(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面側に化合物半導体薄膜層が積層されたＬＥＤチップにおいて、前記基板には背面側又は側面側から穴部が形成されており、この穴部に蛍光体含有材料が充填されることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項２】
前記基板の背面には反射層が設けられることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種表示装置、各種照明装置等に用いられるＬＥＤチップに関する。特に、白色発光も可能なＬＥＤチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、白色発光するＬＥＤチップとしては、基板にＺｎＳｅ単結晶基板を用いたＺｎＳｅ系のものがある。この単結晶基板の上面に積層された化合物半導体薄膜層からは青色光が発光される。ＺｎＳｅ単結晶基板においては、前記青色光の一部が入射されると、入射された青色光を吸収して黄色光を発光するという特異な現象が起きる。これにより、ＺｎＳｅ系の白色発光ＬＥＤチップは、前記黄色光と、ＺｎＳｅ単結晶基板に入射しなかった青色光との混色で白色発光するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＺｎＳｅ単結晶基板を用いたＬＥＤチップは、寿命が短く、しかも発光効率も低いという問題点がある。即ち、１つのＬＥＤチップ単独で、寿命と発光効率との点で問題なく白色発光させられるものはなかった。
【０００４】
ただし、従来、発光装置としてのＬＥＤに仕上げた状態で、白色発光が可能なものはある。例えば、蛍光体を用いたものと、複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたものとである。
【０００５】
蛍光体を用いたＬＥＤの場合、ＬＥＤチップをリードフレームのカップ部にボンディングした後、前記カップ部内に蛍光体含有材料を埋め込んだものや、封止するための樹脂に蛍光体を混合して成形したものがある。
【０００６】
これらの蛍光体を用いたＬＥＤでは、ＬＥＤチップから発光した光のうち、蛍光体と遭遇して吸収され波長シフト（通常、長波長側に波長シフト）されてＬＥＤ外へ放射される光と、蛍光体と遭遇することなくＬＥＤ外へ放射される光（即ち、ＬＥＤチップ本来の発光色の光）との混色で白色発光としている。
【０００７】
一方、前記カップ部内に蛍光体含有材料を埋め込んだタイプのＬＥＤの場合には、ＬＥＤチップの周囲に埋め込む蛍光体含有材料の量をコントロールするのは難しいため、ＬＥＤチップの周囲において前記蛍光体含有材料の分布がばらつく。また、前記カップ部内にボンディングされるＬＥＤチップは、ボンディング精度上のばらつきによって多少位置ずれするので、この点からもＬＥＤチップの周囲に埋め込まれる蛍光体含有材料の分布がばらつく。
【０００８】
前記蛍光体含有材料の分布がばらつくことによって、ＬＥＤチップから発光した光の蛍光体含有材料を通過する距離の分布がばらつく。前記距離の分布がばらつくことによって、ＬＥＤチップから発光した光のうちで、蛍光体に遭遇して波長シフトされる光の割合がばらつく。
【０００９】
更に、上述したように前記カップ部内にボンディングされるＬＥＤチップは多少位置ずれして設けられてしまうため、一般的にレンズを有することの多いＬＥＤの光軸方向に放出される光の強度分布もばらつく。したがって、これらのばらつきによりＬＥＤの発光色がばらつくことになる。
【００１０】
また、樹脂に蛍光体を混合して成形するタイプのＬＥＤの場合には、蛍光体が封止樹脂全体に均一に混合されたとしても、上述のようにカップ部内にボンディングされたＬＥＤチップが多少位置ずれして設けられてしまうのは同様である。そのため、かかるＬＥＤにおいても、ＬＥＤチップから発光した光のうちで、蛍光体と遭遇して波長シフトされる光の割合がばらつく。したがって、ＬＥＤの発光色がばらつくことになる。
【００１１】
しかも、蛍光体が封止樹脂全体に均一に混合されるのは、封止樹脂の量が多くなるほど困難であるから、この点からもＬＥＤの発光色がばらつくことになる。また、蛍光体を封止樹脂全体に混合させるので、ＬＥＤチップから発光した光のうちで蛍光体と遭遇する割合を、リードフレームのカップ部内に蛍光体含有材料を埋め込んだタイプのＬＥＤの場合と同じようにすると、蛍光体の使用量が多くなる。
【００１２】
一方、複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤの場合には、例えば、１つのＬＥＤ内に、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のＬＥＤチップを組み合わせて設け、フルカラー表示可能なＬＥＤの一使用形態として白色発光可能なものとしている。
【００１３】
しかしながら、この場合、少なくとも３つ以上という複数のＬＥＤチップを、リードフレームのカップ部上に並べて設けるため、ＬＥＤのサイズが大きくなってしまう。
【００１４】
また、一般的にレンズを有することの多いＬＥＤ内での複数のＬＥＤチップの配置ずれや、複数のＬＥＤチップのそれぞれの発光効率等のばらつきによって、ばらつきの要素が複数となる分、発光色のばらつきが大きくなる。また、異なる発光色のＬＥＤチップを組み合わせて用いる都合上、ＬＥＤからある程度離れた位置では混色して白色に見えるが、ＬＥＤの近くでは各発光色が視認されてしまう。
【００１５】
更に、組み合わせて使用されるＲ・Ｇ・Ｂ各色のＬＥＤチップの発光効率が異なるため、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のＬＥＤチップの明るさの比を所定の一定値にするための電流制限抵抗がそれぞれについて必要となる。よって、周辺回路も大きくなる。
【００１６】
また、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のＬＥＤチップを最高の明るさで発光可能としているのではなく、低い発光効率のＬＥＤチップの明るさに合わせて発光させることになるから、効率が悪い。この対策として、発光効率が低いＬＥＤチップは複数個設ける場合もあるが、この場合、更にＬＥＤのサイズが大きくなってしまう等、上述の問題が更に大きくなる。
【００１７】
また、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のＬＥＤチップごとに、寿命が異なるという問題もある。
【００１８】
なお、１つのＬＥＤによって、上述してきた白色以外であって、従来のＬＥＤチップの発光色と異なる中間色を発光させたいときには、一般的に、２つ以上の異なる発光色のＬＥＤチップを内側に設ける。この場合、前記複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤによって白色発光させる場合と同様の問題がある。
【００１９】
また、蛍光体を用いたＬＥＤで、前記中間色を発光させたいときには、例えば、蛍光体の種類の変更や蛍光体の量を変更するが、白色発光の場合と同様の問題がある。
【００２０】
本発明の主たる目的は、１つのＬＥＤチップの状態で、長寿命で高発光効率の白色発光等を可能とし、白色や中間色の発光色のばらつきを抑え、今まで以上の様々な用途に使用可能とすることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップは、基板の上面側に化合物半導体薄膜層が積層されたＬＥＤチップにおいて、前記基板には背面側又は側面側から穴部が形成されており、この穴部に蛍光体含有材料が充填される構成とする。
【００２２】
本発明の請求項２に係るＬＥＤチップは、前記本発明の請求項１に係るＬＥＤチップにおいて、前記基板の背面に反射層を設ける。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップを図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップに関する図であって、同図（Ａ）は主要な構造を説明するための概略的説明図、同図（Ｂ）は化合物半導体薄膜層における発光と蛍光体により波長シフトされた発光とを説明するための概略的説明図、図２は本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの製造方法を説明するための図であって、同図（Ａ）はウエハ（ただし半分だけ図示した。）の概略的背面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の一部拡大図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の概略的断面図、図３は本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの製造方法を説明するための一部拡大した概略的断面図であって、同図（Ａ）はサンドブラスト開始時の状態図、同図（Ｂ）はサンドブラスト終了時の状態図、同図（Ｃ）は蛍光体含有材料を充填終了時の状態図である。
【００２５】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップは、基板１００の上面側に化合物半導体薄膜層２００が積層されたＬＥＤチップにおいて、基板１００には、その背面側から穴部１５０が形成されており、この穴部１５０に蛍光体含有材料３００が充填されている。基板１００の背面には反射層４００が設けられている。
【００２６】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップは、図１（Ｂ）に示すように、化合物半導体薄膜層２００から発光した光（実線で示す。）と、この化合物半導体薄膜層２００から発光した光のうちの一部が蛍光体含有材料３００の蛍光体（図示省略）に遭遇して吸収され波長シフトされて発光する光（破線で示す。）との混色で白色発光するものである。
【００２７】
基板１００は、後述するように化合物半導体薄膜層２００を青色発光のためにＧａＮ系のものにする場合、サファイアである。なお、サファイアは、可視光の吸収の少ない透明な材料であり、機械的強度が強く理想的である。穴部１５０の形成方法については、後述する。基板１００に穴部１５０を形成できるのは、基板１００の上部側は、化合物半導体薄膜層２００を積層させるために必要な部分であるが、基板１００の前記上部側よりも下部側は青色発光に関与しない部分であるからである。
【００２８】
