(57)【要約】【課題】向上した電極構造を有する発光素子を提供する。【解決手段】発光素子は、第１及び第２の半導体層と、第１及び第２の半導体層の間に設けられた発光層とを含む。また、発光素子は、向上した電極構造を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の半導体層と、
第１及び第２の半導体層の間に設けられた発光層と、
前記第１の半導体層上に設けられた第１の電極パターン層と、
前記第２の半導体層上に設けられた第２の電極パターン層とを備え、
前記第２の電極パターン層は、電極本体と、電極本体から前記第１の電極パターン層に向かって延びる複数の分岐電極とを含む発光素子。
【請求項２】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１の半導体層はＮ型半導体層を備え、前記第１の電極パターン層はＮ型電極パターンを備え、前記第２の半導体層はＰ型半導体層を備え、前記第２の電極パターン層はＰ型電極パターンを備える発光素子。
【請求項３】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１の半導体層はＰ型半導体層を備え、前記第１の電極パターン層はＰ型電極パターンを備え、前記第２の半導体層はＮ型半導体層を備え、前記第２の電極パターン層はＮ型電極パターンを備える発光素子。
【請求項４】
請求項１記載の発光素子は、更に、前記第１及び第２の半導体層上に透明導電性酸化物層を備え、前記透明導電性酸化物層は、１０００オングストローム未満の厚さを有している発光素子。
【請求項５】
請求項４記載の発光素子において、
前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＰ型半導体層である発光素子。
【請求項６】
請求項４記載の発光素子は、更に、前記透明導電性酸化物層と前記第１及び第２の半導体層のうちの一つとの間に誘電体層を備え、前記誘電体層は、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンの形状を有し、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンのそれよりも広い領域を覆う発光素子。
【請求項７】
請求項６記載の発光素子において、
前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＰ型半導体層であり、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンはＰ型電極パターン層である発光素子。
【請求項８】
請求項４記載の発光素子において、
前記透明導電性酸化物層は、約６００オングストロームの厚さを有している発光素子。
【請求項９】
請求項４記載の発光素子において、
前記透明導電性酸化物層はＩＴＯ層からなる発光素子。
【請求項１０】
請求項９記載の発光素子において、
前記ＩＴＯ層は、約６００オングストロームの厚さを有している発光素子。
【請求項１１】
請求項１記載の発光素子は、更に、基板を備え、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つは前記基板上にあり、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＮ型半導体層を備える発光素子。
【請求項１２】
請求項１記載の発光素子において、
前記電極本体及び前記分岐電極の形状は、分岐電極が直線を形成している櫛形状、分岐電極が斜めの直線を形成し、かつその傾斜角度が４５°〜１３５°であるフィッシュボーン形状、分岐電極が電極本体と反対側の端部にて共通電極により連結されるガードレール形状からなる群より選択される発光素子。
【請求項１３】
請求項１記載の発光素子において、
前記各分岐電極の形状は、Ｔ字形状、曲線形状、多重曲線形状、及び直線部分及び曲線部分からなる形状からなる群より選択される発光素子。
【請求項１４】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１及び第２の電極パターン層は金属からなる発光素子。
【請求項１５】
請求項１４記載の発光素子において、
前記金属は、６０％を越える反射率を有する発光素子。
【請求項１６】
請求項１４記載の発光素子において、
前記金属は、Ａｌ又はＡｇを含む発光素子。
【請求項１７】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１の電極パターン層は、電極本体と、第１の電極パターンの電極本体の長さに沿って様々な位置に形成され、前記第２の電極パターン層に向けて延びる複数の分岐電極とを備え、前記第１及び第２の電極パターン層の分岐電極は互いに噛合する関係を有している発光素子。
【請求項１８】
請求項１記載の発光素子において、
前記第１及び第２の電極パターン層のそれぞれは鏡像関係にある一対の副電極パターンからなり、前記第２の電極パターン層の第１の副電極パターンは前記電極本体と前記分岐電極とを含み、前記分岐電極は前記電極本体から前記第１の電極パターン層の第１の副電極パターンに向けて延び、前記第２の電極パターン層の第２の副電極パターンは分岐電極と、前記第２の電極パターン層の第２の副電極パターンから前記第１の電極パターン層の第２の副電極パターンに向けて延びる複数の分岐電極とを含む発光素子。
【請求項１９】
第１及び第２の半導体層と、
第１及び第２の半導体層の間に設けられた発光層と、
前記第１の半導体層上に設けられた第１の電極パターン層と、
前記第２の半導体層上に設けられた第２の電極パターン層とを備え、
前記第１及び第２の電極パターン層の長手方向に沿って前記第１及び第２の電極パターン層の間に不均一な間隔が存在するように、前記第１及び第２の電極パターン層が配置される発光素子。
【請求項２０】
請求項１９記載の発光素子において、
前記第２の電極パターン層は、電極本体と、電極本体から前記第１の電極パターン層に向けて延びる複数の分岐電極とを備える発光素子。
【請求項２１】
請求項２０記載の発光素子において、
前記第１の半導体層はＮ型半導体層からなり、前記第１の電極パターン層はＮ型電極パターンからなり、前記第２の半導体層はＰ型半導体層からなり、前記第２の電極パターンはＰ型電極パターンからなる発光素子。
【請求項２２】
請求項２０記載の発光素子において、
前記第１の半導体層はＰ型半導体層からなり、前記第１の電極パターン層はＰ型電極パターンからなり、前記第２の半導体層はＮ型半導体層からなり、前記第２の電極パターンはＮ型電極パターンからなる発光素子。
【請求項２３】
請求項２０記載の発光素子において、
前記電極本体及び前記分岐電極の形状は、分岐電極が直線を形成している櫛形状、分岐電極が斜めの直線を形成し、かつその傾斜角度が４５°〜１３５°であるフィッシュボーン形状、分岐電極が電極本体と反対側の端部にて共通電極により連結されるガードレール形状からなる群より選択される発光素子。
【請求項２４】
請求項２０記載の発光素子において、
前記各分岐電極の形状は、Ｔ字形状、曲線形状、多重曲線形状、及び直線部分及び曲線部分からなる形状からなる群より選択される発光素子。
【請求項２５】
請求項２０記載の発光素子において、
前記第１の電極パターン層は、電極本体と、第１の電極パターンの電極本体の長さに沿って様々な位置に形成され、前記第２の電極パターン層に向けて延びる複数の分岐電極とを備え、前記第１及び第２の電極パターン層の分岐電極は互いに噛合する関係を有している発光素子。
【請求項２６】
請求項２０記載の発光素子において、
前記第１及び第２の電極パターン層のそれぞれは鏡像関係にある一対の副電極パターンからなり、前記第２の電極パターン層の第１の副電極パターンは前記電極本体と前記分岐電極とを含み、前記分岐電極は前記電極本体から前記第１の電極パターン層の第１の副電極パターンに向けて延び、前記第２の電極パターン層の第２の副電極パターンは分岐電極と、前記第２の電極パターン層の第２の副電極パターンから前記第１の電極パターン層の第２の副電極パターンに向けて延びる複数の分岐電極とを含む発光素子。
【請求項２７】
請求項１９記載の発光素子は、更に、前記第１及び第２の半導体層上に透明導電性酸化物層を備え、前記透明導電性酸化物層は、１０００オングストローム未満の厚さを有している発光素子。
【請求項２８】
請求項２７記載の発光素子において、
前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＰ型半導体層である発光素子。
【請求項２９】
請求項２７記載の発光素子は、更に、前記透明導電性酸化物層と前記第１及び第２の半導体層のうちの一つとの間に誘電体層を備え、前記誘電体層は、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンの形状を有し、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンのそれよりも広い領域を覆う発光素子。
【請求項３０】
請求項２９記載の発光素子において、
前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＰ型半導体層であり、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つの上にある電極パターンはＰ型電極パターン層である発光素子。
【請求項３１】
請求項２７記載の発光素子において、
前記透明導電性酸化物層は、約６００オングストロームの厚さを有している発光素子。
【請求項３２】
請求項２７記載の発光素子において、
前記透明導電性酸化物層はＩＴＯ層からなる発光素子。
【請求項３３】
請求項３２記載の発光素子において、
前記ＩＴＯ層は、約６００オングストロームの厚さを有している発光素子。
【請求項３４】
請求項１９記載の発光素子は、更に、基板を備え、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つは前記基板上にあり、前記第１及び第２の半導体層のうちの一つはＮ型半導体層を備える発光素子。
【請求項３５】
請求項１９記載の発光素子において、
前記第１及び第２の電極パターン層は金属からなる発光素子。
【請求項３６】
請求項３５記載の発光素子において、
前記金属は、６０％を越える反射率を有する発光素子。
【請求項３７】
請求項３５記載の発光素子において、
前記金属は、Ａｌ又はＡｇを含む発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子に関し、より詳しくは、向上した電極構造を有する発光素子に関する。比較的に薄く、透明な導電性酸化層を有する電極構造の各種構成は、発光素子に対し光の抽出を増大させ、かつ動作電圧を低減させる。
【背景技術】
【０００２】
最近では、電流を光に変換する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、最も重要な半導体の発光素子のうちの一つである。一般に、発光ダイオードは、Ｐ型半導体層とＮ型半導体層との間に配置された発光層を含む。駆動電流は、Ｐ型半導体層に電気的に接続されたＰ型電気的コンタクトに供給されるとともに、Ｎ型半導体層に電気的に接続されたＮ型電気的コンタクトに供給される。従って、Ｐ型半導体層及びＮ型半導体層は、それぞれ正孔及び電子を発光層へ放出する。正孔及び電子が発光層内で結合することによって光を放射する。その光は発光層から全方位に放射された後、発光ダイオードの表面から出て行く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光ダイオードのサイズ及び発光領域を増大することは、その発光ダイオードの視感度効率及び光度を向上させるための方法の一つである。しかしながら、従来の窒化物ベースの発光ダイオードに関して、電流が電気的コンタクトから発光層全体にわたって均一に拡散することができないため、発光ダイオードのサイズを増大するには制限が課せられる。例えば、Ｐ型窒化物ベースの半導体層は比較的低い導電性を有するため、Ｐ型電気的コンタクトに供給される電流の拡散は、Ｐ型電気的コンタクトの下方におけるＰ型窒化物ベースの半導体層の特定領域に制限されている。電流は、Ｐ型窒化物ベースの半導体層の全体にわたって横方向に拡散することができない。更に、発光ダイオードの特定の部分に熱が発生し、電気的コンタクト周辺にある部品の材料を急速に劣化させてしまう。Ｎ型窒化物ベースの半導体層に関して、Ｎ型窒化物ベースの半導体層はより良好な導電性を有するものの、その半導体層の全域で横方向に電流が拡散するのに幾らかの抵抗が依然として存在している。発光ダイオード素子のサイズが増大するに従って、電流は、Ｎ型窒化物ベースの半導体層の全域で電気的コンタクトから均一に拡散することができない。従って、従来の窒化物ベースの発光ダイオードのサイズは、Ｐ型窒化物ベースの半導体層内及びＮ型窒化物ベースの半導体層内における電流の横方向の拡散によって制限されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の一態様において、発光素子は、第１及び第２の半導体層と、第１及び第２の半導体層の間に設けられた発光層と、前記第１の半導体層上に設けられた第１の電極パターン層と、前記第２の半導体層上に設けられた第２の電極パターン層とを備え、前記第２の電極パターン層は、電極本体と電極本体から前記第１の電極パターン層に向かって延びる複数の分岐電極とを含む。
