WO2007119633A1 - 発光素子 - Google Patents

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WO2007119633A1
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light emitting
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chip
emitting device
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Inventor
Sadanori Yamanaka
Yoshinobu Ono
Kazumasa Ueda
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Sumitomo Chemical Company, Limited
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting element, and more particularly to a compound semiconductor light-emitting element for white dye used for illumination and the like.
  • the light-emitting compound ⁇ »body light-emitting element especially light-emitting diode (LED)
  • LED light-emitting diode
  • L E D is a point / J light source far more than conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, and has a higher directivity than conventional light sources and exhibits a special light distribution.
  • the light emitting die
  • the light emitted from the chip tip is a chip shape, a constricted shape, an end face
  • An object of the present invention is to solve the stage before attaching the structure of the external light distribution Tokusei control, i.e. a non-uniform light distribution Japanese I 1 production in dominion in step straight from the light emitting element chip, the light distribution
  • the goal is to produce a light-emitting element chip that can enhance the characteristics.
  • Yet another object of the present invention is to provide a light emitting device that can feel the same brightness regardless of the direction from which the light source is viewed, and that does not have the unnaturalness of being specifically bright in a specific direction, particularly for light emitting applications. There is to do element.
  • I ( ⁇ , ⁇ ) is the light 3 ⁇ 4S distribution in the ( ⁇ , ⁇ ) direction
  • is the angle of the light extraction surface of the light emitting element from the 3 ⁇ 4f spring direction (0 ⁇ 0 ⁇ 90 °),
  • the present invention also provides: [2] of the structure constituting the light emitting element chip, the size of the portion transparent to the light emitted from the light emitting layer, the size in the thickness direction, Ratio (aspect ratio) force S is 5 or more, and it is difficult to obtain a light emitting device having a light-releasable surface on the surface of the force light emitting device chip or inside the transparent structure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the light distribution.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the element structure of Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the element f # of the second example.
  • FIG. 4 shows the light distribution of 3 ⁇ 4 ⁇ 3 ⁇ 4 example 1.
  • Figure 5 shows the light distribution of ratio tree row 1.
  • FIG. 6 shows the light distribution of Comparative Example 2.
  • FIG. 7 shows the light distribution of Example 2.
  • FIG. 8 shows the light distribution of Example 3. Explanation of symbols
  • the light-emitting element of the present invention has a light distribution when the light emitted from the chip of the light-emitting element is directly measured (hereinafter referred to as “intuitive light distribution”).
  • I (0, ⁇ ) is the light ⁇ distribution in the (0, ⁇ ) direction
  • 0 is the angle of the light extraction surface of the light emitting element from the 3 ⁇ 41 spring direction (0 ⁇ 0 ⁇ 90 °)
  • is 3 ⁇ 4 ⁇ Around times! ⁇ (0 ⁇ ⁇ 360 °)
  • I (represents a monotonically decreasing function that approaches zero at 0 SO °. 2007/057355
  • the light distribution is a distribution according to the direction of the light bow daughter that emerges from the light extraction surface of the light emitting element, and the light bow I (0, ⁇ ) in the direction uniquely determined by the two angles 0, ⁇ shown in Fig. 1. It is represented by
  • the light-emitting element obtained in the present invention is not arranged outside the light-emitting element chip, the light source surface from which the light-emitting element chip is located can be controlled. It is clear that it looks almost the same brightness even if you look at it.
  • the light distribution obtained by the present invention is expressed by a function that monotonously decreases with respect to ⁇ , as the variation in the ⁇ direction is extremely small, and the dependency in the ⁇ direction.
  • I (is a monotonically decreasing function that approaches zero at 0 90 °.
  • the light distribution characteristic I "in the ⁇ direction can generally be expressed by the following equation.
  • ⁇ and ⁇ are, n, m are positive numbers, and ⁇ are positive numbers.
  • term cos 11 0 represents component having a maximum value in the 3 ⁇ 41 fountain direction of light extraction City face, sin m / 8 0 terms ⁇ , i.e. a component having a maximum value in the in-plane direction of the light extraction surface.
  • ⁇ and ⁇ represent the directivity of each component. 1: ⁇ indicates a circular light distribution in the curved coordinate display. When the value is larger than 1, the directivity is strong, and when the value is smaller than 1, the directivity is displayed. The light distribution becomes weak.
  • I. Is a light 3 daughter in the direction of 0 0 °, and n is a positive number.
  • the value of n is preferably 0.5 ⁇ n ⁇ 2 force S. T / JP2007 / 057355
  • the term “the body for controlling the light distribution characteristics placed outside” here refers to the light-emitting element chips such as resin lenses, excitation mirrors, and optical applications. It means a structure that is provided outside and is sufficiently larger than the light emitting element chip, and cannot be said to be integral with the light emitting element chip.
  • the resin portion will emit light. Since it is sufficiently larger than the element chip, and it is not possible to say that the light emitting element and the phosphor component are difficult to integrate, such as once the light emitting element chip is manufactured in the manufacturing process and then embedded in the phosphor component, Considered as a structure.
  • the thin layer strength of the resin in which the phosphor is dispersed S is formed on the surface of the light emitting element chip.
  • the phosphor layer is not sufficiently large compared to the light emitting element chip.
  • the light emitting element chip and the phosphor layer are integrated when the phosphor layer is formed at the wafer stage before being divided into chips and later divided into chips. Therefore, these 3 ⁇ 4 ⁇ are not regarded as external structures.
  • the structure that is transparent to the emitted light refers to the entire transparent portion of the constituent elements that constitute the light emitting element chip, such as the crystal, the crystal, and the protective element.
  • 5 minutes is only nitrides ⁇ .
  • the specific power between the direction of the disintegrated shape transparent to the emitted light (that is, the in-plane direction) and the layer thickness direction is important.
  • the size of the ⁇ direction (that is, the in-plane direction) is a representative index representing the size of a two-dimensional shape, and generally has a power of two indices, which is the smaller one in the present invention.
  • the circle is represented by the diameter
  • the length of the square ⁇ 1 the length of the rectangle: ⁇ is ⁇ 2
  • the ellipse: ⁇ is represented by the minor axis.
  • the preferred range of the ratio of the direction size to the layer thickness direction is 5 or more. More preferably, it is 10 or more, and more preferably 15 or more. Since the proportion of light that is transmitted from the side other than the light extraction surface increases until the aspect ratio is less than 5, the Lambert light distribution cannot be achieved.
  • Aspect J It is more preferable to enlarge the surface and to form a structure having a function of scattering emitted light on the surface of the light emitting element chip or inside the transparent structure.
  • Examples of the bag having the function of scattering light include a structure in which fine particles are arranged on the surface of a light emitting element chip, or a structure in which fine particles are dispersed inside a transparent structure.
  • the surface layer formed on the surface of the light-emitting element chip or on the light extraction surface inside the transparent structure at the interface between materials with different refractive indices has a side that is inclined with respect to the interface. There are irregularities ⁇ .
  • Forming a separation that has the function of scattering light is as described above so that it can be seen to have almost the same brightness from any direction as seen above. There is also an effect of improving the light output and light emission efficiency of the light emitting element by improving the efficiency.
  • the fluorescent linden that emits light of other wavelengths by length conversion is dispersed by the light-emitting diode.
  • the surface of the light-emitting element chip becomes non-flat as in the case of forming a structure having the light scattering IB ability, and the brightness is almost the same regardless of the original surface from which direction. A visible effect occurs.
  • the fluorescent layer Since the fluorescent layer is normally made of particles, it does not usually have the function of scattering light, so there is little effect of looking at almost the same brightness from any direction.
  • non-particulate firefly As an example of non-particulate firefly, it is used for feii as a thin film with the same spatter as that of a particulate phosphor formed by a thin B-type method such as sputtering or laser ablation.
  • a thin B-type method such as sputtering or laser ablation.
  • there are a large number of laminated structures, or a thin sii containing ultrafine phosphors which has a male size that is sufficiently small compared to the wavelength of emitted light and has almost no function of light. This is important because fine particles for scattering light appear to have almost the same brightness when viewed from the surface (from which direction the size, shape, material, and density are controlled).
  • the shape of the fine particles that scatter light can be spherical, plate-like, needle-like, or indeterminate, but can be suitably used.
  • the size of the fine particles that scatter the light needs to be greater than the wavelength sensitivity of the emitted light, and the average cocoon is generally 10 nm or more and 100 00 nm or less. . If it is 1 O nm or more, it is preferable because the scattering effect is more excellent, and if it is 100 nm or less, the number of fine particles contained in the light emitting device chip increases, so that the whole tongue is strengthened and the light distribution is uniform. This is preferable because a distribution is easily obtained. T / JP2007 / 057355
  • a material having optical properties or properties with respect to the light emitted from the light emitting element is preferable, such as oxide, nitride, carbide, boride, chalcogenide, and the like. Is available.
  • the particle strength S of silica, alumina, dinorequoia, titania, ceria, magnesia, oxidized ffif port, tin oxide and yttrium aluminum garnet is preferable. More preferable is a spherical shape, which can provide a high level of strength and is silica.
  • the preferred surface density of ⁇ is preferably approximately 2 X 10 cm 2 or more and 2 X 10 V cm 2 or less, although it depends on the average fiber. Below 2 x 10 cm 2 the light scattering function is weak.
  • a crystal is grown after the particles are placed on the crystal growth cognate by a spinco-dip dip method or the like, and the light scattering tongue is embedded. 3 ⁇ 4 ⁇ , stop crystal growth in the middle, place particles on the crystal surface by spin coating ⁇ , Ibb method, etc., and then recrystallize to embed light scattering tongues;
  • the surface or the surface of the light emitting element chip or the interface between the materials having different refractive indexes that are substantially parallel to the light extraction surface inside the transparent structure Forms irregularities with side surfaces that are oblique to the interface; ⁇ is a shelf because it looks almost the same brightness no matter what direction the surface is viewed.
  • a projection-like shape having a slanted side surface such as a cone shape or a frustum shape is particularly preferable.
  • the height of the irregularities is preferably 50 nm or more and 2 0 0 0 ⁇ m or less. This range is preferable because the effect of the present invention is not obtained.
  • the tilt angle of the uneven side surface is preferably 15 ° or more and 75 ° or less.
  • Side surface ⁇ The tilt angle is constant even if it is constant, but it changes depending on the position in the height direction of the protrusion.
  • the density of protrusion-like irregularities having a ruled surface is preferably about 2 ⁇ 10 cm 2 or more and 2 ⁇ 1 OVcm 2 or less. If the density is 2 ⁇ 10 6 / cm 2 or less, the light scattering Lit ability is weakened.
  • the shape of the projections and depressions with the above-mentioned concern law surface includes a method of forming depressions and projections on the crystal surface by adjusting the crystal growth conditions of the body, and a mask is formed by ordinary photolithography. Etching using a method of forming irregularities by etching, forming finer irregularities by the nanoimprint method] ⁇ , casting fine particles on the crystal surface by a dipping method, etc. Etc.
  • Protrusion-like irregularities with the ⁇ ⁇ H-law surface are: (1) the surface of the crystal growth storage, (2) the surface of the crystal formation: ⁇ , or (3) the crystal surface after crystal growth and the growth surface Can be formed on the reverse side.
  • Narrow row 1 An example of the present invention will be described below with reference to FIG. 2, but the present invention is not limited to this. Narrow row 1
  • the wisteria was a 430 mm thick 2 inch sapphire 1 with C mirror polished. » ⁇ Colloidal silica ( ⁇ Industry Co., Ltd., PL-20 (trade name), a primary particle diameter 370 nm, particle concentration of 24 weight 0/0) as a child using silica particles contained in the. Set the board to the spinner of all, thereon was coated colloidal silica force that Mare ⁇ to 10 weight 0/0, was spin-dried. When observed with SEM, the surface coverage with silica particles was about 39%. JP2007 / 057355
  • the nitride body layer was epitaxially grown, and the silicon particles were buried in the nitride body layer. Epitaxial growth was always performed by the j ⁇ MO VPE method. Then, the susceptor & g was 485 ° C, the carrier gas was hydrogen, the carrier gas, ammonia and TMG were supplied, and a GaN buffer layer having a thickness of 500 A was grown. After the ⁇ of the susceptor was set at 900 ° C, an undoped GaN layer was grown by supplying carrier gas, ammonia, and TMG.
  • Nitride semiconductor layer for blue LED is divided into 8 parts, and etching process is performed to expose the n-type contact layer, and semi-transparent p3 ⁇ 4t ⁇ and n3 ⁇ 4t ⁇ are formed.
