JP3972670B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子から照射される光を波長変換して外部に放出するタイプの発光装置として、特開平１１−０６８１６６号公報に開示のものがある。
この発光装置は半鏡面（半透明）の反射膜がｐ型層の全面に形成され、他方基板は蛍光体を含む光透過性の蛍光ペーストでリードのカップ部に固定されている。このように構成された発光装置によれば、発光する層から上方（ｐ型層側）へ向って反射膜で反射された光及び発光する層から下方へ向う光が蛍光ペーストに達し、ここで波長変換されて上方へ向う。そしてこの波長変換された光の一部は発光素子の固有の光と混色されて半鏡面の反射膜を透過し、外部へ放出されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の発光装置では反射膜の反射率を変更することによって、これから放出される光の色調を自由に調整することができる。
しかしながら、半鏡面である反射膜に光の一部が吸収されるので、発光効率の低下が免れない。
他方、発光装置にはより一層の低コスト化が求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題の少なくとも一つを解決すべくなされたものである。即ち、
蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子をリードへ固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外部へ放出させる発光装置であって、
前記ｐ型電極は光を透過させる光学的な開口部を有し、該開口部以外の領域は光を実質的に全反射する、ことを特徴とする発光装置。
【０００５】
このように構成された発光装置によれば、発光素子の光のうちｎ型層側へ向う光と発光素子の光のうちｐ型層側へ向う光であってｐ型電極で反射された光は蛍光体含有の透光性ペースト（以下、「蛍光ペースト」という）へ入射して、その蛍光体で波長変換される。波長変換された光（蛍光）はリード（カップ部等の発光素子の取付け座）で反射されてｐ型電極へ向い、その一部は発光素子の光とともに開口部から外部へ放出される。蛍光の残部はｐ型電極で反射されることとなるがリードで再度反射されて（この反射が繰返されて）、最終的には開口部から外部へ放出される。
この発明の発光装置では、ｐ型電極で光を実質的に全反射させているので、これに光が吸収されることがない。従って、光の外部放出効率が向上する。
【０００６】
この発明の他の局面によれば、上記のｐ型電極を実質的に均一な膜厚として、発光エリアとボンディングエリアを構成している。発光エリアには開口部を設けてここから光を外部へ放出させている。ボンディングエリアには導電性ワイヤがボンディングされる。安定したワイヤーボンディングを行うためにはボンディングエリア自体に所定の膜厚が必要となる。本発明者らの検討によれば、ボンディングエリアは０．３μｍ以上の膜厚を有することが好ましい。
また、ｐ型電極の製造ステップを可能な限り簡素化するにはボンディングエリアと発光エリアとを同時に形成することが好ましい。その場合、ボンディングエリアと発光エリアとの膜厚が等しくなる。
【０００７】
特開平１１−０６８１６６号公報の発光装置にみられるようにその発光素子のｐ型電極は反射膜とは別個に台座電極を有している。本発明によればこの台座電極を省略できるので、ｐ型電極の製造コストが低減され、結果として安価な発光素子、ひいては安価な発光装置を提供することが可能となる。
なお、特開平６−２３２４５０号公報や特開平６−２３７０１２号公報にも開口部を有するｐ型電極がみられる。しかしながら、これらの公報に開示のｐ型電極はいずれもボンディングエリアを備えていない。
【０００８】
【実施の形態】
以下、この発明の各要素について詳細に説明する。
（発光素子）
発光素子としては発光ダイオードが採用される。III族窒化物系化合物半導体からなる短波長用の発光素子を用いることが好ましい。
III族窒化物系化合物半導体からなる発光素子は、基板の上にIII族窒化物系化合物半導体層を積層し、ｐ型電極及びｎ型電極を形成したものである。
基板は、その上にIII族窒化物系化合物半導体層を成長させることができるものであれば用いることができ、例えば、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン等からなる基板を用いることができる。特に、サファイア基板を用いることが好ましい。サファイア基板を用いる場合にはそのａ面を利用することが好ましい。結晶性のよいIII族窒化物系化合物半導体層を成長させるためである。
