JP2007042806A - Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device - Google Patents
Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007042806A JP2007042806A JP2005224416A JP2005224416A JP2007042806A JP 2007042806 A JP2007042806 A JP 2007042806A JP 2005224416 A JP2005224416 A JP 2005224416A JP 2005224416 A JP2005224416 A JP 2005224416A JP 2007042806 A JP2007042806 A JP 2007042806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- substrate
- semiconductor layer
- electrode
- emitting module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、発光モジュールとその製造方法、並びにその発光モジュールを用いた投射型表示装置用光源ユニットに関する。 The present invention relates to a light emitting module, a method for manufacturing the same, and a light source unit for a projection display device using the light emitting module.
半導体多層膜を含む発光素子として、発光ダイオード(LED)が知られている。この発光素子は、液晶バックライト用光源、インジケータ用光源、ディスプレイ用光源、読み取りセンサ用光源等に使用されている。特に、近年のLEDの高出力化に伴い、LEDは、スクリーン等の照射面に画像を表示する投射型表示装置の光源として実用化されつつある(例えば、特許文献1参照。)。 A light-emitting diode (LED) is known as a light-emitting element including a semiconductor multilayer film. This light emitting element is used as a light source for liquid crystal backlight, a light source for indicator, a light source for display, a light source for reading sensor, and the like. In particular, with the recent increase in the output of LEDs, LEDs are being put into practical use as light sources for projection display devices that display images on an irradiation surface such as a screen (see, for example, Patent Document 1).
図13に従来のLEDを用いた投射型表示装置用光源の概略平面図を示す。図13に示すように、投射型表示装置用光源100は、赤色発光モジュール101R、緑色発光モジュール101G及び青色発光モジュール101Bを備え、各発光モジュール101R、101G、101Bの発光面側には、各出射光の光軸に直交する面内の光強度を均一化するインテグレータレンズ102と、インテグレータレンズ102からの出射光を平行光に整形するコリメータレンズ103と、コリメータレンズ103から出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面(図示せず。)の各画素に応じて表示/非表示の切り替えを行う液晶アレイスイッチ104とが配置されている。さらに、液晶アレイスイッチ104の前面には合波プリズム105が配置されている。この合波プリズム105によって、液晶アレイスイッチ104からの出射光を屈折させ、て出射方向を一致させて画面に投射している。また、各発光モジュール101R、101G、101Bの背面側には、ヒートシンク106が装着されており、各発光モジュール101R、101G、101Bから発せられる熱をこのヒートシンク106から放熱するように構成されている。
FIG. 13 shows a schematic plan view of a light source for a projection display device using a conventional LED. As shown in FIG. 13, the projection
また、図14Aは従来のLEDの断面図であり、図14BはそのLEDベアチップの平面図である。図14Aに示すように、LED200は、基板201と、基板201上に形成された電極202と、電極202上にフリップチップ実装されたLEDベアチップ203とを含む。また、LEDベアチップ203は、サファイア基板210と、サファイア基板210上に順次積層されたn型半導体層211、発光層212及びp型半導体層213とを含む。n型半導体層211の基板201側の主面の一部211aには、発光層212が接触しておらず、n側電極214aが設けられている。そして、n型半導体層211は、n側電極214aと導電接着層215とを介して電極202と電気的に接続されている。p型半導体層213は、p側電極214bと導電接着層215とを介して電極202と電気的に接続されている。上記構造から、図14Bに示すように、LEDベアチップ203の発光面のうちn側電極214aの上部の領域は非発光部204aとなり、その他の部分は発光部204bとなる。
FIG. 14A is a sectional view of a conventional LED, and FIG. 14B is a plan view of the LED bare chip. As shown in FIG. 14A, the
また、図15Aは従来の他のLEDの断面図であり、図15BはそのLEDベアチップの平面図である。図15Aに示すように、LED300は、基板301と、基板301上に形成された電極302と、電極302上に実装されたLEDベアチップ303とを含む。また、LEDベアチップ303は、SiC基板310と、SiC基板310上に順次積層されたn型半導体層311、発光層312及びp型半導体層313とを含む。SiC基板310と電極302とは、上面電極304を介してワイヤ305により電気的に接続されている。また、p型半導体層313は、p側電極314と導電接着層315とを介して電極302と電気的に接続されている。上記構造から、図15Bに示すように、LEDベアチップ303の発光面に設けられた上面電極304及びワイヤ305の部分は、発光が遮られ影部306となる。
上述した構成を有するLDE200又は300を備えた投射型表示装置用光源の出射光をコリメータレンズによりコリメートすると、上述の非発光部204a又は影部306の影響により、照射パターンの一部が欠けたり、影部306が照射パターンに投影されてしまう問題がある。そこで、従来の投射型表示装置用光源100は、出射光をコリメートする前にインテグレータレンズ102を用いて光強度を均一化して、均一な照射パターンを得ている。しかし、インテグレータレンズ102を用いると、投射型表示装置用光源の大きさ、重量が増加するという問題がある。
When the light emitted from the light source for a projection display device having the
本発明は上記従来の問題を解決したもので、薄くて、軽量な投射型表示装置用光源及びそれに用いる発光モジュールとその製造方法を提供するものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a thin and lightweight light source for a projection display device, a light emitting module used therefor, and a manufacturing method thereof.
本発明の発光モジュールは、基板と、前記基板の一主面に形成された電極と、前記一主面の上に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、前記発光素子は、第1導電型半導体層と、発光層と、第2導電型半導体層とが、前記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含み、前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部と前記電極とは、電気的に接続され、前記第1導電型半導体層の下面部と前記電極とは、電気的に接続されていることを特徴とする。 The light emitting module of the present invention is a light emitting module including a substrate, an electrode formed on one principal surface of the substrate, and a plurality of light emitting elements mounted on the one principal surface, A first conductive type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive type semiconductor layer including a semiconductor multilayer film laminated in this order from the substrate side, and an outer peripheral edge of an upper surface portion of the second conductive type semiconductor layer The portion and the electrode are electrically connected, and the lower surface portion of the first conductivity type semiconductor layer and the electrode are electrically connected.
本発明の第1の発光モジュールの製造方法は、第1の基板の上に、第2導電型半導体層、発光層、第1導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、前記半導体層を複数に分割して、前記第1の基板の上に、前記第2導電型半導体層、前記発光層、前記第1導電型半導体層及び前記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、前記第1の基板と前記第2の基板とを接合して、前記発光素子の全面電極と、前記第2の基板の電極とを接合する工程と、前記接合の後に前記第1の基板を除去する工程と、前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。 In the first light emitting module manufacturing method of the present invention, a semiconductor layer is formed by laminating a second conductive semiconductor layer, a light emitting layer, a first conductive semiconductor layer, and an entire surface electrode in this order on a first substrate. Dividing the semiconductor layer into a plurality of layers, and laminating the second conductive semiconductor layer, the light emitting layer, the first conductive semiconductor layer, and the entire surface electrode in this order on the first substrate. A step of forming a plurality of the light emitting elements, a step of forming a plurality of electrodes on the second substrate, and joining the first substrate and the second substrate, A step of bonding the electrode of the second substrate, a step of removing the first substrate after the bonding, and a current collecting electrode is provided at an outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer And electrically connecting the current collecting electrode and the electrode of the second substrate. And butterflies.
また、本発明の第2の発光モジュールの製造方法は、第1の基板の上に、第2導電型半導体層、発光層、第1導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、前記半導体層を形成した前記第1の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、分割された複数の前記第1の基板と前記第2の基板とを接合して、複数の前記発光素子の全面電極と、前記第2の基板の電極とを接合する工程と、前記接合の後に前記第1の基板を除去する工程と、前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。 In the second light emitting module manufacturing method of the present invention, the second conductive semiconductor layer, the light emitting layer, the first conductive semiconductor layer, and the entire surface electrode are laminated on the first substrate in this order. A step of dividing the first substrate on which the semiconductor layer is formed into a plurality of portions to form a light emitting element, and a step of forming a plurality of electrodes on the second substrate. Joining the plurality of first substrates and the second substrate to join the whole surface electrodes of the plurality of light emitting elements and the electrodes of the second substrate; and after the joining, the first substrate A step of removing the first substrate, a step of providing a current collecting electrode at an outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductive semiconductor layer, and electrically connecting the current collecting electrode and the electrode of the second substrate It is characterized by including.
投射型表示装置用光源ユニットは、上記本発明の発光モジュールを光源とすることを特徴とする。 The light source unit for a projection display device uses the light emitting module of the present invention as a light source.
本発明の発光モジュールは、発光面に出射光を遮るものがないため、均一な発光を実現できる。また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、本発明の発光モジュールを光源として用いているため、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。 Since the light emitting module of the present invention does not block the emitted light on the light emitting surface, uniform light emission can be realized. Moreover, since the light source unit for projection type display apparatuses of this invention uses the light emitting module of this invention as a light source, it can make an irradiation pattern uniform, without using an integrator lens.
本発明の発光モジュールの製造方法は、上記本発明の発光モジュールを合理的に製造できる。 The light emitting module manufacturing method of the present invention can reasonably manufacture the above light emitting module of the present invention.
本発明の発光モジュールは、基板と、この基板の一主面に形成された電極と、この一主面の上に実装された複数の発光素子とを含む。 The light emitting module of the present invention includes a substrate, electrodes formed on one principal surface of the substrate, and a plurality of light emitting elements mounted on the one principal surface.
上記基板を構成する基材は、特に限定されず、例えば、Al2O3、AlN等からなるセラミック基材や、Si等からなる半導体基材、あるいは金属層上に電気絶縁材層を積層させた積層基材等が使用できる。上記電気絶縁材層としては、例えば無機フィラー70〜95質量%と、熱硬化樹脂組成物5〜30質量%とを含むコンポジット材が使用できる。なお、上記基板を構成する基材の厚みは、例えば0.1〜1mmとすればよい。 The base material constituting the substrate is not particularly limited. For example, a ceramic base material made of Al 2 O 3 , AlN or the like, a semiconductor base material made of Si or the like, or an electric insulating material layer is laminated on a metal layer. Laminated substrates can be used. As the electrical insulating material layer, for example, a composite material containing 70 to 95% by mass of an inorganic filler and 5 to 30% by mass of a thermosetting resin composition can be used. In addition, the thickness of the base material which comprises the said board | substrate should just be 0.1-1 mm, for example.
