(57)【要約】【課題】発光素子による発光スペクトルの温度変動および光出力の温度変動を抑制する。【解決手段】発光素子１の発光スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、かつ、その窓範囲の温度変動が発光素子１の発光スペクトルの温度変動よりも小さいフィルタ膜３００を、発光素子１を収容したパッケージ１００の光出力表面に設け、温度が変動したときに発光素子１の発光スペクトルのより高いレベルの部分がフィルタ膜３００の窓範囲に入るようにする。【選択図】図２
2005072141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長のスペクトルが温度によって変動する発光素子と、
前記スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、その窓範囲の温度変動が前記スペクトルの温度変動よりも小さいバンドパス特性を備えたフィルタ膜とを有し、
温度が変動したときに前記スペクトルのより高いレベルの部分が前記フィルタ膜の窓範囲に入るようにしたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の前記発光素子を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子を個別に収容する複数のパッケージを有し、
前記複数のパッケージの全ての光出力の表面を覆うように１つの前記フィルタ膜を設けたことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の発光素子を個別に収容する複数のパッケージを有し、
前記複数のパッケージのそれぞれの光出力の表面に個別の前記フィルタ膜を設けたことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子のそれぞれに前記フィルタ膜を設け、当該複数の発光素子を同一のパッケージに収容したことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
発光波長のスペクトルが温度によって変動する活性層と、
前記スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、その窓範囲の温度変動が前記スペクトルの温度変動よりも小さいフィルタ膜とを有し、
温度が変動したときに前記スペクトルのより高いレベルの部分が前記フィルタ膜の窓範囲に入るようにしたことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の前記活性層を有することを特徴とする請求項７記載の発光素子。
【請求項９】
請求項８記載の発光素子を製造する製造方法であって、
設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた厚さにそれぞれ結晶成長させることにより前記複数の活性層を形成することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１０】
基板の表面に結晶成長を阻害するための酸化膜を積層する工程と、
前記酸化膜をパターニングし、各活性層で設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた面積の分だけ各活性層に対応する部分の前記基板の表面を露出させる工程と、
前記基板の表面の露出した部分に各活性層を結晶成長させる工程と、
を有することを特徴とする請求項９記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置とこれに用いる発光素子における発光波長のスペクトルおよび光出力の温度変動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子には、温度に応じて発光波長のスペクトルが変化するという特性がある。例えば、化合物半導体によるＬＥＤでは、発光波長を決めるバンドギャップが温度依存性を有しており、高温になるとバンドギャップが小さくなり発光波長のスペクトルが長波長側にシフトする。
【０００３】
また、高温になるほど発光効率が低下するため、その光出力が低下することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
半導体のバンドギャップの温度依存性は、一般に次式で与えられる。
【０００５】
Ｅｇ(Ｔ)＝Ｅｇ(Ｔ０)−α・Ｔ２／(β＋Ｔ)  （１）
ここで、Ｅｇ(Ｔ)は温度Ｔ［℃］のときのバンドギャップ、Ｅｇ(Ｔ０)は温度Ｔ０［℃］のときのバンドギャップ、α、βは半導体材料で定まる定数である。この数式は線形ではないが、実際の使用温度の範囲内では温度依存性は線形に近似することができる。
【０００６】
波長とバンドギャップの関係は次式で表される。
【０００７】
λ(Ｔ)＝ｈν＝１．２４／Ｅｇ(Ｔ)  （２）
図１４は、温度変動によって変化するＬＥＤの発光スペクトルの一例を示すグラフである。ここで用いたＬＥＤは、ＧａＡｓ基板の上にｌｎ０．５(Ｇａ１−ＸＡｌＸ)０．５Ｐによる四元混晶（quaternary alloy crystal）を主とする多層構造をエピタキシャル（epitaxial）成長させた構造とした。このＬＥＤは、混晶組成のＸの値を変化させることで、赤色から緑色に相当するバンドギャップを実現できるものである。つまり、発光の主体であるＬＥＤの活性層をこの四元混晶で構成することにより、赤色から緑色までの間で必要なピーク波長を持たせるようにしたものである。
【特許文献１】特開平５−２８３７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この種のＬＥＤの場合、波長の温度による変化は約０．１５ｎｍ／ｄｅｇである。そして、実際の動作を保証する必要のある温度範囲は−４０℃≦Ｔ≦１００℃程度である。このように動作保証の温度範囲が広いため、例えば図１４に示す室温での黄色（λ＝５８７ｎｍ，Ｘ＝０．２９５）の発光スペクトル４００が、高温では長波長側の発光スペクトル４０１にシフトしてオレンジ色に変化し、また低温では短波長側の発光スペクトル４０２にシフトして緑色に変化する。すなわち、ＬＥＤの使用者は所定の色を維持することを期待しているにも関らず、温度によって色が変化してしまうこととなる。
【０００９】
また、高温では光出力が低下して暗くなり、低温では逆に光出力が増加して明るすぎることとなる。これらの欠点は、車載用等の過酷な温度範囲で使用する場合には特に大きな問題となる。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光スペクトルの温度変動および光出力の温度変動を抑制し得る発光装置、発光素子を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、上記発光素子を低コストで製造可能な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の本発明に係る発光装置は、発光波長のスペクトルが温度によって変動する発光素子と、前記スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、その窓範囲の温度変動が前記スペクトルの温度変動よりも小さいバンドパス特性を備えたフィルタ膜とを有し、温度が変動したときに前記スペクトルのより高いレベルの部分が前記フィルタ膜の窓範囲に入るようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、温度によって発光波長のスペクトルが変動する発光素子の欠点を補うために、発光波長のスペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、かつその窓範囲の温度変動が発光波長のスペクトルの温度変動よりも小さいバンドパス特性を備えたフィルタ膜を用い、温度が変動したときにスペクトルのより高いレベルの部分がフィルタ膜の窓範囲に入るようにしたことで、見かけ上の発光波長のスペクトルの温度変動を抑制するとともに、発光素子の光出力の温度変動を抑制するようにしている。
【００１４】
なお、ここでいうフィルタ膜には、透過させるだけではなく、透過させる波長成分を増幅できるものも含まれる。
【００１５】
第２の本発明に係る発光素子は、発光波長のスペクトルが温度によって変動する活性層と、前記スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、その窓範囲の温度変動が前記スペクトルの温度変動よりも小さいフィルタ膜とを有し、温度が変動したときに前記スペクトルのより高いレベルの部分が前記フィルタ膜の窓範囲に入るようにしたことを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、フィルタ膜を発光素子に設けたことで、発光素子を収容するパッケージの光出力表面にフィルタ膜を別に設ける工程を省略できるようにしている。
【００１７】
第３の本発明に係る発光素子の製造方法は、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の活性層と上記フィルタ膜を有する発光素子を製造するための製造方法であって、設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた厚さにそれぞれ結晶成長させることにより前記複数の活性層を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた厚さにそれぞれ結晶成長させることで、複数の活性層を同一の発光素子の内部に形成するようにしている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の発光装置および発光素子によれば、発光素子の発光スペクトルの温度変動を抑制できるとともに光出力の温度変動を抑制することができる。これによって、発光波長で定まる色調と光出力の安定性が要求される分野で特に大きな効果を得ることができる。
【００２０】
本発明の発光素子によれば、発光素子を収容するパッケージの光出力表面にフィルタ膜を別に設ける工程を省略でき、低コストかつ簡易な製造工程で発光装置を製造することができる。
【００２１】
