(57)【要約】  本開示の一実施形態に係る発光素子は、積層体を備えている。積層体は、活性層と、活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含んでいる。この発光素子は、さらに、開口部を有する電流狭窄層と、積層体および開口部を挟み込む、第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および第２半導体層側の第２反射鏡とを備えている。この発光素子は、さらに、第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、第１反射鏡と第１反射層との間に配置され、第１反射鏡から漏れ出た光を波長変換する蛍光体層とを備えている。
2018190030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、前記活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含む積層体と、
開口部を有する電流狭窄層と、
前記積層体および前記開口部を挟み込む、前記第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および前記第２半導体層側の第２反射鏡と、
前記第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、
前記第１反射鏡と前記第１反射層との間に配置され、前記第１反射鏡から漏れ出た光を波長変換する蛍光体層と
を備えた
発光素子。
【請求項２】
前記第１反射層は、前記第１反射鏡の表面形状に倣わない反射面を有する
請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記反射面は、前記積層体の法線と平行な法線を有する平面である
請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１反射層は、前記蛍光体層による波長変換により生成された光に対する反射率よりも、前記第１反射鏡から漏れ出た光に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含む
請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１反射鏡と蛍光体層との間に配置され、前記蛍光体層による波長変換により生成された光を反射する第２反射層を更に備えた
請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記蛍光体層の側面を覆うとともに、前記反射面のうち前記開口部と対向する箇所を覆わないように形成された第３反射層を更に備えた
請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第３反射層は、金属を含む材料で構成された放熱体である
請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記蛍光体層の側面を覆うとともに、前記第１反射層とともに前記第１反射鏡から漏れ出た光と、前記蛍光体層による波長変換により生成された光とを前記積層体側に反射するように形成された第４反射層を更に備えた
請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第４反射層は、金属を含む材料で構成された放熱体である
請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
当該発光素子は、前記蛍光体層の側面から光出力ができるように構成されている
請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記蛍光体層は、前記第２反射層に接している
請求項５に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記蛍光体層は、樹脂層または空気層を介して前記第２反射層と対向配置されている
請求項５に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記蛍光体層は、前記第１反射鏡に接している
請求項１に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記蛍光体層は、樹脂層または空気層を介して前記第１反射鏡と対向配置されている
請求項１に記載の発光素子。
【請求項１５】
複数の発光素子を備え、
各前記発光素子は、
活性層と、前記活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含む積層体と、
開口部を有する電流狭窄層と、
前記積層体および前記開口部を挟み込む、前記第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および前記第２半導体層側の第２反射鏡と、
前記第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、
前記第１反射鏡と前記第１反射層との間に配置され、前記第１反射鏡から漏れ出た光を波長変換する蛍光体層と
を有する
発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子および発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザの出射光を波長変換する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３４６３３号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、上記特許文献では、面発光レーザと蛍光体との間に、厚い透明基板を設ける必要があるので、素子の小型化が容易ではないという問題があった。従って、素子を小型化することの可能な発光素子および発光装置を提供することが望ましい。
【０００５】
本開示の一実施形態に係る発光素子は、積層体を備えている。積層体は、活性層と、活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含んでいる。この発光素子は、さらに、開口部を有する電流狭窄層と、積層体および開口部を挟み込む、第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および第２半導体層側の第２反射鏡からなる垂直共振器とを備えている。この発光素子は、さらに、第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、第１反射鏡と第１反射層との間に配置され、垂直共振器から漏れ出た光を波長変換する蛍光体層とを備えている。
【０００６】
本開示の一実施形態に係る発光装置は、複数の発光素子を備えている。各発光素子は、上記の発光素子と同一の構成要素を有している。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る発光素子および発光装置では、第１半導体層側の反射鏡（第１反射鏡）が凹面状となっている。これにより、第１反射鏡から漏れ出た光は、凹面状の第１反射鏡によって広がる。また、本開示の一実施形態に係る発光素子および発光装置では、第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に第１反射層が設けられており、第１反射鏡と第１反射層との間に蛍光体層が設けられている。これにより、第１反射鏡から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層に入射する。さらに、第１反射鏡から漏れ出た光は第１反射層で斜めに反射されるので、第１反射層で反射された光が蛍光体層のうち、第１反射鏡から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、第１反射鏡から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層に入射した場合と比べて、蛍光体層から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層を第１反射鏡から遠く離さなくても、蛍光体層から放射される光の強度分布の均一性が向上する。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る発光素子および発光装置によれば、蛍光体層を第１反射鏡から遠く離さなくても、蛍光体層から放射される光の強度分布の均一性が向上するようにしたので、素子を小型化することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る発光素子の断面構成例を表す図である。
