JP2011181774A - 発光素子および発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子の発光強度をより向上させる。
【解決手段】第１の主面と第２の主面とを有する発光層と、前記発光層の前記第１の主面側に設けられた第１の電極と、前記発光層の前記第２の主面側に設けられ、基本外形を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記発光層との間または前記第２の電極と前記発光層との間に設けられ、前記第２の電極の前記基本外形と相似形をなす仮想外形に対して、凹凸が形成された外形を有する電流阻止部と、を備えたことを特徴とする発光素子が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子および発光装置に関する。
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）に代表される発光素子は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途などに幅広く用いられている。このため、発光素子においては、発光強度のより高いものが要求されている。このような発光素子においては、例えば、発光層がクラッド層で挟まれ、Ｎ側電極から発光層に電子、Ｐ側電極から発光層に正孔が注入され、発光層内に形成されたＰＮ接合界面での電子と正孔との再結合により発光が生じる。
発光層に電子や正孔を注入する電極構造としては、Ｎ側電極とＰ側電極をともに発光層の同じ面側に形成したものや、発光層の上下に形成させた上下電極構造がある。最近、上下電極構造の発光素子においては、高輝度化のために、上下電極の間に電流阻止層を設け、上下電極間に流れる電流経路が上部電極よりも外側になるようにして発光させる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上下電極の間に電流阻止層を設けると、上部電極の外周の近傍、または電流阻止層の外周の近傍で、発光が集中してしまう。すなわち、上部電極の外周付近、あるいは電流阻止層の外周付近という発光層の局部部分からの発光しか得られず、発光強度が向上しないという問題があった。
特開２００４−３５６１３７号公報
本発明の課題は、発光強度をより向上させることのできる発光素子および発光装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、第１の主面と第２の主面とを有する発光層と、前記発光層の前記第１の主面側に設けられた第１の電極と、前記発光層の前記第２の主面側に設けられ、基本外形を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記発光層との間または前記第２の電極と前記発光層との間に設けられ、前記第２の電極の前記基本外形と相似形をなす仮想外形に対して、凹凸が形成された外形を有する電流阻止部と、を備えたことを特徴とする発光素子が提供される。
また、本発明の一態様によれば、筐体と、前記筐体内に設けられた、上記発光素子と、前記発光素子を覆うように設けられた樹脂層と、前記発光素子の第１の電極に電気的に接続された第１のリードフレームと、前記発光素子の第２の電極に電気的に接続された第２のリードフレームと、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
本発明によれば、発光強度をより向上させることのできる発光素子および発光装置が実現する。
本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 比較例に係る発光素子の要部模式図および光強度分布図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図（ｃ）は、光強度分布を説明する図である。 電流阻止部のパターンを説明する図であり、（ａ）は、第１のパターンの図、（ｂ）は、第２のパターンの図、（ｃ）は、第３のパターンの図である。 第３のパターンの形成過程を説明する図であり、（ａ）は、第１段階のパターン形成過程の図、（ｂ）は、第２段階のパターン形成過程の図である。 発光強度および順方向電圧を説明する図であり、（ａ）は、第１〜第３のパターンと発光強度との関係を説明する図、（ｂ）は、第１〜第３のパターンと順方向電圧との関係を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電流阻止部の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の変形例の電流阻止部の平面図、（ｂ）は、第２の変形例の電流阻止部３２の平面図、（ｃ）は、第３の変形例の電流阻止部の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電流阻止部のさらに別の変形例を示す図であり、（ａ）は、第４の変形例の電流阻止部の平面図、（ｂ）は、第５の変形例の電流阻止部３５の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 本発明の第６の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。 本発明の第７の実施の形態に係る発光装置の要部断面模式図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。図１（ｂ）には、図１（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
第１の実施に係る発光素子１は、半導体層の積層体を有し、例えば、半導体層１０と、半導体層１０の上に設けられた第１のクラッド層２１と、第１のクラッド層２１の上に設けられた発光層２２と、発光層２２の上に設けられた第２のクラッド層２３と、第２のクラッド層２３の上に設けられた電流拡散層２４と、を備える。半導体層１０と発光層２２との間には、電流阻止部３０が設けられている。
また、発光素子１は、上下電極構造をしている。例えば、半導体層１０の下側には、第１の電極である下部電極４１が設けられ、電流拡散層２４の上には、第２の電極である上部電極４０が設けられている。電流拡散層２４は、上部電極４０の直下に設けられている。
本具体例の発光素子１においては、例えば、シリコン基板である半導体層１０の上側に、反射膜１１が設けられている。そして、電流阻止部３０は、例えば、反射膜１１内に設けることができる。電流阻止部３０は、絶縁層でもよく、空間でもよい。反射膜１１の上には、Ｐ型のＧａＡｓバッファ層２０、Ｐ型のクラッド層２１、発光層２２、Ｎ型のクラッド層２３、Ｎ型の電流拡散層２４が順に積層されている。電流拡散層２４の上には、Ｎ側の上部電極４０が設けられている。上部電極４０の平面形状は、例えば円状である。発光素子１の一辺（図１（ａ）における一辺）の長さを例えば３００μｍとしたとき、上部電極４０の径は、例えば、１００μｍである。上部電極４０の面積は、電流拡散層２４の面積よりも小さく構成されている。また、半導体層１０の下側には、Ｐ側の下部電極４１が設けられている。
このように、発光素子１は、発光層２２を上部電極４０と下部電極４１とにより挟むことにより、上下電極構造を有している。換言すれば、発光層２２の下面を第１の主面とし、発光層２２の上面を第２の主面とした場合、発光層２２の第１の主面側（下面側）には、第１の電極である下部電極４１と、発光層２２の第２の主面側（上面側）には、第２の電極である上部電極４０が設けられている。
電流阻止部３０においては、半導体層１０の主面に対して垂直な方向からみて、電流阻止部３０の周縁が電流阻止部３０の中心部から外側に向かう複数の凸部３０ａと、外側から内側に向かう複数の凹部３０ｂとを含む形状をなしている。例えば、上部電極４０よりも面積が大きい相似形４２を基準にした場合、この基準から、外側に向かう（突き出る）凸部３０ａと、この外周から内側に向かう（窪む）凹部３０ｂと、が設けられている。すなわち、上部電極４０の外形を基本外形とした場合、電流阻止部３０においては、上部電極４０の基本外形の相似形４２である仮想外形に対して凹凸が形成されている。上部電極４０の基本外形には凹凸が形成されず、その周縁は円状である。また、発光層１１の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみて、電流阻止部３０の周縁は、上部電極４０の周縁よりも外側に突出している。
次に、発光素子１の作用効果を説明する。
まず、発光素子１の作用効果を説明する前に、比較例に係る発光素子１００の作用効果について説明する。
図２は、比較例に係る発光素子の要部模式図および光強度分布を示し、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図（ｃ）は、光強度分布を説明する図である。なお、図２（ｂ）には、図２（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
比較例に係る発光素子１００の電流阻止部３００においては、上述した凸部１２ａと、凹部１２ｂとが設けられていない。すなわち、発光素子１００の電流阻止部３００の平面構造は、上部電極４０と相似形の円状である。これ以外の構造については、発光素子１と同じである。なお、電流阻止部３００の径は、１８０μｍである。
