能够降低不均匀亮度分布的LED 阵列制造技术

本发明专利技术提供了能够降低不均匀亮度分布的LED阵列。用于LED阵列的发光元件包括：电极层；半导体发光层，其由p型半导体层、有源层和n型半导体层组成；第一布线层，其沿着所述半导体发光层的一个边形成并且与该边平行；以及多个第二布线层，其从所述第一布线层延伸到所述半导体发光层，并且电连接到所述半导体发光层的表面上的所述n型半导体层，其中，所述半导体发光层的平面形状包括两个短边，该两个短边包括相对于与上边和下边垂直的线倾斜的一部分，并且从所述上边与所述短边相交的顶点起的垂线与相邻发光元件的所述下边交叉。

【技术实现步骤摘要】
能够降低不均匀亮度分布的LED阵列专利
本专利技术涉及半导体发光元件阵列以及使用这些半导体发光元件阵列的车辆用灯具。
技术介绍
对于在车辆头灯、照明设备等中使用的发光二极管（LED）元件而言，需要高功率。如果简单地放大元件的尺寸，则驱动电流变得太大，且变得难以使电流在元件中均匀地流动。因此，为了获得高功率LED，多个LED元件串联设置以形成LED阵列（例如，参照日本特开专利公报No.2001-156331）。在车俩头灯等的应用中，需要长方形（oblong）LED阵列。然而，LED元件的数量增加并不是优选的，因为元件之间的非发光区域的比例增加。因而LED阵列中的各个LED元件的形状变成长方形。图10A是示出常规LED阵列600的示意性平面图，图10B是图10A所示的LED阵列600的简化横截面图。一般而言，常规LED阵列600具有设置且串联连接在绝缘支撑基板上的4个氮化物半导体发光元件。在GaN基白光LED元件的情况下，在蓝宝石基板上形成LED结构，粘附支撑基板，分离蓝宝石基板，并形成电极。各个LED元件601具有由n型GaN层621、有源层622和p型GaN层623组成的GaN基发光部602、形成在发光部602的背面上的p电极612、设置在发光部602的右短边上且以预定间隔平行于该短边的布线电极（第一布线层）611以及设置在发光部602的表面上平行于发光部602的长边并利用布线电极611连接n型GaN层621的布线电极（第二布线层）608。水平（沿LED元件601的纵向）相邻的LED元件601通过将一个（左边的）LED元件601的布线电极611形成在相邻（右边的）LED元件601的p电极612上，以利用右边元件的p型GaN层623连接左边元件的n型GaN层621。荧光体层631密封安装在基板630上的多个LED元件601。例如，当LED元件601是蓝光LED元件时，可以通过蓝光LED元件与黄色荧光体的组合来制造白光LED阵列600。在该情况下，黄色荧光体被预先添加到透明树脂，并且LED元件601由添加有荧光体的透明树脂密封。此外，图10A中的发光部602的阴影线指示亮度分布，其中，阴影线的密度增加指示亮度增加。当布线电极611被设置为平行于LED元件601的短边且n型GaN层621上的布线电极608被设置为平行于LED元件601的长边时，例如，宽度约为10μm的布线电极608的长度变长且其布线电阻变大。因此，注入电流从右电源侧向左侧减小且产生不均匀的亮度分布。此外，因为宽度约为40μm的布线电极611被设置在LED元件601之间，所以LED元件601之间的间隔变宽且亮度减小；因此，在元件的中心与外围区域之间产生不均匀的亮度分布。如果利用由上述常规LED元件601组成的LED阵列600制造头灯等，则在投影像中产生不均匀亮度。图10C和图10D是示出LED阵列600沿着图10A中的线e-f的亮度分布的图。图10C示出在没有作为蓝光LED阵列的荧光体层631的情况下LED阵列600沿着线e-f的亮度分布，并且图10D示出在具有作为白光LED阵列的荧光体层631的情况下LED阵列600沿着线e-f的亮度分布。如图10C所示，在没有荧光体层631的情况下当发射蓝光时，常规元件的表面具有平坦的亮度分布。但是，在通过在具有平坦亮度分布的蓝光LED元件上形成荧光体层631而使蓝光LED元件发射白光后，垂直中心（附图中的H方向的中心）中的亮度（最大亮度）变为边缘处的亮度（基准亮度）的大约1.2至1.67倍。因此，亮度分布（朗伯分布）中的亮度从中心到边缘逐渐降低。通过使用该类型的LED阵列600来构成头灯等，在投影像中产生不均匀的亮度分布。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够减小不均匀亮度分布的半导体发光元件阵列。本专利技术的另一目的是提供一种能够减小投影像中的不均匀亮度的车辆用灯具。