JPH11307813A - 発光装置、その製造方法およびディスプレイ - Google Patents

発光装置、その製造方法およびディスプレイ

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JPH11307813A
JPH11307813A JP10876098A JP10876098A JPH11307813A JP H11307813 A JPH11307813 A JP H11307813A JP 10876098 A JP10876098 A JP 10876098A JP 10876098 A JP10876098 A JP 10876098A JP H11307813 A JPH11307813 A JP H11307813A
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light emitting
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crystal
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Yasuhisa Kaneko
泰久 金子
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Hewlett Packard Co <Hp>
ヒューレット・パッカード・カンパニー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、色分散が少なく、大きさを極めて小さ
くできる、蛍光体基板上に半導体層からなる光源が形成
されてなる発光装置、その製造方法およびこの発光装置
を用いたディスプレイを提供する。 【解決手段】 蛍光体基板11上に、半導体層からなる
光源2が形成されてなる発光装置1において、光源2か
らの光が、蛍光体基板11中の賦活体を励起し、この賦
活体からの光が蛍光体基板11から出射されることを特
徴とする。このとき、賦活体からの光と、光源2からの
光とが混ざり合って白色光等として出射されることもあ
るし、賦活体からの光のみが出力されることもある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体基板上に半
導体層からなる光源が形成されてなる発光装置、その製
造方法およびこの発光装置を用いたディスプレイに関
し、特に、色分散が少なく、大きさを極めて小さくでき
る前記発光装置、その製造方法およびディスプレイに関
する。
【0002】
【技術背景】III−V族窒化物半導体からなる従来の
青色の発光ダイオード(LED)光源は、図8に示すよ
うに、Al結晶基板811上に、AlGaNクラ
ッド層812と、GaInNエミッティング層813
と、AlGaNクラッド層814からなる(LED光源
を符号81で示す)。クラッド層814と、エミッティ
ング層813とは、クラッド層812上の一部領域に形
成されおり、クラッド層814上には第1電極831が
形成され、クラッド層812には、第2電極832が形
成されている。
【0003】このような青色LED光源81からの光L
を、微細な蛍光体を分散させた透明樹脂材料を通して
出射させることにより、青色LED光源81が発生する
光の色とは異なる色の光を出射することができる発光装
置も知られている。
【0004】たとえば図9に示すように、この種の発光
装置9は、LED光源81を、蛍光体を分散させた透明
樹脂91によりモールディングすることにより製造され
る。発光装置9では、LED光源81からの光を蛍光体
を分散させた透明樹脂91を介して出射させることによ
り白色光を得ることもできる。すなわち、この蛍光体
は、LED光源81からの青色光Lと混ざり合って、
白色となるような波長の光を発生させるような物質から
なり、LED光源81からの青色光Lにより励起され
ると、緑色ないし赤色を含む光Lを発生する。この結
果、蛍光体からの光Lと、励起光であるLED光源8
1からの青色光Lとが混合され、発光装置9からは白
色光が出射される。
【0005】ところで、図9に示す従来の発光装置で
は、LED光源81からの青色光Lは、透明樹脂91
内で蛍光体による吸収や散乱を繰り返した後、外部に出
射される。蛍光体は、透明樹脂91内全体に(すなわ
ち、広い容積部分に)分散しているので、人がLED光
源81に対する視点を変えて発光装置を見た場合に色分
散が生じる。
【0006】すなわち、当該発光装置を見る角度によっ
て、光Lの強度と光Lの強度とがバランスして見え
