CN104701444B - 发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够降低电流密度分布的偏差的发光元件。本发明的发光元件在第一导电型半导体层及第二导电型半导体层上分别具有第一电极及第二电极，第一电极及第二电极配置于第一导电型半导体层及第二导电型半导体层的同一面侧，其中，俯视观察，第一电极及第二电极分别具有第一连接部(6a)及第二连接部(7a)，第一电极具有从第一连接部向第二连接部直线状地延伸的第一延伸部(6b)、和夹着第一延伸部且相对于第一延伸部平行地延伸的两个第二延伸部(6c)，第二电极在第一延伸部和两个第二延伸部之间分别具有相对于第一延伸部平行地延伸的两个第三延伸部(7b)，在相对于第一延伸部垂直的方向上，相邻的第二延伸部和第三延伸部各自之间的距离(b、b’)比第一延伸部和两个第三延伸部的距离(a、a’)短。

Description

发光元件
技术领域
本发明涉及发光元件，特别是涉及发光元件的电极配置。
背景技术
目前，为了可进行均一的发光而对发光元件进行了各种开发。例如，作为具有四边形外形的发光元件的电极构造，提案有将第二电极及第一电极的一方配置于发光元件上面的中心，且以将一电极的周围包围的方式配置有另一电极的发光元件(专利文献1～3)。
专利文献1：(日本)特开2011－61077号公报
专利文献2：(日本)特开2012－89695号公报
专利文献3：(日本)特开2011－139037号公报
这些各种电极构造分别是为了以遍及发光元件的整个面而射出均一的光的方式实现电流密度的均一分布而提案的构造。但是，即使实际采用这些电极构造，也依然在第二电极与第一电极之间在电流密度的分布上产生偏差，要得到均一的发光尚不充分。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而设立的，其目的在于降低电极间的电流密度分布的偏差。
本发明的发光元件在第一导电型半导体层及第二导电型半导体层上分别具有第一电极及第二电极，所述第一电极及所述第二电极配置于所述第一导电型半导体层及所述第二导电型半导体层的同一面侧，其中，
俯视观察下，
所述第一电极及所述第二电极分别具有第一连接部及第二连接部，
(1)所述第一电极具有从所述第一连接部向所述第二连接部直线状地延伸的第一延伸部、和夹着所述第一延伸部且相对于所述第一延伸部平行地延伸的两个第二延伸部，
所述第二电极在所述第一延伸部与所述两个第二延伸部各自之间具有相对于所述第一延伸部平行地延伸的两个第三延伸部，
在与所述第一延伸部垂直的方向上，相邻的所述第二延伸部与所述第三延伸部各自之间的距离比所述第一延伸部与所述两个第三延伸部之间的距离短，或者
(2)所述第一电极具有从所述第一连接部向所述第二连接部直线状地延伸的第一延伸部、和夹着所述第一延伸部而延伸的两个第二延伸部，
所述第二电极具有两个第三延伸部、和向该两个第三延伸部各自的外侧延伸的两个第四延伸部，
所述第一延伸部、所述第二延伸部、所述第三延伸部及所述第四延伸部具有相互平行的部位，在与所述第一延伸部正交的方向上交替地配置，
所述第四延伸部的前端部向接近所述第一连接部的方向弯曲。
根据本发明的发光元件，能够降低电流密度分布的偏差。
附图说明
图1A是表示本发明实施例1的发光元件的俯视图；
图1B是表示本发明实施例1的变形例的发光元件的俯视图；
图1C是表示本发明实施例1的发光元件的概略剖面图；
图1D是表示本发明实施例1的其它变形例的发光元件的俯视图；
图2A是表示本发明实施例2的发光元件的俯视图；
图2B是表示本发明实施例2的变形例的发光元件的俯视图；
图3是表示本发明实施例3的发光元件的俯视图；
图4是表示本发明实施例4的发光元件的俯视图；
图5是表示本发明实施例5的发光元件的俯视图；
图6是表示本发明实施例6的发光元件的俯视图；
图7是表示本发明实施例7的发光元件的俯视图；
图8是表示本发明实施例8的发光元件的俯视图；
图9是表示本发明实施例9的发光元件的俯视图；
图10是表示本发明参考例的发光元件的俯视图；
图11是表示本发明实施例1、5、8的发光元件和参考例的发光元件的电流密度分布的模拟的俯视图。
具体实施方式
以下，作为用于实施本发明的发光元件的方式，参照附图进行说明。为了明确说明而有时将各图所示的部件的大小及位置关系等进行了夸张。另外，在以下的说明中，对于同一名称、标记，原则上表示同一、同质或同功能的部件，适当省略详细说明。另外，构成本发明的各要素为由同一部件构成多个要素，由一个部件兼作多个要素的方式，相反，也可以由多个部件分担实现一个部件的功能。在一部分实施例及实施方式中说明的内容可在其它实施例及实施方式等中利用。
本发明的发光元件具有第一导电型半导体层及第二导电型半导体层、和分别配置于第一导电型半导体层及第二导电型半导体层上的第一电极及第二电极。这些第一电极及第二电极配置在第一导电型半导体层及/或第二导电型半导体层的同一面侧。
在此，第一导电型半导体层和第二导电型半导体层具有不同的导电型。第一导电型半导体层可以是n型或p型的任一种。在第一导电型半导体层为n型的情况下，第二导电型半导体层是指p型，在第一导电型半导体层为p型的情况下，第二导电型半导体层是指n型。
(第一导电型半导体层及第二导电型半导体层)
第一导电型半导体层及第二导电型半导体层为发光元件中的作为发光部的部件，通常被层积而构成半导体层积体。第一导电型半导体层及第二导电型半导体层可以分别为单层构造，也可以分别为层积构造。在层积构造的情况下，构成第一导电型半导体层或第二导电型半导体层的全部的层也可以不是表示第一导电型或第二导电型的层。通常，在这些半导体层之间夹有活性层(发光层)。活性层也可以是形成于产生量子效应的薄膜上的单一量子阱构造及多重量子阱构造的任一种。其中，优选将第一导电型半导体层、活性层、第二导电型半导体层按顺序层积而成。换言之，优选层积有n型半导体层/活性层/p型半导体层的构成。此时，p型半导体层侧成为第一电极及第二电极配置侧。
半导体层的种类及材料没有特别限定，例如优选使用InXAlYGa1－X－YN(0≤X、0≤Y、X+Y≤1)等氮化物半导体材料。
第一导电型半导体层及第二导电型半导体层通常层积于基板上。作为基板的材料，可举出：蓝宝石(Al2O3)或尖晶石(MgA12O4)那样的绝缘性基板；碳化硅(SiC)、ZnS、ZnO、Si、GaAs、金刚石；及与氮化物半导体晶格匹配的铌酸锂、镓酸铌等氧化物基板。但是，发光元件中，也可以不必存在这样的基板。
第一导电型半导体层及第二导电型半导体层为了将后述的第一电极及第二电极配置于这些第一导电型半导体层及第二导电型半导体层的同一面侧，例如以第一导电型半导体层的一部分露出的方式将第二导电型半导体层层积于第一导电型半导体层上，以第二导电型半导体层的一部分露出的方式将第一导电型半导体层层积于第二导电型半导体层上。
在一实施方式中，在n型半导体层上经由活性层层积p型半导体层而构成半导体层积体，就p型半导体层及活性层而言，为了使这些层之下的n型半导体层的一部分露出而优选在一部分区域进行除去。
成为发光元件的发光部的半导体层积体没有特别限定，优选俯视形状为具有相对的一对边的形状，更优选为矩形。但是，其角部也可以进行倒脚而带圆角。在矩形的情况下，允许四角的角有90±10度左右的角度变动。在正方形的情况下，也允许一边的长度有另一边的长度的±5％程度变动。
(第一电极及第二电极)
第一电极及第二电极为了向第一导电型半导体层及第二导电型半导体层分别供给电流而与第一导电型半导体层及第二导电型半导体层直接或间接地电连接。
在第一导电型半导体层为n型的情况下，第一电极是指n侧电极，在第一导电型半导体层为p型的情况下，第一电极是指p侧电极。第二电极也同样。
第一电极或第二电极在俯视观察下优选配置于发光元件的内侧。换言之，优选第一电极被第二导电型半导体层包围，或第二电极被第一导电型半导体层包围。由此，能够使电流在第一电极或第二电极的整周扩散。但是，第一电极或第二电极的一部分也可以不被第二导电型半导体层或第一导电型半导体层包围。
第一电极为其一部分或全部被第二电极包围的方式，也可以相反。换言之，可以为n侧电极的一部分或全部被p侧电极包围的方式，也可以为p侧电极的一部分或全部被n侧电极包围的方式。其中，考虑到确保活性层的面积，优选前者。
第一电极及第二电极分别具有第一连接部及第二连接部。
第一连接部及第二连接部是为了向发光元件供给电流而用于与外部电极或外部端子等连接的所谓的焊盘电极，例如为接合导电性的导线等的部位。
第一连接部及第二连接部分别偏向半导体层积体的相对的一对边侧设置。特别是，在半导体层积体的俯视形状为矩形的情况下，第一连接部及第二连接部优选配置于一个中心线上的一端侧及另一端侧。中心线优选为与半导体层积体的一边平行的线，为穿过与该一边正交的另一边的中点的线。有时将该中心线称作第一中心线。但是，在本说明书中，中心线、中点等根据发光元件的加工精度等，允许数μm～十数μm程度的变动。
第一连接部及第二连接部的俯视形状可根据发光元件的大小、电极的配置等适当调整，例如可设为圆形、正多边形等形状。其中，考虑到导线接合的容易度等，优选为圆形或接近圆形的形状。另外，第一连接部及第二连接部的大小可根据发光元件的大小、电极的配置等适当调整。例如可设为直径70μm～150μm程度的大致圆形。第一连接部及第二连接部的形状及大小可以相同，也可以互不相同。
第一电极具有第一延伸部和第二延伸部。
第二电极具有第三延伸部和任意地设置的第四延伸部。
这些第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及任意的第四延伸部的形状及数量没有特别限定，能够设为任意的形状及数量。
在一实施方式中，第一电极优选具有从第一连接部向第二连接部直线状地延伸的第一延伸部、和夹着第一延伸部而延伸的两个第二延伸部。第二延伸部优选夹着第一延伸部且相对于第一延伸部平行地延伸。
第二电极优选在第一延伸部和两个第二延伸部之间分别具有相对于第一延伸部平行地延伸的两个第三延伸部。第四延伸部优选向两个第三延伸部的外侧延伸，更佳优选在两个第二连接部的外侧相对于第一延伸部平行地延伸。
第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及任意的第四延伸部与第一连接部及第二连接部连接，实现用于使向第一连接部及第二连接部供给的电流在半导体层均一地扩散的辅助电极的作用。
第一延伸部及第二延伸部优选从第一连接部延伸。优选第一、第二延伸部的前端位于比与第一中心线正交且穿过另一边的中点的线(有时称作第二中心线)更靠第二连接部侧。
特别是，如上所述，在将第一连接部配置于第一中心线上的一端侧的情况下，优选第一延伸部在第一中心线上延伸。
优选第二延伸部向远离第一延伸部的方向延伸，且使方向逐渐或急剧变更，并向相对于第一延伸部平行的方向延伸。远离第一延伸部的方向例如可列举出与平行于第一延伸部的方向正交的方向、或在两个第二延伸部描绘在第二连接部方向上具有中心的圆弧或抛物线的方向。
优选第三延伸部及第四延伸部从第二连接部延伸。优选第三、第四延伸部的前端位于比与第一中心线正交且穿过另一边的中点的线(有时称作第二中心线)更靠第一连接部侧。特别是，优选第四延伸部在远离第二连接部的方向且延伸至比第一连接部更远的位置。
优选两个第三延伸部以成为形成一个U形的形状的方式延伸。这是因为，与将直线连接的方式弯曲的情况相比，距离变短，能够缩短延伸部的长度，能够降低延伸部导致的遮光或光吸收。
优选两个第四延伸部向远离第三延伸部的方向延伸，且使方向逐渐或急剧变更，并向相对于第一延伸部平行的方向延伸。远离第三延伸部的方向例如可列举出与平行于第一延伸部的方向正交的方向、或在两个第四延伸部描绘在第一连接部方向上具有中心的圆弧或抛物线的方向。
第二延伸部、第三延伸部及第四延伸部也可以均使其前端部弯曲。前端部弯曲包含延伸部屈曲和延伸部弯曲。第二延伸部、第三延伸部及第四延伸部的前端部可以向接近第一连接部及/或第二连接部的方向弯曲，或者也可以向半导体层积体的第一中心线及/或半导体层积体的内侧弯曲。
第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及第四延伸部的粗细度(宽度)没有特别限定，例如优选为第一连接部及第二连接部的直径或最长长度的5～30％程度的粗细度、5～20％程度的粗细度、5～15％程度的粗细度。这些延伸部的粗细度可以互不相同，也可以相同。例如，优选第一延伸部及第二延伸部的粗细度相同，优选第三延伸部和第四延伸部的粗细度相同。优选第一延伸部及第二延伸部和第三延伸部及第四延伸部的粗细度互不相同。另外，第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及第四延伸部既可以分别使粗细度部分不同，也可以为一定。
在半导体层积体为正方形的情况下，其俯视形状的大小没有特别限定，但可以将一边设为600μm～1200μm。第一连接部、第二连接部、第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部、第四延伸部可以按照半导体层积体的俯视形状的大小适当调整大小、长度、粗细度及/或分开距离。
例如，俯视观察下，在为半导体层积体的一边为800μm的正方形且第一连接部和第二连接部具有直径100μm程度的大致圆形的情况下，第一连接部和第二连接部可分开420μm～660μm。另外，第一延伸部的全长可在190μm～370μm的范围适当调整，第二延伸部的全长可在750μm～1500μm的范围适当调整，第三延伸部的全长可在600μm～1100μm的范围适当调整，第四延伸部的全长可在1300μm～2200μm的范围适当调整。进而，第三延伸部的前端和将第三延伸部相对于第一延伸部平行地延长的方向上的第二延伸部的距离(f、m)可在120μm～190μm的范围内适当调整，第二延伸部的前端和将第二延伸部相对于第一延伸部平行地延长的方向上的第四延伸部的距离(g、j)可在90μm～190μm的范围内适当调整，第一延伸部和第二连接部的距离(h、k)可在120μm～170μm的范围内适当调整。第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部、第四延伸部的粗细度可以设为2～15μm。
在半导体层积体的俯视形状为矩形的情况下，优选第一延伸部与半导体层积体的一边平行。同样地，优选第二延伸部、第三延伸部及第四延伸部具有与半导体层积体的一边平行的部位。通过这些延伸部的配置，能够使从第一连接部及第二连接部供给的电流遍及半导体层积体的整个面均一地扩散。
如图1A和图2A所示，优选第二延伸部与第三延伸部的距离(b、b’)比第一延伸部与第三延伸部的距离(a、a’)短。即，优选在相对于第一延伸部垂直的方向上，两个第二延伸部和与其分别相邻的两个第三延伸部各自之间的距离均比第一延伸部和与其相邻的两个第三延伸部各自之间的距离短。
优选第一延伸部和两个第二延伸部各自之间的距离(a+b、a’+b’)相等。
优选第一延伸部和两个第三延伸部各自之间的距离(a、a’)相等。
如图1A所示，在发光元件具有第四延伸部的情况下，优选第四延伸部和第二延伸部的平行地延伸的部位间的距离(c、c’)比第二延伸部和第三延伸部的距离(b、b’)短。另外，优选第四延伸部和第二延伸部的平行地延伸的部位间的距离(c、c’)比第一延伸部和第三延伸部(a、a’)的距离短。
在第一连接部与第二连接部之间，在将第一连接部和第二连接部连接的直线部分容易引起电流集中(容易流通电)。因此，在与将第一连接部及第二连接部连接的直线部分接近的第一延伸部和两个第三延伸部容易扩散电流。因此，通过加宽第一延伸部与第三延伸部的间隔，能够抑制电流的集中。另一方面，越远离第一连接部及第二连接部，即越接近半导体层积体的周边，电流越难以扩散。因此，在配置于半导体层积体的周边的延伸部，相邻的延伸部彼此的间隔缩小的一方可促进电流扩散。即，优选从距离大的一方起依次为第一延伸部与第三延伸部的距离(a、a’)、第二延伸部与第三延伸部的距离(b、b’)、第四延伸部与第二延伸部的距离(c、c’)。这样，通过配置延伸部，能够降低半导体层积体的电流密度分布的偏差。
第一延伸部与两个第三延伸部的距离即a和a’也可以为长度不同。另外，在相对于第一延伸部垂直的方向上，相邻的第二延伸部和第三延伸部各自之间的距离即b和b’也可以为长度不同。进而，在相对于第一延伸部垂直的方向上，相邻的第四延伸部与第二延伸部的距离即c和c’也可以为长度不同。
如图1A所示，在第四延伸部的前端部弯曲的情况下，优选第一延伸部的延伸方向上的第四延伸部的前端部与第二延伸部的距离(e、e’)比相对于第一延伸部垂直的方向上的第四延伸部与第二延伸部的平行地延伸的部位间的距离(c、c’)长。
由此，能够缓和电流在第四延伸部的前端部与第一连接部之间集中的趋势，能够使电流在半导体层积体的整个面均一地扩散。
第一延伸部的延伸方向上的第四延伸部的前端部与第二延伸部的距离即e和e’也可以为长度不同。
如图2A所示，在第二延伸部的前端部弯曲的情况下，优选第一延伸部的延伸方向上的第二延伸部的前端部与第三延伸部的距离(d、d’)比相对于第一延伸部垂直的方向上的第二延伸部与第三延伸部的平行地延伸的部位间的距离(b、b’)长。
由此，能够缓和电流在第二延伸部的前端部与第二连接部之间集中的趋势，能够使电流在半导体层积体的整个面均一地扩散。
此外，第一延伸部的延伸方向上的第二延伸部的前端部与第三延伸部的距离即d和d’也可以为长度不同。
第一电极及第二电极优选在与半导体层积体之间进一步配置后述那样的覆盖该第一导电型半导体层或第二导电型半导体层的大致整个面的透光性导电层。透光性导电层也可以设于第一导电型半导体层及第二导电型半导体层上的两方。在此，大致整个面是指第二导电型半导体层的整个面积的90％或95％程度以上的面积。此外，在形成有这种透光性的导电层的情况下，另外，也可以在第一电极或第二电极之下即透光性的导电层和第一导电型半导体层或第二导电型半导体层之间的至少一部分形成绝缘膜。通过该绝缘膜能够抑制光与第一电极和第二电极接触而被吸收的情况。
第一电极及第二电极通常优选包围第一电极或第二电极的外缘的矩形的面积为后述的透光性的导电层或半导体层积体的面积的60～90％，更优选为70～90％。由此，能够向半导体层积体的整个面均一地供给电流。而且，由于能够降低电极(第一电极及第二电极)在半导体层积体上所占的面积，故而能够降低这些电极引起的光的吸收等，避免自半导体层积体的光取出效率的降低。
特别是，包围第一电极或第二电极的外缘的矩形优选为与朝向发光元件的重心缩小的发光元件的俯视观察下的外形或第二导电型半导体层的俯视观察下的外形相似或大致相似的形状。通过这种形状，能够实现更均一的电流供给。
这里的包围第一电极或第二电极的外缘的矩形是指分别描绘并包围与配置于第一电极或第二电极的最外侧的端部相接且与发光元件或第二导电型半导体层的俯视形状的外形平行的线的矩形。另外，大致相似是指允许±10％程度的部分的缩小率的变动。
第一电极及第二电极例如可使用由Ni、Rh、Cr、Au、W、Pt、Ti、Al等金属或合金得到的单层膜或多层膜，其中，优选使用Ti/Pt/Au或Ti/Rh/Au等按顺序层积的多层膜。
在一实施方式中，第一电极具有偏向一个中心线上的一端侧设置的第一连接部、和分别具有从第一连接部与该一个中心线平行地延伸的部位的多个延伸部(即第一延伸部及第二延伸部)。第二电极具有偏向第一连接部存在的一个中心线上的另一端侧设置的第二连接部、和分别具有从第二连接部与该一个中心线平行地延伸的部位的多个延伸部(第三延伸部及任意的第四延伸部)。第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及任意的第四延伸部在与一个中心线正交的其它中心线方向上交替地配置。另外，相互相邻的第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部及任意的第四延伸部的距离随着朝向接近半导体层积体的外周的一侧而减小。
(导电层)
配置于第一电极或第二电极和半导体层积体之间的导电层是用于使从第一电极或第二电极供给的电流在第一导电型半导体层或第二导电型半导体层的面内整体均一地流动的部件。虽然也可以使用金属薄膜作为导电层，但由于配置于发光元件的光取出面侧，故而优选具有透明性的导电层、具体而言为导电性氧化物层。作为这种导电性氧化物，可列举出含有选自Zn、In、Sn、Mg中的至少一种的氧化物、具体而言为ZnO、In2O3、SnO2、ITO(Indium Tin Oxide；ITO)、IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)等。由于导电性氧化物(特别是ITO)在可视光(可视区域)具有高的光透射性(例如60％以上、70％以上、75％以上或80％以上)，另且还为导电率较高的材料，故而能适合使用。
(封装)
本发明的发光元件也可以安装于基体上并由密封部件密封而构成发光装置。该情况下，发光元件也可以通过面朝上或面朝下的任一方法安装。
基体通常由配线和绝缘性材料形成。配线用于向发光元件的电极供给电力。因此，如果是可实现该功能的导电材料，则没有限定，可使用任何材料。作为这样的材料，可从用于上述的第一电极等的材料中适当选择。作为绝缘性材料，可列举出陶瓷、树脂、电介质、纸浆、玻璃或其复合材料、或者这些材料和导电材料(例如金属、碳等)的复合材料等。
此外，配线及绝缘性材料作为一体可以是长方体或立方体等，也可以在安装发光元件的任一部位形成凹部。
密封部件用于保护发光元件及导线等连接部件等不受外部影响，只要是可以高效地从发光元件取出光的材料，就可以使用任何材料。例如可列举透光性树脂。透光性树脂也可以含有荧光体、光扩散材料、无机填料等。
透光性树脂优选透过从活性层射出的光的60％以上，更优选透过70％、80％或90％以上。这样的树脂例如可列举硅酮树脂、环氧树脂。
荧光体可使用该领域公知的材料。例如，在作为发光元件而使用发蓝色光的氮化镓系发光元件的情况下，可列举吸收蓝色光而发出黄色～绿色系光的YAG系、LAG系、发出绿色光的SiAlON系(β硅铝氧氮陶瓷)、发出红色光的SCASN、CASN系的荧光体的单独或组合。另外，作为在蓝色域具有激励带且发光峰的半值宽幅窄的红色发光荧光体，例如也可使用具有K2SiF6：Mn4+、K2TiF6：Mn4+、K2SnF6：Mn4+、Na2TiF6：Mn4+、Na2ZrF6：Mn4+、K2Si0.5Ge0.5F6：Mn4+等组成的氟化物荧光体。
以下，基于附图详细说明本发明的发光元件的实施例。
＜实施例1＞
如图1A和图1C所示，该实施例1的发光元件10A具有：基板2；设于基板2上的依次具有作为第一导电型半导体层的n型半导体层3、活性层33、作为第二导电型半导体层的p型半导体层4的半导体层积体5；形成于n型半导体层3上的作为第一电极6的n侧电极；在p侧半导体层4上且包围n侧电极配置的作为第二电极7的p侧电极。
基板2及半导体层积体5(特别是p型半导体层4)俯视观察为大致正方形，半导体层积体5(或基板2)的一边的长度为800μm。
作为n侧电极的第一电极6形成在半导体层积体5中的除去p型半导体层4及活性层33的一部分而露出的n型半导体层3上，与n型半导体层3电连接。作为n侧电极的第一电极6被这些p型半导体层4及活性层33包围。
作为p侧电极的第二电极7形成于p型半导体层4上。在作为p侧电极的第二电极7与p型半导体层4之间配置有在p型半导体层4上的大致整个面上形成的透光性的导电层8。作为p侧电极的第二电极7经由导电层8与p型半导体层4电连接。
这些半导体层积体5、n侧电极及p侧电极除了后述的第一连接部6a及第二连接部7a的一部分之外，被保护膜9覆盖。
作为n侧电极的第一电极6及作为p侧电极的第二电极7分别具有与外部电路电连接的第一连接部6a及第二连接部7a。第一连接部6a及第二连接部7a分别配置于半导体层积体5的第一中心线上的一端侧及另一端侧。该第一中心线为与半导体层积体5的一边平行的线、即穿过与该一边正交的另一边的中点的线。第一连接部6a及第二连接部7a具有直径为100μm程度的大小的大致圆形。第一连接部6a与第二连接部7a的(中点间)距离为473μm。
作为n侧电极的第一电极6具有：从第一连接部6a向第二连接部7a直线状地延伸的第一延伸部6b、和夹持第一延伸部6b且相对于第一延伸部6b平行地从第一连接部6a延伸的两个第二延伸部6c。第一延伸部6b与半导体层积体5的一边平行，在第一中心线上延伸。
第一延伸部6b及第二延伸部6c的粗细度大致相同，为12μm。第一延伸部6b的全长为215μm。第二延伸部6c的全长为1100μm，相对于第一延伸部6b平行的直线的部位为470μm程度。
作为p侧电极的第二电极7在第一延伸部6b和两个第二延伸部6c之间分别具有相对于第一延伸部6b平行地延伸的两个第三延伸部7b。另外，第二连接部7a还在第二延伸部6c的外侧具有相对于第一延伸部6b平行地延伸的第四延伸部7c。该第四延伸部7c的前端部7d向接近第一连接部6a的方向弯曲。
第三延伸部7b的粗细度为8μm。第四延伸部7c的粗细度随着远离第二连接部而变细，具有10μm的部位和6μm的部位。第三延伸部7b的全长为666μm，相对于第一延伸部6b平行的直线的部位为235μm程度。第四延伸部7c的全长为1940μm，相对于第一延伸部6b平行的直线的部位为760μm程度。
第一延伸部6b和两个第三延伸部7b的距离a、a’分别相同，为130μm。第三延伸部7b的前端和将第三延伸部7b相对于第一延伸部6b平行地延长的方向上的第二延伸部6c的距离f为166μm。
第三延伸部7b和第二延伸部6c的距离b、b’分别相同，为102μm。
第二延伸部6c和第四延伸部7c的距离c、c’分别相同，为60μm。
第二延伸部6c和第四延伸部7c的前端部7d的距离e、e’分别相同，为91μm。
另外，第二延伸部6c的前端和将第二延伸部6c相对于第一延伸部6b平行地延长的方向上的第四延伸部7c的距离g为104μm。
第一延伸部6b的前端和第二连接部7a的距离h为152μm。
因此，第二延伸部6c和第三延伸部7b的距离b、b’比第一延伸部6b和第三延伸部7b的距离a、a’短。
第四延伸部7c和第二延伸部6c的平行地延伸的部位间的距离c、c’比第二延伸部6c和第三延伸部7b的距离b、b’短。
第四延伸部7c和第二延伸部6c的平行地延伸的部位间的距离c、c’比第一延伸部6b和第三延伸部7b的距离a、a’短。
第四延伸部7c和第二延伸部6c的平行地延伸的部位间的距离c、c’比第四延伸部7c的前端部7d和第二延伸部6c的距离e、e’短。
在该发光元件10A中，包围作为n侧电极的第一电极6的p侧电极即第二电极7以半导体层积体5的中心点为中心而配置在上述的导电层8的平面面积的70％程度的缩小区域内。换言之，在描绘出四条与配置于第二电极7的最外侧的端部相接且与半导体层积体5的边平行的线的情况下，由该四条线包围的平面面积为导电层8的平面面积的70％的面积缩小率(参照图1A中由点线包围的区域)。
＜实施例1的变形例1＞
如图1B所示，该实施例1的变形例1的发光元件10B为对p侧电极和n侧电极进行了切换的形式，即将第一电极16设为p侧电极，将第二电极17设为n侧电极，除此之外，具有实质上与实施例1的发光元件10A相同的结构。
即，作为p侧电极具有第一电极16，且配置有第一连接部16a、第一延伸部16b、第二延伸部16c。另外，作为n侧电极具有第二电极17，且配置有第二连接部17a、第三延伸部17b、第四延伸部17c。第四延伸部17c的前端部17d向接近第一连接部16a的方向弯曲。
第一延伸部16b的粗细度为12μm。
第二延伸部16c的粗细度为12μm。
第三延伸部17b的粗细度为8μm。
第四延伸部17c的粗细度在接近第二连接部17a的部位为10μm，在前端部侧为6μm。
＜实施例1的变形例2＞
如图1D所示，该实施例1的变形例2的发光元件10C与发光元件10A同样地，在第二电极7上配置有第二连接部7a、第三延伸部7b、第四延伸部7c，但第四延伸部7c的前端不弯曲，而越过第一连接部6a的最外侧的端部直线状地延长到发光元件10C的端部，除此之外，具有与实施例1的发光元件10A同样的结构。
在此，第四延伸部7c的发光元件端部附近的前端、和将第四延伸部7c相对于第一延伸部6b平行地延长的方向上的半导体层积体5的端部的距离为62μm。
＜实施例2＞
如图2A所示，该实施例2的发光元件20A具有：基板2；设于基板2上的依次具有作为第一导电型半导体层的n型半导体层3、活性层33、作为第二导电型半导体层的p型半导体层4的半导体层积体5；形成于n型半导体层3上的第二电极27即n侧电极；在p型半导体层4上且包围作为第二电极27的n侧电极配置的第一电极26即p侧电极。
基板2及半导体层积体5(特别是p型半导体层4)俯视观察为大致正方形，半导体层积体5(或基板2)的一边的长度为800μm。
作为n侧电极的第二电极27在半导体层积体5中除去p型半导体层4及活性层33的一部分而露出的n型半导体层3上形成，与n型半导体层3电连接。作为n侧电极的第二电极27被这些p型半导体层4及活性层33包围。
作为p侧电极的第一电极26形成于p型半导体层4之上。在作为p侧电极的第一电极26和p型半导体层4之间配置有形成于p型半导体层4上的大致整个面的透光性的导电层28。作为p侧电极的第一电极26经由导电层28与p型半导体层4电连接。
这些半导体层积体5、n侧电极及p侧电极除了后述的第一连接部26a及第二连接部27a的一部分之外，被保护膜9覆盖。
作为p侧电极的第一电极26具有第一连接部26a，作为n侧电极的第二电极27具有第二连接部27a。第一连接部26a及第二连接部27a分别配置于半导体层积体5的第一中心线上的一端侧及另一端侧。
作为p侧电极的第一电极26具有从第一连接部26a向第二连接部27a直线状地延伸的第一延伸部26b、和从第一连接部26a夹着第一延伸部26b且相对于第一延伸部26b平行地延伸的两个第二延伸部26c。第一延伸部26b与半导体层积体5的一边平行，在上述的第一中心线上延伸。第一延伸部26b的粗细度为12μm。第二延伸部26c的粗细度随着远离第一连接部26a而变细，具有10μm的部位和6μm的部位。第一延伸部26b的全长为248μm。第二延伸部26c的全长为1760μm，具有880μm程度的相对于第一延伸部26b平行的直线的部位。
第二延伸部26c具有向接近第二连接部27a的方向弯曲的前端部26d。
作为n侧电极的第二电极27在第一延伸部26b和两个第二延伸部26c之间分别具有相对于第一延伸部26b平行地延伸的两个第三延伸部27b。该第三延伸部27b具有向接近第一连接部26a的方向弯曲的前端部27c。
第三延伸部27b的粗细度为8μm。第三延伸部27b的全长为666μm，具有324μm程度的相对于第一延伸部26b平行的直线的部位。
第一延伸部26b与两个第三延伸部27b的距离a、a’分别相同，为130μm。
第三延伸部27b与第二延伸部26c的距离b、b’分别相同，为61.5μm。
第三延伸部27b与第二延伸部26c的前端部26d的距离d、d’分别相同，为112μm。
在该发光元件20A中，包围作为第二电极27的n侧电极的第一电极26即p侧电极以半导体层积体5的中心点为中心而配置在上述的导电层28的平面面积的70％程度的缩小区域内。
除上述之外，具有实质上与实施例1相同的构造。
＜实施例2的变形例＞
如图2B所示，该实施例2的变形例的发光元件20B为切换了p侧电极和n侧电极的形式，即将第二电极227设为p侧电极，将第一电极226设为n侧电极，除此之外，具有实质上与实施例2的发光元件20A相同的结构。
即，作为n侧电极具有第一电极226，且配置有第一连接部226a、第一延伸部226b、第二延伸部226c。第二延伸部226c的前端部226d向接近第二连接部227a的方向弯曲。另外，作为p侧电极具有第二电极227，且配置有第二连接部227a、第三延伸部227b。第三延伸部227b的前端部227c向接近第一连接部226a的方向弯曲。
第一延伸部226b的粗细度为10μm。
第二延伸部226c的粗细度随着远离第一连接部226a而变细，具有10μm的部位和6μm的部位。
第三延伸部227b的粗细度为8μm。
＜实施例3＞
如图3所示，该实施例3的发光元件30与发光元件10A相比，作为第一电极的n侧电极的第一连接部36a向作为第二电极的p侧电极的第二连接部37a方向移动，随之，第一延伸部36b及第二延伸部36c自第一连接部36a的延长状态稍微变化，除此之外，具有与实施例1的发光元件10A相同的结构。
＜实施例4＞
如图4所示，该实施例4的发光元件40与发光元件10A相比，n侧电极的第一连接部46a向p侧电极的第二连接部47a的相反侧的方向移动，随之，第一延伸部46b及第二延伸部46c自第一连接部46a的延长状态稍微变化，除此之外，具有与实施例1的发光元件10A相同的结构。
＜实施例5＞
如图5所示，该实施例5的发光元件50使n侧电极的第一连接部56a以与半导体层积体5的最近的一边接触的方式移动。由此，将第一连接部56a和第二连接部57a的距离从实施例1的473μm延长为593μm。
另外，为了使第一延伸部56b的前端与第二连接部57a的距离、第二延伸部56c的前端与将第二延伸部56c相对于第一延伸部56b平行地延长的方向上的第四延伸部57c的距离与其在发光元件10A中的距离相同，而延长了第一延伸部56b及第二延伸部56c的长度。详细地，将第一延伸部56b的全长设为335μm，将第二延伸部56c的全长设为1300μm。
另外，将第三延伸部57b及第四延伸部57c延伸到第一连接部56a接触的半导体层积体5的一边侧。详细地，将第三延伸部57b的全长设为978μm，将第四延伸部57c的全长设为1612μm。另外，第三延伸部57b的前端和与半导体层积体5的一边相接的第二延伸部56c的距离为174μm，第四延伸部57c的前端和半导体层积体5的一边的距离为62μm。
＜实施例6＞
如图6所示，该实施例6的发光元件60使n侧电极的第一连接部66a以与半导体层积体5的最近的一边接触的方式移动。由此，将第一连接部66a和第二连接部67a的距离从实施例1的473μm延长为593μm。
另外，为了使第一延伸部66b的前端与第二连接部67a的距离、第二延伸部66c的前端与将第二延伸部66c相对于第一延伸部66b平行地延长的方向上的第四延伸部67c的距离与其在发光元件10A中的距离相同，延长第一延伸部66b及第二延伸部66c的长度。详细地，将第一延伸部66b的全长设为335μm，将第二延伸部66c的全长设为1300μm。
另外，将第三延伸部67b及第四延伸部67c延伸到第一连接部66a接触的半导体层积体5的一边侧。详细地，将第三延伸部67b的全长设为978μm，将第四延伸部67c的全长设为1486μm。另外，第三延伸部67b的前端和与半导体层积体5的一边相接的第二延伸部66c的距离为174μm，第四延伸部67c的前端和半导体层积体5的一边的距离为125μm。
＜实施例7＞
如图7所示，该实施例7的发光元件70，除了第二延伸部76c的全长缩短(全长：832μm)，第二延伸部76c的前端和将第二延伸部76c相对于第一延伸部76b平行地延长的方向上的第四延伸部77c的距离变长(距离j：172μm)这一点；第一延伸部76b变长，第一延伸部76b和第二连接部77a的距离缩短(距离k：136μm)这一点之外，具有与实施例1的发光元件10A相同的结构。
＜实施例8＞
如图8所示，该实施例8的发光元件80，除了第三延伸部87b的全长变长(全长：760μm)，第三延伸部87b的前端和将第三延伸部87b相对于第一延伸部86b平行地延长的方向上的第二延伸部86c的距离缩短(距离m：130μm)这一点之外，具有与实施例1的发光元件10A相同的结构。
＜实施例9＞
如图9所示，该实施例9的发光元件90，除了第二延伸部96c的全长缩短(全长：832μm)，第二延伸部96c的前端和将第二延伸部96c相对于第一延伸部96b平行地延长的方向上的第四延伸部97c的距离变长(距离j：172μm)这一点；第一延伸部96b变长，第一延伸部96b和第二连接部97a的距离缩短(距离k：136μm)这一点；第三延伸部97b的全长变长(全长：760μm)，第三延伸部97b的前端和将第三延伸部97b相对于第一延伸部96b平行地延长的方向上的第二延伸部96c的距离缩短(距离m：130μm)这一点之外，具有与实施例1的发光元件10A相同的结构。
＜参考例＞
如图10所示，该参考例的发光元件100，除了第二延伸部106c和第三延伸部107b的距离X与第一延伸部106b和第三延伸部107b的距离Y及第二延伸部106c和第四延伸部107c的距离Z相等之外，具有实质上与实施例1相同的结构。此外，X＝Y＝Z＝99μm。
＜发光元件的评价＞
关于实施例1、5、8的发光元件10A、50、80及参考例的发光元件100，通过使用了有限要素法的模拟软件解析电流密度的分布。图11分别表示其结果。在图11中，表示浓淡度越浓，电流密度越高。
在发光元件100中，由于第一延伸部与第三延伸部的距离短，故而电流在第一连接部及第二连接部之间集中，电流容易在中心集中。
对此，在增长了第一延伸部和第三延伸部的距离的发光元件10A、50及80，中心部分的电流的集中被缓和。另外，相对于第一延伸部垂直的方向上的第二延伸部与第三延伸部的距离、第二延伸部与第四延伸部的距离随着远离第一连接部及第二连接部(即随着接近半导体层积体周边)而缩短，由此，电流扩散至半导体层积体的周边。
发光元件80相对于发光元件10A增长第三延伸部，且第三延伸部的前端接近第一连接部，因此，发光元件80的中心部分的电流进一步扩散。
在发光元件50中，可知第一连接部配置于半导体层积体的周边(一边侧)，第四延伸部的前端延伸至半导体层积体的角部附近，由此，在半导体层积体的角部，电流扩展。
其它实施例的发光元件20A、30、40、60、70、90也在电流密度分布上具有同样的效果。
分别准备三个上述实施例1、3、4、5、6、8的发光元件(发光元件10A、30、40、50、60、80)，且也同样准备了参考例的发光元件100。如下地评价这些发光元件。
关于发光元件10A、30、40、50、60，确认了作为第一电极的n侧电极的第一连接部和作为第二电极的p侧电极的第二连接部的距离带来的影响。对各发光元件施加电流350mA，比较Po、Vf、初始电力效率，发光元件10A、30、40比发光元件50、60好。由此可知，在Po、Vf、初始电力效率的观点上，优选使第一连接部和第二连接部一定程度地接近，另外，n侧电极的第一连接部相较于与半导体层积体的最近的一边接触，优选被p型半导体层包围。
其次，对于发光元件10A、80及参考例的发光元件100，对发光元件施加电流350mA而测定光输出(Po)和顺方向电压(Vf)。光输出的单位为mW。
另外，通过{光输出/(电流×电压)}×100[％]的式子求出初始电力效率。电流的单位为mA，电压的单位为V。
关于初始电力效率，发光元件80比发光元件10A和发光元件100好。就Vf而言，发光元件80比发光元件10A好，且发光元件10A比发光元件100好。
根据这些结果，为了提高光输出，使第一连接部和第二连接部一定程度地接近是有效的，对于缓和电流集中及降低Vf，考虑使距离x、y比距离z长，将距离m缩短一定程度是有效的。从初始电力效率的观点出发，在这些方面取得平衡的发光元件80为最好。
＜发光装置的评价＞
在具有凹部的陶瓷制封装(长×宽×高＝3mm×3mm×0.52mm)上分别安装实施例8的发光元件80和参考例的发光元件100，由含有YAG的硅酮树脂密封发光元件，制作白色发光装置。关于这些白色发光装置，测定Vf、光束(lm)及发光效率(lm/W)并进行比较。
其结果，安装有发光元件80的白色发光装置相较于安装有发光元件100的白色发光装置，Vf降低0.59％，光束提高0.39％，发光效率提高0.93％。
由此，在白色发光装置中，发光元件80的电流密度分布、即发光分布相较于参考例的发光元件100得到改善，故而认为光束和发光效率提高。
产业上的可利用性
本发明的发光元件可适合用于各种发光装置，特别是照明用光源、LED显示器、液晶显示装置等背光光源、信号机、照明式开关、各种传感器及各种指示器、动画照明辅助光源、其它一般的民用光源等。

Claims (9)

1.一种发光元件，在第一导电型半导体层及第二导电型半导体层上分别具有第一电极及第二电极，所述第一电极及所述第二电极配置于所述第一导电型半导体层及所述第二导电型半导体层的同一面侧，其特征在于，
俯视观察下，
所述第一电极及所述第二电极分别具有第一连接部及第二连接部，
所述第一电极具有从所述第一连接部向所述第二连接部直线状地延伸的第一延伸部、和夹着所述第一延伸部而延伸的两个第二延伸部，
所述第二电极具有两个第三延伸部、和向该两个第三延伸部各自的外侧延伸的两个第四延伸部，
所述第一延伸部、所述第二延伸部、所述第三延伸部及所述第四延伸部具有相互平行的部位，在与所述第一延伸部正交的方向上交替地配置，
所述第四延伸部在远离所述第二连接部的方向且延伸至比所述第一连接部更远的位置，并且所述第四延伸部的前端部向接近所述第一连接部的方向弯曲。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中，
在相对于所述第一延伸部垂直的方向上，相邻的所述第二延伸部与所述第三延伸部各自之间的距离比所述第一延伸部与所述两个第三延伸部之间的距离短。
3.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述第一延伸部与所述两个第二延伸部各自之间的距离相等，所述第一延伸部与所述两个第三延伸部各自之间的距离相等。
4.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述第三延伸部的前端部向接近所述第一连接部的方向弯曲。
5.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述两个第三延伸部成为形成一个U形的形状。
6.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
具有包含所述第一导电型半导体层及所述第二导电型半导体层的半导体层积体，所述半导体层积体为矩形，所述第一延伸部和所述半导体层积体的一边平行。
7.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述第二延伸部从所述第一连接部延伸，所述第三延伸部从所述第二连接部延伸。
8.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述第一延伸部的延伸方向上的所述第四延伸部的前端部与所述第二延伸部各自之间的距离比相对于所述第一延伸部垂直的方向上的所述第四延伸部与所述第二延伸部的平行地延伸的部位间的距离长。
9.如权利要求1或2所述的发光元件，其中，
所述第四延伸部从所述第二连接部延长。
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