チップ型半導体発光装置
【課題】 チップ型半導体発光装置において、発光素子の材料純度を上げることなく発光色の彩度を高くする。また、不点灯時でも発光色を簡単に認識できるようにする。
【解決手段】 表面に電極２，２’を形成した基板１上に半導体発光素子３を実装したチップ型半導体発光装置において、基板１の少なくとも半導体発光素子３を搭載した面側の表面を、半導体発光素子３の発光色と同じ色相で且つ半導体発光素子３よりも高い彩度の色に着色する。
【解決手段】 表面に電極２，２’を形成した基板１上に半導体発光素子３を実装したチップ型半導体発光装置において、基板１の少なくとも半導体発光素子３を搭載した面側の表面を、半導体発光素子３の発光色と同じ色相で且つ半導体発光素子３よりも高い彩度の色に着色する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチップ型半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光装置は液晶表示装置のバックライト、光ファイバ通信用やフォトカプラ用などの装置内の点光源、家電機器における表示器などにこれまでから広く用いられている。装飾や機能などの観点から彩度の高い発光色の半導体発光装置が欲しいという市場要求が近年高まっていた。
【０００３】しかし、半導体発光素子の彩度を高くするには、半導体発光素子材料としてより純度の高いものを一般に使用する必要があった。このため、材料費用が一般に高くなる結果製品価格が高くなっていた。
【０００４】また、半導体発光装置の発光色は点灯時には識別できるものの、不点灯時には識別できないものが大半である。このため、発光色の異なる半導体発光装置を一つの装置に搭載する場合には特に、各半導体発光装置の発光色を確認する作業に長時間を要し作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子の材料純度を上げることなくチップ型半導体発光装置の発光色の彩度を高くすることをその目的とするものである。
【０００６】また本発明の目的は、チップ型半導体発光装置の発光色を不点灯時でも簡単に認識できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、半導体発光素子から発せられた光は、透光性樹脂からなる封止体を通過して外部に直接出射するものと、基板に当たって反射して出射するものとに大きく分かれ、基板で反射する光の一部は基板で吸収されることに着目し、基板に当たった光のうち、光波長分布の短波長側および長波長側の少なくとも一方側の光が基板に吸収されるようにすれば、基板で反射した光の波長を鋭く立ち上がったなものとし発光色の彩度を高くできることを見出し本発明をなすに至った。
【０００８】すなわち本発明では、表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装したチップ型半導体発光装置において、前記基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、前記半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ前記半導体発光装置よりも高い彩度の色に着色した構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の半導体発光装置について説明する。図１は、本発明のチップ型半導体装置の斜視図である。このチップ型半導体発光装置では、平面視長矩形状をした基板１の上面長手方向両端にそれぞれ電極部２，２’が形成されている。一方の電極部２の基板１の表面側にはチップボンディング部（不図示）が形成され、ここに半導体発光素子３がボンディングされている。もう一方の電極２’の表面側にはワイヤボンディング部（不図示）が形成され、半導体発光素子３の上面電極（不図示）とボンディングワイヤ４によって結線されている。そして、半導体発光素子３およびボンディングワイヤ４は透光性樹脂５で封止されている。
【００１０】このようなチップ型半導体発光装置において、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）で形成された基板１は通常は乳白色であるが、図１のチップ型半導体発光装置ではＢＴレジンに着色剤６を分散混合し、半導体発光素子３と同じ色相で且つ半導体発光素子３よりも高い彩度に基板１を着色している。このため、半導体発光素子３から発せられた光が基板１に当たると、光波長分布における裾野の部分の光が基板１に吸収される結果、反射光は鋭く立ち上がった波長分布の光となる。これによって半導体発光装置からの光の彩度が全体として高くなる。
【００１１】図１の半導体発光装置では基板１全体を着色しているが、必ずしも基板１全体を着色する必要はなく、少なくとも半導体発光素子３から発せられた光が当たる部分、すなわち半導体発光素子３を搭載した面側の表面を着色すればよい。このとき、半導体発光装置からの光の彩度を上げる観点から、基板１表面に形成されている電極２，２’も同時に着色するのがよい。
【００１２】基板１を所定の色に着色する方法としては、基板１に着色剤６を含有させる以外に例えば、エポキシ樹脂などの樹脂に着色剤を分散混合し、これを基板表面に塗布する方法、あるいは着色剤を分散混合したシートを基板表面に貼着する方法など従来公知の方法を用いることができる。なお、基板の上面を透光性樹脂で封止する場合には百数十度程度まで加熱されるので、着色剤を分散混合した樹脂およびシートはこの加熱に耐えるものである必要がある。基板表面に着色剤を混合分散した樹脂を塗布する方法としては、例えばシルク印刷、吹き付け、刷毛塗り、カーテンフローコータ、グラビアコート、ロールコート、バーコートなどの従来公知の方法が挙げられる。
