JP5751983B2 - Semiconductor light emitting element array and vehicle lamp - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子アレイ及び半導体発光素アレイを用いた車両用灯具に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting element array and a vehicular lamp using the semiconductor light emitting element array.
車両のヘッドランプや照明に用いるためのLED素子には大出力が求められているが、単純に素子面積を大きくするだけだと駆動電流が大きくなってしまうということや、均一に電流を流すことが難しくなってしまうことから、複数のLED素子に分割し、直列接続したLEDアレイとすることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 LED elements for use in vehicle headlamps and lighting are required to have a high output. However, simply increasing the element area will increase the drive current, and allow the current to flow uniformly. Therefore, it is known that the LED array is divided into a plurality of LED elements and connected in series (for example, see Patent Document 1).
車両のヘッドランプ等のアプリケーションでは、横長形状のLED素子が求められているが、LED素子の分割数を多くすると、素子間の非発光部の占める割合が増加し好ましくない。そこで、LED素子の分割数を少なくするために、各LED素子の形状は横長になってしまう。 In applications such as vehicle headlamps, horizontally long LED elements are required. However, if the number of LED element divisions is increased, the proportion of non-light emitting portions between the elements increases. Therefore, in order to reduce the number of divided LED elements, the shape of each LED element becomes horizontally long.
図6(A)は、従来のLEDアレイ200を示す概略平面図であり、図6(B)は、図6(A)に示すLEDアレイ200の簡略化した断面図である。
6A is a schematic plan view showing a
従来LEDアレイ200としては、絶縁性支持基板の上に、4つの窒化物半導体発光素子(LED素子)201を基板上に配置し直列接続したものが一般的である。
個々のLED素子201は、n型GaN層221、活性層222、p型GaN層223からなるGaN系発光部202と、発光部202の裏面に形成されたp側電極212と、発光部202の右側短辺に一定間隔を置いて平行に配置される引き出し電極(第1配線層)211及び発光部202の表面に発光部202の長辺と平行に配置され、n型GaN層221と引き出し電極211とを接続する引き出し電極(第2配線層)208とを有している。左右に隣接するLED素子201は、右側素子のp側電極212上に左側素子の引き出し電極211が形成されることにより、左側素子のn型GaN層221と右側素子のp型GaN層223が接続されている。なお、図6(A)の発光部202に施したハッチングは発光輝度分布を表し、ハッチングの密度が高くなるに従い輝度が高くなることを表している。
Each
図6に示すように、引き出し電極211をLED素子201の短辺に平行に配置し、n型GaN層221上の引き出し電極208をLED素子201の長辺に平行に配置すると、例えば、幅10μm程度の引き出し電極208の長さが長く、配線抵抗が大きくなり、右側の給電側から左側に向かって注入電流が減少し、大きな発光輝度分布が形成されてしまう。
As shown in FIG. 6, when the
このようなLED素子201からなるLEDアレイ200を用いてヘッドランプ等を構成すると、照射像に大きな輝度ムラが生じてしまう。
When a headlamp or the like is configured using such an
本発明の目的は、発光分布の形成を抑制した半導体発光素子アレイを提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting element array in which the formation of light emission distribution is suppressed.
また、本発明の他の目的は、照射像の輝度ムラを抑制した車両用灯具を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a vehicular lamp that suppresses uneven brightness of an irradiated image.
本発明の一観点によれば、第1の方向に長い基板上に複数の半導体発光素子が前記第1の方向に沿って形成された半導体発光素子アレイであって、前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成され、前記電極層に電気的に接続されたp型半導体層と、前記p型半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたn型半導体層とを有し、平面形状が前記第1の方向に長い長方形の半導体発光層と、前記半導体発光層の片方の長辺に沿って、該長辺と平行に形成された第1配線層と、前記第1配線層から前記半導体発光層の短辺方向に延在し、前記半導体発光層の表面において、前記n型半導体層と電気的に接続された第2配線層とを有し、隣接する半導体発光素子においては、前記半導体発光層の異なる長辺に沿って前記第1配線層が形成されることを特徴とする半導体発光素子アレイが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting element array in which a plurality of semiconductor light emitting elements are formed along a first direction on a substrate that is long in a first direction, Each of the electrode layer formed on the substrate, the p-type semiconductor layer formed on the electrode layer and electrically connected to the electrode layer, and the active layer formed on the p-type semiconductor layer And an n-type semiconductor layer formed on the active layer, and a rectangular semiconductor light emitting layer whose planar shape is long in the first direction, along one long side of the semiconductor light emitting layer, A first wiring layer formed in parallel with a long side; and extends from the first wiring layer in a short side direction of the semiconductor light emitting layer, and electrically on the surface of the semiconductor light emitting layer with the n-type semiconductor layer In the adjacent semiconductor light emitting device, the second wiring layer connected The semiconductor light-emitting device array, wherein the first wiring layer along different length sides of the semiconductor light-emitting layer is formed is provided.
