(57)【要約】 【課題】均一な発光分布と高い発光効率を両立する構造の発光素子を提供する。 【解決手段】基板下部６ｂの幅を基板上部６ａの幅よりも狭くし、基板上部底面６ｃ及び基板下部６ｂの側面にも電極７ｃ・電極７ｂを形成する。これにより、アノード電極２から流れる電流が発光層１の表面を広がって流れ、均一な発光分布が得られる。また、電流が発光層１の表面を広がって流れることから、アノード電極２を最小限の大きさにすることができる。これにより、外部に取り出せる光が多くなり、発光効率が向上する。さらには、基板６の材質に透光性材料を用いることにより、発光層１から基板６方向に発光した光が基板６を通過し、電極７で反射するようになり、発光素子の上面から取り出すことができ、発光効率が向上する。 【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層と、
発光層が上面に形成され、上部よりも幅が狭い下部を備えた基板と、
前記基板の側面及び底面に形成された電極と、
を有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記基板の材質に透光性材料を用いたことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記電極は、その幅が発光層の幅よりも広く形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子。
【請求項４】
前記基板の上部は底面を備えたものであって、
前記電極は、当該基板上部の底面と基板下部の側面及び底面とに形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記基板の下部は傾斜した側面を備えたものであって、
前記電極は、当該基板下部の側面及び底面に形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光効率を向上させた均一に発光する発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光素子の構造は、図１１の側面図、図１２の側面図に示すように、基板６の上面に発光層１を形成し、発光層１の上面にアノード電極２を、基板６の底面にカソード電極３を配置する。
【０００３】
図１２で示すように、電流８はアノード電極２から基板６の底面に配置されたカソード電極３に向かって流れる。発光層１に電流８が流れることにより、発光層１は上面側および底面側に向けて光を放出する。
【０００４】
図１３に従来の発光素子の上面図を示す。図１３で示すように、アノード電極２の形状を小さな円形状にすると、アノード電極２の面積が小さいことから、アノード電極２によって遮られる光が少なくなり発光効率は良い。しかし、図１２に示すように、電流８は発光層１のアノード電極２の付近しか流れず、不均一な発光分布となってしまう。
【０００５】
図１４に発光層１の全面で発光するように改良した従来の発光素子の上面図を示す。図１４に示すように、アノード電極２が発光層１上面の対角線上で外側付近まで伸びている形状にすると、発光層１の全体に電流が流れるので、不均一な発光は改善されるが、アノード電極２が発光層１を覆う面積が大きくなり、アノード電極２により遮られる光が多く、発光効率が低下する。
【０００６】
なお、発光効率を向上した発光素子の構造として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【特許文献１】特開２００４−３６３２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、上面から多くの光を取り出すために電極を小さくすると電流が電極付近しか流れず不均一な発光分布となる問題がある。また、発光分布を均一にするために電極を大きくすると、電極によって遮られる光が多くなり発光効率が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、均一な発光分布と高い発光効率を両立する構造の発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る発光素子は、発光層と、発光層が上面に形成され、上部よりも幅が狭い下部を備えた基板と、前記基板の側面及び底面に形成された電極と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、基板の下部の幅を上部より狭くして、基板の側面及び底面に電極を形成することで、電流は電極間の距離が短く電気抵抗の小さい基板の側面に向かい、基板の上面に形成された発光層表面で放射状に広がって流れるので、均一な発光分布を得ることができる。また、電流が発光層の外側近辺まで広がって流れることから、発光層の上面に配置する電極の大きさを必要最小限の面積にすることができるので、発光効率を向上させることができる。
【００１１】
上記発光素子は、前記基板の材質に透光性材料を用いたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、基板の材質に透光性材料を用いることで、発光層で基板側に向かって発光した光が、基板内を通過し、基板の底面・側面に形成された電極で反射し、発光層の上面方向へ放射されるので、発光効率を向上させることができる。また、基板の側面を斜めにすることによって、より多くの反射光を取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発光素子の構造によれば、均一な発光分布と高い発光効率を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、一実施の形態における発光素子を示す側面図であり、図２はその断面図、図３はその底面図である。
【００１５】
本発光素子は、基板上部６ａと基板下部６ｂからなる基板６を備える。各図で示されるように、基板下部６ｂを基板上部底面６ｃの中央に形成し、基板下部６ｂの幅を基板上部６ａの幅よりも狭くして、基板上部底面６ｃの外周付近を露出させる。この基板６の側面及び底面に電極７を形成する。具体的には、基板下部６ｂの底面に形成された電極７ａ、基板下部６ｂの側面に形成された電極７ｂ及び基板上部底面６ｃに形成された電極７ｃにより電極７は構成される。
【００１６】
基板６の上面に、発光層１を形成し、発光層１の上面の中央には、アノード電極２を小さく円形状に形成する。この発光層１の幅よりも基板上部底面６ｃに形成された電極７ｃの幅は広くなっている。
