(57)【要約】【課題】発光層からの第１の波長の光を吸収して、第２の波長の光を放射する蛍光体を含む蛍光体層を備えた発光素子において、発光素子の発光効率を向上させる。【解決手段】複数の波長の光が出射される発光素子１００において、基板１０１上に設けられ、第１の波長の光を放射する発光層１０３ａを含む第１の半導体層１０３Ａと、第１の半導体層１０３Ａ上に設けられ、発光層１０３ａからの第１の波長の光を吸収して第２の波長の光を放射する第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層１０８ａとを有する第１の発光素子部１００Ｇａを備え、第１の半導体層１０３Ａと第１の蛍光体層１０８ａとの間に、第１反射膜１０７ａが設けられ、第１反射膜１０７ａは、第１の波長の光を透過する一方、第２の波長の光を反射するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光が出射される発光素子において、
基板上に設けられ、第１の波長の光を放射する発光層を含む第１の半導体層と、前記第１の半導体層上に設けられ、前記発光層からの前記第１の波長の光を吸収して第２の波長の光を放射する第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層とを有する第１の発光素子部を備え、
前記第１の半導体層と前記第１の蛍光体層との間に、第１反射膜が設けられ、
前記第１反射膜は、前記第１の波長の光を透過し、前記第２の波長の光を反射するように構成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第１の発光素子部は、
前記第１の蛍光体層上に設けられた第２反射膜をさらに備え、
前記第１の蛍光体層は、前記第１反射膜と前記第２反射膜との間に挟み込まれ、
前記第２反射膜は、前記第１の波長の光を反射し、前記第２の波長の光を透過するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１の半導体層と前記第１反射膜との間に、透明電極が設けられ、
前記透明電極上に、第１電極が設けられ、
前記基板の下面に、第２電極が設けられ、
前記第２電極は、前記第１の波長の光を反射するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の発光素子部は、
前記第１の蛍光体層上に設けられた第２反射膜と、
前記基板と前記第１の半導体層との間に設けられた第３反射膜とをさらに備え、
前記第１の蛍光体層は、前記第１反射膜と前記第２反射膜との間に挟み込まれ、
前記第２反射膜は、前記第１の波長の光を反射し、前記第２の波長の光を透過するように構成され、
前記第３反射膜は、前記第１の波長の光を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１の半導体層と前記第１反射膜との間に、透明電極が設けられ、
前記透明電極上に、第１電極が設けられ、
前記第１の半導体層における第１半導体層上に、第２電極が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記基板は、絶縁性の基板であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の波長の光の波長は、４３０ｎｍ以上であって且つ５００ｎｍ以下であり、
前記第１反射膜は、５００ｎｍ以下の光を透過し、５００ｎｍ以上の光を反射するように構成され、
前記第１誘電体膜は、ＴｉＯ2からなり、
前記第２誘電体膜は、ＳｉＯ2からなることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層された第１誘電体多層膜と、該第１誘電体多層膜上に形成され、第３誘電体膜と第４誘電体膜とが交互に繰り返し積層された第２誘電体多層膜とを含むことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１の波長の光の波長は、４３０ｎｍ以下であり、
前記第１反射膜は、４３０ｎｍ以下の光を透過し、４３０ｎｍ以上の光を反射するように構成され、
前記第１誘電体膜及び前記第３誘電体膜は、Ｔａ2Ｏ5からなり、
前記第２誘電体膜及び前記第４誘電体膜は、ＭｇＦ2からなり、
前記第１誘電体膜と前記第３誘電体膜とは、互いに異なる膜厚を有し、
前記第２誘電体膜と前記第４誘電体膜とは、互いに異なる膜厚を有していることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第２反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１の蛍光体層は、前記第１の蛍光体と透明樹脂とからなることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記基板上に設けられ、前記第１の波長の光を放射する発光層を含む第２の半導体層と、前記第２の半導体層上に設けられ、前記発光層からの前記第１の波長の光を吸収して第３の波長の光を放射する第２の蛍光体を含む第２の蛍光体層とを有する第２の発光素子部をさらに備え、
前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体とは、互いに異なる材料からなり、
前記第２の半導体層と前記第２の蛍光体層との間には、第１反射膜が設けられ、
前記第１反射膜は、前記第１の波長の光を透過し、前記第２の波長の光及び前記第３の波長の光を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記第１の発光素子部と前記第２の発光素子部とが、互いに隣り合うように配置され、
前記第１の発光素子部に含まれる前記発光層と、前記第２の発光素子部に含まれる前記発光層とは、隣り合う前記発光層間に設けられた分離溝により互いに分離され、
前記第１の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられ、
前記第２の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記基板上に設けられ、前記第１の波長の光を放射する発光層を含む第３の半導体層からなる第３の発光素子部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記第１の発光素子部と前記第３の発光素子部とが、互いに隣り合うように配置され、
前記第１の発光素子部に含まれる前記発光層と、前記第３の発光素子部に含まれる前記発光層とは、隣り合う前記発光層間に設けられた分離溝により互いに分離され、
前記第１の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられ、
前記第３の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか１項に記載の発光素子と、
発光素子用駆動電源を供給するドライバーとを備え、
複数の前記発光素子のそれぞれが、同一の配線を介して、前記ドライバーと直列又は並列に接続していることを特徴とするバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の波長の光が出射される発光素子に関し、特に、バックライト光源用の発光素子、該発光素子を用いたバックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明器具、又は液晶表示装置のバックライト光源等の低消費電力化のために、半導体を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）が盛んに研究されている。その中でも特に、例えば窒化物半導体等のワイドバンドギャップ半導体を用いた発光ダイオードは、紫外光を放射する、又は青色光を放射することができるため、白色光を出射する白色発光素子の光源として盛んに開発されている。紫外光を放射する発光ダイオード（以下、「紫外発光ダイオード」と称す）、又は青色光を放射する発光ダイオード（以下、「青色発光ダイオード」と称す）等を用いて、白色発光素子の光源を実現する構成としては、主に、以下に示す（１）〜（３）の構成が挙げられる。
（１）青色発光ダイオードと黄色蛍光体とを組み合わせた構成
（２）紫外発光ダイオードと青色、緑色、及び赤色蛍光体とを組み合わせた構成
（３）青色、緑色、及び赤色発光ダイオードを組み合わせた構成
上記（１）〜（３）の構成において、（１）の構成では演色性が悪いという問題があるものの、（２）の構成では発光効率が低い、（３）の構成ではコストが高いという問題があるため、現在のところ（１）の構成が主流となっている。
【０００３】
（１）の構成を有する白色発光素子として、以下に示す従来の発光素子が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
従来の発光素子では、青色発光ダイオードが、凹部を有する樹脂成型体の凹部底面に配置され、黄色蛍光体として例えばＹＡＧ蛍光体を含む透明樹脂が、青色発光ダイオードを覆うように塗布・硬化されている。青色発光ダイオードから放射される青色光と、ＹＡＧ蛍光体から放射される黄色光とが混ざりあった光、即ち、白色光が、発光素子から出射される。
【０００５】
しかしながら、従来の発光素子では、透明樹脂中の蛍光体の均一性、蛍光体を含む透明樹脂の塗布量、青色発光ダイオード上に塗布・硬化された透明樹脂の分布等を制御することが難しく、各発光素子毎に色調が異なる等の問題がある。
【０００６】
このような問題に対して、以下に示す従来技術の発光素子が提案されている（例えば特許文献２，３参照）。
【０００７】
従来技術の発光素子では、塗布、蒸着、スパッタリング等の半導体技術を用いて、蛍光体を主に含む蛍光体膜（又は蛍光体からなる蛍光体膜）が、発光ダイオード上に形成されている。このように、従来技術では、従来のように蛍光体を含む透明樹脂ではなく、蛍光体を主に含む蛍光体膜（又は蛍光体からなる蛍光体膜）を実現することで、各発光素子毎に色調が異なることを防止する。
【０００８】
以下に、従来技術の発光素子の製造方法について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、従来技術の発光素子の製造方法について示す断面図である。
【０００９】
まず、図１６に示すように、エピタキシャル成長により、基板６０１上に、複数の半導体層が積層されたエピタキシャル層６０２を形成する。その後、エピタキシャル層６０２のうち不要な部分を除去して、エピタキシャル層６０２に凹部Ｃを形成する。これにより、凹部内に、エピタキシャル層６０２を構成する複数の半導体層のうち下側に位置する半導体層（以下、「下側半導体層」と称す）の上面を露出させる。
【００１０】
次に、塗布、蒸着、又はスパッタリング等の半導体技術を用いて、基板６０１の下面（即ち、エピタキシャル層６０２の形成面と反対側の面）に蛍光体を主に含む蛍光体膜（又は蛍光体からなる蛍光体膜）６０３ａを形成する。
【００１１】
次に、塗布、蒸着、又はスパッタリング等の半導体技術を用いて、エピタキシャル層６０２上に、凹部Ｃ内を埋め込むように、蛍光体を主に含む蛍光体膜（又は蛍光体からなる蛍光体膜）６０３ｂを形成する。その後、蛍光体層６０３ｂのうち不要な部分を除去して、蛍光体層６０３ｂに第１凹部Ｃａ及び第２凹部Ｃｂを形成する。これにより、第１凹部Ｃａ内に、エピタキシャル層６０２の上面を露出させる。一方、第２凹部Ｃｂ内に、下側半導体層の上面を露出させる。
【００１２】
次に、スパッタリング、又は蒸着により、第１凹部Ｃａ内に露出するエピタキシャル層６０２の上面に、第１電極６０４を形成すると共に、第２凹部Ｃｂ内に露出する下側半導体層の上面に、第２電極６０５を形成する。
