JP2000512806A - 蛍燐光体変換―エレメント付き半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ビーム放射性の半導体発光素子（１）と蛍燐光体変換−エレメント（４，５）とを有する半導体発光素子。半導体発光素子（１）は、紫外、青及び／又は緑色スペクトル領域のビームを送出し、蛍燐光体変換−エレメント（４，５）は当該のビームの一部を比較的大きな波長のビームに変換する。それにより、唯一の半導体発光素子を用いて色の混合ないし混色光、殊に白色光を放射する発光ダイオードを作製できる。特に有利にはルミネッセンス変換−色素としてＹＡＧ：Ｃｅが使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 蛍燐光体変換−エレメント付き半導体発光素子 本発明は請求の範囲１記載の上位概念に記載の蛍燐光体変換−エレメントを 有する半導体発光素子に関する。 その種の半導体基体は、例えば、ＤＥ３８０４２９３から公知である。ここに は、エレクトロルミネッセンス−又はレーザダイオードが記載されており、レー ザダイオードでは、ダイオードから放射されたエミッションスペクトル全体が光 変換作用をする発光有機色素の混じったプラスチックから成るエレメント、素子 を用いて、比較的大きな波長の方へシフトされる。それにより、装置機構から放 射された光は、発光ダイオードから送出された光とは別の色を有する。プラスチ ックに添加された色素の種類に依存して、同一の発光ダイオードタイプ、型式に より、種々の色で発光する発光ダイオードを作製できる。 ＤＥ−ＯＳ２３４７２８９から公知の赤外（ＩＲ）−固体ランプでは、ＩＲダ イオードの縁にて、蛍燐光体−材料ないし蛍光物質が取り付けられており、該蛍 燐光体−材料ないし蛍光物質は、そこから放射されたＩＲビームを可視光に変換 する。当該手段の目標は、コントロール目的のため、ＩＲビームのできるだけわ ずかな部分を、送出されたＩＲビームの強度の低減をできるだけわずかにして、 可視光に変換することである。 更にＥＰ４８６０５２から公知の発光ダイオードではサブストレートとアクテ ィブなエレクトロルミネッセンス層との間に少なくとも１つの半導体基体−フォ トルミネッセンス層が設けられており、該フォトルミネッセンス層は、アクティ ブ層からサブストレートの方へ送出された第１波長領域の光を、第２の波長領域 の光へ変換し、その結果、発光ダイオードは、全体として相異なる波長領域の光 を送出する。 発光ダイオードの数多の潜在的に可能の適用分野、例えば車両ダッシュボード 、計器盤における指示素子、航空機及び自動車における照明並びに、フルカラー 天然色向けのディスプレイの場合にて、混合光、殊に白色光を生じさせ得る発光 ダイオードに対する要求が強く現れている。 ＪＡ−０７１７６７９４−Ａでは、白色光を送出する平面形光源が記載されて おり、該平面形光源では、透明板の１つの端面にて青色光を発する２つのダイオ ードが設けられており、該２つのダイオードは、光を透明板内に送出する。透明 板は、相対向する２つの主面の上に蛍光作用をする物質で被覆されており、該蛍 光物質は、ダイオードの青色光で励起されると光を発する。蛍光物質から発せら れた光は、ダイオードから 発せられた青色光とは別の波長を有する。上記の公知の半導体発光素子では、発 光物質を次のように被着することは特に困難である、即ち光源が均質な白色光を 放射するように被着することは特に困難である。更に、量産上の再現可能性も大 きな問題となる、それというのは、蛍光−発光層のわずかな厚層の変動だけでも う、例えば、透明板の表面の非平坦性に基づき、それにより、放射された光の白 色相の変化が惹起されるからである。 本発明の基礎を成す課題とするところは、均質な混合光をエミッション、放射 し、極めて十分に再現可能な素子特性をを以て技術的に簡単な量産を保証、確保 する導体発光素子を開発、創出することにある。 前記課題は、請求の範囲１の半導体発光素子に係わる構成要件により解決され る。本発明の有利な発展形態がサブクレーム２〜２７に記載されている。サブク レーム２８〜３０には、本発明の半導体発光素子の有利な使用法の態様が記載さ れている。 本発明によれば、発光半導体基体は、多層構造を有し、該多層構造は、例えば 、Ｇａ_xＩｎ₁__xＮ又はＧａ_xＡｌ₁__xＮから成る活性半導体層を有する多層構造な いし多層膜を有し、該多層構造ないし多層膜は,半導体素子の作動中、紫外、青 色及び/又は緑色のスペクトル領域における第１の波長領域の電磁波ビームを送 出するものである。蛍燐光体変換−エレメントは、第１ 波長領域に由来するビームを、第１波長領域１とは異なる第２波長領域のビーム に変換するように構成され、ここで、半導体発光素子は第１及び第２波長領域の ビームから成る混合ビームを送出するように構成されているのである。換言すれ ば、例えば蛍燐光体変換−エレメントは、半導体発光素子から送出されるビーム を有利に、第１の波長領域のスペクトル部分領域に亘ってスペクトル的に選択的 に吸収し、比較的長い波長の領域（第２の波長領域）にて放射する。有利には、 半導体発光素子から送出されたビームが、λ≦５２０ｎｍのもとで相対的な強度 最大値を有し、そして、蛍燐光体変換−エレメントによりスペクトル的に選択的 に吸収された波長領域が当該の強度最大値のところから外れたところに位置する 。 同様に有利には、本発明によれば第１の波長領域に由来する複数の（１つ又は １つより多くの）第１のスペクトル部分領域が複数の第２の波長領域に変換され 得る。それにより、多様の色混合及び色温度を生じさせることが可能である。 本発明の半導体発光素子は次のような特別な利点を有する、即ち、ルミネッセ ンス変換を介して生ぜしめられた波長スペクトル、ひいては放射された光の色が 半導体発光素子を通る動作電流強度の高さに依存しないという特別な利点を有す る。このことは、特に次のような場合大きな重要性を有する、即ち、半導体発光 素子の周囲温度、従って、亦動作電流強度も著しく変動する場合特に大きな重要 性を有する。ＧａＮをベースとする半導体発光素子を有する特別な発光ダイオー ドは、これに関して著しく敏感である。 更に本発明の半導体発光素子は、単一の制御電圧しか必要とせず、よって、亦 単一の制御回路装置しか必要とせず、それにより、半導体発光素子の制御回路に 対する構成部品コストを著しくわずかに抑えることができる。 