【０００５】
本開示の別の態様において、発光素子は、第１及び第２の半導体層と、第１及び第２の半導体層の間に設けられた発光層と、前記第１の半導体層上に設けられた第１の電極パターン層と、前記第２の半導体層上に設けられた第２の電極パターン層とを備え、前記第１及び第２の電極パターン層の長手方向に沿って前記第１及び第２の電極パターン層の間に不均一な間隔が存在するように、前記第１及び第２の電極パターン層が配置される。
【０００６】
本発明の他の態様は、以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになることが理解されるであろう。実例として発光素子の例示的な構成のみを図示しかつ説明している。本発明の思想及び範囲を全く逸脱することなく、本発明は、発光素子の他の異なる態様を含み、かつ他の態様において幾つかの詳細を変更できることは認識されるであろう。従って、図面及び詳細な説明は、本質的に限定的ではなく例示的であると認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】向上した電極構造を有する発光素子を示す概略斜視図。
【図２】図１の発光素子を示す概略平面図。
【図２Ａ】図２のＩ−Ｉ線に沿った発光素子の部分構造を示す断面図。
【図２Ｂ】図２の領域ａ内においてＮ型副電極パターンの部分構造とＰ型副電極パターンの部分構造との間の関係を示す概略平面図。
【図２Ｃ】図２Ｂに示す構造の別の構成を示す概略平面図。
【図２Ｄ】図２Ｂに示す構造の別の構成を示す概略平面図。
【図２Ｅ】図２Ｂに示す構造の更に別の構成を示す概略平面図。
【図２Ｆ】図２Ｂに示す構造の更に別の構成を示す概略平面図。
【図３】図２Ａに対応する図であって発光素子の第２の実施形態の部分構造を示す断面図。
【図４】図２Ｂに対応する図であって発光素子の第２の実施形態の部分構造を示す概略平面図。
【図５】発光素子の第３の実施形態を示す概略平面図。
【図６】発光素子の第４の実施形態を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の種々の態様は、添付の図面において、限定のためではなく一例として示される。
以下、本発明の各種態様を示す添付の図面を参照しながらより完全に本発明について説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施可能であり、本開示を通じて提示される本発明の各種態様に限定して解釈すべきではない。むしろ、これら態様は、本開示が徹底したものでありかつ完全なものとなるように、更に当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように提供されている。図面に示す本発明の種々の態様は、比例する尺度で図示されていない。むしろ、明瞭さのため、各種の特徴の寸法は拡大又は縮小されている。加えて、いくつかの図面は、明瞭にすべく簡略化されている。従って、図面は、所定の装置（例えば、素子）又は方法の全ての部品を示していない。
【０００９】
ここで、本発明の理想的な構成の概略図である図面を参照して、本発明の種々の態様について説明する。そのため、図示された形状が変更されること、その結果として例えば、製造技術及び公差のうち少なくとも何れか一つが変更されることが期待されている。従って、本開示を通じて提示される本発明の各種の態様は、ここで図示及び説明される要素（例えば、領域、層、部位、基板、バルブの形状、等）の特定の形状に限定されるように解釈すべきではなく、例えば、製造から生じる形状の公差を含むものとして解釈すべきである。例えば、矩形として図示又は説明される要素は、丸みを帯びたり湾曲したりした特徴を有してもよい。矩形として図示又は説明される要素は、丸みを帯びたり湾曲したりした特徴に代えて或いは加えて、ある要素から別の要素にかけて離散した変化ではなく縁において濃度勾配を有していてもよい。従って、図面に示された要素は、実際には概略的なものであり、それら要素の形状は、要素の正確な形状を図示することを意図するものではなく、本発明の範囲を制限することを意図するものでもない。
