発光装置
所定の領域の波長の光を発する少なくとも一つの発光素子と、銅とアルカリ土金属物質とを含み、希土類により活性化される無機物混性結晶を含み、前記発光素子の周りに配置されて前記発光素子から発せられた光の一部を吸収して吸収光とは異なる波長の光を発する蛍光物質と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に係り、特に、少なくとも一つの発光素子と、銅を含有し、且つ、発光素子から発せられる光の波長を変換するような蛍光物質とを含む波長変換発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に汎用されていた発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が自動車及び照明用の製品に発光素子として応用される傾向にある。ＬＥＤは、電気的及び機構的な特性に極めて優れていることから、今後、それに対する需要がなお一層増大すると見込まれている。この点、蛍光灯または白熱灯に代わりうる白色ＬＥＤへの関心が集中している。
【０００３】
ＬＥＤの技術分野において白色の実現方式は種々提案されている。通常の白色ＬＥＤの実現技術は、発光素子の周りに蛍光物質を配置し、発光素子の１次発光の一部と蛍光物質により波長変換された２次発光との混色により白色を実現する方式である。例えば、ＷＯ９８／０５０７８号及びＷＯ９８／１２７５７号には、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色発光素子と、青色発光素子の発光を吸収してほとんどが黄色の蛍光光線に変換するＹＡＧ系蛍光物質を含む白色ＬＥＤが開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の白色ＬＥＤは、色温度が６、０００〜８、０００°Ｋとその範囲が狭く、演色性も６０〜７５と低くて冷たい青色−白色光のみを与えていた。このため、所望の色座標または色温度を与える白色ＬＥＤを提案することが困難であるという問題があり、特に、自然光に近い光を実現するのに限界がある。
そして、湿気に敏感な蛍光物質を用いる従来の白色ＬＥＤは、水、水蒸気または極性溶媒によりその発光特性が不安定である。これは、白色ＬＥＤの発光特性を変化させる要因となっている。
【０００５】
ＬＥＤを用いる照明用の光源装置は、所定の工程を通じてパッケージングされた多数の白色ＬＥＤと、白色ＬＥＤが実装されるプリント回路基板と、プリント回路基板の上に形成されて白色ＬＥＤ同士を接続する回路パターンにより接続された白色ＬＥＤと接続された保護回路及び／または交流／直流変換器と、を備えている。
【０００６】
しかしながら、多数の白色ＬＥＤを製造するためには、それぞれのＬＥＤに金属配線工程を行うことを余儀なくされるため、工数が増大して複雑になるという問題が発生する。これにより、不良の発生率が高くなり、量産に難点があり、所定の衝撃により金属配線が短絡されて白色ＬＥＤの動作が終了することがある。なお、パッケージングされた白色ＬＥＤを配列することにより嵩が大きくなってしまい、これは照明用の光源の肥大化につながるという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２，０００°Ｋ〜８，０００°Ｋまたは１０，０００°Ｋ程度と広い範囲の色温度を提供することができ、しかも、９０以上の演色性（ＣＲＩ）を有する波長変換発光装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、所望の色座標または色温度を容易に実現可能な波長変換発光装置を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、発光特性を高めるだけではなく、水、湿気、及び極性溶媒に強い耐環境性に優れた発光装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、各種のディスプレイ、自動車、医療用の機器、測定機器、照明用の製品などに応用可能な発光装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ウェーハのレベルで多数の発光セルを直列／並列接続して家庭用の交流電源において白色光を発する照明用の発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、所定の領域の波長の光を発する少なくとも一つの発光素子と、ホストラチス要素（host lattice component）として銅−アルカリ土金属無機混性結晶を含み、希土類により活性化される化合物を含み、前記発光素子の周りに配置されて前記発光素子から発せられた光の一部を吸収して吸収光とは異なる波長の光を発する蛍光物質と、を備えることを特徴とする発光装置を提供する。
【００１０】
ここで、前記化合物は下記の一般式１で表わされ、
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【００１１】
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【００１２】
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なシリケート化合物を含むことを特徴とする。
【００１３】
そして、前記化合物は下記の一般式２で表わされ、
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【００１４】
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【００１５】
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケート化合物を含むことを特徴とする。
【００１６】
このとき、前記銅−アルカリ−土類が優勢な化合物のストロンチウム濃度が好ましくは０．４モル／モル蛍光体未満であることを特徴とする。
【００１７】
上述した化合物は１種またはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の紫外線光及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換することを特徴とする。前記化合物は演色性９０以上の白色光を発するために単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されることを特徴とする。上記の蛍光物質は前記発光素子の側面、上面、及び下部面のうち少なくともいずれかの面に配置されるか、あるいは、接着剤またはモールド材に混合されていることを特徴とする。
【００１８】
上述した発光素子及び前記蛍光物質がパッケージ内に組み込まれていることを特徴とする。このとき、前記パッケージはリフレクタ付き基板の上部に前記少なくとも一つの発光素子が実装され、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されていることを特徴とする。そして、前記基板上において前記発光素子及び前記蛍光物質を封止するモールド部を備えることを特徴とする。もちろん、前記モールド部に前記蛍光物質が一様に分布されていることを特徴とする。
【００１９】
上記のパッケージは前記少なくとも一つの発光素子から発せられる熱を放熱するヒートシンクを備え、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されている高出力用のものであることを特徴とする。
【００２０】
前記発光素子は垂直型、水平型及びフリップチップ構造の発光素子であることを特徴とする。そして、前記発光素子は多数の発光セルが単一基板内において直列または並列接続されることを特徴とする。このとき、前記発光セルは水平型、垂直型及びフリップチップ型の発光セルであることを特徴とする。また、前記直列接続された発光セルに整流電源を印加するための整流ブリッジ部をさらに備えることを特徴とする。そして、直列接続された多数の発光セルが複数のブロックを形成し、これらのブロックが逆並列接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による蛍光物質は、発光特性を向上することができ、しかも、水、湿気、極性溶媒に強い耐環境性を高めることができる。
また、発光装置内の蛍光物質に他の蛍光体を混合したとき、約２０００°Ｋから８０００°Ｋまたは１００００°Ｋまでの高い色温度と９０以上の演色性を有することができる。
さらに、本発明は所望の色座標または色温度を容易に実現することができる。
さらにまた、本発明の発光装置は、発光の強度、色温度及びカラー再現率が高く、しかも、ユーザー目的の色座標値の発光を容易に実現することができることから、携帯電話やノート型パソコン、さらには、各種の電子製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、各種のディスプレイのキーパッド用やバックライト用に種々に採用することができ、自動車、医療用の機器、測定機器及び照明用などにも応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。しかし、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、相異なる形で実現可能であり、これらの実施の形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、且つ、この技術分野における通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ要素を示す。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例による発光装置の断面図であって、少なくとも一つの発光素子及び蛍光物質が組み合わされたチップ型パッケージが示してある。
図１に示すように、チップ型発光装置４０は、プリント回路基板１の両端部にそれぞれ電極パターン５が設けられており、一方の電極パターン５の上に１次光を発する発光素子６が実装されており、発光素子６は伝導性接着剤９を介して電極パターン５に実装され、発光素子６の電極と他方の電極パターンとは導電性ワイヤ２により接続されている。
【００２４】
発光素子６は、紫外線光領域から可視光領域の光を発する発光素子の中から選択可能である。ここで、紫外線発光素子及び／または青色発光素子を採用することが好ましい。なお、発光素子６の詳細については後述する。
【００２５】
発光素子６の上面及び側面には蛍光物質３が配置されている。蛍光物質３は発光素子から発せられる１次光を可視光線スペクトル領域内の２次光に波長変換する。この蛍光物質３は、硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂に混合された形で各発光素子６に塗布可能である。また、蛍光物質３は、伝導性接着剤９に混合された形で各発光素子６の下部面にも配置することができる。
【００２６】
ここで、発光素子６の実装されたプリント回路基板１の上部は硬化性樹脂によりモールドされており、蛍光物質３が発光素子６の上面及び側面に一定の厚さに点在されているが、モールド部１０に全体に亘って一様に分布されるように製作可能であることは言うまでもない。このような製造方法は先願の米国出願６，４８２，６６４号に開示されている。
【００２７】
一方、蛍光物質３は銅を含有する化合物を含んでなる。化合物及びこれを含んでなる蛍光物質の詳細については後述する。このような蛍光物質は希土類成分を含むことが好ましく、単一の化合物または複数の単一化合物が選択的に混合された形で構成される。例えば、その発光ピークが４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍのうち少なくともいずれかの範囲を有する化合物を用いることができ、上記の発光ピークを有する多数の化合物を混合して構成してもよい。
【００２８】
上記の本発明の第１の実施例によるチップ型発光装置４０においては、発光素子６に電極パターン５を介して外部電源が供給される。これにより、発光素子６から１次光が発せられ、蛍光物質３は１次光により励起されながら、１次光の波長を変換して長波長の２次光を発する。これにより、発光素子６から発せられる１次光と、蛍光物質により波長変換された２次光が混色されて、当該可視光線スペクトル領域の色が実現される。ここで、この発光装置には異なるピーク波長を有する２以上の発光素子を実装してもよいことは言うまでもない。また、蛍光物質の配合比を適切に調節すると、ユーザ目的の色座標の色を容易に実現することができる。
【００２９】
このように、発光素子及び蛍光物質を構成する化合物を適切に調節すると、ユーザ目的の色温度または特定の色座標の光を実現することができ、特に、２、０００°Ｋ〜８，０００°Ｋまたは１０，０００°Ｋと広い範囲の色温度及び９０以上の演色性を与えることができる。このため、本発明による発光装置は、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけでなく、屋内外の各種のディスプレイにも容易に応用することができ、特に、自然光に近い色温度及び演色性を与えることが可能になることから、自動車及び照明用の製品に代えうるものとなる。
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施例による塔型パッケージ発光装置の断面図である。
図２に示すように、塔型パッケージ発光装置５０は、上述したチップ型パッケージ発光装置（図１における４０を参照）とほとんど同じ構造を有し、プリント回路基板１の上にリフレクタ３１をさらに備える。リフレクタ３１は発光素子６から発せられる発光を所望の方向に反射する役割を果たす。
【００３１】
この実施例における蛍光物質３は銅−アルカリ土金属無機混性結晶物質を含み、希土類成分により活性化される化合物を含む。なお、蛍光物質の詳細について後述する。
【００３２】
この種の塔型パッケージ５０にも異なるピーク波長を有する２以上の発光素子を実装することができる。そして、異なる発光ピークを有する複数の化合物を選択的にあるいはその配合比を異ならせて混合した蛍光物質を提供することが可能である。このような蛍光物質はリフレクタ３１内において発光素子６の上に塗布されるか、あるいは、モールド部１０に一様に分布される。
【００３３】
一方、図１及び図２に示す発光装置は熱伝導性に優れた金属性材料のプリント回路基板１を用いることができる。上述した構造は発光素子の作動時に発生する熱を容易に放熱することができ、結果として、高出力発光装置を製造することができる。ここで、別途の放熱板（図示せず）をさらに取り付けると、発光素子からの熱をなお一層効率よく放熱することができる。
【００３４】
図３は、本発明の第３の実施例によるランプ型パッケージ発光装置の断面図である。
図３に示すように、ランプ型パッケージ発光装置６０は、１対のリード電極５１、５２を備え、一方のリード電極５１の上端部に素子ホルダ５３が形成されている。素子ホルダ５３はカップ状を有し、その内部に少なくとも一つの発光素子６が実装されていてもよい。複数の発光素子が実装される場合、各発光素子は異なるピーク波長を有してもよい。実装された発光素子の電極は他方の電極リード５２と伝導性ワイヤ２により接続可能である。
【００３５】
カップ状の素子ホルダ５３の内部には一定量の蛍光物質３入りの樹脂が塗布されている。蛍光物質３は希土類成分により活性化され、銅−アルカリ土金属物質を含む。なお、蛍光物質３の詳細については後述する。
そして、発光素子６と蛍光物質３とが組み合わされた素子ホルダ５３の外部は硬化性樹脂、例えば、エポキシまたはシリコンなどによりモールドされている。
このランプ型パッケージ発光装置６０においては１対のリード電極を備える実施例について説明したが、１対以上のリード電極を備えてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
図４及び図５は、本発明の第４の実施例による高出力用発光装置の概略断面図である。
図４に示すように、高出力用発光装置７０は、筐体７３内にヒートシンク７１が収められて部分的に外部に露出され、１対のリードフレーム７４が外部に突出している。ヒートシンク７１の上面には少なくとも一つの発光素子６が実装され、発光素子６とリードフレーム７４とは伝導性ワイヤを介して接続される。蛍光物質３が発光素子６の上面及び側面に配置されている。
【００３７】
また、図５に示すように、高出力用発光装置８０は複数に仕切られたヒートシンク６１、６２にそれぞれ発光素子６、７が実装されており、発光素子６、７の上面及び側面に蛍光物質３が配置された筐体６３を備える。外部電源が供給される複数のリードフレーム６４が筐体６３の外部に突出している。
【００３８】
このように、図４及び図５の高出力用発光装置７０、８０においても、ヒートシンク６１、６２と各発光素子６、７との間の接着部分に蛍光物質３を介装することができる。そして、筐体６３、７３の上部にレンズを設けてもよい。
【００３９】
このような高出力用発光装置７０、８０においても、単一または複数の発光素子６、７を選択的に用いることができ、発光素子に合わせて蛍光物質を調節することができる。一方、蛍光物質３として希土類成分を含み、且つ、銅を含有する化合物を用いることができる。なお、蛍光物質の詳細については後述する。
【００４０】
一方、このような構成の高出力用パッケージ発光装置７０、８０においては、発光素子６、７が駆動されて発生する熱を効率よく放熱するために、ヒートシンク６１、６２とは別途に、あるいは、一体に放熱板（図示せず）を取り付けることが好ましい。放熱板はファンなどを用いた強制循環方式により冷却可能であることは言うまでもない。
【００４１】
本発明の発光装置は上述した構造に限定されるものではなく、発光素子の特性、蛍光物質の特性、目標とする光の波長及び使用用途に応じて種々の構造に変更可能であり、新規な構造物をさらに追加してもよい。
【００４２】
以下、上述した実施例における発光素子６について詳述する。
図６は、本発明の第１の変形例による水平型発光素子の断面図である。
図６に示すように、水平型発光素子は、基板１１０と、基板１１０の上に順次に積層されたバッファ層１２０と、Ｎ型半導体層１３０と、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を備え、前記Ｐ型半導体層１５０及び活性層１４０の一部が除去されて露出されたＮ型半導体層１３０の上に形成されたＮ型ボンドパッド１８０と、Ｐ型半導体層１５０の上に形成されたオーミック接続膜１６０と、その上部に形成されたＰ型ボンドパッド１７０と、を備える。
【００４３】
上記の基板１１０はその上部に形成されるべき半導体層の物質特性に応じて、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＬｉＡｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ及びＧａＮのうち少なくともいずれか１種のウェーハを用いることが好ましい。この実施例においては、サファイア基板を用いている。
【００４４】
次に、バッファ層１２０は、結晶の成長時に基板１１０と後続層との間の格子不整合を低減するための層であって、半導体材料としてのＧａＮを含んでなる。このようなバッファ層１２０は基板１１０の材質に応じて絶縁層／半絶縁層／伝導層から構成することができる。Ｎ型半導体層１３０は電子が生成される層であって、Ｎ型化合物半導体層とＮ型クラッド層とから形成される。このとき、Ｎ型化合物半導体層はＮ型不純物がドープされているＧａＮを用いる。Ｐ型半導体層１５０は正孔が生成される層であって、Ｐ型クラッド層とＰ型化合物半導体層とから形成される。このとき、Ｐ型化合物半導体層はＰ型不純物がドープされているＡｌＧａＮを用いる。
【００４５】
活性層１４０は所定のバンドギャップと量子井戸が生成されて電子及び正孔が再結合される領域であって、ＩｎＧａＮを含んでなる。また、活性層１４０を形成する物質の種類に応じて、電子及び正孔が結合して発生する発光波長が変化する。このため、目標とする波長に応じて活性層１４０に含まれる半導体材料を調節することが好ましい。
【００４６】
Ｎ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０とは発光素子６を外部の導電性ワイヤ（図１における２を参照）と電気的に接続するためのパッドであって、金属性物質を用いるが、好ましくは、Ｔｉ／Ａｕの積層構造を用いる。また、上述したオーミック接続膜１６０はＰ型ボンドパッド１７０を介して入力される電圧をＰ型半導体層１５０に均一に伝える役割を果たす。オーミック接続膜１６０として透明電極のＩＴＯを用いる。
【００４７】
以下、このような水平型発光素子の製造方法について説明する。
基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を順次に結晶成長させる。Ｐ型半導体層１５０の上にオーミック接続膜１６０をさらに形成してもよい。それぞれの層は、上述した物質を蒸着するために、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ；Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）などを始めとする種々の蒸着及び成長方法により形成される。
【００４８】
この後、マスクを用いたフォトエッチング工程を行い、Ｎ型半導体層１３０の一部を開放する。すなわち、前記マスクをエッチングマスクとするエッチング工程を通じてＰ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部を除去してＮ型半導体層１３０を露出させる。
【００４９】
前記マスクを除去した後、開放されたＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０を形成し、Ｐ型半導体層１５０のオーミック接続膜１６０の上にＰ型ボンドパッド１７０を形成する。これにより、Ｎ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０とが水平面の上に設けられた水平型発光素子を製造する。
【００５０】
以下、垂直型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図７は、本発明の第２の変形例による垂直型発光素子の断面図である。
図７に示すように、垂直型発光素子は、Ｐ型ボンドパッド１７０、オーミック接続膜１６０、Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０、Ｎ型半導体層１３０及びＮ型ボンドパッド１８０が順次に積層されてなる。すなわち、垂直型発光素子は、上述した水平型発光素子に比べてＰ型ボンドパッド１７０とＮ型ボンドパッド１８０がそれぞれ発光素子の下側領域及び上側領域に設けられる。
【００５１】
この種の垂直型発光素子の製造工程を説明すると、基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０、Ｐ型半導体層１５０、オーミック接続膜１６０及びＰ型ボンドパッド１７０を形成する。この後、前記Ｐ型ボンドパッド１７０の上に図示しないホスト基板を取り付けた後、Ｎ型半導体層１３０の下側の基板１１０及びバッファ層１２０を除去してＮ型半導体層１３０を露出させる。この後、露出されたＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０を形成して垂直型発光素子を製造する。
【００５２】
以下、フリップチップ構造の発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図８は、本発明の第３の変形例によるフリップチップ構造の発光素子の断面図である。
図８に示すように、フリップチップ構造の発光素子は、第１及び第２の外部パッド２１０、２２０が設けられたサブマウント基板２００と、サブマウント基板２００の第１及び第２の外部パッド２１０、２２０のそれぞれに第１及び第２の金属バンプ１９０、１９５を介してオーミック接続膜１６０及びＮ型半導体層１３０が接続された水平型発光素子と、を備える。フリップチップ構造の発光素子は光の出射方向が水平型とは逆方向になるように形成され、サブマウント基板２００として反射効率の高い物質を用いて基板に向かって発せられた光を全面に反射することができる。
【００５３】
以下、上述した水平型、垂直型及びフリップチップ構造の多数の発光セルがウェーハのレベルで直列及び／または並列接続されて交流電源においても駆動可能な発光素子について説明する。まず、上記の水平型発光素子が単一の素子に切断されることなく、ウェーハのレベルでセル単位に接続されている交流駆動可能な水平型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
【００５４】
図９及び図１０は、本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図である。
図９及び図１０に示すように、交流駆動可能な水平型発光素子は多数の水平型発光セル１００−１〜１００−ｎが直列接続されている。すなわち、発光素子は隣り合う水平型発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とが電気的に接続され、一端側の発光セル１００−ｎのＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０が形成され、他端側の発光セル１００−１のＰ型半導体層１５０の上にＰ型ボンドパッド１７０が形成された多数の水平型発光セル１００を備える。
【００５５】
隣り合う水平型発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とは所定の金属配線１０１を用いて電気的に接続する。また、水平型発光セル１００−１〜１００−ｎを直列接続して交流駆動可能な電圧の数だけ形成することが有効である。この変形例においては単一の発光セル１００を駆動するための電圧／電流と発光素子に印加される交流駆動電圧に応じて直列または並列接続される発光セル１００の数が多様になる。好ましくは、１０〜１０００個のセルを直列接続する。より好ましくは、３０〜７０個のセルを直列接続することが有効である。例えば、２２０Ｖ交流駆動においては一定の駆動電流に３．３Ｖの単位発光セル１００を６６〜６７個直列接続して発光素子を製作する。また、１１０Ｖ交流駆動においては一定の駆動電流に３．３Ｖの単位発光セル１００を３３〜３４個直列接続して発光素子を製作する。
【００５６】
図９及び図１０に示すように、第１〜第ｎの発光セル１００−１〜１００−ｎが直列接続された発光素子において、第１の発光セル１００−１のＰ型半導体層１５０の上にＰ型ボンドパッド１７０が形成され、第１の発光セル１００−１のＮ型半導体層１３０と第２の発光セル１００−２のＰ型半導体層１５０とが第１の配線１０１−１を介して接続される。また、第２の発光セル１００−２のＮ型半導体層１３０と第３の発光セル（図示せず）のＰ型半導体層とが第２の配線１０１−２を介して接続される。そして、第ｎ−２の発光セル（図示せず）のＮ型半導体層（図示せず）と第ｎ−１の発光セル１００−ｎ−１のＰ型半導体層１５０とが第ｎ−２の配線１０１−ｎ−２を介して接続され、第ｎ−１の発光セル１００−ｎ−１のＮ型半導体層１３０と第ｎの発光セル１００−ｎのＰ型半導体層１５０とが第ｎ−１の配線１０１−ｎ−１を介して接続される。また、第ｎの発光セル１００−ｎのＮ型半導体層１３０にＮ型ボンドパッド１８０が形成される。このとき、それぞれの半導体層の上には金属電極としてのパッドが形成されてこれらのパッド同士を配線により接続する。
【００５７】
この変形例の基板１１０は多数の発光素子を製作可能な基板であってもよい。ここで、図９及び図１０におけるＡ領域をこれらの多数の発光素子を個々に切断するための切断領域と言う。
また、上述した発光素子は外部交流電圧を整流するための整流用の第１〜第４のダイオード部（図示せず）が同じ基板内に形成可能である。第１〜第４のダイオード部は整流ブリッジ状に配列される。第１〜第４のダイオード部間の整流ノードが直列接続された発光セル１００のＮ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０に接続可能である。前記第１〜第４のダイオードとして発光セルを用いることができる。
【００５８】
以下、上述した多数の発光セルが直列接続された発光素子の製造方法を簡略的に説明する。
基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を順次に成長させる。Ｐ型半導体層１５０の上にオーミック接続膜１６０を形成する。
【００５９】
所定のパターニング工程を通じてＮ型半導体層１３０の一部を開放し、且つ、それぞれの発光セル１００に分離する。前記パターニング工程は発光素子の上に感光膜を塗布して、所定の領域が開放された感光膜マスク（図示せず）を形成する。所定の領域とは発光セル１００同士の領域及び開放されるＮ型半導体層１３０領域をいい、感光膜マスクを用いてエッチング工程を行う。Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部をエッチングしてＮ型半導体層１３０を開放し、エッチング工程を行い続けることにより発光セル１００を個々に分離する。
【００６０】
これらに加えて、多数回に亘ってパターニング工程を行い、Ｎ型半導体層１３０の一部を開放した後、それぞれの発光セルに分離することができる。すなわち、図９に示すように、Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部をエッチングしてＮ型半導体層１３０の一部を露出させ、別途の工程を通じてＰ型半導体層１５０、活性層１４０、Ｎ型半導体層１３０及びバッファ層１２０をエッチングしてそれぞれの発光セル１００に分離する。または、図１０に示すように、バッファ層１２０が絶縁層よりなる場合、Ｎ型半導体層１３０までをエッチングして電気的に絶縁された発光セル１００を形成してもよい。前記パターニング工程に際しては、ウェットエッチングまたはドライエッチングを行うことができ、この変形例においてはプラズマを用いたドライエッチングを行った方が有効である。
【００６１】
上述した製造工程と同じ方法を用いて整流ブリッジ用のダイオードも一緒に形成することができる。もちろん、通常の半導体製造工程を適用して整流ブリッジ用のダイオードを形成してもよい。
【００６２】
この後、ブリッジ工程またはステップカバーレッジ工程などを通じてそれぞれ隣り合う発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とを電気的に接続する導電性配線１０１−１〜１０１−ｎ−１を形成する。導電性配線１０１−１〜１０１−ｎ−１は導電性の物質を用いて形成し、金属または不純物によりドープされたシリコン化合物を用いて形成することができる。
【００６３】
上述したブリッジ工程はエアブリッジ工程とも呼ばれ、互いに接続すべき発光セル間にフォト工程を用いて感光液を塗布し、それぞれの半導体層上の金属電極としてのパッドの少なくとも一部の領域だけが開放されるように感光膜パターンを現像し、その上に金属などの物質を真空蒸着などの方法により先に薄膜として形成し、さらにその上にめっきまたは金属蒸着などの方法により金を含有する導電性物質を一定の厚さに塗布する。この後、ソルベントなどの溶液により感光膜パターンを除去すると、図９及び図１０に示すように、導電性物質の下部は完全に除去されてブリッジ状の導電性物質が形成される。
【００６４】
また、ステップカバーレッジ工程は、互いに接続すべき発光セル間にフォト工程を用いて感光液を塗布し、それぞれの半導体層上の金属電極であるパッドの少なくとも一部の領域だけが開放されるように感光膜パターンを現像し、その上にめっきまたは金属蒸着などの方法により金を含有する導電性物質を一定の厚さに隣り合う発光セル間の電極が接続されるように塗布して発光セル同士を電気的に接続する役割を果たす。
上述した本発明の発光素子の製造は一実施例に過ぎず、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、種々の工程と製造方法が素子の特性及び工程の便宜により変更または追加可能である。
【００６５】
以下、交流駆動可能な垂直型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図１１〜図１３は、本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図である。
【００６６】
図１１〜図１３に示すように、交流駆動可能な垂直型発光素子は、多数の導電性接続膜３２０がパターニングされたマウント基板３１０と、導電性接続膜３２０の上にＰ型ボンドパッド１７０がそれぞれ接続された多数の垂直型発光セル３００と、前記導電性接続膜と垂直型発光セルとの間を接続するための導電性配線３０１と、を備える。
【００６７】
この変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を図１１に基づき説明すると、所定の導電性接続膜３２０が形成されたマウント基板３１０の導電性接続膜３２０の上に垂直型発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０を貼り合わせる。
【００６８】
マウント基板３１０の上に形成された導電性接続膜３２０は発光セル３００を直列接続するための種々のアレイが採用可能である。もちろん、導電性接続膜３２０は目標とする発光セル３００の数に見合う分だけ形成し、発光セル３００のサイズよりも一方の方向に長く形成する。また、それぞれの導電性接続膜３２０は電気的に絶縁され、且つ、物理的に分離されている。
【００６９】
このとき、この変形例においてはマウント基板３１０の上に導電性接続膜３２０が形成されているため、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０を形成することなく、基板２０１上の導電性接続膜３２０をＰ型ボンドパッド１７０として用いることができる。また、この変形例においてはＰ型ボンドパッド１７０がマウント基板３１０に貼り合わせられているが、Ｎ型ボンドパッド１８０がマウント基板３１０に貼り合わせられていてもよく、このとき、Ｎ型ボンドパッド１８０を形成しなくてもよい。
【００７０】
ここで、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０とマウント基板３１０の導電性接続膜３２０とを貼り合わせるために導電性のペーストを用いる。もちろん、この以外の種々の方法を用いて貼り合わせることもできる。このとき、図１１に示すように、導電性接続膜３２０の一方に発光セル３００を整列して他方に導電性接続膜３２０を露出させる。
【００７１】
この後、一方の発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０と接続された導電性接続膜３２０は隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０と導電性配線３０１を介して電気的に接続される。これにより、一方の発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０は導電性接続膜３２０と導電性配線３０１を介して隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０と接続されて多数の発光セル３００が直列接続される。
【００７２】
以下、図１２に基づき、この変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を説明する。
まず、マウント基板３１０の上にＮ型半導体層１３０、活性層、Ｐ型半導体層１５０及びＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０の各上部にボンドパッド１８０、１７０が形成された多数の垂直型発光セル３００を貼り合わせる。
【００７３】
マウント基板３１０として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＬｉＡｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ及びＧａＮのうち少なくともいずれか一種の基板を用いることができ、樹脂、プラスチックなどの絶縁性の基板を用いることができ、熱伝導性に優れた基板を用いることもできる。もし、伝導性の基板を用いる場合には、絶縁のためにその上部表面に絶縁層が形成された基板を用いる。
【００７４】
前記発光セル３００はマウント基板３１０の上に所定のペースト（図示せず）により貼り付けられる。このとき、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０がマウント基板３１０の上に貼り付けられる。もちろん、これら以外の種々の方法を用いて貼り付けることができる。すなわち、この変形例においてはＰ型パッド１７０がマウント基板３１０に貼り合わせられているが、Ｎ型ボンドパッド１８０がマウント基板３１０に貼り合わせられていてもよい。
【００７５】
次に、所定のエッチング工程を通じてＮ型ボンドパッド１８０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０の一部をエッチングして下部のＰ型ボンドパッド１７０の一部を露出させる。これにより、図１２に示すように、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０一部が露出された形状となる。所定の配線形成工程を通じて隣り合う発光セル３００間の電極同士を接続する。すなわち、一方の発光セル３００の露出されたＰ型ボンドパッド１７０と、これと隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０とを導電性配線３０１により接続する。このとき、ブリッジ工程またはステップカバーレッジ工程を通じてそれぞれ隣り合う発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０との間を電気的に接続する導電性配線３０１を形成する。
【００７６】
この変形例の発光素子の一端部に位置している発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０と他端部に位置している発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０のそれぞれに別途の外部端子電極（図示せず）を形成して外部より所定の電源を入力可能にする。
【００７７】
以下、図１３に基づき、交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を説明する。
上述したように、垂直型発光セル３００をマウント基板３１０の上に貼り合わせた後、所定のエッチング工程を通じてＰ型ボンドパッド１７０の一部を露出させる。
【００７８】
次に、露出されたＰ型ボンドパッド１７０と隣り合う発光セル３００との間のマウント基板３１０の上に後続する配線とのショートを防ぐための所定の絶縁膜３０２を形成する。この後、所定の金属配線工程を用いて隣り合う発光セル３００間の電極同士を導電性配線３０１により接続する。このような絶縁膜３０２及び導電性配線３０１はプリント工程を通じて形成することができ、所定の蒸着、パターニング及びエッチング工程を通じて形成することもできる。
【００７９】
発光素子の製造方法は上述した工程に限定されるものではなく、発光セルのエッチングを行うことなく、発光セルよりも広幅の電極パターンを基板の上に形成した後、その上部に発光セルを貼り合わせることができる。上述した変形例においては、Ｐ型パッドが基板に貼り合わせられているが、Ｎ型パッドが基板に貼り合わせられていてもよい。
【００８０】
上述した変形例はそれぞれの変形例に限定されるものではなく、それぞれの変形例間の変換が可能である。すなわち、半導体層の形成に際しても、多数の半導体膜がさらに形成されてもよく、隣り合う発光セル同士を接続するために別途の絶縁膜を形成して隣り合うセル同士を電気的に絶縁させた後、それぞれの電極を露出させてこれらを所定の配線により接続してもよい。
【００８１】
以下、交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図１４及び図１５は、本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図である。
【００８２】
図１４及び図１５に示すように、交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子は基板１１０の上に多数の水平型発光セルがアレイ状に配置されている。このとき、水平型発光セルのオーミック接続膜１６０の上に第１の金属バンプ１９０を形成し、Ｎ型半導体層１３０の上には第２の金属バンプ１９５が形成されている。
【００８３】
前記水平型発光セルがアレイ状に配置された基板１１０は下部サブマウント基板４００に実装される。
上記のサブマウント基板４００の表面には誘電体膜４１０が設けられ、その上部には多数の導電性配線４３０が形成され、両周縁部には第１のボンド配線４４０と第２のボンド配線４５０が設けられる。
【００８４】
上記のサブマウント基板４００としては、電気伝導性及び熱伝導性を有する種々の膜質を用いる。すなわち、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ、金属などを用いることができる。誘電体膜４１０としては、電流が１μｍ以下のあらゆる誘電物質を用いることができる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、電流が全く流れない絶縁物質を用いてもよい。また、誘電体膜４１０は多層に形成することもできる。この実施例においては、誘電体膜４１０としてＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＳｉＮのうち少なくともいずれか一種を用いている。
【００８５】
以下、上述した構成を有するフリップチップ構造の発光素子用のサブマウント基板の製作方法を説明する。
まず、サブマウント基板４００をパターニングして、図１４に示すように、凹凸状にする。凹凸表面の上に誘電体膜４１０を形成する。このとき、サブマウント基板４００として導電性物質を用いない場合には、誘電体膜４１０を形成しなくてもよい。この実施例においては、熱伝導率の向上のために電気伝導性に優れた金属性物質を用いる。このため、誘電体膜４１０を形成して十分に絶縁の役割を果たすようにする。
【００８６】
次に、誘電体膜４１０の上に隣り合う発光セルの第１及び第２の金属バンプ１９０、１９５を接続する導電性配線４３０をパターニングする。これは、スクリーン印刷方法により導電性配線４３０を形成するか、あるいは、所定のマスクパターンを用いた蒸着工程を通じて導電性配線４３０を形成する。この後、発光セルをサブマウント基板４００に貼り合わせて発光素子を製作する。
【００８７】
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示すように、サブマウント基板４００に凹凸を形成することなく、その上部に導電性配線４３０を形成した後、発光セルをサブマウント基板４００に貼り合わせて発光素子を製作することもできる。
上述した交流駆動可能な発光素子は、上述したように、基板内において直列及び／または並列接続可能であり、その内部に整流回路を備えてもよい。
【００８８】
以下、添付図面に基づき、この交流駆動可能な発光素子内部の発光セルの電気的な接続関係を説明する。
図１６〜図１９は、交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図である。
【００８９】
図１６に示すように、発光素子６は、多数の発光セル１００、３００が直列接続され、これらの両端部には第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０が設けられる。このように、上述した水平型、垂直型及びフリップチップ構造の発光セル１００は基板の上において直列接続可能である。このとき、約６０Ｈｚの交流電圧が印加される場合、正（＋）の電圧が印加されるときには直列接続された発光セル１００、３００が発光し、負（−）の電圧が印加される場合には発光しなくなる。しかしながら、一定のＨｚ以上において電圧が正（＋）の電圧から負（−）の電圧に変化するため、視認する場合には常に発光したかのように感じる。
【００９０】
図１７に示すように、直列接続された多数の発光セル１００、３００を含む２つの発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂが第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０間において逆並列接続される。上記の発光セルブロックは２以上であってもよい。そして、発光素子６の明るさの変化を極力抑えるために、第１及び第２の発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂ内の発光セル１００、３００の数が同数であることが好ましい。
【００９１】
上述した構成の発光素子の動作を説明すると、もし、第１の外部接続パッド５１０に正（＋）の電圧が印加され、第２の外部接続パッド５２０に負（−）の電圧が印加される場合、第２の発光セルブロック１０００ｂが発光する。一方、第１の外部接続パッド５１０に負（−）の電圧が印加され、且つ、第２の外部接続パッド５２０に正（＋）の電圧が印加される場合、第１の発光セルブロック１０００ａが発光する。すなわち、外部の交流電源が発光素子に印加されるとしても、第１及び第２の発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂが交互に発光するため、交流電源においても十分に使用可能である。
【００９２】
加えて、所定の整流動作をする別途のブリッジ部付き発光素子を製作することができる。
すなわち、図１８及び図１９に示すように、別途のブリッジ部付き発光素子は、直列接続された多数の発光セル１００、３００と、発光セル１００、３００に所定の整流電源を印加するための整流ブリッジ部５３０と、整流ブリッジ部５３０と接続された第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０と、を備える。
【００９３】
この場合、直列接続された多数の発光セル１００、３００が外部の電源と集積接続されることなく、第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０に接続された整流ブリッジ部５３０を介して外部の電源に電気的に接続される。上記の整流ブリッジ部５３０は、ブリッジ接続された第１〜第４のダイオード部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を備える。このため、整流ブリッジ部５３０は正（＋）の電圧の印加時に順方向に整列された第１及び第３のダイオード部Ｄ１及びＤ３により電流が直列接続された発光セル１００、３００に印加され、負（−）の電圧の印加時に逆方向に整列された第２の及び第４のダイオード部Ｄ２及びＤ４により電流が直列接続された発光セル１００、３００に印加される。これにより、交流電源によらずに発光され続くことになる。
【００９４】
このとき、図１８に示すように、整流ブリッジ部５３０が直列接続された多数の発光セル１００、３００の外側に設けられるか、あるいは、図１９に示すように、整流ブリッジ部５３０の内側に直列接続された多数の発光セル１００、３００が設けられる。
また、上述した説明に限定されるものではなく、その機能によって種々の回路素子が追加可能である。例えば、リップル防止のためのＲＣフィルターが発光素子に追加されていてもよい。
【００９５】
次に、上述した実施例において、発光素子の上に塗布された蛍光物質について詳述する。
上記の蛍光物質は紫外線光または可視光励起用の蛍光物質であって、シリケートまたはゲルマネートのアルカリ族である銅アルカリ土混性結晶を含有する。
【００９６】
一般に、活性剤または補助活性剤として働く銅により活性化されたスルフィド蛍光体が陰極線管に商用されているということは周知である。緑色発光ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ（ここで、Ｃｕは活性剤として用いられ、Ａｌは補助活性剤として用いられる。）はＣＲＴ応用製品に極めて重要に使用されている。
【００９７】
亜鉛スルフィド蛍光体においては、発光物質を活性剤と補助活性剤との濃度比によって５種類に分類することができる（van Gool, W., Philips Res. Rept. Suppl., 3, 1, 1962）。ここで、発光中心はディープドナーやディープアクセプター、または隣り合うこれら相互間の結合により形成される（Phosphor Handbook，edited under the Auspice of Phosphor Research Society，CRC Press New York，1988，S.238）。
【００９８】
銅により活性化されたオルトフォスファート（Wanmaker，W.L.，and Spier，H.L.，JECS 109(1962)，109）及びピロフォスファート、アルモシリケート、シリケート、トリポリフォスファートなどはペンシルバニア州立大学の出版物に開示されている（Keith H. Butler，The Pennsylvania State University Press，1980，S. 281）。しかしながら、このような蛍光体は単に短波長ＵＶ励起用としてのみ使用可能であり、化学的な特性及び温度条件に対する不安定性のために、これらの蛍光体は蛍光ランプには採用できなくなっている。
【００９９】
一方、希土類イオン、例えば、Ｅｕ２＋、Ｃｅ３＋、及びその他の成分により活性化された酸素が優勢な化合物において、銅をホストラチス要素として用いることにより得られる効果については未だ説明されていない。銅をホストラチス要素として混合する場合、発光強度の向上だけではなく、発光ピーク、色座標、及び発光スペクトルの好適な方向への変化、そして、ラチスの安定化など良好な発光特性が得られるという肯定的な効果が期待される。
【０１００】
ホストラチス要素として含まれる銅イオンは３６０ｎｍよりも長波長励起用であって、発光特性を向上させるという効果を奏する。このような波長領域において、このイオンはこれらの電子構造のエネルギーレベルに起因して、自体的な発光特性の変化は見られず、よって、励起発光特性の低下は全く懸念されない。
【０１０１】
銅を含有する発光物質は、ホストラチスに銅成分を含有しない発光物質と比べて発光強度に優れている。このような銅を含有する発光物質のさらに好ましい効果は、発光波長の変化を高くまたは低く調節することができるということである。これらのイオンは銅を含有する化合物に悪影響を及ぼす活性剤として働くことはないが、場合によっては、クリスタル構造の予期しない分裂または結合を引き起こすことはある。
銅を含有する物質の提案は、これらのイオンの酸化可能性により環境に悪影響を及ぼしうるため、極めて複雑な問題である。このため、銅を含有する化合物は特別な製造工程を要する。
【０１０２】
クリスタルフィールドにおいては、一般に、銅がどのようなイオンを代替するかによってその発光特性に相違点がある。銅がＥｕにより活性化されたアルミネート及び／またはシリケートのＳｒまたはＢａを代替する場合には、Ｃｕのイオン半径がＢａ及びＳｒのイオン半径よりも小さなため、最大の発光波長が長波長側にシフトされる。これは、活性剤イオンを取り囲む強力なクリスタルフィールドを示す。
【０１０３】
