半導体発光装置
【課題】発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供する。
【解決手段】チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６と、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に配置され、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を貯蔵する貯蔵部８とを備える半導体発光装置１０。
【解決手段】チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６と、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に配置され、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を貯蔵する貯蔵部８とを備える半導体発光装置１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に発光色のばらつきを改善した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子を用いた発光装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材をカップ部内に充填した構成を有するものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４４４２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、チップ基板と、前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された反射ケースと、前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層と、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に配置され、沈殿する前記発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部とを備える半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）比較例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】（ａ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）第１の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４】発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層の熱硬化強度Ｈと熱硬化時間ｔとの関係を示す模式図。
【図５】（ａ）第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図６】図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図７】第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図８】第３の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図９】第４の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【図１０】第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【０００９】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（比較例）
比較例に係る半導体発光装置１０ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３の上面電極（図示省略）と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１と第２発光蛍光体６２とを透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６とを備える。ここで、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋ・半導体発光素子３・ボンディングワイヤ４などを封止している。
【００１１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、蛍光体層６中では相対的に比重が重たいため沈殿する。また、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の沈殿の仕方に斑（むら）がある。例えば、図１（ａ）に示すように、パイルアップ部分Ａの様に、蛍光体が集中する部分がある一方、フラット部分Ｂの様に、蛍光体がほとんど無い部分もある。第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の位置がばらつくと色度ばらつきを生じ易い。また、発光装置毎にも色度ばらつきを生じ易い。
【００１２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。また、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３（ａ）に示すように表される。
【００１３】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２〜図３に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６と、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に配置され、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部８とを備える。
【００１４】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８は、図２〜図３に示すように、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に形成された溝部で構成されている。
【００１５】
この貯蔵部８を構成する溝部は、図２〜図３に示すように、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲んで配置されている。
【００１６】
また、この貯蔵部８を構成する溝部は、図２〜図３に示すように、連続したリング状に配置されている。
【００１７】
また。この貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、図２〜図３に示すように、例えば、Ｕ字である。
【００１８】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止している。
【００１９】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３の周囲の反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上に、貯蔵部８を構成する溝部を設け、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２をこの溝部内に積極的に沈殿させる。基本的な構造として、発光蛍光体を半導体発光素子３に密着させて塗布するのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を沈殿させて、貯蔵する貯蔵部８を溝部によって形成している。
【００２０】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一にすることによって、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００２１】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の密度は、貯蔵部８を構成する溝部において最大であり、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に垂直方向に蛍光体層６中を上昇するに従って、次第に低下する。
【００２２】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図２〜図３に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化することができ、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００２３】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を設けることで、この貯蔵部８に貯蔵された第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２によって、半導体発光素子３からのＬＥＤ光ｈνを繰り返し反射させる。この結果、半導体発光装置１０から発光される光ｈνは、比較例のようなフラット部分Ｂやパイルアップ部分Ａのような第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿に斑がないため、一定の色度が得られるようになる。
【００２４】
また、第１の実施の形態においては、発光蛍光体は、複数種類存在していても良い。
【００２５】
半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された青色ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は赤色蛍光体、第２発光蛍光体６２は、緑色蛍光体で形成されていても良い。
【００２６】
ここで、青色ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、例えば、Ｃｅ添加ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ）蛍光体、Ｅｕ添加α−サイアロン（ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）、シリケート蛍光体（（Ｓｒ,Ｂａ,Ｃａ,Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ）などを用いることができる。すなわち、青色発光ＬＥＤの青色光の一部を黄色蛍光体により黄色の発光に変換し、青＋黄の発光により白色発光を得ることができる。
