JPH0710003B2 - 混色発光半導体素子 - Google Patents
混色発光半導体素子Info
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- JPH0710003B2 JPH0710003B2 JP5634688A JP5634688A JPH0710003B2 JP H0710003 B2 JPH0710003 B2 JP H0710003B2 JP 5634688 A JP5634688 A JP 5634688A JP 5634688 A JP5634688 A JP 5634688A JP H0710003 B2 JPH0710003 B2 JP H0710003B2
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- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、異なる発光色を有する発光半導体チップを２
つ以上立体的に多段積みすることによって混合色発光を
得るようにした混色発光半導体素子に関する。
つ以上立体的に多段積みすることによって混合色発光を
得るようにした混色発光半導体素子に関する。
（従来の技術） 固体素子としての発光デバイスには、蛍光体と発光ダイ
オードがあり、発光ダイオードの発光材料としてはIII
−Ｖ族化合物半導体の単一又は混晶が主に用いられる。
この発光ダイオードの発光は、pn接合部に順方向電流を
流して少数のキャリヤを注入し、これら少数キャリヤを
多数キャリヤと再結合せしめることによって行われる。
オードがあり、発光ダイオードの発光材料としてはIII
−Ｖ族化合物半導体の単一又は混晶が主に用いられる。
この発光ダイオードの発光は、pn接合部に順方向電流を
流して少数のキャリヤを注入し、これら少数キャリヤを
多数キャリヤと再結合せしめることによって行われる。
ところで、発光ダイオードは、その発光機構の故に蛍光
体と異なって特に高輝度であり、又、局所的な発光や複
雑な表示に適しており、励起エネルギーが簡単な低圧の
直流電源であり、更にその他の特徴、例えば、多色化、
高信頼性、低消費電力、高速応答性が半導体集積回路と
マッチするため、その用途は益々拡大しつつある。
体と異なって特に高輝度であり、又、局所的な発光や複
雑な表示に適しており、励起エネルギーが簡単な低圧の
直流電源であり、更にその他の特徴、例えば、多色化、
高信頼性、低消費電力、高速応答性が半導体集積回路と
マッチするため、その用途は益々拡大しつつある。
その初期において、発光ダイオードの応用分野は表示光
源としてのランプ、ディスプレイの２つが主流であった
が、素子の高出力化に伴ってファクシミリや複写機、プ
リンタ用の各光源としてOA機器分野、更に交通信号等の
表示用、光ファイバを用いた光通信へと、固体光源とし
てその需要は飛躍的な拡大が期待されている。
源としてのランプ、ディスプレイの２つが主流であった
が、素子の高出力化に伴ってファクシミリや複写機、プ
リンタ用の各光源としてOA機器分野、更に交通信号等の
表示用、光ファイバを用いた光通信へと、固体光源とし
てその需要は飛躍的な拡大が期待されている。
特に、表示光源の分野では多色化が要求され、又、その
発光に基づく固有の色以外の色が要求され、各種発光ダ
イオードを近接させて同時に発光させる技術が利用され
つつある。又、特に屋外表示用途を考える場合、多色化
と同時に高輝度が要求されつつある。
発光に基づく固有の色以外の色が要求され、各種発光ダ
イオードを近接させて同時に発光させる技術が利用され
つつある。又、特に屋外表示用途を考える場合、多色化
と同時に高輝度が要求されつつある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来技術によれば多色化は可能であった
としても、限られた発光ダイオードの組み合せのために
色調を任意に変化させることが不可能であり、発光色源
を見る角度によって構成する発光ダイオードの単色源が
分離したり、更に屋外表示用としての十分な輝度を持つ
混合色を得るには困難があった。
としても、限られた発光ダイオードの組み合せのために
色調を任意に変化させることが不可能であり、発光色源
