JP2005039284A - 半導体発光素子とそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1,2導電型層1,2とその間に発光層3を有する素子101において、該第1、2導電型層に設けられた電極ではさまれた発光構造部が、第1と2を有し、第二発光構造部は、一部だけ第1、2電極ではさまれた領域を有する。
また、だい1,2電極にはさまれた発光構造部は、複数有して、それぞれ長さがことなる。さらに、第二発光構造部は、発光素子の端部に配置される。
【選択図】 図1
Description
なぜなら、各発光構造部は、通常接続されて連続した構造を有し、対向延伸部以外の発光構造部、たとえば、発光構造部の一端周縁を電極延伸部が囲む領域などを、各対向深部の発光構造部間に介在させて、1つの連続した発光素子としているため、このような電極間に囲まれる形態が一定ではなく、電極間距離が変化する発光素子となる。このため、電極間の短い箇所に電流が集中したり、一方の電極が囲み、他方の電極延伸部の端部となるような発光構造部の一端で電流密度が対向延伸部とで異なったり、長く延伸、配線された電極の基点となる外部接続用のパッド部からの延伸距離の違いによる電流密度の変化の影響があったり、するため、理想通りの均一な電流注入、発光が困難な課題がある。
さらに、以上のような電極間距離の不均一、電極の対向形態の多様性、基点からの延伸距離の変化、により、一部領域に電流集中など、電流密度が不均一になる傾向を押さえるために、電極間距離を十分に広くすることで、このような差違を電極間距離に比して小さくすることができ、その影響を小さくできるが、一方で、電極間距離を大きくすると、素子の動作電圧を増大させる一因になる。
(実施形態1)
図1は、本発明の1実施形態を説明する模式平面図であり、本発明の基本的な構造を説明するものである。また、図17は本発明の実施形態に用いられる素子積層構造の一例を説明する模式断面図である。
図からわかるように、いくつかの発光構造部は、互いに対向して、ほぼ平行に延伸する延伸電極部、で挟まれた第1発光構造部を複数有し、各第1発光構造部は、囲み電極領域の発光構造部で連結されており、該発光構造部の終端に、第2発光構造部を有した構造である。第2発光構造部は、1辺に沿う延伸電極部(第1電極)と、発光構造部上の電極端部とが設けられており、両電極間で挟まれる領域は、第2発光構造部の一部、約半分となっている。
(実施形態2)
図2は、各電極の基点となるパッド部を素子構造の矩形の対角線方向に対向は位置させて、その基点からいくつかの延伸電極部を有する構造である。
発光構造部は、互いに対向する発光構造部(第1)を複数有し、各第1発光構造部は、囲み電極領域で連結されて、1つの発光構造部を形成し、また、発光構造部の両端には、第2発光構造部を配した構造である。この発光素子構造では、上記実施形態1では第1発光構造部がほぼ同一形状、同一面積であるのに比して、各第1発光構造部の面積、長手方向の長さが異なる構造となっている。
(実施形態3)
図3,4は、図2における素子構造、具体的には、発光構造部の一端に配置された(第2)発光構造部における電極構造、形状を変化させた形態であり、この電極構造の違いによる電流密度分布(左側が低電流密度、右側が高電流密度)を示すものである。
(その他の実施形態[実施形態4])
図7,8は、図2の変形例である図5−bにおいて、発光素子に、上記凹凸部をそれぞれ、素子動作部の外側、外側と各発光構造部においてそれに沿うように、第1電極と発光構造部との間に、非動作部として設けられている。詳しくは後述の実施形態8にて説明する。また、図7,8では、図5−b一部符号を省略しており、図2についても図5−bの一部符号を省略している。
(第2電極20の上部電極22と下部電極層21の関係と、第1電極10との関係)
本発明の特徴部である第2電極20の下部電極層21における開口部21bの周期構造と、上部電極22の延伸部12aとの関係など、第1,2電極20との対向関係(対向電極間35)などについて詳細に説明する。これらは、上述したかく実施形態の素子構造、電極構造、延伸部構造に適用できる。
また、上部電極22と下部電極21との関係は、上述したように、上部電極において部分的な領域に好適に電流が拡散・供給される配線電極としての役目を果たせばよいため、好ましくは下部電極21よりもシート抵抗が小さくなるように上部電極22(延伸部22a,b)が設けられる。具体的には、下部電極21よりも大きな膜厚で上部電極22(延伸部22a,b)が形成され、特に下部電極21の形成部21aが透光性である場合には好ましい。また、下部電極21の形成部21aが透光性である場合には、上部電極22(延伸部22a,b)よりも透過率が高くなるように形成されることで、各電極の機能、電流拡散と光取出しをそれぞれ異なるものとでき、好適な電極構造が得られ好ましい。また、後述するように、透光性電極の上に別途反射膜を設ける場合についても透光性の形成部21aと同様の条件が好ましい。他方、電極形成部21aを反射性の電極とする場合には、上述した関係にとらわれず、適宜各特性の電極21,22を形成すると良い。
以上説明した各実施形態において、その実施形態(発光素子100)の各構成について以下に詳しく、説明するが、本発明は上記実施形態及びその構成について組み合わせて適用することもできる。また、上記実施形態及びそれを説明する各図面、並びに後述する各構成の説明及びその図面の符号は共通しており、また一部誇張して描画されているものもある。
(素子構造体101)
本発明の発光素子100に用いられる素子構造体101は、図17,13の断面図などに示すように、基板4上に、第1導電型層1、活性層(発光層3)、第2導電型層2が順に積層された積層構造体101でもよく、第1,2導電型層1,2が横方向に接合されていてもよく、これらを組み合わせたもの、例えば断面が折れ線(連続直線)状、山形、谷形などの様々な面が複合された接合面、でもよい。
(半導体積層構造101)
発光素子100を形成する半導体積層構造101としては、例えば図17,13に示すように、上記基板4上に下地層5などを介して成長され、このとき、下地層5を素子構造101として動作部に含めても良いが、通常素子構造の成長用のみ形成されて素子として機能しない非動作部として設けられる。下地層は、特に異種基板を用いた場合、結晶核形成、核成長層として、低温成長バッファ層を用い、好適な条件はAlxGa1−xN(0≦x≦1)を低温(200〜900℃)で成長させるものであり、続いて高温で層成長させて、膜厚50Å〜0.1μm程度(単結晶、高温成長層)で形成する。また、ELO(Epitaxial Lateral Overgrowth)として知られるように、基板上、若しくは下地層上に、島状部(凸部、マスク開口部)などの成長部を他の領域に比べて優先的、若しくは選択的に成長させて、各選択成長部が横方向に成長して接合、会合することで層を形成するような成長層を下地層5若しくは、素子積層構造101に用いることもでき、これにより結晶性、特に結晶欠陥を低減させた素子構造とできる。
(第1導電型層1)
上記実施形態の素子構造で示すように、第1導電型層1として、各導電型のドーパントを含有させ、電極形成面内及び活性層へのキャリアの供給、拡散を実現するような層構造を形成すると良く、特に電極形成部52から発光構造部51にキャリアを面内に拡散して供給する電流拡散導体13(コンタクト層)には、他の領域より高濃度にドープされることが好ましい。また、このような電荷供給・面内拡散層(コンタクト層及びその近傍層)の他に、上記実施形態で示すように、積層方向において発光層へ電荷を移動・供給させる介在層、若しくは第2導電型のキャリアを発光層に閉じこめるクラッド層などを、コンタクト層とは別に設けることが好ましい。このような発光層3と面内拡散層(領域)のコンタクト層との間に設ける層として、窒化物半導体素子の場合には、面内拡散層(領域)より低濃度ドーパント量若しくはアンドープの低不純物濃度層(アンドープ層)、及び/又は多層膜層を設けることが好ましい。これは、低不純物層でもって、高不純物層(面内拡散層)による結晶性悪化を回復させてその上に成長させるクラッド層、発光層の結晶性を良好にし、駆動時にあっては高濃度層に隣接して低濃度層が設けられることで面内拡散を促進させ、また、耐圧性も向上させることができる。多層膜層は、少なくとも2種の層を交互に積層させたような周期構造で形成すること、具体的には、Inを含む窒化物半導体層とそれとは異なる組成の層の周期構造、好ましくはInxGa1−xN/InyGa1−yN(0≦x<y<1)で構成することで、発光層、特にInを含む窒化物半導体層、好ましくはそれを井戸層として複数用いた場合において、その結晶性を向上させることができる。このような多層膜としては、組成が異なる層による周期構造の他、組成傾斜構造、また、これらの構造において不純物濃度を変調させた構造、膜厚を変動させた構造なども採用でき、好ましくは、20nm以下の膜厚の層を積層した構造、さらに好ましくは10nm以下の膜厚の層を積層した構造で形成することが、上記結晶性に有利となる。
(発光層[活性層)3)
本発明の素子構造101としては、第1,2導電型層との間に、発光層を設けて、発光層で発光させる素子構造とすることが好ましく、特に窒化物半導体においてはInを含む窒化物半導体を発光層に用いたものが、紫外域から可視光(赤色光)の領域において好適な発光効率が得られ好ましく、特にInGaN層を用いること、特にInの混晶比を変化させて所望の発光波長を得ることが好ましい。このほかの窒化物半導体材料として、GaN,AlGaNなどのInGaNよりも高バンドギャップの材料を用いて、紫外域において使用する発光素子としても良い。
(第2導電型層2)
第2導電型層2としては、キャリアを発光層に閉じこめるクラッド層、電極が形成されるコンタクト層を、設けることが好ましく、この時両層を別々に設けてコンタクト層をクラッド層よりも発光層より遠くに設け、高濃度にドーパントをドープすることが好ましい。窒化物半導体においては、クラッド層として好ましくはAlを含む窒化物半導体、さらに好ましくはAlGaN層を用いることが好ましく、さらに発光層に近接して、好ましくは接して形成されることで発光層の効率を高めることができ好ましい。さらに、コンタクト層とクラッド層との間にそれらの層より低不純物濃度の層を介在させることで、耐圧性に優れた素子とでき、またコンタクト層を高濃度にドープしても結晶性を改善できるため好ましい。コンタクト層は、図17,13に示すように、電極形成面内で発光部51として設けられるため、その面内でキャリアを拡散させる層としても機能しうるが、本発明では、電極20を設けて、該面内の一部に延伸する上部電極22と、それよりも面積の大きな、断面幅広な層状の下部電極21により面内での電流拡散導層、拡散導体として機能させることで、窒化物半導体における低い移動度のp型キャリアの拡散を補助し、また、コンタクト層の膜厚を他の層(クラッド層、介在低濃度層)よりも小さくして、且つ他の層よりも高濃度に不純物ドープすることで、高キャリア濃度の層を形成して、電極から良好な電荷注入を実現でき好ましい。
(電流拡散導体13)
このように本発明の積層構造101において、電流拡散導体13は、素子構造体内(第1導電型層内13)に設けられても、素子構造体上(の電極21)に設けられる形態でもよい。具体的には、図13などに示すように、第1導電型層1においては、露出電極形成面52に第1の電極10が設けられ、該第1電極10が設けられた第1導電型層10内を横方向に電流拡散する拡散導体13として機能し、他方、第2導電型層2側には、延伸電極に電気的に接合するオーミック接触用の電極21でもって、面内において、一部に設けられた電極延伸部から、電流を面内に広く拡散させる拡散導体として機能する。第2導電型層2内に拡散層を設けても良く、第1導電型層上に、外部(電極)の拡散導体を設けても良い。
(発光素子面内構造)
本発明において、発光素子構造101の電極形成面内の構造としては、図17,13に示すように、発光層3とそれを挟む第1,2導電型層1,2が形成された発光構造部51と、第1導電型層1側電極形成部52とを、面内で一部が重なる構造よりも分離して設けることが好ましい。本発明の発光素子は、素子構造部57に発光構造部51と電極形成部52が設けられた構造であり、素子構造部57は電流拡散導体13(第1導電型層1)上に形成され、1つの素子構造部57内で1つの発光構造部51(図1〜9)とする形態でも良く、1つの素子構造部57内で複数の発光構造部51が形成されるような発光構造部51の集積構造を形成しても良く、1つの素子構造57に対して少なくとも1対の発光構造部51と電極形成部52が形成されれば良く、さらに、素子構造部57を複数集積して集積型の発光素子100とすることもできる。
また、第1電極10は、第1導電型層1の露出部1sの少なくとも一部に電極形成領域52として形成され、発光構造部51と面内で分離されて設けられ、オーミック接触用として第1導電型層1内に電流注入する。第1導電型層1の露出部1sは、図1〜9に示すように、発光構造部51を囲むように素子構造部101の端部に設けられていても良く、図13に示すように基板4を素子端部で露出(露出部4s)させて、第1導電型層1の側面1Cを傾斜させて、光反射部、取出し部として機能させることができ、この場合、発光構造部51の側面51Cよりも、傾斜側面における電極形成面、基板面の法線方向に対する角度を、大きくすることで、第1導電型層1内を横方向に伝搬する光を効率的に取出すことができ好ましい。また、露出部1sは、素子動作部57内において、発光構造部51に対して、第1電極10から露出させて設けること(51C)で、光取り出し溝として機能させることもでき、またそのような電極10から露出された領域において凸部、例えば、電流注入されない非発光構造部(電極形成部52など、又は素子非動作部58)として凸部を設けると、反射機能、光取り出し端部に寄与する。
下部電極21は、上述したように、発光構造部51内で第2導電型層2の露出部2sのほぼ全面に形成されることで、発光構造部51において面内に電流拡散させる拡散層として機能させることができる。第2導電型層2内に電流拡散層を設ける場合には、面内に拡散させる電極21が不要となるが、素子構造として困難な場合が多いため、素子構造内の電流拡散層と電極拡散層の両方を用いることもできる。窒化物半導体においてはp型層における面内拡散が不十分となる場合が多いため、外部と接続させるパッド部22pと、そこから延伸させて発光構造部51に電流を拡散させる第2電極20の上部電極22延伸部22a(22b)と、第2電極20を面内に拡散するように延伸部22a(22b)それよりも広い電極形成面を有する下部電極21を設けることが良い。
さらにまた、図13(b)に示すように、パッド部22pを複数設ける形態でも良く、好ましくは、延伸電極部22aとして機能するように、配列方向22aでもって配列されることが好ましい。このとき、図に示すような1列状に配置されるほか、第1,2電極間35(発光構造部51a〜f)において、ジグザグ状、2列など複数列、延伸電極部22aに近似されるような配列であれば良い。分離された延伸部12aとして形成される場合には、素子100側で、さらにそれらを電気的に接続する配線を備えても良いが、好適には、図10に示すように、積層基体104側の電極114で互いに電極を接続することで、構造を簡略化でき、発光素子100の機能を高めることができ好ましい。
ここで、図14は第2電極20とその下部電極21、上部電極22(延伸部22a)の実施形態を説明するものであり、上述したとおり、パッド部22pを列状22a(点線部)に配列して延伸電極部22aとしてもよく(図13−a)、素子構造部101の開口部6に対応させた電極開口部21bと、電極形成部21aとで下部電極21を形成しても良く(図14−b)、図14(d)に示すように、下部電極21を一部開口21bさせて、開口部21b(第2導電型層2表面)と電極21の表面上に跨る電極22αとして、延伸部22a(台座部22p)を形成することもでき、酸化物などの化合物電極の場合には、第2電極の接着性を向上させることができる。また、このような開口部21bを充填する第2電極22αの形態としては、図14(e)に示すように、第2導電型層2に凹部6を設けて開口させて、下部電極開口部21bと共に、第2電極20を開口部21bと電極21上に跨って形成する電極22α(上部電極台座部22p−1,−2)とすることもできる。
また、第2電極の電極21は、発光構造部51に設けられるため、光取出し、反射が有効となるように、透光性、反射性を好適に機能するには、透光性(光透過率)の大きい電極(形成部21a)とするか(光吸収の小さい電極材料)若しくはその透過率(吸収率)を調整して、及び/又は透過性を決める開口部21bの面積比(開口部面積の総和/電極形成[53]面積)、開口率、分布状態を調整して、とすることがいずれの光取出し方向においても有用である。
また、図14(a)に示すように電極形成部2sの光取り出し面を凹凸部6とする方法、図14(c)、(e)に示すように、電極23開口部20bに対応して、第2導電型層2にも凹部6aを設けて、凸部上面6c(電極材料界面)と凹部底面6a(保護膜、絶縁膜材料界面)とでもって、異なる材料間の界面で凹凸部6が形成されて、好適な光取出し、反射に寄与し、また、側面6bの傾斜角を大きくすることにより、側面での反射が強まり、光取出し効率が向上する。このような凹凸部6は、素子構造101の端面、側面、露出面、界面(層間、基板面、金属形成面、絶縁膜などの膜形成面)のいずれに形成しても良く、例えば図16に示すように図中矢印に伝搬する光を散乱、方向制御して取出し効率を高める目的で、基板4に凹凸加工6を施して、その上に素子構造101を積層させることで、基板4と素子構造の半導体との間で凹凸界面を形成させること、除去部7により基板4を除去して露出した下地層5(第1導電型層1)の除去面に凹凸界面6を形成することもできる。このような凹凸面6を形成することが、本発明の発光素子において、光取出しが向上し、出力が向上し、好ましい。
ここで、凹凸部6の形状、前記周期構造の下部電極21の開口部21b(形成部20a)の形状としては、面内で、ドット状、格子状、ハニカム状、枝状、矩形状、多角形状、円形状など様々な形状の凸部(上面)若しくは開口部20b及び、又は凹部(底面)若しくは形成部21aとすることができ、その大きさとしては、少なくとも光に対して反射、散乱、取出しするように、λ/(4n){nは凹凸部の界面を構成する材料の屈折率、λは発光層の発光波長}以上の大きさとすることであり、具体的には開口部、凸部、凹部の間隔、1辺の長さ(矩形状、多角形状)、直径(ドット状、円形状)を、1〜10μmとすることであり、好ましくは2〜5μmの大きさとすることである。断面の形状としては特に限定されないが、ほぼ垂直な凹部側面としても、傾斜面(メサ状、逆メサ状)となっていても良い。また、本発明において反射膜は、反射機能を持たせる素子の端面、露出面、基板との界面に形成して、所望(例えば基板4側)の光取出しを実現させるものである。具体的には、凹凸部6と同様に、素子の露出面である第1,2導電型層露出面1s(52)、2s(53)、電極開口部20bの他、各半導体層(第1,2導電型層、発光構造部51)の側面51C、例えば分離溝52aの側面(図13)、曲面の発光部側面51Cなど、さらに基板面に設けることができ、側面などでは傾斜面として所望の方向への反射光を得ることができ、さらに上述したように、他の金属層(例えば電極)に反射性を持たせることもでき、さらに上記凹凸部6の各面6a〜cにも用いることができる。また、反射膜の材料としては、金属膜、酸化物膜(絶縁膜)、多層膜反射膜(DBR)などを用いることができ、可視光、特に発光層がInxGa1−xN(0≦x≦1)であるような場合にはAl,Agが高反射膜材料として機能し、その他、形成位置、形成部分(素子の端部)の材料、発光波長などにより、それに適した材料が選択される。
(下部電極21の開口部21b)
下部電極21に開口部21b(図9)並びにストライプ状開口部(図6)、形成部21a(経路34)を設ける方法としては、化学的エッチング、RIEなどの物理的エッチングなど、通常知られた方法をとることができる。また、図示しないが、第2導電型層2の上にフォトリソグラフィー技術などにより所望形状のマスクを形成して、その上に電極層21を設けて、マスクをその上の電極部分とともに除去して、マスク形成部を電極開口部21として形成するようなリフトオフの方法とできることもいうまでもない。このような電極開口部21b(形成部21a)の形成方法としては、例えば上述したように、電極21を構成する材料について適したエッチャント(エッチング溶液)がある場合、例えばNi/Auなど、には図7に示す方法が好適に用いられ、また上述したように、白金族元素及び複数の白金族元素を有する電極、例えば上記Rh/Ir、の場合には、好適なエッチャントがない場合には、上記リフトオフにより形成すると良い。また、エッチング溶液については、電極材料、構造などにより適宜選択される。
実施形態5では、上記実施形態1〜4などの発光素子100を、その電極形成面で積層基体104に、実装、接合した素子積層体103であって、その模式断面図を図10に示す。発光素子100を素子積層体103として、他の形態として、上述したように素子側で分離された第1電極10(パッド部11)を、図10に示すように基体104側電極112で互いに接続し、分離された第2電極20(パッド部21)も同様に基体104側で互いに電気的に接続されて、実装、接合されても良い。基体104側電極112は、発光素子100側電極10,20(21)に対応して、互いに絶縁膜111などで絶縁分離されて設けられ、外部接続用の電極113が設けられている。基体104に素子部115を設けても良く、ここでは、図10の等価回路(b)に示すように、電流、静電保護素子(素子構造部115)として、p型層(第1導電型層)115a、n型層(第2導電型層)115bを設けている。ここでは、素子部115を基体104に1つだけ設けているが、2つ以上設けて外部(素子100、実装基体201)の電極、基体104側配線などで接続される形態などでも良く、また、保護素子は、基体104上、発光装置200内(載置部222)に実装して、発光素子にワイヤー接続、配線接続されても良い。
(支持基板9)
本発明の発光素子構造100において、素子積層構造101の形成時に用いた成長用基板1を除去すること形態としても良く、具体的には、図13(b)、図15(b)に示すように、基板4、若しくは基板4と積層構造101との間に設けられた介在層5の一部若しくは全部、又はそれらに加えて、第1導電型層1の一部を除去領域7として、除去することも可能であり、すなわち、素子積層構造部101以外で不要な領域を除去することが可能である。具体的には、図13(b)に示すように、サブマウントなどの素子積層基体への接着・実装、図15(b)に示すように、支持基板17に貼り合わせた状態で、研磨・研削除去、基板1上の一部積層部を、化学的な方法(エッチャント)による潮解、融解、レーザ照射(レーザアブレーション)による分解で、除去部7と素子積層構造部101とを分離させる方法、機械的な研磨・外力を加えて面内、素子構造内において基板1と素子積層構造部101との間での応力、歪による層破壊などによる剥離などの方法、及び、それらの方法の組合せにより除去することができる。
(接合層8、接合層114、接着部材204)
支持基板9と素子構造101との接着、素子構造101(100)と積層基体103との接着、発光素子100、支持基板9、積層基体103と発光装置200の実装基体201(収納部202)との接着、接合において、接合層8、(114)、接着部材204を用いることができる。その材料、構造としては、Agペースト、カーボンペースト、ITOペーストのような混合、複合組成物(有機物)、半田材料の他、発光素子100からの放熱性を考慮して、耐熱性に優れた材料、構造として、Au、Sn、Pd、In等の金属若しくはその積層体並びに合金などが、本発明の大面積、大電流駆動で高発熱性の素子に効果的である。第1及び第2の共晶形成層の組合せは、Au−Sn、Sn−Pd、又はIn−Pdが好ましい。さらに好ましくは、第1の共晶形成層にSnを、そして第2の共晶形成層にAuを用いる組合せである。そのほかに、金属バンプ、Au−Au接合などの金属金属接合なども用いることができる。
またこのような接合層は、下地側(基板4、素子構造101表面、支持基板9、実装基体201、積層基体101)に、密着性の良い層のメタライジング層などを介したり、上記発光素子の光反射のために反射層などを介したりして、共晶膜、共晶多層膜、合金膜などの接着膜(接合層)を形成したり、その表面側に酸化防止の表面保護膜を設けても良く、また、接着側の実装側にもメタライジング層(密着性の層)、表面保護層、接着膜(接合層)を形成して、両者が接着・接合されても良い。
(素子積層体103)
本発明において、上記発光素子を発光装置200に実装する場合に、図10,11に示すように、ヒートシンク、サブマウントなどの積層基体104に、発光素子100を実装して、素子の実装積層体として、素子積層体103を形成しても良い。このとき、発光素子100を積層実装する基体104の材料としては、上記支持基板と同様であり、その目的、例えば、放熱性、光取出し構造、を考慮して選択される。また、このような素子積層体103は、発光素子100との接合面に対向する面側を実装側として、発光装置200の実装部202に接合される。
発光素子100は、図11に示すように、被覆膜105で覆われていても良く、その組成物としては、SiO2、Al2O3、MSiO3(なお、Mとしては、Zn、Ca、Mg、Ba、Sr、Zr、Y、Sn、Pb、などが挙げられる。)などの透光性無機部材であり、蛍光体(光変換部材106)を含有させたものも好適に用いられる。これらの透光性無機部材により蛍光体同士が結着され、さらに蛍光体は層状にLED100や支持体104上に堆積され結着される。このほかに被覆層としては、素子構造100を被覆する絶縁保護膜の他、反射膜(Al、Agなどの金属反射膜)を設けても良く、その他の反射膜材料としてはDBRなどを形成しても良い。
(光変換部材106,層231)
光変換部材106、若しくは発光装置200内の光変換層231は、発光素子100の光を一部吸収して、異なる波長の光を発光するものであり、蛍光体を含有したものを用いることができる。このような光変換部材106、光変換層231は、上記のように発光素子100一部若しくは全体、又はそれに加えて積層基体104の一部に被覆して、被覆膜105として形成されてもよい。蛍光体のバインダーとしては、少なくともSi、Al、Ga、Ti、Ge、P、B、Zr、Y、Sn、Pb、あるいはアルカリ土類金属の群から選択される1種以上の元素を含む酸化物及び水酸化物は、少なくともSi、Al、Ga、Ti、Ge、P、B、Zr、Y、Sn、Pb、あるいはアルカリ土類金属の群から選択される1種以上の元素を含む有機金属化合物(好ましくはさらに酸素を含む)により生成される。ここで、有機金属化合物には、アルキル基,アリール基を含む化合物等が含まれる。このような有機金属化合物として、例えば金属アルコキシド、金属ジケトナート、金属ジケトナート錯体、カルボン酸金属塩等が挙げられる。
(窒化物系蛍光体)
本発明で使用される蛍光体は、Nを含み、かつBe、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnから選択された少なくとも一つの元素と、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体も用いることができる。また、本実施の形態に用いられる窒化物系蛍光体としては、LEDチップ101から発光された可視光、紫外線、及びYAG系蛍光体からの発光を吸収することによって励起され発光する蛍光体をいう。例えば、Ca−Ge−N:Eu,Z系、Sr−Ge−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Ge−N:Eu,Z系、Ca−Ge−O−N:Eu,Z系、Sr−Ge−O−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Ge−O−N:Eu,Z系、Ba−Si−N:Eu,Z系、Sr−Ba−Si−N:Eu,Z系、Ba−Si−O−N:Eu,Z系、Sr−Ba−Si−O−N:Eu,Z系、Ca−Si−C−N:Eu,Z系、Sr−Si−C−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Si−C−N:Eu,Z系、Ca−Si−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Si−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Si−C−O−N:Eu,Z系、Mg−Si−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Sr−Si−N:Eu,Z系、Sr−Mg−Si−N:Eu,Z系、Mg−Si−O−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Sr−Si−O−N:Eu,Z系、Sr−Mg−Si−O−N:Eu,Z系、Ca−Zn−Si−C−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Si−C−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Zn−Si−C−N:Eu,Z系、Ca−Zn−Si−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Si−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Zn−Si−C−O−N:Eu,Z系、Mg−Zn−Si−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Zn−Sr−Si−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Mg−Si−N:Eu,Z系、Mg−Zn−Si−O−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Zn−Sr−Si−O−N:Eu,Z系、Sr−Mg−Zn−Si−O−N:Eu,Z系、Ca−Zn−Si−Sn−C−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Si−Sn−C−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Zn−Si−Sn−C−N:Eu,Z系、Ca−Zn−Si−Sn−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Si−Sn−C−O−N:Eu,Z系、Sr−Ca−Zn−Si−Sn−C−O−N:Eu,Z系、Mg−Zn−Si−Sn−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Zn−Sr−Si−Sn−N:Eu,Z系、Sr−Zn−Mg−Si−Sn−N:Eu,Z系、Mg−Zn−Si−Sn−O−N:Eu,Z系、Mg−Ca−Zn−Sr−Si−Sn−O−N:Eu,Z系、Sr−Mg−Zn−Si−Sn−O−N:Eu,Z系など種々の組合せの蛍光体を製造することができる。希土類元素であるZは、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Luのうち少なくとも1種以上が含有されていることが好ましいが、Sc、Sm、Tm、Ybが含有されていてもよい。これらの希土類元素は、単体の他、酸化物、イミド、アミド等の状態で原料中に混合する。希土類元素は、主に安定な3価の電子配置を有するが、Yb、Sm等は2価、Ce、Pr、Tb等は4価の電子配置を有する。酸化物の希土類元素を用いた場合、酸素の関与が蛍光体の発光特性に影響を及ぼす。つまり酸素を含有することにより発光輝度の低下を生じる場合もある。その反面、残光を短くするなどの利点もある。但し、Mnを用いた場合は、MnとOとのフラックス効果により粒径を大きくし、発光輝度の向上を図ることができる。本発明に係る蛍光体は、Mnが添加されたSr−Ca−Si−N:Eu、Ca−Si−N:Eu、Sr−Si−N:Eu、Sr−Ca−Si−O−N:Eu、Ca−Si−O−N:Eu、Sr−Si−O−N:Eu系シリコンナイトライドである。この蛍光体の基本構成元素は、一般式LXSiYN(2/3X+4/3Y):Eu若しくはLXSiYOzN(2/3X+4/3Y−2/3Z):Eu(Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれか。)で表される。一般式中、X及びYは、X=2、Y=5又は、X=1、Y=7であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、基本構成元素は、Mnが添加された(SrXCa1−X)2Si5N8:Eu、Sr2Si5N8:Eu、Ca2Si5N8:Eu、SrXCa1−XSi7N10:Eu、SrSi7N10:Eu、CaSi7N10:Euで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、Cr及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が含有されていてもよい。但し、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれかである。SrとCaは、所望により配合比を変えることができる。
蛍光体の組成にSiを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光体を提供することができる。発光中心に希土類元素であるユウロピウムEuを用いる。ユウロピウムは、主に2価と3価のエネルギー準位を持つ。具体的な組成としては、Sr2Si5N8:Eu,Pr、Ba2Si5N8:Eu,Pr、Mg2Si5N8:Eu,Pr、Zn2Si5N8:Eu,Pr、SrSi7N10:Eu,Pr、BaSi7N10:Eu,Ce、MgSi7N10:Eu,Ce、ZnSi7N10:Eu,Ce、Sr2Ge5N8:Eu,Ce、Ba2Ge5N8:Eu,Pr、Mg2Ge5N8:Eu,Pr、Zn2Ge5N8:Eu,Pr、SrGe7N10:Eu,Ce、BaGe7N10:Eu,Pr、MgGe7N10:Eu,Pr、ZnGe7N10:Eu,Ce、Sr1.8Ca0.2Si5N8:Eu,Pr、Ba1.8Ca0.2Si5N8:Eu,Ce、Mg1.8Ca0.2Si5N8:Eu,Pr、Zn1.8Ca0.2Si5N8:Eu,Ce、Sr0.8Ca0.2Si7N10:Eu,La、Ba0.8Ca0.2Si7N10:Eu,La、Mg0.8Ca0.2Si7N10:Eu,Nd、Zn0.8Ca0.2Si7N10:Eu,Nd、Sr0.8Ca0.2Ge7N10:Eu,Tb、Ba0.8Ca0.2Ge7N10:Eu,Tb、Mg0.8Ca0.2Ge7N10:Eu,Pr、Zn0.8Ca0.2Ge7N10:Eu,Pr、Sr0.8Ca0.2Si6GeN10:Eu,Pr、Ba0.8Ca0.2Si6GeN10:Eu,Pr、Mg0.8Ca0.2Si6GeN10:Eu,Y、Zn0.8Ca0.2Si6GeN10:Eu,Y、Sr2Si5N8:Pr、Ba2Si5N8:Pr、Sr2Si5N8:Tb、BaGe7N10:Ceなどが製造できるがこれに限定されない。
(発光装置200)
図11は、本発明において、発光素子100及びその積層体103を実装基体201に実装した発光装置200であり、本発明の実施形態6に係る。発光装置200は、装置基体220により、リード部210が固定され、リード部の一方をマウント・リード210として、実装基体201として機能し、その収納部(凹部)202内に発光素子100(積層体104)が接合層114(接着層204)を介して実装され、凹部(開口部225)側面を反射部203とし、且つ、基体201は、放熱部205として機能させて外部放熱器に接続しても良い。また、装置基体2020には、光取出し部223に開口して(開口部225)、テラス部222が基体201外部に設けられ、保護素子などの他の素子を実装しても良く、凹部202、基体220開口部には、透光性の封止部材230で封止され、また凹部202外部にも反射部203が設けられている。また、リード電極210は、基体220内部の内部リード211と、それを基体220外部に延在させた外部リード212により、外部と接続される。発光素子100(積層体103)は、各リード210に、ワイヤー250接続、電気的接合204により電気的に接続される。
パッケージ220の凹部内表面221、222は、エンボス加工させて接着面積を増やしたり、プラズマ処理してモールド部材230との密着性を向上させたりすることもできる。また、パッケージ220の凹部は、図に示すようにその側面が開口方向に向かって広くなる形状(テーパー形状)を有していることが好ましい。このようにすると、発光素子から出光した光は凹部の側面221に反射してパッケージ正面に向かうため、光取出し効率が向上するなどの効果がある。パッケージ220は、外部電極212と一体的に形成させてもよく、パッケージ220が複数に分かれ、はめ込みなどにより組み合わせて構成させてもよい。このようなパッケージ220は、インサート成形などにより比較的簡単に形成することができる。パッケージ材料としてポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、PBT樹脂等の樹脂やセラミック、金属などを用いることができる。紫外線を含む光を発光するLEDチップを用いた発光装置を高出力で使用する場合、樹脂が紫外線によって劣化し、樹脂の黄変などによる発光効率低下や、機械的強度の低下による発光装置の寿命の低下などが生じることが考えられる。そこで、パッケージ材料として金属を使用することは、紫外線を含む光を発光するLEDチップを高出力で使用した場合でも樹脂のようにパッケージが劣化することがないためより好ましい。
外部電極212としては、銅やリン青銅板表面に銀、パラジュウム或いは金などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。ガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの装置基体220上などに設けられた外部電極212としては、銅箔やタングステン層を形成させることができる。
実施形態8.(図7,8,17)
本発明の実施形態8としては、上記実施形態1〜4の発光素子において、光取り出し、光反射として機能する光機能性の凹凸部6を、電極形成面内に有するものであり、具体的には、図7,8,17に示すように、発光素子構造部の側面に沿って、若しくは外側に凹凸部6x、6yを設けるものである。ここで、図7及び8の発光素子100は、図5−b(9−b)の発光素子構造において、凹凸部6を設けた変形例であり、下部電極21の開口部は省略している。以下に、これら発光素子内に設けられた凹凸部6について詳しく説明する。図17は、上記凹凸部6を説明するもので、図8において、AA断面の構造を模式的に示すものである。
図7,8,17において、凹凸部6xは、発光素子内部であって、その発光構造部51の外側、より詳しくは、図17の断面図に示すように、非電流注入部58(非素子動作部)となる領域で、発光素子の面内における外縁、外周部分に設けられている。一方で、凹凸部6yは、図17の断面図に見るように、素子動作部(電流注入部)57内部において、第1電極10と発光構造部51との間に設けられ、より具体的には、発光素子(素子動作部57)内部において、1つまたは複数設けられた発光構造部51の側面に沿って、第1電極10と発光構造部51との間に設けられる。
凹凸部6xは、主に発光素子外部へ横方向に出射される光、特に発光構造部51の側面51Cからの横方向への光を、反射して、縦方向、即ち、電極形成面にほぼ垂直な方向へ取り出すことができ、発光素子の光の指向性において、電極形成面に垂直な成分を増大させる。これは、発光素子の指向性において、横方向への光は、発光装置などに実装した際に、指向性の制御のため効率的に利用することが困難な傾向にあり、これを改善できて、効率的な発光の取り出しが可能となる。特に、発光素子の面積が大きくなると、縦方向の光と、横方向の光が指向角で離れて、それぞれ低角度、高角度に分布する偏りが大きくなる傾向にあり、高角度の発光は、発光装置の反射板において効率的に取り出すことがさらに困難なものとなる。
一方で、素子動作部57内に設けられる凹凸部6yは、上記凹凸部6xの作用に加えて、そこに隣接して設けられた第1電極10などに横方向に光が吸収されたり、隣接する別の発光構造部に取り込まれたりして、発光素子外部への光取り出し損失が大きくなっていたものを、その発光素子内の各発光構造部51、第1電極10と発光構造部51との間に凹凸部6yが設けられることで、このような損失を低減させて、効率的に光は縦方向に取り出すことができる。特に図7(図17)に示すように、複数の発光構造部51a〜f(〜j)を有し、更にその形状、配列が複雑な場合、例えば図7に示すように周縁電極の発光構造部51xと電極が併行して対向配置された発光構造部51a〜fとで構成されたような複雑な発光構造部の構成、さらには、該対向配置の発光構造部51a〜fがその大きさ、長手方向の長さが異なる構造部を有するようなもの、であると、上記光取り出し時の損失も大きくなる傾向にあり、それを光機能性の凹凸部6yを有することを改善できる。また、上述したように、横方向、特に指向角において高角度の狭い角度範囲において、大きな光強度を有するような指向角の偏りを有するような発光素子において、発光素子内部57で、それを段階的に改善することから、指向角の偏りを軽減して、好適な指向性の発光素子を得ることができる。このとき好ましくは、図8に示すように、発光素子の動作部57内部において、発光構造部51を囲むようにその周縁部に設けること、また発光構造部51に併設された第1電極10を囲むようにその周縁部に設けることが好ましく、更に好ましくは、ほぼ全ての周縁部に凹凸部6yを設けることである。特に好ましくは、図8において、ある発光構造部51、例えば51c、が他の発光構造部、例えば51a,d、で挟まれるような発光素子構造を有する場合において、発光構造部側面51Cが隣接する発光構造部で囲まれる傾向にあるため、それを改善できる。最も好ましくは、図8に見るように、上記凹凸部6x,yで、発光構造部51の側面をほぼ全周で囲むように設けることであり、第1電極10についても同様に、そのほぼ全周を囲むように設けることである。また、ここでは、上述した第1導電型層1の電極面1sを露出させる際に、発光構造部の一部に電極を設けないで、電流注入用の電極(例えば22p)に接続されずに、発光構造部から分離して、凹凸部6を形成することができる。このように作製された図20に見るような凹凸部6は、製造上有利である。この凹凸部6の断面形状、その凸部の長さ、凹部の深さ、凹部の形成位置は、このような電極露出面1sに限定されずに、これは、電極形成面より深い導電型層1内を横方向に伝搬する光をも取り出す作用によるものである。このとき、導電型層を貫通する深さ、例えば下地層5に達する深さで、すなわち、部分的に素子非動作部を設ける深さで、凹凸部6を形成するとさらに良く、更に好ましくは、基板が露出される深さで形成されることでより、これにより、基板上に設けられ、光が横方向に伝搬する経路となる電極面より下の導電型層、及び下地層を分断でき、その伝搬する光を効率的に取り出すことができるためである。このとき、導電型層を一部、若しくは全部除く深さで、凹凸部6を設ける場合には、素子構造部57内で設けると、電流拡散経路を遮断するため、その電流拡散経路となる領域を電極形成面内で確保する必要がある。具体的には、凹凸部6yを、断続的、断片的に複数の領域に分けて設け、該分断された領域を電流拡散経路として残すことで、この問題を回避できる。
また、図17の断面図において、上記凹凸部6は、上述したように反射機能の他に、凹凸部6が光学的に接続された第1導電型層1(電極形成面より下方)で伝搬する光を、該凹凸部6に伝搬して取り出す、光伝搬媒質としての機能も作用することができる。
このような凹凸部6の平面形状及びその配列は、上述したように様々な形状とでき、図7,8では円形状で三角配置された構造となっている。好ましくは、面内横方向で様々な方向へ出射する光を遮るように、面内の発光素子側面、発光構造部側面から出射する全方向に対して、凸部が設けられるようにすることであり、具体的には、図7,8に見るように、発光構造部側面に沿う方向に列状に周期的に配列された凸部を、2列以上、発光構造部に沿って設けることであり、好ましくは3列以上である。さらに、その凸部の面内形状は、様々な方向からの光に対して好適な反射面となるように、好ましくはほぼ円形、ほぼ楕円形状などであり、他には凸部側面で発光構造部に向いた側面を曲面上とすることである。
上述した凹凸部6x,yの変形例として、切り込み部、食い込み部6x−1、6y−1を有するものであり、その6x−1、y−1の領域に置いて、凹凸部が、発光構造部51の内側に食い込み、切り込むように、凹凸部6x,6yが拡張されて形成させる。このような拡張部6x−1,6y−1は、以下のような利点がある。発光構造部51の面積が減少する代わりに、切り込み部、食い込み部が設けられることで、その発光構造部側面が、切り込み部が内平坦な側面に比べて、複雑な側面が形成され、比較的側面に低い角度で進入する光の伝搬に対して、発光構造部外部への光の取り出しに寄与することができる。具体的には、電極形成面内で、切り込み部、食い込み部により側面が波状などの凹凸が形成されて、その側面の数を増やすことで、その光取り出し効果を高めることができる。また、凹凸部6y−1で、面内で、第1電極10から第2電極(延伸部)に向かって食い込む、切り欠くような凹凸部6y−1は、発光構造部51内で、第1電極方向への電流拡散を妨げずに、その電流拡散で発光した部分に隣接する切り込み部、食い込み部で効率的に光を外部に取り出すことができる。このような凹凸部6y−1では、台座電極11p,22p間で、発光構造部51を分断するように、内部に深く切り込み、食い込まれていても良く、凹凸部6x−1と同様に、発光構造部51を分断しない程度に浅く切り込み、食い込まれる構造6y−1でも良い。一方で、凹凸部6x−1は、この6y−1とは異なり、第1,2電極が対向する配置において、その対向する領域から第2電極、特に第2電極の上部電極22、台座部22pの背面側に、該第2電極に近づくように切り込み、食い込まれる形状が好ましい。なぜなら、このような第1,2電極間に挟まれた領域は、そこから外側、具体的にはその対向方向で外側の領域の発光構造部51より電流密度、発光強度が高い傾向にあり、従ってその第2電極外側領域の発光構造部51は発光効率が比較的低いものとなるため、発光構造部として残すよりも、上記凹凸部6の拡張部6x−1として、食い込み、切り込む形状とすることで、発光素子全体の発光効率が高くなる。
10…第1の電極(n側電極)、11…オーミック接触用電極(第1の電極){11p…台座部(基点部)}、12…第1の電極延伸部{12a…1次延伸部、12b…2次延伸部、12x…周縁電極部、12y…湾曲・屈曲延伸部、12z…延伸端部}、13…電流拡散導体(第1導電型層側)、
20…第2の電極(p側電極)、21…下部電極(電流拡散層、電流拡散導体、第2の電極オーミック接触用){21a…電極形成部、21b…電極開口部、21p…台座部領域}、22…上部電極{22p…上部電極台座部(基点部)、第2の電極延伸部、22a…1次延伸部、22b…2次延伸部、22x…周縁電極部、22y…湾曲・屈曲延伸部、22z…延伸端部、22α…電極充填部}、
60…マスク、61…保護膜(絶縁膜)、
30…電極端部(第2電極、上部電極){30x…台座部対向部の端部}、31…延伸方向、32…延伸電極部延伸方向、33…電極開口部基準軸(第2電極、下部電極){33a…第1軸、33b…第2軸、33c…第3軸}、34…経路方向(電極形成部の連結部:第2電極、下部電極){34a…第1経路方向、34b…第2経路方向、34c…第3経路方向、34x…第1分岐路(三方向以上)、34y…第2分岐路(三方向以上)、34z…直角分岐路(比較例)}、35…(第1,2(上部)電極)対向電極間、35x…台座部間、36…経路(第1,2電極間)、
40…電極端部(第1電極){40x…台座部対向部の端部(第1電極)}、41…延伸方向(第1電極)、42…延伸電極部延伸方向(第1電極)、
51…発光構造部{51C…発光構造部側面(光取出し・反射面)、51x…周縁電極の発光構造部、51z…余剰部}、52…第1導電型層側電極形成部{52a…分離溝}、53…第2導電型層側電極形成部、57…素子動作部(電流注入部)、58…素子非動作部(非電流注入部)
100…発光素子構造体(素子チップ)、101…素子積層構造、
103…素子積層体、104…積層基体、111…絶縁膜、112…電極(発光素子接合部)、113…ボンディング電極部(外部接続用)、114…接合層、115…素子構造部{115a…第1導電型部、115b…第2導電型部}、100…発光素子構造体(素子チップ)、101…素子積層構造、105…被覆膜、106…光変換部材、200…発光装置、201…実装基体(収納基体)、202…収納部(凹部、開口部225内部[内壁])、203…反射部、204…接着部材、205…放熱部、210…リード電極、211…内部リード、212…外部リード、220…装置基体、221…反射部、222…素子載置部(実装外部テラス部)、223…光取出し部、225…開口部、230…封止部材、231…光変換部層(106…部材)、240…光学レンズ部、250…導電性ワイヤー
Claims (18)
- 第1導電型層と第2導電型層とに挟まれた発光層を有する半導体発光素子において、
前記第1導電型層と第2導電型層に、それぞれ第1電極、第2電極が同一面側に設けられ、
該電極形成面には、前記発光層を備えた発光構造部を複数有し、
前記発光構造部が、前記電極形成面内において、ほぼ全面が第1電極と第2電極とに挟まれた第1発光構造部と、一部が第1電極と第2電極とに挟まれた第2発光構造部と、を有する半導体発光素子 - 前記第1,2電極が、発光構造部の辺に沿って延伸する各延伸電極部を有し、前記第1発光構造部が、互いに対向して延伸する第1,2電極の延伸電極部に挟まれて形成されている請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第1発光構造部が、該一端において、一方の電極の延伸電極端部を、他方の電極の延伸電極部で囲む領域を有する請求項1又は2記載の半導体発光素子。
- 前記第2発光構造部が、一方の電極の延伸電極端部と、他方の電極の延伸電極部と、を有する請求項1乃至3記載の半導体発光素子。
- 前記第2発光構造部が、対向する辺を少なくとも1組有し、該対向する辺の一方に前記延伸電極部が設けられ、他方の辺が電極延伸部から露出されている請求項4記載の半導体発光素子。
- 前記発光素子が、第1発光構造部を複数有すると共に、該発光構造部の面積、若しくは長手方向の長さが異なる請求項1乃至5記載の半導体発光素子。
- 前記発光構造部が、前記第1発光構造部の対向延伸電極部で挟まれた領域と前記他方の電極延伸部で囲まれた領域とで、連接された複数の発光構造部である請求項1乃至6記載の半導体発光素子。
- 前記発光構造部が、連接して設けられた複数の発光構造部であり、該一端に前記第2発光構造部が配置されている請求項1乃至8記載の半導体発光素子。
- 前記発光素子が、発光構造部と前記第1,2電極との間に、非動作部の凹凸部を有する請求項1乃至8記載の半導体発光素子。
- 前記発光素子が、電極形成面内において、発光構造部の側面に沿って、発光構造部の一部が分離して形成された凹凸部を有する請求項1乃至9記載の発光素子
- 前記凹凸部は、素子動作部内で、発光構造部、若しくは発光構造部と第1電極とに挟まれた領域に設けられている請求項10記載の発光素子。
- 前記凹凸部は、発光構造部内に切り込む拡張部を有する請求項10又は11記載の発光素子。
- 前記発光素子を用いた発光装置であって、前記発光素子の発光の少なくとも一部を、波長変換する光変換部材を有する発光装置。
- 請求項1乃至6記載の発光素子を用いた発光装置であって、発光装置には、発光素子から光の一部を、それとは異なる波長の光に変換する光変換部材を有することを特徴とする発光装置。
- 前記光変換部材が、Alを含み、かつY、Lu、Sc、La、Gd、Tb、Eu及びSmから選択された少なくとも一つの元素と、Ga及びInから選択された一つの元素とを含むアルミニウム・ガーネット系蛍光体であって、さらに希土類元素から選択された少なくとも一つの元素を含有するアルミニウム・ガーネット系蛍光体を有することを特徴とする請求項8又は9記載の発光装置。
- 前記光変換部材が、(Re1−xRx)3(Al1−yGay)5O12(0<x<1、0≦y≦1、但し、Reは、Y,Gd,La,Lu,Tb,Smからなる群より選択される少なくとも一種の元素であり、RはCe又はCeとPrである)であらわされる蛍光体を有することを特徴とする請求項10記載の発光装置。
- 前記光変換部材が、Nを含み、かつBe、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnから選択された少なくとも一つの元素と、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を有する請求項10に記載の発光装置。
- 前記窒化物系蛍光体が、一般式LXSiYN(2/3X+4/3Y):Eu若しくはLXSiYOZN(2/3X+4/3Y−2/3Z):Eu(Lは、Sr若しくはCa、又は、Sr及びCa、のいずれか。)で表されることを特徴とする請求項12に記載の発光装置。
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