JP2005079540A - Light emitting element and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a transformation efficiency caused by a phosphor by densely filling a phosphor layer whose transformation efficiency is high without using any sealed resin in a light emitting element and a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: The light emitting element is formed by sticking and laminating a nano size phosphor particle on an optical retrieving surface of a transparent crystal substrate of an LED chip. A front surface of a target 25 consisting of a component of the nano size phosphor particle is irradiated by a laser beam L1 which is an energy beam. Structure materials of the target 25 are desorbed by an ablation and are condensed in the air to generate a nano size phosphor particle 6. The nano size phosphor particle 6 is ionized at a linking room and accelerated and deposited or doped on an LED chip 33, and densely filled. Thereby, the transformation efficiency caused by the phosphor layer is improved. An average temporary particle diameter of the nano size phosphor particle can be set to be twice or less than an exciton Bohr radius, and thereby an emission efficiency is improved by a quantum containment effect. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、蛍光体と組合せて発光する半導体発光素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device that emits light in combination with a phosphor and a method for manufacturing the same.

従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）チップを発光源とするような発光素子において、ＬＥＤチップから発光する光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光を発光させるため蛍光体と組み合わせることが行われている。蛍光体を発光素子と組み合わせる場合、従来、平均粒径１〜２０μｍの蛍光体粒子を用いて、その蛍光体粒子が形成する凝集体を含有する樹脂部材を構成し、その樹脂部材と発光素子とを組み合わせるのが一般的である。樹脂部材は通常、封止用樹脂と兼用される。   Conventionally, in a light emitting device using an LED (Light Emitting Diode) chip as a light source, it is combined with a phosphor to absorb at least part of light emitted from the LED chip and emit light of different wavelengths. ing. When combining a phosphor with a light emitting element, conventionally, a phosphor member having an average particle diameter of 1 to 20 μm is used to form a resin member containing an aggregate formed by the phosphor particle, and the resin member and the light emitting element Is generally combined. The resin member is usually also used as a sealing resin.

図１４（ａ）は、蛍光体Ｐ１を硬化前の液状の透光性樹脂中に分散させた際の、蛍光体の模式的分布状態を示す。蛍光体Ｐ１の表面には空気が覆っており、液状樹脂と混ざりにくく、大小の蛍光体Ｐ１が凝集した直径Ｄの凝集体Ｐ２となる傾向がある。このような凝集体Ｐ２を形成する各蛍光体Ｐ１に取り込まれ変換された光は、凝集体Ｐ２間で反射、光散乱され外部に放出される。そのため、見かけの光変換効率は一次粒子Ｐ１（通常、凝集体Ｐ２は二次粒子と呼ばれ、凝集体Ｐ２を形成しているもとの蛍光体Ｐ１は一次粒子と呼ばれる）のときよりも向上されている。   FIG. 14A shows a schematic distribution state of the phosphor when the phosphor P1 is dispersed in the liquid translucent resin before curing. The surface of the phosphor P1 is covered with air and hardly mixed with the liquid resin, and tends to be an aggregate P2 having a diameter D in which large and small phosphors P1 are aggregated. The light taken in and converted into each phosphor P1 forming such an aggregate P2 is reflected and scattered between the aggregates P2 and emitted to the outside. Therefore, the apparent light conversion efficiency is improved as compared with the case of primary particles P1 (usually, the aggregate P2 is called secondary particles, and the original phosphor P1 forming the aggregate P2 is called primary particles). Has been.

ところで、凝集体Ｐ２が大き過ぎると発光素子の発光の色ムラの原因となるだけでなく、所望の色調が得られないため、液状樹脂中に蛍光体Ｐ１を分散させる際に、湿式分散処理を施すことが行われる。この処理により、樹脂中において蛍光体Ｐ１が凝集して大きな固まりとなった凝集体Ｐ２がほぐされ、樹脂中の蛍光体の濃度が均一にされることで、図１４（ｂ）に示す如く蛍光体Ｐ１の粒径及び蛍光体同士の凝集による凝集体Ｐ２の粒径Ｄがより小さく均一化され、良好な色調を有する発光素子が得られる。   By the way, if the aggregate P2 is too large, it not only causes uneven color of light emission of the light emitting element, but also a desired color tone cannot be obtained. Therefore, when dispersing the phosphor P1 in the liquid resin, wet dispersion treatment is performed. It is done. By this treatment, the aggregate P2 in which the phosphor P1 aggregates into a large mass in the resin is loosened, and the concentration of the phosphor in the resin is made uniform, so that the fluorescence as shown in FIG. The particle diameter D of the body P1 and the particle diameter D of the aggregate P2 due to the aggregation of the phosphors are made smaller and uniform, and a light emitting device having a good color tone is obtained.

また、広い材料選択性を持って、単分散した均一構造を有するナノサイズ（ｎｍサイズ）の高純度粒子を汚染・ダメージを軽減した状態で効率的に作製し得る装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、低圧希ガス雰囲気下で半導体ターゲットをパルスレーザ光で照射し、アブレーション反応によってターゲット成分の脱離・射出を行い、さらに空中でその成分を凝縮・成長させて高純度粒子を生成する装置である。   In addition, an apparatus capable of efficiently producing nano-sized (nm-sized) high-purity particles having a uniform monodispersed uniform structure with reduced material contamination and damage has been proposed (for example, , See Patent Document 1). This device irradiates a semiconductor target with pulsed laser light in a low-pressure rare gas atmosphere, desorbs and ejects the target component by ablation reaction, and further condenses and grows the component in the air to produce high-purity particles. Device.

ナノサイズの粒子は、例えば、１０ｎｍ以下の大きさの粒子では、バルク状態では示されなかった物性や機能が発揮されることがある。発光機能を例にとると、間接遷移型半導体であるためにバルクでは極めて発光しにくい、シリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）などのＩＶ族元素も、数ｎｍの大きさのナノサイズ粒子になると、室温で強い可視発光を示し出すことが知られている。新たな物性や機能は、量子サイズ効果と呼ばれる粒子の大きさに律則される現象であるため、波長変換用の蛍光体としての機能の高度化のためには、粒子の大きさを積極的に揃えて、単分散の粒子を得る必要がある。
特開２００２−２３９３７７号公報 For example, nano-sized particles having a size of 10 nm or less may exhibit physical properties and functions that are not shown in the bulk state. Taking the light-emitting function as an example, group IV elements such as silicon (Si) and germanium (Ge) that are extremely difficult to emit light in bulk due to an indirect transition type semiconductor, become nano-sized particles of several nanometers in size. It is known to show strong visible luminescence at room temperature. New physical properties and functions are phenomena governed by the size of the particles called the quantum size effect. Therefore, in order to enhance the function as a phosphor for wavelength conversion, the size of the particles is actively used. Therefore, it is necessary to obtain monodisperse particles.
JP 2002-239377 A

しかしながら、上述した図１４に示されるような蛍光体粒子の凝集体を含む樹脂を用いる方法においては、以下のような問題がある。すなわち、一次粒子径が不揃いであり、また、樹脂（封止樹脂）と混合して用いられるため、高密度充填に限界がある。ＬＥＤチップからの熱や発光及び蛍光体粒子からの蛍光が原因で引き起こされる封止樹脂の劣化の問題がある。また、従来の蛍光体粒子では、ＬＥＤの発光波長における励起可能な蛍光体の発光効率が高くないという問題がある。   However, the method using a resin containing an aggregate of phosphor particles as shown in FIG. 14 has the following problems. That is, the primary particle diameter is uneven, and since it is used by being mixed with a resin (sealing resin), there is a limit to high-density filling. There is a problem of deterioration of the sealing resin caused by heat and light emission from the LED chip and fluorescence from the phosphor particles. Further, the conventional phosphor particles have a problem that the luminous efficiency of the excitable phosphor at the emission wavelength of the LED is not high.

また、特許文献１に示されるようなアブレーション反応を用いるナノサイズ粒子の製造装置は、高純度標準粒子を効率的に作製するためのものであり、ＬＥＤチップにおける波長変換用蛍光体粒子への応用について具体的に述べられていない。特に、ＬＥＤチップ表面への蛍光体粒子の補足、保持、及び蛍光体粒子を分級して、ＬＥＤチップに配置する技術は、蛍光体の機能向上と発光素子の性能向上の観点から重要であり、その技術開発が望まれる。   In addition, a nano-sized particle manufacturing apparatus using an ablation reaction as shown in Patent Document 1 is for efficiently producing high-purity standard particles, and is applied to wavelength conversion phosphor particles in an LED chip. Is not specifically mentioned. In particular, the technology for capturing and holding the phosphor particles on the LED chip surface, classifying the phosphor particles and arranging them on the LED chip is important from the viewpoint of improving the function of the phosphor and improving the performance of the light emitting element, The technology development is desired.