を見る角度によって構成する発光ダイオードの単色源が
分離したり、更に屋外表示用としての十分な輝度を持つ
混合色を得るには困難があった。
参考のために主要な幾つかの可視発光ダイオードの特性
を次表に示す。
を次表に示す。
各種発光ダイオードを組み合せる多色化は、グラスマン
の法則に準じて、或る可視域の単色放射を同じ可視域の
異なる単色光を組み合せにより知覚的な等色を得るもの
である。赤、青及び緑の３原色によってあらゆる知覚色
が得られることは周知のことである。
の法則に準じて、或る可視域の単色放射を同じ可視域の
異なる単色光を組み合せにより知覚的な等色を得るもの
である。赤、青及び緑の３原色によってあらゆる知覚色
が得られることは周知のことである。
実公昭62−34467号公報には、２種のGaP発光ダイオード
をエピタキシャル成長によりPNNP構造又はNPPN構造に一
体として形成し、赤色及び緑色を発光させる試みが成さ
れている。
をエピタキシャル成長によりPNNP構造又はNPPN構造に一
体として形成し、赤色及び緑色を発光させる試みが成さ
れている。
しかし、上記方法では、PNNP又はNPPNの一体構造で形成
されているため、放射光を一方向に取り出す際に緑色発
光は赤色発光ダイオード内で吸収され、外部電子効率を
低下させる。
されているため、放射光を一方向に取り出す際に緑色発
光は赤色発光ダイオード内で吸収され、外部電子効率を
低下させる。
近年、特に要望されている超高輝度、例えば、駆動電流
20mAで100mcd以上という輝度は、GaPの発光ダイオード
では不可能ある。
20mAで100mcd以上という輝度は、GaPの発光ダイオード
では不可能ある。
又、GaAsP発光ダイオードでは、GaAsとGaPの混晶比を変
化させることにより緑色から赤色までの中間色の発光が
可能であるが、やはり屋外用等として用いる程度の1000
mcd以上の輝度を得ることは困難である。
化させることにより緑色から赤色までの中間色の発光が
可能であるが、やはり屋外用等として用いる程度の1000
mcd以上の輝度を得ることは困難である。
単色発光で超高輝度の発光ダイオードとしては、ダブル
ヘテロ接合構造のGaAlAs発光ダイオードが市販されてい
るが、その波長は660nm付近の赤色に限定される。赤色
発光は屋外で用いられる場合には、国によっては法的な
規制があり、その用途に制限があるので、赤色以外の例
えば橙色等、短波長側に発光の色調が偏倚しなければな
らない。
ヘテロ接合構造のGaAlAs発光ダイオードが市販されてい
るが、その波長は660nm付近の赤色に限定される。赤色
発光は屋外で用いられる場合には、国によっては法的な
規制があり、その用途に制限があるので、赤色以外の例
えば橙色等、短波長側に発光の色調が偏倚しなければな
らない。
本発明は従来技術の混合色発光ダイオードの多色化の限
界を克服し、単色光の発光ダイオードの組み合せにより
放射方向によって知覚的な等色効果が完全な疑似単一光
源となる混色発光半導体素子を提供することをその目的
とする。特に、本発明は超高輝度混色発光半導体素子の
提供を目的とし、更に詳しくは、超高輝度の単色発光素
子の超高輝度の特徴を生かしつつ、超高輝度の混色発光
半導体素子を提供することを目的とする。
界を克服し、単色光の発光ダイオードの組み合せにより
放射方向によって知覚的な等色効果が完全な疑似単一光
源となる混色発光半導体素子を提供することをその目的
とする。特に、本発明は超高輝度混色発光半導体素子の
提供を目的とし、更に詳しくは、超高輝度の単色発光素
子の超高輝度の特徴を生かしつつ、超高輝度の混色発光
半導体素子を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明は、互いに異なる発光色
を有する複数の発光半導体チップを、該チップ主表面に
略直角な方向に積み重ねて一体化して成る混色発光半導
体素子において、前記発光半導体チップの少なくとも１
つは、Ga1-XAlXAs（0.3≦Ｘ≦0.45）から成る活性層を
有し、且つ、20mAの駆動電流のもとで、5mmφエポキシ
樹脂封止のランプの軸光度が1000mcd以上となるようなG
aAlAs発光半導体チップであり、該GaAlAs発光半導体チ