また、上記発光素子は、第1導電型半導体層と、発光層と、第2導電型半導体層とが、上記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含む。 The light emitting element includes a semiconductor multilayer film in which a first conductive semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive semiconductor layer are stacked in this order from the substrate side.
上記構造の発光素子では、第2導電型半導体層側が発光面となる。ここで、「第1導電型」とは、p型又はn型の導電型のことであり、「第2導電型」とは、第1導電型と逆の導電型のことである。例えば、第1導電型半導体層がp型半導体層の場合、第2導電型半導体層はn型半導体層となる。第1導電型半導体層としては、例えば、p型半導体層であるp−GaN層や、n型半導体層であるn−GaN層等を使用することができる。第2導電型半導体層としては、第1導電型半導体層と同様に、例えば、p型半導体層であるp−GaN層や、n型半導体層であるn−GaN層等を使用することができる。発光層としては、例えば、GaInN発光層等を使用できる。また、p型半導体層、発光層及びn型半導体層の厚みは、例えばそれぞれ0.1〜0.5μm、0.01〜0.1μm及び0.5〜3μmとすればよい。 In the light emitting element having the above structure, the second conductivity type semiconductor layer side is the light emitting surface. Here, the “first conductivity type” is a p-type or n-type conductivity type, and the “second conductivity type” is a conductivity type opposite to the first conductivity type. For example, when the first conductive semiconductor layer is a p-type semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer is an n-type semiconductor layer. As the first conductivity type semiconductor layer, for example, a p-GaN layer that is a p-type semiconductor layer, an n-GaN layer that is an n-type semiconductor layer, or the like can be used. As the second conductivity type semiconductor layer, for example, a p-GaN layer that is a p-type semiconductor layer, an n-GaN layer that is an n-type semiconductor layer, or the like can be used, as in the case of the first conductivity type semiconductor layer. . As the light emitting layer, for example, a GaInN light emitting layer can be used. The thicknesses of the p-type semiconductor layer, the light emitting layer, and the n-type semiconductor layer may be, for example, 0.1 to 0.5 μm, 0.01 to 0.1 μm, and 0.5 to 3 μm, respectively.
上記発光素子としては、例えば、590〜650nmの波長の赤色光を放つ赤色LED、500〜550nmの波長の緑色光を放つ緑色LED及び450〜500nmの青色光を放つ青色LED等を使用できる。上記赤色LEDとしては、例えばAlGaInP系材料を用いたLEDが使用でき、上記緑色LEDとしては、例えばGaInN系材料を用いたLEDが使用でき、上記青色LEDとしては、例えばGaInN系材料を用いたLEDが使用できる。 As the light emitting element, for example, a red LED that emits red light with a wavelength of 590 to 650 nm, a green LED that emits green light with a wavelength of 500 to 550 nm, a blue LED that emits blue light with a wavelength of 450 to 500 nm, and the like can be used. As the red LED, for example, an LED using an AlGaInP-based material can be used, as the green LED, for example, an LED using a GaInN-based material can be used, and as the blue LED, for example, an LED using a GaInN-based material Can be used.
また、上記第2導電型半導体層の上面部の外周端部と上記基板の電極とは、電気的に接続され、上記第1導電型半導体層の下面部と上記電極とは、電気的に接続されている。発光面側である第2導電型半導体層の上面部の外周端部と上記電極とを電気的に接続することにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる。 In addition, the outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer and the electrode of the substrate are electrically connected, and the lower surface portion of the first conductivity type semiconductor layer and the electrode are electrically connected. Has been. By electrically connecting the outer peripheral end portion of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer on the light emitting surface side and the electrode, light can be emitted from the light emitting surface without being blocked.
上記第2導電型半導体層の上面部の外周端部には、第2導電型半導体層からの集電を良好にするために、集電電極を設けることができる。集電電極としては、例えば、Ti/Pt/Al電極等が使用できる。集電電極の厚みは、例えば0.1〜1μmである。 In order to improve current collection from the second conductivity type semiconductor layer, a current collecting electrode can be provided on the outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer. As the current collecting electrode, for example, a Ti / Pt / Al electrode can be used. The thickness of the current collecting electrode is, for example, 0.1 to 1 μm.
さらに、第2導電型半導体層からの集電を良好にするために、上記第2導電型半導体層の上に、透明電極を形成することもできる。透明電極としては、例えば、インジウム−錫複合酸化物(ITO)等の導電性透明酸化物等から形成できる。 Furthermore, a transparent electrode can be formed on the second conductive semiconductor layer in order to improve current collection from the second conductive semiconductor layer. The transparent electrode can be formed of, for example, a conductive transparent oxide such as indium-tin composite oxide (ITO).
また、上記第1導電型半導体層の下面部には、第1導電型半導体層と基板の電極との電気的接続を良好にするために、全面電極を設けることができる。全面電極としては、例えば、Rh/Pt/Au電極等が使用できる。全面電極の厚みは、例えば0.5〜2μmである。 Further, an entire surface electrode can be provided on the lower surface portion of the first conductivity type semiconductor layer in order to improve electrical connection between the first conductivity type semiconductor layer and the electrode of the substrate. For example, an Rh / Pt / Au electrode can be used as the full surface electrode. The thickness of the entire surface electrode is, for example, 0.5 to 2 μm.
