JP2017098410A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】隣接する発光領域への光の漏出を防止しかつ発光領域間の暗部を低減し、かつ製造時の歩留まりの高い発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、実装基板１１と、実装基板１１上に配された複数の支持体及び複数の支持体の上面に配された複数の発光素子１９を各々が含み、かつ実装基板１１上に配列されている複数のモノリシック発光ユニット１５と、を含み、複数の発光素子１９は、複数の支持体の配列方向に垂直な方向に沿って複数配列されている。【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、発光装置、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いた発光装置に関する。
複数の発光素子を搭載した発光装置が、照明、バックライト、産業機器等に従来から用いられてきた。特許文献１及び特許文献２には、絶縁基板である実装基板上に１の複数の発光ダイオード素子をマトリクス状に実装した発光素子が開示されている。
特許文献１及び２に記載の発光装置のように、１の実装基板上に複数の発光素子を実装して発光装置を形成する際、実装誤差が発生してしまう。従って、発光素子間の実装間隔を大きく取る必要がある。また、特許文献１及び２に記載の発光装置においては、発光素子間において発光素子からの照射光を遮る位置に配線が形成されている。
そのため、例えば、発光装置点灯時に発光素子間に暗部が形成されるという問題があった。また、例えば、発光素子の実装誤差故に、発光装置の発光領域の間隔が不均一になってしまい、照射光に不均一が生じるという問題があった。
また、特許文献１及び２に記載の発光装置のように、１の実装基板上に多数の発光素子を実装する場合、実装されている発光素子に１つでも不良があると、発光素子全体が不良品となってしまい、製造時の歩留まりが低下してしまうという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、隣接する発光領域への光の漏出を防止しかつ発光領域間の暗部を低減し、かつ製造時の歩留まりの高い発光装置を提供することを目的とする。
本発明の発光装置は、実装基板と、当該実装基板上に配された複数の支持体及び当該複数の支持体の上面に配された複数の発光素子を各々が含み、かつ当該実装基板上に配列されている複数のモノリシック発光ユニットと、を含み、当該複数の発光素子は、当該複数の支持体の配列方向に垂直な方向に沿って複数配列されていることを特徴とする。
以下においては、本発明の好適な実施例について説明する。しかし、これらを適宜改変し、組み合わせてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。
以下に、ＬＥＤ素子を用いた発光装置を例にして、本発明の実施例に係る発光装置１０について、図１Ａ及び図１Ｂを参照しつつ説明する。実装基板１１は、矩形状の平面形状を有する基板である。実装基板１１は、Ｓｉ等の半導体、Ｃｕ等の金属、またはＡｌＮ、ＳｉＣ等の絶縁性材料からなっている。
接合層としての基板接合層１３は、実装基板１１の上面にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕがこの順に積層されて形成されている金属層である。基板接合層１３は、実装基板１１上において互いに離間して一列に配されている矩形形状の複数の接合領域１３Ａ、これらを電気的に接続する接続領域１３Ｂ、及び最外に配されている接合領域１３Ａから延在するパッド領域１３Ｃを有している。接合領域１３Ａは、その配列方向と垂直な方向に長辺を有している。なお、図中において接合領域１３Ａ、接続領域１３Ｂ及びパッド領域１３Ｃの境界を破線で示している。
