(57)【要約】本開示の発光素子は、主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子である。
2016002359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子。
【請求項２】
所定の出射角の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
第１導電型を有する第１化合物半導体層、
活性層、及び、
第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２化合物半導体層、
から成る積層構造体を有し、
主たる光出射面は、積層構造体における化合物半導体層積層面と平行な面から構成されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
積層構造体は、従たる光出射面に相当する側面を有し、
側面からも光が出射される請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
光の光放射強度の制御は、
主たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、
に基づく請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
側面には傾斜が付けられており、
光の光放射強度の制御は、側面の傾斜角に基づく請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
０．１≦（主たる光出射面から出射される光の光放射強度）／（従たる光出射面から出射される光の光放射強度）≦２
を満足する請求項５に記載の発光素子。
【請求項８】
光の光放射強度の制御は、光出射面の面積と光取出し効率との積に基づく請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
光取出し効率の制御は、光干渉効果、サーフェーステクスチャ効果、光吸収・反射効果、光誘導効果、フォトニック結晶効果及び光ファイバ効果から成る群から選択された少なくとも１種類の効果に基づく請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
発光ダイオードから成る請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
発光素子、及び、発光素子が実装された実装用基板から成る発光素子組立体であって、
発光素子の主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子組立体。
【請求項１２】
所定の出射角の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足する請求項１１に記載の発光素子組立体。
【請求項１３】
所定の角度をθ0、発光素子の主たる光出射面の法線と実装用基板の法線の成す角度をθ1としたとき、
θ1−θ0≦７０度
を満足する請求項１１に記載の発光素子組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子及び発光素子組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る発光素子の光放射強度は、図８に示すように、ランバーシアン分布を示す。即ち、出射角（放射角度）θでの光放射強度は、ｃｏｓ（θ）に従い減少する。ところで、電気的な接合を施すために実装用基板に半田等を用いて発光素子を実装するとき、発光素子は、屡々、或る確率で不所望の方向に傾いてしまう。即ち、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と実装用基板の法線ＮＬ1とが、平行ではなくなってしまう（図９参照）。このような「平行」を保持して実装することができない場合、例えば、発光素子から出射された光が受光素子に到達しなくなる虞がある。即ち、発光素子と受光素子との間で光信号の送受信を行うときに、受光素子の受信する光信号の強度が変化してしまい、正常な信号の送受信が妨げられる虞がある。発光素子、特に微小な発光素子を実装用基板に実装するとき、発光素子が不所望の位置にずれたり、傾いてしまうといった現象が生じることがなく、しかも、確実に、高い位置精度で発光素子を実装することを可能とする発光素子の実装方法が、例えば、特開２００８−１２２６８１から周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２２６８１
【特許文献２】特開２０１１−２１１０８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の発光素子の実装方法では、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と実装用基板の法線ＮＬ1とを平行に保持するために、発光素子を実装用基板に固定するための接着剤や半田層の厚さや使用量、実装用基板への発光素子の実装時の圧力、接合部分（取付部）の数、面積、形状等、種々の実装条件を調整することが必要であり、特にアレイ状に複数個の発光素子を同時に実装する場合の量産性が乏しかった。特開２０１１−２１１０８２における従来技術の説明にあっては、集光レンズの有無によって発光素子の光放射強度が変化することが記載され、集光レンズを設ける場合、出射角θでの光放射強度は、ｃｏｓ（θ）に従い減少する傾向とは異なる傾向にある。しかしながら、発光素子に集光レンズを設けることは、発光素子の製造コストの上昇、工程の煩雑化に繋がるといった問題がある。【０００５】
従って、本開示の目的は、実装用基板に実装するとき、発光素子の主たる光出射面の法線と、実装用基板の法線とが平行な状態に無くとも、実質的に問題が生じ難い構成、構造を有する発光素子、及び、係る発光素子を備えた発光素子組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の発光素子は、主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子である。【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の発光素子組立体は、発光素子、及び、発光素子が実装された実装用基板から成り、
発光素子の主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の発光素子、あるいは、本開示の発光素子組立体における発光素子にあっては、主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度は一定である。それ故、発光素子を実装用基板に実装するときに発光素子の主たる光出射面の法線と実装用基板の法線とが平行な状態に無くとも、即ち、実装用基板に対して発光素子が傾いた状態で実装されたとしても、例えば、実装用基板の法線と平行な方向に発光素子から外部に出射される光の光放射強度を一定とすることができるので、発光素子を実装用基板に実装する際、種々の実装条件を調整することが不要となり、量産性の向上を図ることができる。しかも、集光レンズを設けることは不要である。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、実施例１の発光素子の模式的な断面図、及び、実施例１の発光素子の光放射強度を示す図である。
【図２】図２は、実施例１の発光素子が傾くこと無く実装用基板に実装されたときの発光素子、受光素子及び光信号強度の関係を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例１の発光素子が角度θ1だけ傾いた状態で実装用基板に実装されたときの発光素子、受光素子及び光信号強度の関係を示す模式図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための製造用基板等の模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例３の発光素子の模式的な断面図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、実施例４の発光素子の模式的な断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、実施例６の発光素子の模式的な断面図である。
【図８】図８は、従来の発光ダイオードから成る発光素子の光放射強度（ランバーシアン分布）を示す図である。
【図９】図９は、従来の発光素子が角度θ1だけ傾いた状態で実装用基板に実装されたときの発光素子、受光素子及び光信号強度の関係を示す模式図である。
【図１０】図１０は、発光素子の頂面及び側面から出射される光の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の発光素子及び発光素子組立体、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光素子及び発光素子組立体）
３．実施例２（実施例１の変形：光干渉効果）
４．実施例３（実施例１の変形：サーフェーステクスチャ効果）
５．実施例４（実施例１の変形：光吸収・反射効果）
６．実施例５（実施例１の変形：光誘導効果）
７．実施例６（実施例１の変形）
８．その他
【００１１】
［本開示の発光素子及び発光素子組立体、全般に関する説明］
本開示の発光素子、あるいは、本開示の発光素子組立体における発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、『本開示の発光素子等』と呼ぶ）にあっては、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足することが好ましい。
【００１２】
上記の好ましい形態を含む本開示の発光素子組立体において、所定の角度をθ0、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と実装用基板の法線ＮＬ1の成す角度をθ1としたとき、
θ1−θ0≦７０度
を満足することが好ましい。更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子組立体にあっては、発光素子から出射された光を受光する受光素子を更に備えている形態とすることができる。
【００１３】
上記の各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、発光素子は、
第１導電型を有する第１化合物半導体層、
活性層、及び、
第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２化合物半導体層、
から成る積層構造体を有し、
主たる光出射面は、積層構造体における化合物半導体層積層面と平行な面（具体的には、第２化合物半導体層の頂面あるいは第１化合物半導体層の底面）から構成されている形態とすることができる。そして、このような好ましい形態にあっては、
積層構造体は、従たる光出射面に相当する側面を有し、
側面からも光が出射される形態とすることができ、更には、このような形態にあっては、
光の光放射強度の制御は、
主たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、
に基づく構成とすることができ、あるいは又、
側面には傾斜が付けられており、
光の光放射強度の制御は、側面の傾斜角に基づく構成とすることができ、更には、これらの構成にあっては、
０．１≦（主たる光出射面から出射される光の光放射強度）／（従たる光出射面から出射される光の光放射強度）≦２
を満足する構成とすることができる。
【００１４】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、光の光放射強度の制御は、光出射面の面積と光取出し効率との積に基づく形態とすることができ、この場合、光取出し効率の制御は、光干渉効果、サーフェーステクスチャ効果、光吸収・反射効果、光誘導効果、フォトニック結晶効果及び光ファイバ効果から成る群から選択された少なくとも１種類の効果に基づく形態とすることができる。尚、光出射面の面積とは、例えば、光出射面に光を遮る電極等の光遮蔽部材が形成されている場合、光遮蔽部材の面積を減じた、実質的に光を出射する部分の面積を指す。
【００１５】
光取出し効率の制御における光干渉効果とは、光出射面上に絶縁層を形成し、絶縁層の厚さ及び絶縁層を構成する材料の屈折率に基づき、絶縁層を通過する光に干渉を生じさせることで、光出射面における光取出し効率を変化させる効果である。サーフェーステクスチャ効果とは、光出射面を粗面化することで、光出射面における光取出し効率を変化させる効果である。光吸収・反射効果とは、光出射面上に光吸収・反射層を形成し、光吸収・反射層を通過する光の光量を変化させることで、光出射面における光取出し効率を変化させる効果である。光誘導効果とは、光出射面の上にハーフミラー層を形成することで、光を発光素子内部に誘導して閉じ込める効果、若しくは、光を任意の方向に放射させる効果である。フォトニック結晶効果とは、内部で屈折率が周期的に変化するナノ構造体を積層構造体に隣接して形成し、ナノ構造体内を伝搬する光の伝わり方を制御することによって、特定の波長の光の光取出し効果を変化させる効果である。光ファイバ効果とは、積層構造体に隣接して、積層構造体とは異なる屈折率を有する材料層を形成し、積層構造体と係る材料層の界面における全反射や屈折に基づき、屈折率の高い部分に光を伝搬させる効果である。
