(57)【要約】【課題】  簡単な構成により、発光素子からの励起光と波長変換剤による波長変換光との混色光に色ムラが発生せず、また波長変換剤が放出する熱が効率良く放熱され得るようにした半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ハウジング１３上面に設けられたキャビティ１３ａの底面に発光素子１４を配置し、上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含む波長変換層１５を形成する、半導体発光装置の製造方法であって、上記キャビティ内に波長変換剤を含む波長変換層を充填する工程が、まず上記キャビティ内にて、発光素子上に波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６を塗布し、硬化させる段階と、次に上記キャビティ全体に波長変換剤の濃度の低い第二の波長変換層１７を充填・塗布し、硬化させる段階とを含むように、半導体発光装置の製造方法を構成する。【選択図】        図１
2006135300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有するハウジングと、
上記キャビティ底面に配置された発光素子と、
上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、
を備える半導体発光装置の製造方法であって、
上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、
発光素子上に第一の波長変換層を塗布し、硬化させる第一の工程と、
キャビティ全体に第二の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、
を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
上記第一の波長変換層を形成する段階の前に、上記キャビティ内にて、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、波長変換剤を含まない透明樹脂スペーサを注入し、硬化させる段階を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
上記キャビティが上方に向かって広がるように形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
上記キャビティが、下方キャビティと、上記下方キャビティの上側に外側に広がる段部を介して配置されたより広い上方キャビティとを含んでおり、上記透明樹脂スペーサの上面の外周縁が、上記段部と同じ高さに位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高いことを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
キャビティを有するハウジングと、
上記キャビティ底面に配置された発光素子と、
上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、
を備える半導体発光装置の製造方法であって、
上記キャビティが、下方キャビティと、前記下方キャビティの上に外側に広がる段部を介して配置される上方キャビティを含んでなり、
上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、
上記下方キャビティ内に、第二の波長変換層を、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、且つ発光素子の上面から周囲に向かってすり鉢状に傾斜して、第二の波長変換層表面外周縁が上記段部の上側に位置するように、塗布し、硬化させる第一の工程と、
上記キャビティ全体に第一の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、
を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
キャビティを有するハウジングと、
上記キャビティ底面に配置された発光素子と、
上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、
を備える半導体発光装置の製造方法であって、
上記キャビティが、上方に向かって広がるように形成された下方キャビティと、上記下方キャビティの上に上記下方キャビティの上端の開口部から側壁が上方へ立ち上がるように配置される上方キャビティを含んでなり、
上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、
上記下方キャビティ内に、第二の波長変換層を、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、且つ、発光素子の上面から周囲に向かってすり鉢状に傾斜して、第二の波長変換層表面外周縁が上記上方キャビティ側壁に位置するように、塗布し、硬化させる第一の工程と、
上記キャビティ全体に第一の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、
を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高いことを特徴とする、請求項６または７に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記段差形状に基づいて制御されることを特徴とする、請求項６に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記キャビティを構成する下方キャビティ及び上方キャビティの側壁形状に基づいて制御されることを特徴とする、請求項６に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
上記波長変換剤が、蛍光体であることを特徴とする、請求項１から１０の何れかに記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティの底面に露出するリードフレームにより構成されていることを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティを画成するリードフレームにより構成されていることを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
上記発光素子に対する給電ラインが、少なくとも上記ハウジング表面、キャビティ側面、キャビティ底面の何れか一箇所以上の、少なくとも一部に形成された導電層からなることを特徴とする、請求項１から１１の何れか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、発光素子からの光を波長変換層を介して出射させて、発光素子からの励起光と波長変換層からの波長変換光とを混合して、外部に出射するようにした半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような半導体発光装置としてのＬＥＤは、例えば特許文献１に示すように構成されている。