化合物半導体薄膜層２００は、青色発光するものであって、例えば、高発光効率のＧａＮ系の材料で積層形成されたものである。ＧａＮ系の化合物半導体薄膜層２００は、一般的に図１に示すように、上段面２１０と、一段低くなった下段面２５０とが形成される。上段面２１０は、ｐ型ＧａＮ層（またはｎ型ＧａＮ層）の面である。一方、下段面２５０は、ｎ型ＧａＮ層（またはｐ型ＧａＮ層）を露出させている面である。上段面２１０と下段面２５０との上には、それぞれ図示しない電極が設けられる。また、上段面２１０のｐ型ＧａＮ層（またはｎ型ＧａＮ層）よりも下層側であって、下段面２５０のｎ型ＧａＮ層（またはｐ型ＧａＮ層）よりも上層側には、図示しないＩｎＧａＮの活性層が設けられている。上段面２１０の電極と下段面２５０の電極との間に所定の電圧が印加されて、化合物半導体薄膜層２００の活性層から青色発光するのである。
【００２９】
蛍光体含有材料３００は、樹脂や無機透明材料に蛍光体を混合したものである。前記樹脂は、例えばエポキシまたはＵＶ硬化樹脂等である。前記無機透明材料は、シリケートまたはアルミナ等である。蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅ等であるが、場合によってはＧａ、Ｇｄ等で組成の一部を置換する場合もある。青色光は、前記蛍光体に遭遇すると、吸収され長波長側に波長シフトされて、黄色光を発光する。なお、上述のように、蛍光体含有材料３００は、通常、樹脂や無機透明材料に蛍光体を混合するが、蛍光体１００パーセントとしてもよい。
【００３０】
反射層４００は、反射率の高い金属の薄膜層である。前記金属としては、ＡｌまたはＡｇ等である。この反射層４００は、発光効率を向上させるために設けられる。また、反射層４００が設けられることにより、化合物半導体薄膜層２００から発光された光の蛍光体含有材料３００の蛍光体に遭遇する割合が大きくなる。反射層４００が設けられた場合、設けらない場合と遭遇する割合を同じにするには、反射層４００が設けられた場合よりも、蛍光体含有材料３００の量、ひいては蛍光体の量が少なくてよい。
【００３１】
このような構成の本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップによって、化合物半導体薄膜層２００から発光した光（青色）と、この化合物半導体薄膜層２００から発光した光のうちの一部が蛍光体含有材料３００の蛍光体（図示省略）に遭遇して吸収され波長シフトされて発光する光（黄色）との混色で白色光〔発光出力２ｍＷ（ｘ、ｙ）＝（0.30、0.30）〕を得ることができた。
【００３２】
なお、この際、化合物半導体薄膜層２００から発光される光（青色）は、図１（Ｂ）に示すように、前面方向（図１の紙面上方）や側面方向に放射される他、背面方向、即ち、蛍光体含有材料３００方向にも放射される。蛍光体含有材料３００方向に放射された光のうち、蛍光体（図示省略）に遭遇した光が、吸収され波長シフトされて黄色発光し、前記前面方向や側面方向や背面方向に放射されるのである。前記背面方向に放射された光は、反射層４００で効率よく反射されて前記前面方向や側面方向に向かう。
【００３３】
なお、図１（Ｂ）では、図示の都合上、蛍光体に遭遇した光が前面方向に放射されるものや、蛍光体含有材料３００方向に放射された光のうち、蛍光体に遭遇しないで、反射層４００で効率よく反射されて前記前面方向や側面方向に向かうものや、前記反射層４００で効率よく反射されて後に、蛍光体に遭遇し、吸収され波長シフトされて黄色発光し、前記前面方向や側面方向や背面方向に放射されるもの等は省略した。
【００３４】
このように、化合物半導体薄膜層２００から発光される青色光と、蛍光体に遭遇し、吸収され波長シフトされて発光する黄色光との混色の具合は、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりもよい。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの製造方法を説明する。ただし、前記穴部１５０と、この穴部１５０に充填される蛍光体含有材料３００と以外は、一般的な半導体の製造工程によって製造されるので、その説明はほぼ省き、穴部１５０関連のみ詳細に説明する。
【００３６】
ウエハサイズの基板１００の上面側に化合物半導体薄膜層２００が積層される。この後、基板１００の背面全体にＵＶ硬化樹脂７００を塗布する。この塗布後のＵＶ硬化樹脂７００に対して、切削したい箇所以外をＵＶ照射して硬化させる。硬化されなかったＵＶ硬化樹脂７００を取り除くと図２に示すように、ＵＶ硬化樹脂７００の残存部が残る状態となる。なお、図２（Ａ）では、この状態のウエハ５０を半分だけ図示している。また、図２（Ｂ）の破線６０は、ダイシング予定ラインを図示したものであり、即ち、破線６０は１つのＬＥＤチップの範囲を示す。
【００３７】
ウエハ５０の背面側を、ＳｉＣ粉末を用いたサンドブラストで切削する〔図３（Ａ）参照〕。これにより、ＵＶ硬化樹脂７００の残存部以外が切削されて穴部１５０が形成される〔図３（Ｂ）参照〕。穴部１５０の最深部は、基板１００を突き抜けないようにすることは言うまでもない。穴部１５０に蛍光体含有材料３００を充填（塗布）すると、図３（Ｃ）の状態となる。この後、基板１００の背面側（ただし、図では上側）に反射層４００を形成する。前記破線６０（ダイシング予定ライン）の位置でダイシングして分離すると、１つずつのＬＥＤチップ、即ち、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップが形成される。
