JP4657995B2 - Ledチップ積層体及びledチップ配列体 - Google Patents
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Description
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係るLEDチップ配列体を収納する光学媒体を示す模式的な鳥瞰図で、図1(b)は、対応する断面図である。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るLEDチップ配列体を備えた発光体は、所定の波長の光を発する複数のLEDチップ201,202,203,204,・・・・・と、この複数のLEDチップ201,202,203,204,・・・・・をほぼ完全に収納する光学媒体116とから少なくとも構成されている。具体的には、LEDチップ201,202,203,204,・・・・・は、それぞれディスク型のパッケージにモールドされている(以下において、これらディスク型のパッケージにモールドされたLEDチップ201,202,203,204,・・・・・を「ディスク型LED201,202,203,204,・・・・・」と言う。)。そして、この光学媒体116は、入射面と、入射面から入射した光を出射する出射面と、入射面と出射面とを接続し、複数のLEDチップから発せられた光の波長に対して透明の固体からなる光伝送部とを有する。図1に示すように、光学媒体116は、円筒型の側面と、半球状の頂部からなる弾丸型の形状である。更に、この弾丸型の光学媒体116はディスク型LED201,202,203,204,・・・・・を収納するための凹部を、底部に有している。この凹部は、上記の入射面とこの入射面に連続して形成された側壁部とから構成されている。即ち、凹部の底部が上記の入射面として機能している。図1においては、凹部は円筒型の側面と、半球状の底部からなる弾丸型の形状で構成されている。凹部の側面を構成する円筒の内径は2mm〜6.5mm程度とすることが出来る。一方、光学媒体116の側面を構成する円筒の外径は、10mm〜50mm程度に選ぶことが可能である。
本発明の第1の実施の形態に係るLEDチップ配列体では、複数のLEDチップ201,202,203,204,・・・・・がそれぞれディスク型のパッケージにモールドされた構造を説明したが、ベアチップの状態で、弾丸型に成形されたフィルム基板23の上に配置してもかまわない。ベアチップの方が、より密接した状態で配置できるので好ましい。即ち、本発明の第2の実施の形態に係る光学媒体を備えた発光体の説明においては、図6及び図7に示すように、LEDチップ配列体として、複数のベアチップの状態のLED201,202,203,204,・・・・・を弾丸型に成形されたフィルム基板23の上に配置する場合の具体的構造を示す。光学媒体116の構造は、本発明の第1の実施の形態に係る光学媒体と同一で良いので説明を省略する。
本発明のLEDチップ配列体を収納する光学媒体117の出射面は、図8に示すように複数の曲率を有した面でも良い。他は図5と基本的に同じであるので、重複した説明を省略する。図8に示す光学媒体117の出射面は、図9に示すような魚眼レンズ的な構造でも、図10に示すような同心円状の湾曲面でもかまわない。
本発明の第1乃至第3の実施の形態に係るLEDチップ配列体は、複数のLEDチップ201,202,203,204,・・・・・を弾丸型に成形されたフィルム基板23の表面に、いわば準平面的(準2次元的)に配列したものである。この場合、現実にはそれぞれのLEDチップに対応した複数の出力光の光軸が存在するので、複数のLEDチップ201,202,203,204,・・・・・を点光源と見なすのが困難になる場合がある。本発明の第4の実施の形態に係るLEDチップ積層体は、図12に示すように、複数のLEDチップ61,62,63,・・・・・のそれぞれを、チップの主表面に垂直方向に積層し、それぞれの出力光の光軸を一致させている。上述したように、「主表面」とは平行平板の互いに対向する二つの平面であり、LEDチップ201,202,203,204,・・・・・のそれぞれのpn接合面とも平行な面である。図13は、複数のLEDチップ61,62,63,・・・・・の積層状態を詳細に説明する図である。簡単化のため3層の積層で示しているが、4層以上の多層で良いことは勿論である。図13において、第1層のLEDチップ(第1層LED)61は、サファイア基板611の上に積層されたn型半導体層612、活性層613,p型半導体層614から構成されている。サファイア基板611は、接着剤602により、支持台64に固定されている。アノード電極615は、p型半導体層614の上面のほぼ全面に形成することが出来る。アノード電極615の中央部は、活性層613の発光に対して透明な電極層で構成すれば良い。アノード電極615の額縁状の周辺部は、ボンディング用に0.5μm乃至2μm程度の比較的厚い金(Au)薄膜等で構成されている。カソード電極616は特に透明である必要はない。アノード電極615の額縁状の周辺部に銅(Cu)箔からなるTABリード(ビームリード)617が接続されている。カソード電極616も同様に、銅箔からなるTABリード(ビームリード)618が接続されている。第2層のLEDチップ(第2層LED)62は、サファイア基板621の上に積層されたn型半導体層622、活性層623,p型半導体層624から構成されている。サファイア基板621は、透明接着剤605により、第1層のLEDチップ61の上に固定されている。アノード電極625は、p型半導体層624の上面のほぼ全面に形成することが出来る。アノード電極625の中央部は、活性層623の発光に対して透明な電極層で構成すれば良い。アノード電極625の額縁状の周辺部は、ボンディング用に0.5μm乃至2μm程度の比較的厚い金(Au)薄膜等で構成されている。カソード電極626は特に透明である必要はない。アノード電極625の額縁状の周辺部に銅(Cu)箔からなるTABリード(ビームリード)627が接続されている。カソード電極626も同様に、銅箔からなるTABリード(ビームリード)628が接続されている。同様に第3層のLEDチップ(第3層LED)63は、サファイア基板631の上に積層されたn型半導体層632、活性層633,p型半導体層634から構成されている。サファイア基板631は、透明接着剤606により、第2層のLEDチップ62の上に固定されている。アノード電極635は、p型半導体層634の上面のほぼ全面に形成することが出来る。アノード電極635の中央部は、活性層633の発光に対して透明な電極層で構成すれば良い。アノード電極635の額縁状の周辺部は、ボンディング用に0.5μm乃至2μm程度の比較的厚い金(Au)薄膜等で構成されている。カソード電極636は特に透明である必要はない。アノード電極635の額縁状の周辺部に銅(Cu)箔からなるTABリード(ビームリード)637が接続されている。カソード電極636も同様に、銅箔からなるTABリード(ビームリード)638が接続されている。TABリード(ビームリード)617,627,637,618,628,638とボンディングパッド615,625,635,616,626,636との接続は、熱圧着ボンディング、超音波ボンディング、金(Au)バンプ、半田等の通常TABボンディングで用いられている手法を用いれば良い。また、TABリード(ビームリード)617,627,637は、端子603に導電性の接着剤や半田等により接続されている。TABリード(ビームリード)618,628,638は、端子604に導電性の接着剤や半田等により接続されている。複数のLEDチップ61,62,63は樹脂封止体608でモールドされている。
上記のように、本発明は第1乃至第4の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
12 電流制限回路
21 第1のピン
22 第2のピン
23 フィルム基板
24、25 樹脂
26 背面鏡
61,62,63,61a,62a,63a,61b,62b,63b,61c,62c,63c LEDチップ
64、67 支持台
65 補強具
116,117 光学媒体
201,202,203,204 ディスク型LED
221,222,223,224,225 アルミニウム(Al)配線
211a,211b,212a,212b,213a,213b,214a,214b 半田
301,302,303,304 LEDチップ
311,312,313,314 セラミックパッケージ
401,611,621,631 サファイア(Al2 O3 )基板
402,612,622,632 n型半導体層
403,613,623,633 活性層
404,614,624,634 p型半導体層
405,615,625,635 アノード電極
406,646,626,636 カソード電極
411,412 半田ボール
501 接着剤層
502、602 接着剤
511,512 ビームリード
603,604 端子
605,606 透明接着剤
608 樹脂封止体
617,627,637,618,628,638 TABリード
Claims (3)
- 同一の表面側にそれぞれアノード電極とカソード電極を備える複数のLEDチップを、それぞれのLEDチップの主表面に垂直方向に積層し、
前記複数のLEDチップのそれぞれのアノード電極及びカソード電極から、それぞれ独立してビームリードを引き出し、前記複数のLEDチップを並列接続したことを特徴とするLEDチップ積層体。 - 赤、緑、青のLEDチップを、前記複数のLEDチップのそれぞれとして、積層したことを特徴とする請求項1に記載のLEDチップ積層体。
- 複数の前記LEDチップ積層体を、弾丸型に成形されたフィルム基板の上に配列したことを特徴とする請求項1又は2に記載のLEDチップ配列体。
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