专利名称：半导体发光装置及制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光装置及制造方法，具体涉及通过对从半导体发光元件发出的光、和从半导体发光元件发出的由荧光体转换了波长的光进行组合的加法混色，可发出任意发光色的光的半导体装置及制造方法。
背景技术：
作为一种把发出具有陡峭光谱分布的光的(LED)芯片作为光源而发出白色光的LED，可以通过把从LED芯片发出的光、和由被从LED芯片发出的光激励的荧光体所发出的被转换了波长的光进行加法混色来实现。
例如，在从LED芯片发出的光为蓝色光时，通过使用被蓝色光激励而发出转换了波长的成为蓝色的补色的黄色光的荧光体，对从LED芯片发出的蓝色光、和由被从LED芯片发出的蓝色光激励的荧光体发出的被转换了波长的黄色光进行加法混色，可以获得白色光。
同样，在从LED芯片发出的光为蓝色光时，通过混合使用被蓝色光激励而改变波长、分别发出绿色光和红色光的两种荧光体，对从LED芯片发出的蓝色光、和由被从LED芯片发出的蓝色光激励的两种荧光体发出的波长被改变的绿色光和红色光进行加法混色，可以获得白色光。
并且，在从LED芯片发出的光为紫外线时，通过混合使用被紫外线激励而把波长分别转换为蓝色光、绿色光和红色光的三种荧光体，对由被从LED芯片发出的紫外线激励的三种荧光体发出的波长被转换的蓝色光、绿色光和红色光进行加法混色，可以获得白色光。
另外，通过适当组合从LED芯片发出的光的发光颜色和成为波长转换部件的荧光体，可以获得白色光以外的各种色调的光。
如上所述，由从光源发出的光激励荧光体而改变波长，射出与从光源发出的光不同的色调的光的LED，例如有图4所示的LED。该LED在底部配置有发光元件51，在利用焊丝56实现电气导通的杯52中填充分散了成为波长转换部件的荧光体53的树脂54，在壳体55的顶面盖上盖并将其上下反转，在该状态下进行树脂54的加热固化，比重大于树脂的荧光体53沉淀，并积存在杯52的上部。结果，形成相比杯52的下部，上部的荧光体53的分布密度高的LED(例如，参照专利文献1)。
并且，如图5所示，在底部配置LED芯片61，在利用焊丝62实现电气导通的杯63中填充约占杯容积的60％～70％的第一透光性树脂64并加热。再在其上注入约占杯容积的50％～60％的、在透光性树脂中分散了成为波长转换部件的荧光体65的第二透光性树脂66，在使其上下反转的状态下进行加热固化，从而第二透光性树脂66沿着杯63的外缘鼓起成凸状，分散在第二透光性树脂66中的荧光体65沉淀，并积存在鼓起为凸状的上部。结果，实现了荧光体65在凸透镜状的表面附近分布密度高的LED(例如，参照专利文献2)。
专利文献1 特开2002-151743号公报专利文献2 特开2003-234511号公报在上述的现有LED中，前者在壳体的顶面盖上盖并上下反转的状态下进行填充在杯内的树脂的加热固化时，需要将壳体的顶面和盖整面没有间隙地紧密接合，如果存在一点间隙，树脂就会通过该间隙从杯内流出，导致产生不良品。
特别是在大型壳体上形成多个杯并统一进行大量生产的情况下，确保杯的顶面和盖沿整个面紧密接合的极其高的面精度是非常困难的，即使可行，很明显其成本也非常高。并且，由于树脂的加热固化时的热量，在形成密接面的壳体和盖分别产生的膨涨和翘曲等的变形更加阻碍两部件的紧密接合性，势必导致制造成品率的下降。
另外，为了增加发光光量，可以使发光元件大型化以流过大电流，但是封装体的大小具有实用界限。因此，也限制了配置发光元件的杯的大小，相对杯的内容积，发光元件占据的比率大于以往相同类型的LED。换言之，相对杯的内容积，从杯的内容积减去发光元件的体积后的杯的空间容积比率减小。
这样，形成发光元件的侧面和杯的内周面的距离、与发光元件的上面和填充在杯中的分散了荧光体的树脂的顶面的距离接近的状态。此时，相比存在于发光元件的上面和树脂的顶面之间的树脂的量，存在于发光元件的侧面和杯的内周面之间的树脂的量比较多。至于分散在树脂中的荧光体的量也是同样。
在这种状态的壳体的顶面盖上盖并上下反转，进行树脂的加热固化，由此比重大于树脂的荧光体沉淀并积存在杯的上部，可以实现相比杯的下部，上部高密度地分布了荧光体的LED。但是，如上所述，由于相比存在于发光元件的上面和树脂的顶面之间的树脂中的荧光体的量，存在于发光元件的侧面和杯的内周面之间的树脂的荧光体的量比较多，所以在上下反转并将树脂加热固化时，相对发光元件上部的荧光体的沉淀量，其周围的沉淀量增多，很难均匀地形成荧光体的层。
结果，由于从发光元件发出并到达荧光体层的光在不同的部位激励荧光体的概率不同，所以存在着光源的色相不均的问题。特别是发出白色光的LED，在实际使用中对色相不均的限制非常严格，由此会大大降低成品率。
另一方面，后者的第一透光性树脂因表面张力的作用而升到杯的外缘，在该状态下，利用再在其上分散了荧光体的第二透光性树脂形成凸透镜状，在凸透镜状的鼓起部分的表面附近设置高密度的荧光体层，但是，相对第二透光性树脂的鼓起部分，端部的荧光体的量较少，同时第二透光性树脂不能到达第一透光性树脂的鼓起部分，有可能不能形成荧光体层。
本来，应该构成利用从发光元件发出的光、和从发光元件发出并被荧光体层转换波长的光的加法混色，沿着大致整个方向发出色相不均少的白色光的LED，但是，如果在一定范围内存在从发光元件发出的不通过荧光体层而直接从LED发出的光，在该部分将仅仅直接发出从发光元件发出的光，而不是加法混色的光。
在该情况下，如果发光元件发出的光是峰值发光波长约为450nm～470nm的蓝色光，则从发光元件发出的被导入形成有荧光体层的范围内后从LED射出的光是白色光(W)，从发光元件发出的被导入未形成荧光体层的部分而直接从LED射出的光是蓝色光(B)，作为白色LED却发出具有白色和蓝色的色相不均的光，因此不能成为良好的产品。
并且，如果发光元件发出的光是峰值发光波长为小于约400nm的短波长区域，则这种紫外线从LED直接发出并直接射入人眼，有可能带来某种不良影响，因此，是不理想的。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，目的是提供一种色相不均和亮度不均小，并且基本不射出可能对人有害的光的光源的半导体发光装置及其制造方法。
为了解决上述问题，本发明之一的特征在于，在基体部件上形成有把朝向上方敞开的内周面作为反射面的第一内腔、和设在该第一内腔上方的至少一个内腔，在所述第一内腔的底面配置有至少一个半导体发光元件，通过在所述第一内腔填充第一树脂，整体密封了被配置在该第一内腔底面上的半导体发光元件，在设于所述第一内腔上方的内腔填充有第二树脂。
并且，本发明之二的特征在于，在本发明之一中，所述第一树脂由透光性树脂构成，该第一树脂固化后的表面形成为大致平坦状。
并且，本发明之三的特征在于，在本发明之一或之二中，所述第二树脂是分散有波长转换部件的透光性树脂。
并且，本发明之四的特征在于，在本发明之一～之三中，在所述第二树脂的表面附近形成有高密度的波长转换部件层。
并且，本发明之五的特征在于，在本发明之一～之四中，在所述壳体的上方设有反射框，其形成有相对所述半导体发光元件的光轴，使朝向该半导体发光元件的大致放射方向展开的直线以所述光轴为中心旋转的凹状反射倾斜曲面。
本发明之六的特征在于，具有准备形成有把朝向上方敞开的内周面作为反射面的第一内腔、和设在该第一内腔上方的至少一个内腔的壳体的工序；在所述第一内腔的底面配置至少一个半导体发光元件的工序；在所述第一内腔内填充第一树脂并固化的工序；在设于所述第一内腔上方的所有内腔内统一填充第二树脂并反转，在该反转的状态下进行固化的工序。
并且，本发明之七的特征在于，在本发明之六中，所述第一树脂由透光性树脂构成。
并且，本发明之八的特征在于，在本发明之六或七中，所述第二树脂是分散有波长转换部件的透光性树脂。
图1(a)～(e)是表示本发明的半导体发光装置的制造方法的实施例1的工序图。
图2(a)～(e)是表示本发明的半导体发光装置的制造方法的实施例2的工序图。
图3(a)～(e)是表示本发明的半导体发光装置的制造方法的实施例3的工序图。
图4是表示以往示例的剖面图。
图5是表示其他以往示例的剖面图。
图中1壳体；2第一反射面；3第一内腔；4共用面；5第二内腔；6半导体发光元件；7第一树脂；8上面内缘部；9荧光体；10第二树脂；11上面内缘部；12高密度荧光体层；13第二反射面；14第三内腔；15上面周缘；16反射框；17第三反射面；18前端部；20半导体发光装置。
