(57)【要約】【課題】発光ダイオード構造を提供する。【解決手段】発光ダイオード構造は、第１型半導体層と、発光層と、第２型半導体層と、複数の第１光取り出し向上構造と、透明導電層と、を含む。発光層は、第１型半導体層の一部に設けられる。第２型半導体層は、発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である。第１光取り出し向上構造は、第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ２である。複数の第１光取り出し向上構造のそれぞれは、互いに仕切られ、何れも第２型半導体層の上表面に対して傾斜している少なくとも１つの出光斜面を有する。透明導電層は、第１光取り出し向上構造及び第２型半導体層を順応に（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｙ）覆い、屈折率がｎ３であり、ｎ２＞ｎ３である。【選択図】図１
2015090975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型半導体層と、
前記第１型半導体層の一部を露出させるように、前記第１型半導体層の一部に設けられる発光層と、
前記発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である第２型半導体層と、
前記第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ２であり、互いに仕切られ、何れも前記第２型半導体層の上表面に対して傾斜している少なくとも１つの出光斜面を有する複数の第１光取り出し向上構造と、
前記第１光取り出し向上構造及び前記第２型半導体層を順応に覆い、屈折率がｎ３である透明導電層と、
を含み、
ｎ２＞ｎ３である発光ダイオード構造。
【請求項２】
ｎ２＞ｎ１である請求項１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項３】
前記第１型半導体層が露出された一部に形成される第１電極、及び前記透明導電層上に形成される第２電極を更に含む請求項１又は２に記載の発光ダイオード構造。
【請求項４】
前記第１型半導体層が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４であり、互いに仕切られて、前記第１電極が前記第１型半導体層と接続するようにし、且つｎ４＞ｎ１である複数の第２光取り出し向上構造を更に含む請求項３に記載の発光ダイオード構造。
【請求項５】
各前記第１及び各前記第２光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる請求項４に記載の発光ダイオード構造。
【請求項６】
前記第１及び前記第２光取り出し向上構造は、酸化物からなる請求項５に記載の発光ダイオード構造。
【請求項７】
前記酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである請求項６に記載の発光ダイオード構造。
【請求項８】
前記第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、前記第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である請求項１又は２に記載の発光ダイオード構造。
【請求項９】
第１型半導体層と、
前記第１型半導体層の一部を露出させるように、前記第１型半導体層の一部に設けられる発光層と、
前記発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である第２型半導体層と、
前記第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ３である透明導電層と、
前記透明導電層上に設けられ、屈折率がｎ２である第１光取り出し向上層と、
を含み、
ｎ２＞ｎ３である発光ダイオード構造。
【請求項１０】
ｎ２＞ｎ１である請求項９に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１１】
前記第１型半導体層が露出された一部に形成される第１電極、及び前記第１光取り出し向上層上に形成される第２電極を更に含み、前記第１光取り出し向上層は、前記透明導電層の表面を露出させた第１開口を有し、前記第２電極が前記第１開口を介して前記透明導電層と接続するようにする請求項９又は１０に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１２】
前記第１型半導体層が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４であり、前記第１型半導体層の表面を露出させた第２開口を有し、前記第１電極が前記第２開口を介して前記第１型半導体層と接続するようにし、且つｎ４＞ｎ１である第２光取り出し向上層を更に含む請求項１１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１３】
前記第１光取り出し向上層及び前記第２光取り出し向上層は、互いに仕切られた複数の光取り出し向上構造により構成される請求項１２に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１４】
各前記光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる請求項１３に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１５】
前記第１光取り出し向上層及び前記第２光取り出し向上層の表面に複数の凹凸構造を有する請求項１２に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１６】
前記第１及び前記第２光取り出し向上層は、酸化物からなる請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１７】
前記酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである請求項１６に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１８】
前記第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、前記第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である請求項９又は１０に記載の発光ダイオード構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関し、特に、発光ダイオード構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、低消費電力及び小体積等のメリットを有するため、次第に現在主流の発光装置の１つとなっている。典型的な発光ダイオードは、下から上へ積み重ねられたＮ型半導体層、能動層及びＰ型半導体層を含む。Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層の何れにも、Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層に電力を供給するための金属電極が設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｐ型半導体層の材料とその上方の透明導電材料との間に、屈折率の差異がある。このような屈折率の差異により、全反射が起こって、光線の発光ダイオード外への射出を妨げ、光取り出し効率の低下を引き起こしやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これに鑑みて、本発明の目的の一つは、発光ダイオードの光取り出し効率を向上させることにある。
【０００５】
上記目的を達するために、本発明の一実施形態によると、発光ダイオード構造は、第１型半導体層と、発光層と、第２型半導体層と、複数の第１光取り出し向上構造と、透明導電層と、を含む。発光層は、第１型半導体層の一部を露出させるように、第１型半導体層の一部に設けられる。第２型半導体層は、発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である。第１光取り出し向上構造は、第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ２である。複数の第１光取り出し向上構造のそれぞれは、互いに仕切られ、何れも第２型半導体層の上表面に対して傾斜している少なくとも１つの出光斜面を有する。透明導電層は、第１光取り出し向上構造及び第２型半導体層を順応に（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｙ）覆い、屈折率がｎ３であり、ｎ２＞ｎ３である。
【０００６】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、ｎ２＞ｎ１である。
【０００７】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオード構造は、第１電極及び第２電極を更に含む。第１電極は、第１型半導体層が露出された一部に形成される。第２電極は、透明導電層上に形成される。
【０００８】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオード構造は、第１型半導体層が露出された一部に設けられる複数の第２光取り出し向上構造を更に含む。第２光取り出し向上構造は、屈折率がｎ４である。各第２光取り出し向上構造は、互いに仕切られて、第１電極を第１型半導体層と接続させ、且つｎ４＞ｎ１である。
【０００９】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、各第１及び各第２光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる。
【００１０】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１及び第２光取り出し向上構造は、酸化物からなる。
【００１１】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである。
【００１２】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である。
【００１３】
本発明の別の実施形態によると、発光ダイオードは、第１型半導体層と、発光層と、第２型半導体層と、透明導電層と、第１光取り出し向上層と、を含む。発光層は、第１型半導体層の一部を露出させるように、第１型半導体層の一部に設けられる。第２型半導体層は、発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である。透明導電層は、第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ３である。第１光取り出し向上層は、透明導電層上に設けられ、屈折率がｎ２であり、ｎ２＞ｎ３である。
【００１４】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、ｎ２＞ｎ１である。
