JPH01231380A - 混色発光半導体素子 - Google Patents
混色発光半導体素子Info
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- JPH01231380A JPH01231380A JP63056346A JP5634688A JPH01231380A JP H01231380 A JPH01231380 A JP H01231380A JP 63056346 A JP63056346 A JP 63056346A JP 5634688 A JP5634688 A JP 5634688A JP H01231380 A JPH01231380 A JP H01231380A
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- light emitting
- emitting semiconductor
- semiconductor chip
- light
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分!?)
本発明は、異なる発光色を有する発光半導体チップを2
つ以上立体的に多段積みすることによってU金色発光を
得るようにした混色発光半導体素子に関する。
つ以上立体的に多段積みすることによってU金色発光を
得るようにした混色発光半導体素子に関する。
(従来の技術)
固体素子としての発光デバイスには蛍光体と発光タイオ
ートかある。発光ダイオードは、その発光材料としてm
−v族化合物半導体の単一又は混晶か主に用いられる。
ートかある。発光ダイオードは、その発光材料としてm
−v族化合物半導体の単一又は混晶か主に用いられる。
そして、発光ダイオードの発光は、pn接合部に順方向
電流を流して少数のキャリヤを注入し、これら少数キャ
リヤが多数キャリヤと再結合して行われる。発光ダイオ
ードは、その発光機構から蛍光体と異なって特に高輝度
てあり、又、局所的な発光や複雑な表示に適しており、
励起エネルギーか簡単な低圧の直流電源てあり、更にそ
の他の特徴、即ち多色化、高信頼性、低消費電力、高速
応答性か半導体央積回路とマツチして、用途は益々拡大
しつつある。
電流を流して少数のキャリヤを注入し、これら少数キャ
リヤが多数キャリヤと再結合して行われる。発光ダイオ
ードは、その発光機構から蛍光体と異なって特に高輝度
てあり、又、局所的な発光や複雑な表示に適しており、
励起エネルギーか簡単な低圧の直流電源てあり、更にそ
の他の特徴、即ち多色化、高信頼性、低消費電力、高速
応答性か半導体央積回路とマツチして、用途は益々拡大
しつつある。
その初期において、応用分野は表示光源としてランプ、
デイスプレーの2つか主流であったか、素子の高出力化
に伴いファクシミリや複写機、プリンタ用の各光源とし
てOA機器分野、更に交通信号等の表示用、光ファイバ
を用いた光通信へと、固体光源としてその需要は飛yI
v的な拡大か期待されている。
デイスプレーの2つか主流であったか、素子の高出力化
に伴いファクシミリや複写機、プリンタ用の各光源とし
てOA機器分野、更に交通信号等の表示用、光ファイバ
を用いた光通信へと、固体光源としてその需要は飛yI
v的な拡大か期待されている。
特に、表示光源の分野ては多色化か凹求され、又、その
発光にノ、(づ〈固有の色以外の色か要求され、各種発
光タイオートを近接させて同時に発光させる技術か利用
されつつある。又、特に屋外表示用途を考える場合、多
色化と同時に高輝度か要求されつつある。
発光にノ、(づ〈固有の色以外の色か要求され、各種発
光タイオートを近接させて同時に発光させる技術か利用
されつつある。又、特に屋外表示用途を考える場合、多
色化と同時に高輝度か要求されつつある。
(光IJ1か解決しようとする問題点)しかしながら、
従来技術によれば多色化はOf reてあったとしても
、限られた発光タイオートのM1合せのために色調を任
意に変化させることか不可能てあり、発光色源をみる角
度によって構成する発光ダイオードの巾色源か分離した
り、更に屋外表示用としての十分な輝度を持つ混合色を
得るには困難かあった。
従来技術によれば多色化はOf reてあったとしても
、限られた発光タイオートのM1合せのために色調を任
意に変化させることか不可能てあり、発光色源をみる角
度によって構成する発光ダイオードの巾色源か分離した
