(57)【要約】【課題】発光デバイス間の使用時における発光光量のばらつきを低減して、発光デバイス自体の歩留まり、品質を向上させる共に、発光デバイスを用いた各製品の歩留まり、品質を向上させる。【解決手段】発光デバイス１０は、ＧａＡｓ基板１２上に、反射層１４が積層され、該反射層１４上に発光層１６が積層され、該発光層１６上に表面層１８が積層されて構成されている。表面層１８は、低屈折率膜１８ａと、該低屈折率膜１８ａよりも高い屈折率を有する膜（高屈折率膜１８ｂ）とが交互に積層されて構成されている。この場合、低屈折率膜１８ａと、高屈折率膜１８ｂとが１層ずつ交互に積層されて構成されていてもよい。表面層１８の最上層の膜が低屈折率膜１８ａであってもよい。発光層１６に隣接する膜が、高屈折率膜１８ｂであってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層と、該発光層の一方の面側に形成され、且つ、前記発光層からの光を反射させる反射層と、前記発光層の他方の面側に形成され、且つ、少なくとも前記発光層からの光並びに前記反射層からの光が透過する表面層とを有し、前記表面層の表面から光が出射される発光デバイスにおいて、
前記表面層は、低屈折率の膜と、該低屈折率の膜よりも高い屈折率を有する膜（高屈折率の膜）とが交互に積層されて構成されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層は、前記低屈折率の膜と、前記高屈折率の膜とが１層ずつ交互に積層されて構成されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発光デバイスにおいて、
前記発光層の厚みが１．５μｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とする発光デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層の最外層の膜が低屈折率の膜であることを特徴とする発光デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層のうち、前記発光層に隣接する膜が、前記高屈折率の膜であることを特徴とする発光デバイス。
【請求項６】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２４１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２７３）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，２４１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，４９８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，５４６）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，５４６）
【請求項７】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６４２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６９１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，６４２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，９１５）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，９１５）
【請求項８】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０６０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０９２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２２０，１０６０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１８０，１２８５）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１２０，１２８５）
【請求項９】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２００，８０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，８０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１４０，１６１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，１６１）
【請求項１０】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が３層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２、３層目の膜の光路長を発光波長の１／２の倍数としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，１１０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【請求項１１】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が３層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長を発光波長の１／２の倍数としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２１．９，１９０．０）
【請求項１２】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が４層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，４３．８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，８７．６）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，４３．８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，３５０．４）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，３５０．４）
【請求項１３】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が５層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにし、５層目の膜の光路長をほぼ発光波長の１／４となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【請求項１４】
請求項１記載の発光デバイスにおいて、
