Светоизлучающий элемент
Светоизлучающий элемент содержит полупроводниковый слой, который выполнен в форме плоского многоугольника, по меньшей мере пятиугольника, второй электрод, выполненный на полупроводниковом слое, первый электрод, выполненный на полупроводниковом слое и имеющий первый участок контактной площадки, первый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки вдоль мнимой окружности, с внутренней стороной которой соприкасается первый участок контактной площадки и центр которой находится в том же месте, что и центр тяжести формы многоугольника, и второй протяженный участок, который продолжается вдоль мнимой окружности от первого участка контактной площадки на противоположной стороне от первого протяженного участка. Изобретение обеспечивает возможность создания светоизлучающего элемента, имеющего более однородное распределение плотности тока и который излучает более равномерный свет со всей верхней лицевой поверхности. 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл.
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет заявок на выдачу патента Японии под № 2015-36172 и под № 2015-236336, поданных 26 февраля 2015 года и 3 декабря 2015 года. Полное содержимое заявок на выдачу патента Японии под № 2015-36172 и под № 2015-236336, тем самым, включено в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение относится к светоизлучающему элементу.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] В прошлом, в попытках сделать излучение света по возможности равномерным, были разработаны многообразные светоизлучающие элементы. Например, был предложен светоизлучающий элемент, в котором структура электродов светоизлучающего элемента, плоская (планарная) форма которого является четырехугольной, представляет собой такую, что либо первый электрод, либо второй электрод размещены на верхней лицевой поверхности светоизлучающего элемента, и другой электрод размещен окружающим периметр одного электрода (например, патентные документы JP2010-225771A, JP2002-319705A и WO2012/011458). При такой структуре электродов достигается однородное распределение плотности тока, так что свет излучается равномерно по всей верхней лицевой поверхности светоизлучающего элемента.
Существует потребность в светоизлучающем элементе, который создает более однородное распределение плотности тока, чем распределение плотности тока, достигаемое этими разнообразными структурами электродов, и который излучает более равномерный свет со всей верхней лицевой поверхности светоизлучающего элемента.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению включает полупроводниковый слой, который выполнен в форме плоского многоугольника, по меньшей мере, пятиугольника, второй электрод, образованный на полупроводниковом слое, и первый электрод, сформированный на полупроводниковом слое. Первый электрод имеет первый участок контактной площадки, первый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки вдоль мнимой окружности, с внутренней стороной которой соприкасается первый участок контактной площадки, и центр которой находится в том же месте, что и центр тяжести формы многоугольника, и второй протяженный участок, который продолжается вдоль мнимой окружности от первого участка контактной площадки на противоположной стороне от первого протяженного участка.
[0005] Еще одно светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению включает полупроводниковый слой, который выполнен в форме плоского многоугольника, по меньшей мере, пятиугольника, второй электрод, образованный на полупроводниковом слое, и первый электрод, сформированный на полупроводниковом слое. Первый электрод имеет первый участок контактной площадки, локализованный внутри относительно мнимой окружности, центр которой находится в том же месте, что и центр тяжести формы многоугольника, первый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки таким образом, что он перекрывает мнимую окружность, второй протяженный участок, который продолжается таким образом, что он перекрывает мнимую окружность от первого участка контактной площадки на противоположной стороне от первого протяженного участка.
[0006] Сверх того, еще одно светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению содержит полупроводниковый слой, который имеет форму плоского шестиугольника, и первый электрод и второй электрод, сформированные на полупроводниковом слое. Первый электрод имеет первый участок контактной площадки, который размещен вблизи одной стороны, составляющей шестиугольник, первый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки вдоль мнимой окружности, центр которой находится в том же месте, что и центр тяжести формы многоугольника, и второй протяженный участок, который продолжается вдоль мнимой окружности от первого участка контактной площадки на противоположной стороне от первого протяженного участка. Второй электрод имеет второй участок контактной площадки, который размещен вблизи еще одной стороны, обращенной в той стороне, которая составляет шестиугольник, и ближе к внутренней области, чем мнимая окружность.
[0007] Здесь представлен светоизлучающий элемент, причем возможно создание светоизлучающего элемента, в котором может быть еще больше сокращена неоднородность распределения плотности тока.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] ФИГ. 1А1-1АС представляют схематический вид сверху светоизлучающего элемента согласно образцу 1, и схематические виды сбоку вдоль линии A-A’ и линии B-B’;
ФИГ. 1В представляет схематический вид сверху светоизлучающего элемента согласно образцу 1, показанному на ФИГ. 1А, и использована для иллюстрации структуры первого электрода и второго электрода;
ФИГ. 2 представляет схематический вид сверху светоизлучающего элемента соответственно модифицированному примеру 1 образца 1;
ФИГ. 3 представляет схематический вид сверху светоизлучающего элемента соответственно модифицированному примеру 2 образца 1;
ФИГ. 4 представляет схематический вид сверху светоизлучающего элемента соответственно модифицированному примеру 3 образца 1;
ФИГ. 5А-5D представляют схематические виды сверху четырех различных форм электродов в светоизлучающем элементе соответственно образцу 2;
ФИГ. 6А-6Е представляют схематические виды сверху пяти различных форм электродов в светоизлучающем элементе соответственно образцу 3;
ФИГ. 7А-7F представляют схематические виды сверху шести различных форм электродов в светоизлучающем элементе соответственно образцу 4;
ФИГ. 8 представляет схематический вид сверху четырех различных форм электродов в светоизлучающем элементе соответственно сравнительному примеру;
ФИГ. 9А-9D представляют моделированные изображения, иллюстрирующие распределение плотности тока в светоизлучающих элементах в образцах;
ФИГ. 9Е представляет моделированное изображение, иллюстрирующее распределение плотности тока в светоизлучающем элементе в сравнительном примере; и
ФИГ. 10 представляет схематический вид сверху светоизлучающего элемента соответственно образцу 5.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Раскрытые здесь многочисленные конструкционные элементы могут быть сконфигурированы как единая деталь, которая исполняет функцию многочисленных элементов, с другой стороны, одиночный конструкционный элемент может быть конфигурирован как многочисленные части, которые предназначены действовать как одиночный элемент. Кроме того, конструкции, описанные в некоторых из примеров и вариантов исполнения, могут быть использованы в других примерах и вариантах исполнения.
[0010] Представляемый здесь светоизлучающий элемент имеет полупроводниковый слой, и на полупроводниковом слое сформированы первый электрод и второй электрод.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СЛОЙ
Полупроводниковый слой представляет собой испускающую свет часть светоизлучающего элемента. В отношении материала этого слоя нет конкретных ограничений, но примеры включают InXAlYGa1-X-YN (0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) и другие такие нитридные полупроводниковые материалы.
Полупроводниковый слой обычно изготавливают из многочисленных слоев. Например, он может быть выполнен из полупроводникового слоя первого типа проводимости, полупроводникового слоя второго типа проводимости, и активного слоя, который размещен между полупроводниковым слоем первого типа проводимости и полупроводниковым слоем второго типа проводимости. Полупроводниковый слой первого типа проводимости и полупроводниковый слой второго типа проводимости имеют различающиеся между собой типы проводимости.
