(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に、一方向に配列される複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子を覆うように配置され、該半導体発光素子各々から放出される光の波長を変換する波長変換層と、
を備え、前記複数の半導体発光素子から放出される光と前記波長変換層にて波長変換された光とを出射する半導体発光素子アレイであって、
前記半導体発光素子各々は、
前記基板側から、ｐ型半導体層、発光性を有する活性層、ｎ型半導体層が順次積層する光半導体積層、
前記基板側から、前記ｐ型半導体層および前記活性層を貫通する、少なくとも１つ以上のビア、
前記ビアを通って、前記ｎ型半導体層に接触するｎ側電極、および、
前記ｐ型半導体層の表面に、前記ビアを避けるように設けられるｐ側電極、
を有し、
前記光半導体積層の面積に対する、前記ビアの総面積の比率をビア占有率と定義し、前記複数の半導体発光素子のうち、ビア占有率が最も大きい半導体発光素子を最大ビア占有率素子としたとき、
前記複数の半導体発光素子のうち、前記最大ビア占有率素子を除く半導体発光素子のビア占有率は、該最大ビア占有率素子から離れるにしたがって、単調に減少する傾向を有する、
半導体発光素子アレイ。
【請求項２】
さらに、前記基板と前記複数の半導体発光素子との間に配置され、該複数の半導体発光素子各々のｎ側電極およびｐ側電極に接続して、該複数の半導体発光素子を電気的に直列に接続する導電層と、を備え、
前記複数の半導体発光素子のうち、前記最大ビア占有率素子の面積が最も小さく、該最大ビア占有率素子を除く半導体発光素子の面積は、該最大ビア占有率素子から離れるにしたがって、単調に増加する傾向を有する、
請求項１記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項３】
さらに、前記複数の半導体発光素子各々のｎ側電極およびｐ側電極に接続して、該複数の半導体発光素子をそれぞれ独立に駆動することができる電源装置と、を備え、
前記電源装置により前記複数の半導体発光素子各々を駆動したとき、該複数の半導体発光素子のうち、前記最大ビア占有率素子の発光輝度が最も大きく、該最大ビア占有率素子を除く半導体発光素子の発光輝度は、該最大ビア占有率素子から離れるにしたがって、単調に減少する傾向を有する、
請求項１記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項４】
前記波長変換層は、蛍光体材料を含む請求項１〜３いずれか１項記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項５】
前記光半導体積層はＧａＮ系半導体材料を含み、前記波長変換層は黄色蛍光体材料を含む請求項１〜４いずれか１項記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項６】
前記最大ビア占有率素子は、一端側に配置される半導体発光素子と他端側に配置される半導体発光素子との間に配置される請求項１〜５いずれか１項記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項７】
前記ビアの大きさは前記最大ビア占有率素子で最も大きく、前記最大ビア占有率素子を除く半導体発光素子のビアの大きさは、該最大ビア占有率素子から離れるにしたがって、
単調に減少する傾向を有する、請求項１〜６記載いずれか１項記載の半導体発光素子アレイ。
【請求項８】
前記最大ビア占有率素子は、配列方向の一端に片寄った位置に形成されている請求項１〜７いずれか１項記載の半導体発光素子アレイと、
前記半導体発光素子アレイから出射された光が照射されるレンズと、
