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光取り出し効率の高い球形LED 実績あり

国内特許コード P110004424
整理番号 E067P35
掲載日 2011年7月13日
出願番号 特願2009-537202
公表番号 特表2010-510658
登録番号 特許第5372766号
出願日 平成19年11月15日(2007.11.15)
公表日 平成22年4月2日(2010.4.2)
登録日 平成25年9月27日(2013.9.27)
国際出願番号 US2007023968
国際公開番号 WO2008060584
国際出願日 平成19年11月15日(2007.11.15)
国際公開日 平成20年5月22日(2008.5.22)
優先権データ
  • 60/866,025 (2006.11.15) US
発明者
  • スティーブン・ピー・デンバース
  • シュウジ・ナカムラ
  • 増井 久志
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 光取り出し効率の高い球形LED 実績あり
発明の概要 本発明は、光電子応用分野におけるLEDの光取り出しに関するものである。より具体的には、本発明は、高効率(Al,Ga,In)Nに基づいた発光ダイオードの応用のための最適化された光学系と組み合わせた(Al,Ga,In)Nとその作製方法に関する。更なる延長として、成形された屈折率の高い光取り出し材料と球形状成形物との一般的な組み合わせに関する。
従来技術、競合技術の概要


1.本発明の技術分野
本発明は、光電子応用のためのLEDの光取り出し及び高視感度効率を有する白色LEDに関する。より具体的には、本発明は、(Al,Ga,In)NのLED、および放出される光を全方向で取り出すための球形のパッケージと結合した光取り出し構造に関する。全体的な効果は、卓越した視感度効率および高出力を持つデバイスを実現することである。
2.関連技術の説明
(注:本出願は、本明細書全体を通して示される多数の様々な刊行物を参照する。これらの様々な刊行物の一覧は、以下の「参考文献」の項に見出すことが出来る。これらの刊行物はそれぞれ、参照により本明細書に組み込まれる。)
従来の発光ダイオード(LED)では、LEDの前側について光出力を増加させるために、発光を、サファイヤ基板の裏側上の鏡によって反射させるか、または、ボンディング材料がその発光波長で透明な場合には、鏡被覆膜をリード・フレーム上に置いて反射させる。光子エネルギーはAlInGaN多重量子井戸(MQW)の量子井戸のバンドギャップ・エネルギーとほとんど同じであるので、この反射光は発光層(活性層)によって再吸収される場合が多い。このように、LEDの効率または出力は、発光層によるLED光の再吸収によって低減する。図2および3を参照のこと。p型層の上側から、半透明な薄い金属、即ちITOまたはZnOの透明電極が、光取り出し効率の改善のために用いられた。(ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(J.J.Appl.Phys.)、34巻、ページL797~99(1995年))、(ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(J.J.Appl.Phys.)、43巻、ページL180~82(2004年))。

産業上の利用分野


関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第119条(e)項に基づいて、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の、スティーブン・P.デンバース(Steven P.DenBaars)らによる、米国特許仮出願第60/866,025号、出願日2006年11月15日、発明の名称「光取り出し効率の高い球形LED(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY SPHERE LED)」の優先権を主張し、該出願を参照により本明細書に組み込む。



本出願は、本発明の譲受人に譲渡された以下の同時係属中の出願に関する。



テツオ・フジイ(Tetsuo Fujii)、ヤン・ガオ(Yan Gao)、イーブリン・L.フー(Evelyn L.Hu)、およびシュウジ・ナカムラ(Shuji Nakamura)による、米国特許出願第10/581,940号、出願日2006年6月7日、発明の名称「表面粗化による高効率窒化ガリウムベース発光ダイオード(HIGHLY EFFICIENT GALLIUM NITRIDE BASED LIGHT EMITTING DIODES VIA SURFACE ROUGHENING)」、代理人整理番号30794.108-US-WO(2004-063)。該出願は米国特許法第365条(c)項に基づいて次の出願の優先権を主張する。



テツオ・フジイ、ヤン・ガオ、イーブリン・L.フー、およびシュウジ・ナカムラによる、PCT特許出願第US2003/03921号、出願日2003年12月9日、発明の名称「表面粗化による高効率窒化ガリウムベース発光ダイオード(HIGHLY EFFICIENT GALLIUM NITRIDE BASED LIGHT EMITTING DIODES VIA SURFACE ROUGHENING)」、代理人整理番号30794.108-WO-01(2004-063)。