本発明は、上記課題を解消するものであって、変換効率が高い蛍光体層を高密度充填して蛍光体による変換効率を向上できる、熱・光による劣化の原因となる封止樹脂を用いることのない、発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする   The present invention solves the above-described problems, and uses a sealing resin that can be highly densely packed with a phosphor layer with high conversion efficiency to improve the conversion efficiency of the phosphor and cause deterioration due to heat and light. An object of the present invention is to provide a light emitting device and a method for manufacturing the same

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面に積層したことを特徴とする発光素子である。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a light emitting device characterized in that nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are stacked on the surface of an LED chip.

請求項２の発明は、エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングしたことを特徴とする発光素子である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a light emitting device characterized in that nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are implanted and doped on the surface of an LED chip softened by irradiation with an energy beam. .

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光素子において、前記ナノサイズ蛍光体粒子の平均一次粒子径が励起子ボーア半径の２倍以下であって、そのナノサイズ蛍光体粒子の組成及び／又は粒子径がエネルギビームで制御して形成されたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the light emitting device according to the first or second aspect, an average primary particle diameter of the nano-sized phosphor particles is not more than twice an exciton Bohr radius, and the nano-sized phosphor It is formed by controlling the composition and / or particle diameter of particles with an energy beam.

請求項４の発明は、請求項３に記載の発光素子において、前記ナノサイズ蛍光体粒子を分級し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the light emitting device according to the third aspect, the nano-sized phosphor particles are classified, and layers made of nano-sized phosphor particles having an average primary particle diameter are separately formed. is there.

請求項５の発明は、請求項４に記載の発光素子において、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる別々に形成された層の表面又は界面を被覆したものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the light emitting device according to the fourth aspect, the surface or interface of separately formed layers made of nano-sized phosphor particles having a uniform average primary particle diameter is coated.

請求項６の発明は、請求項３に記載の発光素子において、前記ナノサイズ蛍光体一次粒子の表面を被覆したものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the light emitting device according to the third aspect, the surface of the primary particle of the nano-sized phosphor is coated.

請求項７の発明は、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面に積層する発光素子の製造方法であって、前記ナノサイズ蛍光体粒子の平均一次粒子径が励起子ボーア半径の２倍以下であり、そのナノサイズ蛍光体粒子の組成及び／又は粒子径がエネルギビームで制御して形成されることを特徴とする発光素子の製造方法である。   The invention of claim 7 is a method for manufacturing a light emitting device in which nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are laminated on the surface of an LED chip, wherein the average primary particle diameter of the nano-sized phosphor particles is It is a method for manufacturing a light emitting device, which is less than twice the exciton Bohr radius, and is formed by controlling the composition and / or particle diameter of the nano-sized phosphor particles with an energy beam.

請求項８の発明は、請求項７に記載の発光素子の製造方法において、前記ナノサイズ蛍光体粒子をイオン化して帯電させ、電界あるいは磁界あるいは電磁界によって分級し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成するものである。   The invention according to claim 8 is the method for manufacturing a light emitting device according to claim 7, wherein the nano-sized phosphor particles are ionized and charged, classified by an electric field, a magnetic field, or an electromagnetic field, and the average primary particle diameter is uniform. The layers composed of nano-sized phosphor particles are separately formed.

請求項９の発明は、請求項７に記載の発光素子の製造方法において、ＬＥＤチップ表面にレーザを複数方向より同時照射してレーザ光を干渉させ、ＬＥＤチップ表面に電界分布を持たせた後に、ナノサイズ蛍光体粒子を積層し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成するものである。   According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting device according to the seventh aspect, after the laser light is simultaneously irradiated on the LED chip surface from a plurality of directions to cause the laser light to interfere, and the LED chip surface has an electric field distribution. The nano-sized phosphor particles are laminated, and layers composed of nano-sized phosphor particles having an average primary particle diameter are formed separately.

請求項１０の発明は、エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングする発光素子の製造方法であって、前記ナノサイズ蛍光体粒子はイオン化し、加速してＬＥＤチップに打ち込まれることを特徴とするものである。   The invention of claim 10 is a method for manufacturing a light emitting device, in which nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are implanted into a surface of an LED chip that has been softened by irradiation with an energy beam. The nano-sized phosphor particles are ionized, accelerated and driven into the LED chip.

請求項１の発明によれば、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成したナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面に直接積層するので、ＬＥＤチップ表面に蛍光体粒子を高密度充填ができ、蛍光体層による変換効率が向上する。また、蛍光体粒子を保持、塗布等するための（封止）樹脂を用いる必要がないので、封止樹脂の熱・光による劣化を考慮する必要がない。   According to the invention of claim 1, since the nano-sized phosphor particles generated by ablation using the energy beam are directly laminated on the LED chip surface, the phosphor particles can be densely filled on the LED chip surface. The conversion efficiency by improves. In addition, since it is not necessary to use a (sealing) resin for holding, coating, or the like of the phosphor particles, it is not necessary to consider deterioration of the sealing resin due to heat and light.

請求項２の発明によれば、エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングするので、封止樹脂を用いることなく変換効率が高い蛍光体層を形成した発光素子が得られる。蛍光体粒子の高密度充填により、光波長の変換効率が向上する。また、ＬＥＤチップ内部へのドーピングにより蛍光体粒子層が形成されているので、マトリックスである封止樹脂を用いる必要がなく、封止樹脂の劣化に起因する発光素子の劣化が抑制される。   According to the invention of claim 2, since the nano-sized phosphor particles generated by ablation using the energy beam are implanted into the surface of the LED chip softened by irradiation with the energy beam, the sealing resin is used. Thus, a light emitting device having a phosphor layer with high conversion efficiency can be obtained. The conversion efficiency of the light wavelength is improved by the high density packing of the phosphor particles. In addition, since the phosphor particle layer is formed by doping inside the LED chip, it is not necessary to use a sealing resin as a matrix, and the deterioration of the light emitting element due to the deterioration of the sealing resin is suppressed.

請求項３の発明によれば、ナノサイズ蛍光体粒子の平均一時粒子径を励起子ボーア半径の２倍以下にするので、量子閉じ込め効果により発光効率が向上する。また、平均一次粒子径をエネルギビームで調整するので、励起・発光波長の制御が可能となる。ＬＥＤチップ表面又は内部における蛍光体粒子層の直接形成により、マトリックスである封止樹脂不要となる。   According to the invention of claim 3, since the average temporary particle diameter of the nano-sized phosphor particles is made not more than twice the exciton Bohr radius, the light emission efficiency is improved by the quantum confinement effect. Further, since the average primary particle diameter is adjusted with the energy beam, the excitation / emission wavelength can be controlled. By directly forming the phosphor particle layer on or inside the LED chip, a sealing resin as a matrix is not required.

請求項４の発明によれば、ナノサイズ蛍光体粒子を分級し、平均一次粒子径が揃っている蛍光体粒子からなる層を別々に形成するので、分級によって、発光色ごとの積層が可能となり、色の調節がし易くなる。例えば、ＺｎＴｅ、Ｓｉなどのバンドギャップ間の遷移による発光を示す、いわゆる非ドープ型蛍光体において、そのナノサイズ粒子径を制御することで（すなわち分級によって）、蛍光体から発せられる蛍光の波長（色）を制御することができる。   According to the invention of claim 4, since the nano-sized phosphor particles are classified and the layers composed of the phosphor particles having the same average primary particle diameter are separately formed, it is possible to stack for each emission color by classification. This makes it easier to adjust the color. For example, in a so-called undoped phosphor that exhibits light emission due to transition between band gaps such as ZnTe and Si, the wavelength of fluorescence emitted from the phosphor (by classification) is controlled by controlling the nanosize particle diameter (that is, by classification). Color) can be controlled.

請求項５の発明によれば、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる別々に形成された層の表面又は界面を被覆するので、各層表面欠陥を被覆により補償することができ、光利用率の低下が抑制され発光効率が向上する。   According to the invention of claim 5, since the surface or interface of the separately formed layer composed of nano-sized phosphor particles having an average primary particle diameter is coated, each layer surface defect can be compensated by the coating. As a result, a decrease in light utilization rate is suppressed, and luminous efficiency is improved.

請求項６の発明によれば、ナノサイズ蛍光体一次粒子の表面を被覆するので、蛍光体粒子表面欠陥による光利用率の低下が抑制され発光効率が向上する。   According to the invention of claim 6, since the surface of the nano-sized phosphor primary particles is coated, a decrease in the light utilization rate due to phosphor particle surface defects is suppressed, and the luminous efficiency is improved.

請求項７の発明によれば、ナノサイズ蛍光体粒子が、その組成及び／又は平均一次粒子径をネルギービームで制御して形成され、ＬＥＤチップ表面に積層されるので、蛍光体粒子の平均一時粒子径を励起子ボーア半径の２倍以下にすることができ、その結果、量子閉じ込め効果による発光効率向上及び励起・発光波長の制御を行って発光素子を製造することができる。また、基板表面において蛍光体粒子層を直接積層して形成できるので、マトリックスである封止樹脂が不要な発光素子を製造することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the nano-sized phosphor particles are formed by controlling the composition and / or average primary particle diameter with the energy beam and laminated on the LED chip surface. The particle diameter can be made not more than twice the exciton Bohr radius, and as a result, the light emission element can be manufactured by improving the light emission efficiency by the quantum confinement effect and controlling the excitation / light emission wavelength. In addition, since the phosphor particle layer can be directly laminated on the substrate surface, a light-emitting element that does not require a sealing resin as a matrix can be manufactured.

