(57)【要約】【課題】設計柔軟性の悪さと製造コストの増加の問題を解消し得る発光素子を提供する。【解決手段】かかる発光素子は、複数の第１発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える発光ユニットであって、前記複数の第１ＬＥＤは、一定の間隔で配列されてマットリックスを形成する、発光ユニットと；複数の第１導電コンタクトを備えるサブマウントと；を備える。前記発光ユニットは、前記サブマウント上に配列される。前記複数の第１導電コンタクトは、前記複数の第１ＬＥＤが直列に接続されるよう前記複数の第１ＬＥＤにそれぞれ結合される。前記発光ユニットは、前記サブマウントにフリップチップ接合により接合される。前記複数の第１導電コンタクトの各々と、他の前記第１導電コンタクトとの間は、互いに離れ、且つ、前記複数の第１ＬＥＤによりそれぞれ電気的に接続される。【選択図】図１３
2014146809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える発光ユニットであって、前記複数の第１ＬＥＤは、一定の間隔で配列されてマットリックスを形成する、発光ユニットと、
複数の第１導電コンタクトを備えるサブマウントと、を備え、
前記発光ユニットは、前記サブマウント上に配列され、
前記複数の第１導電コンタクトは、前記複数の第１ＬＥＤが直列に接続されるよう前記複数の第１ＬＥＤにそれぞれ結合され、
前記発光ユニットは、前記サブマウントにフリップチップ接合により接合され、
前記複数の第１導電コンタクトの各々と、他の前記第１導電コンタクトとの間は、互いに離れ、且つ、前記複数の第１ＬＥＤによりそれぞれ電気的に接続される、発光素子。
【請求項２】
複数の第２ＬＥＤを更に備え、
前記サブマウントは、複数の第２導電コンタクトを更に備え、
前記複数の第２導電コンタクトは、それぞれ、前記複数の第２ＬＥＤに結合され、
前記複数の第２導電コンタクトは、ペアで配列され、各ペアは、それぞれ、前記複数の第２ＬＥＤに結合され、
前記各ペアの２つの第２導電コンタクトは、相互にずらして配置され、
前記複数の第２ＬＥＤは、それぞれ、前記複数の第２ＬＥＤの駆動電圧に対応し、
前記各ペアの２つの第２導電コンタクトは、それぞれ、前記複数の第２ＬＥＤのＮ極とＰ極に電気的に接続され、
前記複数の第２導電コンタクトの各々と、他の前記第２導電コンタクトとの間は、互いに離れ、且つ、前記複数の第２ＬＥＤによりそれぞれ電気的に接続される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
複数の第２ＬＥＤを更に備え、
前記サブマウントは、複数の第２導電コンタクトを更に備え、
前記複数の第２導電コンタクトは、前記複数の第２ＬＥＤが並列に接続されるよう前記複数の第２ＬＥＤにそれぞれ結合され、
前記複数の第２導電コンタクトの各々と、他の前記第２導電コンタクトとの間は、互いに離れ、且つ、前記複数の第２ＬＥＤによりそれぞれ電気的に接続される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
複数の第３ＬＥＤを更に備え、
前記サブマウントは、複数の第３導電コンタクトを更に備え、
前記各第３導電コンタクトは、前記複数の第３ＬＥＤが並列に接続されるように前記複数の第３ＬＥＤのうち対応する第３ＬＥＤに結合され、
前記複数の第３導電コンタクトの各々と、他の前記第３導電コンタクトとの間は、互いに離れ、且つ、前記複数の第３ＬＥＤによりそれぞれ電気的に接続される、請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記サブマウントは、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、又はＡｌＮでできている請求項１に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、発光素子、特に、発光素子内の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が選択的に直列及び／又は並列に接続されるフリップチップ接合発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は低消費電力、高効率、長寿命の利点を有し、様々な用途、例えばノートパソコン、モニター、携帯電話、テレビ、及び液晶表示装置のバックライトモジュールの光源に広く適用されている。益々多くの研究者や開発者がＬＥＤの研究開発に専念しており、その結果、現在のＬＥＤの輝度は照明に十分である。
【０００３】
従来のＬＥＤ構造では、単一チップＬＥＤが、ＬＥＤチップの正極及び負極が上を向いた状態で半導体基板上に配置され、次に、これら正極及び負極がピンにワイヤボンディングにより電気的に接続され、全体が容器に入れられＬＥＤカプセル体が完成する。従来のＬＥＤ構造はたった一つのチップを使用してカプセル体を形成するので、光源として輝度が十分でなく、高輝度という現在の要件を満たすことが出来ない。
【０００４】
従って、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤダイが開発され、このＬＥＤダイがサブマウントにフリップチップ接合により接合される。従来のＬＥＤは約３Ｖ〜４Ｖの範囲の駆動電圧を有し、ＬＥＤダイ内のＬＥＤは直列に接続される。従って、製造業者は様々な数のＬＥＤが入れられたＬＥＤダイを設計し、これらＬＥＤを直列に接続してより高輝度の光を発してより高い発光性能を提供する高電圧発光素子を得てもよい。
【０００５】
しかし、従来のＬＥＤダイに入ったＬＥＤの製造時、ＬＥＤは予め電気的に直列に接続されるので、製造された発光素子は全て固定された駆動電圧値を有する。異なる駆動電圧を有する発光素子が必要である場合、それに対応した異なる仕様のＬＥＤダイが製造されなければならない。これは設計柔軟性が悪く製造コストを増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の問題に鑑み、本発明は、従来の発光素子のＬＥＤが予め電気的に直列に接続されることに起因する設計柔軟性の悪さと製造コストの増加の問題を取り除く発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの実施形態では、発光素子は発光ユニットとサブマウントとを備える。該発光ユニットは複数の第１ＬＥＤを備え、該サブマウントは一方の面上に複数の第１導電コンタクトを備える。該複数の第１導電コンタクトは、該複数の第１ＬＥＤが直列に接続されるよう該複数の第１ＬＥＤに結合されている。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、発光素子は発光ユニットとサブマウントとを備える。該発光ユニットは複数の第１ＬＥＤを備え、該サブマウントは一方の面上に複数の第１導電コンタクトを備える。該各第１導電コンタクトは、該複数の第１ＬＥＤが並列に接続されるよう該複数の第１ＬＥＤのうち対応する第１ＬＥＤに結合されている。
【０００９】
本発明の更に別の実施形態では、発光素子は発光ユニットとサブマウントとを備える。該発光ユニットは複数の第１ＬＥＤと複数の第２ＬＥＤとを備え、該サブマウントは複数の第１導電コンタクトと複数の第２導電コンタクトとを備える。
【００１０】
該複数の第１導電コンタクトは、該複数の第１ＬＥＤが直列に接続されるよう該複数の第１ＬＥＤに結合されている。該各第２導電コンタクトは、該複数の第２ＬＥＤが並列に接続されるよう該複数の第２ＬＥＤのうち対応する第２ＬＥＤに結合されている。
【００１１】
本発明は下記の効果を有する。該発光ユニットの複数のＬＥＤは電気的に接続されておらず、該サブマウント上の複数の導電コンタクトのレイアウト構成により、該発光ユニットが該サブマウントにフリップチップ接合により接合された時、該複数のＬＥＤが電気的に直列及び／又は並列に接続される。従って、本発明は発光素子の設計柔軟性を向上させ、製造コストを低減し、高電圧発光素子の作製に適用できる。
【００１２】
