專利名稱：發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種發(fā)光元件，特別涉及一種用于背光光源裝置等中的發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
近年來，作為薄型電視等的顯示裝置，使用液晶面板的液晶顯示裝置的市場正在急速地增長。液晶顯示裝置，作為透過型的光調(diào)制元件，包括液晶面板和設(shè)置在其背面并且將光照射到液晶面板的光源裝置。液晶面板通過對從光源裝置照射的光的透過率進(jìn)行控制而形成圖像。作為光源裝置的光源，使用冷陰極管(CCFL)，但是，近年來，隨著節(jié)能化的流行而正在進(jìn)行使用了 LED (發(fā)光二極管)元件的LED光源裝置的開發(fā)。作為光源，使用了 LED的LED光源裝置能夠主要分成兩類。第一類是在顯示畫面的正后方以2維狀排列LED元件的正下方型，第二類是將LED元件配置在液晶面板的尺寸上、使用導(dǎo)光板而從液晶面板的背面照射光的邊緣光型。當(dāng)前，對于LED光源裝置，正下方型是主流，但是，伴隨著希望和要 求液晶顯示裝置的薄型化，正在進(jìn)行邊緣光型的開發(fā)。現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示用的LED元件，是涂覆了中心波長大約為570nm的黃色的熒光體使得覆蓋發(fā)出中心波長大約為440nm的藍(lán)色光的LED芯片的構(gòu)成。驅(qū)動LED芯片而輻射出藍(lán)色光，并且使熒光體吸收被輻射出的藍(lán)色光而輻射出黃色光。由于藍(lán)色和黃色處于補(bǔ)色的關(guān)系，因此能夠?qū)崿F(xiàn)作為白色光源的功能的LED元件。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-158274號公報(bào)發(fā)明概要發(fā)明所要解決的技術(shù)問題但是，當(dāng)將現(xiàn)有技術(shù)的LED元件使用作為邊緣光型的液晶顯示裝置的LED光源裝置時，存在不能夠使LED元件的發(fā)出光效率良好地入射到導(dǎo)光板、使LED元件的發(fā)出光的利用效率變差這類的問題。為了提高向?qū)Ч獍宓娜肷涔庑?，公開了用圓柱透鏡即散射透鏡覆蓋LED元件的表面的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。但是，在該情況下，產(chǎn)生了不能夠使導(dǎo)光板的厚度變薄這類的問題。從LED元件的表面射出的光的輻射角度是所謂的漫反射，在半值總寬度下具有120°的展寬的光被射出。為了對具有這樣輻射特性的發(fā)出光的光通過透鏡進(jìn)行效率良好地聚光，需要使透鏡的大小成為LED元件的5 10倍的大小。LED元件的大小由于是大約0. 5mmX0. 5mm左右，因此需要將透鏡的大小設(shè)為2. 5mm至5mm左右。另ー方面，為了效率良好地將光導(dǎo)引到導(dǎo)光板，需要使導(dǎo)光板的厚度厚至透鏡的大小左右。因此，需要將導(dǎo)光板的厚度設(shè)為2. 5mm至5_左右，從而會限制使液晶面板的厚度變薄。此外，從CCFL和LED芯片輻射出的光由于是自然出射光，因此偏振光方向是隨機(jī)的。由于液晶面板的透過率的控制利用了偏振光，因此液晶面板設(shè)為如下結(jié)構(gòu)在光入射側(cè)設(shè)置偏振光板、從而將僅設(shè)為所需的特定的偏振光入射到液晶。具體地，在偏振光板中吸收或者反射與設(shè)為所需的偏振光方向相差90度的角度的偏振光的光。偏振光板的透過率，在設(shè)為所需的偏振光的光中幾乎是100%，在與設(shè)為所需的偏振光方向相差90度的角度的偏振光的光中幾乎是0 %。在這之間的偏振光角度的光的透過率，在將相對于特定的偏振光方向的角度設(shè)為Q時,是cos 0 X 100%。