(57)【要約】【課題】  発光装置の電極構造の提供。【解決手段】  第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、第１指状部分が第１端と第２端を具え、第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、第２指状部分が第３端と第４端を具え、第２指状部分が隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入され、第２電極が複数の六角形ユニットを複数の第２端の間に画定し、六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、各二つの第２指状部分と第２連接部分が六角形ユニットの四つの共有辺を組成し、第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極を具え、
該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、各第１指状部分が第１端と第２端を具え、これら第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、
第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、各第２指状部分が第３端と第４端を具え、各第２指状部分が隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、且つこれら第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入され、
該第２電極が複数の六角形ユニットを上述の複数の第２端の間に画定し、各六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、該四つの共有辺が二つの第２指状部分と第２連接部分を含み、各第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されたことを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項２】
請求項１記載の発光装置の電極構造において、相互に平行な第１指状部分が相互に平行な第２指状部分の間に第２指状部分と平行に挿入されたことを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項３】
請求項１記載の発光装置の電極構造において、第１接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第１端と第１連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項４】
請求項１記載の発光装置の電極構造において、第２接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第３端と第２連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項５】
請求項１記載の発光装置の電極構造において、四つの共有辺が奇数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項６】
請求項１記載の発光装置の電極構造において、四つの共有辺が偶数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光装置の電極構造。
【請求項７】
第１電極と第２電極を具え、
該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、各第１指状部分が第１端と第２端を具え、これら第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、
第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、各第２指状部分が第３端と第４端を具え、各第２指状部分が隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、且つこれら第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入され、
該第２電極が複数の六角形ユニットを上述の複数の第２端の間に画定し、各六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、該四つの共有辺が二つの第２指状部分と第２連接部分を含み、各第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【請求項８】
請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、相互に平行な第１指状部分が相互に平行な第２指状部分の間に第２指状部分と平行に挿入されたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【請求項９】
請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、第１接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第１端と第１連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【請求項１０】
請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、第２接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第３端と第２連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【請求項１１】
請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、四つの共有辺が奇数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【請求項１２】
請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、四つの共有辺が偶数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の電極構造に係り、特に、六角形の構造に形成された発光装置の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）は広いバンドギャップ（室温下でＥｇ＝３．４ｅＶ）を有し、且つ発光範囲が青色波長付近にあるため、短波長発光装置の材料として非常に適している。このため近年開発される光電装置中で最も注目を集めている材料の一つである。不断の研究及び発展の結果、現在の技術は既に窒化ガリウムをサファイヤ基板の上に安定して成長させられ、並びに適当なエピタキシー及び電極レイアウトにより、短波長の発光装置を製造できる。
【０００３】
図１は周知の発光装置の電極の概略構造平面図である。第１電極１１０に電圧を印加する時、電流はそれと接続されたコンタクトパッドよりこの発光装置内に流入し、並びに順方向にその内部のｐｎ接合を通過する時に、少数のキャリアの再結合を誘発し、発光を形成する。その後、電流は異なる経路（例えば、電流経路１１２、１１４及び１１６）を通り第２電極１２０に至り、並びに第２電極１２０に接続されたコンタクトパッドを通りこの発光装置より流出する。しかし、電流が第１電極１１０から第２電極１２０に流れる経路は等距離の電流経路ではなく、このため非均一な電流分布の現象が形成され、並びにこの発光装置に発光輝度が不均一となる状況を発生させる。例えば、辺縁の電流経路１１２及び１１６の電流密度は経路距離が長いため、中心電流経路１１４の電流密度より低くなり、このため発光装置はその辺縁部分の発光輝度がその中心部分の発光輝度より低くなる。このほか、電流密度分布の不均一は、発光装置の信頼度を低くする主要な原因の一つである。
【０００４】
発光装置の発光輝度を高めるため、窒化ガリウム（ＧａＮ）発光装置はハイパワー及び大面積装置の方向に発展してきた。図２はもう一種のハイパワー半導体装置に見られる指挿状電極の概略構造平面図である。第１電極１５０は相互に平行な延伸電極１５０−１と１５０−２に垂直に接続されていわゆる指状電極構造を形成している。第２電極１６０もまた、相互に平行な延伸電極１６０−１と１６０−２に垂直に接続されてもう一つの指状電極構造を形成している。二つの指状電極構造により、交互に挿入され且つ平行な電極構造が形成され、その各延伸電極と隣り合う延伸電極の間のギャップはいずれも等しい。これにより、電流が延伸電極より隣り合う延伸電極に流れる距離はいずれも等距離の電流経路とされ、これにより発光装置内の各部分の電流密度と発光強度が平均する。しかし、上述の指挿状構造の延伸電極の抵抗は電極との距離が増すにつれて大きくなる。例えば、Ｂ点から第１電極１５０の抵抗はＡ点から第１電極１５０までの部分の抵抗より大きい。これはＢ点に流れる電流強度がＡ点に流れる電流強度より小さいことを意味する。このため、延伸電極のＢ点付近の電流密度もＡ点付近の電流密度より低く、このためＢ点付近の発光強度もＡ点付近の発光強度に較べて弱い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の発光装置の電極構造の欠点及び実際の生産時の制限を鑑み、その構造を改良して従来の技術の欠点を克服する必要がある。ゆえに、いかに二つの電極間の電流経路を等距離とするか、いかに電極と延伸電極間の距離抵抗を均一とするか、及び、いかに標準工程を使用してレイアウトできてハイパワー発光装置の異なる要求を満足させられるようにするかが、本発明の解決すべき課題である。
【０００６】
上述の従来の技術を鑑みると、周知の技術中の発光装置の電極構造は電流分布の不均一と距離により抵抗が異なる問題を有している。本発明は六角形の全体平面に配置できる幾何特性を利用して、六角形構造で形成した発光装置の電極構造を提供し、これにより従来の技術の各欠点を改良するものである。
【０００７】
本発明の目的の一つは、六角形の構造で形成した電極構造により、第１電極から第２電極までの電流経路を等距離とすることにある。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、六角形の構造で形成した電極構造により、各隣り合う頂点間の距離が同じである概念を運用し、電極と延伸電極間の距離抵抗を平均させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、第１電極と第２電極を具え、
該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、各第１指状部分が第１端と第２端を具え、これら第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、
第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、各第２指状部分が第３端と第４端を具え、各第２指状部分が隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、且つこれら第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入され、
