JP3646732B2 - フィルタ付き半導体発光素子 - Google Patents
フィルタ付き半導体発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3646732B2 JP3646732B2 JP18956594A JP18956594A JP3646732B2 JP 3646732 B2 JP3646732 B2 JP 3646732B2 JP 18956594 A JP18956594 A JP 18956594A JP 18956594 A JP18956594 A JP 18956594A JP 3646732 B2 JP3646732 B2 JP 3646732B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light
- light emitting
- semiconductor light
- emitting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- -1 gallium nitride compound Chemical class 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本願発明は、フィルタ付き半導体発光素子に関し、詳しくは、半導体発光素子から発せられる光を単色に近づけて、鮮明な表示態様等を確保するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、発光デバイスを構成している半導体発光素子(LED)から発せられる光は、その発光部の周囲を封止している樹脂封止体を透過するなどして外方に照射されるのが一般的である。したがって、上記半導体発光素子からの光は、その光学的特性について何ら変動を受けることなく、発光時のままの状態で外方に照射されることになる。
【0003】
そして、上記半導体発光素子からの光は、所定の半値幅を有しているのが通例である。すなわち、この種の光は、極めて狭い帯域内の特定波長の光だけでなく、所定幅の帯域内に存在する他の波長の光をも含んでいるのである。
【0004】
一方、近年においては、有機金属化学気相成長法(以下、MOCVD法という)を利用して、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させることなどにより、高輝度特性を備えた青色発光用の半導体発光素子が開発されるに至っている。
【0005】
上記高輝度の半導体発光素子の構造例を述べると、サファイア基板上にGaNのバッファ層を成長させ、このバッファ層の上に、N型半導体層(GaN層、AlGaN層)、発光層(InGaN層)、およびP型半導体層(AlGaN層、GaN層)を積層状に成長させたものである。
【0006】
そして、この種の青色発光用の半導体発光素子から発せられた光は、上記半値幅が広いという特性を備えていることも、周知の事項である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体発光素子から発せられる光は、いずれの発光色の素子においても、上述の半値幅を有している関係上、その光の鮮明度等の光学的特性が劣るという難点があった。これは、この種の発光色が単色から遠ざかることにより、所定帯域内の種々の波長の光の複合光もしくは集合光として、視覚を通じて認識されることによる。そして、このような問題は、半値幅の広い上記青色発光用の半導体発光素子においては、より一層顕著になる。
【0008】
また、発光色の異なる種々の半導体発光素子を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作した場合には、個々の半導体発光素子が上記半値幅を備えていることにより、その表示装置に映し出される文字や画像等は、色彩的に優れたものとは言えず、また鮮明度あるいは鮮やかさの点においても、最良のものを得ることはできない。
【0009】
したがって、この種の半導体発光素子は、光学的特性面における改良の余地があり、品質上の問題を残存させているのが実情である。
【0010】
本願発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、この種の半導体発光素子から発せられた光が所定の半値幅を備えていることに起因する光学的特性上の問題を可及的に抑制して、鮮明度や品質面において優れた特性が得られるようにすることをその課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0014】
すなわち、請求項1に係る発明は、透光性を有するサファイア基板の表面上に、N型半導体層、発光層、およびP型半導体層を備え、上記P型半導体層の上面、および、上記N型半導体層の露出面に、それぞれ一つの電極を形成して構成された半導体発光素子であって、上記サファイア基板の裏面側に、狭帯域波長選択作用を行なう光フィルタ層としてAl 2 O 3 膜とSiO 2 膜との組み合わせ、またはSiN膜とSiO 2 膜との組み合わせを積層形成したことを特徴とする。
【0015】
また、上記狭帯域波長選択作用による大きな効果を得るには、上記半導体発光素子の各結晶層が、青色の光を発する積層構造に形成されていることが好ましい(請求項2)。
【0016】
【発明の作用および効果】
本願発明によれば、基本的に、半導体発光素子から発せられた光は、光フィルタ層による狭帯域波長選択作用を受けた後に、外方に向かって照射される。したがって、上記半導体発光素子の発光時における光が、所定の半値幅を有していることにより多数種の波長の複合光であっても、狭い帯域内にある特定波長の光のみが上記光フィルタ層を透過し、他の波長の光は上記光フィルタによりその透過を阻止される。
【0017】
この結果、上記半導体発光素子から光フィルタ層を透過して外方に照射される光の色は、単色に近づくことになり、鮮明な色の光として視覚を通じて認識されることになる。また、種々の半導体発光素子を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作した場合であっても、個々の半導体発光素子からの光は単色に近いものであることから、これに映し出される画像等は、色彩および鮮やかさにおいて優れたものになる。
【0018】
なお、光フィルタ層は、屈折率の異なる2層以上の透明膜で構成することが望ましく、この場合には、いわゆる干渉フィルタと同一の作用、すなわち上記透明膜による干渉を利用して特定の波長領域の光だけを透過または反射させるという作用が行われる。詳しくは、透過させたい光の波長に対して、その1層の厚さが同一または1/2の整数倍などになるように設定することにより、一層の透明膜の両側に存在する屈折率相違境界面の相互間に生じる光波干渉によってその透過させたい波長の光の強度が低下せずかつ他の波長の光の強度が弱められるという結果が得られるように構成する。そして、このような光波干渉による波長選択作用が、各層毎に複数段階にわたって行われることから、より厳密かつ高精度に特定波長の光の選択作用が行われることになる。
【0019】
さらに、本願発明においては、透光性を有するサファイア基板の表面上に所定の積層構造の結晶層を形成するとともに、このサファイア基板の裏面側に上記光フィルタ層を形成しているので、表面側の電極による発光阻害を適度に回避した上で半導体発光素子の裏面側からの発光が可能になることに加えて、光フィルタ層の形成が容易にかつ確実になされる。詳しくは、上記サファイア基板の裏面は、上記所定の積層構造の結晶層の最表面よりも平滑であることから、光フィルタ層の付着状態が強固になるとともに、その付着作業も容易に行えることになる。
【0020】
なお、半導体発光素子が青色発光に対応する積層構造の結晶層を備えたものであれば、この青色光の半値幅が広いことから、上記狭帯域波長選択作用に伴う上述の効果が顕著に得られることになる。
【0021】
【実施例の説明】
以下、本願発明の好ましい実施例を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0022】
図1は本願発明に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す縦断正面図、図2は上記フィルタ付き半導体発光素子の平面図である。
【0023】
図1に示すように、上記フィルタ付き半導体発光素子1は、基本的には、絶縁基板であるサファイア基板2上に、N型半導体層3と、発光層4と、P型半導体層5とを備えてなる積層部6を形成したものである。そして、上記サファイア基板2は透明(半透明も含む)であって、その表面上には窒化ガリウムのバッファ層7が形成されている。
【0024】
詳細には、上記積層部6は、バッファ層7であるGaN層の表面上に、下層部分から順に、N型GaNの層31と、N型Al0.2 Ga0.8 Nの層32と、発光層4であるIn0.15Ga0.85Nの層と、P型Al0.2 Ga0.8 Nの層51と、P型GaNの層52と、を形成したものである。
【0025】
加えて、上記N型GaNの層31およびN型Al0.2 Ga0.8 Nの層32には、Siが添加され、P型Al0.2 Ga0.8 Nの層51およびP型GaNの層52には、Mgが添加されているとともに、上記In0.15Ga0.85Nの層4にはZnが添加されている。
【0026】
そして、上記In0.15Ga0.85Nの層4におけるInのGaに対する組成比(混晶比)を増加させた場合には、この層4から発せられる光の波長が長くなるとともに、上記Znの添加量を増加させた場合には、上記組成比を増加させた場合よりもさらに光の波長が長くなるという特性を備えている。なお、上記各層の厚みは、下層側から各層31、32、4、51、52のそれぞれの順に、たとえば3μm、300nm、50nm、300nm、150nmに設定されている。
【0027】
一方、上記サファイア基板2の裏面2aには、2層の透明膜8、9で構成される光フィルタ層10が形成されている。上記内外層の両透明膜8、6としては、Al2 O3 膜とSiO2 膜との組み合わせ、あるいはSiN膜とSiO2 膜との組み合わせなどを使用することができる。そして、いずれの組み合わせにおいても、相互間で屈折率が異なるように配慮がなされている。さらに、各透明膜8、9の厚さは、後述する光の特定波長と同一またはその波長の1/2の整数倍などのように、1層の透明膜の両側境界面の相互間において光波干渉が生じた場合にその特定波長の光のみが反射されず他の波長の光が反射されるような厚さに設定されている。
【0028】
上記図示例のフィルタ付き半導体発光素子1は、最終的に単一のチップとして得られるたとえば平面視が一辺0.5mmの正方形状のものであるが、実際の製造に際しては、所定面積のウエハに対して上記各図に示すような構造のものを複数箇所に一括して形成した後、ダイシングにより複数個のフィルタ付き半導体発光素子1に分割することにより得られる。なお、この半導体発光素子1における積層部6の製造に際しては、MOCVD法が用いられる。また、上記光フィルタ層10の形成に際しては、蒸着やスパッタリングなどの手法が用いられる。
【0029】
また、図2に示すように、上記半導体発光素子1の積層部6は、そのコーナー部がエッチングによりN型GaNの層31の上面部分まで除去されており、この層31の上面部分に一方の電極11が形成され、最表面部分であるP型GaNの層52に他方の電極12が形成されている。したがって、同図に一点鎖線の斜線部で示す領域Bが、青色の光を発光させる領域である。なお、上記電極11、12の形成は、既存の手法(蒸着およびエッチングによる手法)によって行われる。
【0030】
そして、この半導体発光素子1は、サファイア基板2の表面側からも光を発することが可能であるが、この半導体発光素子1の実際の使用態様は、図1に矢印で示すように、サファイア基板2の裏面側から光フィルタ層10を通過した青色の光がサファイア基板2の裏面2aと直交する方向に向かって発せられるようになっている。
【0031】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【0032】
このフィルタ付き半導体発光素子1の発光層4から裏側に向かって発せられた青色の光は、他の色の光と比較して半値幅が広い。そして、上記発光色である青色の光としては、色彩面を考慮すれば波長が470nm程度であることが好ましいが、上記発光層4からはその470nm以外にも他の波長の光が同時に発せられる。
【0033】
しかしながら、上記発光層4から発せられた光は、光フィルタ層10を通過する際に、その光波干渉作用に基づいて狭い帯域内の特定波長(470nm近傍の波長)のみの光が選択されて外方に向かって照射される。詳しくは、上記光フィルタ層10を形成している2層の透明膜8、9のそれぞれの屈折率と厚みとに応じた干渉作用に基づく狭帯域波長選択作用が各層毎に行われ、上記光フィルタ層10の透過光は、狭帯域内に精度良くおさまることになる。また、上記狭帯域を逸脱している光は、上記光フィルタ層4によりその透過を阻止される。
【0034】
この結果、上記光フィルタ層4を形成しなければ、図4に示す特性曲線Yのように半値幅に対応する広い帯域にわたる波長の光が発せられるのであるが、上記のように光フィルタ層4を形成したことにより、図3に示す特性曲線Xのように発光色の波長が狭い帯域内におさまることになる。
【0035】
したがって、上記発光層4から発せられた青色の発光色は広い半値幅を有しているにも拘らず、上記光フィルタ層10の作用により狭い帯域内の光として外方に照射され、単色に近づくことになるので、その発光色の鮮明度が向上し、優れた光学的特性が得られることになる。
【0036】
また、このフィルタ付き半導体発光素子1を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作したならば、青色表示部分の広い半値幅に伴う弊害が回避され、その表示装置に映し出される文字や画像等の鮮やかさが向上し、色彩的に好ましい表示態様が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す縦断正面図であって図2のA−A線に沿って切断した断面図である。
【図2】上記実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す平面図である。
【図3】上記実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子から発せられた光の特性を示すグラフである。
【図4】従来の半導体発光素子から発せられた光の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 フィルタ付き半導体発光素子
2 基板(サファイア基板)
3 N型半導体層
4 発光層
5 P型半導体層
8 透明膜
9 透明膜
10 光フィルタ層
【産業上の利用分野】
本願発明は、フィルタ付き半導体発光素子に関し、詳しくは、半導体発光素子から発せられる光を単色に近づけて、鮮明な表示態様等を確保するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、発光デバイスを構成している半導体発光素子(LED)から発せられる光は、その発光部の周囲を封止している樹脂封止体を透過するなどして外方に照射されるのが一般的である。したがって、上記半導体発光素子からの光は、その光学的特性について何ら変動を受けることなく、発光時のままの状態で外方に照射されることになる。
【0003】
そして、上記半導体発光素子からの光は、所定の半値幅を有しているのが通例である。すなわち、この種の光は、極めて狭い帯域内の特定波長の光だけでなく、所定幅の帯域内に存在する他の波長の光をも含んでいるのである。
【0004】
一方、近年においては、有機金属化学気相成長法(以下、MOCVD法という)を利用して、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させることなどにより、高輝度特性を備えた青色発光用の半導体発光素子が開発されるに至っている。
【0005】
上記高輝度の半導体発光素子の構造例を述べると、サファイア基板上にGaNのバッファ層を成長させ、このバッファ層の上に、N型半導体層(GaN層、AlGaN層)、発光層(InGaN層)、およびP型半導体層(AlGaN層、GaN層)を積層状に成長させたものである。
【0006】
そして、この種の青色発光用の半導体発光素子から発せられた光は、上記半値幅が広いという特性を備えていることも、周知の事項である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体発光素子から発せられる光は、いずれの発光色の素子においても、上述の半値幅を有している関係上、その光の鮮明度等の光学的特性が劣るという難点があった。これは、この種の発光色が単色から遠ざかることにより、所定帯域内の種々の波長の光の複合光もしくは集合光として、視覚を通じて認識されることによる。そして、このような問題は、半値幅の広い上記青色発光用の半導体発光素子においては、より一層顕著になる。
【0008】
また、発光色の異なる種々の半導体発光素子を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作した場合には、個々の半導体発光素子が上記半値幅を備えていることにより、その表示装置に映し出される文字や画像等は、色彩的に優れたものとは言えず、また鮮明度あるいは鮮やかさの点においても、最良のものを得ることはできない。
【0009】
したがって、この種の半導体発光素子は、光学的特性面における改良の余地があり、品質上の問題を残存させているのが実情である。
【0010】
本願発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、この種の半導体発光素子から発せられた光が所定の半値幅を備えていることに起因する光学的特性上の問題を可及的に抑制して、鮮明度や品質面において優れた特性が得られるようにすることをその課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【0014】
すなわち、請求項1に係る発明は、透光性を有するサファイア基板の表面上に、N型半導体層、発光層、およびP型半導体層を備え、上記P型半導体層の上面、および、上記N型半導体層の露出面に、それぞれ一つの電極を形成して構成された半導体発光素子であって、上記サファイア基板の裏面側に、狭帯域波長選択作用を行なう光フィルタ層としてAl 2 O 3 膜とSiO 2 膜との組み合わせ、またはSiN膜とSiO 2 膜との組み合わせを積層形成したことを特徴とする。
【0015】
また、上記狭帯域波長選択作用による大きな効果を得るには、上記半導体発光素子の各結晶層が、青色の光を発する積層構造に形成されていることが好ましい(請求項2)。
【0016】
【発明の作用および効果】
本願発明によれば、基本的に、半導体発光素子から発せられた光は、光フィルタ層による狭帯域波長選択作用を受けた後に、外方に向かって照射される。したがって、上記半導体発光素子の発光時における光が、所定の半値幅を有していることにより多数種の波長の複合光であっても、狭い帯域内にある特定波長の光のみが上記光フィルタ層を透過し、他の波長の光は上記光フィルタによりその透過を阻止される。
【0017】
この結果、上記半導体発光素子から光フィルタ層を透過して外方に照射される光の色は、単色に近づくことになり、鮮明な色の光として視覚を通じて認識されることになる。また、種々の半導体発光素子を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作した場合であっても、個々の半導体発光素子からの光は単色に近いものであることから、これに映し出される画像等は、色彩および鮮やかさにおいて優れたものになる。
【0018】
なお、光フィルタ層は、屈折率の異なる2層以上の透明膜で構成することが望ましく、この場合には、いわゆる干渉フィルタと同一の作用、すなわち上記透明膜による干渉を利用して特定の波長領域の光だけを透過または反射させるという作用が行われる。詳しくは、透過させたい光の波長に対して、その1層の厚さが同一または1/2の整数倍などになるように設定することにより、一層の透明膜の両側に存在する屈折率相違境界面の相互間に生じる光波干渉によってその透過させたい波長の光の強度が低下せずかつ他の波長の光の強度が弱められるという結果が得られるように構成する。そして、このような光波干渉による波長選択作用が、各層毎に複数段階にわたって行われることから、より厳密かつ高精度に特定波長の光の選択作用が行われることになる。
【0019】
さらに、本願発明においては、透光性を有するサファイア基板の表面上に所定の積層構造の結晶層を形成するとともに、このサファイア基板の裏面側に上記光フィルタ層を形成しているので、表面側の電極による発光阻害を適度に回避した上で半導体発光素子の裏面側からの発光が可能になることに加えて、光フィルタ層の形成が容易にかつ確実になされる。詳しくは、上記サファイア基板の裏面は、上記所定の積層構造の結晶層の最表面よりも平滑であることから、光フィルタ層の付着状態が強固になるとともに、その付着作業も容易に行えることになる。
【0020】
なお、半導体発光素子が青色発光に対応する積層構造の結晶層を備えたものであれば、この青色光の半値幅が広いことから、上記狭帯域波長選択作用に伴う上述の効果が顕著に得られることになる。
【0021】
【実施例の説明】
以下、本願発明の好ましい実施例を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【0022】
図1は本願発明に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す縦断正面図、図2は上記フィルタ付き半導体発光素子の平面図である。
【0023】
図1に示すように、上記フィルタ付き半導体発光素子1は、基本的には、絶縁基板であるサファイア基板2上に、N型半導体層3と、発光層4と、P型半導体層5とを備えてなる積層部6を形成したものである。そして、上記サファイア基板2は透明(半透明も含む)であって、その表面上には窒化ガリウムのバッファ層7が形成されている。
【0024】
詳細には、上記積層部6は、バッファ層7であるGaN層の表面上に、下層部分から順に、N型GaNの層31と、N型Al0.2 Ga0.8 Nの層32と、発光層4であるIn0.15Ga0.85Nの層と、P型Al0.2 Ga0.8 Nの層51と、P型GaNの層52と、を形成したものである。
【0025】
加えて、上記N型GaNの層31およびN型Al0.2 Ga0.8 Nの層32には、Siが添加され、P型Al0.2 Ga0.8 Nの層51およびP型GaNの層52には、Mgが添加されているとともに、上記In0.15Ga0.85Nの層4にはZnが添加されている。
【0026】
そして、上記In0.15Ga0.85Nの層4におけるInのGaに対する組成比(混晶比)を増加させた場合には、この層4から発せられる光の波長が長くなるとともに、上記Znの添加量を増加させた場合には、上記組成比を増加させた場合よりもさらに光の波長が長くなるという特性を備えている。なお、上記各層の厚みは、下層側から各層31、32、4、51、52のそれぞれの順に、たとえば3μm、300nm、50nm、300nm、150nmに設定されている。
【0027】
一方、上記サファイア基板2の裏面2aには、2層の透明膜8、9で構成される光フィルタ層10が形成されている。上記内外層の両透明膜8、6としては、Al2 O3 膜とSiO2 膜との組み合わせ、あるいはSiN膜とSiO2 膜との組み合わせなどを使用することができる。そして、いずれの組み合わせにおいても、相互間で屈折率が異なるように配慮がなされている。さらに、各透明膜8、9の厚さは、後述する光の特定波長と同一またはその波長の1/2の整数倍などのように、1層の透明膜の両側境界面の相互間において光波干渉が生じた場合にその特定波長の光のみが反射されず他の波長の光が反射されるような厚さに設定されている。
【0028】
上記図示例のフィルタ付き半導体発光素子1は、最終的に単一のチップとして得られるたとえば平面視が一辺0.5mmの正方形状のものであるが、実際の製造に際しては、所定面積のウエハに対して上記各図に示すような構造のものを複数箇所に一括して形成した後、ダイシングにより複数個のフィルタ付き半導体発光素子1に分割することにより得られる。なお、この半導体発光素子1における積層部6の製造に際しては、MOCVD法が用いられる。また、上記光フィルタ層10の形成に際しては、蒸着やスパッタリングなどの手法が用いられる。
【0029】
また、図2に示すように、上記半導体発光素子1の積層部6は、そのコーナー部がエッチングによりN型GaNの層31の上面部分まで除去されており、この層31の上面部分に一方の電極11が形成され、最表面部分であるP型GaNの層52に他方の電極12が形成されている。したがって、同図に一点鎖線の斜線部で示す領域Bが、青色の光を発光させる領域である。なお、上記電極11、12の形成は、既存の手法(蒸着およびエッチングによる手法)によって行われる。
【0030】
そして、この半導体発光素子1は、サファイア基板2の表面側からも光を発することが可能であるが、この半導体発光素子1の実際の使用態様は、図1に矢印で示すように、サファイア基板2の裏面側から光フィルタ層10を通過した青色の光がサファイア基板2の裏面2aと直交する方向に向かって発せられるようになっている。
【0031】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【0032】
このフィルタ付き半導体発光素子1の発光層4から裏側に向かって発せられた青色の光は、他の色の光と比較して半値幅が広い。そして、上記発光色である青色の光としては、色彩面を考慮すれば波長が470nm程度であることが好ましいが、上記発光層4からはその470nm以外にも他の波長の光が同時に発せられる。
【0033】
しかしながら、上記発光層4から発せられた光は、光フィルタ層10を通過する際に、その光波干渉作用に基づいて狭い帯域内の特定波長(470nm近傍の波長)のみの光が選択されて外方に向かって照射される。詳しくは、上記光フィルタ層10を形成している2層の透明膜8、9のそれぞれの屈折率と厚みとに応じた干渉作用に基づく狭帯域波長選択作用が各層毎に行われ、上記光フィルタ層10の透過光は、狭帯域内に精度良くおさまることになる。また、上記狭帯域を逸脱している光は、上記光フィルタ層4によりその透過を阻止される。
【0034】
この結果、上記光フィルタ層4を形成しなければ、図4に示す特性曲線Yのように半値幅に対応する広い帯域にわたる波長の光が発せられるのであるが、上記のように光フィルタ層4を形成したことにより、図3に示す特性曲線Xのように発光色の波長が狭い帯域内におさまることになる。
【0035】
したがって、上記発光層4から発せられた青色の発光色は広い半値幅を有しているにも拘らず、上記光フィルタ層10の作用により狭い帯域内の光として外方に照射され、単色に近づくことになるので、その発光色の鮮明度が向上し、優れた光学的特性が得られることになる。
【0036】
また、このフィルタ付き半導体発光素子1を用いてカラーディスプレイ等の表示装置を製作したならば、青色表示部分の広い半値幅に伴う弊害が回避され、その表示装置に映し出される文字や画像等の鮮やかさが向上し、色彩的に好ましい表示態様が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す縦断正面図であって図2のA−A線に沿って切断した断面図である。
【図2】上記実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子を示す平面図である。
【図3】上記実施例に係るフィルタ付き半導体発光素子から発せられた光の特性を示すグラフである。
【図4】従来の半導体発光素子から発せられた光の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 フィルタ付き半導体発光素子
2 基板(サファイア基板)
3 N型半導体層
4 発光層
5 P型半導体層
8 透明膜
9 透明膜
10 光フィルタ層
Claims (2)
- 透光性を有するサファイア基板の表面上に、N型半導体層、発光層、およびP型半導体層を備え、上記P型半導体層の上面、および、上記N型半導体層の露出面に、それぞれ一つの電極を形成して構成された半導体発光素子であって、
上記サファイア基板の裏面側に、狭帯域波長選択作用を行なう光フィルタ層としてAl 2 O 3 膜とSiO 2 膜との組み合わせ、またはSiN膜とSiO 2 膜との組み合わせを積層形成したことを特徴とする、フィルタ付き半導体発光素子。 - 上記半導体発光素子の各結晶層は、青色の光を発する積層構造に形成されている、請求項1に記載のフィルタ付き半導体発光素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18956594A JP3646732B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | フィルタ付き半導体発光素子 |
US08/513,624 US5557115A (en) | 1994-08-11 | 1995-08-10 | Light emitting semiconductor device with sub-mount |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18956594A JP3646732B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | フィルタ付き半導体発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0856014A JPH0856014A (ja) | 1996-02-27 |
JP3646732B2 true JP3646732B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=16243467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18956594A Expired - Fee Related JP3646732B2 (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | フィルタ付き半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3646732B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001345477A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
US6455878B1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-09-24 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Semiconductor LED flip-chip having low refractive index underfill |
WO2008040298A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches bauelement |
KR20140028964A (ko) * | 2012-08-31 | 2014-03-10 | 일진엘이디(주) | 발광 분포가 우수한 반도체 발광소자 |
CN116314529A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-06-23 | 南昌大学 | 一种窄发光峰led芯片及其制备方法 |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP18956594A patent/JP3646732B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0856014A (ja) | 1996-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10230021B2 (en) | Light emitting device package | |
KR100506740B1 (ko) | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR100723233B1 (ko) | 백색 발광 소자 | |
JP3717196B2 (ja) | 発光素子 | |
US9893251B2 (en) | Light-emitting device packages and methods of manufacturing the same | |
JP2836687B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
JP5251121B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2001053336A (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
JP2005183911A (ja) | 窒化物半導体発光素子及び製造方法 | |
JP2002134785A (ja) | 透明基板を備えた高効率ledの製造方法 | |
JP2008098526A (ja) | 発光素子 | |
EP3879586A1 (en) | Light-emitting element | |
KR100593891B1 (ko) | 플립칩용 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101420214B1 (ko) | 질화물계 발광 소자 | |
JPH0856018A (ja) | 半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法 | |
JP4008656B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP3646732B2 (ja) | フィルタ付き半導体発光素子 | |
JP2002217456A (ja) | 半導体発光素子 | |
KR20130093088A (ko) | 자외선 발광 다이오드 및 그 제조방법 | |
JPH09205224A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP2836686B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
KR100433989B1 (ko) | 반도체 엘이디 소자 및 그 제조방법 | |
KR100587018B1 (ko) | 플립칩용 질화물 반도체 발광소자 | |
JP3009091B2 (ja) | 青色発光ダイオード | |
JP2008041807A (ja) | 白色光源 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |