JPH0794778A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- JPH0794778A JPH0794778A JP23532893A JP23532893A JPH0794778A JP H0794778 A JPH0794778 A JP H0794778A JP 23532893 A JP23532893 A JP 23532893A JP 23532893 A JP23532893 A JP 23532893A JP H0794778 A JPH0794778 A JP H0794778A
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、従来と比べて外部への光取り出し
効率を高めるとともに、電流を効率良く発光層に注入し
えることを主要な目的とする。 【構成】２つのクラッド層(23,25) に挟まれた発光層(2
4)に対向して設けられた電極(28)から電流を注入するこ
とにより発光を行なう発光素子において、前記電極(28)
の大きさを前記発光層(24)より小さくするとともに、前
記発光層(24)と電極(28)間に電流拡散層(27)を設け、更
に前記発光層(24)と電極(28)間に前記電流拡散層(27)よ
り高抵抗で小さな面積をもつ高抵抗層（絶縁層）26を前
記電極(28)に対応する位置に設けることを特徴とする発
光素子。
効率を高めるとともに、電流を効率良く発光層に注入し
えることを主要な目的とする。 【構成】２つのクラッド層(23,25) に挟まれた発光層(2
4)に対向して設けられた電極(28)から電流を注入するこ
とにより発光を行なう発光素子において、前記電極(28)
の大きさを前記発光層(24)より小さくするとともに、前
記発光層(24)と電極(28)間に電流拡散層(27)を設け、更
に前記発光層(24)と電極(28)間に前記電流拡散層(27)よ
り高抵抗で小さな面積をもつ高抵抗層（絶縁層）26を前
記電極(28)に対応する位置に設けることを特徴とする発
光素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は発光素子に関し、特に
オプトエレクロトニクス分野の発光素子に関する。
オプトエレクロトニクス分野の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光素子（ＬＥＤ）としては、裏
面に第１の電極を形成した基板上に、第１クラッド層，
活性層（発光層），第２クラッド層を順次形成し、この
上に第２の電極を形成した構成のものが知られている。
このように、ＬＥＤは２つのクラッド層間に挟まれた発
光層に電流を流して発光させる。
面に第１の電極を形成した基板上に、第１クラッド層，
活性層（発光層），第２クラッド層を順次形成し、この
上に第２の電極を形成した構成のものが知られている。
このように、ＬＥＤは２つのクラッド層間に挟まれた発
光層に電流を流して発光させる。
【０００３】ここで、外部に光を取り出すためには、片
側の電極（例えば第２の電極）をＬＥＤ本体より小さく
する必要がある。こうした構成をとる場合、クラッド層
は高抵抗でかつ薄膜なために、第２の電極の真下のみし
か電流が流れず、発光領域が第２の電極の真下のみしか
電流が流れず、発光領域が電極真下に限定される。従っ
て、発光層からの放射光は第２の電極と基板に吸収さ
れ、光取り出し効率が非常に低下し、最終的に得られる
発光効率が低くなる。
側の電極（例えば第２の電極）をＬＥＤ本体より小さく
する必要がある。こうした構成をとる場合、クラッド層
は高抵抗でかつ薄膜なために、第２の電極の真下のみし
か電流が流れず、発光領域が第２の電極の真下のみしか
電流が流れず、発光領域が電極真下に限定される。従っ
て、発光層からの放射光は第２の電極と基板に吸収さ
れ、光取り出し効率が非常に低下し、最終的に得られる
発光効率が低くなる。
【０００４】そこで、図１に示すような構成の発光素子
が提案されている（Ｈigh-efficiency ＩｎＧａＡｌＰ
／ＧａＡｓ visible light-emitting diodes，Ａppl ，
Ｐhys ．Ｌett ．58(10)，11 Ｍarch 1991 ）。図中の
１は基板である。この基板１の裏面には、第１の電極２
が設けられている。前記基板１の上には、第１クラッド
層３，発光層４，第２クラッド層５，電流拡散層６が形
成されている。この電流拡散層６上には、前記第１の電
極２と比べて小さい第２の電極７が形成されている。こ
うした構成の発光素子によれば、電流拡散層６を設ける
ことによって、電流が拡散して発光領域が広がるため、
第２の電極７に妨げられないで外に放射される光が増加
し、光取り出し効率が向上する。