基板の上にはIII族窒化物系化合物半導体層が積層される。ここで、III族窒化物系化合物半導体とは、一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ＡｌｘＩｎ１−ｘＮ及びＧａｘＩｎ１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。III族元素の少なくとも一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の少なくとも一部も リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。III族窒化物系化合物半導体層は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことも可能であるが必須ではない。III族窒化物系化合物半導体層の形成方法は特に限定されないが、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によって形成することができる。
なお、発光素子の構成としては、ホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。さらに、量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。
基板とIII族窒化物系化合物半導体からなる結晶層の間にはバッファ層を設けることができる。バッファ層はその上に成長されるIII族窒化物系化合物半導体の結晶性を向上する目的で設けられる。バッファ層はＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等のIII族窒化物系化合物半導体で形成することができる。
ｎ側電極材料としては、Ａｌ、Ｖ、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｈｆなどの金属またはこれらの任意の２種類以上の合金を用いることができる。ｎ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又は多層構造とすることもできる。例えば、ＶとＡｌの２層構造とすることができる。
III族窒化物系化合物半導体発光素子は、例えば、次のように製造することができる。
まず、III族窒化物系化合物半導体層を成長可能な基板を用意し、その上に少なくともｎ型III族窒化物系化合物半導体層、III族窒化物系化合物半導体からなる発光する層を含む層、及びｐ型III族窒化物系化合物半導体層がこの順に並ぶように複数の半導体層を積層する。
次に、エッチング処理を施しｎ型半導体層の一部を表出させる。続いて、ｐ側電極及びｎ側電極を、ｐ型III族窒化物系化合物半導体層上及びｎ型III族窒化物系化合物半導体層上にそれぞれ形成する。ｐ側電極及びｎ側電極の形成は、蒸着、スパッタリング等の公知の方法により行うことができる。続いて、所望の粒子径の研磨材を用いて基板を所望の厚さになるまで研磨する。その後、チップの分離を行う。
【０００９】
（ｐ型電極）
ｐ型電極は発光素子の発光層から放出された光を実質的に全反射させる。即ち発光層からの光が透過できない膜厚若しくは層構成をｐ型電極は有する。他方、ｐ型電極は光学的な開口部を有し、この開口部から発光素子の光の一部および蛍光ペーストで波長変換された光の一部を外部へ放出させる。
【００１０】
ｐ型電極は開口部を有する発光エリアとボンディングエリアとを有する。発光エリアには開口部が形成されている。
ボンディングエリアに開口部を形成することを禁止するものではないが、ボンディングエリアにはワイヤーボンディングに堪えられるだけの機械的な強度が要求されるので、開口部を形成しないようにすることが好ましい。
【００１１】
開口部はこれから光を放出させるものであるので、発光素子の輝度向上の見地からはその面積を大きくすることが好ましい。他方、その面積が大きすぎるとｐ型電極の面積が小さくなって、発光素子からｐ型電極側へ向う光を充分に反射できず、またｐ型層へ均一に電流を注入できなくなるので好ましくない。従って、本発明者の検討によれば、ボンディングエリアを除く領域において光学的な開口部の開口面積とｐ型電極の開口部以外の領域の面積との面積比を１０：１〜１：２０とすることが好ましい。更に好ましくは５：１〜１：１０であり、更に更に好ましくは１：１〜１：５である。
発光素子の発光面における均一発光を確保するため、光学的な開口部は発光エリアにおいて実質的に均等に分配されることが好ましい。
光学的な開口部は光を透過させることができれば、開口部内に保護膜等の透光性材料が充填されていてもよい。
光学的な開口部の形状は特に限定されない。実施例のように平面視矩形のもののほか、三角形、円形、スリット状など任意の形状を選択することができる。
【００１２】
ボンディングエリアは少なくともワイヤボンディングを行うために必要な面積を有する。本発明者の検討によれば８０μｍ×８０μｍ程度の面積があれば十分である。
ボンディングエリアには直接ワイヤボンディングが施される。従って、ボンディングエリアにはワイヤボンディングのために必要な機械的な強度が要求される。本発明者の検討によれば、汎用的に使用されるｐ型電極材料（金若しくは金合金等）においてその膜厚が０．３μｍ以上あれば当該ワイヤボンディングの受座として充分な強度及び安定性を確保できる。更に好ましくは膜厚を０．５μｍ以上とする。なお、この膜厚の上限は特に限定されるものではないが、ｐ型電極の材料が高価であることを考慮すれば、その上限を５μｍとすることが好ましい。