  • a light emitting device (LED wafer) was obtained.
  • the thickness of the nitride semiconductor f ⁇ crystal is less than 10 / im, and is smaller than the thickness of the sapphire sickle, so the thickness of the transparent portion of the LED UENO is about 0.4 3 ⁇ m. It was.
  • Fig. 4 shows the light emission intensity in the 0 direction in the music coordinate display. All the data in the ⁇ direction are superimposed and displayed at once. As shown in Fig. 1, it is in the shape of a circle that touches the surface at the origin. This indicates that the light distribution is a distribution of cos 0 (Lambert light distribution).
  • the puffer layer, n-type semiconductor layer, InGaN light emitting layer (MQW structure) and p-type body layer are grown on the sapphire in order.
  • a blue LED nitride layer having an emission wavelength of 440 nm was obtained.
  • one of the eight divided pieces was etched to form translucent ptt and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , and a light emitting device (LED wafer) made of a nitride semiconductor was obtained.
  • the light distribution was measured using ⁇ at the center of the LED wafer.
  • Figure 5 shows the results of light distribution measurement.
  • the distribution in Fig. 5 has a flat shape compared to the circle in Fig. 4, and deviates from the ⁇ s0 distribution. Also, the variation in ⁇ direction is very large. Comparative Example 2
  • FIG. 3 an example of a light-emitting device in which sapphire 3 ⁇ 4fg is peeled and the transparent 3 ⁇ 4it body consists almost of semiconducting crystals (example with very high aspect ratio # ⁇ ) )
  • a blue LED nitride layer was grown in the same manner as the ratio tree 1 without applying colloidal silica to the sub-eye layer.
  • the Mo sickle formed with the previous element separation and Au Sn bonding layer was bonded using a wafer bonding device so that the Au Sn layers were in force contact with each other. Bonding was performed in vacuum at 25 ° C. with a 50 0 ON load for 30 minutes. The bacteria in this state are hereinafter referred to as a bonded substrate.
  • a YAG 3rd harmonic laser with a wavelength of 355 nm was irradiated to perform laser lift-off, and the sapphire was separated from the bonded.
  • the defect in this state is referred to as the blue LED3 ⁇ 43 ⁇ 4 on Mo.
  • the surface of blue LED on Mo that is, the surface of n-type GaN exposed by laser lift-off, is treated with dilute BHF, and then spin-coated using the same colloidal silica slurry used in Example 1 And silica was applied to the LED surface.
  • a mesh pattern is formed on this by photolithography (there is no photoresist in the mesh pattern). The pattern that the part was made)
  • B HF buffered hydrofluoric acid
  • the colloidal silica particles formed on the surface as a mask and performing dry etching, irregularities were formed on the surface inside the mesh.
  • the height of the formed unevenness was 500 nm.