前記表面層が５層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにし、５層目の膜の光路長をほぼ発光波長の１／４となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする発光デバイス。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８７．６，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスに関し、例えば面発光ダイオードに用いて好適な発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光デバイスは、発光光量を高めることにより、低消費電力化、デバイス数の削減化、配線数の低減化につながり、コスト低減の効果がある。発光光量を高める方法の１つとして、活性層の下面に反射層を設けることにより、光取出量を上げる工夫がなされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８９３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発光ダイオードのように、総膜厚が厚いデバイスでは、反射層を設けると、空気層や表面層との間で共振が起こりやすくなる。このため、発光光量を上げることができたとしても、製造時に起こるデバイスの膜厚むらによって発光波長がシフトしてしまい、デバイス間の発光光量のばらつきが大きくなるという問題があった。
【０００５】
さらには、デバイス間の膜厚が異なると、昇温による発光波長のシフト量がデバイスによって異なるため、デバイスの使用時に、デバイス間の発光光量のばらつきが大きくなるという問題もある。
【０００６】
このため、複数の発光部を持つディスプレイや露光装置に、このような発光デバイスを適用する場合、表示面全体あるいは露光面全体でほぼ均一な発光光量を得ることが難しい。もちろん、光量補正技術により、デバイス毎の発光光量むらを軽減することはできるが、完全に発光光量むらをなくすことは至難である上に、１つ１つの発光部の発光特性をつかむための工数が多くなり、コスト増の原因となる。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、発光デバイス間の使用時における発光光量のばらつきを低減することができ、発光デバイス自体の歩留まり、品質を向上させることができると共に、発光デバイスを用いた各製品の歩留まり、品質を向上させることができる発光デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明に係る発光デバイスは、発光層と、該発光層の一方の面側に形成され、且つ、前記発光層からの光を反射させる反射層と、前記発光層の他方の面側に形成され、且つ、少なくとも前記発光層からの光並びに前記反射層からの光が透過する表面層とを有し、前記表面層の表面から光が出射される発光デバイスにおいて、前記表面層は、低屈折率の膜と、該低屈折率の膜よりも高い屈折率を有する膜（高屈折率の膜）とが交互に積層されて構成されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、発光デバイス間の使用時における発光光量のばらつきを低減することができ、発光デバイス自体の歩留まり、品質を向上させることができる。従って、本発明に係る発光デバイスを、例えば複数の発光部を持つディスプレイや露光装置に適用した場合、光量補正技術を用いることなく、表示面全体あるいは露光面全体でほぼ均一な発光光量を得ることが可能となる。その結果、１つ１つの発光部の発光特性をつかむための工数が不要となり、発光デバイスを用いた各製品の歩留まり、品質を向上させることができる。これは、発光デバイスを用いた各製品のコスト低減につながる。
【００１０】
そして、本発明において、前記表面層は、前記低屈折率の膜と、前記高屈折率の膜とが１層ずつ交互に積層されて構成されていてもよい。
【００１１】
また、本発明において、前記発光層の厚みが１．５μｍ以上５．０ｍｍ以下であってもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記表面層の最外層の膜が低屈折率の膜であってもよい。
【００１３】
また、本発明において、前記表面層のうち、前記発光層に隣接する膜が、前記高屈折率の膜であってもよい。
【００１４】
また、本発明において、前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２４１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２７３）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，２４１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，４９８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，５４６）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，５４６）
【００１５】
また、本発明において、前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６４２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６９１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，６４２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，９１５）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，９１５）
【００１６】
また、本発明において、前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０６０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０９２）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２２０，１０６０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１８０，１２８５）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１２０，１２８５）
【００１７】
また、本発明において、前記表面層が２層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２００，８０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，８０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１４０，１６１）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，１６１）
【００１８】
また、本発明において、前記表面層が３層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２、３層目の膜の光路長を発光波長の１／２の倍数としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，１１０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００１９】
また、本発明において、前記表面層が３層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長を発光波長の１／２の倍数としたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２１．９，１９０．０）
【００２０】
また、本発明において、前記表面層が４層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，４３．８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，８７．６）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，４３．８）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，３５０．４）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，３５０．４）
【００２１】
また、本発明において、前記表面層が５層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにし、５層目の膜の光路長をほぼ発光波長の１／４となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００２２】
また、本発明において、前記表面層が５層構造であって、前記発光層に隣接する１層目の膜の光路長をｎ１×ｄ１、２層目の膜の光路長をｎ２×ｄ２とし、３層目の膜の光路長と４層目の膜の光路長を加算した値がほぼ発光波長となるようにし、５層目の膜の光路長をほぼ発光波長の１／４となるようにしたとき、以下の複数の座標で囲まれた範囲に含まれることを満足することを特徴とする。
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，８０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８７．６，６０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００２３】
これにより、表面層の平均透過率を９４％以上さらには９７％以上にすることができ、発光デバイス毎の発光光量のばらつきを抑えることができ、反射層を設けたことによる効果（発光光量の向上効果）を十分に発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る発光デバイスによれば、発光デバイス毎の使用時における発光光量のばらつきを低減することができ、発光デバイス自体の歩留まり、品質を向上させることができると共に、発光デバイスを用いた各製品の歩留まり、品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に係る発光デバイスの要部を一部省略して示す断面図である。
【図２】図２Ａは比較例に係る発光デバイスの要部を示す断面図であり、図２Ｂは実施例に係る発光デバイスの要部を示す断面図である。
【図３】比較例に係る発光デバイスの発光波長に対する発光光量の増減比を示すグラフである。
【図４】図４Ａは比較例に係る発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの−１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示すグラフであり、図４Ｂは発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの＋１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示すグラフである。
【図５】実施例に係る発光デバイスの発光波長に対する発光光量の増減比を示すグラフである。
【図６】図６Ａは実施例に係る発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの−１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示すグラフであり、図６Ｂは発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの＋１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示すグラフである。
【図７】比較例１、実施例１〜４の発光波長に対する透過率の変化を示すグラフである。
【図８】比較例２、実施例５〜８の発光波長に対する透過率の変化を示すグラフである。
【図９】実施例９について、第１層目の光路長と第２層目の光路長をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝８０〜１９３の範囲）を示すグラフである。
【図１０】実施例９について、表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１９３〜５７８の範囲）を示すグラフである。
【図１１】実施例９について、表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝５７８〜９８０の範囲）を示すグラフである。
【図１２】実施例９について、表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝９８０〜１３６５の範囲）を示すグラフである。
【図１３】実施例１０について、最上層の第３層目の膜厚を５３０ｎｍ近傍（光路長ｎ３×ｄ３＝７７７）に設定し、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲）を示すグラフである。
【図１４】実施例１０について、最上層の第３層目の膜厚を２７０ｎｍ近傍（光路長ｎ３×ｄ３＝３９４）に設定し、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲）を示すグラフである。
【図１５】実施例１１について、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝５８４、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１９６に設定し、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝２１．９〜４１６．１の範囲）を示すグラフである。
【図１６】実施例１２について、第５層目の光路長ｎ５×ｄ５＝５８４、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝１９６、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１９５に設定し、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲）を示すグラフである。
【図１７】実施例１２について、第５層目の光路長ｎ５×ｄ５＝５５５、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝１７０、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１６５に設定し、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る発光デバイスを面発光ダイオードに適用した実施の形態例を図１〜図１７を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施の形態に係る発光デバイス１０は、図１に模式的に示すように、ＧａＡｓ基板１２上に、反射層１４が積層され、該反射層１４上に発光層１６が積層され、該発光層１６上に表面層１８が積層されて構成されている。換言すると、発光デバイス１０は、発光層１６と、該発光層１６の一方の面側に形成され、且つ、前記発光層１６からの光を反射させる反射層１４と、発光層１６の他方の面側に形成され、且つ、少なくとも発光層１６からの光並びに反射層１４からの光が透過する表面層１８とを有し、表面層１８の表面から光が出射されるように構成されている。
【００２８】
反射層１４は、ＡｌＧａＡｓの高屈折率層と低屈折率層とが積層された構造を有する。もちろん、Ａｌ金属層でもよい。発光層１６は、１．５μｍ以上５．０ｍｍ以下の厚みを有し、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層（下部クラッド層）とＡｌＧａＡｓ層（活性層）とｐ−ＡｌＧａＡｓ層（上部クラッド層）とから構成されている。
【００２９】
そして、表面層１８は、低屈折率膜１８ａと、該低屈折率膜１８ａよりも高い屈折率を有する膜（高屈折率膜１８ｂ）とが交互に積層されて構成されている。この場合、低屈折率膜１８ａと、高屈折率膜１８ｂとが１層ずつ交互に積層されて構成されていてもよい。表面層１８の最外層の膜が低屈折率膜１８ａであってもよい。発光層１６に隣接する膜が、高屈折率膜１８ｂであってもよい。
【００３０】
低屈折率膜１８ａの構成材料としては、発光波長（例えば７８０ｎｍ）に対する屈折率が１．３〜１．５程度の材料であればよく、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）、ＭｇＦ2、ＢａＦ2、ＬｉＦ、ＳｉＦ2、ＡｌＦ3、ＮａＦ、又はこれら２種以上の混合物が挙げられる。
【００３１】
高屈折率膜１８ｂの構成材料としては、発光波長（例えば７８０ｎｍ）に対する屈折率が１．８〜２．５程度の材料であればよく、例えば窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）が挙げられる。
【００３２】
特に、低屈折率膜１８ａの構成材料としてＳｉＯ2を用い、高屈折率膜１８ｂの構成材料としてＳｉ3Ｎ4を用いることで、同一の成膜装置で、ワーク（ＧａＡｓ基板１２上に発光層１６まで形成され、表面層１８が成膜過程にあるワーク）を外に取り出すことなく、低屈折率膜１８ａ、高屈折率膜１８ｂを交互に成膜することができるため、好ましく採用される。
【００３３】
反射層１４及び発光層１６は、ＧａＡｓ基板１２上にエピタキシャル成長させることにより形成することができる。表面層１８を構成する低屈折率膜１８ａ及び高屈折率膜１８ｂは、真空蒸着法、スパッタ、プラズマＣＶＤのいずれでも形成可能である。膜の緻密性や耐久性の観点では、プラズマＣＶＤで成膜することが好ましい。
【実施例】
【００３４】
［第１実施例］
ここで、比較例と実施例について、発光光量の波長依存性、発光光量の温度依存性を確認した第１実施例を説明する。
【００３５】
（比較例）
比較例は、図２Ａに示すように、発光層１６上に形成される表面層１８として、ＳｉＯ2膜１８ａのみとした。すなわち、単層構造とした。ＳｉＯ2の膜厚は６８０ｎｍである。
【００３６】
（実施例）
実施例は、図２Ｂに示すように、発光層１６上に形成される表面層１８を５層構造とし、１層目（発光層１６に隣接する層）から５層目（最上層）に向かって、厚み５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、厚み５２ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ（Ｓｉ3Ｎ4膜の意である。以下同様。）、厚み１１３ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、厚み８５ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、厚み３８０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａとした。
【００３７】
（表面層の成膜プロセス）
プラズマＣＶＤによってＳｉＯ2膜１８ａ及びＳｉＮ膜１８ｂを成膜した。具体的には、高周波（１３．５６ＭＨｚ）、ＲＦパワー（〜３０００Ｗ）によって生成されたプラズマのスパッタリング現象を用いて発光層１６上に表面層１８を成膜した。この成膜プロセスを以下に示す。
【００３８】
ＳｉＮ膜１８ｂは、シラン（ＳｉＨ4）、窒素（Ｎ2）及びアンモニア（ＮＨ3）からなる原料ガスから形成される。発光波長７８０ｎｍでの屈折率が１．９のＳｉＮ膜を成膜レート１６６．９（ｎｍ／分）で成膜する場合、表１に示すように、ガス流量は、シラン（ＳｉＨ4）４０ｓｃｃｍ、アンモニア（ＮＨ3）４０ｓｃｃｍ、窒素（Ｎ2）２０００ｓｃｃｍと設定した。膜応力、膜厚均一性、成膜レート、屈折率を制御するために、ＳｉＨ4とＮＨ3の流量比、ＲＦパワー、成膜圧等のパラメータ調整を行った。
【００３９】
【表１】
2010278355.tif 000003
【００４０】
ＳｉＯ2膜１８ａは、シラン（ＳｉＨ4）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）及び酸素（Ｏ2）からなる原料ガス、または、液体ソースのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と原料ガスの酸素（Ｏ2）から形成されるが、ここでは、液体ソースのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と原料ガスの酸素（Ｏ2）によってＳｉＯ2膜１８ａを形成した。発光波長７８０ｎｍでの屈折率が１．４６のＳｉＯ2膜１８ａを成膜する場合、表２に示すように、ガス流量は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）２０ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2）６８０ｓｃｃｍと設定する。膜応力、膜厚均一性、成膜レートを制御するために、ＴＥＯＳとＯ2の流量比、ＲＦパワー、成膜圧等のパラメータ調整を行った。上述のように、ＳｉＮ膜１８ｂとＳｉＯ2膜１８ａとの組み合わせであれば、同一のプラズマＣＶＤ装置で成膜可能である。
【００４１】
【表２】
2010278355.tif 000004
【００４２】
（評価：比較例）
比較例の測定結果を図３〜図４Ｂに示す。図３は発光波長に対する発光光量の増減比を示す。図４Ａは発光デバイス全体の厚み（ＧａＡｓ基板１２、反射層１４、発光層１６及び表面層１８の合計厚み）が規定の厚みの−１％（特に、中央部の厚みが減少している場合）であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示し、図４Ｂは発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの＋１％（特に、中央部の厚みが増加している場合）であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示す。つまり、図４Ａ及び図４Ｂによって、比較例に係る発光デバイス全体の厚みが２％変化したときの発光スペクトルが把握できることになる。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、直線Ｌａ１は使用環境の温度が２７．０℃での特性を示し、破線Ｌａ２は４４．１℃での特性を示し、一点鎖線Ｌａ３は５１．８℃での特性を示し、二点鎖線Ｌａ４は５９．４℃での特性を示す。