具体实施例方式
实现色相不均和亮度不均小、基本不射出可能对人有害的光的半导体发光装置，这一目的是通过下述的结构来实现，即，利用多个内腔构成安装半导体元件并填充树脂的空间，沿着使从半导体发光元件发出的光射出到外部的射出面附近的整个面，以大致均匀的密度并且大致均匀的厚度形成高密度的波长转换部件层。
以下，参照图1～图3详细说明本发明的优选实施方式(对相同部分赋予相同符号)。另外，以下所述的实施方式是本发明的优选具体示例，在技术上附加了各种优选限定，但是，本发明的范围不限于这些实施方式，在本发明的技术构思的范围内可以进行各种方式的实施。
(实施例1)图1(a)～(e)是表示本发明的半导体发光装置的制造方法的实施例1的工序图。首先，如图1(a)所示，在壳体1中形成有具有底面并且在内周面上形成有第一反射面2的钵状第一内腔3；和位于第一内腔3的上方，与第一内腔3的共用面4大于第一内腔3，并使内周面大致垂直地立起的第二内腔5。
并且，在第一内腔3的底面安装有半导体发光元件6。另外，为了使半导体发光元件6发光，需要在半导体发光元件6的阳极电极和阴极电极之间施加正向电压，因此设有用于在半导体发光元件6的阳极电极和阴极电极、与被引导到外部的与连接电源的电极之间实现电气导通的连接部件，但在表示本实施例的图中将其省略。
然后，如图1(b)所示，在第一内腔3内填充透光性树脂(第一树脂7)直到第一内腔3的上面(第一内腔3和第二内腔5的共用面4)，并使其固化。此时，填充在第一内腔3内的第一树脂7考虑到固化时的收缩量，填充成相对第一内腔3的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)，以使表面在固化后形成为大致平坦状，但无论哪种状态，利用第一内腔3的上面内缘部8和第一树脂7之间的附着力以及因第一树脂7的适度粘性形成的表面张力，阻止流入到第二内腔5内。
另外，在第二内腔5内填充分散了成为波长转换部件的荧光体9的透光性树脂(第二树脂10)直到第二内腔5的上面。此时，填充在第二内腔5内的第二树脂10考虑到固化时的收缩量，填充成相对第二内腔5的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)中的任一状态，以使表面在固化后形成为大致平坦状。
然后，如图1(c)所示，将壳体1反转，使填充在第二内腔5内的第二树脂10固化。另外，因第二树脂10的适度粘性形成的表面张力和第二树脂10与第二内腔5的上面内缘部11之间的附着力，在将壳体1反转时起到抗拒作用于第二树脂10的重力的作用，阻止第二树脂10从第二内腔5泄漏。因此，不需要防止第二树脂10泄漏用的盖。
在将壳体反转的状态下，在使填充在第二内腔内的第二树脂固化的过程中，如图1(d)所示，由于构成第二树脂10的透光性树脂和荧光体的比重差，比重大于透光性树脂的荧光体9沉降，并堆积在第二树脂10的表面附近，形成高密度的荧光体层12。
并且，完成图1(e)所示的半导体发光装置20。此处，说明本实施例的半导体发光装置的光学系统。从半导体发光元件6发出的被依次导入第一树脂7和第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，被识别为是具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。并且，从半导体发光元件6发出的朝向第一反射面2的方向被导入第一树脂7内，在第一反射面2被反射并改变方向，再被导入第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，与上述相同被识别为是具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。这样，由于从半导体发光元件6发出并射出到外部的光经过两个光路，所以从半导体发光元件6发出的光量是经过两个光路射出的光量的合计，因此形成可以实现发光效率高的明亮光源的结构。
并且，以往在第一内腔和第二内腔的共用面的阶梯差附近，从半导体发光元件发出的光被阶梯差遮蔽而不能到达荧光体，所以被分散在该部分的荧光体不能进行波长转换，因此该部分形成了具有色调不均、亮度不均的光源，而本实施例通过使高密度的荧光体层12形成于高于以往的上方的第二内腔5的表面附近，从半导体发光元件6发出的光可以不被阶梯差遮蔽地到达高密度的荧光体层12。结果，可以实现大幅降低了色调不均、亮度不均的光源。
(实施例2)图2(a)～(e)是表示本发明的半导体发光装置的制造方法的实施例2的工序图。实施例2仅在形成于壳体的内腔由三个部分构成这一点与上述实施例1不同，其制造工序与上述实施例1相同。
以下，说明实施例2的制造工序，但部分和在上述实施例1中说明的内容重复。首先，如图2(a)所示，在壳体1形成有具有底面并且在内周面上形成有第一反射面2的钵状第一内腔3；位于第一内腔3的上方，与第一内腔3的共用面4大于第一内腔3并使内周面大致垂直地立起的第二内腔5；和位于第二内腔5的上方，形成有第二反射面13的内周面位于第一内腔3的钵状内周面的大致同一延长线上第三内腔14。
并且，在第一内腔3的底面安装有半导体发光元件6。另外，为了使半导体发光元件6发光，需要在半导体发光元件6的阳极电极和阴极电极之间施加正向的电压，因此设有用于在半导体发光元件的阳极电极和阴极电极、与被引导到外部与连接电源的电极之间实现电气导通的连接部件，但在表示本实施例的图中将其省略。
然后，如图2(b)所示，在第一内腔3内填充透光性树脂(第一树脂7)直到第一内腔3的上面(第一内腔和第二内腔的共用面4)，并使其固化。此时，填充在第一内腔3内的第一树脂7考虑到固化时的收缩量，填充成相对第一内腔3的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)，以使表面在固化后形成为大致平坦状，但无论哪种状态，利用第一内腔3的上面内缘部8和第一树脂7之间的附着力以及因第一树脂7的适度粘性形成的表面张力，阻止流入到第二内腔5内。
另外，在第二内腔5内和第三内腔14内填充分散了成为波长转换部件的荧光体9的透光性树脂(第二树脂10)直到第三内腔14的上面。此时，填充在第二内腔5内和第三内腔14内的第二树脂10考虑到固化时的收缩量，填充成相对第三内腔14的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)中的任一状态，以使表面在固化后形成为大致平坦状。
然后，如图2(c)所示，将壳体1反转，使填充在第二内腔5内和第三内腔14内的第二树脂10固化。另外，因第二树脂10的适度粘性形成的表面张力和第二树脂10与第三内腔14的上面内缘部11之间的附着力，在将壳体反转时起到抗拒作用于第二树脂10的重力的作用，阻止第二树脂10从第二内腔5和第三内腔14泄漏。因此，不需要防止第二树脂10泄漏用的盖。
在将壳体反转的状态下，在使填充第二内腔内和第三内腔内的第二树脂固化的过程中，如(d)所示，由于构成第二树脂10的透光性树脂和荧光体的比重差，比重大于透光性树脂的荧光体9沉降，并堆积在第三内腔14内的表面附近，形成高密度的荧光体层12。
并且，完成图2(e)所示的半导体发光装置20。此处，说明本实施例的半导体发光装置的光学系统。从半导体发光元件6发出的被依次导入第一树脂7和第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，被识别为具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。并且，从半导体发光元件6发出的朝向第一反射面2的方向被导入第一树脂7内，在第一反射面2反射并改变方向，再被导入第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，与上述相同被识别为具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。另外，在高密度的荧光体层12的荧光体9被转换波长的光中，朝向第二反射面13的方向的光在第二反射面13被反射并射出到外部，由此，对于以往结构中的即使通过荧光体被转换波长也不能促进其向外部射出光，也可以有效地使其射出到外部。这样，由于从半导体发光元件6发出的射出到外部的光经过两个光路，所以从半导体发光元件6发出的射出到外部的光量是经过两个光路发出的光量的合计，因此形成可以实现光射出效率比实施例1更高的明亮光源的结构。