る(すなわち、白色光として見える)こともあるし、光
の強度と光Lの強度とがバランスして見えない
(すなわち、一方の光の強度の影響が強く白色光として
は見えない)こともある。
【0007】なお、図9に示す従来の発光装置では、透
明樹脂91の容積をある程度大きくしなければ、所望の
発色を得ることができないため、発光装置を小型化する
には限界がある。
【0008】
【発明の目的】本発明の目的は、色分散が少なくかつ、
白色発光、色可変発光も可能な発光装置を提供すること
である。本発明の他の目的は、大きさが極めて小さい発
光装置を提供することである。本発明のさらに他の目的
は、上記発光装置を用いたディスプレイを提供すること
である。
【0009】
【発明の概要】ところで、従来、Al(サファイ
ア)結晶を基板として用い、その上にIII−V族窒化
物半導体を成長させたLEDや半導体レーザが知られて
いる。ここで、サファイア結晶基板は、III−V族窒
化物半導体の成長のために用いられている。
【0010】また、従来、固体レーザ用の励起材料とし
て、Cr3+,Ti3+等の賦活体をドープしたサファ
イア結晶が用いられている。サファイア結晶にCr3+
をドープした固体レーザは、ルビーレーザと称される。
これは、図6に参照されるように、400nm付近と5
50nm付近にピークを持つ光吸収特性を有し、フラッ
シュランプを励起光源として690nmの波長のレーザ
光を発生する。サファイア結晶にTi3+をドープした
固体レーザは、図6に参照されるように、チタンサファ
イアレーザと称され、500nm付近にピークを持つ光
吸収特性を有し、アルゴンレーザ(波長488nm)を
励起光源として600〜1100nmの広い帯域で蛍光
スペクトルを生成する。このチタンサファイアレーザ
は、上記のように蛍光スペクトルが幅を持つので、チュ
ーナブルレーザとして使用されている。上記ルビーレー
ザやチタンサファイアレーザに使用される、Cr3+
Ti3+がドープされたサファイア結晶は、固体レーザ
用の結晶蛍光体として使用されているが半導体成長用の
基板としては使用されていない。
【0011】このように、サファイア結晶は、III−
V族窒化物半導体の成長のために使用されること(すな
わち、サファイア結晶が当該半導体を形成し易いこと)
がある一方で、賦活体がドープされて使用されることも
ある。本発明者は、LED等の半導体からなる発光装置
を製造するに際して、サファイア等の結晶を、III−
V族窒化物等の半導体を形成するための基板として用
い、かつ賦活体をドープするための媒体として使用すれ
ば、従来奏し得なかった効果を奏することができる、す
なわち色分散が少ない発光が可能となる、との知見を得
て本発明を完成するに至った。
【0012】すなわち、本発明の発光装置は、蛍光体基
板上に、半導体層からなる光源が形成されてなる発光装
置において、前記光源からの光が、前記蛍光体基板中の
賦活体を励起し、当該賦活体からの光が前記蛍光体基板
から出射されることを特徴とする。ここで、蛍光体基板
とは、賦活体ノンドープ結晶に1種または2種以上の賦
活体を当該結晶の一部分または全体にドープして形成す
ることもできるし、賦活体ドープ結晶と賦活体ノンドー
プ結晶とを積層して形成することもできる。
【0013】本発明の発光装置では、前記賦活体からの
光は、前記光源からの光と混ざり合って、前記蛍光体基
板から出射されるようにできる。この場合、賦活体の濃
度を調整することで、賦活体による影響が強い光、また
は当該影響が弱い光を生成することができる。たとえ
ば、賦活体の濃度を高くする(または、これとともに蛍
光体基板を厚くする)ことで、出射光の殆どは賦活体か
らの光となる。
【0014】本発明の発光装置では、蛍光体基板上に前
記光源が形成されている。すなわち、前記光源と、賦活
体が存在する部分とは、ごく近接している。これによ
り、発光装置を見る角度が変わっても、前記光源からの
光の強度と賦活体からの光の強度とを適度なバランスに
保つことができるので、色分散が少ない光(白色光や、
白色光以外の色の光)を得ることができる。
【0015】本発明の発光装置では、光透過性を有すれ
ば、上記蛍光体基板の母材結晶として種々のものが使用
できる(もちろん、蛍光体基板上にLED等の光源を形
成できることが前提である)。たとえば、光源をIII
−V族窒化物半導体からなるLEDにより形成する場合
には、上記蛍光体基板の母材としてサファイア結晶が用
いられる。III−V族窒化物半導体(格子定数:a=
0.3.189nm,c=0.5185nm)とサファ
イア結晶(格子定数:a=0.4785nm,c=1.
2991nm)との格子不整は13.8%程度である。
通常のIII−V族半導体の場合、良好な特性のものを
得るには、格子不整は1%以下でなればならない。しか
し、III−V族窒化物半導体の場合、これより大きな
格子不整があるにもかかわらず、良好な特性のLEDや
半導体レーザが実現されている。したがって、III−
V族窒化物半導体により光源を構成する場合には、サフ
ァイアと同程度の格子定数を持つ結晶を上記蛍光体基板
の母材として使用することができる。たとえば、BeA
(格子定数:a=0.9404nm,b=0.
5476nm,c=0.4427nm)、MgF(格
子定数:a=0.4623nm,b=0.3052n
m)等を上記蛍光体基板の母材として使用することもで
きる。また、本発明の発光装置では、賦活体も、Cr
3+、Ti3+、V2+等、種々のものを用いることが
できる。
【0016】具体的には、たとえば(1)〜(5)のよ
うにして上記蛍光体基板を形成することができる。 (1)サファイア結晶を母材として、これにCr3+
ドープする(この結晶はルビーと称され、吸収波長は4
00および550nm、蛍光波長は700である)。 (2)サファイア結晶を母材として、これにTi3+
ドープする(この結晶はチタンサファイアと称され、吸
収波長は500nm、蛍光波長は600〜1100nm
である)。 (3)BeAl結晶を母材として、これにCr
3+をドープする(この結晶はアレキサンドライトと称
され、吸収波長は350〜475nm、蛍光波長は50
0〜700nmである)。 (4)BeAl結晶を母材として、これにTi
3+をドープする(この結晶はチタンクリソベルと称さ
れ、吸収波長は400〜650nm、蛍光波長は730
〜950nmである)。 (5)MgF結晶を母材として、これにV2+をドー
プする(吸収波長は500〜700,800〜1000
nm、蛍光波長は1050〜1300nmである)。 なお、上記(1)〜(5)の例では、1種の賦活体を母
材結晶にドープして蛍光体基板を形成しているが、もち
ろん2種以上の賦活体を母材結晶にドープして蛍光体基
板を形成することもできる。
【0017】前述したように、サファイア結晶等の母材
結晶にドープする賦活体の濃度は適宜に設定できる。こ
れにより、種々の色(波長)の光を前記蛍光体基板から
出射することができる。たとえば、サファイア結晶(母
材結晶)に、賦活体としてCr3+やTi3+がドープ
されてなる蛍光体基板上に、青色のLED光源を形成す
る場合には、Cr3+やTi3+の濃度は1017〜1
21〔cm−3〕とすることが好ましい。同様に、B
eAl結晶にCr3+やTi3+がドープされて
なる蛍光体基板上、あるいはMgF結晶にV2+がド
ープされてなる蛍光体基板上に青色のLED光源を形成
する場合にも、これらのCr3+、Ti3+、V2+
濃度は1017〜1021〔cm−3〕とすることが好
ましい。
【0018】賦活体を分散させるための媒体は、従来で
はモールディングした合成樹脂であるが、本発明では基
板母材として使用される結晶であり、合成樹脂によるモ
ールディングは必須ではない。すなわち、本発明では、
後述する実施例で説明するように、従来の発光装置(L
ED)と同様に、発光装置全体を合成樹脂でモールディ
ングすることもできるし、発光装置全体を合成樹脂でモ
ールディングしないようにもできる。特に、発光装置全
体を合成樹脂でモールディングしない場合(あるいは、
合成樹脂の大きさを小さくする場合)には、装置の大き
さは極めて小さい。
【0019】本発明の発光装置では、蛍光体基板上に発
光ダイオードからなる光源を形成し、この蛍光体基板を
非線形光学結晶から構成し、前記光源からの光を当該波
長変換構造部分を通過させることで、当該光源からの光
を波長変換することことができる。もちろん、この場合
にも、装置の大きさを極めて小さくできる。
【0020】本発明の製造方法は、上記した発光装置を
製造するためのもので、(1)1種または2種以上の賦
活体を、賦活体ノンドープ結晶からなる基板の一方の面
からドープし、この後、前記基板の前記賦活体をドープ
した側の面に、半導体からなる光源を形成すること、
(2)賦活体ノンドープ結晶からなる基板の一方の面
に、半導体からなる光源を形成し、この後、1種または
2種以上の賦活体を、前記光源を形成した側とは反対側
の面からドープすること、(3)賦活体ドープ結晶板と
賦活体ノンドープ結晶板とを積層して基板を形成し、こ
の後、前記基板の賦活体ノンドープ結晶板側に、半導体
からなる光源を形成すること、を特徴とする。
【0021】本発明のディスプレイは、上記の発光装置
が複数個集合して形成される。このディスプレイでは、
ディスプレイ基板材が、蛍光体からなり、当該ディスプ
レイ基板材が、各発光装置の共通の蛍光体基板としての
役割をなすことで、前記ディスプレイ基板上に、前記各
発光装置の光源となる半導体層が形成されてなることを
特徴とする。本発明のディスプレイは、ディスプレイ基
板上に形成した光源がすべて同一色(たとえば白色)を
出射するように構成することができ、この場合にはモノ
クロディスプレイとなる。また、本発明のディスプレイ
は、前記各発光装置を、第1の色の光を出射する発光装
置と、第2の色の光を出射する発光装置とから構成する
こと、または、第1の色の光を出射する発光装置と、第
2の色の光を出射する発光装置と、・・・、第Nの色の
光を出射する発光装置とから構成することができ、この
場合には多色用のディスプレイ(2色以上の色を発光す
るディスプレイ)となる。たとえば3個の発光装置から
なる組(それぞれの発光装置は異なる色の光を出射す
る)を多数、同一のディスプレイ基板材により形成する
ことで、発色方法の多様化を図ることができる。上述し
たように、本発明のディスプレイで使用される発光装置
は、従来の発光装置(LED)と比べて小さいので、デ
ィスプレイの高解像度化も可能となる。なお、本発明の
ディスプレイでは、各発光装置の光出射部分にカラーフ
ィルタを形成することにより、さらに多様な色の光を発
生させることもできる。
【0022】
【実施例】図1は本発明の発光装置の一例を示す図であ
り、この発光装置1では、賦活体(本実施例ではTi
3+)がドープされたサファイァ基板(蛍光体基板)1
1上に、AlGaNクラッド層21と、GaInNエミ
ッティング層22と、AlGaNクラッド層23からな
るLED光源2が形成されている。
【0023】サファイア基板11上にはクラッド層21
が形成され、クラッド層21上の一部領域に、エミッテ
ィング層22、クラッド層23がこの順で形成されてい
る。このクラッド層23上には第1電極31が形成さ
れ、クラッド層21の、エミッティング層22およびエ
ミッティング層22が形成されていない領域には、第2
電極32が形成されている。第1電極31や第2電極3
2(特に、電極面積が大きい第1電極31)は、サファ
イア基板11内のTi3+が発生する光Lの反射鏡と
しても作用する。第1電極31や第2電極32を反射鏡
として使用する技術については、本出願人に譲渡された
近藤雄等の発明に係る日本国特許出願(特願平9−34
5584号)を参照されたい。
【0024】図1では、第1電極31と第2電極32と
の間に電圧を印加すると、エミッティング層22におい
てLED光Lが生成される。サファイア基板11を通
るLED光の一部は賦活体(Ti3+)に吸収され、当
該賦活体を励起し、また他の一部は、そのまま外部に出
力される。このようにして、発光装置1からは、LED
光Lと、賦活体が発生する光Lとが混ざり合って出
射される。
【0025】図2は、図1の発光装置1が実装されたラ
ンプを示す図である。図2では、ランプ4は、直線状を
なす第1電極部材41と、この第1電極部材41に並設
された概略Γ形状をなす第2電極部材42とを有してい
る。第2電極部材42の上部には凹面をなす載置部42
1が形成されている。この載置部421には、絶縁基材
43が設けられ、当該絶縁基材43には、第1電極パッ
ド441および442が形成されている。載置部421
には、図1の発光装置1が、図1の向きとは上下逆向き
となるように載置されている。発光装置1の第1電極3
1は第1電極パッド441に接続され、発光装置1の第
