JP2017084888A - Semiconductor light-emitting device, vehicular lighting fixture, and method for manufacturing semiconductor light-emitting device - Google Patents

Semiconductor light-emitting device, vehicular lighting fixture, and method for manufacturing semiconductor light-emitting device Download PDF

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良介 河合
Ryosuke Kawai
良介 河合
貴好 山根
Takayoshi Yamane
貴好 山根
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device with high emission quality.SOLUTION: The semiconductor light-emitting device includes: a plurality of semiconductor light-emitting elements 11 arranged on a substrate 10; a light guide member 12 that is disposed above a region between the plurality of semiconductor light-emitting elements 11 and is not disposed above each center of the plurality of semiconductor light-emitting elements 11; and a protective layer 13 disposed above the plurality of semiconductor light-emitting elements 11 and above the light guide member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の半導体発光素子を含む半導体発光装置、車両用灯具、及び、半導体発光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device including a plurality of semiconductor light emitting elements, a vehicular lamp, and a method for manufacturing the semiconductor light emitting device.

複数の半導体発光素子を用いた発光モジュールや発光装置の発明が知られている(たとえば特許文献1及び2参照)。   Inventions of light emitting modules and light emitting devices using a plurality of semiconductor light emitting elements are known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

図7Aは、特許文献1記載の発光モジュールを示す概略的な断面図である。発光モジュールは、実装基板71上に配置された複数の半導体発光素子72、半導体発光素子72の各々の発光面に対向配置された波長変換部材73、及び、隣接する半導体発光素子72間に配置された反射部材74を含む。   FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a light emitting module described in Patent Document 1. FIG. The light emitting module is disposed between a plurality of semiconductor light emitting elements 72 disposed on the mounting substrate 71, a wavelength conversion member 73 disposed to face each light emitting surface of the semiconductor light emitting elements 72, and the adjacent semiconductor light emitting elements 72. A reflective member 74.

特許文献1記載の発光モジュールによれば、波長変換部材73内を導波する光が、反射部材74で反射され、波長変換部材73の上面から出射されるため、クロストーク(半導体発光素子72の非配設位置や、非点灯の半導体発光素子72位置から発光が行われているように見える現象)が抑制されるとともに、光利用効率を向上させることができる。   According to the light emitting module described in Patent Document 1, since light guided in the wavelength conversion member 73 is reflected by the reflection member 74 and emitted from the upper surface of the wavelength conversion member 73, crosstalk (of the semiconductor light emitting element 72) is achieved. (A phenomenon in which light is emitted from a non-arranged position or a non-lighted semiconductor light emitting element 72 position) is suppressed, and light use efficiency can be improved.

しかし、半導体発光素子72間に反射部材74が配置されるため、反射部材74の直上領域の輝度が低下し、ダークグリッド(半導体発光素子72間領域に観察される暗部)の発生が顕著となる。   However, since the reflecting member 74 is disposed between the semiconductor light emitting elements 72, the luminance in the region immediately above the reflecting member 74 is lowered, and the occurrence of dark grids (dark areas observed in the region between the semiconductor light emitting elements 72) becomes remarkable. .

特許文献2に記載される発光装置は、複数のGaN系半導体発光素子が絶縁基板上に一体として形成され、直列に接続されていることを特徴とする。複数の半導体発光素子は、2つの組に分けられ、2つの組は2個の電極に、互いに反対極性となるように並列接続される場合もある。   The light emitting device described in Patent Document 2 is characterized in that a plurality of GaN-based semiconductor light emitting elements are integrally formed on an insulating substrate and connected in series. A plurality of semiconductor light emitting elements are divided into two groups, and the two groups may be connected in parallel to two electrodes so as to have opposite polarities.

図7Bは、特許文献2に記載される発光装置上に波長変換部材73を配置した場合を示す概略的な断面図である。GaN系半導体発光素子72は、青色光を出射する。波長変換部材73として、たとえば青色光を吸収し黄色光を発する蛍光体を含む樹脂を用いる場合、半導体発光素子72の直上領域においては、半導体発光素子72から出射され、波長変換部材73の蛍光体に吸収されて、波長変換された黄色光と、蛍光体に吸収されなかった青色光が混合し、白色光が出射される。   FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing a case where the wavelength conversion member 73 is arranged on the light emitting device described in Patent Document 2. The GaN-based semiconductor light emitting element 72 emits blue light. For example, when a resin including a phosphor that absorbs blue light and emits yellow light is used as the wavelength conversion member 73, the phosphor of the wavelength conversion member 73 is emitted from the semiconductor light emitting element 72 in the region immediately above the semiconductor light emitting element 72. The yellow light that has been absorbed and wavelength-converted and the blue light that has not been absorbed by the phosphor are mixed, and white light is emitted.

しかし、素子72間領域の直上においては、GaN系半導体発光素子72から出射される青色光の成分が少なくなるため、出射光は黄味を帯びる。このため、出射光に色むらが生じる。   However, since the blue light component emitted from the GaN-based semiconductor light emitting device 72 is reduced immediately above the region between the devices 72, the emitted light is yellowish. For this reason, uneven color occurs in the emitted light.

特開2014−42074号公報JP 2014-42074 A 特開2009−267423号公報JP 2009-267423 A

本発明の目的は、発光品質の高い半導体発光装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device with high light emission quality.

また、発光品質の高い車両用灯具を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a vehicular lamp with high emission quality.

更に、発光品質の高い半導体発光装置の製造方法を提供することである。   Furthermore, it is providing the manufacturing method of a semiconductor light-emitting device with high luminous quality.

本発明の一観点によれば、基板上に配置された複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に配置され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材と、前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に配置された保護層とを有する半導体発光装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a plurality of semiconductor light emitting elements disposed on a substrate and a region between the plurality of semiconductor light emitting elements are disposed above a center of each of the plurality of semiconductor light emitting elements. There is provided a semiconductor light emitting device having a light guide member that is not disposed, a protective layer disposed above the plurality of semiconductor light emitting elements and above the light guide member.

また、前記半導体発光装置と、前記半導体発光装置から出射される光の光路上に配置されたレンズとを有する車両用灯具が提供される。   Moreover, the vehicle lamp which has the said semiconductor light-emitting device and the lens arrange | positioned on the optical path of the light radiate | emitted from the said semiconductor light-emitting device is provided.

更に、(a)基板上に、複数の半導体発光素子を形成する工程と、(b)前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に、レジスト材料を用い、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材を形成する工程と、(c)前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に保護層を形成する工程とを有する半導体発光装置の製造方法が提供される。   (A) forming a plurality of semiconductor light emitting elements on the substrate; and (b) using a resist material above the region between the plurality of semiconductor light emitting elements, each of the plurality of semiconductor light emitting elements. Forming a light guide member that is not disposed above the center of the semiconductor light emitting device; and (c) forming a protective layer above the plurality of semiconductor light emitting elements and above the light guide member. A manufacturing method is provided.

本発明によれば、発光品質の高い半導体発光装置を提供することができる。   According to the present invention, a semiconductor light emitting device with high emission quality can be provided.

また、発光品質の高い車両用灯具を提供することができる。   In addition, a vehicular lamp with high emission quality can be provided.

更に、発光品質の高い半導体発光装置の製造方法を提供することができる。   Furthermore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device with high emission quality.

図1A及び図1Bは、それぞれ実施例による半導体発光装置の概略を示す平面図及び断面図である。1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing an outline of a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図2は、実施例による半導体発光装置の他の態様を示す概略的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing another aspect of the semiconductor light emitting device according to the embodiment. 図3A〜図3Cは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3A to 3C are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3D〜図3Fは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3D to 3F are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3G〜図3Iは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3G to 3I are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3J〜図3Lは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3J to 3L are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3M〜図3Oは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3M to 3O are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3P及び図3Qは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。3P and 3Q are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment. 図3Rは、実施例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。FIG. 3R is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the embodiment. 図4A及び図4Bは、変形例による半導体発光装置の製造方法を示す概略的な断面図である。4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to a modification. 図5は、実施例による車両用灯具を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a vehicular lamp according to an embodiment. 図6A及び図6Bは、変形例による導光部材12を示す概略的な平面図である。6A and 6B are schematic plan views showing a light guide member 12 according to a modification. 図7Aは、特許文献1記載の発光モジュールを示す概略的な断面図であり、図7Bは、特許文献2に記載される発光装置上に波長変換部材73を配置した場合を示す概略的な断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a light emitting module described in Patent Document 1, and FIG. 7B is a schematic cross section showing a case where a wavelength conversion member 73 is arranged on a light emitting device described in Patent Document 2. FIG.

図1A及び図1Bは、それぞれ実施例による半導体発光装置の概略を示す平面図及び断面図である。   1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing an outline of a semiconductor light emitting device according to an embodiment.

実施例による半導体発光装置は、たとえばSi基板である支持基板10、支持基板10上に配置される複数の半導体発光素子11、及び、半導体発光素子11の間の領域の上方に配置される導光部材12を備える。また、半導体発光素子11上方、及び、導光部材12上方に配置される保護層13を有する。   The semiconductor light emitting device according to the embodiment includes, for example, a support substrate 10 that is a Si substrate, a plurality of semiconductor light emitting elements 11 disposed on the support substrate 10, and a light guide disposed above a region between the semiconductor light emitting elements 11. A member 12 is provided. Moreover, it has the protective layer 13 arrange | positioned above the semiconductor light-emitting element 11 and the light guide member 12. FIG.

半導体発光素子11は、たとえばLED(light emitting diode)素子であり、たとえば窒化物半導体で形成されたn型半導体層、発光層、及び、p型半導体層を備える。また、n型半導体層に電気的に接続されたn側電極、及び、p型半導体層に電気的に接続されたp側電極を含む。   The semiconductor light emitting element 11 is, for example, an LED (light emitting diode) element, and includes an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer formed of, for example, a nitride semiconductor. In addition, an n-side electrode electrically connected to the n-type semiconductor layer and a p-side electrode electrically connected to the p-type semiconductor layer are included.

半導体発光素子11の平面形状は、一辺が100μm〜6mm、一例として300μmの正方形である。半導体発光素子11は、たとえば40μm〜100μmの一定間隔を隔てて、X軸方向及びY軸方向に規則的に配置される。図1A及び図1Bには、半導体発光素子11が3行3列の行列状に、X軸方向とY軸方向の双方に相互に等しいピッチで配置される例を示した。   The planar shape of the semiconductor light emitting element 11 is a square having sides of 100 μm to 6 mm, for example, 300 μm. The semiconductor light emitting elements 11 are regularly arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction, for example, with a constant interval of 40 μm to 100 μm. 1A and 1B show an example in which the semiconductor light emitting elements 11 are arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns at equal pitches in both the X axis direction and the Y axis direction.

各半導体発光素子11は、外部の駆動回路から供給される駆動信号(電力)の供給を受け、光出射面11aから青色光を出射する。各半導体発光素子11の駆動(発光、非発光状態の制御)は独立に行われる。   Each semiconductor light emitting element 11 is supplied with a driving signal (electric power) supplied from an external driving circuit, and emits blue light from the light emitting surface 11a. The driving of each semiconductor light emitting element 11 (control of light emission and non-light emission state) is performed independently.

導光部材12は、たとえば光透過率の高いレジスト材料で構成される透明構造体である。実施例においては、導光部材12は、半導体発光素子11の光出射面11aより低い位置から、具体的には、支持基板10に接触するように、支持基板10上に形成される。また、各半導体発光素子11の光出射面11aより高い位置まで形成される。導光部材12は、支持基板10から上方(Z軸正方向)に、壁状に立ち上がっている。   The light guide member 12 is a transparent structure made of a resist material having a high light transmittance, for example. In the embodiment, the light guide member 12 is formed on the support substrate 10 from a position lower than the light emitting surface 11 a of the semiconductor light emitting element 11, specifically, in contact with the support substrate 10. Further, it is formed up to a position higher than the light emitting surface 11 a of each semiconductor light emitting element 11. The light guide member 12 rises in a wall shape upward (Z-axis positive direction) from the support substrate 10.

更に導光部材12は、格子部分の幅W(たとえば100μm)が、半導体発光素子11間領域の幅W(たとえば60μm)より広くなるように形成される。このため導光部材12は、半導体発光素子11間領域上方だけでなく、各半導体発光素子11の外周部上方にも配置される。なお、実施例においては、導光部材12は、半導体発光素子11に接触するように、半導体発光素子11の外周部上に形成されている。 Furthermore, the light guide member 12 is formed such that the width W 1 (for example, 100 μm) of the lattice portion is wider than the width W 2 (for example, 60 μm) of the region between the semiconductor light emitting elements 11. For this reason, the light guide member 12 is disposed not only above the region between the semiconductor light emitting elements 11 but also above the outer peripheral portion of each semiconductor light emitting element 11. In the embodiment, the light guide member 12 is formed on the outer peripheral portion of the semiconductor light emitting element 11 so as to be in contact with the semiconductor light emitting element 11.

導光部材12は、平面視において、たとえばX軸方向及びY軸方向を延在方向とする格子状であり、格子部分が半導体発光素子11間に配置される。また、導光部材12の外枠部分が、3行3列に配置された半導体発光素子11の全体(LEDチップ)を囲むように、その外周に沿って配置される。各半導体発光素子11の中心部の上方、したがって各半導体発光素子11の中心(正方形の対角線の交点)の上方には、導光部材12は配置されない。(開口領域12aが配置される。)
なお、導光部材12は、たとえばY軸方向に延在する格子部分(幅Wの部分)にX軸方向から垂直に光を入射させた場合の光透過率が90%以上、一例として95%以上となるような、高透過率のレジスト材料で形成される。
The light guide member 12 has, for example, a lattice shape extending in the X-axis direction and the Y-axis direction in plan view, and the lattice portion is disposed between the semiconductor light emitting elements 11. Further, the outer frame portion of the light guide member 12 is arranged along the outer periphery so as to surround the entire semiconductor light emitting element 11 (LED chip) arranged in 3 rows and 3 columns. The light guide member 12 is not disposed above the central portion of each semiconductor light emitting element 11, and thus above the center of each semiconductor light emitting element 11 (intersection of square diagonal lines). (Open region 12a is arranged.)
For example, the light guide member 12 has a light transmittance of 90% or more when light is incident perpendicularly from the X axis direction to a lattice portion (width W 1 portion) extending in the Y axis direction, for example, 95. % Or more of a resist material having a high transmittance.

