JPH1012916A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPH1012916A JPH1012916A JP16481696A JP16481696A JPH1012916A JP H1012916 A JPH1012916 A JP H1012916A JP 16481696 A JP16481696 A JP 16481696A JP 16481696 A JP16481696 A JP 16481696A JP H1012916 A JPH1012916 A JP H1012916A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/49105—Connecting at different heights
- H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＬＥＤと蛍光体とを有機的に結合して、ＬＥＤ
の長所である小型、軽量、低消費電力、長寿命といった
点を活かしつつ、これまでできなかった白色、中間色を
含む様々な色合いを出せるようにする。 【解決手段】サファイア基板１上にＧａＮ系材料層２〜
６を積層し、結晶表面の一部をｎ型ＧａＮ層２に到達す
るまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層２の上にｎ側電極９を、
そしてｐ型ＧａＮ層６上にｐ側電極８を形成して、紫外
線発光を出力するＤＨ構造のＧａＮ系ＬＥＤを形成す
る。このＧａＮ系ＬＥＤ上に、蛍光体層７、例えばＹ2
Ｏ3 ：Ｅｕ3+を塗布する。これにマスクパターンをか
け、紫外線露光を行って、蛍光体層７として残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を除去する。得られた発
光素子の発光スペクトルはピーク波長６１１nmの橙が得
られる。
の長所である小型、軽量、低消費電力、長寿命といった
点を活かしつつ、これまでできなかった白色、中間色を
含む様々な色合いを出せるようにする。 【解決手段】サファイア基板１上にＧａＮ系材料層２〜
６を積層し、結晶表面の一部をｎ型ＧａＮ層２に到達す
るまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層２の上にｎ側電極９を、
そしてｐ型ＧａＮ層６上にｐ側電極８を形成して、紫外
線発光を出力するＤＨ構造のＧａＮ系ＬＥＤを形成す
る。このＧａＮ系ＬＥＤ上に、蛍光体層７、例えばＹ2
Ｏ3 ：Ｅｕ3+を塗布する。これにマスクパターンをか
け、紫外線露光を行って、蛍光体層７として残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を除去する。得られた発
光素子の発光スペクトルはピーク波長６１１nmの橙が得
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードと
蛍光体とを有機的に組合わせて種々の色を発光できるよ
うにした発光素子に関するものである。
蛍光体とを有機的に組合わせて種々の色を発光できるよ
うにした発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、表示用の可視光発光素子には、発
光ダイオード（ＬＥＤ）がよく用いられている。ＬＥＤ
は発光層に用いる材料によって発光波長が決まり、発光
スペクトルの鋭い単色光が得られる。従来使用されてい
るＬＥＤは、Ａ１ＧａＡｓ系の赤色ＬＥＤ、ＧａＰ系の
緑色ＬＥＤが―般的で、最近これにＧａＮ系の青色ＬＥ
Ｄが加わって、赤、青、緑の光の３原色が揃い、ＬＥＤ
によるフルカラーディスプレイが可能になった。
光ダイオード（ＬＥＤ）がよく用いられている。ＬＥＤ
は発光層に用いる材料によって発光波長が決まり、発光
スペクトルの鋭い単色光が得られる。従来使用されてい
るＬＥＤは、Ａ１ＧａＡｓ系の赤色ＬＥＤ、ＧａＰ系の
緑色ＬＥＤが―般的で、最近これにＧａＮ系の青色ＬＥ
Ｄが加わって、赤、青、緑の光の３原色が揃い、ＬＥＤ
によるフルカラーディスプレイが可能になった。
【０００３】一方、様々な色の発光や、白色、中間色を
得るものとして、蛍光体を利用した発光機器が使用され
ている。蛍光体を利用した発光機器には、低圧水銀放電
により放出される紫外線を励起光源とした蛍光ランプが
広く利用されている。
得るものとして、蛍光体を利用した発光機器が使用され
