【手続補正書】
【提出日】平成19年8月22日(2007.8.22)
【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】
III−Ｖ族窒化物半導体を用いた基板側から光を取り出すフリップチップ形の発光素子において、
III−Ｖ族窒化物半導体とは異なる異種材料を用いた基板と、
III−Ｖ族窒化物半導体から成る発光層と、
前記発光層と前記基板との間に設けられた厚さ7.5μm以上の第１伝導形のIII−Ｖ族窒化物半導体から成る第１層と、
前記発光層に対して前記基板と反対側に設けられた厚さ122nm以上の第２伝導形のIII−Ｖ族窒化物半導体から成る第２層と
を設けたことを特徴とするフリップチップ形の発光素子。
【請求項２】
前記第１層の厚さは8μm以上であることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ形の発光素子。
【請求項３】
前記第２層の厚さは126nm以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフリップチップ形の発光素子。
【請求項４】
前記第２層の厚さは130nm以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフリップチップ形の発光素子。
【請求項５】
前記基板はサファイア基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のフリップチップ形の発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の基板側から光を取り出すフリップチップ形の発光素子用いた発光装置において、
前記発光素子チップの周囲に設けた蛍光体を有することを特徴とするフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体は前記発光素子チップを覆う樹脂中に分散されていることを特徴とする請求項６に記載のフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体は前記発光素子チップの周囲に塗布されていることを特徴とする請求項６に記載のフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、III−Ｖ族窒化物半導体を用いた基板側から光を取り出すフリップチップ形の発光素子において、III−Ｖ族窒化物半導体とは異なる異種材料を用いた基板と、III−Ｖ族窒化物半導体から成る発光層と、発光層と基板との間に設けられた厚さ7.5μm以上の第１伝導形のIII−Ｖ族窒化物半導体から成る第１層と、発光層に対して基板と反対側に設けられた厚さ122nm以上の第２伝導形のIII−Ｖ族窒化物半導体から成る第２層とを設けたことを特徴とするフリップチップ形の発光素子である。
ここで、フリップチップ形の発光素子とは、基板から光を外部に出力する形の発光素子であり、半導体層の上面に形成されている電極をリードフレームに接合するフェースダウン形の発光素子である。また、発光素子の概念には、基板と半導体層とを有した発光素子チップ、及びそのチップを用いたランプなどの発光装置一般をも含まれる。また、第１層や第２層は、必ずしも単一の層を意味しない。組成が単一であっても組成や組成比の異なる層の複数から構成されていても良い。第１層は基板上に直接形成されている必要はなく、バッファ層などを介して形成されていても良い。発光層は、第１層と第２層との間にクラッド層などの薄い層が介在していても良い。しかしながら、クラッド層も含めて第１層、または第２層と把握しても良い。第１伝導形は、ｎ形またはｐ形を意味する。III−Ｖ族窒化物半導体の場合には、結晶成長の特殊性から、通常は、基板と発光層との間にくる第１層がｎ伝導形であり、発光層に対して基板と反対側に位置する第２層は、ｐ伝導形である。しかしながら、本発明は、一般的には、伝導形とは関係がないために、製造技術の進化により、第１層をｐ伝導形、第２層をｎ伝導形と構成し得るものである。しかしながら、現状においては、III−Ｖ族窒化物半導体では、ｎ層の方がｐ層よりもキャリア濃度を高くすることができるために、下層（基板に近い側）の第１層をｎ伝導形とすることが望ましい。そして、本発明においても、第１層をｎ伝導形とすれば、本発明の厚さの限定が、駆動電圧の低下という観点から有効に機能するために、そのようにすることが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフリップチップ形の発光素子において、第１層の厚さを8μm以上としたことである。また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のフリップチップ形の発光素子において、第２層の厚さを126nm以上としたことである。また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のフリップチップ形の発光素子において、第２層の厚さを130nm以上としたことである。さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のフリップチップ形の発光素子において、基板をサファイア基板としたことである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の基板側から光を取り出すフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置において、発光素子チップの周囲に設けた蛍光体を有することを特徴とするフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置である。
この発明では、基板と半導体層とから構成されるチップを発光素子チップと定義した。そして、この発光素子チップと蛍光体とから成る発光素子を発光装置と定義した。よって、この発光装置は、一般的に、光を放出する装置の意味で用いており、通常は、ＬＥＤランプをさす。ただし、この発光装置は、単一チップを有するランプだけに限定されず、複数の発光素子チップを内部に有し、その周辺に蛍光体を有したライン状又は平面状の発光装置をも含むものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置において、蛍光体は発光素子チップを覆う樹脂中に分散されていることを特徴とする。また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のフリップチップ形の発光素子チップを用いた発光装置において、蛍光体は発光素子チップの周囲に塗布されていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明では、基板と発光層との間に存在する第１層の厚さを7.5μm以上としたことで、この基板と第１層との界面と、第１層と発光層との界面との間で多重反射した光が端面から効率良く外部に出力させることが可能となる。また、放射角が(90度−端面での臨界角）よりも大きい光で、直接端面に入射した光は、そのまま外部に出力されるので、端面の面積が大きい程、外部へ出力される光は多くなる。
また、第２層上には、通常、電極層が一様に形成されており、この電極は光を基板側に反射させる機能を有する。このため、第２層の厚さを122nm以上とすることで、第２層と発光層との界面と第２層と電極層との界面で多重反射した光が端面から外部に出力することができる。この結果、放射光の配光角が拡大するので、光放射面側から発光素子を見た場合に、光を認識できる角度が拡大し、発光素子をディスプレイなどに用いた場合に見易くなる。また、端面からも光が放射されるために、多重反射により内部で損失する光が少なくなり、外部量子効率が向上する。すなわち、同一電力であれば、より明るくなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図３から理解されるように、従来例の第１層の厚さ4μmの発光素子が99度の配光角であるのに対して、実施例によると、第１層の厚さが6μmで103度、8μmで122度であった。図３から理解されるように、第１層の厚さが6μmを越えるところから、急激に配光角が大きくなっていることが解る。第１層の厚さが8μm以上となると、配光角は122度以上となり、従来素子の1.23倍と顕著な効果を示していることが解る。請求項１の発明は、配光角がおよそ115度となる第１層の厚さの下限値を規定した。また、請求項２の発明は、配光角122度以上となる優れた効果のある第１層の厚さの下限値を規定したものである。