各半導体発光素子11及び導光部材12を覆うように、保護層13が配置される。保護層13は、たとえば透光性の樹脂部材、一例としてエポキシ樹脂で形成され、半導体発光素子11及び導光部材12を保護する機能を有する。シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ハイブリッド樹脂(エポキシ樹脂とシリコーン樹脂が混合された樹脂等)等を用いてもよい。更に、実施例においては、たとえばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット、YAl12)に付活剤としてCe(セリウム)を導入したYAG:Ce蛍光体が、エポキシ樹脂(保護層13)中に分散されている。YAG:Ce蛍光体は、半導体発光素子11から発光される青色光を吸収し、黄色光(励起光)を発する。このため、保護層13は、波長変換体層としても機能する。 A protective layer 13 is disposed so as to cover each semiconductor light emitting element 11 and the light guide member 12. The protective layer 13 is formed of, for example, a translucent resin member, for example, an epoxy resin, and has a function of protecting the semiconductor light emitting element 11 and the light guide member 12. Silicone resin, urethane resin, hybrid resin (such as a resin in which an epoxy resin and a silicone resin are mixed), or the like may be used. Further, in the examples, for example, a YAG: Ce phosphor in which Ce (cerium) is introduced as an activator into YAG (yttrium, aluminum, garnet, Y 3 Al 5 O 12 ) is contained in an epoxy resin (protective layer 13). Are distributed. The YAG: Ce phosphor absorbs blue light emitted from the semiconductor light emitting element 11 and emits yellow light (excitation light). For this reason, the protective layer 13 also functions as a wavelength converter layer.

実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子11の光出射面11aから出射され、保護層13の蛍光体に吸収されて、波長変換された黄色光と、蛍光体に吸収されなかった青色光が、発光装置上面から出射され、白色光として視認される。   In the semiconductor light emitting device according to the embodiment, yellow light that is emitted from the light emitting surface 11a of the semiconductor light emitting element 11, is absorbed by the phosphor of the protective layer 13, and is wavelength-converted, and blue light that is not absorbed by the phosphor. Is emitted from the upper surface of the light emitting device and visually recognized as white light.

なお、実施例においては、保護層13の屈折率は、導光部材12の屈折率よりも大きい。導光部材12の屈折率は、青色光に対して、たとえば約1.59である。   In the embodiment, the refractive index of the protective layer 13 is larger than the refractive index of the light guide member 12. The refractive index of the light guide member 12 is, for example, about 1.59 for blue light.

実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子11の光出射面11aから出射した青色光は、保護層13または導光部材12に入射する。   In the semiconductor light emitting device according to the embodiment, the blue light emitted from the light emitting surface 11 a of the semiconductor light emitting element 11 enters the protective layer 13 or the light guide member 12.

保護層13に入射した光の一部は、保護層13を透過して発光装置上方に出射される。他の一部は、保護層13内を伝搬し、導光部材12に入射する。   Part of the light incident on the protective layer 13 passes through the protective layer 13 and is emitted above the light emitting device. The other part propagates through the protective layer 13 and enters the light guide member 12.

保護層13の屈折率は、導光部材12の屈折率よりも大きいため、開口領域12aにて保護層13内を横方向に伝搬し、導光部材12に入射する光の一部は、保護層13と導光部材12の界面で全反射される。したがって、実施例による半導体発光装置においては、たとえば隣接する半導体発光素子11の配設位置まで伝搬する光が減少し、半導体発光素子11間のクロストークが抑制される。   Since the refractive index of the protective layer 13 is larger than the refractive index of the light guide member 12, a part of the light propagating in the lateral direction in the protective layer 13 in the opening region 12 a and entering the light guide member 12 is protected. Total reflection is performed at the interface between the layer 13 and the light guide member 12. Therefore, in the semiconductor light emitting device according to the embodiment, for example, light propagating to the arrangement position of the adjacent semiconductor light emitting elements 11 is reduced, and crosstalk between the semiconductor light emitting elements 11 is suppressed.

また、保護層13との界面で反射されず導光部材12内に入射した光の一部、及び、半導体発光素子11から出射され、保護層13を介さずに直接、導光部材12に入射した光の一部は、保護層13と外気との界面で反射することで、導光部材12内を伝搬し、導光部材12上に形成された保護層13を透過して発光装置上方に出射される。このため、実施例による半導体発光装置においては、半導体発光素子11間領域(非発光領域)から出射する光が増加し、半導体発光素子11間のダークグリッドが抑制される。   In addition, a part of the light incident on the light guide member 12 without being reflected at the interface with the protective layer 13 and the light emitted from the semiconductor light emitting element 11 and directly incident on the light guide member 12 without passing through the protective layer 13. A part of the reflected light is reflected at the interface between the protective layer 13 and the outside air, propagates in the light guide member 12, passes through the protective layer 13 formed on the light guide member 12, and passes above the light emitting device. Emitted. For this reason, in the semiconductor light emitting device according to the embodiment, the light emitted from the region between the semiconductor light emitting elements 11 (non-light emitting region) increases, and the dark grid between the semiconductor light emitting elements 11 is suppressed.

更に、実施例による半導体発光装置においては、導光部材12が各半導体発光素子11の外周部上に形成されているため、青色光が保護層13を介さずに導光部材12に入射する。半導体発光素子11間領域に入射し伝搬する青色光が増加するため、半導体発光素子11間領域から出射される光の黄味帯びが抑止され、発光装置から出射される光の色むらが抑制される。   Furthermore, in the semiconductor light emitting device according to the example, since the light guide member 12 is formed on the outer peripheral portion of each semiconductor light emitting element 11, blue light enters the light guide member 12 without passing through the protective layer 13. Since the blue light that enters and propagates in the region between the semiconductor light emitting elements 11 increases, yellowing of the light emitted from the region between the semiconductor light emitting elements 11 is suppressed, and uneven color of the light emitted from the light emitting device is suppressed. The

このように、実施例による半導体発光装置は、クロストーク、ダークグリッド、及び、色むらが抑制された、発光品質の高い発光装置である。   As described above, the semiconductor light emitting device according to the embodiment is a light emitting device with high emission quality in which crosstalk, dark grid, and color unevenness are suppressed.

