JPH11112028A - 半導体発光装置 - Google Patents
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- JPH11112028A JPH11112028A JP26957697A JP26957697A JPH11112028A JP H11112028 A JPH11112028 A JP H11112028A JP 26957697 A JP26957697 A JP 26957697A JP 26957697 A JP26957697 A JP 26957697A JP H11112028 A JPH11112028 A JP H11112028A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 たとえば窒化ガリウム系化合物を透明のサフ
ァイア基板に積層する発光素子において、基板から放出
される光を光取出し面側方向への発光分として有効に回
収できるようにして全体の発光効率を向上させる。 【解決手段】 透明の結晶基板４ａの上にｐ−ｎ接合の
半導体層を積層するとともに主光取出し面側にｐ側電極
４ｂ及びｎ側電極４ｃをそれぞれ備えた発光素子４と、
この発光素子４を搭載するマウント３を一体に備えて発
光素子４に電気的に導通させるリードフレーム１とを備
え、マウント３には、主光取出し面以外の他の面からの
光を、発光素子４と干渉しない光路を経由させて主光取
出し面からの発光方向とほぼ同じ向きに反射させる反射
面構造を備える。
ァイア基板に積層する発光素子において、基板から放出
される光を光取出し面側方向への発光分として有効に回
収できるようにして全体の発光効率を向上させる。 【解決手段】 透明の結晶基板４ａの上にｐ−ｎ接合の
半導体層を積層するとともに主光取出し面側にｐ側電極
４ｂ及びｎ側電極４ｃをそれぞれ備えた発光素子４と、
この発光素子４を搭載するマウント３を一体に備えて発
光素子４に電気的に導通させるリードフレーム１とを備
え、マウント３には、主光取出し面以外の他の面からの
光を、発光素子４と干渉しない光路を経由させて主光取
出し面からの発光方向とほぼ同じ向きに反射させる反射
面構造を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色発光ダイオー
ド等の光デバイスに利用される窒化ガリウム系化合物半
導体発光装置に係り、特に光取出し面から逆向きへの発
光も効率良く反射させることにより発光輝度を向上させ
た半導体発光装置に関する。
ド等の光デバイスに利用される窒化ガリウム系化合物半
導体発光装置に係り、特に光取出し面から逆向きへの発
光も効率良く反射させることにより発光輝度を向上させ
た半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ，ＧａＡｌＮ，ＩｎＧａＮ及びＩ
ｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は、可視
光発光デバイスや高温動作電子デバイス用の半導体材料
として多用されるようになり、青色発光ダイオードの分
野での展開が進んでいる。
ｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は、可視
光発光デバイスや高温動作電子デバイス用の半導体材料
として多用されるようになり、青色発光ダイオードの分
野での展開が進んでいる。
【０００３】この窒化ガリウム系化合物の半導体の製造
では、その表面において半導体膜を成長させるための結
晶基板として、一般的には絶縁性のサファイアが利用さ
れる。このサファイアのような絶縁性の結晶基板を用い
る場合では、結晶基板側から電極を出すことができない
ので、半導体層に設けるｐ，ｎの電極は結晶基板の一面
側に形成されることになる。
では、その表面において半導体膜を成長させるための結
晶基板として、一般的には絶縁性のサファイアが利用さ
れる。このサファイアのような絶縁性の結晶基板を用い
る場合では、結晶基板側から電極を出すことができない
ので、半導体層に設けるｐ，ｎの電極は結晶基板の一面
側に形成されることになる。
【０００４】図６は従来のマウントに対する発光素子の
搭載構造を示す概略図である。発光素子５１は、その絶
縁性の基板５１ａをリードフレーム５２の上端に形成し
たマウント５２ａの上に搭載してペースト５３によって
接着され、発光素子５１の上端にそれぞれ形成したｐ側
極５１ｂ及びｎ側極５１ｃをワイヤ５４ａ，５４ｂによ
ってリードフレーム５２及びこれと対をなしている他方
のリードフレーム５５に接続している。そして、発光素
子５１を含めてマウント５２ａ周りの全体がエポキシ樹
脂５６によって封止されている。
搭載構造を示す概略図である。発光素子５１は、その絶