電荷数及びイオン半径などの要因により相対的に大き目のアルカリ土イオンに比べて容易にイオン化可能な銅は、隣り合う酸素イオンとの結合力がアルカリ土イオンよりも強い。このため、発光スペクトルの形状にさらに大きく影響してピーク波長を長波長に変形すると共に、その発光帯域内の発光スペクトル曲線をさらに広げる効果を奏する。加えて、銅イオンを代替することにより、発光強度を増大させることができる。発光ピークを長波長または短波長にシフト可能であるということは、ＬＥＤ発光技術の分野に肯定的な影響を及ぼすことが予想される。というのは、光学装置においてはその明るさの向上や所望の色座標を有する特定の波長を得るためには、細かい微調整が必要となるためである。このような微調整は正イオン銅を適切に用いて行うことができる。
【０１０４】
一方、ほとんどの発光物質及び蛍光体が水、湿気、水蒸気または極性溶媒により不安定になるということは周知である。例えば、スピネル構造のアルミネート及び四方晶系あるいはアカーマナイト構造のシリケートはその高い塩基度のために、水、湿気、水蒸気、または極性溶媒にやや敏感な性質を示す。しかしながら、銅は結合力が高く、且つ、塩基度が低いため、高い塩基度を有する正イオンを代替する場合、ホストラチス内に混合されて水、水蒸気、極性溶媒に強い発光物質の特性を示す。
【０１０５】
蛍光物質は、一般式１で表わされるシリケート、一般式２で表わされるゲルマネートまたはゲルマネート−シリケートの混合物により構成される。
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍｅ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【０１０６】
一方、銅を含有する混性結晶は発光装置内に実装された一つまたはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の長波長紫外線及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換する変換材として用いられる。また、銅を含有する混性結晶は演色性９０以上の白色光を発するために、単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されて発光素子（ＬＥＤ）に用いられることを特徴とする。
【０１０７】
実施例１：
銅アルカリ土シリケート混性結晶の一般式
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍｅ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍｅ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）において、
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【０１０８】
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
【０１０９】
混合例：
下記の一般式を有する蛍光物質の製造：
Ｃｕ０．０５Ｓｒ１．７Ｃａ０．２５ＳｉＯ４：Ｅｕ
初期物質：ＣｕＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ｅｕ２Ｏ３及び／またはこれらの混合物質
高純粋酸化物と炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合にて混合される。第１の段階において、混合物は不活性ガス（Ｎ２、Ｈ２、Ａｒまたは希ガス）の雰囲気下において１２００℃のアルミナ坩堝において２−４時間加熱される。予備加熱後、物質はさらに粉砕過程を経る。第２の段階において、混合物は弱い還元雰囲気下において１２００℃のアルミナ坩堝において２時間さらに加熱される。この後、物質は粉砕、洗浄、乾燥、篩分けされる。蛍光物質は５９２ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１１０】
表１：Ｅｕ２＋により活性化されるＣｕ−Ｓｒ−Ｃａが混合されたシリケートと、Ｅｕ２＋により活性化されるＳｒ−Ｃａ−シリケートの４５０ｎｍ励起波長における比較
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
下記の一般式を有する蛍光物質の製造：
３Ｃｕ０．２Ｂａ２Ｚｎ０．２Ｍｇ０．６Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ
初期物質：ＣｕＯ、ＢａＣＯ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ｅｕ２Ｏ３及び／またはこれらの混合物質
高純粋酸化物と炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合で混合される。第１の段階において、混合物は不活性ガスの雰囲気下において１１００℃のアルミナ坩堝において１−２時間加熱される。予備加熱後、物質はさらに粉砕過程を経る。第２の段階において、混合物は還元雰囲気下において１２３５℃のアルミナ坩堝において２時間加熱される。この後、物質は粉砕、洗浄、乾燥、篩分けされる。蛍光物質は４６７ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１１３】
表２：Ｅｕ２＋により活性化される銅を含有するシリケートと、銅を含有しないＥｕ２＋により活性化されるシリケートとの４００ｎｍ励起波長における比較
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
希土類により活性化される銅を含有するシリケート混性結晶に対する結果は、表３に示す通りである。
【０１１６】
表３：長波長紫外線及び／または可視光により励起可能な銅アルカリ土シリケート混性結晶の光学特性及び４００ｎｍの励起波長における％表示での光密度
【０１１７】
【表３】
【０１１８】
実施例２：
銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケートの一般式
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）において、
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａ、Ｉｎ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【０１１９】
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
【０１２０】
下記の一般式を有する蛍光物質を用意するために、
Ｃｕ０．４６Ｓｒ０．５４Ｇｅ０．６Ｓｉ０．４Ｏ３：Ｍｎ
初期物質は：
ＣｕＯ、ＳｒＣＯ３、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２、ＭｎＣＯ３及び／またはこれらの混合物質
酸化物及び炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合で混合される。混合された物質は、１段階工程において、酸素雰囲気下において１１００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱される。予備加熱された物質はさらに粉砕過程を経る。混合された物質は、２段階工程において、酸素雰囲気下において１１８０℃のアルミナ坩堝において４時間加熱される。これらの工程を経た物質は粉砕、洗浄、乾燥及び篩分けされる。これらの工程を経て製造された蛍光物質は６５８ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１２１】
表４：Ｍｎにより活性化されるＣｕ−Ｓｒが混合されたゲルマネート−シリケートと、銅を含有せず、且つ、Ｍｎにより活性化されるゲルマネート−シリケートとの４００ｎｍ励起波長における比較
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネートまたはゲルマネート−シリケート群から得られた結果は、下記表５に示す通りである。
【０１２４】
表５：長波長紫外線及び／または可視光により励起可能な銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネート／ゲルマネート−シリケート光学的な特性及び４００ｎｍの励起波長における％表示での光密度
【０１２５】
【表５】
【０１２６】
銅を導入する場合を考慮した上で、混合物の特性変化について下記の如き物理化学的な変化がなされうる。
【０１２７】
表６：格子定数の変化−ｘレイ回折結果
【０１２８】
【表６】
表６に示すように、銅を含有する蛍光体の場合、格子定数が僅かに変化しており、これにより、放出スペクトルが微細に変化する。すなわち、このようなスペクトルは波長が０．５〜１ｎｍ程度短波長側に移動する。
【０１２９】
表７：銅を含有しない蛍光体と、異なる濃度の銅を含有する蛍光体とのゼータポテンシャル及び移動度の変化の比較
【０１３０】
【表７】
【０１３１】
このような変化の結果は、水に対する感度変化を意味する。銅を含有する混合物の水に対する安定性が銅を含有しない混合物の水に対する安定性よりも遥かに高い（表８）。
【０１３２】
表８：８５℃の温度及び１００％湿度下における銅を含有する混合物と銅を含有しない混合物との経時相対強度
【０１３３】
【表８】
【０１３４】
前記表７及び表８に示すように、銅を含有する蛍光体の場合、溶解工程においてアルカリ土類イオンの移動度が下がる。これは、溶解された正イオンの数及び割合が小さくなることを意味し、この結果、加水分解が低減して水に対する安定性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施例によるチップ型発光装置の断面図。
【図２】本発明の第２の実施例による塔型パッケージ発光装置の断面図。
【図３】本発明の第３の実施例によるランプ型パッケージ発光装置の断面図。
【図４】本発明の第４の実施例による高出力用の発光装置の概略断面図。
【図５】本発明の第４の実施例による高出力用の発光装置の概略断面図。
【図６】本発明の第１の変形例による水平型発光素子の断面図。
【図７】本発明の第２の変形例による垂直型発光素子の断面図。
【図８】本発明の第３の変形例によるフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図９】本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図。
【図１０】本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図。
【図１１】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１２】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１３】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１４】本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図１５】本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図１６】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１７】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１８】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１９】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に係り、特に、少なくとも一つの発光素子と、銅を含有し、且つ、発光素子から発せられる光の波長を変換するような蛍光物質とを含む波長変換発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に汎用されていた発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が自動車及び照明用の製品に発光素子として応用される傾向にある。ＬＥＤは、電気的及び機構的な特性に極めて優れていることから、今後、それに対する需要がなお一層増大すると見込まれている。この点、蛍光灯または白熱灯に代わりうる白色ＬＥＤへの関心が集中している。
【０００３】
ＬＥＤの技術分野において白色の実現方式は種々提案されている。通常の白色ＬＥＤの実現技術は、発光素子の周りに蛍光物質を配置し、発光素子の１次発光の一部と蛍光物質により波長変換された２次発光との混色により白色を実現する方式である。例えば、ＷＯ９８／０５０７８号及びＷＯ９８／１２７５７号には、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色発光素子と、青色発光素子の発光を吸収してほとんどが黄色の蛍光光線に変換するＹＡＧ系蛍光物質を含む白色ＬＥＤが開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の白色ＬＥＤは、色温度が６、０００〜８、０００°Ｋとその範囲が狭く、演色性も６０〜７５と低くて冷たい青色−白色光のみを与えていた。このため、所望の色座標または色温度を与える白色ＬＥＤを提案することが困難であるという問題があり、特に、自然光に近い光を実現するのに限界がある。
そして、湿気に敏感な蛍光物質を用いる従来の白色ＬＥＤは、水、水蒸気または極性溶媒によりその発光特性が不安定である。これは、白色ＬＥＤの発光特性を変化させる要因となっている。
【０００５】
ＬＥＤを用いる照明用の光源装置は、所定の工程を通じてパッケージングされた多数の白色ＬＥＤと、白色ＬＥＤが実装されるプリント回路基板と、プリント回路基板の上に形成されて白色ＬＥＤ同士を接続する回路パターンにより接続された白色ＬＥＤと接続された保護回路及び／または交流／直流変換器と、を備えている。
【０００６】
しかしながら、多数の白色ＬＥＤを製造するためには、それぞれのＬＥＤに金属配線工程を行うことを余儀なくされるため、工数が増大して複雑になるという問題が発生する。これにより、不良の発生率が高くなり、量産に難点があり、所定の衝撃により金属配線が短絡されて白色ＬＥＤの動作が終了することがある。なお、パッケージングされた白色ＬＥＤを配列することにより嵩が大きくなってしまい、これは照明用の光源の肥大化につながるという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２，０００°Ｋ〜８，０００°Ｋまたは１０，０００°Ｋ程度と広い範囲の色温度を提供することができ、しかも、９０以上の演色性（ＣＲＩ）を有する波長変換発光装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、所望の色座標または色温度を容易に実現可能な波長変換発光装置を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、発光特性を高めるだけではなく、水、湿気、及び極性溶媒に強い耐環境性に優れた発光装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、各種のディスプレイ、自動車、医療用の機器、測定機器、照明用の製品などに応用可能な発光装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ウェーハのレベルで多数の発光セルを直列／並列接続して家庭用の交流電源において白色光を発する照明用の発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、所定の領域の波長の光を発する少なくとも一つの発光素子と、ホストラチス要素（host lattice component）として銅−アルカリ土金属無機混性結晶を含み、希土類により活性化される化合物を含み、前記発光素子の周りに配置されて前記発光素子から発せられた光の一部を吸収して吸収光とは異なる波長の光を発する蛍光物質と、を備えることを特徴とする発光装置を提供する。
【００１０】
ここで、前記化合物は下記の一般式１で表わされ、
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【００１１】
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【００１２】
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なシリケート化合物を含むことを特徴とする。
【００１３】
そして、前記化合物は下記の一般式２で表わされ、
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【００１４】
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【００１５】
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケート化合物を含むことを特徴とする。
【００１６】
このとき、前記銅−アルカリ−土類が優勢な化合物のストロンチウム濃度が好ましくは０．４モル／モル蛍光体未満であることを特徴とする。
【００１７】