また、本発明の他の観点によれば、それぞれの照射像の輝度分布が鏡像反転された状態となるように配置された少なくとも2つの請求項1又は2記載の半導体発光素子アレイと、前記少なくとも2つの半導体発光素子アレイの照射像が照射面において重なるように照射する光学系とを有する車両用灯具が提供される。
According to another aspect of the present invention, at least two semiconductor light-emitting element arrays according to
本発明によれば、発光分布の形成を抑制した半導体発光素子アレイを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor light-emitting element array which suppressed formation of light emission distribution can be provided.
また、本発明によれば、照射像の輝度ムラを抑制した車両用灯具を提供することができる。 Moreover, according to this invention, the vehicle lamp which suppressed the brightness nonuniformity of an irradiation image can be provided.
図1(A)は、本発明の実施例によるLEDアレイ100の概略平面図であり、図1(B)は、LEDアレイ100の等価回路図である。図1(C)は、LEDアレイ100を構成するLED素子101a及び101bの概略平面図である。図1(D)は、図1(A)の直線ab間のLEDアレイ100の簡略化した断面図である。
FIG. 1A is a schematic plan view of an
本発明の実施例によるLEDアレイ100は、4つの窒化物半導体発光素子(LED素子)101(101a及び101b)を絶縁層7が形成された支持基板30上に配置し、直列接続したものである。個々のLED素子101は、n型GaN層21、活性層22、p型GaN層23からなるGaN系発光部(デバイス構造層)2と、発光部2の裏面に形成され該発光部の上下いずれかの長辺側に露出するp側電極12と、p側電極が露出する長辺とは逆側の長辺と一定間隔を置いて平行に配置される引き出し電極(第1配線層)11及び発光部2の表面上に該発光部2の短辺に平行に配置され、n型GaN層21と引き出し電極(第1配線層)11とを接続する引き出し電極(第2配線層)8とを有している。
In the
個々のLED素子101は、それぞれ左右に隣接するLED素子101と直列に接続されており、LED素子101aの引き出し電極11は、左側に位置するLED素子101bのp側電極12と電気的に接続され、LED素子101aのp側電極12は右側に位置するLED素子101bの引き出し電極11と電気的に接続されている。LEDアレイ100の端部に位置するLED素子101aのp側電極12及びLED素子101bの引き出し電極11はそれぞれ給電パッド13に接続されている。
The
LED素子101aは、発光部2の上長辺側に該長辺に平行に給電側である引き出し電極11が配置され、そこからn型GaN層21上にかけて引き出し電極8が発光部2の短辺に平行に配置されるため、図中上から下にかけて徐々に注入電流が減少する。そのため、上側が明るく、下側が暗くなる発光輝度分布を有する。しかし、引き出し電極8が発光部2の短辺に平行に配置されるため、引き出し電極8の長さが図6に示す従来例に比べて短くなるので、注入電流の減少を低く抑えることができ、発光輝度分布を小さくすることができる。なお、図中発光部2に施したハッチングは発光輝度分布を表し、ハッチングの密度が高くなるに従い輝度が高くなることを表している。
In the
LED素子101bは、LED素子101aとは逆に、発光部2の下長辺側に該長辺に平行に給電側である引き出し電極11が配置され、そこからn型GaN層21上にかけて引き出し電極8が発光部2の短辺に平行に配置されるため、図中下から上にかけて徐々に注入電流が減少する。そのため、下側が明るく、上側が暗くなる発光輝度分布を有する。しかし、LED素子101bにおいても、引き出し電極8が発光部2の短辺に平行に配置されるため、引き出し電極8の長さが図6に示す従来例に比べて短くなるので、注入電流の減少を低く抑えることができ、発光輝度分布を小さくすることができる。
In contrast to the
すなわち、LED素子101aの発光面には、引き出し電極11側にピーク(最大輝度部)を持ち、図中下方向(H方向)に引き出し電極11から離れるに従い徐々に減少する輝度分布が形成される。LED素子101bの発光面にもLED素子101aと同様の輝度分布が形成されるが、LED素子101bでは引き出し電極11が下側の長辺に沿って形成されるため、LED素子101aの発光面とは逆に、下側長辺にピークを持ち、上方向にかけて徐々に減少する輝度分布が形成される。
That is, on the light emitting surface of the
なお、LED素子101aとLED素子101bは、p側電極12、引き出し電極11、引き出し電極8の配置等の電極パターンが異なるのみで、その他の構造は同一であり、LED素子101aの電極パターンを上下に反転したものがLED素子101bである。
