JPH1187778A

JPH1187778A - 半導体発光素子、半導体発光装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1187778A
Application number: JP23749297A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamoto; 本聡河; Koichi Nitta; 田康一新; Kuniaki Konno; 野邦明紺; Nobuhiro Suzuki; 木伸洋鈴
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】発光波長が極めて安定で、しかも、可視光か
ら赤外線領域までの種々の波長において高い輝度で発光
させることができる半導体発光素子、半導体発光装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】波長変換機能を有する蛍光物質を半導体
発光素子の内部、表面、または、半導体発光装置の樹脂
部分または、その他の外囲器の表面または内部に適宜、
混合、堆積、または配置することによって、半導体発光
素子からの発光をきわめて高い効率で波長変換し、外部
に取り出すことができる半導体発光素子および発光装置
を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子、
半導体発光装置およびその製造方法に関する。より詳し
くは、本発明は、蛍光体を励起することにより、高い効
率で波長変換された光を外部に取り出すことができる半
導体発光素子、半導体発光装置およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体発光素子およびそれを搭載した各
種の半導体発光装置は、コンパクト且つ低消費電力であ
り、信頼性に優れるなどの多くの利点を有し、近年で
は、種々ので高い発光輝度が要求される室内外の表示
板、鉄道／交通信号、車載用灯具などについても広く応
用されつつある。

【０００３】これらの半導体発光素子のうちで、窒化ガ
リウム系半導体を用いた発光素子が最近、注目されてい
る。窒化ガリウム系半導体は、直接遷移型のＩＩＩ−Ｖ
族化合物導体であり、比較的短い波長領域において高効
率で発光させることができるという特徴を有する。

【０００４】なお、本明細書において「窒化ガリウム系
半導体」とは、Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_1-x- _yＮ（０≦ｘ，ｙ≦
１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘ及びｙを
零から１の範囲で変化させたすべての組成の半導体を含
むものとする。例えば、ＩｎＧａＮ（ｘ＞０、ｙ＝０）
も「窒化ガリウム系半導体」に含まれるものとする。

【０００５】窒化ガリウム系半導体は、組成ｘ及びｙを
制御することによってバンドギャップが１．８９〜６．
２ｅＶまで変化するために、ＬＥＤや半導体レーザの材
料として有望視されている。特に、青色や紫外線の波長
領域で高輝度に発光させることができれば、各種光ディ
スクの記録容量を倍増させ、表示装置のフルカラー化を
可能にすることができる。そこで、Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ
_1-x-yＮ系半導体を用いた短波長発光素子は、その初期
特性や信頼性の向上に向けて急速に開発が進められてい
る。

【０００６】このような窒化ガリウム系半導体を用いた
従来の発光素子の構造を開示した参考文献としては、例
えば、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、２８（１９
８９）ｐ．Ｌ２１１２、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．、３２（１９９３）ｐ．Ｌ８或いは特開平５−２９
１６２１号公報を挙げることができる。

【０００７】図９７は、従来の窒化ガリウム系発光素子
の構成を表す概略断面図である。その概略構成について
説明すると以下の如くである。すなわち、発光素子１０
０は、サファイア基板１１２上に積層された半導体の多
層構造を有する。サファイア基板１１２上には、バッフ
ァ層１１４、ｎ型コンタクト層１１６、ｎ型クラッド層
１１８、発光層１２０、ｐ型クラッド層１２２およびｐ
型コンタクト層１２４がこの順序で形成されている。

【０００８】バッファ層１１４の材料は、例えばｎ型の
ＧａＮとすることができる。ｎ型コンタクト層１１６
は、ｎ側電極１３４とのオーミック接触を確保するよう
に高いキャリア濃度を有するｎ型の半導体層であり、そ
の材料は、例えば、ＧａＮとすることができる。ｎ型ク
ラッド層１１８およびｐ型クラッド層１２２は、それぞ
れ発光層１２０に光を閉じこめる役割を有し、発光層よ
りも低い屈折率を有することが必要とされる。その材料
は、例えば、発光層１２０よりもバッドギャップの大き
いＡｌＧａＮとすることができる。発光層１２０は、発
光素子に電流として注入された電荷が再結合することに
より発光を生ずる半導体層である。その材料としては、
例えば、アンドープのＩｎＧａＮを用いることができ
る。ｐ型コンタクト層１２４は、ｐ側電極とのオーミッ
ク接触を確保するように高いキャリア濃度を有するｐ型
の半導体層であり、その材料は、例えば、ＧａＮとする
ことができる。

【０００９】ｐ型コンタクト層１２４の上には、ｐ側電
極層１２６が堆積されている。また、ｎ型コンタクト層
１１８の上には、ｎ側電極層１３４が堆積されている。

【００１０】ｐ型コンタクト層１２４の上の一部分に
は、電流阻止層１３０が形成されている。電流阻止層１
３０の上にはＡｕからなるボンディング・パッド１３２
が堆積され、その一部分はｐ側電極１２６と接触してい
る。ボンディング・パッド１３２には、駆動電流を素子
に供給するための図示しないワイアがボンディングされ
る。

【００１１】電流阻止層１３０は、Ａｕ電極１３２の下
部で発光が生ずるのを抑制する役割を有する。すなわ
ち、発光素子１００では、発光層１２０で生じた発光を
電極層１２６を透過させて上方に取り出すようにされて
いる。しかし、ボンディング・パッド１３２では電極の
厚さが厚いために光を透過させることができない。そこ
で、電流阻止層１３０を設けることにより、ボンディン
グ・パッド１３２の下に駆動電流が注入されないように
して、無駄な発光を抑制するようにしている。

【００１２】また、ｎ側電極層１３４の上にもボンディ
ング・パッド１３２が積層されている。ボンディング・
パッド１３２は、Ａｕを厚く堆積することにより形成す
ることができる。さらに、ボンディング・パッド１３２
以外の表面部分は、酸化シリコン層１４５により覆われ
ている。

【００１３】以上説明した発光素子１００は、リードフ
レームや実装基板などの図示しないマウント部材に対し
て、基板１１２の裏面側が接着され、ボンディング・パ
ッド１３２にそれぞれワイアがボンディングされて、駆
動電流が供給される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図９７に示し
たような従来の発光発光装置では、半導体発光素子から
の発光を直接外部に取り出す構造であるために、以下に
列挙するような問題があった。

【００１５】まず第１に、発光素子の構造のばらつきに
より、発光波長が素子ごとにばらつくという問題があっ
た。すなわち、半導体発光素子は、同一の条件で製造し
ても、不純物の混入量や各層厚などがばらつくことによ
って、その発光波長がばらつく傾向を有する。

【００１６】第２に、駆動電流によって、発光波長が変
化するという問題があった。すなわち、半導体発光素子
に供給する電流量に応じて、その発光波長が変動するこ
とがあり、発光輝度と発光波長とを独立して制御するこ
とが困難であるという問題があった。

【００１７】第３に、温度によって、発光波長が変化す
るという問題があった。すなわち、半導体発光素子の特
に発光層部分の温度が変化すると、発光層の実効的なバ
ンドギャップも変化するために、発光波長が変動すると
いう問題があった。

【００１８】第４に、発光波長に応じて、内蔵する半導
体発光素子の材料や構造を適宜選択し、変更しなければ
ならないという問題もあった。例えば、赤色において発
光させるためには、ＡｌＧａＡｓ系材料を用い、黄色に
おいてはＧａＡｓＰ系またはｌｎＧａＡｌＰ系材料、緑
色系においてはＩｎＧａＡｌＰ系またはＧａＰ系材料、
青色においてはＩｎＧａＮ系材料の如く、最適な材料を
その波長に併せて選択しなければならないという問題が
あった。

【００１９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
である。すなわち、本発明は、発光波長が極めて安定
で、しかも、可視光から赤外線領域までの種々の波長に
おいて高い輝度で発光させることができる半導体発光素
子、半導体発光装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、波長変換機能
を有する蛍光物質を半導体発光素子の内部、表面、また
は、半導体発光装置の樹脂部分または、その他の外囲器
の表面または内部に適宜、混合、堆積、または配置する
ことによって、半導体発光素子からの発光をきわめて高
い効率で波長変換し、外部に取り出すことができる半導
体発光素子および発光装置を提供するものである。

【００２１】すなわち、本発明による半導体発光素子
は、第１の波長の光を放出する発光層と、前記発光層が
放出する前記第１の波長の光を吸収して前記第１の波長
とは異なる第２の波長の光を放出する蛍光物質と、を備
えたことを特徴とし、発光波長が極めて安定で、発光色
の調節も容易であるなどの種々の利点を有する。

【００２２】また、第１の電極と、前記第１の電極に接
続され、第１の導電型を有する第１の半導体層と、前記
第１の半導体層の上に設けられ、第１の波長の光を放出
する発光層と、前記発光層の上に設けられ、第２の導電
型を有する第２の半導体層と、前記第２の半導体層に接
続された第２の電極と、を少なくとも備えた半導体発光
素子であって、前記発光層から放出される前記第１の波
長の光を吸収し前記第１の波長とは異なる第２の波長の
光を放出する蛍光物質を有することを特徴とするものと
して構成することもできる。

【００２３】同様にして、半導体発光装置において、実
装部材の各所に適宜蛍光体を配置することにより、高効
率で波長変換することができる。

【００２４】また、本発明による半導体発光装置の製造
方法は、実装部材の上に半導体発光素子を実装する工程
と、前記半導体発光素子の上に粘着性あるいは接着性の
媒体を塗布する工程と、前記媒体の上に蛍光体を散布す
る工程と、前記媒体を乾燥させる工程と、を備えたこと
を特徴とするものして構成され、あるいは、蛍光体は、
媒体中に予め分散させておいても良い。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明は、波長変換機能を有する
蛍光物質を半導体発光素子の内部、表面、または、半導
体発光装置の樹脂部分または、その他の外囲器の表面ま
たは内部に適宜、混合、堆積、または配置することによ
って、半導体発光素子からの発光をきわめて高い効率で
波長変換し、外部に取り出すことができる半導体発光素
子および発光装置を提供するものである。

【００２６】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。まず、本発明の第１の実施の形
態として、蛍光物質を含有させた半導体発光素子につい
て具体例を挙げて説明する。

【００２７】図１は、本発明による第１の半導体発光素
子の概略構成を表す断面図である。すなわち、本発明に
よる半導体発光素子１０は、窒化ガリウム系半導体発光
素子であり、サファイア基板１２上に積層された層構造
を有する。サファイア基板１２上には、バッファ層１
４、ｎ型コンタクト層１６、ｎ型クラッド層１８、発光
層２０、ｐ型クラッド層２２およびｐ型コンタクト層２
４がこの順序で形成されている。

【００２８】バッファ層１４の材料は、例えばｎ型のＧ
ａＮとすることができる。ｎ型コンタクト層１６は、ｎ
側電極３４とのオーミック接触を確保するように高いキ
ャリア濃度を有するｎ型の半導体層であり、その材料
は、例えば、ＧａＮとすることができる。ｎ型クラッド
層１８およびｐ型クラッド層２２は、それぞれ発光層２
０に光を閉じこめる役割を有し、発光層よりも低い屈折
率を有することが必要とされる。その材料は、例えば、
発光層２０よりもバッドギャップの大きいＡｌＧａＮと
することができる。発光層２０は、発光素子に電流とし
て注入された電荷が再結合することにより発光を生ずる
半導体層である。その材料としては、例えば、アンドー
プのＩｎＧａＮを用いることができる。ｐ型コンタクト
層２４は、ｐ側電極とのオーミック接触を確保するよう
に高いキャリア濃度を有するｐ型の半導体層であり、そ
の材料は、例えば、ＧａＮとすることができる。

【００２９】ｐ型コンタクト層２４の上には、ｐ側電極
層２６が堆積されている。ｐ側電極層２６は、例えば、
金などの金属材料を透光性を有するように薄く堆積する
ことにより形成することができる。または、ｐ側電極層
２６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透光性導
電膜により形成しても良い。また、ｎ型コンタクト層１
６の上には、ｎ側電極層３４が堆積されている。

【００３０】ｐ型コンタクト層２４の上の一部分には、
電流阻止層３０が形成されている。電流阻止層３０の上
にはＡｕからなるボンディング・パッド３２が堆積さ
れ、その一部分はｐ側電極２６と接触している。ボンデ
ィング・パッド３２には、駆動電流を素子に供給するた
めの図示しないワイアがボンディングされる。

【００３１】電流阻止層３０は、Ａｕ電極３２の下部で
発光が生ずるのを抑制する役割を有する。すなわち、発
光素子１０では、発光層２０で生じた発光を電極層２６
を透過させて上方に取り出すようにされている。しか
し、ボンディング・パッド３２では電極の厚さが厚いた
めに光を透過させることができない。そこで、電流阻止
層３０を設けることにより、ボンディング・パッド３２
の下に駆動電流が注入されないようにして、無駄な発光
を抑制するようにしている。

【００３２】また、ｎ側電極層３４の上にもボンディン
グ・パッド３２が積層されている。ボンディング・パッ
ド３２は、Ａｕを厚く堆積することにより形成すること
ができる。さらに、ボンディング・パッド３２以外の表
面部分は、酸化シリコン層４５により覆われている。

【００３３】本発明においては、このような半導体発光
素子１０の少なくともいずれかの部分に蛍光物質を含有
させ、あるいは堆積する。紫外線領域の光で効率良く励
起される蛍光体としては、例えば、赤色の発光を生ずる
ものとしては、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、青色の発光を生ずるも
のとしては、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅｕ）₁₀（ＰＯ₄）₆
・Ｃｌ₂、緑色の発光を生ずるものとしては、３（Ｂ
ａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ₂Ｏ₃などを挙げるこ
とができる。これらの蛍光物質を適当な割合で混合すれ
ば、可視光領域の殆どすべての色調を表現することがで
きる。

【００３４】また、これらの蛍光物質は、３４０〜３８
０ｎｍの波長帯において吸収ピークを有する。従って、
これらの蛍光物質により効率的に波長変換を行うために
は、発光層２０が３８０ｎｍ以下の波長帯の紫外線を放
出するようにすることが望ましい。

【００３５】半導体発光素子に蛍光物質を含有させる箇
所としては、まず、ｐ側電極層２６を挙げることができ
る。次に、酸化シリコン層４５あるいは電流阻止層３０
を挙げることができる。また、各半導体層１４〜２４の
うちの少なくともいずれかの層を挙げることができる。
さらに、基板１２を挙げることができる。

【００３６】蛍光物質をｐ側電極２６に含有させる方法
としては、例えば、スパッタリング法や蒸着法を挙げる
ことができる。すなわち、これらの方法により電極２６
を形成するに際して、蛍光物質も同時に添加することに
より、含有させることができる。酸化シリコン膜４５に
対しても同様の方法によって蛍光物質を含有させること
ができる。あるいは、ＣＶＤ法によって、蛍光物質を添
加しても良い。

【００３７】また、蛍光物質を半導体層１４〜２４のい
ずれかに含有させる方法としては、例えば、結晶成長工
程において、蛍光物質を同時に添加する方法や、結晶成
長後に、例えばイオン注入法により蛍光物質を半導体結
晶中に打ち込む方法を挙げることができる。基板１２に
対しても同様の方法によって、蛍光物質を添加すること
ができる。

【００３８】一方、半導体発光素子１０の層間や表面に
蛍光物質を堆積しても良い。すなわち、基板１２〜ｐ型
コンタクト層２４の間のいずれかの層間や、半導体層と
酸化シリコン層４５との間、半導体層と電極２６或いは
３４との間、酸化シリコン層４５の表面、電極２６或い
は３４の表面などに堆積しても良い。このような蛍光物
質の堆積の方法としては、例えば、電子ビーム蒸着法、
スパッタリング法、塗布法などを挙げることができる。
また、例えば、ｐ型コンタクト層２４の上に蛍光物質を
絶縁膜として形成し、電流ブロック層としての効果を得
ることもできる。

【００３９】また、発光素子の表面に蛍光物質を堆積す
る方法としては、例えば、蛍光体を溶媒に分散させ、発
光素子の表面に塗布し、乾燥させる方法を挙げることが
できる。ここで、蛍光体を分散させる溶媒としては、例
えば、珪酸アルカリ溶液、珪酸コロイド水溶液、燐酸塩
水溶液、珪酸化合物溶解有機溶剤、ゴム配合有機溶剤、
天然系グルー水溶液などを挙げることができる。また、
これらの溶媒に蛍光体を分散させて発光素子の表面に塗
布する方法の他に、例えば、これらの溶媒を発光素子の
表面に塗布し、その上から蛍光体をふりかける、あるい
は吹き付けることによっても、蛍光体層を堆積すること
ができる。

【００４０】本発明によれば、このように、半導体発光
素子のいずれかの箇所に蛍光物質を含有させ、あるいは
堆積することによって、半導体発光素子から放出された
光をより長波長の光に変換して、外部に供給することが
できる。

【００４１】例えば、発光素子の発光層２０が、ＧａＮ
からなる場合には、得られる発光波長は、発光波長が３
６０〜３８０ナノメータの紫外線領域の光であり、この
紫外線領域の光を蛍光物質で波長変換して、所定の可視
光あるいは赤外線領域の光として外部に取り出すことが
できる。

【００４２】また、発光層２０が、ＩｎＧａＮからなる
場合には、そのインジウムの組成に応じて、例えば、青
色の発光を得ることもできる。この場合にも、この青色
領域の発光を受けて波長変換し、より長波長の光を放出
する蛍光物質を用いることによって、本発明による半導
体発光素子を構成することができる。このような蛍光物
質としては、前述した無機蛍光体の他に有機蛍光体を挙
げることができる。有機蛍光体としては、例えば、赤色
の発光を生ずるものとしては、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ
Ｂ、緑色の発光を生ずるものとしては、ｂｒｉｌｌｉａ
ｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅＦＦなどを挙げること
ができる。

【００４３】本発明によれば、半導体発光素子の発光層
からの発光を直接取り出すことがなく、蛍光物質により
波長変換することとしているので、前述したような、素
子の製造パラメータのばらつき、駆動電流、温度などに
依存して、波長が変動するという問題を解消することが
できる。すなわち、本発明によれば、発光素子の発光輝
度と発光波長とを独立して制御することができるように
なる。

【００４４】また、本発明によれば、前述したような蛍
光物質を適宜組み合わせることによって、容易に複数の
発光波長を得ることができる。例えば、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光物質を適宜混合して、発光素子
に含有させれば、白色光の発光を容易に得ることができ
る。

【００４５】なお、図１に示した例においては、基板１
２としてサファイアを用いた窒化ガリウム系半導体発光
素子を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば、
ＳｉＣやＧａＮ、スピネル、ＺｎＯ、シリコン、ＧａＡ
ｓなど、種々の基板を用いた窒化ガリウム系半導体発光
素子について、本発明は同様に適用することができる。

【００４６】さらに、その構造についても、例示したダ
ブルヘテロ構造に限定されず、この他にも、例えば、シ
ングルヘテロ構造や、多重量子井戸型構造など、種々の
構造の半導体発光素子について、本発明は同様に適用す
ることができる。

【００４７】次に、本発明による第２の半導体発光素子
について説明する。図２は、本発明による第２の半導体
発光素子の概略構成を表す断面図である。すなわち、本
発明による半導体発光素子５０は、ＺｎＳｅ系半導体発
光素子であり、基板５２上に積層された層構造を有す
る。すなわち、ＧａＡｓ基板５２上には、バッファ層５
４、ｎ型クラッド層５８、発光層６０、ｐ型クラッド層
６２および光透過性導電膜６４がこの順序で形成されて
いる。

【００４８】バッファ層５４の材料は、例えばｎ型のＺ
ｎＳｅとすることができる。ｎ型クラッド層５８および
ｐ型クラッド層６２は、それぞれ発光層６０に光を閉じ
こめる役割を有し、発光層よりも低い屈折率を有するこ
とが必要とされる。その材料は、例えば、発光層６０よ
りもバンドギャップの大きいＺｎＳＳｅとすることがで
きる。発光層６０は、発光素子に電流として注入された
電荷が再結合することにより発光を生ずる半導体層であ
る。その材料としては、例えば、アンドープのＺｎＳｅ
を用いることができる。光透過性導電膜６４は、光透過
率が高い導電性の膜であり、例えば、酸化インジウム・
スズ（ＩＴＯ）により形成することができる。

【００４９】光透過性導電膜６４の上には、ｐ側電極６
６が堆積されている。ｐ側電極６６は、例えば、金など
の金属材料を堆積することにより形成することができ
る。また、基板５２の裏面には、ｎ側電極６８が形成さ
れている。さらに、素子の表面は、酸化シリコンなどの
保護膜７０により適宜覆われている。

【００５０】図２に示した半導体発光素子５０において
も、前述した発光素子と同様に、いずれかの箇所に蛍光
物質を含有させ、あるいは堆積することによって、発光
層６０からの光を波長変換して外部に取り出すことがで
きるようにされている。

【００５１】すなわち、ＺｎＳｅ系半導体発光素子５０
においては、発光層６０から、青色領域ないし青紫色領
域の波長を有する光が得られる。この青色光を蛍光物質
により、波長変換して、より長波長の可視光あるいは赤
外線を外部に取り出すことができる。

【００５２】半導体発光素子５０に蛍光物質を含有させ
る箇所も、前述の発光素子１０と同様に種々の箇所を挙
げることができる。すなわち、まず、ｐ側電極層６６を
挙げることができる。次に、光透過性導電膜６４を挙げ
ることができる。さらに、保護膜７０を挙げることがで
きる。また、各半導体層５４〜６２のうちの少なくとも
いずれかの層を挙げることができる。さらに、基板５２
を挙げることができる。

【００５３】蛍光物質をｐ側電極６６や光透過性導電膜
６４に含有させる方法としては、例えば、スパッタリン
グ法や蒸着法を挙げることができる。すなわち、これら
の方法により電極６６や導電膜６４を形成するに際し
て、蛍光物質も同時に添加することにより、含有させる
ことができる。保護膜７０に対しても同様の方法によっ
て蛍光物質を含有させることができる。あるいは、ＣＶ
Ｄ法によって、蛍光物質を添加しても良い。

【００５４】また、蛍光物質を半導体層５４〜６２のい
ずれかに含有させる方法としては、例えば、結晶成長工
程において、蛍光物質を同時に添加する方法や、結晶成
長後に、例えばイオン注入法により蛍光物質を半導体結
晶中に打ち込む方法を挙げることができる。基板５２に
対しても同様の方法によって、蛍光物質を添加すること
ができる。

【００５５】一方、半導体発光素子５０の層間や表面に
蛍光物質を堆積しても良い。すなわち、基板５２〜光透
過性導電膜６４の間のいずれかの層間や、保護膜７０と
の間、半導体層と電極６６或いは６８との間、保護膜７
０の表面、電極６６或いは６８の表面などに堆積しても
良い。このような蛍光物質の堆積の方法としては、例え
ば、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、塗布法など
を挙げることができる。また、例えば、光透過性導電膜
６４の上に蛍光物質を絶縁膜として形成し、電流ブロッ
ク層としての効果を得ることもできる。

【００５６】本発明によれば、このように、半導体発光
素子のいずれかの箇所に蛍光物質を含有させ、あるいは
堆積することによって、半導体発光素子から放出された
光をより長波長の光に変換して、外部に供給することが
できる。

【００５７】また、図２においては、ＺｎＳｅ系半導体
発光素子を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。すなわち、本発明は、この他に
も、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、ＢＮ系などの種々の半導体発
光素子について同様に適用することができる。すなわ
ち、これらの半導体発光素子も、青色などの短波長領域
において高い効率で発光させることが可能であり、この
短波長領域の光を蛍光物質で波長変換して、可視光また
は赤外線を外部に取り出すことができるようになる。

【００５８】次に、本発明の第２の実施の形態として、
前述したような本発明による半導体発光素子を搭載した
発光装置について、１３例の具体例を挙げて説明する。

【００５９】図３は、本実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体発
光装置１００Ａは、いわゆる「リード・フレーム・タイ
プ」の「ＬＥＤランプ」と称されるものである。すなわ
ち、半導体発光素子１０または５０は、リード・フレー
ム１１０のカップの底部にマウントされている。そし
て、発光素子のｐ側電極およびｎ側電極は、それぞれ、
リード・フレーム１１０および１２０に対して、ワイア
１３０、１３０により接続されている。さらに、リード
・フレームの先端部は、樹脂１４０によりモールドされ
保護されている。

【００６０】本発明によれば、半導体発光素子１０また
は５０に蛍光物質が含まれているので、発光装置の組立
に際して、蛍光物質を含まない一般的な発光装置と全く
同一の工程により組立てることができる。また、封止樹
脂内に蛍光物質を含まないために、温度変化に対する耐
久性が劣化することがない。従って、樹脂内に蛍光物質
を含有した発光装置と比較して、信頼性を改善すること
ができる。さらに、発光素子の発光層の発光波長が３８
０ｎｍ以下の紫外線であるような場合でも、発光素子の
外部に光が取り出される前に蛍光物質により波長が長波
長側に変換されるため、紫外線による封止樹脂やその他
の実装部材などに対するダメージを解消することができ
る。また、半導体発光素子として、半導体レーザを用い
た場合にも、組立工程において蛍光物質を塗布するプロ
セスを省略することができるので、同様に生産性や信頼
性を向上することができる。また、蛍光物質を含有した
樹脂充填用のカップ状外囲器を設ける必要もなく、生産
性が飛躍的に向上する。

【００６１】次に、図１あるいは図２に示した半導体発
光素子を搭載した半導体発光装置の変型例について説明
する。図４は、本実施形態に係る第２の半導体発光装置
を表す一部断面模式図である。同図に表した半導体発光
装置２００Ａは、いわゆる「ステム・タイプ」の「ＬＥ
Ｄランプ」と称されるものである。ここで、ステム２１
０は、リード・ピン２２２と２２６とが、絶縁性部材２
２０によりモールド固定された構成を有する。この絶縁
性部材２２０としては、例えば、セラミクスや樹脂など
を用いることができる。リード・ピン２２２と２２６と
は、それぞれ外部にのびたアウター・リード２２４、２
２８を有する。半導体発光素子１０または５０は、リー
ドピン２２２の頂部にマウントされている。そして、発
光素子の一方の電極は、リード・ピン２２６に対して、
ワイア２３０により接続されている。さらに、発光素子
は、樹脂２４０によりモールドされ保護されている。

【００６２】図４に示したようなステム・タイプのＬＥ
Ｄランプにおいても、本発明による半導体発光素子１０
または５０を搭載することによって、図３に関して前述
したような種々の効果を同様に得ることができる。

【００６３】図５は、本実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体発
光装置２５０Ａは、いわゆる「基板タイプ」の「表面実
装（ＳＭＤ）ランプ」と称されるものである。すなわ
ち、ＳＭＤランプ２５０Ａにおいては、基板２６０の表
面に電極パターン２７２、２７４が形成され、この一方
に、本発明による半導体発光素子１０または５０がマウ
ントされている。ここで、基板２６０の材質としては、
例えば、エポキシなどの樹脂、あるいは、アルミナやガ
ラスなどのセラミクスなどを挙げることができる。半導
体発光素子の電極は、ワイア２８０によって電極パター
ン２７４に接続されている。そして、発光素子は、樹脂
２９０によりモールドされ保護されている。

【００６４】図５に示したような基板タイプのＳＭＤラ
ンプ２５０Ａにおいても、本発明による半導体発光素子
１０または５０を搭載することによって、図３に関して
前述したような種々の効果を同様に得ることができる。

【００６５】図６は、本実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体発
光装置３００Ａは、いわゆる「リード・フレーム・タイ
プ」の「表面実装（ＳＭＤ）ランプ」と称されるもので
ある。すなわち、ＳＭＤランプ３００Ａにおいては、リ
ード・フレーム３１０に、本発明による半導体発光素子
１０または５０がマウントされている。ここで、リード
・フレーム３１０の材質としては、例えば、金メッキさ
れた銅などの金属材料を挙げることができる。半導体発
光素子の電極は、ワイア３３０によってリード・フレー
ム３１０の電極端子に接続されている。そして、発光素
子は、樹脂３４０によりモールドされ保護されている。

【００６６】図６に示したようなリード・フレーム・タ
イプのＳＭＤランプ３００Ａにおいても、本発明による
半導体発光素子１０または５０を搭載することによっ
て、図３に関して前述したような種々の効果を同様に得
ることができる。

【００６７】図７は、本実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体発
光装置３５０Ａは、いわゆる「面発光型」と称される半
導体発光装置である。すなわち、面発光型装置３５０Ａ
においては、リード・フレーム３６０、３６２に、本発
明による半導体発光素子１０または５０がそれぞれマウ
ントされている。それぞれの半導体発光素子は、ワイア
３８０、３８０、・・・により、リード・フレームに接
続されている。そして、それぞれの半導体発光素子は、
反射板３７０のカップ部の内部において、樹脂３９０に
よりモールドされている。

【００６８】それぞれの半導体発光素子から出射した光
は、反射板３７０により反射されて、面状の光となり、
外部に取り出すことができる。

【００６９】図７に示したような面発光型の半導体発光
装置３５０Ａにおいても、本発明による半導体発光素子
１０または５０を搭載することによって、図３に関して
前述したような種々の効果を同様に得ることができる。

【００７０】図８は、本実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体発
光装置４００Ａは、いわゆる「ドーム型」と称される半
導体発光装置である。すなわち、ドーム型装置４００Ａ
においては、リード・フレーム４１０に、本発明による
半導体発光素子１０または５０が複数個、例えば５〜１
０個程度、円周上にマウントされている。それぞれの半
導体発光素子は、図示しないワイアよりリード・フレー
ム４１０の所定の端子に接続されている。そして、それ
ぞれの半導体発光素子は、封止樹脂４４０によりモール
ドされている。

【００７１】このようなドーム型半導体発光装置４００
Ａは、多数の半導体発光素子を搭載しているので、輝度
が高く、また均一な光を取り出すことができるという利
点を有する。

【００７２】図８に示したようなドーム型半導体発光装
置４００Ａにおいても、本発明による半導体発光素子１
０または５０を搭載することによって、図３に関して前
述したような種々の効果を同様に得ることができる。

【００７３】図９は、本実施形態に係る第７の半導体発
光装置を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）に平
面図、同図（ｂ）に断面図として表した半導体発光装置
４５０Ａは、いわゆる「メータ指針型」と称される半導
体発光装置である。このようなメータ指針型半導体発光
装置４５０Ａは、自発光型の指針として、例えば、自動
車のスピード・メータに用いられる。本発明によるメー
タ指針型装置４５０Ａにおいては、所定の基板あるいは
リード・フレーム４６０の上に、本発明による半導体発
光素子１０または５０が複数個、例えば５〜２０個程
度、所定の間隔をおいてマウントされている。それぞれ
の半導体発光素子は、図示しないワイアにより、所定の
端子に接続されている。そして、それぞれの半導体発光
素子は、封止樹脂４９０によりモールドされている。ま
た、このメータ指針型装置４５０Ａは、取り付けフラン
ジ４６６により、例えばスピード・メータの軸に取り付
けられるようにされている。

【００７４】このようなメータ指針型半導体発光装置４
５０Ａは、小型で軽量であり、多数の半導体発光素子を
搭載しているので、輝度が高く、また均一な光を取り出
すことができるという利点を有する。

【００７５】図９に示したようなメータ指針型半導体発
光装置４５０Ａにおいても、本発明による半導体発光素
子１０または５０を搭載することによって、図３に関し
て前述したような種々の効果を同様に得ることができ
る。

【００７６】また、異なる発光色を有する半導体発光素
子を並べることにより、指針上に発光色の分布を設ける
ことも容易となる。このような場合においても、本発明
によれば、用いる半導体発光素子に含有させる蛍光体の
種類を変えるだけで済み、半導体素子の材料や構造は同
一とすることができるので、駆動電流や、供給電圧は、
共通にすることができるという利点も生ずる。

【００７７】図１０は、本実施形態に係る第８の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に表した半導体発光
装置５００Ａは、いわゆる「７セグメント型」と称され
る半導体発光装置であり、この中でも特に「基板タイ
プ」と称されるものを表したものである。７セグメント
型発光装置とは数字を表示する発光装置であり、同図
（ａ）はその全体斜視図、同図（ｂ）はその一部透視斜
視図である。また、「基板タイプ」には、同図（ｃ）に
断面図で示した「中空タイプ」と、同図（ｄ）に断面図
で示した「樹脂封止タイプ」とがある。いずれのタイプ
も基板５１０の上に半導体発光素子１０または５０がマ
ウントされた型式のものである。「中空タイプ」は、半
導体発光素子の周囲が中空であり、「樹脂封止タイプ」
は、半導体発光素子の周囲が樹脂５４０で封止されてい
る。

【００７８】いずれの装置においても、半導体発光素子
１０または５０の電極は、ワイア５３０によって所定の
端子に接続されている。また、半導体発光素子から放出
された光は、反射板５２０により反射され、外部に取り
出すことができる。また、光の取り出し部には、必要に
応じて、カラーフィルタ５４４や光拡散フィルム５４８
などを設けても良い。

【００７９】図１０に示したような７セグメント型半導
体発光装置５００Ａにおいても、本発明による半導体発
光素子１０または５０を搭載することによって、図３に
関して前述したような種々の効果を同様に得ることがで
きる。

【００８０】図１１は、本実施形態に係る第９の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に表した半導体発光
装置５５０Ａも、いわゆる「７セグメント型」と称され
る半導体発光装置であり、この中でも特に「リード・フ
レーム・タイプ」と称されるものの要部断面を表したも
のである。すなわち、本発明による半導体発光層１０ま
たは５０は、リード・フレーム５６０にマウントされ、
ワイア５８０により所定の配線が施されている。また、
半導体発光素子は、樹脂５９０によって封止されてい
る。半導体発光素子から放出された光は、反射板５７０
により反射され、外部に取り出すことができる。

【００８１】図１１に示したような７セグメント型半導
体発光装置５５０Ａにおいても、本発明による半導体発
光素子１０または５０を搭載することによって、図３に
関して前述したような種々の効果を同様に得ることがで
きる。

【００８２】図１２は、本実施形態に係る第１０の半導
体発光装置を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）
に平面図、同図（ｂ）に断面図として表した半導体発光
装置６００Ａは、いわゆる「レベル・メータ型」と称さ
れる半導体発光装置である。このようなレベル・メータ
型装置６００Ａは、例えば、自動車のスピードやエンジ
ン回転数を表示するレベル・メータとして用いられる。
本発明によるレベル・メータ型装置６００Ａにおいて
は、取り付けフランジ６０２に固定された所定の基板あ
るいはリード・フレーム６１０の上に、本発明による半
導体発光素子１０または５０が複数個、例えば１０〜３
０個程度、所定の間隔をおいてマウントされている。こ
こで、多くの場合には、点灯させる発光素子の位置に応
じて発光色が段階的あるいは連続的に変化するように、
順次異なる発光色を有する半導体発光素子がマウントさ
れる。それぞれの半導体発光素子は、図示しないワイア
により所定の端子に接続されている。そして、それぞれ
の半導体発光素子は、樹脂６４０によりモールドされて
いる。

【００８３】図１２に示したようなレベル・メータ型半
導体発光装置６００Ａにおいても、本明による半導体発
光素子１０または５０を搭載することによって、図３に
関して前述したような種々の効果を同様に得ることがで
きる。

【００８４】また、このようなレベル・メータ型半導体
発光装置においては、異なる発光色を有する半導体発光
素子を並べる必要が多いが、本発明によれば、発光色の
変更は、半導体発光素子に含有させる蛍光体の種類を変
えるだけで済み、半導体素子の材料や構造は同一とする
ことができるので、駆動電流や、供給電圧、あるいは素
子のサイズなどは、共通にすることができるという利点
も生ずる。

【００８５】図１３は、本実施形態に係る第１１の半導
体発光装置を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）
に斜視図、同図（ｂ）に要部断面図として表した半導体
発光装置６５０Ａは、いわゆる「マトリクス型」と称さ
れる半導体発光装置である。このようなマトリクス型装
置６５０Ａは、同図（ａ）に示したように、半導体発光
素子がそれぞれ配置されている発光部６５２が縦横マト
リクス状に配置されたものであり、かな、数字、漢字、
記号、あるいはその他の図形などを表示することができ
る。

【００８６】本発明によるマトリクス型発光装置６５０
Ａは、図１３（ｂ）に断面図に表したように、基板６６
０の上に本発明による半導体発光素子１０または５０が
マウントされ、図示しないワイアにより所定の端子に接
続されている。また、半導体発光素子は、樹脂６９０に
より封止されている。半導体発光素子から放出された光
は、反射板６７０により反射され、外部に取り出すこと
ができる。また、必要に応じて、カラーフィルタ６９２
や光拡散フィルム６９４を設けることもできる。

【００８７】図１３に示したようなマトリクス型半導体
発光装置６５０Ａにおいても、本明による半導体発光素
子１０または５０を搭載することによって、図３に関し
て前述したような種々の効果を同様に得ることができ
る。

【００８８】また、このようなマトリクス型半導体発光
装置において、異なる発光色を有する半導体発光素子を
並べる必要がある場合にも、本発明によれば、発光色の
変更は、半導体発光素子に含有させる蛍光体の種類を変
えるだけで済み、半導体素子の材料や構造は同一とする
ことができるので、駆動電流や、供給電圧、あるいは素
子のサイズなどは、共通にすることができるという利点
も生ずる。さらに、同一色間において色のばらつきが少
ないという利点も生ずる。

【００８９】図１４は、本実施形態に係る第１２の半導
体発光装置を表す模式図である。同図に組立図として表
した半導体発光装置７００Ａは、いわゆる「アレイ型」
と称される半導体発光装置であり、例えばファックス
（ＦＡＸ）やスキャナなどの光源部に使用される。この
ようなアレイ型装置７００Ａは、基板７２０の上にレー
ル状の反射板７２２が設けられ、その間に本発明による
半導体発光素子１０または５０が直線状に配置されてい
る。それぞれの半導体発光素子の間には、仕切板７２４
が設けられている。また、発光素子の上には、ロッド・
レンズ７４０が配置され、それぞれの発光素子からの光
を集光して外部に取り出すことができるようにされてい
る。

【００９０】図１４に示したようなアレイ型半導体発光
装置７００Ａにおいても、本明による半導体発光素子１
０または５０を搭載することによって、図３に関して前
述したような種々の効果を同様に得ることができる。ま
た、同一色の間での色のばらつきが少ないという利点も
生ずる。

【００９１】また、このようなアレイ型半導体発光装置
において、異なる発光色を有する半導体発光素子を並べ
る必要がある場合にも、本発明によれば、発光色の変更
は、半導体発光素子に含有させる蛍光体の種類を変える
だけで済み、半導体素子の材料や構造は同一とすること
ができるので、駆動電流や、供給電圧、あるいは素子の
サイズなどは、共通にすることができるという利点も生
ずる。

【００９２】図１５は、本実施形態に係る第１３の半導
体発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表
した半導体発光装置７５０Ａは、いわゆる「キャン型レ
ーザ」と称される半導体発光装置である。このようなキ
ャン型レーザ７５０Ａにおいては、ステム７７０の先端
部に、本発明による半導体発光素子１０または５０が直
線状に配置されている。ここで、半導体発光素子１０ま
たは５０は、レーザ素子である。半導体発光素子の背面
側には、モニタ用の受光素子７７５が配置され、半導体
発光素子１０または５０の光出力をモニタできるように
されている。また、ステム７７０の頭部は、キャン７９
０により封止され、レーザ光は取り出し窓７９２を介し
て、外部に取り出すことができるようにされている。

【００９３】図１５に示したようなキャン型レーザ半導
体発光装置７５０Ａにおいても、本明による半導体発光
素子１０または５０を搭載することによって、図３に関
して前述したような種々の効果を同様に得ることができ
る。

【００９４】以上、本発明の第１の実施形態として蛍光
体を適宜含有させた半導体発光素子と、本発明の第２の
実施形態としてこのような半導体発光素子を搭載した半
導体発光装置とについて、それぞれ具体例を例示しつつ
説明した。次に、本発明の第３の実施の形態について説
明する。本実施形態においては、半導体発光素子を実装
部材にマウントした後に、蛍光物質を所定の方法により
堆積する。図１６は、本実施形態による半導体発光装置
を例示する模式図である。すなわち、同図の半導体発光
装置１００Ｂは、リード・フレーム・タイプのＬＥＤラ
ンプである。本実施形態においては、リード・フレーム
１１０に、半導体発光素子９９０をマウントし、しかる
後に、半導体発光素子９９０の表面に蛍光物質を堆積さ
せて、蛍光体層ＦＬを形成する。

【００９５】ここで、半導体発光素子９９０としては、
蛍光物質を含有しているものである必要はない。しか
し、通常得られる多くの蛍光物質において高い波長変換
効率を得るためには、青色若しくはそれよりも波長が短
い紫外線領域において、高い輝度を有する半導体発光素
子であることが望ましい。このような半導体発光素子と
しては、例えば、図１や図２に関して説明したような、
ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、ＢＮ系な
どの半導体材料を発光層に用いた発光素子を挙げること
ができる。

【００９６】蛍光物質の堆積の方法としては、所定の溶
媒に蛍光体を分散させ、半導体発光素子９９０の表面に
塗布して乾燥させる方法と、所定の溶媒を半導体発光素
子９９０の表面に塗布してから、蛍光体をふりかけ、あ
るいは吹き付けて、乾燥させる方法とがある。

【００９７】溶媒としては、接着性あるいは粘着性を有
するものが望ましい。具体的には、例えば、無機の重合
体を主成分とするものや、ゴム系有機物質を主成分とす
るもの、あるいは澱粉質やタンパク質を主成分とするも
のを挙げることができる。ここで、無機系の溶媒を用い
た場合には、耐熱性や耐薬品性が高く、不燃性も得られ
る点で有利である。また、ゴム系、澱粉質あるいはタン
パク質を用いた場合には、乾燥後の応力が緩和され、溶
媒の残留応力に起因する素子の劣化やワイアの断線など
の不良を防止することができる点で有利である。また、
澱粉質やタンパク質は、水溶性を有する点で扱いやすい
という利点も有する。