并且，以往的结构是在第一内腔和第二内腔的共用面的阶梯差附近，从半导体发光元件发出的光被阶梯差遮蔽而不能到达荧光体层，所以该部分中的荧光体不能进行波长转换，由此形成了具有色调不均、亮度不均的光源，而本实施例通过使高密度的荧光体层12形成于高于以往结构的上方的第三内腔14内，从半导体发光元件6发出的光可以不被遮蔽地到达荧光体层12。结果，可以实现降低了色调不均、亮度不均的光源。
(实施例3)
图3(a)～(e)是表示具有本发明的波长转换层的半导体发光装置的制造方法的实施例3的工序图。其与上述实施例1及实施例2的不同之处是在实施例1的结构中的壳体上部形成有反射框，其制造工序与上述实施例1及实施例2相同。
以下，说明实施例3的制造工序，但部分和在上述实施例1及实施例2中说明的内容重复。首先，如图3(a)所示，在壳体1形成有具有底面并且在内周面上形成有第一反射面2的钵状第一内腔3；和位于第一内腔3的上方，与第一内腔3的共用面4大于第一内腔3，并使内周面大致垂直地立起的第二内腔5。
并且，在壳体1的上部设有反射框16，其形成有相对安装在第一内腔3底面的半导体发光元件6的光轴，使从第二内腔5的上面周缘15外侧朝向半导体发光元件6的大致放射方向敞开的直线以光轴为中心旋转的凹状倾斜曲面，在倾斜曲面形成第三反射面17。
另外，为了使半导体发光元件6发光，需要在半导体发光元件6的阳极电极和阴极电极之间施加正向的电压，因此设有用于在半导体发光元件的阳极电极和阴极电极、与被引导到外部用于连接电源的电极之间实现电气导通的连接部件，但在表示本实施例的图中将其省略。
然后，如图3(b)所示，在第一内腔3内填充透光性树脂(第一树脂7)直到第一内腔3的上面(第一内腔3和第二内腔5的共用面4)，并使其固化。此时，填充在第一内腔3内的第一树脂7考虑到固化时的收缩量，填充成相对第一内腔3的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)，以使表面在固化后形成为大致平坦状，但无论哪种状态，利用第一内腔3的上面内缘部8和第一树脂7之间的附着力以及因第一树脂7的适度粘性形成的表面张力，阻止流入到第二内腔5内。
另外，在第二内腔5内填充分散了成为波长转换部件的荧光体9的透光性树脂(第二树脂10)直到第二内腔5的上面。此时，填充在第二内腔5内的第二树脂10考虑到固化时的收缩量，填充成相对第二内腔5的上面大致平坦的状态或鼓起的状态(凸状)中的任一状态，以使表面在固化后形成为大致平坦状。
然后，如图3(c)所示，将壳体1反转，使填充在第二内腔5内的第二树脂10固化。另外，因第二树脂10的适度粘性形成的表面张力和第二树脂10与第二内腔5的上面内缘部11之间的附着力，在将壳体1反转时起到抗拒作用于第二树脂10的重力的作用，阻止第二树脂10从第二内腔5泄漏。因此，不需要防止第二树脂10泄漏用的盖。
另外，将壳体1反转放置在基座上，形成于壳体1上部的反射框16的前端部18接触基座，也发挥着垫块夹具的作用。因此，没有必要使反转支撑用的垫块一致。
在将壳体反转的状态下，在使填充第二内腔内的第二树脂固化的过程中，如图3(d)所示，由于构成第二树脂10的透光性树脂和荧光体的比重差，比重大于透光性树脂的荧光体9沉降，并堆积在第二树脂10的表面附近，形成高密度的荧光体层12。
并且，完成图3(e)所示的半导体发光装置20。此处，说明本实施例的半导体发光装置的光学系统。从半导体发光元件6发出的依次被导入第一树脂7和第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，被识别为具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。并且，从半导体发光元件6发出的朝向第一反射面2的方向被导入第一树脂7内，在第一反射面2反射并改变方向，再被导入第二树脂10内的光中的一部分直接射出到外部，一部分在高密度的荧光体层12被转换波长后射出到外部，与上述相同被识别为具有通过这两种光的加法混色而得到的色调的光。这样，由于从半导体发光元件6发出并射出到外部的光经过两个光路，所以从半导体发光元件6发出的光量是经过两个光路射出的光量的合计。另外，从高密度的荧光体层12射出到外部的光中，朝向第三反射面17的方向的光在第三反射面17被反射并朝向半导体发光元件6的大致照射方向，由此，对于以往结构中的不能被促进聚光的光也能够有效地聚光在半导体发光元件6的光轴附近，因此提高了光利用效率，可以实现高亮度化的结构。