即ち、特許文献１によれば、図１０に示すように、ＬＥＤ１は、二本のリードフレーム２，３と、一方のリードフレーム２の上端に形成されたキャビティ２ａの底面に配置されたＬＥＤチップ４と、キャビティ２ａ内にてＬＥＤチップ４の上面位置まで充填された第一の樹脂層５及びその上に充填された第二の樹脂層６と、上記リードフレーム２，３の上端を包囲するように形成された樹脂モールド部７と、から構成されている。
そして、上記ＬＥＤチップ４は、例えば青色ＬＥＤチップであって、上記キャビティ２ａの底部に載置され、ダイボンディングされると共に、他方のリードフレーム３に対して、金線等のワイヤ４ａによりワイヤボンディングされることにより、双方のリードフレーム２，３に対して電気的に接続される。
【０００３】
ここで、上記第一の樹脂層５及び第二の樹脂層６は、光透過性樹脂に波長変換剤としての蛍光体粒子が混入されており、第一の樹脂層５における蛍光体濃度が、第二の樹脂層６の蛍光体濃度より低くなるように選定されている。
さらに、上記第一の樹脂層５及び第二の樹脂層６の蛍光体濃度は、ＬＥＤチップ４からの光が第二の樹脂層６の上面に至る光路長と蛍光体濃度との積がほぼ一定となるように分布するようになっている。
【０００４】
このような構成のＬＥＤによれば、ＬＥＤチップ４から各方向に出射される光が第一及び第二の樹脂層５，６を通過する際に、ほぼ同じ量の蛍光体を通過することになる。従って、蛍光体で波長変換された光が、蛍光体を通過しない光と混色されることにより、第二の樹脂層５，６の上面にて色ムラのない均一な発光特性が得られることになる。
【特許文献１】特開２００４−１１１８８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような構成のＬＥＤにおいては、以下のような問題がある。
即ち、第一及び第二の樹脂層５，６に関して、光透過性樹脂に蛍光体粒子を混合して硬化させる場合、両者の比重の差によって、より重い蛍光体粒子が重力によって沈降することが知られている。このため、第一及び第二の樹脂層５，６のそれぞれにおいて、樹脂中の蛍光体濃度を均一にすることは不可能である。
また、キャビティ２ａとＬＥＤチップ４との間にて、光透過性樹脂に表面張力が発生することになるため、第一の樹脂層５の表面形状を一定にすることは困難である。従って、光路長と蛍光体濃度の積をほぼ一定にすることは非常に困難であるので、色ムラのない均一な発光特性を実現することは実質的にできなかった。
さらに、蛍光体が波長変換で損失したエネルギーを熱として放出するが、蛍光体の沈降密度が高くないことから、ＬＥＤチップ４自体の発熱と共に、蛍光体からの熱がＬＥＤチップ４を介してリードフレーム２に効率良く放熱され得なくなってしまう。
【０００６】
このような問題は、青色ＬＥＤチップだけでなく、他の色を発光するＬＥＤチップや他の発光素子からの光と波長変換剤の波長変換光の混色光を出射するＬＥＤ等の半導体発光装置においても、同様に存在する。
また、キャビティを備えたリードフレームをインサート成形したタイプのＬＥＤだけでなく、樹脂ハウジングに平坦なリードフレームをインサート成形し、この樹脂ハウジングの表面にキャビティを形成して、その底部にリードフレームの一部を露出させ、あるいは例えば半導体基板の上面にキャビティを形成して、このキャビティの底部から側面を介してハウジングの上面そして場合によっては下面まで回り込む導電薄膜から成る電極層を備えたタイプのＬＥＤ等の半導体発光装置においても、同様である。
【０００７】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、発光素子からの励起光と波長変換剤による波長変換光との混色光に色ムラが発生せず、また波長変換剤が波長変換の損失エネルギーとして放出する熱が効率良く放熱され得るようにした半導体発光装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明の第一の構成によれば、キャビティを有するハウジングと、上記キャビティ底面に配置された発光素子と、上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、を備える半導体発光装置の製造方法であって、上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、発光素子上に第一の波長変換層を塗布し、硬化させる第一の工程と、キャビティ全体に第二の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法により、達成される。
【０００９】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記第一の波長変換層を形成する段階の前に、上記キャビティ内にて、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、波長変換剤を含まない透明樹脂スペーサを注入し、硬化させる段階を含んでいる。
【００１０】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記キャビティが上方に向かって広がるように形成されている。
【００１１】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記キャビティが、下方キャビティと、上記下方キャビティの上側に外側に広がる段部を介して配置されたより広い上方キャビティとを含んでおり、上記透明樹脂スペーサの上面の外周縁が、上記段部と同じ高さに位置している。
【００１２】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高い。
【００１３】
また、上記目的は、本発明の第二の構成によれば、キャビティを有するハウジングと、上記キャビティ底面に配置された発光素子と、上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、を備える半導体発光装置の製造方法であって、上記キャビティが、下方キャビティと、前記下方キャビティの上に外側に広がる段部を介して配置される上方キャビティを含んでなり、上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、上記下方キャビティ内に、第二の波長変換層を、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、且つ発光素子の上面から周囲に向かってすり鉢状に傾斜して、第二の波長変換層表面外周縁が上記段部の上側に位置するように、塗布し、硬化させる第一の工程と、上記キャビティ全体に第一の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法により達成される。
【００１４】
また、上記目的は、本発明の第三の構成によれば、キャビティを有するハウジングと、上記キャビティ底面に配置された発光素子と、上記キャビティ内に粒子状の波長変換剤を含んだ波長変換層と、を備える半導体発光装置の製造方法であって、上記キャビティが、上方に向かって広がるように形成された下方キャビティと、上記下方キャビティの上に上記下方キャビティの上端の開口部から側壁が上方へ立ち上がるように配置される上方キャビティを含んでなり、上記キャビティ内に波長変換層を形成する工程が、上記下方キャビティ内に、第二の波長変換層を、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、且つ、発光素子の上面から周囲に向かってすり鉢状に傾斜して、第二の波長変換層表面外周縁が上記上方キャビティ側壁に位置するように、塗布し、硬化させる第一の工程と、上記キャビティ全体に第一の波長変換層を充填・塗布し、硬化させる第二の工程と、を含んでいることを特徴とする、半導体発光装置の製造方法により達成される。
