JP2012069552A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light emitting device.
銀を含んだ導電性接合剤を用いて、半導体発光素子を基板に接合した半導体発光装置が知られている。この様な半導体発光装置においては、半導体発光素子から出射した光が導電性接合剤に含まれた銀により反射され、一部が半導体発光素子の接合側とは反対側の面などから外部に向けて出射される。
しかしながら、導電性接合剤に含まれる銀は導電性材料としては光反射率が高いといえるが、絶対的には光反射率が低い。そのため、光の取り出し効率が低下するおそれがある。
また、銀による反射を利用する場合には、銀が硫化することで光反射率などの光学特性が経時的に変動するおそれがある。
2. Description of the Related Art A semiconductor light emitting device in which a semiconductor light emitting element is bonded to a substrate using a conductive adhesive containing silver is known. In such a semiconductor light emitting device, the light emitted from the semiconductor light emitting element is reflected by the silver contained in the conductive bonding agent, and a part thereof is directed to the outside from the surface opposite to the bonding side of the semiconductor light emitting element. Are emitted.
However, although silver contained in the conductive bonding agent can be said to have high light reflectance as a conductive material, it is absolutely low in light reflectance. For this reason, the light extraction efficiency may be reduced.
In addition, when silver reflection is used, there is a possibility that optical characteristics such as light reflectivity will change over time due to silver sulfide.
本発明の実施形態は、光の取り出し効率を向上させるとともに、光学特性の経時的な変動を抑制することができる半導体発光装置を提供する。 Embodiments of the present invention provide a semiconductor light-emitting device that can improve the light extraction efficiency and suppress temporal fluctuations in optical characteristics.
実施形態によれば、基部と、第1の面に設けられた第1の電極と、前記第1の面とは反対側の第2の面に設けられた第2の電極と、を有する半導体発光素子と、前記基部と、前記第2の電極と、の間に設けられた接合部と、を備え、前記接合部は、樹脂部を有し、導電性を有する導電体と、前記半導体発光素子から放出された光を反射させる反射体と、が前記樹脂部中に分散されてなること、を特徴とする半導体発光装置が提供される。 According to the embodiment, a semiconductor having a base, a first electrode provided on a first surface, and a second electrode provided on a second surface opposite to the first surface A light emitting element, a base portion, and a joint portion provided between the second electrode, the joint portion including a resin portion, a conductive conductor, and the semiconductor light emitting device. There is provided a semiconductor light emitting device characterized in that a reflector for reflecting light emitted from an element is dispersed in the resin portion.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る半導体発光装置を例示する模式断面図である。なお、図1(a)は第1の実施形態に係る半導体発光装置の模式平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A線断面図である。
図2は、図1(b)におけるB部の模式拡大図である。
図1に示すように、半導体発光装置1は、基部2、半導体発光素子3、接合部4、基部11、配線部12を備えている。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor light emitting device according to the first embodiment. 1A is a schematic plan view of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a schematic enlarged view of a portion B in FIG.
As shown in FIG. 1, the semiconductor
基部2には、基板5と、基板5の表面を覆うようにして形成された導電膜6とが設けられている。
基板5は、例えば、銅から形成された厚みが200μm程度の板状体とすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、基板5は、銅合金、鉄合金、アルミニウムなどの金属から形成されたものとすることもできる。 また、基板5は、金、銀、銅などの導電性材料の粉末を樹脂材料に含有させることで導電性を持たせたものから形成されるようにすることもできる。
The
The board |
導電膜6は、例えば、銀から形成された厚みが2μm〜10μm程度の膜状体とすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、導電膜6は、銀合金(例えば、ロジウムやパラジウムなどと銀との合金)、金、金銀合金、パラジウム、白金、モリブデンなどの金属から形成されたものとすることもできる。
また、導電膜6は、電解めっきなどのめっき法を用いて形成されたものとすることができる。ただし、導電膜6は、めっき法を用いて形成されたものに限定されるわけではなく、例えば、スパッタリング法などの成膜法を用いて形成されたものとすることもできる。
The
The
また、基部2は、導電性材料のみから形成されたものに限定されるものではなく、例えば、図示しない電気配線が施された絶縁性基板(例えば、ガラスエポキシ基板(FR−4、CEM−3など)、セラミックス基板、シリコン基板、ガラス基板など)や、フレキシブルプリント基板(FPC;Flexible printed circuits)などとすることもできる。この場合、図示しない電気配線は、例えば、銅配線などとすることができる。
Further, the
半導体発光素子3には、発光層7、基体8、電極9(第1の電極)、電極10(第2の電極)が設けられている。
発光層7は、正孔および電子が再結合して光を発生する井戸層と、井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層(クラッド層)と、によって構成された量子井戸構造とすることができる。
この場合、単一量子井戸(SQW;Single Quantum Well)構造としてもよいし、多重量子井戸(MQW;Multiple Quantum Well)構造としてもよい。また、単一量子井戸構造のものを複数積層するようにしてもよい。
The semiconductor
The
In this case, a single quantum well (SQW) structure or a multiple quantum well (MQW) structure may be used. A plurality of single quantum well structures may be stacked.
