JP2000261034A - 発光装置 - Google Patents
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- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程が単純で、発光取出効率が高く、さ
らに製造コストを切り下げることができるように改良さ
れた発光装置を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 当該発光装置は、第１波長の光を発光す
る第１の半導体基板５を備える。第１半導体基板５の上
に、第１半導体基板５から出射される第１波長の光の一
部を透過させ、かつその一部を吸収し、第２波長の光を
発光させる第２の半導体基板１１を備える。第１波長の
光と第２の波長の光の合成光が白色になる。
らに製造コストを切り下げることができるように改良さ
れた発光装置を提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 当該発光装置は、第１波長の光を発光す
る第１の半導体基板５を備える。第１半導体基板５の上
に、第１半導体基板５から出射される第１波長の光の一
部を透過させ、かつその一部を吸収し、第２波長の光を
発光させる第２の半導体基板１１を備える。第１波長の
光と第２の波長の光の合成光が白色になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に発光装置
に関するものであり、より特定的には、省エネルギおよ
び低コスト化を図ることができるように改良された発光
装置に関する。
に関するものであり、より特定的には、省エネルギおよ
び低コスト化を図ることができるように改良された発光
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタが真空管を一掃したよう
に、２１世紀には、白色電球および蛍光灯までも、省エ
ネルギ、低コストの観点から、ＬＥＤ化されるものと思
われる。
に、２１世紀には、白色電球および蛍光灯までも、省エ
ネルギ、低コストの観点から、ＬＥＤ化されるものと思
われる。
【０００３】発光ダイオード（ＬＥＤ）として、赤色、
黄色、緑色、青色などの単色のものが既に製造販売され
ている。赤色の高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）として
は数Ｃｄ（カンデラ）以上のものが既に市販されてい
る。これはＡｌＧａＡｓやＧａＡｓＰ等を発光層とした
赤色ＬＥＤである。これは低価格のＬＥＤであり広い用
途に利用されている。ＧａＰを発光層とする緑・黄緑色
のＬＥＤも製造販売されている。青色ＬＥＤとしては、
ＳｉＣを活性層とするものがある。青・緑にはＧａＩｎ
Ｎを活性層とするＬＥＤがある。橙色、黄色にはＡｌＧ
ａＩｎＰを発光層とする素子がある。いずれも安価で実
用的なＬＥＤである。このうちＧａＰ、ＳｉＣは間接遷
移型の半導体であるから効率が悪く、カンデラ級の出力
には至っていない。
黄色、緑色、青色などの単色のものが既に製造販売され
ている。赤色の高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）として
は数Ｃｄ（カンデラ）以上のものが既に市販されてい
る。これはＡｌＧａＡｓやＧａＡｓＰ等を発光層とした
赤色ＬＥＤである。これは低価格のＬＥＤであり広い用
途に利用されている。ＧａＰを発光層とする緑・黄緑色
のＬＥＤも製造販売されている。青色ＬＥＤとしては、
ＳｉＣを活性層とするものがある。青・緑にはＧａＩｎ
Ｎを活性層とするＬＥＤがある。橙色、黄色にはＡｌＧ
ａＩｎＰを発光層とする素子がある。いずれも安価で実
用的なＬＥＤである。このうちＧａＰ、ＳｉＣは間接遷
移型の半導体であるから効率が悪く、カンデラ級の出力
には至っていない。
【０００４】これらＬＥＤは、いずれも発光層材料のバ
ンド間の電子遷移を利用しているから、単色光しか出な
い。だからＬＥＤといえば単色であった。単色のＬＥＤ
には表示用ＬＥＤなど多くの用途がある。しかし単色Ｌ
ＥＤだけではすべての光源にとって代わることはできな