請求項８の発明によれば、ナノサイズ蛍光体粒子をイオン化して電界あるいは磁界あるいは電磁界によって分級し、平均一次粒子径が揃っている蛍光体粒子からなる層を別々に形成するので、分級によって、発光色ごとの積層が可能となり、色の調節がし易くなる。例えば、ＺｎＴｅ、Ｓｉなどのバンドギャップ間の遷移による発光を示す、いわゆる非ドープ型蛍光体において、その粒子径を制御することで（すなわち分級によって）、蛍光体から発せられる蛍光の波長（色）を制御することができる。   According to the invention of claim 8, since the nano-sized phosphor particles are ionized and classified by an electric field, a magnetic field or an electromagnetic field, and the layers composed of the phosphor particles having the same average primary particle diameter are separately formed. Therefore, it is possible to stack the light emission colors and to easily adjust the colors. For example, in a so-called undoped phosphor that shows light emission due to transition between band gaps such as ZnTe and Si, the wavelength (color) of the fluorescence emitted from the phosphor by controlling the particle diameter (that is, by classification). Can be controlled.

請求項９の発明によれば、ＬＥＤチップ表面にレーザを複数方向より同時照射してレーザ光を干渉させ、ＬＥＤチップ表面に電界分布を持たせた後に、ナノサイズ蛍光体粒子を積層し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成するので、この方法によると、分級と分級粒子毎の積層をレーザ光の調整により簡便に行うことができる。   According to the ninth aspect of the present invention, the laser light is simultaneously irradiated on the LED chip surface from a plurality of directions to cause the laser light to interfere, and after the electric field distribution is provided on the LED chip surface, the nano-sized phosphor particles are laminated and averaged. Since layers composed of nano-sized phosphor particles having a uniform primary particle diameter are separately formed, classification and lamination for each classified particle can be easily performed by adjusting laser light.

請求項１０の発明によれば、エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングするので、この方法によると、封止樹脂を用いることなく変換効率が高い蛍光体層を形成できる。また、蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面（内部）に、高密度に充填できる。   According to the invention of claim 10, since the nanosized phosphor particles generated by ablation using the energy beam are implanted into the surface of the LED chip softened by irradiation with the energy beam, this method is used. A phosphor layer with high conversion efficiency can be formed without using a sealing resin. Moreover, the phosphor particles can be filled in the LED chip surface (inside) with high density.

以下、本発明の一実施形態に係る発光素子及びその製造方法について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の発光素子を示す。発光素子１は、半導体や電極等からなるＬＥＤチップに蛍光体粒子６を付着積層して形成される。ＬＥＤチップは、透明結晶基板３の一方の面（図では下面）にｎ型半導体層４を備え、その上にｐ型半導体層５を積層し、それぞれの半導体層の上に電極４ａ、５ａを備えて形成されている。透明結晶基板３の他の面（主に上面）は、ｐｎ半導体の接合面における発光を外部へ取り出すための光取出し面となっている。この光取出し面の表面に、ナノサイズ（ｎｍサイズ）蛍光体粒子６を付着積層して、発光素子１が形成される。   Hereinafter, a light emitting device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a light emitting device of the present invention. The light emitting element 1 is formed by adhering and laminating phosphor particles 6 on an LED chip made of a semiconductor or an electrode. The LED chip includes an n-type semiconductor layer 4 on one surface (the lower surface in the figure) of the transparent crystal substrate 3, a p-type semiconductor layer 5 is stacked thereon, and electrodes 4 a and 5 a are formed on the respective semiconductor layers. It is formed in preparation. The other surface (mainly the upper surface) of the transparent crystal substrate 3 is a light extraction surface for extracting light emitted from the junction surface of the pn semiconductor to the outside. The light emitting element 1 is formed by depositing and laminating nano-sized (nm-sized) phosphor particles 6 on the surface of the light extraction surface.

ＬＥＤチップからの発光が、ナノサイズ蛍光体粒子６の堆積層を通過する際に、その光の一部が蛍光体粒子によって波長変換される。波長変換された光と、ＬＥＤチップ本来の（波長変換されていない）光とが混色されて、白色光や所望の色の光を取り出すことができる。すなわち目的の色の光を発光素子１から効率良く取り出すためには、所定の１つ又は複数の蛍光体層を、高密度に均一にＬＥＤチップの表面（透明血書基板３の表面）に形成する必要がある。   When light emitted from the LED chip passes through the deposited layer of nano-sized phosphor particles 6, a part of the light is wavelength-converted by the phosphor particles. The wavelength-converted light and the original (not wavelength-converted) light of the LED chip are mixed to extract white light or desired color light. That is, in order to efficiently extract light of a target color from the light emitting element 1, predetermined one or a plurality of phosphor layers are uniformly formed on the surface of the LED chip (the surface of the transparent blood card substrate 3) with high density. There is a need to.

次に、ＬＥＤチップに蛍光体層を形成する方法を説明する。図２は、発光素子の製造装置を示す。この製造装置１１は、ＬＥＤチップ表面にナノサイズ蛍光体粒子を乾式で積層する装置である。製造装置１１は、ポート２１、２２、２３を持つターゲット室２０と、ポート３１を持つ試料室３０と、これらの間を接続する連結室４０を備えている。ターゲット室２０は、排気口２１から、また試料室３０は排気口３１から所定の排気ポンプ（不図示）によって排気される。ターゲット室２０には、ターゲット設置部２４が設けられており、ナノサイズ蛍光体粒子を生成するためのターゲット２５が設置される。また、試料室３０におけるターゲット２５に対面する位置には、試料台３２が設けられており、その上にＬＥＤチップ３３が、蛍光体粒子積層面をターゲット２５に対向させて設置される。   Next, a method for forming a phosphor layer on the LED chip will be described. FIG. 2 shows a light emitting device manufacturing apparatus. The manufacturing apparatus 11 is an apparatus for laminating nano-sized phosphor particles on the LED chip surface in a dry manner. The manufacturing apparatus 11 includes a target chamber 20 having ports 21, 22, and 23, a sample chamber 30 having a port 31, and a connecting chamber 40 that connects these. The target chamber 20 is exhausted from the exhaust port 21 and the sample chamber 30 is exhausted from the exhaust port 31 by a predetermined exhaust pump (not shown). The target chamber 20 is provided with a target installation unit 24, and a target 25 for generating nano-sized phosphor particles is installed. In addition, a sample stage 32 is provided at a position facing the target 25 in the sample chamber 30, and an LED chip 33 is installed thereon with the phosphor particle laminated surface facing the target 25.

ターゲット室２０のポート２３からは、エネルギビームとしてレーザ光Ｌ１を導入可能であり、ターゲット２５の表面がレーザ照射される。なお、ターゲット設置部２４には、複数のターゲット２５を設置でき、各々のターゲット毎にレーザ照射が可能である。   From the port 23 of the target chamber 20, the laser beam L1 can be introduced as an energy beam, and the surface of the target 25 is irradiated with laser. A plurality of targets 25 can be installed in the target installation unit 24, and laser irradiation can be performed for each target.

前記発光素子１の製造方法、すなわち、ナノサイズ蛍光体粒子のＬＥＤチップ表面への積層について説明する。ターゲット室２０、試料室３０、連結室４０が高真空に排気され後、ターゲット室２０のポート２２から希ガスが導入され、室内の圧力が０．１〜１００Ｔｏｒｒに維持される。このとき、試料室３０の圧力を、ターゲット室２０の圧力よりも低くしておくことにより、発生する希ガスの流れによって粒子を運ぶこと、すなわち希ガスをキャリアガスとして用いることができる。   The manufacturing method of the light-emitting element 1, that is, the lamination of nano-sized phosphor particles on the LED chip surface will be described. After the target chamber 20, the sample chamber 30, and the connection chamber 40 are evacuated to a high vacuum, a rare gas is introduced from the port 22 of the target chamber 20, and the pressure in the chamber is maintained at 0.1 to 100 Torr. At this time, by setting the pressure in the sample chamber 30 to be lower than the pressure in the target chamber 20, the particles can be carried by the flow of the generated rare gas, that is, the rare gas can be used as the carrier gas.

