(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・電磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、
・前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられた変換層とを備え、
・前記変換層は、一次放射の一部分を一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有し、
・二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生し、
・前記変換層はルミネセンスダイオードチップの縁部において前記主面がストライプを有するように形成され、このストライプはルミネセンスダイオードチップの縁部に沿って延び、前記主面の１つの領域を取り囲んで１つのフレームを形成し、前記縁部において前記変換層が前記主面上に配置された変換層の残りの領域に対し減ぜられた厚さを有し、
・前記フレームによって取り囲まれた前記変換層の領域は一定の厚さを有し、
・前記ストライプはルミネセンスダイオードチップの辺の長さの最大で１０分の１の幅を有する
ルミネセンスダイオードチップ。
【請求項２】
前記変換層は多層に形成され、その各層が異なる発光物質を有する請求項１記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項３】
ルミネセンスダイオードチップが薄膜ルミネセンスダイオードチップである請求項１または２記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項４】
前記変換層がシリコーンを有する請求項１から３のいずれか１項に記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項５】
前記変換層の厚さが０μmより大きく最大で５０μmである請求項１から４のいずれか１項に記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項６】
前記半導体層列中に、一次放射の強度と観察角との関係を調整するため切離し構造が形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項７】
前記変換層上に切離し層が配置され、この切離し層中に混合放射の強度と観察角との関係を調整するため切離し構造が形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項８】
前記切離し構造がプリズム状要素を含む請求項６又は７記載のルミネセンスダイオードチップ。
【請求項９】
電磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられ、一次放射の一部分を変換されない一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有する変換層とを備え、二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生するルミネセンスダイオードチップの製造方法において、
・前記半導体層列が準備され、
・この半導体層列の主面に変換層が設けられ、
・この変換層はルミネセンスダイオードチップの縁部において前記主面がストライプを有するように形成され、このストライプはルミネセンスダイオードチップの縁部に沿って延び、前記主面の１つの領域を取り囲んで１つのフレームを形成し、前記縁部において前記変換層が前記主面上に配置された変換層の残りの領域に対し減ぜられた厚さを有し、
・前記フレームによって取り囲まれた前記変換層の領域は一定の厚さを有し、
・前記ストライプはルミネセンスダイオードチップの辺の長さの最大で１０分の１の幅を有する
ルミネセンスダイオードチップの製造方法。
【請求項１０】
前記変換層は、スクリーン印刷法を用いて前記ストライプを設けられる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記変換層が前記主面上に設けられ、次いで前記ストライプを設けられる請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記変換層は、リソグラフィ・プロセスを用いて前記ストライプを設けられる請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられた変換層とを備え、前記変換層は、一次放射の一部分を一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有し、二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生するルミネセンスダイオードチップに関する。