本発明の発光素子の製造方法によれば、１つの発光素子に複数の活性層を集積化でき、低コストで発光素子を製造することができる。また、複数の発光素子をパッケージに実装する工程を簡略化でき、より低コストかつ簡易な製造工程で発光装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１の斜視図に示すように、第１の実施の形態における発光素子１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上にｌｎ０．５(Ｇａ１−ＸＡｌＸ)０．５Ｐによる四元混晶を主とする多層構造をエピタキシャル成長させた構造を持つものを例とする。発光素子１は、一例としてＬＥＤとする。最低限の構造として、室温で黄色発光するようにした発光素子１は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、Ｘ＝０．６のｎ型四元混晶ｎ−ｌｎ０．５(Ｇａ０．４Ａｌ０．６)０．５Ｐによるクラッド層２０を成長させ、その上にＸ＝０．２９５の四元混晶ｕｎｄｏｐｅｄ−ｌｎ０．５(Ｇａ０．７０５Ａｌ０．２９５)０．５Ｐによる活性層３０を成長させ、さらにその上にＸ＝０．６のｐ型四元混晶ｐ−ｌｎ０．５(Ｇａ０．４Ａｌ０．６)０．５Ｐによるクラッド層４０を成長させた構成とする。
【００２３】
本発光素子１は、活性層３０をそれよりもバンドギャップの小さいｐ型結晶とｎ型結晶で挟み込むようにした、いわゆるダブルヘテロ（double hetero）構造とする。活性層３０は、より微細な構造であるＭＱＷ（multi-quantum well）構造にすること多い。
【００２４】
ｎ型ＧａＡｓ基板１０の下全面にはｎ型電極６０を形成し、クラッド層４０の上にはｐ型電極を形成する。ｐ型電極は、透明ではないためクラッド層４０の上面を全て覆うのではなく、ワイヤ７０をボンディングするためのパッド５１と、パッド５１を中心に対角配置された周辺部分５２に限定した構成であり、ｐ型電極が配置されていない部分を通じて活性層３０からの光を取り出せるようになっている。ただし、実際の構造は、電極形成の都合や電流経路の制御、不透明なＧａＡｓ基板１０に光が届かないようにＤＢＲ（distributed bragg reflector）を形成したりするが、ここでは説明を省略する。
【００２５】
図２の斜視図に示すように、第１の実施の形態における発光装置は、ＬＥＤによる発光素子１を実装した大型ＳＭＤ（surface mount device）型のパッケージを用いた構成である。具体的には、ＰＰＡ（ポリフタレートアミド）樹脂製の枠構造のパッケージ１００に収容されたリードフレーム１０１ａの上に発光素子１をｎ側を下にした状態で接続するとともに、発光素子１のｐ側のワイヤ７０をリードフレーム１０１ｂに接続し、パッケージ１００の枠内を透明なエポキシ樹脂１０２で埋め、その上層の光出力表面にフィルタ膜３００を設けた構成である。パッケージ１００は、フィルタ膜３００を設けた光出力表面以外の側面や底面から光が漏れることがないようにするため、光を透過しないように作られる。
【００２６】
フィルタ膜３００としては、発光素子１による発光スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、かつその窓範囲の温度変動が発光素子１の発光スペクトルの温度変動よりも小さいバンドパス特性を備えた誘電体多層膜を用いる。このフィルタ膜３００は、窓範囲の中心波長を５９０ｎｍとするバンドパスフィルタとする。
【００２７】
図３のスペクトルグラフに示すように、発光素子１は、レベルがピークとなる発光波長が５８０ｎｍの黄色のスペクトル４０２を持つ。フィルタ膜３００は、発光素子１の発光スペクトルのうち黄色に対応する５９０ｎｍを中心とする窓範囲５０１内の波長成分（同図に斜線で示す成分）だけ透過するフィルタ特性５００を持つ。なお、実際のフィルタ特性は、通過帯の外側にリップルが現れることが多いが、同図のグラフでは詳細を簡略化して示してある。
【００２８】
温度が上昇すると、図４のスペクトルグラフに示すように、発光素子１の発光スペクトルは、長波長側にシフトするとともに高温で効率が落ちるため光出力自体も低下したスペクトル４００となる。しかし、フィルタ膜３００の窓範囲５０１には発光素子１の発光スペクトルのピークおよびその付近といったよりレベルの高い部分が入ってくるので、フィルタ膜３００を透過した発光スペクトルとしては、発光素子１の光出力の低下を補償して、見かけ上温度変化を小さくすることができる。なお、さらに高温になると発光スペクトル４００の短波長側の裾の部分が窓範囲５０１に入ってくるので、光出力は見かけ上も低下することとなるが、少なくとも低下の開始温度をより高くすることができる。
【００２９】
したがって、本実施の形態によれば、発光素子１の発光スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、かつ、その窓範囲の温度変動が発光素子１の発光スペクトルの温度変動よりも小さいバンドパス特性を備えたフィルタ膜３００を用い、温度が変動したときに発光素子１の発光スペクトルのより高いレベルの部分がフィルタ膜３００の窓範囲に入るようにしたことで、見かけ上、発光素子１の発光スペクトルの温度変動を少なくし、発光素子１の光出力の温度変動を抑制することができる。
【００３０】