本発明のこれら及び他の態様は、下記の好適な実施形態の説明と添付の図面から明らかとなるであろう。本開示の新規な着想の範囲を逸脱することなく実施形態の変形がなされうる。添付の図面は本発明の実施形態を例示し、下記の説明と共に本発明の原理を説明する。全図面をとおして、同じ符号は同じ又は類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る発光ユニットの概略構造図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の概略展開図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の概略立体図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の概略回路図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の概略展開図である。
【図６】本発明に係る第３実施形態の概略展開図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の概略立体図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の概略回路図である。
【図９】本発明に係る第４実施形態の概略展開図である。
【図１０】本発明に係る第５実施形態の概略展開図である。
【図１１】本発明に係る第５実施形態の概略立体図である。
【図１２】本発明に係る第５実施形態の概略回路図である。
【図１３】本発明に係る第６実施形態の概略立体図である。
【図１４】本発明に係る第６実施形態の概略回路図である。
【図１５】本発明に係る第７実施形態の概略展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２〜図４は本発明の第１実施形態の概略立体図と概略回路図である。図に示すように、本発明の第１実施形態に係る発光素子１００は、発光ユニット１１０とサブマウント１２０とを備える。発光ユニット１１０はサブマウント１２０の一方の面（上面）にフリップチップ接合により接合される。
【００１５】
従来のワイヤボンディング方法と比較すると、発光ユニット１１０とサブマウント１２０とをフリップチップ接合により接合する方法は、発光素子１００の位置合わせ精度と信頼性とを大幅に改善して組立エラーを低減し、ワイヤによってカプセル体体積が過大となる欠陥を軽減する。
【００１６】
図２〜図４を参照すると、本発明の第１実施形態に係る発光ユニット１１０は複数の第１ＬＥＤ１１１を備える。第１ＬＥＤ１１１は一定の間隔で配列されてマトリックスを形成し、電極１３０、１３１に電気的に接続される。第１ＬＥＤ１１１は電圧で駆動され照明光線を発する。本実施形態の第１ＬＥＤ１１１の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。
【００１７】
例えば、図１に示すように、発光ユニット１１０は透明基板１１３、発光積層１１４、第１接触層１１５、第２接触層１１６、第１電極１１７、及び第２電極１１８を備える。透明基板１１３はＡｌ2Ｏ3、ＧａＮ、ガラス、ＧａＰ、ＳｉＣ、及び化学蒸着（ＣＶＤ）ダイヤモンドからなるグループから選択された材料でできている。発光積層１１４は透明基板１１３上に形成され、電圧で駆動され光線を発する。光線の色は発光積層１１４の材料に依存する。
【００１８】
発光積層１１４は第１電気半導体層１１４１、活性層１１４２、及び第２電気半導体層１１４３からなる。第１電気半導体層１１４１はｎ型又はｐ型半導体層であり、第２電気半導体層１１４３は第１電気半導体層１１４１と反対の電気特性を有する。第２電気半導体層１１４３と活性層１１４２との一部はエッチングされ第１電気半導体層１１４１の一部が露出している。第１接触層１１５は露出した第１電気半導体層１１４１上に形成され、第２接触層１１６は第２電気半導体層１１４３上に形成され、第１接触層１１５は第１電気半導体層１１４１と、第２接触層１１６は第２電気半導体層１１４３とオーム性接触を形成する。第１電極１１７は第１接触層１１５上に形成され、第２電極１１８は第２接触層１１６上に形成される。発光ユニット１１０は、第１接触層１１５と第１電極１１７との間に形成されサブマウントに接合された時にサブマウントへの電流路を提供する電極パッド１１９を更に備える。
【００１９】
