JPH11220170A - 発光ダイオード素子 - Google Patents

発光ダイオード素子

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JPH11220170A
JPH11220170A JP5566298A JP5566298A JPH11220170A JP H11220170 A JPH11220170 A JP H11220170A JP 5566298 A JP5566298 A JP 5566298A JP 5566298 A JP5566298 A JP 5566298A JP H11220170 A JPH11220170 A JP H11220170A
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light emitting
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Hidekazu Toda
秀和 戸田
Shinji Isokawa
慎二 磯川
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光効率を改善した発光ダイオード素子を提
供すること。 【解決手段】 サファイア基板１の上にＧａＮからなる
低温バッファ層２を形成し、その上にはｎ型層３を形成
する。４は、発光層となるＩｎＧａＮ系化合物半導体か
らなる活性層、５はｐ型層で、サファイア基板１上に
は、ｎ型層３と、発光層となる活性層４と、ｐ型層５の
ＧａＮ系化合物半導体層が積層されている。６ａは発光
層に均一な電流を供給するためにｐ型層５の上に形成さ
れる電流拡散膜、７はｎ側電極、８はｐ側電極である。
電流拡散膜６ａは導電性でしかも光の反射率の高い金属
で形成する。発光ダイオード素子１１は、サファイア基
板１側から発光層の出力光Ｅが放射されるように回路基
板に実装し、電流拡散膜６ａで反射された反射光Ｒもサ
ファイア基板１から放射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光層の出力光を
損失なく外部に放射することにより発光効率を改善した
発光ダイオード素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ素子
と略称する）の一例として、ＧａＮ、ＩｎＧａＮを発光
層とした窒素化合物系青色ＬＥＤ素子が知られている。
図２はこのようなＬＥＤ素子１０の構造を一部断面で示
す縦断正面図である。図２において、１はサファイア基
板でその上にＧａＮからなる低温バッファ層２を形成す
る。更にＧａＮバッファ層２の上にはｎ型層３を形成す
る。ｎ型層３は、例えばｎ型のＧａＮ電流拡散層とＡｌ
ＧａＮクラッド層とのＧａＮ系化合物半導体の積層構造
としている。ＧａＮからなる低温バッファ層２は、その
上に形成されるｎ型層３の半導体の結晶性を向上させて
いる。
【０００３】４は、例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体か
らなる活性層で発光層を形成している。活性層４の上に
は、ｐ型層５を形成する。ｐ型層５は、例えばｐ型のＧ
ａＮ電流拡散層とＡｌＧａＮクラッド層とのＧａＮ系化
合物半導体の積層構造としている。このように、サファ
イァ基板１上には、ｎ型層３と、発光層となる活性層４
と、ｐ型層５のＧａＮ系化合物半導体層が積層されてい
る。
【０００４】６は、発光層に均一な電流を供給するため
にｐ型層５の上に平面状に形成される電流拡散膜で適宜
の導電材が使用される。７はｎ型層３の表面に形成され
るｎ側電極、８は前記電流拡散膜６の表面に形成される
ｐ側電極である。このような構造のＬＥＤ素子１０を、
電流拡散膜６側から発光層の出力光が放射されるよう
に、サファイア基板１側で図示を省略した回路基板に実
装する。回路基板には所定の配線パターンが形成されて
おり、ＬＥＤ素子１０のｎ側電極７とｐ側電極８とに通
電することにより、ＬＥＤ素子１０からは電流拡散膜６
を通して出力光Ｅが放射される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のＬＥ
Ｄ素子１０は、電流拡散膜６側から出力光が放射される
ようにサファイア基板１側で回路基板に実装されてい
る。しかしながら、適宜の導電材で形成されている電流
拡散膜６の光の透過率は５０〜６０％程度の値に止ま
り、発光層からの出力光が電流拡散膜６を透過する際に
４０〜５０％の光損失が発生していた。このため、ＬＥ
Ｄ素子１０の発光効率が低下するという問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑み、発光層か
らの出力光を損失なく外部に放射させることにより、発
光効率を改善したＬＥＤ素子の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、発
光ダイオード素子を、サファイア基板上に発光層を形成
するＧａＮ系化合物半導体層を積層し、その上に電流拡
散膜を形成した発光ダイオード素子において、前記電流
拡散膜を導電性でかつ光の反射率が大きな金属で形成
し、発光層の出力光を電流拡散膜で反射させた反射光と
共にサファイア基板側から放射されるように回路基板に
実装することによって達成される。
【０００８】本発明の上記特徴によれば、発光層の出力
光を電流拡散膜で反射させてサファイア基板側から放出
させるように発光ダイオード素子を回路基板に実装して
いるので、従来発光層の出力光を低下させていた電流拡
散膜を出力光の増大手段として活用することになり、発
光ダイオード素子の発光効率を大幅に改善することがで
きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
ＬＥＤ素子１１の構造を一部断面で示す縦断正面図であ
る。図２と同一の部分または対応するところは同一の符
号を付しており詳細な説明は省略する。本発明において
は、電流拡散膜６ａを導電性でしかも光の反射率の高い
金属で形成している。このような性質を有する金属とし
ては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等が挙げられる。これら
の金属からなる電流拡散膜６ａを、ｐ型クラッド層５の
上に平面状に形成する。
【００１０】また、本発明のＬＥＤ素子１１は、サファ
イア基板１側から発光層の出力光Ｅが放射されるように
回路基板に実装される。ＬＥＤ素子１１の回路基板への
実装に際しては、リードフレーム又はメタライズ配線さ
れた絶縁基板に、導電材を接合材料として、ＬＥＤ素子
１１のｎ側電極７及びｐ側電極８が形成された片面をダ
イボンデングする。このようにＬＥＤ素子１１を回路基
板に実装することにより、ＬＥＤ素子１１からはサファ
イア基板１を通して直接に放射される出力光Ｅに、電流
拡散膜６ａで反射された反射光Ｒが加算されてサファイ
ア基板１から放射されることになる。
【００１１】本発明においては、ＬＥＤ素子１１を回路
基板に実装するにあたり、従来発光層の出力光が放射さ
れる側とは反対側に配置されていたサファイア基板１が
光透過性の性質を有していることに着目して、サファイ
ア基板１から発光層の出力光を放射させるようにＬＥＤ
素子を回路基板に実装する構成としている。
【００１２】また、この種のＬＥＤ素子においては、発
光層に均一な電流を供給するためにｐ型クラッド層の上
に電流拡散膜が形成されるが、本発明においては、この
電流拡散膜を発光層の出力光の反射体として使用するよ
うに光の反射率の大きな金属を用いる構成としている。
【００１３】このように本発明においては、サファイア
基板と電流拡散膜との間に形成されている発光層の出力
光を、サファイア基板側から放射されるようにＬＥＤ素
子を回路基板に実装し、電流拡散膜を光の反射率の大き
な金属で形成することにより、発光層の出力光を電流拡
散膜で反射させてサファイア基板から放射させる構成と
している。すなわち、従来ＬＥＤ素子から放射される出
力光を低下させていた電流拡散膜を、逆にＬＥＤ素子か
ら放射される出力光を増加させる手段として活用したと
ころに本発明の特徴がある。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、発光層の
出力光を電流拡散膜で反射させてサファイア基板側から
放出させるように発光ダイオード素子を回路基板に実装
しているので、従来発光層の出力光を低下させていた電
流拡散膜を出力光の増大手段として活用することにな
り、発光ダイオード素子の発光効率を大幅に改善するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光ダイオード素子
を一部断面で示す縦断正面図である。
【図２】従来例の発光ダイオード素子を一部断面で示す
縦断正面図である。
【符号の説明】
１ サファイア基板 ２ 低温バッファ層 ３ ｎ型層 ４、 活性層 ５ ｐ型層 ６、６ａ 電流拡散膜 ７ ｎ側電極 ８ ｐ側電極 １０、１１ 発光ダイオード素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サファイア基板上に発光層が形成される
    ＧａＮ系化合物半導体層を積層し、その上に電流拡散膜
    を形成した発光ダイオード素子において、前記電流拡散
    膜を導電性でかつ光の反射率が大きな金属で形成し、発
    光層の出力光を電流拡散膜で反射させた反射光と共にサ
    ファイア基板側から放射されるように回路基板に実装し
    たことを特徴とする発光ダイオード素子。
JP5566298A 1998-01-28 1998-01-29 発光ダイオード素子 Pending JPH11220170A (ja)

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US09/221,838 US6335545B1 (en) 1998-01-29 1998-12-29 Light emitting diode element
DE19901917A DE19901917B4 (de) 1998-01-29 1999-01-19 Lichtemittierendes Diodenelement
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