JP6367526B2 - 複数の方向に出光可能な発光ダイオードチップを形成するためのサファイア基板、発光ダイオードチップ、及び発光装置 - Google Patents

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    • H01L2224/13101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13109—Indium [In] as principal constituent
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    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13144—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
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    • H01L2224/1329—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/2919—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
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    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
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Description

本発明は、サファイア基板、発光ダイオードチップ及び発光装置に関し、特に複数の方向に出光可能な発光ダイオードチップを形成するためのサファイア基板、発光ダイオードチップ、及び発光装置に関する。
発光ダイオード（LED：Light Emitting Diode）は、その自身より発せられた光が指向性に偏る光源であり、通常市場で販売されている電球のような発散型の光源ではないため、その適用が限定されることになる。例えば、一般の室内又は室外照明用のランプに適用される場合は、求められる光パターンを実現することができなくなる。また、従来の発光ダイオードチップは、片面のみで発光できるものであるため、発光効率が低い。
本発明は、発光効率を向上でき、光パターンを改善でき、コストを節約できる複数の方向に出光可能な発光ダイオードチップを形成するためのサファイア基板を提供することを目的とする。
本発明の一の好適な実施例は、複数の方向に出光可能な発光ダイオードチップを形成するためのサファイア基板であって、互いに対向するように設けられる成長面及び第２の主表面を含み、前記サファイア基板の厚さは、２００μｍ以上である、サファイア基板を提供する。
本発明の一の好適な実施例は、透明基板と、複数の発光ダイオード構造と、絶縁層と、導電パターンと、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は、互いに対向するように設けられる成長面及び第２の主表面を有する。前記複数の発光ダイオード構造は、前記成長面に設けられ、前記成長面の前記複数の発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、各前記複数の発光ダイオード構造は第１の電極及び第２の電極を有する。前記絶縁層は、前記複数の発光ダイオード構造の少なくとも一部に設けられる。前記導電パターンは、前記絶縁層に設けられ、且つ複数の前記第１の電極の少なくとも一部及び複数の前記第２の電極の少なくとも一部に電気的に接続される。前記複数の発光ダイオード構造のうち少なくとも１つの前記発光ダイオード構造の発光方向は、光が前記透明基板を介して前記第２の主表面から出射する方向を含む。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は、材質がサファイアを含み、成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は、前記透明基板を透過して、成長面に対応する第２の主表面から出射する。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、エネルギー変換層と、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は、前記透明基板を透過して、成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記エネルギー変換層は、少なくとも前記発光ダイオード構造又は前記第２の主表面に設けられ、前記複数の発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部を吸収し、光線の波長を変換する。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、複数の発光ダイオード構造と、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は成長面を有する。前記複数の発光ダイオード構造は前記成長面に設けられる。前記各発光ダイオード構造の前記透明基板により遮蔽されていない発光面は、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成する。前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きく、前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射し、前記第１の主表面又は前記第２の主表面の面積は前記発光ダイオード構造の発光面の総面積の５倍以上である。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、少なくとも１つのダイヤモンド状炭素膜と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は成長面を有する。前記ダイヤモンド状炭素膜は前記透明基板に設けられる。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられる。前記各発光ダイオード構造の前記透明基板により遮蔽されていない発光面は、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、少なくとも一つの発光ダイオード構造と、反射鏡又はフィルターと、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は成長面を有し、前記反射鏡又はフィルターは、前記透明基板の前記成長面に対応する第２の主表面又は成長面に設けられる。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられる。前記各発光ダイオード構造の前記透明基板により遮蔽されていない発光面は、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。