実装基板１１の基板接合層１３の接合領域１３Ａの各々の上には、発光ユニット１５が配されている。すなわち、発光ユニット１５は、実装基板１１上に一列に配されている。発光ユニット１５は、支持体１７及び支持体１７の頂面１７Ａに接合されており、発光層（図示せず）を有する半導体構造層（図示せず）を含む複数の発光素子１９を有している。なお、図中においては一例として、発光ユニット１５が一列に４つ配されているように示しているが、発光ユニット１５の個数は３以下または５以上であってもよい。また、発光ユニット１５は２列以上で配列してもよい。
発光ユニット１５の各々の支持体１７は、例えばＳｉ等の導電性基板からなっている。支持体１７は、矩形の頂面（上面）１７Ａ及び底面（下面）１７Ｂを有する四角柱状である。隣接する支持体１７は、互いに離間して配されている。すなわち、隣接する支持体１７の間には空間ＳＰが形成されている。
支持体１７の底面１７Ｂには、当該底面１７Ｂを覆うようにＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に積層してなる下面電極（図示せず）が形成されている。下面電極は、例えば熱圧着等によって基板接合層１３に接合されている。支持体１７の頂面１７Ａ上には、発光層（図示せず）を有する半導体構造層（図示せず）を含む複数の発光部１９が形成されている。本実施例において、発光素子１９は、支持体１７の上面の長手方向と平行な配列方向に沿って５個ずつ、二列に配列されている。すなわち、発光素子１９は、発光ユニット１５の配列方向と垂直な方向に、２列に複数個配列されている。
なお、本実施例において、発光素子１９は、サファイア等の成長基板（図示せず）上に形成された発光層を含む半導体層を成長基板上で複数の素子に区画し、当該区画された複数の素子を支持体１７に貼り合わせ、その後、成長基板を除去することで形成されている。すなわち、発光ユニット１５は、複数の発光素子１９及び支持体１７が一体となって形成されたモノリシックな発光ユニットである。換言すれば、発光ユニット１５は、シンフィルムＬＥＤ構造を有している。従って、支持体１７上において、発光素子１９は非常に近接して配置することが可能である。
また、このように形成することにより、発光素子１９の膜厚、すなわち支持体１７の上面と垂直な方向の厚さを１０μｍ以下にすることができ、これにより隣接した発光素子１９への光の導波を低減することができる。
発光素子１９を配列する間隔は、発光ユニット１５の配列方向に垂直な方向においては、発光素子１９間に発生する暗線を低減するために、できるだけ近接して配するのが好ましい。また、発光ユニット１５の配列方向に沿った方向においては、発光ユニット１５内で隣接する発光素子１９同士の間隔Ｄ１を、隣接した発光ユニット１５を跨いで隣接している発光素子１９同士の間隔Ｄ２に応じて設定するのが好ましい。間隔Ｄ１と間隔Ｄ２とが出来るだけ同一となるように、間隔Ｄ１を調整することがさらに好ましい。
隣接する発光ユニット１５を跨いで隣接する発光素子１９は、支持体１７の配置精度等の故に、発光ユニット１５内で隣接する発光素子１９よりも近接して配置することが難しい。従って、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２とを合わせる場合、間隔Ｄ１に合わせて間隔Ｄ２を設定して支持体１７上に発光素子１９を配置することとなる。間隔Ｄ２を間隔Ｄ１に応じて調整することで、発光装置１０内での輝度ムラの発生を防止することが可能である。
なお、もちろんのことながら、発光ユニット１５上に発光素子１９間の間隔Ｄ１を予め設定しておき、それに合わせて発光ユニット１５の配置間隔を調整し、隣接する発光ユニット１５を跨いで隣接する発光素子１９の間隔Ｄ２を間隔Ｄ１に応じて調整することとしてもよい。
蛍光体層２１は、支持体１７上において発光部１９を埋設するように形成されている。すなわち、蛍光体層２１は、実装基板１１上に配されている複数の発光ユニット１５の全てに亘って、当該複数の発光ユニット１５上に連続的に形成されている。
