JP2009038293A - Light emitting device - Google Patents

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Hironori Tsujimura
裕紀 辻村
Satoshi Nakagawa
聡 中川
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device capable of preventing polarized light emitted by a light emitting element from being disordered. <P>SOLUTION: The light emitting device 1 includes the light emitting element 2 which emits the polarized light 20 whose linear polarized component is not uniform, but deviates, and a mounting base 3 on which the light emitting element is mounted. The light emitting element 2 is constituted of a nitride semiconductor having a nonpolar surface or semi-polar surface as a principal surface. The mounting base has a mounting surface 30 sectioned in a recessed shape and serving also as a reflector 30R, and the mounting surface and the surface of the reflector are made into a metal coating surface 35 to serve as a mirror surface. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光装置に関し、特に偏向光を発する発光素子が実装される発光装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device on which a light emitting element that emits polarized light is mounted.

例えば液晶ディスプレイのバックライト等には発光素子から入射される光の伝搬方向を変更して出力する光学素子(導光板)が使用されている。この導光板から出力された光は偏光板を介して液晶パネルに入力され、液晶ディスプレイに画像を表示することができる。導光板に入射された光(以下、単に「入射光」という。)は導光板の内部において散乱された後、光を取り出す発光面全体において散乱された光を均一に発光させることができる。すなわち、導光板の内部において入射光を反射する反射面の表面に反射パターンが形成されており、入射光が反射パターンによって方向付けされて導光板の内部を伝搬し、導光板の内部を伝搬した光は発光面から出力される。   For example, an optical element (light guide plate) that changes the propagation direction of light incident from a light emitting element and outputs the light is used for a backlight of a liquid crystal display or the like. The light output from the light guide plate is input to the liquid crystal panel via the polarizing plate, and an image can be displayed on the liquid crystal display. Light incident on the light guide plate (hereinafter simply referred to as “incident light”) is scattered inside the light guide plate, and then the scattered light can be uniformly emitted over the entire light emitting surface from which the light is extracted. That is, a reflection pattern is formed on the surface of the reflection surface that reflects incident light inside the light guide plate. The incident light is directed by the reflection pattern and propagates inside the light guide plate, and propagates inside the light guide plate. Light is output from the light emitting surface.

近年、出力光を偏向光とする発光素子が採用される傾向にある。この種の発光素子を液晶バックライトやプロジェクタの光源として使用すれば、偏光板においてカットされる光の成分が少なくなり、発光効率を向上することができるものであると、下記非特許文献1に記載されているように期待がなされている。
タケウチ(T. Takeuchi)他著、「ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジクス、第39巻 (Japanese Journal of Applied Physics vol.39) 」、2000年、413頁−416頁。
In recent years, there is a tendency to employ light emitting elements that use output light as deflected light. If this type of light-emitting element is used as a light source for a liquid crystal backlight or projector, the light component cut by the polarizing plate is reduced, and the luminous efficiency can be improved. Expectations are made as described.
T. Takeuchi et al., “Japanese Journal of Applied Physics vol.39”, 2000, pages 413-416.

偏向光を発する発光素子はパッケージ基板上にダイボンディングにより実装され、この実装された発光素子は光透過性樹脂によりモールドされている。発光素子にはLED(light emitting diode)が使用される。この種の発光素子においては、被照射面に対向する表面から偏向光が発せられるだけでなく、端面並びに裏面からも偏向光が発せられる。このような偏向光を有効に利用し、発光効率を向上するために、パッケージ基板には発光素子の端面並びに裏面から発せられた偏向光を被照射面に反射するリフレクタ面が備えられている。   A light emitting element that emits deflected light is mounted on a package substrate by die bonding, and the mounted light emitting element is molded with a light-transmitting resin. An LED (light emitting diode) is used as the light emitting element. In this type of light emitting element, not only the deflected light is emitted from the surface facing the irradiated surface, but also the deflected light is emitted from the end face and the back face. In order to effectively use such deflected light and improve the light emission efficiency, the package substrate is provided with a reflector surface that reflects the deflected light emitted from the end face and the back face of the light emitting element to the irradiated surface.

しかしながら、パッケージ基板は例えばセラミックスにより構成されており、パッケージ基板の発光素子を実装するリフレクタを含む内面は凹凸を有し粗れている。このため、パッケージ基板の内面において発光素子の端面並びに裏面から発せられた偏向光に乱反射が生じ、発光装置から発せられる偏向光に乱れが生じる。   However, the package substrate is made of, for example, ceramics, and the inner surface including the reflector on which the light emitting element of the package substrate is mounted is uneven and rough. For this reason, irregular reflection occurs in the deflected light emitted from the end surface and the back surface of the light emitting element on the inner surface of the package substrate, and the deflected light emitted from the light emitting device is disturbed.