本発明の他の好適な実施例は、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、第１の接続導線と、第２の接続導線と、を含む発光ダイオードチップを提供する。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記透明基板の対向する両端に設けられ、前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記発光ダイオード構造に電気的に接続されている。
本発明の他の好適な実施例は、載置基部と、上述の発光ダイオードチップと、を含み、前記発光ダイオードチップは前記載置基部に固定されている、発光装置を提供する。
本発明の他の好適な実施例は、発光ダイオードチップと、支持フレームと、を含む発光装置を提供する。前記発光ダイオードチップは、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、第１の接続導線と、第２の接続導線と、を含む。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記透明基板の対向する両端に設けられ、前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記発光ダイオード構造に電気的に接続されている。前記支持フレームは少なくとも１つの切欠きを含み、前記発光ダイオードチップは前記切欠きに対応するように設けられる。
本発明の他の好適な実施例は、複数の発光ダイオードチップと、装置基部と、を含む発光装置を提供する。各発光ダイオードチップは、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、第１の接続導線と、第２の接続導線と、を含む。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記透明基板の対向する両端に設けられ、前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記発光ダイオード構造に電気的に接続されている。前記装置基部は、載置基部と、前記載置基部から外へ延伸するように設けられる複数の支持フレームと、を含む。各支持フレームは少なくとも１つの切欠きを含み、前記発光ダイオードチップは前記切欠きの少なくとも一部に対応するように設けられる。
本発明の他の好適な実施例は、複数の発光ダイオードチップと、ライトストリップと、を含む発光装置を提供する。各発光ダイオードチップは、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、第１の接続導線と、第２の接続導線と、を含む。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記透明基板の対向する両端に設けられ、前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記発光ダイオード構造に電気的に接続されている。前記ライトストリップは複数の切欠きを含む。前記ライトストリップは延伸方向を有し、前記複数の切欠きは前記延伸方向に沿って配列するように設けられ、各発光ダイオードチップは前記切欠きの少なくとも一部に対応するように設けられる。
本発明の他の好適な実施例は、複数の発光ダイオードチップと、載置基部と、を含む発光装置を提供する。各発光ダイオードチップは、透明基板と、少なくとも１つの発光ダイオード構造と、第１の接続導線と、第２の接続導線と、を含む。前記透明基板は成長面を有する。前記発光ダイオード構造は前記成長面に設けられ、前記成長面の前記発光ダイオード構造により覆われていない部分と共に発光可能な第１の主表面を形成し、前記発光ダイオード構造の出射角度は１８０度よりも大きい。前記発光ダイオード構造から発せられた光線の少なくとも一部は前記透明基板を透過して、前記成長面に対応する第２の主表面から出射する。前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記透明基板の対向する両端に設けられ、前記第１の接続導線及び前記第２の接続導線のそれぞれは前記発光ダイオード構造に電気的に接続されている。前記載置基部は複数の切欠きを含み、前記複数の切欠きはマトリックスとなるように配列され、前記発光ダイオードチップは前記切欠きの少なくとも一部に対応するように設けられる。
本発明の他の好適な実施例は、載置基部と、複数の支持フレームと、を含む装置基部を有する発光装置を提供する。各支持フレームは、前記載置基部から外へ延伸するように設けられ、各支持フレームは少なくとも１つの切欠きと、該切欠きの両側にそれぞれ設けられる複数の電極と、を含む。
本発明に係る発光ダイオードチップは、発光ダイオード構造が透明基板に設けられ、発光ダイオード構造から発せられた光線が透明基板を透過する。従って、本発明に係る発光ダイオードチップは、少なくとも複数の方向又は全方向に発光することができ、発光効率を向上でき、従来の発光ダイオードチップの光パターンが悪いという問題点を改善できる。また、本発明に係る発光ダイオードチップの絶縁層、導電パターン及び発光ダイオード構造はウエハレベルの製造方法を用いて製造でき、コストを大幅に節約でき、且つ良い信頼性を有する。
本発明の一の好適な実施例に係る発光ダイオードチップの構成を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る発光ダイオードチップの構成を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る異なる形式の発光ダイオード構造が導線に連結される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る異なる形式の発光ダイオード構造が導線に連結される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る異なる形式の発光ダイオード構造が導線に連結される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係るエネルギー変換層の配置を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係るエネルギー変換層の配置を示す図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップの断面図である。 本発明の他の好適な実施例の変形例に係る発光ダイオードチップの同価回路図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップを示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る載置基部を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る回路基板を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る反射鏡を示す図でである。 