本発明の特に有利な実施形態によれば、蛍燐光体変換−エレメントとして、半 導体基体上に、又はその上方に、少なくとも１つのルミネッセンス変換層が設け られており、前記変換層は、部分透光性のルミネッセンス変換層であり、即ち、 発光半導体基体から送出されるビームに対して部分的に透光性を呈するルミネセ ンス変換層である。放射された光の統一的な色を確保するため、ルミネセンス変 換層が次のように構成されている、即ち、全く一定の厚さを有するように構成さ れている。このことにより得られる特別な利点とするところは、ルミネセンス変 換層を通って半導体基体から放射される光が、すべてのビーム方向に対してほぼ 一定であることである。それにより、半導体発光素子がすべての方向で同一色の 光を放射することが達成される。当該の本発明の発展形態による半導体発光素子 のさらなる特別な利点とす るところは、簡単な手法で、高い再現性を達成できることであり、このことは、 効率的な量産にとって極めて重要な意義がある。ルミネセンス変換層として、例 えば蛍燐光体−発光材料の添加されたラッカー又は樹脂層を設けるとよい。 本発明の半導体発光素子の他の有利な実施形態によれば、蛍燐光体変換−エレ メントとして蛍燐光体変換−外囲器、エンベロープが設けられており、該蛍燐光 体変換−外囲器、エンベロープは、半導体基体の少なくとも１部（及び電気接続 端子の部分領域）を包囲するように構成されており、そして、同時に構成部品カ バー（ケーシング）として利用され得る。当該実施形態による半導体発光素子の 利点とするところは、実質的に、従来発光ダイオード（例えば、ラジアル発光ダ イオード（Radial-Leuchtdiode））の作製のため使用される生産ラインを当該の 半導体発光素子の作製に利用できることである。構成部品−外囲器、エンベロー プのため、従来発光ダイオードにおいてそのために使用される透明なプラスチッ クの代わりに、ルミネセンス変換−外囲器、エンベロープの材料が使用される。 本発明の半導体発光素子の更なる有利な実施形態及び上記の２つの有利な実施 形態ではルミネセンス変換層ないしルミネセンス変換−外囲器、エンベロープは 、透明材料、例えば、プラスチック、有利にはエボキシ樹脂（有利なプラスチッ ク及び蛍光体−材料ないし 発光材料の事例が、更に以下示されている）から成る。そのようにして、ルミネ センス変換素子を特に有利なコストで作製できる。即ち、そのために必要な方法 ステップは、大きなコストを掛けずに発光ダイオードのための従来の生産ライン に統合化可能である。 本発明の有利な発展形態によれば、第１の波長領域より大きな波長λを有して いるのである。 殊に、本発明の更なる実施形態によれば、単数又は複数の第２波長領域は、実 質的に第１の波長領域の第２の部分スペクトル領域及び第２波長領域は、相互に 相補的である。そのようにして単一のカラーの光源、殊に、青色光を放射する単 一の半導体基体を有する発光ダイオードから色の混合ないし混色の、殊に白色光 を生じさせ得る。例えば青色光を送出する半導体基体により白色光を生じさせる ため、半導体基体から送出されるビームの部分が、青色のスペクトル領域から青 色に対して補色の黄色のスペクトル領域に変換される。白色光の色温度又は色個 所は、ルミネセンス変換素子の適当な選定により、殊に、蛍光物質ないしそれの 粒子の大きさ及びそれの濃度の適当な選定により可変できる。更に、前記配置構 成は、有利には蛍光物質混合体を使用できるようにするものであり、それにより 、有利に所望の色相を著しく精確に調整セッティングできる。同様にルミネセン ス変換素子を、非均質に構成することもできる、例えば、蛍光物質分布により当 該の非均質な構成が可能になる。それにより、ルミネセンス変換素子を通る光の 種々の波長を補償できる。 本発明の有利な実施形態では、ルミネセンス変換素子又は、構成部分のカバー 被覆体が色整合、カラーマッチングのため１つ又は複数の色素を有し、該色素は 、波長変換を行わせないものである。このための、従来の発光ダイオードの作製 のため使用された色素を使用できる、例えば、アゾＡｚｏ−，アントラセンＡｎ ｔｈｒａｃｈｉｎｉｎ−又はペリノンＰｅｒｉｎｏｎ−色素を使用できる。 過度に高いビーム負荷から、ルミネセンス変換素子を保護するため、本発明の 有利な実施形態ないし前記半導体発光素子の有利な実施形態によれば、半導体基 体の表面の少なくとも一部が第１の外囲器、エンベロープ、有利には、透明なプ ラスチックから成る第１の外囲器、エンベロープにより被覆されるように構成さ れ、前記の外囲器、エンベロープ上にルミネセンス変換層が被着されるのである 。それにより、ルミネセンス変換素子におけるビーム密度、従って、それのビー ム負荷が低減され、このことは、使用される材料に応じて、ルミネセンス変換素 子の耐用寿命に好ましい影響を及ぼす。 本発明の特に有利な構成及び前述の実施形態では、発光半導体基体が使用され 、該発光半導体基体では、半導体基体から送出されたビームが、波長４２０ｎｍ 〜４６０ｎｍ、殊に４３０ｎｍ（例えばＧａ_xＡＬ_1-xＮをベースとした半導体基 体）のもとで、又はλ＝４５０ｎｍ（例えばＧａ_xＩｎ_1-xＮをベースとして半導 体基体）との間の波長のもとでルミネッセンス強度最大値を有する。そのような 本発明の半導体発光素子により、有利にＣ．Ｉ．Ｅ−色票、カラーチャートのほ ぼすべての色及び色の混合ないし混色を生じさせ得る。ここで、発光半導体基体 は、上述のように、実質的に、エレクトロルミネセンス半導体材料から成ってい てよいが、他の半導体材料から成っていてもよく、例えば、他のエレクトロルミ ネセンス半導体材料、例えばポリマー材料から成っていてもよい。 本発明の更なる特に有利な発展形態では、ルミネセンス変換−外囲器、エンベ ロープないしルミネセンス変換層は、ラック又はプラスチックから作製される、 例えばオプトエレクトロニック構成素子の外囲器、エンベロープのため使用され るシリコン材料、熱可塑性−は熱硬化性材料（エポキシ及びアクリル樹脂）から 作製される。更に、例えば熱可塑性材料から作製されたカバー被覆体をルミネセ ンス変換−エンベロープとして使用できる。上述のすべての材料に簡単に１つ又 は複数の蛍光物質を添加することができる。 本発明の半導体発光素子は次のようにすれば特に簡単に実現できる、即ち、半 導体基体は、場合により前もって作成されたケーシング内に基底ケーシングの切 欠部内に配置されており、そして、該切欠部は、ルミネセンス変換層ないし蛍燐 光体変換層を施されたカバー、被覆体を有する。その種の半導体発光素子を従来 の生産ラインで量産的に作製できる。