【００１３】
次に、複数のＬＥＤチップ（発光素子）が組み合わされて構成されたＬＥＤウェハ６００を、切断面６０６において切断することで、各ＬＥＤチップに個片化する。
【００１４】
このようにして、従来技術の発光素子を製造する。
【００１５】
このように、従来技術の発光素子では、各発光素子毎に色調が異なることを防止するために、半導体技術を用いて、蛍光体を主に含む蛍光体膜（又は蛍光体からなる蛍光体膜）６０３ａ，６０３ｂを形成する。
【特許文献１】特開２００２−１１８２９３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２８５７号公報
【特許文献３】特開２００５−３３２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来技術の発光素子では、以下に示す問題がある。
【００１７】
半導体技術を用いて形成された蛍光体膜は、膜厚が薄い。そのため、エピタキシャル層に含まれる発光層から放射された光が、蛍光体膜内を通過する距離が短いため、蛍光体膜中の蛍光体に吸収されて変換される光量が少ない。このように、従来技術では、蛍光体膜における光の変換効率が低いため、蛍光体膜から放射される蛍光の光量が少なく、発光素子の発光効率が低いという問題がある。この問題を解決するために、蛍光体膜を厚くすることが考えられるが、半導体技術を用いる限り、蛍光体膜の厚膜化には限界がある。
【００１８】
前記に鑑み、本発明の目的は、発光層からの第１の波長の光を吸収して、第２の波長の光を放射する蛍光体を含む蛍光体層を備えた発光素子において、発光素子の発光効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る発光素子は、複数の波長の光が出射される発光素子において、基板上に設けられ、第１の波長の光を放射する発光層を含む第１の半導体層と、第１の半導体層上に設けられ、発光層からの第１の波長の光を吸収して第２の波長の光を放射する第１の蛍光体を含む第１の蛍光体層とを有する第１の発光素子部を備え、第１の半導体層と第１の蛍光体層との間に、第１反射膜が設けられ、第１反射膜は、第１の波長の光を透過し、第２の波長の光を反射するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る発光素子によると、第１の蛍光体層中の第１の蛍光体から放射された第２の波長の光のうち、上方に放射された第２の波長の光を、発光素子の外部に出射させるだけでなく、下方に放射された第２の波長の光を、第１反射膜で反射させて、発光素子の外部に出射させることができる。即ち、下方に放射された第２の波長の光を、第１の半導体層に吸収させることなく、発光素子の外部に出射させることができる。従って、第１の蛍光体から放射された第２の波長の光を、発光素子の外部に効率良く出射させて、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明に係る発光素子において、第１の発光素子部は、第１の蛍光体層上に設けられた第２反射膜をさらに備え、第１の蛍光体層は、第１反射膜と第２反射膜との間に挟み込まれ、第２反射膜は、第１の波長の光を反射し、第２の波長の光を透過するように構成されていることが好ましく、さらに、第１の半導体層と第１反射膜との間に、透明電極が設けられ、透明電極上に、第１電極が設けられ、基板の下面に、第２電極が設けられ、第２電極は、第１の波長の光を反射するように構成されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、発光層から放射された第１の波長の光を、第２電極と第２反射膜間で多重反射させることができる。そのため、第１の蛍光体層において、第１の波長の光を第２の波長の光に効率良く変換させる（即ち、第１の蛍光体層における光の変換効率を高める）ことができる。従って、発光素子の発光効率をさらに向上させることができる。
【００２３】
本発明に係る発光素子において、第１の発光素子部は、第１の蛍光体層上に設けられた第２反射膜と、基板と第１の半導体層との間に設けられた第３反射膜とをさらに備え、第１の蛍光体層は、第１反射膜と第２反射膜との間に挟み込まれ、第２反射膜は、第１の波長の光を反射し、第２の波長の光を透過するように構成され、第３反射膜は、第１の波長の光を反射するように構成されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、発光層から放射された第１の波長の光を、第３反射膜と第２反射膜間で多重反射させることができる。そのため、第１の蛍光体層において、第１の波長の光を第２の波長の光に効率良く変換させる（即ち、第１の蛍光体層における光の変換効率を高める）ことができる。従って、発光素子の発光効率をさらに向上させることができる。
【００２５】
本発明に係る発光素子において、第１の半導体層と第１反射膜との間に、透明電極が設けられ、透明電極上に、第１電極が設けられ、第１の半導体層における第１半導体層上に、第２電極が設けられていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る発光素子において、基板は、絶縁性の基板であることが好ましい。
【００２７】
本発明に係る発光素子において、第１反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層されていることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る発光素子において、第１の波長の光の波長は、４３０ｎｍ以上であって且つ５００ｎｍ以下であり、第１反射膜は、５００ｎｍ以下の光を透過し、５００ｎｍ以上の光を反射するように構成され、第１誘電体膜は、ＴｉＯ2からなり、第２誘電体膜は、ＳｉＯ2からなることが好ましい。
【００２９】
このように誘電体膜を多層に積層することにより、所望の反射特性を持つ第１反射膜を容易に実現できる。
【００３０】
本発明に係る発光素子において、第１反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層された第１誘電体多層膜と、該第１誘電体多層膜上に形成され、第３誘電体膜と第４誘電体膜とが交互に繰り返し積層された第２誘電体多層膜とを含むことが好ましい。
【００３１】
本発明に係る発光素子において、第１の波長の光の波長は、４３０ｎｍ以下であり、第１反射膜は、４３０ｎｍ以下の光を透過し、４３０ｎｍ以上の光を反射するように構成され、第１誘電体膜及び第３誘電体膜は、Ｔａ2Ｏ5からなり、第２誘電体膜及び第４誘電体膜は、ＭｇＦ2からなり、第１誘電体膜と第３誘電体膜とは、互いに異なる膜厚を有し、第２誘電体膜と第４誘電体膜とは、互いに異なる膜厚を有していることが好ましい。
【００３２】
このように誘電体膜を多層に積層することにより、所望の反射特性を持つ第１反射膜を容易に実現できる。
【００３３】
本発明に係る発光素子において、第２反射膜は、第１誘電体膜と第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層されていることが好ましい。
【００３４】
本発明に係る発光素子において、第１の蛍光体層は、第１の蛍光体と透明樹脂とからなることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る発光素子において、基板上に設けられ、第１の波長の光を放射する発光層を含む第２の半導体層と、第２の半導体層上に設けられ、発光層からの第１の波長の光を吸収して第３の波長の光を放射する第２の蛍光体を含む第２の蛍光体層とを有する第２の発光素子部をさらに備え、第１の蛍光体と第２の蛍光体とは、互いに異なる材料からなり、第２の半導体層と第２の蛍光体層との間には、第１反射膜が設けられ、第１反射膜は、第１の波長の光を透過し、第２の波長の光及び第３の波長の光を反射するように構成されていることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、第２の蛍光体層中の第２の蛍光体から放射された第３の波長の光のうち、上方に放射された第３の波長の光を、発光素子の外部に出射させるだけでなく、下方に放射された第３の波長の光を、第１反射膜で反射させて、発光素子の外部に出射させることができるため、第２の蛍光体から放射された第３の波長の光を、発光素子の外部に効率良く出射させることができる。
【００３７】
従って、第１の発光素子部から発光素子の外部に効率良く出射された第２の波長の光と、第２の発光素子部から発光素子の外部に効率良く出射された第３の波長の光とを混ぜ合わせることができるため、発光素子の演色性を良くすることができる。
【００３８】
本発明に係る発光素子において、第１の発光素子部と第２の発光素子部とが、互いに隣り合うように配置され、第１の発光素子部に含まれる発光層と、第２の発光素子部に含まれる発光層とは、隣り合う発光層間に設けられた分離溝により互いに分離され、第１の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられ、第２の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられていることが好ましい。
【００３９】
本発明に係る発光素子において、基板上に設けられ、第１の波長の光を放射する発光層を含む第３の半導体層からなる第３の発光素子部をさらに備えていることが好ましい。
【００４０】
このようにすると、第３の発光素子部から発光素子の外部に出射された第１の波長の光と、第１の発光素子部から発光素子の外部に効率良く出射された第２の波長の光とを混ぜ合わせることができるため、発光素子の演色性を良くすることができる。
【００４１】
本発明に係る発光素子において、第１の発光素子部と第３の発光素子部とが、互いに隣り合うように配置され、第１の発光素子部に含まれる発光層と、第３の発光素子部に含まれる発光層とは、隣り合う発光層間に設けられた分離溝により互いに分離され、第１の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられ、第３の半導体層上に形成された透明電極上に、第１電極が設けられていることが好ましい。
【００４２】
前記の目的を達成するために、本発明に係るバックライト装置は、本発明に係る発光素子と、発光素子用駆動電源を供給するドライバーとを備え、複数の発光素子のそれぞれが、同一の配線を介して、ドライバーと直列又は並列に接続していることを特徴とする。
【００４３】
本発明に係るバックライト装置によると、発光効率を向上させた発光素子が搭載されているため、演色性の良いバックライト装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る発光素子によると、第１の発光素子部において、第１の半導体層と第１の蛍光体層との間に、第１反射膜を設けることにより、第１反射膜の反射を利用して、第２の波長の光を発光素子の外部に効率良く出射させることができるため、発光素子の発光効率を向上させると共に、発光素子の演色性を良くすることができる。
【００４５】
さらに、第１の発光素子部において、第２電極を第１の波長の光を反射させるように構成する（又は基板と第１の半導体層との間に第３反射膜を設ける）と共に、第１の蛍光体層上に第２反射膜を設けることにより、第２電極と第２反射膜間の多重反射（又は第３反射膜と第２反射膜間の多重反射）を利用して、第２の波長の光を発光素子の外部にさらに効率良く出射させることができるため、発光素子の発光効率をさらに向上させると共に、発光素子の演色性をさらに良くすることができる。
【００４６】