い。照明などの用途、特別の表示などの用途、液晶バッ
クライトなどの用途には、単色光源では役に立たない。
照明に単色光を使うと物体が皆その色に見える。液晶バ
ックライトに単色光を使うと、その色の濃淡画像しか見
えない。
ンド間の電子遷移を利用しているから、単色光しか出な
い。だからＬＥＤといえば単色であった。単色のＬＥＤ
には表示用ＬＥＤなど多くの用途がある。しかし単色Ｌ
ＥＤだけではすべての光源にとって代わることはできな
い。照明などの用途、特別の表示などの用途、液晶バッ
クライトなどの用途には、単色光源では役に立たない。
照明に単色光を使うと物体が皆その色に見える。液晶バ
ックライトに単色光を使うと、その色の濃淡画像しか見
えない。
【０００５】したがって、どうしてもすべての色を含む
白色の光源が必要である。ところが白色の出る半導体発
光素子はない。照明用光源としては、今なお白熱電球、
蛍光灯などが広く使われている。白熱電球は効率が悪
く、また寿命も短い。蛍光灯は効率はともかく、寿命が
短い。安定器のような重量物が必要である。また、サイ
ズも大きすぎる。このような難点がある。
白色の光源が必要である。ところが白色の出る半導体発
光素子はない。照明用光源としては、今なお白熱電球、
蛍光灯などが広く使われている。白熱電球は効率が悪
く、また寿命も短い。蛍光灯は効率はともかく、寿命が
短い。安定器のような重量物が必要である。また、サイ
ズも大きすぎる。このような難点がある。
【０００６】寸法が小さいこと、周辺回路が簡単である
こと、寿命が長いこと、発光効率がよいこと、安価であ
ることなどが白色光源に対し、望まれるところである。
これらの要件を満足するには、やはり半導体発光素子し
かないように思われる。しかし、前述のように、半導体
発光素子はバンドギャップ間の電子遷移を用いるからど
うしても単色光しか出ない。半導体素子は単独では白色
光を発生することができない。
こと、寿命が長いこと、発光効率がよいこと、安価であ
ることなどが白色光源に対し、望まれるところである。
これらの要件を満足するには、やはり半導体発光素子し
かないように思われる。しかし、前述のように、半導体
発光素子はバンドギャップ間の電子遷移を用いるからど
うしても単色光しか出ない。半導体素子は単独では白色
光を発生することができない。
【０００７】３原色である青色、緑色、赤色のＬＥＤを
使えば、白色ＬＥＤを作ることができるだろう。ＧａＮ
を用いた青色ＬＥＤも市販されるようになり、３原色の
ＬＥＤは揃っている。しかし、３つもの発光素子を組合
せるのでは高コストになってしまう。製品コストだけで
なく電力も３倍必要であり、効率がよいとはいえない。
３原色の間でのバランスを調整する必要もある。回路も
複雑にならざるを得ない。サイズの点でも不利である。
このように複数のＬＥＤを組合せて白色光を作るのでは
あまり利益がない。やはり、単一のＬＥＤで白色を出す
のが望ましい。
使えば、白色ＬＥＤを作ることができるだろう。ＧａＮ
を用いた青色ＬＥＤも市販されるようになり、３原色の
ＬＥＤは揃っている。しかし、３つもの発光素子を組合
せるのでは高コストになってしまう。製品コストだけで
なく電力も３倍必要であり、効率がよいとはいえない。
３原色の間でのバランスを調整する必要もある。回路も
複雑にならざるを得ない。サイズの点でも不利である。
このように複数のＬＥＤを組合せて白色光を作るのでは
あまり利益がない。やはり、単一のＬＥＤで白色を出す
のが望ましい。
【０００８】ＧａＮ系のＬＥＤとＹＡＧ系蛍光体を組合
せた白色ＬＥＤの試みが提案されている。たとえば次の
文献に紹介されている白色半導体発光素子がある。
せた白色ＬＥＤの試みが提案されている。たとえば次の
文献に紹介されている白色半導体発光素子がある。
【０００９】 「光機能材料マニュアル」光機能材料
マニュアル編集幹事会編、オプトエレクトロニクス社
刊、第４５７頁、１９９７年６月 図６および７に、この従来の素子の断面図を示す。この
素子は、ＧａＩｎＮを活性層とするＧａＮ系ＬＥＤチッ
プを、黄色の発光をするＹＡＧ蛍光材に埋込んだ構造を
している。
マニュアル編集幹事会編、オプトエレクトロニクス社
刊、第４５７頁、１９９７年６月 図６および７に、この従来の素子の断面図を示す。この