上述した化合物は１種またはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の紫外線光及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換することを特徴とする。前記化合物は演色性９０以上の白色光を発するために単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されることを特徴とする。上記の蛍光物質は前記発光素子の側面、上面、及び下部面のうち少なくともいずれかの面に配置されるか、あるいは、接着剤またはモールド材に混合されていることを特徴とする。
【００１８】
上述した発光素子及び前記蛍光物質がパッケージ内に組み込まれていることを特徴とする。このとき、前記パッケージはリフレクタ付き基板の上部に前記少なくとも一つの発光素子が実装され、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されていることを特徴とする。そして、前記基板上において前記発光素子及び前記蛍光物質を封止するモールド部を備えることを特徴とする。もちろん、前記モールド部に前記蛍光物質が一様に分布されていることを特徴とする。
【００１９】
上記のパッケージは前記少なくとも一つの発光素子から発せられる熱を放熱するヒートシンクを備え、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されている高出力用のものであることを特徴とする。
【００２０】
前記発光素子は垂直型、水平型及びフリップチップ構造の発光素子であることを特徴とする。そして、前記発光素子は多数の発光セルが単一基板内において直列または並列接続されることを特徴とする。このとき、前記発光セルは水平型、垂直型及びフリップチップ型の発光セルであることを特徴とする。また、前記直列接続された発光セルに整流電源を印加するための整流ブリッジ部をさらに備えることを特徴とする。そして、直列接続された多数の発光セルが複数のブロックを形成し、これらのブロックが逆並列接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による蛍光物質は、発光特性を向上することができ、しかも、水、湿気、極性溶媒に強い耐環境性を高めることができる。
また、発光装置内の蛍光物質に他の蛍光体を混合したとき、約２０００°Ｋから８０００°Ｋまたは１００００°Ｋまでの高い色温度と９０以上の演色性を有することができる。
さらに、本発明は所望の色座標または色温度を容易に実現することができる。
さらにまた、本発明の発光装置は、発光の強度、色温度及びカラー再現率が高く、しかも、ユーザー目的の色座標値の発光を容易に実現することができることから、携帯電話やノート型パソコン、さらには、各種の電子製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、各種のディスプレイのキーパッド用やバックライト用に種々に採用することができ、自動車、医療用の機器、測定機器及び照明用などにも応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。しかし、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、相異なる形で実現可能であり、これらの実施の形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、且つ、この技術分野における通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ要素を示す。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例による発光装置の断面図であって、少なくとも一つの発光素子及び蛍光物質が組み合わされたチップ型パッケージが示してある。
図１に示すように、チップ型発光装置４０は、プリント回路基板１の両端部にそれぞれ電極パターン５が設けられており、一方の電極パターン５の上に１次光を発する発光素子６が実装されており、発光素子６は伝導性接着剤９を介して電極パターン５に実装され、発光素子６の電極と他方の電極パターンとは導電性ワイヤ２により接続されている。
【００２４】
発光素子６は、紫外線光領域から可視光領域の光を発する発光素子の中から選択可能である。ここで、紫外線発光素子及び／または青色発光素子を採用することが好ましい。なお、発光素子６の詳細については後述する。
【００２５】
発光素子６の上面及び側面には蛍光物質３が配置されている。蛍光物質３は発光素子から発せられる１次光を可視光線スペクトル領域内の２次光に波長変換する。この蛍光物質３は、硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂に混合された形で各発光素子６に塗布可能である。また、蛍光物質３は、伝導性接着剤９に混合された形で各発光素子６の下部面にも配置することができる。
【００２６】
ここで、発光素子６の実装されたプリント回路基板１の上部は硬化性樹脂によりモールドされており、蛍光物質３が発光素子６の上面及び側面に一定の厚さに点在されているが、モールド部１０に全体に亘って一様に分布されるように製作可能であることは言うまでもない。このような製造方法は先願の米国出願６，４８２，６６４号に開示されている。
【００２７】
一方、蛍光物質３は銅を含有する化合物を含んでなる。化合物及びこれを含んでなる蛍光物質の詳細については後述する。このような蛍光物質は希土類成分を含むことが好ましく、単一の化合物または複数の単一化合物が選択的に混合された形で構成される。例えば、その発光ピークが４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍのうち少なくともいずれかの範囲を有する化合物を用いることができ、上記の発光ピークを有する多数の化合物を混合して構成してもよい。
【００２８】
上記の本発明の第１の実施例によるチップ型発光装置４０においては、発光素子６に電極パターン５を介して外部電源が供給される。これにより、発光素子６から１次光が発せられ、蛍光物質３は１次光により励起されながら、１次光の波長を変換して長波長の２次光を発する。これにより、発光素子６から発せられる１次光と、蛍光物質により波長変換された２次光が混色されて、当該可視光線スペクトル領域の色が実現される。ここで、この発光装置には異なるピーク波長を有する２以上の発光素子を実装してもよいことは言うまでもない。また、蛍光物質の配合比を適切に調節すると、ユーザ目的の色座標の色を容易に実現することができる。
【００２９】
このように、発光素子及び蛍光物質を構成する化合物を適切に調節すると、ユーザ目的の色温度または特定の色座標の光を実現することができ、特に、２、０００°Ｋ〜８，０００°Ｋまたは１０，０００°Ｋと広い範囲の色温度及び９０以上の演色性を与えることができる。このため、本発明による発光装置は、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけでなく、屋内外の各種のディスプレイにも容易に応用することができ、特に、自然光に近い色温度及び演色性を与えることが可能になることから、自動車及び照明用の製品に代えうるものとなる。
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施例による塔型パッケージ発光装置の断面図である。
図２に示すように、塔型パッケージ発光装置５０は、上述したチップ型パッケージ発光装置（図１における４０を参照）とほとんど同じ構造を有し、プリント回路基板１の上にリフレクタ３１をさらに備える。リフレクタ３１は発光素子６から発せられる発光を所望の方向に反射する役割を果たす。
【００３１】
この実施例における蛍光物質３は銅−アルカリ土金属無機混性結晶物質を含み、希土類成分により活性化される化合物を含む。なお、蛍光物質の詳細について後述する。
【００３２】
この種の塔型パッケージ５０にも異なるピーク波長を有する２以上の発光素子を実装することができる。そして、異なる発光ピークを有する複数の化合物を選択的にあるいはその配合比を異ならせて混合した蛍光物質を提供することが可能である。このような蛍光物質はリフレクタ３１内において発光素子６の上に塗布されるか、あるいは、モールド部１０に一様に分布される。
【００３３】
一方、図１及び図２に示す発光装置は熱伝導性に優れた金属性材料のプリント回路基板１を用いることができる。上述した構造は発光素子の作動時に発生する熱を容易に放熱することができ、結果として、高出力発光装置を製造することができる。ここで、別途の放熱板（図示せず）をさらに取り付けると、発光素子からの熱をなお一層効率よく放熱することができる。
【００３４】
図３は、本発明の第３の実施例によるランプ型パッケージ発光装置の断面図である。
図３に示すように、ランプ型パッケージ発光装置６０は、１対のリード電極５１、５２を備え、一方のリード電極５１の上端部に素子ホルダ５３が形成されている。素子ホルダ５３はカップ状を有し、その内部に少なくとも一つの発光素子６が実装されていてもよい。複数の発光素子が実装される場合、各発光素子は異なるピーク波長を有してもよい。実装された発光素子の電極は他方の電極リード５２と伝導性ワイヤ２により接続可能である。
【００３５】
カップ状の素子ホルダ５３の内部には一定量の蛍光物質３入りの樹脂が塗布されている。蛍光物質３は希土類成分により活性化され、銅−アルカリ土金属物質を含む。なお、蛍光物質３の詳細については後述する。
そして、発光素子６と蛍光物質３とが組み合わされた素子ホルダ５３の外部は硬化性樹脂、例えば、エポキシまたはシリコンなどによりモールドされている。
このランプ型パッケージ発光装置６０においては１対のリード電極を備える実施例について説明したが、１対以上のリード電極を備えてもよいことは言うまでもない。
【００３６】
図４及び図５は、本発明の第４の実施例による高出力用発光装置の概略断面図である。
図４に示すように、高出力用発光装置７０は、筐体７３内にヒートシンク７１が収められて部分的に外部に露出され、１対のリードフレーム７４が外部に突出している。ヒートシンク７１の上面には少なくとも一つの発光素子６が実装され、発光素子６とリードフレーム７４とは伝導性ワイヤを介して接続される。蛍光物質３が発光素子６の上面及び側面に配置されている。
【００３７】
また、図５に示すように、高出力用発光装置８０は複数に仕切られたヒートシンク６１、６２にそれぞれ発光素子６、７が実装されており、発光素子６、７の上面及び側面に蛍光物質３が配置された筐体６３を備える。外部電源が供給される複数のリードフレーム６４が筐体６３の外部に突出している。
【００３８】
このように、図４及び図５の高出力用発光装置７０、８０においても、ヒートシンク６１、６２と各発光素子６、７との間の接着部分に蛍光物質３を介装することができる。そして、筐体６３、７３の上部にレンズを設けてもよい。
【００３９】
このような高出力用発光装置７０、８０においても、単一または複数の発光素子６、７を選択的に用いることができ、発光素子に合わせて蛍光物質を調節することができる。一方、蛍光物質３として希土類成分を含み、且つ、銅を含有する化合物を用いることができる。なお、蛍光物質の詳細については後述する。
【００４０】
一方、このような構成の高出力用パッケージ発光装置７０、８０においては、発光素子６、７が駆動されて発生する熱を効率よく放熱するために、ヒートシンク６１、６２とは別途に、あるいは、一体に放熱板（図示せず）を取り付けることが好ましい。放熱板はファンなどを用いた強制循環方式により冷却可能であることは言うまでもない。
【００４１】
本発明の発光装置は上述した構造に限定されるものではなく、発光素子の特性、蛍光物質の特性、目標とする光の波長及び使用用途に応じて種々の構造に変更可能であり、新規な構造物をさらに追加してもよい。
【００４２】
以下、上述した実施例における発光素子６について詳述する。
図６は、本発明の第１の変形例による水平型発光素子の断面図である。
図６に示すように、水平型発光素子は、基板１１０と、基板１１０の上に順次に積層されたバッファ層１２０と、Ｎ型半導体層１３０と、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を備え、前記Ｐ型半導体層１５０及び活性層１４０の一部が除去されて露出されたＮ型半導体層１３０の上に形成されたＮ型ボンドパッド１８０と、Ｐ型半導体層１５０の上に形成されたオーミック接続膜１６０と、その上部に形成されたＰ型ボンドパッド１７０と、を備える。
【００４３】
上記の基板１１０はその上部に形成されるべき半導体層の物質特性に応じて、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＬｉＡｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ及びＧａＮのうち少なくともいずれか１種のウェーハを用いることが好ましい。この実施例においては、サファイア基板を用いている。
【００４４】
次に、バッファ層１２０は、結晶の成長時に基板１１０と後続層との間の格子不整合を低減するための層であって、半導体材料としてのＧａＮを含んでなる。このようなバッファ層１２０は基板１１０の材質に応じて絶縁層／半絶縁層／伝導層から構成することができる。Ｎ型半導体層１３０は電子が生成される層であって、Ｎ型化合物半導体層とＮ型クラッド層とから形成される。このとき、Ｎ型化合物半導体層はＮ型不純物がドープされているＧａＮを用いる。Ｐ型半導体層１５０は正孔が生成される層であって、Ｐ型クラッド層とＰ型化合物半導体層とから形成される。このとき、Ｐ型化合物半導体層はＰ型不純物がドープされているＡｌＧａＮを用いる。
【００４５】
活性層１４０は所定のバンドギャップと量子井戸が生成されて電子及び正孔が再結合される領域であって、ＩｎＧａＮを含んでなる。また、活性層１４０を形成する物質の種類に応じて、電子及び正孔が結合して発生する発光波長が変化する。このため、目標とする波長に応じて活性層１４０に含まれる半導体材料を調節することが好ましい。
【００４６】
Ｎ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０とは発光素子６を外部の導電性ワイヤ（図１における２を参照）と電気的に接続するためのパッドであって、金属性物質を用いるが、好ましくは、Ｔｉ／Ａｕの積層構造を用いる。また、上述したオーミック接続膜１６０はＰ型ボンドパッド１７０を介して入力される電圧をＰ型半導体層１５０に均一に伝える役割を果たす。オーミック接続膜１６０として透明電極のＩＴＯを用いる。
【００４７】
以下、このような水平型発光素子の製造方法について説明する。
基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を順次に結晶成長させる。Ｐ型半導体層１５０の上にオーミック接続膜１６０をさらに形成してもよい。それぞれの層は、上述した物質を蒸着するために、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ；Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）などを始めとする種々の蒸着及び成長方法により形成される。
【００４８】
この後、マスクを用いたフォトエッチング工程を行い、Ｎ型半導体層１３０の一部を開放する。すなわち、前記マスクをエッチングマスクとするエッチング工程を通じてＰ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部を除去してＮ型半導体層１３０を露出させる。
【００４９】
前記マスクを除去した後、開放されたＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０を形成し、Ｐ型半導体層１５０のオーミック接続膜１６０の上にＰ型ボンドパッド１７０を形成する。これにより、Ｎ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０とが水平面の上に設けられた水平型発光素子を製造する。
【００５０】
以下、垂直型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図７は、本発明の第２の変形例による垂直型発光素子の断面図である。
図７に示すように、垂直型発光素子は、Ｐ型ボンドパッド１７０、オーミック接続膜１６０、Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０、Ｎ型半導体層１３０及びＮ型ボンドパッド１８０が順次に積層されてなる。すなわち、垂直型発光素子は、上述した水平型発光素子に比べてＰ型ボンドパッド１７０とＮ型ボンドパッド１８０がそれぞれ発光素子の下側領域及び上側領域に設けられる。
【００５１】
この種の垂直型発光素子の製造工程を説明すると、基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０、Ｐ型半導体層１５０、オーミック接続膜１６０及びＰ型ボンドパッド１７０を形成する。この後、前記Ｐ型ボンドパッド１７０の上に図示しないホスト基板を取り付けた後、Ｎ型半導体層１３０の下側の基板１１０及びバッファ層１２０を除去してＮ型半導体層１３０を露出させる。この後、露出されたＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０を形成して垂直型発光素子を製造する。