該第２電極が複数の六角形ユニットを上述の複数の第２端の間に画定し、各六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、該四つの共有辺が二つの第２指状部分と第２連接部分を含み、各第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されたことを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の発光装置の電極構造において、相互に平行な第１指状部分が相互に平行な第２指状部分の間に第２指状部分と平行に挿入されたことを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の発光装置の電極構造において、第１接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第１端と第１連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の発光装置の電極構造において、第２接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第３端と第２連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の発光装置の電極構造において、四つの共有辺が奇数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の発光装置の電極構造において、四つの共有辺が偶数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光装置の電極構造としている。
請求項７の発明は、第１電極と第２電極を具え、
該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、各第１指状部分が第１端と第２端を具え、これら第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、
第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、各第２指状部分が第３端と第４端を具え、各第２指状部分が隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、且つこれら第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入され、
該第２電極が複数の六角形ユニットを上述の複数の第２端の間に画定し、各六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、該四つの共有辺が二つの第２指状部分と第２連接部分を含み、各第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、相互に平行な第１指状部分が相互に平行な第２指状部分の間に第２指状部分と平行に挿入されたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
請求項９の発明は、請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、第１接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第１端と第１連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
請求項１０の発明は、請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、第２接触部分が複数設けられる時、間隔をあけて任意の第３端と第２連接部分の間に挿入されることを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
請求項１１の発明は、請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、四つの共有辺が奇数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
請求項１２の発明は、請求項７記載の発光ダイオードの電極構造において、四つの共有辺が偶数の第２接触部分を具えたことを特徴とする、発光ダイオードの電極構造としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明が強調することは、発光装置（例えば発光ダイオード）の二つの電極間の六角形の幾何レイアウト及び構造であり、それは、六角形の各隣り合う頂点間の距離が等しいことを利用し、電極と延伸電極間に発生する距離により抵抗が異なる問題を解決する。六角形の中心点から各頂点間の距離が等しいため、二つの電極間の電流経路を等しくすることができる。このほか、六角形の相互対称の幾何パターンを利用し、全体のチップ平面の最も効率的な面積の利用が行なえ、発光装置は非対称性の電極構造のもたらす面積利用の問題を改善する。言い換えると、発光装置の小単位内の平均電流密度と発光強度及び大サイズチップ面積利用を考慮すると、六角形の電極構造は上述の条件の要求に符合し且つそこに本発明の精神が存在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は一種の発光装置の電極構造を提供し、それは、第１電極と第２電極を具えている。該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分、一つの第１連接部分と少なくとも一つの第１接触部分を具え、各第１指状部分が第１端と第２端を具え、これら第１端が第１連接部分に接続され、第１接触部分が任意の第１端と第１連接部分の間に挿入され、第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分、一つの第２連接部分と少なくとも一つの第２接触部分を具え、各第２指状部分が第３端と第４端を具え、第２指状部分が任意の隣り合う二つの第１指状部分の間に位置し、且つこれら第３端が第２連接部分に接続され、第２接触部分が任意の第３端と第２連接部分の間に挿入される。該第２電極が複数の六角形ユニットを上述の複数の第２端の間に画定し、六角形ユニットが四つの共有辺で他の六角形ユニットに隣接し、各二つの第２指状部分と第２連接部分が各六角形ユニットの四つの共有辺を組成し、各第２端が対応する六角形ユニットの中心に延伸されている。
【実施例１】
【００１２】
以下に説明する実施例１は本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明の実施範囲を限定するものではない。
【００１３】
且つ添付の図面の記載は本発明の理解を容易とするためのものであり、図示される各部分はその相対寸法により記載されたものではなく、ある部分の寸法とその他の部分の関係寸法の比率は誇張されている。また関係のない細部の記載は省略されて図面を簡潔なものとしている。
【００１４】
図３は本発明の好ましい実施例の電極構造を示す。本発明の発光装置の電極構造は、第１電極と第２電極を具えている。該第１電極は相互に平行な複数の第１指状部分３１０、これら第１指状部分３１０の底端に接続された一つの第１連接部分３２０、及び少なくとも一つの第１接触部分３３０を具えている。そのうち、第１接触部分３３０は任意の第１指状部分３１０の底端と第１連接部分３２０の間に挿入されている。本実施例中、二つの矩形の第１接触部分３３０が、間隔をあけて第１指状部分３１０の底端に挿入され、並びに金属コンタクトパッドの部分を形成し、ここで強調すべきことは、本実施例中の第１接触部分３３０は矩形の幾何形状に限定されるわけではなく、その他の幾何形状に変更可能である、ということである。
【００１５】
該第２電極は相互に平行な複数の第２指状部分３４０、これら第２指状部分３４０の底端に接続された一つの第２連接部分３５０、及び少なくとも一つの第２接触部分３６０を具えている。そのうち、これらの第２指状部分３４０の上端は平行に隣り合う二つの第１指状部分３１０の間に挿入され、第２接触部分３６０は第２指状部分３４０の底端と第２連接部分３５０の間に挿入されている。本実施例では、二つの円形の第２接触部分３６０が両側の第２指状部分３４０の底端に位置し並びに第２連接部分３５０と接続されて、金属コンタクトパッドの部分を形成している。同様に、第２接触部分３６０は円形の幾何形状に限定されるわけではなく、その他の幾何形状に交換可能である。
【００１６】
並びに、上述の第２電極がこれら第１指状部分３１０上端の間に複数の六角形ユニット３７０、３８０を画定し、これは図４に示されるようである。各六角形ユニット３７０、３８０は四つの共有辺（例えば、二つの隣り合い且つ同じ方向の第２指状部分３４０及びこの二つの第２指状部分３４０を連接する第２連接部分３５０）で他の六角形ユニット３７０、３８０と隣接し、且つ各二つの同方向の第２指状部分３４０は第２接触部分３６０と各六角形ユニット３７０、３８０の四つの共有辺を組成している。本実施例中、各六角形ユニット３７０の四つの共有辺は、０個或いは一つの第２接触部分３６０を具えている。このほか、各第１指状部分３１０の上端は対応する一つの六角形ユニット３７０、３８０の中心に延伸されている。
【００１７】
言い換えると、上述の各指状部分、連接部分及び接触部分の記載は、いずれも連続する六角形構造を形成するように配列される。さらに図４に示されるように、複数の六角形ユニット３７０、３８０を相互に接続する複数の頂点は複数の第２指状部分３４０の底端とされ、並びに横向きに隣接する二つの六角形ユニット３７０の共有辺が複数の第２指状部分３４０を形成するが、六角形ユニット３７０の共有辺の第２指状部分３４０だけを形成し、その方向は隣り合う六角形ユニット３８０の共有辺の第２指状部分３４０と反対である。その後、この第２指状部分３４０底端で接続された六角形ユニット３７０、３８０の共有辺が第２連接部分３５０を形成する。第１指状部分３１０は第２指状部分３４０底端の存在する六角形ユニット３７０の反対の頂点部分に位置する。第１接触部分３３０及び第２接触部分３６０は六角形ユニット３７０の頂点部分に選択的に形成される。このほか、第１指状部分３１０は隣り合う六角形ユニット３７０の間に形成される大きさの異なる六角形ユニット３８０の対角頂点部分に形成されうるが、その方向は六角形ユニット３７０の第１指状部分３１０と反対とされる。
【００１８】
複数の六角形ユニット３７０、３８０で形成される完全な平面上にあって、各二つの隣り合い且つ同方向の第２指状部分３４０の間それぞれに、それと平行な第１指状部分３１０がある。言い換えると、各二つの隣り合う第１指状部分３１０の間にそれと平行な第２指状部分３４０がある。六角形ユニット３７０、３８０の各辺の辺長は等しく且つ第１指状部分３１０と第２指状部分３４０の間の距離はほぼ等しく、これにより適当に第１接触部分３３０と第２接触部分３６０を六角形ユニット３７０、３８０の上端に挿入するようレイアウトすることで、二つの電極間の電流経路をほぼ等距離とすることができ、さらに電極と延伸電極間の距離抵抗を平均とすることができる。上述のいわゆる適当なレイアウトは、電流分散及び光線透過等の因子を考慮し、例えば、一般のワイヤボンディングのワイヤは限流の規格上、ハイパワー発光装置が実際に応用する電流より小さく、このため接触部分とワイヤを増すことで電流を分散させてワイヤの電流過大による焼損を防止できる。しかし、過多の接触部分は発光装置の発射する光線を妨害し発光装置の発光効率を下げる。これにより、以上の二つの因子を考慮して接触部分の個数を決定し、そのうち接触部分の個数は相互に対称とするのに限定されず、即ち、第１接触部分の個数を第２接触部分の個数より多くしても、第２接触部分の個数より少なくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】周知の発光装置の電極の概略構造平面図である。
【図２】もう一種の周知のハイパワー半導体装置に見られる指挿状電極の概略構造平面図である。
【図３】本発明の実施例の発光装置の電極構造の平面図である。
【図４】図３に六角形を仮定した平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１０、１５０  第１電極
１１２、１１４、１１６  電流経路
１２０、１６０  第２電極
１５０−１、１５０−２  延伸電極
１６０−１、１６０−２、１６０−３  延伸電極
３１０  第１指状部分
３２０  第１連接部分
３３０  第１接触部分
３４０  第２指状部分
３５０  第２連接部分
３６０  第２接触部分
３７０、３８０  六角形ユニット
【図１】
2005191459.tif 000003
【図２】
2005191459.tif 000004
【図３】
2005191459.tif 000005
【図４】
2005191459.tif 000006