【図２】図１の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図３】図１の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図４】図１の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図５】図１の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の断面構成例を表す図である。
【図７】図６の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図８】図６の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図９】図６の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図１０】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の断面構成例を表す図である。
【図１１】図１０の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図１２】図１０の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図１３】図１０の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図１４】本開示の第４の実施の形態に係る発光素子の断面構成例を表す図である。
【図１５】図１４の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図１６】図１４の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図１７】図１４の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図１８】本開示の第５の実施の形態に係る発光素子の断面構成例を表す図である。
【図１９】図１８の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図２０】図１８の発光素子における発光の様子を模式的に表す図である。
【図２１】図１８の発光素子の断面構成の一変形例を表す図である。
【図２２】本開示の第６の実施の形態に係る発光装置の断面構成例を表す図である。
【図２３】本開示の第７の実施の形態に係る発光装置の断面構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（発光素子）
２．第１の実施の形態の変形例（発光素子）
３．第２の実施の形態（発光素子）
４．第２の実施の形態の変形例（発光素子）
５．第３の実施の形態（発光素子）
６．第３の実施の形態の変形例（発光素子）
７．第４の実施の形態（発光素子）
８．第４の実施の形態の変形例（発光素子）
９．第５の実施の形態（発光素子）
１０．第５の実施の形態の変形例（発光素子）
１１．第６の実施の形態（発光装置）
１２．第７の実施の形態（発光装置）
【００１１】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
本開示の第１の実施の形態に係る発光素子１０の構成について説明する。図１は、発光素子１０の断面構成例を表したものである。
【００１２】
発光素子１０は、薄型で低消費電力が要求される用途や、薄型で大面積が要求される用途などに好適に適用可能な上面出射型の半導体レーザである。発光素子１０は、垂直共振器を備えている。垂直共振器は、後述の基板１１の法線方向において互いに対向する２つのＤＢＲ（distributed Bragg reflector）によって所定の発振波長λ0で発振するように構成されている。垂直共振器は、基板１１と、後述の積層体１２と、後述の電流狭窄層１３の開口部１３Ａとを挟み込む２つのＤＢＲ層によって構成されている。つまり、基板１１は、垂直共振器の内側に設けられた基板である。上記２つのＤＢＲ層は、後述の半導体層１２ａ側のＤＢＲ層１７（第１反射鏡）と、後述の半導体層１２ｃ側のＤＢＲ層１６（第２反射鏡）とにより構成されている。ＤＢＲ層１７は、基板１１の裏面に接して形成されている。積層体１２は、例えば、活性層１２ｂと、活性層１２ｂを挟み込む２つの半導体層とを含んで構成されている。上記２つの半導体層は、基板１１寄りの半導体層１２ａと、基板１１から離れた半導体層１２ｃとにより構成されている。
【００１３】
発光素子１０は、例えば、基板１１上に、半導体層１２ａ、活性層１２ｂ、半導体層１２ｃ、電流狭窄層１３、電極層１４、電極パッド１５およびＤＢＲ層１６を、基板１１側からこの順に備えている。発光素子１０は、例えば、さらに、基板１１の裏面側に、ＤＢＲ層１７、反射層１８、蛍光体層１９、反射体２１および反射層２２を備えている。積層体１２は、例えば、半導体層１２ｃ側の最表面に、半導体層１２ｃと電極層１４とを互いにオーミック接触させるためのコンタクト層を有していてもよい。コンタクト層は、半導体層１２ｃの最表面に対して高濃度の不純物をドープすることにより形成された層であってもよいし、半導体層１２ｃとは別に形成された、半導体層１２ｃの最表面に接する層であってもよい。
【００１４】
ＤＢＲ層１６が、本開示の「第２反射鏡」の一具体例に対応する。ＤＢＲ層１７が、本開示の「第１反射鏡」の一具体例に対応する。反射層１８が、本開示の「第２反射層」の一具体例に対応する。反射体２１が、本開示の「第３反射層」の一具体例に対応する。反射層２２が、本開示の「第１反射層」の一具体例に対応する。
【００１５】
基板１１は、積層体１２をエピタキシャル結晶成長させる際に用いられた結晶成長基板である。基板１１および積層体１２は、窒化ガリウム系の半導体によって構成されている。基板１１は、例えば、ＧａＮ基板である。積層体１２は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどによって構成されている。半導体層１２ａは、例えばＧａＮによって構成されている。半導体層１２ａには、ｎ型不純物として、例えば、シリコン（Ｓｉ）などが含まれている。つまり、半導体層１２ａは、ｎ型半導体層である。半導体層１２ｃは、例えばＧａＮによって構成されている。半導体層１２ｃには、ｐ型不純物として、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）などが含まれている。つまり、半導体層１２ｃは、ｐ型半導体層である。活性層１２ｂは、例えば、量子井戸構造を有している。量子井戸構造の種類としては、例えば、単一量子井戸構造（ＱＷ構造）、または、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）が挙げられる。量子井戸構造は、井戸層および障壁層を交互に積層させた構造となっている。井戸層および障壁層の組合せとしては、例えば、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＩｎzＧａ(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＡｌＧａＮ）などが挙げられる。
