Led元件的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种LED元件。
【背景技术】
[0002]公知有一种LED元件，其具备:111族氮化物半导体，其形成于蓝宝石衬底的表面上并含有发光层；衍射面，其形成于蓝宝石衬底的表面侧，从发光层发出的光入射，以比该光的光学波长大且比该光的相干长度小的周期形成有凹部或凸部；A1反射膜，其形成于衬底的背面侧，反射由衍射面衍射的光，再使其向衍射面入射(参照专利文献1)。在该LED元件中，使通过衍射作用透射的光再入射到衍射面，通过利用衍射面再利用衍射作用使其透射，可以以多种模式向元件外部取出光。
[0003]先行技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2011/027679号
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]但是，利用衍射作用取出光时，不知成为怎样的配光特性。
[0008]本发明是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供一种LED元件，其能够利用衍射作用提高光的取出效率，同时能够利用起因于衍射的配光特性实现适当的配光。
[0009]用于解决课题的技术方案
[0010]为了实现所述目的，在本发明中，提供一种LED元件，具备:衬底，其在表面形成周期的凹部或凸部；半导体层叠部，其形成在所述衬底的表面上且含有发光层；反射部，其将从所述发光层发出的光的至少一部分反射到所述衬底的表面侧，在所述衬底与所述半导体层叠部的界面获得从所述发光层发出的光的衍射作用，其中，将所述凹部或凸部的周期设为P、将从所述发光层发出的光的峰值波长设为A时，满足1/2X A < P < 16/9X A的关系。
[0011]在上述LED元件中，优选的是，将所述凹部或凸部的周期设为P、将从所述发光层发出的光的峰值波长设为A时，满足23/45X A < P < 14/9X A的关系。
[0012]在上述LED元件中，优选的是，以所述界面的所述光的透射衍射光至少含有二次衍射光而不含五次衍射光的方式设定所述凹部或凸部的周期。
[0013]在上述LED元件中，优选的是，以所述界面的所述光的反射衍射光至少含有三次衍射光的方式设定所述凹部或凸部的周期。
[0014]在上述LED元件中，优选的是，所述反射部相对于所述界面越接近垂直的角度，其反射率越高。
[0015]另外，在本发明中，提供一种LED元件，具备:蓝宝石衬底，其在表面形成周期的凹部或凸部，且表面作为衍射面；半导体层叠部，其形成在所述蓝宝石衬底的表面上且由含有发光层的III族氮化物半导体构成；反射部，其将从所述发光层发出的光的至少一部分反射到所述蓝宝石衬底的表面侧，在所述蓝宝石衬底与所述半导体层叠部的界面获得从所述发光层发出的光的衍射作用，其中，与在所述半导体层叠部侧向所述衍射面入射的光的强度分布相比，在所述蓝宝石衬底侧透射所述衍射面而射出的光的强度分布偏向与所述半导体层叠部与所述蓝宝石衬底的界面垂直的方向，将所述凹部或凸部的周期设为P、将从所述发光层发出的光的峰值波长设为λ时，满足1/2Χ λ16/9Χ λ的关系，所述反射部相对于所述界面越接近垂直的角度，其反射率越高。
[0016]另外，在本发明中，提供一种LED元件，具备:蓝宝石衬底，其在表面形成周期的凹部或凸部，且表面作为衍射面；半导体层叠部，其形成在所述蓝宝石衬底的表面上且由含有发光层的III族氮化物半导体构成；反射部，其将从所述发光层发出的光的至少一部分反射到所述蓝宝石衬底的表面侧，在所述蓝宝石衬底与所述半导体层叠部的界面，获得从所述发光层发出的光的衍射作用，其中，将所述凹部或凸部的周期设为P、将从所述发光层发出的光的峰值波长设为λ时，满足1/2Χ λ16/9X λ的关系，所述反射部由电介质多层膜及金属层的层叠构造构成。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明的LED元件，能够利用衍射作用提高光的取出效率，同时能够利用起因于衍射的配光特性实现适当的配光。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的第一实施方式的LED元件的示意性剖面图；