本発明に係るバックライト装置によると、発光効率が向上し、且つ演色性の良い発光素子が搭載されているため、演色性の良いバックライト装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子について、図１(a) 〜(c) 、図２(a) 〜(b) 、図３、図４、図５、図６(a) 〜(d) 、及び図７(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【００４９】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の構成について、図１(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図１(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の構成について示す図であり、具体的には、図１(a) は平面図であり、図１(b) は図１(a) 中に示すIb-Ib線における断面図であり、図１(c) は図１(a) 中に示すIc-Ic線における断面図である。
【００５０】
本実施形態に係る発光素子１００は、図１(a) に示すように、緑色光を出射する第１の発光素子部１００Ｇａと、赤色光を出射する第２の発光素子部１００Ｒと、青色光を出射する第３の発光素子部１００Ｂと、緑色光を出射する第１の発光素子部１００Ｇｂとからなる。
【００５１】
第１の発光素子部１００Ｇａ、及び第２の発光素子部１００Ｒの構成について、図１(b) を参照しながら説明する。
【００５２】
第１の発光素子部１００Ｇａと第２の発光素子部１００Ｒとは、図１(b) に示すように、それらの間に設けられた分離溝Ｒ１２により、互いに分離されている。
【００５３】
＜第１の発光素子部＞
第１の発光素子部１００Ｇａは、図１(b) に示すように、基板１０１上に設けられ、青色光（第１の波長の光）を放射する発光層１０３ａを含む第１の半導体層１０３Ａと、第１の半導体層１０３Ａ上に設けられ、発光層１０３ａからの青色光を吸収して緑色光（第２の波長の光）を放射する緑色蛍光体（第１の蛍光体）を含む第１の蛍光体層１０８ａとを有する。第１の半導体層１０３Ａと第１の蛍光体層１０８ａとの間には、第１反射膜１０７ａが設けられている。なお、第１の半導体層１０３Ａは、第１半導体層１０２ａと、発光層１０３ａと、第２半導体層１０４ａとからなる。
【００５４】
第１の半導体層１０３Ａと第１反射膜１０７ａとの間には、透明電極１０５ａが設けられ、該透明電極１０５ａ上には、第１電極１０６ａが設けられている。一方、基板１０１の下面（ここで、「下面」とは、第１の半導体層１０３Ａの形成面と反対側の面をいう）には、第２電極１１１が設けられている。
【００５５】
ここで、発光層１０３ａは、注入されたキャリアを、例えばピーク波長が４７０ｎｍで波長範囲が４３０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光に変換し放射する。第１の蛍光体層１０８ａは、発光層１０３ａからの青色光を吸収して、例えば５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色光を放射する。第１反射膜１０７ａは、青色光を透過する一方、緑色光を反射するように構成されている。
【００５６】
＜第２の発光素子部＞
第２の発光素子部１００Ｒは、図１(b) に示すように、基板１０１上に設けられ、青色光を放射する発光層１０３ｂを含む第２の半導体層１０３Ｂと、第２の半導体層１０３Ｂ上に設けられ、発光層１０３ｂからの青色光（第１の波長の光）を吸収して赤色光（第３の波長の光）を放射する赤色蛍光体（第２の蛍光体）を含む第２の蛍光体層１０９ｂとを有する。第２の半導体層１０３Ｂと第２の蛍光体層１０９ｂとの間には、第１反射膜１０７ｂが設けられている。なお、第２の半導体層１０３Ｂは、第１半導体層１０２ｂと、発光層１０３ｂと、第２半導体層１０４ｂとからなる。
【００５７】
第２の半導体層１０３Ｂと第１反射膜１０７ｂとの間には、透明電極１０５ｂが設けられ、該透明電極１０５ｂ上には、第１電極１０６ｂが設けられている。一方、基板１０１の下面には、第２電極１１１が設けられている。
【００５８】
ここで、第１の発光素子部１００Ｇａと第２の発光素子部１００Ｒとの相違点は、次に示す点である。第２の蛍光体層１０９ｂは、発光層１０３ｂからの青色光を吸収して例えば６００ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光を放射する点に対し、第１の蛍光体層１０８ａは、発光層１０３ａからの青色光を吸収して例えば５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色光を放射する点である。なお、この点以外については、第１の発光素子部１００Ｇａと第２の発光素子部１００Ｒとは同一の構成である。
【００５９】
第３の発光素子部１００Ｂ、及び第１の発光素子部１００Ｇｂの構成について、図１(c) を参照しながら説明する。
【００６０】
第３の発光素子部１００Ｂと第１の発光素子部１００Ｇｂとは、図１(c) に示すように、それらの間に設けられた分離溝Ｒ３１により、互いに分離されている。
【００６１】
＜第３の発光素子部＞
第３の発光素子部１００Ｂは、図１(c) に示すように、基板１０１上に設けられ、青色光を放射する発光層１０３ｃを含む第３の半導体層１０３Ｃからなる。なお、第３の半導体層１０３Ｃは、第１半導体層１０２ｃと、発光層１０３ｃと、第２半導体層１０４ｃとからなる。
【００６２】
第３の半導体層１０３Ｃ上には透明電極１０５ｃが設けられ、該透明電極１０５ｃ上には第１電極１０６ｃが設けられている。一方、基板１０１の下面には、第２電極１１１が設けられている。
【００６３】
ここで、第１の発光素子部１００Ｇａと第３の発光素子部１００Ｂとの相違点は、次に示す点である。第１の発光素子部１００Ｇａは、第３の発光素子部１００Ｂと同一の構成要素に加えて、さらに、第１反射膜１０７ａと、第１の蛍光体層１０８ａとを備えている点である。なお、この点以外については、第１の発光素子部１００Ｇａと第３の発光素子部１００Ｂとは同一の構成である。
【００６４】
＜第１の発光素子部＞
第１の発光素子部１００Ｇｂは、第１の発光素子部１００Ｇａと同一の構成である。
【００６５】
即ち、第１の発光素子部１００Ｇｂは、図１(c) に示すように、基板１０１上に設けられ、青色光を放射する発光層１０３ｄを含む第１の半導体層１０３Ｄと、第１の半導体層１０３Ｄ上に設けられ、発光層１０３ｄからの青色光を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体を含む第１の蛍光体層１０８ｄとを有する。第１の半導体層１０３Ｄと第１の蛍光体層１０８ｄとの間には、第１反射膜１０７ｄが設けられている。第１の半導体層１０３Ｄと第１反射膜１０７ｄとの間には、透明電極１０５ｄが設けられ、該透明電極１０５ｄ上には、第１電極１０６ｄが設けられている。一方、基板１０１の下面には、第２電極１１１が設けられている。なお、第１の半導体層１０３Ｄは、第１半導体層１０２ｄと、発光層１０３ｄと、第２半導体層１０４ｄとからなる。
【００６６】
発光素子１００を構成する各構成要素について、以下に説明する。
【００６７】
−第１，第２の蛍光体層−
第１の蛍光体層１０８ａ，１０８ｄは、透明樹脂中に緑色蛍光体を含む層である。ここで、緑色蛍光体の具体例としては、例えばＥｕを付加したβサイアロン結晶の粒子が挙げられる。
【００６８】
一方、第２の蛍光体層１０９ｂは、透明樹脂中に赤色蛍光体を含む層である。ここで、赤色蛍光体の具体例としては、例えばＥｕを付加したＣａＡｌＳｉＮ3の粒子が挙げられる。
【００６９】
−第１反射膜−
第１反射膜１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｄとしては、特定の波長範囲の光を透過し、それ以外の特定の波長範囲の光を反射する波長フィルターが用いられることが好ましく、さらに、例えば５００ｎｍ以下の光を透過し、５００ｎｍ以上の光を反射する波長フィルターが用いられることが好ましい。このような波長フィルターの構成としては、例えばＴｉＯ2からなる第１誘電体膜と、例えばＳｉＯ2からなる第２誘電体膜とが、交互に繰り返し積層された構成が挙げられる（後述の図２(a) 参照）。
【００７０】
−基板−
基板１０１は、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）で構成される。
【００７１】
−第１半導体層，発光層，第２半導体層−
第１半導体層１０２ａ〜１０２ｄ、及び第２半導体層１０４ａ〜１０４ｄは、例えばＡｌＧａＩｎＮ系材料で構成される。発光層１０３ａ〜１０３ｄは、例えばＩｎxＧａ1-xＮからなる井戸層とＧａＮからなる障壁層とが交互に繰り返し積層された多重量子井戸構造である。
【００７２】
以上のように、第１〜第３の発光素子部のうち第３の発光素子部１００Ｂを除く第１，第２，第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｒ，１００Ｇｂが、第１反射膜１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｄと、第１，第２，第１の蛍光体層１０８ａ，１０９ｂ，１０８ｄとをさらに備えている。第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂと第２の発光素子部１００Ｒとにおいて、第１反射膜１０７ａ，１０７ｄと第１反射膜１０７ｂとは、互いに同じ構成である一方、第１の蛍光体層１０８ａ，１０８ｄと第２の蛍光体層１０９ｂとは、互いに異なる構成である。
【００７３】
以下に、本発明の特徴部である第１反射膜１０７ａの構成について、図２(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図２(a) は、第１反射膜の構成について示す拡大断面図である。図２(b) は、第１反射膜の透過スペクトル、及び反射スペクトルを示すグラフである。なお、以下の説明では、第１反射膜１０７ａを具体例に挙げて説明するが、第１反射膜１０７ｂ，１０７ｄについても、第１反射膜１０７ａと同様である。
【００７４】
図２(a) に示すように、第１反射膜１０７ａは、例えばＴｉＯ2からなる膜厚が６０ｎｍの第１誘電体膜１０７ａ１と、例えばＳｉＯ2からなる膜厚が１００ｎｍの第２誘電体膜１０７ａ２とが交互に繰り返し積層されている。
【００７５】
ここで、第１反射膜１０７ａを構成する第１，第２誘電体膜１０７ａ１，１０７ａ２の材料、屈折率、及び膜厚について、以下に示す[表１]に記す。
【００７６】
【表１】
2009295870.tif 000003
【００７７】
図２(b) に示すように、波長が約５００ｎｍにおいて、透過率の強度と反射率の強度とが反転し、第１反射膜１０７ａは、３００ｎｍ〜５００ｎｍの光を透過し、５００ｎｍ〜７００ｎｍの光を反射することが判る。このように、誘電体膜を多層に積層することにより、所望の反射特性を持つ第１反射膜１０７ａを容易に実現できる。
【００７８】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子１００の外部に各光が出射されるメカニズムについて、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の外部に各光が出射されるメカニズムを模式的に示す図である。なお、図３に示す断面図は、図１(c) に示す断面図と同一の断面図である。
【００７９】
第３の発光素子部１００Ｂから青色光が出射されるメカニズムについて、以下に説明する。
【００８０】
＜第３の発光素子部＞
