JP6569291B2 - 発光素子 - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子に関する。
液晶表示装置のバックライトユニットにおいて、近年、薄型化が求められており、その光源である側面発光型の発光素子自体の小型／薄型化の強い要求がある。そして、発光素子の小型／薄膜化に加え、光取り出しの高効率化が強く望まれている。
そのために、基板の側面に凹部を設けた発光素子が提案されている（例えば、特許文献１等）。また、発光素子上面からの発光に代えて、発光素子側面からの発光を利用することが提案されている（例えば、特許文献２等）。
特開平７−２０２２６３号 特開２００６−２４５３８０号
しかし、特定の用途においては、さらなる高効率化に加え、レンズ等の光学部材を用いることなく、特定方向に対する指向性がより一層良好な発光素子が求められている。例えば、液晶表示装置のバックライトユニットにおいて光源を側面に配置し導光板用いる場合、液晶表示装置は狭額縁であることが好ましく、光源コスト低減のため発光素子数は少ない方が好ましい。このような用途では、レンズ等の光学部材を省略することが望ましく、発光素子からの光と導光板の結合効率が良好となる配光特性を持った発光素子が求められる。
本発明は、高い光取り出し効率と指向性の制御とを実現した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４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の凹部を含む第１の凹図形であり、前記第１の凹部のうち最も凹んだ部分が、前記半導体積層体の外縁よりも内側に配置され、
前記第３側面が、前記第１の凹部を構成する１つ以上の面からなる発光素子。
（２）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４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主面に平行な断面が、第３の凹部を含む第３の凹図形であり、
前記第３側面が、前記第３の凹部を構成する１つ以上の面からなる発光素子。
（３）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４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の凹部を含む第３の凹図形であり、
前記第３側面が、前記第３の凹部を構成する１つ以上の面からなる発光素子。
本発明によれば、光取り出し効率と指向性の制御とを実現した発光素子を得ることができる。
本発明の実施形態１の発光素子の斜視図である。 図１Ａ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２の発光素子の斜視図である。 図２Ａ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。 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。 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。 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。 本発明の実施形態７の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態８の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態９の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１０の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１１の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１２の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１３の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１４の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１５の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１６の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１７の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１８の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態１９の発光素子の斜視図である。 本発明の実施形態２０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１に示すように、透光性基板１１は、第１主面１１ａ、第１主面１１ａと反対側の第２主面１１ｂ、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂ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Ｆを有する。また、透光性基板１１は、第１主面１１ａに垂直であり、かつ第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆに交差する断面が、第１の凹部１１ｃを含む第１の凹図形である。第１の凹部１１ｃのうち最も凹んだ部分が、半導体積層体１２の外縁よりも内側に配置されている。第３側面Ｔ１、Ｔ２は、第１の凹部１１ｃを構成する１つ以上の面からなる。半導体積層体１２は、透光性基板１１の第１主面１１ａ上に積層されている。第１光反射部材は、透光性基板１１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第４側面Ｆ及び第２主面１１ｂを被覆する。第２光反射部材は、半導体積層体１２の透光性基板１１と反対側の面を被覆する。
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、発光素子単体で指向性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、指向性を制御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％以上又は９０％以上を透過させる部材であることがより好ましい。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）、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、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）、Ｇａ２Ｏ３、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、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１Ａ及び図２等に示すように四角形、図４Ａ及び図６等に示すように六角形、図８及び図１０等に示すように八角形、図１４及び図１５に示すように五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以上の凹部（以下、この凹部を、第２の凹部又は第３の凹部と記載することがある、例えば、図４Ａ、図５中の４１ｅ、図１０中の１０１ｅ、１０１ｇ、図１８中の１８０ｊ等）を含む凹図形であることが好ましい。凹図形は、凹部を含む図形であり、例えば凹多角形などが含まれる。以下、この凹図形を、第２の凹図形又は第３の凹図形と記載することがある。ここで凹部とは、基本的には、１以上の凹角および凹角をなす２辺又は凹角に相当するもの（凹んだ曲線など）を指す。