ている。蛍光体を利用した発光機器には、低圧水銀放電
により放出される紫外線を励起光源とした蛍光ランプが
広く利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤは、小型、軽
量、低消費電力、長寿命という利点がある反面、上述の
ように材料毎に発光波長が決まっており、また単色光し
か得られないため、様々な色の発光や、白色、中間色を
得るためには、異なる材料系で作成したＬＥＤを組み合
わせて用いる必要があった。しかし、異なる材料系のＬ
ＥＤを作成するためには、材料系毎に異なる結晶の作成
装置やプロセス装置を必要とするため、多大な費用、労
力、時間そして技術の蓄積が必要であった。
量、低消費電力、長寿命という利点がある反面、上述の
ように材料毎に発光波長が決まっており、また単色光し
か得られないため、様々な色の発光や、白色、中間色を
得るためには、異なる材料系で作成したＬＥＤを組み合
わせて用いる必要があった。しかし、異なる材料系のＬ
ＥＤを作成するためには、材料系毎に異なる結晶の作成
装置やプロセス装置を必要とするため、多大な費用、労
力、時間そして技術の蓄積が必要であった。
【０００５】また、１つのＬＥＤで白色や中間色を出す
ためには、１つのＬＥＤ内に複数個の異なる材料からな
るチップを搭載する必要があり、ＬＥＤの構造が複雑で
製作が難しく、従って高価であるとか、色合いの微調整
が難しいとかといった問題がある上、ＬＥＤの特性毎に
駆動回路を変えなければならなかった。このため、白色
や中間色を１種類だけ必要とするような用途には、ＬＥ
Ｄは不向きであり、これまで原色光の表示にしか用いら
れてこなかった。
ためには、１つのＬＥＤ内に複数個の異なる材料からな
るチップを搭載する必要があり、ＬＥＤの構造が複雑で
製作が難しく、従って高価であるとか、色合いの微調整
が難しいとかといった問題がある上、ＬＥＤの特性毎に
駆動回路を変えなければならなかった。このため、白色
や中間色を１種類だけ必要とするような用途には、ＬＥ
Ｄは不向きであり、これまで原色光の表示にしか用いら
れてこなかった。
【０００６】この点で、蛍光ランプは蛍光体の種類を変
えることで色合いの微妙な調整が可能であることから上
述した発光ダイオードのような不具合はないが、放電管
が必要なため小型化が難しく、また点灯のための電源回
路が必要であるという問題があった。また、ＬＥＤに較
べて寿命が短いという問題もあった。
えることで色合いの微妙な調整が可能であることから上
述した発光ダイオードのような不具合はないが、放電管
が必要なため小型化が難しく、また点灯のための電源回
路が必要であるという問題があった。また、ＬＥＤに較
べて寿命が短いという問題もあった。
【０００７】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、簡単な構造で、ＬＥＤの長所を活かしつ
つ、これまでできなかった様々な色合いの光を出すこと
が可能な発光素子を提供することにある。
点を解消して、簡単な構造で、ＬＥＤの長所を活かしつ
つ、これまでできなかった様々な色合いの光を出すこと
が可能な発光素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、発光ダイオードのチップの光を取り出す表面に、該
発光ダイオードの発光により励起されて蛍光を発する蛍
光体を積層したことを特徴とする発光素子である。
は、発光ダイオードのチップの光を取り出す表面に、該
発光ダイオードの発光により励起されて蛍光を発する蛍
光体を積層したことを特徴とする発光素子である。
【０００９】蛍光体には、ＬＥＤの発光を励起光とし
て、所望の波長の蛍光を発するものを選択して用いる。
これによりＬＥＤの発光で蛍光体を励起すると、発光ダ
イオードの発光色と異なる発光色の光を出すことができ
る。したがって、ＬＥＤの種類、即ち材料を変えること
なく、チップ表面に積層する蛍光体を変えるだけという
簡単な構造で、ＬＥＤでは得られない様々な色合いの発
光素子を得ることができる。また、蛍光体をＬＥＤチッ
プ上に直接積層することで、励起光線を効率よく利用す
ることができる。
て、所望の波長の蛍光を発するものを選択して用いる。
これによりＬＥＤの発光で蛍光体を励起すると、発光ダ
イオードの発光色と異なる発光色の光を出すことができ
る。したがって、ＬＥＤの種類、即ち材料を変えること
なく、チップ表面に積層する蛍光体を変えるだけという
簡単な構造で、ＬＥＤでは得られない様々な色合いの発