蛍光体層２１は、例えば、蛍光体粒子及び光散乱材が含まれている樹脂シートである。蛍光体粒子には、例えば青色光によって励起されて黄色蛍光を出射するＣｅ附活イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）、Ｃｅ附活テルビウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＡＧ：Ｃｅ）、オルトシリケート蛍光体（（ＢａＳｒＣａ）ＳｉＯ4、他）、αサイアロン蛍光体（Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕなど）などの蛍光体粒子を用いる。光散乱材は、例えばＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3等からなる光散乱性粒子である。
なお、蛍光体層２１は、蛍光体粒子及び光散乱材が含まれている液状の樹脂またはガラスバインダーを支持体１７上に塗布して、熱硬化等で硬化させることによって形成されていてもよい。また、蛍光体層２１は、蛍光体を含有しているプレート状のものであってもよい。各発光素子１９が蛍光体層２１内に埋め込まれずに、各発光素子１９の上方に蛍光体層２１が載置されているのみであってもよい。
図２Ａに１つの発光ユニット１５の上面図を示す。また、図２Ｂに、図２の２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図を示す。上述したように、発光ユニット１５は、サファイア等の成長基板（図示せず）上に形成された半導体層を成長基板上で複数の素子に区画し、当該区画された複数の素子を支持体１７に貼り合わせ、その後、成長基板を除去することで形成されている。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、支持体１７の発光素子１９が載置されている面と反対側の面すなわち下面には、下面電極２３が形成されている。下面電極２３は、例えば、支持体１７の表面からＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に積層して形成されている。なお、支持体１７としてＳｉ基板を用いる場合には、下面電極２３を形成する前に、支持体１７の下面の熱酸化膜を研削またはウェットエッチング等で除去しておく。
発光ユニット１５を実装基板１１上に搭載する際には、例えば、基板接合層１３上の発光ユニット１５を搭載する位置にＡｕＳｎペーストを塗布し、当該ＡｕＳｎペースト上に下面電極２３が持ち来されるように、実装基板１１上に発光ユニット１５を載置する。その後、加熱することで、基板接合層１３と下面電極２３を接合させる。
支持体１７の上面には、ＳｉＯ2等の絶縁体材料からなる第１の絶縁層としての上面絶縁層２５が形成されている。なお、支持体１７がＳｉ基板である場合、上面絶縁層２５は、Ｓｉ基板の表面に形成される熱酸化膜であってもよい。
上面絶縁層２５上には、Ａｕ等の導電体からなり、互いに離間して形成されている複数の個別配線２７が形成されている。複数の個別配線２７は、各々が、支持体１７の上面の長手方向における一端から発光素子１９の各々の直下の領域にまで伸長している。
すなわち、複数の個別配線２７は、支持体１７の上面の長手方向における一端において露出している一端と、発光素子１９の下に配されている他端とを有している。また、個別配線２７の当該露出している一端には、Ａｕ等の導体からなり、例えばワイヤボンディング等によって外部との電気的接続をとることが可能な、個別配線パッド２７Ａが設けられている。
上面絶縁層２５及び個別配線２７上には、ＳｉＯ2等の絶縁体材料からなる第２の絶縁層としての層間絶縁層２９が形成されている。層間絶縁層２９には、発光素子１９の各々の直下の領域において開口部２９Ｈが形成されており、当該開口部２９Ｈを介して個別配線２７の上面の一部が露出している。また、層間絶縁層２９は、個別配線パッド２７Ａ上には形成されていない。すなわち、層間絶縁層２９は、個別配線パッド２７Ａを露出させかつ発光素子１９の直下の領域において個別配線２７の上面を一部露出させつつ、上面絶縁層２５上において個別配線２７を覆うように形成されている。
層間絶縁層２９上には、Ａｕ等の導電体からなり、各発光素子１９に共通して電気的に接続されている層状の共通配線３１が形成されている。共通配線３１は、開口部２９Ｈを避けるように形成されている。すなわち、開口部２９Ｈ及びその周辺領域は共通配線３１から露出している。