【００４３】
図３から、発光光量の増減比が２以上の上部ピークＰａと増減比がほぼ１の下部ピークＰｂが交互に特定の間隔で現れており、発光光量の波長依存性が高いことがわかる。これは、比較例に係る発光デバイスの表面層１８がＳｉＯ2膜のみで構成されており、その平均反射率（発光層１６に反射する割合）は発光波長７３０〜８３０ｎｍで約１０％であることに起因する。すなわち、発光層１６から上方に出射した光が空気層と表面層１８との界面もしくは発光層１６と表面層１８との界面で反射された光が、発光層１６の下方に出射された光と共振を起こしてしまい、その結果、発光層１６の表面から出射された光に複数のピーク波長（発光光量が上部ピークＰａとなる波長）を持つことになる。特に、発光層１６の厚みが１．５μｍ以上になると、複数のピーク波長は発生し易くなることがわかった。
【００４４】
また、図４Ａから、環境温度が２７℃〜５９．４℃に変化することによって、ピーク波長が大きく変化していることがわかる。また、図４Ａ及び図４Ｂからもわかるように、発光デバイスの全体の厚みが２％変化した場合においても、ピーク波長が大きく変化している。
【００４５】
このことから、比較例に係る発光デバイスにおいては、製造過程で発生するわずかな膜厚ばらつきや発光デバイスの使用環境のわずかな温度変化によっても、ピーク波長がシフトするという現象を引き起こすことがわかる。さらに、発光デバイスの使用環境の昇温による材料の屈折率変化、膜厚の膨張によっても、発光デバイス特有のピーク波長が長波長側にシフトすることとなる。
【００４６】
このように、比較例に係る発光デバイスにおいては、発光デバイス間の発光光量のばらつきが大きく、複数の発光部を持つディスプレイや露光装置に、このような発光デバイスを適用する場合、表示面全体あるいは露光面全体でほぼ均一な発光光量を得ることが難しい。
【００４７】
（評価：実施例）
実施例の測定結果を図５〜図６Ｂに示す。図５は発光波長に対する発光光量の増減比を示す。図６Ａは発光デバイス全体の厚み（ＧａＡｓ基板１２、反射層１４、発光層１６及び表面層１８の合計厚み）が規定の厚みの−１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示し、図６Ｂは発光デバイス全体の厚みが規定の厚みの＋１％であるときの発光波長に対する発光光量の変化を示す。つまり、図６Ａ及び図６Ｂによって、実施例に係る発光デバイス全体の厚みが２％変化したときの発光スペクトルが把握できることになる。これら図６Ａ及び図６Ｂにおいても、直線Ｌｂ１は使用環境の温度が２７．０℃での特性を示し、破線Ｌｂ２は４４．１℃での特性を示し、一点鎖線Ｌｂ３は５１．８℃での特性を示し、二点鎖線Ｌｂ４は５９．４℃での特性を示す。
【００４８】
図５から、発光光量の増減比は、７８０ｎｍにおいてわずかなピークが存在するだけであって、全体にわたってほぼ均一となっており、発光光量の波長依存性が低いことがわかる。７８０ｎｍでのわずかなピークは８００ｎｍ〜８３０ｎｍでもみられ、従って、全体としてみた場合、実質的にピークは存在しない。これは、表面層１８を低屈折率膜１８ａと高屈折率膜１８ｂを組み合わせることによって、平均反射率（発光層１６に反射する割合）を０．５〜３％に低減して、上述した共振を抑制したことによる。この傾向は、発光層１６の厚みが１．５μｍ以上５．０ｍｍ以下でも同様であった。
【００４９】
また、図６Ａ及び図６Ｂから、環境温度が２７℃〜５９．４℃に変化しても、ピーク波長は最大で５ｎｍ程度変化するだけであり、発光デバイスの全体の厚みが２％変化した場合においても、ピーク波長は最大で５ｎｍ程度変化するだけである。
【００５０】
このように、比較例において存在していたピーク波長が実施例では実質的に存在しなくなるため、製造過程で膜厚のばらつきや使用環境に温度変化があったとしても、発光光量のばらつきはほとんど発生しない。
【００５１】
従って、発光デバイス間の使用時における発光光量のばらつきを低減することができ、発光デバイス自体の歩留まり、品質を向上させることができる。従って、本実施の形態に係る発光デバイス１０を、例えば複数の発光部を持つディスプレイや露光装置に適用した場合、光量補正技術を用いることなく、表示面全体あるいは露光面全体でほぼ均一な発光光量を得ることが可能となる。その結果、１つ１つの発光部の発光特性をつかむための工数が不要となり、発光デバイス１０を用いた各製品の歩留まり、品質を向上させることができる。これは、発光デバイス１０を用いた各製品のコスト低減につながる。
【００５２】
［第２実施例］
次に、比較例１と実施例１〜４について、発光波長に対する透過率の変化を確認した第２実施例を説明する。実施例１〜４は、表面層１８のうち、発光層１６に隣接する膜が低屈折率膜１８ａとなっている。
【００５３】
（比較例１）
発光層１６上に形成される表面層１８として、厚み６８０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａのみとした。
【００５４】
（実施例１）
表面層１８を２層構造とし、第１層目を厚み５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第２層目を厚み６３３ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂとした。
【００５５】
（実施例２）
表面層１８を３層構造とし、第１層目を厚み５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第２層目を厚み５０ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第３層目を厚み５３２ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａとした。
【００５６】
（実施例３）
表面層１８を４層構造とし、第１層目を厚み５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第２層目を厚み７８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第３層目を厚み１１４ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第４層目を厚み４４８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂとした。
【００５７】
（実施例４）
表面層１８を５層構造とし、第１層目を厚み５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第２層目を厚み５２ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第３層目を厚み１１３ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第４層目を厚み８５ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第５層目を厚み３８０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａとした。
【００５８】
（評価）
比較例１、実施例１〜４の発光波長に対する透過率の変化を図７に示す。この図７において、点線Ｌｃ１は比較例１の特性を示し、二点鎖線Ｌｅ１は実施例１の特性を示し、一点鎖線Ｌｅ２は実施例２の特性を示し、破線Ｌｅ３は実施例３の特性を示し、実線Ｌｅ４は実施例４の特性を示す。
【００５９】
図７から、比較例１は、発光波長７８０ｎｍでの透過率が９３％であり、波長７３５〜８３５ｎｍの範囲における透過率の変化は、８２％〜９３％であった。
【００６０】
一方、実施例１〜４は、発光波長７８０ｎｍでの透過率がほぼ９９％であった。特に、実施例２及び４は、透過率の波長依存性が低く、波長７３５〜８３５ｎｍの範囲における透過率の変化は、実施例２が９３％〜９９％、実施例４が９７％〜９９．９０％であった。このことから、実施例１〜４はいずれも発光波長７８０ｎｍでの透過率が比較例１よりも高く、特に、表面層１８の最上層が低屈折率膜１８ａであれば、製造過程での膜厚ばらつきや、使用環境での温度変化によって発光波長にばらつきが生じたとしても、ほぼ均一の発光光量を得ることができることがわかる。
【００６１】
［第３実施例］
次に、比較例１と実施例５〜８について、発光波長に対する透過率の変化を確認した第３実施例を説明する。実施例５〜８は、表面層１８のうち、発光層１６に隣接する膜が高屈折率膜１８ｂとなっている。
【００６２】
（比較例１）
上述したように、発光層１６上に形成される表面層１８として、厚み６８０ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａのみとした。
【００６３】
（実施例５）
表面層１８を２層構造とし、第１層目を厚み９８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第２層目を厚み５３４ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａとした。
【００６４】
（実施例６）
表面層１８を３層構造とし、第１層目を厚み１１０ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第２層目を厚み２２５ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第３層目を厚み３９６ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂとした。
【００６５】
（実施例７）
表面層１８を４層構造とし、第１層目を厚み９８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第２層目を厚み１３４ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第３層目を厚み９８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第４層目を厚み４０２ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａとした。
【００６６】
（実施例８）
表面層１８を５層構造とし、第１層目を厚み９８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第２層目を厚み１３４ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第３層目を厚み９２ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂ、第４層目を厚み１２８ｎｍのＳｉＯ2膜１８ａ、第５層目を厚み１９８ｎｍのＳｉＮ膜１８ｂとした。
【００６７】
（評価）
比較例２、実施例５〜８の発光波長に対する透過率の変化を図８に示す。この図８において、点線Ｌｃ２は比較例２の特性を示し、二点鎖線Ｌｅ５は実施例５の特性を示し、一点鎖線Ｌｅ６は実施例６の特性を示し、破線Ｌｅ７は実施例７の特性を示し、実線Ｌｅ８は実施例８の特性を示す。
【００６８】
図８から、比較例２は、発光波長７８０ｎｍでの透過率が９３％であり、波長７３５〜８３５ｎｍの範囲における透過率の変化は、８２％〜９３％であった。
【００６９】
一方、実施例５〜８は、発光波長７８０ｎｍでの透過率がほぼ９９．９％であった。特に、実施例５、７及び８は、透過率の波長依存性が低く、波長７３５〜８３５ｎｍの範囲における透過率の変化は、実施例５が９６％〜９９．９％、実施例７が９９．５％〜９９．９％、実施例８が９９％〜９９．９％であった。もちろん、実施例６についても、波長７３５〜８３５ｎｍの範囲における透過率の変化が、８４％〜９９．９％であり、比較例２よりも透過率の波長依存性が低い。
【００７０】
このことから、表面層１８のうち、発光層１６に隣接する膜が高屈折率膜１８ｂであれば、いずれも発光波長７８０ｎｍでの透過率が比較例２よりも高く、且つ、透過率の波長依存性が低い。特に、表面層１８の最上層が低屈折率膜１８ａであれば、さらに、透過率の波長依存性が低くなり、製造過程での膜厚ばらつきや、使用環境での温度変化によって発光波長にばらつきが生じたとしても、ほぼ均一の発光光量を得ることができる。
【００７１】
［第４実施例］
次に、発光層１６上に形成される表面層１８を２層構造とし、１層目を高屈折率膜１８ｂ（ＳｉＮ膜）、２層目（最上層）を低屈折率膜１８ａ（ＳｉＯ2膜）とした実施例９について、第１層目の光路長と第２層目の光路長をパラメータにしたときの表面層１８の透過率の分布（図９〜図１２）を求め、第１層目の光路長と第２層目の光路長の好ましい範囲を確認した。ここでの好ましい範囲は、表面層の透過率が確実に９４％以上となる範囲で、且つ、その範囲内に表面層の透過率が９７％以上となる範囲が含まれる範囲を指す。
【００７２】
第１層目の屈折率をｎ１、第１層目の膜厚をｄ１としたとき、第１層目の光路長はｎ１×ｄ１で表され、第２層目の屈折率をｎ２、第２層目の膜厚をｄ２としたとき、第２層目の光路長はｎ２×ｄ２で表される。
【００７３】
表面層１８の透過率は、表面層１８を構成する各層での光の振幅と位相の相乗効果で決まる。すなわち、透過率は各層の屈折率と膜厚で決定され、低屈折率膜１８ａと高屈折率膜１８ｂの屈折率差が大きく変わると、透過率も大きく変わる特性を持っている。しかし、発光デバイスに適用することができる材料の屈折率ｎは、高屈折率膜１８ｂはｎ＝１．８〜２．１、低屈折率膜１８ａはｎ＝１．３８〜１．５程度にほぼ限定することができる。このため、屈折率差は０．４〜０．６の範囲に収まり、ＳｉＮ膜とＳｉＯ2膜のケース（屈折率差０．５３）であって、且つ、高い効果を得ることができる条件を把握しておけば、発光デバイスに適用できるパラメータの範囲はほぼ網羅できる。
【００７４】
そして、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図９に示すように、ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝８０〜１９３の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐａ１〜Ｐａ４で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐａ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２００，８０）
Ｐａ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，８０）
Ｐａ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１４０，１６１）
Ｐａ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，１６１）
【００７５】
図１０に示すように、ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１９３〜５７８の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｂ１〜Ｐｂ６で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｂ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２４１）
Ｐｂ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（３００，２７３）
Ｐｂ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，２４１）
Ｐｂ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，４９８）
Ｐｂ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，５４６）
Ｐｂ６＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，５４６）
【００７６】
図１１に示すように、ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝５７８〜９８０の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｃ１〜Ｐｃ５で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｃ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６４２）
Ｐｃ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２８０，６９１）
Ｐｃ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２４０，６４２）
Ｐｃ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１６０，９１５）
Ｐｃ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１００，９１５）
【００７７】
図１２に示すように、ｎ１×ｄ１＝１００〜３００で、且つ、ｎ２×ｄ２＝９８０〜１３６５の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｄ１〜Ｐｄ５で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｄ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０６０）
Ｐｄ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２６０，１０９２）
Ｐｄ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２２０，１０６０）
Ｐｄ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１８０，１２８５）
Ｐｄ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１２０，１２８５）
【００７８】
［第５実施例］
次に、発光層上に形成される表面層を３層構造とし、１層目を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）、２層目を高屈折率膜（ＳｉＮ膜）、３層目（最上層）を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）とした実施例１０について、最上層の３層目の光路長ｎ３×ｄ３が発光波長７８０ｎｍの１／２の倍数に近くなるように設定して、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（図１３及び図１４）を求め、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２の好ましい範囲を確認した。ここでの好ましい範囲は、第４実施例と同様に、表面層の透過率が確実に９４％以上となる範囲で、且つ、その範囲内に表面層の透過率が９７％以上となる範囲が含まれる範囲を指す。
【００７９】
そして、第３層目の膜厚を５３０ｎｍ近傍（光路長ｎ３×ｄ３＝７７７）に設定し、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図１３に示すように、ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｅ１〜Ｐｅ６で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｅ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，９０．０）
Ｐｅ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，１１０．０）
Ｐｅ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，９０．０）
Ｐｅ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
Ｐｅ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
Ｐｅ６＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００８０】
また、第３層目の膜厚を２７０ｎｍ近傍（光路長ｎ３×ｄ３＝３９４）に設定し、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図１４に示すように、ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｆ１〜Ｐｆ６で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｆ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
Ｐｆ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
Ｐｆ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
Ｐｆ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
Ｐｆ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
