DE19901918A1 - Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung - Google Patents

Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung.
Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtungen des Typs, der auf einer Oberfläche aufgebracht ist und bei dem lichtemittierende Elemente benutzt wurden, sind in verschiedenen Industrie- und Verbrauchsgütern benutzt worden. Ein Beispiel solch einer bekannten halbleitenden, lichtemittierenden Vorrichtung ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-283803 be­ schrieben, und eine weitere Ausführungsform wird im Anschluß mit Bezug auf Fig. 1 dis­ kutiert.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 20 unter Einsatz eines lichtemittierenden Diodenelements, im Anschluß als LED-Element 6 bezeich­ net, als ein halbleitendes lichtemittierendes Element. Dabei ist ein rechteckiges, nicht­ leitendes Substrat 1 aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, das mit einem Paar metallisierter Verdrahtungsschichten 2, 3 beschichtet ist, die von der Unterseite des rechtecki­ gen, nicht-leitenden Substrats 1 zu dessen Oberseite über dessen Längsseiten verlaufen. Das LED-Element 6 ist auf seiner einen Seite 6a mit Elektroden der p-leitenden bzw. n-leitenden Seite versehen und auf die Oberfläche des Paars metallisierter Verdrahtungsschichten 2 und 3, jeweils über elektrisch leitendes Material 4, 5, aufgeprägt, so daß die Elektroden auf der p- bzw. n-leitenden Seite auf der Seite 6a des LED-Elements 6 elektrisch mit dem Paar metalli­ sierter Verdrahtungsschichten 2 bzw. 3 verbunden ist.
Das aufgeprägte LED-Element 6 ist innerhalb eines Abdichtungsharzmaterials 7 aus einem transparenten oder semitransparenten, synthetischen Harz verpackt. Die so ausgebildete halb­ leitende lichtemittierende Vorrichtung 20 ist mit einer Oberfläche auf einen Schaltkreis auf­ gebracht, wobei das Paar metallisierter Verdrahtungsschichten 2 und 3 mit Drahtleitungen, die auf dem Schaltkreis ausgebildet sind, verbunden ist.
Daher überdeckt das Abdichtungsharzmaterial bei der bekannten halbleitenden, lichtemittie­ renden Vorrichtung die komplette lichtemittierende Fläche des halbleitenden, lichtemittieren­ den Elements, wie oben angegeben. Demgemäß sollte das Abdichtungsharzmaterial 7 aus lichttransmittierbarem, transparentem oder semitransparentem, synthetischem Harz sein, um einen optischen Weg zur lichtemittierenden Fläche zu ermöglichen. Ein Verstärkungsmaterial, wie ein Füllstoff, kann dem Abdichtungsharzmaterial 7 aufgrund seiner Charakteristika nicht hinzugefügt werden oder in demselben enthalten sein. Risse können in der Verpackung auf­ treten, da ihr Rückfließwiderstand niedrig ist. Ein Verschlechtern bzw. Altern des Abdich­ tungsharzmaterials 7 kann unter einigen Betriebsbedingungen stattfinden, da der Wärmewi­ derstand und Feuchtigkeitswiderstand des Abdichtungsharzmaterials unzureichend ist.
Mit anderen Worten, wenn die bekannte halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung unter Umgebungsbedingungen verwendet wird, unter denen sie hohen Temperaturen oder ultravio­ letter Bestrahlung ausgesetzt ist, wird das Abdichtungsharzmaterial 7 aus dem oben beschrie­ benen, lichttransmittierbaren, transparenten oder semitransparenten, synthetischen Harz dazu neigen, aufgrund des Einflusses der hohen Temperatur und der ultravioletten Strahlen gelb zu werden, so daß sein Lichtdurchlässigkeitsgrad herabgesetzt wird. Als ein Resultat davon kommt es zu einem Verlust eines erheblichen Anteils an Ausgabelicht, das von dem halblei­ tenden lichtemittierenden Element in dem Abdichtungsharzmaterial emittiert wird. Der Anteil des nach außen emittierten Ausgabelichts wird somit herabgesetzt. Daher ist es ein Problem, daß die Leuchtkraft der bekannten halbleitenden, lichtemittierenden Vorrichtung aufgrund der Verschlechterung bzw. Alterung des Abdichtungsharzmaterials aus lichttransmittierbarem, transparentem oder semitransparentem, synthetischem Harz herabgesetzt wird.