ラジャット・シャーマ(Rajat Sharma)、P.モルガン・パチソン(P.Morgan Pattison)、ジョン・F.ケディング(John F.Kaeding)、およびシュウジ・ナカムラによる、米国特許出願第11/054,271号、 出願日2005年2月9日、発明の名称「半導体発光デバイス(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE)」、 代理人整理番号30794.112-US-01(2004-208)。



村井 章彦(Akihiko Murai)、リー・マッカーシー(Lee McCarthy)、ウメシュ・K.ミシュラ(Umesh K.Mishra)、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第11/175,761号、出願日2005年7月6日、発明の名称「オプトエレクトロニクス応用のための(Al,In,Ga)NおよびZnの(S,Se)のウェハボンディング方法(METHOD FOR WAFER BONDING (Al,In,Ga)N and Zn(S,Se) FOR OPTOELECTRONICS APPLICATIONS)」、代理人整理番号30794.116-US-Ul(2004-455)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



村井 章彦、リー・マッカーシー、ウメシュ・K.ミシュラ、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許仮出願第60/585,673号、出願日2004年7月6日、発明の名称「オプトエレクトロニクス応用のための(Al,In,Ga)NおよびZn(S,Se)のウェハボンディングの方法(METHOD FOR WAFER BONDING (Al,In,Ga)N and Zn(S,Se) FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS)」、代理人整理番号30794.116-US-P1(2004-455-1)。



クロード・C.A.ワイズバッシュ(Claude C.A.Weisbuch)、オーレリアン・J.F.デーヴィッド(Aurelien J.F.David)、ジェームス・S.スペック(James S.Speck)、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第11/067,957号、出願日2005年2月28日、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、水平放出、垂直放出、ビーム成形、分布帰還型(DFB)レーザ(HORIZONTAL EMITTING,VERITCAL EMITTING,BEAM SHAPED,DISTRIBUTED FEEDBACK(DFB) LASERS BY GROWTH OVER A PATTERNED SUBSTRATE)」、代理人整理番号30794.121-US-01(2005-144-1)。



クロード・C.A.ワイズバッシュ、オーレリアン・J.F.デーヴィッド、ジェームス・S.スペック、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第11/923,414号、出願日2007年10月24日、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、単一および多色高効率発光ダイオード(LED)(SINGLE OR MULTI-COLOR HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) BY GROWTH OVER A PATTERNED SUBSTRATE)」、代理人整理番号30794.122-US-C1(2005-145-2)。該出願は次の出願の継続出願である。



クロード・C.A.ワイズバッシュ、オーレリアン・J.F.デーヴィッド、ジェームス・S.スペック、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許第7,291,864号、発行日2007年11月6日、発明の名称「パターン化された基板上の成長による、単一および多色高効率発光ダイオード(LED)(SINGLE OR MULTI-COLOR HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) BY GROWTH OVER A PATTERNED SUBSTRATE)」、代理人整理番号30794.122-US-01(2005-145-1)。



オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第11/067,956号、出願日2005年2月28日、発明の名称「最適化されたフォトニック結晶引き出し器を有する高効率発光ダイオード(LED)(HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE (LED) WITH OPTIMIZED PHOTONIC CRYSTAL EXTRACTOR)」、代理人整理番号30794.126-US-01(2005-198-1)。



ジェームス・S.スペック、トロイ・J.ベーカー(Troy J.Baker)、およびベンジャミン・A.ハスケル(Benjamin A.Haskell)による、米国特許出願第11/403,624号、出願日2006年4月13日、発明の名称「自立(AL,IN,GA)Nウェーハ製作のためのウェーハ分離技術(WAFER SEPARATION TECHNIQUE FOR THE FABRICATION OF FREE-STANDING (AL,IN,GA)N WAFERS)」、代理人整理番号30794.131-US-U1(2005-482-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



ジェームス・S.スペック、トロイ・J.ベーカー、およびベンジャミン・A.ハスケルによる、米国特許仮出願第60/670,810号、出願日2005年4月13日、発明の名称「自立(AL,IN,GA)Nウェーハ製作のためのウェーハ分離技術(WAFER SEPARATION TECHNIQUE FOR THE FABRICATION OF FREE-STANDING (AL,IN,GA)N WAFERS)」、代理人整理番号30794.131-US-P1(2005-482-1)。



ジェームス・S.スペック、ベンジャミン・A.ハスケル、P.モルガン・パチソン、およびトロイ・J.ベーカーによる、米国特許出願第11/403,288号、出願日2006年4月13日、発明の名称「(AL,IN,GA)N薄層を作製するためのエッチング技術(ETCHING TECHNIQUE FOR THE FABRICATION OF THIN (AL,IN,GA)N LAYERS)」、代理人整理番号30794.132-US-U1(2005-509-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