2電極32は第2電極パッド442にバンプ45を介し
て接続されている。電極パッド441と第1電極部材4
1とは配線461を介して接続され、電極パッド442
と第2電極部材42とは配線462を介して接続されて
いる。そして、第1電極部材41の先端、および第2電
極部材42の発光装置1が載置された部分は、透明な合
成樹脂材料47によりモールディングされている。上述
したように、本実施例では、第1電極31や第2電極3
2(特に、電極面積が大きい第1電極31)は、サファ
イア基板11内のTi3+が発生する光Lの反射鏡と
しても作用するので、発光効率に極めて優れている。
【0026】図3は、図1に示した発光装置1の製造工
程を示す図である。まず、賦活体(Ti3+)がドープ
されたサファイア(Al)結晶からなる蛍光体基
板に、n−AlGaNクラッド層(LA1)、InGa
Nエミッティング層(LA2)、p−AlGaNクラッ
ド層(LA3)をこの順で形成する(図3(a))。一
般に、Cr3+,Ti3+等の賦活体がドープされたサ
ファイア結晶の融点は、ノンドープのサファイア結晶の
融点(2040℃)と同一であり、かつIII−V族窒
化物半導体の成長時における最高温度は、1100℃程
度であるので、通常、この程度の温度での賦活体(本実
施例では、Ti3+)の拡散が問題となることはない。
【0027】また、一般に、Cr3+,Ti3+等の賦
活体がドープされたサファイア結晶の格子定数は、ノン
ドープのサファイア結晶の格子定数や融点(2040
℃)と同一である。ノンドープのサファイア結晶基板上
にIII−V族窒化物半導体レーザが形成された発光装
置が既に存在していることからもわかるように、賦活体
(本実施例では、Ti3+)がドープされたサファイア
結晶基板にIII−V族窒化物半導体層を形成すること
には、通常、支障は生じない。つぎに、p−AlGaN
クラッド層(LA3)の一部領域にエッチングマスク
(LA4)を形成した後、エッチングマスク(LA4)
が形成された領域以外の領域の、p−AlGaNクラッ
ド層(LA3)およびInGaNエミッティング層(L
A2)をRIE(Reactive Ion Etch
ing)によりエッチングする(図3(b))。そし
て、エッチングマスク(LA4)を除去して、第1電極
31および第2電極32を形成した後(図3(c))、
チッピング(カット)して、図1に示した発光装置1を
得る(図3(d))。
【0028】つぎに、第2電極部材42の載置部421
に、絶縁基材43(すでに、電極パッド441および4
42が形成されている)を取り付けた後、発光装置1を
フリップチップボンディングにより、(第1電極31と
電極パッド441とが接続され、第2電極32と電極パ
ッド442とが接続されるように)取り付ける(図3
(e))。そして、ワイヤボンディングによる配線を行
った後、モールドMを用いてモールディングする(図3
(f))。なお、上記フリップチップボンディング技術
およびワイヤボンディング技術については、前述した日
本国特許出願(特願平9−345584号)に詳細が記
されているので、これを参照されたい。
【0029】本実施例では、賦活体として、Ti3+
用いているので、前述したように(図6参照)賦活体か
ら得られる光の波長は750nmをピークとして600
〜1100nmの広い範囲(赤色領域ないし近赤外領
域)にわたる。この光と、LED光源2からの光とを混
ぜ合わせて、白色光とするためには、LED光源2から
の光の波長は、500nm付近の青緑色にする必要があ
る。特に、Ti3+の吸収ピーク波長がこの付近である
ので、LED光源2からの光の波長を、500nm付近
とすることにより、高い効率でTi3+による光を得る
ことができる。
【0030】なお、本実施例では、賦活体を、ノンドー
プのサファイア結晶基板の一方の面からドープし、この
後、当該基板の賦活体をドープした側の面に、LED光
源2を形成する場合を説明したが、本発明はこれには限
定されない。たとえば、上記の実施例において、LED
光源2の形成に際して、すでにドープしてある賦活体が
