CN101449398B - 发光元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光元件，其直接测定从发光元件的芯片放出的光时的配光分布I(θ、ф)不依存于ф方向，而是具有大体由I(θ、ф)＝I(θ)表示的配光分布，I(θ、ф)表示(θ、ф)方向的光强度分布，θ表示来自发光元件的光引出面的法线方向的角度(0≤θ≤90°)，ф表示法线的周围的旋转角(0≤ф≤360°)，I(θ)在θ＝90°下表示接近于零的单递减函数。在构成发光元件的芯片的结构体之中，涉及对于从发光层发出的光为透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，具有有着光散射功能的结构。

Description

发光元件

技术领域

本发明涉及发光元件，特别是涉及用于照明等的白色二极管用的化合物半导体发光元件。

背景技术

化合物半导体发光元素，特别是发光二极管(LED)近年来发光效率、光输出功率提高，而被用于大型显示器、背光源等。此外，如果光输出功率、效率提高，则也可以利用于一般照明，因此以此为目标的开发进行。

若与荧光灯和白炽灯等现有光源相比，LED是小得多的小型的点光源，比起现有光源，显示出指向性大的特殊的配光分布。

为了获得具有期望的配光特性的光源、显示器、发光装置等，历来对策是在LED芯片的外部制作控制配光的结构体。例如，将树脂透镜、反射镜、光扩散板等的结构体安装在外部，使之聚光或光扩散，从而得到具有期望的配光特性的各种光源、显示器、发光装置。这种情况下，为了得到期望的配光特性，需要透镜和反射镜与LED芯片的精密的光轴结合、位置结合，这在制造上存在配光特性偏差变大的问题。

另外，纵使用于配光特性的控制的结构体的光轴结合、位置结合能够精密的情况下，从发光二极管芯片放出的光也会由于反映出芯片形状、电极形状、端面的最终加工状态等而显示出复杂又不均一的配光分布，因此依然存在配光特性的偏差大这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光元件芯片，其能够消除在制作外部的配光特性控制用的结构体之前的阶段，即来自发光元件芯片的直接光的阶段的复杂而不均一的配光特性，降低配光特性的偏差。

本发明还有一个目的在于提供一种发光元件，特别是照明用途的发光元件，其无论从哪个方向看光源都能够感觉同样亮度，而没有在特定方向会异常明亮的不自然。

本发明者们锐意研究的结果是完成了本发明。

即，本发明提供一种发光元件，(1)其直接测定从发光元件的芯片放出的光时的配光分布I(θ、ф)不依存于ф方向，而是具有大体由I(θ、ф)＝I(θ)表示的配光分布。

I(θ、ф)表示(θ、ф)方向的光强度分布，

θ表示来自发光元件的光引出面的法线方向的角度(0≤θ≤90°)，

ф表示法线的周围的旋转角(0≤ф≤360°)，

I(θ)在θ＝90°下表示接近于零的单递减函数。

另外，本发明提供一种发光元件，(2)其具有的结构为，构成发光元件的芯片的结构体之中，涉及对于从发光层发出的光为透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比(纵横比)为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，具有有着光散射功能的结构。

附图说明

图1是配光分布的说明图。

图2是实施例1的元件结构的剖面模式图。

图3是实施例2的元件结构的剖面模式图。

图4表示实施例1的配光分布。

图5表示比较例1的配光分布。

图6表示比较例2的配光分布。

图7表示实施例2的配光分布。

图8表示实施例3的配光分布。

符号说明

1……蓝宝石基板

2……对光进行散射的结构

3……化合物半导体层

4……发光层

5……透明结构体

6……p电极

7……n电极

8……粘结层

9……金属基板图1

具体实施方式

本发明的发光元件，直接测定从发光元件的芯片放出的光时的配光分布(以后称为“直接光的配光分布”)I(θ、ф)不依存于ф方向，而是具有大体由I(θ、ф)＝I(θ)表示的配光分布。其中，I(θ、ф)表示(θ、ф)方向的光强度分布，θ表示来自发光元件的光引出面的法线方向的角度(0≤θ≤90°)，ф表示法线的周围的旋转角(0≤ф≤360°)，I(θ)为θ＝90°表示接近于零的单递减函数。

