JP6649773B2

JP6649773B2 - 発光構造及びマウント

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Publication number: JP6649773B2
Application number: JP2015562452A
Authority: JP
Inventors: ヘンリーチョイ，クォン−ヒン
Original assignee: ルミレッズホールディングベーフェー
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2020-02-19
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Description

本発明は、種々のマウントに、あるいは種々の向きにおいて単一のマウントに取り付けることができる発光構造に関し、この発光構造を種々の電圧において動作させることに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振キャビティ発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も効率の良い光源に含まれる。可視スペクトルにわたって動作することが可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心を持たれている材料系には、III−Ｖ族半導体、具体的に、ガリウム、アルミニウム、インジウム及び窒素の二元、三元及び四元合金が含まれ、III−窒化物材料とも呼ばれる。通常、III−窒化物発光デバイスは、金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又は他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化ケイ素、III−窒化物又は他の適切な基板上に種々の組成物とドーパント濃度との半導体層のスタックをエピタキシャルに成長させることによって組み立てられる。このスタックは、基板にわたって形成される例えばＳｉでドープされた１又は複数のｎ型層と、１又は複数のｎ型層にわたって形成される活性領域の中の１又は複数の発光層と、活性領域にわたって形成される例えばＭｇでドープされた１又は複数のｐ型層とをしばしば含む。電気的コンタクトが、ｎ型及びｐ型領域上で形成される。

米国特許第６５４７２４９号は、その要約において、「直列又は並列のＬＥＤアレイが、アレイのｐコンタクト及びｎコンタクトの双方がアレイの同じ側に存在するように、高抵抗性基板上に形成される。個々のＬＥＤは、トレンチによって、あるいはイオン注入によって互いから電気的にアイソレートされる。アレイ上に堆積された相互接続が、アレイにおける個々のＬＥＤのコンタクトを接続する。いくつかの実施形態において、ＬＥＤはサファイア基板上に形成されるIII−窒化物デバイスである。・・・一実施形態において、単一の基板上に形成される複数のＬＥＤは直列に接続される。一実施形態において、単一の基板上に形成される複数のＬＥＤは並列に接続される」と教示している。

本発明の目的は、単一の発光構造を取り付けることができ複数の種々の向きにおいて配置することができる単一のマウント、又は複数の種々のマウントを提供して、発光構造を種々の電圧において動作させることである。

本発明の実施形態による方法において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光構造が提供される。各ＬＥＤは、ｐコンタクトとｎコンタクトとを含む。第１のマウント及び第２のマウントが提供される。各マウントは、アノードパッド及びカソードパッドを含む。アノードパッドの少なくとも１つがｐコンタクトに整合され、カソードパッドの少なくとも１つがｎコンタクトに整合される。上記方法は、発光構造を第１のマウント及び第２のマウントに取り付けることをさらに含む。複数のＬＥＤにおける第１のマウント上の電気的接続は、複数のＬＥＤにおける第２のマウント上の電気的接続とは異なる。第１のマウントは、第２のマウントとは異なる電圧において動作する。

本発明の実施形態は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光構造を含む。各ＬＥＤは、ｎ型領域とｐ型領域との間に配設される（disposed）発光層と、ｐ型領域上に配設されるｐコンタクトと、ｎ型領域上に配設されるｎコンタクトとを有する。発光構造は、マウントに付けられる。ｎコンタクトとｐコンタクトとは、第１の向き及び第２の向きのうち１つにおいてマウントに付けられる。第１の向きは、第２の向きとは異なる電圧において動作する。

本発明の実施形態による一方法を示す。複数の発光ダイオードを含む発光構造の横断面図である。図２の発光構造を取り付けることができるマウントの横断面図である。４つのＬＥＤを含む発光構造の平面図である。図４の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図５、図６及び図７に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。図４の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図５、図６及び図７に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。図４の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図５、図６及び図７に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。４つのＬＥＤを含む発光構造の平面図である。図８の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図９、図１０及び図１１に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。図８の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図９、図１０及び図１１に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。図８の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図９、図１０及び図１１に示されるマウントの各々は異なる電圧において動作することができる。２つのＬＥＤを含む発光構造の平面図である。２つの異なる向きを示し、この向きを用いて図１２の発光構造を図１５のマウントに取り付けることができる。図１３及び図１４に示される向きの各々は異なる電圧において動作することができる。２つの異なる向きを示し、この向きを用いて図１２の発光構造を図１５のマウントに取り付けることができる。図１３及び図１４に示される向きの各々は異なる電圧において動作することができる。図１２に示される発光構造のマウントの平面図である。３つの異なる向きを示し、この向きを用いて２ｘ２アレイのＬＥＤを備えた発光構造をマウントに付けることができる。図１６、図１７及び図１８に示される向きの各々は異なる電圧において動作することができる。３つの異なる向きを示し、この向きを用いて２ｘ２アレイのＬＥＤを備えた発光構造をマウントに付けることができる。図１６、図１７及び図１８に示される向きの各々は異なる電圧において動作することができる。３つの異なる向きを示し、この向きを用いて２ｘ２アレイのＬＥＤを備えた発光構造をマウントに付けることができる。図１６、図１７及び図１８に示される向きの各々は異なる電圧において動作することができる。

本発明の実施形態において、複数の半導体発光デバイスを含む単一の発光構造（light emitting structure）を、複数のマウント（mounts）に、あるいは種々の向き（orientations）において使用することができる単一のマウントに、付ける（attached）ことができる。種々のマウント、又は単一のマウントの種々の向きは、種々の電圧において動作し得る。

以下の例において、半導体発光デバイスは、青又はＵＶ光を発するIII−窒化物ＬＥＤであるが、他のIII−Ｖ材料、III−リン化物、III−ヒ化物、II−VI材料、ＺｎＯ又はＳｉベースの材料などの他の材料系から作られるレーザダイオード及び半導体発光デバイスなどの、ＬＥＤ以外の半導体発光デバイスが使用されてもよい。

図１は、本発明の実施形態による一方法を示す。ブロック２において、発光構造が提供される。発光構造には、複数のＬＥＤなどの複数の発光デバイスを含む。図２は、発光構造の一例の横断面図であり、以下で説明される。図４及び図８は、発光構造の一例の平面図であり、以下で説明される。

ブロック４において、第１のマウント及び第２のマウントが提供される。ブロック２において説明された発光構造は、いずれかのマウントに、あるいは双方のマウントに取り付けられ（mounted）てよい。各マウントは、発光構造のｐコンタクト（p-contacts）とｎコンタクト（n-contacts）とに整合するアノードパッドとカソードパッドとを有する。図３は、図２に示される発光構造を取り付けることができるマウントの横断面図である。図５、図６及び図７は、以下で説明されるものであり、図４の発光構造と共に使用することができるマウントの平面図である。図９、図１０及び図１１は、以下で説明されるものであり、図８の発光構造と共に使用することができるマウントの平面図である。ＬＥＤは、第１のマウントと第２のマウントとに別様に接続される。したがって、第１のマウントと第２のマウントとは異なる電圧において動作することができる。

ブロック６において、発光構造は、第１のマウント及び第２のマウントのうち１つに取り付けられる。

以下の例は４つのＬＥＤを有する発光構造を示すが、より多くの又はより少ないＬＥＤが使用されてもよく、ＬＥＤは、例示される２ｘ２アレイ又は線形アレイ以外の任意の適切な構成において配置されてよい。

図２は、発光構造１５の一例の横断面図である。図２の発光構造１５において、当分野において知られるとおり、１又は複数のIII−窒化物半導体デバイス構造１２を成長基板１０上で成長させる。成長基板１０は、例えば、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ又は複合基板などの任意の適切な基板であってよい。各半導体構造１２は、ｎ型領域とｐ型領域との間に挟まれた発光又は活性領域を含む。ｎ型領域は、最初に成長させることができ、種々の組成物とドーパント濃度との複数の層を含んでよく、例えば、バッファ層若しくは核生成層、及び／又は成長基板の除去を容易にするよう設計された層などの、ｎ型、又は意図的にドープされないことがあり得る準備層と、光を効率良く発する発光領域のために望まれる特定の光学的、材料的又は電気的特性向けに設計されたｎ型の、あるいはｐ型でさえあるデバイス層とを含む。発光又は活性領域は、ｎ型領域の上に成長させる。適切な発光領域の例には、単一の厚い若しくは薄い発光層、又は障壁層により分離される複数の厚い若しくは薄い発光層を含む複数の量子井戸発光領域を含む。それから、ｐ型領域を、発光領域の上に成長させることができる。ｎ型領域と同様に、ｐ型領域は、意図的にドープされない層又はｎ型層を含む、種々の組成物、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含んでよい。