なお実施例においては、保護層13の屈折率を、導光部材12の屈折率より大きくしたが、保護層13の屈折率を、導光部材12の屈折率より小さくしてもよい。この場合、保護層13から導光部材12に入射する光は全反射されないが、導光部材12に入射した後、再度保護層13に入射する光の一部が全反射され、更に保護層13に透過した光の一部は空気との屈折率差で反射されるため、クロストークを抑制することができる。ダークグリッド及び色むらは、保護層13の屈折率が導光部材12の屈折率より大きい場合と同様の理由で抑制される。   In the embodiment, the refractive index of the protective layer 13 is larger than the refractive index of the light guide member 12, but the refractive index of the protective layer 13 may be smaller than the refractive index of the light guide member 12. In this case, the light incident on the light guide member 12 from the protective layer 13 is not totally reflected, but after entering the light guide member 12, a part of the light incident on the protective layer 13 again is totally reflected, and further the protective layer 13 Since some of the light transmitted through the light is reflected by the difference in refractive index with air, crosstalk can be suppressed. Dark grid and color unevenness are suppressed for the same reason as when the refractive index of the protective layer 13 is larger than the refractive index of the light guide member 12.

図2は、実施例による半導体発光装置の他の態様を示す概略的な平面図である。図1A及び図1Bには、半導体発光素子11が行列状に配置される支持基板10(LEDチップ)を一つだけ備える例を示したが、図2に示すように、複数のLEDチップを備える構成としてもよい。   FIG. 2 is a schematic plan view showing another aspect of the semiconductor light emitting device according to the embodiment. 1A and 1B show an example in which only one support substrate 10 (LED chip) on which the semiconductor light emitting elements 11 are arranged in a matrix is shown. However, as shown in FIG. 2, a plurality of LED chips are provided. It is good also as a structure.

なお、図1A及び図1Bに示す例も、図2に示す例も、支持基板10は、たとえば実装基板(マウント基板)上に載置される。   In both the example shown in FIGS. 1A and 1B and the example shown in FIG. 2, the support substrate 10 is placed on, for example, a mounting substrate (mount substrate).

図3A〜図3Rを参照し、実施例による半導体発光装置の製造方法を説明する。なお、図示は代表的に、図2の3R−3R線に沿う断面位置について行った。   With reference to FIGS. 3A to 3R, a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment will be described. In addition, illustration was typically performed about the cross-sectional position along the 3R-3R line of FIG.

図3Aを参照する。成長基板として、たとえばサファイア基板21を準備し、有機金属化学気相成長(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD)法を用いて、サファイア基板21上に、窒化物系半導体からなるデバイス構造層を形成する。   Refer to FIG. 3A. For example, a sapphire substrate 21 is prepared as a growth substrate, and a device structure layer made of a nitride-based semiconductor is formed on the sapphire substrate 21 using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. .

具体的には、サファイア基板21をMOCVD装置に投入し、サーマルクリーニングを行う。GaNバッファ層22及びアンドープGaN層23をこの順に成長した後、Siをドープしたn型GaN層24を成長する。   Specifically, the sapphire substrate 21 is put into an MOCVD apparatus and thermal cleaning is performed. After growing the GaN buffer layer 22 and the undoped GaN layer 23 in this order, an n-type GaN layer 24 doped with Si is grown.

n型GaN層24上に、発光層(活性層)25を成長する。発光層25として、たとえばInGaN層を井戸層、GaN層を障壁層とした多重量子井戸構造を形成することができる。発光層25上に、Mg等をドープしたGaN層26を成長する。   A light emitting layer (active layer) 25 is grown on the n-type GaN layer 24. As the light emitting layer 25, for example, a multiple quantum well structure in which an InGaN layer is a well layer and a GaN layer is a barrier layer can be formed. A GaN layer 26 doped with Mg or the like is grown on the light emitting layer 25.

なお、実施例においては、サファイア基板21を用いるが、SiC基板やZnO基板等を用いてもよい。   In the embodiment, the sapphire substrate 21 is used, but an SiC substrate, a ZnO substrate, or the like may be used.

半導体層22〜26(半導体エピウエハ)をMOCVD装置から取り出し、素子化工程に移る。   The semiconductor layers 22 to 26 (semiconductor epiwafers) are taken out from the MOCVD apparatus and moved to the element forming process.

まず、GaN層26の活性化を行う。熱処理炉を用い、真空中または不活性ガス雰囲気中、400℃以上の温度で熱処理を実施し、p型GaN層26を形成する。本明細書では、GaNバッファ層22からp型GaN層26までの半導体積層構造を半導体層27と表記する。   First, the GaN layer 26 is activated. Using a heat treatment furnace, heat treatment is performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere at a temperature of 400 ° C. or higher to form the p-type GaN layer 26. In this specification, a semiconductor stacked structure from the GaN buffer layer 22 to the p-type GaN layer 26 is referred to as a semiconductor layer 27.

図3Bを参照する。半導体層27(p型GaN層26)上に、光反射性を備えるp側電極28pを形成する。たとえばRF(radio frequency)スパッタでAg層を堆積し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行って形成することができる。   Refer to FIG. 3B. A p-side electrode 28p having light reflectivity is formed on the semiconductor layer 27 (p-type GaN layer 26). For example, an Ag layer can be deposited by RF (radio frequency) sputtering, and patterning can be performed by photolithography.

図3Cを参照する。n側電極を形成する領域及びLED素子の外周領域のジャンクションカットを行う。具体的には、フォトリソグラフィ法を用いて、n側電極となる領域が開口したレジストマスクを形成し、反応性イオンエッチング(reactive ion etching; RIE)で、p型GaN層26及び発光層25を除去し、電気的にn型GaN層24が露出する深さまでエッチングを行う。   Refer to FIG. 3C. Junction cutting is performed on the region where the n-side electrode is formed and the outer peripheral region of the LED element. Specifically, a photolithography method is used to form a resist mask having a region serving as an n-side electrode, and the p-type GaN layer 26 and the light emitting layer 25 are formed by reactive ion etching (RIE). Etching is performed to a depth where the n-type GaN layer 24 is exposed electrically.

図3Dを参照する。RFスパッタ等を用い、SiO膜(絶縁膜)29を成膜する。成膜温度(基板温度)は、たとえば200℃である。ジャンクションカットが行われた領域もSiO膜29で覆われる。 Reference is made to FIG. 3D. An SiO 2 film (insulating film) 29 is formed using RF sputtering or the like. The film forming temperature (substrate temperature) is, for example, 200 ° C. The region where the junction cut has been performed is also covered with the SiO 2 film 29.

図3Eを参照する。SiO膜(絶縁膜)29の一部を開口する。フォトリソグラフィ法でレジストマスクを形成し、RIEによりSiO膜29に開口部29n、29pを形成する。開口部29nは、n型GaN層24を露出する開口部であり、開口部29pは、p側電極28pを露出する開口部である。 Refer to FIG. 3E. A part of the SiO 2 film (insulating film) 29 is opened. A resist mask is formed by photolithography, and openings 29n and 29p are formed in the SiO 2 film 29 by RIE. The opening 29n is an opening that exposes the n-type GaN layer 24, and the opening 29p is an opening that exposes the p-side electrode 28p.

図3Fを参照する。たとえばRFスパッタにより、Ti/Pt/Au層を堆積し、フォトリソグラフィ法でパターニングして、開口部29nの底に露出したn型GaN層24上に、n側電極28nを形成する。   Reference is made to FIG. 3F. For example, a Ti / Pt / Au layer is deposited by RF sputtering and patterned by photolithography to form an n-side electrode 28n on the n-type GaN layer 24 exposed at the bottom of the opening 29n.

