JP5040355B2 - 半導体発光素子及びこれを備えた発光装置 - Google Patents
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Description
(半導体発光素子)
実施の形態1に係る半導体発光素子1を、図1を使用して説明する。図1(a)はその平面図、図1(b)は断面図を示す。図1(b)に示すように、例えばLEDのような半導体発光素子1は、成長基板2であるサファイヤ基板2aの上(図1(b)における上側)に、第1導電型半導体層3であるn型半導体層3a、発光層4、第2導電型半導体層5であるp型半導体層5aを順にエピタキシャル成長させた半導体層8と、さらに半導体層8の上に形成された透光性導電層6とを有する。結晶成長方法としては、例えば、有機金属気相成長法(MOCVD:metal-organic chemical vapor deposition)、ハイドライド気相成長法(HVPE)、ハイドライドCVD法、MBE(molecularbeam epitaxy)などの方法が利用できる。
成長基板2は、半導体層8をエピタキシャル成長させることができる透光性基板で、基板の大きさや厚さ等は特に限定されない。この基板としては、C面、R面、及びA面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル(MgA12O4)のような絶縁性基板、また炭化珪素(6H、4H、3C)、シリコン、ZnS、ZnO、Si、GaAs、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。また、デバイス加工が出来る程度の厚膜(数十μm以上)であればGaNやAlN等の窒化物半導体基板を用いることもできる。異種基板はオフアングルしていてもよく、サファイアC面を用いる場合には、0.01°〜3.0°、好ましくは0.05°〜0.5°の範囲とする。また、成長基板を半導体層形成後に除去した構造、その取り出した半導体層を支持基板、例えば導電性基板に接着した構造等とすることもできる。
半導体としては、一般式がInxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)であって、BやP、Asを混晶してもよい。また、n型半導体層3a、p型半導体層5aは、単層、多層を特に限定しない。また、半導体層8にはn型不純物、p型不純物を適宜含有させる。n型不純物としては、Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr等のIV族、若しくはVI族元素を用いることができ、好ましくはSi、Ge、Snを、最も好ましくはSiを用いる。また、p型不純物としては、特に限定されないが、Be、Zn、Mn、Cr、Mg、Caなどが挙げられ、好ましくはMgが用いられる。これにより、各導電型の半導体を形成することができる。半導体層8には活性層である発光層4を有し、この活性層は単一(SQW)又は多重量子井戸構造(MQW)とする。以下に半導体層8の詳細を示す。
さらに、p型半導体層5a上に、透光性導電層6を形成する。露出したp型半導体層5aのほぼ前面に導電層が形成されることにより、電流をp型半導体層5a全体に均一に広げることができる。しかも透光性を備えることで、電極側を発光観測面とすることができる。なお透光性とは、発光素子の発光波長を透過できるという意味であって、必ずしも無色透明を意味するものではない。透光性導電層6は、オーミック接触を得るために、好ましくは酸素を含むものとする。酸素を含む透光性導電層6には数々の種類があるが、好ましくは亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)よりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物とする。具体的には、ITO、ZnO、In2O3、SnO2等、Zn、In、Snの酸化物を含む透光性導電層6を形成することが望ましく、好ましくはITOを使用する。あるいはNi等の金属を30Å等の膜厚でスパッタして透明にした金属膜でもよい。このように、露出したp型半導体層5aのほぼ全面に導電層が形成されることにより、電流をp型半導体層5a全体に均一に広げることができる。しかも透光性を備えることで、電極側を発光観測面とすることもできる。以下の例では、透光性導電層6としてITOの透光性電極を使用する例を説明する。
