使用LED芯片的发光装置制造方法及图纸

一种使用面朝下安装在安装基板（８）上的ＬＥＤ芯片的发光装置，包含在透明基板（２）上形成的ｎ型半导体层（３）、在该ｎ型半导体层（３）上形成的ｐ型半导体层（５）和设在这些半导体层形成面上各自连接的电极（６，７）。各电极（６，７）配置成平面状以使ＬＥＤ芯片（１）的整个发光面大致均匀地发光，至少一方电极还起光反射部的作用，各电极具有供电部（１５，１６），并且，设在靠近透明基板（２）侧的半导体层上的电极离供电部越远，宽度越窄。由此，可增大ＬＥＤ芯片（１）中的发光部面积，从而发光效率和光输出效率都优良。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用在透明基板的晶体上形成p型半导体层、n型半导体层并且面朝下安装在安装基板上的LED芯片的发光装置。由于作为基板使用的蓝宝石不导电，因此蚀刻除去p型半导体层和发光层的一部分，而露出n型半导体层，在其上形成对应于n型半导体层的n侧电极。因此，氮化镓系LED芯片的构造一般在半导体层形成面侧存在n、p两种电极。作为电极，通常是以具有适于引线焊接面积的圆形或方形形状将电极一个一个分别形成在p、n各侧。通常，以边长为300μm、厚70μm的芯片尺寸形成氮化镓系LED芯片，芯片本身的面积和现有LED芯片同样是小型的。在光源装置中安装上述结构的氮化镓系LED芯片的情况下，LED芯片的半导体层形成面朝向和光源装置的安装基板相反的方向，在以面朝上进行芯片焊接后，通过引线接合，将p、n各个的电极连接到光源装置的安装基板上。在本实施例中，LED芯片的发热部是由氮化镓层构成的半导体层，热通过蓝宝石构成的基板向外部放出。另一方面，在LED芯片制造工序中，由于强度的关系，用比较厚的透明基板形成氮化镓层(半导体层)，但为了散热好，在一个个地切开LED芯片前的阶段，进行透明基板的背面抛光(里面研磨)，磨削至70μm的厚度。这样，在现有的LED芯片电极结构中，p侧、n侧的电极仅是1组，因此，在LED芯片面内电流充分流动并发光的仅是位于p侧、n侧电极之间的范围。在这些电极之间以外的部分，电流量少，结果，发光亮度也小。在现有的300μm见方的小型LED芯片的情况下，发光部面积和电极面积比小，因此，该LED芯片面内发光亮度不均匀(电流不均匀)就不是什么大问题了。但是，作为光源装置大输出化的一个方法，在研究增大LED芯片面积、以相当于芯片面积的大电流(电流密度和以前相同)驱动发光时，发光部面积和电极面积比变大，因此，LED芯片面内的电流不均匀就变大，以致于使面内发光亮度不均匀变得明显。另外，在产生面内电流不均匀的状态下流过大电流时，在电流量大的部分中迅速开始劣化。这样，在芯片面内，最发光最亮的部分劣化较快，因此，促使了整个LED芯片的劣化。相反，为了抑制劣化，可抑制总电流量，以使电流量大的部分的电流密度不超过额定值。但是，LED芯片其它部分的电流量就低于额定值，使发光量下降。结果，LED芯片整体输出下降。鉴于以上问题，本专利技术的目的是提供一种发光装置，实现发光面亮度均一化，同时提高从LED芯片的光取出的效率(外部量子效率)。这样，由于形成配置能够使整个发光面大致均匀地发光的电极，所以可以使发光面均匀发光而几乎没有不均匀性。因为第一电极离第一电极上的供电部越远宽度越窄，因此，可扩大LED芯片中发光部面积，从而提高发光效率，由于至少一方电极兼作反射部，因此可实现光取出效率优越的发光装置。在上述本专利技术中，在各个第一半导体层和第二半导体层上设置多个第一电极和第二电极。由此，发光面内电极对置的部分变多，因此，可实现发光层内的电流密度均一化、发光面内亮度均一性优越的发光装置。在上述本专利技术中，第一电极和第二电极彼此多个并列配置在半导体层形成面中。由此，可实现发光层内的电流密度进一步均一化、发光面内亮度均一性优越的发光装置。在上述本专利技术中，第一电极和第二电极具有梳子型结构。由此，可实现发光层内的电流密度进一步均一化、发光面内亮度均一性优越的发光装置。在上述本专利技术中，在芯片面上配置区别于电极的光反射部件。由此，可进一步实现光取出效率优越的发光装置。在上述本专利技术中，与芯片面对置的安装基板表面或填充在LED芯片和安装基板之间的部件兼作光反射部件。由此，可实现光取出效率优越的发光装置。在上述本专利技术中，安装基板是由在至少一面上具有绝缘层的导体板和通过该绝缘层层叠在导体板上的导电层构成的布线基板，LED芯片的至少一方电极通过面朝下安装在上述导电层上被电连接，并且，在上述LED芯片和上述导体板的对置面中夹装热传导率比上述绝缘层高的热传导部件。这样，LED芯片产生的热通过热传导部件传导到导体板中，由此改善LED芯片的散热性，与现有结构相比，可抑制发光时的LED芯片的温度上升。结果，可在不降低LED芯片寿命的情况下增加光输出。在以与现有结构相同程度的光输出使用的情况下，寿命提高。在上述本专利技术中，LED芯片的各电极分别和单独设在每个电极上的导电层连接。由此，热传导部件以与LED芯片的电极电气上独立的形式散热。因此，即使电极相对于LED的大小比较小的情况下，也可将热从LED芯片传导到导体板。在上述本专利技术中，热传导部件一体形成在导体板上。由此，可提高热传导部件和导体板的热耦合的耦合度。另一方面，在用补片把LED芯片的电极与其它部件接合的情况下，在LED和其它部件之间产生约数十μm的间隙。如果其它部件是对导体板经绝缘层形成的导电层，由于LED芯片和导体板的间隔为该尺寸上加上导电层和绝缘层的厚度，结果，其尺寸就变成100μm以上。