(57)【要約】【課題】厚みが薄く広配光の半導体発光装置を提供する。【解決手段】透光性結晶基板７上に発光層を備えた発光素子４を搭載した半導体発光装置１において、発光素子４の上面に、発光素子４から上面側に出射する光を反射させる反射層１０，１１を形成したことを特徴とする半導体発光装置としたものであり、天面に向かう光を反射させることにより、上方から取り出される光の量を制限するとともに側方から取り出される光の量を増やす。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性結晶基板上に発光層を備えた発光素子をリード基板上に搭載した半導体発光装置において、
前記発光素子の上面に、前記発光層から上面側に出射する光を反射させる反射層を形成したことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記発光素子の上面には電極が形成され、前記反射層は、前記電極の下部に形成され、前記発光素子の発光面の面積の８０％以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射層は、天面の全体を覆って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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯電話のテンキー部の照明に用いられる広配光の半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯電話の薄型化に伴い、内蔵部品の薄型化の要求が高まってきている。
【０００３】
従来の半導体発光装置は、発光素子を覆う樹脂にレンズを設けて、視野範囲を調整している（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７７１５６号公報  （第２−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−２３０４５３号公報  （第２−８頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、厚み０．３〜０．４ｍｍの照明用の半導体発光装置を作製しようとすると、レンズ部分の厚みが確保できないため、十分なレンズ効果が得られない。このため、発光素子は搭載された基板とは逆方向しか照らすことができず、テンキー部の裏面から広い範囲を照らすような使用をすることができないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、厚みが薄く広配光の半導体発光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体発光装置においては、発光素子の上面に、発光素子から上面側に取り出される光を反射させる反射層を形成した半導体発光装置としたものである。
【０００８】
この発明によれば、厚みを薄くした広配光の半導体発光装置が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、透光性結晶基板上に発光層を備えた発光素子をリード基板上に搭載した半導体発光装置において、前記発光素子の上面に、前記発光層から上面側に出射する光を反射させる反射層を形成したことを特徴とする半導体発光装置としたものであり、反射層によって、発光層から上方に向かう光を反射させることにより、上方から取り出される光の量を制限するとともに側方から取り出される光の量を増やすという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記発光素子の上面には電極が形成され、前記反射層は、前記電極の下部に形成され、前記発光素子の発光面の面積の８０％以上を覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置としたものであり、上方を０°としたときの配光の輝度のピークを、３０°以上にするという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記反射層は、天面の全体を覆って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としたものであり、天面の全体を覆うので、発光層から直接天面を介して取り出される光がなくなり、側方から取り出される光の量をさらに増やすことができるという作用を有する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態の半導体発光装置の平面図、（Ｂ）は、同半導体発光装置の正面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の半導体発光装置１は、直方体状で上方から見て長方形のリード基板１４上に、めっき法によりリード電極２，３を形成している。また、一方のリード電極３に隣接する位置には、円形の搭載部１３がリード電極３に接続して設けられており、発光素子４は、搭載部１３上にペースト５を介して固定支持されている。
【００１４】
ここで、本明細書中においては、図１（Ｂ）を見た方向、すなわち、水平面上に基板を置いた状態を規準とし、上面側とは上方と同じ方向をいうものとする。
【００１５】
搭載部１３の上面は、発光素子４から下側に向かう光を反射する反射層１２が形成されている。
【００１６】
発光素子４は、絶縁性のサファイア等の透光性結晶基板７を用いたＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮおよびＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体からなり、透光性結晶基板７上には、下から順にＮエピタキシャル層、ＰＮ接合層、Ｐエピタキシャル層が積層して形成されている。
【００１７】
図２は、発光素子の平面図を示す。
【００１８】
図２に示すように、Ｐエピタキシャル層には、Ｌ字状の電極８が形成されている。また、Ｐエピタキシャル層およびＰＮ接合層の一部は除去されており、Ｎエピタキシャル層には、矩形状の電極９が形成されている。
【００１９】
電極８，９は、Ａｕ等の金属からなり、蒸着法等の方法によって形成されている。
【００２０】
電極８，９の下部は、Ｐエピタキシャル層およびＮエピタキシャル層への接合面であるとともに発光素子４の内部から上面側に取り出される光を反射させる反射層１０，１１を兼用している。
