專利名稱：發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置和背光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置和背光源。
背景技術(shù)：
以往，作為發(fā)光裝置，有如圖36所示在安裝了引線框701的封裝基板700安裝一個(gè)(或者多個(gè))LED芯片710，利用接合線(bonding wire) 711,712將LED芯片710的η型電極705和P型電極706分別連接到引線框701之后，在由反射板721包圍的LED芯片710上填充含有熒光體的樹脂722，進(jìn)而在該含有熒光體的樹脂722上填充透明樹脂723而得到 的發(fā)光裝置(例如，參照非專利文獻(xiàn)I)。所述LED芯片710在藍(lán)寶石基板702上層疊了由GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層703，在該半導(dǎo)體層703具有活性層704。這里，利用更加示意化的圖37對(duì)作為以往的發(fā)光裝置的LED的散熱方法進(jìn)行說明。通常，LED芯片的大小為例如一邊為500μπι的正方形且厚度為IOym (發(fā)光面積為250000 μ m2 (= 500 μπιΧ500μπι))。LED芯片的大小充分大于起到有效地散去來自LED芯片的熱的作用的熱傳導(dǎo)性基板801的厚度(例如100 μπ )。在這種情況下，由發(fā)光產(chǎn)生的熱如圖37的剖面示意圖所示，除LED芯片802的周邊部以外，向樹脂基板800側(cè)幾乎在垂直方向流出。再有，熱傳導(dǎo)性基板801使用金屬膜或涂覆了絕緣膜的金屬膜。在該LED芯片802的周邊部，由于熱傳導(dǎo)性基板801允許橫向的熱流出，所以熱流出量變大。此時(shí)，在LED芯片802的活性層區(qū)域(發(fā)光層區(qū)域)中，由于中央的區(qū)域相比周邊部成為高溫，所以，存在活性層的溫度上升使發(fā)光效率降低或者使接近的透明樹脂或熒光體退化而使壽命變短的問題。此外，在所述搭載了一個(gè)(或者多個(gè))LED芯片的發(fā)光裝置中，每個(gè)LED芯片的亮度的偏差將直接成為發(fā)光裝置的亮度的偏差，因此，存在發(fā)光裝置的成品率變差的問題。進(jìn)而，在所述發(fā)光裝置中，如圖39的剖面示意圖所示，由于光通量集中在安裝于基板900上的LED芯片901的區(qū)域，所以存在覆蓋LED芯片901的樹脂902退化而使發(fā)光效率降低并且壽命變短的問題(在圖39中省略了熱傳導(dǎo)性基板)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)I :村上元著，“第13章LED、LD用半導(dǎo)體封裝技術(shù)的變遷”, SemiconductorFPD World, Pressjournal 出版社，2009 年 5 月號(hào)，p. 114 117 (圖 5)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化、高效率化的發(fā)光裝置以及該發(fā)光裝置的制造方法。此外，本發(fā)明的另一個(gè)課題在于，提供一種通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化、高效率化的照明裝置。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)課題在于，提供一種通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化、高效率化的背光源。用于解決課題的方案
為了解決所述課題，本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于，在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π μ m2以下的多個(gè)發(fā)光元件。這里，所述多個(gè)發(fā)光元件不限于具有圓形、橢圓形、正方形、矩形、多邊形等平坦的發(fā)光面的發(fā)光元件，也可以是具有筒形、壟形、半球形等以曲面形成的發(fā)光面的發(fā)光元件。此外，所述多個(gè)發(fā)光元件或者直接接觸基板，或者經(jīng)由導(dǎo)熱體接觸基板，也可以組合采用這兩種接觸方法的發(fā)光元件。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過在同一基板的安裝面上配置平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為 2500 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件，從而在發(fā)光元件直接接觸基板的狀態(tài)(或者經(jīng)由導(dǎo)熱體間接接觸的狀態(tài))下，即使在發(fā)光面的中心部，也會(huì)進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，包含發(fā)光面的中心部在內(nèi)，使發(fā)光元件的溫度降低，因此，能抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。而且，通過在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上這樣的細(xì)微的發(fā)光元件，從而能使集合了具有亮度偏差的多個(gè)發(fā)光元件時(shí)的整體的亮度偏差降低到一個(gè)發(fā)光元件的亮度偏差的1/10以下。所述發(fā)光元件的溫度上升導(dǎo)致的發(fā)光效率的降低量在每個(gè)元件會(huì)有偏差，但是通過使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積為2500 JI ym2以下，從而抑制了溫度上升，抑制了發(fā)光效率降低量的偏差，因此，能進(jìn)一步提高通過使用100個(gè)以上的細(xì)微的發(fā)光元件得到的亮度偏差的降低效果。進(jìn)而，通過使發(fā)光元件微小化并分散配置在同一基板上，從而能一邊通過多個(gè)細(xì)微的發(fā)光兀件獲得例如與一個(gè)發(fā)光兀件相同的光量，一邊使照射到樹脂的光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂的退化而謀求長(zhǎng)壽命化。由此，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中平均每個(gè)所述發(fā)光元件的發(fā)光面的面積為625 μ m2 以下。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過在同一基板的安裝面上配置平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為625 ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件，從而在發(fā)光面的中心部極為有效地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出。因此，可顯著地抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)光裝置的長(zhǎng)壽命化和高效率化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述基板的安裝面的面積相對(duì)于所述多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面積的總和為4倍以上，所述多個(gè)發(fā)光元件大致均等地分散配置在所述基板的安裝面上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過在面積相對(duì)于多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面積的總和為4倍以上的基板的安裝面上大致均等地分散配置多個(gè)發(fā)光元件，從而使由于發(fā)光而在發(fā)光元件產(chǎn)生的熱向基板側(cè)的橫向流出效率良好地進(jìn)行，并且使溫度分布均勻，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，例如如圖40、圖41所示，將平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 JI μπ 2以下的具有平坦的正方形(一邊長(zhǎng)度為a)的發(fā)光面的發(fā)光元件910大致均等地分散配置在正方形的基板900上。此時(shí)，當(dāng)相對(duì)于平均每個(gè)發(fā)光元件910的發(fā)光面積(a2)使一個(gè)發(fā)光元件910占有的基板900的面積為4倍(4a2)時(shí)，相比以往的如圖39所示的一個(gè)發(fā)光元件(LED芯片901)，如圖40、圖41所示，能一邊充分確保相互鄰接的發(fā)光元件910間的距離，一邊使發(fā)光元件910的發(fā)光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂912的退化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀，所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過以使棒狀的多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于基板的安裝面平行的方式在基板的安裝面上配置多個(gè)發(fā)光元件，從而能使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光元件的發(fā)光面的面積相同的條件下，比發(fā)光面為平坦的正方形的時(shí)候更能效率良好地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀 的芯的筒狀的發(fā)光面。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面，從而在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件的條件范圍內(nèi)，使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積增大，能減少用于獲得規(guī)定的亮度的發(fā)光元件數(shù)量，能降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述多個(gè)發(fā)光元件為發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管連接于在所述基板上隔開規(guī)定的間隔形成的第一電極和第二電極之間，所述多個(gè)發(fā)光二極管中，陽極連接于所述第一電極并且陰極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管和陰極連接于所述第一電極并且陽極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管混合存在并配置于所述基板上，利用交流電源在所述第一電極和所述第二電極之間施加交流電壓，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光二極管。根據(jù)所述實(shí)施方式，無需對(duì)多個(gè)發(fā)光二極管對(duì)齊陽極和陰極的朝向進(jìn)行配置，能簡(jiǎn)化工序。此外，由于無需對(duì)齊連接于所述第一、第二電極之間的多個(gè)發(fā)光二極管的極性進(jìn)行排列，所以在制造時(shí)不需要對(duì)齊多個(gè)發(fā)光二極管的極性(朝向)的工序，能簡(jiǎn)化工序。此夕卜，不必為了識(shí)別發(fā)光二極管的極性(朝向)而在發(fā)光二極管設(shè)置標(biāo)記，也沒有必要為了極性識(shí)別而將發(fā)光二極管做成特別的形狀。因此，能簡(jiǎn)化發(fā)光二極管的制造工序，還能抑制制造成本。