JP4983613B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4983613B2 JP4983613B2 JP2008003776A JP2008003776A JP4983613B2 JP 4983613 B2 JP4983613 B2 JP 4983613B2 JP 2008003776 A JP2008003776 A JP 2008003776A JP 2008003776 A JP2008003776 A JP 2008003776A JP 4983613 B2 JP4983613 B2 JP 4983613B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- cap
- light
- layer
- emitting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 135
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 142
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910017109 AlON Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PHXNQAYVSHPINV-UHFFFAOYSA-N P.OB(O)O Chemical compound P.OB(O)O PHXNQAYVSHPINV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UHAQRCJYQAKQEE-UHFFFAOYSA-M [O-2].[OH-].O.[Al+3].P Chemical compound [O-2].[OH-].O.[Al+3].P UHAQRCJYQAKQEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- -1 germanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
例えば、特許文献1(図11)には、耐環境性に優れた半導体発光装置が開示されている。具体的には、ステム底部130の上面に連結されたステム柱体120の側面に、半導体レーザ素子110が載置されている。半導体レーザ素子110は、ステム底部130の下面より延伸されたリード電極140と電気的に接続されている。これにより半導体レーザ素子110は、リード電極140を介して外部電極と接続可能となる。さらに、ステム底部130の周縁から上方に向かって、円筒状のキャップ150が設けられており、キャップ150内には、ステム柱体120及び半導体レーザ素子110が在する構造となる。キャップ150の上方には、環状のキャップ上面151が備えられ、その上面の中央部には開口部153が形成されている。キャップ150に形成された開口部153は、キャップ上面151を上下に貫通している。キャップ150は鉄−ニッケル合金で構成されており、キャップ150の表面にはニッケル−燐めっきが施されている。キャップ上面151と対向する底面側には、ガラス160が低融点ガラスにより固着されている。これにより、キャップ150の開口部153が封鎖される。
以上の構成により、従来の半導体発光装置は、キャップ150が腐食することを防止可能な耐環境性に優れた半導体発光装置とすることができる。
また、前記キャップの上面には、前記反射部材をさらに設けることができる。これにより、透光性部材からキャップの外部に放出された光やその戻り光を、キャップの上面で吸収および散乱されること無く反射することができる。
また、前記透光性部材は、前記キャップの上面よりも突出するように設けることができる。これにより、特に透光性部材から外部に放出された光を、キャップの上面で吸収および散乱されること無く反射することができる。
また、前記透光性部材は、半導体発光素子からの光を異なる波長に変換する波長変換部材、または、半導体発光素子からの光を拡散させる拡散部材、を少なくとも含有することができる。これにより、さらに光取り出し効率を向上させることができる。
図1は、本発明に係る第一の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。図2は、図1の発光装置に用いられるキャップ50を拡大して模式的に示す概略図である。
ここで、ステム底部30及びステム柱体20とは、便宜上、場所に応じて個々に命名したものであって異部材とは限らない。両者は同一部材とすることも可能であり、これにより製品の部品点数を削減することができる。本明細書では、ステム底部30とステム柱体20とから構成される部材を台座と称す。
また、半導体発光素子10の出射光軸は、キャップ上部51に形成された貫通孔53の中心軸とほぼ重なる。つまり、半導体発光素子10から出射される光が、貫通孔53内に設けられた透光性部材60を介して外部に放出される。
尚、本発明における半導体発光素子10の光出射面とは、その面全てから光が出射されるものだけを意味するのではなく、面の一部から光が出射されるものも含む。
反射部材は、透光性部材に入射された光を効率良く反射し、光の取り出し効率を低下させることなく外部に放出させるものである。このため、反射部材は、少なくとも透光性部材と、透光性部材が設けられるキャップと、の間に設けられている。
具体的には、本実施形態に示すように、キャップに形成された貫通孔の内壁に反射部材が設けられ、さらに反射部材の上に透光性部材を固着して設けられる。これにより、反射部材は、半導体発光素子からの光を、効率良く反射して透光性部材から外部に放出させることが可能となる。ただし、反射部材は、必ずしも貫通孔の内壁に設ける必要は無く、透光性部材が設けられる位置を適宜選択して設ければ良い。
さらに、図3に示すように、透光性部材とキャップとの間だけに限らず、キャップの上面にも反射部材を設けても良い。これにより、透光性部材からキャップの外部に放出された光やその戻り光が、キャップの上面で吸収および散乱されること無く反射することができる。また、透光性部材とキャップとの間に設けられた反射部材と、さらにキャップの上面に設けられた反射部材とは、連続して形成されていても良い。これにより、反射部材の機械的強度を向上することができるため、反射部材の剥離を防止することができる。ここで、本明細書において、キャップ上部を構成する面のうち、半導体発光素子側の面をキャップの下面とし、キャップの下面と対向する面をキャップの上面とする。
反射部材の第1層は、銀を有するものである。銀単体で用いてもよく、あるいは、アルミニウム、銅、チタンなどとの合金としてもよい。この第1層は、キャップのうち、少なくとも透光性部材を有する領域のほぼ全体に設けるのが好ましい。これにより、効率良く光を反射することができる。第1層の膜厚としては、光を透過しない程度の厚さがあればよく、具体的には0.3μm〜10μmが好ましく、より好ましくは1μm〜5μmが好ましい。第1層は、ほぼ均一な膜厚で形成するのが好ましい。
反射部材の第2層は、第1層の表面の少なくとも一部を覆い銀と異なる金属を含むものである。第1層は銀を含む層であるため、水分や大気中の不純物などによって変質し易く、それによって反射率が低下する。そのために外部から銀を含む層を保護するための層を設けることが好ましいが、銀はそれらの保護層との密着性が高くないため、結局、隙間が生じてそこから変質するなどの問題がある。そこで、本発明のように第1層の上に、銀と異なる金属を含む第2層を設け、かつ、この第2層によって第1層の表面の物理的特性(または化学的特性)を変化させることで、第3層を密着性よく設けることができる。
するのが好ましく、導電性などについては特に限定されるものではない。すなわち、反射部材は、導電性のものであっても絶縁性のものであっても、反射部材としての機能さえ充足していればよい。ただし、1層目との密着性を考慮すると金属を含む材料が好ましい。具体的には、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、バナジウム、プラチナ、ロジウム、パラジウム、タンタル、金、ニオブ、モリブデン、イリジウム、コバルト、クロム、銅、ハフニウム、亜鉛、ジルコニウムなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を混合させて用いてもよい。2種以上を用いる場合は、同時に設けてもよく、あるいは別工程で設けてもよい。
反射部材の第3層は、第1層と第2層を覆い、半導体発光素子からの光を透過可能な透過部材を含むものである。特に、半導体発光素子からの光の透過率が70%以上であるものが好ましい。これによって第1層によって反射された光を効率良く透過させることができる。
また、類似の物性を有する透光性部材を第3層に固着することにより、透光性部材とキャップとの密着性を向上することができ、耐環境性を高めることができる。
半導体発光素子としては発光ダイオード、半導体レーザ素子など種々のものが利用できる。半導体レーザ光は指向性が高いため、光を一方向へ導波しやすい。したがって、半導体レーザ素子からの出射光を高効率で半導体発光装置の外部へ取り出すことが可能となる。半導体レーザ素子としては特に限定せずn型半導体層とp型半導体層との間に活性層を形成し、この活性層が多重量子井戸構造、又は単一量子井戸構造をなすものである。また、青色系半導体レーザ素子であれば、III族窒化物半導体より形成されるのが好ましい。
である。端面発光型ダイオードとは、発光ダイオードを構造面から分類した場合の一種で
、半導体レーザと同じように活性層の端面から光を取り出すものをいう。これは、活性層
の屈折率を高くして光導波作用を起こさせることで、端面から光を出力させることを可能
にしている。このように出力面積を絞ることで、半導体発光素子からの出力光を、後述
する貫通孔内へ導波させやすくすることができる。ひいては、半導体発光素子からの
光取り出し効率を高められる。
キャップは、台座に設けられ、少なくとも半導体発光素子を外部から保護するためのものである。このため、台座およびキャップの形状は、半導体発光素子を保護できる形状であれば特に限定されない。例えば、ステム底部を、内部に空洞を有する略筒状とし、その上部を閉塞するキャップを略円盤状とすることもできる。
さらに、キャップには、キャップに形成された貫通孔を塞ぐように透光性部材を有しており、貫通孔内を進行した光が透光性部材を介して外部に放出される。また、キャップは、少なくとも透光性部材との間に、半導体発光素子からの光を反射する反射部材を有している。これにより、透光性部材に入射された光を効率良く反射し、光の取り出し効率を低下させることなくキャップ外部に放出することができる。
本実施形態において、貫通孔の内壁は、逆円錐台形状をなしており、光進行方向にしたがって内径が大きくなっている。貫通孔の開口形状は、円形に限定されず、楕円形或いは多角形でも良い。さらに、貫通孔の開口形状は、入光側と出光側で異なる開口形状を有していてもよい。例えば、半導体発光素子の出射面の形状に適合させて、入光側を矩形とし、出光側を円形とすれば、半導体発光素子の出射面の形状に依存せず、出光側からは円形状の出射光を得ることができる。
このような形状の貫通孔を形成することで、一旦貫通孔内に進入した光が、再び発光素子側に逆戻りすることを抑制することができる。これにより、本実施形態に係る発光装置は、光取り出し効率を向上することができる。
また、キャップには、反射部材が設けられる領域に、反射部材との密着性を向上させる密着層を配置することができる。このような密着層としては、アルミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、バナジウム、プラチナ、ロジウム、パラジウム、タンタル、金、ニオブ、モリブデン、イリジウム、コバルト、クロム、銅、ハフニウム、亜鉛、ジルコニウムなどを用いることができる。また、これらは単独(又は単層)で用いてもよいし、2種以上(又は2層以上)を用いてもよい。
透光性部材は、半導体発光素子からの光を透過して、キャップ外部に光を放出させるためのものである。透光性部材の形状は、特に限定されず、ボールレンズや非球面レンズなど適宜用いることができる。
一方、透光性部材を、半導体発光素子の光出射方向にしたがって内径が小さくなるように形成する場合は、以下の方法を用いることが好ましい。まず、透光性部材を円錐台形状に形成し、そのサイズよりも一回り小さく円錐台形状の貫通孔をキャップに形成する。次に、形成された透光性部材を、半導体発光素子側から貫通孔内に圧入することにより固定する。これにより、透光性部材は、貫通孔の内壁に係り止めすることができ、透光性部材がキャップから脱落することを防止することができる。
このような透光性部材の材料としては、光源や波長変換部材および拡散部材からの光を吸収しにくい部材を用いるのが好ましい。具体的には、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、低融点ガラス、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などとしてもよいし、アルミナ等のセラミック材を用いることができる。
波長変換部材は、半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し、吸収した光を異なる波長に変換することができるものである。つまり、波長変換部材により波長変換された光と、半導体発光素子からの光との混色光を外部に取り出すことが可能となる。
さらに、波長変換部材は、透光性部材に含有させる他、半導体発光素子からの光が照射されるように半導体発光素子の近傍に設けることもできる。
拡散部材は、半導体発光素子および波長変換部材からの光を拡散することができれば良く、半導体発光素子の発光波長や透光性部材の屈折率などにより適宜選択することができる。
このような拡散部材の材料としては、SiO2、Al2O3、SiN、MgO、Si3O2、SiC、AlN、ダイヤモンド、Ag、Al、Au、Cu、W、Mg等が挙げられる。
図5は、本発明に係る第二の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。
さらに、本実施形態に係る発光装置を半導体発光素子10の光出射方向からみて、キャップ50の上面には、透光性部材60により覆われた部分と、透光性部材60から露出して反射部材70により覆われた部分を有している。
図7は、本発明に係る第三の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。
図8は、本発明に係る第四の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。
図9は、本発明に係る第五の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。
さらに、本実施形態は、第2のキャップ56を囲うように第1のキャップ50が台座に設けられている。第1のキャップ50には、第2の貫通孔の開口径と同じか、それ以上の径を有する第1の貫通孔が形成されている。第1の貫通孔の内壁には、第1の反射部材70を有している。第1の反射部材70は、第1のキャップ50の内壁部にも延在して設けられている。さらに、第1の反射部材70には、第1の透光性部材60が固着して設けられている。このとき、第1の透光性部材60は、第1のキャップ50の内壁部に配置されている。また、第1および2の透光性部材60、66の形状は、特に限定されず、本実施形態に係る発光装置の用途により適宜変更することができる。また、第2の透光性部材66は、第1の透光性部材60よりも光の屈折率が小さいことが好ましい。これにより、本実施形態に係る発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。
図10は、本発明に係る第六の実施形態の発光装置を模式的に示す概略図である。
さらに具体的には、本実施形態に係る反射部材100は、銀及び銀と異なる金属から構成される合金層110と、その合金層110を被覆し、かつ半導体発光素子10からの光が透過可能な光透過層120と、をキャップ側から順に有している。
このような合金層110を構成する銀と異なる金属(異種金属)としては、耐環境性に優れ、光透過層120との密着性にも優れているものが好ましく、例えばAl、Au、In、Si、Cu、W、Pd、Zn、Pt、Rh、Sn、Nd、Biなどが挙げられる。これにより、合金層110と光透過層120との密着性を向上させるための層を新たに設ける必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
また、光透過層120は、合金層110を覆い、半導体発光素子10からの光を透過可能な部材から構成されるものである。特に、半導体発光素子10からの光の透過率が70%以上であるものが好ましい。さらに、光透過層120は、主として合金層110の変質を抑制する保護層として機能するものであり、酸化物、窒化物、フッ化物、有機物(樹脂)などを用いることができる。具体的には、SiO2、Al2O3、SiN、ITO、Si3N4、SiON,AlN、AlON、In2O3、SnO2、TiO2、ZnO、ZrO2、MgF2、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、これらは単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
実施例1として、第一の実施形態に係る発光装置を用いて説明する。
なお、リード電極40、ステム底部30およびステム柱体20として銅(Cu)、半導体発光素子10としてレーザダイオード(LD)、キャップ50としてコバール(Kr)、透光性部材60としてホウケイ酸ガラス、波長変換部材80としてイットリウム・アルミニウム酸化物系の蛍光体(YAG蛍光体)、を用いる。反射部材70としては、第1層71に銀(Ag)、第2層72にアルミニウム(Al)、第3層73にシリカ(SiO2)を用いる。
特に、反射率の高い銀を有する第1層の反射率を、第2層及び第3層で低下させることなく、かつ、第1層の劣化を抑制することができるため、高い光取り出し効率を維持することができる。
また、本実施例では、透光性部材としてホウケイ酸ガラス、反射部材第3層としてシリカを用いており、同ホウケイ酸ガラスは溶融させて同反射部材上に固着させている。これにより、両者を強固に接着することができ、かつキャップ内部に窒素ガスを封入することができるので、非常に優れた環境性を得ることができる。
20、120・・・ステム柱体
30、130・・・ステム底部
40、140・・・リード電極
50、56、150・・・キャップ
51・・・キャップの上部
52・・・キャップの側部
53・・・貫通孔
60、65、66、160・・・透光性部材
70、76・・・反射部材
71・・・反射部材の第1層
72・・・反射部材の第2層
73・・・反射部材の第3層
80・・・波長変換部材
90・・・拡散部材
110・・・合金層
120・・・光透過層
Claims (6)
- 半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆うキャップと、前記半導体発光素子からの光が外部に放出されるように前記キャップに設けられる透光性部材と、を有する発光装置であって、
少なくとも前記透光性部材と前記キャップとの間に、前記半導体発光素子からの光を反射する反射部材が設けられており、
前記反射部材は、銀を含む第1層と、
前記第1層の少なくとも一部を被覆し、銀と異なる金属を含む第2層と、
前記第1層および前記第2層を被覆し、前記半導体発光素子からの光が透過可能な透過部材を含む第3層と、
を前記キャップ側から順に有していることを特徴とする発光装置。 - 前記透光性部材は、前記反射部材の第3層により固着されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記キャップの上面には、前記反射部材がさらに設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、前記キャップの上面よりも突出するように設けられていることを特徴とする請求項3に記載の発光装置。
- 前記透光性部材は、半導体発光素子からの光を異なる波長に変換する波長変換部材、または、半導体発光素子からの光を拡散させる拡散部材、を少なくとも含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の発光装置。
- 半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆うキャップと、前記半導体発光素子からの光が外部に放出されるように前記キャップに設けられる透光性部材と、を有する発光装置であって、
少なくとも前記透光性部材と前記キャップとの間に、前記半導体発光素子からの光を反射する反射部材が設けられており、
前記反射部材は、銀及び銀と異なる金属から構成される合金層と、
前記合金層を被覆し、前記半導体発光素子からの光が透過可能な光透過層と、
を前記キャップ側から順に有していることを特徴とする発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008003776A JP4983613B2 (ja) | 2007-08-18 | 2008-01-11 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007213196 | 2007-08-18 | ||
JP2007213196 | 2007-08-18 | ||
JP2008003776A JP4983613B2 (ja) | 2007-08-18 | 2008-01-11 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009071265A JP2009071265A (ja) | 2009-04-02 |
JP4983613B2 true JP4983613B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
ID=40607160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008003776A Active JP4983613B2 (ja) | 2007-08-18 | 2008-01-11 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4983613B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2422230B1 (en) * | 2009-04-21 | 2019-11-27 | Signify Holding B.V. | Illumination device with a phosphor |
DE102010032041A1 (de) | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung von strahlungsemittierenden Bauelemnenten |
KR101973395B1 (ko) * | 2012-08-09 | 2019-04-29 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 모듈 |
JP2014096534A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Denso Corp | 発光装置 |
JP6102696B2 (ja) * | 2012-12-11 | 2017-03-29 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びそれに用いられる光部品の製造方法 |
JP5748007B2 (ja) * | 2014-01-29 | 2015-07-15 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP2016058624A (ja) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 発光装置 |
JP6511766B2 (ja) * | 2014-10-15 | 2019-05-15 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP6493308B2 (ja) * | 2016-05-31 | 2019-04-03 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP6879290B2 (ja) * | 2018-12-26 | 2021-06-02 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61219186A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Toshiba Corp | 発光装置 |
JPS6489544A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-04 | Nec Corp | Cap for photosemiconductor device case |
JP4645008B2 (ja) * | 2002-06-10 | 2011-03-09 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
JP2006041403A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
JPWO2006082687A1 (ja) * | 2005-02-07 | 2008-06-26 | 三菱電線工業株式会社 | GaN系発光ダイオードおよび発光装置 |
JP2006303069A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 発光素子搭載用パッケージ |
JP2007109915A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Stanley Electric Co Ltd | 発光ダイオード |
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2008003776A patent/JP4983613B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009071265A (ja) | 2009-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4983613B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP6940785B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5287275B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5223447B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
EP1734302B1 (en) | A light emitting device | |
JP5228412B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP5233172B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP2011014587A (ja) | 発光装置 | |
JP5076916B2 (ja) | 発光装置 | |
EP1926154B1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP6776765B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5228434B2 (ja) | 発光装置 | |
JP2015060871A (ja) | 発光装置 | |
JP2014127513A (ja) | 発光装置 | |
US20170345984A1 (en) | Light-emitting device | |
JP5034719B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP4930162B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP2008091855A (ja) | 照明装置 | |
JP5748007B2 (ja) | 発光装置 | |
JPWO2012053386A1 (ja) | 発光装置の製造方法及び発光装置 | |
JP2009260053A (ja) | 発光装置 | |
JP6784098B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法及び半導体レーザ装置 | |
JP2009158640A (ja) | サイドエミッタ型発光装置 | |
JP2009111131A (ja) | 発光装置 | |
JP2020053364A (ja) | 発光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120327 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4983613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |