(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単であり、製造費用を低減でき、均一な厚さの蛍光層を有する発光素子パッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】発光素子パッケージ１０は、離隔している少なくとも一対のリードフレーム１１０、１２０を含み、一対のリードフレーム１１０、１２０の間の空間により定義された光放出領域を有するフレーム部１００と、光放出領域上に位置するようにフレーム部１００の一面に搭載され、一対のリードフレーム１１０、１２０に電気的に接続された発光素子２００と、光放出領域に備えられ、発光素子２００で発生した光の波長を変換して外部に放出する波長変換部３００と、発光素子２００を覆うようにフレーム部１００の一面上に形成され、反射物質が含有された樹脂からなる反射性モールディング部４００とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離隔している少なくとも一対のリードフレームを含み、前記一対のリードフレームの間の空間により定義された光放出領域を有するフレーム部と、
前記光放出領域上に位置するように前記フレーム部の一面に搭載され、前記一対のリードフレームに電気的に接続された発光素子と、
前記光放出領域に備えられ、前記発光素子で発生した光の波長を変換して外部に放出する波長変換部と、
前記発光素子を覆うように前記フレーム部の前記一面上に形成され、反射物質が含有された樹脂からなる反射性モールディング部とを有することを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記波長変換部は、前記光放出領域を満たし、前記フレーム部の前記一面及び前記一面と対向する他面と平行に備えられることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記反射性モールディング部は、樹脂に反射物質が含有されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記反射性モールディング部は、その外側面が前記フレーム部の縁と共面をなすことを特徴とする請求項３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記フレーム部は、前記発光素子が実装される前記一対のリードフレームに凹んで形成された実装溝をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記フレーム部は、前記一対のリードフレームからそれぞれ延長される一対の延長フレームをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記一対の延長フレームはそれぞれ前記発光素子を介して平行に配置され、延長される方向に位置する他のリードフレームと接しないことを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記一対の延長フレームは前記一対のリードフレーム間の間隔より長く延長され、
前記一対のリードフレームはそれぞれ前記延長フレームの前記間隔より長く延長された部分を収容するリセスを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記延長フレームの前記間隔より長く延長された部分は端が前記リードフレームに向かって折れ曲がっている構造を有し、
前記リセスは前記延長された部分との間に電気的絶縁のための間隔を有することを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
離隔している第１及び第２のリードフレームを含むフレーム部が複数配列されたベースフレームを設ける段階と、
前記ベースフレームの下面に仮固定用フィルムを貼り付ける段階と、
前記第１及び第２のリードフレームの間の空間により定義された光放出領域に波長変換部を形成する段階と、
前記光放出領域を横切って前記第１及び第２のリードフレームの一面に部分的に架かる構造で各フレーム部に発光素子を実装する段階と、
前記発光素子を覆うように前記フレーム部上に反射性モールディング部を形成する段階とを有することを特徴とする発光素子パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に係り、より詳しくは、構造が簡単であり、製造費用を低減でき、均一な厚さの蛍光層を有する発光素子パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光面が基板に垂直に配置される従来のサイドビュー型（Ｓｉｄｅ−ｖｉｅｗ  ｔｙｐｅ）の発光素子パッケージは、基板に実装される側面に電極パッドを備える。このためには、発光素子と電気的に接続されるリードフレームをパッケージ本体の側面に露出させて折り曲げる一連の複雑な工程を経なければならない。したがって、パッケージのサイズ及び製造費用を低減するのに限界があった。
【０００３】
また、ディスペンシング工程により発光素子が実装された反射カップ内に蛍光体の含有された樹脂を充填する上で、一定量の樹脂を毎度均一に注入して一定厚さを維持するように管理するのには多くの困難があった。特に、均一な厚さの蛍光層を維持することは色座標のばらつきに大きな影響を及ぼすため、一定の厚さの蛍光層を形成するための技術が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来の発光素子パッケージ及びその製造方法における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、構造が簡単であり、製造費用を低減でき、均一な厚さの蛍光層を有する発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明による発光素子パッケージは、離隔している少なくとも一対のリードフレームを含み、前記一対のリードフレームの間の空間により定義された光放出領域を有するフレーム部と、前記光放出領域上に位置するように前記フレーム部の一面に搭載され、前記一対のリードフレームに電気的に接続された発光素子と、前記光放出領域に備えられ、前記発光素子で発生した光の波長を変換して外部に放出する波長変換部と、前記発光素子を覆うように前記フレーム部の前記一面上に形成され、反射物質が含有された樹脂からなる反射性モールディング部とを有することを特徴とする。
【０００６】
前記波長変換部は、前記光放出領域を満たし、前記フレーム部の前記一面及び前記一面と対向する他面と平行に備えられることが好ましい。
前記反射性モールディング部は、樹脂に反射物質が含有されてなることが好ましい。
前記反射性モールディング部は、その外側面が上記フレーム部の縁と共面をなすことが好ましい。
前記フレーム部は、前記発光素子が実装される前記一対のリードフレームに凹んで形成された実装溝をさらに含むことが好ましい。
前記フレーム部は、前記一対のリードフレームからそれぞれ延長される一対の延長フレームをさらに含むことが好ましい。
前記一対の延長フレームはそれぞれ前記発光素子を介して平行に配置され、延長される方向に位置する他のリードフレームと接しないことが好ましい。
前記一対の延長フレームは前記一対のリードフレーム間の間隔より長く延長され、前記一対のリードフレームはそれぞれ前記延長フレームの前記間隔より長く延長された部分を収容するリセスを備えることが好ましい。
前記延長フレームの前記間隔より長く延長された部分は端が前記リードフレームに向かって折れ曲がっている構造を有し、前記リセスは前記延長された部分との間に電気的絶縁のための間隔を有することが好ましい。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明による発光素子パッケージの製造方法は、離隔している第１及び第２のリードフレームを含むフレーム部が複数配列されたベースフレームを設ける段階と、前記ベースフレームの下面に仮固定用フィルムを貼り付ける段階と、前記第１及び第２のリードフレームの間の空間により定義された光放出領域に波長変換部を形成する段階と、前記光放出領域を横切って上記第１及び第２のリードフレームの一面に部分的に架かる構造で各フレーム部に発光素子を実装する段階と、前記発光素子を覆うように前記フレーム部上に反射性モールディング部を形成する段階とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る発光素子パッケージ及びその製造方法によれば、構造が簡単であり、製造費用を低減でき、均一な厚さの蛍光層を有する発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の側断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明に使用可能なＬＥＤチップの一例を概略的に示す側断面図である。
【図５】本発明に使用可能なＬＥＤチップの他の例を示す断面図である。
【図６】本発明に使用可能なＬＥＤチップのさらに他の例を示す断面図である。
【図７】本発明に使用可能な発光素子であって実装用基板に実装されたＬＥＤチップの例を示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す斜視図及び断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す斜視図である。
【図１０】図９の発光素子パッケージのフレーム部を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図９の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す斜視図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【図１５】本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【図１６】本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は本発明による発光素子パッケージが用いられたバックライトユニットを概略的に示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明に係る発光素子パッケージ及びその製造方法を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形でき、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張することがある。
【００１２】
図１〜図３を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージを説明する。図１は本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す斜視図であり、図２は図１の側断面図であり、図３は図２の変形例である。
【００１３】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１０は、フレーム部１００と、発光素子２００と、波長変換部３００と、反射性モールディング部４００と、を含む。
【００１４】
フレーム部１００は、後述する発光素子２００を支持する支持部材の一種であり、対向する少なくとも一対のリードフレーム１１０、１２０を含む。上記一対のリードフレームは、第１のリードフレーム１１０及び第２のリードフレーム１２０を含み、相違する極性の電極とそれぞれ接続するように所定の間隔で離隔して配置される。また、フレーム部１００は、一対のリードフレーム１１０、１２０の間の空間により定義された光放出領域１３０を有する。
【００１５】
フレーム部１００は、電気伝導性を有する材質からなり、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）等の金属又は合金からなる。本実施形態では、フレーム部１００が金属からなるプレート構造を有することを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、フレーム部１００は、ＦＲ４型の印刷回路基板（ＰＣＢ）であっても良く、エポキシ、トリアジン、シリコーン、及びポリイミド等を含有する有機樹脂素材及びその他の有機樹脂素材で形成されるか、又はシリコンナイトライド、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック素材、又はＭＣＰＣＢ等を含んでもよい。
【００１６】
発光素子２００は、フレーム部１００上に実装支持され、且つフレーム部１００と電気的に接続される。具体的には、発光素子２００は、光放出領域１３０を横切って一対のリードフレーム１１０、１２０の一面にそれぞれ部分的に実装される。
【００１７】
発光素子２００は、ハンダＳＯを介してフリップチップボンディング方式でフレーム部１００上に実装されて当該フレーム部１００と電気的に接続される。また、発光素子２００は、図３に示すように、フレーム部１００上に実装支持され、且つワイヤＷを介してワイヤボンディング方式でフレーム部１００と電気的に接続されてもよい。
【００１８】
発光素子２００は、外部から印加される電源によって所定波長の光を発生させる半導体素子の一種であり、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを含み得る。発光素子２００は、含有される物質によって、青色光、緑色光又は赤色光を発光することができ、白色光を発光することもできる。
【００１９】
以下では、本発明による発光素子パッケージに使用可能な多様な発光素子について説明する。
【００２０】
＜発光素子−第１の例＞
図４は、上記発光素子（ＬＥＤチップ）の一例を概略的に示す側断面図である。
【００２１】
図４に示すように、発光素子１０００は、基板１００１上に形成した発光積層体Ｓを含む。発光積層体Ｓは、第１の導電型半導体層１００４と、活性層１００５と、第２の導電型半導体層１００６と、を含む。
【００２２】
また、第２の導電型半導体層１００６上にはオーミックコンタクト層１００８が形成され、第１の導電型半導体層１００４及びオーミックコンタクト層１００８の上面にはそれぞれ第１及び第２の電極１００９ａ、１００９ｂが形成される。
【００２３】
なお、本明細書において、「上部」、「上面」、「下部」、「下面」、「側面」等の用語は図面を基準としたものであり、実際には、発光素子が配置される方向によって変わることもある。
【００２４】
以下では、発光素子の主要構成要素についてより詳細に説明する。
【００２５】
［基板］
基板１００１としては、必要に応じて、絶縁性、導電性又は半導体基板を使用する。例えば、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＧａＯ２、ＧａＮ基板であってよい。ＧａＮ物質のエピ成長のためには同種基板であるＧａＮ基板がよいが、ＧａＮ基板はその製造が困難であり生産単価が高いという問題がある。
【００２６】
異種基板としては、サファイア、シリコンカーバイド基板等が主に用いられており、通常、高価なシリコンカーバイド基板と比べてサファイア基板が多く用いられている。異種基板を用いる場合、基板物質と薄膜物質との格子定数の差によって転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）等の欠陥が増加する。また、基板物質と薄膜物質との熱膨張係数の差によって温度変化時に反りが発生し、反りは薄膜の亀裂（ｃｒａｃｋ）の原因となる。しかしながら、基板１００１とＧａＮ系の発光積層体Ｓの間のバッファ層１００２を用いれば上記のような問題を減少させることができる。
【００２７】
基板１００１は、ＬＥＤ構造の成長前又は後にＬＥＤチップの光又は電気的特性を向上させるためにチップ製造過程で完全に又は部分的に除去されたりパターニングされたりする。
【００２８】
例えば、サファイア基板の場合はレーザーを基板を通して半導体層との界面に照射して基板を分離し、シリコンやシリコンカーバイド基板の場合は研磨／エッチング等の方法により基板を除去する。