素子は、ＧａＩｎＮを活性層とするＧａＮ系ＬＥＤチッ
プを、黄色の発光をするＹＡＧ蛍光材に埋込んだ構造を
している。
【００１０】樹脂の透明モールド１の中に、第１リード
２、第２リード３が固定されている。第１リード２の表
面では、図のように、窪み４が形成されている。窪み４
にＧａＩｎＮ活性層を持つＧａＮ系ＬＥＤチップ５が固
定されている。ＬＥＤ５をすっぽりと覆うように黄色の
ＹＡＧ蛍光体６が、窪み４に充填されている。ＧａＮＬ
ＥＤの上面にはアノード電極とカソード電極があり、こ
れらがワイヤ７，８によってリード２，３に接続されて
いる。チップの上面に、Ｎ側電極（カソード）とＰ側電
極（アノード）を作る。アノードからカソードに電流を
流すとＧａＮＬＥＤ５が青色の光Ｅを出す。青色の光Ｅ
の一部は、そのままＹＡＧ蛍光体６を透過して外部に出
射される。残りは蛍光体６に吸収され、より波長の長い
黄色の光Ｆを出す。青色の光Ｅと黄色の光Ｆが重なって
出る。合成された光は白色である。つまり、この従来例
によれば、ＧａＮＬＥＤの青色と、これによって励起さ
れた蛍光とを重ね合わせて白色を出しているのである。
２、第２リード３が固定されている。第１リード２の表
面では、図のように、窪み４が形成されている。窪み４
にＧａＩｎＮ活性層を持つＧａＮ系ＬＥＤチップ５が固
定されている。ＬＥＤ５をすっぽりと覆うように黄色の
ＹＡＧ蛍光体６が、窪み４に充填されている。ＧａＮＬ
ＥＤの上面にはアノード電極とカソード電極があり、こ
れらがワイヤ７，８によってリード２，３に接続されて
いる。チップの上面に、Ｎ側電極（カソード）とＰ側電
極（アノード）を作る。アノードからカソードに電流を
流すとＧａＮＬＥＤ５が青色の光Ｅを出す。青色の光Ｅ
の一部は、そのままＹＡＧ蛍光体６を透過して外部に出
射される。残りは蛍光体６に吸収され、より波長の長い
黄色の光Ｆを出す。青色の光Ｅと黄色の光Ｆが重なって
出る。合成された光は白色である。つまり、この従来例
によれば、ＧａＮＬＥＤの青色と、これによって励起さ
れた蛍光とを重ね合わせて白色を出しているのである。
【００１１】ＬＥＤの発光は電子のバンド間遷移による
積極的な発光である。蛍光体はその光を吸収し、内部の
電子が基底バンドから上のバンドへ励起され、その電子
が発光中心と呼ばれる準位を介して基底バンドに落ちる
ときに光を発する。当然この励起発光では、ＬＥＤの光
よりエネルギが低い、光が出る。適当な蛍光体でＬＥＤ
を囲むと、ＬＥＤの固有の光とそれより長い波長の蛍光
が出るようになる。ＹＡＧ蛍光体はちょうど黄色の光を
出すから、これがＬＥＤの青色と合成され、白色にな
る。可視光の中で青は波長が短く、エネルギが高い。青
色発光素子が存在するから、このようなことが可能にな
る。
積極的な発光である。蛍光体はその光を吸収し、内部の
電子が基底バンドから上のバンドへ励起され、その電子
が発光中心と呼ばれる準位を介して基底バンドに落ちる
ときに光を発する。当然この励起発光では、ＬＥＤの光
よりエネルギが低い、光が出る。適当な蛍光体でＬＥＤ
を囲むと、ＬＥＤの固有の光とそれより長い波長の蛍光
が出るようになる。ＹＡＧ蛍光体はちょうど黄色の光を
出すから、これがＬＥＤの青色と合成され、白色にな
る。可視光の中で青は波長が短く、エネルギが高い。青
色発光素子が存在するから、このようなことが可能にな
る。
【００１２】図８に、ＧａＮ−ＹＡＧ発光素子の発光ス
ペクトルを示す。横軸は波長、縦軸は発光強度（任意目
盛）である。４６０ｎｍの鋭いピークがＧａＮ系ＬＥＤ
の光によるものである。５５０ｎｍあたりの幅広い山
は、ＹＡＧ蛍光体による蛍光に基づく。肉眼は色を分離
して観察できないから、２つが合成されて白色発光のよ
うに見える。
ペクトルを示す。横軸は波長、縦軸は発光強度（任意目
盛）である。４６０ｎｍの鋭いピークがＧａＮ系ＬＥＤ
の光によるものである。５５０ｎｍあたりの幅広い山
は、ＹＡＧ蛍光体による蛍光に基づく。肉眼は色を分離
して観察できないから、２つが合成されて白色発光のよ
うに見える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧａＮ−ＹＡ
Ｇ発光素子にはいくつかの難点がある。ＧａＮ系ＬＥＤ
