JP3991612B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の方向に均一な指向性を有し薄型で高出力の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて紫外領域から黄色の光を発光することができる発光ダイオードが開発されたことから、紫外領域から赤色までの幅広い領域の用途に対応して種々の発光素子の作製が可能になった。
これらの発光素子において、所定の方向に均一な指向性が要求される場合には、例えば樹脂が成形されてなるレンズと発光素子とを組み合わせて所定の指向特性を得ている。
【０００３】
従来は、発光素子と組み合わせるレンズは、例えば、図１３に示すように、キャスティングケース１００のレンズ形状に対応する空洞内にリードフレーム１０１上に設けられた発光素子チップ１０２をセットして、その空洞内に透光性樹脂１１０を流し込んでレンズを形成する方法、又は、図１４に示すように、成形金型１０４内に基板１０３上に設けられた発光素子チップ１０２をセットして、透光性樹脂１１１を射出成形することにより形成する方法等により作製されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成及び方法では、指向性のバラツキを十分小さく抑えることが難しく、また、薄型化が困難であるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、指向性のバラツキを十分小さく抑えることができ、かつ薄型化が可能な発光ダイオードとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光素子は、互いに対向する第１の主面と第２の主面を有し、上記第１の主面を発光観測面としかつ上記第２の主面に正及び負の電極が形成された発光素子チップと、上記第１の主面上に形成されたレンズとを備え、
上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致し、かつ上記レンズの球面が上記外周端部より外側に膨らんで形成されていることを特徴とする。
このように、本発明に係る発光素子は、上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致するように上記発光面上のみにレンズが形成されているので、薄型化が図れる。
また、上記レンズの球面が上記レンズの外周端部より外側に膨らんで形成されているので、上記発光観測面である第１の主面の外周端部にいて輝線が観測されることを防止できる。
さらに、本発明に係る発光素子において、上記発光素子はさらに、光散乱粒子を含む遮光層を有し、該遮光層は上記発光素子チップの側面と上記レンズの外周端部及びその近傍とを連続的に覆うように設けられている。
これにより、実質的に発光した光を実質的に発光観測面のみから出力できるので、発光強度を向上させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る発光素子において、上記散乱粒子として酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つを含む粒子を用いることができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る発光素子においては、上記発光素子チップを窒化物半導体発光素子チップとし、上記レンズは蛍光体を含むようにすることができる。
このようにすると、発光素子チップからの光と蛍光体からの光との混色による発光色が得られる。
また、上記蛍光体として、少なくともセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含む蛍光体を用いることができる。
さらに、上記発光素子チップは、主発光波長が５３０ｎｍ以下の可視光を発光するようにできる。
ここで、本発明におけるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、広義に解釈するものとし、Ｙの少なくとも一部をＧｄやＬａ等に置換するもの、Ａｌの少なくとも一部をＩｎやＧａ等に置換するもの、Ｃｅの少なくとも一部をＴｂ等に置換するものを含む。他の蛍光体として、発光素子チップの発光スペクトル、蛍光体の発光スペクトルや励起スペクトルを考慮して、種々のものを利用することができるが、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活されたＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子やＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，（ＳｒＥｒ）Ｏ・Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の発光素子について説明する。
本実施の形態の発光素子は、一方の主面にｎ電極とｐ電極とが形成され他方の主面を発光観測面とする発光素子チップ１と、レンズ２０と、遮光膜３０とを備え、レンズ２０がパッケージ内に設けられた発光素子チップ１の発光観測面に形成されていることを特徴とし、これにより高い指向特性と発光輝度の向上を実現している。
以下、詳細に本実施の形態の発光素子について説明する。
【００１０】
本実施の形態おいて、パッケージ５０は、正電極板５１と負電極板５２とが樹脂５４により連結されてなる底部電極部と、その底部電極部の上面に発光素子チップを収納する収納部が形成されるように該上面の周囲に接合された外枠５３により構成される。
また、発光素子チップ１は、例えば、サファイアからなる基板１０の上に、例えばｎ型窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層１１と、例えばｐ型窒化ガリウム系化合物半導体からなるｐ型半導体層１２とが積層され、ｎ型半導体層１１及びｐ型半導体層１２の上にそれぞれ、ｎ電極１４及びｐ電極１３とが形成されて構成される。
【００１１】
以上のように構成された発光素子チップ１は、図１に示すように、パッケージ５０の正電極板５１と負電極板５２にそれぞれｐ電極１３とｎ電極１４とが対向するように配置され、例えば、半田、銀ペースト等の導電性接着材１５，１６や金バンプ等の金属により接合される。
そして、レンズ２０は、以下の２つの条件を満足するように発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）上に形成されている。
第１に、レンズ２０は、レンズ２０の外周端部（発光素子チップ１とレンズ２０とが接する境界におけるレンズ２０の外周端部）が発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）の外周端部と実質的に一致するように形成される。
第２に、レンズ２０は、レンズ２０の球面がレンズ２０の外周端部より外側に膨らむように、すなわち、レンズの光軸上の上方からレンズ２０及び発光素子チップ１を見た時に、発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）の外周端部がレンズ２０の球面によって覆い隠されるように形成される。
【００１２】
また、遮光膜３０は、発光素子チップが発光する光を反射散乱させる、例えば、ＴｉＯ２からなる光散乱粒子を含む樹脂等からなり、少なくとも発光素子チップ１の側面とレンズ２０の球面におけるレンズ２０の外周端部の近傍とを含むように、発光素子チップ１の周りに形成される。
このように、遮光膜３０を、発光素子チップ１の側面とレンズ２０の球面における外周端部の近傍とに亙って形成することにより、発光素子チップ１の側面から放出される光を遮光膜３０により反射してレンズ２０を介して出力できるので、より効果的に発光素子チップ１の側面から放出される光を利用することができ、発光出力を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明では、図１に示すように、散乱粒子を含む遮光膜は、発光素子チップ１のｐ電極１３とｎ電極１４の間にできる発光素子チップ１とパッケージ５０の底部電極板との間の隙間にも形成することが、以下のような点でより好ましい（図１においてこの遮光膜は３１の符号を付して示している。）。
すなわち、上述の位置に遮光膜３１をさらに形成すると、発光素子チップ１の発光観測面を除く外表面が全て、遮光膜３０，３１と遮光性のある電極層（ｐ電極１３，ｎ電極１４）とによって覆われていることになり、発光層において発光した光を発光観測面から効果的に放出することができるので、発光効率を向上させることができる。
【００１４】
次に、発光素子チップ１の発光観測面の外周端部１ａ付近におけるレンズ２０、発光素子チップ１、遮光層３０の位置関係について、図２を参照しながら、詳細に説明する。
レンズ２０は、以下に説明する方法により形成されるので、実際に形成された後の、レンズ２０の外周端部２０ａは、発光観測面の外周端部１ａの若干下に位置することがある。しかしながら、発光素子チップ１の厚さが通常、８０μｍ〜１００であるのに対し、レンズ２０が形成された後のレンズ２０の外周端部２０ａと発光観測面の外周端部１ａの間隔は通常１０μｍ以下であり、本明細書において、この程度のずれは実質的に一致しているという。
また、遮光膜３０は、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍に位置する球面とを連続して覆うように形成される。
【００１５】
以上のように構成された実施の形態の発光素子は、レンズ２０を、そのレンズ２０の外周端部が発光素子チップ１の発光観測面の外周端部と実質的に一致するように、かつレンズ２０の球面がレンズ２０の外周端部より外側に膨らむように形成し、しかも遮光膜３０を、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍に位置する球面とを連続して覆うように形成しているので、光軸に対して角度の大きい方向の光の強度を効果的に抑えることができ（図１１における０度〜２０度、１６０度〜１８０度付近）、全体的に均一な指向性が得られる。
【００１６】
すなわち、従来のように発光素子チップ全体（発光素子チップの発光観測面と側面の両方）を覆うようにレンズを形成すると、長方体形状に形成されるパッケージにおいては、その長軸方向における指向性と短軸方向における指向性が異なるが、本実施の形態では、発光素子チップに直接レンズ２０を形成するようにしているので、パッケージの形状に影響されることなく、方向性のない指向特性を実現できる。
【００１７】
また、従来のように発光素子チップ全体を覆うようにレンズを形成すると、発光素子チップの発光観測面から出力される光と発光素子チップの側面から出力される光の量やダイシング状態（加工バリや形状）が変化すると、その変化により指向特性が変化することから、指向特性にばらつきが生じやすいが、本実施の形態の窒化物半導体発光素子では、発光観測面上に形成されたレンズ２０と発光素子チップの側面を取り囲むように形成された遮光膜により、発光素子チップにより発光された光は実質的に発光観測面のみから出力されるので、指向特性のばらつきを小さくできる。
【００１８】
次に、本実施の形態の発光素子におけるレンズの形成方法と遮光膜の形成方法について説明する。
（レンズの形成方法）
本形成方法では、まず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、発光素子チップ１の発光観測面上のほぼ中央にディスペンサーにより所定量のレンズ形成用樹脂２１を塗布する。ここで、レンズ形成用樹脂２１は例えば粘度が５０００〜８０００ｃｐｓのエポキシ樹脂に、例えば平均粒径７μｍの石英ガラスフィラーが混合されてなり、ディスペンサーの吐出圧力を例えば１．５ｋｇｆ／ｃｍ２に設定して、吐出時間を調節することにより一定量のレンズ形成用樹脂２１を塗布する。
このように吐出されたレンズ形成用樹脂２１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、発光観測面の外周端部１ａまで広がり、その吐出された樹脂２１の量と粘度に対応した形状の球面を形成する。
【００１９】
すなわち、発光観測面の外周端部１ａまで広がった樹脂は、発光素子チップ１の側面は分割面であるために、滑らかな発光観測面とは異なり凹凸のある粗面となっており、発光観測面の端部１ａの外側にさらに広がって流れ出すことはなく、表面張力により樹脂２１の量と粘度に対応した形状の球面を形成することになる。
言いかえると、本方法は、発光素子チップの発光観測面の形状及び面積と、形成しようとするレンズ形状に基いて、レンズ形成用樹脂の粘度と塗布量とを設定することにより、所望の形状のレンズ２０を形成するものである。
【００２０】
次に、レンズ形成樹脂２１を硬化させて固体化されたレンズ２０とする。
ここで、レンズ形成樹脂２１の硬化温度は、例えば、レンズ形成樹脂２１のエポキシ樹脂が１５０℃以上のガラス転位点を有する場合、レンズを形状のばらつきなく一定の形状に形成するために、１２０℃，２時間で硬化させた後さらに、１５０℃，８時間で硬化させるなど、２段階で硬化させることが好ましい。
そして、レンズ形成樹脂２１を硬化させてレンズ２０とした後、例えば、反射散乱粒子（光散乱粒子）としてＴｉＯ２が混合された樹脂をディスペンサーを用いて、発光素子チップの側面とレンズ２０の外周端部の近傍とを少なくとも覆うように、発光素子チップ１の両側に塗布して硬化させる。
【００２１】
以上のようにして、本実施の形態の発光素子は、上記製造方法を用いて、実質的に発光観測面の上のみにおいてレンズ２０を形成することができるので、レンズ２０の高さを従来の素子チップ全体を覆うレンズに比較して薄くできる。
また、本実施の形態の発光素子の製造方法において、レンズ２０は、高価な金型等を使用することなく、樹脂の粘度と塗布量とを所望のレンズ形状に対応させて設定することにより所望のレンズ形状を形成しているので、金型を用いて形成される従来例に比較して、簡単でかつ安価に製造することができる。
【００２２】
以上の実施の形態の窒化物半導体発光素子では、レンズ２０に石英ガラスフィラーを混合した例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、レンズ２０に、発光素子チップにより発光された光の一部又は全部を吸収して吸収した光より長波長の光を放出する蛍光体を含有してもよい。
すなわち、レンズ２０に石英ガラスフィラーを混合した場合には、発光素子チップが発生する光がそのまま（波長が変化することなく）レンズ２０を介して出力されるので、発光色は発光素子チップの発光色となる。
これに対して、レンズ２０が蛍光体を含む場合には、以下のように決定される発光色となる。
発光素子チップにより発光される光の一部を蛍光体が吸収する場合は、蛍光体からの光と発光素子チップからの光との混色により得られる光の発光色となる。また、発光素子チップにより発光された全部を蛍光体が吸収する場合、または発光素子チップが紫外光を発光しその紫外光を蛍光体が吸収して発光する場合は、蛍光体が発光する光の発光色となる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明にかかる実施例について説明する。
実施例１
（発光素子チップ作製）
まず、発光素子チップとして、ＩｎＧａＮからなる発光層を有し主発光ピークが４７０ｎｍのＬＥＤチップを準備する。
このＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法を利用して、サファイア基板上に発光層等の窒化物半導体層を成膜して、所定のエッチング工程を経て所定の位置に電極を形成し、個々のチップに分割することにより作製することができる。
尚、発光層等の窒化物半導体層は、反応室内に洗浄したサファイア基板をセットし、反応ガスとして、ＴＭＧ（トリメチル）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガス、アンモニアガス及びキャリアガスとして水素ガス、さらには不純物ガスとしてシランガス及びシクロペンタジアマグネシウムを利用して成膜することができる。
【００２４】
（発光素子チップ実装）
次に、上述のようにして作製されたＬＥＤチップをパッケージ５０に電極同士を対向させ発光観測面（サファイア基板の裏面）を上にして実装する。
（レンズ形成）
次に、以下のようにしてレンズ２０を形成する。
ガラス点移転が１５０℃以上である一液性熱硬化型のエポキシ樹脂に、平均粒径が１５μｍの組成式が（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅである蛍光体粉末を分散させ、粘度を５０００ｃｐｓに調整する。
ここで、実施例１では、蛍光体の含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、蛍光体を４５の割合とした。
【００２５】
次に、蛍光体が混合された蛍光体混合エポキシ樹脂を、吐出圧力１．５ｋｇｆ／ｃｍ２、吐出時間０．４秒の条件で、ＬＥＤチップの発光観測面に塗布する。これにより、所定量の蛍光体混合エポキシ樹脂が発光観測面に塗布され、図３〜図５に示すようにレンズ形状が発光観測面上に形成される。
そして、このレンズ形状に形成された蛍光体混合エポキシ樹脂を１２０℃で２時間硬化した後さらに、１５０℃で８時間硬化する。
【００２６】
（遮光膜形成）
次に、レンズ形成に用いたものと同様のエポキシ樹脂に、ＴｉＯ２からなる反射散乱粒子を分散させ、粘度を５０００ｃｐｓに調整する。
ここで、実施例１では、反射散乱粒子の含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、反射散乱粒子を３０の割合とした。
そして、調整された反射散乱粒子混合エポキシ樹脂を、発光素子チップの周りに所定量だけ塗布した後、前述と同様の２段階で熱硬化する。
尚、遮光膜は、実施の形態で説明したように、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍の球面とを連続して覆うように形成する。
言いかえると、反射散乱粒子混合エポキシ樹脂の塗布量は、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍の球面とを連続して覆うように設定する。
以上のようにして、実施例１の窒化物半導体発光素子は作製される。
【００２７】
以上のように作製された実施例１の窒化物半導体発光素子は、発光色は白色であり、図６に示す指向特性を有していた。
ここで、図６において、実線Ｌ１は、長軸方向ｄ１（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示し、破線Ｌ２は短軸方向ｄ２（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示す。
図６から明らかなように、本実施例の構成では、長軸方向ｄ１及び短軸方向ｄ２において、ほぼ等しい指向特性を有している。
【００２８】
比較例１
比較例１の窒化物半導体発光素子は、実施例１の窒化物半導体発光素子において、レンズ２０と遮光膜３０とを形成することなく、実施例１と同様にして蛍光体が混合された蛍光体混合エポキシ樹脂を、図１０に示すように、パッケージ５０のチップ収納部に充填して硬化させたものである。
尚、この比較例１において、蛍光体混合エポキシ樹脂６０の表面は、パッケージ５０の外枠５３の上面とほぼ一致し、かつ実質的に平坦になるように形成する。
すなわち、この比較例１の素子における蛍光体混合エポキシ樹脂は、発光素子チップからの光を遮光する遮光層及び集光させるレンズ形状を有していない。
【００２９】
以上のように作製された比較例１の窒化物半導体発光素子は、発光色は白色であり、図７に示す指向特性を有していた。
ここで、図７において、実線Ｌ３は、長軸方向ｄ１（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示し、破線Ｌ４は短軸方向ｄ２（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示す。
図７から明らかなように、本実施例の構成では、長軸方向ｄ１及び短軸方向ｄ２において、ほぼ等しい特性を有しているが、指向性は実施例１に比較して均一でなく大きくばらつく。
【００３０】
また、図６と図７とを比較することにより、実施例１の発光出力は、比較例１に比べて極めて大きくできることがわかる。
【００３１】
実施例２．
実施例２の窒化物半導体発光素子は、実施例１の窒化物半導体発光素子において、レンズ２０の蛍光体に代えて、石英ガラスフィラーを含有させた点以外は、実施例１と同様にして作製される。
ここで、実施例２において、石英ガラスフィラーの含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、石英ガラスフィラーを３０の割合とした。
以上のようにして作製した実施例２の窒化物半導体発光素子の発光色は青色である（すなわち、図１に示す構造で発光色は青色である）。
【００３２】
比較例２．
比較例２の窒化物半導体発光素子は、比較例１の窒化物半導体発光素子のパッケージ５０の収納部に充填された樹脂において、蛍光体に代えて、石英ガラスフィラーを含有させた点以外は、比較例１と同様にして作製される。
以上のようにして作製した比較例２の窒化物半導体発光素子の発光色は青色である（図１０に示す構造で発光色は青色である）。
【００３３】
以上のようにして作製した実施例２の素子と比較例２の素子の発光強度と光出力とを比較してそれぞれ、図９（ａ）と図９（ｂ）に示す。
図９（ａ）と図９（ｂ）に示すように、実施例２の素子の発光強度及び光出力は、比較例２の素子に比べて、極めて高くできる。
尚、図９に示すデータは、実施例２の素子及び比較例２の素子とをそれぞれ６００個（各３ロット）ずつ作製して、その平均値を示したものである。
【００３４】
また、図１１は、実施例２の発光素子の指向特性を示すグラフであり、実線Ｌ５は長軸方向ｄ１の指向特性を示し、破線Ｌ６は短軸方向ｄ２の指向特性を示す。
この実施例２の発光素子においても、実施例１と同様、長軸方向ｄ１の指向特性と短軸方向ｄ２の指向特性とはほぼ同一である。
【００３５】
比較例３．
比較例３の発光素子は、比較例２の発光素子において、石英ガラスフィラーを含有させた樹脂の表面を平坦ではなく、レンズ形状にした以外は比較例２と同様に構成される。
この比較例３の発光素子の指向特性は、図１２に示すようになる。
ここで、図１２において、実線Ｌ７は長軸方向ｄ１の指向特性であり、破線Ｌ８は短軸方向ｄ２の指向特性である。
図１２から明らかなように、比較例３の素子では、長軸方向ｄ１と短軸方向ｄ２では指向特性が異なる。
これに対して、本発明の発光素子では、長軸方向ｄ１の指向特性と短軸方向ｄ２の指向特性とをほぼ同一にできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る発光素子は、上記第１の主面を発光観測面としかつ上記第２の主面に正及び負の電極が形成された発光素子チップの第１の主面上にレンズが形成され、かつそのレンズは上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致し、かつ上記レンズの球面が上記レンズの外周端部より外側に膨らむように形成されているので、薄型化が図れ、かつ発光観測面の外周端部において輝線が観測されるのを防止できる。
また、本発明に係る発光素子は、金型を用いることなくレンズを形成することができるので、安価に製造できる。
また、本発明に係る発光素子において、光散乱粒子を含む遮光層を上記発光素子チップの側面と上記レンズの外周端部及びその近傍とを連続的に覆うように設けることにより、発光した光を実質的に発光観測面のみから出力できるので、発光強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態の発光素子の構成を示す断面図である。
【図２】 図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの発光観測面上にレンズ形成用樹脂を塗布した直後の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの発光観測面上にレンズ形成用樹脂を塗布し、レンズ形状が形成されたときの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの周りに遮光膜を形成した後の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図６】 実施例１の窒化物半導体発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図７】 比較例１の窒化物半導体発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図８】 実施例及び比較例に使用したパッケージの長軸方向と短軸方向とを示す平面図である。
【図９】 実施例２の発光素子の特性と比較例２の発光素子の特性とを対比して示すグラフであり、（ａ）は光度を比較して示すグラフであり、（ｂ）は光出力を比較して示すグラフである。
【図１０】 比較例２の断面図である。
【図１１】 実施例２の発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図１２】 比較例３の発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図１３】 従来例の発光素子において、キャスティングケースを用いてレンズを形成する場合の様子を示す断面図である。
【図１４】 従来例の発光素子において、金型を用いてレンズを形成する場合の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光素子チップ、
１ａ…発光観測面の外周端部、
１０…基板、
１１…ｎ型半導体層、
１２…ｐ型半導体層１２、
１３…ｐ電極、
１４…ｎ電極、
１５，１６…導電性接着材、
２０…レンズ、
２０ａ…レンズの外周端部、
２１…レンズ形成用樹脂、
３０，３１…遮光膜、
５０…パッケージ、
５１…正電極板、
５２…負電極板、
５４…樹脂。
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の方向に均一な指向性を有し薄型で高出力の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて紫外領域から黄色の光を発光することができる発光ダイオードが開発されたことから、紫外領域から赤色までの幅広い領域の用途に対応して種々の発光素子の作製が可能になった。
これらの発光素子において、所定の方向に均一な指向性が要求される場合には、例えば樹脂が成形されてなるレンズと発光素子とを組み合わせて所定の指向特性を得ている。