所谓配光分布，是指从发光元件的光引出面发射出的光强度在方向上的分布，由通过图1所示的2个角度θ、ф根本性地决定的方向上的光强度I(θ、ф)表示。

在本发明中得到的发光元件中，即使不在发光元件芯片的外部配置用于控制配光特性的结构体，无论从哪个方向观看光源面，都会见到来自发光元件的直接光有着大体相同的亮度。本发明中得到的配光分布，来自ф方向的偏差极小，作为θ方向的依存性，涉及到θ则由单递减的函数表示。

发光元件芯片的直接光的配光分布由I(θ、ф)＝I(θ)表示。I(θ)为θ＝90°，是接近于零的单递减函数。在此，一般能够由下式表示θ方向的配光特性。

I(θ、ф)＝Acosⁿαθ+Bsin^mβθ

式中，A、B为常数，n、m为正数，α、β为正数。cosⁿαθ的项表示在光引出面的法线方向上具有最大值的成分，sin^mβθ的项表示在横向、即光引出面的面内方向具有最大值的成分。n、m表示各自的成分的指向性，1的情况下通过弯曲座标显示来表示圆形的配光分布，若比1大则成为指向性强度配光分布，若比1小则成为指向性弱的配光分布。另外，在α、β只有在θ＝0°或90°具有峰值时为α＝β＝1，在除此以外的位置达到峰值时为1以外的值。

在发光元件芯片的直接光的配光分布中，没有上式中的sinθ这项，而只由cosθ这项表现。另外，由于从θ的0°到90°的范围单递减，在90。方向接近于零，因此α＝1。

发光元件芯片的直接光的配光分布，具体来说，I(θ)大体由I(θ)＝I₀cosⁿθ表示。I₀表示θ＝0°方向的光强度，n表示正数。在此n的值优选为0.5≤n≤2正数。

在发光元件中，即使不在发光元件芯片的外部配置用于控制配光特性的结构体，无论从哪个方向观看光源面，都会见到来自发光元件的直接光有着大体相同的亮度，但是这里所说的“配置于外部的用于控制配光特性的结构体”，是树脂透镜、反射镜、光扩散板等设于发光元件芯片的外部，比发光元件芯片大得多的结构体，而并不是指与发光元件芯片为一体的意思。

关于是否把分散在树脂中的荧光体视为外部的结构体是这样，在制作发光元件芯片后，将其埋入荧光体分散树脂中，树脂部分的体积比发光元素芯片大得多，在制造工序中是一旦制作好发光元件芯片之后再埋入荧光分散树脂中等，而不能说成发光元件与荧光分散树脂为一体，因此不视其为外部的结构体。

然而，在分散有荧光体的树脂的薄层被形成于发光元件芯片的表面等情况下，荧光体层的体层不能说比发光元件芯片大得多。另外，在分割成芯片之前的晶片阶段形成荧光体层，其后分割成芯片时可以说发光元件芯片与荧光体层为一体。因此，这些情况都不视为外部的结构体。

为了无论从哪个方向看光源面都能使来自发元件芯片的直接光看起来有大体相同的亮度，重要的是针对放出的光，透明的结构体部分的形状。在本发明中，对于放出的光所谓透明的结构体部分，是指构成发光元件芯片基板、半导体结晶、保护膜等的构成要素之中透明的部分整体。例如，在蓝宝石上成长的InGaN系浅蓝色系二极管是指使氮化物半导体和蓝宝石为一体的结构体，作为其他例，在通过晶片键合形成于金属基板上的InGaN系浅蓝色发光二极管的情况下，所谓透明的结构体部分只有氮化物半导体部分。

对于发射的光而透明的结构体部分的形状的横向(即面内方向)与层厚方向的比很重要。所谓横向(即面内方向)的大小，是指表示二次元形状的大小的代表性的指标，一般有2个指标，但是在本发明中是其小的一方。

譬如，圆的情况由直径代表，正方形的情况由边的长度代表，长方形时由短边的长度代表，椭圆时由短径代表。横向的大小与层厚方向大小的比(纵横比)的优选的范围是5以上。更优选为10以上，进一步优选为15以上。纵横比比5小时，从光引出面以外的侧面放射的光的比例增大，因此不能实现朗伯型配光分布。

如上述如果加大纵横比，则能够减小从侧面引出的光的份额，因此无论从哪个方向看光源面都能够见到大体同等的亮度。更优选加大纵横比，并且在发光元件芯片的表面或透明的结构体的内部，形成具有散射放出的光的功能的结构。

作为具有散射光的功能的结构，可列举将微粒子配列于发光元件芯片表面的结构，或在透明的结构体的内部分散有微粒子的结构。另外还可列举被形成于发光元件芯片的表面，或者被形成于与透明的结构体内部的光引出面大体平行而折射率不同的材料间界面，具有相对于表面或界面而倾斜的侧面的大量的凹凸结构。

形成具有散射光的功能的结构，如上述，对于无论从哪个方向看光源面都可见到大体同等的亮度这一点有效，但是与之不同的是，其还有提高光的引出效率而使发光元件的光输入功率、发光效率提高有效。

即，不在发光元件芯片上形成具有散射光的功能的结构时，主要是横向前进的光由于在化合物半导体结晶表面的全反射的反复(多重反向)而衰减，无法有效的引出。相对于此，形成具有散射光的功能的结构时，全反射的效果减小，光从引出面被有效的引出，因此光引出效率提高。

为了得到白色光，可以进行的是，使受到来自发光二极管的光激励并发生波长变换，从而发射其他波长的光的荧光粒子分散在发光二极管的周围。通过利用这样的荧光粒子分散层，与形成具有散射光的功能的结构的情况相同，发光元件芯片表面变得不平均，会产生无论从哪个方向看光源面都可见到大体同等的亮度的效果。此外，优选将形成荧光粒子分散层和加大发光元件芯片的透明的结构体部分的纵横比两者加以组合。

荧光层为非粒子性时，通常不具有散射光的功能，因此无论从哪个方向看光源面都可见到大体同等的亮度的效果小。使用这种非粒子性的荧光层时，优选在其表面或与发光元件的界面预先形成具有散射光的功能的结构。这种情况下，还优选使之与加大发光元件芯片的透明的结构体部分的纵横比加以组合。

作为非粒子性荧光层的例子，可列举如下：与通过溅射法和激光溅射法等薄膜制作法形成的粒子状荧光体为相同组成的薄膜；含有发光二极管的发光层所利用的化合物半导体薄膜的叠层结构，或者与放的光的波长相比粒径十分小并几乎没有散射光的功能的超微粒子荧光体的薄膜层等。

有关用于使光散射的微粒子，为了无论从哪个方向看光源面都会见到大体相同的亮度，其大小、形状、材料、密度的控制很重要。关于散射光的微粒子的形状，可以得用球状、板状、针状、不规则形状等各种形状，但能够优选使用的是球状。

作为使光散射的微粒子的大小，需要为放出的光的波长程度以上的大小，优选大概平均粒径为10nm以上、10000nm以下。如果为10nm以上，则散射的效果更优异，因此优选，在10000nm以下时，发光元件芯片所含的微粒子的数量变多，由此致使整体的散射效果加强，容易得到均一的配光分布，因此优选。

作为使光散射的微粒子的原料，优选对于从发光元件发出的光具有光透过性或光反射性的材料，能够利用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫属(chalcogen)化合物等。

其中，优选二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、二氧化铈、氧化镁、氧化锌、氧化锡和钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet)的粒子。更优选的是正球状，容易得到高的光透过性的二氧化硅。

关于使光散射的微粒子的分散状态，虽然可以使之分散到发光元件芯片的透明结构体内部的三维空间内，但也可以在透明结构内部的特定的平面内使之二次元地配置。二次元地配置时的优选的面密度虽然也依存于平均粒径，但优选大约2×10⁶/cm²以上、2×10¹⁰/cm²以下。2×10⁶/cm²以下时光散射功能变弱。

作为将使光散射的微粒子导入发光元件内部的方法有，在结晶成长用基板上通过旋转镀膜和浸渍法等而配置粒子后进行结晶成长，从而埋入光散射粒子的方法，和在途中一下子停止结晶成长，通过旋转镀膜和浸渍法等使粒子配置于结晶表面后，再进行结晶成长而埋入光散射粒子的方法等。

另外，作为在发光元件表面配置光散射粒子的方法有，在结晶成长后，在其表面或背面通过旋转镀膜和浸渍法等涂布粒子的方法等。

除了导入上述使光散射的微粒子的方法以外，在发光元件芯片的表面，或者在与透明的结构体内部的光引出面大体平行而折射率不同的材料间界面，形成具有相对于表面或界面而倾斜的侧面的大量的凹凸结构的方法，在用于无论从哪个方向看光源面都可见大体同等的亮度上也有效。作为该凹凸结构的形状，如锥体形状或锥台形状这样侧面倾向的突起状的形态特别优选。