【０００２】
本発明はまた、電磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられ、一次放射の一部分を変換されない一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有する変換層とを備え、二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生するルミネセンスダイオードチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
オプトエレクトロニク・コンポーネントを形成するためルミネセンスダイオードチップを封止材によりカプセルに封じ込め、封止材中に少なくとも１つの発光物質を有するルミネセンス変換物質が混合されているものは知られている。このカプセル化は、例えばルミネセンスダイオードチップが組み込まれているハウジング窩洞の注型により、又は導体フレーム上に組み込まれたルミネセンスダイオードチップの圧送成形を用いた注入により行われる。
【０００４】
このような封止材を使用する際には、例えば発光物質粒子の沈殿作用に基づくことのある封止材中における発光物質の不均質な分布に基づき色位置の変動が生じることがある。さらに、封止材の調合度、ルミネセンスダイオードチップの高さ及び注入器具の窩洞内におけるルミネセンスダイオードチップの位置決め性能又はそのいずれか一方に関する製造許容差がある。このことは、ルミネセンスダイオードチップに対し放射方向において出力側に位置する封止材の量の重要な変動に、また従ってコンポーネントの色位置の変動にも導き得る。
【０００５】
少なくとも１つの発光物質を有する薄い変換層をルミネセンスダイオードチップの半導体層列上に直接おくことは開示されている（例えば、特許文献１参照）。このことは、発光物質を含む封止材の使用に対し、発光物質をルミネセンスダイオードチップの半導体層列上により均質にかつ良好に定め得る量だけおき得るという利点を持っている。このように作られたルミネセンスダイオードチップから放射される光は、その色位置スペクトルに関して通例、ルミネセンスダイオードチップが発光物質を含む封止材によりカプセル化されているコンポーネントより高い均質性を有する。
【特許文献１】国際公開第01/65613 A1号パンフレット（特表2003-526212号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、冒頭に述べたようなルミネセンスダイオードチップであって、従来のこのようなルミネセンスダイオードチップに比して、所望の色位置スペクトルに関し改善された特性を有し、また十分に高められた均質性を持った色位置スペクトルを実現することが特に可能なルミネセンスダイオードチップを提供することにある。さらに、本発明の課題は、この種のルミネセンスダイオードチップを製造するための方法を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ルミネセンスダイオードチップに関する課題は、電磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、
前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられた変換層とを備え、
前記変換層は、一次放射の一部分を一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有し、
二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生し、
前記変換層はルミネセンスダイオードチップの縁部において前記主面がストライプを有するように形成され、このストライプはルミネセンスダイオードチップの縁部に沿って延び、前記主面の１つの領域を取り囲んで１つのフレームを形成し、前記変換層が前記主面上に配置された変換層の残りの領域に対し前記縁部において減ぜられた厚さを有し、
前記フレームによって取り囲まれた前記変換層の領域は一定の厚さを有し、
前記ストライプはルミネセンスダイオードチップの辺の長さの最大で１０分の１の幅を有することにより解決される（請求項１）。
ルミネセンスダイオードチップに関する本発明の有利な実施形態は次の通りである。
・前記変換層は多層に形成され、その各層が異なる発光物質を有する（請求項２）。
・ルミネセンスダイオードチップが薄膜ルミネセンスダイオードチップである（請求項３）。
・前記変換層がシリコーンを有する（請求項４）。
・前記変換層の厚さが０μmより大きく最大で５０μmである（請求項５）。
・前記半導体層列中に、一次放射の強度と観察角との関係を調整するため切離し構造が形成されている（請求項６）。
・前記変換層上に切離し層が配置され、この切離し層中に混合放射の強度と観察角との関係を調整するため切離し構造が形成されている（請求項７）。
・前記切離し構造がプリズム状要素を含む（請求項８）。
ルミネセンスダイオードチップの製造方法に関する課題は、電磁一次放射を放出するのに適した半導体層列と、前記半導体層列の少なくとも１つの主面上に設けられ、一次放射の一部分を変換されない一次放射に比し少なくとも部分的に異なる波長領域を有する二次放射に変換する少なくとも１つの発光物質を有する変換層とを備え、二次放射の少なくとも一部分と変換されない一次放射の少なくとも一部分とが重なり、その結果として生じる色位置を有する混合色を発生するルミネセンスダイオードチップの製造方法において、
前記半導体層列が準備され、
この半導体層列の主面に変換層が設けられ、
この変換層はルミネセンスダイオードチップの縁部において前記主面がストライプを有するように形成され、このストライプはルミネセンスダイオードチップの縁部に沿って延び、前記主面の１つの領域を取り囲んで１つのフレームを形成し、前記変換層が前記主面上に配置された変換層の残りの領域に対し前記縁部において減ぜられた厚さを有し、
前記フレームによって取り囲まれた前記変換層の領域は一定の厚さを有し、
前記ストライプはルミネセンスダイオードチップの辺の長さの最大で10分の1の幅を有することにより解決される（請求項９）。
ルミネセンスダイオードチップの製造方法に関する本発明の有利な実施形態は次の通りである。
・前記変換層は、スクリーン印刷法を用いて前記ストライプを設けられる（請求項１０）。
・前記変換層が前記主面上に設けられ、次いで前記ストライプを設けられる（請求項１１）。
・前記変換層は、リソグラフィ・プロセスを用いて前記ストライプを設けられる（請求項１２）。
【０００８】
本発明によれば、ルミネセンスダイオードチップの変換層が、結果として生じる色位置と観察角との関係を調節することを目標として構造化される。
【０００９】
「構造化」とは、本発明の意味においては、主面が変換層のない部分領域を持っていたり、部分領域上で変換層が主面上の残りの領域に対し減少した厚さを有していたり、又はその両者である場合を含む。この場合、層状に設けられた変換層の厚さにおける統計的な変動は本発明の意味では構造化とは見なされない。
【００１０】
「観察角」とは、本発明の意味においては、ルミネセンスダイオードチップへの観察方向と主面の主広がり面に対する法線との間の角度を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
変換層は主面上にできる限り均質な形であるのではなく、主面の種々の部分領域が種々の色位置を有する光を放射するのに適するように目標を定めて構造化される。この主面の種々の部分領域の光は、観察者に対し知覚可能な遠隔領域において少なくとも部分的に重なり、その結果色位置と観察角との関係は多様なやり方で調整され得る。
【００１２】
従来のルミネセンスダイオードチップを有するコンポーネントの場合には、結果として生じる色位置そのものが、ルミネセンスダイオードチップの半導体層列がほぼ薄く、できる限り均質で半導体層列の主面上の全面に設けられた変換層を備える場合には、観察角の重要な関係をなお有することが確認された。ルミネセンスダイオードチップの好ましい実施形態においては、変換層は、結果として生じる色位置と観察角との関係が従来のルミネセンスダイオードチップの構造化されない変換層に比して減ぜられるように構造化されている。
【００１３】
変換層はルミネセンスダイオードチップの縁部において有利に構造化されている。変換層の縁部におけるこのような構造化によって、特に比較的大きな観察角の下で知覚可能な色位置が制御される。
【００１４】
この場合好ましくは、主面がルミネセンスダイオードチップの縁部に沿って走るストライプを有し、そのストライプ上で変換層が構造化されているように変換層が構造化される。即ち、ストライプは変換層がないか、又は変換層はストライプ上で主面上の残りの領域に対し減ぜられた厚さを有する。ストライプは特に好ましくは、主面の領域上で変換層の構造化されていない領域を取り囲む、即ちストライプはフレームを形成する。
【００１５】
ルミネセンスダイオードチップの有利な実施形態においては、ストライプは好ましくは0μmより大きく最大でルミネセンスダイオードチップの辺の長さの10分の1の幅を有する。
【００１６】
ルミネセンスダイオードチップは、薄膜ルミネセンスダイオードチップが特に有利である。薄膜ルミネセンスダイオードチップは特に以下の特徴で際立っている。