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es daher, eine halbleitende, lichtemittierende Vor­ richtung zu liefern, die die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere nicht durch ein Verschlechtern bzw. Altern eines Abdichtungsmaterials zum Abdichten eines lich­ temittierenden Elements beeinflußt wird. Dabei wird vorzugsweise ein lichtemittierendes Element verwendet, das in der ebenfalls anhängigen japanischen Patentanmeldung Nr. 10- 55 662 offenbart ist und eine erhöhte Lichtemissionseffizienz aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine halbleitende lichtemittierende Vor­ richtung, mit einem halbleitenden, lichtemittierenden Element, das auf ein Substrat oder zu­ mindest eine Leiterplatine auf der Seite aufgeprägt ist, auf der eine Elektrode auf der p-lei­ tenden Seite und eine Elektrode auf der n-leitenden Seite ausgebildet ist, wobei der komplette Umfang des halbleitenden lichtemittierenden Elements mit einem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungsharzmaterial abgedichtet ist, mit der Ausnahme eines lichtemittierenden Bereichs auf der von dem Substrat bzw. der Leiterplatine abgewandten Seite.
Dabei kann vorgesehen sein, daß das Substrat oder die Leitplatine mit Stufen zur Aufnahme des halbleitenden, lichtemittierenden Elements ausgebildet ist.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Form des lichtemittierenden Bereichs einstellbar ist.
Es kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß ein Verstärkungsmaterial in dem licht-nicht- transmittierbaren Abdichtungsharzmaterial enthalten ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das halb­ leitende, lichtemittierende Element folgendes umfaßt: ein Saphir-Substrat, eine Schicht aus einer auf GaN basierenden halbleitenden Verbindung, die eine lichtemittierende Schicht ent­ hält, die auf das Saphir-Substrat auflaminiert ist, und einen Stromdiffusionsfilm, der aus ei­ nem elektrisch leitenden Metallfilm mit hohem Lichtreflexionsvermögen auf der halbleiten­ den Schicht ausgebildet ist, wobei das halbleitende lichtemittierende Element so aufgebaut ist, daß Ausgabelicht von der lichtemittierenden Schicht von der Saphir-Substratseite in Form von Emissionslicht E zusammen mit von dem Stromdiffusionsfilm reflektierten Reflexionslicht R emittiert wird.
Schließlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß das Verstärkungsmaterial aus Füllstoffen zusammengesetzt ist, wie Aluminiumoxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder der­ gleichen.
Somit wird erfindungsgemäß ein Paar metallisierter Verdrahtungsschichten auf einem recht­ eckigen, nicht-leitenden Substrat, das aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, derart angeordnet, daß sie sich von der Unterseite des Substrats zu dessen Oberseite über dessen Längsseiten erstrecken. Eine Seite eines LED-Elements, auf der eine Elektrode auf der p-leitenden Seite sowie eine Elektrode auf der n-leitenden Seite ausgebildet sind, ist auf das Substrat unter Verwendung eines elektrisch leitenden Materials als Bindematerial aufgeprägt. Dabei ist das LED-Element mit einem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungsharzmaterial, in das Füllmaterialien, wie Aluminiumoxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder dergleichen, als ein Verstärkungsmaterial eingebaut sind, über den kompletten Umfang, mit Ausnahme eines freigelassenen lichtemittierenden Bereichs, abgedichtet. Eine halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung ist somit erfindungsgemäß bereitgestellt, bei der ein Herabsetzen der Leuchtkraft durch Unterdrücken des Verschlechterns bzw. Alterns des Abdichtungsharzmaterials für die Abdichtung des halbleitenden, lichtemittierenden Elements verhindert wird.
Das halbleitende lichtemittierende Element, das mit der erfindungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung verwendet wird, ist nicht auf ein LED-Element beschränkt, sondern kann auch mit einem beliebigen halbleitenden lichtemittierenden Element verwendet werden, das auf einer Seite eine Elektrode der p-leitenden Seiten sowie eine Elektrode der p- leitenden Seite aufweist.
Da ein Verstärkungsmaterial in das licht-nicht-transmittierbare Abdichtungsharzmaterial in­ korporiert ist, ist der Rückfließwiderstand erhöht, so daß das Auftreten von Beschädigungen, wie Risse in der Verpackung, verhindert wird.