ジェームス・S.スペック、ベンジャミン・A.ハスケル、P.モルガン・パチソン、およびトロイ・J.ベーカーによる、米国特許仮出願第60/670、790号、出願日2005年4月13日、発明の名称「(AL,IN,GA)N薄層を作製するためのエッチング技術(ETCHING TECHNIQUE FOR THE FABRICATION OF THIN (AL,IN,GA)N LAYERS)」、代理人整理番号30794.132-US-P1(2005-509-1)。



村井 章彦、クリスティーナ・イェ・チェン(Christina Ye Chen)、ダニエル・B.トンプソン(Daniel B.Thompson)、リー・S.マッカーシー、スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびウメシュ・K.ミシュラによる、米国特許出願第11/454,691号、出願日2006年6月16日、発明の名称「光電子応用のための(Al,Ga,In)NおよびZnOの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法((Al,Ga,In)N AND ZnO DIRECT WAFER BONDING STRUCTURE FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS AND ITS FABRICATION METHOD)」、代理人整理番号30794.134-US-U1(2005-536-4)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



村井 章彦、クリスティーナ・イェ・チェン、リー・S.マッカーシー、スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびウメシュ・K.ミシュラによる、米国特許仮出願第60/691,710号、出願日2005年6月17日、発明の名称「光電子応用のための(Al,Ga,In)NおよびZnOの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法((Al,Ga,In)N AND ZnO DIRECT WAFER BONDING STRUCTURE FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS AND ITS FABRICATION METHOD)」、代理人整理番号30794.134-US-P1(2005-536-1)。



村井 章彦、クリスティーナ・イェ・チェン、ダニエル・B.トンプソン、リー・S.マッカーシー、スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびウメシュ・K.ミシュラによる、米国特許仮出願第60/732,319号、出願日2005年11月1日、発明の名称「光電子応用のための(Al,Ga,In)NおよびZnOの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法((Al,Ga,In)N AND ZnO DIRECT WAFER BONDING STRUCTURE FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS AND ITS FABRICATION METHOD)」、代理人整理番号30794.134-US-P2(2005-536-2)、および、
村井 章彦、クリスティーナ・イェ・チェン、ダニエル・B.トンプソン、リー・S.マッカーシー、スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびウメシュ・K.ミシュラによる、米国特許仮出願第60/764,881号、出願日2006年2月3日、発明の名称「光電子応用のための(Al,Ga,In)NおよびZnOの直接ウェーハ・ボンディング構造とその作製方法((Al,Ga,In)N AND ZnO DIRECT WAFER BONDING STRUCTURE FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS AND ITS FABRICATION METHOD)」、代理人整理番号30794.134-US-P3(2005-536-3)。



フレデリック・S.ダイアナ(Frederic S.Diana)、オーレリアン・J.F.デーヴィッド、ピエール・M.ペトロフ(Pierre M.Petroff)、およびクロード・C.A.ワイズバッシュによる、米国特許出願第11/251,365号、出願日2005年10月14日、発明の名称「多色発光デバイスの効率的な光取り出しと変換のためのフォトニック構造(PHOTONIC STRUCTURES FOR EFFICIENT LIGHT EXTRACTION AND CONVERSION IN MULTI-COLOR LIGHT EMITTING DEVICES)」、代理人整理番号30794.142-US-01(2005-534-1)。



クロード・C.A.ワイズバッシュおよびシュウジ・ナカムラによる、米国特許出願第11/633,148号、出願日2006年12月4日、発明の名称「多数回のオーバーグロース法でパターン化された基板上への成長により作製された改良型の水平放出、垂直放出、ビーム成型形、分布帰還(DFB)レーザ(IMPROVED HORIZONTAL EMITTING,VERTICAL EMITTING,BEAM SHAPED,DISTRIBUTED FEEDBACK(DFB) LASERS FABRICATED BY GROWTH OVER A PATTERNED SUBSTRATE WITH MULTIPLE OVERGROWTH)」、代理人整理番号30794.143-US-U1(2005-721-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



クロード・C.A.ワイズバッシュおよびシュウジ・ナカムラによる、米国特許仮出願第60/741,935号、出願日2005年12月2日、発明の名称「多数回のオーバーグロース法でパターン化された基板上への成長により作製された改良型の水平放出、垂直放出、ビーム成型形、分布帰還(DFB)レーザ(IMPROVED HORIZONTAL EMITTING,VERTICAL EMITTING,BEAM SHAPED,DISTRIBUTED FEEDBACK(DFB) LASERS FABRICATED BY GROWTH OVER A PATTERNED SUBSTRATE WITH MULTIPLE OVERGROWTH)」、代理人整理番号30794.143-US-P1(2005-721-1)。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、増井 久志(Hisashi Masui)、ナタリー・N.フェローズ(Natalie N.Fellows)、および村井 章彦による、米国特許出願第11/593,268号、出願日2006年11月6日、発明の名称「光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED))」、代理人整理番号30794.161-US-U1(2006-271-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、増井 久志、ナタリー・N.フェローズ、および村井 章彦による、米国特許仮出願第60/734,040号、出願日2005年11月4日、発明の名称 「光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED))」、代理人整理番号30794.161-US-P1(2006-271-1)。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびジェームス・S.スペックによる、米国特許出願第11/608,439号、出願日2006年12月8日、発明の名称「高効率発光ダイオード(LED)(HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED))」、代理人整理番号30794.164-US-U1(2006-318-3)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびジェームス・S.スペックによる、米国特許仮出願第60/748,480号、出願日2005年12月8日、発明の名称「高効率発光ダイオード(LED)(HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED))」、代理人整理番号30794.164-US-P1(2006-318-1)、および、
スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびジェームス・S.スペックによる、米国特許仮出願第60/764,975号、出願日2006年2月3日、発明の名称「高効率発光ダイオード(LED)(HIGH EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED))」、代理人整理番号30794.164-US-P2(2006-318-2)。



ホン・ゾーン(Hong Zhong)、ジョン・F.ケディング(John F.Kaeding)、ラジャット・シャーマ(Rajat Sharma)、ジェームス・S.スペック、スティーブン・P.デンバース、およびシュウジ・ナカムラによる、米国特許出願第11/676,999号、出願日2007年2月20日、発明の名称 「半極性(Al,In,Ga,B)N光電子デバイスの成長方法(METHOD FOR GROWTH OF SEMIPOLAR(Al,In,Ga,B)N OPTOELECTRONIC DEVICES)」、代理人整理番号30794.173-US-U1(2006-422-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



ホン・ゾーン、ジョン・F.ケディング、ラジャット・シャーマ、ジェームス・S.スペック、スティーブン・P.デンバース、およびシュウジ・ナカムラによる、米国特許仮出願第 60/774,467号、出願日2006年2月17日、発明の名称「半極性(Al,ln,Ga,B)N光電子デバイスの成長方法(METHOD FOR GROWTH OF SEMIPOLAR (Al,In,Ga,B)N OPTOELECTRONICS DEVICES)」、代理人整理番号 30794.173-US-P1(2006-422-1)。



オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称 「複数の取り出し器を通した光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) THROUGH MULTIPLE EXTRACTORS)」、代理人整理番号30794.191-US-U1(2007-047-3)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許仮出願第60/866,014号、出願日2006年11月15日、発明の名称 「複数の取り出し器を通した光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) THROUGH MULTIPLE EXTRACTORS)」、代理人整理番号30794.191-US-P1(2007-047-1)、および
オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許仮出願第60/883,977号、出願日2007年1月8日、発明の名称「複数の取り出し器を通した光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) THROUGH MULTIPLE EXTRACTORS)」、代理人整理番号30794.191-US-P2(2007-047-2)。



クロード・C.A.ワイズバッシュ、ジェームス・S.スペック、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称「屈折率整合構造による高効率、白色、単一または多色LED(HIGH EFFICIENCY WHITE,SINGLE OR MULTI-COLOUR LED BY INDEX MATCHING STRUCTURES)」、代理人整理番号30794.196-US-U1(2007-114-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



クロード・C.A.ワイズバッシュ、ジェームス・S.スペック、およびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許仮出願第60/866,026号、出願日2006年11月15日、発明の名称「屈折率整合構造による高効率、白色、単一または多色LED(HIGH EFFICIENCY WHITE,SINGLE OR MULTI-COLOUR LED BY INDEX MATCHING STRUCTURES)」、代理人整理番号30794.196-US-P1(2007-114-1)。



オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、スティーブン・P.デンバース、およびステーシア・ケラー(Stacia Keller)による、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日は本出願と同日、発明の名称「構造化材料中に発光体を有する光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) WITH EMITTERS WITHIN STRUCTURED MATERIALS)」、代理人整理番号30794.197-US-U1(2007-113-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