【００１６】
電流狭窄層１３は、活性層１２ｂに注入する電流を狭窄するための層である。電流狭窄層１３は、例えば、開口部１３Ａを有する絶縁層によって構成されている。絶縁層は、例えば、積層体１２の最表面に接して形成されており、例えば、ＳｉＯ2などの無機材料によって構成されている。なお、絶縁層は、積層体１２の半導体層１２ｃ側から積層体１２内に不純物を注入することによって形成された高抵抗領域によって構成されていてもよい。発光素子１０は、電流狭窄層１３と同等の機能を有するものを、電流狭窄層１３の代わりに備えていてもよい。発光素子１０は、例えば、半導体層１２ｃと、電極層１４との間に、開口部１３Ａと同等の大きさを有するコンタクト層を備えていてもよい。このようなコンタクト層は、例えば、半導体層１２ｃの表面全体にコンタクト層を形成したのち、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法等により選択的にエッチングすることにより形成される。このようなコンタクト層が設けられることによっても、電流狭窄を行うことができる。また、発光素子１０は、例えば、積層体１２の一部の層を横方向から部分的に酸化することにより形成された環状の酸化領域を有していてもよい。このような酸化領域が設けられることによっても、電流狭窄を行うことができる。開口部１３Ａは、例えば、円形状となっている。開口部１３Ａの直径は、例えば、１０μｍ程度となっている。
【００１７】
電極層１４は、積層体１２のうち、電流狭窄層１３の開口部１３Ａの底面に露出している面に接している。電極層１４は、例えば、透明導電性材料によって構成されている。電極層１４に用いられる透明導電性材料としては、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。電極パッド１５は、外部の電極あるいは回路と電気的に接続されるものであり、電極層１４と電気的に接続されている。電極パッド１５は、例えば、電極層１４のうち開口部１３Ａと非対向の部分に接している。電極パッド１５は、例えば、Ｐｄ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕやＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕなどによって構成されている。発光素子１０は、活性層１２ｂに電流を注入するための電極として、電極層１４の他に、半導体層１２ａと電気的に接続された電極を備えている。なお、この電極は、図面には例示されていない。
【００１８】
ＤＢＲ層１６，１７は、それぞれ、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。誘電体多層膜は、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた構造となっている。低屈折率層の厚さは、λ0／４n1（ｎ1は低屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。高屈折率層の厚さは、λ0／４n2（ｎ2は高屈折率層の屈折率）の奇数倍となっていることが好ましい。ＤＢＲ層１６，１７を構成する誘電体多層膜の材料としては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＺｒＯ2が挙げられる。ＤＢＲ層１６，１７を構成する誘電体多層膜において、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせとしては、例えば、ＳｉＯ2／ＳｉＮ、ＳｉＯ2／Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＯ2／ＺｒＯ2、ＳｉＯ2／ＡｌＮ、ＳｉＯ2／Ｔａ2Ｏ5などが挙げられる。ＤＢＲ層１６，１７を構成する誘電体多層膜は、例えば、スパッタ、ＣＶＤまたは蒸着などの成膜法によって形成されている。
【００１９】
基板１１は、積層体１２とは反対側に突出した突出部１１Ａを裏面に有している。突出部１１Ａの表面は、積層体１２とは反対側に突出した凸面状となっている。突出部１１Ａの表面の曲率半径は、垂直共振器における共振器長よりも大きくなっていることが好ましい。突出部１１Ａの表面の曲率半径が垂直共振器における共振器長以下となっている場合には、光場閉じ込めが過剰になり光損失が生じやすくなるからである。ＤＢＲ層１７は、この突出部１１Ａの表面に倣って形成されており、垂直共振器にとっては、凹面状（または凹曲面状）の反射鏡として機能する。突出部１１Ａの直径は、例えば、４０μｍ程度となっている。一方、ＤＢＲ層１６は、電極層１４の表面に倣って形成されており、電極層１４の表面に接して形成されている。ＤＢＲ層１６は、ＤＢＲ層１６のうち、開口部１３Ａと対向する部分は、ほぼ平坦となっている。活性層１２ｂは、ＤＢＲ層１７と比べて、ＤＢＲ層１６および電流狭窄層１３に近接して配置されていることが好ましい。これにより、活性層１２ｂにおける光場閉じ込めが強くなり、レーザ発振が容易となるからである。また、電流狭窄層１３の面積重心点から、開口部１３Ａの内縁までの最短距離ＤCIが以下の式を満たしていることが好ましい。これにより、ＤＢＲ層１７によって反射された光が集光される領域が、電流注入によって活性層１２ｂが利得を持つ領域に含まれるようになり、キャリアからの光の誘導放出が促進され、レーザ発振が容易となるからである。なお、以下の式の導出は、例えば，H. Kogelnik and T. Li, "Laser Beams and Resonators", Applied Optics/Vol. 5, No. 10/ October 1966 に開示されている。また、ω0はビームウェスト半径とも呼ばれる。
【００２０】
ＤCI≧ω0／２
但し、
ω02≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR−ＬOR）｝1/2
ここで、
λ0：発振波長
ＬOR：共振器長
ＲDBR：ＤＢＲ層１７の曲率半径（＝突出部１１Ａの表面の曲率半径）
【００２１】
反射層１８は、ＤＢＲ層１７の表面に倣って形成されており、ＤＢＲ層１７の表面に接して形成されている。反射層１８は、ＤＢＲ層１７と蛍光体層１９との間に配置されている。反射層１８は、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（後述の黄色光Ｌｙ）を反射する。反射層１８は、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。
【００２２】
蛍光体層１９は、ＤＢＲ層１７と反射層２２との間に配置されている。蛍光体層１９は、反射層１８に接している。蛍光体層１９は、ＤＢＲ層１７（つまり垂直共振器）から漏れ出た光を波長変換する。蛍光体層１９は、例えば、図２に示したように、活性層１２ｂで生成された青色光Ｌｂのうち、ＤＢＲ層１７（つまり垂直共振器）から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の一部を吸収し、黄色光Ｌｙを生成する。なお、蛍光体層１９は、例えば、図３に示したように、活性層１２ｂで生成された青色光Ｌｂのうち、ＤＢＲ層１７（つまり垂直共振器）から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の一部を吸収し、白色光Ｌｗを生成してもよい。
【００２３】
反射体２１は、蛍光体層１９の側面を覆うとともに、反射面２２Ａのうち開口部１３Ａと対向する箇所を覆わないように形成されている。反射体２１は、アルミニウムなどの金属を含む材料で構成された放熱体であり、蛍光体層１９で発生した熱を、当該反射体２１を介して外部に放出する。反射体２１は、例えば、基板１１の裏面に接して形成されており、例えば、蛍光体層１９の側面だけでなく、ＤＢＲ層１７および反射層１８の側面も覆っている。