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、発光素子から発せられた偏向光の乱れを防止することができる発光装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above problems. Accordingly, the present invention is to provide a light emitting device capable of preventing the disturbance of the deflected light emitted from the light emitting element.

上記課題を解決するために、本発明の第1の特徴は、発光装置において、偏向光を発する発光素子と、発光素子が実装され、この発光素子が実装された内面の少なくとも一部が鏡面である実装ベースとを備える。第1の特徴に係る発光装置において、実装ベースの内面は、発光素子が実装される実装面と、発光素子から発せられる偏向光を反射するリフレクタとを更に備え、実装面及びリフレクタが鏡面であることが好ましい。また、第1の特徴に係る発光装置において、鏡面は内面又は実装面及びリフレクタの表面粗さを発光素子から発せられる偏向光の波長の4分の1以下に設定した面であることが好ましい。また、第1の特徴に係る発光装置において、鏡面は内面又は実装面及びリフレクタの表面粗さを100 nm以下に設定した面であることが好ましい。また、第1の特徴に係る発光装置において、鏡面はメタルコーティング面であることが好ましい。また、第1の特徴に係る発光装置において、実装ベースはセラミックスにより構成され、メタルコーティング面はアルミニウム、銀のいずれかのコーティング面であることが好ましい。更に、第1の特徴に係る発光装置において、発光素子は、非極性面又は半極性面を主面とするIII族窒化物半導体により構成され、第1導電型の第1半導体層、この第1半導体層上の発光層及びこの発光層上の第2導電型の第2半導体層を備えたことが好ましい。   In order to solve the above problems, a first feature of the present invention is that in a light emitting device, a light emitting element that emits polarized light and a light emitting element are mounted, and at least a part of an inner surface on which the light emitting element is mounted is a mirror surface. A certain implementation base. In the light emitting device according to the first feature, the inner surface of the mounting base further includes a mounting surface on which the light emitting element is mounted and a reflector that reflects the polarized light emitted from the light emitting element, and the mounting surface and the reflector are mirror surfaces. It is preferable. In the light emitting device according to the first feature, it is preferable that the mirror surface is a surface in which the inner surface or the mounting surface and the surface roughness of the reflector are set to ¼ or less of the wavelength of the deflected light emitted from the light emitting element. In the light emitting device according to the first feature, the mirror surface is preferably a surface in which the inner surface or the mounting surface and the surface roughness of the reflector are set to 100 nm or less. In the light emitting device according to the first feature, the mirror surface is preferably a metal coating surface. In the light emitting device according to the first feature, the mounting base is preferably made of ceramics, and the metal coating surface is preferably a coating surface of either aluminum or silver. Furthermore, in the light-emitting device according to the first feature, the light-emitting element is formed of a group III nitride semiconductor having a nonpolar plane or a semipolar plane as a main surface, the first conductivity type first semiconductor layer, A light emitting layer on the semiconductor layer and a second semiconductor layer of the second conductivity type on the light emitting layer are preferably provided.

本発明の第2の特徴は、発光装置において、偏向光を発し、端面が鏡面である発光素子と、発光素子が実装され、この発光素子が実装された内面の少なくとも一部が鏡面である実装ベースとを備える。   According to a second aspect of the present invention, in the light emitting device, the light emitting element that emits deflected light and has a mirror end surface, and the light emitting element are mounted, and at least a part of the inner surface on which the light emitting element is mounted is a mirror surface. And a base.

本発明によれば、発光素子から発せられた偏向光の乱れを防止することができる発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device which can prevent disorder of the deflection | deviation light emitted from the light emitting element can be provided.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic and different from actual ones. Moreover, the part from which the relationship and ratio of a mutual dimension differ also in between drawings is contained. Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is to arrange the components and the like as follows. Not specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、発光素子にLEDを使用し、面実装構造を有する発光装置に本発明を適用した例を説明するものである。
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, an example in which an LED is used as a light emitting element and the present invention is applied to a light emitting device having a surface mounting structure will be described.

[発光装置の構成]
図1に示すように、第1の実施の形態に係る発光装置1は、偏向光20を発し端面2Wが鏡面である発光素子2と、発光素子2が実装され、この発光素子2が実装された内面の少なくとも一部が鏡面である実装ベース3とを備えている。更に、発光装置1は、発光素子2を覆い、発光素子2から発せられる偏向光20を透過する光透過性樹脂部4を備えている。
[Configuration of light emitting device]
As shown in FIG. 1, the light-emitting device 1 according to the first embodiment includes a light-emitting element 2 that emits deflected light 20 and has an end surface 2W that is a mirror surface, and the light-emitting element 2, and the light-emitting element 2 is mounted. And a mounting base 3 in which at least a part of the inner surface is a mirror surface. Further, the light emitting device 1 includes a light transmissive resin portion 4 that covers the light emitting element 2 and transmits the deflected light 20 emitted from the light emitting element 2.