サブマウント１２０はサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、又はＡｌＮでできていてもよいし、当業者はこれに限定されないが他の適切な半導体材料を本実施形態のサブマウント１２０を実現するために選択してもよい。複数の第１導電コンタクト１２１がサブマウント１２０の上面に配列されおり、発光ユニット１１０がサブマウント１２０に接合された時、サブマウント１２０の第１導電コンタクト１２１が発光ユニット１１０の第１ＬＥＤ１１１に結合されることで、第１ＬＥＤ１１１は電気的に直列に接続される（図４参照）。第１導電コンタクト１２１は、任意の導電金属材料、非金属材料、又は半導体材料でできていてよいが、これらに限定されない。
【００２０】
具体的には、本実施形態のサブマウント１２０上の第１導電コンタクト１２１はサブマウント１２０の表面上に配列され、各第１導電コンタクト１２１は隣接する第１ＬＥＤ１１１のＮ極と別の隣接する第１ＬＥＤ１１１のＰ極とに電気的に接続され、これら第１導電コンタクト１２１が第１ＬＥＤ１１１に順次電気的に接続されることで、これら第１ＬＥＤ１１１が直列に接続される。
【００２１】
例えば、図２に示すように、本実施形態の複数の第１導電コンタクト１２１はサブマウント１２０上に屈曲配列状に配列され、マトリックス状に配列された第１ＬＥＤ１１１に対応する。しかし、当業者は実際の要件に応じて第１ＬＥＤ１１１の配列を変更し、第１導電コンタクト１２１と第１ＬＥＤ１１１とが電気的に直列に接続される電気接続関係を保つように第１導電コンタクト１２１の配列もそれに対応して変更してもよい。
【００２２】
本発明の発光ユニット１１０とサブマウント１２０との電気接続関係は、本実施形態において６列の第１ＬＥＤ１１１と同じ数の第１導電コンタクト１２１として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ１１１と第１導電コンタクト１２１との電気接続関係はこれに限定されない。
【００２３】
図５を参照すると、本発明の第２実施形態の概略立体図が示されている。第２実施形態は第１実施形態とほぼ同じ構造を有しているので、違いのみを説明する。第２実施形態では、複数の第１ＬＥＤ１１１に加えて、発光素子１００の発光ユニット１１０は複数の第２ＬＥＤ１１２を更に備え、複数の第１導電コンタクト１２１に加えて、サブマウント１２０は複数の第２導電コンタクト１２２を更に備える。本実施形態では、第２ＬＥＤ１１２は電圧で駆動されて照明光線を発する。第２ＬＥＤ１１２の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。第２導電コンタクト１２２は、任意の導電金属材料、非金属材料、又は半導体材料でできていてよいが、これらに限定されない。
【００２４】
例えば、図１に示すように、発光ユニット１１０は透明基板１１３、発光積層１１４、第１接触層１１５、第２接触層１１６、第１電極１１７、及び第２電極１１８を備える。透明基板１１３はＡｌ2Ｏ3、ＧａＮ、ガラス、ＧａＰ、ＳｉＣ、及び化学蒸着（ＣＶＤ）ダイヤモンドからなるグループから選択された材料でできている。発光積層１１４は透明基板１１３上に形成され、電圧で駆動され光線を発する。光線の色は発光積層１１４の材料に依存する。
【００２５】
発光積層１１４は第１電気半導体層１１４１、活性層１１４２、及び第２電気半導体層１１４３からなる。第１電気半導体層１１４１はｎ型又はｐ型半導体層であり、第２電気半導体層１１４３は第１電気半導体層１１４１と反対の電気特性を有する。第２電気半導体層１１４３と活性層１１４２との一部はエッチングされ第１電気半導体層１１４１の一部が露出している。第１接触層１１５は露出した第１電気半導体層１１４１上に形成され、第２接触層１１６は第２電気半導体層１１４３上に形成され、第１接触層１１５は第１電気半導体層１１４１と、第２接触層１１６は第２電気半導体層１１４３とオーム性接触を形成する。第１電極１１７は第１接触層１１５上に形成され、第２電極１１８は第２接触層１１６上に形成される。発光ユニット１１０は、第１接触層１１５と第１電極１１７との間に形成されサブマウントに接合された時にサブマウントへの電流路を提供する電極パッド１１９を更に備える。
【００２６】
図５に示すように、該複数の第２ＬＥＤ１１２は第１ＬＥＤ１１１に隣接し、第１ＬＥＤ１１１とマトリックスを形成する。該複数の第２導電コンタクト１２２は第１導電コンタクト１２１に隣接して配列されている。第２導電コンタクト１２２はサブマウント１２０上にペアで配列され、２つの第２導電コンタクト１２２が相互にずらして配置されそれぞれ第２ＬＥＤ１１２のＮ極とＰ極に対応する。従って、発光ユニット１１０がサブマウント１２０に接合された時、２つの第２導電コンタクト１２２が１つの第２ＬＥＤ１１２のＮ極とＰ極にそれぞれ電気的に接続されて電気導電関係が形成される。その結果、第２ＬＥＤ１１２は元の駆動電圧に応じて照明光線を発する。
【００２７】
本発明の発光ユニット１１０とサブマウント１２０との電気接続関係は、本実施形態において３列の第１ＬＥＤ１１１と同じ数の第１導電コンタクト１２１と、３列の第２ＬＥＤ１１２と同じ数の第２導電コンタクト１２２として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ１１１と第１導電コンタクト１２１との電気接続関係、及び第２ＬＥＤ１１２と第２導電コンタクト１２２との電気接続関係はこれに限定されない。
【００２８】
図６〜図８は本発明の第３実施形態の概略立体図と概略回路図である。図に示すように、本発明の第３実施形態に係る発光素子２００は、発光ユニット２１０とサブマウント２２０とを備える。発光ユニット２１０はサブマウント２２０の一方の面（上面）にフリップチップ接合により接合される。
【００２９】
従来のワイヤボンディング方法と比較すると、発光ユニット２１０とサブマウント２２０とをフリップチップ接合により接合する方法は、発光素子２００の位置合わせ精度と信頼性とを大幅に改善して組立エラーを低減し、ワイヤによってカプセル体体積が過大となる欠陥を軽減する。本実施形態の発光ユニット２１０は第１実施形態の発光ユニットと同じ構造を有するので、重複する説明を省略する。
【００３０】
図６〜図８を参照すると、本発明の第３実施形態に係る発光ユニット２１０は複数の第１ＬＥＤ２１１を備える。第１ＬＥＤ２１１は一定の間隔で配列されてマトリックスを形成し、電極２３０、２３１に電気的に接続される。第１ＬＥＤ２１１は電圧で駆動され照明光線を発する。本実施形態の第１ＬＥＤ２１１の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。
【００３１】
サブマウント２２０はサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、又はＡｌＮでできていてもよいし、当業者はこれに限定されないが他の適切な半導体材料を本実施形態のサブマウント２２０を実現するために選択してもよい。複数の第１導電コンタクト２２１がサブマウント２２０の上面に配列されおり、発光ユニット２１０がサブマウント２２０に接合された時、サブマウント２２０の各第１導電コンタクト２２１が発光ユニット２１０の対応する第１ＬＥＤ２１１に結合されることで、第１ＬＥＤ２１１は電気的に並列に接続される（図８参照）。
【００３２】
具体的には、本実施形態のサブマウント２２０上の第１導電コンタクト２２１はサブマウント２２０の表面上に並列にある間隔で配列され、第１導電コンタクト２２１の各ペアは隣接する第１ＬＥＤ２１１と別の隣接する第１ＬＥＤ２１１とに電気的に接続されて、隣接する第１ＬＥＤ２１１が電気的に並列に接続される。
【００３３】
本発明の発光ユニット２１０とサブマウント２２０との電気接続関係は、本実施形態において６列の第１ＬＥＤ２１１と同じ数の第１導電コンタクト２２１として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ２１１と第１導電コンタクト２２１との電気接続関係はこれに限定されない。
【００３４】