【００３８】
なお、上述の製造方法においては、説明および図示を省略したが、化合物半導体薄膜層２００を積層後に下段面２５０を露出させ、この下段面２５０と、前記上段面２１０とに、それぞれ電極が形成されることは言うまでもない。
【００３９】
このように本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、化合物半導体薄膜層２００および基板１００には、長寿命・高発光効率の材料を使用できるので、１つのＬＥＤチップで長寿命・高発光効率の白色発光が可能である。また、サンドブラストで穴部１５０を精度よく切削できるので、蛍光体含有材料３００ひいては蛍光体の充填量（塗布量）を精度よくコントロールしやすい。したがって、従来の蛍光体を用いたＬＥＤの場合よりも、白色のばらつきが小さいＬＥＤチップを製造できる。蛍光体の使用量も比較的少なくて済む。
【００４０】
また、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、白色発光のＬＥＤを１つのＬＥＤチップで創り出すことができるので、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりも、白色発光のＬＥＤの小型化が可能であるとともに、発光色のばらつきも小さくできる。本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、上述したように混色の具合が、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりもよい。本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、ＬＥＤの周辺回路としての電流制限抵抗も１つ使用しただけで済む。従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いる場合には、低い発光効率のものに合わせる必要があったが、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、１つのＬＥＤチップで白色発光が可能なので、効率が高い。
【００４１】
よって、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりも、ＬＥＤおよびその周辺回路のコンパクト化・軽量化・低コスト化が可能である。また、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、ＬＥＤまたはＬＥＤチップを複数使用時に発光色のばらつき調整が、場合によっては不要となる。
【００４２】
更に、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤのような異なる寿命による色ずれの問題は発生しない。
【００４３】
よって、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップは、例えば、蛍光灯に代わる照明装置、ノートパソコン等のＬＣＤバックライト、自動車等のヘッドライト、植物生産用照明等といった今までＬＥＤチップが用いられていなかった用途への使用が期待される。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップでは、化合物半導体薄膜層から発光される光は青色であるとしたが、青色以外でもよい。化合物半導体薄膜層から発光した光と、この化合物半導体薄膜層から発光した光のうちの一部が蛍光体含有材料の蛍光体に遭遇して吸収され波長シフトされて発光する光との混色で白色発光するように、化合物半導体薄膜層および基板の材料と蛍光体の材料とを選択し、化合物半導体薄膜層の大きさや穴部の大きさ（即ち、蛍光体含有材料の量や配置）や蛍光体の含有量を決定すればよい。
【００４５】
この際、基板の下面側全体に設けた反射層を省いたり、反射層を設ける範囲を調節してもよい。反射層を設けるか設けないか、また、反射層を設ける範囲を調節することによって、蛍光体と遭遇し蛍光体によって波長シフトされる光と、それ以外の光との混色比を調節できるからである。
【００４６】
前記化合物半導体薄膜層から発光する光は可視光に限定しない。例えば、紫外線光または赤外線光であってもよい。即ち、従来の紫外線ＬＥＤチップまたは赤外線ＬＥＤチップにおいて、上述のような穴部を形成する等の構成を採用してもよい。ただし、前記化合物半導体薄膜層から発光する光を、紫外線光または赤外線光とした場合には、人間に紫外線光または赤外線光が見えるわけではないので、蛍光体と遭遇し蛍光体によって波長シフトされる光のみの混色で白色に見えるように、蛍光体を選択することになる。
【００４７】
また、前記化合物半導体薄膜層から発光する光を紫外線とした場合には、人間等の動物のための照明装置や表示装置等に用いるには、一般的に有害であると言われる紫外線をできるだけ蛍光体を用いて可視光（この場合、白色光）に波長シフトさせることが肝要である。なお、紫外線ＬＥＤチップの場合もサファイアである基板の上面側にＧａＮ系の化合物半導体薄膜層が積層されたものである。したがって、例えば、前記本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップにおいて、反射層は取り除き、化合物半導体薄膜層の上段面と下段面とに設けられた図示しない電極には、半田作りの突起部（ｂｕｍｐ）を取り付け、その状態のものを上下逆にして用いるようにしたものに相当する。即ち、いわゆるフリップチップとされて用いられる。
