JP7450770B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤパッケージの技術分野に関し、具体的に、発光装置に関する。
従来の深紫外線ＬＥＤの構成においては、セラミック製椀を搭載基板とし、且つ石英ガラスをパッケージ用カバーとしている。具体的には、図１に示されるように、はんだペーストや共晶溶接の方式により、フリップチップ構造の紫外線ＬＥＤチップ１２０をパッケージ基板１１０の椀内にダイボンドして、紫外線ＬＥＤチップ１２０におけるチップ側の電極及び椀内における基板側の電極１３０をボンディング且つ固定し、そして石英ガラス板１４０を椀の開口に固定して、椀の内部において密閉のチャンバを形成する。しかしながら、チャンバが中空であり且つセラミック製椀が一定的な厚さを有しているため、パッケージ構造には、体積が大きすぎるとともに、パッケージ本体の発光角度及び光強度の空間分布を調整することができないという問題が存在している。
発光角度を変えることができるように、一般的に出光面の上に石英ガラスレンズを増加するが、そのためパッケージ本体の厚さが増加し、また石英ガラスはコストが高い。
上記した従来技術の欠点に鑑みて、本発明は、発光装置を提供することを目的とする。
いくつかの実施形態において、該発光装置は、パッケージ基板と、ＬＥＤチップと、パッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記ＬＥＤチップは、前記パッケージ基板の平面上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有している。前記下表面には、第１電極と第２電極とが配置されている。その中で、第１電極は、前記パターン化された導電層の第１セクションと電気的に接続されており、第２電極は、前記パターン化された導電層の第２セクションと電気的に接続されている。前記パッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記パターン化された導電層を覆っている。前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの上表面を覆っている厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さ以下である。該パッケージ層における前記ＬＥＤチップが対応する位置には、光学構造が形成されており、且つ該光学構造における前記ＬＥＤチップの側壁が対応する位置には、曲面が具わっている。前記ＬＥＤチップが放射した光は、該光学構造を経て外部へ出射される。
いくつかの実施形態において、発光装置であって、パッケージ基板と、ＬＥＤチップと、パッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有している。前記下表面には、第１電極及び第２電極が配置されている。その中で、第１電極は前記第１セクションと電気的に接続されており、第２電極は第２セクションと電気的に接続されている。前記パッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っている。前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの真上における厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さの０．５倍以上且つ前記ＬＥＤチップの厚さの１．２倍以下である。
いくつかの実施形態において、発光装置であって、パッケージ基板と、ＬＥＤチップと、パッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有している。前記下表面には、第１電極及び第２電極が配置されている。その中で、第１電極は前記第１セクションと電気的に接続されており、第２電極は第２セクションと電気的に接続されている。前記パッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っている。前記パッケージ層における前記ＬＥＤチップが対応する位置には、曲面が形成されている。前記パッケージ層における前記パターン化された導電層を覆っている一部には、平面が具わっている。前記曲面と前記平面との境界箇所から前記ＬＥＤチップの側壁までの距離Ｄは、チップの厚さの１倍～２倍である。
いくつかの実施形態において、発光装置であって、パッケージ基板と、ＬＥＤチップと、パッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有している。前記下表面には、第１電極及び第２電極が配置されている。その中で、第１電極は前記第１セクションと電気的に接続されており、第２電極は第２セクションと電気的に接続されている。前記パッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っている。前記パッケージ層においては、前記ＬＥＤチップの真上にある中心位置に第１厚さＴ３１があり、前記ＬＥＤチップの周縁位置に第２厚さＴ３２があり、前記ＬＥＤチップの外周に形成された平坦セクションに第３厚さＴ３３がある。Ｔ３１とＴ３２とＴ３３との関係は、４００μｍ≧Ｔ３３≧Ｔ３１≧Ｔ３２≧１００μｍ且つ０≦Ｔ３３－Ｔ３１≦５０μｍとなっている。
いくつかの実施形態において、発光装置であって、パッケージ基板と、紫外線ＬＥＤチップと、含フッ素樹脂からなるパッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記紫外線ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び上表面と下表面に接続されている側壁を有している。前記含フッ素樹脂からなるパッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っており、且つ該ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成されている。該光学構造は、ＬＥＤチップの外周において曲面を具えている。ＬＥＤチップが放射した光は、該光学構造を経て外部へ出射される。発光角度は、１２０°以上であり、且つ光強度の分布曲線は、楕円形となっている。
いくつかの実施形態において、発光装置であって、パッケージ基板と、紫外線ＬＥＤチップと、含フッ素樹脂からなるパッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記紫外線ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び上表面と下表面に接続されている側壁を有している。前記含フッ素樹脂からなるパッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っており、且つ該ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成されており、前記ＬＥＤチップの外周に曲面が形成されている。該パッケージ層においては、ＬＥＤチップの上方に第１厚さＴ３１があり、前記ＬＥＤチップの外周に第２厚さＴ３２がある。その中で、該第１厚さと第２厚さとの差は、２０μｍ以下である。
いくつかの実施形態において、紫外線発光装置であって、パッケージ基板と、紫外線ＬＥＤチップと、含フッ素樹脂からなるパッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、板状構造となっていて互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記紫外線ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び上表面と下表面に接続されている側壁を有している。前記含フッ素樹脂からなるパッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っており、且つ該ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成されており、前記ＬＥＤチップの外周に曲面が形成されている。光学構造は、ＬＥＤチップの真上にある第３表面を含んでいる。前記第３表面と前記ＬＥＤチップの上表面が属する平面との交差角度は、０～４０°の範囲内にある。