  • Figure 7 After placing the upper blue LED with conductive paste on a flat ceramic package with ⁇ formed, and then connecting the lead wire by wire bonding and measuring the light distribution characteristics of the element on the submount, Figure 7 was obtained. Figure 7 shows that the light distribution is almost cos 0 and the fluctuation is small. Row 3
  • Example 2 In the same manner as in Example 2, the blue LED on M 0 was formed, but the resin dispersion layer of the particulate phosphor was formed on the surface without forming a light scattering layer by the colloidal force masking process in the next step. Formed.
  • the compound semiconductor light-emitting device of the present invention can distribute light directly emitted from the light extraction surface of the light-emitting device chip without having to make a solid body that changes the light distribution characteristics around the chip.
  • I (0, 0) I. Since it has a light distribution almost represented by cos 0, it can be used as it is for general indoor lighting, and the light distribution distribution variation between chips can be remarkably reduced. Even in combination with an external body such as a lens, light distribution control can be performed with higher accuracy than when a conventional light emitting element chip is used.

Abstract

本発明は発光素子を提供する。発光素子は、発光素子のチップから放出される光を直接測定した時の配光分布I(θ,φ)が、φ方向に依存せず、I(θ,φ)=I(θ)でほぼ表される配光分布を有する。I(θ,φ)は(θ,φ)方向の光強度分布、θは発光素子の光取出し面の法線方向からの角度(0≦θ≦90°)、φは法線の周りの回転角(0≦φ≦360°)、I(θ)はθ=90°でゼロに近づく単調減少関数を表す。発光素子は、発光素子のチップを構成する構造体のうち、発光層から放出される光に対して透明な構造体部分の大きさに関して、横方向の大きさと厚さ方向の大きさとの比(アスペクト比)が5以上であり、かつ発光素子チップの表面もしくは該透明な構造体部分の内部に、光散乱機能を有する構造を備えている。

Description

明 細 書 発光素子 鎌分野
本発明は、 発光素子に関し、 特に照明等に用 、られる白色ダイ ド用の化合物半導体 発光素子に関する。 背景技術
ィヒ合物^ »体発光素子、 特に発光ダイ ^"ド (L ED) は、 近 光効率、 光出力が向 上し、 大型ディスプレイ、 バックライトなどに用いられている。 さらに光出力 '効率が向 上すれば一般照明にも利用可能であることカゝらこれを目指した開発が行われてレ、る。
L E Dは、 蛍光灯や白熱ランプなどの従来光源に比べるとはるかに/ J の点光源であり、 従来 原に比べて指向性が大きレ、特殊な配光分布を示す。
所望の配光特 I"生を有する豫 ·表示器 ·発光装麟を得るためには、 従来は L EDチッ プの外部に配光を制御する構造体をつくることで対応してきた。 例えば、 樹脂レンズ、 反 射鏡、 光拡 などの構造体を外部にとりつけて、集光あるいは光拡散をさせて所望の配 光特 I·生を有する各種の 原.表 .発光装置を得ている。 この 、 所望の配光特 ι·生を 得るためには、 レンズや 鏡と L EDチップとの精密な軸合わせ、ィ立置合わせが必要で あり、製造上は配光特 !■生パラツキが大きくなる問題があった。
また、 たとえ配光特 (·生制御のための構造体の軸合わせ、位置合わせが精密にできた齢 でも、発光ダイ: ^"ドチップから放出される光は、 チッフ 状、 慰膨状、 端面の仕上が り状態などを反映した擁で不均一な配光分布を示しているため、 依然として配光特性の パラッキが大きいという問題があつた。 発明の開示
本発明の目的は、 外部の配光特生制御用の構造体をつける前の段階、 すなわち発光素子 チップからの直 の段階における權で不均一な配光特 I1生を解消し、 配光特性のパラッ キを 威できる発光素子チップを することにある。
本発明のさらにもうひとつの目的は、 どの方向から光源を見ても同じ明るさを感じるこ とができ、 特定方向で特異的に明るいという不自然さがない発光素子、 特に照明用途の発 光素子を することにある。
本発明者らは、 鋭意検討した結果、 本発明を するに至った。
すなわち本発明は、 〔 1〕 発光素子のチップから放出される光を直接測定した時の配光 分布 I ( 0, 0) が ø方向に依存せず、 I (Θ , ø) = 1 (Θ) でほぼ表される配光分布 を有する発光素子を する。
I (θ , φ) は (θ, φ) 方向の光 ¾S分布、
Θは発光素子の光取出し面の ¾f泉方向からの角度 (0≤0≤90° ) 、
øは ¾1泉の周りの回車 (0≤0≤360° ) 、
I ( 0) は 0=¾0。 でゼロに近づく単調減少関数を表す。 また、本発明は、 〔2〕 発光素子のチップを構成する構造体のうち、 発 ¾ϋから放出さ れる光に対して透明な 分の大きさに関して、 向の大きさと厚さ方向の大きさ との比 (アスペクト比) 力 S 5以上であり、 力 発光素子チップの表面もしくは該透明な構 造 ί栳盼の内部に、 光離 能を有する髓を備えている発光素子を難する。 図面の簡単な説明
図 1は、配光分布の説明図である。
図 2は、 実施例 1の素子構造の断面模式図である。
図 3は、 実施例 2の素子 f# の断面模式図である。 図 4は、 ¾δ¾例 1の配光分布を示す。
図 5は、 比樹列 1の配光分布を示す。
図 6は、 比較例 2の配光分布を示す。
図 7は、 実施例 2の配光分布を示す。
図 8は、 実施例 3の配光分布を示す。 符号の説明
1 · - • 'サファイア
2 · · . ·光を散乱する構造