とは全く異質の物質であるＹＡＧ蛍光体が余分に必要と
なる。これが第１の難点である。透明度の悪いＹＡＧ蛍
光体をチップの上に満たすから、ＬＥＤからの光の多く
が吸収される。これに使われる青色ＧａＮ系ＬＥＤだけ
だと、輝度１Ｃｄ以上、外部量子効率が５％以上という
ような優れた特性を示す。
Ｇ発光素子にはいくつかの難点がある。ＧａＮ系ＬＥＤ
とは全く異質の物質であるＹＡＧ蛍光体が余分に必要と
なる。これが第１の難点である。透明度の悪いＹＡＧ蛍
光体をチップの上に満たすから、ＬＥＤからの光の多く
が吸収される。これに使われる青色ＧａＮ系ＬＥＤだけ
だと、輝度１Ｃｄ以上、外部量子効率が５％以上という
ような優れた特性を示す。
【００１４】ところがＧａＮ−ＹＡＧは輝度が０．５Ｃ
ｄ、外部量子効率が３．５％程度しかない。輝度が落ち
るのはＹＡＧ蛍光体が光を吸収するからである。またＹ
ＡＧ蛍光体の光変換効率が１％程度で低い。そのため
に、黄色が優性な暖色系の白色にするためには蛍光材層
をより厚くしなければならない。すると、さらに吸収が
増えて、輝度、効率ともに下がる。また、発光材と蛍光
材料が異種材料でできているために、製作工程が複雑で
ある。さらに、ＹＡＧ蛍光体を、充填塗布するため、製
造コストを引き下げることができない、また、蛍光材の
経時変化による色調変化等の欠点があった。
ｄ、外部量子効率が３．５％程度しかない。輝度が落ち
るのはＹＡＧ蛍光体が光を吸収するからである。またＹ
ＡＧ蛍光体の光変換効率が１％程度で低い。そのため
に、黄色が優性な暖色系の白色にするためには蛍光材層
をより厚くしなければならない。すると、さらに吸収が
増えて、輝度、効率ともに下がる。また、発光材と蛍光
材料が異種材料でできているために、製作工程が複雑で
ある。さらに、ＹＡＧ蛍光体を、充填塗布するため、製
造コストを引き下げることができない、また、蛍光材の
経時変化による色調変化等の欠点があった。
【００１５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、発光の取出効率が高く、製作
工程が単純で、製造コストを切り下げることができるよ
うに改良された発光装置を提供することを目的とする。
るためになされたもので、発光の取出効率が高く、製作
工程が単純で、製造コストを切り下げることができるよ
うに改良された発光装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発光装置
は、第１波長の光を発光する第１の半導体基板を備え
る。上記第１の半導体基板の上に、該第１の半導体基板
から出射される第１波長の光の一部を透過させ、かつそ
の一部を吸収し、第２波長の光を発光させる第２の半導
体基板が設けられている。
は、第１波長の光を発光する第１の半導体基板を備え
る。上記第１の半導体基板の上に、該第１の半導体基板
から出射される第１波長の光の一部を透過させ、かつそ
の一部を吸収し、第２波長の光を発光させる第２の半導
体基板が設けられている。
【００１７】この発明によれば、第１の半導体基板の上
に第２の半導体基板を設けるという単純な方法で製造で
きるので、製造コストを切り下げることができる。ま
た、第２半導体基板の透明性もよいので、発光の取出効
率が高くなる。なお、第２半導体基板についても、欠陥
密度の制約を設けることがなく、コストがかからない。
に第２の半導体基板を設けるという単純な方法で製造で
きるので、製造コストを切り下げることができる。ま
た、第２半導体基板の透明性もよいので、発光の取出効
率が高くなる。なお、第２半導体基板についても、欠陥
密度の制約を設けることがなく、コストがかからない。
【００１８】請求項２に係る発光装置によれば、上記第
２の半導体基板は、樹脂を介在させて、上記第１半導体
基板の上に設けられている。
２の半導体基板は、樹脂を介在させて、上記第１半導体
基板の上に設けられている。
【００１９】請求項３に係る発光装置によれば、上記第
２の半導体基板は、不活性ガスを介在させて、上記第１
半導体基板の上に設けられている。
２の半導体基板は、不活性ガスを介在させて、上記第１
半導体基板の上に設けられている。
【００２０】請求項４に係る発光装置によれば、上記半