光素子を得ることができる。また、蛍光体をＬＥＤチッ
プ上に直接積層することで、励起光線を効率よく利用す
ることができる。
【００１０】蛍光体の励起光源としては、Ｘ線、電子
線、紫外〜可視光線などがある。本発明では、このうち
ＬＥＤで発した紫外線〜可視光線を励起光として用い
る。特にＧａＮ系結晶を用いて作成した紫外線発光ＬＥ
Ｄ上に、紫外線で励起されて可視光を発する蛍光体、例
えばＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ（発光色：赤）、（Ｓｒ，Ｍｇ，Ｂ
ａ）3 （Ｐｏ4 ）2 （発光色：橙）、ＺｎＳ：Ｃｕ（発
光色：緑）、３Ｓｒ3 （Ｐｏ4 ）2 ・ＣａＣｌ2 ：Ｅｕ
2+（発光色：青）、ハロリン酸塩系蛍光体（付活剤のＳ
ｂ3+とＭｎ2+および母体中のＦとＣｌの比率を変えるこ
とによって、青白色〜温白色まで変えることが可能）な
どを積層して用いる。また、これら以外の蛍光色を発す
る公知の蛍光体も使用できる。
線、紫外〜可視光線などがある。本発明では、このうち
ＬＥＤで発した紫外線〜可視光線を励起光として用い
る。特にＧａＮ系結晶を用いて作成した紫外線発光ＬＥ
Ｄ上に、紫外線で励起されて可視光を発する蛍光体、例
えばＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ（発光色：赤）、（Ｓｒ，Ｍｇ，Ｂ
ａ）3 （Ｐｏ4 ）2 （発光色：橙）、ＺｎＳ：Ｃｕ（発
光色：緑）、３Ｓｒ3 （Ｐｏ4 ）2 ・ＣａＣｌ2 ：Ｅｕ
2+（発光色：青）、ハロリン酸塩系蛍光体（付活剤のＳ
ｂ3+とＭｎ2+および母体中のＦとＣｌの比率を変えるこ
とによって、青白色〜温白色まで変えることが可能）な
どを積層して用いる。また、これら以外の蛍光色を発す
る公知の蛍光体も使用できる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、発光ダイオード
のチップの光を取り出す表面に、該発光ダイオードの発
光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含有する層を
積層したことを特徴とする発光素子である。蛍光体を直
接チップ面に積層するのではなく、蛍光体を含有する層
を積層する場合には、発光ダイオードの結晶作製工程と
同様な工程を使って蛍光体含有層を積層することが可能
となるので、製造工程の簡素化が図れる。
のチップの光を取り出す表面に、該発光ダイオードの発
光により励起されて蛍光を発する蛍光体を含有する層を
積層したことを特徴とする発光素子である。蛍光体を直
接チップ面に積層するのではなく、蛍光体を含有する層
を積層する場合には、発光ダイオードの結晶作製工程と
同様な工程を使って蛍光体含有層を積層することが可能
となるので、製造工程の簡素化が図れる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発光素子において、前記蛍光体に、異なる発
光ピークを有する蛍光体を２種類以上混ぜて用いること
を特徴とする発光素子である。異なる発光ピークを有す
る蛍光体を２種類以上混ぜて用いると、複数の発光ピー
クを持つ光を出すことができ、中間色も容易に得られ
る。
２に記載の発光素子において、前記蛍光体に、異なる発
光ピークを有する蛍光体を２種類以上混ぜて用いること
を特徴とする発光素子である。異なる発光ピークを有す
る蛍光体を２種類以上混ぜて用いると、複数の発光ピー
クを持つ光を出すことができ、中間色も容易に得られ
る。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の発光素子において、前記蛍光体ま
たは蛍光体を含有する層が導電性を有し、かつ該蛍光体
または蛍光体を含有する層の表面に電極を形成したこと
を特徴とする発光素子である。導電性のある蛍光体を用
いて蛍光体上に電極を形成した場合には、蛍光体を通じ
てＬＥＤに通電することで、蛍光体の発光面積を電極に
よって削られることなく、効率よく発光を得ることがで
きる。
３のいずれかに記載の発光素子において、前記蛍光体ま
たは蛍光体を含有する層が導電性を有し、かつ該蛍光体
または蛍光体を含有する層の表面に電極を形成したこと
を特徴とする発光素子である。導電性のある蛍光体を用
いて蛍光体上に電極を形成した場合には、蛍光体を通じ
てＬＥＤに通電することで、蛍光体の発光面積を電極に
よって削られることなく、効率よく発光を得ることがで