また、たとえばRFスパッタによる成膜、及び、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング工程を経て、SiO膜29上を含む領域に、接合層30n、30pを形成する。接合層30n、30pには、たとえば融着接合が可能なAuSn等を含む金属が用いられる。接合層30nは、n側電極28nと電気的に接続した接続電極層であり、接合層30pは、p側電極28pと電気的に接続した接続電極層である。 In addition, bonding layers 30n and 30p are formed in a region including the SiO 2 film 29 through a film formation by RF sputtering and a patterning process using a photolithography method, for example. For the bonding layers 30n and 30p, for example, a metal including AuSn that can be fusion bonded is used. The bonding layer 30n is a connection electrode layer electrically connected to the n-side electrode 28n, and the bonding layer 30p is a connection electrode layer electrically connected to the p-side electrode 28p.

図3Gを参照する。フォトリソグラフィ法でレジストマスクを形成し、RIEにより素子分離を行う。   Reference is made to FIG. 3G. A resist mask is formed by photolithography, and element isolation is performed by RIE.

図3Hを参照する。表面に絶縁膜としてSiO膜(熱酸化膜)42が形成されたSi基板(支持基板)41を準備し、その一方面上に、所定パターンの下側配線43を形成する。 Refer to FIG. 3H. A Si substrate (support substrate) 41 having an SiO 2 film (thermal oxide film) 42 formed as an insulating film on the surface is prepared, and a lower wiring 43 having a predetermined pattern is formed on one surface thereof.

図3Iを参照する。下側配線43を覆うSiO膜(絶縁膜)44を形成する。たとえば基板温度を200℃とし、RFスパッタ法で形成することができる。 Refer to FIG. 3I. An SiO 2 film (insulating film) 44 covering the lower wiring 43 is formed. For example, the substrate temperature can be set to 200 ° C. and the RF sputtering method can be used.

図3Jを参照する。フォトリソグラフィ法を用い、下側配線43を形成していない位置のSiO膜44の一部を開口し、Si基板41を露出する開口部44nを形成する。また、SiO膜44の他の一部を開口し、下側配線43を露出する開口部44pを形成する。 Reference is made to FIG. 3J. Using a photolithography method, a part of the SiO 2 film 44 at a position where the lower wiring 43 is not formed is opened, and an opening 44 n exposing the Si substrate 41 is formed. In addition, another part of the SiO 2 film 44 is opened, and an opening 44 p that exposes the lower wiring 43 is formed.

図3Kを参照する。SiO膜44上を含む領域に、たとえばフォトリソグラフィ法を用い、電気的に分離された2種類の上側配線(接合層)45n、45pを形成する。上側配線45nは、開口部44n内にも形成される。上側配線45pは、開口部44p内にも形成される。 Refer to FIG. 3K. In a region including the SiO 2 film 44, two types of electrically separated upper wirings (joining layers) 45n and 45p are formed by using, for example, a photolithography method. The upper wiring 45n is also formed in the opening 44n. The upper wiring 45p is also formed in the opening 44p.

上側配線45n、45pを構成する材料として、たとえば融着接合が可能なAuSn等を含む金属を用いることができる。   As a material constituting the upper wirings 45n and 45p, for example, a metal containing AuSn or the like capable of fusion bonding can be used.

図3Lを参照する。図3Kに示すSi基板41と、図3Gに示すサファイア基板21を接合する(ウエハボンディング)。接合は、たとえば真空中、200℃で行う。上側配線(接合層)45nと接合層30n、上側配線(接合層)45pと接合層30pとが接合されるように位置合わせを行い、加熱しながら加重する。   Refer to FIG. 3L. The Si substrate 41 shown in FIG. 3K and the sapphire substrate 21 shown in FIG. 3G are bonded (wafer bonding). Joining is performed at 200 ° C. in a vacuum, for example. Positioning is performed so that the upper wiring (bonding layer) 45n and the bonding layer 30n, and the upper wiring (bonding layer) 45p and the bonding layer 30p are bonded together, and weighting is performed while heating.

図3Mを参照する。たとえばレーザリフトオフにより、サファイア基板21の剥離を行う。一例としてUVエキシマレーザの光をサファイア基板21の裏面側から照射し、GaNバッファ層22を加熱分解して、サファイア基板21を剥離する。レーザリフトオフで発生したGaを熱水等で除去し、その後表面処理を行う。これによりn型GaN層24が露出する。   Refer to FIG. 3M. For example, the sapphire substrate 21 is peeled off by laser lift-off. As an example, UV excimer laser light is irradiated from the back side of the sapphire substrate 21, the GaN buffer layer 22 is thermally decomposed, and the sapphire substrate 21 is peeled off. Ga generated by laser lift-off is removed with hot water or the like, and then surface treatment is performed. As a result, the n-type GaN layer 24 is exposed.

図3Nを参照する。光取り出し効率を向上させるために、たとえばKOH溶液等のアルカリ溶液に浸すことにより、露出したn型GaN層24の表面に結晶構造由来の凹凸加工を施し、光取り出し構造またはマイクロコーン構造を形成する。   Refer to FIG. 3N. In order to improve the light extraction efficiency, the surface of the exposed n-type GaN layer 24 is subjected to uneven processing derived from the crystal structure by immersing in an alkaline solution such as a KOH solution to form a light extraction structure or a microcone structure. .

この工程までで、支持基板(本図に示す例においては、SiO膜42、下側配線43、SiO膜44、及び、上側配線45n、45pが形成されたSi基板41)上に、複数のLED素子が形成される。 Up to this step, on the supporting substrate (in the example shown in this figure, a plurality of Si substrates 41 on which the SiO 2 film 42, the lower wiring 43, the SiO 2 film 44, and the upper wirings 45n and 45p are formed) LED elements are formed.

図3Oを参照する。Si基板41の裏面側を研削し、SiO膜42を除去する。ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いてもよい。 Refer to FIG. The back side of the Si substrate 41 is ground, and the SiO 2 film 42 is removed. Wet etching or dry etching may be used.

Si基板41の研削面上に、裏面電極46を形成する。たとえばRFスパッタにより堆積したTi/Pt/Au層を、リフトオフでパターニングし形成することができる。   A back electrode 46 is formed on the ground surface of the Si substrate 41. For example, a Ti / Pt / Au layer deposited by RF sputtering can be formed by patterning by lift-off.

図3Pを参照する。n型GaN層24表面上(光取り出し構造またはマイクロコーン構造上)に、レジスト材料を塗布する。たとえば、ネガ型の永久レジスト材料であるSU−8 3025(日本化薬株式会社製)を塗布し、一例として、Si基板41を3000rpmで回転させる。これにより、SU−8 3025の厚さは、約25μmとなる。なお、塗布されたSU−8 3025は、LED素子間領域にも入る。本図に示す例では、SiO膜44上面まで到達し、素子間領域を埋める。 Refer to FIG. 3P. A resist material is applied on the surface of the n-type GaN layer 24 (on the light extraction structure or the microcone structure). For example, SU-8 3025 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), which is a negative permanent resist material, is applied, and as an example, the Si substrate 41 is rotated at 3000 rpm. Thereby, the thickness of SU-8 3025 is about 25 μm. The applied SU-8 3025 also enters the inter-LED element region. In the example shown in this figure, it reaches the upper surface of the SiO 2 film 44 and fills the inter-element region.