凹角の場合には、凹角の内側の角度が１８０度よりも大きいもの、例えば、２４０〜３００度のものが挙げられる。凹角に相当するもの、例えば、曲線によって形成された凹部の場合には、凹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度より大きい内角を有するもの、例えば、２４０〜３００度の内角を有するものを包含する。また、ここでの凹部とは、その幅（凹部の、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の凹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の凹部の最も凹んだ部位が第２の凹図形の凸閉胞（対象図形に対し、それを含む最小の凸図形、最小外接凸図形）の外縁から、例えば、透光性基板の幅の２８〜８６％の奥行きを有するものが好ましく、３０〜８０％がより好ましい。第２の凹図形の凸閉胞は、例えば、図４Ａにおいては、第３側面および第４側面と交わり第１主面に垂直な断面形状に輪ゴムを掛けたときの輪ゴムの形状のことを指し、例えば、図６においては、第３側面および第４側面と交わり第１主面に垂直な断面形状に輪ゴムと掛けたときの輪ゴムの形状である。
なかでも、第１主面及び第２主面において、第２の凹図形又は第３の凹図形が、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、凹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、凹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、凹部を２つ有する平行六辺形（例えば、図１４における発光素子１４０二つ用意し、第３側面Ｔ１、Ｔ２に対面する面で張り合わせた立体の、上面視における形状）、凹部を１つ有する平行六辺形（例えば、図２Ａ、４Ａ、６等）、凹部を２つ有する平行八辺形（例えば、図８、１０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。
本願において、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。つまり、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３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４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。
言い換えると、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を構成してもよいし（図４〜図１１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を構成してもよいし（図１〜図３等参照）、双方向において屈曲して複数の面を構成してもよい（図４〜図１１等参照）。
さらに言い換えると、第３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４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３側面は、後述する第１の凹部及び前記第２の凹部を構成する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狭くすることができる。なお、ここで「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。第４側面は、後述する第２の凹部を構成する１つ以上の面からなることが好ましい。これにより、発光素子の上下は狭く、左右は広がる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の凹部を含む第１の凹図形である（例えば、図１中の１１ｃ等）。ここで第１の凹部は、上述した第２の凹部と同様とすることができる。基本的には、１以上の凹角又はそれに相当するものを指し、凹角の場合には、凹角の内側の角度が１８０度よりも大きいもの、例えば、２４０〜３００度を有するものが挙げられる。凹角に相当するもの、例えば、曲線によって形成された凹部の場合には、凹部を構成する線のうち、２つの接線が交差する角度が１８０度より大きい内角を有するもの、例えば、２４０〜３００度の内角を有するものを包含する。また、ここでの凹部とは、その幅（凹部の、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平行な断面において、第１の凹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。
平面充填可能な形状としては、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２Ａ、４Ａ、６等）、凹部を２つ有する平行八辺形（例えば、図８、１０等）等が挙げられる。そのため、第１の凹部は、第３側面において１つのみ設けられていることが好ましい。第１の凹部が１つの場合には、加工しやすいことに加え、配光分布を単極性、すなわち、発光強度のピークが１つ存在する特性とすることができる。よって、導光板に対して発光素子を適用する場合、発光強度の１つのピークに合わせて導光板の位置を設定すればよいので、導光板の位置合わせが容易となる。
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る。その結果、複数の発光素子の組み合わせによる適用が期待される。
第１の凹部は、最も凹んだ部位が、後述する半導体積層体側から見た場合、半導体積層体、特に活性層の外縁よりも内側に配置されている。最も凹んだ部位は、第３側面における最も外側の部位から、例えば、透光性基板の厚みの２８〜８６％の奥行きを有することが好ましく、３０〜８０％がより好ましい。
第３側面が複数の面から構成される場合、第３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３側面が第２の凹部を有する場合、第３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４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。
透光性基板の第３側面又は第４側面の一方が、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。例えば、本願においては、第３側面を、光取り出し面として機能させる。従って、第３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３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、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（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低減するおそれがある。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４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％、８０％又は９０％以上であるものとすることが好ましい。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）
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３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主面は、発光素子の透光性基板表面、半導体積層体表面に対応するものとする。また、透光性基板の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第３側面Ｔ、第４側面Ｆも、発光素子の第１側面Ｐｓ、第２側面Ｓｓ、第３側面Ｔｓ、第４側面Ｆｓに対応するものとする。
