、前記半導体発光素子102と前記凹型リフレクタ101の間は遮るものはなく、空間部となっている。したがって、半導体発光素子102は絶縁性基板115、支持台106及び凹型リフレクタ101を介して電極104a、104bと電気的に接続されることになる。つまり、電極104a、104bは半導体発光素子のアノード電極及びカソード電極の機能を有することになる。
なお、本実施例では、絶縁性基板105への半導体発光素子102の実施形態にフリップチップボンディングを用いたが、これに限定されず、ワイヤボンディングやはんだ、あるいは導電性接着剤など他の実施形態を用いても良いことは言うまでもない。また、前記絶縁性基板115上の半導体発光素子102を透明樹脂(図示せず)により覆っても良いことはもちろんである。前記透明樹脂としては、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系などを用いてよく、特に限定はない。さらに、凹部リフレクタ101内部を透明樹脂にて充填、封止しても良いことは言うまでもない。
また、前記凹部リフレクタ101にはAgを用いたが、熱伝導率及び電気伝導率の良いCu、AuあるいはAlなどを用いても構わない。
さらに、前記凹部リフレクタ101は必ずしも金属で形成する必要はなく、樹脂、セラミック、陶器等の非導電性部材で形成してもよい。この場合には、凹部リフレクタ101の表面にAg,Al,NiあるいはZnなどの金属膜を形成し、電気的導通機能及び反射機能を設ける必要がある。
支持台106は、特に制限はないが、導電性を有していればその材質等は問わない。
このような構成の本実施例によれば、前記半導体発光素子102の裏面から発光した成分は、下方にある前記凹型リフレクタ101により反射されて出射されることになる。したがって、損失は最小限に抑えられ、発光効率を向上することが可能となる。
図2は本発明の実施例2に係る半導体発光装置の構成を示す断面図である。
実施例2は、実施例1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
本実施例の半導体発光装置は、図1の実施例1の構造に、透明接着剤などを用いてメニスカスレンズ107を具備した構造をなす。そして、このメニスカスレンズ107のレンズ効果により集光効率を向上させ、反射率の増加を可能にする。
すなわち、図2に示すように、本実施例では、前記半導体発光素子102裏面から出射された光114は、前記メニスカスレンズ107を通り集光した後、上方へ反射される。
なお、前記凹型リフレクタ101の下部に具備するレンズは、メニスカスレンズ107の代わりに平凸レンズなどを用いてもよい。
また、反射率向上の手段として、前記凹型リフレクタ101の反射面に反射率の良い物質、たとえばAg,Al,Ni,Znなどをめっき、蒸着、あるいは印刷法を用いてその表面に形成してもよい。
本実施例によれば、前記半導体発光素子裏面102から出射した光を、高い集光率及び反射率で前記半導体発光素子102上方に出射することが可能になる。
図3は本発明の実施例3に係る半導体発光装置の構成示す断面図である。
実施例3は、実施例1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
本実施例の半導体発光装置は、図1の実施例1の構造に、接着剤などを用いて突起物108を具備した構造であり、図3は図1の右手方向から見た断面模式図を示している。
図3に示すように、本実施例では、前記半導体発光素子102裏面から出射した光114は、前記突起物108により2方向に分光し、反射光は前記半導体発光素子102自身に衝突することなく、上方に出射する。
前記突起物108は、三角柱などの前記半導体発光素子102裏面からの光を分光するような形状を有することを特徴とし、金属性あるいは、金属性以外のものでもよい。金属性以外の材料を用いた場合には、その表面が反射機能を有する物質で覆われていることを特徴とする。たとえば、Ag,Al,Ni,Znなどをめっき、蒸着あるいは印刷法などを用いてその表面に形成する。また、前記突起物108は、プリズムでも良い。
本実施形態によれば、前記半導体発光素子102裏面から出射した光114が分光されることで、その反射光が半導体発光素子自身に衝突せず高い集光性が可能になる。
図4及び図5は本発明の実施例4に係わり、図4は半導体発光装置の構成示す断面図、図5は図4の半導体発光装置の変形例の構成示す断面図である。
実施例4は、実施例1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
本実施例の半導体発光装置は、図4に示すように、半導体発光素子102としてのベアチップ型発光ダイオードに蛍光体110を含む樹脂105を塗布した構造を示す。
ここで、半導体発光素子102として青色発光または紫外発光の発光ダイオードを用いた場合、蛍光体110として黄色蛍光体を用いれば白色光が容易に実現できる。また、半導体発光素子102としての青色発光ダイオードに、蛍光体110としての赤色蛍光体及び緑色蛍光体を用いれば同様に白色光を容易に実現できる。
封止樹脂の塗布方法としては、図4に示すように、半導体発光素子(ベアチップ型発光ダイオード)102にのみ、蛍光体110を含む樹脂105を塗布しても良いし、図5に示すように前記凹型リフレクタ101内部にまで充填し、かつレンズ状に塗布してもよい。
このように白色光が必要となる場合には、半導体発光素子102の発色を考慮して蛍光体110を選択すれば、容易に白色光が実現できる。また、白色光に限らず、半導体発光素子102と蛍光体110を適宜選択すれば、所望の発色を実現できる。
したがって、本実施例によれば、白色光を容易に実現できるとともに、半導体発光素子から放出される光の損失を防ぎ、集光率の向上が可能になる。
なお、上記各実施例1ないし4では、半導体発光素子として発光ダイオードを用いたが、これに限定されることなく、レーザダイオードを用いても良いことはもちろんである。
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
101…凹型リフレクタ
101a、101b…リフレクタ
102…半導体発光素子
103…絶縁層
104a、104b…電極
105…絶縁性基板
106…支持台
111…配線パターン
113…バンプ
115…絶縁性基板
101a、101b…リフレクタ
102…半導体発光素子
103…絶縁層
104a、104b…電極
105…絶縁性基板
106…支持台
111…配線パターン
113…バンプ
115…絶縁性基板
Claims (9)
- 少なくとも表面が反射機能を有する凹型リフレクタと、該凹型リフレクタ内部に搭載された半導体発光素子とを含む半導体発光装置であって、
前記半導体発光素子は、その最上面が前記凹型リフレクタの最上面より下方に位置し、最低面が前記凹型リフレクタ最低面より上方に位置するように搭載して構成されている
ことを特徴とする半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子の下方の前記凹型リフレクタ内部は、空間部である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子の下方の前記凹型リフレクタ内部には、レンズが備えられている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子の下方の前記凹型リフレクタ内部には、表面が反射機能を有する突起物が備えられている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は、光透過性の絶縁性基板上に実装されている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は、透明樹脂にて覆われている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。 - 前記半導体発光素子は、蛍光体を含む透明樹脂にて覆われている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。 - 前記凹型リフレクタは、金属より構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の半導体発光装置。 - 前記凹型リフレクタは、非導電性材料により構成され、表面に金属膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008236994A JP2010073756A (ja) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008236994A JP2010073756A (ja) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | 半導体発光装置 |
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JP2010073756A true JP2010073756A (ja) | 2010-04-02 |
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ID=42205303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008236994A Withdrawn JP2010073756A (ja) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | 半導体発光装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018182053A (ja) * | 2017-04-12 | 2018-11-15 | シチズン電子株式会社 | 発光装置 |
-
2008
- 2008-09-16 JP JP2008236994A patent/JP2010073756A/ja not_active Withdrawn
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JP2018182053A (ja) * | 2017-04-12 | 2018-11-15 | シチズン電子株式会社 | 発光装置 |
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Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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