熱拡散等により所期の作用を奏し得ないといった不都合
がある場合には、(1)ノンドープのサファイア結晶か
らなる基板の一方の面に、LED光源2を形成し、この
後、賦活体を、光源を形成した側とは反対側の面からド
ープすることもできるし、(2)賦活体ドープ結晶と賦
活体ノンドープ結晶とを積層して蛍光体基板を形成し、
この後、蛍光体基板の賦活体ノンドープ結晶側に、LE
D光源2を形成することで、上記不都合を解消すること
ができる。また、本実施例では、賦活体からの光が結晶
基板面に垂直な方向に出射される例を説明したが、結晶
基板面の底面にも、反射体を形成しておく等の変更を行
い、発光装置を、当該光が結晶基板面の端面から出射さ
れるように構成することもできる。この場合には、結晶
基板上に形成したLED光源からの光は装置外部には出
力されないので、賦活体からの光のみを得ることができ
る。
【0031】図4は、さまざまな色の光を混合した場合
の色度図である。図4において太線で示す領域がR
(赤),G(緑),B(青)の3色を混ぜると白色にな
る部分であり、R,G,Bはそれぞれ630,520,
470nm付近の波長にあり、色度図上ではそれぞれ半
円の頂点に位置している。それぞれの頂点で結ばれた三
角形の中が、その3色で表される色を示しており、白色
はちょうどその中点に位置すうR。したがって、これら
3色の強度を変えることで、白色を表現することができ
る。この場合、3色のうち1色の強度をゼロとすること
で白色を表現することもできる。すなわち、色度図上で
2つの色で結ばれた線上に白色領域がが存在すればこれ
ら2色で白色を表現することができる。本実施例では、
Ti3+がドープされたAlからの蛍光の波長は
750nmであり、色度図上では右下の符号αで示す角
付近に相当する。この蛍光と混ざり合って白色を発生さ
せるためのもう一つの色は、点αを白色領域を横切る線
L上の点β、すなわち500nmの青緑色となる。な
お、本発明における白色光とは、上記白色領域に含まれ
る2色または3色の混合した光である。
【0032】図5は、本発明のディスプレイの一実施例
を示す図である。図5において、サファイア結晶基板6
には、青色LED領域611、白色LED領域612お
よび赤色LED領域613の3つのLED領域からなる
組が、多数整列して形成されている。各LED領域は、
それぞれディスプレイにおける画素に対応する。なお、
同図では、1組(3つ)の画素のみが示されている。本
実施例では、各LED領域611,612および613
には、それぞれ光源621,622および623が形成
されている。これらの光源は、本実施例では互いに同一
の構造をなしている。ただし、サファイア結晶基板6
の、青色LED領域611はノンドープであり、白色L
ED領域612にはTi3+が1019〔cm−3〕で
ロードープされ、赤色LED領域613にはTi3+
1021〔cm−3〕でハイドープされている。
【0033】すなわち、各LED領域611,612,
613内には、各領域に共通のn−AlGaNクラッド
層(LA1)が形成されている。さらに、LED領域6
11,612,613内の一部領域には、InGaNエ
ミッティング層(LA2)とp−AlGaNクラッド層
(LA3)がこの順で形成されている。各LED領域6
11,612,613において、p−AlGaNクラッ
ド層(LA3)には第1電極が形成され、それぞれ青色
用信号線、白色用信号線、赤色用信号線が接続されてい
る。また、各LED領域611,612,613におい
て、n−AlGaNクラッド層(LA1)が形成され、
それぞれの第2電極は共通の信号線(グランド線)に接
続されている。なお、図5では、上記各信号線はワイヤ
ーにより図示してある、実際にはn−AlGaNクラッ
ド層(LA1)上の配線パターンである。
【0034】以上、LED光源をサファイア結晶基板上
に形成した場合を説明したが、LED光源に代えて半導
体レーザ、電界発光素子等をサファイア結晶基板上に形
成することもできる。当該技術分野に属する技術者であ
れば、上記実施例を理解すれば、当該実施例のLED光
源を半導体レーザ、電界発光素子等に代替した本発明の