Ｐｆ６＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２１．９，１９０．０）
【００８１】
［第６実施例］
次に、発光層上に形成される表面層を４層構造とし、１層目を高屈折率膜（ＳｉＮ膜）、２層目を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）、３層目を高屈折率膜（ＳｉＮ膜）、４層目（最上層）を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）とした実施例１１について、最上層の４層目の光路長ｎ４×ｄ４と３層目の光路長ｎ３×ｄ３との和（ｎ４×ｄ４＋ｎ３×ｄ３）が発光波長７８０ｎｍに近くなるように設定して、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（図１５）を求め、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２の好ましい範囲を確認した。ここでの好ましい範囲は、第４実施例と同様に、表面層の透過率が確実に９４％以上となる範囲で、且つ、その範囲内に表面層の透過率が９７％以上となる範囲が含まれる範囲を指す。
【００８２】
そして、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝５８４、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１９６に設定し、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図１５に示すように、ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝２１．９〜４１６．１の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｇ１〜Ｐｇ５で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｇ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，４３．８）
Ｐｇ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０９．５，８７．６）
Ｐｇ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，４３．８）
Ｐｇ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（５８．４，３５０．４）
Ｐｇ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，３５０．４）
【００８３】
［第７実施例］
次に、発光層上に形成される表面層を５層構造とし、１層目を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）、２層目を高屈折率膜（ＳｉＮ膜）、３層目を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）、４層目を高屈折率膜（ＳｉＮ膜）、５層目（最上層）を低屈折率膜（ＳｉＯ2膜）とした実施例１２について、最上層の５層目の光路長ｎ５×ｄ５と４層目の光路長ｎ４×ｄ４との和（ｎ５×ｄ５＋ｎ４×ｄ４）が発光波長７８０ｎｍに近くなるように設定し、さらに、３層目の光路長ｎ３×ｄ３を発光波長７８０の１／４に近くなるように設定して、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をパラメータにしたときの表面層の透過率の分布（図１６及び図１７）を求め、第１層目の光路長ｎ１×ｄ１と第２層目の光路長ｎ２×ｄ２の好ましい範囲を確認した。ここでの好ましい範囲は、第４実施例と同様に、表面層の透過率が確実に９４％以上となる範囲で、且つ、その範囲内に表面層の透過率が９７％以上となる範囲が含まれる範囲を指す。
【００８４】
そして、第５層目の光路長ｎ５×ｄ５＝５８４、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝１９６、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１９５に設定し、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図１６に示すように、ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｈ１〜Ｐｈ５で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｈ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，６０．０）
Ｐｈ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１０２．２，８０．０）
Ｐｈ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８０．３，６０．０）
Ｐｈ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１４０．０）
Ｐｈ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
Ｐｈ６＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００８５】
また、第５層目の光路長ｎ５×ｄ５＝５５５、第４層目の光路長ｎ４×ｄ４＝１７０、第３層目の光路長ｎ３×ｄ３＝１６５に設定し、縦軸に第１層目の光路長ｎ１×ｄ１、横軸に第２層目の光路長ｎ２×ｄ２をとったとき、図１７に示すように、ｎ１×ｄ１＝７．３〜１３８．７で、且つ、ｎ２×ｄ２＝１０〜１９０の範囲のうち、以下の複数の座標Ｐｉ１〜Ｐｉ５で囲まれた範囲が好ましい範囲となる。
Ｐｉ１＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，６０．０）
Ｐｉ２＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（１１６．８，８０．０）
Ｐｉ３＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（８７．６，６０．０）
Ｐｉ４＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１５０．０）
Ｐｉ５＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（７．３，１９０．０）
Ｐｉ６＝（ｎ１×ｄ１，ｎ２×ｄ２）＝（２９．２，１９０．０）
【００８６】
なお、本発明に係る発光デバイスは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８７】
１０…発光デバイス                  １２…ＧａＡｓ基板
１４…反射層                        １６…発光層
１８…表面層                        １８ａ…低屈折率膜
１８ｂ…高屈折率膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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