【００１３】本発明で使用する基板としては、前記ＢＴレジンの他、ガラス繊維を含有したエポキシ樹脂など従来公知のものが使用できる。
【００１４】本発明で使用する着色剤としては従来公知のものを用いることができ、例えば、黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛；白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が使用できる。具体的に使用する着色剤は半導体発光素子の発光色に合わせて適宜決定すればよい。着色剤を基板に含有させて使用する場合、着色剤は基板当たり２〜２０重量％、特に５〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００１５】本発明で用いる半導体発光素子としては特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。例えばＧａＮ系やＳｉＣ系などの青色発光素子や、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系などの赤色発光素子や緑色発光素子などが挙げられる。
【００１６】本発明のチップ型半導体発光装置は例えば液晶表示装置のバックライト、光ファイバ通信用やフォトカプラ用などの装置内の点光源、家電機器における表示器などに用いることができる。
【００１７】
【実施例】（半導体発光装置の作製）発明者の手元にある光波長測定装置がリード型半導体発光装置の光波長を測定する装置であったため、チップ型半導体発光装置の代わりにリード型半導体発光装置を作製することとし、基板を着色する代わりに半導体発光素子などを封止する透光性樹脂に着色剤を含有させてその光波長を測定した。具体的には次のようにしてリード型半導体発光装置を作製した。図２に示すように、緑色発光素子７３を第１のリード７２の先端に導通可能に固着し、緑色発光素子７３の上面電極と第２のリード７２’の先端とを金属細線７４で接続した。そして、緑色発光素子７３および金属細線７４、第１のリード７２、第２のリード７２’の先端部分を、緑色着色剤７６を６重量％分散混合したエポキシ樹脂７５で封止し直径３ｍｍのリード型半導体発光装置を作製した。これを半導体発光装置Ａとする。一方、透光性樹脂７５に緑色着色剤７６を分散混合しなかった以外は前記と同様の作製方法で半導体発光装置を作製した。これを半導体発光装置Ｂとする。
【００１８】（光波長の測定）図２に示す光波長測定装置において、前記作製した半導体発光装置Ａ及びＢをそれぞれ測定部８に装着し、第１のリード７２と第２のリード７２’との間に１０ｍＡを通電し、測定部８の上面に設置した光波長測定器（「ＭＣＰＤ3600」）９でその光波長を測定した。測定結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、エポキシ樹脂に緑色着色剤を分散混合させなかった半導体発光装置Ｂでは、主波長が５７０．８ｎｍ、ピーク波長が５６３．５ｎｍであったのに対し、エポキシ樹脂に緑色着色剤を分散混合させた半導体発光装置Ａでは、主波長が５６７．１ｎｍ、ピーク波長が５６０．６ｎｍと半導体発光装置Ｂに比べてそれぞれ３．７ｎｍ、２．９ｎｍ短波長側にズレて、彩度が高くなっていた。これは、緑色発光素子から発せられた光の光波長分布うち長波長側の裾野部分が緑色着色剤によって吸収されたため、主波長及びピーク波長が短波長側にズレて彩度が高くなったものと考えられる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のチップ型半導体発光装置では、表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装し、基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ半導体発光素子よりも高い彩度の色に着色したので、発光素子の材料純度を上げることなく発光色の彩度を高くできる。
【００２２】また本発明のチップ型半導体発光装置では、半導体発光素子の発光色と同じ色相に基板を着色したので不点灯時でも発光色を簡単に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のチップ型半導体発光装置の一例を示す斜視図である。
【図２】 半導体発光装置の光波長を測定する装置の概説図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，２’，７２，７２’ 電極
３，７３ 半導体発光素子
４，７４ 金属細線
５，７５ 透光性樹脂
６，７６ 着色剤
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチップ型半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光装置は液晶表示装置のバックライト、光ファイバ通信用やフォトカプラ用などの装置内の点光源、家電機器における表示器などにこれまでから広く用いられている。装飾や機能などの観点から彩度の高い発光色の半導体発光装置が欲しいという市場要求が近年高まっていた。