【００１５】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオード構造は、第１電極及び第２電極を更に含む。第１電極は、第１型半導体層が露出された一部に形成される。第２電極は、第１光取り出し向上層上に形成される。第１光取り出し向上層は、透明導電層を露出させた第１開口を有し、第２電極が第１開口を介して透明導電層と接続するようにする。
【００１６】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオード構造は、第１型半導体層が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４である第２光取り出し向上層を更に含む。第２光取り出し向上層は、第１型半導体層の表面を露出させた第２開口を有し、第１電極を第２開口を介して第１型半導体層と接続させ、且つｎ４＞ｎ１である。
【００１７】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１光取り出し向上層及び第２光取り出し向上層は、互いに仕切られた複数の光取り出し向上構造により構成される。
【００１８】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる。
【００１９】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１光取り出し向上層及び第２光取り出し向上層の表面に複数の凹凸構造を有する。
【００２０】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１及び第２光取り出し向上層は、酸化物からなる。
【００２１】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである。
【００２２】
本発明の１つ又は複数の実施形態において、第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である。
【００２３】
以上は、本発明が解決しようとする課題、課題を解決するための手段、生じた効果等を述べるためのものであり、本発明の具体的な細部については、下文の実施形態及び関連図面において詳しく紹介される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
下記図面の説明は、本発明の前記または他の目的、特徴、メリット、実施例をより分かりやすくするためのものである。
【図１】本発明の第１実施形態による発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による発光ダイオード構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明確に説明するために、数多くの実務上の細部を下記の記載で合わせて説明する。しかしながら、当業者であれば、本発明の一部の実施形態において、これらの実務上の細部は、必要としないため、本発明を制限するためのものではないことは、理解すべきである。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示される。
【００２６】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による発光ダイオード構造１０を示す断面図である。図１に示すように、発光ダイオード構造１０は、第１型半導体層１００と、発光層２００と、第２型半導体層３００と、複数の第１光取り出し向上構造４１０と、透明導電層５００と、を含んでよい。発光層２００は、第１型半導体層１００の一部に設けられる。第２型半導体層３００は、発光層２００上に設けられ、屈折率がｎ１である。第１光取り出し向上構造４１０は、第２型半導体層３００上に設けられ、屈折率がｎ２であり、第２型半導体層３００の上表面３１０に対して傾斜している少なくとも１つの出光斜面４１６を有する。透明導電層５００は、第１光取り出し向上構造４１０及び第２型半導体層３００を順応に（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｙ）覆い、屈折率がｎ３であり、ｎ２＞ｎ３である。
【００２７】
第１光取り出し向上構造４１０が、透明導電層５００に接触する出光斜面４１６を有するため、光線は、出光斜面４１６まで進むと、透明導電層５００に入る入射角が小さくなり、全反射の発生を低下させ、透明導電層５００に順調に入ることができる。
【００２８】
上記実施形態において、第１光取り出し向上構造４１０の屈折率ｎ２は、第２型半導体層３００の屈折率ｎ１より大きい。スネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ  ｌａｗ）によると、光線が発光層２００から第２型半導体層３００と第１光取り出し向上構造４１０との間の境界まで進むと、臨界角が大きくなる。つまり、光線は、大きい入射角でしか上記境界で全反射を生じない。従って、光線は、発光層２００から第２型半導体層３００と第１光取り出し向上構造４１０との間の境界まで進むと、屈折率の高い第１光取り出し向上構造４１０に入りやすく、全反射が発生しにくいので、第２型半導体層３００の上表面３１０に射出して、第１光取り出し向上構造４１０に入ることに寄与することができる。
【００２９】