を有する車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体発光素子を含む半導体発光素子アレイ、および、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ等の窒化物半導体を含む半導体発光素子は、紫外光ないし青色光を発光することができ、さらに蛍光体を利用することにより白色光を発光することができる（たとえば特許文献１）。このような半導体発光素子は、たとえば車両用灯具などの照明器具などに応用される。高い光出力が必要な車両用ヘッドライト（前照灯）などに半導体発光素子を用いる場合には、一般に、複数の半導体発光素子を含む半導体発光素子アレイが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３８４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、色ムラ（色度分布）を抑制しうる半導体発光素子アレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の主な観点によれば、基板と、前記基板の上方に、一方向に配列される複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子を覆うように配置され、該半導体発光素子各々から放出される光の波長を変換する波長変換層と、を備え、前記複数の半導体発光素子から放出される光と前記波長変換層にて波長変換された光とを出射する半導体発光素子アレイであって、前記半導体発光素子各々は、前記基板側から、ｐ型半導体層、発光性を有する活性層、ｎ型半導体層が順次積層する光半導体積層、前記基板側から、前記ｐ型半導体層および前記活性層を貫通する、少なくとも１つ以上のビア、前記ビアを通って、前記ｎ型半導体層に接触するｎ側電極、および、前記ｐ型半導体層の表面に、前記ビアを避けるように設けられるｐ側電極、を有し、前記光半導体積層の面積に対する、前記ビアの総面積の比率をビア占有率と定義し、前記複数の半導体発光素子のうち、ビア占有率が最も大きい半導体発光素子を最大ビア占有率素子としたとき、前記複数の半導体発光素子のうち、前記最大ビア占有率素子を除く半導体発光素子のビア占有率は、該最大ビア占有率素子から離れるにしたがって、単調に減少する傾向を有する、半導体発光素子アレイ、が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
色ムラを抑制しうる半導体発光素子アレイを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１−１】および、
【図１−２】および、
【図１−３】図１Ａ〜図１Ｉは、半導体発光素子アレイを製造する様子を部分的に示す断面図であり、図１Ｊは、当該半導体発光素子アレイの一部を示す平面図である。
【図２−１】および、
【図２−２】図２Ａ〜図２Ｄは、主に、本発明者らが検討を行った第１〜第３の半導体発光素子アレイを全体的に示す平面図であり、図２Ｅは、半導体発光素子アレイの駆動例を示す模式図であり、図２Ｆは、半導体発光素子アレイを含む車両用灯具を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照して、本発明者らが検討を行った半導体発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）の製造方法および基本構造について説明する。以下に説明するＬＥＤアレイは、たとえば車両用ヘッドライト（前照灯）に利用される。
【０００９】
図１Ａ〜図１Ｉは、ＬＥＤアレイを作製する様子を部分的に示す断面図である。なお、図中に示される各構成要素の相対的なサイズや位置関係などは、実際のものとは異なっている。
【００１０】