【００１３】
ｐ型電極を蒸着その他周知の方法で形成することを考えれば、発光エリアとボンディングエリアとを同時に形成することが製造工数削減の見地から望ましい。したがって、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚となり、その膜厚は光の全反射とボンディングエリアに要求されるワイヤボンディング安定性とにより規定されることとなる。即ち、ｐ型電極は全体的に均一な膜厚を有し、その厚さは０．３〜５μｍとすることが好ましく、更に好ましくは０．５〜３μｍである。
【００１４】
ｐ型電極の材料としてはＲｈ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｒｅなどの金属またはこれらの任意の２種類以上の合金を用いることができる。中でもＲｈ、Ｐｔ、Ｒｕは、III族窒化物系化合物半導体発光素子の発光波長に対して高い反射効率を有し、かつｐ型III族窒化物系化合物半導体層に対するコンタクト抵抗が低いため、好適なｐ側電極材料として用いることができる。ｐ側電極を、異なる組成の層が積層された二層又は多層構造とすることもできる。
ｐ型電極は蒸着、スパッタリングその他の周知の方法で形成される。
【００１５】
（蛍光ペースト）
蛍光ペーストは透光性のベース材料の中に蛍光体が分散されたものである。
ベース材料は発光素子をリードの例えばカップ部底部に固定するものであり、ホットメルト接着剤やその他の樹脂製接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。
【００１６】
蛍光体は発光素子の発光する層からの光を波長変換し、当該発光する層からの光と混色して所望の色をｐ型電極の開口部から放出できるように任意に選択される。
ここでの蛍光体の種類は、無機系、有機系を問わず採用することができる。
無機系蛍光体としては、以下のものを採用することができる。例えば、赤色系の発光色を有する６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５：Ｍｎ４＋、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、ＣａＬａ０．１Ｅｕ０．９Ｇａ３Ｏ７、ＢａＹ０．９Ｓｍ０．１Ｇａ３Ｏ７、Ｃａ（Ｙ０．５Ｅｕ０．５）（Ｇａ０．５Ｉｎ０．５）３Ｏ７、Ｙ３Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋、及び（Ｙ・Ｃｄ）ＢＯ２：Ｅｕ等、青色系の発光色を有する（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｍｇ）２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋ 、（Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２・ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）３（ＰＯ４）６Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＯ・Ｐ２Ｏ５・Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ、（ＢａＣａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．９５Ｔｍ０．０５Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ａｇ、ＧａＷＯ４、Ｙ２ＳｉＯ６：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｇａ，Ｃｌ、Ｃａ２Ｂ４ＯＣｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ４Ｏ３：Ｅｕ２＋、及び一般式（Ｍ１，Ｅｕ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２（Ｍ１は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表される蛍光体等、緑色系の発光色を有するＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＬａＰＯ４：Ｔｂ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＬａ０．２Ｔｂ０．８Ｇａ３Ｏ７、ＣａＹ０．９Ｐｒ０．１Ｇａ３Ｏ７、ＺｎＧｄ０．８Ｈｏ０．２Ｇａ３Ｏ７、ＳｒＬａ０．６Ｔｂ０．