Da das licht-nicht-transmittierbare Abdichtungsharzmaterial einen erhöhten Wärmewider­ stand aufweist und ultraviolette Stahlung abschneidet, können Verschlechterungsphänomene, wie ein Gelbwerden des Abdichtungsharzmaterials, verhindert werden, wenn die halbleitende lichtemittierende Vorrichtung unter Umgebungsbedingungen verwendet wird, bei denen es einer hohen Temperatur und ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird.
Da Stufen durch Entfernen eines Teils des nicht-leitenden Substrats oder einer Leiterplatine ausgebildet sind, in denen das halbleitende lichtemittierende Element beherbergt ist, kann die halbleitende lichtemittierende Vorrichtung flach ausgestaltet werden, was zu einer Reduktion der Höhe senkrecht zur Schichtenfolge und des Gewichts führen kann.
Da der lichtemittierende Bereich in verschiedenen Formen gemäß der gegenwärtigen Erfin­ dung ausgestaltet sein kann, kann die Form des Ausgabelichts, das von der halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, auf eine gewünschte Form verändert werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine halbleitende lichtemittierende Vorrichtung unter Verwendung eines neuen LED-Elements, das eine hohe Lichtemissionsef­ fizienz aufweist, mit exzellenten Lichtemissionscharakteristika geliefert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht zur Illustration einer bekannten halbleitenden lichtemittie­ renden Vorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittansicht zur Illustration einer ersten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung;
Fig. 3 eine Schnittansicht zur Illustration einer zweiten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung;
Fig. 4 eine Schnittansicht zur Illustration einer dritten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemaße halbleitende lichtemittierende Vor­ richtung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung; und
Fig. 8 eine Vorderansicht, im Teillängsschnitt, zeigend ein halbleitendes lichtemit­ tierendes Element, das mit der halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird nunmehr eine halbleitende lichtemittierende Vorrichtung 21 ge­ mäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, deren Teile, die den in der bekannten halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 20 gemäß Fig. 1 verwen­ deten Teilen entsprechen oder ähnlich sind, die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 auf­ weisen, und ihre Beschreibung weglassen.
Bei der erfindungsgemäßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 21 wird ein LED- Element 6 verwendet, bei dem eine lichtemittierende Schicht dadurch ausgebildet ist, daß aus einer Dampfphase eine halbleitende, auf Galliumnitrid basierende Verbindung, wie GaN oder dergleichen, auf eine Oberfläche 6b eines Substrats, das aus einem lichttransmittierbaren, nicht-leitenden Material hoher Härte, wie Saphir, hergestellt ist, gezüchtet wird, so daß die Seite der Schicht, die der Substrat-Oberfläche 6b zugewandt ist, als eine lichtemittierende Fläche dient.
Ein nicht-leitendes Substrat 1 hat an seinen gegenüberliegenden Enden Elektroden 2, 3 ausge­ bildet. Das LED-Element 6 ist auf der Seite 6a der lichtemittierenden Schicht mit einer Elek­ trode auf der p-leitenden Seite sowie einer Elektrode auf der n-leitenden Seite versehen und auf die Elektroden 2, 3 auf dem nicht-leitenden Substrat 1 unter Verwendung von Leitungs­ materialien 4, 5, wie Silber oder Lötmittel, als Bindemittel zum Verbinden aufgeprägt. Ein licht-nicht-transmittierbares Abdichtungsharzmaterial 8, in dem Füllstoffe, wie Aluminiu­ moxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder dergleichen, enthalten sind, ist als Verstärkungsmaterial vorgesehen. Das licht-nicht-transmittierbare Abdichtungsharzmaterial 8 überdeckt die Längs­ seiten des LED-Elements 6 und seine Seite 6a, die dem Substrat 6b aus nicht-leitendem Mate­ rial gegenüberliegt und auf der die Elektroden der p-leitenden bzw. n-leitenden Seite ausge­ bildet sind. Wie in der Draufsicht in Fig. 5 gezeigt, ist nur ein lichtemittierender Bereich 6d der lichtemittierenden Fläche 6c des Substrats 6b freigelassen, und die lichtemittierende Flä­ che 6c ist, außer in dem lichtemittierenden Bereich 6d, mit dem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungsharzmaterial überdeckt. Mit anderen Worten ist das LED-Element 6 mit der be­ schichteten Vorderseite 6a nach unten auf das Substrat 1 aufgebracht, und der Bereich 6d der Substrat-Oberfläche 6b, der lichtemittierend ist, ist freigelassen, während der komplette Um­ fang des LED-Elements 6 ansonsten mit dem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungsharz­ material 8 bedeckt ist.
Da die halbleitende lichtemittierende Vorrichtung 21 der vorliegenden Erfindung so aufge­ baut ist, daß nur der lichtemittierende Bereich 6d des LED-Elements 6 freiliegt, während der Rest des Umfangs des LED-Elements 6 mit dem Abdichtungsharzmaterial 8 abgedichtet ist, kann ein licht-nicht-transmittierbares Harzmaterial als Abdichtungsharzmaterial verwendet werden. Demgemäß kann das LED-Element 6 mit einem licht-nicht-transmittierbaren Harz­ material 8 abgedichtet werden, dem Füllstoffe, wie Aluminiumoxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder dergleichen als Verstärkungsmaterial zugegeben sind.
Da solch ein licht-nicht-transmittierbares Abdichtungsharzmaterial 8 weniger Feuchtigkeit absorbiert und zu einem erhöhten Wärmewiderstand führt, ist der Rückfließwiderstand erhöht, um das Auftreten von Beschädigungen, wie Risse in der Packung, zu verhindern. Das Ver­ schlechterungsphänomen, wie Gelbwerden des Abdichtungsharzmaterials, kann unterdrückt werden, selbst wenn die halbleitende lichtemittierende Vorrichtung 21 in einer Umgebung verwendet wird, die hohen Temperaturen und ultravioletten Strahlen ausgesetzt ist.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, in der eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemaßen halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 22 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das LED-Element 6 auf Leiterplatinen 9, 10 unter Verwendung von elektrisch leitendem Material 4, 5 als Bindematerial aufgeprägt. Auch ist bei der so aufgebauten halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 22 ein licht-nicht-transmittierbares Abdichtungsharzmaterial 8 vorgesehen, das mit Füllstoffen, wie Aluminiumoxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder derglei­ chen, versehen ist, ähnlich wie im Fall der Ausführungsform von Fig. 2, vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen halbleitenden lichtemit­ tierenden Vorrichtung 23, bei der Stufen 11, 12 durch Entfernen oder Ausstanzen eines Teils der Oberfläche der Leiterplatinen 9, 10 in dem Aufbau gemäß Fig. 3 ausgebildet sind. Das LED-Element 6 ist dabei innerhalb der Stufen 11, 12 beherbergt und auf die Leiterplatinen 9, 10 unter Verwendung von leitendem Material 4, 5 als Bindematerial aufgeprägt.
Durch Ausbilden der Leiterplatinen 9, 10 mit den Stufen 11, 12, Beherbergen des LED- Elements 6 in den Stufen 11, 12 und Durchführen eines Aufprägens, wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Höhe T2 senkrecht zur Schichtenfolge der halbleitenden lichtemittierenden Vorrich­ tung 23 insbesondere im Vergleich zur Höhe T1 senkrecht zur Schichtenfolge der halbleiten­ den lichtemittierenden Vorrichtung 22 gemäß Fig. 3 reduziert werden. Demgemäß kann die halbleitende lichtemittierende Vorrichtung 23 flacher gemacht werden, was zu einer Reduktion in Größe und Gewicht führt.
Es ist auch möglich, Stufen auszubilden, in die das LED-Element eingefügt werden kann, wie mit Bezug auf die Ausführungsform von Fig. 4 beschrieben, wenn das LED-Element 6 auf das rechteckige, nicht-leitende Substrat 1 mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau aufgeprägt ist.
Durch Ausbilden des rechteckigen nicht-leitenden Substrats 1 mit den Stufen ähnlich wie in Fig. 4 kann die Größe der halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung 21 unter Einsatz des rechteckigen, nicht-leitenden Substrats 1 mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau kleiner senk­ recht zur Schichtenfolge sein, so daß es insgesamt zu einer Reduzierung von Größe und Ge­ wicht kommt.