作为凹凸的高度，优选50nm以上、2000nm以下。如果在该范围，则更容易得到本发明的效果，因此优选。

作为凹凸的侧面的倾斜角度，优选为15°以上、75°以下。侧面倾斜角度可以一定，也可以根据突起的高度方向的位置变化。

具有倾斜侧面的突起状的凹凸的密度，优选为2×10⁶/cm²以上、2×10¹⁰/cm²以下。为2×10⁶/cm²以下的密度时光散射功能变弱。

作为上述的具有倾斜侧面的突起状的凹凸的形成方法可列举如下：通过半导体的结晶成长条件的调整，在结晶表面形成凹凸的方法；通过通常的光刻法形成掩膜，通过蚀刻形成凹凸的方法；通过纳米压印(nanoimprint)法形成更微细的凹凸的方法；通过旋转镀膜和浸渍法等在结晶表面浇铸微粒子，以其为掩膜来进行蚀刻的方法等。

另外，具有倾斜侧面的突起状的凹凸，能够在(1)结晶成长用基板的表面，(2)结晶成长途中的表面，或者(3)结晶成长后的结晶表面和成长用基板的背面形成。(1)和(2)的情况下，会在发光元件芯片的内部的折射率不同的界面形成凹凸。(3)的情况下会在发光元件表面形成凹凸。

实施例

以下，利用图2说明本发明的一个实施例，但本发明并不受其限定。

实施例1

作为基板使用厚430μm的2英寸蓝宝石1的C面，并对其进行了镜面研磨。作为无机粒子使用硅胶(扶桑化学工业(株)制，PL-20(商品名)，1次粒径370nm，粒子浓度24重量％)所含的二氧化硅粒子。在旋涂器(spinner)上设置基板，在其上涂布稀释为10重量％的硅胶，进行旋转干燥。以SEM观察时，二氧化硅粒子在基板表面的被覆率约为39％。

在基板上使氮化物半导体层取向附生成长，使二氧化硅粒子埋没在氮化物半导体层中。取向附生成长通过常压MOVPE法进行。在1个气压下，使基座(susceptor)的温度为485℃，载气为氢，供给载气、氨、TMG，使厚度为500

的GaN缓冲层成长。使基座的温度达到900℃之后，供给载气、氨、TMG，使非掺杂GaN层成长。基座温度达到1040℃并使炉内压力达到1/4气压，供给载气、氨、TMG，使厚度为5μm的非掺杂GaN层成长，得到在GaN结晶中含有由二氧化硅粒子构成的层的叠层基板。

在叠层基板上，依次使n型半导体层、InGaN发光层(MQW结构)、p型半导体层成长，得到发光波长440nm的浅蓝色LED用氮化物半导体叠层基板。

将浅蓝色LED用氮化物半导体叠层基板分割成8份，对其中之一实施用于表现出n型接触层的蚀刻加工，形成半透明p电极和n电极，得到由氮化物半导体构成的发光元件(LED晶片)。LED晶片的透明部分的尺寸为25mm×13mm×0.43mm，纵横比为30(＝13/0.43)。氮化物半导体结晶的厚度在10μm以下，因为比蓝宝石基板的厚度小，所以LED晶片的透明部分的厚度约0.43μm。

对位于LED晶片的大体中心部的、直径200μm的p电极部及其周围的n电极部外加顺向电压而使之发光，以此状态在θ、ф扫描作为受光元件的光电二极管并测定配光特性。关于θ方向，以1.5°梯级测定0～90°的范围，关于ф方向，以10°梯级测定0～360°的范围。其结果显示在图4中。图4由弯曲座标显示表示θ方向的发光强度。重复全部的θ方向的数据并一次显示。如图1所示，以原点作为与表面接触的圆的形状。其表示配光分布为cosθ的分布(朗伯型配光分布)。

比较例1

不进行在蓝宝石上涂布硅胶，在蓝宝石基板上依次使缓冲层、n型半导体层、InGaN发光层(MQW结构)、p型半导体层成长，得到发光波长440nm的浅蓝色LED用氮化物半导体叠层基板。与实施例1同样，对8个分割片之一实施蚀刻加工，形成半透明p电极和n电极，得到由氮化物半导体构成的发光元件(LED晶片)。使用位于LED晶片中心部的p电极进行配光测定。配光测定的结果显示在图5中。图5的分布与图4的圆相比为扁平的形状，脱离cosθ分布。另外ф方向的偏差非常大。

比较例2

使用实施例1中得到的浅蓝色LED用氮化物半导体叠层基板的另外的8个分割片之一进行LED制作后，使用划片机切下2×2mm大小的芯片。

芯片的透明部分的纵横比为4.7。(横:厚＝2mm:0.43mm)。芯片的配光特性测定结果显示在图6中。图6的分布与图2相比，横向(θ＝45°附近)的强度比法线方向相对大，脱离cosθ分布。另外ф方向的偏差也大。

如此，即使是制作了导入微粒子而散射光的结构的LED在透明的结构体部分的纵横比小时，从侧面放出的光的影响显现，也不能得到朗伯型配光。

实施例2

作为其他实施例，显示的是如图3所示的，剥离蓝宝石基板而透明的结构体只大体由半导体结晶构成的发光元件的例子(纵横比非常大时的例子)。

不将硅胶涂布于蓝宝石基板上，而是与比较例1一样使浅蓝色LED用氮化物半导体叠层成长。层的总厚为4.5μm。

为了进行元件分离而进行干法刻蚀，形成达到直至蓝宝贝基板的分离槽后，在电离的梯台部分的上面大体整个面形成半透明的p电极图案。通过蒸镀法在P电极之上形成作为粘结层的AuSn合金膜(Au80％、Sn20％)5000

。为了在p电极和AuSn合金层之间使两者的紧贴性提高，而形成Ti/Pt层(Ti500

，Pt500

)。以后该状态的基板称为元件分离基板。

以厚100μm、2英寸ф在进行了表面研磨的钼(Mo)基板表面，通过蒸镀法形成作为粘结层的AuSn合金膜(Au80％、Sn20％)5000

。为了在Mo基板和AuSn合金层之间使两者的紧贴性提高，而形成Ti/Pt层(Ti500

，Pt500

)。

利用晶片键合装置，使AuSn层彼此接解这样对先前的元件分离基板和形成有AuSn粘结层的Mo基板进行贴合。贴合是在真空中以250℃、施加5000N的载荷进行30分钟。该状态的基板以后称为贴合基板。

从贴合基板的蓝宝石侧，照射波长355nm的YAG的3倍波激光，进行激光剥离(laser lift-off)，从贴合基板分离蓝宝石。如此在Mo基板上介有AuSn粘结层而形成进行了元件分离的浅蓝色LED，制作好这样的基板以后，该状态的基板称为Mo上浅蓝色LED。

对Mo上浅蓝色LED基板的表面，即通过激光剥离露出的n型GaN的表面，用稀盐酸、BHF进行处理后，使用与实施例1所使用的相同的硅胶浆体进行旋转镀膜，在LED表面涂布二氧化硅。接着在其上通过光刻法进行网状图案制作(网状上能够没有光刻胶的部分的图案)。其后进行BHF(缓冲氢氟酸Buffered Hydrofluoric acid)处理，制作网状上没有二氧化硅粒子的部分。

在残留有光刻胶的状态下蒸镀Al电极和Ni保护层，进行剥离后，用有机溶剂除去光刻胶，由此形成在网状电极和该网格内部配置有硅胶的结构的表面。

如此使表面所形成的硅胶粒子成为掩膜而进行干法刻蚀，由此在网格内部的表面形成凹凸。形成的凹凸的高度为500nm。如此制作的Mo上浅蓝色LED的纵横比为，元件横尺寸:厚度＝500μm:4.5μm，纵横比111(＝500/4.5)。

以导电性膏剂在配线形成的平均的陶瓷制封装中载置Mo上浅蓝色LED后，通过引线键合连接导线，测定(submount)上的元件的配光特性时得到图7。由图7可知，配光分布大体显示cosθ的分布，偏差也小。

实施例3

与实施例2同样制作Mo上浅蓝色LED基板，但不通过其次工序的硅胶掩膜刻蚀处理进行光散射结构的形成，而是在表面形成粒子状荧光体的树脂分散层。

与实施例2同样制作Mo上浅蓝色LED基板后，通过通常的光刻法和剥离工艺形成网状的Al电极。用导电性膏剂将该Mo上浅蓝色LED基板载置于配线形成的平坦的陶瓷制封装内之后，通过引线键合连接电极。通过旋转镀膜将硅树脂中分散有TAG:Ce荧光体的浆体涂布在上述的Mo上浅蓝色LED基板的搭载的submount上。涂布膜厚为20μm。因为荧光体层的厚度为20μm，比Mo上浅蓝色LED基板的厚度100μm小，所以该荧光体层视为与发光元件芯片为一体。测定得到的发光元件的配光特性时得到图8所示的配光分布。由图8可知，配光大体显示cosθ的分布，偏差也小。