きる。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれかに記載の発光素子において、発光ダイオー
ドはIII 族窒化物系の材料により構成され、励起光とし
て紫外線を発光することを特徴とする発光素子である。
紫外線を発光するIII 族窒化物系の材料より構成された
発光ダイオードを使用した場合には、蛍光体の発光効率
がよくなる。
４のいずれかに記載の発光素子において、発光ダイオー
ドはIII 族窒化物系の材料により構成され、励起光とし
て紫外線を発光することを特徴とする発光素子である。
紫外線を発光するIII 族窒化物系の材料より構成された
発光ダイオードを使用した場合には、蛍光体の発光効率
がよくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本実施の形態による発光素子
の構造図である。
を用いて説明する。図１は本実施の形態による発光素子
の構造図である。
【００１６】この発光素子を作製するには、まず、サフ
ァイア基板１上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）
を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層２、Ｓｉドープｎ型
ＡｌＧａＮ層３、アンドープＧａＮ層４、Ｍｇドープｐ
型ＡｌＧａＮ層５、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ層６をこの順
に積層する。積層する結晶は、Ｍｇドープ層５、６をｐ
型化させるために、窒素雰囲気中で熱処理を加える。な
お、これらＧａＮ系材料を積層して成長し、ＬＥＤを作
成する技術は公知であり、例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ６４（１３），１９９４，ｐｐ１
６８７−１６８９ｙａ，Ｊ．Ｃｒｙｓｔａ１ Ｇｒｏｗ
ｔｈ １４５（１９９４）ｐｐ９１１−９１７などに詳
しく開示されている。
ァイア基板１上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）
を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層２、Ｓｉドープｎ型
ＡｌＧａＮ層３、アンドープＧａＮ層４、Ｍｇドープｐ
型ＡｌＧａＮ層５、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ層６をこの順
に積層する。積層する結晶は、Ｍｇドープ層５、６をｐ
型化させるために、窒素雰囲気中で熱処理を加える。な
お、これらＧａＮ系材料を積層して成長し、ＬＥＤを作
成する技術は公知であり、例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ６４（１３），１９９４，ｐｐ１
６８７−１６８９ｙａ，Ｊ．Ｃｒｙｓｔａ１ Ｇｒｏｗ
ｔｈ １４５（１９９４）ｐｐ９１１−９１７などに詳
しく開示されている。
【００１７】熱処理を加えてＭｇドープ層５、６をｐ型
化させた段階で、結晶表面の一部をエッチングによりｎ
型ＧａＮ層２に到達するまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層２
の上にｎ側電極９を、そしてｐ型ＧａＮ層６上にｐ側電
極８をそれぞれ形成すると、ＤＨ（ダブルヘテロ）構造
のＧａＮ系ＬＥＤができる。こうして作成したＬＥＤの
電極８、９にワイヤ１０をボンディングして通電する
と、活性層のバンド構造に対応した発光が得られる。本
実施の形態例では、活性層をアンドープＧａＮ層４とし
たことで、ＧａＮのバンドギャップエネルギーに対応し
た、ピーク波長３６０nmの紫外線発光が得られた。得ら
れた発光スペクトルを図２に示す。
化させた段階で、結晶表面の一部をエッチングによりｎ
型ＧａＮ層２に到達するまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層２
の上にｎ側電極９を、そしてｐ型ＧａＮ層６上にｐ側電
極８をそれぞれ形成すると、ＤＨ（ダブルヘテロ）構造
のＧａＮ系ＬＥＤができる。こうして作成したＬＥＤの
電極８、９にワイヤ１０をボンディングして通電する
と、活性層のバンド構造に対応した発光が得られる。本
実施の形態例では、活性層をアンドープＧａＮ層４とし
たことで、ＧａＮのバンドギャップエネルギーに対応し
た、ピーク波長３６０nmの紫外線発光が得られた。得ら
れた発光スペクトルを図２に示す。