[0011] Каждый из полупроводникового слоя первого типа проводимости и полупроводникового слоя второго типа проводимости может иметь однослойную структуру или многослойную структуру. В случае многослойной структуры, не все слои, составляющие полупроводниковый слой первого типа проводимости или полупроводниковый слой второго типа проводимости, должны проявлять проводимость первого типа или проводимость второго типа. Активный слой может представлять собой либо структуру с одиночной квантовой ямой, либо структуру с множественными квантовыми ямами, сформированную в виде тонкой пленки, создающей квантовый эффект.
[0012] Полупроводниковый слой обычно наслаивают на подложку. В отношении материала подложки нет конкретных ограничений, но одним примером является сапфир (Al2О3). Светоизлучающий элемент не обязательно должен иметь такую подложку.
[0013] Чтобы первый электрод и второй электрод (обсуждаемые ниже) были размещены на одной и той же лицевой стороне полупроводникового слоя, например, либо полупроводниковый слой второго типа проводимости располагают на полупроводниковом слое первого типа проводимости так, что обнажена часть полупроводникового слоя первого типа проводимости, либо полупроводниковый слой первого типа проводимости размещают на полупроводниковом слое второго типа проводимости таким образом, что открыта часть полупроводникового слоя второго типа проводимости.
[0014] В отношении плоской формы светоизлучающего элемента и/или полупроводникового слоя нет конкретных ограничений, но предпочтительным является светоизлучающий элемент и/или полупроводниковый слой, который находится в форме плоской окружности или многоугольника, по меньшей мере пятиугольника. При многоугольной форме предпочтительна форма правильного многоугольника. Примеры предпочтительных многоугольных форм включают пятиугольную, шестиугольную, восьмиугольную, десятиугольную или двенадцатиугольную формы. Из производственных соображений особенно предпочтительны шестиугольники, поскольку шестиугольники могут быть плотно размещены на подложке. Углы многоугольной формы могут быть скруглены. Плоские формы светоизлучающего элемента и полупроводникового слоя предпочтительно являются либо одинаковыми, либо подобными, но один из них, и в частности, полупроводниковый слой, может иметь вышеупомянутые плоские формы.
Диагональная линия верхней лицевой поверхности полупроводникового слоя (то есть, максимальная длина или диаметр) составляет, например, от около нескольких сотен до нескольких тысяч микрон (мкм), предпочтительно длиной от около 450 до 1700 мкм.
[0015] ПЕРВЫЙ ЭЛЕКТРОД И ВТОРОЙ ЭЛЕКТРОД
Первый электрод и второй электрод, размещенные на полупроводниковом слое, предпочтительно располагают на одной и той же лицевой стороне полупроводникового слоя. В особенности предпочтительно, чтобы первый электрод был электрически соединен, либо непосредственно, либо косвенно, с полупроводниковым слоем первого типа проводимости, и второй электрод был электрически соединен, либо непосредственно, либо косвенно, с полупроводниковым слоем второго типа проводимости.
[0016] Первый электрод или второй электрод предпочтительно размещают дальше к внутренней стороне, чем периметр полупроводникового слоя. Другими словами, предпочтительно, чтобы первый электрод был окружен полупроводниковым слоем второго типа проводимости, и/или второй электрод был окружен полупроводниковым слоем первого типа проводимости. Это обеспечивает возможность диффузии тока по всем путям вокруг первого электрода или второго электрода. Весь первый электрод или его часть могут быть окружены вторым электродом, и наоборот. То есть, весь электрод n-стороны или его часть могут быть окружены электродом p-стороны, или весь электрод p-стороны или его часть могут быть окружены электродом n-стороны. Первая конфигурация предпочтительна, когда принимают во внимание обеспечение надлежащей площади поверхности активного слоя.
[0017] Первый электрод имеет первый участок контактной площадки. В дополнение к этому первому участку контактной площадки, первый электрод предпочтительно имеет также первый протяженный участок и второй протяженный участок, которые продолжаются от первого участка контактной площадки. В дополнение к первому протяженному участку и второму протяженному участку или вместо них, первый электрод может иметь пятый протяженный участок, который проложен в сторону второго участка контактной площадки (обсуждается ниже).
Второй электрод имеет второй участок контактной площадки. В дополнение к этому второму участку контактной площадки, второй электрод предпочтительно имеет также третий протяженный участок и четвертый протяженный участок, которые проложены от второго участка контактной площадки. В дополнение к третьему протяженному участку и четвертому протяженному участку или вместо них, второй электрод может иметь шестой протяженный участок, который проложен в сторону первого участка контактной площадки.
[0018] Первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки
Поскольку для подведения тока к светоизлучающему элементу присоединены элементы внешнего соединения, первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки представляют собой элементы, используемые, например, для формирования контактного вывода или для присоединения провода.
Первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки предпочтительно размещают на противолежащих местах полупроводникового слоя, соответственно (таких как противоположные стороны или вершины), в виде сверху. Например, первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки предпочтительно размещают на центральной линии полупроводникового слоя, соответственно (в зависимости от формы полупроводникового слоя, она могла бы быть «линией, которая проходит через центр тяжести» формы многоугольника), и более предпочтительно размещают в местах, более близких к периферии, чем к центру полупроводникового слоя (в зависимости от формы полупроводникового слоя, он мог бы быть «центром тяжести»). Термин «центральная линия полупроводникового слоя» здесь означает линию, проходящую через центр или центр тяжести полупроводникового слоя. Однако в этом Описании центральная линия, линия, которая проходит через центр тяжести, центр, центр тяжести и так далее, допускают вариации в пределах диапазона от нескольких микрон (мкм) до нескольких дюжин микрон (мкм), в зависимости от точности, с которой полупроводниковый слой подвергают станочной обработке, и так далее.
[0019] В случае, где плоская форма полупроводникового слоя представляет собой многоугольник, первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки могут быть оба размещены в противоположных вершинах многоугольной формы, но из соображений снижения отклонений в распределении плотности тока их предпочтительно размещают напротив стороны многоугольной формы, и более предпочтительно располагают напротив центра стороны многоугольной формы, или, иначе говоря, на перпендикуляре, делящем пополам одну из составляющих многоугольную форму сторон. В особенности предпочтительно, чтобы первый участок контактной площадки был размещен внутри относительно первой мнимой окружности (обсуждаемой ниже). То есть, это значит, что первый участок контактной площадки занимает большую долю внутренней стороны первой мнимой окружности. Второй участок контактной площадки предпочтительно размещают на перпендикуляре, делящем пополам одну из сторон, составляющих многоугольную форму, и, в частности, шестиугольника.