【０００３】
従来は、発光素子と組み合わせるレンズは、例えば、図１３に示すように、キャスティングケース１００のレンズ形状に対応する空洞内にリードフレーム１０１上に設けられた発光素子チップ１０２をセットして、その空洞内に透光性樹脂１１０を流し込んでレンズを形成する方法、又は、図１４に示すように、成形金型１０４内に基板１０３上に設けられた発光素子チップ１０２をセットして、透光性樹脂１１１を射出成形することにより形成する方法等により作製されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成及び方法では、指向性のバラツキを十分小さく抑えることが難しく、また、薄型化が困難であるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、指向性のバラツキを十分小さく抑えることができ、かつ薄型化が可能な発光ダイオードとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光素子は、互いに対向する第１の主面と第２の主面を有し、上記第１の主面を発光観測面としかつ上記第２の主面に正及び負の電極が形成された発光素子チップと、上記第１の主面上に形成されたレンズとを備え、
上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致し、かつ上記レンズの球面が上記外周端部より外側に膨らんで形成されていることを特徴とする。
このように、本発明に係る発光素子は、上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致するように上記発光面上のみにレンズが形成されているので、薄型化が図れる。
また、上記レンズの球面が上記レンズの外周端部より外側に膨らんで形成されているので、上記発光観測面である第１の主面の外周端部にいて輝線が観測されることを防止できる。
さらに、本発明に係る発光素子において、上記発光素子はさらに、光散乱粒子を含む遮光層を有し、該遮光層は上記発光素子チップの側面と上記レンズの外周端部及びその近傍とを連続的に覆うように設けられている。
これにより、実質的に発光した光を実質的に発光観測面のみから出力できるので、発光強度を向上させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る発光素子において、上記散乱粒子として酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つを含む粒子を用いることができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る発光素子においては、上記発光素子チップを窒化物半導体発光素子チップとし、上記レンズは蛍光体を含むようにすることができる。
このようにすると、発光素子チップからの光と蛍光体からの光との混色による発光色が得られる。
また、上記蛍光体として、少なくともセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含む蛍光体を用いることができる。
さらに、上記発光素子チップは、主発光波長が５３０ｎｍ以下の可視光を発光するようにできる。
ここで、本発明におけるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、広義に解釈するものとし、Ｙの少なくとも一部をＧｄやＬａ等に置換するもの、Ａｌの少なくとも一部をＩｎやＧａ等に置換するもの、Ｃｅの少なくとも一部をＴｂ等に置換するものを含む。他の蛍光体として、発光素子チップの発光スペクトル、蛍光体の発光スペクトルや励起スペクトルを考慮して、種々のものを利用することができるが、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活されたＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子やＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，（ＳｒＥｒ）Ｏ・Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の発光素子について説明する。
本実施の形態の発光素子は、一方の主面にｎ電極とｐ電極とが形成され他方の主面を発光観測面とする発光素子チップ１と、レンズ２０と、遮光膜３０とを備え、レンズ２０がパッケージ内に設けられた発光素子チップ１の発光観測面に形成されていることを特徴とし、これにより高い指向特性と発光輝度の向上を実現している。
以下、詳細に本実施の形態の発光素子について説明する。
【００１０】
本実施の形態おいて、パッケージ５０は、正電極板５１と負電極板５２とが樹脂５４により連結されてなる底部電極部と、その底部電極部の上面に発光素子チップを収納する収納部が形成されるように該上面の周囲に接合された外枠５３により構成される。
また、発光素子チップ１は、例えば、サファイアからなる基板１０の上に、例えばｎ型窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層１１と、例えばｐ型窒化ガリウム系化合物半導体からなるｐ型半導体層１２とが積層され、ｎ型半導体層１１及びｐ型半導体層１２の上にそれぞれ、ｎ電極１４及びｐ電極１３とが形成されて構成される。
【００１１】
以上のように構成された発光素子チップ１は、図１に示すように、パッケージ５０の正電極板５１と負電極板５２にそれぞれｐ電極１３とｎ電極１４とが対向するように配置され、例えば、半田、銀ペースト等の導電性接着材１５，１６や金バンプ等の金属により接合される。
そして、レンズ２０は、以下の２つの条件を満足するように発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）上に形成されている。
第１に、レンズ２０は、レンズ２０の外周端部（発光素子チップ１とレンズ２０とが接する境界におけるレンズ２０の外周端部）が発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）の外周端部と実質的に一致するように形成される。
第２に、レンズ２０は、レンズ２０の球面がレンズ２０の外周端部より外側に膨らむように、すなわち、レンズの光軸上の上方からレンズ２０及び発光素子チップ１を見た時に、発光素子チップ１の発光観測面（第１の主面）の外周端部がレンズ２０の球面によって覆い隠されるように形成される。
【００１２】
また、遮光膜３０は、発光素子チップが発光する光を反射散乱させる、例えば、ＴｉＯ２からなる光散乱粒子を含む樹脂等からなり、少なくとも発光素子チップ１の側面とレンズ２０の球面におけるレンズ２０の外周端部の近傍とを含むように、発光素子チップ１の周りに形成される。
