JPH11145519A

JPH11145519A - 半導体発光素子、半導体発光装置および画像表示装置

Info

Publication number: JPH11145519A
Application number: JP24882698A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamoto; 本聡河
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】発光波長が極めて安定で、しかも、可視光か
ら赤外線領域までの種々の波長において高い変換効率で
波長変換することができる半導体発光素子および半導体
発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】波長変換機能を有する波長変換部と、波
長選択性を有する光反射部は、波長選択性を有する光吸
収部とを適宜組み合わせ、適宜所定の関係に配置するこ
とにより、１次光の外部への漏洩を遮断するとともに極
めて高い効率で波長変換して外部に２次光を取り出すこ
とができる半導体発光素子、半導体発光装置および画像
表示装置を提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子、
半導体発光装置および画像表示装置に関する。より詳し
くは、本発明は、発光層から放出される１次光の外部へ
の漏洩を防止し、極めて高い効率で２次光に波長変換し
て外部に取り出すことができる半導体発光素子、半導体
発光装置および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体発光素子およびそれを搭載した各
種の半導体発光装置は、コンパクト且つ低消費電力であ
り、信頼性に優れるなどの多くの利点を有し、近年で
は、高い発光輝度が要求される室内外の表示板、鉄道／
交通信号、車載用灯具などについても広く応用されつつ
ある。

【０００３】これらの半導体発光素子のうちで、窒化ガ
リウム系半導体を用いた発光素子が最近、注目されてい
る。窒化ガリウム系半導体は、直接遷移型のＩＩＩ−Ｖ
族化合物導体であり、比較的短い波長領域において高効
率で発光させることができるという特徴を有する。

【０００４】なお、本明細書において「窒化ガリウム系
半導体」とは、Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_1- _x-yＮ（０≦ｘ，ｙ
≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘ及びｙ
を零から１の範囲で変化させたすべての組成の半導体を
含むものとする。例えば、ＩｎＧａＮ（ｘ＞０、ｙ＝
０）も「窒化ガリウム系半導体」に含まれるものとす
る。

【０００５】さらに、III族元素としてホウ素（Ｂ）、
Ｖ族元素として砒素（Ａｓ）、りん（Ｐ）の少なくとも
いずれかを含有した半導体も「窒化ガリウム系半導体」
に含むものとする。

【０００６】窒化ガリウム系半導体は、組成ｘ及びｙを
制御することによってバンドギャップが１．８９〜６．
２ｅＶまで変化するために、ＬＥＤや半導体レーザの材
料として有望視されている。特に、青色や紫外線の短波
長領域で高輝度に発光させることができれば、各種光デ
ィスクの記録容量を倍増させ、表示装置のフルカラー化
を可能にすることができる。そこで、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ系半導体を用いた短波長発光素子は、その初期
特性や信頼性の向上に向けて急速に開発が進められてい
る。

【０００７】このような窒化ガリウム系半導体を用いた
従来の発光素子の構造を開示した参考文献としては、例
えば、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、２８（１９
８９）ｐ．Ｌ２１１２、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．、３２（１９９３）ｐ．Ｌ８或いは特開平５−２９
１６２１号公報を挙げることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の発光発
光素子では、発光層から放出される発光を直接外部に取
り出す構造であるために、以下に列挙するような問題が
あった。

【０００９】まず第１に、発光素子の構造のばらつきに
より、発光波長が素子ごとにばらつくという問題があっ
た。すなわち、半導体発光素子は、同一の条件で製造し
ても、不純物の混入量や各層厚などがばらつくことによ
って、その発光波長がばらつく傾向を有する。

【００１０】第２に、駆動電流によって、発光波長が変
化するという問題があった。すなわち、半導体発光素子
に供給する電流量に応じて、その発光波長が変動するこ
とがあり、発光輝度と発光波長とを独立して制御するこ
とが困難であるという問題があった。

【００１１】第３に、温度によって、発光波長が変化す
るという問題があった。すなわち、半導体発光素子の特
に発光層部分の温度が変化すると、発光層の実効的なバ
ンドギャップも変化するために、発光波長が変動すると
いう問題があった。

【００１２】以上説明したように、従来の半導体発光素
子においては、構造、温度、電流などのばらつきをすべ
て制御して、発光波長の変動を所定の範囲、例えば数ｎ
ｍの範囲内に抑えることは困難であった。

【００１３】一方、従来の半導体発光装置においては、
発光波長に応じて、内蔵する半導体発光素子の材料や構
造を適宜選択し、変更しなければならないという問題も
あった。例えば、赤色において発光させるためには、Ａ
ｌＧａＡｓ系材料を用い、黄色においてはＧａＡｓＰ系
またはｌｎＧａＡｌＰ系材料、緑色系においてはＧａＰ
系またはＩｎＧａＡｌＰ系材料、青色においてはＩｎＧ
ａＮ系材料の如く、最適な材料をその波長に併せて選択
しなければならないという問題があった。

【００１４】以上説明したような種々の問題を解消する
方法として、半導体発光素子から放出される１次光を蛍
光体などにより波長変換して、より波長の長い２次光と
して外部に取り出す構成も考えられる。

【００１５】図３０は、このような波長変換部を備えた
半導体発光装置を例示する断面模式図である。同図に示
した例は、いわゆる「リード・フレーム型」の発光ダイ
オード（ＬＥＤ）ランプである。すなわち、半導体発光
素子９００は、リード・フレーム９１０上にマウントさ
れ、ワイア９３０、９３０により所定の端子に接続され
ている。また、半導体発光素子の周囲は蛍光体９５０に
より覆われている。さらに、半導体発光素子９１０は、
モールド樹脂９４０により封止されている。

【００１６】同図に示した半導体発光装置においては、
半導体発光素子９００から放出される１次光が蛍光体９
５０により波長変換されて、より長波長の２次光として
外部に取り出すことができるようにされている。このよ
うな構成によれば、蛍光体層ＦＬの材料を変更すること
により、２次光の波長を調節することが可能となる。

【００１７】しかし、図３０に示したような構成におい
て、半導体発光素子９００から放出される１次光を、蛍
光体９５０によりすべて吸収・変換させることは困難で
あった。すなわち、１次光のうちの一部分は、蛍光体９
５０に吸収されることなく、外部に放出される。その結
果として、変換効率が低下するという問題があった。

【００１８】また、外部に取り出される光は、波長変換
された２次光と未変換の１次光とが混合された混色光と
なる。しかし、例えばディスプレイなどのように複数の
発光素子を並べて使用するような場合には、個々の発光
装置の混色の比率がばらつくために、全体的な色斑とし
て見栄えを劣化させる要因となる。

【００１９】さらに、発光装置から放出される１次光の
波長が３８０ｎｍ以下の紫外線である場合には、漏洩す
る１次光成分は、人体や周囲の部品などに対して悪影響
を与え、実用上問題を生ずるおそれもある。例えば、モ
ールド樹脂が発光素子からの紫外線により劣化し、黄変
したり透過率が低下するという不具合を生ずる場合もあ
る。

【００２０】特に、従来の青色や紫色発光の半導体発光
素子のなかで、不純物を介して遷移するタイプの発光層
を有するものは、その発光波長帯が比較的広く、時とし
て紫外線成分まで含む場合もある。このような不要な紫
外線成分は、無駄な光として発光装置から放出されるば
かりでなく、その漏れ光が上述した種々の問題を生ずる
こととなる。また、太陽光や蛍光灯などの光源から放出
される紫外線が外乱光として発光装置に侵入し、蛍光体
が不要な発光を生ずるという問題もあった。

【００２１】本発明は、かかる種々の問題点に鑑みてな
されたものである。すなわち、本発明は、発光波長が極
めて安定で、しかも、可視光から赤外線領域までの種々
の波長において高い変換効率で波長変換することができ
る半導体発光素子および半導体発光装置を提供すること
を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体発光素子は、第１の波長を有する１
次光を放出する発光層と、前記発光層の光取り出し側に
設けられ、前記発光層から放出される前記１次光を吸収
して前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次
光を放出するものとして構成されている波長変換部と、
前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する吸収率が低く、
前記発光層から放出される前記１次光に対する吸収率が
高いものとして構成されている光吸収部と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００２３】または、本発明の半導体発光素子は、第１
の波長を有する１次光を放出する発光層と、前記発光層
の光取り出し側に設けられ、前記発光層から放出される
前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する２次光を放出するものとして構成されてい
る波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設け
られ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対す
る反射率が低く、前記発光層から放出される前記１次光
に対する反射率が高いものとして構成されている第１の
光反射部と、を備えたことを特徴とする。

【００２４】または、本発明の半導体発光素子は、第１
の波長を有する１次光を放出する発光層と、前記発光層
の光取り出し側に設けられ、前記発光層から放出される
前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する２次光を放出するものとして構成されてい
る波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設け
られ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対す
る吸収率が低く、前記発光層から放出される前記１次光
に対する吸収率が高いものとして構成されている光吸収
部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記
波長変換部から放出される前記２次光に対する反射率が
低く、前記発光層から放出される前記１次光に対する反
射率が高いものとして構成されている第１の光反射部
と、を備えたことを特徴とする。半導体発光素子。

【００２５】さらに、本発明の望ましい実施の形態とし
ては、前記第１の光反射部は、前記発光層と前記光吸収
部との間に設けられていることを特徴とする。

【００２６】また、前記第１の光反射部は、ブラッグ反
射鏡により構成されていることを特徴とする。

【００２７】または、本発明の半導体発光素子は、第１
の波長を有する１次光を放出する発光層と、前記発光層
の光取り出し側に設けられ、前記発光層から放出される
前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する２次光を放出するものとして構成されてい
る波長変換部と、前記発光層からみて前記光取り出し側
と反対の側に設けられ、前記１次光を反射するものとし
て構成されている第２の光反射部と、を備えたことを特
徴とする。

【００２８】ここで、前記第２の光反射部は、反射率が
波長選択性を有するブラッグ反射鏡により構成されて、
または、前記２次光も反射するものとして構成されてい
ても良い。

【００２９】または、本発明の半導体発光素子は、第１
の波長を有する１次光を放出する発光層と、前記発光層
の光取り出し側に設けられ、前記発光層から放出される
前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する２次光を放出するものとして構成されてい
る波長変換部と、前記発光層の周囲を取り囲むように設
けられ、前記発光層から放出される前記１次光を反射す
るものとして構成されている第３の光反射部と、を備え
たことを特徴とする。

【００３０】ここで、前記第３の反射鏡は、反射率が波
長選択性を有するブラッグ反射鏡により構成されて、ま
たは、前記２次光も反射するものとして構成されていて
も良い。

【００３１】または、本発明の半導体発光素子は、第１
の波長を有する１次光を放出する発光層と、前記発光層
の光取り出し側に設けられ、前記発光層から放出される
前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の
波長を有する２次光を放出するものとして構成されてい
る波長変換部と、前記発光層と前記波長変換部との間に
設けられ、前記１次光に対する反射率が低く、前記２次
光に対する反射率が高いものとして構成されている第４
の光反射部と、を備えたことを特徴とする。

【００３２】ここで、前記第４の光反射部は、反射率が
波長選択性を有するブラッグ反射鏡により構成されてい
ることを特徴とする。

【００３３】さらに、前述した第２乃至第４の光反射部
とともに、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、
前記波長変換部から放出される前記２次光に対する吸収
率が低く、前記発光層から放出される前記１次光に対す
る吸収率が高いものとして構成されている光吸収部をさ
らに備えたことを特徴とする。

【００３４】また、前述した第２乃至第４の光反射部と
ともに、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前
記波長変換部から放出される前記２次光に対する反射率
が低く、前記発光層から放出される前記１次光に対する
反射率が高いものとして構成されている第１の光反射部
をさらに備えたことを特徴とする。

【００３５】また、前記第２乃至第３の光反射部は、反
射率が実質的に波長選択性を有しない全反射鏡により構
成されていても良い。

【００３６】また、前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下
であり、前記波長変換部は、蛍光物質を含み、前記第２
の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特徴とす
る。

【００３７】また、前記発光層は、窒化ガリウム系半導
体、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｅ、ＳｉＣ、およびＢ
Ｎからなる群から選択されたいずれかの材料系を主成分
とすることを特徴とする。

【００３８】また、前記２次光は、可視光であることを
特徴とする。

【００３９】また、前記２次光は、赤色と緑色と青色の
波長領域にそれぞれ強度ピークを有する白色光であるこ
とを特徴とする。

【００４０】一方、本発明による半導体発光装置も、半
導体発光素子に対して、波長変換部、第１乃至第４の光
反射部、光吸収部などの構成要素を適宜選択し、前述し
た半導体発光素子における発光層の場合と同様の位置関
係に配置することにより、波長変換効率や光の取り出し
効率が極めて高いものとして構成することができる。

【００４１】また、本発明による画像表示装置は、第１
の波長を有する１次光を放出する半導体発光素子と、前
記半導体発光素子から放出される前記１次光の強度を調
節する調光部と、前記調光部により強度が調節された前
記１次光を吸収して前記第１の波長とは異なる第２の波
長を有する２次光を放出するものとして構成されている
波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けら
れ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対する
反射率が低く、前記波長変換部を透過する前記１次光に
対する反射率が高いものとして構成されている第１の光
反射部と、を備えたことを特徴とするものして構成され
る。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明は、波長変換機能を有する
波長変換部と、波長選択性を有する光反射部と、波長選
択性を有する光吸収部と、を適宜組み合わせて適宜所定
の位置関係に配置することにより、１次光の外部への漏
洩を遮断するとともに極めて高い効率で波長変換して外
部に２次光を取り出すことができる半導体発光素子、半
導体発光装置および画像表示装置を提供するものであ
る。

【００４３】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の
形態について説明する。図１は、本発明による第１の実
施形態に係る半導体発光素子の概略構成を例示する断面
図である。同図に示した半導体発光素子１０Ａは、半導
体発光素子であり、その光の取り出し経路に、波長変換
部ＦＬおよび光吸収部ＡＢが設けられている点に特徴を
有する。ここで用いる半導体発光層は、波長変換部ＦＬ
に所定の波長帯の光を供給できるものであれば良い。例
えば、青色から紫外線領域の発光を得るためには、窒化
ガリウム系半導体や、ＳｉＣ（炭化シリコン）系、ある
いはＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）系などの種々の材料を用
いることができる。以下に、窒化ガリウム系半導体を用
いた場合を例に挙げて説明する。

【００４４】すなわち、発光素子１０Ａは、サファイア
基板１２上に積層された半導体の多層構造を有する。サ
ファイア基板１２上には、バッファ層１４、ｎ型コンタ
クト層１６、ｎ型クラッド層１８、発光層２０、ｐ型ク
ラッド層２２およびｐ型コンタクト層２４がこの順序で
形成されている。これらの各層は、例えば、有機金属化
学気相成長法（metal-organic chemical vapor deposit
ion：ＭＯＣＶＤ）により成長することができる。

【００４５】バッファ層１４の材料は、例えばｎ型のＧ
ａＮとすることができる。ｎ型コンタクト層１６は、ｎ
側電極３４とのオーミック接触を確保するように高いキ
ャリア濃度を有するｎ型の半導体層であり、その材料
は、例えば、ＧａＮとすることができる。ｎ型クラッド
層１８およびｐ型クラッド層２２は、それぞれ発光層２
０にキャリアを閉じこめる役割を有する。その材料は、
例えば、発光層２０よりもバッドギャップの大きいＡｌ
ＧａＮとすることができる。発光層２０は、発光素子に
電流として注入された電荷が再結合することにより発光
を生ずる半導体層である。その材料としては、例えば、
アンドープのＩｎＧａＮを用いることができる。ｐ型コ
ンタクト層２４は、ｐ側電極とのオーミック接触を確保
するように高いキャリア濃度を有するｐ型の半導体層で
あり、その材料は、例えば、ＧａＮとすることができ
る。

【００４６】ｐ型コンタクト層２４の上には、透光性を
有するｐ側電極層２６が堆積されている。また、ｎ型コ
ンタクト層１８の上には、ｎ側電極層３４が堆積されて
いる。それぞれの電極の上には、Ａｕからなるボンディ
ング・パッド３２が堆積されている。ボンディング・パ
ッド３２には、駆動電流を素子に供給するための図示し
ないワイアがボンディングされる。さらに、素子の表面
部分は、酸化シリコンなどによる保護膜３０が形成され
ている。

【００４７】ここで、本発明においては、ｐ側電極２６
の上に、波長変換部ＦＬおよび光吸収部ＡＢが、この順
序で積層されている。これらのうちで、まず、波長変換
部ＦＬについて説明する。

【００４８】波長変換部ＦＬは、発光層２０から放出さ
れた１次光を吸収して、より長波長の２次光を放出する
役割を有する。その構成としては、例えば、所定の媒体
に蛍光体を含有させた層とすることができる。この蛍光
体は、発光層２０から放出される１次光を吸収して励起
され、所定の波長を有する２次光を放出する。例えば、
発光層２０から放出される１次光が、波長約３３０ｎｍ
の紫外線であり、蛍光体により波長変換された２次光
は、可視光あるいは赤外線領域の所定の波長を有するよ
うにすることができる。２次光の波長は、蛍光体の材料
を適宜選択することにより、調節することができる。紫
外線領域の１次光を吸収して、効率良く２次光を放出す
る蛍光体としては、例えば、赤色の発光を生ずるものと
しては、Ｙ₂ Ｏ₂ Ｓ：ＥｕやＬａ₂Ｏ₂Ｓ：（Ｅｕ、Ｓ
ｍ）、青色の発光を生ずるものとしては、（Ｓｒ、Ｃ
ａ、Ｂａ、Ｅｕ）₁₀（ＰＯ₄ ）₆ ・Ｃｌ₂ 、緑色の発光
を生ずるものとしては、３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）
Ｏ・８Ａｌ₂ Ｏ₃ などを挙げることができる。これらの
蛍光物質を適当な割合で混合すれば、可視光領域の殆ど
すべての色調を表現することができる。

【００４９】また、これらの蛍光物質は、３００〜３８
０ｎｍ付近の波長帯において吸収ピークを有する。従っ
て、これらの蛍光物質により効率的に波長変換を行うた
めには、発光層２０が３８０ｎｍ以下の波長帯の紫外線
を放出するようにすることが望ましい。また、蛍光物質
の変換効率を最大とするためには、３３０ｎｍ付近の波
長の紫外線を放出することがさらに望ましい。

【００５０】次に、光吸収部ＡＢについて説明する。光
吸収部は、波長選択性を有する吸収体であり、１次光を
高い効率で吸収するとともに２次光は透過させる役割を
有する。すなわち、１次光の波長の光に対する吸収率が
高く、２次光の波長の光に対する吸収率は低いような吸
収特性を有する。この具体的な構成としては、例えば、
透光性の媒体に所定の吸収体を分散させたものを挙げる
ことができる。１次光として、紫外線領域の光が用いら
れる場合には、吸収体ＡＢの材料としては、例えば、ベ
ンゾトリアゾール、シアノアクリレートなどを用いるこ
とができる。また、同様の特性を示す材料としてパラア
ミノ安息酸、ペンゾフェノン、ケイ皮酸などを用いるこ
ともできる。また、色素系の材料としては、２次光が赤
色の光の場合には、カドミウム・レッドや弁柄を用いる
ことができ、２次光が青色の光の場合には、コバルト・
ブルーや群青などを用いることができる。

【００５１】このような光吸収部ＡＢを設けることによ
り、波長変換部ＦＬを透過した１次光を吸収して外部へ
の漏洩を防止することができるとともに、外部に取り出
す光のスペクトルを調節して、純色性を改善することも
可能となる。また、外部から入射する紫外線も吸収する
ことができるので、このような外乱光により波長変換部
ＦＬが励起されて不要な発光が生ずるという問題も解消
することができる。

【００５２】次に、本発明による第２の実施形態に係る
半導体発光素子について説明する。図２は、本発明によ
る第２の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を例
示する断面図である。同図に示した半導体発光素子１０
Ｂも、窒化ガリウム系半導体などを用いた発光素子であ
り、その光の取り出し経路に、波長変換部ＦＬ、および
光反射部ＲＥ１が設けられている点に特徴を有する。こ
こで、前述した図１の発光素子と同一の部分について
は、同一の符合を付して詳細な説明を省略する。

【００５３】ここで、本実施形態においては、光吸収層
ＡＢの代わりに光反射部ＲＥ１が設けられている点で前
述した第１実施形態と異なる。光反射部ＲＥ１は波長選
択性を有する反射層であり、波長変換部ＦＬから入射す
る光のうちで、１次光を反射し、２次光を透過させる役
割を有する。すなわち、光反射部ＲＥ１は、１次光の波
長の光を反射し、２次光の波長の光を透過するカット・
オフ・フィルタ、あるいはバンドパス・フィルタとして
作用する。その具体的な材料としては、例えば、１次光
が紫外線領域の光の場合には、酸化チタンや酸化亜鉛な
どを用いることができる。これらの反射性の材料を、所
定の溶媒中に適宜分散させ、波長変換部ＦＬの上にコー
ティングして光反射部ＲＥ１を形成することができる。

【００５４】また、光反射部ＲＥ１として、ブラッグ反
射鏡を用いることもできる。すなわち、屈折率が異なる
２種類の薄膜を交互に積層することにより、特定の波長
領域の光に対する反射率が高い反射鏡を形成することが
できる。例えば、１次光の波長をλ、薄膜層の光屈折率
をｎとした場合に、膜厚をそれぞれλ／（４ｎ）とした
２種類の薄膜を交互に積層することにより、１次光に対
する反射率が極めて高い反射鏡を形成することができ
る。このような２種類の薄膜は、光屈折率の差が大きい
ことが望ましい。その組み合わせとしては、例えば、酸
化シリコン（ＳｉＯ₂ ）と酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）と窒化インジウム（Ｉｎ
Ｎ）、あるいはこれらのうちのいずれかの材料からなる
薄膜と、アルミニウム・ガリウム砒素、アルミニウム・
ガリウム燐、五酸化タンタル、多結晶シリコン、非晶質
シリコンなどのいずれか材料の薄膜とを適宜組み合わせ
ても良い。

【００５５】このような光反射部ＲＥ１を配置すること
により、波長変換部ＦＬを透過して漏洩した１次光を高
い効率で反射して、波長変換部ＦＬに再び戻すことがで
きる。このようにして戻された１次光は、波長変換部Ｆ
Ｌにおいて波長変換され、２次光として、光反射部ＲＥ
１を透過する。つまり、波長変換部ＦＬの光出射側に光
反射部ＲＥ１を配置することにより、１次光の漏洩を防
止するとともに、波長変換部ＦＬを透過した１次光を戻
して高い効率で波長変換することができるようになる。
また、外部から侵入する紫外線も反射することができ
る。すなわち、外乱光により波長変換部ＦＬが励起され
て不要な発光が生ずるという問題を解消することができ
る。

【００５６】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図３は、本発明による第３の実施形態に係る
半導体発光素子の概略構成を例示する断面図である。同
図に示した半導体発光素子１０Ｃは、半導体発光素子で
あり、その光の取り出し経路に、波長変換部ＦＬ、光反
射部ＲＥ１、および光吸収部ＡＢが設けられている点に
特徴を有する。ここで、前述した図１あるいは図２の発
光素子と同一の部分については、同一の符合を付して詳
細な説明を省略する。

