(57)【要約】  半導体発光装置は、成長面が非極性面又は半極性面であり、偏光光を発する半導体発光チップ１００と偏光光を反射する反射面を有するリフレクタ１２０とを備えている。偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、リフレクタの反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面である。リフレクタは複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において正方形状に配置されており、偏光光の偏光方向と複数の反射面が形成する形状の一辺とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下である。
2014024371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、
前記偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、
前記偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、
前記反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、前記半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面であり、
前記反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において正方形状に配置されており、
前記偏光光の偏光方向と前記複数の反射面が形成する形状の一辺とがなす角度をθ２とした場合に、
角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下である、半導体発光装置。
【請求項２】
前記角度θ２は、３０°以上且つ６０°以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射面における前記半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、
前記反射面の前記断面視において、前記反射面と前記半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、
算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記複数の反射面が形成する形状の角部には、曲面が設けられており、
前記曲面の曲率Ｒは、前記半導体発光チップの１辺の長さよりも小さい、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光チップは、少なくとも２つの半導体発光チップであり、
少なくとも２つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて配置されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光チップは、少なくとも４つの半導体発光チップであり、
少なくとも４つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されており、
少なくとも４つの前記半導体発光チップのうち、前記偏光方向に対して垂直な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ１とし、前記偏光方向に対して平行な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ２とした場合に、
前記間隔Ｄ２は、前記間隔Ｄ１よりも小さい、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光チップの光取出し面には、凹凸構造が形成されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光チップを覆う透光性部材をさらに備えている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記導体発光チップを覆う波長変換部材をさらに備えている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記反射面は、直線反射率が拡散反射率よりも高い、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記反射面の表面の凹凸の高さは、１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、
前記偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、
前記偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、
前記反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、前記半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面であり、
前記反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において長方形状に配置されており、
前記偏光光の偏光方向と前記複数の反射面が形成する形状の長辺とがなす角度をθ２とした場合に、
角度θ２は、２０°以上且つ７０°以下である、半導体発光装置。
【請求項１３】
前記角度θ２は、３５°以上且つ５５°以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記反射面における前記半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、
前記反射面の前記断面視において、前記反射面と前記半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、
算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記複数の反射面が形成する形状の角部には、曲面が設けられており、
前記曲面の曲率Ｒは、前記半導体発光チップの１辺の長さよりも小さい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記半導体発光チップは、少なくとも２つの半導体発光チップであり、
少なくとも２つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて配置されている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記半導体発光チップは、少なくとも４つの半導体発光チップであり、
少なくとも４つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されており、
少なくとも４つの前記半導体発光チップのうち、前記偏光方向に対して垂直な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ１とし、前記偏光方向に対して平行な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ２とした場合に、
前記間隔Ｄ２は、前記間隔Ｄ１よりも小さい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記半導体発光チップの光取出し面には、凹凸構造が形成されている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記半導体発光チップを覆う透光性部材をさらに備えている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２０】
前記導体発光チップを覆う波長変換部材をさらに備えている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２１】
前記反射面は、直線反射率が拡散反射率よりも高い、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２２】
前記反射面の表面の凹凸の高さは、１００ｎｍ以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備えた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ族元素に窒素（Ｎ）を含む窒化物半導体は、そのバンドギャップの大きさから、短波長発光素子の材料として有望視されている。なかでも、窒化ガリウム系化合物半導体の研究が盛んに行われており、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子及び緑色ＬＥＤ素子、並びに青色半導体レーザ素子も実用化されている。【０００３】
窒化ガリウム系化合物半導体は、ガリウム（Ｇａ）の一部を、アルミニウム（Ａｌ）及びインジウム（Ｉｎ）の少なくとも一方で置換した化合物半導体を含む。このような窒化物半導体は、一般式ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（但し、０≦ｘ，ｚ＜１、０＜ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）で表される。以下、窒化ガリウム系化合物半導体をＧａＮ系半導体と呼ぶ。【０００４】
ＧａＮ系半導体は、ＧａをＡｌやＩｎで置換することにより、そのバンドギャップをＧａＮのバンドギャップよりも大きくすることも小さくすることも可能である。これにより、青色又は緑色等の短波長の光のみならず、オレンジ色又は赤色等の長波長の光を発光させることも可能となる。このような特徴から、窒化物半導体発光素子は、画像表示装置及び照明装置等に応用することも期待されている。【０００５】
窒化物半導体はウルツ鉱型結晶構造を有している。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、ウルツ鉱型結晶構造の面方位を４指数表記（六方晶指数）で表している。４指数表記では、ａ１、ａ２、ａ３及びｃで表される基本ベクトルを用いて結晶面及びその面方位が表される。基本ベクトルｃは、［０００１］方向に延びており、この方向の軸は「ｃ軸」と呼ばれる。ｃ軸に垂直な面（ｐｌａｎｅ）は「ｃ面」又は「（０００１）面」と呼ばれる。図１（ａ）には、ｃ面の他に、ａ面「＝（１１−２０）面」及びｍ面「＝（１−１００）面」を示している。また、図１（ｂ）には、ｒ面「＝（１−１０２）面」を示し、図１（ｃ）には、（１１−２２）面を示している。なお、本明細書においては、ミラー指数を表すカッコ内の数字の左側に付された符号「−」は、その指数の反転を便宜的に表している。【０００６】
図２（ａ）はＧａＮ系半導体の結晶構造を棒球モデルで表している。図２（ｂ）はｍ面表面付近の原子配列をａ軸方向から観察した棒球モデルである。ｍ面は、図２（ｂ）の紙面に垂直である。図２（ｃ）は、＋ｃ面表面の原子配列をｍ軸方向から観察した棒球モデルである。ｃ面は、図２（ｃ）の紙面に垂直である。図２（ａ）及び図２（ｂ）から分かるように、ｍ面に平行な平面上にＮ原子及びＧａ原子が位置している。これに対して、ｃ面では、図２（ａ）及び図２（ｃ）から分かるように、Ｇａ原子のみが配置される層と、Ｎ原子のみが配置される層とが形成される。【０００７】
従来から、ＧａＮ系半導体を用いて半導体素子を作製する場合は、窒化物半導体結晶を成長させる基板として、ｃ面基板すなわち（０００１）面を主面とする基板が用いられている。この場合、Ｇａ原子及びＮ原子の配置に起因して、窒化物半導体にはｃ軸方向に自発的な分極（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）が形成される。このため、「ｃ面」は「極性面」とも呼ばれる。分極の結果、窒化物半導体発光素子の発光層を構成するＩｎＧａＮからなる量子井戸層には、ｃ軸方向に沿ってピエゾ電界が発生する。発生したピエゾ電界により、発光層内における電子及びホールの分布に位置ずれが生じ、キャリアの量子閉じ込めシュタルク効果によって、発光層の内部量子効率が低下するという問題がある。この発光層における内部量子効率の低下を抑制するため、（０００１）面に形成される発光層の厚さは３ｎｍ以下となるように設計されている。【０００８】
さらに近年、非極性面と呼ばれるｍ面若しくはａ面、又は半極性面と呼ばれる−ｒ面若しくは（１１−２２）面を主面とする基板を用いて、発光素子を作製することが検討されている。図１に示すように、ウルツ鉱型結晶構造におけるｍ面はｃ軸に平行であり、ｃ面と直交する６つの等価な面である。例えば、図１において［１−１００］方向に垂直な（１−１００）面がｍ面に該当する。（１−１００）面と等価な他のｍ面には、（−１０１０）面、（１０−１０）面、（−１１００）面、（０１−１０）面及び（０−１１０）面がある。【０００９】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ｍ面においては、Ｇａ原子及びＮ原子は同一原子面上に存在するため、ｍ面に垂直な方向に分極は発生しない。このため、ｍ面を成長面とする半導体積層構造を用いて発光素子を作製すれば、発光層にピエゾ電界が発生せず、キャリアの量子閉じ込めシュタルク効果による内部量子効率の低下という問題を解決することができる。このことは、ｍ面以外の非極性面であるａ面でも同様であり、また、半極性面と呼ばれる−ｒ面又は（１１−２２）面でも類似の効果を得ることができる。【００１０】
ｍ面若しくはａ面、又は−ｒ面若しくは（１１−２２）面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光素子は、その価電子帯の構造に由来した偏光特性を有している。【００１１】
例えば、特許文献１には、パッケージから出射される光のチップ配置面の面内の方位角の違いによる強度の差を低減するために、主面１２ａを有する発光層１２を含む発光ダイオードチップ１０と、発光ダイオードチップ１０が配置されるチップ配置面２１ａを有するパッケージ２０とを備え、発光層１２の主面１２ａから出射される光は、発光層１２の主面１２ａの面内の方位角に依存して複数の異なる発光強度を有し、発光ダイオードチップ１０及びパッケージ２０の少なくとも一方は、パッケージ２０から出射される光のチップ配置面１２ａの面内の方位角の違いによる強度の差を低減する構造を有する発光ダイオード装置が記載されている。【００１２】
また、特許文献２には、偏光光の乱れを防止するために、発光素子が実装された内面の少なくとも一部を鏡面にする発光装置が記載されている。【００１３】
また、特許文献３には、高い偏光比の偏光光を出射する発光装置を実現するために、第１端面及び第２端面からそれぞれ第１偏光及び第２偏光を発する発光素子と、第１端面と平行に対向する第１内壁面に向けて、第２偏光を反射させる第２内壁面を有するパッケージからなる発光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−１０９０９８号公報（図２０及び図２１）
【特許文献２】特開２００９−３８２９３号公報
【特許文献３】特開２００９−８８３５３号公報
【特許文献４】特開２０１１−７７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記従来の非極性面又は半極性面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光装置においては、出射光の配光分布特性及び偏光特性に対する、より適切な制御が求められていた。【００１６】
本発明は、上記に鑑みてなされ、その目的は、光の偏光度を低減しながら、配光分布特性をより適切に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面であり、反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において正方形状に配置されており、偏光光の偏光方向と複数の反射面が形成する形状の一辺とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体発光装置によると、配光分布特性及び偏光度特性をより適切に制御することができる。特に、配光角の制御と偏光度の低減とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）はウルツ鉱型結晶構造の基本ベクトルａ１、ａ２、ａ３及びｃと、ａ面、ｃ面及びｍ面とを示す斜視図である。図１（ｂ）はウルツ鉱型結晶構造のｒ面を示す斜視図である。図１（ｃ）はウルツ鉱型結晶構造の（１１−２２）面を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）はＧａＮ系半導体の結晶構造を棒球モデルで示した図である。