最初に、図１Ａに示すように、成長基板１１の上方に、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いてＧａＮ系半導体からなる光半導体積層２０を形成する。成長基板１１には、たとえばサファイア基板を用いる。なお、スピネル、ＺｎＯ等からなる基板を用いてもよい。
【００１１】
まず、成長基板１１をサーマルクリーニングしたのちに、ＧａＮからなるバッファ層２１を成長する。続いて、Ｓｉ等をドープしたｎ型ＧａＮからなるｎ型半導体層２２、井戸層（ＩｎＧａＮ）および障壁層（ＧａＮ）を含む多重量子井戸構造からなる活性層（発光層）２３、および、Ｍｇ等をドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ型半導体層２４を順次成長して光半導体積層２０を形成する。
【００１２】
続いて、光半導体積層２０表面（ｐ型半導体層２４表面）に、ｐ側電極３０を形成する。具体的には、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、たとえば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）／Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜を成膜する。その後、当該多層膜をフォトリソグラフィ法やリフトオフ法などによりパターニングして、所定形状のｐ側電極３０を形成する。ｐ側電極３０は、開口部３０ｈを含んでパターニングされる。
【００１３】
次に、図１Ｂに示すように、レジストマスクを用いたドライエッチング法（塩素ガス）により、光半導体積層２０の、ｐ側電極３０の開口部３０ｈに対応する領域をエッチングし、ビア２０ｄを形成する。ビア２０ｄはｐ型半導体層２４および活性層２３を貫通し、ビア２０ｄの底面にはｎ型半導体層２２が露出する。
【００１４】
光半導体積層２０には、少なくとも１つ以上のビア２０ｄが形成される。ビア２０ｄの平面形状や配置位置などについては後述する。
【００１５】
次に、図１Ｃに示すように、光半導体積層２０のビア２０ｄ内に、ｎ型半導体層２２に接触するｎ側電極５０を形成する。
【００１６】
具体的には、ｐ側電極３０上および光半導体積層２０のビア２０ｄ内に、スパッタ法などにより、ＳｉＯ２膜を成膜する。なお、ＳｉＯ２のほかに、たとえばＳｉＯＮなどのほかの絶縁部材を用いてもよい。
【００１７】
続いて、レジストマスクを用いたドライエッチング法（ＣＦ４／Ａｒ混合ガス）により、ｐ側電極３０の上面一部およびビア２０ｄの底面部に位置するＳｉＯ２膜をエッチングして、絶縁層４０を形成する。
【００１８】
ビア２０ｄの底面には、ｎ型半導体層２２が露出している。また、絶縁層４０の一部にはコンタクトホール４０ｈが設けられており、コンタクトホール４０ｈにおいてｐ側電極３０の一部も露出している。
【００１９】
続いて、主にビア２０ｄ内のｎ型半導体層２２が露出する領域に、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、例えばＴｉ／Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属多層膜を成膜する。その後、当該金属多層膜を、リフトオフ法などによりパターニングして、ｎ側電極５０を形成する。
【００２０】
次に、図１Ｄに示すように、絶縁層４０上およびｎ側電極５０上に、第１接合層６０を形成する。まず、絶縁層４０上およびｎ側電極５０上に、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属多層膜を成膜する。続いて、当該金属多層膜を、リフトオフ法などによりパターニングして、間隙６０ｚを含む第１接合層６０を形成する。
【００２１】
第１接合層６０は、間隙６０ｚにより、第１および第２導電領域６１，６２に区分される。第１導電領域６１がｐ側電極３０と接続し、第２導電領域６２がｎ側電極５０と接続する。