【００１０】
領域、層、部位、基板等の要素が別の要素の「上」に存在するものとして参照される場合、その要素は他の要素の上に直接的に存在したり、或いは間に介在する要素が存在したりすることが理解されるであろう。これに対して、要素が別の要素の「上に直接的」に存在するものとして参照される場合、間に介在する要素は存在しない。要素が別の要素の上に「形成」されるものとして参照される場合、その要素は、他の要素又は介在される要素上に成長、堆積、エッチング、取り付け、接続、結合、或いは提供又は製造されてもよいことが更に理解されるであろう。
【００１１】
更に、ここでは、「下方」又は「下部」及び「上方」又は「上部」のような相対的な用語は、図示されるように、特定の要素の別の要素に対する関係を説明するために使用される。相対的な用語は、明らかに、図面に示される向きに加えて、装置の異なる向きを含むことを意図している。例として、図面の装置を上下反対にした場合、他の要素の「下方」に位置するものとして説明した要素は、他の要素の「上方」に向くことになる。従って、「下方」という用語は、装置の特定の向きに応じて、「下方」及び「上方」の双方の向きを包む。同様に、図示された装置が上下反対にした場合、他の要素の「下方」又は「下」として説明される要素は、他の要素の「上方」に向けられる。従って、「下方」又は「下」という用語は、上方及び下方の双方の向きを包含する。
【００１２】
特に定義しない場合、ここで使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。更には、一般に使用される辞書で定義される用語は、関連技術及び本開示の文脈中の意味と一致する意味を有するものとして解釈すべきであることが理解されるであろう。
【００１３】
文脈で明確に示していない場合、ここで使用されるように、「一つ」という単数形は、複数形をも含むものとして意図されている。本明細書で使用される場合、「備える」及び「備えている」のうち少なくとも何れか一つの用語は、述べられた特徴、整数、工程、動作、要素、及び部品のうち少なくとも何れか一つの存在を特定するものであるが、一以上の特徴、整数、工程、動作、要素、部品、及びそれらのグループのうち少なくとも何れか一つの存在又は追加を除外するものではないことが更に理解されるであろう。「少なくとも何れか一つ」という用語は、一以上の関連する列挙された項目の任意の全ての組み合わせを含む。
【００１４】
ここで、向上した電極構造を有する発光ダイオードの種々の態様について提示する。しかしながら、これら態様が本発明の範囲を逸脱することなく他の光源に拡張できることを当業者は容易に認識するであろう。発光ダイオードは、Ｐ型電極パターン層及びＮ型電極パターン層の特定の構成を含む向上した電極と共に形成される。ここで、上記二つの層の間に非常に不均一な間隔が存在する。電流拡散層としての比較的に薄く透明な導電性酸化層と共に電極構造のそのような構成を用いることにより、発光ダイオードはより低い動作電圧で動作可能であり、かつより良好な光の抽出を達成することが可能である。
【００１５】
図１は、改良された電極構造を有する発光素子の概略斜視図であり、図２はその概略上面図である。図２Ａは、図２のＩ−Ｉ線に沿った発光素子の部分構造の断面図である。上記３つの説明図を参照すると、発光素子は、基板１０、Ｎ型半導体層１１、発光層１２、Ｐ型半導体層１３、厚さ１０００オングストローム未満の透明導電性酸化物層１４、Ｎ型電極パターン層１５、及びＰ型電極パターン層１６を有する。Ｎ型半導体層１１は基板１０の上に形成される。発光層１２はＮ型半導体層１１の上に形成される。Ｐ型半導体層１３は発光層１２の上に形成される。厚さ１０００オングストローム未満の透明導電性酸化物層１４は、Ｐ型半導体層１３の上に形成される。透明導電性酸化物層１４は、好ましくはＩＴＯ（ＩｎＳｎＯｘ）層であり、電流拡散層として用いられる。
【００１６】
