JP2009200227A - 発光素子及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板による光の吸収を大幅に低減させて光取り出し効率を大幅に向上させることができ、また発光素子及び照明装置のサイズを従来よりも小型化することができる多波長発光型の発光素子及び照明装置を提供すること。
【解決手段】 発光素子は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを有し、これら両主面１ａ，１ｂを貫通する貫通孔１１を有する基板１と、基板１の第１の主面１ａに形成された第１の波長の光を発する第１の発光層２ｂを含む第１の半導体層２と、基板１の貫通孔１１内に第１の半導体層２に電気的に接続されて設けられた、第２の波長の光を発する第２の発光層７ｂを含む第２の半導体層７と、を具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、窒化物ガリウム系化合物半導体を利用した発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の発光素子及び照明装置に関するものである。

近年、紫外光領域から青色光までの光を発光する発光素子として、Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物系半導体，窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素子が注目されている。

窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素子は、蛍光体と組み合わせることにより白色光を発光することが可能であり、また省エネルギーかつ長寿命であることから、白熱電球，蛍光ランプの代替品として有望視されると共に実用化が始まっている。

また、波長の異なる２つ以上の発光素子を同じパッケージ内に実装することによって、多色発光が可能な小型の照明装置がパネルディスプレイ等の発光色を自在に制御するための光源として応用されている。

しかしながら、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素子の発光効率は、蛍光灯に比較すると低く、さらに多色発光の照明装置とする場合、波長の異なる発光素子を同じパッケージ内に複数個実装する必要があることから、小型化には限界がある。

ところで、発光素子の発光効率である外部量子効率は、発光層で電気エネルギーが光エネルギーに変換される割合を示す内部量子効率と、変換された光エネルギーが外部へ放出される割合を示す光取り出し効率との積によって決定される。

内部量子効率は、発光素子を形成する窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性に大きく影響を受ける。内部量子効率を向上させる方法として、サファイア等から成る基板上に非晶質または多結晶のＡｌＮ系またはＡｌＧａＮ系の材料から成るバッファ層を形成し、このバッファ層上に窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させることにより、基板と窒化ガリウム系化合物半導体層との格子不整合及び熱膨張係数差を緩和し、窒化ガリウム系化合物半導体層の結晶性を向上させるという方法が知られている。

一方、光取り出し効率の向上に関しても種々の技術が公開されており、発光素子の表面に凹凸構造を形成することによって外部との屈折率差を緩和し、発光素子の内部での全反射（多重反射）を抑制する方法がある。

また、多色発光素子の小型化技術としては、基板の両面に波長の異なる光を発する発光層を形成することによってパッケージへの実装面積を低減する方法、発光層上に異なる波長の光を発する発光層を積層して小型化する方法等がある（例えば、特許文献１，２を参照）。

従来の発光素子の一例の断面図を図２に示す。基板１２上にｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３ａ、窒化ガリウム系化合物半導体層からなる発光層１３ｂ及びｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３ｃより成る半導体層１３が形成されていると共に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体１３ｃ上にｐ型の透明導電層１４、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３ａ上にｎ型電極１５が形成されている。ｐ型の透明導電層１４及びｎ型電極１５には、外部から電流を注入するために、それぞれｐ型パッド電極１６、ｎ型パッド電極１７が設けられており、ワイヤーボンディングによって外部のパッケージの配線等と接続される。基板１２としては、一般的にサファイア（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化ガリウム（ＧａＮ），炭化珪素（ＳｉＣ）基板が使用される。そして、上記の発光素子であって、発光層１３ｂから発光する光の波長が互いに異なる複数の発光素子を同じパッケージ内に実装することによって、多色発光が可能な照明装置が形成される。