なお、フィルタ膜３００としては、窓範囲の波長成分を透過させるだけではなく、その波長を増幅できる機能を備えたものを用いるようにしてもよい。例えば、増幅特性を有する反射膜および透過膜を用い、これら反射膜と透過膜とで発光素子１の活性層３０を挟み込むようにした構造などが考えられる。
【００３１】
また、本実施の形態においては、発光素子１として特に効果が顕著であることからＬＥＤを用いることとしたが、これに限られるものではない。例えば、ＬＤ（Laser Diode）やＥＬ（Electro-Luminescence）、電球などを用いるようにしてもよい。
【００３２】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態においては、単一の発光素子を用いることとしたが、第２の実施の形態では、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の発光素子を用いることで、より柔軟かつ効果的に発光素子の発光スペクトルおよび光出力の温度変動を抑制できるようにした発光装置について説明する。
【００３３】
図５の斜視図に示すように、本実施の形態における発光装置は、３つの発光素子１ａ，１ｂ，１ｃをそれぞれ個別に収容した３つのパッケージ１００ａ，１００ｂ，１００ｃの全ての光出力の表面を覆うように１つのフィルタ膜３１０を設けた構成である。各パッケージ１００ａ〜１００ｃ、フィルタ膜３１０の基本的な構成は図２を用いて説明したパッケージ１００、フィルタ膜３００と同様である。また、各発光素子１ａ〜１ｃは、発光スペクトルが微妙に異なるものの基本的な構成は図１を用いて説明したものと同様である。
【００３４】
図６のスペクトルグラフに示すように、発光素子１ａの発光波長は室温でレベルがピークとなる波長（以下、適宜「ピーク波長」という）が５９０ｎｍのセンタスペクトル４００をもち、発光素子１ｂの発光波長はスペクトル４００よりも長波長側にピーク波長があるスペクトル４０１をもち、発光素子１ｃの発光波長は短波長側にピーク波長があるスペクトル４０２をもつ。同図ではこれらの合成スペクトルを４１０で示す。
【００３５】
短波長側の発光素子１ｂをセンタの発光素子１ａよりも高出力に設定するとともに、高波長側の発光素子１ｃを発光素子１ａよりも低出力に設定することで、高波長側から短波長側に向かってピークが大きくなる合成スペクトル４１０を得る。また、各発光素子によるピーク波長の間隔についても合成スペクトルの幅が広がるように設定する。このように合成スペクトル４１０を形成することでスペクトルの幅が広がるので、フィルタ膜３１０における中心波長を５９０ｎｍとする窓範囲５１１を広くすることができる。
【００３６】
温度が上昇すると、図７のスペクトルグラフに示すように、合成スペクトル４１０は、長波長側にシフトするとともに、高温で効率が落ちるため光出力自体も低下する。しかし、合成スペクトル４１０の短波長側のピークを高く設定しているので、このピークおよびその付近といったより高いレベルの部分がフィルタ膜３１０の窓範囲５０１に入ってくることとなり、フィルタ膜３１０を透過した発光スペクトルとしては、発光素子１の光出力の低下を補償して、見かけ上温度変化を小さくすることができる。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、少なくとも１つのスペクトルピークが他と異なる複数の発光素子１ａ〜１ｃを用いることで、合成スペクトルが形成されてスペクトルの幅が広がるので、フィルタ膜３１０の窓範囲５１１を広くすることができ、発光スペクトルの温度変動をより少なくできるとともに、フィルタ膜を透過する光出力をより大きくすることができる。これによって、より広範囲な温度変動に対応でき、中間調の色合いにも細かく対応できるうえ、フィルタ膜３１０を持たない一般的な発光素子に匹敵する光出力を得ることができる。
【００３８】
本実施の形態によれば、各発光素子１ａ〜１ｃのピーク波長の間隔や光出力の違いを調整することによって、合成スペクトルを形成する際の設計の自由度がきわめて大きくなり、発光装置の実用性を高めることができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、３つの発光素子１ａ〜１ｃを個別に収容した３つのパッケージ１００ａ〜１００ｃの全ての光出力の表面を覆うように１つのフィルタ膜３１０を設けたことで、複数の発光素子を用いた発光装置を実現することができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の発光素子を用いた発光装置を実現するための別の例について説明する。
【００４１】
図８の斜視図に示すように、本実施の形態における発光装置は、基本的には図２に示した発光装置を複数並べた構成である。具体的には、３つの発光素子１ａ，１ｂ，１ｃを個別に収容した３つのパッケージ１００ａ，１００ｂ，１００ｃのそれぞれの光出力の表面に個別のフィルタ膜３００ａ，３００ｂ，３００ｃを設けた構成である。各パッケージ１００ａ〜１００ｃ、各フィルタ膜３００ａ〜３００ｃの基本的な構成は図２を用いて説明したパッケージ１００、フィルタ膜３００と同様であり、各フィルタ膜３００ａ〜３００ｃは図６を用いて説明したフィルタ特性５１０をもつ。各発光素子１ａ〜１ｃの基本的な構成は図１を用いて説明したものと同様であり、図６を用いて説明したスペクトル４００，４０１，４０２をそれぞれもつ。