上記複数の発光素子は、相互に電気的に接続され、発光モジュールを形成している。これにより、発光強度を大きくできる。 The plurality of light emitting elements are electrically connected to each other to form a light emitting module. Thereby, the light emission intensity can be increased.
次に、本発明の発光モジュールの製造方法について説明する。本発明の発光モジュールの製造方法は、上述した本発明の発光モジュールの好適な製造方法である。なお、以下の記述において、上述した本発明の発光モジュールの説明と重複するの内容については、その説明を省略する。 Next, the manufacturing method of the light emitting module of this invention is demonstrated. The manufacturing method of the light emitting module of this invention is a suitable manufacturing method of the light emitting module of this invention mentioned above. In addition, in the following description, the description which overlaps with description of the light emitting module of this invention mentioned above is abbreviate | omitted.
本発明の発光モジュールの第1の製造方法は、第1の基板の上に、第2導電型半導体層、発光層、第1導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、上記半導体層を複数に分割して、上記第1の基板の上に、上記第2導電型半導体層、上記発光層、上記第1導電型半導体層及び上記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、上記第1の基板と上記第2の基板とを接合して、上記発光素子の全面電極と、上記第2の基板の電極とを接合する工程と、上記接合の後に上記第1の基板を除去する工程と、上記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、この集電電極と上記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含む。 In the first method for manufacturing a light emitting module of the present invention, a semiconductor layer is formed by laminating a second conductive semiconductor layer, a light emitting layer, a first conductive semiconductor layer, and an entire surface electrode in this order on a first substrate. And dividing the semiconductor layer into a plurality of layers, and laminating the second conductive semiconductor layer, the light emitting layer, the first conductive semiconductor layer, and the entire surface electrode in this order on the first substrate. A step of forming a plurality of the light emitting elements, a step of forming a plurality of electrodes on the second substrate, and joining the first substrate and the second substrate, A step of bonding the electrode of the second substrate, a step of removing the first substrate after the bonding, and providing a collecting electrode at the outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer And a step of electrically connecting the current collecting electrode and the electrode of the second substrate.
これにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる発光モジュールを合理的に製造できる。 Thereby, the light emitting module which can be made to radiate | emit without interrupting | blocking light from a light emission surface can be manufactured rationally.
また、本発明の発光モジュールの第1の製造方法は、上記第2導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含むことができる。 Moreover, the 1st manufacturing method of the light emitting module of this invention can further include the process of laminating | stacking a transparent electrode on the said 2nd conductivity type semiconductor layer.
また、本発明の発光モジュールの第2の製造方法は、第1の基板の上に、第2導電型半導体層、発光層、第1導電型半導体層及び全面電極をこの順に積層して半導体層を形成する工程と、上記半導体層を形成した上記第1の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、分割された複数の上記第1の基板と上記第2の基板とを接合して、複数の上記発光素子の全面電極と、上記第2の基板の電極とを接合する工程と、上記接合の後に上記第1の基板を除去する工程と、上記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、この集電電極と上記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程とを含む。 In the second method for manufacturing a light emitting module of the present invention, a second conductive semiconductor layer, a light emitting layer, a first conductive semiconductor layer, and an entire surface electrode are stacked in this order on a first substrate. A step of dividing the first substrate on which the semiconductor layer is formed into a plurality of portions to form a light emitting element, and a step of forming a plurality of electrodes on the second substrate. Bonding the plurality of first substrates and the second substrate to bond the whole surface electrodes of the plurality of light-emitting elements and the electrodes of the second substrate; and after the bonding, the first substrate A step of removing the first substrate, and a step of providing a collecting electrode on the outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductive semiconductor layer, and electrically connecting the collecting electrode and the electrode of the second substrate. Including.
これにより、発光面から光を遮ることなく出射させることができる発光モジュールを合理的に製造できる。 Thereby, the light emitting module which can be made to radiate | emit without interrupting | blocking light from a light emission surface can be manufactured rationally.
また、本発明の発光モジュールの第2の製造方法は、上記第2導電型半導体層の上に透明電極を積層する工程をさらに含むことができる。 Moreover, the 2nd manufacturing method of the light emitting module of this invention can further include the process of laminating | stacking a transparent electrode on the said 2nd conductivity type semiconductor layer.
次に、本発明の投射型表示装置用光源ユニットについて説明する。本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上述した本発明の発光モジュールを光源とする。なお、以下の記述において、上述した本発明の発光モジュールの説明と重複するの内容については、その説明を省略する。 Next, the light source unit for a projection display device of the present invention will be described. The light source unit for a projection display device of the present invention uses the above-described light emitting module of the present invention as a light source. In addition, in the following description, the description which overlaps with description of the light emitting module of this invention mentioned above is abbreviate | omitted.
本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、本発明の発光モジュールを光源として用いているので、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。 Since the light source unit for a projection display device of the present invention uses the light emitting module of the present invention as a light source, the irradiation pattern can be made uniform without using an integrator lens.