【図３】図３（ａ）は偏光特性及び配光分布特性の測定に関して、半導体発光チップからの光の偏光方向、測定平面Ｌ及び方位角χの関係を示す斜視図である。図３（ｂ）は法線がｍ軸で、Ｌ０平面における偏光方向、測定平面Ｌ及び方位角χの関係を示す斜視図である。図３（ｃ）は法線がｍ軸で、Ｌ４５平面における偏光方向、測定平面Ｌ及び方位角χの関係を示す斜視図である。図３（ｄ）は法線がｍ軸で、Ｌ９０平面における偏光方向、測定平面Ｌ及び方位角χの関係を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図５】図５は第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図６】図６は第１の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図７】図７は第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図８】図８は第１の実施形態の第４変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図９】図９は第１の実施形態の第５変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図１０】図１０は第１の実施形態の第６変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は第１の実施形態の第７変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のXIｂ−XIｂ線における断面図である。
【図１２】図１２は第１の実施形態の第８変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１３】図１３は第１の実施形態の第９変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１４】図１４は第１の実施形態の第１０変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図１５】図１５は第１の実施形態の第１１変形例に係る半導体発光装置を示す断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は第２の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のXVIｂ−XVIｂ線における断面図である。
【図１７】図１７は第２の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１８】図１８は第２の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１９】図１９（ａ）は第３の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）のXIXｂ−XIXｂ線における断面図である。
【図２０】図２０は第３の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２１】図２１は第３の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２２】図２２（ａ）は実施例に係る円形リフレクタＣ１を有する半導体発光装置を示す平面図及び断面図である。図２２（ｂ）は実施例に係る円形リフレクタＣ２を有する半導体発光装置を示す平面図及び断面図である。図２２（ｃ）は実施例に係る円形リフレクタＣ３を有する半導体発光装置の形状を示す平面図及び断面図である。図２２（ｄ）は実施例に係る円形リフレクタＣ４を有する半導体発光装置の形状を示す平面図及び断面図である。
【図２３】図２３は実施例に係るアルミニウム製リフレクタの反射面の反射率特性を示す図である。
【図２４】図２４（ａ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ１を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図２４（ｂ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ１を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図２５】図２５（ａ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ２を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図２５（ｂ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ２を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図２６】図２６（ａ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ３を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図２６（ｂ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ３を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図２７】図２７（ａ）は第１実施例に係るリフレクタＣ４を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図２７（ｂ）は第１実施例に係る円形リフレクタＣ４を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図２８】図２８は第１実施例に係る法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図２９】図２９は第２実施例に係る法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図３０】図３０は第３実施例に係る法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図３１】図３１は第４実施例に係るリフレクタＳ１を有する半導体発光装置を示す平面図及び断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は角度θ２が０°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図３２（ｂ）は角度θ２が０°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図３３】図３３（ａ）は角度θ２が４５°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図３３（ｂ）は角度θ２が４５°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図３４】図３４は第４実施例に係る角度θ２と法線方向の偏光度との関係を示す図である。
【図３５】図３５は第４実施例に係る角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図３６】図３６は第５実施例に係る角度θ２と法線方向の偏光度との関係を示す図である。
【図３７】図３７は第５実施例に係る角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図３８】図３８は第６実施例に係る角度θ２と法線方向の偏光度との関係を示す図である。
【図３９】図３９は第６実施例に係る角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図４０】図４０は第７実施例に係る長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置を示す平面図及び断面図である。
【図４１】図４１（ａ）は角度θ２が０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４１（ｂ）は角度θ２が０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図４２】図４２（ａ）は角度θ２が４５°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４２（ｂ）は角度θ２が４５°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図４３】図４３（ａ）は角度θ２が９０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４３（ｂ）は角度θ２が９０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図４４】図４４は第７実施例に係る角度θ２と法線方向の偏光度との関係を示す図である。
【図４５】図４５は第７実施例に係る角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を示す図である。
【図４６】図４６（ａ）は比較例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４６（ｂ）は図４６（ａ）のXLVIｂ−XLVIｂ線における断面図である。
【図４７】図４７（ａ）は比較例１に係る半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４７（ｂ）は比較例１に係る半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図４８】図４８（ａ）は比較例２に係る半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４８（ｂ）は比較例２に係る半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【図４９】図４９（ａ）は比較例３に係る半導体発光装置の偏光度特性を示す図である。図４９（ｂ）は比較例３に係る半導体発光装置の配光分布特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面である。
【００２１】
一実施形態において、反射面は、平面視において円形状又は楕円形状を有し、半導体発光チップから放射する光の方向と、半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を方位角χとした場合に、反射部材は、反射面が、方位角χが４０°以上且つ８０°以下の範囲の放射光を反射させる構成を有していてもよい。
【００２２】
この場合に、反射部材は、反射面が、方位角χが５０°以上且つ８０°以下の範囲の放射光を反射させる構成を有していてもよい。
【００２３】
一実施形態において、反射面は、平面視において円形状又は楕円形状であり、反射面における半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、反射面の断面視において、反射面と半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１ａで定義した場合に、算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下であってもよい。
【００２４】
この場合に、算術平均傾斜角度Δθ１は、２５°以上且つ４０°以下であってもよい。
【００２５】
一実施形態において、反射面は、平面視において円形状又は楕円形状であり、反射面は、半導体発光チップの成長面の法線方向の光強度が反射面を設けない場合と比較して、５倍以上となる反射面であってもよい。
【００２６】
一実施形態において、反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において正方形状に配置されており、偏光光の偏光方向と複数の反射面が形成する形状の一辺とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下であってもよい。
【００２７】
この場合に、角度θ２は、３０°以上且つ６０°以下であってもよい。
【００２８】
一実施形態において、反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において長方形状に配置されており、偏光光の偏光方向と複数の反射面が形成する形状の長辺とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、２０°以上且つ７０°以下であってもよい。
【００２９】
この場合に、角度θ２は、３５°以上且つ５５°以下であってもよい。
【００３０】
一実施形態において、反射面における半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、反射面の断面視において、反射面と半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下であってもよい。
【００３１】
一実施形態において、複数の反射面が形成する形状の角部には、曲面が設けられており、曲面の曲率Ｒは、半導体発光チップの１辺の長さよりも小さくてもよい。
【００３２】
一実施形態において、半導体発光チップは、少なくとも２つの半導体発光チップであり、少なくとも２つの半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて配置されていてもよい。
【００３３】
一実施形態において、半導体発光チップは、少なくとも４つの半導体発光チップであり、少なくとも４つの半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されており、少なくとも４つの半導体発光チップのうち、偏光方向に対して垂直な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ１とし、偏光方向に対して平行な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ２とした場合に、間隔Ｄ２は、間隔Ｄ１よりも小さくてもよい。
【００３４】
一実施形態において、半導体発光チップの光取出し面には、凹凸構造が形成されていてもよい。
【００３５】
一実施形態の半導体発光装置は、半導体発光チップを覆う透光性部材をさらに備えていてもよい。
【００３６】
一実施形態の半導体発光装置は、半導体発光チップを覆う波長変換部材をさらに備えていてもよい。
【００３７】
一実施形態において、反射面は、直線反射率が拡散反射率よりも高くてもよい。
【００３８】
一実施形態において、反射面の表面の凹凸の高さは、１００ｎｍ以下であってもよい。
【００３９】
ところで、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層は、主としてａ軸方向に電界強度が偏った光を出射する。発光素子が偏光光を発する場合は、偏光方向と垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すことが理論的に予測される。すなわち、発光素子の放射パターン（配光分布）が不均一となる。また、−ｒ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面及び（１１−２２）面等の半極性面、並びにａ面等の他の非極性面においても窒化物半導体の特定の結晶方向に電界強度が偏った光を出射し、偏光方向と垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すことが理論的に予測される。
【００４０】
ａ面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、ｍ軸であることが知られている。従って、ｍ軸に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００４１】
半極性面である（２０−２−１）面及び（２０−２１）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、［−１２−１０］方向であることが知られている。従って、［−１２−１０］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００４２】
半極性面である（１０−１−３）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が大きい場合には［−１２−１０］方向であり、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が小さい場合には［１１−２３］方向であることが知られている。従って、活性層のＩｎの組成が大きい場合には［−１２−１０］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなり、活性層のＩｎの組成が小さい場合には［１１−２３］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００４３】
半極性面である（１１−２２）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が大きい場合にはｍ軸方向であり、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が小さい場合には［−１−１２３］方向であることが知られている。従って、活性層のＩｎの組成が大きい場合には、ｍ軸に垂直な方向に対して発光強度が大きくなり、活性層のＩｎの組成が小さい場合には、［−１−１２３］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００４４】