ターゲット２５にレーザ光Ｌ１が照射され、アブレーションによってターゲット２５の構成物質が脱離して、空中で凝集することにより、ナノサイズ蛍光体粒子６が生成される。ナノサイズ蛍光体粒子６は、希ガスをキャリアガスとして、連結室４０を経てＬＥＤチップ３３が設置してある資料室３０に運ばれ、ＬＥＤチップ３３上に堆積する。所定の時間、この堆積処理を行うことで、前出の図１に示したように、ＬＥＤチップの表面にナノサイズ蛍光体粒子６を積層した発光素子１が得られる。   The target 25 is irradiated with the laser beam L1, the constituent materials of the target 25 are desorbed by ablation, and agglomerate in the air, whereby the nano-sized phosphor particles 6 are generated. The nano-sized phosphor particles 6 are transported to the data chamber 30 where the LED chip 33 is installed through the connection chamber 40 using a rare gas as a carrier gas, and are deposited on the LED chip 33. By performing this deposition process for a predetermined time, the light-emitting element 1 in which the nano-sized phosphor particles 6 are laminated on the surface of the LED chip as shown in FIG. 1 is obtained.

アブレーションを発生させるためのレーザとしては、モードロックＴｉ：サファイアレーザやＹＡＧレーザ、あるいは、これらのレーザ光の波長変換したレーザ（ＳＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＴＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＦＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＳＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザ）、エキシマレーザなどを用いることができる。その中で特に、パルス幅が１ｐｓ以下の超高強度極短パルスレーザであることが望ましい。   As a laser for generating ablation, a mode-locked Ti: sapphire laser, a YAG laser, or a laser obtained by wavelength conversion of these laser beams (SHG-Ti: sapphire laser, THG-Ti: sapphire laser, FHG-Ti: A sapphire laser, an SHG-YAG laser, a THG-YAG laser, an FHG-YAG laser), an excimer laser, or the like can be used. Of these, an ultra-high intensity ultrashort pulse laser with a pulse width of 1 ps or less is particularly desirable.

レーザの駆動条件は、例えば、パルス幅８ｎｓ、繰り返し周波数２ｋＨｚのＳＨＧ−ＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．１〜１０Ｊ／ｍｍ２とする。パルス幅３０ｎｓ、繰り返し周波数１００ＨｚのＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．１〜１０Ｊ／ｍｍ２とする。また、パルス幅１２０ｆｓ、繰り返し周波数１ｋＨｚのＴｉ：サファイアレーザ（波長８００ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．０１〜１Ｊ／ｍｍ２とする。パルス幅２７０ｆｓ、繰り返し周波数３５０Ｈｚのエキシマフェムト秒レーザ（波長２４８ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を１〜２０Ｊ／ｍｍ２とする。 For example, when using a SHG-YAG laser (wavelength of 532 nm) with a pulse width of 8 ns and a repetition frequency of 2 kHz, the processing energy density is set to 0.1 to 10 J / mm 2 . When a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) having a pulse width of 30 ns and a repetition frequency of 100 Hz is used, the processing energy density is set to 0.1 to 10 J / mm 2 . When a Ti: sapphire laser (wavelength 800 nm) having a pulse width of 120 fs and a repetition frequency of 1 kHz is used, the processing energy density is set to 0.01 to 1 J / mm 2 . When an excimer femtosecond laser (wavelength 248 nm) having a pulse width of 270 fs and a repetition frequency of 350 Hz is used, the processing energy density is set to 1 to 20 J / mm 2 .

ナノサイズ蛍光体粒子の原材料となるターゲット２５の種類は、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、などのＩＩ−ＶＩ族などを用いることができる。また、ＺｎＳ−Ｍｎ、Ｙ２Ｏ３−Ｅｕのように蛍光体の賦活剤がドーパントされた混合型のものも用いることができる。資料台３２には、ＬＥＤチップ３３として、チップ個片に裁断される前のウェハ状態のものも設置することができ、その場合、ウエハ全面に前記同様にナノサイズ蛍光体粒子を堆積することができる。 As the type of the target 25 serving as a raw material of the nano-sized phosphor particles, a group IV such as Si and Ge, a group II-VI such as ZnS, CdTe, and CdSe can be used. A mixed type in which a phosphor activator is doped, such as ZnS—Mn and Y 2 O 3 —Eu, can also be used. On the data base 32, the LED chip 33 can be placed in a wafer state before being cut into chip pieces. In this case, nano-sized phosphor particles can be deposited on the entire surface of the wafer in the same manner as described above. it can.

次に、ナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップに備えた発光素子の他の例を説明する。図３は、本発明の発光素子の他の例を示す。発光素子２は、半導体や電極等からなるＬＥＤチップに蛍光体粒子６を付着積層して形成される。ＬＥＤチップの構造は、前出の図１に示したＬＥＤチップの構造と同じである。発光素子２は、ＬＥＤチップの透明結晶基板３の表面から内部へ入り込んだ状態で、ナノサイズ蛍光体粒子６の堆積層を有している。   Next, another example of a light emitting device provided with LED chips with nano-sized phosphor particles will be described. FIG. 3 shows another example of the light emitting device of the present invention. The light emitting element 2 is formed by adhering and laminating phosphor particles 6 on an LED chip made of a semiconductor or an electrode. The structure of the LED chip is the same as the structure of the LED chip shown in FIG. The light emitting element 2 has a deposited layer of nano-sized phosphor particles 6 in a state of entering the inside from the surface of the transparent crystal substrate 3 of the LED chip.

次に、ＬＥＤチップに蛍光体層を形成する方法を説明する。図４は、発光素子の製造装置を示す。この製造装置１２は、ＬＥＤチップ表面から内部にナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んで蛍光体層を形成する。製造装置１２は、試料室３０に設けられたポート３４を介してレーザ光Ｌ２を導入することができ、このレーザ光Ｌ２によって試料台３２に設置されたＬＥＤチップ３３の表面を照射することができる。製造装置１２の他の構造は、製造装置１１と同じである。   Next, a method for forming a phosphor layer on the LED chip will be described. FIG. 4 shows a light emitting device manufacturing apparatus. This manufacturing apparatus 12 forms a phosphor layer by implanting nano-sized phosphor particles into the inside from the LED chip surface. The manufacturing apparatus 12 can introduce the laser light L2 through the port 34 provided in the sample chamber 30, and can irradiate the surface of the LED chip 33 installed on the sample stage 32 with the laser light L2. . The other structure of the manufacturing apparatus 12 is the same as that of the manufacturing apparatus 11.

前記発光素子２の製造方法、すなわち、ナノサイズ蛍光体粒子のＬＥＤチップ表面への積層について説明する。前記同様に、ターゲット室２０、試料室３０、連結室４０が高真空に排気された後、ターゲット室２０のポート２２から希ガスが導入され、室内の圧力が０．１〜１００Ｔｏｒｒに維持される。   The manufacturing method of the light emitting element 2, that is, the lamination of the nano-sized phosphor particles on the LED chip surface will be described. Similarly to the above, after the target chamber 20, the sample chamber 30, and the connection chamber 40 are evacuated to a high vacuum, a rare gas is introduced from the port 22 of the target chamber 20, and the pressure in the chamber is maintained at 0.1 to 100 Torr. .

試料室３０の試料台３２に設置されたＬＥＤチップ３３は、予めフェムト秒レーザによるレーザ光Ｌ２が照射され、その表面（透明結晶基板３の表面）が軟化状態とされる。前記同様の手順でターゲット２５にレーザ光Ｌ１が照射され、アブレーションによってターゲット２５の構成物質が脱離して、空中で凝集することにより生成されたナノサイズ蛍光体粒子６が、希ガスによって資料室３０に運ばれ、軟化状態のＬＥＤチップ３３上に堆積する。アブレーションによって生成されたナノサイズ蛍光体粒子６は、その初期速度でＬＥＤチップ内に打ち込まれ、内部にドーピングされる。   The LED chip 33 installed on the sample stage 32 in the sample chamber 30 is irradiated with laser light L2 by a femtosecond laser in advance, and its surface (the surface of the transparent crystal substrate 3) is softened. In the same procedure as described above, the target 25 is irradiated with the laser beam L1, the constituent materials of the target 25 are desorbed by ablation, and the nano-sized phosphor particles 6 produced by agglomeration in the air are transformed into the material chamber 30 by the rare gas. And deposited on the softened LED chip 33. The nano-sized phosphor particles 6 generated by ablation are driven into the LED chip at the initial speed and doped inside.

ナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップに打ち込むタイミングは、フェムト秒レーザのレーザ光Ｌ２を照射し終わった直後から１００μｓまでの間が好ましい。この間にナノサイズ蛍光体粒子を打ち込むことにより、打ち込まれたナノサイズ蛍光体が、レーザ光Ｌ２照射時の衝撃波によって除去されるという不具合を避けることができる。   The timing at which the nano-sized phosphor particles are driven into the LED chip is preferably between 100 μs immediately after the end of irradiation with the femtosecond laser beam L2. By implanting the nano-sized phosphor particles during this period, it is possible to avoid the problem that the implanted nano-sized phosphor is removed by the shock wave at the time of laser beam L2 irradiation.

レーザ光Ｌ２の条件は、波長８００ｎｍ、パルス幅１２０ｆｓ、繰り返し周波数１ｋＨｚのフェムト秒レーザを用いる場合、加工エネルギ密度を０．０１〜０．５Ｊ／ｍｍ２とするのが好ましい。また、波長２４８ｎｍ、パルス幅２７０ｆｓ、繰り返し周波数３５０Ｈｚのエキシマフェムト秒レーザを用いる場合、加工エネルギ密度を０．１〜１０Ｊ／ｍｍ２とするのが好ましい。また、ナノサイズ蛍光体粒子をアブレーションによって発生させる、ターゲット２５の数、種類、レーザ光Ｌ２１等の条件は、前出のものと同じである。 As for the conditions of the laser beam L2, when a femtosecond laser having a wavelength of 800 nm, a pulse width of 120 fs, and a repetition frequency of 1 kHz is used, the processing energy density is preferably 0.01 to 0.5 J / mm 2 . Further, when an excimer femtosecond laser having a wavelength of 248 nm, a pulse width of 270 fs, and a repetition frequency of 350 Hz is used, the processing energy density is preferably 0.1 to 10 J / mm 2 . The conditions such as the number and type of targets 25 and the laser beam L21 for generating nano-sized phosphor particles by ablation are the same as those described above.

次に、ナノサイズ蛍光体粒子の粒径を制御する方法について説明する。前出の図３を参照して説明する。ターゲット２５にレーザ光Ｌ１を照射してアブレーションにより、ターゲット成分のターゲットからの脱離と、脱離に引き続いて起こる希ガス雰囲気中での凝縮を発生させてナノサイズ蛍光体粒子を生成する場合、レーザ光Ｌ１の加工条件を変えることで、ナノサイズ蛍光体粒子の平均粒径を制御することができる。   Next, a method for controlling the particle size of the nano-sized phosphor particles will be described. This will be described with reference to FIG. When the target 25 is irradiated with the laser beam L1 and ablation is performed to generate desorption of the target component from the target and condensation in a rare gas atmosphere that occurs subsequent to the desorption to generate nano-sized phosphor particles, By changing the processing conditions of the laser beam L1, the average particle size of the nano-sized phosphor particles can be controlled.

例えば、加工雰囲気圧力を変化させれば、生成される粒径は、雰囲気圧力に対して０．３乗に比例する。そこで、５ｎｍのナノサイズ蛍光体を生成する場合、加工雰囲気を１Ｔｏｒｒ程度とし、パルス幅３０ｎｓ、繰り返し周波数１００ＨｚのＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を５Ｊ／ｍｍ２とすればよい。 For example, if the processing atmosphere pressure is changed, the generated particle size is proportional to the power of 0.3 with respect to the atmosphere pressure. Therefore, when producing a nano-sized phosphor of 5 nm, if the working atmosphere is about 1 Torr, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) with a pulse width of 30 ns and a repetition frequency of 100 Hz is used, the working energy density is 5 J / mm 2. Good.

また、レーザ出力やパルス幅を制御することによっても、ナノサイズ蛍光体粒子のサイズを制御することが可能である。例えば、レーザ出力を低出力とすることで１パルスで生成される粒子の総体積が低減されるので、凝縮が発生しにくくなる。また、パルス幅を短くすることで、レーザ照射時の単位時間当たりの加工エネルギ密度が高まって、生成された粒子のエネルギが高くなり、粒子の平均自由行程が長くなるので、凝縮が発生しにくくなり、よりサイズの小さいナノサイズ蛍光体粒子を生成することが可能となる。   Also, the size of the nano-sized phosphor particles can be controlled by controlling the laser output and the pulse width. For example, by reducing the laser output to a low output, the total volume of particles generated in one pulse is reduced, so that condensation does not easily occur. In addition, by shortening the pulse width, the processing energy density per unit time during laser irradiation is increased, the energy of the generated particles is increased, and the mean free path of the particles is increased, so that condensation is unlikely to occur. Accordingly, it is possible to generate nano-sized phosphor particles having a smaller size.

このように、ナノサイズ蛍光体粒子の径を制御することができるので、種々の効果を得ることが出きる。例えば、平均粒子径を蛍光体組成の励起子ボーア半径の２倍以下とすることで、量子閉じ込め効果による蛍光体の発光効率向上、及び粒径制御による励起・発光波長の制御が可能となる。例えば、ＺｎＴｅ、Ｓｉなどのバンドギャップ間の遷移による発光を示す、いわゆる非ドープ型蛍光体において、そのナノサイズ粒子径を制御し、分級することによって、蛍光体から発せられる蛍光の波長（色）を制御することができる。   Thus, since the diameter of the nano-sized phosphor particles can be controlled, various effects can be obtained. For example, by setting the average particle diameter to be twice or less the exciton Bohr radius of the phosphor composition, it is possible to improve the luminous efficiency of the phosphor by the quantum confinement effect and to control the excitation / emission wavelength by controlling the particle diameter. For example, in a so-called undoped phosphor that exhibits light emission due to transition between band gaps such as ZnTe and Si, the wavelength (color) of the fluorescence emitted from the phosphor by controlling and classifying the nano-sized particle diameter. Can be controlled.

次に、ナノサイズ蛍光体粒子を積極的に加速する方法について説明する。図５は、連結室４０に加速機構を有する製造装置を示す。前述のように、試料室３０の圧力を、ターゲット室２０の圧力よりも低い圧力としておくことにより、希ガスをキャリアガスとして粒子を運ぶことができる。その際に、粒子をイオン化して電場により加速することで、ナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面から内部へ効率よく確実にドーピングして、蛍光体層の形成ができる。ナノサイズ蛍光体粒子がＬＥＤチップの透明結晶基板に埋め込まれることにより、蛍光体粒子表面が基板材によって被覆されて、光の利用効率すなわち発光素子の発光効率が向上する。   Next, a method for positively accelerating nano-sized phosphor particles will be described. FIG. 5 shows a manufacturing apparatus having an acceleration mechanism in the connection chamber 40. As described above, by setting the pressure in the sample chamber 30 to be lower than the pressure in the target chamber 20, particles can be carried using a rare gas as a carrier gas. At that time, by ionizing the particles and accelerating them with an electric field, the nano-sized phosphor particles can be efficiently and reliably doped from the LED chip surface to the inside, thereby forming a phosphor layer. By embedding the nano-sized phosphor particles in the transparent crystal substrate of the LED chip, the phosphor particle surface is covered with the substrate material, and the light utilization efficiency, that is, the light emission efficiency of the light emitting element is improved.

図５に示すように、製造装置１３は、連結室４０に、電子銃や熱電子放出用フィラメント４１及び対向電極４２からなるイオン化部と、イオン化された粒子を電場により加速する加速電極４４，４５からなる加速部を有している。ナノサイズ蛍光体粒子６がイオン化部を通過するとき、電子銃や熱電子放出用のフィラメントなどによって生成した電子４３を照射されてイオン化される。高速電子によると電子がはぎ取られてプラスイオンとなり、低速電子によると電子が付加されてマイナスイオンとなる。いずれかのイオンとなったナノサイズ蛍光体粒子を加速するため、２枚以上の加速電極４４，４５間に電圧を印加する。イオン化粒子を加速する場合、３枚以上の電極を用いて、イオン化粒子のビームを発散しないように収束させるようにしてもよい。また、イオンビームを収束させる方法としては、四重極磁気レンズなどを用いてもよい。   As illustrated in FIG. 5, the manufacturing apparatus 13 includes an ionization unit including an electron gun, a thermoelectron emission filament 41, and a counter electrode 42, and acceleration electrodes 44 and 45 that accelerate ionized particles by an electric field. The acceleration part which consists of When the nano-sized phosphor particles 6 pass through the ionization portion, they are ionized by irradiation with electrons 43 generated by an electron gun, a thermoelectron emission filament, or the like. According to the fast electrons, the electrons are stripped and become positive ions, and according to the slow electrons, the electrons are added and become negative ions. A voltage is applied between the two or more acceleration electrodes 44 and 45 in order to accelerate the nano-sized phosphor particles that have become any ion. When accelerating ionized particles, three or more electrodes may be used to converge the ionized particle beam so as not to diverge. A quadrupole magnetic lens or the like may be used as a method for converging the ion beam.

試料室３０内の試料台３２に設置されたＬＥＤチップ３３には、予めフェムト秒レーザによるレーザ光Ｌ２を照射し、ＬＥＤチップの表面を軟化させておく。加速されたナノサイズ蛍光体粒子６を、軟化したＬＥＤチップ表面から打ち込むことによって、ＬＥＤチップ３３内に蛍光体粒子をドーピングする。ターゲットの数、種類、レーザ光Ｌ１の条件は、前述の図２において説明したものと同じであり、レーザ光Ｌ２の条件は前述の図２において説明したものと同じである。連結室４０における加速部の電極間印加電圧の条件は、例えば１ｋＶ以上とされる。   The LED chip 33 placed on the sample stage 32 in the sample chamber 30 is irradiated with laser light L2 by a femtosecond laser in advance to soften the surface of the LED chip. The accelerated nano-sized phosphor particles 6 are driven from the softened LED chip surface to dope the phosphor particles into the LED chip 33. The number and types of targets and the conditions of the laser beam L1 are the same as those described in FIG. 2, and the conditions of the laser beam L2 are the same as those described in FIG. The condition of the voltage applied between the electrodes of the acceleration part in the connection chamber 40 is, for example, 1 kV or more.