ベークを行った後、マスクアライナーでパターンを合わせ、たとえば250mJ/cmの露光量で露光する。ポストベークの後、たとえば、SU−8 developer(日本化薬株式会社製)を用いて現像を行い、格子状パターンを作製する。ハードベークを行うことで、SiO膜44位置から、LED素子の光出射面(本図においては、n型GaN層24表面(光取り出し構造またはマイクロコーン構造形成位置))より高い位置まで壁状に立ち上がる導光部材47が形成される。 After baking, the patterns are aligned with a mask aligner and exposed at an exposure amount of, for example, 250 mJ / cm 2 . After the post-baking, development is performed using, for example, SU-8 developer (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) to produce a lattice pattern. By performing hard baking, a wall shape extends from the position of the SiO 2 film 44 to a position higher than the light emitting surface of the LED element (in this figure, the surface of the n-type GaN layer 24 (light extraction structure or microcone structure formation position)). A light guide member 47 standing up is formed.

なお、SU−8 3050、SU−8 3035、SU−8 3010、SU−8 3005(すべて日本化薬株式会社製)等のネガ型永久レジスト材料を用いることもできる。これらの材料を使用した場合、たとえば3000rpmで回転させた後の厚さは、順に、約50μm、約35μm、約10μm、約6μmとなる。ベーク時間、露光時間、ポストベーク時間等は、レジスト材料の厚さによって異なる。たとえば、厚いほどベークやポストベークの時間は長くなり、また、多くの露光量が必要となる。   A negative permanent resist material such as SU-8 3050, SU-8 3035, SU-8 3010, SU-8 3005 (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) can also be used. When these materials are used, for example, the thickness after rotating at 3000 rpm is about 50 μm, about 35 μm, about 10 μm, and about 6 μm in order. Bake time, exposure time, post-bake time, and the like vary depending on the thickness of the resist material. For example, the thicker the film, the longer the baking and post-baking times and the greater the amount of exposure required.

図3Qを参照する。裏面電極46側からダイシングを行う。たとえばブレードダイシング、レーザーダイシング、ウェットエッチング、ドライエッチングを用い、支持基板(本図に示す例においては、SiO膜42、下側配線43、SiO膜44、上側配線45n、45p、及び、裏面電極46が形成されたSi基板41)と、導光部材47を分割する。これにより、支持基板上に、複数のLED素子を有するLEDチップが作製される。分割された位置の導光部材47は、LEDチップの外周部上に配置される外枠部分となる。 Refer to FIG. 3Q. Dicing is performed from the back electrode 46 side. For example, blade dicing, laser dicing, wet etching, and dry etching are used to support the substrate (in the example shown in this figure, the SiO 2 film 42, the lower wiring 43, the SiO 2 film 44, the upper wirings 45n and 45p, and the back surface. The Si substrate 41) on which the electrode 46 is formed and the light guide member 47 are divided. Thereby, the LED chip which has a some LED element on a support substrate is produced. The light guide member 47 at the divided position becomes an outer frame portion arranged on the outer peripheral portion of the LED chip.

図3Rを参照する。AuSn等の接合剤を用いて、パッケージ基板(実装基板)49上に、図3Qに示す状態の発光装置をダイボンディングする。裏面電極46は、パッケージ基板49の配線と電気的に接続される。その後、Auワイヤを用いたワイヤボンディングにより、n側電極28n、p側電極28pをパッケージ基板49の給電用パッドと電気的に接続する。   Refer to FIG. 3R. The light emitting device in the state shown in FIG. 3Q is die-bonded on the package substrate (mounting substrate) 49 using a bonding agent such as AuSn. The back electrode 46 is electrically connected to the wiring of the package substrate 49. Thereafter, the n-side electrode 28n and the p-side electrode 28p are electrically connected to the power supply pads of the package substrate 49 by wire bonding using Au wires.

LED素子及び導光部材47を樹脂で封止し、硬化させて、LED素子上及び導光部材47上に封止樹脂層(保護層)48を形成する。封止樹脂層48には、発光装置から出射される光を白色化するための蛍光体粉末を混合する。たとえば黄色発光するYAG:Ce蛍光体を用いる。   The LED element and the light guide member 47 are sealed with a resin and cured to form a sealing resin layer (protective layer) 48 on the LED element and the light guide member 47. The sealing resin layer 48 is mixed with phosphor powder for whitening light emitted from the light emitting device. For example, a YAG: Ce phosphor that emits yellow light is used.

なお、LED素子の発光波長と蛍光体の組み合わせは種々可能である。複数の種類の蛍光体(たとえば青色発光する蛍光体と黄色発光する蛍光体や、赤色発光する蛍光体、緑色発光する蛍光体、及び青色発光する蛍光体)を混合することもできる。   Various combinations of the emission wavelength of the LED element and the phosphor are possible. A plurality of types of phosphors (for example, a phosphor emitting blue light and a phosphor emitting yellow light, a phosphor emitting red light, a phosphor emitting green light, and a phosphor emitting blue light) can also be mixed.

また、封止剤としてガラスバインダを用い、蛍光体と混合した後、スプレー塗布することで保護層48を形成することもできる。   Further, the protective layer 48 can also be formed by using a glass binder as a sealant and mixing it with a phosphor, followed by spray coating.

なお、導光部材47を形成するレジスト材料は、たとえば180℃以上の温度に耐えうる耐熱性を備えることが望ましい。たとえば導光部材47上に封止樹脂層48を形成する際、また、発光装置を長時間使用する際に、耐熱性が要求される。   It is desirable that the resist material forming the light guide member 47 has heat resistance that can withstand a temperature of, for example, 180 ° C. or higher. For example, heat resistance is required when the sealing resin layer 48 is formed on the light guide member 47 and when the light emitting device is used for a long time.

以上の工程を経て、たとえば図2に示す半導体発光装置が製造される。上記の方法によれば、発光品質の高い半導体発光装置を製造することができる。   Through the above steps, for example, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 2 is manufactured. According to said method, a semiconductor light-emitting device with high light emission quality can be manufactured.

図4A及び図4Bを参照し、変形例による半導体発光装置の製造方法を説明する。変形例による製造方法は、裏面電極46形成工程(図3O参照)までは実施例と等しい。実施例においては、その後、導光部材47を形成する(図3P参照)が、変形例においては、図4Aに示すように、レジスト材料の塗布を行うことなく、ダイシング、及び、所定の位置にダイシングされたチップを並べるダイボンディングを行う。このとき、並べられた間隙位置、すなわちダイシングを行った位置(Si基板41の分割位置)に、溝部50が形成される。   With reference to FIG. 4A and FIG. 4B, the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device by a modification is demonstrated. The manufacturing method according to the modification is equal to that of the embodiment up to the back electrode 46 formation step (see FIG. 3O). In the embodiment, after that, the light guide member 47 is formed (see FIG. 3P). However, in the modified example, as shown in FIG. 4A, the resist material is not applied and dicing is performed at a predetermined position. Die bonding is performed to arrange the diced chips. At this time, the groove part 50 is formed in the arranged gap position, that is, the dicing position (divided position of the Si substrate 41).