本明細書においては、特定の方向に電界強度が偏った光を「偏光光（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ）」と称する。例えばＸ軸方向に電界強度が偏った光を「Ｘ軸方向の偏光光」と称し、このときのＸ軸方向を「偏光方向」と称する。なお、「Ｘ軸方向の偏光光」とは、Ｘ軸方向に偏光した直線偏光光のみを意味するものではなく、他の軸方向に偏光した直線偏光光を含んでいてもよい。より詳細には、「Ｘ軸方向の偏光光」とは、「Ｘ軸方向に偏光透過軸を有する偏光子」を透過する光の強度（電界強度）が「他の軸方向に偏光透過軸を有する偏光子」を透過する光の電界強度よりも大きくなる光を意味する。従って、「Ｘ軸方向の偏光光」は、Ｘ軸方向に偏光した直線偏光光及び楕円偏光光のみならず、種々の方向に偏光した直線偏光光及び楕円偏光光が混在した非コヒーレント光を広く含む。
【００４５】
偏光子の偏光透過軸を光軸の周りに回転させたとき、その偏光子を透過する光の電界強度が最も大きくなるときの強度をＩｍａｘとし、電界強度が最も小さくなるときの強度をＩｍｉｎとするとき、光の偏光度は、以下の式（Ａ）で定義される。
【００４６】
式（Ａ）
偏光度＝｜Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ｜／｜Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ｜
「Ｘ軸方向の偏光光」の場合は、偏光子の偏光透過軸がＸ軸に平行なとき、その偏光子を透過する光の電界強度がＩｍａｘとなり、偏光子の偏光透過軸がＹ軸に平行なとき、その偏光子を透過する光の電界強度がＩｍｉｎとなる。完全な直線偏光光では、Ｉｍｉｎ＝０となるため、偏光度は１に等しくなる。一方、完全な非偏光光では、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ＝０となるため、偏光度は０に等しくなる。
【００４７】
ｍ面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光素子は、上述のように、主としてａ軸方向の偏光光を出射する。このとき、ｃ軸方向の偏光光及びｍ軸方向の偏光光も出射される。しかしながら、ｃ軸方向の偏光光及びｍ軸方向の偏光光は、ａ軸方向の偏光光と比べてその強度が小さい。
【００４８】
本明細書においては、ｍ面を成長面とする活性層を例に挙げ、ａ軸方向の偏光光に着目して議論するが、−ｒ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面及び（１１−２２）面等の半極性面、並びにａ面等の他の非極性面でも特定の結晶方向の偏光光について同様のことがいえる。
【００４９】
本発明において、「ｍ面」とは、ｍ面に対して完全に平行な面のみだけでなく、ｍ面から±５°程度以下の角度だけ傾斜した面をも含む。また、本発明の「ｍ面」は、ステップ状の複数のｍ面領域を含む面をも含む。ｍ面から僅かに傾斜する程度では、自発分極の影響は極めて小さい。また、ｍ面から僅かに傾斜する面は、微視的には、多数のｍ面領域がステップ状に存在し、傾きのないｍ面と同様の性質を有する。一方、結晶成長技術において、結晶方位が所望の方位と厳密に一致した基板から僅かに傾斜した基板上の方が半導体層をエピタキシャル成長させやすい場合がある。従って、自発分極の影響を十分に抑制しながら、エピタキシャル成長する半導体層の結晶の品質を向上させたり、結晶成長速度を高めたりするために、結晶面を僅かに傾斜させることが有用な場合もある。
【００５０】
また、「ａ面」、「（２０−２１）面」、「（２０−２−１）面」、「（１０−１−３）面」、「−ｒ面」及び「（１１−２２）面」についても同様のことがいえるので、本明細書において、「ａ面」、「（２０−２１）面」、「（２０−２−１）面」、「（１０−１−３）面」、「−ｒ面」及び「（１１−２２）面」とは、ａ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、−ｒ面、及び（１１−２２）面に対して完全に平行な面のみだけでなく、ａ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、−ｒ面、及び（１１−２２）面から、±５°程度以下の角度だけ傾斜した面をも含む。
【００５１】
窒化物半導体発光装置は、窒化物半導体からなる半導体発光チップと、リフレクタとを備える。リフレクタは、キャビティと呼ばれる場合がある。窒化物半導体発光装置は、実装基板の上に配置される。実装基板は、パッケージと呼ばれる場合がある。実装基板のうち半導体発光チップが保持される面を実装面と呼ぶ。リフレクタは、半導体発光チップから出射した光の向きを変える反射面を有する。
【００５２】
従来、偏光光を発する半導体発光チップに関して、配光分布特性の方位角依存性と偏光度特性における方位角特性とは、十分に調べられておらず、リフレクタの反射面が配光分布特性と偏光度特性とに与える影響は、明らかにされていなかった。
【００５３】
上記の特許文献１には、光の配光分布特性の非対称性を改善する目的で、半導体発光チップの配置方法、実装面及びリフレクタの表面の形状が記載されているが、偏光度特性に関しては、なんら考慮されていない。
【００５４】
上記の特許文献２には、光の偏光度を維持する目的で、リフレクタの反射面を鏡面にする構造が記載されているが、配光分布特性に関してはなんら考慮されていない。
【００５５】
上記の特許文献３には、光の偏光度を高める目的で、窒化物半導体発光チップの第２端面から出射した光の偏光方向を、第１端面から出射した光の偏光方向に揃えるためのリフレクタ構造が記載されているが、配光分布特性に関してはなんら考慮されていない。
【００５６】
＜偏光光を発する半導体発光チップの偏光度特性と配光分布特性に関して＞
実施形態の説明に先立って、偏光光を発する半導体発光チップの偏光度特性と配光分布特性とに関して説明する。
【００５７】
まず、窒化物半導体からなる半導体発光チップ１００から出射する光の方位の定義と、配光分布特性及び偏光度特性の測定方法とに関して、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）を用いて説明する。まず、半導体発光チップ１００に含まれる活性層の成長面であるｍ面に垂直な方向をＺ軸とし、活性層から出射する光の偏光方向をＸ軸とし、Ｚ軸及びＸ軸に共に垂直な方向をＹ軸とする。Ｚ軸は、法線方向とも呼ぶ。活性層の成長面がｍ面の場合には、Ｚ軸はｍ軸と対応し、Ｘ軸はａ軸と対応し、Ｙ軸はｃ軸と対応する。
【００５８】
活性層１０６に対して垂直に交わる平面Ｌを定義する。平面Ｌが偏光方向、すなわちＸ軸に対してなす角度をφ（ファイ）と定義し、φが特定の値φ１（単位：度［°］）である場合の平面ＬをＬφ１平面と定義する。さらに、Ｌφ１平面上において、Ｚ軸方向（法線方向）と放射光がなす角度を方位角χ（カイ）と定義する。また、Ｌφ１平面によって配光分布特性の測定面を定義し、方位角χによって測定方位角を定義する。また、Ｌφ１平面が断面である場合の断面視を「Ｌφ１平面における断面視」と呼ぶ。
【００５９】
図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、活性層の成長面がｍ面である場合の具体例を示している。
【００６０】
図３（ｂ）は、活性層の成長面がｍ面で、Ｌ０平面における配光分布特性及び偏光度特性の測定軸を示している。この場合、Ｌ０平面は、ｍ軸とａ軸とがなす平面と対応する。
【００６１】
図３（ｃ）は、活性層の成長面がｍ面で、Ｌ４５平面における配光分布特性及び偏光度特性の測定軸を示している。この場合、Ｌ４５平面は、ｍ軸を含み、且つａ軸から４５°傾いた平面と対応する。
【００６２】
図３（ｄ）は、活性層の成長面がｍ面で、Ｌ９０平面における配光分布特性及び偏光度特性の測定軸を示している。この場合、Ｌ９０平面は、ｍ軸とｃ軸とがなす平面と対応する。
【００６３】
偏光光を発する活性層を備えた半導体発光チップ１００から出射する光は、Ｌ０平面、Ｌ４５平面及びＬ９０平面の各測定面において、配光分布特性及び偏光度特性は非対称となる。この現象は、後述する比較例において、その詳細を説明する。
【００６４】
配光分布特性に注目すると、Ｌ４５平面及びＬ９０平面の特性は類似した特性を示し、χが−８０°以上且つ−１０°以下の範囲、及び１０°以上且つ８０°以下の範囲の光強度は、χ＝０°、すなわち法線方向の光強度よりも極めて大きい光強度を示す。
【００６５】
偏光度特性に注目すると、Ｌ９０平面の特性は、方位角χが−８０°以上且つ＋８０°以下の範囲において、光強度が大きく、且つ高い偏光度を維持する。Ｌ０平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最大となり、方位角χが高角度側では緩やかに光の偏光度が低下する。Ｌ４５平面の特性では、方位角χが０°において光の偏光度が最大となる点はＬ０平面の特性に類似している。しかし、方位角χが高角度側での光の偏光度の低下が顕著であり、方位角χが−４０°以下及び４０°以上の範囲の光の偏光度は、χ＝０°の光の偏光度のほぼ２分の１以下にまで減少する。さらに、Ｌ４５平面の特性では、方位角χが−５０°以下及び５０°以上の範囲の光の偏光度は、χ＝０°の光の偏光度のほぼ３分の１以下にまで減少する。このような配光分布特性及び偏光度特性の方位角依存性は、これまで知られていなかった。
【００６６】
本発明者らは、配光分布特性及び偏光度特性の方位角依存性という新たな特性に基づいて、本実施形態に想到した。すなわち、Ｌ４５平面で方位角χが−８０°以上且つ−４０°以下、及び方位角χが４０°以上且つ８０°以下の範囲に放射される光は、光強度が極めて大きく、光の偏光度が低いという性質に注目した。
【００６７】
すなわち、Ｌ４５平面で方位角χが−８０°以上且つ−４０°以下、及び４０°以上且つ８０°以下の範囲の出射光を法線方向に集めることにより、法線方向の光強度を大きくしながら、光の偏光度を低減することが可能となる。さらには、Ｌ４５平面で−８０°以上且つ−５０°以下、及び方位角χが５０°以上且つ８０°以下の範囲の出射光を法線方向に集めることにより、法線方向の光強度を大きくしながら光の偏光度を、より低減することが可能となる。
【００６８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置について図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６９】
図４（ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の平面構成を示し、図４（ｂ）はＸ−Ｘ’線における断面構成を示している。Ｘ−Ｘ’線における断面はＬ４５平面に相当する。本実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板１０１と、該実装基板１０１の上に実装され、偏光光を発する半導体発光チップ１００と、該半導体発光チップ１００の周囲に反射面が形成された反射部材であるリフレクタ１２０と、半導体発光チップ１００を覆うように形成され、リフレクタ１２０の内部を埋める透光性部材１２１とを備えている。
【００７０】
図４（ｂ）に示すように、半導体発光チップ１００は、ｍ面を主面且つ成長面とするＧａＮ層（以下、ｍ面ＧａＮ層と呼ぶ。）を有する基板１０４と、基板１０４におけるＧａＮ層の主面上に形成されたｎ型窒化物半導体層１０５と、ｎ型窒化物半導体層１０５の上に形成された窒化物半導体からなる活性層１０６と、活性層１０６の上に形成されたｐ型窒化物半導体層１０７と、ｐ型窒化物半導体層１０７の上に接するように形成されたｐ側電極１０８と、露出されたｎ型窒化物半導体層１０５の上に接するように形成されたｎ側電極１０９とを含む。活性層１０６は、非極性面又は半極性面を成長面に有し、偏光光を出射する。なお、本実施形態においては、半導体発光チップ１００には、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを用いることができる。以下の変形例及び他の実施形態においても同様である。
【００７１】
ｎ型窒化物半導体層１０５、活性層１０６及びｐ型窒化物半導体層１０７の成長面は、ｍ面にほぼ平行となる。すなわち、これらの層は、ｍ軸方向に積層されている。ｎ型窒化物半導体層１０５と活性層１０６との間には、他の層が形成されていてもよい。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間に他の層が形成されていてもよい。ここで、窒化物半導体として、ＧａＮ系半導体を例に挙げて説明する。ＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（但し、０≦ｘ，ｙ＜１、０＜ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）で表される半導体を含む。
【００７２】
半導体発光チップ１００は、そのｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９を、実装基板１０１の表面上に配置された配線電極１０２と対向させて実装されている。すなわち、半導体発光チップ１００は、実装基板１０１上の２つの配線電極１０２とそれぞれバンプ１０３を介在させて電気的に接続され且つ保持されている。このような構成は、フリップチップ構造と呼ばれる。なお、配線電極１０２の一方はｐ側電極１０８と接続され、他方はｎ側電極１０９と接続されている。実装基板１０１を構成する主材料には、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ガラスエポキシ基板等の絶縁性材料、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくはタングステン（Ｗ）等を含む金属材料、シリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料、又はこれらの複合材料等を用いることができる。配線電極１０２を構成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等の金属を用いることができる。
【００７３】
基板１０４は、ＧａＮ層のみで構成されていてもよく、また、ＧａＮ層以外の層を含んでいてもよい。ＧａＮ層以外の層は、ｍ面ＧａＮ基板、ｍ面ＳｉＣ基板、ｒ面サファイア基板、ｍ面サファイア基板又はａ面サファイア基板であってもよい。さらに、基板１０４は除去されていてもよい。
【００７４】
ｎ型窒化物半導体層１０５は、例えばｎ型のＡｌｕＧａｖＩｎｗＮ（但し、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）から形成される。ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。
【００７５】
活性層１０６は、ＩｎＹＧａ１−ＹＮからなる複数の障壁層（但し、０≦Ｙ＜１）と、該障壁層によりその上下を挟まれたＩｎｘＧａ１−ｘＮからなる少なくとも１つの井戸層（但し、０＜Ｘ≦１）とを含む。活性層１０６に含まれる井戸層は単一層であってもよい。また、活性層１０６は、井戸層と障壁層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有していてもよい。半導体発光チップ１００から放射される光の波長は、井戸層の半導体組成であるＩｎｘＧａ１−ｘＮ半導体におけるＩｎの組成比ｘによって決まる。
【００７６】
ｐ型窒化物半導体層１０７は、例えばｐ型のＡｌｓＧａｔＮ（但し、０≦ｓ，ｔ≦１、ｓ＋ｔ＝１）半導体から形成される。ｐ型ドーパントとして、例えばマグネシウム（Ｍｇ）を用いることができる。ｐ型ドーパントは、Ｍｇ以外に、例えば亜鉛（Ｚｎ）又はベリリウム（Ｂｅ）等を用いてもよい。ｐ型窒化物半導体層１０７において、Ａｌの組成比ｓは、厚さ方向に一様であってもよく、また、Ａｌの組成比ｓが厚さ方向に連続的に又は階段的に変化していてもよい。ｐ型窒化物半導体層１０７の厚さは、例えば、０．０５μｍから２μｍ程度である。ｐ型窒化物半導体層１０７の上面の近傍、すなわちｐ側電極１０８との界面の近傍はＡｌの組成比ｓが０、すなわちＧａＮ層から形成されていてもよい。この場合に、ＧａＮ層にはｐ型の不純物が高濃度で含まれ、ＧａＮ層がｐ側電極１０８に対するコンタクト層として機能してもよい。
【００７７】
ｐ側電極１０８は、ｐ型窒化物半導体層１０７の表面のほぼ全体を覆っていてもよい。ｐ側電極１０８は、パラジウム（Ｐｄ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｐｄ／Ｐｔ）等によって形成される。また、ｐ側電極１０８は、放射光の反射率を高めるために、銀（Ａｇ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ａｇ／Ｐｔ）、又はＰｄ層、Ａｇ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｐｄ／Ａｇ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【００７８】
ｎ側電極１０９は、例えば、チタン（Ｔｉ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｔｉ／Ｐｔ）等によって形成される。放射光の反射率を高めるために、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【００７９】
半導体発光チップ１００は、半導体層を積層したウェハをａ軸方向及びｃ軸方向に沿って平面正方形状又は平面長方形状に小片化されている。この場合、窒化物半導体のｃ面は劈開が容易であるため、小片化の工程を簡略化できるという利点がある。また、半導体発光チップ１００は、ａ軸方向及びｃ軸方向から０°以上且つ４５°以下程度だけ傾いた方向に沿って小片化されていてもよい。この場合は、劈開性が乏しい面が半導体発光チップ１００の側面に露出することになる。このため、半導体発光チップ１００の側面に凹凸が生じやすく、この凹凸面から放射光の光取り出しが向上するという利点がある。