オーレリアン・J.F.デーヴィッド、クロード・C.A.ワイズバッシュ、スティーブン・P.デンバース、およびステーシア・ケラーによる、米国特許仮出願第xx/xxx,xxx号、出願日は本出願と同日、発明の名称「構造化材料中に発光体を有する光取り出し効率の高い発光ダイオード(LED)(HIGH LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY LIGHT EMITTING DIODE(LED) WITH EMITTERS WITHIN STRUCTURED MATERIALS)」、代理人整理番号30794.197-US-P1(2007-113-1)。



イーブリン・L.フー、シュウジ・ナカムラ、ヨン・ショク・チョイ(Yong Seok Choi)、ラジャット・シャーマ、およびチョーフー・ワン(Chiou-Fu Wang)による、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称「光電気化学的(PEC)エッチングにより製作された空気ギャップ付きIII族窒化物デバイスの構造的完全性のためのイオンビーム処理(ION BEAM TREATMENT FOR THE STRUCTURAL INTEGRITY OF AIR-GAP III-NITRIDE DEVICES PRODUCED BY PHOTOELECTROCHEMICAL(PEC) ETCHING)」、代理人整理番号30794.201-US-Ul(2007-161-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



イーブリン・L.フー、シュウジ・ナカムラ、ヨン・ショク・チョイ、ラジャット・シャーマ、およびチョーフー・ワンによる、米国特許仮出願第60/866,027号、出願日2006年11月15日、発明の名称「光電気化学的(PEC)エッチングにより製作された空気ギャップ付きIII族窒化物デバイスの構造的完全性のためのイオンビーム処理(ION BEAM TREATMENT FOR THE STRUCTURAL INTEGRITY OF AIR-GAP III-NITRIDE DEVICES PRODUCED BY PHOTOELECTROCHEMICAL(PEC) ETCHING)」、代理人整理番号30794.201-US-P1(2007-161-1)。



ナタリー・N.フェローズ、スティーブン・P.デンバース、およびシュウジ・ナカムラによる、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称「繊維模様のついた蛍光剤変換層をもつ発光ダイオード(TEXTURED PHOSPHOR CONVERSION LAYER LIGHT EMITTING DIODE)」、代理人整理番号30794.203-US-U1(2007-270-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



ナタリー・N.フェローズ、スティーブン・P.デンバース、およびシュウジ・ナカムラによる、米国特許仮出願第60/866,024号、出願日2006年11月15日、発明の名称「繊維模様のついた蛍光剤変換層をもつ発光ダイオード(TEXTURED PHOSPHOR CONVERSION LAYER LIGHT EMITTING DIODE)」、代理人整理番号30794.203-US-P1(2007-270-1)。



シュウジ・ナカムラおよびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称「自立した透明な鏡なし(STML)の発光ダイオード(STANDING TRANSPARENT MIRROR-LESS(STML) LIGHT EMITTING DIODE)」、代理人整理番号30794.205-US-U1(2007-272-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



シュウジ・ナカムラおよびスティーブン・P.デンバースによる、米国特許仮出願第60/866,017号、出願日2006年11月15日、発明の名称「自立した透明な鏡なし(STML)の発光ダイオード(STANDING TRANSPARENT MIRROR-LESS(STML) LIGHT EMITTING DIODE)」、代理人整理番号30794.205-US-P1(2007-272-1)。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびジェームス・S.スペックによる、米国特許出願第xx/xxx,xxx号、出願日2007年11月15日、発明の名称「透明な鏡なし(TML)の発光ダイオード(TRANSPARENT MIRROR-LESS(TML) LIGHT EMITTING DIODE)」、代理人整理番号30794.206-US-U1(2007-273-2)。該出願は米国特許法第119条(e)項に基づいて次の出願の利益を主張する。



スティーブン・P.デンバース、シュウジ・ナカムラ、およびジェームス・S.スペックによる、米国特許仮出願第60/866,023号、出願日2006年11月15日、発明の名称「透明な鏡なし(TML)の発光ダイオード(TRANSPARENT MIRROR-LESS(TML) LIGHT EMITTING DIODE)」、 代理人整理番号30794.206-US-P1(2007-273-1)。
これらの出願は全て参照により本明細書に組み込まれる。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも第1の発光波長で前側と裏側から光を放出するLEDチップと、
前記LEDチップが取り付けられるリード・フレームであって、前記LEDチップは該リード・フレーム内の透明な板上に存在し、前記LEDチップの前側と裏側の両側から前記光が取り出され、前記LEDチップの裏側からの光は該透明の板および該リード・フレームを通して前記LEDチップから取り出されることを特徴とする該リード・フレームと、
前記リード・フレームに取り付けられ、前記LEDチップの前側と裏側の両側から前記光を取り出す前記LEDチップを取り囲むほぼ球形のパッケージとを備えた発光ダイオード(LED)。

【請求項2】
前記LEDチップは、前記パッケージのほぼ中心に位置づけられることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項3】
前記パッケージは、前記LEDチップの前記第1の発光波長で透明な材料から作られていることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項4】
透明な導電体層が、前記LEDチップのp型AlGaInN層上に配置されることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項5】
前記透明な導電体層は、酸化インジウム錫(ITO)および酸化亜鉛(ZnO)を含むグループの中から選択された材料から出来ていることを特徴とする請求項4に記載のLED。

【請求項6】
前記透明な導電体層の表面は粗面であることを特徴とする請求項4に記載のLED。

【請求項7】
前記透明な導電体層の前に、前記電流拡散層が成膜されることを特徴とする請求項4に記載のLED。

【請求項8】
前記電流拡散層は、SiO2 、SiN、および他の絶縁性材料を含むグループの中から選択された材料から作られていることを特徴とする請求項7に記載のLED。

【請求項9】
前記LEDチップの少なくとも一つの表面は粗面であることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項10】
前記LEDチップは、サファイヤ基板の裏側が前記サファイヤ基板を介した光の取り出しを増加させるために粗面化されることを特徴とする前記サファイヤ基板上に作製されることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項11】
前記パッケージに結合した蛍光剤層を更に含み、前記蛍光剤層は、前記蛍光剤層を介した光の取り出しを向上させるために粗面化されることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項12】
前記LEDチップは、(Al,Ga,In)N材料系、(Al,Ga,In)As材料系、(Al,Ga,In)P材料系、(Al,Ga,In)AsPNSb材料系、ZnGeN2 材料系、およびZnSnGeN2 材料系を含むグループの中から選択された材料から作られていることを特徴とする請求項1に記載のLED。

【請求項13】
前記LEDチップと光学的に結合した鏡を更に備え、前記LEDチップの片側から放出される光が、前記LEDチップの他の側から放出される光とほぼ方向が合うように反射されることを特徴とする請求項に記載のLED。

【請求項14】
活性層と、第1の方向への光の放出のために繊維模様のついた表面層とを備えたLEDチップからなるIII 族窒化物ベースの発光源と、
前記光が前記LEDチップの前側と裏側から放出されるような、前記繊維模様のついた表面層とは反対側にあって、前記第1の方向とはほぼ反対の第2の方向への光の放出のための第2の表面層と、
前記LEDチップが取り付けられるリード・フレームであって、前記LEDチップは該リード・フレーム内の透明な板上に存在し、前記LEDチップの前側と裏側の両側から前記光が取り出され、前記LEDチップの裏側からの光は該透明の板および該リード・フレームを介して前記LEDチップから取り出されることを特徴とする該リード・フレームと、
前記III 族窒化物ベースの発光源を取り囲む封止材料であって、前記封止材料は、前記LEDチップの前側と裏側から前記光が取り出されるようなほぼ球形であり、前記封止材料の直径は、前記III 族窒化物ベースの発光源の幅よりもかなり大きいことを特徴とする封止材料とを備えた発光ダイオード(LED)。

【請求項15】
前記第2の表面層には繊維模様がついていることを特徴とする請求項14に記載のLED。

【請求項16】
前記封止材料と結合した蛍光剤層を更に備え、前記LEDチップから放出された光が、前記蛍光剤を励起することを特徴とする請求項15に記載のLED。

【請求項17】
前記活性層と結合した透明な導電性の層を更に備え、前記活性層は、前記透明な導電性の層を通して光を放出することを特徴とする請求項14に記載のLED。

【請求項18】
前記透明な導電性の層は、酸化インジウム錫と酸化亜鉛を含むグループの中から選択された材料から作られていることを特徴とする請求項17に記載のLED。

【請求項19】
前記リード・フレーム内の前記透明な板は、前記LEDチップの裏側からの光取り出しを向上させるための支持ガラス板であることを特徴とする請求項1または14に記載のLED。

【請求項20】
前記球形の表面は、前記球形表面を通した光の取り出しを増大させるために粗面化されていることを特徴とする請求項1または14に記載のLED。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 中村不均一結晶プロジェクト 領域
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