溝部50の深さは、たとえば300μm程度である。この状態でレジスト材料、たとえばSU−8 3025を塗布すると、LED素子の光出射面よりより高い位置まで導光部材47を形成するのが困難となる場合がある。   The depth of the groove 50 is, for example, about 300 μm. If a resist material such as SU-8 3025 is applied in this state, it may be difficult to form the light guide member 47 to a position higher than the light emitting surface of the LED element.

図4Bを参照する。このため変形例による製造方法においては、溝部50に、たとえば白樹脂51を流し込み、溝部50を埋める。その後、実施例と同様に、導光部材47を形成する。これにより導光部材47は、実施例の場合と同様に、支持基板(本図に示す例においては、SiO膜42、下側配線43、SiO膜44、上側配線45n、45p、及び、裏面電極46が形成されたSi基板41)上に形成される。 Refer to FIG. 4B. For this reason, in the manufacturing method according to the modification, for example, white resin 51 is poured into the groove portion 50 to fill the groove portion 50. Thereafter, the light guide member 47 is formed as in the embodiment. As a result, the light guide member 47 is provided with a support substrate (in the example shown in the figure, the SiO 2 film 42, the lower wiring 43, the SiO 2 film 44, the upper wirings 45n, 45p, and It is formed on the Si substrate 41) on which the back electrode 46 is formed.

導光部材47の形成後、実施例と同様に、LED素子及び導光部材47を覆う封止樹脂層48を形成する。   After the light guide member 47 is formed, a sealing resin layer 48 that covers the LED elements and the light guide member 47 is formed as in the embodiment.

変形例による製造方法で製造される半導体発光装置は、導光部材47が、隣接するLEDチップ間にまたがって配置される構成を有する。   The semiconductor light-emitting device manufactured by the manufacturing method according to the modification has a configuration in which the light guide member 47 is disposed across adjacent LED chips.

なお、実施例及び変形例による方法で製造される半導体発光装置においては、導光部材47は、支持基板上に(支持基板と接触して)形成されるが、たとえば白樹脂51層(底上げ部材)の高さを高くして、支持基板と接触しない態様に形成することもできる。この場合、導光部材47は、変形例と同様に、白樹脂51層上に形成される。   In the semiconductor light emitting device manufactured by the method according to the embodiment and the modification, the light guide member 47 is formed on the support substrate (in contact with the support substrate). For example, a white resin 51 layer (bottom raising member) ) Can be made high so that it does not come into contact with the support substrate. In this case, the light guide member 47 is formed on the white resin 51 layer as in the modification.

図5は、実施例による車両用灯具を示す概略図である。実施例による車両用灯具は、たとえば車両用前照灯(ヘッドライト)であり、半導体発光装置(光源)60及びレンズ61を含んで構成される。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a vehicular lamp according to an embodiment. The vehicle lamp according to the embodiment is, for example, a vehicle headlamp (headlight), and includes a semiconductor light emitting device (light source) 60 and a lens 61.

半導体発光装置60として、実施例及び変形例による半導体発光装置(実装後。図3R及び図4B参照)を使用することができる。   As the semiconductor light emitting device 60, the semiconductor light emitting device according to the embodiment and the modified example (after mounting, see FIGS. 3R and 4B) can be used.

レンズ61は、一例としてコリメートレンズである。半導体発光装置60から出射される光(発散光)の光路上に配置され、入射光を平行光として、車両前方(本図においてはZ軸正方向)に出射する。   The lens 61 is a collimating lens as an example. It arrange | positions on the optical path of the light (divergent light) radiate | emitted from the semiconductor light-emitting device 60, and radiate | emits incident light to a vehicle front (this figure Z-axis positive direction) as parallel light.

実施例による車両用灯具は、実施例や変形例による半導体発光装置を用いるため、クロストーク、ダークグリッド、及び、色むらが抑制された、発光品質の高い車両用灯具である。たとえば制御装置とともに、自動車の配光可変型前照灯(adaptive driving beam; ADB)や、配光可変型前照灯システム(adaptive front-lighting system; AFS)に用いることができる。   Since the vehicular lamp according to the embodiment uses the semiconductor light emitting device according to the embodiment or the modification, the vehicular lamp is a vehicular lamp with high emission quality in which crosstalk, dark grid, and color unevenness are suppressed. For example, it can be used together with a control device for an automotive variable light distribution headlight (ADB) and a variable light distribution headlight system (AFS).

以上、実施例及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not limited to these.

たとえば実施例等においては、各半導体発光素子11の輪郭線に沿って導光部材12を配置する(図1A及び図2参照)が、輪郭線に沿わない配置態様としてもよい。   For example, in the embodiment and the like, the light guide member 12 is arranged along the contour line of each semiconductor light emitting element 11 (see FIGS. 1A and 2), but may be arranged in a manner not along the contour line.

また、実施例等においては、半導体発光素子11の配置態様に対応した態様で、格子部分及び外枠部分を備える格子状の導光部材12を用いる(図1A及び図2参照)が、導光部材12は格子状に限られない。   Further, in the embodiments and the like, a lattice-shaped light guide member 12 including a lattice portion and an outer frame portion is used in a manner corresponding to the arrangement form of the semiconductor light emitting element 11 (see FIGS. 1A and 2). The member 12 is not limited to a lattice shape.

たとえば列方向の(Y軸方向に沿う)半導体発光素子11の発光、非発光状態を一致させる場合等には、図6Aに示すように、開口領域12aがY軸方向に連続する導光部材12とすることができる。   For example, when the light emitting and non-light emitting states of the semiconductor light emitting elements 11 in the column direction (along the Y axis direction) are matched, as shown in FIG. 6A, the light guide member 12 in which the opening region 12a is continuous in the Y axis direction is used. It can be.

更に、図6Bに示すように、たとえばY軸方向に延在する壁状の導光部材12を、X軸方向に隣接する半導体発光素子11間に形成してもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 6B, for example, a wall-shaped light guide member 12 extending in the Y-axis direction may be formed between the semiconductor light emitting elements 11 adjacent in the X-axis direction.

また、実施例等においては、ネガ型のレジスト材料であるSU−8 3025を用いて導光部材12を形成したが、ポジ型のレジスト材料を使用してもよい。   In the examples, the light guide member 12 is formed using SU-8 3025, which is a negative resist material, but a positive resist material may be used.

更に、実施例等においては、蛍光体を含む保護層13としたが、たとえば半導体発光装置に要求される出射光の波長によっては、蛍光体を含まない保護層13とすることができる。   Furthermore, in the examples, etc., the protective layer 13 containing a phosphor is used. However, for example, depending on the wavelength of the emitted light required for the semiconductor light emitting device, the protective layer 13 can be used without the phosphor.