[実装ベースの構成]
実装ベース3は、第1の実施の形態において面実型構造のパッケージ基板であり、リフレクタ30Rを兼ねた断面凹型形状の実装面30を備えている。実装ベース3の実装面30の底面上に発光素子2が実装され、この実装された発光素子2の側面周囲において実装ベース3上にテーパ面からなるリフレクタ30Rが構成されている。実装面30とリフレクタ30Rとは一体に構成されている。第1の実施の形態において、実装ベース3にはAlN、Al2O3等のセラミックスを実用的に使用することができ、このセラミックスは焼成法により製作される。
[Implementation-based configuration]
The mounting base 3 is a package substrate having a surface type structure in the first embodiment, and includes a mounting surface 30 having a concave cross-sectional shape that also serves as the reflector 30R. The light emitting element 2 is mounted on the bottom surface of the mounting surface 30 of the mounting base 3, and a reflector 30 </ b> R having a tapered surface is formed on the mounting base 3 around the side surface of the mounted light emitting element 2. The mounting surface 30 and the reflector 30R are integrally formed. In the first embodiment, ceramics such as AlN and Al 2 O 3 can be practically used for the mounting base 3, and this ceramic is manufactured by a firing method.

実装ベース3の発光素子2が実装される内面、すなわち実装面30及びリフレクタ30Rにはメタルコーティング面35が配設されており、このメタルコーティング面35は鏡面である。発光素子1は導電性を有する接着材6を介して実装面30上に電気的かつ機械的に接続される。接着材6には例えば銀(Ag)ペーストを実用的に使用することができる。   A metal coating surface 35 is disposed on the inner surface on which the light emitting element 2 of the mounting base 3 is mounted, that is, the mounting surface 30 and the reflector 30R, and the metal coating surface 35 is a mirror surface. The light emitting element 1 is electrically and mechanically connected to the mounting surface 30 via the conductive adhesive 6. For example, a silver (Ag) paste can be practically used for the adhesive 6.

ここで、「鏡面」とは、発光素子1の被照射面に対向する表面から発せられる偏向光20の他に、発光素子1の端面2W並びに裏面から発せられる偏向光20Rの乱反射を減少することができ、偏向光20の偏光特性を乱すことがない反射面という意味で使用されている。詳細には、発光素子1から発せられる偏向光20Rの波長の4分の1以下の表面粗さを持つ表面であれば、その表面を反射する偏向光20Rに乱反射を生じることがない。例えば、発光素子1から発せられる偏向光20Rの波長が400 nmである場合、メタルコーティング面35の表面粗さは100 nm以下に設定されている。   Here, the “mirror surface” refers to reducing irregular reflection of the deflected light 20R emitted from the end surface 2W and the back surface of the light emitting element 1 in addition to the deflected light 20 emitted from the surface facing the irradiated surface of the light emitting element 1. It is used to mean a reflecting surface that does not disturb the polarization characteristics of the deflected light 20. Specifically, if the surface has a surface roughness equal to or less than ¼ of the wavelength of the deflected light 20R emitted from the light emitting element 1, the deflected light 20R that reflects the surface will not be irregularly reflected. For example, when the wavelength of the deflected light 20R emitted from the light emitting element 1 is 400 nm, the surface roughness of the metal coating surface 35 is set to 100 nm or less.

第1の実施の形態において、メタルコーティング面35には電解めっき法により成膜されたアルミニウム(Al)、Agのいずれかの高い反射率を有する金属薄膜を実用的に使用することができる。これらの金属薄膜は例えば数百nm〜数μmの膜厚において成膜される。なお、金属薄膜の成膜方法には蒸着法、スパッタリング法等の他の成膜方法を使用することができる。   In the first embodiment, a metal thin film having a high reflectivity of either aluminum (Al) or Ag formed by electrolytic plating can be practically used for the metal coating surface 35. These metal thin films are formed with a film thickness of, for example, several hundred nm to several μm. In addition, other film-forming methods, such as a vapor deposition method and sputtering method, can be used for the film-forming method of a metal thin film.

[発光素子の構成]
発光素子2は、第1の実施の形態において、偏向光20を発するLEDである。ここで、「偏向光」とは直線偏光成分が均等(ランダム)ではなく偏りがあるものを意味するが、第1の実施の形態においては100 %の直線偏光である必要はない。従って、偏向光20の偏光方向とは最も直線偏光成分の大きい方向である。
[Configuration of Light Emitting Element]
The light emitting element 2 is an LED that emits the deflected light 20 in the first embodiment. Here, “polarized light” means that the linearly polarized light component is not uniform (random) but biased, but in the first embodiment, it is not necessary to be 100% linearly polarized light. Therefore, the polarization direction of the deflected light 20 is the direction with the largest linearly polarized light component.

