JP5516191B2 - 基板、及び発光素子 - Google Patents
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図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板の断面の概要を示す。
本実施の形態に係る基板1は、その表面に実質的に平坦面を有さない凹部10及び凸部12を備えており、凹部10及び凸部12が1次元又は2次元の一定方向に周期的に繰り返されているので、基板1上に発光層を有する化合物半導体積層構造26を形成して得られる発光素子の光取り出し効率を、従来技術以上に増大させることができる。本実施の形態においては、凹凸面の底部が曲面になっているので、一度、基板1と外部との界面で全反射した光も次回以降の反射において全反射を免れる可能性があり、光取り出し効率を向上させることができる。このような基板1を備える発光素子は、高い発光効率、長期の発光効率安定性を実現することができ、高い光出力及び長寿命が要求される液晶のバックライト光源、発光ダイオード照明器具、自動車のヘッドランプ、プロジェクタの光源等に用いることができる。
GaAs、InP、InSn、GaN、AlN、ZnO、Si、SiC、Ge、サファイア等からなる基板上に、InP、InGaAs、InAlAs、GaAs、AlGaAs、InGaAsP、InAlGaAsP、ZnO、ZnSe、ZnS等の材料からなる半導体積層構造を形成したピーク波長が350〜1500nmの範囲の発光ダイオードに、実施例1〜7において説明した凹凸面を採用し、光出力の向上、長寿命化を図ることもできる。
2、2a、2b 発光素子
3 サファイア基板
4 サファイア基板
5 サファイア基板
10 凹部
12 凸部
13 凹部
14 凸部
15 凹部
16 凸部
20 低温成長バッファ層
21 アンドープGaN層
22 n−GaN層
23 InGaN/GaN多重量子井戸層
24 p−AlGaN層
25 p−GaNコンタクト層
26 化合物半導体積層構造
30 n電極
35 p電極
40 パッド電極
100 水平面
Claims (5)
- 入射又は出射する光の進行方向を変化させる凹凸を有する面を備える基板であって、
前記凹凸が、1次元若しくは2次元の一定方向に沿って周期的に前記面に設けられ、
前記凹凸の頂上及び底部が、平坦な部分を有さないと共に、前記凹部の底部が断面視にて円弧状の断面を有する底面であり、
前記凹凸のうち、水平面から10度以内の角度を有する領域を水平面に射影した面積が、水平面全体の35%を超えないことを特徴とする基板。 - 前記凹凸のうち、水平面から10度以内の角度を有する領域を水平面に射影した面積が、水平面全体の20%以下である請求項1に記載の基板。
- 基板と、前記基板上に設けられ、発光層を有する化合物半導体積層構造とを備える発光素子であって、
前記基板と前記化合物半導体積層構造との界面に、入射又は出射する光の進行方向を変化させる凹凸が設けられ、
前記凹凸が、1次元若しくは2次元の一定方向に沿って周期的に前記界面に配列されると共に、前記凹凸の頂上及び底部が平坦な部分を有さないと共に、前記凹部の底部が断面視にて円弧状の断面を有する底面であり、
前記凹凸のうち、水平面から10度以内の角度を有する領域を水平面に射影した面積が、水平面全体の35%を超えないことを特徴とする発光素子。 - 基板と、前記基板上に設けられ、発光層を有する化合物半導体積層構造とを備える発光素子であって、
前記化合物半導体積層構造の表面に、入射又は出射する光の進行方向を変化させる凹凸が設けられ、
前記凹凸が、1次元若しくは2次元の一定方向に沿って周期的に前記化合物半導体積層構造の表面に配列されると共に、前記凹凸の頂上及び底部が平坦な部分を有さないと共に、前記凹部の底部が断面視にて円弧状の断面を有する底面であり、
前記凹凸のうち、水平面から10度以内の角度を有する領域を水平面に射影した面積が、水平面全体の35%を超えないことを特徴とする発光素子。 - 基板と、前記基板上に設けられ、発光層を有する化合物半導体積層構造とを備える発光素子であって、
前記基板が前記発光層が発する光に対して透明であり、
前記基板の前記化合物半導体積層構造が設けられている側の反対側の面に、入射又は出射する光の進行方向を変化させる凹凸が設けられ、
前記凹凸が、1次元若しくは2次元の一定方向に沿って周期的に前記反対側の面に配列されると共に、前記凹凸の頂上及び底部が平坦な部分を有さないと共に、前記凹部の底部が断面視にて円弧状の断面を有する底面であり、
前記凹凸のうち、水平面から10度以内の角度を有する領域を水平面に射影した面積が、水平面全体の35%を超えないことを特徴とする発光素子。
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