在这种情况下，LED芯片和导体板的距离变大，热传导变差。因此，通过在导体板上一体设置热传导部件来减小LED芯片和导体板的距离。在上述本专利技术中，热传导部件为金属。由此，导体板和LED间的热传导良好。本专利技术的上述布线基板中，导电层的一部分作为通向外部电路的连接部而引回到不同于LED芯片安装面的面上。由此，通过软钎焊或铆接就可容易地连接到另外设置的电路基板上。在上述本专利技术中，LED芯片在透明基板的表面上设置凹凸。由此，可提供发光效率优越、颜色不均匀也得到改善的LED芯片。在上述本专利技术中，LED芯片的透明基板的侧面被斜切，其侧面变成镜面。由此，可提供颜色不均匀得到改善、发光效率优越的LED芯片。图2是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图3是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图4是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图5是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图6是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图7是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图8是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。图9是上述LED芯片的电极结构的配置例的示图。附图说明图10是根据本专利技术第一实施例的主要部分截面图。图11是根据本专利技术第一实施例的另一例的主要部分截面图。图12是根据本专利技术第二实施例的发光装置的主要部分的截面图。图13是上述装置中LED芯片的另一个例子的截面图。图14是上述装置中LED芯片的另一个例子的截面图。图15(a)、(b)是上述装置中LED芯片的另一例子的截面图。图16是上述装置中LED芯片的其他例子的截面图。图17是上述装置的主要部分的截面图。图18是根据本专利技术第三实施例的发光装置的主要部分的截面图。图19是根据本专利技术第四实施例的发光装置的主要部分的截面图。图20是根据本专利技术第四实施例的发光装置的另一例的主要部分截面图。图21是根据本专利技术第四实施例的发光装置的另一例的主要部分截面图。图22是根据本专利技术第五实施例的发光装置的主要部分截面图。图23是根据本专利技术第五实施例的发光装置的截面图。图24是根据本专利技术第五实施例的发光装置的另一例的主要部分截面图。图25是根据本专利技术第五实施例的发光装置的另一例的主要部分截面图。图26是根据本专利技术第五实施例的发光装置的另一例的主要部分截面图。图27是根据本专利技术第五实施例的发光装置的再一例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，使用以面朝下状态安装在安装基板上的ＬＥＤ芯片；包含：透明基板、在该透明基板上形成的第一半导体层、在该第一半导体层上形成的第二半导体层以及设在这些半导体层形成面上并与第一半导体层和第二半导体层分别连接的第一电极和第二电极；其中所述第一电极和第二电极配置成平面状以便使ＬＥＤ芯片的整个发光面大致均匀地发光；所述第一电极和第二电极的至少一方电极用作反射部；所述第一电极和第二电极具有供电部，并且，设在靠近透明基板侧的第一半导体层上的第一电极离该第一电极上的供电部越远，宽度越窄。

【技术特征摘要】
JP 2001-4-23 124556/01;JP 2001-9-19 285893/011.一种发光装置，使用以面朝下状态安装在安装基板上的LED芯片；包含透明基板、在该透明基板上形成的第一半导体层、在该第一半导体层上形成的第二半导体层以及设在这些半导体层形成面上并与第一半导体层和第二半导体层分别连接的第一电极和第二电极；其中所述第一电极和第二电极配置成平面状以便使LED芯片的整个发光面大致均匀地发光；所述第一电极和第二电极的至少一方电极用作反射部；所述第一电极和第二电极具有供电部，并且，设在靠近透明基板侧的第一半导体层上的第一电极离该第一电极上的供电部越远，宽度越窄。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在所述第一半导体层和第二半导体层上分别配置多个第一电极和第二电极。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于所述第一电极和第二电极彼此多个并列配置在半导体层形成面上。4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于所述并列配置的电极的间隔大致相等。5.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于所述第一电极和第二电极具有梳形结构。6.根据权利要求1所述的发光装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本拓磨，杉本胜，木村秀吉，盐滨英二，葛原一功，高见茂成，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]