導体基板は、上記第１半導体基板に直接接触するように
設けられている。
導体基板は、上記第１半導体基板に直接接触するように
設けられている。
【００２１】請求項５に係る発光装置によれば、上記第
２の半導体基板の表面は、上に凸の曲面である。
２の半導体基板の表面は、上に凸の曲面である。
【００２２】この発明によれば、第２の半導体基板の表
面が、レンズ状に加工されているので、光の指向性を向
上させることができる。
面が、レンズ状に加工されているので、光の指向性を向
上させることができる。
【００２３】請求項６に係る発光装置によれば、上記第
１の半導体基板は複数層構造を有する。
１の半導体基板は複数層構造を有する。
【００２４】請求項７に記載の発光装置によれば、上記
第２の半導体基板は複数層構造を有する。
第２の半導体基板は複数層構造を有する。
【００２５】請求項８に係る発光装置によれば、上記第
２の半導体基板の材質および厚み、該基板中の不純物の
種類、該不純物の濃度は、上記第１波長の光と上記第２
波長の光の合成光が白色になるように選ばれている。
２の半導体基板の材質および厚み、該基板中の不純物の
種類、該不純物の濃度は、上記第１波長の光と上記第２
波長の光の合成光が白色になるように選ばれている。
【００２６】この発明によれば、単一のＬＥＤで白色を
出すことができる。請求項９に係る発光装置によれば、
上記第１の半導体基板は、ＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体基板を含み、上記第２の半導体基板
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体基板を含む。
出すことができる。請求項９に係る発光装置によれば、
上記第１の半導体基板は、ＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体基板を含み、上記第２の半導体基板
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体基板を含む。
【００２７】請求項１０に係る発光装置によれば、上記
第２の半導体基板中の不純物は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、ＩおよびＡｌからなる群より
選ばれる。この中でも、特に、ＩおよびＡｌが好まし
い。
第２の半導体基板中の不純物は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、ＩおよびＡｌからなる群より
選ばれる。この中でも、特に、ＩおよびＡｌが好まし
い。
【００２８】請求項１１に係る発光装置によれば、当該
発光装置は照明装置または液晶表示装置のバックライト
に使用される。
発光装置は照明装置または液晶表示装置のバックライト
に使用される。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
について説明する。
【００３０】実施の形態１ 図１は、実施の形態１に係る発光装置の断面図である。
発光装置１０は、第１のリード２、第２のリード３を備
える。第２のリード２の上に、ＩｎＧａＮ系化合物半導
体で形成された発光素子５が設けられている。発光素子
５と第２のリードはワイヤ８で接続されている。発光素
子５を透明モールド１が覆っている。透明モールド１の
上にＺｎＳｅ基板１１が設けられている。
発光装置１０は、第１のリード２、第２のリード３を備
える。第２のリード２の上に、ＩｎＧａＮ系化合物半導
体で形成された発光素子５が設けられている。発光素子
５と第２のリードはワイヤ８で接続されている。発光素
子５を透明モールド１が覆っている。透明モールド１の
上にＺｎＳｅ基板１１が設けられている。
【００３１】ＺｎＳｅ基板（以下、窓材という）１１に
は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｉ
およびＡｌからなる群より選ばれた不純物が導入されて
いる。窓材であるＺｎＳｅ基板１１は、従来、ガラス製
の窓材であったものを、置換えたものである。窓材１１
は、発光素子５から出射される第１波長の光の一部を透
