JP5451534B2 - 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法に関する。
半導体発光装置に波長変換可能な蛍光体を含む波長変換部を設ける技術が知られている。例えば、青色光を発光する半導体発光装置に波長変換可能な蛍光体を含む波長変換部を設けることで白色光を出射させる技術が提案されている。
また、半導体発光装置に反射部を設けて半導体発光装置の正面側における輝度を向上させる技術が知られている。
また、半導体発光装置に反射部を設けて半導体発光装置の正面側における輝度を向上させる技術が知られている。
ここで、複数の半導体発光装置を一体的に形成した後、各半導体発光装置を個片化するようにすれば生産性を向上させることができる。しかしながら、蛍光体を含む波長変換部が設けられている場合には、各半導体発光装置を個片化する際に波長変換部から蛍光体が脱離するおそれがある。
本発明の実施形態は、波長変換部から蛍光体が脱離することを抑制することができる半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法を提供する。
実施形態によれば、第１主面と、前記第１主面の反対面である第２主面と、前記第２主面上に形成された第１電極部および第２電極部と、を有する発光部と、前記第１主面側に設けられ、前記第１主面側とは反対側の面が凹状を呈している透光部と、蛍光体が混合された樹脂を含み、前記透光部を覆い、厚み寸法が変化している波長変換部と、前記波長変換部の周縁を囲むように設けられた反射部と、前記第１電極部に設けられた第１導電部と、前記第２電極部に設けられた第２導電部と、前記第２主面側に設けられ、前記第１導電部の端部および前記第２導電部の端部を露出させつつ前記第１導電部および前記第２導電部を封止した封止部と、を備え、前記反射部の外周面と、前記封止部の外周面と、が平面視において重なるように設けられたこと、を特徴とする半導体発光装置が提供される。
また、他の実施形態によれば、第１主面と、前記第１主面の反対面である第２主面と、前記第２主面上に形成された第１電極部および第２電極部とを有する発光部と、前記第１主面側に設けられ、前記第１主面側とは反対側の面が凹状を呈している透光部と、蛍光体が混合された樹脂から形成され、前記透光部を覆い、厚み寸法が変化している波長変換部と、前記波長変換部の周縁を囲むように設けられた反射部と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、前記反射部を、一体的に形成された複数の半導体発光装置を個片化する際の割断位置を跨ぐように、または、前記割断位置を挟んで設けられるように形成し、前記反射部により囲まれた領域において、前記透光部を覆うように前記波長変換部を形成することで、前記波長変換部の厚み寸法を変化させること、を特徴とする半導体発光装置の製造方法が提供される。
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。
図１は、本実施の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１に示すように、半導体発光装置１には、発光部２、透光部３、波長変換部４、第１導電部６、第１接続部材７、第２導電部９、第２接続部材１０、絶縁部１１、封止部１２、反射部１３が設けられている。
図１は、本実施の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１に示すように、半導体発光装置１には、発光部２、透光部３、波長変換部４、第１導電部６、第１接続部材７、第２導電部９、第２接続部材１０、絶縁部１１、封止部１２、反射部１３が設けられている。
発光部２は、第１主面Ｍ１と、第１主面Ｍ１の反対面である第２主面Ｍ２と、を有する。また、第２主面Ｍ２上に形成された第１電極部５および第２電極部８を有する。
発光部２には、半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃが設けられている。
半導体部２ａは、ｎ形となるようにドープされた半導体（ｎ形半導体）からなるものとすることができる。この場合、ｎ形の窒化物半導体からなるものとすることができる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）などを例示することができる。
発光部２には、半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃが設けられている。
半導体部２ａは、ｎ形となるようにドープされた半導体（ｎ形半導体）からなるものとすることができる。この場合、ｎ形の窒化物半導体からなるものとすることができる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）などを例示することができる。
活性部２ｂは、半導体部２ａと半導体部２ｃとの間に設けられている。
活性部２ｂ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。
活性部２ｂ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。
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。
この場合、前述した半導体部２ａを障壁層とすることもできる。
なお、活性部２ｂ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。
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。
この場合、前述した半導体部２ａを障壁層とすることもできる。
なお、活性部２ｂ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。
半導体部２ｃは、ｐ形となるようにドープされた半導体（ｐ形半導体）からなるものとすることができる。この場合、ｐ形の窒化物半導体からなるものとすることができる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）などを例示することができる。
発光部２は、例えば、ピークの発光波長が３８０ｎｍ〜５３０ｎｍの発光ダイオードとすることができる。また、例えば、発光波長の帯域が３５０ｎｍ〜６００ｎｍの発光ダイオードとすることもできる。
発光部２は、例えば、ピークの発光波長が３８０ｎｍ〜５３０ｎｍの発光ダイオードとすることができる。また、例えば、発光波長の帯域が３５０ｎｍ〜６００ｎｍの発光ダイオードとすることもできる。
透光部３は、発光部２の第１主面Ｍ１上に形成されている。
透光部３は、発光部２から出射した光を透過させるとともに、色度ずれを抑制する。
発光部２から出射した光を透過させやすいように透光部３の透過率は、例えば、４４０ｎｍ〜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。また、透光部３の屈折率は１．２以上、１．９以下となるようにすることができる。
透光部３は、発光部２から出射した光を透過させるとともに、色度ずれを抑制する。
発光部２から出射した光を透過させやすいように透光部３の透過率は、例えば、４４０ｎｍ〜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。また、透光部３の屈折率は１．２以上、１．９以下となるようにすることができる。
透光部３は、半導体発光装置１を見る方向によって色度が異なるものとなる色度ずれを抑制するために設けられている。すなわち、透光部３を設けることで、波長変換部４の内部における光路長が発光部２の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるようになっている。なお、色度ずれの抑制に関する詳細は後述する。
透光部３を形成する材料としては、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、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などを例示することができる。
この場合、発光部２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透光部３を形成する材料が劣化するおそれがある。そのため、透光部３を形成する材料としては、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などを例示することができる。
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。この場合、透光部３に設けられた凹状の面３ａの開口部分の直径寸法（いわば波長変換部４の寸法）は、発光部２の寸法よりも大きくなるようにすることが好ましい。
なお、透光部３は必ずしも必要ではなく、蛍光体を含む波長変換部４のみが設けられていてもよい。
この場合、透光部３が設けられていなくとも各半導体発光装置１を個片化する際に波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制できることに変わりがない。
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。この場合、透光部３に設けられた凹状の面３ａの開口部分の直径寸法（いわば波長変換部４の寸法）は、発光部２の寸法よりも大きくなるようにすることが好ましい。
なお、透光部３は必ずしも必要ではなく、蛍光体を含む波長変換部４のみが設けられていてもよい。
この場合、透光部３が設けられていなくとも各半導体発光装置１を個片化する際に波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制できることに変わりがない。
波長変換部４は、発光部２の第１主面Ｍ１側に設けられ、後述する蛍光体を含有している。波長変換部４は、透光部３を覆うように設けられている。
波長変換部４は、波長変換可能な蛍光体が混合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４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。
波長変換部４は、波長変換可能な蛍光体が混合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４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。
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＋
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＋
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
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
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
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＋
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＋
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
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＋
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＋
蛍光体の混合比率を少なくすると色調が青色に近づき(色温度１００００Ｋ付近)、蛍光体の混合比率を多くすると色調が黄色に近づく(色温度６５００Ｋ〜２８００Ｋ)。なお、混合する蛍光体は１種類である必要はなく、複数種類の蛍光体が混合されるようにしてもよい。例えば、赤色の蛍光を発する蛍光体と、緑色の蛍光を発する蛍光体と、青色の蛍光を発する蛍光体と、黄色の蛍光を発する蛍光体と、黄緑色の蛍光を発する蛍光体と、が混合されるようにしてもよい。また、青味がかった白色光、黄味がかった白色光などのように色味を変えるために複数種類の蛍光体の混合割合を変えるようにすることもできる。
蛍光体が混合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。
蛍光体が混合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、蛍光体が混合される樹脂の透過率は９０％以上とすることが好ましい。
蛍光体が混合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、蛍光体が混合される樹脂の透過率は９０％以上とすることが好ましい。
この場合、発光部２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４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４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、蛍光体が混合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。
ただし、蛍光体が混合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。
第１電極部５は、半導体部２ａに設けられ、Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の二重層などからなるものとすることができる。この場合、例えば、Ｎｉ（ニッケル）層の厚みを１μｍ程度、Ａｕ（金）層の厚みを１μｍ程度とすることができる。ただし、第１電極部５の材質や厚み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。第１電極部５の形状は、例えば、円形とすることができる。ただし、第１電極部５の形状は円形に限定されるわけではなく、後述する第１接続部６ａの断面形状、大きさなどに応じて適宜変更することができる。
第１導電部６は、凹部１２ａの底面と封止部１２の端面との間を貫通するようにして設けられている。第１導電部６は、例えば、円柱状を呈しＣｕ（銅）などの金属材料からなるものとすることができる。また、第１導電部６には断面積の小さな第１接続部６ａが設けられている。そして、第１接続部６ａは第１電極部５に設けられ、第１電極部５を介して第１導電部６と半導体部２ａとが電気的に接続されている。ただし、第１導電部６、第１接続部６ａの形状、材質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。
第１接続部材７は、封止部１２から露出する第１導電部６の一方の端面を覆うようにして設けられている。第１接続部材７は、いわゆるはんだバンプとすることができる。第１接続部材７をはんだバンプとする場合には、第１接続部材７の形状を半球形とし、その材質を表面実装に使用されるはんだ材料とすることができる。この場合、表面実装に使用されるはんだ材料としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ、Ｓｎ−０．８Ｃｕはんだ、Ｓｎ−３．５Ａｇはんだなどとすることができる。
ただし、第１接続部材７の形状、材質などは例示をしたものに限定されるわけではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜変更することができる。例えば、第１接続部材７の形状を薄膜状とし、Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の二重層などからなるものとすることができる。
また、第１接続部材７は必ずしも必要ではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜設けるようにすればよい。
また、第１接続部材７は必ずしも必要ではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜設けるようにすればよい。
第２電極部８は、半導体部２ｃに設けられ、Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の二重層などからなるものとすることができる。この場合、例えば、Ｎｉ（ニッケル）層の厚みを１μｍ程度、Ａｕ（金）層の厚みを１μｍ程度とすることができる。ただし、第２電極部８の材質や厚み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。第２電極部８の形状は、例えば、円形とすることができる。ただし、第２電極部８の形状は円形に限定されるわけではなく、後述する第２接続部９ａの断面形状、大きさなどに応じて適宜変更することができる。
第２導電部９は、凹部１２ａの底面と封止部１２の端面との間を貫通するようにして設けられている。第２導電部９は、例えば、円柱状を呈しＣｕ（銅）などの金属材料からなるものとすることができる。また、第２導電部９には断面積の小さな第２接続部９ａが設けられている。そして、第２接続部９ａは第２電極部８に設けられ、第２電極部８を介して第２導電部９と半導体部２ｃとが電気的に接続されている。ただし、第２導電部９、第２接続部９ａの形状、材質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。
第２接続部材１０は、封止部１２から露出する第２導電部９の一方の端面を覆うようにして設けられている。第２接続部材１０は、いわゆるはんだバンプとすることができる。第２接続部材１０をはんだバンプとする場合には、第２接続部材１０の形状を半球形とし、その材質を表面実装に使用されるはんだ材料とすることができる。この場合、表面実装に使用されるはんだ材料としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ、Ｓｎ−０．８Ｃｕはんだ、Ｓｎ−３．５Ａｇはんだなどとすることができる。
ただし、第２接続部材１０の形状、材質などは例示をしたものに限定されるわけではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜変更することができる。例えば、第２接続部材１０の形状を薄膜状とし、Ｎｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）の二重層などからなるものとすることができる。
また、第２接続部材１０は必ずしも必要ではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜設けるようにすればよい。
また、第２接続部材１０は必ずしも必要ではなく、半導体発光装置１を実装する方法などに応じて適宜設けるようにすればよい。
絶縁部１１は、封止部１２に設けられた凹部１２ａを埋め込むようにして設けられている。絶縁部１１は、絶縁材料から形成されている。例えば、絶縁部１１がＳｉＯ２などの無機材料や、樹脂などから形成されるものとすることができる。
この場合、発光部２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絶縁部１１を形成する樹脂が劣化するおそれがある。そのため、絶縁部１１が樹脂から形成される場合には、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などを例示することができる。
この場合、発光部２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絶縁部１１を形成する樹脂が劣化するおそれがある。そのため、絶縁部１１が樹脂から形成される場合には、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などを例示することができる。
封止部１２は、第２主面Ｍ２側に設けられ、第１導電部６の端部および第２導電部９の端部を露出させつつ第１導電部６および第２導電部９を封止する。
封止部１２は、熱硬化性樹脂などから形成されるものとすることができる。封止部１２は、発光部２、第１電極部５、第２電極部８をも封止する役割を有している。なお、封止部１２と絶縁部１１とが一体的に形成されているようにすることもできる。
封止部１２は、熱硬化性樹脂などから形成されるものとすることができる。封止部１２は、発光部２、第１電極部５、第２電極部８をも封止する役割を有している。なお、封止部１２と絶縁部１１とが一体的に形成されているようにすることもできる。
反射部１３は、波長変換部４の周縁を囲むように設けられている。
反射部１３は、発光部２から出射した光を波長変換部４の内部に拡散させるととともに半導体発光装置１の正面側に向けて光を出射させる。