【００２２】
続いて、レジストマスクを用いたドライエッチング法（塩素ガス）により、光半導体積層２０の一部をエッチングして、光半導体積層２０を所望のサイズに分割する。成長基板１１上の、光半導体積層２０から第１接合層６０までを含む積層構造は、１つの半導体発光素子（ＬＥＤ）とみなすことができる。この積層構造を、ＬＥＤ構造層９０と呼ぶこととする。なお、以降の図面では、ＬＥＤ構造層９０を上下反転して示す。
【００２３】
次に、ＬＥＤ構造層９０を支持基板１２に固定したのちに、ＬＥＤ構造層９０から成長基板１１を剥離する。まず、ＬＥＤ構造層９０を固定するための支持基板１２を用意する（図１Ｅ参照）。
【００２４】
支持基板１２には、たとえばＳｉ基板が用いられる。Ｓｉのほかにも、サファイアやＧａＮ、また、Ｇｅ、Ｍｏ、ＣｕＷ、ＡｌＮ等を用いることができる。
【００２５】
支持基板１２上には、たとえばＳｉＯ２からなる絶縁膜１２ａを介して、パターニングされた第２接合層７０が形成されている。第２接合層７０は、たとえばＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ／ＡｕＳｎからなる金属多層膜であり、間隙７０ｚを空けて配置される複数の導電領域（たとえば第１〜第３導電領域７１〜７３）を含む。
【００２６】
次に、図１Ｅに示すように、支持基板１２にＬＥＤ構造層９０を対向配置する。具体的には、第１接合層６０の間隙６０ｚと第２接合層７０の間隙７０ｚとが相対するように、それらを対向配置する。
【００２７】
次に、図１Ｆに示すように、第１接合層６０と第２接合層７０とを接触させ、３ＭＰａで加圧しながら２００℃に加熱した状態で、２分間保持する。続いて、室温まで冷却して、第１接合層６０と第２接合層７０とを融着接合する。これにより、ＬＥＤ構造層９０が、支持基板１２上に固定される。
【００２８】
続いて、レーザリフトオフ法により、光半導体積層２０と成長基板１１とを分離する。具体的には、成長基板１１側からＫｒＦエキシマレーザ光を照射し、バッファ層２１の一部を熱分解する。これにより、ＬＥＤ構造層９０（光半導体積層２０）と成長基板１１とが分離する。
【００２９】
次に、図１Ｇに示すように、露出したｎ型半導体層２２表面に、いわゆるマイクロコーン構造層（微細凹凸層）２２ａを形成する。具体的には、ｎ型半導体層２２表面を、ＴＭＡＨ（水酸化フェニルトリメチルアンモニウム）水溶液（温度約７０℃，濃度約２５％）などによりウエットエッチングする。マイクロコーン構造層２２ａを形成することにより、光半導体積層２０から放出される光を効率的に外部に出射させることができる。
【００３０】
次に、図１Ｈに示すように、ｎ型半導体層２２（マイクロコーン構造層２２ａ）上に、化学気相堆積（ＣＶＤ）法などにより、ＳｉＯ２などからなる表面保護膜２５を形成する。その後、レーザスクライブまたはダイシングにより、複数のＬＥＤ構造層９０を包含する所定のサイズ（たとえば６つのＬＥＤ構造層９０を包含するサイズ）に、支持基板１２を分割する。
【００３１】
以上により、複数のＬＥＤ構造層９０を含むＬＥＤアレイ１００が完成する。後述するように（図２参照）、ＬＥＤアレイは、たとえば一方向に配列する６つのＬＥＤ構造層を含む。なお、ＬＥＤアレイに、さらに、波長変換層（蛍光体層）を設けることで、白色光を得ることができる。
【００３２】
図１Ｉに示すように、分割した支持基板１２上に、複数のＬＥＤ構造層９０を覆うようにして、波長変換層８０を形成する。波長変換層８０は、蛍光体材料８２を含むペースト状のマトリクス部材８１を、ＬＥＤ構造層９０上に滴下ないし塗布した後に、マトリクス部材８１を硬化させることで、作製することができる。
【００３３】
マトリクス部材８１には、透光性を有する熱硬化性樹脂、たとえばシリコーン樹脂ないしエポキシ樹脂などを用いることができる。また、蛍光体材料８２には、たとえばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）を用いることができる。
