(57)【要約】  本発明の半導体発光装置（１）は、凹部を有する樹脂からなるパッケージと、凹部の底面に露出したリードフレーム（１１）と、凹部内のリードフレーム（１１）に設置された半導体発光素子（１４）と、凹部内の底面を覆うように形成された蛍光体層（１５）と、蛍光体層（１５）および半導体発光素子（１４）の上に形成された樹脂層（１７）とを備え、蛍光体層（１５）は、粒子径に応じて変化する励起蛍光スペクトルを有する半導体微粒子を含み、蛍光体層（１５）は、水溶性または水分散性を有する材料からなる。
2012131792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する樹脂からなるパッケージと、
前記凹部の底面に露出したリードフレームと、
前記凹部内のリードフレームに設置された半導体発光素子と、
前記凹部内の底面を覆うように形成された第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層および前記半導体発光素子の上に形成された第２の樹脂層とを備え、
前記第１の樹脂層は、粒子径に応じて変化する励起蛍光スペクトルを有する半導体微粒子を含み、
前記第１の樹脂層は、水溶性または水分散性を有する材料からなる
半導体発光装置。
【請求項２】
前記凹部の側面と底面とに形成された金属反射膜をさらに備え、
前記第１の樹脂層は前記金属反射膜を覆うように形成されている
請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体微粒子は、２層以上の層構造を有しており、最外層は疎水性層である
請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１の樹脂層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂およびフッ素系樹脂のいずれかである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第２の樹脂層は、可視光線を散乱する光散乱粒子を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記光散乱粒子は、可視光線を反射する白色微粒子であって、当該白色微粒子の粒子径が１００ｎｍ以上である
請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記光散乱粒子は、粒子径が１００ｎｍ以上であって、前記半導体発光素子が放射する光の一部を吸収し、前記半導体微粒子が吸収する波長を含む発光スペクトルを与える蛍光体微粒子である
請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光素子は青色の光を放射し、
前記半導体微粒子は赤色蛍光を有し、
前記光散乱粒子は緑色蛍光を有する希土類蛍光体である
請求項７に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に蛍光体層に量子ドット蛍光体を用いた半導体発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明用または液晶ディスプレイバックライト用などの光源として高輝度白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられており、光源の高効率化および高演色性化の取り組みが行われている。白色ＬＥＤは、例えば、青色光を放出する半導体発光素子と、緑色蛍光体、黄色蛍光体または赤色蛍光体とを適宜組み合わせることで実現している。蛍光体の種類は、無機蛍光体、有機蛍光体、あるいは、半導体から構成される量子ドット蛍光体がある。無機蛍光体を用いた白色ＬＥＤの例として、特許文献１のようなものがある。【０００３】
図１３は、特許文献１に開示された従来の半導体発光装置を示す断面図である。【０００４】
図１３に示すように、従来の半導体発光装置１００は、紫外光、青色光あるいは緑色光を放出する半導体発光素子１０１が、電気端子１０２、１０３が埋め込まれた容器１０８内に配置されたものであり、さらに、半導体発光素子１０１を埋めるように発光物質粒子１０６（無機の発光物質顔料）を含有する材料１０５（注型エポキシ樹脂層）が容器１０８内を覆っている。なお、半導体発光素子１０１の電極は、金ワイヤー１０７によって電気端子１０３と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５００５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ光源は小型で省電力なため、ディスプレイデバイスや照明装置のキーデバイスとして用いられており、高輝度白色ＬＥＤの高効率化および高演色性化の取り組みが行われている。白色ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤと緑色蛍光体や黄色蛍光体との組み合わせが一般的であり、高効率および高演色性の実現には発光特性やエネルギー変換効率の優れた蛍光体が求められている。白色ＬＥＤに用いられる一般的な蛍光体は、希土類イオンを付活剤とした結晶微粒子であり、化学的に安定なものが多い。しかし、これらの蛍光体の光吸収効率は希土類の濃度に比例している一方で、濃度が高すぎると濃度消光によって発光効率の低下が生じるため、８０％以上の高い量子効率を実現するのが困難であった。【０００７】
そこで、バンド端における光吸収や発光を直接利用することで高い量子効率を実現する半導体蛍光微粒子が多数提案されており、特に量子ドット蛍光体と呼ばれる直径が数ｎｍから数十ｎｍの微粒子が、希土類を含まない新しい蛍光体材料として期待されている。量子ドット蛍光体は、量子サイズ効果によって同一材料の微粒子でも粒子径を制御することで可視光線領域において所望の波長帯の蛍光スペクトルを得ることが出来る。また、バンド端による光吸収や蛍光であるため、９０％程度の高い外部量子効率を示すことから、高効率および高演色性を有する白色ＬＥＤを提供することができる。【０００８】
しかし、量子ドット蛍光体は粒子径が小さいため、微粒子の表面を占める原子の割合が多くなることから、化学的安定性の低いものが多く、特に高温環境下での励起蛍光においては、量子ドット蛍光体表面の光酸化反応が進行し、急激な発光効率の低下を引き起こすことが大きな課題であった。【０００９】
また、この量子ドット蛍光体を用いて白色ＬＥＤを形成する場合、量子ドット蛍光体を含む樹脂層を収容する容器が特許文献１記載の容器１０８のような構成では、注型エポキシ樹脂層の熱伝導率が小さいため、ヒートシンクとなるパッケージおよびフレーム樹脂層から離れた領域では、量子ドット蛍光体のストークスロスによる発熱によって樹脂層が高温化し、量子ドット蛍光体の劣化が生じて発光効率が低下するという課題がある。【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、量子ドット蛍光体等の半導体微粒子の温度上昇を抑制し、発光効率の低下を抑えることができる信頼性の高い半導体発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体発光装置は、凹部を有する樹脂からなるパッケージと、凹部の底面に露出したリードフレームと、凹部内のリードフレームに設置された半導体発光素子と、凹部内の底面を覆うように形成された第１の樹脂層と、蛍光体層および半導体発光素子の上に形成された第２の樹脂層とを備え、第１の樹脂層は、粒子径に応じて変化する励起蛍光スペクトルを有する半導体微粒子を含み、第１の樹脂層は、水溶性または水分散性を有する材料からなることを特徴とする。【００１２】
この構成により、半導体微粒子を第１の樹脂層とエマルジョン化させることができ、半導体微粒子を含む第１の樹脂層を高密度および高均一で形成することができる。さらに、露出したリードフレーム上に第１の樹脂層を形成することができるので、第１の樹脂層の放熱性を向上させることができる。これにより、半導体微粒子の温度上昇を抑制して発光効率の低下を抑えることができるので、高効率および高演色性でかつ高信頼性の半導体発光装置を提供できる。【００１３】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、凹部の側面と底面とに形成された金属反射膜をさらに備え、第１の樹脂層は金属反射膜を覆うように形成されていることが好ましい。【００１４】
この構成により、第１の樹脂層の放熱性をさらに向上させることができ、さらに信頼性の高い半導体発光装置を提供できる。【００１５】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、半導体微粒子は、２層以上の層構造を有しており、最外層は疎水性層であることが好ましい。【００１６】
この構成により、半導体微粒子が水溶性樹脂の主鎖骨格に疎水性相互作用により捕捉されやすくなるため、半導体微粒子をさらに高密度で高均一に第１の樹脂層に分散保持させることができる。これにより、光ムラのない高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００１７】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、第１の樹脂層は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂またはフッ素系樹脂のいずれかであることが好ましい。【００１８】
この構成により、第１の樹脂層が耐酸素性および耐湿性を有するので、高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００１９】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、第２の樹脂層は、可視光線を散乱する光散乱粒子を含むように構成してもよい。【００２０】
この構成により、半導体発光素子が放射する光は、第２の樹脂層によって後方にも散乱され、パッケージ内の第１の樹脂層に対してより均一に照射される。これにより、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００２１】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、光散乱粒子は可視光線を反射する白色微粒子であって、当該白色微粒子の粒子径が１００ｎｍ以上であることが好ましい。【００２２】
この構成により、白色微粒子が光を吸収することなく光を散乱することから、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００２３】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、光散乱粒子は、粒子径が１００ｎｍ以上であって、半導体発光素子が放射する光の一部を吸収し、半導体微粒子が吸収する波長を含む発光スペクトルを与える蛍光体微粒子であることが好ましい。【００２４】
この構成により、光散乱粒子が半導体発光素子の光の一部を長波長側に波長変換するので、半導体微粒子のストークスロスが小さくなり温度上昇を抑制することができる。これにより、高い信頼性を有する高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００２５】
さらに、本発明に係る第１の半導体発光装置において、半導体発光素子は青色の光を放射し、半導体微粒子は赤色蛍光を有し、光散乱粒子は緑色蛍光を有する希土類蛍光体であるように構成することができる。【００２６】
この構成により、より演色性の高い白色光を実現することができるとともに、半導体微粒子は希土類蛍光体の緑色蛍光を吸収して赤色光を蛍光発光するため、半導体微粒子のストークスロスが小さくなり、温度上昇を一層抑制することができる。これにより、高い信頼性を有する高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００２７】
また、本発明に係る第２の半導体発光装置は、導電性領域を有するパッケージに実装された半導体発光素子と導電性領域に接して設けられた蛍光体層とを有し、蛍光体層は粒子径に応じて変化する励起蛍光スペクトルを有する半導体微粒子と、当該半導体微粒子を分散保持する透明樹脂とから構成され、当該透明樹脂は水溶性または水分散性の材料であり、半導体微粒子と透明樹脂との混合溶液から生成されることを特徴とする。【００２８】
この構成によれば、半導体微粒子を水溶性樹脂溶剤とエマルジョン化させることで高密度および高均一な蛍光体層の形成が可能と成り、かつヒートシンクとなる導電性領域上に蛍光体層を設けることで、蛍光体層の放熱性が向上する。これにより、高効率および高演色性でかつ高信頼性の半導体発光装置を提供できる。【００２９】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、半導体微粒子は２層以上の層構造を有しており、最外層は疎水性層であることが好ましい。【００３０】
この構成によれば、半導体微粒子が水溶性樹脂の主鎖骨格に疎水性相互作用により捕捉されやすくなるため、高密度で高均一に半導体微粒子を透明樹脂中に分散保持させることができる。これにより、光ムラのない高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００３１】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、蛍光体層は電着工程によって形成されることが好ましい。【００３２】
この構成によれば、イオン性樹脂が溶液中に分散した半導体微粒子を基板上へ電気的に泳動させることができ、高密度で高均一に半導体微粒子を透明樹脂に分散保持させることができる。これにより、光ムラの無い高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００３３】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、半導体微粒子を含有する透明樹脂はアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂またはフッ素系樹脂のいずれかであることが好ましい。【００３４】
この構成であれば、耐酸素性および耐湿性を有する透明樹脂に半導体微粒子を分散含有させることができる。これにより、高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００３５】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、蛍光体層および半導体発光素子の上部に光散乱層が設けられており、光散乱層は可視光線を散乱する光散乱粒子と光散乱粒子を分散保持する透明樹脂とから構成されていることが好ましい。【００３６】
この構成によれば、半導体発光素子が放射する光は、光散乱層によって後方にも散乱され、パッケージ内に設けられた蛍光体層に均一に照射される。これにより、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００３７】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、光散乱層に含有する光散乱微粒子は可視光線を反射する白色微粒子であって、粒子径が１００ｎｍ以上であることが好ましい。【００３８】
この構成によれば、白色微粒子が光を吸収することなく光を散乱することから、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００３９】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、光散乱粒子は粒子径が１００ｎｍ以上であって、半導体発光素子が放射する光の一部を吸収し、蛍光体層に含まれる半導体発光粒子が吸収する波長を含む発光スペクトルを与える蛍光体微粒子であることが好ましい。【００４０】
この構成によれば、散乱微粒子が半導体発光素子の光の一部を長波長側に波長変換するので、半導体微粒子のストークスロスが小さくなり温度上昇を抑制することができる。これにより、高い信頼性を有する高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００４１】
さらに、本発明に係る第２の半導体発光装置において、半導体発光素子は青色を発光し、蛍光体層は赤色蛍光を有する半導体微粒子であり、光散乱粒子は緑色蛍光を有する希土類蛍光体であるように構成することができる。【００４２】
この構成であれば、より演色性の高い白色光を実現することができるとともに、半導体微粒子は希土類蛍光体の緑色蛍光を吸収して赤色発光をするため、半導体微粒子のストークスロスが小さくなり、温度上昇を抑制することができる。これにより、高い信頼性を有する高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。【００４３】
また、本発明に係る第２の半導体発光装置の製造方法は、導電性領域を有するパッケージの内壁に少なくとも半導体発光素子およびワイヤー接続を行う箇所を除いて金属反射膜を形成し、半導体発光素子の電極間の電気的な絶縁を保持した状態で蛍光体層を金属反射膜上に電着工程によって形成し、蛍光体層の上に光散乱層を形成することを特徴とする。【００４４】
この構成によれば、蛍光体層が熱伝導率の良い金属反射膜と大きな面積で接しているため、蛍光体層の温度上昇を抑制することができる。これにより、高い信頼性を有し、高効率で高演色性の半導体発光装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、半導体蛍光微粒子（量子ドット蛍光体）の温度上昇を抑制することができるので、高信頼性、高効率および高演色性を有する半導体発光装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置で用いたエポキシ樹脂の水溶性化過程を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明に係る量子ドット蛍光体が樹脂に捕捉される様子を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置における量子ドット蛍光体の断面概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置における電着工程を説明するための概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法における光反射樹脂層形成工程の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法における蛍光体層形成工程の断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法における半導体発光素子実装工程の断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法におけるワイヤーボンディング工程の断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態４に係る半導体発光装置の製造方法における半導体発光素子実装工程の断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施の形態４に係る半導体発光装置の製造方法における蛍光体層形成工程の断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の実施の形態４に係る半導体発光装置の製造方法における絶縁保護膜除去工程の断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態５の変形例に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態８に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態９に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【図１３】図１３は、従来の半導体発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る半導体発光装置を説明するが、本発明は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、請求項に記載されていない構成要素は、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。なお、各図において、同じ構成要素には同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略又は簡略化する。
【００４８】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置１について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【００４９】
実施の形態１ではパッケージとしてリードフレーム型パッケージを用いた。また、実施の形態１に係る半導体発光装置１は、白色光を放出する白色ＬＥＤ光源である。
【００５０】
本発明の実施の形態１に係る半導体発光装置１は、光反射樹脂層１２、１３からなる凹部を有するパッケージ（容器）と、凹部の底面に露出したリードフレーム１１と、凹部内のリードフレーム１１に設置された半導体発光素子１４と、凹部内の底面を覆うように形成された蛍光体層１５（第１の樹脂層）と、蛍光体層１５および半導体発光素子１４の上に形成された樹脂層１７（第２の樹脂層）とを備える。
【００５１】
本実施の形態における半導体発光素子１４は、ベアチップからなるＬＥＤであり、リードフレーム１１上の所定領域に実装されている。半導体発光素子１４のＰ電極およびＮ電極は、金ワイヤー１６によってリードフレーム１１との電気的接点が取られている。
【００５２】
蛍光体層１５は、パッケージ内において、露出したリードフレーム１１上に形成されている。すなわち、蛍光体層１５は、リードフレーム１１のヒートシンクとなる導電性領域上に接するように形成されている。これにより、蛍光体層１５の放熱性を向上させることができる。なお、蛍光体層１５は、金ワイヤー１６の接点領域および半導体発光素子１４を実装する領域以外に形成されている。
【００５３】
また、本実施の形態における蛍光体層１５は、パッケージの凹部の底面だけではなく、凹部の側面（光反射樹脂層１３の内面）にも形成されており、パッケージの凹部の内面を被膜するように略同一膜厚で形成されている。
【００５４】
なお、本実施の形態において、カップ状のパッケージは、リードフレーム１１と光反射樹脂層１３とによって構成されている。樹脂層１７は、透明樹脂によって構成されており、封止樹脂としてパッケージの内部に充填されている。なお、本実施の形態における樹脂層１７は、透明樹脂のみによって構成されている。
【００５５】
蛍光体層１５は、水溶性または水分散性を有する樹脂材料と量子ドット蛍光体とからなる。具体的に、蛍光体層１５は、酸素バリア性および耐湿性を有する透明樹脂に、量子ドット蛍光体を均一に分散させた構成である。本実施の形態では、蛍光体層１５の透明樹脂としては、エポキシ系樹脂を用いた。エポキシ系樹脂はシリコーン樹脂に比べると酸素透過性が２桁から３桁ほど低い材料であり、アミン化することで水溶性化または水分散性化が容易な樹脂の一つである。また、蛍光体層１５の透明樹脂としてはエポキシ系樹脂以外の樹脂も用いることができる。例えば、フッ素系樹脂やアクリル系樹脂からなる透明樹脂も高い酸素バリア性および高い耐湿性を有している。このように、蛍光体層１５の透明樹脂として、酸素バリア性および耐湿性を有する材料を用いることにより、量子ドット蛍光体の光酸化反応を効果的に抑制することが可能である。また、蛍光体層１５における量子ドット蛍光体としては、粒子径によって異なる励起蛍光スペクトルを有する半導体微粒子を用いることができる。量子ドット蛍光体は粒子径に応じて励起蛍光スペクトルが変化し、粒子径を変えることで量子ドット蛍光体の発光波長を調整することができる。
【００５６】
本発明に係る蛍光体層１５の作製は、量子ドット蛍光体（蛍光体微粒子）を樹脂溶液に分散する分散工程と、樹脂形成工程とからなる。以下工程ごとに説明を行う。
【００５７】
まず、量子ドット蛍光体の分散工程について説明する。上述のように、本発明に係る蛍光体層１５は、水溶性または水分散性の樹脂溶剤から形成されることを特徴としている。水溶性樹脂は水溶液中で樹脂分子骨格の一部がイオン化または電気的極性を有しており、樹脂分子の極性箇所やイオン化領域が水和によって安定化するため水に溶解または分散してエマルジョン化することができる。
【００５８】
図２は、本実施の形態で用いたエポキシ樹脂の水溶性化過程を示す図である。図２に示すように、エポキシ樹脂の末端をアミン化し、酸で中和することでイオン化することができる。本実施の形態では、中和する酸として酢酸を用いた。
【００５９】
図３は、量子ドット蛍光体の樹脂による捕捉を示す図である。図３に示すように、酢酸２５によって中和した樹脂溶液２０に量子ドット蛍光体２１を加えることで、アミン化した陽イオン部２２を有するエポキシ樹脂溶剤分子の主鎖２３が量子ドット蛍光体２４を捕捉する。これにより、量子ドット蛍光体２１を均一に樹脂溶液２０中に分散させることができる。
【００６０】
このとき、蛍光体微粒子の粒径が大きいと、蛍光体微粒子は、樹脂溶剤分子の主鎖に十分に捕捉されずに樹脂溶液２０に沈降したり沈殿したりする。
【００６１】
ここで、市販の希土類蛍光体の粒子径は１μｍ〜１００μｍであり、樹脂溶剤分子の大きさよりもはるかに大きい。従って、１つの希土類蛍光体の微粒子を捕捉するのに多くの樹脂分子が必要となり、分散濃度が低下したり水溶性樹脂中での沈降現象が起こったりして、輝度ムラや発光ムラが発生してしまう。
【００６２】
一方、量子ドット蛍光体の粒子径は１ｎｍ〜２０ｎｍ程度であり水溶性樹脂分子と同等、またはそれ以下のサイズであるため、樹脂溶液中に均一にかつ高濃度で分散させることが可能となる。
【００６３】
本実施の形態で用いた半導体微粒子は、ＩｎＰを核とする直径１ｎｍから１０ｎｍ程度の量子ドット蛍光体であるが、蛍光体の材料としては水に溶解しないものであればよく、ＩｎＰ以外にも公知のカドミウム系量子ドット蛍光体やカルコゲナイド系微粒子であっても良い。
【００６４】
次に、蛍光体層１５の樹脂形成工程について説明する。実施の形態１では樹脂の塗膜工程に噴霧法（スプレー法）を用いた。噴霧法は微粒子を捕捉した樹脂溶剤を霧状のスプレーで被塗物に塗布する方法であり、被塗物の濡れ性が良いものであれば、どんなものにでも樹脂塗膜を形成することが可能である。
【００６５】
リードフレーム型パッケージには樹脂領域と金属領域とがあり、樹脂水溶液の濡れ性を更に高めるために、ＡｒとＨ２の混合ガスやＡｒとＯ２の混合ガスによるプラズマ処理によりパッケージ表面を親水化した。
【００６６】
量子ドット蛍光体を含有した樹脂溶媒をリードフレーム１１上に霧状にして噴きつけて加熱を行うことにより樹脂を硬化させる。
【００６７】
なお、リードフレーム１１の半導体発光素子１４を実装する領域や金ワイヤー１６を接続する領域をレジストで保護しておき、蛍光体をスプレーした後、レジストを除去し、樹脂を熱硬化させることで所望の場所にのみ蛍光体層１５を形成することができる。
【００６８】
また、実施の形態１では半導体発光素子１４や蛍光体層１５がむき出しになることを防ぐために、透明なシリコーン樹脂で構成された樹脂層１７をパッケージ内に充填している。なお、樹脂層１７は、半導体発光素子１４および蛍光体層１５の保護を目的としているが、半導体発光素子１４および蛍光体層１５を保護する構成としては、必ずしも樹脂層１７である必要はない。例えば、樹脂層１７を充填する替わりに透明ガラス板によって封止する構成であってもかまわない。また、本実施の形態ではリードフレーム型パッケージを用いたが、蛍光体層１５を形成する上では、セラミックによって成形されたセラミックパッケージや金属パッケージであっても良い。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態１によれば、蛍光体層１５における量子ドット蛍光体と樹脂材料とをエマルジョン化させることができるので、蛍光体層１５において量子ドット蛍光体を高密度および高均一で分散させることができる。さらに、露出したリードフレーム１１上に蛍光体層１５を形成することができるので、蛍光体層１５の放熱性を向上させることができる。これにより、蛍光体層１５の温度上昇を抑制して発光効率の低下を抑えることができるので、高効率および高演色性、かつ高信頼性の半導体発光装置を提供できる。
【００７０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置について説明する。
【００７１】
量子ドット蛍光体の多くは、発光効率の向上や信頼性向上を目的としたコア−シェル構造と呼ばれる２層または３層構造を有しているが、水溶性樹脂溶剤へ効率良く分散をさせるためには、量子ドットの最外層の化学的特性が重要となる。
【００７２】
図３で示したように、水溶性樹脂や水分散性樹脂は、樹脂骨格の末端がイオン化または極性官能基化しているが、分子骨格はアルキル主鎖のような炭化水素から構成され、ほとんど極性を有していない。これは水との相互作用が小さく疎水性基として振舞うことを意味しており、量子ドット蛍光体が水溶性樹脂の主鎖に捕捉されるためには、量子ドットの最外層は無極性や極性の弱い配位子や層から構成されることが必要となる。この構成によって量子ドット蛍光体は疎水性相互作用により樹脂主鎖に捕捉されやすくなるので、樹脂水溶液中にエマルジョン化して均一に分散することが可能となる。
【００７３】
図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体発光装置における量子ドット蛍光体の断面構成図である。なお、量子ドット蛍光体の構成以外の構成要素については実施の形態１と同様であるので、詳しい説明は省略又は簡略化する。
【００７４】
図４に示すように、実施の形態２で用いた量子ドット蛍光体は、３層構造であり、ＩｎＰからなるコア２９と、コア２９の外側を覆うように形成されたＺｎＳから成るシェル層３０とを有している。また、最外層として、シェル層３０の外側には、オクタン系の炭化水素を配位子として結合させたリガンド層３１が設けられている。このように、最外層に疎水性の強い疎水性層として炭化水素からなるリガンド層３１が設けられていることにより、水溶液中において、効率良く量子ドット蛍光体が樹脂分子の主鎖に捕捉される。その結果、高濃度で高均一に量子ドット蛍光体をエマルジョン化させることが可能となる。これにより、量子ドット蛍光体をさらに高密度で高均一に樹脂溶液中に分散させることができるので、光ムラのない高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。
【００７５】
なお、量子ドット蛍光体はコア直径が小さいため、コア−シェル層−リガンド層の多層構造を有していても約１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であり、量子ドット蛍光体の大きさが樹脂溶液への分散に影響を与えることはない。このため、シェル層３０やリガンド層３１も水によって分解されない材料構成であれば、特に限定されるものではない。リガンド層３１としては、樹脂溶液との疎水性相互作用が大きいものが好ましいため、アルキル主鎖をもつ分子が良い。一方で、樹脂溶液への分散性を高める上では、分子量が小さいほうが好ましい。具体的には、室温で液体として存在することが出来ることが必要であるため、炭素数が１５個以下とすることが好ましい。
【００７６】
また、量子ドット蛍光体は先述の通り、粒子径で蛍光波長が変化する特徴を有する蛍光体である。そのため、半導体発光素子１４が青色光を発する場合、白色蛍光を与える蛍光体層１５（蛍光体フィルム）を作製するためには、赤の蛍光を与える粒子径をもつ量子ドット蛍光体および緑の蛍光を与える粒子径をもつ量子ドット蛍光体の両方を含有する蛍光体層を作製すればよい。
【００７７】
本実施の形態に係るＩｎＰ系量子ドット蛍光体の粒子径は、緑色蛍光体の場合が約５ｎｍ〜８ｎｍ程度であり、赤色蛍光の場合が最も粒子径が大きくなり１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。よって量子ドット蛍光体であれば赤色蛍光体も緑色蛍光体もそれより小さい青色蛍光体においても、粒子サイズの観点から言えば可視光線領域に蛍光を与えるすべての量子ドット蛍光体が樹脂溶液への分散が可能となる。よって、複数の粒子径を有する（蛍光波長の異なる）量子ドット蛍光体を樹脂溶液中に混合することで所望の発光色を得ることができる。
【００７８】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置３について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【００７９】
図５に示すように、実施の形態３に係る半導体発光装置３は、実施の形態１と同様に、リードフレーム１１と光反射樹脂層１２、１３によって構成されている。リードフレーム１１上には半導体発光素子１４が実装されており、半導体発光素子１４のＰ電極およびＮ電極は、リードフレーム１１に対して金ワイヤー１６で電気的接点が取られている。
【００８０】
本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、蛍光体層１５の構成である。本実施の形態における蛍光体層１５は、パッケージの凹部の底部にのみ形成されている。すなわち、蛍光体層１５は、パッケージのヒートシンクとなる導電性領域上において、金ワイヤー１６の接点領域および半導体発光素子１４を実装する領域以外に設けられている。従って、光反射樹脂層１３の内側面には最下部のみに蛍光体層１５形成されており、傾斜面の大部分には蛍光体層１５は形成されていない。なお、リードフレーム１１と光反射樹脂層１３とからなるカップ状のパッケージの内部には、実施の形態１と同様に、透明樹脂からなる樹脂層１７が充填されている。
【００８１】
また、本実施の形態に係る半導体発光装置３は、樹脂溶液から樹脂層（蛍光体層１５）を形成する方法として電着法を用いて製造した。電着法は、樹脂溶液に浸した被塗物に電圧を印加し、量子ドット蛍光体を捕捉したイオン性樹脂溶剤を電気泳動および電気化学反応によって被塗物表面に被膜形成を行う方法である。電着法では、電気化学反応によって被膜を形成するため、均一な膜厚の樹脂層形成が可能であり、被塗物が複雑な表面形状を有していても均一に塗膜ができる。ただし、電気化学反応を原理としているため、導電性被塗物でなければ電着法による樹脂層形成はできない。
【００８２】
本実施の形態において、蛍光体層１５は、カチオン電着法を用いて形成した。図６は、その電着工程の概略図である。
【００８３】
図６に示すように、エポキシ系の樹脂溶液に量子ドット蛍光体４１を分散させたエポキシ系樹脂溶液４０に、カソード電極４２である被塗物であるリードフレームと、対向電極であるアノード電極４３とを浸す。エポキシ系樹脂はアミン化（陽イオン化）しており、リードフレームをカソード電極４２にすることで電着膜がリードフレームの導電性領域上に成膜される。一方、樹脂溶剤が酸系であれば、被塗物はアノードとなりアニオン型電着法となる。これらの方法で得られた樹脂塗膜は、乾燥工程および硬化工程を経て最終形成される。
【００８４】
図７Ａ〜図７Ｄは、実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法における工程断面図の一部を示す図である。
【００８５】
まず、図７Ａに示すように、リードフレーム５０に、光反射樹脂層５１、５２を形成する。次に、リードフレーム５０上における半導体発光素子１４の実装領域および金ワイヤー１６との接点領域に予め絶縁保護するためのレジストを塗布しておき、図６に示す電着工程によって、図７Ｂに示すように、リードフレーム５０の導電性領域上に量子ドット蛍光体を含有した蛍光体層５３を成膜する。このとき、光反射樹脂層５１、５２には蛍光体層５３は電着されない。その後、レジストを除去した後に、乾燥と熱硬化とを行う。
【００８６】
次に、図７Ｃに示すように、リードフレーム５０上の所定領域に半導体発光素子５４を実装し、図７Ｄに示すように、金ワイヤー５５によって半導体発光素子５４の電極とリードフレーム５０の電極端子（不図示）とを電気的に接続（ワイヤーボンディング）する。
【００８７】
以上、本実施の形態に係る半導体発光装置によれば、蛍光体層１５を電着工程によって形成するので、イオン性樹脂が溶液中に分散した量子ドット蛍光体をリードフレーム上へ電気的に泳動させることができ、量子ドット蛍光体を高密度で高均一に透明樹脂に分散保持させることができる。これにより、光ムラの無い高効率および高演色性の半導体発光装置を提供できる。
【００８８】
なお、実施の形態１および３は、半導体発光素子を実装してワイヤーを接続した後に電着浴にて蛍光体層を形成することもできる。ただし、Ｐ電極側とＮ電極側とに電位差が発生した状態で電着浴に浸した場合、電極間同士の電位差によって電気化学反応が起こり、電極物質のマイグレーションや溶解が発生する。よって、導電性領域はすべて同電位となるように半導体発光素子のＰ側（Ｐ電極）とＮ側（Ｎ電極）とを短絡させることが好ましい。
【００８９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る半導体発光装置４について説明する。本実施の形態に係る半導体発光装置４の構成は、実施の形態１、３に係る半導体発光装置と同様であるので、具体的な構成の説明は省略する。
【００９０】
リードフレーム型パッケージは半導体発光素子を実装する際に半田のリフロー工程などで高温にさらされるため、量子ドット蛍光体を分散保持する樹脂層が熱によって劣化して変色や剥がれなどの不具合が生じる場合がある。このため、実施の形態１および３に係る半導体発光装置の構造において、樹脂層（蛍光体層１５）の形成は、半導体発光素子１４の実装後に行うことが好ましい。
【００９１】
そこで、実施の形態４では、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、あらかじめ半導体発光素子５４を耐熱性レジストなどの絶縁保護膜５６によって被覆した状態で、リードフレーム５０上に実装して電着工程で量子ドット蛍光体を含有した樹脂層（蛍光体層５３）を成膜している。以下、具体的に説明する。
【００９２】
まず、半導体発光素子５４をチップに分離する前のウェハに対して絶縁保護膜５６としてのレジストをスピンコートで塗布する。本実施の形態では、半導体発光素子５４の上部電極上に絶縁保護膜５６を形成した。その後、ダイシングによってチップ分離を行った後、図８Ａに示すように、光反射樹脂層５１、５２が形成されたリードフレーム５０に、絶縁保護膜５６が形成された半導体発光素子５４を実装する。
【００９３】
次に、上述同様の電着法を用いて、図８Ａに示す状態のリードフレーム５０を電着浴に浸すことにより、図８Ｂに示すように、リードフレーム５０の導電性領域上に量子ドット蛍光体を含有した蛍光体層５３を形成することができる。このとき、半導体発光素子５４の上部電極は絶縁保護膜５６によって絶縁されているため、蛍光体層５３が電着されることはない。
【００９４】
その後、図８Ｃに示すように、絶縁保護膜５６（レジスト）を除去することにより、半導体発光素子５４の上部のみが蛍光体層５３によって電着形成されない構造の半導体発光装置４を実現することができる。
【００９５】
この構成であれば、量子ドット蛍光体を含む蛍光体層を、パッケージ上のみに形成し、高温になる半導体発光素子とは接しないように形成することができる。これにより、高信頼性で高演色性の半導体発光装置を提供できる。なお、本実施の形態における製造方法では、図５に示す実施の形態３に係る半導体発光装置３と同様の構成の半導体発光装置を製造することができる。
【００９６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る半導体発光装置５について、図９を用いて説明する。
【００９７】
実施の形態５では、発光ムラを抑制するため、実施の形態１から３で形成した量子ドット蛍光体を分散した蛍光体層の上部に、蛍光体層に対する均一な光照射を目的とした光散乱層を設けた。図９に、本発明の実施の形態５に係る半導体発光装置の断面概略図を示す。
【００９８】
図９に示すように、実施の形態５に係る半導体発光装置５は、図１に示す実施の形態１に係る半導体発光装置１における樹脂層１７の中に、可視光線を散乱する光散乱粒子１８を分散させた構造である。本実施の形態では、光散乱粒子１８として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる可視光線を反射する白色微粒子を用いた。本実施の形態における構造は、例えば、予めＴｉＯ２微粒子などの光散乱粒子１８をシリコーン樹脂などの透明樹脂に混合しておき、蛍光体層１５をスプレー塗布した後に、当該透明樹脂をパッケージ内に注入することにより作製することができる。
【００９９】
また、蛍光体層１５を電着法によって形成した場合の半導体発光装置５Ａの構成を図１０に示す。図１０は、本発明の実施の形態５の変形例に係る半導体発光装置の断面概略図である。電着法においても、噴霧法と同様に蛍光体層１５を形成した後にＴｉＯ２微粒子などの光散乱粒子１８を含有するシリコーン樹脂をパッケージ内に注入することによって作製することができる。なお、シリコーン樹脂の熱硬化温度が１５０℃程度であるため、蛍光体層１５を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂やフッ素系樹脂といった耐熱性の高い樹脂を用いることが好ましい。
【０１００】
このように、本実施の形態に係る半導体発光装置によれば、樹脂層１７に光散乱粒子１８が分散されているので、半導体発光素子１４から放出される光は樹脂層１７によって散乱されて蛍光体層１５に対してより均一に照射されることになる。これにより、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、樹脂層１７としてシリコーン樹脂を用いているが、樹脂層１７を構成する樹脂は、透明であり、蛍光体層１５を形成する樹脂の溶融温度または分解温度よりも低い温度で硬化する樹脂であれば、特に限定は無い。
【０１０２】
また、本実施の形態では、光散乱粒子１８としてＴｉＯ２微粒子を用いたが、白色微粒子であれば他の材料からなる微粒子を用いてもよい。例えば、鉛白と呼ばれる鉛の塩基性炭酸塩（２ＰｂＣＯ３・Ｐｂ（ＯＨ）２）、亜鉛華とよばれるＺｎＯ、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、または硫酸カルシウム水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）などを光散乱粒子１８として用いることができる。
【０１０３】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６に係る半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光装置の構成は、例えば、図９または図１０に示す実施の形態５と同様の構成とすることができる。
【０１０４】
実施の形態５において、光散乱粒子１８は、半導体発光素子１４の発光波長および量子ドット蛍光体の蛍光波長を吸収しない材料であることが前提となる。さらに効率良く半導体発光素子１４からの光を反射するためには、光散乱粒子１８の粒子径は半導体発光素子１４が発する光の波長程度の大きさであることが望ましい。
【０１０５】
光散乱粒子１８の構成材料は、半導体発光素子１４が発する光に対して透明であるが、微粒子のサイズ（粒子径）が半導体発光素子１４の波長程度になるとミー散乱と呼ばれる光の散乱現象が生じるため、透明な材料からなる微粒子であっても白色の散乱がなされる。
【０１０６】
しかし、微粒子が更に小さくなると、レイリー散乱と呼ばれる光散乱に支配されるようになり、散乱強度は粒子径の６乗に比例するため、粒子が小さすぎると再び微粒子は半導体発光素子１４の光に対して透明となる。
【０１０７】
このため、効率良く光を散乱させるためには、光散乱粒子１８の粒子径は、半導体発光素子１４が発する光の波長の４分の１程度から１波長程度の大きさが必要である。従って、白色ＬＥＤの可視光線領域は４００ｎｍ〜７００ｎｍであり、光散乱粒子１８としては、最も短波長の青色の光を強く反射させる必要があることから、光散乱粒子１８の粒子径は約１００ｎｍ以上とすることが好ましい。
【０１０８】
このように、本実施の形態に係る半導体発光装置によれば、光散乱粒子１８が可視光線を反射する白色微粒子であって、当該白色微粒子の粒子径が１００ｎｍ以上であるので、白色微粒子は、光を吸収することなく光を散乱することになる。これにより、光ムラの無い高効率で高演色性の半導体発光装置を提供できる。
【０１０９】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７に係る半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光装置の構成は、例えば、図９または図１０に示す実施の形態５と同様の構成とすることができる。
【０１１０】
図９または図１０に示す実施の形態５に係る半導体発光装置おいて、樹脂層１７の光散乱粒子１８は、半導体発光素子１４からの光を吸収し、量子ドット蛍光体の励起光を蛍光として放射する希土類蛍光体からなる光散乱蛍光体でも良い。すなわち、光散乱粒子１８は、半導体発光素子１４が放射する光の一部を吸収し、量子ドット蛍光体が吸収する波長を含む発光スペクトルを与える蛍光体であってもよい。また、本実施の形態においても、蛍光体からなる光散乱粒子１８の粒子径は１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１１１】
実施の形態７では、光散乱粒子１８である光散乱蛍光体として、希土類蛍光体であるＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体を用いている。また、蛍光体層１５の樹脂層には、赤色蛍光を与える赤色量子ドット蛍光体を含有させた。
【０１１２】
このように、本実施の形態に係る半導体発光装置の構成によれば、青色光を発する半導体発光素子１４によって発光した青色光の一部は、樹脂層１７のＹＡＧ蛍光体が吸収し、黄緑色の蛍光を与える。また、赤色量子ドット蛍光体が、その黄緑色発光の一部を吸収し、赤色蛍光を与える。これにより、高い演色性を実現することができる。
【０１１３】
なお、光散乱粒子１８はＹＡＧ蛍光体に限る必要はなく、半導体発光素子１４の青色光を吸収し波長変換できる蛍光体であれば良い。ＹＡＧ蛍光体の蛍光スペクトルは、視感度がほとんど無い７００ｎｍ以上の長波長領域に及んでおり、赤色量子ドット蛍光体との組み合わせにより演色性は向上するものの発光効率（ｌｍ／Ｗ）はほとんど変化しない。一方、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）蛍光体などように、視感度の大きい緑を中心とした蛍光スペクトルを有し、蛍光スペクトルが７００ｎｍ以上の長波長側に広がっていない蛍光体については、発光効率（ｌｍ／Ｗ）がＹＡＧ蛍光体に比べて高い。よって、ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を光散乱粒子１８として用い、赤色量子ドット蛍光体と組み合わせることで、高い演色性を有しかつ発光効率（ｌｍ／Ｗ）の高い白色光を得ることが出来る。
【０１１４】
また、この構成であれば、量子ドット蛍光体は緑色から赤色に波長を変換するため青色から赤色に比べてストークスロスが小さく、量子ドット蛍光体の発熱量が小さくなる。すなわち、光散乱粒子１８が半導体発光素子１４の光の一部を長波長側に波長変換するので、量子ドット蛍光体のストークスロスが小さくなる。これにより、量子ドットの温度上昇を更に抑制することができることから、高い信頼性を有する高演色性の半導体発光装置を提供できる。
【０１１５】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８に係る半導体発光装置８について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態８に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【０１１６】
実施の形態８では、蛍光体層１５から得られる蛍光を効率良く半導体発光装置から取り出すために、蛍光体層１５を高反射金属膜上に形成した。
【０１１７】
図１１に示すように、本実施の形態では、リードフレーム１１と絶縁樹脂層６２上に無電解メッキ法によって光沢Ａｇからなる金属反射膜１９が成膜されている。金属反射膜１９は、リードフレーム１１の導電性領域を有するパッケージの内壁において、半導体発光素子１４およびワイヤー接続を行う箇所を除いて形成されている。
【０１１８】
このとき、金属反射膜１９によって、半導体発光素子１４におけるＰ電極とＮ電極とが短絡しないようにしなければならない。実施の形態８では、メッキ処理をする前に予めレジスト等で絶縁樹脂層６１上を保護することでＡｇがメッキされない領域を形成しておき、これにより、デバイスの絶縁性を確保した。本実施の形態において、金属反射膜１９は、パッケージの凹部の側面と底面とに形成されている。
【０１１９】
また、このＡｇメッキからなる金属反射膜１９を電極にした電着により、金属反射膜１９の表面に蛍光体層１５が形成されている。
【０１２０】
このように、本実施の形態に係る半導体発光装置によれば、蛍光体層１５は金属反射膜１９上に形成されているので、蛍光体層１５の放熱性をさらに向上させることができる。従って、信頼性の高い半導体発光装置を提供できる。
【０１２１】
さらに、本実施の形態では、無電解メッキ法を用いているので、絶縁樹脂層６２上にも金属反射膜１９を形成することができる。従って、金属反射膜１９を電極とした電着法を用いることで、パッケージの内側側面にも容易に蛍光体層１５を形成することができる。また、金属反射膜１９は、絶縁樹脂層６２よりも熱伝導率が高いため、蛍光体層１５の放熱性が向上し、量子ドット蛍光体の温度上昇を抑制することが可能となる。
【０１２２】
また、本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法によれば、パッケージの内面に形成された金属反射膜１９の表面上に、半導体発光素子１４の電極間の電気的な絶縁を保持した状態で、蛍光体層１５を電着法によって形成するので、蛍光体層１５が熱伝導率の良い金属反射膜１９と大きな面積で接することになる。これにより、蛍光体層１５の温度上昇を効果的に抑制することができるので、高い信頼性を有し、高効率で高演色性の半導体発光装置を製造することができる。