再有，在發(fā)光二極管的尺寸小的情況下或在發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)多的情況下，相比對(duì)齊極性排列發(fā)光二極管的作法，能格外簡(jiǎn)化所述制造工序。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述基板裝配在散熱板上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過將基板裝配在散熱板上，從而使散熱效果進(jìn)一步提高。此外，本發(fā)明的發(fā)光裝置的制造方法是制造在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光裝置的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，具有制作在所述安裝面上至少具有第一電極以及第二電極的所述基板的基板制作工序；在所述基板上涂敷含有所述多個(gè)發(fā)光元件的溶液的涂敷工序；以及至少向所述第一電極和所述第二電極施加電壓，將所述多個(gè)發(fā)光元件排列于至少由所述第一電極以及所述第二電極規(guī)定的位置的排列工序。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，制作在安裝面上至少具有第一電極以及第二電極的基板，并在該基板上涂敷含有細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件的溶液。然后，至少向第一電極和第二電極施加電壓，將細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件排列于至少由第一電極以及第二電極規(guī)定的位置。由此，能容易地將所述多個(gè)發(fā)光元件排列在基板上的規(guī)定的位置。因此，無需像以往那樣將發(fā)光二極管一個(gè)一個(gè)地配置在基板上的規(guī)定位置，能以良好的精度將許多細(xì)微的發(fā)光二極管配置在規(guī)定的位置。根據(jù)本發(fā)光裝置的制造方法，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且能長(zhǎng)壽命化和高效率化的發(fā)光裝置。此外，在所述發(fā)光裝置的制造方法中，通過只在細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件使用半導(dǎo)體，從而能減少使用的半導(dǎo)體的量。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，在所述排列工序之后具有將所述基板分割為多個(gè)分割基板的基板分割工序，在所述多個(gè)分割基板上，分別配置有100個(gè)以上的所述發(fā)光元件。根據(jù)所述實(shí)施方式，在大面積的基板上配置多個(gè)發(fā)光元件，并將該基板分割成分別配置有100個(gè)以上的發(fā)光元件的多個(gè)分割基板，因此，能減少在各工序流動(dòng)的基板數(shù)量，大幅降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，至少所述第一電極以及所述第二電極用作用于驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光元件的電極。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過至少將第一電極以及第二電極用作用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光元件的電極，從而能簡(jiǎn)化布線工序，降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，在所述排列工序之后具有在所述基板上的配置有所述多個(gè)發(fā)光元件的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體的熒光體涂敷工序。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過在基板上排列多個(gè)發(fā)光元件后，在基板上的配置有多個(gè)發(fā)光元件的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體，從而能減少在材料費(fèi)中占大比例的熒光體的使用量，降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀，所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。根據(jù)所述實(shí)施方式，本發(fā)光裝置的制造方法利用了通過在電極間施加電壓而造成的物體的極化，因此，適合對(duì)棒狀的發(fā)光元件的兩端進(jìn)行極化，與棒狀的發(fā)光元件很相配。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面，從而在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件的條件范圍內(nèi)，使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積增大，能減少用于獲得規(guī)定的亮度的發(fā)光元件數(shù)量。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述棒狀的發(fā)光元件具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，所述棒狀的發(fā)光元件的所述半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，且使半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出，從而能在半導(dǎo)體芯的一端側(cè)的露出部分連接一方的電極，在半導(dǎo)體芯的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層連接電極，能在兩端分開連接電極，防止連接于半導(dǎo)體層的電極和半導(dǎo)體芯的露出部分短路，因此，能容易地進(jìn)行布線。此外，本發(fā)明的照明裝置的特征在于，具備所述任一個(gè)發(fā)光裝置。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和
高效率化。此外，本發(fā)明的背光源的特征在于，具備所述任一個(gè)發(fā)光裝置。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。發(fā)明效果通過以上說明可以明確，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置以及發(fā)光裝置的制造方法，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命而高效率的發(fā)光裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能降低亮度的偏差，并且能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化和高效率化。此外，根據(jù)本發(fā)明的背光源，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能降低亮度的偏差，并且能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化和高效率化。


圖I是用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的發(fā)光元件的制造方法的工序圖。圖2是延續(xù)圖I的工序圖。圖3是延續(xù)圖2的工序圖。圖4是用于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的發(fā)光元件的制造方法的工序圖。圖5是延續(xù)圖4的工序圖。圖6是延續(xù)圖5的工序圖。圖7是延續(xù)圖6的工序圖。圖8是延續(xù)圖7的工序圖。圖9是延續(xù)圖8的工序圖。圖10是延續(xù)圖9的工序圖。圖11是延續(xù)圖10的工序圖。圖12是延續(xù)圖11的工序圖。圖13是延續(xù)圖12的工序圖。圖14是延續(xù)圖13的工序圖。圖15是延續(xù)圖14的工序圖。圖16是延續(xù)圖15的工序圖。圖17是延續(xù)圖16的工序圖。圖18是用于本發(fā)明的第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的絕緣性基板的平面圖。圖19是圖18的從XIX — XIX線看的剖面示意圖。圖20是說明排列所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的原理的圖。圖21A是說明在排列所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件時(shí)提供給電極的電位的圖。
圖21B是說明在排列所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件時(shí)提供給電極的電位的圖。圖22是排列了所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的絕緣性基板的平面圖。圖23是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法的工序圖。圖24是延續(xù)圖23的工序圖。圖25是延續(xù)圖24的工序圖。圖26是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法的工序圖。圖27是延續(xù)圖26的工序圖。
圖28是延續(xù)圖27的工序圖。圖29是延續(xù)圖28的工序圖。圖30是延續(xù)圖29的工序圖。圖31是延續(xù)圖30的工序圖。圖32是用于本發(fā)明的第六實(shí)施方式的照明裝置的發(fā)光裝置的平面圖。圖33是所述發(fā)光裝置的側(cè)面圖。圖34是作為使用了所述發(fā)光裝置的照明裝置的一例的LED燈泡的側(cè)面圖。圖35是本發(fā)明的第七實(shí)施方式的使用了發(fā)光裝置的背光源的平面圖。圖36是以往的發(fā)光裝置的剖面圖。圖37是用于說明以往的發(fā)光裝置的熱流出的剖面示意圖。圖38是用于說明本發(fā)明的發(fā)光裝置的熱流出的剖面示意圖。圖39是以往的發(fā)光裝置的剖面示意圖。圖40是本發(fā)明的發(fā)光裝置的剖面示意圖。圖41是本發(fā)明的發(fā)光裝置的平面示意圖。圖42是示出在熱仿真中使用的模型的圖。圖43是示出相對(duì)LED芯片的直徑的各部的溫度的圖。圖44是示出相對(duì)LED芯片的直徑的發(fā)光面的中心溫度的圖。圖45是示出相對(duì)LED芯片的直徑的發(fā)光面的中心溫度和發(fā)光面的端部溫度之差的圖。圖46A是說明發(fā)光元件的發(fā)光面為平坦的圓形的情況的圖。圖46B是說明發(fā)光元件的發(fā)光面為平坦的正方形的情況的圖。圖46C是說明在對(duì)于圓保持面積一定的狀態(tài)下附加微小的變形的情況的圖。
