JP6520373B2 - 発光素子 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子に関する。

側面発光型の発光素子の一例として、基板の側面に反射膜を設け、反対側の側面に微細な凹凸を設けて光取り出し側の側面とする発光素子が提案されている（例えば、特許文献１等）。

特開２００９−２９６５６１１号

しかし、特定の照明用途においては、さらなる広角の発光が求められる。例えば、シャンデリア等では、広い配光特性を有する発光素子が求められる。

本発明は、広い配光を実現可能な発光素子を提供することを目的とする。

本願は以下の発明を含む。
（１） 第１主面、該第１主面と反対側の第２主面、前記第１主面及び第２主面に隣接する第１側面、該第１側面に対面する第２側面、第２側面に隣接する第３側面及び該第３側面に対面する第４側面を有する透光性基板と、
該透光性基板の第１主面上に積層された半導体積層体と、
前記透光性基板の第１側面、第２側面、第３側面及び第２主面を被覆する第１光反射部材と、
前記半導体積層体の前記透光性基板と反対側の面を被覆する第２光反射部材とを有し、
前記透光性基板は、
前記第１主面に垂直であり、かつ前記第３側面及び第４側面に交差する断面が、第１の凸部を含む第１の図形であり、
前記第４側面が、前記第１の凸部を構成する１つ以上の面からなることを特徴とする発光素子。
（２） 透光性基板と半導体積層体を含む発光単位が複数積層された発光素子であって、
前記発光素子は、
第１の主面、前記第１の主面に対面する第２の主面、前記第１の主面に隣接する第１側面、該第１側面に対面する第２側面、第２側面に隣接する第３側面及び該第３側面に対面する第４側面を有し、
前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第１の主面が、第１光反射部材で被覆され、
前記第２の主面が、第２光反射部材で被覆されており、
前記発光素子の前記第１の主面に平行な断面が、第３の凸部を含む第３の図形であり、
前記第４側面が、前記第３の凸部を構成する１つ以上の面からなることを特徴とする発光素子。

本発明によれば、広い配光を実現可能な発光素子を得ることができる。

本発明の実施形態１の半導体積層体部分の断面拡大図である。 本発明の実施形態１の発光素子の斜視図である。 図２の発光素子の垂直方向の光分布を示すグラフである。 本発明の実施形態２の発光素子の斜視図である。 図４Ａの発光素子の水平方向の光分布を示すグラフである。 図４Ａの発光素子の垂直方向の光分布を示すグラフである。 本発明の実施形態３の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態４の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態５の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態６の発光素子の斜視図である。 本発明の一実施形態の発光素子の製造方法を説明する要部の概略断面工程図である。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を容易にするため、誇張していることがある。

本開示の発光素子は、透光性基板と、半導体積層体と、第１光反射部材と、第２光反射部材とを備える。
例えば、図２に示すように、透光性基板３１は、第１主面３１ａ、第１主面３１ａと反対側の第２主面３１ｂ、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂに隣接する第１側面Ｐ、第１側面Ｐに対面する第２側面Ｓ、第２側面Ｓに隣接する第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第３側面Ｔ１、Ｔ２に対面する第４側面Ｆ１、Ｆ２を有する。また、透光性基板３１は、第１主面３１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１、Ｆ２に交差する断面が、第１の凸部３１ｄを含む第１の図形である。第４側面Ｆ１、Ｆ２は、第１の凸部３１ｄを構成する１つ以上の面からなる。半導体積層体３２は、透光性基板３１の第１主面３１ａ上に積層されている。第１光反射部材は、透光性基板３１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第３側面Ｔ及び第２主面３１ｂを被覆する。第２光反射部材は、半導体積層体３２の透光性基板３１と反対側の面３２ｂを被覆する。図２において、第４側面ＦはＦ１およびＦ２の二つの平面からなっているが、一つの曲面からなってもよい。なお、図２においては、第３側面はＴ１、Ｔ２の２つの面からなっているが、第３側面が複数の面からなることは必須ではなく、例えば、第１主面及び第２主面に垂直な１つの面からなってもよい。
この発光素子は、発光ダイオードと称されるものであり、いわゆる、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）に有利である。また、発光素子単体で光の広がりを制御することが可能であるため、ＣＳＰにより発光装置を小型化し、且つ、光の広がりを調整することが可能である。

＜透光性基板＞
透光性基板は、第１主面及び第２主面、第１側面、第２側面、第３側面及び第４側面を有する。第２主面は、第１主面と反対側の主面である。第１側面は、第１主面及び第２主面に隣接する面であり、第２側面は、第１側面に対面する面であり、第３側面は、第２側面に隣接する面であり、第４側面は第３側面に対面する面である。主面及び／又は／側面の連結部位は丸み等を帯びていてもよい。

透光性基板は、発光素子から出射される光の６０％以上を透過させる部材であることが好ましく、光の７０％以上、８０％以上を透過させる部材であることがより好ましく、９０％以上を透過させる材料であることが最も好ましい。透光性基板は、このような透過率を備える限り、後述する半導体積層体をエピタキシャル成長させるのに適した材料からなるものであってもよいし、公知の積層構造における半導体積層体を支持し得る公知の材料からなるものであってもよい。透光性基板の屈折率は、半導体積層体を構成する半導体の屈折率に近いものが、半導体積層体と基板界面での反射を抑制するので好ましい。
具体的には、窒化物半導体（ＧａＮ、ＡｌＮ等）、Ｇａ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｓｉ、ＳｉＣ等の導電性基板であってもよいし、サファイヤ、スピネル等の絶縁性基板であってもよい。半導体積層体（特に活性層）がＧａＮ系半導体からなる場合は、窒化物半導体（ＧａＮ等）、Ｇａ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、サファイヤ等が好ましい。透光性基板の厚みは特に限定されるものではなく、例えば、１００〜５００μｍ程度が挙げられる。

（第１主面及び第２主面）
透光性基板では、半導体積層体を成長させる面を第１主面とする。第１主面及び／又は第２主面は、例えば、透光性基板がサファイア基板からなる場合は、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面等のいずれであってもよい。
第１主面及び／又は第２主面は、その表面に複数の凸部又は凹凸を有するものであってもよい。第１主面及び／又は第２主面は、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面等の所定の結晶面に対して０〜１０度程度のオフ角を有するものであってもよい。第１主面と第２主面とは、必ずしも同じ結晶面を有するものでなくてもよいが、互いに平行であることが好ましい。

第１主面及び第２主面は、その形状が互いに異なっていてもよいが、同じ又は略同じであることが好ましい。
例えば、第１主面及び／又は第２主面は、得ようとする発光素子の形状によって適宜設定することができ、平面視、円形、楕円形であってもよいし、３角形以上の多角形でもよいし、これらの多角形の角に丸みを帯びた形状、これの多角形を構成する辺が外側に凸又は凹等の曲線であってもよい。

第１主面及び／又は第２主面は、平面視、例えば、図２に示すように四角形、図４Ａに示すように六角形、図６に示すように八角形等が挙げられる。これらの形状（図形）を構成する外縁は、曲線を有していてもよい。

