JP3655267B2

JP3655267B2 - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP3655267B2
Application number: JP2002207680A
Authority: JP
Inventors: 博明押尾; 初男武沢; 健二下村; 正樹安達
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004055632A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting device ensuring high luminance even in short wavelengths while exhibiting high light extraction efficiency and proper productivity. SOLUTION: The semiconductor light-emitting device comprises a mounting member (105), a semiconductor light-emitting element (102) mounted on the mounting member and having an emission layer (124), and a resin layer (200) formed on the mounting member around the semiconductor light-emitting element while containing filler reflecting light which is emitted from the emission layer and substantially does not cover the emission layer on the side face of the semiconductor light-emitting element. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの半導体発光素子の周囲に光を高率で反射するフィラー層を設けた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤなどの半導体発光素子を搭載した半導体発光装置は、高効率で長寿命しかも安価な発光装置として注目され、各種のインジケータ、光源、平面型表示装置、あるいは液晶ディスプレイのバックライトなどとして広く用いられている。
【０００３】
このような発光装置の典型例として、半導体発光素子を樹脂ステムにマウントしたものがある。
【０００４】
図２４は、このような半導体発光装置の構造を表す概念図である。すなわち、同図（ａ）はその要部構成を表す平面図であり、同図（ｂ）はその中央部における断面図である。
【０００５】
同図に例示した発光装置は、「表面実装型」などと称されるものであり、パッケージ（樹脂ステム）８００と、半導体発光素子８０２と、エポキシ樹脂などからなる封止体８０４とを有する。
【０００６】
樹脂ステム８００は、リードフレームから成形した一対のリード８０５、８０６を熱可塑性樹脂からなる樹脂部８０３によりモールドした構造を有する。そして、樹脂部８０３には開口部８０１が形成されており、その中に半導体発光素子８０２が載置されている。そして、半導体発光素子８０２を包含するようにエポキシ樹脂などからなる封止体８０４により封止されている。
【０００７】
半導体発光素子８０２は、銀ペーストなどの接着剤８０７によってリード８０６の上にマウントされている。そして、半導体発光素子８０２の電極（図示せず）とリード８０５とが、ワイア８０９により接続されている。２本のリード８０５、８０６を通して半導体発光素子８０２に電力を供給すると発光が生じ、その発光が封止体８０４を通して光取り出し面８１２から取り出される。
【０００８】
ところで、集積回路などの一般的な半導体組立に用いるリードフレームの場合、インナーリード部はＡｇ（銀）メッキが施され、アウターリード部は半田メッキまたはリード半田ディップ（ｄｉｐ）が施されることが多い。しかし、図２４に表したような樹脂ステムを用いた半導体発光装置の場合、リードフレームと熱可塑性樹脂部８０３との界面または熱可塑性樹脂部８０３と封止体８０４との界面から水分などが侵入すると、銀（Ａｇ）のマイグレーションが懸念される。
【０００９】
それを解決する手段として、例えばＰｄ（パラジウム）ＰＰＦ（Pre-Plating Frame）を活用すると、信頼性の向上と外装メッキレス化を実現できる。しかし、この場合、リードフレームの最表面メッキ層がＡｕ（金）やＰｄ（パラジウム）であることが多く、Ａｇ（銀）メッキに比べて短波長光に対する反射率が低いという欠点が生ずる。
【００１０】
つまり、半導体発光素子８０２から放出された光がこれらのリードフレーム面に当ると損失（吸収）が生じて光取り出し効率が低下し、半導体発光装置の光度が低下するという問題が生ずる。
【００１１】
この欠点を補う方法として、「フィラー」を用いる構造が提案されている。例えば、特開２０００−１５０９６９号公報には、青色発光ＬＥＤをリードフレームにマウントし、透明樹脂により封止して青色ランプを製造する際に、発光面を除くＬＥＤの側面あるいは底面を光反射性を有するフィラー入りのペーストで覆った構造が開示されている。なおここで、「フィラー」とは、光反射性の微粒子のことであり、同刊行物においては、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌとＳｉＯ２との組み合わせ、ＡｇとＳｉＯ２との組み合わせ、が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者の独自の検討の結果、同刊行物に開示された半導体発光装置は、以下の問題を有することが判明した。
【００１３】
まず第１に、この構造は、製造が容易でないという問題がある。すなわち、通常のＬＥＤのチップ厚は、概ね９０ミクロン程度と非常に薄い。このため、反射性フィラー入り液状樹脂（ペースト）の液面を、チップ側面のみ、すなわちチップ上面と同一の高さに管理して充填することは量産工程においては容易でない。そして、この構造の場合、樹脂の充填レベルが僅かでも超過してしまうと、ＬＥＤの上面すなわち発光面を覆ってしまうこととなり、ランプの光度が大幅に低下してしまうという問題が生ずる。
【００１４】
またさらに、仮に、チップの上面の高さに精密に制御して反射性フィラー入り樹脂を注入できたとしても、その後の工程時や保管時、あるいはキュア時の液状樹脂の粘度低下等により、樹脂がＬＥＤ発光面まで這い上がってしまう場合がある。このような「這い上がり」が生ずると、やはり発光面に光反射性フィラーが付着してしまい、ランプの光度が大幅に低下してしまうという問題が生ずることとなる。
【００１５】
例えば白色ランプなど、蛍光体を用いるランプの場合はチップ側面発光層近傍では反射フィラーがなく、むしろ蛍光体があって直接蛍光体を発光させて
上部に光を取り出した方が這い上がりのリスクも少なく、高輝度ランプを量産できる。すなわち、光反射性フィラー層はむしろ、チップ側面発光層より下側にある方が良い。
第２に、この構造において用いられる光反射性フィラーは、短波長領域における反射率が十分に高くないという問題がある。すなわち、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３などのフィラーは、可視光領域ではある程度の反射率を有するが、それより、短波長の波長領域では反射率が著しく低下する。このため、紫外線領域の光を含有する発光色のＬＥＤを発光素子として用いる半導体発光装置の場合には、十分な反射率が得られず、光取り出し効率の改善が少ないという問題があった。
【００１６】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、高い光取り出し効率と、良好な生産性を有し、短波長においても高い輝度が得られる半導体発光装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の半導体装置は、
実装部材と、
前記実装部材の上に設けられ、発光層を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲において前記実装部材の上に設けられ、前記発光層から放出される光を反射するフィラーを含有し、前記半導体発光素子の側面において前記発光層を実質的に覆わない樹脂層と、
を備え、
前記半導体発光素子から放出される光のピーク波長は、４００ナノメータ以下であり、
前記樹脂層は、前記半導体発光素子の近傍で薄く、前記半導体発光素子から離れた部分において厚く形成され、
前記フィラーは、チタン酸カリウムを主成分とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第２の半導体発光装置は、
実装部材と、
前記実装部材の上に設けられ、発光層を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲において前記実装部材の上に設けられ、前記発光層から放出される光を反射するフィラーを含有し、上面が前記半導体発光素子の側面において前記発光層よりも低い樹脂層と、
を備え、
前記半導体発光素子から放出される光のピーク波長は、４００ナノメータ以下であり、
前記樹脂層は、前記半導体発光素子の近傍で薄く、前記半導体発光素子から離れた部分において厚く形成され、
前記フィラーは、チタン酸カリウムを主成分とすることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第３の半導体発光装置は、
実装部材と、
前記実装部材の上に設けられ、発光層を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲において前記実装部材の上に設けられ、前記発光層から放出される光を反射するフィラーを含有し、前記半導体発光素子の側面において前記発光層を実質的に覆わない樹脂層と、
を備え、
前記半導体発光素子から放出される光のピーク波長は、４００ナノメータ以下であり、
前記樹脂層の上面は、前記半導体発光素子から離れた部分で上方に湾曲してなり、
前記フィラーは、チタン酸カリウムを主成分とすることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第４の半導体発光装置は、
実装部材と、
前記実装部材の上に設けられ、発光層を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲において前記実装部材の上に設けられ、前記発光層から放出される光を反射するフィラーを含有し、上面が前記半導体発光素子の側面において前記発光層よりも低い樹脂層と、
を備え、
前記半導体発光素子から放出される光のピーク波長は、４００ナノメータ以下であり、
前記樹脂層の上面は、前記半導体発光素子から離れた部分で上方に湾曲してなり、
前記フィラーは、チタン酸カリウムを主成分とすることを特徴とする。
【００２１】
ここで、前記樹脂層の上面は、前記半導体発光素子から離れた部分で前記発光層よりも高いものとすることができる。
【００２２】
また、前記実装部材と前記半導体発光素子との間に設けられ、前記半導体発光素子と接続された半導体素子をさらに備えたものとすることができる。
【００２３】
また、前記半導体素子は、ダイオードであるものとすることができる。
【００２４】
また、前記樹脂層は、ＪＩＳ−Ａ値で５０以上の硬度を有するシリコーン樹脂からなるものとすることができる。
【００２５】
また、前記半導体発光素子及び前記樹脂層の上に設けられた封止体をさらに備えたものとすることができる。
【００２６】
また、前記封止体及び前記樹脂層の少なくともいずれかは、前記半導体発光素子から放出される光を吸収してそれとは異なる波長の光を放出する蛍光体を含有してなるものとすることができる。
【００２７】
また、前記封止体は、ＪＩＳ−Ａ値で５０以上の硬度を有するシリコーン樹脂からなるものとすることができる。
【００２８】
また、前記発光層は、窒化物半導体からなるものとすることができる。
【００２９】
なお、本願において、「窒化物半導体」とは、Ｂ_ｘＩｎ_ｙＡｌ_ｚＧａ_{（１−ｘ−ｙ−ｚ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）のIII−Ｖ族化合物半導体を含み、さらに、Ｖ族元素としては、Ｎ（窒素）に加えてリン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）などを含有する混晶も含むものとする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の関連技術にかかる半導体発光装置の断面構造を例示する模式図である。
【００３２】
すなわち、同図に例示した発光装置も「表面実装型」であり、パッケージ（樹脂ステム）１００と、半導体発光素子１０２と、エポキシ樹脂などからなる封止体１０４とを有する。
【００３３】
樹脂ステム１００は、リードフレームから成形した一対のリード１０５、１０６を樹脂部１０３によりモールドした構造を有する。樹脂部１０３は、典型的には、熱可塑性樹脂からなるものとすることができる。
