JPH0856014A - Semiconductor light emitting device with filter - Google Patents
Semiconductor light emitting device with filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device with a filter, and more particularly to a technique for bringing light emitted from the semiconductor light emitting device close to a single color to ensure a clear display mode.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art As is well known, light emitted from a semiconductor light emitting element (LED) constituting a light emitting device is transmitted through a resin encapsulant that encloses the light emitting portion. It is generally irradiated to the outside. Therefore, the light from the semiconductor light emitting element is irradiated to the outside as it is at the time of light emission without any change in its optical characteristics.
【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。The light from the semiconductor light emitting device is
It usually has a predetermined half-width. That is,
This kind of light includes not only light of a specific wavelength within a very narrow band but also light of other wavelengths existing within a band of a predetermined width.
【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。On the other hand, in recent years, high brightness characteristics have been obtained by growing a gallium nitride compound semiconductor crystal on a sapphire substrate by utilizing a metal organic chemical vapor deposition method (hereinafter referred to as MOCVD method). A blue light emitting semiconductor light emitting device has been developed.
【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。A structural example of the high-brightness semiconductor light emitting device will be described. A GaN buffer layer is grown on a sapphire substrate, and an N-type semiconductor layer (GaN) is formed on the buffer layer.
Layer, an AlGaN layer), a light emitting layer (InGaN layer), and a P-type semiconductor layer (AlGaN layer, GaN layer) are grown in a laminated form.
【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。It is also well known that the light emitted from the semiconductor light emitting element for blue light emission of this kind has a characteristic that the half width is wide.
【０００７】[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。The light emitted from the conventional semiconductor light emitting device has the above-described half-value width in any light emitting color device, so that the sharpness of the light, etc. However, there was a drawback that the optical properties of This is because the emission color of this kind is visually recognized as a composite light or a collective light of lights of various wavelengths within a predetermined band by moving away from a monochromatic color. Then, such a problem becomes more remarkable in the semiconductor light emitting device for blue light emission having a wide half width.
【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。Further, when a display device such as a color display is manufactured by using various semiconductor light emitting elements having different emission colors, each semiconductor light emitting element has the above-mentioned half-value width, so It is not possible to say that the characters and images displayed are excellent in color, and it is not possible to obtain the best in terms of sharpness or vividness.
【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。Therefore, this type of semiconductor light emitting device is
There is room for improvement in terms of optical characteristics, and the actual situation is that quality problems remain.
【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。The present invention was devised under the circumstances described above, and optical characteristics resulting from the fact that light emitted from a semiconductor light emitting device of this type has a predetermined half-value width. It is an object to suppress the above problems as much as possible and to obtain excellent characteristics in terms of definition and quality.
【００１１】[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。In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
【００１２】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、半導体発光素子の発光側の面に、狭帯域波長選択作
用を行う光フィルタ層を形成したことを特徴としてい
る。That is, the invention described in claim 1 of the present application is characterized in that an optical filter layer for performing a narrow band wavelength selecting action is formed on the light emitting side surface of the semiconductor light emitting element.
【００１３】そして、上記狭帯域波長選択作用を適切に
行う上で、上記光フィルタ層は、屈折率の異なる所定厚
さの２層以上の透明膜で構成されていることが好ましい
（請求項２）。In order to properly perform the narrow band wavelength selecting action, it is preferable that the optical filter layer is composed of two or more transparent films having a predetermined thickness and different refractive indexes (claim 2). ).
【００１４】また、上記狭帯域波長選択作用を行わせる
ための具体的構成例を挙げると、上記半導体発光素子に
ついては、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型半導体層を備えて構
成されており、かつ上記光フィルタ層については、上記
サファイア基板の裏面側に形成されていることが好まし
い（請求項３）。To give a specific example of the structure for performing the narrow band wavelength selecting action, the semiconductor light emitting device is as follows:
It is preferable that the optical filter layer comprises an N-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a P-type semiconductor layer, and the optical filter layer is formed on the back surface side of the sapphire substrate (claim 3).
【００１５】さらに、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４）。Further, in order to obtain a great effect due to the narrow band wavelength selecting action, it is preferable that each crystal layer of the semiconductor light emitting device is formed in a laminated structure that emits blue light (claim 4).
【００１６】[0016]
【発明の作用および効果】上記請求項１に記載した発明
によれば、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。According to the invention described in claim 1, the light emitted from the semiconductor light emitting device is irradiated outward after being subjected to the narrow band wavelength selecting action of the optical filter layer. It Therefore, even when the light emitted from the semiconductor light-emitting element has a predetermined half-width, even if it is a composite light of multiple wavelengths, only the light of a specific wavelength within a narrow band is included in the optical filter. Light of other wavelengths that passes through the layer is blocked by the optical filter.