【００２９】
なお、上記基板の除去時には、他の支持基板を用いることがある。支持基板は、ＬＥＤチップの光効率を向上させるために、元の成長基板の反対側に反射金属を用いて接合されるか、又は接合層との間に反射構造が挿入される。
【００３０】
基板をパターニングする際、ＬＥＤ構造の成長前又は後に基板の主面（表面又は両面）又は側面に凹凸又は傾斜面を形成して光抽出効率を向上させる。パターンのサイズは５ｎｍ〜５００μｍの範囲で選択可能であり、パターンの構造は光抽出効率の向上が可能な構造であれば規則的であっても不規則的であっても良く、パターンの形状は柱形、山形、半球形、多角形等の多様な形状が可能である。
【００３１】
上記サファイア基板の場合、六角−菱形（Ｈｅｘａ−Ｒｈｏｍｂｏ  Ｒ３ｃ）の対称性を有する結晶体であるサファイアはｃ軸及びａ軸方向の格子定数がそれぞれ１３．００１Åと４．７５８Åであり、Ｃ（０００１）面、Ａ（１１２０）面、Ｒ（１１０２）面等を有する。上記Ｃ面は、窒化物薄膜の成長が比較的容易であり、高温で安定するため、窒化物成長用基板に主に用いられる。
【００３２】
基板１００１の他の物質としては、シリコン（Ｓｉ）が挙げられる。シリコンは、大口径化に適しており、相対的に安価であるため、量産性の向上が可能である。なお、（１１１）面を基板面として有するシリコン基板はＧａＮとの格子定数の差が１７％程度であり、この格子定数の差による結晶欠陥の発生を抑制する技術が必要とされている。また、シリコンはＧａＮとの熱膨張率の差が５６％程度であり、この熱膨張率の差によるウエハの反りを抑制する技術が必要とされている。このウエハの反りによって、ＧａＮ薄膜の亀裂がもたらされ、工程の制御が困難となるため、同一ウエハ内で発光波長のばらつきが大きくなる等の問題が発生する可能性がある。
【００３３】
上記シリコン基板の場合、ＧａＮ系半導体で発生する光を吸収することにより発光素子の外部量子効率が低くなるため、必要に応じて、上記基板を除去し、反射層が含まれたシリコン、Ｇｅ、ＳｉＡｌ、セラミック、又は金属基板等の支持基板をさらに形成して用いる。
【００３４】
［バッファ層］
上記シリコン基板のように異種基板上にＧａＮ薄膜を成長させる場合、基板物質と薄膜物質との格子定数の不一致によって転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）密度が増加し、熱膨張係数の差によって亀裂（ｃｒａｃｋ）及び反りが発生する可能性がある。発光積層体Ｓの転位及び亀裂を防止するために、基板１００１と発光積層体Ｓとの間にバッファ層１００２を配置させる。バッファ層１００２は、活性層の成長時、基板の反り具合を調節してウエハの波長のばらつきを減らす機能も有する。
【００３５】
バッファ層１００２には、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）、特に、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、又はＩｎＧａＮＡｌＮを用いることができ、必要に応じて、ＺｒＢ２、ＨｆＢ２、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＮ等の物質を用いることもできる。また、複数の層を組み合わせるか又は組成を段階的に変化させて用いることもできる。
【００３６】
シリコン基板はＧａＮとの熱膨張係数の差が大きいため、シリコン基板にＧａＮ系薄膜を成長させる場合、高温でＧａＮ薄膜を成長させた後に常温に冷却するときに基板と薄膜との熱膨張係数の差によってＧａＮ薄膜に引張応力が加わり亀裂が発生しやすい。よって、亀裂を防止するための方法として成長中に薄膜に圧縮応力がかかるよう成長する方法を用いて引張応力を補償する。
【００３７】
シリコン（Ｓｉ）は、ＧａＮとの格子定数の差によって欠陥が発生する可能性も大きい。シリコン基板を用いる場合は、欠陥制御と、反りを抑制するための応力制御とを同時に行う必要があるため、複合構造のバッファ層を用いる。
【００３８】
例えば、まず、基板１００１上にＡｌＮを形成する。シリコンとＧａとの反応を防止するためにＧａを含んでいない物質を用いるのがよい。ＡｌＮのみならずＳｉＣ等の物質も用いることができる。その後、ＡｌソースとＮソースを用いて４００〜１３００℃の間の温度で成長させる。必要に応じて、複数のＡｌＮ層とＧａＮとの間に応力を制御するためのＡｌＧａＮ中間層をさらに挿入してもよい。
【００３９】
［発光積層体］
３族窒化物半導体の多層構造を備える発光積層体Ｓをより詳細に説明すると、第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６はそれぞれｎ型及びｐ型不純物がドープされた半導体からなる。
【００４０】
しかしながら、これに限らず、逆に、第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６はそれぞれｐ型及びｎ型半導体層であってもよい。上記第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６は、３族窒化物半導体、例えば、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成を有する物質であってもよい。また、これに限らず、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体やＡｌＧａＡｓ系半導体のような物質であってもよい。
【００４１】
一方、第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６は、単層構造を有するが、必要に応じて、相違する組成や厚さ等を有する多層構造とすることもできる。例えば、第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６はそれぞれ電子と正孔の注入効率を改善できるキャリア注入層を備えることができ、多様な形態の超格子構造を備えることもできる。
【００４２】
第１の導電型半導体層１００４は、活性層１００５に隣接する部分に電流拡散層（図示せず）をさらに含むことができる。上記電流拡散層は、相違する組成を有するか、相違する不純物含量を有する複数のＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ層が繰り返し積層される構造を有するか、又は絶縁物質層が部分的に形成された構造を有することができる。
【００４３】
第２の導電型半導体層１００６は、活性層１００５に隣接する部分に電磁遮断層（図示せず）をさらに含むことができる。上記電磁遮断層は、複数の相違する組成のＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎを積層した構造又はＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ｎで構成された１層以上の層を有し、活性層１００５よりもバンドギャップが大きいため、第２の導電型（ｐ型）半導体層１００６に電磁気が渡ることを防止する。
【００４４】
上記発光積層体Ｓは、ＭＯＣＶＤ装置を用いて下記のような製造方法で製造される。基板１００１を設置した反応容器内に反応ガスとして有機金属化合物ガス（例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等）と窒素含有ガス（アンモニア（ＮＨ３）等）を供給し、基板の温度を９００℃〜１１００℃の高温に維持し、基板上に窒化ガリウム系化合物半導体を成長させながら、必要に応じて、不純物ガスを供給し、窒化ガリウム系化合物半導体をアンドープ、ｎ型又はｐ型に積層する。ｎ型不純物としては、Ｓｉがよく知られており、ｐ型不純物としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等があり、主にＭｇ、Ｚｎが用いられる。
【００４５】
また、第１及び第２の導電型半導体層１００４、１００６の間に配置された活性層１００５は、量子井戸層と量子障壁層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造、例えば、窒化物半導体の場合はＧａＮ／ＩｎＧａＮ構造を有することができ、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造を有することもできる。
【００４６】
［オーミックコンタクト層並びに第１及び第２の電極］
オーミックコンタクト層１００８は、不純物の濃度を相対的に高くしてオーミックコンタクト抵抗を低くし、素子の動作電圧を低くし、素子特性を向上させることができる。オーミックコンタクト層１００８は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＺｎＯ又はグラフェン層で構成される。
【００４７】
第１又は第２の電極１００９ａ、１００９ｂは、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ等の物質を含み、Ｎｉ／Ａｇ、Ｚｎ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｚｎ／Ａｌ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｐｄ／Ａｌ、Ｉｒ／Ａｇ、Ｉｒ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｇ、Ｐｔ／Ａｌ、Ｎｉ／Ａｇ／Ｐｔ等のように２層以上の構造を有してもよい。
【００４８】
図４に示すＬＥＤチップは、一例として第１及び第２の電極が光抽出面と同じ面に向かう構造を有しているが、光抽出面と逆の方向に向かうフリップチップ構造、第１の電極と第２の電極が別々の面に形成された垂直構造、電流分散効率及び放熱効率を高くするためにチップに多数のビアを形成した電極構造を用いた垂直水平構造等の多様な構造を有してもよい。
【００４９】
＜発光素子−第２の例＞
図５には、高出力のための大面積発光素子を製造する場合の電流分散効率及び放熱効率を高くするための構造のＬＥＤチップを示す。
【００５０】
図５に示すように、ＬＥＤチップ１１００は、順次積層した第１の導電型半導体層１１０４、活性層１１０５、第２の導電型半導体層１１０６、第２の電極層１１０７、絶縁層１１０２、第１の電極層１１０８及び基板１１０１を含む。この際、第１の電極層１１０８は、第１の導電型半導体層１１０４に電気的に接続するために、第２の導電型半導体層１１０６及び活性層１１０５と電気的に絶縁されて当該第１の電極層１１０８の一面から第１の導電型半導体層１１０４の少なくとも一部の領域まで延長される一つ以上のコンタクトホールＨを含む。第１の電極層１１０８は、本実施例において必須の構成要素ではない。
【００５１】
上記コンタクトホールＨは、第１の電極層１１０８の界面から第２の電極層１１０７、第２の導電型半導体層１１０６及び活性層１１０５を通して第１の導電型半導体層１１０４の内部まで延長される。上記コンタクトホールＨは、少なくとも活性層１１０５及び第１の導電型半導体層１１０４の界面まで延長され、好ましくは第１の導電型半導体層１１０４の一部まで延長される。但し、コンタクトホールＨは、第１の導電型半導体層１１０４の電気的接続及び電流分散のためのものであるため、第１の導電型半導体層１１０４と接触する場合は、その目的が達成されて第１の導電型半導体層１１０４の外部表面まで延長される必要はない。
【００５２】
第２の導電型半導体層１１０６上に形成された第２の電極層１１０７には、光反射機能及び第２の導電型半導体層１１０６とのオーミックコンタクト機能を考慮して、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ等の物質を選択して用い、スパッタリングや蒸着等の工程を用いることができる。
【００５３】
上記コンタクトホールＨは、第１の導電型半導体層１１０４に接続するように第２の電極層１１０７、第２の導電型半導体層１１０６及び活性層１１０５を貫通する形状を有する。このようなコンタクトホールＨは、エッチング工程、例えば、ＩＣＰ‐ＲＩＥ等を用いて形成する。
【００５４】
上記コンタクトホールＨの側壁と第２の導電型半導体層１１０６の表面を覆うように絶縁層１１０２を形成する。この場合、上記コンタクトホールＨの底面に該当する第１の導電型半導体層１１０４は、少なくとも一部が露出するようにする。絶縁層１１０２は、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｘＮｙのような絶縁物質を蒸着させて形成される。
【００５５】
上記コンタクトホールＨの内部には、導電物質を充填して形成された導電性ビアを含む第１の電極層１１０８が形成される。そして、第１の電極層１１０８上に基板１１０１を形成する。このような構造で、基板１１０１は、第１の導電型半導体層１１０４と接続する導電性ビアによって電気的に接続される。
【００５６】
基板１１０１は、特に限定されず、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｓｅ、ＧａＡｓ、ＳｉＡｌ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮ、ＡｌＧａＮのうちいずれか一つを含む物質からなり、メッキ、スパッタリング、蒸着又は接着等の工程で形成される。
【００５７】
上記コンタクトホールＨは、接触抵抗が低くなるよう、個数、形状、ピッチ、第１及び第２の導電型半導体層１１０４、１１０６との接触面積等を適切に調節し、行と列をなして多様な形で配列することにより電流の流れを改善することができる。
【００５８】
＜発光素子−第３の例＞
ＬＥＤ照明装置は放熱特性が改善された特徴を提供しているが、全体的な放熱性能の面からみて、照明装置に用いられるＬＥＤチップとしては発熱量の少ないＬＥＤチップを用いることが好ましい。このような要件を満たすＬＥＤチップとして、ナノ構造体を含むＬＥＤチップ（以下、「ナノＬＥＤチップ」という。）を用いることができる。
【００５９】
上記ナノＬＥＤチップとして、最近開発されたコア（ｃｏｒｅ）／シェル（ｓｈｅｌｌ）型ナノＬＥＤチップがある。上記コア（ｃｏｒｅ）／シェル（ｓｈｅｌｌ）型ナノＬＥＤチップは、特に、結合密度が小さくて熱発生が相対的に小さい上、ナノ構造体を活用して発光面積を増やして発光効率を高くし、非極性活性層が得られて分極による効率低下を防止することができるため、ドループ（ｄｒｏｏｐ）特性を改善することができる。
【００６０】
図６には、上述した照明装置に使用可能なＬＥＤチップのさらに他の例の断面図を示す。
【００６１】
図６に示すように、ナノＬＥＤチップ１２００は、基板１２０１上に形成された多数のナノ発光構造体を含む。ナノ発光構造体は、本実施例ではコア−シェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）構造としてロッド構造を有するが、これに限定されず、ピラミッド構造等の他の構造を有してもよい。
【００６２】
ナノＬＥＤチップ１２００は、基板１２０１上に形成されたベース層１２０２を含む。上記ベース層１２０２は、ナノ発光構造体の成長面を提供する層であり、上記第１の導電型半導体でもある。ベース層１２０２上には、ナノ発光構造体（特に、コア）の成長のためのオープン領域を有するマスク層１２０３が形成される。マスク層１２０３は、ＳｉＯ２又はＳｉＮｘのような誘電体物質からなる。
【００６３】
上記ナノ発光構造体は、オープン領域を有するマスク層１２０３を用いて第１の導電型半導体を選択成長させることにより第１の導電型ナノコア１２０４を形成し、上記第１の導電型ナノコア１２０４の表面にシェル層として活性層１２０５及び第２の導電型半導体層１２０６を形成して製造される。これにより、ナノ発光構造体は、第１の導電型半導体がナノコアとなり、ナノコアを取り囲む活性層１２０５及び第２の導電型半導体層１２０６がシェル層となるコア−シェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）構造を有する。
【００６４】
