(57)【要約】【課題】ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成された発光素子が、導電性接着剤で表面電極上に固着されている発光装置において、発光素子を表面電極に固着する際に発光素子の側面に付着した接着剤によって、発光素子から放射される光の色度が装置間でばらつくのを防止する。【解決手段】発光素子３の側面に付着する導電性接着剤４の付着高さよりも高い位置まで、発光素子３の側面を非透光性樹脂８で覆い、光が出射できる発光素子３の側面の面積が装置間でばらつかないようにする。【選択図】  図２
2004214478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成された発光素子が導電性接着剤で表面電極上に固着された半導体発光装置において、固着の際に発光素子側面に付着した導電性接着剤の付着高さよりも高い位置まで、発光素子側面を非透光性樹脂で覆ったことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記導電性接着剤がＩｎまたはＩｎを含む合金からなる請求項１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、ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成された、いわゆるＺｎＳｅ系発光素子を備える半導体発光装置（以下、単に「発光装置」と記すことがある）に関し、より詳細には、ＺｎＳｅ基板とその上に形成されたＺｎＳｅ系発光層から異なる波長域の光を発光するＺｎＳｅ系発光素子を備える半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
白色ＬＥＤの材料としてＺｎＳｅ系材料が知られている。特許文献１には、このＺｎＳｅ系材料を用いた発光素子をＩｎあるいはＩｎ合金からなる導電部材を介してリードフレームに固着した発光装置が開示されている。
【０００３】
図５に、従来のＺｎＳｅ系発光素子を備えた発光装置の概略図を示す。ＺｎＳｅ基板３１上にＺｎＳｅ系発光層３２が形成された発光素子３が、絶縁性基板１の表面に形成され表面電極２ａ上に、ＩｎやＩｎ合金からなる導電性接着剤（以下、単に「接着剤」と記すことがある）４で固着されている。発光素子３の上面に形成された上面電極５と表面電極２ｂとはワイヤ６で電気的に接続されている。そして発光素子３とワイヤ６、パターン電極２ａ，２ｂの一部が透光性樹脂７で封止されている。
【０００４】
このような構造の発光装置では、ＺｎＳｅ系発光層３２において青色光が発光し、このうちＺｅＳｅ基板３１に進入した光がここで吸収されて黄色光が光励起される。この結果、発光素子３から放射される光は青色光と黄色光が混色して白色となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２８４５９号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、このような発光装置において、発光素子３を表面電極２ａに接着剤４で固着する時に、表面電極２ａ上に塗布されている接着剤４が発光素子３の底面で押圧されることにより、発光素子３の底面からはみ出して、ＺｎＳｅ基板３１の側面に付着することがある。
【０００７】
ＺｎＳｅ基板３１の側面に接着剤４が付着していると、ＺｎＳｅ基板３１内で光励起された黄色光が発光素子の側面から外部へ出射するのが妨げられる。このため、接着剤の側面への付着量によって発光素子からの黄色光の放射量が変化し、青色光と黄色光との混色割合が変化して、白色度合いが発光装置によってばらつくという問題があった。
【０００８】
このような発光装置の色度のばらつきは、白色の発光装置に限った問題ではなく、ＺｎＳｅ基板と、その上に形成されたＺｎＳｅ系発光層とから異なる波長域の光が出射される発光装置においても問題となる。例えばＺｎＳｅ系発光層３２が青色や青緑色に発光し、ＺｎＳｅ基板３１においてこれらの光を吸収して黄色や橙色、赤色などの光が励起されて、発光素子としてピンク色や赤紫色などの光を放射する発光装置において問題となる。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成され、ＺｎＳｅ基板とＺｎＳｅ系発光層とから異なる波長域の光が発せられる発光素子が、接着剤で表面電極上に固着された半導体発光装置において、発光素子の側面に接着剤が付着することによる、発光素子から放射される光の色度のばらつきを防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成された発光素子を導電性接着剤で表面電極上に固着した発光装置において、固着の際に発光素子側面に付着する導電性接着剤の付着高さよりも高い位置まで、発光素子側面を非透光性樹脂で覆う構成とした。
【００１１】
ここで発光素子の劣化を抑える観点からは、導電性接着剤としてはＩｎまたはＩｎを含む合金からなるものを用いるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に基づいて詳述する、なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の発光装置の一例を示す概略断面図を示す。この図の発光装置は表面実装型である。発光素子３は、ＺｎＳｅ基板３１と、この上に形成されるＺｎＳｅ系発光層３２とから構成される。ＺｎＳｅ基板３１は、導電性接着剤４を介して表面電極２ａに固着されている。ＺｎＳｅ系発光層３２上に形成された上面電極５にはワイヤ６がボンディングされており、他方の表面電極２ｂと電気的に接続される。表面電極２ａ、２ｂは絶縁性基板１の表面に形成されている。絶縁性基板１としては、例えばＢＴレジンなどの高耐熱性樹脂を用いたガラスエポキシ基板や、放熱性に優れたＡｌＮなどのセラミックを用いた薄板基板等が挙げられる。そして、絶縁性基板１の上面外周には発光素子３からの光を反射する反射部材９が取り付けられている。この反射部材９で囲まれた内側は、発光素子３の側面に付着する接着剤４の付着高さよりも高い位置まで非透光性樹脂８によって覆われ、それより上は透光性樹脂７で封止されている。
【００１４】
このような構成の発光装置では、ＺｎＳｅ系発光層３２において青色光が発光し、この青色光がＺｅＳｅ基板３１に進入しここで吸収されて黄色光が光励起される。このとき、発光素子３の側面に付着している接着剤４の量が装置間でばらついていても、接着剤４の付着位置よりも高い位置まで非透光性樹脂８で覆われているので、ＺｎＳｅ基板３１の側面から出射する黄色光は装置間でばらつきがなくほぼ一定となる。これにより、発光素子３から放射される光は青色光と黄色光とが混色して白色となり、この白色に装置間のばらつきはない。
【００１５】
なお、非透光性樹脂８で覆う発光素子３の側面位置は、接着剤４が側面に付着する最も高い位置よりも高い位置であることが必要である。他方、ＺｎＳｅ基板３１側面からの光出射量を多くする観点からは、非透光性樹脂８で覆うＺｎＳｅ基板３１の側面位置はできるだけ低い方がよい。
【００１６】
本発明で使用する発光素子３の高さは通常２００〜２５０μｍ程度であって、接着剤４が付着する側面高さはおおよそ２０〜３０μｍ程度であるから、前記発光素子の下から５０〜１００μｍ程度の高さまで非透光性樹脂８で覆うのが好ましい。図１の発光装置の場合、発光素子側面の所定位置まで覆うのに必要な非透光性樹脂８の量は発光装置の設計データから算出できるから、算出された量の非透光性樹脂８を反射部材９で囲まれた内部空間に流し込むことにより、発光素子側面の所定位置まで非透光性樹脂８で覆うことができる。
【００１７】
ここで、本発明で使用する非透光性樹脂８としては、光を透過しないものであれば特に限定はなく、例えば光を乱反射するような乳白色あるいは光を吸収する黒色などに着色されたエポキシ樹脂やシリコン樹脂等が挙げられる。取扱易さなどの観点から、これらの中でも熱硬化性樹脂が望ましい。
【００１８】
本発明で使用する発光素子３としては、ＺｎＳｅ基板３１と、この上に形成されるＺｎＳｅ系発光層３２とから構成されていればよい。ＺｎＳｅ基板３１としては例えば導電性ｎ型ＺｎＳｅ基板が挙げられる。一方、ＺｎＳｅ系発光層３２としては、ｎ型にドープされたＺｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ０．９０層からなるｎ型クラッド層と、ＺｎＳｅ層とＺｎ０．８８Ｃｄ０．１２Ｓｅ層の積層構造からなる量子井戸活性層と、ｐ型にドープされたＺｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ０．９０層からなるｐ型クラッド層と、ｐ型にドープされたＺｎＴｅとＺｎＳｅの積層超格子構造からなるｐ型コンタクト層からなるＺｎＳｅ系発光層３２とを備えたものが例示される。ＺｎＳｅ系発光層はｎ型ＺｎＳｅバッファ層を介してＺｎＳｅ基板上に形成される。
【００１９】
また本発明で使用する接着剤４としては、ＩｎやＩｎ合金等からなるものが好ましい。Ｉｎを含む合金としてはＩｎを５０％以上含む合金が好ましく、例えばＩｎを９０％、そしてＳｎを１０％含む合金など挙げられる。
【００２０】
次に、第１の実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。絶縁性基板１上に形成された表面電極２ａ上に、スクリーン印刷などにより接着剤４を塗布する。加熱した接着剤４に発光素子３を押し付けて、表面電極２ａに発光素子３を固着させる。次に、発光素子３の上面電極５にワイヤ６をボンディングすると共に、ワイヤ６のもう一方端を表面電極２ｂにボンディングし、上面電極５と表面電極２ｂとを電気的に接続する。そして、絶縁性基板１の上面に反射部材９を取り付ける。この状態で窒素雰囲気中において熱処理を行う。
【００２１】
そして、反射部材９で囲まれた空間に、前記のようにして算出された所定量の非透光性樹脂８を注入する。非透光性樹脂８を加熱硬化させた後、反射部材９の内部空間をすべて満たすように透光性樹脂７を注入する。そして透光性樹脂７を加熱硬化させて、反射部材９で囲まれた内部空間を封止する。
【００２２】
（第２の実施形態）