ップ上に、当該半導体チップの発光波長より短い発光波
長を有する他種の発光半導体チップを積み重ねて両者を
一体化したことを特徴とする。
を有する複数の発光半導体チップを、該チップ主表面に
略直角な方向に積み重ねて一体化して成る混色発光半導
体素子において、前記発光半導体チップの少なくとも１
つは、Ga1-XAlXAs（0.3≦Ｘ≦0.45）から成る活性層を
有し、且つ、20mAの駆動電流のもとで、5mmφエポキシ
樹脂封止のランプの軸光度が1000mcd以上となるようなG
aAlAs発光半導体チップであり、該GaAlAs発光半導体チ
ップ上に、当該半導体チップの発光波長より短い発光波
長を有する他種の発光半導体チップを積み重ねて両者を
一体化したことを特徴とする。
この場合、特に多段に積み重ねられる複数の発光半導体
チップを、その相対向する電極同志をAgペースト、In合
金等の導電性接着材料を用いて一体化し、超高輝度の単
色発光半導体素子、例えばダブルヘテロ接合構造を有す
るGaAlAs発光半導体チップに該チップの発光波長よりワ
イドなバンドギャップを有するGaP、GaAsP等の発光半導
体チップを直角な方向に積み重ねて一体化することによ
って黄〜橙色発光の混色型超高輝度発光半導体素子を得
るようにした。
チップを、その相対向する電極同志をAgペースト、In合
金等の導電性接着材料を用いて一体化し、超高輝度の単
色発光半導体素子、例えばダブルヘテロ接合構造を有す
るGaAlAs発光半導体チップに該チップの発光波長よりワ
イドなバンドギャップを有するGaP、GaAsP等の発光半導
体チップを直角な方向に積み重ねて一体化することによ
って黄〜橙色発光の混色型超高輝度発光半導体素子を得
るようにした。
（作用） 本発明に基づいて混色発光半導体素子を作るためには、
単色発光半導体チップを複数個放射方向に略直角に積み
重ねて一体化し、これを発光半導体素子とする。
単色発光半導体チップを複数個放射方向に略直角に積み
重ねて一体化し、これを発光半導体素子とする。
市場で現在入手可能な、或いは可能になりつつある赤乃
至青単色発光半導体チップから希望する知覚的な等色を
得るために種々の組合せが可能である。例えば、橙色を
得るためには、赤色と黄色の単色発光ダイオードを組み
合せれば良い。言うまでもなく、３原色の赤色、緑色、
青色を組み合せれば白色光も可能である。
至青単色発光半導体チップから希望する知覚的な等色を
得るために種々の組合せが可能である。例えば、橙色を
得るためには、赤色と黄色の単色発光ダイオードを組み
合せれば良い。言うまでもなく、３原色の赤色、緑色、
青色を組み合せれば白色光も可能である。
混色型の超高輝度多色発光素子は単色発光半導体チップ
を積み重ねて作成されるが、少なくともその構成する単
色発光半導体チップの１つは超高輝度の発光、駆動電流
20mAで1000mcd以上が可能でなければならない。他の単
色発光半導体チップの輝度には特に制限がない。
を積み重ねて作成されるが、少なくともその構成する単
色発光半導体チップの１つは超高輝度の発光、駆動電流
20mAで1000mcd以上が可能でなければならない。他の単
色発光半導体チップの輝度には特に制限がない。
現在技術的に可能な超高輝発光半導体チップとしてはGa
AlAsの660nmの赤色発光があるが、このGaAlAs赤色発光
ダイオードにGaP又はGaAsPの発光ダイオードを組み合せ
ることにより赤色から短波長側にシフトした、例えば橙
色の知覚色の超高輝発光半導体チップが得られる。
AlAsの660nmの赤色発光があるが、このGaAlAs赤色発光
ダイオードにGaP又はGaAsPの発光ダイオードを組み合せ
ることにより赤色から短波長側にシフトした、例えば橙
色の知覚色の超高輝発光半導体チップが得られる。
現存する短波長側の単色発光ダイオードは前表のGaP,Ga
AsPの他にSiC,GaNの青色があるが、超高輝度の発光ダイ
オードチップを少なくとも一構成要素として含むことに
よりその発光色調の短波超側へのシフトが可能であり、
構成する各発光半導体チップの発光接合面積、発光量の
調節によって色調に関して可成りの自由度がある。
AsPの他にSiC,GaNの青色があるが、超高輝度の発光ダイ