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールから出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面の各画素に応じて表示/非表示の切り替えを行う液晶パネルをさらに含んでもよい。上記液晶パネルとしては、例えば投射される画面の各画素に対応して液晶素子部が分割されている液晶アレイスイッチ等を使用できる。 Further, the light source unit for a projection display device according to the present invention switches between display / non-display according to each pixel of the projected screen by transmitting or blocking at least part of the light emitted from the light emitting module. It may further include a liquid crystal panel for performing the above. As the liquid crystal panel, for example, a liquid crystal array switch in which a liquid crystal element section is divided corresponding to each pixel of a projected screen can be used.
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールの上記基板における上記一主面とは反対側の主面に接触する放熱体をさらに含んでもよい。発光素子から発せられる熱を放熱体から放熱することができるため、発光モジュールの熱による劣化を防止することができるからである。上記放熱体は特に限定されず、例えばヒートシンク等を使用することができる。 In addition, the light source unit for a projection display device of the present invention may further include a heat radiator that contacts a main surface opposite to the one main surface of the substrate of the light emitting module. This is because the heat generated from the light emitting element can be radiated from the heat radiating body, so that deterioration of the light emitting module due to heat can be prevented. The said heat radiator is not specifically limited, For example, a heat sink etc. can be used.
また、本発明の投射型表示装置用光源ユニットは、上記発光モジュールを着脱可能なソケットをさらに含んでいてもよい。発光モジュールの取り替えが容易となるからである。 The light source unit for a projection display device according to the present invention may further include a socket to which the light emitting module can be attached and detached. This is because the light emitting module can be easily replaced.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の記述において、上述の説明と重複するの内容については、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the following description, the description which overlaps with the above-mentioned description may be abbreviate | omitted.
(実施形態1)
先ず、本発明の第1の発光モジュールの実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の発光モジュールを示す平面図であり、図2Aは、図1のI−I線の断面図であり、図2Bは、図2Aの要部断面図である。図2A、Bにおいて、発光モジュール1は、アルミナからなるサブマウント基板10と、サブマウント基板10の一主面10aに形成されたTi/Pt/Auからなる電極11と、一主面10aの上に実装された複数の発光素子12とを備えている。発光素子12は、p−GaInN層(第1導電型半導体層)12aと、GaInN発光層12bと、n−GaInN層(第2導電型半導体層)12cとが、サブマウント基板10側からこの順に積層されている。n−GaInN層12cの上面部の外周端部には、Ti/Pt/Alからなる集電電極13が設けられ、集電電極13と電極11とは、Ti/Pt/Alからなる導電体14を通じて電気的に接続されている。集電電極13と導電体14とは一体として形成されている。p−GaInN層12aの下面部と電極11とは、Rh/Pt/Auからなる全面電極15及びAu/Snからなる導電接着層16を介して電気的に接続されている。各発光素子12は、電極11と導電体14を介して相互に電気的に接続されている。また、発光素子12と導電体14との間には、窒化シリコン膜からなる絶縁層23が配置されている。
(Embodiment 1)
First, an embodiment of the first light emitting module of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view showing a first light emitting module of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the main part of FIG. 2A and 2B, the light emitting module 1 includes a
また、電極11は、サブマウント基板10を貫通するPtからなるコンタクトピン17を介して、裏面電極18と電気的に接続されている。また、サブマウント基板10は、モジュール基板19の上に実装されている。モジュール基板19は、Al基板19aとコンポジト層19bとの積層体から形成され、コンポジト層19bの上には導体パターン20が形成されている。また、Ti/Auからなる裏面電極18と導体パターン20とは、ハンダ等からなる導電接着層21を介して電気的に接続されている。さらに、発光素子12及びサブマウント基板10は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなる透明樹脂22により覆われている。透明樹脂22の光出射面(上面)の表面にノコギリ波状の凹凸を設けることで反射を防ぎ、光取出効率を高めることができる。なお、導体パターン20は、透明樹脂22から外部に導出され、給電端子24を形成している(図1)。
The
上記本実施形態の発光モジュールは、上記構成とすることにより、発光素子12の発光面から光を遮ることなく出射させることができる。
The light emitting module of the present embodiment can emit light without blocking from the light emitting surface of the
次に、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例について説明する。参照する図3〜図6は、本実施形態の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。なお、図3〜図6において、図1及び図2と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, an example of the manufacturing method of the light emitting module of this embodiment is demonstrated. 3 to 6 to be referred to are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the light emitting module of the present embodiment. 3 to 6, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