図１７、１８及び１９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の凹部を含む第３の凹図形である。この場合の第３の凹部は、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の凹部を構成する１つ以上の面が、第３側面Ｔｓとなり、本願においては、光取り出し面とする。従って、第３側面Ｔｓ以外の側面、つまり、第１側面Ｐｓ、第２側面Ｓｓ、第４側面Ｆｓ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。
第３側面（Ｔ又はＴｓ）は、透光性部材で覆われていてもよい。第３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。
本願においては、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の凹部、第２の凹部及び第３の凹部から除く。また、粗面加工によって形成される微細な凹凸も、第１の凹部、第２の凹部及び第３の凹部には該当しない。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）
この実施形態における発光素子１０は、図１Ａに示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板１１と、この上に積層され、活性層１２ａを含む半導体積層体１２とを備える。
透光性基板１１は、第１主面１１ａ及びこの第１主面と反対側の第２主面１１ｂとを有する。第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂは、例えば、サファイヤのＣ面である。透光性基板１１の厚みは、１６０μｍである。
第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂは、いずれも長方形であり、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに平行な断面は、全部が長方形であるが、略全部が異なる形状である。
透光性基板１１は、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂ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。第１側面Ｐと第２側面Ｓとは平行に配置する。第１側面Ｐと第２側面Ｓとは、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに対して垂直とする。
第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、全部が第１側面Ｐ及び第２側面Ｓと同じ形状とする。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に平行な断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部１１ｃを備える第１の凹図形である。ここでの第１の凹部１１ｃの内角の角度αは、２７０°であり、幅Ｗは透光性基板１１の厚みと同等であり、奥行きＤは８０μｍである。
また、透光性基板１１は、さらに、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂ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３側面Ｔ１、Ｔ２を有する。第３側面Ｔ１、Ｔ２は、第１の凹部１１ｃを構成する面であり、第１主面１１ａから第２主面１１ｂ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。第１側面Ｐにおいて、第１の凹部１１ｃを通り、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに平行な断面に対して、第３側面Ｔ１、Ｔ２は、略対称に配置する。
透光性基板１１は、この第３側面Ｔ１、Ｔ２に対面する１つの第４側面Ｆを有する。第４側面Ｆは、第１主面１１ａ、第２主面１１ｂ、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに対して垂直とする。
半導体積層体１２は、図１Ｂに示すように、例えば、透光性基板１１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Ｉｎ０．３Ｇａ０．７ 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Ａｌ０．２Ｇａ０．８ 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１２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１２の側面は、厳密には、透光性基板１１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第３側面Ｔ１、Ｔ２及び第４側面Ｆ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１０を、側面発光型の発光素子とするために、第３側面Ｔ１、Ｔ２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１０の光取り出し面以外の面である透光性基板１１の第１側面Ｐ、第２側面Ｓ、第４側面Ｆ及び第２主面１１ｂ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２１Ｅの１６）で被覆され、さらに、半導体積層体１２の透光性基板１１に遠い面１２ｂが、例えばＳｉＯ２とＮｂ２Ｏ５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１ｂの７ａ）で被覆されている。
このような構成とすることにより、発光素子１０は、矢印Ｌ方向に光を取り出すことができる。また、透光性基板１１の第３側面Ｔ１、Ｔ２によって、発光素子１０の側面からの光取り出し効率を高めるとともに、発光素子の垂直方向における出射光の分布を狭くすることができる。その結果、例えば、液晶表示装置のバックライトユニットの導光板、光ファイバー等との光結合効率を向上させることが可能となる。
（実施形態２）
この実施形態における発光素子２０は、図２Ａに示すように、例えばサファイヤからなる透光性基板２１と、この上に積層され、活性層（図示せず）を含む半導体積層体２２とを備える。
透光性基板２１の第１主面２１ａ及び第２主面２１ｂに平行な断面は、全部が長方形であり、全部が同じ形状とすることができる。
透光性基板２１は、第１主面２１ａ及び第２主面２１ｂ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。
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、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部２１ｃを備える第１の凹図形である。加えて、本実施形態では、第１の凹部２１ｃに対面する第１の凸部２１ｄを有する。ここでの第１の凸部２１ｄの角度は、９０°である。
この発光素子２０の第１の凹図形は、平面充填可能な形状であり、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、凸部２１の形状は、凹部２１ｃと対応した形状となる。
また、透光性基板２１は、さらに、第１主面２１ａ及び第２主面２１ｂ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３側面Ｔ１、Ｔ２を有する。第３側面Ｔ１、Ｔ２は、第１の凹部２１ｃを構成する面であり、第１主面２１ａから第２主面２１ｂ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２１は、２つの第３側面Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ平行な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２１ｄを構成する面であり、第１主面２１ａから第２主面２１ｂ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。