発光部２から出射した光を反射させやすいように反射部１３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。
反射部１３は、発光部２から出射した光を波長変換部４の内部に拡散させるととともに半導体発光装置１の正面側に向けて光を出射させる。
発光部２から出射した光を反射させやすいように反射部１３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。
反射部１３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１３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。
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。
反射部１３の反射面（波長変換部４側の面）１３ａは、出射側先端が半導体発光装置１の中心軸から離隔する方向に傾斜している。そのため、発光部２から出射した光を波長変換部４の内部に拡散させるととともに、半導体発光装置１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。
図２は、光学特性を例示するための模式グラフ図である。
なお、図中のＡは反射部１３が設けられていない場合、Ｂは反射部１３が設けられている場合である。
図２に示すように、反射部１３を設けるものとすれば半導体発光装置１の正面（視野角度０°）における発光強度を２０％程度向上させることができる。
図２は、光学特性を例示するための模式グラフ図である。
なお、図中のＡは反射部１３が設けられていない場合、Ｂは反射部１３が設けられている場合である。
図２に示すように、反射部１３を設けるものとすれば半導体発光装置１の正面（視野角度０°）における発光強度を２０％程度向上させることができる。
また、反射部の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａと、が平面視において重なるように設けられている。すなわち、反射部１３の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａとが略同一面内にあるようになっている。
ここで、複数の半導体発光装置１を一体的に形成した後、各半導体発光装置１を個片化するようにすれば生産性を向上させることができる。しかしながら、蛍光体を含む波長変換部４が設けられている場合には、各半導体発光装置１を個片化する際に波長変換部４から蛍光体が脱離するおそれがある。
ここで、複数の半導体発光装置１を一体的に形成した後、各半導体発光装置１を個片化するようにすれば生産性を向上させることができる。しかしながら、蛍光体を含む波長変換部４が設けられている場合には、各半導体発光装置１を個片化する際に波長変換部４から蛍光体が脱離するおそれがある。
図３は、蛍光体の脱離の様子を例示するための模式図である。
なお、図３は、ブレードダイシング法を用いて半導体発光装置を個片化した際の割断面の様子を例示するものである。この場合、ダイシングブレードの回転数は４００００ｒｐｍとした。また、図３に例示をしたものは、反射部１３が設けられておらず、波長変換部を直接割断する場合である。
この様に反射部１３が設けられておらず波長変換部を直接割断する場合には、図３に示すように割断面に凹部１１０が生じ蛍光体が脱離したことが分かる。
本実施の形態においては、反射部の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａと、が平面視において重なるように設けられているので、各半導体発光装置１を個片化する際に、反射部１３の外周面１３ｂを割断面とすることができる。そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
なお、図３は、ブレードダイシング法を用いて半導体発光装置を個片化した際の割断面の様子を例示するものである。この場合、ダイシングブレードの回転数は４００００ｒｐｍとした。また、図３に例示をしたものは、反射部１３が設けられておらず、波長変換部を直接割断する場合である。
この様に反射部１３が設けられておらず波長変換部を直接割断する場合には、図３に示すように割断面に凹部１１０が生じ蛍光体が脱離したことが分かる。
本実施の形態においては、反射部の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａと、が平面視において重なるように設けられているので、各半導体発光装置１を個片化する際に、反射部１３の外周面１３ｂを割断面とすることができる。そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
次に、色度ずれの抑制に関してさらに例示をする。
図４は、発光部２の発光特性を例示するための模式図である。なお、発光特性はモノトーン色の濃淡で表し、青色となる程濃く、黄色となる程淡くなるように表示した。
図４に例示をしたものの場合には、発光部２の中心部分が黄色となり、周縁になるにしたがい青色となっている。
この様に発光部２の発光特性に分布があると、半導体発光装置１を見る方向によって色度が異なるものとなる色度ずれが大きくなるおそれがある。
図４は、発光部２の発光特性を例示するための模式図である。なお、発光特性はモノトーン色の濃淡で表し、青色となる程濃く、黄色となる程淡くなるように表示した。
図４に例示をしたものの場合には、発光部２の中心部分が黄色となり、周縁になるにしたがい青色となっている。
この様に発光部２の発光特性に分布があると、半導体発光装置１を見る方向によって色度が異なるものとなる色度ずれが大きくなるおそれがある。
本発明者らの得た知見によれば、波長変換部の内部における光路長を発光部の発光特性に応じて変化させるようにすれば色度ずれを抑制することができる。
以下においては、一例として、発光部２の発光特性が図４に例示をしたものの場合について例示をする。すなわち、発光部２の中心部分が黄色となり、周縁になるにしたがい青色となる場合について例示をする。この様な発光特性を有する発光部２としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）などの窒化物半導体からなるものを例示することができる。
以下においては、一例として、発光部２の発光特性が図４に例示をしたものの場合について例示をする。すなわち、発光部２の中心部分が黄色となり、周縁になるにしたがい青色となる場合について例示をする。この様な発光特性を有する発光部２としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）などの窒化物半導体からなるものを例示することができる。
図５は、比較例に係る半導体発光装置１００を例示する模式断面図である。
図５に示すように、半導体発光装置１００には、発光部２、波長変換部１０４、第１電極部５、第１導電部６、第１接続部材７、第２電極部８、第２導電部９、第２接続部材１０、絶縁部１１、封止部１２が設けられている。すなわち、半導体発光装置１００は透光部３、反射部１３が形成されていない場合である。