第1の実施の形態に係る発光素子2は、例えば、図2に示すように、偏向光20を発生する発光部220と、この発光部220を搭載し発光部20から発せられる偏向光20を出力する出力部(基板)210とを備えている。   For example, as illustrated in FIG. 2, the light emitting element 2 according to the first embodiment includes a light emitting unit 220 that generates the deflected light 20 and the deflected light 20 that is mounted on the light emitting unit 220 and is emitted from the light emitting unit 20. And an output unit (substrate) 210 for outputting.

発光部220は、GaN結晶の非極性面(non-polar plane)又は半極性面(semi-polar plane)を結晶成長表面として使用し、第1導電型の第1半導体層221、活性層222及び第2導電型の第2半導体層223のそれぞれを、順次、結晶成長表面の法線方向に積層して形成されている。例えば、結晶成長表面が非極性面であるm面とすると、発光素子2はm面を主面とするIII族窒化物半導体により構成される。III族窒化物半導体には、例えば窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等がある。代表的なIII族窒化物半導体はAlxInyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)により表される。GaN半導体は、窒素を含む六方晶化合物半導体の中でもよく知られたIII−V族化合物半導体である。 The light emitting unit 220 uses a non-polar plane or a semi-polar plane of a GaN crystal as a crystal growth surface, and includes a first semiconductor layer 221 of the first conductivity type, an active layer 222, and Each of the second conductivity type second semiconductor layers 223 is sequentially stacked in the normal direction of the crystal growth surface. For example, if the crystal growth surface is an m-plane that is a nonpolar plane, the light-emitting element 2 is composed of a group III nitride semiconductor having the m-plane as a main surface. Examples of the group III nitride semiconductor include aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), and indium nitride (InN). A typical group III nitride semiconductor is represented by Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). The GaN semiconductor is a group III-V compound semiconductor well known among hexagonal compound semiconductors containing nitrogen.

活性層222には、第1半導体層221から第1導電型のキャリアが供給され、第2半導体層223から第2導電型のキャリアが供給される。第1導電型がn型であり、第2導電型がp型である場合、活性層222において第1半導体層221から供給される電子と第2半導体層223から供給される正孔との再結合がなされ、活性層222から偏向光20が発せられる。なお、活性層222には、例えば、井戸層(ウェル層)を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層(層障壁層)でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸(quantum well)構造を採用することができる。また、量子井戸構造には井戸層が1つではなく多重化された量子井戸構造が含まれ、更に活性層222を多重量子井戸(MQW)構造とする量子井戸構造が含まれる。   The active layer 222 is supplied with carriers of the first conductivity type from the first semiconductor layer 221 and supplied with carriers of the second conductivity type from the second semiconductor layer 223. When the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type, the electrons supplied from the first semiconductor layer 221 and the holes supplied from the second semiconductor layer 223 in the active layer 222 are regenerated. Coupling is performed, and the polarized light 20 is emitted from the active layer 222. The active layer 222 may employ, for example, a quantum well structure in which a well layer (well layer) is sandwiched between barrier layers (layer barrier layers) having a larger band gap than the well layer. it can. The quantum well structure includes not only one well layer but a multiplexed quantum well structure, and further includes a quantum well structure in which the active layer 222 has a multiple quantum well (MQW) structure.

通常、GaN結晶の極性面であるc面を結晶成長表面とするIII族窒化物半導体からなる活性層から取り出される光はランダム偏光(無偏光)状態である。一方、c面以外のa面、m面等の非極性面又は半極性面を結晶成長表面とするIII族窒化物半導体を用いて形成した活性層222から取り出される光においては強い偏光状態を実現することができる。例えば、m面を主面として活性層222が構成される場合、m面に平行な偏光成分、より具体的にはa軸方向の偏光成分を多く含む偏向光20を活性層222から発生させることができる。非極性面及び半極性面の詳細な説明は後述する。   Usually, light extracted from an active layer made of a group III nitride semiconductor having a c-plane which is a polar plane of a GaN crystal as a crystal growth surface is in a randomly polarized (non-polarized) state. On the other hand, a strong polarization state is realized in the light extracted from the active layer 222 formed by using a group III nitride semiconductor whose crystal growth surface is a non-polar surface or semipolar surface such as a-plane, m-plane other than c-plane can do. For example, when the active layer 222 is configured with the m-plane as the main surface, the polarized light 20 containing a large amount of polarized light components parallel to the m-plane, more specifically, the polarized light components in the a-axis direction, is generated from the active layer 222. Can do. Detailed descriptions of the nonpolar plane and the semipolar plane will be described later.