・放射を発生するエピタキシー層列の支持体要素に向く第１の主面に反射する層が設けられるか形成され、この層はエピタキシー層列内に発生された電磁放射の少なくとも一部をこの層へ反射して戻す。
・エピタキシー層列は、20μm又はそれ以下の範囲、特に10μm又はそれ以下の範囲の厚さを有する。さらに、
・エピタキシー層列は、混ぜ合わせ構造を有する少なくとも１つの面を持った少なくとも１つの半導体層を含み、この混ぜ合わせ構造は理想的な場合にはエピタキシャルなエピタキシー層列において光のほぼエルゴード分布（ミクロカノニカル分布）を導く。即ちこの構造はできるだけエルゴードに確率的な散乱の振舞いを有する。
【００１７】
薄膜発光ダイオードチップの根本原理は、例えばアイ、シュニッツアー（I.Schnitzer）等の「Appl.Phys.Lett.」63（16）18、1993年10月号、2174〜2176頁に記載されており、その開示内容はその点に関する限り取り入れられる。
【００１８】
薄膜発光ダイオードチップは、良好な近似でランバートの表面放射器であり、その半導体層列はほぼ主面を介して一次放射を放出し、その結果、このような発光ダイオードチップにおいて主面上に構造化された変換層を設けることによって色位置に関して望ましい放射特性を特に良好に実現することができる。
【００１９】
変換層は好ましくはシリコーンを備える。このシリコーンは紫外線に対し十分に抵抗力が強く、従って紫外線の波長範囲からなる一次放射を放出する半導体層列との関連で特に適している。
【００２０】
有利な実施形態においては、変換層は0μmより大きく、最大50μmの厚さを有する。
【００２１】
一次放射の強さと観察角との関係を調整するため、半導体層列内に好ましくは切離し構造が形成される。このような処置によって、結果として生じる色位置と観察角との関係が十二分に所望どおり制御される。
【００２２】
さらに又は代替的に、変換層上に切離し層が配置され、その層内に混合放射の強さと観察角との関係を調整するための切離し構造が形成される。
【００２３】
半導体層列内に及び切離し層内に又はそのいずれか一方に形成される切離し構造は好ましくはプリズム状の要素を含む。
【００２４】
冒頭に述べたような方法においては、本発明によれば、半導体層列が準備され、半導体層列の主面が変換層を備え、その際変換層は結果として生じる色位置と観察角との関係を調整することを目標として構造化される。変換層の構造化は、変換層の構造化されたものを設けることによって、又は全面的に変換層を設け次いで構造化することによって行うことができる。
【００２５】
変換層は、特に好ましくはスクリーン印刷法を用いて構造化されたものが設けられる。
【００２６】
代替的に、変換層は主面上に設けられ、次いで構造化されると有利である。このことは好ましくはリソグラフィ・プロセスを用いて行われる。
【実施例】
【００２７】
ルミネセンスダイオードチップ及び方法の他の利点、好ましい実施形態及び発展形態を、以下に図面に示す実施例について説明する。
【００２８】
各実施例及び図面において、同じ又は同じ作用をする構成要素はそれぞれ同じ符号が付されている。図に示される構成要素及び構成要素の大きさの相互の割合は、必ずしも縮尺どおりにみられるべきではない。むしろ図の若干の細部は理解をよりよくするため誇張して示されている。
【００２９】
図１ａ及び１ｂにおいて、半導体層列５及び変換層２を有する従来技術のルミネセンスダイオードチップ１が示され、変換層２は半導体層列５の主面１１上に設けられている。変換層２は約20μmのほぼ一定の厚さを有し、全主面１１にわたってほぼ全面に広がっている。換言すれば、図１ａ及び１ｂに示されるルミネセンスダイオードチップの変換層２は構造化されていない。
【００３０】
ルミネセンスダイオードチップ１は薄膜ルミネセンスダイオードチップであり、その半導体層列５は順方向に電流が加えられたとき、約464nmの波長近傍にある青色の波長領域からなる一次放射を放出する。変換層２内には発光物質YAG：Ceが含まれている。この発光物質は少なくとも半導体層列５の一次放射のスペクトル部分領域によって励起可能であり、励起後黄色の波長領域からなる二次放射を放出する。
【００３１】
図１ｃにおいて、図１ａ及び１ｂに示されるルミネセンスダイオードチップ１から放出される混合放射に対する色位置、ないしCIE表色図の色位置座標Ｃx及びＣyが、観察角θに関してプロットされている。
【００３２】
0°の観察角θに対する色位置Ｏは、図３に示されるCIE表色図中にプロットされている。それは非カラー点Ｅの近傍にあり、色成分が黄色（ほぼ575nm）にわずかずらされている白色の光に相当する。
【００３３】
