JP2003234504A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光効率が高く、安価な発光装置を提供す
る。この発光装置は発光素子固有の光を蛍光体で波長変
換する。 【構成】 蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子
をリードへ固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外
部へ放出させる発光装置において、ｐ型電極は発光素子
の光を実質的に全反射でき、かつワイヤーボンデングに
対して安定な均一膜厚を有し、発光エリアとボンディン
グエリアを有し、発光エリアには光学的な開口部が形成
されている。
る。この発光装置は発光素子固有の光を蛍光体で波長変
換する。 【構成】 蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子
をリードへ固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外
部へ放出させる発光装置において、ｐ型電極は発光素子
の光を実質的に全反射でき、かつワイヤーボンデングに
対して安定な均一膜厚を有し、発光エリアとボンディン
グエリアを有し、発光エリアには光学的な開口部が形成
されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光素子から照射される光を波長変換し
て外部に放出するタイプの発光装置として、特開平１１
−０６８１６６号公報に開示のものがある。この発光装
置は半鏡面（半透明）の反射膜がｐ型層の全面に形成さ
れ、他方基板は蛍光体を含む光透過性の蛍光ペーストで
リードのカップ部に固定されている。このように構成さ
れた発光装置によれば、発光する層から上方（ｐ型層
側）へ向って反射膜で反射された光及び発光する層から
下方へ向う光が蛍光ペーストに達し、ここで波長変換さ
れて上方へ向う。そしてこの波長変換された光の一部は
発光素子の固有の光と混色されて半鏡面の反射膜を透過
し、外部へ放出されることとなる。
て外部に放出するタイプの発光装置として、特開平１１
−０６８１６６号公報に開示のものがある。この発光装
置は半鏡面（半透明）の反射膜がｐ型層の全面に形成さ
れ、他方基板は蛍光体を含む光透過性の蛍光ペーストで
リードのカップ部に固定されている。このように構成さ
れた発光装置によれば、発光する層から上方（ｐ型層
側）へ向って反射膜で反射された光及び発光する層から
下方へ向う光が蛍光ペーストに達し、ここで波長変換さ
れて上方へ向う。そしてこの波長変換された光の一部は
発光素子の固有の光と混色されて半鏡面の反射膜を透過
し、外部へ放出されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の発光装置で
は反射膜の反射率を変更することによって、これから放
出される光の色調を自由に調整することができる。しか
しながら、半鏡面である反射膜に光の一部が吸収される
ので、発光効率の低下が免れない。他方、発光装置には
より一層の低コスト化が求められている。
は反射膜の反射率を変更することによって、これから放
出される光の色調を自由に調整することができる。しか
しながら、半鏡面である反射膜に光の一部が吸収される
ので、発光効率の低下が免れない。他方、発光装置には
より一層の低コスト化が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題の少
なくとも一つを解決すべくなされたものである。即ち、
蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子をリードへ
固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外部へ放出さ
せる発光装置であって、前記ｐ型電極は光を透過させる
光学的な開口部を有し、該開口部以外の領域は光を実質
的に全反射する、ことを特徴とする発光装置。
なくとも一つを解決すべくなされたものである。即ち、
蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子をリードへ
固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外部へ放出さ
せる発光装置であって、前記ｐ型電極は光を透過させる
光学的な開口部を有し、該開口部以外の領域は光を実質
的に全反射する、ことを特徴とする発光装置。
【０００５】このように構成された発光装置によれば、
発光素子の光のうちｎ型層側へ向う光と発光素子の光の
うちｐ型層側へ向う光であってｐ型電極で反射された光
は蛍光体含有の透光性ペースト（以下、「蛍光ペース
ト」という）へ入射して、その蛍光体で波長変換され
る。波長変換された光（蛍光）はリード（カップ部等の
発光素子の取付け座）で反射されてｐ型電極へ向い、そ
の一部は発光素子の光とともに開口部から外部へ放出さ
れる。蛍光の残部はｐ型電極で反射されることとなるが
リードで再度反射されて（この反射が繰返されて）、最
終的には開口部から外部へ放出される。この発明の発光
装置では、ｐ型電極で光を実質的に全反射させているの
で、これに光が吸収されることがない。従って、光の外
部放出効率が向上する。
発光素子の光のうちｎ型層側へ向う光と発光素子の光の
うちｐ型層側へ向う光であってｐ型電極で反射された光
は蛍光体含有の透光性ペースト（以下、「蛍光ペース
ト」という）へ入射して、その蛍光体で波長変換され
る。波長変換された光（蛍光）はリード（カップ部等の
発光素子の取付け座）で反射されてｐ型電極へ向い、そ
の一部は発光素子の光とともに開口部から外部へ放出さ
れる。蛍光の残部はｐ型電極で反射されることとなるが
リードで再度反射されて（この反射が繰返されて）、最
終的には開口部から外部へ放出される。この発明の発光
装置では、ｐ型電極で光を実質的に全反射させているの
で、これに光が吸収されることがない。従って、光の外
部放出効率が向上する。
【０００６】この発明の他の局面によれば、上記のｐ型
電極を実質的に均一な膜厚として、発光エリアとボンデ
ィングエリアを構成している。発光エリアには開口部を
設けてここから光を外部へ放出させている。ボンディン
グエリアには導電性ワイヤがボンディングされる。安定
したワイヤーボンディングを行うためにはボンディング
エリア自体に所定の膜厚が必要となる。本発明者らの検
討によれば、ボンディングエリアは０．３μｍ以上の膜
厚を有することが好ましい。また、ｐ型電極の製造ステ
ップを可能な限り簡素化するにはボンディングエリアと
発光エリアとを同時に形成することが好ましい。その場
合、ボンディングエリアと発光エリアとの膜厚が等しく
なる。
電極を実質的に均一な膜厚として、発光エリアとボンデ
ィングエリアを構成している。発光エリアには開口部を
設けてここから光を外部へ放出させている。ボンディン
グエリアには導電性ワイヤがボンディングされる。安定
したワイヤーボンディングを行うためにはボンディング
エリア自体に所定の膜厚が必要となる。本発明者らの検
討によれば、ボンディングエリアは０．３μｍ以上の膜
厚を有することが好ましい。また、ｐ型電極の製造ステ
ップを可能な限り簡素化するにはボンディングエリアと
発光エリアとを同時に形成することが好ましい。その場
合、ボンディングエリアと発光エリアとの膜厚が等しく
なる。
【０００７】特開平１１−０６８１６６号公報の発光装
置にみられるようにその発光素子のｐ型電極は反射膜と
は別個に台座電極を有している。本発明によればこの台
座電極を省略できるので、ｐ型電極の製造コストが低減
され、結果として安価な発光素子、ひいては安価な発光
装置を提供することが可能となる。なお、特開平６−２
３２４５０号公報や特開平６−２３７０１２号公報にも
開口部を有するｐ型電極がみられる。しかしながら、こ
れらの公報に開示のｐ型電極はいずれもボンディングエ
リアを備えていない。
置にみられるようにその発光素子のｐ型電極は反射膜と
は別個に台座電極を有している。本発明によればこの台
座電極を省略できるので、ｐ型電極の製造コストが低減
され、結果として安価な発光素子、ひいては安価な発光
装置を提供することが可能となる。なお、特開平６−２
３２４５０号公報や特開平６−２３７０１２号公報にも
開口部を有するｐ型電極がみられる。しかしながら、こ
れらの公報に開示のｐ型電極はいずれもボンディングエ
リアを備えていない。
【０００８】
【実施の形態】以下、この発明の各要素について詳細に
説明する。 （発光素子）発光素子としては発光ダイオードが採用さ
れる。III族窒化物系化合物半導体からなる短波長用の
発光素子を用いることが好ましい。III族窒化物系化合
物半導体からなる発光素子は、基板の上にIII族窒化物
系化合物半導体層を積層し、ｐ型電極及びｎ型電極を形
成したものである。基板は、その上にIII族窒化物系化
