JP2022145973A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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広貴 平賀
Hiroki Hiraga
大望 加藤
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隆 佐々木
Takashi Sasaki
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Yutaka Nakai
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Abstract

To provide a flexible semiconductor light-emitting device.SOLUTION: A semiconductor light-emitting device 1 according to an embodiment includes a projection lens 10, and at least one light emitting diode sheet 30. A light-emitting portion of the light-emitting diode sheet is arranged beyond the object-side focal length of the projection lens 10. The light-emitting diode sheet 30 includes at least a plurality of light-emitting elements in which first wiring, a light-emitting layer containing a diode, and second wiring are stacked in order, and an insulating layer disposed between the plurality of light-emitting elements. The light emitting layer is in direct contact with the first wiring, and the surface of the light emitting layer opposite to the surface in direct contact with the first wiring is in direct contact with the second wiring.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to semiconductor light emitting devices.

発光ダイオードを備えた発光装置が提案されている。この様な発光装置においては、複数の発光ダイオードを基板の上に実装している。そのため、フレキシブル性を有する発光装置とすることが困難となっていた。 Light-emitting devices with light-emitting diodes have been proposed. In such a light emitting device, a plurality of light emitting diodes are mounted on a substrate. Therefore, it has been difficult to provide a flexible light-emitting device.

特開2015-112969号公報JP 2015-112969 A

本発明が解決しようとする課題は、フレキシブル性を有する半導体発光装置を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a flexible semiconductor light emitting device.

実施形態に係る半導体発光装置は、投影レンズと、少なくとも1つの発光ダイオードシートと、を備えている。前記発光ダイオードシートの発光部位は、前記投影レンズの物側焦点距離以遠に配置されている。前記発光ダイオードシートは、第1配線と、ダイオードを含む発光層と、第2配線が順に積層した複数の発光素子と、前記複数の発光素子の間に配置された絶縁層と、を少なくとも含んでいる。前記発光層は、前記第1配線と直接的に接し、前記発光層の前記第1配線と直接的に接した面と反対側の面は前記第2配線と直接的に接している。 A semiconductor light emitting device according to an embodiment includes a projection lens and at least one light emitting diode sheet. The light-emitting portion of the light-emitting diode sheet is arranged beyond the object-side focal length of the projection lens. The light-emitting diode sheet includes at least a first wiring, a light-emitting layer containing a diode, a plurality of light-emitting elements in which the second wiring is stacked in order, and an insulating layer disposed between the plurality of light-emitting elements. there is The light emitting layer is in direct contact with the first wiring, and the surface of the light emitting layer opposite to the surface in direct contact with the first wiring is in direct contact with the second wiring.

本実施の形態に係る半導体発光装置の模式図。1A and 1B are schematic diagrams of a semiconductor light-emitting device according to an embodiment; LEDシートの模式斜視図。The model perspective view of an LED sheet. LEDシートの模式断面図。The schematic cross section of an LED sheet. 変形例に係る発光部の模式断面図。The schematic cross section of the light emission part which concerns on a modification. 変形例に係る発光部の模式断面図。The schematic cross section of the light emission part which concerns on a modification. 本実施の形態に係る蛍光体シートの工程図。4A to 4C are process diagrams of the phosphor sheet according to the present embodiment; 本実施の形態に係る蛍光体シートの工程図。4A to 4C are process diagrams of the phosphor sheet according to the present embodiment; 本実施の形態に係る蛍光体シートの工程図。4A to 4C are process diagrams of the phosphor sheet according to the present embodiment; 本実施の形態に係る蛍光体シートの工程図。4A to 4C are process diagrams of the phosphor sheet according to the present embodiment; 本実施の形態に係る蛍光体シートの工程図。4A to 4C are process diagrams of the phosphor sheet according to the present embodiment; 変形例に係るLEDシートの模式断面図。The schematic cross section of the LED sheet which concerns on a modification. 投影原理を例示する模式図。Schematic diagrams illustrating projection principles. 結像関係を例示する模式図。4A and 4B are schematic diagrams illustrating an image forming relationship; 奥行き方向に二つの異なる位置を持った光源の模式図。Schematic diagram of a light source with two different positions in the depth direction. 他の実施形態に係る照明エリアの変更の模式図。FIG. 10 is a schematic diagram of changing the illumination area according to another embodiment; 他の実施形態に係る照明エリアの変更の模式図。FIG. 10 is a schematic diagram of changing the illumination area according to another embodiment; 他の実施形態に係る照明エリアの変更の模式図。FIG. 10 is a schematic diagram of changing the illumination area according to another embodiment; 照明装置である半導体発光装置を例示する模式図。1A and 1B are schematic diagrams illustrating a semiconductor light-emitting device that is a lighting device; (a)、(b)は、発光部の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of a light emission part. 配光のイメージ図。Image diagram of light distribution. (a)、(b)は、照明光の配光状態の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of the light distribution state of illumination light. (a)、(b)は、ハイビーム領域の模式図。(a) and (b) are schematic diagrams of a high beam area. (a)、(b)は、ロービーム領域の模式図。(a) and (b) are schematic diagrams of a low beam region. (a)、(b)、(c)は、他のハイビーム用の光源に関する模式図。(a), (b), and (c) are schematic diagrams of other high beam light sources. (a)、(b)は、光源の配置の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of arrangement|positioning of a light source. (a)、(b)は、光源の配置の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of arrangement|positioning of a light source. 光源の模式斜視図。Schematic perspective view of a light source. (a)、(b)は、照明領域の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of an illumination area. (a)、(b)は、照明領域の模式図。(a), (b) is a schematic diagram of an illumination area.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本実施の形態に係る半導体発光装置1を例示するための模式図である。
図1に示すように、半導体発光装置1には、光学要素10、及び発光部20を設けることができる。半導体発光装置1は、例えば、照明装置や、プロジェクタなどの表示装置などとすることができる。なお、半導体発光装置1を照明装置(例えば、アダプティブヘッドライト)として用いる場合の詳細は後述する。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
FIG. 1 is a schematic diagram for illustrating a semiconductor light emitting device 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, a semiconductor light emitting device 1 can be provided with an optical element 10 and a light emitting section 20 . The semiconductor light emitting device 1 can be, for example, a lighting device or a display device such as a projector. The details of using the semiconductor light-emitting device 1 as an illumination device (for example, an adaptive headlight) will be described later.

光学要素10は、発光部20の光の出射側に設けることができる。光学要素10は、例えば、レンズとすることができる。例えば、図1に例示をした光学要素10は、いわゆる平凸レンズである。ただし、光学要素10はレンズに限定されるわけではない。光学要素10は、例えば、発光部20から出射した光の集光、拡散、導光、反射、所定の配光パターンの形成などの少なくともいずれかを行うものとすることができる。 The optical element 10 can be provided on the light emitting side of the light emitting section 20 . The optical element 10 can be, for example, a lens. For example, the optical element 10 illustrated in FIG. 1 is a so-called plano-convex lens. However, the optical element 10 is not limited to lenses. The optical element 10 can perform, for example, at least one of collecting, diffusing, guiding, and reflecting light emitted from the light emitting section 20, and forming a predetermined light distribution pattern.

また、図1に例示をした半導体発光装置1は、1つの光学要素10を有する場合(例えば、いわゆる単レンズ)であるが、複数の光学要素10を設けたり、種類の異なる光学要素を組み合わせて用いたりすることもできる。なお、半導体発光装置1の用途によっては、発光部20から出射した光の集光などが必要でない場合もある。そのため、光学要素10は、必要に応じて設ければよく、省くこともできる。 The semiconductor light emitting device 1 illustrated in FIG. 1 has one optical element 10 (for example, a so-called single lens). can also be used. It should be noted that, depending on the application of the semiconductor light emitting device 1, there are cases where the light emitted from the light emitting section 20 does not need to be collected. Therefore, the optical element 10 may be provided as required, or may be omitted.

発光部20は、ステージ21、及び発光ダイオードシート(以下、LEDシート)30を有することができる。
ステージ21は、例えば、ブロック状を呈するものとすることができる。ただし、ステージ21の形態は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、光学要素10とLEDシート30との間の距離や位置を制御する移動機構などを適宜設けるようにしてもよい。
The light emitting section 20 can have a stage 21 and a light emitting diode sheet (hereinafter referred to as an LED sheet) 30 .
The stage 21 may have, for example, a block shape. However, the form of the stage 21 is not limited to the illustrated form, and can be changed as appropriate. Further, a moving mechanism or the like for controlling the distance and position between the optical element 10 and the LED sheet 30 may be provided as appropriate.

LEDシート30は、例えば、ステージ21に設けることができる。LEDシート30は、例えば、ステージ21に接着したり、ネジなどの締結部材を用いて固定したりすることができる。
図2は、LEDシート30の模式斜視図である。
図3は、LEDシート30の模式断面図である。
The LED sheet 30 can be provided on the stage 21, for example. For example, the LED sheet 30 can be adhered to the stage 21 or fixed using a fastening member such as a screw.
FIG. 2 is a schematic perspective view of the LED sheet 30. FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the LED sheet 30. As shown in FIG.

図2及び図3に示すように、LEDシート30は、例えば、第1配線31と、第1バッファー層32と、ダイオードを含む発光層33と、第2配線34と、が順に積層した複数の発光素子と、複数の発光素子の間に配置された絶縁層35を含む。また、LEDシート30は、第1面と第1面の反対側の第2面を持ち、発光層33の第1面側に第1配線31が設けられ、複数の発光素子の発光層33の第2面側に第2配線34が設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the LED sheet 30 includes, for example, a first wiring 31, a first buffer layer 32, a light-emitting layer 33 containing a diode, and a second wiring 34, which are laminated in order. It includes light emitting elements and an insulating layer 35 disposed between the plurality of light emitting elements. In addition, the LED sheet 30 has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the first wiring 31 is provided on the first surface side of the light emitting layer 33, and the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements are provided. A second wiring 34 is provided on the second surface side.

図2に例示をしたLEDシート30の場合には、第1配線31は第1方向に延び、第2配線34は第2方向に延びている。 In the case of the LED sheet 30 illustrated in FIG. 2, the first wirings 31 extend in the first direction and the second wirings 34 extend in the second direction.

図2及び図3においては、発光素子は、同じ大きさで第1方向及び第2方向に均一に並んでいるが、発光素子の大きさや配置は、図2及び図3に図示する形態に限定されるものではない。例えば、LEDシート30を表示装置として用いる場合は、特定の形状及びパターンをもって発光素子が配置されていることが好ましい。 In FIGS. 2 and 3, the light-emitting elements are of the same size and are uniformly arranged in the first direction and the second direction, but the size and arrangement of the light-emitting elements are limited to those shown in FIGS. not to be For example, when the LED sheet 30 is used as a display device, it is preferable that the light emitting elements are arranged in a specific shape and pattern.

LEDシート30は、発光素子が絶縁層35中に配置された構成となっている。絶縁層35に柔軟性のあるポリマーなどを利用することで、LEDシート30をフレキシブルにすることができる。フレキシブルとは、25℃の大気圧環境下で、直径200mmの円柱状棒に緩慢に10回の巻き付けと開放を繰り返して、LEDシート30に、割れ、欠け、及び、断線の損傷が無いものをいう。 The LED sheet 30 has a structure in which light emitting elements are arranged in an insulating layer 35 . By using a flexible polymer or the like for the insulating layer 35, the LED sheet 30 can be made flexible. “Flexible” means that the LED sheet 30 has no damage such as cracks, chipping, and disconnection after being gently wound and released 10 times around a cylindrical bar with a diameter of 200 mm under an atmospheric pressure environment of 25°C. Say.

LEDシート30は、発光層33を成長させるための単結晶エピタキシャル成長用基板を含まず、作製においても用いないため、安価にLEDシート30を作製することができる。 Since the LED sheet 30 does not include a single crystal epitaxial growth substrate for growing the light-emitting layer 33 and is not used in its production, the LED sheet 30 can be produced at low cost.

LEDシート30は、内部に駆動素子(スイッチング素子)を含まないパッシブマトリクス型とすることが出来る。また、LEDシート30は、内部に駆動素子を含むアクティブマトリクス型とすることが出来る。スイッチング素子としては、Si、IGZO等の無機TFT(Thin Film Transistor)、有機TFT、CMOS及びダイオードからなる群より選ばれる1種以上などとすることができるが、特に限定されない。駆動素子もフレキシブルにすることで、アクティブマトリクス型のLEDシート30もフレキシブルとなる。なお、図2及び図3では、パッシブマトリクス型のLEDシート30を示している。
LEDシート30の大きさは、数十mmから1mを超える物まで様々である。
The LED sheet 30 can be of a passive matrix type that does not contain drive elements (switching elements) inside. Also, the LED sheet 30 can be of an active matrix type including driving elements inside. The switching element may be one or more selected from the group consisting of inorganic TFTs (Thin Film Transistors) such as Si and IGZO, organic TFTs, CMOS and diodes, but is not particularly limited. By making the drive element flexible, the active matrix type LED sheet 30 also becomes flexible. 2 and 3 show the passive matrix type LED sheet 30. FIG.
The size of the LED sheet 30 varies from several tens of mm 2 to over 1 m 2 .