成長の後、各半導体構造１２は、１又は複数のエッチングステップにおいてパターン形成され（patterned）てもよい。例えば、金属ｐコンタクト構造１４がｐ型層上に形成されてよく、それから各ＬＥＤについて、各半導体構造１２におけるｐコンタクト１４の部分、ｐ型領域及び活性領域が、ｎ型領域の部分をさらすように除去され、該ｎ型領域上に金属ｎコンタクト構造１６が形成される。同一の又は別個のエッチングステップにおいて、半導体構造１２と半導体構造１２との間の領域１８において、絶縁成長基板１０をあらわにするように、あるいは各半導体構造１２のｎ型領域を形成する前に成長させたドープされていないIII−窒化物層などの絶縁層をあらわにするように、任意の半導体材料がエッチングされてもよい。所望の場所２０において成長基板を切断することによって、デバイスのグループが形成されてもよい。いくつかの実施形態において、個々のＬＥＤは成長基板１０から除去され、適切なホストに付けられる。任意の適切なデバイスが使用されてよく、本発明は図２における横断面に示されるデバイスに限定されない。

図３は、図２の発光構造を取り付けることができるマウント２５の横断面図である。図３に示されるマウント２５は、本体２２を含む。本体２２はしばしば、セラミック、ガラス又はシリコンなどの絶縁材料である。代替形態において、本体２２は導電性であってもよい。導電性の本体を有するマウント２５においては、本体２２上に形成されるアノード及びカソードパッドを電気的にアイソレートするように、１又は複数の絶縁層が形成されなければならない。各デバイスについて、アノードパッド２４とカソードパッド２６とは、本体２２の片側に形成される。アノードパッド２４は、図２の発光構造１５上の対応するｐコンタクト１４に接続する。カソードパッド２６は、図２の発光構造１５上の対応するｎコンタクト１６に接続する。パッド２４及び２６の組の数が発光構造１５上の発光半導体構造１２の数に対応するように、いくつかの組のパッドがマウント２５上に形成されてよい。ＰＣボードなどの別の構造に対する電気的及び物理的接続のために、１又は複数のパッド３０及び３２が本体２２の反対側に形成されてもよい。パッド３０及び３２は、本体２２上又は本体２２内に形成されるビアによってアノードパッド２４及びカソードパッド２６に電気的に接続されてもよい（図３には示されていない）。

以下に説明されるマウントにおいて、マウントについて説明される動作電圧は、マウントに付けられる個々のＬＥＤが３Ｖの順方向バイアス電圧において動作することを仮定しているが、ＬＥＤのうち１又は複数が３Ｖ以外の順方向バイアス電圧において動作する場合、マウントについて他の動作電圧が使用されてもよい。

図４は、２ｘ２アレイに配置された４つのＬＥＤ３４、３６、３８及び４０を含む発光構造を示す。図４の図は、発光構造が図５、図６及び図７に示されるマウントに付けられるときの、ｎコンタクト１６及びｐコンタクト１４の配置を示す。したがって、図４は、図２のｎコンタクトとｐコンタクトとの、基板１０の上部からＬＥＤまでを見た場合に現れるであろう平面図である。各ＬＥＤは、ｐコンタクト１４とｎコンタクト１６とを含む。図５、図６及び図７は、図４に示される発光構造と共に使用することができるマウントを示す。各マウントは、図５、図６及び図７の各々において網掛けによって示される広い金属領域を含む。この広い金属領域の部分は、ＬＥＤ３４、３６、３８及び４０の各々のｐコンタクトとｎコンタクトとに接続するアノードパッド２４及びカソードパッド２６の役割を果たす。ＬＥＤ３４は、図５、図６及び図７に示されるマウントに、それぞれのマウント上の位置３４Ａ、３４Ｂ及び３４Ｃにおいて付けることができ、ＬＥＤ３６は、図５、図６及び図７に示されるマウントに、それぞれのマウント上の位置３６Ａ、３６Ｂ及び３６Ｃにおいて付けることができ、以下同様である。ＬＥＤをマウントに付けるために、はんだ及びスタッドバンプなどの構造が使用されてもよい。任意の適切な付け方が使用されてよく、例えば、はんだ付け及び共晶付け（eutectic attach）を含んでよい。