発光部220は出力部210の結晶成長面上に結晶成長により成長させ形成される。すなわち、図2に示すように、発光素子2は、出力部210を含み、この出力部210と、この出力部210上の第1半導体層221と、この第1半導体層221上の活性層222と、この活性層222上の第2半導体層223とを備えている。第1の実施の形態において、出力部210は例えばGaN単結晶基板により構成されている。出力部10の結晶成長表面となる主面が非極性面であるm面を主面とした場合、この主面上に結晶成長により発光部220を形成することができる。つまり、発光部220はm面を結晶成長主面とするGaNにより構成され、発光素子2はm面を結晶成長面主面として成長させたIII族窒化物半導体により構成される。出力部210の主面は発光部220の結晶成長表面と同一である。   The light emitting unit 220 is formed by growing on the crystal growth surface of the output unit 210 by crystal growth. That is, as shown in FIG. 2, the light emitting element 2 includes an output unit 210, the output unit 210, the first semiconductor layer 221 on the output unit 210, and the active layer 222 on the first semiconductor layer 221. And a second semiconductor layer 223 on the active layer 222. In the first embodiment, the output unit 210 is composed of, for example, a GaN single crystal substrate. In the case where the main surface that is a non-polar surface is the main surface serving as the crystal growth surface of the output unit 10, the light emitting unit 220 can be formed on this main surface by crystal growth. That is, the light emitting section 220 is composed of GaN having the m plane as the crystal growth principal surface, and the light emitting element 2 is composed of a group III nitride semiconductor grown with the m plane as the crystal growth principal surface. The main surface of the output unit 210 is the same as the crystal growth surface of the light emitting unit 220.

発光素子2は、更に第1半導体層221に動作電圧を供給する第1電極211と、第2半導体層223に動作電圧を供給する第2電極212とを備える。同図2に示すように、第2半導体層223、活性層222及び第1半導体層221の一部の領域がメサエッチングにより除去され第1半導体層221が露出された表面上に第1電極211が配設される。第1の半導体層221と第1電極211との間は電気的に接続されている。第2電極212は第2半導体層223上に配設される。第2半導体層223と第2電極212との間は電気的に接続されている。   The light emitting element 2 further includes a first electrode 211 that supplies an operating voltage to the first semiconductor layer 221 and a second electrode 212 that supplies an operating voltage to the second semiconductor layer 223. As shown in FIG. 2, the first electrode 211 is formed on the surface where the second semiconductor layer 223, the active layer 222, and a part of the first semiconductor layer 221 are partially removed by mesa etching and the first semiconductor layer 221 is exposed. Is disposed. The first semiconductor layer 221 and the first electrode 211 are electrically connected. The second electrode 212 is disposed on the second semiconductor layer 223. The second semiconductor layer 223 and the second electrode 212 are electrically connected.

第1電極211には例えばアルミニウム(Al)が使用され、第2電極212には例えばパラジウム(Pd)−金(Au)合金が使用される。第1電極211は第1半導体層211にオーミック接続され、第2電極212は第2半導体層233にオーミック接続される。なお、第1半導体層221と第1電極211の間に第1導電型のコンタクト層を介在させてもよい。また、第2半導体層223と第2電極212との間に第2導電型のコンタクト層を介在させてもよい。   For example, aluminum (Al) is used for the first electrode 211, and palladium (Pd) -gold (Au) alloy is used for the second electrode 212, for example. The first electrode 211 is ohmically connected to the first semiconductor layer 211, and the second electrode 212 is ohmically connected to the second semiconductor layer 233. A first conductivity type contact layer may be interposed between the first semiconductor layer 221 and the first electrode 211. In addition, a second conductivity type contact layer may be interposed between the second semiconductor layer 223 and the second electrode 212.

発光素子2において、出力部210の第1半導体層221に接する結晶成長表面(主面若しくは表面)に対向する面(裏面)は出力面210Aである。活性層222から発せられた偏向光20は、出力光として出力面210Aから発光素子2の外部に出力される。   In the light emitting element 2, the surface (back surface) facing the crystal growth surface (main surface or surface) in contact with the first semiconductor layer 221 of the output unit 210 is an output surface 210A. The deflected light 20 emitted from the active layer 222 is output from the output surface 210A to the outside of the light emitting element 2 as output light.

発光素子2の端面2Wは、前述の実装ベース3の実装面30上並びにリフレクタ30R上に配設されたメタルコーティング面35と同様に鏡面である。端面2Wは、発光素子2を劈開によりチップ化した後に、エッチング、研磨(例えばケミカルメカニカルポリッシング:CMP)等の加工技術により鏡面化される。   The end surface 2W of the light emitting element 2 is a mirror surface, similar to the metal coating surface 35 disposed on the mounting surface 30 of the mounting base 3 and the reflector 30R. The end surface 2W is made into a mirror surface by a processing technique such as etching and polishing (for example, chemical mechanical polishing: CMP) after the light emitting element 2 is cut into chips by cleavage.