図2を用いて本実施の形態1における、第1及び第2導電型電極を説明する。図2の半導体発光素子1は、図1に示される半導体発光素子1と同様のものであり、したがって同一の部材には同一の符号を付して詳細説明を省略する。図2における第2導電型電極10及び第1導電型電極20としての金属電極層であるパッド電極10a、20aは、p型半導体層5a側に設けられた透光性導電層6、および、露出したn型半導体層3aを構成するn型コンタクト層に対して形成される。また、パッド電極10a、20aは、単層あるいは多層の金属層を含有しており、さらに、パッド電極10a、20aの保護膜表面及び表面層をエッチングして孔を形成し、電極の下層側を露出させた領域でなる外部接続部14a、14bに、ボンディングワイヤ等の導電性部材35が接続される。例えば、パッド電極10a、20aの表面層10c、20cよりも下層に位置するAu層を露出させ、これにAu性の光導電性部材をボンディングさせれば、同一素材での結合が図れるため、両者の結合性を一層高めることができる。これにより装置の信頼性を高めることができる。さらに、導電性部材35は外部電極(図示せず)と接続され、これにより導電性部材35を介して半導体発光素子1に電力を供給することが可能となる。あるいは、パッド電極10a、20aの表面にAuバンプのような導電部材を配置し、この導電部材を介して対向された発光素子の電極と外部電極との電気的接続を図ることもできる。さらにp型パッド電極20aは、透光性導電層6と一部が直接接しており、透光性導電膜に均一に電流を流すことができる。
このように、電極に貫通孔、若しくは開口部を設けることで、その部分で好適な外部接続がなされ、残った表面層により、光反射を実現する構造となる。このため、好ましくは、上記電極の貫通孔、開口部で露出された下層側表面より、最表面層の反射層の光反射率を高くする。
また、上記Agとしては、APC(Pd、Cuを添加したAg)などのAg合金を用いることもでき、Agと、Pdなどの白金属元素、Cu、Mgなど、例えばPt、Co、Au、Pd、Ti、Mn、V、Cr、Zr、Rh、Cu、Al、Mg、Bi、Sn、Ir、Ga、Nd及びReからなる群から選択される1種又は2種以上の合金が挙げられ、0.1〜10atm%、好ましくは5wt%以下程度、添加したものがある。Al合金としては、AlにSi、Cu、Ta、Zrなどを0.1〜5atm%程度、添加したものなどを用いても良い。
また、図1(a)の例における半導体発光素子1は、平面図において略正方形状を成す。この略正方形状内において、対向する辺の中点同士を結んだ中央線を境界とし、分割された2つの長方形状の各領域に、p型パッド電極10aとn型パッド電極20aが一組づつ設けられる。略正方形状である半導体発光素子1の角部であって、2分割された長方形領域における、長辺と短辺から構成された1つの略隅部に、p型パッド電極10aが設けられる。このp型パッド電極10aに接する短辺に対向する他方の短辺の中央領域近傍には、n型パッド電極20aが形成される。これと同様の部材が、略正方形状の中央線を基準にして他方の長方形状の領域にも、線対称に設けられている。
最下層、最表面層に、高反射率の反射層を共に設ける場合には、少なくともその間に介在する層よりも、各々が高反射率の反射層とすることであり、更に好ましくは、最下層を最表面層より反射率を高くする。これにより、半導体層内部の光が半導体層の外からの戻り光よりも多く、それに対応した構造とでき、また、高反射材料において比較的不安定なAg、若しくはその合金でも、最下層で用いることで、それを抑制できる。また、最下層の反射層に対して、密着性を高めるために、光反射率低減を抑える薄膜で、密着層を下層の反射層と半導体層若しくは透光性導電層との間に設けることもできる。
図7は実施の形態1に係る半導体発光素子1の断面図である。図7を用いて、発光層4からの出射光Lの光の進行具合について一例を説明する。出射光Lの少なくとも一部は、積層方向(図7における略上側)へと進行し、そのまま透光性導電層6内を透過する。これは、p型半導体層5a(例えば屈折率2.46)と透光性導電層6(例えば屈折率2.00)との界面では、両者の屈折率差が小さいため、全反射角が狭くなり大部分の光が進行してしまうためである。この透過光Lは、p型パッド電極10aや延伸導電部9の最下層に形成される高反射率の反射層10bによって、反射される。すなわち、従来であれば、p型パッド電極10aを構成する金属に吸収されていた出射光を光損失することなく、発光素子外へと取り出すことができる。さらに、反射層10bを形成することによって、金属電極であるp型パッド電極10aと透光性導電層6との界面における劣化を低減して、剥離、電気特性の悪化などを抑止できる。
パッド電極10a、20aを形成した後、ワイヤボンディングを行う領域を除いて半導体発光素子1のほぼ全面に絶縁性の保護膜7が形成される。保護膜7にはSiO2、TiO2、Al2O3、ポリイミド等が利用できる。
次に、本発明の実施の形態1に係る発光装置として、砲弾型の発光装置の概略断面図を図8に示す。この発光装置30は導電性の部材からなるリードフレーム34で成型された凹形状のカップ31内であって、リードフレーム34上に載置されている発光素子32と、この発光素子32の発光層4から放たれた光の少なくとも一部を反射または散乱可能な光散乱部材33を有する。光散乱部材33としては、例えば、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、二酸化珪素、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等の拡散剤、および、これらを少なくとも一種以上含む混合物等を挙げることができる。蛍光体また、発光素子32は、上記の半導体発光素子1であるLEDを使用した。発光素子32に形成された第1及び第2導電型電極である正負の電極39は、導電性のボンディングワイヤ等の導電性部材35を介してリードフレーム34と電気的に接続される。さらにリードフレーム34の一部であるリードフレーム電極34aが突出するように、発光素子32、リードフレーム34、ボンディングワイヤ35は、砲弾形状のモールド37で覆われる。モールド37内には封止部材36として光透過性の樹脂が充填されており、さらに樹脂には光散乱部材33が含有されている。また、発光素子32の電極39が、樹脂36から突出しているリードフレーム電極34a及び導電性部材35等を介して外部電極と電気的に接続されることにより、発光素子32の層内に含有される発光層4から光が放出される。発光層4から出力される出射光の発光ピーク波長は特に限定されないが、実施の形態1においては、近紫外線から可視光の短波長領域である240nm〜500nm付近、好ましくは380nm〜420nm若しくは450nm〜470nmに発光スペクトルを有する半導体発光素子を用いた。また、実施の形態1に係る樹脂内の光散乱部材33は、図示されているように半導体発光素子1近傍に偏在して分布されている。これにより半導体発光素子1からの出射光を反射あるいは散乱させる効果が高まり、発光装置30より放出される光の出射角を広範囲とできるため四方に拡散された光を得ることができる。
封止部材36に、発光素子32の光で励起されて蛍光を発する蛍光物質等の波長変換部材を混入することで、発光素子32の光を異なる波長の光に変換し、発光素子32の光と波長変換部材で波長変換された光との混色光を外部に取り出すことが可能となる。つまり、光源からの光の一部が蛍光体を励起することで、主光源の波長とは異なった波長を持つ光が得られる。この波長変換部材としては蛍光体が好適に利用できる。なぜなら蛍光体は光散乱性及び光り反射性の機能をも備えているため、波長変換機能に加えて光散乱部材33としての役割を果たし上述した光の拡散効果を得ることができるからである。蛍光体は、封止部材36中にほぼ均一の割合で混合することも、部分的に偏在するように配合することもできる。例えば、発光素子32から所定の距離だけ離間させることにより、発光素子32で発生した熱が蛍光物質に伝達し難くして蛍光物質の劣化を抑制できる。また、蛍光体は、発光装置の表面上において一層からなる発光層中に二種類以上存在してもよいし、二層からなる発光層中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。これにより所望の波長を有する発光装置を実現できる。
図9は、実施の形態1に係る発光装置30であって、発光素子32近傍における一部拡大図である(パッド電極10a、20aの外部接続部及び導電性部材は省略)。これを用いて、発光素子32であるLEDの発光層4より放出された出射光Lの進行方向の一例を説明する。出射光Lは、LED側に配置された光散乱部材33でもって反射され四方へと散乱し、この散乱光の一部はLED側へと進行する。従来、この戻り光がパッド電極10a、20aへと進行した場合、パッド電極の最表面を構成するAu金属により光吸収され、光の損失を招いていた。実施の形態1の構造を備えるパッド電極10a、20aであれば、その最表面層の反射層10c、20cに高反射率を有する反射層を備えるため、戻り光の進行方向を略光視認側(図9における略上側)へと誘導できる。つまり光損失を抑制し、発光装置としての光取り出し効率を増加させることができる。また、発光素子32側への戻り光としては、光散乱部材33によって生じた散乱光に限らない。リードフレーム等の発光装置30内の全ての部材によって反射された光も含む。
また、封止部材36は、波長変換部材の他、粘度増量剤、顔料、蛍光物質等、使用用途に応じて適切な部材を添加することができ、これによって良好な指向特性を有する発光装置が得られる。同様に外来光や発光素子からの不要な波長をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を添加させることもできる。
さらに、封止部材36中に蛍光物質の他にフィラーを含有させてもよい。具体的な材料としては、拡散剤と同様のものが使用できる。ただ、拡散剤とフィラーとは中心粒径が異なり、本明細書においてはフィラーの中心粒径は5μm以上100μm以下とすることが好ましい。このような粒径のフィラーを封止部材36中に含有させると、光散乱作用により発光装置の色度バラツキが改善される他、封止部材36の耐熱衝撃性を高めることができる。これにより、高温下での使用においても、発光素子と外部電極とを電気的に接続しているワイヤの断線や発光素子底面とパッケージの凹部底面と剥離等を防止可能な信頼性の高い発光装置とできる。さらには樹脂の流動性を長時間一定に調整することが可能となり、所望とする場所内に封止部材を形成することができ歩留まり良く量産することが可能となる。