第１主面に平行する断面は、１以上の凸部（以下、この凸部を、第２の凸部又は第３の凸部と記載することがある、例えば、図４Ａ中の４１ｆ、図５中の６１ｆ、図６中の８１ｆ、８１ｈ、図７中の１０１ｆ、１０１ｈ、図８中の１８０ｋ等）を含む図形であることが好ましい。以下、この凸部を含む図形を、第２の図形又は第３の図形と記載することがある。ここで凸部とは、基本的には、１以上の凸角および凸角をなす２辺又は凸角に相当するもの（凸である曲線など）を指す。凸角の場合には、凸角の内側の角度が１８０度よりも小さいもの、例えば、６０〜１２０度のものが挙げられる。凸角に相当するもの、例えば、曲線によって形成された凸部の場合には、凸部を構成する線における２つの接線が交差する角度が１８０度より小さい内角を有するもの、例えば、６０〜１２０度の内角を有するものを包含する。また、ここでの凸部とは、その幅（凸部の、第１側面側の端部から第２側面側の端部までの距離）が、例えば、透光性基板の幅（透光性基板の、第１側面から第２側面までの距離）の３０〜１００％であるものが好ましく、５０〜１００％がより好ましい。
透光性基板が第２の凸部を有することにより、例えば、第１主面の左右方向、すなわち、第１側面と第２側面に交差する方向における配光を制御することが可能となる。

第２の図形において、凸部をなす最も外側の２辺の、凸角またはそれに相当するものとは異なる側の頂点を結んだ線分から第２の凸部の最も凸となっている（突出している）部位までの距離が、例えば、透光性基板の幅の２８〜８６％であるものが好ましく、３０〜８０％がより好ましい。

なかでも、第１主面及び第２主面において、第２の図形又は第３の図形が平面充填が可能な形状であることが好ましい。ここで平面充填可能な形状とは、１種類の第１主面又は第２主面の平面形状を複数組み合わせると、隙間のない平面が形成される形状を意味する。このような形状とすることで、後述する半導体積層体が積層された基板から発光素子を切り出す際、基板を無駄にすることなく、複数の発光素子へと分割することができる。また、平面充填が可能な形状であることで、上述のような第２の図形や第３の図形とする加工と発光素子への分割とを同時に行うことができる。そのため、凸部を加工する製造工程を簡略化することができる。

平面充填可能な形状としては、例えば、凹部を２つ有する平行六辺形、凹部を１つ有する平行六辺形（例えば、図２、４、５等）、凹部を２つ有する平行八辺形（例えば、図６、７等）等が挙げられる。

透光性基板は、例えば、第１主面及び／又は第２主面に平行な断面が多数積層されることにより構成されるが、第１主面及び／又は第２主面に平行な断面は、一部又は全部が同じ大きさ及び形状であることが、加工が比較的容易であるため好ましい。

（第１側面、第２側面、第３側面及び第４側面）
透光性基板は、第１主面及び／又は第２主面に隣接する側面を有し、第１主面と第２主面との双方に連続する側面を有することが好ましい。このような側面は、第１主面及び第２主面の形状によって、上述した互いに対面する第１側面と第２側面、第３側面と第４側面を含む。

本実施形態において、対面するとは、双方の面が隣接せず、向き合っていることを意味する。従って、第２側面は、第１側面と隣接せず、且つ、第２側面を延長した面が、第１側面を延長した面に対して９０度より小さく０度より大きい、−９０度より大きく、０度より小さい角度で交差する面とするか、平行とすることができる。なかでも、第１側面に対して４５度から−４５度の角度で交差する面であることが好ましく、３０度から−３０度の角度で交差する面であることがより好ましい。
本願において、基板又は半導体積層体の側面は、一つの平面形状から構成されていてもよいし、複数の平面形状で構成されていてもよく、曲面を含んでいてもよい。

第１側面及び第２側面は、それぞれ平面であってもよいが、加工条件等によって、外側に凸又は凹等の曲面であってもよい。特に、第１側面及び／又は第２側面は平面であることが好ましく、双方が平面であることがより好ましい。第１側面及び／又は第２側面は、第１主面及び／又は第２主面に垂直であることが好ましく、第１側面及び第２側面が、第１主面及び第２主面に垂直であることがより好ましい。第１側面と第２側面とは、平行であることが好ましい。第１側面と第２側面は、それぞれ１つであることが好ましい。

第３側面及び第４側面は、それらの一部又は全てが平面であってもよいし、一部又は全部が曲面であってもよい。第３側面及び第４側面は、少なくとも第１主面及び第２主面のいずれか一方に隣接しているか、双方に隣接していることが好ましいが、第１主面及び第２主面の双方に隣接していないものがあってもよい。

第４側面は、曲面で構成される場合は１つの面で構成されていてもよいが、平面で構成される場合は、２つ以上の面を有していることが好ましく、４つ、６つ、８つ、９つ存在してもよい。第３側面は、曲面及び平面にかかわらず、１つの面であってもよく、２つ以上の面、４つ、６つ、８つ、９つ存在してもよい。なかでも、第３側面と第４側面との数が同じであることが好ましい。

第３側面及び第４側面が複数の面から構成される場合、第３側面及び第４側面は、第１側面から第２側面に向かう方向において屈曲して複数の面から構成されていてもよいし（図４Ａ、５、６、７等参照）、第１主面から第２主面に向かう方向において、つまり、厚み方向において屈曲して複数の面から構成されていてもよいし（図２等参照）、双方向において屈曲して複数の面から構成されていてもよい（図４Ａ、５、６、７等参照）。

第４側面は、複数の面から構成される場合、２以上の側面が、鈍角、直角又は鋭角で交わって構成される。第３側面は、第１主面及び／又は第２主面に対して鈍角、直角又は鋭角で交わって構成されていてもよいし、２以上の側面が、鈍角、直角又は鋭角で交わって構成されていてもよい。特に、第４側面は、後述する第１の凸部及び前記第２の凸部を構成する１つ以上の面からなることが好ましい。これにより、発光素子の上下および左右の配光を広くすることができる。なお、ここで「上下」方向とは、第１主面と第２主面の両方に交差する方向のことである。また、「左右」方向とは、第１側面と第２側面の両方に交差する方向のことである。また、第４側面が、後述する第２の凸部を構成する１つ以上の面からなる場合、発光素子の上下は広く、左右は狭い配光とすることができる。

第３側面及び第４側面は、少なくとも第１側面及び第２側面のいずれか一方に隣接しているか、双方に隣接していることが好ましいが、第１側面及び第２側面の双方に隣接していないものがあってもよい。

