JP6990529B2 - 半導体発光素子、半導体発光素子アレイ、半導体発光装置、及び、車両用灯具 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子、半導体発光素子アレイ、半導体発光装置、及び、車両用灯具に関する。
複数のＬＥＤ(light emitting diode)素子を行列（マトリクス）状に配置し、個々のＬＥＤ素子の点消灯を制御することでＡＤＢ(adaptive driving beam)機能を実現する、マトリクスタイプＡＤＢ車両用前照灯が提案されている。
マトリクスタイプＡＤＢ車両用前照灯においては、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤ素子（光源）の光源像を前方に投影する光学系を用い、光源の輝度分布（光強度分布）を配光に反映させる。
車両用灯具に関し、種々の発明がなされている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、明瞭なカットオフラインを形成可能な車両用灯具の発明が開示されている。
本発明の目的は、高品質の発光が可能な半導体発光素子、半導体発光素子アレイ、半導体発光装置、及び、高品質の配光が可能な車両用灯具を提供することである。
本発明の一観点によると、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子が提供される。
また、本発明の他の観点によると、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、複数の前記第２領域の各々は、平面視上、複数の前記ビア電極の各々を囲むように形成されており、異なるサイズの複数の前記第２領域を有する半導体発光素子が提供される。
更に、本発明の他の観点によると、相互に隣接し、相対的に低輝度に発光される第１半導体発光素子及び相対的に高輝度に発光される第２半導体発光素子を有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光素子アレイであって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい半導体発光素子アレイが提供される。
また、本発明の他の観点によると、相互に隣接し、相対的に低輝度に発光される第１半導体発光素子及び相対的に高輝度に発光される第２半導体発光素子を有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光素子アレイであって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、複数の前記第２領域の各々は、平面視上、複数の前記ビア電極の各々を囲むように形成されており、異なるサイズの複数の前記第２領域を有する半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい半導体発光素子アレイが提供される。
更に、本発明の他の観点によると、相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光装置であって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい半導体発光装置が提供される。
また、本発明の他の観点によると、相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光装置であって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、複数の前記第２領域の各々は、平面視上、複数の前記ビア電極の各々を囲むように形成されており、異なるサイズの複数の前記第２領域を有する半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい半導体発光装置が提供される。
更に、本発明の他の観点によると、相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置と、前記半導体発光素子を出射した光の光路上に配置された投影光学系とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される車両用灯具であって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい車両用灯具が提供される。
また、本発明の他の観点によると、相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置と、前記半導体発光素子を出射した光の光路上に配置された投影光学系とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される車両用灯具であって、前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極とを備え、前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、前記第２電極はビア電極を含み、前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、複数の前記第２領域の各々は、平面視上、複数の前記ビア電極の各々を囲むように形成されており、異なるサイズの複数の前記第２領域を有する半導体発光素子であり、前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい車両用灯具が提供される。
本発明によれば、高品質の発光が可能な半導体発光素子、半導体発光素子アレイ、半導体発光装置、及び、高品質の配光が可能な車両用灯具を提供することができる。
マトリクスタイプＡＤＢ車両用前照灯から出射される配光には、たとえば中央付近で高く、周辺に向かって低下していく輝度分布が望まれる。
図７Ａに、マトリクスタイプＡＤＢ車両用前照灯におけるＬＥＤ素子アレイ（光源）の一例を示す。本図には、ＬＥＤ素子が６行２列に配置されている例を示した。一番上の行から順に、Ａ行、Ｂ行、Ｃ行、Ｄ行、Ｅ行とし、一番下の行をＦ行とする。左側の列には、上の行から順にＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆが配置され、右側の列には、上の行から順にＬＥＤ素子９２ａ～９２ｆが配置される。
ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ、９２ａ～９２ｆは、矩形の平面形状（発光領域）を有する。また、各列方向（縦方向）に沿って見たとき、Ｅ行に位置するＬＥＤ素子９１ｅ、９２ｅの平面サイズ（発光領域の面積）が最も小さく、Ｅ行を基準に列方向上側、列方向下側の各方向について、離れた行に位置するＬＥＤ素子９１ａ～９１ｄ、９１ｆ、９２ａ～９２ｄ、９２ｆほど平面サイズが大きくなる。すなわち、平面サイズにおいては、ＬＥＤ素子９１ａ＞ＬＥＤ素子９１ｂ＞ＬＥＤ素子９１ｃ＞ＬＥＤ素子９１ｄ＞ＬＥＤ素子９１ｅ＜ＬＥＤ素子９１ｆ、及び、ＬＥＤ素子９２ａ＞ＬＥＤ素子９２ｂ＞ＬＥＤ素子９２ｃ＞ＬＥＤ素子９２ｄ＞ＬＥＤ素子９２ｅ＜ＬＥＤ素子９２ｆの関係がある。
たとえばＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆに一定の値の電流を供給する。このとき、ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆは、平面サイズに応じた輝度で発光する。相対的にサイズの大きい（発光領域の面積が大きい）ＬＥＤ素子は相対的に低い輝度で発光し、相対的にサイズの小さい（発光領域の面積が小さい）ＬＥＤ素子は相対的に高い輝度で発光する。具体的には、サイズが最小であるため電流密度が最も高くなるＬＥＤ素子９１ｅは、最高輝度で発光し、サイズが最大であるため電流密度が最も低くなるＬＥＤ素子９１ａは、最低輝度で発光する。輝度においては、ＬＥＤ素子９１ａ＜ＬＥＤ素子９１ｂ＜ＬＥＤ素子９１ｃ＜ＬＥＤ素子９１ｄ＜ＬＥＤ素子９１ｅ＞ＬＥＤ素子９１ｆの関係がある。
同様に、ＬＥＤ素子９２ａ～９２ｆは、一定の値の電流を供給したとき、ＬＥＤ素子９２ａ＜ＬＥＤ素子９２ｂ＜ＬＥＤ素子９２ｃ＜ＬＥＤ素子９２ｄ＜ＬＥＤ素子９２ｅ＞ＬＥＤ素子９２ｆとなる輝度で発光する。すなわち、ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ、９２ａ～９２ｆが６行２列に配置されたＬＥＤ素子アレイの発光輝度を各列方向について見ると、輝度はＥ行の位置で最も高く、端部（列方向上側及び列方向下側）に向かって徐々に低くなる。
ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ、９２ａ～９２ｆは、それぞれ複数のｎ側電極（ビア電極）９１ｘ、９２ｘを備える。図７Ａに示す例においては、ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ、９２ａ～９２ｆのすべてにおいて、ｎ側電極９１ｘ、９２ｘは左右（行方向）の端部側に等間隔に配置されている。この場合、たとえばｎ側電極９１ｘ、９２ｘは、列方向に関し、発光面（光出射面）内に均一的に分布することになる。
ｎ側電極９１ｘ、９２ｘの配置位置はＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ、９２ａ～９２ｆの発光時における非発光領域（暗部）となる。ｎ側電極９１ｘ、９２ｘを発光面内に均一的に分布させることにより、たとえば発光面内の輝度が均一化される。
図７Ａに示すＬＥＤ素子アレイにおいては、たとえば列方向に沿って相互に隣接するＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆ間（ＬＥＤ素子９１ａ～９１ｆの非配置位置）、及び、ＬＥＤ素子９２ａ～９２ｆ間（ＬＥＤ素子９２ａ～９２ｆの非配置位置）に対応する位置で、ＬＥＤ素子アレイを出射する光の輝度に段差が生じる。