[0020] Плоская форма первого участка контактной площадки и второго участка контактной площадки может быть надлежащим образом скорректирована сообразно размеру светоизлучающего элемента, конфигурации электродов и тому подобному. Например, она может быть круглой, иметь форму правильного многоугольника или еще одну такую форму. В особенности предпочтительно, когда принимают во внимание простоту подсоединения проводов, чтобы форма была круглой или близкой к окружности. Размер первого участка контактной площадки и второго участка контактной площадки также может быть надлежащим образом приспособлен сообразно величине светоизлучающего элемента, конфигурации электродов и тому подобному. Например, эти участки могут быть по существу круглыми и иметь диаметр от около 70 до 150 мкм.
[0021] Первый протяженный участок и второй протяженный участок
Первый протяженный участок и второй протяженный участок, продолжающиеся от первого участка контактной площадки, предпочтительно являются протяженными вдоль первой мнимой окружности, с внутренней стороной которой соприкасается первый участок контактной площадки. В частности, первый протяженный участок и второй протяженный участок предпочтительно продолжаются от обеих сторон первого участка контактной площадки, или второй протяженный участок проходит от первого участка контактной площадки в противоположную сторону. Здесь «противоположная сторона» имеет отношение к иной стороне относительно линии, проходящей через центр тяжести первого участка контактной площадки и центр тяжести формы многоугольника, которая представляет собой, например, плоскую форму полупроводникового слоя. Следовательно, в первом электроде может быть предотвращено смещение первого участка контактной площадки, который проявляет тенденцию повышать плотность тока на периферии, где он размещен, локально ближе к периферии полупроводникового слоя, так что этим снижают неоднородность тока, которая возникает между первым участком контактной площадки и периферией полупроводникового слоя. В результате этого может быть дополнительно снижена неоднородность распределения плотности тока.
Размер и положение первой мнимой окружности могут быть отрегулированы по желанию, пока первый участок контактной площадки соприкасается с ее внутренней стороной. В особенности предпочтительно, чтобы эта окружность была ближе к внутренней стороне, чем периферия полупроводникового слоя, в виде сверху. Центр первой мнимой окружности может быть отрегулирован так, чтобы расстояние от первого электрода до периферии полупроводникового слоя (стороны или вершины в случае, где плоская форма полупроводникового слоя представляет собой, например, многоугольник) было равномерным, то есть, предпочтительно находится там же, где центр полупроводникового слоя, то есть, является таким же, как центр тяжести плоской формы, которая представляет собой плоскую форму полупроводникового слоя. Однако, хотя центр первой мнимой окружности предусматривается здесь как такой же, как центр или центр тяжести полупроводникового слоя, как обсуждалось выше, для первой мнимой окружности предпочтительно полное совпадение с центром или центром тяжести полупроводникового слоя, но, пока не происходит нарушение распределения плотности тока, центр может смещаться в пределах диапазона величины примерно диаметра первого участка контактной площадки (так называемой максимальной длины), и предпочтительно в пределах диапазона около величины радиуса (см. ФИГ. 6Е). Первая мнимая окружность предпочтительно представляет собой окружность, которая охватывает от около 55 до 80% общей площади поверхности полупроводникового слоя, и более предпочтительно окружает от около 65 до 70%. Другими словами, диаметр первой мнимой окружности предпочтительно составляет по меньшей мере 65%, и более предпочтительно не более 80% относительно диаметра или диагонали полупроводникового слоя, то есть, самой длинной линии, проходящей через центр полупроводникового слоя.
[0022] Выражение «вдоль первой мнимой окружности» означает расположение на первой мнимой окружности, протяженное так, чтобы соприкасаться с внутренней стороной или наружной стороной первой мнимой окружности, или протяженное параллельным путем и отдельно от первой мнимой окружности, и т.д. Этот участок, который проходит вдоль первой мнимой окружности, предпочтительно представляет собой весь первый протяженный участок и второй протяженный участок, но может быть просто его частью. В особенности предпочтительным является размещение на первой мнимой окружности, или пролегание либо в соприкосновении с наружной стороной первой мнимой окружности, или отдельно от наружной стороны первой мнимой окружности, чем снижается токовое смещение, которое происходит между первым участком контактной площадки и периферией полупроводникового слоя. Однако, если бы даже первый протяженный участок и второй протяженный участок были отделены от первой мнимой окружности, расстояние их до нее предпочтительно составляет не более, чем удвоенную ширину первого протяженного участка и второго протяженного участка, и более предпочтительно не более 1,5-кратной ширины, и еще более предпочтительно не более, чем равное этой ширине.
[0023] Первый протяженный участок и второй протяженный участок предпочтительно проходят, например, вблизи второго участка контактной площадки второго электрода. Первый протяженный участок и второй протяженный участок могут быть связаны между собой на своих дальних концах вдоль первой мнимой окружности, но когда принимают в расчет светоотдачу с верхней лицевой стороны полупроводникового слоя, эти дальние концы может быть отделенными друг от друга вблизи второго участка контактной площадки так, чтобы увеличение площади поверхности первого протяженного участка и второго протяженного участка могло быть сведено к минимуму. Расстояние, на которое разделены первый протяженный участок и второй протяженный участок, здесь составляет, например, от около двух до шести величин диаметра (так называемой максимальной длины) первого участка контактной площадки и/или второго участка контактной площадки по периметру первой мнимой окружности.
[0024] Первый протяженный участок и второй протяженный участок предпочтительно размещают симметрично относительно линии, проходящей через центр полупроводникового слоя и первый участок контактной площадки, или более точно, линии, которая проходит через центр тяжести полупроводникового слоя (то есть, формы многоугольника) и центр тяжести первой контактной площадки (далее определение является таким же, как выше). То есть, первый протяженный участок и второй протяженный участок предпочтительно имеют форму дуги. Первый протяженный участок и второй протяженный участок предпочтительно имеют одинаковые длину и ширину. Например, общая длина каждого из них предпочтительно составляет от около 30 до 40%, и более предпочтительно около 35%, наружного периметра полупроводникового слоя. Ширина каждого из них предпочтительно составляет от около 0,5 мкм до около дюжины или около того микрон (мкм).
[0025] ПЯТЫЙ ПРОТЯЖЕННЫЙ УЧАСТОК
Пятый протяженный участок необязательно был бы частью первого электрода, предпочтительно протяженной, например, до места внутри третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка второго электрода (что обсуждается ниже), то есть, в область, ограниченную третьим протяженным участком и четвертым протяженным участком. Кроме того, конец пятого протяженного участка может разветвляться на два или три участка вдоль третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка (что обсуждается ниже). Другими словами, дальний конец пятого протяженного участка предпочтительно доходит до более внутренней области, чем первая мнимая окружность, то есть, до более внутренней области, чем первый протяженный участок и второй протяженный участок, вдоль первой мнимой окружности или, иначе говоря, первого протяженного участка и/или второго протяженного участка. Пятый протяженный участок, который находится ближе к первому участку контактной площадки, проявляет тенденцию создавать более высокую плотность тока, чем первый протяженный участок и второй протяженный участок, так что расстояние от пятого протяженного участка до третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка предпочтительно является бóльшим, чем расстояние от первого протяженного участка и второго протяженного участка до третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка. Термин «вдоль» здесь означает протяженность параллельным путем, отдельным от первой мнимой окружности, первого протяженного участка и второго протяженного участка.
[0026] Два разветвления дальнего конца пятого протяженного участка могут простираться вдоль первой мнимой окружности и быть соединенными между собой, или могут разделяться на стороне второго участка контактной площадки второго электрода. Расстояние, на которое разделены дальние концы пятого протяженного участка, здесь составляет, например, от около 1,5- до 5-кратной величины диаметра (так называемой максимальной длины) первого участка контактной площадки и/или второго участка контактной площадки.
[0027] Два ответвленных участка пятого протяженного участка предпочтительно ответвляются по кривой до внутренней стороны. Такая форма, как эта, предотвращает внезапное изменение формы электрода на ответвленных участках. Кроме того, два ответвленных участка пятого протяженного участка изгибаются внутрь и разделяются, что заставляет их изгибаться вдоль третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка, так что может быть сделана более равномерной диффузия тока между пятым протяженным участком и третьим протяженным участком, и пятым протяженным участком и четвертым протяженным участком.
Два ответвленных участка пятого протяженного участка предпочтительно размещают симметрично относительно линии, которая проходит через центр полупроводникового слоя и первый участок контактной площадки. То есть, два ответвленных участка пятого протяженного участка предпочтительно имеют одинаковые длину и ширину. Например, общая длина каждого из них предпочтительно составляет от около 10 до 20%, и более предпочтительно около 15%, наружного периметра полупроводникового слоя. Ширина каждого из них предпочтительно составляет от около 0,5 мкм до около дюжины или около того микрон (мкм).
[0028] Часть пятого протяженного участка, или одна из его трех ветвей, может проходить по прямой линии.
[0029] Третий протяженный участок и четвертый протяженный участок
Третий протяженный участок и четвертый протяженный участок, отходящие от второго участка контактной площадки, предпочтительно имеют их совокупную длину, то есть, весь второй электрод, расположенную в более внутренней области, чем первая мнимая окружность. Третий протяженный участок предпочтительно продолжается вдоль первого протяженного участка, и четвертый протяженный участок предпочтительно продолжается вдоль второго протяженного участка первого электрода. Термин «вдоль» здесь означает протяженность параллельным путем, отдельным от первой мнимой окружности, первого протяженного участка и второго протяженного участка. В особенности предпочтительно, чтобы третий протяженный участок и четвертый протяженный участок располагались концентрически с первой мнимой окружностью, и проходили вдоль второй мнимой окружности, с наружной стороной которой соприкасается второй участок контактной площадки.
[0030] Размер и положение второй мнимой окружности могут быть надлежащим образом отрегулированы согласно положению второго участка контактной площадки. В особенности предпочтительно, чтобы вторая мнимая окружность имела диаметр, который составляет от около 70 до 90%, и более предпочтительно около 80%, диаметра первой мнимой окружности.
[0031] Выражение «вдоль второй мнимой окружности» означает расположение на второй мнимой окружности, протяженное так, чтобы соприкасаться с внутренней стороной или наружной стороной второй мнимой окружности, протяженность параллельным путем и отдельно от второй мнимой окружности, и т.д. Этот участок, который проходит вдоль второй мнимой окружности, может быть просто частью третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка, но предпочтительно представляет собой все из них. В особенности предпочтительно, чтобы третий протяженный участок и четвертый протяженный участок располагались на второй мнимой окружности, и более предпочтительно, чтобы третий протяженный участок и четвертый протяженный участок были выполнены в дугообразной форме. Расстояние от второй мнимой окружности до третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка здесь предпочтительно составляет не более удвоенной ширины третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка, и более предпочтительно не более 1,5-кратной ширины, или не более, чем равное этой ширине.
[0032] Третий протяженный участок и четвертый протяженный участок предпочтительно простираются до положения, которое находится напротив второго участка контактной площадки, например, до места вблизи первого участка контактной площадки первого электрода. Третий протяженный участок и четвертый протяженный участок предпочтительно проходят вдоль второй мнимой окружности, и дальние концы третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка предпочтительно отделены друг от друга на стороне первого участка контактной площадки первого электрода. Расстояние, на которое третий протяженный участок и четвертый протяженный участок здесь разделены, составляет, например, от около 1,5- до 5-кратной величины диаметра (так называемой максимальной длины) первого участка контактной площадки и/или второго участка контактной площадки по периметру второй мнимой окружности.
[0033] Третий протяженный участок и четвертый протяженный участок предпочтительно размещены симметрично относительно линии, которая проходит через центр тяжести или центр полупроводникового слоя и второго участка контактной площадки. То есть, третий протяженный участок и четвертый протяженный участок предпочтительно имеют одинаковые длину и ширину. Например, общая длина каждого из них предпочтительно составляет от около 20 до 30%, и более предпочтительно около 25%, наружного периметра полупроводникового слоя. Ширина третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка предпочтительно составляет от около 1 мкм до около дюжины или около того микрон (мкм) для каждого.
[0034] ШЕСТОЙ ПРОТЯЖЕННЫЙ УЧАСТОК
Шестой протяженный участок необязательно был бы частью второго электрода, предпочтительно размещенной между третьим протяженным участком и четвертым протяженным участком, и предпочтительно расположенный между ответвленными участками пятого протяженного участка первого электрода. Другими словами, шестой протяженный участок предпочтительно простирается в сторону первого участка контактной площадки, либо с разветвлением, либо без разветвления. Шестой протяженный участок более предпочтительно проходит через центр полупроводникового слоя, то есть, центр первой мнимой окружности и центр второй мнимой окружности. Шестой протяженный участок может проходить прямолинейно в сторону первого участка контактной площадки, с его дальним концом, размещенным вблизи центра полупроводникового слоя, или может быть расположен так, что его дальний конец разветвляется, чтобы окружить центр полупроводникового слоя.
[0035] Общая длина шестого протяженного участка предпочтительно составляет от около 20 до 40% диаметра или максимальной длины полупроводникового слоя, и более предпочтительно от около 25 до 35%. Ширина шестого протяженного участка предпочтительно составляет от около 1 мкм до около дюжины или около того микрон (мкм).
[0036] ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ УЧАСТКОВ
В одном варианте исполнения, в случае, где форма верхней лицевой поверхности полупроводникового слоя является шестиугольной или еще одной такой многоугольной формой, положения протяженных участков от первого до шестого предпочтительно соотносятся так, как показано ниже в Таблице 1 (см. ФИГ. 1В). Значения в Таблице 1 приведены для ситуации, где длина диагонали верхней лицевой поверхности полупроводникового слоя составляет 100%, или, более конкретно, 950 мкм.