いくつかの実施形態において、紫外線発光装置であって、パッケージ基板と、紫外線ＬＥＤチップと、含フッ素樹脂からなるパッケージ層と、を含んでいる。前記パッケージ基板は、板状構造となっていて互いに反対する第１表面及び第２表面を有している。前記第１表面の上には、パターン化された導電層が配置されている。該パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されている。前記紫外線ＬＥＤチップは、パターン化された導電層上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有している。前記ＬＥＤチップの光強度の最大分布は、法線ベクトル方向から外れる空間位置にある。前記含フッ素樹脂からなるパッケージ層は、前記ＬＥＤチップ及び前記基板の第１表面を覆っており、且つ該ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成されている。該光学構造は、ＬＥＤチップの側壁が対応する位置に曲面を具えている。前記ＬＥＤチップが放射した光は、該光学構造を経て外部へ出射される。前記発光装置は、法線ベクトル方向において最大光強度を有している。
本発明に係る発光装置によれば、平板型のパッケージ基板上にＬＥＤチップが配置されており、且つフィルム接着の方式により、前記ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成されており、これによって、レンズのコストを減少して製品のサイズを軽量化して透過率を向上させることができることに加え、発光装置の場分布を変えることもできる。
本発明の他の特徴及び利点は、続いての明細書において説明され、且つその一部が明細書又は本発明を実施することから明白になるであろう。本発明の目的及び他の利点は、明細書、特許請求の範囲、及び添付図面において示されている構成により実現且つ取得され得る。
従来の発光装置を示す模式図である。 本発明に係る実施形態の発光装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る実施形態の図２に示される発光装置に用いられるＬＥＤチップの構成を示す模式図である。 図２に示される発光装置を示す模式断面図である。 図１に示される発光装置の配光曲線を示す図である。 図２に示される発光装置の配光曲線を示す図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す上面図である。 本発明に係る実施形態の発光装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 図１１に示される発光装置を示す上面図である。 図１２におけるＡ－Ａ線に沿った断面の構成を示す模式図である。 図１２におけるＢ－Ｂ線に沿った断面の構成を示す模式図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 本発明に係る実施形態の発光装置を示す図である。 図１７に示される発光装置を示す上面図である。
以下、特定の具体的な実施例によって本発明の実施方式を説明する。本技術分野における者は本明細書に開示されている内容に基づいて本発明の他の利点や効果を容易に理解することができる。本発明は、他の異なる具体的な実施方式により実施や応用することもでき、また、本明細書における各詳細事項も異なる観点や応用に基づいて本発明の精神から外れない範囲で各種の修飾や変更を行なうことができる。
実施例一
図２を参照されたい。本実施例には、紫外線のパッケージデバイスが開示されている。該紫外線のパッケージデバイスは、パッケージ基板２１０と、基板の上表面の上にあるパターン化された導電層２３０と、基板２１０に配置され且つ導電層２３０と電気的に接続されているＬＥＤチップ２２０と、基板の上表面及びＬＥＤチップ２２０を覆っているパッケージ層２４０と、を含んでいる。該パッケージ層２４０におけるＬＥＤチップ２２０が対応する位置には、光学構造が形成されている。該光学構造における、ＬＥＤチップの上方及び／又は側壁には、曲面が具わっていて、デバイスの発光角度及び光強度の空間分布を調整することができる。
具体的には、基板２１０は上表面と下表面とを有する。前記基板２１０は、本分野において常用される材料から作成されたものを選択することができ、該材料は例えばセラミックやシリコンである。該基板２１０はセラミック基板であることが好ましい。基板のサイズは、ニーズに応じて選択されることができ、例えば、３５３５や２３１９や１３１３を選択することができる。
導電層２３０は、基板２１０の上表面に形成されてパターン化され、且つ分離セクション２３１によって互いに電気的に分離されている２つのセクション２３２１、２３２２に少なくとも区分されている。本実施例において、該分離セクション２３１は、溝構造となったものであり、該溝の深さが該導電層２３０の厚さ以上であり、それによってセクション２３２１、２３２２を完全に分離することができると共に、後にパッケージ層２４０を充填することができる。更に、図４に示されるように、基板２１０の裏面には、外部電極２５１、２５２が配置されている。
１つの好ましい実施例において、該分離セクション２３１は、基板２１０の周辺に沿って分布し且つ上表面の外周にある第１分離セクション２３１１を含んでいる。それによって導電層をダイボンドセクション２３２及び周辺セクション２３３とに区分する。その中で、ダイボンドセクション２３２は、第２分離セクション２３１２により第１セクション２３２１及び第２セクション２３２２に更に区分されている。その中で、第１分離セクション２３１１と基板２１０の周縁との距離が１５０～４００μｍの範囲内にあることが好ましく、それによりパッケージ層２４０の周辺と基板２１０との接合力がより強くなる。更に、第１分離セクションが閉ループ構造となっていることが好ましく、これによって導電層における周辺セクションとダイボンドセクションとの間が完全に電気的に分離されて該パッケージデバイスに漏電が発生するリスクを高めることができることに加え、パッケージ層を該溝に充填してパッケージ層２４０と基板との粘着力を増加して、パッケージ本体を運送や搬送する際にパッケージ封止剤が振動で脱離するといった問題を効果的に防止することができる。該溝２３１１の幅は５０～２００μｍの範囲内にあることが好ましく、パッケージ層２４０を該溝内に充填することに有利であり、パッケージ層と基板との接合力を強化することができる。該第１分離セクション２３１１が曲がり角構造２３１１Ａを更に具えていることが好ましく、該曲がり角構造は鋭角、直角、又は鈍角とすることができ、曲がり角構造を形成することは、パッケージ層と基板との粘着力を向上させることに有利であり、特に鋭角構造の場合には、曲がり角に係合構造を形成することができる。いくつかの実施例において、該第２分離セクション２３１２も、曲がり角構造を具えることができ、該曲がり角構造は例えばＬ字形状や稲妻形状であり得る。