発光素子１００においては、下部電極４１に正電位、上部電極４０に負電位またはグランド電位の順方向電圧を印加すると、発光層２２内のＰＮ接合部分で生じる電子−正孔の再結合によって発光層２２が発光する。発光層２２から発光素子１００の下側に発せられた光は、反射膜１１によって反射し、発光素子１００の上側に向かう。
電流拡散層２４は、発光素子１００内に流れる電流を水平面内において均一に拡散させて、発光層２２のより広い面積にわたって電流注入を可能とするための部材である。しかし、実際には、下部電極４１と上部電極４０との間に電圧を印加すると、上部電極４０の周縁に電界が集中するので、上部電極４０の外周の下に主な電流のパスが形成される。この主な電流パスは、電流阻止部３００によって、その流れが阻止される。その電流の流れを図中の矢印Ａで表示している。また、電流阻止部３００は、金属である反射膜１１内に設けられているので、電流阻止部３００の両端にも電界が集中する。従って、矢印Ｂで表示される別の主な電流パスも形成される。
従って、発光素子１００の発光分布は、図２（ｃ）に示すように、上部電極４０の外周付近、および電流阻止部３００の外周付近において強くなる。特に、電流阻止部３００の外周付近の発光強度のピークは、上部電極４０の外周付近の発光強度のピークよりも強くなる。
本実施の形態に係る発光素子１では、比較例で説明した上部電極４０の外周付近、または電流阻止部３００の外周付近において発光強度が強くなることに着目し、例えば、発光素子１の電流阻止部３０の周縁に凸部３０ａと凹部３０ｂとを設け、電流阻止部３０の周縁の長さ（ペリメーター）をより長くして、発光強度をさらに増加させている。
この電流阻止部３０の周縁の長さをより長くすると、発光強度が増加する現象は、例えば、以下のシミュレーションにより確認されている。
図３は、電流阻止部のパターンを説明する図であり、（ａ）は、第１のパターンの図、（ｂ）は、第２のパターンの図、（ｃ）は、第３のパターンの図である。第１のパターンは、比較例に係る発光素子１００の平面パターンに対応している。
まず、図３（ａ）に示す第１のパターンの電流阻止部３００の径は、１８０μｍである。図３（ｂ）に示す第２のパターンの電流阻止部３０１の径は、電流阻止部３００の径よりも大きく、２２０μｍである。図３（ｃ）に示す第３のパターンの電流阻止部３０２では、凸部３０２ａと、凹部３０２ｂが設けられている。図３（ｃ）中に描かれた相似形４２の径は、第２のパターンの電流阻止部３０１の径と同じである。なお、第３のパターンでは、上部電極４０から電流阻止部３０２までの電気抵抗をより均一にするために、上部電極４０に凸部４０ｔが設けられている。換言すれば、第３のパターンの上部電極４０においては、上部電極の基本外形の相似形４２’に対して凸部４０ｔと凹部４０ｕが形成されている。そして、第３のパターンにおいては、電流阻止部３０２が発光層２２の第２の主面に対して垂直な方向からみて、上部電極の基本外形の相似形４２’に対して凹凸が形成された上部電極４０の周縁から一定の距離外側に離れた外形を有している。
第３のパターンの形成過程を詳細に説明すると、例えば、以下のように形成される。
図４は、第３のパターンを形成する過程を説明する図であり、（ａ）は、第１段階のパターン形成図、（ｂ）は、第２段階のパターン形成図である。
例えば、図４（ａ）に示すように、上部電極の基本外形の相似形４２’に対して、上述した凸部４０ｔと凹部４０ｕが形成された上部電極４０の周縁の任意の箇所から一定の距離Ａだけ外側に離れた線を描く。線は、図示するように、線（１）と線（２）とにより構成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、線（１）と線（２）とにより構成される図形の外延を描く。この外延を線（３）とし、この線（３）を電流阻止部３０２の外形とする。このような第３のパターンについても本実施の形態に含まれる。
すなわち、第１のパターンの電流阻止部３００から第３のパターンの電流阻止部３０２に移行するほど、電流阻止部の外周の長さが長くなる。
なお、第３のパターンについては、図３（ｃ）の形状に限られない。例えば、基本外形を有する上部電極４０に、凸部４０ｔが含まれている場合には、その基本外形と相似形をなす仮想外形が電流阻止部３０２の外形であってもよい。
図５は、発光強度および順方向電圧を説明する図であり、（ａ）は、第１〜第３のパターンと発光強度との関係を説明する図、（ｂ）は、第１〜第３のパターンと順方向電圧との関係を説明する図である。
図５（ａ）に示すように、第２のパターンの発光強度は、第１のパターンの発光強度よりも高い。さらに、第３のパターンの発光強度は、第２のパターンの発光強度よりも高い。また、図５（ｂ）に示すように、第２のパターンの順方向電圧は、第１のパターンの順方向電圧よりも高くなるものの、さらに、第３のパターンの順方向電圧は、第１および第２のパターンの順方向電圧よりも低い。すなわち、電流阻止部３０の周縁の長さをより長くすることにより、発光強度が増加する。
発光強度が増加する理由は、電流阻止部３０の周縁の長さをより長くすることにより、上述した矢印Ｂで示される発光層を通過する電流パス領域がより拡大（増加）するためである。但し、電流阻止部３０の周縁の長さをより長くすると、矢印Ｂで示す通電経路がより長くなる箇所が増え、順方向電圧は増大する傾向にある。この場合、上部電極４０に凸部４０ｔを設け、電流パスを均一化することにより、順方向電圧を低減させることができる。
発光素子１では、電流阻止部３０の周縁の長さをより長くすることにより発光強度を、発光素子１００よりも増加させている。つまり、図１（ａ）に示すごとく、電流阻止部３０において、電流阻止部３０の中心部から外側に突き出る凸部３０ａと、外側から、内側に窪む凹部３０ｂとを設けている。これにより、発光素子１の電流阻止部３０の周縁の長さは増大し、発光素子１の発光強度は比較例に係る発光素子１００の発光強度よりも増大する。
なお、図１（ａ）に示す電流阻止部３０の周縁は、コッホ曲線で描かれたフラクタル図形の一例であり、以下に示す電流阻止部の形状も第１の実施の形態に含まれる。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電流阻止部の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の変形例の電流阻止部の平面図、（ｂ）は、第２の変形例の電流阻止部の平面図、（ｃ）は、第３の変形例の電流阻止部の平面図である。
図６（ａ）に示す第１の変形例の電流阻止部３１においては、図１（ａ）に示す電流阻止部３０の外周の１辺分を３等分し、この１辺分の中央の線分を１辺とする正三角形を描いたものである。この操作を、さらに、電流阻止部３１の外周に施したのが、図６（ｂ）に示す第２の変形例の電流阻止部３２である、さらに、この操作を、電流阻止部３２の外周に施したのが、図６（ｃ）に示す第３の変形例の電流阻止部３３である。このように、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみて、電流阻止部３１、３２、３３の周縁は、コッホ曲線を含む形態をしている。また、図６（ａ）から図６（ｃ）に移行するほど、電流阻止部の周囲の長さが長くなり、発光強度はより増大する。なお、コッホ曲線の一辺の下限は、例えば、発光素子１から発せられる光波長を下限とする。
また、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電流阻止部のさらに別の変形例を示す図であり、（ａ）は、第４の変形例の電流阻止部の平面図、（ｂ）は、第５の変形例の電流阻止部の平面図である。
図７（ａ）に示す第４の変形例の電流阻止部３４においては、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみて、電流阻止部３４の周縁が波状になっている。例えば、上部電極４０の相似形４２を基準にした場合、この基準から、外側に突き出る凸部３４ａと、この外周から、内側に窪む凹部３４ｂが設けられている。 また、図７（ｂ）に示す第５の変形例の電流阻止部３５においては、上部電極４０の凸部３５ａと凹部３５ｂとに、凸部３５ｃが設けられている。
このような形状によっても、電流阻止部の周囲の長さが長くなり、発光強度はより増大する。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。図８（ｂ）には、図８（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
第２の実施の形態に係る発光素子２を、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみて、上部電極４３の周縁は、上部電極４３の中心部から外側に向かう複数の凸部４３ａと、外側から中心部に向かう複数の凹部４３ｂとを含む形状をしている。すなわち、上述した上部電極４０の基本外形の相似形４２を基準にした場合、上部電極４３自体の周縁は、相似形４２に対し、凸凹状になっている。電流阻止部３６は、円状である。
このような構造によれば、上述した矢印Ａで示される発光層を通過する電流パス領域がより長くなり、発光素子１００よりも発光強度が増加する。
上部電極４３の周縁は、コッホ曲線で描かれたフラクタル図形の一例であり、上記図６に示す形状であってもよい。また、上部電極４３の周縁は、上記図６に示す形状であってもよい。これにより、発光強度は、さらに増大する。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。図９（ｂ）には、図９（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
第３の実施の形態に係る発光素子３においては、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみた場合、電流阻止部３０と、この電流阻止部３０と相似形の上部電極４３が設けられている。すなわち、上部電極４３は、上部電極４０の基本外形に対して凹凸が形成された外形を有し、電流阻止部３０とは、相似形である。このように、上部電極４３および電流阻止部３０の周縁は、ともに凸凹状になっている。
このような構造によれば、上述した矢印Ａおよび矢印Ｂで示される発光層を通過する電流パス領域がより長くなり、発光素子１、２よりも発光強度が増加する。
なお、発光素子３の上部電極４３および電流阻止部３０の周縁については、上記図６に示す形状であってもよく、上記図７に示す形状であってもよい。これにより、発光強度は、さらに増大する。特に、発光素子３においては、上部電極４３および電流阻止部３０の形状が相似形であるので、上述した矢印Ｂで表される電流パスがより均一になり、順方向電圧を減少させることができる。これにより、発光素子３の発光効率がより向上する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、発光素子の要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。
第４の実施の形態に係る発光素子４を上側からみた場合、発光素子４には、電流阻止部３０が設けられている。また、上部電極４４は、電流拡散層２４の外周に設けられ、リング状になっている。このような構造によれば、上述した矢印Ａで示される発光層を通過する電流パス領域がより長くなり、発光強度が増加する。
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。
第５の実施の形態に係る発光素子５においては、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみた場合、電流阻止部３０と、この電流阻止部３０と相似形の上部電極４５が設けられている。すなわち、上部電極４５および電流阻止部３０の周縁は、ともに凸凹状になっている。上部電極４５の面積と、電流阻止部３０の面積は略同じである。また、発光素子５では、半導体層１０の主面に対して垂直な方向からみた場合、電流阻止部３０の凸部と、上部電極４５の凸部が重ならないように、電流阻止部３０と、上部電極４５とがずらして配置されている。
このような構造によれば、上部電極４５の面積と、電流阻止部３０の面積が略同じであっても、発光素子５を上側からみた場合、電流阻止部３０の凸部と、上部電極４５の凸部が互いに重ならないので、効率よく、発光層２２から発せられる光を取り出すことができる。
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る発光素子の要部模式図であり、（ａ）は、要部平面模式図、（ｂ）は、要部断面模式図である。図１１（ｂ）には、図１１（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
第６の実施に係る発光素子６は、上部電極４６と発光層２２との間に、電流阻止部３０が設けられている。上部電極４６の面積は、電流阻止部３０の面積よりも大きい。
電流阻止部３０においては、発光層２２の第２の主面（上面側）に対し垂直な方向からみて、電流阻止部３０の周縁が電流阻止部３０の中心部から外側に向かう複数の凸部３０ａと、外側から中心部に向かう複数の凹部３０ｂとを含む形状をなしている。例えば、上部電極４０よりも面積が大きい相似形４２を基準にした場合、この基準から、外側に突き出る凸部３０ａと、この外周から、内側に窪む凹部３０ｂが設けられている。
このような構造でも、電流阻止部３０の周縁の長さが長くなり、発光強度が増加する。
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る発光装置の要部断面模式図である。
発光装置５０は、パッケージ部材である筐体５１と、筐体内に設けられた発光素子１と、発光素子１を覆うように、筐体５１内に設けられた樹脂層５２を備える。また、発光装置５０は、第１のリードフレーム５３と、第２のリードフレーム５４とを備える。リードフレーム５３とリードフレーム５３とは互いに対向し、それぞれの一部が筐体５１に封止されている。筐体５１の底面５１ａからは、リードフレーム５３の一部およびリードフレーム５４の一部が露出している。また、リードフレーム５３の上に発光素子１が搭載されている。リードフレーム５３の上側に搭載する発光素子については、発光素子１のほか、発光素子２〜６のいずれかであってもよい。
発光素子１の下部電極４１は、リードフレーム５３に電気的に接続されている。発光素子１の上部電極４０は、ボンディングワイヤ５５によりリードフレーム５４に電気的に接続されている。
また、リードフレーム５３、５４の外端は、筐体５１から突出している。リードフレーム５３、５４の突出した部分に電圧を印加することにより、発光素子１の上部電極４０および下部電極４１に電圧を印加することができる。これにより、発光素子１の発光層２２から光が放射される。樹脂層５２は、例えば、シリコーン樹脂を主成分としている。この樹脂層５２においては、発光層２２から発せられる光を受光して、緑色や赤色を発する蛍光体を含有させてもよい。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、第１から第６の実施の形態は、技術的に可能な限りにおいて、少なくとも２つの実施の形態を複合させることができ、複合させた形態も本発明の実施の形態に包含される。
１、２、３、４、５、１００ 発光素子
１２ａ、３０ａ、３４ａ、３５ａ、３５ｃ 凸部
１２ｂ、３０ｂ、３４ｂ、３５ｂ、 凹部
２２ 発光層
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３００、３０１、３０２ 電流阻止部
４０、４３、４４、４５ 上部電極（第２の主電極）
４１ 下部電極（第１の主電極）
４２ 相似形
５０ 発光装置
５１ 筐体
５２ 樹脂層
５３、５４ リードフレーム

Claims (7)

  1. 第１の主面と第２の主面とを有する発光層と、
    前記発光層の前記第１の主面側に設けられた第１の電極と、
    前記発光層の前記第２の主面側に設けられ、基本外形を有する第２の電極と、
    前記第１の電極と前記発光層との間または前記第２の電極と前記発光層との間に設けられ前記第２の電極の前記基本外形と相似形をなす仮想外形に対して、凹凸が形成された外形を有する電流阻止部と、
    を備えたことを特徴とする発光素子。
  2. 前記凹凸が形成された外形は、前記発光層の前記第２の主面に対して垂直な方向からみて、コッホ曲線を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
  3. 前記凹凸が形成された外形は、前記発光層の前記第２の主面に対して垂直な方向からみて波状であることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
  4. 前記第２の電極の前記基本外形に凸部が含まれている場合には、前記基本外形と相似形をなす仮想外形が前記電流阻止部の外形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子。
  5. 前記第２の電極は、前記基本外形に対して凹凸が形成された外形を有し、
    前記第２の電極と前記電流阻止部とは、相似形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子。
  6. 前記発光層の前記第２の主面に対して垂直な方向からみて、前記電流阻止部の周縁は、前記第２の電極の周縁よりも外側に突出した部分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光素子。
  7. 筐体と、
    前記筐体内に設けられた、請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光素子と、
    前記発光素子を覆うように設けられた樹脂層と、
    前記発光素子の第１の電極に電気的に接続された第１のリードフレームと、
    前記発光素子の第２の電極に電気的に接続された第２のリードフレームと、
    を備えたことを特徴とする発光装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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