図５に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置３８Ａのアノードパッド２４は、マウント上のアノードコンタクトパッド４２Ａに接続される。ＬＥＤ位置３８Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置３４Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置３４Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置３６Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置３６Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置４０Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置４０Ａのカソードパッド２６は、マウント上のカソードコンタクトパッド４４Ａに接続される。したがって、ＬＥＤ３８、３４、３６及び４０は、図５に示されるマウントに付けられるとき、直列に接続される。図４の発光構造と図５のマウントとを含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、１２Ｖにおいて動作し得る。

図６に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置３８Ｂのアノードパッド２４は、マウント上のアノードコンタクトパッド４２Ｂに接続される。ＬＥＤ位置３４Ｂのアノードパッド２４とＬＥＤ位置３８Ｂのアノードパッド２４とが接続される。ＬＥＤ位置３４Ｂのカソードパッド２６とＬＥＤ位置３８Ｂのカソードパッド２６とが接続される。ＬＥＤ位置３４Ｂのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置３６Ｂのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置３６Ｂのアノードパッド２４とＬＥＤ位置４０Ｂのアノードパッド２４とが接続される。ＬＥＤ位置３６Ｂのカソードパッド２６とＬＥＤ位置４０Ｂのカソードパッド２６とが接続される。ＬＥＤ位置４０Ｂのカソードパッド２６は、マウント上のカソードコンタクトパッド４４Ｂに接続される。したがって、ＬＥＤ３８及び３４が並列に接続され、ＬＥＤ３６及び４０が並列に接続される。この２つのグループの並列接続されたＬＥＤは、図６に示されるマウントに付けられるとき、直列に接続される。図４の発光構造と図６のマウントと含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、６Ｖにおいて動作し得る。

図７に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置３４Ｃ、３６Ｃ、３８Ｃ及び４０Ｃのアノードパッド２４は、互いに、及びアノードコンタクトパッド４２Ｃに接続される。ＬＥＤ位置３４Ｃ、３６Ｃ、３８Ｃ及び４０Ｃのカソードパッド２６は、互いに、及びカソードコンタクトパッド４４Ｃに接続される。したがって、ＬＥＤ３４、３６、３８及び４０は、図７に示されるマウントに付けられるとき、すべて並列に接続される。図４の発光構造と図７のマウントとを含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、３Ｖにおいて動作し得る。

図８は、線形アレイにおいて配置された４つのＬＥＤ５０、５２、５４及び５６を含む発光構造の平面図である。各ＬＥＤは、ｐコンタクト１４とｎコンタクト１６とを含む。図８の図は、発光構造が図９、図１０及び図１１に示されるマウントに付けられるときの、ｎコンタクト１６及びｐコンタクト１４の配置を示す。図９、図１０及び図１１は、図８に示される発光構造と共に使用することができるマウントを示す。各マウントは、ＬＥＤ５０、５２、５４及び５６の各々のｐコンタクト１４及びｎコンタクト１６に接続するアノードパッド２４及びカソードパッド２６を含む。ＬＥＤ５０は、図９、図１０及び図１１に示されるマウントに、それぞれのマウント上の位置５０Ａ、５０Ｂ及び５０Ｃにおいて付けられ、ＬＥＤ５２は、図９、図１０及び図１１に示されるマウントに、それぞれのマウント上の位置５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃにおいて付けられ、以下同様である。ＬＥＤをマウントに付けるために、はんだ及びスタッドバンプなどの構造が使用されてもよい。任意の適切な付け方が使用されてよく、例えば、はんだ付け及び共晶付けを含んでよい。

図９に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置５０Ａのアノードパッド２４は、マウント上のアノードコンタクトパッド５８Ａに接続される。ＬＥＤ位置５０Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置５２Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置５２Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置５４Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置５４Ａのカソードパッド２６は、ＬＥＤ位置５６Ａのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置５６Ａのカソードパッド２６は、マウント上のカソードコンタクトパッド６０Ａに接続される。したがって、ＬＥＤ５０、５２、５４及び５６は、図９に示されるマウントに付けられるとき、直列に接続される。図８の発光構造と図９のマウントとを含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、１２Ｖにおいて動作し得る。

図１０に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置５０Ｂのアノードパッド２４は、マウント上のアノードコンタクトパッド５８Ｂに接続される。ＬＥＤ位置５０Ｂのアノードパッド２４とＬＥＤ位置５２Ｂのアノードパッド２４とが接続される。ＬＥＤ位置５０Ｂのカソードパッド２６とＬＥＤ位置５２Ｂのカソードパッド２６とが接続される。ＬＥＤ位置５２Ｂのカソードパッド２６が、ＬＥＤ位置５４Ｂのアノードパッド２４に接続される。ＬＥＤ位置５４Ｂのアノードパッド２４とＬＥＤ位置５６Ｂのアノードパッド２４とが接続される。ＬＥＤ位置５４Ｂのカソードパッド２６とＬＥＤ位置５６Ｂのカソードパッド２６とが接続される。ＬＥＤ位置５６Ｂのカソードパッド２６は、マウント上のカソードコンタクトパッド６０Ｂに接続される。したがって、ＬＥＤ５０及び５２が並列に接続され、ＬＥＤ５４及び５６が並列に接続される。この２つのグループの並列接続されたＬＥＤは、図１０に示されるマウントに付けられるとき、直列に接続される。図８の発光構造と図１０のマウントとを含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、６Ｖにおいて動作し得る。

図１１に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ位置５０Ｃ、５２Ｃ、５４Ｃ及び５６Ｃのアノードパッド２４は、互いに、及びアノードコンタクトパッド５８Ｃに接続される。ＬＥＤ位置５０Ｃ、５２Ｃ、５４Ｃ及び５６Ｃのカソードパッド２６は、互いに、及びカソードコンタクトパッド６０Ｃに接続される。したがって、ＬＥＤ５０、５２、５４及び５６は、図１１に示されるマウントに付けられるとき、すべて並列に接続される。図８の発光構造と図１１のマウントとを含む構造は、３Ｖの順方向バイアス電圧において動作する個々のＬＥＤに対して、３Ｖにおいて動作し得る。

いくつかの実施形態において、発光構造上のコンタクトとマウント上のアノード及びカソードパッドとは、図１２、図１３、図１４及び図１５に示されるとおり、発光構造をマウントに種々の向きで付けることによって単一の発光構造設計と単一のマウント設計とで異なる動作電圧が達成されるように配置される。図１２は、２つのＬＥＤを含む発光構造上のコンタクトの配置を示す。図１５は、図１２の発光構造を取り付けることができるマウントの平面図である。図１３及び図１４は、２つの異なる向きを示し、この向きを用いて図１２の発光構造を図１５のマウントに取り付けることができる。上記２つの向きは異なる電圧において動作することができる。

図１２に示される発光構造は、２つのＬＥＤ６２及び６４を含む。以下の議論は、各々のＬＥＤ６２及び６４が３Ｖの順方向バイアス電圧において動作すると仮定する。各ＬＥＤは８つのコンタクト領域を含む。ＬＥＤ６２は、ｐコンタクト領域７０、７５、７９及び８３とｎコンタクト領域７１、７４、７８及び８２とを含む。ｐコンタクト領域７０、７５、７９及び８３は互いに電気的に接続される。ｎコンタクト領域７１、７４、７８及び８２は互いに電気的に接続される。ＬＥＤ６４は、ｐコンタクト領域７７、８０、８１及び８５とｎコンタクト領域７２、７３、７６及び８４とを含む。ｐコンタクト領域７７、８０、８１及び８５は互いに電気的に接続される。ｎコンタクト領域７２、７３、７６及び８４は互いに電気的に接続される。単一のＬＥＤ上の所与の極性のコンタクト領域が、例えば金属誘電スタックによって、互いに電気的に接続されてもよい。１又は複数の金属及び誘電層を介したコンタクトの再分布が当分野において知られている。ＬＥＤ６２及び６４は互いから電気的にアイソレートされている。

図１５は、図１２に示される発光構造と共に使用することができるマウント上の金属パッドの配置を示す。金属パッドは、例えば、上記で説明されたとおり、絶縁体上に形成されてもよい。１０個の金属パッド９０Ａ−９０Ｊとカソードコンタクトパッド８６及びアノードコンタクトパッド８８の部分とが、図１２に示される２つのＬＥＤ６２及び６４上の１６個のｎ及びｐコンタクト領域７０−８５に整合する。金属パッド９２Ａ及び９２Ｂの２つは、２つのＬＥＤ６２と６４とにおける電気的接続を提供する。

図１３は、図１２に示される発光構造を図１５に示されるマウントに付けることができる向きの１つを示す。図１３に示される向きは、６Ｖにおいて動作し得る。図１４は、図１２に示される発光構造を図１５に示されるマウントに付けることができる向きの１つを示す。図１４に示される向きは、３Ｖにおいて動作し得る。図１４における発光構造は、図１３に示される向きに対して１８０°回転されている。

図１３に示される６Ｖ構造において、ＬＥＤ６２のｐコンタクトパッド７５とＬＥＤ６４のｎコンタクトパッド７６とは金属パッド９２Ａに付けられ、ＬＥＤ６２のｐコンタクトパッド８３とＬＥＤ６４のｎコンタクトパッド８４とは金属パッド９２Ｂに付けられる。したがって、金属パッド９２は、２つのＬＥＤが直列に接続されるようにＬＥＤ６２のｐコンタクトをＬＥＤ６４のｎコンタクトに電気的に接続する。

図１４に示される３Ｖ構造において、ＬＥＤ６４のｐコンタクトパッド８０とＬＥＤ６２のｐコンタクトパッド７９とは金属パッド９２Ａに付けられ、ＬＥＤ６４のｎコンタクトパッド７２とＬＥＤ６２のｎコンタクトパッド７１とは金属パッド９２Ｂに付けられる。したがって、金属パッド９２は、２つのＬＥＤが並列に接続されるように、ＬＥＤ６２及び６４のｐコンタクトを電気的に接続し、ＬＥＤ６２及び６４のｎコンタクトを電気的に接続する。

図１２−図１５に示される概念は、各ＬＥＤ上のｎ及びｐコンタクトを種々の領域にわたって分布させ、ＬＥＤ間の種々の電気的接続をその向きに基づいて提供するマウントを形成するものであり、上記概念は、３つ以上のＬＥＤを有する発光構造に拡張されてもよい。図１６、図１７及び図１８は、３つの異なる向きで単一のマウントに付けられる、分布させたｎ及びｐコンタクトを有する４つのＬＥＤを有する発光構造を示す。４つのＬＥＤ１００、１０２、１０４及び１０６が、４つの大きい正方形によって２ｘ２アレイにおいて表される。各ＬＥＤは、３６個のコンタクト領域を有する。図１６、図１７及び図１８におけるｐコンタクト領域及びｎコンタクト領域の双方が、小さい正方形によって表される。ｐコンタクト領域はプラス記号によって示され、ｎコンタクト領域はマイナス記号によって示される。明示されていないコンタクト領域は、ｐコンタクト領域又はｎコンタクト領域のいずれかであり得る。図１２と同様に、単一のＬＥＤ上で、すべてのｐコンタクト領域が互いに電気的に接続され、すべてのｎコンタクト領域が互いに電気的に接続される。以下の議論は、各ＬＥＤが３Ｖの順方向バイアス電圧において動作すると仮定しているが、本明細書において説明される実施形態のいずれにおいても、異なる順方向バイアス電圧を有するＬＥＤが使用されてよい。

図１５に示されるマウントと同様に、図１６、図１７及び図１８に示されるマウントは、個々のＬＥＤ１００、１０２、１０４及び１０６上のｐ及びｎコンタクト領域に整合する複数の金属パッドを含む。図１６、図１７及び図１８に示されるマウントにおいて、ＬＥＤ１００、１０２、１０４及び１０６における電気的接続が、６つの場所１１２、１１４、１１６、１１８、１２０及び１２２において、２つのコンタクト領域に及ぶ金属パッドによって提供される。マウントは、カソードコンタクトパッド１０８とアノードコンタクトパッド１１０とを含む。