[0037]
| ТАБЛИЦА 1 | ||
| Длина относительно диагонали верхней лицевой поверхности полупроводникового слоя | Конкретная длина | |
| Длина между вершинами полупроводникового слоя и первым и вторым протяженными участками: m | От 10 до 25% | От 95 до 235 мкм (предпочтительно 120 мкм) |
| Длина между сторонами полупроводникового слоя и первым и вторым протяженными участками: n | От 4 до 15% | От 38 до 140 мкм (предпочтительно 60 мкм) |
| Длина между протяженными участками от первого до третьего: q | От 5 до 20% | От 8 до 140 мкм (предпочтительно 75 мкм) |
| Длина между третьим протяженным участком и ответвленными участками пятого протяженного участка: r | От 10 до 25% | От 95 до 235 мкм (предпочтительно 120 мкм) |
| Длина между шестым протяженным участком и ответвленными участками пятого протяженного участка: s | От 15 до 30% | От 140 до 285 мкм (предпочтительно 160 мкм) |
[0038] Чем ближе протяженный участок находится к первому участку контактной площадки или второму участку контактной площадки, тем больше окружающая плотность тока будет склонна к повышению, так что в особенности предпочтительно, чтобы протяженные участки были размещены так, что расстояние между протяженными электродами удовлетворяет соотношению n<q<r<s.
[0039] Первый электрод и второй электрод могут быть выполнены из алюминия или еще одного такого металла, или сплава этих металлов. В особенности предпочтительным является применение многослойной структуры, в которой металлы наслоены в порядке Ti/Pt/Au, CrRh/Pt/Au, или тому подобным образом.
[0040] Между полупроводниковым слоем и первым электродом или вторым электродом предпочтительно размещают проводящий слой. Этот проводящий слой используют для возможности равномерного протекания тока, подводимого от первого электрода или второго электрода, по всей плоскости полупроводникового слоя первого типа проводимости или полупроводникового слоя второго типа проводимости. В качестве такого проводящего слоя может быть использована металлическая тонкая пленка, но, поскольку она размещена на стороне светоотдачи светоизлучающего элемента, предпочтительным является применение слоя проводящего оксида на стороне светоотдачи, который поглощает даже меньше света, чем металлическая тонкая пленка. Примеры проводящих оксидов включают оксиды элементов одного или многих типов, выбранных среди цинка, индия, олова и магния, такие как ZnO, In2O3, SnO2, ITO (оксид индия-олова), IZO (оксид индия-цинка), GZO (легированный галлием оксид цинка).
[0041] Теперь будет подробно описан светоизлучающий элемент согласно одному образцу настоящего изобретения, со ссылкой на чертежи. Размер, взаимное расположение и тому подобные показанных в чертежах элементов могут быть преувеличенными, чтобы сделать описание более ясным. В большинстве случаев наименования и символы, которые являются одинаковыми, относятся к элементам, которые одинаковы, аналогичны или имеют одно и то же назначение, и подробное описание их может быть опущено.
ОБРАЗЕЦ 1
Как показано на ФИГ. 1А, светоизлучающий элемент 1 согласно образцу 1 включает подложку 2, полупроводниковый слой 5, состоящий из слоя 3 проводника n-типа (полупроводникового слоя второго типа проводимости), созданного поверх подложки 2, активного слоя и слоя 4 проводника p-типа (полупроводникового слоя первого типа проводимости), в этом порядке, электрод n-стороны (второй электрод 6), сформированный поверх слоя 3 проводника n-типа, и электрод p-стороны (первый электрод 7), который размещен поверх слоя 4 проводника p-типа и окружает электрод n-стороны.
[0042] Подложка 2 и полупроводниковый слой 5 (и в особенности слой 4 проводника p-типа) являются по существу шестиугольными в виде сверху. Длина одной стороны полупроводникового слоя 5 составляет приблизительно 480 мкм, и длина диагонали составляет приблизительно 960 мкм.
[0043] Первый электрод 7 сформирован на слое 4 проводимости p-типа. Между вторым электродом 6 и слоем 4 проводимости p-типа расположен светопропускающий проводящий слой 8, который сформирован по существу на всей поверхности слоя 4 проводимости p-типа. Первый электрод 7 электрически соединен со слоем 4 проводимости p-типа через проводящий слой 8.
Второй электрод 6 сформирован на слое 3 проводимости n-типа, который обнажен в результате удаления части слоя 4 проводимости p-типа и активного слоя (из полупроводникового слоя 5), и электрически соединен со слоем 3 проводимости n-типа. Второй электрод 6 окружен слоем 4 проводимости p-типа и активным слоем.
Полупроводниковый слой 5, второй электрод 6 и первый электрод 7 покрыты защитной пленкой, за исключением второго участка 6а контактной площадки и первого участка 7а контактной площадки (обсуждаемых ниже).
[0044] Второй электрод 6 и первый электрод 7 соответственно включают второй участок 6а контактной площадки и первый участок 7а контактной площадки, которые электрически соединены с внешней электрической схемой. Второй участок 6а контактной площадки и первый участок 7а контактной площадки соответственно размещены на одном конце и другом конце центральной линии полупроводникового слоя 5. Эта центральная линия параллельна одной стороне полупроводникового слоя 5, и представляет собой линию, которая проходит через центр полупроводникового слоя 5, то есть, центр тяжести формы многоугольника (такого как правильный шестиугольник). Второй участок 6а контактной площадки и первый участок 7а контактной площадки являются по существу круглыми по форме, имеющими диаметр приблизительно 100 мкм. Расстояние между вторым участком 6а контактной площадки и первым участком 7а контактной площадки составляет приблизительно 600 мкм.
Каждый из второго участка 6а контактной площадки и первого участка 7а контактной площадки расположен вблизи стороны 5а (одной из сторон шестиугольника), на линии, которая проходит через центр стороны 5а и перпендикулярна стороне 5а (так называемый перпендикуляр, делящий отрезок пополам).
[0045] Первый протяженный участок 7b и второй протяженный участок 7с, которые являются протяженными в обе стороны от первого участка 7а контактной площадки, продолжаются в форме дуги, и размещены вдоль первой мнимой окружности А (см. ФИГ. 1В), с внутренней стороной которой соприкасается первый участок 7а контактной площадки, то есть, по существу все эти участки расположены на первой мнимой окружности А. Первый участок 7а контактной площадки смещен или локализован внутрь относительно первой мнимой окружности А. Первый протяженный участок 7b и второй протяженный участок 7с размещены симметрично относительно линии, которая проходит через центр полупроводникового слоя 5 и первый участок 7а контактной площадки. Пунктирные линии на ФИГ. 1В (такая как первая мнимая окружность А и вторая мнимая окружность В) представляют собой мнимые реперные линии, когда размещают первый электрод и второй электрод, и не проведены на реальном светоизлучающем элементе.
Первая мнимая окружность А заключена внутри полупроводникового слоя 5 в виде сверху, проходит концентрически с центром полупроводникового слоя 5, то есть, с центром тяжести формы многоугольника, и имеет радиус приблизительно 360 мкм.