Da das licht-nicht-transmittierbare Abdichtungsharzmaterial 8 unter Verwendung einer Guß­ form zum Abdichten des LED-Elements 6 gemäß der gegenwärtigen Erfindung ausgebildet wird, kann die Form des lichtemittierenden Bereichs 6d in verschiedenen Abmessungen und Gestaltungen eingestellt werden durch Veränderung der Gußform. Daher kann die Form des Ausgabelichts, das von der halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, auf eine gewünschte Form geändert werden, die sich von einer rechteckigen Form unterscheidet. Die Fig. 6 und 7 sind Draufsichten, die halbleitende lichtemittierende Vorrichtungen zei­ gen, bei denen die Form des Ausgabelichts variiert ist. Dabei zeigt Fig. 6 ein Beispiel, bei dem ein kreisförmiger lichtemittierender Bereich 6d zur Verfügung gestellt ist, und Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem ein dreieckiger lichtemittierender Bereich 6d zur Verfügung ge­ stellt wird.
Fig. 8 ist eine Ansicht zum Erklären einer bevorzugten Ausführungsform für ein halbleiten­ des lichtemittierendes Element, das mit der halbleitenden lichtemittierenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Eine Niedrigtemperatur-Pufferschicht 13, die aus GaN hergestellt ist, ist dabei auf einem lichttransmittierbaren Saphir-Substrat 6b ausgebildet, und eine n-leitende Schicht 14 ist auf der Pufferschicht 13 ausgebildet. Eine aktive Schicht 15, ausgebildet aus einer auf InGaN basierenden halbleitenden Verbindung, dient als licht­ emittierende Schicht, auf der eine p-leitende Schicht 16 angeordnet ist. Die n-leitende Schicht 14, die aktive Schicht 15, die als lichtemittierende Schicht fungiert, und die p-leitende Schicht 16, die aus einer auf GaN basierenden halbleitenden Verbindung hergestellt ist, sind sukzessive auf das Saphir-Substrat 6b aufgebracht.
Ein Stromdiffusionsfilm 17 ist aus elektrisch leitendem Material mit einer hohen Lichtrefle­ xionsrate ausgebildet. Solche Charakteristiken weist ein Metall auf, das aus einer Gruppe aus­ gewählt ist, die Al, Ni, Ti oder Pt umfaßt. Der Stromdiffusionsfilm 17 ist aus einem dieser Metalle ausgebildet und auf die p-leitende Überzugschicht 15 eben aufgebracht.
Beim Aufbringen des LED-Elements 6 auf einen Schaltkreis oder dergleichen wird eine Seite des LED-Elements 6, auf der Elektroden 18 und 19 der n-leitenden bzw. p-leitenden Seite ausgebildet sind, auf eine Leiterplatine oder ein metallisiertes, verdrahtetes, nicht-leitendes Substrat unter Verwendung eines elektrisch leitenden Materials als ein Bindematerial aufge­ prägt. Durch Aufbringen des LED-Elements 6 auf den Schaltkreis wird einem Primärlicht E, das direkt von dem LED-Element 6 über das Saphir-Substrat 6b emittiert wird, ein reflektier­ tes Licht R hinzugefügt, das von dem Stromdiffusionsfilm 17 reflektiert wird, so daß das re­ sultierende Licht von dem Saphir-Substrat 6b emittiert wird. Bei solch einem LED-Element 6 ist der Stromdiffusionsfilm 17 auf der p-leitenden Überzugsschicht 16 zum Beliefern der lichtemittierenden Schicht 15 mit einem uniformen Strom ausgebildet. Bei dem hier beschrie­ benen LED-Element 6 wird ein Metall verwendet, das ein hohes Lichtreflexionsvermögen aufweist, so daß der Stromdiffusionsfilm 17 als ein Reflektor für Ausgabelicht von der lich­ temittierenden Schicht 15 verwendet wird. Daher kann der Stromdiffusionsfilm 17, der anson­ sten die Menge an Ausgabelicht, die von einem bekannten LED-Element emittiert wird, redu­ ziert, vorteilhafterweise als Mittel zum Erhöhen der Menge an Ausgabelicht, das von dem LED-Element emittiert wird, verwendet werden.