本発明の一の好適な実施例に係るダイヤモンド状炭素膜を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板が載置基部に挿入或いは粘着される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板が載置基部に挿入或いは粘着される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板が載置基部に挿入或いは粘着される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板が、支持フレームを有する載置基部に粘着される様子を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板が、支持フレームを有する載置基部に粘着される様子を示す図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の斜視図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の装置基部の斜視図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の斜視図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板を載置機構に点対称又は線対称となるように配置する様子を示す平面図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板を載置機構に点対称又は線対称となるように配置する様子を示す平面図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板を載置機構に点対称又は線対称となるように配置する様子を示す平面図である。 本発明の一の好適な実施例に係る透明基板を載置機構に点対称又は線対称となるように配置する様子を示す平面図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係るランプ筐体を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係るランプ筐体を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る広告看板式のランプ筐体の平面図である。 本発明の一の好適な実施例に係る電球式の実施を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る電球式の実施を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る電球式の実施を示す図である。 本発明の一の好適な実施例に係る電球式の実施を示す図である。 本発明の他の好適な実施例に係るライトストリップを示す図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の斜視図である。 本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。
図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、本発明の一の好適な実施例を説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一の好適な実施例に係る発光ダイオードチップの構成を示す図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、発光ダイオードチップ１は、透明基板２、成長面２１０、第１の主表面２１Ａ、第２の主表面２１Ｂ、及び複数の方向に出光可能な少なくとも１つの発光ダイオード構造３を含む。平板シート状の透明基板２自身は、２つの主要面を有し、そのうちいずれか一つの主要面は成長面２１０であり、発光機能を有する発光ダイオード構造３は成長面２１０の上に設けられる。発光ダイオード構造３の透明基板２により遮蔽されていない発光面３４は、成長面２１０の発光ダイオード構造３が設けられていない部分と共に、発光可能な第１の主表面２１Ａを形成する。発光ダイオード構造３が設けられていない、透明基板２のもう１つ主要面は第２の主表面２１Ｂである。上述した配置方法は、逆にしてもよい。また、透明基板２の両面のそれぞれに発光ダイオード構造３が設けられてもよく、この場合、両面上の発光ダイオード構造３は対応して、交互にずらすように配列されてもよい。よって、各面上の発光ダイオード構造３が発光する時に、光線は、もう１つの面における発光ダイオード構造により遮蔽されることなく、透明基板２を順調に透過して、もう１つの面から出射することができるため、単位面積の発光強度を増加できる。透明基板２の材質は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、アルミナを含むサファイア、炭化珪素（ＳｉＣ）、ガラス、プラスチック、又はゴムであってもよく、サファイア基板を採用するのは好ましい。これは、このような材料が単結晶構造であるため、よい光透過率を有し、放熱能力がよく、発光ダイオードチップ１の使用期間を延長できるからである。但し、従来のサファイア基板を使用すると、割れやすいという問題点があるため、本発明では、実験で検証した上、好適には、透明基板２は厚さが２００μｍ以上のサファイア基板を用いる。このように、よい信頼性を図ることができ、よい載置機能及び光透過機能を有する。また、好適には、本発明に係る発光ダイオード構造３の出射角度は１８０度よりも大きい。即ち、透明基板２に設けられる発光ダイオード構造３は、発光面３４が基板から離れる方向へ光線を発する以外、発光ダイオード構造３も、少なくとも一部が透明基板２に入る光線を発する。そして、透明基板２に入った光線は、透明基板２の第１の主表面２１Ａに対応する第２の主表面２１Ｂから出射する以外、透明基板２の成長面２１０の発光ダイオード構造３が設けられていない部分及びその他の表面からも出射する。よって、発光ダイオードチップ１は少なくとも両面、複数の方向、又は全方向に出射することができる。本発明では、第１の主表面２１Ａ又は第２の主表面２１Ｂの面積は、該主表面の上に設けられる発光ダイオード構造３の発光面３４の総面積の５倍以上であり、これは発光効率と放熱などの条件とを両立するための配置の比例である。
また、本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップ１は、第１の主表面２１Ａと第２の主表面２１Ｂから発せられた光線の色温度の差異が１５００Ｋ以下であるため、発光ダイオードチップ１は完全に一致する発光効果を有する。また、透明基板２の光透過特性について、発光ダイオード構造３から発せられた光線の波長範囲が４２０ｎｍ以上、及び／又は該光線の波長範囲が４７０ｎｍ以下である場合、上述した透明基板２の厚さの状態において、透明基板２の光線透過率は７０％以上である。
本発明は上述した実施例に限定されない。以下は、本発明の他の好適な実施例を順次に説明し、各実施例の相違点を対比し、且つ簡単に説明するため、各実施例において同一の部材を同一の符号で表示し、主に各実施例の相違点を説明し、重複する部分の説明を省略する。