このように、遮光膜３０を、発光素子チップ１の側面とレンズ２０の球面における外周端部の近傍とに亙って形成することにより、発光素子チップ１の側面から放出される光を遮光膜３０により反射してレンズ２０を介して出力できるので、より効果的に発光素子チップ１の側面から放出される光を利用することができ、発光出力を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明では、図１に示すように、散乱粒子を含む遮光膜は、発光素子チップ１のｐ電極１３とｎ電極１４の間にできる発光素子チップ１とパッケージ５０の底部電極板との間の隙間にも形成することが、以下のような点でより好ましい（図１においてこの遮光膜は３１の符号を付して示している。）。
すなわち、上述の位置に遮光膜３１をさらに形成すると、発光素子チップ１の発光観測面を除く外表面が全て、遮光膜３０，３１と遮光性のある電極層（ｐ電極１３，ｎ電極１４）とによって覆われていることになり、発光層において発光した光を発光観測面から効果的に放出することができるので、発光効率を向上させることができる。
【００１４】
次に、発光素子チップ１の発光観測面の外周端部１ａ付近におけるレンズ２０、発光素子チップ１、遮光層３０の位置関係について、図２を参照しながら、詳細に説明する。
レンズ２０は、以下に説明する方法により形成されるので、実際に形成された後の、レンズ２０の外周端部２０ａは、発光観測面の外周端部１ａの若干下に位置することがある。しかしながら、発光素子チップ１の厚さが通常、８０μｍ〜１００であるのに対し、レンズ２０が形成された後のレンズ２０の外周端部２０ａと発光観測面の外周端部１ａの間隔は通常１０μｍ以下であり、本明細書において、この程度のずれは実質的に一致しているという。
また、遮光膜３０は、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍に位置する球面とを連続して覆うように形成される。
【００１５】
以上のように構成された実施の形態の発光素子は、レンズ２０を、そのレンズ２０の外周端部が発光素子チップ１の発光観測面の外周端部と実質的に一致するように、かつレンズ２０の球面がレンズ２０の外周端部より外側に膨らむように形成し、しかも遮光膜３０を、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍に位置する球面とを連続して覆うように形成しているので、光軸に対して角度の大きい方向の光の強度を効果的に抑えることができ（図１１における０度〜２０度、１６０度〜１８０度付近）、全体的に均一な指向性が得られる。
【００１６】
すなわち、従来のように発光素子チップ全体（発光素子チップの発光観測面と側面の両方）を覆うようにレンズを形成すると、長方体形状に形成されるパッケージにおいては、その長軸方向における指向性と短軸方向における指向性が異なるが、本実施の形態では、発光素子チップに直接レンズ２０を形成するようにしているので、パッケージの形状に影響されることなく、方向性のない指向特性を実現できる。
【００１７】
また、従来のように発光素子チップ全体を覆うようにレンズを形成すると、発光素子チップの発光観測面から出力される光と発光素子チップの側面から出力される光の量やダイシング状態（加工バリや形状）が変化すると、その変化により指向特性が変化することから、指向特性にばらつきが生じやすいが、本実施の形態の窒化物半導体発光素子では、発光観測面上に形成されたレンズ２０と発光素子チップの側面を取り囲むように形成された遮光膜により、発光素子チップにより発光された光は実質的に発光観測面のみから出力されるので、指向特性のばらつきを小さくできる。
【００１８】
次に、本実施の形態の発光素子におけるレンズの形成方法と遮光膜の形成方法について説明する。
（レンズの形成方法）
本形成方法では、まず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、発光素子チップ１の発光観測面上のほぼ中央にディスペンサーにより所定量のレンズ形成用樹脂２１を塗布する。ここで、レンズ形成用樹脂２１は例えば粘度が５０００〜８０００ｃｐｓのエポキシ樹脂に、例えば平均粒径７μｍの石英ガラスフィラーが混合されてなり、ディスペンサーの吐出圧力を例えば１．５ｋｇｆ／ｃｍ２に設定して、吐出時間を調節することにより一定量のレンズ形成用樹脂２１を塗布する。
このように吐出されたレンズ形成用樹脂２１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、発光観測面の外周端部１ａまで広がり、その吐出された樹脂２１の量と粘度に対応した形状の球面を形成する。
【００１９】
すなわち、発光観測面の外周端部１ａまで広がった樹脂は、発光素子チップ１の側面は分割面であるために、滑らかな発光観測面とは異なり凹凸のある粗面となっており、発光観測面の端部１ａの外側にさらに広がって流れ出すことはなく、表面張力により樹脂２１の量と粘度に対応した形状の球面を形成することになる。
言いかえると、本方法は、発光素子チップの発光観測面の形状及び面積と、形成しようとするレンズ形状に基いて、レンズ形成用樹脂の粘度と塗布量とを設定することにより、所望の形状のレンズ２０を形成するものである。
【００２０】
次に、レンズ形成樹脂２１を硬化させて固体化されたレンズ２０とする。
ここで、レンズ形成樹脂２１の硬化温度は、例えば、レンズ形成樹脂２１のエポキシ樹脂が１５０℃以上のガラス転位点を有する場合、レンズを形状のばらつきなく一定の形状に形成するために、１２０℃，２時間で硬化させた後さらに、１５０℃，８時間で硬化させるなど、２段階で硬化させることが好ましい。
そして、レンズ形成樹脂２１を硬化させてレンズ２０とした後、例えば、反射散乱粒子（光散乱粒子）としてＴｉＯ２が混合された樹脂をディスペンサーを用いて、発光素子チップの側面とレンズ２０の外周端部の近傍とを少なくとも覆うように、発光素子チップ１の両側に塗布して硬化させる。
【００２１】
以上のようにして、本実施の形態の発光素子は、上記製造方法を用いて、実質的に発光観測面の上のみにおいてレンズ２０を形成することができるので、レンズ２０の高さを従来の素子チップ全体を覆うレンズに比較して薄くできる。
また、本実施の形態の発光素子の製造方法において、レンズ２０は、高価な金型等を使用することなく、樹脂の粘度と塗布量とを所望のレンズ形状に対応させて設定することにより所望のレンズ形状を形成しているので、金型を用いて形成される従来例に比較して、簡単でかつ安価に製造することができる。
【００２２】
以上の実施の形態の窒化物半導体発光素子では、レンズ２０に石英ガラスフィラーを混合した例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、レンズ２０に、発光素子チップにより発光された光の一部又は全部を吸収して吸収した光より長波長の光を放出する蛍光体を含有してもよい。
すなわち、レンズ２０に石英ガラスフィラーを混合した場合には、発光素子チップが発生する光がそのまま（波長が変化することなく）レンズ２０を介して出力されるので、発光色は発光素子チップの発光色となる。
これに対して、レンズ２０が蛍光体を含む場合には、以下のように決定される発光色となる。
発光素子チップにより発光される光の一部を蛍光体が吸収する場合は、蛍光体からの光と発光素子チップからの光との混色により得られる光の発光色となる。また、発光素子チップにより発光された全部を蛍光体が吸収する場合、または発光素子チップが紫外光を発光しその紫外光を蛍光体が吸収して発光する場合は、蛍光体が発光する光の発光色となる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明にかかる実施例について説明する。
実施例１
（発光素子チップ作製）
まず、発光素子チップとして、ＩｎＧａＮからなる発光層を有し主発光ピークが４７０ｎｍのＬＥＤチップを準備する。
このＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法を利用して、サファイア基板上に発光層等の窒化物半導体層を成膜して、所定のエッチング工程を経て所定の位置に電極を形成し、個々のチップに分割することにより作製することができる。
尚、発光層等の窒化物半導体層は、反応室内に洗浄したサファイア基板をセットし、反応ガスとして、ＴＭＧ（トリメチル）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）ガス、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガス、アンモニアガス及びキャリアガスとして水素ガス、さらには不純物ガスとしてシランガス及びシクロペンタジアマグネシウムを利用して成膜することができる。
【００２４】
（発光素子チップ実装）
次に、上述のようにして作製されたＬＥＤチップをパッケージ５０に電極同士を対向させ発光観測面（サファイア基板の裏面）を上にして実装する。
（レンズ形成）
次に、以下のようにしてレンズ２０を形成する。
ガラス点移転が１５０℃以上である一液性熱硬化型のエポキシ樹脂に、平均粒径が１５μｍの組成式が（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅである蛍光体粉末を分散させ、粘度を５０００ｃｐｓに調整する。
ここで、実施例１では、蛍光体の含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、蛍光体を４５の割合とした。
【００２５】
次に、蛍光体が混合された蛍光体混合エポキシ樹脂を、吐出圧力１．５ｋｇｆ／ｃｍ２、吐出時間０．４秒の条件で、ＬＥＤチップの発光観測面に塗布する。これにより、所定量の蛍光体混合エポキシ樹脂が発光観測面に塗布され、図３〜図５に示すようにレンズ形状が発光観測面上に形成される。
そして、このレンズ形状に形成された蛍光体混合エポキシ樹脂を１２０℃で２時間硬化した後さらに、１５０℃で８時間硬化する。
【００２６】
（遮光膜形成）
次に、レンズ形成に用いたものと同様のエポキシ樹脂に、ＴｉＯ２からなる反射散乱粒子を分散させ、粘度を５０００ｃｐｓに調整する。
ここで、実施例１では、反射散乱粒子の含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、反射散乱粒子を３０の割合とした。
そして、調整された反射散乱粒子混合エポキシ樹脂を、発光素子チップの周りに所定量だけ塗布した後、前述と同様の２段階で熱硬化する。
尚、遮光膜は、実施の形態で説明したように、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍の球面とを連続して覆うように形成する。
言いかえると、反射散乱粒子混合エポキシ樹脂の塗布量は、発光素子チップ１の側面からレンズ２０の外周端部の近傍の球面とを連続して覆うように設定する。
以上のようにして、実施例１の窒化物半導体発光素子は作製される。
【００２７】
以上のように作製された実施例１の窒化物半導体発光素子は、発光色は白色であり、図６に示す指向特性を有していた。
ここで、図６において、実線Ｌ１は、長軸方向ｄ１（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示し、破線Ｌ２は短軸方向ｄ２（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示す。
図６から明らかなように、本実施例の構成では、長軸方向ｄ１及び短軸方向ｄ２において、ほぼ等しい指向特性を有している。
【００２８】
比較例１
比較例１の窒化物半導体発光素子は、実施例１の窒化物半導体発光素子において、レンズ２０と遮光膜３０とを形成することなく、実施例１と同様にして蛍光体が混合された蛍光体混合エポキシ樹脂を、図１０に示すように、パッケージ５０のチップ収納部に充填して硬化させたものである。
尚、この比較例１において、蛍光体混合エポキシ樹脂６０の表面は、パッケージ５０の外枠５３の上面とほぼ一致し、かつ実質的に平坦になるように形成する。
すなわち、この比較例１の素子における蛍光体混合エポキシ樹脂は、発光素子チップからの光を遮光する遮光層及び集光させるレンズ形状を有していない。
【００２９】
以上のように作製された比較例１の窒化物半導体発光素子は、発光色は白色であり、図７に示す指向特性を有していた。
ここで、図７において、実線Ｌ３は、長軸方向ｄ１（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示し、破線Ｌ４は短軸方向ｄ２（図８参照）における指向角に対する発光出力Ｐｏを示す。
図７から明らかなように、本実施例の構成では、長軸方向ｄ１及び短軸方向ｄ２において、ほぼ等しい特性を有しているが、指向性は実施例１に比較して均一でなく大きくばらつく。
【００３０】
また、図６と図７とを比較することにより、実施例１の発光出力は、比較例１に比べて極めて大きくできることがわかる。
【００３１】
実施例２．
実施例２の窒化物半導体発光素子は、実施例１の窒化物半導体発光素子において、レンズ２０の蛍光体に代えて、石英ガラスフィラーを含有させた点以外は、実施例１と同様にして作製される。
ここで、実施例２において、石英ガラスフィラーの含有量は、重量比でエポキシ樹脂１００に対して、石英ガラスフィラーを３０の割合とした。