次に、ナノサイズ蛍光体粒子の粒径制御と分級の応用について説明する。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ＬＥＤチップ表面に形成された蛍光体層を示す。前述のいずれかのように、レーザ光Ｌ１でアブレーションにより形成されるナノサイズ蛍光体粒子は、レーザ光Ｌ１の照射条件を変えることによって、その平均粒径を変えることができる。このように、ナノサイズ蛍光体粒子は、分級された状態で生成されるので、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体からなる層を、粒子径毎に形成空間を区分してそれぞれ別々に、容易に形成することができる。例えば、ナノサイズ蛍光体粒子の粒径がそれぞれ異なる粒子からなる蛍光体層Ａ，Ｂ，Ｃを、図６（ａ）（ｃ）に示すように、ＬＥＤチップの結晶性基板３の表面に並べて繰り返し配列６１，６３を形成したり、図６（ｂ）に示すように、繰り返し配列６２を垂直方向に積層することができる。   Next, application of particle size control and classification of nano-sized phosphor particles will be described. 6A, 6B, and 6C show phosphor layers formed on the LED chip surface. As described above, the average particle diameter of the nano-sized phosphor particles formed by ablation with the laser light L1 can be changed by changing the irradiation condition of the laser light L1. As described above, since the nano-sized phosphor particles are generated in a classified state, the layers composed of nano-sized phosphors having the same average primary particle diameter are separated from each other by dividing the formation space for each particle diameter. In addition, it can be easily formed. For example, phosphor layers A, B, and C made of particles having different particle sizes of nano-sized phosphor particles are arranged on the surface of the crystalline substrate 3 of the LED chip as shown in FIGS. The repeating arrays 61 and 63 can be formed, or the repeating array 62 can be stacked in the vertical direction as shown in FIG.

分級をより積極的に行うため、電解や磁界あるいは電磁界を印加してもよい。ターゲット２５において生成されたナノサイズ蛍光体粒子は一部帯電しているので、粒子の走行中に電界または磁界あるいは電磁界を印加することで、例えば、粒子質量の差により、分級される。また、より積極的には、電子銃等を用いてナノサイズ蛍光体粒子をイオン化して、電界と磁界を用いて、ウィーンフィルターや四重極質量分析器などにより分級することができる。イオン化しない場合であれば、キャリアガスの流速を一定として、それに直交する方向から粒子に偏向力を印加する。つまり、直交する方向から流体物（気体の流れ）を作用させて（いわゆる唐箕の原理によって）分級することができる。   In order to perform classification more positively, electrolysis, a magnetic field, or an electromagnetic field may be applied. Since the nano-sized phosphor particles generated in the target 25 are partially charged, they are classified by, for example, a difference in particle mass by applying an electric field, a magnetic field, or an electromagnetic field while the particles are traveling. More positively, the nano-sized phosphor particles can be ionized using an electron gun or the like, and classified using a Wien filter or a quadrupole mass spectrometer using an electric field and a magnetic field. If ionization is not performed, the carrier gas flow rate is constant, and a deflection force is applied to the particles from a direction orthogonal thereto. That is, classification can be performed by applying a fluid (gas flow) from the orthogonal direction (by the so-called Karatsu principle).

ターゲットの種類として、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族などを用いることができる（但し、ＺｎＳ−Ｍｎ、Ｙ２Ｏ３−Ｅｕのように蛍光体の賦活剤がドーパントされた混合型は含まない）。このように、ＺｎＴｅ、Ｓｉなどのバンドギャップ間の遷移による発光を示す、いわゆる非ドープ型蛍光体の粒子径を制御して、上述のように蛍光体層を形成することで、蛍光体から発せられる蛍光の波長（色）を制御し、また、その分布を均一にすることができる。分級によって、発光色ごとの積層が可能となり、色の調節がし易くなる。 As the type of target, group IV such as Si and Ge, group II-VI such as ZnS, CdTe, and CdSe can be used (however, activation of the phosphor such as ZnS-Mn and Y 2 O 3 -Eu) can be used. (This does not include mixed types in which the agent is doped). Thus, by controlling the particle diameter of a so-called undoped phosphor that exhibits light emission due to transition between band gaps such as ZnTe and Si, and forming the phosphor layer as described above, the phosphor emits light from the phosphor. The wavelength (color) of the emitted fluorescence can be controlled, and the distribution thereof can be made uniform. Classification enables stacking for each luminescent color and facilitates color adjustment.

次に、蛍光体粒子積層場所における、いわば「その場分級」の方法について説明する。図７は、用いられる製造装置を示し、図８、図９は、その方法の概念を示す。製造装置１４は、図７に示すように、試料室３０の互いに対向するポート３４，３５からレーザ光Ｌ３１，Ｌ３２を導入して、試料台３２上のＬＥＤチップ３３の表面を同時照射できるようになっている。図８に示すように、レーザ光Ｌ３１，Ｌ３２をレンズ５１，５２を介してＬＥＤチップ３３の表面Ｓに同時照射することで、表面Ｓにレーザ光Ｌ３１，Ｌ３２の干渉による特定の電界分布が生成される。分級方法により均一化された粒子を狙い位置に配置させる方法として、このようなレーザ光の干渉による電界分布が用いられる。   Next, the so-called “in-situ classification” method at the phosphor particle stacking location will be described. FIG. 7 shows the manufacturing apparatus used, and FIGS. 8 and 9 show the concept of the method. As shown in FIG. 7, the manufacturing apparatus 14 introduces laser beams L31 and L32 from mutually facing ports 34 and 35 of the sample chamber 30 so that the surface of the LED chip 33 on the sample stage 32 can be irradiated simultaneously. It has become. As shown in FIG. 8, by simultaneously irradiating the surface S of the LED chip 33 with the laser beams L31 and L32 through the lenses 51 and 52, a specific electric field distribution is generated on the surface S due to the interference of the laser beams L31 and L32. Is done. As a method of arranging particles uniformed by the classification method at a target position, such an electric field distribution due to interference of laser light is used.

レーザ光Ｌ３１，Ｌ３２の照射条件は以下の通りである。ナノサイズ蛍光体粒子層を形成するＬＥＤチップ表面における電界分布に周期性を持たせる。具体的には、２次元的な周期構造であれば、同一のレーザビームを分岐し、それをＬＥＤチップ表面において所定の角度で干渉させて、図９（ａ１）に示すように、電界の周期構造８１，８２が形成される。その結果、電界の強い部分に粒子が捕捉され、図９（ａ２）に示すように、そこに選択的に積層、あるいは、ドーピングされる。この選択的に形成された堆積層８３をずらすことにより２次元方向に別々の層を形成することが可能となる。また、同様に、図９（ｂ１）（ｂ２）に示すように、３分岐レーザビーム干渉では六方格子形状、４分岐レーザビーム干渉では正方格子形状に、電界の周期構造８４，８５が形成され、堆積層８６を形成することが可能である。   The irradiation conditions of the laser beams L31 and L32 are as follows. Periodicity is imparted to the electric field distribution on the surface of the LED chip forming the nanosize phosphor particle layer. Specifically, in the case of a two-dimensional periodic structure, the same laser beam is branched and interfered at a predetermined angle on the surface of the LED chip, and as shown in FIG. Structures 81 and 82 are formed. As a result, particles are trapped in a portion where the electric field is strong, and selectively laminated or doped there, as shown in FIG. 9 (a2). By shifting the selectively formed deposited layer 83, separate layers can be formed in the two-dimensional direction. Similarly, as shown in FIGS. 9B1 and 9B2, the periodic structures 84 and 85 of the electric field are formed in a hexagonal lattice shape in the three-branch laser beam interference and in a square lattice shape in the four-branch laser beam interference, A deposited layer 86 can be formed.

２分岐レーザビーム干渉加工の場合、前述の図８に示すレーザ光Ｌ３１，Ｌ３２の条件は、波長８００ｎｍ、パルス幅１２０ｆｓ、繰り返し周波数１ｋＨｚのフエムト秒レーザを用いる場合、１ビーム当たりの加工エネルギ密度を０．００５〜０．２５Ｊ／ｍｍ２とする。波長２４８ｎｍ、パルス幅２７０ｆｓ、繰り返し周波数３５０Ｈｚのエキシマフェムト秒レーザを用いる場合、１ビーム当たりの加工エネルギ密度を０．０５〜５Ｊ／ｍｍ２とする。 In the case of the two-branch laser beam interference processing, the conditions of the laser beams L31 and L32 shown in FIG. 8 described above are as follows. When a femtosecond laser having a wavelength of 800 nm, a pulse width of 120 fs, and a repetition frequency of 1 kHz is used, the processing energy density per beam is 0.005 to 0.25 J / mm 2 . When an excimer femtosecond laser having a wavelength of 248 nm, a pulse width of 270 fs, and a repetition frequency of 350 Hz is used, the processing energy density per beam is set to 0.05 to 5 J / mm 2 .

次に、ナノサイズ蛍光体粒子により形成された堆積層の表面、又は堆積する前のナノサイズ蛍光体粒子の表面を被覆材で形成した被覆層で被覆することについて説明する。図１０は、蛍光体粒子層、又は蛍光体粒子を被覆する機能を有する装置を示す。製造装置１５は、試料室３０にターゲット設置部３７を備えており、ターゲット設置部３７には、被覆材７を構成する材質からなるターゲット３８が、前出の製造装置１２（図４）に追加して設置されている。被覆材７は、ターゲット２５からナノサイズ蛍光体粒子６を生成するのと同様に、ターゲット３８から生成される。ターゲット３８を照射するレーザ光Ｌ４は、試料室３０に設けられたポート３６から導入される。   Next, covering the surface of the deposition layer formed by the nano-sized phosphor particles or the surface of the nano-sized phosphor particles before deposition with a coating layer formed of a coating material will be described. FIG. 10 shows a phosphor particle layer or an apparatus having a function of coating phosphor particles. The manufacturing apparatus 15 includes a target installation unit 37 in the sample chamber 30, and a target 38 made of a material constituting the coating material 7 is added to the target installation unit 37 in the above-described manufacturing apparatus 12 (FIG. 4). Installed. The covering material 7 is generated from the target 38 in the same manner as the nano-sized phosphor particles 6 are generated from the target 25. The laser beam L 4 that irradiates the target 38 is introduced from a port 36 provided in the sample chamber 30.

ＬＥＤチップ３３上にナノサイズ蛍光体粒子６の層が形成された後に、上述のターゲット３８から被覆材７がＬＥＤチップ３３の表面に向けて供給される。図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２は、被覆層７０を有する蛍光体粒子層を示す。図１１（ａ）においては、粒子径の異なる蛍光体層Ａ，Ｂ，ＣがＬＥＤチップの結晶性基板３の表面に並べられて繰り返し配列７１が形成された後に、被覆層７０が形成されている。また、図１１（ｂ）においては、粒子径の異なる蛍光体層Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれと被覆層７０が交互に積層されて繰り返し配列７２が形成されている。図１１（ｃ）では、結晶性基板３の表面に離して並べられた蛍光体層Ａ，Ｂ，Ｃの間を埋めるように被覆層７０が形成され、繰り返し配列７３が形成されている。これらの図に示すように、各配列７１〜７３が周期的に繰り返して形成される。図１１（ａ）に示す構造は、図１２に示すように、さらに立体的な周期構造を持たせて３次元的に構成することができる。   After the layer of nano-sized phosphor particles 6 is formed on the LED chip 33, the covering material 7 is supplied from the target 38 toward the surface of the LED chip 33. FIGS. 11A to 11C and 12 show a phosphor particle layer having a coating layer 70. In FIG. 11A, the phosphor layers A, B, and C having different particle diameters are arranged on the surface of the crystalline substrate 3 of the LED chip to form the repeated array 71, and then the coating layer 70 is formed. Yes. In FIG. 11B, the phosphor layers A, B, and C having different particle diameters and the coating layers 70 are alternately laminated to form a repeated array 72. In FIG. 11C, the coating layer 70 is formed so as to fill the space between the phosphor layers A, B, and C arranged on the surface of the crystalline substrate 3, and the repeated arrangement 73 is formed. As shown in these drawings, each of the arrays 71 to 73 is periodically repeated. The structure shown in FIG. 11A can be three-dimensionally configured with a three-dimensional periodic structure as shown in FIG.

このように、ＬＥＤチップ３３の表面におけるナノサイズ蛍光体粒子層の形成とその粒子層を被覆する過程を繰り返すことで、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体からなる別々に形成された層と、その表面または界面を被覆した層が積層される。このような層を積層することによって、ＬＥＤチップ３３から発せられる光を、蛍光体によって、より効率的に他の波長の光に変換することができる。また、このような構造によると蛍光体粒子表面欠陥の被覆と量子閉じ込めによる発光効率向上の効果がある。   In this way, by forming the nano-sized phosphor particle layer on the surface of the LED chip 33 and repeating the process of covering the particle layer, the nano-sized phosphors having the same average primary particle diameter are separately formed. A layer and a layer covering its surface or interface are laminated. By laminating such layers, the light emitted from the LED chip 33 can be more efficiently converted into light of another wavelength by the phosphor. Further, such a structure has an effect of improving luminous efficiency by covering phosphor particle surface defects and quantum confinement.

また、ナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ３３の表面に積層している最中に、同時にターゲット３８から被覆材７を供給することにより、図１３に示すように、ナノサイズ蛍光体粒子６そのものの表面を被覆材７で形成した被覆層７０で被覆することができる。このような、被覆されたナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ３３の表面に積層、又は打ち込み（ドーピング）することで、蛍光体粒子表面欠陥の被覆による補償を行うことができ、蛍光体による波長変換効率がより向上する。   Further, while the nano-sized phosphor particles are being laminated on the surface of the LED chip 33, the coating material 7 is supplied from the target 38 at the same time, so that the nano-sized phosphor particles 6 themselves are shown in FIG. The surface can be covered with a covering layer 70 formed of the covering material 7. Such coated nano-sized phosphor particles are laminated or implanted (doped) on the surface of the LED chip 33, so that compensation by coating the phosphor particle surface defects can be performed, and wavelength conversion by the phosphor is performed. Efficiency is further improved.

ターゲット３８を照射するレーザ光Ｌ４のレーザとして、モードロックＴｉ：サファイアレーザやＹＡＧレーザ、あるいは、これらのレーザ光の波長変換したレーザ（ＳＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＴＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＦＨＧ−Ｔｉ：サファイアレーザ、ＳＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザ、ＦＨＧ−ＹＡＧレーザ）、エキシマレーザなどが用いられる。その中で特に、パルス幅が１ｐｓ以下の超高強度極短パルスレーザであることが望ましい。   As a laser of the laser beam L4 irradiating the target 38, a mode-locked Ti: sapphire laser or YAG laser, or a laser obtained by wavelength conversion of these laser beams (SHG-Ti: sapphire laser, THG-Ti: sapphire laser, FHG- Ti: sapphire laser, SHG-YAG laser, THG-YAG laser, FHG-YAG laser), excimer laser, or the like is used. Of these, an ultra-high intensity ultrashort pulse laser with a pulse width of 1 ps or less is particularly desirable.

具体的には、例えば、レーザとして、パルス幅８ｎｓ、繰り返し周波数２ｋＨｚのＳＨＧ−ＹＡＧレーザ（波長５３２ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．１〜１０Ｊ／ｍｍ２とする。パルス幅３０ｎｓ、繰り返し周波数１００ＨｚのＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．１〜１０Ｊ／ｍｍ２とする。また、パルス幅１２０ｆｓ、繰り返し周波数１ｋＨｚのＴｉ：サファイアレーザ（波長８００ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を０．０１〜１Ｊ／ｍ２とする。パルス幅２７０ｆｓ、繰り返し周波数３５０Ｈｚのエキシマフェムト秒レーザ（波長２４８ｎｍ）を用いる場合、加工エネルギ密度を１〜２０Ｊ／ｍｍ２とする。 Specifically, for example, when a SHG-YAG laser (wavelength 532 nm) having a pulse width of 8 ns and a repetition frequency of 2 kHz is used as the laser, the processing energy density is set to 0.1 to 10 J / mm 2 . When a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) having a pulse width of 30 ns and a repetition frequency of 100 Hz is used, the processing energy density is set to 0.1 to 10 J / mm 2 . When a Ti: sapphire laser (wavelength 800 nm) having a pulse width of 120 fs and a repetition frequency of 1 kHz is used, the processing energy density is set to 0.01 to 1 J / m 2 . When an excimer femtosecond laser (wavelength 248 nm) having a pulse width of 270 fs and a repetition frequency of 350 Hz is used, the processing energy density is set to 1 to 20 J / mm 2 .

ターゲット２５にＣｄＴｅを用い、ターゲット３８にＺｎＳを用いることで、ＣｄＴｅからなるナノサイズ蛍光体粒子そのもの、又はナノサイズ蛍光体粒子からなる堆積層が、ＺｎＳからなる被覆層によって被覆される。このように、ナノサイズ蛍光体粒子の持つバンドギャップよりも大きなバンドギャップを持つ組成の被覆層を用いた被覆構造によると、蛍光体粒子表面欠陥の被覆効果と量子閉じ込め効果とにより、発光素子の発光効率が向上する。なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。   By using CdTe for the target 25 and ZnS for the target 38, the nano-sized phosphor particles themselves made of CdTe or the deposited layer made of nano-sized phosphor particles are covered with a coating layer made of ZnS. As described above, according to the coating structure using the coating layer having a composition having a band gap larger than that of the nano-sized phosphor particles, the phosphor particle surface defect covering effect and the quantum confinement effect cause Luminous efficiency is improved. The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.