ＬＥＤチップ２２０は、導電層のダイボンドセクション２３２に配置されており、その中で第１電極２２５１が第１セクション２３２１と電気的に接続されており、第２電極２２５２が第２セクション２３２２と接続されている。１つの実施例において、該ＬＥＤチップ及び前記基板は、矩形または正方形とすることができ、前記ＬＥＤチップは４５°の角度で該基板２１０上に配置されている。図３は、図２に示されるパッケージデバイスのＬＥＤチップの構成を示している。該ＬＥＤチップ２２０は、フリップチップ構造であることが好ましく、基板２２１０を含むことができる。該基板は半導体発光積層をエピタキシアル成長することができる材料から作成されることが好ましく、該基板は、互いに反対する第１表面Ｓ２２１及び第２表面Ｓ２２２を有しており、且つその厚さが１００～５００μｍの範囲内にあることができ、例えば２００μｍ～２５０μｍ、２５０～３００μｍ、３００～４００μｍ、又は４００～５００μｍにある。半導体発光積層は、該基板２２１０の第２表面Ｓ２２２上に積み重ねられ、また該半導体発光積層は、第１導電型半導体層２２２１と、活性層２２２２と、第２導電型半導体層２２２３と、を含むことができる。本実施例において、該活性層の発光波長は、２００～３６５ｎｍの範囲内にあり、且つ第１導電型半導体層２２２１の表面及び第２導電型半導体層２２２３の表面には、オーミックコンタクト層２２３１、２２３２がそれぞれ設置されており、それらのオーミックコンタクト層の上には、第１電極２２５１及び第２電極２２５２が配置されている。更に、オーミックコンタクト層と電極との間には、導電接続層２２４１、２２４２が配置されることができ、導電接続層と電極との間には、絶縁層２２６０が設置される。該ＬＥＤチップの活性層は紫外光を発光することが好ましく、その波長は、例えば３６５ｎｍ以下であり、例えば２８５ｎｍ～３２０ｎｍの範囲内、２７５～２８５ｎｍの範囲内、又は２２０～２７５ｎｍの範囲内にある。該ＬＥＤチップの厚さは１５０μｍ以上であることが好ましく、基板の厚さを適度に増加すると、ＬＥＤチップの光取り出し効率を向上させることに有利である。１０ｍｉｌ＊２０ｍｉｌのような中小サイズのＬＥＤチップの場合、その厚さが２００μｍであり、例えば２５０～３００μｍｍの範囲内にあり、また４２ｍｉｌ＊４２ｍｉｌのような比較的に大きなサイズのＬＥＤチップの場合、その厚さが４００～６００μｍの範囲内であり、例えば４２０～４５０μｍの範囲内にある。
パッケージ層２４０は、ＬＥＤチップの上方を覆っていると共に、ＬＥＤチップの外周にある基板の上表面へ延伸している。該パッケージ層２４０が基本的に基板２１０の上表面を完全に覆っていることが好ましく、該パッケージ層２４０は、周縁が基本的に基板の周縁と揃い、或いは該基板２１０の側壁を覆って、更に基板の裏面まで延伸する。該パッケージ層２４０は含フッ素樹脂のパッケージ封止剤材料から作成されたものであることが好ましく、含フッ素樹脂材料は、含フッ素の共重合体又はフッ化炭素の共重合体であり、即ちエチレン－テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－フルオロターポリマー（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｆｌｕｏｒｏｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ、略称：ＥＦＥＰ）、フッ素化エチレンプロピレン（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、略称：ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ、略称：ＰＦＡ）、エチレン－テトラ－フルオロ－エチレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａ ｆｌｕｏｒｏ ｅｔｈｙｌｅｎｅ、略称：ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｅｎｅ、略称：ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｆｌｕｏｒｉｄｅ、略称：ＰＶＦ）、ポリ－テトラ－フルオロ－エチレン（Ｐｏｌｙ ｔｅｔｒａ ｆｌｕｏｒｏ ｅｔｈｙｌｅｎｅ、略称：ＰＴＦＥ）などの化学構造上に炭素－フッ素結合を有する高分子材料を含んでいるものであるが、それらに限定されない。その中で、ＦＥＰ及びＰＴＦＥ材料を選択することは好ましい。含フッ素樹脂を用いてパッケージ層とすることによって、ＬＥＤチップが発光する光の透過率を向上させて、それにより発光装置の光取り出し効率を向上させることができ、また、パッケージ層が基板の上表面を完全に覆っていることによって、発光装置の気密性を向上させることができると共に、パッケージ層と基板との接合力を強化することもでき、それにより発光装置の信頼性を増加させることができる。
図２及び図４を参照すると、該パッケージ層２４０には、ＬＥＤチップの外周にある平坦セクション２４２と、ＬＥＤチップの側面及び／又は上方が対応する位置にある曲線セクション２４３と、が具わっており、それによりＬＥＤチップが対応する位置において光学構造２４３が形成されており、該光学構造はベール状構造となっており、その中で２４１が平面セクションと曲面セクションとの境界箇所である。具体的には、曲面セクション２４３は、ＬＥＤチップ２２０の表面Ｓ２２１の上方にある第１表面Ｓ２４３と、該第１表面Ｓ２４３と連接されている曲面Ｓ２４２と、含んでおり、該第１表面Ｓ２４３は平面又は球面とすることができる。該第１表面Ｓ２４３とＬＥＤチップ２２０の上表面Ｓ２２１との交差角度αが０～４０°の範囲内にあることが好ましく、例えば、５°～２０°の範囲内にあることができ、これはＬＥＤチップの上表面に比較的になだらかな曲面を形成することに有利であり、且つパッケージフィルムのＬＥＤチップの上方における厚さの分布がより均一であるので、光取り出し効率を向上させることができる。
本実施例において、薄膜の圧接という方式によって、ＬＥＤチップの上方に含フッ素樹脂の薄膜を貼り付けて、そして加熱を行なってＬＥＤチップ２２０と基板２１０の上表面とに貼り合わせることが好ましい。薄膜の厚さをＬＥＤチップの厚さＴ２０の０．３～１．５倍の範囲内となるように調整して、その薄膜にＬＥＤチップが対応する位置に特定の構造を有する光学構造を形成し、これによりＬＥＤチップが発光する光に対して配光を調整することに有利である。パッケージ層２４０の厚さが低すぎると、ＬＥＤチップの周縁に曲面を形成することに不利であると共に、パッケージ層２４０と基板２１０との間に隙間ができやすくなる上、パッケージ層の脱離が更に発生する恐れがある。パッケージ層２４０の厚さがＬＥＤチップの厚さの二倍以上に達すると、パッケージ層２４０を加熱且つ硬化した後、該パッケージ層２４０の基板から離れる一側の上表面が基本的に平面構造となり、即ち、ＬＥＤチップ２２０が対応する位置において曲面のある光学構造を形成することが比較的に困難となり、且つパッケージ層には一定的な光吸収効果があり、それは発光装置の光取り出し効率の向上に対して不利である。
図４を再び参照されたい。パッケージ層２４０においては、ＬＥＤチップ２２０の真上にある中心位置に第１厚さＴ３１があり、ＬＥＤチップ２２０の周縁位置に第２厚さＴ３２があり、ＬＥＤチップの外周に形成された平坦セクションに第３厚さＴ３３がある。Ｔ３１とＴ３２とＴ３３とは以下のような関係を有することが好ましく、即ち、４００μｍ≧Ｔ３３≧Ｔ３１≧Ｔ３２≧１００μｍである。パッケージ層のＬＥＤチップの上方における厚さが相対的に薄くなるようにすることで、光取り出し効率を向上させることができ、これに対して、パッケージ層のＬＥＤチップの外周における厚さを相対的に厚くすることができ、パッケージ層と基板との接合力を増加させて光取り出し効率とデバイスの信頼性を両立することができる。パッケージ層２４０のＬＥＤチップの周縁における厚さＴ３２は、１００μｍ以上であり、それにより該パッケージ層がＬＥＤチップをよりよく覆うことが保証され得る。該Ｔ３２が１５０μｍ以上であることがより好ましく、そうするとＬＥＤチップの側壁が対応する位置において相対的になだらかな曲面が形成され、発光装置の光強度分布及び発光角度を調整することに有利である。更に、パッケージ層２４０のＬＥＤチップの中心における厚さとＬＥＤチップから離れた基板の上表面の周辺セクションの厚さとの差が５０μｍ以下であることが好ましく、即ち、０≦Ｔ３３－Ｔ３１≦５０μｍであり、それによりパッケージ層の応力を緩和することができ、且つＬＥＤチップに対する被覆性がより良好になる。図４に示される一つの具体的な実施例の発光装置において、両者の厚さは基本的に同様である。
図４に示される発光装置においては、該ＬＥＤチップの厚さが３００μｍ以上であり、パッケージ層２４０の厚さが１５０μｍ以上であり且つ該ＬＥＤチップの厚さの０．８倍以下であることが好ましく、即ち、１５０μｍ≦Ｔ３１≦０．８Ｔ２０とすることが好ましく、そうするとパッケージ層２４０がＬＥＤチップ２４０をよりよく覆って該ＬＥＤチップの上方に曲面のある光学構造を形成することができ、且つより高い光取り出し効率を得ることができる。更に、０μｍ≦Ｔ３１－Ｔ３２≦１００μｍとすると、パッケージ層のＬＥＤチップの表面を覆っている厚さがより均一となることができ、ＬＥＤチップの放射した光が該パッケージ層を経て外部へ出射された後、各方向において相対的に均一な光強度分布を有するようになる。本実施例において、該パッケージ層の各位置における厚さは、１５０μｍ以上且つ２００μｍ未満、或いは２００μｍ以上且つ３００μｍ未満、或いは３００μｍ以上且つ４００μｍ未満とすることができ、例えば該ＬＥＤチップの厚さは、４２０μｍであり、パッケージ層の厚さは、２５０～３００μｍの範囲内にあることができる。