The
車両のヘッドランプや照明に用いるためのLED素子には大出力が求められているが、単純に素子面積を大きくするだけだと駆動電流が大きくなってしまうということや、均一に電流を流すことが難しくなってしまうことから、本実施例では、複数のLED素子101をアレイ化し、LEDアレイ100としている。またそれぞれのLED素子101に同じ電流値を流すには、直列接続が好ましい。
LED elements for use in vehicle headlamps and lighting are required to have a high output. However, simply increasing the element area will increase the drive current, and allow the current to flow uniformly. In this embodiment, a plurality of
また、車両のヘッドランプに用いる場合には、地表面近傍を照明することが要求され、LEDアレイ100は横方向に長い(図中W方向に長い)形状であることが好ましい。LEDアレイ100の寸法は、例えば、幅5mm以上、高さ1mm以下に設定される。4つのLED素子101をアレイ化する場合、個々のLED素子101の形状も横方向に長く、縦方向に短い(図中W方向に長く、H方向に短い)形状とすることが効率的である。
Further, when used for a vehicle headlamp, it is required to illuminate the vicinity of the ground surface, and the
このような、横長のLED素子101に対して、図6に示すように、発光面上の線幅の狭い、例えば、幅10μm程度の引き出し電極208を長辺に平行に配置すると、半導体積層の抵抗に対する、線幅の狭い引き出し電極208(例えば、10μm程度)の配線抵抗の比が大きくなり、引き出し配線208の長さ方向に沿う半導体積層202内の電流分布が大きくなり、大きな発光輝度分布が形成されてしまう。
For such a horizontally
そこで、本発明の実施例では、図1(A)及び(C)に示すように、線幅20μm以上200μm以下(好ましくは、40μm程度)の幅の広い引き出し電極(第1配線層)11を各LED素子101の長辺に平行に配置し、線幅の狭い引き出し電極(第2配線層)8を短辺に平行に配置して、電極長の減少によって電流分布を低減する電極構成(電極パターン)を採用した。このような電極パターンを採用することにより、引き出し電極8の長さを短くして配線抵抗を減らし、各LED素子101の発光輝度分布を大幅に減少させることが可能となる。
Therefore, in the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1A and 1C, a wide lead electrode (first wiring layer) 11 having a line width of 20 μm to 200 μm (preferably about 40 μm) is provided. An electrode configuration (electrodes) arranged parallel to the long sides of each
なお、本電極パターンを採用することにより、個々のLED素子101における輝度分布は大幅に減少するものの、これを単に複数個組み合わせてLEDアレイ100とし、ヘッドランプ等に組み込むと、当該ヘッドランプ等による照射像にも分布がついてしまい輝度ムラが発生する。この輝度ムラを低減するために、本実施例では、図1(A)に示すように、隣接するLED素子101で発光輝度分布を異ならせる(例えば、図に示すように、発光輝度分布を上下反転させる)ようにする。
By adopting this electrode pattern, the luminance distribution in each
すなわち、発光部2の一方の長辺(図1(A)及び(C)では下側の長辺)側に引き出し電極(第1配線層)11を配置し、当該一方の長辺から他方の長辺近傍に向かって延在する引き出し電極(第2配線層)8を有するLED素子101aと、他方の長辺(図1では上側の長辺)側に引き出し電極(第1配線層)11を配置し、当該他方の長辺から上記一方の長辺近傍に向かって延在する引き出し電極(第2配線層)8を有するLED素子101bとをLEDアレイ100の長辺方向に交互に配列する。
That is, an extraction electrode (first wiring layer) 11 is arranged on one long side (the lower long side in FIGS. 1A and 1C) of the
このようにLED素子101aと101bとを交互に配列することにより、隣接するLED素子101aと101bとで、上下方向の発光輝度分布を反転させ、LEDアレイ100としての発光輝度分布(輝度ムラ)を低減している。
By alternately arranging the
また、引き出し電極11をLED素子101の長辺に沿って配置するため、短辺に沿って配置する従来技術に比べて、LED素子101間の間隔gを、例えば、30μm前後にするなどして、狭くすることができる。したがって、LED素子101間領域の輝度低下も抑制することができる。
Further, since the
図2は、本発明の実施例によるLEDアレイ100を組み込んだ車両用灯具(ヘッドランプ)50の構成を表す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of a vehicular lamp (headlamp) 50 incorporating the
図2(A)は、照射用光学系51として、2つのLEDアレイ100のそれぞれについて照射レンズ105を用意した例である。照射レンズ105は、それぞれの電極パターンが左右反転した少なくとも2つのLEDアレイ100のぞれぞれの光源像106が、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(照射面)107上に重なり合うように設定されている。これにより、一方のLEDアレイ100が、図1(A)に示すようにLED素子101b、101a、101b、101aと並んだものであり、他方が図1(A)に示すものを反転させて左からLED素子101a、101b、101a、101bと並んだものである場合、上から下にかけて徐々に暗くなる輝度分布を有するLED素子101aの照射像と、逆に上から下にかけて徐々に明るくなる輝度分布を有するLED素子101bの照射像とが照射面107において重なることとなる。よって、さらに輝度ムラを低減することが可能となる。
FIG. 2A shows an example in which an
なお、照射光学系51は、図2(B)に示すようにマルチリフレクタ(反射面)103を用いることにより、照射レンズ105を複数のLEDアレイ100で共用するようにしても良い。
In the irradiation
図2(B)に示すヘッドランプ50は、それぞれの電極パターンが左右反転した少なくとも2つのLEDアレイ100と該2つのLEDアレイ100のそれぞれ発光面を覆うように配置された蛍光体層(波長変換層)100aからなる光源102と、複数の小反射領域に区画されたマルチリフレクタである反射面103、シェード104及び照射レンズ105を含む照射光学系51とを含んで構成される。
The
図2(B)に示すように、光源102は、照射方向(発光面)が上向きとなるように配置され、反射面103は、第1焦点が光源102近傍に設定され、第2焦点がシェード104の上端縁近傍に設定された回転楕円形の反射面であり、光源102からの光が入射するように、光源102の側方から前方にかけての範囲を覆うように配置されている。
As shown in FIG. 2B, the
反射面103は、図2(B)に示すように、光源102の複数のLEDアレイ100の光源像106を車両前方に照射し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(照射面)107上に、それぞれの電極パターンが左右反転された二つのLEDアレイ100の光源像106が同一位置に照射され、重なり合うように構成されている。
As shown in FIG. 2B, the reflecting
シェード104は、反射面103からの反射光の一部を遮光してヘッドランプに適したカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を照射レンズ105の焦点近傍に位置させた状態で照射レンズ105と光源102の間に配置されている。
The
照射レンズ105は、車両前方側に配置され、反射面103からの反射光を照射面107上に照射する。
The
以上のように、電極パターン(輝度分布)が左右反転(鏡像反転)した2つのLEDアレイ100を用い、それらの照射像が照射面107において重なるようにヘッドランプ50を構成することで、さらに輝度ムラを低減することが可能となる。
As described above, by using the two
図3及び図4を参照して、本発明の実施例によるLEDアレイ100の製造方法を説明する。図3及び図4は、図1の直線ab間の概略断面図であるので、図中1つの窒化物半導体発光素子(LED素子)101aのみが表されているが、実際には、少なくとも計4つのLED素子101a及び101bが交互に配列されて同一基板上に同時に形成される。なお、以下の製造方法は、あくまでも一例であり、これに限られるものではない。
A method of manufacturing the
まず図3(A)に示すように、サファイアからなる透明基板1を準備し、有機金属化学気相成長(MOCVD)法を用いて窒化物系半導体からなるデバイス構造層(GaN系発光部)2を形成する。具体的には、例えば、サファイア基板1をMOCVD装置に投入後、サーマルクリーニングを行い、GaNバッファ層20を成長した後に、Si等をドープした膜厚5μm程度のn型GaN層21、InGaN量子井戸層を含む多重量子井戸発光層(活性層)22、Mg等をドープした膜厚0.5μm程度のp型GaN層23を含むGaN系発光部2を順次成長させる。なお、本願図3及び図4に示す断面図は、説明の便宜上、縮尺を変更している。透明基板1は、GaNのエピタキシャル成長が可能な格子定数を有する単結晶基板であり、後でレーザーリフトオフによる基板剥離を可能にするよう、GaNの吸収端波長である362nmの光に対して透明なものから選択される。サファイア以外に、スピネル、SiC、ZnO等を用いても良い。