まず、第１電極１０６ｃ及び第２電極１１１に所定の電力を加えることにより、透明電極１０５ｃを介して、発光層１０３ｃにキャリアが注入され、発光層１０３ｃから青色の発光光が放射される。発光層１０３ｃから放射された青色の発光光１５０は、透明電極１０５ｃを透過し、発光素子１００の外部に青色光として出射される。
【００８１】
第１の発光素子部１００Ｇｂから緑色光が出射されるメカニズムについて、以下に説明する。
【００８２】
＜第１の発光素子部＞
まず、第１電極１０６ｄ及び第２電極１１１に所定の電力を加えることにより、透明電極１０５ｄを介して、発光層１０３ｄにキャリアが注入され、発光層１０３ｄから青色の発光光が放射される。発光層１０３ｄから放射された青色の発光光１６０は、透明電極１０５ｄ及び第１反射膜１０７ｄを透過し、第１の蛍光体層１０８ｄに入射する。
【００８３】
第１の蛍光体層１０８ｄに入射された青色の発光光１６０は、第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体に吸収され、緑色の蛍光に変換されて、緑色の蛍光が上方及び下方に放射される。即ち、第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体が、発光層１０３ｄからの青色の発光光を吸収して、緑色の蛍光を発光する。
【００８４】
上方に放射された緑色の蛍光１６１ａは、発光素子１００の外部に緑色光として出射される。一方、下方に放射された緑色の蛍光１６１ｂは、第１反射膜１０７ｄで反射されて、発光素子１００の外部に緑色光として出射される。
【００８５】
このように、第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体から放射された緑色の蛍光１６１ａ，１６１ｂのうち、上方に放射された緑色の蛍光１６１ａを、発光素子１００の外部に緑色光として出射させるだけでなく、下方に放射された緑色の蛍光１６１ｂを、第１反射膜１０７ｄで反射させて、発光素子１００の外部に緑色光として出射させることができる、即ち、緑色の蛍光１６１ｂを、第１の半導体層１０３Ｄに吸収させることなく、発光素子１００の外部に出射させることができる。従って、緑色光を、発光素子１００の外部に効率良く出射させることができる。
【００８６】
なお、第１の発光素子部（図１(b)：１００Ｇａ参照）は、既述の通り、第１の発光素子部１００Ｇｂと同一の構成であるため、第１の発光素子部１００Ｇｂと同一の効果、即ち、緑色光を、発光素子１００の外部に効率良く出射させることができる。
【００８７】
一方、第２の発光素子部（図１(b)：１００Ｒ参照）は、既述の通り、第１の蛍光体層１０８ｄと第２の蛍光体層（図１(b)：１０９ｂ参照）との構成が異なる点以外は、第１の発光素子部１００Ｇｂと同一の構成であるため、第１の発光素子部１００Ｇｂと同様の効果、即ち、赤色光を、発光素子１００の外部に効率良く出射させることができる。
【００８８】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子１００の発光スペクトルについて、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の発光スペクトルを示すグラフである。
【００８９】
図４に示すように、第３の発光素子部１００Ｂから青色光Ｂが出射され、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂから緑色光Ｇが出射され、第２の発光素子部１００Ｒから赤色光Ｒが出射される。これにより、青色光Ｂと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとが混ざり合った光、即ち、白色光が、発光素子１００から出射される。
【００９０】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子１００が実装されるパッケージの構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子が実装されるパッケージの構成について示す平面図であり、具体的には、発光素子側から見た平面図である。
【００９１】
図５に示すように、パッケージ１８０は、リード線１９０ａ〜１９０ｄと、グランド線１９０ｅとを有する。パッケージ１８０の中央部には、発光素子１００が固定されている。
【００９２】
第１電極１０６ａ〜１０６ｄのそれぞれは、各ワイヤを介して、リード線１９０ａ〜１９０ｄのそれぞれと電気的に接続している。このように各リード線１９０ａ〜１９０ｄを互いに独立して設けることにより、各リード線１９０ａ〜１９０ｄから各第１電極１０６ａ〜１０６ｄに電力を注入することができるため、各発光層１０３ａ〜１０３ｄに供給される電流量を、互いに独立に制御することができる。
【００９３】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の製造方法について、図６(a) 〜(d) 及び図７(a) 〜(d) を参照しながら説明する。図６(a) 〜図７(d) は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の製造方法について示す要部工程断面図である。なお、第１の発光素子部１００Ｇａの作製方法と第１の発光素子部１００Ｇｂの作製方法とは、互いに同一であるため、以下の説明では、第１の発光素子部１００Ｇａを除いた第３の発光素子部１００Ｂ、第１の発光素子部１００Ｇｂ、及び第２の発光素子部１００Ｒの作製方法について説明する。なお、図７(d) に示す断面図は、図１(a) 中に示すVIId-VIId線における断面図である。
【００９４】
まず、図６(a) に示すように、エピタキシャル成長により、例えばＳｉＣからなる基板１０１上に、例えばｎ型ＧａＮからなる第１半導体層、例えばＩｎxＧａ1-xＮからなる井戸層とＧａＮからなる障壁層とが交互に繰り返し積層された多重量子井戸構造の発光層、及び例えばｐ型ＧａＮからなる第２半導体層を順次形成する。
【００９５】
続いて、例えばドライエッチング等により、第１半導体層、発光層、及び第２半導体層中に、第３の発光素子部領域１００ｂと第１の発光素子部領域１００ｇｂとを区画するように分離溝Ｒ３１を設けると共に、第１の発光素子部領域１００ｇｂと第２の発光素子部領域１００ｒとを区画するように分離溝Ｒ１２を設ける。このようにして、基板１０１上に、第３の半導体層１０３Ｃ、第１の半導体層１０３Ｄ、及び第２の半導体層１０３Ｂを形成する。
【００９６】
続いて、フォトリソグラフィーにより、第３，第１，第２の半導体層１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｂ上に、透明電極１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｂを形成する。続いて、フォトリソグラフィーにより、透明電極１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｂ上に、第１電極１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｂを形成する。
【００９７】
次に、図６(b) に示すように、例えばスパッタ又は蒸着により、基板１０１上に、例えばＳｉＯ2からなる第１誘電体膜と、例えばＴｉＯ2からなる第２誘電体膜とが交互に繰り返し積層されてなる誘電体多層膜１０７を形成する。
【００９８】
次に、図６(c) に示すように、例えばフォトリソグラフィーにより、誘電体多層膜１０７の不要な部分を除去して、透明電極１０５ｄ上に第１反射膜１０７ｄを形成すると共に、透明電極１０５ｂ上に第１反射膜１０７ｂを形成する。
【００９９】
次に、図６(d) に示すように、半導体技術として例えば塗布を用いて、基板１０１上に、例えばアクリル樹脂中に緑色蛍光体としてＥｕを付加したβサイアロン結晶の粒子を含む第１の蛍光体含有樹脂１０８を形成する。
【０１００】
次に、図７(a) に示すように、例えばフォトリソグラフィーにより、第１の蛍光体含有樹脂１０８の不要な部分を除去した後、例えば加熱等により、残存する第１の蛍光体含有樹脂を硬化させて、第１反射膜１０７ｄ上に第１の蛍光体層１０８ｄを形成する。
【０１０１】
次に、図７(b) に示すように、半導体技術として例えば塗布を用いて、基板１０１上に、例えばアクリル樹脂中に赤色蛍光体としてＥｕを付加したＣａＡｌＳｉＮ3の粒子を含む第２の蛍光体含有樹脂１０９を塗布する。
【０１０２】
次に、図７(c) に示すように、例えばフォトリソグラフィーにより、第２の蛍光体含有樹脂１０９の不要な部分を除去した後、例えば加熱等により、残存する第２の蛍光体含有樹脂を硬化させて、第１反射膜１０７ｂ上に第２の蛍光体層１０９ｂを形成する。
【０１０３】
次に、図７(d) に示すように、例えば蒸着等により、基板１０１の下面に、例えば金属からなる第２電極１１１を形成する。
【０１０４】
以上のようにして、本実施形態に係る発光素子１００、即ち、第３の発光素子部１００Ｂからの青色光と、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂからの緑色光と、第２の発光素子部１００Ｒからの赤色光とが混ざり合った光（即ち、白色光）を出射する発光素子１００を製造することができる。このようにして製造された発光素子１００は、例えばパッケージ（前述の図５：１８０参照）上に実装される。
【０１０５】
本実施形態によると、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂにおいて、第１の半導体層１０３Ａ，１０３Ｄと第１の蛍光体層１０８ａ，１０８ｄとの間に、第１反射膜１０７ａ，１０７ｄを設けることにより、第１反射膜１０７ａ，１０７ｄの反射を利用して、緑色光を発光素子１００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１０６】
第２の発光素子部１００Ｒにおいて、第２の半導体層１０３Ｂと第２の蛍光体層１０９ｂとの間に、第１反射膜１０７ｂを設けることにより、第１反射膜１０７ｂの反射を利用して、赤色光を発光素子１００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１０７】
従って、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂから効率良く出射された緑色光と、第２の発光素子部１００Ｒから効率良く出射された赤色光と、第３の発光素子部１００Ｂから出射された青色光とを組み合わせることができるので、発光素子１００の演色性を良くすることができる。
【０１０８】
加えて、半導体技術を用いて、第１の蛍光体層（図６(d) 〜図７(a) 参照）、及び第２の蛍光体層（図７(b) 〜(c) 参照）を形成するため、第１，第２の蛍光体層を精度良く形成することができるので、発光素子１００毎に色調が異なることを防止できる。
【０１０９】
さらに、各リード線１９０ａ〜１９０ｄを互いに独立して設けることにより、各リード１９０ａ〜１９０ｄから各第１電極１０６ａ〜１０６ｄに電力を注入することができるため、各発光層１０３ａ〜１０３ｄに供給される電流量を調整して、各発光層１０３ａ〜１０３ｄから放射される青色光量を制御することができる。そのため、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂから出射される緑色光量、第２の発光素子部１００Ｒから出射される赤色光量、及び第３の発光素子部１００Ｂから出射される青色光量のそれぞれを、互いに独立に制御して、発光素子１００の演色性をさらに良くすることができる。
【０１１０】