縁性の基板５１ａをリードフレーム５２の上端に形成し
たマウント５２ａの上に搭載してペースト５３によって
接着され、発光素子５１の上端にそれぞれ形成したｐ側
極５１ｂ及びｎ側極５１ｃをワイヤ５４ａ，５４ｂによ
ってリードフレーム５２及びこれと対をなしている他方
のリードフレーム５５に接続している。そして、発光素
子５１を含めてマウント５２ａ周りの全体がエポキシ樹
脂５６によって封止されている。
【０００５】このような発光素子５１を含むＬＥＤラン
プでは、発光素子５１の窒化ガリウム系化合物の半導体
膜のｐ−ｎ接合域を発光層として、ｐ側極５１ｂを含む
領域を占めるｐ型層の上面を光取出し面として上向きの
発光が得られる。そして、基板５１ａが透明なサファイ
アとする場合では、発光層からの光は発光素子１の上端
面の光取出し面からだけでなく、この基板５１ａから下
側に向けても出力されることになる。
プでは、発光素子５１の窒化ガリウム系化合物の半導体
膜のｐ−ｎ接合域を発光層として、ｐ側極５１ｂを含む
領域を占めるｐ型層の上面を光取出し面として上向きの
発光が得られる。そして、基板５１ａが透明なサファイ
アとする場合では、発光層からの光は発光素子１の上端
面の光取出し面からだけでなく、この基板５１ａから下
側に向けても出力されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】基板５１ａはマウント
５２ａの上に直に搭載されているので、マウント５２ａ
の表面を鏡面状としておけば、基板５１ａからの光を反
射して光取出し面からの発光にこの反射光を加えること
ができる。
５２ａの上に直に搭載されているので、マウント５２ａ
の表面を鏡面状としておけば、基板５１ａからの光を反
射して光取出し面からの発光にこの反射光を加えること
ができる。
【０００７】ところが、基板５１ａから下へ向かう発光
は、マウント５２ａによる反射，この反射後の基板５１
ａへの再入射，ｐ−ｎ接合域の発光層への入射を繰り返
して光取出し面から発光されることになる。このため、
基板５１ａから出た光は、このような反射及び再入射の
過程で減衰してしまい、光取出し面から最終的に発光さ
れるときに外部量子効率の低下は免れない。したがっ
て、図示のような従来構造では、基板５１ａ側からの発
光を十分に回収できず、発光輝度の向上にも限界があ
る。
は、マウント５２ａによる反射，この反射後の基板５１
ａへの再入射，ｐ−ｎ接合域の発光層への入射を繰り返
して光取出し面から発光されることになる。このため、
基板５１ａから出た光は、このような反射及び再入射の
過程で減衰してしまい、光取出し面から最終的に発光さ
れるときに外部量子効率の低下は免れない。したがっ
て、図示のような従来構造では、基板５１ａ側からの発
光を十分に回収できず、発光輝度の向上にも限界があ
る。
【０００８】一方、サファイア基板上にｐ−ｎ接合を持
つ窒化ガリウム系化合物の半導体を積層した発光チップ
をリードフレームに搭載した発光装置として、たとえば
特開平７−８６６４０号公報に記載されたものがある。
つ窒化ガリウム系化合物の半導体を積層した発光チップ
をリードフレームに搭載した発光装置として、たとえば
特開平７−８６６４０号公報に記載されたものがある。
【０００９】これは、図６に示した発光素子５１のマウ
ント５２ａへの固定のための接着剤を透明として、先に
述べたようにマウント５２ａの上面を鏡面として下向き
の発光を反射させるようにしたものである。そして、接
着剤には熱伝導率の高い絶縁性のフィラーを混入してお
くことで、発光素子５１からリードフレーム５２側への
熱伝達を促すようにし、これによって発光素子５１の発
光効率の低下をなくすことを開示している。
ント５２ａへの固定のための接着剤を透明として、先に
述べたようにマウント５２ａの上面を鏡面として下向き
の発光を反射させるようにしたものである。そして、接
着剤には熱伝導率の高い絶縁性のフィラーを混入してお
くことで、発光素子５１からリードフレーム５２側への
熱伝達を促すようにし、これによって発光素子５１の発
光効率の低下をなくすことを開示している。
【００１０】しかしながら、このようなフィラーを含む
接着剤を用いて発光素子の温度上昇を防ぐことは可能で
あるものの、図６の例で示したように基板５１ａからマ
ウント５２ａ側に取り出される光については、反射や再
入射による光量の減衰は避けられず、発光輝度の向上に
は同様に限界がある。そして、基板５１ａからマウント
５２ａ側への発光の光取出し面側への回収のほうが、発
光素子５１の放熱の促進による発光効率の向上よりも大
きく貢献できることから、接着剤に熱伝導性の高いフィ
ラーを混入するだけでは発光輝度の大幅な改善は期待で
きない。
接着剤を用いて発光素子の温度上昇を防ぐことは可能で
あるものの、図６の例で示したように基板５１ａからマ
ウント５２ａ側に取り出される光については、反射や再
入射による光量の減衰は避けられず、発光輝度の向上に
は同様に限界がある。そして、基板５１ａからマウント
５２ａ側への発光の光取出し面側への回収のほうが、発
光素子５１の放熱の促進による発光効率の向上よりも大
きく貢献できることから、接着剤に熱伝導性の高いフィ
ラーを混入するだけでは発光輝度の大幅な改善は期待で
きない。
【００１１】このように、基板が透明であってその搭載
面側に向けても発光される従来の発光装置では、基板側
から抜ける光を光取出し面側の発光分として有効に回収
できないという問題がある。
面側に向けても発光される従来の発光装置では、基板側
から抜ける光を光取出し面側の発光分として有効に回収
できないという問題がある。
【００１２】本発明において解決すべき課題は、たとえ
ば窒化ガリウム系化合物を透明のサファイア基板に積層
する発光素子において基板から放出される光を光取出し
面側方向への発光分として有効に回収できるようにして
全体の発光効率を向上させることにある。
ば窒化ガリウム系化合物を透明のサファイア基板に積層
する発光素子において基板から放出される光を光取出し
面側方向への発光分として有効に回収できるようにして
全体の発光効率を向上させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明の結晶基
板の上にｐ−ｎ接合の半導体層を積層するとともに結晶
基板と対向する一面にｐ側電極及びｎ側電極をそれぞれ
備えた発光素子と、この発光素子を搭載して電気的に導
通させる搭載導通部材とを備え、ｐ側電極を設けた面を
主光取出し面とした半導体発光装置であって、搭載導通
部材に形成されて発光素子を搭載するマウントに、主光
取出し面以外のほかの光取出し面からの光を、発光素子
と干渉しない光路であって主光取出し面からの発光方向
とほぼ同じ向きに反射させる反射面構造を備えてなるこ
とを特徴とする。
板の上にｐ−ｎ接合の半導体層を積層するとともに結晶
基板と対向する一面にｐ側電極及びｎ側電極をそれぞれ
備えた発光素子と、この発光素子を搭載して電気的に導
通させる搭載導通部材とを備え、ｐ側電極を設けた面を
主光取出し面とした半導体発光装置であって、搭載導通
部材に形成されて発光素子を搭載するマウントに、主光
取出し面以外のほかの光取出し面からの光を、発光素子
と干渉しない光路であって主光取出し面からの発光方向
とほぼ同じ向きに反射させる反射面構造を備えてなるこ
とを特徴とする。
【００１４】このような構成であれば、発光輝度が最大
の主光取出し面以外の面からマウント側に放出される光
は、このマウントに設けた反射面構造によって発光素子
の中に再入射しないまま主光取出し面側からの発光方向
に反射させることができ、全体光量の減衰の少ない発光
が得られる。
の主光取出し面以外の面からマウント側に放出される光
は、このマウントに設けた反射面構造によって発光素子
の中に再入射しないまま主光取出し面側からの発光方向
に反射させることができ、全体光量の減衰の少ない発光
が得られる。
【００１５】なお、本発明においては、発光素子を搭載
して電気的に導通させる搭載導通部材は、発明の実施の
形態の項で示すようにリードフレームであり、この他に
もプリント基板またはプリント基板の上方に別体として
配置する各種の成型品とすることもできる。
して電気的に導通させる搭載導通部材は、発明の実施の
形態の項で示すようにリードフレームであり、この他に
もプリント基板またはプリント基板の上方に別体として
配置する各種の成型品とすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、透明の
結晶基板の上にｐ−ｎ接合の半導体層を積層するととも
に結晶基板と対向する一面にｐ側電極及びｎ側電極をそ
れぞれ備えた発光素子と、この発光素子を搭載して電気
的に導通させる搭載導通部材とを備え、ｐ側電極を設け
た面を主光取出し面とした半導体発光装置であって、搭
載導通部材に形成されて発光素子を搭載するマウント
に、主光取出し面以外のほかの光取出し面からの光を、
発光素子と干渉しない光路であって主光取出し面からの
発光方向とほぼ同じ向きに反射させる反射面構造を備え
てなるものであり、主光取出し面以外の面たとえば結晶
基板からマウント側に放出される光を、このマウントに
設けた反射面構造によって発光素子の中に再入射しない
まま主光取出し面側からの発光方向とほぼ同じ向きに反
射させるという作用を有する。
結晶基板の上にｐ−ｎ接合の半導体層を積層するととも
に結晶基板と対向する一面にｐ側電極及びｎ側電極をそ
れぞれ備えた発光素子と、この発光素子を搭載して電気
的に導通させる搭載導通部材とを備え、ｐ側電極を設け
た面を主光取出し面とした半導体発光装置であって、搭
載導通部材に形成されて発光素子を搭載するマウント
