JP2015026753A - Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置及びその製造方法に関するものであり、詳しくは、発光源の半導体発光素子と、半導体発光素子からの出射光で励起されて励起光よりも長波長の波長変換光を放出する波長変換部材とを組み合わせた構成により、半導体発光素子の発光色とは異なる色相の光を出射する半導体発光装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light-emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor light-emitting element as a light-emitting source and to emit wavelength-converted light having a wavelength longer than that of excitation light when excited by light emitted from the semiconductor light-emitting element. The present invention relates to a semiconductor light-emitting device that emits light having a hue different from the emission color of a semiconductor light-emitting element, and a manufacturing method thereof.
従来、この種の半導体発光装置としては、例えば、図9に示す構造のものが、特許文献1に「発光装置」として開示されている。 Conventionally, as this type of semiconductor light emitting device, for example, a semiconductor light emitting device having the structure shown in FIG.
それは、実装基板80上に形成された回路パターンに、フリップチップ実装タイプの複数個の半導体発光素子81が金属バンプ82を介して電気的且つ機械的に接合され、複数個の半導体発光素子81の夫々の上面及び側面を一体に覆うように透明樹脂に蛍光体を含有してなる蛍光体含有樹脂からなる波長変換層83が設けられており、波長変換層83の上には透明板84が配置されている。そして、波長変換層83及び透明板84の夫々の側面が拡散反射部材85で一体に覆われた構造となっている。
That is, a plurality of flip chip mounting type semiconductor
透明板84は、下方に位置する複数個の半導体発光素子81の実装領域よりも大きく、上面(光出射面)86には粗面化処理が施されている。
The
そこで、発光源の半導体発光素子81の上面(主光出射面)87から出射した光は、その一部が波長変換層83内をそのまま透過し、一部が波長変換層83内の蛍光体を励起して励起光よりも長波長の波長変換光を放出させ、半導体発光素子81からの出射光の一部と波長変換光との加法混色光が、透明板84の粗面化された光出射面86から拡散光として外部に出射される。
Therefore, a part of the light emitted from the upper surface (main light emission surface) 87 of the semiconductor
ところで、上述の特許文献1で開示された発光装置は、透明板84の上方から透明板84の光出射面86を観視(上方視)した場合、下方に位置する半導体発光素子81の直上領域とそれ以外の領域では、出射光に色相の違いが認められる。つまり、半導体発光装置の上方視において、透明板84の光出射面86からの出射光に色度ムラが生じることになり、演色性に劣るものとなる。
By the way, the light emitting device disclosed in
具体的には、半導体発光素子81を青色光を発光する青色半導体発光素子とし、波長変換層83に含有される蛍光体を青色半導体発光素子81からの青色光に励起されて青色光の補色光の黄色光に波長変換して放出する黄色蛍光体とした場合、透明板84の光出射面86の青色半導体発光素子81の直上領域からは、青色半導体発光素子81からの青色光の一部の直接光と青色半導体発光素子81からの青色光の一部が波長変換層83内の黄色蛍光体を励起することにより波長変換された黄色光との加法混色により白色光が出射される。
Specifically, the semiconductor light-emitting
一方、透明板84の光出射面86の青色半導体発光素子81の直上領域以外の領域からは、下方に青色半導体発光素子81が位置していないために、青色半導体発光素子81から透明板84の下面(光入射面)88に向かう青色光のうち青色半導体発光素子81の直上領域以外の領域に向かう光量は青色半導体発光素子81の直上領域に向かう光量に比べて極めて少なく、そのため、加法混色された光は青色成分が少なく黄色成分が多い黄色みがかった白色光となって外部に出射される。
On the other hand, since the blue semiconductor
同時に、青色半導体発光素子81から透明板84の光入射面88に向かう青色光の光量の違いによって、青色半導体発光素子81の直上領域とそれ以外の領域では、半導体発光装置からの出射光に輝度の違いが生じる。つまり、発光装置の上方視において、出射光に輝度ムラが生じることになる。
At the same time, due to the difference in the amount of blue light directed from the blue semiconductor
なお、上記色度ムラ及び輝度ムラは、透明板84の光出射面86に粗面化処理を施して出射光を拡散光とすることにより抑制するように図られているが、上述のように青色半導体発光素子81から出射して透明板84の光入射面88に向かう青色光の光量が異なるために、色度ムラ及び輝度ムラの抑制効果は限定的なものにならざるを得ない。
Note that the chromaticity unevenness and luminance unevenness are suppressed by applying a roughening process to the
また、透明板84が、下方に位置する複数個の青色半導体発光素子81の実装領域よりも大きいことは、透明板84の大きさが青色半導体発光素子81の実装面積よりも大きいことを意味するものであり、透明板84が、色度ムラ及び輝度ムラのない光の出射に寄与しない無駄な領域を有するものとなっている。
In addition, the fact that the
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、光出射面全面に亘って均一な色度分布及び輝度分布の出射光を得ることができる半導体発光装置及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention was devised in view of the above problems, and its object is to provide a semiconductor light emitting device capable of obtaining emitted light having uniform chromaticity distribution and luminance distribution over the entire light emitting surface, and It is in providing the manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、四角錐台形状の成長基板と、前記成長基板の底面上に積層された、活性層を含むエピタキシャル成長層を有する1個の半導体発光素子と、前記成長基板の上面上及び側面上に設けられた、第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換層と、前記波長変換層の上に設けられた透明板と、前記半導体発光素子の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように設けられた、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材とを備え、前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板はいずれも、前記半導体発光素子の光軸に垂直な方向の外形寸法がほぼ同じであり、且つ、夫々の側面同士は前記光軸に平行な略同一平面上に位置していることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、本発明の請求項2に記載された発明は、四角錐台形状の成長基板と、前記成長基板の底面上に積層された、活性層を含むエピタキシャル成長層を有する複数個の半導体発光素子と、前記複数個の半導体発光素子の夫々の成長基板の上面上及び側面上に一体に設けられた、第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換層と、 前記波長変換層の上の設けられた透明板と、前記複数個の半導体発光素子の夫々の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように設けられた、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材とを備え、前記波長変換層及び前記透明板は前記複数個の半導体発光素子の実装領域とほぼ同一の外形寸法であり、且つ、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面と前記複数個の半導体発光素子の実装領域の最外周同士は前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置していることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a plurality of semiconductor light emitting devices having a growth substrate having a truncated pyramid shape and an epitaxial growth layer including an active layer stacked on a bottom surface of the growth substrate. A wavelength conversion layer in which phosphor particles are mixed and dispersed in a first binder provided integrally on an upper surface and a side surface of each growth substrate of the plurality of semiconductor light emitting elements; and the wavelength conversion layer And a second binder provided so as to integrally cover each of the epitaxial growth layers, the wavelength conversion layer, and the side surfaces of the transparent plates of the plurality of semiconductor light emitting elements. A diffuse reflection member formed by mixing and dispersing light scattering particles, and the wavelength conversion layer and the transparent plate have substantially the same outer dimensions as mounting regions of the plurality of semiconductor light emitting elements, and the wavelength conversion In addition, each of the side surfaces of the transparent plate and the outermost circumferences of the mounting regions of the plurality of semiconductor light emitting elements are located on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting element. is there.
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項1又は請求項2において、前記第1のバインダー及び前記第2のバインダーはいずれも、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂からなることを特徴とするものである。
The invention described in
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、前記光散乱粒子は、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化硼素(B2O3)及び窒化アルミニウム(AlN)のうちの1つからなることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the light scattering particles may be titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), boron nitride (B 2 O 3 ) and aluminum nitride (AlN).
また、本発明の請求項5に記載された発明は、請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、前記透明板は、ガラス、シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂のうちの1つからなることを特徴とするものである。
Moreover, the invention described in
また、本発明の請求項6に記載された発明は、四角錐台形状の成長基板と、前記成長基板の底面上に積層された、活性層を含むエピタキシャル成長層を有する1個の半導体発光素子の前記成長基板の上面上に第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換樹脂を塗布する工程と、前記波長変換樹脂が未硬化の状態において、前記波長変換樹脂を前記エピタキシャル成長層と略同一外形寸法の透明板で前記エピタキシャル成長層側に押圧移動することにより押し潰された前記波長変換樹脂が前記成長基板の上面から側面に流れ下って上面及び側面を覆う工程と、前記エピタキシャル成長層、前記波長変換樹脂の硬化後の波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材を設ける工程と、を有し、前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面同士を前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置させたことを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting element having a growth substrate having a truncated pyramid shape and an epitaxial growth layer including an active layer stacked on a bottom surface of the growth substrate. A step of applying a wavelength conversion resin in which phosphor particles are mixed and dispersed in a first binder on the upper surface of the growth substrate, and the wavelength conversion resin is uncured and the wavelength conversion resin is applied to the epitaxial growth layer. The wavelength conversion resin crushed by pressing and moving to the epitaxial growth layer side with a transparent plate having substantially the same outer dimensions and flowing down from the upper surface of the growth substrate to the side surface to cover the upper surface and the side surface, and the epitaxial growth layer The light scattering particles are mixed and dispersed in the second binder so as to integrally cover the side surfaces of the wavelength conversion layer after curing of the wavelength conversion resin and the transparent plate. A step of providing a diffuse reflection member, and the side surfaces of the epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate are positioned on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting device. It is characterized by this.
また、本発明の請求項7に記載された発明は、四角錐台形状の成長基板と、前記成長基板の底面上に積層された、活性層を含むエピタキシャル成長層を有する複数個の半導体発光素子の夫々の前記成長基板の上面上に該上面を覆うように、第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換樹脂を塗布する工程と、前記波長変換樹脂が未硬化の状態において、前記波長変換樹脂の夫々を前記複数個の半導体発光素子の実装領域とほぼ同一の外形寸法の透明板で前記エピタキシャル成長層側に一括押圧移動することにより押し潰された各波長変換樹脂が前記成長基板の上面から側面に流れ下って夫々の成長基板の上面及び側面を一体に覆う工程と、前記複数個の半導体発光素子の夫々の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換樹脂の硬化後の波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材を設ける工程と、を有し、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面と前記複数個の半導体発光素子の実装領域の最外周同士を前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置させたことを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plurality of semiconductor light emitting devices each having a growth substrate having a truncated pyramid shape and an epitaxial growth layer including an active layer stacked on a bottom surface of the growth substrate. A step of applying a wavelength conversion resin in which phosphor particles are mixed and dispersed in a first binder so as to cover the upper surface of each of the growth substrates, and the wavelength conversion resin is in an uncured state Each of the wavelength conversion resins crushed by collectively pressing and moving to the epitaxial growth layer side with a transparent plate having substantially the same outer dimensions as the mounting region of the plurality of semiconductor light emitting elements is grown. A step of integrally covering the upper surface and the side surface of each growth substrate by flowing down from the upper surface to the side surface of the substrate, the epitaxial growth layer of each of the plurality of semiconductor light emitting devices, and the wavelength conversion tree A step of providing a diffuse reflection member formed by mixing and dispersing light scattering particles in the second binder so as to integrally cover the respective side surfaces of the wavelength conversion layer after curing and the transparent plate, and The side surfaces of the wavelength conversion layer and the transparent plate and the outermost peripheries of the mounting regions of the plurality of semiconductor light emitting elements are positioned on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting element. Is.
また、本発明の請求項8に記載された発明は、請求項6又は請求項7において、前記第1のバインダー及び前記第2のバインダーはいずれも、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂からなることを特徴とするものである。
The invention described in claim 8 of the present invention is characterized in that, in
また、本発明の請求項9に記載された発明は、請求項6〜請求項8のいずれかにおいて、前記光散乱粒子は、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化硼素(B2O3)及び窒化アルミニウム(AlN)のうちの1つからなることを特徴とするものである。
The invention according to claim 9 of the present invention is the light scattering particle according to any one of
また、本発明の請求項10に記載された発明は、請求項6〜請求項9のいずれかにおいて、前記透明板は、ガラス、シリコーン樹脂及びエポキシ樹脂のうちの1つからなることを特徴とするものである。
The invention described in
本発明の半導体発光装置は、成長基板と、活性層を含むエピタキシャル成長層とで構成した半導体発光素子の該成長基板上に波長変換層を設けて更に波長変換層の上に透明板を設け、エピタキシャル成長層、波長変換層及び透明板の夫々の側面を一体に覆うように拡散反射部材を設けた。このとき、エピタキシャル成長層、波長変換層及び透明板はいずれも、半導体発光素子の光軸に垂直な方向の外形寸法がほぼ同じであり、且つ、夫々の側面同士は光軸に平行な略同一平面上に位置している。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, a wavelength conversion layer is provided on a growth substrate of a semiconductor light emitting device composed of a growth substrate and an epitaxial growth layer including an active layer, and a transparent plate is further provided on the wavelength conversion layer, and epitaxial growth is performed. A diffuse reflection member was provided so as to integrally cover the side surfaces of the layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate. At this time, the epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate all have substantially the same outer dimensions in the direction perpendicular to the optical axis of the semiconductor light emitting device, and the respective side surfaces are substantially in the same plane parallel to the optical axis. Located on the top.
これにより、半導体発光装置の光出射面となる透明板の光出射面からは、該光出射面全面に亘って均一な色度分布及び輝度分布の出射光を得ることができた。 Thereby, from the light emission surface of the transparent plate, which is the light emission surface of the semiconductor light emitting device, it was possible to obtain emission light having uniform chromaticity distribution and luminance distribution over the entire light emission surface.
以下、この発明の好適な実施形態を図1〜図8を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 (the same portions are given the same reference numerals). The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to these embodiments.
図1は本発明の半導体発光装置に係わる実施形態の平面図、図2は図1のA−A断面図である。 FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
本発明の半導体発光装置1は、回路パターン2が形成された半導体発光素子実装基板(以下、「実装基板」と略称する)3上に、該実装基板3の周縁部から該周縁部に沿って立ち上がる所定の高さの環状の側壁4が設けられている。
The semiconductor
実装基板は3、例えば、窒化アルミニウム(AlN)基板が用いられ、回路パターン2は、例えば、銅箔上に電解あるいは無電解のメッキによって金(Au)メッキ層が設けられている。
As the mounting substrate, for example, an aluminum nitride (AlN) substrate is used, and for the
側壁4は、例えば、セラミックスにより形成されている。 The side wall 4 is made of ceramics, for example.
実装基板3と側壁4によって囲まれた凹部5内の中央部の実装基板3上には、半導体発光素子(以下、「発光素子」と略称する)10が実装され、実装基板3の回路パターン2と発光素子10のn側電極(バンプ電極)17及びp側電極(バンプ電極)18とが電気的且つ機械的に接合されている。バンプ電極17、18は、例えば、金(Au)等の金属材料で形成される。
A semiconductor light emitting element (hereinafter abbreviated as “light emitting element”) 10 is mounted on the central mounting
上記発光素子10は、図3(a)〜(f)に示す工程を経て作製される。
The
まず、図3(a)に示す半導体成長工程において、透明なn型GaNの成長基板11上に、MOCVD等の結晶成長方法によってn型半導体層12、活性層13及びP型半導体層14を順次成長させて半導体層の積層構造のエピタキシャル成長層15を形成し、エピタキシャル基板(以下、「エピ基板」と略称する)19を作製する。なお、結晶成長方法、成長基板及び半導体層の構成は上記に限らず、夫々、公知の技術、材料及び層構成を用いることができる。
First, in the semiconductor growth step shown in FIG. 3A, an n-
次に、図3(b)に示す、素子化工程のうちの電極形成工程において、n型半導体層12及びP型半導体層14の夫々に電気的且つ機械的に接合されたn側電極(バンプ電極)17及びp側電極(バンプ電極)18の組み合わせを、縦横夫々所定の間隔で複数箇所に形成する。なお、n側電極となるバンプ電極17を形成する際には、予め、p型半導体層14及び活性層13の、バンプ電極17を形成する領域をエッチングにより除去しておく。電極の配置構成、材料及び形成方法は公知技術を適用できる。
Next, in the electrode formation step in the element formation step shown in FIG. 3B, an n-side electrode (bump) electrically and mechanically bonded to each of the n-
次に、図3(c)に示す、素子化工程のうちの成長基板薄肉化工程において、板状のサンプルホルダー27上に全面に亘って均一な厚みで溶剤に溶けるワックス28を塗布し、エピ基板19のp型半導体層14側をワックス28によりサンプルホルダー27に接着固定する。そして、成長基板11を研削・研磨等の方法によって適宜な厚みに加工する。成長基板11の厚みは、活性層13からの発光光の吸収、機械的強度及び発光素子の光取り出し効率等を考慮して設定される。
Next, in the growth substrate thinning step of the element forming step shown in FIG. 3C, a
次に、図3(d)に示す、素子化工程のうちの成長基板端面テーパ加工工程において、成長基板11を薄肉化し且つバンプ電極17、18を形成したエピ基板19を、刃先がテーパ状のダイシングブレード30によるハーフカットダイシングによって、成長基板11の厚み方向に沿って厚み全長に亘って縦横夫々所定の間隔で格子状にダイシングし、ハーフカット溝31を形成する。なお、ダイシングの代わりにドライエッチング等の手法によってハーフカット溝31に相当する形状の溝を形成してもよい。
Next, in the growth substrate end face taper processing step shown in FIG. 3D, the
次に、図3(e)に示す、素子化工程のうちの粗面化工程において、成長基板11の上面21及び側面22からなる表面20をKOH溶液等のアルカリ性溶液に所定の時間浸漬すことにより、粗面化して凹凸16を有する面を形成する。凹凸16の大きさは、発光素子の光取り出し効率や製造時の歩留まり等を考慮して設定される。
Next, in the roughening step of the element forming step shown in FIG. 3E, the
最後に、図3(f)に示す、素子化工程のうちの個片化工程において、ハーフカット溝31に沿って、刃先がストレート形状のダイシングブレード(図示せず)によってフルカットダイシングし、その後、溶剤によってワックスを溶解することにより、格子状に切断されて個片化した複数個の半導体発光素子10を得る。あるいは、ダイシングブレードによるスクライブ後にブレイクする方法でもよい。
Finally, in the singulation step of the elementization step shown in FIG. 3 (f), the cutting edge is fully cut by a straight dicing blade (not shown) along the half-
なお、上記工程の中に、研磨等によるダメージ層の除去や、SiO2等の保護膜を形成する工程を適宜入れてもよい。 Incidentally, in the above step, removal or damage layer by polishing or the like, may be appropriately put the step of forming a protective film of SiO 2 or the like.
以上の工程により作製された発光素子10は、図4(下面図)及び図5(図4のB−B断面図)にあるように、透明なn型GaNの成長基板11上にn型半導体層12、活性層13及びP型半導体層14の積層構造のエピタキシャル成長層15が形成され、n型半導体層12に電気的且つ機械的に接合されたn側電極(バンプ電極)17及びp型半導体層14に電気的且つ機械的に接合されたp側電極(バンプ電極)18の夫々がp型半導体層14側から突出して設けられている。
The light-emitting
成長基板11は、上面21及び側面22からなる表面20が粗面化されて凹凸16を有する面を形成すると共に側面22が上面21の垂直面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面を形成している。
In the
図1及び図2に戻って、成長基板11の、上面21及び側面22からなる表面20上には、バインダーに蛍光体粒子を混入・分散してなる波長変換層40が形成されている。
Referring back to FIGS. 1 and 2, a
波長変換層40を構成するバインダーは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を用いることが好ましい。
As the binder constituting the
同様に、波長変換層40を構成する蛍光体粒子(以下、「蛍光体」と略称する)は、発光素子10からの出射光で励起されて励起光よりも長波長の所望の波長からなる波長変換光を放出する蛍光体が用いられる。
Similarly, the phosphor particles constituting the wavelength conversion layer 40 (hereinafter abbreviated as “phosphor”) are excited by the light emitted from the
具体的には、発光素子10に青色光を発光する青色発光素子を用いた場合、波長変換層40を構成する蛍光体として、青色発光素子からの青色光に励起されて青色光の補色光の黄色光に波長変換して放出する黄色蛍光体を用いると、波長変換層40からは、青色発光素子からの青色光の一部の直接光と、青色発光素子からの青色光の一部が波長変換層40内の黄色蛍光体を励起することにより波長変換された黄色光との加法混色による白色光が出射される。
Specifically, when a blue light emitting element that emits blue light is used as the
同様に、発光素子10に青色光を発光する青色発光素子を用いた場合、波長変換層40を構成する蛍光体として、青色発光素子からの青色光に励起されて赤色光に波長変換して放出する赤色蛍光体と青色発光素子からの青色光に励起されて緑色光に波長変換して放出する緑色蛍光体との混合蛍光体を用いると、青色発光素子からの青色光の一部の直接光と、青色発光素子からの青色光の一部が波長変換層40内の赤色蛍光体及び緑色蛍光体の夫々の蛍光体を励起することにより波長変換された赤色光及び緑色光との加法混色による白色光が出射される。
Similarly, when a blue light emitting element that emits blue light is used as the
更に、発光素子10からの出射光の色相(波長)と蛍光体の種類とを適宜に組み合わせることにより、発光素子10の発光色とは異なる種々の色相の光を得ることができる。
Furthermore, by appropriately combining the hue (wavelength) of the light emitted from the
波長変換層40の上には、発光素子10を保護するための透明板45が配設されている。透明板45は、発光素子10からの出射光及び波長変換層40による波長変換光に対して良好な光透過性を有しており、例えば、ガラス等の透明無機材料やシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料が用いられる。
A
また、透明板45の上面(光出射面)46は、粗面化が施されて所定の粗さの凹凸面が形成されている。光出射面46の粗面化は、例えば、フッ酸(HF)等を用いたウェットエッチングによる化学的方法、あるいはサンドブラスト等の機械的方法により行われる。粗面化により形成される凹凸面は、規則的あるいは幾何学的な形状でもよいし、規則性がなく幾何学的でもないランダムな形状でもよい。
Further, the upper surface (light emitting surface) 46 of the
波長変換層40と透明板45とは、互いに接する界面に空気等の気体が存在しないように互いの面が全面に亘って密着している。これにより、発光素子10から出射して波長変換層40に入射した光が、該波長変換層40から出射して透明板45に入射するときの光の損失を抑制している。また、透明板45は、波長変換層40を構成するバインダーの屈折率以上の屈折率を有する材料が用いられる。これにより、波長変換層40から出射した光が全反射されることなく透明板45の下面(光入射面)47から該透明板45内に入射するように図られ、光入射効率の低下が抑制されている。
The
発光素子10(発光素子10のエピタキシャル成長層15)、発光素子10の上に位置する波長変換層40及び波長変換層40の上に位置する透明板45はいずれも、発光素子10の光軸Xの方向から見た外形寸法がほぼ同じであり、透明板45の上方から見た上方視において互いにほぼ重なり合っている。つまり、発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14からなるエピタキシャル成長層15の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換層40の側面41及び透明板45の側面48はいずれも、光軸Xに平行な略同一平面上に位置している。
The light emitting element 10 (
発光素子10と波長変換層40と透明板45による三重構造と側壁4との間の隙間には、バインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材50が充填されている。
A gap between the triple structure formed by the
拡散反射部材50を構成するバインダーは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることが好ましい。
As the binder constituting the diffuse
同様に、拡散反射部材50を構成する光散乱粒子は、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化硼素(B2O3)、窒化アルミニウム(AlN)等の金属酸化物を用いることが好ましい。
Similarly, the light scattering particles constituting the
拡散反射部材50は、発光素子10のn型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換層40の側面41及び透明板45の側面48を覆うと共に、透明板45の光出射面46にかからないように且つ側壁4から溢れ出ないように充填されている。
The diffuse
次に、半導体発光装置の製造方法について図6(a)〜(d)を参照して説明する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device will be described with reference to FIGS.
まず、図6(a)に示す発光素子実装工程において、回路パターン2が形成された実装基板3と該実装基板3の周縁部から該周縁部に沿って立ち上がる所定の高さの環状の側壁4からなるパッケージ6の凹部5内の中央部の実装基板3上に発光素子10を実装する。なお、ここでは、パッケージ6の凹部5内に1個の発光素子10を実装した半導体発光装置について説明する。
First, in the light emitting element mounting step shown in FIG. 6A, the mounting
実装基板は3、例えば窒化アルミニウム(AlN)基板が用いられ、回路パターン2は、例えば、銅箔上に電解あるいは無電解のメッキによって金メッキ層が設けられている。側壁4は、例えば、セラミックスにより形成されている。
The mounting
発光素子10は、透明なn型GaNの成長基板11上にエピタキシャル成長によってn型半導体層12、活性層13及びP型半導体層14が積層形成され、n型半導体層12に電気的且つ機械的に接合されたn側電極(バンプ電極)17及びp型半導体層14に電気的且つ機械的に接合されたp側電極(バンプ電極)18の夫々がp型半導体層14側から突出して設けられている。成長基板11は、上面21及び側面22からなる表面20が粗面化されて凸凹面を形成すると共に側面22が上面21の垂直面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面を形成している。バンプ電極17、18は、例えば、金(Au)等の金属材料で形成されている。
In the
パッケージ6の凹部5内に実装された発光素子10は、n側電極(バンプ電極)17及びp側電極(バンプ電極)18が実装基板3の回路パターン2に電気的且つ機械的に接合している。
In the
次に、図6(b)に示す波長変換樹脂塗布工程において、発光素子10の成長基板11の上面21に、バインダーに蛍光体粒子を混入・分散してなる波長変換樹脂55を、例えば、印刷法あるいはポッティング等により所定の量だけ塗布する。
Next, in the wavelength conversion resin coating step shown in FIG. 6B, a
波長変換樹脂55を構成するバインダーは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を用いることが好ましい。
As the binder constituting the
同様に、波長変換樹脂55を構成する蛍光体は、発光素子10からの出射光で励起されて励起光よりも長波長の所望の波長からなる波長変換光を放出する蛍光体が用いられる。
Similarly, as the phosphor constituting the
具体的には、発光素子10に青色光を発光する青色発光素子を用いた場合、波長変換樹脂55を構成する蛍光体として、青色発光素子からの青色光に励起されて青色光の補色光の黄色光に波長変換して放出する黄色蛍光体を用いると、波長変換樹脂55からは、青色発光素子からの青色光の一部の直接光と、青色発光素子からの青色光の一部が波長変換樹脂55内の黄色蛍光体を励起することにより波長変換された黄色光との加法混色による白色光が出射される。
Specifically, when a blue light-emitting element that emits blue light is used as the light-emitting
同様に、発光素子10に青色光を発光する青色発光素子を用いた場合、波長変換樹脂55を構成する蛍光体として、青色発光素子からの青色光に励起されて赤色光に波長変換して放出する赤色蛍光体と青色発光素子からの青色光に励起されて緑色光に波長変換して放出する緑色蛍光体との混合蛍光体を用いると、青色発光素子からの青色光の一部の直接光と、青色発光素子からの青色光の一部が波長変換樹脂55内の赤色蛍光体及び緑色蛍光体の夫々の蛍光体を励起することにより波長変換された赤色光及び緑色光との加法混色による白色光が出射される。
Similarly, when a blue light emitting element that emits blue light is used as the
更に、発光素子10からの出射光の色相(波長)と蛍光体の種類とを適宜に組み合わせることにより、発光素子10の発光色とは異なる種々の色相の光を得ることができる。
Furthermore, by appropriately combining the hue (wavelength) of the light emitted from the
次に、図6(c)に示す透明板配設工程において、発光素子10の成長基板11の上面21に塗布された波長変換樹脂55が未硬化の状態において、該波長変換樹脂55の上の発光素子10の直上位置に、発光素子10の該発光素子10の光軸と垂直な方向の外形寸法とほぼ同じ外形寸法の透明板45を静置し、静置した透明板45を発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14からなるエピタキシャル成長層15の側に押圧移動して波長変換樹脂55を挟んで対向する、透明板45の下面47と発光素子10の成長基板11の上面21とが互いに平行に且つ所定の間隔を持つように位置させる。
Next, in the transparent plate disposing step shown in FIG. 6C, the
その際、発光素子10の成長基板11の上面21に塗布された未硬化の波長変換樹脂55は、透明板45の押圧移動によって押し潰されて透明板45の下面に沿って広がると同時に成長基板11の、傾斜面からなる側面22に沿って流れ下る。但し、成長基板11の、傾斜面からなる側面22が流れ下る波長変換樹脂55の樹脂溜まりとなって流れを止める。
At that time, the uncured
その結果、波長変換樹脂55が、成長基板11の上面21及び側面22からなる表面20全面と透明板45の下面47全面の間に挟持された状態となり、透明板45の上方から見た上方視において、発光素子10、発光素子10の上に位置する波長変換樹脂55及び波長変換樹脂55の上に位置する透明板45はいずれも、互いにほぼ重なり合って位置することになる。
As a result, the
つまり、発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14からなる発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14からなるエピタキシャル成長層15の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換樹脂55の側面41及び透明板45の側面48はいずれも、発光素子10の光軸Xに平行な略同一平面上に位置している。
That is, in the
この状態で、未硬化の波長変換樹脂55を所定の条件で硬化して波長変換層40を形成する。これにより、波長変換層40は、透明板45を発光素子10に固定するための接着層としての働きも有することになる。
In this state, the uncured
透明板45は、発光素子10からの出射光及び波長変換層40による波長変換光に対して良好な光透過性を有しており、例えば、ガラス等の透明無機材料やシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料が用いられる。
The
また、透明板45の上面(光出射面)46は、粗面化が施されて所定の粗さの凹凸面が形成されている。光出射面46の粗面化は、例えば、フッ酸(HF)等を用いたウェットエッチングによる化学的方法、あるいはサンドブラスト等の機械的方法により行われる。粗面化により形成される凹凸面は、規則的あるいは幾何学的な形状でもよいし、規則性がなく幾何学的でもないランダムな形状でもよい。
Further, the upper surface (light emitting surface) 46 of the
最後に、図6(d)に示す拡散反射部材充填工程において、発光素子10と波長変換層40と透明板45による三重構造と側壁4との間の隙間に、バインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材50を充填し、所定の条件で硬化させる。
Finally, in the diffuse reflection member filling step shown in FIG. 6D, light scattering particles are mixed into the binder in the gap between the triple structure formed by the
拡散反射部材50を構成するバインダーは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることが好ましい。
As the binder constituting the diffuse
同様に、拡散反射部材50を構成する光散乱粒子は、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化硼素(B2O3)、窒化アルミニウム(AlN)等の金属酸化物を用いることが好ましい。
Similarly, the light scattering particles constituting the
拡散反射部材50は、発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換層40の側面41及び透明板45の側面48を覆うと共に、透明板45の光出射面46にかからないように且つ側壁4から溢れ出ないように充填される。
The diffuse
次に、上述の製造方法で作製された上記構成の半導体発光装置について、図7(半導体発光装置の部分断面図)を参照して光学的な説明を行なう。 Next, the semiconductor light-emitting device having the above structure manufactured by the above-described manufacturing method will be optically described with reference to FIG. 7 (partial cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device).
外部電源(図示せず)から実装基板3上の回路パターン2及びバンプ電極17、18を介して発光素子10に電力が供給されると、発光素子10の活性層13において発光する。活性層13で発光した発光光(青色光)のうち透明板45側に位置するn型半導体層12の方向に向かう青色光は、n型半導体層12及び成長基板11を透過して成長基板11の上面21及び側面22からなる表面20(発光素子の主光出射面)から波長変換層40に入射する。
When power is supplied to the
波長変換層40内に入射した青色光は、その一部が青色光B1のまま波長変換層40内を透過して透明板45に入射し、一部は蛍光体(黄色蛍光体)を励起して波長変換された、青色光の補色光となる黄色光Y1が透明板45に入射する。そして、透明板45に入射した青色光B1及び黄色光Y1の夫々が透明板45内を透過して粗面化により形成される凹凸面からなる光出射面46から外部に向けて拡散出射され、青色拡散光B1と黄色拡散光Y1からなる拡散出射光の加法混色によって白色拡散光W1が得られる。
A part of the blue light incident on the
一方、活性層13で発光した発光光(青色光)のうち該活性層13の側方の方向に向かう青色光は、活性層13の側面13aが、発光素子10と波長変換層40と透明板45による三重構造と側壁4との間の隙間に充填された拡散反射部材50によって覆われており、活性層13の側面13aに到達した青色光は、拡散反射部材50の、活性層13の側面13aとの接触面及びその近傍で反射されてその一部が波長変換層40側に向かう。
On the other hand, of the emitted light (blue light) emitted from the
波長変換層40側に向かう青色光は、その一部が青色光B2のまま波長変換層40内を透過して透明板45に入射し、一部は蛍光体(黄色蛍光体)を励起して波長変換された、青色光の補色光となる黄色光Y2が透明板45に入射する。そして、透明板45に入射した青色光B2及び黄色光Y2の夫々が透明板45内を透過して粗面化により形成される凹凸面からなる光出射面46から外部に向けて拡散出射され、青色拡散光B2と黄色拡散光Y1からなる拡散出射光の加法混色によって白色拡散光W2が得られる。
A part of the blue light traveling toward the
このように、本実施形態の半導体発光装置(実施例)は、発光素子10と波長変換層40と透明板45による三重構造と側壁4との間の隙間に拡散反射部材50を充填し、発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換層40の側面41及び透明板45の側面48を覆うようにした。
As described above, the semiconductor light emitting device (example) of the present embodiment fills the gap between the triple structure of the
これにより、発光素子10の活性層13で発光して半導体発光装置1の光出射方向(透明板45方向)に向かう光が半導体発光装置1の出射光を構成すると同様に、活性層13の側方に向かう光も発光素子10の直上の出射光を構成するものとなる。
As a result, the light emitted from the
比較例は、透明板84の上方から透明板84の光出射面86を上方視した場合、下方に位置する半導体発光素子81の直上領域(A)とそれ以外の領域(B)では、出射光に色相の違いが認められる。つまり、半導体発光装置の上方視において、透明板84の光出射面86からの出射光に色度ムラが生じることになり、演色性に劣るものとなる。
In the comparative example, when the
同時に、青色半導体発光素子81から透明板84の光入射面88に向かう青色光の光量の違いによって、半導体発光素子81の直上領域(A)とそれ以外の領域(B)では、照射光に輝度の違いが生じる。つまり、半導体発光装置の上方視において、出射光に輝度ムラが生じることになる。
At the same time, due to the difference in the amount of blue light from the blue semiconductor
そこで、上記色度ムラ及び輝度ムラは、透明板84の光出射面86に粗面化処理を施して出射光を拡散光とすることにより抑制するように図られているが、上述のように青色半導体発光素子81から出射して透明板84の光入射面88に向かう青色光の光量が異なるために、色度ムラ及び輝度ムラの抑制効果は限定的なものにならざるを得ない。
Therefore, the chromaticity unevenness and luminance unevenness are intended to be suppressed by applying a roughening process to the
これに対し、実施例は、発光素子10、発光素子10の上に位置する波長変換層40及び波長変換層40の上に位置する透明板45がいずれも、発光素子10の光軸Xに垂直な方向の外形寸法がほぼ同じであり、透明板45の上方から見た上方視において互いにほぼ重なり合っている。つまり、発光素子10の、n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14の夫々の側面12a、13a、14aからなる側面25、波長変換層40の側面41及び透明板45の側面48はいずれも、光軸Xに平行な略同一平面上に位置している。
In contrast, in the embodiment, the
そのため、半導体発光装置1の上方視において、出射光に色度ムラ及び輝度ムラの夫々が大幅に低減され、光出射面全面からより均一な色度分布及び輝度分布の出射光を得ることができる。
Therefore, when the semiconductor
また、実施例は、発光素子10の成長基板11の側面22を、上面21の垂直面に対して所定の角度で傾斜した傾斜面とすることにより、この傾斜面が、上面21に塗布された未硬化の波長変換樹脂55が透明板45の押圧移動によって押し潰された際に、側面22に沿って流れ下る波長変換樹脂55の樹脂溜まりとなって流れを止める働きをする。
Further, in the example, the
そのため、下方に位置する活性層13の側面13aが波長変換樹脂55で覆われるのを防止して拡散反射部材50で覆われるようにした。その結果、活性層13で発光した発光光のうち該活性層13の側方に向かう光を拡散反射部材50で反射して半導体発光装置1の出射光として構成することができ、発光素子10から出射された光の利用効率の向上に寄与するものとなる。
Therefore, the
また、実施例の透明板45と比較例の透明板84を同一の外形寸法とすると、比較例は透明板84より小さい半導体発光素子81を有し、実施例は透明板45と同じ大きさの発光素子10を有することから、実施例は比較例よりも大きい発光素子を実装することが可能となる。そのため、半導体発光装置1の駆動(点灯)時に、比較例と同一電流密度で駆動して比較例よりも高い輝度を得ることができる。
Further, if the
なお、本実施形態は、パッケージ6の凹部5内に1個の発光素子10を実装した半導体発光装置であったが、パッケージ6内に実装する発光素子10の数は1個に限られるものではなく、複数個の発光素子10を実装することも可能である。その場合、波長変換層40及び透明板45は、複数個の発光素子10が実装された実装領域と同一の外形寸法とし、且つ、発光素子10の実装領域の直上に配設されており、波長変換層及び透明板の夫々の側面と複数の発光素子10の実装領域の最外周同士は発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置する。
Although the present embodiment is a semiconductor light emitting device in which one
なお、本実施形態における透明板45の代わりに、蛍光体セラミックスや蛍光体ガラス等の波長変換機能を備えた板状部材を使用することも可能である。その場合、波長変換層40の代わりに透明材料層を用いると好適である。
In addition, it is also possible to use the plate-shaped member provided with wavelength conversion functions, such as fluorescent substance ceramics and fluorescent substance glass, instead of the
1… 半導体発光装置
2… 回路パターン
3… 半導体発光素子実装基板(実装基板)
4… 側壁
5… 凹部
6… パッケージ
10… 半導体発光素子(発光素子)
11… 成長基板
12… n型半導体層
12a… 側面
13… 活性層
13a… 側面
14… P型半導体層
14a… 側面
15… エピタキシャル成長層
16… 凹凸
17… n側電極(バンプ電極)
18… p側電極(バンプ電極)
19… エピタキシャル基板(エピ基板)
20… 表面
21… 上面
22… 側面
25… 側面
27… サンプルホルダー
28… ワックス
30… ダイシングブレード
31… ハーフカット溝
32… ダイシングブレード
40… 波長変換層
41… 側面
45… 透明板
46… 上面(光出射面)
47… 下面(光入射面)
48… 側面
50… 拡散反射部材
55… 波長変換樹脂
DESCRIPTION OF
4 ...
DESCRIPTION OF
18 ... p-side electrode (bump electrode)
19 ... Epitaxial substrate (epi substrate)
20 ...
47 ... Bottom surface (light incident surface)
48 ...
Claims (10)
前記成長基板の上面上及び側面上に設けられた、第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換層と、
前記波長変換層の上に設けられた透明板と、
前記半導体発光素子の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように設けられた、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材とを備え、
前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板はいずれも、前記半導体発光素子の光軸に垂直な方向の外形寸法がほぼ同じであり、且つ、夫々の側面同士は前記光軸に平行な略同一平面上に位置していることを特徴とする半導体発光装置。 A semiconductor pyramid-shaped growth substrate, and one semiconductor light emitting device having an epitaxial growth layer including an active layer, which is stacked on the bottom surface of the growth substrate;
A wavelength conversion layer provided on the upper surface and side surfaces of the growth substrate, in which phosphor particles are mixed and dispersed in the first binder;
A transparent plate provided on the wavelength conversion layer;
A diffuse reflection member formed by mixing and dispersing light scattering particles in a second binder provided so as to integrally cover the respective sides of the epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate of the semiconductor light emitting device; With
The epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate all have substantially the same outer dimensions in the direction perpendicular to the optical axis of the semiconductor light emitting device, and the respective side surfaces are substantially parallel to the optical axis. A semiconductor light emitting device which is located on the same plane.
前記複数個の半導体発光素子の夫々の成長基板の上面上及び側面上に一体に設けられた、第1のバインダーに蛍光体粒子が混入・分散されてなる波長変換層と、
前記波長変換層の上の設けられた透明板と、
前記複数個の半導体発光素子の夫々の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように設けられた、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材とを備え、
前記波長変換層及び前記透明板は前記複数個の半導体発光素子の実装領域とほぼ同一の外形寸法であり、且つ、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面と前記複数個の半導体発光素子の実装領域の最外周同士は前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置していることを特徴とする半導体発光装置。 A plurality of semiconductor light emitting devices having a growth substrate having a truncated pyramid shape and an epitaxial growth layer including an active layer, which is stacked on a bottom surface of the growth substrate;
A wavelength conversion layer in which phosphor particles are mixed and dispersed in a first binder, which are integrally provided on an upper surface and a side surface of each growth substrate of the plurality of semiconductor light emitting elements;
A transparent plate provided on the wavelength conversion layer;
Light scattering particles are mixed and dispersed in a second binder provided so as to integrally cover each of the epitaxial growth layers, the wavelength conversion layers, and the transparent plates of the plurality of semiconductor light emitting devices. And a diffuse reflection member
The wavelength conversion layer and the transparent plate have substantially the same outer dimensions as mounting regions of the plurality of semiconductor light emitting elements, and each side surface of the wavelength conversion layer and the transparent plate and the plurality of semiconductor light emitting elements. The outermost peripheries of the mounting regions are positioned on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting element.
前記波長変換樹脂が未硬化の状態において、前記波長変換樹脂を前記エピタキシャル成長層と略同一外形寸法の透明板で前記エピタキシャル成長層側に押圧移動することにより押し潰された前記波長変換樹脂が前記成長基板の上面から側面に流れ下って上面及び側面を覆う工程と、
前記エピタキシャル成長層、前記波長変換樹脂の硬化後の波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材を設ける工程と、を有し、
前記エピタキシャル成長層、前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面同士を前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置させたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 Phosphor particles in a first binder on the top surface of the growth substrate of one semiconductor light emitting device having a growth substrate having a truncated pyramid shape and an epitaxial growth layer including an active layer stacked on the bottom surface of the growth substrate A step of applying a wavelength conversion resin in which is mixed and dispersed,
In the uncured state of the wavelength conversion resin, the wavelength conversion resin is crushed by pressing and moving the wavelength conversion resin to the epitaxial growth layer side with a transparent plate having substantially the same outer dimensions as the epitaxial growth layer. Covering the upper surface and the side surface by flowing down from the upper surface to the side surface;
A diffuse reflection member is formed by mixing and dispersing light scattering particles in the second binder so as to integrally cover the epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer after curing of the wavelength conversion resin, and the side surfaces of the transparent plate. And having a process
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein the side surfaces of the epitaxial growth layer, the wavelength conversion layer, and the transparent plate are positioned on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting element.
前記波長変換樹脂が未硬化の状態において、前記波長変換樹脂の夫々を前記複数個の半導体発光素子の実装領域とほぼ同一の外形寸法の透明板で前記エピタキシャル成長層側に一括押圧移動することにより押し潰された各波長変換樹脂が前記成長基板の上面から側面に流れ下って夫々の成長基板の上面及び側面を一体に覆う工程と、
前記複数個の半導体発光素子の夫々の前記エピタキシャル成長層、前記波長変換樹脂の硬化後の波長変換層及び前記透明板の夫々の側面を一体に覆うように、第2のバインダーに光散乱粒子を混入・分散してなる拡散反射部材を設ける工程と、を有し、
前記波長変換層及び前記透明板の夫々の側面と前記複数個の半導体発光素子の実装領域の最外周同士を前記半導体発光素子の光軸に平行な略同一平面上に位置させたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 A plurality of semiconductor light emitting devices each having a rectangular pyramid-shaped growth substrate and an epitaxial growth layer including an active layer stacked on the bottom surface of the growth substrate so as to cover the upper surface of the growth substrate. Applying a wavelength conversion resin in which phosphor particles are mixed and dispersed in the first binder;
When the wavelength conversion resin is in an uncured state, each of the wavelength conversion resins is pressed by moving collectively to the epitaxial growth layer side with a transparent plate having substantially the same outer dimensions as the mounting area of the plurality of semiconductor light emitting elements. Each of the crushed wavelength conversion resins flows down from the upper surface of the growth substrate to the side surface and integrally covers the upper surface and the side surface of each growth substrate;
Light scattering particles are mixed in the second binder so as to integrally cover the respective epitaxial growth layers of the plurality of semiconductor light emitting elements, the wavelength conversion layers after curing of the wavelength conversion resin, and the side surfaces of the transparent plate. A step of providing a diffuse reflection member formed by dispersion,
The side surfaces of the wavelength conversion layer and the transparent plate and the outermost peripheries of the mounting regions of the plurality of semiconductor light emitting elements are positioned on substantially the same plane parallel to the optical axis of the semiconductor light emitting element. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
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Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
CN107797312A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Ceramic composite and preparation method thereof, wavelength shifter |
CN110047989A (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110620172A (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-27 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110957400A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 日亚化学工业株式会社 | Light emitting device and method for manufacturing the same |
CN111326647A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 日亚化学工业株式会社 | Light-emitting device, light-emitting module, and manufacturing method of the light-emitting device |
US10833234B2 (en) | 2017-03-08 | 2020-11-10 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic semiconductor component |
JP7572617B2 (en) | 2020-12-15 | 2024-10-24 | 日亜化学工業株式会社 | Method for manufacturing a light emitting device |
JP7580206B2 (en) | 2020-05-25 | 2024-11-11 | スタンレー電気株式会社 | Semiconductor light emitting device |
-
2013
- 2013-07-29 JP JP2013156269A patent/JP2015026753A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107797312A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Ceramic composite and preparation method thereof, wavelength shifter |
CN107797312B (en) * | 2016-09-07 | 2024-04-16 | 深圳光峰科技股份有限公司 | Ceramic composite material, preparation method thereof and wavelength converter |
US10833234B2 (en) | 2017-03-08 | 2020-11-10 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic semiconductor component |
CN110047989A (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-23 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110047989B (en) * | 2018-01-16 | 2024-05-28 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110620172A (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-27 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110620172B (en) * | 2018-06-20 | 2024-06-07 | 斯坦雷电气株式会社 | Light emitting device |
CN110957400A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 日亚化学工业株式会社 | Light emitting device and method for manufacturing the same |
CN111326647A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 日亚化学工业株式会社 | Light-emitting device, light-emitting module, and manufacturing method of the light-emitting device |
JP7580206B2 (en) | 2020-05-25 | 2024-11-11 | スタンレー電気株式会社 | Semiconductor light emitting device |
JP7572617B2 (en) | 2020-12-15 | 2024-10-24 | 日亜化学工業株式会社 | Method for manufacturing a light emitting device |
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