また、実施例等においては、半導体発光素子としてLED素子を用いるが、LED素子に限らず、種々の半導体発光素子、たとえばLD(laser diode)素子等を使用可能である。   In the embodiments, etc., an LED element is used as the semiconductor light emitting element. However, the present invention is not limited to the LED element, and various semiconductor light emitting elements such as an LD (laser diode) element can be used.

その他にも、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

実施例や変形例による半導体発光装置は、様々な照明装置、たとえば車両用照明装置や一般照明装置用の光源として利用することができる。一例として、車両用前照灯用の光源として好適に利用可能である。   The semiconductor light emitting device according to the embodiment or the modification can be used as a light source for various lighting devices, for example, a vehicle lighting device or a general lighting device. As an example, it can be suitably used as a light source for a vehicle headlamp.

10 支持基板
11 半導体発光素子
11a 光出射面
12 導光部材
12a 開口領域
13 保護層
21 サファイア基板(成長基板)
22 GaNバッファ層
23 アンドープGaN層
24 n型GaN層
25 発光層
26 p型GaN層
27 半導体層
28n n側電極
28p p側電極
29 SiO
29n、29p 開口部
30n、30p 接合層
41 Si基板(支持基板)
42 SiO
43 下側配線
44 SiO
44n、44p 開口部
45n、45p 上側配線(接合層)
46 裏面電極
47 導光部材
48 封止樹脂層
49 パッケージ基板
50 溝部
51 白樹脂
60 半導体発光装置
61 レンズ
71 実装基板
72 半導体発光素子
73 波長変換部材
74 反射部材
75 絶縁基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Support substrate 11 Semiconductor light-emitting device 11a Light emission surface 12 Light guide member 12a Opening area 13 Protective layer 21 Sapphire substrate (growth substrate)
22 GaN buffer layer 23 undoped GaN layer 24 n-type GaN layer 25 light-emitting layer 26 p-type GaN layer 27 semiconductor layer 28n n-side electrode 28p p-side electrode 29 SiO 2 film 29n, 29p opening 30n, 30p junction layer 41 Si substrate ( Support substrate)
42 SiO 2 film 43 Lower wiring 44 SiO 2 films 44n, 44p Openings 45n, 45p Upper wiring (bonding layer)
46 Back electrode 47 Light guide member 48 Sealing resin layer 49 Package substrate 50 Groove 51 White resin 60 Semiconductor light emitting device 61 Lens 71 Mounting substrate 72 Semiconductor light emitting element 73 Wavelength converting member 74 Reflecting member 75 Insulating substrate

Claims (14)

基板上に配置された複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に配置され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材と、
前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に配置された保護層と
を有する半導体発光装置。
A plurality of semiconductor light emitting devices disposed on a substrate;
A light guide member disposed above a region between the plurality of semiconductor light emitting elements and not disposed above a center of each of the plurality of semiconductor light emitting elements;
The semiconductor light-emitting device which has the protective layer arrange | positioned above the said some semiconductor light-emitting element and the said light guide member.
前記保護層は、前記複数の半導体発光素子から発光される光を吸収し、励起光を発する蛍光体を含む請求項1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the protective layer includes a phosphor that absorbs light emitted from the plurality of semiconductor light-emitting elements and emits excitation light. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の光出射面より低い位置から、前記複数の半導体発光素子の光出射面より高い位置まで配置される請求項1または2に記載の半導体発光装置。   3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light guide member is disposed from a position lower than a light emitting surface of the plurality of semiconductor light emitting elements to a position higher than a light emitting surface of the plurality of semiconductor light emitting elements. 前記導光部材は、前記基板上から上方に立ち上がる請求項3に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the light guide member rises upward from the substrate. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の外周部上方にも配置される請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light guide member is also disposed above an outer peripheral portion of the plurality of semiconductor light emitting elements. 前記導光部材は、前記複数の半導体発光素子の配置態様に対応した格子状に形成され、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には、前記導光部材の開口領域が配置される請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   The light guide member is formed in a lattice shape corresponding to an arrangement mode of the plurality of semiconductor light emitting elements, and an opening region of the light guide member is disposed above the center of each of the plurality of semiconductor light emitting elements. The semiconductor light-emitting device of any one of Claims 1-5. 前記導光部材は、レジスト材料で形成される請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light guide member is formed of a resist material. 前記レジスト材料は、180℃以上の温度に耐えうる耐熱性を備える請求項7に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein the resist material has heat resistance capable of withstanding a temperature of 180 ° C. or higher. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体発光装置と、
前記半導体発光装置から出射される光の光路上に配置されたレンズと
を有する車両用灯具。
A semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
A vehicular lamp having a lens disposed on an optical path of light emitted from the semiconductor light emitting device.
(a)基板上に、複数の半導体発光素子を形成する工程と、
(b)前記複数の半導体発光素子の間の領域の上方に、レジスト材料を用い、前記複数の半導体発光素子の各々の中心の上方には配置されない導光部材を形成する工程と、
(c)前記複数の半導体発光素子の上方、及び、前記導光部材の上方に保護層を形成する工程と
を有する半導体発光装置の製造方法。
(A) forming a plurality of semiconductor light emitting elements on a substrate;
(B) forming a light guide member that is not disposed above the center of each of the plurality of semiconductor light emitting elements, using a resist material above the region between the plurality of semiconductor light emitting elements;
(C) A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: forming a protective layer above the plurality of semiconductor light emitting elements and above the light guide member.
前記工程(b)において、前記複数の半導体発光素子の光出射面より低い位置から、前記複数の半導体発光素子の光出射面より高い位置まで、前記導光部材を形成する請求項10に記載の半導体発光装置の製造方法。   The said light guide member is formed in the said process (b) from the position lower than the light-projection surface of these semiconductor light-emitting devices to the position higher than the light-projection surface of these semiconductor light-emitting devices. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device. 前記工程(b)において、前記基板上から上方に立ち上がる前記導光部材を形成する請求項11に記載の半導体発光装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 11, wherein in the step (b), the light guide member rising upward from the substrate is formed. 更に、前記工程(b)と前記工程(c)の間に、
(d1)前記基板及び前記導光部材を分割する工程
を有する請求項10〜12のいずれか1項に記載の半導体発光装置の製造方法。
Furthermore, between the step (b) and the step (c),
(D1) The manufacturing method of the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 10 to 12, further comprising a step of dividing the substrate and the light guide member.
更に、前記工程(a)と前記工程(b)の間に、
(d2)前記基板を分割する工程と、
(d3)前記基板の分割位置に底上げ部材を配置する工程と
を有し、
前記工程(b)において、前記底上げ部材上に前記導光部材を形成する請求項10〜12のいずれか1項に記載の半導体発光装置の製造方法。
Furthermore, between the step (a) and the step (b),
(D2) dividing the substrate;
(D3) including a step of arranging a bottom-up member at the division position of the substrate,
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 10, wherein in the step (b), the light guide member is formed on the bottom raising member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114556557A (en) * 2019-10-09 2022-05-27 亮锐有限责任公司 Optical coupling layer for improving output flux in light emitting diodes

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