オードチップを少なくとも一構成要素として含むことに
よりその発光色調の短波超側へのシフトが可能であり、
構成する各発光半導体チップの発光接合面積、発光量の
調節によって色調に関して可成りの自由度がある。
斯かる混色型超高輝度発光半導体素子で重要なことは、
その放射光を知覚するに際し、その光源を見る角度で単
結晶への分離がなく、混色を完全に行うために、構成チ
ップがその接合平面に直角な方向に積み重ねられて一体
化されることである。
その放射光を知覚するに際し、その光源を見る角度で単
結晶への分離がなく、混色を完全に行うために、構成チ
ップがその接合平面に直角な方向に積み重ねられて一体
化されることである。
然るに、このように混色発光半導体素子を得る場合に、
本発明のようにその主たる放射光方向に略直角方向に単
純発光半導体チップを積み重ねて一体化することによっ
て、その放射光を見る角度によって完全な等色化が行な
われ、個々の単色発光に分離されて見えることはない。
即ち、放射光の混合が完全に行われる。勿論、混色発光
半導体素子の最前面の発光半導体チップからの放射光は
効率良く外部に発散されるが、後部にある発光半導体チ
ップは側面への放射光発散が主体であるので、斯かる混
色発光半導体素子からの外部放射を所定の方向に有効に
取り出すためには、例えば、凹面反射鏡内、特に放射面
反射鏡の略焦点にその混色発光半導体素子を配置するの
が良い。
本発明のようにその主たる放射光方向に略直角方向に単
純発光半導体チップを積み重ねて一体化することによっ
て、その放射光を見る角度によって完全な等色化が行な
われ、個々の単色発光に分離されて見えることはない。
即ち、放射光の混合が完全に行われる。勿論、混色発光
半導体素子の最前面の発光半導体チップからの放射光は
効率良く外部に発散されるが、後部にある発光半導体チ
ップは側面への放射光発散が主体であるので、斯かる混
色発光半導体素子からの外部放射を所定の方向に有効に
取り出すためには、例えば、凹面反射鏡内、特に放射面
反射鏡の略焦点にその混色発光半導体素子を配置するの
が良い。
超高輝度の単色発光半導体チップは、その発光素子の放
射方向に対して後部に位置するのが好ましい。超高輝度
の単色発光半導体チップがGaAlAs型ダブルヘテロ構造の
場合、他の構成要素である短波長発光の単色発光半導体
素子は接触する超高輝度の発光半導体チップに吸収され
ぬよう前面に用いるのが良い。放射光の他の半導体チッ
プによる吸収は不利であるので、斯かる吸収が起こらな
いように基礎吸収やエキシトン準位吸収等のないようエ
ネルギー帯構造及び不純物準位の存在を考慮することは
好ましい。
射方向に対して後部に位置するのが好ましい。超高輝度
の単色発光半導体チップがGaAlAs型ダブルヘテロ構造の
場合、他の構成要素である短波長発光の単色発光半導体
素子は接触する超高輝度の発光半導体チップに吸収され
ぬよう前面に用いるのが良い。放射光の他の半導体チッ
プによる吸収は不利であるので、斯かる吸収が起こらな
いように基礎吸収やエキシトン準位吸収等のないようエ
ネルギー帯構造及び不純物準位の存在を考慮することは
好ましい。
Ga PはZn-0ペアの発光中心による赤色発光と窒素（Ｎ）
等電子トラップによる緑色発光が可能であり、GaAsPは
そのGaAs及びGaPの混晶比によって、例えば、GaPが65〜
85％においては橙色（630nm）から黄色（発光波長590n
m）へと変化する。
等電子トラップによる緑色発光が可能であり、GaAsPは
そのGaAs及びGaPの混晶比によって、例えば、GaPが65〜
85％においては橙色（630nm）から黄色（発光波長590n
m）へと変化する。
ダブルヘテロ接合型超高輝度GaAlAs赤色発光半導体チッ
プ（発光波長約660nm）にGaP:Nの高輝度発光半導体チッ
プを組み合わせることによって、橙色の超高輝度混合知
覚色が得られる。
プ（発光波長約660nm）にGaP:Nの高輝度発光半導体チッ
プを組み合わせることによって、橙色の超高輝度混合知
覚色が得られる。
このように積み重ねられた超高輝度発光半導体素子は、
その外部放射を効率的に行なうために凹面の反射鏡の中
に、場合によって放射面鏡の焦点に配置し、又、個々の
接合面積の選択、発光のための電流調節によって目的と