４Ａｌ３Ｏ７、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ、（Ｚｎ・Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＧｄＯＳ：Ｔｂ、ＬａＯＳ：Ｔｂ、ＹＳｉＯ４：Ｃｅ・Ｔｂ、ＺｎＧｅＯ４：Ｍｎ、ＧｅＭｇＡｌＯ：Ｔｂ、ＳｒＧａＳ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ・Ｃｏ、ＭｇＯ・ｎＢ２Ｏ３：Ｇｅ，Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、及びＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ等を用いることができる。また、白色系の発光色を有するＹＶＯ４：Ｄｙ、黄色系の発光色を有するＣａＬｕ０．５Ｄｙ０．５Ｇａ３Ｏ７を用いることもできる。
【００１７】
有機系蛍光体としては、以下のものを採用することができる。例えば、1，4−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（Ｂｉｓ−ＭＳＢ）、トランス−４，４’−ジフェニルスチルベン（ＤＰＳ）等のスチルベン系色素、及び７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン（クマリン４）等のクマリン系色素、ＢＯＱＰ、ＰＢＢＯ、ＢＯＴ、ＰＯＰＯＰ等を用いることができる。これらの蛍光体は青色系の発光色を有する。また、ＤＰＯＴ、ブリリアントサルフォフラビンＦＦ（brilliantsulfoflavine FF）、ベーシックイエローＨＧ（basic yellow HG）、SINLOIHI COLOR FZ-5005（シンロイヒ社製）などを用いることもできる。これらの蛍光体は黄色系〜緑色系の蛍光色を有する。また、黄色系〜赤色系の蛍光体である、エオシン（eosine）、ローダミン６Ｇ（rhodamine 6G）、ローダミンＢ（rhodamine B）、NKP-8303（日本蛍光化学社製）などを用いることもできる。また、ＴＢ（ＥＤＴＡ）ＳＳＡ、ＥｕＴＴＡなどを例えばメチルメタクリレートに溶解、重合固化しポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）としたものを用いることもできる。
尚、異なる種類の蛍光体を二以上組み合わせて用いることもできる。
【００１８】
使用目的、使用条件等に応じて、蛍光ペースト内における蛍光体の濃度分布を変化させることができる。即ち、発光素子に近づくに従って蛍光体の量を連続的又は段階的に変化させることができる。例えば、発光素子に近い部分において蛍光体の濃度を大きくする。これにより、効率的に発光素子からの光を蛍光体に照射することができる。その反面、発光素子で発生する熱の影響を受けやすく、蛍光体の劣化が問題となる。他方、発光素子に近づくに従って蛍光体の濃度を小さくすることにより、発光素子の発熱に起因する蛍光体の劣化は抑制される。以上より、蛍光体の材料、発光素子の使用環境等を考慮して、蛍光体の分散の変化態様は適宜選択されることとなる。
蛍光体を分散させた少量のベース材料で発光素子の基板表面をコーティングし、これに蛍光体を含まないベース材料を積層することにより、蛍光ペースト内における蛍光体量の濃度分布を変化させることができる。ここで、蛍光体の添加量が異なるベース材料を複数用意し、これらを順に積層することにより、蛍光体添加量を発光素子側から遠ざかるに従って徐変するように構成してもよい。尚、種類の異なる蛍光体を添加されたベース材料を複数用意し、これらを順に積層することもできる。
【００１９】
【実施例】
以下、この発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は本発明の一の実施例である発光装置としての砲弾型ＬＥＤ１を示す図である。ＬＥＤ１は白色系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装置等にも利用することができる。
図２にはＬＥＤ１に使用される発光素子１０の模式断面図が示される。発光素子１０の発光波長は約４６０ｎｍであり、各層のスペックは次の通りである。
Figure 0003972670
【００２０】
基板１１の上にはバッファ層１２を介してｎ型不純物としてＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型層１３を形成する。ここで、基板１１にはサファイアを用いたが、これに限定されることはなく、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶等を用いることができる。さらにバッファ層はＡｌＮを用いてＭＯＣＶＤ法で形成されるがこれに限定されることはなく、材料としてはＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮ等を用いることができ、製法としては分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等を用いることができる。III族窒化物系化合物半導体を基板として用いた場合は、当該バッファ層を省略することができる。