并且，以往的结构是在第一内腔和第二内腔的共用面的阶梯差附近，从半导体发光元件发出的光被阶梯差遮蔽而不能到达荧光体层，所以在分散到该部分的荧光体中不能进行波长转换，由此形成了具有色调不均、亮度不均的光源，而本实施例通过使高密度的荧光体层形成于高于以往结构的上方的第一内腔的表面附近，从半导体发光元件发出的光可以不被遮蔽地到达荧光体层。结果，可以实现大幅降低了色调不均、亮度不均的光源。
此处，说明实施例1～实施例3的相同事项。在本发明中，为了实现半导体发光元件和半导体发光元件的阳极电极及阴极电极，与被引导到外部用于连接电源的电极之间的电气导通，使用了作为连接部件的焊丝，并利用透光性树脂密封焊丝(未图示)，用透光性树脂密封焊丝的目的是，保护半导体发光元件和焊丝免于受振动、冲击等的机械应力和水分、尘埃等的环境条件的影响，并且通过在形成与半导体发光元件的光射出面的界面的部件中，采用折射率接近或大于等于形成半导体发光元件的射出面的半导体材料的折射率的材料，来尽量减少在半导体发光元件内发出的光中的在半导体发光元件的光射出面被全反射而返回半导体发光元件内的光，使尽可能多的光从半导体发光元件的光射出面射出到形成界面的部件中，从而提高半导体发光元件的发光效率。
因此，通过填充在第一内腔内来密封被配置在钵状第1内腔底面上的半导体发光元件的第一树脂(透光性树脂)，需要完全密封半导体发光元件和焊丝。
并且，在本发明中，使高密度的荧光体层形成于半导体发光装置向大气中射出光的面附近，其目的是，通过使从半导体发光装置发出的在荧光体被转换波长并射出到大气中的光、和从半导体发光装置发出并直接射出到大气中的光尽可能地均匀散射、折射，来实现色调不均、亮度不均少的光源。其另一目的是提高被荧光体转换了波长的光的光射出效率。
即，半导体发光装置相对外部的光射出面附近形成高密度的荧光体层，光射出面通过荧光体形成为凹凸状态的表面形状。因此，从半导体发光元件发出的被荧光体被转换了波长的光、和从半导体发光元件发出的光在凹凸状态的表面形状的光射出面的偏离较小，能够进行全方位的均匀的散射、折射。并且，在形成光射出面的凸部的荧光体中被转换波长的光在发出到大气中之前不通过(覆盖荧光体的树脂被膜以外的)多余中介物，而直接射出到大气中，所以不会受到全反射和折射，形成光射出效率良好的结构。
此处，说明本发明的半导体发光装置的效果。
(1)利用折射率接近形成半导体发光元件的射出面的半导体材料的透光性树脂全面密封半导体发光元件和焊丝，从而可保护半导体发光元件和焊丝免与受振动、冲击等的机械应力和水分、尘埃等的环境条件的影响，同时尽量减少在半导体发光元件中发出的光中在半导体发光元件的光射出面全反射并返回半导体发光元件内的光，使尽可能多的光从半导体发光元件的光射出面射向形成界面的透光性树脂，由此提高来自半导体发光元件的光射出效率。
(2)将填充树脂的内腔分成多段，由此利用内腔的上面内缘部和树脂之间的附着力和因树脂的适度粘性形成的表面张力，阻止填充在下方内腔内的透光性树脂流入到位于上方的内腔内，可以使整个表面形成大致平坦状。结果，可以使填充在位于上方的内腔内的分散了荧光体的透光性树脂的整个表面也形成大致平坦状。
(3)通过使上述(2)反转固化，在填充在位于上方的内腔内的分散了荧光体的透光性树脂的大致平表面附近，荧光体沉降，形成高密度的荧光体层。结果，高密度的荧光体层的厚度沿着整个面也形成为大致均匀状态，获得色调不均、亮度不均少的光源。
(4)由于以往的在下方内腔和上方内腔的共用面的阶梯差附近，从半导体发光元件发出的光被阶梯差遮蔽而不能到达荧光体层，所以该部分的被分散在透光性树脂中的荧光体不能进行波长转换，由此形成了具有色调不均、亮度不均的光源，而本发明通过使高密度的荧光体层形成于高于以往结构的上方的树脂表面附近，从半导体发光元件发出的光可以不被遮蔽地到达荧光体层。结果，可以实现大幅降低了色调不均、亮度不均的光源。