First, as shown in FIG. 3A, a
次に図3(B)に示すように、デバイス構造層2表面(p型GaN層23表面)に、電子ビーム蒸着法により膜厚200nmのAg層を形成し、フォトリソグラフィによってパターニングされたp電極層(第1電極層)3を形成する。その後、p電極層3の周辺のデバイス構造層2上(p型GaN層23上)に、スパッタ法を用いてp電極層3と同じ膜厚のSiO2からなるエッチングストップ層4を形成する。エッチングストップ層4は、図4(B)を参照して後述するエッチング工程においてエッチストッパーとして機能する。
Next, as shown in FIG. 3B, an Ag layer having a film thickness of 200 nm is formed on the surface of the device structure layer 2 (the surface of the p-type GaN layer 23) by an electron beam evaporation method, and is patterned by photolithography. A layer (first electrode layer) 3 is formed. Thereafter, an
次に、p電極層3及びエッチングストップ層4を含む領域に、スパッタ法を用いて膜厚300nmのTiWからなる拡散防止層5を形成する。拡散防止層5はp電極層3に用いた材質の拡散を防止するためのもので、p電極層3にAgを含む場合には、Ti、W、Pt、Pd、Mo、Ru、Ir及びこれらの合金を拡散防止層5として用いることができる。続けて、拡散防止層5上に、化学気相堆積(CVD)等によりSiO2からなる絶縁層7aを形成し、その上に、スパッタ法を用いて膜厚200nmのAuからなる第1接着層6を形成する。
Next, a diffusion prevention layer 5 made of TiW having a thickness of 300 nm is formed in a region including the p electrode layer 3 and the
次に、図3(C)に示すように、レジストマスク及び塩素ガスを用いたドライエッチング法を用いることにより、デバイス構造層2を複数の長方形形状の素子に分割する。分割されたデバイス構造層2の側面は、上方に向かって断面積が減少する形状となる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(D)に示すように、Siからなる支持基板10を用意し、その上に抵抗加熱蒸着法を用いて膜厚1μmのAuSn(Sn:20wt%)からなる第2接着層9を形成する。支持基板10は熱膨張係数がサファイア(7.5×10−6/K)やGaN(5.6×10−6/K)に近く、熱伝導率が高い材料が好ましい。例えば、Si、AlN、Mo、W、CuW等を用いることができる。第1接着層6の材質と第2接着層9の材質は、融着接合が可能な、Au−Sn、Au−In、Pd−In、Cu−In、Cu−Sn、Ag−Sn、Ag−In、Ni−Sn等を含む金属や、拡散接合が可能なAuを含む金属を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 3D, a
次に、図3(E)に示すように、第1接着層6と第2接着層9を接触させ、圧力3MPaで加圧した状態で300℃に加熱して10分間保持した後、室温まで冷却することにより融着接合を行う。
Next, as shown in FIG. 3 (E), the first
その後、UVエキシマレーザの光をサファイア基板1の裏面側から照射し、バッファ層20を加熱分解することで、図3(F)に示すように、レーザーリフトオフによるサファイア基板1の剥離を行う。なお、基板1の剥離あるいは除去は、エッチング等の別の手法を用いてもよい。
Thereafter, the UV excimer laser light is irradiated from the back side of the
次に、図4(A)に示すように、デバイス構造層2の端部が露出するようにフォトレジストPRを形成する。その後、塩素ガスを用いたドライエッチング法により、フォトレジストPRから露出したデバイス構造層2の端部をエッチングストップ層4が露出するまでエッチングする。これにより図4(B)に示すように、デバイス構造層2の側壁は、支持基板10を下にした場合に上方に向かって断面積が減少するテーパ状となる。
Next, as shown in FIG. 4A, a photoresist PR is formed so that the end portion of the
次に、図4(C)に示すように、上述した工程で形成した素子の上面全体に、化学気相堆積(CVD)等によりSiO2からなる保護膜(絶縁膜)7bを形成し、その後、デバイス構造層2上に形成された保護膜7bの一部を緩衝フッ酸を用いてエッチングして、透明基板1の剥離によって露出したデバイス構造層2の表面(n型GaN層21の表面)の一部を露出させる。