に、主光取出し面以外のほかの光取出し面からの光を、
発光素子と干渉しない光路であって主光取出し面からの
発光方向とほぼ同じ向きに反射させる反射面構造を備え
てなるものであり、主光取出し面以外の面たとえば結晶
基板からマウント側に放出される光を、このマウントに
設けた反射面構造によって発光素子の中に再入射しない
まま主光取出し面側からの発光方向とほぼ同じ向きに反
射させるという作用を有する。
【００１７】請求項２に記載の発明は、マウントは、発
光素子の少なくとも結晶基板の全体が埋没するすり鉢状
として発光素子の底面の少なくとも一部に係合してこれ
を搭載可能な支持構造を持ち、更にその内周面には、発
光素子の主光取出し面以外のほかの光取出し面からの光
を主光取出し面からの発光方向とほぼ同一方向に反射さ
せる反射面を形成してなるものであり、マウントの内周
面を光の反射面として利用して反射光の光路が発光素子
と干渉しないように反射させるという作用を有する。
光素子の少なくとも結晶基板の全体が埋没するすり鉢状
として発光素子の底面の少なくとも一部に係合してこれ
を搭載可能な支持構造を持ち、更にその内周面には、発
光素子の主光取出し面以外のほかの光取出し面からの光
を主光取出し面からの発光方向とほぼ同一方向に反射さ
せる反射面を形成してなるものであり、マウントの内周
面を光の反射面として利用して反射光の光路が発光素子
と干渉しないように反射させるという作用を有する。
【００１８】請求項３に記載の発明は、マウントは、発
光素子の結晶基板の真下に対峙する位置に、結晶基板か
らマウント底部に向かう光をマウントの内周の反射面方
向に向けて反射する円錐台状または角錐台状の反射ブロ
ックを備えてなるものであり、結晶基板から下に漏れた
光を発光素子側を迂回してマウントの内周面から直角プ
リズムのようにして主光取出し面からの発光方向とほぼ
同じ向きに反射させるという作用を有する。
光素子の結晶基板の真下に対峙する位置に、結晶基板か
らマウント底部に向かう光をマウントの内周の反射面方
向に向けて反射する円錐台状または角錐台状の反射ブロ
ックを備えてなるものであり、結晶基板から下に漏れた
光を発光素子側を迂回してマウントの内周面から直角プ
リズムのようにして主光取出し面からの発光方向とほぼ
同じ向きに反射させるという作用を有する。
【００１９】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態におけるＧａＡｓやＧａＡｌＡｓ等によって形成され
るＬＥＤチップを発光素子として備えるＬＥＤランプの
要部の縦断面図、図２は図１の平面図、及び図３は図１
のＡ−Ａ線矢視による縦断面図、図４はマウントへの発
光素子の組込み及び反射光の光路を示す要部の拡大断面
図である。
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態におけるＧａＡｓやＧａＡｌＡｓ等によって形成され
るＬＥＤチップを発光素子として備えるＬＥＤランプの
要部の縦断面図、図２は図１の平面図、及び図３は図１
のＡ−Ａ線矢視による縦断面図、図４はマウントへの発
光素子の組込み及び反射光の光路を示す要部の拡大断面
図である。
【００２０】図において、その上端部がエポキシ樹脂に
よって封止される一対のリードフレーム１，２を本実施
の形態における発光素子の搭載導通部材として備え、一
方のリードフレーム１の上端には発光素子４を搭載する
ためのマウント３をほぼすり鉢状に凹ませて形成すると
ともにその内周面の全体を鏡面状としている。発光素子
４は、従来例で述べたものと同様に、下端側に透明のサ
ファイアを用いた結晶基板４ａを設けるとともに上端側
にｐ側電極４ｂ及びｎ側電極４ｃを形成し、これらのそ
れぞれをワイヤ５ａ，５ｂによってリードフレーム１，
２にワイヤボンディングしている。
よって封止される一対のリードフレーム１，２を本実施
の形態における発光素子の搭載導通部材として備え、一
方のリードフレーム１の上端には発光素子４を搭載する
ためのマウント３をほぼすり鉢状に凹ませて形成すると
ともにその内周面の全体を鏡面状としている。発光素子
４は、従来例で述べたものと同様に、下端側に透明のサ
ファイアを用いた結晶基板４ａを設けるとともに上端側
にｐ側電極４ｂ及びｎ側電極４ｃを形成し、これらのそ
れぞれをワイヤ５ａ，５ｂによってリードフレーム１，
２にワイヤボンディングしている。
【００２１】発光素子４は、従来の窒化ガリウム系化合
物の半導体積層膜を形成したものと同様に、その上面で
あってｐ側電極４ｂを含む面を主光取出し面とするとと
もに、発光層の下側に位置している結晶基板４ａからも
その側方及び下方に向けて発光する。そして、従来例で
は、このような結晶基板４ａからの発光に対しては、マ
ウント３から反射を利用するものの、結晶基板４ａから
上端の主光取出し面までを通過させて反射光として回収