根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体发光元件阵列，其中，多个半导体发光元件被设置在第一方向较长的长方形基板上，所述多个半导体发光元件中的每一个包括：电极层，其形成在所述基板上；半导体发光层，其形成在所述电极层上，并且包括电连接到所述电极层的p型半导体层、形成在所述p型半导体层上的有源层和形成在所述有源层上的n型半导体层；第一布线层，其沿着所述半导体发光层的一个边形成并且平行于该边；以及多个第二布线层，其从所述第一布线层向所述半导体发光层延伸并且电连接到所述半导体发光层的表面上的所述n型半导体层，其中，所述半导体发光层的平面形状包括与所述第一方向平行的上边和下边以及包括相对于与所述上边和下边垂直的线倾斜的部分的两个短边，并且从所述上边与所述短边相交的顶点起的垂线与相邻发光元件的所述下边交叉。根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体发光元件阵列，其中，多个半导体发光元件被设置在第一方向较长的长方形基板上，所述多个半导体发光元件中的每一个包括：电极层，其形成在所述基板上；半导体发光层，其形成在所述电极层上，并且包括电连接到所述电极层的p型半导体层、形成在所述p型半导体层上的有源层和形成在所述有源层上的n型半导体层；第一布线层，其沿着所述半导体发光层的一个边形成并且平行于该边；多个第二布线层，其从所述第一布线层向所述半导体发光层延伸并且电连接到所述半导体发光层的表面上的所述n型半导体层；以及荧光体层，其形成在所述半导体发光层上方，其中，所述半导体发光层的平面形状包括与所述第一方向平行的底边和包括相对于与该底边垂直的线倾斜的一部分的至少一个边，并且所述半导体发光层的所述第一方向上的宽度随着离开所述底边而减小。根据本专利技术，提供了一种能够减小不均匀亮度分布的半导体发光元件阵列。此外，根据本专利技术，提供了一种能够减小投影像中的不均匀亮度的车辆用灯具。附图说明图1A至图1D是根据本专利技术的第一实施方式的LED阵列100和LED元件101的示意性平面图、电路图和横截面图。图2A和图2B是示出装配有根据本专利技术的实施方式的LED阵列100的车辆用灯具（头灯）50的结构的图示。图3A至图3F是用于解释根据本专利技术的第一实施方式的LED阵列100的一种制造方法的示意性横截面图。图4A至图4D是用于解释根据本专利技术的第一实施方式的LED阵列100的一种制造方法的示意性横截面图。图5是用于解释根据本专利技术的第一实施方式的LED阵列100的另一制造方法的示意性横截面图。图6A和图6B是根据本专利技术的第二实施方式的LED阵列200和LED元件201的示意性平面图。图7A和图7B是根据本专利技术的第三实施方式的LED阵列300和LED元件301的示意性平面图。图8A至图8C是根据本专利技术的第四实施方式的LED阵列400和LED元件401的示意性平面图、电路图和横截面图。图9A至图9C是示意性示出根据本专利技术的第四实施方式的LED阵列400的亮度分布的图。图10A至图10D是根据现有技术的LED阵列600和LED元件601的示意性平面图、横截面图和亮度分布。具体实施方式图1A是根据本专利技术的第一实施方式的LED阵列100的示意性平面图，图1B是LED阵列100的电路图。图1C是组成LED阵列100的LED元件101a和101b的示意性平面图。图1D是沿图1A的线a-b截取的LED阵列100的简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件阵列，其中，多个半导体发光元件被设置在第一方向较长的长方形基板上，所述多个半导体发光元件中的每一个包括：电极层，其形成在所述基板上；半导体发光层，其形成在所述电极层上，并且包括电连接到所述电极层的p型半导体层、形成在所述p型半导体层上的有源层和形成在所述有源层上的n型半导体层；第一布线层，其沿着所述半导体发光层的一个边形成并且平行于该边；以及多个第二布线层，其从所述第一布线层向所述半导体发光层延伸，并且电连接到所述半导体发光层的表面上的所述n型半导体层，其中，所述半导体发光层的平面形状包括与所述第一方向平行的上边和下边以及包括相对于与所述上边和所述下边垂直的线倾斜的部分的两个短边，并且从所述上边与所述短边相交的顶点起的垂线与相邻发光元件的所述下边交叉。

【技术特征摘要】
2011.09.02 JP 2011-191647;2011.09.12 JP 2011-19791.一种车辆用灯具，该车辆用灯具包括：至少两个半导体发光元件阵列，各个半导体发光元件阵列包括设置在第一方向较长的长方形基板上的多个半导体发光元件，所述多个半导体发光元件中的每一个包括：电极层，其形成在所述基板上；半导体发光层，其形成在所述电极层上，并且包括电连接到所述电极层的p型半导体层、形成在所述p型半导体层上的有源层和形成在所述有源层上的n型半导体层；第一布线层，其沿着所述半导体发光层的一个边形成并且平行于该边；以及多个第二布线层，其从所述第一布线层向...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫地护，斋藤龙舞，原田光范，
申请(专利权)人：斯坦雷电气株式会社，
类型：发明
国别省市：