Первый протяженный участок 7b и второй протяженный участок 7с проходят до положения, которое находится напротив первого участка 7а контактной площадки, то есть, вблизи второго участка 6а контактной площадки второго электрода 6. Первый протяженный участок 7b и второй протяженный участок 7с разделены вблизи второго участка 6а контактной площадки второго электрода 6. Расстояние между первым протяженным участком 7b и вторым протяженным участком 7с составляет около 290 мкм на периметре первой мнимой окружности А.
[0046] Каждый из первого протяженного участка 7b и второго протяженного участка 7с имеет общую длину около 940 мкм и ширину около 5 мкм.
[0047] Первый электрод 7 имеет пятый протяженный участок 7d, который проходит от первого участка 7а контактной площадки в сторону второго участка 6а контактной площадки. Пятый протяженный участок 7d продолжается внутрь третьего протяженного участка 6b и четвертого протяженного участка 6с второго электрода (обсуждается ниже). Конец пятого протяженного участка 7d расходится на две ветви вдоль третьего протяженного участка 6b и четвертого протяженного участка 6с второго электрода (обсуждается ниже). То есть, дальние концы 7d1 и 7d2 пятого протяженного участка 7d проходят вдоль первого протяженного участка 7b и второго протяженного участка 7с ближе к внутренней области, чем первая мнимая окружность А, то есть, внутри области, ограниченной первым протяженным участком 7b и вторым протяженным участком 7с.
[0048] Дальние концы 7d1 и 7d2, ответвляющиеся от пятого протяженного участка 7d, отделены друг от друга на стороне второго участка 6а контактной площадки второго электрода 6. Расстояние между дальними концами 7d1 и 7d2 ветвей протяженного участка 7d составляет около 200 мкм.
Пятый протяженный участок 7d разветвляется по изогнутым внутренним сторонам ответвленных участков (см. окружность С на ФИГ. 1).
Два ответвленных участка пятого протяженного участка 7d размещены симметрично относительно линии, проходящей через центр полупроводникового слоя 5 и первый участок 7а контактной площадки. То есть, пятый протяженный участок 7d включает два ответвленных участка, его общая длина составляет около 450 мкм, и его ширина составляет около 5 мкм.
[0049] Весь второй электрод 6, то есть, второй участок 6а контактной площадки, третий протяженный участок 6b и четвертый протяженный участок 6с, расположены ближе к внутренней области, нежели первая мнимая окружность А.
Третий протяженный участок 6b продолжается вдоль первого протяженного участка 7b первого электрода 7, и четвертый протяженный участок 6с продолжается вдоль второго протяженного участка 7с первого электрода 7. Более конкретно, каждый из третьего протяженного участка 6b и четвертого протяженного участка 6с выполнен с дугообразной формой с протяженностью по второй мнимой окружности В (см. ФИГ. 1В), которая является концентрической с первой мнимой окружностью А, к наружной стороне которой примыкает первый участок 7а контактной площадки. Третий протяженный участок 6b и четвертый протяженный участок 6с размещены симметрично относительно линии, которая проходит через центр полупроводникового слоя 5 и второй участок 6а контактной площадки, расположенный на второй мнимой окружности В.
Вторая мнимая окружность В имеет диаметр приблизительно 560 мкм.
[0050] Третий протяженный участок 6b и четвертый протяженный участок 6с доходят до положения напротив второго участка 6а контактной площадки, таким образом, чтобы быть вблизи первого участка 7а контактной площадки первого электрода 7. Дальние концы третьего протяженного участка 6b и четвертого протяженного участка 6с разделены на стороне первого участка 7а контактной площадки первого электрода 7, на второй мнимой окружности В. Расстояние, на которое разделены третий протяженный участок 6b и четвертый протяженный участок 6с по периферии второй мнимой окружности В, составляет, например, около 290 мкм.
[0051] Каждый из третьего протяженного участка 6b и четвертого протяженного участка 6с имеет общую длину около 700 мкм, и ширину около 5 мкм.
Кроме того, второй электрод 6 имеет шестой протяженный участок 6d, который проходит по прямой линии от второго участка 6а контактной площадки в сторону первого участка 7а контактной площадки. Шестой протяженный участок 6d размещен между третьим протяженным участком 6b и четвертым протяженным участком 6с. Шестой протяженный участок 6d расположен на прямой линии, которая проходит через центр полупроводникового слоя 5, и его дальний конец находится в центре полупроводникового слоя 5.
Шестой протяженный участок 6d имеет общую длину около 250 мкм, и ширину около 5 мкм.
[0052] Положения протяженных участков соотносятся так, как показано ниже в Таблице 2 (см. ФИГ. 1В).
| ТАБЛИЦА 2 | |
| Длина между первым протяженным участком и вершиной полупроводникового слоя: m | 120 мкм |
| Длина между первым протяженным участком и стороной полупроводникового слоя: n | 60 мкм |
| Длина между протяженными участками от первого до третьего: q | 75 мкм |
| Длина между третьим протяженным участком и ответвленным участком пятого протяженного участка: r | 120 мкм |
| Длина между шестым протяженным участком и ответвленным участком пятого протяженного участка: s | 160 мкм |
[0053] МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРИМЕР 1 ОБРАЗЦА 1
Как показано на ФИГ. 2, светоизлучающий элемент 10 согласно модифицированному примеру 1 образца 1 имеет такую же конфигурацию, как светоизлучающий элемент 1, за исключением того, что первый электрод 7 и второй электрод 6 повернуты на 30 градусов относительно центра полупроводникового слоя 5, и первый участок 7а контактной площадки и второй участок 6а контактной площадки находятся напротив вершины 5b шестиугольного полупроводникового слоя 5.
[0054] МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРИМЕР 2 ОБРАЗЦА 1
Как показано на ФИГ. 3, светоизлучающий элемент 20 согласно Модифицированному примеру 2 образца 1 имеет такую же конфигурацию, как светоизлучающий элемент 1, за исключением того, что второй электрод 16 не имеет шестого протяженного участка.
[0055] МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРИМЕР 3 ОБРАЗЦА 1
Как показано на ФИГ. 4, светоизлучающий элемент 30 согласно модифицированному примеру 3 образца 1 имеет такую же конфигурацию, как светоизлучающий элемент 20, за исключением того, что первый электрод 7 и второй электрод 16 повернуты на 30 градусов относительно центра полупроводникового слоя 5, и первый участок 7а контактной площадки и второй участок 6а контактной площадки находятся напротив вершины 5b шестиугольного полупроводникового слоя 5.
[0056] ОБРАЗЕЦ 2
ФИГ. 5А-5D представляют схематические виды формы электродов в светоизлучающем элементе согласно образцу 2.