するというものであった。これに対し、本発明では、結
晶基板４ａからの発光を結晶基板４ａから発光素子４側
に戻さずに、マウント３から直に反射させるようなマウ
ント３の構成とした。
物の半導体積層膜を形成したものと同様に、その上面で
あってｐ側電極４ｂを含む面を主光取出し面とするとと
もに、発光層の下側に位置している結晶基板４ａからも
その側方及び下方に向けて発光する。そして、従来例で
は、このような結晶基板４ａからの発光に対しては、マ
ウント３から反射を利用するものの、結晶基板４ａから
上端の主光取出し面までを通過させて反射光として回収
するというものであった。これに対し、本発明では、結
晶基板４ａからの発光を結晶基板４ａから発光素子４側
に戻さずに、マウント３から直に反射させるようなマウ
ント３の構成とした。
【００２２】すなわち、マウント３は図２に示すよう
に、平面形状がほぼ正方形の発光素子４に対してこれを
偏心させて配置するようなすり鉢状に形成され、発光素
子４の偏心方向と逆側の向きを４０°程度の勾配の緩傾
斜面３ａとし、これを除く３方を６０°程度の勾配の常
用反射面３ｂとしている。緩傾斜面３ａとこれに対向す
る位置の常用反射面３ｂのそれぞれには、発光素子４を
載せるための平面形状をほぼ台形状とした保持座３ｃを
形成し、この保持座３ｃの下方には下に凹ませて発光素
子４の底面との間に隙間を持たせるためのキャビティ３
ｄを設ける。このキャビティ３ｄの底はすり鉢状のマウ
ント３の底面に一致するとともに、保持座３ｃどうしの
間には、図１に示すように２等辺の台形状の縦断面形状
とした反射ブロック３ｅが形成され、このブロック３ｅ
の２面を発光素子４から下に向かう光の受光反射面３
ｆ，３ｇとしている。ブロック３ｅは図示のような台形
状の反射面を形成できるものであればよく、外郭が円錐
台や角錐台のものであればいずれでもよい。
に、平面形状がほぼ正方形の発光素子４に対してこれを
偏心させて配置するようなすり鉢状に形成され、発光素
子４の偏心方向と逆側の向きを４０°程度の勾配の緩傾
斜面３ａとし、これを除く３方を６０°程度の勾配の常
用反射面３ｂとしている。緩傾斜面３ａとこれに対向す
る位置の常用反射面３ｂのそれぞれには、発光素子４を
載せるための平面形状をほぼ台形状とした保持座３ｃを
形成し、この保持座３ｃの下方には下に凹ませて発光素
子４の底面との間に隙間を持たせるためのキャビティ３
ｄを設ける。このキャビティ３ｄの底はすり鉢状のマウ
ント３の底面に一致するとともに、保持座３ｃどうしの
間には、図１に示すように２等辺の台形状の縦断面形状
とした反射ブロック３ｅが形成され、このブロック３ｅ
の２面を発光素子４から下に向かう光の受光反射面３
ｆ，３ｇとしている。ブロック３ｅは図示のような台形
状の反射面を形成できるものであればよく、外郭が円錐
台や角錐台のものであればいずれでもよい。
【００２３】なお、図示の例では、マウント３の内部を
緩傾斜面３ａと常用反射面３ｂのそれぞれ勾配が異なる
傾斜面として形成しているが、４方の全てを同じ勾配の
常用反射面３ｂとしてもよいことは無論である。このよ
うに緩傾斜面３ａを設けるのは、たとえば図３において
リードフレーム１を反時計方向に９０°回転させたもの
として屋外等の高い位置に表示パネルに組み込むとき、
３方の常用反射面３ｂからの発光を下向きにして見えや
すいようにすることを一つの目的としたものである。
緩傾斜面３ａと常用反射面３ｂのそれぞれ勾配が異なる
傾斜面として形成しているが、４方の全てを同じ勾配の
常用反射面３ｂとしてもよいことは無論である。このよ
うに緩傾斜面３ａを設けるのは、たとえば図３において
リードフレーム１を反時計方向に９０°回転させたもの
として屋外等の高い位置に表示パネルに組み込むとき、
３方の常用反射面３ｂからの発光を下向きにして見えや
すいようにすることを一つの目的としたものである。
【００２４】発光素子４は図１に示すように、保持座３
ｃの上に両辺部分を載せるとともに透明のペースト６に
よってこの保持座３ｃに接着される。
ｃの上に両辺部分を載せるとともに透明のペースト６に
よってこの保持座３ｃに接着される。
【００２５】以上の構成において、発光素子４へ通電さ
れるときにはｐ−ｎ接合域の発光層からの光は、先にも
述べたようにｐ型層の上面の主光取出し面から放出され
ると同時に透明のサファイアを利用した結晶基板４ａか
ら下方向及び側方へも漏れ出る。
れるときにはｐ−ｎ接合域の発光層からの光は、先にも
述べたようにｐ型層の上面の主光取出し面から放出され
ると同時に透明のサファイアを利用した結晶基板４ａか
ら下方向及び側方へも漏れ出る。
【００２６】発光素子４から側方への発光は、透明のペ
ースト６を抜けてマウント３の緩傾斜面３ａ及び常用反
射面３ｂ方向に進み、これらの緩傾斜面３ａ及び常用傾
斜面３ｂによって発光素子４の主光取出し面からの発光