貫通配線３３は、Ａｕ等の導電体からなり、いずれか１の発光素子１９の下の領域において（図では、中央の発光素子）、支持体１７の表面に接し、上面絶縁層２５及び層間絶縁層２９を貫通して層間絶縁層２９上面に至るまで形成されている。すなわち、貫通配線３３は、支持体１７及び共通配線３１と接しており、これらを電気的に接続している。なお、貫通配線３３は、２以上形成されていてもよく。２以上の発光素子１９の下の領域に形成されていてもよい。
個別配線２７の開口部２９Ｈから露出している上面上には、Ａｕ等の導体からなる個別電極３５が形成されている。個別電極３５の各々は、例えば、共通配線３１と離間して形成されることで、共通配線３１と電気的に絶縁されている。
発光素子１９は、共通配線３１及び個別電極３５と接合して、支持体１７上に設けられている。発光素子１９は、支持体１７側からｐ型半導体層３７Ａ、発光層３７Ｂ及びｎ型半導体層３７Ｃの順に積層されてなる半導体構造層３７を有している。半導体構造層３７は、例えば、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成を有している。
半導体構造層３７には、半導体構造層３７の支持体側の面、すなわちｐ型半導体層３７Ａの表面からｐ型半導体層３７Ａ及び発光層３７Ｂを貫通し、ｎ型半導体層３７Ｃの内部にまで達している貫通孔３７Ｈが形成されている。尚、貫通孔３７Ｈは、各発光素子１９に１つのみしか図示していないが、実際は複数形成されている。
ｎ型半導体層３７Ｃの表面には、発光層３７Ｂからの出射光をｎ型半導体層３７Ｃの表面から効率よく外部に放出するための、錐状突起３７Ｐ（図中破線内の構造）が形成されている。この錐状突起３７Ｐは、ｎ型半導体層３７Ｃの表面を、例えばＴＭＡＨ溶液等のアルカリ溶液に浸し、ｎ型半導体層３７Ｃの表面に半導体結晶構造由来の凹凸構造を形成することで形成してもよい。なお、錐状突起３７Ｐは設けられていなくともよい。
ｐ型半導体層３７Ａの表面には、例えば、当該表面からＡｇ、ＴｉＷがこの順に積層されたｐコンタクト電極３９が形成されている。ｐコンタクト電極３９は、ｐ型半導体層３７Ａの表面の貫通孔３７Ｈの周縁領域及びｐ型半導体層３７Ａの表面の端部領域には形成されていない。すなわち、貫通孔３７Ｈの周縁領域及びｐ型半導体層３７Ａの表面の端部領域は、ｐコンタクト電極３９から露出している。
絶縁層４１は、ｐ型半導体層３７Ａ及びｐコンタクト電極３９及び貫通孔３７Ｈの側面を覆うように形成されている。すなわち、貫通孔３７Ｈの底部において、ｎ型半導体層３７Ｃが絶縁層４１から露出している。また、絶縁層４１には、絶縁層４１の表面からｐコンタクト電極３９に達する貫通孔４１Ｈが形成されている。すなわち、ｐコンタクト電極３９の一部は、貫通孔４１Ｈを介して絶縁層４１から露出している。
貫通孔４１Ｈ内には絶縁層４１から露出しているｎ型半導体層３７Ｃの表面に接して、金属材料からなるｎコンタクト電極４３が形成されている。ｎコンタクト電極４３は、例えば、絶縁層４１の表面から突出するように形成されている。
ｐ電極４５は、貫通孔４１Ｈ内に、絶縁層４１から露出しているｐコンタクト電極３９の表面に接して形成されている。ｐ電極４５は、ｐコンタクト電極３９の表面から、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に積層して形成されている。ｐ電極４５は、絶縁層４１から突出するように形成されている。
ｎ電極４７は、絶縁層４１の表面に形成されている。ｎ電極４７は、絶縁層４１の表面から、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に積層して形成されている。ｎ電極４７は、ｐ電極４５と離間して形成されている。
ｐ電極４５及びｎ電極４７は、それぞれ、支持体１７に形成されている個別電極３５及び共通配線３１と、例えば、真空中で加熱圧着されて接合されている。すなわち、個別電極３５とｐ電極４５とが電気的に接続され、かつ共通配線３１とｎ電極４７とが電気的に接続されている。従って、各発光素子１９は、基板接合層１３のパッド部１３Ａと個別配線パッド２７Ａとの間で電気的に並列に接続されている。従って、発光素子１９の各々は、個別配線パッドの各々への電力供給の入切によって個別に駆動させることが可能である。