第１側面Ｐにおいて、第１の凹部２１ｃ及び第１の凸部２１ｄを通る第１主面２１ａに平行な断面に対して、第３側面Ｔ１、Ｔ２は、略対称に配置されてもよい。
上述した構成以外は、実質的に実施形態１の発光素子１０と同様の構成を有する。
この発光素子２０は、発光素子１０と同様の効果を有する。
図２Ｂの実線は、透光性基板２１の厚み方向の中央に、凹部の最も凹んだ部分が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２Ａの矢印Ｌ方向において取り出した光は、図２Ｂ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２Ｂ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。
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２０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２１となるサファイヤ基板（厚さ３００μｍ）上に、図２１Ａ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２２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（Ｈ２）又は窒素（Ｎ２）、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（ＮＨ３）、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（ＳｉＨ４）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（Ｃｐ２Ｍｇ）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２１と称する。
半導体積層体２２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２１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ＳｉＯ２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２１の第２主面２１ｂに、ダイシングテープ（図示せず）を貼り、ダイシングフレームに透光性基板２１を保持する。そして、図２１Ａに示すように、透光性基板２１の第１主面２１ａ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サファイヤ基板主面に４５°傾斜した分離溝をサファイヤ基板主面から８０μｍの深さまで形成する。
続いて、図２１Ｂに示すように、透光性基板２１の第２主面２１ｂ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２１Ｃに示すように、透光性基板２１の第２主面２１ｂ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２１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２１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２１Ｄに示すように、チップ化された発光素子２０を、粘着シート１５に適切な間隔で並べ、透光性基板２１の第２主面２１ｂに対して斜め方向から、スパッタ成膜を行う。図２１中の矢印Ｍは、スパッタ成膜の向きを表す。第１光反射材がこれによって、図２１Ｅに示すように、発光素子２０の光取り出し面である第３側面Ｔ１、Ｔ２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３）
この実施形態における発光素子３０は、図３に示すように、透光性基板２１及び半導体積層体２２の構成は、実施形態２における発光素子２０と実質的に同じであり、光反射部材が、第４側面Ｆ１、Ｆ２には形成されておらず、第３側面Ｔ１、Ｔ２に形成され、第１の凹部３１ｃではなく、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。発光素子３０は、第１の凸部３１ｄを有することが必須であり、透光性基板２１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。
（実施形態４）
この実施形態における発光素子４０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（図示せず）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及び第２主面４１ｂに平行な断面は、第２の凹部４１ｅを備える第２の凹図形であり、さらに、第２の凹部４１ｅに対面する第２の凸部４１ｆを有することができる。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。
透光性基板４１は、第１主面４１ａから第２主面４１ｂ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、同時に、第１の凹部４１ｃを構成する４つの第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を有する。第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、第２の凸部４１ｆを構成する面でもある。つまり、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、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部４１ｃを有する。
また、第１主面４１ａから第２主面４１ｂ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、同時に、第１の凸部４１ｄを構成し、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４にそれぞれ平行な４つの第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を有する。第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、第２の凹部４１ｅを構成する面でもある。
第２主面４１ｂにおいて、第２の凹部４１ｅ及び第２の凸部４１ｆを通り第２主面４１ｂに垂直な面に対して、第３側面Ｔ１、Ｔ３及び第４側面Ｆ１、Ｆ３は、対称に配置されている。
第１の凹部４１ｃ及び第１の凸部４１ｄを通る第２主面４１ｂに平行な面に対して、第３側面Ｔ１とＴ２、Ｔ３とＴ４及び第４側面Ｆ１とＦ２、Ｆ３とＦ４は、略対称に配置されている。
この発光素子４０では、第１の凹部４１ｃと、第２の凹部４１ｅとは、異なる方向に向けられている。つまり、本実施形態においては、第１の凹部４１ｃは、光取り出し面である第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に設けられ、第２の凹部４１ｅは、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。
上記において、第３側面Ｔ１、Ｔ３及び第４側面Ｆ１、Ｆ３は、対称配置としたが、例えば、導光板の角部付近に配置する発光素子とする場合は、非対称配置としてもよい。
この発光素子４０の第１主面４１ａ及び第２主面４１ｂ並びに第１側面Ｐ及び第２側面Ｓは、いずれも、平面充填可能な形状とする。
上述した構成以外は、実質的に実施形態２の発光素子２０と同様の構成を有する。
この発光素子４０は、発光素子１０及び２０と同様の効果を有する。
図４Ｂの実線および図４Ｃの実線は、透光性基板２１の厚み方向の中央に、凹部の最も凹んだ部分が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、中央付近で光強度を顕著に向上させることができる。
同時に、図４Ｃの実線で示すように、矢印Ｌ方向において取り出した光は、発光素子の第１主面に平行な方向において、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４Ｃ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、均斉度を確保することができる。なお、図４Ｂ、図４Ｃにおける、各角度に対する光強度は、完全拡散面（Perfect Diffusing Surface）を仮定しシミュレートした結果を示す。
（実施形態５）
この実施形態における発光素子５０は、図５に示すように、透光性基板４１及び半導体積層体４２の構成は、実施形態４における発光素子４０と実質的に同じであり、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を有することが必須であり、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の形状である。発光素子５０は、第１の凸部４１ｄのうち最も突出した部分が、半導体積層体４２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の形状である。
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３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に設けられ、第２の凸部４１ｆは、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。
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。
（実施形態６）
この実施形態における発光素子６０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６１と、その第１主面６１ａ上に積層され、活性層（図示せず）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及び第２主面６１ｂに平行な断面は、第２の凹部６１ｅを備える第２の凹図形であり、さらに、第２の凹部６１ｅに対面する第２の凸部６１ｆを有する。例えば、ここでの第２の凹部６１ｅの角度は、２７０°であり、第２の凸部６１ｆの角度は、９０°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６０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。
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、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部６１ｃを有する。
この発光素子６０では、第１の凹部６１ｃと、第２の凹部６１ｅとは、同一方向、光取り出し方向（矢印Ｌの方向）に向けられている。すなわち、第１の凹部６１ｃと第２の凹部６１ｅとが両方とも、光取り出し面である第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に設けられている。
上述した構成以外は、実質的に実施形態４の発光素子４０と同様の構成を有する。
この発光素子６０は、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。同時に、発光素子の第１主面に平行な方向においても、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。このことにより、例えば光ファイバーに適した発光素子とすることができる。
（実施形態７）
この実施形態における発光素子７０は、図７に示すように、透光性基板６１及び半導体積層体６２の構成は、実施形態６における発光素子６０と実質的に同じであり、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６１ｄ及び第２の凹部６１ｅ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を有することが必須であり、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６１ｄを含む第１の形状である。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の形状である。
発光素子７０は、第１の凸部６１ｄのうち最も突出した部分が、半導体積層体６２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６０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。
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８）
この実施形態における発光素子８０は、図８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（図示せず）を含む半導体積層体８２とを備える。
透光性基板８１の第１主面８１ａ及び第２主面８１ｂに平行な断面は、第２の凹部８１ｅ、８１ｇを備える第２の凹図形であり、第２の凹部８１ｅ、８１ｇにそれぞれ対面する第２の凸部８１ｆ、８１ｈを有する。例えば、ここでの第２の凹部８１ｅの角度は、２２５°であり、第２の凹部８１ｇの角度は、２２５°であり、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。
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。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。
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。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に平行な断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部８１ｃを有する。
第２主面８１ｂにおいて、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、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８０では、第１の凹部８１ｃと、第２の凹部８１ｅ、第２の凹部８１ｇとは、異なる方向に向けられている。すなわち、第１の凹部８１ｃは、光取り出し面である第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に設けられ、第２の凹部８１ｅ、第２の凹部８１ｇは、光取出し面に対面する第４側面Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６に設けられている。
この発光素子８０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。
上述した構成以外は、実質的に実施形態４の発光素子４０と同様の構成を有する。
この発光素子８０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４０のように、第１主面に垂直な方向においては中央付近が光強度が顕著に高く、第１主面に平行な方向においては広い配光となる。
（実施形態９）
この実施形態における発光素子９０は、図９に示すように、透光性基板８１及び半導体積層体８２の構成は、実施形態８における発光素子８０と実質的に同じであり、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。発光素子９０は、第１の凸部８１ｄ、第２の凹部８１ｅを有することが必須であり、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の形状である。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、１つ以上の第２の凸部８１ｆ、８１ｈを含む第２の形状である。
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５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主面に平行な方向の中央付近では、光強度が顕著に高くなる。
（実施形態１０）
この実施形態における発光素子１００は、図１０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（図示せず）を含む半導体積層体１０２とを備える。
透光性基板１０１の第１主面１０１ａ及び第２主面１０１ｂに平行な断面は、第２の凹部１０１ｅ、１０１ｇを備える第２の凹図形であり、第２の凹部１０１ｅに対面する第２の凸部１０１ｆを有し、さらに、第２の凹部１０１ｇに対面する第２の凸部１０１ｈを有する。例えば、ここでの第２の凹部１０１ｅの角度は、２２５°であり、第２の凸部１０１ｆの角度は、１３５°である。第２の凹部１０１ｇの角度は、２２５°であり、第２の凸部１０１ｈの角度は、１３５°である。そのような角度とすることで、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１００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。
第２主面１０１ｂにおいて、第２の凹部１０１ｅと第２の凹部１０１ｇとの中点及び第２の凸部１０１ｆと第２の凸部１０１ｈとの中点を通る第２主面１０１ｂについ直な断面に対して、第３側面Ｔ１とＴ５、Ｔ２とＴ６及び第４側面Ｆ１とＦ５、Ｆ２とＦ６は、対称に配置されている。つまり、第１主面１０１ａ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１０においては第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部１０１ｃを有する。
この発光素子１００では、第１の凹部１０１ｃと、第２の凹部１０１ｅ、１０１ｇとは、同一方向、光取り出し方向（矢印Ｌの方向）に向けられている。
上述した構成以外は、実質的に実施形態６の発光素子６０等と同様の構成を有する。
この発光素子１００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６０のように、第１主面に垂直な方向と第１主面に平行な方向の両方において中央付近の光強度が顕著に高くなる。
（実施形態１１）
この実施形態における発光素子１１０は、図１１に示すように、透光性基板１０１及び半導体積層体１０２の構成は、実施形態１０における発光素子１００と実質的に同じであり、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の凹部１０１ｆ、１０１ｈ側から矢印Ｌ方向に光を取り出す構成としている。発光素子１１０は、第１の凸部１０１ｄを有することが必須であり、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の形状である。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の形状である。
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１２）
この実施形態における発光素子１２０は、図１２に示すように、第３側面Ｔ１が、曲面状で、１つのみ有する。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に平行な断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部１２１ｃを備えている。第１の凹部１２１ｃは、丸みを帯びた凹部形状である以外、実質的に実施形態１と同様の構成を有する。これにより、実施形態１と同様の効果を有する。
（実施形態１３）
この実施形態における発光素子１３０は、図１３に示すように、第３側面Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が、曲面を含んで３つ有する。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に平行な断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部１３１ｃを備えている。第１の凹部１３１ｃは、中央部分に丸みを帯びた小さな凸部がある以外、実質的に実施形態１と同様の構成を有する。これにより、実施形態１と同様の効果を有する。
（実施形態１４）
この実施形態における発光素子１４０は、図１４に示すように、第３側面Ｔ１、Ｔ２が、曲面を含んで２つ有する。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に平行な断面、つまり、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、第１の凹部１４１ｃを有する。第２主面１４０ｂに平行な断面は、第２の凹部１４１ｅを有する。第１の凹部１４１ｃは、丸みを帯びた凹部形状であり、第２の凹部１４１ｅは、平面視が、２つの交わる辺で構成されている以外、実質的に実施形態６と同様の構成を有する。これにより、実施形態６と同様の効果を有する。
（実施形態１５）
この実施形態における発光素子１５０は、図１５に示すように、第３側面Ｔ１〜Ｔ６が、曲面を含んで６つ有する。つまり、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の凹部１５１ｃを備える。第２主面１５０ｂに平行な断面は、第２の凹部１５１ｅを有する。第１の凹部１５１ｃは、中央部分に小さな丸みを帯びた凸部があり、第２の凹部１５１ｅは、平面視、２つの交わる辺で構成されている以外、実質的に実施形態６と同様の構成を有する。これにより、実施形態６と同様の効果を有する。
（実施形態１６）
この実施形態における発光素子１６０は、図１６に示すように、透光性基板１６１と、第１主面１６１ａ上に積層され、活性層１６２ａを含む半導体積層体１６２とを備える。
透光性基板１６１は、第１主面１６１ａ及びこの第１主面と反対側の第２主面１６１ｂとが第３の凹部１６１ｊを有する。第３の凹部１６１ｊの角度は、例えば２７０°とする。
透光性基板１６１は、第１主面１６１ａ及び第２主面１６１ｂ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。第１側面Ｐと第２側面Ｓとは平行に配置されている。第１側面Ｐと第２側面Ｓとは、第１主面１６１ａ及び第２主面１６１ｂに対して垂直である。
第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに平行な断面は、どの位置における断面も全て四角形であるが、その形状及び大きさが異なる。
また、透光性基板１６１は、さらに、第１主面１６１ａ及び第２主面１６１ｂ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３側面Ｔ１、Ｔ２を有する。第３側面Ｔ１、Ｔ２は、第１側面Ｐから第２側面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１主面１６１ａ及び第２主面１６１ｂにおいて、第３の凹部１６１ｊを通り、第１側面Ｐと第２側面Ｓに平行な面に対して、第３側面Ｔ１とＴ２は、略対称に配置する。
透光性基板１６１は、この第３側面Ｔ１、Ｔ２に対面する１つの第４側面Ｆを有する。第４側面Ｆは、第１主面１１ａ、第２主面１１ｂ、第１側面Ｐ及び第２側面Ｓに対して垂直である。
この発光素子１６０では、第３の側面Ｔ１、Ｔ２に対面する第４の側面Ｆと、第１主面１６１ａと第２主面１６１ｂと第３の側面Ｔ１とに隣接する第１側面Ｐと、この第１側面Ｐに対面する第２側面Ｓと、第２主面１６１ｂと、半導体積層体１６２の透光性基板１６１に遠い面が、光反射部材で被覆されている。よって、矢印Ｌの方向に光が取り出される構成を有する。
上述した構成以外は、実質的に実施形態１の発光素子１０と同様の構成を有する。
この発光素子１６０は、発光素子１０と同様の効果を有する。
（実施形態１７）
この実施形態における発光素子１７０は、図１７に示すように、例えばｎ型ＧａＮからなる透光性基板１７１と、この上に積層され、活性層（図示せず）を含む半導体積層体１７２とが複数交互に積層されて構成されている。ここでは、最端に存在する透光性基板１７１表面を第１の主面１７０ａ、半導体積層体１７２表面を第２の主面１７０ｂとする。
第１の主面１７０ａ及び第２の主面１７０ｂに平行な断面は、第３の凹部１７０ｊを備える第３の凹図形を有し、第３の凹部１７０ｊに対面する第３の凸部１７０ｋを有する。ここでの第３の凹部１７０ｊ、第３の凸部１７０ｋの角度は、例えば、それぞれ２７０°、９０°である。第１の主面１７０ａ及び第２の主面１７０ｂ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る。
発光素子１７０は、第１の主面１７０ａ及び第２の主面１７０ｂ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側面Ｐｓ、第２側面Ｓｓ及びそれらに平行な断面は、長方形であり、どの位置における断面も全て同じ形状を有する。
また、発光素子１７０は、第１の主面１７０ａ及び第２の主面１７０ｂ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２つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２を有する。第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２は、第３の凹部１７０ｊ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１７０は、２つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２にそれぞれ平行な２つの第４側面Ｆｓ１、Ｆｓ２を有することができる。第４側面Ｆｓ１、Ｆｓ２は、第３の凸部１７０ｋ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１７０ｊ及び第３の凸部１７０ｋを通る第１の主面１７０ａに垂直な面に対して、第３側面Ｔｓ１とＴｓ２、第４側面Ｆｓ１とＦｓ２は、略対称に配置される。
この発光素子１７０では、第３の凹部１７０ｊを構成する２つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２に対面する第４の側面Ｆｓ１、Ｆｓ２と、第１の主面１７０ａと第２の主面１７０ｂと第３側面Ｔｓ１に隣接する第１側面Ｐｓと、第１側面Ｐｓに対面する第２側面Ｓｓと、第１の主面１７０ａとが、第１の光反射部材で被覆されている。また、第２の主面１７０ｂは、第２の光反射部材で被覆されている。従って、第３の凹部１７０ｊ側の第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２が光取り出し面となる。
上述した構成以外は、実質的に実施形態１の発光素子２０等と同様の構成を有する。
この発光素子１７０は、発光素子２０と同様の効果を有する。
さらに、活性層が複数積層され、それら全ての活性層から側面方向に光を取り出すことができるため、光吸収を最小限にとどめながら、効率的な光取り出しを実現することができる。
（実施形態１８）
この実施形態における発光素子１８０は、図１８に示すように、例えばｎ型ＧａＮからなる透光性基板１８１と、この上に積層され、活性層を含む半導体積層体１８２と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、この上に積層され、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。
第１の主面１８０ａ及び第２の主面１８０ｂに平行な断面は、第３の凹部１８０ｊを備える第３の凹図形であり、第３の凹部１８０ｊに対面する第３の凸部１８０ｋ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１８０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１８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の凹部１８０ｑを備える第４の凹図形であり、第４の凹部１８０ｑに対面する第４の凸部１８０ｒを有している。例えば、ここでの第４の凹部１８０ｑの角度は、２７０°であり、第４の凸部１８０ｒの角度は、９０°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１８０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１８０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。
この発光素子１８０では、第３の凹部１８０ｊを構成する４つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４に対面する第４の側面Ｆｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４と、第１の主面１８０ａと第２の主面１８０ｂと第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ３に隣接する第１側面Ｐｓと、第１側面Ｐｓに対面する第２側面Ｓｓと、第１の主面１８０ａとが、第１光反射部材で被覆されている。また、第２の主面１８０ｂが、第２光反射部材で被覆されている。
従って、第３の凹部１８０ｊ及び第４の凹部１８０ｑ側の第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４が光取り出し面となる。
上述した構成以外は、実質的に実施形態６の発光素子６０等と同様の構成を有する。
この発光素子１８０は、発光素子６０等と同様の効果を有する。
（実施形態１９）
この実施形態における発光素子１９０は、図１９に示すように、透光性基板１９１と、この上に積層され、活性層を含む半導体積層体１９２とが複数交互に積層されて構成されている。ここでは、最端に存在する透光性基板１９１表面を第１の主面１９０ａ、半導体積層体１９２表面を第２の主面１９０ｂとする。
第１の主面１９０ａ及び第２の主面１９０ｂに平行な断面は、第３の凹部１９０ｊを備える第３の凹図形であり、第３の凹部１９０ｊに対面する第３の凸部１９０ｋを有する。第１の主面１９０ａ及び第２の主面１９０ｂに平行な断面は、全て平行六辺形である。
発光素子１９０は、第１の主面１９０ａ及び第２の主面１９０ｂに隣接する一側面である第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓを有する。第１主面１９０ａ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Ｐｓ及び第２側面Ｓｓに平行な断面は、第４の凹部１９０ｑを備える第４の凹図形であり、第４の凹部１９０ｑに対面する第４の凸部１９０ｒを有している。ここでの第４の凹部１９０ｑの角度は、２７０°であり、第４の凸部１９０ｒの角度は、９０°である。第１側面Ｐｓ及び第２側面Ｓｓ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全て同じ形状である。