【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。As a result, the color of the light emitted from the semiconductor light emitting element through the optical filter layer and radiated outward approaches a single color, and is visually recognized as light of a clear color. . Further, even when a display device such as a color display is manufactured using various semiconductor light emitting elements, the light emitted from each semiconductor light emitting element is close to a single color, and therefore, the image and the like displayed on it are , Excellent in color and vividness.
【００１８】なお、上記請求項２に記載した発明のよう
に、光フィルタ層を、屈折率の異なる２層以上の透明膜
で構成した場合には、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。When the optical filter layer is composed of two or more transparent films having different refractive indexes as in the invention described in claim 2, the same action as the so-called interference filter, that is, the transparent The interference of the film is used to transmit or reflect only light in a specific wavelength range. Specifically, by setting the thickness of one layer to be the same as the wavelength of the light to be transmitted or to be an integral multiple of 1/2, the difference in the refractive index present on both sides of one transparent film It is configured so that the intensity of the light of the wavelength to be transmitted does not decrease and the intensity of the light of other wavelengths is weakened by the light wave interference generated between the boundary surfaces. Since the wavelength selection action by such light wave interference is performed in a plurality of steps for each layer, the selection action of the light of the specific wavelength is performed more strictly and highly accurately.
【００１９】さらに、上記請求項３に記載した発明のよ
うに、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すれば、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。Further, according to the invention described in claim 3, a crystal layer having a predetermined laminated structure is formed on the surface of the sapphire substrate having a light-transmitting property, and the optical filter is formed on the back surface side of the sapphire substrate. By forming a layer, light emission from the back surface side of the semiconductor light emitting device can be appropriately avoided while appropriately preventing light emission inhibition by the electrode on the front surface side, and the formation of the optical filter layer can be performed easily and surely. It Specifically, since the back surface of the sapphire substrate is smoother than the outermost surface of the crystal layer having the predetermined laminated structure, the adhered state of the optical filter layer becomes firm and the adhering work can be easily performed. Become.
【００２０】そして、上記請求項４に記載した発明のよ
うに、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。If the semiconductor light emitting device is provided with the crystal layer having a laminated structure corresponding to blue light emission as in the invention described in claim 4, the half width of the blue light is wide, The above-mentioned effects associated with the narrow band wavelength selecting action can be remarkably obtained.
【００２１】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described below.
A specific description will be given with reference to the drawings.
【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。FIG. 1 is a vertical sectional front view showing a semiconductor light emitting device with a filter according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the semiconductor light emitting device with a filter.
【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。As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device with a filter 1 basically has an N type semiconductor layer 3, a light emitting layer 4, and a P type semiconductor layer on a sapphire substrate 2 which is an insulating substrate. 5 is formed, and a laminated portion 6 including 5 is formed. The sapphire substrate 2 is transparent (including semitransparent), and the gallium nitride buffer layer 7 is formed on the surface thereof.
【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Ｇ
ａＮ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Ａｌ
0.2 Ｇａ0.8 Ｎの層５１と、Ｐ型ＧａＮの層５２と、を
形成したものである。More specifically, the laminated portion 6 includes the buffer layer 7
N-type G on the surface of the GaN layer which is
a layer 31 of aN, a layer 32 of N-type Al 0.2 Ga 0.8 N, and
In 0.15 Ga 0.85 N layer which is the light emitting layer 4, and P-type Al
A layer 51 of 0.2 Ga 0.8 N and a layer 52 of P-type GaN are formed.
【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Ｉｎ
0.15Ｇａ0.85Ｎの層４にはＺｎが添加されている。In addition, the N-type GaN layer 31 and N
Si is added to the layer 32 of the type Al 0.2 Ga 0.8 N,
Mg is added to the P-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 51 and the P-type GaN layer 52, and
Zn is added to the layer 4 of 0.15 Ga 0.85 N.
【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。When the composition ratio (mixed crystal ratio) of In to Ga in the In 0.15 Ga 0.85 N layer 4 is increased, the wavelength of light emitted from this layer 4 becomes longer and the Zn If the amount added is increased,
It has a characteristic that the wavelength of light becomes longer than that when the composition ratio is increased. The thickness of each layer is, for example, 3 μm, 300 nm, 50 nm from the lower layer side in the order of each layer 31, 32, 4, 51, 52.
It is set to 300 nm and 150 nm.
【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。On the other hand, on the back surface 2a of the sapphire substrate 2, an optical filter layer 10 composed of two layers of transparent films 8 and 9 is formed.