発光装置を製造することができることは明らかであろ
う。
【0035】次に、図7により、第2高調波発生用の発
光装置の実施例を説明する。図7において、発光装置7
は、SrBeBO結晶(非線形光学結晶)基板7
0とこの基板上に形成されたLED発光部71とからな
る。
【0036】第2高調波発生用の発光装置7では、LE
D発光部71が、波長420nmのLED光L71を生
成し、このLED光L71が、SrBeBO結晶
(基板70)を通過することでその端面からは、波長2
10nmの変調光L72が出力される。
【0037】このような第2高調波発生用の発光装置7
も、従来周知のLED製造プロセスや、半導体レーザ製
造プロセスにより製造することができる。すなわち、従
来のLEDや半導体レーザの製造技術に携わる技術者で
あれば、本明細書の記述から上記第2高調波発生用の発
光装置を製造することができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、色分散が少なく、大き
さを極小さくできる発光装置(特に白色の発光装置)、
その製造方法、および当該発光装置を応用したディスプ
レイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】賦活体がドープされたサファイァ基板上に、L
ED光源が形成された、本発明の発光装置の一例を示す
図である。
【図2】図1の発光装置が実装されたランプを示す図で
ある。
【図3】図1に示した発光装置1の製造工程を示す図で
あり、(a)は賦活体がドープされたAl結晶基
板に、n−AlGaNクラッド層、InGaNエミッテ
ィング層、p−AlGaNクラッド層をこの順で形成す
る様子を示し、(b)はp−AlGaNクラッド層の一
部領域にエッチングマスクを形成した後、p−AlGa
Nクラッド層およびInGaNエミッティング層をRI
Eによりエッチングする様子を示し、(c)はエッチン
グマスクを除去して、第1電極および第2電極を形成し
た様子を示し、(d)はチッピング(カット)により発
光装置が得られた様子を示し、(e)は発光装置をフリ
ップチップボンディングにより取り付ける様子を示し、
(f)はワイヤボンディングによる配線を行った後にモ
ールディングした様子を示している。
【図4】さまざまな色の光を混合した場合の色度図であ
る。
【図5】本発明のディスプレイの一実施例を示す図であ
る。
【図6】賦活体(Cr3+,Ti3+)の吸収特性およ
び蛍光特性を示す図である。
【図7】本発明における第2高調波発生用の発光装置を
示す図である。
【図8】従来の発光装置におけるLED光源を示す図で
ある。
【図9】図8のLED光源が実装された従来の発光装置
を示す図である。
【符号の説明】
1 発光装置 11 サファイァ基板 2 LED光源 21 AlGaNクラッド層 22 GaInNエミッティング層 23 AlGaNクラッド層 31 第1電極 32 第2電極 4 ランプ 41 第1電極部材 42 第2電極部材 421 載置部 43 絶縁基材 441,442 第1電極パッド 461,462 配線 6 サファイア結晶基板 611 青色LED領域 612 白色LED領域 613 赤色LED領域 621,622,623 光源 L LED光 L 賦活体が発生する光

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蛍光体基板上に、半導体層からなる光源
    が形成されてなる発光装置において、 前記光源からの光が、前記蛍光体基板中の賦活体を励起
    し、当該賦活体からの光が前記蛍光体基板から出射され
    ることを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項2】 前記賦活体からの光と、前記光源からの
    光とが混ざり合って出射されることを特徴とする請求項
    1に記載の発光装置。
  3. 【請求項3】 前記賦活体からの光と、前記光源からの
    光とが混ざり合って出射される光が白色光であることを