先ず、図3Aに示すように、Si基板(第1の基板)30の上に、MOCVD法による結晶成長により、n−GaInN層(第2導電型半導体層)12cと、GaInN発光層12bと、p−GaInN層(第1導電型半導体層)12aとを形成する。次に、図3Bに示すように、p−GaInN層12aの上にスパッタリングにより、全面電極15を形成する。次に、図3Cに示すように、結晶成長させた層の一部をSi基板30に達するまで部分的に選択エッチングにより除去し、Si基板30の上に発光素子12となる部分を複数に分割して形成する。
First, as shown in FIG. 3A, an n-GaInN layer (second conductivity type semiconductor layer) 12c, a GaInN
続いて、図4Dに示すように、コンタクトピン17を含むサブマウント基板(第2の基板)10を準備する。次に、図4Eに示すように、サブマウント基板10の一主面に複数の電極11と、その上に導電接着層16を形成する。また、サブマウント基板10の上記一主面とは反対面にメッキにより裏面電極18を形成する。次に、図4Fに示すように、Si基板30に形成した発光素子12の全面電極15と、サブマウント基板10に形成した導電接着層16とを重ね、押圧しながら約300℃に温度を上げることにより、全面電極15と導電接着層16とを接合する。
Subsequently, as shown in FIG. 4D, a submount substrate (second substrate) 10 including contact pins 17 is prepared. Next, as shown in FIG. 4E, a plurality of
次に、図5Gに示すように、Si基板30(図4F)を約30μmまで機械研磨により削り取り、残りのSi基板30をNaOH等による化学エッチングにより除去する。この際、n−GaInN層12cの表面31も僅かにエッチングされて、表面31に無数のピットが形成される。次に、図5Hに示すように、発光素子12の周囲に絶縁層23を形成した後、n−GaInN層12cの表面31の外周端部に集電電極13と導電体14とを一体として形成し、集電電極13と電極11とを電気的に接続する。次に、図5Iに示すように、サブマウント基板10を個片に分割して、発光素子付サブマウント基板32を得る。
Next, as shown in FIG. 5G, the Si substrate 30 (FIG. 4F) is scraped off to about 30 μm by mechanical polishing, and the remaining
続いて、図6Aに示すように、モジュール基板19の上に導体パターン20と給電端子24を形成する。次に、図6Bに示すように、導体パターン20の上に導電接着層21を形成する。次に、図6Cに示すように、発光素子付サブマウント基板32をモジュール基板19の上に配置して、裏面電極(18)と導電接着層(21)とを超音波接合する。最後に、図6Dに示すように、発光素子付サブマウント基板32を透明樹脂22で覆うことにより、本実施形態の発光モジュールが得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, the
本実施形態では省略したが、n−GaInN層12cの上にさらにスパッタリング等によりITO電極(透明電極)を形成してもよい。
Although omitted in the present embodiment, an ITO electrode (transparent electrode) may be further formed on the n-
(実施形態2)
次に、本発明の第2の発光モジュールの実施形態について説明する。図7は、本発明の第2の発光モジュールを示す平面図であり、図8は、図7のII−II線の断面図である。本実施形態の発光モジュールは、実施形態1の発光モジュールからサブマウント基板を除いた以外は、実施形態1の発光モジュールとほぼ同一の構造であり、図1及び図2A、Bと同一の構成要素には同一の符号を付した。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment of the second light emitting module of the present invention will be described. FIG. 7 is a plan view showing a second light emitting module of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along line II-II in FIG. The light emitting module of the present embodiment has substantially the same structure as the light emitting module of the first embodiment except that the submount substrate is removed from the light emitting module of the first embodiment, and the same components as those in FIGS. Are given the same reference numerals.
図8において、発光モジュール1は、アルミナからなるモジュール基板40と、モジュール基板40の一主面40aに形成されたTi/Pt/Auからなる導体パターン20と、一主面40aの上に実装された複数の発光素子12とを備えている。発光素子12は、p−AlGaInP層(第1導電型半導体層)12dと、AlGaInP発光層12eと、n−AlGaInP層(第2導電型半導体層)12fとが、モジュール基板40側からこの順に積層されている。n−AlGaInP層12fの上面部の外周端部には、Ti/Pt/Alからなる集電電極13が設けられ、集電電極13と導体パターン20とは、Ti/Pt/Alからなる導電体14を通じて電気的に接続されている。集電電極13と導電体14とは一体として形成されている。p−AlGaInP層12dの下面部と導体パターン20とは、Rh/Pt/Auからなる全面電極15及びAu/Snからなる導電接着層16を介して電気的に接続されている。各発光素子12は、導体パターン20と導電体14を介して相互に電気的に接続されている。
In FIG. 8, the light emitting module 1 is mounted on a
また、発光素子12は、エポキシ樹脂からなる透明樹脂22により覆われている。なお、発光素子12と導電体14との間には、窒化シリコン膜からなる絶縁層23が配置されている。なお、導体パターン20は、透明樹脂22から外部に導出され、給電端子24を形成している(図1)。
The
上記本実施形態の発光モジュールは、上記構成とすることにより、発光素子12の発光面から光を遮ることなく出射させることができる。
The light emitting module of the present embodiment can emit light without blocking from the light emitting surface of the
次に、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例について説明する。参照する図9〜図11は、本実施形態の発光モジュールの製造方法を説明する工程断面図である。なお、図9〜図11において、図3〜図5と同一の構成要素については同一の符号を付した。 Next, an example of the manufacturing method of the light emitting module of this embodiment is demonstrated. 9 to 11 to be referred to are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the light emitting module of the present embodiment. 9 to 11, the same components as those in FIGS. 3 to 5 are denoted by the same reference numerals.