また、光視認側への導光を高めるため、半導体発光素子内の発光素子表面上に、反射率の高い表層を備えた凸部を設けることもできる。図10に半導体発光素子1aの平面図を示す。この図の半導体発光素子1aにおいて、図1に示す半導体発光素子1と同様の部材については同一の符号を付し、詳細説明を省略する。半導体発光素子1aは、n型パッド電極20a形成用の露出面であるn型コンタクト層13の表面上に、電極と離間されて配置された複数の凸部11を有する。凸部11は、活性層を含む半導体積層構造を取り囲むように備えられる。この際の各凸部の搭載位置は均等に離間されても良く、また光の反射による導光経路を考慮して偏心した配置としても良い。さらに、凸部は発光観測面側から見て円形、菱形、三角形や六角形など所望に応じて種々の形状、また自在な載置個数をとりうる。また、実施の形態1に係る凸部11の頂部は、図1(b)における断面図において発光層4とほぼ同じ位置であるが、その高さはこれに限定されず自在に変更可能であり、例えば発光層4の位置よりも高くすることもできる。また上方に従って徐々に細くなる形状としてもよい。このような構造により発光層4からの出射光を観測面側へと高効率に反射できる。さらに、凸部11は単層、或いは多層の金属からなり、少なくとも上層にはAg、Al、Rhのいずれかの金属またはこれらの合金やそれらの組み合わせからなる反射層で構成される。あるいは、凸部11の露出面を上記の反射層を構成する金属で被覆する。これにより発光層からの出射光、および発光装置内の反射光が、凸部11によって光観測面側へと反射され、総括的に装置の光取り出し効率が上昇する。
図12(a)に、本発明の一実施例による発光装置50の斜視図を示す。図12(b)は、図12(a)で示す発光装置50の6B−6B’線における断面図である。以下、図12(a)及び(b)に基づいて、表面実装型の発光装置50の概略を説明する。発光装置50は、リードフレーム54上に、上部に向かって略凹形状に開口している空間を備えるパッケージ57が装着されてなる。さらに、このパッケージ57の空間内であって、露出しているリードフレーム54上に発光素子52が実装されている。実施の形態2における発光素子52は、図6に示された半導体発光素子1fが単独で使用されているが、半導体発光素子の種類、搭載個数は特に限定されない。パッケージ57は、発光素子52を包囲する枠体となっている。また、パッケージ57の開口している空間内にはツェナーダイオード等、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になる保護素子58も載置できる。さらに、発光素子52は、導電性部材であるボンディングワイヤ55やバンプ等を介して、リードフレーム54と電気的に接続されている。加えて、パッケージ57の開口している空間部は封止部材56により充填されている。また、封止部材56の表面にエポキシやシリコーン樹脂あるいはガラスなどでできたレンズを取り付けることにより、一層の指向性を高められる。さらに、リードフレーム54の底面に銅などのヒートシンクを取り付けて放熱性を高め、大電流投入を可能にすることもできる。
さらに実施の形態3として、複数の発光素子が実装された発光装置の一例を図13に示す。図13の発光装置60は、図12に示される発光装置50と比して、素子の搭載個数の点で相違であるが、他は同様の構造を有する。したがって同様の部材については同一の符号を付し、詳細説明を省略する。また、図13の発光装置60において、封止部材56は蛍光体3を含有するが図示が省略されている。
発光装置60は、リードフレーム54上に3つの発光素子52a、52b、52cが搭載されており、つまり各発光素子のp型パッド電極及びn型パッド電極の最表面層、最下層には適宜反射層が備えられる。また、封止部材56は、半導体発光素子1側に偏在された光散乱部材33の分布領域を有する。ただし、図14に示された光散乱部材33の量、形状、サイズ、搭載位置等は簡略化されたものである。図14を用いて発光装置60における光の進行方向の一例を説明する。一の発光素子(例えば図14の左側に載置する発光素子52a)における発光層4aからの出射光L1は、矢印L1で示すように、隣接する発光素子52bのp型パッド電極の最表面層に形成された反射層10c2によって反射され、光観測面側へと導光される。また上述の通り、発光層4aからの出射光の一部は、光散乱部材33等の発光装置60を構成する部材によって反射され、素子側への戻り光となる。この戻り光は、p型及びn型パッド電極の表面層に形成された反射層(例えば10c1、20c2、20c3)により光観測面側(図14における上側)へと導光される。また、パッド電極の最下層に位置する反射層(例えば10b3)は、発光層4aからの出射光Lが電極に吸収されるのを抑止する。
図12に示されるように単独の素子を搭載した表面実装型の発光装置における特性を表1〜2に示す。比較例1〜2及び実施例1〜5の発光装置に搭載される半導体発光素子は、図6に示される電極形状を成しており、800μm×800μmの略正方形のサイズを有する。具体的に素子の中央領域にはn電極20aを、また素子の一辺の両方の角にはpパッド電極10aを有する。さらに、n電極20aからpパッド電極10a方向へ一方向に延伸された延伸導電部9bが形成されており、また、pパッド電極10aは素子の周辺及び対向辺に延伸された延伸導電部を備える。表1内において、比較例1の発光装置におけるパッド電極は、Ti/Rh/Au/Niからなる積層構造を有している。この最表面のNi層は、上述した最下層のNi密着層と同様な構成(組成・膜厚)で、保護膜との密着層として機能し、例えば6nmの薄膜層を設ける。尚、外部接続部の開口部では薄膜層であるため除去されている。比較例1に対して、実施例1〜3の発光装置のパッド電極は、積層順に、Ti/Rh/ASC/SiO2から構成され、その最表面層に反射層(ASC)を有する。ASCは、アルミニウム(Al)にケイ素(Si)と銅(Cu)を添加したAlの合金である。合金とすることでAlのマイグレーションを防止でき、発光装置のライフ特性が向上する。実施例1〜3は、電極保護層の膜厚が100Å、500Å、1000Åと相違している他は同じ構造を有する。表1は、該条件を有する比較例1及び実施例1〜3の各発光装置において、その光出力、光束、順電圧、電力効率の値を示す。
また、パッド電極の露出面である電極保護層の材質を各々変化させた、表面実装型の発光装置(実施例4、5)と、従来の発光装置(比較例2)との特性を比較したデータを表2に示す。比較例2はパッド電極内に反射層を有さず、比較例1と同様の積層構造をとる。実施例4及び5に係る発光装置は、Ti/Rh/ASC/電極保護層、から構成されたパッド電極を有するが、実施例4の電極保護層はSiO2、実施例5の電極保護層はAl2O3からなる点で異なる。
また、図8に示されるように砲弾型の発光装置における特性を表3〜6に示す。表における比較例3〜4及び実施例6〜11の半導体発光装置に搭載される半導体発光素子は、図1または図4に示される電極形状を成しており、両半導体発光素子とも800μm×800μmの略正方形状のサイズを有する。具体的に、表3に示される特性評価は、図1に係る発光素子を搭載した砲弾型の発光装置に係るものである。また、比較例3の電極構造は積層順にTi/Rh/Au/Niであり、実施例6はTi/Rh/Au/Rh、実施例7はTi/Rh/Au/Rh/Al、実施例8はTi/Rh/Au/Rh/Al/Al2O3の電極構造を有する。さらに、電力効率及び、反射層の有無における特性を比較するため、比較例3を基準とした実施例6〜8の対比評価を表4に示す。
また、図4に係る半導体発光素子を搭載した砲弾型の発光装置に係る特性評価を表5に示す。比較例4、実施例9〜11の発光装置に搭載される半導体発光素子は、比較例3、実施例6〜8に係る半導体発光素子と比較して、その電極面積、電極配置、電極形状は異なるが、複層における積層材料及び積層順は同様である。さらに、電力効率及び反射層の有無における特性を比較するため、比較例4を基準とした実施例9〜11の対比評価を表6に示す。
2…成長基板
2a…サファイヤ基板
3…第1導電型半導体層
3a…n型半導体層
4、4a…発光層
5…第2導電型半導体層
5a…p型半導体層
6…透光性導電層
7…保護膜
8…半導体層
9…延伸導電部
9b…n型延伸導電部
10…第2導電型電極
10a…p型パッド電極
10b、10b3…p型パッド電極の最下層の反射層
10c、10c1、10c2…p型パッド電極の最表面層の反射層
11…凸部
11a…凸状柱状物
12…反射層
13…n型コンタクト層
14a、14b…外部接続部
20…第1導電型電極
20a…n型パッド電極
20b…n型パッド電極の最下層の反射層
20c、20c1、20c2、20c3…n型パッド電極の最表面層の反射層
30、40…発光装置
31…カップ
32、52a、52b、52c…発光素子
33…光散乱部材
34…リードフレーム
34a…リードフレーム電極
35…導電性部材
36…封止部材
37…モールド
39…電極
50、60…発光装置
52…発光素子
53…蛍光体
54…リードフレーム
55…ボンディングワイヤ
56…封止部材
57…パッケージ
58…保護素子
101…サファイヤ基板
102…n型窒化物半導体層
103…発光層
104…p型窒化物半導体層
105…半導体層
106…透明電極
107、108…パッド電極
109…保護膜
201…反射膜
L、L1、L2…出射光
Claims (8)
- 半導体発光素子(1)と、
前記半導体発光素子(1)が発する光を反射または散乱可能な光散乱部材(33)と、を備える発光装置であって、
前記半導体発光素子(1)は、
第1導電型の半導体層(3)と、
前記第1導電型半導体層(3)上の少なくとも一部に形成され、360〜650nmに発光波長を有する発光層(4)と、
前記発光層(4)の上に形成された第2導電型の半導体層(5)と、
前記第2導電型の半導体層(5)上の少なくとも一部に設けられ、且つ前記第2導電型の半導体層(5)に電流を供給する第2導電型電極(10)と、
が順次積層されて成り、