図１６は、１２Ｖにおいて動作し得る向きを示す。図１６において、金属パッド１１６及び１１８において、ＬＥＤ１０６のｎコンタクト領域がＬＥＤ１０２のｐコンタクト領域に接続され、したがってＬＥＤ１０６と１０２とは直列に接続される。金属パッド１１２及び１１４において、ＬＥＤ１０４のｎコンタクト領域がＬＥＤ１０６のｐコンタクト領域に接続され、したがってＬＥＤ１０４と１０６とは直列に接続される。金属パッド１２０及び１２２において、ＬＥＤ１００のｎコンタクト領域がＬＥＤ１０４のｐコンタクト領域に接続され、したがってＬＥＤ１００と１０４とは直列に接続される。したがって、すべての４つのＬＥＤ１００、１０２、１０４及び１０６は、図１６に示される向きにおいて直列に接続される。

図１７は、３Ｖにおいて動作し得る向きを示す。図１７に示される向きにおいて、発光構造は、図１６に示される向きに対して９０°回転されている。金属パッド１１６において、ＬＥＤ１０２上のｐコンタクト領域とＬＥＤ１００上のｐコンタクト領域とが接続される。金属パッド１１８において、ＬＥＤ１０２上のｎコンタクト領域とＬＥＤ１００上のｎコンタクト領域とが接続される。ゆえに、ＬＥＤ１０２と１００とは並列に接続される。金属パッド１１２において、ＬＥＤ１０２上のｐコンタクト領域とＬＥＤ１０６上のｐコンタクト領域とが接続される。金属パッド１１４において、ＬＥＤ１０２上のｎコンタクト領域とＬＥＤ１０６上のｎコンタクト領域とが接続される。ＬＥＤ１０２と１０６とは並列に接続される。金属パッド１２０において、ＬＥＤ１０６上のｐコンタクト領域とＬＥＤ１０４のｐコンタクト領域とが接続される。金属パッド１２２において、ＬＥＤ１０６上のｎコンタクト領域とＬＥＤ１０４上のｎコンタクト領域とが接続される。ＬＥＤ１０６と１０４とは並列に接続される。したがって、すべての４つのＬＥＤ１００、１０２、１０４及び１０６は、図１７に示される向きにおいて並列に接続される。

図１８は、６Ｖにおいて動作し得る向きを示す。図１８に示される向きにおいて、発光構造は、図１７に示される向きに対して９０°回転されている。金属パッド１１６において、ＬＥＤ１００のｐコンタクト領域とＬＥＤ１０４のｐコンタクト領域とが接続される。金属パッド１１８において、ＬＥＤ１００のｎコンタクト領域とＬＥＤ１０４のｎコンタクト領域とが接続される。ゆえに、ＬＥＤ１００と１０４とは並列に接続される。金属パッド１１２及び１１４において、ＬＥＤ１０２上のｎコンタクト領域が、ＬＥＤ１００上のｐコンタクト領域に接続される。ゆえに、ＬＥＤ１０２と１００とは直列に接続される。金属パッド１２０において、ＬＥＤ１０２上のｐコンタクト領域とＬＥＤ１０６上のｐコンタクト領域とが接続される。金属パッド１２２において、ＬＥＤ１０２上のｎコンタクト領域とＬＥＤ１０６上のｎコンタクト領域とが接続される。ゆえに、ＬＥＤ１０２と１０６とは並列に接続される。したがって、ＬＥＤ１０６と１０２とが並列に接続され、ＬＥＤ１０４と１００とが並列に接続される。この２つのグループの並列接続されたＬＥＤが、図１８に示される向きにおいて、直列に接続される。

本発明を詳細に説明したが、本開示を前提として、本明細書に説明された発明概念の主旨から逸脱することなく本発明に対して変更がなされ得ることを当業者は十分理解するであろう。ゆえに、本発明の主旨が例示され説明された具体的な実施形態に限定されることは意図されない。

Claims

発光デバイスを製造する方法であって、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む発光構造を提供することであって、前記複数のＬＥＤの各々はｐコンタクト及びｎコンタクトを含む、ことと、
マウントを提供することであって、前記マウントはアノードパッド及びカソードパッドを含む、ことと、
少なくとも１つのｐコンタクトを前記アノードパッドのうち少なくとも１つに、及び、少なくとも１つのｎコンタクトを前記カソードパッドのうち少なくとも１つに、第１の向き又は第２の向きにおいて整合させることと、
前記マウントに前記発光構造を取り付けることと、
前記第１の向きにおいて前記複数のＬＥＤにおける前記マウント上の第１の電気的接続を、及び、前記第２の向きにおいて前記複数のＬＥＤにおける前記マウント上の第２の電気的接続を提供することと、
前記第１の向きにおいて前記第１の電気的接続に第１の電圧を供給することと、
前記第２の向きにおいて前記第２の電気的接続に、前記第１の電圧と異なる第２の電圧を供給することと、
を含む方法。
発光構造であって、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、各ＬＥＤはｎ型領域とｐ型領域との間に配設される発光層を含む、複数のＬＥＤと、
前記ｐ型領域上に配設されるｐコンタクトと、
前記ｎ型領域上に配設されるｎコンタクトと、
を含む、発光構造と、
アノードパッド及びカソードパッドを含むマウントと、
を含み、
前記ｎコンタクト及び前記ｐコンタクトは、前記アノードパッドのうち少なくとも１つ及び前記カソードパッドのうち少なくとも１つの上に第１の向きにおいて、又は前記アノードパッドのうち少なくとも１つ及び前記カソードパッドのうち少なくとも１つの上に第２の向きにおいてのいずれかで前記マウントに付けられ、
前記マウント上の少なくとも２つのＬＥＤにおける少なくとも１つの電気的接続であり、前記少なくとも１つの電気的接続は、前記第１の向きにおいて前記ｎコンタクト及びｐコンタクトに第１の電圧を供給し、前記第２の向きにおいて前記ｎコンタクト及びｐコンタクトに第２の電圧を供給し、前記第１の電圧は前記第２の電圧と異なる、少なくとも１つの電気的接続、を含む、
発光デバイス。
前記第１の向きにおいて、前記発光構造は、前記第２の向きに対して９０°回転されている、請求項２に記載の発光デバイス。
前記第１の向きにおいて、前記発光構造は、前記第２の向きに対して１８０°回転されている、請求項２に記載の発光デバイス。
各ＬＥＤについて、前記ｎコンタクトは、互いに電気的に接続される複数の第１の領域に分割され、前記ｐコンタクトは、互いに電気的に接続される複数の第２の領域に分割される、請求項２に記載の発光デバイス。
前記マウントは、絶縁体の上部表面に配設される第３の領域を含み、
前記第３の領域は、前記第１の領域及び前記第２の領域に整合し、
前記第１の領域及び前記第２の領域は、前記第１の向き及び前記第２の向きにおいて、異なる第３の領域に整合する、
請求項５に記載の発光デバイス。
前記第１の向きにおいて、前記発光構造の前記複数のＬＥＤのうち少なくとも２つが直列に接続され、
前記第２の向きにおいて、前記発光構造の前記複数のＬＥＤのうち少なくとも２つが並列に接続される、
請求項２に記載の発光デバイス。
発光構造であって、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、各ＬＥＤはｎ型領域とｐ型領域との間に配設される発光層を含む、複数のＬＥＤと、
前記ｐ型領域上に配設されるｐコンタクトと、
前記ｎ型領域上に配設されるｎコンタクトと、
を含む、発光構造と、
アノードパッド及びカソードパッドを含むマウントと、
を含み、
前記ｎコンタクト及び前記ｐコンタクトは、前記アノードパッドのうち少なくとも１つ及び前記カソードパッドのうち少なくとも１つの上に第１の向きにおいて、又は前記アノードパッドのうち少なくとも１つ及び前記カソードパッドのうち少なくとも１つの上に第２の向きにおいてのいずれかで前記マウントに付けられ、
前記マウント上の少なくとも２つのＬＥＤにおける少なくとも１つの電気的接続であり、前記少なくとも２つのＬＥＤは、前記第１の向きにおいて前記少なくとも１つの電気的接続を介して直列に接続され、前記少なくとも２つのＬＥＤは、前記第２の向きにおいて前記少なくとも１つの電気的接続を介して並列に接続される、少なくとも１つの電気的接続、を含む、
発光デバイス。