する輝度と混色を得ることができる。
その外部放射を効率的に行なうために凹面の反射鏡の中
に、場合によって放射面鏡の焦点に配置し、又、個々の
接合面積の選択、発光のための電流調節によって目的と
する輝度と混色を得ることができる。
発光ダイオードにはその輝度と励起のための電流との間
に飽和特性があり、又、電流によって寿命が変化するの
で、希望する混色を得る場合、単色発光ダイオードの放
射波長、印加する電圧、接合面積を適宜調節せしめる。
に飽和特性があり、又、電流によって寿命が変化するの
で、希望する混色を得る場合、単色発光ダイオードの放
射波長、印加する電圧、接合面積を適宜調節せしめる。
更に本発明によれば、各単色発光半導体チップはその電
極部分で相互に適当な導電性接着剤、Agペースト或いは
In合金を用いて接着一体化させる。
極部分で相互に適当な導電性接着剤、Agペースト或いは
In合金を用いて接着一体化させる。
（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る混色発光半導体素子１の構成図で
あり、本実施例においては、該混色発光半導体素子１
は、第２図に示すダブルヘテロ接合構造を有する厚さ20
0μｍ、大きさ400μｍ×400μｍのGaAlAs超高輝度赤色
発光半導体チップ10上に、第３図に示す厚さ250μｍ、
大きさ250μｍ×250μｍのGaP:N緑色発光半導体チップ2
0を積み重ねて両者を接合一体化して構成される。
あり、本実施例においては、該混色発光半導体素子１
は、第２図に示すダブルヘテロ接合構造を有する厚さ20
0μｍ、大きさ400μｍ×400μｍのGaAlAs超高輝度赤色
発光半導体チップ10上に、第３図に示す厚さ250μｍ、
大きさ250μｍ×250μｍのGaP:N緑色発光半導体チップ2
0を積み重ねて両者を接合一体化して構成される。
上記GaAlAs超高輝度赤色発光半導体チップ10は、第２図
に示すように、ｎ型GaAlAsクラッド層11上にGaAlAs活性
層12、ｐ型GaAlAsクラッド層13を積層して得られる発光
半導体素子のｎ型クラッド層11の下面にｎ型電極14…を
形成し、ｐ型クラッド層13の上面にｐ型電極15…を形成
して構成される。尚、以上のｎ型クラッド層11、活性層
12及びｐ型クラッド層13の形成は、公知の徐冷法による
液相エピタキシャル（LPE）結晶成長法によってなされ
る。
に示すように、ｎ型GaAlAsクラッド層11上にGaAlAs活性
層12、ｐ型GaAlAsクラッド層13を積層して得られる発光
半導体素子のｎ型クラッド層11の下面にｎ型電極14…を
形成し、ｐ型クラッド層13の上面にｐ型電極15…を形成
して構成される。尚、以上のｎ型クラッド層11、活性層
12及びｐ型クラッド層13の形成は、公知の徐冷法による
液相エピタキシャル（LPE）結晶成長法によってなされ
る。
ここで得られたGaAlAs超高輝度赤色発光半導体チップ
（発光波長650nm）10の構成においては、例えば、ｐ型
クラッド層13はZnドープ、ドーパントレベル:4×1017/c
m3、混晶組成Ga0.2Al0.8As、厚さ±200μｍ、ノンドー
プ活性層12は混晶組成Ga0.62Al0.38As、厚さ１μｍ、ｎ
型クラッド層11はTeドープ、ドーパントレベル:1×1017
/cm3、混晶組成Ga0.2Al0.8As、厚さ50μｍから成る。
（発光波長650nm）10の構成においては、例えば、ｐ型
クラッド層13はZnドープ、ドーパントレベル:4×1017/c
m3、混晶組成Ga0.2Al0.8As、厚さ±200μｍ、ノンドー
プ活性層12は混晶組成Ga0.62Al0.38As、厚さ１μｍ、ｎ
型クラッド層11はTeドープ、ドーパントレベル:1×1017
/cm3、混晶組成Ga0.2Al0.8As、厚さ50μｍから成る。
又、前記GaP:N緑色発光半導体チップ20は、液相エピタ
キシャル（LPE）結晶成長法によって、発光する光の吸
収の少ないGaP基板結晶上に発光中心となるＮを添加し
たｎ型GaP層を成長させた後、Znを添加してpn接合を形
成して得られるものであって、これは第３図に示すよう
に、ｎ型GaP層21の下面にｎ型電極23…を形成し、ｐ型G
aP層22の上面にｐ型電極24を形成して構成される。