図７Ｂは、ＬＥＤ素子アレイの列方向に沿う輝度分布を示す概略的なグラフである。グラフの横軸は列方向の位置を表し、縦軸は輝度を表す。列方向に沿うＬＥＤ素子間で、輝度に段差が生じている。
図１は、実施例によるＬＥＤ素子アレイ（半導体発光素子アレイ）を示す概略的な平面図である。
実施例によるＬＥＤ素子アレイは６行２列に配置された１２個のＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆ、１２ａ～１２ｆを含む。一番上の行から順に、Ａ行、Ｂ行、Ｃ行、Ｄ行、Ｅ行とし、一番下の行をＦ行と規定する。左側の列には、上の行から順にＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆが配置され、右側の列には、上の行から順にＬＥＤ素子１２ａ～１２ｆが配置される。
ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆ、１２ａ～１２ｆは、矩形の平面形状（発光領域）を有する。また、各列方向（Ｙ軸方向）に沿って見たとき、Ｅ行に位置するＬＥＤ素子１１ｅ、１２ｅの平面サイズ（発光領域の面積）が最も小さく、Ｅ行を基準に列方向上側（Ｙ軸正方向側）、列方向下側（Ｙ軸負方向側）の各方向について、離れた行に位置するＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆほど平面サイズが大きくなる。すなわち、平面サイズにおいては、ＬＥＤ素子１１ａ＞ＬＥＤ素子１１ｂ＞ＬＥＤ素子１１ｃ＞ＬＥＤ素子１１ｄ＞ＬＥＤ素子１１ｅ＜ＬＥＤ素子１１ｆ、及び、ＬＥＤ素子１２ａ＞ＬＥＤ素子１２ｂ＞ＬＥＤ素子１２ｃ＞ＬＥＤ素子１２ｄ＞ＬＥＤ素子１２ｅ＜ＬＥＤ素子１２ｆの関係がある。
たとえばＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆに一定の値の電流を供給すると、ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆは、平面サイズに応じた輝度で発光する。輝度においては、ＬＥＤ素子１１ａ＜ＬＥＤ素子１１ｂ＜ＬＥＤ素子１１ｃ＜ＬＥＤ素子１１ｄ＜ＬＥＤ素子１１ｅ＞ＬＥＤ素子１１ｆの関係がある。
同様に、ＬＥＤ素子１２ａ～１２ｆに一定の値の電流を供給すると、ＬＥＤ素子１２ａ～１２ｆは、ＬＥＤ素子１２ａ＜ＬＥＤ素子１２ｂ＜ＬＥＤ素子１２ｃ＜ＬＥＤ素子１２ｄ＜ＬＥＤ素子１２ｅ＞ＬＥＤ素子１２ｆとなる輝度で発光する。すなわち、実施例によるＬＥＤ素子アレイの発光輝度を各列方向について見ると、輝度はＥ行の位置で最も高く、端部（列方向上側及び列方向下側）に向かって徐々に低くなる。
なお、ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆは、たとえば直列に接続されていてもよいし、そうでなくてもよい。ＬＥＤ素子１２ａ～１２ｆについても同様である。
各ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆ、１２ａ～１２ｆにおいては、発光時、発光面内に複数の暗部１１ｘ、１２ｘが形成される。暗部１１ｘ、１２ｘの形成位置は、たとえば各ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｆ、１２ａ～１２ｆの左右（行方向）の端部側である。暗部１１ｘ、１２ｘの平面形状は、たとえば円形であり、すべての暗部１１ｘ、１２ｘは同サイズである。暗部１１ｘ、１２ｘについては、後に詳述する。
図２Ａは、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う概略的な断面図である。
ＬＥＤ素子１１ｂは、半導体構造層２０、ｎ側電極２６、及び、ｐ側電極２４を備える。
半導体構造層２０は、たとえばＡｌｘＩｎｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成を有し、ｐ型半導体層２１、発光層（活性層）２２、ｎ型半導体層２３がこの順に積層されて構成される。一例として、ｐ型半導体層２１はＭｇをドープしたｐ型ＧａＮ層、発光層２２は、ＩｎＧａＮで形成される井戸層とＧａＮで形成される障壁層とを含む多重量子井戸構造層、ｎ型半導体層２３は、Ｓｉをドープしたｎ型ＧａＮ層である。ｎ型半導体層２３の表面には、発光層２２で発光された光を効率的に外部に取り出すマイクロコーン構造が形成されている。なお、ｎ型半導体層２３の表面（マイクロコーン構造）側に、波長変換層を配置してもよい。
ｎ側電極２６は、ｎ型半導体層２３に電気的に接続される電極であり、ビア電極２６ａ及びｎ側電極層２６ｂを備える。
ビア電極２６ａは、ｐ型半導体層２１及び発光層２２が除去された領域において、ｎ型半導体層２３上に形成される。たとえば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属材料を用いて形成可能である。
ｎ側電極層２６ｂは、ビア電極２６ａと電気的に接続されるとともに、ｎ側の給電部（図示せず）に電気的に接続される。ｎ側電極層２６ｂは、たとえば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属材料を用いて形成される。
ｐ側電極２４は、ｐ型半導体層２１に電気的に接続される電極であり、ｐ側電極層２４ａ及びｐ側コンタクト電極２４ｂを備える。実施例においては、ｐ側電極２４は、更に、電極層一部不形成領域２４ｃを含む。
ｐ側電極層２４ａは、ｐ型半導体層２１上に形成された導電層であり、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成される。実施例においては、ｐ側電極層２４ａは、ＩＴＯ(indium tin oxide)層、Ａｇ層、ＴｉＷ層、及び、Ａｕ層がｐ型半導体層２１側からこの順に配置された構造を有する。
Ａｇ層は、発光層２２で発光され、ｐ型半導体層２１側に進行する光を反射してｎ型半導体層２３（光取り出し面）側に反射する反射金属層である。反射金属層は、たとえばＡｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄ等の金属材料やこれらの金属を含む合金を用い、入射光の９０％以上を反射する厚さに形成することができる。
ＩＴＯ層により、たとえば光の反射性が高められる。ＩＴＯ層に限らず、ＩＺＯ(indium zinc oxide)層等を用いることも可能である。ｐ型半導体層２１に、これらのようなオーミック接触する電極が直接接触するようにしている。
ＴｉＷ層／Ａｕ層は、キャップ層である。キャップ層は、たとえばＴｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕ等の、マイグレーションが生じにくい金属材料を用いて形成することができる。
ｐ側コンタクト電極２４ｂは、ｐ側電極層２４ａとｐ側配線層２５とを電気的に接続する。ｐ側配線層２５は、ｐ側の給電部（図示せず）に電気的に接続されている。
電極層一部不形成領域２４ｃは、ｐ側電極層２４ａと比較したとき、ｐ側電極層２４ａを構成する単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない領域である。
ｎ側電極２６に電気的に接続される領域と、ｐ側電極２４に電気的に接続される領域とは、たとえばＳｉＯ２等の絶縁材料で形成される絶縁層２７（絶縁層２７ａ、２７ｂ）によって相互に絶縁される。
半導体構造層２０、ｐ側電極２４、ｐ側配線層２５、ｎ側電極２６、及び、絶縁層２７は、基板２８上方に配置される。
ｐ側電極層２４ａ、ｐ側配線層２５、及び、ｎ側電極層２６ｂは、基板２８と半導体構造層２０の間において、異なる階層で立体的に形成されている。実施例においては、ｐ側配線層２５は、基板２８上に形成される。ｐ側配線層２５上方には絶縁層２７ｂを介してｎ側電極層２６ｂが形成される。ｐ側電極層２４ａは、絶縁層２７ａを介してｎ側電極層２６ｂ上方に形成される。
ｎ側及びｐ側の給電部は、電源を含む制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。ｎ側及びｐ側の給電部（ｎ側電極２６及びｐ側電極２４）を介し、半導体構造層２０に電子及び正孔が注入される（電流が供給される）。電子と正孔は発光層２２において再結合し、再結合に係るエネルギが光及び熱として放出される。
図２Ｂは、電極層一部不形成領域２４ｃを示す概略的な断面図である。
電極層一部不形成領域２４ｃは、平面視上（Ｚ軸正方向から見たとき）、周囲をｐ側電極層２４ａに囲まれた（ｐ側電極層２４ａ内に形成された）、円形領域である。ｐ側電極層２４ａは、ｐ型半導体層２１側から、ＩＴＯ層２４ａ１、Ａｇ層２４ａ２、ＴｉＷ層２４ａ３、Ａｕ層２４ａ４が順に配置されてなるが、電極層一部不形成領域２４ｃは、ｐ型半導体層２１側から、ＩＴＯ層２４ｃ１、ＴｉＷ層２４ｃ３、Ａｕ層２４ｃ４がこの順に配置されてなる。すなわち、電極層一部不形成領域２４ｃは、ｐ側電極層２４ａからＡｇ層（反射金属層）２４ａ２が除かれた層構成を有する。よって、電極層一部不形成領域２４ｃは、周囲のｐ側電極層２４ａがすべて積層された領域に比べ、発光層２２からの発光に対し、反射率の低い領域となる。
電極層一部不形成領域２４ｃは、ｐ側電極層２４ａの形成と並行して形成することができる。たとえば、ＩＴＯ層２４ｃ１は、ＩＴＯ層２４ａ１の形成工程と同一工程で、ＩＴＯ層２４ａ１と一体的に形成する。また、ｐ側電極層２４ａのＡｇ層２４ａ２形成時、電極層一部不形成領域２４ｃには、Ａｇ層が形成されないようにする。更に、ＴｉＷ層２４ｃ３は、ＴｉＷ層２４ａ３の形成工程と同一工程で、ＴｉＷ層２４ａ３と一体的に形成し、Ａｕ層２４ｃ４は、Ａｕ層２４ａ４の形成工程と同一工程で、Ａｕ層２４ａ４と一体的に形成する。
実施例においては、平面視上、ビア電極２６ａは円形に形成される。円形状のビア電極２６ａ配置位置と、円形状の電極層一部不形成領域２４ｃのサイズは相互に等しい。ビア電極２６ａの分布密度は、半導体構造層２０の平面視で一定である。
なお、電極層一部不形成領域２４ｃは、ｎ側電極２６の電流が拡散する範囲内に配置されている。