方向とほぼ同じ向きに反射される。
ースト６を抜けてマウント３の緩傾斜面３ａ及び常用反
射面３ｂ方向に進み、これらの緩傾斜面３ａ及び常用傾
斜面３ｂによって発光素子４の主光取出し面からの発光
方向とほぼ同じ向きに反射される。
【００２７】また、結晶基板４ａから下に向かう光は、
発光素子４の真下に位置している反射ブロック３ｅの受
光反射面３ｆ，３ｇに達して反射された後、これらに対
向している一対の常用反射面３ｂ方向に光路を変える。
そして、側方からの光と同様に、この常用反射面３ｂで
反射されて発光素子４の主光取出し面からの発光方向と
ほぼ同じ方向に進む。
発光素子４の真下に位置している反射ブロック３ｅの受
光反射面３ｆ，３ｇに達して反射された後、これらに対
向している一対の常用反射面３ｂ方向に光路を変える。
そして、側方からの光と同様に、この常用反射面３ｂで
反射されて発光素子４の主光取出し面からの発光方向と
ほぼ同じ方向に進む。
【００２８】このように、発光素子４の結晶基板４ａか
ら側方及び下方に漏れる光は、結晶基板４ａを光路中に
含まないままで、マウント３の緩傾斜面３ａ及び常用反
射面３ｂから全て反射される。したがって、従来例で示
したように、結晶基板４ａから漏れ出た光を反射させた
後にこの結晶基板４ａに入射させた後に主光取出し面か
ら発光させる場合では、光の透過率等の関係によって最
終的に発光される光量が減衰してしまうのに対し、緩傾
斜面３ａ及び常用反射面３ｂからの直接的な反射光が得
られる。これにより、主光取出し面からの発光に加え
て、透明の結晶基板４ａから放たれる光を加えることが
でき、発光効率を大幅に向上させることができる。
ら側方及び下方に漏れる光は、結晶基板４ａを光路中に
含まないままで、マウント３の緩傾斜面３ａ及び常用反
射面３ｂから全て反射される。したがって、従来例で示
したように、結晶基板４ａから漏れ出た光を反射させた
後にこの結晶基板４ａに入射させた後に主光取出し面か
ら発光させる場合では、光の透過率等の関係によって最
終的に発光される光量が減衰してしまうのに対し、緩傾
斜面３ａ及び常用反射面３ｂからの直接的な反射光が得
られる。これにより、主光取出し面からの発光に加え
て、透明の結晶基板４ａから放たれる光を加えることが
でき、発光効率を大幅に向上させることができる。
【００２９】図５の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ別の例
を示す要部の概略図である。同図の（ａ）はマウント３
の底部に発光素子４の底部を受けてこれを搭載可能な程
度の上端面を持つ台形状断面の反射ブロック３ｅだけを
設け、この反射ブロック３ｅに発光素子４の結晶基板４
ａを載せて透明のペースト６によって接着したものであ
る。
を示す要部の概略図である。同図の（ａ）はマウント３
の底部に発光素子４の底部を受けてこれを搭載可能な程
度の上端面を持つ台形状断面の反射ブロック３ｅだけを
設け、この反射ブロック３ｅに発光素子４の結晶基板４
ａを載せて透明のペースト６によって接着したものであ
る。
【００３０】この例においても、発光素子４の結晶基板
４ａから漏れ出る光はマウント３に形成された緩傾斜面
３ａ及び常用反射面３ｂから反射されて主光取出し面か
らの発光に加わる。また、結晶基板４ａの底面から漏れ
出る光は、ペースト６が透明であることからこれを抜け
て反射ブロック３ｅの受光反射面３ｆ，３ｇに達するの
で、同様に常用反射面３ｂから反射され、主光取出し面
からの光と合流して発光される。
４ａから漏れ出る光はマウント３に形成された緩傾斜面
３ａ及び常用反射面３ｂから反射されて主光取出し面か
らの発光に加わる。また、結晶基板４ａの底面から漏れ
出る光は、ペースト６が透明であることからこれを抜け
て反射ブロック３ｅの受光反射面３ｆ，３ｇに達するの
で、同様に常用反射面３ｂから反射され、主光取出し面
からの光と合流して発光される。
【００３１】また、同図の（ｂ）は、反射ブロック３ｅ
に透明ガラス７を被せてその上面に発光素子４の基板４
ａを搭載して透明接着剤等によって一体に接合したもの
である。
に透明ガラス７を被せてその上面に発光素子４の基板４
ａを搭載して透明接着剤等によって一体に接合したもの
である。
【００３２】この例においても、結晶基板４ａの底面か
ら漏れ出る光は、透明ガラス７を抜けて反射ブロック３
ｅの受光反射面３ｆ，３ｇに達するので、同様に常用反
射面３ｂから反射され、主光取出し面からの光と合流し
て発光される。
ら漏れ出る光は、透明ガラス７を抜けて反射ブロック３
ｅの受光反射面３ｆ，３ｇに達するので、同様に常用反
射面３ｂから反射され、主光取出し面からの光と合流し
て発光される。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明では、結晶基板からマウ