Ｎ型電極パターン層１５は、鏡像関係にある一組のＮ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂを含む。第１の実施形態において、Ｎ型補助電極パターン１５ａは細長く曲げられたＣ字形の補助電極体であり、一方、Ｎ型補助電極パターン１５ｂは細長く曲げられたＣ字形の逆向きの補助電極体である。透明導電性酸化物層１４、Ｐ型半導体層１３及び発光層１２を順番にエッチングすることにより、それぞれＮ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂの外形を有する溝１８ａ及び１８ｂが、Ｎ型半導体層１１の部分表面を残しつつ、透明導電性酸化物層１４、Ｐ型半導体層１３及び発光層１２を横切って形成される。続いて、Ｎ型半導体層１１の露出表面の一部上で、Ｎ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂが溝１８ａ及び１８ｂ内にそれぞれ形成され、それによりＮ型補助電極パターン１５ａ、１５ｂとＮ型半導体層１１との間に電気的接続が形成される。Ｎ型補助電極パターン１５ａ、１５ｂと溝１８ａ、１８ｂとの間にはそれぞれ多少の空間が存在し、Ｎ型補助電極パターン１５ａ、１５ｂと、透明導電性酸化物層１４、Ｐ型半導体層１３、発光層１２との間の電気的接続を阻止している。
【００１７】
Ｐ型電極パターン層１６は、透明導電性酸化物層１４上に鏡像的に形成された一組のＰ型補助電極パターン１６ａ及び１６ｂを含む。Ｐ型補助電極パターン１６ａは、Ｐ型補助電極体１６０ａ及び複数のＰ型分岐電極１６２ａを含む。Ｐ型補助電極体１６０ａは、Ｎ型補助電極パターン１５ａの半分閉鎖された開口部からＮ型補助電極パターン１５ａの外形に沿って延出し、Ｐ型補助電極体１６０ａ及びＮ型補助電極体の形が互いに対応するように、それを包囲する。Ｐ型分岐電極１６２ａは、Ｐ型補助電極体１６０ａに沿って様々な位置に形成され、Ｎ型補助電極パターン１５ａに向かって延出する。Ｐ型分岐電極１６２ａの形状設計に起因して、Ｐ型補助電極パターン１６ａにおける様々な部分と、Ｎ型補助電極パターン１５ａにおけるそれらに対応する部分との間には、様々な間隔が存在し得る。要約すると、Ｐ型補助電極パターン１６ａにおける様々な位置に、Ｎ型補助電極パターン１５ａに向かって延出する複数のＰ型分岐電極１６２ａを形成することにより、Ｐ型補助電極パターン１６ａとＮ型補助電極パターン１５ａとの間には極めて不均一な間隔が存在する。
【００１８】
同様に、Ｐ型補助電極パターン１６ｂは、Ｐ型補助電極体１６０ｂ及び複数のＰ型分岐電極１６２ｂを含む。Ｐ型補助電極体１６０ｂは、Ｎ型補助電極パターン１５ｂの半分閉鎖された開口部からＮ型補助電極パターン１５ｂの外形に沿って延出し、それを包囲する。Ｐ型分岐電極１６２ｂは、Ｐ型補助電極体１６０ｂに沿って様々な位置に形成され、Ｎ型補助電極パターン１５ｂに向かって延出する。Ｐ型分岐電極１６２ｂの形状設計に起因して、Ｐ型補助電極パターン１６ｂにおける様々な部分と、Ｎ型補助電極パターン１５ｂにおけるそれらに対応する部分との間には、様々な間隔が存在し得る。言い換えれば、Ｐ型補助電極パターン１６ｂとＮ型補助電極パターン１５ｂとの間には、極めて不均一な間隔が存在する。
【００１９】
特定の形状のＮ型電極パターン層１５及びＰ型電極パターン層１６が、これら二つのパターン層の間に極めて不均一な間隔をもたらす場合、これらのパターン層をＰ型電極パターン層１６の下に形成された厚さ１０００オングストローム未満のＩＴＯ層（好ましくは厚さ６００オングストロームのＩＴＯ層）等の比較的薄い透明導電性酸化物層１４と共に用いることにより、発光素子は、より良好な光抽出を達成し得ると共に、より低い動作電圧をもたらす。即ち、改良された電極構造は、比較的薄い透明導電性酸化物層と結合されて、発光素子の発光効率を向上させる。
【００２０】
第１の実施形態において、Ｎ型電極パターン層１５及びＰ型電極パターン層１６は、導電性を高めるために好ましくは金属から形成され、より好ましくは、Ａｌ又はＡｇのような６０％を超える反射率を有する反射性金属から形成される。
【００２１】