図１及び図２Ａをあわせて参照する。
ＬＥＤ素子１１ｂの暗部１１ｘは、ＬＥＤ素子１１ｂの発光時に、ビア電極２６ａ配置位置及び電極層一部不形成領域２４ｃに対応して形成される。なお、図１においては、電極層一部不形成領域２４ｃに対応して形成される暗部１１ｘ、１２ｘを点線で囲んで示してある。点線で囲まれていないのは、ビア電極２６ａ配置位置に対応して形成される暗部１１ｘ、１２ｘである。
ビア電極２６ａ形成位置は、発光層２２が除去されているため、ＬＥＤ素子１１ｂ発光時における暗部となる。電極層一部不形成領域２４ｃは、発光層２２は存在するがＡｇ層（反射金属層）が存在しないため、周囲より反射率が低く、ＬＥＤ素子１１ｂ発光時に暗部となる。
ＬＥＤ素子１１ｂにおいては、暗部１１ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に暗部１１ｘ同士の間隔が狭く、数が多く、高密度に、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に暗部１１ｘ同士の間隔が広く、数が少なく、低密度になるように配置されている。
たとえば、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域（図２Ｃ参照。ＬＥＤ素子１１ｂの照射面領域を、列方向の長さを基準に半分する領域）と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、暗部１１ｘは、前者において相対的に数が多く、後者において相対的に数が少ない。すなわち、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域で相対的に高密度に分布し（半分領域内での占有面積密度が相対的に高く）、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域で相対的に低密度に分布する（半分領域内での占有面積密度が相対的に低い）。
実施例においては、暗部１１ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、ＬＥＤ素子１１ｂの発光面内において、列方向下側（Ｙ軸負方向側）から列方向上側（Ｙ軸正方向側）に向かうにつれ高密度に分布するように（発光面内での占有面積密度が高くなるように）配置されている。実施例においては、ビア電極２６ａは列方向上側と下側で面積密度を同じにしているが、異なるように形成してもよい。
暗部１１ｘが相対的に高密度に形成されることは、非暗部（暗部に対し、相対的に良好に光が取り出される領域）の面積が相対的に小さくなることを意味する。このため、ＬＥＤ素子１１ｂは、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に低輝度となり、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に高輝度となるように、たとえば、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、前者において相対的に低輝度となり、後者において相対的に高輝度となるように、実施例においては、列方向下側（Ｙ軸負方向側）から列方向上側（Ｙ軸正方向側）に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
ＬＥＤ素子１１ｂにおいては、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜（輝度分布）、実施例においてはＹ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。ＬＥＤ素子１１ｂは、高品質の発光が可能な半導体発光素子である。
ＬＥＤ素子１１ｂについて説明したが、ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄについても同様である。ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄにおいても、暗部１１ｘ、１２ｘ（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域）は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に間隔が狭く、数が多く、高密度に、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度になるように配置される。
また、ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄにおいても、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、暗部１１ｘ、１２ｘは、前者において相対的に数が多く、後者において相対的に数が少ない。すなわち、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域で相対的に高密度に分布し（半分領域内での占有面積密度が相対的に高く）、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域で相対的に低密度に分布する（半分領域内での占有面積密度が相対的に低い）。
更に、ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄにおいても、暗部１１ｘ、１２ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、列方向下側（Ｙ軸負方向側）から列方向上側（Ｙ軸正方向側）に向かうにつれ高密度に分布するように（発光面内での占有面積密度が高くなるように）配置される。
各ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄも、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に低輝度となり、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に高輝度となるように、たとえば、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、前者において相対的に低輝度となり、後者において相対的に高輝度となるように、詳細には、列方向下側（Ｙ軸負方向側）から列方向上側（Ｙ軸正方向側）に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
各ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄにおいても、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜、具体的にはＹ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ～１２ｄも、高品質の発光が可能な半導体発光素子である。
ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆにおいては、Ｙ軸方向に沿う、暗部１１ｘ、１２ｘの形成位置関係が、ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１２ａ～１２ｄとは逆になる。
ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆにおいては、暗部１１ｘ、１２ｘ（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域）は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度に、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に間隔が狭く、数が多く、高密度になるように配置される。
また、ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆにおいては、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、暗部１１ｘ、１２ｘは、前者において相対的に数が少なく、後者において相対的に数が多い。すなわち、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域は、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域で相対的に低密度に分布し（半分領域内での占有面積密度が相対的に低く）、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域で相対的に高密度に分布する（半分領域内での占有面積密度が相対的に高い）。
更に、具体的には、ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆにおいては、暗部１１ｘ、１２ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、列方向上側（Ｙ軸正方向側）から列方向下側（Ｙ軸負方向側）に向かうにつれ高密度に分布するように（発光面内での占有面積密度が高くなるように）配置される。
ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆは、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）で相対的に高輝度となり、列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）で相対的に低輝度となるように、たとえば、列方向に沿う上側（Ｙ軸正方向側）の半分領域と列方向に沿う下側（Ｙ軸負方向側）の半分領域を比較したとき、前者において相対的に高輝度となり、後者において相対的に低輝度となるように、詳細には、列方向上側（Ｙ軸正方向側）から列方向下側（Ｙ軸負方向側）に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆにおいては、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜、具体的にはＹ軸正方向側からＹ軸負方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆも、高品質の発光が可能な半導体発光素子である。
ＬＥＤ素子１１ｅ、１２ｅにおいては、暗部１１ｘ、１２ｘは、発光面内に均一的に形成される。また、ＬＥＤ素子１１ｅ、１２ｅの暗部１１ｘ、１２ｘは、すべてビア電極配置位置に対応して形成される。すなわち、ＬＥＤ素子１１ｅ、１２ｅにおいては、電極層一部不形成領域は形成されていない。ＬＥＤ素子１１ｅ、１２ｅにおいては、輝度傾斜のない、発光面内で均一化された輝度分布が実現される。
実施例によるＬＥＤ素子アレイでは、発光輝度において、各列方向につき、Ａ行のＬＥＤ素子＜Ｂ行のＬＥＤ素子＜Ｃ行のＬＥＤ素子＜Ｄ行のＬＥＤ素子＜Ｅ行のＬＥＤ素子＞Ｆ行のＬＥＤ素子の関係がある。すなわち、発光輝度はＥ行の素子で最も高く、列方向上側（Ｙ軸正方向側）及び列方向下側（Ｙ軸負方向側）の各方向について、端部の素子ほど低くなる。
また、たとえば各ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１２ａ～１２ｄは、列方向下側（Ｙ軸負方向側）から列方向上側（Ｙ軸正方向側）に向かうにつれ低輝度となるように発光し、ＬＥＤ素子１１ｆ、１２ｆは、列方向上側（Ｙ軸正方向側）から列方向下側（Ｙ軸負方向側）に向かうにつれ低輝度となるように発光する。
このため、各ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆの発光面内において、Ｅ行から離れるにつれ、輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成されるだけでなく、実施例によるＬＥＤ素子アレイを各列方向について見たときも、Ｅ行から各端部に向かって、輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成される。
なお、実施例によるＬＥＤ素子アレイにおいては、たとえば列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂを見たとき、暗部１１ｘは、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側で、相対的に間隔が狭く、数が多く、高密度に形成され、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側で、相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度に形成される。また、両ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂの発光面内における暗部１１ｘの占有面積密度（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域の分布密度）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）高く、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）低い。実施例においては、暗部１１ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側に向かうにつれ、高密度に分布するように配置され、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側に向かうにつれ、低密度に分布するように配置される。
すなわち、実施例によるＬＥＤ素子アレイにおいては、たとえば列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂを見たとき、非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側で相対的に小さく、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側で、相対的に大きい。たとえば、両ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂの非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）小さく、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）大きい。実施例においては、更に、両ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂの非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）側に向かうにつれ小さくなり、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｂ）側に向かうにつれ大きくなる。
このため、ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂ間に対応する位置におけるＬＥＤ素子アレイの出射光の輝度段差を低減することができる。
ＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂについて説明したが、列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子１１ｂ、１１ｃ、ＬＥＤ素子１１ｃ、１１ｄ、ＬＥＤ素子１２ａ、１２ｂ、ＬＥＤ素子１２ｂ、１２ｃ、ＬＥＤ素子１２ｃ、１２ｄについても同様である。
列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子１１ｄ、１１ｅについては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｅ）の暗部１１ｘは、発光面内に均一的に形成される一方で、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｄ）の暗部１１ｘは、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｅ）側で、相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度に形成される。また、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｄ）においては、暗部１１ｘの発光面内における占有面積密度（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域の分布密度）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｅ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）低い。実施例においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｄ）の暗部１１ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子１１ｅ）側に向かうにつれ、低密度に分布するように配置される。
このため、ＬＥＤ素子１１ｄ、１１ｅ間に対応する位置におけるＬＥＤ素子アレイの出射光の輝度段差を低減することができる。
ＬＥＤ素子１１ｄ、１１ｅについて説明したが、列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子１１ｅ、１１ｆ、ＬＥＤ素子１２ｄ、１２ｅ、ＬＥＤ素子１２ｅ、１２ｆについても同様である。
実施例によるＬＥＤ素子アレイにおいては、各列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子間に対応する位置における出射光の輝度段差が低減され、Ｅ行から各列方向端部に向かい、輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成される。実施例によるＬＥＤ素子アレイは、高品質の発光が可能な半導体発光素子アレイである。
実施例によるＬＥＤ素子アレイに使用されるＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆにおいては、ビア電極２６ａ配置位置及び電極層一部不形成領域２４ｃ（平面視上、たとえばビア電極２６ａから離れた位置でビア状で、周囲をｐ側電極層２４ａに囲まれ、ｐ側電極層２４ａを構成する単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない領域）を用いて、暗部１１ｘ、１２ｘを形成する。また、ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆにおいては、暗部１１ｘ、１２ｘの分布密度は発光面内で均一（一様）でなく、変化しており、たとえば一方向（Ｙ軸方向）に沿う方向に均一（一様）ではなく、変化している。すなわち、ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆは、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域の分布密度が発光面内（ｐ側電極層２４ａの層内方向、半導体構造層の平面視）で均一（一様）でなく、変化している、たとえば一方向（Ｙ軸方向）に沿って見たとき、均一（一様）ではなく、変化しているＬＥＤ素子である。なお、実施例における電極層一部不形成領域２４ｃは、平面視上、たとえばビア状で、周囲をｐ側電極層２４ａに囲まれ、ｐ側電極層２４ａを構成する単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない領域であって、ビア電極２６ａ配置位置ではない領域である。ｐ側電極層２４ａと電極層一部不形成領域２４ｃは、たとえばｐ型半導体層２１、発光層２２、ｎ型半導体層２３が積層される連続領域に存在する。
発光面内で分布密度が均一でない暗部１１ｘ、１２ｘを、仮にビア電極２６ａ配置位置だけで形成した場合、ビア電極２６ａ配置位置間の距離が短くなり、ビア電極２６ａ配置位置近傍に電流の集中が生じることがある。電流の集中が生じた位置においては発光輝度が高くなるため、ＬＥＤ素子は発光領域内の位置により、不均一な輝度で発光することとなる。
ＬＥＤ素子１１ａ～１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆにおいては、電極層一部不形成領域２４ｃを用いて暗部１１ｘ、１２ｘを形成するため、電流の集中が防止される。電流分布の均一化により、暗部１１ｘ、１２ｘ以外の非暗部内の各点における発光輝度が均一化される。
更に、実施例における電極層一部不形成領域２４ｃは、ビア電極２６ａ配置位置とは異なり、電流が供給され発光する領域である。また、ｐ型半導体層、発光層、ｎ型半導体層が除去されず残っている領域であるため、ビア電極２６ａ配置位置よりも、周囲から光が導波しやすい領域である。このため、電極層一部不形成領域２４ｃに対応して形成される暗部１１ｘ、１２ｘは、ビア電極２６ａ配置位置に対応して形成される暗部１１ｘ、１２ｘよりも、その暗さが目立ちにくい。電極層一部不形成領域２４ｃを用いて暗部１１ｘ、１２ｘを形成することにより、巨視的に見て、暗部１１ｘ、１２ｘの目立ちにくい、高品質の発光が可能となる。
図３は、実施例による半導体発光装置を示す概略的な平面図である。実施例による半導体発光装置は、ＬＥＤ素子アレイ４０及び制御装置４１を含んで構成される。
ＬＥＤ素子アレイ４０は６行１列に配置された６個のＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆを含む。一番上の行から順に、Ａ行、Ｂ行、Ｃ行、Ｄ行、Ｅ行とし、一番下の行をＦ行と規定する。上の行から順にＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆが配置される。ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆは、相互にサイズが等しい矩形の平面形状（発光領域）を有する。
ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄ、４０ｆとして、ＬＥＤ素子１１ｂ（図１、図２Ａ～図２Ｃ参照）を用いる。
ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄは、図１に示すＬＥＤ素子１１ｂの配置態様と同様の配置態様で配置される。
すなわち、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄは、Ｙ軸正方向側で相対的に暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）の間隔が狭く、数が多く、密度が高く、Ｙ軸負方向側で相対的に暗部４０ｘの間隔が広く、数が少なく、密度が低くなるように配置される。
たとえば、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄは、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、前者において暗部４０ｘの数が相対的に多く、後者において暗部４０ｘの数が相対的に少なくなるように（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域が、Ｙ軸正方向側の半分領域で相対的に高密度に分布し、Ｙ軸負方向側の半分領域で相対的に低密度に分布するように）配置される。
具体的には、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄは、暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）が、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かうにつれ高密度に分布するように配置される。
各ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄは、Ｙ軸正方向側で相対的に低輝度となり、Ｙ軸負方向側で相対的に高輝度となるように、たとえば、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、前者において相対的に低輝度となり、後者において相対的に高輝度となるように、具体的には、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
各ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄにおいては、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜（輝度分布）、具体的にはＹ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。
ＬＥＤ素子４０ｆは、図１に示すＬＥＤ素子１１ｂの配置態様とは、Ｙ軸方向に関し逆向きの配置態様で（図１に示すＬＥＤ素子１１ｂを発光面と平行な面内で１８０°回転させる配置態様で）配置される。
すなわち、ＬＥＤ素子４０ｆは、Ｙ軸正方向側で相対的に暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）の間隔が広く、数が少なく、密度が低く、Ｙ軸負方向側で相対的に暗部４０ｘの間隔が狭く、数が多く、密度が高くなるように配置される。
たとえば、ＬＥＤ素子４０ｆは、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、前者において暗部４０ｘの数が相対的に少なく、後者において暗部４０ｘの数が相対的に多くなるように（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域が、Ｙ軸正方向側の半分領域で相対的に低密度に分布し、Ｙ軸負方向側の半分領域で相対的に高密度に分布するように）配置される。
具体的には、ＬＥＤ素子４０ｆは、暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）が、Ｙ軸正方向側からＹ軸負方向側に向かうにつれ高密度に分布するように配置される。
ＬＥＤ素子４０ｆは、Ｙ軸正方向側で相対的に高輝度となり、Ｙ軸負方向側で相対的に低輝度となるように、たとえば、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、前者において相対的に高輝度となり、後者において相対的に低輝度となるように、詳細には、Ｙ軸正方向側からＹ軸負方向側に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
ＬＥＤ素子４０ｆにおいては、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜（輝度分布）、具体的にはＹ軸正方向側からＹ軸負方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。
ＬＥＤ素子４０ｅにおいては、発光時、相互に同サイズの円形状暗部４０ｘが、ＬＥＤ素子４０ｅの左右（行方向）の端部側に、Ｙ軸方向に沿って等間隔に形成される。また、暗部４０ｘは、たとえばすべてｎ側電極（ビア電極）配置位置に対応して形成される。ＬＥＤ素子４０ｅにおいては、Ｙ軸方向に輝度傾斜のない、均一的な輝度分布が実現される。
制御装置４１は、電源を含み、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆを、たとえば交流駆動（ｄｕｔｙ駆動）する。直流駆動でもよい。制御装置４１により、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆの発光、たとえば点消灯や発光輝度が制御される。制御装置４１は、たとえばＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆの発光を独立に制御する。
制御装置４１は、一例としてＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆの各々に供給する電流のｄｕｔｙを異ならせ、ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆを相互に異なる輝度で発光させる。電流値そのものをＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆごとに異ならせ、異なる輝度とすることもできる。ｄｕｔｙと電流値をともに変化させてもよいであろう。
制御装置４１は、たとえばＬＥＤ素子４０ｅが最も明るく発光し、ＬＥＤ素子４０ｅを基準にＹ軸正方向側、Ｙ軸負方向側の各方向について、離れた行に位置するＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄ、４０ｆほど暗く発光するように制御する。すなわちＬＥＤ素子４０ａ～４０ｆは、発光輝度が、ＬＥＤ素子４０ａ＜ＬＥＤ素子４０ｂ＜ＬＥＤ素子４０ｃ＜ＬＥＤ素子４０ｄ＜ＬＥＤ素子４０ｅ＞ＬＥＤ素子４０ｆとなるように制御される。
実施例による半導体発光装置においても、実施例による半導体発光素子アレイと同様に、各ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄ、４０ｆの発光面内において、Ｅ行から離れるにつれ、輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成される。更に、実施例による半導体発光装置を列方向について見たとき、Ｅ行から各端部に向かって輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成される。
実施例による半導体発光装置においても、たとえば列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂを見たとき、暗部４０ｘは、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側で、相対的に間隔が狭く、数が多く、高密度に形成され、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側で、相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度に形成される。また、両ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂの暗部４０ｘの発光面内における占有面積密度（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域の分布密度）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）高く、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）低い。具体的には、暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側に向かうにつれ、高密度に分布するように配置され、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側に向かうにつれ、低密度に分布するように配置される。
すなわち、実施例による半導体発光装置においても、たとえば列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂを見たとき、非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側で相対的に小さく、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側で、相対的に大きい。たとえば、両ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂの非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）小さく、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）大きい。実施例においては、更に、両ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂの非暗部の面積は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）側に向かうにつれ小さくなり、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ａ）においては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｂ）側に向かうにつれ大きくなる。
このため、ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂ間に対応する位置における半導体発光装置の出射光の輝度段差を低減することができる。
ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂについて説明したが、列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子４０ｂ、４０ｃ、ＬＥＤ素子４０ｃ、４０ｄについても同様である。
列方向に相互に隣接する２つのＬＥＤ素子４０ｄ、４０ｅについては、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｅ）の暗部４０ｘは、Ｙ軸方向に均一的に形成される一方で、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｄ）の暗部４０ｘは、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｅ）側で、相対的に間隔が広く、数が少なく、低密度に形成される。また、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｄ）においては、暗部４０ｘの発光面内における占有面積密度（ビア電極配置位置と電極層一部不形成領域とで構成される領域の分布密度）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｅ）側の半分領域で相対的に（他の半分領域よりも）低い。実施例においては、相対的に低輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｄ）の暗部４０ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）は、相対的に高輝度発光するＬＥＤ素子（ＬＥＤ素子４０ｅ）側に向かうにつれ、低密度に分布するように配置される。
このため、ＬＥＤ素子４０ｄ、４０ｅ間に対応する位置における半導体発光装置の出射光の輝度段差を低減することができる。
ＬＥＤ素子４０ｄ、４０ｅについて説明したが、列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子４０ｅ、４０ｆについても同様である。
実施例による半導体発光装置においても、実施例による半導体発光素子アレイと同様に、列方向に相互に隣接するＬＥＤ素子間に対応する位置における出射光の輝度段差が低減され、Ｅ行から列方向端部に向かい、輝度が単調減少する、滑らかな輝度傾斜が形成される。実施例による半導体発光装置は、高品質の発光が可能な半導体発光装置である。
図４Ａは、変形例によるＬＥＤ素子５１ｃを示す概略的な平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿う概略的な断面図である。変形例によるＬＥＤ素子５１ｃは、実施例によるＬＥＤ素子アレイのＬＥＤ素子１１ｃに対応するＬＥＤ素子である。変形例によるＬＥＤ素子５１ｃは、たとえば実施例によるＬＥＤ素子アレイにおいて、ＬＥＤ素子１１ｃに替えて用いることができる。なお、他のＬＥＤ素子１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１２ａ～１２ｄ、１２ｆも、以下に説明する、変形例によるＬＥＤ素子５１ｃと同様の特徴を有するＬＥＤ素子に替えることが可能である。
実施例によるＬＥＤ素子アレイに使用されるＬＥＤ素子１１ｃにおいては、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとを、平面視上、相互に離間して形成する。また、ビア電極２６ａの配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃを、平面視上、同一サイズに形成し、各暗部１１ｘ（相互に離間されて配置される暗部１１ｘ）を同一サイズとする。そして、同一サイズの暗部１１ｘの数の分布によって、Ｙ軸方向に沿う一方側（たとえばＬＥＤ素子１１ｃより低輝度に発光するＬＥＤ素子１１ｂ側）の非暗部の面積を相対的に小さくし、Ｙ軸方向に沿う他方側（たとえばＬＥＤ素子１１ｃより高輝度に発光するＬＥＤ素子１１ｄ側）の非暗部の面積を相対的に大きくする。
変形例によるＬＥＤ素子５１ｃにおいては、電極層一部不形成領域２４ｃを、平面視上、ビア電極２６ａ配置位置と連続する位置に形成する。たとえば、平面視上、円形に形成されるビア電極２６ａ配置位置の周囲に、電極層一部不形成領域２４ｃを配置し、その形状を中心が円形のビア電極２６ａの中心と一致する、同心円のリング形とする。なお、電極層一部不形成領域２４ｃの周囲には、ｐ側電極層２４ａが配置されている。
図４Ａ及び図４Ｂに示す例においては、ＬＥＤ素子５１ｃにおける８つのビア電極２６ａ配置位置のサイズ（各ビア電極２６ａとｎ型半導体層２３との接触面積）は相互に等しい。また、各列方向（Ｙ軸方向）に沿う４つの暗部５１ｘのうち、最もＹ軸負方向側に位置する暗部５１ｘをビア電極２６ａ配置位置のみで形成し、Ｙ軸正方向側の３つの暗部５１ｘを、ビア電極２６ａ配置位置及びその周囲の電極層一部不形成領域２４ｃで形成する。更に、電極層一部不形成領域２４ｃのサイズ（外円の直径）を、Ｙ軸正方向側のビア電極２６ａ配置位置の周囲のそれほど大きくする。
変形例によるＬＥＤ素子５１ｃにおいては、Ｙ軸方向に沿って見たとき、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かうにつれ大面積となる（高密度に分布する／発光面内での占有面積密度が高くなる）円形の暗部５１ｘ（ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域）が形成される。すなわち、変形例によるＬＥＤ素子５１ｃは、Ｙ軸方向に沿って相互に離間して形成される暗部５１ｘのサイズを異ならせることにより、Ｙ軸正方向側（図１に示すＬＥＤ素子アレイにおいてＬＥＤ素子１１ｃに替えた場合には、低輝度に発光するＬＥＤ素子１１ｂ側）の非暗部の面積を相対的に小さくし、Ｙ軸負方向側（図１に示すＬＥＤ素子アレイにおいてＬＥＤ素子１１ｃに替えた場合には、高輝度に発光するＬＥＤ素子１１ｄ側）の非暗部の面積を相対的に大きくする構成を有する。
なお、変形例によるＬＥＤ素子５１ｃにおいても、たとえば、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、暗部５１ｘは、前者において相対的に占有面積密度が高く、後者において相対的に占有面積密度が低い。すなわち、ビア電極２６ａ配置位置と電極層一部不形成領域２４ｃとで構成される領域は、Ｙ軸正方向側の半分領域で相対的に高密度に分布し、Ｙ軸負方向側の半分領域で相対的に低密度に分布している。