【００４２】
したがって、本実施の形態によれば、複数の発光素子１ａ〜１ｃを個別に収容した複数のパッケージ１００ａ〜１００ｃのそれぞれの光出力の表面に個別にフィルタ膜３００ａ〜３００ｃを設けたことで、図６を用いて説明した合成スペクトル４１０を得ることができ、第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の発光素子を用いた発光装置を実現するためのさらに別の例について説明する。
【００４４】
本実施の形態における発光装置は、フィルタ膜をそれぞれ設けた複数の発光素子を同一のパッケージに収容した構成である。
【００４５】
具体的には、図９の斜視図に示すように、各発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、クラッド層４０の上に、フィルタ膜３４０を備えた構成である。フィルタ膜３４０としては、活性層３０からの発光スペクトルの幅よりも狭い幅の窓範囲で波長成分を透過させ、その窓範囲の温度変動が活性層３０からの発光スペクトルの温度変動よりも小さい誘電体多層膜を用いる。このフィルタ膜３４０は、中心波長を５９０ｎｍとするバンドパスフィルタとして機能する。その他、図１と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。
【００４６】
図１０の斜視図に示すように、本発光装置は、ＰＰＡ樹脂製の枠構造のパッケージ１１０に収容されたリードフレーム１０１ａの上に各発光素子１１ａ〜１１ｃをｎ側を下にした状態でそれぞれ接続するとももに、各発光素子１１ａ〜１１ｃのｐ側のワイヤ７０をリードフレーム１０１ｂにそれぞれ接続し、この枠内を透明なエポキシ樹脂１０２で埋めた構成である。パッケージ１１０の光出力の表面にはフィルタ膜は設けられていない。
【００４７】
各発光素子１１ａ〜１１ｃの発光スペクトルは、図６を用いて説明したスペクトル４００，４０１，４０２となるようにそれぞれ設定する。また、各発光素子１１ａ〜１１ｃを独立に駆動できるように、リードフレーム１０１ａ又は１０１ｂのうちの少なくとも一方を発光素子毎に分けるようにしてもよい。
【００４８】
したがって、本実施の形態によれば、フィルタ膜３４０をそれぞれ設けた複数の発光素子１１ａ〜１１ｃを同一のパッケージ１１０に収容したことで、図６を用いて説明した合成スペクトル４１０を得ることができ、またパッケージ１１０の光出力表面の全面にフィルタ膜を設ける必要がないので、第２の実施の形態と同様の効果を低コストかつ簡易な製造工程で得ることができる。
【００４９】
また、フィルタ膜３４０を設けた発光素子１１を第１の実施の形態のように単独でパッケージ１００に収容する場合には、図２のようにパッケージ１００の光出力表面の全面にフィルタ膜３００を別に設ける必要がなく、第１の実施の形態と同様の効果を低コストかつ簡易な製造工程で得ることができる。
【００５０】
［第５の実施の形態］
第４の実施の形態では、単独の活性層３０を備えた発光素子１１にフィルタ膜３４０を設けることとしたが、第５の実施の形態では、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の活性層を有する発光素子について説明する。
【００５１】
図１１の斜視図に示すように、本実施の形態における発光素子は、クラッド層２０上の同一層にスペクトルピークが異なる複数の活性層３１，３２，３３を集積化し、その上にクラッド層４０を形成し、その上にフィルタ膜３５０を備えた構成である。
【００５２】
各活性層３１〜３３については、それぞれの発光スペクトルが図６を用いて説明したスペクトル４００，４０１，４０２となるように設定する。フィルタ膜３５０としては、各活性層３１〜３３からの発光スペクトルによる合成スペクトル４１０の幅よりも狭い幅の窓範囲５１１で波長成分を透過させ、その窓範囲５１１の温度変動が各活性層３１〜３３からの発光スペクトルの温度変動よりも小さい誘電体多層膜を用いる。このフィルタ膜３５０は、図６を用いて説明したフィルタ特性５１０をもち、窓範囲５１１の中心波長を５９０ｎｍとするバンドパスフィルタとして機能する。その他、図１と同一物には同一の符号を付すこととして、ここでは重複した説明は省略する。
【００５３】
本発光素子は、図２に示すようにパッケージ１００に実装する。ただし、本発光素子は既にフィルタ膜３５０を備えているので、図２に示すようにパッケージ１００の光出力の表面にフィルタ膜３００を設けることは不要である。
【００５４】
したがって、本実施の形態によれば、少なくとも１つのスペクトルピークが他と異なる複数の活性層３１〜３３を発光素子の同一層に設けるとともに、フィルタ膜３５０を発光素子に設けたことで、合成スペクトルを形成するに際してパッケージ１００に実装する発光素子を１個で済ませることができ、またパッケージ１００の光出力の表面にフィルタ膜を設けることが不要となるので、第２の実施の形態と同様の効果をより低コストかつ簡易な製造工程で得ることができる。
【００５５】
［第６の実施の形態］
第６の実施の形態では、少なくとも１つのスペクトルピークが他のものと異なる複数の活性層を有する発光素子を製造するための製造方法について説明する。活性層の発光スペクトルは、結晶成長の工程において成長させる多元素混晶の組成で定まるものであり、ここでは活性層の組成を変化させる方法について主に説明する。
【００５６】
活性層の発光波長のスペクトルは層の厚さで定まるので、設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた厚さに結晶成長させることにより複数の活性層を形成する。
【００５７】
具体的には、図１２の側面図に示すように、まずＧａＡｓ基板１０上に、結晶成長を阻害するための二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の酸化膜を積層する。この酸化膜をフォトリソグラフィ（Photolithography）法によりパターニングしてパターン５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃを残す。このパターニングによって露出した部分の基板１０の表面に、ＭＱＷによる活性層３４，３５を結晶成長させると、露出した部分の面積が狭いほど活性層が厚く成長する。活性層の厚さで発光波長のスペクトルが定まるので、パターン５２０ａ〜５２０ｃを形成するに際しては、各活性層３４，３５で設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた面積の分だけ各活性層３４，３５に対応する部分のＧａＡｓ基板１０の表面を露出させる。最後に、露出したＧａＡｓ基板１０の表面に活性層３４，３５を結晶成長させる。
【００５８】
したがって、本実施の形態によれば、設定しようとする発光波長のスペクトルに応じた厚さに結晶成長させることにより複数の活性層を形成することで、複数の活性層を同一の発光素子に形成することができ、低コストで発光素子を製造することができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、複数の活性層を発光素子に設けることで、合成スペクトルを形成するに際して単独の発光素子を用いれば済むので、複数の発光素子をパッケージに実装する工程を簡略化でき、第２の実施の形態と同様の効果を奏する発光装置を低コストかつ簡易な製造工程で実現することができる。
【００６０】
別の例として、図１３の斜視図に示すように、ＧａＡｓ基板１０上で端から端へ向けて幅が連続的に変化するようにした酸化膜のパターン５３０ａ，５３０ｂを形成することで、ＧａＡｓ基板１０の露出する部分の面積が連続的に変化していくようにしもよい。この場合には、結晶成長させたときの活性層３６の厚さが連続的に変化していくこととなるので、１つの発光素子によってピークが連続的に変化する発光波長を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施の形態における発光素子の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の発光素子を用いた発光装置の構成を示す斜視図である。
【図３】図２の発光装置による発光波長のスペクトルを示すグラフである。
【図４】図３のスペクトルが温度変動によってシフトしたときの状態を示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態における発光装置の構成を示す斜視図である。
【図６】図５の発光装置による発光波長のスペクトルを示すグラフである。
【図７】図６のスペクトルが温度変動によってシフトしたときの状態を示すグラフである。
【図８】第３の実施の形態における発光装置の構成を示す斜視図である。
【図９】第４の実施の形態における発光素子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の発光素子を複数用いた発光装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】第５の実施の形態における発光素子の構成を示す斜視図である。
【図１２】第６の実施の形態における発光素子について結晶成長による活性層の形成を説明するための発光素子の側面図である。
【図１３】結晶成長による活性層の形成を説明するための別の発光素子の構成を示す斜視図である。
【図１４】温度変動によって変化するＬＥＤの発光スペクトルの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ〜１ｃ…発光素子
１０…ＧａＡｓ基板
１１，１１ａ〜１１ｃ…発光素子
２０，４０…クラッド層
３０，３１，３２，３３…活性層
３４，３５…活性層
７０…ワイヤ
１００，１００ａ〜１００ｃ…パッケージ
１０１ａ，１０１ｂ…リードフレーム
１０２…エポキシ樹脂
１１０…パッケージ
３００，３００ａ〜３００ｃ…フィルタ膜
３１０，３４０，３５０…フィルタ膜
５２０ａ〜５２０ｃ…酸化膜のパターン
５３０ａ，５３０ｂ…酸化膜の連続パターン
【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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