過させる。また、窓材１１は、発光素子５から出射され
る第１波長の光の一部を吸収し、第２波長の光を発光さ
せる。第１波長の光と第２の波長の光の合成光は、たと
えば白色になる。
は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｉ
およびＡｌからなる群より選ばれた不純物が導入されて
いる。窓材であるＺｎＳｅ基板１１は、従来、ガラス製
の窓材であったものを、置換えたものである。窓材１１
は、発光素子５から出射される第１波長の光の一部を透
過させる。また、窓材１１は、発光素子５から出射され
る第１波長の光の一部を吸収し、第２波長の光を発光さ
せる。第１波長の光と第２の波長の光の合成光は、たと
えば白色になる。
【００３２】表１には、発光素子５を種々変え、窓材１
１を種々変えて、発光装置１０から発光する光の色を調
べてみた結果を示す。
１を種々変えて、発光装置１０から発光する光の色を調
べてみた結果を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１中、ｘ，ｙは、それぞれ、色度図にお
ける、赤に対応する刺激量と緑に対応する刺激量を表わ
している。発光素子の波長、基板の不純物、厚さ等によ
り、Ｘ，Ｙの値が制御できていることがわかる。
ける、赤に対応する刺激量と緑に対応する刺激量を表わ
している。発光素子の波長、基板の不純物、厚さ等によ
り、Ｘ，Ｙの値が制御できていることがわかる。
【００３５】図２は、発光素子５としてＩｎＧａＮを用
い、窓材１１にＣＶＴ（Chemical Vaper Transport）法
で作製したＩドープのＺｎＳｅ基板を用いた場合の、発
光装置の発光スペクトルを示す。４９０ｎｍ付近に鋭い
ピークを持つ発光素子５からの発光と、６１０ｎｍ付近
に鈍いピークを持つブロードな窓材１１からのＳＡ発光
（自光励起光（self-activated））が組合されている。
合成された光は白色である。
い、窓材１１にＣＶＴ（Chemical Vaper Transport）法
で作製したＩドープのＺｎＳｅ基板を用いた場合の、発
光装置の発光スペクトルを示す。４９０ｎｍ付近に鋭い
ピークを持つ発光素子５からの発光と、６１０ｎｍ付近
に鈍いピークを持つブロードな窓材１１からのＳＡ発光
（自光励起光（self-activated））が組合されている。
合成された光は白色である。
【００３６】実施例では、白色の場合を例示したが、Ｌ
ＥＤ波長と窓材１１の励起光の波長の組合せにより、多
彩な色調を実現することができる。
ＥＤ波長と窓材１１の励起光の波長の組合せにより、多
彩な色調を実現することができる。
【００３７】実施の形態１によれば、発光素子５とし
て、既に上市されている特性の安定した高出力のＩｎＧ
ａＮ系材料等が使用でき、その上にＺｎＳｅ基板等の窓
材を設けるだけであるので、製造工程が単純であり、ま
た、製造コストを安価にすることができる。また、Ｚｎ
Ｓｅ基板については高欠陥密度のものや多結晶のもので
も使用できるので、コストを安価にできる。
て、既に上市されている特性の安定した高出力のＩｎＧ
ａＮ系材料等が使用でき、その上にＺｎＳｅ基板等の窓
材を設けるだけであるので、製造工程が単純であり、ま
た、製造コストを安価にすることができる。また、Ｚｎ
Ｓｅ基板については高欠陥密度のものや多結晶のもので
も使用できるので、コストを安価にできる。
【００３８】実施の形態２ 図３は、実施の形態２に係る発光装置の概念図である。
【００３９】筒１２の底部に実施の形態１で説明したよ
うな発光素子５が設けられている。筒１２の上部に、実
施の形態１で説明した窓材１１が設けられている。筒１
２の中には、不活性ガスが充填されている。このような
実施の形態であっても、多彩な色調を有する光を得るこ
とができる。
うな発光素子５が設けられている。筒１２の上部に、実
施の形態１で説明した窓材１１が設けられている。筒１
２の中には、不活性ガスが充填されている。このような
実施の形態であっても、多彩な色調を有する光を得るこ
とができる。
【００４０】実施の形態３ 図４は、実施の形態３に係る発光装置の概念図である。
高反射率電極１３の上には、サファイア１４の上にＧａ