【００２７】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする緑色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加β−サイアロン（Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z：Ｅｕ）蛍光体、Ｃｅ添加ＣＳＳＯ（Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）蛍光体などを用いることができる。
【００２８】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加ＣａＡｌＳｉＮ3（ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）蛍光体などを用いることができる。
【００２９】
また、半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された紫外光ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は青色蛍光体、第２発光蛍光体６２は、黄色蛍光体で形成されていても良い。
【００３０】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする青色蛍光体としては、紫外光を受けて青色に発光するものであれば良く、例えば、ハロゲン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などが挙げられる。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもユウロピウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。
【００３１】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体および紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体のいずれであっても良い。ここで、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１を青色蛍光体、第２発光蛍光体６２を黄色蛍光体で形成する場合には、発光効率を一層高めるためには、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体が望ましい。青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、有機蛍光体では、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体では、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。このなかでも長時間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体が特に好ましい。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、ＹＡＧとセリウムとの組み合わせが好ましい。
【００３２】
また、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、（Ｌａ，Ｃｅ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ4や、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏなどの蛍光体を挙げることができる。また、付活剤としては、例えば、テルビウム、亜鉛などを挙げることができる。
【００３３】
蛍光体層６中の第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の含有量は、半導体発光素子３や蛍光体の種類などから適宜決定すればよいが、一般にその含有量は、各蛍光体とも蛍光体層６に対して１〜２５ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００３４】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を混合分散した蛍光体層６は、主として、エポキシ系の透光性樹脂で形成される。ここで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６の熱硬化強度Ｈと熱硬化時間ｔとの関係は、模式的に図４に示すように、時刻ｔＡ〜ｔＢの初期段階において、熱硬化強度Ｈが低下する。
【００３５】
例えば、時刻ｔ＝ｔＡでは、熱硬化強度Ｈの値はＨ１であるが、熱硬化時間の経過と共に、徐々に低下し、時刻ｔ＝ｔＢでは、熱硬化強度Ｈの値はＨ２の最小値が得られる。さらに熱硬化時間ｔの経過とともに、図４に示すように、熱硬化強度Ｈは上昇する。ここで、時刻ｔ＝ｔＡ〜時刻ｔ＝ｔＢにおける熱硬化強度Ｈの減少に伴って、蛍光体層６の主成分であるエポキシ系の透光性樹脂の粘性が低下する。この結果として、蛍光体層６に含まれる第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿が促進される。このように、エポキシ系の透光性樹脂の場合、熱硬化時間ｔの初期の段階において、粘度が下がる現象が見られるため、発光蛍光体が沈殿し易いという現象が見られ、沈殿が進む。このような沈殿現象が生じた後に、熱硬化が始まる。エポキシ系の透光性樹脂の典型的な熱硬化温度は、例えば、約１８０℃程度である。また、発光蛍光体の直径は、例えば、約０．４μｍ程度である。
【００３６】
（変形例）
第１の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３（ｂ）に示すように表される。図３（ｂ）の構成においては、充分な時間が経過して、蛍光体層６中で、すべての第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２が反射ケース５で囲まれたチップ基板表面に若しくは貯蔵部８に沈殿した例を示す。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００３７】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００３８】
また、第１の実施の形態およびその変形例によれば、貯蔵部を構成する溝部は、連続した丸いドーナツ状のリング状に配置されているため、色度を向上させることができる。
【００３９】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成は、図５（ａ）に示すように表され、図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図５（ｂ）に示すように表される。また、図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図６に示すように表される。
【００４１】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に配置される。
【００４２】
また。この貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、図５〜図６に示すように、ピーク８ｐを有するＶ字である。この溝部のピーク８ｐは、図５（ａ）に示すように、半導体発光素子３を矩形状に取り囲んでいる。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４３】
第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０の模式的断面構造は、図７に示すように表される。貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に配置される。ただし、貯蔵部８を構成する溝部の幅は第２の実施の形態に比べて狭く、また、深さも第２の実施の形態に比べて浅い。
【００４４】
第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、反射ケース５の内壁とＶ字溝部の縁と間の距離Ｌの値は、例えば、約２０μｍ〜約５０μｍに設定している。第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、Ｖ字溝部を所定の位置に浅く形成すればよく、加工が容易である。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４５】
第２の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３に発光蛍光体を密着させてつけるのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一にすることによって、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００４６】
第２の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、図５〜図７に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８をＶ字形状の溝部によって設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化することができ、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００４７】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００４８】
また、第２の実施の形態およびその変形例によれば、貯蔵部を構成する溝部は、連続した矩形状に配置されているため、色度を向上させることができる。
【００４９】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的断面構造は、図８に示すように表される。
【００５１】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に形成された凸部９を備え、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間に配置される。図８は、図２（ａ）において、貯蔵部８の溝部分を反対に凸部９で置換した平面パターン構成において、ＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造に対応している。
【００５２】