【０００３】しかし、半導体発光素子の彩度を高くするには、半導体発光素子材料としてより純度の高いものを一般に使用する必要があった。このため、材料費用が一般に高くなる結果製品価格が高くなっていた。
【０００４】また、半導体発光装置の発光色は点灯時には識別できるものの、不点灯時には識別できないものが大半である。このため、発光色の異なる半導体発光装置を一つの装置に搭載する場合には特に、各半導体発光装置の発光色を確認する作業に長時間を要し作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子の材料純度を上げることなくチップ型半導体発光装置の発光色の彩度を高くすることをその目的とするものである。
【０００６】また本発明の目的は、チップ型半導体発光装置の発光色を不点灯時でも簡単に認識できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、半導体発光素子から発せられた光は、透光性樹脂からなる封止体を通過して外部に直接出射するものと、基板に当たって反射して出射するものとに大きく分かれ、基板で反射する光の一部は基板で吸収されることに着目し、基板に当たった光のうち、光波長分布の短波長側および長波長側の少なくとも一方側の光が基板に吸収されるようにすれば、基板で反射した光の波長を鋭く立ち上がったなものとし発光色の彩度を高くできることを見出し本発明をなすに至った。
【０００８】すなわち本発明では、表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装したチップ型半導体発光装置において、前記基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、前記半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ前記半導体発光装置よりも高い彩度の色に着色した構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の半導体発光装置について説明する。図１は、本発明のチップ型半導体装置の斜視図である。このチップ型半導体発光装置では、平面視長矩形状をした基板１の上面長手方向両端にそれぞれ電極部２，２’が形成されている。一方の電極部２の基板１の表面側にはチップボンディング部（不図示）が形成され、ここに半導体発光素子３がボンディングされている。もう一方の電極２’の表面側にはワイヤボンディング部（不図示）が形成され、半導体発光素子３の上面電極（不図示）とボンディングワイヤ４によって結線されている。そして、半導体発光素子３およびボンディングワイヤ４は透光性樹脂５で封止されている。
【００１０】このようなチップ型半導体発光装置において、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴレジン）で形成された基板１は通常は乳白色であるが、図１のチップ型半導体発光装置ではＢＴレジンに着色剤６を分散混合し、半導体発光素子３と同じ色相で且つ半導体発光素子３よりも高い彩度に基板１を着色している。このため、半導体発光素子３から発せられた光が基板１に当たると、光波長分布における裾野の部分の光が基板１に吸収される結果、反射光は鋭く立ち上がった波長分布の光となる。これによって半導体発光装置からの光の彩度が全体として高くなる。
【００１１】図１の半導体発光装置では基板１全体を着色しているが、必ずしも基板１全体を着色する必要はなく、少なくとも半導体発光素子３から発せられた光が当たる部分、すなわち半導体発光素子３を搭載した面側の表面を着色すればよい。このとき、半導体発光装置からの光の彩度を上げる観点から、基板１表面に形成されている電極２，２’も同時に着色するのがよい。
【００１２】基板１を所定の色に着色する方法としては、基板１に着色剤６を含有させる以外に例えば、エポキシ樹脂などの樹脂に着色剤を分散混合し、これを基板表面に塗布する方法、あるいは着色剤を分散混合したシートを基板表面に貼着する方法など従来公知の方法を用いることができる。なお、基板の上面を透光性樹脂で封止する場合には百数十度程度まで加熱されるので、着色剤を分散混合した樹脂およびシートはこの加熱に耐えるものである必要がある。基板表面に着色剤を混合分散した樹脂を塗布する方法としては、例えばシルク印刷、吹き付け、刷毛塗り、カーテンフローコータ、グラビアコート、ロールコート、バーコートなどの従来公知の方法が挙げられる。
【００１３】本発明で使用する基板としては、前記ＢＴレジンの他、ガラス繊維を含有したエポキシ樹脂など従来公知のものが使用できる。
【００１４】本発明で使用する着色剤としては従来公知のものを用いることができ、例えば、黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛；白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が使用できる。具体的に使用する着色剤は半導体発光素子の発光色に合わせて適宜決定すればよい。着色剤を基板に含有させて使用する場合、着色剤は基板当たり２〜２０重量％、特に５〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００１５】本発明で用いる半導体発光素子としては特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。例えばＧａＮ系やＳｉＣ系などの青色発光素子や、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＩｎＰ系などの赤色発光素子や緑色発光素子などが挙げられる。
【００１６】本発明のチップ型半導体発光装置は例えば液晶表示装置のバックライト、光ファイバ通信用やフォトカプラ用などの装置内の点光源、家電機器における表示器などに用いることができる。
【００１７】
【実施例】（半導体発光装置の作製）発明者の手元にある光波長測定装置がリード型半導体発光装置の光波長を測定する装置であったため、チップ型半導体発光装置の代わりにリード型半導体発光装置を作製することとし、基板を着色する代わりに半導体発光素子などを封止する透光性樹脂に着色剤を含有させてその光波長を測定した。具体的には次のようにしてリード型半導体発光装置を作製した。図２に示すように、緑色発光素子７３を第１のリード７２の先端に導通可能に固着し、緑色発光素子７３の上面電極と第２のリード７２’の先端とを金属細線７４で接続した。そして、緑色発光素子７３および金属細線７４、第１のリード７２、第２のリード７２’の先端部分を、緑色着色剤７６を６重量％分散混合したエポキシ樹脂７５で封止し直径３ｍｍのリード型半導体発光装置を作製した。これを半導体発光装置Ａとする。一方、透光性樹脂７５に緑色着色剤７６を分散混合しなかった以外は前記と同様の作製方法で半導体発光装置を作製した。これを半導体発光装置Ｂとする。
【００１８】（光波長の測定）図２に示す光波長測定装置において、前記作製した半導体発光装置Ａ及びＢをそれぞれ測定部８に装着し、第１のリード７２と第２のリード７２’との間に１０ｍＡを通電し、測定部８の上面に設置した光波長測定器（「ＭＣＰＤ3600」）９でその光波長を測定した。測定結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、エポキシ樹脂に緑色着色剤を分散混合させなかった半導体発光装置Ｂでは、主波長が５７０．８ｎｍ、ピーク波長が５６３．５ｎｍであったのに対し、エポキシ樹脂に緑色着色剤を分散混合させた半導体発光装置Ａでは、主波長が５６７．１ｎｍ、ピーク波長が５６０．６ｎｍと半導体発光装置Ｂに比べてそれぞれ３．７ｎｍ、２．９ｎｍ短波長側にズレて、彩度が高くなっていた。これは、緑色発光素子から発せられた光の光波長分布うち長波長側の裾野部分が緑色着色剤によって吸収されたため、主波長及びピーク波長が短波長側にズレて彩度が高くなったものと考えられる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のチップ型半導体発光装置では、表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装し、基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ半導体発光素子よりも高い彩度の色に着色したので、発光素子の材料純度を上げることなく発光色の彩度を高くできる。
【００２２】また本発明のチップ型半導体発光装置では、半導体発光素子の発光色と同じ色相に基板を着色したので不点灯時でも発光色を簡単に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のチップ型半導体発光装置の一例を示す斜視図である。
【図２】 半導体発光装置の光波長を測定する装置の概説図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，２’，７２，７２’ 電極
３，７３ 半導体発光素子
４，７４ 金属細線
５，７５ 透光性樹脂
６，７６ 着色剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】 表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装したチップ型半導体発光装置において、前記基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、前記半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ前記半導体発光素子よりも高い彩度の色に着色したことを特徴としたチップ型半導体発光装置。
【請求項１】 表面に電極を形成した基板上に半導体発光素子を実装したチップ型半導体発光装置において、前記基板の少なくとも半導体発光素子を搭載した面側の表面を、前記半導体発光素子の発光色と同じ色相で且つ前記半導体発光素子よりも高い彩度の色に着色したことを特徴としたチップ型半導体発光装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−１２４５２３（Ｐ２００３−１２４５２３Ａ）
【公開日】平成１５年４月２５日（２００３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３２１４８１（Ｐ２００１−３２１４８１）
【出願日】平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年４月２５日（２００３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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