[发明专利]半导体发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为光源具有半导体发光元件的半导体发光装置。

背景技术

以往，作为光源具有半导体发光元件的半导体发光装置已被人所知。这样的半导体发光装置通常搭载有利用氮化物类半导体的发光元件(发光二级管元件)。作为利用氮化物类半导体的发光元件，已知的是利用了蓝宝石基板等透明基板的半导体发光元件。在如上所述的半导体发光元件中，在透明基板上形成有包含发光层的氮化物类半导体的多层膜。在多层膜上通常形成有透光性电极和焊盘电极等电极层。

在半导体发光元件中，从发光层向下方出射的光入射到透明基板，在基板背面侧反射。在基板背面侧反射的光返回半导体发光元件的上部，其一部分入射到半导体的多层膜。入射到多层膜的光透过多层膜等向发光元件的外部射出，而一部分的光会被透光性电极、焊盘电极和发光层等吸收。因此，与在基板背面侧反射的光从发光元件的上表面侧(形成有多层膜的一侧)射出的情况相比，从透明基板的侧面射出时的光射出效率更高。

例如，在使用蓝宝石基板作为透明基板，光从蓝宝石基板的侧面直接出射到空气中时，蓝宝石基板(折射率＝1.78)的侧面与空气(折射率＝1.0)的界面的全反射角(θ_side是指，相对于与基板侧面垂直的方向，当光以该角度以上的角度入射时，就会发生全反射)为θ_side≥34.18°。即，在从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板的光中，部分光直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向，其中，相对于基板侧面的垂直方向以34.18°≤θ_side≤90°入射到蓝宝石基板侧面的光不会从蓝宝石基板侧面射出，而是返回到形成在蓝宝石基板上的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧，而另一方面，具有θ_side＜34.18°的入射角的光将从蓝宝石基板的侧面出射到空气中。

在半导体发光元件被安装到晶体管管座等之后，通常利用折射率为1.4～1.5左右的透明树脂密封。在这种情况下，由于透明基板与透明树脂的折射率差比透明基板与空气的折射率差小，因此与透明基板的侧面与空气接触的情况相比，光不容易在透明基板的侧面发生全反射。因此，使光有效地从透明基板的侧面射出变得容易。

例如，假设密封树脂的折射率为1.5，在与蓝宝石基板侧面的界面上的全反射角会变成θ_side≥57.43°。即，在从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板的光中，部分光直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向，其中，相对于基板侧面的垂直方向以57.43°≤θ_side≤90°入射到蓝宝石基板的侧面的光不会从蓝宝石基板侧面射出，而是返回到形成在蓝宝石基板上的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧，而另一方面，具有θ_side＜57.43°的入射角的光将从蓝宝石基板的侧面出射到透明树脂中。这样，通过利用透明树脂密封半导体发光元件，能够使更多的光从蓝宝石基板的侧面射出，但是由于也会留有一定量的光在蓝宝石基板的侧面发生全反射，因此有必要尽可能地减少全反射光，进一步提高光射出效率。

针对该问题，后述专利文献1中提出了在透明基板的背面形成凹凸的方法。在专利文献1中，以往从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板，在蓝宝石基板的背面发生镜面反射，再次向发光层侧返回的光，因该凹凸而向与以往不同的角度反射，因此，光变得容易从基板的侧面射出。在专利文献1中，在透明基板的背面与空气接触的情况下，由于其折射率差较大，因此，利用凹凸结构能够获得较强的光散射效果。因此，改善了外部光射出效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2002-368261号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在将发光元件安装到晶体管管座等时，通常使用折射率为1.5左右的透明硅酮树脂等作为贴片接合剂，所以在这种情况下，折射率差会减小，将抑制凹凸结构的光散射效果。因此，在利用专利文献1所记载的发光元件来构成半导体发光装置的情况下，难以提高外部光射出效率。

本发明是为了解决上述课题而作出的发明，本发明的一个目的在于提供一种能够提高外部光射出效率的半导体发光装置。

用于解决技术课题的技术方案