本例によるナノＬＥＤチップ１２００は、ナノ発光構造体の間に充填された充填物質１２０７を含む。充填物質１２０７は、ナノ発光構造体を構造的に安定化させる。充填物質１２０７は、特に限定されず、ＳｉＯ２のような透明な物質で形成する。上記ナノ発光構造体上には、第２の導電型半導体層１２０６に接続されるようにオーミックコンタクト層１２０８が形成される。ナノＬＥＤチップ１２００は、第１の導電型半導体からなるベース層１２０２とオーミックコンタクト層１２０８にそれぞれ接続された第１及び第２の電極１２０９ａ、１２０９ｂを含む。
【００６５】
ナノ発光構造体の直径、成分及びドープ濃度のうち少なくとも一つを異ならせることにより、単一素子から二つ以上の別の波長の光を放出することができる。別の波長の光を適切に調節することにより蛍光体なしでも単一素子で白色光を具現することができ、このような素子と共に他のＬＥＤチップ又は蛍光体等の波長変換物質を結合することにより所望の多様な色の光又は色温度の異なる白色光を具現することができる。
【００６６】
＜発光素子−第４の例＞
図７には、上述した照明装置に使用可能な光源として、実装基板１３２０上に実装されたＬＥＤチップ１３１０を有する半導体発光素子１３００を示す。
【００６７】
図７に示した半導体発光素子１３００は、実装基板１３２０と、当該実装基板１３２０に搭載したＬＥＤチップ１３１０と、を含む。ＬＥＤチップ１３１０は、前述した例と異なるＬＥＤチップとして示す。
【００６８】
ＬＥＤチップ１３１０は、基板１３０１の一面上に配置された発光積層体Ｓと、上記発光積層体Ｓを基準に上記基板１３０１の反対側に配置された第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂと、を含む。また、ＬＥＤチップ１３１０は、第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂを覆うように形成された絶縁部１３０３を含む。
【００６９】
第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂは、第１及び第２の電気接続部１３０９ａ、１３０９ｂを介して電気的に接続される第１及び第２の電極パッド１３１９ａ、１３１９ｂを含む。
【００７０】
上記発光積層体Ｓは、基板１３０１上に順次配置する第１の導電型半導体層１３０４、活性層１３０５及び第２の導電型半導体層１３０６を含む。第１の電極１３０８ａは、第２の導電型半導体層１３０６及び活性層１３０５を貫通して第１の導電型半導体層１３０４と接続する導電性ビアに接続される。第２の電極１３０８ｂは、第２の導電型半導体層１３０６と接続される。
【００７１】
絶縁部１３０３は、第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂの少なくとも一部を露出させるようにオープン領域を備え、第１及び第２の電極パッド１３１９ａ、１３１９ｂは、第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂと接続される。
【００７２】
第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂはそれぞれ第１及び第２の導電型半導体層１３０４、１３０６とのオーミック特性を有する導電性物質を用いて１層又は多層構造をなし、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等の物質のうち一つ以上を蒸着するかスパッタリングする等の工程により形成することができる。第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂは、同じ方向に配置して、後述するようにリードフレーム等にフリップチップ（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）の形で実装する。この場合、第１及び第２の電極１３０８ａ、１３０８ｂは、同じ方向に向かうように配置する。
【００７３】
特に、第１の電極１３０８ａは、上記第２の導電型半導体層１３０６及び活性層１３０５を貫通して上記発光積層体Ｓの内部の第１の導電型半導体層１３０４に接続した導電性ビアによって第１の電気接続部１３０９ａと接続される。
【００７４】
導電性ビアと第１の電気接続部１３０９ａは、接触抵抗が低くなるよう、個数、形状、ピッチ、第１の導電型半導体層１３０４との接触面積等を適切に調節し、行と列をなして配列することにより電流の流れを改善することができる。
【００７５】
他の電極構造によれば、第２の導電型半導体層１３０６上に直接形成される第２の電極１３０８ｂと、その上部に形成される第２の電気接続部１３０９ｂと、を含む。第２の電極１３０８ｂは、第２の導電型半導体層１３０６との電気的オーミックを形成する機能を有する以外にも、光反射物質からなることにより、図７に示すようにＬＥＤチップ１３１０をフリップチップ構造で実装した状態で活性層１３０５から放出された光を基板１３０１の方に効果的に放出させることができる。また、第２の電極１３０８ｂは、主な光放出方向によって、透明伝導性酸化物等の光透過性導電物質で形成してもよい。
【００７６】
上述した二つの電極構造は、絶縁部１３０３によって電気的に分離される。絶縁部１３０３には、電気的に絶縁特性を有する物質であればいずれのものでも用いることができるが、光吸収率の低い物質を用いることが好ましい。例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｘＮｙ等のシリコン酸化物、シリコン窒化物を用いることができる。また、必要に応じて、光透過性物質内に光反射性フィラーを分散させて光反射構造を形成することもできる。
【００７７】
第１及び第２の電極パッド１３１９ａ、１３１９ｂはそれぞれ第１及び第２の電気接続部１３０９ａ、１３０９ｂと接続されてＬＥＤチップ１３１０の外部端子として機能する。例えば、第１及び第２の電極パッド１３１９ａ、１３１９ｂは、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、ＮｉＳｎ、ＴｉＷ、ＡｕＳｎ又はこれらの共融金属で形成する。この場合、実装基板１３２０への実装時に共融金属を用いて接合することができるため、フリップチップボンディング時に通常必要とされる別設のハンダバンプを用いなくてもよい。共融金属を用いる実装方式は、ハンダバンプを用いる実装方式と比べ、より優れた放熱効果を有するという長所がある。この場合、優れた放熱効果を得るために、第１及び第２の電極パッド１３１９ａ、１３１９ｂを大面積で形成することができる。
【００７８】
基板１３０１及び上記発光積層体Ｓは、図４を参照して説明した内容で理解されてもよい。また、具体的に図示してはいないが、上記発光積層体Ｓと基板１３０１の間にバッファ層（図示せず）を形成し、バッファ層を窒化物等からなるアンドープ半導体層として用いてその上に成長する発光構造物の格子欠陥を緩和することができる。
【００７９】
基板１３０１は対向する第１及び第２の主面を有し、上記第１及び第２の主面のうち少なくとも一つには凹凸構造が形成される。基板１３０１の一面に形成した凹凸構造は、基板１３０１の一部をエッチングして上記基板と同じ物質で形成することができ、基板１３０１と異なる異種物質で形成することもできる。
【００８０】
本例によれば、基板１３０１と第１の導電型半導体層１３０４との界面に凹凸構造を形成することにより、活性層１３０５から放出された光の経路が多様になるため、光が半導体層の内部に吸収される比率が減少し、光散乱比率が増加して光抽出効率が増大する。
【００８１】