このために、ケーシング中への半導体基体 の組付後、被覆部材、例えばラック、又は鋳込み又は射出成形樹脂層、又は熱可 塑性材料から成る前以て作られている被覆板をケーシング上に被着しさえすれば よい。オプショナル的に、ケーシングの切欠部を、透明な材料、例えば透明なプ ラスチックで充填でき、該透明なプラスチックは、殊に、半導体基体から送出さ れる光の波長を変化させず、又は必要な場合、既に、ルミネセンス変換作用をす るように構成することができる。 特に簡単な実現可能性に基づき特に有利な本発明の半導体発光素子の発展形態 では、半導体基体は、場合により前以て作られた、そして、必要に応じて、既に リードフレームを備えたケーシング内に設けられ、そして、切欠部は、少なくと も部分透明性の注型ないし鋳込み、ないし射出成形樹脂で充填され、該樹脂には 、蛍光物質が切欠部の注入前に既に添加されている。従って、ここで、ルミネセ ンス変換素子は、蛍光物質を備えた、半導体基体の鋳込み、ないし射出成形体を 有する。 ルミネセンス変換素子の作製のための特に有利な材料は、１つ、又は複数の蛍 光物質の添加されたエポキ シ樹脂である。但し、エポキシ樹脂の代わりに、ポリメタクリルさんメチル（ｐ ｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔａａａｃｒｙｌａｔ）（ＰＭＭＡ）を使用することも できる。 ＰＭＭＡには、簡単に有機色素粒子を混入し得る。緑、黄、赤色で発光する本 発明の半導体発光素子の作製のため、例えば、Ｐｅｒｙｌｅｎをベースとした色 素分子を使用できる。ＵＶ、可視又は赤外領域で発光する半導体発光素子を４ｆ −有機金属化合物の混入によって作製することもできる。殊に−赤色に発光する 本発明の半導体発光素子を、例えば、Ｅｕ³⁺に基づく ｍ）の混合により実現できる。赤外ビームを放射する半導体発光素子、殊に、赤 色を送出する半導体基体を、４ｆ−キレートＣｈｅｌａｔｅｎ又はＴｉ³⁺ドーピ ングしたサファイヤの混入により作製できる。 白色光を放射する本発明の半導体発光素子は、有利に次のようにして作製でき る、即ち、半導体基体から送出された青色ビームが補色の波長領域、殊に青と黄 、又は加法的色トリオ、例えば青、赤、黄に変換されるように蛍光物質を選定す るのである。ここで、黄〜緑及び赤色光は、蛍光物質を介して生ぜしめられる。 ここで、それにより、生ぜしめられた白色の色相（ＣＩＥ色表テーブルにおける 色個所）は、混合及び濃度に関し単数又は複数の色素の適当な選定により変化せ しめられ得る。 各色光を放射する本発明の半導体発光素子の適当な有機蛍光物質は、Ｐｅｒｙ ｌｅｎ−蛍光物質、例えば、緑をルミネセンスに対してＢＡＳＦ−Ｌｕｍｏｇｅ ｎ Ｆ ０８３ ルミネセンスに対しては 赤色 ＢＡＳＦ−Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ ２４０である。前記の色素は、簡単に、例えば透明なエポキシ樹脂に添加し 得る。 青色を放射する半導体基体により緑青色を放射する半導体基体を作製する有利 な方法によればルミネセンス変換素子に対して、ＵＯ₂ ⁺⁺−置換されたホウケイ 酸ガラス（Ｂｏｒｓｉｌｉｋａｔ）を使用する。 本発明の半導体発光素子ないし上述の有利な実施形態の更なる有利な発展形態 によれば、ルミネセンス変換素子又は構成部品−外囲器、エンベロープの他のビ ーム透過性のコンポーネントに、付加的に光分散する粒子、所謂ディフューザ、 拡散体が添加される。これにより、有利に半導体発光素子の色印象、色感及び放 射特性を最適化できる。 本発明の半導体発光素子の特に有利な実施形態では、ルミネセンス変換素子は 、少なくとも部分的に無機の蛍光物質を有する透明なエポキシ樹脂から成る。即 ち、有利には、無機の蛍光物質を簡単にエポキシ樹脂内でバインディングできる からである。白色で発光する本発明の半導体発光素子の作製のための特に有利な 無機の蛍光物質は、蛍燐光体−材料ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺）であ る。この蛍燐光体−材料は、従来ＬＥＤ技術にて使用された透明なエポキシ樹脂 内に混入できる。更に、蛍光物質として可能なものは、稀土類でドーピングされ た更なる柘榴石、ガーネットないし花崗岩（Ｇｒａｎａｔｅ）例えばＹ₃Ｇａ₅Ｏ₁₂ ：Ｃｅ³⁺及びＹ（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｔｂ³⁺及びＹ（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｔ ｂ³⁺並びに稀土類でドーピングされたアルカリ土類−硫化物、例えばＳｒＳ：Ｃ ｅ³⁺、Ｎａ、ＳｒＳ：Ｃｅ³⁺，Ｃｌ，ＳｒＳ：ＣｅＣｌ₃，ＣａＳ：Ｃｅ³⁺及び ＳｒＳｅ：Ｃｅ³⁺である。 種々の色の混合ないし混色の光の生成に適するのは、特に稀土類でドーピング したＴｈｉｏｇａｌｌａｔｅ，例えば、ＣａＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺及びＳｒＧａ₂Ｓ₄ ：Ｃｅ³⁺である。同様に下記の例示した稀土類でドーピングされたアルミ酸塩も 可能である； ＹＡｌＯ₃：Ｃｅ³⁺，ＹＧａＯ₃：Ｃｅ³⁺、Ｙ（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ₃：Ｃｅ³⁺及び稀 土類でドーピングされたオルト珪酸塩Ｍ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺：Ｃｅ³⁺（Ｍ：Ｓｃ， Ｙ，Ｓｃ）例えばＹ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺。すべてのイットリウム化合物において基 本的にイットリウムを、スカンジウム又はランタンで置換できる。 本発明の半導体発光素子の更なる可能な実施形態において、少なくともすべて の外囲器、エンベロープの 光を透過させるコンポーネント、即ち、無機の蛍光物質及び埋込材料を１つの作 動工程で作製できる。ルミネセンス−変換−外囲器、エンベロープないし変換層 も、無機材料だけから成る。従って、ルミネセンス変換素子は、無機の蛍燐光体 −材料から成り、該無機の蛍燐光体−材料は、温度安定性の透明又は部分的に透 明の無機材料内に埋め込まれる。殊に、ルミネセンス変換素子は、無機の蛍燐光 体−材料から成り、該無機の蛍燐光体−材料は、有利には低融点の無機ガラス（ 例えば珪酸塩ガラス）内に埋込まれる。その種のルミネセンス変換層の有利な作 製法はゾルーゲル技術であり、該ゾル−ゲル技術によりルミネセンス変換層全体 、即ち、無機蛍光物質のみならず、埋込材料をも１つの作業工程にて作製できる 。 