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、本発明では、給電及び発光を行うため、発光ダイオード構造３自身は第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂを含み、第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂのそれぞれは、透明基板２の上に設けられ、第１の接続導線２３Ａ及び第２の接続導線２３Ｂに電気的に接続されている。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、異なる形式の発光ダイオード構造が導線に連結される様子をそれぞれ示している。図２Ａは、横式の発光ダイオード構造を示し、発光ダイオード構造３は透明基板２の成長面２１０の上に設けられ、第１の電極３１Ａ及び第２の電極３２Ｂはワイヤボンディング（wire bonding）方式で第１の接続導線２３Ａ及び第２の接続導線２３Ｂにそれぞれ電気的に連結（結合）されている。図２Ｂはフリップ・チップ（flip chip）式の発光ダイオード構造を示し、発光ダイオード構造３は逆さまにされ、且つ第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂを介して透明基板２に連結されており、第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂは溶接又は粘着の方式で第１の接続導線２３Ａ及び第２の接着導線２３Ｂにそれぞれ電気的に連結されている。図２Ｃに示すように、発光ダイオード構造３の両端には第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂが設けられ、発光ダイオード構造３を縦に設置することによって、第１の電極３１Ａ及び第２の電極３１Ｂを第１の接続導線２３Ａ及び第２の接続導線２３Ｂにそれぞれ接続する。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本発明に係る発光ダイオードチップ１はエネルギー変換層４をさらに含んでもよい。エネルギー変換層４は、第１の主表面２１Ａ及び／又は第２の主表面２１Ｂに設けられてもよいし、発光ダイオード構造３に直接的に設けられてもよい。エネルギー変換層４は、発光ダイオード構造３と直接接触してもよいし、発光ダイオード構造３と直接接触せず、一定の距離を隔ててもよい。エネルギー変換層４は、発光ダイオード構造３から発せられた光線の少なくとも一部を受けてその波長をもう１つの波長範囲に変換するように、少なくとも一種の蛍光粉、例えばガーネット系、硫酸塩系、又はケイ酸塩系の無機材質又は有機材質の蛍光粉を含む。例えば、発光ダイオード構造３が青色の光を発する場合、エネルギー変換層４は青色の光の一部を黄色の光に変換して、発光ダイオードチップ１は青色光と黄色光とを混合することで白光を発する。また、第１の主表面２１Ａの光源からの光は主に発光ダイオード構造３の発光面から出射し、第２の主表面２１Ｂの光源は発光ダイオード構造３の光線が透明基板２を透過して発せられた光であり、２つの表面の光線の強度が異なるため、本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップ１の第１の主表面２１Ａ及び第２の主表面２１Ｂにあるエネルギー変換層４の蛍光粉の含有量はそれに応じて調節されてもよい。例えば、発光ダイオードチップ１の光線強度又は光パターンが応用の要求に合わせるように、第２の主表面２１Ｂに対する第１の主表面２１Ａの蛍光粉（又は第２の主表面２１Ｂ上の蛍光粉に対する発光ダイオード構造上の蛍光粉）の含有量の比率範囲は１：０．５〜１：３にあってもよい。また、発光ダイオードチップ１の波長変換効率及び発光効果を向上するため、発光ダイオードチップ１の第１の主表面と前記第２の主表面から発せられた光線の色温度の差異は１５００Ｋ以下であってもよい。
図４は、本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップの断面図である。図４に示すように、本実施例に係る発光ダイオードチップ１０は、透明基板２、複数の発光ダイオード構造１４、絶縁層２０、及び導電パターン２２を含む。透明基板２は、互いに対向するように設けられる成長面２１０及び第２の主表面２１Ｂを有する。複数の発光ダイオード構造１４は透明基板２の成長面２１０の上に設置或いは形成され、各発光ダイオード構造１４は第１の電極１６及び第２の電極１８を含む。発光ダイオード構造１４の透明基板２により遮蔽されていない発光面３４は、成長面２１０の発光ダイオード構造１４が設けられていない部分と共に、第１の主表面２１Ａを形成する。絶縁層２０は、複数の発光ダイオード構造１４の少なくとも一部に設けられる。導電パターン２２は絶縁層２０の上に設けられ、第１の電極１６の少なくとも一部及び第２の電極１８の少なくとも一部に電気的に接続される。導電パターン２２は、例えば金属線路配置又は一般のワイヤボンディングにより構成されたパターンであってもよいが、これに限定されず、他の材質により構成された導電パターンであってもよい。
発光ダイオード構造１４は、透明基板２に順次に形成された第１の半導体層１４１、活性層１４２、及び第２の半導体層１４３を含んでもよい。好適には、第１の半導体層１４１はＮ型半導体層であってもよく、第２の半導体層１４３はＰ型半導体層であってもよいが、これに限定されない。第１の半導体層１４１、活性層１４２、及び第２の半導体層１４３の材料は、３Ａ族の窒化物、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んでもよいが、これに限定されない。発光ダイオード構造１４は、第１の半導体層１４１と透明基板２との間に設けられる緩衝層１３をさらに含んでもよい。緩衝層１３の材料は、３Ａ族の窒化物、例えば窒化アルミニウムを含んでもよいが、これに限定されない。第１の電極１６及び第２の電極１８は、第２の半導体層１４３及び第１の半導体層１４１にそれぞれ電気的に接続されている。第１の電極１６及び第２の電極１８は、金属電極であってもよいが、これに限定されない。
また、発光ダイオードチップ１０は、透明基板２及び発光ダイオード構造１４に設けられるエネルギー変換層４をさらに含む。発光ダイオード構造１４から発せられた光線（図示せず）は特定の波長を有してもよく、エネルギー変換層４はこの特定の波長を少なくとも一部変換することができるため、発光ダイオードチップ１０はその他の特定の波長又はより大きい波長範囲の光線を発することができる。
本実施例では、発光ダイオード構造１４は導電パターン２２により直列方式で電気的に接続されているが、これに限定されない。また、本実施例では、絶縁層２０、導電パターン２２、発光ダイオード構造１４（第１の半導体層１４１、活性層１４２及び第２の半導体層１４３を含む）、及び緩衝層１３は一緒に製造される、即ち緩衝層１３、第１の半導体層１４１、活性層１４２及び第２の半導体層１４３を順次に透明基板２に設置した後、絶縁層２０及び導電パターン２２をさらに順次に設置して、切断する。絶縁層２０及び導電パターン２２は、例えば写真エッチング（photolithography etching）プロセスにより設置されてもよいが、これに限定されない。本実施例に係る発光ダイオードチップ１０の絶縁層２０、導電パターン２２及び発光ダイオード構造１４は、ウエハレベルの製造方法を用いて製造されたものであり、コストを大幅に節約でき、且つ良い信頼性を有する。
また、透明基板から出られた光線の出射光量を増加し、光の分布を均一化するため、選択的には、第２の主表面２１Ｂは非平面構造１２Ｍを有してもよい。非平面構造１２Ｍは各種の突出する或いは凹む幾何構造、例えばピラミッド、円錐体、半球体又は三角柱などであってもよく、非平面構造１２Ｍの配列は規律的な配列又はランダムの配列であってもよい。また、導熱及び放熱の効果を増加するため、第２の主表面２１Ｂにダイヤモンド状炭素（DLC：diamond-like carbon）膜２５が選択的に設けられてもよい。また、第２の主表面２１Ｂとダイヤモンド状炭素膜２５との間に光学膜２８が設けられてもよい。材料の選択について、光の出射量を増加するため、好適には、光学膜２８の屈折率は、透明基板２の屈折率と、ダイヤモンド状炭素膜２５の屈折率又はエネルギー変換層４の屈折率との間にあってもよい。