[発光素子の結晶構造]
発光素子2を構成するIII族窒化物半導体のユニットセルの結晶構造は図3及び図4に示すように六方晶系の結晶構造により近似することができる。六方晶系の結晶構造において、c軸は六角柱の軸方向に沿う結晶軸である。このc軸を法線とする面(六角柱の頂面)はc面{0001}である。c面に平行な2つの面においてIII族窒化物半導体の結晶を劈開すると、+c軸側の面(+c面)はIII族原子を並べた結晶面になる。−c軸側の面(−c面)は窒素原子を並べた結晶面となる。このため、c面は、+c軸側と−c軸側とにおいて異なる性質を示すので、極性面(polar plane)と呼ばれている。
[Crystal structure of light-emitting element]
The crystal structure of the group cell of III nitride semiconductor constituting the light emitting element 2 can be approximated by a hexagonal crystal structure as shown in FIGS. In the hexagonal crystal structure, the c-axis is a crystal axis along the axial direction of the hexagonal column. The surface (the top surface of the hexagonal column) having the c-axis as a normal line is a c-plane {0001}. When a group III nitride semiconductor crystal is cleaved in two planes parallel to the c-plane, the + c-axis side plane (+ c plane) becomes a crystal plane in which group III atoms are arranged. The plane on the −c axis side (−c plane) is a crystal plane in which nitrogen atoms are arranged. For this reason, the c-plane is called a polar plane because it exhibits different properties on the + c-axis side and the −c-axis side.

図4に示すように、1つのIII族原子に対して4つの窒素原子が結合されている。4つの窒素原子はIII族原子を中央に配置した正四面体の4つの頂点に位置している。これらの4つの窒素原子のうち、1つの窒素原子はIII族原子に対して+c軸方向に位置し、他の3つの窒素原子はIII族原子に対して−c軸側に位置している。このような結晶構造を有するので、III族窒化物半導体において分極方向はc軸に沿っている。   As shown in FIG. 4, four nitrogen atoms are bonded to one group III atom. The four nitrogen atoms are located at the four vertices of a regular tetrahedron with a group III atom arranged in the center. Of these four nitrogen atoms, one nitrogen atom is located in the + c axis direction with respect to the group III atom, and the other three nitrogen atoms are located on the −c axis side with respect to the group III atom. Since it has such a crystal structure, the polarization direction is along the c-axis in the group III nitride semiconductor.

六方晶系の結晶構造においては、六角柱の側面のそれぞれはm面{1−100}である。隣り合わない一対の稜線を通る面はa面{11−20}である。m面並びにa面は、c面に対して直角な結晶面であり、分極方向に対して直交しているため、極性のない平面すなわち非極性面である。更に、c面に対して傾斜している(c面に平行でもなく、直角でもない)結晶面は、分極方向に対して斜めに交差しているので、若干の極性のある平面すなわち半極性面(semi-polar plane)である。半極性面の具体例は、図5(A)に示す{10−11}面、図5(B)に示す{10−13}面等である。   In the hexagonal crystal structure, each side surface of the hexagonal column is an m-plane {1-100}. A plane passing through a pair of ridge lines that are not adjacent to each other is a-plane {11-20}. The m-plane and the a-plane are crystal planes perpendicular to the c-plane and are orthogonal to the polarization direction, and thus are nonpolar planes, that is, nonpolar planes. Furthermore, since the crystal plane that is inclined with respect to the c-plane (not parallel to the c-plane or perpendicular to it) crosses the polarization direction obliquely, it is a slightly polar plane, that is, a semipolar plane (Semi-polar plane). Specific examples of the semipolar plane include a {10-11} plane shown in FIG. 5A and a {10-13} plane shown in FIG. 5B.

[光透過性樹脂部]
第1の実施の形態に係る発光装置1において、図1に示す光透過性樹脂部4は、実装面30とリフレクタ30Rとにより構築された凹部内に充填され、発光素子2を覆い、発光素子2の表面から発せられる偏向光20並びに端面2W及び裏面から発せられリフレクタ30Rにより反射された偏向光20Rを透過する。この光透過性樹脂部4には、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂のいずれかを実用的に使用することができる。なお、第1の実施の形態において、光透過性樹脂部4はこれらの樹脂材料に限定されるものではない。
[Light transmissive resin part]
In the light emitting device 1 according to the first embodiment, the light transmissive resin portion 4 shown in FIG. 1 is filled in a recess formed by the mounting surface 30 and the reflector 30R, covers the light emitting element 2, and the light emitting element 2 transmits the deflected light 20 emitted from the front surface 2 and the deflected light 20R emitted from the end surface 2W and the back surface and reflected by the reflector 30R. For the light transmissive resin portion 4, for example, either a silicone resin or an epoxy resin can be used practically. In the first embodiment, the light transmissive resin portion 4 is not limited to these resin materials.