透光性基板の第１主面に垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面に平行な断面、例えば、第１側面及び／又は第２側面に平行な断面は、１つ以上の第１の凸部を含む第１の図形である（例えば、図２中の３１ｄ等）。ここで第１の凸部は、上述した第２の凸部と同様とすることができる。基本的には、１以上の凸角又はそれに相当するものを指し、凸角の場合には、凸角の内側の角度が１８０度よりも小さいもの、例えば、６０〜１２０度を有するものが挙げられる。凸角に相当するもの、例えば、曲線によって形成された凸部の場合には、凸部を構成する曲線の、第１主面側および第２主面側の２つの接線が交差する角度が１８０度より小さい内角を有するもの、例えば、６０〜１２０度の内角を有するものを包含する。また、ここでの凸部とは、その幅（凸部の、第１主面側の端部から第２主面側の端部までの幅）が、例えば、透光性基板の厚みの３０〜１００％であるものが好ましく、５０〜１００％がより好ましく、透光性基板の厚みと同等であるものがさらに好ましい。

なかでも、透光性基板の第１主面に垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面において、第１の図形が平面充填可能な形状であることが好ましい。このような形状とすることで、後述する半導体積層体が積層された基板から発光素子を切り出す際、基板を無駄にすることなく、複数の発光素子へと分割することができる。また、平面充填が可能な形状であることで、上述のような第１の図形とする加工と発光素子への分割とを同時に行うことができる。そのため、凸部を加工する製造工程を簡略化することができる。

平面充填可能な形状としては、凹角（１８０度より大きい角）を２つ有する平行六辺形、凹角を１つ有する平行六辺形（例えば、図２、４、５など）、凹部を２つ有する平行八辺形（例えば、図７等）等が挙げられる。

つまり、第３側面と第４側面とは、互いに平行でなくてもよいが、第３側面のうちの１つと、第４側面のうちの１つとが、互いに平行であることが好ましく、全てがそれぞれ互いに平行であることがより好ましい。全てが互いに平行であることにより、上述したように、平面充填が可能な形状を実現することができ、第３側面の形状と第４側面の形状とを嵌め合わせることができる。

第１の凸部は、最も凸となっている部位が、透光性基板の第１主面の外縁よりも外側に配置されることが好ましい。最も凸となっている部位は、第４側面における最も内側の部位からの距離が、例えば、透光性基板の厚みの２８〜８６％であることが好ましく、３０〜８０％がより好ましい。

第４側面が複数の面から構成される場合、第４側面は、第１主面側の側面と第２主面側の側面とが互いに、それらの中間に位置する第１主面に平行な断面に対して対称、非対称のいずれで配置されていてもよい。また、第４側面が第２の凸部を有する場合、第４側面は、第１側面側の側面と第２側面側の側面とが互いに、それらの中間に位置し第１主面に垂直でかつ第３側面および第４側面に交差する断面に対して対称、非対称のいずれで配置されていてもよい。第３側面についてもこれらと同様である。このように対称／非対称とすることにより、上側、下側、左側、右側（第１主面側、第２主面側、第１側面側、第２側面側）」等、所望の方向に対する配光性を容易に制御することが可能となり、発光素子の適用範囲を広げることができる。

透光性基板は、透光性基板の第１主面に垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面に平行な断面、例えば、第１側面及び／又は第２側面に平行な断面が多数積層されることにより構成されるが、第１側面及び／又は第２側面に平行な断面は、一部又は全部が同じ大きさ及び形状であることが好ましい。

本実施形態においては、透光性基板の第４側面が、発光素子における光取り出し面として機能し、他方が発光素子における光反射面として機能する。従って、第４側面から出射された種種の光の進行方向の１方向が、光取り出し方向となる。第４側面は、粗面を設けることによって、基板内部からの光の全反射を抑制し、また、光拡散機能を有することができる。粗面は、切り出しなどの加工時に面を荒らす、粉体を出射面に付着させることなどによって形成することができる。

透光性基板は、後述する半導体積層体との間に、中間層、バッファ層、下地層等の半導体層又は導電層、絶縁層等を有していてもよい。

＜半導体積層体＞
半導体積層体は、透光性基板の第１主面上に複数の半導体層が積層されて構成される。ただし、上述したように、半導体成長用の成長基板が剥離された半導体積層体が、透光性基板の第１主面上に載置されたものでもよい。本願明細書においては、半導体積層体において、透光性基板に近い面を下面、遠い面を上面と記載することがある。半導体積層体の下面は、通常、透光性基板の第１主面と接触又は対面して配置される。

半導体層は、シリコン、ゲルマニウム等の単元素半導体、ＩＩＩ−Ｖ族等の化合物半導体等が挙げられる。例えば、窒化ガリウム系半導体（例えば、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等）、ＩＩ−ＩＶ族又はＩＩＩ−Ｖ族半導体からなる第１半導体層、発光層（活性層）及び第２半導体層の積層体によって形成することができる。具体的には、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、発光層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。各半導体層及び半導体積層体の厚みは、特に限定されるものではなく、当該分野で公知のものを利用することができる。

（半導体積層体の形状）
半導体積層体は、透光性基板の上に積層又は配置された後、通常、第１導電型の第１半導体層、活性層および第２導電型の第２半導体層が個片化（チップ化）後に露出して劣化しないように保護膜等を形成することから、半導体積層体の厚み方向の一部又は全部が除去されていてもよい。
例えば、第１電極及び第２電極が半導体積層体の上面側に配置される場合、少なくとも第１電極を形成するために、半導体積層体の厚み方向の一部が除去され及び／又は１つの発光素子を構成するように、発光素子の外周に相当する半導体積層体の厚み方向の一部又は全部が除去されることがある。第１電極は、露出した半導体積層体における第１半導体層に接触して配置されていてもよいし、第１半導体層の側面を利用して接触するように配置されていてもよい。
また、第１電極及び第２電極が、半導体積層体の上面及び透光性基板の第２主面にそれぞれ配置される場合でも、１つの発光素子を構成するように、発光素子の外周に相当する半導体積層体の厚み方向の一部又は全部が除去されていることが好ましい。
半導体積層体のいずれの形状であっても、第１電極及び第２電極を半導体積層体の同一面側に配置することにより、フリップチップ型又はフェイスアップ型（ワイヤボンディング型を含む）等の発光素子とすることができる。

従って、半導体積層体の側面、つまり、半導体積層体の上面及び下面に隣接する面が、透光性基板の第１側面、第２側面、第３側面及び／又は第４側面の一部又は全部と一致しない、つまり同一平面を形成しない場合がある。この場合においても、半導体積層体の上面又は下面の形状は、第１主面と略同じ形状及び／又は略同じ大きさであることが好ましい。ここでの略同じ形状とは、相似形、直線／曲線の程度の差、角の丸み等が許容されることを意味し、略同じ大きさとは、透光性基板の寸法の±１０％程度の変動が許容されることを意味する。半導体積層体の側面の最も外側の部位を、半導体積層体の外縁という。
なお、半導体積層体の側面と上面または下面の結合部位は、丸み等を帯びていてもよい。