【００５２】
以下、フリップチップ構造の発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図８は、本発明の第３の変形例によるフリップチップ構造の発光素子の断面図である。
図８に示すように、フリップチップ構造の発光素子は、第１及び第２の外部パッド２１０、２２０が設けられたサブマウント基板２００と、サブマウント基板２００の第１及び第２の外部パッド２１０、２２０のそれぞれに第１及び第２の金属バンプ１９０、１９５を介してオーミック接続膜１６０及びＮ型半導体層１３０が接続された水平型発光素子と、を備える。フリップチップ構造の発光素子は光の出射方向が水平型とは逆方向になるように形成され、サブマウント基板２００として反射効率の高い物質を用いて基板に向かって発せられた光を全面に反射することができる。
【００５３】
以下、上述した水平型、垂直型及びフリップチップ構造の多数の発光セルがウェーハのレベルで直列及び／または並列接続されて交流電源においても駆動可能な発光素子について説明する。まず、上記の水平型発光素子が単一の素子に切断されることなく、ウェーハのレベルでセル単位に接続されている交流駆動可能な水平型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
【００５４】
図９及び図１０は、本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図である。
図９及び図１０に示すように、交流駆動可能な水平型発光素子は多数の水平型発光セル１００−１〜１００−ｎが直列接続されている。すなわち、発光素子は隣り合う水平型発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とが電気的に接続され、一端側の発光セル１００−ｎのＮ型半導体層１３０の上にＮ型ボンドパッド１８０が形成され、他端側の発光セル１００−１のＰ型半導体層１５０の上にＰ型ボンドパッド１７０が形成された多数の水平型発光セル１００を備える。
【００５５】
隣り合う水平型発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とは所定の金属配線１０１を用いて電気的に接続する。また、水平型発光セル１００−１〜１００−ｎを直列接続して交流駆動可能な電圧の数だけ形成することが有効である。この変形例においては単一の発光セル１００を駆動するための電圧／電流と発光素子に印加される交流駆動電圧に応じて直列または並列接続される発光セル１００の数が多様になる。好ましくは、１０〜１０００個のセルを直列接続する。より好ましくは、３０〜７０個のセルを直列接続することが有効である。例えば、２２０Ｖ交流駆動においては一定の駆動電流に３．３Ｖの単位発光セル１００を６６〜６７個直列接続して発光素子を製作する。また、１１０Ｖ交流駆動においては一定の駆動電流に３．３Ｖの単位発光セル１００を３３〜３４個直列接続して発光素子を製作する。
【００５６】
図９及び図１０に示すように、第１〜第ｎの発光セル１００−１〜１００−ｎが直列接続された発光素子において、第１の発光セル１００−１のＰ型半導体層１５０の上にＰ型ボンドパッド１７０が形成され、第１の発光セル１００−１のＮ型半導体層１３０と第２の発光セル１００−２のＰ型半導体層１５０とが第１の配線１０１−１を介して接続される。また、第２の発光セル１００−２のＮ型半導体層１３０と第３の発光セル（図示せず）のＰ型半導体層とが第２の配線１０１−２を介して接続される。そして、第ｎ−２の発光セル（図示せず）のＮ型半導体層（図示せず）と第ｎ−１の発光セル１００−ｎ−１のＰ型半導体層１５０とが第ｎ−２の配線１０１−ｎ−２を介して接続され、第ｎ−１の発光セル１００−ｎ−１のＮ型半導体層１３０と第ｎの発光セル１００−ｎのＰ型半導体層１５０とが第ｎ−１の配線１０１−ｎ−１を介して接続される。また、第ｎの発光セル１００−ｎのＮ型半導体層１３０にＮ型ボンドパッド１８０が形成される。このとき、それぞれの半導体層の上には金属電極としてのパッドが形成されてこれらのパッド同士を配線により接続する。
【００５７】
この変形例の基板１１０は多数の発光素子を製作可能な基板であってもよい。ここで、図９及び図１０におけるＡ領域をこれらの多数の発光素子を個々に切断するための切断領域と言う。
また、上述した発光素子は外部交流電圧を整流するための整流用の第１〜第４のダイオード部（図示せず）が同じ基板内に形成可能である。第１〜第４のダイオード部は整流ブリッジ状に配列される。第１〜第４のダイオード部間の整流ノードが直列接続された発光セル１００のＮ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０に接続可能である。前記第１〜第４のダイオードとして発光セルを用いることができる。
【００５８】
以下、上述した多数の発光セルが直列接続された発光素子の製造方法を簡略的に説明する。
基板１１０の上にバッファ層１２０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０を順次に成長させる。Ｐ型半導体層１５０の上にオーミック接続膜１６０を形成する。
【００５９】
所定のパターニング工程を通じてＮ型半導体層１３０の一部を開放し、且つ、それぞれの発光セル１００に分離する。前記パターニング工程は発光素子の上に感光膜を塗布して、所定の領域が開放された感光膜マスク（図示せず）を形成する。所定の領域とは発光セル１００同士の領域及び開放されるＮ型半導体層１３０領域をいい、感光膜マスクを用いてエッチング工程を行う。Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部をエッチングしてＮ型半導体層１３０を開放し、エッチング工程を行い続けることにより発光セル１００を個々に分離する。
【００６０】
これらに加えて、多数回に亘ってパターニング工程を行い、Ｎ型半導体層１３０の一部を開放した後、それぞれの発光セルに分離することができる。すなわち、図９に示すように、Ｐ型半導体層１５０、活性層１４０及びＮ型半導体層１３０の一部をエッチングしてＮ型半導体層１３０の一部を露出させ、別途の工程を通じてＰ型半導体層１５０、活性層１４０、Ｎ型半導体層１３０及びバッファ層１２０をエッチングしてそれぞれの発光セル１００に分離する。または、図１０に示すように、バッファ層１２０が絶縁層よりなる場合、Ｎ型半導体層１３０までをエッチングして電気的に絶縁された発光セル１００を形成してもよい。前記パターニング工程に際しては、ウェットエッチングまたはドライエッチングを行うことができ、この変形例においてはプラズマを用いたドライエッチングを行った方が有効である。
【００６１】
上述した製造工程と同じ方法を用いて整流ブリッジ用のダイオードも一緒に形成することができる。もちろん、通常の半導体製造工程を適用して整流ブリッジ用のダイオードを形成してもよい。
【００６２】
この後、ブリッジ工程またはステップカバーレッジ工程などを通じてそれぞれ隣り合う発光セル１００−１〜１００−ｎのＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０とを電気的に接続する導電性配線１０１−１〜１０１−ｎ−１を形成する。導電性配線１０１−１〜１０１−ｎ−１は導電性の物質を用いて形成し、金属または不純物によりドープされたシリコン化合物を用いて形成することができる。
【００６３】
上述したブリッジ工程はエアブリッジ工程とも呼ばれ、互いに接続すべき発光セル間にフォト工程を用いて感光液を塗布し、それぞれの半導体層上の金属電極としてのパッドの少なくとも一部の領域だけが開放されるように感光膜パターンを現像し、その上に金属などの物質を真空蒸着などの方法により先に薄膜として形成し、さらにその上にめっきまたは金属蒸着などの方法により金を含有する導電性物質を一定の厚さに塗布する。この後、ソルベントなどの溶液により感光膜パターンを除去すると、図９及び図１０に示すように、導電性物質の下部は完全に除去されてブリッジ状の導電性物質が形成される。
【００６４】
また、ステップカバーレッジ工程は、互いに接続すべき発光セル間にフォト工程を用いて感光液を塗布し、それぞれの半導体層上の金属電極であるパッドの少なくとも一部の領域だけが開放されるように感光膜パターンを現像し、その上にめっきまたは金属蒸着などの方法により金を含有する導電性物質を一定の厚さに隣り合う発光セル間の電極が接続されるように塗布して発光セル同士を電気的に接続する役割を果たす。
上述した本発明の発光素子の製造は一実施例に過ぎず、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、種々の工程と製造方法が素子の特性及び工程の便宜により変更または追加可能である。
【００６５】
以下、交流駆動可能な垂直型発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図１１〜図１３は、本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図である。
【００６６】
図１１〜図１３に示すように、交流駆動可能な垂直型発光素子は、多数の導電性接続膜３２０がパターニングされたマウント基板３１０と、導電性接続膜３２０の上にＰ型ボンドパッド１７０がそれぞれ接続された多数の垂直型発光セル３００と、前記導電性接続膜と垂直型発光セルとの間を接続するための導電性配線３０１と、を備える。
【００６７】
この変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を図１１に基づき説明すると、所定の導電性接続膜３２０が形成されたマウント基板３１０の導電性接続膜３２０の上に垂直型発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０を貼り合わせる。
【００６８】
マウント基板３１０の上に形成された導電性接続膜３２０は発光セル３００を直列接続するための種々のアレイが採用可能である。もちろん、導電性接続膜３２０は目標とする発光セル３００の数に見合う分だけ形成し、発光セル３００のサイズよりも一方の方向に長く形成する。また、それぞれの導電性接続膜３２０は電気的に絶縁され、且つ、物理的に分離されている。
【００６９】
このとき、この変形例においてはマウント基板３１０の上に導電性接続膜３２０が形成されているため、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０を形成することなく、基板２０１上の導電性接続膜３２０をＰ型ボンドパッド１７０として用いることができる。また、この変形例においてはＰ型ボンドパッド１７０がマウント基板３１０に貼り合わせられているが、Ｎ型ボンドパッド１８０がマウント基板３１０に貼り合わせられていてもよく、このとき、Ｎ型ボンドパッド１８０を形成しなくてもよい。
【００７０】
ここで、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０とマウント基板３１０の導電性接続膜３２０とを貼り合わせるために導電性のペーストを用いる。もちろん、この以外の種々の方法を用いて貼り合わせることもできる。このとき、図１１に示すように、導電性接続膜３２０の一方に発光セル３００を整列して他方に導電性接続膜３２０を露出させる。
【００７１】
この後、一方の発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０と接続された導電性接続膜３２０は隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０と導電性配線３０１を介して電気的に接続される。これにより、一方の発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０は導電性接続膜３２０と導電性配線３０１を介して隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０と接続されて多数の発光セル３００が直列接続される。
【００７２】
以下、図１２に基づき、この変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を説明する。
まず、マウント基板３１０の上にＮ型半導体層１３０、活性層、Ｐ型半導体層１５０及びＮ型半導体層１３０とＰ型半導体層１５０の各上部にボンドパッド１８０、１７０が形成された多数の垂直型発光セル３００を貼り合わせる。
【００７３】
マウント基板３１０として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＬｉＡｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ及びＧａＮのうち少なくともいずれか一種の基板を用いることができ、樹脂、プラスチックなどの絶縁性の基板を用いることができ、熱伝導性に優れた基板を用いることもできる。もし、伝導性の基板を用いる場合には、絶縁のためにその上部表面に絶縁層が形成された基板を用いる。
【００７４】
前記発光セル３００はマウント基板３１０の上に所定のペースト（図示せず）により貼り付けられる。このとき、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０がマウント基板３１０の上に貼り付けられる。もちろん、これら以外の種々の方法を用いて貼り付けることができる。すなわち、この変形例においてはＰ型パッド１７０がマウント基板３１０に貼り合わせられているが、Ｎ型ボンドパッド１８０がマウント基板３１０に貼り合わせられていてもよい。
【００７５】
次に、所定のエッチング工程を通じてＮ型ボンドパッド１８０、Ｎ型半導体層１３０、活性層１４０及びＰ型半導体層１５０の一部をエッチングして下部のＰ型ボンドパッド１７０の一部を露出させる。これにより、図１２に示すように、発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０一部が露出された形状となる。所定の配線形成工程を通じて隣り合う発光セル３００間の電極同士を接続する。すなわち、一方の発光セル３００の露出されたＰ型ボンドパッド１７０と、これと隣り合う他方の発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０とを導電性配線３０１により接続する。このとき、ブリッジ工程またはステップカバーレッジ工程を通じてそれぞれ隣り合う発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０とＰ型ボンドパッド１７０との間を電気的に接続する導電性配線３０１を形成する。
【００７６】
この変形例の発光素子の一端部に位置している発光セル３００のＰ型ボンドパッド１７０と他端部に位置している発光セル３００のＮ型ボンドパッド１８０のそれぞれに別途の外部端子電極（図示せず）を形成して外部より所定の電源を入力可能にする。
【００７７】
以下、図１３に基づき、交流駆動可能な垂直型発光素子の製造方法を説明する。
上述したように、垂直型発光セル３００をマウント基板３１０の上に貼り合わせた後、所定のエッチング工程を通じてＰ型ボンドパッド１７０の一部を露出させる。
【００７８】
次に、露出されたＰ型ボンドパッド１７０と隣り合う発光セル３００との間のマウント基板３１０の上に後続する配線とのショートを防ぐための所定の絶縁膜３０２を形成する。この後、所定の金属配線工程を用いて隣り合う発光セル３００間の電極同士を導電性配線３０１により接続する。このような絶縁膜３０２及び導電性配線３０１はプリント工程を通じて形成することができ、所定の蒸着、パターニング及びエッチング工程を通じて形成することもできる。
【００７９】
発光素子の製造方法は上述した工程に限定されるものではなく、発光セルのエッチングを行うことなく、発光セルよりも広幅の電極パターンを基板の上に形成した後、その上部に発光セルを貼り合わせることができる。上述した変形例においては、Ｐ型パッドが基板に貼り合わせられているが、Ｎ型パッドが基板に貼り合わせられていてもよい。
【００８０】
上述した変形例はそれぞれの変形例に限定されるものではなく、それぞれの変形例間の変換が可能である。すなわち、半導体層の形成に際しても、多数の半導体膜がさらに形成されてもよく、隣り合う発光セル同士を接続するために別途の絶縁膜を形成して隣り合うセル同士を電気的に絶縁させた後、それぞれの電極を露出させてこれらを所定の配線により接続してもよい。
【００８１】
以下、交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子について説明する。なお、後述する説明のうち上述した説明と重なる説明は省略する。
図１４及び図１５は、本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図である。
【００８２】
図１４及び図１５に示すように、交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子は基板１１０の上に多数の水平型発光セルがアレイ状に配置されている。このとき、水平型発光セルのオーミック接続膜１６０の上に第１の金属バンプ１９０を形成し、Ｎ型半導体層１３０の上には第２の金属バンプ１９５が形成されている。
【００８３】
前記水平型発光セルがアレイ状に配置された基板１１０は下部サブマウント基板４００に実装される。
上記のサブマウント基板４００の表面には誘電体膜４１０が設けられ、その上部には多数の導電性配線４３０が形成され、両周縁部には第１のボンド配線４４０と第２のボンド配線４５０が設けられる。
【００８４】
上記のサブマウント基板４００としては、電気伝導性及び熱伝導性を有する種々の膜質を用いる。すなわち、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ、金属などを用いることができる。誘電体膜４１０としては、電流が１μｍ以下のあらゆる誘電物質を用いることができる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、電流が全く流れない絶縁物質を用いてもよい。また、誘電体膜４１０は多層に形成することもできる。この実施例においては、誘電体膜４１０としてＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＳｉＮのうち少なくともいずれか一種を用いている。
【００８５】
以下、上述した構成を有するフリップチップ構造の発光素子用のサブマウント基板の製作方法を説明する。
まず、サブマウント基板４００をパターニングして、図１４に示すように、凹凸状にする。凹凸表面の上に誘電体膜４１０を形成する。このとき、サブマウント基板４００として導電性物質を用いない場合には、誘電体膜４１０を形成しなくてもよい。この実施例においては、熱伝導率の向上のために電気伝導性に優れた金属性物質を用いる。このため、誘電体膜４１０を形成して十分に絶縁の役割を果たすようにする。
【００８６】
次に、誘電体膜４１０の上に隣り合う発光セルの第１及び第２の金属バンプ１９０、１９５を接続する導電性配線４３０をパターニングする。これは、スクリーン印刷方法により導電性配線４３０を形成するか、あるいは、所定のマスクパターンを用いた蒸着工程を通じて導電性配線４３０を形成する。この後、発光セルをサブマウント基板４００に貼り合わせて発光素子を製作する。
【００８７】
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示すように、サブマウント基板４００に凹凸を形成することなく、その上部に導電性配線４３０を形成した後、発光セルをサブマウント基板４００に貼り合わせて発光素子を製作することもできる。
上述した交流駆動可能な発光素子は、上述したように、基板内において直列及び／または並列接続可能であり、その内部に整流回路を備えてもよい。
【００８８】
以下、添付図面に基づき、この交流駆動可能な発光素子内部の発光セルの電気的な接続関係を説明する。
図１６〜図１９は、交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図である。
【００８９】
図１６に示すように、発光素子６は、多数の発光セル１００、３００が直列接続され、これらの両端部には第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０が設けられる。このように、上述した水平型、垂直型及びフリップチップ構造の発光セル１００は基板の上において直列接続可能である。このとき、約６０Ｈｚの交流電圧が印加される場合、正（＋）の電圧が印加されるときには直列接続された発光セル１００、３００が発光し、負（−）の電圧が印加される場合には発光しなくなる。しかしながら、一定のＨｚ以上において電圧が正（＋）の電圧から負（−）の電圧に変化するため、視認する場合には常に発光したかのように感じる。
【００９０】
図１７に示すように、直列接続された多数の発光セル１００、３００を含む２つの発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂが第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０間において逆並列接続される。上記の発光セルブロックは２以上であってもよい。そして、発光素子６の明るさの変化を極力抑えるために、第１及び第２の発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂ内の発光セル１００、３００の数が同数であることが好ましい。
【００９１】
上述した構成の発光素子の動作を説明すると、もし、第１の外部接続パッド５１０に正（＋）の電圧が印加され、第２の外部接続パッド５２０に負（−）の電圧が印加される場合、第２の発光セルブロック１０００ｂが発光する。一方、第１の外部接続パッド５１０に負（−）の電圧が印加され、且つ、第２の外部接続パッド５２０に正（＋）の電圧が印加される場合、第１の発光セルブロック１０００ａが発光する。すなわち、外部の交流電源が発光素子に印加されるとしても、第１及び第２の発光セルブロック１０００ａ、１０００ｂが交互に発光するため、交流電源においても十分に使用可能である。
【００９２】
加えて、所定の整流動作をする別途のブリッジ部付き発光素子を製作することができる。
すなわち、図１８及び図１９に示すように、別途のブリッジ部付き発光素子は、直列接続された多数の発光セル１００、３００と、発光セル１００、３００に所定の整流電源を印加するための整流ブリッジ部５３０と、整流ブリッジ部５３０と接続された第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０と、を備える。
【００９３】
この場合、直列接続された多数の発光セル１００、３００が外部の電源と集積接続されることなく、第１及び第２の外部接続パッド５１０、５２０に接続された整流ブリッジ部５３０を介して外部の電源に電気的に接続される。上記の整流ブリッジ部５３０は、ブリッジ接続された第１〜第４のダイオード部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を備える。このため、整流ブリッジ部５３０は正（＋）の電圧の印加時に順方向に整列された第１及び第３のダイオード部Ｄ１及びＤ３により電流が直列接続された発光セル１００、３００に印加され、負（−）の電圧の印加時に逆方向に整列された第２の及び第４のダイオード部Ｄ２及びＤ４により電流が直列接続された発光セル１００、３００に印加される。これにより、交流電源によらずに発光され続くことになる。
【００９４】
このとき、図１８に示すように、整流ブリッジ部５３０が直列接続された多数の発光セル１００、３００の外側に設けられるか、あるいは、図１９に示すように、整流ブリッジ部５３０の内側に直列接続された多数の発光セル１００、３００が設けられる。
また、上述した説明に限定されるものではなく、その機能によって種々の回路素子が追加可能である。例えば、リップル防止のためのＲＣフィルターが発光素子に追加されていてもよい。
【００９５】
次に、上述した実施例において、発光素子の上に塗布された蛍光物質について詳述する。
上記の蛍光物質は紫外線光または可視光励起用の蛍光物質であって、シリケートまたはゲルマネートのアルカリ族である銅アルカリ土混性結晶を含有する。
【００９６】
一般に、活性剤または補助活性剤として働く銅により活性化されたスルフィド蛍光体が陰極線管に商用されているということは周知である。緑色発光ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ（ここで、Ｃｕは活性剤として用いられ、Ａｌは補助活性剤として用いられる。）はＣＲＴ応用製品に極めて重要に使用されている。
【００９７】
亜鉛スルフィド蛍光体においては、発光物質を活性剤と補助活性剤との濃度比によって５種類に分類することができる（van Gool, W., Philips Res. Rept. Suppl., 3, 1, 1962）。ここで、発光中心はディープドナーやディープアクセプター、または隣り合うこれら相互間の結合により形成される（Phosphor Handbook，edited under the Auspice of Phosphor Research Society，CRC Press New York，1988，S.238）。
【００９８】
銅により活性化されたオルトフォスファート（Wanmaker，W.L.，and Spier，H.L.，JECS 109(1962)，109）及びピロフォスファート、アルモシリケート、シリケート、トリポリフォスファートなどはペンシルバニア州立大学の出版物に開示されている（Keith H. Butler，The Pennsylvania State University Press，1980，S. 281）。しかしながら、このような蛍光体は単に短波長ＵＶ励起用としてのみ使用可能であり、化学的な特性及び温度条件に対する不安定性のために、これらの蛍光体は蛍光ランプには採用できなくなっている。
【００９９】
一方、希土類イオン、例えば、Ｅｕ２＋、Ｃｅ３＋、及びその他の成分により活性化された酸素が優勢な化合物において、銅をホストラチス要素として用いることにより得られる効果については未だ説明されていない。銅をホストラチス要素として混合する場合、発光強度の向上だけではなく、発光ピーク、色座標、及び発光スペクトルの好適な方向への変化、そして、ラチスの安定化など良好な発光特性が得られるという肯定的な効果が期待される。
【０１００】
ホストラチス要素として含まれる銅イオンは３６０ｎｍよりも長波長励起用であって、発光特性を向上させるという効果を奏する。このような波長領域において、このイオンはこれらの電子構造のエネルギーレベルに起因して、自体的な発光特性の変化は見られず、よって、励起発光特性の低下は全く懸念されない。
【０１０１】
銅を含有する発光物質は、ホストラチスに銅成分を含有しない発光物質と比べて発光強度に優れている。このような銅を含有する発光物質のさらに好ましい効果は、発光波長の変化を高くまたは低く調節することができるということである。これらのイオンは銅を含有する化合物に悪影響を及ぼす活性剤として働くことはないが、場合によっては、クリスタル構造の予期しない分裂または結合を引き起こすことはある。
銅を含有する物質の提案は、これらのイオンの酸化可能性により環境に悪影響を及ぼしうるため、極めて複雑な問題である。このため、銅を含有する化合物は特別な製造工程を要する。
【０１０２】
クリスタルフィールドにおいては、一般に、銅がどのようなイオンを代替するかによってその発光特性に相違点がある。銅がＥｕにより活性化されたアルミネート及び／またはシリケートのＳｒまたはＢａを代替する場合には、Ｃｕのイオン半径がＢａ及びＳｒのイオン半径よりも小さなため、最大の発光波長が長波長側にシフトされる。これは、活性剤イオンを取り囲む強力なクリスタルフィールドを示す。
【０１０３】
電荷数及びイオン半径などの要因により相対的に大き目のアルカリ土イオンに比べて容易にイオン化可能な銅は、隣り合う酸素イオンとの結合力がアルカリ土イオンよりも強い。このため、発光スペクトルの形状にさらに大きく影響してピーク波長を長波長に変形すると共に、その発光帯域内の発光スペクトル曲線をさらに広げる効果を奏する。加えて、銅イオンを代替することにより、発光強度を増大させることができる。発光ピークを長波長または短波長にシフト可能であるということは、ＬＥＤ発光技術の分野に肯定的な影響を及ぼすことが予想される。というのは、光学装置においてはその明るさの向上や所望の色座標を有する特定の波長を得るためには、細かい微調整が必要となるためである。このような微調整は正イオン銅を適切に用いて行うことができる。
【０１０４】
一方、ほとんどの発光物質及び蛍光体が水、湿気、水蒸気または極性溶媒により不安定になるということは周知である。例えば、スピネル構造のアルミネート及び四方晶系あるいはアカーマナイト構造のシリケートはその高い塩基度のために、水、湿気、水蒸気、または極性溶媒にやや敏感な性質を示す。しかしながら、銅は結合力が高く、且つ、塩基度が低いため、高い塩基度を有する正イオンを代替する場合、ホストラチス内に混合されて水、水蒸気、極性溶媒に強い発光物質の特性を示す。
【０１０５】
蛍光物質は、一般式１で表わされるシリケート、一般式２で表わされるゲルマネートまたはゲルマネート−シリケートの混合物により構成される。
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍｅ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
【０１０６】
一方、銅を含有する混性結晶は発光装置内に実装された一つまたはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の長波長紫外線及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換する変換材として用いられる。また、銅を含有する混性結晶は演色性９０以上の白色光を発するために、単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されて発光素子（ＬＥＤ）に用いられることを特徴とする。
【０１０７】
実施例１：
銅アルカリ土シリケート混性結晶の一般式
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍｅ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍｅ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）において、
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【０１０８】
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
【０１０９】
混合例：
下記の一般式を有する蛍光物質の製造：
Ｃｕ０．０５Ｓｒ１．７Ｃａ０．２５ＳｉＯ４：Ｅｕ
初期物質：ＣｕＯ、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｉＯ２、Ｅｕ２Ｏ３及び／またはこれらの混合物質
高純粋酸化物と炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合にて混合される。第１の段階において、混合物は不活性ガス（Ｎ２、Ｈ２、Ａｒまたは希ガス）の雰囲気下において１２００℃のアルミナ坩堝において２−４時間加熱される。予備加熱後、物質はさらに粉砕過程を経る。第２の段階において、混合物は弱い還元雰囲気下において１２００℃のアルミナ坩堝において２時間さらに加熱される。この後、物質は粉砕、洗浄、乾燥、篩分けされる。蛍光物質は５９２ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１１０】
表１：Ｅｕ２＋により活性化されるＣｕ−Ｓｒ−Ｃａが混合されたシリケートと、Ｅｕ２＋により活性化されるＳｒ−Ｃａ−シリケートの４５０ｎｍ励起波長における比較
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
下記の一般式を有する蛍光物質の製造：
３Ｃｕ０．２Ｂａ２Ｚｎ０．２Ｍｇ０．６Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ
初期物質：ＣｕＯ、ＢａＣＯ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ｅｕ２Ｏ３及び／またはこれらの混合物質
高純粋酸化物と炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合で混合される。第１の段階において、混合物は不活性ガスの雰囲気下において１１００℃のアルミナ坩堝において１−２時間加熱される。予備加熱後、物質はさらに粉砕過程を経る。第２の段階において、混合物は還元雰囲気下において１２３５℃のアルミナ坩堝において２時間加熱される。この後、物質は粉砕、洗浄、乾燥、篩分けされる。蛍光物質は４６７ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１１３】
表２：Ｅｕ２＋により活性化される銅を含有するシリケートと、銅を含有しないＥｕ２＋により活性化されるシリケートとの４００ｎｍ励起波長における比較
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
希土類により活性化される銅を含有するシリケート混性結晶に対する結果は、表３に示す通りである。
【０１１６】
表３：長波長紫外線及び／または可視光により励起可能な銅アルカリ土シリケート混性結晶の光学特性及び４００ｎｍの励起波長における％表示での光密度
【０１１７】
【表３】
【０１１８】
実施例２：
銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケートの一般式
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）において、
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａ、Ｉｎ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
【０１１９】
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
【０１２０】
下記の一般式を有する蛍光物質を用意するために、
Ｃｕ０．４６Ｓｒ０．５４Ｇｅ０．６Ｓｉ０．４Ｏ３：Ｍｎ
初期物質は：
ＣｕＯ、ＳｒＣＯ３、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２、ＭｎＣＯ３及び／またはこれらの混合物質
酸化物及び炭酸塩の形の初期物質は少量の融剤（ＮＨ４Ｃｌ）と共に化学量論的な割合で混合される。混合された物質は、１段階工程において、酸素雰囲気下において１１００℃のアルミナ坩堝において２時間加熱される。予備加熱された物質はさらに粉砕過程を経る。混合された物質は、２段階工程において、酸素雰囲気下において１１８０℃のアルミナ坩堝において４時間加熱される。これらの工程を経た物質は粉砕、洗浄、乾燥及び篩分けされる。これらの工程を経て製造された蛍光物質は６５８ｎｍにおいて最大の発光波長を有する。
【０１２１】
表４：Ｍｎにより活性化されるＣｕ−Ｓｒが混合されたゲルマネート−シリケートと、銅を含有せず、且つ、Ｍｎにより活性化されるゲルマネート−シリケートとの４００ｎｍ励起波長における比較
【０１２２】
【表４】
【０１２３】
銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネートまたはゲルマネート−シリケート群から得られた結果は、下記表５に示す通りである。
【０１２４】
表５：長波長紫外線及び／または可視光により励起可能な銅を含有するアルカリ土類混性結晶ゲルマネート／ゲルマネート−シリケート光学的な特性及び４００ｎｍの励起波長における％表示での光密度
【０１２５】
【表５】
【０１２６】
銅を導入する場合を考慮した上で、混合物の特性変化について下記の如き物理化学的な変化がなされうる。
【０１２７】
表６：格子定数の変化−ｘレイ回折結果
【０１２８】
【表６】
表６に示すように、銅を含有する蛍光体の場合、格子定数が僅かに変化しており、これにより、放出スペクトルが微細に変化する。すなわち、このようなスペクトルは波長が０．５〜１ｎｍ程度短波長側に移動する。
【０１２９】
表７：銅を含有しない蛍光体と、異なる濃度の銅を含有する蛍光体とのゼータポテンシャル及び移動度の変化の比較
【０１３０】
【表７】
【０１３１】
このような変化の結果は、水に対する感度変化を意味する。銅を含有する混合物の水に対する安定性が銅を含有しない混合物の水に対する安定性よりも遥かに高い（表８）。
【０１３２】
表８：８５℃の温度及び１００％湿度下における銅を含有する混合物と銅を含有しない混合物との経時相対強度
【０１３３】
【表８】
【０１３４】
前記表７及び表８に示すように、銅を含有する蛍光体の場合、溶解工程においてアルカリ土類イオンの移動度が下がる。これは、溶解された正イオンの数及び割合が小さくなることを意味し、この結果、加水分解が低減して水に対する安定性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施例によるチップ型発光装置の断面図。
【図２】本発明の第２の実施例による塔型パッケージ発光装置の断面図。
【図３】本発明の第３の実施例によるランプ型パッケージ発光装置の断面図。
【図４】本発明の第４の実施例による高出力用の発光装置の概略断面図。
【図５】本発明の第４の実施例による高出力用の発光装置の概略断面図。
【図６】本発明の第１の変形例による水平型発光素子の断面図。
【図７】本発明の第２の変形例による垂直型発光素子の断面図。
【図８】本発明の第３の変形例によるフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図９】本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図。
【図１０】本発明の第４の変形例による交流駆動可能な水平型発光素子の断面図。
【図１１】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１２】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１３】本発明の第５の変形例による交流駆動可能な垂直型発光素子の断面図。
【図１４】本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図１５】本発明の第６の変形例による交流駆動可能なフリップチップ構造の発光素子の断面図。
【図１６】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１７】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１８】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【図１９】交流駆動可能な発光素子の内部における発光セルの電気的な接続関係を説明するための概念図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域の波長の光を発する少なくとも一つの発光素子と、
ホストラチス要素として銅とアルカリ土金属物質とを含み、希土類により活性化される化合物を含み、前記発光素子の周りに配置されて前記発光素子から発せられた光の一部を吸収して吸収光とは異なる波長の光を発する蛍光物質と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記化合物は下記の一般式１で表わされ、
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なシリケート化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記化合物は下記の一般式２で表わされ、
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケート化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記銅−アルカリ−土類が優勢な化合物のストロンチウム濃度が好ましくは０．４モル／モル蛍光体未満であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記化合物は、１種またはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の紫外線光及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記化合物は、演色性９０以上の白色光を発するために単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記蛍光物質は、前記発光素子の側面、上面、及び下部面のうち少なくともいずれかの面に配置されるか、あるいは、接着剤またはモールド材に混合されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子及び前記蛍光物質がパッケージ内に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記パッケージはリフレクタ付き基板の上部に前記少なくとも一つの発光素子が実装され、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記基板上において前記発光素子及び前記蛍光物質を封止するモールド部を備えることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記モールド部に前記蛍光物質が一様に分布されていることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記パッケージは、前記少なくとも一つの発光素子から発せられる熱を放熱するヒートシンクを備え、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されている高出力用のものであることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、垂直型、水平型及びフリップチップ構造の発光素子であることを特徴とする請求項１、請求項７から１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子は、多数の発光セルが単一基板内において直列または並列接続されることを特徴とする請求項１、請求項７から１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光セルは、水平型、垂直型及びフリップチップ型の発光セルであることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記直列接続された発光セルに整流電源を印加するための整流ブリッジ部をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１７】
直列接続された多数の発光セルが複数のブロックを形成し、これらのブロックが逆並列接続されることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１】
所定の領域の波長の光を発する少なくとも一つの発光素子と、
ホストラチス要素として銅とアルカリ土金属物質とを含み、希土類により活性化される化合物を含み、前記発光素子の周りに配置されて前記発光素子から発せられた光の一部を吸収して吸収光とは異なる波長の光を発する蛍光物質と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記化合物は下記の一般式１で表わされ、
［式１］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’Ｏ）ｃ（Ｍ’’’Ｘ）ｄ（Ｍ’’’２Ｏ）ｅ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｆ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｇ（ＳｉＯ２）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＧｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ここで、
０＜ａ≦２
０＜ｂ≦８
０≦ｃ≦４
０≦ｄ≦２
０≦ｅ≦２
０≦ｆ≦２
０≦ｇ≦１０
０＜ｈ≦５
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なシリケート化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記化合物は下記の一般式２で表わされ、
［式２］
ａ（Ｍ’Ｏ）ｂ（Ｍ’’２Ｏ）ｃ（Ｍ’’Ｘ）ｄ（ＧｅＯ２）ｅ（Ｍ’’’Ｏ）ｆ（Ｍ’’’’２Ｏ３）ｇ（Ｍ’’’’’ｏＯｐ）ｈ（Ｍ’’’’’’ｘＯｙ）
式中、Ｍ’はＣｕであり、
Ｍ’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇ、１価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、２価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’はＳｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａ、３価元素よりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｈｆよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
Ｍ’’’’’’はＢｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｂよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉよりなる群から選ばれた１種またはそれ以上の成分であり、
ここで、
０＜ａ≦２
０≦ｂ≦２
０≦ｃ≦１０
０＜ｄ≦１０
０≦ｅ≦１４
０≦ｆ≦１４
０≦ｇ≦１０
０≦ｈ≦２
１≦ｏ≦２
１≦ｐ≦５
１≦ｘ≦２
１≦ｙ≦５
で表わされる銅−アルカリ−土類が優勢なゲルマネート及び／またはゲルマネート−シリケート化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記銅−アルカリ−土類が優勢な化合物のストロンチウム濃度が好ましくは０．４モル／モル蛍光体未満であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記化合物は、１種またはそれ以上の３００−４００ｎｍ範囲内の紫外線光及び／または３８０−５００ｎｍ範囲内の青色光により演色性９０以上の可視光領域内の光に波長変換することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記化合物は、演色性９０以上の白色光を発するために単一蛍光体及び／または他の蛍光体と混合されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記蛍光物質は、前記発光素子の側面、上面、及び下部面のうち少なくともいずれかの面に配置されるか、あるいは、接着剤またはモールド材に混合されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光素子及び前記蛍光物質がパッケージ内に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記パッケージはリフレクタ付き基板の上部に前記少なくとも一つの発光素子が実装され、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記基板上において前記発光素子及び前記蛍光物質を封止するモールド部を備えることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記モールド部に前記蛍光物質が一様に分布されていることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記パッケージは、前記少なくとも一つの発光素子から発せられる熱を放熱するヒートシンクを備え、前記発光素子の周りに前記蛍光物質が配置されている高出力用のものであることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、垂直型、水平型及びフリップチップ構造の発光素子であることを特徴とする請求項１、請求項７から１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子は、多数の発光セルが単一基板内において直列または並列接続されることを特徴とする請求項１、請求項７から１２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光セルは、水平型、垂直型及びフリップチップ型の発光セルであることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記直列接続された発光セルに整流電源を印加するための整流ブリッジ部をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１７】
直列接続された多数の発光セルが複数のブロックを形成し、これらのブロックが逆並列接続されることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公表番号】特表２００９−５１９６０６（Ｐ２００９−５１９６０６Ａ）
【公表日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４５４９８（Ｐ２００８−５４５４９８）
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００５５００
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６９８６９
【国際公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（５０７１９４９６９）ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド (66)
【住所又は居所原語表記】１４８−２９，Ｇａｓａｎ−ｄｏｎｇ，Ｇｅｕｍｃｈｅｏｎ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００５５００
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６９８６９
【国際公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（５０７１９４９６９）ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド (66)
【住所又は居所原語表記】１４８−２９，Ｇａｓａｎ−ｄｏｎｇ，Ｇｅｕｍｃｈｅｏｎ−ｇｕ，Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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