JP2012049571A - 発光ダイオードチップおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】横断面積がFLのビーム発光アクティブ領域(32)と、照射方向で該ビーム発光アクティブ領域(32)に後置接続されている屈折率nsのビーム透過性ウインドウ層(2)を有し、該ウインドウ層は光出力結合のためにFCの横断面積を有し、さらに屈折率nMの媒体が接している出力結合面を有し、前記ns>nMであり、前記ビーム発光アクティブ領域(32)の横断面積FLを、出力結合面の横断面積FCよりも小さくする。
【選択図】図2
Description
H=p・A
が有効である。この場合前記Aは、個々の部分発光領域の規則的な間隔であり、前記pは、0.5〜5の間で選択可能な係数である。
図2には、ボード10上にろう付けされた本発明による発光半導体素子1の断面が示されている。この場合給電部6と72の双方は、当該半導体素子1の下側に被着されている。これにより、発光半導体素子1と、ボード10上に形成されたろう付け面101,102との間のろう9を用いた簡単なろう付けが可能となる。これによって光源は、いわゆるSMD構造形式で可能となる。その場合発光半導体素子1はチップ自体よりも大きくなることはほとんどない。アクティブ層3はフラットに形成されており発光領域32は、発光制限装置としての絶縁層5によって規定される。図1におけるレンズ41の代わりに、ここでは出射光束を変形させる光学装置としていわゆるフレネルレンズ42が適用されている。これは、本発明による方法を用いて、高速回転するフライスツールか適切なエッチング技法によって発光領域32の上方でウインドウ層2の光出射表面に形成される。
2 ウインドウ層
3 アクティブ層
5 絶縁層
6 第2の給電部
8 光出射面
9 ろう
10 ボード
32 ビーム発光アクティブ領域
42 光学装置
71 第2の給電部
101 蝋付け面
102 蝋付け面
Claims (26)
- 前記発光ダイオードチップの出力結合面に接している媒体は、空気又はプラスチックである、請求項1記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ビーム発光アクティブ領域(32)は、当該ビーム発光アクティブ領域(32)の面積FLに対する通流制限を用いて規定される、請求項1または2記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ウインドウ層(2)の厚さHに対して、以下の式、
H=p・A
が当て嵌まり、この場合前記Aは、個々の部分領域の規則的な間隔であり、0.5〜5の間で選択可能な係数である、請求項1から5いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。 - 前記ウインドウ層(2)上に電磁ビームを集束させるための光学装置(41,42,43,44)が設けられている、請求項1から7いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記光学装置は、その重心がビーム発光アクティブ領域(32)上に存在する1つのレンズ(41)によって構成されるか又は、その中心点がそれぞれの対応するアクティブ部分領域(33〜55)の重心上に存在する複数のレンズ(44)によって構成されている、請求項1から8いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記レンズ(41,44)は、少なくとも部分的にフレネルレンズ(42,43)または球面レンズとして構成される、請求項1から9いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ビーム発光アクティブ領域(32,33〜35)の面積F1ないし面積FLiは、アクティブ層(3)の発光能力を当該ビーム発光アクティブ領域(32,33〜35)の面積F1ないし面積FLiに絞ることによって定められている、請求項1から10いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ビーム発光アクティブ領域(32,33〜35)の面積F1ないし面積FLiは、アクティブ層(3)上またはアクティブ層(3)において形成される絶縁層によって定められ、該絶縁層は、アクティブ層の発光を部分的に不透過にさせる材料および/または限定的にしか透過させない材料から形成されている、請求項1から10いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ビーム発光アクティブ領域(32,33〜35)の面積F1ないし面積FLiは、アクティブ層(3)上またはアクティブ層(3)において並びにアクティブ層(3)と給電部(6)の間において形成される絶縁層(5)によって定められ、該絶縁層は、アクティブ層(3)に対する給電ないしアクティブ層(3)を通る通電を、前記発光領域(32,33〜35)外の領域(31)において最小化する、請求項1から10いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記絶縁層(5)は、非導電性の酸化膜からなり、当該チップの光出射面(8)の対向側に被着されている、請求項1から13いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 第2の給電部(71)が、光出射面(8)または光学装置(41,42,43,44)上でこれを不完全に覆っている電気的コンタクトによって形成されている、請求項1から14いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 第2の給電部(72)は、ウインドウ層(2)に接続しかつ該ウインドウ層(2)の光出射面(8)とは離れている側に配置された電気的なコンタクトによって形成されている、請求項1から15いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 第2の給電部(73)は、アクティブ層と接続する電気的なコンタクトによって形成されている、請求項1から16いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記給電部(6,71,72,73,74)および/または絶縁層(5)は、発光ビームに対して反射的である、請求項1から17いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 光出射面(8)とは離れているアクティブ層(3)側におけるウインドウ層(2)またはアクティブ層(3)の層内または層面に、発光ビームに対する反射装置が形成されている、請求項1から18いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記反射装置は、ブラッグ格子である、請求項1から19いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記ウインドウ層(2)および/または光学装置(41,42,43,44)は、少なくとも部分的に発光ビームを透過させる被覆を備えている、請求項1から20いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 前記チップは、発光ダイオード(LED)である、請求項1から21いずれか1項記載の発光ダイオードチップ。
- 発光素子、特に請求項1〜22に記載の発光素子表面にレンズ構造部を作製するための方法において、
光の出射ないし透過のために設けられた、発光素子(1)の外側表面(8)に、レンズ構造部(42,43)をフライスないしソーイングツールまたはエッチング手法を用いて、発光素子(1)から外側表面(8)に成形するようにしたことを特徴とする方法。 - 前記レンズ構造部として球面レンズ(41)またはフレネルレンズ(42,43)を作製する、請求項23記載の方法。
- 前記レンズ構造部は、ソーイングツール(510)またはフライスツールを用いたウエハ帯内にまだ存在している個々の発光素子の分離のもとで作製される、請求項23または24記載の方法。
- 前記ソーイングツール(510)またはフライスツールは、ウエハ帯(501)からの個々の半導体素子(502〜507)の分離ための狭幅部(512)と、作製すべきレンズ(41)形状に相応して成形されたレンズ(41)作製用成形部(513)を有している、請求項25記載の方法。
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