具體實(shí)施例方式首先，在說明本發(fā)明的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置以及背光源的實(shí)施方式之前，對(duì)本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征進(jìn)行說明。本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于，在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件不限于具有圓形、橢圓形、正方形、矩形、多邊形等平坦的發(fā)光面的發(fā)光元件，也可以是具有筒形、壟形、半球形等以曲面形成的發(fā)光面的發(fā)光元件。例如，在配置于同一基板的安裝面上的100以上的多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面為平坦的圓形的情況下，當(dāng)發(fā)光面的直徑低于100 μπ (面積2500 31 ym2 = π X 50 X 50 μ m2)時(shí)，從發(fā)光元件的發(fā)光面的任意點(diǎn)到外緣的距離都不足50 μ m,即使在發(fā)光面的中心部也會(huì)進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出。因此，包含發(fā)光面的中心部在內(nèi)，使發(fā)光元件的溫度降低，所以能抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。在圖38中示出了發(fā)光元件803的發(fā)光面的直徑不足100 μ m時(shí)的熱流出，如圖38所示，即使在發(fā)光元件803的發(fā)光面的中心部，也會(huì)進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出。接著，利用熱仿真示出擁有平坦的圓形的發(fā)光面的發(fā)光元件工作時(shí)的溫度。圖42示出了仿真使用的模型。熱傳導(dǎo)性基板850假想為安裝LED的一般的基板，在厚度為50 μ m的鋁基板851上被覆有厚度為50 μ m的用于絕緣的樹脂涂層852。熱導(dǎo)電性基板850的直徑做成10cm。在樹脂涂層852上配置有在厚度為10 μ m的藍(lán)寶石基板上形成了由GaN構(gòu)成的發(fā)光層的直徑為Φ的LED芯片853。這里，對(duì)配置于樹脂涂層852上的LED芯片853的發(fā)光面的總面積(40000 Ji μπ 2)加以制約，使其始終恒定。S卩，LED芯片853的直徑Φ變成1/2時(shí)，將LED芯片853的數(shù)量增加為4倍，并大致均等地配置在樹脂涂層852上。這是為了即使LED芯片853的直徑Φ改變也使產(chǎn)生的熱量相等。熱導(dǎo)電性基板850以熱阻抗Rth與室溫(27°C)的外界連接。這個(gè)熱阻抗Rth反映鋪設(shè)在熱傳導(dǎo)性基板850下面的樹脂基·板、在散熱路徑設(shè)置的金屬、散熱片以及從散熱片向大氣的各熱阻抗。在熱仿真中使用的熱傳導(dǎo)率，鋁基板851為237W/mK、樹脂涂層852為O. 5W/mK、藍(lán)寶石基板為35W/mK。熱阻抗Rth設(shè)為75°C/W。發(fā)光面的發(fā)熱密度為106W/m2。圖43是示出了利用熱仿真求出的各部溫度的圖表。在圖43.中，“ ”是穩(wěn)定狀態(tài)下的發(fā)光面的中心溫度(圖42中A的溫度)，“ X ”是發(fā)光面的端部溫度(圖42中B的溫度)，“· ”是基板溫度(在LED芯片853正下方的鋁基板851的溫度(圖42中C的溫度))，示出了對(duì)LED芯片853直徑Φ的依賴關(guān)系。這里，即使直徑Φ改變，基板溫度也不怎么變化，這是因?yàn)槭箍偘l(fā)熱量為一定的緣故。圖44是只顯示了發(fā)光面的中心溫度的圖表。這里，可知當(dāng)LED芯片853的直徑為100 μ m(面積2500 31 μ m2 = π X 50 X 50 μ m2)以下時(shí)，發(fā)光面的中心溫度迅速降低(溫度降低比圖44中用虛線示出的發(fā)光面的中心溫度的降低趨勢(shì)還要顯著)。這暗示出，即使在發(fā)光面的中心部，也進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，即，實(shí)現(xiàn)了圖38所示的狀態(tài)。所謂發(fā)光面的中心溫度即是在發(fā)光元件內(nèi)最為高溫的部分，降低該溫度意味著能提高發(fā)光元件的效率、抑制周圍的樹脂或熒光體的退化、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命化。圖45是顯示發(fā)光面的中心溫度和發(fā)光面的端部溫度之差的圖表。光面的中心溫度和發(fā)光面的端部溫度之差成為表示在發(fā)光面的中心附近積蓄了何種程度的熱的指標(biāo)。這里，可知當(dāng)LED芯片853的直徑為50 μ m(面積625 ii μ m2 = n X 25X 25 μ m2)以下時(shí)，發(fā)光面的中心溫度和發(fā)光面的端部溫度之差幾乎為零(溫度降低比圖44中用虛線示出的發(fā)光面的中心溫度的降低趨勢(shì)更加顯著)。即，示出在LED芯片853的直徑為50 μ m以下時(shí)，在發(fā)光面的中心附近完全不會(huì)積蓄熱，極為有效地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出。因此，能顯著抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)光裝置的長(zhǎng)壽命化和高效率化。到這里，說明了發(fā)光元件的發(fā)光面為平坦的圓形的情況(參照?qǐng)D46A)。接著，考慮發(fā)光元件為平坦的任意形狀的情況。例如，在發(fā)光元件的發(fā)光面為平坦的正方形的情況下，如圖46B所示，當(dāng)發(fā)光面的一邊為50-Jtt μ m(面積2500 τι μ m2 = 50 X 50 -/π μ m)時(shí),從發(fā)光元件的發(fā)光面的任意點(diǎn)到外緣的最短距離不足44. 31 μ m,即使在發(fā)光面的中心部，也進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出。此外，如圖46C所示，在對(duì)于圓保持面積一定的狀態(tài)下，即使附加任何微小的變形，從圓的中心到外緣的最短距離都會(huì)變短。即，只要發(fā)光元件的發(fā)光面的面積相同，則在為平坦的圓形的時(shí)候熱最難逃逸，只要發(fā)光面的面積為2500 π ym2以下，則在橢圓形、正方形、矩形、多邊形等其它平坦的發(fā)光面中，從發(fā)光元件的發(fā)光面的任意點(diǎn)到外緣的最短距離必定不足50μπι，即使在發(fā)光面的中心部也進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，因此，可抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。進(jìn)而，例如，在所述多個(gè)的發(fā)光元件為棒狀且發(fā)光面為圓筒狀的情況下，通過以使發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于基板的安裝面平行的方式在基板的安裝面上配置發(fā)光元件，從而從發(fā)光元件的發(fā)光面的任意點(diǎn)到外緣的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于平坦的發(fā)光面，無論在發(fā)光面的明P個(gè)點(diǎn)都進(jìn)行向基板側(cè)的橫向(軸的兩偵彳)熱流出，因此，可有效地抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。另外，通過在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上這樣的細(xì)微的發(fā)光元件，從而能獲得所希望的光量，且可抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。此外，通常每個(gè)發(fā)光元件的亮度偏差有時(shí)也會(huì)由于正向電壓(Vf)的偏差而達(dá)到 50%。以往，或者通過點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)排除偏離規(guī)格的發(fā)光元件，或者對(duì)同樣亮度的發(fā)光元件進(jìn)行分組使用。但是，當(dāng)集合了具有Χ%亮度偏差的η個(gè)發(fā)光元件時(shí)，整體的亮度偏差為Y =
X/ ^ [% ]o S卩，當(dāng)η = 100時(shí)，即使各個(gè)發(fā)光元件擁有50%的偏差，整體的亮度偏差也會(huì)
變成1/10的5%，能滿足規(guī)格。由此，不必進(jìn)行各個(gè)發(fā)光元件的點(diǎn)亮試驗(yàn)，能降低成本。此外，以往存在由于發(fā)光元件發(fā)出的光使覆蓋發(fā)光元件的樹脂退化而壽命短的問題，但在本發(fā)明中，通過使發(fā)光元件微小化并分散配置在同一基板的安裝面上，從而能一邊通過多個(gè)細(xì)微的發(fā)光元件獲得與例如一個(gè)發(fā)光元件同等的光量，一邊使照射到樹脂的光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂的退化，謀求長(zhǎng)壽命化。由此，在本發(fā)明的發(fā)光裝置中，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。以下，利用圖示的實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置以及背光源。雖然在本實(shí)施方式中使用摻雜了 Si的η型GaN和摻雜了 Mg的P型GaN，但在GaN中摻雜的雜質(zhì)并不限于此。[第一實(shí)施方式]
圖I 圖3示出用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的發(fā)光元件的制造方法的工序圖。在如圖I所示的η型GaN基板I上，如圖2所示，利用外延生長(zhǎng)而成膜了由P型InGaN構(gòu)成的量子阱層2，然后在所述量子阱層2上利用外延生長(zhǎng)成膜P型GaN層3。接著,如圖3所示,利用劃片機(jī)(dicing)將形成了量子講層2和p型GaN層3的η型GaN基板I分割成作為發(fā)光元件的一例的多個(gè)半導(dǎo)體芯片10。該分割的半導(dǎo)體芯片10
做成一邊為50 士1 μ m以下的正方形且厚度為10 μ m，發(fā)光面做成平坦的正方形。這里，
平均每個(gè)半導(dǎo)體芯片10的發(fā)光面積為2500 JI μ m2 (50 -Jtt X 50 -Jtt μπ )以下(更優(yōu)選為
625 31 μπ 2以下)。此外，量子阱層2還可以在InGaN層和P型GaN層之間插入P型AlGaN層作為電子阻擋(Block)層。此外，也可以是交替層疊了 GaN的勢(shì)壘層和InGaN的量子阱層的多重量子阱構(gòu)造。而且，在本第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，在同一基板的安裝面上大致均等地分散配置100個(gè)以上的如圖3所示的半導(dǎo)體芯片10。根據(jù)所述發(fā)光裝置，通過在同一基板的安裝面上配置平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π ym2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)半導(dǎo)體芯片10，從而即使在發(fā)光面的中心部也進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，包含發(fā)光面的中心部在內(nèi)，使發(fā)光元件的溫度降低，因此，能抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。而且，通過在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上這樣的細(xì)微的半導(dǎo)體芯片10，從而能將集合了具有亮度偏差的多個(gè)半導(dǎo)體芯片10時(shí)的整體亮度偏差降低到一個(gè)半導(dǎo)體芯片10的亮度偏差的1/10以下。所述半導(dǎo)體芯片10的溫度上升造成的發(fā)光效率的降低量在每個(gè)元件是有偏差的，但通過使平均每個(gè)半導(dǎo)體芯片10的發(fā)光面的面積為2500 ym2 (更優(yōu)選為625 μ m2以下)以下，從而可抑制溫度上升，抑制發(fā)光效率降低量的偏差，因此，可進(jìn)一步提高通過使用100個(gè)以上的細(xì)微的半導(dǎo)體芯片10得到的亮度偏差的降低效果。進(jìn)而，通過使半導(dǎo)體芯片10微小化并在同一基板的安裝面上進(jìn)行分散配置，從而能一邊通過多個(gè)細(xì)微的半導(dǎo)體芯片10獲得與例如一個(gè)發(fā)光元件相同的光量，一邊使照射 到樹脂的光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂的退化而謀求長(zhǎng)壽命化。由此，根據(jù)所述發(fā)光裝置，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能夠?qū)崿F(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。這里，通過在面積相對(duì)于多個(gè)半導(dǎo)體芯片10的發(fā)光面積的總和為4倍以上的基板上大致均等地分散配置多個(gè)發(fā)光元件，從而使由于發(fā)光而在發(fā)光元件產(chǎn)生的熱的橫向流出效率良好地進(jìn)行，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。雖然在所述第一實(shí)施方式中使用了發(fā)光面為平坦的正方形的發(fā)光元件，但本發(fā)明的發(fā)光元件并不限于此，也可以是具有圓形、橢圓形、矩形、多邊形等平坦的發(fā)光面的發(fā)光元件。[第二實(shí)施方式]
圖4 圖17是按順序示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的制造方法的工序圖。在該第二實(shí)施方式中，首先，如圖4所示，清洗準(zhǔn)備的藍(lán)寶石基板101。接著，如圖5所示，在藍(lán)寶石基板101上成膜η型GaN膜102。接著,如圖6所示,在η型GaN膜102上利用沉積法(deposition)形成掩模層103。這個(gè)掩模層103由例如SiN或這SiO2制作。接著，在所述掩模層103上涂敷抗蝕劑層105，進(jìn)行曝光以及顯影(develop)，進(jìn)而，進(jìn)行干刻(dry etching)，如圖7所示，在抗蝕劑層105以及掩模層103形成孔105A、103A。η型GaN膜102的一部分102Α通過這個(gè)孔105Α、103Α露出。所述掩模層103成為生長(zhǎng)掩模，形成于掩模層103的孔103a成為生長(zhǎng)孔。接著，在催化金屬形成工序中，如圖8所示，在抗蝕劑層105上以及在露出于孔103A的η型GaN膜102的一部分102Α上蒸鍍(exposition)催化金屬106。作為該催化金屬106，可以采用例如Ni、Fe等。接著，利用剝離工藝(lift-off)除去抗蝕劑層105以及抗蝕劑層105上的催化金屬106，如圖9所示，留下η型GaN膜102的一部分102Α上的催化金屬106，然后，進(jìn)行清洗。接著,在半導(dǎo)體芯形成工序中，如圖10所示,使用M0CVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition :金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積)裝置使η型GaN進(jìn)行晶體生長(zhǎng),在催化金屬106的存在下形成截面大致為六邊形的棒狀半導(dǎo)體芯107。這個(gè)棒狀半導(dǎo)體芯107生長(zhǎng)為例如長(zhǎng)度25 μπ 。將生長(zhǎng)溫度設(shè)定為800°C左右，使用三甲基鎵(TMG =TrimethylGallium)以及氨氣(NH3)作為生長(zhǎng)氣體，通過供給硅烷(SiH4)作為η型雜質(zhì)供給用，進(jìn)而供給氫氣(H2)作為運(yùn)載氣體，從而能生長(zhǎng)以Si為雜質(zhì)的η型GaN的半導(dǎo)體芯107。這里，η型GaN成為六方晶系的晶體生長(zhǎng)，通過以對(duì)于藍(lán)寶石基板101表面的垂直方向作為c軸方向進(jìn)行生長(zhǎng)，從而能得到六棱柱形狀的半導(dǎo)體芯。雖然依賴于生長(zhǎng)方向或生長(zhǎng)溫度等生長(zhǎng)條件，但在生長(zhǎng)的半導(dǎo)體芯的直徑為從幾十nm至幾百nm左右的較小的情況下，具有截面容易成為大致接近于圓形的形狀的傾向，當(dāng)直徑增大到O. 5 μπ 左右至幾μ m時(shí)，具有截面容易以大致六邊形進(jìn)行生長(zhǎng)的傾向。所述抗蝕劑層105的孔105A、掩模層103的孔103A形成多個(gè)，在露出于該多個(gè)孔105AU03A的多處η型GaN膜102的一部分102Α形成催化金屬106，形成多根棒狀的半導(dǎo)體芯107。接著，如圖11所示，利用MOCVD以覆蓋由η型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體芯107以及掩模層 103的方式成膜由P型InGaN構(gòu)成的量子阱層108。這個(gè)量子阱層108與發(fā)光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)地使設(shè)定溫度為750°C，通過供給氮?dú)?N2)作為運(yùn)載氣體，供給TMG以及NH3、三甲基銦(TMI Trimethyl Indium)作為生長(zhǎng)氣體,從而能在η型GaN半導(dǎo)體芯107上以及掩模層103上形成由P型InGaN構(gòu)成的量子阱層108。再有，這個(gè)量子阱層也可以在InGaN層和ρ型GaN層之間插入P型AlGaN層作為電子勢(shì)壘層。此外，也可以是交替地層疊了 GaN的抗蝕劑層和InGaN的量子阱層的多重量子阱構(gòu)造。接著，在半導(dǎo)體層形成工序中，如圖11所示，利用MOCVD在量子阱層108的整個(gè)面形成由P型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110。這個(gè)半導(dǎo)體層110使設(shè)定溫度為900°C，通過使用TMG以及NH3作為生長(zhǎng)氣體，使用Cp2Mg作為ρ型雜質(zhì)供給用，從而能形成由P型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110。在所述利用MOCVD進(jìn)行的量子阱層108以及半導(dǎo)體層110的生長(zhǎng)中，由于以附著了催化金屬106的狀態(tài)進(jìn)行成膜，所以相比覆蓋半導(dǎo)體芯107的側(cè)面107B的部分的生長(zhǎng)速度，催化金屬106和半導(dǎo)體芯107前端面107A之間的部分的生長(zhǎng)速度要快，例如為10 100倍。作為具體的一例，與附著了催化金屬106的地方的GaN的生長(zhǎng)速度為50 100 μ m/時(shí)相比，沒有附著催化金屬106的地方的GaN的生長(zhǎng)速度為I 2 μ m/時(shí)。因此，量子阱層108、半導(dǎo)體層110的前端部108A、110A的膜厚比側(cè)面部108b、IlOB的膜厚要厚。接著，如圖12所示，在催化金屬除去工序中，在利用刻蝕除去半導(dǎo)體芯107上的催化金屬106之后進(jìn)行清洗，并通過退火(anneal)使半導(dǎo)體層110活性化。這里，因?yàn)楦采w所述半導(dǎo)體芯107的前端面107A的量子阱層108、半導(dǎo)體層110的前端部108A、110A的壁厚要比覆蓋半導(dǎo)體芯107的側(cè)面107B的量子阱層108、半導(dǎo)體層的側(cè)面部108BU10B的壁厚還要厚，所以金屬除去面的損傷或缺陷難于對(duì)PN結(jié)造成不良影響。此外，能防止在進(jìn)行刻蝕時(shí)半導(dǎo)體芯107從半導(dǎo)體層110露出。接著，如圖13所示，在由ρ型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110的整個(gè)面形成導(dǎo)電膜111。這個(gè)導(dǎo)電膜111的材質(zhì)可以采用多晶娃(polysilicon)、ITO (摻錫氧化銦)等。這個(gè)導(dǎo)電膜111的膜厚做成例如200nm。而且，在對(duì)所述導(dǎo)電膜111成膜后，通過在500°C至600°C進(jìn)行熱處理，從而能減小由P型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110和導(dǎo)電膜111的接觸電阻。再有，導(dǎo)電膜111不限于此，也可以使用例如厚度為5nm的Ag/Ni或Au/Ni的半透明的層疊金屬膜等。這個(gè)層疊金屬膜的成膜可以使用蒸鍍法或者濺射法。進(jìn)而，為了進(jìn)一步減小導(dǎo)電層的阻抗，還可以在由ITO構(gòu)成的導(dǎo)電膜上層疊Ag/Ni或Au/Ni的層疊金屬膜。接著，如圖14所示，利用干刻的RIE (反應(yīng)離子刻蝕)除去在半導(dǎo)體芯107上以及掩模層103上沿橫向延伸的部分的導(dǎo)電膜111。此外，利用所述RIE只除去某種厚度的量的覆蓋半導(dǎo)體芯107的前端面107A上的半導(dǎo)體層110的前端部110A。此外，利用所述RIE除去在掩模層103上超過導(dǎo)電膜111沿橫向延伸區(qū)域的半導(dǎo)體層110。此外，利用所述RIE除去在掩模層103上超過導(dǎo)電膜111沿橫向延伸區(qū)域的量子阱層108。如前所述，由于在所述RIE之前，量子阱層108的前端部108A的膜厚相比側(cè)面部108B的膜厚要厚得多，且半導(dǎo)體層110的前端部IlOA的膜厚相比側(cè)面部IlOB的膜厚要厚得多，所以，在所述RIE之后，半導(dǎo)體芯107不會(huì)在前端部露出。因此，通過所述RIE留下覆
蓋半導(dǎo)體芯107的前端部的量子阱層108、半導(dǎo)體層110和覆蓋半導(dǎo)體芯107的側(cè)面的量子阱層108、半導(dǎo)體層110、以及導(dǎo)電膜111。接著，如圖15所示，利用刻蝕除去掩模層103 (示于圖14)。在這個(gè)掩模層103由二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)構(gòu)成的情況下，通過使用含有氫氟酸(HF)的溶液，從而能容易地在不影響半導(dǎo)體芯107以及覆蓋半導(dǎo)體芯107的半導(dǎo)體層110、導(dǎo)電膜111的部分的情況下對(duì)掩模層103進(jìn)行刻蝕。此外，利用使用了 CF4或XeF2的干刻，能容易地在不影響半導(dǎo)體芯107以及覆蓋半導(dǎo)體芯107的半導(dǎo)體層110、導(dǎo)電膜111部分的情況下對(duì)掩模層103進(jìn)行刻蝕。由此，半導(dǎo)體芯107露出藍(lán)寶石基板101側(cè)的露出部分107C的外周面。接著，如圖16所示，利用RIE (反應(yīng)離子刻蝕)對(duì)基底η型GaN膜102進(jìn)行刻蝕，使藍(lán)寶石基板101表面露出。由此，形成與半導(dǎo)體芯107相連的由η型GaN構(gòu)成的臺(tái)階部102Β。這里，由于以使前端面107Α上的半導(dǎo)體層110和量子阱層108的厚度相比基底η型GaN膜102的厚度要厚得多的方式做成，所以能使半導(dǎo)體芯107的前端面107Α不會(huì)由于所述RIE而露出。由此，在藍(lán)寶石基板101上形成棒狀構(gòu)造的發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括所述由η型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體芯107、由ρ型InGaN構(gòu)成的量子阱層108、由ρ型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110和導(dǎo)電膜111、以及由η型GaN構(gòu)成的臺(tái)階部102Β。接著，在分離工序中，通過將基板浸于異丙醇(IPA)水溶液中，并使用超聲波(例如幾十KHz )使基底基板(藍(lán)寶石基板101)沿基板平面振動(dòng)，從而以使豎立設(shè)置于基底基板上的半導(dǎo)體芯107折彎的方式對(duì)被量子阱層108和半導(dǎo)體層110以及導(dǎo)電膜111覆蓋的半導(dǎo)體芯107施加應(yīng)力，如圖17所示，使被量子阱層108和半導(dǎo)體層110以及導(dǎo)電膜111覆蓋的半導(dǎo)體芯107從基底基板分離。由此，能制造從基底基板分離的細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。此外，雖然使用超聲波使所述半導(dǎo)體芯107從基板分離，但并不限于此，也可以通過使用切斷工具使半導(dǎo)體芯從基板機(jī)械地折彎從而分離。在這種情況下，能以簡(jiǎn)單的方法在短時(shí)間分離設(shè)置在基板上的細(xì)微的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。進(jìn)而，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件由于半導(dǎo)體層110從半導(dǎo)體芯107的外周面向半徑方向外向晶體生長(zhǎng)而徑向的生長(zhǎng)距離短且缺陷向外向逃逸，因此，能利用晶體缺陷少的半導(dǎo)體層Iio覆蓋半導(dǎo)體芯107。因此，能實(shí)現(xiàn)特性良好的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。
根據(jù)本發(fā)光元件的制造方法，能制造從基底基板分離的細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100。此外，能重復(fù)利用所述藍(lán)寶石基板101。此外，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100能減少使用的半導(dǎo)體的量，使使用了發(fā)光元件的裝置的薄型化和輕量化成為可能，并且通過使光從由半導(dǎo)體層Iio覆蓋的半導(dǎo)體芯107的全周射出，從而使發(fā)光區(qū)域變廣，因此，能實(shí)現(xiàn)發(fā)光效率高且省電的發(fā)光裝置、背光源、照明裝置以及顯示裝置等。此外，雖然如圖16所示，利用RIE (反應(yīng)離子刻蝕)對(duì)基底η型GaN膜102進(jìn)行刻蝕形成了臺(tái)階部102Β，但也可以省略這個(gè)基底η型GaN膜102的刻蝕，從沒有臺(tái)階部102Β的基底η型GaN膜102分離半導(dǎo)體芯107，制作沒有臺(tái)階部102Β的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。這里，由于棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的直徑做成I μ m，長(zhǎng)度做成25 μ m，所以，平均每個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的發(fā)光面積，即量子阱層108的面積大致為(25X π X (O. 5)2μπι2 —(露出部分107C的外周面積))(2500 31 μπ 2以下)。而且，本第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置以使圖17所示的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于基板(沒有圖示)的安裝面平行的方式在同一基板的安裝面上大致均等地分 散配置了 100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100。根據(jù)所述發(fā)光裝置，通過在同一基板的安裝面上配置平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 ym2以下(更優(yōu)選為625 μ m2以下)的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100，從而即使在發(fā)光面的中心部也進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，包含發(fā)光面的中心部在內(nèi)，使發(fā)光元件的溫度降低，因此可抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。而且，通過在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上這樣的細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100，從而能將集合了具有亮度偏差的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100時(shí)的整體的亮度偏差降低為一個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的亮度偏差的1/10以下。雖然所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的溫度上升導(dǎo)致的發(fā)光效率的降低量在每個(gè)元件會(huì)有偏差，但通過使平均每個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的發(fā)光面的面積為2500 ym2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)，從而可抑制溫度上升，抑制發(fā)光效率降低量的偏差，因此，通過使用100個(gè)以上的細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100，從而能進(jìn)一步提高亮度偏差的降低效果。進(jìn)而，通過使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100微小化并分散配置于同一基板的安裝面上，從而能一邊通過多個(gè)細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100得到與例如一個(gè)發(fā)光元件同等的光量，一邊使照射到樹脂的光分散而減弱光強(qiáng)度，可抑制樹脂的退化而謀求長(zhǎng)壽命化。由此，根據(jù)所述發(fā)光裝置，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。這里，通過在面積相對(duì)于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的發(fā)光面積的總和為4倍以上的基板(沒有圖示)上大致均等地分散配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100，從而使由于發(fā)光而在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100產(chǎn)生的熱的向基板側(cè)的橫向流出效率良好地進(jìn)行，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，通過以使多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于基板(沒有圖示)的安裝面平行的方式在基板的安裝面上配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100，從而能使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光面的面積相同的條件下，相比發(fā)光面為正方形的時(shí)候可更加效率良好地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，通過使棒狀的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100具有以同心狀包圍棒狀的半導(dǎo)體芯107的筒狀發(fā)光面(量子阱層108)，從而在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的條件范圍內(nèi)，可以增大平均每個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的發(fā)光面的面積，減少用于獲得規(guī)定亮度的發(fā)光元件數(shù)量，降低成本。此外，通過使棒狀的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100具有P型的棒狀的半導(dǎo)體芯107和以覆蓋該半導(dǎo)體芯107的外周的方式形成的η型的筒狀的半導(dǎo)體層110，且半導(dǎo)體芯107的一端側(cè)露出，從而使在半導(dǎo)體芯107的一端側(cè)的露出部分107C連接一方的電極，在半導(dǎo)體芯107的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層110連接電極成為可能，能在兩端分開連接電極，防止連接于半導(dǎo)體層110的電極和半導(dǎo)體芯107的露出部分107C短路，因此，能容易地進(jìn)行布線。再有，覆蓋于所述半導(dǎo)體芯107的露出部分107C和半導(dǎo)體層110的被覆部分的各自截面并不限于六邊形，也可以是其它的多邊形或圓形的截面形狀，此外，半導(dǎo)體芯的露出部分和被覆部分也可以是不同的截面形狀。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式的發(fā)光元件的制造方法，不僅在所述η型的半導(dǎo)體芯107的前端面107Α,而且在側(cè)面107Β也形成P型的半導(dǎo)體層110,因此,能使ρη結(jié)的面積變大,且能使發(fā)光面積變大，能提高發(fā)光效率。此外，由于使用所述催化金屬106形成η型的半導(dǎo)體芯107，所以能加快η型的半導(dǎo)體芯107的生長(zhǎng)速度。因此，相比以往能在短時(shí)間內(nèi)使半導(dǎo)體芯107變長(zhǎng)，能使與η型的半導(dǎo)體芯107的長(zhǎng)度成比例關(guān)系的發(fā)光面積進(jìn)一步變大。此夕卜，由于所述η型的半導(dǎo)體芯107的前端面107Α以及側(cè)面由ρ型的半導(dǎo)體層110覆蓋，所以能防止用于P型的半導(dǎo)體層110的電極和η型的半導(dǎo)體芯107短路。此外，根據(jù)本實(shí)施方式的發(fā)光元件的制造方法，由于在留有催化金屬106的狀態(tài)下形成P型的量子阱層108、Ρ型的半導(dǎo)體層110，所以能在同一制造裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)行η型的半導(dǎo)體芯107的形成和ρ型的量子阱層108、ρ型的半導(dǎo)體層110的形成。從而，能減少工序、縮短制造時(shí)間。此外，由于在形成所述η型的半導(dǎo)體芯107后無需將該半導(dǎo)體芯107排出到制造裝置外，所以能使η型的半導(dǎo)體芯107的表面不會(huì)附著污染物，能改善元件特性。此外，由于能連續(xù)進(jìn)行所述η型的半導(dǎo)體芯107的形成和ρ型的量子阱層108、ρ型的半導(dǎo)體層110的形成，所以能避免大的溫度變化或生長(zhǎng)停止等而改善晶體性，能改善元件特性。此外，在形成所述η型的半導(dǎo)體芯107之后不馬上進(jìn)行除去催化金屬106的刻蝕，由此能消除對(duì)η型的半導(dǎo)體芯107的表面(即，與ρ型的半導(dǎo)體層110的分界面)的損傷，能改善元件特性。此外，在本實(shí)施方式中，由于在藍(lán)寶石基板101上以附有催化金屬106的狀態(tài)依次形成η型的半導(dǎo)體芯107和ρ型的半導(dǎo)體層110，所以和催化金屬106相接的部分的生長(zhǎng)速度與沒有和催化金屬106相接的部分的生長(zhǎng)速度相比格外地(例如10 100倍)快。因此，能制作尺寸的縱橫比高的發(fā)光元件。在本第二實(shí)施方式中，作為一例使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100的直徑為I μ m、長(zhǎng)度為25 μ m。此外，由于能在所述催化金屬106下連續(xù)層疊η型的半導(dǎo)體芯107和ρ型的半導(dǎo)體層110，所以能減少PN結(jié)部的缺陷。此外，根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法，由于除去掩模層103而使半導(dǎo)體芯107的藍(lán)寶石基板101側(cè)的露出部分107C露出，所以能減少半導(dǎo)體層110的刻蝕量。此外，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100能通過與半導(dǎo)體芯107相連的由η型GaN構(gòu)成的臺(tái)階部102Β容易地對(duì)半導(dǎo)體芯107取得接觸。此外，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件100能通過量子阱層108提高發(fā)光效率。此外，雖然在所述實(shí)施方式中在藍(lán)寶石基板101上成膜了 η型GaN膜102，但也可以去掉在藍(lán)寶石基板101上成膜η型GaN膜102的工序，而在藍(lán)寶石基板101上直接形成掩模層103。此外，雖然在所述實(shí)施方式中在催化金屬除去工序中利用刻蝕除去了半導(dǎo)體芯107上的催化金屬106，但也可以去掉該催化金屬除去工序，以留有催化金屬106的狀態(tài)形成導(dǎo)電膜111。此外，雖然在所述實(shí)施方式中如圖14所不,利用RIE對(duì)導(dǎo)電膜111、由P型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層110、量子阱層108進(jìn)行了刻蝕，但也可以去掉該利用RIE進(jìn)行的刻蝕工序，在接下來的除去掩模層103的工序中利用剝離工藝與各層一起除去掩模層103。此外，雖然在所述第二實(shí)施方式中使用MOCVD裝置使半導(dǎo)體芯107進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)，但也可以使用MBE (Molecular Beam Epitaxy :分子束外延生長(zhǎng))裝置等其它的晶體生長(zhǎng)裝置形成半導(dǎo)體芯。此外，雖然使用具有生長(zhǎng)孔的生長(zhǎng)掩模在基板上使半導(dǎo)體芯進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)，但也可以在基板上配置金屬種(metal species),并從金屬種使半導(dǎo)體芯進(jìn)行晶體生長(zhǎng)。
此外，雖然在所述第二實(shí)施方式中使用超聲波從藍(lán)寶石基板101分離了被半導(dǎo)體層Iio覆蓋的半導(dǎo)體芯107，但并不限于此，也可以使用切斷工具將半導(dǎo)體芯從基板機(jī)械地折彎而分離。在這種情況下，能以簡(jiǎn)單的方法在短時(shí)間內(nèi)分離設(shè)置在基板上的細(xì)微的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。[第三實(shí)施方式]
圖18示出在本發(fā)明的第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中使用的絕緣性基板的平面圖。再有，用于該第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件可以使用第一、第二實(shí)施方式的發(fā)光元件，也可以使用其它的棒狀的發(fā)光元件。在本第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，如圖18所示，首先，在基板制作工序中制作在安裝面形成了作為第一、第二電極的一例的金屬電極201、202的絕緣性基板200。絕緣性基板200是在玻璃、陶瓷、氧化鋁、樹脂這樣的絕緣體、或者硅這樣的半導(dǎo)體表面形成硅氧化膜且表面具有絕緣性這樣的基板。在使用玻璃基板的情況下，優(yōu)選在表面形成硅氧化膜、硅氮化膜這樣的基底絕緣膜。所述金屬電極201、202利用印刷技術(shù)形成所希望的電極形狀。再有，也可以同樣地層疊金屬膜以及感光膜，對(duì)所希望的電極圖案進(jìn)行曝光、刻蝕而形成。雖然在圖18中進(jìn)行了省略，但在金屬電極201、202形成有焊盤(Pad)，以便能從外部提供電勢(shì)。接著,在排列工序中，在金屬電極201、202相對(duì)的部分(排列區(qū)域)排列棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。在圖18中，為了使圖容易看清，將排列棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的排列區(qū)域示為9X3個(gè)，但實(shí)際上可以做成100個(gè)以上的任意個(gè)數(shù)的排列區(qū)域。圖19是圖18的從XIX — XIX線看的剖面示意圖。首先，在涂敷工序中如圖19所示，在絕緣性基板200上薄薄地涂敷含有棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的異丙醇(IPA) 211。除IPA211以外,還可以是乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙酮(acetone),或者它們的混合物?；蛘?，IPA211還可以使用由其它有機(jī)物構(gòu)成的液體、水等。但是，當(dāng)通過液體在金屬電極201、202之間流過大電流時(shí)，將無法在金屬電極201、202之間施加所希望的電壓差。在這樣的情況下，只要以覆蓋金屬電極201、202的方式在絕緣性基板200表面整體涂覆IOnm 30nm左右的絕緣膜即可。涂敷含有棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的IPA211的厚度為能使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210在液體中移動(dòng)的厚度，以便在接下來的排列棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的工序中使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210能夠排列。因此，涂敷IPA211的厚度為棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的粗細(xì)以上，例如為幾4!11 幾_。當(dāng)涂敷的厚度過薄時(shí),棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210將難以移動(dòng)，當(dāng)過厚時(shí)，干燥液體的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)。此外，對(duì)于IPA的量，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的量?jī)?yōu)選為I X IO4根/cm3 I X IO7 根 /cm3。為了涂敷含有棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的IPA211，也可以在排列棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的金屬電極的外周圍形成框，并在該框內(nèi)以所希望的厚度填充含有棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的IPA211。但是，在含有棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的IPA211具有粘性的情況下，無需框即可以所希望的厚度進(jìn)行涂敷。IPA或乙二醇、丙二醇、……、或者它們的混合物、或者由其它的有機(jī)物構(gòu)成的液·體、或者水等液體，為了棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的排列工序，粘性越低越優(yōu)選，此外優(yōu)選通過加熱容易蒸發(fā)的液體。接著，對(duì)金屬電極201、202之間提供電勢(shì)差。在本第三實(shí)施方式中適合設(shè)成IV的電勢(shì)差。雖然金屬電極201、202的電勢(shì)差可以施加O. I 10V，但是在O. IV以下時(shí)，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的排列會(huì)變差，在IOV以上時(shí)，金屬電極間的絕緣會(huì)開始成問題。因此，優(yōu)選I 5V，更優(yōu)選為IV左右。圖20示出所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210排列在金屬電極201、202上的原理。如圖20所示，當(dāng)對(duì)金屬電極201施加電勢(shì)VL，對(duì)金屬電極202施加電勢(shì)VR (VL〈VR)時(shí)，在金屬電極201會(huì)感應(yīng)出負(fù)電荷，在金屬電極202會(huì)感應(yīng)出正電荷。當(dāng)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210接近那里時(shí)，在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的靠近金屬電極201側(cè)感應(yīng)出正電荷，在靠近金屬電極202側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷。在該棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210感應(yīng)出電荷是由于靜電感應(yīng)。S卩，由于置于電場(chǎng)中的棒狀構(gòu)造發(fā)光兀件210會(huì)在表面感應(yīng)出電荷，直到內(nèi)部的電場(chǎng)為O。其結(jié)果是，在各電極和棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210之間通過靜電力有引力作用，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210將沿著在金屬電極201、202之間產(chǎn)生的電力線排列，并且，由于在各棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210感應(yīng)出的電荷大致相等，所以通過電荷產(chǎn)生的反作用力在一定方向以大致等間隔規(guī)整地進(jìn)行排列。但是，例如在第二實(shí)施方式中示出的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件中，被半導(dǎo)體層110覆蓋的半導(dǎo)體芯107的露出部分側(cè)的指向就不是一定的，而成為隨機(jī)的。如上所述，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210通過在金屬電極201、202之間產(chǎn)生的外部電場(chǎng)在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210產(chǎn)生電荷，并通過電荷的引力將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210吸附于金屬電極201、202，因此，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的大小必須是能在液體中移動(dòng)的大小。因此，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的大小會(huì)隨著液體的涂敷量(厚度)而變化。在液體的涂敷量少的情況下，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210必須是納米級(jí)尺寸，但在液體的涂敷量多的情況下，即使是微米級(jí)尺寸也無妨。當(dāng)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210不是電中性而帶有正電或負(fù)電的情況下，僅對(duì)金屬電極201,202之間提供靜態(tài)電勢(shì)差(DC)并不能將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210穩(wěn)定地進(jìn)行排列。例如，在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210實(shí)質(zhì)上帶正電的情況下，與感應(yīng)出正電荷的金屬電極202的引力將相對(duì)變?nèi)酢Ｒ虼?，棒狀?gòu)造發(fā)光元件210的排列將變得不對(duì)稱。在這樣的情況下，如圖21A、圖21B所示，優(yōu)選在金屬電極201、202之間施加AC電壓。在圖21A、圖21B中向金屬電極202施加了基準(zhǔn)電勢(shì)，向金屬電極201施加了振幅為VPPL/2的AC電壓。由此，即使在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210帶電的情況下，也能保持排列對(duì)稱。再有，在該情況下提供給金屬電極202的交流電壓的頻率優(yōu)選為IOHz 1MHz，頻率為50Hz IkHz時(shí)排列最為穩(wěn)定，更優(yōu)選。進(jìn)而，在金屬電極201、202之間施加的AC電壓不限于正弦波，只要是矩形波、三角波、鋸齒波等周期性變動(dòng)的波即可。再有，VPPL優(yōu)選為IV左右。接著，在金屬電極201、202上排列棒狀構(gòu)造發(fā)光 元件210后，通過加熱絕緣性基板200，從而使液體蒸發(fā)而干燥，將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210沿著金屬電極201、202之間的電力線以等間隔進(jìn)行排列而固定。圖22示出排列了所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件201的絕緣性基板200的平面圖。再有，雖然在圖22中為了使圖容易看清而減少了棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的數(shù)量，但實(shí)際上在同一絕緣性基板200上配置有100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210。通過將圖22所示的排列了棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的絕緣性基板200用于液晶顯示裝置等的背光源，從而能實(shí)現(xiàn)薄型化和輕量化且發(fā)光效率高、省電的背光源。此外，通過將排列了該棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的絕緣性基板200作為照明裝置使用，從而能實(shí)現(xiàn)薄型化和輕量化且發(fā)光效率高、省電的照明裝置。所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的pn極性并不是在一方對(duì)齊，而是隨機(jī)排列。因此，驅(qū)動(dòng)時(shí)利用交流電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不同極性的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210交替進(jìn)行發(fā)光。此外，根據(jù)所述發(fā)光裝置的制造方法，制作形成了以分別被提供獨(dú)立的電勢(shì)的兩個(gè)金屬電極201、202為單位的排列區(qū)域的絕緣性基板200，在該絕緣性基板200上涂敷含有平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的液體。然后，向兩個(gè)金屬電極201、202分別施加獨(dú)立的電壓，將細(xì)微的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210排列到由兩個(gè)金屬電極201、202規(guī)定的位置。由此，能容易地將所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210排列到規(guī)定的絕緣性基板200上。因此，無需像以往那樣將發(fā)光二極管一個(gè)一個(gè)地配置到基板上的規(guī)定位置，能將許多細(xì)微的發(fā)光二極管以良好的精度配置到規(guī)定的位置。根據(jù)本發(fā)光裝置的制造方法，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能制造亮度的偏差少且能長(zhǎng)壽命化和高效率化的發(fā)光裝置。此外，在所述發(fā)光裝置的制造方法中，能減少使用的半導(dǎo)體的量。進(jìn)而，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210通過使光從被半導(dǎo)體層覆蓋的半導(dǎo)體芯的側(cè)面整體放出，從而使發(fā)光區(qū)域變廣，能實(shí)現(xiàn)發(fā)光效率高且省電的發(fā)光裝置。此外，在所述發(fā)光裝置中，通過在面積相對(duì)于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的發(fā)光面積的總和為4倍以上的絕緣性基板200的安裝面上大致均等地分散配置多個(gè)發(fā)光元件，從而效率良好地進(jìn)行由于發(fā)光而在發(fā)光元件產(chǎn)生的熱的橫向流出，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，通過以使多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于絕緣性基板200的安裝面平行的方式在絕緣性基板200的安裝面上配置棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210，從而能使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光面的面積相同的條件下，相比發(fā)光面為正方形的時(shí)候更能效率良好地進(jìn)行向絕緣性基板200的橫向熱流出，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，本發(fā)光裝置的制造方法利用了通過在電極間施加電壓而造成的物體的極化，因此，適合對(duì)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的兩端進(jìn)行極化，與棒狀構(gòu)造發(fā)光元件很相配。此外，所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210為發(fā)光二極管，陽極連接于金屬電極201 (第一電極)并且陰極連接于金屬電極202 (第二電極)的發(fā)光二極管和陰極連接于金屬電極201(第一電極)并且陽極連接于金屬電極202 (第二電極)的發(fā)光二極管混合存在并配置于絕緣性基板200上。而且，在該發(fā)光裝置中，通過利用交流電源在金屬電極201 (第一電極)和金屬電極202 (第二電極)之間施加交流電壓對(duì)多個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而無需對(duì)許多發(fā)光二極管對(duì)齊陽極和陰極的指向進(jìn)行配置，能簡(jiǎn)化工序。
此外，通過至少將金屬電極201 (第一電極)以及金屬電極202 (第二電極)作為用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件210的電極使用，從而能簡(jiǎn)化布線工序，降低成本。雖然在所述第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，使用了棒狀構(gòu)造發(fā)光元件，但發(fā)光元件不限于此，也可以是具有圓形、橢圓形、正方形、矩形、多邊形等的平坦的發(fā)光面，且以其發(fā)光面相對(duì)于基板平行的方式配置在安裝面上的方式的發(fā)光元件。但是，本第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法，由于利用了通過在電極間施加電壓造成的物體的極化，因此，優(yōu)選適合極化的棒狀的發(fā)光元件。[第四實(shí)施方式]
圖23 圖25示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法的工序圖。本第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法在同一基板的安裝面上配置了 100個(gè)以上的像第二實(shí)施方式那樣的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。本發(fā)光裝置的制造方法使用的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件只要是具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，且棒狀的發(fā)光元件的半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出的發(fā)光元件即可。在所述第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，如圖23所示，首先，在基板制作工序中制作在安裝面形成了作為第一、第二電極的一例的金屬電極301、302的絕緣性基板300。接著，在排列工序中，在絕緣性基板300上以使長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于絕緣性基板300的安裝面平行的方式配置100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310。在該排列工序中，使用與第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法同樣的方法，在金屬電極301、302上排列液體中的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310后，通過對(duì)絕緣性基板300進(jìn)行加熱，從而使液體蒸發(fā)而干燥，將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310沿金屬電極301、302間的電力線以等間隔進(jìn)行排列而固定。所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310具備棒狀的由η型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體芯311 ;以及以不覆蓋所述半導(dǎo)體芯311的一端側(cè)的部分而作為露出部分311a的方式覆蓋半導(dǎo)體芯311的露出部分311a以外的被覆部分311b的由P型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層312。將所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的一端側(cè)的露出部分311a連接于金屬電極301，并且將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層312連接于金屬電極302。接著，如圖24所示，在絕緣性基板300上形成層間絕緣膜303，并對(duì)該層間絕緣膜303進(jìn)行構(gòu)圖(patterning),在金屬電極301上和金屬電極302上分別形成接觸孔303a。接著，如圖25所示，以埋入兩個(gè)接觸孔303a的方式形成金屬布線304、305。由此，能將配置于絕緣性基板300的安裝面上的100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310統(tǒng)一進(jìn)行配置，并且將金屬布線統(tǒng)一連接于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310。這里，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的平均每個(gè)的發(fā)光面積做成2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)。此外，雖然在圖23 圖25中以棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的中央部從絕緣性基板300上浮的狀態(tài)進(jìn)行了圖示，但實(shí)際上，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310在進(jìn)行第三實(shí)施方式的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的排列方法中的IPA水溶液的干燥時(shí)，通過絕緣性基板300表面和棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的間隙的液滴由于蒸發(fā)而縮小時(shí)產(chǎn)生的粘附(stiction)，使中央部分彎曲地相接于絕緣性基板300上。再有，即使在棒狀發(fā)光元件310沒有直接相接于絕緣性基板300上的情況下，也會(huì)經(jīng)由層間絕緣膜303與絕緣性基板300相接。