【００４８】
これにより、このような構成のＬＥＤチップから放射される紫外線の量を減らし、波長シフトされて可視光として発光される光の量を増加させることができる。なお、前記電極は半透明でなく、厚みを増して高反射率電極とすると、前記可視光として発光される光の量を更に増加させることができるので好ましい。
【００４９】
なお、植物用照明装置等であって、紫外線の有害性が問題とならないものに用いられる場合には、直接、紫外線も出る構成であってもよい。例えば、野菜には紫外線を当てる方が、抗酸化力が強くなり好ましいとの報告もされていることから、かかる野菜用照明装置に用いられる場合には、積極的に紫外線も発光するようにしてもよい。
【００５０】
前記フリップチップの構成は、もちろん化合物半導体薄膜層から発光される光が可視光または赤外線光の場合にも適用できる。
【００５１】
ＧａＮ系以外の化合物半導体に用いられる基板には、例えばＧａＰやＧａＡｓがある。ＧａＰは、可視光の吸収の少ない透明な材料である。一方、ＧａＡｓは、可視光を吸収する割合が大きい材料である。本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップに使用する基板としては、可視光の吸収の少ない透明な材料の方が好ましく、ＧａＡｓの基板は余り適さない。よって、化合物半導体薄膜層を結晶成長させるための基板と、ＬＥＤチップとして作り上げた状態での基板とを異なるものとすることのできる既存の技術を、ＧａＡｓを基板とするＬＥＤチップに適用するとよい。
【００５２】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの場合には、「基板の上面側に化合物半導体薄膜層が積層されたＬＥＤチップ」における前記基板は、必ずしも、化合物半導体薄膜層を結晶成長させるための基板とは限らない。
【００５３】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップにおいて、図１および図３（Ｃ）で、穴部に蛍光体含有材料を完全に充填しているが、もちろん、充填量を減らすようにしてもよい。
【００５４】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップにおいて、穴部は基板の下面から設けたが、基板の厚みが厚い場合、基板の側面に穴部を設けて、この穴部に蛍光体含有材料を充填してもよい。なお、この場合、ダイシングし、１つずつのＬＥＤチップに分離後に基板の側面に穴部を設けることになる。したがって、コスト的には、上述したように基板の背面側から穴部を形成する方がよい。
【００５５】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップは、白色発光するものであるとして説明したが、従来のＬＥＤチップの発光色と異なる中間色を発光させたいときにも、上述同様の構成で可能である。白色発光するときのものに対して、中間色を発光するように、化合物半導体薄膜層および基板の材料と蛍光体の材料とを選択し直し、化合物半導体薄膜層の大きさや穴部の大きさ（即ち、蛍光体含有材料の量や配置）や蛍光体の含有量を決定すればよい。この際、基板の下面側全体に設けた反射層を省いたり、反射層を設ける範囲を調節してもよい。もちろん、前記化合物半導体薄膜層から発光する光は可視光に限定しないで紫外線光または赤外線光であってもよい。したがって、前記フリップチップの構成と同様の構成としてもよい。
【００５６】
このようにして、１つのＬＥＤチップで前記中間色の発光が可能となるので、例えば、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いる場合よりも、中間色を発光するＬＥＤの小型化が可能であるとともに、発光色のばらつきも小さくできる等、白色発光の場合と同様のメリットがある。
【００５７】
前記反射層を設けるか設けないか、また、反射層を設ける範囲を調節することによって、蛍光体と遭遇し蛍光体によって波長シフトされる光と、それ以外の光との混色比を調節できるので、混色されて創り出される中間色の光の範囲を広くすることができる。
【００５８】
なお、前記白色または前記中間色以外に、従来のＬＥＤチップと同様の発光色（緑、赤等）を発光させるようにしてもよい。この場合、例えば、化合物半導体薄膜層の材料と基板の材料とは、高発光効率のものを選択するとよい。これにより、前記従来のＬＥＤチップと同様の発光色を発光する本発明に係るＬＥＤチップは、前記従来のＬＥＤチップよりも発光効率を高くすることができる可能性がある。
