半导体发光器件制造技术

本实用新型专利技术的发光器件具有放射偏振光的氮化物半导体发光元件(402)、和覆盖氮化物半导体发光元件(402)的光提取面并含有树脂和分散在树脂内的非荧光体粒子的光提取控制层(404)，光提取控制层(404)以0.01vol％以上10vol％以下的比例含有非荧光体粒子，非荧光体粒子的直径为30nm以上150nm以下。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及从紫外到蓝色、緑色、橙色以及白色等整个可视范围的波长范围中的发光二极管、激光二极管等GaN系半导体发光元件。这种发光元件被期待应用于显示、照明以及光信息处理领域等。技术背景具有氮(N)作为V族元素的氮化物半导体，根据其带隙的大小，被认为有希望作为短波长发光元件的材料。其中，含有Ga作为III族元素的氮化镓系化合物半导体(GaN系半导体:AlxGayInzN(0彡x, y, z彡l、x+y+z = I)的研究盛行,蓝色发光二极管(LED)、绿色LED、以及以GaN系半导体为材料的半导体激光器也被实用化。GaN系半导体具有纤锌矿(wurtzite)型晶体构造。图I示意性地表示了 GaN的单位晶格。在AlxGayInzN(O彡x,y, z彡l、x+y+z = I)半导体的晶体中,可以将图I所示的Ga的一部分替换为Al以及/或者In。图2表不了纤锋矿型晶体构造的基本向量(fundamental vectors) apa^apC。基本向量c在方向延伸，将该方向称作“c轴”。与c轴垂直的面(plane)被称作“c面”或“(0001)面”。并且，以Ga等III族元素结束的面被称作“+c面”或“(0001)面”，以氮等V族元素结束的面被称作“-C面”或“(000-1)面”，来进行区分。另外，也存在将“c轴”以及“c面”分别记载为“C轴”以及“C面”的情況。在利用GaN系半导体来制作半导体元件的情况下，使用c面基板即在表面具有(0001)面的基板作为使GaN系半导体晶体生长的基板。但是，因为在c面上Ga原子和氣原子不存在于同一原子面上，所以形成极化(Electrical Polarization)。因此，“c面”也被称作“极性面”。极化的结果是，在活性层的InGaN的量子阱，沿着c轴方向产生压电电场。若这种压电电场产生在活性层上，则活性层内的电子以及孔的分布产生位置偏差，因此由于载流子的量子限制斯塔克(Stark)效应，内部量子效率降低，若为半导体激光器，则弓丨起阈值电流的増大，若为LED，则引起消耗功率的増大或发光效率的降低。此外，在注入载流子密度上升的同吋，发生压电电场的屏蔽，也产生发光波长的变化。因此，为了解决这些课题，研究了使用在表面具有非极性面、例如与方向垂直的、被称作m面的(10-10)面的基板(m面GaN系基板)。在此，在表示密勒指数的括号内的数字左边附加的“-”代表“横线(Bar)”。如图2所示，m面是与c轴(基本向量c)平行的面，与c面正交。因为在m面上Ga原子和氮原子存在于同一原子面上，所以在与m面垂直的方向上不产生自发极化。其结果，若在与m面垂直的方向上形成半导体层叠构造，则在活性层也不产生压电电场，因此能够解决上述课题。另外，m面是(10-10)面、(-1010)面、(1-100)面、(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面的总称。已知从以m面等非极性面或半极性面为主面的氮化物半导体发光元件发出偏振。例如，在JP特开2009-38292号公报中，提出了如下构造通过使树脂分子随机地存在，来维持从以非极性面或半极性面为主面的氮化物半导体发光元件发出的偏振特性。图3A是表示JP特开2009-38292号公报所公开的结构的剖面图。在图3A中，在安装基底301上配置有发出偏振光的发光元件302，并按照覆盖其周围的方式配置有光透过性树脂部303。光透过性树脂部303具有非阵列构造，具有该非阵列构造的光透过性树脂部303没有发现双折射。