【００１５】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高い。
【００１６】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記段差形状に基づいて制御される。
【００１７】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記キャビティを構成する下方キャビティ及び上方キャビティの側壁形状に基づいて制御される。
【００１８】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記波長変換剤が、蛍光体である。
【００１９】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティの底面に露出するリードフレームにより構成されている。
【００２０】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティを画成するリードフレームにより構成されている。
【００２１】
本発明による半導体発光装置の製造方法は、好ましくは、上記発光素子に対する給電ラインが、少なくとも上記ハウジング表面、キャビティ側面、キャビティ底面の何れか一箇所以上の、少なくとも一部に形成された導電層により構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
上記第一の構成によれば、波長変換層の充填の際に、まずキャビティ内にて発光素子上に第一の波長変換層を塗布して硬化させた後、キャビティ全体に第二の波長変換層を充填して硬化させるので、第一の波長変換層が発光素子から上方に出射する光について波長変換することにより、波長変換剤による波長変換された光と発光素子からの光の混色光が、その上方に位置する第二の波長変換層を介して外部に出射される。
また、第二の波長変換層が発光素子から側方に出射する光について波長変換することにより、波長変換剤による波長変換された光と発光素子からの光の混色光が外部に出射される。
このようにして、発光素子から上方に出射する光のみが、第一の波長変換層を通過し、その際第一の波長変換層に含まれる波長変換剤により波長変換されることになるので、第一の波長変換層及び第二の波長変換層における波長変換剤の種類や濃度を適宜に選定することによって、例えば青色光を出射する発光素子の場合に、発光素子上部で青みがかった色になる等の色ムラの発生が抑制され、全体として色ムラのない均一な発光色の発光特性が得られることになる。
【００２３】
そして、第一及び第二の波長変換層の波長変換剤濃度を、発光素子の光放射特性に対応して、例えば第一の波長変換層の波長変換剤濃度を第二の波長変換層の波長変換剤濃度より高くする等、適宜調整することにより、色ムラがより一層抑制され得ることになる。
また、第二の波長変換層の硬化の際に、蛍光体等の波長変換剤が自然沈降することによって、発光素子の周囲にも堆積することもあり、この堆積によって濃度が上昇する。第二の波長変換層の波長変換剤濃度が第一の波長変換層の波長変換剤濃度より低い場合には、双方の波長変換層の境界付近における濃度差が小さくなるので、混色光の色差が低減され得ることになる。
【００２４】
さらに、発光素子の上面に第一の波長変換層が直接に塗布されていることから、半導体発光装置の駆動時に、波長変換剤の粒子が波長変換の損失エネルギーにより熱を発生しても、この熱が発光素子からハウジングを介して放熱されることになるので、効率の良い放熱が行なわれ得ることになる。
これにより、発光素子そして半導体発光装置の温度上昇が抑制され得るので、温度上昇によって発光効率が低下するようなことはない。
【００２５】
上記第一の波長変換層を形成する段階の前に、上記キャビティ内にて、発光素子の上面が僅かに露出する程度に、波長変換剤を含まない透明樹脂スペーサを注入し、硬化させる段階を含んでいる場合には、上記キャビティの発光素子の上面より下側の空間には、透明樹脂スペーサが充填されることにより、第二の波長変換層の波長変換剤が自然沈降しても、キャビティの底面付近に堆積せずに、底面より上方に堆積することになるので、発光素子の側面から出射した光が、効率的に第二の波長変換層の波長変換剤に入射することになる。
【００２６】
上記キャビティが上方に向かって広がるように形成されている場合には、発光素子から側方に出射した励起光あるいは波長変換剤から側方に出射した波長変換光がキャビティの側面に入射して、上方に向かって反射されることになり、光の取出し効率が向上することになる。
【００２７】
上記キャビティが、下方キャビティと、上記下方キャビティの上側に外側に広がる段部を介して配置されたより広い上方キャビティとを含んでおり、上記透明樹脂スペーサの上面の外周縁が、上記段部と同じ高さに位置している場合には、このキャビティの段部を備えた側面の形状に基づいて、透明樹脂スペーサを充填する際に、透明樹脂スペーサを構成する材料の表面張力に基づいて、透明樹脂スペーサの上面が周囲にて光ハンシャキャビティの側面を這い上がることになり、透明樹脂スペーサの上面がすり鉢状に形成されることになる。
【００２８】
上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高い場合には、発光素子から上方に出射する光が、波長変換剤の濃度が高い第一の波長変換層を通過することにより、より強い波長変換の効果を生ずることになり、例えば青色光の発光素子を使用した場合に、直上に出射する光が青みがかった色になることが抑制され、全体として色ムラが低減され得ることになる。
【００２９】
また、上記第二及び第三の構成によれば、波長変換層の充填の際に、まずキャビティの下方のキャビティ内にて発光素子の上面が僅かに露出する程度に、表面がすり鉢状に周囲に向かって高くなるように第二の波長変換層を塗布して硬化させた後、キャビティ全体に第一の波長変換層を充填して硬化させる。
これにより、第一の波長変換層は、中心から周囲に向かって半径方向に徐々に厚さが薄くなり、従って波長変換剤の量が少なくなる濃度傾斜を備えることになる。
従って、第二の波長変換層が発光素子から側方に出射する光について波長変換することにより、波長変換剤による波長変換された光と発光素子からの光の混色光が、その上方に位置する第一の波長変換層を介して外部に出射される。
また、第一の波長変換層が発光素子から上方に出射する光について波長変換することにより、波長変換剤による波長変換された光と発光素子からの光の混色光が外部に出射される。
このようにして、発光素子から側方に出射する光のみが、第二の波長変換層及び第一の波長変換層を通過し、発光素子から上方に出射する光が第一の波長変換層のみを通過するので、第一の波長変換層及び第二の波長変換層における波長変換剤の種類や濃度を適宜に選定することによって、例えば青色光を出射する発光素子の場合に、発光素子上部で青みがかった色になる等の色ムラの発生が抑制され、全体として色ムラのない均一な発光色の発光特性が得られることになる。
【００３０】
さらに、第三の構成においては、下方キャビティの開口部の大きさが上方キャビティと同じであることから、発光部外周からの波長変換光漏れを抑制することができ、さらに発光部面積を小さくすることができるので、全体として光密度を向上させることができる。
【００３１】
上記第一の波長変換層が、第二の波長変換層より波長変換剤の濃度が高い場合には、発光素子から上方に出射する光が、波長変換剤の濃度が高い第一の波長変換層を通過することにより、より強い波長変換の効果を生ずることになり、例えば青色光の発光素子を使用した場合に、直上に出射する光が青みがかった色になることが抑制され、全体として色ムラが低減され得ることになる。
【００３２】
上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記段差形状に基づいて制御される場合には、第二の波長変換層が塗布されたとき、第二の波長変換層を構成する材料が、その表面張力及びキャビティの段差形状即ちこの段差を備えた側面の形状に基づいて、キャビティの側面を這い上がることになるので、キャビティの段差形状を適宜に調整することによって、この這い上がり量即ちすり鉢形状の傾斜を制御して、所望のすり鉢形状とすることができる。
【００３３】
上記第二の波長変換層を塗布する際に、すり鉢状の傾斜が、上記キャビティを構成する下方キャビティ及び上方キャビティの側壁形状に基づいて制御される場合には、第二の波長変換層が塗布されたとき、第二の波長変換層を構成する材料が、その表面張力及びキャビティの側壁形状に基づいて、キャビティの側面を這い上がることになるので、キャビティの側壁形状を適宜に調整することによって、この這い上がり量即ちすり鉢形状の傾斜を制御して、所望のすり鉢形状とすることができる。
【００３４】
上記波長変換剤が、蛍光体である場合には、発光素子からの励起光が波長変換剤に入射すると、波長変換剤が励起されて波長変換光としての蛍光を出射することになる。
【００３５】
上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティの底面に露出するリードフレームにより構成されている場合には、表面実装型リードフレームタイプの半導体発光装置に本発明を適用することができる。
【００３６】
上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング内にインサート成形され且つキャビティを画成するリードフレームにより構成されている場合には、同様にして砲弾型リードフレームタイプの半導体発光装置に本発明を適用することができる。
【００３７】
上記発光素子に対する給電ラインが、上記ハウジング表面そしてキャビティの側面及び底面に形成された導電薄膜から成る電極層により構成されている場合には、例えば半導体基板等のハウジングを利用した表面実装タイプの半導体発光装置に本発明を適用することができる。
【００３８】
このようにして、本発明によれば、キャビティ内に波長変換剤を含む光透過性樹脂を充填する際に、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層を発光素子の上面に配置すると共に、発光素子の側方付近に波長変換剤の濃度の低い第二の波長変換剤を配置するようにしたから、発光素子の上方にて波長変換剤の濃度が高くなるので、色ムラのない均一な発光特性が得られることになると共に、発光素子上に直接に波長変換剤が堆積するので、波長変換剤で波長変換の損失エネルギーにより発生する熱が、発光素子を介してハウジングから効率的に放熱され得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図６を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００４０】
図１は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第一の実施形態を示している。
図１において、ＬＥＤ１０は、一対のリードフレーム１１，１２と、これらのリードフレーム１１，１２を所定位置に保持するように一体成形されたハウジング１３と、このハウジング１３の上面に設けられたキャビティ１３ａ内に露出する一方のリードフレーム１１のチップ実装部１１ａ上に実装された青色ＬＥＤチップ１４と、上記ハウジング１３のキャビティ１３ａ内にて青色ＬＥＤチップ１４を包囲するように形成された波長変換剤（例えば蛍光体）を混入した波長変換層１５と、から構成されている。
【００４１】
上記リードフレーム１１及び１２は、それぞれその上記キャビティ１３ａ内に露出する先端にチップ実装部１１ａ及びボンディング部１２ａを備えるように、アルミニウム等の導電性材料から形成されていると共に、他端が、ハウジング１３の側面から下面に回り込んで、表面実装のための接続部１１ｂ及び１２ｂを構成している。
これらのリードフレーム１１，１２は、金属板を所定形状にプレス成形することにより作製されている。
【００４２】
上記ハウジング１３は、上記リードフレーム１１，１２に対してインサート成形により一体に形成されており、上面中央に、すり鉢状に上方に向かって拡るキャビティ１３ａを備えている。
ここで、上記キャビティ１３ａの底部にて、上記リードフレーム１１，１２の先端のチップ実装部１１ａ及びボンディング部１２ａが露出するようになっている。
【００４３】
上記青色ＬＥＤチップ１４は、上記ハウジング１３のキャビティ１３ａ内にて、一方のリードフレーム１３の先端のチップ実装部１３ａ上に接合されると共に、その表面に設けられた電極が、隣接してキャビティ１３ａ内に露出する他方のリードフレーム１２の先端のボンディング部１２ａに対してボンディングワイヤ（図示せず）により電気的に接続されるようになっている。
【００４４】
ここで、上記青色ＬＥＤチップ１４は、所謂青色ＬＥＤチップであって、駆動電圧が印加されたとき、青色光を発するようになっている。
【００４５】
上記波長変換層１５は、青色ＬＥＤチップ１４の上面に形成された第一の波長変換層１６と、その上からキャビティ１３ａ内に充填された第二の波長変換層１７と、から構成されている。
これらの第一及び第二の波長変換層１６，１７は、それぞれ微粒子状の波長変換剤（図示せず）を混入した高耐熱の熱硬化性透明樹脂、例えば透明エポキシ樹脂等から構成されており、硬化の際に、波長変換剤が下方に自然沈降している。  そして、この波長変換層１６，１７に、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光が入射することにより、波長変換剤が励起され、波長変換剤から黄色光を発生させると共に、これらの混色による白色光が外部に出射するようになっている。
【００４６】
尚、波長変換剤は、例えばセリウム，ガドリニウム等をドープしたＹＡＧ波長変換剤や、このようなＹＡＧ波長変換剤にてイットリウムを他の元素に置換したもの、あるいはオルトシリケート誘導体等が使用され、黄色光の蛍光を発するようになっている。
そして、第一の波長変換層１６は、比較的高い濃度の波長変換剤を含んでおり、また第二の波長変換層１７は、比較的低い濃度の波長変換剤を含んでいる。
【００４７】
ここで、上記波長変換層１５は、本発明により以下のようにして形成されるようになっている。
即ち、ハウジング１３のキャビティ１３ａ内に露出したリードフレーム１１のチップ実装部１１ａに青色ＬＥＤチップ１４が実装された状態から、まずキャビティ１３ａ内にて、青色ＬＥＤチップ１４上に、第一の波長変換剤１６が塗布され、加熱硬化される。その際、第一の波長変換層１６を構成する材料（熱硬化性透明樹脂）が加熱により粘度が低下することにより、波長変換剤が重力により自然沈降して、青色ＬＥＤチップ１４上に堆積することになる。
【００４８】
次に、上述した第一の波長変換層１６の上から、キャビティ１３ａ全体に、第二の波長変換層１７が充填・塗布され、加熱硬化される。
その際、第二の波長変換層１７は、加熱により粘度が低下することによって、第二の波長変換層１７中に含まれる波長変換剤の粒子が自然沈降し、青色ＬＥＤチップ１４の周囲のキャビティ１３ａの底面に堆積することになる。
これにより、ＬＥＤ１０の駆動時に、波長変換剤１５ａの波長変換の損失エネルギーにより熱が発生したとしても、この熱は、青色ＬＥＤチップ１４そしてハウジング１３に効率的に伝達され、放熱されることになる。従って、波長変換剤１５ａの発熱によって青色ＬＥＤチップ１４が温度上昇して発光効率が低下するようなことはなく、良好な発光効率が保持され得ることになる。
【００４９】
本発明実施形態による表面実装型白色ＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、一対のリードフレーム１１，１２を介して青色ＬＥＤチップ１４に駆動電圧が印加されると、青色ＬＥＤチップ１４が発光して、青色光が出射する。
そして、青色ＬＥＤチップ１４から出射する青色光の一部が、波長変換層１５に混入された波長変換剤に入射することにより、波長変換剤が励起されて、黄色光の蛍光を発生させる。
この黄色光が、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光と混色されることにより、白色光となって、波長変換層１５を通って、波長変換層１５の上面から外部に出射することになる。
【００５０】
その際、青色ＬＥＤチップ１４から上方に出射する光は、第一の波長変換層１６及びその上の第二の波長変換層１７を通過して、第一の波長変換層１６に含まれる比較的濃度の高い波長変換剤を励起することにより、波長変換効率が向上する。
従って、一般的に光放射密度の高い青色ＬＥＤチップ１４上方にて、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光が十分に波長変換剤による波長変換光と混色されて白色光となり、従来のような青みがかった色になることが抑制され得る。
尚、上記第二の波長変換層１７の青色ＬＥＤチップ１４の上方領域では、波長変換剤が加熱硬化の際に自然沈降しているので、その波長変換剤濃度は非常に低くなっている。
【００５１】
これに対して、青色ＬＥＤチップ１４から側方に出射する光は、第二の波長変換層１７のみを通過し、第二の波長変換層１７に含まれる比較的濃度の低い波長変換剤を励起することにより、波長変換光としての黄色光が発生し、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光と混色されて、白色光となって上方に出射する。
【００５２】
従って、青色ＬＥＤチップ１４から上方に出射する光のみが、第一の波長変換層１６を通過して、高い濃度の波長変換剤を励起することにより、上方に出射する白色光が、青色ＬＥＤチップ１４の上方で青みがかった色になるようなことがなく、全体として色ムラのない均一な発光色（白色）の発光特性が得られることになる。
【００５３】
このようにして、本発明実施形態によるＬＥＤ１０によれば、波長変換層１５を形成する際に、まず第一の波長変換層１６が青色ＬＥＤチップ１４上のみに塗布され加熱硬化された後、その上から第二の波長変換層１７が、キャビティ１３ａ内に充填され、加熱硬化される。これにより、青色ＬＥＤチップ１４上にのみ波長変換剤の濃度が高い波長変換層が構成されることになる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
【実施例２】
【００５４】
図２は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第二の実施形態を示している。
図２において、ＬＥＤ２０は、図１に示したＬＥＤ１０におけるリードフレーム１１，１２を使用せずに、例えば半導体基板等のハウジング１３のキャビティ１３ａの底面から傾斜した側面を通ってハウジング１３の上面にまで延びる金属等による導電薄膜から成る電極層１３ｂ，１３ｃを備えたタイプのＬＥＤである。
そして、キャビティ１３ａ内に形成される波長変換層１５は、上述したＬＥＤ１０の場合と同様にして、第一の波長変換層１６及び第二の波長変換層１７から構成されており、ＬＥＤ１０の場合と同様にして形成されるようになっている。
【００５５】
このような構成のＬＥＤ２０によれば、図１に示したＬＥＤ１０の場合と同様にして、波長変換層１５を形成する際に、まず第一の波長変換層１６を青色ＬＥＤチップ１４上に塗布し加熱硬化させた後、その上から第二の波長変換層１７をキャビティ１３ａ内に充填・塗布し、加熱硬化させる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４上にて、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６が形成されることになり、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
【実施例３】
【００５６】
図３は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第三の実施形態を示している。
図３において、ＬＥＤ３０は、図１に示したＬＥＤ１０におけるリードフレーム１１，１２を使用せずに、所謂砲弾型のＬＥＤとして構成されており、一対のリードフレーム３１，３２と、一方のリードフレーム３１の上端に形成されたキャビティ３１ａの底面に配置された青色ＬＥＤチップ１４と、キャビティ３１ａ内に充填された波長変換層１５と、上記リードフレーム３１，３２の上端を包囲するように形成された樹脂モールド部３３と、から構成されている。
この場合、上記青色ＬＥＤチップ１４は、その上端の電極部が他方のリードフレーム３２の上端に対してボンディングワイヤ３２ａにより電気的に接続されている。
そして、キャビティ３１ａ内に形成される波長変換層１５は、上述したＬＥＤ１０の場合と同様にして、第一の波長変換層１６及び第二の波長変換層１７から構成されており、ＬＥＤ１０の場合と同様にして形成されるようになっている。
【００５７】
このような構成のＬＥＤ３０によれば、図１に示したＬＥＤ１０の場合と同様にして、波長変換層１５を形成する際に、まず第一の波長変換層１６を青色ＬＥＤチップ１４上に塗布し加熱硬化させた後、その上から第二の波長変換層１７をキャビティ１３ａ内に充填・塗布し、加熱硬化させる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４上にて、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６が形成されることになり、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
【実施例４】
【００５８】
図４は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第四の実施形態を示している。
図４において、ＬＥＤ４０は、図１に示したＬＥＤ１０と比較して、キャビティ１３ａが二段の下方キャビティ１３ｄ及びこれより大きい上方キャビティ１３ｅから構成されていると共に、波長変換層１５が、下方キャビティ１３ｄ内に充填された透明樹脂スペーサ４１を含んでいる点で異なる構成になっている。
上記下方キャビティ１３ｄは、上方キャビティ１３ｅと比較して水平方向に関して小さく形成されており、上方キャビティ１３ｅとの間に外側に広がる段部１３ｆを備えるようになっている。
【００５９】
ここで、上記透明樹脂スペーサ４１は、例えば第一及び第二の波長変換層１６，１７を構成する光透過性透明樹脂と同じ材料から構成されており、これらの第一及び第二の波長変換層１６，１７の形成前に、形成されるようになっている。  即ち、ハウジング１３のキャビティ１３ａ内に露出したリードフレーム１１のチップ実装部１１ａに青色ＬＥＤチップ１４が実装された状態から、まずキャビティ１３ａの下方キャビティ１３ｄ内に、波長変換剤を含まない透明樹脂スペーサ４１が注入・充填される。
その際、上記透明樹脂スペーサ４１は、青色ＬＥＤチップ１４の上面が僅かに露出する程度に、そしてキャビティ１３ａの下方キャビティ１３ｄと上方キャビティ１３ｅの間の段部１３ｆの高さまで充填される。
【００６０】
次に、キャビティ１３ａ内にて、青色ＬＥＤチップ１４上に、第一の波長変換剤１６が塗布され、加熱硬化される。その際、第一の波長変換層１６を構成する材料（熱硬化性透明樹脂）が加熱により粘度が低下することにより、波長変換剤が重力により自然沈降して、青色ＬＥＤチップ１４上に堆積することになる。
続いて、上述した第一の波長変換層１６の上から、上方キャビティ１３ｅ全体に、第二の波長変換層１７が充填・塗布され、加熱硬化される。
【００６１】
これにより、ＬＥＤ４０の駆動時に、波長変換剤１５ａの波長変換の損失エネルギーにより熱が発生したとしても、この熱は、青色ＬＥＤチップ１４に伝達されることになる。従って、波長変換剤１５ａの発熱によって青色ＬＥＤチップ１４が温度上昇して発光効率が低下するようなことはなく、良好な発光効率が保持され得ることになる。
【００６２】
さらに、この場合、キャビティ１３ａの下方キャビティ１３ｄ内に透明樹脂スペーサ４１が充填されていることにより、青色ＬＥＤチップ１４の側方から出射した光は、透明樹脂スペーサ４１内から上方に向かって第二の波長変換層１７内に入射することになる。
従って、第二の波長変換層１７内にて波長変換剤が自然沈降によってその底面付近に堆積したとしても、青色ＬＥＤチップ１４の側方から出射した光が、実質的にすべての波長変換剤に対して入射することになり、波長変換効率が向上する。これにより、同じ波長変換による波長変換光の光量を得るためには、第二の波長変換層１７内に混入される波長変換剤の量が少なくて済むことになる。
【００６３】
このような構成のＬＥＤ４０によれば、波長変換層１５を形成する際には、まず下方キャビティ１３ｄ内に透明樹脂スペーサ４１を充填し硬化させた後、図１に示したＬＥＤ１０の場合と同様にして、第一の波長変換層１６を青色ＬＥＤチップ１４上に塗布し加熱硬化させた後、その上から第二の波長変換層１７をキャビティ１３ａ内に充填・塗布し、加熱硬化させる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４上にて、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６が形成されることになり、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
さらに、第二の波長変換層１７に含まれる実質的にすべての波長変換剤の粒子に対して青色ＬＥＤチップ１４からの青色光が入射して、波長変換剤を励起するので、励起効率が向上することになる。
【実施例５】
【００６４】
図５は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第五の実施形態を示している。
図５において、ＬＥＤ５０は、図４に示したＬＥＤ４０と比較して、波長変換層１５のうち、第一の波長変換層１６が、青色ＬＥＤチップ１４の上面から上側全体に充填されていると共に、第二の波長変換層１７が下方キャビティ１３ｄ内に充填され、さらに青色ＬＥＤチップ１４の上面を僅かに露出させ且つその上面が周囲に向かって上方に傾斜するようにすり鉢状に形成されている点で異なる構成になっている。
【００６５】
ここで、上記波長変換層１５は、本発明により以下のようにして形成されるようになっている。
即ち、ハウジング１３のキャビティ１３ａ内に露出したリードフレーム１１のチップ実装部１１ａに青色ＬＥＤチップ１４が実装された状態から、まずキャビティ１３ａ内にて、波長変換剤濃度が比較的低い第二の波長変換層１７が注入・充填され、加熱硬化される。
その際、第二の波長変換層１７は、青色ＬＥＤチップ１４の上面が僅かに露出する程度に、そしてその表面が青色ＬＥＤチップ１４の上面から周囲に向かってすり鉢状に上向きに傾斜するように、且つその表面の外周縁がキャビティ１３ａの段部１３ｆより上方に位置するように、充填される。
ここで、第二の波長変換層１７の表面のすり鉢状の形状は、第二の波長変換層１７を構成する材料（光透過性透明樹脂）の表面張力とキャビティ１３ａの側面の段部１３ｆを含む表面形状に基づいてキャビティ１３ａの側面における這い上がり量によって決定される。
従って、上記材料とキャビティ１３ａの側面の段部形状（即ち段部１３ｆを含む表面形状）を適宜に選定することによって、上述した這い上がり量そして第二の波長変換層１７の上面のすり鉢状の形状を制御することができると共に、段部形状によって第二の波長変換層１７のすり鉢状の上面の形状及び塗布量が安定することになる。
また、青色ＬＥＤチップ１４の側面からの光が、第二の波長変換層１７を通過せずに直接に第一の波長変換層１６に入射することを防止することができる。
【００６６】
このとき、図５に示すように、上記キャビティ１３ａの段部１３ｆが青色ＬＥＤチップ１４の上面よりも上方に位置するように設定すると、這い上がり量及びすり鉢状の形状が容易に制御され得るようになる。これは、上記段部１３ｆにおいては、他のキャビティ１３ａ内面と比較して段差の分だけ表面積が大きくなるため、第二の波長変換層１７との接触面積が増大することによるものである。これにより、上記すり鉢形状が安定的に形成され得ることになり、好適である。
尚、上記段部１３ｆの代わりに、あるいは上記段部１３ｆと併用して、同じ位置に表面積を大きくするための凹凸を設ける等の粗面処理を施すようにしてもよい。
【００６７】
次に、キャビティ１３ａ内にて、青色ＬＥＤチップ１４上を含む全体に、第一の波長変換剤１６が塗布され、加熱硬化される。その際、第一の波長変換層１６を構成する材料（熱硬化性透明樹脂）が加熱により粘度が低下することにより、波長変換剤が重力により自然沈降して堆積することになる。
この場合、第一の波長変換層１６の底面は、上述した第二の波長変換層１７のすり鉢状の上面に従って、すり鉢状に形成されることになり、その厚さが周囲に向かって半径方向に徐々に薄くなる、即ち第一の波長変換層１６中に含まれる波長変換剤の量が少なくなる濃度傾斜を備えることになる。
これにより、第一の波長変換層１６の波長変換剤は、第一の波長変換層１６の底面にて、三次元的に均一に堆積することになる。
【００６８】
従って、青色ＬＥＤチップ１４から出射する青色光が波長変換剤で波長変換されて黄色光の蛍光が出射し、青色光との混色によって白色光となる。その際、波長変換剤の青色ＬＥＤチップ１４の上面を中心とする三次元的に均一な分布によって、色ムラのない発光特性が得られることになる。
また、上述したように、波長変換剤が青色ＬＥＤチップ１４の上面とその周囲に高密度で堆積することから、波長変換剤が直接に青色ＬＥＤチップ１４の上面及びその周囲のキャビティ１３ａの底面に堆積することになる。
これにより、ＬＥＤ５０の駆動時に、波長変換剤の波長変換の損失エネルギーにより熱が発生したとしても、この熱は、青色ＬＥＤチップ１４そしてハウジング１３に効率的に伝達され、放熱されることになる。
従って、波長変換剤の発熱によって青色ＬＥＤチップ１４が温度上昇して発光効率が低下するようなことはなく、良好な発光効率が保持され得ることになる。
【００６９】
このような構成のＬＥＤ５０によれば、波長変換層１５を形成する際には、まず下方キャビティ１３ｂ内に第二の波長変換層１７を充填し硬化させた後、その上から第一の波長変換層１６を塗布し加熱硬化させる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４上を中心として、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６が形成されることになり、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
【実施例６】
【００７０】
図６は、本発明による半導体発光装置としてのＬＥＤの製造方法の第六の実施形態を示している。
図６において、ＬＥＤ６０は、図５に示したＬＥＤ５０と比較して、キャビティ１３ａの側壁が異なる形状を有している点で異なる構成になっている。  即ち、キャビティ１３ａのうち、下方キャビティ１３ｄは、その側面が底面から上方に向かって広がるように上向きの傾斜面として形成されていると共に、上方キャビティ１３ｅは、上記下方キャビティ１３ｄの開口部、即ち側壁の上端からほぼ垂直または僅かに外側に広がるように形成されている。
【００７１】
ここで、上記波長変換層１５は、本発明により以下のようにして形成されるようになっている。
即ち、ハウジング１３のキャビティ１３ａ内に露出したリードフレーム１１のチップ実装部１１ａに青色ＬＥＤチップ１４が実装された状態から、まずキャビティ１３ａ内にて、波長変換剤濃度が比較的低い第二の波長変換層１７が注入・充填され、加熱硬化される。
その際、第二の波長変換層１７は、青色ＬＥＤチップ１４の上面が僅かに露出する程度に、そしてその表面が青色ＬＥＤチップ１４の上面から周囲に向かってすり鉢状に上向きに傾斜するように、且つその表面の外周縁がキャビティ１３ａの下方キャビティ１３ｄと上方キャビティ１３ｅの側壁の境界より上方に位置するように、充填される。
【００７２】
ここで、第二の波長変換層１７の表面のすり鉢状の形状は、第二の波長変換層１７を構成する材料（光透過性透明樹脂）の表面張力とキャビティ１３ａの側壁形状に基づいてキャビティ１３ａの側面における這い上がり量によって決定される。
従って、上記材料とキャビティ１３ａの側壁形状を適宜に選定することによって、上述した這い上がり量そして第二の波長変換層１７の上面のすり鉢状の形状を制御することができると共に、上記側壁形状によって第二の波長変換層１７のすり鉢状の上面の形状及び塗布量が安定することになる。
また、青色ＬＥＤチップ１４の側面からの光が、第二の波長変換層１７を通過せずに直接に第一の波長変換層１６に入射することを防止することができる。
【００７３】
次に、キャビティ１３ａ内にて、青色ＬＥＤチップ１４上を含む全体に、第一の波長変換剤１６が塗布され、加熱硬化される。その際、第一の波長変換層１６を構成する材料（熱硬化性透明樹脂）が加熱により粘度が低下することにより、波長変換剤が重力により自然沈降して堆積することになる。
この場合、第一の波長変換層１６の底面は、上述した第二の波長変換層１７のすり鉢状の上面に従って、すり鉢状に形成されることになり、その厚さが周囲に向かって半径方向に徐々に薄くなる、即ち第一の波長変換層１６中に含まれる波長変換剤の量が少なくなる濃度傾斜を備えることになる。
これにより、第一の波長変換層１６の波長変換剤は、第一の波長変換層１６の底面にて、三次元的に均一に堆積することになる。
【００７４】
従って、青色ＬＥＤチップ１４から出射する青色光が波長変換剤で波長変換されて黄色光の蛍光が出射し、青色光との混色によって白色光となる。その際、波長変換剤の青色ＬＥＤチップ１４の上面を中心とする三次元的に均一な分布によって、色ムラのない発光特性が得られることになる。
また、上述したように、波長変換剤が青色ＬＥＤチップ１４の上面とその周囲に高密度で堆積することから、波長変換剤が直接に青色ＬＥＤチップ１４の上面及びその周囲のキャビティ１３ａの底面に堆積することになる。
これにより、ＬＥＤ６０の駆動時に、波長変換剤の波長変換の損失エネルギーにより熱が発生したとしても、この熱は、青色ＬＥＤチップ１４そしてハウジング１３に効率的に伝達され、放熱されることになる。
従って、波長変換剤の発熱によって青色ＬＥＤチップ１４が温度上昇して発光効率が低下するようなことはなく、良好な発光効率が保持され得ることになる。
【００７５】
このような構成のＬＥＤ６０によれば、波長変換層１５を形成する際には、まず下方キャビティ１３ｂ内に第二の波長変換層１７を充填し硬化させた後、その上から第一の波長変換層１６を塗布し加熱硬化させる。
これにより、青色ＬＥＤチップ１４上を中心として、波長変換剤の濃度の高い第一の波長変換層１６が形成されることになり、青色ＬＥＤチップ１４からの青色光による波長変換剤の励起強度がほぼ均一となり、全体として色ムラのない発光特性が得られることになる。
また、下方キャビティ１３ｄの上面と上方キャビティ１３ｅの下面の大きさを同一にすることによって、発光部外周からの波長変換光漏れが抑制され得ると共に、発光部面積が小さくされ得るので、光密度が向上することになる。
【００７６】
次に、上記ＬＥＤ５０，６０に関して、発光部外周からの波長変換光漏れによる色ムラ及び輝度ムラについて、図７を参照して考察する。
即ち、図７（Ａ）に示す前記ＬＥＤ５０に対して、図７（Ｂ）に示すＬＥＤ７０が知られており、キャビティ１３ａの側壁を一段の傾斜面とすることによって、発光部の周辺部分と中央部分の色差及び明暗差がより低減され、色ムラ及び輝度に関してより高い均一性が得られる。
また、一般にＬＥＤチップから放射する光は、側方に向かって放射される光よりも上方に向かって放射される光が多い。このため、青色ＬＥＤチップ１４上部に光励起密度の高い領域を形成すると共に、放射される光の少ない領域では光励起密度の低い領域を形成することが、特に色ムラ対策の点から好ましい。
従って、このＬＥＤ７０そして前記ＬＥＤ５０，６０においては、波長変換剤の濃度分布がＬＥＤチップ１４からの距離に対して濃度傾斜を有することによって、色ムラが大幅に低減され得るようになっている。
【００７７】
さらに、光励起密度の高い領域、即ち青色ＬＥＤチップ１４上部の波長変換剤濃度分布が高密度の領域では、波長変換の作用に伴って発生する熱が多くなり、特に高輝度のＬＥＤチップを使用している場合には、実用上無視できない発熱が生ずる。
従って、このＬＥＤ７０そして前記ＬＥＤ５０，６０においては、光励起密度の高い領域を、青色ＬＥＤチップ１４上方とし、また第二の波長変換層１７の表面を、ＬＥＤチップ１４の上面を露出または僅かに覆う程度にすり鉢状に形成することによって、ＬＥＤチップ１４上に波長変換剤を沈降集積させているので、この波長変換剤による発熱は、このＬＥＤチップ１４を介して放熱され得ることになり、好適である。
【００７８】
しかしながら、図７（Ｂ）のＬＥＤ７０は、キャビティ１３ａの側壁が一段の傾斜面であることから、第二の波長変換層１７の上面を所望のすり鉢状の形状にすることが困難であり、符号Ａで示す部分が凹みやすく、この部分に波長変換剤が堆積しやすいため、色ムラが発生してしまうことになる。
これに対して、図６に示したＬＥＤ６０においては、キャビティ１３ａの側壁が二段階として、下方のみ傾斜面として形成されていることにより、第二の波長変換層１７を塗布・硬化させる際に、キャビティ１３ａの側壁形状により、その材料の這い上がり量を制御することができるので、所望のすり鉢状の表面を実現することが可能となる。これにより、色ムラの発生がより一層抑制され得る。
【００７９】
次に、第二の波長変換層１７の形状について、図８を参照して考察する。
図８は、図５のＬＥＤ５０に対する比較例としてのＬＥＤ８０を示している。  図８において、ＬＥＤ８０は、キャビティ１３ａの下方キャビティ１３ｄがより深く形成されており、第二の波長変換層１７が、上記下方キャビティ１３ｄの底面に配置された青色ＬＥＤチップ１４の上面を完全に覆うように形成されている点で異なる構成になっている。
ここで、ＬＥＤチップ１４の上面から第二の波長変換層１７の上面までの距離は、ＬＥＤチップ１４の高さの約三倍程度に選定した。
このような構成のＬＥＤ８０を実際に作成して、サーモグラフィによる観察を行なったところ、長時間の点灯による温度上昇が、前記ＬＥＤ５０と比較して、大きかった。これは、波長変換剤による発熱の影響によるものと推察され、上記距離を種々に変更した実験結果から、ＬＥＤチップ１４の上面から第二の波長変換層１７の上面までの距離は、ＬＥＤチップ１４の高さの０倍から約１倍程度が好適である。
【００８０】
また、上述したＬＥＤ５０，６０においては、第二の波長変換層１７が青色ＬＥＤチップ１４の上面を僅かに露出させると共に、その上面が周囲に向かって上方に傾斜するようにすり鉢状に形成されている。
これに対して、第二の波長変換層１７が青色ＬＥＤチップ１４の上面を覆った比較例を作成して、第二の波長変換層１７による被覆量の影響について考察する。
この比較例では、ＬＥＤチップ１４の上面が露出しているＬＥＤ５０と比較して、第二の波長変換層１７がＬＥＤチップ１４の上面を覆うにつれて、温度特性及び電気的特性が共に悪化する傾向があった。
ここで、温度特性としては、環境温度を変化させたときの相対光束値，効率維持率，色度維持率（５０℃を標準試料とした）を評価した。また、電気的特性としては、青色ＬＥＤチップ１４に注入する電力量を変化させたときの相対光束値，効率維持率，色度維持率（０．３５Ａを標準試料とした）を評価した。
尚、図9 （Ａ）の５０℃における電気的特性にて、また図9 （Ｂ）の０．４５Ａにおける温度特性にて、それぞれＬＥＤ５０，６０の評価値Ａに対して、上記比較例の評価値が示されている。
【００８１】
なお、本発明においては、キャビティ内面に光反射性のコーティングが施されていることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
上述した実施形態においては、ＬＥＤ１０にて、キャビティ１３ａが、その側壁が上方に向かって広がるように形成されているが、これに限らず、キャビティ１３ａの側壁は底面に対して垂直であってもよい。
また、上述した実施形態においては、ＬＥＤ４０，５０，６０は、図１に示したＬＥＤ１０と同様に、ハウジング１３に対してインサート成形されたリードフレーム１１，１２を備えているが、これに限らず、図２または図３に示すような構成のＬＥＤとして構成することも可能である。
【００８３】
さらに、上述した実施形態においては、発光素子として青色ＬＥＤチップ１４が使用されているが、これに限らず、他の色の光を出射するＬＥＤチップであっても、また他の構成の発光素子であってもよい。
この場合、第一及び第二の波長変換層１６，１７に含まれる波長変換剤は、青色光を黄色光に変換するようになっているが、これに限らず、ＬＥＤチップを含む発光素子の励起光の発光色に対応して、この発光色を適宜の色の光に波長変換するようなものが選択され得る。
【００８４】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、発光素子からの励起光と波長変換剤による波長変換光との混色光に色ムラが発生せず、また波長変換剤が波長変換の損失エネルギーとして放出する熱が効率良く放熱され得るようにした半導体発光装置の製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明による製造方法の第一の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明による製造方法の第二の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明による製造方法の第三の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明による製造方法の第四の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図５】本発明による製造方法の第五の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図６】本発明による製造方法の第六の実施形態により製造されたＬＥＤの構成を示す概略断面図である。
【図７】図５のＬＥＤと比較例によるＬＥＤにおける色ムラ及び輝度ムラを示す説明図である。
【図８】図５及び図６によるＬＥＤに対する第二の波長変換層の効果を考察するためのＬＥＤの比較例の構成を示す概略断面図である。
【図９】図５及び図６によるＬＥＤにおける相対光束値，効率維持率及び色度維持率の（Ａ）電気的特性及び（Ｂ）温度特性の評価結果を示すグラフである。
【図１０】従来のＬＥＤの製造方法の一例の製造工程を順次に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０    ＬＥＤ（半導体発光装置）
１１，１２    リードフレーム
１３    ハウジング
１３ａ  キャビティ
１３ｂ，１３ｃ  電極層
１３ｄ  下方キャビティ
１３ｅ  上方キャビティ
１３ｆ  段部
１４    青色ＬＥＤチップ（発光素子）
１５    波長変換層
１６    第一の波長変換層（高濃度の波長変換剤）
１７    第二の波長変換層（低濃度の波長変換剤）
２０，３０，４０，５０，６０    ＬＥＤ
３１，３２    リードフレーム
３３    樹脂モールド部
４１    透明樹脂スペーサ
【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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