【００９８】溶媒としては具体的には、例えば、珪酸ア
ルカリ水溶液、珪酸コロイドいす溶液、燐酸塩水溶液、
珪酸化合物溶解有機溶剤、ゴム配合有機溶剤、天然系グ
ルー水溶液などを挙げることができる。

【００９９】また、これらの溶媒は、乾燥固化した後の
光屈折率が、半導体発光素子の光出射部の光屈折率とそ
の外側の光屈折率との間の値を有するものであることが
望ましい。例えば、半導体発光素子を樹脂で封止するよ
うな場合においては、固化した溶媒の光屈折率は、半導
体発光素子の光出射部の光屈折率と樹脂の光屈折率との
間の値であるようにすることが望ましい。このようにす
れば、光の取り出し部において、全反射を防ぐことによ
り、取り出し効率を改善することができるからである。

【０１００】一方、本実施形態において用いる蛍光物質
としては、第１実施形態において説明したような種々の
無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いることがで
きる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子の発
光波長と、所望の取り出し光の波長との関係において、
高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択するこ
とが望ましい。

【０１０１】本実施形態によれば、このように、半導体
発光素子９９０の光出射部に蛍光体層ＦＬを堆積させる
ので、発光素子からの発光をほぼ１００％に近い効率で
蛍光物質に吸収させ、波長変換することができる。特
に、発光素子の発光波長が３８０ｎｍ以下の紫外線の場
合に有効である。

【０１０２】また、本実施形態においては、光源が発光
素子の光出射部近傍に限定される。したがって、発光素
子からの光が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光
の方向に依存せずほぼ一定となり変換効率も均一とな
る。その結果として、発光装置から取り出した光の波長
が方向に依存して変化するという問題が解消される。

【０１０３】また、本実施形態においては、光源が発光
素子の光出射部近傍に限定されるので、レンズや反射板
などを用いた集光が容易となり、輝度の高い半導体発光
装置を実現することができる。特に、蛍光物質を分散さ
せる溶媒として、硬化時の堆積収縮率が大きい無機系重
合体やゴム、澱粉質、蛋白質系の溶媒を用いることによ
って、蛍光体層ＦＬを半導体発光素子の光出射部近傍の
みに限定することが容易となり、本実施形態の効果をさ
らに改善することができる。

【０１０４】さらに、本実施形態においては、溶媒の光
屈折率を半導体発光素子とその隣接する材料との間の値
となるように選択することによって、半導体発光素子か
らの光の取り出し効率をさらに改善し、高出力の半導体
発光装置を提供することができるようになる。

【０１０５】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１０６】図１７は、本実施形態に係る第２の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置２００Ｂは、いわゆるステム・タイプ
のＬＥＤランプである。本実施形態においては、ステム
２１０の上に半導体発光素子９９０がマウントされ、そ
の上から、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層
ＦＬが堆積されている。ここで、蛍光体層ＦＬの堆積に
際しては、予め蛍光物質を溶媒に分散させておいても、
あとから吹き付けても良い。

【０１０７】図１８は、本実施形態に係る第３の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置２５０Ｂは、いわゆる基板タイプのＳ
ＭＤランプである。本実施形態においては、基板２６０
の上に半導体発光素子９９０がマウントされ、その上か
ら、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが
堆積されている。

【０１０８】図１９は、本実施形態に係る第４の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置３００Ｂは、いわゆるリード・フレー
ム・タイプのＳＭＤランプである。本実施形態において
は、リード・フレーム３１０の上に半導体発光素子９９
０がマウントされ、その上から、前述したいずれかの方
法により、蛍光物質層ＦＬが堆積されている。

【０１０９】図２０は、本実施形態に係る第５の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置３５０Ｂは、いわゆる面発光型の半導
体発光装置である。本実施形態においては、ステム３６
０、３６２の上に半導体発光素子９９０がマウントさ
れ、その上から、前述したいずれかの方法により、蛍光
物質層ＦＬが堆積されている。

【０１１０】図２１は、本実施形態に係る第６の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置４００Ｂは、いわゆるドーム型半導体
発光装置である。本実施形態においては、ステム４１０
の上に複数の半導体発光素子９９０がマウントされ、そ
の上から、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層
ＦＬが堆積されている。

【０１１１】図２２は、本実施形態に係る第７の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置４５０Ｂは、いわゆるメータ指針型の
半導体発光装置である。本実施形態においては、基板あ
るいはリード・フレーム４６０の上に複数の半導体発光
素子９９０がマウントされ、その上から、前述したいず
れかの方法により、蛍光物質層ＦＬが堆積されている。

【０１１２】図２３は、本実施形態に係る第８の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置５００Ｂは、いわゆる基板タイプの７
セグメント型半導体発光装置であり、同図（ａ）は「中
空タイプ」、同図（ｂ）は「樹脂封止タイプ」を表す。
本実施形態においては、基板５１０の上に半導体発光素
子９９０がマウントされ、その上から、前述したいずれ
かの方法により、蛍光物質層ＦＬが堆積されている。

【０１１３】図２４は、本実施形態に係る第９の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置５５０Ｂは、いわゆるリード・フレー
ム・タイプの７セグメント型半導体発光装置である。本
実施形態においては、リード・フレーム５６０の上に半
導体発光素子９９０がマウントされ、その上から、前述
したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが堆積され
ている。

【０１１４】図２５は、本実施形態に係る第１０の半導
体発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表
した半導体発光装置６５０Ｂは、いわゆるマトリクス型
の半導体発光装置である。本実施形態においては、基板
６６０の上に複数の半導体発光素子９９０がマウントさ
れ、その上から、前述したいずれかの方法により、蛍光
物質層ＦＬが堆積されている。

【０１１５】図２６は、本実施形態に係る第１１の半導
体発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表
した半導体発光装置７５０Ｂは、いわゆるキャン型レー
ザとしての半導体発光装置である。本実施形態において
は、ステム７７０の先端にレーザとしての半導体発光素
子９９０がマウントされ、その上から、前述したいずれ
かの方法により、蛍光物質層ＦＬが堆積されている。

【０１１６】以上、本発明の第３の実施形態の具体例に
ついて、図１６〜図２６を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図１６に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０１１７】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の樹
脂部分に適宜、蛍光物質を配置することにより、高い効
率で波長変換することができる半導体発光装置を提供す
る。

【０１１８】図２７は、本実施形態による半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置２５０Ｃは、いわゆる基板型
のＳＭＤランプである。そして、同図（ａ）に示した例
においては、封止樹脂２９０の全体に蛍光物質が混合さ
れている。

【０１１９】また、同図（ｂ）に示した例においては、
封止樹脂２９０の表面層付近に蛍光物質が特に高濃度に
混合された層２９０Ａが形成されている。このように、
蛍光物質を樹脂の表面層付近に高濃度に混入させる方法
としては、例えば、蛍光物質を含有した樹脂を用いて半
導体発光素子９９０を封止する際に、樹脂が硬化するま
での間に、蛍光物質を沈殿させて、表面層付近に蛍光物
質が高濃度に含有された層を形成する方法を挙げること
ができる。この際に、蛍光物質の沈殿の具合によって、
蛍光物質の分布状態を調節することができる。すなわ
ち、完全に沈殿させれば、次に説明するように樹脂の表
面部分に蛍光物質を塗布したのと同様の構成を得ること
ができる。

【０１２０】次に、同図（ｃ）に示した例においては、
封止樹脂２９０の周囲に蛍光物質含有層２９０Ｂが均一
に設けられている。このような蛍光物質含有層２９０Ｂ
を形成する方法としては、例えば、半導体発光素子９９
０の周囲を蛍光物質を含有しない樹脂でモールドした後
に、蛍光物質を含有した樹脂をその周囲に塗布するか、
または積層モールドする方法を挙げることができる。

【０１２１】ここで、前述したいずれの例においても、
半導体発光素子９９０は、蛍光物質を含有したものであ
る必要はない。しかし、通常得られる多くの蛍光物質を
用いて高い波長変換効率を得るためには、青色若しくは
それよりも波長が短い紫外線領域において、高い輝度を
有する半導体発光素子であることが望ましい。このよう
な半導体発光素子としては、例えば、図１や図２に関し
て説明したような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、
ＺｎＳ系、ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用いた発
光素子を挙げることができる。

【０１２２】一方、本実施形態において用いる蛍光物質
としては、第１実施形態において説明したような種々の
無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いることがで
きる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子の発
光波長と、所望の取り出し光の波長との関係において、
高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択するこ
とが望ましい。

【０１２３】本実施形態においては、半導体発光装置の
樹脂に所定の方法により蛍光物質を含有させるので、発
光を多色化することができ、発光波長のばらつきを抑制
し、発熱による発光波長のずれを抑制することもできる
ようになる。

【０１２４】また、ＧａＮ系材料にとって最も効率の良
い発光波長３８０ｎｍ以下の紫外線発光素子を利用する
ことによって、極めて高い効率の半導体発光装置を実現
することができるようになる。

【０１２５】特に、本実施形態によれば、非常に小型で
実装が容易な白色発光のＳＭＤランプを実現することが
できるようになる。従来のＳＭＤランプでは、見栄えの
改善のために光散乱剤などを別途封止樹脂内に混入して
発光の均一性を改善する必要があった。しかし、このよ
うな光散乱剤の光吸収によって輝度が低下するという欠
点があった。これに対して、本実施形態によれば、混入
する蛍光物質が、光散乱剤の役割も兼ねるので、明るく
且つ見栄えの良いＳＭＤランプを実現することができる
ようになる。

【０１２６】また、図２７（ｂ）および（ｃ）に示した
例においては、蛍光物質を樹脂の表面付近に高濃度に分
布させることができる。従って、発光素子９９０からの
光を均一に高い効率で波長変換することができる。

【０１２７】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１２８】図２８は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３００Ｃは、いわゆる
リード・フレーム・タイプのＳＭＤランプである。そし
て、同図（ａ）に示した例においては、封止樹脂３４０
の全体に蛍光物質が混合されている。また、同図（ｂ）
に示した例においては、封止樹脂３４０の表面層付近に
蛍光物質が特に高濃度に混合された層３４０Ａが形成さ
れている。このように、蛍光物質を樹脂の表面層付近に
高濃度に混入させる方法としては、例えば、蛍光物質を
含有した樹脂を用いて半導体発光素子９９０を封止する
際に、樹脂が硬化するまでの間に、蛍光物質を沈殿させ
て、表面層付近に蛍光物質が高濃度に含有された層を形
成する方法を挙げることができる。

【０１２９】次に、同図（ｃ）に示した例においては、
封止樹脂３４０の周囲に蛍光物質含有層３４０Ｂが均一
に設けられている。このような蛍光物質含有層３４０Ｂ
を形成する方法としては、例えば、半導体発光素子９９
０の周囲を蛍光物質を含有しない樹脂でモールドした後
に、蛍光物質を含有した樹脂をその周囲に塗布するか、
または積層モールドする方法を挙げることができる。ま
た、同図（ｂ）に関して前述したように、蛍光物質を沈
殿させる際に完全に沈殿させて形成すると、樹脂表面に
塗布したのと同様の構成を得ることができる。

【０１３０】図２９は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｃは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、同図（ａ）
に示した例においては、封止樹脂３９０の全体に蛍光物
質が混合されている。また、同図（ｂ）に示した例にお
いては、封止樹脂３９０の表面層付近に蛍光物質が特に
高濃度に混合された層３９０Ａが形成されている。次
に、同図（ｃ）に示した例においては、封止樹脂３９０
の周囲に蛍光物質含有層３９０Ｂが均一に設けられてい
る。それぞれの蛍光物質の混入方法は、図２７に関して
前述した方法と同一とすることができる。本実施形態に
よれば、従来と比較してはるかに明るく均一性に優れた
白色発光の面発光型半導体発光装置を実現することがで
きる。

【０１３１】図３０は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｃは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、同図（ａ）
に示した例においては、封止樹脂４４０の全体に蛍光物
質が混合されている。また、同図（ｂ）に示した例にお
いては、封止樹脂４４０の表面層付近に蛍光物質が特に
高濃度に混合された層４４０Ａが形成されている。次
に、同図（ｃ）に示した例においては、封止樹脂４４０
の周囲に蛍光物質含有層４４０Ｂが均一に設けられてい
る。それぞれの蛍光物質の混入方法は、図２７に関して
前述した方法と同一とすることができる。本実施形態に
よれば、従来と比較してはるかに明るく均一性に優れた
白色発光のドーム型半導体発光装置を実現することがで
きる。

【０１３２】図３１は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４５０Ｃは、いわゆる
メータ指針型の半導体発光装置である。そして、同図
（ａ）に示した例においては、封止樹脂４９０の全体に
蛍光物質が混合されている。また、同図（ｂ）に示した
例においては、封止樹脂４９０の表面層付近に蛍光物質
が特に高濃度に混合された層４９０Ａが形成されてい
る。次に、同図（ｃ）に示した例においては、封止樹脂
４９０の周囲に蛍光物質含有層４９０Ｂが均一に設けら
れている。それぞれの蛍光物質の混入方法は、図２７に
関して前述した方法と同一とすることができる。本実施
形態によれば、従来と比較してはるかに明るく均一性に
優れた白色発光のメータ指針型半導体発光装置を実現す
ることができる。特に、車載用など背景がブラックパネ
ルの場合の指針用として使用する場合は、赤色や青色な
どと比較してコントラストが高く、夜間の使用に際して
最適である。

【０１３３】図３２は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｃは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、同図（ａ）に示した例においては、封止樹脂５４
０の全体に蛍光物質が混合されている。また、同図
（ｂ）に示した例においては、封止樹脂５４０の表面層
付近に蛍光物質が特に高濃度に混合された層５４０Ａが
形成されている。次に、同図（ｃ）に示した例において
は、封止樹脂５４０の周囲に蛍光物質含有層５４０Ｂが
均一に設けられている。それぞれの蛍光物質の混入方法
は、図２７に関して前述した方法と同一とすることがで
きる。本実施形態によれば、従来と比較してはるかに明
るく均一性に優れた白色発光の７セグメント型半導体発
光装置を実現することができる。

【０１３４】図３３は、本実施形態による第７の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５５０Ｃは、いわゆる
リード・フレーム・タイプの７セグメント型半導体発光
装置である。そして、同図（ａ）に示した例において
は、封止樹脂５９０の全体に蛍光物質が混合されてい
る。また、同図（ｂ）に示した例においては、封止樹脂
５９０の表面層付近に蛍光物質が特に高濃度に混合され
た層５９０Ａが形成されている。次に、同図（ｃ）に示
した例においては、封止樹脂５９０の周囲に蛍光物質含
有層５９０Ｂが均一に設けられている。それぞれの蛍光
物質の混入方法は、図２７に関して前述した方法と同一
とすることができる。本実施形態によれば、従来と比較
してはるかに明るく均一性に優れた白色発光の７セグメ
ント型半導体発光装置を実現することができる。さら
に、本実施形態によれば、発光装置の表面付近で発光が
得られるので、視認角を広く確保することができるとい
う利点も生ずる。

【０１３５】図３４は、本実施形態による第８の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置６５０Ｃは、いわゆる
マトリクス型半導体発光装置である。そして、同図
（ａ）に示した例においては、封止樹脂６９０の全体に
蛍光物質が混合されている。また、同図（ｂ）に示した
例においては、封止樹脂６９０の表面層付近に蛍光物質
が特に高濃度に混合された層６９０Ａが形成されてい
る。次に、同図（ｃ）に示した例においては、封止樹脂
６９０の周囲に蛍光物質含有層６９０Ｂが均一に設けら
れている。それぞれの蛍光物質の混入方法は、図２７に
関して前述した方法と同一とすることができる。本実施
形態によれば、従来と比較してはるかに明るく均一性に
優れた白色発光のドット・マトリクス型半導体発光装置
を実現することができる。また、ＲＧＢの画素を形成す
るフルカラー画像表示を行う場合、例えば発光素子は紫
外線発光のタイプのもの１種類のみを用いて、蛍光物質
の種類によってＲＧＢの画素に振り分けることが可能で
あり、表示装置の構成を簡素化して組立工程も簡略化す
ることができる。また、半導体発光素子を高密度に実装
すると発熱量が増加するが、このような場合において
も、蛍光体の変換特性は安定しているので、発光波長が
変動しないという利点も生ずる。さらに、本実施形態に
よれば、発光装置の表面付近で発光が得られるので、視
認角を広く確保することができるという利点も生ずる。

【０１３６】以上、本発明の第４の実施形態の具体例に
ついて、図２７〜図３４を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図２７に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０１３７】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の封
止樹脂の内部に空洞を設け、その内壁面に蛍光物質を配
置することによって、波長変換効率を安定させ、高輝度
の半導体発光装置を実現することができる。

【０１３８】図３５は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｄは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０にマウ
ントされ、樹脂１４０Ｄにより封止されている。ここ
で、本実施形態においては、樹脂１４０Ｄの内部に空洞
１４２が形成され、空洞１４２の内壁面に蛍光物質の堆
積層ＦＬが設けられている。

【０１３９】ここで、半導体発光素子９９０は、蛍光物
質を含有しているものである必要はない。しかし、通常
得られる多くの蛍光物質において高い波長変換効率を得
るためには、青色若しくはそれよりも波長が短い紫外線
領域において、高い輝度を有する半導体発光素子である
ことが望ましい。このような半導体発光素子としては、
例えば、図１や図２に関して説明したような、ＧａＮ
系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、ＢＮ系などの半
導体材料を発光層に用いた発光素子を挙げることができ
る。

【０１４０】また、本実施形態において用いる蛍光物質
としては、第１実施形態において説明したような種々の
無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いることがで
きる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子の発
光波長と、所望の取り出し光の波長との関係において、
高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択するこ
とが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で効果
的に励起されるものを選択することが望ましい。可視光
で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置を並
列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからであ
る。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接する
発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発光
を生ずることがあるからである。

【０１４１】本実施形態によれば、このように、半導体
発光素子９９０の周囲に蛍光体層ＦＬを均一に堆積させ
ることができるので、発光素子からの発光をほぼ１００
％に近い効率で蛍光物質に吸収させ、波長変換すること
ができる。特に、発光素子の発光波長が３８０ｎｍ以下
の紫外線の場合に有効である。

【０１４２】また、本実施形態によれば、半導体発光素
子９９０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に
取り出すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。
すなわち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に
依存することなく、一定であるので半導体発光素子の特
性にばらつきがあるような場合でも、半導体発光装置の
発光波長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流
や印加電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制するこ
ともできる。

【０１４３】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定される。したがって、発光素子からの光
が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光の方向に依
存せずほぼ一定となり変換効率も均一となる。その結果
として、発光装置から取り出した光の波長が方向に依存
して変化するという問題が解消される。

【０１４４】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定することができるので、レンズ効果によ
る集光性が改善され、発光強度を上昇させることができ
る。このような発光強度の改善は、信号機や屋外ディス
プレイなどの応用分野について特に効果的である。ま
た、樹脂内の空洞１４２を大きくした場合には、見かけ
の光源が大きくなるために、均一性が改善され、見栄え
が良くなり、インジケータ・ランプなどの応用について
特に効果的である。

【０１４５】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０１４６】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１４７】図３６は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｄは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、その樹
脂２４０Ｄの内部に空洞２４２が形成され、空洞２４２
の内壁面に蛍光物質の堆積層ＦＬが設けられている。

【０１４８】図３７は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｄは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その樹脂２
９０Ｄの内部に空洞２９２が形成され、空洞２９２の内
壁面に蛍光物質の堆積層ＦＬが設けられている。

【０１４９】図３８は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｄは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、その樹脂３
９０Ｄの内部に空洞３９２が形成され、空洞３９２の内
壁面に蛍光物質の堆積層ＦＬが設けられている。

【０１５０】図３９は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｄは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、その樹脂４
４０Ｄの内部に空洞４４２が形成され、空洞４４２の内
壁面に蛍光物質の堆積層ＦＬが設けられている。

【０１５１】図４０は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｄは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その樹脂５４０Ｄの内部に空洞５４２が形成さ
れ、空洞５４２の内壁面に蛍光物質の堆積層ＦＬが設け
られている。

【０１５２】以上、本発明の第５の実施形態の具体例に
ついて、図３５〜図４０を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図３５に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０１５３】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の封
止樹脂の内部にディッピング樹脂層を設け、そのディッ
ピング樹脂層に蛍光物質を含有させることによって、波
長変換効率を安定させ、高輝度の半導体発光装置を実現
することができる。

【０１５４】図４１は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｅは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０にマウ
ントされ、樹脂１４０Ｅにより封止されている。ここ
で、本実施形態においては、樹脂１４０Ｅの内部にディ
ッピング樹脂層１４２Ｅが形成され、このディッピング
樹脂層１４２Ｅに蛍光物質が含有されている。ここで、
「ディッピング樹脂」とは、溶媒に溶解させた樹脂材料
をディスペンサなどにより滴下するか、あるいは、この
ような樹脂材料の溶液中に素子をディップすることによ
り、「モールド型」を用いずに形成する樹脂をいう。す
なわち、本実施形態においては、まず、半導体発光素子
９９０の周囲を蛍光物質を含有させたディッピング樹脂
１４２Ｅにより封止し、しかる後に、封止樹脂１４０Ｅ
をモールド形成する。

【０１５５】ここで、半導体発光素子９９０は、蛍光物
質を含有しているものである必要はない。しかし、通常
得られる多くの蛍光物質において高い波長変換効率を得
るためには、青色若しくはそれよりも波長が短い紫外線
領域において、高い輝度を有する半導体発光素子である
ことが望ましい。このような半導体発光素子としては、
例えば、図１や図２に関して説明したような、ＧａＮ
系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、ＢＮ系などの半
導体材料を発光層に用いた発光素子を挙げることができ
る。

【０１５６】また、本実施形態において用いる蛍光物質
としては、第１実施形態において説明したような種々の
無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いることがで
きる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子の発
光波長と、所望の取り出し光の波長との関係において、
高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択するこ
とが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で効果
的に励起されるものを選択することが望ましい。可視光
で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置を並
列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからであ
る。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接する
発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発光
を生ずることがあるからである。

【０１５７】本実施形態によれば、このように、半導体
発光素子９９０の周囲に蛍光体層ＦＬを均一に堆積させ
ることができるので、発光素子からの発光をほぼ１００
％に近い効率で蛍光物質に吸収させ、波長変換すること
ができる。特に、発光素子の発光波長が３８０ｎｍ以下
の紫外線の場合に有効である。

【０１５８】また、本実施形態によれば、半導体発光素
子９９０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に
取り出すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。
すなわち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に
依存することなく、一定であるので半導体発光素子の特
性にばらつきがあるような場合でも、半導体発光装置の
発光波長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流
や印加電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制するこ
ともできる。

【０１５９】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定される。したがって、発光素子からの光
が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光の方向に依
存せずほぼ一定となり変換効率も均一となる。その結果
として、発光装置から取り出した光の波長が方向に依存
して変化するという問題が解消される。

【０１６０】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定することができるので、レンズ効果によ
る集光性が改善され、発光強度を上昇させることができ
る。このような発光強度の改善は、信号機や屋外ディス
プレイなどの応用分野について特に効果的である。ま
た、樹脂内の空洞１４２を大きくした場合には、見かけ
の光源が大きくなるために、均一性が改善され、見栄え
が良くなり、インジケータ・ランプなどの応用について
特に効果的である。

【０１６１】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０１６２】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１６３】図４２は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｅは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、その樹
脂２４０Ｅの内部にディッピング樹脂層２４２Ｅが形成
され、そのディッピング樹脂層２４２Ｅに蛍光物質が含
有されている。

【０１６４】図４３は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｅは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その樹脂２
９０Ｅの内部にディッピング樹脂層２９２Ｅが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層２９２Ｅに蛍光物質が含有
されている。

【０１６５】図４４は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｅは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、その樹脂３
９０Ｅの内部にディッピング樹脂層３９２Ｅが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層３９２Ｅに蛍光物質が含有
されている。

【０１６６】図４５は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｅは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、その樹脂４
４０Ｅの内部にディッピング樹脂層４４２Ｅが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層４４２Ｅに蛍光物質が含有
されている。

【０１６７】図４６は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｅは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その樹脂５４０Ｅの内部にディッピング樹脂層５
４２Ｅが形成され、そのディッピング樹脂層５４２Ｅに
蛍光物質が含有されている。

【０１６８】以上、本発明の第６の実施形態の具体例に
ついて、図４１〜図４６を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図４１に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０１６９】次に、本発明の第７の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の封
止樹脂の内部にディッピング樹脂層を設け、そのディッ
ピング樹脂層の表面に蛍光物質を塗布することによっ
て、波長変換効率を安定させ、高輝度の半導体発光装置
を実現することができる。

【０１７０】図４７は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｆは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０にマウ
ントされ、樹脂１４０Ｆにより封止されている。ここ
で、本実施形態においては、樹脂１４０Ｆの内部にディ
ッピング樹脂層１４２Ｆが形成され、このディッピング
樹脂層１４２Ｆの表面に蛍光物質ＦＬが塗布されてい
る。すなわち、本実施形態においては、まず、半導体発
光素子９９０の周囲を蛍光物質を含有させたディッピン
グ樹脂１４２Ｆにより封止し、しかる後に、ディッピン
グ樹脂１４２Ｆの表面に蛍光物質ＦＬを塗布し、さら
に、封止樹脂１４０Ｆをモールド形成する。

【０１７１】蛍光物質の塗布は、図１６に関して前述し
た方法と同様の方法により実施することができる。すな
わち、溶媒中に蛍光物質を分散して塗布するか、また
は、溶媒を塗布した後に蛍光物質をふりかけ、または吹
き付けることにより、蛍光物質の層ＦＬを形成すること
ができる。溶媒としては、前述したように、接着性ある
いは粘着性を有するものが望ましい。具体的には、例え
ば、無機の重合体を主成分とするものや、ゴム系有機物
質を主成分とするもの、あるいは澱粉質やタンパク質を
主成分とするものを挙げることができる。さらに具体的
には、例えば、珪酸アルカリ水溶液、珪酸コロイドいす
溶液、燐酸塩水溶液、珪酸化合物溶解有機溶剤、ゴム配
合有機溶剤、天然系グルー水溶液などを挙げることがで
きる。

【０１７２】本実施形態においても、半導体発光素子９
９０は、蛍光物質を含有しているものである必要はな
い。しかし、通常得られる多くの蛍光物質において高い
波長変換効率を得るためには、青色若しくはそれよりも
波長が短い紫外線領域において、高い輝度を有する半導
体発光素子であることが望ましい。このような半導体発
光素子としては、例えば、図１や図２に関して説明した
ような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、
ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用いた発光素子を挙
げることができる。

【０１７３】また、本実施形態においても、用いる蛍光
物質としては、第１実施形態において説明したような種
々の無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いること
ができる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子
の発光波長と、所望の取り出し光の波長との関係におい
て、高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択す
ることが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で
効果的に励起されるものを選択することが望ましい。可
視光で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置
を並列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからで
ある。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接す
る発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発
光を生ずることがあるからである。

【０１７４】本実施形態によれば、蛍光物質をディッピ
ング樹脂中に含有させる必要がないので、蛍光物質の混
入による樹脂の劣化などを解消することができる。ま
た、半導体発光素子９９０の周囲に蛍光体層ＦＬを均一
に堆積させることができるので、発光素子からの発光を
ほぼ１００％に近い効率で蛍光物質に吸収させ、波長変
換することができる。特に、発光素子の発光波長が３８
０ｎｍ以下の紫外線の場合に有効である。

【０１７５】また、本実施形態によれば、半導体発光素
子９９０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に
取り出すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。
すなわち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に
依存することなく、一定であるので半導体発光素子の特
性にばらつきがあるような場合でも、半導体発光装置の
発光波長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流
や印加電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制するこ
ともできる。

【０１７６】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定される。したがって、発光素子からの光
が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光の方向に依
存せずほぼ一定となり変換効率も均一となる。その結果
として、発光装置から取り出した光の波長が方向に依存
して変化するという問題が解消される。

【０１７７】また、本実施形態においては、光源を発光
素子近傍に限定することができるので、レンズ効果によ
る集光性が改善され、発光強度を上昇させることができ
る。このような発光強度の改善は、信号機や屋外ディス
プレイなどの応用分野について特に効果的である。ま
た、樹脂内の空洞１４２を大きくした場合には、見かけ
の光源が大きくなるために、均一性が改善され、見栄え
が良くなり、インジケータ・ランプなどの応用について
特に効果的である。

【０１７８】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０１７９】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１８０】図４８は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｆは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、その樹
脂２４０Ｆの内部にディッピング樹脂層２４２Ｆが形成
され、そのディッピング樹脂層２４２Ｆの表面上に蛍光
物質ＦＬが塗布されている。

【０１８１】図４９は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｆは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その樹脂２
９０Ｆの内部にディッピング樹脂層２９２Ｆが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層２９２Ｆの表面上に蛍光物
質ＦＬが塗布されている。

【０１８２】図５０は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｆは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、その樹脂３
９０Ｆの内部にディッピング樹脂層３９２Ｅが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層３９２Ｆの表面に蛍光物質
ＦＬが含有されている。

【０１８３】図５１は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｆは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、その樹脂４
４０Ｆの内部にディッピング樹脂層４４２Ｅが形成さ
れ、そのディッピング樹脂層４４２Ｆの表面に蛍光物質
ＦＬが含有されている。

【０１８４】図５２は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｆは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その樹脂５４０Ｆの内部にディッピング樹脂層５
４２Ｆが形成され、そのディッピング樹脂層５４２Ｆの
表面に蛍光物質ＦＬが含有されている。

【０１８５】以上、本発明の第７の実施形態の具体例に
ついて、図４７〜図５２を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図４７に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０１８６】次に、本発明の第８の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の外
囲器のうちで、リード・フレーム、ステム、基板のいず
れかに蛍光物質を含有させることにより、半導体発光素
子からの光を高い効率で波長変換して外部に取り出すこ
とができる半導体発光装置を実現することができる。

【０１８７】図５３は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｇは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０Ｇにマ
ウントされ、樹脂１４０により封止されている。ここ
で、本実施形態においては、リード・フレーム１１０
Ｇ、１２０Ｇに蛍光物質が混入されており、半導体発光
素子９９０からの光を波長変換して、外部に取り出すこ
とができるようにされている。

【０１８８】本実施形態においても、半導体発光素子９
９０は、蛍光物質を含有しているものである必要はな
い。しかし、通常得られる多くの蛍光物質において高い
波長変換効率を得るためには、青色若しくはそれよりも
波長が短い紫外線領域において、高い輝度を有する半導
体発光素子であることが望ましい。このような半導体発
光素子としては、例えば、図１や図２に関して説明した
ような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＺｎＳＳｅ系、ＳｉＣ
系、ＺｎＳ系、ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用い
た発光素子を挙げることができる。

【０１８９】また、本実施形態においても、用いる蛍光
物質としては、第１実施形態において説明したような種
々の無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いること
ができる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子
の発光波長と、所望の取り出し光の波長との関係におい
て、高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択す
ることが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で
効果的に励起されるものを選択することが望ましい。可
視光で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置
を並列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからで
ある。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接す
る発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発
光を生ずることがあるからである。

【０１９０】本実施形態によれば、半導体発光素子９９
０からの光を蛍光体で波長変換して外部に取り出すの
で、発光波長の均一性が非常に良好となる。すなわち、
蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に依存するこ
となく、一定であるので半導体発光素子の特性にばらつ
きがあるような場合でも、半導体発光装置の発光波長
は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流や印加電
圧に依存した発光波長のばらつきを抑制することもでき
る。

【０１９１】また、本実施形態においても、発光装置か
ら取り出した光の波長が方向に依存して変化するという
問題を解消することができる。

【０１９２】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０１９３】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１９４】図５４は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｇは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、そのス
テム２１０Ｇの絶縁性部材２２０Ｇに蛍光物質が含有さ
れている。

【０１９５】図５５は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｇは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その基板２
６０Ｇに蛍光物質が含有されている。

【０１９６】図５６は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３００Ｇは、いわゆる
リード・フレーム・タイプのＳＭＤランプである。そし
て、そのリード・フレーム３１０Ｇに蛍光物質が含有さ
れている。

【０１９７】図５７は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｇは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、そのリード
・フレーム３６０Ｇ、３６２Ｇに蛍光物質が含有されて
いる。

【０１９８】図５８は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｇは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、そのリード
・フレーム４１０Ｇに蛍光物質が含有されている。

【０１９９】図５９は、本実施形態による第７の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に平
面図および断面図として表した半導体発光装置４５０Ｇ
は、いわゆるメータ指針型の半導体発光装置である。そ
して、その基板４６０Ｇに蛍光物質が含有されている。

【０２００】図６０は、本実施形態による第８の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｇは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その基板５１０Ｇに蛍光物質が含有されている。
なお、同図に示した例は、いわゆる「中空タイプ」を表
すが、この他にも「樹脂封止タイプ」についても本実施
形態を同様に適用することができる。

【０２０１】図６１は、本実施形態による第９の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５５０Ｇは、いわゆる
リード・フレーム・タイプの７セグメント型半導体発光
装置である。そして、そのリード・フレーム５６０Ｇに
蛍光物質が含有されている。

【０２０２】図６２は、本実施形態による第１０の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置６５０Ｇは、いわゆ
るマトリクス型の半導体発光装置である。そして、その
基板６６０Ｇに蛍光物質が含有されている。

【０２０３】図６３は、本実施形態による第１１の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７００Ｇは、いわゆ
るアレイ型の半導体発光装置である。そして、その基板
７２０Ｇまたは反射板７２２Ｇに蛍光物質が含有されて
いる。

【０２０４】図６４は、本実施形態による第１２の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７５０Ｇは、いわゆ
るキャン型レーザとしての半導体発光装置である。そし
て、そのステム７７０Ｇに蛍光物質が含有されている。

【０２０５】以上、本発明の第８の実施形態の具体例に
ついて、図５３〜図６４を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図５３に関して前述した
種々の効果は同様に得ることができる。

【０２０６】次に、本発明の第９の実施の形態について
説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の外
囲器のうちで、半導体発光素子の下側にあたる部分に蛍
光物質を配置することにより、半導体発光素子からの光
を高い効率で波長変換して外部に取り出すことができる
半導体発光装置を実現することができる。さらに具体的
には、リード・フレーム、ステム、あるいは基板の発光
素子のマウント部分に蛍光物質を配置する。

【０２０７】図６５は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｈは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０にマウ
ントされ、樹脂１４０により封止されている。ここで、
本実施形態においては、リード・フレーム１１０と半導
体発光素子９９０との間に蛍光物質層ＦＬが配置されて
おり、半導体発光素子９９０からの光を波長変換して、
外部に取り出すことができるようにされている。

【０２０８】このような蛍光物質層ＦＬを形成する方法
を以下に説明する。

【０２０９】第１の方法としては、半導体発光素子９９
０をマウントするための接着剤に蛍光物質を混入する方
法を挙げることができる。接着剤の種類としては、例え
ば、樹脂系、ゴム系、有機材料系、無機材料系、澱粉質
系、タンパク質系、タール系、金属半田系などを挙げる
ことができる。ここで、無機系の溶媒を用いた場合に
は、耐熱性や耐薬品性が高く、不燃性も得られる点で有
利である。また、ゴム系、澱粉質あるいはタンパク質を
用いた場合には、乾燥後の応力が緩和され、接着剤の残
留応力に起因する素子の劣化やワイアの断線などの不良
を防止することができる点で有利である。また、澱粉質
やタンパク質は、水溶性を有する点で扱いやすいという
利点も有する。

【０２１０】これらの接着剤に所定の蛍光物質を分散さ
せ、リード・フレームのマウント面に塗布した後に、半
導体発光素子９９０を載置して、接着剤を硬化させるこ
とにより、半導体発光素子９９０の下に蛍光物質層ＦＬ
を設けることができる。

【０２１１】第２の方法としては、リード・フレームの
マウント面に蛍光物質を塗布、乾燥させ、その上に新た
に接着剤を用いて半導体発光素子９９０を固定する方法
を挙げることができる。ここで、蛍光物質を塗布するた
めの溶媒としては、図１６に関して前述したような種々
のものを挙げることができる。

【０２１２】第３の方法としては、予め平板（タブレッ
ト）状に加工した蛍光物質層ＦＬをリード・フレームの
マウント面上に接着剤などにより固定し、その上に半導
体発光素子９９０を固定する方法を挙げることができ
る。

【０２１３】本実施形態においても、半導体発光素子９
９０は、蛍光物質を含有しているものである必要はな
い。しかし、通常得られる多くの蛍光物質において高い
波長変換効率を得るためには、青色若しくはそれよりも
波長が短い紫外線領域において、高い輝度を有する半導
体発光素子であることが望ましい。このような半導体発
光素子としては、例えば、図１や図２に関して説明した
ような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、
ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用いた発光素子を挙
げることができる。

【０２１４】また、本実施形態においても、用いる蛍光
物質としては、第１実施形態において説明したような種
々の無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いること
ができる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子
の発光波長と、所望の取り出し光の波長との関係におい
て、高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択す
ることが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で
効果的に励起されるものを選択することが望ましい。可
視光で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置
を並列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからで
ある。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接す
る発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発
光を生ずることがあるからである。

【０２１５】本実施形態によれば、半導体発光素子９９
０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に取り出
すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。すなわ
ち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に依存す
ることなく、一定であるので半導体発光素子の特性にば
らつきがあるような場合でも、半導体発光装置の発光波
長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流や印加
電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制することもで
きる。

【０２１６】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定される。したがって、発光素子からの光
が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光の方向に依
存せずほぼ一定となり変換効率も均一となる。その結果
として、発光装置から取り出した光の波長が方向に依存
して変化するという問題が解消される。

【０２１７】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０２１８】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０２１９】図６６は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｈは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、そのス
テム２１０と半導体発光素子９９０との間に、前述した
いずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが配置されてい
る。

【０２２０】図６７は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｈは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その基板２
６０と半導体発光素子９９０との間に、前述したいずれ
かの方法により、蛍光物質層ＦＬが配置されている。

【０２２１】図６８は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３００Ｈは、いわゆる
リード・フレーム・タイプのＳＭＤランプである。そし
て、そのリード・フレーム３１０Ｈと半導体発光素子９
９０との間に、前述したいずれかの方法により、蛍光物
質層ＦＬが配置されている。

【０２２２】図６９は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｈは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、そのリード
・フレーム３６０、３６２と半導体発光素子９９０との
間に、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬ
が配置されている。

【０２２３】図７０は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｈは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、そのリード
・フレーム４１０と半導体発光素子９９０との間に、前
述したいずれかの方法により、に蛍光物質層ＦＬが配置
されている。

【０２２４】図７１は、本実施形態による第７の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に平
面図および断面図として表した半導体発光装置４５０Ｈ
は、いわゆるメータ指針型の半導体発光装置である。そ
して、その基板４６０と半導体発光素子９９０との間
に、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが
配置されている。

【０２２５】図７２は、本実施形態による第８の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｈは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その基板５１０と半導体発光素子９９０との間
に、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが
配置されている。なお、同図に示した例は、いわゆる
「中空タイプ」を表すが、この他にも「樹脂封止タイ
プ」についても本実施形態を同様に適用することができ
る。

【０２２６】図７３は、本実施形態による第９の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５５０Ｈは、いわゆる
リード・フレーム・タイプの７セグメント型半導体発光
装置である。そして、そのリード・フレーム５６０と半
導体発光素子９９０との間に、前述したいずれかの方法
により、蛍光物質層ＦＬが配置されている。

【０２２７】図７４は、本実施形態による第１０の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置６５０Ｈは、いわゆ
るマトリクス型の半導体発光装置である。そして、その
基板６６０と半導体発光素子９９０との間に、前述した
いずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが配置されてい
る。

【０２２８】図７５は、本実施形態による第１１の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７００Ｈは、いわゆ
るアレイ型の半導体発光装置である。そして、その反射
板７２２と半導体発光素子９９０その間に、前述したい
ずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが配置されてい
る。

【０２２９】図７６は、本実施形態による第１２の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７５０Ｈは、いわゆ
るキャン型レーザとしての半導体発光装置である。そし
て、そのステム７７０と半導体発光素子９９０との間
に、前述したいずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが
配置されている。

【０２３０】以上、本発明の第９の実施形態の具体例に
ついて、図６５〜図７６を参照しつつ説明した。前述し
たいずれの具体例においても、図６５に関して前述した
種々の効果を同様に得ることができる。

【０２３１】次に、本発明の第１０の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の
リード・フレームなどの光反射面に蛍光物質を塗布する
ことにより、半導体発光素子からの光を効率良く波長変
換して外部に取り出すことができる半導体発光装置を実
現することができる。

【０２３２】図７７は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置１００Ｉは、いわゆるリード
・フレーム・タイプのＬＥＤランプである。そして、半
導体発光素子９９０は、リード・フレーム１１０にマウ
ントされ、樹脂１４０により封止されている。ここで、
本実施形態においては、リード・フレーム１１０の光反
射面の上に蛍光物質層ＦＬが形成されており、半導体発
光素子９９０からの光を波長変換して、外部に取り出す
ことができるようにされている。

【０２３３】このような蛍光物質層ＦＬは、例えば塗布
により形成することができる。すなわち、溶剤に蛍光物
質を分散させ、塗布して乾燥させることにより、蛍光物
質層ＦＬを形成することができる。溶剤の種類として
は、例えば、樹脂系、ゴム系、有機材料系、無機材料
系、澱粉質系、タンパク質、タール系、金属半田系など
を挙げることができる。ここで、無機系の溶媒を用いた
場合には、耐熱性や耐薬品性が高く、不燃性も得られる
点で有利である。また、ゴム系、澱粉質あるいはタンパ
ク質を用いた場合には、乾燥後の応力が緩和され、溶剤
の残留応力に起因する素子の劣化やワイアの断線などの
不良を防止することができる点で有利である。また、澱
粉質やタンパク質は、水溶性を有する点で扱いやすいと
いう利点も有する。

【０２３４】本実施形態においても、半導体発光素子９
９０は、蛍光物質を含有しているものである必要はな
い。しかし、通常得られる多くの蛍光物質において高い
波長変換効率を得るためには、青色若しくはそれよりも
波長が短い紫外線領域において、高い輝度を有する半導
体発光素子であることが望ましい。このような半導体発
光素子としては、例えば、図１や図２に関して説明した
ような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、
ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用いた発光素子を挙
げることができる。

【０２３５】また、本実施形態においても、用いる蛍光
物質としては、第１実施形態において説明したような種
々の無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いること
ができる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子
の発光波長と、所望の取り出し光の波長との関係におい
て、高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択す
ることが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で
効果的に励起されるものを選択することが望ましい。可
視光で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置
を並列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからで
ある。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接す
る発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発
光を生ずることがあるからである。

【０２３６】本実施形態によれば、半導体発光素子９９
０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に取り出
すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。すなわ
ち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に依存す
ることなく、一定であるので半導体発光素子の特性にば
らつきがあるような場合でも、半導体発光装置の発光波
長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流や印加
電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制することもで
きる。

【０２３７】また、本実施形態においては、光源が発光
素子近傍に限定される。したがって、発光素子からの光
が蛍光体層ＦＬの内部を通過する光路が、光の方向に依
存せずほぼ一定となり変換効率も均一となる。その結果
として、発光装置から取り出した光の波長が方向に依存
して変化するという問題が解消される。

【０２３８】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０２３９】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０２４０】図７８は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２００Ｉは、いわゆる
ステム・タイプのＬＥＤランプである。そして、そのス
テム２１０の光反射面の上に蛍光物質層ＦＬが塗布され
ている。

【０２４１】図７９は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置２５０Ｉは、いわゆる
基板タイプのＳＭＤランプである。そして、その基板２
６０の光反射面の上に蛍光物質層ＦＬが塗布されてい
る。

【０２４２】図８０は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３００Ｉは、いわゆる
リード・フレーム・タイプのＳＭＤランプである。そし
て、そのリード・フレーム３１０の光反射面の上に蛍光
物質層ＦＬが塗布されている。

【０２４３】図８１は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置３５０Ｉは、いわゆる
面発光型の半導体発光装置である。そして、その光反射
板３７０の上に蛍光物質層ＦＬが塗布されている。

【０２４４】図８２は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置４００Ｉは、いわゆる
ドーム型の半導体発光装置である。そして、そのリード
・フレーム４１０の光反射面の上に蛍光物質層ＦＬが塗
布されている。

【０２４５】図８３は、本実施形態による第７の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に平
面図および断面図として表した半導体発光装置４５０Ｉ
は、いわゆるメータ指針型の半導体発光装置である。そ
して、その基板４６０の光反射面の上に、蛍光物質層Ｆ
Ｌが塗布されている。

【０２４６】図８４は、本実施形態による第８の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｉは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その光反射板５２０の上に蛍光物質層ＦＬが塗布
されている。なお、同図に示した例は、いわゆる「中空
タイプ」を表すが、この他にも「樹脂封止タイプ」につ
いても本実施形態を同様に適用することができる。

【０２４７】図８５は、本実施形態による第９の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５５０Ｉは、いわゆる
リード・フレーム・タイプの７セグメント型半導体発光
装置である。そして、その光反射板５７０の表面に蛍光
物質層ＦＬが塗布されている。

【０２４８】図８６は、本実施形態による第１０の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置６５０Ｉは、いわゆ
るマトリクス型の半導体発光装置である。そして、その
光反射板６７０の表面に蛍光物質層ＦＬが塗布されてい
る。

【０２４９】図８７は、本実施形態による第１１の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７００Ｉは、いわゆ
るアレイ型の半導体発光装置である。そして、その光反
射板７２２および仕切板７２４の表面に蛍光物質層ＦＬ
が塗布されている。

【０２５０】図８８は、本実施形態による第１２の半導
体発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に
断面図として表した半導体発光装置７５０Ｉは、いわゆ
るキャン型レーザとしての半導体発光装置である。そし
て、そのステム７７０の光反射面に蛍光物質層ＦＬが塗
布されている。

【０２５１】以上、本発明の第１０の実施形態の具体例
について、図７７〜図８８を参照しつつ説明した。前述
したいずれの具体例においても、図７７に関して前述し
た種々の効果を同様に得ることができる。

【０２５２】次に、本発明の第１１の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の
光取り出し部に蛍光物質の層を配置することにより、半
導体発光素子からの光を効率良く波長変換して外部に取
り出すことができる半導体発光装置を実現することがで
きる。

【０２５３】図８９は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図に断面図と
して表した半導体発光装置３５０Ｊは、いわゆる面発光
型の半導体発光装置である。そして、発光装置の光取り
出し窓部に蛍光物質層ＦＬが配置されており、半導体発
光素子９９０からの光を波長変換して、外部に取り出す
ことができるようにされている。

【０２５４】このような蛍光物質層ＦＬは、例えば、蛍
光物質を分散させた溶剤を光取り出し窓上に塗布し、乾
燥させることにより形成することができる。溶剤の種類
としては、前述した場合と同様に、例えば、樹脂系、ゴ
ム系、有機材料系、無機材料系、澱粉質系、タンパク
質、タール系、金属半田系などを挙げることができる。
ここで、無機系の溶媒を用いた場合には、耐熱性や耐薬
品性が高く、不燃性も得られる点で有利である。また、
ゴム系、澱粉質あるいはタンパク質を用いた場合には、
乾燥後の応力が緩和され、溶剤の残留応力に起因するク
ラックなどの不良を防止することができる点で有利であ
る。また、澱粉質やタンパク質は、水溶性を有する点で
扱いやすいという利点も有する。

【０２５５】また、予め蛍光物質を塗布あるいは内部に
分散させた光透過性フィルムを、半導体発光装置の光取
り出し窓に貼り付けても良い。

【０２５６】一方、光取り出し部において、集光レンズ
を有するような半導体発光装置の場合は、蛍光物質をそ
のレンズ表面に塗布あるいは内部に分散させても良い。

【０２５７】本実施形態においても、半導体発光素子９
９０は、蛍光物質を含有しているものである必要はな
い。しかし、通常得られる多くの蛍光物質において高い
波長変換効率を得るためには、青色若しくはそれよりも
波長が短い紫外線領域において、高い輝度を有する半導
体発光素子であることが望ましい。このような半導体発
光素子としては、例えば、図１や図２に関して説明した
ような、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系、ＳｉＣ系、ＺｎＳ系、
ＢＮ系などの半導体材料を発光層に用いた発光素子を挙
げることができる。

【０２５８】また、本実施形態においても、用いる蛍光
物質としては、第１実施形態において説明したような種
々の無機蛍光体や有機蛍光体を適宜選択して用いること
ができる。その選択に際しては、用いる半導体発光素子
の発光波長と、所望の取り出し光の波長との関係におい
て、高い波長変換効率を有するような蛍光物質を選択す
ることが望ましい。また、可視光領域以外の波長の光で
効果的に励起されるものを選択することが望ましい。可
視光で励起される蛍光物質を用いると、半導体発光装置
を並列に配置した時にいわゆる「混色」が生ずるからで
ある。すなわち、半導体発光装置の蛍光物質が、隣接す
る発光装置からの可視光を受けて励起され、不必要な発
光を生ずることがあるからである。

【０２５９】本実施形態によれば、半導体発光素子９９
０からの光を蛍光体層ＦＬで波長変換して外部に取り出
すので、発光波長の均一性が非常に良好となる。すなわ
ち、蛍光体の発光波長は、励起光の強度や波長に依存す
ることなく、一定であるので半導体発光素子の特性にば
らつきがあるような場合でも、半導体発光装置の発光波
長は、安定する。また、同様の理由で、駆動電流や印加
電圧に依存した発光波長のばらつきを抑制することもで
きる。

【０２６０】また、本実施形態によれば、発光装置の寿
命をのばし、製造コストも低減することができる。さら
に、励起光源として、紫外線領域の光を利用することに
より、可視光領域で生ずる「混色」を解消することもで
きる。

【０２６１】以下、本実施形態に係る半導体発光装置の
具体例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以
下に説明する具体例においては、前述と同一の箇所には
同一の符合を付して説明を省略する。

【０２６２】図９０は、本実施形態による第２の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に平
面図および断面図として表した半導体発光装置４５０Ｊ
は、いわゆるメータ指針型の半導体発光装置である。そ
して、その光取り出し部に、前述したいずれかの方法に
より蛍光物質層ＦＬが形成されている。

【０２６３】図９１は、本実施形態による第３の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５００Ｊは、いわゆる
基板タイプの７セグメント型半導体発光装置である。そ
して、その光取り出し部に、前述したいずれかの方法に
より、蛍光物質層ＦＬが形成されている。なお、同図に
示した例は、いわゆる「中空タイプ」を表すが、この他
にも「樹脂封止タイプ」についても本実施形態を同様に
適用することができる。

【０２６４】図９２は、本実施形態による第４の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置５５０Ｊは、いわゆる
リード・フレーム・タイプの７セグメント型半導体発光
装置である。そして、その光取り出し部に、前述したい
ずれかの方法により、蛍光物質層ＦＬが形成されてい
る。

【０２６５】図９３は、本実施形態による第５の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置６５０Ｊは、いわゆる
マトリクス型の半導体発光装置である。そして、その光
取り出し部に、前述したいずれかの方法により、蛍光物
質層ＦＬが形成されている。

【０２６６】図９４は、本実施形態による第６の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置７００Ｊは、いわゆる
アレイ型の半導体発光装置である。そして、そのロッド
・レンズ７４０に蛍光物質が含有されている。また、ロ
ッド・レンズ７４０の表面に蛍光物質を塗布、あるいは
蛍光物質を含有した透明フィルムを貼り付けても良い。

【０２６７】図９５は、本実施形態による第７の半導体
発光装置を例示する模式図である。すなわち、同図に断
面図として表した半導体発光装置７５０Ｊは、いわゆる
キャン型レーザとしての半導体発光装置である。そし
て、その光取り出し部に、前述したいずれかの方法によ
り、蛍光物質層ＦＬが形成されている。

【０２６８】以上、本発明の第１１の実施形態の具体例
について、図８９〜図９５を参照しつつ説明した。前述
したいずれの具体例においても、図８９に関して前述し
た種々の効果も同様に得ることができる。

【０２６９】次に、本発明の第１２の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、半導体発光装置の
発光素子の光取り出し部の近傍に蛍光物質の塊を配置す
ることにより、半導体発光素子からの光を効率良く波長
変換して外部に取り出すことができる半導体発光装置を
実現することができる。

【０２７０】図９６は、本実施形態に係る半導体発光装
置を例示する模式図である。すなわち、同図（ａ）およ
び（ｂ）に断面図として表した半導体発光装置１００Ｋ
および１００Ｌは、いわゆるリード・フレーム・タイプ
のＬＥＤランプである。

【０２７１】同図（ａ）に示したＬＥＤランプ１００Ｋ
においては、平板状に加工した蛍光体の塊ＦＬを半導体
発光素子９９０の上方に配置して波長変換するように構
成されている。また、同図（ｂ）に示したＬＥＤランプ
１００Ｌにおいては、円盤状に加工した蛍光体の塊ＦＬ
が半導体発光素子９９０の上方に配置され、さらにその
周囲を覆うように加工した蛍光体の塊ＦＬが配置されて
いる。このような蛍光体の塊ＦＬは、例えば、有機材料
や無機材料などの所定の媒体に蛍光体を混合して焼結す
ることにより形成することができる。また、その形状や
配置する位置については、半導体発光装置の構成に応じ
て適宜最適化することができる。本実施形態において
も、半導体発光素子９９０から放出された光は蛍光体Ｆ
Ｌにより波長変換されて外部に取り出すことができるよ
うになる。従って、前述した各実施形態と同様の効果を
得ることができる。

【０２７２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。本発明によれ
ば、半導体発光素子の発光層からの発光を直接取り出す
ことがなく、蛍光物質により波長変換することとしてい
るので、半導体発光素子の製造パラメータのばらつき、
駆動電流、温度などに依存して、発光波長が変動すると
いう問題を解消することができる。すなわち、本発明に
よれば、発光波長が極めて安定で、発光輝度と発光波長
とを独立して制御することができるようになる。

【０２７３】また、本発明によれば、用いる蛍光物質を
適宜組み合わせることによって、容易に複数の発光波長
を得ることができる。例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の蛍光物質を適宜混合して、発光素子に含有させ
れば、白色光の発光を容易に得ることができる。

【０２７４】さらに、本発明によれば、発光波長に応じ
て、内蔵する半導体発光素子の材料や構造を適宜選択
し、変更する必要がなくなる。例えば、従来は、赤色に
おいて発光させるためには、ＡｌＧａＡｓ系材料を用
い、黄色においてはＧａＡｓＰ系またはｌｎＧａＡｌＰ
系材料、緑色系においてはＧａＰまたはＩｎＧａＡｌＰ
系材料、青色においてはＩｎＧａＮ系材料の如く、最適
な材料をその波長に併せて選択しなければならないとい
う問題があった。これに対して、本発明によれば、発光
波長に応じて蛍光物質の種類を適宜選択すれば良く、半
導体発光素子を変更する必要がなくなる。

【０２７５】また、本発明によれば、異なる発光色を有
する半導体発光素子を並べる必要がある場合において
も、発光色の変更は、用いる蛍光体の種類を変えるだけ
で済み、半導体発光素子の材料や構造は同一とすること
ができる。従って、発光装置の構成を極めて簡略化する
ことが可能となり、製造コストを顕著に低減することが
できるとともに、信頼性も高く、また、駆動電流や、供
給電圧、あるいは素子のサイズなどを共通にすることに
より、応用範囲を顕著に拡大することができるという利
点も生ずる。

【０２７６】このように、本発明によれば、比較的簡略
な構成により、発光波長が極めて安定で、しかも、可視
光から赤外線領域までの種々の波長において高い輝度で
発光させることができる半導体発光素子および半導体発
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】本発明による第１の半導体発光素子の概略構成
を表す断面図である。

【図２】本発明による第２の半導体発光素子の概略構成
を表す断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る第１の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る第２の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る第３の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る第４の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る第５の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る第６の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図９】本発明の第２実施形態に係る第７の半導体発光
装置を表す断面模式図である。

【図１０】本発明の第２実施形態に係る第８の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図１１】本発明の第２実施形態に係る第９の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図１２】本発明の第２実施形態に係る第１０の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図１３】本発明の第２実施形態に係る第１１の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図１４】本発明の第２実施形態に係る第１２の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図１５】本発明の第２実施形態に係る第１３の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図１６】本発明の第３実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図１７】本発明の第３実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図１８】本発明の第３実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図１９】本発明の第３実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２０】本発明の第３実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２１】本発明の第３実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２２】本発明の第３実施形態に係る第７の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２３】本発明の第３実施形態に係る第８の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２４】本発明の第３実施形態に係る第９の半導体発
光装置を表す断面模式図である。

【図２５】本発明の第３実施形態に係る第１０の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図２６】本発明の第３実施形態に係る第１１の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図２７】本発明の第４実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図２８】本発明の第４実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図２９】本発明の第４実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３０】本発明の第４実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３１】本発明の第４実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３２】本発明の第４実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３３】本発明の第４実施形態に係る第７の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３４】本発明の第４実施形態に係る第８の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３５】本発明の第５実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３６】本発明の第５実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３７】本発明の第５実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３８】本発明の第５実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図３９】本発明の第５実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４０】本発明の第５実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４１】本発明の第６実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４２】本発明の第６実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４３】本発明の第６実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４４】本発明の第６実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４５】本発明の第６実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４６】本発明の第６実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４７】本発明の第７実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４８】本発明の第７実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図４９】本発明の第７実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５０】本発明の第７実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５１】本発明の第７実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５２】本発明の第７実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５３】本発明の第８実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５４】本発明の第８実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５５】本発明の第８実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５６】本発明の第８実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５７】本発明の第８実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５８】本発明の第８実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図５９】本発明の第８実施形態に係る第７の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６０】本発明の第８実施形態に係る第８の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６１】本発明の第８実施形態に係る第９の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６２】本発明の第８実施形態に係る第１０の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図６３】本発明の第８実施形態に係る第１１の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図６４】本発明の第８実施形態に係る第１２の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図６５】本発明の第９実施形態に係る第１の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６６】本発明の第９実施形態に係る第２の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６７】本発明の第９実施形態に係る第３の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６８】本発明の第９実施形態に係る第４の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図６９】本発明の第９実施形態に係る第５の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図７０】本発明の第９実施形態に係る第６の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図７１】本発明の第９実施形態に係る第７の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図７２】本発明の第９実施形態に係る第８の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図７３】本発明の第９実施形態に係る第９の半導体発
光装置を表す模式図である。

【図７４】本発明の第９実施形態に係る第１０の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図７５】本発明の第９実施形態に係る第１１の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図７６】本発明の第９実施形態に係る第１２の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図７７】本発明の第１０実施形態に係る第１の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図７８】本発明の第１０実施形態に係る第２の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図７９】本発明の第１０実施形態に係る第３の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８０】本発明の第１０実施形態に係る第４の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８１】本発明の第１０実施形態に係る第５の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８２】本発明の第１０実施形態に係る第６の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８３】本発明の第１０実施形態に係る第７の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８４】本発明の第１０実施形態に係る第８の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８５】本発明の第１０実施形態に係る第９の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図８６】本発明の第１０実施形態に係る第１０の半導
体発光装置を表す模式図である。

【図８７】本発明の第１０実施形態に係る第１１の半導
体発光装置を表す模式図である。

【図８８】本発明の第１０実施形態に係る第１２の半導
体発光装置を表す模式図である。

【図８９】本発明の第１１実施形態に係る第１の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９０】本発明の第１１実施形態に係る第２の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９１】本発明の第１１実施形態に係る第３の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９２】本発明の第１１実施形態に係る第４の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９３】本発明の第１１実施形態に係る第５の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９４】本発明の第１１実施形態に係る第６の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９５】本発明の第１１実施形態に係る第７の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図９６】本発明の第１２実施形態に係る半導体発光装
置を表す模式図である。

【図９７】従来の窒化ガリウム系発光素子の構成を表す
概略断面図である。

【符号の説明】

１０、５０半導体発光素子１００、２００ＬＥＤランプ２５０、３００ＳＭＤランプ３５０面発光型発光装置４００ドーム型発光装置４５０メータ指針型発光装置５００、５５０７セグメント型発光装置６００レベル・メータ型発光装置６５０マトリクス型発光装置７００アレイ型発光装置７５０キャン型発光装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木伸洋神奈川県川崎市幸区堀川町72番地株式会社東芝川崎事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の波長の光を放出する発光層と、前記発光層が放出する前記第１の波長の光を吸収して前
記第１の波長とは異なる第２の波長の光を放出する蛍光
物質と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】第１の電極と、前記第１の電極に接続され、第１の導電型を有する第１
の半導体層と、前記第１の半導体層の上に設けられ、第１の波長の光を
放出する発光層と、前記発光層の上に設けられ、第２の導電型を有する第２
の半導体層と、前記第２の半導体層に接続された第２の電極と、を少な
くとも備えた半導体発光素子であって、前記発光層から放出される前記第１の波長の光を吸収し
前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を放出する蛍
光物質を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】前記蛍光物質は、前記第１の電極と前記第
２の電極の少なくともいずれかに含有されていることを
特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】前記蛍光物質は、前記第１の半導体層、前
記発光層、および前記第２の半導体層の少なくともいず
れかに含有されていることを特徴とする請求項１または
２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】前記蛍光物質は、前記半導体発光素子の表
面に堆積されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の半導体発光素子。
【請求項６】前記発光層は、窒化ガリウム系半導体から
なり、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発
光素子。
【請求項７】前記発光層は、インジウムを含んだ窒化ガ
リウム系半導体からなり、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発
光素子。
【請求項８】前記発光層は、ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ、Ｚ
ｎＳ、ＢＮ、およびＳｉＣからなる群から選択された材
料を含み、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発
光素子。
【請求項９】前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の
半導体発光素子。
【請求項１０】リード・フレームと、前記リード・フレームの上にマウントされた請求項１〜
９のいずれかに記載の半導体発光素子と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１１】ステムと、前記ステムの上にマウントされた請求項１〜９のいずれ
かに記載の半導体発光素子と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１２】基板と、前記基板の上にマウントされた請求項１〜９のいずれか
に記載の半導体発光素子と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１３】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光出射面の上に堆積され、蛍光物
質を含有している波長変換層と、を備え、前記半導体発光素子から放出された第１の波長の光が前
記波長変換層に含有されている前記蛍光物質に吸収され
て前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換されて
放出されるようにしたことを特徴とする半導体発光装
置。
【請求項１４】前記波長変換層は、前記蛍光物質が分散
された接着性あるいは粘着性の媒体からなることを特徴
とする請求項１３記載の半導体発光装置。
【請求項１５】前記波長変換層は、前記蛍光物質が分散
された媒体からなり、前記媒体は、無機の重合体、ゴム、澱粉質、およびタン
パク質からなる群から選択された材料を主成分としてい
ることを特徴とする請求項１３記載の半導体発光装置。
【請求項１６】前記波長変換層は、無機の重合体、ゴ
ム、澱粉質、およびタンパク質からなる群から選択され
た材料を主成分としている媒体層と、前記媒体層の上に積層された前記蛍光物質の層と、を有
することを特徴とする請求項１３記載の半導体発光装
置。
【請求項１７】前記媒体の光屈折率は、前記半導体発光
素子の光出射部を構成している材料の光屈折率と、前記
波長変換層に隣接した光出射部分の光屈折率との間の値
を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載
の半導体発光装置。
【請求項１８】リード・フレームと、前記リード・フレームの上にマウントされた半導体発光
素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、を備え、前記封止樹脂は、光出射側の表面層に選択的に蛍光物質
を含有し、前記半導体発光素子から放出された第１の波
長の光が前記封止樹脂に含有されている前記蛍光物質に
吸収されて前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変
換されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体
発光装置。
【請求項１９】配線基板と、前記配線基板の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、を備え、前記封止樹脂は、光出射側の表面層に選択的に蛍光物質
を含有し、前記半導体発光素子から放出された第１の波
長の光が前記封止樹脂に含有されている前記蛍光物質に
吸収されて前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変
換されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体
発光装置。
【請求項２０】ステムと、前記ステムの上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、を備え、前記封止樹脂は、光出射側の表面層に選択的に蛍光物質
を含有し、前記半導体発光素子から放出された第１の波
長の光が前記封止樹脂に含有されている前記蛍光物質に
吸収されて前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変
換されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体
発光装置。
【請求項２１】リード・フレームと、前記リード・フレームの上にマウントされた半導体発光
素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、前記封止樹脂の表面に積層された波長変換層と、を備
え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記波長変換層に
含有されている前記蛍光物質に吸収されて前記第１の波
長と異なる第２の波長の光に変換されて放出されるよう
にしたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２２】配線基板と、前記配線基板の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、前記封止樹脂の表面に積層された波長変換層と、を備
え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記波長変換層に
含有されている前記蛍光物質に吸収されて前記第１の波
長と異なる第２の波長の光に変換されて放出されるよう
にしたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２３】ステムと、前記ステムの上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた封止樹
脂と、前記封止樹脂の表面に積層された波長変換層と、を備
え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記波長変換層に
含有されている前記蛍光物質に吸収されて前記第１の波
長と異なる第２の波長の光に変換されて放出されるよう
にしたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２４】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を取り囲むように設けられた封止樹
脂と、を備えた半導体発光装置であって、前記封止樹脂は、内部に空洞を有し、前記半導体発光素
子が前記空洞内に配置されるものとして構成され、且つ
前記空洞の内壁面に蛍光物質が堆積され、前記半導体発
光素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に
吸収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変
換されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体
発光装置。
【請求項２５】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた第１の
樹脂と、前記第１の樹脂を包み込むように設けられた封止樹脂
と、を備え、前記第１の樹脂は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸
収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換
されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発
光装置。
【請求項２６】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子を包み込むように設けられた第１の
樹脂と、前記第１の樹脂の表面に堆積された波長変換層と、第１の樹脂を包み込むように前記波長変換層の外側に設
けられた封止樹脂と、を備え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸
収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換
されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発
光装置。
【請求項２７】前記第１の樹脂は、ディッピング樹脂で
あり、前記封止樹脂は、モールド樹脂であることを特徴とする
請求項２５または２６に記載の半導体発光装置。
【請求項２８】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、
を備え、前記実装部材は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光素
子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸収
され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換さ
れて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発光
装置。
【請求項２９】実装部材と、前記実装部材の上に接着剤によりマウントされた半導体
発光素子と、を備え、前記接着剤は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光素子
から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸収さ
れ、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換され
て放出されるようにしたことを特徴とする半導体発光装
置。
【請求項３０】実装部材と、前記実装部材の上に堆積された波長変換層と、前記波長変換層の上にマウントされた半導体発光素子
と、を備え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸
収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換
されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発
光装置。
【請求項３１】半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出される光を反射する光反射
板と、前記光反射板の表面に堆積された波長変換層と、を備
え、前記波長変換層は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸
収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換
されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発
光装置。
【請求項３２】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出される光を受けるフィルム
層と、を備え、前記フィルム層は、蛍光物質が内部に混入または表面に
堆積され、前記半導体発光素子から放出された第１の波
長の光が前記蛍光物質に吸収され、前記第１の波長と異
なる第２の波長の光に変換されて放出されるようにした
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３３】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子の周囲を覆うように設けられた外囲
器と、前記外囲器の光取り出し部に設けられた波長変換部と、
を備え、前記波長変換部は、蛍光物質を含有し、前記半導体発光
素子から放出された第１の波長の光が前記蛍光物質に吸
収され、前記第１の波長と異なる第２の波長の光に変換
されて放出されるようにしたことを特徴とする半導体発
光装置。
【請求項３４】実装部材と、前記実装部材の上にマウントされた半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出される光を集光するレンズ
と、を備え、前記レンズは、蛍光物質が内部に混入または表面に堆積
され、前記半導体発光素子から放出された第１の波長の
光が前記蛍光物質に吸収され、前記第１の波長と異なる
第２の波長の光に変換されて放出されるようにしたこと
を特徴とする半導体発光装置。
【請求項３５】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系
半導体からなる発光層を有し、前記第１の波長は、前記第２の波長よりも短いことを特
徴とする請求項１３〜３５のいずれか１つに記載の半導
体発光装置。
【請求項３６】前記半導体発光素子は、ＺｎＳｅ、Ｚｎ
Ｓ、ＢＮ、およびＳｉＣからなる群から選択された材料
からなる発光層を有し、前記第１の波長は、前記第２の波長よりも短いことを特
徴とする請求項１３〜３５のいずれか１つに記載の半導
体発光装置。
【請求項３７】前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１３〜３６のいずれか１つに
記載の半導体発光装置。
【請求項３８】前記第２の波長は、可視光領域の波長で
あることを特徴とする請求項１３〜３７のいずれか１つ
に記載の半導体発光装置。
【請求項３９】前記第２の波長は、赤色と緑色と青色と
にそれぞれ対応する３種類の波長を少なくとも含むこと
を特徴とする請求項１３〜３８のいずれか１つに記載の
半導体発光装置。
【請求項４０】実装部材の上に半導体発光素子を実装す
る工程と、前記半導体発光素子の上に粘着性あるいは接着性の媒体
を塗布する工程と、前記媒体の上に蛍光体を散布する工程と、前記媒体を乾燥させる工程と、を備えたことを特徴とす
る半導体発光装置の製造方法。
【請求項４１】実装部材の上に半導体発光素子を実装す
る工程と、前記半導体発光素子の上に予め蛍光体を分散させた粘着
性あるいは接着性の媒体を塗布する工程と、前記媒体を乾燥させる工程と、を備えたことを特徴とす
る半導体発光装置の製造方法。
【請求項４２】前記媒体は、無機の重合体、ゴム、澱粉
質、およびタンパク質からなる群から選択された材料を
主成分としていることを特徴とする請求項４０または４
１に記載の方法。