[发明专利]能够降低不均匀亮度分布的LED 阵列

说明书

发明领域

本发明涉及半导体发光元件阵列以及使用这些半导体发光元件阵列的车辆用灯具。

背景技术

对于在车辆头灯、照明设备等中使用的发光二极管（LED）元件而言，需要高功率。如果简单地放大元件的尺寸，则驱动电流变得太大，且变得难以使电流在元件中均匀地流动。因此，为了获得高功率LED，多个LED元件串联设置以形成LED阵列（例如，参照日本特开专利公报No.2001-156331）。

在车俩头灯等的应用中，需要长方形（oblong）LED阵列。然而，LED元件的数量增加并不是优选的，因为元件之间的非发光区域的比例增加。因而LED阵列中的各个LED元件的形状变成长方形。

图10A是示出常规LED阵列600的示意性平面图，图10B是图10A所示的LED阵列600的简化横截面图。

一般而言，常规LED阵列600具有设置且串联连接在绝缘支撑基板上的4个氮化物半导体发光元件。在GaN基白光LED元件的情况下，在蓝宝石基板上形成LED结构，粘附支撑基板，分离蓝宝石基板，并形成电极。

各个LED元件601具有由n型GaN层621、有源层622和p型GaN层623组成的GaN基发光部602、形成在发光部602的背面上的p电极612、设置在发光部602的右短边上且以预定间隔平行于该短边的布线电极（第一布线层）611以及设置在发光部602的表面上平行于发光部602的长边并利用布线电极611连接n型GaN层621的布线电极（第二布线层）608。水平（沿LED元件601的纵向）相邻的LED元件601通过将一个（左边的）LED元件601的布线电极611形成在相邻（右边的）LED元件601的p电极612上，以利用右边元件的p型GaN层623连接左边元件的n型GaN层621。

荧光体层631密封安装在基板630上的多个LED元件601。例如，当LED元件601是蓝光LED元件时，可以通过蓝光LED元件与黄色荧光体的组合来制造白光LED阵列600。在该情况下，黄色荧光体被预先添加到透明树脂，并且LED元件601由添加有荧光体的透明树脂密封。

此外，图10A中的发光部602的阴影线指示亮度分布，其中，阴影线的密度增加指示亮度增加。

当布线电极611被设置为平行于LED元件601的短边且n型GaN层621上的布线电极608被设置为平行于LED元件601的长边时，例如，宽度约为10μm的布线电极608的长度变长且其布线电阻变大。因此，注入电流从右电源侧向左侧减小且产生不均匀的亮度分布。

此外，因为宽度约为40μm的布线电极611被设置在LED元件601之间，所以LED元件601之间的间隔变宽且亮度减小；因此，在元件的中心与外围区域之间产生不均匀的亮度分布。如果利用由上述常规LED元件601组成的LED阵列600制造头灯等，则在投影像中产生不均匀亮度。

图10C和图10D是示出LED阵列600沿着图10A中的线e-f的亮度分布的图。图10C示出在没有作为蓝光LED阵列的荧光体层631的情况下LED阵列600沿着线e-f的亮度分布，并且图10D示出在具有作为白光LED阵列的荧光体层631的情况下LED阵列600沿着线e-f的亮度分布。

如图10C所示，在没有荧光体层631的情况下当发射蓝光时，常规元件的表面具有平坦的亮度分布。但是，在通过在具有平坦亮度分布的蓝光LED元件上形成荧光体层631而使蓝光LED元件发射白光后，垂直中心（附图中的H方向的中心）中的亮度（最大亮度）变为边缘处的亮度（基准亮度）的大约1.2至1.67倍。因此，亮度分布（朗伯分布）中的亮度从中心到边缘逐渐降低。通过使用该类型的LED阵列600来构成头灯等，在投影像中产生不均匀的亮度分布。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够减小不均匀亮度分布的半导体发光元件阵列。

本发明的另一目的是提供一种能够减小投影像中的不均匀亮度的车辆用灯具。