さらに基板とバッファ層は半導体素子形成後に、必要に応じて、除去することもできる。
【００２１】
ここでｎ型層１３はＧａＮで形成したが、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＩｎＧａＮを用いることができる。
また、ｎ型層１３はｎ型不純物としてＳｉをドープしたが、このほかにｎ型不純物として、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることもできる。
ｎ型層１３は発光する層を含む層１４側の低電子濃度ｎ-層とバッファ層１２側の高電子濃度ｎ＋層とからなる２層構造とすることができる。
発光する層を含む層１４は量子井戸構造（多重量子井戸構造、若しくは単一量子井戸構造）を含んでいてもよく、また発光素子の構造としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどでもよい。
発光する層を含む層１４はｐ型層１５の側にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を含むこともできる。これは発光する層を含む層１４中に注入された電子がｐ型層１５に拡散するのを効果的に防止するためである。
発光する層を含む層１４の上にｐ型不純物としてＭｇをドープしたＡｌＧａＮからなるｐ型層１５を形成する。このｐ型層はＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮとすることもできる、また、ｐ型不純物としてはＺｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることもできる。
さらに、ｐ型層１５を発光する層を含む層１４側の低ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とからなる２層構造とすることができる。
上記構成の発光ダイオードにおいて、各III族窒化物系化合物半導体層は一般的な条件でＭＯＣＶＤを実行して形成するか、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等の方法で形成することもできる。
【００２２】
ｎ電極１６はＡｌとＶの２層で構成され、ｐ型層１５を形成した後、ｐ型層１５、発光する層を含む層１４、及びｎ型層１３の一部をエッチングにより除去し、蒸着によりｎ型層１３上に形成される。
ｐ型電極１７はＰｈと金の積層構造からなり、ｐ型層１５の上に蒸着により形成される。膜厚はほぼ１．５μｍである。
ｐ型電極１７は、図３Ａに示すように、発光エリア１７ａとボンディングエリア１７ｂとを有する。図３Ａに示すｐ型電極１７では、発光エリア１７ａには矩形の開口部１８が形成されている。この開口部１８はリフトオフ法により形成される。
開口部１８は一辺が１５μｍの正方形であり、その結果格子状となった発光エリアのｐ型電極の幅は１５μｍである。開口部１８は発光エリア１７ａにおいて均等に分配されている。
【００２３】
開口部１８の形状は矩形に限定されるものではない。図３Ｂには円形の開口部１８ａの例を示した。また図３Ｃにはスリット状の開口部１８ｂの例を示した。その他、三角形、五角形、六角形等の多角形、星型、月型等任意の形状を採用することができる。1つの発光エリアにおいて異なる形状及び／又は大きさの開口部を採用することもできる。
ｐ型電極には透光性の保護膜（酸化シリコン等）が被覆される場合があるが、この保護膜で開口部１８が塞がれたとしても、光を透過させて外部へ放出するという作用からは何ら支障はない。即ち、開口部は光学的に開口していればよい。
【００２４】
図１に示すように、発光素子１０はリードフレーム２０に設けられるカップ状部２５に蛍光ペースト２６を用いてマウントされる。発光素子の受座としてカップ状部２５の表面は、光反射効率を高めるために鏡面とされている。この蛍光ペースト２６は透明なエポキシ樹脂に蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ（発光ピーク５３５ｎｍ）を分散させたものである。
この蛍光体は発光する層からの光（発光素子固有の光：波長約４６０ｎｍ）を吸収して黄色系の蛍光を放出する。この黄色系の光が発光素子固有の光と混合されて白色系の光が形成される。
発光素子１０のｎ電極１６及びｐ電極１７のボンディングエリア１７ｂは、それぞれワイヤ４０及び４１によりリードフレーム２０及び２１にワイヤボンディングされる。
【００２５】
発光素子１０、リードフレーム２０、２１の一部、及びワイヤ４０、４１はエポキシ樹脂からなる封止レジン５０により封止される。封止レジン５０の材料は透明であれば特に限定はされないが、エポキシ樹脂の他、シリコーン樹脂、尿素樹脂、又はガラスが好適に用いられる。蛍光体及び／又は光拡散材を均一に又は不均一に封止レジン５０中へ分散させることができる。
【００２６】
封止レジン５０は、素子構造の保護等の目的で設けられるが、封止レジン５０の形状を目的に応じて変更することにより封止レジン５０にレンズ効果を付与することができる。例えば、図１に示される砲弾型の他、凹レンズ型、又は凸レンズ型等に成形することができる。また、光の取り出し方向（図１において上方）から見て封止レジン５０の形状を円形、楕円形、又は矩形とすることができる。
【００２７】
以上のように構成されたＬＥＤ１では、発光素子１０の発光層を含む層１４から上方（ｐ型層側）へ放出される青色系の光の一部がｐ型電極１７で全反射され、蛍光ペースト２６へ入射する。この蛍光ペースト２６には発光する層を含む層１４から下方（ｎ型層側）へ放出された光も入射する。蛍光ペースト２６に入射された光の一部は蛍光体で波長変換され黄色系の光となり、ｐ型電極１７側へと放出される。この蛍光体からの蛍光が発光素子固有の光と混合して白色系の光となり、ｐ型電極１７の開口部１８から放出される。発光素子固有の光及び蛍光において開口部１８から外部へ放出されなかった成分は、ｐ型電極１７及びカップ状部２５との間で反射され、最終的には開口部１８若しくは発光素子１０の側面から放出される。
発光素子１０から放出された光は封止レジン５０のレンズ作用により光軸方向に集光されることにより、最終的に混色される。
【００２８】
（実施例２）
図４は、本発明の他の実施例であるＳＭＤタイプのＬＥＤ３の概略断面図である。実施例１のＬＥＤ１と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。ＬＥＤ３も実施例１と同様に白色系の発光をし、例えば、導光体と組み合わせて面状光源、線状光源に利用することができ、また、各種表示装置等にも利用することができる。
発光素子１０は基板８０に蛍光ペースト２６を用いて固定される。ワイヤ４０及び４１は発光素子１０の各電極を基板８０に設けられた電極８１及び８２にそれぞれ接続する。符号８５は封止レジンである。符号９０は発光素子の周囲に形成されるリフレクタであって、その表面は鏡面化されている。
【００２９】
以上のように構成されたＬＥＤ３では、図１のＬＥＤと同一の作用により発光素子１０から放出される青色系の光と蛍光体で波長変更された黄色系の光が混色されて白色系の光として外部放出される。
【００３０】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００３１】
以下、次ぎの事項を開示する。
１１ 発光素子用のｐ型電極であって、前記発光素子の光を実質的に全反射する実質的に均一な膜厚であり、発光エリアとボンディングエリアとを有し、前記発光エリアには光を透過させる光学的な開口部が形成されているｐ型電極。
１２ 前記発光エリアにおいて前記光学的な開口部は実質的に均等に分配されている、ことを特徴とする１１に記載のｐ型電極。
１３ 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μｍ以上である、ことを特徴とする１１又は１２に記載のｐ型電極。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例の発光装置である砲弾型ＬＥＤの構成を示す図である。
【図２】図２は発光素子の構成を模式的に示した断面図である。
【図３】図３は発光素子のｐ型電極の形態を示す平面図である。
【図４】図４はこの発明の実施例のＳＭＤタイプのＬＥＤの構成を示す図である。
【符号の説明】
１、３ ＬＥＤ
１０ 発光素子
１７ ｐ型電極
１７ａ 発光エリア
１７ｂ ボンディングエリア
１８、１８ａ、１８ｂ 光学的な開口部
２６ 蛍光ペースト

Claims (5)

  1. 蛍光体含有の透光性ペーストにより発光素子をリードへ固定し、該発光素子のｐ型電極側から光を外部へ放出させる発光装置であって、
    前記ｐ型電極は光を透過させる光学的な開口部を有し、該開口部以外の領域は光を実質的に全反射する、ことを特徴とする発光装置。
  2. 前記ｐ型電極は実質的に均一な膜厚であり、前記光学的な開口部を有する発光エリアとボンディングエリアとを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記発光エリアにおいて前記光学的な開口部は実質的に均等に分配されている、ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記ｐ型電極の膜厚は０．３μｍ以上である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
  5. 前記発光素子の光と該光を波長変換する前記蛍光体からの蛍光とが混合して白色系の発光が得られる、ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の発光装置。
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