例えば、単一量子井戸構造のものとしては、GaN(窒化ガリウム)からなる障壁層、InGaN(窒化インジウムガリウム)からなる井戸層、GaN(窒化ガリウム)からなる障壁層がこの順で積層されたものを例示することができる。
多重量子井戸構造のものとしては、GaN(窒化ガリウム)からなる障壁層、InGaN(窒化インジウムガリウム)からなる井戸層、GaN(窒化ガリウム)からなる障壁層、InGaN(窒化インジウムガリウム)からなる井戸層、GaN(窒化ガリウム)からなる障壁層がこの順で積層されたものを例示することができる。
なお、発光層7は量子井戸構造に限定されるわけではなく、発光可能な構造を適宜選択することができる。
For example, as a single quantum well structure, a barrier layer made of GaN (gallium nitride), a well layer made of InGaN (indium gallium nitride), and a barrier layer made of GaN (gallium nitride) are stacked in this order. Can be illustrated.
As the multi-quantum well structure, a barrier layer made of GaN (gallium nitride), a well layer made of InGaN (indium gallium nitride), a barrier layer made of GaN (gallium nitride), a well layer made of InGaN (indium gallium nitride) An example in which barrier layers made of GaN (gallium nitride) are stacked in this order can be exemplified.
The
基体8の一方の主面には、結晶成長させることで発光層7が形成される。この場合、基体8は、結晶成長させるものと同じ材料から形成されるようにするか、結晶成長させるものと格子定数および熱膨張係数の近い材料から形成されるようにすることが好ましい。ただし、結晶成長させるものが窒化物半導体からなる場合には、窒化物半導体からなる適切な大きさの基体8を形成することが難しい。そのため、基体8は、SiC、スピネルなどから形成されるようにすることができる。
A
電極9は、半導体発光素子3の表面(第1の面)に設けられている。すなわち、電極9は、発光層7の基体8に設けられる側とは反対側の面に設けられている。
電極9は、例えば、金などから形成されたものとすることができる。
電極10は、半導体発光素子3の表面とは反対側の面(第2の面)に設けられている。すなわち、電極10は、基体8の発光層7が設けられる側とは反対側の面に設けられている。
電極10は、Ti(チタン)/Ni(ニッケル)/Au(金)の三重層などとすることができる。
ただし、電極9、電極10の材料、層数などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
また、電極9をアノード電極、電極10をカソード電極とすることができる。
この様な電極9、電極10の配置とすることで、半導体発光素子3の厚み方向に電流を流せるようになっている。
The
The
The
The
However, the materials and the number of layers of the
The
By arranging the
ここで、半導体発光素子3に設けられた各要素の形状、寸法を例示する。
発光層7は、一辺が550μm程度の正方形形状とすることができる。
基体8は、一辺が600μm程度の正方形形状、厚みが150μm程度とすることができる。
電極9は、直径寸法が100μm程度の円形形状、厚みが1000Å程度とすることができる。
電極10は、基体8の主面を覆うように形成され、Ti(チタン)の厚みが1000Å程度、Ni(ニッケル)の厚みが2000Å程度、Au(金)の厚みが1000Å程度とすることができる。
ただし、発光層7、基体8、電極9、電極10の形状、寸法などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
Here, the shape and dimension of each element provided in the semiconductor
The
The
The
The
However, the shapes, dimensions, and the like of the
基部11は、基部2と離隔されて設けられている。基部11には、基板15と基板15の表面を覆うようにして形成された導電膜16とが設けられている。
この場合、基板15は前述した基板5と同様のものとすることができる。導電膜16は前述した導電膜6と同様のものとすることができる。そのため、基部11に関する詳細な説明は省略する。
配線部12は、基部11と電極9とを電気的に接続する。配線部12は、例えば、直径寸法が20μm程度の金線とすることができる。
The
In this case, the
The
接合部4は、基部2と、電極10と、の間に設けられている。
本実施の形態に係る半導体発光装置1においては、接合部4を介して半導体発光素子3の厚み方向に電流を流すようになっている。
また、半導体発光素子3から基部2の側に放出された光を接合部4の内部において反射させることで、光を外部に取り出せるようになっている。
そのため、図2に示すように、接合部4は、樹脂部17を有し、導電性を有する導電体18と、半導体発光素子3から出射した光を反射させる反射体19と、を樹脂部17中に分散させている。
すなわち、接合部4は、導電体18を有することで、半導体発光素子3の電極10と、基部2とを電気的に接続することができるようになっている。
また、接合部4は、反射体19を有することで、半導体発光素子3から基部2の側に出射した光を反射させて外部に取り出せるようになっている。
そして、接合部4は、樹脂部17を有することで、半導体発光素子3と基部2とを機械的に接合することができるようになっている。
The
In the semiconductor
In addition, the light emitted from the semiconductor
Therefore, as shown in FIG. 2, the
That is, the
Moreover, the
And since the
接合部4は、基体8の周縁から150μm程度張り出している。また、接合強度を確保するために、基体8の周縁から張り出した部分は、基体8の厚みの1/3〜2/3程度の位置までを覆うようになっている。電極10と基部2との間における接合部4の厚みは、2μm〜10μm程度とすることができる。
The joint 4 protrudes from the periphery of the
樹脂部17は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂とを混合したものなどから形成されたものとすることができる。ただし、樹脂部17を形成する樹脂は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。この場合、樹脂部17を形成する樹脂としては、液状で供給することができ、200℃以下の雰囲気中に保持することで硬化させることができるものとすることが好ましい。その様なものであれば、半導体発光素子3と基部2との機械的な接合を容易とすることができる。
The
導電体18は、例えば、鱗片形状、扁平形状などを呈したものとすることができる。導電体18の最長部分の平均寸法は、2μm〜3μm程度とすることができる。導電体18は、銀、金、銅、白金、ニッケル、鉄、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、インジウムなどや、これらの合金などから形成されたものとすることができる。
この場合、同じ材料から形成された導電体が接合部4に含まれるようにしてもよいし、異なる材料から形成された複数種類の導電体が接合部4に含まれるようにしてもよい。
なお、導電体18の形状、寸法、材料は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
For example, the
In this case, a conductor formed from the same material may be included in the joint 4, or a plurality of types of conductors formed from different materials may be included in the
Note that the shape, dimensions, and material of the
樹脂部17における導電体18の体積率は、40%以上、90%以下とすることができる。
図3は、導電体の体積抵抗率と抵抗値との関係を例示するための模式グラフ図である。 図3に示すように、導電体18の体積率を40%以上とすれば、充分な電気伝導性を確保することができる。
The volume ratio of the
FIG. 3 is a schematic graph for illustrating the relationship between the volume resistivity and the resistance value of the conductor. As shown in FIG. 3, if the volume ratio of the
また、導電体18の体積抵抗率を90%以下とすれば、反射体19を含ませるための体積を確保することができる。
Moreover, if the volume resistivity of the
反射体19は、例えば、鱗片形状、扁平形状などを呈したものとすることができる。反射体19の最長部分の平均寸法は、1μm程度とすることができる。
半導体発光素子3から放出された光に対する反射体19の光反射率は、85%以上であることが好ましい。その様にすれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
なお、本明細書における光反射率は、反射体19単体における光反射率(接合部4に含ませる前の反射体19の光反射率)である。また、本明細書における光反射率は、半導体発光素子3から出射される光、または、半導体発光素子3から出射される光よりも長い波長を有する光に対するものである。
図4は、反射体の光反射率を例示するためのグラフ図である。
なお、図4は、一例として、反射体が二酸化チタン(TiO2)の場合を例示するものである。
図4に示すように反射体を二酸化チタン(TiO2)とすれば400nmを超える波長の光に対して充分な光反射率を確保することができる。
For example, the
The light reflectance of the
In addition, the light reflectance in this specification is the light reflectance (light reflectance of the
FIG. 4 is a graph for illustrating the light reflectance of the reflector.
FIG. 4 illustrates the case where the reflector is titanium dioxide (TiO 2 ) as an example.
As shown in FIG. 4, when the reflector is made of titanium dioxide (TiO 2 ), sufficient light reflectance can be secured for light having a wavelength exceeding 400 nm.
なお、反射体は二酸化チタン(TiO2)に限定されるわけではない。 The reflector is not limited to titanium dioxide (TiO 2 ).
また、反射体19は、光反射率の経時変化が少ないものとすることが好ましい。
その様な反射体19としては、例えば、白色顔料から形成されたものを例示することができる。白色顔料としては、酸化亜鉛(ZnO)、硫酸バリウム(BaSO4)、二酸化チタン(TiO2)、窒化ホウ素(BrN)、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸カルシウム(CaCO3)、アルミナ(Al2O3)、酸化バリウム(BaO)、ジルコニア(ZrO2)などを例示することができる。ただし、白色顔料は例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
Moreover, it is preferable that the
Examples of such a
なお、有機材料からなる白色樹脂などを用いると、半導体発光素子3から出射した光により白色樹脂の表面が変質して白色樹脂の光反射率が経時に変化するおそれがある。そのため、無機材料からなる白色顔料を用いるようにすることが好ましい。
If a white resin made of an organic material or the like is used, the surface of the white resin may be altered by the light emitted from the semiconductor
この場合、同じ材料から形成された反射体19が接合部4に含まれるようにしてもよいし、異なる材料から形成された複数種類の反射体19が接合部4に含まれるようにしてもよい。
なお、反射体19の形状、寸法、材料は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
In this case, the
The shape, dimensions, and material of the
樹脂部17における反射体19の体積率は、5%以上、40%以下とすることができる。反射体19の体積率を5%以上、40%以下とすれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
The volume ratio of the
ここで、反射体19の大きさは、導電体18の大きさよりも小さい方が好ましい。反射体19の大きさが導電体18の大きさよりも小さければ、導電体18同士の間に反射体19が入り込んだとしても導通を確保しやすくなるからである。
また、反射体19の体積率は、導電体18の体積率よりも少ない方が好ましい。反射体19の体積率が導電体18の体積率よりも少なければ、導電体18同士の間に反射体19が入り込んだとしても導通を確保しやすくなるからである。
Here, the size of the
The volume ratio of the
次に、接合部4に反射体19を含ませた場合の効果について例示をする。
図5は、光反射率の向上を例示するための模式グラフ図である。
なお、図5中のCは銀から形成された球形状の導電体18の場合であり、Dは銀から形成された鱗片状の導電体18の場合である。
また、図5中のEは、白色顔料から形成された球形状の反射体19の場合である。
Next, the effect when the
FIG. 5 is a schematic graph for illustrating an improvement in light reflectance.