【０１２３】
（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９に係る半導体発光装置９について、図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態９に係る半導体発光装置の断面概略図である。
【０１２４】
半導体発光素子１４は、本発明の半導体発光装置において最も高温になる領域の一つである。一方、樹脂層１７にセラミック系の光散乱粒子１８を含有させると樹脂層１７の熱伝導率が増大してしまい、半導体発光素子１４の熱が樹脂層１７を介して蛍光体層１５に伝達して蛍光体層１５の温度が上昇してしまう。特に半導体発光素子１４を高出力動作させる場合、その接合温度は１５０℃を超える場合もあるため、蛍光体層１５の劣化を加速させることになる。
【０１２５】
そこで、本実施の形態では、波長変換時の蛍光体層１５の発熱をリードフレーム１１の導電性領域に放熱させると同時に、半導体発光素子１４からの熱が蛍光体層１５に伝わりにくくするために、セラミックス微粒子が含まれない透明樹脂層７０によって半導体発光素子１４を覆う構成とした。
【０１２６】
本実施の形態において、透明樹脂層７０は、シリコーン樹脂のみによって構成されており、半導体発光素子１４を覆うようにドーム状に形成されている。このように、透明樹脂層７０にはセラミック微粒子が含まれていないため、透明樹脂層７０の熱伝導率は樹脂層１７の熱伝導率よりも低く保たれており、半導体発光素子１４の熱が上方（樹脂層１７側）に伝導することを抑制することができる。これにより、半導体発光素子１４の熱のほとんどがリードフレーム１１を介して放熱することになるので、半導体発光素子１４が高出力動作であっても蛍光体層１５の温度上昇を抑制することが可能となる。
【０１２７】
このように、本実施の形態に係る半導体発光装置によれば、波長変換時の蛍光体層１５の放熱と、半導体発光素子１４から蛍光体層１５への熱遮蔽との両立を図ることができることから、高出力動作においても蛍光体層１５の温度上昇を抑制できる。これにより、高い信頼性を有する半導体発光装置を提供できる。
【０１２８】
次に、本実施の形態における製造方法の一例について、図１２を用いて説明する。
【０１２９】
まず、リードフレーム１１に形成された絶縁樹脂層６２で囲まれる領域（凹部）の内壁に高反射金属膜として金属反射膜１９を蒸着し、当該金属反射膜１９上に量子ドット蛍光体を含む蛍光体層１５を堆積させる。
【０１３０】
次に、リードフレーム１１上の所定領域に半導体発光素子１４を実装し、ワイヤーボンディングによって半導体発光素子１４と金ワイヤー１６とを接続した後、半導体発光素子１４を覆うようにシリコーン樹脂からなる透明樹脂層７０を塗布形成する。この状態で一度脱泡処理を行う。そして、１５０℃で３０分の熱硬化処理を行うことで、シリコーン樹脂の整形を行う。
【０１３１】
次に、絶縁樹脂層６２の凹部内を埋めるように、光散乱粒子１８を含有したシリコーン樹脂を蛍光体層１５および透明樹脂層７０の上に注入することによって、樹脂層１７を形成する。これにより、図１２に示すような構成の半導体発光装置９を製造することができる。
【０１３２】
なお、上記製造方法と異なり、金属反射膜１９上に蛍光体層１５を堆積させる前に、半導体発光素子１４とリードフレーム１１との金ワイヤー１６による接続と、透明樹脂層７０の形成とを行い、その後に蛍光体層１５を形成してもよい。
【０１３３】
以上、本発明に係る半導体発光装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１３４】
例えば、上記の実施の形態では、半導体発光素子１４としてＬＥＤを例示したが、半導体レーザ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）又は無機ＥＬ等の半導体発光素子を用いてもよい。
【０１３５】
また、上記の実施の形態では、半導体発光素子１４として青色ＬＥＤを用いたが、これに限らない。また、半導体発光素子１４の発光色と蛍光体層１５の量子ドット蛍光体の蛍光色との組み合わせは、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、青色光を放出する青色ＬＥＤと、青色光により励起されて黄色光を放出する黄色蛍光体粒子とによって白色光を放出するように構成してもよい。あるいは、青色ＬＥＤよりも短波長である紫外光を放出する紫外ＬＥＤと、主に紫外光により励起されて青色光、赤色光および緑色光を放出する青色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および赤色蛍光体粒子とによって白色光を放出するように構成してもよい。これにより、演色性の高い半導体発光装置を実現することができる。
【０１３６】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明によれば、高い信頼性、高効率および高演色性の半導体発光装置を実現することができるので、ディスプレイデバイスや照明装置等の白色ＬＥＤ光源等として広く有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１、３、４、５、５Ａ、８、９、１００  半導体発光装置
１１、５０  リードフレーム
１２、１３、５１、５２  光反射樹脂層
１４、５４、１０１  半導体発光素子
１５、５３  蛍光体層
１６、５５、１０７  金ワイヤー
１７  樹脂層
１８  光散乱粒子
１９  金属反射膜
２０  樹脂溶液
２１、４１  量子ドット蛍光体
２２  陽イオン部
２３  エポキシ樹脂溶剤分子の主鎖
２４  量子ドット蛍光体
２５  酢酸
２９  コア
３０  シェル層
３１  リガンド層
４０  エポキシ系樹脂溶液
４２  カソード電極
４３  アノード電極
５６  絶縁保護膜
６１、６２  絶縁樹脂層
７０  透明樹脂層
１０２、１０３  電気端子
１０５  材料
１０６  発光物質粒子
１０８  容器
【図１】
2012131792.tif 000003
【図２】
2012131792.tif 000004
【図３】
2012131792.tif 000005
【図４】
2012131792.tif 000006
【図５】
2012131792.tif 000007
【図６】
2012131792.tif 000008
【図７Ａ】
2012131792.tif 000009
【図７Ｂ】
2012131792.tif 000010
【図７Ｃ】
2012131792.tif 000011
【図７Ｄ】
2012131792.tif 000012
【図８Ａ】
2012131792.tif 000013
【図８Ｂ】
2012131792.tif 000014
【図８Ｃ】
2012131792.tif 000015
【図９】
2012131792.tif 000016
【図１０】
2012131792.tif 000017
【図１１】
2012131792.tif 000018
【図１２】
2012131792.tif 000019
【図１３】
2012131792.tif 000020
【国際調査報告】
2012131792.tif 000021
2012131792.tif 000022
2012131792.tif 000023
2012131792.tif 000024