図４を再び参照すると、該パッケージ層２４０のＬＥＤチップ２２０の側壁を覆っている厚さが、下表面から上表面に向かって漸次に減少することが好ましい。更に、該パッケージ層２４０においては、ＬＥＤチップ２２０の頂部の側壁を覆う箇所に最小厚さＴ３４があり、且つ該最小厚さＴ３４が１００μｍ以上であることがより好ましく、該最小厚さＴ３４が１００μｍ未満となると、ＬＥＤチップに対する被覆性が劣るようになって破損や断裂が容易に発生してデバイスの気密性に影響を及ぼす。更に、該第１厚さＴ３１が該最小厚さＴ３４の１．２５倍～２倍の範囲内にあることが好ましい。パッケージ層の側面の厚さを制御することによって発光装置の周辺における配光をより均一にさせ、正面の集光効果をより良好にさせて、特定の形状のある光学構造を形成することができる。１つの実施例において、発光する光が該光学構造を経て外部へ放射された後、その発光角度が１２０°以上であることが好ましく、例えば１３５°～１５０°の範囲内にある。
１つの具体的な実施例において、パッケージ層２４０には、ＬＥＤチップ２２０の外周に低部が形成されており、ＬＥＤチップの真上に高部が形成されている。前記曲面Ｓ２４２は、第１曲面Ｓ２４２１と、第２曲面Ｓ２４２２とを含んでいる。その中で、第１曲面Ｓ２４２１は、ＬＥＤチップの側壁が対応する位置にあると共に、前記低部２４２と繋がっており、第２曲面Ｓ２４２２は、一端が第１曲面Ｓ２３２１の上方にあり、他端が前記ＬＥＤチップの上表面の上にあると共に、前記高部２４３と繋がっている。該曲面２４２と平坦セクションの表面Ｓ２４１との境界箇所２４１から前記ＬＥＤチップの側壁までの距離ＤがＬＥＤチップの厚さの１～２倍の範囲内にあることが好ましく、該距離ＤがＬＥＤチップの厚さ未満となると、パッケージ層２４０のＬＥＤチップに対する被覆性が比較的に悪くなり、破損や断裂が発生してデバイスの気密性に影響を及ぼす恐れがあり、該距離ＤがＬＥＤチップの厚さの２倍を超えると、ＬＥＤチップの側壁における光取り出しに不利となって発光装置の光取り出し効率に影響を及ぼす。１つの具体的な実施例において、パッケージ層の平面セクションにおける厚さは２５０μｍであり、ＬＥＤチップの厚さは４３０μｍであり、また、該距離Ｄは約５００μｍである。
図５と図６は、図１に示される発光装置の配光曲線及び図２に示される発光装置の配光曲線をそれぞれ示しており、即ち、二種の発光装置の空間各方向における光強度分布を示している。図５に示される曲線図における光強度の最大分布は、法線ベクトル方向から３０～４５°外れた空間位置にある。図６に示される曲線図は、本実施例に係る一発光装置に対する３５０ｍＡの条件でのテストによる光強度分布を示している。該発光装置のＬＥＤチップの厚さは、約４２０μｍであり、パッケージ層の第１厚さＴ３１及び第３厚さＴ３３は、いずれも約２５０μｍであり、曲面と平面との境界点２４１からＬＥＤチップの側壁までの距離Ｄは、約５００μｍである。図面から見て取れるように、該光強度の分布曲線は、楕円形に近似しており、法線ベクトル方向において最大の光強度分布を有しており、且つ各方向において光強度分布がより均一である。図２に示される発光装置は、ＬＥＤチップの上方に特定な形状の光学構造を形成することによって、光強度分布をハート形状から類楕円形となるように調整することができ、且つランバート配光を具え、その発光角度が１４０±５°である。
本実施例に示される発光装置においては、平面型の基板２１０の上表面にＬＥＤチップが配置され、薄膜圧接の方式によって該発光装置に対してパッケージを行ない、前記ＬＥＤチップが対応する位置に光学構造が形成され、該発光装置の総厚さＴ１０が２ｍｍ以下にすることができ、例えば１～１．５ｍｍの範囲内にあることができる。例えば、基板２１０の厚さは５００μｍであり、ＬＥＤチップの厚さは４５０μｍであり、パッケージ層２４０のＬＥＤチップの真上における厚さは２５０μｍであり、よって該発光装置の総厚さは約１２００μｍである。
更に、本実施例においては、平面型の基板を用いて、且つ薄膜を貼り合わせる方式によって該ＬＥＤチップに対してパッケージを行なうことで、ＬＥＤチップの面積（ここでは上表面Ｓ２２１の面積を指す）の基板の上表面の面積に対する比率が、１０％以上とすることができる。例えば１つの具体的な実施例においては、３５３５の基板を用いて、その上表面にある導電層のパターンを図２を参考して設計し、基板の上表面の面積は約１２．２５ｍｍ２であり、ＬＥＤチップのサイズは５０ｍｉｌ＊５０ｍｉｌであり、その面積が約１．６ｍｍ２であって基板の上表面の面積に対する比率が約１３％である。他のいくつかの実施例において、導電層のパターンを変え、例えば溝２３１１を削除し、又は溝２３１１を直線型に配置することで、ＬＥＤチップの面積の基板の上表面の面積に対する比率を更に向上させることができる。
実施例２
図７は、本発明に係る実施形態の発光装置を示している。図４に示される発光装置において、該ＬＥＤチップの厚さは３００μｍ以上であり、該パッケージ層２４０の厚さＴ３０はＬＥＤチップの厚さ未満である。本実施例に示される発光装置において、該ＬＥＤチップの厚さＴ２０は３００μｍ以下であり、例えば１５０μｍ～２００μｍの範囲内、或いは２００μｍ～３００μｍの範囲内にある。パッケージ層２４０の第１厚さＴ３１とＬＥＤチップ２２０の厚さＴ２０との関係が１．２Ｔ２０≧Ｔ３１≧０．５Ｔ２０であることが好ましく、そうするとパッケージ層２４０がＬＥＤチップ２４０をよりよく覆うことができ、且つ該ＬＥＤチップの上方に曲面のある光学構造が形成されることができ、例えばＴ３１≒Ｔ２０である。更に、０μｍ≦Ｔ３１－Ｔ３２≦５０μｍ、即ち、パッケージ層２４０のＬＥＤチップの上表面における厚さは相対的に均一である。更に、該パッケージ層２４０の各セクションにおける厚さは少なくとも１５０μｍ以上であり、具体的には１５０μｍ以上且つ２００μｍ未満、或いは２００μｍ以上且つ３００μｍ未満であることができる。例えば該ＬＥＤチップ２００の厚さＴ２０は２５０μｍであり、該パッケージ層のＬＥＤチップの真上における厚さは、ＬＥＤチップの厚さと等しいか又はＬＥＤチップの厚さよりもやや大きい。
図７に示される発光装置において、該パッケージ層２４０は、ＬＥＤチップの上方に曲面のある光学構造２４３が形成されており、且つＬＥＤチップの外周から離れるように延伸して該基板の上表面を覆っていて、導電パターン２３０の上に相対的に平坦な表面Ｓ２４１が形成されている。なお、該パッケージ層２４０が同時に導電パターンに分布されている溝構造２３１に充填されるので、該表面Ｓ２４１は溝２３１のある箇所に起伏が形成される可能性があることに留意されたい。該光学構造２４３はＬＥＤチップの上方において基本的に球面からなる曲面Ｓ２４３であり、該曲面Ｓ２４３が、平面セクションの表面Ｓ２４１の境界箇所２４１におけるＬＥＤチップに近い上表面又は該ＬＥＤチップの上表面と揃い、或いは該ＬＥＤチップの上表面よりもやや高くなっている。該境界箇所２４１から前記ＬＥＤチップの側壁までの距離ＤがＬＥＤチップの厚さの１～２倍であることが好ましく、該距離ＤがＬＥＤチップの厚さ未満となると、パッケージ層２４０のＬＥＤチップに対する被覆性が比較的に悪くて破損や断裂が容易に発生してデバイスの気密性に影響を及ぼす。該距離ＤがＬＥＤチップの厚さの二倍を超えると、ＬＥＤチップの側壁における光取り出しに不利となって発光装置の光取り出し効率に影響を及ぼす。１つの具体的な実施例において、パッケージ層の平面セクションにおける厚さは２５０μｍであり、ＬＥＤチップの厚さは２５０μｍであり、また、該距離Ｄは約３００μｍである。１つの具体的な実施例において、該ＬＥＤチップの厚さＴ２０とパッケージ層２４０の厚さＴ３１とは、いずれも２５０μｍとなっており、且つＬＥＤチップの発光角度は、約１３０°となっており、その光強度分布については図５に示される曲線を参照することができ、該発光装置のＬＥＤチップが発光する光線が光学構造２４３を経て外部へ射出された後、発光角度が１３５°±５°となって、６０ｍＡの条件でのテストによる光強度分布が、図６に示される曲線に近似した配光を有している。