図１ｃから認められるように、色位置座標Ｃx及びＣyは観察角θが大きくなると大きくなる、即ち黄色の光ないし混合放射中の二次放射の成分は、観察角θが大きくなると共に増大する。＋/−90°の観察角θに対する色位置Ｇは、同様に図３に示されるCIE表色図中にプロットされている。このような色位置の光は、ほぼ黄色の光として知覚可能であり、即ちルミネセンスダイオードチップは、0°近辺の比較的わずかな観察角に対しては白色に現われるが、大きくなる観察角θ、特に＋/−60°以上に対しては度合いを高めながら黄色に現われる光を放射する。
【００３４】
図１ｄには、ルミネセンスダイオードチップ１から放射される放射強度Ｉが観察角θに関してプロットされている。約＋/−60°の観察角θにおいては放射された放射強度Ｉは、0°の観察角θに対して有する最大値の約半分に低下する。約＋/−90°の観察角θに対しては、放射強度Ｉは最大放射強度の約20分の1の大きさであり、即ち大きな観察角θのもとに黄色がかって現われる混合放射は、約0°の観察角θのもとで白色に現われる混合放射より明らかにわずかな放射強度で放射される。それにもかかわらず、黄色がかって現われる混合放射の成分は明白に知覚可能であり、そのことは多くの用途においては望ましいとされるものではない。
【００３５】
図２ａ及び２ｂにおいては、前述の図１ａ及び１ｂに基づいて説明したルミネセンスダイオードチップと唯一の重要な相違として構造化された変換層２を有するルミネセンスダイオードチップ１が示されている。半導体層列５の主面１１は、半導体層列５の縁部に沿って周囲にストライプの形の構造２２を備え、このストライプは変換層２を持っていない。ストライプは、ルミネセンスダイオードチップ１のチップ辺の長さの約10分の1に相当する幅２３を有し、その際チップ辺の長さは約300μmの値である。この構造２２は、図２ｃ〜３に具体的に示されているように、ルミネセンスダイオードチップ１から放射される光ないし放射される混合放射の色位置の角度関係に重要な影響を持つ。
【００３６】
図２ｃ及び３において、0°の観察角θに対する色位置０´が図１ｃに示されるスペクトルの色位置０に対しわずかに青色（約470nm）にずれていることが見られる。
【００３７】
より大きな観察角θに対しては、色座標Ｃx及びＣyが図１ｃに示される色位置スペクトルとは異なりわずかとなるというほどに変換層２の構造化の影響がはっきり現われる。即ち、変換層２を持たないルミネセンスダイオードチップの縁部におけるストライプの形の構造化に基づいて、色位置は大きくなる観察角θに対し、構造化されない変換層２の場合のように黄色にではなく、青色にずれる。
【００３８】
＋/−90°の観察角θに対する図２ｃに示される色位置スペクトルの色位置Ｂは、図３に示されるCIE表色図にプロットされている。その色位置は0°の観察角θに対する色位置０´に比較して明らかに青色のほうにずれているが、ほぼ白色と感じられる範囲になお存在する。
【００３９】
ストライプの幅２３を相応に小さくすることによって、＋/−90°の観察角θに対する色位置を0°の観察角に対する色位置に近寄せることができ、それに対してストライプの幅を広くすることによってこの色位置は青色に対しさらに遠くずれる。結果として生じる色位置の放射角との関係の尺度は従って広い範囲で変えることができ、特にまた、構造化されていない変換層に比して、著しく減ぜられる。このために、ストライプは例えば、ルミネセンスダイオードチップの辺の長さの3％より大きいかそれに等しく、7％より小さいかそれに等しい幅を有する。ストライプの幅は例えば18μmの値である。
【００４０】
図２ｄにおいて、図２ａ及び２ｂに基づいて説明されたルミネセンスダイオードチップ１から放射される放射強度Ｉの観察角θとの関係がプロットされている。図１ａ及び１ｂに示される構造化されない変換層を持ったルミネセンスダイオードチップの図１ｄにプロットされた放射強度と異なり、約＋/−60°の観察角θにおける放射された放射強度Ｉは0°の観察角θに対し持つ最大値の半分の値である。約＋/−90°の観察角θに対し放射強度Ｉは最大放射強度の約4分の1であり、一方図１ｄに示されるダイヤグラムの対応する放射強度Ｉは20分の1の値にすぎない。それに従って、変換層の構造化は、色位置の角度関係への影響のみならず、放射される放射強度の角度関係への影響をも持つように思われる。
【００４１】
ルミネセンスダイオードチップが色位置及び強度測定を実施するため両方とも20mAの電流が加えられた。変換層の厚さはそれぞれ約20μmの値であり、変換層はそれぞれほぼ同じ組成を有する。前述のように、変換層はセリウムでドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネットを発光物質として有し、この発光物質は適切に励起されると黄色の波長範囲からなる二次放射を放出する。発光物質に対するマトリックス材料として例えばシリコーンが変換層中に含まれる。発光物質は約30容量％の割合で変換層中に含まれている。発光物質の粒子の平均的な大きさは、例えば2μmを含む値と4μmを含む値との間の大きさである。
【００４２】
構造化された変換層は、例えばスクリーン印刷法を用いて主面上に構造化されて設けられる。そのため半導体層列が例えば多数のルミネセンスダイオードチップのためのウエーハの形で用意される。変換層を設けるために多数の穴を持ったスクリーンが使用され、これらの穴は例えば約20μmの広がりを持った開口を有する。半導体層列の主面上に変換層が設けられるべきでないか又は比較的薄い変換層が設けられるべき範囲において、スクリーンは穴を有しないか、又はスクリーンの穴は例えば粘着材を用いて閉ざされる。次いで変換材がスクリーンの穴を通して塗り付けられ、このようにしてほぼ一様に厚い変換層が主面の所望の範囲上に設けられる。ウエーハは既にばらばらにされていてもよく、そのような場合には半導体層列の側面上にも変換層が設けられ得る。
【００４３】
前述のスクリーン印刷法を用いて、変換層が部分領域でよりわずかな厚さを有するように変換層を設けることも可能である。このことは、例えば適した低い粘性を有する変換材を用いることによって達成することができ、その変換材は設けられた後、直接には設けられない主面の範囲上にも少なくとも部分的に流れる。
【００４４】
このようにして、図６ａ及び６ｂに示されるように、例えば構造２２を有する変換層が設けられ得る。構造２２は、半導体層列５の縁部に沿って延びる主面１１のストライプ上に、主面上に配置された残りの領域に対し低い厚さを有する変換層２が設けられるようにして形成される。
【００４５】
スクリーン印刷法に代えて、変換層をまず全面に一様に厚い層に設け、次いで変換層を構造化することが可能である。構造化は例えばリソグラフィ法を用いて行われ、この方法においては変換層は所望の領域において少なくとも部分的にマスクを通してエッチングを用いて除去される。
【００４６】
マスクは前もって作っておくことができ、その結果マスクはその方法において半導体層列の主面上に設けられ調整される。それに代えて、例えばフォトリソグラフィ法も可能であり、この方法においてはマスクはマスク材料が設けられ構造化されることによって形成される。マスク材料としては例えば感光性の材料が使用され、この材料は構造化のため除去すべき範囲で露光され、現像され、そして除去される。エッチングのためには適切なエッチング剤が使用される。
【００４７】
図４ａ及び４ｂにおいては、ルミネセンスダイオードチップ１の別の実施例が示されている。この実施例においては、主面１１の中央においてそれぞれ半導体層列５の２つの縁部に平行に延びる２つの直角に交差するストライプに沿って主面１１が変換層を持たないように変換層２が構造化され、その結果変換層２は主面１１上に４つの互いに分離した領域を有する。このような構造２２により、結果として生じる色位置は特に小さな観察角に対して調整され得る。
【００４８】
図５ａ及び５ｂに示されるルミネセンスダイオードチップは、主面上に半導体層列５の縁部に沿うただ１つのストライプを有し、このストライプは変換層２がない。ストライプは半導体層列５の辺の長さの約3分の1に相当する幅を有する。このような構造化２２によって、ルミネセンスダイオードチップの色位置スペクトルが達成され、そのルミネセンスダイオードチップにおいては半分の空間において一次放射が優勢であり、他の半分の空間においては二次放射の割合の大きいほぼ均衡のとれた混合光が放射される。それによって、ただ１つの半導体チップにより複数の色位置領域の光が同時に作られ得る。このことは特に、例えば白色光を必要とする純粋に機能に関する観点のほかに、美的な観点も役割を演ずる用途に対して注目し得ることである。
【００４９】
目標とする構造化された変換層に加えて、ルミネセンスダイオードチップは例えば切離し構造が形成された半導体層列を有し、一次放射の強度の観察角との関係が調整されるように切離し構造が形成される（図７参照）。切離し構造１２は、例えばプリズム状要素１３を含む。この要素は例えばフォトリソグラフィ・プロセスを用いて形成される。切離し構造１２により、例えば一次放射の優先放射方向が制御され、そのことはまた、結果として生じる色位置スペクトルの角度関係への影響をも持つ。
【００５０】
付加的に又は代替的に、ルミネセンスダイオードチップは切離し層６を有し、この切離し層は変換層２上に配置され切離し構造６１を備える。この切離し構造６１も例えばプリズム状の要素６２を有する。切離し層６は例えばシリコーンを有するか、又はシリコーンからなる。構造は例えばフォトリソグラフィ・プロセスを用いて、又はスタンプを用いて形成される。
【００５１】
切離し構造６１、１２のプリズム状要素６２、１３ないし半導体層列の切離し構造６１、１２の構造要素及び切離し層又はそのいずれか一方は、例えば50nmを含む値と5μmを含む値との間の大きさの側面の広がりを持ち、その際広がりは好ましくは最大1μmの大きさである。