【００１６】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、発光素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る形態とすることができる。尚、発光素子は、生成した光が第２化合物半導体層側から外部に出射されるフェイスアップ構造を有していてもよいし、第１化合物半導体層側から外部に出射されるフリップチップ構造を有していてもよい。
【００１７】
本開示の発光素子組立体における実装用基板として、半導体基板、リジッドプリント配線板及びフレキシブルプリント配線板を含むプリント基板、リードフレームを例示することができる。あるいは又、実装用基板として、ガラス基板上に配線が形成された基板、ＴＦＴ基板（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板）を挙げることもできる。そして、発光素子の実装用基板への実装は、例えば、接着剤、導電性ペースト、半田、メッキ等のいずれかによって行えばよい。
【００１８】
受光素子として、半導体受光素子、及び、半導体受光素子がアレイ化されたものを挙げることができるし、例えば、感光ドラムのような描画装置を挙げることもできる。
【００１９】
積層構造体を構成する材料として、例えば、ＧａＮ系化合物半導体（ＡｌＧａＮ混晶あるいはＡｌＧａＩｎＮ混晶、ＧａＩｎＮ混晶を含む）、ＧａＩｎＮＡｓ系化合物半導体（ＧａＩｎＡｓ混晶あるいはＧａＮＡｓ混晶を含む）、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体、ＡｌＡｓ系化合物半導体、ＡｌＧａＩｎＡｓ系化合物半導体、ＧａＡｓ系化合物半導体、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体、ＧａＩｎＡｓ系化合物半導体、ＧａＩｎＡｓＰ系化合物半導体、ＧａＩｎＰ系化合物半導体、ＧａＰ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体、ＩｎＮ系化合物半導体、ＡｌＮ系化合物半導体を例示することができる。化合物半導体層に添加されるｎ型不純物として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）を挙げることができるし、ｐ型不純物として、亜鉛（Ｚｎ）や、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、酸素（Ｏ）を挙げることができる。活性層は、単一の化合物半導体層から構成されていてもよいし、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）あるいは多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。活性層を含む各種化合物半導体層の形成方法（成膜方法）として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法）や有機金属分子線エピタキシー法（ＭＯＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、プラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）を挙げることができる。
【００２０】
化合物半導体層を形成するためのＭＯＣＶＤ法における原料として、周知の原料、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、アルシン（ＡｓＨ3）等を挙げることができるし、例えば、窒素源ガスとしてアンモニアガスやヒドラジンを挙げることができる。また、例えば、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、ケイ素（Ｓｉ）を添加する場合にはＳｉ源としてモノシラン（ＳｉＨ4）ガスを用いればよいし、セレン（Ｓｅ）を添加する場合にはＳｅ源としてＨ2Ｓｅを用いればよい。一方、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、マグネシウム（Ｍｇ）を添加する場合には、Ｍｇ源としてシクロペンタジエニルマグネシウムやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を用いればよいし、亜鉛（Ｚｎ）を添加する場合には、Ｚｎ源としてジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いればよい。尚、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、ＳｉやＳｅ以外に、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｔｉを挙げることができるし、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、ＭｇやＺｎ以外に、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｏを挙げることができる。また、赤色発光発光素子の製造にあっては、使用する原料として、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩ）、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン、ジメチル亜鉛（ＤＭＺ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）、Ｈ2Ｓ、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）、ビスシクロペンタンジエチル亜鉛を例示することができる。
【００２１】
発光素子を製造するための製造用基板として、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、サファイア基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＡｌＰ基板、ＩｎＮ基板、ＡｌＧａＩｎＮ基板、ＡｌＧａＮ基板、ＡｌＩｎＮ基板、ＧａＩｎＮ基板、ＡｌＧａＩｎＰ基板、ＡｌＧａＰ基板、ＡｌＩｎＰ基板、ＧａＩｎＰ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。発光素子は、先ず、製造用基板上に設けられるが、発光素子の最終形態として、製造用基板上に形成されている形態、光取出し面の面積を制御するための効果の一部として利用されている形態、及び、製造用基板が除去されている形態を挙げることができる。
【００２２】
積層構造体を構成する第１化合物半導体層は第１電極に電気的に接続されており、第２化合物半導体層は第２電極上に形成されている。第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする場合、第２電極は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層構成又は多層構成（例えば、パラジウム層が第２化合物半導体層に接するパラジウム層／白金層の積層構造、又は、パラジウム層が第２化合物半導体層に接するパラジウム層／ニッケル層の積層構造）から成る形態とすることができる。あるいは又、第２電極を、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｂといった透明導電材料から構成することもできる。第１電極は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、錫（Ｓｎ）及びインジウム（Ｉｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄを例示することができる。尚、多層構成における「／」の前の層ほど、より活性層側に位置する。以下の説明においても同様である。第１電極は第１化合物半導体層に電気的に接続されているが、第１電極を第１化合物半導体層上に形成してもよいし、製造用基板が導電性を有している場合、製造用基板上に第１電極を形成してもよい。第１電極や第２電極（これらの電極の延在部を含む）に対して、必要に応じて、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層等といった［接着層（Ｔｉ層やＣｒ層等）］／［バリアメタル層（Ｐｔ層、Ｎｉ層、ＴｉＷ層やＭｏ層等）］／［実装に対して融和性の良い金属層（例えばＡｕ層）］のような積層構成とした多層メタル層から成る接続部やコンタクト部（パッド部）を設けてもよい。第１電極や第２電極、接続部、コンタクト部（パッド部）は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といった各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法、メッキ法によって形成することができる。
【００２３】
本開示の発光素子組立体は、例えば、光信号の授受を行う装置、機器、部品に適用することができる。具体的には、フォトカプラ、ドラム感光型プリンタ用光源、スキャナ用光源、光ファイバ用光源、光ディスク用光源、光リモコン、光計測機器等において用いることができる。実装用基板に実装すべき発光素子は１又は複数であり、発光素子を備えた装置に要求される仕様や用途、機能等に応じて、発光素子の数、種類、実装（配置）、間隔等を決めればよい。実装用基板に発光素子を実装することで得られる装置として、上記の装置の他、例えば、画像表示装置、発光素子を用いたバックライト、照明装置を挙げることができる。赤色発光発光素子（赤色発光ダイオード）、緑色発光発光素子（緑色発光ダイオード）及び青色発光発光素子（青色発光ダイオード）として、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたものを用いることができ、赤色発光発光素子（赤色発光ダイオード）として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を用いたものを用いることもできる。更には、モーションセンサ等に用いられる非可視域の紫外線発光素子（窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されている）や赤外線発光素子（ＡｌＧａＡｓ，ＧａＡｓ系化合物半導体から構成されている）を用いることもできる。また、表示装置ユニットが、複数、配列されて成るタイリング形式の表示装置における表示装置ユニットも、実装用基板に発光素子を実装することで得られる装置に包含される。
【００２４】
本開示の発光素子あるいは発光素子組立体を用いることで、実装時、発光素子の光軸が実装用基板に対してずれた場合であっても（即ち、実装用基板に実装するとき、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と実装用基板の法線ＮＬ1とが平行な状態に無くとも）、即ち、実装用基板に対して発光素子が傾いた状態で実装されたとしても、受光素子における光放射強度を保持することができる。そして、複数個（例えば１万個）の発光素子を、アレイ状に並べたとしても、それぞれに正対する受光素子への光放射強度を、特別な工夫を施すことなく、同一にすることができ、各発光素子間の光放射強度調整等の工程を簡略化することができ、量産性の高い製造を行うことができる。即ち、大量の発光素子を例えばアレイ状を実装する場合に、実装精度のロバスト性が向上するので、歩留りを大幅に向上させることができるし、実装作業の簡略化、実装作業時間の短縮、条件設定検討期間の短縮等の量産性の向上を図ることができる。
【実施例１】
【００２５】
実施例１は、本開示の発光素子及び発光素子組立体に関する。【００２６】
実施例１の発光素子は、具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）から成り、主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角（放射角度）の範囲内における光放射強度が一定である。【００２７】
そして、実施例１の発光素子は、発光素子の模式的な断面図を図１Ａに示すように、
第１導電型（実施例において、具体的にはｎ型）を有する第１化合物半導体層２１、
活性層（発光層）２３、及び、
第１導電型とは異なる第２導電型（実施例において、具体的にはｐ型）を有する第２化合物半導体層２２、
から成る積層構造体２０を有し、
主たる光出射面は、積層構造体２０における化合物半導体層積層面と平行な面（実施例１において、具体的には、第２化合物半導体層２２の頂面２２Ａ）から構成されている。また、積層構造体２０は従たる光出射面に相当する側面２０Ａを有し、側面２０Ａからも光が出射される。そして、第１電極（ｎ側電極）３１が第１化合物半導体層２１に電気的に接続されており、第２電極（ｐ側電極）３２が第２化合物半導体層２２上に形成されている。【００２８】