Next, as shown in FIG. 4C, a protective film (insulating film) 7b made of SiO 2 is formed on the entire upper surface of the element formed in the above-described process by chemical vapor deposition (CVD) or the like, and thereafter The surface of the
次に、図4(D)に示すように、電子ビーム蒸着法により、膜厚10nmのTi層、膜厚300nmのAl層、膜厚2μmのAu層をこの順序で積層し、リフトオフによってパターニングすることにより、デバイス構造層2の長辺に近接した位置に、当該長辺に平行な、例えば、幅40μm程度の引き出し電極(第1配線層)11と、これと電気的に接続された、短辺に平行な、例えば、幅10μm程度の引き出し電極(第2配線層)8を同時に形成する。なお、引き出し電極11の線幅は20μm以上200μm以下であることが好ましい。また、引き出し電極8の線幅は20μm以下3μm以上であることが好ましい。また、引き出し電極11の線幅は、引き出し電極8の線幅よりも広いことが望ましい。
Next, as shown in FIG. 4D, a 10 nm-thick Ti layer, a 300 nm-thick Al layer, and a 2 μm-thick Au layer are stacked in this order by electron beam evaporation and patterned by lift-off. As a result, a lead electrode (first wiring layer) 11 having a width of, for example, about 40 μm, parallel to the long side of the
なお、本実施例では、引き出し電極8はLED素子101の短辺に平行で長辺に垂直に形成されるが、長辺に平行でなければ必ずしも短辺に平行でなくても良い。
In the present embodiment, the
引き出し電極11は、隣接した素子ではお互いに異なる長辺に近接して形成される。引き出し電極8は、上述の工程で露出されたデバイス構造層2の表面(n型GaN層21の表面)の一部と電気的に接続されている。n側(n型GaN層21)に接続する引き出し電極11及び引き出し電極8は、n型GaN層21の表面上に形成されるので、輝度を損なわないように、図1に示すような引き出し電極11を基部とし、引き出し電極8を櫛の歯とする櫛歯形の平面形状となっている。
The
引き出し電極11を形成する位置は、デバイス構造層2から発せられる光の取り出しを妨げないようにするために、デバイス構造層2以外の領域が望ましい。しかしデバイス構造層2から離れすぎると、引き出し電極8での配線抵抗が大きくなるため、デバイス構造層2の長辺と引き出し電極11の間隔は50μm以内であることがより望ましい。引き出し電極11は隣接した素子のp電極層3と電気的に接続され、複数の素子が直列に接続された発光素子アレイ100が形成される。なお、一枚の基板から複数のLEDアレイ100を製造する場合は、スクライブ後ブレイキングして素子分離を行う。
The position where the
なお、デバイス構造層2は、図5に示すように長辺の一辺のみが下方に向かって外側に広がる斜面となるように加工されていても良い。この場合、図4(A)に示すフォトレジスト形成工程において、デバイス構造層の長辺の一辺にのみ露出されるようにフォトレジストを形成し、図4(B)に示すエッチング工程では、該デバイス構造層2の長辺の一辺のみを塩素ガスを用いたドライエッチング法を用いることにより、長辺の一辺のみが下方に向かって外側に広がる斜面となる形状に加工する。また、引き出し電極8は、長辺の一辺に形成された斜面に沿って形成される。なお、このとき隣接するLED素子101では、上下に異なる側の長辺が下方に向かって外側に広がる斜面に加工されているようにする。
As shown in FIG. 5, the
以上、本発明の実施例によれば、幅の広い引き出し電極11を各LED素子101の長辺に平行に配置して長辺方向に電流を拡散し、線幅の狭い引き出し電極8を短辺に平行に配置して、発光部2に対して短辺方向に電流を注入する電極パターンを採用したので、引き出し電極8の長さを短くして配線抵抗を減らし、各LED素子101の発光輝度分布を大幅に減少させることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
また、隣接するLED素子で、異なる長辺側に引き出し電極(第1配線層)を配置するため、上下方向の発光輝度分布が交互に反転することになり、LEDアレイとしての発光輝度分布を低減することができる。 In addition, since the lead electrodes (first wiring layers) are arranged on the different long sides of adjacent LED elements, the emission luminance distribution in the vertical direction is alternately inverted, and the emission luminance distribution as the LED array is reduced. can do.
また、引き出し電極11をLED素子101の長辺に沿って配置するため、LED素子101間の間隔gを狭くして、LED素子101間の輝度低下を抑制することができる。
In addition, since the
さらに、電極パターン(輝度分布)が左右反転(鏡像反転)した2つのLEDアレイ100を用い、それらの照射像が照射面107において同一位置に照射されて重なるようにヘッドランプ50を構成することで、照射像における輝度ムラを低減することが可能となる。
Further, by using two
以上、実施例、及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1…サファイア基板、2…デバイス構造層(GaN系発光部)、3…p電極層(第1電極層)、4…エッチングストップ層、5…拡散防止層、6…第1接着層、7…絶縁膜、8…引き出し電極(第2n電極層)、9…第2接着層、10…シリコン(Si)支持基板、11…引き出し電極(第1n電極層)、12…電極層、20…バッファ層、21…n型GaN層、22…活性層、23…p型GaN層、50…ヘッドランプ、51…投射光学系、100…LEDアレイ、101…窒化物半導体発光素子(LED素子)、101a…蛍光体層(波長変換層)、102…光源、103…反射面、104…シェード、105…照射レンズ、106…光源像、107…照射面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の半導体発光素子のそれぞれが、
前記基板上に形成された電極層と、
前記電極層上に形成され、前記電極層に電気的に接続されたp型半導体層と、前記p型半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたn型半導体層とを有し、平面形状が前記第1の方向に長い長方形の半導体発光層と、
前記半導体発光層の片方の長辺に沿って、該長辺と平行に形成された第1配線層と、
前記第1配線層から前記半導体発光層の短辺方向に延在し、前記半導体発光層の表面において、前記n型半導体層と電気的に接続された第2配線層と
を有し、
隣接する半導体発光素子においては、前記半導体発光層の異なる長辺に沿って前記第1配線層が形成されることを特徴とする半導体発光素子アレイ。 A semiconductor light-emitting element array in which a plurality of semiconductor light-emitting elements are formed along the first direction on a substrate that is long in a first direction,
Each of the plurality of semiconductor light emitting elements is
An electrode layer formed on the substrate;
A p-type semiconductor layer formed on the electrode layer and electrically connected to the electrode layer, an active layer formed on the p-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer formed on the active layer A rectangular semiconductor light emitting layer whose planar shape is long in the first direction;
A first wiring layer formed in parallel with the long side along one long side of the semiconductor light emitting layer;
A second wiring layer extending from the first wiring layer in the short side direction of the semiconductor light emitting layer and electrically connected to the n-type semiconductor layer on the surface of the semiconductor light emitting layer;
In the adjacent semiconductor light emitting device, the first wiring layer is formed along different long sides of the semiconductor light emitting layer.
前記少なくとも2つの半導体発光素子アレイの照射像が照射面において重なるように照射する光学系と
を有する車両用灯具。 The semiconductor light-emitting element array according to claim 1 or 2, arranged so that the luminance distribution of each irradiation image is in a mirror image inverted state,
A vehicular lamp having an optical system that irradiates the irradiation images of the at least two semiconductor light emitting element arrays so as to overlap each other on the irradiation surface.
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