以上のようにして作製した実施例２の窒化物半導体発光素子の発光色は青色である（すなわち、図１に示す構造で発光色は青色である）。
【００３２】
比較例２．
比較例２の窒化物半導体発光素子は、比較例１の窒化物半導体発光素子のパッケージ５０の収納部に充填された樹脂において、蛍光体に代えて、石英ガラスフィラーを含有させた点以外は、比較例１と同様にして作製される。
以上のようにして作製した比較例２の窒化物半導体発光素子の発光色は青色である（図１０に示す構造で発光色は青色である）。
【００３３】
以上のようにして作製した実施例２の素子と比較例２の素子の発光強度と光出力とを比較してそれぞれ、図９（ａ）と図９（ｂ）に示す。
図９（ａ）と図９（ｂ）に示すように、実施例２の素子の発光強度及び光出力は、比較例２の素子に比べて、極めて高くできる。
尚、図９に示すデータは、実施例２の素子及び比較例２の素子とをそれぞれ６００個（各３ロット）ずつ作製して、その平均値を示したものである。
【００３４】
また、図１１は、実施例２の発光素子の指向特性を示すグラフであり、実線Ｌ５は長軸方向ｄ１の指向特性を示し、破線Ｌ６は短軸方向ｄ２の指向特性を示す。
この実施例２の発光素子においても、実施例１と同様、長軸方向ｄ１の指向特性と短軸方向ｄ２の指向特性とはほぼ同一である。
【００３５】
比較例３．
比較例３の発光素子は、比較例２の発光素子において、石英ガラスフィラーを含有させた樹脂の表面を平坦ではなく、レンズ形状にした以外は比較例２と同様に構成される。
この比較例３の発光素子の指向特性は、図１２に示すようになる。
ここで、図１２において、実線Ｌ７は長軸方向ｄ１の指向特性であり、破線Ｌ８は短軸方向ｄ２の指向特性である。
図１２から明らかなように、比較例３の素子では、長軸方向ｄ１と短軸方向ｄ２では指向特性が異なる。
これに対して、本発明の発光素子では、長軸方向ｄ１の指向特性と短軸方向ｄ２の指向特性とをほぼ同一にできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る発光素子は、上記第１の主面を発光観測面としかつ上記第２の主面に正及び負の電極が形成された発光素子チップの第１の主面上にレンズが形成され、かつそのレンズは上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致し、かつ上記レンズの球面が上記レンズの外周端部より外側に膨らむように形成されているので、薄型化が図れ、かつ発光観測面の外周端部において輝線が観測されるのを防止できる。
また、本発明に係る発光素子は、金型を用いることなくレンズを形成することができるので、安価に製造できる。
また、本発明に係る発光素子において、光散乱粒子を含む遮光層を上記発光素子チップの側面と上記レンズの外周端部及びその近傍とを連続的に覆うように設けることにより、発光した光を実質的に発光観測面のみから出力できるので、発光強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態の発光素子の構成を示す断面図である。
【図２】 図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの発光観測面上にレンズ形成用樹脂を塗布した直後の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの発光観測面上にレンズ形成用樹脂を塗布し、レンズ形状が形成されたときの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】 実施の形態の発光素子の製造方法において、発光素子チップの周りに遮光膜を形成した後の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図６】 実施例１の窒化物半導体発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図７】 比較例１の窒化物半導体発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図８】 実施例及び比較例に使用したパッケージの長軸方向と短軸方向とを示す平面図である。
【図９】 実施例２の発光素子の特性と比較例２の発光素子の特性とを対比して示すグラフであり、（ａ）は光度を比較して示すグラフであり、（ｂ）は光出力を比較して示すグラフである。
【図１０】 比較例２の断面図である。
【図１１】 実施例２の発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図１２】 比較例３の発光素子の指向特性を示すグラフである。
【図１３】 従来例の発光素子において、キャスティングケースを用いてレンズを形成する場合の様子を示す断面図である。
【図１４】 従来例の発光素子において、金型を用いてレンズを形成する場合の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光素子チップ、
１ａ…発光観測面の外周端部、
１０…基板、
１１…ｎ型半導体層、
１２…ｐ型半導体層１２、
１３…ｐ電極、
１４…ｎ電極、
１５，１６…導電性接着材、
２０…レンズ、
２０ａ…レンズの外周端部、
２１…レンズ形成用樹脂、
３０，３１…遮光膜、
５０…パッケージ、
５１…正電極板、
５２…負電極板、
５４…樹脂。
Claims (5)
- 互いに対向する第１の主面と第２の主面を有し、上記第１の主面を発光観測面としかつ上記第２の主面に正及び負の電極が形成された発光素子チップと、上記第１の主面上に形成されたレンズとを備え、
上記第１の主面の外周端部と上記レンズの外周端部とが実質的に一致し、かつ上記レンズの球面が上記外周端部より外側に膨らんで形成された発光素子であって、
上記発光素子はさらに、光散乱粒子を含む遮光層を有し、該遮光層は上記発光素子チップの側面と上記レンズの外周端部及びその近傍とを連続的に覆うように設けられていることを特徴とする発光素子。 - 上記散乱粒子は、酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１記載の発光素子。
- 上記発光素子チップは窒化物半導体発光素子チップであって、上記レンズは蛍光体を含む請求項１又は２に記載の発光素子。
- 上記蛍光体は、少なくともセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含む請求項３記載の発光素子。
- 前記発光素子チップは、主発光波長が５３０ｎｍ以下の可視光を発光する請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の発光素子。
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