【００１８】このＬＥＤの紫外線発光を励起光として発
光する本発明の実施の形態にかかる発光素子を、次のよ
うにして作製した。上述の方法で作成したＧａＮ系ＬＥ
Ｄ上に、蛍光体Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ3+の粉末をポリビニルア
ルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散させた
ものをスピンコートした。これにマスクパターンをか
け、紫外線露光を行って、蛍光体層７として残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で洗い流し
た。最後に、不要な有機溶剤を除去するため、２００℃
の乾燥機中で乾燥させた。こうして作成した発光素子の
発光スペクトルを図３に示す。発光はピーク波長６１１
nmの橙であった。
光する本発明の実施の形態にかかる発光素子を、次のよ
うにして作製した。上述の方法で作成したＧａＮ系ＬＥ
Ｄ上に、蛍光体Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ3+の粉末をポリビニルア
ルコールに混ぜ、重クロム酸塩を微量混ぜて分散させた
ものをスピンコートした。これにマスクパターンをか
け、紫外線露光を行って、蛍光体層７として残したい部
分だけを固化させ、不要な部分を有機溶剤で洗い流し
た。最後に、不要な有機溶剤を除去するため、２００℃
の乾燥機中で乾燥させた。こうして作成した発光素子の
発光スペクトルを図３に示す。発光はピーク波長６１１
nmの橙であった。
【００１９】同様の方法で、蛍光体材料に３Ｓｒ3 （Ｐ
ｏ4 ）2 ・ＣａＣｌ2 ：Ｅｕ2+を用いて作成した発光素
子の発光スペクトルを図４に示す。この発光素子の発光
スペクトルは、ピーク波長４５２nmの青色であった。
ｏ4 ）2 ・ＣａＣｌ2 ：Ｅｕ2+を用いて作成した発光素
子の発光スペクトルを図４に示す。この発光素子の発光
スペクトルは、ピーク波長４５２nmの青色であった。
【００２０】さらに、同様の方法で、蛍光体材料に３Ｃ
ａ3 （Ｐｏ4 ）2 ・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2 ：Ｓｂ3+，Ｍｎ
2+を用いて作成した発光素子の発光スペクトルを図５に
示す。この発光素子の発光スペクトルは、４８０nmと５
７６nmの２つのピーク波長をもち、白色光であった。
ａ3 （Ｐｏ4 ）2 ・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）2 ：Ｓｂ3+，Ｍｎ
2+を用いて作成した発光素子の発光スペクトルを図５に
示す。この発光素子の発光スペクトルは、４８０nmと５
７６nmの２つのピーク波長をもち、白色光であった。
【００２１】このように、まったく同一材料、構造で作
成したＬＥＤ上に異なる蛍光体材料を積層することで、
様々な色の発光素子を得ることができる。
成したＬＥＤ上に異なる蛍光体材料を積層することで、
様々な色の発光素子を得ることができる。
【００２２】次に、蛍光体層が導電性を有する場合の発
光素子の構造例を図６を用いて述べる。
光素子の構造例を図６を用いて述べる。
【００２３】上述と同様の方法で紫外線発光ＬＥＤを作
成するためのサファイア基板１上にＧａＮ系材料層２〜
６を積層成長させ、これに熱処理を加えてｐ型層６を低
抵抗化させた。さらにその上に、気相成長法で蛍光体層
としてＺｎＳ：Ｃｕ層１７を成長させた。その後、フォ
トリソグラフィ技術と反応性気相エッチング（ＲＩＥ）
技術を用いて結晶の結晶表面の―部をエッチングにより
ｎ型ＧａＮ層２に到達するまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層
２の上にｎ側電極９を、そしてＺｎＳ：Ｃｕ層１７の上
にｐ側電極８を形成して発光素子を作成した。この発光
素子は、ピーク波長５３０nmの緑色発光を示した。この
ように蛍光体層が導電性を有する場合は、蛍光体層上に
電極８を形成することも可能である。
成するためのサファイア基板１上にＧａＮ系材料層２〜
６を積層成長させ、これに熱処理を加えてｐ型層６を低
抵抗化させた。さらにその上に、気相成長法で蛍光体層
としてＺｎＳ：Ｃｕ層１７を成長させた。その後、フォ
トリソグラフィ技術と反応性気相エッチング（ＲＩＥ）
技術を用いて結晶の結晶表面の―部をエッチングにより
ｎ型ＧａＮ層２に到達するまで掘り下げ、ｎ型ＧａＮ層
