本发明专利技术提供一种具有655nm以上的发光波长，单色性优异，并且具有高输出功率、高辉度、高效率，响应速度快，具有从光取出面放射的光之中的与光取出面正交的方向上的光的强度较强的指向性，且能够向外部效率好地散出热的发光二极管和发光二极管灯。具备至少含有pn结型的发光部（3）和与发光部（3）层叠的应变调整层（13）的化合物半导体层（11），发光部（3）具有组成式为（AlXGa1-X）YIn1-YP的应变发光层和势垒层的叠层结构，其中，0≤X≤0.1、0.37≤Y≤0.46，应变调整层（13）能够透过发光部（3）的光，并且具有比应变发光层和势垒层的晶格常数小的晶格常数，在位于光取出面（11a）的反对侧的化合物半导体层（11）的面（11b）上具有隔着反射结构体（4）而接合的功能性基板（5）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光二极管和发光二极管灯，特别地涉及高输出功率的红色发光二极管和使用它的发光二极管灯。本申请基于在2010年8月18日在日本申请的专利申请2010-183212号要求优先权，将其内容援引到本申请中。
技术介绍
近年来在研究采用人工光源的植物培养。特别是采用单色性优异、节能、长寿命、可小型化的发光二极管(英文简称:LED)的照明的栽培方法受到人们关注。另外，从迄今为止的研究结果，作为适合于植物培养(光合作用)用的光源的发光波长之一，确认了波长为600 700nm的区域的红色光的效果。特别是对于光合作用，波长为660 670nm左右的光的反应效率高，是优选的光源。对于该波长，在以往的红色发光二极管中，曾研讨了由AlGaAs以及InGaNP等构成的发光层，尚不能实现高输出功率化(例如，参照专利文献I 3。)。另一方面，已知具备由磷化铝镓铟(组成式(AlxGa1-X)YlrvYP ;0 ^ X ^ I, O < Y ^ I)构成的发光层的化合物半导体LED。在该LED中，具有Gaa5Ina5P的组成的发光层的波长最长，由该发光层得到的峰波长为650nm左右。因此，在比655nm长的波长的区域，实用化、高辉度化较困难。另外，具备由(AlxGag) YIrvYP (O彡X彡1，0<Y彡I)构成的发光层的发光部，一般地形成于相对于从发光层射出的发光在光学上不透明、机械强度也不那么高的砷化镓(GaAs)单晶基板上。 因此，为了得到高辉度的可见LED，还进行了以进一步提高元件的机械强度为目的的研究。S卩，公开了:除去了 GaAs之类的不透明的基板材料后，重新接合了可使发光透过，并且与以往相比机械强度更优异的透明材料构成的支持体层的、构成所谓的接合型LED的技术(例如，参照专利文献4 )。另一方面，对于发光机理不同的激光元件，对有应变的发光层进行了研讨，但在发光二极管中，对于有应变的发光层没有实用化是实际现状(例如，参照专利文献5)。另外，发光二极管的发光部中应用量子阱结构的研讨正被进行。但是，通过量子阱结构的应用而得到的量子效应，由于使发光波长短波长化，因此存在不能够应用于长波长化的技术的问题(例如，参照专利文献6 )。在先技术文献专利文献专利文献1:特开平9-37648号公报专利文献2:特开2002-27831号公报专利文献3:特开2004-221042号公报专利文献4:日本专利第3230638号公报专利文献5:特开2000-151024号公报专利文献6:日本专利第3373561号公报
技术实现思路
但是，为了作为植物培养用的照明的光源而实用化，从节能、成本方面出发，需要使用发光效率高的LED，并削减使用电力和LED的使用数量。特别是为了植物培养用LED照明的实用化，强烈希望使用电力降低、紧凑化、成本降低，相对于以往的作为660nm的波带的发光二极管的AlGaAs系的LED，希望高输出功率化.高效率化、波长的偏差降低、高速化等的特性提高。另外，对于亮灯方法，也研讨了利用高速脉冲方式来削减使用电力，需要响应速度快的发光二极管。根据近年的研究确认出:植物培养用的照明，通过在将光放射后在光合作用的反应时间中灭灯，可实现节能化。但是，需要具有可与高速的脉冲通电对应的响应速度的发光二极管。具体地讲，发光二极管的响应速度为IOOOns以下较适宜，优选为IOOns以下。但是，在发光效率高的(AlxGa^) γΙηι_γΡ (O彡X彡1，0 < Y彡I)构成的发光层中，与用于外延生长的GaAs基板的晶格常数匹配的最长波长(带隙小)的发光层的组成为Ga0.5 In0.5Ρ。该发光层的发光波长为650nm,不能实现650nm以上的长波长化。这样,在发光层的650nm以上的长波长化上存在技术课题，因此不能够实用化？高效率化。特别是具有655nm以上的长波长的LED，存在高输出功率化的技术未被确立的问题。另外，发光二极管，为了提高发光二极管的发光效率，提高发出的光的利用效率，希望从光取出面向发光二极管的外部放射的光之中的、相对于光取出面正交的方向上的光的强度强。另外，作为植物培养的照明使用发光二极管的情况下，优选能够将发光部发光时的热效率好地放出到发光二极管的外部。而且，在植物培养用的照明时，存在发光波长700nm以上的光有抑制植物培养的效果的情况。因此，希望获得发光波长660nm左右的单色性优异的红色光。因此，作为植物培养用的照明，希望具有:700nm下的发光强度相对于峰发光波长的强度为低于10%的发光光谱。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供具有655nm以上的发光波长，单色性优异，并且为高输出功率.高辉度.