    特徴とする請求項2に記載の発光装置。
  4. 【請求項4】 前記蛍光体基板が、Al結晶を母
    材とし、Cr3+またはTi3+を賦活体とすることを
    特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の発光装置。
  5. 【請求項5】 前記蛍光体基板が、BeAl結晶
    を母材とし、Cr3+またはTi3+を賦活体とするこ
    とを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の発光装
    置。
  6. 【請求項6】 前記蛍光体基板が、MgF結晶を母材
    とし、V2+を賦活体とすることを特徴とする請求項1
    〜3の何れかに記載の発光装置。
  7. 【請求項7】 前記蛍光体基板中の賦活体濃度が10
    17〜1021〔cm−3〕であることを特徴とする請
    求項4〜6の何れかに記載の発光装置。
  8. 【請求項8】 蛍光体基板上に、発光ダイオードからな
    る光源が形成されてなる発光装置において、 前記蛍光体基板は非線形光学結晶からなる波長変換構造
    を有し、前記蛍光体基板が前記光源からの光を入射し、
    この入射光を波長変換して出射することを特徴とする発
    光装置。
  9. 【請求項9】 前記光源が、発光ダイオード、半導体レ
    ーザまたは電界発光素子であることを特徴とする請求項
    1〜8の何れかに記載の発光装置。
  10. 【請求項10】 前記光源が、III−V族半導体から
    なることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の発
    光装置。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10に記載の発光装置を製
    造するために用いる方法であって、 1種または2種以上の賦活体を、賦活体ノンドープ結晶
    からなる基板の一方の面からドープし、この後、前記基
    板の前記賦活体をドープした側の面に、半導体からなる
    光源を形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項1〜10に記載の発光装置を製
    造するために用いる方法であって、 賦活体ノンドープ結晶からなる基板の一方の面に、半導
    体からなる光源を形成し、この後、1種または2種以上
    の賦活体を、前記光源を形成した側とは反対側の面から
    ドープすることを特徴とする発光装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項1〜10に記載の発光装置を製
    造するために用いる方法であって、 賦活体ドープ結晶と賦活体ノンドープ結晶とを積層して
    蛍光体基板を形成し、この後、前記蛍光体基板の賦活体
    ノンドープ結晶側に、半導体からなる光源を形成するこ
    とを特徴とする発光装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項1〜10に記載された発光装置
    が複数個集合して形成されるディスプレイであって、 ディスプレイ基板材が、蛍光体からなり、 当該ディスプレイ基板材が、各発光装置の共通の蛍光体
    基板としての役割をなすことで、前記ディスプレイ基板
    上に、前記各発光装置の光源となる半導体層が形成され
    てなることを特徴とするディスプレイ。
  15. 【請求項15】 多色を発生するための請求項12に記
    載のディスプレイであって、 前記各発光装置は、 第1の色の光を出射する発光装置と、第2の色の光を出
    射する発光装置とからなり、または、 第1の色の光を出射する発光装置と、第2の色の光を出
    射する発光装置と、・・・、第Nの色の光を出射する発
    光装置とからなる、 ことを特徴とするディスプレイ。
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