Are formed. As the transparent films 8 and 6 for the inner and outer layers, a combination of an Al 2 O 3 film and a SiO 2 film, a combination of a SiN film and a SiO 2 film, or the like can be used. Further, in any combination, consideration is given so that the refractive indexes are different from each other. Further, the thickness of each of the transparent films 8 and 9 is the same as a specific wavelength of light described below or an integral multiple of 1/2 of that wavelength, and the like. The thickness is set such that when interference occurs, only light of the specific wavelength is reflected and light of other wavelengths is reflected.
【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、ＭＯ
ＣＶＤ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。The semiconductor light emitting device 1 with a filter in the illustrated example is a square chip having a side of 0.5 mm in plan view, which is finally obtained as a single chip. The wafer having the structure shown in each of the above figures is collectively formed at a plurality of locations on the wafer, and then the wafer is divided into a plurality of semiconductor light emitting devices 1 with a filter by dicing. When manufacturing the laminated portion 6 of the semiconductor light emitting device 1, the MO
The CVD method is used. When forming the optical filter layer 10, a method such as vapor deposition or sputtering is used.
【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。As shown in FIG. 2, the laminated portion 6 of the semiconductor light emitting device 1 has its corners removed by etching to the upper surface of the N-type GaN layer 31,
One electrode 11 is formed on the upper surface portion of the layer 31, and the other electrode 12 is formed on the P-type GaN layer 52 which is the outermost surface portion. Therefore, the region B indicated by the one-dot chain line hatched portion in the figure is a region for emitting blue light. The electrodes 11 and 12 are formed by an existing method (method by vapor deposition and etching).
【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。The semiconductor light emitting device 1 can also emit light from the front surface side of the sapphire substrate 2. The actual usage of the semiconductor light emitting device 1 is as shown by the arrow in FIG. The blue light that has passed through the optical filter layer 10 from the back surface side of the sapphire substrate 2 is emitted in a direction orthogonal to the back surface 2a of the sapphire substrate 2.
【００３１】次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【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４７０
ｎｍ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。The blue light emitted from the light emitting layer 4 of the semiconductor light emitting device with a filter 1 toward the back side has a wider half-value width than the lights of other colors. The wavelength of the blue light, which is the emission color, is 470 when the color surface is taken into consideration.
It is preferable that the wavelength is about nm, but the light emitting layer 4 simultaneously emits light of other wavelengths other than 470 nm.
【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。However, when the light emitted from the light emitting layer 4 passes through the optical filter layer 10, only light having a specific wavelength within a narrow band (a wavelength in the vicinity of 470 nm) is selected based on the light wave interference effect. It is irradiated and is irradiated toward the outside. Specifically, a narrow band wavelength selecting action based on an interference action according to the refractive index and the thickness of each of the two transparent films 8 and 9 forming the optical filter layer 10 is performed for each layer, and The transmitted light of the filter layer 10 is accurately contained within the narrow band. Further, the light deviating from the narrow band is blocked by the optical filter layer 4 from passing therethrough.
【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。As a result, if the optical filter layer 4 is not formed, light having a wavelength over a wide band corresponding to the half value width is emitted as shown by the characteristic curve Y in FIG.
By forming the optical filter layer 4 as described above, the wavelength of the emission color falls within a narrow band as indicated by the characteristic curve X shown in FIG.
【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。Therefore, although the blue emission color emitted from the light emitting layer 4 has a wide half-value width, it is emitted to the outside as light in a narrow band by the action of the optical filter layer 10. Since the color is close to that of a single color, the sharpness of the emitted color is improved and excellent optical characteristics are obtained.
【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。Further, this semiconductor light emitting device 1 with a filter is also provided.
If a display device such as a color display is manufactured by using, a harmful effect due to a wide half-value width of a blue display portion is avoided, the vividness of characters and images displayed on the display device is improved, and it is preferable in terms of color. A display mode can be obtained.
【００３７】なお、上記実施例においては、光フィルタ
層１０を、Ａｌ2 Ｏ3 膜とＳｉＯ2膜との組み合わせ、
あるいはＳｉＮ膜とＳｉＯ2 膜との組み合わせにより構
成したものであるが、光の干渉等に基づくフィルタとし
ての作用を行い得るものであれば、他の材質を使用して
もよい。また、光フィルタ層１０は、上記例示のように
２層に形成するに限らず、１層であっても十分な効果を
期待でき、また３層以上であれば、フィルタ作用がより
良好に行われる。In the above embodiment, the optical filter layer 10 is formed by combining an Al 2 O 3 film and a SiO 2 film,
Alternatively, it is composed of a combination of a SiN film and a SiO 2 film, but other materials may be used as long as they can act as a filter based on light interference or the like. Further, the optical filter layer 10 is not limited to be formed in two layers as in the above example, and a sufficient effect can be expected even if it is a single layer, and if it is three layers or more, the filter action is better performed. Be seen.