In addition, C in FIG. 5 is the case of the
Moreover, E in FIG. 5 is the case of the
図5中のC、Dに示すように、銀は導電性材料としては光反射率が高いといえる。そのため、銀から形成された導電体18を接合部4に含ませるようにするだけでも光反射率を高めることができる。
しかしながら、図5中のEに示すように、白色顔料から形成された反射体19の方がさらに光反射率が高い。そのため、白色顔料から形成された反射体19を接合部4にさらに含ませるようにすれば、光反射率をさらに高めることができる。この場合、光反射率を高めることができれば、接合部4の内部において吸収される光の量を少なくすることができるので、光の取り出し効率を向上させることができる。
As indicated by C and D in FIG. 5, it can be said that silver has a high light reflectance as a conductive material. Therefore, the light reflectance can be increased only by including the
However, as shown by E in FIG. 5, the
図6は、光反射率の経時変化を例示するための模式グラフ図である。
なお、図6中のF、Gは銀から形成された導電体18の場合である。また、Fは波長が570nmの光が照射された場合、Gは波長が460nmの光が照射された場合である。 H、Iは白色顔料から形成された反射体19の場合である。また、Hは波長が570nmの光が照射された場合、Iは波長が460nmの光が照射された場合である。
銀に光が照射されると接合部4の内部において銀が硫化される。そのため、照射時間が長くなるに従い銀の硫化が進むので、図6中のF、Gに示すように導電体18の光反射率が低下することになる。
一方、白色顔料は、光が照射されたことによる変質が極めて少ない。そのため、図6中のH、Iに示すように、照射時間が長くなっても反射体19の光反射率が低下することを抑制することができる。
FIG. 6 is a schematic graph for illustrating the change in light reflectance with time.
In addition, F and G in FIG. 6 are cases of the
When the silver is irradiated with light, the silver is sulfided inside the
On the other hand, the white pigment has very little alteration due to light irradiation. Therefore, as shown to H and I in FIG. 6, it can suppress that the light reflectivity of the
本実施の形態によれば、接合部4に導電体18と反射体19とを含ませているので、半導体発光素子3の厚み方向に電流を流すことができるとともに、半導体発光素子3から基部2の側に出射した光を接合部4の内部において反射させることができる。
また、反射体19が白色顔料から形成されているので、接合部4における光反射率の経時変化を抑制することができる。そのため、半導体発光装置の光学特性の経時的な変動を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the
Moreover, since the
[第2の実施形態]
図7は、第2の実施形態に係る半導体発光装置を例示する模式断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to the second embodiment.
図7は、図2の場合と同様に接合部4aの断面を模式的に表したものである。
なお、半導体発光装置に設けられる接合部4a以外の各要素は図1に例示をしたものと同様とすることができるので、それらの図示と説明は省略する。
図7に示すように、接合部4aは、樹脂部17を有し、導電性を有する導電体18aと、半導体発光素子3から出射した光を反射させる反射体19aと、を樹脂部17中に分散させている。
FIG. 7 schematically shows a cross section of the joint 4a as in the case of FIG.
In addition, since each element other than the
As shown in FIG. 7, the
すなわち、接合部4aは、導電体18aを有することで、半導体発光素子3の電極10と、基部2とを電気的に接続することができるようになっている。
また、接合部4aは、反射体19aを有することで、半導体発光素子3から基部2の側に出射した光を反射させて外部に取り出せるようになっている。
そして、接合部4aは、樹脂部17を有することで、半導体発光素子3と基部2とを機械的に接合することができるようになっている。
That is, the
Further, the joint 4a includes the
And since the
接合部4aは、基体8の周縁から150μm程度張り出している。また、接合強度を確保するために、基体8の周縁から張り出した部分は、基体8の厚みの1/3〜2/3程度の位置までを覆うようになっている。電極10と基部2との間における接合部4aの厚みは、2μm〜10μm程度とすることができる。
The
導電体18aは、球形状を呈している。導電体18aを球形状とすれば、導電体18a同士の間に隙間を形成させ易くなるので、反射体19aを混合させ易くなる。
導電体18aの平均直径寸法は、2μm〜3μm程度とすることができる。導電体18aは、銀、金、銅、白金、ニッケル、鉄、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、インジウムなどや、これらの合金などから形成されるものとすることができる。
この場合、同じ材料から形成された導電体が接合部4aに含まれるようにしてもよいし、異なる材料から形成された複数種類の導電体が接合部4aに含まれるようにしてもよい。
なお、導電体18aの寸法、材料は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
The
The average diameter of the
In this case, a conductor formed from the same material may be included in the joint 4a, or a plurality of types of conductors formed from different materials may be included in the joint 4a.