(第1配線)
第1配線31は、第1バッファー層32と直接的に接した導電体である。第1配線31は、各発光素子の電極である。第1配線31は、発光層33のアノード又はカソードのうち一方の電極となる。第1配線31は、第1バッファー層32と直接的に接している。第1バッファー層32の第1配線31と接している面は、第1バッファー層32の第2配線34を向く面とは反対側である。LEDシート30に含まれる複数の発光素子は、第1配線31を介して電気的に接続していることが好ましい。
(first wiring)
The first wiring 31 is a conductor in direct contact with the first buffer layer 32 . The first wiring 31 is an electrode of each light emitting element. The first wiring 31 serves as one electrode of the anode or cathode of the light emitting layer 33 . The first wiring 31 is in direct contact with the first buffer layer 32 . The surface of the first buffer layer 32 in contact with the first wiring 31 is opposite to the surface of the first buffer layer 32 facing the second wiring 34 . It is preferable that the plurality of light emitting elements included in the LED sheet 30 are electrically connected via the first wiring 31 .

第1配線31は、金属膜と透明導電性膜のいずれかを含む。第1配線31は、透明電極とすることが出来る。第1配線31は、積層膜でもよい。例えば、第2配線34側が発光方向である場合は、第1配線31に金属膜を用いて、第1配線31が反射板としての機能を兼ね備えてもよい。 The first wiring 31 includes either a metal film or a transparent conductive film. The first wiring 31 can be a transparent electrode. The first wiring 31 may be a laminated film. For example, when the second wiring 34 side is the direction of light emission, a metal film may be used for the first wiring 31 so that the first wiring 31 also functions as a reflector.

第1配線31は、図2及び図3に示すように並んだ複数の発光素子を電気的に接続することが出来る場合がある。LEDシート30がアクティブマトリクス型である場合は、第1配線31と第2配線34のどちらか一方が発光する発光素子を選択する駆動素子と接続される。LEDシート30がアクティブマトリクス型である場合、駆動素子と接続しない第1配線と第2配線のどちらか一方は、ライン状、メッシュ状、又は、膜状の導電体であって、複数の発光素子がライン状、メッシュ状、又は、膜状の導電体で電気的に接続している。
第1配線31の形態には、発光素子の電極となる形態、駆動素子と接続する配線である形態や駆動素子の電極である形態などが含まれる。
In some cases, the first wiring 31 can electrically connect a plurality of light emitting elements arranged as shown in FIGS. When the LED sheet 30 is of the active matrix type, either one of the first wiring 31 and the second wiring 34 is connected to a driving element that selects a light emitting element to emit light. When the LED sheet 30 is of an active matrix type, one of the first wiring and the second wiring that is not connected to the driving element is a line-shaped, mesh-shaped, or film-shaped conductor, and a plurality of light-emitting elements. are electrically connected by a line-shaped, mesh-shaped or film-shaped conductor.
The form of the first wiring 31 includes a form of an electrode of a light emitting element, a form of a wiring connected to a drive element, a form of an electrode of a drive element, and the like.

(第1バッファー層)
第1バッファー層32は、層状化合物を含む。第1バッファー層32は、板形状であることが好ましい。第1バッファー層32は、層状化合物からなる層であることが好ましい。第1バッファー層32は、第1配線31と発光層33の間に配置されている。第1バッファー層32の発光層33を向く面は、第1バッファー層32の第1配線31を向く面とは反対側である。第1バッファー層32の発光層33を向く面の結晶配向性(層状化合物の結晶配向性)が揃っている。第1バッファー層32は、二次元のシート状の層状化合物を複数含む単結晶である。第1バッファー層32の結晶性は、4軸X線回折測定や透過型電子顕微鏡観察によって求められる。
(First buffer layer)
The first buffer layer 32 contains a layered compound. The first buffer layer 32 is preferably plate-shaped. The first buffer layer 32 is preferably a layer made of a layered compound. The first buffer layer 32 is arranged between the first wiring 31 and the light emitting layer 33 . The surface of the first buffer layer 32 facing the light emitting layer 33 is opposite to the surface of the first buffer layer 32 facing the first wiring 31 . The crystal orientation of the surface of the first buffer layer 32 facing the light-emitting layer 33 (the crystal orientation of the layered compound) is uniform. The first buffer layer 32 is a single crystal containing a plurality of two-dimensional sheet-like layered compounds. The crystallinity of the first buffer layer 32 is obtained by 4-axis X-ray diffraction measurement or transmission electron microscope observation.

窒化物半導体層を成長させるために層状化合物に変えて、他にもグラフェンなど二次元層状物質、ハフニウムや合金などの六方晶系金属、セラミックスなどを使用することが出来る場合がある。 In some cases, two-dimensional layered materials such as graphene, hexagonal metals such as hafnium and alloys, and ceramics can be used instead of layered compounds for growing nitride semiconductor layers.

層状化合物は、第1バッファー層32の面方向に広がる2次元のシート状である。層状化合物としては、金属カルコゲナイドが好ましい。グラフェンも層状化合物であるが、グラフェンは、格子定数を発光層33に合わせて変更することが出来ない。金属カルコゲナイドであると、金属及びカルコゲン元素の選択とその比率によって、層状化合物の格子定数を制御することが出来る。 The layered compound is in the form of a two-dimensional sheet extending in the surface direction of the first buffer layer 32 . A metal chalcogenide is preferable as the layered compound. Graphene is also a layered compound, but the lattice constant of graphene cannot be changed to match the light-emitting layer 33 . When it is a metal chalcogenide, the lattice constant of the layered compound can be controlled by the selection and ratio of the metal and chalcogen elements.

層状化合物としては、MSeαβTeγδで表される金属カルコゲナイドが好ましい。金属カルコゲナイドに含まれる金属であるMは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pt、Au、Cu、Ag、Mn、Fe、Co、Ni、Pb及びBiからなる群より選ばれる1種以上である。α、β及びγは、0.0≦α≦2.0、0.0≦β≦2.0、0.0≦γ≦2.0、0.0≦δ≦2.0及び1.0≦α+β+γ+δ≦2.0を満たすことが好ましい。さらに、α、β及びγは、0.0≦α≦2.0、0.0≦β≦2.0、0.0≦γ≦2.0、0.0≦δ≦2.0、0.0<α+β+γ及び1.0≦α+β+γ+δ≦2.0を満たすことが好ましい。金属カルコゲナイドに含まれる金属であるMは、Mo、W及びCrからなる群より選ばれる1種以上を少なくとも含むことが好ましい。金属カルコゲナイドの元素の選択及び比率は、エピタキシャル成長させる発光層33に応じて変更される。 As the layered compound, a metal chalcogenide represented by MSe α S β Te γ O δ is preferable. M, which is a metal contained in the metal chalcogenide, is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, Pt, Au, Cu, Ag, Mn , Fe, Co, Ni, Pb and Bi. α, β and γ are 0.0≦α≦2.0, 0.0≦β≦2.0, 0.0≦γ≦2.0, 0.0≦δ≦2.0 and 1.0 It is preferable to satisfy ≦α+β+γ+δ≦2.0. Furthermore, α, β and γ are 0.0≦α≦2.0, 0.0≦β≦2.0, 0.0≦γ≦2.0, 0.0≦δ≦2.0, 0 .0<α+β+γ and 1.0≦α+β+γ+δ≦2.0 are preferably satisfied. The metal M contained in the metal chalcogenide preferably contains at least one selected from the group consisting of Mo, W and Cr. The selection and ratio of elements of the metal chalcogenide are changed according to the light emitting layer 33 to be epitaxially grown.

第1バッファー層32(柱状物)の直径(D)が0.1μm以上200μm以下の範囲であることが好ましい。この範囲であると、表示装置として好適な光源の大きさとなる。また、照明装置として好適な光源の大きさとする場合には、第1バッファー層32(柱状物)の直径(D)が5μm以上200μm以下の範囲であることが好ましい。第1バッファー層32の直径は、発光素子の積層方向に対して垂直方向の断面において、各第1バッファー層32の内接円直径と外接円直径を求める。求めた内接円直径と外接円直径の平均値を各第1バッファー層の直径とする。第1バッファー層32と発光層33が積層した柱状物の直径は、第1バッファー層32の直径に依存する。表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、第1バッファー層32(柱状物)の直径は、1μm以上200μm以下であることが好ましい。第1バッファー層32の断面積や直径は、要求される輝度等に応じて変更されることが好ましい。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、第1バッファー層32(柱状物)の直径は、5μm以上200μm以下であることが好ましい。 The diameter (D 1 ) of the first buffer layer 32 (columnar object) is preferably in the range of 0.1 μm or more and 200 μm or less. Within this range, the size of the light source is suitable for a display device. Moreover, when the size of the light source is suitable for the lighting device, the diameter (D 1 ) of the first buffer layer 32 (columnar object) is preferably in the range of 5 μm or more and 200 μm or less. For the diameter of the first buffer layer 32, the diameter of the inscribed circle and the diameter of the circumscribed circle of each first buffer layer 32 are obtained in a cross section perpendicular to the stacking direction of the light emitting device. The average value of the obtained inscribed circle diameter and circumscribed circle diameter is taken as the diameter of each first buffer layer. The diameter of the pillars in which the first buffer layer 32 and the light-emitting layer 33 are laminated depends on the diameter of the first buffer layer 32 . When the size of the light source is suitable for a display device, the diameter of the first buffer layer 32 (columnar object) is preferably 1 μm or more and 200 μm or less. It is preferable that the cross-sectional area and diameter of the first buffer layer 32 be changed according to the required brightness and the like. When the size of the light source is suitable for the illumination device, the diameter of the first buffer layer 32 (columnar object) is preferably 5 μm or more and 200 μm or less.

第1バッファー層32の板形状(断面形状)は、円盤形や三角柱形、六角柱形などの多角柱形であることが多いが、板状であれば何でもよい。隣り合う第1バッファー層32の形状は異なっていてもよい。 The plate shape (cross-sectional shape) of the first buffer layer 32 is often a disk shape, a polygonal prism shape such as a triangular prism shape, or a hexagonal prism shape, but any plate shape may be used. Adjacent first buffer layers 32 may have different shapes.

モバイル型、室内用などの近接して視する表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の第1バッファー層32(柱状物)の中心間の最短距離(D)が0.5μm以上500μm以下であることが好ましい。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の第1バッファー層32(柱状物)の中心間の最短距離(D)が1μm以上1000μm以下であることが好ましい。複数の発光素子がLEDシート30に含まれる。複数の発光素子は、それぞれ離間しており、複数の発光素子の間には、ギャップがある。複数の発光素子の第1バッファー層32の中心間の最短距離は、次のように求める。まず、1つの発光素子の第1バッファー層32の中心点と周りにある複数の発光素子の第1バッファー層32の中心点を求める。そして、1つの発光素子の第1バッファー層32の中心点とその発光素子の外周にある複数の発光素子の第1バッファー層32の中心点との距離のうち最短のものを複数の発光素子の第1バッファー層32の中心間の最短距離とする。発光素子の第1バッファー層32の中心点は、第1バッファー層32の外接円の中心とする。近接して視する表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の第1バッファー層32(柱状物)の中心間の最短距離は、5μm以上300μm以下や、0.5μm以上3μm以下であることがより好ましい。複数の発光素子の第1バッファー層32の中心間の最短距離は、製品のピクセル数等に応じて変更される。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の第1バッファー層32(柱状物)の中心間の最短距離は、50μm以上2000μm以下や、用途によっては300μm以上2000μm以下であることがより好ましい。 When the size of the light source is suitable for a mobile type, indoor display device, etc., which is viewed closely, the shortest distance (D 2 ) between the centers of the first buffer layers 32 (pillars) of the plurality of light emitting elements is It is preferably 0.5 μm or more and 500 μm or less. When the size of the light source is suitable for a lighting device, the shortest distance (D 2 ) between the centers of the first buffer layers 32 (pillars) of the plurality of light emitting elements is preferably 1 μm or more and 1000 μm or less. A plurality of light emitting elements are included in the LED sheet 30 . The plurality of light emitting elements are separated from each other, and there are gaps between the plurality of light emitting elements. The shortest distance between the centers of the first buffer layers 32 of the plurality of light emitting elements is obtained as follows. First, the center point of the first buffer layer 32 of one light emitting element and the center points of the first buffer layers 32 of a plurality of surrounding light emitting elements are obtained. Then, among the distances between the center point of the first buffer layer 32 of one light emitting element and the center points of the first buffer layers 32 of the plurality of light emitting elements around the periphery of the light emitting element, the shortest distance is selected from the plurality of light emitting elements. It is the shortest distance between the centers of the first buffer layer 32 . The center point of the first buffer layer 32 of the light emitting device is the center of the circumscribed circle of the first buffer layer 32 . When the size of the light source is suitable for a display device viewed from close, the shortest distance between the centers of the first buffer layers 32 (columnar objects) of the plurality of light emitting elements is 5 μm or more and 300 μm or less, or 0.5 μm or more. It is more preferably 3 μm or less. The shortest distance between the centers of the first buffer layers 32 of the plurality of light emitting elements is changed according to the number of pixels of the product and the like. When the size of the light source is suitable for a lighting device, the shortest distance between the centers of the first buffer layers 32 (pillars) of the plurality of light emitting elements is 50 μm or more and 2000 μm or less, or 300 μm or more and 2000 μm or less depending on the application. is more preferable.

第1バッファー層32の厚さは、特に限定されない。第1バッファー層32の厚さは、例えば、10nm以上30nm以下である。第1バッファー層32の厚さのばらつきは、少ない方が良い。 The thickness of the first buffer layer 32 is not particularly limited. The thickness of the first buffer layer 32 is, for example, 10 nm or more and 30 nm or less. Variation in the thickness of the first buffer layer 32 is preferably as small as possible.

第1バッファー層32と発光層33は、ヘテロエピタキシャル関係にある。
発光素子の積層方向が、金属カルコゲナイドの六方晶系c軸と並行にある。発光素子の積層方向に対して垂直方向の金属カルコゲナイドは、六方晶系a,b軸と並行である。金属カルコゲナイドの基板面と並行の方位は基板面から垂直に見てランダムで特に限定されない。
The first buffer layer 32 and the light emitting layer 33 have a heteroepitaxial relationship.
The stacking direction of the light-emitting element is parallel to the hexagonal c-axis of the metal chalcogenide. The metal chalcogenide in the direction perpendicular to the stacking direction of the light-emitting element is parallel to the hexagonal crystal system a and b axes. The orientation of the metal chalcogenide parallel to the substrate surface is random when viewed vertically from the substrate surface and is not particularly limited.

金属カルコゲナイドは、元素の選択により格子定数を任意に変えることができるため、金属カルコゲナイドの組成を変えることで、エピタキシャル成長させる単結晶層の格子定数と金属カルコゲナイドの格子定数を合わせることができる。つまり、エピタキシャル成長させる単結晶層及び成長させたい結晶方位に応じて、金属カルコゲナイドの組成を変えることで、例えば、GaN、InN、AlNなどエピタキシャル成長用などに適した基材を用意することができる。これら六方晶系窒化物においては、成長させる面方位は0001方向である。 The lattice constant of the metal chalcogenide can be arbitrarily changed by selecting the element. Therefore, by changing the composition of the metal chalcogenide, the lattice constant of the epitaxially grown single crystal layer and the lattice constant of the metal chalcogenide can be matched. In other words, by changing the composition of the metal chalcogenide according to the single crystal layer to be epitaxially grown and the crystal orientation to be grown, it is possible to prepare a substrate suitable for epitaxial growth such as GaN, InN, and AlN. In these hexagonal nitrides, the plane orientation to be grown is the 0001 direction.

第1バッファー層32の面内格子定数と複数の層が積層した発光層33のうち最も第1バッファー層32側に存在する層の面内格子定数の差(=([第1バッファー層32の面内格子定数]-[発光層33のうち最も第1バッファー層32側に存在する層の面内格子定数]/[第1バッファー層32の面内格子定数])が±1%以内の範囲内であることが好ましい。格子定数の差が大きいと、エピタキシャル成長しにくく、ずれが大きいとエピタキシャル成長しないか、結晶欠陥が生じやすくなる。そこで、第1バッファー層32の面内格子定数と複数の層が積層した発光層33のうち最も第1バッファー層32側に存在する層の面内格子定数の差は、±0.5%以内であることがより好ましい。格子定数は、4軸X線回折測定によって求められる。もしくは、第1バッファー層32を構成する金属カルコゲナイドの組成比でおおむね決定される。例えば、面方位が(0001)のエピタキシャルGaNウエハの成長用としては、金属カルコゲナイドにMoS1.6Se0.4を用いる。すると、GaNのa軸長3.189Åと金属カルコゲナイドのa軸長3.189Åの誤差が0.0%となりGaNのエピタキシャル成長に好適である。 The difference between the in-plane lattice constant of the first buffer layer 32 and the in-plane lattice constant of the layer closest to the first buffer layer 32 among the light-emitting layers 33 in which a plurality of layers are stacked (=([of the first buffer layer 32 In-plane lattice constant]−[In-plane lattice constant of the layer closest to the first buffer layer 32 in the light-emitting layer 33]/[In-plane lattice constant of the first buffer layer 32]) is within ±1%. If the lattice constant difference is large, epitaxial growth is difficult, and if the difference is large, epitaxial growth will not occur or crystal defects will easily occur.Therefore, the in-plane lattice constant of the first buffer layer 32 and the plurality of layers The difference in the in-plane lattice constant of the layer closest to the first buffer layer 32 among the laminated light emitting layers 33 is more preferably within ±0.5%.The lattice constant is determined by 4-axis X-ray diffraction Alternatively, it is roughly determined by the composition ratio of the metal chalcogenide that constitutes the first buffer layer 32. For example, for the growth of an epitaxial GaN wafer with a plane orientation of (0001), MoS1.6Se0 is added to the metal chalcogenide. Then, the error between the a-axis length of GaN of 3.189 Å and the a-axis length of metal chalcogenide of 3.189 Å is 0.0%, which is suitable for epitaxial growth of GaN.

第1バッファー層32の発光層33と直接的に接している二次元シート状の金属カルコゲナイドは、複数の二次元シート状の金属カルコゲナイドで構成されている場合がある。このとき、第1バッファー層32の発光層33と直接的に接している面において、複数の二次元シート状の金属カルコゲナイドの結晶配向性が揃うように配列されている。複数の二次元シート状の金属カルコゲナイドは重なっていても問題はないし、段差があってもよい。作製時に用いる基板との剥離の際に、第1バッファー層32の発光層33と直接的に接している面が1枚の二次元シートの金属カルコゲナイドではなくても、複数枚の二次元シートの金属カルコゲナイドの結晶配向性が揃っていれば、第1バッファー層32上に発光層33のエピタキシャル成長が可能である。完璧な1枚のシート状物でなくともエピタキシャル成長が可能であることから、基板上に第1バッファー層32が複数配置された部材を安価に作製することができる。そして、その基板を用いてLEDシート30を作製することで、LEDシート30の作製費用を抑えることができる。 The two-dimensional sheet-like metal chalcogenide in direct contact with the light-emitting layer 33 of the first buffer layer 32 may be composed of a plurality of two-dimensional sheet-like metal chalcogenides. At this time, on the surface of the first buffer layer 32 that is in direct contact with the light-emitting layer 33 , the plurality of two-dimensional sheet-like metal chalcogenides are arranged so that their crystal orientations are aligned. A plurality of two-dimensional sheet-shaped metal chalcogenides may overlap each other without any problem, and may have steps. Even if the surface of the first buffer layer 32 that is in direct contact with the light-emitting layer 33 is not a single two-dimensional sheet of metal chalcogenide when it is separated from the substrate used for fabrication, a plurality of two-dimensional sheets may be used. Epitaxial growth of the light-emitting layer 33 on the first buffer layer 32 is possible if the crystal orientation of the metal chalcogenide is uniform. Since epitaxial growth is possible even if it is not a perfect sheet, a member having a plurality of first buffer layers 32 arranged on a substrate can be produced at low cost. By using the substrate to manufacture the LED sheet 30, the manufacturing cost of the LED sheet 30 can be suppressed.

(発光層)
発光層33は、第1バッファー層32と第2配線34との間に配置された発光ダイオードである。発光層33は、第1バッファー層32と直接的に接し、第2配線34と直接的に接している。発光層33が第2配線34と直接的に接した面は、第1バッファー層32と直接的に接した面とは反対側である。
(Light emitting layer)
The light emitting layer 33 is a light emitting diode arranged between the first buffer layer 32 and the second wiring 34 . The light emitting layer 33 is in direct contact with the first buffer layer 32 and in direct contact with the second wiring 34 . The surface of the light-emitting layer 33 in direct contact with the second wiring 34 is opposite to the surface in direct contact with the first buffer layer 32 .

発光層33は、第1導電型半導体層(化合物半導体層)、活性層及び第2導電型半導体層(化合物半導体層)を含む。発光層33は、六方晶系の窒化物半導体層を含む。発光層33は、六方晶系の窒化物半導体層が複数積層していることが好ましい。発光層33の複数層は、ヘテロエピタキシャル関係であることが好ましい。すなわち発光効率を向上させる量子井戸構造などが含まれる。窒化物半導体層は、GaN、InN、AlN、並びに、GaN、InN及びAlNからなる群より選ばれる2種以上の混合組成物の単結晶層であることが好ましい。これら混合組成比によって窒化物半導体層の面内格子定数が3.111Åから3.532Åまで幅がある。製膜時の熱膨張係数差や成長速度などを考慮して、金属カルコゲナイドの組成比を若干前後させてもよい。 The light emitting layer 33 includes a first conductivity type semiconductor layer (compound semiconductor layer), an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer (compound semiconductor layer). The light emitting layer 33 includes a hexagonal nitride semiconductor layer. It is preferable that the light-emitting layer 33 is formed by laminating a plurality of hexagonal nitride semiconductor layers. The multiple layers of light emitting layer 33 are preferably in a heteroepitaxial relationship. In other words, it includes a quantum well structure that improves luminous efficiency. The nitride semiconductor layer is preferably a single crystal layer of GaN, InN, AlN, and a mixed composition of two or more selected from the group consisting of GaN, InN and AlN. The in-plane lattice constant of the nitride semiconductor layer varies from 3.111 Å to 3.532 Å depending on these mixed composition ratios. The composition ratio of the metal chalcogenide may be changed slightly in consideration of the difference in thermal expansion coefficients and the growth rate during film formation.

発光層33に用いられる化合物半導体(活性層を含む)としては、GaN、InN、AlN、並びに、GaN、InN及びAlNからなる群より選ばれる2種以上の混合組成物の他に、GaAs等の砒素系化合物半導体やInGaAlP等のリン系化合物半導体が挙げられる。砒素系化合物半導体やリン系化合物半導体も窒化物半導体と同様に第1バッファー層32との面内格子定数を合わせることができる。砒素系化合物半導体やリン系化合物半導体は、第1バッファー層32から発光層33として好適に成長することができる。つまり、第1導電型の半導体層、活性層及び第2導電型の半導体層は、窒化物半導体、砒素系化合物半導体及びリン系化合物半導体からなる群より選ばれる1種以上を含む半導体層である。 Compound semiconductors (including an active layer) used for the light emitting layer 33 include GaN, InN, AlN, and mixed compositions of two or more selected from the group consisting of GaN, InN, and AlN, as well as GaAs and the like. Phosphorus-based compound semiconductors such as arsenic-based compound semiconductors and InGaAlP can be used. An arsenic-based compound semiconductor and a phosphorus-based compound semiconductor can also match the in-plane lattice constant with the first buffer layer 32 in the same manner as the nitride semiconductor. An arsenic-based compound semiconductor or a phosphorus-based compound semiconductor can suitably grow from the first buffer layer 32 as the light-emitting layer 33 . That is, the semiconductor layer of the first conductivity type, the active layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type are semiconductor layers containing one or more selected from the group consisting of nitride semiconductors, arsenic-based compound semiconductors, and phosphorus-based compound semiconductors. .

発光層33が青色発光ダイオードである場合は、発光層33は、例えば、第1導電型のGaN、第1導電型のAlGaN、InGaN、第2導電型のAlGaNと第2導電型のGaNが積層した構造を有する。この場合、第1バッファー層32の面内格子定数は、GaNに合わせる。前述の通り、金属カルコゲナイドにMoS1.6Se0.4を用いることで、金属カルコゲナイドとGaNの格子定数がマッチングする。 When the light-emitting layer 33 is a blue light-emitting diode, the light-emitting layer 33 is a laminate of, for example, first conductivity type GaN, first conductivity type AlGaN, InGaN, second conductivity type AlGaN, and second conductivity type GaN. It has a structure that In this case, the in-plane lattice constant of the first buffer layer 32 is matched to GaN. As described above, by using MoS 1.6 Se 0.4 as the metal chalcogenide, the lattice constants of the metal chalcogenide and GaN are matched.

発光層33(柱状物)の直径(D)が0.1μm以上200μm以下の範囲であることが好ましい。この範囲であると、表示装置として好適な光源の大きさとなる。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、発光層33(柱状物)の直径(D)が50μm以上3000μm以下の範囲であることが好ましい。発光層33の直径は、発光素子の積層方向に対して垂直方向の断面において、発光層33の内接円直径と外接円直径を求める。求めた内接円直径と外接円直径の平均値を各発光層33の直径とする。第1バッファー層32と発光層33が積層した柱状物の直径は、第1バッファー層32の直径に影響を受ける。表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、発光層33(柱状物)の直径は、1μm以上200μm以下であることが好ましい。発光層33の断面積や直径は、要求される輝度等に応じて変更されることが好ましい。例えば、照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、発光層33(柱状物)の直径は、50μm以上3000μm以下であることが好ましい。 The diameter (D 3 ) of the light-emitting layer 33 (columnar object) is preferably in the range of 0.1 μm or more and 200 μm or less. Within this range, the size of the light source is suitable for a display device. When the size of the light source is suitable for a lighting device, the diameter (D 3 ) of the light emitting layer 33 (columnar object) is preferably in the range of 50 μm or more and 3000 μm or less. For the diameter of the light emitting layer 33, the diameter of the inscribed circle and the diameter of the circumscribed circle of the light emitting layer 33 are obtained in a cross section perpendicular to the stacking direction of the light emitting element. The average value of the obtained inscribed circle diameter and circumscribed circle diameter is taken as the diameter of each light emitting layer 33 . The diameter of the pillars in which the first buffer layer 32 and the light-emitting layer 33 are laminated is affected by the diameter of the first buffer layer 32 . When the size of the light source is suitable for a display device, the diameter of the light emitting layer 33 (columnar object) is preferably 1 μm or more and 200 μm or less. The cross-sectional area and diameter of the light-emitting layer 33 are preferably changed according to the required luminance and the like. For example, when the size of the light source is suitable for a lighting device, the diameter of the light emitting layer 33 (columnar object) is preferably 50 μm or more and 3000 μm or less.

発光層33の断面形状は、円盤形や三角柱形、六角柱形などの多角柱形であることが多いが、特に限定されない。隣り合う発光層33の形状は異なっていてもよい。 The cross-sectional shape of the light-emitting layer 33 is often a disk shape, a polygonal prism shape such as a triangular prism shape, or a hexagonal prism shape, but is not particularly limited. Adjacent light-emitting layers 33 may have different shapes.

表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離(D)が0.5μm以上500μm以下であることが好ましい。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離(D)が1μm以上1000μm以下であることが好ましい。複数の発光素子がLEDシート30に含まれる。複数の発光素子は、それぞれ離間しており、複数の発光素子の間には、ギャップがある。複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離は、次のように求める。まず、1つの発光素子の発光層33の中心点と周りにある複数の発光素子の発光層33の中心点を求める。そして、1つの発光素子の発光層33の中心点とその発光素子の外周にある複数の発光素子の発光層33の中心点との距離のうち最短のものを複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離とする。発光素子の発光層33の中心点は、発光層33の外接円の中心とする。表示装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離は、5μm以上300μm以下や30μm以上3μm以下であることがより好ましい。複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離は、製品のピクセル数等に応じて変更される。照明装置として好適な光源の大きさとする場合は、複数の発光素子の発光層33の中心間の最短距離は、50μm以上300μm以下や300μm以上2000μm以下であることがより好ましい。 When the size of the light source is suitable for a display device, the shortest distance (D 4 ) between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is preferably 0.5 μm or more and 500 μm or less. When the size of the light source is suitable for a lighting device, the shortest distance (D 4 ) between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is preferably 1 μm or more and 1000 μm or less. A plurality of light emitting elements are included in the LED sheet 30 . The plurality of light emitting elements are separated from each other, and there are gaps between the plurality of light emitting elements. The shortest distance between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is obtained as follows. First, the center point of the light emitting layer 33 of one light emitting element and the center points of the light emitting layers 33 of a plurality of surrounding light emitting elements are obtained. Then, among the distances between the center point of the light emitting layer 33 of one light emitting element and the center points of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements around the light emitting element, the shortest distance is the distance of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements. The shortest distance between centers. The center point of the light-emitting layer 33 of the light-emitting element is the center of the circumscribed circle of the light-emitting layer 33 . When the size of the light source is suitable for a display device, the shortest distance between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is more preferably 5 μm or more and 300 μm or less, or 30 μm or more and 3 μm or less. The shortest distance between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is changed according to the number of pixels of the product and the like. When the size of the light source is suitable for a lighting device, the shortest distance between the centers of the light emitting layers 33 of the plurality of light emitting elements is more preferably 50 μm to 300 μm or 300 μm to 2000 μm.

(第2配線)
第2配線34は、発光層33と直接的に接した導電体である。第2配線34は、各発光素子の電極である。LEDシート30に含まれる複数の発光素子は、第2配線34を介して電気的に接続していることが好ましい。第2配線34は、金属膜と透明導電性膜のいずれかを含む。第2配線34は、透明電極とすることが出来る。第2配線34は、積層膜でもよい。
例えば、第1配線31側が発光方向である場合は、第2配線34に金属膜を用いて、第2配線34が反射板としての機能を兼ね備えてもよい。
(second wiring)
The second wiring 34 is a conductor in direct contact with the light emitting layer 33 . The second wiring 34 is an electrode of each light emitting element. It is preferable that the plurality of light emitting elements included in the LED sheet 30 are electrically connected via the second wiring 34 . The second wiring 34 includes either a metal film or a transparent conductive film. The second wiring 34 can be a transparent electrode. The second wiring 34 may be a laminated film.
For example, when the first wiring 31 side is the direction of light emission, a metal film may be used for the second wiring 34 so that the second wiring 34 also functions as a reflector.

第2配線34の形態には、発光素子の電極となる形態、駆動素子と接続する配線である形態や駆動素子の電極である形態などが含まれる。 The form of the second wiring 34 includes a form of an electrode of a light emitting element, a form of a wiring connected to a drive element, a form of an electrode of a drive element, and the like.

(絶縁層)
絶縁層35は、複数の発光素子の間に配置されている。絶縁層35は、発光素子を保持し、LEDシート30の基体となることが好ましい。絶縁層35は、ポリマーを含む絶縁性の材料で構成されている。絶縁層35の発光素子を向く面は、発光素子の絶縁層35を向く面(発光素子の側面)の少なくとも一部と直接的に接している。絶縁層35の発光素子を向く面は、発光素子の積層方向に対して垂直方向を含む。絶縁層35は、第1バッファー層32、発光層33、又は、第1バッファー層32及び発光層33の側面と直接的に接している。
(insulating layer)
The insulating layer 35 is arranged between the plurality of light emitting elements. The insulating layer 35 preferably holds the light emitting elements and serves as the base of the LED sheet 30 . The insulating layer 35 is made of an insulating material containing polymer. The surface of the insulating layer 35 facing the light emitting element is in direct contact with at least part of the surface of the light emitting element facing the insulating layer 35 (side surface of the light emitting element). The surface of the insulating layer 35 facing the light emitting element includes a direction perpendicular to the stacking direction of the light emitting element. The insulating layer 35 is in direct contact with the side surfaces of the first buffer layer 32 and the light emitting layer 33 or the first buffer layer 32 and the light emitting layer 33 .

絶縁層35は、柱状に成長した発光層33間に充填され、シート状に広がっている。絶縁層35は、ポリマースペーサーである。絶縁層35の膜厚は、第1バッファー層32と、第1バッファー層32の上に成長した発光層33を覆う程度であり、具体的には、おおむね2μmから5μm程度である。絶縁層35は発光層33間を絶縁するほかに、製品としての発光素子シート、ディスプレイシートのフレキシブル性を担う部分であり、強度や加工性を基準に材質を選択することが好ましい。 The insulating layer 35 is filled between the light emitting layers 33 grown in a columnar shape and spreads like a sheet. The insulating layer 35 is a polymer spacer. The film thickness of the insulating layer 35 is such that it covers the first buffer layer 32 and the light-emitting layer 33 grown on the first buffer layer 32, specifically, it is approximately 2 μm to 5 μm. The insulating layer 35 provides insulation between the light-emitting layers 33 and is also responsible for the flexibility of the light-emitting element sheet and display sheet as products, and the material is preferably selected based on strength and workability.

絶縁層35としては、有色もしくは無色なポリマーを利用することが出来る。光吸収損失低減の観点から、無色透明なものがより望ましい。絶縁層35として利用可能なポリマーとしては、例えば、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。 A colored or colorless polymer can be used as the insulating layer 35 . From the viewpoint of reducing light absorption loss, colorless and transparent materials are more desirable. Examples of polymers that can be used as the insulating layer 35 include fluorine resin, epoxy resin, and silicone resin.

絶縁層35として、例えば、フッ素系樹脂、透明樹脂、透明ポリマーなどがダイオードを含む複数の発光層の間に少なくとも充填されている。具体的には、発光層33の側面の少なくとも一部を被覆して、複数の発光層33同士が直接的に接しないように複数の発光層の間に少なくとも充填されている。より具体的には、発光層33の側面の一部にも第1配線31や第2配線34が形成されている場合は、第1配線31や第2配線34の外周側面にも絶縁層35が形成されている場合がある。より具体的には、発光層33の上端面である発光層33が第1配線31と接した面や下端面である発光層33が第2配線34と接した面には絶縁層35が形成されていないことが好ましい。より具体的には、絶縁層35は、第1配線31や第2配線34の側面の一部を被覆する場合があるが、第1配線31の発光層33を向く面とは反対側の面と第2配線34の発光層33を向く面とは反対側の面には、絶縁層35は形成されていないことが好ましい。 As the insulating layer 35, for example, fluorine-based resin, transparent resin, transparent polymer, or the like is filled at least between a plurality of light emitting layers including diodes. Specifically, it covers at least part of the side surface of the light emitting layer 33 and fills at least between the plurality of light emitting layers so that the plurality of light emitting layers 33 are not in direct contact with each other. More specifically, when the first wiring 31 and the second wiring 34 are also formed on part of the side surface of the light emitting layer 33 , the insulating layer 35 is also formed on the outer peripheral side surface of the first wiring 31 and the second wiring 34 . is sometimes formed. More specifically, the insulating layer 35 is formed on the surface where the light-emitting layer 33 which is the upper end surface of the light-emitting layer 33 contacts the first wiring 31 and the surface where the light-emitting layer 33 which is the lower end surface contacts the second wiring 34 . preferably not. More specifically, the insulating layer 35 may partially cover the side surfaces of the first wiring 31 and the second wiring 34 , but the surface of the first wiring 31 opposite to the surface facing the light emitting layer 33 may be covered. It is preferable that the insulating layer 35 is not formed on the surface of the second wiring 34 opposite to the surface facing the light emitting layer 33 .

絶縁層35は、発光層33と接する。そして、表示装置として好適な光源とする場合は、発光層33から発光した光が絶縁層35と接した面で全反射すると画素の混色を防ぐことができる。発光素子33を細密に配置させた際に発光素子の間隔が狭くなり画素間の混色が発生しやすい条件となるが、発光層33と絶縁層35の屈折率差が大きくなるような材料を絶縁層35として選択することで、画素間の混色を防ぐことが出来る。例えば、発光層33がGaNである場合、発光層33の屈折率nは、およそ3.0、詳細には2.4~2.5であり、他の窒化物半導体層と同様の数値、詳細にはおよそ1.9~2.9と近しい数値である。発光層33の屈折率が2.4~2.5前後であることを考慮すると、絶縁層35は、発光層3の屈折率nよりも小さい材料を選択することが好ましい。具体的な屈折率を挙げると、絶縁層35の屈折率nは、2.5未満であり、1.9未満であることが好ましく、1.5未満であることがより好ましい。絶縁層35として屈折率が1.3程度のフッ素樹脂を用いると、絶縁層35と発光層33の屈折率差が非常に大きく、画素間の混色を防ぎ、さらに、LEDシート30の発光強度が高くなる点で非常に好ましい。 The insulating layer 35 is in contact with the light emitting layer 33 . In the case of a light source suitable for a display device, the light emitted from the light emitting layer 33 is totally reflected by the surface in contact with the insulating layer 35, thereby preventing color mixture in the pixels. When the light-emitting elements 33 are closely arranged, the distance between the light-emitting elements becomes narrow, and color mixture between pixels is likely to occur. By selecting it as the layer 35, it is possible to prevent color mixture between pixels. For example, when the light-emitting layer 33 is GaN, the refractive index n3 of the light-emitting layer 33 is about 3.0, specifically 2.4 to 2.5, which is similar to other nitride semiconductor layers. In detail, it is a numerical value close to about 1.9 to 2.9. Considering that the light-emitting layer 33 has a refractive index of about 2.4 to 2.5, it is preferable to select a material for the insulating layer 35 having a refractive index smaller than n3 of the light-emitting layer 3 . Specifically, the refractive index n5 of the insulating layer 35 is less than 2.5 , preferably less than 1.9, and more preferably less than 1.5. When a fluororesin having a refractive index of about 1.3 is used as the insulating layer 35, the difference in refractive index between the insulating layer 35 and the light emitting layer 33 is very large, preventing color mixture between pixels and increasing the light emission intensity of the LED sheet 30. Very favorable in terms of heightening.

(発光部120)
図4は、変形例に係る発光部120の模式断面図である。
図4に示す発光部120は、上述した発光部20に蛍光体シート40、50をさらに設けた構成を有する。蛍光体シート40、50は、LEDシート30の発光方向に設けることができる。例えば、図4に示すように、第2配線34側が発光方向である場合は、第2配線34側に蛍光体シート40、50を設けることができる。なお、第1配線31側が発光方向である場合は、第1配線31側に蛍光体シート40、50を設けることができる。また、蛍光体シート40が、LEDシート30と蛍光体シート50との間に設けられる場合を例示したが、蛍光体シート50が、LEDシート30と蛍光体シート40との間に設けられてもよい。
(Light emitting unit 120)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a light emitting section 120 according to a modification.
A light-emitting portion 120 shown in FIG. 4 has a configuration in which phosphor sheets 40 and 50 are further provided in the above-described light-emitting portion 20 . The phosphor sheets 40 and 50 can be provided in the direction in which the LED sheet 30 emits light. For example, as shown in FIG. 4, when the second wiring 34 side is the direction of light emission, phosphor sheets 40 and 50 can be provided on the second wiring 34 side. In addition, when the first wiring 31 side is the light emission direction, the phosphor sheets 40 and 50 can be provided on the first wiring 31 side. Also, the case where the phosphor sheet 40 is provided between the LED sheet 30 and the phosphor sheet 50 is illustrated, but the phosphor sheet 50 may be provided between the LED sheet 30 and the phosphor sheet 40. good.

蛍光体シート40は、複数の蛍光層41と、複数の蛍光層41の間に配置された保持層42を含む。
蛍光層41は、任意の発光層33と対峙させて設けることができる。蛍光層41の直径は特に限定はないが、例えば、発光層33の直径と同程度とすることができる。蛍光層41の断面形状は、円盤形や三角柱形、六角柱形などの多角柱形であることが多いが、特に限定されない。隣り合う蛍光層41の形状は異なっていてもよい。蛍光層41は、例えば、赤色蛍光体を含むことができる。例えば、LEDシート30の発光層33が青色の光Bを放射し、蛍光層41に入射した青色の光Bの一部が赤色の光Rに変換されて蛍光層41から放射される。
The phosphor sheet 40 includes a plurality of phosphor layers 41 and a retention layer 42 arranged between the plurality of phosphor layers 41 .
The fluorescent layer 41 can be provided facing any light-emitting layer 33 . Although the diameter of the fluorescent layer 41 is not particularly limited, it can be approximately the same as the diameter of the light emitting layer 33, for example. The cross-sectional shape of the fluorescent layer 41 is often a disk shape, a polygonal prism shape such as a triangular prism shape, or a hexagonal prism shape, but is not particularly limited. Adjacent fluorescent layers 41 may have different shapes. The fluorescent layer 41 can contain, for example, a red phosphor. For example, the light-emitting layer 33 of the LED sheet 30 emits blue light B, and part of the blue light B incident on the phosphor layer 41 is converted into red light R and emitted from the phosphor layer 41 .

保持層42は、複数の蛍光層41の間に配置されている。保持層42は、蛍光層41を保持し、蛍光体シート40の基体となることが好ましい。保持層42は、ポリマーを含む材料で構成されている。保持層42の蛍光層41を向く面は、蛍光層41の保持層42を向く面(蛍光層41の側面)の少なくとも一部と直接的に接している。保持層42の蛍光層41を向く面は、蛍光層41の厚み方向に対して垂直方向を含む。 The retention layer 42 is arranged between the plurality of fluorescent layers 41 . The holding layer 42 preferably holds the phosphor layer 41 and serves as the base of the phosphor sheet 40 . The retention layer 42 is composed of a material containing a polymer. The surface of the retaining layer 42 facing the fluorescent layer 41 is in direct contact with at least part of the surface of the fluorescent layer 41 facing the retaining layer 42 (side surface of the fluorescent layer 41). The surface of the retention layer 42 facing the fluorescent layer 41 includes the direction perpendicular to the thickness direction of the fluorescent layer 41 .

保持層42は、柱状に成長した蛍光層41間に充填され、シート状に広がっている。保持層42は、ポリマースペーサーである。保持層42は、蛍光体シート40のフレキシブル性を担う部分であり、強度や加工性を基準に材質を選択することが好ましい。この場合、光の波長を変換する機能を有する蛍光層41の厚みはある程度厚くする必要があるが、フレキシブル性などを考慮すると。保持層42の厚みは薄くすることが好ましい。そのため、保持層42の厚みは、蛍光層41の厚みよりも薄くすることもできる。 The holding layer 42 is filled between the fluorescent layers 41 grown in a columnar shape and spreads in a sheet shape. Retention layer 42 is a polymer spacer. The holding layer 42 is a part responsible for the flexibility of the phosphor sheet 40, and the material is preferably selected based on strength and workability. In this case, the thickness of the fluorescent layer 41, which has the function of converting the wavelength of light, must be increased to some extent, but considering flexibility and the like. It is preferable to reduce the thickness of the holding layer 42 . Therefore, the thickness of the retention layer 42 can be made thinner than the thickness of the fluorescent layer 41 .

保持層42としては、有色もしくは無色なポリマーを利用することが出来る。光吸収損失低減の観点から、無色透明なものがより望ましい。保持層42として利用可能なポリマーとしては、例えば、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。保持層42として、例えば、フッ素系樹脂、透明樹脂、透明ポリマーなどが複数の蛍光層41の間に少なくとも充填されている。 A colored or colorless polymer can be used as the retention layer 42 . From the viewpoint of reducing light absorption loss, colorless and transparent materials are more desirable. Polymers that can be used as the holding layer 42 include, for example, fluorine resins, epoxy resins, silicone resins, and the like. As the holding layer 42 , for example, fluorine-based resin, transparent resin, transparent polymer, or the like is filled at least between the plurality of fluorescent layers 41 .

蛍光体シート50は、複数の蛍光層51と、複数の蛍光層51の間に配置された保持層52を含む。
蛍光層51は、蛍光層41と対峙しない位置において、任意の発光層33と対峙させて設けることができる。蛍光層51の直径や断面形状は、蛍光層41の直径や断面形状と同様とすることができる。蛍光層51は、例えば、緑色蛍光体を含むことができる。例えば、LEDシート30の発光層33が青色の光Bを放射し、蛍光層51に入射した青色の光Bの一部が緑色の光Gに変換されて蛍光層51から放射される。
The phosphor sheet 50 includes a plurality of phosphor layers 51 and a retention layer 52 arranged between the plurality of phosphor layers 51 .
The fluorescent layer 51 can be provided facing any light-emitting layer 33 at a position not facing the fluorescent layer 41 . The diameter and cross-sectional shape of the fluorescent layer 51 can be the same as the diameter and cross-sectional shape of the fluorescent layer 41 . The fluorescent layer 51 can contain, for example, a green phosphor. For example, the light-emitting layer 33 of the LED sheet 30 emits blue light B, and part of the blue light B incident on the phosphor layer 51 is converted into green light G and emitted from the phosphor layer 51 .

保持層52は、複数の蛍光層51の間に配置されている。保持層52は、蛍光層51を保持し、蛍光体シート50の基体となることが好ましい。保持層52の材料や形態は、保持層42の材料や形態と同様とすることができる。 The retention layer 52 is arranged between the plurality of fluorescent layers 51 . The holding layer 52 preferably holds the phosphor layer 51 and serves as the base of the phosphor sheet 50 . The material and form of the retention layer 52 can be the same as those of the retention layer 42 .

青色の光Bを赤色の光Rに変換する蛍光体シート40と、青色の光Bを緑色の光Gに変換する蛍光体シート50が設けられていれば、青色の光B、赤色の光R、および緑色の光Gを混色させることで、白色の光を照射可能な半導体発光装置1とすることができる。また、青色の光B、赤色の光R、および緑色の光Gの割合を制御することで、種々の色の光を照射可能な半導体発光装置1とすることができる。なお、半導体発光装置1の用途によっては、蛍光体シート40、50を省くこともできるし、蛍光体シート40、50のいずれかを設けることもできるし、青色の光Bを、赤色および緑色以外の色の光に変換する蛍光層を有する蛍光体シートを設けることもできる。 If a phosphor sheet 40 for converting blue light B into red light R and a phosphor sheet 50 for converting blue light B into green light G are provided, blue light B and red light R , and green light G are mixed, the semiconductor light emitting device 1 capable of emitting white light can be obtained. Further, by controlling the proportions of blue light B, red light R, and green light G, the semiconductor light emitting device 1 can emit light of various colors. Depending on the application of the semiconductor light-emitting device 1, the phosphor sheets 40 and 50 can be omitted, or one of the phosphor sheets 40 and 50 can be provided, and the blue light B can be used to emit light other than red and green. A phosphor sheet having a phosphor layer that converts to light of any color may also be provided.

(発光部121)
図5は、変形例に係る発光部121の模式断面図である。
上述した発光部120と同様に、発光部121には、蛍光体シート40、50を設けることができる。上述したように、保持層42の厚みは、蛍光層41の厚みよりも薄くすることができる。また、保持層52の厚みは、蛍光層51の厚みよりも薄くすることができる。この場合、図5に示すように、保持層42から蛍光層41を突出させることができる。保持層52から蛍光層51を突出させることができる。そして、図5に示すように、蛍光体シート40の蛍光層41が突出する側を蛍光体シート50側に向け、蛍光体シート50の蛍光層51が突出する側を蛍光体シート40側に向け、蛍光体シート40と蛍光体シート50を積層すれば、積層方向の寸法を小さくすることができる。すなわち、発光部121の薄型化を図ることができる。また、発光層33と蛍光層41の位置ズレ、発光層33と蛍光層51の位置ズレを抑制することができるので、均質な光を照射可能な発光部121とすることができる。
(Light emitting unit 121)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a light emitting section 121 according to a modification.
Similar to the light emitting section 120 described above, the phosphor sheets 40 and 50 can be provided in the light emitting section 121 . As mentioned above, the thickness of the retention layer 42 can be less than the thickness of the phosphor layer 41 . Also, the thickness of the retention layer 52 can be made thinner than the thickness of the fluorescent layer 51 . In this case, as shown in FIG. 5, the fluorescent layer 41 can protrude from the holding layer 42. FIG. The fluorescent layer 51 can protrude from the retaining layer 52 . Then, as shown in FIG. 5, the side of the phosphor sheet 40 from which the phosphor layer 41 protrudes faces the phosphor sheet 50 side, and the side of the phosphor sheet 50 from which the phosphor layer 51 protrudes faces the phosphor sheet 40 side. By stacking the phosphor sheet 40 and the phosphor sheet 50, the dimension in the stacking direction can be reduced. That is, it is possible to reduce the thickness of the light emitting section 121 . In addition, since positional displacement between the light emitting layer 33 and the fluorescent layer 41 and positional displacement between the light emitting layer 33 and the fluorescent layer 51 can be suppressed, the light emitting section 121 can emit uniform light.

(蛍光体シートの作製)
蛍光体シート50の構成は、蛍光層51の材料が蛍光層41の材料と異なること以外は、蛍光体シート40の構成と同様とすることができる。そのため、以下においては、一例として、蛍光体シート40の作製方法について説明する。
(Production of phosphor sheet)
The configuration of the phosphor sheet 50 can be the same as the configuration of the phosphor sheet 40 except that the material of the phosphor layer 51 is different from the material of the phosphor layer 41 . Therefore, a method for manufacturing the phosphor sheet 40 will be described below as an example.

図6には無配向性基板200上に、バッファー層202の前駆体201を板状に複数形成する工程(第1工程)を示している。無配向性基板200の材料は、ガラス、金属、多結晶体、プラスチック(樹脂)、セラミックス、非晶質など基材全面にわたり一義的に決まる結晶配向がなければ何でもよい。無配向性基板200は、蛍光層41をエピタキシャル成長させる際に、蛍光層41を保持可能なものであれば特に限定されない。無配向性基板200には、高価な単結晶基材を用いる必要はない。また、蛍光層41には、無配向性基板200は含まれない。 FIG. 6 shows a step (first step) of forming a plurality of plate-like precursors 201 of the buffer layer 202 on the non-oriented substrate 200 . The non-oriented substrate 200 may be made of any material such as glass, metal, polycrystal, plastic (resin), ceramics, amorphous, etc., as long as there is no uniquely determined crystal orientation over the entire surface of the substrate. The non-oriented substrate 200 is not particularly limited as long as it can hold the fluorescent layer 41 when the fluorescent layer 41 is epitaxially grown. The non-oriented substrate 200 does not need to use an expensive single crystal substrate. Also, the fluorescent layer 41 does not include the non-oriented substrate 200 .

前駆体201は、例えば、金属膜(又は合金膜)を形成してパターニングすることで形成することができる。前駆体201は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pt、Au、Cu、Ag、Mn、Fe、Co、Ni、Pb及びBiからなる群より選ばれる1種以上の金属又は合金を含む。エピタキシャル成長させる観点から、すべての板状の前駆体201は、同一組成であることが好ましい。前駆体201の材料は、後述するエピタキシャル成長させる蛍光層41の材料に応じて適宜選択することができる。 The precursor 201 can be formed, for example, by forming a metal film (or alloy film) and patterning it. Precursors 201 include Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, Pt, Au, Cu, Ag, Mn, Fe, Co, Ni , Pb and Bi. From the viewpoint of epitaxial growth, all plate-like precursors 201 preferably have the same composition. The material of the precursor 201 can be appropriately selected according to the material of the fluorescent layer 41 to be epitaxially grown, which will be described later.

図7には、前駆体201が設けられた無配向性基板200を加熱する工程(第2工程)を示している。加熱は、Se、S、Te及びO(酸素)からなる群より選ばれる1種以上を含有する雰囲気下で行う。かかる加熱処理によって、無配向性基板200上にバッファー層202が形成される。加熱条件(雰囲気、温度、時間等)は、エピタキシャル成長させる蛍光層41に応じて選択される。すべての板状のバッファー層202は、同一組成であることが好ましい。 FIG. 7 shows the step of heating the non-oriented substrate 200 provided with the precursor 201 (second step). Heating is performed in an atmosphere containing at least one selected from the group consisting of Se, S, Te and O (oxygen). A buffer layer 202 is formed on the non-oriented substrate 200 by such heat treatment. The heating conditions (atmosphere, temperature, time, etc.) are selected according to the fluorescent layer 41 to be epitaxially grown. All plate-like buffer layers 202 preferably have the same composition.

図8には、複数のバッファー層202上に蛍光層41をエピタキシャル成長させて複数の柱状物を形成する工程(第3工程)を示している。柱状物は、1つのバッファー層202と、このバッファー層202上に形成された蛍光層41からなる。バッファー層202の格子定数は、エピタキシャル成長させる蛍光層41の格子定数と合わせているため、バッファー層202上で蛍光層41がエピタキシャル成長する。無配向性基板200上では、成長が起こりにくいため、バッファー層202上で選択的に蛍光層41が成長する。 FIG. 8 shows a step (third step) of epitaxially growing the phosphor layer 41 on the plurality of buffer layers 202 to form a plurality of pillars. The pillar consists of one buffer layer 202 and the fluorescent layer 41 formed on this buffer layer 202 . Since the lattice constant of the buffer layer 202 matches the lattice constant of the fluorescent layer 41 to be epitaxially grown, the fluorescent layer 41 is epitaxially grown on the buffer layer 202 . Since it is difficult to grow on the non-oriented substrate 200 , the fluorescent layer 41 grows selectively on the buffer layer 202 .

エピタキシャル成長させる蛍光層41の材料は、6回対称結晶構造の蛍光体化合物、例えば、Ca3(PO4)2、Sr3(PO4)2、Ba3(PO4)2、ZnS、CdS/ZnS、InP/GaP/ZnS、InP/ZnS、Si-Al-O-N、YO.65GdO.35B03;E3+、Zn2SiO4;Mn2+、(Y,Gd)BO3;Tb3+などとすることができる。 The material of the epitaxially grown phosphor layer 41 is a phosphor compound having a six-fold symmetric crystal structure, such as Ca3(PO4)2, Sr3(PO4)2, Ba3(PO4)2, ZnS, CdS/ZnS, InP/GaP/ZnS. , InP/ZnS, Si—Al—ON, YO.65GdO.35B03; E3+, Zn2SiO4; Mn2+, (Y,Gd)BO3; Tb3+, and the like.

図9には、複数の柱状物の間に保持層42を形成する工程(第4工程)を示している。無配向性基板200上に形成された複数の柱状物の間に、上述したポリマーを充填して保持層42を形成する。保持層42は、ディップ、スプレー、スピンコートするなどにより形成することができる。保持層42は、図9に示すように、柱状物の無配向性基板200側とは反対側の一部が露出してもよいし、柱状物が完全に被覆されるようにしてもよい。必要に応じて、保持層42の厚みを薄くするために、保持層42の一部を除去して、蛍光層41の面を露出させることができる。 FIG. 9 shows a step (fourth step) of forming a holding layer 42 between a plurality of pillars. The retention layer 42 is formed by filling the above-described polymer between the plurality of pillars formed on the non-oriented substrate 200 . The retention layer 42 can be formed by dipping, spraying, spin coating, or the like. As shown in FIG. 9, the holding layer 42 may be partially exposed on the side opposite to the non-oriented substrate 200 side of the pillars, or may completely cover the pillars. If desired, a portion of the retention layer 42 can be removed to expose the surface of the phosphor layer 41 in order to reduce the thickness of the retention layer 42 .

図10には、無配向性基板200を剥離する工程(第5工程)を示している。複数のバッファー層202はファンデルワールス接触によって無配向性基板200に固定されているため、複数のバッファー層202は物理的に容易に無配向性基板200から剥離することができる。複数のバッファー層202と保持層42を無配向性基板200から剥離し、複数のバッファー層202を除去することで、図4の断面図に示す蛍光体シート40が得られる。複数のバッファー層202の除去は、例えば、静電吸着、超音波処理、洗浄、エッチングなどにより行うことができる。 FIG. 10 shows the step of peeling off the non-oriented substrate 200 (fifth step). Since the plurality of buffer layers 202 are fixed to the non-oriented substrate 200 by Van der Waals contact, the plurality of buffer layers 202 can be physically peeled off from the non-oriented substrate 200 easily. By peeling off the plurality of buffer layers 202 and the holding layer 42 from the non-oriented substrate 200 and removing the plurality of buffer layers 202, the phosphor sheet 40 shown in the cross-sectional view of FIG. 4 is obtained. Removal of the plurality of buffer layers 202 can be performed, for example, by electrostatic adsorption, ultrasonic treatment, cleaning, etching, or the like.

(LEDシート130)
図11は、変形例に係るLEDシート130の模式断面図である。
図11に示すLEDシート130は、上述したLEDシート30に、空間36をさらに設けた構成を有する。空間36は、発光層33と発光層33との間において、絶縁層35の内部に設けることができる。空間36は、例えば、複数の発光層33が並ぶ方向に沿って延びるものとすることができる。複数の空間36は互いに接続されてもよいし、空間36の群毎に接続されてもよいし、複数の空間36が互いに分離されていてもよい。
(LED sheet 130)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an LED sheet 130 according to a modification.
The LED sheet 130 shown in FIG. 11 has a configuration in which a space 36 is further provided in the LED sheet 30 described above. A space 36 can be provided inside the insulating layer 35 between the light emitting layers 33 . The space 36 can extend, for example, along the direction in which the plurality of light emitting layers 33 are arranged. A plurality of spaces 36 may be connected to each other, may be connected in groups of spaces 36, or may be separated from each other.

ここで、発光層33に電圧が印加されると、発光層33から光が放射されるとともに、熱が発生する。そのため、発光層33の温度が上昇する。また、半導体発光装置1が高温環境に設置される場合には、発光層33の温度がさらに上昇する場合がある。発光層33の温度が高くなり過ぎると、発光層33の寿命が短くなったり、発光層33の機能が低下したりする場合がある。 Here, when a voltage is applied to the light emitting layer 33, light is emitted from the light emitting layer 33 and heat is generated. Therefore, the temperature of the light emitting layer 33 rises. Moreover, when the semiconductor light emitting device 1 is installed in a high temperature environment, the temperature of the light emitting layer 33 may further rise. If the temperature of the light-emitting layer 33 becomes too high, the life of the light-emitting layer 33 may be shortened or the function of the light-emitting layer 33 may be deteriorated.

LEDシート130には、発光層33と発光層33との間に空間36が設けられているので、空間36の内部に流動体を供給することができる。流動性を考慮すると、流動体はエチレングリコールやフルオロカーボンなどの液体とすることが好ましい。
また、LEDシート130の内部を循環し、LEDシート130の外部に排出された流動体を冷却する冷却機構を半導体発光装置1に設けることもできる。
本実施の形態によれば、空間36に供給された流動体により、複数の発光層33を冷却することができるので、複数の発光層33の温度上昇を抑制することができる。
Since the space 36 is provided between the light emitting layers 33 in the LED sheet 130 , the fluid can be supplied to the inside of the space 36 . Considering fluidity, the fluid is preferably a liquid such as ethylene glycol or fluorocarbon.
Further, the semiconductor light emitting device 1 may be provided with a cooling mechanism for cooling the fluid that circulates inside the LED sheet 130 and is discharged to the outside of the LED sheet 130 .
According to the present embodiment, the plurality of light emitting layers 33 can be cooled by the fluid supplied to the space 36, so temperature rise of the plurality of light emitting layers 33 can be suppressed.

また、後述するように、複数のLEDシート130を厚み方向に重ねて用いる場合がある。そのため、空間36の形状をレンズ状とすることもできる。この様にすれば、空間36の内部に供給された流動体を、下側のLEDシート130から放射された光に対するレンズとすることができる。 Also, as will be described later, there are cases where a plurality of LED sheets 130 are stacked in the thickness direction. Therefore, the space 36 can also be shaped like a lens. In this way, the fluid supplied inside the space 36 can act as a lens for the light emitted from the lower LED sheet 130 .

空間36は、例えば、以下の様にして形成することができる。まず、発光層33と発光層33との間に、絶縁層35よりも溶解や除去が容易な材料を線状に塗布する。次に、発光層33と発光層33との間に絶縁層35を形成する。絶縁層35は、ディップ、スプレー、スピンコートするなどにより形成することができる。次に、線状に塗布した材料を除去することで空間36を形成する。 The space 36 can be formed, for example, as follows. First, a material that is easier to dissolve and remove than the insulating layer 35 is linearly applied between the light emitting layers 33 . Next, an insulating layer 35 is formed between the light emitting layers 33 . The insulating layer 35 can be formed by dipping, spraying, spin coating, or the like. Next, the space 36 is formed by removing the linearly applied material.

(照明装置)
次に、本発明の実施形態に係る半導体発光装置が照明装置である場合を説明する。
ここでは、一例として、半導体発光装置を自動車のヘッドライトに用いる場合を説明する。
従来、自動車のヘッドライトは、遠方を照らすハイビームと、近方を照らすロービームの機能をもっている。ハイビームは100m程度の遠方を照らし、道路上の前方障害物などのほか、道路標識など安全運転操作に必要な情報を得るための照明であり、ロービームに比べて広範囲を照明する機能を持っている。ロービームは、40m程度までの路面を照明し、かつ路面から80cm~120cm以上の領域は照明しない。この領域は、車両前方にいる歩行者の目の位置や、対向車、前方車の運転者の目の位置にあたり、この領域を照射範囲から外せば歩行者や対向車・前方車運転手の活動を阻害しない。従来、これらの配光は手動で切り替えることが行われてきた。自動車が夜間に単独で走行中は遠方まで視認可能なハイビームの配光をおこなうが、前方より接近車両を認めた場合などには、手動でロービームに切り替える。これにより近接車両の運行阻害を避けることができる。
(Lighting device)
Next, a case where the semiconductor light-emitting device according to the embodiment of the present invention is a lighting device will be described.
Here, as an example, a case where a semiconductor light emitting device is used for a headlight of an automobile will be described.
2. Description of the Related Art Conventionally, automobile headlights have functions of a high beam for illuminating distant objects and a low beam for illuminating near objects. The high beam illuminates a distance of about 100m, and is used to obtain information necessary for safe driving operation, such as road signs and other obstacles on the road ahead. . The low beam illuminates the road surface up to about 40m, and does not illuminate the area of 80cm to 120cm or more from the road surface. This area corresponds to the position of the eyes of pedestrians in front of the vehicle and the positions of the eyes of the drivers of oncoming and forward vehicles. do not impede Conventionally, these light distributions have been manually switched. When the car is driving alone at night, the high beam light is distributed so that it can be seen far away, but when a vehicle approaching from the front is detected, it is manually switched to low beam. As a result, it is possible to avoid hindering the operation of nearby vehicles.

近年においては、これらの切り替えを自動で行うアダプティブヘッドライト(ADB(Adaptive Driving Beam)」、「AHS(Adaptive Hi-beam System)」、「AFS(Adaptive Front-Lighting System)などと呼称される)が提案されている。アダプティブヘッドライトは、これらの配光制御(上述した例では、ハイビームの配光とロービームの配光の切り替え)を自動で行おうとするものであるが、このほかにも左右方向に広い配光に切り替えるなどの制御をするものなどが提案されている。 In recent years, adaptive headlights (referred to as ADB (Adaptive Driving Beam), AHS (Adaptive Hi-beam System), AFS (Adaptive Front-Lighting System), etc.) that automatically switch between these Adaptive headlights are intended to automatically control these light distributions (in the above example, switching between high beam light distribution and low beam light distribution), but in addition to this, the left and right direction For example, a control such as switching to a wide light distribution has been proposed.

従来のアダプティブヘッドライトは、基本的にはある照射範囲に合わせた光源と投光光学系を組として持つ。このため、照射範囲制限数に応じた光源と光学系を持つ必要があり、概して大きなシステムとなっていた。 Conventional adaptive headlights basically have a set of a light source and a projection optical system adapted to a certain irradiation range. For this reason, it is necessary to have a light source and an optical system corresponding to the limited number of irradiation ranges, which generally results in a large system.

上述したLEDシートは、単体素子(発光素子:発光層33)が、高効率かつ高発光であり、大きさが小さいという特徴を有する。そのため、LEDシートを用いれば、小型の高輝度発光素子をコンパクトに集積することができる。LEDシートを光源として用いれば、ハイビーム、ロービーム、さらには前後左右上下といった広い領域を分割配光することができる、小型の配光制御型のヘッドライトを得ることができる。理想的な状態では、単一の光源と一つの投影光学系で、上述した広い領域を細かく配光制御することが可能となる。 The above-described LED sheet is characterized in that the single element (light emitting element: light emitting layer 33) has high efficiency and high light emission and is small in size. Therefore, by using the LED sheet, it is possible to compactly integrate small high-intensity light-emitting elements. If an LED sheet is used as a light source, it is possible to obtain a compact light distribution control type headlight capable of splitting and distributing light over a wide area such as high beam, low beam, front, back, left, right, top and bottom. In an ideal state, a single light source and a single projection optical system can finely control the light distribution over the wide area described above.

本実施の形態に係る半導体発光装置に用いる光源としては、LEDシート(単一シート上に集積された小型の発光素子)を用いる。発光素子は直径0.1mm程度であり、それらが集積されたものとなる。
図12は、投影原理を例示する模式図である。
図13は、結像関係を例示する模式図である。
半導体発光装置では結像光学系を用いる。簡単の為、単レンズ構成を考える。物側焦点距離f、像側焦点距離f'の投影レンズ(単レンズ)に対して、物側焦点位置よりs1離して光源を置く。光源上の高さh1の光は結像の法則乗っ取り、像側焦点距離f'よりs1'はなれた点に高さh2として像を結ぶ。この時の結像関係は式(1)、そして像の高さの拡大率は式(2)に与えられる。
As a light source used in the semiconductor light emitting device according to this embodiment, an LED sheet (small light emitting elements integrated on a single sheet) is used. The light-emitting elements have a diameter of about 0.1 mm, and they are integrated.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the projection principle.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an imaging relationship.
An imaging optical system is used in a semiconductor light emitting device. For simplicity, a single lens configuration is considered. With respect to a projection lens (single lens) having an object-side focal length f and an image-side focal length f', a light source is placed at a distance s1 from the object-side focal position. The light of height h1 on the light source hijacks the law of image formation, and forms an image of height h2 at a point s1' away from the image-side focal length f'. The imaging relationship at this time is given by equation (1), and the magnification of the image height is given by equation (2).

s1×s1'=f×f' ……(1)
-f/s1=-s1'/f'……(2)
本方式によれば、光源上の集積された発光素子をそれぞれ独立に点灯、消灯を行うことで、その拡大率に合わせた範囲の照明範囲を選択的にon/offすることができる。このため、従来のヘッドライトで配光範囲を変えるために用いられてきた機械的に駆動される遮光装置や、屈折用のスリットなどを排することが可能であり、これはコスト的に有利であるとともに、デザイン的にも適応範囲を広げることにつながる。
s1×s1′=f×f′ (1)
-f/s1=-s1'/f' (2)
According to this method, by independently turning on and off the light emitting elements integrated on the light source, it is possible to selectively turn on/off the illumination range in accordance with the enlargement ratio. For this reason, it is possible to eliminate mechanically driven light shielding devices and refraction slits that have been used to change the light distribution range in conventional headlights, which is advantageous in terms of cost. At the same time, it leads to widening the range of application in terms of design.

このような、結像光学系を用いることで、光源側の、発光する発光素子の位置を変えて、様々な空間位置に対して照射領域を制御することが可能となる。
図14は、s1、s2といった奥行き方向に異なる位置を持った二つの光源を備えた場合示す。この場合、物側位置のs1、s2に対応した、異なる奥行き位置に照射範囲が限定されることになる。光源Aをハイビーム用に遠方で結像可能な位置に調整し、光源Bをロービーム用に近方かつ下方とした設置を行うと、一組の光源と投影レンズでハイビーム、ロービームの二つの役割をもたせることが可能である。
By using such an imaging optical system, it is possible to change the position of the light emitting element that emits light on the light source side and control the irradiation area for various spatial positions.
FIG. 14 shows the case where two light sources, s1 and s2, having different positions in the depth direction are provided. In this case, the irradiation range is limited to different depth positions corresponding to the object side positions s1 and s2. Light source A for high beam is adjusted to a position where an image can be formed at a distance, and light source B for low beam is positioned near and below. It is possible to make it last.

図15、図16、および図17は、他の実施形態に係る照明エリアの変更を例示する模式図である。
図15、図16、および図17に示すように、光源側の発光点を変えることで、像側の前後左右上下、どのような位置にでも照明エリアを変えることができる。
15, 16, and 17 are schematic diagrams illustrating changes in illumination areas according to other embodiments.
As shown in FIGS. 15, 16, and 17, by changing the light emitting point on the light source side, the illumination area can be changed to any position on the image side, front, back, left, right, up and down.

本発明のような結像を用いた照明を考える場合、投影距離が長くなれば長くなるほど、光源の拡大率が極端に大きくなる。このため、非常に拡大された、セグメンテーションすることが難しい光源像が生成される。これを避けるためには、極微小の光源サイズと、照明に用いることが可能な高い発光輝度と、を兼ね備えた光源が必要となる。上述したLEDシートは、この用途に最適である。いうなれば、上述したLEDシートを用いれば、このような照明装置が実現可能となる。 When considering illumination using imaging as in the present invention, the longer the projection distance, the greater the magnification of the light source. This produces a very magnified source image that is difficult to segment. In order to avoid this, a light source that has both a very small light source size and high emission luminance that can be used for illumination is required. The LED sheet described above is perfect for this application. In other words, such a lighting device can be realized by using the above-described LED sheet.

(実施例1)
以下に例示をする図面は、模式的な図であり、光軸、焦点などの位置は現実と大きく異なる。
図18は、照明装置(ヘッドライト)である半導体発光装置11を例示する模式図である。
半導体発光装置11には、光学要素10として投影レンズが設けられている。投影レンズは、焦点距離が320mmの平凸レンズとしている。半導体発光装置11は、単レンズを用いたシステムである。
(Example 1)
The drawings exemplified below are schematic diagrams, and the positions of the optical axis, the focal point, and the like are greatly different from reality.
FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a semiconductor light-emitting device 11 that is a lighting device (headlight).
A semiconductor light emitting device 11 is provided with a projection lens as an optical element 10 . The projection lens is a plano-convex lens with a focal length of 320 mm. The semiconductor light emitting device 11 is a system using a single lens.

この時、主点位置は平側(ここでは物側と称する)より数mmレンズ内側に存在すると考えられるが、物側より320mmの位置を焦点距離の基準として、光源を配置した。光源はステージ21上に配置し、上述した焦点距離位置の誤差を補正した。 At this time, the position of the principal point is considered to be several mm inside the lens from the plane side (herein referred to as the object side), but the light source was arranged with the position 320 mm from the object side as the reference of the focal length. The light source was placed on the stage 21 to correct the focal length position error described above.

発光部20aは、ステージ21、光源22、および光源23を有する。
図19(a)は、発光部20aの模式拡大図(側面図)である。
図19(b)は、発光部20aの模式正面図である。
図19(a)、(b)に示すように、発光部20aには、1組の光源22、および光源23を設けることができる。光源22は、光学要素10(投影レンズ)の焦点位置より1mm離れた位置に発光面を持つ。光源23は、光学要素10(投影レンズ)の焦点位置より2.5mm離れた位置に発光面を持つ。光源22は遠方投影用(ハイビーム用)の光源であり、光源23は近方投影用(ロービーム用)の光源となる。光源22、23は、ともにセグメンテーションされた発光素子からなる。例えば、光源22、23の発光面を、ピッチ1mmの間隔で、複数の方形のエリアに分け、複数の方形のエリア毎に上述したLEDシート30、130を設けることができる。なお、上述した蛍光体シート40、50をさらに設けることもできる。
The light emitting section 20 a has a stage 21 , a light source 22 and a light source 23 .
FIG. 19A is a schematic enlarged view (side view) of the light emitting portion 20a.
FIG. 19(b) is a schematic front view of the light emitting section 20a.
As shown in FIGS. 19A and 19B, a light source 22 and a light source 23 can be provided in the light emitting section 20a. The light source 22 has a light emitting surface at a position 1 mm away from the focal position of the optical element 10 (projection lens). The light source 23 has a light emitting surface at a position 2.5 mm away from the focal position of the optical element 10 (projection lens). The light source 22 is a light source for far projection (for high beam), and the light source 23 is a light source for near projection (for low beam). The light sources 22, 23 are both composed of segmented light emitting elements. For example, the light emitting surfaces of the light sources 22 and 23 can be divided into a plurality of square areas at intervals of 1 mm, and the above-described LED sheets 30 and 130 can be provided for each of the plurality of square areas. Note that the phosphor sheets 40 and 50 described above may be further provided.

図19(a)、(b)に示すように、ハイビーム用の光源22はその光源の中心を光軸中心として配置される。これとは異なり、ロービーム用の光源23は、その下端が光軸中心に接するように配置される。この光軸を中心とした光源の配置により、ロービーム用の光は光軸より下方向だけに照射領域を作ることができ、またハイビーム用の光を光軸を中心としてすべての領域を照射することが可能となる。 As shown in FIGS. 19A and 19B, the high beam light source 22 is arranged with the center of the light source as the center of the optical axis. Unlike this, the low beam light source 23 is arranged so that its lower end is in contact with the center of the optical axis. By arranging the light sources centered on the optical axis, it is possible to create an irradiation area for the low beam light only in the downward direction from the optical axis, and to irradiate the entire area centered on the optical axis for the high beam light. becomes possible.

図20は、配光のイメージ図である。
物側に焦点距離より1mm離して配置された光源22の投影光は、射出位置から約100m離れた位置に光軸を中心として全面に配光される。この時の拡大率は320倍程度となる。本実施例では光源22に10mmのサイズを与えており、前方に3m四方の照射領域を形成する。
FIG. 20 is an image diagram of light distribution.
Projected light from the light source 22 placed 1 mm away from the focal length on the object side is distributed over the entire surface around the optical axis at a position about 100 m away from the emission position. The enlargement ratio at this time is about 320 times. In this embodiment, the light source 22 is given a size of 10 mm, forming an irradiation area of 3 m square in front.

また、光源23の発光面は、物側に焦点距離より2.5mm離して配置されており、この投影光は射出位置から約40m離れたの位置に結像する。光軸中心より上方に配置された光源23の像は、光軸中心より下方を照明する。このような配光特性は、車両のすれ違い照明用に適している。 The light emitting surface of the light source 23 is placed 2.5 mm away from the focal length on the object side, and this projection light forms an image at a position about 40 m away from the emission position. The image of the light source 23 arranged above the center of the optical axis illuminates the area below the center of the optical axis. Such light distribution characteristics are suitable for passing lighting of vehicles.

次に、照射面面内における配光イメージを説明する。
図21(a)は、ロービーム領域での照明光の配光状態の模式図(側面図)である。
図21(b)は、ハイビーム領域での照明光の配光状態の模式図(側面図)である。
光源22、23に配置した、発光素子集合の形状に応じてその数に応じた分割された配光領域が生じる。図21(a)に示すように、ロービーム領域では光軸より下方に配光領域が生じる。図21(b)に示すように、ハイビーム領域では全面に配光領域が生じる。
Next, a light distribution image within the irradiation plane will be described.
FIG. 21A is a schematic diagram (side view) of the light distribution state of illumination light in the low beam region.
FIG. 21B is a schematic diagram (side view) of the light distribution state of the illumination light in the high beam region.
Depending on the shape of the light emitting element assembly arranged in the light sources 22 and 23, divided light distribution regions corresponding to the number are generated. As shown in FIG. 21(a), a light distribution area is generated below the optical axis in the low beam area. As shown in FIG. 21(b), a light distribution area is generated over the entire surface of the high beam area.

図22(a)は、ハイビーム領域の側面図である。
図22(b)は、ハイビーム領域の正面図である。
図22(a)、(b)に示すように、ハイビーム領域では光軸を中心として等方的に配光領域を広げることが可能である。本実施例では、発光素子集合を約1mm×1mmとし、10個×10個を1cm×1cmの光源として集積した。これらの発光素子の集合体はおよそ320倍に拡大され投影される。
FIG. 22(a) is a side view of the high beam area.
FIG. 22(b) is a front view of the high beam area.
As shown in FIGS. 22(a) and 22(b), it is possible to isotropically widen the light distribution area around the optical axis in the high beam area. In this example, the light emitting element set was about 1 mm×1 mm, and 10×10 pieces were integrated as a light source of 1 cm×1 cm. The aggregate of these light emitting elements is magnified approximately 320 times and projected.

つまり、約30cm×30cmの領域を分割して照明領域を変えること(照明、非照明状態の変更)が可能となる。本発明のような、結像法を用いて100mといった遠方での照明を行う場合、光源の拡大率が著しく大きくなるため、従来の発光素子を用いた照明では、セグメントの細かい制御は難しい。しかしながら、本発明における微小で高輝度の発光体(LEDシート)を用いることにより、結像式の照明を行うことで、照明領域をこまかく区分し、照明・非照明の制御を行うことが可能となる。 In other words, it is possible to divide an area of about 30 cm×30 cm and change the illumination area (change illumination and non-illumination states). When illumination is performed at a distance of 100 m using the imaging method as in the present invention, the enlargement ratio of the light source is significantly increased, making it difficult to finely control segments with illumination using conventional light-emitting elements. However, by using the minute and high-brightness light emitter (LED sheet) in the present invention, it is possible to finely divide the illumination area and control illumination and non-illumination by performing image-forming illumination. Become.

図23(a)は、ロービーム領域の側面図である。
図23(b)は、ロービーム領域の正面図である。
図23(a)、(b)に示すように、ロービーム領域では光軸中心近傍に非照明領域が生じる。これは光軸中心にハイビーム用の光源22が配置されているためである。光源23は照射位置となる40m地点では拡大率約130となる。物点における光源サイズが光源22とくらべ約2.4倍大きくなる。このため、本実施例のように、ロービーム用光源23の上にハイビーム用光源22を配置し、ハイビーム用光源22により光軸中心付近が遮蔽されていても、ロービーム状態ではそれほど非照明領域が減るわけではない。
FIG. 23(a) is a side view of the low beam area.
FIG. 23(b) is a front view of the low beam area.
As shown in FIGS. 23(a) and 23(b), in the low-beam area, a non-illuminated area occurs near the center of the optical axis. This is because the high beam light source 22 is arranged in the center of the optical axis. The light source 23 has a magnification of about 130 at a point of 40 m, which is the irradiation position. The light source size at the object point is approximately 2.4 times larger than the light source 22 . Therefore, even if the high beam light source 22 is placed above the low beam light source 23 and the high beam light source 22 shields the vicinity of the optical axis center as in the present embodiment, the non-illuminated area is greatly reduced in the low beam state. Do not mean.

図24(a)は、他の実施形態に係るハイビーム用の光源22aを例示する模式正面図である。
図24(b)は、ハイビーム領域の側面図である。
図24(c)は、ハイビーム領域の正面図である。
上述した光源22は、光軸中心に対応する領域だけに、発光素子を配置しているが、さらに広い空間に対して配置させることにより、より広域の照明が可能となる。
FIG. 24A is a schematic front view illustrating a high beam light source 22a according to another embodiment.
FIG. 24(b) is a side view of the high beam area.
FIG. 24(c) is a front view of the high beam area.
In the light source 22 described above, the light emitting elements are arranged only in the area corresponding to the center of the optical axis.

図24(a)に示すように、光源22aは、上述した光源22の左右に光源23と同じ幅になるように光源22a1を追加したものである。図24(c)に示すように、光源22と同じ焦点からの距離に置かれた光源22a1は、照明領域においては、光源22による照明領域の、光軸より上側の左右を広げた大きさになる。本実施例において、光源22は約3m四方の広がりを持つが、光源22a1を付加することにより、さらに左右のそれぞれに2m程度の広がりが生じ、100mの地点を照射することが可能となる。 As shown in FIG. 24( a ), the light source 22 a is obtained by adding light sources 22 a 1 to the left and right of the light source 22 described above so as to have the same width as the light source 23 . As shown in FIG. 24(c), the light source 22a1, which is placed at the same distance from the focal point as the light source 22, has a size in which the illumination area of the light source 22 is expanded left and right above the optical axis. Become. In the present embodiment, the light source 22 has a spread of about 3m square, but by adding the light source 22a1, a spread of about 2m is generated in each of the left and right sides, making it possible to irradiate a point of 100m.

上述したように、本発明の光源に用いる発光素子集合は、透明なシート状に集積することも可能である。このような透明シートを集積させた場合、ロービーム領域でも完全に遮蔽される空間が生じず、広い領域を照明することが可能である。本実施例では、ハイビーム用の光源22とロービーム用の光源23をそれぞれシート状の厚さで光源間の厚さ方向ピッチを、1.5mmとすることで、上述した実施例と同じ、結像面の位置に照明するようにした。 As described above, the light-emitting element assembly used in the light source of the present invention can also be integrated in a transparent sheet. When such transparent sheets are stacked, a wide area can be illuminated without creating a completely shielded space even in a low beam area. In this embodiment, the light source 22 for high beam and the light source 23 for low beam are each sheet-shaped, and the thickness direction pitch between the light sources is 1.5 mm. Illuminated at the position of the surface.

図25(a)は、光源22bおよび光源23bの配置を例示する模式側面図である。
図25(b)は、光源22bおよび光源23bの配置を例示する模式正面図である。
図26(a)は、光源22bおよび光源23bの配置を例示する模式側面図である。
図26(b)は、光源22bおよび光源23bの配置を例示する模式正面図である。
本実施例の場合、光源22b、光源23bともに、24mm角をもって構成した。光源22bは発光面を焦点位置より物側に1mm離し、厚さは1.5mmとし、光源22bの後ろに光源23bを置いた。
FIG. 25(a) is a schematic side view illustrating the arrangement of the light sources 22b and 23b.
FIG. 25(b) is a schematic front view illustrating the arrangement of the light sources 22b and 23b.
FIG. 26(a) is a schematic side view illustrating the arrangement of the light source 22b and the light source 23b.
FIG. 26(b) is a schematic front view illustrating the arrangement of the light sources 22b and 23b.
In the case of this embodiment, both the light source 22b and the light source 23b are configured to have a size of 24 mm square. The light source 22b had a light emitting surface separated from the focal position by 1 mm toward the object side, a thickness of 1.5 mm, and a light source 23b placed behind the light source 22b.

図27は、光源22b、23bの模式斜視図である。
図27に示すように、光源22b、23bは、同じ面積の発光素子の集積体(LEDシート)を複数有することができる。
図28(a)は、光源23bによる照明領域の模式側面図である。
図28(b)は、光源23bによる照明領域の模式平面図である。
本実施例によれば、40m離れた地点に、24mm×24mmの約130倍の領域を照射することが可能となる。例えば、図28(b)に示すように、およそ3mx3mの照明領域とすることができる。この領域内の照明、非照明領域を、発光素子の集合体のセグメントのサイズに合わせてon/offすることが可能となる。
FIG. 27 is a schematic perspective view of the light sources 22b and 23b.
As shown in FIG. 27, the light sources 22b and 23b can have a plurality of integrated bodies (LED sheets) of light emitting elements having the same area.
FIG. 28(a) is a schematic side view of a region illuminated by the light source 23b.
FIG. 28(b) is a schematic plan view of the illuminated area by the light source 23b.
According to this embodiment, it is possible to irradiate an area of about 130 times 24 mm×24 mm at a point 40 m away. For example, as shown in FIG. 28(b), the illumination area can be approximately 3m×3m. The illumination and non-illumination areas within this area can be turned on/off according to the size of the segment of the aggregate of the light emitting elements.

図29(a)は、光源22bによる照明領域の模式側面図である。
図29(b)は、光源22bによる照明領域の模式平面図である。
本実施例によれば、光軸を中心として上下、左右幅に、約7mの領域を照明することが可能となる。本実施例の場合、光軸中心は、地上1.5m程度にあるため、下方2m分程度は路面で反射することなる。
FIG. 29(a) is a schematic side view of a region illuminated by the light source 22b.
FIG. 29(b) is a schematic plan view of the illuminated area by the light source 22b.
According to the present embodiment, it is possible to illuminate an area of about 7 m vertically and horizontally centering on the optical axis. In the case of this embodiment, since the center of the optical axis is about 1.5 m above the ground, a portion of about 2 m below is reflected on the road surface.

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る半導体発光装置は、例えば、投影レンズと、少なくとも1つの発光ダイオードシートと、を備えることができる。発光ダイオードシートの発光部位は、投影レンズの物側焦点距離以遠に配置されることができる。発光ダイオードシートは、第1配線と、ダイオードを含む発光層と、第2配線が順に積層した複数の発光素子と、複数の発光素子の間に配置された絶縁層と、を少なくとも含むことができる。発光層は、第1配線と直接的に接し、発光層の第1配線と直接的に接した面と反対側の面は第2配線と直接的に接することができる。
また、複数の発光素子のうち、任意の発光素子をon/offすることで照射領域を変更可能である。
また、発光ダイオードシートは複数設けられ、複数の発光ダイオードシートの少なくとも一部が、厚み方向に重なっているようにすることができる。
また、絶縁層は、透光性を有することができる。
As described above, a semiconductor light emitting device according to embodiments of the present invention can comprise, for example, a projection lens and at least one light emitting diode sheet. The light-emitting portion of the light-emitting diode sheet can be arranged beyond the object-side focal length of the projection lens. The light-emitting diode sheet can include at least a first wiring, a light-emitting layer including a diode, a plurality of light-emitting elements in which the second wiring is stacked in order, and an insulating layer disposed between the plurality of light-emitting elements. . The light emitting layer is in direct contact with the first wiring, and the surface of the light emitting layer opposite to the surface in direct contact with the first wiring can be in direct contact with the second wiring.
In addition, the irradiation area can be changed by turning on/off an arbitrary light-emitting element among the plurality of light-emitting elements.
Also, a plurality of light emitting diode sheets may be provided, and at least a portion of the plurality of light emitting diode sheets may overlap in the thickness direction.
In addition, the insulating layer can have translucency.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

1 半導体発光装置、10 光学要素、11 半導体発光装置、20 発光部、20a 発光部、22 光源、22a 光源、22a1 光源、22b 光源、23 光源、23b 光源、30 発光ダイオードシート(LEDシート)、31 第1配線、32 第1バッファー層、33 発光層、34 第2配線、35 絶縁層、36 空間、40 蛍光体シート、41 蛍光層、42 保持層、50 蛍光体シート、51 蛍光層、52 保持層、130 LEDシート 1 semiconductor light emitting device 10 optical element 11 semiconductor light emitting device 20 light emitting part 20a light emitting part 22 light source 22a light source 22a1 light source 22b light source 23 light source 23b light source 30 light emitting diode sheet (LED sheet) 31 First wiring 32 First buffer layer 33 Emitting layer 34 Second wiring 35 Insulating layer 36 Space 40 Phosphor sheet 41 Fluorescent layer 42 Holding layer 50 Phosphor sheet 51 Fluorescent layer 52 Holding layer, 130 LED sheets

Claims (4)

投影レンズと、
少なくとも1つの発光ダイオードシートと、
を備え、
前記発光ダイオードシートの発光部位は、前記投影レンズの物側焦点距離以遠に配置され、
前記発光ダイオードシートは、
第1配線と、ダイオードを含む発光層と、第2配線が順に積層した複数の発光素子と、前記複数の発光素子の間に配置された絶縁層と、を少なくとも含み、
前記発光層は、前記第1配線と直接的に接し、
前記発光層の前記第1配線と直接的に接した面と反対側の面は前記第2配線と直接的に接している半導体発光装置。
a projection lens;
at least one light emitting diode sheet;
with
the light-emitting portion of the light-emitting diode sheet is arranged beyond the object-side focal length of the projection lens,
The light emitting diode sheet is
At least a first wiring, a light emitting layer including a diode, a plurality of light emitting elements in which the second wiring is stacked in order, and an insulating layer disposed between the plurality of light emitting elements,
the light emitting layer is in direct contact with the first wiring,
A semiconductor light-emitting device, wherein the surface of the light-emitting layer opposite to the surface directly in contact with the first wiring is in direct contact with the second wiring.
前記複数の発光素子のうち、任意の発光素子をon/offすることで照射領域を変更可能な請求項1記載の半導体発光装置。 2. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein an irradiation area can be changed by turning on/off an arbitrary light-emitting element among the plurality of light-emitting elements. 前記発光ダイオードシートは複数設けられ、
前記複数の発光ダイオードシートの少なくとも一部が、厚み方向に重なっている請求項1または2に記載の半導体発光装置。
A plurality of the light emitting diode sheets are provided,
3. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein at least part of said plurality of light-emitting diode sheets overlap in the thickness direction.
前記絶縁層は、透光性を有する請求項1~3のいずれか1つに記載の半導体発光装置。 4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said insulating layer has translucency.
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