本実施例に示される発光装置のパッケージ層２４０の厚さは、ＬＥＤチップの厚さと等しいか又はＬＥＤチップの厚さよりもやや大きく、且つＬＥＤチップ２２０の真上に曲面のある光学構造を形成することによって、ＬＥＤチップの周縁に相対的になだらかな曲面を形成すると共に、パッケージ層とＬＥＤチップとの間のより優れた貼り合わせを有する。
実施例３
図８は、本発明に係る実施形態の発光装置を示している。本実施例は、実施例１を基礎として基板上にあるパターン化された導電層２３０の周辺セクション２３３の上に一系列の追加溝２３１３が配置されている。該系列の追加溝２３１３の深さはパターン化された導電層の厚さの半分以上であることが好ましく、該深さが該導電層２３０の厚さ以上となってもよい。パッケージ層２４０が該系列の追加溝２３１３を充填することによって、パッケージ層２４０と基板２１０との間の接合力を増加することができる。
実施例４
図９は、本発明に係る実施形態の発光装置を示している。図４に示される発光装置と異なっているのは、本実施例においてはパッケージ層２４０の周縁に防水層２８０が形成されている点であり、該防水層２８０はシリコーン、無機ケイ素、又は二酸化ケイ素などから作成されたものである。深紫外線ＬＥＤのモジュールに対してパッケージを行なう場合には、含フッ素材料が良好なパッケージ材料となり、深紫外線に対して高い透過性を有しており、深紫外線により破壊されてクラックが生じることなく、信頼性が比較的に良い。しかし、含フッ素材料は粘着性を有していないため、製品を分割すると材料の側壁にバリが残る。本実施例に示される発光装置は、パッケージ層の周縁（即ち、分割の断面）の周囲に防水材料が配置されることによって、含フッ素材料の側壁にあるバリが防水材料を吸着して一周りの防水塗布層を形成する。これは、構造の外観に粗さがあるという問題を解決することができると共に、含フッ素材料と基板との間の接合力を強化して該発光装置の側面の気密性を向上して発光装置が用いられた製品の使用寿命を向上することもできる。該防水層２８０の高さは、前記パッケージ層の高さ以上である。
一実施例において、該防水層は、逆Ｌ字形状となることができる。パッケージ層２４０の幅は、基板２１０の幅未満である。図１０に示されるように、防水層２８０は、パッケージ層２４０の周囲に配置されていると共に、パッケージ層２４０の外周縁と接続しており、且つ防水層２８０は、パッケージ層２４０を囲っている。パッケージ層２４０の周囲に防水層２８０が配置され、防水層２８０がパッケージ層３００の側壁を覆うことで、パッケージ層２４０における外部環境と接触している側面を外部環境と隔離することができ、これによって水気がＬＥＤパッケージデバイスの内部に浸入する可能性を減少することができる。
図１２及び図１３に示されている発光装置のパッケージ層は、ＬＥＤチップの上方に曲面のある光学構造が形成されている。但し、他のいくつかの実施例において、パッケージ層２４０は、ＬＥＤチップだけを覆っていて曲面構造が形成されていなくてもよく、例えば金型で加圧する方式を用いてパッケージ層を形成することができる。他のいくつかの実施例において、該防水層２８０は、パッケージ層２４０の上方又はパッケージ基板２１０の側壁に更に形成され得る。
実施例５
図１１～図１４は、本発明に係る実施形態の他の発光装置を示している。該発光装置は、２つのＬＥＤチップを含んでいる。その中で、第１ＬＥＤチップＣ１は発光波長が２８５ｎｍ以下であることが好ましく、第２ＬＥＤチップＣ２は発光波長が３５０ｎｍ～４２０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。１つの具体的な実施例において、第１ＬＥＤチップＣ１は、発光波長が２７０ｎｍであり且つ主に殺菌に用いられ、第２ＬＥＤチップＣ２は、発光波長が４０５ｎｍであり且つ主に硬化などの用途に用いられる。他のいくつかの実施例において、該第２ＬＥＤチップは、他の波長を発光することもでき、例えば赤色光を発光して食品の保存などを行なうことができるように用いられ得る。
図１１及び図１２に示されるように、該発光装置は、基板３１０の上表面の上に配置されている第１ＬＥＤチップＣ１、第２ＬＥＤチップＣ２、及び静電放電保護デバイスＣ３を含んでいる。基板３１０の特徴については、実施例１における詳細な説明を参照することができ、その上表面には、パターン化された導電層３３０が具わっており、その中にあるダイボンドセクションは、溝３３１によって少なくとも４つの互いに電気的に分離されているセクション３３２１～３３２４に区分されており、Ｃ１～Ｃ３は互いに角を合わせて基板上に置かれており、それにより隣り合っているチップの間での光吸収を減少することができる。更に、基板３１０の裏面には、外部電極３５０が配置されている。
図１３及び図１４は、図１５におけるＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿った断面の構造をそれぞれ示している模式図である。本実施例において、Ｃ１～Ｃ３が異なる厚さを有することが好ましく、その中で中間にある第１ＬＥＤチップの厚さＴ２１が最大であり、その厚さが２０００μｍ以上であることが好ましく、例えば２００μｍ～４００μｍの範囲内にあり、第２ＬＥＤチップＣ２の厚さＴ２２が第１ＬＥＤチップの厚さ未満であり、その厚さが２５０μｍ以下であることが好ましく、例えば１００～２００μｍの範囲内にあり、２つのＬＥＤチップの厚さの差が５０μｍを超えることが好ましく、また、静電放電保護デバイスＣ３の厚さが１００μｍ以下であることが好ましく、且つ薄ければ薄いほど良い。本実施例の１つの具体的な実施形態において、第１ＬＥＤチップＣ１の厚さは、２５０±５０μｍであり、第２ＬＥＤチップＣ２の厚さは、１５０±５０μｍであり、静電放電保護デバイスＣ３の厚さは、８０±１０μｍである。異なる高さを有する異なるＬＥＤチップを配置することによって、発光をずらすことができ発光装置の光取り出し効率を更に向上させることができる。
パッケージ層３４０は、３つの電子デバイスＣ１～Ｃ３及び外周の導電層３３０を覆っており、その周縁が基板３１０の周縁と揃っている。該パッケージ層は含フッ素樹脂からなることが好ましく、その厚さが第１ＬＥＤチップの厚さＴ２１の１．５倍を超えないことが好ましく、該パッケージ層３４０は、厚さが第１ＬＥＤチップの厚さの３分の２から１．２倍にあるように抑えられると、第１ＬＥＤチップが対応する位置に良好な光学構造を形成することに更に有利となり、且つそれと基板との粘着性にも配慮することができる。
図１３及び図１４に示されるように、該パッケージ層３４０は、第１ＬＥＤチップＣ１が対応する位置に光学構造が形成されている。該光学構造は、第１ＬＥＤチップの周辺にある曲面Ｓ３４２を含んでおり、且つ該曲面Ｓ３４２の下部始端３４１が該ＬＥＤチップの３分の２の高さの上及びＬＥＤチップの上表面の位置にあることが好ましく、或いは、ＬＥＤチップの上表面よりもやや高くにあってその超える高さが５０以下であることが好ましく、２０以下であることが更に好ましく、これは光強度分布及び光取り出し効率の両方の調整に配慮することに有利である。本実施例において、下部始端３４１が基本的にＬＥＤチップの上表面と揃っており、ＬＥＤチップが対応する位置には、モンゴルのゲルのような形状の光学構造が形成されている。該パッケージ層３４０は、第１ＬＥＤチップの外周を覆っているパターン化された導電層に平面セクション３４２が形成されている。該平面セクションは基板３１０の周縁まで延伸して基板の側壁と基本的に揃っており、第ＬＥＤチップＣ１の上方を覆っているセクション３４３には、基本的に平坦な平面Ｓ３４３が具わっており、平面セクション３４２とＳ３４３との厚さの差が２０μｍ以下であることが好ましく、これはＬＥＤチップの外周になだらかな曲面Ｓ３４２を形成することに有利である。
上記した発光装置においては、二種類以上の異なる波長範囲且つ異なる厚さのＬＥＤチップを含むことで、同一の発光装置が異なる波長範囲を提供して異なる応用ニーズを実現することができ、且つ中心発光波長が比較的に短いＬＥＤチップが比較的に大きな厚さを有しているので、多結晶のＬＥＤチップのパッケージ本体の光取り出し効率の向上を達成することができる。
本実施例においては、実施例２を参考して、基板上のパターン化された導電層３３０の周辺セクション３３３の上に一系列の追加溝を配置することができる。該系列の追加溝は深さがパターン化された導電層の厚さの半分以上であることが好ましく、該深さが該導電層の厚さ以上となってもよい。パッケージ層が該系列の追加溝を充填することによって、パッケージ層と基板との間の接合力を増加することができる。
実施例６
図１５は、本発明に係る実施形態の他の発光装置を示している。図３に示されている発光装置と異なっているのは、該発光装置が、基板２１０と、基板の第１表面上に配置されているＬＥＤチップ２２０と、ＬＥＤチップ２２０の表面と側壁及び基板２１０の露出している上表面を覆っているパッケージ保護層２６０と、該パッケージ保護層２６０の上に配置されているパッケージ層２４０と、を含んでいる点にある。
パッケージ保護層２６０は、ＬＥＤチップにおける基板に連接されている第１電極と第２電極の一側を除くすべての露出している表面と側壁に形成されている。同時に、該パッケージ保護層２６０は、基板２１０における第１電極２０６と第２電極２０７が接触している区域を除く露出している上表面に更に形成されている。
選択可能な実施例において、上記したパッケージ保護層は、絶縁材料層であり、例えばＳｉＯ２、ＨｆＯ２、又はＭｇＦ２などであることができる。上記したパッケージ保護層は、堆積プロセスによってＬＥＤチップの表面と側壁及び基板の表面上に形成され得る。例えば、プラズマ化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称：ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称：ＡＬＤ）、スパッタリング、蒸着などのプロセスを用いて上記のパッケージ保護層を形成する。該層形状の保護層を形成することは、上記のＬＥＤチップの絶縁保護層の形成と類似して、プロセスが簡単で容易に実現され得る。堆積で形成されたパッケージ保護層は、基板とＬＥＤチップとのいずれとも良好な接合力を有して信頼性が優れている。上記のパッケージ保護層は、絶縁材料層であり、硬さが相対的に大きいので、その後の応用においてＬＥＤチップが更によく保護され得る。
該パッケージ保護層２６０の厚さは、容易に制御することができ、一般的にはナノスケールの厚さに形成され、例えば数十ナノメートルから数百、数千ナノメートルまでである。比較的に薄いパッケージ保護層は、チップの放熱に対して有利であってデバイスの使用寿命を高めることができる。同時に、上記した酸化物層は、ＵＶやＵＶＣに対して比較的に高い透過率を具えているので、紫外線が長期間照射されても、亀裂や老化などの問題が存在することはない。本実施例の上記したパッケージ保護層は、基板の上に直接に堆積されたものであるので、基板の上にある導電回路（金属）層を効果的に保護（水気や酸化を阻止）することができるのみならず、同時にＵＶやＵＶＣに対して高い透過率を具えて、基板の光に対する吸収を減少してデバイスの明るさを向上させることができる。
パッケージ層２４０とＬＥＤチップの表面及び基板の表面との間に無機材料薄膜からなる保護層を配置することによって、水気などによるＬＥＤチップに対するダメージを防ぐことができると共に、パッケージ層の厚さを減少して発光装置の放熱性を高めることができる。本実施例において、該パッケージ層の厚さが３００μｍ以下であることが好ましく、例えば１５０～２５０μｍの範囲内にあることができる。
図１５に示されている発光装置のパッケージ層は、ＬＥＤチップの上方に曲面のある光学構造が形成されているが、他のいくつかの実施例においては、図１６に示されるように、パッケージ層２４０がＬＥＤチップのみを覆ってもよく、曲面構造が形成されていなく、例えば金型で加圧する方式を用いてパッケージ層を形成することができる。
実施例７
図１７及び図１８は、本発明に係る実施形態の他の発光装置を示している。図２に示されている発光装置と異なっているのは、該発光装置が、ダイボンドセクションの上に配置されていると共に前記ＬＥＤチップ２２０の外周に周方向に沿って分布されている複数の第１突起台を更に含んでいる点である。各前記第１突起台の高さは、ＬＥＤチップの厚さ未満であり、且つパッケージ層における前記第１突起台の上側にある一部は、なだらかな曲面があるように配置されている。
ＬＥＤチップ２２０の外周には、複数の第１突起台２７０が配置されており、且つパッケージ層２４０における第１突起台２７０の上側にある一部は、なだらかな曲面があるように配置されており、これによりＬＥＤチップ２２０のＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置におけるパッケージ層２４０に対する応力を減少して、ＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置において長期間使用された後にパッケージ層２４０にクラックが発生する可能性を更に減少することができ、且つパッケージ層２４０と基板２１０との接合力や気密性を改善することができる。
一実施方式において、図１７及び図１９に示されるように、第１突起台２７０及びＬＥＤチップ２２０は、いずれも対称構成となっている。複数の第１突起台２７０は、ＬＥＤチップ２２０の周方向に沿って配置されており、且つ第１突起台２７０とＬＥＤチップ２２０とは、所定の距離隔たっている。第１突起台２７０の高さがＬＥＤチップ２２０の厚さの３分の１を超え且つＬＥＤチップ２２０の厚さの３分の２未満であることが好ましく、それによりパッケージ層におけるＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置にある一部が相応しい厚さを具えることを確保することができるので、長期間使用された後でも該パッケージ層の一部にクラックが発生しにくい。
第１突起台２７０の高さがＬＥＤチップ２２０の厚さの３分の１未満であると、パッケージ層におけるＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置にある一部が依然として比較的に薄くて、長期間使用された後に該パッケージ層の一部にクラックが発生しやすく、このため、該パッケージ層の一部にクラックが発生する可能性を減少する目的を達成することができない。第１突起台２７０の高さがＬＥＤチップ２２０の厚さの３分の２を超えると、第１突起台２７０がＬＥＤチップ２２０の側壁の光取り出しに対して影響を及ぼす可能性があり、そのためＬＥＤチップ２２０の光取り出し効率に対して影響を及ぼす。よって、ＬＥＤチップ２２０の厚さに従って相応しい高さを有する第１突起台２７０を配置する必要があり、第１突起台２７０がＬＥＤチップ２２０の光取り出し効率に影響を与えない状態で、パッケージ層２４０にクラックが発生する可能性を減少させることができる。
一実施方式において、第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離が１０～３００の範囲内にあることが好ましい。第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離が小さすぎると、第１突起台２７０とＬＥＤチップ２２０との間隔が近すぎるようになってパッケージ層におけるＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置にある一部が依然として比較的に急峻になり、なだらかな曲面が形成されにくくなって、ＬＥＤチップ２２０のパッケージ層の一部に対する応力を効果的に減少することができなく、長期間使用された後に該パッケージ層の一部にクラックが発生する可能性を減少する目的を達成することができない。第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離が大きすぎると、第１突起台２７０とＬＥＤチップ２２０との間隔が遠すぎるようになって、パッケージ層におけるＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置にある一部が比較的に厚く、そのためＬＥＤチップの光取り出しに対して影響を及ぼして、ＬＥＤチップの光取り出し効率を低くさせてしまう。したがって、ＬＥＤチップ２２０に対して相応しい間隔のある第１突起台２７０を配置する必要があり、第１突起台２７０がＬＥＤチップ２２０の光取り出し効率に影響を与えない状態で、パッケージ層２４０にクラックが発生する可能性を減少させることができる。
第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離が５０～１００μｍの範囲内又は１００～２００μｍの範囲内にあることが好ましい。
第１突起台２７０が円柱状構造となっていることが好ましい。
パッケージ層２４０の厚さが２５０μｍであることを例として説明する。
パッケージ層２４０の厚さが２５０μｍである場合、第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離は３０～１００μｍの範囲内にある。具体的に、第１突起台２７０からＬＥＤチップ２２０までの最短距離は、８０μｍ又は１００μｍである。
なお、第１突起台２７０の構造からＬＥＤチップ２２０までの最短間隔は単に例示的なものであり、本出願において第１突起台２７０の構造からＬＥＤチップ２２０までの最短間隔に対して具体的に限定しない。即ち、ＬＥＤチップ２２０のＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置におけるパッケージ層２４０の一部に対する応力を減少することを実現することができる構成及び最短間隔であれば、本出願の請求範囲に入るようになる。
一実施方式において、図１９に示されるように、ＬＥＤチップ２２０は、正六面体構造となっている。ＬＥＤチップ２２０の各角には、第１突起台２７０が配置されており、且つ各第１突起台２７０と対応する各角との最短間隔が、１０～３００μｍの範囲内にある。各第１突起台２７０と対応する各角との最短間隔が、５０～１００μｍの範囲内又は１００～２００μｍの範囲内にあることが好ましい。
代替可能な実施方式として、ＬＥＤチップ２２０は、円柱状構造となっていて、第１突起台２７０がＬＥＤチップ２２０の周方向に沿って等間隔で配置されており、且つ第１突起台２７０の数量が４つである。各第１突起台２７０とＬＥＤチップ２２０の外円周との最短間隔は、１０～３００μｍの範囲内にある。各第１突起台２７０とＬＥＤチップ２２０の外円周との最小間隔が、５０～１００μｍの範囲内又は１００～２００μｍの範囲内にあることが好ましい。
本実施例は、ＬＥＤチップの外周に複数の第１突起台を配置すると共に、パッケージ層における第１突起台の上側にある一部がなだらかな曲面となるように配置されることによって、ＬＥＤチップの頂部と側壁との曲がり角位置におけるパッケージ層の一部に対する応力を減少して、長期間使用された後に該パッケージ層の一部にクラックが発生する可能性を更に減少することができ、且つパッケージ層と基板１００との接合力や気密性を改善することができる。
上述の実施例は、本発明の原理や効果を例示的に説明したものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本技術を熟知する者であれば、本発明の精神や範囲を違反しない状態で、上述の実施例に対して修飾や変更を行なうことができる。従って、本技術分野における通常の知識を有する者が、本発明に開示される精神や技術思想から外れない状態で完成した各種の同様な効果を奏する修飾や変更は、依然として本発明の特許請求範囲に入るものである。
１２０ 紫外線ＬＥＤチップ
１３０ 電極
１４０ 石英ガラス板
２１０ 基板
２２０ ＬＥＤチップ
２２１０ 基板
２２２１ 第１導電型半導体層
２２２２ 活性層
２２２３ 第２導電型半導体層
２２３１、２２３２ オーミックコンタクト層
２２４１、２２４２ 導電接続層
２２５１ 第１電極
２２５２ 第２電極
２２６０ 絶縁層
２３０ 導電層
２３１ 分離セクション
２３１１ 第１分離セクション
２３１１Ａ 曲がり角構造
２３１２ 第２分離セクション
２３２ ダイボンドセクション
２３２１ 第１セクション
２３２２ 第２セクション
２３３ 周辺セクション
２４０ パッケージ層
２４１ 境界箇所
２４２ 平坦セクション
２４３ 曲面セクション
２５１、２５２ 外部電極
２６０ パッケージ保護層
２７０ 第１突起台
２８０ 防水層
Ｓ２２１ 第１表面、上表面
Ｓ２２２ 第２表面
Ｓ２４１ 平面セクションの表面
Ｓ２４２ 曲面
Ｓ２４２１ 第１曲面
Ｓ２４２２ 第２曲面
Ｓ２４３ 曲面
Ｄ 距離
α 交差角度
Ｔ１０、Ｔ２０、Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４ 厚さ
Ｃ１ 第１ＬＥＤチップ
Ｃ２ 第２ＬＥＤチップ
Ｃ３ 静電放電保護デバイス
３１０ 基板
３３０ 導電層
３３１ 溝
３３２１、３３２２、３３２３、３３２４ セクション
３４０ パッケージ層
３４１ 下部始端
３４２ 平面セクション
３４３ セクション
３５０ 外部電極
Ｓ３４２ なだらかな曲面
Ｓ３４３ 平坦な平面

Claims (32)

  1. パッケージ基板と、ＬＥＤチップと、パッケージ層と、を含んでおり、
    前記パッケージ基板は、互いに反対する第１表面及び第２表面を有しており、
    前記第１表面には、パターン化された導電層が配置されており、
    前記パターン化された導電層は、分離セクションによって互いに電気的に分離されている第１セクション及び第２セクションに少なくとも区分されており、
    前記ＬＥＤチップは、前記パッケージ基板の平面上に配置されており、且つ互いに反対する上表面と下表面、及び側壁を有しており、
    前記下表面には、第１電極と第２電極とが配置されており、第１電極が前記パターン化された導電層の第１セクションと電気的に接続されており、第２電極が前記パターン化された導電層の第２セクションと電気的に接続されており、
    前記パッケージ層が、前記ＬＥＤチップ及び前記パターン化された導電層を覆っている、発光装置であって、
    前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの上表面を覆っている厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さ以下であり、
    前記パッケージ層においては、前記ＬＥＤチップの真上にある中心位置に第１厚さＴ ３１ があり、前記ＬＥＤチップの外周に形成された平坦セクションに第３厚さＴ ３３ があり、前記ＬＥＤチップの側壁の頂部を覆う箇所に最小厚さＴ ３４ があり、かつＴ ３１ ＝Ｔ ３３ となっており、
    前記第１厚さＴ ３１ が前記最小厚さＴ ３４ の１．２５倍～２倍の範囲内にあり、
    該パッケージ層における前記ＬＥＤチップが対応する位置には、光学構造が形成されており、且つ該光学構造における前記ＬＥＤチップの側壁が対応する位置には、曲面が具わっており、
    前記ＬＥＤチップが放射した光は、該光学構造を経て外部へ出射され、
    該発光装置の発光角度は、１２０°以上となっている、
    ことを特徴とする、発光装置。
  2. 前記光学構造は、前記ＬＥＤチップの真上にある頂表面を含んでおり、
    前記頂表面と前記ＬＥＤチップの上表面のある平面との交差角度は、０～４０°の範囲内にある、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 該平坦セクションの厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さの１．５倍以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記パッケージ層においては、前記ＬＥＤチップの周縁位置に第２厚さＴ３２がさらにあり、
    Ｔ３１とＴ３２とＴ３３との関係は、４００μｍ≧Ｔ３３ ＝Ｔ３１≧Ｔ３２となっている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記ＬＥＤチップの厚さは、Ｔ２０となっており、
    前記第１厚さＴ３１と前記ＬＥＤチップの厚さとの関係は、１．２Ｔ２０≧Ｔ３１≧０．５Ｔ２０となっており、
    且つ、０μｍ≦Ｔ３１－Ｔ３２≦５０μｍとなっている、
    ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
  6. 前記ＬＥＤチップの厚さは、Ｔ２０となり、