図４及び前述した他の図面を参照しながら、図５に示される変形例を説明する。図５は、本発明の他の好適な実施例の変形例に係る発光ダイオードチップの同価回路図である。図５に示すように、本変形例では、発光ダイオードチップ１０’の複数の発光ダイオード構造１４は、導電パターン２２を介して直列／並列混合（ミックス）方式で電気的に接続され、接続導線を介して外部の電源に電気的に連結される。
図６は、本発明の他の好適な実施例に係る発光ダイオードチップを示す図である。図６に示すように、本発明に係る発光ダイオードチップ３１０は、透明基板２、少なくとも１つの発光ダイオード構造３、第１の接続電極３１１Ａ、第２の接続電極３１１Ｂ、及び少なくとも１つのエネルギー変換層４を含む。発光ダイオード構造３は透明基板２の成長面２１０に設けられ、発光する第１の主表面２１Ａを形成する。本実施例では、発光ダイオード構造３の出射角度は１８０度よりも大きく、発光ダイオード構造３から発せられた光線の少なくとも一部は透明基板２に入射し、入射光線の少なくとも一部は第１の主表面２１Ａに対応する第２の主表面２１Ｂから出射し、一部は透明基板２のその他の表面から出射し、よって、六面で発光する発光効果が達成される。第１の接続電極３１１Ａ及び第２の接続電極３１１Ｂのそれぞれは透明基板２の両端又は同一側（図示せず）に設けられ、透明基板２上の第１の接続導線及び第２の接続導線を介して延伸するチップの外部接続電極であるため、第１の接続電極３１１Ａ及び第２の接続電極３１１Ｂは発光ダイオード構造３にそれぞれ電気的に接続される。エネルギー変換層４は、少なくとも発光ダイオード構造３及び／又は第２の主表面２１Ｂを覆っており、第１の接続電極３１１Ａ及び第２の接続電極３１１Ｂの少なくとも一部を露出させる。エネルギー変換層４は、発光ダイオード構造３及び／又は透明基板２から発せられた光線の少なくとも一部を吸収し、もう１つの波長の光線に変換して、吸収されていない光線と混合させ、発光ダイオードチップ３１０の発光波長範囲及び発光効果を増加する。言い換えれば、エネルギー変換層４は、第１の接続電極３１１Ａ及び第２の接続電極３１１Ｂを覆わなくてもよい。本実施例に係る発光ダイオードチップ３１０は、透明基板２の対向する両端にそれぞれ設けられる第１の接続電極３１１Ａ及び第２の接続電極３１１Ｂを有するため、発光ダイオードチップ３１０は独自に製造された後で、適切な載置基部と結合されることができるため、製造合格率全体を向上でき、構造を簡単化させることができ、配合した載置基部の設計変化を増加できる。
図７Ａに示すように、本発明の一の実施例は上述した発光ダイオードチップを用いる発光装置１１であり、発光装置１１は載置基部５をさらに含む。発光ダイオードチップの透明基板２は、載置基部５において横に置いてもよいし、載置基部５の上に縦に設けられ、且つ載置基部５に連結されてもよい。例えば、透明基板２と載置基部５とは第１の夾角θ１をなし、第１の夾角θ１は固定されてもよいし、発光装置の光パターンに応じて調整されてもよく、好適には、第１の夾角θ１の角度範囲が３０°〜１５０°にある。
図７Ｂに示すように、本発明の発光装置１１の載置基部５は回路基板６をさらに含み、回路基板６は、外部電源と連結され、透明基板２上の第１の接続導線及び第２の接続導線（図示せず）に電気的に連結されることによって、発光ダイオード構造３に電気的に接続される。よって、外部電源は、回路基板を介して発光ダイオード構造３が求める電力を供給する。回路基板６を設けない場合は、発光ダイオード構造３は、第１の接続導線及び第２の接続導線（図示せず）を介して載置基部５と直接電気的に接続されてもよく、外部電源は載置基部５を介して発光ダイオード構造３に電力を供給できる。
図７Ｃに示すように、本発明に係る発光装置１１は第２の主表面２１Ｂ又は成長面２１０に設けられる反射鏡（reflector）又はフィルター８をさらに含んでもよく、反射鏡８は、発光ダイオード構造３から発せられた、少なくとも一部が透明基板２を透過する光線を反射できるため、該光線の少なくとも一部は改めて第１の主表面２１Ａから出射する。反射鏡８は、少なくとも１つの金属層又はブラッグ反射器（bragg reflector）を含んでもよいが、これに限定されない。ブラッグ反射きは、異なる屈折率を有する複数層の誘電フィルムより積層されて構成されてもよいし、異なる屈折率を有する複数層の誘電フィルム及び複数層の金属酸化物より積層されて構成されてもよい。
図７Ｄに示すように、本発明の発光装置１１の透明基板２はダイヤモンド状炭素（DLC：diamond-like carbon）膜９をさらに含んでもよく、ダイヤモンド状炭素膜９は透明基板２の成長面２１０及び／又は第２の主表面２１Ｂに設けられ、導熱及び放熱の効果を増加する。
図８は、本発明の一の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。図８に示すように、本実施例に係る発光装置１００は発光ダイオードチップ１０及び載置基部２６を含み、発光ダイオードチップ１０は載置基部２６内に嵌め込み、接続導線を介して載置基部の電極３０、３２と電気的に接続されており、電源は電極３０、３２により駆動電圧Ｖ＋、Ｖ−を供給して、発光ダイオードチップ１０が光線Ｌを発するように駆動する。本実施例に係る発光装置１００では、発光ダイオードチップ１０の構成は前の実施例と同じであり、導電パターン２２は少なくとも一部の発光ダイオード構造１４の第１の電極１６及び第２の電極１８に電気的に接続されて、少なくとも一部の発光ダイオード構造１４は直列、並列、又は直並列などの回路を形成する。導電パターン２２は例えば金属線路配置又は一般のワイヤボンディングにより構成されたパターンであってもよいが、これに限定されず、その他の材質又は形式で構成された導電パターンであってもよい。導電パターン２２に接続されていない第１の電極１６及び第２の電極１８は接続導線を介して載置基部２６の電極３０、３２にそれぞれ電気的に接続される。また、発光ダイオードチップ１０の少なくとも１つの発光ダイオード構造１４から発せられた光線Ｌの出射角度は１８０°よりも大きい、或いは複数の発光面を有する。よって、発光ダイオードチップ１０の出射方向は、光が第１の主表面２１Ａ及び第２の主表面２１Ｂから出射する方向を含み、一部の光線が発光ダイオード構造１４及び／又は透明基板２の４つの側壁から出射するため、発光ダイオードチップ１０は六面発光又は全方向出射の特性を有する。
また、本実施例に係るダイオードチップ１０は、透明基板２の第２の主表面２１Ｂに順次に設けられたエネルギー変換層４、ダイヤモンド状炭素膜２５及び光学膜２８をさらに含み、エネルギー変換層４は発光ダイオード構造１４又は第１の主表面２１Ａにさらに設けられてもよい。エネルギー変換層４は、発光ダイオード構造１４から発せられた光線の少なくとも一部を受けてその波長をもう１つの波長範囲に変換することで、発光ダイオードチップ１０は特定色又は大きい波長範囲の光線を発することができる。例えば、発光ダイオード構造１４により生じられた青色光の一部はエネルギー変換層４へ照射した後で黄色光に変換され、発光ダイオードチップ１０は青色光と黄色光とを混合することで白光を発する。ダイヤモンド状炭素膜２５及び光学膜２８を設けることで発光ダイオード構造１４及び発光ダイオードチップ１０の放熱効率及び発光効率を向上し、発光ダイオードチップ１０の透明基板２はよい熱伝導特性を有する材料であり、発光ダイオード構造により生じられた熱を載置基部２６へ直接伝導できるため、本発明に係る発光装置はハイパワーの発光ダイオード構造を使用することができる。好ましい実施例に係る発光装置としては、同一のパワー条件において、透明基板２に複数の小さいパワーの発光ダイオード構造を形成し、透明基板２の熱伝導特性を利用する。例えば、本実施例に係る各発光ダイオード構造１４のパワーは、例えば０．２ワット以下であってもよいが、これに限定されない。