第１の波長領域の、半導体基体から送出されたビームを、第２の波長領域の、 ルミネセンス変換されたビームと混合すること、ひいては放射された光の色均質 性を改善するため、本発明によるルミネセンス外囲器エンベローブないしルミネ センス変換層及び／又はルミネセンス外囲器エンベローブの他のコンポーネント の半導体発光素子の有利な実施形態では、青色で発光する色素が添加され、該青 色で発光する色素は、半導体基体から放射されたビームの所謂指向特性を減衰す る。指向特性とは、半導体基体から送出されたビームが特定の放射方向を有する ことを意味する。 本発明の半導体発光素子の有利な実施形態では送出されたビームの混合の上記 目的のため粉末の形態の無機蛍光物質が使用され、ここで、蛍光物質粒子は、こ れを包む材料（マトリクス）内では溶けない、ないし分解しない。更に、無機の 蛍光物質及びこれを包む材料は、相互に異なる屈折率を有する。それにより蛍光 物質に依存して、蛍光物質により吸収されなかった光の成分が分散される。それ により、半導体基体から放射されたビームの指向特性が効率的に減衰され、その 結果吸収されなかったビーム及びルミネセンス変換されたビームが均質に混合さ れ、それにより、空間的に均質の色印象、色感が生ぜしめられる。 白色光を放射する本発明の半導体発光素子は、特に有利に次のように実現でき る、即ち、ルミネセンス変換−外囲器エンベローブ又は変換層の作製に使用され るエボキシ樹脂に無機蛍光物質ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺）が混合さ れるようにするのである。半導体基体から送出される青色ビームの一部が無機の 蛍光物質Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺により黄色スペクトル領域に、従って、青色に対 して補色の波長領域にシフトされる。色相（ＣＩＥ−カラーチャートにおける色 個所）を色素混合及び濃度により変化させることができる。 更に無機の蛍光物質ＹＡＧ：Ｃｅは就中、次のような特別な利点を有する、即 ち、ほぼ１．８４の屈折率 を有する非溶性色素（１０μｍの領域の粒度ないし粒の大きさ）であるという特 別な利点を有する。それにより、波長変換のほかに、分散効果も生じ、それによ り青色のダイオードビーム及び黄色の変換ビームの混合が生ぜしめられる。 本発明の半導体発光素子の更なる有利な発展形態では、ルミネセンス変換素子 又は構成部品−外囲器エンベローブの他のビーム透過性のコンポーネントに、付 加的に光分散性の粒子、所謂ディフューザ、拡散体が添加される。これにより、 有利に半導体発光素子の色印象、色感及び放射特性を更に一層最適化できる。 特別な利点とするところは、白色発光する本発明の半導体発光素子ないしそれ の上記の実施形態の発光効率が実質的にＧａＮをベースとして作製された青色発 光する半導体基体について白熱灯の発光効率と同等であることである。その理由 は、一方ではその種の半導体基体の外部量子収率が数％であり、他方では有機色 素分子の発光効率が屡々９０％以上のところに定在的に位置していることにある 。更に本発明の半導体発光素子は、白熱灯に比して極めて長い耐用寿命、一層よ り大のロバスト性及び一層より小さい動作電圧という優れた特長を有する。 本発明の半導体発光素子の肉眼にとって知覚可能な明るさを、ルミネセンス変 換素子の設けられていないが他の点では同一である半導体発光素子に比して著し く高めることができる、それというのは、視感特性は、波長が高くなるほうに向 かって増大するからである。 さらに、本発明の基本的手法により有利に、半導体基体により、可視光ビーム のほかに送出される紫外線ビームを可視光に変換できる。それにより、半導体基 体から送出される光の明るさが著しく高められる。 半導体基体の青色光を以てのルミネセンス変換のここで論じられるコンセプト を有利に下記のシェーマ、パターンに従って、多段のルミネセンス変換素子に拡 大し得る。即ち、紫外⇒青色⇒緑色⇒黄色⇒赤色というシェーマに従って拡大し 得る。ここでスペクトル的に選択的にエミッションをする複数のルミネセンス変 換素子が半導体基体に対して相対的に直列的に、相前後して配置される。 同様に有利に複数の種々の選択的にエミッション、放射をする色素分子を共に 、ルミネセンス変換素子の透明プラスチック内に埋込むことができる。これによ り著しく広幅の色スペクトルを生成できる。 ルミネセンス変換素子として、殊にＹＡＧ：Ｃｅが使用されるようにした本発 明の白色光をエミッション、放射する半導体発光素子の特別な利点とするところ は、当該の変換素子が青色光で励起の際、吸収とエミッション、放射との間でほ ぼ１００ｎｍのスペクトルシフトを生じさせることにある。それにより、蛍光物 質からエミッション、放射された光の再吸収の著しい低減、ひいては一層高い発 光効率が得られる。更に、ＹＡＧ：Ｃｅは、有利に高い熱的及び光化学的（例え ばＵＶ−）安定性（これは有機蛍光物質より遥かに高い）を有し、その結果、外 部での使用及び／又は高温領域向けの白色光で発光するダイオードも作製可能で ある。 ＹＡＧ：Ｃｅは、これまで、再吸収、発光効率、熱的及び光り化学的安定及び 処理性に関して最も適している蛍光物質であることが判明している。但し、他の 、Ｃｅ−ドーピングした蛍燐光体−材料、殊に、Ｃｅ−ドーピングした柘榴石、 ガーネット（Ｇｒａｎａｔｅ）も可能である。 特に有利には、本発明の半導体発光素子を、それのわずかな低い消費電力に基 づき、フルカラー天然色−ディスプレイにて、車両内部空間又は航空機キャビン 並びに車両計器盤のような指示装置又は液晶指示のため使用できる。 本発明の更なる特徴点、利点及び有用性は、図１〜１４に関連した９つの実施 例に対する以降の説明から明らかとなる。 図１は、本発明の半導体発光素子の第１実施例の断面略図である。 図２は、本発明の半導体発光素子の第２実施例の断面略図である。 図３は、本発明の半導体発光素子の第３実施例の断面略図である。 図４は、本発明の半導体発光素子の第４実施例の断面略図である。 図５は、本発明の半導体発光素子の第５実施例の断面略図である。 図６は、本発明の半導体発光素子の第６実施例の断面略図である。 図７は、Ｇａをベースとした多層構造を有する青色光をエミッション、放射す る半導体基体からのエミッション、放射スペクトルの概略的特性図である。 図８は、白色光を放射する２つの本発明の半導体発光素子のエミッション、放 射スペクトルの概略的特性図である。 