図５に示すように、半導体発光装置１００には、発光部２、波長変換部１０４、第１電極部５、第１導電部６、第１接続部材７、第２電極部８、第２導電部９、第２接続部材１０、絶縁部１１、封止部１２が設けられている。すなわち、半導体発光装置１００は透光部３、反射部１３が形成されていない場合である。
図６は、色度ずれを例示するための模式グラフ図である。
なお、図６は所定の位置から出射し波長変換部を透過した光をシミュレーション分析したものである。図６における横軸は視野角度を表しており、０°は半導体発光装置の正面側から見た場合、９０°、−９０°は半導体発光装置の側面側から見た場合である。図６における縦軸は色度を表しており、図中の上側になるほど黄色となり、図中の下側になるほど青色となる。また、色度ずれは、視野角度に対する色度の差で表される。そのため、例えば、０°における色度と、９０°または−９０°における色度との差が小さくなるほど色度ずれが小さいことになる。
図６に示すように、透光部３が形成されていない平板状の波長変換部１０４とすれば、色度ずれが大きくなることがわかる。
なお、図６は所定の位置から出射し波長変換部を透過した光をシミュレーション分析したものである。図６における横軸は視野角度を表しており、０°は半導体発光装置の正面側から見た場合、９０°、−９０°は半導体発光装置の側面側から見た場合である。図６における縦軸は色度を表しており、図中の上側になるほど黄色となり、図中の下側になるほど青色となる。また、色度ずれは、視野角度に対する色度の差で表される。そのため、例えば、０°における色度と、９０°または−９０°における色度との差が小さくなるほど色度ずれが小さいことになる。
図６に示すように、透光部３が形成されていない平板状の波長変換部１０４とすれば、色度ずれが大きくなることがわかる。
ここで、本発明者らの得た知見によれば、波長変換部の内部における光路長が発光部の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるような形状を有した波長変換部とすれば、色度ずれを抑制することができる。すなわち、波長変換部の内部における光路長を発光部の発光特性に応じて適正化すれば色度ずれを抑制することができる。
そのため、本実施の形態においては、透光部を設けることで波長変換部が色度ずれを抑制することができる形状となるようにしている。例えば、図１に例示をしたものの場合には、凹状の面３ａを有する透光部３を設けることで波長変換部４に凸状の面４ａを形成させ、波長変換部４の内部における光路長を発光部２の発光特性に応じて適正化するようにしている。この場合、曲率半径Ｒを変化させることで色度ずれの抑制を制御することができる。
そのため、本実施の形態においては、透光部を設けることで波長変換部が色度ずれを抑制することができる形状となるようにしている。例えば、図１に例示をしたものの場合には、凹状の面３ａを有する透光部３を設けることで波長変換部４に凸状の面４ａを形成させ、波長変換部４の内部における光路長を発光部２の発光特性に応じて適正化するようにしている。この場合、曲率半径Ｒを変化させることで色度ずれの抑制を制御することができる。
なお、透光部を設けることで形成される波長変換部の形状は凸状の形状を有するものに限定されるわけではない。例えば、凸状の形状を有する透光部を設けることで凹状の形状を有する波長変換部を形成させたり、凸状の形状の周縁に平坦面を有する透光部を設けることで凹状の形状の周縁に平坦面を有する波長変換部を形成させたりすることもできる。また、凸状の形状、凹状の形状、平坦面を適宜組み合わせたものであってもよい。また、曲率半径を適宜変化させたものであってもよい。すなわち、波長変換部の内部における光路長が発光部２の発光特性に応じて適正化されるような波長変換部の形状が形成されればよい。
なお、曲率半径を変化させる場合には、凸状の形状の曲率半径を２５０ｎｍ以上とすることが好ましい。また、凹状の形状の曲率半径を２００ｎｍ以上とすることが好ましい。 また、波長変換部の面内における蛍光体の種類とその割合の分布を変えるようにすれば色度ずれをさらに抑制することができる。例えば、図４に例示をしたもののように、発光部２の周縁になるにしたがい青色となるものの場合には、波長変換部の周縁になるほど黄色の蛍光を発する蛍光体の割合が多くなるようにすることで、波長変換部のほぼ全域において白色光が出射されるようにすることができる。
なお、曲率半径を変化させる場合には、凸状の形状の曲率半径を２５０ｎｍ以上とすることが好ましい。また、凹状の形状の曲率半径を２００ｎｍ以上とすることが好ましい。 また、波長変換部の面内における蛍光体の種類とその割合の分布を変えるようにすれば色度ずれをさらに抑制することができる。例えば、図４に例示をしたもののように、発光部２の周縁になるにしたがい青色となるものの場合には、波長変換部の周縁になるほど黄色の蛍光を発する蛍光体の割合が多くなるようにすることで、波長変換部のほぼ全域において白色光が出射されるようにすることができる。
次に、半導体発光装置１の作用について例示をする。
第１導電部６に電圧が印加されると、第１電極部５を介して半導体部２ａに電位が与えられる。また、第２導電部９に電圧が印加されると、第２電極部８を介して半導体部２ｃに電位が与えられる。そして、半導体部２ａと半導体部２ｃとに電位が与えられると、活性部２ｂにおいて正孔および電子が再結合して光が発生する。活性部２ｂから出射した光の一部は、半導体部２ａ、透光部３を透過して波長変換部４に入射する。波長変換部４に入射した光は蛍光体により波長が変換され波長変換部４から外部に向けて出射される。例えば、活性部２ｂから出射した青色光と、その光により励起された光（黄色、あるいは、赤色及び緑色）とが混合され、白色光として波長変換部４から外部に向けて出射される。 本実施の形態においては、反射部１３を設けているので、発光部２から出射した光を波長変換部４の内部に拡散させるととともに半導体発光装置１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。また、反射部の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａと、が平面視において重なるように設けられているので、各半導体発光装置１を個片化する際に、反射部１３の外周面１３ｂを割断面とすることができる。そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