また、発光素子１９０は、第１の主面１９０ａ及び第２の主面１９０ｂ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１９０ｊ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１９０ａ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１９０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１９０ｋ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１９０ａから第２の主面１９０ｂ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１９０ｊ及び第３の凸部１９０ｋを通る第１の主面１９０ａ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、略対称に配置されている。
第４の凹部１９０ｑ及び第４の凸部１９０ｒ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、略対称に配置されている。
この発光素子１９０では、第３の凹部１９０ｊを構成する４つの第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４に対面する第４の側面Ｆｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４と、第１の主面１９０ａと第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ３に隣接する第１側面Ｐｓと、第１側面Ｐｓに対面する第２側面Ｓｓと、第１の主面１９０ａとが、第１光反射部材で被覆されている。また、第２の主面１９０ｂが、第２光反射部材で被覆されている。
従って、第３の凹部１９０ｊ及び第４の凸部１９０ｒ側の第３側面Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３、Ｔｓ４が光取り出し面となる。
上述した構成以外は、実質的に実施形態４の発光素子４０等と同様の構成を有する。
この発光素子１９０は、発光素子４０等と同様の効果を有する。
（実施形態２０）
この実施形態における発光素子２００は、図２０に示すように、透光性基板１８１及び半導体積層体１８２の構成は、実施形態１８における発光素子１８０と実質的に同じであり、第１光反射部材が、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。
発光素子２００においては、第４の凸部１８０ｒを有することは必須であり、透光性基板１８１の主面に平行な断面は、第３の凸部１８０ｋを含む第３の形状であり、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。
このような構成とすることにより、第７実施形態の発光素子７０と同様の効果を得るができる。
導光板及び光ファイバー等に結合させる光源として、薄型光源である、液晶パネルのバックライト用光源、掲示板の照明又はコープ照明用の光源として利用することができる。また、産業用の紫外線照射機で従来用いられてきた水銀ランプや各種蛍光管ランプの代替とし、高出力高輝度で照度均斉度の高い光源としうる。
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
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０ 発光素子
１１、２１、４１、６１、８１、１０１、１６１、１７１、１８１、１９１ 透光性基板
１１ａ、２１ａ、４１ａ、６１ａ、８１ａ、１０１ａ 第１主面
１１ｂ、２１ｂ、４２ｂ、６１ｂ、８１ｂ、１０１ｂ、１６１ｂ 第２主面
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、６１ｃ、８１ｃ、１０１ｃ 第１の凹部
２１ｄ、４１ｄ、６１ｄ、８１ｄ、１０１ｄ 第１の凸部
４１ｅ、６１ｅ、８１ｅ、８１ｇ、１０１ｅ、１０１ｇ、 第２の凹部
１１ｆ、６１ｆ、８１ｆ、８１ｈ、１０１ｆ、１０１ｈ 第２の凸部
１２、２２、４２、６２、８２、１０２、１６２、１７２、１８２、１９２ 半導体積層体
１２ａ、１６２ａ 活性層
１２ｂ 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
１７０ａ、１８０ａ、１９０ａ 第１の主面
１７０ｂ、１８０ｂ、１９０ｂ 第２の主面
１７０ｊ、１８０ｊ、１９０ｊ 第３の凹部
１７０ｋ、１８０ｋ、１９０ｋ 第３の凸部
１８０ｑ、１９０ｑ 第４の凹部
１８０ｒ、１９０ｒ 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、Ｔｓ５、Ｔｓ６ 第３側面
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、ＦＴ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３、Ｆｓ４、Ｆｓ５、Ｆｓ６ 第４側面
Ｌ 光取り出し方向

Claims (9)

  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４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の凹部を含む第１の凹図形であり、前記第１の凹部のうち最も凹んだ部分が、前記半導体積層体の外縁よりも内側に配置され、
    前記第３側面が、前記第１の凹部を構成する１つ以上の面からなり、
    前記第１主面に平行する断面が、１つ以上の第２の凹部を含む第２の凹図形であることを特徴とする発光素子。
  2. 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４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の凹部を含む第１の凹図形であり、該第１の凹図形は、平面充填が可能な形状であり、前記第１の凹部のうち最も凹んだ部分が、前記半導体積層体の外縁よりも内側に配置され、
    前記第３側面が、前記第１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発光素子。
  3. 前記第１の凹部は、前記第３側面において１つのみ設けられている請求項１または請求項２に記載の発光素子。
  4. 前記透光性基板の第１主面に平行する断面は、１つ以上の第２の凹部を含む第２の凹図形である請求項２または３に記載の発光素子。
  5. 前記第２の凹図形は、平面充填が可能な形状である請求項１または４に記載の発光素子。
  6. 前記第３側面は、前記第１の凹部及び前記第２の凹部を構成する１つ以上の面からなる請求項１、４及び５のいずれか１つに記載の発光素子。
  7. 前記第４側面は、前記第２の凹部を構成する１つ以上の面からなる請求項１、４及び５のいずれか１つに記載の発光素子。
  8. 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４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主面に平行な断面が、第３の凹部を含む第３の凹図形であり、
    前記第３側面が、前記第３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発光素子。
  9. 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４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の凹部を含む第３の凹図形であり、
    前記第３側面が、前記第３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発光素子。
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