【００５９】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップは、１チップで長寿命で高発光効率の白色発光等を可能としたものであるが、ＬＥＤにするときには、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップを１つ単独または同種複数で用いる以外に、複数の異なる発光色の本発明に係るＬＥＤチップを用いてもよいし、本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップと従来のＬＥＤチップとを組み合わせて用いてもよいことは言うまでもない。この際、組み合わされて用いられる複数の異なる発光色のＬＥＤチップの化合物半導体薄膜層の材料や基板の材料を統一できれば、前記複数のＬＥＤチップの寿命を揃えることが可能である。よって、フルカラーＬＥＤ等のように、複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いるＬＥＤにおいて、前記複数の異なる発光色のＬＥＤチップの異なる寿命の問題を解決できる可能性がある。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップは、基板の上面側に化合物半導体薄膜層が積層されたＬＥＤチップにおいて、前記基板には背面側又は側面側から穴部が形成されており、この穴部に蛍光体含有材料が充填される。
【００６１】
よって、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、化合物半導体薄膜層から発光した光と、この化合物半導体薄膜層から発光した光のうちの一部が蛍光体含有材料の蛍光体に遭遇して吸収され波長シフトされて発光する光との混色で白色または中間色等を発光可能となる。前記化合物半導体薄膜層および基板の材料としては、長寿命で高発光効率のものを使用できる。したがって、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、１つのＬＥＤチップの状態で、長寿命で高発光効率の白色発光等が可能である。
【００６２】
また、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、穴部は高精度に大きさをコントロールして形成可能なものであるから、蛍光体を用いる構成であっても発光色のばらつきを抑えることができる。更に、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、１チップで白色等を発光可能となるので、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いる場合よりも、白色発光等のＬＥＤの小型化が可能であるとともに、発光色のばらつきも小さくできる。
【００６３】
また、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、化合物半導体薄膜層から発光される光と、蛍光体に遭遇し、吸収され波長シフトされて発光する光との混色の具合が、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりもよい。また、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップの場合には、従来の複数の異なる発光色のＬＥＤチップを用いたＬＥＤよりも低コスト化可能である。これらのことにより、本発明の請求項１に係るＬＥＤチップは、今まで以上に様々な用途に使用可能となる。
【００６４】
本発明の請求項２に係るＬＥＤチップは、前記基板の背面には反射層が設けられる。
【００６５】
よって、本発明の請求項２に係るＬＥＤチップの場合には、基板の背面の反射層によって、発光効率を向上させることができる。また、蛍光体含有材料ひいては蛍光体の使用量を減らせるので、低コスト化が可能である。更に、反射層を設けるか設けないか、また、反射層を設ける範囲を調節することによって、蛍光体と遭遇し蛍光体によって波長シフトされる光と、それ以外の光との混色比を調節できる。即ち、混色されて創り出される中間色の光の範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップに関する図であって、同図（Ａ）は主要な構造を説明するための概略的説明図、同図（Ｂ）は化合物半導体薄膜層における発光と蛍光体により波長シフトされた発光とを説明するための概略的説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの製造方法を説明するための図であって、同図（Ａ）はウエハ（ただし半分だけ図示した。）の概略的背面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の一部拡大図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の概略的断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＬＥＤチップの製造方法を説明するための一部拡大した概略的断面図であって、同図（Ａ）はサンドブラスト開始時の状態図、同図（Ｂ）はサンドブラスト終了時の状態図、同図（Ｃ）は蛍光体含有材料を充填終了時の状態図である。
【符号の説明】
１００  基板
１５０  穴部
２００  化合物半導体薄膜層
３００  蛍光体含有材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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