3 · · • '化合物 本層
4 · · • -
5 · · • '透明構造体
6 · -
7 · · • · nW(
8 · . . .接着層
9 · · 発明を実施するための最良の形態
本発明の発光素子は、発光素子のチップから放出される光を直接測定した時の配光分布 (以後、 「直観の配光分布」 という。 ) I (Θ , ø) 力 ø方向に依存 >¾rf、 I (Θ , φ) = 1 (Θ) でほぼ表される酉己光分布を有する。 ただし、 I (0, ø) は (0 , ø) 方 向の光^^分布、 0は発光素子の光取出し面の ¾1泉方向からの角度 (0≤0≤90° ) 、 φ は ¾ϋの周りの回!^ (0≤ ≤360° ) 、 I ( は 0=SO° でゼロに近づく単調減少関 数を表す。 2007/057355
配光分布とは、 発光素子の光取出し面から出る光弓娘の方向による分布であり、 図 1に 示す 2つの角度 0、 øによって一義的に決まる方向における光弓艘 I ( 0、 Φ) で表さ れ 。
本発明で得られる発光素子にぉレ、ては、 配光特生を制御させるための構造体を発光素子 チップの外部に配置しなくても、発光素子チップからの直 がどの方向から光源面をみ てもほぼ同じ明るさに見えることが ί敷である。 本発明で得られる配光分布は、 Φ方向 によるバラツキがきわめて小さいこと、 Θ方向の依存性としては Θに関して単調減少す る関数で表される。
発光素子チップの ϊΐ^光の配光分布は、 I (0、 ø) = 1 (Θ ) で表される。 I ( は 0 =90° でゼロに近づく単調減少関数である。 ここで、 Θ 方向の配光特 I"生を一般的に、 以下の式で表すことができる。
I ( 0、 ø)
Figure imgf000006_0001
θ
式中、 Α、 Βは 、 n、 mは正の数、 、 βは正の数である。 cos11 0の項は光取出 し面の ¾1泉方向に最大値を持つ成分、 sinm/8 0の項は歡向、 すなわち光取出し面の面内 方向に最大値を持つ成分をあらわす。 η、 πιはそれぞれの成分の指向性を表し、 1の:^ に曲座標表示で円形の配光分布を示し、 1より大きくなると指向性の強レヽ配光分布に、 1 より小さいと指向性の弱まった配光分布になる。 また 、 )6は 0 = 0° または 9 0° の みにピークがある には = ^ = 1であり、 これ以外の位置にピークが来る には、 1以外の値になる。
発光素子チップの]!凝光の配光分布においては、 上式における sin Θの項はなく、 cos 0の項のみで表現される。 また、 0の 0° から 90° の範囲で単調減少し、 90° 方向で ゼロに近づくことから、 = 1である。
発光素子チップの amの配光分布は、 具体的には、 I (0 ) 力 I ( Θ ) = I oS n0で ほぼ表される。 I。は、 0 =0° 方向の光 3娘、 nは正の数を表す。 ここで nの値は、 0. 5≤n≤2力 S好ましい。 T/JP2007/057355
発光素子においては、 配光特 !·生を制御させるための構造体を発光素子チップの外部に配 置しなくても、 発光素子チップからの urnがどの方向から)^原面をみてもほぼ同じ明る さに見えるのであるが、 ここで言う、 「外部に配置する配光特 !·生を制御させるための 体」 とは、 樹脂レンズ、 励鏡、 光願及などの、 発光素子チップの外部に設けられる、 発光素子チップよりも十分大きな構造体であり、 発光素子チップと一体であるとはいえな いものを意味する。
綳旨中に撒した蛍光体を外部の構造体とみなすかどう力に関しては、発光素子チップ を條した後で、 これを蛍光体分蘭脂中に埋め込んだものは、 樹脂部分の髓が発光素 子チップよりも十分大きく、 製造工程において一且発光素子チップを作製した後で蛍光体 分歸脂中に埋め込むなど、 発光素子と蛍光体分難脂が一体であるとは言えないため、 外部の構造体とみなす。
しかしながら、 蛍光体を分散した樹脂の薄層力 S発光素子チップの表面に形成されている などは蛍光体層の ίφ¾は発光素子チップに比べて十分大きいとはいえなレ、。 また、 チ ップに分割する前のウェハ段階で 光体層を形成し、 後でチップに分割する^^などは発 光素子チップと蛍光体層が一体であるといえる。 従って、 これらの ¾ ^は外部の構造体と はみなさない。
発光素子チップからの がどの方向から光源面をみてもほぼ同じ明るさに見えるよ うにするためには、 放出される光に対して透明な構造 分の形状が重要である。 本発明 において、 放出される光に対して透明な構造 分とは、 発光素子チップを構成する £¾、 轉 ί 诘晶、保讖莫などの構成要素のうち透明な部分全体をいう。 例えば、 サファイア上 に成長した I n G a N系青色発光ダイ;^""ドでは窒化物 体とサファイアを一まとめに した構造体をさし、 他の例として、 ゥエーノ、ボンディングにより金属 上に形成した I n G a N系青色発光ダイ ^ドの ^には、 透明な構造絲 |5分とは窒化物^ ί梓 |分のみ になる。 P T/JP2007/057355
発光する光に対して透明な髓解分の形状の歡向 (すなわち面内方向) と層厚方向 のとの比力重要である。 ^^向 (すなわち面内方向) の大きさとは、 2次元形状の大きさ を表す代表的指標をレ、い、 一般には 2つの指標がある力 本発明ではその小さい方をいう。 たとえば、 円の は直径、 正方形の^ 1ま辺の長さ、 長方形の:^には^ 2の長さ、 楕円の:^には短径で代表する。 向の大きさと層厚方向の大きさとの比 (ァスぺクト 比) の好適な範囲は 5以上である。 より好ましくは、 1 0以上であり、 さらに好ましくは 1 5以上である。 アス クト比が 5より小さい ま、 光取出し面以外の側面から腿さ れる光の割合が増えるため、 ランベルト配光分布を^ aできなレ、。
上記のようにァスぺクト比を大きくすれば、 側面からの取出される光の寄与を小さくす ることができるので、 どの方向から光源面をみてもほぼ同じ明るさに見えるようにできる。 ァスぺクト J:匕を大きくするとともに、発光素子チップの表面あるいは透明な構造体の内部 に、 放出される光を散乱する機能を有する構造を形^ ることが更に好ましレヽ。
光を散乱する機能を有する碰としては、微粒子を発光素子チップ表面に配列した構造、 または透明な構造体の内部に微粒子を分散した構造が挙げられる。 その他に発光素子チッ プの表面、 あるいは透明な構造体内部の光取出し面に略 ¥^な屈折率の異なる材料間界面 に形成された、 表面あるレ、は界面に対して俱斜した側面を有する の凹凸 ^ ^が挙げら れる。
光を散乱する機能を有する離を形成することは、 上述のとおりどの方向から駕面を みてもほぼ同じ明るさに見えるようにするのに^]であるが、 これとは別に、 光の取出し 効率を向上して発光素子の光出力、発光効率を向上させる効果もある。
