JP2020035934A - 発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子全体を撓ませても発光層が破壊され難く信頼性が高い発光素子を提供する。【解決手段】上面視形状が矩形状であるＳｉ基板と、Ｓｉ基板の上面全面に配置され上面視形状が矩形状である第１半導体層と、第１半導体層の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層と、複数の発光層それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体と、Ｓｉ基板の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部と、Ｓｉ基板上に配置されており、第１外部接続部または第２外部接続部に電気的に接続される複数の配線電極と、を備え、複数の発光層は、複数の配線電極により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子。【選択図】図１Ａ
Description
本開示は発光素子に関する。
可撓性を備える基材に薄膜ＬＥＤを実装することにより、撓ませても破壊され難く、信頼性が高くなるようにする可撓性表示体が提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、薄膜ＬＥＤであっても、これに大きな応力が加わると破壊され得る。このため、基材に実装するＬＥＤを薄膜化することのみによっては、可撓性表示体の信頼性を向上させることができない虞がある。
上記の課題は、例えば、次の手段により解決することができる。
上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状であるＳｉ基板と、
前記Ｓｉ基板の上面全面に配置され上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状である第１半導体層と、前記第１半導体層の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層と、前記複数の発光層それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体と、
前記Ｓｉ基板の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部と、前記一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部と、
前記Ｓｉ基板上に配置されており、前記第１外部接続部または前記第２外部接続部に電気的に接続される複数の配線電極と、を備え、
前記配線電極は、前記複数の発光層のうち隣接する２つの前記発光層の間に前記Ｓｉ基板の長手方向に延在して設けられた第１配線部を有し、
前記複数の発光層は、前記複数の配線電極により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子。
前記Ｓｉ基板の上面全面に配置され上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状である第１半導体層と、前記第１半導体層の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層と、前記複数の発光層それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体と、
前記Ｓｉ基板の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部と、前記一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部と、
前記Ｓｉ基板上に配置されており、前記第１外部接続部または前記第２外部接続部に電気的に接続される複数の配線電極と、を備え、
前記配線電極は、前記複数の発光層のうち隣接する２つの前記発光層の間に前記Ｓｉ基板の長手方向に延在して設けられた第１配線部を有し、
前記複数の発光層は、前記複数の配線電極により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子。
上記の発光素子によれば、複数の発光層が設けられ、発光層と発光層の間に発光層が配置されていない領域が設けられる。そして、この発光層が配置されていない領域により、発光層に大きな応力が加わることを抑制することができる。したがって、発光素子全体を撓ませても発光層が破壊され難く信頼性が高い発光素子を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本開示を詳細に説明する。本開示は、例示であり、以下で説明する形態に限られない。以下の説明では、特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向や位置を、分かり易さのために用いているに過ぎない。また、図面が示す構成要素の大きさや位置関係等は、分かり易さのため、誇張されている場合があり、実際の形態における大きさあるいは、実際の形態における構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面の見易さのため、各図は適宜縦横比を調整して示している。例えば、図１Ｂの断面図と図１Ｃの断面図では、後者に示される素子全体の横の長さの方が、前者に示されるそれよりも実際は長くなる（図１Ａ参照）。しかし、本開示では、見やすさを考慮して図１Ｂにおいて素子全体を拡大したため、図１Ｂに示される素子全体の横の長さの方が、図１Ｃに示されるそれよりも長くなっている。
［実施形態に係る発光素子１］
図１Ａは実施形態に係る発光素子の模式的上面図であり、図１Ｂは図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ断面を示す図であり、図１Ｃは図１Ａ中の１Ｃ−１Ｃ断面を示す図である。図１Ｄは実施形態に係る発光素子の模式的下面図である。図１Ａにおいては、理解を容易にするために、波長変換層５０と接着層７０の図示を省略している。図１Ｄにおいては、接着層６０の図示を省略している。図１Ａから図１Ｄに示すように、発光素子１は、上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状であるＳｉ基板１０と、Ｓｉ基板１０の上面全面に配置され上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状である第１半導体層２２と、第１半導体層２２の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層２４と、複数の発光層２４それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層２６と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体２０と、Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部４２と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部４４と、Ｓｉ基板１０上に配置されており、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４に電気的に接続される複数の配線電極４６と、を備え、配線電極４６は、複数の発光層２４のうち隣接する２つの発光層２４の間にＳｉ基板１０の長手方向に延在して設けられた第１配線部４６１を有し、複数の発光層２４は、複数の配線電極４６により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子である。以下、各部材について詳細に説明する。
図１Ａは実施形態に係る発光素子の模式的上面図であり、図１Ｂは図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ断面を示す図であり、図１Ｃは図１Ａ中の１Ｃ−１Ｃ断面を示す図である。図１Ｄは実施形態に係る発光素子の模式的下面図である。図１Ａにおいては、理解を容易にするために、波長変換層５０と接着層７０の図示を省略している。図１Ｄにおいては、接着層６０の図示を省略している。図１Ａから図１Ｄに示すように、発光素子１は、上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状であるＳｉ基板１０と、Ｓｉ基板１０の上面全面に配置され上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状である第１半導体層２２と、第１半導体層２２の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層２４と、複数の発光層２４それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層２６と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体２０と、Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部４２と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部４４と、Ｓｉ基板１０上に配置されており、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４に電気的に接続される複数の配線電極４６と、を備え、配線電極４６は、複数の発光層２４のうち隣接する２つの発光層２４の間にＳｉ基板１０の長手方向に延在して設けられた第１配線部４６１を有し、複数の発光層２４は、複数の配線電極４６により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子である。以下、各部材について詳細に説明する。
（Ｓｉ基板１０）
Ｓｉ基板１０はケイ素（Ｓｉ）からなる基板である。
Ｓｉ基板１０はケイ素（Ｓｉ）からなる基板である。
Ｓｉ基板１０は、長手方向と短手方向を有する矩形状の上面視形状を有する。このようにＳｉ基板１０の上面視形状が矩形状であることにより、発光素子１全体が曲がりやすくなり、発光素子１を曲面部に取り付けることが容易になる。Ｓｉ基板１０の下面には、Ｓｉ基板１０の短手方向に延在する複数の溝部Ｇが配置されていることが好ましい。このようにすれば、溝部Ｇの部分でＳｉ基板１０が薄くなるため、より一層、発光素子１全体が曲がりやすくなり、発光素子１を曲面部に取り付けることが容易になる。
Ｓｉ基板１０は、例えば、１０μｍ以上４００μｍ以下の厚みを有することが好ましく、特に、１００μｍ以下の厚みを有することが好ましい。１０μｍ以上としたのは薄すぎるとＳｉ基板１０が割れてしまうからであり、４００μｍ以下としたのは、Ｓｉ基板１０に可撓性を備えさせるためである。なお、Ｓｉ基板１０は、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲のなかでは、７５μｍ以上８５μｍ以下の厚みを有することが好ましい。このようにすれば、耐久性と可撓性を兼ね備えた発光素子１を提供することが容易となる。なお、Ｓｉ基板１０の厚みとは、発光素子１の上下方向におけるＳｉ基板１０の長さをいう。
（半導体積層体２０）
半導体積層体２０は、Ｓｉ基板１０の上面全面に配置された第１半導体層２２を有する。第１半導体層２２は、Ｓｉ基板１０に接していてもよいし、他の部材を介してＳｉ基板１０に配置されていてもよい。第１半導体層２２は、長手方向と短手方向を有する矩形状の上面視形状を有する。このように、Ｓｉ基板１０だけでなく、第１半導体層２２も矩形状の上面視形状を有することにより、発光素子１全体が曲げやすくなり、曲面部に取り付けることが容易な発光素子１を提供することが可能となる。第１半導体層２２の長手方向の長さは、４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、第１半導体層２２の短手方向の長さは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、１半導体層２２の長手方向に対して発光素子１全体を曲げやすくすることができる。
半導体積層体２０は、Ｓｉ基板１０の上面全面に配置された第１半導体層２２を有する。第１半導体層２２は、Ｓｉ基板１０に接していてもよいし、他の部材を介してＳｉ基板１０に配置されていてもよい。第１半導体層２２は、長手方向と短手方向を有する矩形状の上面視形状を有する。このように、Ｓｉ基板１０だけでなく、第１半導体層２２も矩形状の上面視形状を有することにより、発光素子１全体が曲げやすくなり、曲面部に取り付けることが容易な発光素子１を提供することが可能となる。第１半導体層２２の長手方向の長さは、４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、第１半導体層２２の短手方向の長さは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、１半導体層２２の長手方向に対して発光素子１全体を曲げやすくすることができる。
半導体積層体２０は、第１半導体層２２の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層２４を有する。このように複数の発光層２４が行列状に配置されることにより、発光層２４同士の間に、発光層２４が配置されていない領域Ｘ（換言すると、第１半導体層２２が露出する領域。図１Ｅに、発光層２４が配置されていない領域Ｘと発光層２４が配置されている領域Ｙを模式的に示す。発光層２４が配置されていない領域Ｘについては、グレースケースで示している。）が設けられ、発光層２４に大きな応力が加わることを抑制することができる。ここで、上面視において、第１半導体層２２の上面のうち発光層２４が配置されていない領域Ｘは、格子状に配置されていることが好ましい。また、上面視において、第１半導体層２２の上面のうち発光層２４が配置されていない領域Ｘの幅ＷＸは、１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、発光層２４が配置されていない領域Ｘによる応力の抑制（緩和）機能をより効果的に発揮させて、さらに発光素子１全体を曲げやすくすることができる。２０μｍ以下とすることにより、発光素子１を点灯させた場合において、上面視において、発光層２４が配置されていない領域Ｘを目立たなくすることができる（当該領域Ｘは、発光層２４が配置されていないので光らない。）。なお、発光層２４は、第１半導体層２２に接していてもよいし、他の部材を介して第１半導体層２２に配置されていてもよい。
半導体積層体２０は、複数の発光層２４それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層２６を有する。第２半導体層２６は、発光層２４に接していてもよいし、他の部材を介して発光層２４の上面に配置されていてもよい。
半導体積層体２０（第１半導体層２２、発光層２４、及び第２半導体層２６の各層）は、窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）からなる。半導体積層体２０の厚みＴＳは、例えば５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。５μｍ以上とすることにより、発光素子１全体を曲げた際に半導体積層体２０が破壊されることを抑制することができる。また、１０μｍ以下とすることにより、発光素子１全体を曲がりやすくして、発光素子１を曲面部に取り付けることを容易にすることができる。ここで、半導体積層層２０の厚みＴＳとは、発光素子１の上下方向における、Ｓｉ基板１０の上面から第２半導体層２６の上面までの長さである。
（透光性導電膜２８）
透光性導電膜２８は、第２半導体層２６の上面の略全面に設けられる。透光性導電膜２８は、発光層２４からの光に対して透光性を有する。透光性導電膜２８には、例えばＩＴＯのような金属酸化物膜を利用することができる。透光性導電膜２８の膜厚は、例えば、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
透光性導電膜２８は、第２半導体層２６の上面の略全面に設けられる。透光性導電膜２８は、発光層２４からの光に対して透光性を有する。透光性導電膜２８には、例えばＩＴＯのような金属酸化物膜を利用することができる。透光性導電膜２８の膜厚は、例えば、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
（第１電極３２、第２電極３４）
第１電極３２は、第２半導体層２６の上面に設けられる。第２電極３４は、第１半導体層２２の上面に設けられる。第１電極３２は、第１電極３２から延伸する第１延伸部３３を有する。第１延伸部３３は、第２電極３４に向かって直線状に延伸する延伸部３３ａと、第１電極３２を囲むように延伸する延伸部３３ｂと、を備える。第２電極３４は、第２電極３４から延伸し、第１電極３２の延伸部間に配置された第２延伸部３５を有する。
第１電極３２は、第２半導体層２６の上面に設けられる。第２電極３４は、第１半導体層２２の上面に設けられる。第１電極３２は、第１電極３２から延伸する第１延伸部３３を有する。第１延伸部３３は、第２電極３４に向かって直線状に延伸する延伸部３３ａと、第１電極３２を囲むように延伸する延伸部３３ｂと、を備える。第２電極３４は、第２電極３４から延伸し、第１電極３２の延伸部間に配置された第２延伸部３５を有する。
（第１外部接続部４２、第２外部接続部４４）
発光素子１は、Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部４２と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部４４と、を有する。第１外部接続部４２と第２外部接続部４４は、外部から発光素子１に給電するための電極であり、外部電極に電気的に接続される。例えば、外部電極として正電極と負電極が発光素子１を取り付ける曲面部に設けられる場合には、これらの電極に第１外部接続部４２と第２外部接続部４４がそれぞれ接続される。
発光素子１は、Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部４２と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部４４と、を有する。第１外部接続部４２と第２外部接続部４４は、外部から発光素子１に給電するための電極であり、外部電極に電気的に接続される。例えば、外部電極として正電極と負電極が発光素子１を取り付ける曲面部に設けられる場合には、これらの電極に第１外部接続部４２と第２外部接続部４４がそれぞれ接続される。
（配線電極４６）
発光素子１は、Ｓｉ基板１０上に配置されており、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４に電気的に接続される複数の配線電極４６を備えており、配線電極４６は、複数の発光層２４のうち隣接する２つの発光層２４の間にＳｉ基板１０の長手方向に延在して設けられた第１配線部４６１を有する。配線電極４６は、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４と複数の発光層２４とを電気的に接続するための部材ある。複数の発光層２４は、複数の配線電極４６により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続することができる。なお、本実施形態では、並列接続で接続されているものとする。配線電極４６は、絶縁膜８０上に配置され、第１配線部４６１からＳｉ基板１０の短手方向に延在して設けられた第２配線部４６２を備えていてもよい。この場合、絶縁膜８０は、第２半導体層２６の上面の一部を除く領域に設けられ、第２配線部４６２は、第１電極３２または第２電極３４の上面の一部と電気的に接続される。
発光素子１は、Ｓｉ基板１０上に配置されており、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４に電気的に接続される複数の配線電極４６を備えており、配線電極４６は、複数の発光層２４のうち隣接する２つの発光層２４の間にＳｉ基板１０の長手方向に延在して設けられた第１配線部４６１を有する。配線電極４６は、第１外部接続部４２または第２外部接続部４４と複数の発光層２４とを電気的に接続するための部材ある。複数の発光層２４は、複数の配線電極４６により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続することができる。なお、本実施形態では、並列接続で接続されているものとする。配線電極４６は、絶縁膜８０上に配置され、第１配線部４６１からＳｉ基板１０の短手方向に延在して設けられた第２配線部４６２を備えていてもよい。この場合、絶縁膜８０は、第２半導体層２６の上面の一部を除く領域に設けられ、第２配線部４６２は、第１電極３２または第２電極３４の上面の一部と電気的に接続される。
（波長変換層５０）
発光素子１は、第２半導体層２６の上面側に波長変換層５０を備えていてもよい。波長変換層５０には蛍光物質を含有する透光性樹脂などを用いることができる。蛍光物質には、例えば、発光素子１として青色光や紫外光を発するものを用いる場合、ＹＡＧ系蛍光体、ＬＡＧ系蛍光体、ＴＡＧ系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体、βサイアロン系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等を単独または組み合わせて使用することができる。透光性樹脂には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂あるいはそれらを混合させた樹脂や、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。例えば、蛍光物質に青色光を吸収し黄色光を発するＹＡＧ系蛍光体を用い、青色光を発する発光層２４を用いれば、発光素子１から白色の光を取り出すことができる。波長変換層５０は、Ｓｉ基板１０及び半導体積層体２０の曲げに追従して曲がることができる程度の厚みＴＷを有していることが好ましく、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。
発光素子１は、第２半導体層２６の上面側に波長変換層５０を備えていてもよい。波長変換層５０には蛍光物質を含有する透光性樹脂などを用いることができる。蛍光物質には、例えば、発光素子１として青色光や紫外光を発するものを用いる場合、ＹＡＧ系蛍光体、ＬＡＧ系蛍光体、ＴＡＧ系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体、βサイアロン系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等を単独または組み合わせて使用することができる。透光性樹脂には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂あるいはそれらを混合させた樹脂や、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。例えば、蛍光物質に青色光を吸収し黄色光を発するＹＡＧ系蛍光体を用い、青色光を発する発光層２４を用いれば、発光素子１から白色の光を取り出すことができる。波長変換層５０は、Ｓｉ基板１０及び半導体積層体２０の曲げに追従して曲がることができる程度の厚みＴＷを有していることが好ましく、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。
以上説明したように、発光素子１によれば、複数の発光層２４が設けられ、発光層２４同士の間に、発光層２４が配置されていない領域Ｘが設けられる。そして、この領域Ｘにより、発光素子１全体を撓ませた場合において、各発光層２４に大きな応力が加わることが抑制される。したがって、発光素子１全体を撓ませても発光層２４が破壊され難く信頼性が高い発光素子１を提供することができる。
［実施形態に係る発光素子１の製造方法］
次に、図２Ａから図９Ｃを参照しつつ、実施形態に係る発光素子１の製造方法について説明する。なお、図９Ａにおいては、理解を容易にするために、波長変換層５０と接着層７０の図示を省略している。
次に、図２Ａから図９Ｃを参照しつつ、実施形態に係る発光素子１の製造方法について説明する。なお、図９Ａにおいては、理解を容易にするために、波長変換層５０と接着層７０の図示を省略している。
まず、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状であるＳｉ基板１０を準備する。図２Ｃに示すように、Ｓｉ基板１０の下面には、Ｓｉ基板１０の短手方向に延在する複数の溝部Ｇが配置されていてもよい。
次に、図３Ａ、図３Ｂに示すように、Ｓｉ基板１０の上面全面に第１半導体層２２と、発光層２４と、第２半導体層２６とをこの順に配置する。
次に、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示すように、上面視形状は長手方向と短手方向を有する矩形状の第１半導体層２２の上面に設けられた発光層２４及び第２半導体層２６の一部を除去し、第１半導体層２２の上面における一部を露出させる。これにより、複数の発光層２４は第１半導体層２２の上面における一部領域に行列状に配置される。露出された第１半導体層２２の上面の一部には、後の工程において第２電極３４が設けられる。
次に、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、第２半導体層２６の上面に透光性導電膜２８を設ける。
次に、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、透光性導電膜２８、第２半導体層２６の上面、及び露出した第１半導体層２２の上面に絶縁膜８０を設ける。
次に、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、絶縁膜８０の一部を除去し、透光性導電膜２８の一部を露出させる。
次に、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、透光性導電膜２８の上面に第１電極３２を設け、第１半導体層２２の上面に第２電極３４を設ける。Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に第１外部接続部４２を設け、一端とは反対側の他端に第２外部接続部４４を設ける。さらに、複数の第１配線部４６１、第２配線部４６２を備える配線電極４６を設ける。第１配線部４６１は、絶縁膜８０の上面に、第１外部接続部４２及び第２外部接続部４４のそれぞれからＳｉ基板１０の長手方向に延在して設けられる。第２配線部４６２は、第１配線部４６１からＳｉ基板１０の短手方向に延在し、第１電極３２または第２電極３４に接続して設けられる。また、第２配線部４６２は、絶縁膜８０の上面に、第１半導体層２２の上方と、発光層２４及び第２半導体層２６の上方とに延在して設けられる。第１電極３２、第２電極３４、第１外部接続部４２、第２外部接続部４４、及び配線電極４６は同時に形成することができる。
次に、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示すように、接着層（第２接着層７０）を介して第２半導体層２６の上面に波長変換層５０を設ける。なお、Ｓｉ基板１０の下面には、発光素子１を曲面部に取り付けやすいよう、接着層（第１接着層６０）を設けてもよい。
図１０Ａは、実施形態に係る発光素子を曲面部１００Ｓを有する基台１００に実装したときの模式的上面図である。図１０Ｂは、図１０Ａ中の１０Ｂ−１０Ｂ断面を模式的に示す断面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、Ｓｉ基板１０は第１接着層６０を介して曲面部１００Ｓに実装されている。Ｓｉ基板１０は、長手方向が曲面部１００Ｓに沿って湾曲した状態で実装される。Ｓｉ基板１０の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部４２と、一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部４４と、は異なる平面上に位置している。第１外部接続部４２及び第２外部接続部４４は、発光素子１の複数の発光層２４が設けられている部分よりも下方に位置している。これにより、第１外部接続部４２及び第２外部接続部４４による光の吸収が低減でき、光取り出し効率を向上させることができる。
本実施形態に係る発光素子１は、照明装置やディスプレイ装置などに利用することができる。これらの各装置は、部屋の壁、電柱、時計、スマートフォン、スマートウォッチ、ラップトップコンピュータ、あるいは窓ガラスなどの、曲面部を有する様々なものに取り付けることができる。
１ 発光素子
１０ Ｓｉ基板
２０ 半導体積層体
２２ 第１半導体層
２４ 発光層
２６ 第２半導体層
２８ 透光性導電膜
３２ 第１電極
３３ 第１延伸部
３４ 第２電極
３５ 第２延伸部
４２ 第１外部接続部
４４ 第２外部接続部
４６ 配線電極
４６１ 第１配線部
４６２ 第２配線部
５０ 波長変換層
６０ 接着層（第１接着層）
７０ 接着層（第２接着層）
８０ 絶縁膜
１００ 基台
１００Ｓ 曲面部
Ｇ 溝部
Ｘ 発光層が配置されていない領域
Ｙ 発光層が配置されている領域
ＷＸ 発光層が配置されていない領域の幅
ＴＳ 半導体積層体の厚み
ＴＷ 波長変換層の厚み
１０ Ｓｉ基板
２０ 半導体積層体
２２ 第１半導体層
２４ 発光層
２６ 第２半導体層
２８ 透光性導電膜
３２ 第１電極
３３ 第１延伸部
３４ 第２電極
３５ 第２延伸部
４２ 第１外部接続部
４４ 第２外部接続部
４６ 配線電極
４６１ 第１配線部
４６２ 第２配線部
５０ 波長変換層
６０ 接着層（第１接着層）
７０ 接着層（第２接着層）
８０ 絶縁膜
１００ 基台
１００Ｓ 曲面部
Ｇ 溝部
Ｘ 発光層が配置されていない領域
Ｙ 発光層が配置されている領域
ＷＸ 発光層が配置されていない領域の幅
ＴＳ 半導体積層体の厚み
ＴＷ 波長変換層の厚み
Claims (10)
- 上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状であるＳｉ基板と、
前記Ｓｉ基板の上面全面に配置され上面視形状が長手方向と短手方向を有する矩形状である第１半導体層と、前記第１半導体層の上面における一部領域に行列状に配置されている複数の発光層と、前記複数の発光層それぞれの上面に配置されている複数の第２半導体層と、を有する窒化物半導体からなる半導体積層体と、
前記Ｓｉ基板の長手方向における一端に配置されている第１外部接続部と、前記一端とは反対側の他端に配置されている第２外部接続部と、
前記Ｓｉ基板上に配置されており、前記第１外部接続部または前記第２外部接続部に電気的に接続される複数の配線電極と、を備え、
前記配線電極は、前記複数の発光層のうち隣接する２つの前記発光層の間に前記Ｓｉ基板の長手方向に延在して設けられた第１配線部を有し、
前記複数の発光層は、前記複数の配線電極により、直列接続、並列接続またはこれらの組み合わせにより電気的に接続されている発光素子。 - 前記第２半導体層の上面の一部を除く領域に絶縁膜が設けられ、
前記配線電極は、前記絶縁膜上に配置され、前記第１配線部から前記Ｓｉ基板の短手方向に延在して設けられた第２配線部を備え、
前記第２配線部は、前記第２半導体層の上面の一部と電気的に接続されている請求項１に記載の発光素子。 - 前記Ｓｉ基板の下面に、前記Ｓｉ基板の短手方向に延在する複数の溝部が配置されている請求項１または２に記載の発光素子。
- 上面視において、前記第１半導体層の上面のうち前記発光層が配置されていない領域が、格子状に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
- 前記第１半導体層の長手方向の長さは、４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記第１半導体層の短手方向の長さは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の発光素子。 - 上面視において、前記第１半導体層の上面のうち前記発光層が配置されていない領域の幅は１μｍ以上２０μｍ以下である請求項１から５のいずれか１項に記載の発光素子。
- 前記半導体積層体の厚みは、５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の発光素子。
- 前記第２半導体層の上面側に波長変換層を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の発光素子。
- 前記波長変換層の厚みは、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項８に記載の発光素子。
- 前記Ｓｉ基板の厚みが１００μｍ以下である請求項１から９のいずれか１項に記載の発光素子。
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