また、第１光取り出し向上構造４１０の屈折率ｎ２が、透明導電層５００の屈折率ｎ３より大きいことで、臨界角が小さくなる可能性があるとはいえ、光線は、出光斜面４１６まで進むと、透明導電層５００に入る入射角が小さくなるため、全反射の発生を低下させ、透明導電層５００に順調に入ることができる。また、透明導電層５００は、第１光取り出し向上構造４１０を順応に覆うため、その形状が第１光取り出し向上構造４１０のと同じである。従って、上記原理と同じように、透明導電層５００の屈折率ｎ３が空気（又は、エポキシ樹脂等のような追加のパッケージ材料）の屈折率より大きくても、傾斜面によって光線が空気（又は、追加のパッケージ材料）に入る入射角を小さくすることができる。従って、上記原理から分かるように、本実施形態の発光ダイオード構造１０は、光線の射出に寄与することができ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００３０】
本実施形態において、第１光取り出し向上構造４１０の断面は、台形となる。具体的には、第１光取り出し向上構造４１０は、底面４１２及び底面４１２に対向する頂面４１４を有する。底面４１２は、第２型半導体層３００の上表面３１０に接触する。出光斜面４１６は、底面４１２及び頂面４１４を接続する。底面４１２の面積と頂面４１４の面積が異なっている。例としては、底面４１２の面積は、頂面４１４の面積より大きくてよい。つまり、第１光取り出し向上構造４１０は、底面４１２から頂面４１４までの方向に沿って次第に小さくなる。他の実施形態において、第１光取り出し向上構造４１０の断面は、三角形、半円形又は矩形となってもよいが、これらに限定されない。
【００３１】
一部の実施形態において、発光層２００は、第１型半導体層１００の一部を露出させる。つまり、第１型半導体層１００の上表面１１０は、第１領域１１２及び第１領域１１２に隣接する第２領域１１４を有する。第１領域１１２は、発光層２００により覆われるが、第２領域１１４は、発光層２００により覆われていない。発光ダイオード構造１０は、第１電極６００及び第２電極７００を更に含む。第１電極６００は、第１型半導体層１００が露出された一部に形成され、即ち、第１型半導体層１００の上表面１１０の第２領域１１４に形成されて、第１型半導体層１００に電力を供給する。第２電極７００は、透明導電層５００上に形成されて、透明導電層５００によって第２型半導体層３００に電力を供給する。
【００３２】
一部の実施形態において、複数の第１光取り出し向上構造４１０のそれぞれは、互いに仕切られている。つまり、隣接する第１光取り出し向上構造４１０は、互いに間隔をあけ、透明導電層５００の一部が、第２型半導体層３００の上表面３１０に接触するように、この間隔の中に位置する。このように、透明導電層５００は、第２電極７００と第２型半導体層３００との間に電気的に接続されて、第２電極７００が第２型半導体層３００への電力供給に寄与することができる。
【００３３】
一部の実施形態において、発光ダイオード構造１０は、複数の第２光取り出し向上構造４２０を含んでよい。第２光取り出し向上構造４２０は、第１型半導体層１００が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４であり、且つｎ４＞ｎ１である。第２光取り出し向上構造４２０は、互いに仕切られている。つまり、隣接する２つの第２光取り出し向上構造４２０は、間隔をあけ、第１電極６００の一部が、第１型半導体層１００と接続するように、この間隔の中に位置する。
【００３４】
本実施形態において、第２光取り出し向上構造４２０の断面は、台形となる。具体的には、第２光取り出し向上構造４２０は、底面４２２、頂面４２４及び出光斜面４２６を有する。頂面４２４は、底面４２２に対向する。底面４２２は、第１型半導体層１００の上表面１１０の第２領域１１４に接触する。出光斜面４２６は、底面４２２及び頂面４２４を接続する。底面４２２の面積と頂面４２４の面積が異なっている。例としては、底面４２２の面積は、頂面４２４の面積より大きくてよい。つまり、第２光取り出し向上構造４２０は、底面４２２から頂面４２４までの方向に沿って次第に小さくなる。他の実施形態において、第２光取り出し向上構造４２０の断面は、三角形、半円形又は矩形となってもよいが、これらに限定されない。
【００３５】
一部の実施形態において、第１光取り出し向上構造４１０及び第２光取り出し向上構造４２０は、酸化物からなる。例としては、酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせであってよい。
【００３６】
一部の実施形態において、第１型半導体層１００は、Ｎ型半導体層であり、第２型半導体層３００は、Ｐ型半導体層である。例としては、第１型半導体層１００は、Ｎ型不純物ドープの窒化物半導体により構成されてよく、例えば、Ｎ型窒化ガリウム（ｎ−ＧａＮ）のように、純粋な窒化ガリウム結晶に第ＩＶＡ族元素の不純物（例えば、ケイ素）をドーピングして形成することができる。第２型半導体層３００は、Ｐ型不純物ドープの窒化物半導体により構成されてよく、例えば、Ｐ型窒化ガリウム（ｐ−ＧａＮ）のように、純粋な窒化ガリウム結晶に第ＩＩＡ族元素の不純物（例えば、マグネシウム）をドーピングして形成することができる。
【００３７】
一部の実施形態において、発光層２００は、第１型半導体層１００及び第２型半導体層３００により提供される電子及び正孔の結合に寄与する複数の量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ）構造を含む。
【００３８】
一部の実施形態において、透明導電層５００の材質としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）であってよいが、これに限定されない。
【００３９】
第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態による発光ダイオード構造１０ａを示す断面図である。図２に示すように、本実施形態の発光ダイオード構造１０ａは、第１型半導体層１００と、発光層２００と、第２型半導体層３００と、透明導電層５００と、第１光取り出し向上層８００と、を含む。発光層２００は、第１型半導体層１００の一部を露出させるように、第１型半導体層１００の一部に設けられる。第２型半導体層３００は、発光層２００上に設けられ、屈折率がｎ１である。透明導電層５００は、第２型半導体層３００上に設けられ、屈折率がｎ３である。第１光取り出し向上層８００は、透明導電層５００上に設けられ、屈折率がｎ２であり、ｎ２＞ｎ１であり、且つｎ２＞ｎ３である。第１光取り出し向上層８００は、互いに仕切られた複数の光取り出し向上構造８１０により構成される。複数の光取り出し向上構造８１０のそれぞれは、出光斜面８１６を有する。
【００４０】
上記実施形態において、第１光取り出し向上層８００の屈折率ｎ２が透明導電層５００の屈折率ｎ３より大きいため、スネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ  ｌａｗ）によると、光線が発光層２００から透明導電層５００と第１光取り出し向上層８００との間の境界まで進むと、臨界角が大きくなる。つまり、光線は、大きい入射角でしか上記境界で全反射を生じない。従って、光線は、発光層２００から透明導電層５００と第１光取り出し向上層８００との間の境界まで進むと、屈折率の高い第１光取り出し向上層８００に入りやすく、全反射が発生しにくいので、透明導電層５００に射出して、第１光取り出し向上層８００に入ることに寄与することができる。
【００４１】
また、第１光取り出し向上層８００の屈折率ｎ２が空気（又は、追加のパッケージ材料）の屈折率より大きくても、第１光取り出し向上層８００が出光斜面８１６を有するため、光線は、出光斜面８１６まで進むと、空気（又は、追加のパッケージ材料）に入る入射角が小さくなり、全反射の発生を低下させ、空気（又は、追加のパッケージ材料）に順調に入ることができる。
【００４２】
一部の実施形態において、発光ダイオード構造１０ａは、第１型半導体層１００が露出された一部に設けられる第２光取り出し向上層９００を更に含む。第２光取り出し向上層９００は、互いに仕切られた複数の光取り出し向上構造９１０により構成され、屈折率がｎ４であり、且つｎ４＞ｎ１である。
【００４３】
一部の実施形態において、複数の光取り出し向上構造８１０及び９１０のそれぞれの形状は、第１実施形態の第１光取り出し向上構造４１０及び第２光取り出し向上構造４２０のと同じである。即ち、複数の光取り出し向上構造８１０及び９１０のそれぞれの断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となってよいが、これらに限定されない。
【００４４】
一部の実施形態において、発光ダイオード構造１０ａは、第１電極６００及び第２電極７００を更に含む。第１電極６００は、第１型半導体層１００が露出された一部に形成される。第２電極７００は、第１光取り出し向上層８００上に形成される。第１光取り出し向上層８００は、透明導電層５００を露出させた第１開口８２０を有する。第２電極７００の一部は、第１開口８２０の中に位置して、第２電極７００が第１開口８２０を介して透明導電層５００と接続するようにすることができる。
【００４５】
一部の実施形態において、第２光取り出し向上層９００は、第１型半導体層１００表面を露出させた第２開口９２０を有する。第１電極６００の一部は、第２開口９２０の中に位置して、第１電極６００が第２開口９２０を介して第１型半導体層１００と接続するようにすることができる。
【００４６】
一部の実施形態において、第１光取り出し向上層８００及び第２光取り出し向上層９００は、酸化物からなる。例としては、酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせであってよい。
【００４７】
本実施形態の他の技術特徴は、第１実施形態で記載されたものと同じであるため、繰り返して説明しない。
【００４８】
第３実施形態
図３は、本発明の第３実施形態による発光ダイオード構造１０ｂを示す断面図である。図３に示すように、本実施形態は、主に、発光ダイオード構造１０ｂの第１光取り出し向上層８００ａと第２光取り出し向上層９００ａが互いに仕切られているラグ構造ではなく、第１光取り出し向上層８００ａが複数の凹凸構造８１０ａを有し、第２光取り出し向上層９００ａが複数の凹凸構造９１０ａを有することで、第２実施形態と異なっている。上記凹凸構造８１０ａは、光線の第１光取り出し向上層８００ａと空気（又は他のパッケージ材料）との間の境界での入射角を小さくして、全反射の発生を低下させることができる。同様に、上記凹凸構造９１０ａは、光線の第２光取り出し向上層９００ａと空気（又は他のパッケージ材料）との間の境界での入射角を小さくして、全反射の発生を低下させることができる。
【００４９】
第２実施形態と同じように、第１光取り出し向上層８００ａは、透明導電層５００を露出させた第１開口８２０ａを有する。第２電極７００の一部は、第１開口８２０の中に位置して、第２電極７００が第１開口８２０ａを介して透明導電層５００と接続するようにすることができる。
【００５０】
第２実施形態とも同じように、第２光取り出し向上層９００ａは、第１型半導体層１００の表面を露出させた第２開口９２０ａを有する。第１電極６００の一部は、第２開口９２０ａの中に位置して、第１電極６００が第２開口９２０ａを介して第１型半導体層１００と接続するようにすることができる。
【００５１】
本実施形態の他の技術特徴は、第１実施形態及び第２実施形態で記載されたものと同じであるため、繰り返して説明しない。
【００５２】
本発明では実施形態を前述の通り開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１０ａ、１０ｂ  発光ダイオード構造
１００  第１型半導体層
１１０、３１０  上表面
１１２  第１領域
１１４  第２領域
２００  発光層
３００  第２型半導体層
４１０  第１光取り出し向上構造
４１２、４２２  底面
４１４、４２４  頂面
４１６、４２６、８１６  出光斜面
４２０  第２光取り出し向上構造
５００  透明導電層
６００  第１電極
７００  第２電極
８００、８００ａ  第１光取り出し向上層
８１０、９１０  光取り出し向上構造
８１０ａ、９１０ａ  凹凸構造
８２０、８２０ａ  第１開口
９００、９００ａ  第２光取り出し向上層
９２０、９２０ａ  第２開口
【図１】
2015090975.tif 000003
【図２】
2015090975.tif 000004
【図３】
2015090975.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月27日(2015.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型半導体層と、
前記第１型半導体層の一部を露出させるように、前記第１型半導体層の一部に設けられる発光層と、
前記発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である第２型半導体層と、
前記第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ２であり、互いに仕切られ、何れも前記第２型半導体層の上表面に対して傾斜している少なくとも１つの出光斜面を有する複数の第１光取り出し向上構造と、
前記第１光取り出し向上構造及び前記第２型半導体層を順応に覆い、屈折率がｎ３であり、且つｎ２＞ｎ３である透明導電層と、
前記第１型半導体層が露出された一部に形成される第１電極、及び前記透明導電層上に形成される第２電極と、
前記第１型半導体層が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４であり、互いに仕切られて、前記第１電極が前記第１型半導体層と接続するようにし、且つｎ４＞ｎ１である複数の第２光取り出し向上構造と、
を含む発光ダイオード構造。
【請求項２】
ｎ２＞ｎ１である請求項１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項３】
各前記第１及び各前記第２光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる請求項１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項４】
前記第１及び前記第２光取り出し向上構造は、酸化物からなる請求項３に記載の発光ダイオード構造。
【請求項５】
前記酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである請求項４に記載の発光ダイオード構造。
【請求項６】
前記第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、前記第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である請求項１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項７】
第１型半導体層と、
前記第１型半導体層の一部を露出させるように、前記第１型半導体層の一部に設けられる発光層と、
前記発光層上に設けられ、屈折率がｎ１である第２型半導体層と、
前記第２型半導体層上に設けられ、屈折率がｎ３である透明導電層と、
前記透明導電層上に設けられ、屈折率がｎ２であり、且つｎ２＞ｎ３である第１光取り出し向上層と、
前記第１型半導体層が露出された一部に形成される第１電極、及び前記第１光取り出し向上層上に形成される第２電極であって、前記第１光取り出し向上層は、前記透明導電層の表面を露出させた第１開口を有し、前記第２電極が前記第１開口を介して前記透明導電層と接続するようにする、前記第１電極及び前記第２電極と、
前記第１型半導体層が露出された一部に設けられ、屈折率がｎ４であり、前記第１型半導体層の表面を露出させた第２開口を有し、前記第１電極が前記第２開口を介して前記第１型半導体層と接続するようにし、且つｎ４＞ｎ１である第２光取り出し向上層と、
を含み
前記第１光取り出し向上層及び前記第２光取り出し向上層は、互いに仕切られた複数の光取り出し向上構造により構成される
発光ダイオード構造。
【請求項８】
ｎ２＞ｎ１である請求項７に記載の発光ダイオード構造。
【請求項９】
各前記光取り出し向上構造の断面は、台形、三角形、半円形又は矩形となる請求項７に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１０】
前記第１光取り出し向上層及び前記第２光取り出し向上層の表面に複数の凹凸構造を有する請求項７に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２光取り出し向上層は、酸化物からなる請求項７に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１２】
前記酸化物は、ＴｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２又はＹ２Ｏ３の１つ又はその組み合わせである請求項１１に記載の発光ダイオード構造。
【請求項１３】
前記第１型半導体層は、Ｎ型半導体層であり、前記第２型半導体層は、Ｐ型半導体層である請求項７に記載の発光ダイオード構造。