【００２４】
反射層２２は、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に配置されている。反射層２２は、ＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２２Ａを有している。反射面２２Ａは、例えば、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。反射層２２は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（後述の黄色光Ｌｙ）に対する反射率よりも、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含んで構成されている。これにより、反射層２２は、例えば、図２に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙ）の一部を透過する。反射層２２は、さらに、例えば、図２に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の多くを反射すると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂの一部を透過する。その結果、反射層２２は、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗを外部に出射する。
【００２５】
なお、反射層２２は、例えば、図３に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）の一部を透過するとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の多くを反射するようになっていてもよい。この場合、反射層２２は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）に対する反射率よりも、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含んで構成されている。このとき、反射層２２は、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）を外部に出射する。
【００２６】
[動作]
このような構成の発光素子１０では、半導体層１２ｃと電気的に接続された電極層１４と、半導体層１２ａと電気的に接続された電極層との間に所定の電圧が印加されると、開口部１３Ａを通して活性層１２ｂに電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対のＤＢＲ層１６およびＤＢＲ層１７により反射され、所定の発振波長λ0でレーザ発振が生じる。そして、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の一部が蛍光体層１９によって波長変換される。
【００２７】
蛍光体層１９によって波長変換された光が黄色光Ｌｙである場合には、例えば、図２に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の多くが反射層２２によって反射されると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂの一部が反射層２２を透過する。その結果、反射層２２からは、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗが外部に出射される。
【００２８】
蛍光体層１９によって波長変換された光が白色光Ｌｗである場合には、例えば、図３に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）の一部が反射層２２を透過する。その結果、反射層２２からは、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）が外部に出射される。
【００２９】
[効果]
次に、本実施の形態に係る発光素子１０での効果について説明する。
【００３０】
従来から、面発光レーザの出射光を波長変換する技術が開示されている。従来では、厚い透明基板を介して蛍光体にレーザ光を照射することによりレーザビームを広げ、さらに、透明基板を挟み込むように形成された、光学膜と垂直共振器の一方のミラーとにより、透明基板を介してレーザ光を往復させ、蛍光体に均一にレーザ光を照射することにより、波長変換が行われていた。しかし、このような方法では、面発光レーザと蛍光体との間に、厚い透明基板を設ける必要があるので、素子の小型化が容易ではなかった。
【００３１】
一方、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７が凹面状（または凹曲面状）となっている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は、凹面状（または凹曲面状）のＤＢＲ層１７によって広がる。また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に反射層２２が設けられており、ＤＢＲ層１７と反射層２２との間に蛍光体層１９が設けられている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層１９に入射する。さらに、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は反射層２２で斜めに反射されるので、反射層２２で反射された光が蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、反射層２２がＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２２Ａを有している。具体的には、反射面２２Ａは、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光の多くが反射層２２で斜めに反射されるので、反射層２２で反射された光の多くが蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、反射層２２が蛍光体層１９による波長変換により生成された光に対する反射率よりも、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含んで構成されている場合には、ブラッグ反射鏡を透過した光だけを外部に出射させることができる。その結果、例えば、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗを外部に出射させたり、蛍光体層１９で生成された白色光Ｌｗを外部に出射させたりすることができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と蛍光体層１９との間に反射層１８が設けられている。これにより、蛍光体層１９による波長変換により生成された光が積層体１２側に散逸してしまうのを防ぐことができる。その結果、蛍光体層１９による波長変換により生成された光を、外部への光出力として有効に利用することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９の側面を覆うとともに、反射面２２Ａのうち開口部１３Ａと対向する箇所を覆わないように形成された反射体２１が設けられている。これにより、蛍光体層１９による波長変換により生成された光や、反射層２２で反射された光を反射層２２側に向けて反射することができる。その結果、蛍光体層１９による波長変換により生成された光や、反射層２２で反射された光を、外部への光出力として有効に利用することができる。