【００３４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン系のもので、不活性な結合基を有するものを用いることができる。より具体的には、熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：熱可塑性プラスチック）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ：結晶性ポリスチレン）などの高耐熱性樹脂を用いることができる。
【００３５】
そして、樹脂部１０３には開口部１０１が形成されており、その中に半導体発光素子１０２が載置されている。そして、半導体発光素子１０２を包含するようにエポキシ樹脂などからなる封止体１０４により封止されている。後に詳述するように、封止体１０４は、蛍光体を含有しており、半導体発光素子１０２から放出された１次光を波長変換して異なる波長の２次光を放出できるようにしてもよい。
【００３６】
半導体発光素子１０２は、銀ペーストなどの接着剤１０７によってリード１０６の上にマウントされている。そして、半導体発光素子１０２の電極（図示せず）とリード１０５とが、ワイア１０９により接続されている。２本のリード１０５、１０６を通して半導体発光素子１０２に電力を供給すると発光が生じ、その発光が封止体１０４を通して光取り出し面１１２から取り出される。
【００３７】
そして、本具体例においては、光反射性フィラーを混合した樹脂層２００が、半導体発光素子１０２の周囲に設けられている。本具体例の発光装置の場合、樹脂層２００は、その厚みが略均一であり、上面が略平面状に形成されている。そして、この樹脂層２００は、半導体発光素子１０２の側面に接することなく、または、その側面において発光層を覆わないように設けられている。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態にかかる半導体発光装置を表す模式断面図である。すなわち、本具体例の場合、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００の厚みは均一ではなく、発光素子１０２の近傍において薄く、発光素子１０２から離れると厚く形成されている。または、樹脂層２００の上面は、平面状ではなく、発光素子１０２から離れると上方（光取り出し方向）に向けて湾曲している。
【００３９】
図３は、図１及び図２に例示した半導体発光素子１０２の端部近傍の拡大断面図である。リード１０５の上には、銀ペースト１０７によって発光素子１０２がマウントされている。ここで、多くの場合、発光素子１０２には、発光が実質的に生ずる発光層１２４が積層されている。
【００４０】
図３（ａ）に表した例の場合、光反射性フィラーを混合した樹脂層２００の上面は、半導体発光素子１０２の近傍において、発光素子１０２の下面あるいはそれよりも低くなるように設けられている。銀ペースト１０７の厚みは、例えば、約２０ミクロン程度であるが、このように樹脂層２００の厚みあるいは充填量を調節することは可能である。
【００４１】
また一方、図３（ｂ）に表した例の場合、樹脂層２００の上面は、発光素子１０２の側面の一部を覆っている。ただし、樹脂層２００は、発光層１２４の側面を覆わないように設けられている。
【００４２】
本発明によれば、これら図３（ａ）及び（ｂ）に例示した如く、樹脂層２００が発光素子１０２の近傍において、その発光層１２４の側面よりも低いレベルとなるように設ける。このようにすれば、発光層１２４の側面が樹脂層２００により覆われることがなくなる。その結果として、同図に例示した如く、発光層１２４の側面から放出された光Ｌが樹脂層２００の表面付近で光反射性フィラーにより散乱され、上方に取り出すことができる。
【００４３】
またさらに、特開２０００−１５０９６９号公報に開示された従来構造と比較した場合、本実施形態の構造は、光度が極めて安定する。すなわち、従来構造の場合には、前述したように、樹脂の充填量が僅かでも超過したり、または事後的な「這い上がり」が生ずると、発光素子の上面すなわち光取り出し面が樹脂により覆われて、光度が大幅に低下する。
【００４４】
これに対して、本実施形態の構造によれば、樹脂層２００の充填レベルは、発光素子１０２の側面の発光層１２４の高さ以下とされている。このため、樹脂の充填量が多少超過しても、発光素子１０２の上面までが樹脂により覆われるという事態には至らない。また、事後的な「這い上がり」が生じた場合でも、発光素子１０２の上面までは、マージンが確保されているため、光度の大幅な低下を防ぐことができる。
【００４５】
なお、本発明においては、図３（ａ）及び（ｂ）に例示した如く、発光素子１０２の近傍において光反射性フィラーを含有した樹脂層２００の厚みを制限する。このために、樹脂層２００の反射率が十分に確保できないような場合には、図２に例示した如く、発光素子１０２から離れた部分において樹脂層２００を厚く形成することにより、反射率を高くして、光取り出し効率を上げることができる。
【００４６】
また一方、本発明においては、発光素子１０２の周囲に充填する樹脂層２００に蛍光体も含有させてもよい。すなわち、発光素子１０２の側面などから放出された１次光を光反射性フィラーにより上方に向けて散乱するとともに、蛍光体により波長変換して２次光を外部に取り出すようにしてもよい。なおこの場合に、封止体１０４にも蛍光体を含有させてもよいことはもちろんである。
【００４７】
以下、本発明の半導体発光装置を構成する主要な各要素について説明する。
【００４８】
（封止体１０４及び樹脂層２００について）
封止体１０４や樹脂層２００を構成するマトリクス材料としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン（silicone）樹脂を用いることができる。但し、発光素子１０２から放出される光が紫外線領域の波長を有する場合には、シリコーン樹脂を用いることが望ましい場合が多い。
【００４９】
すなわち、封止体１０４や樹脂層２００は、発光素子１０２から放出される１次光に晒される部材である。このため、これらの部材は、発光素子１０２からの１次光のエネルギーよりも大きな結合エネルギーを有する材料からなることが望ましく、さらに、発光素子１０２からの１次光を透過し、さらに、光反射性フィラーにより散乱された光や、または蛍光体により波長変換された発光も透過する特性を有するものであることが望ましい。
【００５０】
しかし、封止体１０４や樹脂層２００の材料として従来のエポキシ樹脂を用いると、発光素子１０２から放出される１次光に対する耐光性が十分でない場合がある。具体的には、発光素子からの１次光を長期間に亘って受けると、当初は透明なエポキシ樹脂が変色し、黄色から茶褐色さらには黒色になる。その結果として、光の取り出し効率が大幅に低下するという問題が生ずることが判明した。この問題は、１次光の波長が短いほど、顕著となる。
【００５１】
これに対して、シリコーン樹脂を用いると極めて良好な結果が得られる。すなわち、シリコーン樹脂を用いた場合は、比較的短波長の光を長期間照射しても、変色などの劣化は殆ど生じない。その結果として、短波長光を１次光とした発光装置に用いて、高い信頼性を実現することができた。
【００５２】
例えば、シリコーン樹脂は、紫外線から可視光のほぼ全ての波長範囲の光に対して高い透過率を有し、しかも、この波長範囲において、実用的なＬＥＤの発光を１０００時間照射しても、透過率は初期値の６０％以上保持する特性を有している。
【００５３】
ここで、樹脂層２００を形成する際には、シリコーン樹脂に、所定の光反射性フィラーを適宜混合、攪拌し、開口の狭いノズルを通して、開口部１０１にマウントされた発光素子１０２の周囲に塗布する。しかる後に、硬化させて形成する。
【００５４】
また、封止体１０４を形成する際には、シリコーン樹脂に、所定の（複数の）蛍光体を適宜混合、攪拌し、開口の狭いノズルを通して、開口部１０１にマウントされた発光素子１０２の上に塗布する。しかる後に、硬化させて形成する。
【００５５】
これらの工程の際に、特に硬化前の粘度が１００ｃｐ〜１００００ｃｐのシリコーン樹脂を用いると、光反射性フィラーや蛍光体が樹脂内に均一に分散された後に、沈降や偏析を生ずることがない。このため、励起された蛍光体から放出された発光が他の蛍光体で過度に散乱、吸収されること無く、屈折率の大きな蛍光体で適度に均一に散乱され、光の混合も均一に生ずるため色調の「むら」も抑制できる。
【００５６】
さらに、シリコーン樹脂は、樹脂部１０３との付着強度も強く、耐湿性が高く温度ストレスによるクラック等も少ない。また、シリコーン樹脂を充填することにより周囲の温度変化による発光素子１０２およびＡｕワイア１０９に対する樹脂ストレスを著しく軽減させることができる。
【００５７】
またさらに、「ゴム状シリコーン樹脂」と「ゲル状シリコーン樹脂」とを比較すると、「ゴム状シリコーン樹脂」のほうが有利である。すなわち、ゲル状シリコーンを用いた場合、その内部に分散させた光反射性フィラーや蛍光体がマイグレート（移動）する傾向が見られた。例えば、封止体１０４の材料としてゲル状シリコーン樹脂を用い、蛍光体を分散させて通電動作を継続すると、蛍光体が樹脂中を拡散し、色調が変化する現象が見られた。ＲＧＢ３色混合型の場合、赤色（Ｒ）蛍光体の比重が大きいため、この蛍光体が鉛直下方にマイグレートし、色度座標のｘ値が大きくなる現象が見られた。
【００５８】
図４は、通電時間に対して色度ｘの変化を測定した結果を表すグラフである。
同図に表したように、封止体１０４の材料としてゲル状シリコーン樹脂を用いた場合、通電時間が１００時間付近から色度ｘが上昇し始め、１０００時間を超えると加速度的に上昇する。これに対して、ゴム状のシリコーン樹脂を用いた場合は、通電動作により発光装置の温度が上昇した状態で１００００時間近く動作させても、色調の変化は観察されなかった。これは、ゴム状のシリコーン樹脂の場合は、硬度が高く緻密なため、蛍光体の拡散が生じにくいためであると考えられる。
【００５９】
つまり、ゲル状シリコーン樹脂の代わりにゴム状シリコーン樹脂を用いることにより、発光特性の変動を解消できることが判明した。
【００６０】
同様の事情は、樹脂層２００においても生ずることが考えられる。すなわち、樹脂層２００の材料としゴム状シリコーン樹脂を用いることにより、光反射性フィラーの経時的なマイグレーションを防止し、散乱特性の変動を抑制できる。
【００６１】
以上詳述したように、本発明において、樹脂層２００や封止体１０４のマトリクス材料として、特定の硬度を有するシリコーン樹脂を用いることにより、発光特性や信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００６２】
但し、短波長光に対してより向上した耐久性を有するエポキシ樹脂が開発されれば、これを用いて樹脂層２００や封止体１０４を形成することができる。
【００６３】
（光反射性フィラーについて）
樹脂層２００に含有させる光反射性フィラーとしては、発光素子１０２から放出される１次光や、蛍光体により生ずる２次光に対する反射率の高い材料を用いることが望ましい。また、同時に、熱伝導率の高い材料を用いれば、発光素子１０２からの放熱性を改善し、発光特性を向上させることも可能となる。
【００６４】
本発明者の検討によれば、特に、発光素子１０２の発光波長が波長４００ナノメータ程度の短波長のものを用いる場合には、光反射性フィラーとして、チタン酸カリウム（Ｋ_２ＴｉＯ_３）を用いるとよいことが分かった。
【００６５】
図５は、チタン酸カリウムの反射スペクトルを表すグラフ図である。特にチタン酸カリウムは紫外領域でも反射率が大きい。
なお、実験の結果、酸化チタン（ＴｉＯｘ）を用いても、ある程度高い効果が得られることが分かった。
【００６６】
図６は、酸化チタンの反射スペクトルを表すグラフ図である。
【００６７】
図５及び図６から、いずれも５００ｎｍより短波長では高い反射率を有することがわかる。
【００６８】
また、図７は、比較としてリードの表面にコーティングされる金（Ａｕ）の反射スペクトルを表すグラフ図である。
【００６９】
いずれのグラフにおいても、横軸は波長、縦軸は反射率を表す。
【００７０】
まず、図７を見ると、金の場合、波長７００乃至１０００ナノメータの範囲では１００パーセントに近い反射率が得られているが、波長７００ナノメータよりも波長が短くなると、反射率は急減し、波長４００ナノメータにおいては、反射率は４０パーセント以下にまで低下してしまう。
【００７１】
これに対して、チタン酸カリウムでは３８０ｎｍの紫外光領域でも６０パーセント程度の高い反射が得られ、さらに波長が長くなれば反射率は上昇する。また、酸化チタンの場合も、波長約４３０乃至８００ナノメータの範囲において概ね９０パーセント以上の反射率が得られ、波長４００ナノメータにおいても、反射率は５０パーセント前後を維持している。
【００７２】
つまり、酸化チタンやチタン酸カリウムを光反射性フィラーとして用いると、発光素子１０２からの１次光も、蛍光体により生じた２次光も、高い反射率で反射することができる。図５乃至図７のグラフからみると、発光素子１０２からの１次光の波長が５００ナノメータ以下の場合には、金（Ａｕ）よりも酸化チタンまたはチタン酸カリウムのフィラーを用いたほうが高い反射率が得られることが分かる。
【００７３】
本発明者は、図１に例示した構造を採用し、発光素子１０２として発光波長３８５ナノメータのものを用い、封止体１０４に含有させた蛍光体によりＲＧＢ発光させて白色光を取り出す発光装置を試作検討した。
【００７４】
表１は、樹脂層２００に含有させるフィラーとして従来、良く用いられる二酸化ケイ素を用いた場合の試作評価結果を表す。
【表１】