【００８０】
透光性部材１２１の材料として、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂を用いることができる。また、透光性部材１２１には、活性層１０６の光によって励起され、該活性層１０６の光よりも長波長の光を発生する色変換材料を含んでいてもよい。透光性部材１２１の表面は平坦であってもよく、また、平坦とは異なる形態であってもよい。
【００８１】
本実施形態においては、リフレクタ１２０の反射面１２５が、配光分布特性の対称性を改善し、且つ、光の偏光度を制御するための重要な機能を果たす。リフレクタ１２０は、半導体発光チップ１００から出射した光を反射する反射面１２５を有している。
【００８２】
ここで、反射面１２５の平面視における形状は円形とすることができる。円形のように対称性が高い形状は、配光分布特性の非対称性を改善しやすい。また、円形の場合は、半導体発光チップ１００が実装時に回転したとしても、リフレクタとの位置関係がずれないため、本実施形態に係る効果を確実に得ることができる。
【００８３】
断面視において反射面１２５と活性層の法線方向とがなす角度をθ１とすると、半導体発光チップ１００から方位角χ方向へ出射した光は、角度θ１が方位角χの２分の１の値のときに、反射面１２５での反射光は法線方向に反射される。従って、方位角χが４０°以上且つ８０°以下の範囲の出射光を法線方向へ反射させるには、角度θ１は２０°以上且つ４０°以下の範囲にすることができる。さらに、方位角χが５０°以上且つ８０°以下の範囲の出射光を法線方向へ反射させるには、角度θ１は２５°以上且つ４０°以下の範囲にすることができる。
【００８４】
さらに、反射面１２５は、活性層の成長面の法線方向の光強度が、反射面１２５を有さない場合と比べて５．５倍以上に向上するような断面構造を有している場合に、該法線方向の光の偏光度を２分の１以下にまで低減することができる。
【００８５】
反射面１２５の材料としては、銀（Ａｇ）又はアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料を用いることができる。また、白色樹脂材を用いてもよい。反射面１２５における反射特性は、直線反射率が高い場合には配光角の制御が容易になる。また、反射面１２５における反射特性は、拡散反射率が高い場合には偏光度の低減が容易になる。本実施形態においては、直線反射率が高い材料を用いた場合でも、配光分布特性の非対称性が改善され、さらに偏光度の低減が実現される。
【００８６】
図５から図１０は、第１の実施形態の各変形例に係る半導体発光装置におけるＺ軸方向の断面構成をそれぞれ示している。
【００８７】
（第１の実施形態の第１変形例）
図５は第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示している。図５に示すように、第１変形例に係るリフレクタ１２０の反射面１２５の断面における角度θ１は１通りではなく、複数の角度θ１ａ及びθ１ｂを含む。複数の角度の反射面を組み合わせることにより、より適切な配光角の制御が可能となる。本変形例においては、角度θ１ａ及びθ１ｂを２０°以上且つ４０°以下の範囲に設定することができる。さらに、角度θ１ａ及びθ１ｂを２５°以上且つ４０°以下の範囲に設定することができる。
【００８８】
（第１の実施形態の第２変形例）
図６は第１の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示している。図６に示すように、第２変形例に係るリフレクタ１２０の反射面１２５における実装基板１０１との接続部の近傍部分は、断面形状での角度θ１が０°以上且つ２０°未満となるように形成されている。図６は、リフレクタ１２０の反射面１２５における実装基板１０１との接続部の近傍部分に角度θ１が０°となる部分を含む場合の例である。Ｌ４５平面において方位角χが８０°より大きい範囲に出射する光の強度は小さいため、配光分布特性及び偏光度特性に与える影響は小さい。すなわち、反射面１２５における実装基板１０１との接続部の近傍部分は、配光分布特性及び偏光度特性に与える影響が小さい。従って、角度θ１が０°以上且つ２０°未満となる反射面１２５を実装基板１０１との接続部の近傍に形成しても、法線方向の光の偏光度の低減が可能である。
【００８９】
（第１の実施形態の第３変形例）
図７は第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置を示している。図７に示すように、第３変形例に係るリフレクタ１２０は、その反射面１２５における断面形状が曲面によって形成されている。
【００９０】
本変形例においては、反射面１２５と半導体発光チップ１００の成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、角度Δθ１を２０°以上且つ４０°以下の範囲に設定することができる。さらに、角度Δθ１を２５°以上且つ４０°以下の範囲に設定することができる。ここで、本願における算術平均傾斜角度Δθ１は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１−１９９４と同様の定義であるが、角度の基準が異なる。すなわち、ＪＩＳ規格における算術平均傾斜角度ＲΔａは水平方向を角度の基準としているが、本願における算術平均傾斜角度Δθ１は法線方向を角度の基準としている。具体的には、曲面を横方向（法線方向に対して垂直な方向）に一定間隔ΔＸで区切った際の法線方向の変化量をΔＤｉとすると、算術平均傾斜角度Δθ１は、以下の［数１］で与えられる。
【００９１】
【数１】
2014024371.tif 000003
【００９２】
実際の算術平均傾斜角度Δθ１の測定では、レーザ顕微鏡を用いて反射面の算術平均傾斜角度ＲΔａを測定し、９０°から測定値を差し引いた値が本願における算術平均傾斜角度Δθ１となる。すなわち、θ１が２０°以上且つ４０°以下の範囲を満足しない領域が反射面１２５の一部に存在したとしても、法線方向に対して反射面１２５が平均的に２０°以上且つ４０°以下の範囲であれば、本願における偏光度の低減効果を得ることができる。
【００９３】
このように、反射面１２５は断面視において直線形状のみで形成される必要はない。複数の直線の組み合わせでもよく、曲線でもよく、また、直線と曲線との組み合わせでもよい。
【００９４】
さらに、角度Δθ１が０°以上且つ２０°未満となる反射面１２５を実装基板１０１との接続部の近傍に形成しても、法線方向の光の偏光度の低減が可能である。
【００９５】
（第１の実施形態の第４変形例）
図８は第１の実施形態の第４変形例に係る半導体発光装置を示している。図８に示すように、第４変形例に係る透光性部材１２１は、その表面形状が、平坦ではなく凸形状である。本変形例においては、反射面１２５によって偏光度が低減された光の配光分布特性を、透光性部材１２１の表面形状によって制御することが可能となる。
【００９６】
例えば、透光性部材１２１の表面形状が凸形状であれば、配光角をさらに小さくすることができる。また、特に図示はしないが、透光性部材１２１の表面形状を凹形状とすれば、逆に配光角を広げることができる。また、特に図示はしないが、透光性部材１２１の表面に微細な凹凸形状を設けて、光を散乱させることにより、光の偏光度をより低減することも可能である。
【００９７】
（第１の実施形態の第５変形例）
図９は第１の実施形態の第５変形例に係る半導体発光装置を示している。図９に示すように、第５変形例においては、実装基板１０１上の透光性部材１２１は、リフレクタ１２０の反射面１２５は覆わずに、半導体発光チップ１００を覆っている。この構成においては、透光性部材１２１を形成した後に、リフレクタ１２０を形成することが可能となる。
【００９８】
また、例えば、透光性部材１２１の表面形状が凸形状であれば、第４変形例と同様に、配光角を小さくすることができる。また、特に図示はしないが、透光性部材１２１の表面形状を凹形状とすれば、逆に配光角を広げることができる。また、特に図示はしないが、透光性部材１２１の表面に微細な凹凸形状を設けて、光を散乱させることにより、光の偏光度をより低減することも可能である。
【００９９】
（第１の実施形態の第６変形例）
図１０は第１の実施形態の第６変形例に係る半導体発光装置を示している。図１０に示すように、第６変形例においては、透光性部材１２１の上に、さらに波長変換部材１２２が形成されている。波長変換部材１２２は、半導体発光チップ１００から出射した光の少なくとも一部に対して、その波長を変換する。波長変換部材１２２は、波長を変換する蛍光体を含有する樹脂材又はガラスによって形成することができる。また、波長を変換する蛍光体を主成分とする焼結体であってもよい。
【０１００】
（第１の実施形態の第７変形例）
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は第１の実施形態の第７変形例に係る半導体発光装置の平面構成及び断面構成を示している。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、第７変形例に係る半導体発光チップ１００の光取り出し面には、凹凸構造１３０が形成されている。本変形例においては、半導体発光チップ１００の光取り出し面に凹凸構造１３０を形成することにより、法線方向の光の偏光度を、より低減することが可能となる。凹凸構造１３０における１つの凸部又は凹部の大きさは、１００ｎｍ以上且つ１０μｍ以下とすることができる。
【０１０１】
（第１の実施形態の第８変形例）
図１２は第１の実施形態の第８変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１２に示すように、第８変形例に係るリフレクタ１２０の反射面１２５は、その平面形状が楕円形である。本変形例においても、反射面１２５の断面形状が、Ｌ４５平面で、方位角χが４０°以上且つ８０°以下の範囲の出射光を法線方向に集める構造を有していればよい。従って、反射面１２５の平面形状は完全な円形である必要はなく、楕円形であってもよい。但し、楕円形の扁平率が大きくなると、楕円形の長軸方向の配光分布特性と短軸方向の配光分布特性とが顕著に非対称となる。従って、配光分布特性の非対称性を改善するには、楕円形の長軸は、楕円形の短軸に対して２倍以下とすることができる。
【０１０２】
（第１の実施形態の第９変形例）
図１３は第１の実施形態の第９変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１３に示すように、本変形例に係る半導体発光装置は、実装基板１０１の上に、複数の、ここでは４個の半導体発光チップ１００が、それぞれの偏光方向を揃えて配置されている。光の偏光方向に垂直な方向（活性層がｍ面の場合にはｃ軸方向）の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ１とし、光の偏光方向と同一の方向（活性層がｍ面の場合にはａ軸方向）の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ２とした場合に、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりも小さくすることができる。これは、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）と、光の偏光方向と同一の方向の配光分布特性（Ｌ０平面における配光分布特性）とを比較した場合に、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）の方が、方位角χが大きい角度範囲にまで光強度が大きいためである。すなわち、間隔Ｄ２＜間隔Ｄ１とすることにより、各半導体発光チップ１００から出射した光が、互いに干渉することを防ぐことができる。
【０１０３】
（第１の実施形態の第１０変形例）
図１４は第１の実施形態の第１０変形例に係る半導体発光装置の断面構成を示している。図１４に示すように、第１０変形例に係る半導体発光チップ１００は、実装基板１０１の上に、ワイヤボンディング構造によって実装されている。すなわち、半導体発光チップ１００は、基板１０４を実装基板１０１の実装面と対向して保持されている。ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９は、実装基板１０１上の配線電極１０２とそれぞれ金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）からなるワイヤ１１０を介して電気的に接続される。光取出し面１２４は、ｐ型窒化物半導体層１０７に形成される。基板１０４は、伝導性を有していてもよく、また、伝導性を有していなくてもよい。基板１０４は、例えば、サファイア基板等の絶縁性基板であってもよい。
【０１０４】
（第１の実施形態の第１１変形例）
図１５は第１の実施形態の第１１変形例に係る半導体発光装置の断面構成を示している。図１５に示すように、第１１変形例に係る半導体発光チップ１００は、実装基板１０１の上に、ワイヤボンディング構造によって実装されている。すなわち、半導体発光チップ１００は、ｐ側電極１０８を実装基板１０１の実装面と対向して保持されている。ｐ側電極１０８は、実装基板１０１の上の配線電極１０２と、金錫（ＡｕＳｎ）等の半田材を用いて電気的に接続される。また、ｎ側電極１０９は、実装基板１０１の上の配線電極１０２と、金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）からなるワイヤ１１０を介して電気的に接続される。また、光取出し面１２４は、基板１０４に形成される。この場合、基板１０４は伝導性を有している。
【０１０５】
このように、フリップチップ構造とワイヤボンディング構造とは、ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９と、実装基板１０１上の配線電極１０２との接続方法が異なる。しかし、他の構成は、ほぼ同様であり、第１の実施形態を適用した場合の作用効果も同様である。
【０１０６】
活性層１０６が偏光光を発する場合に、第１の実施形態及びその各変形例による偏光特性の低減効果を得ることができる。従って、活性層１０６が、ｍ面若しくはａ面等の非極性面、又は−ｒ面、（１１−２２）面若しくは（２０−２−１）面等の半極性面を成長面とする場合にも、本実施形態及びその各変形例による配光分布特性の改善効果と、光の偏光度の低減効果とを得ることができる。
【０１０７】
なお、第１の実施形態の第１０変形例及び第１１変形例に対しても、図５から図７に示した断面形状を有するリフレクタ１２０を適用することができる。
【０１０８】
また、第１０変形例及び第１１変形例に対して、図８及び図９に示した任意の表面形状を有する透光性部材１２１を組み合わせることができる。
【０１０９】
また、第１０変形例及び第１１変形例に、図１０に示した波長変換部材１２２を組み合わせることができる。
【０１１０】
（製造方法）
以下、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について、図４を参照しながら説明する。
【０１１１】
まず、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等により、ｍ面を主面とするｎ型ＧａＮからなる基板１０４の主面上に、ｎ型窒化物半導体層１０５をエピタキシャル成長する。すなわち、ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用い、ガリウム（Ｇａ）源であるＴＭＧ（Ｇａ（ＣＨ３）３）、及び窒素（Ｎ）源であるアンモニア（ＮＨ３）を供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、厚さが１μｍから３μｍ程度のＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層１０５を形成する。なお、ここでの基板１０４はウエハ状態であり、一度に複数の半導体発光装置となる発光構造体を作製することができる。
【０１１２】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５の上に、窒化物半導体からなる活性層１０６を成長する。活性層１０６は、例えば、厚さが３ｎｍから１５ｎｍのＩｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層と、厚さが６ｎｍから３０ｎｍのＧａＮからなる障壁層とを交互に積層して、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とする。Ｉｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層を形成する際には、成長中の井戸層にインジウム（Ｉｎ）が確実に取り込まれるように、成長温度を７００℃以上且つ８００℃以下程度に下げてもよい。半導体発光装置の用途に応じて発光波長を選択し、波長に応じたＩｎの組成比ｘを決定する。例えば、波長を４５０ｎｍ（青色）とする場合には、Ｉｎの組成比ｘを０．２５から０．２７とすることができる。また、波長を５２０ｎｍ（緑色）とする場合には、Ｉｎの組成比ｘを０．４０から０．４２とすることができる。また、波長を６３０ｎｍ（赤色）とする場合には、Ｉｎの組成比ｘを０．５６から０．５８とすることができる。
【０１１３】
次に、活性層１０６の上に、ｐ型窒化物半導体層１０７をエピタキシャル成長する。すなわち、ｐ型不純物として、例えばＣｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ＴＭＧ及びＮＨ３を原料として供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、活性層１０６の上に厚さが５０ｎｍから５００ｎｍ程度のｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層１０７を形成する。ｐ型窒化物半導体層１０７の内部に、厚さが１５ｎｍから３０ｎｍ程度のｐ型ＡｌＧａＮ層を含んでいてもよい。ｐ型ＡｌＧａＮ層を設けることにより、キャリアである電子のオーバフローを抑制することができる。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間にアンドープＧａＮ層を設けてもよい。
【０１１４】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７にドープされたＭｇの活性化を図るために、８００℃以上且つ９００℃以下程度の温度で２０分間程度の熱処理を行う。
【０１１５】
次に、リソグラフィ法及び塩素（Ｃｌ２）系ガスを用いたドライエッチング法により、ｐ型窒化物半導体層１０７まで形成された半導体積層構造に対して選択的にエッチングを行う。これにより、ｐ型窒化物半導体層１０７、活性層１０６、及びｎ型窒化物半導体層１０５の一部を除去して凹部１１２を形成し、ｎ型窒化物半導体層１０５の一部を露出する。
【０１１６】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５の露出した領域の上に接するように、ｎ側電極１０９を選択的に形成する。ここでは、ｎ側電極１０９として、例えばチタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｔｉ／Ｐｔ層）を形成する。
【０１１７】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７の上に接するように、ｐ側電極１０８を選択的に形成する。例えば、ｐ側電極１０８としてパラジウム（Ｐｄ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｐｄ／Ｐｔ層）を形成する。その後、熱処理を行って、Ｔｉ／Ｐｔ層とｎ型窒化物半導体層１０５との間、及びＰｄ／Ｐｔ層とｐ型窒化物半導体層１０７との間をそれぞれ合金化する。なお、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１０８の成膜の順序は特に問われない。
【０１１８】
次に、基板１０４におけるｎ型窒化物半導体層１０５と反対側の面（裏面）に対して研磨を行って、該基板１０４を所定量だけ薄膜化する。
【０１１９】
このようにして作製された複数の半導体発光装置を個々の半導体発光チップ１００に小片化する。小片化工程は、レーザダイシング法及び劈開法等、種々の方法がある。小片化された個々の半導体発光チップ１００は、実装基板１０１の実装面上に実装される。
【０１２０】
リフレクタ１２０は、実装基板１０１自体に凹部を設ける方法、又は別途作製したリフレクタ１２０を実装基板１０１に貼り付ける方法等がある。
【０１２１】
実装基板１０１自体に凹部を設ける方法は、実装基板１０１の主材料によって、その製法が異なる。実装基板１０１の主材料がアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）又はタングステン（Ｗ）等を含む金属材料の場合には、金型を用いたプレス製法によって凹部を形成することが可能である。実装基板１０１の主材料がアルミナ（酸化アルミニウム）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の焼結材料の場合には、あらかじめ金型に凹凸構造を形成しておくことにより、焼結後に所定の凹部を形成することが可能である。実装基板１０１の主材料がシリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料、又はこれらの複合材料等の場合には、マスク形成後にエッチングによって所定の凹部を形成することができる。
【０１２２】
リフレクタ１２０を貼り付けて作製する場合には、実装基板１０１にリフレクタ１２０を貼り付ける前に、半導体発光チップ１００を実装基板１０１に実装してもよい。また、実装基板１０１にリフレクタ１２０を貼り付けた後に、半導体発光チップ１００を実装基板１０１に実装してもよい。リフレクタ１２０を貼り付けて作製する場合には、リフレクタ１２０の主材料と実装基板１０１の主材料とに異なる材料を用いることが可能となる。例えば、リフレクタ１２０がアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）又はタングステン（Ｗ）等を含む金属材料の場合には、金型を用いたプレス法により作製が可能である。リフレクタ１２０が樹脂材料又はプラスチック材料からなる場合には、射出成型又は切削成型等により作製が可能である。この場合、実装基板１０１の主材料には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）若しくはタングステン（Ｗ）等を含む金属材料、アルミナ（酸化アルミニウム）若しくは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁性材料、シリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料、又はこれらの複合材料等を用いることができる。
【０１２３】
また、リフレクタ１２０の反射率を高める目的で、蒸着法又はめっき法によって、Ａｌ又はＡｇ等を反射面１２５に成膜してもよい。また、酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を含む高反射率樹脂材を反射面１２５に成膜してもよい。
【０１２４】
配線電極形成用の金属膜は、スパッタ法又はめっき法等の成膜工程により、実装基板１０１の表面上に成膜される。その後、リソグラフィ工程等により、成膜された金属膜の上に、所望のレジストパターンが施される。その後、ドライエッチング法又はウエットエッチング法により、レジストパターンが配線電極１０２に転写されて、所望の電極パターンを有する配線電極１０２が形成される。
【０１２５】
次に、配線電極１０２の上の所定の位置に、複数のバンプ１０３をそれぞれ形成する。バンプ１０３の構成材料には金（Ａｕ）を用いるのが良い。各バンプ１０３の形成には、バンプボンダを用いて、直径が４０μｍから８０μｍ程度のバンプを形成することができる。また、バンプボンダに代えて、Ａｕめっき処理によってバンプ１０３を形成することも可能である。続いて、例えば超音波接合法により、複数のバンプ１０３が形成された配線電極１０２と、半導体発光チップ１００の電極形成面とを電気的に接続する。
【０１２６】
このようにして、第１の実施形態に係る半導体発光装置を得ることができる。
【０１２７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置について、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）を参照しながら説明する。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）において、図４に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１２８】
図１６（ａ）は第２の実施形態に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のXVIｂ−XVIｂ線における断面構成を示している。XVIｂ−XVIｂ線における断面は、Ｌ４５平面に相当する。リフレクタ１２０の複数の反射面１２５は、平面視において正方形状に配置されている。正方形状の反射面１２５の一辺と半導体発光チップ１００からの光の偏光方向とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下とすることにより、規格化偏光度を２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を３０°以上且つ６０°以下とすることにより、規格化偏光度を５分の１以下にすることができる。さらに、角度θ２を４５°とすることにより、規格化偏光度を１０分の１にすることができる。ここで、規格化偏光度とは、リフレクタ１２０を設けない構成、すなわち、後述する比較例１の構成における偏光度特性を１として規格化した値である。
【０１２９】
平面視において反射面１２５が正方形状の場合は、一の辺と偏光方向とが角度θ２をなす場合には、該一の辺と隣り合う他の辺とは、偏光方向が９０−θ２の角をなす。
【０１３０】
リフレクタ１２０の平面視が四角形状の場合は、反射面１２５の各角部において光が反射する際に、反射光の偏光方向が回転する、すなわち偏波面が回転するという現象が起きる。正方形状に配置された反射面１２５の一の角部１２０ａに注目した場合、第１の反射面１２５ｓにおいては、第１の反射光の偏光方向Ｅｓは、半導体発光チップ１００からの光の偏光方向に対して左回転に偏光方向が回転する。一方、第１の反射面１２５ｓと隣り合う第２の反射面１２５ｔにおいては、第２の反射光の偏光方向Ｅｔは、半導体発光チップ１００からの光の偏光方向に対して右回転に偏光方向が回転する。従って、第１の反射光と第２の反射光との合成光は楕円偏光化することになり、光の偏光度が低減する。さらに、Ｌ４５平面に注目すると、光強度が大きく、且つ偏光度が低い放射光が法線方向に集光される。結果として、法線方向の光の偏光度を十分に小さくすることが可能となる。
【０１３１】
第１の実施形態で説明したように、各反射面１２５は、断面視において直線のみで形成される必要はない。複数の直線の組み合わせでもよく、曲線でもよく、また、直線と曲線との組み合わせでもよい。この場合、反射面１２５と半導体発光チップ１００の成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、角度Δθ１が２０°以上且つ４０°以下の角度を含むように反射面１２５を設定することができる。さらに、角度Δθ１が０°以上且つ２０°未満となる反射面１２５を実装基板１０１との接続部の近傍に形成しても、法線方向の光の偏光度の低減が可能である。
【０１３２】
（第２の実施形態の第１変形例）
図１７は第２の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１７に示すように、本変形例に係る半導体発光装置のリフレクタ１２０は、その反射面１２５の各角部にそれぞれ設けられた曲面を有している。曲面の曲率Ｒは、半導体発光チップ１００の１辺の長さよりも小さくすることができる。
【０１３３】
（第２の実施形態の第２変形例）
図１８は第２の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１８に示すように、本変形例に係る半導体発光装置は、実装基板１０１の上に、複数の、ここでは４個の半導体発光チップ１００が、それぞれの偏光方向を揃えて配置されている。光の偏光方向に垂直な方向、すなわち活性層の成長面がｍ面の場合には、ｃ軸方向の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ１とし、光の偏光方向と同一の方向、すなわち活性層の成長面がｍ面の場合には、ａ軸方向の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ２とした場合に、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりも小さくすることができる。これは、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）と、光の偏光方向と同一の方向の配光分布特性（Ｌ０平面における配光分布特性）とを比較した場合に、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）の方が、方位角χが大きい角度範囲にまで光強度が大きいためである。すなわち、間隔Ｄ２＜間隔Ｄ１とすることにより、各半導体発光チップ１００から出射した光が、互いに干渉することを防ぐことができる。
【０１３４】
なお、第２の実施形態及びその変形例においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、図１４及び図１５に示したような、ワイヤボンディング構造としてもよい。
【０１３５】
また、図８及び図９に示した任意の表面形状を有する透光性部材１２１と本実施形態とを組み合わせることもできる。
【０１３６】
また、図１０に示した波長変換部材１２２と本実施形態とを組み合わせることもできる。
【０１３７】
さらに、活性層１０６が偏光光を発する場合に、本実施形態及びその各変形例による偏光特性の低減効果を得ることができる。従って、活性層１０６が、ｍ面若しくはａ面等の非極性面、又は−ｒ面、（１１−２２）面若しくは（２０−２−１）面等の半極性面を成長面とする場合にも、本実施形態及びその各変形例による配光分布特性の改善効果と、光の偏光度の低減効果とを得ることができる。
【０１３８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光装置について、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を参照しながら説明する。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）において、図４に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１３９】
図１９（ａ）は第３の実施形態に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図１９（ｂ）はXIXｂ−XIXｂ線における断面構成を示している。XIXｂ−XIXｂ線における断面は、Ｌ４５平面に相当する。リフレクタ１２０の複数の反射面１２５は、平面視において長方形状に配置されている。長方形状の反射面１２５の長辺と半導体発光チップ１００からの光の偏光方向とがなす角度をθ２とした場合に、角度θ２は、２０°以上且つ７０°以下とすることにより、規格化偏光度を２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を３５°以上且つ５５°以下とすることにより、規格化偏光度を３分の１以下にすることができる。
【０１４０】
第２の実施形態で説明したように、リフレクタ１２０の複数の反射面１２５が平面視で四角形状に配置されている場合に、反射面１２５の各角部において光が反射する際に反射光の偏光方向が回転する（偏波面が回転する）という現象がおきる。このため、第１の反射光と第２の反射光との合成光は楕円偏光化して、光の偏光度が低減する。しかしながら、第３の実施形態においては、第２の実施形態よりも角部における対称性が乏しいため、短辺方向に延伸する反射面である第１の反射面１２５ｓと比べて、長辺方向に延伸する反射面である第２の反射面１２５ｔの影響が強くなる。従って、各角部における偏光度の低減効果は正方形状の場合と比べて劣る。しかしながら、Ｌ４５平面における光強度が大きく、且つ偏光度が小さい放射光が法線方向に集光されるため、結果として、法線方向の光の偏光度を十分に低くすることが可能となる。
【０１４１】
また、第１の実施形態でも説明したように、反射面１２５は断面視において直線のみで形成される必要はない。複数の直線の組み合わせでもよく、曲線でもよく、また、直線と曲線との組み合わせでもよい。この場合、反射面１２５と半導体発光チップ１００の成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、角度Δθ１が２０°以上且つ４０°以下の角度を含むように反射面１２５を設定することができる。さらに、角度Δθ１が０°以上且つ２０°未満となる反射面１２５を実装基板１０１との接続部の近傍に形成しても、法線方向の光の偏光度の低減が可能である。
【０１４２】
（第３の実施形態の第１変形例）
図２０は第３の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図２０に示すように、第１変形例に係る半導体発光装置のリフレクタ１２０は、その反射面１２５の各角部にそれぞれ設けられた曲面を有している。曲面の曲率Ｒは、半導体発光チップ１００の１辺の長さよりも小さくすることができる。
【０１４３】
（第３の実施形態の第２変形例）
図２１は第３の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置の平面構成を示している。図２１に示すように、第２変形例に係る半導体発光装置は、実装基板１０１の上に、複数の、ここでは４個の半導体発光チップ１００が、それぞれの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されている。光の偏光方向に垂直な方向、すなわち活性層の成長面がｍ面の場合には、ｃ軸方向の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ１とし、光の偏光方向と同一の方向、すなわち活性層の成長面がｍ面の場合には、ａ軸方向の半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ２とした場合に、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりも小さくすることができる。これは、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）と、光の偏光方向と同一の方向の配光分布特性（Ｌ０平面における配光分布特性）とを比較した場合に、光の偏光方向に垂直な方向の配光分布特性（Ｌ９０平面における配光分布特性）の方が、方位角χが大きい角度範囲にまで光強度が大きいためである。すなわち、間隔Ｄ２＜間隔Ｄ１とすることにより、各半導体発光チップ１００から出射した光が、互いに干渉することを防ぐことができる。