図３に、図２の従来の発光素子を複数用いた多色発光が可能な照明装置を示す。この照明装置は、実装基体（あるいはパッケージ）２０上に第１の波長の光を発する第１の発光素子１８と第２の波長の光を発する第２の発光素子１９とが設置されており、第１及び第２の発光素子１８，１９を覆うように透明樹脂が設けられている。
特開平６−５３５４９号公報 特開平１３−２７４４６２号公報

図３の従来の多色発光が可能な照明装置においては、発光する光の波長の数だけ発光素子を同じパッケージ内に収容する必要があることから、照明装置のサイズが大きくなり、小型化することが難しい。そのため、パネルディスプレイ等の光源に適用する場合、単位面積当たりの画素数に限界が生じることになり、映し出す映像を高精細にすることが困難になるという問題点がある。また、発光する光の波長が異なる複数の発光素子が互いに離れて実装されているため、同時に発光させたときの発光色の混ざり具合を均一にすることが難しい。

特許文献１，２に記載された発光素子の構成は、上記の問題点を解決することができる。しかしながら、これらの従来の構成においては、発光層から発光した光で基板に入射した光は基板で吸収されるために、発光素子の輝度が低下する。また、半導体層の一方側の主面にｐ型電極及びｎ型電極の両方が形成されるため、一般にｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の電気抵抗が高いことから、半導体層に注入した電流が十分均一に半導体層中に拡散しないという問題点がある。さらに、基板として窒化ガリウム（ＧａＮ），炭化珪素（ＳｉＣ）などの半導体性の基板を用いた場合、基板における電気抵抗により電流注入効率が低下するという問題点がある。

従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、基板による光の吸収を大幅に低減させて光取り出し効率を大幅に向上させることができ、また発光素子及び照明装置のサイズを従来よりも小型化することができる多波長発光型の発光素子及び照明装置を提供することである。

本発明の発光素子は、第１の主面と第２の主面とを有し、これら両主面を貫通する貫通孔を有する基板と、前記基板の前記第１の主面に形成された第１の波長の光を発する第１の発光層を含む第１の半導体層と、前記基板の前記貫通孔内に前記第１の半導体層に電気的に接続されて設けられた、第２の波長の光を発する第２の発光層を含む第２の半導体層と、を具備している。

また、本発明の発光素子は好ましくは、前記第１及び第２の半導体層はそれぞれ、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層と、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とが順次積層されている。

また、本発明の発光素子は好ましくは、前記貫通孔は、前記第１の主面側の開口よりも前記第２の主面側の開口が大きくなるように内面が傾斜している。

また、本発明の発光素子は好ましくは、上面が前記基板を設置する設置面とされ、前記第２の半導体層に電流を注入する貫通導体が形成されている回路基板をさらに有する。

本発明の照明装置は、前記発光素子からの発光を受けて光を発する蛍光体及び燐光体の少なくとも一方とを具備している。

本発明の発光素子は、第１の主面と第２の主面とを有し、これら両主面を貫通する貫通孔を有する基板と、基板の第１の主面に形成された第１の波長の光を発する第１の発光層を含む第１の半導体層と、基板の貫通孔内に第１の半導体層に電気的に接続されて設けられた、第２の波長の光を発する第２の発光層を含む第２の半導体層と、を具備していることにより、第１の半導体層と第２の半導体層との間に基板の部位が存在しないために、基板による光の吸収を大幅に低減させて、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。

また、第１の半導体層と第２の半導体層とが直接に電気的に接続されているため、基板を介して接続する場合と比較して接続抵抗が格段に小さくなり、その結果、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。

さらに、第１の半導体層と第２の半導体層との間に基板の部位が存在しないために、薄型化、小型化された発光素子となる。

また、本発明の発光素子は好ましくは、第１及び第２の半導体層はそれぞれ、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層と、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とが順次積層されていることをから、窒化ガリウム系化合物半導体の組成の調整により紫外光から青色光までの光を効率よく発光させることが可能な発光素子が得られる。

また、本発明の発光素子は好ましくは、貫通孔は、第１の主面側の開口よりも第２の主面側の開口が大きくなるように内面が傾斜していることから、第２の半導体層を貫通孔の内面に沿わせて貫通孔の内部に位置合わせを兼ねて容易に収容することができる。その結果、第１の半導体層と第２の半導体層とを容易に電気的に接続でき、その接続性が向上する。

また、本発明の発光素子は好ましくは、上面が基板を設置する設置面とされ、第２の半導体層に電流を注入する貫通導体が形成されている回路基板をさらに有することから、貫通導体から第２の半導体層へ電流を直接的に注入することができる。その結果、第２の半導体層へ電流を均一に拡散させることが可能となり、電流注入効率を向上させることができる。

本発明の照明装置は、本発明の発光素子と、発光素子からの発光を受けて光を発する蛍光体及び燐光体の少なくとも一方とを具備していることから、従来の蛍光灯等よりも消費電力が小さく、小型で高輝度の照明装置となる。

以下、本実施の形態の発光素子について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本実施の形態の発光素子の１例を示す断面図である。図１において、１は基板、２は窒化ガリウム系化合物半導体層を複数層積層して成る第１の半導体層（積層体）であり、２ａは第１導電型（本実施の形態ではｎ型であり、以下「第１導電型」を「ｎ型」とも記載する。）窒化ガリウム系化合物半導体層、２ｂは窒化ガリウム系化合物半導体からなる第１の波長の光を発する第１の発光層、２ｃは第２導電型（本実施の形態ではｐ型であり、以下「第２導電型」を「ｐ型」とも記載する。）窒化ガリウム系化合物半導体層、３はｐ型の透明導電層、４はｎ型電極、５はｐ型パッド電極、６はｎ型パッド電極である。

また、７は窒化ガリウム系化合物半導体層を複数層積層して成る第２の半導体層（積層体）であり、７ａはｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層、７ｂは窒化ガリウム系化合物半導体からなる第２の波長の光を発する第２の発光層、７ｃはｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層である。

本実施の形態の発光素子は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを有し、これら両主面１ａ，１ｂを貫通する貫通孔１１を有する基板１と、基板１の第１の主面１ａに形成された第１の波長の光を発する第１の発光層２ｂを含む第１の半導体層２と、基板１の貫通孔１１内に第１の半導体層２に電気的に接続されて設けられた、第２の波長の光を発する第２の発光層７ｂを含む第２の半導体層７と、を具備している。

上記の構成により、第１の半導体層２と第２の半導体層７との間に基板１の部位が存在しないために、基板１による光の吸収を大幅に低減させて、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。また、第１の半導体層２と第２の半導体層７とが直接に電気的に接続されているため、基板１を介して接続する場合と比較して接続抵抗が格段に小さくなり、その結果、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。さらに、第１の半導体層２と第２の半導体層７との間に基板１の部位が存在しないために、薄型化、小型化された発光素子となる。

窒化ガリウム系化合物半導体の成長用の基板１は、サファイア，炭化ケイ素（ＳｉＣ），ＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体，ＺｒＢ₂等の二硼化物単結晶等から成ることが良い。特に、窒化ガリウム系化合物半導体との良好な格子整合性及び熱膨張係数整合性、さらに導電性を有する点から、ｎ型ＧａＮまたはＸＢ_２（但し、ＸはＺｒ，Ｔｉ及びＨｆの少なくとも１種を含む）で表記される二硼化物単結晶が好ましい。

また、基板１は、サファイア，ＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体等の透光性を有するものが好ましく、この場合貫通孔１１内に収容された第２の半導体層７の状態を外部から確認することができる。また、基板１による光の吸収が小さいため、光取り出し効率の向上に寄与する。

窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法としては、分子線エピタキシー（ＭＢＥ；Molecular Beam Epitaxy）法、有機金属エピタキシー（ＭＯＶＰＥ；Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ；Hydride Vapor Phase Epitaxy）法、パルスレーザデポジション（ＰＬＤ；Pulse Laser Deposition）法等などが用いられる。

基板１の貫通孔１１は、エッチング法、研削法等によって形成される。貫通孔１１の開口の大きさは、主面１ａ，１ｂの面積の５０％〜８０％程度がよい。この範囲内であると、第１の半導体層２を保持して、回路基板１０に実装するために必要な基板１の強度を保つとともに、基板１による光の吸収を効果的に低減できる。

第１の半導体層２と第２の半導体層７とを電気的に接続する導電性接続層８ａは、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体２ａと良好なオーミック接触がとれるものがよく、そのような材質のものとして、例えばアルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），インジウム（Ｉｎ），錫（Ｓｎ），モリブデン（Ｍｏ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），バナジウム（Ｖ），白金（Ｐｔ），鉛（Ｐｂ），ベリリウム（Ｂｅ），酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃），金−シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金，金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金，金−亜鉛（Ａｕ−Ｚｎ）合金，金−ベリリウム（Ａｕ−Ｂｅ）合金等を用いればよい。また、上記材料の中から選択した層を複数層積層したものとしても構わない。

また、導電性接続層８ａは導電性及び透光性を有することが好ましく、その場合例えば酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃），酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の材料から成る。また、導電性接続層８ａの厚みは２５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度がよい。この厚みの範囲内であれば、導電性接続層８ａの透光性が低下し難く、また充分な導電性が保持され、好ましい。

また、第１及び第２の半導体層２，７はそれぞれ、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａ，７ａと、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層２ｂ，７ｂと、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２ｃ，７ｃとが順次積層されていることが好ましい。この場合、窒化ガリウム系化合物半導体の組成の調整により紫外光から青色光までの光を効率よく発光させることが可能な発光素子が得られる。

また、貫通孔１１は、第１の主面１ａ側の開口よりも第２の主面１ｂ側の開口が大きくなるように内面が傾斜していることが好ましい。この場合、第２の半導体層７を貫通孔の内面に沿わせて貫通孔の内部に位置合わせを兼ねて容易に収容することができる。その結果、第１の半導体層２と第２の半導体層７とを容易に電気的に接続でき、その接続性が向上する。従って、第２の半導体層７の側面も貫通孔の内面に沿うように傾斜していることがよい。

貫通孔１１の内面が傾斜している場合、主面１ａに対する傾斜角度は４０°〜５０°程度が良い。この範囲内であれば、第１の半導体層２で発光した光で基板１へ入射する光は、傾斜面に達すると基板１の側面へ進行方向を変えるため、回路基板１０及び第２の半導体層７で吸収されることなく、外部へ有効に取り出される。

第２の半導体層７の側面の傾斜角度は、貫通孔１１の内面の傾斜角度よりも小さい方（垂直に近い方）が好ましい。この場合、第２の半導体層７が貫通孔１１に収容され易くなる。

また、上面が基板１を設置する設置面とされ、第２の半導体層７に電流を注入する貫通導体９が形成されている回路基板１０をさらに有することが好ましい。この場合、貫通導体９から第２の半導体層７へ電流を直接的に注入することができる。その結果、第２の半導体層７へ電流を均一に拡散させることが可能となり、電流注入効率を向上させることができる。

第２の半導体層７の下面には、貫通導体９との電気的な接続をするための導電性接続層８ｂが形成されている。導電性接続層８ｂは、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体２ａと良好なオーミック接触がとれるものがよく、そのような材質のものとして、例えばアルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），インジウム（Ｉｎ），錫（Ｓｎ），モリブデン（Ｍｏ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），バナジウム（Ｖ），白金（Ｐｔ），鉛（Ｐｂ），ベリリウム（Ｂｅ），酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃），金−シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金，金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金，金−亜鉛（Ａｕ−Ｚｎ）合金，金−ベリリウム（Ａｕ−Ｂｅ）合金等を用いればよい。また、上記材料の中から選択した層を複数層積層したものとしても構わない。

また、導電性接続層８ｂは導電性及び反射性を有することが好ましく、その場合例えばアルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ）等の材料から成る。また、導電性接続層８ｂの厚みは１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度がよい。この厚みの範囲内であれば、導電性接続層８ｂの反射性及び充分な導電性が保持され、好ましい。

貫通導体９は、銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），ロジウム（Ｒｈ）等の低抵抗の導体から成ることが好ましい。また、貫通導体９は光反射性の導体からなることがより好ましく、その場合、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），ロジウム（Ｒｈ）等が好適である。

また、貫通導体９は、導電性接続層８ｂとの電気的な接続性を良好にする点で、１００μｍ〜２００μｍ程度の直径を有することが好ましい。

また、貫通導体９は、第２の半導体層７へ電流をより均一に拡散させるために、また、貫通導体９における光反射性を高めるために、導電性接続層８ｂ側の端面（上端面）の面積を下端面の面積よりも大きくしてもよい。

回路基板１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ），アルミニウム（Ａｌ），酸化珪素（ＳｉＯ₂）等の材料から成るが、透光性を有するものとする場合には酸化珪素（ＳｉＯ₂）等の材料が好ましく、光反射性を有するものとする場合にはアルミニウム（Ａｌ）等の材料が好ましい。回路基板１０の厚みは１ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、この範囲内であれば、発光素子からの発熱による熱及びハンドリング時の応力に対して十分な強度を持ち、かつ高い放熱特性を有する。

第１の半導体層２及び第２の半導体層７は、第１の波長の光を発する第１の発光層２ｂ及び第２の波長の光を発する第２の発光層７ｂを、それぞれｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａ，７ａと、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ｃ，７ｃとで挟んだ構成であるが、例えば、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａ，７ａは、第１のｎ型クラッド層としてのＧａＮ層、第２のｎ型クラッド層としてのＩｎ_0.02Ｇａ_0.98Ｎ層の積層体等からなる。このｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａ，７ａの厚みは２μｍ〜３μｍ程度である。

また、例えば、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ｃ，７ｃは、第１のｐ型クラッド層としてのＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層、第２のｐ型クラッド層としてのＡｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層、ｐ型コンタクト層としてのＧａＮ層の積層体等からなる。このｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ｃ，７ｃの厚みは２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。

また、例えば、第１及び第２の発光層２ｂ，７ｃは、禁制帯幅の広い障壁層としてのＩｎ_0.01Ｇａ_0.99Ｎ層と、禁制帯幅の狭い井戸層としてのＩｎ_0.11Ｇａ_0.89Ｎ層とを、交互に例えば３回繰り返し規則的に積層した多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）等からなる。この発光層２ｂ，７ｃの厚みは２５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度である。

透明導電層３としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化錫（ＳｎＯ₂），酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物系のものが使用されるが、これらの中では特に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）は紫外光から青色光に対して高い透過率を有するだけでなく、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ｃと良好なオーミック接触が取れるために好適である。

透明導電層３の厚みは２５０ｎｍ〜５００ｎｍがよい。この厚みの範囲内であれば、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体２ｃと良好なオーミック接触が形成でき、また、透明導電層３での光吸収量が増加して光取り出し効率が低下するのを抑制できる。

ｎ型電極４の材質は、発光層２ｂが発生した光を損失なく反射し、かつｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａと良好なオーミック接続がとれるものがよい。

そのような材質のものとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），インジウム（Ｉｎ），錫（Ｓｎ），モリブデン（Ｍｏ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），バナジウム（Ｖ），白金（Ｐｔ），鉛（Ｐｂ），ベリリウム（Ｂｅ），酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃），金−シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金，金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金，金−亜鉛（Ａｕ−Ｚｎ）合金，金−ベリリウム（Ａｕ−Ｂｅ）合金等を用いればよい。これらの中でも、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）は、発光層２ｂが発光する青色光（波長４５０ｎｍ）〜紫外光（波長３５０ｎｍ）の光に対して反射率が高いので好適である。また、アルミニウム（Ａｌ）はｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２ａとのオーミック接合の点でも特に好適である。また、上記材料の中から選択した層を複数層積層したものとしても構わない。