【００５７】本実施形態によれば、光反射部ＲＥ１と光
吸収部ＡＢとを組み合わせて配置することにより、さら
に改善された半導体発光素子を提供することができる。
すなわち、光反射部ＦＬは、波長変換部ＦＬを透過して
漏洩した１次光を高い効率で反射して、波長変換部ＦＬ
に再び戻すことができる。このようにして戻された１次
光は、波長変換部ＦＬにおいて波長変換され、２次光と
して、光反射部ＲＥ１を透過する。つまり、波長変換部
ＦＬの光出射側に光反射部ＲＥ１を配置することによ
り、１次光の漏洩を防止するとともに、波長変換部ＦＬ
を透過した１次光を戻して高い効率で波長変換すること
ができるようになる。また、外部から侵入する紫外線も
反射することができる。すなわち、外乱光により波長変
換部ＦＬが励起されて不要な発光が生ずるという問題を
解消することができる。

【００５８】さらに、光反射部ＲＥ１の上に光吸収部Ａ
Ｂを設けることにより、光反射部ＲＥ１を透過した１次
光を吸収して外部への漏洩を防止することができるとと
もに、外部に取り出す光のスペクトルを調節して、純色
性を改善することも可能となる。また、外部から入射す
る紫外線も吸収することができるので、このような外乱
光により波長変換部ＦＬが励起されて不要な発光が生ず
るという問題も解消することができる。

【００５９】次に、本発明による第４の実施形態に係る
半導体発光素子について説明する。図４は、本発明によ
る第４の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を例
示する断面図である。同図に示した半導体発光素子１０
Ｄも、半導体発光素子であり、光の取り出し経路に、波
長変換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１、および光吸収部ＡＢが
設けられている。ここで、前述した図１あるいは図２の
発光素子と同一の部分については、同一の符合を付して
説明を省略する。

【００６０】本実施形態においては、さらに、発光層２
０からみて光取り出し側と反対側、つまり基板側に、第
２の光反射部ＲＥ２が設けられている。この光反射部Ｒ
Ｅ２は、発光層２０から放出された１次光を反射して、
波長変換部ＦＬに入射させる役割を有する。このような
反射部ＲＥ２を設けることにより、発光層２０から基板
１２側に放出される１次光を有効に利用することができ
るようになる。すなわち、このような反射部ＲＥ２を設
けない場合には、発光層２０から基板１２側に放出され
る１次光は、途中の各層において吸収され、あるいは基
板１２の裏面において乱反射されることが多く、波長変
換部ＦＬにおいて効率良く波長変換することができなか
った。しかし、本発明によれば、光反射部ＲＥ２を設け
ることにより、１次光を反射させて波長変換部ＦＬに入
射させることができる。その結果として、１次光を高い
効率で波長変換して外部に取り出すことができるように
なる。

【００６１】光反射部ＲＥ２の具体的な構成としては、
例えば、前述したようなブラッグ反射鏡とすることがで
きる。すなわち、１次光に対して高い反射率を有するよ
うに構成したブラッグ反射鏡とすることにより、発光層
２０から基板１２側に放出された１次光を高い反射率で
波長変換部ＦＬに戻すことができるようになる。その具
体的な構成としては、例えば、窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）と窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化インジウムとア
ルミニウム・ガリウム砒素、窒化インジウムとアルミニ
ウム・ガリウム燐などの薄膜を交互に積層したものを挙
げることができる。または、図２に関して前述したよう
に、酸化チタンや酸化亜鉛などの反射性の材料を、所定
の溶媒中に適宜分散させ、波長変換部ＦＬの上にコーテ
ィングして光反射部ＲＥ１を形成することもできる。

【００６２】また、光反射鏡ＲＥ２は、このような波長
選択性を有しない全反射鏡であっても良い。すなわち、
１次光だけでなく、２次光に対しても高い反射率を有す
るような反射鏡とすれば、波長変換部ＦＬから基板１２
方向に放出される２次光を効率良く反射して外部に取り
出すことができるようになる。このような全反射鏡は、
ブラッグ反射鏡ではなく、金属膜などの反射率の高い材
料を単層として用いることができる。

【００６３】一方、光反射鏡ＲＥ２を配置する位置は、
図４に示した例には限定されない。すなわち、各結晶層
１２〜２０の間に配置したり、基板１２の裏面に位置し
ても良い。さらに、各結晶層１４〜１８のいずれかを光
反射層ＲＥ２として構成しても良い。

【００６４】次に、本発明による第５の実施形態に係る
半導体発光素子について説明する。図５は、本発明によ
る第５の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を例
示する断面図である。同図に示した半導体発光素子１０
Ｅにおいても、光の取り出し経路に、波長変換部ＦＬ、
光反射部ＲＥ１、および光吸収部ＡＢが設けられてい
る。ここでも、図１あるいは図２に関して前述した発光
素子と同一の部分については、同一の符合を付して説明
を省略する。

【００６５】本実施形態においては、さらに、発光素子
の周囲が光反射部ＲＥ３により取り囲まれている。この
光反射部ＲＥ３は、波長選択性を有するものであって
も、波長選択性を有しない全反射鏡であっても良い。

【００６６】光反射部ＲＥ３が、波長選択性を有する場
合には、発光層２０から放出された１次光を反射して、
外部への漏洩を防止することができる。さらに、このよ
うにして反射を繰り返された１次光は、最終的に波長変
換部ＦＬに入射して２次光に変換されるので、波長変換
効率を改善することができる。このような波長選択性
は、前述したようなブラッグ反射鏡などにより実現する
ことができる。

【００６７】一方、光反射部ＲＥ３が、波長選択性を有
しない場合には、１次光のみならず、２次光などの波長
を有する光成分の外部への漏洩も防止することができ
る。このような全反射鏡は、例えば、金属膜により形成
することができる。そして、このような全反射鏡を形成
することにより、発光素子１０Ｅの光放出部を、光反射
部ＲＥ３が形成されていない開口部のみに限定すること
ができる。すなわち、発光素子１０Ｅの周囲をこのよう
な光反射部ＲＥ３で取り囲んで、所定の開口部のみから
２次光が放出されるようにすれば、光の放射パターンを
その開口の形状にあわせて容易に制御することができる
ようになる。例えば、光反射部ＲＥ３の開口を極めて小
さく形成することにより、点光源状の発光素子を容易に
形成することができる。このような点光源は、レンズな
どの光学系により効果的に集光することができ、実用上
有利である場合が多い。

【００６８】次に、本発明による第６の実施形態に係る
半導体発光素子について説明する。図６は、本発明によ
る第６の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を例
示する断面図である。同図に示した半導体発光素子１０
Ｆにおいては、波長変換部ＦＬの光入射側に第２の光反
射部ＲＥ４が設けられている。すなわち、光の取り出し
経路に、光反射部ＲＥ４、波長変換部ＦＬ、光反射部Ｒ
Ｅ１、および光吸収部ＡＢがこの順序で設けられてい
る。ここでも、図１あるいは図２に関して前述した発光
素子と同一の部分については、同一の符合を付して説明
を省略する。

【００６９】本実施形態における光反射部ＲＥ４は、発
光層２０から放出される１次光を透過し、波長変換部に
おいて変換され放出される２次光は反射するような波長
選択性を有する。すなわち、１次光に波長の光に対する
反射率は低く、２次光の波長の光に対する反射率が高く
なるように構成されている。このような波長選択性は、
例えば、前述したブラッグ反射鏡を利用することにより
実現することができる。

【００７０】また、波長変換部ＦＬは、１次光を吸収し
てそれよりも波長が長い２次光を放出する役割を有す
る。その詳細については、第１実施形態に関して前述し
たものと同様である。

【００７１】また、光反射部ＲＥ１は、波長変換部から
放出される２次光に対する反射率が低く、１次光に対す
る反射率が高くなるように構成されている。このような
波長選択性も、前述したブラッグ反射鏡を利用すること
により実現することができる。

【００７２】光吸収部ＡＢは、１次光に対して高い光吸
収率を有し、２次光に対しては低い吸収率を有するよう
に構成される。この詳細な構成についても、第１実施形
態に関して前述したものと同様とすることができる。

【００７３】本実施形態によれば、発光層２０から放出
された１次光は光反射部ＲＥ４を透過して波長変換部Ｆ
Ｌに入射し、２次光に波長変換される。また、波長変換
部ＦＬにおいて波長変換されずに透過した１次光は、光
反射部ＲＥ１により反射されて再び波長変換部ＦＬに戻
される。さらに、光反射部ＲＥ１も透過した１次光は、
光吸収部ＡＢにおいて吸収され、外部への漏洩が防止さ
れる。

【００７４】一方、波長変換部ＦＬから放出された２次
光のうちで光反射部ＲＥ１の方向に出射した光成分は、
光反射部ＲＥ１および光吸収部ＡＢを透過して外部に取
り出すことができる。また、波長変換部ＦＬから放出さ
れた２次光のうちで発光層２０の方向に出射した光成分
は、光反射部ＲＥ４により反射され、波長変換部ＦＬ、
光反射部ＲＥ１および光吸収部ＡＢを透過して外部に取
り出すことができるようになる。

【００７５】すなわち、光反射部ＲＥ４を設けない場合
には、波長変換部ＦＬから発光層２０の方向に放出され
た２次光は、各層１２〜２６により吸収され、あるい
は、層間の界面や基板１２の裏面において乱反射され
て、外部に有効に取り出すことができない。これに対し
て、本実施形態によれば、光反射部ＲＥ４を設けること
により、波長変換部ＦＬから発光層２０の方向に放出さ
れる２次光を光反射部ＲＥ４により反射して、外部に効
率良く取り出すことができるようになる。

【００７６】また、本実施形態と、前述した第４実施形
態または第５実施形態とを組み合わせることにより、さ
らに高効率の半導体発光素子を実現することもできる。
すなわち、本実施形態の構成に、第４実施形態で説明し
た光反射部ＲＥ２を追加することにより、発光層２０か
ら放出される１次光をさらに効率良く波長変換部ＦＬに
導いて、波長変換することができるようになる。また、
本実施形態の構成に、第５実施形態で説明した光反射部
ＲＥ３を追加することにより、発光素子の発光パターン
を制御して、容易に点光源を構成することができるよう
になる。

【００７７】以上、図１〜図６においては、サファイア
基板上に成長した窒化ガリウム系半導体発光素子を例に
挙げて説明した。しかし、本発明は、これに限定される
ものではない。この他にも、例えば、ＳｉＣ基板やその
他の基板上に成長した窒化ガリウム系半導体発光素子に
おいても本発明を同様に適用して、同様の効果を得るこ
とができる。また、発光層をはじめとする各層の材料は
窒化ガリウム系半導体に限定されず、波長変換部ＦＬに
おいて効率よく波長変換されるような１次光を放出する
材料であれば良い。蛍光体を利用して可視光を得るよう
な場合においては、青色から紫外線領域の波長の光を放
出する発光層を用いることが望ましい。このような発光
層の材料としては、窒化ガリウム系半導体の他に、例え
ば、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＳｉＣ、ＢＮなどの材料を挙げ
ることができる。

【００７８】次に、本発明による半導体発光装置につい
て説明する。図７は、本発明の実施形態に係る半導体発
光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導体発
光装置１００Ａは、いわゆる「リード・フレーム・タイ
プ」の「ＬＥＤランプ」と称されるものである。すなわ
ち、半導体発光素子９００は、リード・フレーム１１０
のカップの底部にマウントされている。そして、発光素
子のｐ側電極およびｎ側電極は、それぞれ、リード・フ
レーム１１０および１２０に対して、ワイア１３０、１
３０により接続されている。さらに、リード・フレーム
の先端部は、樹脂１４０によりモールドされ保護されて
いる。

【００７９】本実施形態においては、半導体発光素子９
００の表面に波長変換部ＦＬが配置されている。さら
に、樹脂１４０は、波長選択性を有する光吸収部ＡＢと
して作用するように構成されている。

【００８０】波長変換部ＦＬは、半導体発光素子９００
から放出される１次光を吸収して、より長波長の２次光
を放出する役割を有する。その構成は、図１に関して前
述したものと同様とすることができる。すなわち、その
具体例としては、透光性を有する媒体中に所定の蛍光体
を分散させたものを挙げることができる。これらの溶媒
や無機系コーティング剤を発光素子９００の表面に塗布
することにより波長変換部ＦＬを形成することができ
る。