第１導電部６に電圧が印加されると、第１電極部５を介して半導体部２ａに電位が与えられる。また、第２導電部９に電圧が印加されると、第２電極部８を介して半導体部２ｃに電位が与えられる。そして、半導体部２ａと半導体部２ｃとに電位が与えられると、活性部２ｂにおいて正孔および電子が再結合して光が発生する。活性部２ｂから出射した光の一部は、半導体部２ａ、透光部３を透過して波長変換部４に入射する。波長変換部４に入射した光は蛍光体により波長が変換され波長変換部４から外部に向けて出射される。例えば、活性部２ｂから出射した青色光と、その光により励起された光（黄色、あるいは、赤色及び緑色）とが混合され、白色光として波長変換部４から外部に向けて出射される。 本実施の形態においては、反射部１３を設けているので、発光部２から出射した光を波長変換部４の内部に拡散させるととともに半導体発光装置１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。また、反射部の外周面１３ｂと、封止部１２の外周面１２ａと、が平面視において重なるように設けられているので、各半導体発光装置１を個片化する際に、反射部１３の外周面１３ｂを割断面とすることができる。そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
また、波長変換部４の内部における光路長を発光部２の発光特性に応じて適正化するようにしている。すなわち、所定の形状を有する透光部３を設けることで、内部における光路長が発光部２の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるような面４ａを有した波長変換部４が形成されている。そのため、色度ずれを抑制することができる。例えば、白色光を出射する半導体発光装置１を見る方向にかかわらず色度ずれを少なくすることができ、波長変換部４のほぼ全域において白色光が出射されるようにすることができる。
次に、本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法について例示をする。
図７は、本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
なお、複数の半導体発光装置を一体的に形成した後、各半導体発光装置を個片化する場合である。
図７は、本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
なお、複数の半導体発光装置を一体的に形成した後、各半導体発光装置を個片化する場合である。
まず、サファイアなどからなる基板上に所定の形状の半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃをこの順で積層させる（ステップＳ１）。
この場合、既知の気相成長法などを用いてこれらの積層を行うようにすることができる。気相成長法としては、例えば、有機金属気相成長（MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ハイドライド気相成長（HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy）法、分子線エピタキシャル成長（MBE;Molecular Beam Epitaxy）法などを例示することができる。
この場合、既知の気相成長法などを用いてこれらの積層を行うようにすることができる。気相成長法としては、例えば、有機金属気相成長（MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ハイドライド気相成長（HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy）法、分子線エピタキシャル成長（MBE;Molecular Beam Epitaxy）法などを例示することができる。
次に、半導体部２ａ上に第１電極部５を形成し、半導体部２ｃ上に第２電極部８を形成する（ステップＳ２）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで第１電極部５、第２電極部８を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで第１電極部５、第２電極部８を形成するようにすることができる。
次に、この様にして基板上に積層された積層体を覆うようにして所定の形状の絶縁部１１を形成する（ステップＳ３）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで絶縁部１１を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで絶縁部１１を形成するようにすることができる。
次に、絶縁部１１を覆うようにして所定の形状の封止部１２を形成する（ステップＳ４）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで封止部１２を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで封止部１２を形成するようにすることができる。
次に、第１導電部６、第２導電部９を形成する（ステップＳ５）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで第１導電部６、第２導電部９を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで第１導電部６、第２導電部９を形成するようにすることができる。
次に、第１導電部６の端面に第１接続部材７を形成し、第２導電部９の端面に第２接続部材１０を形成する（ステップＳ６）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術などとを組み合わせることで第１接続部材７、第２接続部材１０を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法、メッキ法などと、リソグラフィ技術などとを組み合わせることで第１接続部材７、第２接続部材１０を形成するようにすることができる。
次に、この様にして形成された積層体を基板から剥離させる（ステップＳ７）。
この場合、レーザリフトオフ法などを用いて積層体を基板から剥離させるようにすることができる。
この場合、レーザリフトオフ法などを用いて積層体を基板から剥離させるようにすることができる。
次に、剥離させた積層体を反転させ、半導体部２ａ上に所定の形状の透光部３、反射部１３を形成する（ステップＳ８）。
反射部１３は、一体的に形成された複数の半導体発光装置１を個片化する際の割断位置を跨ぐように、または、割断位置を挟んで設けるようにすることができる。
この場合、樹脂などを塗布し、これを成形することで透光部３、反射部１３を形成するようにすることができる。
例えば、ナノインプリント法やモールド法を用いて透光部３、反射部１３を形成するようにすることができる（図８、図９を参照）。
反射部１３は、一体的に形成された複数の半導体発光装置１を個片化する際の割断位置を跨ぐように、または、割断位置を挟んで設けるようにすることができる。
この場合、樹脂などを塗布し、これを成形することで透光部３、反射部１３を形成するようにすることができる。
例えば、ナノインプリント法やモールド法を用いて透光部３、反射部１３を形成するようにすることができる（図８、図９を参照）。
ここで、ＵＶナノインプリント法を用いる場合には、成形型を樹脂に押し付けた状態で紫外線が照射され、成形された樹脂を硬化させることで透光部３、反射部１３が形成される。なお、ＵＶナノインプリント法を用いる場合には、成形型は紫外線が透過可能な材料から形成され、樹脂は紫外線硬化性樹脂とされる。
また、モールド法を用いる場合には、成形型を樹脂に押し付けた状態で加熱が行われ、成形された樹脂を硬化させることで透光部３、反射部１３が形成される。なお、モールド法を用いる場合には、成形型などには加熱ヒータなどが設けられ、樹脂は熱硬化性樹脂とされる。
また、モールド法を用いる場合には、成形型を樹脂に押し付けた状態で加熱が行われ、成形された樹脂を硬化させることで透光部３、反射部１３が形成される。なお、モールド法を用いる場合には、成形型などには加熱ヒータなどが設けられ、樹脂は熱硬化性樹脂とされる。
なお、成形型の成形面の形状を変えることで種々の形状を有する透光部、反射部を形成することができる。
また、透光部、反射部の形成はナノインプリント法やモールド法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、インクジェット法やディスペンス法などの微少液滴塗布方法などを用いて樹脂などを所定の形状に積層させることで透光部、反射部を形成するようにしてもよい。
また、透光部、反射部を同時に形成するようにしてもよいし、透光部、反射部を別々に形成するようにしてもよい。
また、透光部、反射部の形成はナノインプリント法やモールド法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、インクジェット法やディスペンス法などの微少液滴塗布方法などを用いて樹脂などを所定の形状に積層させることで透光部、反射部を形成するようにしてもよい。
また、透光部、反射部を同時に形成するようにしてもよいし、透光部、反射部を別々に形成するようにしてもよい。
次に、透光部３を覆うようにして波長変換部４を形成する（ステップＳ９）。
例えば、透光部３、反射部１３を覆うようにして所定の蛍光体が混合された樹脂を塗布し、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成するようにすることができる。なお、樹脂の硬化は紫外線を照射したり加熱したりすることにより行うようにすることができる。
例えば、透光部３、反射部１３を覆うようにして所定の蛍光体が混合された樹脂を塗布し、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成するようにすることができる。なお、樹脂の硬化は紫外線を照射したり加熱したりすることにより行うようにすることができる。
蛍光体が混合された樹脂の塗布と成形には、例えば、スキージ法、スクリーン法やスピン法などの印刷および塗布方法などを用いることができる。
この場合、所定の形状の透光部を設けるようにしているので、波長変換部の内部における光路長を発光部の発光特性に応じて適正化することができる。
すなわち、波長変換部が形成される工程において、内部における光路長が発光部の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるような形状が波長変換部に形成される。
そのため、色度ずれを抑制することができる。
この場合、所定の形状の透光部を設けるようにしているので、波長変換部の内部における光路長を発光部の発光特性に応じて適正化することができる。
すなわち、波長変換部が形成される工程において、内部における光路長が発光部の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるような形状が波長変換部に形成される。
そのため、色度ずれを抑制することができる。
ここで、透光部３、反射部１３、波長変換部４の形成についてさらに例示をする。
図８は、透光部３、反射部１３、波長変換部４の形成について例示をするための模式工程断面図である。
まず、図８（ａ）に示すように、積層体１２７の半導体部２ａ側の主面に樹脂などを塗布し、成形型１２６を塗布された樹脂に押し付けることで成形型１２６の成形面の形状を樹脂に転写させる。そして、前述したように紫外線を照射したり加熱したりすることで樹脂を硬化させ、透光部３、反射部１３を形成する。
この際、反射部１３は、割断位置を跨ぐような位置に設けられる。
なお、図８に例示をするものは、透光部３、反射部１３が同時に形成される場合である。
図８は、透光部３、反射部１３、波長変換部４の形成について例示をするための模式工程断面図である。
まず、図８（ａ）に示すように、積層体１２７の半導体部２ａ側の主面に樹脂などを塗布し、成形型１２６を塗布された樹脂に押し付けることで成形型１２６の成形面の形状を樹脂に転写させる。そして、前述したように紫外線を照射したり加熱したりすることで樹脂を硬化させ、透光部３、反射部１３を形成する。
この際、反射部１３は、割断位置を跨ぐような位置に設けられる。
なお、図８に例示をするものは、透光部３、反射部１３が同時に形成される場合である。
次に、図８（ｂ）に示すように、成形型１２６を離隔させる。
次に、図８（ｃ）に示すように、所定の蛍光体が混合された樹脂１２５を透光部３を覆うようにして塗布する。
次に、図８（ｄ）に示すように、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成する。
次に、図８（ｄ）に示すように、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成する。
図９も透光部３、反射部１３、波長変換部４の形成について例示をするための模式工程断面図である。
まず、図９（ａ）に示すように、積層体１２７の半導体部２ａ側の主面に樹脂などを塗布し、成形型２２６を塗布された樹脂に押し付けることで成形型２２６の成形面の形状を樹脂に転写させる。そして、前述したように紫外線を照射したり加熱したりすることで樹脂を硬化させ、反射部１３を形成する。
この際、反射部１３は、割断位置を挟んで設けられる。すなわち、隣り合う反射部１３同士の間が割断位置となる。
なお、図９に例示をするものは、透光部３、反射部１３が別々に形成される場合であり、反射部１３の形成手順と同様にして透光部３が所定の位置に形成されている。
まず、図９（ａ）に示すように、積層体１２７の半導体部２ａ側の主面に樹脂などを塗布し、成形型２２６を塗布された樹脂に押し付けることで成形型２２６の成形面の形状を樹脂に転写させる。そして、前述したように紫外線を照射したり加熱したりすることで樹脂を硬化させ、反射部１３を形成する。
この際、反射部１３は、割断位置を挟んで設けられる。すなわち、隣り合う反射部１３同士の間が割断位置となる。
なお、図９に例示をするものは、透光部３、反射部１３が別々に形成される場合であり、反射部１３の形成手順と同様にして透光部３が所定の位置に形成されている。
次に、図９（ｂ）に示すように、成形型２２６を離隔させる。
次に、図９（ｃ）に示すように、所定の蛍光体が混合された樹脂１２５を透光部３を覆うようにして塗布する。なお、隣り合う反射部１３同士の間に樹脂１２５が入り込むのを抑制するためにマスク１２８を設けるようにすることができる。
次に、図９（ｄ）に示すように、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成する。
次に、図９（ｄ）に示すように、塗布された樹脂の表面を反射部１３の端部が埋没する程度に平坦化し、これを硬化させることで波長変換部４を形成する。
そして、一体的に形成された複数の半導体発光装置を個片化する（ステップＳ１０）。 この場合、ブレードダイシング法などを用いて半導体発光装置を個片化するようにすることができる。
例えば、図８に例示をしたような場合には、反射部１３が割断位置を跨ぐようにして設けられているので、反射部１３が分割されるとともに半導体発光装置が個片化される。
また、図９に例示をしたような場合には、反射部１３が割断位置を挟んで設けられているので、隣り合う反射部１３同士の間で割断されることにより半導体発光装置が個片化される。
そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
例えば、図８に例示をしたような場合には、反射部１３が割断位置を跨ぐようにして設けられているので、反射部１３が分割されるとともに半導体発光装置が個片化される。
また、図９に例示をしたような場合には、反射部１３が割断位置を挟んで設けられているので、隣り合う反射部１３同士の間で割断されることにより半導体発光装置が個片化される。
そのため、波長変換部４が直接割断されることがなく、波長変換部４から蛍光体が脱離することを抑制することができる。
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、半導体発光装置１が備える各要素の形状、寸法、材料、数、配置などは、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、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、半導体発光装置１が備える各要素の形状、寸法、材料、数、配置などは、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、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１ 半導体発光装置、２ 発光部、２ａ 半導体部、２ｂ 活性部、２ｃ 半導体部、３ 透光部、３ａ 面、４ 波長変換部、４ａ 面、５ 第１電極部、６ 第１導電部、７ 第１接続部材、８ 第２電極部、９ 第２導電部、１０ 第２接続部材、１１ 絶縁部、１２ 封止部、１３ 反射部、Ｍ１ 第１主面、Ｍ２ 第２主面
Claims (10)
- 第１主面と、前記第１主面の反対面である第２主面と、前記第２主面上に形成された第１電極部および第２電極部と、を有する発光部と、
前記第１主面側に設けられ、前記第１主面側とは反対側の面が凹状を呈している透光部と、
蛍光体が混合された樹脂を含み、前記透光部を覆い、厚み寸法が変化している波長変換部と、
前記波長変換部の周縁を囲むように設けられた反射部と、
前記第１電極部に設けられた第１導電部と、
前記第２電極部に設けられた第２導電部と、
前記第２主面側に設けられ、前記第１導電部の端部および前記第２導電部の端部を露出させつつ前記第１導電部および前記第２導電部を封止した封止部と、
を備え、
前記反射部の外周面と、前記封止部の外周面と、が平面視において重なるように設けられたこと、を特徴とする半導体発光装置。 - 前記波長変換部は、内部における光路長が前記発光部の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるような形状を有したこと、を特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
- 前記透光部は、屈折率が１．２以上、１．９以下、透過率が９０％以上とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置。
- 前記透光部は、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、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２からなる群から選ばれた少なくとも１種を用いて形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 前記波長変換部は、３８０ｎｍ以上、７２０ｎｍ以下の発光波長を持つ前記蛍光体を含み、
前記蛍光体は、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種の元素を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。 - 第１主面と、前記第１主面の反対面である第２主面と、前記第２主面上に形成された第１電極部および第２電極部とを有する発光部と、前記第１主面側に設けられ、前記第１主面側とは反対側の面が凹状を呈している透光部と、蛍光体が混合された樹脂から形成され、前記透光部を覆い、厚み寸法が変化している波長変換部と、前記波長変換部の周縁を囲むように設けられた反射部と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
前記反射部を、一体的に形成された複数の半導体発光装置を個片化する際の割断位置を跨ぐように、または、前記割断位置を挟んで設けられるように形成し、
前記反射部により囲まれた領域において、前記透光部を覆うように前記波長変換部を形成することで、前記波長変換部の厚み寸法を変化させること、を特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 前記反射部により囲まれた領域において、前記透光部を覆うように前記波長変換部を形成することで、前記波長変換部の内部における光路長が前記発光部の発光特性に応じて色度ずれが抑制される長さとなるようにすること、を特徴とする請求項６記載の半導体発光装置の製造方法。
- 前記半導体発光装置の個片化を、ブレードダイシング法を用いて行うこと、を特徴とする請求項６または７に記載の半導体発光装置の製造方法。
- 前記反射部を、ナノインプリント法、モールド法、微少液滴塗布方法からなる群より選ばれた少なくとも１種を用いて形成すること、を特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
- 前記蛍光体は、３８０ｎｍ以上、７２０ｎｍ以下の発光波長を有し、
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種の元素を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
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