产业上的利用可能性

本发明的化合物半导体发光元件，即使不在芯片的周围特意制造使配光特性变化的结构体，从发光元件芯片的光引出面放出的直接光的配光仍具有基本由I(θ、ф)＝I₀cosθ表示的配光分布，因此能够直接适用于一般室内照明，另外，还能够显著减小芯片间的配光分布偏差。即使与透镜等的外部的结构体组合时，与现有的发光元件芯片的情况相比，也可以进行更高精度的配光控制。

Claims (17)

1.一种发光元件，其在直接测定从发光元件的芯片放出的光时的配光分布I(θ、ф)不依存于ф方向，具有由I(θ、ф)＝I(θ)表示的配光分布，

I(θ、ф)表示(θ、ф)方向的光强度分布，

θ表示来自发光元件的光引出面的法线方向的角度(0≤θ≤90°)，

ф表示法线的周围的旋转角(0≤ф≤360°)，

I(θ)在θ＝90°时表示接近于零的单递减函数，

关于包括构成发光元件芯片的基板、半导体结晶、保护膜的构成要素中相对于从发光层发出的光透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比即纵横比为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，具备有着光散射功能的结构。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，具有I(θ)由I(θ)＝I₀cosⁿθ表示的配光分布，

I₀表示θ＝0°方向的光强度，

n表示正数。

3.根据权利要求2所述的发光元件，其中，n在0.5以上2以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光元件，其中，从发光元件的芯片放出的直接光的配光分布I(θ、ф)的同一θ方向的ф方向360°的范围内的偏差的大小，相对于ф方向360°的范围的平均值I(θ)为20％以下。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，具有光散射功能的结构是微粒子配列于发光元件芯片表面或透明的结构体内部的面内的结构，或微粒子分散在半导体结晶中的结构。

6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，具有光散射功能的结构是被形成于芯片表面或者被形成于与芯片内部的光引出面平行而折射率不同的材料间界面的、具有相对于该芯片表面或该界面倾斜的侧面的多个凹凸结构。

7.根据权利要求5所述的发光元件，其中，微粒子的平均直径为10nm以上10000nm以下。

8.根据权利要求5或7所述的发光元件，其中，微粒子的主要成分为氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫属化合物中的任一种。

9.根据权利要求5或7所述的发光元件，其中，微粒子为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、二氧化铈、氧化镁、氧化锌、氧化锡和钇铝石榴石中的任一种。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的发光元件，其中，构成发光元件的芯片的结构体中，关于相对于从发光层发出的光透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比即纵横比为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，形成有吸收从发光层放出的光并发出不同波长的光的粒子状荧光体分散层。

11.一种发光元件，其中，关于包括构成发光元件芯片的基板、半导体结晶、保护膜的构成要素中相对于从发光层发出的光透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比即纵横比为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，具备有着光散射功能的结构。

12.根据权利要求11所述的发光元件，其中，具有光散射功能的结构是微粒子配列于发光元件芯片表面或透明的结构体内部的面内的结构，或微粒子分散在半导体结晶中的结构。

13.根据权利要求11所述的发光元件，其中，具有光散射功能的结构是被形成于芯片表面或者被形成于与芯片内部的光引出面平行而折射率不同的材料间界面的、具有相对于该芯片表面或该界面倾斜的侧面的多个凹凸结构。

14.根据权利要求12所述的发光元件，其中，微粒子的平均直径为10nm以上10000nm以下。

15.根据权利要求12或14所述的发光元件，其中，微粒子的主成分为氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫属化合物中的任一种。

16.根据权利要求12或14所述的发光元件，其中，微粒子为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、二氧化铈、氧化镁、氧化锌、氧化锡和钇铝石榴石中的任意一种。

17.根据权利要求11所述的发光元件，其中，构成发光元件的芯片的结构体中，关于相对于从发光层发出的光透明的结构体部分的大小，横向的大小和厚度方向的大小的比即纵横比为5以上，并且在发光元件芯片的表面或该透明的结构体部分的内部，形成有吸收从发光层放出的光并发出不同波长的光的粒子状荧光体分散层。

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