In addition, the dimension and material of the
導電体18aの体積率は、40%以上、90%以下とすることができる。
The volume ratio of the
図3に例示をしたように、導電体18aの体積率を40%以上とすれば、充分な電気伝導性を確保することができる。
また、導電体18aの体積抵抗率を90%以下とすれば、反射体19を含ませるための体積を確保することができる。
As illustrated in FIG. 3, if the volume ratio of the
Further, if the volume resistivity of the
反射体19aは、球形状を呈している。
反射体19aの光反射率は、85%以上であることが好ましい。その様にすれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
The
The light reflectance of the
また、反射体19aは、光反射率の経時変化が少ないものとすることが好ましい。
その様な反射体19aとしては、前述した反射体19の場合と同様の材料から形成されたものを例示することができる。例えば、反射体19aは、白色顔料から形成されたものとすることができる。
Moreover, it is preferable that the
As such a
この場合、同じ材料から形成された反射体19aが接合部4aに含まれるようにしてもよいし、異なる材料から形成された複数種類の反射体19aが接合部4aに含まれるようにしてもよい。
なお、反射体19aの寸法、材料は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
In this case, the
In addition, the dimension and material of the
反射体19aの体積率は、5%以上、40%以下とすることができる。反射体19aの体積率を5%以上、40%以下とすれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
The volume ratio of the
ここで、反射体19aの大きさは、導電体18aの大きさよりも小さい方が好ましい。反射体19aの大きさが導電体18aの大きさよりも小さければ、導電体18a同士の間に反射体19aが入り込んだとしても導通を確保しやすくなるからである。
また、反射体19aの体積率は、導電体18aの体積率よりも少ない方が好ましい。反射体19aの体積率が導電体18aの体積率よりも少なければ、導電体18a同士の間に反射体19aが入り込んだとしても導通を確保しやすくなるからである。
Here, the size of the
Further, the volume ratio of the
次に、導電体18aの大きさと、反射体19aの大きさとについてさらに例示をする。 同半径の球を最密充填できるのは、立方体の面心に球が配置された場合(面心立方格子)である。
そのため、立方体の面心に配置された導電体18a同士の間に生ずる隙間に入り込めるような大きさを有する反射体19aとすれば、導電体18a同士の間における接触が阻害されることを抑制することができる。
Next, the size of the
Therefore, if the
図8は、導電体18aの大きさと反射体19aの大きさとについて例示をするための模式図である。なお、図8は、立方体の面心に配置された導電体18aの立方体の1面における接触状態を例示したものである。
図8に示すように、導電体18aの半径をRとすれば、導電体18a同士の間に生ずる隙間は、以下の(1)式で表すことができる。
また、反射体19aが小さい表面積を有し、分散しやすいものとなる。
FIG. 8 is a schematic diagram for illustrating the size of the
As shown in FIG. 8, if the radius of the
Further, the
本実施の形態によれば、接合部4aに導電体18aと反射体19aとを含ませているので、半導体発光素子3の厚み方向に電流を流すことができるとともに、半導体発光素子3から基部2の側に出射した光を接合部4aの内部において反射させることができる。
また、反射体19aが白色顔料から形成されているので、接合部4aにおける光反射率の経時変化を抑制することができる。そのため、半導体発光装置の光学特性の経時的な変動を抑制することができる。
According to the present embodiment, since the
Moreover, since the
また、導電体18aの半径Rと、反射体19aの半径rとが前述した(2)式に表すような関係となるようにすれば、導電体18a同士の間における接触が阻害されることを抑制することができる。
Further, if the radius R of the
なお、導電体の形状と反射体の形状との組み合わせは前述したものに限定されるわけではなく、以下に例示をする組み合わせとすることもできる。
例えば、導電体は鱗片形状を有し、反射体は球形状を有したものとすることができる。 この様にすれば、導電体間の接触点の数を増加させることができるので、電気伝導性を向上させることができる。また、反射体が小さい表面積を有し、分散しやすいものとすることができる。
また、例えば、導電体は球形状を有し、反射体は非球形状を有したものとすることができる。
なお、非球形状とは、前述した鱗片形状、扁平形状の他にも、例えば、歪な形状となっているものをも含むものとする。
この様にすれば、導電体同士の間に隙間を形成させ易くなるので、反射体を混合させ易くなる。また、反射体の単位体積に対する表面積を増加させることができるので、光反射特性を向上させることができる。
また、例えば、導電体は鱗片形状を有し、反射体は非球形状を有したものとすることができる。
この様にすれば、導電体間の接触点の数を増加させることができるので、電気伝導性を向上させることができる。また、反射体の単位体積に対する表面積を増加させることができるので、光反射特性を向上させることができる。
In addition, the combination of the shape of a conductor and the shape of a reflector is not necessarily limited to what was mentioned above, It can also be set as the combination illustrated below.
For example, the conductor may have a scale shape, and the reflector may have a spherical shape. In this way, since the number of contact points between the conductors can be increased, the electrical conductivity can be improved. In addition, the reflector has a small surface area and can be easily dispersed.
Further, for example, the conductor may have a spherical shape, and the reflector may have a non-spherical shape.
The non-spherical shape includes, for example, those having a distorted shape in addition to the scale shape and the flat shape described above.
In this way, it becomes easy to form a gap between the conductors, so it is easy to mix the reflectors. Moreover, since the surface area with respect to the unit volume of a reflector can be increased, a light reflection characteristic can be improved.
In addition, for example, the conductor may have a scale shape, and the reflector may have an aspheric shape.
In this way, since the number of contact points between the conductors can be increased, the electrical conductivity can be improved. Moreover, since the surface area with respect to the unit volume of a reflector can be increased, a light reflection characteristic can be improved.
[第3の実施形態]
図9は、第3の実施形態に係る半導体発光装置を例示する模式断面図である。
図9に示すように、半導体発光装置1aは、図1に例示をしたものと同様に基部2、半導体発光素子3、接合部4、基部11、配線部12を備えている。またさらに、反射部20、波長変換部21を備えている。
[Third embodiment]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to the third embodiment.
As shown in FIG. 9, the semiconductor
反射部20は、波長変換部21の周縁を囲むように設けられている。
反射部20は、半導体発光素子3から出射した光を波長変換部21の内部に拡散させるととともに半導体発光装置1aの正面側に向けて光を出射させる。
半導体発光素子3から出射した光を反射させやすいように反射部20の反射率は、例えば、380nm〜720nmの波長領域において90%以上となるようにすることができる。
The
The
In order to easily reflect the light emitted from the semiconductor
反射部20を形成する材料としては、例えば、ポリフタル酸アミド樹脂(PPA)、シリコーン系樹脂などを例示することができる。また、反射部20の表面に光の反射率の高い材料からなる反射膜(例えば、金属薄膜など)を設けるようにしてもよい。
ただし、例示をしたこれらの材料に限定されるわけではなく適宜変更することができる。
Examples of the material for forming the
However, it is not necessarily limited to these illustrated materials, and can be appropriately changed.
反射部20の反射面(波長変換部21側の面)20aは、出射側先端が半導体発光装置1aの中心軸から離隔する方向に傾斜している。そのため、半導体発光素子3から出射した光を波長変換部21の内部に拡散させるととともに、半導体発光装置1aの正面側に向けて効率よく光を出射させることができる。
基部2、基部11は、反射部20を貫通するようにして設けられている。そして、基部2の端部には基板などに実装するための脚部2aが設けられている。基部11の端部には基板などに実装するための脚部11aが設けられている。
A reflection surface (a surface on the
The
波長変換部21は、半導体発光素子3、接合部4、配線部12、反射部20の反射面20aなどを覆うようにして設けられている。
波長変換部21は、波長変換可能な蛍光体が分散された樹脂から形成されるものとすることができる。
蛍光体は、例えば、粒子状とすることができ、その粒子径を10μm以下とすることができる。
波長変換部21は、440nm以上470nm以下(青色)、500nm以上555nm以下(緑色)、560nm以上580nm以下(黄色)、600nm以上670nm以下(赤色)にピークの発光波長を持つ蛍光体の少なくとも1つ以上を含むものとすることができる。
また、発光波長の帯域が380nm〜720nmの蛍光体を含むものとすることができる。
蛍光体としては、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、燐(P)、ホウ素(B)、イットリウム(Y)、アルカリ土類元素、硫化物元素、希土類元素、窒化物元素からなる群から選ばれた少なくとも1種の元素が含まれるものとすることができる。
The
The
A fluorescent substance can be made into a particulate form, for example, and the particle diameter can be 10 micrometers or less.
The
In addition, a phosphor having an emission wavelength band of 380 nm to 720 nm may be included.
As phosphors, silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), germanium (Ge), phosphorus (P), boron (B), yttrium (Y), alkaline earth element, sulfide element, rare earth It may include at least one element selected from the group consisting of elements and nitride elements.
赤色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる赤色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されない。
Y2O2S:Eu、
Y2O2S:Eu+顔料、
Y2O3:Eu、
Zn3(PO4)2:Mn、
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3、
(Y,Gd,Eu)BO3、
(Y,Gd,Eu)2O3、
YVO4:Eu、
La2O2S:Eu,Sm、
LaSi3N5:Eu2+、
α−sialon:Eu2+、
CaAlSiN3:Eu2+、
CaSiNX:Eu2+、
CaSiNX:Ce2+、
M2Si5N8:Eu2+、
CaAlSiN3:Eu2+、
(SrCa)AlSiN3:EuX+、
Srx(SiyAl3)z(OxN):EuX+
Examples of the phosphor material that emits red fluorescence include the following. However, the phosphor emitting red fluorescence used in the embodiment is not limited to these.
Y 2 O 2 S: Eu,
Y 2 O 2 S: Eu + pigment,
Y 2 O 3 : Eu,
Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn,
(Zn, Cd) S: Ag + In 2 O 3 ,
(Y, Gd, Eu) BO 3 ,
(Y, Gd, Eu) 2 O 3 ,
YVO 4 : Eu,
La 2 O 2 S: Eu, Sm,
LaSi 3 N 5 : Eu 2+ ,
α-sialon: Eu 2+ ,
CaAlSiN 3 : Eu 2+ ,
CaSiN X : Eu 2+ ,
CaSiN X : Ce 2+ ,
M 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ ,
CaAlSiN 3 : Eu 2+ ,
(SrCa) AlSiN 3 : Eu X + ,
Sr x (Si y Al 3 ) z (O x N): Eu X +
緑色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる緑色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されない。
ZnS:Cu,Al、
ZnS:Cu,Al+顔料、
(Zn,Cd)S:Cu,Al、
ZnS:Cu,Au,Al,+顔料、
Y3Al5O12:Tb、
Y3(Al,Ga)5O12:Tb、
Y2SiO5:Tb、
Zn2SiO4:Mn、
(Zn,Cd)S:Cu、
ZnS:Cu、
Zn2SiO4:Mn、
ZnS:Cu+Zn2SiO4:Mn、
Gd2O2S:Tb、
(Zn,Cd)S:Ag、
ZnS:Cu,Al、
Y2O2S:Tb、
ZnS:Cu,Al+In2O3、
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3、
(Zn,Mn)2SiO4、
BaAl12O19:Mn、
(Ba,Sr,Mg)O・aAl2O3:Mn、
LaPO4:Ce,Tb、
Zn2SiO4:Mn、
ZnS:Cu、
3(Ba,Mg,Eu,Mn)O・8Al2O3、
La2O3・0.2SiO2・0.9P2O5:Ce,Tb、
CeMgAl11O19:Tb、
CaSc2O4:Ce、
(BrSr)SiO4:Eu、
α−sialon:Yb2+、
β−sialon:Eu2+、
(SrBa)YSi4N7:Eu2+、
(CaSr)Si2O4N7:Eu2+、
Sr(SiAl)(ON):Ce
Examples of the phosphor material that emits green fluorescence include the following. However, the fluorescent substance which emits the green fluorescence used for embodiment is not limited to these.
ZnS: Cu, Al,
ZnS: Cu, Al + pigment,
(Zn, Cd) S: Cu, Al,
ZnS: Cu, Au, Al, + pigment,
Y 3 Al 5 O 12 : Tb,
Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Tb,
Y 2 SiO 5 : Tb,
Zn 2 SiO 4 : Mn,
(Zn, Cd) S: Cu,
ZnS: Cu,
Zn 2 SiO 4 : Mn,
ZnS: Cu + Zn 2 SiO 4 : Mn,
Gd 2 O 2 S: Tb,
(Zn, Cd) S: Ag,
ZnS: Cu, Al,
Y 2 O 2 S: Tb,
ZnS: Cu, Al + In 2 O 3 ,
(Zn, Cd) S: Ag + In 2 O 3 ,
(Zn, Mn) 2 SiO 4 ,
BaAl 12 O 19 : Mn
(Ba, Sr, Mg) O.aAl 2 O 3 : Mn,
LaPO 4 : Ce, Tb,
Zn 2 SiO 4 : Mn,
ZnS: Cu,
3 (Ba, Mg, Eu, Mn) O.8Al 2 O 3 ,
La 2 O 3 · 0.2SiO 2 · 0.9P 2 O 5: Ce, Tb,
CeMgAl 11 O 19 : Tb,
CaSc 2 O 4 : Ce,
(BrSr) SiO 4 : Eu,
α-sialon: Yb 2+ ,
β-sialon: Eu 2+ ,
(SrBa) YSi 4 N 7 : Eu 2+ ,
(CaSr) Si 2 O 4 N 7 : Eu 2+ ,
Sr (SiAl) (ON): Ce
青色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる青色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されない。
ZnS:Ag、
ZnS:Ag+顔料、
ZnS:Ag,Al、
ZnS:Ag,Cu,Ga,Cl、
ZnS:Ag+In2O3、
ZnS:Zn+In2O3、
(Ba,Eu)MgAl10O17、
(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、
Sr10(PO4)6Cl2:Eu、
(Ba,Sr,Eu)(Mg,Mn)Al10O17、
10(Sr,Ca,Ba,Eu)・6PO4・Cl2、
BaMg2Al16O25:Eu
Examples of the phosphor material that emits blue fluorescence include the following. However, the fluorescent substance which emits the blue fluorescence used for embodiment is not limited to these.
ZnS: Ag,
ZnS: Ag + pigment,
ZnS: Ag, Al,
ZnS: Ag, Cu, Ga, Cl,
ZnS: Ag + In 2 O 3 ,
ZnS: Zn + In 2 O 3 ,
(Ba, Eu) MgAl 10 O 17 ,
(Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu,
Sr 10 (PO 4 ) 6Cl 2 : Eu,
(Ba, Sr, Eu) (Mg, Mn) Al 10 O 17 ,
10 (Sr, Ca, Ba, Eu) · 6PO 4 · Cl 2 ,
BaMg 2 Al 16 O 25 : Eu
黄色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる黄色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されない。
Li(Eu,Sm)W2O8、
(Y,Gd)3,(Al,Ga)5O12:Ce3+、
Li2SrSiO4:Eu2+、
(Sr(Ca,Ba))3SiO5:Eu2+、
SrSi2ON2.7:Eu2+
Examples of the phosphor material that emits yellow fluorescence include the following. However, the fluorescent substance which emits yellow fluorescence used for embodiment is not limited to these.
Li (Eu, Sm) W 2 O 8 ,
(Y, Gd) 3 , (Al, Ga) 5 O 12 : Ce 3+ ,
Li 2 SrSiO 4 : Eu 2+ ,
(Sr (Ca, Ba)) 3 SiO 5 : Eu 2+ ,
SrSi 2 ON 2.7 : Eu 2+
黄緑色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる黄緑色の蛍光を発する蛍光体は、これに限定されない。
SrSi2ON2.7:Eu2+
蛍光体が分散される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン(COP)、脂環式アクリル(OZ)、アリルジグリコールカーボネート(ADC)、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリット樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。
蛍光体が分散される樹脂の屈折率は蛍光体の屈折率以下とすることが好ましい。また、蛍光体が分散される樹脂の透過率は90%以上とすることが好ましい。
Examples of the phosphor material that emits yellow-green fluorescence include the following. However, the phosphor emitting yellow-green fluorescence used in the embodiment is not limited to this.
SrSi 2 ON 2.7 : Eu 2+
Examples of the resin in which the phosphor is dispersed include epoxy resin, silicone resin, methacrylic resin (PMMA), polycarbonate (PC), cyclic polyolefin (COP), alicyclic acrylic (OZ), and allyl diglycol carbonate (ADC). ), Acrylic resin, fluorine resin, hybrid resin of silicone resin and epoxy resin, urethane resin, and the like.
The refractive index of the resin in which the phosphor is dispersed is preferably less than or equal to the refractive index of the phosphor. The transmittance of the resin in which the phosphor is dispersed is preferably 90% or more.
この場合、半導体発光素子3から出射する光が、波長の短い紫外から青色の光であり輝度が高い場合には波長変換部21を形成する樹脂が劣化するおそれがある。そのため、波長変換部21を形成する樹脂としては、青色光などによる劣化が生じにくいものとすることが好ましい。青色光などによる劣化が生じにくい樹脂としては、例えば、屈折率が1.5程度のメチルフェニルシリコーン、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンとエポキシ樹脂とのハイブリット樹脂などを例示することができる。
ただし、蛍光体が分散される樹脂としては、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
In this case, when the light emitted from the semiconductor
However, the resin in which the phosphor is dispersed is not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。
例えば、半導体発光装置1、半導体発光装置1aが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。 また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof.
For example, the shape, size, material, arrangement, number, and the like of each element included in the semiconductor
1 半導体発光装置、1a 半導体発光装置、2 基部、3 半導体発光素子、4 接合部、4a 接合部、5 基板、6 導電膜、7 発光層、8 基体、9 電極、10 電極、11 基部、12 配線部、17 樹脂、18 導電体、18a 導電体、19 反射体、19a 反射体、20 反射部、21 波長変換部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1の面に設けられた第1の電極と、前記第1の面とは反対側の第2の面に設けられた第2の電極と、を有する半導体発光素子と、
前記基部と、前記第2の電極と、の間に設けられた接合部と、
を備え、
前記接合部は、樹脂部を有し、導電性を有する導電体と、前記半導体発光素子から放出された光を反射させる反射体と、が前記樹脂部中に分散されてなること、を特徴とする半導体発光装置。 The base,
A semiconductor light-emitting element comprising: a first electrode provided on a first surface; and a second electrode provided on a second surface opposite to the first surface;
A joint provided between the base and the second electrode;
With
The bonding portion includes a resin portion, and a conductive conductor and a reflector that reflects light emitted from the semiconductor light emitting element are dispersed in the resin portion. A semiconductor light emitting device.
前記樹脂部における前記反射体の体積率は、5%以上、40%以下であること、を特徴とする請求項1記載の半導体発光装置。 The volume ratio of the conductor in the resin portion is 40% or more and 90% or less,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a volume ratio of the reflector in the resin portion is 5% or more and 40% or less.
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---|---|---|---|---|
JP2014179457A (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Wiring board for mounting light-emitting element, light-emitting device, method of manufacturing wiring board for mounting light-emitting element, and method of manufacturing light-emitting device |
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2010
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