半導体積層体を上方から見た場合の面積は、通電による発熱による発光効率の低下を抑制するため、できる限り広くすることが好ましい。すなわち、半導体積層体が設けられる透光性基板の第１主面の面積は、発光素子の駆動電流に応じた面積とすることが好ましい。これらを鑑みて、透光性基板の第１主面に平行な方向の配光設計自由度の確保と半導体積層体の面積確保を両立するために、透光性基板の第１主面の形状（半導体積層体を上方から見た場合の形状）は、例えば四角形より、五角形又は六角形が好ましい。これは、例えば、平行四辺形の半導体積層体を上面から見た場合、横幅の長さと凸に対面する角の角度（凹又は凸）を変えずに、光取り出し面の凸部の角度を調整しようとすると、活性層の面積も変わる。活性層の面積を減らすと、電流密度が大きくなって発光効率が下がおそれがある。一方、活性層の面積を増やすと、素子が大きくなってウエハからの取り数が低減するため、製造コストが増大する。これに対して、例えば、図４Ａ等の形態、つまり、平行六辺形の半導体積層体を上面から見た場合、第１及び第２側面となる辺の長さを変えれば、幅の長さと凸に対面する角の角度（凹又は凸）を変えずに、光取り出し面の凸部の角度を調整することができ、かつ活性層の面積を一定に保つことができる。

＜光反射部材＞
発光素子は、上述したように、側面発光型の発光素子であることから、発光素子の光取り出し面である側面以外の面が光反射部材で被覆されている。つまり、発光素子は、透光性基板の第１側面、第２側面、第３側面及び第２主面を被覆する第１光反射部材と、半導体積層体の透光性基板と反対側の面を被覆する第２光反射部材とを有する。なお、第１光反射部材は、１回の処理によって全ての面上に形成されたものでなくてもよく、例えば複数回にわけてスパッタリングすることで形成されていてもよい。第１の光反射部材は、1つの材料からなっていても、異なる複数の材料からなっていてもよい。また、第１光反射部材は、被覆する面によって異なる材料、組成及び積層構造等からなっていてもよいし、全ての面を覆う第１光反射部材が同一の材料、組成及び積層構造等からなっていてもよい。あるいは、一部の複数の面を覆う第１光反射部材は同じ材料、組成及び積層構造等からなり、他の面を覆う第１光反射部材はそれぞれ異なる材料、組成及び積層構造等からなっていてもよい。

これらの光反射部材は、発光層（活性層）が発する光に対する反射率が６０％以上であるもの、より好ましくは７０％又は８０％であるものとすることが好ましく、９０％以上であることが最も好ましい。光反射部材を形成するための材料は特に限定されるものではなく、例えば、金属、誘電体、樹脂等が挙げられる。

光反射部材の材料となる金属としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属又はその合金による単層又は積層膜、電極材料として利用されるものなどが挙げられる。
誘電体としては、ＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）膜が挙げられる。ＤＢＲ膜は、例えば、任意に酸化膜等からなる下地層の上に、低屈折率層と高屈折率層とからなる１組の誘電体を、複数組（例えば、２〜５）にわたって積層させた多層構造であり、所定の波長光を選択的に反射するものである。具体的には屈折率の異なる膜を１／４波長の厚みで交互に積層することにより、所定の波長を高効率に反射させることができる。材料として、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物または窒化物を含んで形成することができる。ＤＢＲ膜を酸化膜で形成する場合、低屈折率層を例えばＳｉＯ₂、高屈折率層を例えばＮｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅等とすることができる。具体的には、下地層側から順番に（Ｎｂ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂）ｎ、ｎは２〜５が挙げられる。ＤＢＲの総膜厚は０．２〜１μｍ程度が好ましい。

光反射部材の材料となる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物；エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物；ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ＡＢＳ樹脂；フェノール樹脂；アクリル樹脂；ＰＢＴ樹脂等の樹脂が挙げられる。樹脂は、通常、光反射性とするために、二酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、各種希土類酸化物（例えば、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム）などの光反射材が添加される。例えば、二酸化チタンを用いる場合は、樹脂部材の全重量に対して、２０〜４０重量％含有させることが好ましい。

なかでも、金属を用いることが好ましい。光反射部材の厚みは特に限定されるものではなく、光反射性を確保できる厚みを選択することが好ましい。
上述したように、第１電極及び第２電極のいずれかが透光性基板の第２主面に配置される場合には、電極と光反射部材とを兼ねた部材を配置してもよい。
なお、第１光反射部材と第２光反射部材とは、同じ材料、組成、積層構造等によって形成されていなくてもよいが、同じ材料、組成、積層構造等であってもよい。

（発光素子の形態）
本実施形態の発光素子は、いわゆる側面発光型の発光素子である。つまり、半導体積層体における発光層に平行な面からの光取り出しとは異なり、発光層に交差する面、例えば、発光層の側面方向への光取出しが行われる。これに伴い、透光性基板の側面、つまり第４側面から光取出しが行われる。

発光素子は、１単位のみ、つまり、１つの透光性基板と１つの活性層を備える半導体積層体とによって構成されていてもよいし、１つの透光性基板と１つの半導体積層体による１単位を、透光性基板と半導体積層体とが交互に複数積層されるように、複数単位組み合わせてもよい。この場合、上述した第１電極、第２電極及び／又は保護膜等は、１単位ごとに形成されていてもよいが、光の吸収、発光素子の小型化等を考慮すると、複数単位の組み合わせに対して形成することが好ましい。

１つの透光性基板と１つの半導体積層体による１単位を複数組み合わせて発光素子とする場合、上述した透光性基板の第１主面及び第２主面（例えば、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂ）に対応する発光素子の第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓは、発光素子を構成する透光性基板の第１側面または第２側面と半導体積層体側面から構成される。また、透光性基板の第１側面Ｐに対応する発光素子の第２の主面１８０ｂは一方の最端に位置する半導体積層体の透光性基板に遠い面からなり、透光性基板の第２側面Ｓに対応する発光素子の第１の主面１８０ａは他方の最端に位置する透光性基板の第２主面からなり、透光性基板の第３側面Ｔ、第４側面Ｆに対応する発光素子の第３側面Ｔｓ、第４側面Ｆｓは発光素子を構成する透光性基板の第３側面、第４側面と半導体積層体側面からなる。（図８参照）

図８に示すような、透光性基板と半導体積層体とを含む発光単位が複数積層された発光素子では、発光素子の第１の主面に平行な断面が、第３の凸部を含む第３の図形である。この場合の第３の凸部は、透光性基板における第２の凹部と同様のものが挙げられ、第３の凸部を構成する１つ以上の面が、第４側面Ｆｓとなり、本実施形態においては、光取り出し面とする。従って、第４側面Ｆｓ以外の側面、つまり、第１側面Ｐｓ、第２側面Ｓｓ、第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４及び第１の主面が、第１光反射部材で被覆され、第２の主面が、第２光反射部材で被覆される。
また、図８に示すような発光素子では、第１の主面に垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面が、第４の凸部を備える第４の図形であってもよい。この場合、第４の凸部は、透光性基板の第１の凸部と同様のものが挙げられ、第４の凸部が第４側面Ｆｓに含まれることができる。

第４側面（ＦまたはＦｓ）は、透光性部材で覆われていてもよい。第４側面を覆う透光性部材の屈折率は透光性基体の屈折率と等しいか高い方が、光取り出し効率がよく好ましい。透光性部材の屈折率が用いられる導光板等の屈折率と等しいか低く、透光性部材の端面（導光板等と向き合う面）が対向する導光板等の端面と平行であると光の結合効率がよく好ましい。

（発光素子の製造）
発光素子は、当該分野で公知の方法を利用して形成することができる。特に、発光素子を通常の方法によってウエハにおいて複数一括して形成した後、ウエハを構成する透光性基板を、レーザ加工、例えば、多光子吸収を用いたステルスダイシング、レーザアブレーション加工、レーザ誘起背面湿式加工法（Ｌａｓｅｒ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｗｅｔ Ｅｔｃｈｉｎｇ ；ＬＩＢＷＥ法）による深溝加工、レーザウォータージェット等を利用することにより、上述した形状を実現した発光素子を製造することができる。特に、曲面を構成する場合には、ＬＩＢＷＥ法により、レーザの焦点の位置をシフトさせながら深さ方向に照射する方法を利用することができる。

本実施形態においては、レーザスクライブで必然的に形成される微細な凹凸は、上述した第１の凸部、第２の凸部、第３の凸部、第４の凸部から除く。また、粗面加工によって形成される微細な凹凸も、第１の凸部、第２の凸部、第３の凸部、第４の凸部には該当しない。例えば、Ｒｙ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）又はＪＩＳ Ｂ ００３１（１９９４）参照）が１０μｍ程度以下の凹凸は、これらの凹部には該当しない。

透光性基板を、上述した形状に加工した後、任意に、光取り出し面に、蛍光体の粉を適量付着させるなどを行ってもよい。これにより、発光素子の発光色を変更することができる。

以下に本発明の発光素子の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
この実施形態１における発光素子３０は、図２に示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板３１と、この上に積層され、活性層３２ａを含む半導体積層体３２とを備える。
透光性基板３１は、第１主面３１ａ及びこの第１主面と反対側の第２主面３１ｂとを有する。第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂは、例えば、サファイヤのＣ面である。透光性基板３１の厚みは、１６０μｍである。
第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂは、いずれも長方形であり、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂに平行な断面は、全部が長方形であり、どの位置における断面も同じ形状である。

透光性基板３１は、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂに隣接する一側面である第１側面Ｐを有する。また、第１側面Ｐに対面する面である第２側面Ｓを有する。
透光性基板３１の、第１主面３１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１，Ｆ２に交差する断面に平行な断面は、第１の凸部３１ｄを含む第１の図形である。ここでの第１の凸部３１ｄの角度は、９０°である。加えて、本実施形態では、第１の図形が第１の凹部３１ｃを含む。
第１の図形は、平面充填が可能な形状であり、さらに、それに加えて第１側面Ｐ及び第２側面Ｓが、いずれも、平面充填可能な形状である。平面充填可能な形状であることで、第１の凸部３１ｄの形状は、第１の凹部３１ｃと対応した形状となる。

透光性基板３１は、さらに、第１主面３１ａ及び第２主面３１ｂの間に存在し、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓの間に位置する２つの第４側面Ｆ１、Ｆ２を有する。第４側面Ｆ１、Ｆ２は、第１の凸部３１ｄを構成する面であり、第１主面３１ａから第２主面３１ｂに向かう方向、つまり、厚み方向において屈曲してそれぞれの面を構成している。
また、透光性基板３１は、２つの第４側面Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ平行な２つの第３側面Ｔ１、Ｔ２を有する。第３側面Ｔ１、Ｔ２は、第１の凹部３１ｃを構成する面であり、第１主面３１ａから第２主面３１ｂに向かう方向、つまり、厚み方向において屈曲してそれぞれの面を構成している。
発光素子３０を、側面発光型の発光素子とするために、第４側面Ｆ１、Ｆ２である光取り出し面以外の面を光反射面とする。つまり、発光素子３０の光取り出し面以外の面である透光性基板３１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第２主面３１ｂが、Ａｌなどの金属膜あるいは誘電体多層膜からなる第１光反射部材（図９Ｅの１６）で被覆され、さらに、半導体積層体３２の透光性基板３１に遠い面３２ｂが、例えばＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５を交互に積層されたものであるＤＢＲ膜からなる第２光反射部材（図１の７ａ）で被覆されている。発光素子３０においては、第１の凸部３１ｄ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。

半導体積層体３２は、図１に示すように、例えば、透光性基板３１側から、第１半導体層（４．６μｍ厚のＳｉドープｎ型ＧａＮ層）、発光層（井戸層（３ｎｍ厚のＩｎ_０．３ Ｇａ_０．７ Ｎ）と障壁層（２５ｎｍ厚の ＧａＮ）からなる多重量子井戸構造（井戸数６））及び第２半導体層（２０ｎｍ厚のＭｇドープｐ型Ａｌ_０．２ Ｇａ_０．８ Ｎ及び０．２μｍ厚Ｍｇドープｐ型ＧａＮ層）が積層されて構成される。第２半導体層及び活性層が一部領域において除去されており、第２半導体層、活性層及び第１半導体層が一部領域において除去される。側面で露出した第１半導体層には、第１電極９ａとして、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕの積層膜が接続されており、この積層膜は、さらに第１パッド電極９ｂに接続される。第２半導体層の表面には、第２電極８ａとして、例えば、６０ｎｍ厚のＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明導電層と、Ｐｔ／Ａｕの積層膜からなる第２パッド電極８ｂが接続されている。これら半導体積層体３２と第１電極９ａとの間、第２電極８ａと第１電極９ａとの間などには、保護膜７ａ、７ｂ、７ｃが被覆される。
従って、半導体積層体３２の側面は、厳密には、透光性基板３１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１、Ｆ２と一致していないが、その差は数十ミクロン以下程度であるため、ほぼ一致しているとみなす。

発光素子３０をこのような構成とすることにより、透光性基板の第４側面Ｆ１、Ｆ２によって、発光素子の垂直方向における出射光の分布を広くすることができる。
図３の実線は、透光性基板３１の第４側面の厚み方向の中央に、第１の凸部の最も凸な部分が１つ設けられている場合の配光分布を示したものである。特に、図２の矢印Ｌ方向において取り出した光は、図３の実線で示すように、発光素子の第１主面に垂直な方向において、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子の光分布（図３中の破線）に比較して、中央付近の光強度が低減するものの、光分布を広げることができる。このように、発光素子の上面（第１主面）に垂直な方向における出射光の分布を広くすることができる。
なお、各角度に対する光強度は、光出射面が完全拡散面（Perfect Diffusing Surface）であると仮定しシミュレートした結果を示す。

上述した発光素子３０は、例えば、以下の製造方法によって形成することができる。
（半導体部成長工程）
透光性基板３１となるサファイヤ基板（厚さ３００μｍ）上に、図９Ａに示すように、第１半導体層、活性層、第２半導体層で構成される半導体積層体３２を、例えば、ＭＯＣＶＤ法などを用いてエピタキシャル成長させる。ＭＯＣＶＤ法による結晶成長では、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）又は窒素（Ｎ_２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ_３）、を用い、ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ_４）を、ｐ型にはＭｇ原料としてはビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）を用いる。これらの原料ガスの供給量を変化させることにより、各半導体層の組成を調整することができる。本明細書において、は、ウエハ状のもの、個片化されチップ形状になったもののいずれも透光性基板３１と称する。
半導体積層体３２を形成した後、マスクを用いて、第２半導体層、活性層及び第１半導体層の一部領域を除去して、第１半導体層及び透光性基板３１を露出させる。

（第１電極及び第２電極形成工程）
第２半導体層上の所定の位置に通常のフォトリソグラフィ、スパッタリング及びリフトオフを用いて透明電極である第２電極８ａを形成する。
次に、プラズマＣＶＤ法により全面にＳｉＯ_２からなる保護膜７ａ、７ｂを成膜する。続いて、第１半導体層に接続する第１電極９ａを、保護膜７ｃを順次形成し、第１電極９ａ上の保護膜７ｃの一部に、第２半導体層上の第２電極８ａ上の保護膜７ａ、７ｂ、７ｃの一部に、フォトリソグラフィおよび反応性イオンエッチングを用いてコンタクト孔をそれぞれ開け、コンタクト孔を覆うように第１パッド電極９ｂ、第２パッド電極８ｂを、それぞれ所定の形状に形成する。

（チップ化工程）
次に、透光性基板３１の第２主面３１ｂに、ダイシングテープを貼り、ダイシングフレームに透光性基板３１を保持する。そして、図９Ａに示すように、透光性基板３１の第１主面３１ａに、斜めに分離溝１３を形成する。溝形成は、例えば、ダイシング、ドライエッチング又はレーザ加工（レーザアブレーション加工、ＬＩＢＷＥ法、レーザウォータージェットなど）によって行う。例えば、半導体積層体を分割する直交する溝の一方の溝中の透光性基板主面に４５°傾斜した分離溝を透光性基板主面から８０μｍの深さまで形成する。
続いて、図９Ｂに示すように、透光性基板３１の第２主面３１ｂを研磨により除去し、所定の厚さにする。例えば、１６０μｍ程度の厚みにする。
その後、図９Ｃに示すように、透光性基板３１の第２主面３１ｂに、斜めに分離溝１４を形成する。分離溝１４の形成は、例えば、透光性基板主面に対して４５°傾斜した溝を所定の位置および方向に深さ８０μｍに形成する。透光性基板３１の第１側面および第２側面は、第２主面に垂直に分割してチップ（反射膜形成前の発光素子）を形成する。例えば、ダイシング、ブレーキング、劈開、レーザ加工などを用いてチップ化することができる。これにより、ウエハ状の透光性基板３１がチップ化される。次に、例えば、ダイシングテープをエキスパンドし、チップ間隔を拡大する。
次いで、図９Ｄに示すように、チップ化された発光素子３０を、粘着シート１５に適切な間隔で並べ、透光性基板３１の第２主面３１ｂに対して斜め方向から、スパッタ成膜を行う。図９中の矢印Ｍは、スパッタ成膜の向きを表す。これによって、図９Ｅに示すように、発光素子３０の光取り出し面である第４側面Ｆ１、Ｆ２以外の面に、第１光反射部材１６を形成することができる。
上記では、スパッタ成膜を用いたが、光反射性樹脂からなる第１光反射部材１６をモールディングあるいは塗布などで形成してもよい。

（実施形態２）
この実施形態２における発光素子５０は、図４Ａに示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板４１と、その第１主面４１ａ上に積層され、活性層を含む半導体積層体４２とを備える。透光性基板４１の、第１主面４１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１，Ｆ２に交差する断面に平行な断面は、第１の凸部４１ｄを含む第１の図形である。第１光反射部材が、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４には形成されておらず、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に形成され、第１の凸部４１ｄ及び第２の凹部４１ｅ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。発光素子５０は、第１の凸部４１ｄのうち最も突出した部分が、透光性基板４１の第１主面の外縁よりも外側に設けられており、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、第１の凸部４１ｄを構成する１つ以上の面からなる。さらに、発光素子５０においては、透光性基板４１の第１主面４１ａに平行する断面が、１つ以上の第２の凸部４１ｆを含む第２の図形である。また、発光素子５０は、第２の凹部４１ｅに対応する第２の凸部４１ｆを有する。例えば、ここでの第２の凹部４１ｅの角度は、２７０°であり、第２の凸部４１ｆの角度は、９０°である。第１主面４１ａ及び第２主面４１ｂに平行な断面は、平行六辺形であり、どの位置における断面もすべて同じ形状となる。
この発光素子５０では、第１の凸部４１ｄと、第２の凸部４１ｆとは、異なる方向に向けられている。すなわち、本実施形態においては、第１の凸部４１ｄは、光取り出し面である第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に設けられ、第２の凸部４１ｆは、光取り出し面と対面する第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に設けられている。

このような構成とすることにより、透光性基板の第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４によって、発光素子の垂直方向における出射光の分布を広く、水平方向における出射光の分布を狭くすることができる。
図４Ｂの実線は、透光性基板４１の第４側面の幅方向の中央に、凹部の最も凹になっている部分が１つ設けられている場合の配光分布を示したものである。特に、図４Ａの矢印Ｌ方向において取り出した光は、図４Ｂの実線で示すように、発光素子の第１主面に水平な方向において、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子の光分布（図４Ｂ中の破線）に比較して、中央付近で光強度を顕著に向上させることができる。また、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子の光分布と比較して、光強度の半値幅を狭くすることができるため、狭い配光分布とすることができる。
図４Ｃの実線は、透光性基板４１の第４側面の厚み方向の中央に、第１の凸部の最も凸な部分が１つ設けられている場合の配光分布を示したものである。特に、図４Ａの矢印Ｌ方向において取り出した光は、図４Ｃの実線で示すように、発光素子の第１主面に垂直な方向において、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子の光分布（図４Ｂ中の破線）に比較して、中央付近の光強度が低減するものの、光分布を広げることができる。このように、発光素子の上面（第１主面）に平行方向における出射光の分布を広くすることができる。
なお、各角度に対する光強度は、光出射面が完全拡散面（Perfect Diffusing Surface）であると仮定しシミュレートした結果を示す。

（実施形態３）
この実施形態３における発光素子７０は、図５に示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板６１と、その第１主面６１ａ上に積層され、活性層を含む半導体積層体６２とを備える。
透光性基板６１の、第１主面６１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２（あるいはＴ３、Ｔ４）及び第４側面Ｆ１，Ｆ２（あるいはＦ３，Ｆ４）に交差する断面に平行な断面は、第１の凸部６１ｄを含む第１の図形である。さらに、発光素子７０は、透光性基板６１の第１主面６１ａに平行する断面が、１つ以上の第２の凸部６１ｆを含む第２の図形である。また、実施形態３において、第２の図形は、第２の凸部６１ｆに対面する第２の凹部６１ｅを有する。例えば、ここでの第２の凸部６１ｆの角度は、９０°であり、第２の凹部６１ｅの角度は、２７０°である。第１主面６１ａ及び第２主面６１ｂに平行な断面は、どの位置における断面も全て平行六辺形であり、全部が同じ形状とする。
この発光素子７０の第１主面６１ａ及び第２主面６１ｂは、いずれも、平面充填可能な形状である。

第２の凹部６１ｅ及び第２の凸部６１ｆを通り第２主面６１ｂに垂直な面に対して、第３側面Ｔ１とＴ３、Ｔ２とＴ４及び第４側面Ｆ１とＦ３、Ｆ２とＦ４は、対称に配置されている。
また、光反射部材は、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４には形成されておらず、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に形成され、第１の凸部６１ｄ及び第２の凸部６１ｆ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。
発光素子７０は、第１の凸部６１ｄのうち最も突出した部分が、透光性基板６１の第１主面６１ａの外縁よりも外側に設けられており、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、第１の凸部６１ｄを構成する１つ以上の面からなる。
つまり、この発光素子７０では、第１の凸部６１ｄと、第２の凸部６１ｆとは、同じ方向に向けられている。すなわち、第１の凸部６１ｄと第２の凸部６１ｆとが両方とも、光取り出し面と対面する第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に設けられている。

発光素子６０をこのような構成とすることにより、透光性基板の第４側面Ｆ１、Ｆ２によって、発光素子６０の垂直方向および平行方向における出射光の分布を広くすることができる。

（実施形態４）
この実施形態における発光素子９０は、図６に示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板８１と、第１主面８１ａ上に積層され、活性層を含む半導体積層体８２とを備える。
透光性基板８１は、第１主面８１ａから第２主面８１ｂに向かう方向、つまり、厚み方向、及び第１側面Ｐから第２側面Ｓに向かう方向においてそれぞれ屈曲し、第１の凹部８１ｃを構成する６つの第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を有する。
また、第１主面８１ａから第２主面８１ｂに向かう方向、つまり、厚み方向及び第１側面Ｐから第２側面Ｓに向かう方向において、それぞれ屈曲し、第１の凸部８１ｄを構成し、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６にそれぞれ平行な６つの第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６を有する。
透光性基板８１の、第１主面８１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１，Ｆ２に交差する断面に平行な断面は、第１の凸部８１ｄを含む第１の図形である。さらに、発光素子９０は、透光性基板８１の第１主面８１ａに平行する断面が、複数の第２の凸部８１ｆ、８１ｈを含む第２の図形である。また、第２の図形は、第２の凸部８１ｆ、８１ｈに対応する第２の凹部８１ｅ、８１ｇを有する。例えば、ここでの第２の凸部８１ｆの角度は、１３５°であり、第２の凸部８１ｈの角度は、１３５°であり、第２の凹部８１ｅの角度は、２２５°であり、第２の凹部８１ｇの角度は、２２５°である。第１主面８１ａ及び第２主面８１ｂに平行な断面は、平行八辺形とすることができ、どの位置の断面も全て同じ形状である。

第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、第２の凸部８１ｆを構成する面でもあり、第３側面Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、第２の凸部８１ｈを構成する面でもある。
第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、第２の凹部８１ｅを構成する面でもあり、第４側面Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６は、第２の凹部８１ｇを構成する面でもある。第１主面に垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凸部８１ｄを有する。

第２の凹部８１ｅと第２の凹部８１ｇとの中点及び第２の凸部８１ｆと第２の凸部８１ｈの中点を通る第２主面に垂直な断面に対して、第３側面Ｔ１とＴ５、Ｔ２とＴ６及び第４側面Ｆ１とＦ５、Ｆ２とＦ６は、略対称に配置されている。
第１の凹部８１ｃ及び第１の凸部８１ｄを通る第２主面に平行な面に対して、第３側面Ｔ１とＴ２、Ｔ３とＴ４、Ｔ５とＴ６及び第４側面Ｆ１とＦ２、Ｆ３とＦ４、Ｆ５とＦ６は、略対称に配置されている。
この発光素子９０では、第１の凸部８１ｄは、第２の凸部８１ｆ、第２の凸部８１ｈとは、異なる方向に向けられている。すなわち、第１の凸部８１ｄは、光取り出し面である第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６に設けられ、第２の凸部８１ｆ、８１ｈは、光取出し面に対面する第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に設けられている。

この発光素子９０の第１主面８１ａ及び第２主面８１ｂ並びに第１側面Ｐ及び第２側面Ｓは、図８に示すように、いずれも、平面充填可能な形状とすることができる。また、光反射部材は、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６には形成されておらず、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成され、第１の凸部８１ｄ、第２の凹部８１ｅ及び第２の凹部８１ｇ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。
このような構成とすることにより、発光素子９０は、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子と比較して、実施形態２の発光素子５０のように、第１主面に垂直な方向においては広い配光となり、第１主面に平行な方向においては中央付近が光強度が顕著に高くなる。

（実施形態５）
この実施形態における発光素子１１０は、図７に示すように、サファイヤからなる透光性基板１０１と、第１主面１０１ａ上に積層され、活性層を含む半導体積層体１０２とを備える。発光素子１１０は、透光性基板１０１の、第１主面１０１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ１，Ｆ２に交差する断面は、第１の凸部１０１ｄを含む第１の図形である。さらに、発光素子１１０は、透光性基板１０１の第１主面１０１ａに平行する断面が、１つ以上の第２の凸部１０１ｆ、１０１ｈを含む第２の図形である。また、第２の図形は、第２の凸部１０１ｆに対応する第２の凹部１０１ｅを有し、さらに、第２の凸部１０１ｈに対応する第２の凹部１０１ｇを有する。例えば、ここでの第２の凸部１０１ｆの角度は、１３５°であり、第２の凹部１０１ｅの角度は、２２５°である。第２の凸部１０１ｈの角度は、１３５°であり、第２の凹部１０１ｇの角度は、２２５°である。第１主面１０１ａ及び第２主面１０１ｂに平行な断面は、全部が平行八辺形であり、どの断面も全て同じ形状とすることができる。
この発光素子１１０の第１主面１０１ａ及び第２主面１０１ｂは、いずれも、平面充填可能な形状である。光反射部材が、第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６には形成されておらず、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成され、第１の凸部１０１ｄ、第２の凸部１０１ｆ、１０１ｈ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。
このような構成とすることにより、発光素子１１０は、従来型の直方体又は立方体の側面発光型の発光素子と比較して、発光素子７０のように、第１主面１０１ａに垂直な方向と第１主面１０１ａに平行な方向の両方において広い配光となる。