Ｎ発光層がエピタキシャル成長したものが、ＧａＮ発光
層１５と高反射率電極１３が接触するように設けられて
いる。サファイア１４の上に、たとえば、実施の形態１
で説明した窓材で使用したＺｎＳｅ基板１１が設けられ
ている。このような実施の形態においても、多彩な色調
を有する光を得ることができる。この場合、高反射率電
極１３が発光素子５の下に設けられているので、発光素
子５から下方に向かう光は、高反射率電極１３により反
射され、窓材１１を通って、有効に、外部へ出射する。
したがって、光の有効利用が図られる。
高反射率電極１３の上には、サファイア１４の上にＧａ
Ｎ発光層がエピタキシャル成長したものが、ＧａＮ発光
層１５と高反射率電極１３が接触するように設けられて
いる。サファイア１４の上に、たとえば、実施の形態１
で説明した窓材で使用したＺｎＳｅ基板１１が設けられ
ている。このような実施の形態においても、多彩な色調
を有する光を得ることができる。この場合、高反射率電
極１３が発光素子５の下に設けられているので、発光素
子５から下方に向かう光は、高反射率電極１３により反
射され、窓材１１を通って、有効に、外部へ出射する。
したがって、光の有効利用が図られる。
【００４１】実施の形態４ 図５は、実施の形態４に係る発光装置の、部分断面図で
ある。第１の半導体基板で形成された発光素子５の上
に、実施の形態１で説明した窓材１１が設けられてい
る。窓材１１の表面は、上に凸のレンズ状に加工されて
いる。窓材１１の表面が平坦であると、発光素子５から
出た光が全反射して、光が無駄になる場合があるが、実
施の形態４によれば、窓材１１がレンズ状に加工されて
いるので、光を、図のように、直進させることができ
る。
ある。第１の半導体基板で形成された発光素子５の上
に、実施の形態１で説明した窓材１１が設けられてい
る。窓材１１の表面は、上に凸のレンズ状に加工されて
いる。窓材１１の表面が平坦であると、発光素子５から
出た光が全反射して、光が無駄になる場合があるが、実
施の形態４によれば、窓材１１がレンズ状に加工されて
いるので、光を、図のように、直進させることができ
る。
【００４２】なお、上記の実施の形態では、窓材１１が
単一層の場合を例示したが、この発明はこれに限られる
ものでなく、複数層構造を有するものであってもよい。
単一層の場合を例示したが、この発明はこれに限られる
ものでなく、複数層構造を有するものであってもよい。
【００４３】このような発光装置は、照明用、表示用、
液晶バックライトなどに利用できる。
液晶バックライトなどに利用できる。
【００４４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る発光装置の概念図である。
【図２】実施の形態１に係る発光装置の発光スペクトル
図である。
図である。
【図３】実施の形態２に係る発光装置の断面図である。
【図４】実施の形態３に係る発光装置の断面図である。
【図５】実施の形態４に係る発光装置の部分断面図であ
る。
る。
【図６】ＧａＮ系ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体を組合せた、従
来例に係る白色ＬＥＤの例を示す、パッケージを含む全
体縦断面図である。
来例に係る白色ＬＥＤの例を示す、パッケージを含む全
体縦断面図である。
【図７】上記従来の白色ＬＥＤのＬＥＤチップ近傍の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図８】従来のＧａＮ系ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体よりなる
ＧａＩｎＮ／ＹＡＧ白色ＬＥＤの発光スペクトル図であ
る。
ＧａＩｎＮ／ＹＡＧ白色ＬＥＤの発光スペクトル図であ
る。
１ 透明モールド ５ 発光素子 １１ 窓材
Claims (11)
- 【請求項１】 第１波長の光を発光する第１の半導体基
板と、 前記第１の半導体基板の上に設けられ、該第１の半導体
基板から出射される前記第１波長の光の一部を透過さ
せ、かつその一部を吸収し、第２波長の光を発光させる
第２の半導体基板とを備えた発光装置。 - 【請求項２】 前記第２の半導体基板は、樹脂を介在さ