Da das LED-Element auf ein Substrat derart aufgebracht ist, daß das Ausgabelicht von der lichtemittierenden Schicht von dem Stromdiffusionsfilm reflektiert und der Saphir-Substrat- Seite emittiert wird, kann der Stromdiffusionsfilm, der ansonsten die Menge an Ausgabelicht von der lichtemittierenden Schicht erniedrigt, vorteilhafterweise als Mittel zum Erhöhen der Menge an Ausgabelicht verwendet werden. Die Lichtemissionseffizienz des lichtemittieren­ den Diodenelements kann somit erheblich verbessert werden.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das LED-Element 6 beschrieben wor­ den, bei dem die lichtemittierende Schicht dadurch ausgeformt ist, daß aus der Dampfphase eine halbleitende, auf GaN basierende Verbindung, wie GaN, auf dem Substrat 6b, das aus einem lichttransmittierbaren isolierenden Material mit hoher Härte, wie Saphir, ausgebildet ist, gezüchtet wird, wobei die Seite der lichtemittierenden Schicht, die dem Substrat 6b zuge­ wandt ist, als eine lichtemittierende Fläche fungiert.
Jedoch ist das halbleitende lichtemittierende Element, das mit der erfindungsgemäßen halb­ leitenden lichtemittierenden Vorrichtung verwendbar ist, nicht auf das LED-Element mit dem oben beschriebenen Aufbau beschränkt, sondern es kann jedes halbleitende lichtemittierende Element verwendet werden, bei dem die Elektroden der p-leitenden bzw. n-leitenden Seite auf einer Seite ausgebildet sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offen­ barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombi­ nation für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen we­ sentlich sein.
Bezugszeichenliste
1
Nicht-leitendes Substrat
2
Verdrahtungsschicht
3
Verdrahtungsschicht
4
Leitungsmaterial
5
Leitungsmaterial
6
LED-Element
6
a Seite
6
b Substrat-Oberfläche
6
c Fläche
6
d Lichtemittierender Bereich
7
Abdichtendes Harzmaterial
8
Abdichtendes Harzmaterial
9
Leiterplatine
10
Leiterplatine
11
Stufe
12
Stufe
13
Tieftemperatur-Pufferschicht
14
n-leitende Schicht
15
Aktive Schicht
16
p-leitende Schicht
17
Stromdiffusionsfilm
18
Elektrode auf der n-leitenden Seite
19
Elektrode auf der p-leitenden Seite
20
Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung
21
Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung
22
Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung
23
Halbleitende lichtemittierende Vorrichtung
T1
Höhe
T2
Höhe
E Emissionslicht
R Reflexionslicht

Claims (6)

1. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung (21, 22, 23), mit einem halbleitenden, lichtemittierenden Element (6), das auf ein Substrat (1) oder zumindest eine Leiterplatine (9, 10) auf der Seite aufgeprägt ist, auf der ei­ ne Elektrode (18) auf der p-leitenden Seite und eine Elektrode (19) auf der n- leitenden Seite ausgebildet ist, wobei der komplette Umfang des halbleitenden, lichtemittierenden Elements (6) mit ei­ nem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungsharzmaterial (8) abgedichtet ist, mit der Ausnahme eines lichtemittierenden Bereichs (6d) auf der von dem Sub­ strat (1) bzw. der Leiterplatine (9, 10) abgewandten Seite.
2. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (1) oder die Leitplatine (9, 10) mit Stufen (11, 12) zur Aufnahme des halbleitenden, lichtemittierenden Elements (6) ausgebildet ist.
3. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des lichtemittierenden Bereichs (6d) einstellbar ist.
4. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsmaterial in dem licht-nicht-transmittierbaren Abdichtungs­ harzmaterial (8) enthalten ist.
5. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das halbleitende, lichtemittierende Element (6) folgendes umfaßt:
ein Saphir-Substrat (6b),
eine Schicht aus einer auf GaN basierenden halbleitenden Verbindung, die eine lichtemittierende Schicht (15) enthält, die auf das Saphir-Substrat (6b) auflami­ niert ist, und
einen Stromdiffusionsfilm (17), der aus einem elektrisch leitenden Metallfilm mit hohem Lichtreflexionsvermögen auf der halbleitenden Schicht (15) ausge­ bildet ist, wobei
das halbleitende, lichtemittierende Element (6) so aufgebaut ist, daß Ausgabe­ licht von der lichtemittierenden Schicht (15) von der Saphir-Substrat-Seite in Form von Emissionslicht E zusammen mit von dem Stromdiffusionsfilm reflek­ tiertem Reflexionslicht R emittiert wird.
6. Halbleitende, lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial aus Füllstoffen zusammengesetzt ist, wie Aluminium­ oxid, Kohlenstoff, Siliciumoxid oder dergleichen.
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