JP2015119032A - 面状光源および発光素子の製造方法 - Google Patents
面状光源および発光素子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】出力の優れた面状光源を実現すること【解決手段】面状光源は、導光板１と導光板１の側面に配置される発光装置２で構成されている。発光装置２は発光素子２０、ケース２１、封止樹脂２２によって構成されている。発光素子２０は平面視で長方形であって、半導体層１０８の長辺側の側面１０８ａは、サファイア基板１００側から離れるにつれてサファイア基板１００主面方向の断面積が増加する傾斜を有した逆テーパー状であり、短辺側の側面１０８ｂは、サファイア基板１００主面に対して垂直である。発光素子２０の短辺方向はサファイア基板１００に垂直な方向に、長辺方向はサファイア基板１００主面に平行な方向に、発光素子２０の主面に垂直な方向は導光板１の側面１ｂに垂直な方向になるよう、導光板１に対して発光装置２を配置する。【選択図】図５
Description
本発明は、導光板と発光装置とを組み合わせ、発光装置からの光を導光板側面から導光板内部に導き、導光板表面から放射させる面状光源に関する。特に発光装置として、III 族窒化物半導体からなる発光素子を用いるものに関する。また、本発明はIII 族窒化物半導体からなる発光素子の製造方法に関する。
導光板と発光装置とを組み合わせた面状光源が広く知られている（たとえば特許文献１）。アクリル樹脂などの透明樹脂からなる導光板の側面に発光装置を配置し、発光装置からの光を導光板側面から内部に入射させ、導光板内部で光を反射させて導光板表面から光を取り出すことにより、面状に発光させる光源である。特に、III 族窒化物半導体からなる青色発光の発光素子と、その発光素子を封止する蛍光体を含む封止樹脂とを有した白色発光の発光装置を用いた面状光源は、たとえば液晶ディスプレイのバックライトとして広く使用されている。
一方、III 族窒化物半導体からなる発光素子の形状として、平面視で長方形とし、長辺側側面を逆テーパー状（基板から離れるにしたがって基板主面に平行な面での断面積が増加するように側面が傾斜していること）とし、短辺側側面については基板主面に垂直とした発光素子がある（特許文献２）。
しかし、導光板と発光装置とを組み合わせた従来の面状光源では、発光装置からの光が導光板内部に取り込まれる割合が十分でなく、面状光源の光出力をさらに向上させる余地があった。
また、特許文献２に記載の発光素子について、どのような配向特性を有しているのか具体的な記述はなく、これらの発光素子を用いた発光装置を導光板と組み合わせた面状光源の構成も記載がない。
そこで本発明の目的は、導光板と発光装置とを組み合わせた面状光源において、光出力を向上させることである。また、そのような発光装置に適した発光素子の製造方法を提供することである。
本発明は、導光板と、導光板の側面に配置され、その側面の方向に白色発光する発光装置と、を有し、発光装置からの光を導光板の側面から内部に入射させ、導光板内部から導光板表面へと放射させる面状光源において、発光装置は、基板と基板上に位置するIII 族窒化物半導体からなる半導体層とを有する青色発光の発光素子と、凹部を有し、その凹部に発光素子が納められたケースと、凹部を埋めて発光素子を封止し、黄色蛍光体が混合された封止樹脂と、を備え、発光素子は平面視で長方形であって、半導体層の長辺側の側面は、基板側から離れるにつれて基板主面方向の断面積が増加する傾斜を有した逆テーパー状であり、短辺側の側面は、基板主面に対して垂直、または基板側から離れるにつれて基板主面方向の断面積が減少する傾斜を有した順テーパー状であり、発光素子の短辺方向は導光板表面に垂直な方向に、長辺方向は導光板表面に平行な方向に、発光素子の主面に垂直な方向は導光板側面に垂直な方向になるよう、導光板に対して発光装置を配置する、ことを特徴とする面状光源である。
長辺側の側面は、基板主面に対して５〜８５°の傾斜を有することが望ましい。長辺側の側面の傾斜角度をこの範囲とすると、発光素子から放射される光の導光板主面に垂直な方向への拡散が抑えられ、より効率的に光を導光板内部へと入射させることができる。
導光板の厚さは、凹部開口の短辺方向の幅の１〜１５倍とすることができる。導光板の厚さをこのような範囲としても、本発明の面状光源は、発光素子の長辺側の側面を逆テーパー状とせずに垂直とした場合と同等の光出力が得られる。そのため、面状光源の薄型化を図ることができる。
また、本発明は、基板上にIII 族窒化物半導体からなる半導体層を有する発光素子の製造方法において、半導体層の形成後、半導体層を各素子ごとに分割する長方形の格子状のパターンの素子分離溝のうち、長辺方向の溝のみを形成する第１工程と、溝側面に露出する半導体層側面をウェットエッチングして、その側面は基板側から離れるにつれて基板主面方向の断面積が増加する傾斜を有した逆テーパー状とする第２工程と、を有することを特徴とする発光素子の製造方法である。
第１、２工程は次のようにするとよい。第１工程は、レーザーにより溝を形成するとともに、半導体層中のサファイア基板近傍に改質部を形成し、第２工程は、改質部をウェットエッチングの起点とすることで半導体層側面を逆テーパー状とする。これにより、半導体層側面を容易に逆テーパー状とすることができる。
本発明の面状光源では、発光装置からの光が効率的に導光板内部に入射するため、出力を向上させることができる。また、本発明の発光素子の製造方法により、本発明の面状光源に適した発光素子を製造することができる。
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
図１は、実施例１の面状光源の構成を示した図である。図１のように、実施例１の面状光源は、導光板１と発光装置２によって構成されている。
導光板１は、図１のように、長方形の平板状であり、可視光に対して透明な樹脂からなる。たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂などである。
導光板１の側面１ｂには、複数の発光装置２がその側面１ｂに沿って配置されている。発光装置２は、細長い長方形状であり、白色光を放射する光源である。発光装置２は、導光板１の側面方向に光を放射するよう配置されている。そして、発光装置２からの光を導光板１内部に入射させ、導光板１内部で光を多重反射させて反対方向の側面側に光を導きつつ、導光板１の表面１ａ全面から光を取り出すことにより、面状に発光させる。
導光板１には、面内の発光均一性や光取り出しを高めるために従来採用されている種々の構造を採用することができる。たとえば、導光板１の裏面（表面１ａとは反対側の主面）に凹凸加工を施す、裏面側に反射体を設ける、導光板１裏面に傾斜を持たせる、表面１ａ側に光を拡散させるシートを設けるなどして、面内の発光均一性や、光取り出しを高めてもよい。また、導光板１の１つの側面にのみ発光装置２を配置するのではなく、２以上の側面に発光装置２を配置するようにしてもよい。
次に発光装置２の構成を説明する。図２は、発光装置２の構成を示した図であり、図２（ａ）は発光装置２の斜視図である。発光装置２は、図２（ａ）のように直方体状である。発光装置２の長辺方向をｘ軸、ｘ軸に垂直（発光装置２の短辺方向）で発光装置２の載置面に水平な方向をｙ軸、発光装置２の載置面に垂直な方向（導光板１の主面に垂直な方向）をｚ軸として、図２（ｂ）はｘｙ平面での断面図、図２（ｃ）はｙｚ平面での断面図である。
また、図２のように、発光装置２は、III 族窒化物半導体からなる青色発光の発光素子２０と、発光素子２０を納めるケース２１と、封止樹脂２２と、により構成されている。
ケース２１は直方体状であり、長辺方向側面に、その長辺方向に沿った細長い長方形の開口の凹部２３を有している。凹部２３の底面２３ａには発光素子２０が載置されている。そして、凹部２３の底面に形成されたリードフレーム（図示しない）と発光素子２０とが接続されている。また、ケース２１は、白色顔料を混合したポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂からなり、図示しないリードフレームと一体成形されている。
また、凹部２３の側面２３ｂには、凹部２３底面２３ａから離れるにつれて底面２３ａに水平な方向での断面積が増加するような傾斜（順テーパー）が設けられている。この傾斜により発光素子２０から放射される光が効率的に凹部２３の開口方向へと向かうようにしている。この側面２３ｂの角度は、底面２３ａに対して、長辺側の側面２３ｂ１では４５°、短辺側の側面２３ｂ２では７４°である。短辺方向の傾斜角度をこのような値とすることで効率的に水平方向（ｘｙ平面に平行な面内）に光を拡散させて凹部２３の開口方向へ反射させることができる。また、長辺側の側面２３ｂ１の傾斜角度を短辺側の側面２３ｂ２の傾斜角度よりも大きくすることで、光が導光板１主面に垂直な方向（ｙｚ平面に平行な面内）に光が広がらないようにしつつ、開口方向へと反射させることができる。そして、導光板１主面に垂直な方向に光が広がらない結果、発光装置２からの光を導光板１内部へ効率的に入射させることができる。
なお、長辺側の側面２３ｂ１、短辺側の側面２３ｂ２の傾斜角度は上記値に限るものではない。たとえば、短辺側の側面２３ｂ２については３０〜９０°とすることができる。より望ましくは６０〜９０°である。また、長辺側の側面２３ｂ１は、１５〜７５°とすることができる。より望ましくは３０〜６０°である。
ケース２１の凹部２３は、封止樹脂２２によって埋められていて、これにより発光素子２０は封止されている。封止樹脂２２は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などである。封止樹脂２２には黄色蛍光体や拡散材が混合されている。この黄色蛍光体によって、発光素子２０の放射する青色光の一部を黄色光に変換し、青色光と黄色光の混色によって、発光装置２の発光色を白色としてる。また、拡散材を混合することによって発光装置２の発光を均一としている。
次に、発光素子２０の構成について詳しく説明する。図３〜５は発光素子の構成を示した図である。発光素子２０は平面視で長方形である。短辺の長さに対する長辺の長さは、たとえば２〜５である。図３は断面図、図４は長辺側の側面図、図５は短辺側の側面図である。発光素子２０は、図３のように、サファイア基板１００と、サファイア基板１００上に順に位置するIII 族窒化物半導体からなるｎ層１０１、発光層１０２、ｐ層１０３と、ｐ層上に位置する透明電極１０４と、透明電極１０４上に位置するｐ電極１０５と、ｎ電極１０６と、によって構成されている。
サファイア基板１００は、主面をｃ面とし、長辺方向がａ軸方向、短辺方向がｍ軸方向である。つまり、サファイア基板１００の長辺側の側面はａ面、短辺側の側面はｍ面である。サファイア基板１００表面には光取り出しを向上させるために凹凸加工が施されていてもよい。
半導体層１０８（ｎ層１０１、発光層１０２、ｐ層１０３）は、III 族窒化物半導体からなる発光素子の構造として従来知られている任意の構造を採用することができる。たとえば以下の構成とすることができる。ｎ層１０１として、サファイア基板１００側から順にＳｉ濃度が１×１０18／ｃｍ3 以上のｎ−ＧａＮからなるｎコンタクト層、ノンドープのＧａＮとＳｉドープのｎ−ＧａＮの積層構造であるＥＳＤ層、ＩｎＧａＮと、ＧａＮと、ｎ−ＧａＮとを順に積層した構造を単位として、これを複数単位繰り返し積層した超格子構造を有するｎクラッド層、の積層とすることができる。また、発光層１０２として、ＩｎＧａＮからなる井戸層と、ＡｌＧａＮからなる障壁層とを交互に繰り返し積層したＭＱＷ構造とすることができる。また、ｐ層１０３として、サファイア基板１００から順にｐ−ＩｎＧａＮとｐ−ＡｌＧａＮを順に積層した構造を単位として、これを複数回繰り返し積層させた構造であるｐクラッド層、Ｍｇ濃度が１×１０19〜１×１０22／ｃｍ3 のｐ−ＧａＮからなるｐコンタクト層の順に積層された構造とすることができる。
半導体層１０８は、長辺方向がｍ軸方向、短辺方向がａ軸方向であり、短辺側の側面１０８ｂはｍ面である。また、図５に示すように、長辺側の側面１０８ａが逆テーパー状に傾斜している。ここでの逆テーパー状とは、サファイア基板１００側から離れるにつれてサファイア基板１００主面に平行な方向での断面積が増加するような形状である。長辺側の側面１０８ａは、サファイア基板１００主面に対して約４５°（図５中のθの角度）の傾斜である。長辺側の側面１０８ａをこのような逆テーパー状とすることにより、発光素子２０からの発光が短辺方向に広がることを抑制している。一方、図４に示すように、短辺側の側面１０８ｂについてはサファイア基板１００主面に対して垂直である。
透明電極１０４は、ｐ層１０３上のほぼ全面に設けられている。透明電極１０４の材料は、発光波長に対して透明であって導電性を有した材料であり、ＩＴＯ、ＩＺＯ（亜鉛ドープの酸化インジウム）、ＩＣＯ（セリウムドープの酸化インジウム）などである。
ｐ電極１０５は透明電極１０４上に位置し、ボンディングワイヤと接続するパッド部と、電流を面内に拡散させるために配線状に伸びる配線状部とで構成されている。また、半導体層１０８の一部領域は除去されて溝が形成されており、その底面にはｎ層１０１が露出する。そしてその露出したｎ層１０１上にｎ電極１０６が設けられている。ｎ電極１０６もｐ電極１０５と同様にパッド部と配線状部により構成されている。
次に、導光板１と発光装置２、および発光装置２と発光素子２０の配置関係を詳しく説明する。まず、発光装置２と発光素子２０の配置関係を説明する。発光素子２０は、ケース２１の底面２３ａ上に、以下のような方向に配置されている。図２のように、発光素子２０の主面をケース２１の底面２３ａと接触させ、発光素子２０の長辺方向と発光装置２の長辺方向とを揃え、発光素子２０の短辺方向と発光装置２の短辺方向とを揃えるように、発光素子２０をケース２１の底面２３ａ上に配置している。発光素子２０をケース２１に対してこのように配置することにより、発光装置２から放射される光が発光装置２の短辺方向（図２におけるｚ軸方向）に広がるのを抑制している。
次いで導光板１と発光装置２の配置関係について説明する。発光装置２は、導光板１に対して次のような方向に配置されている。図１のように、発光装置２の発光面（凹部２３の開口側の面）を導光板１の側面１ｂの方に向け、発光装置２の発光面と導光板１の側面１ｂとを平行に配置している。さらに、発光装置２の短辺方向を導光板１主面に垂直な方向（図１、２中のｚ軸方向）と揃え、発光装置２の長辺方向を導光板１側面１ｂの長辺方向（図１、２中のｘ軸方向）とを揃えるように配置している。
導光板１と発光装置２、および発光装置２と発光素子２０をこのように配置する結果、導光板１と発光素子２０の配置関係は以下のようになる。発光素子２０の短辺方向は導光板１表面１ａに垂直な方向（図１、２中のｚ軸方向）に一致している。発光素子２０の長辺方向は導光板１表面１ａに平行な方向（図１、２中のｘｙ平面内の方向）に一致している。発光素子２０の主面に垂直な方向は導光板１側面１ｂに垂直な方向（図１、２中のｙ軸方向）に一致している。
このように配置すると、発光装置２から放射される発光が導光板１主面に垂直な方向に広がることが抑制されているため、効率的に光を導光板１側面１ｂから導光板１内部へと入射させることができる。そのため、面状光源の高出力化を図ることができる。
光の導光板１主面に垂直な方向への拡散が抑制されている結果、ケース２１凹部２３の短辺方向の幅（ｚ軸方向の幅）を小さくすることができる。また、導光板１の薄型化を図ることができる。したがって、実施例１の面状光源は従来の面状光源と比べて小型化、薄型化することができる。
特に、導光板１の厚さは、凹部２３の開口部の短辺方向の長さＷの１〜１５倍に抑えることができ、導光板１の厚さを薄くしても従来と同様の出力を確保することができる。
次に、発光素子２０の製造工程について説明する。
まず、サファイア基板１００上に、ＭＯＣＶＤ法によりｎ層１０１、発光層１０２、ｐ層１０３を順に積層する（図６（ａ）参照）。原料ガスには、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ源としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ｎ源としてアンモニア、ｐ型ドーパントガスとしてビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ｎ型ドーパントガスとしてシランを用いる。キャリアガスには水素と窒素を用いる。
次に、発光素子２０の長辺方向に沿った溝１０７をレーザー加工によって形成する（図６（ｂ）参照）。レーザーの波長はIII 族窒化物半導体を吸収する波長であり、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザーや波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザーなどを用いることができる。溝１０７は、ｐ層１０３、発光層１０２、ｎ層１０１を貫通しサファイア基板１００に達する深さに形成する。この溝１０７は、半導体層１０８（ｎ層１０１、発光層１０２、ｐ層１０３）を各発光素子ごとに区画して分離するために形成することとなる格子状の素子分離溝のうち、長辺方向の溝を兼ねる。この段階では素子分離溝のうち短辺方向の溝は形成しない。また、長辺方向はｍ軸方向であり、この溝１０７によって露出する半導体層１０８の側面１０８ａはａ面である。
次に、リン酸を用いて溝１０７側面に露出する半導体層１０８の側面１０８ａをウェットエッチングする。リン酸は無水リン酸であり、温度２００℃とし、１０分間行った。
ここで、リン酸によるIII 族窒化物半導体のウェットエッチングでは、ｃ面はほとんどエッチングされないが、ａ面はエッチングされ、ｍ面はエッチングされづらい。また、半導体層１０８は積層が進むにつれて結晶性が改善しているため、サファイア基板１００に近いほど結晶性が低く、サファイア基板１００から離れるほど結晶性が高い。
そのため、サファイア基板１００に近い領域ほどエッチングレートが高く、サファイア基板１００から離れた領域ほどエッチングレートが低くなる。特に、サファイア基板１００として半導体層１０８側に凹凸加工を施した基板を用いると、サファイア基板１００に近い側の半導体層１０８の結晶性がより悪くなり、エッチングレートが速くなるため望ましい。
その結果、半導体層１０８の長辺側の側面１０８ａは、サファイア基板１００から離れるにつれてサファイア基板１００主面に平行な面での断面積が増加するような傾斜を有する逆テーパー状にエッチングされる（図６（ｃ））。また、その長辺側の側面１０８ａのサファイア基板１００主面に対する傾斜角度はおよそ４５°である。このリン酸によるウェットエッチングで、長辺側の側面１０８ａには特定方位の結晶面が現れる。
このウェットエッチング時において、素子分離溝のうち短辺方向の溝はまだ形成していないため、半導体層１０８の短辺方向の側面１０８ｂを逆テーパー状としてしまうことがない。
なお、ウェットエッチングにはリン酸以外を用いてもよい。III 族窒化物半導体をウェットエッチング可能なものとして、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、などの強アルカリ溶液がある。
また、ｍ軸方向に溝１０７を形成し、溝１０７側面である半導体層１０８の側面１０８ａとしてａ面を露出させ、そのａ面をウェットエッチングしているが、ａ面以外を露出させてもよい。ただしｍ面はエッチングされづらいためｍ面以外が望ましい。
また、レーザー加工による溝１０７の形成時に、サファイア基板１００近傍の半導体層１０８中に改質部１０９が生じるようにするとよい（図９参照）。改質部１０９は非晶質のサファイアであり、結晶性が悪いため、この改質部１０９を起点としてエッチングされやすくなり、半導体層１０８の長辺側の側面１０８ａを逆テーパー状にエッチングするのが容易となる。
次に、ｐ層１０３の所定の領域上にスパッタ法や蒸着法により透明電極１０４を形成する。そして、ｐ層１０３表面の一部領域をドライエッチングしてｎ層１０１に達する溝を形成して、溝底面にｎ層１０１を露出させる。次に、透明電極１０４上に蒸着法によりｐ電極１０５を形成し、溝底面に露出したｎ層１０１上にｎ電極１０６を形成する。その後、素子分離溝のうち短辺方向の溝を形成してレーザーダイシングなどの方法によって各発光素子ごとに分離する。以上のようにして図３〜５に示す発光素子２０が製造される。
なお、上記発光素子２０の製造工程では、ｐ層１０３の形成後、透明電極１０４の形成前までの間に、溝１０７の形成工程とウェットエッチング工程とを行っているが、それらの工程はｐ層１０３の形成後、素子分離工程の前までの間であればいつ行ってもよい。たとえば、電極形成工程の直後に行ってもよい。また、溝１０７は素子分離溝うち長辺方向の溝を兼ねるものとしたが、素子分離溝とは別に設けてもよい。
図７は、発光素子２０の配光特性について示したグラフである。比較例として、半導体層１０８の長辺側の側面１０８ａに傾斜を設けず、サファイア基板１００に対して垂直とした発光素子を作製し、その配光特性についても測定して図７に示す。図７において、横軸はサファイア基板１００主面に垂直な方向との成す角度である。また、縦軸は光度である。
図７に示すように、発光素子２０では長辺側の側面１０８ａに逆テーパー状の傾斜を設けることにより、比較例の発光素子に比べて−４５〜４５°の範囲で光度が高くなっており、上方への光の出力が比較例の発光素子よりも向上していることがわかる。
以上、実施例１の面状光源は、発光装置２からの光が効率的に導光板１に入射されるため光出力を向上させることができる。
なお、実施例１の面状光源は、導光板１を長方形の平板状としているが、正方形、菱形、半円など、任意の図形の平板であってよいのはいうまでもない。
また、実施例１では、サファイア基板１００主面に対する長辺側の側面１０８ａの成す角度θは、４５°としていたが、これに限るものではなく、５〜８５°の範囲であればよい。θがこの範囲であれば、発光素子２０からの光が短辺方向に広がるのを効率的に抑制することができる。より望ましくは３０〜７５°の範囲である。
また、実施例１では、短辺側の側面１０８ｂは、サファイア基板１００主面に対して垂直としていたが、これに限るものではなく、順テーパー状に傾斜していてもよい（図８参照）。ここでの順テーパーとは、短辺側の側面１０８ｂが、サファイア基板１００から離れるにつれて半導体層１０８のサファイア基板１００主面に平行な方向での断面積が減少するような傾斜を有することである。
短辺側の側面１０８ｂを順テーパーとする場合、長辺側の側面１０８ａを逆テーパーとする前に順テーパーとする加工を行うのがよい。つまり、素子分離溝のうち長辺方向の溝を形成する前に、短辺方向の溝をドライエッチングすることで、短辺側の側面１０８ｂを順テーパーとし、その後、実施例に示した工程によって長辺側の側面１０８ａを逆テーパーとする。
また、半導体層１０８の長辺側の側面１０８ａの全面を逆テーパー状とする必要はなく、所定の高さｈ（サファイア基板１００表面からその表面に垂直方向での距離）までは逆テーパー状とし、所定の高さｈを越えると垂直または順テーパーとなるようにしてもよい（図１０参照）。高さｈは半導体層１０８のｎ層１０１中の位置である。
このような形状は、たとえば以下の工程によって形成することができる。まず、素子分離溝のうち長辺方向の溝を、半導体層１０８の高さがｈとなる深さまでドライエッチングによって形成し、これにより溝側面を順テーパーまたは垂直とする。ｎ層１０１を露出させてｎ電極１０６を形成するための溝と同時に形成してもよい。次に、溝の底面近傍であってサファイア基板１００近傍に、レーザーによって改質部を形成する。次に、リン酸等によってウェットエッチングを行う。このとき、改質部はエッチングレートが速いため、改質部を起点として逆テーパー状にエッチングされる。その結果、長辺側の側面１０８ａは、図１０のように、高さｈまでは逆テーパー状、高さｈを越えると順テーパー状または垂直の形状に加工することができる。長辺側の側面１０８ａのうち、発光層１０２が露出するのは順テーパーまたは垂直の領域であり、逆テーパーではない。したがって、長辺側の側面１０８ａに露出する発光層１０２を絶縁膜により容易に覆うことができ、発光素子２０の信頼性を向上させることができる。
本発明の面状光源は、液晶ディスプレイのバックライトなどに利用することができる。
１：導光板
２：発光装置
２０：発光素子
２１：ケース
２２：封止樹脂
２３：凹部
１００：サファイア基板
１０１：ｎ層
１０２：発光層
１０３：ｐ層
１０４：透明電極
１０５：ｐ電極
１０６：ｎ電極
１０７：溝
１０８：半導体層
１０８ａ：長辺側の側面
１０８ｂ：短辺側の側面
１０９：改質部
２：発光装置
２０：発光素子
２１：ケース
２２：封止樹脂
２３：凹部
１００：サファイア基板
１０１：ｎ層
１０２：発光層
１０３：ｐ層
１０４：透明電極
１０５：ｐ電極
１０６：ｎ電極
１０７：溝
１０８：半導体層
１０８ａ：長辺側の側面
１０８ｂ：短辺側の側面
１０９：改質部
Claims (5)
- 導光板と、前記導光板の側面に配置され、その側面の方向に白色発光する発光装置と、を有し、前記発光装置からの光を前記導光板の側面から内部に入射させ、前記導光板内部から前記導光板表面へと放射させる面状光源において、
前記発光装置は、
基板と、前記基板上に位置するIII 族窒化物半導体からなる半導体層とを有する青色発光の発光素子と、
凹部を有し、その凹部に前記発光素子が納められたケースと、
前記凹部を埋めて前記発光素子を封止し、黄色蛍光体が混合された封止樹脂と、を備え、
前記発光素子は平面視で長方形であって、前記半導体層の長辺側の側面は、前記基板側から離れるにつれて前記基板主面方向の断面積が増加する傾斜を有した逆テーパー状であり、短辺側の側面は、前記基板主面に対して垂直、または前記基板側から離れるにつれて前記基板主面方向の断面積が減少する傾斜を有した順テーパー状であり、
前記発光素子の短辺方向は前記導光板表面に垂直な方向に、長辺方向は前記導光板表面に平行な方向に、前記発光素子の主面に垂直な方向は前記導光板の側面に垂直な方向になるよう、前記導光板に対して前記発光装置を配置する、
ことを特徴とする面状光源。 - 前記長辺側の側面は、前記基板主面に対して５〜８５°の傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載の面状光源。
- 前記導光板の厚さは、前記凹部開口の短辺方向の幅の１〜１５倍とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面状光源。
- 基板上にIII 族窒化物半導体からなる半導体層を有する発光素子の製造方法において、
前記半導体層の形成後、前記半導体層を各素子ごとに分割する長方形の格子状のパターンの素子分離溝のうち、長辺方向の溝のみを形成する第１工程と、
前記溝側面に露出する前記半導体層側面をウェットエッチングして、その側面は前記基板側から離れるにつれて前記基板主面方向の断面積が増加する傾斜を有した逆テーパー状とする第２工程と、
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記第１工程は、レーザーにより前記溝を形成するとともに、前記半導体層中のサファイア基板近傍に改質部を形成し、
前記第２工程は、前記改質部をウェットエッチングの起点とすることで前記半導体層側面を逆テーパー状とする、
ことを特徴とする請求項４に記載の発光素子の製造方法。
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