【００３６】
また、本実施の形態において、反射体２１が金属を含む材料で構成された放熱体である場合には、蛍光体層１９で発生した熱を、反射体２１を介して外部に放散させることができる。その結果、蓄熱による蛍光体層１９の変換効率の低下を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９は、反射層１８に接している。これにより、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００３８】
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
次に、第１の実施の形態の発光素子１０の変形例について説明する。
【００３９】
[変形例Ａ]
図４は、発光素子１０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、発光素子１０は、反射層１８と蛍光体層１９との間に、樹脂層２３または空気層２４を備えている。つまり、蛍光体層１９は、樹脂層２３または空気層２４を介して反射層１８と対向配置されている。樹脂層２３は、例えば、ポリイミドなどにより構成されている。このようにした場合であっても、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００４０】
[変形例Ｂ]
図５は、発光素子１０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、反射体２１が基板１１の裏面だけでなく、反射層１８の端部の表面にも接して形成されている。このようにした場合には、素子の幅方向の大きさを小さくすることができる。また、蛍光体層１９の幅方向の大きさが小さくなるので、蛍光体層１９で発生した熱をより一層、速やかに反射体２１を介して外部に放散させることができる。
【００４１】
＜３．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子２０について説明する。
【００４２】
[構成]
図６は、発光素子２０の断面構成例を表したものである。発光素子２０は、上記実施の形態の発光素子１０において、反射層１８、反射体２１および反射層２２を省略し、その代わりに反射層２５を備えたものに相当する。従って、本実施の形態では、蛍光体層１９は、ＤＢＲ層１７に接している。反射層２５は、本開示の「第１反射層」「第４反射層」の一具体例に対応する。
【００４３】
反射層２５は、蛍光体層１９の側面を覆うとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光と、蛍光体層１９による波長変換により生成された光とを積層体１２側に反射するように形成されている。反射層２５は、蛍光体層１９の側面だけでなく底面も覆っている。反射層２５のうち、蛍光体層１９の底面と対向する部分は、ＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２５Ａを有している。反射面２５Ａは、例えば、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。反射層２５は、アルミニウムなどの金属を含む材料で構成された放熱体であり、蛍光体層１９で発生した熱を当該反射層２５を介して外部に放出する。反射層２５は、例えば、基板１１の裏面に接して形成されており、例えば、蛍光体層１９の側面だけでなく、ＤＢＲ層１７の側面も覆っている。
【００４４】
反射層２５は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を反射するとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）も反射する。これにより、反射層２５は、例えば、図７、図８に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を積層体１２側に反射する。反射層２５は、さらに、例えば、図７、図８に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）を積層体１２側に反射すると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂを積層体１２側に反射する。その結果、反射層２５で反射された光（青色光Ｌｂおよび黄色光Ｌｙ）は、例えば、図７に示したように、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗとなって、例えば、ＤＢＲ層１６の周縁から外部に出射する。また、例えば、図８に示したように、蛍光体層１９で生成された白色光Ｌｗを、例えば、ＤＢＲ層１６の周縁から外部に出射する。なお、白色光Ｌｗの外部への出射は、ＤＢＲ層１６の周縁に限らない。例えば、電極パッド１５に開口部が設けられており、その開口部から白色光Ｌｗが出射するようになっていてもよい。
【００４５】
[効果]
本実施の形態では、ＤＢＲ層１７が凹面状（または凹曲面状）となっている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は、凹面状（または凹曲面状）のＤＢＲ層１７によって広がる。また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に反射層２５が設けられており、ＤＢＲ層１７と反射層２５との間に蛍光体層１９が設けられている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層１９に入射する。さらに、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は反射層２５で斜めに反射されるので、反射層２５で反射された光が蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、反射層２５がＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２５Ａを有している。具体的には、反射面２５Ａは、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光の多くが反射層２５で斜めに反射されるので、反射層２５で反射された光の多くが蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。
【００４７】
また、本実施の形態において、反射層２５が金属を含む材料で構成された放熱体である場合には、蛍光体層１９で発生した熱を、反射層２５を介して外部に放散させることができる。その結果、蓄熱による蛍光体層１９の変換効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９は、ＤＢＲ層１７に接している。これにより、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００４９】
＜４．第２の実施の形態の変形例＞
次に、第２の実施の形態の発光素子２０の変形例について説明する。
【００５０】
[変形例Ｃ]
図９は、発光素子２０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、発光素子２０は、ＤＢＲ層１７と蛍光体層１９との間に、樹脂層２３または空気層２４を備えている。つまり、蛍光体層１９は、樹脂層２３または空気層２４を介してＤＢＲ層１７と対向配置されている。このようにした場合であっても、上記第２の実施の形態と同様、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００５１】
＜５．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る発光素子３０について説明する。
【００５２】
[構成]
図１０は、発光素子３０の断面構成例を表したものである。発光素子３０は、上記第２の実施の形態の発光素子２０において、反射層２５を省略し、その代わりに反射層２６を備えたものに相当する。さらに、発光素子３０は、蛍光体層１９の側面から光出力ができるように構成されている。反射層２６は、本開示の「第１反射層」の一具体例に対応する。
【００５３】
反射層２６は、蛍光体層１９の底面を覆うとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光と、蛍光体層１９による波長変換により生成された光とを積層体１２側に反射するように形成されている。反射層２６のうち、蛍光体層１９の底面と対向する部分は、ＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２６Ａを有している。反射面２６Ａは、例えば、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。反射層２６は、例えば、アルミニウムなどの金属を含む材料で構成された放熱体となっていてもよい。この場合、反射層２６は、蛍光体層１９で発生した熱を、当該反射層２６を介して外部に放出する。反射層２６は、蛍光体層１９の底面に接して形成されている。
【００５４】
反射層２６は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を反射するとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）も射する。これにより、反射層２６は、例えば、図１１、図１２に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を積層体１２側に反射する。反射層２６は、さらに、例えば、図１１、図１２に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）を積層体１２側に反射すると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂを積層体１２側に反射する。その結果、例えば、図１１に示したように、反射層２６で反射された光（青色光Ｌｂおよび黄色光Ｌｙ）は、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗとなって、例えば、ＤＢＲ層１６の周縁から外部に出射する。また、例えば、図１２に示したように、蛍光体層１９で生成された白色光Ｌｗを、例えば、ＤＢＲ層１６の周縁から外部に出射する。さらに、例えば、図１１に示したように、反射層２６で反射された光（青色光Ｌｂおよび黄色光Ｌｙ）は、蛍光体層１９内を伝播して、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗとなって、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。また、例えば、図１２に示したように、反射層２６で反射された光（白色光Ｌｗ）は、蛍光体層１９内を伝播して、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。
【００５５】
[効果]
本実施の形態では、ＤＢＲ層１７が凹面状（または凹曲面状）となっている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は、凹面状（または凹曲面状）のＤＢＲ層１７によって広がる。また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に反射層２６が設けられており、ＤＢＲ層１７と反射層２６との間に蛍光体層１９が設けられている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層１９に入射する。さらに、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は反射層２６で斜めに反射されるので、反射層２６で反射された光が蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、反射層２６がＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２６Ａを有している。具体的には、反射面２６Ａは、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光の多くが反射層２６で斜めに反射されるので、反射層２６で反射された光の多くが蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、発光素子３０は、蛍光体層１９の側面から光出力ができるように構成されている。これにより、より多くの光を取り出すことができるので、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９は、ＤＢＲ層１７に接している。これにより、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００５９】
また、本実施の形態において、反射層２６が金属を含む材料で構成された放熱体である場合には、蛍光体層１９で発生した熱を、反射層２６を介して外部に放散させることができる。その結果、蓄熱による蛍光体層１９の変換効率の低下を抑制することができる。
【００６０】
＜６．第３の実施の形態の変形例＞
次に、第３の実施の形態の発光素子３０の変形例について説明する。
【００６１】
[変形例Ｄ]
図１３は、発光素子３０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、発光素子３０は、ＤＢＲ層１７と蛍光体層１９との間に、樹脂層２３または空気層２４を備えている。つまり、蛍光体層１９は、樹脂層２３または空気層２４を介してＤＢＲ層１７と対向配置されている。このようにした場合であっても、上記第３の実施の形態と同様、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００６２】
＜７．第４の実施の形態＞
次に、本開示の第４の実施の形態に係る発光素子４０について説明する。
【００６３】
[構成]
図１４は、発光素子４０の断面構成例を表したものである。発光素子４０は、上記第１の実施の形態の発光素子１０において、反射体２１および反射層２２を省略し、その代わりに反射層２６を備えたものに相当する。さらに、発光素子４０は、蛍光体層１９の側面から光出力ができるように構成されている。
【００６４】
反射層２６は、蛍光体層１９の底面を覆うとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光と、蛍光体層１９による波長変換により生成された光とを積層体１２側に反射するように形成されている。反射層２６のうち、蛍光体層１９の底面と対向する部分は、ＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２６Ａを有している。反射面２６Ａは、例えば、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。反射層２６は、例えば、アルミニウムなどの金属を含む材料で構成された放熱体となっていてもよい。この場合、反射層２６は、蛍光体層１９で発生した熱を、当該反射層２６を介して外部に放出する。反射層２６は、蛍光体層１９の底面に接して形成されている。
【００６５】