せて、前記第１の半導体基板の上に設けられている、請
求項１に記載の発光装置。 - 【請求項３】 前記第２の半導体基板は、不活性ガスを
介在させて、前記第１の半導体基板の上に設けられてい
る、請求項１に記載の発光装置。 - 【請求項４】 前記第２の半導体基板は、前記第１の半
導体基板に直接接触するように設けられている、請求項
１に記載の発光装置。 - 【請求項５】 前記第２の半導体基板の表面は、上に凸
の曲面である、請求項１〜４に記載の発光装置。 - 【請求項６】 前記第１の半導体基板は複数層構造を有
する、請求項１〜５に記載の発光装置。 - 【請求項７】 前記第２の半導体基板は複数層構造を有
する、請求項１〜６に記載の発光装置。 - 【請求項８】 前記第２の半導体基板の材質および厚
み、該基板中の不純物の種類、該不純物の濃度は、前記
第１波長の光と前記第２波長の光の合成光が白色になる
ように選ばれている、請求項１〜７に記載の発光装置。 - 【請求項９】 前記第１の半導体基板は、ＩＩＩ−Ｖ族
またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体基板を含み、前記第２
の半導体基板は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体基板を含
む、請求項１〜８に記載の発光装置。 - 【請求項１０】 前記第２の半導体基板中の不純物は、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｉおよ
びＡｌからなる群より選ばれる、請求項１または９に記
載の発光装置。 - 【請求項１１】 当該発光装置は照明装置または液晶表
示装置のバックライトに使用される、請求項１〜１０に
記載の発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304799A JP3950254B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304799A JP3950254B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 発光装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004179862A Division JP4168982B2 (ja) | 2004-06-17 | 2004-06-17 | 発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261034A true JP2000261034A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3950254B2 JP3950254B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=13218039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6304799A Expired - Fee Related JP3950254B2 (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 発光装置 |
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|---|---|
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| JP2003347588A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 白色発光素子 |
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- 1999-03-10 JP JP6304799A patent/JP3950254B2/ja not_active Expired - Fee Related
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