り、更に屋外表示用としての十分な輝度を持つ混合色を
得るには困難かあった。
参考のために主要ないくつかの可視発光タイオートの特
性を法衣に示す。
性を法衣に示す。
各種発光ダイオードの特性
各種発光タイオートを組み合せる多色化は、グラスマン
のが1則に準じて、ある可視域の単色放射を回し可視域
の異なる屯色尤の組合せにより知覚的な1色を得るもの
である。赤、青及び緑の3原色によっであるゆる知覚色
か得られることは周知のことである。
のが1則に準じて、ある可視域の単色放射を回し可視域
の異なる屯色尤の組合せにより知覚的な1色を得るもの
である。赤、青及び緑の3原色によっであるゆる知覚色
か得られることは周知のことである。
実公昭62−34467号公報には、2種のGaP発光
タイオートをエピタキシャル成長によりPNNP構造ま
たはNPPN構造に一体として形成し、赤色及び緑色を
発光させる試みか成されている。しかし、斯かる方法で
は、PNNPまたはNPPNの一体閘造て形成されてい
るため、放射光を一方向に取り出す際に緑色発光は赤色
発光ダイオード内て吸収され、外部電子効率を低下させ
る。近年、特に′Ai望されている超高輝度、例えばI
F = 20 mAてl 000 m c d以上と
いう輝度は、GaPの発光タイオートては不可1辷ある
。
タイオートをエピタキシャル成長によりPNNP構造ま
たはNPPN構造に一体として形成し、赤色及び緑色を
発光させる試みか成されている。しかし、斯かる方法で
は、PNNPまたはNPPNの一体閘造て形成されてい
るため、放射光を一方向に取り出す際に緑色発光は赤色
発光ダイオード内て吸収され、外部電子効率を低下させ
る。近年、特に′Ai望されている超高輝度、例えばI
F = 20 mAてl 000 m c d以上と
いう輝度は、GaPの発光タイオートては不可1辷ある
。
又、 Ga As P発光ダイオードては、AsとPの
混晶比を変化させることにより緑色から赤色までの中間
色の発光かi”f fiであるか、やはり屋外等に用い
る程度の100100O以上の輝度を得ることは困難で
ある。単色発光て超高輝度の発光ダイオードとしては、
ダブルヘテロ接合構造のGa AI As発光ダイオー
ドか市販されているか、その波長は660nm付近の赤
色に限定される。赤色発光はF2外て用いられる場合に
は、国によっては法的な規制かあり、その用途に制限か
あるので、赤色以外の例えばオレンジ色など短波長側に
発光の色調か偏倚しなければならない。
混晶比を変化させることにより緑色から赤色までの中間
色の発光かi”f fiであるか、やはり屋外等に用い
る程度の100100O以上の輝度を得ることは困難で
ある。単色発光て超高輝度の発光ダイオードとしては、
ダブルヘテロ接合構造のGa AI As発光ダイオー
ドか市販されているか、その波長は660nm付近の赤
色に限定される。赤色発光はF2外て用いられる場合に
は、国によっては法的な規制かあり、その用途に制限か
あるので、赤色以外の例えばオレンジ色など短波長側に
発光の色調か偏倚しなければならない。
本発明は従来技術の混合色発光ダイオードの多色化の限
界を克服し、単色光の発光ダイオードの組合せにより放
射方向によって知覚的な等色効果か完全な疑似単一光源
となる混色発光半導体素子を提供することをその目的と
する。特に、超高輝度混色発光半導体素子の提供を目的
とし、更に詳しくは、超高輝度の単色発光素子の超高輝
度の特徴を生かしつつ、超高輝度の混色発光半導体素子
を提供することを目的とする。
界を克服し、単色光の発光ダイオードの組合せにより放
射方向によって知覚的な等色効果か完全な疑似単一光源
となる混色発光半導体素子を提供することをその目的と
する。特に、超高輝度混色発光半導体素子の提供を目的
とし、更に詳しくは、超高輝度の単色発光素子の超高輝
度の特徴を生かしつつ、超高輝度の混色発光半導体素子
を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は上記目的を達成するために、互いに異なる発光
色を有する複数の発光半る体チップを。
色を有する複数の発光半る体チップを。
該チップ主表面に略直角な方向に多段に私み重ねて一体
化することによって混色発光半導体素子を111るよう
にした。この場合、特に前記多段に植み重ねられる複数
の発光半導体チップを、その相対向する電極同志をAg
ペースト、In合金等の導電性接71′材料を用いて一
体化し、超高輝度の単色発光半導体素子、例えばダブル
ヘテロ接合構造を右するGa Al へs発光半導体チ
ップに該チップの発光波長よりワイドなバンドギャップ
を有するGa P又はGa As P @の発光半導体
チップを直角な方向に私み重ねて一体化することによっ
て混色型超高輝度発光半導体素子を得るようにした。
化することによって混色発光半導体素子を111るよう
にした。この場合、特に前記多段に植み重ねられる複数
の発光半導体チップを、その相対向する電極同志をAg
ペースト、In合金等の導電性接71′材料を用いて一
体化し、超高輝度の単色発光半導体素子、例えばダブル
ヘテロ接合構造を右するGa Al へs発光半導体チ
ップに該チップの発光波長よりワイドなバンドギャップ
を有するGa P又はGa As P @の発光半導体
チップを直角な方向に私み重ねて一体化することによっ
て混色型超高輝度発光半導体素子を得るようにした。
(作用)
本発明に基づいて混色発光半導体素子を作るためには、
単色発光半4体チップを複数個放射方向に略直角に桔み
重ねて一体化し、これを発光半導体素子とする。市場て
現在入手可能な、あるいは可能になりつつある赤乃至前
車色発光半導体チップから6望する知覚的な等色を得る
ために種々の組合せか可能である0例えば、オレンジ色
を得るためには、赤色と黄色の単色発光ダイオードを組
合せれば良い、勿論、3原色の赤色、緑色、青色を組合
せれば白色光も可能である。混色型の超高輝度多色発光
素子を作るためには単色発光半導体チップを積み重ねて
行われるか、少なくともその構成する単色発光半導体チ
ップの一つは超高輝度の発光、即ちIP =20mAで
lOO100O以上か可能てなければならない、他の単
色発光半導体チップの輝度には特に制限かない。
単色発光半4体チップを複数個放射方向に略直角に桔み
重ねて一体化し、これを発光半導体素子とする。市場て
現在入手可能な、あるいは可能になりつつある赤乃至前
車色発光半導体チップから6望する知覚的な等色を得る
ために種々の組合せか可能である0例えば、オレンジ色
を得るためには、赤色と黄色の単色発光ダイオードを組
合せれば良い、勿論、3原色の赤色、緑色、青色を組合
せれば白色光も可能である。混色型の超高輝度多色発光
素子を作るためには単色発光半導体チップを積み重ねて
行われるか、少なくともその構成する単色発光半導体チ
ップの一つは超高輝度の発光、即ちIP =20mAで
lOO100O以上か可能てなければならない、他の単
色発光半導体チップの輝度には特に制限かない。
現在技術的に可能な超高輝度発光半導体チップとしては
Ga^!^Sの660nmの赤色発光かあるか、このG
a AI As赤色発光ダイオードにGa P又はGa
As Pの発光ダイオードを組み合せることにより赤
色から短波長側にシフトした1例えばオレンジ色の知覚
色の超高輝度発光半導体チップかイiIられる。
Ga^!^Sの660nmの赤色発光かあるか、このG
a AI As赤色発光ダイオードにGa P又はGa
As Pの発光ダイオードを組み合せることにより赤
色から短波長側にシフトした1例えばオレンジ色の知覚
色の超高輝度発光半導体チップかイiIられる。
現在存在する短波長側の単色発光ダイオードは前夫のG
a P、 Ga As Pの他にSiC,GaNの青色
があるか、超高輝度の発光ダイオードチップな少なくと
も一構成安素として含むことによりその発光色調の短波
超側へのシフトか可能てあり、構成する各発光半導体チ
ップの発光接合面積、発光ノー1の調nて色調に関して
かなりの自由1バかある。
a P、 Ga As Pの他にSiC,GaNの青色
があるか、超高輝度の発光ダイオードチップな少なくと
も一構成安素として含むことによりその発光色調の短波
超側へのシフトか可能てあり、構成する各発光半導体チ
ップの発光接合面積、発光ノー1の調nて色調に関して
かなりの自由1バかある。
斯かる混色型超高輝度発光半導体素子て重要なことは、
その放射光を知覚するに際し、その光源を見る角度て単
結晶への分離かなく、混色を完全に行うために、構成チ
ップかその接合平面に直角な方向に私み重ねられ一体化
されることである。
その放射光を知覚するに際し、その光源を見る角度て単
結晶への分離かなく、混色を完全に行うために、構成チ
ップかその接合平面に直角な方向に私み重ねられ一体化
されることである。
然るに、このように混色発光半導体素子を1rIる場合
に、本発明のようにその主たる放射光方向に略直角方向