В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 5А и 5В, конфигурация является по существу такой же, как в светоизлучающем элементе 1, и т.д., за исключением того, что длина диагонали полупроводникового слоя 5 составляет приблизительно 1,4 мм, первый электрод 57 имеет седьмой протяженный участок 57е, который проходит по прямой линии от ответвленного участка пятого протяженного участка 57d до центра полупроводникового слоя 5, и шестой протяженный участок 56d второго электрода 56 разветвляется на два дугообразных участка так, чтобы окружать седьмой протяженный участок 57е. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 5А первый участок 57а контактной площадки и второй участок 56а контактной площадки находятся напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 5В первый участок 57а контактной площадки и второй участок 56а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0057] В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 5С и 5D, конфигурация является по существу такой же, как в светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 5А и 5В, за исключением того, что первый протяженный участок 57b и второй протяженный участок 57с первого электрода 57 соединены. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 5С первый участок 57а контактной площадки и второй участок 56а контактной площадки размещены напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 5D первый участок 57а контактной площадки и второй участок 56а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0058] ОБРАЗЕЦ 3
ФИГ. 6А-6D представляют упрощенные виды формы электродов в светоизлучающем элементе согласно образцу 3.
В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 6А и 6В, конфигурация является по существу такой же, как в светоизлучающем элементе 1, и т.д., за исключением того, что длина диагонали полупроводникового слоя 5 составляет приблизительно 650 мкм, пятый протяженный участок 67d первого электрода 67 не разветвлен и проходит в сторону второго участка 66а контактной площадки до центра полупроводникового слоя 5, и второй электрод 66 не имеет шестого протяженного участка. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 6А первый участок 67а контактной площадки и второй участок 66а контактной площадки находятся напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 6В первый участок 67а контактной площадки и второй участок 66а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0059] В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 6С и 6D, конфигурация является по существу такой же, как показано на ФИГ. 6А и 6В, за исключением того, что первый протяженный участок 67b и второй протяженный участок 67с первого электрода 67 соединены. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 6С первый участок 67а контактной площадки и второй участок 66а контактной площадки размещены напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 6D первый участок 67а контактной площадки и второй участок 66а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0060] Светоизлучающий элемент на ФИГ. 6Е имеет по существу такую же конфигурацию, как светоизлучающий элемент на ФИГ. 6А, за исключением того, что первый электрод 67 и второй электрод 66 смещены от центра полупроводникового слоя 5 на расстояние, соответствующее радиусу первого участка 67а контактной площадки.
[0061] ОБРАЗЕЦ 4
ФИГ. 7А-7F представляют упрощенные виды формы электродов в светоизлучающем элементе согласно образцу 4.
В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 7А и 7В, конфигурация является по существу такой же, как в светоизлучающем элементе 1, и т.д., за исключением того, что длина диагонали полупроводникового слоя 5 составляет приблизительно 650 мкм, первый протяженный участок 77b и второй протяженный участок 77с первого электрода 77 соединены, не сформирован пятый протяженный участок, не сформированы третий протяженный участок и четвертый протяженный участок у второго электрода 76, и шестой протяженный участок выполнен более коротким. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7А первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки находятся напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7В первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0062] В светоизлучающих элементах, показанных на ФИГ. 7С и 7D, конфигурация является по существу такой же, как показано на ФИГ. 7А и 7В, за исключением того, что второй электрод сформирован только вторым участком 76а контактной площадки, и протяженные участки не сформированы. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7С первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки размещены напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7D первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0063] Светоизлучающие элементы на ФИГ. 7Е и 7F имеют такую же конфигурацию, как светоизлучающие элементы на ФИГ. 7А и 7В, за исключением того, что дальние концы первого протяженного участка 77b и второго протяженного участка 77с первого электрода 77 разделены, и второй участок 76а контактной площадки смещен к краю полупроводникового слоя 5. В светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7Е первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки размещены напротив стороны 5а полупроводникового слоя 5, и в светоизлучающем элементе согласно ФИГ. 7F первый участок 77а контактной площадки и второй участок 76а контактной площадки находятся напротив вершины 5b полупроводникового слоя 5.
[0064] ОЦЕНКА СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Как показано на ФИГ. 8, в качестве сравнительного примера изготовили светоизлучающий элемент, в котором разместили первый электрод 87 и второй электрод 86 по существу с квадратной формой на полупроводниковом слое 85, который является по существу квадратным в виде сверху. Первый участок 87а контактной площадки первого электрода 87 разместили так, чтобы он выступал больше к стороне 85а полупроводникового слоя 85, чем первый протяженный участок 87b и второй протяженный участок 87с, проложенные в обе стороны от первого участка 87а контактной площадки.
[0065] Распределение плотности тока анализировали с использованием пакета программ для моделирования по методу конечных элементов для светоизлучающих элементов 1, 10, 20 и 30 из вышеуказанных образцов и светоизлучающего элемента 80 сравнительного примера. В результатах моделирования более светлое окрашивание показывает более рассеянный ток, тогда как более темное окрашивание показывает более плотный ток. В случае, где нет неоднородности тока, это показано целиком одинаковым окрашиванием.
Как показано на ФИГ. 9А-9С, в светоизлучающем элементе 80 сравнительного примера можно видеть, что участки низкой плотности тока (участок, который является более темным, чем другой участок) появляются в двух из углов полупроводникового слоя на стороне первого участка 87а контактной площадки. Как представляется, причина этого состоит в том, что первый электрод 87 локализован к стороне напротив стороны 85а полупроводникового слоя так, что ток не аккумулируется между первым участком 87а контактной площадки и стороной 85а полупроводникового слоя. Напротив, в светоизлучающих элементах 1, 10, 20 и 30 образцов имеет место сокращение участков более низкой плотности тока, и особенно в светоизлучающих элементах 1 и 20, в которых первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки находятся напротив стороны полупроводникового слоя, почти отсутствует участок низкой плотности тока, и в целом наблюдается однородное распределение света.
[0066] К светоизлучающим элементам 1, 10, 20 и 30 и к светоизлучающему элементу 80 сравнительного примера подводили ток величиной 65 мА, и сравнивали прямое напряжение (Vf). Эти результаты приведены в Таблице 3.
| ТАБЛИЦА 3 | |||||
| Светоизлучающий элемент | 1 | 10 | 20 | 30 | 80 |
| Прямое напряжение (В) | 2,781 | 2,783 | 2,786 | 2,788 | 2,791 |
[0067] Для светоизлучающих элементов в образцах величина Vf снижена в сопоставлении со значением для светоизлучающего элемента сравнительного примера. В частности, для светоизлучающих элементов 1 и 20, в которых первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки находятся напротив стороны полупроводникового слоя, значение Vf представляется более низким, чем даже значение для светоизлучающих элементов 10 и 30, в которых первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки размещены напротив вершины полупроводникового слоя.
[0068] Кроме того, ток величиной 65 мА подводили к светоизлучающим элементам 1 и 20, и к светоизлучающему элементу сравнительного примера, и измеряли световой выход (Po). Единицей светового выхода является милливатт (мВт, mW). Также рассчитали выход по энергии (WPE) по Формуле (1). Единицей силы тока является мА, и единицей напряжения является Вольт (В).
Эффективность преобразования энергии (%)={световой выход÷(сила тока × напряжение)}×100 (1)
[0069] Эти результаты приведены в Таблице 4.
| ТАБЛИЦА 4 | |||
| Светоизлучающий элемент | 1 | 20 | 80 |
| Световой выход Po (мВт) | 146,5 | 146,4 | 145,4 |
| Выход по энергии WPE (%) | 80,4 | 80,3 | 79,3 |
[0070] Что касается светового выхода и выхода по энергии, в случае обоих светоизлучающих элементов 1 и 20, в которых первый участок контактной площадки и второй участок контактной площадки размещены напротив стороны полупроводникового слоя, было отмечено повышение в сопоставлении со светоизлучающим элементом 80, использованным в сравнительном примере.
[0071] ОБРАЗЕЦ 5
ФИГ. 10 показывает формы электродов согласно образцу 5.
В светоизлучающем элементе, показанном на ФИГ. 10, конфигурация является по существу такой же, как конфигурация светоизлучающего элемента в образце 1, за исключением того, что подложка 92 и полупроводниковый слой 95 имеют по существу пятиугольную форму в виде сверху.
[0072] Второй электрод 96 и первый электрод 97, соответственно, имеют второй участок 96а контактной площадки и первый участок 97а контактной площадки, которые электрически соединены с внешней электрической схемой. Второй участок 96а контактной площадки и первый участок 97а контактной площадки размещены на линии, которая проходит через центр тяжести пятиугольной формы полупроводникового слоя 95. Первый участок 97а контактной площадки расположен на перпендикуляре, делящем пополам сторону 95а, и второй участок 96а контактной площадки размещен напротив вершины пятиугольника.
Первый протяженный участок 97b и второй протяженный участок 97с, которые отходят от первого участка 97а контактной площадки, продолжаются в форме дуги вдоль первой мнимой окружности А (см. ФИГ. 1В), с внутренней стороной которой соприкасается первый участок 97а контактной площадки. Первый участок 97а контактной площадки локализован внутри относительно первой мнимой окружности А.
Кроме того, первый электрод 97 имеет пятый протяженный участок 97d, который продолжается от первого участка 97а контактной площадки в сторону второго участка 96а контактной площадки. Пятый протяженный участок 97d проходит до внутренней области третьего протяженного участка 96b и четвертого протяженного участка 96с второго электрода 96 (обсуждается ниже). Дальние концы 97d1 и 97d2 пятого протяженного участка 97d разветвляются на два участка вдоль третьего протяженного участка 96b и четвертого протяженного участка 96с (обсуждается ниже).
[0073] Второй электрод 96 является таким, что второй участок 96а контактной площадки, третий протяженный участок 96b и четвертый протяженный участок 96с размещены ближе к внутренней области, чем первая мнимая окружность А. Третий протяженный участок 96b продолжается вдоль первого протяженного участка 97b первого электрода 97, и четвертый протяженный участок 96с продолжается вдоль второго протяженного участка 97с первого электрода 97.
Кроме того, второй электрод 96 имеет шестой протяженный участок 96d, который проходит по прямой линии от второго участка 96а контактной площадки в сторону первого участка 97а контактной площадки.
В светоизлучающем элементе с такой конфигурацией, точно так же, как в образце 1, и т.д., получены хорошие световой выход и эффективность преобразования энергии.
[0074] Светоизлучающий элемент согласно настоящему изобретению может быть надлежащим образом использован для разнообразных осветительных устройств, в частности, источника света для освещения, светодиодного (LED) устройства отображения, источника тыловой подсветки в жидкокристаллическом устройстве отображения, в сигнальных устройствах, подсвечиваемом переключателе, разнообразных датчиках, разнообразных индикаторах, в качестве вспомогательного источника света для движущегося изображения, в других потребительских источниках света, или тому подобных.
1. Светоизлучающий элемент, содержащий:
полупроводниковый слой, который имеет слой проводимости р-типа и слой проводимости n-типа и выполнен в форме плоского правильного многоугольника, имеющего по меньшей мере пять сторон,
электрод p-стороны, выполненный на слое проводимости р-типа, и
электрод n-стороны, выполненный на слое проводимости n-типа, при этом электрод p-стороны имеет:
первый участок контактной площадки,
первый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки вдоль мнимой окружности, центр которой находится в том же месте, что и центр тяжести правильного многоугольника, и
второй протяженный участок, который продолжается вдоль мнимой окружности от первого участка контактной площадки на противоположной стороне от первого протяженного участка,
при этом диаметр первой мнимой окружности составляет не более 80% относительно линии, проходящей через центр тяжести правильного многоугольника,
первый участок контактной площадки расположен внутри первой мнимой окружности,
первый протяженный участок и второй протяженный участок соприкасаются с первым участком контактной площадки с внутренней области первой мнимой окружности, и не перекрывает мнимую окружность вблизи первого участка контактной площадки.
2. Светоизлучающий элемент по п. 1, в котором
полупроводниковый слой выполнен в форме плоского шестиугольника.
3. Светоизлучающий элемент по п. 1 или 2, в котором
электрод n-стороны расположен ближе к внутренней области, чем мнимая окружность.
4. Светоизлучающий элемент по любому одному из пп. 1-3, в котором
электрод n-стороны имеет второй участок контактной площадки, который расположен обращенным к одной из сторон, составляющих правильный многоугольник.
5. Светоизлучающий элемент по любому одному из пп. 1-4, в котором
электрод n-стороны имеет второй участок контактной площадки, третий протяженный участок, который продолжается вдоль первого протяженного участка от второго участка контактной площадки, и четвертый протяженный участок, который продолжается вдоль второго протяженного участка от второго участка контактной площадки.
6. Светоизлучающий элемент по п. 4 или 5, в котором
второй участок контактной площадки расположен на перпендикуляре, делящем пополам одну из сторон, составляющих правильный многоугольник.
7. Светоизлучающий элемент по любому одному из пп. 4-6, в котором
каждый из первого участка контактной площадки и второго участка контактной площадки расположен на прямой линии, которая проходит через центр тяжести правильного многоугольника.
8. Светоизлучающий элемент по одному из п. 5, п. 6 зависимого от п. 5, п. 7 зависимого от п. 5, п. 7 зависимого от п. 6 зависимого от п. 5, в котором
электрод p-стороны имеет пятый протяженный участок, который продолжается от первого участка контактной площадки до области внутри третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка, и концевые ветви которого продолжаются вдоль третьего протяженного участка и четвертого протяженного участка.
9. Светоизлучающий элемент по п. 8, в котором
пятый протяженный участок разветвляется по кривой во внутреннюю область.
10. Светоизлучающий элемент по любому одному из пп. 4-9, в котором
электрод n-стороны имеет шестой протяженный участок, который продолжается от второго участка контактной площадки в сторону первого участка контактной площадки.
11. Светоизлучающий элемент по любому одному из пп. 4-10, в котором
первый протяженный участок и второй протяженный участок разделены вблизи второго участка контактной площадки.
12. Светоизлучающий элемент по одному из пп. 1-11, в котором
каждый из первого протяженного участка и второго протяженного участка имеет дугообразную форму.