ント側に放出される光を、このマウントに設けた反射面
構造によって発光素子の中に再入射しないまま主光取出
し面側からの発光方向に反射させることができるので、
発光素子への再入射後に主光取出し面から回収する従来
構造に比べると、全体光量の減衰が抑えられ、発光効率
が格段に向上する。
ント側に放出される光を、このマウントに設けた反射面
構造によって発光素子の中に再入射しないまま主光取出
し面側からの発光方向に反射させることができるので、
発光素子への再入射後に主光取出し面から回収する従来
構造に比べると、全体光量の減衰が抑えられ、発光効率
が格段に向上する。
【００３４】請求項２の発明では、マウントの内周面を
光の反射面として利用して反射光の光路が発光素子と干
渉しないように反射させるので、結晶基板からの光を主
光取出し面から同じ向きの反射方向となるようにマウン
トの形状を設計するだけでよく、複雑な反射面構造を必
要とせず、アセンブリーも簡単になる。
光の反射面として利用して反射光の光路が発光素子と干
渉しないように反射させるので、結晶基板からの光を主
光取出し面から同じ向きの反射方向となるようにマウン
トの形状を設計するだけでよく、複雑な反射面構造を必
要とせず、アセンブリーも簡単になる。
【００３５】請求項３の発明では、結晶基板から下に漏
れた光は反射ブロックとマウントの内周面の反射面との
２回の反射だけで主光取出し面からの発光方向に反射さ
せるので、結晶基板から下に向かう光を効率よく回収す
ることができ、発光効率が更に向上する。
れた光は反射ブロックとマウントの内周面の反射面との
２回の反射だけで主光取出し面からの発光方向に反射さ
せるので、結晶基板から下に向かう光を効率よく回収す
ることができ、発光効率が更に向上する。
【図１】本発明の一実施の形態による窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子を用いた発光装置の要部を示す縦断
面図
合物半導体発光素子を用いた発光装置の要部を示す縦断
面図
【図２】図１の平面図
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図
【図４】マウントへの発光素子の組込み及び反射光の光
路を示す要部の拡大縦断面図
路を示す要部の拡大縦断面図
【図５】マウントの反射ブロックの上に発光素子を搭載
して組み込む例であって、（ａ）は透明のペーストによ
って発光素子を接合した要部の縦断面図（ｂ）は透明ガ
ラスの上に発光素子を搭載した要部の縦断面図
して組み込む例であって、（ａ）は透明のペーストによ
って発光素子を接合した要部の縦断面図（ｂ）は透明ガ
ラスの上に発光素子を搭載した要部の縦断面図
【図６】従来のＬＥＤランプを示す概略図
１ リードフレーム ２ リードフレーム ３ マウント ３ａ 緩傾斜面 ３ｂ 常用反射面 ３ｃ 保持座 ３ｄ キャビティ ３ｅ 反射ブロック ３ｆ，３ｇ 受光反射面 ４ 発光素子 ４ａ 結晶基板 ４ｂ ｐ側電極 ４ｃ ｎ側電極 ５ａ，５ｂ ワイヤ ６ ペースト ７ 透明ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 浩 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 透明の結晶基板の上にｐ−ｎ接合の半導
体層を積層するとともに結晶基板と対向する一面にｐ側
電極及びｎ側電極をそれぞれ備えた発光素子と、この発
光素子を搭載して電気的に導通させる搭載導通部材とを
備え、ｐ側電極を設けた面を主光取出し面とした半導体
発光装置であって、搭載導通部材に形成されて発光素子
を搭載するマウントに、主光取出し面以外のほかの光取
出し面からの光を、発光素子と干渉しない光路であって
主光取出し面からの発光方向とほぼ同じ向きに反射させ
る反射面構造を備えてなる半導体発光装置。 - 【請求項２】 マウントは、発光素子の少なくとも結晶
基板の全体が埋没するすり鉢状として発光素子の底面の
少なくとも一部に係合してこれを搭載可能な支持構造を
持ち、更にその内周面には、発光素子の主光取出し面以
外のほかの光取出し面からの光を主光取出し面からの発
光方向とほぼ同一方向に反射させる反射面を形成してな
る請求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 マウントは、発光素子の結晶基板の真下
に対峙する位置に、結晶基板からマウント底部に向かう
光をマウントの内周の反射面方向に向けて反射する円錐
台状または角錐台状の反射ブロックを備えてなる請求項