【０１４４】
なお、第３の実施形態及びその変形例においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、図１４及び図１５に示したような、ワイヤボンディング構造としてもよい。
【０１４５】
また、図８及び図９に示した任意の表面形状を有する透光性部材１２１と本実施形態とを組み合わせることもできる。
【０１４６】
また、図１０に示した波長変換部材１２２と本実施形態とを組み合わせることもできる。
【０１４７】
さらに、活性層１０６が偏光光を発する場合に、本実施形態及びその各変形例による偏光特性の低減効果を得ることができる。従って、活性層１０６が、ｍ面若しくはａ面等の非極性面、又は−ｒ面、（１１−２２）面若しくは（２０−２−１）面等の半極性面を成長面とする場合にも、本実施形態及びその各変形例による配光分布特性の改善効果と、光の偏光度の低減効果とを得ることができる。
【実施例】
【０１４８】
（第１実施例）
以下、第１実施例に係る半導体発光装置について、図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２２（ｃ）及び図２２（ｄ）を参照しながら説明する。各図における寸法の単位は、ミリメートル（ｍｍ）である。また、第１の実施形態で示した構成部材と同一の構成部材には、同一の符号を付している。これは、他の実施例でも同様である。【０１４９】
最初に、第１実施例に係る半導体発光装置を構成する、活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００の作製方法の概略を説明する。【０１５０】
まず、例えばＭＯＣＶＤ法により、ウエハ状態のｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板の上に、厚さが２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＧａＮからなる障壁層とから構成された３周期の量子井戸構造を有する活性層と、厚さが０．５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層とを形成した。【０１５１】
ｎ側電極としてＴｉ／Ａｌ層を形成し、ｐ側電極としてＡｇ層を形成した。その後、ｎ型ＧａＮ基板の裏面を研磨して１００μｍの厚さにまで薄くした。【０１５２】
続いて、レーザ光によって、発光構造が形成されたウエハのｃ軸方向［０００１］とａ軸方向［１１−２０］とのそれぞれの方向に、表面から数十μｍ程度の深さの溝を形成した。その後、ウエハに対してブレーキングを行って、一辺が４５０μｍのｍ面ＧａＮ系半導体からなる半導体発光チップ１００を得た。【０１５３】
続いて、半導体発光チップ１００を、ＡｌＮからなる実装基板１０１の上にフリップチップ実装した。ＡｌＮからなる実装基板１０１の厚さは約０．７ｍｍである。実装基板１０１の上には、厚さが約４μｍの銀（Ａｇ）からなる配線電極１０２が形成されている。【０１５４】
このようにして、活性層の成長面がｍ面である半導体発光装置を作製した。この状態では、リフレクタ１２０は設けられていない。動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、出射光の偏光方向はａ軸方向であり、法線方向であるｍ軸方向で測定した際の偏光度は、０．６８であった。リフレクタ１２０を設けない構成は、比較例１に相当する。【０１５５】
半導体発光チップ１００とは別に、プレス成型によって、平面視において反射面１２５が円形状であるアルミニウム製の４種類の円形リフレクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を作製した。作製した各円形リフレクタＣ１〜Ｃ４には、実装基板１０１の上面から高さが１００μｍの範囲で、且つ角度θ１が０°となる反射面１２５が形成されている。【０１５６】
図２３は、円形リフレクタＣ１〜Ｃ４の反射面１２５の反射率を測定した結果を示している。反射率の測定には、日本分光（株）製のＵＶ−ＶＩＳを用い、波長が３５０ｎｍから８００ｎｍの範囲の光を測定した。測定において、直線反射率と拡散反射率とを測定し、直線反射率と拡散反射率との和を全体反射率とした。図２３から、作製したアルミニウム製リフレクタ１２０の反射面の全体反射率は７３％以上であり、直線反射の成分が９５％以上である。従って、直線反射性が高いリフレクタであることが分かる。【０１５７】
このように、実装基板とは別体に作製したアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を、半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１の上にそれぞれ貼り付けることにより、４種類のアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を備えた、第１実施例に係る４通りの半導体発光装置を作製した。【０１５８】
［表１］は、各種の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４に対して、反射面１２５で反射する方位角χの範囲、反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１、法線方向の規格化偏光度、及び法線方向の規格化光強度を表している。また、［表１］には、リフレクタ１２０を設けない構成を持つ比較例１の特性も表している。ここで、反射面１２５で反射する方位角χの範囲、及び反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１は、リフレクタ１２０の設計値である。また、法線方向の規格化偏光度、及び法線方向の規格化光強度は、実際に作製した半導体発光装置の測定値であり、リフレクタ１２５を設けない比較例１の特性を１として規格化した値である。【０１５９】
【表１】
2014024371.tif 000004
【０１６０】
円形リフレクタＣ１及びＣ３は、角度θ１の２倍の値が、反射面１２５で反射する方位角χの範囲に含まれるように設計されている。すなわち、半導体発光チップ１００から、方位角χがθ１の２倍の方向に放出された光が、反射面１２５によって法線方向に反射されるように設計されている。【０１６１】
円形リフレクタＣ２及びＣ４は、半導体発光チップ１００から、方位角χがθ１の２倍の方向に放出された光が、実装基板１０１との接続部の近傍に設けられた角度θ１が０°の反射面で反射する構造となっており、最適値からずれた設計である。【０１６２】
図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、円形リフレクタＣ１を設けた半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性をそれぞれ示す。図２４（ａ）に示す偏光度特性から、方位角χが±２０°の範囲で偏光度はほぼ一定で、その偏光度は０．２１から０．２５程度であり、リフレクタを設けない場合の０．６８に対して、偏光度が低減されていることが分かる。図２４（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角はＬ０平面において３９．０°であり、Ｌ９０平面において４２．５°である。ここで、配光角とは、半値全角であり、法線方向の光強度を１００とした場合に、光強度が５０となる角度範囲である。配光角は、指向角又は光の広がり角とも呼ばれる。【０１６３】
これらの結果から、光の偏光度が低減できる角度範囲と、配光角の角度範囲とがほぼ対応しており、半導体発光チップ１００から出射する大部分の光の偏光度が低減されていることが分かる。リフレクタを設けない半導体発光装置のＬ９０平面及びＬ４５平面において、±６０°付近に観察された特徴的な大きい光強度のピークは観察されない。【０１６４】
このように、約４０°から約８０°の範囲の方位角χの放射光を反射するように設計された円形リフレクタＣ１を設けた半導体発光装置においては、配光分布特性の非対称性を改善しながら、光の偏光度の低減と狭い配光角とが実現される。【０１６５】
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、円形リフレクタＣ２を設けた半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図２５（ａ）からは、法線方向の光の偏光度は０．３１であり、リフレクタを設けない場合の０．６８に対して、偏光度が低減されていることが分かる。また、方位角χが±１５°で偏光度は極小値を示す。図２５（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角はＬ０平面において３７．０°であり、Ｌ９０平面において５９．５°であり、その差が大きい。配光分布特性から、Ｌ９０平面及びＬ４５平面において、±６０°付近に観察された特徴的な大きい光強度のピークは観察されておらず、光の偏光度の低減が実現されている。【０１６６】
このように、円形リフレクタＣ２においては、反射面１２５の設計値が最適値からずれているため、光の偏光度が最低となる方向が法線方向からずれる。また、配光角は、Ｌ０平面とＬ９０平面とで差が大きくなる。【０１６７】
図２６（ａ）及び図２６（ｂ）は、円形リフレクタＣ３を設けた半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図２６（ａ）に示す偏光度特性から、方位角χが±１０°の範囲で光の偏光度はほぼ一定で０．１８であり、リフレクタを設けない場合の０．６８に対して、偏光度が低減されていることが分かる。図２６（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角はＬ０平面において２２．０°であり、Ｌ９０平面において３２．０°である。これらの結果から、光の偏光度が低減されている角度範囲と配光角とは、その角度範囲がほぼ対応しており、半導体発光チップ１００から出射している大部分の光の偏光度が低減されていることが分かる。リフレクタを設けない半導体発光装置におけるＬ９０平面及びＬ４５平面において、±６０°付近に観察された特徴的な大きい光強度のピークは観察されない。【０１６８】
このように、約５０°から約８０°の範囲の方位角χの放射光を反射するように設計された円形リフレクタＣ３においては、配光分布特性の非対称性を改善しながら、光の偏光度の低減と、狭い配光角とを実現している。また、光の偏光度の低減効果は、円形リフレクタＣ１の場合よりも大きい。【０１６９】
図２７（ａ）及び図２７（ｂ）は、円形リフレクタＣ４を設けた半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図２７（ａ）に示す法線方向の光の偏光度は０．３５であり、リフレクタを設けない場合の０．６８に対して低減されていることが分かる。また、光の偏光度は、方位角χが±１３°で最小値を示す。図２７（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角はＬ０平面において３５．２°であり、Ｌ９０平面において４６．５°である。配光分布特性から、Ｌ９０平面においては、反射面１２５による効果が不十分であるため、特徴的な２つの光強度ピークが観察される。このように、円形リフレクタＣ４の場合は、反射面１２５の設計値が最適値からずれているため、光の偏光度が極小となる方向が法線方向からずれる。また、配光角は、Ｌ０平面とＬ９０平面とで差が大きくなる。【０１７０】
反射面１２５で反射する方位角χの範囲が狭く、且つ角度θ１の値が最適値からずれた設計である円形リフレクタＣ４は、法線方向の規格化偏光度の低減効果が最も小さい。［表１］から分かるように、円形リフレクタＣ４の構成では、法線方向の規格化光強度も２．４と低い。すなわち、半導体発光チップ１００の上面の法線方向に光を集光する効果が小さいため、結果として光の偏光度の低減効果も小さい。【０１７１】
また、反射面１２５で反射する方位角χの範囲が最も広いが、角度θ１の値が最適値からずれた設計である円形リフレクタＣ２の場合は、法線方向の規格化偏光度の低減効果が円形リフレクタＣ４に次いで小さい。【０１７２】
図２８は、各円形リフレクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を設けた半導体発光装置における法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度とを表している。図２８から分かるように、反射面１２５の設計値が最適値からずれた円形リフレクタＣ２及びＣ４を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が小さい。結果として、規格化偏光度の値は大きくなる。一方、反射面１２５の設計値が最適値の範囲にある円形リフレクタＣ１及びＣ３を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が大きく、且つ規格化偏光度の値が小さい。図２８からは、法線方向の光強度が約５倍以上となるような反射面１２５であれば、法線方向の光の偏光度を２分の１以下程度に低減できることが分かる。【０１７３】
（第２実施例）
以下、第２実施例に係る半導体発光装置について、図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２２（ｃ）、図２２（ｄ）及び図１１を参照しながら説明する。【０１７４】
第２実施例の第１実施例との違いは、第２実施例においては、半導体発光チップ１００の光取り出し面に、図１１に示すような凹凸構造１３０が形成されている点である。作製した凹凸構造１３０は、半径が約５μｍの半球形状の凸部が２次元状に配置された構造である。凹凸構造１３０の作製には、発光構造体が形成されたウエハ状態の基板１０４の上にパターニングされたレジストマスクを形成し、その後、塩素系ガスを用いたドライエッチングを行って形成した。凹凸構造１３０を形成した後、半導体発光チップ１００に小片化し、実装基板１０１の上に実装した。凹凸構造１３０の形成以外は、第１実施例と同様である。このようにして、活性層がｍ面であり、光の取り出し面に凹凸構造を有する半導体発光装置を作製した。この状態では、リフレクタ１２０を設けていない。動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、偏光方向はａ軸方向であり、法線方向であるｍ軸方向で測定した際の光の偏光度は、０．２９であった。リフレクタ１２０を設けない構成は、比較例２に相当する。半導体発光チップ１００の光取り出し面に形成された凹凸構造１３０によって出射光が散乱されるため、第１実施例の場合よりも法線方向の光の偏光度が低減する。【０１７５】
第１実施例と同様に、別体で作製したアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を、半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１の上にそれぞれ貼り付けることにより、４種類のアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を備えた、第２実施例に係る４通りの半導体発光装置を作製した。【０１７６】
［表２］は、各種の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４に対して、反射面１２５で反射する方位角χの範囲、反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１、法線方向の規格化偏光度、及び法線方向の規格化光強度を表している。また、［表２］には、リフレクタ１２０を設けない構成を持つ比較例２の特性をも記載している。【０１７７】
【表２】
2014024371.tif 000005
【０１７８】
図２９は、各円形リフレクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を設けた半導体発光装置における法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度とを表している。図２９から分かるように、反射面１２５の設計値が最適値からずれた円形リフレクタＣ２及びＣ４を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が小さい。結果として、規格化偏光度の値は大きくなる。一方、反射面１２５の設計値が最適値の範囲にある円形リフレクタＣ１及びＣ３を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が大きく、且つ規格化偏光度の値が小さい。【０１７９】
図２９と図２８とを比較すると、２つのグラフはほぼ一致する。半導体発光チップ１００の光取り出し面に設ける凹凸構造１３０の有無に拘わらず、法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度との関係はほぼ一致する。このことから、光取出し面の状態に拘わらず、円形リフレクタＣ１〜Ｃ４による光の偏光度の低減効果が維持されていることが分かる。法線方向の光強度が約５倍以上となるような反射面１２５であれば、法線方向の光の偏光度が２分の１以下に低減できることが分かる。【０１８０】
（第３実施例）
以下、第３実施例に係る半導体発光装置について、図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２２（ｃ）及び図２２（ｄ）を参照しながら説明する。【０１８１】
第３実施例に係る半導体発光装置は、半導体発光チップ１００における活性層の成長面として、半極性面である（２０−２−１）面を用いている。基板には、ウエハ状態の（２０−２−１）面を主面とするｎ型ＧａＮ基板を用いた。半導体発光チップ１００の小片化工程においては、レーザ光によって、発光構造が形成されたウエハの［１０−１４］方向と［１−２１０］方向とのそれぞれの方向に、表面から数十μｍ程度の深さの溝を形成した。その後、ウエハに対してブレーキングを行って、一辺が４５０μｍの半導体発光チップ１００に分割した。これ以外は第１実施例と同様である。このようにして、活性層の成長面が半極性の（２０−２−１）面である半導体発光チップ１００を作製した。この状態では、リフレクタ１２０を設けていない。動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４１ｎｍであった。また、偏光方向は、[１−２１０]方向であり、法線方向である[２０−２−１]方向で測定した際の光の偏光度は、０．６５であった。この測定値は、リフレクタ１２０を設けない比較例３に相当する。【０１８２】
第１実施例と同様に、別体で作製したアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を、半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１の上にそれぞれ貼り付けることにより、４種類のアルミニウム製の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４を備えた、第３実施例に係る４通りの半導体発光装置を作製した。【０１８３】
［表３］は、各種の円形リフレクタＣ１〜Ｃ４に対して、反射面１２５で反射する方位角χの範囲、反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１、法線方向の規格化偏光度、及び法線方向の規格化光強度を表している。また、［表３］には、リフレクタ１２０を設けない構成を持つ比較例３の特性も記載している。【０１８４】
【表３】
2014024371.tif 000006
【０１８５】
図３０は、各円形リフレクタＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を設けた半導体発光装置における法線方向の規格化光強度と法線方向の規格化偏光度とを表している。図３０から分かるように、反射面１２５の設計値が最適値からずれた円形リフレクタＣ２及びＣ４を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が小さい。結果として、規格化偏光度の値は大きくなる。一方、反射面１２５の設計値が最適値の範囲にある円形リフレクタＣ１及びＣ３を設けた半導体発光装置は、法線方向の規格化光強度の値が大きく、且つ規格化偏光度の値が小さい。【０１８６】
図２８と図３０とを比較すると、法線方向の規格化光強度が大きくなるほど、法線方向の規格化偏光度が低減する傾向は一致していることが分かる。すなわち、偏光光を発する半導体発光チップは、円形リフレクタＣ１〜Ｃ４による光の偏光度の低減が可能であることを示している。法線方向の光強度が約６倍以上となるような反射面１２５であれば、法線方向の光の偏光度が２分の１以下に低減できることが分かる。【０１８７】
（第４実施例）
以下、第４実施例に係る半導体発光装置について図３１を参照しながら説明する。図中の寸法の単位はミリメートル（ｍｍ）である。図３１に示すように、活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００を、第１実施例と同様の方法で作製し、実装基板１０１の上に実装した。ここで、半導体発光チップ１００の光取出し面には、凹凸構造を形成していない。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、出射光の偏光方向はａ軸方向であり、法線方向であるｍ軸方向で測定した際の光の偏光度は、０．６８であった。【０１８８】
平面視において４つの反射面１２５が正方形状に配置されたアルミニウム製のリフレクタＳ１を、半導体発光チップ１００とは別体にプレス成型によって作製した。正方形リフレクタＳ１における各反射面１２５で反射する方位角χの範囲は、４２．５°以上且つ７８．７°以下である。また、各反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１は、２８．６°である。正方形リフレクタＳ１における反射面１２５の断面構造は、円形リフレクタＣ１と同等である。【０１８９】
このような正方形リフレクタＳ１を、あらかじめ半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１の上に貼り付けた。半導体発光チップ１００からの光の偏光方向と平面視における正方形状に配置された反射面１２５の一辺とがなす角度をθ２として、角度θ２が０°、６°、８°、１２°、１３°、１８°、２５°、３０°、４０°及び４５°となる、複数の半導体発光装置をそれぞれ作製した。【０１９０】
ここで、複数の反射面１２５が平面視において正方形状に配置された場合は、平面視における対称性が高いため、角度θ２の値が４５°を超える場合には、９０°−θ２の特性と等しくなる。すなわち、角度θ２は、０°以上且つ４５°以下の範囲を調べればよいことになる。【０１９１】
図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、偏光光の偏光方向と反射面１２５の一辺とがなす角度θ２が０°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図３２（ａ）に示すように、法線方向（χ＝０°）の光の偏光度は０．５３であり、円形リフレクタの場合と比べて法線方向の光の偏光度が高く維持されている。図３２（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角はＬ０平面において７３．０°であり、Ｌ９０平面において６９．１°である。【０１９２】
図３３（ａ）及び図３３（ｂ）は、角度θ２が４５°に設定されたリフレクタＳ１を有する半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図３３（ａ）に示すように、法線方向（χ＝０°）の光の偏光度は０．０７であり、角度θ２が０°の場合と比べて極めて光の偏光度が低い。また、円形リフレクタの場合と比べても法線方向の光の偏光度が低い。図３３（ｂ）に示す配光分布特性から、配光角は、Ｌ０平面において７０．６°であり、Ｌ９０平面において７１．４°である。【０１９３】
図３４は、角度θ２と法線方向の光の偏光度との関係を表している。図中の破線は、リフレクタを有さない比較例１に相当する構成の、法線方向における光の偏光度である０．６８を表している。角度θ２が１０°を超えると、法線方向の光の偏光度は急激に低減する。【０１９４】
図３５は、角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を表している。ここで、規格化偏光度は、角度θ２が０°の場合における法線方向の光の偏光度で規格化されている。図３５から、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下とすることにより、規格化偏光度をほぼ２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を３０°以上且つ６０°以下とすることにより、規格化偏光度をほぼ５分の１以下にすることができる。さらに、角度θ２を４５°とすることにより、規格化偏光度をほぼ１０分の１にすることができる。【０１９５】
（第５実施例）
以下、第５実施例に係る半導体発光装置について説明する。第２実施例と同様の構成を持つ半導体発光装置において、活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００の光取り出し面に、半径が約５μｍの半球形状の凸部が２次元状に配置された凹凸構造１３０を形成した。【０１９６】
この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、偏光方向はａ軸方向であり、法線方向であるｍ軸方向で測定した際の光の偏光度は、０．２９であった。【０１９７】
第４実施例と同等の構成を持つ正方形リフレクタＳ１を、あらかじめ半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１に貼り付けた。正方形リフレクタＳ１の各反射面１２５で反射する方位角χの範囲は、４２．５°以上且つ７８．７°以下である。また、各反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１は、２８．６°である。半導体発光チップ１００からの光の偏光方向と平面視における正方形状の反射面１２５の一辺とがなす角度をθ２として、角度θ２が０°、９°、１２°、１５°、１６°、２１°、３０°、４１°及び４５°となる、複数の半導体発光装置をそれぞれ作製した。【０１９８】
ここで、反射面１２５が平面視において正方形状に配置された場合は、平面視における対称性が高いため、角度θ２は、０°以上且つ４５°以下の範囲を調べればよい。【０１９９】
図３６は、角度θ２と法線方向の光の偏光度との関係を表している。図中の破線は、リフレクタを有さない比較例２に相当する構成の、法線方向における光の偏光度である０．３０を表している。図３４と比較した場合、光取出し面に凹凸構造１３０を設けた場合には、全体的に光の偏光度が低くなることが分かる。【０２００】
図３７は、角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を表している。ここで、規格化偏光度は、角度θ２が０°の場合における法線方向の光の偏光度で規格化されている。図３７と図３５とを比較すると、２つのグラフはほぼ一致する。半導体発光チップ１００の光取り出し面に設ける凹凸構造１３０の有無に拘わらず、角度θ２と規格化偏光度との関係はほぼ一致する。このことから、光取出し面の状態に拘わらず、正方形リフレクタによる光の偏光度の低減効果が維持されていることが分かる。【０２０１】
図３７から、角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下とすることにより、規格化偏光度をほぼ２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を３０°以上且つ６０°以下とすることにより、規格化偏光度を５分の１以下にすることができる。さらに、角度θ２を４５°とすることにより、規格化偏光度をほぼ１０分の１にすることができる。【０２０２】
（第６実施例）
以下、第６実施例に係る半導体発光装置について説明する。第６実施例においては、第３実施例と同様に、活性層の成長面が半極性の（２０−２−１）面である半導体発光チップ１００を作製し、実装基板１０１の上に実装した。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４１ｎｍであった。また、偏光方向は[１−２１０]方向であり、法線方向である[２０−２−１]方向で測定した際の光の偏光度は、０．６５であった。【０２０３】
第４実施例と同様の構成の正方形リフレクタＳ１を、あらかじめ半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１に貼り付けた。正方形リフレクタＳ１の各反射面１２５で反射する方位角χの範囲は、４２．５°以上且つ７８．７°以下である。また、各反射面１２５と法線方向とがなす角度θ１は、２８．６°である。半導体発光チップ１００からの光の偏光方向と平面視における正方形状の反射面１２５の一辺とがなす角度をθ２として、角度θ２が０°、９°、１２°、１５°、１６°、２１°、３０°、４１°及び４５°となる、複数の半導体発光装置をそれぞれ作製した。【０２０４】
ここで、複数の反射面１２５が平面視において正方形状に配置されている場合は、平面視における対称性が高いため、角度θ２は、０°以上且つ４５°以下の範囲を調べればよい。【０２０５】
図３８は、角度θ２と法線方向の光の偏光度との関係を表している。図中の破線は、リフレクタを有さない比較例３に相当する構成の、法線方向における光の偏光度である０．６５を表している。【０２０６】
図３９は、角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を表している。ここで、規格化偏光度は、角度θ２が０°の場合における法線方向の光の偏光度で規格化されている。図３９と、図３５及び図３７とを比較すると、これら３つのグラフは、ほぼ同一形状であることが分かる。従って、第４実施例から第６実施例  すなわち、第２の実施形態に係る半導体発光装置は、活性層の成長面の方向に拘わらず、光の偏光度の低減が可能であることを示している。【０２０７】
図３９から、角度θ２は、１５°以上且つ７５°以下とすることにより、規格化偏光度を２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を２０°以上且つ８０°以下とすることにより、規格化偏光度を５分の１以下にすることができる。さらに、角度θ２を２５°以上且つ６５°以下とすることにより、規格化偏光度を１０分の１にすることができる。【０２０８】
（第７実施例）
以下、第７実施例に係る半導体発光装置について図４０を参照しながら説明する。図４０に示すように、活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製し、実装基板１０１の上に実装した。半導体発光チップ１００の光取出し面には、凹凸構造を形成していない。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、出射光の偏光方向はａ軸方向であり、法線方向であるｍ軸方向で測定した際の光の偏光度は、０．６８であった。【０２０９】
第１実施例と同様に、プレス成型によって、平面視において複数の反射面１２５が長方形状に配置されたアルミニウム製のリフレクタＳ２を作製した。長方形リフレクタＳ２の各反射面１２５で反射する方位角χの範囲は、長辺方向の反射面１２５ａにおいて４２．５°以上且つ７８．７°以下であり、短辺方向の反射面１２５ｂにおいて５７．１°以上且つ８４．８°以下である。また、反射面１２５ａ及び１２５ｂがそれぞれ法線方向となす角度θ１は２８．６°である。この長方形リフレクタＳ２を、あらかじめ半導体発光チップ１００が実装された実装基板１０１の上に貼り付けた。半導体発光チップ１００からの光の偏光方向と平面視における長方形状の反射面１２５の長辺とがなす角度をθ２として、角度θ２が０°、１０°、２８°、３０°、３４°、４５°、４９°、５２°、６０°、６８°、７９°、８４°及び９０°となる、複数の半導体発光装置をそれぞれ作製した。【０２１０】
図４１（ａ）及び図４１（ｂ）は、角度θ２が０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図４１（ａ）に示すように、法線方向（χ＝０°）の光の偏光度は０．５０であり、円形リフレクタの場合と比べて法線方向の光の偏光度は高く維持されている。【０２１１】
図４２（ａ）及び図４２（ｂ）は、角度θ２が４５°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図４２（ａ）に示すように、法線方向（χ＝０°）の光の偏光度は０．１６であり、角度θ２が０°の場合と比べて極めて偏光度が低い。また、円形リフレクタの場合と比べても、法線方向の光の偏光度が低い。【０２１２】
図４３（ａ）及び図４３（ｂ）は、角度θ２が９０°に設定された長方形リフレクタＳ２を有する半導体発光装置の偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。図４３（ａ）に示すように、法線方向（χ＝０°）の光の偏光度は０．４４であり、円形リフレクタの場合と比べて法線方向の光の偏光度が高く維持されている。【０２１３】
図４４は、角度θ２と法線方向の光の偏光度との関係を表している。図中の破線は、リフレクタを有さない比較例１に相当する構成の、法線方向における光の偏光度である０．６８を表している。角度θ２が４５°の場合に、光の偏光度が最も小さくなる。第４実施例に係る正方形リフレクタＳ１とは異なり、平面視において、長方形リフレクタＳ２は、正方形リフレクタＳ１よりも対称性が乏しい。このため、角度θ２が０°と９０°との場合で、光の偏光度が異なる。角度θ２が０°、すなわち半導体発光チップ１００からの光の偏光方向と反射面１２５の長辺方向とがなす角度が０°の場合の方が、角度θ２が９０°の場合よりも光の偏光度が高く維持される。【０２１４】
図４５は、角度θ２と法線方向の規格化偏光度との関係を表している。ここで、規格化偏光度は、θ２が０°の場合における法線方向の光の偏光度で規格化されている。図４５から、角度θ２は、２０°以上且つ７０°以下とすることにより、規格化偏光度を２分の１以下に低減することができる。さらに、角度θ２を３５°以上且つ５５°以下とすることにより、規格化偏光度を３分の１以下とすることができる。【０２１５】
（比較例１）
以下、比較例１に係る半導体発光装置について、図４６（ａ）及び図４６（ｂ）を参照しながら説明する。【０２１６】
図４６（ａ）及び図４６（ｂ）に示すように、比較例１に係る半導体発光装置は、活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００を有し、リフレクタ１２０を設けない構成を有する。半導体発光チップ１００の光取出し面には、凹凸構造は形成されていない。【０２１７】
活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製し、実装基板１０１の上に実装した。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、法線方向の光の偏光度は、０．６８であった。【０２１８】
図４７（ａ）及び図４７（ｂ）は、比較例１に係る半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。【０２１９】
まず、図４７（ａ）に示す偏光度特性において、Ｌ９０平面の特性は、方位角χが−８０°から＋８０°の範囲においても、高い偏光度を維持する。Ｌ０平面の特性は、方位角χが０°において偏光度が最大となり、方位角χが高角度側では緩やかに偏光度が低下する。Ｌ４５平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最大となる点はＬ０平面の特性と類似しているが、方位角χが高角度側では偏光度の低下が顕著である。すなわち、方位角χが４０°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度の２分の１以下に減少する。さらに、方位角χが５０°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度の３分の１以下に減少する。このように、偏光光を発する半導体発光チップからの光放射は、Ｌ０平面、Ｌ４５平面及びＬ９０平面において、それぞれ非対称な偏光度特性を示す。【０２２０】
一方、図４７（ｂ）に示す配光分布特性において、Ｌ４５平面及びＬ９０平面の特性は類似した特性を示し、方位角χが±６０°付近に光強度のピークを有する特徴的な配光分布特性を示す。方位角χが１０°から８０°の範囲の光強度は、χ＝０°、すなわち法線方向の光強度よりも大きい光強度を示す。Ｌ０平面の配光分布特性は、方位角χが−３０°から＋３０°の範囲で光強度が大きく、高角度側では単調に光強度が低下する。このように、偏光光を発する半導体発光チップ１００からの光放射は、Ｌ０平面と、Ｌ４５平面及びＬ９０平面とで、非対称な配光分布特性を示す。【０２２１】
（比較例２）
以下、比較例２に係る半導体発光装置について説明する。【０２２２】
比較例２に係る半導体発光装置は、図４６（ａ）及び図４６（ｂ）に示した、リフレクタを設けない半導体発光装置における半導体発光チップ１００の光取出し面に、半径が約５μｍの半球状の凸部が２次元状に配置された凹凸構造を有している。ここで、凹凸構造は図示していない。【０２２３】
活性層の成長面がｍ面である半導体発光チップ１００は、第２実施例と同様の方法で作製し、実装基板１０１の上に実装した。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４５ｎｍであった。また、法線方向の光の偏光度は、０．４２であった。【０２２４】
図４８（ａ）及び図４８（ｂ）は、比較例２に係る半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。【０２２５】
まず、図４８（ａ）に示す偏光度特性において、Ｌ９０平面の特性は、方位角χが−８０°から＋８０°の範囲においても、ほぼ一様な偏光度を維持する。Ｌ０平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最大となり、方位角χが高角度側では緩やかに偏光度が低下する。Ｌ４５平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最大となる点はＬ０平面の特性に類似しているが、方位角χが高角度側では偏光度の低下が顕著である。すなわち、方位角χが４５°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度のほぼ２分の１以下に減少する。さらに、方位角χが５０°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度のほぼ３分の１以下に減少する。このように、偏光光を発する半導体発光チップからの光放射は、Ｌ０平面、Ｌ４５平面及びＬ９０平面において、それぞれ非対称な偏光度特性を示す。【０２２６】
一方、図４８（ｂ）に示す配光分布特性において、Ｌ４５平面及びＬ９０平面の特性は類似した特性を示し、方位角χが±６０°付近に光強度のピークを有する特徴的な配光分布特性を示す。方位角χが１０°から８０°の範囲の光強度は、χ＝０°、すなわち法線方向の光強度よりも大きい光強度を示す。Ｌ０平面の配光分布特性は、方位角χが−３０°から＋３０°の範囲で光強度が大きく、高角度側では単調に光強度が低下する。このように、偏光光を発する半導体発光チップからの光放射は、Ｌ０平面と、Ｌ４５平面及びＬ９０平面とで、非対称な配光分布特性を示す。
（比較例３）
以下、比較例３に係る半導体発光装置について説明する。【０２２７】
比較例３に係る半導体発光装置は、活性層の成長面に半極性の（２０−２−１）面を有し、且つリフレクタを設けない半導体発光装置である。なお、本比較例においては、半導体発光チップ１００の光取出し面には凹凸構造を設けていない。【０２２８】
活性層が（２０−２−１）面である半導体発光チップ１００は、第３実施例と同様の方法で作製し、実装基板１０１の上に実装した。これにより、図４６（ａ）及び図４６（ｂ）に示す半導体発光装置と同様の構成を持つ半導体発光装置を得る。この状態で、動作電流１０ｍＡにおける発光波長を測定したところ、波長は４４１ｎｍであった。また、法線方向の光の偏光度は、０．６８であった。【０２２９】
図４９（ａ）及び図４９（ｂ）は、比較例３に係る半導体発光装置における偏光度特性と配光分布特性とを表している。細実線はＬ０平面上、破線はＬ４５平面上、太実線はＬ９０平面上の特性を示す。【０２３０】
まず、図４９（ａ）に示す偏光度特性において、Ｌ９０平面の特性は、方位角χが−８０°から＋８０°の範囲においても、高い偏光度を維持する。Ｌ０平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最高となり、方位角χが高角度側では緩やかに偏光度が低下する。Ｌ４５平面の特性は、方位角χが０°において光の偏光度が最高となる点は、Ｌ０平面の特性に類似しているが、方位角χが高角度側では偏光度の低下が顕著である。すなわち、方位角χが４０°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度のほぼ２分の１以下に減少する。さらに、方位角χが６０°以上の範囲の光の偏光度は、方位角χが０°の偏光度の３分の１以下に減少する。このように、偏光光を発する半導体発光チップからの光放射は、Ｌ０平面、Ｌ４５平面及びＬ９０平面は、それぞれ非対称な偏光度特性を示す。【０２３１】
一方、図４９（ｂ）に示す配光分布特性において、Ｌ４５平面及びＬ９０平面の特性は類似した特性を示し、方位角χが±６０°付近に光強度のピークを有する特徴的な配光分布特性を示す。方位角χが１０°から８０°の範囲の光強度は、χ＝０°、すなわち法線方向の光強度よりも大きい光強度を示す。これに対し、Ｌ０平面の特性は、方位角χが±４０°付近に光強度のピークを有する特徴的な配光分布を示す。このように、偏光光を発する半導体発光チップからの光放射は、Ｌ０平面と、Ｌ４５平面及びＬ９０平面とで、非対称な配光分布特性を示す。【０２３２】
なお、上述した各実施形態及び各変形例は、他のいずれかの実施形態又はその変形例の構成と適宜組み合わせることができる。また、上述した各実施形態及び各変形例では、リフレクタの平面形状に、特定の形状を例示したが、例示した形状に限られない。例えば、リフレクタの平面形状は、他の多角形又は他の多角形以外の形状であってもよい。また、反射面自体の平面形状も、各実施形態及び各変形例で例示した形状に限られず、他の多角形又は他の多角形以外の形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２３３】
本発明に係る半導体発光装置は、例えば、照明機器、自動車用前照灯又はスポットライト等に利用することができる。
【符号の説明】
【０２３４】
１００    半導体発光チップ
１０１    実装基板
１０２    配線電極
１０３    バンプ
１０４    基板
１０５    ｎ型窒化物半導体層
１０６    活性層
１０７    ｐ型窒化物半導体層
１０８    ｐ側電極
１０９    ｎ側電極
１１０    ワイヤ
１１２    凹部
１２０    リフレクタ
１２０ａ  角部
１２１    透光性部材
１２２    波長変換部材
１２４    光取り出し面
１２５    反射面
１２５ａ  長辺方向の反射面
１２５ｂ  短辺方向の反射面
１２５ｓ  第１の反射面
１２５ｔ  第２の反射面
１３０    凹凸構造
【図１】
2014024371.tif 000007
【図２】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014024371.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014024371.tif 000020
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
2014024371.tif 000050
【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月24日(2013.7.24)
【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】
成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、
前記偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、
前記偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、
前記反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、前記半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面であり、
前記反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において正方形状に配置されており、
前記偏光光の偏光方向と前記複数の反射面が形成する形状の一辺とがなす角度をθ２とした場合に、
角度θ２は、１７°以上且つ７３°以下である、半導体発光装置。
【請求項２】
前記角度θ２は、３０°以上且つ６０°以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射面における前記半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、
前記反射面の前記断面視において、前記反射面と前記半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、
算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記複数の反射面が形成する形状の角部には、曲面が設けられており、
前記曲面の曲率Ｒは、前記半導体発光チップの１辺の長さよりも小さい、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光チップは、少なくとも２つの半導体発光チップであり、
少なくとも２つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて配置されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光チップは、少なくとも４つの半導体発光チップであり、
少なくとも４つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されており、
少なくとも４つの前記半導体発光チップのうち、前記偏光方向に対して垂直な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ１とし、前記偏光方向に対して平行な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ２とした場合に、
前記間隔Ｄ２は、前記間隔Ｄ１よりも小さい、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光チップの光取出し面には、凹凸構造が形成されている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光チップを覆う透光性部材をさらに備えている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記半導体発光チップを覆う波長変換部材をさらに備えている、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記反射面は、直線反射率が拡散反射率よりも高い、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記反射面の表面の凹凸の高さは、１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
成長面が非極性面又は半極性面であり、且つ偏光光を発する半導体発光チップと、
前記偏光光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、
前記偏光光の偏光方向に対して４５°の角度をなす平面をＬ４５平面とした場合に、
前記反射面は、Ｌ４５平面上の光のうち少なくとも一部を、前記半導体発光チップの成長面の法線方向に反射する反射面であり、
前記反射部材は複数の反射面を有し、該複数の反射面は、平面視において長方形状に配置されており、
前記偏光光の偏光方向と前記複数の反射面が形成する形状の長辺とがなす角度をθ２とした場合に、
角度θ２は、２０°以上且つ７０°以下である、半導体発光装置。
【請求項１３】
前記角度θ２は、３５°以上且つ５５°以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記反射面における前記半導体発光チップの成長面に垂直な方向の断面視は、直線若しくは曲線又はこれらの組み合わせによって構成されており、
前記反射面の前記断面視において、前記反射面と前記半導体発光チップの成長面の法線方向とがなす角度を算術平均傾斜角度Δθ１で定義した場合に、
算術平均傾斜角度Δθ１は、２０°以上且つ４０°以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記複数の反射面が形成する形状の角部には、曲面が設けられており、
前記曲面の曲率Ｒは、前記半導体発光チップの１辺の長さよりも小さい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記半導体発光チップは、少なくとも２つの半導体発光チップであり、
少なくとも２つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて配置されている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記半導体発光チップは、少なくとも４つの半導体発光チップであり、
少なくとも４つの前記半導体発光チップは、互いの光の偏光方向を揃えて行列状に配置されており、
少なくとも４つの前記半導体発光チップのうち、前記偏光方向に対して垂直な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ１とし、前記偏光方向に対して平行な方向に配置された半導体発光チップ同士の間隔をＤ２とした場合に、
前記間隔Ｄ２は、前記間隔Ｄ１よりも小さい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記半導体発光チップの光取出し面には、凹凸構造が形成されている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記半導体発光チップを覆う透光性部材をさらに備えている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２０】
前記半導体発光チップを覆う波長変換部材をさらに備えている、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２１】
前記反射面は、直線反射率が拡散反射率よりも高い、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項２２】
前記反射面の表面の凹凸の高さは、１００ｎｍ以下である、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【国際調査報告】
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