    前記第１厚さＴ３１と前記ＬＥＤチップの厚さとの関係は、１５０μｍ≦Ｔ３１≦Ｔ２０となっており、
    且つ、０μｍ≦Ｔ３１－Ｔ３２≦１００μｍとなっている、
    ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
  7. 前記ＬＥＤチップの厚さは、３５０μｍ以上であり、
    前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの真上における厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さの５分の４以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  8. 前記ＬＥＤチップの厚さは、３００μｍ以下であり、
    前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの真上における厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さの０．５倍以上であり、且つ前記ＬＥＤチップの厚さ以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  9. 前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの真上における厚さは、１００μｍ以上且つ２００μｍ未満、又は２００μｍ以上且つ３００μｍ未満、又は３００μｍ以上且つ４００μｍ未満である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  10. 前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの側壁を覆っている厚さは、下表面から上表面に向かって漸次に減少している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  11. 前記パッケージ層の前記ＬＥＤチップの真上における厚さは、前記ＬＥＤチップの厚さ未満であり、
    Ｔ ３４≧１００μｍとなっている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  12. 前記パッケージ層における前記パターン化された導電層を覆っている一部には、平面が具わっており、
    前記曲面と前記平面との境界位置から前記ＬＥＤチップの側壁までの距離Ｄは、チップの厚さの１～２倍である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  13. 前記パッケージ層においては、前記ＬＥＤチップの外周に低部が形成されており、前記ＬＥＤチップの真上に高部が形成されており、
    前記曲面は、第１曲面と、第２曲面と、を含んでおり、第１曲面が前記低部と繋がっており、前記第２曲面が前記高部と繋がっている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  14. 前記第１曲面は、前記ＬＥＤチップの側壁が対応する位置にある、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
  15. 前記第２曲面は、始端が前記第１曲面の上側にあり、末端が前記ＬＥＤチップの上面の上にある、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
  16. 前記発光装置は、法線ベクトル方向において最大光強度を有している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  17. 前記ＬＥＤチップは、フリップチップであり、且つ半導体発光積層及び同側に位置する第１電極と第２電極を含んでおり、
    第１電極は、前記パターン化された導電層における第１セクションと電気的に接続されており、第２電極は、前記パターン化された導電層における第２セクションと電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  18. 前記パターン化された導電層は、前記基板の第１表面に溝構造が形成されており、前記パッケージ層が前記溝構造を充填している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  19. 前記溝は、複数の曲がり角を有しており、
    前記複数の曲がり角における少なくとも一者は、９０°未満の角度を有している、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の発光装置。
  20. 前記ＬＥＤチップの発光波長は、３５０ｎｍ以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  21. 前記パッケージ層は、含フッ素材料からなる、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
  22. パッケージ保護層を更に含んでおり、
    前記パッケージ保護層は、前記ＬＥＤチップの表面と側壁、及び前記基板の第１表面の一部を覆っている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  23. 前記パッケージ保護層は、単層又は多層の絶縁層である、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の発光装置。
  24. 前記パッケージ保護層の材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、又はＨｆＯ２である、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の発光装置。
  25. 前記パッケージ保護層の厚さは、８０００Å～３００００Åの範囲内にある、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の発光装置。
  26. 前記ＬＥＤチップの周囲に周方向に沿って分布している複数の第１突起台を更に含んでおり、
    各前記第１突起台の高さは、前記ＬＥＤチップの厚さ未満である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  27. 前記パッケージ層における、前記第１突起台の上側にある一部は、なだらかな曲面があるように配置されている、
    ことを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
  28. 前記第１突起台の高さは、前記ＬＥＤチップの厚さの３分の１から３分の２の範囲内にある、
    ことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
  29. 前記ＬＥＤチップは、直方体構造又は正六面体構造となっており、
    前記ＬＥＤチップの各角には、前記第１突起台が配置されており、且つ各前記第１突起台と対応する各角との間隔が、１０～３００μｍの範囲内にある、
    ことを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
  30. 前記パッケージ層の外周にある防水層を更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  31. 前記防水層は、シリコーン、無機ケイ素、又は二酸化ケイ素から作成されたである、
    ことを特徴とする請求項３０に記載の発光装置。
  32. 前記分離セクションは、前記基板の周辺に沿って分布し且つ上面の外周にある少なくとも１つの第１分離セクションを更に含んでいて、これにより導電層をダイボンドセクション及び周辺セクションとなるように区分し、該第１分離セクションは閉ループ構造となっている、 ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
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