２の上にｎ側電極９を、そしてＺｎＳ：Ｃｕ層１７の上
にｐ側電極８を形成して発光素子を作成した。この発光
素子は、ピーク波長５３０nmの緑色発光を示した。この
ように蛍光体層が導電性を有する場合は、蛍光体層上に
電極８を形成することも可能である。
【００２４】以上述べたように、本発明の実施形態によ
れば、発光ダイオードと蛍光体とを有機的に組合わせた
ので、小形、軽量、低消費電力、長寿命といったＬＥＤ
の長所をそのまま生かしながら、従来のＬＥＤでは実現
できなかった色合いの発光素子が容易に得られる。
れば、発光ダイオードと蛍光体とを有機的に組合わせた
ので、小形、軽量、低消費電力、長寿命といったＬＥＤ
の長所をそのまま生かしながら、従来のＬＥＤでは実現
できなかった色合いの発光素子が容易に得られる。
【００２５】また、同一構造で蛍光体材料だけを変える
ことにより、種々の色の発光素子を容易に得ることがで
きるため、従来では種々の色の発光素子を作製するため
に、発光色毎に材料を変え、材料毎にＬＥＤ製造装置を
揃えて、製造技術を立上げていかなければならなかった
ものが、製造に必要な装置が少なくて済み、製造工程が
簡略化できるため、製造コストを大幅に低減できる。
ことにより、種々の色の発光素子を容易に得ることがで
きるため、従来では種々の色の発光素子を作製するため
に、発光色毎に材料を変え、材料毎にＬＥＤ製造装置を
揃えて、製造技術を立上げていかなければならなかった
ものが、製造に必要な装置が少なくて済み、製造工程が
簡略化できるため、製造コストを大幅に低減できる。
【００２６】また、蛍光体材料を変えても励起光を出す
ＬＥＤの特性は変らないため、電気特性が同じで蛍光色
だけが異なる発光素子を容易に得ることができる。この
ため、発光色の異なる素子を組合わせて使う際に、従来
はＬＥＤの特性毎に駆動回路を変えなければならなかっ
たものが、全て同じ駆動回路で発光させることができる
ようになり、駆動系の簡素化が図れる。
ＬＥＤの特性は変らないため、電気特性が同じで蛍光色
だけが異なる発光素子を容易に得ることができる。この
ため、発光色の異なる素子を組合わせて使う際に、従来
はＬＥＤの特性毎に駆動回路を変えなければならなかっ
たものが、全て同じ駆動回路で発光させることができる
ようになり、駆動系の簡素化が図れる。
【００２７】さらに、中間色や白色が容易に得られるた
め、これまでＬＥＤが使われていなかった照明などの分
野にも適用することができる。
め、これまでＬＥＤが使われていなかった照明などの分
野にも適用することができる。
【００２８】なお、発光素子用いる蛍光体は、ＬＥＤの
発光により励起されて蛍光を発するものならばいずれで
も良い。またＬＥＤの発光により励起されてりん光を発
する材料（夜光塗料等）もここでは蛍光体材料に含まれ
る。
発光により励起されて蛍光を発するものならばいずれで
も良い。またＬＥＤの発光により励起されてりん光を発
する材料（夜光塗料等）もここでは蛍光体材料に含まれ
る。
【００２９】励起光を発するＬＥＤの材料、構造は、用
いる蛍光体に合わせて蛍光体の励起に最適なもの、例え
ばＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ系などを選べば良く、特定のも
のに限定されない。ただし、蛍光体の励起光としては、
可視光よりも紫外線の方が効率が良く、紫外線を発する
ＬＥＤの材料としては、今のところＧａＮ系材料が最も
高効率である。
いる蛍光体に合わせて蛍光体の励起に最適なもの、例え
ばＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ系などを選べば良く、特定のも
のに限定されない。ただし、蛍光体の励起光としては、
可視光よりも紫外線の方が効率が良く、紫外線を発する
ＬＥＤの材料としては、今のところＧａＮ系材料が最も
高効率である。
【００３０】蛍光体の塗布厚さは、励起光の強度、蛍光
体の励起光吸収率に合わせて最適値を選べば良く、限定
されるものではない。
体の励起光吸収率に合わせて最適値を選べば良く、限定
されるものではない。
【００３１】なお、ＬＥＤチップに積層する蛍光体は、
実施の形態で述べたような塗布による方法だけでなく、
蛍光体だけを直接蒸着やスパッタ法で積層したり、チッ
プ上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等をＣＶＤ法で積層する際
に蛍光体をドープして積層することができる。発光素子
の蛍光体層表面に、保護膜や光の屈折率を制御するため
の膜を設けることも可能である。
実施の形態で述べたような塗布による方法だけでなく、
蛍光体だけを直接蒸着やスパッタ法で積層したり、チッ
プ上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等をＣＶＤ法で積層する際
に蛍光体をドープして積層することができる。発光素子
の蛍光体層表面に、保護膜や光の屈折率を制御するため
の膜を設けることも可能である。
【００３２】本発明にかかる発光素子は、従来表示用素
子として広く用いられているＬＥＤと同様の用途に用い
ることができるほか、発光色が中間色の発光素子が得ら
れることから、これまでＬＥＤが利用されていなかった
多色を必要とする機器の表示灯や照明灯にまで幅広く応
用することが可能である。
子として広く用いられているＬＥＤと同様の用途に用い
ることができるほか、発光色が中間色の発光素子が得ら
れることから、これまでＬＥＤが利用されていなかった
多色を必要とする機器の表示灯や照明灯にまで幅広く応
用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ＬＥＤに積層した蛍光
体をＬＥＤで励起して発光させるという簡単な構造で、
小形、軽量、低消費電力、長寿命といったＬＥＤの長所
をそのまま生かしながら、従来のＬＥＤでは実現できな
かった白色、中間色を含む様々な色合いの光を発するこ
とができる。また、ＬＥＤの材料や構造を変えず、蛍光
体材料を変えるだけで、種々の色を発光することができ
る。
体をＬＥＤで励起して発光させるという簡単な構造で、
小形、軽量、低消費電力、長寿命といったＬＥＤの長所
をそのまま生かしながら、従来のＬＥＤでは実現できな
かった白色、中間色を含む様々な色合いの光を発するこ
とができる。また、ＬＥＤの材料や構造を変えず、蛍光
体材料を変えるだけで、種々の色を発光することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態例にかかる発光素子の構造
を示す図である。
を示す図である。
【図２】ＧａＮ系紫外線ＬＥＤの発光スペクトルであ
る。
る。
【図３】蛍光体にＹ2 Ｏ3 ：Ｅｕ3+を用いて作成した本
発明の実施の形態例にかかる発光素子の発光スペクトル
である。
発明の実施の形態例にかかる発光素子の発光スペクトル
である。
【図４】蛍光体に３Ｓｒ3 （Ｐｏ4 ）2 ・ＣａＣｌ2 ：
Ｅｕ2+を用いて作成した本発明の実施の形態例にかかる
発光素子の発光スペクトルである。
Ｅｕ2+を用いて作成した本発明の実施の形態例にかかる
発光素子の発光スペクトルである。
【図５】蛍光体に３Ｃａ3 （Ｐｏ4 ）2 ・Ｃａ（Ｆ，Ｃ
ｌ）2 ：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+を用いて作成した本発明の実施
の形態例にかかる発光素子の発光スペクトルである。
ｌ）2 ：Ｓｂ3+，Ｍｎ2+を用いて作成した本発明の実施
の形態例にかかる発光素子の発光スペクトルである。
【図６】本発明の他の実施の形態例にかかる発光素子の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
１ サファイア基板 ２ ｎ型ＧａＮ層 ３ ｎ型ＡｌＧａＮ層 ４ ＧａＮ活性層 ５ ｐ型ＡｌＧａＮ層 ６ ｐ型ＧａＮ層 ７ 蛍光体層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極
Claims (5)
- 【請求項１】発光ダイオードのチップの光を取り出す表
面に、該発光ダイオードの発光により励起されて蛍光を
発する蛍光体を積層したことを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】発光ダイオードのチップの光を取り出す表
面に、該発光ダイオードの発光により励起されて蛍光を
発する蛍光体を含有する層を積層したことを特徴とする
発光素子。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の発光素子におい
て、前記蛍光体に、異なる発光ピークを有する蛍光体を
２種類以上混ぜて用いることを特徴とする発光素子。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の発光
素子において、前記蛍光体または蛍光体を含有する層が
導電性を有し、かつ該蛍光体または蛍光体を含有する層
の表面に電極を形成したことを特徴とする発光素子。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の発光
素子において、発光ダイオードはIII 族窒化物系の材料
により構成され、励起光として紫外線を発光することを
特徴とする発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16481696A JP3240926B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16481696A JP3240926B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1012916A true JPH1012916A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3240926B2 JP3240926B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=15800471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16481696A Expired - Fee Related JP3240926B2 (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 発光素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240926B2 (ja) |
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| EP1111689A2 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | Toshiba Corporation | Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof |
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| US7247884B2 (en) | 2001-06-08 | 2007-07-24 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting element |
| WO2007099855A1 (ja) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Rohm Co., Ltd. | 半導体発光素子 |
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| JP2009540551A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | 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 | 粉末層を基板上に配置する方法並びに少なくとも１つの粉末層を基板上に有する層構造体 |
| CN102117874A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-07-06 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件 |
| WO2012048616A1 (zh) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 深圳市瑞丰光电子股份有限公司 | 一种led芯片的制造方法、led芯片及led |
| KR101249010B1 (ko) | 2003-10-31 | 2013-03-29 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 발광 다이오드 칩 |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP16481696A patent/JP3240926B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3240926B2 (ja) | 2001-12-25 |
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