合物半導体層を成長させることができるものであれば用
いることができ、例えば、サファイア、スピネル、シリ
コン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化
ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン等からなる
基板を用いることができる。特に、サファイア基板を用
いることが好ましい。サファイア基板を用いる場合には
そのａ面を利用することが好ましい。結晶性のよいIII
族窒化物系化合物半導体層を成長させるためである。基
板の上にはIII族窒化物系化合物半導体層が積層され
る。ここで、III族窒化物系化合物半導体とは、一般式
としてＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ
及びＩｎＮのいわゆる２元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、Ａ
ｌｘＩｎ１−ｘＮ及びＧａｘＩｎ１−ｘＮ（以上におい
て０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。III族元
素の少なくとも一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）
等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の少なくとも一
部も リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。III族窒化物
系化合物半導体層は任意のドーパントを含むものであっ
ても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることがで
きる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物
系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉
による加熱にさらすことも可能であるが必須ではない。
III族窒化物系化合物半導体層の形成方法は特に限定さ
れないが、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ
法）、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相
成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティ
ング法、電子シャワー法等によって形成することができ
る。なお、発光素子の構成としては、ホモ構造、ヘテロ
構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることがで
きる。さらに、量子井戸構造（単一量子井戸構造若しく
は多重量子井戸構造）を採用することもできる。基板と
III族窒化物系化合物半導体からなる結晶層の間にはバ
ッファ層を設けることができる。バッファ層はその上に
成長されるIII族窒化物系化合物半導体の結晶性を向上
する目的で設けられる。バッファ層はＡｌＮ、ＩｎＮ、
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の
III族窒化物系化合物半導体で形成することができる。
ｎ側電極材料としては、Ａｌ、Ｖ、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆなどの金属またはこ
れらの任意の２種類以上の合金を用いることができる。
ｎ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又は多層
構造とすることもできる。例えば、ＶとＡｌの２層構造
とすることができる。III族窒化物系化合物半導体発光
素子は、例えば、次のように製造することができる。ま
ず、III族窒化物系化合物半導体層を成長可能な基板を
用意し、その上に少なくともｎ型III族窒化物系化合物
半導体層、III族窒化物系化合物半導体からなる発光す
る層を含む層、及びｐ型III族窒化物系化合物半導体層
がこの順に並ぶように複数の半導体層を積層する。次
に、エッチング処理を施しｎ型半導体層の一部を表出さ
せる。続いて、ｐ側電極及びｎ側電極を、ｐ型III族窒
化物系化合物半導体層上及びｎ型III族窒化物系化合物
半導体層上にそれぞれ形成する。ｐ側電極及びｎ側電極
の形成は、蒸着、スパッタリング等の公知の方法により
行うことができる。続いて、所望の粒子径の研磨材を用
いて基板を所望の厚さになるまで研磨する。その後、チ
ップの分離を行う。
説明する。 （発光素子）発光素子としては発光ダイオードが採用さ
れる。III族窒化物系化合物半導体からなる短波長用の
発光素子を用いることが好ましい。III族窒化物系化合
物半導体からなる発光素子は、基板の上にIII族窒化物
系化合物半導体層を積層し、ｐ型電極及びｎ型電極を形
成したものである。基板は、その上にIII族窒化物系化
合物半導体層を成長させることができるものであれば用
いることができ、例えば、サファイア、スピネル、シリ
コン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化
ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン等からなる
基板を用いることができる。特に、サファイア基板を用
いることが好ましい。サファイア基板を用いる場合には
そのａ面を利用することが好ましい。結晶性のよいIII
族窒化物系化合物半導体層を成長させるためである。基
板の上にはIII族窒化物系化合物半導体層が積層され
る。ここで、III族窒化物系化合物半導体とは、一般式
としてＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ
及びＩｎＮのいわゆる２元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、Ａ
ｌｘＩｎ１−ｘＮ及びＧａｘＩｎ１−ｘＮ（以上におい
て０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。III族元
素の少なくとも一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）
等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の少なくとも一
部も リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。III族窒化物
系化合物半導体層は任意のドーパントを含むものであっ
ても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることがで
きる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物
系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉
による加熱にさらすことも可能であるが必須ではない。
III族窒化物系化合物半導体層の形成方法は特に限定さ
れないが、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ
法）、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相
成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティ
ング法、電子シャワー法等によって形成することができ
る。なお、発光素子の構成としては、ホモ構造、ヘテロ
構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることがで
きる。さらに、量子井戸構造（単一量子井戸構造若しく
は多重量子井戸構造）を採用することもできる。基板と
III族窒化物系化合物半導体からなる結晶層の間にはバ
ッファ層を設けることができる。バッファ層はその上に
成長されるIII族窒化物系化合物半導体の結晶性を向上
する目的で設けられる。バッファ層はＡｌＮ、ＩｎＮ、
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の
III族窒化物系化合物半導体で形成することができる。
ｎ側電極材料としては、Ａｌ、Ｖ、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆなどの金属またはこ
れらの任意の２種類以上の合金を用いることができる。
ｎ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又は多層
構造とすることもできる。例えば、ＶとＡｌの２層構造
とすることができる。III族窒化物系化合物半導体発光
素子は、例えば、次のように製造することができる。ま
ず、III族窒化物系化合物半導体層を成長可能な基板を
用意し、その上に少なくともｎ型III族窒化物系化合物
半導体層、III族窒化物系化合物半導体からなる発光す
る層を含む層、及びｐ型III族窒化物系化合物半導体層
がこの順に並ぶように複数の半導体層を積層する。次
に、エッチング処理を施しｎ型半導体層の一部を表出さ
せる。続いて、ｐ側電極及びｎ側電極を、ｐ型III族窒
化物系化合物半導体層上及びｎ型III族窒化物系化合物
半導体層上にそれぞれ形成する。ｐ側電極及びｎ側電極
の形成は、蒸着、スパッタリング等の公知の方法により
行うことができる。続いて、所望の粒子径の研磨材を用
いて基板を所望の厚さになるまで研磨する。その後、チ
ップの分離を行う。
【０００９】（ｐ型電極）ｐ型電極は発光素子の発光層
から放出された光を実質的に全反射させる。即ち発光層
からの光が透過できない膜厚若しくは層構成をｐ型電極
は有する。他方、ｐ型電極は光学的な開口部を有し、こ
の開口部から発光素子の光の一部および蛍光ペーストで
波長変換された光の一部を外部へ放出させる。
から放出された光を実質的に全反射させる。即ち発光層
からの光が透過できない膜厚若しくは層構成をｐ型電極
は有する。他方、ｐ型電極は光学的な開口部を有し、こ
の開口部から発光素子の光の一部および蛍光ペーストで
波長変換された光の一部を外部へ放出させる。
【００１０】ｐ型電極は開口部を有する発光エリアとボ
ンディングエリアとを有する。発光エリアには開口部が
形成されている。ボンディングエリアに開口部を形成す
ることを禁止するものではないが、ボンディングエリア
にはワイヤーボンディングに堪えられるだけの機械的な
強度が要求されるので、開口部を形成しないようにする
ことが好ましい。
ンディングエリアとを有する。発光エリアには開口部が
形成されている。ボンディングエリアに開口部を形成す
ることを禁止するものではないが、ボンディングエリア
にはワイヤーボンディングに堪えられるだけの機械的な
強度が要求されるので、開口部を形成しないようにする
ことが好ましい。
【００１１】開口部はこれから光を放出させるものであ
るので、発光素子の輝度向上の見地からはその面積を大
きくすることが好ましい。他方、その面積が大きすぎる
とｐ型電極の面積が小さくなって、発光素子からｐ型電
極側へ向う光を充分に反射できず、またｐ型層へ均一に
電流を注入できなくなるので好ましくない。従って、本
発明者の検討によれば、ボンディングエリアを除く領域
において光学的な開口部の開口面積とｐ型電極の開口部
以外の領域の面積との面積比を１０：１〜１：２０とす
ることが好ましい。更に好ましくは５：１〜１：１０で
あり、更に更に好ましくは１：１〜１：５である。発光
素子の発光面における均一発光を確保するため、光学的
な開口部は発光エリアにおいて実質的に均等に分配され
ることが好ましい。光学的な開口部は光を透過させるこ
とができれば、開口部内に保護膜等の透光性材料が充填
されていてもよい。光学的な開口部の形状は特に限定さ
れない。実施例のように平面視矩形のもののほか、三角
形、円形、スリット状など任意の形状を選択することが
できる。
るので、発光素子の輝度向上の見地からはその面積を大
きくすることが好ましい。他方、その面積が大きすぎる
とｐ型電極の面積が小さくなって、発光素子からｐ型電
極側へ向う光を充分に反射できず、またｐ型層へ均一に
電流を注入できなくなるので好ましくない。従って、本
発明者の検討によれば、ボンディングエリアを除く領域
において光学的な開口部の開口面積とｐ型電極の開口部
以外の領域の面積との面積比を１０：１〜１：２０とす
ることが好ましい。更に好ましくは５：１〜１：１０で
あり、更に更に好ましくは１：１〜１：５である。発光
素子の発光面における均一発光を確保するため、光学的
な開口部は発光エリアにおいて実質的に均等に分配され
ることが好ましい。光学的な開口部は光を透過させるこ
とができれば、開口部内に保護膜等の透光性材料が充填
されていてもよい。光学的な開口部の形状は特に限定さ
れない。実施例のように平面視矩形のもののほか、三角
形、円形、スリット状など任意の形状を選択することが
できる。
【００１２】ボンディングエリアは少なくともワイヤボ
ンディングを行うために必要な面積を有する。本発明者
の検討によれば８０μｍ×８０μｍ程度の面積があれば
十分である。ボンディングエリアには直接ワイヤボンデ
ィングが施される。従って、ボンディングエリアにはワ
イヤボンディングのために必要な機械的な強度が要求さ
れる。本発明者の検討によれば、汎用的に使用されるｐ
型電極材料（金若しくは金合金等）においてその膜厚が
０．３μｍ以上あれば当該ワイヤボンディングの受座と
して充分な強度及び安定性を確保できる。更に好ましく
は膜厚を０．５μｍ以上とする。なお、この膜厚の上限
は特に限定されるものではないが、ｐ型電極の材料が高
価であることを考慮すれば、その上限を５μｍとするこ
とが好ましい。
ンディングを行うために必要な面積を有する。本発明者
の検討によれば８０μｍ×８０μｍ程度の面積があれば
十分である。ボンディングエリアには直接ワイヤボンデ
ィングが施される。従って、ボンディングエリアにはワ
イヤボンディングのために必要な機械的な強度が要求さ
れる。本発明者の検討によれば、汎用的に使用されるｐ
型電極材料（金若しくは金合金等）においてその膜厚が
０．３μｍ以上あれば当該ワイヤボンディングの受座と
して充分な強度及び安定性を確保できる。更に好ましく
は膜厚を０．５μｍ以上とする。なお、この膜厚の上限
は特に限定されるものではないが、ｐ型電極の材料が高
価であることを考慮すれば、その上限を５μｍとするこ
とが好ましい。
【００１３】ｐ型電極を蒸着その他周知の方法で形成す
ることを考えれば、発光エリアとボンディングエリアと
を同時に形成することが製造工数削減の見地から望まし
い。したがって、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚とな
り、その膜厚は光の全反射とボンディングエリアに要求
されるワイヤボンディング安定性とにより規定されるこ
ととなる。即ち、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚を有
し、その厚さは０．３〜５μｍとすることが好ましく、
更に好ましくは０．５〜３μｍである。
ることを考えれば、発光エリアとボンディングエリアと
を同時に形成することが製造工数削減の見地から望まし
い。したがって、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚とな
り、その膜厚は光の全反射とボンディングエリアに要求
されるワイヤボンディング安定性とにより規定されるこ
ととなる。即ち、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚を有
し、その厚さは０．３〜５μｍとすることが好ましく、
更に好ましくは０．５〜３μｍである。
【００１４】ｐ型電極の材料としてはＲｈ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｒ
ｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｅなどの金属またはこれらの
任意の２種類以上の合金を用いることができる。中でも
Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕは、III族窒化物系化合物半導体発光
素子の発光波長に対して高い反射効率を有し、かつｐ型
III族窒化物系化合物半導体層に対するコンタクト抵抗
が低いため、好適なｐ側電極材料として用いることがで
きる。ｐ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又
は多層構造とすることもできる。ｐ型電極は蒸着、スパ
ッタリングその他の周知の方法で形成される。
ｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｒ
ｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｅなどの金属またはこれらの
任意の２種類以上の合金を用いることができる。中でも
Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕは、III族窒化物系化合物半導体発光
素子の発光波長に対して高い反射効率を有し、かつｐ型
III族窒化物系化合物半導体層に対するコンタクト抵抗
が低いため、好適なｐ側電極材料として用いることがで
きる。ｐ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又
は多層構造とすることもできる。ｐ型電極は蒸着、スパ
ッタリングその他の周知の方法で形成される。
【００１５】（蛍光ペースト）蛍光ペーストは透光性の
ベース材料の中に蛍光体が分散されたものである。ベー
ス材料は発光素子をリードの例えばカップ部底部に固定
するものであり、ホットメルト接着剤やその他の樹脂製
接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることがで
きる。
ベース材料の中に蛍光体が分散されたものである。ベー
ス材料は発光素子をリードの例えばカップ部底部に固定
するものであり、ホットメルト接着剤やその他の樹脂製
接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることがで
きる。
【００１６】蛍光体は発光素子の発光する層からの光を
波長変換し、当該発光する層からの光と混色して所望の
色をｐ型電極の開口部から放出できるように任意に選択
される。ここでの蛍光体の種類は、無機系、有機系を問
わず採用することができる。無機系蛍光体としては、以
下のものを採用することができる。例えば、赤色系の発
光色を有する６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５：Ｍｎ４＋、Ｙ（Ｐ
Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、ＣａＬａ０．１Ｅｕ０．９Ｇａ
３Ｏ７、ＢａＹ０．９Ｓｍ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｃａ（Ｙ
０．５Ｅｕ０．５）（Ｇａ０．５Ｉｎ０．５）３Ｏ７、
Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２：Ｅｕ、
３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎ ４＋、及
び（Ｙ・Ｃｄ）ＢＯ２：Ｅｕ等、青色系の発光色を有す
る（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅ
ｕ２＋、（Ｂａ，Ｍｇ）２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、
Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６
Ｏ２７：Ｅｕ２ ＋、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２：Ｅｕ２＋ 、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２・ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３
Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ
４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）３（ＰＯ４）
６Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＯ・Ｐ２Ｏ５・Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ、
（ＢａＣａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＬａ
０．９５Ｔｍ０．０５Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｇａ
ＷＯ４、Ｙ２ＳｉＯ６：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａ，Ｃ
ｌ、Ｃａ２Ｂ４ＯＣｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ
４Ｏ３：Ｅｕ２＋、及び一般式（Ｍ１，Ｅｕ）１０（Ｐ
Ｏ ４）６Ｃｌ２（Ｍ１は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａ
からなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表
される蛍光体等、緑色系の発光色を有するＹ３Ａｌ ５Ｏ
１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，
Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂ
ａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２ ＋、ＺｎＳ
ｉＯ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔ
ｂ、ＳｒＡｌ ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．２Ｔｂ０．８
Ｇａ３Ｏ７、ＣａＹ０．９Ｐｒ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｚｎ
Ｇｄ０．８Ｈｏ０．２Ｇａ３Ｏ７、ＳｒＬａ０．６Ｔｂ
０．４Ａｌ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃ
ｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｚｎ
２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａ
ｇ，Ｃｕ、（Ｚｎ・Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｇ
ｄＯＳ：Ｔｂ、ＬａＯＳ：Ｔｂ、ＹＳｉＯ４：Ｃｅ・Ｔ
ｂ、ＺｎＧｅＯ４：Ｍｎ、ＧｅＭｇＡｌＯ：Ｔｂ、Ｓｒ
ＧａＳ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ・Ｃｏ、ＭｇＯ・ｎＢ
２Ｏ３：Ｇｅ，Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、及びＬ
ａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ等を用いることができる。また、白色
系の発光色を有するＹＶＯ４：Ｄｙ、黄色系の発光色を
有するＣａＬｕ ０．５Ｄｙ０．５Ｇａ３Ｏ７を用いるこ
ともできる。
波長変換し、当該発光する層からの光と混色して所望の
色をｐ型電極の開口部から放出できるように任意に選択
される。ここでの蛍光体の種類は、無機系、有機系を問
わず採用することができる。無機系蛍光体としては、以
下のものを採用することができる。例えば、赤色系の発
光色を有する６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５：Ｍｎ４＋、Ｙ（Ｐ
Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、ＣａＬａ０．１Ｅｕ０．９Ｇａ
３Ｏ７、ＢａＹ０．９Ｓｍ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｃａ（Ｙ
０．５Ｅｕ０．５）（Ｇａ０．５Ｉｎ０．５）３Ｏ７、
Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２：Ｅｕ、
３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎ ４＋、及
び（Ｙ・Ｃｄ）ＢＯ２：Ｅｕ等、青色系の発光色を有す
る（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅ
ｕ２＋、（Ｂａ，Ｍｇ）２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、
Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６
Ｏ２７：Ｅｕ２ ＋、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２：Ｅｕ２＋ 、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２・ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃ
ｌ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３
Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ
４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）３（ＰＯ４）
６Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＯ・Ｐ２Ｏ５・Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ、
（ＢａＣａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＬａ
０．９５Ｔｍ０．０５Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｇａ
ＷＯ４、Ｙ２ＳｉＯ６：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａ，Ｃ
ｌ、Ｃａ２Ｂ４ＯＣｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ
４Ｏ３：Ｅｕ２＋、及び一般式（Ｍ１，Ｅｕ）１０（Ｐ
Ｏ ４）６Ｃｌ２（Ｍ１は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａ
からなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表
される蛍光体等、緑色系の発光色を有するＹ３Ａｌ ５Ｏ
１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，
Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂ
ａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２ ＋、ＺｎＳ
ｉＯ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔ
ｂ、ＳｒＡｌ ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．２Ｔｂ０．８
Ｇａ３Ｏ７、ＣａＹ０．９Ｐｒ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｚｎ
Ｇｄ０．８Ｈｏ０．２Ｇａ３Ｏ７、ＳｒＬａ０．６Ｔｂ
０．４Ａｌ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃ
ｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｚｎ
２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａ
ｇ，Ｃｕ、（Ｚｎ・Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｇ
ｄＯＳ：Ｔｂ、ＬａＯＳ：Ｔｂ、ＹＳｉＯ４：Ｃｅ・Ｔ
ｂ、ＺｎＧｅＯ４：Ｍｎ、ＧｅＭｇＡｌＯ：Ｔｂ、Ｓｒ
ＧａＳ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ・Ｃｏ、ＭｇＯ・ｎＢ
２Ｏ３：Ｇｅ，Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、及びＬ
ａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ等を用いることができる。また、白色
系の発光色を有するＹＶＯ４：Ｄｙ、黄色系の発光色を
有するＣａＬｕ ０．５Ｄｙ０．５Ｇａ３Ｏ７を用いるこ
ともできる。
【００１７】有機系蛍光体としては、以下のものを採用
することができる。例えば、1，4−ビス（２−メチルス
チリル）ベンゼン（Ｂｉｓ−ＭＳＢ）、トランス−４，
４’−ジフェニルスチルベン（ＤＰＳ）等のスチルベン
系色素、及び７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン（ク
マリン４）等のクマリン系色素、ＢＯＱＰ、ＰＢＢＯ、
ＢＯＴ、ＰＯＰＯＰ等を用いることができる。これらの
蛍光体は青色系の発光色を有する。また、ＤＰＯＴ、ブ
リリアントサルフォフラビンＦＦ（brilliantsulfoflav
ine FF）、ベーシックイエローＨＧ（basic yellow H
G）、SINLOIHI COLOR FZ-5005（シンロイヒ社製）など
を用いることもできる。これらの蛍光体は黄色系〜緑色
系の蛍光色を有する。また、黄色系〜赤色系の蛍光体で
ある、エオシン（eosine）、ローダミン６Ｇ（rhodamin
e 6G）、ローダミンＢ（rhodamineB）、NKP-8303（日本
蛍光化学社製）などを用いることもできる。また、ＴＢ
（ＥＤＴＡ）ＳＳＡ、ＥｕＴＴＡなどを例えばメチルメ
タクリレートに溶解、重合固化しポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）としたものを用いることもできる。
尚、異なる種類の蛍光体を二以上組み合わせて用いるこ
ともできる。
することができる。例えば、1，4−ビス（２−メチルス
チリル）ベンゼン（Ｂｉｓ−ＭＳＢ）、トランス−４，
４’−ジフェニルスチルベン（ＤＰＳ）等のスチルベン
系色素、及び７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン（ク
マリン４）等のクマリン系色素、ＢＯＱＰ、ＰＢＢＯ、
ＢＯＴ、ＰＯＰＯＰ等を用いることができる。これらの
蛍光体は青色系の発光色を有する。また、ＤＰＯＴ、ブ
リリアントサルフォフラビンＦＦ（brilliantsulfoflav
ine FF）、ベーシックイエローＨＧ（basic yellow H
G）、SINLOIHI COLOR FZ-5005（シンロイヒ社製）など
を用いることもできる。これらの蛍光体は黄色系〜緑色
系の蛍光色を有する。また、黄色系〜赤色系の蛍光体で
ある、エオシン（eosine）、ローダミン６Ｇ（rhodamin
e 6G）、ローダミンＢ（rhodamineB）、NKP-8303（日本
蛍光化学社製）などを用いることもできる。また、ＴＢ
（ＥＤＴＡ）ＳＳＡ、ＥｕＴＴＡなどを例えばメチルメ
タクリレートに溶解、重合固化しポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）としたものを用いることもできる。
尚、異なる種類の蛍光体を二以上組み合わせて用いるこ
ともできる。
【００１８】使用目的、使用条件等に応じて、蛍光ペー
スト内における蛍光体の濃度分布を変化させることがで
きる。即ち、発光素子に近づくに従って蛍光体の量を連
続的又は段階的に変化させることができる。例えば、発
光素子に近い部分において蛍光体の濃度を大きくする。
これにより、効率的に発光素子からの光を蛍光体に照射
することができる。その反面、発光素子で発生する熱の
影響を受けやすく、蛍光体の劣化が問題となる。他方、
発光素子に近づくに従って蛍光体の濃度を小さくするこ
とにより、発光素子の発熱に起因する蛍光体の劣化は抑
制される。以上より、蛍光体の材料、発光素子の使用環
境等を考慮して、蛍光体の分散の変化態様は適宜選択さ
れることとなる。蛍光体を分散させた少量のベース材料
で発光素子の基板表面をコーティングし、これに蛍光体
を含まないベース材料を積層することにより、蛍光ペー
スト内における蛍光体量の濃度分布を変化させることが
できる。ここで、蛍光体の添加量が異なるベース材料を
複数用意し、これらを順に積層することにより、蛍光体
添加量を発光素子側から遠ざかるに従って徐変するよう
に構成してもよい。尚、種類の異なる蛍光体を添加され
たベース材料を複数用意し、これらを順に積層すること
もできる。
スト内における蛍光体の濃度分布を変化させることがで
きる。即ち、発光素子に近づくに従って蛍光体の量を連
続的又は段階的に変化させることができる。例えば、発
光素子に近い部分において蛍光体の濃度を大きくする。
これにより、効率的に発光素子からの光を蛍光体に照射
することができる。その反面、発光素子で発生する熱の
影響を受けやすく、蛍光体の劣化が問題となる。他方、
発光素子に近づくに従って蛍光体の濃度を小さくするこ
とにより、発光素子の発熱に起因する蛍光体の劣化は抑
制される。以上より、蛍光体の材料、発光素子の使用環
境等を考慮して、蛍光体の分散の変化態様は適宜選択さ
れることとなる。蛍光体を分散させた少量のベース材料
で発光素子の基板表面をコーティングし、これに蛍光体
を含まないベース材料を積層することにより、蛍光ペー
スト内における蛍光体量の濃度分布を変化させることが
できる。ここで、蛍光体の添加量が異なるベース材料を
複数用意し、これらを順に積層することにより、蛍光体
添加量を発光素子側から遠ざかるに従って徐変するよう
に構成してもよい。尚、種類の異なる蛍光体を添加され
たベース材料を複数用意し、これらを順に積層すること
もできる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
（実施例１）図１は本発明の一の実施例である発光装置
としての砲弾型ＬＥＤ１を示す図である。ＬＥＤ１は白
色系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光
源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装
置等にも利用することができる。図２にはＬＥＤ１に使
用される発光素子１０の模式断面図が示される。発光素
子１０の発光波長は約４６０ｎｍであり、各層のスペッ
クは次の通りである。 層 ： 組成 ｐ型層１５ ： ｐ−ＡｌＧａＮ：Ｍｇ 発光する層を含む層１４ ： ＩｎＧａＮ層を含む ｎ型層１３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ バッファ層１２ ： ＡｌＮ 基板１１ ： サファイア
としての砲弾型ＬＥＤ１を示す図である。ＬＥＤ１は白
色系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光
源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装
置等にも利用することができる。図２にはＬＥＤ１に使
用される発光素子１０の模式断面図が示される。発光素
子１０の発光波長は約４６０ｎｍであり、各層のスペッ
クは次の通りである。 層 ： 組成 ｐ型層１５ ： ｐ−ＡｌＧａＮ：Ｍｇ 発光する層を含む層１４ ： ＩｎＧａＮ層を含む ｎ型層１３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ バッファ層１２ ： ＡｌＮ 基板１１ ： サファイア
【００２０】基板１１の上にはバッファ層１２を介して
ｎ型不純物としてＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型
層１３を形成する。ここで、基板１１にはサファイアを
用いたが、これに限定されることはなく、サファイア、
スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化
ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マン
ガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶等を用いるこ
とができる。さらにバッファ層はＡｌＮを用いてＭＯＣ
ＶＤ法で形成されるがこれに限定されることはなく、材
料としてはＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及
びＡｌＩｎＧａＮ等を用いることができ、製法としては
分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法
（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング
法、電子シャワー法等を用いることができる。III族窒
化物系化合物半導体を基板として用いた場合は、当該バ
ッファ層を省略することができる。さらに基板とバッフ
ァ層は半導体素子形成後に、必要に応じて、除去するこ
ともできる。
ｎ型不純物としてＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型
層１３を形成する。ここで、基板１１にはサファイアを
用いたが、これに限定されることはなく、サファイア、
スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化
ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マン
ガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶等を用いるこ
とができる。さらにバッファ層はＡｌＮを用いてＭＯＣ
ＶＤ法で形成されるがこれに限定されることはなく、材
料としてはＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及
びＡｌＩｎＧａＮ等を用いることができ、製法としては
分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法
（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング
法、電子シャワー法等を用いることができる。III族窒
化物系化合物半導体を基板として用いた場合は、当該バ
ッファ層を省略することができる。さらに基板とバッフ
ァ層は半導体素子形成後に、必要に応じて、除去するこ
ともできる。
【００２１】ここでｎ型層１３はＧａＮで形成したが、
ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＩｎＧａＮを用い
ることができる。また、ｎ型層１３はｎ型不純物として
Ｓｉをドープしたが、このほかにｎ型不純物として、Ｇ
ｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることもできる。ｎ型層１
３は発光する層を含む層１４側の低電子濃度ｎ-層とバ
ッファ層１２側の高電子濃度ｎ＋層とからなる２層構造
とすることができる。発光する層を含む層１４は量子井
戸構造（多重量子井戸構造、若しくは単一量子井戸構
造）を含んでいてもよく、また発光素子の構造としては
シングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のも
のなどでもよい。発光する層を含む層１４はｐ型層１５
の側にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンド
ギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を含むこ
ともできる。これは発光する層を含む層１４中に注入さ
れた電子がｐ型層１５に拡散するのを効果的に防止する
ためである。発光する層を含む層１４の上にｐ型不純物
としてＭｇをドープしたＡｌＧａＮからなるｐ型層１５
を形成する。このｐ型層はＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎ
ＡｌＧａＮとすることもできる、また、ｐ型不純物とし
てはＺｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることもでき
る。さらに、ｐ型層１５を発光する層を含む層１４側の
低ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とか
らなる２層構造とすることができる。上記構成の発光ダ
イオードにおいて、各III族窒化物系化合物半導体層は
一般的な条件でＭＯＣＶＤを実行して形成するか、分子
線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（Ｈ
ＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電
子シャワー法等の方法で形成することもできる。
ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＩｎＧａＮを用い
ることができる。また、ｎ型層１３はｎ型不純物として
Ｓｉをドープしたが、このほかにｎ型不純物として、Ｇ
ｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることもできる。ｎ型層１
３は発光する層を含む層１４側の低電子濃度ｎ-層とバ
ッファ層１２側の高電子濃度ｎ＋層とからなる２層構造
とすることができる。発光する層を含む層１４は量子井
戸構造（多重量子井戸構造、若しくは単一量子井戸構
造）を含んでいてもよく、また発光素子の構造としては
シングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のも
のなどでもよい。発光する層を含む層１４はｐ型層１５
の側にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンド
ギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を含むこ
ともできる。これは発光する層を含む層１４中に注入さ
れた電子がｐ型層１５に拡散するのを効果的に防止する
ためである。発光する層を含む層１４の上にｐ型不純物
としてＭｇをドープしたＡｌＧａＮからなるｐ型層１５
を形成する。このｐ型層はＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎ
ＡｌＧａＮとすることもできる、また、ｐ型不純物とし
てはＺｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることもでき
る。さらに、ｐ型層１５を発光する層を含む層１４側の
低ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とか
らなる２層構造とすることができる。上記構成の発光ダ
イオードにおいて、各III族窒化物系化合物半導体層は
一般的な条件でＭＯＣＶＤを実行して形成するか、分子
線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（Ｈ
ＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電
子シャワー法等の方法で形成することもできる。
【００２２】ｎ電極１６はＡｌとＶの２層で構成され、
ｐ型層１５を形成した後、ｐ型層１５、発光する層を含
む層１４、及びｎ型層１３の一部をエッチングにより除
去し、蒸着によりｎ型層１３上に形成される。ｐ型電極
１７はＰｈと金の積層構造からなり、ｐ型層１５の上に
蒸着により形成される。膜厚はほぼ１．５μｍである。
ｐ型電極１７は、図３Ａに示すように、発光エリア１７
ａとボンディングエリア１７ｂとを有する。図３Ａに示
すｐ型電極１７では、発光エリア１７ａには矩形の開口
部１８が形成されている。この開口部１８はリフトオフ
法により形成される。開口部１８は一辺が１５μｍの正
方形であり、その結果格子状となった発光エリアのｐ型
電極の幅は１５μｍである。開口部１８は発光エリア１
７ａにおいて均等に分配されている。
ｐ型層１５を形成した後、ｐ型層１５、発光する層を含
む層１４、及びｎ型層１３の一部をエッチングにより除
去し、蒸着によりｎ型層１３上に形成される。ｐ型電極
１７はＰｈと金の積層構造からなり、ｐ型層１５の上に
蒸着により形成される。膜厚はほぼ１．５μｍである。
ｐ型電極１７は、図３Ａに示すように、発光エリア１７
ａとボンディングエリア１７ｂとを有する。図３Ａに示
すｐ型電極１７では、発光エリア１７ａには矩形の開口
部１８が形成されている。この開口部１８はリフトオフ
法により形成される。開口部１８は一辺が１５μｍの正
方形であり、その結果格子状となった発光エリアのｐ型
電極の幅は１５μｍである。開口部１８は発光エリア１
７ａにおいて均等に分配されている。
【００２３】開口部１８の形状は矩形に限定されるもの
ではない。図３Ｂには円形の開口部１８ａの例を示し
た。また図３Ｃにはスリット状の開口部１８ｂの例を示
した。その他、三角形、五角形、六角形等の多角形、星
型、月型等任意の形状を採用することができる。1つの
発光エリアにおいて異なる形状及び／又は大きさの開口
部を採用することもできる。ｐ型電極には透光性の保護
膜（酸化シリコン等）が被覆される場合があるが、この
保護膜で開口部１８が塞がれたとしても、光を透過させ
て外部へ放出するという作用からは何ら支障はない。即
ち、開口部は光学的に開口していればよい。
ではない。図３Ｂには円形の開口部１８ａの例を示し
た。また図３Ｃにはスリット状の開口部１８ｂの例を示
した。その他、三角形、五角形、六角形等の多角形、星
型、月型等任意の形状を採用することができる。1つの
発光エリアにおいて異なる形状及び／又は大きさの開口
部を採用することもできる。ｐ型電極には透光性の保護
膜（酸化シリコン等）が被覆される場合があるが、この
保護膜で開口部１８が塞がれたとしても、光を透過させ
て外部へ放出するという作用からは何ら支障はない。即
ち、開口部は光学的に開口していればよい。
【００２４】図１に示すように、発光素子１０はリード
フレーム２０に設けられるカップ状部２５に蛍光ペース
ト２６を用いてマウントされる。発光素子の受座として
カップ状部２５の表面は、光反射効率を高めるために鏡
面とされている。この蛍光ペースト２６は透明なエポキ
シ樹脂に蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ（発光
ピーク５３５ｎｍ）を分散させたものである。この蛍光
体は発光する層からの光（発光素子固有の光：波長約４
６０ｎｍ）を吸収して黄色系の蛍光を放出する。この黄
色系の光が発光素子固有の光と混合されて白色系の光が
形成される。発光素子１０のｎ電極１６及びｐ電極１７
のボンディングエリア１７ｂは、それぞれワイヤ４０及
び４１によりリードフレーム２０及び２１にワイヤボン
ディングされる。
フレーム２０に設けられるカップ状部２５に蛍光ペース
ト２６を用いてマウントされる。発光素子の受座として
カップ状部２５の表面は、光反射効率を高めるために鏡
面とされている。この蛍光ペースト２６は透明なエポキ
シ樹脂に蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ（発光
ピーク５３５ｎｍ）を分散させたものである。この蛍光
体は発光する層からの光（発光素子固有の光：波長約４
６０ｎｍ）を吸収して黄色系の蛍光を放出する。この黄
色系の光が発光素子固有の光と混合されて白色系の光が
形成される。発光素子１０のｎ電極１６及びｐ電極１７
のボンディングエリア１７ｂは、それぞれワイヤ４０及
び４１によりリードフレーム２０及び２１にワイヤボン
ディングされる。
【００２５】発光素子１０、リードフレーム２０、２１
の一部、及びワイヤ４０、４１はエポキシ樹脂からなる
封止レジン５０により封止される。封止レジン５０の材
料は透明であれば特に限定はされないが、エポキシ樹脂
の他、シリコーン樹脂、尿素樹脂、又はガラスが好適に
用いられる。蛍光体及び／又は光拡散材を均一に又は不
均一に封止レジン５０中へ分散させることができる。
の一部、及びワイヤ４０、４１はエポキシ樹脂からなる
封止レジン５０により封止される。封止レジン５０の材
料は透明であれば特に限定はされないが、エポキシ樹脂
の他、シリコーン樹脂、尿素樹脂、又はガラスが好適に
用いられる。蛍光体及び／又は光拡散材を均一に又は不
均一に封止レジン５０中へ分散させることができる。
【００２６】封止レジン５０は、素子構造の保護等の目
的で設けられるが、封止レジン５０の形状を目的に応じ
て変更することにより封止レジン５０にレンズ効果を付
与することができる。例えば、図１に示される砲弾型の
他、凹レンズ型、又は凸レンズ型等に成形することがで
きる。また、光の取り出し方向（図１において上方）か
ら見て封止レジン５０の形状を円形、楕円形、又は矩形
とすることができる。
的で設けられるが、封止レジン５０の形状を目的に応じ
て変更することにより封止レジン５０にレンズ効果を付
与することができる。例えば、図１に示される砲弾型の
他、凹レンズ型、又は凸レンズ型等に成形することがで
きる。また、光の取り出し方向（図１において上方）か
ら見て封止レジン５０の形状を円形、楕円形、又は矩形
とすることができる。
【００２７】以上のように構成されたＬＥＤ１では、発
光素子１０の発光層を含む層１４から上方（ｐ型層側）
へ放出される青色系の光の一部がｐ型電極１７で全反射
され、蛍光ペースト２６へ入射する。この蛍光ペースト
２６には発光する層を含む層１４から下方（ｎ型層側）
へ放出された光も入射する。蛍光ペースト２６に入射さ
れた光の一部は蛍光体で波長変換され黄色系の光とな
り、ｐ型電極１７側へと放出される。この蛍光体からの
蛍光が発光素子固有の光と混合して白色系の光となり、
ｐ型電極１７の開口部１８から放出される。発光素子固
有の光及び蛍光において開口部１８から外部へ放出され
なかった成分は、ｐ型電極１７及びカップ状部２５との
間で反射され、最終的には開口部１８若しくは発光素子
１０の側面から放出される。発光素子１０から放出され
た光は封止レジン５０のレンズ作用により光軸方向に集
光されることにより、最終的に混色される。
光素子１０の発光層を含む層１４から上方（ｐ型層側）
へ放出される青色系の光の一部がｐ型電極１７で全反射
され、蛍光ペースト２６へ入射する。この蛍光ペースト
２６には発光する層を含む層１４から下方（ｎ型層側）
へ放出された光も入射する。蛍光ペースト２６に入射さ
れた光の一部は蛍光体で波長変換され黄色系の光とな
り、ｐ型電極１７側へと放出される。この蛍光体からの
蛍光が発光素子固有の光と混合して白色系の光となり、
ｐ型電極１７の開口部１８から放出される。発光素子固
有の光及び蛍光において開口部１８から外部へ放出され
なかった成分は、ｐ型電極１７及びカップ状部２５との
間で反射され、最終的には開口部１８若しくは発光素子
１０の側面から放出される。発光素子１０から放出され
た光は封止レジン５０のレンズ作用により光軸方向に集
光されることにより、最終的に混色される。
【００２８】（実施例２）図４は、本発明の他の実施例
であるＳＭＤタイプのＬＥＤ３の概略断面図である。実
施例１のＬＥＤ１と同一の部材には同一の符号を付して
その説明を省略する。ＬＥＤ３も実施例１と同様に白色
系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光
源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装
置等にも利用することができる。発光素子１０は基板８
０に蛍光ペースト２６を用いて固定される。ワイヤ４０
及び４１は発光素子１０の各電極を基板８０に設けられ
た電極８１及び８２にそれぞれ接続する。符号８５は封
止レジンである。符号９０は発光素子の周囲に形成され
るリフレクタであって、その表面は鏡面化されている。
であるＳＭＤタイプのＬＥＤ３の概略断面図である。実
施例１のＬＥＤ１と同一の部材には同一の符号を付して
その説明を省略する。ＬＥＤ３も実施例１と同様に白色
系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光
源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装
置等にも利用することができる。発光素子１０は基板８
０に蛍光ペースト２６を用いて固定される。ワイヤ４０
及び４１は発光素子１０の各電極を基板８０に設けられ
た電極８１及び８２にそれぞれ接続する。符号８５は封
止レジンである。符号９０は発光素子の周囲に形成され
るリフレクタであって、その表面は鏡面化されている。
【００２９】以上のように構成されたＬＥＤ３では、図
１のＬＥＤと同一の作用により発光素子１０から放出さ
れる青色系の光と蛍光体で波長変更された黄色系の光が
混色されて白色系の光として外部放出される。
１のＬＥＤと同一の作用により発光素子１０から放出さ
れる青色系の光と蛍光体で波長変更された黄色系の光が
混色されて白色系の光として外部放出される。
【００３０】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００３１】以下、次ぎの事項を開示する。１１ 発光
素子用のｐ型電極であって、前記発光素子の光を実質的
に全反射する実質的に均一な膜厚であり、発光エリアと
ボンディングエリアとを有し、前記発光エリアには光を
透過させる光学的な開口部が形成されているｐ型電極。
１２ 前記発光エリアにおいて前記光学的な開口部は実
質的に均等に分配されている、ことを特徴とする１１に
記載のｐ型電極。１３ 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μ
ｍ以上である、ことを特徴とする１１又は１２に記載の
ｐ型電極。
素子用のｐ型電極であって、前記発光素子の光を実質的
に全反射する実質的に均一な膜厚であり、発光エリアと
ボンディングエリアとを有し、前記発光エリアには光を
透過させる光学的な開口部が形成されているｐ型電極。
１２ 前記発光エリアにおいて前記光学的な開口部は実
質的に均等に分配されている、ことを特徴とする１１に
記載のｐ型電極。１３ 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μ
ｍ以上である、ことを特徴とする１１又は１２に記載の
ｐ型電極。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例の発光装置である砲弾
型ＬＥＤの構成を示す図である。
型ＬＥＤの構成を示す図である。
【図２】図２は発光素子の構成を模式的に示した断面図
である。
である。
【図３】図３は発光素子のｐ型電極の形態を示す平面図
である。
である。
【図４】図４はこの発明の実施例のＳＭＤタイプのＬＥ
Ｄの構成を示す図である。
Ｄの構成を示す図である。
１、３ ＬＥＤ
１０ 発光素子
１７ ｐ型電極
１７ａ 発光エリア
１７ｂ ボンディングエリア
１８、１８ａ、１８ｂ 光学的な開口部
２６ 蛍光ペースト
Claims (8)
- 【請求項１】 蛍光体含有の透光性ペーストにより発光
素子をリードへ固定し、該発光素子のｐ型電極側から光
を外部へ放出させる発光装置であって、 前記ｐ型電極は光を透過させる光学的な開口部を有し、
該開口部以外の領域は光を実質的に全反射する、ことを
特徴とする発光装置。 - 【請求項２】 前記ｐ型電極は実質的に均一な膜厚であ
り、前記光学的な開口部を有する発光エリアとボンディ
ングエリアとを有する、ことを特徴とする請求項１に記
載の発光装置。 - 【請求項３】 前記発光エリアにおいて前記光学的な開
口部は実質的に均等に分配されている、ことを特徴とす
る請求項２に記載の発光装置。 - 【請求項４】 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μｍ以上で
ある、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装
置。 - 【請求項５】 前記発光素子の光と該光を波長変換する
前記蛍光体からの蛍光とが混合して白色系の発光が得ら
れる、ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
発光装置。 - 【請求項６】 発光する層からの光を実質的に全反射す
る実質的に均一な膜厚であり、発光エリアとボンディン
グエリアとを有し、前記発光エリアには光を透過させる
光学的な開口部が形成されているｐ型電極を有する発光
素子。 - 【請求項７】 前記発光エリアにおいて前記光学的な開
口部は実質的に均等に分配されている、ことを特徴とす
る請求項６に記載の発光素子。 - 【請求項８】 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μｍ以上で
ある、ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の
発光素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030151A JP3972670B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 発光装置 |
| US10/358,390 US6835958B2 (en) | 2002-02-06 | 2003-02-05 | Light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030151A JP3972670B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234504A true JP2003234504A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3972670B2 JP3972670B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=27750325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002030151A Expired - Fee Related JP3972670B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6835958B2 (ja) |
| JP (1) | JP3972670B2 (ja) |
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| JP3877642B2 (ja) * | 2002-05-21 | 2007-02-07 | ローム株式会社 | 半導体チップを使用した半導体装置 |
| JP3918051B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2007-05-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | メカノルミネッセンス材料及びその製造方法 |
| US20040173808A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Bor-Jen Wu | Flip-chip like light emitting device package |
| JP2004303481A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子及び発光表示装置 |
| KR100624411B1 (ko) * | 2003-08-25 | 2006-09-18 | 삼성전자주식회사 | 질화물계 발광소자 및 그 제조방법 |
| US7012281B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-03-14 | Epistar Corporation | Light emitting diode device and manufacturing method |
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| JP2008053602A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
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| CN101459163B (zh) * | 2007-12-12 | 2011-07-06 | 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 | 发光二极管 |
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