また、表２は、同じく樹脂層２００に含有させる光反射フィラーとして今回新規に見いだしたチタン酸カリウムを用いた場合の試作評価結果を表す。
【表２】

また、表３は、樹脂層２００に含有させる光反射性フィラーとして酸化チタンを用いた場合の試作評価結果を表す。
【表３】

表１乃至表３において、「Ｃｘ」は発光装置から放出された白色光の色座標のｘ値、「Ｃｙ」は同じくｙ値、「Ｉｖ」は白色光の光度、をそれぞれ表す。
【００７５】
表４は、上記３種のフィラー入り樹脂の光度を、比較例として樹脂層２００を設けないサンプルの光度を１００とした場合の相対光度で表した一覧表である。本発明による光反射フィラーを含む樹脂層により、光度が１．４倍にアップしていることがわかる。
【表４】

なお、ここで、「ＵＶパワー」は、封止体１０４に蛍光体を含有させず、発光素子１０２からの１次光を直接、外部に取り出した場合の光度を表す。また、「白色光度」は、封止体１０４に蛍光体を含有させて白色発光させた場合の光度を表す。
【００７６】
樹脂層２００を設けない比較例の場合、発光素子１０２から放出された１次光や蛍光体から放出された２次光は、リード１０５、１０６の表面にコーティングされた金（Ａｕ）により反射される。しかし、図５乃至図７から分かるように、金の反射率が、特に短波長領域において劣るため、ＵＶパワー、白色発光ともに、酸化チタンやチタン酸カリウムをフィラーとして用いたサンプルより低くなることが分かる。
【００７７】
つまり、本発明においては、光反射性フィラーとして、チタン酸カリウムを用いることにより、光取り出し効率を改善することができる。これは、フィラーが光を反射する効果と、熱伝導性が改善されるために発光素子１０２からの放熱が良好となり、素子の発光特性が向上するからであると考えられる。酸化チタンをフィラーとして用いた場合も同等のデータを得た。ただし、二酸化ケイ素ではその効果は１０％に満たなかった。
また、発光素子１０２の近傍にフィラーが存在することにより、光学面での効果のみならず、信頼性の点でも非常に大きな効果が得られる。すなわち、光反射性フィラーを用いずに、発光素子１０２を例えばエポキシ樹脂で封止した場合には、温度サイクル２０００サイクルにて、チップ接合面や接着面などでの剥離の傾向が見られるが、フィラー入りの樹脂層２００を設けた場合、温度サイクル５０００サイクルでも、そのような現象はみられない。これは、フィラーを入れたことによる、樹脂の強度アップ、熱膨張率抑制などの効果によるものと考えられる。
【００７８】
なお、本発明者の試作検討によれば、樹脂層２００のマトリクスとして、エポキシまたはＪＩＳ−Ａ値で５０以上の硬度を有するシリコーン樹脂を用いた場合に、酸化チタンあるいはチタン酸カリウムの混合比は、１０乃至５０パーセントとすると、良好な結果が得られた。また、その他のフィラーとしては、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ナトリウムなどを挙げることができる。
【００７９】
（蛍光体について）
本発明においては、封止体１０４や樹脂層２００に蛍光体を含有させることができる。この蛍光体は、発光素子１０２から放出された１次光を吸収して発光する蛍光体、あるいは他の蛍光体から放出された発光を吸収して発光する材料である。蛍光体の変換効率は、１ルーメン／ワット以上であることが望ましい。
【００８０】
白色発光は、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の３原色の混合か、あるいは補色関係にある２色の混合により実現できる。３原色による白色発光は、発光素子１０２が放出した１次光を吸収して赤色を発光する第１の蛍光体と、緑色を発光する第２の蛍光体と、青色を放出する第３の蛍光体と、を用いることにより実現できる。
【００８１】
または、青色光を放出する発光素子１０２と、その青色光を吸収して赤色を発光する第１の蛍光体と、緑色を発光する第２の蛍光体とを用いて、１次光と２次光とを混合させても実現できる。
【００８２】
補色による白色発光は、上述した具体例の他に、例えば、発光素子１０２からの１次光を吸収して青色を発光する第１の螢光体とその青色発光を吸収して黄色を発光する第２の螢光体とを用いるか、発光素子１０２からの発光を吸収して緑色を発光する第１の螢光体とその緑色光を吸収して赤色に発光する第２の螢光体を用いることなどにより実現できる。
【００８３】
また、発光波長の変化が−４０℃〜１００℃の温度範囲で波長変化が５０ｎｍ以下の螢光体を用いることで発光素子の温度特性に依存しない発光装置が実現できる。また発光素子１０２の実用的な駆動電流範囲において５０ｎｍ以下の波長変化を有する螢光体を用いることで素子駆動電流に伴う発光スペクトルの変化に依存しない発光装置が実現できる。
【００８４】
青色光を発光する螢光体としては、例えば以下のものを挙げることができる。
ＺｎＳ：Ａｇ
ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ
ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３
ＺｎＳ：Ｚｎ＋Ｉｎ_２Ｏ_３
（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ
Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７
１０（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）・６ＰＯ_４・Ｃｌ_２
ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２５：Ｅｕ
緑色光を発光する螢光体としては，例えば以下のものを挙げることができる。
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｐｉｇｍｅｎｔ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，＋ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ
Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｔｂ
Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｔｂ
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ
ＺｎＳ：Ｃｕ
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｉｎ_２Ｏ_３
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３，
（Ｚｎ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４
ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ_２Ｏ_３：Ｍｎ
ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
ＺｎＳ：Ｃｕ
３（Ｂａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ_２Ｏ_３
Ｌａ_２Ｏ_３・０．２ＳｉＯ_２・０．９Ｐ_２Ｏ_５：Ｃｅ，Ｔｂ
ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ
赤色光を発光する螢光体としては、例えば次のものを用いることができる。
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ＋ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ
Ｚｎ_３（ＰＯ_４）_２：Ｍｎ
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ_３
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）_２Ｏ_３
ＹＶＯ_４：Ｅｕ
Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ
黄色光を発光する螢光体としては、例えば次のものを用いることができる。
ＹＡＧ：Ｃｅ
上記したような赤色螢光体、緑色螢光体及び青色螢光体について、それらの重量比Ｒ：Ｇ：Ｂを調節することにより、任意の色調を実現できる。例えば、白色電球色から白色蛍光灯色までの白色発光は、Ｒ：Ｇ：Ｂ重量比が、１：１：１〜７：１：１及び１：１：１〜１：３：１及び１：１：１〜１：１：３のいずれかとすることで実現できる。
【００８５】
また、混合した螢光体の総重量比を螢光体を含有する封止体の重量に対して１重量％〜５０重量％にすることで実質的な波長変換が実現でき、１０重量％〜３０重量％にすることで高輝度の発光装置が実現できる。
【００８６】
さらに、これらのＲＧＢ蛍光体を適宜選択して配合した場合、封止体１０４の色調を白色とすることができる。つまり、白色に光る発光装置が、非点灯時においても白色に見える点で、「見栄え」が良く、視覚的、デザイン的にも優れた発光装置を提供することができる。
【００８７】
ここで、本発明において用いる螢光体は上記した無機螢光体に限定するものではなく、以下に例示する有機色素体も同様に用いて高輝度の発光装置を実現できる。
キサニセン系色素
オキサジン系色素
シアニン系色素
ローダミンＢ（６３０ｎｍ）
クマリン１５３（５３５ｎｍ）
ポリパラフェニレンビニレン（５１０ｎｍ）
クマリン１（４３０ｎｍ）
クマリン１２０（４５０ｎｍ）
トリスー（８−ヒドロキシノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３又はＡｌＱ）（緑色発光）
４−ジシアノメチレン−２−メチル−６（ｐ−ジメチルアミノスチリン）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）（オレンジ色／赤色発光）
複数種類の色素体を用いる場合でも、封止体１０４や樹脂層２００に用いるシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などにそれぞれの色素体を添加して攪拌することによりそれぞれの色素を樹脂中にほぼ均一に分散させることができ、色素の励起効率を高くすることができる。
【００８８】
本発明によれば、発光装置の発光色は、発光素子１０２の１次光と、封止体１０４に含有させる螢光体（色素体も含む）１１０の組み合わせにより多種多様のものが実現できる。つまり、赤色、緑色、青色、および黄色系などの蛍光体（色素体も含む）を配合することで任意の色調が実現できる。
【００８９】
一方、本発明によれば、単一の蛍光体を用いた場合でも、従来の半導体発光素子では実現できなかった発光波長の安定性が実現できる。すなわち、通常の半導体発光素子は、駆動電流や周囲温度や変調条件などに応じて発光波長がシフトする傾向を有する。これに対して、本発明の発光装置により、実質的に２次光のみを取り出すものとすれば、発光波長が駆動電流や温度などの変化に依存せず、極めて安定するという効果が得られる。
【００９０】
また、この場合、発光特性が発光素子１０２の特性に依存することなく添加する蛍光体の特性で決まるため、発光装置ごとの特性が安定し歩留まり高く生産することができる。
【００９１】
（半導体発光素子１０２について）
次に、本発明において用いることができる半導体発光素子１０２について説明する。
【００９２】
図８は、図１及び図２に例示した半導体発光装置において用いることができる半導体発光素子１０２の構造を模式的に表す断面図である。この具体例について簡単に説明すると、導電性基板１２１の上に、バッファ層１２２、ｎ型コンタクト層１２３、発光層１２４、ｐ型クラッド層１２５、ｐ型コンタクト層１２６が順次形成されている。
【００９３】
例えば、窒化物半導体を用いて半導体発光素子を形成する場合を説明すると、まず、導電性基板１２１としては、例えば、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＳｉＣ、ｎ型ＺｎＯなどを用いることができる。
【００９４】
そして、このような導電性基板１２１の上に、例えば、ＡｌＮからなるバッファ層１２２、ｎ型ＧａＮコンタクト層１２３、発光層１２４、ｐ型ＧａＡｌＮクラッド層１２５、ｐ型ＧａＮコンタクト層１２６が順次形成する。発光層１２４は、ＧａＮバリア層とＩｎＧａＡｌＮウエル層とを交互に積層した量子井戸（Quantum Well：ＱＷ）構造とすることができる。
【００９５】
ｐ型ＧａＮコンタクト層１２６上には、厚さ数１０ｎｍのＮｉ／Ａｕ薄膜からなる透光性のｐ側電極１２８、及びこれに接続された金（Ａｕ）からなるボンディングパッド１２９が設けられている。さらに、素子の表面は、ＳｉＯ_２からなる保護膜１３０により覆われている。一方、基板１２１の裏面側には、Ｔｉ／Ａｌからなるｎ側電極１２７が設けられている。
【００９６】
このような発光素子のｎ側電極１２７とｐ側電極１２８に電圧を印加すると、発光層１２４において発生した光が表面１３１から放出される。発光スペクトルに複数のリップルを設けることにより発光ピーク波長の強度を強くできるため、励起する螢光体の吸収が高くなり、高輝度の発光装置を実現できる。
【００９７】
発光層１２４の半導体材料の組成（例えば、ＱＷのウエル層の組成）を変えることによって発光波長を種々選択することができ、紫外線領域から可視光領域に亘る光が得られる。蛍光体による波長変換を行う場合には、波長２５０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の紫外光は蛍光体の吸収が大きい点で望ましい。また、波長３７０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の紫外光は、窒化物系化合物半導体を用いた発光素子１０２の発光効率が高い点で、望ましい。さらに、波長３８０ｎｍ以上４００ｎｍ未満の紫外光は、発光素子１０２を包囲する封止体１０４の劣化を抑えることもできる点で、望ましい。
【００９８】
発光層１２４を、量子効果が生じる膜厚１ｎｍ〜２０ｎｍの薄膜の１層からなる単一量子井戸構造や２層以上の多重量子井戸構造とすることでスペクトル幅が狭くなり、封止体１０４に含有される蛍光体の励起効率が上昇する。さらに、発光層１２４を平面的に見て数ｎｍから数μｍのサイズのドット状に形成することにより、発光効率及び螢光体の励起効率をさらに向上させることができる。
【００９９】
また、発光層１２４にシリコン（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の不純物を添加することによって、格子不整合に伴う歪により発生したピエゾ電界を低減でき、注入キャリアの発光再結合を促進して発光素子の発光効率を上げることができる。
【０１００】
また、ｎ型ＧａＮ等の導電性基板１２１を用いた場合は、４００ｎｍ未満の波長において反射率が低い金（Ａｕ）ワイアを１本にできるため、発光層１２４からの発光の取り出し効率を向上させることができる。さらに、導電性基板の裏面に設けた電極によって発光層１２４から発光を反射して光取り出し効率を向上させることができる。また、この時に、発光素子１０２をマウントするための銀ペーストなどの接着剤１０７の光による劣化も低減でき、発光装置の信頼性を上げることができる。
【０１０１】
バッファ層１２２は、ＡｌＮに限定するものではなく、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮの単層、およびそれらを組合せた多層膜でもよい。厚さが数ｎｍ〜数１００ｎｍであれば、蛍光体からの発光の吸収を抑えることができ、輝度が低下することもない。
【０１０２】
ｎ型層１２３は、ＧａＮに限定するものではなく、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｌからなる単層及びそれらの多層膜でもよい。その厚さを１μｍから１０μｍの範囲にすることで、注入された電流がｎ型層１２３の内部で均一に流れ、発光素子が一様に発光し、分散している蛍光体を効率よく励起することができる。また、ｎ型層１２３に添加する不純物としてシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）あるいはセレン（Ｓｅ）を用いると、半導体結晶の点欠陥を置換して通電による蛍光体の半導体中へのマイグレーションを抑えることができ信頼性が向上する。
【０１０３】
ｐ型層１２５は、ＡｌＧａＮに限定するものではなく、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮの単層及びそれらの多層膜でもよい。その厚さは、数ｎｍ〜数μｍの範囲であれば発光層１２４への注入キャリアのオーバーフローを低減でき、発光素子の発光効率が向上する。ｐ型層１２５に添加する不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）を用いることにより、半導体結晶の点欠陥を置換して高温通電動作時の蛍光体の半導体中へのマイグレーションを防止できる。
【０１０４】
ｐ型コンタクト層１２６もＧａＮに限定されるものではなく、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮの単層及びそれらの多層膜でもよい。多層膜として膜厚数ｎｍの複数の薄膜からなる超格子構造を用いると、ｐ型不純物の活性化率が増加し透明電極１２８とのショットキー障壁が低下して接触抵抗を下げることができる。このため、発光素子周辺の蛍光体への発熱の影響を小さくでき高温まで高輝度を維持できる。
【０１０５】
保護膜１３０は、薄膜状の透光性電極１２８を保護するとともに通電による螢光体１１０の透明電極１２８へのマイグレーションを抑える役割も有する。その材料はＳｉＯ_２に限定するものではなく、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等の誘電体材料も用いることができる。
【０１０６】
なお、上述の説明においては、発光素子１０２の材料として窒化物半導体を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、その他のIII-Ｖ族系化合物半導体、II-IV 族系化合物半導体、IV-VI族系化合物半導体などをはじめとした各種の材料を用いることが可能である。
【０１０７】
図９は、半導体発光素子１０２の構造のもう一つの例を表す断面図である。すなわち、同図に例示したものは、絶縁性基板１３３の上に半導体層を積層したものであり、絶縁性基板１３３上にバッファ層１２２、ｎ型コンタクト層１２３、発光層１２４、ｐ型クラッド層１２５、ｐ型コンタクト層１２６が順次形成されている。この場合も、発光層１２４は、バリア層とウエル層とを交互に積層した量子井戸（Quantum Well：ＱＷ）構造を有するものとすることができる。
【０１０８】
この積層構造体を表面からエッチング除去して露出したｎ型コンタクト層１２３上に、ｎ側電極１２７が設けられている。一方、ｐ型コンタクト層１２６上には、例えば厚さ数１０ｎｍのＮｉ／Ａｕ薄膜からなる透光性のｐ側電極１２８、及びこれに接続された金（Ａｕ）からなるボンディングパッド１２９が設けられている。さらに、素子の表面は、ＳｉＯ_２からなる保護膜１３０により覆われている。
【０１０９】
絶縁性基板１３３としては、例えば、サファイアや絶縁性の石英などを採用することできる。サファイアは、４００ｎｍ未満の波長の透過率が高く発光層１２４からの発光を吸収することなく素子外部に有効に取り出すことができる。
【０１１０】
また、サファイア基板を用いた窒化物半導体の場合、基板１３３上にバッファ層１２２、ｎ型ＧａＮ層１２３を形成した後、成長温度を下げてＡｌＮからなる第２のバッファ層を形成することで発光層１２４の結晶性が改善され、発光素子内の結晶欠陥が減少し、発光素子の発光効率が向上する。同時に、蛍光体から放出された２次光の結晶欠陥における吸収も低減し、信頼性が向上するとともに発光装置の輝度が高くなる。
【０１１１】
以上、図８及び図９を参照しつつ、半導体発光素子１０２の具体例について説明したが、本発明は、これら具体例には限定されず、その他、各種の構造の半導体発光素子を用いることができる。そして、本発明においては、半導体発光素子の側面において、発光層（あるいは発光が実質的に生ずる部分）よりも下側に光反射性フィラーを含有した樹脂層２００を充填する。
【０１１２】
以上、本発明の半導体発光装置を構成する各要素について説明した。
【０１１３】
以下、本発明の実施の形態にかかる半導体発光装置の変型例について説明する。
【０１１４】
図１０は、本実施形態にかかる半導体発光装置の平面構造を例示する模式図である。同図については、図１乃至図９に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１５】
このように、樹脂ステムに設けられた開口の中央付近に半導体発光素子１０２をマウントし、その周囲に、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００を充填することができる。そして、樹脂層２００の上面が、発光素子１０２の側面において、発光層を覆わないように、その充填量が制御されている。樹脂層２００の厚みの分布に関しては、図２に例示したように周辺において厚くする。
【０１１６】
図１１は、本実施形態にかかる半導体発光装置の平面構造のもうひとつの具体例を表す模式図である。すなわち、本変型例の場合、リード１０５の上には半導体発光素子１０２がマウントされ、リード１０６の上にはツェナー・ダイオードなどの保護用ダイオード３００がマウントされている。保護用ダイオード３００は半導体発光素子１０２に対して並列に接続され、サージやその他の電気的な過大入力から発光素子１０２を保護する役割を有する。
【０１１７】
本変型例においても、発光素子１０２の側面においてその発光層を覆わないように発光素子１０２の周囲に光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が設けられている。樹脂層２００の厚みの分布に関しては、図２に例示したように発光素子１０２から離れた部分で厚くする。
【０１１８】
図１２は、本発明の関連技術の変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【０１１９】
すなわち、本変型例においては、リード１０５の上に半導体素子３００がマウントされ、その上に半導体発光素子１０２がマウントされている。そして、この発光素子１０２の側面において発光層１２４を覆わないように、その周囲に光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が充填されている。
【０１２０】
半導体素子３００は、例えば、発光素子１０２を過電圧やサージなどから保護するための保護用のツェナー・ダイオードであったり、または、発光素子１０２を駆動するための駆動回路が集積されたものであってもよい。
【０１２１】
図１３（ａ）は、本変型例の発光装置の素子部分を拡大した部分断面図である。保護用ダイオード（半導体素子）３００は、ｎ型シリコン基板１５０の表面にｐ型領域１５２が形成されたプレーナ構造を有する。そして、ｐ型領域１５２にはｐ側電極１５４が形成され、基板１５０の裏面側にはｎ側電極１５６が形成されている。さらに、ダイオードの表面側にもｎ側電極１５８が形成され、上下のｎ側電極１５６及び１５８を接続する配線層１６０がダイオードの側面に亘って形成されている。
【０１２２】