具体的には、上記凹凸構造は、規則又は不規則的な形状を有するように形成することができる。上記凹凸をなす異種物質としては、透明伝導体や透明絶縁体又は反射性に優れた物質を用いることができる。透明絶縁体としてはＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ、ＴｉＯ２又はＺｒＯ等の物質を用い、透明伝導体としてはＺｎＯや添加物（Ｍｇ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｓｎ）を含有したインジウム酸化物（Ｉｎｄｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）を用い、反射性物質としてはＡｇ、Ａｌ又は屈折率の相違する多層膜構造のＤＢＲを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００８２】
基板１３０１は、第１の導電型半導体層１３０４から除去することができる。基板の除去には、レーザーを用いたＬＬＯ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ）工程又はエッチング・研磨工程を用いる。また、基板を除去した第１の導電型半導体層の表面に凹凸を形成することができる。
【００８３】
図７に示すように、ＬＥＤチップ１３１０は、実装基板１３２０に搭載される。実装基板１３２０は、基板本体１３１１の上面及び下面にそれぞれ上部及び下部電極層１３１２ｂ、１３１２ａが形成され、上部及び下部電極層１３１２ｂ、１３１２ａを接続するように基板本体１３１１を貫通するビア１３１３を含む。基板本体１３１１は樹脂、セラミック又は金属からなり、上部又は下部電極層１３１２ｂ、１３１２ａはＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属層で形成する。
【００８４】
また、上述したＬＥＤチップ１３１０を搭載する基板は、図７に示した実装基板１３２０の形態に限定されず、ＬＥＤチップ１３１０を駆動するための配線構造が形成された基板であればいずれのものでもよい。例えば、一対のリードフレームを有するパッケージ本体にＬＥＤチップを実装したパッケージ構造であってもよい。
【００８５】
＜発光素子のその他の例＞
上述したＬＥＤチップ以外にも多様な構造のＬＥＤチップを用いることができる。例えば、ＬＥＤチップの金属−誘電体の境界に表面プラズモンポラリトン（ｓｕｒｆａｃｅ−ｐｌａｓｍｏｎ  ｐｏｌａｒｉｔｏｎｓ：ＳＰＰ）を形成させて量子井戸エクシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）と相互作用させることにより光抽出効率が大きく改善されたＬＥＤチップを有用に用いることができる。
【００８６】
一方、本実施形態では、単一の発光素子２００をフレーム部１００上に実装することを例示したが、これに限定されない。例えば、発光素子２００は、複数備えることができる。この場合、発光素子２００は、同じ波長の光を発生させる同種のものでも良く、異なる波長の光を発生させる異種のものでもよい等、多様な構成が可能である。
【００８７】
波長変換部３００は、光放出領域１３０に備えられ、発光素子２００で発生した光の波長を変換して外部に放出する。波長変換部３００は、透明樹脂内に少なくとも一種の蛍光体を分散した構造からなる。また、波長変換部３００によって変換された光は上記発光素子２００から放出された光と混合されて白色光を具現することができる。
【００８８】
例えば、発光素子２００は、青色ＬＥＤに黄色、緑色、赤色又は橙色蛍光体を組み合わせて白色光を発する発光素子と紫色、青色、緑色、赤色又は赤外線発光素子のうち少なくとも一つを含むように構成される。この場合、発光素子２００は、演色性（ＣＲＩ）をナトリウム（Ｎａ）灯（４０）〜太陽光（１００）の水準に調節し、色温度をろうそくの火（１５００Ｋ）〜青空（１２０００Ｋ）の水準に調節して多様な白色光を発生させることができ、必要に応じて、紫色、青色、緑色、赤色、橙色の可視光又は赤外線を発生させて周辺の雰囲気又は気持ちに合わせて照明色を調節することができる。また、植物成長を促す特殊波長の光を発生させることもできる。
【００８９】
上記青色ＬＥＤに、黄色、緑色、赤色蛍光体及び／又は緑色、赤色ＬＥＤを組み合わせて製造される白色光は、二つ以上のピーク波長を有し、ＣＩＥ  １９３１座標系の（ｘ、ｙ）座標が（０．４４７６、０．４０７４）、（０．３４８４、０．３５１６）、（０．３１０１、０．３１６２）、（０．３１２８、０．３２９２）、（０．３３３３、０．３３３３）を結ぶ線分上に位置するか、又は上記線分と黒体放射スペクトルで取り囲まれた領域に位置することができる。上記白色光の色温度は２０００Ｋ〜２００００Ｋの間に該当する。
【００９０】
蛍光体は、下記のような組成式及びカラー（ｃｏｌｏｒ）を有する。
【００９１】
酸化物系：黄色及び緑色Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ
【００９２】
シリケート系：黄色及び緑色（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、黄色及び橙色（Ｂａ、Ｓｒ）３ＳｉＯ５：Ｃｅ
【００９３】
窒化物系：緑色β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、黄色Ｌａ３Ｓｉ６Ｏ１１：Ｃｅ、橙色α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、赤色ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ４Ｎ７：Ｅｕ
【００９４】
蛍光体の組成は基本的に化学量論（Ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ）に適さなければならず、各元素は周期表上の各族内の別の元素に置換することができる。例えば、Ｓｒはアルカリ土類（ＩＩ）族のＢａ、Ｃａ、Ｍｇ等に置換でき、Ｙはランタン系のＴｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｇｄ等に置換でき、活性剤であるＥｕ等は所望のエネルギー準位によってＣｅ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｙｂ等に置換できる。なお、活性剤を単独で適用するか又は特性変形のために副活性剤等をさらに適用することができる。
【００９５】
また、蛍光体代替物質としては、量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）等の物質を用いても良く、ＬＥＤに蛍光体とＱＤを混合して用いても良く、ＱＤを単独で用いてもよい。
【００９６】
ＱＤは、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ等のＣｏｒｅ（３〜１０ｎｍ）とＺｎＳ、ＺｎＳｅ等のＳｈｅｌｌ（０．５〜２ｎｍ）及びＣｏｒｅ、Ｓｈｅｌｌの安定化のためのＲｅｇａｎｄの構造からなり、サイズによって多様なカラーを具現することができる。
【００９７】
下記表１は、青色ＬＥＤ（４４０〜４６０ｎｍ）を用いた白色発光素子の応用分野別蛍光体の種類を示したものである。
【００９８】
【表１】
2014158024.tif 000003
【００９９】
波長変換部３００は、上述した蛍光体を含有した透明樹脂のような透光性物質で一対のリードフレーム１１０、１２０の間に形成した光放出領域１３０を充填する方式により形成される。
【０１００】
上記透明樹脂としてはエポキシ（Ｅｐｏｘｙ）、シリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、エポキシとシリコーンとの混合物（Ｈｙｂｒｉｄ）等を用い、加熱、光照射、時間経過等の方式で硬化する。
【０１０１】
上記シリコーンは、Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｉｌｏｘａｎｅがＭｅｔｈｙｌ系、Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ  ｓｉｌｏｘａｎｅがＰｈｅｎｙｌ系に分けられ、Ｍｅｔｈｙｌ系とＰｈｅｎｙｌ系によって屈折率、透湿率、光透過率、光安定性、熱安定性に差異が生じる。また、架橋剤（Ｃｒｏｓｓ  Ｌｉｎｋｅｒ）と触媒剤によって硬化速度に差異が生じるため、蛍光体の分散に影響を与える。
【０１０２】