(5)高密度的荧光体层形成于光射出面附近，并通过荧光体形成为凹凸状态的表面形状。因此，从半导体发光元件发出的被荧光体转换了波长的光、和从半导体发光元件发出的光在凹凸状态的表面形状的光射出面的偏离较小，能够进行全方位的均匀的散射、折射。并且，在形成光射出面的凸部的荧光体中被转换波长的光在射出到大气中之前不通过(覆盖荧光体的树脂被膜以外的)多余中介物，而直接射出到大气中，所以不会受到全反射和折射，形成光射出效率良好的结构。
(6)在壳体的上部设置形成有反射面的反射框，从而使在高密度的荧光体层被转换波长并朝向反射面的光，在反射面被反射并朝向半导体发光元件的大致照射方向射出，结果，对于以往结构的即使通过荧光体被转换波长也不能促进其聚光的光，也能够有效地聚光在半导体发光元件的光轴附近，由此改善光的利用效率，可以实现光源的高亮度化。同时，在将壳体反转并使树脂固化时，也发挥着垫块夹具的作用，所以也发挥不需要使反转支撑用的垫块一致等的良好效果。
权利要求
1.一种半导体发光元件，其特征在于，在基体部件上形成有把朝向上方敞开的内周面作为反射面的第一内腔、和设在该第一内腔上方的至少一个内腔，在所述第一内腔的底面配置有至少一个半导体发光元件，通过在所述第一内腔填充第一树脂，整体密封了被配置在该第一内腔底面上的半导体发光元件，在设于所述第一内腔上方的内腔填充有第二树脂。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一树脂由透光性树脂构成，该第一树脂固化后的表面形成为大致平坦状。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第二树脂是分散有波长转换部件的透光性树脂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，在所述第二树脂的表面附近形成有高密度的波长转换部件层。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，在所述壳体的上方设有反射框，其形成有相对所述半导体发光元件的光轴，使朝向该半导体发光元件的大致放射方向展开的直线以所述光轴为中心旋转的凹状反射倾斜曲面。
6.一种半导体发光装置的制造方法，其特征在于，具有准备形成有把朝向上方敞开的内周面作为反射面的第一内腔、和设在该第一内腔上方的至少一个内腔的壳体的工序；在所述第一内腔的底面配置至少一个半导体发光元件的工序；在所述第一内腔内填充第一树脂并固化的工序；在设于所述第一内腔上方的所有内腔内统一填充第二树脂并反转，在该反转的状态下进行固化的工序。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述第一树脂由透光性树脂构成。
8.根据权利要求6或7所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述第二树脂是分散有波长转换部件的透光性树脂。
全文摘要
本发明提供一种色相不均和亮度不均小，并且几乎不射出可能对人有害的光的光源的半导体发光装置及其制造方法。在壳体(1)中设置了包括形成有第一反射面(2)的倾斜面的第一内腔(3)和具有大致垂直的侧面的第二内腔(5)，在该壳体(1)的上方设置有包括形成有第三反射面(17)的倾斜面的反射框(16)。而且在底面上配置有半导体发光元件(6)的第一内腔(3)内填充由透光性树脂构成的第一树脂(7)并使其固化，再在第二内腔(5)内填充将荧光体(9)分散在透光性树脂中的第二树脂(10)，并将其反转，在该反转的状态下进行固化，从而在第二树脂(10)的表面附近形成高密度的荧光体层(12)。
文档编号H01L27/15GK1674314SQ20051005908
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月21日 优先权日2004年3月22日
发明者原田光范, 上野一彦, 戎谷崇, 青山雅生, 立花佳织 申请人:斯坦雷电气株式会社