すなわち、 光を散乱する機能を有する鍵を発光素子チップに形成しない齢には、 主 に歡向に進む光は化合物半導 結晶表面での^ gitの繰り返し (多 msit) によって減 衰し、 有効に取出されない。 これに対して、 光を散乱する機能を有する構造を形成した場 合には、 ^RIiの効果が減り、 光力 s取出し面から; ¾に取出されるので光取出し効率が向 上する。 2007/057355
白色発光を得るために、 発光ダイォードからの光で励起さ; ^長変換により他の波長の 光を発する蛍光林立子を発光ダイ ドの周睡こ分散させること力行われる。 このような 蛍光体粒 、麵を利用することにより、 光散舌 IB能を有する構造を形 る と同様 に発光素子チップ表面が平坦でなくなり、 どの方向から 原面をみてもほぼ同じ明るさに 見える効果が生じる。 さらに、 蛍光 ίΦ*立子分 mjiを形成することと、 発光素子チップの透 明な構造 分のァスぺクト比を大きくすることとを組み合わせることが、好まし 、。 蛍光層が 粒子生のものである には、 通常は光を散乱する機能を有してなレ、ので、 どの方向から 原面をみてもほぼ同じ明るさに見える効果は少ない。 このような非粒子性 の蛍光層を用!、る には、 その表面ある 、は発光素子との界面に光を する機能を有 する髓を形成しておくこと力 S好ましい。 この齢でも、 発光素子チップの透明な構造体 部分のァスぺクト比を大きくすることと組み合わせることが好ましレ、。
非粒子性蛍^の例としては、 スパッタ¾ ^レーザーアブレーション法などの薄 B莫^ 法により形成される粒子状蛍光体と同じ糸滅の薄膜、 発光ダイ^^ドの発) feiiに利用され る化合物轉 ί機莫の積層構造、 あるいは放出される光の波長に比べて $雄が十分小さく て光を maする機能をほとんど持たな 、超微粒子蛍光体を含む薄 siiなどが挙げられる。 光を散乱させるための微粒子に関しては、 その大きさ、 形状、 材料、密度の制御がどの 方向から)^原面をみてもほぼ同じ明るさに見えるために重要である。 光を散乱させる微粒 子の形状に関しては、 球状、 板状、針状、 不定形など各麵状のものカ荆用可能であるが、 球状のものを好適に用レ、ることができる。
光を散乱させる微粒子の大きさとしては、 放出される光の波長禾敏以上の大きさが必要 であり、概ね平均丰雄が 1 0 n m以上 1 0 0 0 0 n m以下であること力 S好ましい。 1 O n m以上であれば散乱の効果がより優れるので好ましく、 1 0 0 0 0 nm以下では発光素子 チップに含まれる微粒子の数が多くなることにより全体の散舌 カ果が強まり均一な配光分 布が得られやすくなるので好ましい。 T/JP2007/057355
光を齢 Lさせる微粒子の材料としては、 発光素子から放出される光に対して光¾1性ま たは光 性を有する材料が好ましく、 酸化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、 カルコゲン化 物などが利用できる。
なかでも、 シリカ、 アルミナ、 ジノレコユア、 チタニア、 セリア、 マグネシア、 酸化 ffif口、、 酸化スズおよびィットリゥムアルミニウムガーネットの粒子力 S好ましい。 更に好ましいの は真球状で、 生が高 ヽもの力 s得られ^ 、シリカである。
光を散乱させる微粒子の鎌状態に関しては、 発光素子チップの透明構造体内部の 3次 元空間に^ mさせても良レ、が、 透明構造内部の特定の平面内だけに 2次元的に配置させて も良い。 2次元的に配置する:^の好ましい面密度は、 平均維にも依存するが、概ね 2 X 1 0ゾ c m2以上 2 X 1 0 V c m2以下が好ましい。 2 X 1 0ゾ c m2以下では光散舌し 機能が弱くなる。
光を しさせる微粒子を発光素子内部に導入する方法としては、 結晶成長用凝反上にス ビンコ一トゃディップ法などにより粒子を配置させた後に結晶成長を行い、 光散舌 立子を 埋め込むカ¾^、結晶成長を途中でー且止め、 スピンコート^、イッブ法などにより粒子 を結晶表面に配置させた後に再ひ 晶成長を行なって光散舌 立子を埋め込む; ^去などがあ る。
また発光素 面に光散舌ぼ立子を配置する方法としては、 結晶成長した後に、 その表面 あるいは裏面にスピンコートゃディップ法などにより粒子を塗布する方法などがある。
の光を散乱させる微粒子を導入する 去の他にも、発光素子チップの表面、 あるい は透明な構造体内部の光取出し面に略平行な屈折率の異なるネ才料間界面に、 表面あるいは 界面に対して惧斜した側面を有する の凹凸 を形成する;^去が、 どの方向から 原 面をみてもほぼ同じ明るさに見えるために棚である。 この凹凸構造の形状としては、 錐 体形状または錐台形状のように、 側面が 斜した突起状の形態のものが特に好ましい。 凹凸の高さとしては、 5 0 n m以上 2 0 0 0 η m以下が好ましレ、。 この範囲であれば、 本発明の効果がより得られ "いので好ましい。 355
凹凸の側面の银斜角度としては、 15° 以上 75° 以下が好ましい。 側面 { 斜角度は一 定でも良レ、が、 突起の高さ方向の位置によつて変化してレ、ても良レ、。
ィ (則面を有する突起状の凹凸の密度は、 概ね 2 X 10ゾ c m2以上 2X1 OVcm2 以下が好ましい。 2X106/cm2以下の密度では光散舌 Lit能が弱くなる。
上記の惧铺則面を有する突起状の凹凸の形 J«法としては、 ^体の結晶成長条件の調 整により結晶表面に凹凸を形成する方法、 通常のフォトリソグラフィ法によりマスクを形 成しエッチングにより凹凸を形成する方法、 ナノインプリント法によりより微細な凹凸を 形]^る方法、 結晶表面に微粒子をスビンコ一ト法ゃディップ法などによりキャスティン グし、 これをマスクとしてエッチングを行う ^去などが挙げられる。
また、惧^ H則面を有する突起状の凹凸は、 (1) 結晶成長用蔵の表面、 (2) 結晶成 : ^中の表面、 あるいは (3) 結晶成長後の結晶表面や成長用纖反の裏面に形成できる。
(1) および (2) の:^には、 発光素子チップの内部の屈折率の異なる界面に凹凸力 S形 成されることになる。 (3) の には発光素 面に凹凸力 S形成される。 実施例
以下に、本発明の一 例を図 2を用いて説明するが、 本発明はこれに限定されるもの ではない。 細列 1
藤として厚さ 430〃mの 2インチサファイア 1の C面を鏡面研磨したものを用いた。 » ^子としてコロイダルシリカ (扶 匕学工業 (株)製、 PL— 20 (商品名) 、 1次粒 径 370nm、粒子濃度 24重量0 /0) に含まれているシリカ粒子を用いた。 スピナ一に基 板をセットし、 その上に 10重量0 /0に希积したコロイダルシリ力を塗布し、 スピン乾燥を 行った。 SEMで観察したところ、 シリカ粒子による 表面の被覆率は約 39%であつ た JP2007/057355
難上に窒化物轉体層をェピタキシャル成長させ、 シリ力粒子を窒化物轉体層に埋 没させた。 ェピタキシャル成長は常 j^MO V P E法で行った。 で、 サセプタの &g を 4 8 5°C、 キャリアガスを水素とし、 キャリアガス、 アンモニア及ぴ TMGを供給して、 厚みが 5 0 0 Aの G a Nバッファ層を成長させた。 サセプタの ^^を 9 0 0°Cにしたのち、 キャリアガス、 アンモニア、 TMGを供給して、 アンドープ G a N層を成長させた。 サセ プタ^ 11 0 4 0°Cにして炉内圧力を 1 4^IBこし、 キヤリァガス、 アンモニア及び T MGを供給して厚さ 5 mのアンドープ G a N層を成長させ、 G a N結晶中に、 シリカ粒 子からなる層を含有する積層勘反を得た。
積層細こ、 n型轉体層、 I n G a N発光層 (MQW構造) 、 P型 本層を順に成 長させ、発光波長 4 4 0 11111の青色1^。用窒化物^¾«層¾¾を得た。
青色 L ED用窒化物半導体精層 を 8分割して、 その一つに n型コンタクト層を表出 させるためのエッチング加工、 半透明 p¾t亟および n¾t亟を形成し、 窒化物^ #体からな る発光素子 (L EDウェハ) を得た。 L EDウェハの透明部分の大きさは 2 5 mm x 1 3 mm x 0. 4 3 nmiであり、 アスペクト比は 3 0 (= 1 3ダ0. 4 3)であった。 窒化物半 導 f楊晶の厚さは 1 0 /i m以下であり、 サファイア鎌の厚さに比較して小さいので、 L E Dゥエノヽの透明 分の厚さは約 0. 4 3〃 mであった。
L EDウェハのほぼ中心部にある、 直径 2 0 0〃mの p慰亟部とその周囲の η® 部に jlll^向 を印加し発光させた状態、で、 Θ、 ø方向に受光素子であるフォトダイ ド を錢させて配光特 I·生を測定した。 Θ方向に関しては 0〜 9 0 ° 範囲を 1 . 5 ° ステツ プで、 ø方向に関しては 0〜3 6 0° 範囲を 1 0。 ステップで測定した。 その 果を図 4に示す。 図 4は 0方向の発光強度を曲座標表示で表したものであり。 すべての ø方向 のデータを重ねて一度に表示してレ、る。 図 1に示すように、 原点で表面に接する円の形を している。 このことは、 配光分布が cos 0の分布 (ランベルト配光分布) であることを示 す。 355
比翻 1
コロイダルシリ力をサフ了ィァ上に塗布することを行わず、 サフアイァ揚反上にパッフ ァ層、 n型半導体層、 I nGaN発光層 (MQW構造) 、 p型轉体層を順に成長させ、 発光波長 440n mの青色 L E D用窒化物^ ί機層¾¾を得た。 実施例 1と同様に、 8 分割片の一つにエッチング加工、 半透明 pttおよび η饊亟を形成し、 窒化物半導体から なる発光素子 (LEDウェハ) を得た。 LEDウェハ中心部にある ρβを用いて配光測 定を行った。 配光測定の結果を図 5に示す。 図 5の分布は、 図 4の円に比べて扁平な形を しており、 ∞s0分布から外れている。 また ø方向のばらつきが非常に大きくなつてい る。 比較例 2
実施例 1で得られた青色 L E D用窒化物 f樣層蔵の他の 8分割片の一つを用!/ヽて LED した後、 スクライバーを用いて 2 X 2mmの大きさのチップを切り出した。 チップの透明部分のアスペク ト比は 4. 7である。 (横:厚さ =2 mm: 0. 43m m) 。 チップの配光特 I1生測雜果を図 6に示す。 図 6の分布は、 図 2に比べて歡向 (Θ = 45° 付近) の弓嫉が ¾f泉方向よりも相対的に大きく、 cos 0分布から外れている。 ま た φ方向のパラツキも大きい。
このように、 微粒子を導入して光を散乱する羅をつくった LEDであっても、 透明な « 体部分のァスぺクト比カ小さい齢には、 側面から放出される光の影響が軌て、 ラ ンベルト酉己光を得ることはできなレヽ。 実施例 2
他の »例として、 図 3に示すような、 サファイア ¾fgを剥離して透明な ¾it体がほぼ 半導 诘晶のみからなる発光素子の例 (ァスぺクト比が非常に大きな # ^の例) を示す。 コロイダルシリカをサブアイァ¾¾に、塗布することなく、 比樹列 1と同様にして青色 L ED用窒化物^ 層を成長させた。 層の^?:は 4. 5〃mであった。
素子分離を行うためにドライエッチングを行レヽサファイア基板まで達する分離溝を形成 した後、 電気的に分離したメサ部分の上面ほぼ全面に半透明 P電極パターンを形成した。 p慰亟の上に接着層である A u S n合^!莫 (A u 8 0 %、 S n 2 0 %) を蒸着法により 5 0 0 0 A形成した。 p勣亟と Au S n合 の間に両者の密着性向上のために、 T i /P t層を开城した (T i 5 0 0 A、 P t 5 0 0 A) 。 以後この状 ϋの を素子分离! と 呼ぶ。
厚さ 1 0 0〃m、 2インチ øで表面研磨したモリブデン (Mo) St反表面に接着層で ある Au S n合 1莫 (Au 8 0 %、 S n 2 0 %) を蒸着法により 5 0 0 0 A开城した。 M 0 ¾¾と 1 S n合 ^ の間に両者の密着' I·生向上のために T i /P t層を形成した (T i 5 0 O A, P t 5 0 0 A) 。
先の素子分离腦反と Au S n接着層を形成した Mo鎌を、 ウェハボンディング装置に て、 Au S n層同士力接するように貼り合わせを行った。 貼り合わせは、 真空中 2 5 0°C にて、 5 0 0 O Nの荷重を 3 0分間力けて行った。 この状態の菌を以後、 貼り合わせ基 板と呼ぶ。
貼り合わせ凍のサファイア側から、 波長 3 5 5 nmの Y AGの 3倍波レーザーを照射 して、 レーザーリフトオフを行い、 貼り合わせ からサファイアを分離した。 こうして Mo¾¾に Au S n接着層を介して素^離した青色 L ED力 S形成された g¾を した 以後この状態の纖を M o上青色 L E D¾¾と呼ぶ。
Mo上青色 L ED纖の表面、 すなわちレーザーリフトオフによって露出した n型 G a Nの表面を、 希 、 BHFで処理をした後、 ¾¾例 1で用いたものと同じコロイダルシ リカスラリーを用いてスピンコートを行い、 L ED表面にシリカを塗布した。 次にこの上 にフォトリソグラフィによってメッシュ状パターン (メッシュ状にフォトレジストのない 部分ができたパターン) ^した。 この後 B HF (バッファードフッ酸) 処理を行い、 メ ッシュ状にシリ力粒子のなレ、部分を擁した。
フォトレジストを残したまま A 1潘亟および N i保護層を蒸着した後、 リフトオフを行 つた後、 フォトレジストを有機溶媒で除去することにより、 メッシュ状慰亟とそのメッシ ュ内部にコロイダルシリ力力 己置された構造の表面を形成した。
こうして表面に形成されたコロイダルシリカ粒子をマスクにしてドライエッチングを行 うことにより、 メッシュ内部の表面に凹凸を形成した。 形成した凹凸の高さは 5 0 0 n m であった。 こうしてィ懷した^ Ι ο上青色 L E Dのァスぺクト比は、 素子横サイズ:厚さ = 5 0 : 4 . 5〃m、 アスペクト比 1 1 1 (= 5 0 0ノ4. 5 ) であった。
酉 Εϋの形成された平坦なセラミツク製パッケージに導電性ペーストで Μ ο上青色 L E D を載置した後、 ワイヤーボンディングによりリード線を接続し、 サブマウント上の素子の 配光特性を測定したところ、 図 7を得た。 図 7から配光分布がほぼ cos 0の分布を示し、 パラツキも小さかった。 麵列 3
実施例 2と同様にして M 0上青色 L E D¾¾を «したが、 次の工程のコロイダルシリ 力マスクェツチング処理による光散舌 «の形成することなく、粒子状蛍光体の樹脂分散 層を表面に形成した。
»例 2と同様にして M o上青色 L E D¾¾を した後、 通常のフォトリソグラフィ とリフトオフプロセスによりメッシュ状の A 1暫亟を形成した。 この M o上青色 L E D基 板を酉 BI泉の形成された平坦なセラミツク製パッケージに導電十生ペーストで ¾Kした後、 ヮ ィャーボンディングにより電極を接続した。 TAG: C e蛍光体をシリコーン樹脂に分散 したスラリーをスビンコ一トにより上記の M o上青色 L E D基板ののったサブマウント上 に塗布した。 塗布 は 2 0〃 mであった。 蛍光体層の厚さ 2 0〃 m«M o上青色 L E D 鎌の厚さ 1 0 0 mに比べて小さいので、 この蛍光体層は努光素子チップと一体である P T/JP2007/057355
とみなした。 得られた発光素子の配光衛生を測定したところ図 8に示す配光分布が得られ た。 図 8から配光がほぼ cos 0の分布を示し、 バラツキも小さかった。 産業上の利用可能性
本発明の化合物半導体発光素子は、 チップの周囲に、 配光特 を変化させる « 体をわ ざわざ造ることをしなくても、 発光素子チップの光取出し面から放出される直接光の配光 が、 I (0 , 0) = I。 cos 0でほぼ表される配光分布を有するので、 そのまま一般室内 照明に に用いることができ、 また、 チップ間の配光分布バラツキも著しく小さくでき る。 レンズ等の外部の 体と組み合わせた ¾ ^においても、 従来の発光素子チップを用 いた よりも高精度の配光制御が可能になる。

Claims

請求の範囲
1. 発光素子のチップから放出される光を直接測定した時の配光分布 I (θ, φ) I ø方向に依存 ·¾τΤ、 I (θ, φ) =1 (Θ) でほぼ表される配光分布を有する発光 素子。
I (θ, φ) は (θ, φ) 方向の光娘分布、
Θは発光素子の光取出し面の ¾H方向からの角度 (0≤0≤90° ) 、
()は ¾|泉の周りの回!^ (0≤ ≤360° ) 、
I (Θ) は 0=90° でゼロに近づく単調減少関数を表す。
2. I ( 力 \ I (0) = locosn0でほぼ表される配光分布を有する請求項 1記載の発 光素子
10は 0=0° 方向の光強度、
nは正の数を表す。 .
3. nが 0. 5以上 2以下である請求項 2記載の発光素子。
4. 発光素子のチップから放出される ¾ ^の配光分布 I (Θ, ø) の、 同一 0方向 における ø方向 360° の範囲でのパラツキの大きさが、 φ方向の 360° 範囲 の平均値 I (Θ) に対して 20%以下である請求項 1〜 3のレ、ずれかに記載の発光 素子。
5. 発光素子のチップを構成する構造体のうち、発光層から放出される光に対して透明 な構造 分の大きさに関して、 向の大きさと厚さ方向の大きさとの比 (ァ スぺタト比) 力 5以上であり、 力つ発光素子チップの表面もしくは冒鍾明な構造 分の内部に、 光散舌 能を有する觀を備えて 、る請求項 1〜 4の 1、ずれか に記載の発光素子。
6. 光散舌 能を有する が、 微粒子力 S発光素子チップ表面もしくは透明な^ t体内 部の面内に配列した構造、 またば微粒子が ί楊晶中に した離である請 求項 5記載の発光素子
7. 光散舌 能を有する構造が、 チップ表面、 またはチップ内部の光取出し面に略平行 な屈折率の異なる材料間界面に形成された、該チップ表面または該界面に対して 惧斜した側面を有する複数の凹凸†¾ である請求項 5記載の発光素子。
8 . 微粒子の平均直径が 1 O n m以上 1 0 0 0 O n m以下である請求項 7記載の発光素 子。
9 . 微粒子の 分が酸化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、 カルコゲン化物のいずれかで ある請求項 6または 8言己載の発光素子。
1 0. 微粒子がシリカ、 ァノレミナ、 ジノレコニァ、 チタニア、 セリア、 マグネシア、 酸化亜 鉛、 酸化スズ、 イツトリゥムアルミニウムガーネットのいずれ力である請求項 6、 8または 9に ΐ己載の発光素子。
1 1 . 発光素子のチップを構成するネ髓体のうち、 発 ¾ϋから放出される光に対して透明 な tf ^解分の大きさに関して、歡向の大きさと厚さ方向の大きさとの比 (ァ スぺクト比) が 5以上であり、 力つ発光素子チップの表面、 もしくは纖明な構 造 分の内部に、 発 ¾ϋから放出された光を吸収して異なる波長の光を発する 粒子状蛍光体分散層力形成されている請求項 1〜 4の!/ヽずれかに記載の発光素子。
1 2. 発光素子のチップを構成する構造体のうち、 発光層から放出される光に対して透明 な麟#¾分の大きさに関して、歡向の大きさと厚さ方向の大きさとの比 (ァ スぺタト比) が 5以上であり、 力、つ発光素子チップの表面もしくは麵明な構造 #¾分の内咅 1に、 光散舌 1^能を有する構造を備えている発光素子。
1 3 . 光散舌 IB能を有する構造が、微粒子力 S発光素子チップ表面もしくは透明な構造体内 . 部の面内に配列した離、 また 敷粒子が半導 ί楊晶中に分散した構造である請 求項 1 2記載の発光素子
4. 光散 an能を有する S が、 チップ表面、 またはチップ内部の光取出し面に略 ffi な屈折率の異なる材料間界面に形成された、 該チップ表面または該界面に対して 惧斜した側面を有する複数の凹凸構造である請求項 1 2記載の発光素子。
5. 微粒子の平均直径が 1 0 nm以上 1 0 0 0 0 nm以下である請求項 1 3記載の発光 素子。
6 . 微粒子の 分が酸化物、 窒化物、炭化物、 硼化物、 カルコゲン化物のレヽずれかで ある請求項 1 3または 1 5言己載の発光素子。
7. 微粒子がシリカ、 アルミナ、 ジルコユア、 チタニア、 セリア、 マグネシア、 酸化亜 鉛、酸化スズ、 イットリウムアルミニウムガーネットのいずれかである請求項 1
3、 1 5または 1 6に記載の発光素子。
8 . 発光素子のチップを構成する構造体のうち、 発光層から放出される光に対して透明 な申離体部分の大きさに関して、歡向の大きさと厚さ方向の大きさとの比 (ァ スぺタト比) が 5以上であり、 力、つ発光素子チップの表面、 もしくは言亥透明な構 造 {φ¾分の内部に、 発^ jfから放出された光を吸収して異なる波長の光を発する 粒子状 光体 力 S形成されている請求項 1 2記載の発光素子。
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