高效率，响应速度快，具有从光取出面放射的光之中的、相对于光取出面正交的方向上的光的强度强的指向性，并且能够向外部效率好地放出热的发光二极管。另外，其特征在于，提供适合于植物培养用的照明的发光二极管灯。S卩，本专利技术涉及以下技术方案。(I) 一种发光二极管，其特征在于，具备至少含有pn结型的发光部和层叠于上述发光部的应变调整层 的化合物半导体层，上述发光部具有组成式为(AlxGag) YIrvYP(O 0.1,0.37 ^ 0.46)的应变发光层和势垒层的叠层结构，上述应变调整层相对于发光波长是透明的，并且具有比上述应变发光层和上述势垒层的晶格常数小的晶格常数，在上述化合物半导体层的与光取出面相反侧的面上隔着反射结构体接合有功能性基板。(2)根据前项(I)所述的发光二极管，其特征在于，上述功能性基板是金属基板。(3)根据前项(2)所述的发光二极管，其特征在于，上述金属基板由所层叠了的多层的金属层构成。(4)根据前项(I)所述的发光二极管，其特征在于，上述功能性基板的材料为GaP、S1、Ge的任一种。(5)根据前项(I)至(4)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，在相对于上述光取出面形成90°的角度的方向所放射(辐射)的放射照度(辐射照度)，是在相对于上述光取出面形成45°的角度的方向所放射的放射照度的1.0倍以上。(6)根据前项(I)至(5)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，上述应变发光层的组成式为GaxIrvxP (0.37彡X彡0.46)。(7)根据前项(I)至(6)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，上述应变发光层的厚度为8 30nm的范围。(8)根据前项(I)至(7)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，含有8 40层的上述应变发光层。(9)根据前项(I)至(8)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，上述势垒层的组成式为(Al5iGa1-X) YIrvYP (0.3 彡 X 彡 0.7,0.48 彡 Y 彡 0.52)。(10)根据前项(I)至(9)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，上述发光部，在上述应变发光层的上面和下面的一方或者两方具有覆盖层，上述覆盖层的组成式为(Al5iGa1-X) γΙη^γΡ (0.5 彡 X 彡 1、0.48 彡 Y 彡 0.52)。(11)根据前项(I)至(10)之中的任一项所述的发光二极管，其特征在于，上述应变调整层的组成式为(AlxGa1^) γΙη^γΡ (O彡X彡1、0.6彡Y彡I)。(12)根据前项(I)至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.18 JP 183212/20101.一种发光二极管，其特征在于， 具备化合物半导体层，所述化合物半导体层至少含有Pn结型的发光部和层叠于所述发光部的应变调整层， 所述发光部具有组成式为(AlxGa1I) YIrvYP的应变发光层和势垒层的叠层结构，其中，O彡 X 彡 0.1,0.37 彡 Y 彡 0.46， 所述应变调整层，相对于发光波长是透明的，并且具有比所述应变发光层和所述势垒层的晶格常数小的晶格常数， 在所述化合物半导体层的与光取出面相反侧的面上隔着反射结构体接合有功能性基板。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述功能性基板是金属基板。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述金属基板由所层叠了的多层的金属层构成。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述功能性基板的材料为GaP、S1、Ge的任一种。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在相对于所述光取出面形成90°的角度的方向所放射的放射照度，是在相对于所述光取出面形成45°的角度的方向所放射的放射照度的1.0倍以上。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述应变发光层的组成式为GaxIrvxP,其中，0.37 彡 X 彡 0.46。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述应变发光层的厚度为8 30nm的范围。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，含有8 40层的所述应变发光层。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述势垒层的组成式为(AlxGag)γΙη^Ρ，其中，0.3 彡 X 彡 0.7,0.48 彡 Y 彡 0.52。10.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：濑尾则善，松村笃，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：
国别省市：
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