ＬＥＤ素子５１ｃも、たとえばＬＥＤ素子１１ｃと同様に、Ｙ軸正方向側で相対的に低輝度となり、Ｙ軸負方向側で相対的に高輝度となるように、たとえば、Ｙ軸正方向側の半分領域とＹ軸負方向側の半分領域を比較したとき、前者において相対的に低輝度となり、後者において相対的に高輝度となるように、具体的には、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かうにつれ低輝度となるように、発光する。
ＬＥＤ素子５１ｃにおいても、発光面内でＹ軸方向に沿う輝度傾斜（輝度分布）、具体的にはＹ軸負方向側からＹ軸正方向側に向かって低輝度となる（輝度が単調減少する）、滑らかな輝度傾斜が実現される。ＬＥＤ素子５１ｃも、高品質の発光が可能な半導体発光素子である。
なお、ＬＥＤ素子５１ｃにおいては、円形ビア電極２６ａ配置位置の周囲にリング形の電極層一部不形成領域２４ｃを配置し、円形の暗部５１ｘを形成したが、たとえば電極層一部不形成領域２４ｃの形状を様々に変更し、様々な形状の暗部５１ｘとしてもよい。一例として、楕円形の暗部５１ｘとすることができる。
図５は、実施例による車両用灯具（ＡＤＢ車両用前照灯）を示す概略図である。実施例による車両用灯具は、光源１１０及び投影光学系１２０を備える。投影光学系１２０は、第１投影レンズ１２１、第２投影レンズ１２２、及び、光拡散性配光制御素子１２３を含んで構成される。
光源１１０として、たとえば実施例による半導体発光装置を使用することができる。ＬＥＤ素子４０ａ～４０ｄ、４０ｆを、変形例によるＬＥＤ素子５１ｃと同様の特徴をもつＬＥＤ素子に替えてもよい。
投影光学系１２０は、光源１１０を出射した光の光路上に配置される。光源１１０を出射し、投影光学系１２０に入射してこれを透過した光によって、車両前方に配光１３０が形成される。
光源１１０は、投影光学系１２０（第１、第２投影レンズ１２１、１２２）の車両後方側焦点位置の近傍に配置される。たとえば投影光学系１２０（第１、第２投影レンズ１２１、１２２）の車両前方側焦点位置の近傍に、配光１３０が形成される。
投影光学系１２０の配置位置から車両前方側焦点位置までの距離（投影光学系１２０を出射する光の光軸方向に沿う距離）は、１０ｍ以上である。
第１、第２投影レンズ１２１、１２２として、たとえば非球面レンズが用いられる。
光拡散性配光制御素子１２３は、入射光を所定範囲に拡散させて出射し、配光１３０を制御する。光拡散性配光制御素子１２３を使用することで、第１、第２投影レンズ１２１、１２２のみで光源１１０像を投影する場合よりも、光源１１０像が広げられる。
光拡散性配光制御素子１２３を含む投影光学系１２０を用いることによって、光源１１０像の合成により配光１３０が形成され、ＬＥＤ素子間領域（非発光領域）における配光むらが抑制される。このため、実施例による車両用灯具においては、高品質の配光１３０が実現される。
また、光源１１０として、たとえばＬＥＤ素子間領域における輝度段差が低減された、実施例による半導体発光装置を用いると、当該ＬＥＤ素子間領域に対応する位置における配光の輝度段差が更に低減され、配光むらが一層抑制された、より高品質の配光１３０を実現することができる。
以上、実施例及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
たとえば実施例及び変形例においては半導体発光素子としてＬＥＤ素子を用いるが、ＬＥＤ素子に限らず、様々な半導体発光素子、たとえばＬＤ(laser diode)素子等を使用可能である。
また、実施例及び変形例においては、ビア電極２６ａ配置位置及び電極層一部不形成領域２４ｃを用いて、暗部１１ｘ、１２ｘ、４０ｘ、５１ｘを形成するが、たとえば電極層一部不形成領域２４ｃのみを用いて暗部を形成することもできる。更に、電極層一部不形成領域２４ｃと他の構成を用いて暗部を形成することも可能である。電極層一部不形成領域２４ｃを用いて暗部を形成すればよい。発光時、電極層一部不形成領域２４ｃに対応する位置を含む位置に、暗部が形成される半導体発光素子とすることができる。
実施例及び変形例においては、電極層一部不形成領域２４ｃ（ｐ側電極層２４ａを構成する単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない領域）を、ｐ側電極層２４ａからＡｇ層２４ａ２が除かれた層構成とするが、電極層一部不形成領域２４ｃを他の構成とすることも可能である。
図６Ａ～図６Ｅは、電極層一部不形成領域２４ｃの他の構成を示す概略的な断面図である。
図６Ａ及び図６Ｂは、ｐ側電極層２４ａが、実施例及び変形例と等しい層構成を有する場合、すなわち、ｐ側電極層２４ａが、ｐ型半導体層２１側から順に、ＩＴＯ層２４ａ１、Ａｇ層２４ａ２、ＴｉＷ層２４ａ３、Ａｕ層２４ａ４を有する場合を示す。Ａｇ層２４ａ２、ＴｉＷ層２４ａ３、Ａｕ層２４ａ４は金属層であり、このうちＡｇ層２４ａ２は反射金属層である。
図６Ａに示すように、電極層一部不形成領域２４ｃを、ＩＴＯ層２４ｃ１のみで構成することができる。この場合、電極層一部不形成領域２４ｃは、ｐ側電極層２４ａを構成する複数の層のうちＡｇ層２４ａ２、ＴｉＷ層２４ａ３、Ａｕ層２４ａ４が形成されない領域となる。電極層一部不形成領域２４ｃにＡｇ層が形成されないため反射率が低い点で実施例と同等である。また、金属層が形成されていないため周囲に比べ抵抗が高く、電極層一部不形成領域２４ｃ直上の発光層に電流が流れにくく、発光の発生も抑制され、より暗部として機能する。
図６Ｂに示すように、電極層一部不形成領域２４ｃを、ｐ側電極層２４ａのすべての層が形成されない領域としてもよい。このような領域も、ｐ側電極層２４ａを構成する単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない領域である。電極層一部不形成領域２４ｃにＡｇ層が形成されないため反射率が低い点で実施例と同等である。また、ｐ側電極層２４ａが全く形成されていないため電極層一部不形成領域２４ｃの直上領域では、更に発光が抑制され、より暗部として機能する。
実施例、変形例、及び、図６Ａ、図６Ｂに示す例のように、たとえばｐ側電極層２４ａが反射金属層を含む場合は、電極層一部不形成領域２４ｃを、ｐ側電極層２４ａから少なくとも反射金属層を除いた構成とする（反射金属層を含まない電極層一部不形成領域２４ｃとする）ことで、ＬＥＤ素子発光時の暗部とすることができる。
図６Ａ、図６Ｂに示す例においては、暗部を形成する要因として、周囲よりも反射率が低い、発光が抑制される、という２つがある。発光の抑制という観点では、たとえば、電極層一部不形成領域２４ｃにオーミック接触するＩＴＯ層２４ａ１のみ不形成で、その他の層は形成する例も想定できる。この場合、Ａｇ層はいずれの領域にも存在するため反射率は同等だが、電極層一部不形成領域２４ｃでは、非オーミックで電流がほとんど発生しないため発光が抑制され暗部とすることができる。
図６Ｃ～図６Ｅは、ｐ側電極層が反射金属層を含まない場合における、電極層一部不形成領域２４ｃの構成例を示す。
図６Ｃは、ｐ側電極層３１ａが、ｐ型半導体層２１側から、Ｎｉ層３１ａ１、Ａｕ層３１ａ２の積層構造を有する場合に、電極層一部不形成領域２４ｃを、ｐ側電極層３１ａを構成するすべての層が形成されない領域とする例を示す。Ｎｉ層がｐ型半導体層とオーミック接触する役割をもつ。電極層一部不形成領域２４ｃの周囲では、ｐ側電極層３１ａとｐ型半導体層との間で電流が生じるが、電極層一部不形成領域２４ｃでは生じない。よって、電極層一部不形成領域２４ｃでは周囲に比べ発光が抑制され、暗部として機能する。
図６Ｄは、ｐ側電極層３２ａが、ｐ型半導体層２１側から、ＩＴＯ層３２ａ１、Ａｕ層３２ａ２の積層構造を有する場合に、電極層一部不形成領域２４ｃを、ＩＴＯ層３２ａ１のみで構成する例を示す。Ａｕ層が形成されていないため周囲に比べ抵抗が高く、電極層一部不形成領域２４ｃ直上の発光層に電流が流れにくく、発光の発生も抑制され、より暗部として機能する。
図６Ｅは、ｐ側電極層３２ａが、ｐ型半導体層２１側から、ＩＴＯ層３２ａ１、Ａｕ層３２ａ２の積層構造を有する場合に、電極層一部不形成領域２４ｃを、ｐ側電極層３２ａを構成するすべての層が形成されない領域とする例を示す。電極層一部不形成領域２４ｃの周囲ではｐ側電極層３１ａとｐ型半導体層との間で電流が生じるが、電極層一部不形成領域２４ｃでは生じない。よって、電極層一部不形成領域２４ｃでは周囲に比べ発光が抑制され暗部として機能する。
図６Ｃ～図６Ｅに示す例のように、たとえば金属層（Ｎｉ層３１ａ１、Ａｕ層３１ａ２、３２ａ２）を含むが反射金属層を含まないｐ側電極層３１ａ、３２ａとする場合は、電極層一部不形成領域２４ｃを、ｐ側電極層３１ａ、３２ａから少なくとも金属層を除いた構成とする（金属層を含まない電極層一部不形成領域２４ｃとする）ことで、ＬＥＤ素子発光時の暗部とすることができる。
Ｆｌｉｐ－Ｃｈｉｐ素子、Ｔｈｉｎ－Ｆｉｌｍ素子等においても、電極層一部不形成領域等を用いて発光時の暗部を形成し、非暗部の面積の分布を調整（輝度分布を形成）することが可能である。
また、一方向に沿う輝度傾斜に限らず、電極層一部不形成領域を用いて、たとえばビア電極と電極層一部不形成領域の配置態様により、様々な輝度分布（輝度傾斜）をもつ半導体発光素子等を製造することができる。
実施例と変形例の組み合わせも可能である。
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
実施例及び変形例にしたがって説明した半導体発光素子、半導体発光素子アレイ、半導体発光装置は、たとえば車両用灯具、一例としてＡＤＢ車両用前照灯に好適に利用可能である。また、一般照明器具等にも好適に利用できる。
実施例による車両用灯具は、車両用灯具一般、たとえば自動車用前照灯、二輪車用前照灯、殊にＡＤＢヘッドランプに好適に利用可能である。
１１ａ～１１ｆ ＬＥＤ素子
１１ｘ 暗部
１２ａ～１２ｆ ＬＥＤ素子
１２ｘ 暗部
２０ 半導体構造層
２１ ｐ型半導体層
２２ 発光層
２３ ｎ型半導体層
２４ ｐ側電極
２４ａ ｐ側電極層
２４ａ１ ＩＴＯ層
２４ａ２ Ａｇ層
２４ａ３ ＴｉＷ層
２４ａ４ Ａｕ層
２４ｂ ｐ側コンタクト電極
２４ｃ 電極層一部不形成領域
２４ｃ１ ＩＴＯ層
２４ｃ３ ＴｉＷ層
２４ｃ４ Ａｕ層
２５ ｐ側配線層
２６ ｎ側電極
２６ａ ビア電極
２６ｂ ｎ側電極層
２７、２７ａ、２７ｂ 絶縁層
２８ 基板
３１ａ ｐ側電極層
３１ａ１ Ｎｉ層
３１ａ２ Ａｕ層
３２ａ ｐ側電極層
３２ａ１ ＩＴＯ層
３２ａ２ Ａｕ層
４０ ＬＥＤ素子アレイ
４０ａ～４０ｆ ＬＥＤ素子
４０ｘ 暗部
４１ 制御装置
５１ｃ ＬＥＤ素子
５１ｘ 暗部
９１ａ～９１ｆ ＬＥＤ素子
９１ｘ ｎ側電極
９２ａ～９２ｆ ＬＥＤ素子
９２ｘ ｎ側電極
１１０ 光源
１２０ 投影光学系
１２１ 第１投影レンズ
１２２ 第２投影レンズ
１２３ 光拡散性配光制御素子
１３０ 配光
１１ｘ 暗部
１２ａ～１２ｆ ＬＥＤ素子
１２ｘ 暗部
２０ 半導体構造層
２１ ｐ型半導体層
２２ 発光層
２３ ｎ型半導体層
２４ ｐ側電極
２４ａ ｐ側電極層
２４ａ１ ＩＴＯ層
２４ａ２ Ａｇ層
２４ａ３ ＴｉＷ層
２４ａ４ Ａｕ層
２４ｂ ｐ側コンタクト電極
２４ｃ 電極層一部不形成領域
２４ｃ１ ＩＴＯ層
２４ｃ３ ＴｉＷ層
２４ｃ４ Ａｕ層
２５ ｐ側配線層
２６ ｎ側電極
２６ａ ビア電極
２６ｂ ｎ側電極層
２７、２７ａ、２７ｂ 絶縁層
２８ 基板
３１ａ ｐ側電極層
３１ａ１ Ｎｉ層
３１ａ２ Ａｕ層
３２ａ ｐ側電極層
３２ａ１ ＩＴＯ層
３２ａ２ Ａｕ層
４０ ＬＥＤ素子アレイ
４０ａ～４０ｆ ＬＥＤ素子
４０ｘ 暗部
４１ 制御装置
５１ｃ ＬＥＤ素子
５１ｘ 暗部
９１ａ～９１ｆ ＬＥＤ素子
９１ｘ ｎ側電極
９２ａ～９２ｆ ＬＥＤ素子
９２ｘ ｎ側電極
１１０ 光源
１２０ 投影光学系
１２１ 第１投影レンズ
１２２ 第２投影レンズ
１２３ 光拡散性配光制御素子
１３０ 配光
Claims (12)
- 第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、
前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と
を備え、
前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、
前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、
前記第１領域では、前記第１電極が前記第１半導体層にオーミック接触しており、
前記第２領域では、前記第１電極が不形成であるか、もしくは、前記第１電極が前記第１半導体層に非オーミック接触しており、
前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、
前記第２電極はビア電極を含み、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている
半導体発光素子。 - 前記ビア電極の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で一定である請求項１に記載の半導体発光素子。
- 前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、第１方向に沿う方向に変化している請求項１または２に記載の半導体発光素子。
- 前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域は、前記第１方向に沿う半分領域の一方で相対的に低密度に分布し、半分領域の他方で相対的に高密度に分布する請求項３に記載の半導体発光素子。
- 前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域は、前記第１方向に沿う一方側から他方側に向かうにつれ、高密度に分布するように配置されている請求項３または４に記載の半導体発光素子。
- 前記第１電極の単数または複数の層に反射金属層が含まれ、前記第２領域は、前記反射金属層が積層されない請求項３～５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
- 前記第１電極の単数または複数の層に金属層は含まれるが反射金属層は含まれず、前記第２領域は、前記金属層が積層されない請求項３～５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
- 相互に隣接し、相対的に低輝度に発光される第１半導体発光素子及び相対的に高輝度に発光される第２半導体発光素子を有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光素子アレイであって、
前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、
第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、
前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と
を備え、
前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、
前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、
前記第１領域では、前記第１電極が前記第１半導体層にオーミック接触しており、
前記第２領域では、前記第１電極が不形成であるか、もしくは、前記第１電極が前記第１半導体層に非オーミック接触しており、
前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、
前記第２電極はビア電極を含み、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、
前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい
半導体発光素子アレイ。 - 前記第１半導体発光素子の発光領域の面積は、前記第２半導体発光素子側に向かうにつれ大きくなり、前記第２半導体発光素子の発光領域の面積は、前記第１半導体発光素子側に向かうにつれ小さくなる請求項８に記載の半導体発光素子アレイ。
- 相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される半導体発光装置であって、
前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、
第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、
前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と
を備え、
前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、
前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、
前記第１領域では、前記第１電極が前記第１半導体層にオーミック接触しており、
前記第２領域では、前記第１電極が不形成であるか、もしくは、前記第１電極が前記第１半導体層に非オーミック接触しており、
前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、
前記第２電極はビア電極を含み、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、
前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい
半導体発光装置。 - 相互に隣接する第１半導体発光素子及び第２半導体発光素子と、前記第１半導体発光素子を相対的に低輝度に、前記第２半導体発光素子を相対的に高輝度に発光させるよう制御する制御装置と、前記半導体発光素子を出射した光の光路上に配置された投影光学系とを有し、複数の半導体発光素子が第１方向に沿って配置される車両用灯具であって、
前記第１、第２半導体発光素子はそれぞれ、
第１導電型を有する第１半導体層、発光層、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層が積層された半導体構造層と、
前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と
を備え、
前記第１電極は、単数の層でまたは複数の層が積層されて構成され、
前記第１半導体層、前記発光層、前記第２半導体層が積層される連続領域において、前記第１電極が積層される第１領域と、前記第１領域の単数または複数の層のうちの少なくとも一部の層が形成されない第２領域を含み、
前記第１領域では、前記第１電極が前記第１半導体層にオーミック接触しており、
前記第２領域では、前記第１電極が不形成であるか、もしくは、前記第１電極が前記第１半導体層に非オーミック接触しており、
前記第２領域は、平面視において前記第１領域に囲まれており、
前記第２電極はビア電極を含み、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記半導体構造層の平面視で均一でなく、
前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とは、平面視上、相互に離間して形成されている半導体発光素子であり、
前記第１半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第２半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも小さく、前記第２半導体発光素子の前記ビア電極の配置位置と前記第２領域とで構成される領域の分布密度は、前記第１半導体発光素子側の半分領域で、他の半分領域よりも大きい
車両用灯具。 - 前記投影光学系は、入射光を拡散させて出射する光拡散性素子を含む請求項１１に記載の車両用灯具。
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