[0020]图2是表示不同的折射率的界面的光的衍射作用的说明图，(a)表示在界面反射的状态，(b)表示透射界面的状态；
[0021]图3是表示凹部或凸部的周期为500nm的情况下的III属氮化物半导体层和蓝宝石衬底的界面的从半导体层侧向界面入射的光的入射角、和在界面的衍射作用下的透射角的关系的图；
[0022]图4是表示凹部或凸部的周期为500nm的情况下的III属氮化物半导体层和蓝宝石衬底的界面的从半导体层侧向界面入射的光的入射角、和在界面的衍射作用下的反射角的关系的图；
[0023]图5是表示元件内部的光的行进方向的说明图；
[0024]图6是LED元件的局部放大示意剖面图；
[0025]图7是表不反射部的反射率的一个例子的图；
[0026]图8表示蓝宝石衬底，(a)是示意性立体图，(b)是表示A — A剖面的示意性说明图；
[0027]图9表示LED元件的配光特性，(a)表示在蓝宝石衬底上没有形成凸部的状态的情况，(b)?(h)表示在蓝宝石衬底上形成有凸部的状态的情况；
[0028]图10是表不各衬底的计算值和实测值的表；
[0029]图11是对于相对于光轴的规定角度域内的光，表示积分强度的变化的图；
[0030]图12是表示透射衍射光的容许次数和积分强度的关系的图；
[0031]图13是表示反射衍射光的容许次数和积分强度的关系的图；
[0032]图14是表示凸部的周期和透射衍射光及反射衍射光的容许次数的关系的图；
[0033]图15是表示本发明的第二实施方式的LED元件的示意性剖面图；
[0034]图16是LED元件的局部放大示意性剖面图；
[0035]图17是表不反射部的反射率的一个例子的图；
[0036]图18是表示变形例的LED元件的示意性剖面图；
[0037]图19是表示变形例的LED元件的示意性剖面图。
[0038]符号说明
[0039]1 LED 元件
[0040]2蓝宝石衬底[0041 ]2a衍射面
[0042]2c 凸部
[0043]14发光层
[0044]19半导体层叠部
[0045]27 ρ侧电极
[0046]28 η侧电极
[0047]101 LED 元件
[0048]102蓝宝石衬底
[0049]102a 衍射面
[0050]114发光层
[0051]119半导体层叠部
[0052]124电介质多层膜
[0053]126 A1 层
【具体实施方式】
[0054]图1是表示本发明的第一实施方式的LED元件的示意性剖面图。
[0055]如图1所示，LED元件1是在蓝宝石衬底2的表面上形成有由III族氮化物半导体层构成的半导体层叠部19的元件。在此，蓝宝石的折射率为1.78，III族氮化物半导体层的折射率为2.52。该LED元件1为倒装片型，光主要从蓝宝石衬底2的背面侧被取出。半导体层叠部19从蓝宝石衬底2侧起依次具有缓冲层10、η型GaN层12、发光层14、电子阻挡层16、p型GaN层18。在ρ型GaN层18上形成有ρ侧电极27，并且，在η型GaN层12上形成有η侧电极28。
[0056]如图1所示，缓冲层10形成于蓝宝石衬底2的表面上，由Α1Ν构成。本实施方式中，缓冲层 10 通过MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposit1n)法形成，但也可以使用溅射法。作为第一导电型层的η型GaN层12形成于缓冲层10上，由η — GaN构成。发光层14形成于η型GaN层12上，由GalnN/GaN构成，通过电子及空穴的注入而发出蓝色光。在本实施方式中，发光层14的发光的峰值波长为450nm。
[0057]电子阻挡层16形成于发光层14上，由ρ — AlGaN构成。作为第二导电型层的ρ型GaN层18形成于电子阻挡层16上，由ρ — GaN构成。从η型GaN层12至ρ型GaN层18通过III族氮化物半导体的外延成长而形成，在蓝宝石衬底2的表面周期性地形成有凸部2c，但在III族氮化物半导体的成长初期实现横方向成长的平坦化。此外，至少含有第一