さらに、ダイオードの表面には高反射膜１６２が形成されている。高反射膜１６２は、発光素子１０２から放出される光に対して高い反射率を有する膜であり、例えば、金属膜としたり、あるいは、互いに屈折率が異なる２種類以上の薄膜を交互に積層したブラッグ反射膜としてもよい。
【０１２３】
一方、半導体発光素子１０２は、図９に例示した如く、透光性基板１３８の上（図面では下方向となる）にバッファ層１２２、ｎ型コンタクト層１２３、ｎ型クラッド層１３２、活性層（発光層）１２４、ｐ型クラッド層１２５、ｐ型コンタクト層１２６がこの順に積層され、さらにｎ側電極１２７とｐ側電極１２８とがそれぞれ設けられた構造を有する。活性層１２４から放出される光は、透光性基板１３８を透過して図面上方に取り出される。
【０１２４】
そして、このような構造の発光素子１０２は、バンプ１４２、１４４によって、それぞれの電極がダイオード（半導体素子）３００の電極と接続されている。バンプ１４２、１４４は、例えば、金（Ａｕ）やインジウム（Ｉｎ）などを用いて形成することができる。
【０１２５】
さらに、ダイオードのｐ側電極１５４にはワイア１０９がボンディングされ、リード１０６と接続されている。
【０１２６】
図１３（ｂ）は、この半導体発光装置の等価回路を表す回路図である。このように保護用ダイオード（半導体素子）３００を発光素子１０２に対して逆方向並列に接続することにより、サージあるいは静電気などに対して発光素子１０２を保護することができる。
【０１２７】
図１４は、このように積層させた素子の周囲に樹脂層２００を充填した状態を表す部分断面図である。
【０１２８】
すなわち、同図（ａ）に例示したように、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００は、ダイオード（半導体素子）３００の側面を覆う程度の高さに充填することができる。
【０１２９】
また、同図（ｂ）に例示したように、樹脂層２００を、発光層１２４を覆わないように、半導体発光素子１０２の側面まで充填することもできる。
【０１３０】
ツェナー・ダイオードなどの保護用ダイオード３００は、例えば、その厚みが３００ミクロン程度ある場合も多い。このため、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００も厚く形成でき、高い光反射率を得ることが容易となる。但し、さらに高い光反射率が必要な場合は、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で樹脂層２００を厚く形成すればよい。
【０１３１】
また、本具体例の場合、樹脂層２００の充填量の調節も容易である。例えば、樹脂層２００の液面の設定レベルをダイオード（半導体素子）３００の側面の途中としておけば、充填量を多少超過しても、発光層１２４の側面まで覆われる心配がなく、製造が容易となる。
【０１３２】
そして、図１乃至図３に関して前述したように、発光素子１０２の発光層１２４の側面から放出される光を樹脂層２００に含有した光反射性フィラーにより散乱して取り出すことができる。その結果として、半導体発光装置の光度を上げることができる。
【０１３３】
またさらに、本変型例によれば、保護用ダイオード（半導体素子）３００と発光素子１０２とを積層することにより、極めて狭いスペースに収容することができる。従って、発光装置の外寸を大きく必要がなくなり、図１あるいは図１０に例示したような従来の樹脂ステム（パッケージ）をそのまま使うことも可能となる。
【０１３４】
また、本変型例によれば、ダイオード（半導体素子）３００の表面に高反射膜１６２を設けることより、発光素子１０２から放出される光を取り出し方向に反射して光取り出し効率を向上させることもできる。同時に、発光素子１０２からの光によりダイオード（半導体素子）３００の動作が影響を受けたり劣化したりするという問題も防ぐことができる。さらに、高反射膜１６２を設けることにより、ダイオード（半導体素子）３００の下に塗布される銀ペースト（接着剤）１０７の光による劣化も防ぐことができる。
【０１３５】
さらに、本変型例によれば、透光性基板１３８の屈折率を、活性層１２４の屈折率と封止体１０４の屈折率との間の値とすることにより、界面での反射損失を低減して、光取り出し効率を向上させることもできる。
【０１３６】
さらに、本変型例によれば、チップからリードに接続するワイアを１本に減らすことができる。その結果として、ワイアの変形や断線に伴う問題を抑制し、信頼性をさらに向上させることができる。
【０１３７】
また、本変型例によれば、発光素子１０２の発光層１２４に接近して熱伝導の良好なバンプ１４２を設け、電極１５８、配線層１６０を介した放熱経路を確保することができる。つまり、発光素子１０２の放熱性を高めることができ、動作温度範囲が広く、長期信頼性も良好な発光装置を実現することができる。
【０１３８】
なお、本発明において、高反射膜１６２が設けられる場所はダイオード（半導体素子）３００の表面には限定されず、発光素子１０２の裏面側に設けても良く、あるいはダイオード（半導体素子）３００と発光素子１０２との間に挿入しても良い。
【０１３９】
図１５は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の要部断面構造を表す模式図である。
【０１４０】
本変型例は、いわゆる「砲弾型」と呼ばれるもので、リード１０５の先端には、カップ部１０５Ｃが設けられ、この中に、保護用ダイオード（半導体素子）３００と半導体発光素子１０２とが積層してマウントされている。これら素子の詳細は、例えば図１３に例示したものと同様とすることができる。
【０１４１】
そして、これら素子の積層体の周囲に光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が充填されている。さらに、その周囲を樹脂からなる封止体１０４が覆っている。封止体１０４は、発光素子１０２から放出される１次光を変換して異なる波長の２次光を放出するための蛍光体を含有していてもよい。また、封止体１０４は、その光取り出し方向に集光曲面が形成され、いわゆる「レンズ効果」により、高い発光輝度が得られる。
【０１４２】
なお、本具体例においても、図１に例示したように樹脂層２００を略均一に充填してもよく、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で厚く形成してもよい。
【０１４３】
また、図１６に例示した如く、発光素子１０２の周囲に、第１の封止体１０４Ａ、その外側に第２の封止体１０４Ｂを設け、第１の封止体１０４Ａにのみ、蛍光体を含有させてもよい。この場合には、外側の第２の封止体１０４Ｂは、その内部から放出される１次光や２次光に対して吸収率の低い材料により構成することが望ましい。
【０１４４】
図１７は、いわゆる「基板タイプ」の半導体発光装置に本発明を適用した具体例を表す斜視図である。
【０１４５】
また、図１８は、その中央付近の断面構造を表す模式図である。
【０１４６】
すなわち、本具体例の場合、ガラス・エポキシ基板（ガラエポ基板）４００の上に一対のリード１０５、１０６が設けられている。そして、一方のリード１０５の上に、銀ペーストなどの接着剤１０７により保護用ダイオード（半導体素子）３００がマウントされ、その上に、半導体発光素子１０２がフリップチップマウントされている。この積層構造については、例えば、図１４に例示したものと同様とすることができる。そして、これら素子の周囲が、樹脂からなる封止体１０４により覆われている。封止体１０４は、例えば、トランスファー・モールドした樹脂により形成できる。また、封止体１０４に、波長変換用の蛍光体を含有させてもよい。
【０１４７】
本具体例においても、保護用ダイオード（半導体素子）３００の周囲に、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が充填されている。図１８には、樹脂層２００の上面が保護用ダイオード（半導体素子）３００の上面とほぼ同一レベルの場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、樹脂層２００の上面は、発光素子１０２の側面においてその発光層を覆わないようにすればよい。
【０１４８】
本発明によれば、このような「基板タイプ」の半導体発光装置においても、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００によって、発光素子１０２の側面から放出された光を光取り出し方向に散乱させ、光度を改善することができる。
【０１４９】
なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で厚く形成する。
【０１５０】
図１９は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【０１５１】
本変型例は、いわゆる「ＭＩＤ（Molded Interconnection Device）」タイプの半導体発光装置である。ガラス・エポキシ樹脂４１０には開口が設けられ、その表面には、メッキ法によって金（Ａｕ）などからなるリード１０５、１０６が形成されている。そして、樹脂４１０の開口の底部において、リード１０５の上に、銀ペーストなどの接着剤１０７によって保護用ダイオード（半導体素子）３００がマウントされている。ダイオード（半導体素子）３００の上には、半導体発光素子１０２がフリップチップ・マウントされている。この積層構造も、図１２及び図１３に例示したものと同様とすることができる。
【０１５２】
そして、樹脂４１０の開口の底部には、発光素子１０２の側面において発光層を覆わないように、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が充填されている。
【０１５３】
さらに、その上には、蛍光体を適宜含有した封止体１０４がトランスファー・モールドなどの手法により充填されている。これら樹脂層２００および封止体１０４のマトリクス材料としては、ゴム状シリコーン樹脂を用いることができる。
【０１５４】
本変型例においても、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が、発光素子１０２の側面などから放出された光を上方に散乱させ、光度を上げることができる。なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で厚く形成する。
【０１５５】
図２０は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその中央付近の断面図、同図（ｂ）はその平面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図１９に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１５６】
本変型例も、一対のリード１０５、１０６を熱可塑性樹脂などからなる樹脂部１０３に埋め込んだ、「樹脂ステム」を用いた半導体発光装置である。そして、保護用ダイオード（半導体素子）３００と半導体発光素子１０２との積層構造が開口１０１の底部にマウントされている。但し、樹脂ステムの開口１０１の側壁に、発光素子１０２を近づけて配置することにより、開口側面における光反射を利用して、光の取り出し効率をさらに向上させることができる。
【０１５７】
そして、本変型例においても、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が、発光素子１０２の側面などから放出された光を上方に散乱させ、光度を上げることができる。なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で厚く形成する。
【０１５８】
図２１は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図２０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１５９】
本変型例においては、樹脂ステムの開口の側面１０３Ｓをパラボラ状などの集光性を有する曲面に形成している。このようにすれば、光取り出し効率をさらに向上させることが可能である。側面１０３Ｓの曲面の断面形状は、半導体発光装置に要求される配向特性や輝度などに応じて適宜決定することができる。
【０１６０】
そして、本変型例においても、光反射性フィラーを含有した樹脂層２００が、発光素子１０２の側面などから放出された光を上方に散乱させ、光度を上げることができる。なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で厚く形成する。
【０１６１】
図２２は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその平面構造を表す模式図、同図（ｂ）はその中央付近の断面図である。同図についても、図１乃至図２１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６２】
本変型例においては、樹脂層２００の代わりに、熱可塑性樹脂などからなる樹脂部１０３の一部に光反射性フィラーを含有させた反射部１０３Ｒを形成している。この反射部１０３Ｒは、樹脂ステムの開口の底部のうちで、ダイオード（半導体素子）３００及び発光素子１０２がマウントされる部分と、ワイア１０９がボンディングされる部分を除いて、ほぼ全面を覆うように設けられている。図２２（ａ）において斜線で表した部分が、反射部１０３Ｒが設けられた部分に対応する。
【０１６３】
そして、本変型例においても、この反射部１０３Ｒの上面は、発光素子１０２の側面の発光層よりも低くなるように形成されている。このように反射部１０３Ｒを設ければ、図３に関して前述したように、発光素子１０２の側面などから放出される光を散乱させて光度を上げることができる。
【０１６４】
なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で反射部１０３Ｒを厚く形成する。
【０１６５】
図２３は、本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図２２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６６】
本変型例は、いわゆる「セラミック・パッケージ型」などと称されるものであり、セラミック基板５０１の上に、半導体発光素子１０２がマウントされてワイア１０９により図示しない電極に適宜に配線される。そして、発光素子１０２の上方はシェル５１０及びガラス窓５２０により封止される。このパッケージにおいて、セラミック基板５０１の内壁面の表層部に光反射性フィラーを含有させた反射層５０１Ｒを設ける。このような反射層５０１Ｒを設けることにより、発光素子１０２の側面から放出された光を散乱させて取り出し効率を上げることができる。なお、本具体例においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分で反射層５０１Ｒを厚く形成する。
【０１６７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【０１６８】
例えば、本発明の半導体発光装置の構造、およびこれを構成する各要素の材料、不純物、導電型、厚み、サイズ、形状などの具体的な構成については、当業者が公知の範囲から適宜選択したものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。
【０１６９】
具体的には、例えば、光反射性フィラーを含有した樹脂層と、発光素子または保護用ダイオードをマウントするための接着剤とを兼ねることができる。つまり、発光素子または保護用ダイオードをマウントする接着剤として、ペーストに光反射性フィラーを含有させたものを用いる。この場合、接着剤を電気的に絶縁性のものとして、素子の実装面に広く塗布することにより、広い光反射面を形成することができる。但し、マウントされた素子からの電気的な接続は、接着面においては得られないので、別途、ワイアなどにより接続する必要がある。
【０１７０】
また、この場合においても、図２に例示したように、発光素子１０２から離れた部分でこのペーストを厚く形成する。
【０１７１】
また、半導体発光素子１０２の下に、熱伝導性などを改善する目的で、いわゆる「サブマウント」を配置してもよい。
【０１７２】
また、本発明は、いわゆる「樹脂ステム型」や、「砲弾型」、「基板タイプ」などには限定されず、その他の各種のパッケージ形態の半導体発光装置に適用して同様の効果を得ることができる。例えば、金属のステム及びキャップによりシールされた、いわゆる「カン（can）型」のパッケージなどの場合にも、発光素子の周囲に光反射性フィラーを含有した樹脂層を設けることにより、上述のものと同様の作用効果を得ることができる。
【０１７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、高い光取り出し効率と、良好な生産性を有し、短波長においても高い輝度が得られる半導体発光装置を提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の関連技術にかかる半導体発光装置の断面構造を例示する模式図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる半導体発光装置を表す模式断面図である。
【図３】図１及び図２に例示した半導体発光素子１０２の端部近傍の拡大断面図である。
【図４】通電時間に対して色度ｘの変化を測定した結果を表すグラフである。
【図５】チタン酸カリウムの反射スペクトルを表すグラフ図である。
【図６】酸化チタンの反射スペクトルを表すグラフ図である。
【図７】リードの表面にコーティングされる金（Ａｕ）の反射スペクトルを表すグラフ図である。
【図８】図１及び図２に例示した半導体発光装置において用いることができる半導体発光素子１０２の構造を模式的に表す断面図である。
【図９】半導体発光素子１０２の構造のもう一つの例を表す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる半導体発光装置の平面構造を例示する模式図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる半導体発光装置の平面構造のもうひとつの具体例を表す模式図である。
【図１２】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図１３】（ａ）は、本変型例の発光装置の素子部分を拡大した部分断面図であり、（ｂ）は、この半導体発光装置の等価回路を表す回路図である。
【図１４】積層させた素子の周囲に樹脂層２００を充填した状態を表す部分断面図である。
【図１５】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の要部断面構造を表す模式図である。
【図１６】発光素子１０２の周囲に、第１の封止体１０４Ａ、その外側に第２の封止体１０４Ｂを設け、第１の封止体１０４Ａにのみ、蛍光体を含有させた構造を表す模式図である。
【図１７】いわゆる「基板タイプ」の半導体発光装置に本発明を適用した具体例を表す斜視図である。
【図１８】図１７の中央付近の断面構造を表す模式図である。
【図１９】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図２０】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図２１】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図２２】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図２３】本発明の関連技術のさらなる変型例にかかる半導体発光装置の断面構造を表す模式図である。
【図２４】半導体発光装置の構造を表す概念図であり（ａ）はその要部構成を表す平面図であり、（ｂ）はその中央部における断面図である。
【符号の説明】
１０１開口部
１０２半導体発光素子
１０３樹脂部
１０３Ｒ反射部
１０３Ｓ側面
１０４封止体
１０５、１０６リード
１０５Ｃカップ部
１０７銀ペースト（接着剤）
１０９ワイア
１２１基板
１２１導電性基板
１２２バッファ層
１２３コンタクト層
１２４発光層
１２５クラッド層
１２６コンタクト層
１２７電極
１２８透光性電極
１２９ボンディングパッド
１３０保護膜
１３１表面
１３２クラッド層
１３３絶縁性基板
１３８透光性基板
１４２バンプ
１５０基板
１５２型領域
１５４、１５６電極
１６０配線層
１６２高反射膜
２００樹脂層
４１０樹脂
５０１セラミック基板
５０１Ｒ反射層
５１０シェル
５２０ガラス窓
８００樹脂ステム
８０１開口部
８０２半導体発光素子
８０３樹脂部
８０４封止体
８０５、８０６リード
８０７接着剤
８０９ワイア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor device provided with a filler layer that reflects light at a high rate around a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode).
[0002]
[Prior art]
  Semiconductor light emitting devices equipped with semiconductor light emitting elements such as LEDs are attracting attention as light emitting devices with high efficiency, long life, and low cost, and are widely used as various indicators, light sources, flat display devices, or backlights for liquid crystal displays. ing.
[0003]
  A typical example of such a light emitting device is a semiconductor light emitting element mounted on a resin stem.
[0004]
  FIG. 24 is a conceptual diagram showing the structure of such a semiconductor light emitting device. That is, FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the main part, and FIG. 4B is a cross-sectional view at the center.
[0005]
  The light emitting device illustrated in FIG. 1 is called a “surface mount type” or the like, and includes a package (resin stem) 800, a semiconductor light emitting element 802, and a sealing body 804 made of an epoxy resin or the like.
[0006]
  The resin stem 800 has a structure in which a pair of

leads

805 and 806 formed from a lead frame are molded with a resin portion 803 made of a thermoplastic resin. An opening 801 is formed in the resin portion 803, and the semiconductor light emitting element 802 is placed therein. Then, it is sealed with a sealing body 804 made of an epoxy resin or the like so as to include the semiconductor light emitting element 802.
[0007]
  The semiconductor light emitting element 802 is mounted on the lead 806 with an adhesive 807 such as silver paste. An electrode (not shown) of the semiconductor light emitting element 802 and the lead 805 are connected by a wire 809. When power is supplied to the semiconductor light emitting element 802 through the two leads 805 and 806, light is emitted, and the emitted light is extracted from the light extraction surface 812 through the sealing body 804.
[0008]
  By the way, in the case of a lead frame used for general semiconductor assembly such as an integrated circuit, the inner lead portion is subjected to Ag (silver) plating, and the outer lead portion is subjected to solder plating or lead solder dip (dip). Many. However, in the case of a semiconductor light emitting device using a resin stem as shown in FIG. 24, moisture or the like enters from the interface between the lead frame and the thermoplastic resin portion 803 or the interface between the thermoplastic resin portion 803 and the sealing body 804. Then, there is a concern about migration of silver (Ag).
[0009]
  For example, Pd (palladium) PPF (Pre-Plating Frame) can be used as a means for solving this problem. However, in this case, the outermost plating layer of the lead frame is often Au (gold) or Pd (palladium), which causes a disadvantage that the reflectance with respect to short wavelength light is lower than that of Ag (silver) plating.
[0010]
  That is, when light emitted from the semiconductor light emitting element 802 hits these lead frame surfaces, loss (absorption) occurs, resulting in a problem that the light extraction efficiency is lowered and the luminous intensity of the semiconductor light emitting device is lowered.
[0011]
  As a method for compensating for this drawback, a structure using a “filler” has been proposed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-150969, when a blue lamp is manufactured by mounting a blue light emitting LED on a lead frame and sealing with a transparent resin, the side or bottom surface of the LED excluding the light emitting surface is light reflective. A structure covered with a filler-filled paste having the following is disclosed. Here, the “filler” is a light-reflective fine particle, and the publication discloses AlN, Al 2 O 3, TiO 2, a combination of Al and SiO 2, and a combination of Ag and SiO 2. Yes.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
  However, as a result of the inventors' original study, it has been found that the semiconductor light emitting device disclosed in the publication has the following problems.
[0013]
  First of all, this structure has the problem that it is not easy to manufacture. That is, the chip thickness of a normal LED is very thin, approximately 90 microns. For this reason, it is not easy in the mass production process to control and fill the liquid surface of the liquid resin (paste) containing the reflective filler only at the chip side surface, that is, at the same height as the chip upper surface. In the case of this structure, if the filling level of the resin is slightly exceeded, the upper surface of the LED, that is, the light emitting surface is covered, and there is a problem in that the luminous intensity of the lamp is greatly reduced.
[0014]
  Furthermore, even if the resin containing the reflective filler can be injected by precisely controlling the height of the upper surface of the chip, the resin may be reduced due to a decrease in the viscosity of the liquid resin during subsequent processes, storage, or curing. May crawl up to the LED light emitting surface. When such “cracking” occurs, the light reflecting filler adheres to the light emitting surface, which causes a problem that the luminous intensity of the lamp is significantly reduced.
[0015]
  For example, in the case of a lamp using a phosphor such as a white lamp, there is no reflective filler near the light emitting layer on the side surface of the chip.
Taking out the light at the top reduces the risk of scooping up and allows mass production of high-intensity lamps. That is, it is better that the light reflective filler layer is located below the chip side surface light emitting layer.
  Secondly, the light reflective filler used in this structure has a problem that the reflectance in the short wavelength region is not sufficiently high. That is, SiO₂, Al₂O₃The filler such as has a certain degree of reflectance in the visible light region, but the reflectance is remarkably lowered in the short wavelength region. For this reason, in the case of a semiconductor light-emitting device using a light-emitting LED containing light in the ultraviolet region as a light-emitting element, there is a problem that sufficient reflectivity cannot be obtained and the improvement of light extraction efficiency is small.
[0016]
  The present invention has been made based on recognition of such a problem, and an object thereof is to provide a semiconductor light emitting device having high light extraction efficiency, good productivity, and high luminance even at a short wavelength. There is.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first semiconductor device of the present invention includes:
  A mounting member;
  A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
  A resin layer that is provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element, contains a filler that reflects light emitted from the light emitting layer, and does not substantially cover the light emitting layer on the side surface of the semiconductor light emitting element When,
  With
  The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
  The resin layer is thin in the vicinity of the semiconductor light emitting element and formed thick in a portion away from the semiconductor light emitting element,
  The filler is mainly composed of potassium titanate.
[0018]
  Moreover, the second semiconductor light emitting device of the present invention comprises:
  A mounting member;
  A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
  A resin layer provided on the mounting member around the semiconductor light-emitting element, containing a filler that reflects light emitted from the light-emitting layer, and whose upper surface is lower than the light-emitting layer on the side surface of the semiconductor light-emitting element; ,
  With
  The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
  The resin layer is thin in the vicinity of the semiconductor light emitting element and formed thick in a portion away from the semiconductor light emitting element,
  The filler is mainly composed of potassium titanate.
[0019]
  The third semiconductor light emitting device of the present invention is
  A mounting member;
  A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
  A resin layer that is provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element, contains a filler that reflects light emitted from the light emitting layer, and does not substantially cover the light emitting layer on the side surface of the semiconductor light emitting element When,
  With
  The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
  The upper surface of the resin layer is curved upward at a portion away from the semiconductor light emitting element,
  The filler is mainly composed of potassium titanate.
[0020]
  The fourth semiconductor light emitting device of the present invention is
  A mounting member;
  A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
  A resin layer provided on the mounting member around the semiconductor light-emitting element, containing a filler that reflects light emitted from the light-emitting layer, and whose upper surface is lower than the light-emitting layer on the side surface of the semiconductor light-emitting element; ,
  With
  The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
  The upper surface of the resin layer is curved upward at a portion away from the semiconductor light emitting element,
  The filler is mainly composed of potassium titanate.
[0021]
  Here, the upper surface of the resin layer may be higher than the light emitting layer at a portion away from the semiconductor light emitting element.
[0022]
  The semiconductor device may further include a semiconductor element provided between the mounting member and the semiconductor light emitting element and connected to the semiconductor light emitting element.
[0023]
  The semiconductor element may be a diode.
[0024]
  Moreover, the said resin layer shall consist of a silicone resin which has the hardness of 50 or more by a JIS-A value.
[0025]
  The semiconductor light emitting device and a sealing body provided on the resin layer may be further provided.
[0026]
  In addition, at least one of the sealing body and the resin layer includes a phosphor that absorbs light emitted from the semiconductor light emitting element and emits light having a wavelength different from that. it can.
[0027]
  Moreover, the said sealing body shall consist of a silicone resin which has the hardness of 50 or more by a JIS-A value.
[0028]
  The light emitting layer may be made of a nitride semiconductor.
[0029]
  In the present application, “nitride semiconductor” means B_xIn_yAl_zGa_(1-xyz)N (0.ltoreq.x.ltoreq.1, 0.ltoreq.y.ltoreq.1, 0.ltoreq.z.ltoreq.1, 0.ltoreq.x + y + z.ltoreq.1) III-V group compound semiconductors. Further, as a group V element, in addition to N (nitrogen) And mixed crystals containing phosphorus (P), arsenic (As), and the like.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
  FIG. 1 is a schematic view illustrating a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a related technique of the invention.
[0032]
  That is, the light-emitting device illustrated in the figure is also a “surface mount type”, and includes a package (resin stem) 100, a semiconductor light-emitting element 102, and a sealing body 104 made of an epoxy resin or the like.
[0033]
  The resin stem 100 has a structure in which a pair of

leads

105 and 106 molded from a lead frame are molded by a resin portion 103. The resin portion 103 can typically be made of a thermoplastic resin.
[0034]
  As the thermoplastic resin, for example, a nylon resin having an inactive bonding group can be used. More specifically, as the thermoplastic resin, for example, a high heat resistant resin such as liquid crystal polymer (LCP), polyphenylene sulfide (PPS: thermoplastic plastic), or syndiotactic polystyrene (SPS: crystalline polystyrene) is used. Can do.
[0035]
  An opening 101 is formed in the resin portion 103, and the semiconductor light emitting element 102 is placed therein. And it is sealed with the sealing body 104 which consists of an epoxy resin etc. so that the semiconductor light-emitting device 102 may be included. As will be described in detail later, the sealing body 104 contains a phosphor, so that the primary light emitted from the semiconductor light emitting device 102 can be wavelength-converted to emit secondary light having a different wavelength. Good.
[0036]
  The semiconductor light emitting device 102 is mounted on the lead 106 with an adhesive 107 such as silver paste. An electrode (not shown) of the semiconductor light emitting element 102 and the lead 105 are connected by a wire 109. When power is supplied to the semiconductor light emitting element 102 through the two leads 105 and 106, light emission occurs, and the light emission is extracted from the light extraction surface 112 through the sealing body 104.
[0037]
  In this specific example, a resin layer 200 mixed with a light reflective filler is provided around the semiconductor light emitting element 102. In the case of the light emitting device of this specific example, the resin layer 200 has a substantially uniform thickness, and the upper surface is formed in a substantially planar shape. The resin layer 200 is provided so as not to contact the side surface of the semiconductor light emitting element 102 or to cover the light emitting layer on the side surface.
[0038]
  FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. That is, in this specific example, the thickness of the resin layer 200 containing the light-reflective filler is not uniform, is thin in the vicinity of the light-emitting element 102, and is thick when it is separated from the light-emitting element 102. Alternatively, the upper surface of the resin layer 200 is not flat, and is curved upward (in the light extraction direction) away from the light emitting element 102.
[0039]
  FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the end of the semiconductor light emitting device 102 illustrated in FIGS. 1 and 2. A light emitting element 102 is mounted on the lead 105 with a silver paste 107. Here, in many cases, a light emitting layer 124 that substantially emits light is laminated on the light emitting element 102.
[0040]
  In the example shown in FIG. 3A, the upper surface of the resin layer 200 mixed with the light reflective filler is provided in the vicinity of the semiconductor light emitting element 102 so as to be lower than the lower surface of the light emitting element 102 or lower. Yes. The thickness of the silver paste 107 is about 20 microns, for example, but the thickness or filling amount of the resin layer 200 can be adjusted in this way.
[0041]
  On the other hand, in the example shown in FIG. 3B, the upper surface of the resin layer 200 covers a part of the side surface of the light emitting element 102. However, the resin layer 200 is provided so as not to cover the side surface of the light emitting layer 124.
[0042]
  According to the present invention, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, the resin layer 200 is provided in the vicinity of the light emitting element 102 so as to be at a lower level than the side surface of the light emitting layer 124. In this way, the side surface of the light emitting layer 124 is not covered with the resin layer 200. As a result, as illustrated in the figure, the light L emitted from the side surface of the light emitting layer 124 is scattered by the light reflective filler near the surface of the resin layer 200 and can be extracted upward.
[0043]
  Furthermore, when compared with the conventional structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-150969, the light intensity of the structure of this embodiment is extremely stable. In other words, in the case of the conventional structure, as described above, when the resin filling amount is slightly exceeded or a subsequent “scooping” occurs, the upper surface of the light emitting element, that is, the light extraction surface is covered with the resin. As a result, the light intensity is greatly reduced.
[0044]
  On the other hand, according to the structure of the present embodiment, the filling level of the resin layer 200 is not more than the height of the light emitting layer 124 on the side surface of the light emitting element 102. For this reason, even if the filling amount of the resin is slightly exceeded, the situation where the upper surface of the light emitting element 102 is covered with the resin does not occur. Further, even when a subsequent “climbing” occurs, a margin is secured up to the upper surface of the light emitting element 102, so that a significant decrease in luminous intensity can be prevented.
[0045]
  In the present invention, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, the thickness of the resin layer 200 containing the light reflective filler is limited in the vicinity of the light emitting element 102. For this reason, when the reflectance of the resin layer 200 cannot be sufficiently secured, the reflectance is increased by forming the resin layer 200 thick at a portion away from the light emitting element 102 as illustrated in FIG. Thus, the light extraction efficiency can be increased.
[0046]
  On the other hand, in the present invention, the resin layer 200 filled around the light emitting element 102 may also contain a phosphor. That is, the primary light emitted from the side surface of the light emitting element 102 may be scattered upward by the light reflective filler, and the secondary light may be taken out by converting the wavelength by the phosphor. In this case, it goes without saying that the sealing body 104 may also contain a phosphor.
[0047]
  Hereinafter, main components constituting the semiconductor light emitting device of the present invention will be described.
[0048]
  (About the sealing body 104 and the resin layer 200)
  As a matrix material constituting the sealing body 104 and the resin layer 200, for example, an epoxy resin or a silicone resin can be used. However, when the light emitted from the light emitting element 102 has a wavelength in the ultraviolet region, it is often desirable to use a silicone resin.
[0049]
  That is, the sealing body 104 and the resin layer 200 are members that are exposed to primary light emitted from the light emitting element 102. For this reason, these members are preferably made of a material having a binding energy larger than the energy of the primary light from the light emitting element 102, and further transmit the primary light from the light emitting element 102 and further reflect the light. It is desirable to have a characteristic of transmitting light scattered by the conductive filler or light emission converted in wavelength by the phosphor.
[0050]
  However, when a conventional epoxy resin is used as the material of the sealing body 104 or the resin layer 200, light resistance to primary light emitted from the light emitting element 102 may not be sufficient. Specifically, when primary light from a light emitting element is received over a long period of time, the initially transparent epoxy resin changes color, changing from yellow to brown or even black. As a result, it has been found that there arises a problem that the light extraction efficiency is greatly reduced. This problem becomes more prominent as the wavelength of the primary light is shorter.
[0051]
  On the other hand, when a silicone resin is used, extremely good results can be obtained. That is, when a silicone resin is used, even when a relatively short wavelength light is irradiated for a long time, deterioration such as discoloration hardly occurs. As a result, it was possible to achieve high reliability by using a light emitting device using short wavelength light as primary light.
[0052]
  For example, silicone resin has a high transmittance for light in almost all wavelength ranges from ultraviolet to visible light, and even in this wavelength range, light emitted from a practical LED is irradiated for 1000 hours. The rate has a characteristic of maintaining 60% or more of the initial value.
[0053]
  Here, when the resin layer 200 is formed, a predetermined light-reflective filler is appropriately mixed and stirred in the silicone resin, and applied to the periphery of the light emitting element 102 mounted on the opening 101 through a nozzle having a narrow opening. To do. Thereafter, it is cured and formed.
[0054]
  Further, when forming the sealing body 104, a predetermined (a plurality of) phosphors are appropriately mixed and stirred in the silicone resin, and the upper surface of the light emitting element 102 mounted on the opening 101 is passed through a nozzle having a narrow opening. Apply to. Thereafter, it is cured and formed.
[0055]
  In these steps, particularly when a silicone resin having a viscosity of 100 cp to 10000 cp before curing is used, precipitation or segregation does not occur after the light reflective filler and the phosphor are uniformly dispersed in the resin. For this reason, the light emitted from the excited phosphor is not scattered and absorbed excessively by other phosphors, but is scattered moderately and uniformly by a phosphor having a large refractive index, and light is mixed evenly. Therefore, “unevenness” in color tone can also be suppressed.
[0056]
  Furthermore, the silicone resin has high adhesion strength with the resin portion 103, high moisture resistance, and few cracks due to temperature stress. Further, by filling the silicone resin, the resin stress on the light emitting element 102 and the Au wire 109 due to the ambient temperature change can be remarkably reduced.
[0057]
  Furthermore, when “rubber-like silicone resin” and “gel-like silicone resin” are compared, “rubber-like silicone resin” is more advantageous. That is, when gelled silicone was used, there was a tendency for the light reflective filler and phosphor dispersed therein to migrate (move). For example, when gel-like silicone resin is used as the material of the sealing body 104 and the phosphor is dispersed and the energization operation is continued, the phosphor diffuses in the resin and the color tone is changed. In the case of the RGB three-color mixed type, since the specific gravity of the red (R) phosphor is large, a phenomenon has been observed in which this phosphor migrates vertically downward and the x value of the chromaticity coordinates increases.
[0058]
  FIG. 4 is a graph showing the result of measuring the change in chromaticity x with respect to the energization time.
As shown in the figure, when a gel-like silicone resin is used as the material of the sealing body 104, the chromaticity x starts to increase from around 100 hours and increases at an accelerated rate when it exceeds 1000 hours. On the other hand, when the rubber-like silicone resin was used, no change in color tone was observed even when operated for nearly 10,000 hours in a state where the temperature of the light emitting device was increased by the energization operation. This is considered to be because, in the case of a rubber-like silicone resin, the hardness is high and dense, so that the diffusion of the phosphor hardly occurs.
[0059]
  That is, it has been found that the use of a rubbery silicone resin instead of the gel silicone resin can eliminate fluctuations in light emission characteristics.
[0060]
  The same situation can also occur in the resin layer 200. That is, by using a rubber-like silicone resin as the material of the resin layer 200, it is possible to prevent the light-reflective filler from migrating with time and to suppress fluctuations in scattering characteristics.
[0061]
  As described above in detail, in the present invention, by using a silicone resin having a specific hardness as the matrix material of the resin layer 200 and the sealing body 104, it is possible to greatly improve the light emission characteristics and reliability. Become.
[0062]
  However, if an epoxy resin having improved durability against short-wavelength light is developed, the resin layer 200 and the sealing body 104 can be formed using this.
[0063]
  (About light reflective filler)
  As the light reflective filler to be contained in the resin layer 200, it is desirable to use a material having a high reflectance with respect to the primary light emitted from the light emitting element 102 or the secondary light generated by the phosphor. At the same time, if a material having high thermal conductivity is used, the heat dissipation from the light emitting element 102 can be improved, and the light emission characteristics can be improved.
[0064]
  According to the study of the present inventors, potassium titanate (K) is used as the light-reflective filler, particularly when the light-emitting element 102 has an emission wavelength of a short wavelength of about 400 nanometers.₂TiO₃).
[0065]
  FIG. 5 is a graph showing the reflection spectrum of potassium titanate. In particular, potassium titanate has a high reflectance even in the ultraviolet region.
As a result of experiments, it has been found that even if titanium oxide (TiOx) is used, a somewhat high effect can be obtained.
[0066]
  FIG. 6 is a graph showing the reflection spectrum of titanium oxide.
[0067]
  5 and 6 that both have high reflectivity at wavelengths shorter than 500 nm.
[0068]
  FIG. 7 is a graph showing the reflection spectrum of gold (Au) coated on the surface of the lead as a comparison.
[0069]
  In any graph, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance.
[0070]
  First, referring to FIG. 7, in the case of gold, a reflectance close to 100% is obtained in the wavelength range of 700 to 1000 nanometers, but when the wavelength becomes shorter than the wavelength of 700 nanometers, the reflectance decreases rapidly, At 400 nanometers, the reflectivity drops to 40 percent or less.
[0071]
  On the other hand, with potassium titanate, high reflection of about 60% is obtained even in the ultraviolet light region of 380 nm, and the reflectance increases as the wavelength becomes longer. In the case of titanium oxide, a reflectance of approximately 90% or more is obtained in the wavelength range of about 430 to 800 nanometers, and the reflectance is maintained at around 50% even at the wavelength of 400 nanometers.
[0072]
  That is, when titanium oxide or potassium titanate is used as a light reflective filler, both the primary light from the light emitting element 102 and the secondary light generated by the phosphor can be reflected with high reflectance. From the graphs of FIGS. 5 to 7, when the wavelength of the primary light from the light emitting element 102 is 500 nanometers or less, the reflection is higher when the filler of titanium oxide or potassium titanate is used than gold (Au). It can be seen that the rate is obtained.
[0073]
  The inventor employs the structure illustrated in FIG. 1, uses a light emitting element 102 having an emission wavelength of 385 nanometers, and emits white light by emitting RGB light with the phosphor contained in the sealing body 104. The prototype was examined.
[0074]
  Table 1 shows the prototype evaluation results when silicon dioxide, which is conventionally used as a filler to be contained in the resin layer 200, is used.
[Table 1]