に単純発光半導体チップな払み重ねて一体化することに
よって、その放射光を見る角度によって完全な等色化か
行われ1個々の単色発光に分離されて見えることはない
、即ち、放射光の混合か完全に行われる。勿論、混色発
光半導体素子の最前面の発光半導体チップからの放射光
は効率良く外部に発散されるか、後部にある発光半導体
チップは側面への放射光発散が主体であるので、斯かる
混色発光半導体素子からの外部放射を所定の方向に有効
に取り出すためには、例えば凹面反射鏡内、特に放射面
反射鏡の略焦点にその混色半導体素子を配こするのが良
い。
に、本発明のようにその主たる放射光方向に略直角方向
に単純発光半導体チップな払み重ねて一体化することに
よって、その放射光を見る角度によって完全な等色化か
行われ1個々の単色発光に分離されて見えることはない
、即ち、放射光の混合か完全に行われる。勿論、混色発
光半導体素子の最前面の発光半導体チップからの放射光
は効率良く外部に発散されるか、後部にある発光半導体
チップは側面への放射光発散が主体であるので、斯かる
混色発光半導体素子からの外部放射を所定の方向に有効
に取り出すためには、例えば凹面反射鏡内、特に放射面
反射鏡の略焦点にその混色半導体素子を配こするのが良
い。
超高輝度の単色発光半導体チップは、その発光素子の放
射方向に対して後部に位こするのか好ましい。超高輝度
の単色発光半導体チップがGa AlAS型ダブルヘテ
ロ構造の場合、他の構成要素である短波長発光の中色発
光半導体素子は接触する超高輝度の発光半導体チップに
吸収されぬよう曲面に用いるのが良い、放射光の他の半
導体チップによる吸収は不利であるので、斯かる吸収か
起こらないように基礎吸収やエキシトン準位吸収などの
ないようエネルギー帯構造及び不純物準位の存在を考慮
することは好ましい。
射方向に対して後部に位こするのか好ましい。超高輝度
の単色発光半導体チップがGa AlAS型ダブルヘテ
ロ構造の場合、他の構成要素である短波長発光の中色発
光半導体素子は接触する超高輝度の発光半導体チップに
吸収されぬよう曲面に用いるのが良い、放射光の他の半
導体チップによる吸収は不利であるので、斯かる吸収か
起こらないように基礎吸収やエキシトン準位吸収などの
ないようエネルギー帯構造及び不純物準位の存在を考慮
することは好ましい。
Ga PはZn−0ベアの発光中心による赤色発光と等
電子トラップによる緑色発光か可スオであり、GaAs
PはそのGa As及びGa Pの混晶比によって、
即ちGa Pが40%以上では黄色(570n m )
から橙色(630n m )と変化する。
電子トラップによる緑色発光か可スオであり、GaAs
PはそのGa As及びGa Pの混晶比によって、
即ちGa Pが40%以上では黄色(570n m )
から橙色(630n m )と変化する。
ダフルヘデロ接合型超高輝度Ga^I As発光半導体
チップにGaP:Nの高輝度発光半導体チップを、Ml
み合わせることによって、オレンジ色の混合知覚色か得
られる。 このように植み重ねられた超高輝度発光゛吟
導体素子は、その外部放射を効率的にするために凹面の
反射鏡の中に、場合によって放射面鏡の焦点に配置し、
又5個々の接合面積の選択、発光のための電流御所によ
ってL1的とする輝度と混色を得ることか出来る。
チップにGaP:Nの高輝度発光半導体チップを、Ml
み合わせることによって、オレンジ色の混合知覚色か得
られる。 このように植み重ねられた超高輝度発光゛吟
導体素子は、その外部放射を効率的にするために凹面の
反射鏡の中に、場合によって放射面鏡の焦点に配置し、
又5個々の接合面積の選択、発光のための電流御所によ
ってL1的とする輝度と混色を得ることか出来る。
発光ダイオードにはその輝度と励起のためのa流との間
に飽和特性かあり、又、電流によって寿命か変化するの
で、希望する混色を得る場合、 elf色発光ダイオー
ドの放射波長、印加する電圧、接合面積を適宜調節せし
める。
に飽和特性かあり、又、電流によって寿命か変化するの
で、希望する混色を得る場合、 elf色発光ダイオー
ドの放射波長、印加する電圧、接合面積を適宜調節せし
める。
更に未発IJ1によれば、各中色発光半導体チップはそ
の電極部分で相互に適当な導電性接着剤、Agペースト
或いはIn合金を用いて接着一体化させる。
の電極部分で相互に適当な導電性接着剤、Agペースト
或いはIn合金を用いて接着一体化させる。
(実施例)
以下に未発rjlの一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
する。
第1図は本発明に係る混色発光半導体素子lの411j
rJt図であり1本実施例においては、該混色発光半導
体素子lは第2図に示すダブルヘテロ接合構造を有する
厚さ200.m、大きさ400層mx400終mのGa
AlAsJfJ高輝度赤色発光半導体チップ10上に
第3図に示す厚さ250層m、大きさ2504mX 2
50 gmのGaP:N緑色発光半導体チップ2oを積
み重ねて両者を接合一体化して構成される。
rJt図であり1本実施例においては、該混色発光半導
体素子lは第2図に示すダブルヘテロ接合構造を有する
厚さ200.m、大きさ400層mx400終mのGa
AlAsJfJ高輝度赤色発光半導体チップ10上に
第3図に示す厚さ250層m、大きさ2504mX 2
50 gmのGaP:N緑色発光半導体チップ2oを積
み重ねて両者を接合一体化して構成される。
上記Ga AI Asd高輝度赤色発光半導体チップl
Oは、第2図に示すように、n型Ga Al^Sクラッ
ト層11上にGa AI As活性層12、p型Ga
Al^Sクラッド層13全131層して得られる発光半
導体素子のn型クラッド層11の下面にn型電極14・
・・を形成し、p型りラット層13の上面にp型電J4
i15・・・を形成して構成される。尚、以上のn型ク
ラッド層11.活性層12及びp型クラッド層13の形
成は、公知の徐冷法にょる液相エピタキシャル(LPE
)結晶成長法によって行なわれる。
Oは、第2図に示すように、n型Ga Al^Sクラッ
ト層11上にGa AI As活性層12、p型Ga
Al^Sクラッド層13全131層して得られる発光半
導体素子のn型クラッド層11の下面にn型電極14・
・・を形成し、p型りラット層13の上面にp型電J4
i15・・・を形成して構成される。尚、以上のn型ク
ラッド層11.活性層12及びp型クラッド層13の形
成は、公知の徐冷法にょる液相エピタキシャル(LPE
)結晶成長法によって行なわれる。
ここて得られたGa AI As超高師度赤色発光半導
体チップの構成は、例えばp型りラット層はZnトープ
、ドーパントレベル:4X10’γ/Cm ” + K
品組成Gao、2^lo、aAs、厚さ±200p m
、ノンドープ活性層は混晶Ml成Gao、2^In、
xn As、厚さlJLm、n型クラッド層はTcト
ープ、ドーパントレベル: 1xlO”7cm3.混晶
組成Gao、 2 A11)、 6 As、厚さ50μ
mからなる。
体チップの構成は、例えばp型りラット層はZnトープ
、ドーパントレベル:4X10’γ/Cm ” + K
品組成Gao、2^lo、aAs、厚さ±200p m
、ノンドープ活性層は混晶Ml成Gao、2^In、
xn As、厚さlJLm、n型クラッド層はTcト
ープ、ドーパントレベル: 1xlO”7cm3.混晶
組成Gao、 2 A11)、 6 As、厚さ50μ
mからなる。
又1曲記Ga P緑色発光半導体チップ20は、液相エ
ピタキシャル(LPE)結晶成長法によって発光する尤
の吸収の少ないGa P基板結晶上に発光中心となるN
を添加したn型Ga P層を成長させた後、Znを添加
してpn接合を形成して得られるものてあって、これは
第3図に示すようにn型Ga1)層21の下面にn型電
極23・・・を形成し、p型GaP層22の上面にp型
電極24を形成して構成される。
ピタキシャル(LPE)結晶成長法によって発光する尤
の吸収の少ないGa P基板結晶上に発光中心となるN
を添加したn型Ga P層を成長させた後、Znを添加
してpn接合を形成して得られるものてあって、これは
第3図に示すようにn型Ga1)層21の下面にn型電
極23・・・を形成し、p型GaP層22の上面にp型
電極24を形成して構成される。
ここて得られたGaP緑色発光半導体チップの構或は1
例えばn型Ga P層、第1居Teトープ、4X10′
?/cm’、 厚さ20km 第2層n型ドーパント 2XIO”/cm’。
例えばn型Ga P層、第1居Teトープ、4X10′
?/cm’、 厚さ20km 第2層n型ドーパント 2XIO”/cm’。
厚さ20ルm
但し窒素ドープ
P型Ga P層: ZnトープlXl0”/
cm’。
cm’。
厚さ20終m
から成る。
斯くて、第1図に示すように、第2図に示される前記G
a AI As超高輝度赤色半導体チップ10七に第3
図に示される前記Ga P緑色発光半導体チップ20を
植み重ねて両者を接合−帯化すれば、本発明に係る混色
発光半導体素子1が得られる。即ち、図示のように赤色
発光半導体チップIOの上面に形成されたp型電極15
−・・に緑色発光半導体チップ20の下面に形成された
n型電極23・・・を当接するようにして緑色発光半導
体チップ20を当接するようにして緑色発光半導体チッ
プ20を赤色半導体チップlO上にa置し1両電極15
・・・、23・・・間にAgペースト、In合金等の導
電性接着剤30を介在せしめてこれら全体を炉中で温度
200″′C〜300°Cに加熱してその後冷却すれば
、円電極15・・・、23・・・の溶剤か蒸発したり、
或いは合金層を形成し、接着されて赤色発光半導体チッ
プlOと緑色発光半導体チップ20とか接合−休止され
て本発明に係る混色発光半導体素子lかf!Iられる。
a AI As超高輝度赤色半導体チップ10七に第3
図に示される前記Ga P緑色発光半導体チップ20を
植み重ねて両者を接合−帯化すれば、本発明に係る混色
発光半導体素子1が得られる。即ち、図示のように赤色
発光半導体チップIOの上面に形成されたp型電極15
−・・に緑色発光半導体チップ20の下面に形成された
n型電極23・・・を当接するようにして緑色発光半導
体チップ20を当接するようにして緑色発光半導体チッ
プ20を赤色半導体チップlO上にa置し1両電極15
・・・、23・・・間にAgペースト、In合金等の導
電性接着剤30を介在せしめてこれら全体を炉中で温度
200″′C〜300°Cに加熱してその後冷却すれば
、円電極15・・・、23・・・の溶剤か蒸発したり、
或いは合金層を形成し、接着されて赤色発光半導体チッ
プlOと緑色発光半導体チップ20とか接合−休止され
て本発明に係る混色発光半導体素子lかf!Iられる。
而して、この混色発光半導体素子lにIIIT方向電流
を流せば、赤色発光半導体チップlOの活性層12から
は超高輝度の赤色発光か得られ、緑色発光半導体チップ
20のpn接合面からは緑色発光か得られ、この結果、
該混色発光半導体素子l全体としては赤色と緑色との混
合色である橙色の点光源に近い超高輝度発光が得られる
。しかも、当該混色発光半導体素子lは赤色発光半導体
チップlO上に緑色発光半導体チップ20を植み重ねて
接合−休止することで容易に得られ、その構成も第4図
に本発明に係る前記混色発光半導体素子lの応用例を示
す、即ち、第4図はハイブリッド型LEDランプ40の
側面図であって、混色発光半導体素子lの周囲は上面を
除いて椀状の^1製リフレクター41によって被われて
おり、電極14.24からはそれぞれリード線42.4
3か導出しており、これら全体はエポキシ樹脂等の透明
樹脂44によってモールドされている。
を流せば、赤色発光半導体チップlOの活性層12から
は超高輝度の赤色発光か得られ、緑色発光半導体チップ
20のpn接合面からは緑色発光か得られ、この結果、
該混色発光半導体素子l全体としては赤色と緑色との混
合色である橙色の点光源に近い超高輝度発光が得られる
。しかも、当該混色発光半導体素子lは赤色発光半導体
チップlO上に緑色発光半導体チップ20を植み重ねて
接合−休止することで容易に得られ、その構成も第4図
に本発明に係る前記混色発光半導体素子lの応用例を示
す、即ち、第4図はハイブリッド型LEDランプ40の
側面図であって、混色発光半導体素子lの周囲は上面を
除いて椀状の^1製リフレクター41によって被われて
おり、電極14.24からはそれぞれリード線42.4
3か導出しており、これら全体はエポキシ樹脂等の透明
樹脂44によってモールドされている。
而して、当該LEDランプ40に順方向電流を通じれば
、点光源に近い橙色の超高輝度発光か得られる。
、点光源に近い橙色の超高輝度発光か得られる。
また、GaPのエネルギーギャップは2.2eVて、そ
の値は下部のGa AI As赤色発光半導体チップの
赤色発光の光エネルギー1.8eVに対し大きいので、
下部の赤色光は上部の半導体チップの中で吸収されるこ
となく通過し、輝度の損失がないのは勿論、下部の輝度
が上部チップの通過によって、上部チップの緑色発光と
の混色が完全に行なわれるという利点かある。
の値は下部のGa AI As赤色発光半導体チップの
赤色発光の光エネルギー1.8eVに対し大きいので、
下部の赤色光は上部の半導体チップの中で吸収されるこ
となく通過し、輝度の損失がないのは勿論、下部の輝度
が上部チップの通過によって、上部チップの緑色発光と
の混色が完全に行なわれるという利点かある。
(発明の効果)
以上の説明てIllらかな如く木発IJJによれば、互
いに異なる発光色を有する発光半導体チップを多段に積
み重ねて接合−休止することによって混色発光半導体末
子を構成したため、超高輝度の混合色発光か筒中な構造
で容易に得られるという効果か得られる。
いに異なる発光色を有する発光半導体チップを多段に積
み重ねて接合−休止することによって混色発光半導体末
子を構成したため、超高輝度の混合色発光か筒中な構造
で容易に得られるという効果か得られる。
第1図は本発明に係る混色発光半導体素子の構成図、第
2図はGa AI As赤色発光半導体チ・ンプの構成
図、第3図はGa P緑色発光半導体チップの構成図、
t54図はハイブリッド型LEDランプの側面図である
。 l・・・混色発光半導体素子、lO・・・Ga AI
AS赤色発光半導体チップ、20・・・Ga P緑色発
光半導体チップ、30・・・接着剤。 特許 出 願 人 信越半導体株式会社代理人 弁理士
山 下 亮− 第1図 ?4 第2図 第3図 第4図
2図はGa AI As赤色発光半導体チ・ンプの構成
図、第3図はGa P緑色発光半導体チップの構成図、
t54図はハイブリッド型LEDランプの側面図である
。 l・・・混色発光半導体素子、lO・・・Ga AI
AS赤色発光半導体チップ、20・・・Ga P緑色発
光半導体チップ、30・・・接着剤。 特許 出 願 人 信越半導体株式会社代理人 弁理士
山 下 亮− 第1図 ?4 第2図 第3図 第4図
Claims (7)
- (1)互いに異なる発光色を有する複数の発光半導体チ
ップを、該チップ主表面に略直角な方向に多段に積み重
ねて一体化して成る混色発光半導体素子。 - (2)前記多段に積み重ねられる複数の発光半導体チッ
プは、その相対向する電極同志を導電性接着材料を用い
て接着一体化される請求項1記載の混色発光半導体素子
。 - (3)前記発光半導体チップの少なくとも1つは、20
mAの駆動電流のもとに、5mmφエポキシ樹脂封止の
ランプの軸光度が1000mcd以上となるような高輝
度特性を有し、当該発光半導体チップと、これと異なっ
た光波長を有する他種の発光半導体チップを重ねて、両
者を一体化してなる請求項1記載の混色発光半導体素子
。 - (4)前記高輝度発光半導体チップとして、ダブルヘテ
ロ接合構造を有するGaAlAs発光半導体チップを用
いる請求項3記載の混色発光半導体素子。 - (5)前記異なった発光波長を有する他種の発光半導体
チップとして、GaAsP発光半導体チップを用いる請
求項3記載の混色発光半導体素子。 - (6)前記異なった発光波長を有する他種の発光半導体
チップとして、GaP発光半導体チップを用いる請求項
3記載の混色発光半導体素子。 - (7)ダブルヘテロ接合構造を有するGaAlAs発光
半導体チップ上の、該半導体チップの発する光より短波
長の光を発する半導体素子よりなる、異なった発光半導
体チップを載置する請求項1記載の混色発光半導体素子
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5634688A JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5634688A JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01231380A true JPH01231380A (ja) | 1989-09-14 |
JPH0710003B2 JPH0710003B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13024668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5634688A Expired - Lifetime JPH0710003B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 混色発光半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0710003B2 (ja) |
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