【００３４】
マトリクス部材８１中における蛍光体材料８２の濃度は、５０重量％程度である。また、波長変換層８０の厚みは、５０μｍ程度である。
【００３５】
以上により、波長変換層８０付きのＬＥＤアレイ１００が完成する。なお、以降では、便宜のため、波長変換層をも含めてＬＥＤアレイと呼ぶ場合がある。
【００３６】
複数のＬＥＤ構造層９０は、第２導電層７０を介して、電気的に直列に接続されている。第２導電層７０を介して（ないし、それに接続するｐ側電極３０およびｎ側電極５０を介して）、光半導体積層２０にそれぞれ正孔および電子を注入する（つまり電流を供給する）と、それら正孔および電子は活性層２３において再結合し、この再結合にかかるエネルギが光（および熱）として放出される。
【００３７】
活性層２３から放出された光は、主に、ｎ型半導体層２２表面（保護膜２５表面）から出射される。出射された一部の光は、波長変換層８０を透過して、波長変換層８０から出射する。また、その他の光は、蛍光体材料８２によって異なる波長の光に変換されて、波長変換層８０から出射する。
【００３８】
光半導体積層にＧａＮ系半導体を用いる場合、光半導体積層からは青色光が放出される。蛍光体材料にＹＡＧを用いる場合、蛍光体材料（ないし波長変換層）からは黄色光が放出される。ＧａＮ系半導体を含む光半導体積層とＹＡＧを含む波長変換層とを組み合わせることにより、白色光を出射するＬＥＤアレイが得られる。
【００３９】
図１Ｊは、ＬＥＤアレイの一部を示す平面図である。ＬＥＤ構造層９０は、支持基板１２上に、一方向に並んで配置され、（第２）導電層７０を介して、電気的に直列に接続されている。なお、図中において、導電層７０の、ＬＥＤ構造層９０に隠れる部分は、点線によって示されている。
【００４０】
光半導体積層２０には、複数のビア２０ｄが形成されている（図１Ｂ参照）。ビア２０ｄ各々の平面形状は、たとえば円形状である。光半導体積層２０において、ビア２０ｄが形成されている領域は、活性層（およびｐ型半導体層）が除去されているため、発光しない領域（非発光領域）となる。なお、図中において、ビア２０ｄは、破線によって示されている。
【００４１】
ここで、１つのＬＥＤ構造層（ないしその光半導体積層）の面積に対する、当該ＬＥＤ構造層に設けられるビアの総面積の比率を、ビア占有率と定義する。ここで、ビアの面積は、ｐ型半導体層に開けられた開口部面積に等しいものとする。本発明者らは、ビア占有率の特徴が異なる複数のＬＥＤアレイを作製し、それらの検討・評価を行った。
【００４２】
図２Ａの上段は、第１のＬＥＤアレイ１０１（参考例）を全体的に示す平面図である。なお、図中において、波長変換層８０およびビア２０ｄは破線によって示されている。
【００４３】
ＬＥＤアレイ１０１は、たとえば、一方向に配列する６つのＬＥＤ構造層を含み、それらＬＥＤ構造層を覆うように波長変換層８０が設けられている。６つのＬＥＤ構造層を、図中において左側から順に、第１〜第６のＬＥＤ構造層９１ａ〜９１ｆと呼ぶこととする。
【００４４】
６つのＬＥＤ構造層９１ａ〜９１ｆは、電気的に直列に接続されており、たとえば直流電源装置に接続される。なお、各ＬＥＤ構造層は、交流（Ｄｕｔｙ）駆動方式で駆動してもよい。
【００４５】
ＬＥＤアレイ１０１を構成する第１〜第６のＬＥＤ構造層９１ａ〜９１ｆは、それぞれ面積が異なっている。たとえば、第２のＬＥＤ構造層９１ｂの面積が、最も小さく、０．１０ｍｍ２程度である。また、第１，３，４のＬＥＤ構造層９１ａ，９１ｃ、９１ｄの面積がおよそ０．１３ｍｍ２程度であり、第５のＬＥＤ構造層９１ｅの面積が０．２１ｍｍ２程度である。そして、第６のＬＥＤ構造層９１ｆの面積が、最も大きく、０．３７ｍｍ２程度である
ＬＥＤアレイ１０１では、各ＬＥＤ構造層に、同じサイズのビア２０ｄが、行列状に一定の間隔で設けられている。全てのＬＥＤ構造層において、ビア占有率は、およそ３．０％程度になっている。
【００４６】
直列接続された第１〜第６のＬＥＤ構造層９１ａ〜９１ｆに一定の電流を流したとき、各ＬＥＤ構造層の面積が異なるため、ＬＥＤ構造層各々で電流密度が異なり、さらには発光強度が異なる。この場合、ＬＥＤ構造層の面積と発光強度との間には負の相関関係が成立する。
【００４７】
図２Ａの下段は、ＬＥＤアレイ１０１の光強度分布（輝度分布）特性を示すグラフである。グラフの横軸が、ＬＥＤアレイ１０１の延在方向（ＬＥＤ構造層の配列方向）の位置Ｘを示し、グラフの縦軸が、ＬＥＤアレイ１０１が出射する光の強度Ｉを示す。
【００４８】
ＬＥＤアレイ１０１は、グラフに示すような山型ないし弓型の輝度分布特性を有する。つまり、ＬＥＤアレイ１０１の一端側（たとえば第１のＬＥＤ構造層９１ａ側）から他端側（たとえば第６のＬＥＤ構造層９１ｆ側）にむかって、輝度が徐々に増加し、任意の位置で最大となり、そして、徐々に減少する特性を有する。
【００４９】
具体的には、第２のＬＥＤ構造層９１ｂの位置で輝度が最も高くなり、外側（両端側）に向かって徐々に輝度が低くなる特性を有する。各ＬＥＤ構造層の面積で言えば、第２のＬＥＤ構造層９１ｂの面積が最も小さく、外側（両端側）に向かって単調に面積が大きくなる傾向を有する。ＬＥＤアレイを車両用ヘッドライトに利用する場合、ＬＥＤアレイは、このような輝度分布特性を有していることが望ましい。
【００５０】
一方で、ＬＥＤアレイを車両用ヘッドライトに利用する場合、ＬＥＤアレイの色ムラは抑制されている（色度分布は平坦化・均一化している）こと、つまり一様に白色に見えることが望ましい。本発明者らは、ＬＥＤアレイ１０１に１００ｍＡ程度の電流を供給して、ＬＥＤアレイ１０１を発光させた際の色ムラ（色度分布）評価を行った。
【００５１】
その結果、ＬＥＤアレイ１０１において、面内の輝度が相対的に高い位置では、出射光の波長が短波長側（青色側）にシフトし、輝度が相対的に低い位置では、出射光の波長が長波長側（黄色側）にシフトすることがわかった。つまり、輝度が相対的に高い位置では、光半導体積層から放出される光がより強調されて出射光が青っぽい白色に見え、輝度が相対的に低い位置では、波長変換層で波長変換された光がより強調されて出射光が黄色っぽい白色に見えることがわかった。具体的には、輝度が最も高い第２のＬＥＤ構造層９１ｂが配置される位置で色度Ｃｘ（ｘｙ色度図におけるｘ成分）が概ね０．３０程度となり、輝度が最も低い第６のＬＥＤ構造層９１ｆが配置される位置で色度Ｃｘが概ね０．３１程度になることがわかった。
【００５２】
本発明者らの検討によれば、各ＬＥＤ構造層のビア占有率を変化させることにより、ＬＥＤアレイの色度分布特性を調整することができる。具体的には、ビア占有率を大きくすると、当該ＬＥＤ構造層の配置位置から出射する光の波長を相対的に長波長側にシフトさせることができ、逆に、ビア占有率を小さくすると、当該ＬＥＤ構造層の配置位置から出射する光の波長を相対的に短波長側にシフトさせることができる。これは、ビアが位置する部分は非発光領域であり、ビア直上の位置では蛍光体の色が強く出て、これが面全体の発光色にも影響するためである。たとえば、ＬＥＤアレイ１０１において、第２のＬＥＤ構造層９１ｂのビア占有率を３．０％から３．７％に大きくすると、第２のＬＥＤ構造層９１ｂが配置される位置の色度Ｃｘが０．３０から０．３１に変化する。
【００５３】
図２Ｂは、第２のＬＥＤアレイ１０２（第１の実施例）を全体的に示す平面図である。第２のＬＥＤアレイ１０２は、ＬＥＤ構造層各々のビア占有率を除いて、第１のＬＥＤアレイ１０１と同様の構造を有する。６つのＬＥＤ構造層を、図中において左側から順に、第１〜第６のＬＥＤ構造層９２ａ〜９２ｆと呼ぶこととする。なお、各ＬＥＤ構造層のビア占有率は、単位面積当たりのビアの個数（密度）を変化させて調整してもよいし、一個当たりのビアのサイズ（直径）を変化させて調整してもよい。
【００５４】
ＬＥＤアレイ１０２において、第１〜第６のＬＥＤ構造層９２ａ〜９２ｆは、それぞれビア占有率が異なっている。具体的には、ＬＥＤ構造層の面積とビア占有率との間には負の相関関係が成立している。換言すれば、ＬＥＤ構造層の発光強度とビア占有率との間には正の相関関係が成立する。
【００５５】
たとえば、第２のＬＥＤ構造層９２ｂ（最大ビア占有率素子）のビア占有率が、最も大きく、４．３％程度である。また、第１，３，４のＬＥＤ構造層９２ａ，９２ｃ、９２ｄのビア占有率がおよそ３．０％程度であり、第５のＬＥＤ構造層９２ｅのビア占有率が２．０％程度である。そして、第６のＬＥＤ構造層９２ｆのビア占有率が、最も小さく、１．２％程度である。
【００５６】
ＬＥＤアレイ１０２において、輝度が最も高い第２のＬＥＤ構造層９２ｂのビア占有率が最も大きく、それ以外のＬＥＤ構造層のビア占有率は、第２のＬＥＤ構造層９２ｂから離れるにしたがって、単調に減少していく傾向を有している。つまり、第２のＬＥＤ構造層９２ｂを除くＬＥＤ構造層のビア占有率は、第２のＬＥＤ構造層９２ｂを中心として、そこから外側（両端側）に向かって、単調に減少していく傾向を有している。このように、輝度が高いＬＥＤ構造層のビア占有率を相対的に高くし、輝度が低いＬＥＤ構造層のビア占有率を相対的に低くすることにより、色ムラを抑制することができる（色度分布を平坦化・均一化することができる）。
【００５７】
なお、第３，４のＬＥＤ構造層９２ｃ、９２ｄのように、隣接するＬＥＤ構造層においてビア占有率が等しい箇所があってもかまわず、少なくても１か所は変化があることで全体として減少の傾向を示せればよい。ビアのサイズが変化する場合も、最もビアサイズが大きいＬＥＤ構造層を中心としてそこから外側(両端側)に向かって単調に減少していく傾向を有しているが、一部では同じビアサイズのＬＥＤ構造層を有していても、１か所は変化があることで全体として減少傾向を示せればよい。
【００５８】
また、上述したように、光半導体積層においてビアが形成されている領域は非発光領域となる。このため、各ＬＥＤ構造層のビア占有率が変化すると、ＬＥＤアレイの輝度分布特性も変化するものと考えられる。しかし、各ＬＥＤ構造層におけるビア占有率の変化が１０％以下の範囲内で且つ数パーセント程度の変化であれば、ＬＥＤアレイの輝度分布特性はほとんど変化しないと考えられる。
【００５９】
図２Ｃは、第２のＬＥＤアレイの変形例を示す平面図である。各ＬＥＤ構造層のビア占有率は、図２Ｂに示すように、単位面積当たりのビア２０ｄの個数（密度）を変化させて調整してもよいし、図２Ｃに示すように、一個当たりのビア２０ｄのサイズ（直径）を変化させて調整してもよい。
【００６０】
図２Ｄは、第３のＬＥＤアレイ１０３（第２の実施例）を全体的に示す平面図である。ＬＥＤアレイ１０３は、複数の、同じ平面形状を有するＬＥＤ構造層９３を含む。ＬＥＤ構造層９３各々の平面形状は、たとえば正方形状である。
【００６１】
複数のＬＥＤ構造層９３は、それぞれ電源装置に接続されており、それぞれ独立に電力を供給できるようになっている。個々のＬＥＤ構造層９３は、ＬＥＤアレイ１０３全体の輝度分布特性が、図２Ａ下段のグラフに示される特性になるように、電力供給される。なお、ＬＥＤ構造層９３各々の駆動方法は、直流駆動または交流（Ｄｕｔｙ）駆動のどちらでもよい。
【００６２】
ＬＥＤアレイ１０３においても、輝度が最も高いＬＥＤ構造層のビア占有率が最も大きく、それ以外のＬＥＤ構造層のビア占有率は、輝度が最も高いＬＥＤ構造層から離れるにしたがって、単調に減少していく傾向を有する。ここでは、左から２番目のＬＥＤ構造層の輝度が最も高くなっているものとする。ＬＥＤ構造層に供給する電力を調整して所望の輝度分布特性を得る場合でも、高光出力のＬＥＤ構造層におけるビア占有率を相対的に高くし、逆に、低光出力のＬＥＤ構造層におけるビア占有率を相対的に低くすることにより、色ムラを抑制することができる。
【００６３】
図２Ｅは、ＬＥＤアレイの駆動例を示す模式図である。図２Ａ〜図２ＣのようにＬＥＤ構造層のサイズが異なるように形成したＬＥＤアレイに対しても個々のＬＥＤ構造層ごとに駆動できるようにしてもよい。また、個々のＬＥＤ構造層に駆動する方法としては、個々に電源を有する他、図２Ｅに示すようにスイッチ素子ＳＷを設けることで電流を流すＬＥＤ構造層を選択できるようにしてもよい。
【００６４】
また、個々にＬＥＤ構造層の駆動できる場合、電源装置の制御によってはその輝度分布を状況に応じて変化させることも可能となる。ただし、車両用灯具においては基本的な配向パターンというものはあらかじめ決められており、それに従いＬＥＤアレイも形成される。よって、最適にはＬＥＤアレイは基本的な配向パターンを再現する場合に輝度が最も高くなるＬＥＤ構造層でビア占有率が最も高くなるよう設計される。結果として最もビア占有率の大きいＬＥＤ構造層から離れるに従いビア占有率が減少していくＬＥＤアレイが出来上がる。また、図２Ａ〜図２ＣのようにＬＥＤ構造層のサイズが異なる場合、最もＬＥＤ構造層のサイズが小さいものが最も輝度を高くし易く、ビア占有率を最も高い素子とするのが好ましい。
【００６５】
図２Ｆは、ＬＥＤアレイを用いた車両用灯具を示す模式図である。ＬＥＤアレイ１０１等の発光はレンズＬを通して地面に照射される。ＬＥＤアレイは灯具のいずれに置かれるかは決められていない。ただし、地面に照射された場合、ＬＥＤ構造層９１ａ，９２ａおよび図２Ｃにおける最も左のＬＥＤ構造層が灯具から最も近い位置を照射し、ＬＥＤ構造層９１ｆ，９２ｆおよび図２Ｃにおける最も右のＬＥＤ構造層が灯具から最も遠い位置を照射する。
【００６６】
図２Ａの下段にあるように輝度のピークは配列方向の中心から一端に片寄った方向にある。同時にビア占有率が最も高いＬＥＤ構造層は配列の一端に片寄った側に存在する。よって、図２Ｆの灯具は最大輝度ピークが片寄った方向(＝ビア占有率が最も高いＬＥＤ構造層が存在する側)が地面の近くを照射するよう配置され、反対側が地面の遠くを照射するように配置されている。
【００６７】
尚、支持基板上に複数のＬＥＤ構造層を形成する場合で説明したが、ビア電極構造の発光体が複数あればよく、基板上にフリップチップ型の素子を配列したものでも構わない。
【００６８】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。たとえば、実施例では、支持基板上に、ＬＥＤ構造層が一列に配列する例を示したが、二列以上でＬＥＤ構造層が配列していてもよい。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００６９】
１１…成長基板、１２…支持基板、２０…光半導体積層、２０ｄ…ビア、２１…バッファ層、２２…ｎ型半導体層、２３…活性層（発光層）、２４…ｐ型半導体層、２５…表面保護膜、３０…ｐ側電極、４０…絶縁層、５０…ｎ側電極、６０…第１接合層、６１…第１接合層の第１導電領域、６２…第１接合層の第２導電領域、７０…第２接合層、７１…第２接合層の第１導電領域、７２…第２接合層の第２導電領域、７３…第２接合層の第３導電領域、８０…波長変換層、８１…マトリクス部材、８２…蛍光体材料、９０，９１，９２，９３…ＬＥＤ構造層、１００，１０１，１０２，１０３…ＬＥＤアレイ。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２−１】
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【図２−２】
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