樹脂の屈折率によって、光抽出効率に差異が生じる。青色光が放出されるチップの最外殻部の媒質の屈折率と空気に放出される光の屈折率との差を最小にするために、屈折率の異なる２種以上のシリコーンを順次積層することができる。
【０１０３】
通常、耐熱安定性の場合、Ｍｅｔｈｙｌ系が最も安定し、Ｐｈｅｎｌｙ系、Ｈｙｂｒｉｄ、Ｅｐｏｘｙの順で温度上昇による変化率が少ない。シリコーンは、硬度によって、ゲル型（Ｇｅｌ  ｔｙｐｅ）、エラストマー型（Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ｔｙｐｅ）、レジン型（Ｒｅｓｉｎ  ｔｙｐｅ）等に分けられる。
【０１０４】
上述した蛍光体を含有した樹脂は、例えば、スクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式により光放出領域１３０に充填される。また、硬化工程を経て波長変換部３００として成形される。
【０１０５】
波長変換部３００は、フレーム部１００の一面及び一面と対向する他面と平行な構造を有するように形成することができる。即ち、フレーム部１００の厚さに対応する厚さの平行な構造を有し、全体的に均一な構造を有することにより色座標のばらつきを最小化することができる。
【０１０６】
反射性モールディング部４００は、フレーム部１００上に形成されて発光素子２００及び波長変換部３００を覆う構造で備えられる。反射性モールディング部４００は、発光素子２００を覆って外部環境から保護し、且つ発光素子２００で発生した光が光放出領域１３０を通して外部に放出されるようにする。
【０１０７】
反射性モールディング部４００は、シリコーン等の樹脂に反射物質を含有させて構成される。上記反射物質としては、ＴｉＯ２等を含む。また、反射性モールディング部４００は、光反射率の高いエポキシ成形複合材（Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＥＭＣ）からなる。
【０１０８】
反射性モールディング部４００は、その外側面がフレーム部１００の縁と共面をなす構造でフレーム部１００の一面上に備える。したがって、フレーム部１００は、反射性モールディング部４００の一面方向に露出する上、反射性モールディング部４００の外側面の縁に沿って全方向に露出する構造を有する。このような構造により、本発明の実施形態による発光素子パッケージ１０は、多様な方式で実装することができるため、設計の自由度が増加する効果を奏する。
【０１０９】
反射性モールディング部４００は、反射物質を含有した樹脂をフレーム部１００上に注入して硬化させる方式により形成される。また、フレーム部１００と接する面を部分硬化させた状態で接合させる方式により形成することもできる。
【０１１０】
図８は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図１の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す斜視図及び断面図である。
【０１１１】
図８に示す変形による発光素子パッケージ１０’を構成する構成要素は、図１に示した実施形態の構成要素と基本的な構造が実質的に同一である。但し、光放出領域１３０をなすフレーム部１００’の構造に差異がある。
【０１１２】
具体的には、図８に示すように、フレーム部１００’は、光放出領域１３０をなす一対のリードフレーム１１０’、１２０’の対向する内側面１１１’、１２１’が、発光素子２００を実装した一面から上記一面と対向する他面の方へ向って次第に広くなる形で傾斜する側面を有する構造を有する。
【０１１３】
このように、傾斜している構造により、光放出領域１３０を通して外部に放出される光はより広い範囲を照射することができるため、光抽出効率が増加する効果が得られる。また、傾斜角の調節により、外部に照射される光の照射範囲を調節することもできる。
【０１１４】
図９及び図１０を参照して本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示す斜視図であり、図１０は図９の発光素子パッケージのフレーム部を概略的に示す斜視図である。
【０１１５】
図９及び図１０に示す実施形態による発光素子パッケージの構成要素は、図１〜図８に示した実施形態の構成要素と基本的な構造が実質的に同一である。但し、フレーム部の構造は異なるため、以下では、前述した実施形態と重複する部分に関する説明を省略し、フレーム部に関する構成を中心に説明する。
【０１１６】
図９及び図１０に示すように、フレーム部１００’’は、発光素子２００を実装する一対のリードフレーム１１０’’、１２０’’に凹んで形成された実装溝１１２、１２２と、上記一対のリードフレーム１１０’’、１２０’’からそれぞれ延長する一対の延長フレーム１４０、１５０と、を含む。
【０１１７】
実装溝１１２、１２２は、リードフレーム１１０’’、１２０’’の上記一面と内側面１１１’’、１２１’’が連結される構造で凹んでおり、発光素子２００との間に隙間があるように発光素子２００より多少大きいサイズで形成される。
【０１１８】
上記隙間には、波長変換部３００を満たす。したがって、発光素子２００は、波長変換部３００によって上記光放出領域と対向する一面（主発光面）及び側面の縁を取り囲むことができる。
【０１１９】
一対の延長フレーム１４０、１５０はそれぞれ発光素子２００を介して対向する両側面に沿って平行に配置され、延長方向に位置する他のリードフレームと接しないように延長される。
【０１２０】
また、一対の延長フレーム１４０、１５０は、一対のリードフレーム１１０’’、１２０’’間の間隔より長く延長され、延長フレーム１４０、１５０の上記間隔より長く延長された部分は、端が上記延長方向に位置する他のリードフレーム１１０’’、１２０’’に向かって折れ曲がっている構造を有する。
【０１２１】
一対のリードフレーム１１０’’、１２０’’はそれぞれ延長フレーム１４０、１５０の上記間隔より長く延長された部分を収容するリセス１１３、１２３を備える。リセス１１３、１２３は、上記延長された部分の折れ曲がり構造に対応する構造を有し、上記延長された部分との間に電気的絶縁のための間隔を有する。リセス１１３、１２３と上記延長された部分との間には、反射性モールディング部４００が満たされる。
【０１２２】
一対の延長フレーム１４０、１５０は、実装溝１１２、１２２と共に発光素子２００の側面を取り囲むことにより、側面光漏れ現象を防止することができる。即ち、図１のような構造では、光放出領域１３０のうち一対のリードフレーム１１０、１２０と直交する両側面が開放されて外部に露出するため、上記側面に光が漏れる側面光漏れ現象が発生する可能性がある。このような側面光漏れ現象は、特定方向に光を照射しようとする場合に光抽出効率を低下させる要因として作用する。
【０１２３】
本実施形態による発光素子パッケージ１０’’では、一対の延長フレーム１４０、１５０により光放出領域１３０の開放された側面を防ぐことにより、上記側面光漏れ現象を防止することができる。また、各延長フレーム１４０、１５０から延長された部分の端を折り曲げ構造で形成することにより、波長変換部３００の形成のための樹脂を充填するときに屈曲された経路によってリセス１１３、１２３まで樹脂が広がることなく光放出領域１３０を充填するようにすることができる。
【０１２４】
図１１には、上記図９及び図１０の発光素子パッケージの変形例を概略的に示す。図１１に示す変形による発光素子パッケージ１０’’を構成する構成要素は、図９及び図１０に示した実施形態の構成要素と基本的な構造が実質的に同一である。但し、光放出領域１３０をなすフレーム部１００’’の構造に差異がある。
【０１２５】
具体的には、図１１に示すように、フレーム部１００’’は、光放出領域１３０をなす一対のリードフレーム１１０’’、１２０’’の対向する内側面１１１’’’、１２１’’’が上記発光素子２００を実装した一面から上記一面と対向する他面の方へ向って次第に広くなる形で傾斜する側面を有する構造を有する。即ち、図８に示す内側面１１１’、１２１’の構造と同一である。
【０１２６】