２記載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26957697A JPH11112028A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26957697A JPH11112028A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11112028A true JPH11112028A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17474296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26957697A Pending JPH11112028A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11112028A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1231650A2 (de) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Reflektorbehaftetes Halbleiterbauelement |
| JP2005159263A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-06-16 | Kyocera Corp | 発光装置および照明装置 |
| JP2005244147A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-09-08 | Kyocera Corp | 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置 |
| JP2005310912A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Kyocera Corp | 発光素子収納用パッケージおよび発光装置ならびに照明装置 |
| US7138662B2 (en) | 2002-09-18 | 2006-11-21 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting device |
| JP2007510297A (ja) * | 2003-11-07 | 2007-04-19 | トリドニック オプトエレクトロニクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 放熱板を有する発光ダイオードの構成 |
| JP2007288067A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード |
| WO2011125346A1 (ja) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | シャープ株式会社 | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2012044132A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Invenlux Corp | 光学密度の高い材料によるコーティング基板を有する発光器具 |
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| JP2014120514A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Sharp Corp | 半導体発光装置 |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP26957697A patent/JPH11112028A/ja active Pending
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| EP1231650A3 (de) * | 2001-02-07 | 2006-05-24 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Reflektorbehaftetes Halbleiterbauelement |
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| JP4614679B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2011-01-19 | 京セラ株式会社 | 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置 |
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