在偏振光方向是隨機(jī)的情況下,僅入射到偏振光板的光的大約50%透過偏振光板，并入射到液晶面板。由于在由光源裝置產(chǎn)生的光中，50%通過偏振光板除去而利用于液晶顯示中，因此光利用效率即使最大也才為50%。這樣，還是存在沒有有效地利用與利用于液晶顯示的光能量相同程度的能量這類的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，其目的在于，在用于光源裝置的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)使發(fā)出光的利用效率高的發(fā)光元件。具體地，例示的發(fā)光元件，包括半導(dǎo)體多層膜，被形成在基板的主面上，并且具有產(chǎn)生第一波長的光的活性層；和多個熒光體層，被形成在所述半導(dǎo)體多層膜之上，并且構(gòu)成 第一 2維周期結(jié)構(gòu)，熒光體層被第一波長的光激發(fā)，產(chǎn)生第二波長的光，半導(dǎo)體多層膜具有引導(dǎo)第一波長的光和第二波長的光的光波導(dǎo)通路，對于從光波導(dǎo)通路的端面輻射出的光而言，較之電場的方向與所述主面呈垂直的方向的光，呈水平的方向的光的比例更高。例不的發(fā)光兀件，由于能夠?qū)⒌谝徊ㄩL的光和第二波長的光封閉在光波導(dǎo)通路中，因此使垂直方向的輻射角和水平方向的輻射角變小。因此，能夠與導(dǎo)光板效率良好地耦合，或者通過較小的透鏡來效率良好地進(jìn)行準(zhǔn)直。其結(jié)果是，能夠提高光的利用效率。在例示的發(fā)光元件中，第一 2維周期結(jié)構(gòu)，針對第二波長的光當(dāng)中的電場的方向與主面呈垂直的方向的光，可以形成光子帶隙。根據(jù)這樣的構(gòu)成，第二波長的光，不存在電場的方向與基板的主面呈垂直的方向的模式。因此，僅電場的方向與基板的主面呈平行的自然輻射光和感應(yīng)輻射光會在光波導(dǎo)通路的內(nèi)部產(chǎn)生。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)用于輻射特定的偏振方向的光的發(fā)光兀件。在例示的發(fā)光元件中，多個熒光體層當(dāng)中的在光波導(dǎo)通路的中央部所形成的熒光體層，構(gòu)成第一 2維周期結(jié)構(gòu)，多個熒光體層當(dāng)中的在光波導(dǎo)通路的外邊緣部所形成的熒光體層，構(gòu)成第二 2維周期結(jié)構(gòu)，對于第一 2維周期結(jié)構(gòu)和第二 2維周期結(jié)構(gòu)而言，形成周期或周期結(jié)構(gòu)的基本単位的大小或者形狀可以相互不同。在該情況下，第二 2維周期結(jié)構(gòu)，針對第二波長的光當(dāng)中的電場的方向與主面呈平行的方向的光，可以形成光子帶隙。通過設(shè)為這樣的構(gòu)成，能夠?qū)E偏振波即第二波長的光更加效率良好地封閉到光波導(dǎo)通路中。例示的發(fā)光元件，還可以包括在半導(dǎo)體多層膜與熒光體層之間所形成的透明電扱。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件，在用于光源裝置的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)出光的利用效率聞的發(fā)光兀件。


圖I是對ー個實(shí)施方式的發(fā)光元件的制造方法以エ序順序進(jìn)行表示的斜視圖。圖2是對熒光體層的2維周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示的平面圖。
圖3表示一個實(shí)施方式的發(fā)光元件的動作原理，(a)是端面的剖面圖，(b)是沿著光波導(dǎo)通路的方向的剖面圖。圖4是表示由熒光體層形成的光子晶體的光子帶結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5 (a)和(b)是分別表不波長440nm和波長570nm的半導(dǎo)體多層膜中的光分布的示意圖。圖6是表示熒光體層的2維周期結(jié)構(gòu)的變形例的平面圖。圖7是對在光波導(dǎo)通路的外邊緣部所形成的熒光體層中的光子帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示的示意圖。圖8是表示將ー個實(shí)施方式的發(fā)光元件用于液晶面板的背光燈的例子的示意圖。 圖9是表示將ー個實(shí)施方式的發(fā)光元件用于投影儀的光源的例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式最初，參考附圖，說明一個實(shí)施方式的發(fā)光元件的構(gòu)成及其制造方法。首先，如圖1(a)所示，在主面的面方向是(0001)面的由n型的GaN構(gòu)成的基板101上，通過有機(jī)金屬氣相生長(MOCVD)法等形成由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體多層膜102。半導(dǎo)體多層膜102可以設(shè)為例如從基板101側(cè)開始被順序形成的n型包層121、活性層122、p側(cè)光引導(dǎo)層123、電子溢出阻擋層(0FS層，沒有圖示)以及p型接觸層125。n型包層121可以設(shè)為膜厚為
I.6微米且硅(Si)濃度為5X IO17CnT3的Ii-Ala8Ina2N15活性層122可以設(shè)為將膜厚為3nm的由1% 25Ga0 85N構(gòu)成的講層和膜厚為7nm的由不摻雜In。. Q3GaQ. 97N構(gòu)成的阻擋層進(jìn)行層疊后的2重量子阱結(jié)構(gòu)。該情況下的發(fā)光波長大約為440nm。p側(cè)光引導(dǎo)層123可以設(shè)為膜厚為50nm的不摻雜Ina(l2GaQ.98N。OFS層可以設(shè)為膜厚為IOnm且Mg濃度為I X IO19cnT3的P型AlQ.2GaQ.8N。p型接觸層125可以設(shè)為膜厚為50nm且Mg濃度為3 X IO19CnT3的p型GaN。這些的組成和膜厚等是ー個例子，顯然可以適當(dāng)變更。接著，如圖1(b)所示，在半導(dǎo)體多層膜102上，形成電流狹窄層103和透明電極104。對于電流狹窄層103，在通過化學(xué)氣相沉積(CVD)法等在半導(dǎo)體多層膜102上沉積膜厚為IOOnm的硅氧化膜(SiO2膜)之后，可以通過濕法刻蝕等形成用于露出p型接觸層125的寬度為4微米左右的條狀的開ロ部。對于透明電極104，可以通過濺射法等形成膜厚為IOOnm左右的氧化銦錫(ITO)膜，使得覆蓋電流狹窄層103并在開ロ部中與p型接觸層125相接。在將發(fā)光元件設(shè)為高亮度發(fā)光二極管(SLD)的情況下，可以相對于由GaN構(gòu)成的基板101的m軸([10-10])傾斜10°左右來形成條的方向。接著，如圖1(c)所示，形成由通過鈰激活的釔鋁石榴石(YAG:Ce)構(gòu)成的多個熒光體層105。熒光體層105可以在通過濺射法等沉積了膜厚為IOOnm左右的熒光體之后、通過使用電子束曝光等的平版印刷術(shù)和干法刻蝕等而形成。各個熒光體層105例如可以設(shè)為直徑2r為128. 5nm的圓柱狀，且排列成周期a為257nm的三角格柵狀。如圖2所示，在第一布里淵區(qū)中，排列為M點(diǎn)與條的方向一致。接著，如圖1(d)所示，形成p電極107和n電極108。p電極107可以設(shè)為在透明電極104上選擇性地形成的鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)和金(Au)的層疊膜(Ti/Al/Pt/Au)。n電極108在進(jìn)行薄膜化使得容易將基板101切割成小方塊之后，可以在基板101的背面形成 Ti/Al/Pt/Au。
盡管在圖1(a)至(d)中，對ー個發(fā)光元件進(jìn)行了圖示，但是，實(shí)際上，當(dāng)在晶片上形成了多個發(fā)光元件之后，進(jìn)行將晶片的(10-10)面即m面露出的I次解理和將(11-20)面即a面露出的2次解理而單片化。發(fā)光元件的芯片尺寸包含沒有圖示的焊接焊盤區(qū)域，芯片寬度可以設(shè)為200微米，芯片長度可以設(shè)為800微米。下面，使用圖3，說明本實(shí)施方式的發(fā)光元件的動作。圖3(a)表示與條垂直的方向的剖面的構(gòu)成，圖3(b)表示沿著條的方向的剖面的構(gòu)成?？昭ń?jīng)由透明電極104、p型接觸層125而從p電極107注入到活性層122，電子經(jīng)由基板101和n型包層121而從n電極108注入到活性層122。在活性層122的沒有形成電流狹窄層103的部分的幾乎正下方，通過空穴和電子復(fù)合，產(chǎn)生波長為大約440nm的藍(lán)色的自然輻射光。由ITO構(gòu)成的透明電極104的折射率是2. 1，由SiO2構(gòu)成的電流狹窄層103的折射率是1.46。因此，折射率高的透明電極104成為加感層，光波導(dǎo)通路109形成。 與光波導(dǎo)通路109的波導(dǎo)模式結(jié)合的自然輻射光在光波導(dǎo)通路109的內(nèi)部傳播。通過使在p電極107和n電極108之間施加的電壓増大，注入到活性層122的載流子密度上升。當(dāng)載流子密度超過透明化載流子密度時，基于活性層122的感應(yīng)輻射開始，波導(dǎo)光被光放大。通過將活性層122設(shè)為量子阱結(jié)構(gòu)，較之電場的方向?yàn)榘雽?dǎo)體多層膜102的層疊方向也就是說與基板101的主面呈垂直的方向的波導(dǎo)光、即TM偏振光，電場的方向?yàn)榕c基板101的主面呈平行的方向的波導(dǎo)光即TE偏振光的光放大率(光増益)變高。因此，在被光放大的波導(dǎo)光中，TE偏振光比TM偏振光更多地存在。具體地，TE偏振光比(TE偏振光/TM偏振光)大于15。通過端面反射產(chǎn)生光放大的正反饋，當(dāng)光増益超過閾值吋，發(fā)生激光振蕩。在本實(shí)施方式中，將形成光波導(dǎo)通路的條相對于m軸傾斜10°。因此，波導(dǎo)光對于光波導(dǎo)通路端面的反射率(模式反射率)降低，抑制了激光振蕩。因此，形成了相干性低的斑點(diǎn)噪聲小的高
亮度發(fā)光二極管。由YAG:Ce構(gòu)成的熒光體層105對被光放大而傳播的藍(lán)色光進(jìn)行吸收。通過摻雜了 Ce的YAG母體吸收藍(lán)色光，激子產(chǎn)生，能量移動到發(fā)光中心即Ce上。因此，來源于Ce的波長為570nm左右的黃色光產(chǎn)生。熒光體層105具有2維周期結(jié)構(gòu)，在激子的發(fā)光中，起作為2維光子晶體的功能。圖4表示通過平面展開法在理論上計(jì)算了對于在2維光子晶體中的真空中的波長為入的光的光子帶結(jié)構(gòu)的結(jié)果?！妒枪獾恼駝訑?shù)，c是真空中的光速度。在計(jì)算中，熒光體層105的折射率設(shè)為2. 0，將熒光體層105的半徑!■用周期a分割后的值r/a設(shè)為0. 25，在熒光體層105彼此之間，設(shè)為由折射率為I的空氣填滿。在圖4中，橫軸是從圖2的r點(diǎn)開始通過M點(diǎn)、K點(diǎn)而再次回到r點(diǎn)的線上的位置。如圖4所示，在a/X為0.4 0.5左右的范圍上存在針對TM偏振光的光子帶隙。因此，在a為257nm的情況下，在\為514nm 642nm的范圍中，不會從激子中產(chǎn)生具有TM偏振光的光。因此，突光體層105僅福射出TE偏振光的黃色光作為突光。如以上說明的,本實(shí)施方式的突光兀件由于產(chǎn)生TE偏振比高的藍(lán)色光和黃色光，因此起到作為TE偏振比高的白色光源的功能。此外，本實(shí)施方式的發(fā)光元件，其光波導(dǎo)通路，即使對于黃色光也具有光波導(dǎo)功能。圖5(a)和(b)分別表示通過傳遞矩陣法對于波長440nm的光和波長570nm的光將半導(dǎo)體多層膜102的層疊方向上的光分布進(jìn)行計(jì)算后的結(jié)果。熒光體層105是排列了 r/a為
0.25的圓柱體的層。因此，在計(jì)算中，近似為有效的體積填充率為55. 5%、平均的折射率是I. 56的均勻?qū)印１緦?shí)施方式的發(fā)光元件，盡管與GaN格柵匹配，但是，將折射率是2. 2且與GaN之間的折射率是0.3的Ala8Ina2N設(shè)為n型包層121。因此，如圖5所示，即使在波長440nm和波長570nm的任何ー個中，相對于半導(dǎo)體多層膜102的層疊方向，也能夠很強(qiáng)地將光進(jìn)行封閉。而且，基于圖5所示的層疊方向的光分布，當(dāng)對來自光波導(dǎo)通路端面的輻射角度進(jìn)行計(jì)算時，垂直方向的遠(yuǎn)視場分布的半值全寬度9 V在波長為440nm的情況下變成大約54°，在波長為570nm的情況下變成大約50°。該值與通常的LED相比，表示出非常窄的福射。此外，當(dāng)通過等效折射率法來計(jì)算水平方向的折射率差A(yù)n時，在波長為440nm的情況下變成5. 06X 10_3，在波長為570nm的情況下變成I. IOX 10_2。將光波導(dǎo)通路的寬度設(shè)為4微米，當(dāng)基于得到的An的值來計(jì)算水平方向的遠(yuǎn)視場分布的半值全寬度0h時，在波長為440nm的情況下變成大約6° ,在波長為570nm的情況下變成大約7°。該值與通常的 LED相比，表不出非常窄的福射。在本實(shí)施方式中，將熒光體層105排列為在成為光波導(dǎo)通路的區(qū)域上成為固定的2維(折射率)周期結(jié)構(gòu)。但是，如圖6所示，也可以排列為形成在光波導(dǎo)通路的中央部109a上的熒光體層105a與形成在外邊緣部109b上的熒光體層105b呈不同的周期結(jié)構(gòu)。在圖6中，在作為波導(dǎo)通路的中央部109a的寬度為大約2. 8微米的區(qū)域中，將熒光體層105a配置成直徑2r為128. 5nm、周期a為257nm的三角格柵狀。另ー方面，在作為光波導(dǎo)通路的外邊緣部109b的寬度為大約0. 8微米的區(qū)域中，形成將直徑為210. 7nm的開ロ部105c形成在周期a為257nm的三角格柵狀中的熒光體層105b。而且，即使在任何一個的三角格柵中，也排列成在第一布里淵區(qū)域中M點(diǎn)與條的方向一致。圖7表示通過計(jì)算對外邊緣部10%中的光子帶結(jié)構(gòu)所求得的結(jié)果。如圖7所示，在外邊緣部109b中，在a/入為0. 4 0. 5左右的范圍中存在針對TE偏振光的光子帶隙。因此，在a為257nm的情況下,在\為514nm至642nm的范圍中，TE偏振光的波導(dǎo)光,無論通過怎樣的角度入射到光波導(dǎo)通路的外邊緣部10%，也都會被全反射。因此，從熒光體層105輻射出的TE偏振光的黃色光會被封閉到光波導(dǎo)通路109的內(nèi)部，并且在光波導(dǎo)通路109的側(cè)方幾乎沒有漏出。其結(jié)果是，能夠更加提高對黃色光的發(fā)光效率。示出了通過將形成于中央部109a的熒光體層105a和形成于外邊緣部109b的熒光體層105b設(shè)為相互不同的形狀，從而在中央部109a和外邊緣部109b上形成不同的2維周期結(jié)構(gòu)的例子。但是，也可以將用于形成2維周期結(jié)構(gòu)的基本単位即熒光體層105a的周期a和熒光體層105b的周期a設(shè)為相互不同的構(gòu)成，也可以將用于構(gòu)成周期的基本単位即熒光體層105a的半徑!■和熒光體層105b的半徑!■設(shè)為相互不同的構(gòu)成。此外，周期a和半徑r這兩者是相互不同的構(gòu)成。另外，盡管在本實(shí)施方式中，將2維周期結(jié)構(gòu)設(shè)為容易形成光子帶隙的三角格柵而進(jìn)行了說明，但是，2維周期結(jié)構(gòu)不限于三角格柵，只要能夠形成規(guī)定的光子帶隙，無論是怎樣的周期結(jié)構(gòu)都是可以的。具體地，可以是正方格柵或者斜方格柵等。圖8表不將本實(shí)施方式的發(fā)光兀件200用于液晶面板210的背光燈的例子。從發(fā)光元件200輻射出的光在導(dǎo)光板201的內(nèi)部前進(jìn)，向規(guī)定的方向射出，并入射到全反射棱鏡202。通過全反射棱鏡202而在與液晶面板垂直的方向上被折射的光會通過入射側(cè)的偏振光板211、液晶面板210和出射側(cè)的偏振光板212?，F(xiàn)有技術(shù)的LED，由于輻射角的半值全寬度是120°左右，因此LED與導(dǎo)光板之間的耦合效率低。另ー方面，本實(shí)施方式的發(fā)光元件，eh非常地窄到大約6° 7°，0V是大約50° 54°。因此,如果配置為使發(fā)光兀件200的水平方向與導(dǎo)光板201的垂直方向一致、并且使發(fā)光元件200的垂直方向與導(dǎo)光板201的水平方向一致，則能夠提高發(fā)光元件200與導(dǎo)光板201之間的耦合效率。此外，能夠使光擴(kuò)散到導(dǎo)光板201的面內(nèi)寬的范圍。另外，在為LED的情況下，所產(chǎn)生的白色光的大約50%會被在液晶面板的入射側(cè)所設(shè)置的偏振光板除去。但是，本實(shí)施方式的發(fā)光元件200，由于TE偏振光比高，因此如果使透過偏振光板的偏振光方向與發(fā)光兀件200的TE偏振光方向一致,則被偏振光板211除去的分量較少，能夠提高光利用效率?！?br> ·
圖9表示將本實(shí)施方式的發(fā)光元件300用作投影儀的光源的例子。從發(fā)光元件300射出的光，在通過準(zhǔn)直透鏡301成為平行光之后，透過入射側(cè)的偏振光板311、液晶面板310和出射側(cè)的偏振光板312。透過的光被光學(xué)系統(tǒng)315放大并投射到屏幕316?，F(xiàn)有技術(shù)的LED，輻射角的半值全寬度大到120°左右，光輻射面積也大。因此，需要將大型的透鏡使用于準(zhǔn)直透鏡。但是，本實(shí)施方式的發(fā)光元件，輻射角即使最大也就是50° 54°左右，光輻射面積也小。因此，即使將準(zhǔn)直透鏡301小型化，也能夠效率良好地對光進(jìn)行準(zhǔn)直。此外，在為LED的情況下，產(chǎn)生的白色光的大約50%會被在液晶面板的入射側(cè)所設(shè)置的偏振光板除去。但是，本實(shí)施方式的發(fā)光元件300，由于TE偏振比高，因此被偏振光板311除去的分量較少，能夠提高光利用效率。而且，在本實(shí)施方式中，對于使用了由GaN系的半導(dǎo)體多層膜構(gòu)成的藍(lán)色的SLD和由YAG:Ce構(gòu)成的黃色的熒光體的白色發(fā)光元件進(jìn)行了說明。但是，不限于此，還可以是其他的方式或材料。例如，即使在設(shè)為由GaN系的半導(dǎo)體多層膜構(gòu)成的藍(lán)色的激光二極管與緑色及紅色的熒光體的組合、或者設(shè)為由GaN系的半導(dǎo)體多層膜構(gòu)成的紫外SLD與藍(lán)色、綠色及紅色的熒光體的組合來形成白色的發(fā)光元件的情況下，也能夠使用同樣的方法。此外，不局限于白色的發(fā)光元件，也能夠適用干在集成了波導(dǎo)通路型發(fā)光元件和熒光體的發(fā)光元件中，對來自熒光體的發(fā)光的偏振光方向進(jìn)行控制的目的。因此，半導(dǎo)體多層膜不局限于GaN系，也能夠適用于將使用AlInGaP系或者AlGaAs系等的半導(dǎo)體多層膜的紅色或者紅外的發(fā)光元件和熒光體進(jìn)行組合的情況。而且，熒光體不僅可以是如YAG:Ce那樣將稀土類元素?fù)诫s到氧化物中的材料，也可以是分散了由有機(jī)色素、ZnS或者CdSe等構(gòu)成的半導(dǎo)體納米粒子的聚合物或者氧化物玻璃等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的發(fā)光元件，在用于光源裝置的情況下發(fā)出光的利用效率高，特別地作為背光燈以及投影儀等的光源是有用的。附圖標(biāo)識說明101 基板102半導(dǎo)體多層膜103電流狹窄層
104透明電極105熒光體層105a熒光體層105b熒光體層105c 開ロ部107p 電極108n 電極109光波導(dǎo)通路 109a 中央部109b外邊緣部121n 型包層122活性層123p側(cè)光引導(dǎo)層125p型接觸層200發(fā)光元件201導(dǎo)光板202全反射棱鏡210液晶面板211偏振光板212偏振光板300發(fā)光元件301準(zhǔn)直透鏡310液晶面板311偏振光板312偏振光板315光學(xué)系統(tǒng)316 屏幕
權(quán)利要求
1.ー種發(fā)光兀件，包括 半導(dǎo)體多層膜，被形成在基板的主面上，并且具有產(chǎn)生第一波長的光的活性層；和 多個熒光體層，被形成在所述半導(dǎo)體多層膜上，并且構(gòu)成第一 2維周期結(jié)構(gòu)， 所述熒光體層被所述第一波長的光激發(fā)，產(chǎn)生第二波長的光， 所述半導(dǎo)體多層膜具有引導(dǎo)所述第一波長的光和第二波長的光的光波導(dǎo)通路， 對于從所述光波導(dǎo)通路的端面輻射出的光而言，較之電場的方向與所述主面呈垂直的方向的光，呈水平的方向的光的比例更高。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第一 2維周期結(jié)構(gòu)，針對所述第二波長的光當(dāng)中的電場的方向與所述主面呈垂直的方向的光，形成了光子帶隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述多個熒光體層當(dāng)中的在所述光波導(dǎo)通路的中央部所形成的熒光體層，構(gòu)成所述第一 2維周期結(jié)構(gòu)， 所述多個熒光體層當(dāng)中的在所述光波導(dǎo)通路的外邊緣部所形成的熒光體層，構(gòu)成第二2維周期結(jié)構(gòu)， 對于所述第一 2維周期結(jié)構(gòu)和所述第二 2維周期結(jié)構(gòu)而言，形成周期或周期結(jié)構(gòu)的基本単位的大小或者形狀相互不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第二 2維周期結(jié)構(gòu)，針對所述第二波長的光當(dāng)中的電場的方向與所述主面呈平行的方向的光，形成了光子帶隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在干， 還包括在所述半導(dǎo)體多層膜與所述熒光體層之間所形成的透明電極。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光元件，包括半導(dǎo)體多層膜(102)，其被形成在基板(101)的主面上，并且具有產(chǎn)生第一波長的光的活性層(122)；和多個熒光體層(105)，其被形成在半導(dǎo)體多層膜(102)上，并且構(gòu)成第1一2維周期結(jié)構(gòu)。熒光體層(105)被第一波長的光激發(fā)，產(chǎn)生第二波長的光，半導(dǎo)體多層膜(102)具有引導(dǎo)第一波長的光和第二波長的光的光波導(dǎo)通路(109)，對于從光波導(dǎo)通路(109)的端面輻射出的光而言，較之電場的方向與主面呈垂直的方向的光，呈水平的方向的光的比例更高。
文檔編號H01L33/20GK102844893SQ201080066249
公開日2012年12月26日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者折田賢兒 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社