図９を参照すると、本発明の第４実施形態の概略立体図が示されている。第４実施形態は第３実施形態とほぼ同じ構造を有しているので、違いのみを説明する。第４実施形態では、複数の第１ＬＥＤ２１１に加えて、発光素子２００の発光ユニット２１０は複数の第２ＬＥＤ２１２を更に備え、複数の第１導電コンタクト２２１に加えて、サブマウント２２０は複数の第２導電コンタクト２２２を更に備える。本実施形態では、第２ＬＥＤ２１２は電圧で駆動されて照明光線を発する。第２ＬＥＤ２１２の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。
【００３５】
該複数の第２ＬＥＤ２１２は第１ＬＥＤ２１１に隣接し、第１ＬＥＤ２１１とマトリックスを形成する。該複数の第２導電コンタクト２２２は第１導電コンタクト２２１に隣接して配列されている。第２導電コンタクト２２２はサブマウント２２０上にペアで配列され、２つの第２導電コンタクト２２２が相互にずらして配置されそれぞれ第２ＬＥＤ２１２のＮ極とＰ極に対応する。従って、発光ユニット２１０がサブマウント２２０に接合された時、２つの第２導電コンタクト２２２が１つの第２ＬＥＤ２１２のＮ極とＰ極にそれぞれ電気的に接続されて電気導電関係が形成される。その結果、第２ＬＥＤ２１２は元の駆動電圧に応じて照明光線を発する。
【００３６】
本発明の発光ユニット２１０とサブマウント２２０との電気接続関係は、本実施形態において３列の第１ＬＥＤ２１１と同じ数の第１導電コンタクト２２１と、３列の第２ＬＥＤ２１２と同じ数の第２導電コンタクト２２２として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ２１１と第１導電コンタクト２２１との電気接続関係、及び第２ＬＥＤ２１２と第２導電コンタクト２２２との電気接続関係はこれに限定されない。
【００３７】
図１０〜図１２は本発明の第５実施形態の概略立体図と概略回路図である。図に示すように、本発明の第５実施形態に係る発光素子３００は、発光ユニット３１０とサブマウント３２０とを備える。発光ユニット３１０はサブマウント３２０の一方の面（上面）にフリップチップ接合により接合される。
【００３８】
従来のワイヤボンディング方法と比較すると、発光ユニット３１０とサブマウント３２０とをフリップチップ接合により接合する方法は、発光素子３００の位置合わせ精度と信頼性とを大幅に改善して組立エラーを低減し、ワイヤによってカプセル体体積が過大となる欠陥を軽減する。本実施形態の発光ユニット３１０は第１実施形態の発光ユニットと同じ構造を有するので、重複する説明を省略する。
【００３９】
図１０〜図１２を参照すると、本発明の第５実施形態に係る発光ユニット３１０は複数の第１ＬＥＤ３１１と複数の第２ＬＥＤ３１２とを備える。第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２はそれぞれ一定の間隔で配列されてマトリックスを形成し、第１ＬＥＤ３１１は電極３３０、３３１に電気的に接続され、第２ＬＥＤ３１２は電極３３２、３３３に電気的に接続される。第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２は電圧で駆動され照明光線を発する。本実施形態の第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。
【００４０】
サブマウント３２０はサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、又はＡｌＮでできていてもよいし、当業者はこれに限定されないが他の適切な半導体材料を本実施形態のサブマウント３２０を実現するために選択してもよい。複数の第１導電コンタクト３２１と複数の第２導電コンタクト３２２とがサブマウント３２０の上面に配置されおり、発光ユニット３１０がサブマウント３２０に接合された時、サブマウント３２０の第１導電コンタクト３２１が発光ユニット３１０の第１ＬＥＤ３１１に結合されることで、第１ＬＥＤ３１１は電気的に直列に接続され、サブマウント３２０の各第２導電コンタクト３２２が発光ユニット３１０の対応する第２ＬＥＤ３１２に結合されることで、第２ＬＥＤ３１２は電気的に並列に接続される（図１２参照）。
【００４１】