【００８１】光吸収部ＡＢは、波長変換部から放出され
る２次光を透過し、発光素子から放出される１次光は吸
収するような波長選択性を有する。すなわち、樹脂１４
０に所定の光吸収体を分散させることにより、光吸収部
ＡＢを構成することができる。その構成の詳細について
も、図１に関して前述した光吸収部ＡＢと同様とするこ
とができる。すなわち、１次光が紫外線の場合には、光
吸収体を構成する物質して、例えば、ベンゾトリアゾー
ル、シアノアクリレート、パラアミノ酸、ベンゾフェノ
ン、ケイ皮酸などを用いることができる。

【００８２】また、半導体発光素子９００としては、波
長変換部ＦＬにおける波長変換効率を高くするためには
発光波長の短いものであることが望ましい。このような
発光素子としては、例えば、窒化ガリウム系半導体や、
ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＳｉＣ、ＢＮなどの材料を発光層に
用いた半導体発光素子を挙げることができる。

【００８３】本発明によれば、波長変換部ＦＬを配置す
ることにより、半導体発光素子９００からの１次光を所
望の波長の可視光または赤外線に変換することができ
る。

【００８４】さらに、光吸収部ＡＢを設けることによ
り、波長変換部ＦＬを透過した１次光を吸収して外部へ
の漏洩を防止することができるとともに、外部に取り出
す光のスペクトルを調節して、純色性を改善することも
可能となる。また、外部から侵入する外乱光により、波
長変換部ＦＬが不必要な発光を生ずるという問題も解消
することができる。

【００８５】なお、図７においては、リードフレームタ
イプのＬＥＤランプを一例として示したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、その他にも例えば、ＳＭ
Ｄ（surface mounted device：表面実装型デバイス）タ
イプのＬＥＤランプについても同様に適用して同様の効
果を得ることができる。

【００８６】次に、本発明による第２の半導体発光装置
について説明する。図８は、本発明による第２の半導体
発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導体
発光装置１００Ｂも、リードフレームタイプのＬＥＤラ
ンプである。本具体例については、図７に関して前述し
たものと同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００８７】本具体例においては、半導体発光素子９０
０の表面に波長変換部ＦＬが配置されている。さらに、
封止樹脂は、リードフレームのカップ部に設けられたイ
ンナーモールド部１４０ａと、その外側を覆うように設
けられたアウターモールド部１４０ｂとからなる。そし
て、インナーモールド部１４０ａが波長選択性を有する
光吸収部ＡＢとして作用するように構成されている。

【００８８】インナーモールド部１４０ａの材料として
は、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。そし
て、これに分散させる光吸収体としては、図７に関して
前述したものと同様にベンゾトリアゾールなどの各種の
材料を用いることができる。

【００８９】また、アウターモールド部１４０ｂは、光
透過性を有する樹脂により形成されている。

【００９０】本具体例の発光装置の具体的な製造方法と
しては、例えば、所定の溶媒やコーティング剤に波長選
択性を有する光吸収体を分散させ、発光素子や蛍光体の
周囲を封止してインナーモールド部１４０ａを形成し、
しかる後に、光透過性モールド樹脂によりその周囲を封
止して、アウターモールド部１４０ｂを形成することが
できる。

【００９１】また、蛍光体と波長選択性光吸収体とを混
合した所定の溶媒やコーティング剤を発光素子の周囲に
滴下または塗布し、両者の沈降速度の差異を利用して蛍
光体を発光素子の表面に積層させ、さらにその上に光吸
収体を積層させるようにしても良い。一般的に、蛍光体
は、比重が比較的大きいために先に沈み、光吸収体は分
子量の大きい有機物質であり、またその粘性のために後
まで溶媒の中にとどまる。光吸収体の融点を混入させる
コーティング剤などの熱硬化温度近傍に設定することに
より、熱硬化過程でコーティング剤の中に均一に分散さ
せることができる。

【００９２】このような光吸収部ＡＢを設けることによ
り、波長変換部ＦＬを透過した１次光を吸収して外部へ
の漏洩を防止することができるとともに、外部に取り出
す光のスペクトルを調節して、純色性を改善することも
可能となる。また、外部から入射する紫外線も吸収する
ことができるので、このような外乱光により波長変換部
ＦＬが励起されて不要な発光が生ずるという問題も解消
することができる。

【００９３】次に、本発明による第３の半導体発光装置
について説明する。図９は、本発明による第３の半導体
発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導体
発光装置１００Ｃも、リードフレームタイプのＬＥＤラ
ンプである。本具体例についても、図７に関して前述し
たものと同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００９４】本具体例においては、樹脂１４０は、波長
選択性を有する光反射部ＲＥ１として作用するように構
成されている。すなわち、樹脂１４０は、波長選択性を
有する光反射体を含有したエポキシ樹脂などからなる。
樹脂１４０に含有される波長選択性光反射体は、波長変
換部ＦＬを透過して発光素子から放出される紫外線など
の１次光を反射、散乱し、蛍光体からの２次光は透過す
る性質を有する。このような材料としては、前述したよ
うに酸化チタン、酸化亜鉛などを用いることができる。

【００９５】このような光反射部ＲＥ１を配置すること
により、波長変換部ＦＬを透過して漏洩した１次光を高
い効率で反射して、波長変換部ＦＬに再び戻すことがで
きる。このようにして戻された１次光は、波長変換部Ｆ
Ｌにおいて波長変換され、２次光として、光反射部ＲＥ
１を透過する。つまり、波長変換部ＦＬの光出射側に光
反射部ＲＥ１を配置することにより、１次光の漏洩を防
止するとともに、波長変換部ＦＬを透過した１次光を戻
して高い効率で波長変換することができるようになる。
また、外部から侵入する紫外線も反射することができ
る。すなわち、外乱光により波長変換部ＦＬが励起され
て不要な発光が生ずるという問題を解消することができ
る。

【００９６】次に、本発明による第４の半導体発光装置
について説明する。図１０は、本発明による第４の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｄも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７に関して前述
したものと同一の部分には同一の符号を付して詳細な説
明は省略する。

【００９７】本具体例においては、半導体発光素子９０
０の表面に波長変換部ＦＬが配置されている。さらに、
封止樹脂は、リードフレームのカップ部に設けられたイ
ンナーモールド部１４０ａと、その外側を覆うように設
けられたアウターモールド部１４０ｂとからなる。そし
て、インナーモールド部１４０ａが波長選択性を有する
光反射部ＲＥ１として作用するように構成されている。

【００９８】インナーモールド部１４０ａの材料として
は、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。そし
て、これに分散させる光反射体としては、図９に関して
前述したものと同様に酸化チタンなどの各種の材料を用
いることができる。

【００９９】また、アウターモールド部１４０ｂは、光
透過性を有する樹脂により形成されている。

【０１００】本具体例の発光装置の具体的な製造方法と
しては、図８に関して前述したものと同様とすることが
できる。すなわち、所定の溶媒やコーティング剤に波長
選択性を有する光反射体とを分散させ、発光素子や蛍光
体の周囲を封止してインナーモールド部１４０ａを形成
し、しかる後に、光透過性モールド樹脂によりその周囲
を封止して、アウターモールド部１４０ｂを形成するこ
とができる。

【０１０１】また、蛍光体と波長選択性光反射体とを混
合した所定の溶媒やコーティング剤を発光素子の周囲に
滴下または塗布し、両者の沈降速度の差異を利用して蛍
光体を発光素子の表面に積層させ、さらにその上に光反
射体を積層させるようにしても良い。

【０１０２】このような光反射部ＲＥ１を設けることに
より、図９に関して前述したような種々の効果を同様に
得ることができる。

【０１０３】次に、本発明による第５の半導体発光装置
について説明する。図１１は、本発明による第５の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｅも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７に関して前述
したものと同一の部分には同一の符号を付して詳細な説
明は省略する。

【０１０４】本具体例においては、半導体発光素子９０
０の表面に波長変換部ＦＬが配置されている。その材料
や形成方法は、図７に関して前述したものと同様とする
ことができる。さらに、その上に波長選択性の光吸収部
ＡＢが設けられ、樹脂１４０により封止されている。

【０１０５】本具体例における光吸収部ＡＢも、発光素
子から放出される紫外線などの１次光を吸収し、蛍光体
から放出される可視光などの２次光を透過する性質を有
する。このような機能材として、本具体例においては、
ダイクロイックフィルタやＵＶ（紫外線）カットフィル
タを用いる。ここで、発光素子９００と光吸収部ＡＢと
の間の空間は、樹脂などにより埋められていても良く、
または所定の雰囲気ガスにより充填されていても良い。

【０１０６】このような光吸収部ＡＢを設けることによ
っても、図７に関して前述したような種々の効果を同様
に得ることができる。

【０１０７】次に、本発明による第６の半導体発光装置
について説明する。図１２は、本発明による第６の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｆも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７に関して前述
したものと同一の部分には同一の符号を付して詳細な説
明は省略する。

【０１０８】本具体例においては、半導体発光素子９０
０の表面に波長変換部ＦＬが配置されている。その材料
や形成方法は、図７に関して前述したものと同様とする
ことができる。さらに、その上に波長選択性の光反射部
ＲＥ１が設けられ、樹脂１４０により封止されている。

【０１０９】本具体例における光反射部ＲＥ１も、発光
素子から放出される紫外線などの１次光を反射し、蛍光
体から放出される可視光などの２次光を透過する性質を
有する。このような機能材として、本具体例において
は、ダイクロイックミラーを用いる。ここで、発光素子
９００と光反射部ＲＥ１との間の空間は、樹脂などによ
り埋められていても良く、または所定の雰囲気ガスによ
り充填されていても良い。

【０１１０】また、光反射部ＲＥ１としては、前述した
ブラッグ反射鏡を用いても良い。

【０１１１】このような光反射部ＲＥ１を設けることに
よっても、図９に関して前述したような種々の効果を同
様に得ることができる。

【０１１２】次に、本発明による第７の半導体発光装置
について説明する。図１３は、本発明による第７の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｇも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７あるいは図８
に関して前述したものと同一の部分には同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【０１１３】本具体例においては、半導体発光素子９０
０ａは、例えば、青色あるいは紫色の波長帯で発光する
半導体発光素子である。一般に、このような波長帯の半
導体発光素子においては、特に不純物を介して遷移する
タイプの発光層を有するものが多く、発光スペクトルが
紫外線の波長帯にまで伸びている場合が多い。つまり、
青色や紫色の光の他に、有る程度の量の紫外線成分が放
出される場合が多い。このような発光素子としては、例
えば、ＧａＮ系のＬＥＤの他に、ＺｎＳｅ系やＳｉＣ系
あるいはＢＮ系の発光素子を挙げることができる。

【０１１４】本具体例においては、インナーモールド部
１４０ａが光吸収部ＡＢとして構成されている。つま
り、光吸収部ＡＢは、発光素子から放出される紫外線成
分を吸収し、青色や紫色の波長成分は透過する性質を有
する。このようにすれば、有害な紫外線の漏洩を防ぎつ
つ、必要とされる青色や紫色の光を外部に取り出すこと
ができる。なお、光吸収部ＡＢの詳細については、図７
に関して前述したとおりである。また、図示した例の他
にも、例えば、アウターモールド部１４０ｂにも光吸収
剤を添加して光吸収部ＡＢとして作用するようにしても
良い。

【０１１５】次に、本発明による第８の半導体発光装置
について説明する。図１４は、本発明による第８の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｈも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７あるいは図１
３に関して前述したものと同一の部分には同一の符号を
付して詳細な説明は省略する。

【０１１６】本具体例においても、半導体発光素子９０
０ａは、例えば、青色あるいは紫色の波長帯で発光する
半導体発光素子であり、その詳細は、図１３に関して前
述したとおりである。さらに、本具体例においては、半
導体発光素子９００ａの上に波長選択性の光吸収部ＡＢ
が設けられ、樹脂１４０により封止されている。

【０１１７】本具体例における光吸収部ＡＢも、発光素
子から放出される紫外線などの１次光を吸収し、蛍光体
から放出される可視光などの２次光を透過する性質を有
する。このような機能材として、本具体例においては、
ダイクロイックフィルタやＵＶ（紫外線）カットフィル
タを用いる。ここで、発光素子９００ａと光吸収部ＡＢ
との間の空間は、樹脂などにより埋められていても良
く、または所定の雰囲気ガスにより充填されていても良
い。

【０１１８】このような光吸収部ＡＢを設けることによ
っても、図１３に関して前述したような種々の効果を同
様に得ることができる。

【０１１９】次に、本発明による第９の半導体発光装置
について説明する。図１５は、本発明による第９の半導
体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した半導
体発光装置１００Ｉも、リードフレームタイプのＬＥＤ
ランプである。本具体例については、図７あるいは図８
に関して前述したものと同一の部分には同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【０１２０】本具体例においても、半導体発光素子９０
０ａは、例えば、青色あるいは紫色の波長帯で発光する
半導体発光素子であり、その詳細は、図１３に関して前
述したとおりである。さらに、本具体例においては、イ
ンナーモールド部１４０ａが波長選択性を有する光反射
部ＲＥ１として構成されている。つまり、光反射部ＲＥ
１は、発光素子から放出される紫外線成分を反射し、青
色や紫色の波長成分は透過する性質を有する。このよう
にすれば、有害な紫外線の漏洩を防ぎつつ、必要とされ
る青色や紫色の光を外部に取り出すことができる。な
お、光反射部ＲＥ１の詳細については、図９に関して前
述したとおりである。また、図示した例の他にも、例え
ば、アウターモールド部１４０ｂにも光反射剤を添加し
て光反射部ＲＥ１として作用するようにしても良い。

【０１２１】次に、本発明による第１０の半導体発光装
置について説明する。図１６は、本発明による第１０の
半導体発光装置を表す概略断面図である。同図に表した
半導体発光装置１００Ｊも、リードフレームタイプのＬ
ＥＤランプである。本具体例については、図７あるいは
図１３に関して前述したものと同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【０１２２】本具体例においても、半導体発光素子９０
０ａは、例えば、青色あるいは紫色の波長帯で発光する
半導体発光素子であり、その詳細は、図１３に関して前
述したとおりである。さらに、本具体例においては、半
導体発光素子９００ａの上に波長選択性の光反射部ＲＥ
１が設けられ、樹脂１４０により封止されている。

【０１２３】本具体例における光反射部ＲＥ１も、発光
素子から放出される紫外線などの１次光を反射し、蛍光
体から放出される可視光などの２次光を透過する性質を
有する。このような機能材として、本具体例において
は、ダイクロイックミラーやＵＶ（紫外線）カットミラ
ーを用いる。ここで、発光素子９００ａと光反射部ＲＥ
１との間の空間は、樹脂などにより埋められていても良
く、または所定の雰囲気ガスにより充填されていても良
い。

【０１２４】このような光反射部ＲＥ１を設けることに
よっても、図１５に関して前述したような種々の効果を
同様に得ることができる。

【０１２５】また、図７〜図１６には、リードフレーム
タイプのＬＥＤランプを例示したが、本発明は、これら
の具体例に限定されるものではない。これらの他にも、
後に詳述するように、表面実装型（ＳＭＤ）のＬＥＤラ
ンプやその他各種の半導体発光装置について、本発明
は、同様に適用して同様の効果を得ることができる。

【０１２６】次に、本発明による第１１の半導体発光装
置について説明する。図１７は、本発明の第１１実施形
態に係る半導体発光装置を表す概略断面図である。同図
に表した半導体発光装置１００Ｋも、リードフレームタ
イプのＬＥＤランプである。本具体例については、図７
に関して前述したものと同一の部分には同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【０１２７】本実施形態においては、半導体発光素子９
００の光取り出し方向に波長変換部ＦＬと光反射部ＲＥ
１とが配置されている。さらに、樹脂１４０は、波長選
択性を有する光吸収部ＡＢとして作用するように構成さ
れている。

【０１２８】波長変換部ＦＬは、半導体発光素子９００
から放出される１次光を吸収して、より長波長の２次光
を放出する役割を有する。その構成は、図１に関して前
述したものと同様とすることができる。その具体例とし
ては、透光性を有する媒体中に所定の蛍光体を分散させ
たものを挙げることができる。

【０１２９】光反射部ＲＥ１は、半導体発光素子９００
から放出される１次光を反射し、波長変換部ＦＬにより
変換される２次光は透過する波長選択性を有する。その
構成も前述した各実施形態における光反射部ＲＥ１のい
ずれかと同様とすることができる。

【０１３０】光吸収部ＡＢは、２次光を透過し、１次光
は吸収するような波長選択性を有する。すなわち、樹脂
１４０に所定の光吸収体を分散させることにより、光吸
収部ＡＢを構成することができる。その構成の詳細につ
いても、図１に前述した各実施形態における光吸収部Ａ
Ｂのいずれかと同様とすることができる。

【０１３１】本発明によれば、波長変換部ＦＬを配置す
ることにより、半導体発光素子９００からの１次光を所
望の可視光または赤外線に変換することができる。さら
に、光反射部ＲＥ１を配置することにより、波長変換部
ＦＬを透過して漏洩した１次光を高い効率で反射して、
波長変換部ＦＬに再び戻すことができる。このようにし
て戻された１次光は、波長変換部ＦＬにおいて波長変換
され、２次光として、光反射部ＲＥ１を透過する。つま
り、波長変換部ＦＬの光出射側に光反射部ＲＥ１を配置
することにより、１次光の漏洩を防止するとともに、波
長変換部ＦＬを透過した１次光を戻して高い効率で波長
変換することができるようになる。

【０１３２】さらに、光吸収部ＡＢを設けることによ
り、光反射部ＲＥ１を透過した１次光を吸収して外部へ
の漏洩を防止することができるとともに、外部に取り出
す光のスペクトルを調節して、純色性を改善することも
可能となる。

【０１３３】以下、本実施形態に係る各種の半導体発光
装置について図面に具体例を表しつつ説明する。図１８
は、本実施形態に係る第２の半導体発光装置を表す断面
模式図である。同図に表した半導体発光装置１５０Ａ
は、いわゆる「表面実装（ＳＭＤ）ランプ」と称される
ものである。すなわち、ＳＭＤランプ１５０Ａにおいて
は、実装部材１６０の実装表面に半導体発光素子９００
がマウントされている。そして、発光素子は、樹脂１９
０によりモールドされ保護されている。

【０１３４】図１８に示したような基板タイプのＳＭＤ
ランプ１５０Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反射部
ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に関し
て前述した半導体発光装置と同様の効果を得ることがで
きる。なお、ここで光吸収部ＡＢは、図示したように樹
脂１９０として構成することができるが、この他にも樹
脂１９０の表面に別体の薄膜あるいはフィルム状にして
積層させても良い。

【０１３５】図１９は、本実施形態に係る第３の半導体
発光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体
発光装置２００Ａは、いわゆる「面発光型」と称される
半導体発光装置である。すなわち、面発光型装置２００
Ａにおいては、リード・フレーム２１０、２１０に、半
導体発光素子９００がそれぞれマウントされている。そ
して、それぞれの半導体発光素子は、反射板２２０のカ
ップ部の内部において、樹脂２４０によりモールドされ
ている。

【０１３６】それぞれの半導体発光素子から出射した光
は、反射板２２０により反射されて、面状の光となり、
外部に取り出すことができる。

【０１３７】図１９に示したような面発光型の半導体発
光装置２００Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反射部
ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に関し
て前述した半導体発光装置と同様の効果を得ることがで
きる。

【０１３８】図２０は、本実施形態に係る第４の半導体
発光装置を表す断面模式図である。同図に表した半導体
発光装置２５０Ａは、いわゆる「ドーム型」と称される
半導体発光装置である。すなわち、ドーム型装置２５０
Ａにおいては、リード・フレーム２６０に、半導体発光
素子９００が複数個、例えば５〜１０個程度マウントさ
れている。それぞれの半導体発光素子は、図示しないワ
イアよりリード・フレーム２６０の所定の端子に接続さ
れている。そして、それぞれの半導体発光素子は、封止
樹脂２９０によりモールドされている。

【０１３９】このようなドーム型半導体発光装置２５０
Ａは、多数の半導体発光素子を搭載しているので、輝度
が高く、また均一な光を取り出すことができるという利
点を有する。

【０１４０】図２０に示したようなドーム型の半導体発
光装置２５０Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反射部
ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に関し
て前述した半導体発光装置と同様の効果を得ることがで
きる。

【０１４１】図２１は、本実施形態に係る第５の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に表した半導体発光
装置３００Ａは、いわゆる「７セグメント型」と称され
る半導体発光装置であり、この中でも特に「基板タイ
プ」と称されるものの要部断面を表したものである。７
セグメント型発光装置とは数字を表示する発光装置であ
る。すなわち、基板３１０の上に半導体発光素子９００
がマウントされた型式のものである。半導体発光素子９
００から放出された光は、反射板３２０により反射され
る。

【０１４２】図２１に示したような７セグメント型半導
体発光装置３００Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反
射部ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に
関して前述した半導体発光装置と同様の効果を得ること
ができる。

【０１４３】図２２は、本実施形態に係る第６の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に表した半導体発光
装置３５０Ａも、いわゆる「７セグメント型」と称され
る半導体発光装置であり、この中でも特に「リード・フ
レーム・タイプ」と称されるものの要部断面を表したも
のである。すなわち、半導体発光素子９００は、リード
・フレーム３６０にマウントされ、ワイアにより所定の
配線が施されている。また、半導体発光素子は、樹脂３
９０によって封止されている。半導体発光素子から放出
された光は、反射板３７０により反射され、外部に取り
出すことができる。

【０１４４】図２２に示したような７セグメント型半導
体発光装置３５０Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反
射部ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に
関して前述した半導体発光装置と同様の効果を得ること
ができる。

【０１４５】図２３は、本実施形態に係る第７の半導体
発光装置を表す模式図である。すなわち、同図に要部断
面図として表した半導体発光装置４００Ａは、いわゆる
「ＬＥＤアレイ型」、「メータ指針型」、「レベル・メ
ータ型」、「マトリクス型」などと称される半導体発光
装置である。このような半導体発光装置４００Ａにいお
いては、所定の基板あるいはリード・フレーム４１０の
上に、半導体発光素子９００が複数個、所定の間隔をお
いてマウントされている。それぞれの半導体発光素子
は、図示しないワイアにより、所定の端子に接続されて
いる。そして、それぞれの半導体発光素子は、封止樹脂
４４０によりモールドされている。

【０１４６】このような半導体発光装置４００Ａは、小
型で軽量であり、多数の半導体発光素子を搭載している
ので、輝度が高く、また均一な光を取り出すことができ
るという利点を有する。

【０１４７】図２３に示したような半導体発光装置４０
０Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１、光
吸収部ＡＢを設けることにより図１７に関して前述した
半導体発光装置と同様の効果を得ることができる。な
お、ここで波長変換部ＦＬは、封止樹脂４４０内に混入
されているものとして図示したが、これ以外にも、例え
ば、半導体発光素子９００の表面あるいは周囲に蛍光体
層を堆積させたような構成であっても良い。

【０１４８】また、異なる波長の２次光を放出する波長
変換部ＦＬを並べることにより、指針上に発光色の分布
を設けることも容易となる。このような場合において
も、本発明によれば、用いる蛍光体の種類を変えるだけ
で済み、半導体素子の材料や構造は同一とすることがで
きるので、駆動電流や、供給電圧は、共通にすることが
できるという利点も生ずる。

【０１４９】図２４は、本実施形態に係る第８の半導体
発光装置を表す模式図である。同図に断面図として表し
た半導体発光装置４５０Ａは、いわゆる「キャン型レー
ザ」と称される半導体発光装置である。このようなキャ
ン型レーザ４５０Ａにおいては、ステム４７０の先端部
に、半導体発光素子９００が配置されている。ここで、
半導体発光素子９００は、レーザ素子である。半導体発
光素子の背面側には、モニタ用の受光素子４７５が配置
され、半導体発光素子９００の光出力をモニタできるよ
うにされている。また、ステム４７０の頭部は、キャン
４９０により封止され、レーザ光は取り出し窓４９２を
介して、外部に取り出すことができるようにされてい
る。

【０１５０】図２４に示したようなキャン型レーザ半導
体発光装置４５０Ａにおいても、波長変換部ＦＬ、光反
射部ＲＥ１、光吸収部ＡＢを設けることにより図１７に
関して前述した半導体発光装置と同様の効果を得ること
ができる。

【０１５１】以上、本発明の第１１の実施形態として、
波長変換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１、光吸収部ＡＢを備え
た半導体発光装置とについて、それぞれ図１７〜図２４
に具体例を例示しつつ説明した。次に、本発明の第１２
の実施の形態について説明する。本実施形態において
は、前述した第４の実施形態のように、第２の光反射部
ＲＥ２を備えた半導体発光装置を提供する。

【０１５２】図２５は、本発明の第１２実施形態に係る
半導体発光装置を表す概略断面図である。すなわち、同
図に表した半導体発光装置１００Ｌは、「リード・フレ
ーム・タイプ」の「ＬＥＤランプ」である。同図に示し
た半導体発光装置１００Ｌも、半導体発光素子の光の取
り出し経路に、波長変換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１、およ
び光吸収部ＡＢが設けられている。ここでも、図１７に
関して前述した発光装置と同一の部分については、同一
の符合を付して説明を省略する。

【０１５３】本実施形態においては、半導体発光素子９
００の下側に、さらに、第２の光反射部ＲＥ２が設けら
れている。この光反射部ＲＥ２は、半導体発光素子９０
０から放出された１次光を反射して、波長変換部ＦＬに
入射させる役割を有する。すなわち、このような光反射
部ＲＥ２を設けることにより、半導体発光素子９００か
らリード・フレーム１１０側に放出される１次光を有効
に利用することができるようになる。すなわち、このよ
うな反射部ＲＥ２を設けない場合には、半導体発光素子
９００からリード・フレーム１１０側に放出される１次
光は、素子のマウント面において乱反射されることが多
く、波長変換部ＦＬに導いて効率良く波長変換すること
ができなかった。しかし、本発明によれば、光反射部Ｒ
Ｅ２を設けることにより、１次光を反射させて波長変換
部ＦＬに入射させることができる。その結果として、１
次光を高い効率で波長変換して外部に取り出すことがで
きるようになる。

【０１５４】光反射部ＲＥ２の具体的な構成としては、
例えば、前述したようなブラッグ反射鏡とすることがで
きる。すなわち、１次光に対して高い反射率を有するよ
うに構成したブラッグ反射鏡とすることにより、半導体
発光素子９００からリード・フレーム１１０側に放出さ
れた１次光を高い反射率で波長変換部ＦＬに戻すことが
できるようになる。その具体的な構成としては、例え
ば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）と窒化インジウム（Ｉ
ｎＮ）、窒化インジウムとアルミニウム・ガリウム砒
素、窒化インジウムとアルミニウム・ガリウム燐などの
薄膜を交互に積層したものを挙げることができる。

【０１５５】また、光反射鏡ＲＥ２は、このような波長
選択性を有しない全反射鏡であっても良い。すなわち、
１次光だけでなく、２次光に対しても高い反射率を有す
るような反射鏡とすれば、波長変換部ＦＬからリード・
フレーム１１０の方向に放出される２次光を効率良く反
射して外部に取り出すことができるようになる。このよ
うな全反射鏡は、ブラッグ反射鏡ではなく、金属膜など
の反射率の高い材料を単層として用いることができる。

【０１５６】なお、本実施形態は、図２５に示したＬＥ
Ｄランプに限定されない。すなわち、図１８〜図２４に
関して前述した、各種の半導体発光装置や、その他の半
導体発光素子を用いた半導体発光装置についても、本実
施形態は同様に適用することができ、同様の効果を得る
ことができる。

【０１５７】次に、本発明の第１３の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、前述した第５の実
施形態のように、第３の光反射部ＲＥ３を半導体発光素
子の周囲に備えた半導体発光装置を提供する。

【０１５８】図２６は、本発明の第１３実施形態に係る
半導体発光装置を表す概略断面図である。すなわち、同
図に例示した半導体発光装置１００Ｍは、「リード・フ
レーム・タイプ」の「ＬＥＤランプ」である。同図に示
した半導体発光装置１００Ｍにおいても、半導体発光素
子９００の光の取り出し経路に、波長変換部ＦＬ、光反
射部ＲＥ１、および光吸収部ＡＢが設けられている。こ
こでも、図１７に関して前述した発光装置と同一の部分
については、同一の符合を付して説明を省略する。

【０１５９】本実施形態においては、半導体発光素子９
００の周囲に、さらに、第３の光反射部ＲＥ３が設けら
れている。この光反射部ＲＥ３は、波長選択性を有する
ものであっても、波長選択性を有しない全反射鏡であっ
ても良い。

【０１６０】光反射部ＲＥ３が、波長選択性を有する場
合には、半導体発光素子９００から放出された１次光を
反射して、外部への漏洩を防止することができる。さら
に、このようにして反射を繰り返された１次光は、最終
的に波長変換部ＦＬに入射して２次光に変換されるの
で、波長変換効率を改善することができる。このような
波長選択性は、前述したようなブラッグ反射鏡により実
現することができる。

【０１６１】一方、光反射部ＲＥ３が、波長選択性を有
しない場合には、１次光のみならず、２次光などの波長
を有する光成分の外部への漏洩も防止することができ
る。このような全反射鏡は、例えば、金属膜により形成
することができる。そして、このような全反射鏡を形成
することにより、発光装置１００Ｍの光放出部を、光反
射部ＲＥ３が形成されていない開口部のみに限定するこ
とができる。すなわち、発光装置１００Ｍの周囲をこの
ような光反射部ＲＥ３で取り囲んで、所定の開口部のみ
から２次光が放出されるようにすれば、光の放射パター
ンをその開口の形状にあわせて容易に制御することがで
きるようになる。例えば、光反射部ＲＥ３の開口を極め
て小さく形成することにより、点光源状の半導体発光装
置を容易に形成することができる。このような点光源
は、レンズなどの光学系により効果的に集光することが
でき、実用上有利である場合が多い。

【０１６２】なお、本実施形態も、図２６に示したＬＥ
Ｄランプに限定されない。すなわち、図１８〜図２４に
関して前述した、各種の半導体発光装置や、その他の半
導体発光素子を用いた半導体発光装置についても、本実
施形態は同様に適用することができ、同様の効果を得る
ことができる。

【０１６３】次に、本発明の第１４の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、前述した第６の実
施形態のように、第４の光反射部ＲＥ４を半導体発光素
子９００と波長変換部ＦＬとの間に設ける。

【０１６４】図２７は、本発明の第１４実施形態に係る
半導体発光装置を表す概略断面図である。すなわち、同
図に例示した半導体発光装置１００Ｎは、「リード・フ
レーム・タイプ」の「ＬＥＤランプ」である。同図に示
した半導体発光装置１００Ｎにおいては、半導体発光素
子９００の光の取り出し経路に、光反射部ＲＥ４、波長
変換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１、および光吸収部ＡＢがこ
の順序で設けられている。ここでも、図１７に関して前
述した発光素子と同一の部分については、同一の符合を
付して説明を省略する。

【０１６５】本実施形態における光反射部ＲＥ４は、半
導体発光素子９００から放出される１次光を透過し、波
長変換部ＦＬにおいて変換され放出される２次光は反射
するような波長選択性を有する。すなわち、１次光に波
長の光に対する反射率は低く、２次光の波長の光に対す
る反射率が高くなるように構成されている。このような
波長選択性は、例えば、前述したブラッグ反射鏡を利用
することにより実現することができる。

【０１６６】また、波長変換部ＦＬは、１次光を吸収し
てそれよりも波長が長い２次光を放出する役割を有す
る。その詳細については、第１実施形態に関して前述し
たものと同様である。

【０１６７】また、光反射部ＲＥ１は、波長変換部から
放出される２次光に対する反射率が低く、１次光に対す
る反射率が高くなるように構成されている。このような
波長選択性も、前述したブラッグ反射鏡を利用すること
により実現することができる。

【０１６８】光吸収部ＡＢは、１次光に対して高い光吸
収率を有し、２次光に対しては低い吸収率を有するよう
に構成される。この詳細な構成についても、前述した各
実施形態と同様とすることができる。

【０１６９】本実施形態によれば、半導体発光素子９０
０から放出された１次光は光反射部ＲＥ４を透過して波
長変換部ＦＬに入射し、２次光に波長変換される。ま
た、波長変換部ＦＬにおいて波長変換されずに透過した
１次光は、光反射部ＲＥ１により反射されて再び波長変
換部ＦＬに戻される。さらに、光反射部ＲＥ１も透過し
た１次光は、光吸収部ＡＢにおいて吸収され、外部への
漏洩が防止される。

【０１７０】一方、波長変換部ＦＬから放出された２次
光のうちで光反射部ＲＥ１の方向に出射した光成分は、
光反射部ＲＥ１および光吸収部ＡＢを透過して外部に取
り出すことができる。また、波長変換部ＦＬから放出さ
れた２次光のうちで半導体発光素子９００の方向に出射
した光成分は、光反射部ＲＥ４により反射され、波長変
換部ＦＬ、光反射部ＲＥ１および光吸収部ＡＢを透過し
て外部に取り出すことができるようになる。

【０１７１】すなわち、光反射部ＲＥ４を設けない場合
には、波長変換部ＦＬから半導体発光素子９００の方向
に放出された２次光は、半導体発光素子９００より吸収
され、あるいは、半導体発光素子９００のマウント面に
おいて乱反射されて、外部に有効に取り出すことができ
ない。これに対して、本実施形態によれば、光反射部Ｒ
Ｅ４を設けることにより、波長変換部ＦＬから半導体発
光素子９００の方向に放出される２次光を光反射部ＲＥ
４により反射して、外部に効率良く取り出すことができ
るようになる。

【０１７２】また、本実施形態と、前述した第１２実施
形態または第１３実施形態とを組み合わせることによ
り、さらに高効率の半導体発光装置を実現することもで
きる。すなわち、本実施形態の構成に、第１２実施形態
で説明した光反射部ＲＥ２を追加することにより、半導
体発光素子９００から放出される１次光をさらに効率良
く波長変換部ＦＬに導いて、波長変換することができる
ようになる。また、本実施形態の構成に、第１３実施形
態で説明した光反射部ＲＥ３を追加することにより、発
光装置の発光パターンを制御して、容易に点光源を構成
することができるようになる。

【０１７３】次に、本発明の第１５の実施の形態につい
て説明する。本実施形態においては、画像表示装置にお
いて、半導体発光素子と、前述したような波長変換部、
光反射部、光吸収部を組み合わせた構成を実現する。

【０１７４】図２８は、本発明による画像表示装置の具
体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同図に
示した画像表示装置５００Ａは、光源部５２０と、調光
部５３０と、変換部５５０とを備える。

【０１７５】光源部５２０は、所定の発光スペクトルを
有する半導体発光素子９００を光源として備え、さらに
導光板５２２により半導体発光素子９００からの光を均
一に拡散させて調光部に照射する。

【０１７６】調光部５３０は、例えば、液晶により光の
透過率を調節する構成を有する。すなわち、調光部５３
０においては、偏光板５３１及び５３９の間に液晶層５
３６が挟持されている。液晶層５３６は、画素電極５３
４と対向電極５３８との間に所定の電圧を印加すること
によって、その分子の配向状態が制御され、上下の偏光
板５３１及び５３９と共に作用して光の透過率を制御で
きるようにされている。透光性基板５３２の上に形成さ
れた各画素電極５３４には、それぞれスイッチング素子
５３５を介して所定の電圧が供給される。スイッチング
素子５３５としては、例えば、金属・絶縁層・金属（Ｍ
ＩＭ）接合型素子や、水素化アモルファス・シリコン或
いは多結晶化シリコンにより形成した薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）などを用いることができる。

【０１７７】変換部５５０は、透明性基板５４２の下面
に波長変換部ＦＬ１〜３、光反射部ＲＥ１〜３、光吸収
部ＡＢ１〜３が配置された構成を有する。波長変換部Ｆ
Ｌは、遮光性の材料により形成されたブラック・マトリ
クスによって、画素毎に仕切られるようにしても良い。
また、波長変換部ＦＬは、透明性基板５４２の上面に配
置するようにしても良い。

【０１７８】このような画像表示装置５００Ａにおいて
は、光源部５２０から出射した光は、調光部５３０にお
いて、液晶層５３６に印加される電圧に応じて、画素毎
に光量が調節され、それぞれ波長変換部ＦＬ１〜３に入
射する。波長変換部ＦＬ１〜３においては、それぞれの
蛍光体の種類に応じて、入射した１次光が所定の波長を
有する２次光に変換される。例えば、ＦＬ１においては
赤色、ＦＬ２においては緑色、ＦＬ３においては青色に
それぞれ変換されるようにすることができる。

【０１７９】それぞれの波長変換部ＦＬ１〜３から放出
された２次光は、光反射部ＲＥ１〜３に入射する。それ
ぞれの光反射部は、１次光が反射され、２次光のみが透
過するような波長選択性を有する。

【０１８０】さらに、光反射部ＲＥ１〜３を透過した２
次光は、それぞれ光吸収部ＡＢ１〜３に入射する。光吸
収部ＡＢ１〜３は、それぞれ所定の２次光を透過し、１
次光は吸収するような波長選択性を有する。例えば、Ａ
Ｂ１は赤色の光を透過し、ＡＢ２は緑色の光を透過し、
ＡＢ３は青色の光を透過するような、いわゆる「カラー
・フィルタ」として構成することができる。

【０１８１】本発明によれば、光源に半導体発光素子を
用いるので、従来の陰極蛍光管などと比較して光電変換
効率が高く、消費電力を低減することができる。しか
も、このような高効率である半導体発光素子からの光に
より蛍光体を励起させるという新規な構成を採用した結
果、画像表示装置全体として消費電力の低減を図ること
ができる。

【０１８２】特に、本発明においては、波長変換部と共
に、波長選択性を有する光反射部ＲＥや光吸収部ＡＢを
設けることによって、変換効率をさらに向上することが
できる。また、画像表示装置５００Ａの波長変換部ＦＬ
１〜３の光入射側に、図４または図１５に関して前述し
たような第４の光反射部ＲＥ４を設けることにより、波
長変換部ＦＬ１〜３から放出された２次光を反射して、
より高い効率で外部に取り出すことができるようにな
る。

【０１８３】一例として、従来の陰極蛍光管を光源とし
た１０．４インチ型ＴＦＴ液晶表示装置の場合の消費電
力は、約９ワットであった。しかし、本発明による、紫
外線ＬＥＤと蛍光体とを採用した画像表示装置の場合の
消費電力は約４ワットであり、従来の液晶表示装置の半
分以下に低減される。その結果として、ノート型コンピ
ュータや各種情報携帯端末機器などの携帯型電子機器の
電池寿命を延ばすことができる。

【０１８４】また、本発明によれば、波長変換部ＦＬを
画像表示面の表面近傍に隣接して配置することができる
ので、視野角を大幅に改善することができる。

【０１８５】また、従来の陰極蛍光管などと比較して回
路を簡略化し、駆動電圧を低減することができる。すな
わち、陰極蛍光管では、安定化回路やインバータを介し
て高電圧を印加することが必要とされていた。しかし、
本発明によれば、光源である半導体発光素子は、わずか
２〜３．５ボルト程度の直流電圧で十分な発光強度を得
ることができる。従って、安定化回路やインバータ回路
が不要となり、光源の駆動回路が大幅に簡略化されると
共に、駆動電圧を低減することができる。

【０１８６】また、本発明によれば、光源の寿命を従来
よりも大幅に延ばすことができる。すなわち、従来の陰
極蛍光管では、電極部でのスパッタリング現象などに起
因して、所定の寿命期間の経過後は、輝度が急速に低下
し、発光が停止する。しかし、本発明によれば、光源の
半導体発光素子は、数万時間という極めて長時間の使用
に対しても輝度の低下は殆ど見られず、その寿命は、半
永久的ということもできる。従って、本発明による画像
表示装置は、従来の装置と比べて、寿命が大幅に延び
る。

【０１８７】さらに、本発明によれば、画像表示装置の
動作立ち上がり時間が極めて短い。すなわち、電源を投
入してから光源の照明輝度が定常状態に至るまでの時間
は、従来の陰極蛍光管と比較して、きわめて短く、瞬時
動作が可能である。

【０１８８】また、本発明によれば、信頼性も向上す
る。すなわち、従来の陰極蛍光管は、ガラス管に所定の
ガスを封入した構造を有する。従って、過度の衝撃や振
動に対して破損することがあった。しかし、本発明によ
れば、光源として固体素子である半導体発光素子を用い
るので、衝撃や振動に対する耐久性も顕著に向上する。
この結果として、特に、本発明による画像表示装置を搭
載した携帯用の各種電子機器の信頼性を格段に向上させ
ることができる。

【０１８９】さらに、本発明によれば、有害な水銀を使
用することがない。すなわち、従来の陰極蛍光管では、
ガラス管の内部に所定量の水銀が封入されていることが
多かった。しかし、本発明によれば、このような有害な
水銀を用いる必要がない。

【０１９０】次に、本発明による画像表示装置の変型例
について説明する。図２９は、本発明による画像表示装
置の変形性の構成を表す概略断面図である。すなわち、
同図に示した画像表示装置５００Ｂも、光源部５２０
と、調光部５３０と、変換部５５０とを備える。しか
し、画像表示装置５００Ｂは、前述した画像表示装置５
００Ａと比べると、光源部５２０と、調光部５３０との
間に変換部５５０が配置されている点で異なる。ここ
で、前述した画像表示装置５００Ａと同様の部分には、
同一の符合を付して説明を省略する。

【０１９１】画像表示装置５００Ｂにおいては、半導体
発光素子９００から放出された１次光は、導光板５２２
を介して、まず波長変換部ＦＬ１〜３に入射する。入射
した１次光は、それぞれの波長変換部において、所定の
波長を有する２次光に変換され、光反射部ＲＥ１〜３に
入射する。そして、１次光成分は反射され、２次光成分
は、透過して、それぞれ光吸収部ＡＢ１〜３に入射す
る。光吸収部ＡＢ１〜３においても前述の場合と同様
に、１次光成分が吸収され、２次光は透過する。

【０１９２】図２９に示した画像表示装置５００Ｂにお
いても、前述した画像表示装置５００Ａと同様の効果を
得ることができる。さらに、画像表示装置５００Ｂにお
いては、半導体発光素子９００から放出された紫外線な
どの１次光が、波長変換されて、より長波長の２次光と
されてから調光部に入射する。従って、調光部のスイッ
チング素子５３５や液晶層５３６などが、１次光である
紫外線に曝されて劣化するという問題も解消することが
できる。

【０１９３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。本発明によれ
ば、半導体発光素子の発光層からの発光を直接取り出す
ことがなく、蛍光物質により波長変換することとしてい
るので、半導体発光素子の製造パラメータのばらつき、
駆動電流、温度などに依存して、発光波長が変動すると
いう問題を解消することができる。すなわち、本発明に
よれば、発光波長が極めて安定で、発光輝度と発光波長
とを独立して制御することができるようになる。

【０１９４】また、本発明によれば、用いる蛍光物質を
適宜組み合わせることによって、容易に複数の発光波長
を得ることができる。例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の蛍光物質を適宜混合して、発光素子に含有させ
れば、白色光の発光を容易に得ることができる。

【０１９５】さらに、本発明によれば、発光波長に応じ
て、内蔵する半導体発光素子の材料や構造を適宜選択
し、変更する必要がなくなる。例えば、従来は、赤色に
おいて発光させるためには、ＡｌＧａＡｓ系材料を用
い、黄色においてはＧａＰ系材料、緑色系においてはＩ
ｎＧａＡｌＰ系材料、青色においてはＩｎＧａＮ系材料
の如く、最適な材料をその波長に併せて選択しなければ
ならないという問題があった。これに対して、本発明に
よれば、発光波長に応じて蛍光物質の種類を適宜選択す
れば良く、半導体発光素子を変更する必要がなくなる。

【０１９６】また、本発明によれば、異なる発光色を有
する半導体発光素子を並べる必要がある場合において
も、発光色の変更は、用いる蛍光体の種類を変えるだけ
で済み、半導体発光素子の材料や構造は同一とすること
ができる。従って、発光装置の構成を極めて簡略化する
ことが可能となり、製造コストを顕著に低減することが
できるとともに、信頼性も高く、また、駆動電流や、供
給電圧、あるいは素子のサイズなどを共通にすることに
より、応用範囲を顕著に拡大することができるという利
点も生ずる。

【０１９７】さらに、本発明によれば、光反射部ＲＥ１
を配置することにより、波長変換部ＦＬを透過して漏洩
した１次光を高い効率で反射して、波長変換部ＦＬに再
び戻すことができる。このようにして戻された１次光
は、波長変換部ＦＬにおいて波長変換され、２次光とし
て、光反射部ＲＥ１を透過する。つまり、波長変換部Ｆ
Ｌの光出射側に光反射部ＲＥ１を配置することにより、
１次光の漏洩を防止するとともに、波長変換部ＦＬを透
過した１次光を戻して高い効率で波長変換することがで
きるようになる。また、外乱光により波長変換部ＦＬが
励起されて不要な発光を生ずるという問題を解消するこ
とができる。

【０１９８】また、本発明によれば、光吸収部ＡＢを設
けることにより、光反射部ＲＥ１を透過した１次光を吸
収して外部への漏洩を防止することができるとともに、
外部に取り出す光のスペクトルを調節して、純色性を改
善することも可能となる。また、外部から入射する紫外
線も吸収することができるので、このような外乱光によ
り波長変換部ＦＬが励起されて不要な発光が生ずるとい
う問題も解消することができる。

【０１９９】また、本発明によれば、反射部ＲＥ２を設
けることにより、１次光を反射させて波長変換部ＦＬに
入射させることができる。その結果として、１次光を高
い効率で波長変換して外部に取り出すことができるよう
になる。

【０２００】さらに、本発明によれば、光反射部ＲＥ３
を設けることにより、波長変換効率をさらに向上させる
ことができるとともに、１次光のみならず、２次光など
の波長を有する光成分の外部への漏洩も防止することが
できる。また、光放出部を、光反射部ＲＥ３が形成され
ていない開口部のみに限定することができる。例えば、
光反射部ＲＥ３の開口を極めて小さく形成することによ
り、点光源状の発光素子を容易に形成することができ
る。このような点光源は、レンズなどの光学系により効
果的に集光することができ、実用上有利である場合が多
い。

【０２０１】また、本発明によれば、光反射部ＲＥ４を
設けることにより、波長変換部ＦＬにおいて波長変換さ
れた２次光を反射して外部に効率良く取り出すことがで
きるようになる。

【０２０２】一方、本発明によれば、消費電力が低く寿
命が長く、信頼性が良好で、立ち上がり時間が短く、機
械的信頼性も良好な画像表示装置を実現することもでき
る。

【０２０３】このように、本発明によれば、比較的簡略
な構成により、発光波長が極めて安定で、効率が高く、
しかも、可視光から赤外線領域までの種々の波長におい
て高い輝度で発光させることができる半導体発光素子、
半導体発光装置および画像表示装置を提供することがで
き、産業上のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図２】本発明による第２の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図３】本発明による第３の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図４】本発明による第４の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図５】本発明による第５の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図６】本発明による第６の実施形態に係る半導体発光
素子の概略構成を例示する断面図である。

【図７】本発明の実施形態に係る半導体発光装置を表す
概略断面図である。

【図８】本発明による第２の半導体発光装置を表す断面
模式図である。

【図９】本発明による第３の半導体発光装置を表す断面
模式図である。

【図１０】本発明による第４の半導体発光装置を表す断
面模式図である。

【図１１】本発明による第５の半導体発光装置を表す断
面模式図である。

【図１２】本発明による第６の半導体発光装置を表す断
面模式図である。

【図１３】本発明による第７の半導体発光装置を表す概
略断面図である。

【図１４】本発明による第８の半導体発光装置を表す概
略断面図である。

【図１５】本発明による第９の半導体発光装置を表す概
略断面図である。

【図１６】本発明による第１０の半導体発光装置を表す
概略断面図である。

【図１７】本発明による第１１の半導体発光装置を表す
概略断面図である。

【図１８】本発明の第１１実施形態に係る第２の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図１９】本発明の第１１実施形態に係る第３の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図２０】本発明の第１１実施形態に係る第４の半導体
発光装置を表す断面模式図である。

【図２１】本発明の第１１実施形態に係る第５の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図２２】本発明の第１１実施形態に係る第６の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図２３】本発明の第１１実施形態に係る第７の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図２４】本発明の第１１実施形態に係る第８の半導体
発光装置を表す模式図である。

【図２５】本発明の第１２実施形態に係る半導体発光装
置を表す概略断面図である。

【図２６】本発明の第１３実施形態に係る半導体発光装
置を表す概略断面図である

【図２７】本発明の第１４実施形態に係る半導体発光装
置を表す概略断面図である。

【図２８】本発明による画像表示装置の具体例の構成を
表す概略断面図である。

【図２９】本発明による画像表示装置の変形性の構成を
表す概略断面図である。

【図３０】波長変換部を備えた従来の半導体発光装置を
例示する断面模式図である。

【符号の説明】

１０、９００、９００’ 半導体発光素子１２サファイア基板１４バッファ層１６ｎ型コンタクト層１８ｎ型クラッド層２０発光層２２ｐ型クラッド層２４ｐ型コンタクト層２６ｐ側電極層３０保護膜３２ボンディング・パッド３４ｎ側電極１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４
００、４５０半導体発光装置１１０、１２０、２１０、２６０リードフレーム１３０、３３０ワイア１４０、１９０、２４０、２９０、３９０、４４０樹
脂１６０実装部材２２０、３２０、３７０反射板４７０ステム５００画像表示装置ＦＬ波長変換部ＲＥ１〜ＲＥ４光反射部ＡＢ光吸収部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の波長を有する１次光を放出する発光
層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する吸収率が低く、
前記発光層から放出される前記１次光に対する吸収率が
高いものとして構成されている光吸収部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】第１の波長を有する１次光を放出する発光
層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記発光層から放出される前記１次光に対する反射率が
高いものとして構成されている第１の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】第１の波長を有する１次光を放出する発光
層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する吸収率が低く、
前記発光層から放出される前記１次光に対する吸収率が
高いものとして構成されている光吸収部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記発光層から放出される前記１次光に対する反射率が
高いものとして構成されている第１の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】前記第１の光反射部は、前記発光層と前記
光吸収部との間に設けられていることを特徴とする請求
項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】前記第１の光反射部は、ブラッグ反射鏡に
より構成されていることを特徴とする請求項２〜４のい
ずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】第１の波長を有する１次光を放出する発光
層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記発光層からみて前記光取り出し側と反対の側に設け
られ、前記１次光を反射するものとして構成されている
第２の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】前記第２の光反射部は、反射率が波長選択
性を有するブラッグ反射鏡により構成されていることを
特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項８】前記第２の光反射部は、前記２次光も反射
するものとして構成されていることを特徴とする請求項
６記載の半導体発光素子。
【請求項９】第１の波長を有する１次光を放出する発光
層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記発光層の周囲を取り囲むように設けられ、前記発光
層から放出される前記１次光を反射するものとして構成
されている第３の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】前記第３の反射鏡は、反射率が波長選択
性を有するブラッグ反射鏡により構成されていることを
特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】前記第３の光反射部は、前記２次光も反
射するものとして構成されていることを特徴とする請求
項９記載の半導体発光素子。
【請求項１２】第１の波長を有する１次光を放出する発
光層と、前記発光層の光取り出し側に設けられ、前記発光層から
放出される前記１次光を吸収して前記第１の波長とは異
なる第２の波長を有する２次光を放出するものとして構
成されている波長変換部と、前記発光層と前記波長変換部との間に設けられ、前記１
次光に対する反射率が低く、前記２次光に対する反射率
が高いものとして構成されている第４の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１３】前記第４の光反射部は、反射率が波長選
択性を有するブラッグ反射鏡により構成されていること
を特徴とする請求項１２記載の半導体発光素子。
【請求項１４】前記波長変換部の光取り出し側に設けら
れ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対する
吸収率が低く、前記発光層から放出される前記１次光に
対する吸収率が高いものとして構成されている光吸収部
をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜１３のいず
れか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１５】前記波長変換部の光取り出し側に設けら
れ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対する
反射率が低く、前記発光層から放出される前記１次光に
対する反射率が高いものとして構成されている第１の光
反射部をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜１４
のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１６】前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下であ
り、前記波長変換部は、蛍光物質を含み、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体
発光素子。
【請求項１７】前記発光層は、窒化ガリウム系半導体、
ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｅ、ＳｉＣ、およびＢＮか
らなる群から選択されたいずれかの材料系を主成分とす
ることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記
載の半導体発光素子。
【請求項１８】前記２次光は、可視光であることを特徴
とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の半導体発
光素子。
【請求項１９】前記２次光は、赤色と緑色と青色の波長
領域にそれぞれ強度ピークを有する白色光であることを
特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の半導
体発光素子。
【請求項２０】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する吸収率が低く、
前記半導体発光素子から放出される前記１次光に対する
吸収率が高いものとして構成されている光吸収部と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２１】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記半導体発光素子から放出される前記１次光に対する
反射率が高いものとして構成されている第１の光反射部
と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２２】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する吸収率が低く、
前記半導体発光素子から放出される前記１次光に対する
吸収率が高いものとして構成されている光吸収部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記半導体発光素子から放出される前記１次光に対する
反射率が高いものとして構成されている第１の光反射部
と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２３】前記第１の光反射部は、前記半導体発光
素子と前記光吸収部との間に設けられていることを特徴
とする請求項２２記載の半導体発光装置。
【請求項２４】前記第１の光反射部は、ブラッグ反射鏡
により構成されていることを特徴とする請求項２１〜２
３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項２５】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記半導体発光素子からみて前記光取り出し側と反対の
側に設けられ、前記１次光を反射するものとして構成さ
れている第２の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２６】前記第２の光反射部は、反射率が波長選
択性を有するブラッグ反射鏡により構成されていること
を特徴とする請求項２５記載の半導体発光装置。
【請求項２７】前記第２の光反射部は、前記２次光も反
射するものとして構成されていることを特徴とする請求
項２５記載の半導体発光装置。
【請求項２８】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記半導体発光素子の周囲を取り囲むように設けられ、
前記半導体発光素子から放出される前記１次光を反射す
るものとして構成されている第３の光反射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２９】前記第３の反射鏡は、反射率が波長選択
性を有するブラッグ反射鏡により構成されていることを
特徴とする請求項２８記載の半導体発光装置。
【請求項３０】前記第３の光反射部は、前記２次光も反
射するものとして構成されていることを特徴とする請求
項２８記載の半導体発光装置。
【請求項３１】実装部材と、前記実装部材の上に実装され、第１の波長を有する１次
光を放出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光取り出し側に設けられ、前記半
導体発光素子から放出される前記１次光を吸収して前記
第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光を放出
するものとして構成されている波長変換部と、前記半導体発光素子と前記波長変換部との間に設けら
れ、前記１次光に対する反射率が低く、前記２次光に対
する反射率が高いものとして構成されている第４の光反
射部と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３２】前記第４の光反射部は、反射率が波長選
択性を有するブラッグ反射鏡により構成されていること
を特徴とする請求項３１記載の半導体発光装置。
【請求項３３】前記波長変換部の光取り出し側に設けら
れ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対する
吸収率が低く、前記半導体発光素子から放出される前記
１次光に対する吸収率が高いものとして構成されている
光吸収部をさらに備えたことを特徴とする請求項２５〜
３２のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項３４】前記波長変換部の光取り出し側に設けら
れ、前記波長変換部から放出される前記２次光に対する
反射率が低く、前記半導体発光素子から放出される前記
１次光に対する反射率が高いものとして構成されている
第１の光反射部をさらに備えたことを特徴とする請求項
２５〜３３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項３５】前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下であ
り、前記波長変換部は、蛍光物質を含み、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項２０〜３４のいずれか１つに記載の半導
体発光装置。
【請求項３６】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系
半導体、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｅ、ＳｉＣ、およ
びＢＮからなる群から選択されたいずれかの材料系を発
光層に含むことを特徴とする請求項２０〜３５のいずれ
か１つに記載の半導体発光装置。
【請求項３７】前記２次光は、可視光であることを特徴
とする請求項２０〜３６のいずれか１つに記載の半導体
発光装置。
【請求項３８】前記２次光は、赤色と緑色と青色の波長
領域にそれぞれ強度ピークを有する白色光であることを
特徴とする請求項２０〜３７のいずれか１つに記載の半
導体発光装置。
【請求項３９】第１の波長を有する１次光を放出する半
導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出される前記１次光の強度を
調節する調光部と、前記調光部により強度が調節された前記１次光を吸収し
て前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光
を放出するものとして構成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記波長変換部を透過する前記１次光に対する反射率が
高いものとして構成されている第１の光反射部と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４０】第１の波長を有する１次光を放出する半
導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出された前記１次光を吸収し
て前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する２次光
を放出するものとして構成されている波長変換部と、前記波長変換部の光取り出し側に設けられ、前記波長変
換部から放出される前記２次光に対する反射率が低く、
前記波長変換部を透過する前記１次光に対する反射率が
高いものとして構成されている第１の光反射部と、前記光反射部から放出される前記２次光の強度を調節す
る調光部と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４１】前記第１の光反射部は、ブラッグ反射鏡
により構成されていることを特徴とする請求項３９また
は４０に記載の画像表示装置。
【請求項４２】前記第１の光反射部の光取り出し側に設
けられ、前記第１の光反射部を透過した前記２次光に対
する吸収率が低く、前記第１の光反射部を透過した前記
１次光に対する吸収率が高いものとして構成されている
光吸収部をさらに備えたことを特徴とする請求項３９〜
４１のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項４３】前記半導体発光素子と前記波長変換部と
の間に設けられ、前記１次光に対する反射率が低く、前
記２次光に対する反射率が高いものとして構成されてい
る第４の光反射部をさらに備えたことを特徴とする請求
項３９〜４２のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項４４】前記第４の光反射部は、反射率が波長選
択性を有するブラッグ反射鏡により構成されていること
を特徴とする請求項４３記載の画像表示装置。
【請求項４５】前記第１の波長は、３８０ｎｍ以下であ
り、前記波長変換部は、蛍光物質を含み、前記第２の波長は、前記第１の波長よりも長いことを特
徴とする請求項３９〜４４のいずれか１つに記載の画像
表示装置。
【請求項４６】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系
半導体、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｅ、ＳｉＣ、およ
びＢＮからなる群から選択されたいずれかの材料系を発
光層に含むことを特徴とする請求項３９〜４５のいずれ
か１つに記載の画像表示装置。
【請求項４７】前記２次光は、可視光であることを特徴
とする請求項３９〜４６のいずれか１つに記載の画像表
示装置。
【請求項４８】前記２次光は、赤色と緑色と青色のいず
れかの波長領域に強度ピークを有する光であることを特
徴とする請求項３９〜４７のいずれか１つに記載の画像
表示装置。