また、第１の蛍光体層１０８ａ，１０８ｄ中の緑色蛍光体、及び第２の蛍光体層１０９ｂ中の赤色蛍光体が経時的に劣化することがあっても、この経時的な劣化に基づいて、各リード１９０ａ〜１９０ｄから各第１電極１０６ａ〜１０６ｄに注入される電力量を調整することにより、緑色蛍光体の劣化、及び赤色蛍光体の劣化による演色性の悪化を容易に補正することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態では、人間の視感度に合わせて、発光素子における緑色光が出射される領域を、赤色光が出射される領域、及び青色光が出射される領域よりも拡げることを目的に、図１(a) に示すように、平面形状の面積が互いに同じ第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂ、第２の発光素子部１００Ｒ、及び第３の発光素子部１００Ｂを用いて、緑色光を出射する第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂの数を２とし、一方、赤色光を出射する第２の発光素子部１００Ｒの数、及び青色光を出射する第３の発光素子部１００Ｂの数を１とした場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１２】
例えば、緑色光を出射する発光素子部の平面形状の面積を、赤色光を出射する発光素子部の平面形状の面積（＝青色光を出射する発光素子部の平面形状の面積）の２倍にすることで、発光素子における緑色光が出射される領域を、赤色光が出射される領域、及び青色光が出射される領域よりも拡げて、緑色光を出射する発光素子部の数を１としてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、緑色光を出射する第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂと、赤色光を出射する第２の発光素子部１００Ｒと、青色光を出射する第３の発光素子部１００Ｂとを備えた発光素子１００を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、黄色光を出射する発光素子部と、青色光を出射する発光素子部とを備えた発光素子でもよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、青色光を透過させる一方緑色光を反射させる第１反射膜１０７ａ，１０７ｄと、青色光を透過させる一方赤色光を反射させる第１反射膜１０７ｂとが、互いに構成が同じ場合、即ち、第１反射膜１０７ａ，１０７ｄと、第１反射膜１０７ｂとが、互いに反射特性が同じ（言い換えれば、青色光を透過させる一方緑色光及び赤色光を反射させる）場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１５】
例えば、緑色光を反射させる第１反射膜において、緑色光の波長に応じて、第１，第２誘電体膜の膜厚を調整する一方、赤色光を反射させる第１反射膜において、赤色光の波長に応じて、第１，第２誘電体膜の膜厚を調整することで、緑色光を反射させる第１反射膜の反射特性と、赤色光を反射させる第１反射膜の反射特性とを、互いに異ならせてもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、基板１０１の材料としてＳｉＣを用いたが、これに代えて、第１半導体層１０２ａ〜１０２ｄと格子定数が近い電気伝導性の材料、具体的には例えばＳｉ等を用いてもよい。
【０１１７】
また、発光層１０３ａ〜１０３ｄの材料として、ＡｌＧａＩｎＮ系の材料を用いたが、これに代えて、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光を放射可能な材料、具体的には例えばＺｎＯ等を用いてもよい。
【０１１８】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る発光素子について、図８(a) 〜(b) 、図９(a) 〜(b) 、及び図１０を参照しながら説明する。図８(a) 〜(b) は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子の構成について示す図であり、具体的には、図８(a) は、平面図であり、図８(b) は、図８(a) 中に示すVIIIb-VIIIb線における断面図である。なお、図８(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図１(a) 〜(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態との相違点について主に説明し、第１の実施形態との共通点については適宜省略して説明する。
【０１１９】
ここで、本実施形態と第１の実施形態との相違点は、以下に示す点である。
【０１２０】
第１に、本実施形態では、図８(a) に示すように、第１の実施形態と同一の構成要素に加えて、さらに、第１の蛍光体層（図１(a)：１０８ａ，１０８ｄ参照）上に形成された第２反射膜２１２ａ，２１２ｄと、第２の蛍光体層（図１(a)：１０９ｂ参照）上に形成された第２反射膜２１２ｂとをさらに備えている。即ち、第１の発光素子部２００Ｇｂにおいて、図８(b) に示すように、第１の蛍光体層１０８ｄは、第１反射膜１０７ｄと第２反射膜２１２ｄとの間に挟み込まれている（なお、同様に、第１の発光素子部２００Ｇａにおいても、第１の蛍光体層（図示せず）は、第１反射膜（図示せず）と第２反射膜２１２ａとの間に挟み込まれている）。第２の発光素子部２００Ｒにおいて、図８(b) に示すように、第２の蛍光体層１０９ｂは、第１反射膜１０７ｂと第２反射膜２１２ｂとの間に挟み込まれている。
【０１２１】
第２に、本実施形態では、第２電極２１１が、電極としての機能を果たすだけでなく、発光層１０３ａ〜１０３ｄから放射される青色光を反射させる反射膜としての機能を果たす点に対し、第１の実施形態では、第２電極１１１が、電極としての機能のみを果たす点である。
【０１２２】
本実施形態の特徴部である第２反射膜、及び第２電極について、以下に説明する。
【０１２３】
−第２反射膜−
第２反射膜２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｄとしては、特定の波長範囲の光を反射し、それ以外の波長範囲の光を透過する波長フィルターが用いられることが好ましく、さらに、例えば５００ｎｍ以下の光を反射し、５００ｎｍ以上の光を透過する波長フィルターが用いられることが好ましい。このような波長フィルターの構成としては、例えばＴｉＯ2からなる第１誘電体膜と、例えばＳｉＯ2からなる第２誘電体膜とが、交互に繰り返し積層された構成が挙げられる（後述の図９(a) 参照）。
【０１２４】
−第２電極−
第２電極２１１は、４５０ｎｍ〜５００ｎｍの光、即ち、青色光の反射率が高い金属、具体的には例えばＡｇ又はＡｌ等で構成されることが好ましい。
【０１２５】
以下に、本発明の特徴部である第２反射膜２１２ａの構成について、図９(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図９(a) は、第２反射膜の構成について示す拡大断面図である。図９(b) は、第２反射膜の透過スペクトル、及び反射スペクトルを示すグラフである。なお、以下の説明では、第２反射膜２１２ａを具体例に挙げて説明するが、第２反射膜２１２ｂ，２１２ｄについても、第２反射膜２１２ａと同様である。
【０１２６】
図９(a) に示すように、第２反射膜２１２ａは、例えばＴｉＯ2からなる膜厚が４０ｎｍの第１誘電体膜２１２ａ１と、例えばＳｉＯ2からなる膜厚が６６．６６ｎｍの第２誘電体膜２１２ａ２とが交互に繰り返し積層されている。
【０１２７】
ここで、第２反射膜２１２ａを構成する第１，第２誘電体膜２１２ａ１，２１２ａ２の材料、屈折率、及び膜厚について、以下に示す[表２]に記す。
【０１２８】
【表２】
2009295870.tif 000004
【０１２９】
図９(b) に示すように、波長が約５００ｎｍにおいて、透過率の強度と反射率の強度とが反転し、第２反射膜２１２ａは、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの光を反射し、５００ｎｍ以上の光を透過することが判る。このように、誘電体膜を多層に積層することにより、所望の反射特性を持つ第２反射膜２１２ａを容易に実現できる。
【０１３０】
以下に、本発明の第２の実施形態に係る発光素子２００の外部に各光が出射されるメカニズムについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子の外部に各光が出射されるメカニズムを模式的に示す図である。なお、図１０に示す断面図は、図８(b) に示す断面図と同一の断面図である。
【０１３１】
第３の発光素子部２００Ｂから青色光が出射されるメカニズムについて、以下に説明する。
【０１３２】
＜第３の発光素子部＞
発光層１０３ｃから青色の発光光が上方及び下方に放射される。上方に放射された青色の発光光２５０ａは、透明電極１０５ｃを透過し、発光素子２００の外部に青色光として出射される。一方、下方に放射された青色の発光光２５０ｂは、第２電極２１１で反射され、透明電極１０５ｃを透過し、発光素子２００の外部に青色光として出射される。
【０１３３】
このように、発光層１０３ｃから放射された青色の発光光２５０ａ，２５０ｂのうち、上方に放射された青色の発光光２５０ａを、発光素子２００の外部に青色光として出射させるだけでなく、下方に放射された青色の発光光２５０ｂを、第２電極２１１で反射させて、発光素子２００の外部に青色光として出射させることができる。従って、本実施形態における第３の発光素子部２００Ｂは、第１の実施形態における第３の発光素子部１００Ｂに比べて、青色光を発光素子２００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１３４】
第１の発光素子部２００Ｇｂから緑色光が出射されるメカニズムについて、以下に説明する。
【０１３５】
＜第１の発光素子部＞
発光層１０３ｄから青色の発光光が上方及び下方に放射される。上方に放射された青色の発光光２６０ａは、透明電極１０５ｄ及び第１反射膜１０７ｄを透過し、第１の蛍光体層１０８ｄに入射する。一方、下方に放射された青色の発光光２６０ｂは、第２電極２１１で反射され、透明電極１０５ｄ及び第１反射膜１０７ｄを透過し、第１の蛍光体層１０８ｄに入射する。
【０１３６】
青色の発光光２６０ａは、以下の過程を経て、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。
【０１３７】
青色の発光光２６０ａのうち第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体で吸収された青色の発光光は、緑色の蛍光に変換されて、緑色の蛍光が上方及び下方に放射される（即ち、緑色蛍光体から緑色の蛍光が発光する）。上方に放射された緑色の蛍光２６１ａは、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。一方、下方に放射された緑色の蛍光２６１ｂは、第１反射膜１０７ｄで反射され、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。
【０１３８】