具体的には、本実施形態のサブマウント３２０上の第１導電コンタクト３２１はサブマウント３２０の表面上に配列され、各第１導電コンタクト３２１は隣接する第１ＬＥＤ３１１のＮ極と別の隣接する第１ＬＥＤ３１１のＰ極とに電気的に接続され、これら第１導電コンタクト３２１が第１ＬＥＤ３１１に順次電気的に接続されることで、これら第１ＬＥＤ３１１が直列に接続される。
【００４２】
例えば、図１０に示すように、本実施形態の複数の第１導電コンタクト３２１はサブマウント３２０上に屈曲配列状に配列され、マトリックス状に配列された第１ＬＥＤ３１１に対応する。しかし、当業者は実際の要件に応じて第１ＬＥＤ３１１の配列を変更し、第１導電コンタクト３２１と第１ＬＥＤ３１１とが電気的に直列に接続される電気接続関係を保つように第１導電コンタクト３２１の配列もそれに対応して変更してもよい。
【００４３】
本実施形態のサブマウント３２０上の第２導電コンタクト３２２はサブマウント３２０の表面上に並列にある間隔で配列され、各ペアをなす２つの第２導電コンタクト３２２は隣接する第２ＬＥＤ３１２と別の隣接する第２ＬＥＤ３１２とに電気的に接続されて、隣接する第２ＬＥＤ３１２が電気的に並列に接続される。
【００４４】
本発明の発光ユニット３１０とサブマウント３２０との電気接続関係は、本実施形態において３列の第１ＬＥＤ３１１と同じ数の第１導電コンタクト３２１と、３列の第２ＬＥＤ３１２と同じ数の第２導電コンタクト３２２として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ３１１と第１導電コンタクト３２１との電気接続関係、及び第２ＬＥＤ３１２と第２導電コンタクト３２２との電気接続関係はこれに限定されない。
【００４５】
図１３及び図１４を参照すると本発明の第６実施形態の概略立体図と概略回路図が示されている。第６実施形態は第５実施形態とほぼ同じ構造を有しているので、違いのみを説明する。第６実施形態において、発光素子３００の発光ユニット３１０は複数の第１ＬＥＤ３１１と複数の第２ＬＥＤ３１２とを備え、サブマウント３２０は複数の第１導電コンタクト３２１と複数の第２導電コンタクト３２２とを備える。本実施形態において、第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２との数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。
【００４６】
図１３及び図１４に示すように、第１導電コンタクト３２１は第１ＬＥＤ３１１と電気的に直列に接続され、各ペアをなす２つの第２導電コンタクト３２２はそれぞれ隣接する第２ＬＥＤ３１２のＮ極と別の隣接する第２ＬＥＤ３１２のＰ極とに電気的に接続されて、隣接する第２ＬＥＤ３１２が電気的に並列に接続される。
【００４７】
本発明の発光ユニット３１０とサブマウント３２０との電気接続関係は、本実施形態において３列の第１ＬＥＤ３１１と同じ数の第１導電コンタクト３２１と、３列の第２ＬＥＤ３１２と同じ数の第２導電コンタクト３２２として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ３１１と第１導電コンタクト３２１との電気接続関係、及び第２ＬＥＤ３１２と第２導電コンタクト３２２との電気接続関係はこれに限定されない。
【００４８】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態では本発明の第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２は、第５実施形態に記載した機能に加えて、直列接続された第１ＬＥＤ３１１と並列接続された第２ＬＥＤ３１２とが電気的に並列に接続される。
【００４９】
具体的には、第１ＬＥＤ３１１は第１電極３３０、３３１に電気的に接続され、第２ＬＥＤ３１２は第２電極３３２、３３３に電気的に接続される。第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２は電圧で駆動され照明光線を発する。本実施形態では、第１ＬＥＤ３１１のＰ極が第２ＬＥＤ３１２のＮ極に更に電気的に接続されて、直列接続された第１ＬＥＤ３１１と並列接続された第２ＬＥＤ３１２とが並列に接続される。
【００５０】
図１５を参照すると本発明の第７実施形態の概略立体図が示されている。第７実施形態は第５実施形態とほぼ同じ構造を有しているので、違いのみを説明する。第７実施形態において、発光素子３００の発光ユニット３１０は複数の第１ＬＥＤ３１１と複数の第２ＬＥＤ３１２とに加えて、複数の第３ＬＥＤ３１３を更に備え、サブマウント３２０は複数の第１導電コンタクト３２１と複数の第２導電コンタクト３２２とに加えて、複数の第３導電コンタクト３２３を更に備える。本実施形態において、第３ＬＥＤ３１３は電圧で駆動され照明光線を発する。第３ＬＥＤ３１３の数は実際の要件に応じて増減でき、本実施形態に記載した数に限定されない。第３導電コンタクト３２３は、任意の導電金属材料、非金属材料、又は半導体材料でできていてよいが、これらに限定されない。
【００５１】
図１５に示すように、該複数の第３ＬＥＤ３１３は第２ＬＥＤ３１２に隣接し、第１ＬＥＤ３１１及び第２ＬＥＤ３１２とマトリックスを形成する。該複数の第３導電コンタクト３２３は第２導電コンタクト３２２に隣接して配列されている。第３導電コンタクト３２３はサブマウント３２０上にペアで配列され、２つの第３導電コンタクト３２３が相互にずらして配置されそれぞれ第３ＬＥＤ３１３のＮ極とＰ極に対応する。従って、発光ユニット３１０がサブマウント３２０に接合された時、２つの第３導電コンタクト３２３が１つの第３ＬＥＤ３１３のＮ極とＰ極にそれぞれ電気的に接続されて電気導電関係が形成される。その結果、第３ＬＥＤ３１３は元の駆動電圧に応じて照明光線を発する。
【００５２】
当業者は第１ＬＥＤ３１１と第２ＬＥＤ３１２と第３ＬＥＤ３１３との相対的位置、及び対応する第１導電コンタクト３２１と第２導電コンタクト３２２と第３導電コンタクト３２３との相対的位置を、電気接続関係が本実施形態に記載したものと同じである限り実際の要件に合うよう変更してもよく、本実施形態の構成に限定されない。
【００５３】
本発明の発光ユニット３１０とサブマウント３２０との電気接続関係は、本実施形態において３列の第１ＬＥＤ３１１と同じ数の第１導電コンタクト３２１と、３列の第２ＬＥＤ３１２と同じ数の第２導電コンタクト３２２と、３列の第３ＬＥＤ３１３と同じ数の第３導電コンタクト３２３として実現されている。しかし、本発明の第１ＬＥＤ３１１と第１導電コンタクト３２１との電気接続関係、第２ＬＥＤ３１２と第２導電コンタクト３２２との電気接続関係、及び第３ＬＥＤ３１３と第３導電コンタクト３２３との電気接続関係はこれに限定されない。
【００５４】
本発明のサブマウント上の複数の導電コンタクトの異なるレイアウト構成を使用することにより、本発明の発光ユニットのＬＥＤを予め直列に接続する必要がなく、発光ユニットをサブマウントにフリップチップ接合により接合することで、導電コンタクトに結合されたＬＥＤが電気的に直列及び／又は並列に接続される。
【００５５】
従って、本発明は発光素子の設計柔軟性を大幅に向上させ、製造コストを低減し、１５Ｖ〜４００Ｖの高電圧の発光素子の作製に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  発光素子
１１０  発光ユニット
１１１  第１発光ダイオード（ＬＥＤ）
１１２  第２ＬＥＤ
１２０  サブマウント
１２１  第１導電コンタクト
１２２  第２導電コンタクト
【図１】
2014146809.tif 000003
【図２】
2014146809.tif 000004
【図３】
2014146809.tif 000005
【図４】
2014146809.tif 000006
【図５】
2014146809.tif 000007
【図６】
2014146809.tif 000008
【図７】
2014146809.tif 000009
【図８】
2014146809.tif 000010
【図９】
2014146809.tif 000011
【図１０】
2014146809.tif 000012
【図１１】
2014146809.tif 000013
【図１２】
2014146809.tif 000014
【図１３】
2014146809.tif 000015
【図１４】
2014146809.tif 000016
【図１５】
2014146809.tif 000017