具体的には、実施例１において、第１電極３１は、第１化合物半導体層２１と接する製造用基板１１の面（主面）とは反対側の面（裏面）に形成されている。また、第１化合物半導体層２１、活性層２３、及び、第２化合物半導体層２２を構成する化合物半導体は、ＡｌXＧａYＩｎ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）、即ち、ＧａＮ系化合物半導体から構成されている。第１化合物半導体層２１はＳｉドープのＧａＮ（ＧａＮ：Ｓｉ）から成り、活性層２３はＩｎＧａＮ層（井戸層）及びＧａＮ層（障壁層）から成り、多重量子井戸構造を有する。また、第２化合物半導体層２２はＭｇドープのＧａＮ（ＧａＮ：Ｍｇ）から成る。第１電極３１は、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層が積層されて成り、第２電極３２は、例えば、Ｐｄ層／Ｐｔ層／Ａｕ層が積層されて成る。活性層２３において生成した光は、第２化合物半導体層側から外部に出射される。即ち、発光素子は、フェイスアップ構造を有する。【００２９】
ところで、発光素子の内部で生成された光は、発光素子を構成する材料の屈折率と発光素子の外部（例えば、空気）の屈折率との差によって、出射される光の角度が決定される。説明を容易にするため、概念図を図１０に示すように、発光素子から出射される光を、発光素子の頂面から出射される光と、発光素子の側面から出射される光とする。発光素子を１つの光源としたときの光放射強度分布は、第２化合物半導体層２２の頂面２２Ａ、及び、積層構造体２０の側面２０Ａから放出された光が合成されたものとなる。【００３０】
照明等に用いられる従来の一般的な発光素子にあっては、第２化合物半導体層の頂面の面積と積層構造体の側面の面積の割合は、５０：１程度である。従って、光放射強度分布は、ほぼ第２化合物半導体層の頂面から出射された光の光放射強度分布、即ち、図８に示したようなランバーシアン分布となる。【００３１】
一方、実施例１の発光素子にあっては、光の光放射強度の制御は、主たる光出射面及び／又は従たる光出射面から出射される光（実施例１にあっては、主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光）の光放射強度の制御に基づく。そして、
０．１≦（主たる光出射面から出射される光の光放射強度，ＰM）／（従たる光出射面から出射される光の光放射強度，ＰS）≦２
を満足する。また、光の光放射強度の制御は、光出射面の面積と光取出し効率との積に基づいている。即ち、実施例１にあっては、主たる光出射面（実施例１にあっては、第２化合物半導体層２２の頂面２２Ａ）から出射される光と、従たる光出射面（実施例１にあっては、積層構造体２０の側面２０Ａ）から出射される光の合成によって光放射強度分布が決定されることを利用する。主たる光出射面から出射される光の光量ＰM、及び、従たる光出射面から出射される光の光量ＰSは、以下の式で表すことができる。尚、発光素子の平面形状は、正方形である。【００３２】
ＰM＝ＳM×ηM＝ｄ×ｄ×ηM
ＰS＝ＳS×ηS＝ｄ×４×ｈ×ηS【００３３】
ここで、
ＰM：主たる光出射面（例えば、第２化合物半導体層の頂面）から出射される光の光放射
強度
ＰS：従たる光出射面（例えば、積層構造体の側面）から出射される光の光放射強度
ＳM：主たる光出射面の面積
ＳS：従たる光出射面の面積
ηM：主たる光出射面における光取出し効率
ηS：従たる光出射面における光取出し効率
ｄ ：発光素子の平面形状を正方形と仮定したときの一辺の長さ
ｈ ：発光素子の側面の高さ（積層構造体の厚さ）
である。尚、光出射面の面積とは、例えば、光を遮る電極等の光遮蔽部材が光出射面に形成されている場合、光遮蔽部材の面積を減じた、実質的に光を出射する部分の面積を指す。また、発光素子の平面形状を任意の形状とする場合、発光素子の側面の長さをＬSideとしたとき、
ＳS＝ＬSide×ｈ
である。【００３４】
実施例１にあっては、
ＳM ≒ＳS
４ｈ≒ｄ
ηM ≒ηS
とする。具体的には、
０．１≦ＳM／ＳS≦２
０．１≦４ｈ／ｄ≦２
０．１≦ηM／ηS≦２
とする。そして、これによって、
ＰS／ＰM≒１
を達成することができ、図１Ｂに示す光放射強度分布を得ることができた。【００３５】
即ち、所定の出射角（放射角度）θ0の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角（放射角度）θ0の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足する。尚、ＰS／ＰMの値は、発光素子として望まれる一定の光放射強度が必要とされる角度（所定の出射角θ0）によって決定され、上述したとおり、０．１乃至２が望ましい値である。実施例１において、所定の出射角（放射角度）θ0は、具体的には、０度である。但し、実施例１の発光素子の仕様は、以上に説明した種々の値、数値に限定するものではない。【００３６】
そして、実施例１の発光素子を、例えば、配線や取付部が設けられた実装用基板の取付部に半田を用いて第１電極３１を固定することで実装し、更に、第２電極３２を配線に接続する。即ち、実施例１の発光素子組立体は、実施例１の発光素子、及び、発光素子が実装された実装用基板から成る。そして、所定の角度をθ0、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と実装用基板の法線ＮＬ1の成す角度をθ1としたとき、
θ1−θ0≦７０度
を満足する。【００３７】
図１Ｂに示す例では、放射方向が６０度程度まで傾いても、即ち、θ1の値が６０度であっても、単位面積当たりの光放射強度に大きな変化は無いことが示されている。云い換えれば、図１Ｂに示す光放射強度を有する発光素子であれば、例えば６０度、傾いて実装用基板に発光素子が実装されたとしても、受光素子の受け取る光信号強度は、傾くこと無く実装用基板に発光素子が実装されたときの発光素子の受け取る光信号強度と同程度を維持することができる（図２及び図３参照）。【００３８】
以下、製造用基板等の模式的な一部断面図である図４Ａ及び図４Ｂを参照して、実施例１の発光素子の製造方法の概要を説明する。【００３９】
［工程−１００Ａ］
先ず、製造用基板１１の主面に、第１導電型を有する第１化合物半導体層２１Ａ、活性層２３Ａ、及び、第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２化合物半導体層２２Ａを、順次、形成する。尚、第１化合物半導体層２１Ａ、活性層２３Ａ、及び、第２化合物半導体層２２Ａは、パターニング前の状態にあるので、参照番号の末尾にアルファベット「Ａ」を付している。以下の説明における各層を表示する参照番号も同様とする。【００４０】
具体的には、ｎ型ＧａＮ基板から成る製造用基板１１をＭＯＣＶＤ装置に搬入し、水素から成るキャリアガス中、基板温度１０５０゜Ｃで１０分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を５００゜Ｃまで低下させる。そして、ＭＯＣＶＤ法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）の供給を行い、ＧａＮから成る下地層（図示せず）を製造用基板１１の表面に結晶成長させた後、ＴＭＧの供給を中断する。【００４１】
［工程−１００Ｂ］
次いで、製造用基板１１上に、ｎ型の導電型を有する第１化合物半導体層２１Ａ、活性層２３Ａ、及び、ｐ型の導電型を有する第２化合物半導体層２２Ａが、順次、積層されて成る積層構造体２０’（厚さ：ｈ）を形成する。【００４２】
具体的には、ＭＯＣＶＤ法に基づき、基板温度を１０２０゜Ｃまで上昇させた後、常圧にて、シリコン原料であるモノシラン（ＳｉＨ4）ガスの供給を開始することで、ＳｉドープのＧａＮ（ＧａＮ：Ｓｉ）から成り、ｎ型の導電型を有する第１化合物半導体層２１Ａを、下地層上に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、例えば、約５×１０18／ｃｍ3である。【００４３】
その後、一旦、ＴＭＧ、ＳｉＨ4ガスの供給を中断し、基板温度を７５０゜Ｃまで低下させる。そして、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）及びトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を使用し、バルブ切り替えによりこれらの原料供給を行うことで、ＩｎＧａＮ及びＧａＮから成り、多重量子井戸構造を有する活性層２３Ａを結晶成長させる。【００４４】
例えば、発光波長４００ｎｍの発光ダイオードであれば、Ｉｎ組成約９％のＩｎＧａＮとＧａＮ（それぞれの厚さ：２．５ｎｍ及び７．５ｎｍ）の多重量子井戸構造（例えば、２層の井戸層から成る）とすればよい。また、発光波長４６０ｎｍ±１０ｎｍの青色発光ダイオードであれば、Ｉｎ組成１５％のＩｎＧａＮとＧａＮ（それぞれの厚さ：２．５ｎｍ及び７．５ｎｍ）の多重量子井戸構造（例えば、１５層の井戸層から成る）とすればよい。更には、発光波長５２０ｎｍ±１０ｎｍの緑色発光ダイオードであれば、Ｉｎ組成２３％のＩｎＧａＮとＧａＮ（それぞれの厚さ：２．５ｎｍ及び１５ｎｍ）の多重量子井戸構造（例えば、９層の井戸層から成る）とすればよい。【００４５】
活性層２３Ａの形成完了後、ＴＥＧ、ＴＭＩの供給中断と共に、キャリアガスを窒素から水素に切り替え、８５０゜Ｃまで基板温度を上昇させ、ＴＭＧとビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）の供給を開始することで、ＭｇドープのＧａＮ（ＧａＮ：Ｍｇ）から成る第２化合物半導体層２２Ａを活性層２３Ａの上に結晶成長させる。尚、ドーピング濃度は、約５×１０19／ｃｍ3である。その後、ＴＭＧ及びＣｐ2Ｍｇの供給中止と共に基板温度を低下させ、室温まで基板温度を下げて結晶成長を完了させる。【００４６】
［工程−１００Ｃ］
こうして結晶成長を完了した後、窒素ガス雰囲気中で約８００゜Ｃ、１０分間のアニール処理を行って、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）の活性化を行う。【００４７】
［工程−１１０］
その後、第２化合物半導体層２２Ａの頂面に、周知の方法に基づき、第２電極３２を形成する。こうして、図４Ａに示す構造を得ることができる。【００４８】
［工程−１２０］
次に、例えば、ｄ＝４ｈを満足するように決定されたｄの値に基づき、積層構造体２０’をエッチングすることで、発光素子相互を分離する。こうして、図４Ｂに示す構造を得ることができる。尚、第２電極３２の面積ＳEL2を減じた、実質的に光を出射する部分の面積（ＳM−ＳEL2）に基づき、ｄの値を決定してもよい。云い換えれば、第２電極３２の面積ＳEL2を最適化することで、実質的に光を出射する部分の面積（ＳM−ＳEL2）と、ｄ、hの値の最適化を図ってもよい。【００４９】
［工程−１３０］
その後、全面に絶縁層２４を形成し、製造用基板１１の裏面に第１電極３１を形成する。但し、絶縁層２４の形成は省略することもできる。そして、実装するサイズとするためにブレードダイサー等を用いて、製造用基板１１を切断する。こうして、図１Ａに示した、第２電極側から光を外部に出射する構成、構造（フェイスアップ構造）の実施例１の発光素子を得ることができる。【００５０】
尚、光取出し効率を最大化するための基板貼り合わせ技術及び透過基板構造、反射構造等の光出力向上構造を設けるための工程を追加してもよい。ここで、基板貼り合せ技術及び透過基板構造とは、活性層からの光を吸収する特性を製造用基板が有する場合、製造用基板によって光が吸収されないように、透明基板に発光素子を貼り合わせ、製造用基板を除去する技術である。また、反射構造とは、活性層からの光を、発光素子内部に反射させ、折り返すことによって、光出力を向上させる技術である。製造用基板が活性層からの光を吸収しない場合には、即ち、製造用基板が活性層からの光に対して透明な場合には、製造用基板の表面全てを光取出し面として、例えば、
０．１≦（主たる光出射面から出射される光の光放射強度，ＰM）／（従たる光出射面から出射される光の光放射強度，ＰS）≦２
を満足するように、また、主たる光出射面から出射される光の光量ＰM、及び、従たる光出射面から出射される光の光量ＰSが、前述した式を満足するような厚さ、表面積が得られるように加工を行う。反射構造にあっては、結晶成長によるブラッグ反射鏡等の技術を用いることもできる。【００５１】
積層構造体２０における第１化合物半導体層２１の一部を露出させ、この露出した第１化合物半導体層の上に第１電極を形成し、即ち、積層構造体２０の側に第１電極を形成してもよい。また、製造用基板１１を介して光を出射するフリップチップ構造の発光素子とすることもでき、この場合、製造用基板１１それ自体が、主たる光出射面に該当する。【００５２】
実施例１の発光素子にあっては、主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角（放射角度）の範囲内における光放射強度は一定である。それ故、発光素子を実装用基板に実装するとき、発光素子の主たる光出射面の法線ＮＬ2と、実装用基板の法線ＮＬ1とが平行な状態に無くとも、即ち、実装用基板に対して発光素子が傾いた状態で実装されたとしても、発光素子から外部に出射される光の光放射強度を一定とすることができる。従って、発光素子を実装用基板に実装する際、種々の実装条件を調整することが不要となり、量産性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２において、光取出し効率の制御は光干渉効果に基づく。即ち、実施例２においては、絶縁層２４をＳｉＯ2やＳｉＮ等から成る屈折率制御性の高い透明層とする。そして、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ａにおける絶縁層２４の部分の厚さの調整することによって、従たる光出射面における光取出し効率ηSを向上させ、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ａから出射される光の光放射強度ＰSを増加させる。積層構造体２０の側面２０Ａにおける絶縁層２４の部分の厚さをｄIns、絶縁層２４の屈折率をｎIns、従たる光出射面に向かって積層構造体内を進行する光の従たる光出射面の法線と成す角度をφ、自然数をｋ、出射される光の波長をλ0としたとき、
２×ｎIns×ｄIns×ｃｏｓ（φ）＝（ｋ＋１／２）×λ0    （１）
を絶縁層２４の厚さｄInsが満足するとき、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ａにおける絶縁層２４の部分内を伝播する光には干渉が生じ、従たる光出射面から出射される光の光放射強度ＰSを増加させることができる。即ち、光の光放射強度の制御を、従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行うことができる。一方、第２化合物半導体層２２の頂面に形成される絶縁層２４の厚さは、例えば、この条件を満足しないような厚さ（ｄInsとは異なる値）とすればよい。式（１）を満足する絶縁層２４は、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ａの全面に形成してもよいし、一部の上に形成してもよい。
【実施例３】
【００５４】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３において、光取出し効率の制御はサーフェーステクスチャ効果に基づく。具体的には、模式的な断面図を図５に示すように、発光素子を構成する積層構造体２０の側面２０Ｃにサーフェーステクスチャ効果を生じさせるために、側面２０Ｃを粗面化して、側面２０Ｃにおいて全反射して発光素子内部に残留する光の割合を少なくすることで、側面２０Ｃからの光取出し効率（ηS）を向上させる。即ち、光の光放射強度の制御を、従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行う。より具体的には、側面２０Ｃ若しくは粗面化層２５に対してウェットエッチングやドライエッチングを行うことで、光の波長に応じた凹凸面を形成することによって、側面２０Ｃからの光取出し効率（ηS）を向上させる。尚、実施例３と実施例２とを組み合わせることもできる。粗面化層２５は、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ｃの全面に形成してもよいし、一部の上に形成してもよい。
【実施例４】
【００５５】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４において、光取出し効率の制御は光吸収・反射効果に基づく。具体的には、実施例４の発光素子にあっては、主たる光出射面（具体的には、第２化合物半導体層２２の頂面、より具体的には、模式的な断面図を図６Ａに示すように、絶縁層２４及び第２電極３２の上）に、光の一部を反射（あるいは遮光）し、あるいは又、光の一部を吸収する光吸収・反射層２６を設け、ηMの低下を図ることで、
ＰS／ＰM≒１
を達成する。即ち、光の光放射強度の制御を、主たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行う。光吸収・反射層２６は、具体的には、例えば、厚い場合には光に不透明である金属膜の厚さを制御することによって半透過性とすることで得ることができる。あるいは又、例えば、光に透明な膜を用いて、光の干渉効果を利用して、積層構造体内部に光が反射し、外部に向かって光が放射されない機能を付加することでも得ることができる。【００５６】
尚、模式的な断面図を図６Ｂに示すように、光吸収・反射層２７を従たる光出射面（具体的には、積層構造体２０の側面２０Ｄ）に設け、ηSの向上若しくは低下を図ることで、
ＰS／ＰM≒１
を達成してもよい。即ち、光の光放射強度の制御を、従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行ってもよい。また、模式的な断面図を図６Ｃに示すように、光吸収・反射層２６を主たる光出射面（具体的には、第２化合物半導体層２２の上方）に設け、光吸収・反射層２７を従たる光出射面（具体的には、積層構造体２０の側面２０Ｄ）に設けることで、
ＰS／ＰM≒１
を達成してもよい。即ち、光の光放射強度の制御を、主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行ってもよい。【００５７】
光吸収・反射層２６は、主たる出射面（具体的には、第２化合物半導体層２２の頂面、より具体的には、絶縁層２４及び第２電極３２の上）の全面に形成してもよいし、一部の上に形成してもよい。光吸収・反射層２７は、従たる出射面（具体的には、積層構造体２０の側面２０Ｄの上）の全面に形成してもよいし、一部の上に形成してもよい。また、実施例４と実施例２とを組み合わせることもできる。
【実施例５】
【００５８】
実施例５も、実施例１の変形である。実施例５において、光取出し効率の制御は光誘導効果に基づく。具体的には、実施例５の発光素子にあっては、主たる光出射面（具体的には、第２化合物半導体層２２の頂面、より具体的には、図６Ａに示したと同様に、絶縁層２４及び第２電極３２の上）に、ハーフミラー層を形成することで、光を、発光素子内部に誘導し、閉じ込め、積層構造体２０の側面２０Ｄへ誘導することによって、直接的に、ＰMを減少させ、ＰSを増加させることで、
ＰS／ＰM≒１
を達成する。即ち、光の光放射強度の制御を、主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御に基づき行うことができる。ハーフミラー層は、具体的には、例えば、厚い場合には光に不透明である金属膜の厚さを制御することによって半透過性とすることで得ることができる。あるいは又、例えば、光に透明な膜を用いて、光の干渉効果を利用して、積層構造体内部に光が反射し、外部に向かって光が放射されない機能を付加することでも得ることができる。ハーフミラー層は、主たる出射面（具体的には、第２化合物半導体層２２の頂面、より具体的には、絶縁層２４及び第２電極３２の上）の全面に形成してもよいし、一部の上に形成してもよい。また、実施例５と実施例２とを組み合わせることもできる。【００５９】
あるいは又、内部で屈折率が周期的に変化するナノ構造体を形成し、ナノ構造体中を伝搬する光の伝わり方を制御することによって、特定の波長の光の光取出し効果を変化させるフォトニック結晶効果を利用して、ηSの向上を図ることもできる。具体的には、１次元的、２次元的あるいは３次元的に屈折率分布を有する透明材料層を、例えば、ＣＶＤ法に基づき積層構造体２０に隣接して形成し、光の取出しを制御すればよい。あるいは又、積層構造体２０とは異なる屈折率を有する材料層を積層構造体２０に隣接して形成し、積層構造体２０と係る材料層の界面における全反射や屈折に基づき、屈折率の高い部分に光を伝搬させる光ファイバ効果を利用して、ηSの向上を図ることもできる。
【実施例６】
【００６０】
実施例６も、実施例１の変形である。模式的な断面図を図７Ａ及び図７Ｂに示すように、実施例６の発光素子にあっては、積層構造体２０の側面２０Ｅには傾斜が付けられており、光の光放射強度の制御は側面２０Ｅの傾斜角に基づく。即ち、積層構造体２０の側面２０Ｅを斜面とすることで、ηSの向上を図る。斜面から構成された側面２０Ｅに衝突した光は、光の進行方向が傾き、光放射強度分布が変化する。この斜面の傾斜角を調整することによって、任意の放射分布を得ることが可能となる。斜面の傾斜は、所謂順テーパー（第１化合物半導体層の底面の面積の値が第２化合物半導体層の頂面の面積の値よりも大きい形態）であってもよいし（図７Ａ参照）、所謂逆テーパー（第１化合物半導体層の底面の面積の値が第２化合物半導体層の頂面の面積の値よりも小さい形態）であってもよい（図７Ｂ参照）。また、図示した例では、斜面を平坦としたが、斜面を階段状としてもよいし、斜面に凹凸を付けてもよい。斜面を、従たる光出射面である積層構造体２０の側面２０Ｅの全てに形成してもよいし、一部に形成してもよい。【００６１】
尚、実施例６と実施例２とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例３とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例２と実施例３とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例４とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例２と実施例４とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例５とを組み合わせることができるし、実施例６と実施例２と実施例５とを組み合わせることができる。【００６２】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した発光素子の構成、構造、発光素子を構成する材料、発光素子の製造条件や各種数値は例示であり、適宜変更することができる。【００６３】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子》
主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子。
［Ａ０２］所定の出射角の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足する［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］第１導電型を有する第１化合物半導体層、
活性層、及び、
第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２化合物半導体層、
から成る積層構造体を有し、
主たる光出射面は、積層構造体における化合物半導体層積層面と平行な面から構成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］積層構造体は、従たる光出射面に相当する側面を有し、
側面からも光が出射される［Ａ０３］に記載の発光素子。
［Ａ０５］光の光放射強度の制御は、
主たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、又は、
主たる光出射面及び従たる光出射面から出射される光の光放射強度の制御、
に基づく［Ａ０４］に記載の発光素子。
［Ａ０６］側面には傾斜が付けられており、
光の光放射強度の制御は、側面の傾斜角に基づく［Ａ０４］に記載の発光素子。
［Ａ０７］０．１≦（主たる光出射面から出射される光の光放射強度）／（従たる光出射面から出射される光の光放射強度）≦２
を満足する［Ａ０５］又は［Ａ０６］に記載の発光素子。
［Ａ０８］光の光放射強度の制御は、光出射面の面積と光取出し効率との積に基づく［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０９］光取出し効率の制御は、光干渉効果、サーフェーステクスチャ効果、光吸収・反射効果、光誘導効果、フォトニック結晶効果及び光ファイバ効果から成る群から選択された少なくとも１種類の効果に基づく［Ａ０８］に記載の発光素子。
［Ａ１０］発光ダイオードから成る［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子組立体》
発光素子、及び、発光素子が実装された実装用基板から成る発光素子組立体であって、
発光素子の主たる光出射面の中心から出射する光の所定の出射角の範囲内における光放射強度が一定である発光素子組立体。
［Ｂ０２］所定の出射角の範囲内における光放射強度の最大値をＩmax、所定の出射角の範囲内における光放射強度の最小値をＩminとしたとき、
０．７≦Ｉmin／Ｉmax≦１．３
を満足する［Ｂ０１］に記載の発光素子組立体。
［Ｂ０３］所定の角度をθ0、発光素子の主たる光出射面の法線と実装用基板の法線の成す角度をθ1としたとき、
θ1−θ0≦７０度
を満足する［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の発光素子組立体。
【符号の説明】
【００６４】
１１・・・製造用基板、２０，２０’・・・積層構造体、２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ・・・積層構造体の側面、２１，２１Ａ・・・第１化合物半導体層、２２，２２Ａ・・・第２化合物半導体層、２３，２３Ａ・・・活性層（発光層）、２４・・・絶縁層、２５・・・粗面化層、２６，２７・・・光吸収・反射層、３１・・・第１電極（ｎ側電極）、３２・・・第２電極（ｐ側電極）
【図１】
2016002359.tif 000003
【図２】
2016002359.tif 000004
【図３】
2016002359.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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2016002359.tif 000014
2016002359.tif 000015
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