図９は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。図９に示すように、本発明に係る発光装置２００は、発光ダイオードチップ１０と載置基部２６とを接続する支持フレーム５１をさらに含んでもよく、発光ダイオードチップ１０は接合層５２を介して支持フレーム５１の一方側に固定され、支持フレーム５１の他方側は載置基部２６に嵌め込むように設けられてもよい。また、支持フレーム５１は角度θ１を弾性的に調整可能なものであり、発光ダイオードチップ１０と載置基部２６との夾角θ１は３０°〜１５０°にある。支持フレーム５１の材質は、アルミニウム金属、複合金属材料、銅銅線、電線、セラミック基板又はプリント回路基板のいずれか１つを含んでもよい。
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように、本発明に係る透明基板２は載置基部５に設けられる場合、好適な実施例は挿入方式又は粘着方式により両者の接合を実現できる。
図１０Ａに示すように、透明基板２は載置基部５に配置される場合、載置基部５の単孔式の挿入溝６１に挿入されることで、発光ダイオードチップは接続導線を介して挿入溝６１に電気的に連結される。この際、透明基板２上の発光ダイオード構造（図示せず）は載置基部５の電源供給のために連結されるため、回路パターン又は接続導線は透明基板２の縁部に集中し、複数の導電接触シートを有するゴールドフィンガ（gold finger）構造又は接続電極３１１Ａ及び３１１Ｂ、即ち電気的な接続ポートとなるように整合される。挿入溝６１には透明基板２が挿入することができるため、発光ダイオード構造（図示せず）が載置基部５の電力供給を得ると共に、透明基板２が載置基部５の挿入溝６１に固定されている。
そして、図１０Ｂに示すように、透明基板２は載置基部５の多孔式の挿入溝に挿入されている。この際、透明基板２は少なくとも１つのダブルピン（double-pin）構造を有し、そのうち１つのピンはチップの陽極であり、もう１つはチップの陰極であり、両者は共に導電接触シートを接続ポートとして有する。言い換えれば、上述したピンには少なくとも電気的な接続ポートが設けられる。それに応じて、載置基部５はピンの挿入面のサイズに対応する挿入溝６１を少なくとも２つ有し、透明基板２は載置基部５とスムーズに接合でき、発光ダイオード構造は電力の供給を得ることができる。
図１０Ｃに示すように、透明基板２と載置基部５とは接合されている。接合の過程において、金、錫、インジウム、ビスマス、銀などの金属を溶接補助剤として接合してもよいし、導電性を有するシリカゲル又はエポキシ樹脂などの溶接補助剤を用いて透明基板２を固定してもよい。よって、発光ダイオードチップの導電パターン又は接続導線はこの接合層を介して載置基部の電極と電気的に接続される。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本発明に係る発光装置１１の主な構成は前述した実施例と同じであり、載置基部５は金属基板であり、例えば折り曲げることが可能なアルミニウム材質の金属、アルミニウムを含む複合材料、銅導線又は電線により構成されるものであるが、セラミック基板又はプリント回路基板であってもよい。載置基部５の表面又側部には少なくとも１つの支持フレーム６２を有し、支持フレーム６２は載置基部５から分離される或いは一体化された構成部材である。発光ダイオードチップは粘着の方式で支持フレーム６２と連結してもよい。即ち、透明基板２は接合層６３を介して載置基部５に固定され、且つ載置基部５の支持フレームのない部分の表面とは第１の夾角θ１をなし、載置基部５の支持フレームのない部分の表面には、発光装置１１の発光効果を向上できるように、発光ダイオードチップを設けてもよい。また、発光ダイオードチップは挿入（図示せず）の方式で支持フレーム６２と接続されてもよい、即ち発光ダイオードチップは接続器（部材）を介して支持フレーム、及び／又は、支持フレーム及び載置基部と結合されて、透明基板２を載置基部５に固定する。載置基部５及び支持フレーム６２は折り曲げられることが可能であるため、実施時の適応性を向上できると共に、複数の発光ダイオードチップを同時に使用できるため、異なる発光波長の発光ダイオードチップを組み合わせることで異なる色の光が得られ、発光装置１１は可変性を有し、異なる要求を満足できる。
図１２に示すように、本実施例に係る発光装置は少なくとも一つの発光ダイオードチップ１と載置基部５とを含み、載置基部５は少なくとも１つの支持フレーム６２と少なくとも１つの回路パターンＰとを含む。発光ダイオードチップ１の主な構成は上述した実施例と同じであり、透明基板の一端と支持フレーム６２とは連結されることによって、支持フレーム６２が発光ダイオードチップ１の出射光に対する遮蔽を回避或いは低減することができる。載置基部５はアルミニウム材質の金属基板、アルミニウム材質の複合金属基板、銅導線又は電線により構成されるものであるが、セラミック基板又はプリント回路基板であってもよい。支持フレーム６２は載置基部５の一部を切断して、一定の角度（例えば上述した図１１Ａ及び図１１Ｂの第１の夾角θ１）で折り曲げることによって形成される。回路パターンＰは載置基部５に設けられ、電源に電気的に接続される少なくとも１セットの電気的端子を有し、その一部が支持フレーム６２まで延伸して発光ダイオードチップ１の接続導線に電気的に接続される。よって、発光ダイオードチップ１は載置基部５の回路パターンＰを介して電源に電気的に接続されることができる。載置基部５は少なくとも１つの孔Ｈ及び少なくとも１つの切欠きＧをさらに含み、固定部材、例えばねじ、釘、又は止め金などは、発光装置の実施態様に応じて、孔Ｈ又は切欠きＧによって載置基部５と他の構成要件とを組み合わせ又は取り付けることができる。また、孔Ｈ又は切欠きＧは、載置基部５の放熱面積を増加し、発光装置の放熱効果を向上する。
図１３は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の装置基部の斜視図である。図１３に示すように、本実施例に係る装置基部３２２は、載置基部３４１と少なくとも１つの支持フレーム６２とを含む。本実施例に係る支持フレーム６２は、図１２に示される実施例に比べて、少なくとも１つのストリップ状部３４２と切欠き３３０とをさらに含み、電極３０、３２のそれぞれは切欠き３３０の両側に設けられ、ストリップ状部３４２は切欠き３３０の一方側の壁を少なくとも構成する。発光ダイオードチップは切欠き３３０に対応して支持フレーム６２と結合され、発光ダイオードチップの接続導線は電極３０、３２に電気的に接続されることで、発光ダイオードチップは支持フレーム６２及び載置基部上の回路パターンにより電源に電気的に連結されて駆動される。切欠き３３０のサイズは発光ダイオードチップの主要出光面のサイズの以上である必要があり、よって、発光ダイオードチップの支持フレーム６２に対向する方向の出光は支持フレーム６２により遮蔽されることはない。支持フレーム６２と載置基部３４１との接続部は可動な設計であってもよく、よって、支持フレーム６２との載置基部３４１との夾角は必要に応じて調整されることができる。
図１４は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の斜視図である。図１４に示す発光装置３０２は、図１３の実施例に比べて、複数の切欠き３３０を有する支持フレーム６２を少なくとも１つ含み、複数の切欠き３３０は支持フレーム６２の対応する両側にそれぞれ設けられることで、ストリップ状部３４２は複数の切欠き３３０の一方側の壁を少なくとも同時に構成する。複数の発光ダイオードチップ３１０と複数の切欠き３３０とは対応するように設けられ、各発光ダイオードチップ３１０の回路パターン又は接続電極（図示せず）それぞれは電極３０及び電極３２に対応するように設けられ、且つ電気的に接続される。本実施例に係る発光装置３０２は複数の支持フレーム６２をさらに含んでもよく、発光ダイオードチップ３１０が設けられる支持フレーム６２と載置基部４１との間の夾角のそれぞれは必要に応じて調整されてもよい、即ち少なくとも一部の支持フレーム６２と載置基部３４１との夾角は求められる発光効果を達成するように互いに異なってもよいが、これに限定されない。また、同一の支持フレーム又は異なる支持フレームには発光波長範囲の異なる発光ダイオードチップの組み合わせが設けられてもよく、よって、発光装置の色をより多様化することができる。
輝度の向上及び発光効果の改善を図るため、本発明の他の実施例に係る発光装置では、複数の透明基板により形成された発光ダイオードチップを上述した実施例に係る載置基部又は他の載置機構に同時に配置する。この場合、対称又は非対称の配列の形で配置してもよく、好適には、複数の透明基板により形成された発光ダイオードチップを点対称又は線対称の形で載置基部に設ける。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ及び図１５Ｄに示すように、各実施例に係る発光装置は、各種の異なる形状の載置機構６０に複数の発光ダイオードチップを設け、点対称又は線対称の形で発光装置１１全体の出光を均一化させることができ（発光ダイオード構造の図示が省略される）、これらの発光装置１１の出光効果は上述した第１の夾角の大きさを変更することでさらに調整或いは改善されることができる。図１５Ａに示すように、発光ダイオードチップの間は、点対称の形で９０°の角度をなし、この場合、四面のいずれか一面から発光装置を見ると、発光装置は少なくとも２つの発光ダイオードチップに直面する。図１５Ｂに示される発光装置の発光ダイオードチップの間の夾角は９０°よりも小さい。図１５Ｄに示される発光装置の発光ダイオードチップの間の夾角は９０°よりも大きい。他の実施例では、複数の発光ダイオードチップを非対称の配置方式で少なくとも一部集中或いは分散させるように配置することで、発光装置の異なる実施の場合における光パターン（図示せず）を達成できる。
図１６は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。図１６に示すように、発光装置３０１は発光ダイオードチップ３１０と支持フレーム３２１とを含む。支持フレーム３２１は切欠き３３０を含み、発光ダイオードチップ３１０は切欠き３３０に対応するように設けられる。本実施例に係る支持フレーム３２１の下部はピン又は折り曲げられた表面溶接のためのパッドとしてもよく、他の回路素子に固定される、及び／又は電気的に接続されるために用いられる。発光ダイオードチップ３１０の出光面（出射面）は切欠き３３０内に設けられるため、支持フレーム３２１は光透過材料であるか否かにも関らず、発光装置３０１は六面発光の発光効果を持つ。
図１７Ａは本発明の一の実施例に係る発光装置を示し、該発光装置は、長い管状のランプ筐体７と、少なくとも１つの発光ダイオードチップ１及びその載置機構６０とを含み、発光ダイオードチップ１は載置機構６０に設けられ、且つ少なくとも一部は長い管状のランプ筐体７により形成された空間内に位置する。また、図１７Ｂに示すように、ランプ筐体７に２つ以上の発光ダイオードチップ１が設けられる場合、これらの発光ダイオードチップ１の第１の主表面２１Ａの間は互いに平行しない形で配列される。また、また、発光ダイオードチップ１の少なくとも一部はランプ筐体７により形成される空間内に設けられ、且つランプ筐体７の内壁に当接しない。好適には、発光ダイオードチップ１とランプ筐体７との間には５００μｍ以上の距離Ｄを有する。ランプ筐体７は接着剤詰め（glue filling）の方法により形成されてもよく、ランプ筐体７は発光ダイオードチップ１を少なくもと一部覆っており、且つ発光ダイオード１に直接接触する。
図１７Ｃは本発明の他の好適な実施例に発光装置を示し、該発光装置のランプ筐体７は少なくとも一つのカバー面７１を有し、カバー面７１は広告が印刷されたレイアウト又は他のバックライトによる表示装置であってもよく、本発明に係る発光ダイオードチップ１の第１の主表面２１Ａ及び第２の主表面２１Ｂにより提供される光はカバー面７１のバックライトを形成し、発光ダイオードチップ１とカバー面７１とのなす第２の夾角の角度範囲は０°〜４５°にある（第２の夾角は図において０°であるため、図示されていない）。透明基板及び複数方向に出光可能な発光ダイオード構造により構成された発光ダイオードチップ又は発光板／発光シートにより生じられた光がランプ筐体７を均一に透過させるため、発光ダイオードチップ１の少なくとも一部はランプ筐体７により形成される空間内に設けられ、且つ基本的にランプ筐体７の内壁に当接しない。好適には、発光ダイオードチップ１とランプ筐体７との間には５００μｍ以上の距離Ｄを有する。ランプ筐体７は接着剤詰め（glue filling）の方法により形成されてもよく、ランプ筐体７は透明基板２を少なくもと一部覆っており、且つ発光ダイオード１に直接接触する。
図１７Ｄ、図１７Ｅ、図１７Ｆ及び図１７Ｇは本発明の他の好適な実施例を示し、このシリーズの実施例に係る発光装置は球形のランプ筐体７及び基部６４をさらに含む。図１７Ｄにおいては、本実施例に係る発光装置は、上述した実施例に比べて、球形のランプ筐体７、基部６４にさらに設けられる載置基部５をさらに含み、基部６４は従来の電球の基部であってもよく、ランプ筐体７は基部６４と連結されて、発光ダイオードチップ及び載置基部５を覆ってもよいし、ランプ筐体７は載置基部５と直接連結されて、発光ダイオードチップを覆ってもよい。基部６４の形式は特に限定されず、図１７Ｅに示すように、平台又は載置凸部をさらに有するものであってもよい。図１７Ｆにおいては、ランプ筐体７の内側にエネルギー変換層４を塗布して、発光ダイオード構造３により生じられた光線の少なく一部は、ランプ筐体７から離れる前に、もう１つの波長範囲の光に変換される。図１７Ｇにおいては、ランプ筐体７及びランプ筐体７’の二層の設計が用いられ、ランプ筐体７とランプ筐体７’との間には空間Ｓが有し、ランプ筐体７、ランプ筐体７’及び両者間の空間Ｓにより、発光装置は図案及び色においてさらに変化することができる。
図１８は、本発明の他の好適な実施例に係るライトストリップを示す図であり、図１９は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置の斜視図である。図１８に示すように、本実施例に係るライトストリップ３２３は、複数の切欠き３３０を含む。ライトストリップ３２３は延伸方向Ｘを有し、切欠き３３０は延伸方向Ｘに沿って配列するように設けられる。複数個の複数の方向に出光可能な発光ダイオードチップは、ライトストリップ３２３の切欠き３３０に対応するように設けられることで、発光するライトストリップを形成するが、これに限定されない。ライトストリップ３２３は異なる極性を有する複数の電極３０、３２、並びに第１の外部接続電極３５０Ａ及び第２の外部接続電極３５０Ｂをさらに含む。電極３０及び電極３２のそれぞれは各切欠き３３０の両側に設けられる。第１の外部接続電極３５０Ａ及び第２の外部接続電極３５０Ｂのそれぞれは、各電極３０及び各電極３２に電気的に接続され、且つライトストリップ３２３の両側に設けられる。図１８及び図１９に示すように、発光装置３０３は、上述した実施例に係るライトストリップ３２３及び装置フレーム３６０を含んでもよい。発光ダイオードチップ３１０が設けられるライトストリップ３２３は、必要に応じて垂直、水平又は斜めの形で装置フレーム３６０の中に設けられてもよく、ライトストリップ３２３はその両側にある第１の外部接続電極３５０Ａ及び第２の外部接続電極３５０Ｂによって装置フレーム３６０を介して電源に電気的に接続されてもよいが、これに限定されない。また、発光装置３０３は、必要に応じて適切な光学膜、例えば拡散膜を搭載してもよく、装置フレーム３６０における発光ダイオードチップ３１０により形成された発光効果が調整される。
図２０は、本発明の他の好適な実施例に係る発光装置を示す図である。図２０に示すように、発光装置３０４は、複数の発光ダイオードチップ３１０と、載置基部３２４とを含む。載置基部３２４は複数の切欠き３３０を含み、切欠き３３０はマトリックスの形で配列するように設けられ、各発光ダイオードチップ３１０は切欠き３３０に対応するように設けられる。本実施例に係る各発光ダイオードチップ３１０と切欠き３３０との接続方式は上述した実施例と同様であるため、ここにその説明を省略とされる。なお、載置基部３２４は、他の外部措置に電気的に接続されるための第１の外部接続電極３５０Ａ及び第２の外部接続電極３５０Ｂをさらに含んでもよい。また、本実施例に係る発光装置３０４は広告の看板又は直下式のバックライトモジュールに用いられることができ、好適には、載置基部３２４は光透過の性質を有するが、これに限定されない。
以上のことから、本発明に係る発光ダイオードチップは、透明基板、及び光が透明基板を経て出射する発光ダイオード構造を用いることで、六面発光又は全方向発光の効果を有し、発光効率を向上でき、従来の発光ダイオードチップの光パターンが悪いという問題点を改善できる。また、透明基板は熱伝導特性のよい材料を使用することによって、発光ダイオード構造により生じられた熱量は透明基板を迅速に透過して放熱が行われる。さらに、本発明に係る発光ダイオードチップの絶縁層、導電パターン及び発光ダイオード構造はウエハレベルの製造方法を用いて製造でき、コストを大幅に節約でき、且つ良い信頼性を有する。
また、本発明に係る発光ダイオードチップは、発光ダイオード構造を透明基板に設けることによって形成された発光ダイオードチップ又は発光板／発光シートが効果的、且つ十分に利用されることができる。また、発光ダイオードチップの２つの主要面は共に光を出射することができるため、小さい電力供給の場合であっても最大の出射効率を得ることができ、均一な出光効果を有する。よって、電球、ライトチューブ、広告看板等の如何なる領域においても、よい発光効果、低い電力消耗量及び均一な出光などの利点を有し、経済価値及び実用価値を有する発光ダイオードチップである。
１、１０、１０’、３１０ 発光ダイオードチップ
２ 透明基板
３、１４ 発光ダイオード構造
４ エネルギー変換層
５、２６、３２４ 載置基部
６ 回路基板
７、７’ ランプ筐体
８ 反射鏡
９、２５ ダイヤモンド状炭素膜
１１、１００、２００、３０１、３０２、３０３、３０４ 発光装置
１２Ｍ 非平面構造
１３ 緩衝層
１６、３１Ａ 第１の電極
１８、３１Ｂ 第２の電極
２０ 絶縁層
２１Ａ 第１の主表面
２１Ｂ 第２の主表面
２２ 導電パターン
２３Ａ 第１の接続導線
２３Ｂ 第２の接続導線
２８ 光学膜
３０、３２ 電極
３４ 発光面
５１ 支持フレーム
５２ 接合層
６０ 載置機構
６１ 挿入溝
６２ 支持フレーム
６３ 接合層
６４ 基部
７１ カバー面
１４１ 第１の半導体層
１４２ 活性層
１４３ 第２の半導体層
２１０ 成長面
３１１Ａ 第１の接続電極
３１１Ｂ 第２の接続電極
３２１ 支持フレーム
３２２ 装置基部
３２３ ライトストリップ
３３０ 切欠き
３４１ 載置基部
３４２ ストリップ状部
３５０Ａ 第１の外部接続電極
３５０Ｂ 第２の外部接続電極
３６０ 装置フレーム
Ｄ 距離
Ｇ 切欠き
Ｈ 孔
Ｌ 光線
Ｐ 回路パターン
Ｓ 空間
Ｖ＋ 駆動電圧
Ｖ− 駆動電圧
θ１ 第１の夾角
Ｘ 延伸方向

Claims (10)

  1. 孔を有する載置基部と、
    第１の表面、前記第１の表面とは反対側の第２の表面、前記第１の表面の短手辺及び前記第２の表面の短手辺に沿うように延在する第１の上面及び第１の底面、並びに前記第１の表面の長手辺及び前記第２の表面の長手辺に沿うように延在する第１の側面を有する第１の基板と、前記第１の表面に設けられる複数の第１の発光ダイオード構造とを有する第１の発光ダイオードチップと、
    第３の表面、前記第３の表面とは反対側の第４の表面、前記第３の表面の短手辺及び前記第４の表面の短手辺に沿うように延在する第２の上面及び第２の底面、並びに前記第３の表面の長手辺及び前記第４の表面の長手辺に沿うように延在する第２の側面を有する第２の基板と、前記第３の表面に設けられる複数の第２の発光ダイオード構造とを有する第２の発光ダイオードチップと、を含み、
    前記第１の発光ダイオードチップ及び前記第２の発光ダイオードチップは、挿入方式又は粘着方式により前記載置基部に接合され、
    前記載置基部、前記第１の基板及び前記第２の基板を平面視したときに、前記第１の側面及び前記第２の側面は、前記孔に面しており、且つ前記孔と接触せず、
    前記第１の表面と前記第３の表面は、異なる方向を向いている、発光装置。
  2. 前記第１の発光ダイオードチップは、前記第１の発光ダイオード構造を覆う第１のエネルギー変換層をさらに含み、
    前記第２の発光ダイオードチップは、前記第２の発光ダイオード構造を覆う第２のエネルギー変換層をさらに含む、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第１の側面は、前記第１のエネルギー変換層により覆われておらず、
    前記第２の側面は、前記第２のエネルギー変換層により覆われていない、請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記第１の発光ダイオードチップは、前記第１の表面を覆う第１のエネルギー変換層をさらに含む、請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記第１の発光ダイオードチップは、前記第２の表面を覆う第２のエネルギー変換層をさらに含む、請求項４に記載の発光装置。
  6. 前記載置基部は、前記第１の基板と３０°〜１５０°の夾角をなす、請求項１に記載の発光装置。
  7. 前記載置基部は、前記第２の基板と３０°〜１５０°の夾角をなす、請求項６に記載の発光装置。
  8. 前記第１の基板又は前記第２の基板は、サファイア又はガラスを含む、請求項１に記載の発光装置。
  9. 前記第１の基板又は前記第２の基板は、２００μｍ以上の厚さを有する請求項１に記載の発光装置。
  10. 前記第１の発光ダイオードチップ又は前記第２の発光ダイオードチップは、０．２ワットよりも小さいパワーを有する、請求項１に記載の発光装置。
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