作为氮化物半导体发光元件的树脂密封部的形态，例如在JP特表平11-500584号公报中提出了通过使用发光物质颜料来放出白色光的发光半导体元件的构造。图3B是表示在JP特表平11-500584号公报中公开的结构的剖面图。在图3B所示的发光半导体元件中，在容器304内配置有半导体元件体305，并按照覆盖其周围的方式配置有铸型材料306。 在铸型材料306中含有将半导体元件体305的发光变换为长波长光的发光物质颜料307。作为氮化物半导体发光元件的树脂密封部的形态，例如在JP特开2005-197317号公报中公开了通过提高介质的折射率来提高光提取效率的构造。图3C是表示JP特开2005-197317号公报所公开的结构的剖面图。在图3C中，在外壳308中配置有光半导体元件309，并按照覆盖其周围的方式配置有介质310。在介质310中，含有纳米粒子312，该纳米粒子312由在块状状态下的所述光的波长范围内的折射率比光半导体元件309的射出面的折射率高的材料构成。并且，在介质310中，含有将光半导体元件309的发光变换为长波长光的荧光体粒子311。但是，在将具有偏振特性的发光元件作为光源的情况下，根据偏振的方向、即发光元件的设置方向，在物体表面的反射量不同，因此产生物体的外观发生变化的课题。这是由于根据P偏振和S偏振而反射率不同(S偏振与P偏振相比，反射率闻)。因此,存在如下课题在直接利用偏振特性的应用中偏振度的提高很重要，而在一般的照明用途下若有偏振则性能发生恶化。并且，光具有在与偏振方向垂直的方向上前进的性质，因此产生如下课题在由氮化物半导体发光元件产生的光发生了偏振的情况下，由元件产生的光从Lambert余弦定律(朗伯(Lambertian)、兰伯特(Lambert)分布)形状的配光特性偏离。这些课题特别在以非极性面或半极性面为主面的氮化镓系发光元件中明显地出现，很大地妨碍了以非极性面或半极性面为主面的发光元件的实用化。在JP特开2009-38292号公报中，由于目的在于维持以m面为主面的氮化物半导体发光元件的偏振特性，因此无法解决上述课题。并且，在JP特表平11-500584号公报以及JP特开2005-197317号公报中，由于根本没有设想具有偏振特性的氮化物半导体发光元件，因此无法解决上述课题。
技术实现思路
本技术为了解决上述课题而作，其主要目的在于，提供一种降低了以非极性面或半极性面为主面的发光元件的偏振特性，并且改善了配光特性的树脂密封部的形态。本技术的发光器件，具备氮化物半导体发光元件，其具有光提取面，并从所述光提取面放射偏振光；和光提取控制层，其覆盖所述氮化物半导体发光元件的所述光提取面，含有树脂和分散在所述树脂内的非荧光体粒子，所述非荧光体粒子的直径为30nm以上150nm以下。在某实施方式中，设置配置了所述氮化物半导体发光元件的安装基板，所述安装基板为平板状，所述光提取控制层的上表面具有圆弧状的剖面形状。在某实施方式中，设置配置了所述氮化物半导体发光元件的安装基板，所述安装基板为平板状，所述光提取控制层的上表面具有圆弧状的剖面形状，设置覆盖所述光提取控制层的密封层，所述密封层的剖面形状为圆弧状。在某实施方式中，设置配置了所述氮化物半导体发光元件的安装基板，所述安装基板为平板状，在所述氮化物半导体发光元件和所述光提取控制层之间存在第I密封层，所述第I密封层的上表面具有圆弧状的剖面形状，所述光提取控制层的剖面形状为圆弧状，设置覆盖所述光提取控制层的第2密封层，所述第2密封层的剖面形状为圆弧状。 在某实施方式中，设置形成有凹部的安装基板，氮化物半导体发光元件设置于所述安装基板的凹部的底部，所述光提取控制层的上表面是沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤金正树，井上彰，横川俊哉，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：实用新型
国别省市：