上述のように、発光素子１９は、支持体１７上に貼り合わせによって形成されている。従って、発光ユニット１５内において、支持体１７上において発光素子１９は非常に間隔を小さく配することが可能である。これにより、隣接する発光素子１９間に形成される暗線の発生を低減することが可能である。
また、上記実施例の発光装置１０によれば、１の発光装置を、各々が複数の発光素子１９が形成された支持体１７からなる複数の発光ユニット１５を配列することによって形成する。すなわち、上記実施例の発光装置１０においては、必要数の発光素子を有する１の発光ユニット１５によって１の発光装置を形成するのではなく、独立した複数の発光ユニット１５を配列して必要数の発光素子を有する発光装置を形成する。
１の発光ユニットによって１の発光装置を形成する場合、発光ユニットに欠陥がある場合には、発光ユニットの一部に欠陥がある場合、発光装置に必要な数の発光素子全てを保持する発光ユニットを交換しなければならない。それに対して、上記実施例の発光装置１０のように、複数の発光ユニット１５を配列して発光装置を形成する場合、発光ユニット１５に欠陥がある場合は、当該欠陥がある発光ユニット１５のみを交換すれば良いので，発光装置１０の歩留まりを向上させることが可能である。
また、上記実施例の発光装置１０においては、隣接する発光ユニット１５の各々の支持体１７の間に空間ＳＰ（図１参照）が形成されている。１の発光ユニット１５の発光素子１９から出射して、蛍光体層２１を伝播して当該１の発光ユニット１５に隣接する発光ユニット１５に向かう光は、この隣接する支持体１７の間の空間ＳＰに入り込むと減衰して当該空間ＳＰからほとんど出てこない。
従って、１の発光ユニット１５の発光素子１９から出射した光が、蛍光体層２１を伝播して隣接する発光ユニット１５へ漏出することを防止することが可能である。特に、発光装置１０を、例えばＡＤＢ（Adoptive Driving Beam：配向可変ヘッドランプ）等に用いる場合に発光素子１９を個別駆動する際、隣接する発光ユニット１５への光の漏出、いわゆる光のクロストークを低減させることが可能である。
また、本発明においては、発光素子１９の膜厚を１０μｍ以下とすることが可能となるため、発光素子１９の側壁からの光出射が減少し、隣接素子へのクロストークをさらに低減することが可能となる。
また、上述のように、発光装置１０においては、互いに独立した複数の発光ユニット１５を配列して必要数の発光素子１９を有する発光装置を形成する。すなわち、発光装置１０に必要な数の発光素子１９が、互いに離間して配されている複数の支持体１７上に分散して設けられている。このように、発光装置に必要な発光素子の全てを１の支持体上に配置する場合よりも、１つ１つの支持体の平面形状を小さくすることで、実装基板と支持体の熱膨張率の差の故に支持体に発生するクラック等の破損を防止することが可能である。
また、上述のように、発光装置１０においては、発光ユニット１５の配列方向に垂直な方向においては、非常に近接して発光素子１９を配置することが可能である。従って、発光ユニットの配列方向に垂直な沿った方向においては、発光素子１９間の間隙に起因する暗線がほとんど発生しない。
よって、発光装置１０の照射方向に配置するレンズ等の光学系によって、照射光の暗線を低減しようとする場合に、発光ユニット１５の配列方向に沿った方向において発生する暗線のみを考慮した光学系にすることができる。従って、発光装置１０に伴って設けられる光学系の構造を単純化することが可能である。
図３に、発光装置１０を用いた照明機器の一例として、照明ユニット５０を示す。照明ユニット５０においては、金属基板５１の表面に実装基板１１を接合して発光装置１０を金属基板５１上に固定している。また、発光装置１０の光出射方向（図中白抜き矢印）には、蛍光体層２１の上面と対向する位置にレンズ５３が設けられている。なお、金属基板５１には，放熱フィン等の放熱を促進する構造を設けたり別体として取り付けたりしてもよい。
上述のように、発光装置１０からの照射光の暗線を低減しようとする場合、発光ユニット１５の配列方向に沿った方向において発生する暗線のみを考慮すればよい。従って、レンズ５３は、発光ユニット１５の配列方向に沿った方向にのみ、例えば発光素子からの出射光による像を互いに重ね合わせるような複数のシリンドリカルレンズを配列するような繰り返し構造を形成すればよい。
すなわち、発光ユニット１５の配列方向と垂直な方向においては、暗線低減のための構造を必ずしも設ける必要がない。従って、発光装置１０を用いることで、レンズ５３に構造の単純なレンズを用いることが可能である。
［変形例１］
以下に、発光装置１０の発光素子１９への給電を、下面電極２３を用いずに行う例について説明する。図４Ａは、変形例１の発光装置１０の発光ユニット１５Ａの上面図である。図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。
［変形例１］
以下に、発光装置１０の発光素子１９への給電を、下面電極２３を用いずに行う例について説明する。図４Ａは、変形例１の発光装置１０の発光ユニット１５Ａの上面図である。図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。
変形例１の発光装置の発光ユニット１５Ａは、上記実施例の発光ユニット１５と、共通配線３１の構成が異なる。また、変形例の発光ユニット１５Ａにおいては貫通配線３３が設けられていない。これ以外の構成は、上記実施例の発光ユニット１５と変形例の発光ユニット１５Ａで同一である。
変形例１の発光ユニット１５Ａにおいて、共通配線３１には、支持体１７上の個別配線パッド２７Ａが形成されている端部と反対側の端部に、Ａｕ等の導体からなり、例えばワイヤボンディング等によって外部との電気的接続をとることが可能な、共通配線パッド３１Ａが設けられている。すなわち、変形例１の発光ユニット１５Ａにおいては、個別配線パッド２７Ａと共通配線パッド３１Ａとの間で、発光素子１９が電気的に並列に接続されている。
変形例１の発光ユニット１５Ａにおいて、下面電極２３は、接合領域１３Ａ（図１Ａ参照）との単なる接合層として機能する。また、変形例１の発光ユニット１５Ａを用いる発光装置１０においては、基板接合層１３には接合領域１３Ａのみがあればよく、接続領域１３Ｂ及びパッド領域１３Ｃは形成されていなくともよい。
また、変形例１の発光ユニット１５Ａを用いる発光装置１０においては、支持体１７を介しての電力供給を行う必要が無いので、支持体１７は導電性基板でなくともよい。すなわち、支持体１７は絶縁性基板であってもよい。支持体１７を絶縁性基板で形成する場合には、上面絶縁層２５は形成する必要はない。
［変形例２］
以下に、上記実施例とは支持体１７の形状が異なる例について説明する。図５は、変形例２の発光装置１０の断面図である。図５に示すように、支持体１７は、各側面において底面１７Ｂから切り込まれている切り欠き凹部Ｃを有しており、支持体１７の頂面１７Ａよりも底面１７Ｂの方が狭くなっている。すなわち、支持体１７は、頂部において頂面１７Ａと平行な方向かつ外方に向かって突出している庇形状の突出部Ｐを有している。
［変形例２］
以下に、上記実施例とは支持体１７の形状が異なる例について説明する。図５は、変形例２の発光装置１０の断面図である。図５に示すように、支持体１７は、各側面において底面１７Ｂから切り込まれている切り欠き凹部Ｃを有しており、支持体１７の頂面１７Ａよりも底面１７Ｂの方が狭くなっている。すなわち、支持体１７は、頂部において頂面１７Ａと平行な方向かつ外方に向かって突出している庇形状の突出部Ｐを有している。
換言すれば、支持体１７は、複数の発光ユニット１５の各々の間の隣接領域に面した側面において、頂面１７Ａにより近い部分に突出部Ｐを有している。
従って、隣り合う発光ユニット１５の支持体１７の側面は、頂面１７Ａ近傍の突出部Ｐが形成されている部分に比べて、突出部Ｐが形成されていない部分において離間している。換言すれば、隣接している支持体１７間の突出部Ｐが形成されている部分よりも下の部分に、隣接する支持体１７の突出部Ｐ間よりも広い間隔を有する空間が形成されている。この突出部Ｐ及び切り欠き凹部Ｃによって形成される空間は、発光ユニット１５と実装基板１１とを接合する際に使用するフラックスを含むＡｕＳｎ等の金属ペーストから溶出するフラックスの逃げとして機能する。
すなわち、変形例２の発光装置１０の製造においては、実装基板１１と発光ユニット１５との接合時に、突出部Ｐ及び切り欠き凹部Ｃによって形成された空間がフラックスの逃げとして機能し、フラックスが支持体１７の間の空間を完全に充填しない。従って、接合時に、溶け出したフラックスによって支持体１７の側面にかかる応力が低減され、溶融接合時における発光ユニット１５の載置位置からの位置ずれ及び傾きを防止することが可能である。
［発光素子の配置例］
上記実施例においては、１つの発光ユニット１５において、支持体１７上に同一サイズの発光素子１９を２列に５個ずつ配置する場合を例に図示及び説明をした。しかし、発光素子１９の他の配列も可能である。例えば、発光素子１９を発光ユニット１５の配列方向と垂直な方向に１列または３列以上に配列してもよい。また、発光素子１９の各々のサイズは異なっていてもよい。例えば、発光ユニット１５の配列方向に垂直な方向において、発光素子１９の素子長を互いに異ならしめてもよい。
［発光素子の配置例］
上記実施例においては、１つの発光ユニット１５において、支持体１７上に同一サイズの発光素子１９を２列に５個ずつ配置する場合を例に図示及び説明をした。しかし、発光素子１９の他の配列も可能である。例えば、発光素子１９を発光ユニット１５の配列方向と垂直な方向に１列または３列以上に配列してもよい。また、発光素子１９の各々のサイズは異なっていてもよい。例えば、発光ユニット１５の配列方向に垂直な方向において、発光素子１９の素子長を互いに異ならしめてもよい。
図６Ａに、発光素子１９の配列態様の変形例を示す。例えば、発光装置１０をＡＤＢの光源として用いる場合、発光装置１０の中央部で発光領域を細かく変更する必要がある場合がある。そのような際には、例えば、発光素子１９の発光ユニット１５の配列方向とは垂直な方向の素子長を、発光ユニット１５の配列方向に沿った中心軸ＡＸに近い発光素子１９ほど小さくすることとしてもよい。すなわち、図５に示すように中心軸ＡＸから近い順に、すなわち発光ユニットの配列方向に垂直な方向における中心位置に近い順に、発光素子１９の幅をＬ１、Ｌ２、Ｌ３とした際に、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３としてもよい。
また、発光素子１９の数を発光ユニット１５によって変えることとしてもよい。図６においては、発光装置１０の中央に近づくに従って発光ユニット１５に搭載する発光素子１９の数を増加させている。すなわち、発光装置１０の中央に近づくに従って、発光素子の数を増加させ、細かい領域毎に点灯及び消灯の制御を行うこととしてもよい。この際も、必要に応じて、中心軸Ｃから近い発光素子ほど幅（素子長）を小さくしてもよい。例えば、中心軸ＡＸから近い順に発光素子１９の幅をＬ４、Ｌ５、Ｌ６とした際に、Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ６としてもよい。
また、図６Ｂに示すように最も小さい発光素子１９Ｓを発光装置１０の中心からずれた位置に配置してもよい。当該最も小さい発光素子１９Ｓ以外の他の発光素子１９のサイズ（素子長）は、当該最も小さい発光素子１９Ｓから遠ざかるほど大きくなっている。例えば、他の発光素子１９のサイズは、最も小さい発光素子１９Ｓから離れるに従って、単調に増加することとしてもよい。なお、各発光ユニット１５は同じものを使用している。
このような発光装置を照明ユニット５０として組んだ場合、レンズの光軸と位置を合わせる軸は、発光ユニット１５の中心よりも、最も小さい発光素子１９Ｓ側に近い位置に配置される。
また、図７に示すように、互いに異なる大きさを有する発光ユニット１５を配列することとしてもよい。この際、図７に示すように、発光ユニット１５の配列方向に対して、発光ユニット１５を互いにオフセットさせて配置してもよい。
上記実施例においては、発光素子１９を個別に駆動する例を説明したが、配線を適宜変更することで、発光素子の駆動方法を個別駆動、又は全体もしくは発光素子１９のグループ毎の一括駆動などの駆動制御も可能となる。
また、上記実施例においては、発光素子１９がＬＥＤ素子である場合を例に説明したが、発光素子１９は垂直共振器型発光ダイオード等、他の発光素子であってもよい。
なお、上記実施例においては、蛍光体層２１は、全ての発光ユニット１５に亘って連続的に形成されている場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、発光ユニット毎、発光ユニット内で一列毎、発光素子毎に蛍光体層２１を夫々形成することで断続的に蛍光体層２１を形成することとしてもよい。また、この場合、夫々形成された蛍光体層２１同士間の間隙に、例えば、白樹脂や黒樹脂等を埋めて遮光を行うこととしてもよい。このようにすることで、蛍光体層２１を伝播して、隣接する発光素子１９の領域への光の漏出、いわゆる光のクロストークを低減させることが可能である。
上述した実施例における種々の数値、寸法、材料等、例えば半導体構造層の構成または金属層の構成は、例示に過ぎず、用途及び製造される半導体素子等に応じて、適宜選択することができる。
１０ 発光装置
１１ 実装基板
１３ 基板接合層
１５、１５Ａ 発光ユニット
１７ 支持体
１９、１９Ｓ 発光素子
２１ 蛍光体層
２３ 下面電極
２５ 上面絶縁層
２７ 個別配線
２９ 層間絶縁層
３１ 共通配線
３３ 貫通配線
３５ 個別電極
３７ 半導体構造層
３９ ｐコンタクト電極
４１ 絶縁層
４３ ｎコンタクト電極
４５ ｐ電極
４７ ｎ電極
５０ 照明ユニット
５１ 金属基板
５３ レンズ
Ｃ 切り欠き凹部
Ｐ 突出部
１１ 実装基板
１３ 基板接合層
１５、１５Ａ 発光ユニット
１７ 支持体
１９、１９Ｓ 発光素子
２１ 蛍光体層
２３ 下面電極
２５ 上面絶縁層
２７ 個別配線
２９ 層間絶縁層
３１ 共通配線
３３ 貫通配線
３５ 個別電極
３７ 半導体構造層
３９ ｐコンタクト電極
４１ 絶縁層
４３ ｎコンタクト電極
４５ ｐ電極
４７ ｎ電極
５０ 照明ユニット
５１ 金属基板
５３ レンズ
Ｃ 切り欠き凹部
Ｐ 突出部
Claims (7)
- 実装基板と、
前記実装基板上に配された複数の支持体及び前記支持体の上面に配された複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子は、前記複数の支持体の配列方向に垂直な方向に沿って複数配列されていることを特徴とする発光装置。 - 前記複数の発光素子は、１つの前記支持体上で前記配列方向に沿って複数配され、１つの前記支持体上で隣接する発光素子は、隣接する前記支持体間で隣接する発光素子間の間隔と略等しい間隔で前記配列方向に沿って配されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子は、前記複数の支持体の配列方向に垂直な方向において、異なる素子長を有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子は、前記複数の支持体の配列方向に垂直な方向において、前記垂直な方向における素子長が最も小なる発光素子から離れるに従って、前記垂直な方向における素子長が単調に増加することを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
- １つの前記支持体上の前記複数の発光素子は、電気的に互いに並列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の発光装置。
- 前記複数発光素子は、その膜厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の発光装置。
- 前記発光素子の上に、少なくとも１つの前記支持体上の全ての前記複数の発光素子に亘って連続的に亘って連続的に形成されている蛍光体層を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の発光装置。
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