（実施形態６）
この実施形態６における発光素子２００は、図８に示すように、例えばｎ型ＧａＮからなる透光性基板１８１と、透光性基板１８１の主面上に積層され、活性層を含む半導体積層体１８２とを１単位として、それらから構成される発光単位を複数積層されている。具体的には、例えば透光性基板１８１と、透光性基板１８１の主面上に積層され、活性層を含む半導体積層体１８２とが複数交互に積層されて構成されたものとすることができる。ここでは、最端に存在する透光性基板１８１表面を第１の主面１８０ａ、半導体積層体１８２表面を第２の主面１８０ｂとする。
発光素子２００の第１の主面１８０ａ及び第２の主面１８０ｂに平行な断面は、第３の凸部１８０ｋを含む第３の図形であり、第４側面Ｆｓ３、Ｆｓ４は、第３の凸部１８０ｋを構成する１つ以上の面からなる。さらに、第３の図形は、第３の凸部１８０ｋに対面する第３の凹部１８０ｊを有する。第１の主面１８０ａ及び第２の主面１８０ｂに平行な断面は、全て平行六辺形である。

発光素子２００は、第１の主面１８０ａ及び第２の主面１８０ｂに隣接する一側面である第１側面Ｐｓを有する。また、第１側面Ｐｓに対面する面である第２側面Ｓｓを有する。第１の主面１８０ａに垂直であり、かつ第３側面及び第４側面に交差する断面、つまり、図８においては第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓに平行な断面は、第４の凸部１８０ｒを備える第４の図形であり、第４の凸部１８０ｒに対応する第４の凹部１８０ｑを有している。例えば、ここでの第４の凸部１８０ｒの角度は、９０°であり、第４の凹部１８０ｑの角度は、２７０°である。そのような角度とすることで、第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓに平行な断面は、全部が平行六辺形であり、どの位置における断面も全て同じ形状とすることができる。

また、発光素子２００は、第１の主面１８０ａ及び第２の主面１８０ｂの間に存在し、第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓの間に位置する４つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４を有する。第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４は、第３の凹部１８０ｊを構成する面であり、第１側面Ｐｓから第２側面Ｓｓに向かう方向及び第１の主面１８０ａから第２の主面１８０ｂに向かう方向において屈曲してそれぞれの面を構成している。
さらに、発光素子２００は、４つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４にそれぞれ平行な４つの第４側面Ｆｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４を有する。第４側面Ｆｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４は、第３の凸部１８０ｋを構成する面であり、第１側面Ｐｓから第２側面Ｓｓに向かう方向及び第１の主面１８０ａから第２の主面１８０ｂに向かう方向において屈曲してそれぞれの面を構成している。

第３の凹部１８０ｊ及び第３の凸部１８０ｋを通る第１の主面１８０ａに垂直な面に対して、第３側面Ｔｓ１とＴｓ２、Ｔｓ３とＴｓ４、第４側面Ｆｓ１とＦｓ２、Ｆｓ３とＦｓ４は、略対称に配置される。
第４の凹部１８０ｑ及び第４の凸部１８０ｒを通る第１側面Ｐｓに垂直な面に対して、第３側面Ｔｓ１とＴｓ３、Ｔｓ２とＴｓ４、第４側面Ｆｓ１とＦｓ３、Ｆｓ２とＦｓ４は、略対称に配置される。第１光反射部材は、第４側面Ｆｓ３、Ｆｓ４には形成されておらず、第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ３に形成され、第３の凸部１８０ｋ及び第４の凸部１８０ｒ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。

このような構成とすることにより、第３実施形態の発光素子７０と同様の効果を得るができる。

シャンデリア等の光源として、小型で広角の配光を有する光源とし得る。

７ａ、７ｂ、７ｃ 保護膜
８ａ 第２電極
８ｂ 第２パッド電極
９ａ 第１電極
９ｂ 第１パッド電極
３０、５０、７０、９０、１１０、２００ 発光素子
３１、４１、６１、８１、１０１、１８１ 透光性基板
３１ａ、４１ａ、６１ａ、８１ａ、１０１ａ 第１主面
３１ｂ、４１ｂ、６１ｂ、８１ｂ、１０１ｂ 第２主面
３１ｃ、４１ｃ、６１ｃ、８１ｃ、１０１ｃ 第１の凹部
３１ｄ、４１ｄ、６１ｄ、８１ｄ、１０１ｄ 第１の凸部
４１ｅ、６１ｅ、８１ｅ、８１ｇ、１０１ｅ、１０１ｇ 第２の凹部
４１ｆ、６１ｆ、８１ｆ、８１ｈ、１０１ｆ、１０１ｈ 第２の凸部
３２、４２、６２、８２、１０２、１８２ 半導体積層体
３２ｂ、４２ｂ、６２ｂ、８２ｂ、１０２ｂ、１８２ｂ 透光性基板に遠い面
１３、１４ 分離溝
１５ 粘着シート
１６ 第１光反射部材
１８０ａ 第１の主面
１８０ｂ 第２の主面
１８０ｊ 第３の凹部
１８０ｋ 第３の凸部
１８０ｑ 第４の凹部
１８０ｒ 第４の凸部
Ｐ 第１側面
Ｓ 第２側面
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４ 第３側面
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、ＦＴ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４ 第４側面
Ｌ 光取り出し方向

Claims (7)

1. 第１主面、該第１主面と反対側の第２主面、前記第１主面及び第２主面に隣接する第１側面、該第１側面に対面する第２側面、第２側面に隣接する第３側面及び該第３側面に対面する第４側面を有する透光性基板と、
   該透光性基板の第１主面上に積層された半導体積層体と、
   前記透光性基板の第１側面、第２側面、第３側面及び第２主面を被覆する第１光反射部材と、
   前記半導体積層体の前記透光性基板と反対側の面を被覆する第２光反射部材とを有し、
   前記透光性基板は、前記第１主面に垂直であり、かつ前記第３側面及び第４側面に交差する断面が、第１の凸部を含む第１の図形であり、前記第４側面が、前記第１の凸部を構成する１つ以上の面からなることを特徴とする発光素子。
2. 前記第１の図形は、前記第３側面に凹部を有し、
   前記第１の図形は、平面充填可能な形状であることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
3. 前記透光性基板の第１主面に平行な断面は、１つ以上の第２の凸部を含む第２の図形である請求項１または２に記載の発光素子。
4. 前記第２の図形は、平面充填が可能な形状である請求項３に記載の発光素子。
5. 前記第２の凸部は、前記第４側面に含まれる、請求項３または４に記載の発光素子。
6. 透光性基板と半導体積層体を含む発光単位が複数積層された発光素子であって、
   前記発光素子は、
   第１の主面、前記第１の主面に対面する第２の主面、前記第１の主面に隣接する第１側面、該第１側面に対面する第２側面、第２側面に隣接する第３側面及び該第３側面に対面する第４側面を有し、
   前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第１の主面が、第１光反射部材で被覆され、
   前記第２の主面が、第２光反射部材で被覆されており、
   前記発光素子の前記第１の主面に平行な断面が、第３の凸部を含む第３の図形であり、
   前記第４側面が、前記第３の凸部を構成する１つ以上の面からなることを特徴とする発光素子。
7. 前記透光性基板の第１主面に平行な断面が、前記第４側面側に１つ以上の凹部を含む第２の図形であり、
   前記第４側面が、前記第１の凸部および前記第２の図形の前記１つ以上の凹部を構成する１つ以上の面からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。

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