図３に、本発明に係る発光装置の第２の実施形態の概略断面図を示す。この発光装置は、反射部材９（図１に図示）がない点を除けば前記発光装置と同じ構成である。ただし、本実施形態の発光装置では反射部材がないので、非透光性樹脂で発光素子側面を封止する時に発光素子を包囲する部材が新たに必要となる。このような発光装置の作製方法について次に説明する。
【００２３】
絶縁性基板１上に形成された表面電極２ａ，２ｂに発光素子３を実装するまで工程は前記第１の実施形態と同じであるのでここではその説明を省略し、非透光性樹脂８で発光素子３の側面を封止する工程から説明する。まず、上下面が開口である枠体を発光素子３を囲うように絶縁性基板１上に取り付ける。そしてその枠体内に非透光性樹脂８を注入する。前述の通り、非透光性樹脂８の注入量は、非透光性樹脂８で覆いたい発光素子側面高さから計算により算出すればよい。枠体に注入した非透光性樹脂８を加熱硬化させた後、絶縁性基板１の表面から枠体を取り外す。つぎに、透光性樹脂７が充填されるキャビティを有する成形金型に、発光素子３が実装された絶縁性基板１を取り付け、前記キャビティに透光性樹脂７を流し込み加熱硬化させて本発明の発光装置とする。
【００２４】
（第３の実施の形態）
図４に、本発明に係る発光装置の第３の実施形態の概略断面図を示す。図４の発光装置はリードフレーム型の発光装置である。発光素子３は、リードフレーム２ｃの先端に形成されたパラボラ部に接着剤４で固着されている。そして発光素子３の上面電極５と、もう一つのリードフレーム２ｄとがワイヤ６によって電気的に接続されている。パラボラ部の下部は、接着剤４を完全に覆うように発光素子３の側面の所定高さまで非透光性樹脂８で封止されている。また発光素子３やワイヤ６を含めリードフレーム２ｃ，２ｄの上部は透光性樹脂７によって封止されている。
【００２５】
このような構造の発光装置では、ＺｎＳｅ系発光層３２において青色光が発光し、この青色光がＺｅＳｅ基板３１に進入しここで吸収されて黄色光が光励起される。青色光はＺｎＳｅ系発光層３２から直接又はパラボラ部の周壁で反射して上方に出射し、また黄色光も、非透光性樹脂８で覆われていない発光素子側面から直接又はパラボラ部の周壁で反射して上方に出射する。そして、青色光と黄色光とが混色して白色光となって透光性樹脂７から外部へ出射する。このとき、発光素子３の側面に付着している接着剤４の量が装置間でばらついていても、接着剤４の付着位置よりも高い位置まで全装置同じように非透光性樹脂８で覆われているので、ＺｎＳｅ基板３１の側面から出射する黄色光は装置間でばらつくことがない。
【００２６】
図４の発光装置は例えば次のようにして作製できる。まずリードフレーム２ｃの上端面に形成されたパラボラ部に接着剤４を塗布する。そして接着剤４を加熱した後、発光素子３を押し当てて発光素子３をパラボラ部底面に接着剤４で固着させる。次に、発光素子３の上面電極５ともう一つのリードフレーム２ｄとをワイヤ６で接続する。そして、パラボラ部内に所定量の非透光性樹脂８を流し込んだ後、非透光性樹脂８を加熱硬化させる。その後、砲弾形の凹部が形成された金型の前記凹部にエポキシ樹脂などの透光性樹脂を満たし、発光素子を実装したリードフレーム２ｃ，２ｄの先端側をこの凹部に浸漬させる。そして透光性樹脂７を熱硬化させて本発明の発光装置とする。
【００２７】
以上説明した実施形態における発光素子は、ＺｎＳｅ系発光層３２で青色発光が行われ、ＺｎＳｅ基板３１において青色光を吸収して黄色発光が行われるものであったが、本発明で使用できる発光素子はこれに限定されるものではなく、ＺｎＳｅ基板３１とＺｎＳｅ系発光層３２とから異なる波長域の光が発せられるものであればよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の発光装置では、ＺｎＳｅ基板上にＺｎＳｅ系発光層が形成された発光素子の側面に付着した導電性接着剤の付着高さよりも高い位置まで、発光素子側面を非透光性樹脂で覆う構成としたので、発光素子の側面に接着剤が付着することによる、発光素子から放射される装置間の光の色度のばらつきを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光装置の第１の実施形態例を示す概略構成図である。
【図２】図１の発光装置における、発光素子が表面電極に固着した部分の拡大図である。
【図３】本発明に係る発光装置の第２の実施形態例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る発光装置の第３の実施形態例を示す概略構成図である。
【図５】従来の発光装置を示す概略図である。
【図６】従来の発光装置における、発光素子が表面電極に固着した部分の拡大図である。
【符号の説明】
１  絶縁性基板
２，２ａ，２ｂ  表面電極
２ｃ，２ｄ  リードフレーム（表面電極）
３  発光素子
４  導電性接着剤
５  上面電極
６  ワイヤ
７  透光性樹脂
８  非透光性樹脂
９  反射部材
３１  ＺｎＳｅ基板
３２  ＺｎＳｅ系発光層
【図１】
2004214478.tif 000003
【図２】
2004214478.tif 000004
【図３】
2004214478.tif 000005
【図４】
2004214478.tif 000006
【図５】
2004214478.tif 000007
【図６】
2004214478.tif 000008