青色の発光光２６０ａのうち第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体で吸収されなかった青色の発光光２６０ａ１は、第２反射膜２１２ｄで反射されて、第１の蛍光体層１０８ｄ中を下方に向かって進行する。このとき、青色の発光光２６０ａ１のうち第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体で吸収された青色の発光光は、緑色の蛍光に変換されて、緑色の蛍光が上方及び下方に放射される。上方に放射された緑色の蛍光（図示せず）は、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。一方、下方に放射された緑色の蛍光（図示せず）は、第１反射膜１０７ｄで反射され、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。
【０１３９】
青色の発光光２６０ａ１のうち第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体で吸収されなかった青色の発光光２６０ａ２は、第１反射膜１０７ｄ、及び透明電極１０５ｄを透過し、第２電極２１１で反射されて、透明電極１０５ｄ、及び第１反射膜１０７ｄを透過し、第１の蛍光体層１０８ｄに入射する。青色の発光光２６０ａ２は、第１の蛍光体層１０８ｄ中の緑色蛍光体で吸収され、緑色の蛍光に変換されて、緑色の蛍光が上方及び下方に放射される。上方に放射された緑色の蛍光２６１ｃは、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。一方、下方に放射された緑色の蛍光（図示せず）は、第１反射膜１０７ｄで反射され、第２反射膜２１２ｄを透過し、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。
【０１４０】
以上の過程を経て、青色の発光光２６０ａは、発光素子２００の外部に緑色光として出射される。
【０１４１】
一方、青色の発光光２６０ｂについては、詳細は図示しないが、上述の青色の発光光２６０ａと同様の過程を繰り返すことにより、発光素子２００の外部に緑色光として出射される（但し、図中には緑色の蛍光２６１ｄのみを代表して図示する）。
【０１４２】
このように、発光層１０３ｄから放射された青色の発光光２６０ａ，２６０ｂを、第２反射膜２１２ｄと第２電極２１１間で多重反射させることができる。そのため、第１の蛍光体層１０８ｄ内において、発光層１０３ｄからの青色の発光光を緑色の蛍光に効率良く変換させて（即ち、第１の蛍光体層１０８ｄにおける光の変換効率を高めて）、緑色光を発光素子２００の外部に出射させることができる（緑色の蛍光２６１ａ〜２６１ｄ参照）。従って、本実施形態における第１の発光素子部２００Ｇｂは、第１の実施形態における第１の発光素子部１００Ｇｂに比べて、緑色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１４３】
＜第２の発光素子部＞
第２の発光素子部２００Ｒは、既述の通り、第１の蛍光体層１０８ｄと第２の蛍光体層１０９ｂとの構成が異なる点以外は、第１の発光素子部１００Ｇｂと同一の構成であるため、第１の発光素子部１００Ｇｂと同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
即ち、発光層１０３ｂから放射された青色の発光光２７０ａ，２７０ｂを、第２反射膜２１２ｂと第２電極２１１間で多重反射させることができる。そのため、第２の蛍光体層１０９ｂ内において、発光層１０３ｂからの青色の発光光を赤色の蛍光に効率良く変換させて（即ち、第２の蛍光体層１０９ｂにおける光の変換効率を高めて）、赤色光を発光素子２００の外部に出射させることができる（赤色の蛍光２７１ａ〜２７１ｄ参照）。従って、本実施形態における第２の発光素子部２００Ｒは、第１の実施形態における第２の発光素子部１００Ｒに比べて、赤色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１４５】
なお、第１の発光素子部（図８(a)：２００Ｇａ参照）は、既述の通り、第１の発光素子部２００Ｇｂと同一の構成であるため、第１の発光素子部２００Ｇｂと同一の効果を得ることができる。即ち、本実施形態における第１の発光素子部２００Ｇａは、第１の実施形態における第１の発光素子部１００Ｇａに比べて、緑色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１４６】
本実施形態によると、第１の発光素子部２００Ｇｂにおいて、第２電極２１１を青色光を反射させるように構成すると共に、第１の蛍光体層１０８ｄ上に第２反射膜２１２ｄを設けることにより、第２電極２１１と第２反射膜２１２ｄ間の多重反射を利用して、緑色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる（同様に、第１の発光素子部２００Ｇａにおいて、緑色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる）。
【０１４７】
第２の発光素子部２００Ｒにおいて、第２電極２１１を青色光を反射させるように構成すると共に、第２の蛍光体層１０９ｂ上に第２反射膜２１２ｂを設けることにより、第２電極２１１と第２反射膜２１２ｂ間の多重反射を利用して、赤色光を発光素子２００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１４８】
第３の発光素子部２００Ｂにおいて、第２電極２１１を青色光を反射させるように構成することにより、第２電極２１１の反射を利用して、青色光を発光素子２００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１４９】
従って、第３の発光素子部２００Ｂから効率良く出射された青色光と、第１の発光素子部２００Ｇａ，２００Ｇｂからさらに効率良く出射された緑色光と、第２の発光素子部２００Ｒからさらに効率良く出射された赤色光とを組み合わせることができるので、第１の実施形態に比べて、発光素子２００の演色性をさらに良くすることができる。
【０１５０】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る発光素子について、図１１(a) 〜(c) 、及び図１２(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１１(a) 〜(c) は、本発明の第３の実施形態に係る発光素子の構成について示す図であり、具体的には、図１１(a) は、平面図であり、図１１(b) は、図１１(a) 中に示すXIb-XIb線における断面図であり、図１１(c) は、図１１(a) 中に示すXIc-XIc線における断面図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と相違する点を主に説明し、第１の実施形態と共通する点については適宜省略して説明する。
【０１５１】
図１１(b) 及び(c) に示すように、基板３０１上には、第１の半導体層３０３Ａ、第２の半導体層３０３Ｂ、第３の半導体層３０３Ｃ、及び第１の半導体層３０３Ｄが設けられている。各半導体層３０３Ａ〜３０３Ｄは、各第１半導体層３０２ａ〜３０２ｄ、紫外光を放射する各発光層３０３ａ〜３０３ｄ、及び各第２半導体層３０４ａ〜３０４ｄが順次積層された構成である。
【０１５２】
各第２半導体層３０４ａ〜３０４ｄ上には、各透明電極３０５ａ〜３０５ｄが設けられている。各透明電極３０５ａ〜３０５ｄ上には、各第１電極３０６ａ〜３０６ｄが設けられている一方、基板３０１の下面には、第２電極３１１が設けられている。
【０１５３】
第１の半導体層３０３Ａ，３０３Ｄ、第２の半導体層３０３Ｂ、及び第３の半導体層３０３Ｃのそれぞれの上には、紫外光を透過する一方、緑色光、赤色光、及び青色光を反射する各第１反射膜３０７ａ〜３０７ｄが設けられている。ここで、本実施形態における第１反射膜３０７ａ〜３０７ｄとしては、特定の波長範囲の光を透過し、それ以外の特定の波長範囲の光を反射する波長フィルターが用いられることが好ましく、さらに、例えば４３０ｎｍ以下の光を透過し、４３０ｎｍ以上の光を反射する波長フィルターが用いられることが好ましい。
【０１５４】
第１の半導体層３０３Ａ，３０３Ｄ上には、紫外光を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体を含む第１の蛍光体層３０８ａ，３０８ｄが設けられている。第２の半導体層３０３Ｂ上には、紫外光を吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体を含む第２の蛍光体層３０９ｂが設けられている。第３の半導体層３０３Ｃ上には、紫外光を吸収して青色光を放射する青色蛍光体を含む第３の蛍光体層３１０ｃが設けられている。
【０１５５】
ここで、本実施形態と第１の実施形態との相違点は、以下に示す点である。
【０１５６】
第１に、本実施形態では、発光層３０３ａ〜３０３ｄから放射される光の波長は、例えば４３０ｎｍ以下の紫外光である。これに対し、第１の実施形態では、発光層１０３ａ〜１０３ｄから放射される光の波長は、例えば４３０ｎｍ以上であって且つ５００ｎｍ以下の青色光である。
【０１５７】
第２に、本実施形態では、第３の発光素子部３００Ｂは、透明電極３０５ｃ上に形成された第１反射膜３０７ｃと、第１反射膜３０７ｃ上に形成された第３の蛍光体層３１０ｃとをさらに含む。
【０１５８】
第３に、本実施形態では、第１の発光素子部３００Ｇａ，３００Ｇｂにおいて、第１の蛍光体層３０８ａ，３０８ｄは、紫外光を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体を含む。これに対し、第１の実施形態では、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂにおいて、第１の蛍光体層１０８ａ，１０８ｄは、青色光を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体を含む。
【０１５９】
第４に、本実施形態では、第２の発光素子部３００Ｒにおいて、第２の蛍光体層３０９ｂは、紫外光を吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体を含む。これに対し、第１の実施形態では、第２の発光素子部１００Ｒにおいて、第２の蛍光体層１０９ｂは、青色光を吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体を含む。
【０１６０】
第５に、本実施形態では、第１反射膜３０７ａ〜３０７ｄは、紫外光を透過し、青色光、緑色光、及び赤色光を反射するように構成されている。これに対し、第１の実施形態では、第１反射膜１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｄは、青色光を透過し、緑色光、及び赤色光を反射するように構成されている。
【０１６１】
以下に、本発明の特徴部である第１反射膜３０７ａの構成について、図１２(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１２(a) は、第１反射膜の構成について示す拡大断面図である。図１２(b) は、第１反射膜の透過スペクトル、及び反射スペクトルを示すグラフである。なお、以下の説明では、第１反射膜３０７ａを具体例に挙げて説明するが、第１反射膜３０７ｂ〜３０７ｄについても、第１反射膜３０７ａと同様である。
【０１６２】
図１２(a) に示すように、第１反射膜３０７ａは、例えばＴａ2Ｏ5からなる第１誘電体膜３０７ａ１とＭｇＦ2からなる第２誘電体膜３０７ａ２とが、交互に繰り返し積層された第１誘電体多層膜３０７ａａと、第１誘電体多層膜３０７ａａ上に形成され、例えばＴａ2Ｏ5からなる第３誘電体膜３０７ａ３とＭｇＦ2からなる第４誘電体膜３０７ａ４とが、交互に繰り返し積層された第２誘電体多層膜３０７ａｂとを含む。このように、第１誘電体膜３０７ａ１の膜厚（下記[表３]参照）と第３誘電体膜３０７ａ３の膜厚（下記[表３]参照）とを、互いに異ならせると共に、第２誘電体膜３０７ａ２の膜厚（下記[表３]参照）と第４誘電体膜３０７ａ４の膜厚（下記[表３]参照）とを、互いに異ならせることにより、４５０ｎｍ〜７００ｎｍでの反射率を高めることができる。
【０１６３】
ここで、第１反射膜３０７ａを構成する第１〜第４誘電体膜３０７ａ１〜３０７ａ４の材料、屈折率、及び膜厚について、以下に示す[表３]に記す。
【０１６４】
【表３】
2009295870.tif 000005
【０１６５】
図１２(b) に示すように、波長が約４３０ｎｍにおいて、透過率の強度と反射率の強度とが反転し、第１反射膜３０７ａは、４３０ｎｍ以下の紫外光を透過し、４３０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光を反射することが判る。このように、誘電体膜を多層に積層することにより、所望の反射特性を持つ第１反射膜３０７ａを容易に実現できる。
【０１６６】
本実施形態によると、第１の発光素子部３００Ｇａ，３００Ｇｂにおいて、第１反射膜３０７ａ，３０７ｄの反射を利用して、緑色光を発光素子３００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１６７】
第２の発光素子部３００Ｒにおいて、第１反射膜３０７ｂの反射を利用して、赤色光を発光素子３００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１６８】
第３の発光素子部３００Ｂにおいて、第１反射膜３０７ｃの反射を利用して、青色光を発光素子３００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１６９】
従って、第１の発光素子部３００Ｇａ，３００Ｇｂから効率良く出射された緑色光と、第２の発光素子部３００Ｒから効率良く出射された赤色光と、第３の発光素子部３００Ｂから効率良く出射された青色光とを組み合わせることができるので、発光素子３００の演色性を良くすることができる。
【０１７０】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る発光素子について、図１３(a) 〜(c) 及び図１４を参照しながら説明する。
【０１７１】
以下に、本発明の第４の実施形態に係る発光素子の構成について、図１３(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図１３(a) 〜(c) は、本発明の第４の実施形態に係る発光素子の構成について示す図であり、図１３(a) は、平面図であり、図１３(b) は、図１３(a) 中に示すXIIIb-XIIIb線における断面図であり、図１３(c) は、図１３(a) 中に示すXIIIc-XIIIc線における断面図である。なお、本実施形態では、第２の実施形態と相違する点について主に説明し、共通する点については適宜省略して説明する。
【０１７２】
図１３(b) 及び(c) に示すように、基板４０１上には、青色光を反射する第３反射膜４１３を介して、第１の半導体層４０３Ａ、第２の半導体層４０３Ｂ、第３の半導体層４０３Ｃ、及び第１の半導体層４０３Ｄが設けられている。各半導体層４０３Ａ〜４０３Ｄは、各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ、青色光を放射する各発光層４０３ａ〜４０３ｄ、及び各第２半導体層４０４ａ〜４０４ｄが順次積層された構成である。ここで、各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ、は、第３反射膜４１３の上面を露出する分離溝（図１３(a)：Ｒ１２，図１３(b)：Ｒ３１参照）により個別に分離されている。
【０１７３】
各第２半導体層４０４ａ〜４０４ｄ上には、各透明電極４０５ａ〜４０５ｄが設けられている。各透明電極４０５ａ〜４０５ｄ上には、各第１電極４０６ａ〜４０６ｄが設けられている一方、各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ上には、各第２電極４１１ａ〜４１１ｄが設けられている。
【０１７４】
ここで、第３反射膜４１３のうち各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄと接する側には、絶縁膜（図示せず）が設けられ、分離溝により個別化された各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄは、互いに電気的に分離されている。これにより、各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ上に設けられた各第２電極４１１ａ〜４１１ｄは、互いに電気的に分離されている。
【０１７５】
第１の半導体層４０３Ａ，４０３Ｄ及び第２の半導体層４０３Ｂのそれぞれの上には、青色光を透過する一方、緑色光及び赤色光を反射する第１反射膜４０７ａ，４０７ｄ，４０７ｂのそれぞれが設けられている。
【０１７６】
第１の半導体層４０３Ａ，４０３Ｄ上には、青色光を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体を含む第１の蛍光体層４０８ａ，４０８ｄが設けられている。一方、第２の半導体層４０３Ｂ上には、青色光を吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体を含む第２の蛍光体層４０９ｂが設けられている。
【０１７７】
第１の半導体層４０３Ａ，４０３Ｄ及び第２の半導体層４０３Ｂのそれぞれの上には、青色光を反射する一方、緑色光及び赤色光を透過する第２反射膜４１２ａ，４１２ｄ，４１２ｂのそれぞれが設けられている。
【０１７８】
ここで、本実施形態と第２の実施形態との相違点は、以下に示す点である。
【０１７９】
第１に、本実施形態では、例えば貼り合わせ技術により、基板４０１と第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄとの間（言い換えれば、基板４０１の上面）に、青色光を反射する第３反射膜４１３が設けられている。これに対し、第２の実施形態では、基板１０１の下面（即ち、第１半導体層１０２ａ〜１０２ｄの形成面と反対側の面）に設けられた第２電極２１１が、青色光を反射するように構成されている。
【０１８０】
第２に、本実施形態では、第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ上に、第２電極４１１ａ〜４１１ｄが設けられている。これに対し、第２の実施形態では、基板１０１の下面に、第２電極２１１が設けられている。そのため、本実施形態における基板４０１は、導電性を示さない材料で構成されていてもよい。これに対し、第２の実施形態における基板１０１は、導電性を示す材料で構成される必要がある。
【０１８１】
本実施形態によると、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１８２】
即ち、第１の発光素子部４００Ｇａ，４００Ｇｂにおいて、基板４０１と第１半導体層４０２ａ，４０２ｄとの間に第３反射膜４１３を設けると共に、第１の蛍光体層４０８ａ，４０８ｄ上に第２反射膜４１２ａ，４１２ｄを設けることにより、第３反射膜４１３と第２反射膜４１２ａ，４１２ｄ間の多重反射を利用して、緑色光を発光素子４００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１８３】
第２の発光素子部４００Ｒにおいて、基板４０１と第１半導体層４０２ｂとの間に第３反射膜４１３を設けると共に、第２の蛍光体層４０９ｂ上に第２反射膜４１２ｂを設けることにより、第３反射膜４１３と第２反射膜４１２ｂ間の多重反射を利用して、赤色光を発光素子４００の外部にさらに効率良く出射させることができる。
【０１８４】
第３の発光素子部４００Ｂにおいて、基板４０１と第１半導体層４０２ｃとの間に第３反射膜４１３を設けることにより、第３反射膜４１３の反射を利用して、青色光を発光素子４００の外部に効率良く出射させることができる。
【０１８５】
従って、第３の発光素子部４００Ｂから効率良く出射された青色光と、第１の発光素子部４００Ｇａ，４００Ｇｂからさらに効率良く出射された緑色光と、第２の発光素子部４００Ｒからさらに効率良く出射された赤色光とを組み合わせることができるので、第１の実施形態に比べて、発光素子４００の演色性をさらに良くすることができる。
【０１８６】
以下に、本発明の第４の実施形態に係る発光素子が実装されるパッケージの構成について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、本発明の第４の実施形態に係る発光素子が実装されるパッケージの構成について示す平面図であり、具体的には、発光素子側から見た平面図である。
【０１８７】
図１４に示すように、パッケージ４８０は、第１リード線４９０ａ〜４９０ｄと、第２リード線４９１ａ〜４９１ｄとを有する。パッケージ４８０の中央部には、発光素子４００が固定されている。
【０１８８】
第１電極４０６ａ〜４０６ｄのそれぞれは、各ワイヤを介して、第１リード線４９０ａ〜４９０ｄのそれぞれと電気的に接続している。第２電極４１１ａ〜４１１ｄのそれぞれは、各ワイヤを介して、第２リード線４９１ａ〜４９１ｄのそれぞれと電気的に接続している。
【０１８９】
本実施形態によると、各第１リード線４９０ａ〜４９０ｄ、及び各第２リード線４９１ａ〜４９１ｄを互いに独立して設けることにより、各第１電極４０６ａ〜４０６ｄと各第２電極４１１ａ〜４１１ｄとにより、各発光素子部に独立に電力を注入することができ、その結果、各発光層４０３ａ〜４０３ｄに供給される電流量を、互いに独立に制御することができるので、発光素子４００の演色性をさらに良くすることができる。
【０１９０】
さらに、第２の実施形態のように基板１０１の下面に第２電極２１１を設けるのではなく、各第２電極４１１ａ〜４１１ｄを各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄ上に設けることにより、基板４０１を介在させることなく、発光層４０３ａ〜４０３ｄに電流を供給することができるため、基板４０１が絶縁性材料で構成されている場合においても、発光素子４００を動作させることができる。
【０１９１】
なお、本実施形態では、第３反射膜４１３を、基板４０１と第１半導体層４０２ａ〜４３０２との間（即ち、基板の上面）に設ける場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３反射膜を、基板の下面（即ち、第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄの形成面と反対側の面）に設けてもよい。但し、この場合、基板４０１は、青色光を透過する絶縁性の基板、具体的には例えば、サファイア等からなる基板であることが好ましい。
【０１９２】
また、本実施形態では、各第２電極４１１ａ〜４１１ｄを互いに電気的に分離することを目的に、第３反射膜４１３のうち各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄと接する側に絶縁膜を設けて、分離溝により個別化された各第１半導体層４０２ａ〜４０２ｄを互いに電気的に分離する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各第１半導体層のうち第３反射膜と接する側を不純物濃度が低い絶縁型半導体層で構成し、分離溝により個別化された各第１半導体層を互いに電気的に分離することで、各第２電極を互いに電気的に分離してもよい。
【０１９３】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る発光素子１００を用いたバックライト装置について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、本発明の第５の実施形態に係るバックライト装置の構成について示す概略図である。なお、本実施形態では、４個の発光素子が直列に接続されたバックライト装置を具体例に挙げて説明する。
【０１９４】
図１５に示すように、縦方向に３個、横方向に４個の発光素子１００が、マトリックス状に配置されている。縦方向に３個、横方向に２個のドライバー５１０が配置されている。縦方向に配置された３個のドライバー５１０のそれぞれは、縦方向に配置された３個の発光素子１００のそれぞれと対応するように配置されている。横方向に配置された２個のドライバー５１０間に挟み込まれるように、横方向に配置された４個の発光素子１００が配置されている。
【０１９５】
横方向に配置された４個の発光素子１００において、緑色光を出射する第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂ、赤色光を出射する第２の発光素子部１００Ｒ、及び青色光を出射する第３の発光素子部１００Ｂのそれぞれを個別に駆動するため、横方向に配置された２個のドライバー５１０間に設けられた配線Ｇを介して、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂのそれぞれが、ドライバー５１０と接続している。横方向に配置された２個のドライバー５１０間に設けられた配線Ｒを介して、第２の発光素子部１００Ｒのそれぞれが、ドライバー５１０と接続している。横方向に配置された２個のドライバー５１０間に設けられた配線Ｂを介して、第３の発光素子部１００Ｂのそれぞれが、ドライバー５１０と接続している。即ち、第１の発光素子部１００Ｇａ，１００Ｇｂのそれぞれが、同一の配線Ｇを介して、ドライバー５１０と直列に接続し、第２の発光素子部１００Ｒのそれぞれが、同一の配線Ｒを介して、ドライバー５１０と直列に接続し、第３の発光素子部１００Ｂのそれぞれが、同一の配線Ｂを介して、ドライバー５１０と直列に接続している。
【０１９６】
このように、横方向に配置された４個の発光素子１００は、横方向に配置された２個のドライバー５１０と直列に接続し、横方向に配置された２個のドライバー５１０から、横方向に配置された４個の発光素子１００を駆動する駆動電源が供給される。
【０１９７】
一方、色相モニタ５２０は、発光素子１００の周期よりも長い周期で配置される。具体的には例えば、図１５に示すように、２個の発光素子１００に対して、１個の色相モニタ５２０が配置されている。
【０１９８】
色相モニタ５２０は、シリコンフォトダイオードと、該シリコンフォトダイオード上に搭載された赤色の波長フィルタ、緑色の波長フィルタ、及び青色の波長フィルタとを備えている。詳細には、シリコンフォトダイオードは、３分割された受光部、即ち、Ｒ用受光部、Ｇ用受光部、及びＢ用受光部を有し、各Ｒ用，Ｇ用，Ｂ用受光部上に、各赤色，緑色，青色の波長フィルタが搭載されている。
【０１９９】
発光素子１００から出射された白色光は、反射板（図示せず）、導波管（図示せず）、及び拡散板（図示せず）を通過した後、液晶パネル側に出射される。このとき、白色光の一部は、色相モニター５２０に入射し、赤色光、緑色光、又は青色光に変換され、ドライバー５１０にフィードバックされる。
【０２００】
本実施形態によると、演色性の良い発光素子１００が搭載されているため、演色性の良いバックライト装置を実現することができる。
【０２０１】
さらに、発光素子１００に含まれる第１，第２の蛍光体層を、半導体技術を用いて形成することにより、第１，第２の蛍光体層を精度良く形成することができるため、バックライト装置の駆動時に、第１，第２の蛍光体層中の第１，第２の蛍光体が劣化し、発光素子の演色性が悪化することがあっても、各発光素子間において、演色性の悪化スピードに差異が生じることを抑制することができる。従って、本実施形態に係るバックライト装置では、バックライト装置に搭載された全ての発光素子の演色性を、一括して調整することができるため、多数の発光素子（具体的には例えば、１０個〜１００個の発光素子）を、バックライト装置に搭載することができる。
【０２０２】
これに対し、従来のバックライト装置に搭載された発光素子は、バックライト装置の駆動時に、各発光素子間において、演色性の悪化スピードに大きな差異が生じる。従って、従来のバックライト装置では、バックライト装置に搭載された全ての発光素子の演色性を、発光素子毎に調整することが必要とされ、バックライト装置に搭載される発光素子数が制限される。
【０２０３】
なお、本実施形態では、２個の発光素子１００に対して、１個の色相モニタ５２０を配置する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、演色性の良い発光素子を実現することができるため、例えば、家庭用照明器具だけでなく、食料品を展示する展示用照明器具、又は表示映像の鮮明性が必要な大画面型液晶テレビのバックライト光源に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の構成について示す図である。
【図２】(a) は、第１反射膜の構成について示す拡大断面図であり、(b) は、第１反射膜の透過スペクトル及び反射スペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る発光素子の外部に各光が出射されるメカニズムを模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発光素子の発光スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る発光素子が実装されるパッケージの構成について示す平面図である。
【図６】(a) 〜(d) は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の製造方法を工程順に示す要部工程断面図である。
【図７】(a) 〜(d) は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子の製造方法を工程順に示す要部工程断面図である。
【図８】(a) 〜(b) は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子の構成について示す図である。
【図９】(a) は、第２反射膜の構成について示す拡大断面図であり、(b) は、第２反射膜の透過スペクトル及び反射スペクトルを示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る発光素子の外部に各光が出射されるメカニズムを模式的に示す図である。
【図１１】(a) 〜(c) は、本発明の第３の実施形態に係る発光素子の構成について示す図である。
【図１２】(a) は、第１反射膜の構成について示す拡大断面図であり、(b) は、第１反射膜の透過スペクトル及び反射スペクトルを示すグラフである。
【図１３】(a) 〜(c) は、本発明の第４の実施形態に係る発光素子の構成について示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る発光素子が実装されるパッケージの構成について示す平面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るバックライト装置の構成について示す概略図である。
【図１６】従来技術の発光素子の製造方法について示す断面図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１００，２００，３００，４００    発光素子
１００Ｇａ，２００Ｇａ，３００Ｇａ，４００Ｇａ    第１の発光素子部
１００Ｒ，２００Ｒ，３００Ｒ，４００Ｒ    第２の発光素子部
１００Ｂ，２００Ｂ，３００Ｂ，４００Ｂ    第３の発光素子部
１００Ｇｂ，２００Ｇｂ，３００Ｇｂ，４００Ｇｂ    第１の発光素子部
１００ｇｂ    第１の発光素子部領域
１００ｒ    第２の発光素子部領域
１００ｂ    第３の発光素子部領域
１０１，３０１，４０１    基板
１０２ａ〜１０２ｄ，３０２ａ〜３０２ｄ，４０２ａ〜４０２ｄ    第１半導体層
１０３ａ〜１０３ｄ，３０３ａ〜３０３ｄ，４０３ａ〜４０３ｄ    発光層
１０４ａ〜１０４ｄ，３０４ａ〜３０４ｄ，４０４ａ〜４０４ｄ    第２半導体層
１０３Ａ，３０３Ａ，４０３Ａ    第１の半導体層
１０３Ｂ，３０３Ｂ，４０３Ｂ    第２の半導体層
１０３Ｃ，３０３Ｃ，４０３Ｃ    第３の半導体層
１０３Ｄ，３０３Ｄ，４０３Ｄ    第１の半導体層
１０５ａ〜１０５ｄ，３０５ａ〜３０５ｄ，４０５ａ〜４０５ｄ    透明電極
１０６ａ〜１０６ｄ，３０６ａ〜３０６ｄ，４０６ａ〜４０６ｄ    第１電極
１０７ａ〜１０７ｄ，３０７ａ〜３０７ｄ，４０７ａ〜４０７ｄ    第１反射膜
１０７ａ１    第１誘電体膜
１０７ａ２    第２誘電体膜
３０７ａ１    第１誘電体膜
３０７ａ２    第２誘電体膜
３０７ａ３    第３誘電体膜
３０７ａ４    第４誘電体膜
３０７ａａ    第１誘電体多層膜
３０７ａｂ    第２誘電体多層膜
１０８    第１の蛍光体含有樹脂
１０８ａ，３０８ａ，４０８ａ    第１の蛍光体層
１０８ｄ，３０８ｄ，４０８ｄ    第１の蛍光体層
１０９    第２の蛍光体含有樹脂
１０９ｂ，３０９ｂ，４０９ｂ    第２の蛍光体層
３１０ｃ    第３の蛍光体層
１１１，２１１，３１１，４１１ａ〜４１１ｄ    第２電極
２１２ａ〜２１２ｄ，４１２ａ〜４１２ｄ    第２反射膜
２１２ａ１    第１誘電体膜
２１２ａ２    第２誘電体膜
４１３    第３反射膜
１５０，２５０ａ，２５０ｂ    発光光
１６０，２６０ａ，２６０ａ１，２６０ａ２，２６０ｂ  発光光
１６１ａ〜１６１ｂ，２６１ａ〜２６１ｄ    蛍光
２７０ａ〜２７０ｂ    発光光
２７１ａ〜２７１ｄ    蛍光
１８０，４８０    パッケージ
１９０ａ〜１９０ｄ    リード線
１９０ｅ    グランド線
４９０ａ〜４９０ｄ    第１リード線
４９１ａ〜４９１ｄ    第２リード線
５００    バックライト装置
５１０    ドライバー
５２０    色相モニタ
Ｒ１２，Ｒ３１    分離溝
【図１】
2009295870.tif 000006
【図２】
2009295870.tif 000007
【図３】
2009295870.tif 000008
【図４】
2009295870.tif 000009
【図５】
2009295870.tif 000010
【図６】
2009295870.tif 000011
【図７】
2009295870.tif 000012
【図８】
2009295870.tif 000013
【図９】
2009295870.tif 000014
【図１０】
2009295870.tif 000015
【図１１】
2009295870.tif 000016
【図１２】
2009295870.tif 000017
【図１３】
2009295870.tif 000018
【図１４】
2009295870.tif 000019
【図１５】
2009295870.tif 000020
【図１６】
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