Table 2 also shows the results of trial evaluation when potassium titanate newly found this time is used as the light reflecting filler to be contained in the resin layer 200.
[Table 2]

Table 3 shows the results of trial evaluation when titanium oxide is used as the light reflective filler contained in the resin layer 200.
[Table 3]

In Tables 1 to 3, “Cx” represents the x value of the color coordinates of the white light emitted from the light emitting device, “Cy” represents the y value, and “Iv” represents the luminous intensity of the white light.
[0075]
Table 4 is a table showing the luminous intensity of the three kinds of filler-containing resins as relative luminous intensity when the luminous intensity of a sample not provided with the resin layer 200 is set as 100 as a comparative example. It can be seen that the luminous intensity is increased by 1.4 times by the resin layer containing the light reflecting filler according to the present invention.
[Table 4]

Here, “UV power” represents the luminous intensity when the primary light from the light emitting element 102 is directly extracted outside without containing the phosphor in the sealing body 104. The “white luminous intensity” represents the luminous intensity when the sealing body 104 contains a phosphor to emit white light.
[0076]
In the case of the comparative example in which the resin layer 200 is not provided, the primary light emitted from the light emitting element 102 and the secondary light emitted from the phosphor are reflected by gold (Au) coated on the surfaces of the

leads

105 and 106. The However, as can be seen from FIGS. 5 to 7, the reflectivity of gold is inferior particularly in the short wavelength region, so that both the UV power and the white light emission are lower than the sample using titanium oxide or potassium titanate as a filler. I understand.
[0077]
  That is, in the present invention, the light extraction efficiency can be improved by using potassium titanate as the light reflective filler. This is presumably because the filler reflects light and the heat conductivity is improved, so that heat radiation from the light emitting element 102 is improved and the light emission characteristics of the element are improved. Similar data was obtained when titanium oxide was used as the filler. However, the effect of silicon dioxide was less than 10%.
  In addition, since the filler exists in the vicinity of the light emitting element 102, not only an effect on the optical surface but also a very significant effect can be obtained in terms of reliability. That is, when the light-emitting element 102 is sealed with, for example, an epoxy resin without using a light-reflective filler, there is a tendency to peel off at the chip bonding surface or the adhesive surface at a temperature cycle of 2000 cycles. When the resin layer 200 containing a filler is provided, such a phenomenon is not observed even at a temperature cycle of 5000 cycles. This is considered to be due to the effects of increasing the strength of the resin and suppressing the coefficient of thermal expansion due to the inclusion of the filler.
[0078]
  According to the inventor's trial production, when a silicone resin having a hardness of 50 or more in terms of epoxy or JIS-A is used as the matrix of the resin layer 200, the mixing ratio of titanium oxide or potassium titanate is Good results were obtained at 10 to 50 percent. Examples of other fillers include calcium titanate, magnesium titanate, and sodium titanate.
[0079]
  (About phosphor)
  In the present invention, the sealing body 104 and the resin layer 200 can contain a phosphor. This phosphor is a phosphor that emits light by absorbing primary light emitted from the light emitting element 102 or a material that emits light by absorbing light emitted from other phosphors. The conversion efficiency of the phosphor is desirably 1 lumen / watt or more.
[0080]
  White light emission can be realized by mixing three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), or by mixing two colors that are complementary. The white light emission by the three primary colors absorbs the primary light emitted from the light emitting element 102 and emits red light, the second phosphor that emits green light, and the third fluorescence that emits blue light. Can be realized by using the body.
[0081]
  Alternatively, primary light and secondary light can be obtained by using a light-emitting element 102 that emits blue light, a first phosphor that absorbs the blue light and emits red light, and a second phosphor that emits green light. It can also be realized by mixing with light.
[0082]
  In addition to the specific example described above, white light emission by complementary color is, for example, a first phosphor that emits blue light by absorbing primary light from the light emitting element 102 and yellow light by absorbing the blue light emission. Or a second phosphor that absorbs light emitted from the light emitting element 102 and emits green light and a second phosphor that absorbs the green light and emits red light. It can be realized by using it.
[0083]
  In addition, a light-emitting device that does not depend on the temperature characteristics of the light-emitting element can be realized by using a phosphor having a light emission wavelength change of −40 ° C. to 100 ° C. and a wavelength change of 50 nm or less. In addition, by using a phosphor having a wavelength change of 50 nm or less in a practical driving current range of the light emitting element 102, a light emitting device that does not depend on a change in emission spectrum accompanying the element driving current can be realized.
[0084]
  Examples of the phosphor that emits blue light include the following.
  ZnS: Ag
  ZnS: Ag + Pigment
  ZnS: Ag, Al
  ZnS: Ag, Cu, Ga, Cl
  ZnS: Ag + In₂O₃
  ZnS: Zn + In₂O₃
  (Ba, Eu) MgAl₁₀O₁₇
  (Sr, Ca, Ba, Mg)₁₀(PO₄)₆Cl₂: Eu
  Sr₁₀(PO₄)₆Cl₂: Eu
  (Ba, Sr, Eu) (Mg, Mn) Al₁₀O₁₇
  10 (Sr, Ca, Ba, Eu) · 6PO₄・ Cl₂
  BaMg₂Al₁₆O₂₅: Eu
  Examples of the phosphor that emits green light include the following.
  ZnS: Cu, Al
  ZnS: Cu, Al + Pigment
  (Zn, Cd) S: Cu, Al
  ZnS: Cu, Au, Al, + pigment
  Y₃Al₅O₁₂: Tb
  Y₃(Al, Ga)₅O₁₂: Tb
  Y₂SiO₅: Tb
  Zn₂SiO₄: Mn
  (Zn, Cd) S: Cu
  ZnS: Cu
  Zn₂SiO₄: Mn
  ZnS: Cu + Zn₂SiO₄: Mn
  Gd₂O₂S: Tb
  (Zn, Cd) S: Ag
  ZnS: Cu, Al
  Y₂O₂S: Tb
  ZnS: Cu, Al + In₂O₃
  (Zn, Cd) S: Ag + In₂O₃,
  (Zn, Mn)₂SiO₄
  BaAl₁₂O₁₉: Mn
  (Ba, Sr, Mg) O · aAl₂O₃: Mn
  LaPO₄: Ce, Tb
  Zn₂SiO₄: Mn
  ZnS: Cu
  3 (Ba, Mg, Eu, Mn) O · 8Al₂O₃
  La₂O₃・ 0.2SiO₂・ 0.9P₂O₅: Ce, Tb
  CeMgAl₁₁O₁₉: Tb
  As the phosphor that emits red light, for example, the following can be used.
  Y₂O₂S: Eu
  Y₂O₂S: Eu + pigment
  Y₂O₃: Eu
  Zn₃(PO₄)₂: Mn
  (Zn, Cd) S: Ag + In₂O₃
  (Y, Gd, Eu) BO₃
  (Y, Gd, Eu)₂O₃
  YVO₄: Eu
  La₂O₂S: Eu, Sm
  As the phosphor that emits yellow light, for example, the following can be used.
  YAG: Ce
  By adjusting the weight ratio R: G: B of the red phosphor, the green phosphor and the blue phosphor as described above, an arbitrary color tone can be realized. For example, white light emission from a white light bulb color to a white fluorescent light color has R: G: B weight ratios of 1: 1: 1 to 7: 1: 1 and 1: 1: 1 to 1: 3: 1 and 1. It can be realized by setting one of 1: 1 to 1: 1: 3.
[0085]
  Moreover, substantial wavelength conversion can be realized by setting the total weight ratio of the mixed phosphor to 1 to 50% by weight with respect to the weight of the sealing body containing the phosphor. By setting the content to 30% by weight, a light emitting device with high luminance can be realized.
[0086]
  Furthermore, when these RGB phosphors are appropriately selected and blended, the color tone of the sealing body 104 can be white. That is, the light emitting device that emits white light can be white even when not lit, so that it can provide a light emitting device that has good “look” and that is excellent in visual and design.
[0087]
  Here, the phosphor used in the present invention is not limited to the inorganic phosphor described above, and a high-luminance light-emitting device can be realized using the organic pigments exemplified below as well.
  Xanicene dyes
  Oxazine dye
  Cyanine dye
  Rhodamine B (630nm)
  Coumarin 153 (535nm)
  Polyparaphenylene vinylene (510nm)
  Coumarin 1 (430nm)
  Coumarin 120 (450nm)
  Tris (8-hydroxynoline) aluminum (Alq3 or AlQ) (green light emission)
  4-Dicyanomethylene-2-methyl-6 (p-dimethylaminostyrin) -4H-pyran (DCM) (orange / red light emission)
  Even when multiple types of pigments are used, the pigments are added to the silicone resin or epoxy resin used for the sealing body 104 or the resin layer 200 and stirred to disperse the pigments almost uniformly in the resin. And the excitation efficiency of the dye can be increased.
[0088]
  According to the present invention, a wide variety of emission colors of the light emitting device can be realized by combining the primary light of the light emitting element 102 and the phosphor 110 (including the pigment body) included in the sealing body 104. That is, an arbitrary color tone can be realized by blending phosphors (including pigments) such as red, green, blue, and yellow.
[0089]
  On the other hand, according to the present invention, even when a single phosphor is used, stability of the emission wavelength that cannot be realized by a conventional semiconductor light emitting device can be realized. That is, a normal semiconductor light emitting element has a tendency that the emission wavelength shifts according to the drive current, the ambient temperature, the modulation condition, and the like. On the other hand, if substantially only secondary light is taken out by the light emitting device of the present invention, the light emission wavelength does not depend on changes in driving current, temperature, etc., and the effect of being extremely stable can be obtained.
[0090]
  Further, in this case, since the light emission characteristics are determined by the characteristics of the phosphor to be added without depending on the characteristics of the light emitting element 102, the characteristics of each light emitting device can be stabilized and the production can be performed with a high yield.
[0091]
  (About the semiconductor light emitting device 102)
  Next, the semiconductor light emitting device 102 that can be used in the present invention will be described.
[0092]
  FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the semiconductor light emitting element 102 that can be used in the semiconductor light emitting device illustrated in FIGS. 1 and 2. This example will be briefly described. On the conductive substrate 121, a buffer layer 122, an n-type contact layer 123, a light emitting layer 124, a p-type cladding layer 125, and a p-type contact layer 126 are sequentially formed.
[0093]
  For example, a case where a semiconductor light emitting element is formed using a nitride semiconductor will be described. First, as the conductive substrate 121, for example, n-type GaN, n-type SiC, n-type ZnO, or the like can be used.
[0094]
  Then, on such a conductive substrate 121, for example, a buffer layer 122 made of AlN, an n-type GaN contact layer 123, a light emitting layer 124, a p-type GaAlN cladding layer 125, and a p-type GaN contact layer 126 are sequentially formed. . The light emitting layer 124 may have a quantum well (QW) structure in which GaN barrier layers and InGaAlN well layers are alternately stacked.
[0095]
  On the p-type GaN contact layer 126, a translucent p-side electrode 128 made of a Ni / Au thin film having a thickness of several tens of nm and a bonding pad 129 made of gold (Au) connected thereto are provided. . Furthermore, the surface of the element is SiO₂The protective film 130 is made of. On the other hand, an n-side electrode 127 made of Ti / Al is provided on the back side of the substrate 121.
[0096]
  When voltage is applied to the n-side electrode 127 and the p-side electrode 128 of such a light emitting element, light generated in the light emitting layer 124 is emitted from the surface 131. Since the intensity of the emission peak wavelength can be increased by providing a plurality of ripples in the emission spectrum, the absorption of the excited phosphor is increased, and a high-luminance light-emitting device can be realized.
[0097]
  By changing the composition of the semiconductor material of the light emitting layer 124 (for example, the composition of the QW well layer), various emission wavelengths can be selected, and light ranging from the ultraviolet region to the visible light region can be obtained. In the case of performing wavelength conversion using a phosphor, ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or more and less than 400 nm is desirable because of the large absorption of the phosphor. Further, ultraviolet light having a wavelength of 370 nm or more and less than 400 nm is desirable in that the light emitting element 102 using the nitride compound semiconductor has high light emission efficiency. Furthermore, ultraviolet light with a wavelength of 380 nm or more and less than 400 nm is desirable in that it can suppress deterioration of the sealing body 104 surrounding the light emitting element 102.
[0098]
  When the light emitting layer 124 has a single quantum well structure or a multiple quantum well structure of two or more layers having a thin film thickness of 1 nm to 20 nm in which a quantum effect is generated, the spectral width is narrowed. The excitation efficiency of the contained phosphor increases. Furthermore, when the light emitting layer 124 is formed in a dot shape with a size of several nm to several μm when seen in a plan view, the light emission efficiency and the excitation efficiency of the phosphor can be further improved.
[0099]
  Further, by adding impurities such as silicon (Si), zinc (Zn), germanium (Ge), etc. to the light emitting layer 124, the piezoelectric field generated due to strain accompanying lattice mismatch can be reduced, and light emission recombination of injected carriers can be achieved. And the luminous efficiency of the light emitting element can be increased.
[0100]
  In addition, when a conductive substrate 121 such as n-type GaN is used, a single gold (Au) wire having a low reflectance can be obtained at a wavelength of less than 400 nm, thereby improving the light extraction efficiency from the light emitting layer 124. be able to. Furthermore, light extraction efficiency can be improved by reflecting light emission from the light emitting layer 124 by the electrode provided on the back surface of the conductive substrate. At this time, deterioration due to light of the adhesive 107 such as a silver paste for mounting the light emitting element 102 can be reduced, and the reliability of the light emitting device can be improved.
[0101]
  The buffer layer 122 is not limited to AlN, and may be a single layer of GaN, AlGaN, InGaN, InGaAlN, or a multilayer film combining them. If the thickness is several nanometers to several hundred nanometers, absorption of light emission from the phosphor can be suppressed, and luminance is not lowered.
[0102]
  The n-type layer 123 is not limited to GaN, and may be a single layer made of AlGaN, InGaN, or InGaAl and a multilayer film thereof. By setting the thickness in the range of 1 μm to 10 μm, the injected current flows uniformly inside the n-type layer 123, the light emitting element emits light uniformly, and the dispersed phosphors are efficiently excited. be able to. Further, when silicon (Si), germanium (Ge), or selenium (Se) is used as an impurity added to the n-type layer 123, the point defect of the semiconductor crystal is replaced, and the migration of the phosphor into the semiconductor due to energization is suppressed. Can improve reliability.
[0103]
  The p-type layer 125 is not limited to AlGaN, but may be a single layer of InAlGaN, InGaN, or a multilayer film thereof. If the thickness is in the range of several nm to several μm, the overflow of injected carriers into the light emitting layer 124 can be reduced, and the light emission efficiency of the light emitting element is improved. By using magnesium (Mg) or zinc (Zn) as impurities added to the p-type layer 125, it is possible to replace point defects in the semiconductor crystal and prevent migration of the phosphor into the semiconductor during high-temperature energization operation.
[0104]
  The p-type contact layer 126 is not limited to GaN, and may be a single layer of AlGaN, InGaN, InGaAlN, or a multilayer film thereof. When a superlattice structure composed of a plurality of thin films having a thickness of several nm is used as the multilayer film, the activation rate of the p-type impurity is increased, the Schottky barrier with the transparent electrode 128 is lowered, and the contact resistance can be lowered. For this reason, the influence of heat generation on the phosphor around the light emitting element can be reduced, and high luminance can be maintained up to high temperature.
[0105]
  The protective film 130 has a role of protecting the thin transparent electrode 128 and suppressing migration of the phosphor 110 to the transparent electrode 128 due to energization. The material is SiO₂It is not limited to silicon nitride (SiNx), aluminum oxide (Al₂O₃A dielectric material such as) can also be used.
[0106]
  In the above description, the case where a nitride semiconductor is used as the material of the light-emitting element 102 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, for example, other III-V group compounds. Various materials including semiconductors, II-IV group compound semiconductors, IV-VI group compound semiconductors, and the like can be used.
[0107]
  FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating another example of the structure of the semiconductor light emitting device 102. That is, what is illustrated in the figure is a semiconductor layer laminated on an insulating substrate 133, and a buffer layer 122, an n-type contact layer 123, a light emitting layer 124, a p-type cladding layer on the insulating substrate 133. 125 and a p-type contact layer 126 are sequentially formed. Also in this case, the light emitting layer 124 may have a quantum well (QW) structure in which barrier layers and well layers are alternately stacked.
[0108]
  An n-side electrode 127 is provided on the n-type contact layer 123 exposed by etching away the laminated structure from the surface. On the other hand, on the p-type contact layer 126, for example, a translucent p-side electrode 128 made of a Ni / Au thin film having a thickness of several tens of nm and a bonding pad 129 made of gold (Au) connected thereto are provided. ing. Furthermore, the surface of the element is SiO₂The protective film 130 is made of.
[0109]
  As the insulating substrate 133, for example, sapphire or insulating quartz can be employed. Sapphire has a high transmittance at a wavelength of less than 400 nm and can be effectively extracted outside the device without absorbing light emitted from the light emitting layer 124.
[0110]
  In the case of a nitride semiconductor using a sapphire substrate, the buffer layer 122 and the n-type GaN layer 123 are formed on the substrate 133, and then the growth temperature is lowered to form a second buffer layer made of AlN. The crystallinity of the layer 124 is improved, crystal defects in the light emitting element are reduced, and the light emission efficiency of the light emitting element is improved. At the same time, the absorption of the secondary light emitted from the phosphor in the crystal defects is also reduced, improving the reliability and increasing the luminance of the light emitting device.
[0111]
  As described above, specific examples of the semiconductor light emitting element 102 have been described with reference to FIGS. 8 and 9. However, the present invention is not limited to these specific examples, and other semiconductor light emitting elements having various structures may be used. it can. In the present invention, on the side surface of the semiconductor light emitting element, the resin layer 200 containing a light reflective filler is filled below the light emitting layer (or the portion where light emission occurs substantially).
[0112]
  In the above, each element which comprises the semiconductor light-emitting device of this invention was demonstrated.
[0113]
  Hereinafter, modifications of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention will be described.
[0114]
  FIG. 10 is a schematic view illustrating the planar structure of the semiconductor light emitting device according to this embodiment. In the figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0115]
  As described above, the semiconductor light emitting element 102 can be mounted near the center of the opening provided in the resin stem, and the resin layer 200 containing the light reflective filler can be filled around the semiconductor light emitting element 102. The filling amount is controlled so that the upper surface of the resin layer 200 does not cover the light emitting layer on the side surface of the light emitting element 102. The thickness distribution of the resin layer 200 is increased in the periphery as illustrated in FIG.
[0116]
  FIG. 11 is a schematic view showing another specific example of the planar structure of the semiconductor light emitting device according to this embodiment. That is, in the case of this modification, the semiconductor light emitting element 102 is mounted on the lead 105, and a protective diode 300 such as a Zener diode is mounted on the lead 106. The protective diode 300 is connected in parallel to the semiconductor light emitting element 102 and has a role of protecting the light emitting element 102 from surge and other excessive electric inputs.
[0117]
  Also in this modified example, a resin layer 200 containing a light reflective filler is provided around the light emitting element 102 so as not to cover the light emitting layer on the side surface of the light emitting element 102. Regarding the thickness distribution of the resin layer 200, the thickness is increased at a portion away from the light emitting element 102 as illustrated in FIG.
[0118]
  FIG. 12 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a modification of the related art of the present invention.
[0119]
  That is, in this modification, the semiconductor element 300 is mounted on the lead 105, and the semiconductor light emitting element 102 is mounted thereon. Then, a resin layer 200 containing a light reflective filler is filled around the light emitting element so as not to cover the light emitting layer on the side surface of the light emitting element.
[0120]
  The semiconductor element 300 is, for example, a protective Zener diode for protecting the light emitting element 102 from overvoltage, surge, or the like, or a drive circuit for driving the light emitting element 102 is integrated. Also good.
[0121]
  FIG. 13A is an enlarged partial cross-sectional view of the element portion of the light emitting device of this modification. The protective diode (semiconductor element) 300 has a planar structure in which a p-type region 152 is formed on the surface of an n-type silicon substrate 150. A p-side electrode 154 is formed in the p-type region 152, and an n-side electrode 156 is formed on the back side of the substrate 150. Furthermore, an n-side electrode 158 is formed also on the surface side of the diode, and a wiring layer 160 that connects the upper and lower n-

side electrodes

156 and 158 is formed over the side surface of the diode.
[0122]
  Further, a highly reflective film 162 is formed on the surface of the diode. The high reflection film 162 is a film having a high reflectance with respect to the light emitted from the light emitting element 102. For example, the high reflection film 162 is a metal film, or two or more kinds of thin films having different refractive indexes are alternately stacked. A Bragg reflection film may be used.
[0123]
  On the other hand, as illustrated in FIG. 9, the semiconductor light emitting device 102 has a buffer layer 122, an n-type contact layer 123, an n-type cladding layer 132, an active layer (on the light-transmitting substrate 138 (downward in the drawing)) ( A light emitting layer) 124, a p-type cladding layer 125, and a p-type contact layer 126 are laminated in this order, and an n-side electrode 127 and a p-side electrode 128 are provided. The light emitted from the active layer 124 passes through the translucent substrate 138 and is extracted upward in the drawing.
[0124]
  In the light emitting element 102 having such a structure, each electrode is connected to an electrode of the diode (semiconductor element) 300 by the

bumps

142 and 144. The

bumps

142 and 144 can be formed using, for example, gold (Au) or indium (In).
[0125]
  Further, a wire 109 is bonded to the p-side electrode 154 of the diode and connected to the lead 106.
[0126]
  FIG. 13B is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor light emitting device. Thus, by connecting the protective diode (semiconductor element) 300 in parallel in the reverse direction to the light emitting element 102, the light emitting element 102 can be protected from surge or static electricity.
[0127]
  FIG. 14 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the resin layer 200 is filled around the elements stacked in this manner.
[0128]
  That is, as illustrated in FIG. 5A, the resin layer 200 containing the light reflective filler can be filled to a height that covers the side surface of the diode (semiconductor element) 300.
[0129]
  Further, as illustrated in FIG. 5B, the resin layer 200 can be filled up to the side surface of the semiconductor light emitting element 102 so as not to cover the light emitting layer 124.
[0130]
  The protective diode 300 such as a Zener diode often has a thickness of about 300 microns, for example. For this reason, the resin layer 200 containing a light reflective filler can also be formed thick, and it becomes easy to obtain a high light reflectance. However, when a higher light reflectance is required, the resin layer 200 may be formed thick at a portion away from the light emitting element 102 as illustrated in FIG.
[0131]
  In the case of this specific example, the filling amount of the resin layer 200 can be easily adjusted. For example, if the set level of the liquid level of the resin layer 200 is set in the middle of the side surface of the diode (semiconductor element) 300, there is no fear that the side surface of the light emitting layer 124 is covered even if the filling amount is slightly exceeded, and manufacturing is easy. It becomes.
[0132]
  As described above with reference to FIGS. 1 to 3, the light emitted from the side surface of the light emitting layer 124 of the light emitting element 102 can be scattered and extracted by the light reflective filler contained in the resin layer 200. As a result, the luminous intensity of the semiconductor light emitting device can be increased.
[0133]
  Furthermore, according to this modification, the protective diode (semiconductor element) 300 and the light emitting element 102 can be stacked to accommodate in a very narrow space. Accordingly, it is not necessary to increase the outer size of the light emitting device, and the conventional resin stem (package) illustrated in FIG. 1 or FIG. 10 can be used as it is.
[0134]
  In addition, according to this modified example, by providing the highly reflective film 162 on the surface of the diode (semiconductor element) 300, the light emitted from the light emitting element 102 is reflected in the extraction direction to improve the light extraction efficiency. it can. At the same time, the problem that the operation of the diode (semiconductor element) 300 is affected or deteriorated by light from the light emitting element 102 can be prevented. Further, by providing the highly reflective film 162, it is possible to prevent deterioration of the silver paste (adhesive) 107 applied under the diode (semiconductor element) 300 due to light.
[0135]
  Furthermore, according to this modification, the reflection loss at the interface is reduced by setting the refractive index of the translucent substrate 138 to a value between the refractive index of the active layer 124 and the refractive index of the sealing body 104. Thus, the light extraction efficiency can be improved.
[0136]
  Furthermore, according to this modification, the number of wires connected from the chip to the lead can be reduced to one. As a result, problems associated with wire deformation and disconnection can be suppressed, and reliability can be further improved.
[0137]
  Further, according to this modification, the bump 142 having good thermal conductivity is provided close to the light emitting layer 124 of the light emitting element 102, and a heat dissipation path through the electrode 158 and the wiring layer 160 can be secured. That is, the heat dissipation of the light-emitting element 102 can be improved, and a light-emitting device with a wide operating temperature range and favorable long-term reliability can be realized.
[0138]
  In the present invention, the place where the highly reflective film 162 is provided is not limited to the surface of the diode (semiconductor element) 300, and may be provided on the back side of the light emitting element 102, or emit light from the diode (semiconductor element) 300. It may be inserted between the element 102.
[0139]
  FIG. 15 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a main part of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
[0140]
  This modified example is a so-called “shell type”, and a lead 105 is provided with a cup portion 105C, in which a protective diode (semiconductor element) 300 and a semiconductor light emitting element 102 are laminated. Mounted. The details of these elements can be the same as those illustrated in FIG. 13, for example.
[0141]
  A resin layer 200 containing a light reflective filler is filled around the laminated body of these elements. Furthermore, the sealing body 104 made of resin covers the periphery. The sealing body 104 may contain a phosphor for converting the primary light emitted from the light emitting element 102 to emit secondary light having a different wavelength. Further, the sealing body 104 is formed with a condensing curved surface in the light extraction direction, and high emission luminance is obtained by a so-called “lens effect”.
[0142]
  Also in this specific example, the resin layer 200 may be filled substantially uniformly as illustrated in FIG. 1, or may be formed thick at a portion away from the light emitting element 102 as illustrated in FIG. 2. .
[0143]
  Further, as illustrated in FIG. 16, a first sealing body 104A is provided around the light-emitting element 102, and a second sealing body 104B is provided outside the light-emitting element 102, and a phosphor is provided only on the first sealing body 104A. You may make it contain. In this case, it is desirable that the outer second sealing body 104B be made of a material having a low absorptance with respect to primary light and secondary light emitted from the inside.
[0144]
  FIG. 17 is a perspective view showing a specific example in which the present invention is applied to a so-called “substrate type” semiconductor light emitting device.
[0145]
  FIG. 18 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure near the center.
[0146]
  That is, in this specific example, a pair of

leads

105 and 106 are provided on a glass / epoxy substrate (glass epoxy substrate) 400. A protective diode (semiconductor element) 300 is mounted on one lead 105 by an adhesive 107 such as silver paste, and the semiconductor light emitting element 102 is flip-chip mounted thereon. This laminated structure can be the same as that illustrated in FIG. 14, for example. The periphery of these elements is covered with a sealing body 104 made of resin. The sealing body 104 can be formed by, for example, transfer-molded resin. Further, the sealing body 104 may contain a phosphor for wavelength conversion.
[0147]
  Also in this specific example, a resin layer 200 containing a light reflective filler is filled around the protective diode (semiconductor element) 300. FIG. 18 illustrates the case where the upper surface of the resin layer 200 is substantially the same level as the upper surface of the protective diode (semiconductor element) 300. However, the present invention is not limited to this, and the upper surface of the resin layer 200 is a light emitting element. The light emitting layer should not be covered on the side surface of 102.
[0148]
  According to the present invention, even in such a “substrate type” semiconductor light emitting device, the light emitted from the side surface of the light emitting element 102 is scattered in the light extraction direction by the resin layer 200 containing the light reflective filler, The luminous intensity can be improved.
[0149]
  Note that, also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, a thick portion is formed away from the light emitting element 102.
[0150]
  FIG. 19 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related art of the present invention.
[0151]
  This modification is a so-called “MID (Molded Interconnection Device)” type semiconductor light emitting device. An opening is provided in the glass / epoxy resin 410, and leads 105 and 106 made of gold (Au) or the like are formed on the surface thereof by a plating method. A protective diode (semiconductor element) 300 is mounted on the lead 105 at the bottom of the opening of the resin 410 with an adhesive 107 such as silver paste. On the diode (semiconductor element) 300, the semiconductor light emitting element 102 is flip-chip mounted. This laminated structure can also be the same as that illustrated in FIGS.
[0152]
  The bottom of the opening of the resin 410 is filled with a resin layer 200 containing a light reflective filler so as not to cover the light emitting layer on the side surface of the light emitting element 102.
[0153]
  Furthermore, a sealing body 104 appropriately containing a phosphor is filled thereon by a technique such as transfer molding. As the matrix material of the resin layer 200 and the sealing body 104, a rubbery silicone resin can be used.
[0154]
  Also in this modified example, the resin layer 200 containing the light-reflective filler can scatter light emitted from the side surface of the light emitting element 102 and the like to increase the luminous intensity. Note that, also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, the thick portion is formed away from the light emitting element 102.
[0155]
  FIG. 20 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related art of the present invention. 1A is a cross-sectional view near the center, and FIG. 1B is a schematic diagram showing the planar structure. Also in this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 19 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0156]
  This modified example is also a semiconductor light emitting device using a “resin stem” in which a pair of

leads

105 and 106 are embedded in a resin portion 103 made of a thermoplastic resin or the like. A stacked structure of the protective diode (semiconductor element) 300 and the semiconductor light emitting element 102 is mounted on the bottom of the opening 101. However, by arranging the light emitting element 102 close to the side wall of the opening 101 of the resin stem, the light extraction efficiency can be further improved by utilizing the light reflection on the side surface of the opening.
[0157]
 Also in this modified example, the resin layer 200 containing the light-reflective filler can scatter light emitted from the side surface of the light emitting element 102 and the like to increase the luminous intensity. Note that, also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, the thick portion is formed away from the light emitting element 102.
[0158]
 FIG. 21 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention. Also in this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0159]
 In this modification, the side surface 103S of the opening of the resin stem is formed into a curved surface having a light collecting property such as a parabolic shape. In this way, it is possible to further improve the light extraction efficiency. The cross-sectional shape of the curved surface of the side surface 103S can be appropriately determined according to the orientation characteristics, luminance, and the like required for the semiconductor light emitting device.
[0160]
 Also in this modified example, the resin layer 200 containing the light-reflective filler can scatter light emitted from the side surface of the light emitting element 102 and the like to increase the luminous intensity. Note that, also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, the thick portion is formed away from the light emitting element 102.
[0161]
 FIG. 22 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related art of the present invention. 1A is a schematic diagram showing the planar structure, and FIG. 1B is a cross-sectional view near the center. Also in this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 21 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0162]
 In this modified example, instead of the resin layer 200, a reflective portion 103R in which a light reflective filler is contained in a part of a resin portion 103 made of a thermoplastic resin or the like is formed. The reflection portion 103R covers almost the entire surface of the bottom of the opening of the resin stem except for the portion where the diode (semiconductor element) 300 and the light emitting element 102 are mounted and the portion where the wire 109 is bonded. Is provided. In FIG. 22A, the hatched portion corresponds to the portion provided with the reflecting portion 103R.
[0163]
 Also in this modified example, the upper surface of the reflecting portion 103 R is formed to be lower than the light emitting layer on the side surface of the light emitting element 102. If the reflection portion 103R is provided in this manner, as described above with reference to FIG. 3, light emitted from the side surface of the light emitting element 102 or the like can be scattered to increase the luminous intensity.
[0164]
 Also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, the reflective portion 103 R is formed thick at a portion away from the light emitting element 102.
[0165]
 FIG. 23 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related art of the present invention. Also in this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 22 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0166]
 This modified example is a so-called “ceramic package type”. The semiconductor light emitting device 102 is mounted on a ceramic substrate 501 and appropriately wired to an electrode (not shown) by a wire 109. The upper part of the light emitting element 102 is sealed with a shell 510 and a glass window 520. In this package, a reflective layer 501R containing a light reflective filler is provided on the surface layer portion of the inner wall surface of the ceramic substrate 501. By providing such a reflective layer 501R, light emitted from the side surface of the light-emitting element 102 can be scattered to increase extraction efficiency. Note that, also in this specific example, as illustrated in FIG. 2, the reflective layer 501 R is formed thick at a portion away from the light emitting element 102.
[0167]
 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
[0168]
 For example, the structure of the semiconductor light-emitting device of the present invention and the specific configuration such as the material, impurities, conductivity type, thickness, size, and shape of each element constituting the semiconductor light-emitting device are appropriately selected by those skilled in the art from a known range. Those are also included in the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention.
[0169]
 Specifically, for example, a resin layer containing a light reflective filler and an adhesive for mounting a light emitting element or a protective diode can be used. That is, as the adhesive for mounting the light emitting element or the protective diode, a paste containing a light reflective filler is used. In this case, it is possible to form a wide light reflecting surface by applying an adhesive to the mounting surface of the element so that the adhesive is electrically insulating. However, since the electrical connection from the mounted element cannot be obtained on the bonding surface, it is necessary to separately connect with a wire or the like.
[0170]
 Also in this case, as illustrated in FIG. 2, the paste is formed thick at a portion away from the light emitting element 102.
[0171]
 In addition, a so-called “submount” may be disposed under the semiconductor light emitting element 102 for the purpose of improving thermal conductivity and the like.
[0172]
 In addition, the present invention is not limited to the so-called “resin stem type”, “cannonball type”, “substrate type”, and the like, but can be applied to semiconductor light emitting devices of other various package forms to obtain the same effect. Can do. For example, in the case of a so-called “can type” package sealed with a metal stem and cap, the above-mentioned thing can be obtained by providing a resin layer containing a light reflective filler around the light emitting element. The same effect can be obtained.
[0173]
【The invention's effect】
 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light-emitting device that has high light extraction efficiency, good productivity, and high brightness even at a short wavelength. Is enormous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view illustrating a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a related technique of the invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of an end portion of the semiconductor light emitting device 102 illustrated in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a graph showing a result of measuring a change in chromaticity x with respect to energization time.
FIG. 5 is a graph showing the reflection spectrum of potassium titanate.
FIG. 6 is a graph showing the reflection spectrum of titanium oxide.
FIG. 7 is a graph showing a reflection spectrum of gold (Au) coated on the surface of a lead.
8 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a semiconductor light emitting element 102 that can be used in the semiconductor light emitting device illustrated in FIGS. 1 and 2. FIG.
9 is a cross-sectional view illustrating another example of the structure of the semiconductor light emitting device 102. FIG.
FIG. 10 is a schematic view illustrating the planar structure of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing another specific example of the planar structure of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the invention.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
FIG. 13A is an enlarged partial cross-sectional view of an element portion of a light emitting device of this modification, and FIG. 13B is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor light emitting device.
FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing a state in which a resin layer 200 is filled around stacked elements.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional structure of a main part of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related technology of the present invention.
16 shows a structure in which a first sealing body 104A is provided around a light-emitting element 102, a second sealing body 104B is provided outside the light-emitting element 102, and a phosphor is contained only in the first sealing body 104A. It is a schematic diagram to represent.
FIG. 17 is a perspective view showing a specific example in which the present invention is applied to a so-called “substrate type” semiconductor light emitting device.
18 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure near the center of FIG.
FIG. 19 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
FIG. 21 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
FIG. 22 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further modification of the related art of the present invention.
FIG. 23 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a semiconductor light emitting device according to a further variation of the related art of the present invention.
24A is a conceptual diagram showing the structure of a semiconductor light emitting device, FIG. 24A is a plan view showing the configuration of the main part thereof, and FIG. 24B is a cross-sectional view of the central part thereof.
[Explanation of symbols]
101 opening
102 Semiconductor light emitting device
103 Resin part
103R Reflector
103S side view
104 Sealing body
105, 106 leads
105C Cup part
107 Silver paste (adhesive)
109 Wire
121 substrate
121 conductive substrate
122 Buffer layer
123 Contact layer
124 light emitting layer
125 Clad layer
126 Contact layer
127 electrode
128 Translucent electrode
129 Bonding pad
130 Protective film
131 surface
132 Clad layer
133 Insulating substrate
138 Translucent substrate
142 Bump
150 substrates
152 type area
154, 156 electrodes
160 Wiring layer
162 highly reflective film
200 resin layer
410 resin
501 Ceramic substrate
501R reflective layer
510 shell
520 glass window
800 resin stem
801 opening
802 Semiconductor light emitting device
803 Resin part
804 sealed body
805, 806 lead
807 Adhesive
809 Wire

Claims

A mounting member;
A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
A resin layer that is provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element, contains a filler that reflects light emitted from the light emitting layer, and does not substantially cover the light emitting layer on the side surface of the semiconductor light emitting element When,
With
The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
The resin layer is thin in the vicinity of the semiconductor light emitting element and formed thick in a portion away from the semiconductor light emitting element,
The semiconductor light-emitting device, wherein the filler contains potassium titanate as a main component.

A mounting member;
A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
A resin layer provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element and containing a filler that reflects light emitted from the light emitting layer; ,
With
The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
The resin layer is thin in the vicinity of the semiconductor light emitting element and formed thick in a portion away from the semiconductor light emitting element,
The semiconductor light-emitting device, wherein the filler contains potassium titanate as a main component.

A mounting member;
A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
A resin layer that is provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element, contains a filler that reflects light emitted from the light emitting layer, and does not substantially cover the light emitting layer on the side surface of the semiconductor light emitting element When,
With
The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
The upper surface of the resin layer is curved upward at a portion away from the semiconductor light emitting element,
The semiconductor light-emitting device, wherein the filler contains potassium titanate as a main component.

A mounting member;
A semiconductor light emitting element provided on the mounting member and having a light emitting layer;
A resin layer provided on the mounting member around the semiconductor light emitting element and containing a filler that reflects light emitted from the light emitting layer; ,
With
The peak wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting device is 400 nanometers or less,
The upper surface of the resin layer is curved upward at a portion away from the semiconductor light emitting element,
The semiconductor light-emitting device, wherein the filler contains potassium titanate as a main component.

5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein an upper surface of the resin layer is higher than the light emitting layer at a portion away from the semiconductor light emitting element.

The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a semiconductor element provided between the mounting member and the semiconductor light-emitting element and connected to the semiconductor light-emitting element. .

The semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the semiconductor element is a diode.

The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the resin layer is made of a silicone resin having a JIS-A value of 50 or more.

The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a sealing body provided on the semiconductor light-emitting element and the resin layer.

The at least one of the sealing body and the resin layer contains a phosphor that absorbs light emitted from the semiconductor light emitting element and emits light having a wavelength different from that. 9. The semiconductor light emitting device according to 9.

11. The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein the sealing body is made of a silicone resin having a hardness of 50 or more in JIS-A value.

The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting layer is made of a nitride semiconductor.