このように構成される第1の実施の形態に係る発光装置1においては、実装ベース3の発光素子2が実装される内面を鏡面としたので、発光素子2の端面2W並びに裏面から発せられる偏向光20Rの乱反射を減少することができ、偏向光20の乱れを減少することができる。更に、第1の実施の形態に係る発光装置1においては、発光素子2の端面2Wを鏡面としたので、端面2Wにおける偏向光20Rの乱反射を減少することができ、偏向光20の乱れを減少することができる。   In the light emitting device 1 according to the first embodiment configured as described above, since the inner surface on which the light emitting element 2 of the mounting base 3 is mounted is a mirror surface, the deflection is emitted from the end surface 2W and the back surface of the light emitting element 2. The irregular reflection of the light 20R can be reduced, and the disturbance of the deflected light 20 can be reduced. Furthermore, in the light emitting device 1 according to the first embodiment, since the end surface 2W of the light emitting element 2 is a mirror surface, the irregular reflection of the deflected light 20R on the end surface 2W can be reduced, and the disturbance of the deflected light 20 is reduced. can do.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、前述の第1の実施の形態に係る面実装構造を有する発光装置1に代えて砲弾型パッケージ構造を備えた発光装置に本発明を適用した例を説明するものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to a light emitting device having a shell-type package structure instead of the light emitting device 1 having the surface mounting structure according to the first embodiment described above will be described. To do.

図6に示すように、第2の実施の形態に係る発光装置1は、偏向光20を発し端面2Wが鏡面である発光素子2と、発光素子2が実装され、この発光素子2が実装された内面が鏡面である実装ベース3とを備えている。更に、発光装置1は、発光素子2を覆い、発光素子2から発せられる偏向光20を透過する光透過性樹脂部4を備えている。   As shown in FIG. 6, in the light emitting device 1 according to the second embodiment, the light emitting element 2 that emits the deflected light 20 and the end surface 2W is a mirror surface, and the light emitting element 2 are mounted, and the light emitting element 2 is mounted. And a mounting base 3 whose inner surface is a mirror surface. Further, the light emitting device 1 includes a light transmissive resin portion 4 that covers the light emitting element 2 and transmits the deflected light 20 emitted from the light emitting element 2.

実装ベース3は、第2の実施の形態において、リード31の一端に配設され、このリード31に一体に構成されている。リード31は第2の実施の形態においてカソード電極として使用されている。実装ベース3の基本的構成は、前述の第1の実施の形態に係る発光装置1の実装ベース3と同様であり、リフレクタ30Rを兼ねた断面凹型形状の実装面30を備えている。実装ベース3の実装面30の底面上に発光素子2が実装され、この実装された発光素子2の側面周囲において実装ベース3上にテーパ面からなるリフレクタ30Rが構成されている。実装ベース3の発光素子2が実装される内面つまり実装面30上並びにリフレクタ30R上には、前述の第1の実施の形態に係る発光装置1の実装ベース3と同様に、メタルコーティング面35が配設されている。   In the second embodiment, the mounting base 3 is disposed at one end of the lead 31 and is configured integrally with the lead 31. The lead 31 is used as a cathode electrode in the second embodiment. The basic configuration of the mounting base 3 is the same as that of the mounting base 3 of the light emitting device 1 according to the first embodiment described above, and includes a mounting surface 30 having a concave cross-sectional shape that also serves as the reflector 30R. The light emitting element 2 is mounted on the bottom surface of the mounting surface 30 of the mounting base 3, and a reflector 30 </ b> R having a tapered surface is formed on the mounting base 3 around the side surface of the mounted light emitting element 2. On the inner surface on which the light emitting element 2 of the mounting base 3 is mounted, that is, on the mounting surface 30 and the reflector 30R, a metal coating surface 35 is formed as in the mounting base 3 of the light emitting device 1 according to the first embodiment described above. It is arranged.

リード31に近接した領域にはリード32が配設されている。このリード32はアノード電極として使用され、リード32の一端は符号を付けないがワイヤを通して発光素子2に電気的に接続されている。   A lead 32 is disposed in a region close to the lead 31. The lead 32 is used as an anode electrode, and one end of the lead 32 is not connected with a symbol but is electrically connected to the light emitting element 2 through a wire.

光透過性樹脂部4は、リード31の一端の実装ベース3並びにリード32の一端を被覆し、発光素子20上、すなわち発光素子2から偏向光20を発する部分に半円球形状のレンズ部42を有する。この光透過性樹脂部4には、前述の第1の実施の形態に係る発光装置1の光透過性樹脂部4と同様に、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂のいずれかの樹脂を実用的に使用することができる。   The light transmissive resin portion 4 covers the mounting base 3 at one end of the lead 31 and one end of the lead 32, and a hemispherical lens portion 42 on the light emitting element 20, that is, a portion that emits the deflected light 20 from the light emitting element 2. Have As the light-transmitting resin portion 4, either a silicone resin or an epoxy resin is practically used as in the light-transmitting resin portion 4 of the light emitting device 1 according to the first embodiment described above. be able to.