本発明の一実施形態に係る発光素子の断面図。1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. 同上発光素子の製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the manufacturing method of a light emitting element same as the above. 本発明の他の例を示す発光素子の断面図。Sectional drawing of the light emitting element which shows the other example of this invention. 同上他の例の発光素子製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the light emitting element manufacturing method of another example same as the above. 本発明の他の発光素子製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the other light emitting element manufacturing method of this invention. （ａ）〜（ｃ）は本発明の他の例を示す発光素子の部分断面図。(A)-(c) is a fragmentary sectional view of the light emitting element which shows the other example of this invention. 本発明のさらに他の発光素子製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the further another light emitting element manufacturing method of this invention. 本発明の発光素子のさらに他の製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the further another manufacturing method of the light emitting element of this invention. （ａ１）〜（ｂ２）は本発明の他の例を示す発光素子の部分断面図。(A1)-(b2) is a fragmentary sectional view of the light emitting element which shows the other example of this invention. 本発明のさらに他の発光素子製造方法を示す製造装置の断面図。Sectional drawing of the manufacturing apparatus which shows the further another light emitting element manufacturing method of this invention. （ａ）〜（ｃ）は本発明の他の例を示す発光素子の部分断面図。(A)-(c) is a fragmentary sectional view of the light emitting element which shows the other example of this invention. 本発明のさらに他の例を示す発光素子の部分断面図。The fragmentary sectional view of the light emitting element which shows the further another example of this invention. 本発明に係るナノサイズ蛍光体粒子の断面図。Sectional drawing of the nanosize fluorescent substance particle which concerns on this invention. （ａ）（ｂ）は従来の蛍光体粒子の樹脂中分散状態を示す模式図。(A) (b) is a schematic diagram which shows the dispersion state in the resin of the conventional fluorescent substance particle.

符号の説明Explanation of symbols

１、２ 発光素子
６ ナノサイズ蛍光体粒子
３３ ＬＥＤチップ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４ レーザ光（エネルギビーム）
Ｌ３１，Ｌ３２ レーザ光 1, 2 Light emitting element 6 Nano size phosphor particle 33 LED chip L1, L2, L4 Laser light (energy beam)
L31, L32 Laser light

Claims (10)

エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面に積層したことを特徴とする発光素子。   A light-emitting element, wherein nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are stacked on the surface of an LED chip. エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングしたことを特徴とする発光素子。   A light emitting device comprising a surface of an LED chip softened by irradiation with an energy beam, which is doped with nano-size phosphor particles generated by ablation using the energy beam. 前記ナノサイズ蛍光体粒子の平均一次粒子径が励起子ボーア半径の２倍以下であって、そのナノサイズ蛍光体粒子の組成及び／又は粒子径がエネルギビームで制御して形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。   The average primary particle diameter of the nano-sized phosphor particles is less than twice the exciton Bohr radius, and the composition and / or particle diameter of the nano-sized phosphor particles are controlled by an energy beam. The light emitting device according to claim 1 or 2. 前記ナノサイズ蛍光体粒子を分級し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成したことを特徴とする請求項３に記載の発光素子。   The light emitting device according to claim 3, wherein the nano-sized phosphor particles are classified, and layers made of nano-sized phosphor particles having an average primary particle diameter are separately formed. 平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる別々に形成された層の表面又は界面を被覆したことを特徴とする請求項４に記載の発光素子。   5. The light emitting device according to claim 4, wherein the surface or interface of separately formed layers made of nano-sized phosphor particles having an average primary particle diameter are coated. 前記ナノサイズ蛍光体一次粒子の表面を被覆したことを特徴とする請求項３に記載の発光素子。   The light emitting device according to claim 3, wherein a surface of the primary particle of the nanosize phosphor is coated. エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子をＬＥＤチップ表面に積層する発光素子の製造方法であって、
前記ナノサイズ蛍光体粒子の平均一次粒子径が励起子ボーア半径の２倍以下であり、そのナノサイズ蛍光体粒子の組成及び／又は粒子径がエネルギビームで制御して形成されることを特徴とする発光素子の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device in which nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are stacked on the surface of an LED chip,
The average primary particle diameter of the nano-sized phosphor particles is less than twice the exciton Bohr radius, and the nano-sized phosphor particles are formed by controlling the composition and / or particle diameter with an energy beam. A method for manufacturing a light emitting device. 前記ナノサイズ蛍光体粒子をイオン化して帯電させ、電界あるいは磁界あるいは電磁界によって分級し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成することを特徴とする請求項７に記載の発光素子の製造方法。   The nano-sized phosphor particles are ionized and charged, classified by an electric field, a magnetic field, or an electromagnetic field, and separately formed layers of nano-sized phosphor particles having a uniform average primary particle diameter. Item 8. A method for producing a light emitting device according to Item 7. ＬＥＤチップ表面にレーザを複数方向より同時照射してレーザ光を干渉させ、ＬＥＤチップ表面に電界分布を持たせた後に、ナノサイズ蛍光体粒子を積層し、平均一次粒子径が揃っているナノサイズ蛍光体粒子からなる層を別々に形成することを特徴とする請求項７に記載の発光素子の製造方法。   Nanosize phosphors that have a uniform average primary particle size after laminating nano-sized phosphor particles after the LED chip surface is irradiated simultaneously with laser light from multiple directions to interfere with laser light and have an electric field distribution on the LED chip surface. The method for manufacturing a light-emitting element according to claim 7, wherein layers made of phosphor particles are separately formed. エネルギビームを照射して軟化させたＬＥＤチップ表面に、エネルギビームを用いてアブレーションによって生成させたナノサイズ蛍光体粒子を打ち込んでドーピングする発光素子の製造方法であって、
前記ナノサイズ蛍光体粒子はイオン化し、加速してＬＥＤチップに打ち込まれることを特徴とする発光素子の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device, in which nano-sized phosphor particles generated by ablation using an energy beam are implanted into a surface of an LED chip that has been softened by irradiation with an energy beam.
The nano-sized phosphor particles are ionized, accelerated and driven into an LED chip.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007007954A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting device employing nanowire phosphors
JP2007059762A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Sumitomo Chemical Co Ltd Semiconductor lamination substrate and its manufacturing method as well as semiconductor light emitting device
WO2007111118A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Alps Electric Co., Ltd. Light emitting device
JP2008108981A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device
JP2008541465A (en) * 2005-05-19 2008-11-20 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング Light emission conversion type LED
WO2011065321A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタオプト株式会社 Method for manufacturing light emitting diode unit
WO2011065322A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタオプト株式会社 Method for manufacturing light emitting diode unit
JP2013545282A (en) * 2010-10-08 2013-12-19 ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション LIGHT SOURCE, DEVICE PROVIDED WITH LIGHT SOURCE AND / OR MANUFACTURING METHOD THEREOF
WO2014119295A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 パナソニック株式会社 Light emitting device fabrication method and fabrication device
JP2015026698A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing the same

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008541465A (en) * 2005-05-19 2008-11-20 パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング Light emission conversion type LED
US8690629B2 (en) 2005-05-19 2014-04-08 Osram Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Luminescence conversion LED
US8232562B2 (en) 2005-07-11 2012-07-31 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting device employing nanowire phosphors
US7821022B2 (en) 2005-07-11 2010-10-26 Seoul Opto Device Co., Ltd. Lighting emitting device employing nanowire phosphors
WO2007007954A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting device employing nanowire phosphors
JP2007059762A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Sumitomo Chemical Co Ltd Semiconductor lamination substrate and its manufacturing method as well as semiconductor light emitting device
WO2007111118A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Alps Electric Co., Ltd. Light emitting device
JP2007266283A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Alps Electric Co Ltd Light emitting device
JP2008108981A (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device
WO2011065322A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタオプト株式会社 Method for manufacturing light emitting diode unit
WO2011065321A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタオプト株式会社 Method for manufacturing light emitting diode unit
JP2013545282A (en) * 2010-10-08 2013-12-19 ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション LIGHT SOURCE, DEVICE PROVIDED WITH LIGHT SOURCE AND / OR MANUFACTURING METHOD THEREOF
WO2014119295A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-07 パナソニック株式会社 Light emitting device fabrication method and fabrication device
CN104956503A (en) * 2013-01-31 2015-09-30 松下知识产权经营株式会社 Light emitting device fabrication method and fabrication device
US9553230B2 (en) 2013-01-31 2017-01-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method and apparatus for fabricating light emitting apparatus
JP2015026698A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 日亜化学工業株式会社 Light-emitting device and method for manufacturing the same

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