【００３８】さらに、上記実施例は、透明のサファイア
基板２上に積層部６を形成して得られる青色発光の半導
体発光素子に本願発明を適用したものであるため、基板
の裏面側に光フィルタ層１０を形成するようにしたが、
たとえば不透明の基板上に積層部を形成して得られる赤
色などの他の発光色を有する半導体発光素子であれば、
上記積層部の表面側に光フィルタ層１０を形成すること
により、同様にして本願発明を適用することが可能であ
る。但し、この場合には、上記光フィルタ層を形成した
後に、その光フィルタ層に対してエッチングを行って電
極を形成する必要がある。Further, since the present invention is applied to the blue light emitting semiconductor light emitting device obtained by forming the laminated portion 6 on the transparent sapphire substrate 2 in the above embodiment, the optical filter is provided on the back surface side of the substrate. The layer 10 was formed,
For example, if it is a semiconductor light emitting element having another emission color such as red obtained by forming a laminated portion on an opaque substrate,
The present invention can be similarly applied by forming the optical filter layer 10 on the front surface side of the laminated portion. However, in this case, it is necessary to form the electrodes by etching the optical filter layer after forming the optical filter layer.
【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。FIG. 1 is a vertical sectional front view showing a semiconductor light emitting device with a filter according to an embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【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。FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor light emitting element with a filter according to the above embodiment.
【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。FIG. 3 is a graph showing characteristics of light emitted from the semiconductor light emitting device with a filter according to the above-mentioned embodiment.
【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。FIG. 4 is a graph showing characteristics of light emitted from a conventional semiconductor light emitting device.
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 1 Semiconductor Light-Emitting Element with Filter 2 Substrate (Sapphire Substrate) 3 N-Type Semiconductor Layer 4 Light-Emitting Layer 5 P-Type Semiconductor Layer 8 Transparent Film 9 Transparent Film 10 Optical Filter Layer
Claims (4)
波長選択作用を行う光フィルタ層を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。1. A semiconductor light emitting device with a filter, wherein an optical filter layer for performing a narrow band wavelength selecting action is formed on a surface of the semiconductor light emitting device on a light emitting side.
定厚さの２層以上の透明膜で構成されている、請求項１
に記載のフィルタ付き半導体発光素子。2. The optical filter layer is composed of two or more transparent films having a predetermined thickness and different refractive indexes.
A semiconductor light emitting device with a filter according to.
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型半導体層を備えて構成されるとともに、上記光
フィルタ層は、上記サファイア基板の裏面側に形成され
ている、請求項１または２に記載のフィルタ付き半導体
発光素子。3. The semiconductor light emitting device is configured by providing an N-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a P-type semiconductor layer on a surface of a sapphire substrate having a light-transmitting property, and the optical filter layer comprises: The semiconductor light emitting device with a filter according to claim 1, which is formed on the back surface side of the sapphire substrate.
の光を発する積層構造に形成されている、請求項１ない
し３のいずれかに記載のフィルタ付き半導体発光素子。4. The semiconductor light emitting device with a filter according to claim 1, wherein each crystal layer of the semiconductor light emitting device is formed in a laminated structure that emits blue light.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP18956594A JP3646732B2 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Semiconductor light emitting device with filter |
| 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 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Semiconductor light emitting device with filter |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856014A true JPH0856014A (en) | 1996-02-27 |
| JP3646732B2 JP3646732B2 (en) | 2005-05-11 |
Family
ID=16243467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18956594A Expired - Fee Related JP3646732B2 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Semiconductor light emitting device with filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646732B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001345477A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gallium nitride compound semiconductor light emitting element |
| JP2003031858A (en) * | 2001-05-15 | 2003-01-31 | Lumileds Lighting Us Llc | Semiconductor led flip chip with filler having low refractive index |
| JP2010505250A (en) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic element |
| WO2014035205A2 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 일진엘이디(주) | Semiconductor light-emitting element having excellent emission distribution |
| WO2024119693A1 (en) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | 南昌大学 | Led chip having narrow light emission peak, and manufacturing method therefor |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP18956594A patent/JP3646732B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001345477A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gallium nitride compound semiconductor light emitting element |
| JP2003031858A (en) * | 2001-05-15 | 2003-01-31 | Lumileds Lighting Us Llc | Semiconductor led flip chip with filler having low refractive index |
| JP2010505250A (en) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic element |
| WO2014035205A2 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 일진엘이디(주) | Semiconductor light-emitting element having excellent emission distribution |
| WO2014035205A3 (en) * | 2012-08-31 | 2014-05-08 | 일진엘이디(주) | Semiconductor light-emitting element having excellent emission distribution |
| WO2024119693A1 (en) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | 南昌大学 | Led chip having narrow light emission peak, and manufacturing method therefor |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3646732B2 (en) | 2005-05-11 |
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