【００１７】
電流は、アノード電極２から電極７に流れるが、アノード電極２と電極７ａの間の距離よりも、アノード電極２と電極７ｂ・電極７ｃの間の距離の方が短く、抵抗値が低いので、アノード電極２から流れる電流は、電極７ｂ・電極７ｃに向かう。アノード電極２から流れる電流は、発光層１の表面で放射状に広がって流れるので、アノード電極２付近に偏らない均一な発光分布が得られる。また、電流が発光層１の表面を広がって流れることから、アノード電極２を小さくしても均一な発光分布が得られるので、光を遮るアノード電極２の大きさを小さくすることができ、外部に取り出せる光が多くなる。さらには、基板６の材質にＳｉＣやサファイアなどの透光性材料を用いることにより、発光層１で基板６の方向に向かって発光した光は基板６を通過し、基板６に形成された電極７で反射するので、反射光を発光素子の上面より取り出すことができる。
【００１８】
次に、発光素子の実装について図面を参照しながら説明する。本発光素子をリードフレーム５に実装したときの側面図を図４に、従来の発光素子をリードフレーム５に実装したときの側面図を図５に示す。
【００１９】
発光素子をリードフレーム５に実装する際には、まず、リードフレーム５の発光素子を載せる部分に銀ペースト４を適量のせ、その上から発光素子を載せて銀ペースト４を硬化させる。
【００２０】
従来の発光素子の場合は、図５で示されるように、発光素子の側面につく銀ペースト４の高さにばらつきが生じるため、アノード電極２からリードフレーム５へ向けて流れる電流が発光層１の表面で均一に広がらない。これに対し、本発光素子の場合は、基板上部６ａの幅が基板下部６ｂの幅より広いことから、銀ペーストが不均一に発光素子の側面に競り上がっても、基板上部底面６ｃが蓋の役割を果たし銀ペーストの高さのばらつきが抑制されるので、アノード電極２からリードフレーム５へ向けて流れる電流が均一に発光層表面で広がる。
【００２１】
次に、発光素子に電極７を設ける工程について図面を参照しながら説明する。図６は、ウエハ１０の発光層１がある面の反対面に回転刃１１で溝を入れている工程を、図７は、溝を入れたウエハ１０の断面図を示している。
【００２２】
図７で示されるように、ウエハ１０に回転刃１１で入れた溝は発光層１付近まで達し、溝と発光層１の間の部分が基板上部６ａを、溝と溝の間の山の部分が基板下部６ｂを形作る。ウエハ１０に溝を入れた後で電極７を蒸着させることにより、図１に示される電極７ａ、電極７ｂ及び電極７ｃが形成される。例えば、基板上部６ａを５［μｍ］残した状態で電極７を蒸着させる。電極７を蒸着する前にエッチング処理により下地を作っても良い。
【００２３】
次に、発光素子の別の形態について説明する。図８に示す発光素子は、基板下部６ｂをテーパー状にしたもので、基板下部６ｂに傾斜した側面６ｄを備えた構成である。図９は本発光素子の底面図を示している。基板６の材質にＳｉＣやサファイアなどの透光性材料を用いることにより、発光層１で基板６の方向に向かって発光した光は、傾斜した側面６ｄに形成された電極７で反射し、発光素子の上面より取り出すことができる。
【００２４】
したがって、本実施の形態によれば、基板下部６ｂの幅を基板上部６ａの幅よりも狭くし、基板上部底面６ｃ及び基板下部６ｂの側面にも電極７ｃ・電極７ｂを形成したことにより、アノード電極２から流れる電流が発光層１の表面を広がって流れるので、均一な発光分布を得ることができる。また、電流が発光層１の表面を広がって流れることから、アノード電極２を最小限の大きさにすることができるので、外部に取り出せる光が多くなり、発光効率を向上できる。
【００２５】
本実施の形態によれば、基板６の材質に透光性材料を用いたことにより、発光層１で基板６の方向に発光した光が基板６を通過し、電極７で反射するので、光を発光素子の上面から取り出すことができ、さらに発光効率を向上させることが可能である。
【００２６】
本実施の形態によれば、基板６に形成した電極７の幅を発光層１の幅よりも広くすることにより、アノード電極２から流れる電流が発光層１の外側まで十分に広がって流れるので、発光層１の全体に均一な発光分布を得ることができる。
【００２７】
なお、図１０に示す発光素子の斜視図のように、基板６がＴ字型であり、ある側面から見れば、基板上部６ａの幅と基板下部６ｂの幅が同じ場合であっても、別の方向から見れば、基板上部６ａの幅が基板下部６ｂの幅より広くなっていれば、アノード電極２から流れる電流は基板６に形成された電極７ｂ・電極７ｃに向かい、発光層１の表面を広がって流れるので、アノード電極２付近に偏らない均一な発光分布を得ることができる。また、電流が発光層１の表面を広がって流れることから、アノード電極２を小さくすることができるので、取り出すことのできる光が多くなり、発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態における発光素子の構成を示す側面図である。
【図２】一実施の形態における発光素子の構成を示す断面図である。
【図３】一実施の形態における発光素子の構成を示す底面図である。
【図４】一実施の形態における発光素子を実装した様子を示す側面図である。
【図５】従来の発光素子を実装した様子を示す側面図である。
【図６】ウエハに回転刃で溝を入れている工程を示す斜視図である。
【図７】溝を入れ電極を蒸着したウエハを示す断面図である。
【図８】別の実施の形態における発光素子の構成を示す側面図である。
【図９】別の実施の形態における発光素子の構成を示す底面図である。
【図１０】さらに別の実施の形態における発光素子の構成を示す斜視図である。
【図１１】従来の発光素子の構成を示す側面図である。
【図１２】従来の発光素子の構成を示す側面図である。
【図１３】従来の発光素子の構成を示す上面図である。
【図１４】従来の別の発光素子の構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…発光層
２…アノード電極
３…カソード電極
４…銀ペースト
５…リードフレーム
６…基板
６ａ…基板上部
６ｂ…基板下部
６ｃ…基板上部底面
７，７ａ，７ｂ，７ｃ…電極
８…電流
１０…ウエハ
１１…回転刃
【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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