JP2002033521A - 白色発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のＹＡＧ系蛍光体を青色ＬＥＤの発光面に
塗布または封止樹脂中に分散させて作製した白色ＬＥＤ
は、照明用として使用するには明るさが不十分である点
を改善する。 【解決手段】本発明の白色発光素子は、ＩＩＩ族窒化物
半導体を用いた青色ＬＥＤの光放出部に、発光中心を添
加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有する構造とす
る。オキシ窒化物ガラスとして、特に発光中心としてＥ
ｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスを用いる。
塗布または封止樹脂中に分散させて作製した白色ＬＥＤ
は、照明用として使用するには明るさが不十分である点
を改善する。 【解決手段】本発明の白色発光素子は、ＩＩＩ族窒化物
半導体を用いた青色ＬＥＤの光放出部に、発光中心を添
加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有する構造とす
る。オキシ窒化物ガラスとして、特に発光中心としてＥ
ｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は白色発光素子とその
製造方法に係わり、特にＩＩＩ族窒化物半導体（一般
式：ＡｌＧａＩｎＮ）を用いた発光素子とガラス蛍光体
とを組み合わせた白色発光素子とその製造方法に関す
る。
製造方法に係わり、特にＩＩＩ族窒化物半導体（一般
式：ＡｌＧａＩｎＮ）を用いた発光素子とガラス蛍光体
とを組み合わせた白色発光素子とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】白色の発光ダイオードとしては、（Ｙ、
Ｇｄ）3（Ａｌ、Ｇａ）5Ｏ12の組成式で知られるＹＡＧ
系酸化物母体格子中にＣｅをドープした蛍光体（ＹＡＧ
系蛍光体）を、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた青色発光
ダイオード（青色ＬＥＤ）を包囲する封止樹脂中に分散
させたもの（特許番号２９００９２８、特許番号２９９
８６９６、特許番号２９２７２７９）や、非粒子状性の
蛍光体層として青色ＬＥＤ上に成膜したもの（特開平１
１−４６０１５号公報）が知られている。これらはディ
スプレイのバックライト、照光式操作スイッチ、ＬＥＤ
表示器等に使用されている。
Ｇｄ）3（Ａｌ、Ｇａ）5Ｏ12の組成式で知られるＹＡＧ
系酸化物母体格子中にＣｅをドープした蛍光体（ＹＡＧ
系蛍光体）を、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた青色発光
ダイオード（青色ＬＥＤ）を包囲する封止樹脂中に分散
させたもの（特許番号２９００９２８、特許番号２９９
８６９６、特許番号２９２７２７９）や、非粒子状性の
蛍光体層として青色ＬＥＤ上に成膜したもの（特開平１
１−４６０１５号公報）が知られている。これらはディ
スプレイのバックライト、照光式操作スイッチ、ＬＥＤ
表示器等に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＩＩＩ族窒化物半導体
を用いた高輝度の青色ＬＥＤが実用化した事から、青色
ＬＥＤを白色照明に利用しようとする試みが進められて
いる。しかし、従来の青色ＬＥＤチップにＹＡＧ系蛍光
体を塗布して作られる白色ＬＥＤでは、照明用としては
明るさが不十分であった。ＹＡＧ系蛍光体は４００ｎｍ
より長波長の光に対し励起効率が悪いからである。ちな
みに照明用の白色とは太陽光色、蛍光灯色、電球色等、
照明に使われている色全てを指す。本発明は、照明用と
して十分な明るさを有する、ＩＩＩ族窒化物半導体を用
いた発光素子とガラス蛍光体とを組み合わせた新たな白
色発光素子とその製造方法を提供することを目的とす
る。
を用いた高輝度の青色ＬＥＤが実用化した事から、青色
ＬＥＤを白色照明に利用しようとする試みが進められて
いる。しかし、従来の青色ＬＥＤチップにＹＡＧ系蛍光
体を塗布して作られる白色ＬＥＤでは、照明用としては
明るさが不十分であった。ＹＡＧ系蛍光体は４００ｎｍ
より長波長の光に対し励起効率が悪いからである。ちな
みに照明用の白色とは太陽光色、蛍光灯色、電球色等、
照明に使われている色全てを指す。本発明は、照明用と
して十分な明るさを有する、ＩＩＩ族窒化物半導体を用
いた発光素子とガラス蛍光体とを組み合わせた新たな白
色発光素子とその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）透明な
基板上に形成したＩＩＩ族窒化物半導体よりなる発光素
子と、発光素子から放出される光の一部を発光素子より
放出される光より波長の長い光に変換するガラス蛍光体
層とを有するフリップチップ型発光素子において、少な
くとも、透明な基板の上でありかつＩＩＩ族窒化物半導
体を積層した基板の面と反対の面の上に、発光中心を添
加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有する事を特徴と
する白色発光素子、（２）オキシ窒化物ガラスが、発光
中心としてＥｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスである事を特徴とする
（１）に記載の白色発光素子、である。
基板上に形成したＩＩＩ族窒化物半導体よりなる発光素
子と、発光素子から放出される光の一部を発光素子より
放出される光より波長の長い光に変換するガラス蛍光体
層とを有するフリップチップ型発光素子において、少な
くとも、透明な基板の上でありかつＩＩＩ族窒化物半導
体を積層した基板の面と反対の面の上に、発光中心を添
加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有する事を特徴と
する白色発光素子、（２）オキシ窒化物ガラスが、発光
中心としてＥｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスである事を特徴とする
（１）に記載の白色発光素子、である。
【０００５】また本発明は、（３）発光中心を添加した
オキシ窒化物ガラス蛍光体層を高周波スパッタ法により
形成する事を特徴とする（１）または（２）に記載の白
色発光素子の製造方法、（４）発光中心を添加したオキ
シ窒化物ガラス蛍光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒
化物ガラス蛍光体の塗布により形成する事を特徴とする
（１）または（２）に記載の白色発光素子の製造方法、
である。
オキシ窒化物ガラス蛍光体層を高周波スパッタ法により
形成する事を特徴とする（１）または（２）に記載の白
色発光素子の製造方法、（４）発光中心を添加したオキ
シ窒化物ガラス蛍光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒
化物ガラス蛍光体の塗布により形成する事を特徴とする
（１）または（２）に記載の白色発光素子の製造方法、
である。
【０００６】また本発明は、（５）基板上に形成したＩ
ＩＩ族窒化物半導体上に透明電極を有する発光素子と、
発光素子から放出される光の一部を発光素子より放出さ
れる光より波長の長い光に変換するガラス蛍光体層とを
有する発光素子において、少なくとも、透明電極面の上
に発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有
する事を特徴とする白色発光素子、（６）オキシ窒化物
ガラスが、発光中心としてＥｕ2+イオンを添加したＣａ
−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスである事を
特徴とする（５）に記載の白色発光素子、である。
ＩＩ族窒化物半導体上に透明電極を有する発光素子と、
発光素子から放出される光の一部を発光素子より放出さ
れる光より波長の長い光に変換するガラス蛍光体層とを
有する発光素子において、少なくとも、透明電極面の上
に発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層を有
する事を特徴とする白色発光素子、（６）オキシ窒化物
ガラスが、発光中心としてＥｕ2+イオンを添加したＣａ
−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスである事を
特徴とする（５）に記載の白色発光素子、である。
【０００７】また本発明は、（７）発光中心を添加した
オキシ窒化物ガラス蛍光体層を高周波スパッタ法により
形成する事を特徴とする（５）または（６）に記載の白
色発光素子の製造方法、（８）発光中心を添加したオキ
シ窒化物ガラス蛍光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒
化物ガラス蛍光体の塗布により形成する事を特徴とする
（５）または（６）に記載の白色発光素子の製造方法、
である。
オキシ窒化物ガラス蛍光体層を高周波スパッタ法により
形成する事を特徴とする（５）または（６）に記載の白
色発光素子の製造方法、（８）発光中心を添加したオキ
シ窒化物ガラス蛍光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒
化物ガラス蛍光体の塗布により形成する事を特徴とする
（５）または（６）に記載の白色発光素子の製造方法、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】新しい蛍光体材料として、オキシ
窒化物ガラスを母体原料とした蛍光体が報告されている
（固体物理Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６（２０００））。オ
キシ窒化物ガラスを母体とした蛍光体は励起スペクトル
のピークが３５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、ＩＩＩ族窒
化物半導体を用いた青色ＬＥＤ（発光波長の中心が４５
０ｎｍ〜５２０ｎｍである。）で最も効率良く蛍光体を
励起する事ができる。そこで本発明者はオキシ窒化物ガ
ラスを母体材料とした蛍光体をＩＩＩ族窒化物半導体を
用いた青色ＬＥＤと組み合わせることで高効率、高出力
の白色発光素子を開発した。
窒化物ガラスを母体原料とした蛍光体が報告されている
（固体物理Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６（２０００））。オ
キシ窒化物ガラスを母体とした蛍光体は励起スペクトル
のピークが３５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、ＩＩＩ族窒
化物半導体を用いた青色ＬＥＤ（発光波長の中心が４５
０ｎｍ〜５２０ｎｍである。）で最も効率良く蛍光体を
励起する事ができる。そこで本発明者はオキシ窒化物ガ
ラスを母体材料とした蛍光体をＩＩＩ族窒化物半導体を
用いた青色ＬＥＤと組み合わせることで高効率、高出力
の白色発光素子を開発した。
【０００９】オキシ窒化物ガラスとしては、Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎｄ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｃａ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｃ
ａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎ
ａ−Ｂａ−Ｂ−Ａｌ−Ｓｉ―Ｏ−Ｎ、Ｂａ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｏ―Ｎ、Ｎａ−Ｂ−Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ
−Ｐ−Ｏ−Ｎなどの系が知られている。
Ｎ、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎｄ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｃａ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｃ
ａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｎ
ａ−Ｂａ−Ｂ−Ａｌ−Ｓｉ―Ｏ−Ｎ、Ｂａ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｏ―Ｎ、Ｎａ−Ｂ−Ｏ−Ｎ、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ、Ｎａ
−Ｐ−Ｏ−Ｎなどの系が知られている。
【００１０】これらの系の中で本発明に使われる母体と
しては、Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラ
スが特に望ましい。Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ
窒化物ガラスの組成としてはＣａＯ：２０〜５０モル
％、Ａｌ2Ｏ3：０．１〜３０モル％、ＳｉＯ：２５〜６
０モル％、ＡｌＮ：５〜５０モル％、希土類酸化物また
は遷移金属酸化物：０．１〜２０モル％で５成分の合計
が１００モル％とするのが好ましい。更に望ましくは窒
素含有量が１５ｗｔ％以下である。増感剤として他の希
土類元素イオンを希土類酸化物として蛍光ガラス中に
０．１〜１０モル％の含有量で共賦活剤として含む事も
望ましい。
しては、Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラ
スが特に望ましい。Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ
窒化物ガラスの組成としてはＣａＯ：２０〜５０モル
％、Ａｌ2Ｏ3：０．１〜３０モル％、ＳｉＯ：２５〜６
０モル％、ＡｌＮ：５〜５０モル％、希土類酸化物また
は遷移金属酸化物：０．１〜２０モル％で５成分の合計
が１００モル％とするのが好ましい。更に望ましくは窒
素含有量が１５ｗｔ％以下である。増感剤として他の希
土類元素イオンを希土類酸化物として蛍光ガラス中に
０．１〜１０モル％の含有量で共賦活剤として含む事も
望ましい。
【００１１】添加される発光中心は、Ｅｕ2+、Ｅｕ3+、
Ｃｅ3+、Ｔｂ3+などの希土類イオンやＣｒ3+、Ｍｎ2+な
どの遷移金属イオンが好ましく、このうち特にＥｕ2+が
好ましい。これら発光中心イオンは、母体材料のＣａ2+
イオンに置き換わる形で固体中に取り込まれている。
Ｃｅ3+、Ｔｂ3+などの希土類イオンやＣｒ3+、Ｍｎ2+な
どの遷移金属イオンが好ましく、このうち特にＥｕ2+が
好ましい。これら発光中心イオンは、母体材料のＣａ2+
イオンに置き換わる形で固体中に取り込まれている。
【００１２】発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍
光体層をＬＥＤチップに作製する上で不可欠なのがオキ
シ窒化物ガラスの成膜技術である。本発明者は高周波ス
パッタ法を適用する事で、ＩＩＩ族窒化物半導体を用い
た青色ＬＥＤ用ウエハの基板裏面、あるいはエピタキシ
ャル層表面に、発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス
蛍光体層を成膜させる事に成功した。高周波スパッタ法
に加え、オキシ窒化物ガラス蛍光体の粉を樹脂中に分散
させた物を塗布する事でも成膜が可能である。バインダ
ーとなる樹脂は（メタ）アクリル酸系樹脂や、エポキ
シ、ウレタン架橋、ＵＶ硬化などの架橋性樹脂が望まし
い。これら樹脂はモールドに利用される樹脂と同一でな
くても構わない。塗布方法は様々な手法が適応可能であ
るが、膜厚の均一性を考慮して例えばスピンコート法が
望ましい。
光体層をＬＥＤチップに作製する上で不可欠なのがオキ
シ窒化物ガラスの成膜技術である。本発明者は高周波ス
パッタ法を適用する事で、ＩＩＩ族窒化物半導体を用い
た青色ＬＥＤ用ウエハの基板裏面、あるいはエピタキシ
ャル層表面に、発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス
蛍光体層を成膜させる事に成功した。高周波スパッタ法
に加え、オキシ窒化物ガラス蛍光体の粉を樹脂中に分散
させた物を塗布する事でも成膜が可能である。バインダ
ーとなる樹脂は（メタ）アクリル酸系樹脂や、エポキ
シ、ウレタン架橋、ＵＶ硬化などの架橋性樹脂が望まし
い。これら樹脂はモールドに利用される樹脂と同一でな
くても構わない。塗布方法は様々な手法が適応可能であ
るが、膜厚の均一性を考慮して例えばスピンコート法が
望ましい。
【００１３】高周波スパッタによる成膜前においては、
Ａｒをベースとした高周波プラズマ照射で被成膜物の表
面をドライエッチングし、外気に触れさせずにそのまま
成膜する事が望ましい。また、被成膜物の温度が変化し
ないように被成膜物を一定温度に保つ事も望ましい。
Ａｒをベースとした高周波プラズマ照射で被成膜物の表
面をドライエッチングし、外気に触れさせずにそのまま
成膜する事が望ましい。また、被成膜物の温度が変化し
ないように被成膜物を一定温度に保つ事も望ましい。
【００１４】
【実施例】（実施例１：基板裏面にオキシ窒化物ガラス
蛍光体を成膜した例１）有機金属化学気相堆積（ＭＯＣ
ＶＤ）法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ族窒化物半
導体からなるエピタキシャル層を形成した青色ＬＥＤ用
エピタキシャルウエハを準備した。エピタキシャル層の
積層構造は、一般に公知のＬＥＤ構造とした。このエピ
タキシャルウエハのサファイア基板裏面にＥｕ2+を添加
したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを
以下に示す高周波スパッタリング法で積層した。
蛍光体を成膜した例１）有機金属化学気相堆積（ＭＯＣ
ＶＤ）法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ族窒化物半
導体からなるエピタキシャル層を形成した青色ＬＥＤ用
エピタキシャルウエハを準備した。エピタキシャル層の
積層構造は、一般に公知のＬＥＤ構造とした。このエピ
タキシャルウエハのサファイア基板裏面にＥｕ2+を添加
したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを
以下に示す高周波スパッタリング法で積層した。
【００１５】高周波スパッタリング装置は、チャンバー
内底面にターゲットを、チャンバー内天井面にウエハを
設置する配置になっている。成膜したい蛍光体と同一濃
度、同一組成のＥｕ2+添加Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系
オキシ窒化物ガラスをターゲットとして設置した。高周
波スパッタリングチャンバー内を一旦１０-5Ｐａ以下に
真空引きし、その後Ａｒ１００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａ
ｒｄ ｃｃ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）、Ｏ2３０ｓｃｃ
ｍ、Ｎ2２５ｓｃｃｍを流し圧力を０．５Ｐａに保っ
た。そして成膜時の印加ＲＦパワーを１８００Ｗとし
て、サファイア基板裏面にＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを約２００ｎｍ積
層した。
内底面にターゲットを、チャンバー内天井面にウエハを
設置する配置になっている。成膜したい蛍光体と同一濃
度、同一組成のＥｕ2+添加Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系
オキシ窒化物ガラスをターゲットとして設置した。高周
波スパッタリングチャンバー内を一旦１０-5Ｐａ以下に
真空引きし、その後Ａｒ１００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａ
ｒｄ ｃｃ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）、Ｏ2３０ｓｃｃ
ｍ、Ｎ2２５ｓｃｃｍを流し圧力を０．５Ｐａに保っ
た。そして成膜時の印加ＲＦパワーを１８００Ｗとし
て、サファイア基板裏面にＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを約２００ｎｍ積
層した。
【００１６】この様にして得た白色ＬＥＤ用エピタキシ
ャルウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチッ
プ化した。図１に本実施例１で作製した白色ＬＥＤの断
面図を示す。チップ化された小片は、エピタキシャルウ
エハ面を下にし電極を兼ねた台座の上に金属にて接着さ
れる。電流注入によりＩＩＩ族窒化物半導体の活性層か
ら発光した青色の光はサファイア基板裏面から外部に放
出され、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に変換
され、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出され
る。
ャルウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチッ
プ化した。図１に本実施例１で作製した白色ＬＥＤの断
面図を示す。チップ化された小片は、エピタキシャルウ
エハ面を下にし電極を兼ねた台座の上に金属にて接着さ
れる。電流注入によりＩＩＩ族窒化物半導体の活性層か
ら発光した青色の光はサファイア基板裏面から外部に放
出され、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に変換
され、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出され
る。
【００１７】（実施例２：エピタキシャルウエハ表面に
オキシ窒化物ガラス蛍光体を成膜した例）実施例１と同
様に、ＭＯＣＶＤ法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ
族窒化物半導体からなるエピタキシャル層を形成した青
色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを準備した。このエピ
タキシャルウエハのエピタキシャル層表面を通常の青色
ＬＥＤ素子化工程に従って、ｎ型電極形成面を表出され
る為のドライエッチング、ｐ型透光性電極の形成、ｐ型
電極パッドの形成を実施し、電極アロイングを実施した
後、ｐ型電極パッド上とｎ型電極形成面上にはオキシ窒
化物ガラスが積層されないようにマスクを形成した。次
いでＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスを実施例１と同様の高周波スパッタリン
グ法で約２００ｎｍエピタキシャル層表面上に積層し
た。オキシ窒化物ガラスの成膜後は二つの電極上に施し
たマスクをエッチングで除去した。
オキシ窒化物ガラス蛍光体を成膜した例）実施例１と同
様に、ＭＯＣＶＤ法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ
族窒化物半導体からなるエピタキシャル層を形成した青
色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを準備した。このエピ
タキシャルウエハのエピタキシャル層表面を通常の青色
ＬＥＤ素子化工程に従って、ｎ型電極形成面を表出され
る為のドライエッチング、ｐ型透光性電極の形成、ｐ型
電極パッドの形成を実施し、電極アロイングを実施した
後、ｐ型電極パッド上とｎ型電極形成面上にはオキシ窒
化物ガラスが積層されないようにマスクを形成した。次
いでＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスを実施例１と同様の高周波スパッタリン
グ法で約２００ｎｍエピタキシャル層表面上に積層し
た。オキシ窒化物ガラスの成膜後は二つの電極上に施し
たマスクをエッチングで除去した。
【００１８】この様にして得た白色ＬＥＤ用エピタキシ
ャルウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチッ
プ化した。図２に本実施例２の白色ＬＥＤの断面図を示
す。チップ化された小片はエピタキシャルウエハ面を上
にし、電極を兼ねた台座の上に固定される。先に作製し
たチップ上のｐ電極、ｎ電極と電極端子との間はＡｕ線
を用いて導通を取る。電流注入によりＩＩＩ窒化物半導
体の活性層から発光した青色の光はエピ面上部から外部
に放出され、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に
変換され、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出
される。
ャルウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチッ
プ化した。図２に本実施例２の白色ＬＥＤの断面図を示
す。チップ化された小片はエピタキシャルウエハ面を上
にし、電極を兼ねた台座の上に固定される。先に作製し
たチップ上のｐ電極、ｎ電極と電極端子との間はＡｕ線
を用いて導通を取る。電流注入によりＩＩＩ窒化物半導
体の活性層から発光した青色の光はエピ面上部から外部
に放出され、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に
変換され、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出
される。
【００１９】（実施例３：基板裏面にオキシ窒化物ガラ
ス蛍光体を成膜した例２）実施例１と同様に、ＭＯＣＶ
Ｄ法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ族窒化物半導体
からなるエピタキシャル層を形成した青色ＬＥＤ用エピ
タキシャルウエハを準備した。このエピタキシャルウエ
ハのサファイア基板裏面にＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを以下の方法で樹
脂中に分散させて塗布した。
ス蛍光体を成膜した例２）実施例１と同様に、ＭＯＣＶ
Ｄ法を用いてサファイア基板上にＩＩＩ族窒化物半導体
からなるエピタキシャル層を形成した青色ＬＥＤ用エピ
タキシャルウエハを準備した。このエピタキシャルウエ
ハのサファイア基板裏面にＥｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化物ガラスを以下の方法で樹
脂中に分散させて塗布した。
【００２０】Ｅｕ2+を添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系オキシ窒化物ガラスを粒径１μｍサイズ程度に粉砕
し、このガラス粉をアクリル酸樹脂の粉に混合した。ガ
ラス粉と樹脂粉の体積比率は１０：１程度である。十分
混合した後、アクリル酸樹脂用の溶剤を加え更に攪拌す
る。エピタキシャルウエハを窒化物半導体を積層した面
と反対の面、即ちサファイアの面を上にしてスピンコー
ト機の台座に真空チャックで固定する。スピンコート機
を回転させ、先に準備した溶剤、樹脂、オキシ窒化ガラ
ス蛍光体の混合物を自転しているサファイア基板上に滴
下した。塗布厚を十分均一にした後、スピンコート機か
らエピタキシャルウエハを取り外し、１６０℃に保持さ
れた乾燥機内で溶剤を除去した。
Ｎ系オキシ窒化物ガラスを粒径１μｍサイズ程度に粉砕
し、このガラス粉をアクリル酸樹脂の粉に混合した。ガ
ラス粉と樹脂粉の体積比率は１０：１程度である。十分
混合した後、アクリル酸樹脂用の溶剤を加え更に攪拌す
る。エピタキシャルウエハを窒化物半導体を積層した面
と反対の面、即ちサファイアの面を上にしてスピンコー
ト機の台座に真空チャックで固定する。スピンコート機
を回転させ、先に準備した溶剤、樹脂、オキシ窒化ガラ
ス蛍光体の混合物を自転しているサファイア基板上に滴
下した。塗布厚を十分均一にした後、スピンコート機か
らエピタキシャルウエハを取り外し、１６０℃に保持さ
れた乾燥機内で溶剤を除去した。
【００２１】この様にしてサファイア基板裏面にオキシ
窒化物ガラス蛍光体層を形成して得た白色ＬＥＤ用エピ
ウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチップ化
した。本実施例３の白色ＬＥＤの断面図は図１に同じで
ある。チップ化された小片は、エピタキシャルウエハ面
を下にし電極を兼ねた台座の上に金属にて接着される。
電流注入によりＩＩＩ−Ｖ窒化物半導体の活性層から発
光した青色の光はサファイア基板裏面から外部に放出さ
れ、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に変換さ
れ、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出され
る。
窒化物ガラス蛍光体層を形成して得た白色ＬＥＤ用エピ
ウエハを通常の青色ＬＥＤ作製時と同じ工程でチップ化
した。本実施例３の白色ＬＥＤの断面図は図１に同じで
ある。チップ化された小片は、エピタキシャルウエハ面
を下にし電極を兼ねた台座の上に金属にて接着される。
電流注入によりＩＩＩ−Ｖ窒化物半導体の活性層から発
光した青色の光はサファイア基板裏面から外部に放出さ
れ、一部は蛍光体を励起し黄色から赤色の光に変換さ
れ、青色発光と合わさって高出力の白色光が放出され
る。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、青色ＬＥＤの光放出
部に、発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層
を有する構造にする事で、効率の良い高出力の白色発光
素子を作製する事が可能となった。この結果、照明用と
して十分実用にかなう白色発光素子を作製することが可
能となり、その産業上の利用価値は多大である。
部に、発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層
を有する構造にする事で、効率の良い高出力の白色発光
素子を作製する事が可能となった。この結果、照明用と
して十分実用にかなう白色発光素子を作製することが可
能となり、その産業上の利用価値は多大である。
【図１】本発明の実施例１、３に係わる基板裏面にオキ
シ窒化物ガラス蛍光体層を成膜した白色ＬＥＤの断面構
造を示す図
シ窒化物ガラス蛍光体層を成膜した白色ＬＥＤの断面構
造を示す図
【図２】本発明の実施例２に係わるエピタキシャル層表
面にオキシ窒化物ガラス蛍光体層を成膜した白色ＬＥＤ
の断面構造を示す図
面にオキシ窒化物ガラス蛍光体層を成膜した白色ＬＥＤ
の断面構造を示す図
１１ オキシ窒化ガラス蛍光体層 １２ サファイア基板 １３ ＩＩＩ窒化物半導体層 １４ 電極 １５ 電極 １６ マウントリード １７ インナーリード １８ 樹脂モールド ２１ オキシ窒化ガラス蛍光体層 ２２ サファイア基板 ２３ ＩＩＩ族窒化物半導体層 ２４ 光反射鏡 ２５ 透光性電極 ２６ マウントリード ２７ インナーリード ２８ 樹脂モールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 11/64 ＣＱＤ Ｃ０９Ｋ 11/64 ＣＱＤ Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 BB01 CC10 DA05 DA06 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB07 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EB01 EC01 ED01 EE04 EE05 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 FL02 FL03 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH08 HH09 HH10 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ02 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK04 KK05 KK07 KK10 MM35 NN21 PP14 PP15 4H001 XA07 XA08 XA13 XA14 XA20 YA63 5F041 AA12 CA34 CA46 CA64 CA65 DA43 DA57 EE25 FF11
Claims (8)
- 【請求項１】透明な基板上に形成したＩＩＩ族窒化物半
導体よりなる発光素子と、発光素子から放出される光の
一部を発光素子より放出される光より波長の長い光に変
換するガラス蛍光体層とを有するフリップチップ型発光
素子において、少なくとも、透明な基板の上でありかつ
ＩＩＩ族窒化物半導体を積層した基板の面と反対の面の
上に、発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍光体層
を有する事を特徴とする白色発光素子。 - 【請求項２】オキシ窒化物ガラスが、発光中心としてＥ
ｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスである事を特徴とする請求項１に記載の
白色発光素子。 - 【請求項３】発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍
光体層を高周波スパッタ法により形成する事を特徴とす
る請求項１または２に記載の白色発光素子の製造方法。 - 【請求項４】発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍
光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒化物ガラス蛍光体
の塗布により形成する事を特徴とする請求項１または２
に記載の白色発光素子の製造方法。 - 【請求項５】基板上に形成したＩＩＩ族窒化物半導体上
に透明電極を有する発光素子と、発光素子から放出され
る光の一部を発光素子より放出される光より波長の長い
光に変換するガラス蛍光体層とを有する発光素子におい
て、少なくとも、透明電極面の上に発光中心を添加した
オキシ窒化物ガラス蛍光体層を有する事を特徴とする白
色発光素子。 - 【請求項６】オキシ窒化物ガラスが、発光中心としてＥ
ｕ2+イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキ
シ窒化物ガラスである事を特徴とする請求項５に記載の
白色発光素子。 - 【請求項７】発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍
光体層を高周波スパッタ法により形成する事を特徴とす
る請求項５または６に記載の白色発光素子の製造方法。 - 【請求項８】発光中心を添加したオキシ窒化物ガラス蛍
光体層を樹脂中に分散させたオキシ窒化物ガラス蛍光体
の塗布により形成する事を特徴とする請求項５または６
に記載の白色発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214091A JP2002033521A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 白色発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214091A JP2002033521A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 白色発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033521A true JP2002033521A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18709735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000214091A Pending JP2002033521A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 白色発光素子およびその製造方法 |
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| JP (1) | JP2002033521A (ja) |
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