反射層２６は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を反射するとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）も反射する。これにより、反射層２６は、例えば、図１５、図１６に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙまたは白色光Ｌｗ）を積層体１２側に反射する。反射層２６は、さらに、例えば、図１５、図１６に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）を積層体１２側に反射すると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂを積層体１２側に反射する。その結果、例えば、図１５に示したように、反射層２６，１８で反射された光（青色光Ｌｂおよび黄色光Ｌｙ）は、蛍光体層１９内を伝播して、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗとなって、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。また、例えば、図１６に示したように、反射層２６，１８で反射された光（白色光Ｌｗ）は、蛍光体層１９内を伝播して、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。
【００６６】
[効果]
本実施の形態では、ＤＢＲ層１７が凹面状（または凹曲面状）となっている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は、凹面状（または凹曲面状）のＤＢＲ層１７によって広がる。また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に反射層２６が設けられており、ＤＢＲ層１７と反射層２６との間に蛍光体層１９が設けられている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層１９に入射する。さらに、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は射層２６で斜めに反射されるので、反射層２６で反射された光が蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、反射層２６がＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２６Ａを有している。具体的には、反射面２６Ａは、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光の多くが反射層２６で斜めに反射されるので、反射層２６で反射された光の多くが蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９は、反射層１８に接している。これにより、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００６９】
また、本実施の形態において、反射層２６が金属を含む材料で構成された放熱体である場合には、蛍光体層１９で発生した熱を、反射層２６を介して外部に放散させることができる。その結果、蓄熱による蛍光体層１９の変換効率の低下を抑制することができる。
【００７０】
＜８．第４の実施の形態の変形例＞
次に、第４の実施の形態の発光素子２０の変形例について説明する。
【００７１】
[変形例Ｅ]
図１７、発光素子４０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、発光素子４０は、反射層１８と蛍光体層１９との間に、樹脂層２３または空気層２４を備えている。つまり、蛍光体層１９は、樹脂層２３または空気層２４を介して反射層１８と対向配置されている。このようにした場合であっても、上記第４の実施の形態と同様、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００７２】
＜９．第５の実施の形態＞
次に、本開示の第５の実施の形態に係る発光素子５０について説明する。
【００７３】
[構成]
図１８は、発光素子５０の断面構成例を表したものである。発光素子５０は、上記第４の実施の形態の発光素子４０において、反射層２６を省略し、その代わりに反射層２２を備えたものに相当する。さらに、発光素子５０は、蛍光体層１９の側面から光出力ができるように構成されている。
【００７４】
反射層２２は、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に配置されている。反射層２２は、ＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２２Ａを有している。反射面２２Ａは、例えば、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。反射層２２は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（後述の黄色光Ｌｙ）に対する反射率よりも、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含んで構成されている。これにより、反射層２２は、例えば、図１９に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（黄色光Ｌｙ）の一部を透過する。反射層２２は、さらに、例えば、図１９に示したように、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の多くを反射すると同時に、蛍光体層１９内で散乱されるなどして再入射した青色光Ｌｂの一部を透過する。その結果、反射層２２は、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗを外部に出射する。さらに、例えば、図１９に示したように、反射層２２，１８で反射された光（青色光Ｌｂおよび黄色光Ｌｙ）は、蛍光体層１９内を伝播して、青色光Ｌｂと黄色光Ｌｙとの合成光である白色光Ｌｗとなって、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。
【００７５】
なお、反射層２２は、例えば、図２０に示したように、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）の一部を透過するとともに、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）の多くを反射するようになっていてもよい。この場合、反射層２２は、例えば、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）に対する反射率よりも、ＤＢＲ層１７から漏れ出た光（青色光Ｌｂ）に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含んで構成されている。このとき、反射層２２は、蛍光体層１９による波長変換により生成された光（白色光Ｌｗ）を外部に出射する。さらに、例えば、図２０に示したように、反射層２２，１８で反射された光（白色光Ｌｗ）は、蛍光体層１９内を伝播して、蛍光体層１９の端面から外部に出射する。
【００７６】
[効果]
本実施の形態では、ＤＢＲ層１７が凹面状（または凹曲面状）となっている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は、凹面状（または凹曲面状）のＤＢＲ層１７によって広がる。また、本実施の形態では、ＤＢＲ層１７と所定の間隙を介して対向する位置に反射層２２が設けられており、ＤＢＲ層１７と反射層２２との間に蛍光体層１９が設けられている。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は広放射角で蛍光体層１９に入射する。さらに、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光は反射層２２で斜めに反射されるので、反射層２２で反射された光が蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、反射層２２がＤＢＲ層１７の表面形状に倣わない反射面２２Ａを有している。具体的には、反射面２２Ａは、積層体１２の法線と平行な法線を有する平面である。これにより、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光の多くが反射層２２で斜めに反射されるので、反射層２２で反射された光の多くが蛍光体層１９のうち、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が通過した箇所とは異なる箇所に入射する。その結果、ＤＢＲ層１７（垂直共振器）から漏れ出た光が狭広放射角で蛍光体層１９に入射した場合と比べて、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。つまり、蛍光体層１９をＤＢＲ層１７（垂直共振器）から遠く離さなくても、蛍光体層１９から放射される光の強度分布の均一性が向上する。従って、素子を小型化することができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、蛍光体層１９は、反射層１８に接している。これにより、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００７９】
＜１０．第５の実施の形態の変形例＞
次に、第５の実施の形態の発光素子５０の変形例について説明する。
【００８０】
[変形例Ｆ]
図２１、発光素子５０の断面構成の一変形例を表したものである。本変形例では、発光素子５０は、反射層１８と蛍光体層１９との間に、樹脂層２３または空気層２４を備えている。つまり、蛍光体層１９は、樹脂層２３または空気層２４を介して反射層１８と対向配置されている。このようにした場合であっても、上記第５の実施の形態と同様、素子を小型化することができる。また、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００８１】
＜１１．第６の実施の形態＞
次に、本開示の第６の実施の形態に係る発光装置６０について説明する。
【００８２】
図２２は、発光装置６０の断面構成例を表したものである。発光装置６０は、上記第１の実施の形態の発光素子１０を複数備えたものに相当する。ここで、各発光素子１０は、例えば、互いに独立に駆動可能に構成されている。各発光素子１０の電極パッド１５は、互いに電気的に分離されている。本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００８３】
＜１２．第７の実施の形態＞
次に、本開示の第７の実施の形態に係る発光装置７０について説明する。
【００８４】
図２３は、発光装置７０の断面構成例を表したものである。発光装置７０は、上記第２の実施の形態の発光素子２０を複数備えたものに相当する。ここで、各発光素子２０は、例えば、互いに独立に駆動可能に構成されている。各発光素子２０の電極パッド１５は、互いに電気的に分離されている。本実施の形態では、上記第２の実施の形態と同様、小型でありながら、明るく安定した色の白色発光素子を実現することができる。
【００８５】
以上、複数の実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【００８６】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
活性層と、前記活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含む積層体と、
開口部を有する電流狭窄層と、
前記積層体および前記開口部を挟み込む、前記第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および前記第２半導体層側の第２反射鏡と、
前記第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、
前記第１反射鏡と前記第１反射層との間に配置され、前記第１反射鏡から漏れ出た光を波長変換する蛍光体層と
を備えた
発光素子。
（２）
前記第１反射層は、前記第１反射鏡の表面形状に倣わない反射面を有する
（１）に記載の発光素子。
（３）
前記反射面は、前記積層体の法線と平行な法線を有する平面である
（２）に記載の発光素子。
（４）
前記第１反射層は、前記蛍光体層による波長変換により生成された光に対する反射率よりも、前記第１反射鏡から漏れ出た光に対する反射率の方が大きいブラッグ反射鏡を含む
（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の発光素子。
（５）
前記第１反射鏡と蛍光体層との間に配置され、前記蛍光体層による波長変換により生成された光を反射する第２反射層を更に備えた
（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の発光素子。
（６）
前記蛍光体層の側面を覆うとともに、前記反射面のうち前記開口部と対向する箇所を覆わないように形成された第３反射層を更に備えた
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の発光素子。
（７）
前記第３反射層は、金属を含む材料で構成された放熱体である
（６）に記載の発光素子。
（８）
前記蛍光体層の側面を覆うとともに、前記第１反射層とともに前記第１反射鏡から漏れ出た光と、前記蛍光体層による波長変換により生成された光とを前記積層体側に反射するように形成された第４反射層を更に備えた
（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の発光素子。
（９）
前記第４反射層は、金属を含む材料で構成された放熱体である
（８）に記載の発光素子。
（１０）
当該発光素子は、前記蛍光体層の側面から光出力ができるように構成されている
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の発光素子。
（１１）
前記蛍光体層は、前記第２反射層に接している
（５）に記載の発光素子。
（１２）
前記蛍光体層は、樹脂層または空気層を介して前記第２反射層と対向配置されている
（５）に記載の発光素子。
（１３）
前記蛍光体層は、前記第１反射鏡に接している
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の発光素子。
（１４）
前記蛍光体層は、樹脂層または空気層を介して前記第１反射鏡と対向配置されている
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の発光素子。
（１５）
複数の発光素子を備え、
各前記発光素子は、
活性層と、前記活性層を挟み込む第１半導体層および第２半導体層とを含む積層体と、
開口部を有する電流狭窄層と、
前記積層体および前記開口部を挟み込む、前記第１半導体層側の凹面状の第１反射鏡および前記第２半導体層側の第２反射鏡と、
前記第１反射鏡と所定の間隙を介して対向する位置に配置された第１反射層と、
前記第１反射鏡と前記第１反射層との間に配置され、前記第１反射鏡から漏れ出た光を
波長変換する蛍光体層と
を有する
発光装置。
【００８７】
本出願は、日本国特許庁において２０１７年４月１４日に出願された日本特許出願番号第２０１７−０８０３５４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【００８８】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【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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【国際調査報告】
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