また、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み連続したリング状に配置されていても良い。
【００５３】
また、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み連続した矩形状に配置されていても良い。
【００５４】
或いは、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み、互いに離隔して分散配置されていても良い。
【００５５】
また、凸部９の断面形状は、例えば、逆Ｕ字、逆Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００５６】
第３の実施の形態によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００５７】
第３の実施の形態によれば、発光蛍光体の貯蔵部を設けることによって、発光蛍光体をこの貯蔵部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００５８】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図９に示すように表される。
【００５９】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
を構成する溝部は、図９に示すように、チップ基板１の表面上において、反射ケース５と半導体発光素子３との間の４隅に互いに離隔して配置されている。
【００６０】
また、貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、例えば、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６１】
第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成は、図１０に示すように表される。
【００６２】
第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に、複数個離隔して配置される。
【００６３】
また、貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、例えば、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６４】
尚、第３の実施の形態と同様に、図９において、貯蔵部８を構成する溝部とは反対に、貯蔵部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの位置に凸部９を配置しても良い。この場合、凸部９が、反射ケース５と半導体発光素子３との間の４隅に互いに離隔して配置される。この場合には、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間、および凸部９間に配置される。また、第３の実施の形態と同様に、図１０において、貯蔵部８を構成する溝部とは反対に、貯蔵部８の位置に凸部９を配置しても良い。この場合には、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み、互いに離隔して分散配置される。また、凸部９の断面形状は、例えば、逆Ｕ字、逆Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。この場合には、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間、および凸部９間に配置される。
【００６５】
第４の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３に発光蛍光体を密着させてつけるのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８として、複数個離隔して配置した溝部を設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一化し、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００６６】
第４の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、図９〜図１０に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８として、複数個離隔して配置した溝部を設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化し、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００６７】
第４の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００６８】
第４の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を複数個離隔して設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００６９】
本発明によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することができる。
【００７０】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００７１】
また、半導体発光素子３のＬＥＤの構成として、例えば、１パッケージ中に「青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ＋赤色ＬＥＤ」を収容して白色ＬＥＤを構成することもできる。このようなマルチチップの例として、「赤外ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ」のマルチチップで、青色光励起によって黄色光を発光する蛍光体を組み合わせることもできる。黄色蛍光体は、赤外光による影響を受けないため、小型１パッケージで構成可能であり、占有スペースを小さくすることができ、小さなスペースに実装可能である。
【００７２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の半導体発光装置は、一般照明、道路照明、タスク照明、アクセント照明、階段灯、フラッシュライト、誘導灯、交通信号灯、自動車電装用、自動車前照灯、大型液晶バックライトなどＬＥＤ照明装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…チップ基板
２ａ、２ｋ…端子電極
３…半導体発光素子
４…ボンディングワイヤ
５…反射ケース
６…蛍光体層
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…貯蔵部
９…凸部
１０、１０ａ…半導体発光装置
６１…第１発光蛍光体
６２…第２発光蛍光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に発光色のばらつきを改善した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子を用いた発光装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材をカップ部内に充填した構成を有するものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４４４２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、チップ基板と、前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された反射ケースと、前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層と、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に配置され、沈殿する前記発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部とを備える半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）比較例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】（ａ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図、（ｂ）第１の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図４】発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層の熱硬化強度Ｈと熱硬化時間ｔとの関係を示す模式図。
【図５】（ａ）第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図６】図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図７】第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図８】第３の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的断面構造図。
【図９】第４の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【図１０】第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【０００９】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（比較例）
比較例に係る半導体発光装置１０ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３の上面電極（図示省略）と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１と第２発光蛍光体６２とを透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６とを備える。ここで、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋ・半導体発光素子３・ボンディングワイヤ４などを封止している。