【００５２】
半導体層列は例えば窒化物化合物半導体をベースとするもので、即ちそれはとりわけAlxInyGa1-x-yNを含み、その際0≦x≦1、o≦y≦1及びx＋y≦1である。その際この材料は上述の式に従う数学的に正確な組成を強制的に持つ必要はない。むしろ、１つ又は複数のドーピング物質ないし材料の物理的性質を本質的に変えない付加の成分を有することができる。便宜上上述の式は結晶格子の主たる成分（Al、In、Ga、N）のみを含んでいる。なお、これらの成分は部分的には少量を他の物質と置換し得るものである。
【００５３】
半導体層列は電流が加えられたとき例えば青色又は紫外線の波長範囲からなる電磁放射を放出する。半導体層列は例えば従来のｐｎ接合、二重ヘテロ構造、単一・量子井戸構造（SQW構造）又は多重・量子井戸構造（MQW構造）を有することができる。このような構造は当業者の知るところであり、それ故ここでは詳細は述べない。
【００５４】
変換層は１つの発光物質でも、また複数の異なる発光物質でも有することができる。変換層はまた多層に形成することもでき、その際各層は異なる発光物質を有することができる。発光物質としては例えば、希土類、特にセリウム又はテルビウムでドープされたガーネットで、好ましくは基本構造A3B5O12を有する無機発光物質、又はペリレン発光物質のような有機発光物質が適している。他の適する発光物質は、例えば国際公開第98/12757号パンフレット（特表平11-500584号公報）及び国際公開第01/65613 A1号パンフレット（特表2003-526212号公報）に記述されており、その内容はその点に関する限りにおいて参照されるものである。
【００５５】
本発明は、実施例に基づいた本発明の記述によってこれらの実施例に限られるものではない。むしろ本発明は各新しい特徴ならびに特徴の各結合を含むもので、そのことは、この特徴又はこの結合そのものが特許請求の範囲又は実施例中に明確に述べられていない場合であっても、特に特徴の各結合を特許請求の範囲に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来技術によるルミネセンスダイオードチップの、１ａは概略平面図、１ｂは図１ａの破線ＡＢに沿う概略断面図、１ｃは図１ａ及び１ｂに示されるルミネセンスダイオードチップから放射される光の観察角に対してCIE表色図の測定された色位置座標、１ｄは図１ａ及び１ｂに示されるルミネセンスダイオードチップから放射される光の観察角に関する放射強度を示す。
【図２】本発明の第１の実施例によるルミネセンスダイオードチップの、２ａは概略平面図、２ｂは図２ａに示されるルミネセンスダイオードチップの破線ＡＢに沿う概略断面図、２ｃは図２ａ及び２ｂに示されるルミネセンスダイオードチップから放射される光の観察角に対してCIE表色図の測定された色位置座標、２ｄは図２ａ及び２ｂに示されるルミネセンスダイオードチップから放射される光の観察角に関する放射強度を示す。
【図３】図１ｃ及び２ｃに示される測定結果のプロットされ選択された点を有する表色図である。
【図４】本発明の第２の実施例によるルミネセンスダイオードチップの、４ａは概略平面図、４ｂは図４ａに示されたルミネセンスダイオードチップの破線ＡＢに沿う概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例によるルミネセンスダイオードチップの、５ａは概略平面図、５ｂは図５ａに示されたルミネセンスダイオードチップの破線ＡＢに沿う概略断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例によるルミネセンスダイオードチップの、６ａは概略平面図、６ｂは図６ａに示されたルミネセンスダイオードチップの破線ＡＢに沿う概略断面図である。
【図７】本発明の第５の実施例によるルミネセンスダイオードチップの半導体層列の概略断面図である。
【図８】本発明の第６の実施例によるルミネセンスダイオードチップの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ルミネセンスダイオードチップ
２  変換層
５  半導体層列
６  切離し層
１１  主面
１２  切離し構造
１３  プリズム状要素
２２  構造
２３  幅
６１  切離し構造
６２  プリズム状要素
【図１】
0005405712.tif 000002
【図２】
0005405712.tif 000003
【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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