が提案されている（Ｈigh-efficiency ＩｎＧａＡｌＰ
／ＧａＡｓ visible light-emitting diodes，Ａppl ，
Ｐhys ．Ｌett ．58(10)，11 Ｍarch 1991 ）。図中の
１は基板である。この基板１の裏面には、第１の電極２
が設けられている。前記基板１の上には、第１クラッド
層３，発光層４，第２クラッド層５，電流拡散層６が形
成されている。この電流拡散層６上には、前記第１の電
極２と比べて小さい第２の電極７が形成されている。こ
うした構成の発光素子によれば、電流拡散層６を設ける
ことによって、電流が拡散して発光領域が広がるため、
第２の電極７に妨げられないで外に放射される光が増加
し、光取り出し効率が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流拡
散層６を設けることによって電流を拡散させても、第２
の電極７直下にも電流が流れ、発光する。しかるに、こ
の部分からの発光は、第２の電極７と基板１に吸収され
て外部に取り出すことができない。
散層６を設けることによって電流を拡散させても、第２
の電極７直下にも電流が流れ、発光する。しかるに、こ
の部分からの発光は、第２の電極７と基板１に吸収され
て外部に取り出すことができない。
【０００６】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前
記前記発光層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小
さな面積をもつ高抵抗層を電極に対応する位置に設ける
ことにより、従来と比べて外部への光取り出し効率を高
めるとともに、電流を効率良く発光層に注入しえる発光
素子を提供することを目的とする。
たもので、発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前
記前記発光層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小
さな面積をもつ高抵抗層を電極に対応する位置に設ける
ことにより、従来と比べて外部への光取り出し効率を高
めるとともに、電流を効率良く発光層に注入しえる発光
素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、２つのクラ
ッド層に挟まれた発光層に対向して設けられた電極から
電流を注入することにより発光を行なう発光素子におい
て、前記電極の大きさを前記発光層より小さくするとと
もに、前記発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前
記発光層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小さな
面積をもつ高抵抗層を前記電極に対応する位置に設ける
ことを特徴とする発光素子である。
ッド層に挟まれた発光層に対向して設けられた電極から
電流を注入することにより発光を行なう発光素子におい
て、前記電極の大きさを前記発光層より小さくするとと
もに、前記発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前
記発光層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小さな
面積をもつ高抵抗層を前記電極に対応する位置に設ける
ことを特徴とする発光素子である。
【０００８】
【作用】この発明の作用は、例えば図２を参照すれば、
以下の通りである。電流は第２の電極28から電流拡散層
27へ流れる。しかし、第２の電極28の下に位置する絶縁
層26により電流は周辺部に流れ、第２クラッド層25を通
り、発光層24に達するため、発光層24の周辺部のみが発
光する。そして、この発光のうち、基板21側への発光は
基板21に吸収される。しかし、第２の電極28側への発光
は該電極28下では発光しないため、電極28で吸収される
ことなく外部に取り出すことができる。つまり、従来は
外部に取り出すことができない第２の電極直下の発光に
寄与していた電流を、電極周辺部の発光に寄与させるこ
とにより、発光効率を上げることができ、外部取り出し
効率を向上できる。事実、絶縁層の有無による光出力と
電流特性を差を求めたところ、絶縁層があることによっ
て発光強度の増加が認められた。
以下の通りである。電流は第２の電極28から電流拡散層
27へ流れる。しかし、第２の電極28の下に位置する絶縁
層26により電流は周辺部に流れ、第２クラッド層25を通
り、発光層24に達するため、発光層24の周辺部のみが発
光する。そして、この発光のうち、基板21側への発光は