図９は、青色光を送出する半導体基体の断面略図である。 図１０は、本発明の半導体発光素子の第７実施例の断面略図である。 図１１は色の混合ないし混色の赤色光を放射する本発明の半導体発光素子のエ ミッション、放射スペクトルの概略的特性図である。 図１２は白色光を放射する本発明の更なる半導体発光素子のエミッション、放 射スペクトルの概略的特性図である。 図１３は本発明の半導体発光素子の第８実施例の断 面略図である。 図１４は、本発明の半導体発光素子の第９実施例の断面略図である。 図１に示す半導体発光素子は、半導体基体１と、背面コンタクト１１と、前面 コンタクト１２と、複数の様々の層から成る多層構造７とを有し、該多層構造７ は、半導体素子の作動中、少なくとも1つのアクティブ活性的なゾーンを有する 。該ゾーンは、1つのビーム（例えば、紫外、青色及び/又は緑色）を送出する。 当該の実施例及び以下述べるすべての実施例に対する適当な多層構造７を図９ に示す。ここで、サブストレート１９−これは、例えば、ＳｉＣから成る−上に 、下記のものから成る多層構造７が被着されている、即ち、ＡＩＮ−又は、Ｇａ Ｎ−層１９、ｎ−導電形ＧａＮ−層２０、ｎ−導電形Ｇａ_xＡｌ_1-xＮ−又はＧａ Ｉｎ_1-xＮ−層２１、更なるｎ−導電形ＧａＮ−又はＧａＩｎ_1-xＮ−層２２、ｐ −導電形Ｇａ_xＡｌ_1-xＮ−又はＧａＩｎ_1-xＮ−層２３及びｐ−導電形ＧａＮ− 層２４から成る多層構造７が被着されている。ｐ−導電形ＧａＮ−層２４主面２ ５上及びサブストレート１８の主面２６上に、夫夫、コンタクト金属化部２７が 被着されている。該コンタクト金属化部２７は、従来、電気的コンタクトのため のオプトエレクトロニクス半導体技術にて使用された材料から成る。 しかしながら、本発明の半導体素子に対して当業者 に適当と思われる何れの任意の他の半導体素子をも使用することができる。この ことは、以下述べるすべての実施例に対しても成り立つ。 図１の実施例では、導電性結合手段、例えば、金属性ろう、又は、接着剤を用 いて、第１の電気的接続端子２上の背面電極コンタクト１１に取り付けられてい る。前面電極コンタクト１２は、ボンディング線ワイヤ１４を用いて第２の電気 的接続端子３に接続されている。 半導体基体１の自由な表面及び電気的接続端子２及び３は、直接的にルミネセ ンス変換−外囲器エンベローブ５により包囲されている。このルミネセンス変換 −外囲器エンベローブは、有利には、透明な発光ダイオード−外囲器エンベロー ブに使用可能な透明プラスチック（有利にはエポキシ樹脂又はポリメタクリルさ んメチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔａａａｃｒｙｌａｔ）から成り、これに は、白色光で発光する構成素子用の蛍光物質６，有利には無機の蛍光物質、有利 にはＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺：（ＹＡＧ：Ｃｅ）が添加されている。 図２に示す本発明の半導体発光素子の実施例が図１に示す本発明の半導体発光 素子の実施例と相異する点は、半導体基体１及び電気的接続端子２，３の部分領 域がルミネセンス変換−外囲器エンベローブにより包囲されているのではなく、 透明な外囲器、エンベロー プ１５により包囲されていることである。当該外囲器、エンベロープ１５は、半 導体基体１により送出されたビームの波長変化を生じさせないものであり、例え ば、発光ダイオード技術で従来使用されているエポキシ樹脂、シリコン樹脂又は 他の適当なビーム透過性の材料、例えば、無機ガラスから成る。 当該の外囲器エンベローブ１５上にルミネセンス変換層４が被着されており、 該ルミネセンス変換層４は、図２に示すように外囲器エンベローブ１５の表面全 体を被う。同様に、ルミネセンス変換層４が当該表面のたんに一部のみを被うこ とも可能である。ルミネセンス変換層４は、例えば同じく透明なプラスチック（ 例えば、エポキシ樹脂、ラック、又は、ポリメタクリルさんメチル（ｐｏｌｙｍ ｅｔｈｙｌｍｅｔａａａｃｒｙｌａｔ）から成り、これには蛍光物質６が添加さ れている。この場合も、白色発光する半導体発光素子に対する蛍光物質としては 有利にはＹＡＧ：Ｃｅが好適である。 前記の実施例の有する特別な利点とするところは、半導体基体から送出される ビーム全体に対して、ルミネセンス変換素子により波長が等しくなることである 。このことは、殊に、次のような場合特別な重要性がある、即ち、屡々起こるよ うに、半導体発光素子から放射される光の精確な色相が当該の波長に依存する場 合、特別な重要性を有する。 図２のルミネセンス変換層４からの光の一層良好な出力結合のため、構成素子 の一方の側面にレンズ状のカバー２９（破線で示す）を設けることができ、該レ ンズ状カバー２９は、ルミネセンス変換層４内でのビームの全反射を低減するも のである。上記のレンズ状のカバー２９は透明プラスチック又はガラスから成っ てよく、ルミネセンス変換層４上に、例えば接着されたり、又は直接ルミネセン ス変換層４の構成部分として構成されてもよい。 図３に示す実施例では第１及び第２電気接続端子２，３は、不透光性の、場合 により、事前作成されたないしプレハブ式のベースケーシング８内に埋込まれて いる。事前作成されたないしプレハブ式のベースケーシングとは、半導体基体が 電気接続端子２，３に取付られる前に事前作成されたないしプレハブ式のベース ケーシング８が、既に電気接続端子２，３にて例えば射出成形により仕上がり完 了しているということである。ベースケーシング８は、例えば、不透光性のプラ スチックから成り、そして、切欠部は、それの形状に関して作動中半導体基体か ら送出されたビーム（場合により内壁の適当なコーティングにより、）に対する 反射器１７として構成されている。そのようなケーシング８は、殊に、プリント 配線上に表面実装可能な発光ダイオードの場合使用される。上記ケーシングは、 半導体基体の取付前に、電気接続端子２，３を有する 導体バンド（リードフレーム）上に、例えば鋳込み、ないし射出成形により）被 着される。 切欠部は、ルミネセンス変換層４により被われており、前記ルミネセンス変換 層４としては、例えば、別個に作成されていて、そして、ケーシング上に取り付 けられたプラスチックから成る被覆板１７により被われている。ルミネセンス変 換層４に対する適当な材料としては同様に明細書冒頭説明部分において説明した プラスチック又は無機ガラスがそこに掲げられた蛍光物質と関連づけて対象と成 る。切欠部９は透明プラスチックガラス、無機ガラス又はガスで充填されても良 く、又真空状態にされてもよい。 図２の実施例におけるように、ここでもルミネセンス変換層４からの光の一層 良好な出力結合のため、当該のルミネセンス変換層４上にレンズ状のカバー被覆 体２９（破線で示す）を設けることもでき、該カバー被覆体は、ルミネセンス変 換層４内でのビームの全反射を低減するものである。当該のカバー被覆体は透明 プラスチックから成ってよく、ルミネセンス変換層４上に例えば、接着したり、 又はルミネセンス変換層４と共に一体的に形成されてもよい。 特に有利な実施形態では切欠部９は、図１０に示すように、蛍光物質を有する コンポーネント、即ちルミネセンス外囲器エンベローブで充填されており、該ル ミネセンス外囲器エンベローブはルミネセンス変換素 子を形成する。被覆体１７及び／又はレンズ状のカバ−被覆体２９は省いてもよ い。更に、オプショナルであるのは、図１３に示すように第１の電気接続端子２ が、例えばスタンピングにより半導体基体１の領域に反射器ウエルとして構成さ れ、該反射器ウエルはルミネセンス変換−外囲器エンベローブで充填されている 。 図４には、更なる実施例としてラジアルダイオード（Ｒａｄｉａｌ ｄｉｏｄ ｅ）として示されている。ここで、半導体基体１は、第１の電気接続端子２の、 反射器として構成された部分１６内に例えばろう付け又は接着により取り付けら れている。その種のケーシング構成形態は、発光ダイオード技術では公知であり 、従って、説明を要しない。 図４の実施例では半導体基体１は、透明外囲器エンベローブ１５により包囲さ れており、２番目に挙げた実施例（図２）におけるように、半導体基体１から送 出されるビームの波長変化を生じさせず、そして、従来発光ダイオード技術で使 用される透明エポキシ樹脂から又は、有機ガラスから成っていてよい。 当該の透明外囲器エンベローブ１５上には、ルミネセンス変換層４が被着され ている。その材料としては、例えば、同じく、前述の実施例に関連して述べたプ ラスチック又は無機ガラスがそこに挙げられた色素と関連づけて対象とされる。 半導体基体１、電気接続端子２，３の部分領域、透明外囲器エンベローブ１５ 及びルミネセンス変換層４から成る構成全体が、直接的に、更なる透明外囲器エ ンベローブ１０により包囲されており、該更なる透明外囲器エンベローブは、ル ミネセンス変換層４を通るビームの波長変化を生じさせない。前記の外囲器エン ベローブは、例えば、同じく従来発光ダイオードにて使用された透明なエポキシ 樹脂又は無機ガラスから成る。 図５に示す実施例が図４に示す実施例と実質的に相異する点は、半導体基体１ の自由な表面が直接的にルミネセンス変換−外囲器エンベローブ５により被われ ており、該ルミネセンス変換−外囲器エンベローブ５は同じく、更なる透明外囲 器エンベローブ１０により包囲されていることである。更に、図５に例示されて いる半導体基体１では、下面コンタクトの代わりに、更なるコンタクトが半導体 多層構造７上に取り付けられており、該更なるコンタクトは、第２のボンディン グ線ワイヤ１４を用いて、所属の電気接続端子２又は３に接続されている。勿論 、その種の半導体基体は、他のすべての実施例においても使用可能である。勿論 逆の図５の実施例においても、前述の実施例による半導体基体１が使用可能であ る。 念のため、ここで付言すべきことには勿論、図５の構成形態においても図１の 実施例に類似して、一体的 なルミネセンス変換−外囲器エンベローブ５−これは、ルミネセンス変換−外囲 器エンベローブ５と更なる透明外囲器エンベローブ１０との組合せ結合体にとっ て代わる−を使用できるということである。 図６の実施例では、ルミネセンス変換層４（上述のような材料）は、直接半導 体基体１上に被着されている。当該の半導体基体１及び電気接続端子２，３はル ミネセンス変換層４を通ってもビームの波長変化を生じさせない透明な外囲器エ ンベローブ１０により包囲されており、例えば、発光ダイオードにて使用可能な 透明なエポキシ樹脂又はガラスから作られている。 外囲器エンベローブなしで、ルミネセンス変換層４を備えた半導体基体１のケ ーシングを勿論、発光ダイオード技術から公知のすべてのケーシング構成形態（ 例えばＳＭＤケーシング、ラジアル（Ｒａｄｉａｌ）ケーシング（図５を比較参 照のこと）にて有利に使用できる。 図１４に示す本発明の半導体発光素子の実施例では、半導体基体１上に透明な ウエル部３５が配置されており、該ウエル部３５は半導体基体１上方にウエル３ ６を有する。ウエル部３５は、透明エポキシ樹脂又は無機ガラスから成り、そし て例えば半導体基体１を含めて電気接続端子：２，３の射出成形により作られて いる。当該のウエル３６内にはルミネセンス変換層４が配置されており、該ルミ ネセンス変換層４は、例えば 同じくエポキシ樹脂又は上記の無機の蛍光物質のうちの１つから成る粒子３７内 に固められている。この構成形態の場合、有利には著しく簡単に次のことが確保 される、即ち、蛍光物質が、半導体基体の作製の際、設定されてない個所、例え ば、半導体基体の傍らにて集結することが確保される。ウエル部分３５は、勿論 、別個に作製することもでき、例えば、ケーシング部分に、半導体基体１上方に 取り付けることもできる。 上述の実施例のすべてにおいて、放射された光の色印象、色感の最適化のため 、及び放射特性の適合化のためルミネセンス変換素子（ルミネセンス変換−外囲 器エンベローブ５又は更なる透明外囲器エンベローブ１５及び／又は場合により 更なる透明外囲器エンベローブ１０は有利には、所謂ディフューザ拡散体を有し 得る。その種のディフューザの例は、ミネラル性の充填物質、殊に、ＣａＦ₂， ＴｉＯ，ＳｉＯ₂，ＣａＣＯ₃又はＢａＳＯ₄又は有機色素である。前記材料は、 簡単に上述のプラスチックに添加され得る。 図７，８及び１２には、青色を放射する半導体基体（図７）（λ〜４３０ｎｍ ）のとき発光最大値）ないしそのような半導体基体を用いて作製された白色発光 する本発明の半導体発光素子（図８及び１２）のエミッション、放射スペクトル が示してある。横座標にはそれぞれ波長λ，単位ｎｍ，縦座標にはそれぞれ相対 的エレクトロルミネセンス（ＥＬ）−強度がプロット してある。 半導体基体から送出される図７に示すビームうち単に一部のみが比較的長い波 長領域に変換され、その結果混合色として白色光が生じる。図８中の破線は、次 のような本発明の半導体発光素子からのエミッション、放射スペクトルを表す、 即ち２つの相補的波長領域（青と緑）から成るビーム、ひいては全体の白色光を 送出する本発明の半導体発光素子からのエミッション、放射スペクトルを表す。 