前記第1導電型半導体層(3)上の少なくとも一部であって、前記第2導電型電極(10)と同一面側に配置され、該第1導電型半導体層(3)に電流を供給する第1導電型電極(20)と、
前記半導体発光素子(1)の積層方向において、前記第1導電型電極(20)及び第2導電型電極(10)の少なくともいずれか一の電極は、表面側の反射層(20c,10c)と、該反射層(20c,10c)の下層側に位置し、該反射層(20c,10c)に形成された貫通孔によって露出される第1層と、からなる少なくとも2層から形成されており、
前記反射層(20c,10c)は、Ag、Al、Rhの少なくとも一つからなる金属層、若しくはこれを含む合金の単層、又は複層を有し、
前記反射層(20c,10c)の反射側と、前記半導体発光素子(3)の光出射側は同一面側であり、かつ前記光散乱部材(33)を含有する封止部材(36)で封止されてなることを特徴とする発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置であって、
前記封止部材(36)が、前記半導体発光素子(1)側に前記光散乱部材(33)の分布領域を有してなることを特徴とする発光装置。 - 請求項1または2に記載の発光装置であって、
前記反射層(20c,10c)の反射率が90%以上であることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記第1層は、外部電極と電気的接続が可能な導電性部材(35)によって接続される外部接続部(14b,14a)であることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一に記載の発光装置であって、
さらに、前記第1導電型電極(20)及び前記第2導電型電極(10)は、前記第1層の下層側に最下層を有しており、
前記最下層が反射層(20b,10b)によって構成されており、
前記最下層の反射層(20b,10b)の反射率は前記表面の反射層(20c,10c)の反射率より高いことを特徴とする発光装置。 - 請求項1に記載の発光装置であって、
前記半導体発光素子(1)の積層方向において、前記第1導電型電極及び第2導電型電極(20,10)は少なくとも2層から形成されており、
前記第1導電型電極(20)及び第2導電型電極(10)における一方の電極は表面側に反射層を有しており、かつ他方の電極は最下層に反射層を備えており、
前記最下層の反射層の反射率は前記表面の反射層の反射率より高く、
前記反射層(20c,10c)の反射側と、前記半導体発光素子(3)の光出射側は同一面側であり、かつ前記光散乱部材を含有する封止部材(36)で封止されてなることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記半導体発光素子(1)を複数備えていることを特徴とする発光措置。 - 請求項1乃至7のいずれか一に記載の発光装置であって、
前記散乱部材(33)がYAG系蛍光体あるいはLAG系蛍光体であることを特徴とする発光装置。
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JP3690968B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2005-08-31 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその形成方法 |
JP4932078B2 (ja) * | 2000-12-04 | 2012-05-16 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
JP2006066903A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-03-09 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子用正極 |
JP5138873B2 (ja) * | 2005-05-19 | 2013-02-06 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9412906B2 (en) | 2014-02-20 | 2016-08-09 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
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US10056525B2 (en) | 2014-02-20 | 2018-08-21 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
US10396243B2 (en) | 2014-02-20 | 2019-08-27 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
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