基板21に吸収される。しかし、第２の電極28側への発光
は該電極28下では発光しないため、電極28で吸収される
ことなく外部に取り出すことができる。つまり、従来は
外部に取り出すことができない第２の電極直下の発光に
寄与していた電流を、電極周辺部の発光に寄与させるこ
とにより、発光効率を上げることができ、外部取り出し
効率を向上できる。事実、絶縁層の有無による光出力と
電流特性を差を求めたところ、絶縁層があることによっ
て発光強度の増加が認められた。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例に係る発光素子を
図面を参照して説明する。 （実施例１）図２を参照する。図中の21は、ｎ型のＧａ
Ａｓ基板である。この基板21の裏面には、第１の電極22
が設けられている。前記基板21の上には、ｎ型のＩｎＧ
ａＡｌＰ層（第１クラッド層）23，発光層24，及びｐ型
のＩｎＧａＡｌＰ層（第２クラッド層）25が形成されて
いる。
図面を参照して説明する。 （実施例１）図２を参照する。図中の21は、ｎ型のＧａ
Ａｓ基板である。この基板21の裏面には、第１の電極22
が設けられている。前記基板21の上には、ｎ型のＩｎＧ
ａＡｌＰ層（第１クラッド層）23，発光層24，及びｐ型
のＩｎＧａＡｌＰ層（第２クラッド層）25が形成されて
いる。
【００１０】前記第２クラッド層25上には、高抵抗層と
してのＳｉＯ2 からなる絶縁層26が形成されている。こ
こで、前記絶縁膜26は、後記する第２の電極と同じ大き
さで該第２の電極の真下に位置するように形成されてい
る。前記絶縁層26を含む前記第２クラッド層25上には、
電流拡散層27が形成されている。この電流拡散層27上に
は、前記第１の電極22と比べて小さい第２の電極28が形
成されている。
してのＳｉＯ2 からなる絶縁層26が形成されている。こ
こで、前記絶縁膜26は、後記する第２の電極と同じ大き
さで該第２の電極の真下に位置するように形成されてい
る。前記絶縁層26を含む前記第２クラッド層25上には、
電流拡散層27が形成されている。この電流拡散層27上に
は、前記第１の電極22と比べて小さい第２の電極28が形
成されている。
【００１１】上記実施例１に係る発光素子は、第２クラ
ッド層25上にＳｉＯ2 からなる絶縁層（高抵抗層）26が
形成され、前記絶縁層26を含む前記第２クラッド層25上
には電流拡散層27が形成され、この電流拡散層27上には
前記絶縁層26と同じ大きさの第２の電極28が絶縁層26と
対応する位置に形成された構成になっている。
ッド層25上にＳｉＯ2 からなる絶縁層（高抵抗層）26が
形成され、前記絶縁層26を含む前記第２クラッド層25上
には電流拡散層27が形成され、この電流拡散層27上には
前記絶縁層26と同じ大きさの第２の電極28が絶縁層26と
対応する位置に形成された構成になっている。
【００１２】こうした構成の発光素子の作用は、次の通
りである。電流は第２の電極28から電流拡散層27へ流れ
る。しかし、第２の電極28の下に位置する絶縁層26によ
り電流は周辺部に流れ、第２クラッド層25を通り、発光
層24に達するため、発光層24の周辺部のみが発光する。
そして、この発光のうち、基板21側への発光は基板21に
吸収される。しかし、第２の電極28側への発光は該電極
28下では発光しないため、電極28で吸収されることなく
外部に取り出すことができる。つまり、従来は外部に取
り出すことができない第２の電極直下の発光に寄与して
いた電流を、電極周辺部の発光に寄与させることによ
り、発光効率を上げることができ、外部取り出し効率を
向上できる。事実、絶縁層26の有無による光出力と電流
特性を差を求めたところ、上記絶縁層があることによっ
て発光強度の増加が認められた。
りである。電流は第２の電極28から電流拡散層27へ流れ
る。しかし、第２の電極28の下に位置する絶縁層26によ
り電流は周辺部に流れ、第２クラッド層25を通り、発光
層24に達するため、発光層24の周辺部のみが発光する。
そして、この発光のうち、基板21側への発光は基板21に
吸収される。しかし、第２の電極28側への発光は該電極
28下では発光しないため、電極28で吸収されることなく
外部に取り出すことができる。つまり、従来は外部に取
り出すことができない第２の電極直下の発光に寄与して
いた電流を、電極周辺部の発光に寄与させることによ
り、発光効率を上げることができ、外部取り出し効率を
向上できる。事実、絶縁層26の有無による光出力と電流
特性を差を求めたところ、上記絶縁層があることによっ
て発光強度の増加が認められた。
【００１３】なお、上記実施例１では、高抵抗層として
絶縁層を所定の位置に設けた場合について述べたが、こ