ここで、エミッション、放射スペクトルは、ほぼ４００と、ほぼ４３０ｎｍとの 間（青）の時、そして、ほぼ５５０とほぼ５８０との間（黄）の時それぞれ最大 値を有する。実線３１は、３つの波長領域（加法的色トリオ青、緑、赤）を混合 する本発明の半導体発光素子のエミッション、放射スペクトルを表す。ここで、 エミッション、放射スペクトルは、例えばほぼ４３０ｎｍ（青），ほぼ５００ｎ ｍ（緑）及びほぼ６１５ｎｍ（赤）の波長の時最大値を有する。 更に、図１１中に、青色光（ほぼ４７０ｎｍの波長の時最大値）を放射する本 発明の半導体発光素子のエミッション、放射スペクトルを示す。肉眼にとっての 放射された光の全色印象、全色感は、マゼンタである。半導体基体から放射され るエミッション、放射スペクトルは、同じく図７のそれに相応する。 図１２は、図７のエミッション、放射スペクトルを 送出する半導体基体を備え、蛍光物質としてＹＡＧ：Ｃｅが使用されている白色 発光する、本発明の半導体発光素子のエミッショ放射スペクトルを示す。半導体 基体から送出される図７のビームのうち単に一部のみが比較的長い波長領域に変 換され、その結果色の混合ないし混色として白色光が生じる。図８の種々の破線 ３０〜３３は、次のような本発明の半導体発光素子のエミッション、放射スペク トルを示す、即ち、ルミネセンス変換素子、本事例ではエポキシ樹脂から成るル ミネセンス変換−外囲器エンベローブが種々のＹＡＧ：Ｃｅ濃度を有する本発明 の半導体発光素子のエミッション、放射スペクトルを示す。各エミッション、放 射スペクトルは、λ＝４２０ｎｍとλ＝４３０ｎｍとの間、即ち、青スペクトル 領域にてそして、λ＝５２０ｎｍとλ＝５４５ｎｍとの間、即ち緑，青スペクト ル領域にてそれぞれ強度最大値を有し、ここで、比較的長い波長の強度最大値を 有するエミッション、放射バンドは大部分黄色スペクトル領域内に位置する。図 １２のダイヤグラムが明らかなように、本発明絵の半導体発光素子では簡単にエ ポキシ樹脂における蛍光物質の変化により、白色光のＣＩＥ色個所を変化させる ことができる。 更にＣｅ−ドーピングされた石榴石、Ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅｎ、アルカリ土 類−硫化物及びアルミ酸塩を半導体基体上に被着し、これをエポキシ樹脂又は ガラス内に分散させることができる。 上述の無機の蛍光物質の更なる特別な利点とするところは、蛍光物質濃度が、 例えばエポキシ樹脂中で有機の色素におけるとは異なって溶性により制限されな いことである。それにより、ルミネセンス変換素子の大きな厚さは必要ない。 上述の実施例に即しての本発明の半導体発光素子の説明は、勿論、当該の実施 例に限定されるものではない。半導体基体、例えば発光ダイオード−チップ又は レーザダイオード−チップとは、相応のビームスペクトルを送出するポリマＬＥ Ｄと解すべきものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＵＳ (72)発明者 ノルベルト シュタート ドイツ連邦共和国 Ｄ―93049 レーゲン スブルク ロジヌスヴェーク 11 (72)発明者 ギュンター ヴァイトル ドイツ連邦共和国 Ｄ―93049 レーゲン スブルク プラッシュヴェーク ３ (72)発明者 ペーター シュロッター ドイツ連邦共和国 Ｄ―79113 フライブ ルク カマータールシュトラーセ ８アー (72)発明者 ロルフ シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ―79279 フェアシ ュテッテン ミューレンシュトラーセ 14 (72)発明者 ユルゲン シュナイダー ドイツ連邦共和国 Ｄ―79199 キルヒツ ァルテン ノイホイザー シュトラーセ 62

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 半導体発光素子の作動中電磁波ビームを放射する半導体基体（１）、少な くとも１つの第１の電気接続端子と少なくとも１つの第２の電気接続端子（２， ３）及び少なくとも１の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質を有する蛍燐光体変換− エレメントを有し、前記電気接続端子（２，３）は、半導体基体（１）に導電的 に接続されている発光半導体素子において、 半導体基体（１）は、半導体多層構造（７）を有し、該半導体多層構造（７ ）は、半導体素子の作動中、紫外、青色及び/又は緑色のスペクトル領域におけ る第１の波長領域の電磁波ビームを送出するのに適しており、更に、前記蛍燐光 体変換−エレメントは、第１波長領域に由来するビームを第１波長領域とは異な る第２の波長領域のビームに変換するように構成され、ここで、半導体発光素子 は第１及び第２波長領域のビームから成る混合ビームを送出するように当該の変 換のための構成がなされていることを特徴とする蛍燐光体変換−エレメントを有 する半導体発光素子。 ２． 蛍燐光体変換−エレメントは、第１波長領域のビームを、相互に異なるス ペクトル部分領域における複数の第２の波長領域のビームに変換し、ここで 、半導体発光素子は第１及び第２波長領域のビームから成る混合ビームを送出す るように変換するものであることを特徴とする請求の範囲１記載の半導体素子。 ３． 蛍燐光体変換−エレメントは、半導体発光素子の主放射方向で見て実質的 に半導体基体（１）の後方に配置されていることを特徴とする請求の範囲１記載 の半導体発光素子。 ４． 蛍燐光体変換−エレメントとして、半導体基体上に、又はその上方に、少 なくとも１つのルミネッセンス変換層（４）が設けられていることを特徴とする 請求の範囲１から３までのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ５． 蛍燐光体変換−エレメントとして蛍燐光体変換−外囲器、エンベロープ（ ５）が設けられており、該蛍燐光体変換−外囲器、エンベロープ（５）は、少な くとも半導体基体（１）の少なくとも１部及び電気接続端子（２，３）の部分領 域を包囲するように構成されていることを特徴とする請求の範囲１から３までの うちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ６． 単数又は複数の第２の波長領域が、少なくとも部分的に、第１の波長領域 より大きな波長λを有していることを特徴とする請求の範囲１から５までのうち いずれか１項記載の半導体発光素子。 ７． 半導体基体（１）は、半導体素子の作動中紫外線ビームを送出し、蛍燐光 体変換−エレメントは、当該の紫外線ビームの少なくとも１部を可視光に変換す るように構成されていることを特徴とする請求の範囲１から６までのうちいずれ か１項記載の半導体発光素子。 ８． 混合ビームの第１及び第２波長領域は、少なくとも部分的に、相互に補色 関係にあるスペクトル領域内に位置しており、それにより、白色光が生成される ように構成されていることを特徴とする請求の範囲１から７までのうちいずれか １項記載の半導体発光素子。 ９． 半導体基体から送出される第１波長領域及び２つの第２の波長領域が１つ の加法的色トリオを生じさせ、ここで半導体素子の作動中該半導体素子により白 色光が放射されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲２項又は請 求の範囲３項から７項までのうち何れか１項記載と結合された請求の範囲２項記 載の半導体発光素子。 １０． 半導体基体（１）により送出されたビームが青色スペクトル領域にて、 λ＝４３０ｎｍ，又はλ＝４５０ｎｍのもとでルミネッセンス強度最大値を有す ることを特徴とする請求の範囲１から９までのうちいずれか１項記載の半導体発 光素子。 １１． 半導体基体（１）は不透光性の基底ケーシン グ（８）の切欠部（９）内に配置されており、該切欠部（９）には、ルミネッセ ンス変換層（４）を有するカバー被覆体層が設けられていることを特徴とする請 求の範囲１から１０までのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 １２． 半導体基体（１）は不透光性の基底ケーシング（８）の切欠部（９）内 に配置されており、該切欠部（９）は、少なくとも部分的に蛍燐光体変換−エレ メントにより充填されていることを特徴とする請求の範囲１から１１までのうち いずれか１項記載の半導体発光素子。 １３． 蛍燐光体変換−エレメントは、種々の波長変換特性を有する複数の層を 有することを特徴とする請求の範囲１から１２までのうちいずれか１項記載の半 導体発光素子。 １４． 蛍燐光体変換−エレメントは、プラスチックーマトリクスにて有機の色 素分子を有し、該有機の色素分子は、例えばシリコン−可塑性又は熱硬化性材料 から成ることを特徴とする請求の範囲１から１３までのうちいずれか１項記載の 半導体発光素子。 １５． 蛍燐光体変換−エレメントはエポキシ樹脂−マトリクスの有機色素分子 から成ることを特徴とする請求の範囲１４記載の半導体発光素子。 １６． 蛍燐光体変換−エレメントは、ポリメタクリ ルさんメチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔａａｃｒｙｌａｔ）−マトリクスの 有機色素分子から成ることを特徴とする請求の範囲１４記載の半導体発光素子。 １７． 蛍燐光体変換−エレメント（４，５）は蛍燐光体のグループのうちの少 なくとも１つの無機蛍燐光体−材料ないし蛍光物質（６）を有することを特徴と する請求の範囲１から１３までのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 １８． 無機の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質（６）は、Ｃｅ−ドーピングされ た柘榴石、ガーネット（Ｇｒａｎａｔｅ）のグループのうちのものであることを 特徴とする請求の範囲１７記載の半導体発光素子。 １９． 無機の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質は、ＹＡＧ：Ｃｅであること特徴 とする請求の範囲１８記載の半導体発光素子。 ２０． 無機の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質はエポキシ樹脂−マトリクス内に 埋め込まれていることを特徴とする請求の範囲１７から１９までのうちいずれか １項記載の半導体発光素子。 ２１． 無機の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質は低融点の無機ガラスから成るマ トリクス内に埋込まれていることを特徴とする請求の範囲１７から１９までのう ちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ２２． 無機の蛍燐光体−材料ないし蛍光物質はほぼ１０μｍの平均の粒子の大 きさを有することを特徴とする請求の範囲２０記載の半導体発光素子。 ２３． 蛍燐光体変換−エレメントは複数の種々の有機及び／又は無機の蛍燐光 体−材料ないし蛍光物質（６）を有することを特徴とする請求の範囲１から２２ までのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ２４． 蛍燐光体変換−エレメントは複数の種々の有機及び／又は無機の、波長 変換作用付き及び/又は無しの色素分子を有することを特徴とする請求の範囲１ から２３までのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ２５． 蛍燐光体変換−エレメント及び／又は透明の外囲器、エンベロープ（１ ０，１５）は光分散性の粒子を有することを特徴とする請求の範囲１から２４ま でのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ２６． 蛍燐光体変換−レメントは、１つ又は複数の発光する４ｆ−有機金属化 合物を有することを特徴とする請求の範囲１から２５までのうちいずれか１項記 載の半導体発光素子。 ２７． 蛍燐光体変換−エレメント及び／又は透明外囲器、エンベロープ（１０ ，１５）は、青色で発光する蛍燐光体−材料ないし蛍光物質を少なくとも１つ有 することを特徴とする請求の範囲１から２６ま でのうちいずれか１項記載の半導体発光素子。 ２８． フルカラー天然色向きに好適なＬＥＤ指示装置にて請求の範囲１から２ ７項までのうち何れか１項記載の半導体発光素子を複数使用することを特徴とす る半導体発光素子の使用法。 ２９． 航空機キャビンの内部空間照明のため、請求の範囲１から２７項までの うち何れか１項記載の半導体発光素子を複数使用することを特徴とする半導体発 光素子の使用法。 ３０．指示装置の照明のため、例えば、液晶指示装置の照明のため、請求の範囲 １から２７項までのうち何れか１項記載の半導体発光素子を使用することを特徴 とする半導体発光素子の使用方法。