Ｎ型電極パターン層１５とＰ型電極パターン層１６との間の極めて不均一な間隔を達成するために、Ｐ型補助電極パターン１６ａ、１６ｂのＰ型補助電極体１６０ａ、１６０ｂ及びその上にあるＰ型分岐電極体１６２ａ、１６２ｂは様々な形状設計を有し得る。図２Ｂは、図２の領域におけるＮ型補助電極パターン１５ｂの部分構造とＰ型補助電極パターン１６ｂの部分構造との間の関係を示す概略上面図である。図２ＢのＰ型補助電極体１６０ｂ及びＰ型分岐電極１６２ｂは、Ｐ型分岐電極１６２ｂがそれぞれ直線を形成している櫛状の形状を示す。各Ｐ型補助電極体１６ａ、１６ｂ及び各Ｎ型補助電極パターン１５ａ、１５ｂは、３０μｍ未満（例えば５〜１０μｍ）の電極幅ｗを有し得る。各Ｎ型電極パターン層１５及び各Ｐ型電極パターン層１６は電極厚さｔを有し得、但しｔ＞１０／ｗである（例えば、ｔは４μｍであり得る）。Ｐ型補助電極体１６０ｂとＮ型補助電極パターン１５ｂとの間の間隔ｌ１は約１２５μｍ、かつＰ型分岐電極１６２ｂとＮ型補助電極パターン１５ｂとの間の間隔はｌ２であり得、但し０＜ｌ２＜ｌ１／２である。この実施形態では、Ｐ型分岐電極１６２ｂとＮ型補助電極パターン１５ｂとの間の間隔ｌ２は０＜ｌ２＜６２．５μｍの範囲であり得る。Ｐ型分岐電極１６２ｂの各組の間の間隔ｄ１は、ｌ１の２倍よりも小さくてもよい（例えば約１１０μｍ）。
【００２２】
図２Ｂに示される実施例において、それぞれのＰ型分岐電極１６２ｂの長さは一定であるが、その長さはそれらの間で変化していてもよい。図２Ｃから図２Ｆは別例の電極構造を示しているが、本発明の範囲に含まれる別例の電極構造はこれらに限定されないことに留意すべきである。図２Ｃは各Ｐ型分岐電極１６２ｂがＴ字形を有することを示す。図２Ｄでは、Ｐ型補助電極体１６０ｂ及びＰ型分岐電極１６２ｂは、各Ｐ型分岐電極１６２ｂが斜めの直線を形成しているフィッシュボーン形状を示す。好ましくは、Ｐ型補助電極体１０６ｂとＰ型分岐電極との間の角度は４５°〜１３５°である。図２Ｅは、各Ｐ型分岐電極がＰ型分岐電極１６２ｂのように曲線をなす形状、又はＰ型分岐電極１６２ｂのように多数の曲線をなす形状を有し得ることを示す。図２Ｆでは、Ｐ型補助電極体１６０ｂ及びＰ型分岐電極１６２ｂはガードレール形状を示す。Ｐ型分岐電極１６２ｂは、Ｐ型補助電極体１６０ｂと反対側の端部において、Ｐ型共通電極１６３によって連結される。図２Ｂにおける電極の寸法は図２Ｃから２Ｆにも適用され得る。図２Ａ〜２Ｆに関して示された様々な電極の形状は非限定的な実施例に過ぎず、他の電極構造の形状が本発明の範囲に包まれることに留意すべきである。任意の特定の適用に対するＰ型分岐電極の実際の形状は、直線及び／又は曲線をなす部分からなる様々な形状を有し得る。当業者は、本明細書の示唆に基づき、任意の特定の適用のために適切な電極の形状を容易に決定できるであろう。
【００２３】
また、Ｐ型電極パターン層１６と同じ形状であって、更に広い領域を覆う誘電体層が形成されてもよい。誘電体層は、透明導電性酸化物層１４とＰ型半導体層１３との間に形成されてＰ型電極パターン層１６から発光層１２への電流の流れを阻止してもよく、更に、発光層１２から発せられる光がＰ型電極パターン層１６によって吸収されるのを阻止してもよい。言い換えれば、発光素子から発せられる光の一部がＰ型電極パターン層１６によって吸収されるのを阻止するために、電流ブロック層がＰ型電極パターン層１６の下に形成されてもよい。図３は図２Ａに対応する説明図であり、発光素子の第２の実施形態における部分構造の断面図を示している。第１の実施形態と第２の実施形態との間の唯一の相違点は、第２の実施形態では誘電体層１７が形成されている点である。誘電体層１７は、Ｐ型電極パターン層１６の直下の透明導電性酸化物層１４とＰ型半導体層１３との間に形成され得る。誘電体層１７を除き、第２の実施形態における全ての構成要素は第１の実施形態における構成要素と同じである。
【００２４】
Ｐ型補助電極パターン１６ａ及び１６ｂの様々な形状、即ち図２Ｂから２Ｆに示されるようなＰ型補助電極体１６０ａ、１６０ｂ及びその上にあるＰ型分岐電極１６２ａ、１６２ｂは、第２の実施形態にも適用され得る。図４は、第２の実施形態におけるＮ型補助電極パターン１５ｂの部分構造とＰ型補助電極パターン１６ｂの部分構造との間の関係を示す概略上面図である（図２Ｂも参照）。第２の実施形態の誘電体層１７は、透明導電性酸化物層１４とＰ型反動体層１３との間のＰ型補助電極パターン１６ａ、１６ｂの直下に形成された一組の補助電極層を含む。図４に示されるように、各補助誘電体層は対応するＰ型補助電極パターンと同じ形状を有するが、更に広い領域を覆う。いくつかの実施形態において、誘電体層１７は、発光素子の電流ブロック層として用いられ、発光素子により発せられる光の一部がＰ型電極パターン層１６によって吸収されるのを阻止する。
【００２５】
発光素子の第３の実施形態では、Ｎ型補助電極パターン１５は複数の分岐電極を有するように設計されてもよい。図５は、発光素子の第３の実施形態を示す概略上面図である。第３の実施形態は、Ｎ型電極パターン層１５も複数の分岐電極を有するように設計されている点で第１の実施形態（図２参照）と相違する。具体的には、第３の実施形態のＰ型電極パターン層１６は第１の実施形態のそれと同じ形状を有する。しかしながら、第３の実施形態におけるＮ型電極パターン層１５のＮ型補助電極パターン１５ａは、Ｎ型補助電極体１５０ａ、及びＮ型補助電極体１５０ａに沿って様々な位置に形成され、かつ反対側のＰ型補助電極パターン１６ａに向かって延出する複数のＮ型分岐電極１５２ａを含む。Ｎ型分岐電極１５２ａ及びＰ型分岐電極１６２ａは互いに規則的に噛合する関係を示す。即ち、一つのＮ型分岐電極１５２ａは、一つのＰ型分岐電極１６２ａと互い違いになっている。しかし、別の実施形態において、Ｎ型分岐電極１５２ａ及びＰ型分岐電極１６２ａは、互いに不規則に噛合する関係を示し（図示せず）、一つのＮ型分岐電極１５２ａは、一つ又は一つ以上のＰ型分岐電極１６２ａと互い違いになっている。第３の実施形態において、溝１８ａ及び１８ｂはそれぞれＮ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂの外形を有するが、溝と前記パターンとの間には多少の空間が存在し、Ｎ型補助電極パターン１５ａ、１５ｂと透明導電性酸化物層１４、Ｐ型半導体層１３、発光層１２との間の電気的接続を阻止する。第３の実施形態における他の構成要素は第１の実施形態の構成要素と同じである。また、第２の実施形態の誘電体層１７がＰ型電極パターン層１６の電流ブロック層として設けられてもよい。この実施形態における誘電体層１７は第２の実施形態と同じ位置及び形状であり、従って、その詳細はここでは繰り返さない。
【００２６】
図６は、発光素子の第４の実施形態の概略上面図である。第４の実施形態は、Ｐ型電極パターン層１６が分岐電極を有していないのに対し、Ｎ型電極パターン層１５が第３の実施形態（図５参照）と同じ形状を有する点で、第１の実施形態（図２参照）と相違する。複数のＮ型分岐電極１５２ａ及び１５２ｂは、それぞれＮ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂ上に形成される。Ｎ型電極パターン層１５の電極の形状に起因して、Ｐ型電極パターン層１６とＮ型電極パターン層１５との間には極めて不均一な間隔が存在し得る。更に、図２Ｂから２Ｆに示されるような様々な形状のＰ型補助電極体１６０ｂ及びその上にあるＰ型分岐電極１６２ｂが、第４の実施形態のＮ型補助電極パターン１５ａ及び１５ｂにも適用され得る。第４の実施形態における他の構成要素は第１の実施形態における構成要素と同じである。また、第２の実施形態の誘電体層１７が、Ｐ型電極パターン層１６の電流ブロック層として発光素子に設けられてもよい。この実施形態における誘電体層１７は第２の実施形態と同じ位置及び形状であり、従って、その詳細はここでは繰り返さない。
【００２７】
発光素子は、発光ダイオード、発光ヘテロ接合、発光量子井戸、及び他の発光固体素子からなる群より選択され得る。発光素子は、ＩＩ〜ＶＩ及びＩＩＩ〜Ｖ材料系（例えば、ＩＩＩ族窒化物、ＩＩＩ族リン化物、及びＩＩＩ族ヒ化物材料系）等の任意の適切な材料系を用いてもよい。
【００２８】
当業者が本発明を実施可能とするために様々な態様がここに開示されている。この開示を通して提示された態様に対する種々の変形例が当業者には容易に理解され、また、本明細書に開示された概念は、形状、適用、又は設計制約にかかわらず、他の光源にも拡張され得る。従って、特許請求の範囲はここに開示された種々の態様に限定されるのではなく、請求項の文言に一致する全範囲に及ぶように意図されている。ここに開示された種々の態様の要素と構造上及び機能上均等である、当業者に現在知られ、又は今後知られる全ての物は、本明細書に参照として包含され、かつ特許請求の範囲に包含されるように意図されている。更に、本明細書に開示されているものは、そのような開示が特許請求の範囲に明白に記載されているか否かにかかわらず、いずれも一般公衆に開放されるように意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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