また、透明導電層３及びｎ型電極４上には、それぞれ外部との電気的接続をとるための導線等を接続するｐ型パッド電極５とｎ型パッド電極６が設けられている。両電極は、例えばチタン（Ｔｉ）層、またはチタン（Ｔｉ）層を下地層として金（Ａｕ）層を積層したものを用いればよい。

なお、本実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザ（ＬＤ）等として使用することができる。

また、本実施の形態の上記の発光素子（ＬＥＤ）は次のように動作する。即ち、第１の波長の光を発する第１の発光層２ｂを含む半導体層２及び、第２の波長の光を発する第２の発光層７ｂを含む半導体層７にバイアス電流を流して、第１及び第２の発光層２ｂ，７ｂで波長３５０〜４００ｎｍ程度の紫外光〜近紫外光、紫光の複数の波長の光を発生させ、発光素子の外部に取り出すように動作する。

なお、上記の実施の形態においては、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としているが、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型とすることもできる。

また、本実施の形態の発光素子は照明装置に適用できるものであり、その照明装置は、本実施の形態の発光素子と、発光素子からの発光を受けて光を発する蛍光体及び燐光体の少なくとも一方とを具備している。この構成により、輝度及び照度の高い照明装置を得ることができる。この照明装置は、本実施の形態の発光素子を透明樹脂等で覆うか内包するようにし、その透明樹脂等に蛍光体及び燐光体の少なくとも一方を混入させた構成とすればよく、蛍光体、燐光体によって発光素子の紫外光〜近紫外光を白色光等に変換するものとすることができる。また、集光性を高めるために透明樹脂等に凹面鏡等の光反射部材を設けることもできる。このような照明装置は、従来の蛍光灯等よりも消費電力が小さく、小型であることから、小型で高輝度の照明装置として有効である。

本実施の形態の発光素子の一例を示す断面図である。 従来の発光素子の一例を示す断面図である。 従来の照明装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１：基板
２：第１の半導体層
２ａ：第１導電型（ｎ型）窒化ガリウム系化合物半導体層
２ｂ：第１の発光層
２ｃ：第２導電型（ｐ型）窒化ガリウム系化合物半導体層
７：第２の半導体層
７ａ：第１導電型（ｎ型）窒化ガリウム系化合物半導体層
７ｂ：第２の発光層
７ｃ：第２導電型（ｐ型）窒化ガリウム系化合物半導体層
９：貫通導体
１０：回路基板

Claims (5)

1. 第１の主面と第２の主面とを有し、これら両主面を貫通する貫通孔を有する基板と、前記基板の前記第１の主面に形成された第１の波長の光を発する第１の発光層を含む第１の半導体層と、前記基板の前記貫通孔内に前記第１の半導体層に電気的に接続されて設けられた、第２の波長の光を発する第２の発光層を含む第２の半導体層と、を具備している発光素子。
2. 前記第１及び第２の半導体層はそれぞれ、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層と、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とが順次積層されている発光素子。
3. 前記貫通孔は、前記第１の主面側の開口よりも前記第２の主面側の開口が大きくなるように内面が傾斜している請求項１または２記載の発光素子。
4. 上面が前記基板を設置する設置面とされ、前記第２の半導体層に電流を注入する貫通導体が形成されている回路基板をさらに有する請求項１乃至３のいずれか記載の発光素子。
5. 請求項１乃至４のいずれか記載の発光素子と、前記発光素子からの発光を受けて光を発する蛍光体及び燐光体の少なくとも一方とを具備している照明装置。

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