【００１１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、蛍光体層６中では相対的に比重が重たいため沈殿する。また、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の沈殿の仕方に斑（むら）がある。例えば、図１（ａ）に示すように、パイルアップ部分Ａの様に、蛍光体が集中する部分がある一方、フラット部分Ｂの様に、蛍光体がほとんど無い部分もある。第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の位置がばらつくと色度ばらつきを生じ易い。また、発光装置毎にも色度ばらつきを生じ易い。
【００１２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。また、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３（ａ）に示すように表される。
【００１３】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２〜図３に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６と、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に配置され、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部８とを備える。
【００１４】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８は、図２〜図３に示すように、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に形成された溝部で構成されている。
【００１５】
この貯蔵部８を構成する溝部は、図２〜図３に示すように、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲んで配置されている。
【００１６】
また、この貯蔵部８を構成する溝部は、図２〜図３に示すように、連続したリング状に配置されている。
【００１７】
また。この貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、図２〜図３に示すように、例えば、Ｕ字である。
【００１８】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止している。
【００１９】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３の周囲の反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上に、貯蔵部８を構成する溝部を設け、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２をこの溝部内に積極的に沈殿させる。基本的な構造として、発光蛍光体を半導体発光素子３に密着させて塗布するのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を沈殿させて、貯蔵する貯蔵部８を溝部によって形成している。
【００２０】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一にすることによって、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００２１】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、沈殿する第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の密度は、貯蔵部８を構成する溝部において最大であり、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に垂直方向に蛍光体層６中を上昇するに従って、次第に低下する。
【００２２】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図２〜図３に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化することができ、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００２３】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を設けることで、この貯蔵部８に貯蔵された第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２によって、半導体発光素子３からのＬＥＤ光ｈνを繰り返し反射させる。この結果、半導体発光装置１０から発光される光ｈνは、比較例のようなフラット部分Ｂやパイルアップ部分Ａのような第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿に斑がないため、一定の色度が得られるようになる。
【００２４】
また、第１の実施の形態においては、発光蛍光体は、複数種類存在していても良い。
【００２５】
半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された青色ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は赤色蛍光体、第２発光蛍光体６２は、緑色蛍光体で形成されていても良い。
【００２６】
ここで、青色ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、例えば、Ｃｅ添加ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ）蛍光体、Ｅｕ添加α−サイアロン（ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）、シリケート蛍光体（（Ｓｒ,Ｂａ,Ｃａ,Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ）などを用いることができる。すなわち、青色発光ＬＥＤの青色光の一部を黄色蛍光体により黄色の発光に変換し、青＋黄の発光により白色発光を得ることができる。
【００２７】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする緑色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加β−サイアロン（Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z：Ｅｕ）蛍光体、Ｃｅ添加ＣＳＳＯ（Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）蛍光体などを用いることができる。
【００２８】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加ＣａＡｌＳｉＮ3（ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）蛍光体などを用いることができる。
【００２９】
また、半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された紫外光ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は青色蛍光体、第２発光蛍光体６２は、黄色蛍光体で形成されていても良い。
【００３０】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする青色蛍光体としては、紫外光を受けて青色に発光するものであれば良く、例えば、ハロゲン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などが挙げられる。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもユウロピウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。
【００３１】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体および紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体のいずれであっても良い。ここで、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１を青色蛍光体、第２発光蛍光体６２を黄色蛍光体で形成する場合には、発光効率を一層高めるためには、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体が望ましい。青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、有機蛍光体では、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体では、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。このなかでも長時間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体が特に好ましい。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、ＹＡＧとセリウムとの組み合わせが好ましい。
【００３２】
また、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、（Ｌａ，Ｃｅ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ4や、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏなどの蛍光体を挙げることができる。また、付活剤としては、例えば、テルビウム、亜鉛などを挙げることができる。
【００３３】
蛍光体層６中の第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の含有量は、半導体発光素子３や蛍光体の種類などから適宜決定すればよいが、一般にその含有量は、各蛍光体とも蛍光体層６に対して１〜２５ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００３４】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を混合分散した蛍光体層６は、主として、エポキシ系の透光性樹脂で形成される。ここで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６の熱硬化強度Ｈと熱硬化時間ｔとの関係は、模式的に図４に示すように、時刻ｔＡ〜ｔＢの初期段階において、熱硬化強度Ｈが低下する。
【００３５】
例えば、時刻ｔ＝ｔＡでは、熱硬化強度Ｈの値はＨ１であるが、熱硬化時間の経過と共に、徐々に低下し、時刻ｔ＝ｔＢでは、熱硬化強度Ｈの値はＨ２の最小値が得られる。さらに熱硬化時間ｔの経過とともに、図４に示すように、熱硬化強度Ｈは上昇する。ここで、時刻ｔ＝ｔＡ〜時刻ｔ＝ｔＢにおける熱硬化強度Ｈの減少に伴って、蛍光体層６の主成分であるエポキシ系の透光性樹脂の粘性が低下する。この結果として、蛍光体層６に含まれる第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿が促進される。このように、エポキシ系の透光性樹脂の場合、熱硬化時間ｔの初期の段階において、粘度が下がる現象が見られるため、発光蛍光体が沈殿し易いという現象が見られ、沈殿が進む。このような沈殿現象が生じた後に、熱硬化が始まる。エポキシ系の透光性樹脂の典型的な熱硬化温度は、例えば、約１８０℃程度である。また、発光蛍光体の直径は、例えば、約０．４μｍ程度である。
【００３６】
（変形例）
第１の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図３（ｂ）に示すように表される。図３（ｂ）の構成においては、充分な時間が経過して、蛍光体層６中で、すべての第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２が反射ケース５で囲まれたチップ基板表面に若しくは貯蔵部８に沈殿した例を示す。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００３７】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００３８】
また、第１の実施の形態およびその変形例によれば、貯蔵部を構成する溝部は、連続した丸いドーナツ状のリング状に配置されているため、色度を向上させることができる。
【００３９】
第１の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成は、図５（ａ）に示すように表され、図５（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造は、図５（ｂ）に示すように表される。また、図５（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図６に示すように表される。
【００４１】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に配置される。
【００４２】
また。この貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、図５〜図６に示すように、ピーク８ｐを有するＶ字である。この溝部のピーク８ｐは、図５（ａ）に示すように、半導体発光素子３を矩形状に取り囲んでいる。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４３】
第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０の模式的断面構造は、図７に示すように表される。貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に配置される。ただし、貯蔵部８を構成する溝部の幅は第２の実施の形態に比べて狭く、また、深さも第２の実施の形態に比べて浅い。
【００４４】
第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、反射ケース５の内壁とＶ字溝部の縁と間の距離Ｌの値は、例えば、約２０μｍ〜約５０μｍに設定している。第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、Ｖ字溝部を所定の位置に浅く形成すればよく、加工が容易である。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４５】
第２の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３に発光蛍光体を密着させてつけるのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８を溝部によって設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一にすることによって、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００４６】
第２の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、図５〜図７に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８をＶ字形状の溝部によって設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化することができ、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００４７】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００４８】
また、第２の実施の形態およびその変形例によれば、貯蔵部を構成する溝部は、連続した矩形状に配置されているため、色度を向上させることができる。
【００４９】
第２の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的断面構造は、図８に示すように表される。
【００５１】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面に形成された凸部９を備え、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間に配置される。図８は、図２（ａ）において、貯蔵部８の溝部分を反対に凸部９で置換した平面パターン構成において、ＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造に対応している。
【００５２】
また、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み連続したリング状に配置されていても良い。
【００５３】
また、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み連続した矩形状に配置されていても良い。
【００５４】
或いは、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み、互いに離隔して分散配置されていても良い。
【００５５】
また、凸部９の断面形状は、例えば、逆Ｕ字、逆Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００５６】
第３の実施の形態によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００５７】
第３の実施の形態によれば、発光蛍光体の貯蔵部を設けることによって、発光蛍光体をこの貯蔵部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００５８】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図９に示すように表される。
【００５９】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、貯蔵部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
を構成する溝部は、図９に示すように、チップ基板１の表面上において、反射ケース５と半導体発光素子３との間の４隅に互いに離隔して配置されている。
【００６０】
また、貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、例えば、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６１】
第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成は、図１０に示すように表される。
【００６２】
第４の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１０においては、貯蔵部８を構成する溝部は、チップ基板１の表面上において、反射ケース５の内壁と半導体発光素子３との間に、複数個離隔して配置される。
【００６３】
また、貯蔵部８を構成する溝部の断面形状は、例えば、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００６４】
尚、第３の実施の形態と同様に、図９において、貯蔵部８を構成する溝部とは反対に、貯蔵部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの位置に凸部９を配置しても良い。この場合、凸部９が、反射ケース５と半導体発光素子３との間の４隅に互いに離隔して配置される。この場合には、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間、および凸部９間に配置される。また、第３の実施の形態と同様に、図１０において、貯蔵部８を構成する溝部とは反対に、貯蔵部８の位置に凸部９を配置しても良い。この場合には、凸部９は、チップ基板１の表面上において、半導体発光素子３を取り囲み、互いに離隔して分散配置される。また、凸部９の断面形状は、例えば、逆Ｕ字、逆Ｖ字、若しくは矩形であっても良い。この場合には、貯蔵部８は、反射ケース５で囲まれたチップ基板１の表面上において、凸部９と反射ケース５の内壁との間および凸部９と半導体発光素子３との間、および凸部９間に配置される。
【００６５】
第４の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、半導体発光素子３に発光蛍光体を密着させてつけるのではなく、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８として、複数個離隔して配置した溝部を設けることで、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の沈殿を均一化し、発光色の色斑（むら）を抑制し、発光色を均一化することができる。
【００６６】
第４の実施の形態およびその変形例に係る半導体発光装置１０においては、図９〜図１０に示すように、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２の貯蔵部８として、複数個離隔して配置した溝部を設けることで、この溝部に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２を収集して、色度ばらつきを低減化し、品質の安定化、向上を図ることができる。