【００２１】
反射層１０，１１は、外周部に少しの隙間をあけて形成している。反射層１０の面積は、Ｐエピタキシャル層の下側に配置されてＬ字状に形成されている発光面の面積の８０％以上となっている。
【００２２】
発光層から出た光のうち、上方に向かった光の大部分は、電極８の反射層１０によって下方に反射され、一部は、天面から外側に取り出される。
【００２３】
また、下方に向かった光は、リード基板１４上の反射層１２により反射されて上方に向かい、電極８の反射層１０または電極９の反射層１１によって下方に反射される。発光層から出て斜め方向に向かう光は、発光素子４の上下に設けられた反射層によって１回または複数回反射されて側方から取り出される。
【００２４】
ここで、電極９の反射層１１の面積については規定していないが、反射層１１には、発光層から出た光が直接当たることがなく、一旦リード基板１４上の反射層１２で反射した光が当たることになるので、配光角度について、反射層１０ほどの影響を与えることはない。
【００２５】
かかる構成によって、発光素子４の上方から取り出される光の量が少なくなり、側方から取り出される光の量が多くなるので、半導体発光装置は、結果として広配光となる。
【００２６】
なお、反射層は、電極とは別に形成することが可能である。この場合は、例えば、樹脂を用いて形成することが可能である。
【００２７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の半導体発光装置は、発光素子をマイクロバンプを介してリード基板上にフリップチップ実装し、透光性結晶基板の天面の全面を覆って反射層を形成したものである。
【００２８】
反射層は、樹脂に高反射材を混ぜたものを塗布することによって形成できる。
【００２９】
また、反射層は、半透過反射膜によって形成することも可能で、透過率を上げると配光のピークを上方に近づけ、透過率を下げると配光のピークを側方に近づけることにより、配光特性を調整することができる。
【００３０】
なお、本発明は、透光性結晶基板の下面と発光層の上面に電極を形成した構造のものに対しても適用することができ、この場合には、天面全体に反射層を形成することができる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図３は、第３の実施の形態の半導体発光装置の正面図である。図３に示すように、第３の実施の形態の半導体発光装置１５は、第１の実施の形態の半導体発光装置の発光素子４を、発光色変換機能を有する蛍光体１７を混入させた樹脂モールド１６で覆ったものである。例えば、青色に発光する半導体発光素子を、黄色の蛍光体で覆うことにより、白色発光させることができる。
【００３２】
半導体発光装置の発光色の変換を行うには、各部からの発光量に応じて蛍光体１７の量を増減する必要がある。天面に反射層１０，１１を設けていない場合は、天面からの発光量が多いため、図３に二点鎖線で示すように、天面を覆う樹脂モールド１６の厚みを厚く形成して蛍光体１７の量を増やす必要があり、装置全体の厚みが厚くなるが、反射層１０，１１を設けることにより、天面からの発光量が小さくなるので、樹脂モールド１６の厚みを薄く形成することができ、装置全体の薄型化を図ることができる。
【００３３】
【実施例】
従来例に係る半導体発光装置を比較例とし、第１の実施の形態に係る半導体発光装置を実施例として配光特性を測定した。
【００３４】
図４は実施例の半導体発光装置の測定結果，図５は比較例の半導体発光装置の測定結果である。
【００３５】
グラフの周方向の数値は、上向きの角度を０°としたときの角度、半径方向の数値は、最大輝度を１００％としたときのこの最大輝度に対する割合を示す。
【００３６】
また、Ｘは、長方形の半導体発光装置の長手方向に沿って測定したときのデータ、Ｙは、長手方向に直交する方向に沿って測定したときのデータである。
【００３７】
図４に示すように、実施例のＹ方向の配光は、４０°近傍で最大となっており、６０°で９０％以上、７５°で７０％以上の配光となっている。また、０°のときの配光は、９０％程度である。一方、図５に示すように、比較例のＹ方向の配光の最大値は、３０°以下で、４５°での配光は９０％以下、６０°での配光は７０％以下、７５°での配光は５０％以下になっている。また、０°のときの配光は９５％以上である。
【００３８】
このように、実施例では比較例に対して上面側の輝度が下がり、側面側の輝度が大きくなることが確認された。
【００３９】
また、この実施例の反射層の面積は、発光面の面積の８０％以上であり、このときの配光の輝度のピークが、３０°以上であることが確認された。
【００４０】
なお、Ｘ方向の配光については、比較例と実施例のデータはほとんど同じように見えるが、これは、Ｘ方向にチップＬＥＤの端子が存在するためである。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発光素子の上面に反射層が形成されているので、天面に向かう光を反射させ、上方から取り出される光の量を制限するとともに側方から取り出される光の量を増やし、半導体発光装置の厚みを薄く形成し、配光特性を広配光にすることができる。
【００４２】
また、反射層を電極の下部に形成し、反射層の面積を、発光面の面積の８０％以上にすると、配光の輝度のピークを、３０°以上にして、確実に広配光にすることができる。
【００４３】
また、反射層を、天面の全体を覆って形成すると、発光層から直接天面を介して取り出される光がなくなり、側方から取り出される光の量をさらに増やし、さらに広配光にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態の半導体発光装置の平面図
（Ｂ）は、同半導体発光装置の正面図
【図２】同半導体発光装置の発光素子の平面図
【図３】第３の実施の形態の半導体発光装置の正面図
【図４】実施例の半導体発光装置の測定結果を示すグラフ
【図５】比較例の半導体発光装置の測定結果を示すグラフ
【符号の説明】
１  半導体発光装置
２，３  リード電極
４  発光素子
５  ペースト
７  透光性結晶基板
８，９  電極
１０，１１  反射層
１２  反射層
１３  搭載部
１４  リード基板
１５  半導体発光装置
１６  樹脂モールド
【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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