キシャル（LPE）結晶成長法によって、発光する光の吸
収の少ないGaP基板結晶上に発光中心となるＮを添加し
たｎ型GaP層を成長させた後、Znを添加してpn接合を形
成して得られるものであって、これは第３図に示すよう
に、ｎ型GaP層21の下面にｎ型電極23…を形成し、ｐ型G
aP層22の上面にｐ型電極24を形成して構成される。
ここで得られたGaP:N緑色発光半導体チップ（発光波長5
70nm）20の構成においては、例えば、ｎ型GaP層21は、
第１層がTeドープ、ドーパントレベル:1×1017/cm3、厚
さ:20μｍ、第２層がｎ型ドーパント、ドーパントレベ
ル:2×1016/cm3、厚さ:20μｍ（但し、窒素ドープ）か
ら成り、ｐ型GaP層22は、Znドープ、ドーパントレベル:
1×1018/cm3、厚さ:20μｍから成る。
70nm）20の構成においては、例えば、ｎ型GaP層21は、
第１層がTeドープ、ドーパントレベル:1×1017/cm3、厚
さ:20μｍ、第２層がｎ型ドーパント、ドーパントレベ
ル:2×1016/cm3、厚さ:20μｍ（但し、窒素ドープ）か
ら成り、ｐ型GaP層22は、Znドープ、ドーパントレベル:
1×1018/cm3、厚さ:20μｍから成る。
斯くて、第１図に示すように、第２図に示される前記Ga
AlAs超高輝度赤色半導体チップ10上に第３図に示される
前記GaP:N緑色発光半導体チップ20を積み重ねて両者を
接合一体化すれば、本発明に係る混合発光半導体素子１
が得られる。
AlAs超高輝度赤色半導体チップ10上に第３図に示される
前記GaP:N緑色発光半導体チップ20を積み重ねて両者を
接合一体化すれば、本発明に係る混合発光半導体素子１
が得られる。
即ち、図示のように赤色発光半導体チップ10の上面に形
成されたｐ型電極15…に緑色発光半導体チップ20の下面
に形成されたｎ型電極23…を当接するようにして緑色発
光半導体チップ20を赤色半導体チップ10上に載置し、両
電極15…、23…間にAgペースト、In合金等の導電性接着
剤30を介在せしめて、これら全体を炉中で温度200〜300
゜に加熱し、その後冷却すれば、両電極15…、23…の溶
剤が蒸発したり、或いは合金層を形成し、これらの電極
15…と23…とが接着されて赤色発光半導体チップ10と緑
色発光半導体チップ20とが接合一体化されて本発明に係
る混合発光半導体素子１が得られる。
成されたｐ型電極15…に緑色発光半導体チップ20の下面
に形成されたｎ型電極23…を当接するようにして緑色発
光半導体チップ20を赤色半導体チップ10上に載置し、両
電極15…、23…間にAgペースト、In合金等の導電性接着
剤30を介在せしめて、これら全体を炉中で温度200〜300
゜に加熱し、その後冷却すれば、両電極15…、23…の溶
剤が蒸発したり、或いは合金層を形成し、これらの電極
15…と23…とが接着されて赤色発光半導体チップ10と緑
色発光半導体チップ20とが接合一体化されて本発明に係
る混合発光半導体素子１が得られる。
而して、この混合発光半導体素子１に順方向電流を流せ
ば、赤色発光半導体チップ10の活性層12からは超高輝度
の赤色発光が得られ、緑色発光半導体チップ20のpn接合
面からは緑色発光が得られ、この結果、該混色発光半導
体素子１全体としては赤色と緑色との混合色である橙色
の点光源に近い超高輝度発光が得られる。しかも、当該
混合発光半導体素子１は赤色発光半導体チップ10上に緑
色発光半導体チップ20を積み重ねて接合一体化すること
で容易に得られ、その構成も極めて単純である。
ば、赤色発光半導体チップ10の活性層12からは超高輝度
の赤色発光が得られ、緑色発光半導体チップ20のpn接合
面からは緑色発光が得られ、この結果、該混色発光半導
体素子１全体としては赤色と緑色との混合色である橙色
の点光源に近い超高輝度発光が得られる。しかも、当該
混合発光半導体素子１は赤色発光半導体チップ10上に緑
色発光半導体チップ20を積み重ねて接合一体化すること
で容易に得られ、その構成も極めて単純である。
第４図に本発明に係る前記混合発光半導体素子１の応用
例を示す。
例を示す。
即ち、第４図はハイブリッド型LEDランプ40の側面図で
あって、混合発光半導体素子１の周囲は上面を除いて椀
状のAl製リフレクター41によって被われており、電極1
4,24からはそれぞれリード線42,43が導出しており、こ
れら全体はエポキシ樹脂等の透明樹脂44によってモール
ドされている。
あって、混合発光半導体素子１の周囲は上面を除いて椀
状のAl製リフレクター41によって被われており、電極1
4,24からはそれぞれリード線42,43が導出しており、こ
れら全体はエポキシ樹脂等の透明樹脂44によってモール
ドされている。
而して、当該LEDランプ40に順方向電流を通じれば、点
光源に近い橙色の超高輝度発光が得られる。
光源に近い橙色の超高輝度発光が得られる。
又、GaPのエネルギーギャップは2.2eVで、その値は下部
のGaAlAs赤色発光半導体チップの赤色発光の光エネルギ
ー1.8eVに対して大きいため、下部の赤色光は上部の半
導体チップの中で吸収されることなく通過し、輝度の損
失がないのは勿論、下部の輝度が上部チップの通過によ
って、上部チップの緑色発光との混色が完全に行なわれ
るという利点がある。
のGaAlAs赤色発光半導体チップの赤色発光の光エネルギ
ー1.8eVに対して大きいため、下部の赤色光は上部の半
導体チップの中で吸収されることなく通過し、輝度の損
失がないのは勿論、下部の輝度が上部チップの通過によ
って、上部チップの緑色発光との混色が完全に行なわれ
るという利点がある。
（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、発光半
導体チップの少なくとも１つは、Ga1-XAlXAs（0.3≦Ｘ
≦0.45）から成る活性層を有し、且つ、20mAの駆動電流
のもとで、5mmφエポキシ樹脂封止のランプの軸光度が1
000mcd以上となるようなGaAlAs発光半導体チップとし、
該GaAlAs発光半導体チップ上に、当該半導体チップの発
光波長より短い発光波長を有する他種の発光半導体チッ
プを積み重ねて両者を一体化することによって混色発光
半導体素子を構成したため、超高輝度の黄色乃至橙色混
合色発光が簡単な構造で容易に得られる。
導体チップの少なくとも１つは、Ga1-XAlXAs（0.3≦Ｘ
≦0.45）から成る活性層を有し、且つ、20mAの駆動電流
のもとで、5mmφエポキシ樹脂封止のランプの軸光度が1
000mcd以上となるようなGaAlAs発光半導体チップとし、
該GaAlAs発光半導体チップ上に、当該半導体チップの発
光波長より短い発光波長を有する他種の発光半導体チッ
プを積み重ねて両者を一体化することによって混色発光
半導体素子を構成したため、超高輝度の黄色乃至橙色混
合色発光が簡単な構造で容易に得られる。
第１図は本発明に係る混色発光半導体素子の構成図、第
２図はGaAlAs赤色発光半導体チップの構成図、第３図は
GaP緑色発光半導体チップの構成図、第４図はハイブリ
ッド型LEDランプの側面図である。 １……混色発光半導体素子、10……GaAlAs赤色発光半導
体チップ、20……GaP緑色発光半導体チップ、30……接
着剤。
２図はGaAlAs赤色発光半導体チップの構成図、第３図は
GaP緑色発光半導体チップの構成図、第４図はハイブリ
ッド型LEDランプの側面図である。 １……混色発光半導体素子、10……GaAlAs赤色発光半導
体チップ、20……GaP緑色発光半導体チップ、30……接
着剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−69880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−158459（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−89266（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−44059（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】互いに異なる発光色を有する複数の発光半
導体チップを、該チップ主表面に略直角な方向に積み重
ねて一体化して成る混色発光半導体素子において、前記
発光半導体チップの少なくとも１つは、Ga1-XAlXAs（0.
3≦Ｘ≦0.45）から成る活性層を有し、且つ、20mAの駆
動電流のもとで、5mmφエポキシ樹脂封止のランプの軸
光度が1000mcd以上となるようなGaAlAs発光半導体チッ
プであり、該GaAlAs発光半導体チップ上に、当該半導体
チップの発光波長より短い発光波長を有する他種の発光
半導体チップを積み重ねて両者を一体化したことを特徴
とする黄色乃至橙色発光の混色発光半導体素子。 - 【請求項２】前記短い発光波長を有する他種の発光半導
体チップとして、GaAsP発光半導体チップを用いる請求
項１記載の混色発光半導体素子。 - 【請求項３】前記短い発光波長を有する他種の発光半導
体チップとして、GaP発光半導体チップを用いる請求項
１記載の混色発光半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634688A JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634688A JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01231380A JPH01231380A (ja) | 1989-09-14 |
| JPH0710003B2 true JPH0710003B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13024668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5634688A Expired - Lifetime JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710003B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19952932C1 (de) * | 1999-11-03 | 2001-05-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LED-Weißlichtquelle mit breitbandiger Anregung |
| JP4496596B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2010-07-07 | ソニー株式会社 | 発光装置 |
| US6525464B1 (en) * | 2000-09-08 | 2003-02-25 | Unity Opto Technology Co., Ltd. | Stacked light-mixing LED |
| JP4657995B2 (ja) * | 2006-07-10 | 2011-03-23 | ラボ・スフィア株式会社 | Ｌｅｄチップ積層体及びｌｅｄチップ配列体 |
| DE102007011637A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Ivoclar Vivadent Ag | Lichtemissionsvorrichtung |
| EP3449505B1 (en) * | 2016-04-29 | 2020-08-05 | Lumileds Holding B.V. | High luminance crisp white led light source |
| US20190164945A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-30 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode for display and display apparatus having the same |
| US10892296B2 (en) | 2017-11-27 | 2021-01-12 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device having commonly connected LED sub-units |
| US11527519B2 (en) | 2017-11-27 | 2022-12-13 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED unit for display and display apparatus having the same |
| US10892297B2 (en) | 2017-11-27 | 2021-01-12 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode (LED) stack for a display |
| US10748881B2 (en) | 2017-12-05 | 2020-08-18 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
| US10886327B2 (en) | 2017-12-14 | 2021-01-05 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting stacked structure and display device having the same |
| CN108131601B (zh) * | 2017-12-20 | 2023-10-27 | 西安智盛锐芯半导体科技有限公司 | Rgby四色led舞台灯 |
| US11552057B2 (en) | 2017-12-20 | 2023-01-10 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED unit for display and display apparatus having the same |
| US11522006B2 (en) | 2017-12-21 | 2022-12-06 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting stacked structure and display device having the same |
| US11552061B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-01-10 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
| US11114499B2 (en) | 2018-01-02 | 2021-09-07 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Display device having light emitting stacked structure |
| US10784240B2 (en) | 2018-01-03 | 2020-09-22 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5089266U (ja) * | 1973-12-17 | 1975-07-29 | ||
| JPS5669880A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-11 | Toshiba Corp | Semiconductor luminous device |
| JPS58158459U (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | 三洋電機株式会社 | 発光ダイオ−ド |
| JPS5944059U (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-23 | 三洋電機株式会社 | 発光ダイオ−ド表示器 |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP5634688A patent/JPH0710003B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01231380A (ja) | 1989-09-14 |
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