【００６７】
第４の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化した半導体発光装置を提供することができる。
【００６８】
第４の実施の形態およびその変形例によれば、発光蛍光体の貯蔵部を構成する溝部を複数個離隔して設けることによって、発光蛍光体をこの溝部に沈殿させて、色度を向上させることができる。
【００６９】
本発明によれば、発光蛍光体の位置ばらつきを抑制し、色ばらつきが低減化し、発光色の色斑を改善した半導体発光装置を提供することができる。
【００７０】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００７１】
また、半導体発光素子３のＬＥＤの構成として、例えば、１パッケージ中に「青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ＋赤色ＬＥＤ」を収容して白色ＬＥＤを構成することもできる。このようなマルチチップの例として、「赤外ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ」のマルチチップで、青色光励起によって黄色光を発光する蛍光体を組み合わせることもできる。黄色蛍光体は、赤外光による影響を受けないため、小型１パッケージで構成可能であり、占有スペースを小さくすることができ、小さなスペースに実装可能である。
【００７２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の半導体発光装置は、一般照明、道路照明、タスク照明、アクセント照明、階段灯、フラッシュライト、誘導灯、交通信号灯、自動車電装用、自動車前照灯、大型液晶バックライトなどＬＥＤ照明装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…チップ基板
２ａ、２ｋ…端子電極
３…半導体発光素子
４…ボンディングワイヤ
５…反射ケース
６…蛍光体層
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…貯蔵部
９…凸部
１０、１０ａ…半導体発光装置
６１…第１発光蛍光体
６２…第２発光蛍光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ基板と、
前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、
前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された反射ケースと、
前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、
前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層と、
前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に配置され、沈殿する前記発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記貯蔵部は、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に形成された溝部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に形成された凸部を備え、
前記貯蔵部は、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面上、前記凸部と前記反射ケース内壁との間および前記凸部と前記半導体発光素子との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記半導体発光素子を取り囲み配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記半導体発光素子を取り囲み配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、複数個離隔して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、複数個離隔して配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケースと前記半導体発光素子との間の４隅に互いに離隔して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケースと前記半導体発光素子との間の４隅に互いに離隔して配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記溝部は、連続したリング状に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記凸部は、連続したリング状に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケース内壁と前記半導体発光素子との間に連続した矩形状に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケース内壁と前記半導体発光素子との間に連続した矩形状に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記発光蛍光体は、複数種類であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記溝部の断面形状は、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記凸部の断面形状は、逆Ｕ字、逆Ｖ字もしくは矩形であることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記蛍光体層は、前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記半導体発光素子は、窒化物系半導体により形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１】
チップ基板と、
前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、
前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された反射ケースと、
前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、
前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、発光蛍光体を透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層と、
前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に配置され、沈殿する前記発光蛍光体を貯蔵する貯蔵部と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記貯蔵部は、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に形成された溝部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面に形成された凸部を備え、
前記貯蔵部は、前記反射ケースで囲まれた前記チップ基板表面上、前記凸部と前記反射ケース内壁との間および前記凸部と前記半導体発光素子との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記半導体発光素子を取り囲み配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記半導体発光素子を取り囲み配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、複数個離隔して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、複数個離隔して配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケースと前記半導体発光素子との間の４隅に互いに離隔して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケースと前記半導体発光素子との間の４隅に互いに離隔して配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記溝部は、連続したリング状に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記凸部は、連続したリング状に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記溝部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケース内壁と前記半導体発光素子との間に連続した矩形状に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記凸部は、前記チップ基板表面上において、前記反射ケース内壁と前記半導体発光素子との間に連続した矩形状に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記発光蛍光体は、複数種類であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記溝部の断面形状は、Ｕ字、Ｖ字、若しくは矩形であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記凸部の断面形状は、逆Ｕ字、逆Ｖ字もしくは矩形であることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記蛍光体層は、前記反射ケースで囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記半導体発光素子は、窒化物系半導体により形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４１８６６（Ｐ２０１３−４１８６６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９５８（Ｐ２０１１−１７５９５８）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]