れに限らず、高ドープのｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層を用いて
も同様の結果が得られる。
絶縁層を所定の位置に設けた場合について述べたが、こ
れに限らず、高ドープのｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層を用いて
も同様の結果が得られる。
【００１４】また、上記実施例１に係る発光素子は、図
３のような構成にしても実施例１と同様な効果が期待で
きる。つまり、この発光素子は、図３に示す如く、前記
絶縁層26及び第２の電極28に対応する部分に開口部を有
する第１の電極31を基板21の裏面に設け、更に前記第１
に電極31の真下を除いて部分的に除去された電流拡散層
32を第２クラッド層25上に形成したものである。
３のような構成にしても実施例１と同様な効果が期待で
きる。つまり、この発光素子は、図３に示す如く、前記
絶縁層26及び第２の電極28に対応する部分に開口部を有
する第１の電極31を基板21の裏面に設け、更に前記第１
に電極31の真下を除いて部分的に除去された電流拡散層
32を第２クラッド層25上に形成したものである。
【００１５】（実施例２）図４を参照する。但し、図２
と同部材は同符号を付して説明を省略する。第２の電極
28に対応する第２クラッド層25，発光層24及び第１クラ
ッド層23は除去され、この除去部分にＭｇＯからなる絶
縁層41が設けられている。この実施例２に係る発光素子
は、図４に示すように、第２の電極28に対応する第２ク
ラッド層25，発光層24及び第１クラッド層23は除去さ
れ、この除去部分にＭｇＯからなる絶縁層41が設けられ
た構成になっている。従って、実施例２によれば、実施
例１と同様な効果が得られた。事実、上記絶縁層41の有
無による光出力と電流特性を差を求めたところ、絶縁層
があることによって発光強度の増加が認められた。な
お、上記実施例２では、絶縁層を設けるために第２の電
極に対応する第２クラッド層，発光層及び第１クラッド
層を除去した場合について述べたが、これに限らず、第
２の電極に対応する第２クラッド層のみを除去，あるい
は第２の電極に対応する第２クラッド層及び発光層のみ
を除去し、この除去部分に絶縁層を設けてもよい。
と同部材は同符号を付して説明を省略する。第２の電極
28に対応する第２クラッド層25，発光層24及び第１クラ
ッド層23は除去され、この除去部分にＭｇＯからなる絶
縁層41が設けられている。この実施例２に係る発光素子
は、図４に示すように、第２の電極28に対応する第２ク
ラッド層25，発光層24及び第１クラッド層23は除去さ
れ、この除去部分にＭｇＯからなる絶縁層41が設けられ
た構成になっている。従って、実施例２によれば、実施
例１と同様な効果が得られた。事実、上記絶縁層41の有
無による光出力と電流特性を差を求めたところ、絶縁層
があることによって発光強度の増加が認められた。な
お、上記実施例２では、絶縁層を設けるために第２の電
極に対応する第２クラッド層，発光層及び第１クラッド
層を除去した場合について述べたが、これに限らず、第
２の電極に対応する第２クラッド層のみを除去，あるい
は第２の電極に対応する第２クラッド層及び発光層のみ
を除去し、この除去部分に絶縁層を設けてもよい。
【００１６】（実施例３）図５を参照する。但し、図２
と同部材は同符号を付して説明を省略する。図中の51
は、第２クラッド層25に形成され、該クラッド層25の中
心部に対応する部分が開口したＳｉＯ2 からなる絶縁層
である。この絶縁層51上には、電流拡散層27を介して前
記絶縁層51の形状に対応した第２の電極52が形成されて
いる。
と同部材は同符号を付して説明を省略する。図中の51
は、第２クラッド層25に形成され、該クラッド層25の中
心部に対応する部分が開口したＳｉＯ2 からなる絶縁層
である。この絶縁層51上には、電流拡散層27を介して前
記絶縁層51の形状に対応した第２の電極52が形成されて
いる。
【００１７】このように、実施例３に係る発光素子は、
図５に示すように、第２クラッド層25の中心部に対応す
る部分が開口したＳｉＯ2 からなる絶縁層51と、この絶
縁層51上に電流拡散層27を介して形成され，前記絶縁層
51の形状に対応した第２の電極52を備えた構成となって
いる。従って、実施例１と同様な効果が得られた。事
実、上記絶縁層51の有無による光出力と電流特性を差を
求めたところ、絶縁層があることによって発光強度の増
加が認められた。
図５に示すように、第２クラッド層25の中心部に対応す
る部分が開口したＳｉＯ2 からなる絶縁層51と、この絶
縁層51上に電流拡散層27を介して形成され，前記絶縁層
51の形状に対応した第２の電極52を備えた構成となって
いる。従って、実施例１と同様な効果が得られた。事
実、上記絶縁層51の有無による光出力と電流特性を差を
求めたところ、絶縁層があることによって発光強度の増
加が認められた。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前記前記発光
層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小さな面積を
もつ高抵抗層を電極に対応する位置に設けることによ
り、従来と比べて外部への光取り出し効率を高めるとと
もに、電流を効率良く発光層に注入しえる発光素子を提
供できる。
発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前記前記発光
層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小さな面積を
もつ高抵抗層を電極に対応する位置に設けることによ
り、従来と比べて外部への光取り出し効率を高めるとと
もに、電流を効率良く発光層に注入しえる発光素子を提
供できる。
【図１】従来の発光素子の断面図。
【図２】この発明の実施例１に係る発光素子の断面図。
【図３】図２の発光素子の変形例に係る発光素子の断面
図。
図。
【図４】この発明の実施例２に係る発光素子の断面図。
【図５】この発明の実施例３に係る発光素子の断面図。
21…ＧａＡｓ基板、 22，31…第１の電極、 23…
第１クラッド層、24…発光層、 25…第２クラ
ッド層、 26，41，51…絶縁層、27，32…電流拡散
層、 28，52…第２の電極。
第１クラッド層、24…発光層、 25…第２クラ
ッド層、 26，41，51…絶縁層、27，32…電流拡散
層、 28，52…第２の電極。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つのクラッド層に挟まれた発光層に対
向して設けられた電極から電流を注入することにより発
光を行なう発光素子において、 前記電極の大きさを前記発光層より小さくするととも
に、前記発光層と電極間に電流拡散層を設け、更に前記
発光層と電極間に前記電流拡散層より高抵抗で小さな面
積をもつ高抵抗層を前記電極に対応する位置に設けるこ
とを特徴とする発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23532893A JPH0794778A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23532893A JPH0794778A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794778A true JPH0794778A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16984484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23532893A Withdrawn JPH0794778A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794778A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6472687B1 (en) * | 1998-09-09 | 2002-10-29 | Yu-Shan Wu | Light emitting diode with high luminance and method therefor |
| JP2010520640A (ja) * | 2007-03-08 | 2010-06-10 | クリー インコーポレイテッド | 電流低減構造体を有する発光デバイス及び電流低減構造体を有する発光デバイスを形成する方法 |
| JP2012054570A (ja) * | 2004-06-30 | 2012-03-15 | Cree Inc | 電流阻止構造を有する発光デバイスおよび電流阻止構造を有する発光デバイスを作製する方法 |
| US8772792B2 (en) | 2005-01-24 | 2014-07-08 | Cree, Inc. | LED with surface roughening |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23532893A patent/JPH0794778A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
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