先ず、図9Aに示すように、n−GaAs基板(第1の基板)41の上に、MOCVD法による結晶成長により、n−AlGaInP層(第2導電型半導体層)12fと、AlGaInP発光層12eと、p−AlGaInP層(第1導電型半導体層)12dとを形成する。次に、図3Bに示すように、p−AlGaInP層12dの上にスパッタリングにより、全面電極15を形成する。次に、図3Cに示すように、n−GaAs基板41をグラインダ42により個片に分割する。
First, as shown in FIG. 9A, an n-AlGaInP layer (second conductivity type semiconductor layer) 12f and an AlGaInP
続いて、図10Dに示すように、モジュール基板40(第2の基板)の一主面に複数の導体パターン20と、その上に導電接着層16を形成する。次に、図10Eに示すように、n−GaAs基板41に形成した発光素子12の全面電極15と、モジュール基板40に形成した導電接着層16とを重ね、押圧しながら約300℃に温度を上げることにより、全面電極15と導電接着層16とを接合する。次に、図5Fに示すように、n−GaAs基板41(図5E)を研磨とNaOH等による化学エッチングにより除去する。この際、n−AlGaInP層12fの表面31も僅かにエッチングされて、表面31に無数のピットが形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 10D, a plurality of
次に、図11Gに示すように、発光素子12の周囲に絶縁層23を形成する。次に、図11Hに示すように、n−AlGaInP層12fの表面31の外周端部に集電電極13と導電体14とを一体として形成し、集電電極13と導体パターン20とを電気的に接続する。最後に、図11Iに示すように、発光素子12を透明樹脂22で覆うことにより、本実施形態の発光モジュールが得られる。
Next, as illustrated in FIG. 11G, an insulating
本実施形態では省略したが、n−AlGaInP層12fの上にさらにスパッタリング等によりITO電極(透明電極)を形成してもよい。
Although omitted in the present embodiment, an ITO electrode (transparent electrode) may be further formed on the n-
(実施形態3)
次に、本発明の投射型表示装置用光源ユニットの実施形態について説明する。図12は、本発明の投射型表示装置用光源ユニットの一例を示す概略平面図である。本実施形態の投射型表示装置用光源ユニットは、実施形態1又は実施形態2で説明した発光モジュールと同一構造の発光モジュールを用いたものである。
(Embodiment 3)
Next, an embodiment of a light source unit for a projection display device of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of a light source unit for a projection display device of the present invention. The light source unit for a projection display device according to the present embodiment uses a light emitting module having the same structure as the light emitting module described in the first or second embodiment.
図12に示すように、投射型表示装置用光源ユニット50は、赤色発光モジュール51R、緑色発光モジュール51G及び青色発光モジュール51Bを備え、発光モジュール51R、51G、51Bの発光面側には、発光モジュール51R、51G、51Bから出射された光の少なくとも一部を透過又は遮断することにより、投射される画面56の各画素に応じて表示/非表示の切り替えを行う液晶アレイスイッチ52と、出射光を平行光に整形するコリメータレンズ53とが配置されている。さらに、コリメータレンズ53の前面には合波プリズム54が配置されている。この合波プリズム54によって出射光を屈折させることにより、発光モジュール51R、51G、51Bからの各出射光の方向を一致させている。また、合波プリズム54の前面には投射レンズ55が配置され、出射光は投射レンズ55により画面56に投射される。また、各発光モジュール51R、51G、51Bの背面側には、ヒートシンク57が装着されており、各発光モジュール51R、51G、51Bから発せられる熱をこのヒートシンク57から放熱するように構成されている。
As shown in FIG. 12, the
本実施形態の投射型表示装置用光源ユニット50は、実施形態1又は実施形態2の発光モジュールを用いているため、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できる。また、インテグレータレンズを用いていないため、薄くて、軽量な投射型表示装置用光源ユニットを提供できる。
Since the
本発明の発光モジュールとこれを用いた投射型表示装置用光源ユニットは、インテグレータレンズを用いなくても照射パターンを均一化できため、薄くて、軽量な投射型表示装置等の実現に有用である。 The light emitting module of the present invention and the light source unit for a projection display device using the light emitting module are useful for realizing a thin and lightweight projection display device and the like because the irradiation pattern can be made uniform without using an integrator lens. .
1 発光モジュール
10 サブマウント基板
11 電極
12 発光素子
12a p−GaInN層
12b GaInN発光層
12c n−GaInN層
12d p−AlGaInP層
12e AlGaInP発光層
12f n−AlGaInP層
13 集電電極
14 導電体
15 全面電極
16 導電接着層
17 コンタクトピン
18 裏面電極
19 モジュール基板
19a Al基板
19b コンポジト層
20 導体パターン
21 導電接着層
22 透明樹脂
23 絶縁層
24 給電端子
30 Si基板
31 表面
32 発光素子付サブマウント基板
40 モジュール基板
41 n−GaAs基板
42 グラインダ
50 投射型表示装置用光源ユニット
51R 赤色発光モジュール
51G 緑色発光モジュール
51B 青色発光モジュール
52 液晶アレイスイッチ
53 コリメータレンズ
54 合波プリズム
55 投射レンズ
56 画面
57 ヒートシンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (13)
前記発光素子は、第1導電型半導体層と、発光層と、第2導電型半導体層とが、前記基板側からこの順に積層された半導体多層膜を含み、
前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部と前記電極とは、電気的に接続され、
前記第1導電型半導体層の下面部と前記電極とは、電気的に接続されていることを特徴とする発光モジュール。 A light-emitting module including a substrate, electrodes formed on one principal surface of the substrate, and a plurality of light-emitting elements mounted on the one principal surface;
The light emitting element includes a semiconductor multilayer film in which a first conductive semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive semiconductor layer are stacked in this order from the substrate side,
The outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer and the electrode are electrically connected,
The light emitting module, wherein the lower surface portion of the first conductivity type semiconductor layer and the electrode are electrically connected.
前記半導体層を複数に分割して、前記第1の基板の上に、前記第2導電型半導体層、前記発光層、前記第1導電型半導体層及び前記全面電極をこの順に積層した発光素子を複数形成する工程と、
第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを接合して、前記発光素子の全面電極と、前記第2の基板の電極とを接合する工程と、
前記接合の後に前記第1の基板を除去する工程と、
前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする発光モジュールの製造方法。 A step of forming a semiconductor layer by laminating a second conductive semiconductor layer, a light emitting layer, a first conductive semiconductor layer, and an entire surface electrode in this order on a first substrate;
A light emitting device in which the semiconductor layer is divided into a plurality of layers, and the second conductive semiconductor layer, the light emitting layer, the first conductive semiconductor layer, and the entire surface electrode are stacked in this order on the first substrate. A step of forming a plurality,
Forming a plurality of electrodes on a second substrate;
Bonding the first substrate and the second substrate to bond the entire surface electrode of the light emitting element and the electrode of the second substrate;
Removing the first substrate after the bonding;
Providing a current collecting electrode on an outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer, and electrically connecting the current collecting electrode and the electrode of the second substrate;
The manufacturing method of the light emitting module characterized by including.
前記半導体層を形成した前記第1の基板を複数に分割して、発光素子を形成する工程と、
第2の基板の上に複数の電極を形成する工程と、
分割された複数の前記第1の基板と前記第2の基板とを接合して、複数の前記発光素子の全面電極と、前記第2の基板の電極とを接合する工程と、
前記接合の後に前記第1の基板を除去する工程と、
前記第2導電型半導体層の上面部の外周端部に集電電極を設け、前記集電電極と前記第2の基板の電極とを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする発光モジュールの製造方法。 A step of forming a semiconductor layer by laminating a second conductive semiconductor layer, a light emitting layer, a first conductive semiconductor layer, and an entire surface electrode in this order on a first substrate;
Dividing the first substrate on which the semiconductor layer is formed into a plurality of parts to form a light emitting element;
Forming a plurality of electrodes on a second substrate;
Bonding the plurality of divided first substrates and the second substrate to bond the whole surface electrodes of the light emitting elements and the electrodes of the second substrate;
Removing the first substrate after the bonding;
Providing a current collecting electrode on an outer peripheral end of the upper surface portion of the second conductivity type semiconductor layer, and electrically connecting the current collecting electrode and the electrode of the second substrate;
The manufacturing method of the light emitting module characterized by including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005224416A JP2007042806A (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005224416A JP2007042806A (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007042806A true JP2007042806A (en) | 2007-02-15 |
Family
ID=37800524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005224416A Withdrawn JP2007042806A (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007042806A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009231595A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Oki Data Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
WO2010146783A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device |
JP2011040425A (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Stanley Electric Co Ltd | Semiconductor light emitting device, and method of manufacturing the same |
-
2005
- 2005-08-02 JP JP2005224416A patent/JP2007042806A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009231595A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Oki Data Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
US7947576B2 (en) | 2008-03-24 | 2011-05-24 | Oki Data Corporation | Method of manufacturing by etching a semiconductor substrate horizontally without creating a vertical face |
WO2010146783A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device |
US8390021B2 (en) | 2009-06-15 | 2013-03-05 | Panasonic Corporation | Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device |
JP2011040425A (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Stanley Electric Co Ltd | Semiconductor light emitting device, and method of manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9165977B2 (en) | Light emitting device and light emitting device package including series of light emitting regions | |
TWI420686B (en) | Semiconductor light-emitting device, light-emitting module and lighting unit | |
US9240433B2 (en) | Light emitting device | |
US7420221B2 (en) | Semiconductor light-emitting device, lighting module, lighting device and method for manufacturing semiconductor light-emitting device | |
US8445928B2 (en) | Light-emitting diode light source module | |
US7755095B2 (en) | Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, display element, and manufacturing method for semiconductor light emitting device | |
EP3454372A1 (en) | Light emitting diode | |
JP6359632B2 (en) | Light emitting device package | |
US9153622B2 (en) | Series of light emitting regions with an intermediate pad | |
JP2014093532A (en) | Light-emitting element | |
JP4116960B2 (en) | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting device, and method for manufacturing semiconductor light emitting device | |
KR101707532B1 (en) | Light Emitting Device | |
JP2012124429A (en) | Light-emitting element, light-emitting element unit, light-emitting element package and method of manufacturing light-emitting element | |
JP2006073618A (en) | Optical element and manufacturing method thereof | |
JP4614773B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
TWI453952B (en) | Light emitting element and manufacturing method thereof | |
JP2007042806A (en) | Light emitting module, its manufacturing method, and projective light source unit for display device | |
JP6106522B2 (en) | Semiconductor light emitting device array | |
JP4529599B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP4124129B2 (en) | Light source device and projector | |
WO2013021518A1 (en) | Light emitting device | |
JP2009081349A (en) | Lighting device | |
KR102052040B1 (en) | Optoelectronic device and method for manufacturing the same | |
JP6265306B1 (en) | Light emitting device | |
KR20160132658A (en) | Light emitting diode and light emitting diode package |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |