特許 7186754 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/44 20100101AFI20221202BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20221202BHJP

   H01L 33/38 20100101ALI20221202BHJP

【ＦＩ】

H01L33/44

H01L33/48

H01L33/38

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020164358

(22)【出願日】2020-09-30

(62)【分割の表示】P 2017133085の分割

【原出願日】2011-08-29

(65)【公開番号】P2020205454

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2020-09-30

(31)【優先権主張番号】61/378,191

(32)【優先日】2010-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】598061302

【氏名又は名称】晶元光電股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｅｐｉｓｔａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

【住所又は居所原語表記】２１，Ｌｉ－ｈｓｉｎ Ｒｄ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ－ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｈｓｉｎｃｈｕ ３００，ＴＡＩＷＡＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】チャオ シン チェン

(72)【発明者】

【氏名】チェン－フ シェン

(72)【発明者】

【氏名】ツン カイ コ

(72)【発明者】

【氏名】シャン ジン ホン

(72)【発明者】

【氏名】シン－マオ リュウ

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０９０３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０４７８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５６３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７０６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－００６５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６０３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１３８４４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１１８２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２６３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光ダイオード装置であって、
単独の基板と、
前記単独の基板上に配置され、かつ互いに電気的に直列接続された複数の発光ダイオードセルとを含み、
前記複数の発光ダイオードセルは、第１発光ダイオードセル、前記第１発光ダイオードセルに隣接した第２発光ダイオードセル、及び前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルとの間に直列接続されたサブ発光ダイオードセルを含み、
前記複数の発光ダイオードセルがそれぞれ、前記単独の基板上に順に設置された第１半導体層、活性層と第２半導体層を含み、
複数の導電金属は前記複数の発光ダイオードセル上に位置し、かつ前記複数の発光ダイオードセルに電気的に接続され、
トレンチは前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルとの間に位置し、
保護構造は前記トレンチを覆い、
前記保護構造は第１絶縁層と第２絶縁層とを含み、
前記第１絶縁層は前記トレンチに位置し、
前記第２絶縁層は前記第１絶縁層上に形成され、
前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルとの間に前記複数の導電金属の何れも存在せず、
前記第２絶縁層の厚さが前記第１絶縁層の厚さより大きく、かつ、前記第２絶縁層が異なる材料によって形成された複数層の複合構造を含む、発光ダイオード装置。

【請求項2】

前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルの複数の前記第１半導体層が上面視において外囲を含み、複数の前記外囲がそれぞれ少なくとも一つの丸みを帯びた角を含み、
前記丸みを帯びた角の曲率半径が１５μｍ以上である、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項3】

前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルはそれぞれ上部面を含み、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層がさらに前記上部面を覆う、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項4】

前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルとの最小間隔は１５μｍより大きい、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項5】

前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルの複数の前記第１半導体層がそれぞれ側壁を含み、
前記第１絶縁層は、前記第１発光ダイオードセルと前記第２発光ダイオードセルの複数の前記側壁、及び前記トレンチ内に露出されている一部の前記基板を整合的に覆う、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項6】

前記第１絶縁層が異なる材料により形成された複数層の複合構造を含む、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項7】

前記サブ発光ダイオードセルは、第３発光ダイオードセル、第４発光ダイオードセル及び第５発光ダイオードセルをさらに含み、
前記第３発光ダイオードセル、前記第４発光ダイオードセル及び前記第５発光ダイオードセルは前記複数の導電金属によって直列接続される、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項8】

前記複数の導電金属の下に位置する電流ブロック層をさらに含む、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項9】

前記第１発光ダイオードセル上に位置する前記複数の導電金属の一つと前記第２発光ダイオードセル上に位置する前記複数の導電金属の一つとの最小間隔は８０μｍより大きい、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【請求項10】

前記複数の導電金属は、その一部の末端部において丸みを帯びた端子金属を有し、
前記丸みを帯びた端子金属の曲率半径は、前記導電金属のその他の部分の幅より大きい、請求項１に記載の発光ダイオード装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は発光装置に関し、特に、静電気放電（ＥＳＤ）保護の能力を有する発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図１は、発光装置１０を示している。発光装置１０は、単独の基板１５上の導電金属により直列に接続された複数のＬＥＤセル１１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有し、各々のＬＥＤセル１１は、基板１５上の第１半導体層１７と、第１半導体層１７上の第２半導体層１９と、第１半導体層１７と第２半導体層１９との間に備えられた活性層４７（図１には示していない）と、第２半導体層１９上に備えられた導電金属１３とを有する。ＡＣ入力の一の極性は導電領域αから導電領域βに渡り、電流が、Ａ→Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ→Ｂの順序でそれらのＬＥＤセル１１を通って流れる。ＬＥＤセル１１の最も大きい電位差はＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間に存在する。図１に示しているように、直列接続されたＬＥＤアレイは、直列接続された端子ＬＥＤセルＡと端子ＬＥＤセルＢとの間に４つのＬＥＤセル（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ）を有する直列接続サブアレイを有する。

【0003】

図１に示しているように、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂは第１側面（Ａ１、Ｂ１）及び第２側面（Ａ２、Ｂ２）のそれぞれを更に有する。ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの第１側面（Ａ１、Ｂ１）はサブアレイに隣接し、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの第２側面（Ａ２、Ｂ２）は互いに隣接している。更に、トレンチＴがＬＥＤ ＡとＬＥＤ Ｂとの間に形成される。即ち、トレンチＴが、ＬＥＤ Ａの第２側面とＬＥＤ Ｂの第２側面との間に形成されている。

【0004】

一般に、１つのＬＥＤセル１１についての順方向電圧は約３．５Ｖであり、故に、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間の電圧差は、通常の使用状況下で約３．５＊６＝２１Ｖである必要がある。ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間の距離はかなり短い（約１０乃至１００μｍ）ため、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間の電界強度（Ｅ＝Ｖ／Ｄ、Ｖ＝電位差、Ｄ＝距離）は大きい。

【0005】

更に、外部環境（人間の身体又は作業機械）から導電領域αに強い静電界が突然与えられる場合、超高電圧がＬＥＤセルＡに更に入力され、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間に最大電位差をもたらす。電界強度の値が、外部環境からの強い静電界により特定の値に達したとき、それらの間の媒体（空気、接着剤又は他の誘電体材料）はイオン化され得、その電界強度の範囲内にあるＬＥＤセルＡ及びＬＥＤセルＢの一部が放電により損傷され得（破壊領域１２）、それはＥＳＤ（静電気放電）破壊と呼ばれる。ＥＳＤ破壊状態のＳＥＭ写真が図２に示されていて、通常の電流１４は図に示されている矢印の方向に流れる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、単独の基板上の複数のＬＥＤセルを有する直列接続されたＬＥＤアレイと；第１ＬＥＤセル、第２ＬＥＤセル、及び第１ＬＥＤセルと第２ＬＥＤセルとの間に挿入された少なくとも３つのＬＥＤセルを有する直列接続ＬＥＤサブアレイであって、第１ＬＥＤセル及び第２ＬＥＤセルの各々は、第１ＬＥＤセル及び／又は第２ＬＥＤセルの第１側面がＬＥＤサブアレイに隣接し、第１ＬＥＤセルの第２側面が第２ＬＥＤセルの第２側面に隣接している、第１側面及び第２側面を有する、第１ＬＥＤセル、第２ＬＥＤセル及び直列接続ＬＥＤアレイと；第１ＬＥＤセルの第２側面と第２ＬＥＤセルの第２側面との間のトレンチと；発光装置の通常の動作電圧より高いサージ電圧によりトレンチの近傍で発光装置が損傷を受けないようにするように、トレンチに近接して形成された保護構造と；を有する発光装置を提供する。

【0007】

本発明の他の実施形態に従った発光装置においては、保護構造は、側壁及びＬＥＤセルの上部面の一部を覆い、空気に晒されている第１絶縁層と、第１ＬＥＤセルと第２ＬＥＤセルとの間の第１絶縁層の晒されている一部を覆っている第２絶縁層とを更に有する。

【0008】

本発明の他の実施形態に従った発光装置においては、第２絶縁層は、第１ＬＥＤセル及び第２ＬＥＤセルの上部面の殆どの部分を更に覆っている。

【0009】

本発明の他の実施形態に従った発光装置においては、各々のＬＥＤセルは、第１半導体層と第２半導体層との間に備えられた活性層と、各々のＬＥＤセルの第２半導体層上に備えられた導電金属とを有する。

【0010】

本発明の他の実施形態に従った発光装置においては、第１ＬＥＤセルと第２ＬＥＤセルとの間の保護構造の厚さは、第１半導体層、活性層、第２半導体層及び導電金属の厚さの和より大きい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来の発光装置の構造を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に従った発光装置のＳＥＭ写真を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図5】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に従った図５の線６－６′に沿った発光装置の断面図である。

【図7】本発明の実施形態に従った発光装置の電気回路を示す図である。

【図8】本発明の実施形態に従った発光装置の電気回路を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に従った発光装置の断面図である。

【図10A】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図10B】本発明の実施形態に従った発光装置の断面図である。

【図11】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図12】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図13】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図14】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図15】本発明の実施形態に従った発光装置を示す図である。

【図16】本発明の実施形態に従った発光装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

複数の実施形態が、以下、図を伴って詳述されている。開示内容を適切に且つ簡明に説明するように、本明細書における異なる段落又は図に与えられる又は現れる同じ名称又は同じ参照番号は、同じ又は同等な意味を有する必要があり、それらは本明細書のどこかで一度、定義されている。

【0013】

ＥＳＤ破壊の問題を解決するように、図３は、本発明の一実施形態に従った発光装置２０を示している。発光装置２０は、単独の基板１５上の導電金属１３により直列に接続された複数のＬＥＤセル１１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有し、各々のＬＥＤセル１１は、基板１５上の第１半導体層１７と、第１半導体層上の第２半導体層１９と、第１半導体層１７と第２半導体層１９との間に備えられた活性層４７（図３には図示していない）と、第２半導体層１９上に備えられた導電金属１３とを有する。図３において理解できるように、各々の導電金属１３は、少なくとも２つの分割された金属線を有する引き出し部を更に有する。各々の引き出し部から引き出された分割された金属線の数は、本明細書で開示しているものに限定されるものではない。直接、接続されたＬＥＤアレイを有するためには、ＬＥＤ Ａの第１半導体層１７は、隣接するＬＥＤセル、例えば、ＬＥＤ Ｃ１の第２半導体層１９に、電気的に接続されている。ＡＣ入力の一の極性が導電領域αから導電領域βに渡るとき、電流が、Ａ→Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ→Ｂの順序で複数のＬＥＤセル１１を通って流れる。ＬＥＤセル１１の最大電位差は、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間に存在する。図３に示しているように、直列接続されているＬＥＤアレイは、その直列接続において端子ＬＥＤセルＡと端子ＬＥＤセルＢとの間に４つのＬＥＤセル１１（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ）を有する直列接続サブアレイを更に有する。

【0014】

図３に示しているように、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂは、第１側面（Ａ１、Ｂ１）及び第２側面（Ａ２、Ｂ２）のそれぞれを更に有する。ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの第１側面（Ａ１、Ｂ１）はサブアレイに隣接し、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの第２側面（Ａ２、Ｂ２）は互いに隣接している。更に、トレンチＴがＬＥＤ ＡとＬＥＤ Ｂとの間に形成されている。即ち、トレンチＴがＬＥＤ Ａの第２側面とＬＥＤ Ｂの第２側面との間に形成されている。

【0015】

ＥＳＤ破壊を回避するように、通常の動作電圧より高いサージ電圧によりトレンチ近傍の領域で発光装置が破壊されないようにトレンチに近接して保護構造が形成されている。この実施形態においては、第１絶縁層２３が複数のＬＥＤセル間で形成され、第２絶縁層２１が、高い電界強度を有する２つのＬＥＤセル１１間の領域、例えば、トレンチＴにおいて第１絶縁層２３の上に更に形成されている。第２絶縁層２１は任意に第１絶縁層２３より厚いことが可能である。例えば、図３において発光装置２０を参照するに、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂは、それらの間に接続された４つの（４つ以上の）ＬＥＤセル１１を電気的に直列に接続され、従って、特定の値を上回る高い電界強度の影響下に置かれ、故に、第２絶縁層２１が、ＬＥＤセル１１をＥＳＤ破壊から隔絶するようにＬＥＤ Ａ及びＬＥＤＢの上部面の一部並びに第１絶縁層２３の上部面の一部を覆うように形成されている。更に、第１絶縁層２３を伴わずに、第２絶縁層２１のみが、高電界強度を有する２つのＬＥＤセル１１間の領域を、例えば、基板１５の晒されている表面と、第１半導体層１７の側面と、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間の第２半導体層１９の側面とを覆う保護層であることも可能である。更に、絶縁層２１及び／２３の材料は、例えば、ＡｌＯ_Ｘ１、ＳｉＯ_Ｘ２、ＳｉＮ_Ｘ３等の絶縁材料であることが可能であり、絶縁層２１及び／又は２３は、異なる材料により形成される複数層を有する複合構造であることが可能である。例えば、第２絶縁層２１は、２１００Åの厚さを有するＳｉＯ_Ｘ４の一層と２０００Åの厚さを有するＡｌＯ_Ｘ５の一層との組み合わせにより形成されることが可能であり、第１絶縁層２３は、２１００Åの厚さを有するＳｉＯ_Ｘ４の一層のみにより形成されることが可能である（ここで用いている化学式の下付きの小文字Ｘ１乃至Ｘ５は、整数又は小数であり、同じであり得る又は異なり得る）。

【0016】

図４は、本発明の他の実施形態に従った発光装置を示している．図から分かるように、第２絶縁層２１は、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの上部面の殆どの部分を覆っている。上記と同じ理由で、絶縁層２１及び２３は、異なる材料により形成された複数層の複合構造又は厚い単独層であることも可能であり、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの覆われた上部面上の第２絶縁層２１の数又は厚さは、他の領域の数より多い又は他の領域の厚さより厚いことが可能である。

【0017】

図５は、本発明の他の実施形態に従った発光装置４０を示している。この実施形態においては、電界強度を減少させることがＥＳＤ破壊を回避させる他の方法である。図５に示しているように、絶縁壁４１がＬＥＤ ＡとＬＥＤ Ｂとの間（電気的に直列に接続され且つそれらの間に接続された４つ以上のＬＥＤセル１１を有する２つの隣接するＬＥＤセル１１の間の又は高電界を有する領域）に形成されている。絶縁壁４１は絶縁材料により形成されているため、ＬＥＤ Ａから発せられる電気力線は、絶縁壁４１を直接貫通することによりＬＥＤ Ｂの方に方向付けられることはできず、それに代えて、絶縁壁４１の輪郭に沿って延伸される必要がある。電気力線の長さは延伸され、故に、ＬＥＤ ＡとＬＥＤ Ｂとの間の電界強度（Ｂ＝Ｖ／Ｄ、Ｖ＝電位差、Ｄ＝距離）は減少される。ＬＥＤＡとＬＥＤ Ｂとの間の電気力線の長さを延伸するように、ＬＥＤ ＡとＬＥＤ Ｂとの間に位置付けられている絶縁壁４１は、ＬＥＤ Ａ又はＬＥＤ Ｂからもたらされる電気力線を遮断するように、ＬＥＤ ＡからＬＥＤ Ｂへの最短径路で形成される必要がある。換言すれば、図５に示すように、トレンチにおける絶縁壁４１の厚さは、第１半導体層１７、活性層４７、第２半導体層１９及び導電金属１３の厚さの和より実質的に大きい必要がある。好適には、トレンチにおける絶縁壁４１の厚さは、第１半導体層１７、活性層４７、第２半導体層１９及び導電金属１３の厚さの和の１．５倍より大きい必要がある。 図６は、図５に示している６－６′線の断面図である。図６においては、第１絶縁層２３は、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂ（第１半導体層１７、第２半導体層１９及び活性層４７を含む）の側壁、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂの上部面の一部、並びにトレンチＴにおける基板の上部面の一部に沿って整合的に覆っている。更に、絶縁壁４１は第１絶縁層２３上に形成されることが可能であり、ＬＥＤ Ａ及びＬＥＤ Ｂよりレベルが高く、故に、ＬＥＤ ＡからＬＥＤ Ｂへの電気力線は絶縁壁４１により隔絶されることが可能である。しかしながら、絶縁壁４１の正確な位置は変更されることが可能であり、それに限定されるものではない。例えば、絶縁壁４１は、基板１５の上部面に直接、形成されることも可能であり、又は、絶縁壁４１は、従来のＣＶＤ法及びフォトリソグラフィ法により形成される特定のパターンを有することが可能である。

【0018】

図７は、本発明の他の実施形態に従った発光装置５０の電気回路を示している。実験結果が示しているが、最高電位と最低電位との間の電位レベルを有するＬＥＤセル１１に電気的に接続され、最高電位を有するＬＥＤセル１１と最低電位を有するＬＥＤセルとの間に位置している浮遊導電線５５は、ＥＳＤ破壊を低減することが可能である。図７に示しているように、浮遊導電線５５は、ＬＥＤ Ｃ２とＬＥＤ Ｃ３との間の導電金属１３に接続されることが可能である
図７と類似するに、図８は、本発明の他の実施形態に従った発光装置６０の電気回路を示している。導電金属１３に接続される浮遊導電性５５を形成することに代えて、１つの接地導電線６５が、最高電位を有するＬＥＤセル１１と最低電位を有するＬＥＤセル１１との間に形成され、接地導電線６５は外部に接続されることにより接地されている。

【0019】

図９は、図７及び図８に示している実施形態の断面図である。浮遊（接地）導電線５５（６５）は、２つのＬＥＤセル１１間に直接、絶縁層２３又は基板１５上に形成されることが可能である。

【0020】

図１０Ａは、本発明の他の実施形態に従った発光装置７０を示している。ＥＳＤ破壊は通常、ＬＥＤの故障をもたらし、回避することは容易ではないため、更なるＥＳＤ破壊領域が、特定の領域に生じるＥＳＤ破壊を閉じ込めるように形成される。図１０Ａに示しているように、導電金属１３から延びている２つの更なるＥＳＤ破壊領域が存在する。２つの更なるＥＳＤ破壊領域７５は、互いに近接して対向しているため、それらの間に高い電界強度がもたらされ、それら２つの更なるＥＳＤ破壊領域７５間でより容易にＥＳＤ破壊が起こり得る。更なるＥＳＤ破壊領域７５は、ＬＥＤセル１１と共に機能できない２つの更なる金属プレートであり、故に、それらの更なるＥＳＤ破壊領域は、ＬＥＤセル１１の仕事関数を維持するように支援することが可能である。更に、他の更なるＥＳＤ破壊領域に対向している一の更なるＥＳＤ破壊領域のエッジは、粗くされて複数のチップ（ｔｉｐ）が形成され、それらのチップは、所定領域に生じたＥＳＤ現象の確率を高くする。

【0021】

図１０Ｂは、図１０Ａに示す実施形態の断面図である。２つの更なるＥＳＤ破壊領域７５は、絶縁層２３上に、又は２つのＬＥＤセル１１間の基板上に直接、形成される。

【0022】

図１１は、本発明の他の実施形態に従った発光装置８０を示している。ＥＳＤ破壊は高電界強度によりもたらされ、２つのオブジェクト間の電界強度は、２つのオブジェクトの電位差及び距離に依存する。図１１に示され、実験結果により明らかになっているように、２つのＬＥＤセル１１間に接続されている４つ以上のＬＥＤセル１１を有する隣接する２つのＬＥＤセル１１間の距離（Ｄ）は１５μｍより大きい必要がある。好適には、接続された４つ以上のＬＥＤセルを有する２つの隣接する２つのＬＥＤセル１１間の距離（Ｄ）は３０μｍより大きい必要がある。距離（Ｄ）は、本明細書においては、２つの隣接するＬＥＤセル１１の２つの第１半導体層１７間の最短距離として特定されるものである。更に、本明細書においては、“隣接するＬＥＤセル”とは、ＬＥＤセルの第１半導体層１７から他のＬＥＤセルの第１半導体層までの最短距離を有する何れかの２つのＬＥＤセル１１のことをいい、好適には、距離（Ｄ）は５０μｍより小さい。

【0023】

図１２は、本発明の他の実施形態に従った発光装置９０を示している。図１１に示す実施形態と類似するに、２つの隣接するＬＥＤセル１１の導電金属１３間でＥＳＤ破壊が生じないように、２つの隣接するＬＥＤセル１１の導電金属１３の距離は１００μｍより大きい必要がある。このような設計は、２つの隣接するＬＥＤセルの間で大きい電位差を有する及び／又はそれらの間に接続された４つ以上のＬＥＤセルを有する、２つの隣接するＬＥＤセル１１のために適切である。好適には、２つの隣接するＬＥＤセル１１の導電金属１３の距離（ｄ）は８０μｍより大きい必要がある。“導電金属の距離”は、本明細書においては、ＬＥＤセル１１の導電金属１３から隣接するＬＥＤセル１１の導電金属１３までの距離であると定義されている。更に、“隣接している発光ダイオードセル”とは、本明細書においては、ＬＥＤセル１１の第１半導体層１７から他のＬＥＤセル１１の第１半導体層１７までの最短距離を有する何れかの２つのＬＥＤセル１１のことをいい、距離（ｄ）は、好適には５０μｍより小さい。

【0024】

図１３に示しているように、高電界強度はしばしば、図１２に示しているＬＥＤセルＡ及びＢのように、それらの間に接続された４つ以上のＬＥＤセル１１を有する２つの隣接するＬＥＤセル（大きい電位差を有する）の間に生じる。大きい電位差を有するＬＥＤセル１１が近づき過ぎないように、一連のＬＥＤセル１１が基板１５上に形成される場合、一連のＬＥＤセル１１は、特定の数のＬＥＤセル、例えば、４つ以上のＬＥＤセルが一方向に並べられるときに、その並べられる方向を変える必要がある。換言すれば、一連のＬＥＤセル１１が並べられる方向はしばしば、何れかの２つのＬＥＤセルが、大きい電位差を、又は互いに隣接してそれらの間に位置して接続されている４つ以上のＬＥＤセル１１を有しないように変えられる必要がある。図１３は、本発明の実施形態に従った単独の基板１５上の一連の複数のＬＥＤセル１１の異なる配置構成の３つの図を示している。各々の図においては、一連の複数のＬＥＤセルの２つの端部に形成されたボンディングパッド１０５を有する単結晶基板１５上に一連の複数のＬＥＤセルが備えられている（基板上に金属ボンディングによりエピタキシャル形成されている又は接着剤ボンディングにより取り付けられている）。矢印は、ここでは、複数のＬＥＤセル１１の拡張される方向１１３（接続方向）を示している。各々の配置においては、何れか２つの隣接するＬＥＤは大きい電位差を有しない。詳細には、図１３に示しているように、各々の直列接続されたＬＥＤアレイは、少なくとも８つのＬＥＤセル及び少なくとも３つ以上のブランチを有する。２つの隣接するＬＥＤセルがそれらの間に大き過ぎる電位差を有することのないように、図示している各々のＬＥＤアレイは、２つの連続的なＬＥＤセル毎にその配置方向を変えている。

【0025】

図１４は、本発明の他の実施形態に従った発光装置１１０を示している。オブジェクトの表面電荷分布に従って、オブジェクトの単位面積当たりの表面放電密度は、オブジェクトが小さい曲率半径を有するときには、大きい。“点放電”と呼ばれるＬＥＤセルの破壊の他の原因がしばしば、単位面積当たりの高い表面放電密度を有する位置で生じる。従って、“点放電”現象を回避するように、本実施形態においてはＬＥＤセル１１の輪郭が変更される。図１４に示しているように、ＬＥＤセルＡとＬＥＤセルＢとの間の第１半導体層１７の上部の角はパターニングされて、例えば、丸みを帯びている。上記のような変更は、それらの特定化された位置に限定されるものではなく、第１半導体層１７ばかりでなく第２半導体層１９も、特に、隣接するＬＥＤセルからより小さい距離を有する第２側面に近接するＬＥＤセル毎にその配置方向セルのエッジについて、丸みを帯びることが可能である。好適には、パターニングされる角の曲率半径は１５μｍより小さくない。

【0026】

図１４に示す実施形態と類似する概念により、“点放電”を回避するように、図１５においては、ＬＥＤセル１１の各々の分割された金属線の端子１２３は、丸みを帯びた金属プレート１２３を形成することによりパターニングされることが可能である。端子金属１２３の形状は丸みを帯びた形状に限定されるものではない。実験結果が示しているが、導電金属１３の線幅より大きい半径又は拡大部分を有する端子に形成される端子金属１２３の何れかの形状が、“点放電”破壊を低減するように形成されることが可能である。

【0027】

図１６は、本発明の他の実施形態に従った発光装置の断面図である。不所望の放電を低減するためには、電流の流れを容易化する、より平滑な経路が助けとなる。図１６に示しているように、電流が導電金属から広く広がるように、電流ブロック層１３３は、ＳｉＯ_ｙ１又はＳｉＮ_ｙ２等の絶縁体である誘電体材料から成る。しかしながら、電流ブロック層は、電流が流れる殆どの経路をブロックする。通常の経路に沿って電流が分散されない場合、ＥＳＤ又は点放電等の他の様式で電流はリークする。従って、本実施形態においては、電流ブロック層１３３は、導電金属１３の下に形成されているが、導電金属１３の端子の下には形成されていない。このような設計は、放電が最も容易にもたらされる導電金属１３の端子において電流がよりスムーズに流れ、且つ放電経路に沿ってリークする電流の確率を低減するようにする。更に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ、薄い金属層又はそれらの組み合わせ等の透明な導電層１３５が、電流拡散の助けとなるように、第２半導体層において任意に形成されることも可能である。

【0028】

上記の実施形態は、技術的な考え方及び本発明の特徴について詳述されていて、当業者が本発明の内容を理解するようにしていて、本発明の特許請求の範囲を限定するように用いられるものではない。即ち、本発明の主旨に従った修正又は変形も、本発明の特許請求の範囲内に包含される必要がある。例えば、電気的な接続方法は直列接続に限定されるものではない。上記実施形態に示しているＥＳＤ保護方法は、特定の値を上回る高い電界強度を有する、若しくは並列に又は直列及び並列の組み合わせで電気的に隣接する発光ダイオードセルの間に接続された３つ以上のＬＥＤセルを有する、何れかの２つの隣接する発光ダイオードセルに適用されることが可能である。

【符号の説明】

【0029】

Ａ ＬＥＤ
Ａ１ 第１側面
Ａ２ 第２側面
Ｂ ＬＥＤ
Ｂ１ 第１側面
Ｂ２ 第２側面
Ｃ ＬＥＤ
Ｃ１ ＬＥＤ
Ｃ２ ＬＥＤ
Ｃ３ ＬＥＤ
１０ 発光装置
１１ ＬＥＤセル
１２ 破壊領域
１３ 導電金属
１５ 基板
１７ 第１半導体層
１９ 第２半導体層
２１ 第２絶縁層
２３ 第１絶縁層
４０ 発光装置
４１ 絶縁壁
４７ 活性層
５０ 発光装置
５５ 浮遊導電線
６０ 発光装置
６５ 接地導電線
７５ ＥＳＤ破壊領域
８０ 発光装置
９０ 発光装置
１０５ ボンディングパッド
１３３ 電流ブロック層
１３５ 透明な導電層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】