このように構成される第2の実施の形態に係る発光装置1においては、前述の第1の実施の形態に係る発光装置1により得られる効果と同様の効果を奏することができる。   In the light emitting device 1 according to the second embodiment configured as described above, the same effect as that obtained by the light emitting device 1 according to the above-described first embodiment can be obtained.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は前述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first embodiment and the second embodiment described above. However, the description and the drawings constituting a part of this disclosure do not limit the present invention.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の構成図である。It is a block diagram of the light-emitting device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す発光装置の発光素子の構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the structure of the light emitting element of the light-emitting device shown in FIG. 図2に示す発光素子のIII族窒化物半導体の非極性面を説明する結晶構造図である。FIG. 3 is a crystal structure diagram for explaining a nonpolar plane of a group III nitride semiconductor of the light emitting device shown in FIG. 2. 図2に示す発光素子のIII族窒化物半導体の原子配列を説明する結晶構造図である。FIG. 3 is a crystal structure diagram illustrating an atomic arrangement of a group III nitride semiconductor of the light emitting device shown in FIG. 2. (A)及び(B)はいずれも図2に示す発光素子のIII族窒化物半導体の半極性面を説明する結晶構造図である。(A) And (B) is a crystal structure figure explaining the semipolar surface of the group III nitride semiconductor of the light emitting element shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の構成図である。It is a block diagram of the light-emitting device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…発光装置
2…発光素子
20、20R…偏向光
210…出力部
210A…出力面
211…第1電極
212…第2電極
220…発光部
221…第1半導体層
222…活性層
223…第2半導体層
3…実装ベース
30…実装面
30R…リフレクタ
35…メタルコーティング面
4…光透過性樹脂部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light-emitting device 2 ... Light-emitting element 20, 20R ... Deflection light 210 ... Output part 210A ... Output surface 211 ... 1st electrode 212 ... 2nd electrode 220 ... Light-emitting part 221 ... 1st semiconductor layer 222 ... Active layer 223 ... 2nd Semiconductor layer 3 ... mounting base 30 ... mounting surface 30R ... reflector 35 ... metal coating surface 4 ... light transmitting resin portion

Claims (6)

偏向光を発する発光素子と、
前記発光素子が実装され、この発光素子が実装された内面の少なくとも一部が鏡面である実装ベースと、
を備えたことを特徴とする発光装置。
A light emitting element that emits polarized light;
A mounting base on which the light emitting element is mounted, and at least a part of the inner surface on which the light emitting element is mounted is a mirror surface;
A light-emitting device comprising:
前記実装ベース内面は、前記発光素子が実装される実装面と、前記発光素子から発せられる偏向光を反射するリフレクタとを更に備え、
前記実装面及び前記リフレクタが鏡面であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
The mounting base inner surface further includes a mounting surface on which the light emitting element is mounted, and a reflector that reflects the deflected light emitted from the light emitting element,
The light emitting device according to claim 1, wherein the mounting surface and the reflector are mirror surfaces.
前記鏡面は前記内面又は前記実装面及び前記リフレクタの表面粗さを前記発光素子から発せられる偏向光の波長の4分の1以下に設定した/面であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。   2. The mirror surface according to claim 1, wherein a surface roughness of the inner surface or the mounting surface and the reflector is set to be equal to or less than a quarter of a wavelength of deflected light emitted from the light emitting element. Item 3. A light emitting device according to Item 2. 前記鏡面は前記内面又は前記実装面及び前記リフレクタの表面粗さを100 nm以下に設定した面であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発光装置。   The light-emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the mirror surface is a surface in which a surface roughness of the inner surface or the mounting surface and the reflector is set to 100 nm or less. 前記発光素子は、非極性面又は半極性面を主面とするIII族窒化物半導体により構成され、第1導電型の第1半導体層、この第1半導体層上の発光層及びこの発光層上の第2導電型の第2半導体層を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の発光装置。   The light emitting element is formed of a group III nitride semiconductor having a nonpolar plane or a semipolar plane as a main surface, and includes a first semiconductor layer of a first conductivity type, a light emitting layer on the first semiconductor layer, and the light emitting layer. The light emitting device according to claim 1, further comprising a second semiconductor layer of the second conductivity type. 偏向光を発し、端面が鏡面である発光素子と、
前記発光素子が実装され、この発光素子が実装された内面の少なくとも一部が鏡面である実装ベースと、
を備えたことを特徴とする発光装置。
A light emitting element that emits polarized light and has a mirror end surface;
A mounting base on which the light emitting element is mounted, and at least a part of the inner surface on which the light emitting element is mounted is a mirror surface;
A light-emitting device comprising:
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