図１２〜図１６を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を説明する。図１２〜図１６は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージの製造方法を主要工程別に概略的に説明するための図である。
【０１２７】
図１２に示すように、まず、対向して離隔している第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０を含むフレーム部１００が複数配列されたベースフレームＢＦを設ける。フレーム部１００は、複数個が列と行を有しマトリックス構造で配列する。
【０１２８】
このような複数のフレーム部１００を配列した上記ベースフレームＢＦは、単一の金属プレートを用いてプレス工程により一括的に形成することができるが、これに限定されるものではない。
【０１２９】
その後、上記ベースフレームＢＦの下面に仮固定用フィルム５００を貼り付ける。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿うフレーム部１００の断面を概略的に示している。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、仮固定用フィルム５００は、上記ベースフレームＢＦを支持し、且つ第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０間の間隔により定義された光放出領域１３０の開放された一面を塞ぐ役割をする。したがって、第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０の間の光放出領域１３０は、貫通ホールの構造ではなくカップの構造を有する。
【０１３０】
次に、図１３に示すように、第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０間の間隔により定義された光放出領域１３０に波長変換部３００を形成する。
【０１３１】
具体的には、蛍光体を含有した透明樹脂等の透光性物質でスクリーン印刷方式により複数のフレーム部１００に形成した光放出領域１３０を一括的に充填することによりそれぞれのフレーム部１００に対して波長変換部３００を同時に形成する。
【０１３２】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿うフレーム部１００の断面を概略的に示す。図１３（ｂ）に示すように、波長変換部３００は、フレーム部１００の厚さに対応する厚さを有し、全体的に均一な厚さで形成される。
【０１３３】
次に、図１４に示すように、光放出領域１３０を横切って第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０の一面に部分的に架かる構造で各フレーム部１００に発光素子２００を実装する。
【０１３４】
発光素子２００は、両端の一部をそれぞれ第１及び第２のリードフレーム１１０、１２０上に接合支持され、フリップチップボンディング方式で電気的に接続される。本実施形態は、上記発光素子をフリップチップボンディング方式で接合する構造を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、発光素子２００は、ワイヤボンディングにより電気的に接続してもよい。
【０１３５】
次に、図１５に示すように、発光素子２００を覆うようにフレーム部１００上に反射性モールディング部４００を形成する。
【０１３６】
反射性モールディング部４００は、シリコーン等の樹脂にＴｉＯ２等の反射物質を含有して構成される。また、反射性モールディング部４００は、光反射率の高いエポキシ成形複合材（Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＥＭＣ）からなる。
【０１３７】
反射性モールディング部４００は、反射物質を含有した樹脂をフレーム部１００上に注入して硬化させる方式により形成する。また、フレーム部１００と接する面を部分硬化させた状態で接合させる方式により形成されることもできる。
【０１３８】
次に、図１６に示すように、仮固定用フィルム５００を除去する。次に、上記ベースフレームＢＦをフレーム部１００別にダイシングして個別の発光素子パッケージを製造する。
【０１３９】
仮固定用フィルム５００は、波長変換部３００を形成する段階の後にいつでも除去することができる。したがって、ダイシングにより個別の発光素子パッケージを製造した後、個別の発光素子パッケージ別に仮固定用フィルム５００を除去することもできる。
【０１４０】
このように製造した発光素子パッケージ１０は、波長変換部３００の厚さが全体的に均一な構造を有するため、従来の反射カップ内に蛍光体を充填するパッケージ構造と比べて色座標のばらつきを最小化できるという長所を有する。
【０１４１】
また、フレーム部１００と反射性モールディング部４００のサイズによってパッケージのサイズが決まるため、スリムなパッケージの製作が可能となる。
【０１４２】
図１７は、上述した発光素子パッケージを用いたバックライトユニットの一実施例を概略的に示す。図１７に示したバックライトユニット１は、基板１１に配置した発光素子パッケージ１０で構成された光源２と、導光板３と、ボトムシャーシ４と、を含む。
【０１４３】
ボトムシャーシ４は、光源２と導光板３を内部に装着して固定させる支持部材の一種であり、金属材質からなる。ボトムシャーシ４は、底面４１及び底面４１の縁から上部に延長された側壁４２を有する箱形の構造で形成する。
【０１４４】
導光板３は、光透過性材質からなり、光源２から照射された光をガイドして上部に配置された表示装置に光を放出する。
【０１４５】
光源２は、導光板３の一側面に隣接して配置され、上記側面に光を照射する。照射された光は、上記側面を通して上記導光板３の内部に入射される。
【０１４６】
光源２は、ボトムシャーシ４の底面４１上に実装された基板１１と、基板１１上に配列された複数の発光素子パッケージ１０と、を含む。発光素子パッケージ１０は図１〜図１１に示した発光素子パッケージと同様であるため具体的な説明を省略する。
【０１４７】
発光素子パッケージ１０は、反射性モールディング部４００の側面とフレーム部１００の側面とが共面をなして外部に露出した構造を有するため、サイドビュー型で基板１１上に実装するときにフレーム部１００の露出した側面を介して電気的に直接接続することができる。したがって、別途に電極パッドを備える必要がない。
【０１４８】
また、従来のサイドビュー型のパッケージのようにリードフレームを基板上に実装するパッケージ本体の側面に折り曲げて配置させる工程を省略することができるため、全体的なパッケージの構造と製造工程が簡素化されるという長所を有する。
【０１４９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【０１５０】
１    バックライトユニット
２    光源
３    導光板
４    ボトムシャーシ
１０    発光素子パッケージ
１００    フレーム部
１１０    第１のリードフレーム
１２０    第２のリードフレーム
１３０    光放出領域
２００    発光素子
３００    波長変換部
４００    反射性モールディング部
５００    仮固定用フィルム
１０００、１３００    発光素子
１００１、１１０１、１２０１、１３０１    基板
１００２    バッファ層
１００４、１１０４、１３０４    第１の導電型半導体層
１００５、１１０５、１２０５、１３０５    活性層
１００６、１１０６、１２０６、１３０６    第２の導電型半導体層
１１０７    第２の電極層
１００８、１１０８、１２０８    オーミックコンタクト層
１００９ａ、１３０８ａ    第１の電極
１００９ｂ、１３０８ｂ    第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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