再有，也可以在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的中央部分和絕緣性基板300之間以支承棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的方式設(shè)置金屬部，以便使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的中央部分經(jīng)由 金屬部相接于絕緣性基板300。根據(jù)所述發(fā)光裝置的制造方法，無需像以往那樣將發(fā)光二極管一個(gè)一個(gè)地配置于基板上的規(guī)定位置，能以良好的精度將許多細(xì)微的發(fā)光二極管配置于規(guī)定的位置，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能制造亮度的偏差小且能長(zhǎng)壽命化和高效率化的發(fā)光裝置。在所述發(fā)光裝置中，通過在面積相對(duì)于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的發(fā)光面積的總和為4倍以上的絕緣性基板300的安裝面上大致均等地分散配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310，從而使由于發(fā)光而在發(fā)光元件產(chǎn)生的熱向基板側(cè)的橫向流出效率良好地進(jìn)行，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，通過以使多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于絕緣性基板300的安裝面平行的方式在絕緣性基板300的安裝面上配置棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310，從而能使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光面的面積相同的條件下，相比發(fā)光面為正方形的時(shí)候可更加效率良好地進(jìn)行向絕緣性基板300側(cè)的橫向熱流出，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，本發(fā)光裝置的制造方法利用了通過在電極間施加電壓而造成的物體的極化，因此，適合對(duì)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的兩端進(jìn)行極化，與棒狀構(gòu)造發(fā)光元件很相配。此外，所述多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310是露出部分311a為陽極、被覆部分311b為陰極的發(fā)光二極管，陽極連接于金屬電極301 (第一電極)并且陰極連接于金屬電極302 (第二電極)的發(fā)光二極管和陰極連接于金屬電極301 (第一電極)并且陽極連接于金屬電極302 (第二電極)的發(fā)光二極管混合存在并配置于絕緣性基板300上。而且，在該發(fā)光裝置中，通過利用交流電源在金屬電極301 (第一電極)和金屬電極302 (第二電極)之間施加交流電壓對(duì)多個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而無需對(duì)許多發(fā)光二極管對(duì)齊陽極和陰極的指向進(jìn)行配置，能簡(jiǎn)化工序。此外，通過使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310具有以同心狀包圍棒狀的半導(dǎo)體芯311的筒狀發(fā)光面，從而在同一絕緣性基板300的安裝面上配置100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的條件范圍內(nèi)，可以增大平均每個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310的發(fā)光面的面積，減少用于獲得規(guī)定亮度的發(fā)光元件數(shù)量，能降低成本。此外，通過使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件310具有P型的棒狀的半導(dǎo)體芯311和以覆蓋該半導(dǎo)體芯311的外周的方式形成的η型的筒狀的半導(dǎo)體層312，且使半導(dǎo)體芯311的一端側(cè)露出，從而使在半導(dǎo)體芯311的一端側(cè)的露出部分311a連接一方的電極，在半導(dǎo)體芯107的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層312連接電極成為可能，能在兩端分開連接電極，防止連接于半導(dǎo)體層312的電極和半導(dǎo)體芯311的露出部分311a短路，因此，能容易地進(jìn)行布線。[第五實(shí)施方式]
圖26 圖31示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法的工序圖。再有，在圖26 圖30中只示出發(fā)光裝置的一部分，在圖31中示出發(fā)光裝置的整體像。 本第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法是在同一基板的安裝面上配置了 100個(gè)以上的像第二實(shí)施方式那樣的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。本發(fā)光裝置的制造方法使用的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件只要是具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，且棒狀的發(fā)光元件的半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出的發(fā)光元件即可。在本第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，如圖26的剖面圖以及圖27的平面圖所示，首先，在基板制作工序中制作在安裝面形成了作為第一、第二電極的一例的金屬電極401、402的絕緣性基板400。接著，在排列工序中，在絕緣性基板400上以使長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于絕緣性基板400的安裝面平行的方式配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410。在該排列工序中，使用與第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法同樣的方法，在金屬電極401、402上排列液體中的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410后，通過對(duì)絕緣性基板400進(jìn)行加熱，從而使液體蒸發(fā)而干燥，將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410沿金屬電極401、402間的電力線以等間隔進(jìn)行排列。所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410具備棒狀的由η型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體芯411 ;以及以不覆蓋所述半導(dǎo)體芯411的一端側(cè)的部分而作為露出部分411a的方式覆蓋半導(dǎo)體芯411的露出部分411a以外的被覆部分411b的由p型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層412。將所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的一端側(cè)的露出部分411a通過由導(dǎo)電性粘接劑等的金屬油墨(ink)構(gòu)成的粘接部403連接于金屬電極401，并且將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層412通過由導(dǎo)電性粘接劑等的金屬油墨構(gòu)成的粘接部404連接于金屬電極402。這里，金屬油墨利用噴墨(ink jet)法等涂敷在絕緣性基板400上的規(guī)定位置。接著，如圖28的平面圖以及圖29的剖面圖所示，在絕緣性基板400上的配置了多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的區(qū)域選擇性地涂敷(熒光體涂敷工序)熒光體420。這里，熒光體利用噴墨法等涂敷在絕緣性基板400上的規(guī)定的區(qū)域。再有，還可以在絕緣性基板400上的配置了多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的區(qū)域選擇性地涂敷含有熒光體的透明樹脂。接著，如圖30所示，在涂敷熒光體420后，在絕緣性基板400上形成由透明樹脂構(gòu)成的保護(hù)膜421。由此，能在絕緣性基板400的安裝面上統(tǒng)一配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410，并且能將金屬布線統(tǒng)一連接于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410。而且，在基板分割工序中如圖31的平面圖所示，將絕緣性基板400分割為多個(gè)分割基板430。這里，多個(gè)分割基板430的每一個(gè)都是本發(fā)明的發(fā)光裝置，以使其具有100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的方式從絕緣性基板400進(jìn)行分割。再有，在所述基板分割工序中，還可以將絕緣性基板400分割為至少兩種以上的形狀不同的分割基板。在本發(fā)光裝置的制造方法中，使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500 31 μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)。此外，雖然在圖26、圖29、圖30中以棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的中央部從絕緣性基板400上浮的狀態(tài)進(jìn)行了圖示，但實(shí)際上，棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410在進(jìn)行第三實(shí)施方式的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的排列方法中的IPA水溶液的干燥時(shí)，通過絕緣性基板400表面和棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的間隙的液滴由于蒸發(fā)而縮小時(shí)產(chǎn)生的粘附，使中央部分彎曲地相接于絕緣性基板400上。再有，還可以在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的中央部分和絕緣性基板400之間以支承棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的方式設(shè)置金屬部，以便使棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的中央部分經(jīng)由 金屬部相接于絕緣性基板400。根據(jù)所述發(fā)光裝置的制造方法，無需像以往那樣將發(fā)光元件一個(gè)一個(gè)地配置于基板上的規(guī)定位置，能以良好的精度將許多細(xì)微的發(fā)光元件配置于規(guī)定的位置，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能制造亮度的偏差少且能長(zhǎng)壽命化和高效率化的發(fā)光裝置。在所述發(fā)光裝置中，通過在面積相對(duì)于多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的發(fā)光面積的總和為4倍以上的絕緣性基板400的安裝面上大致均等地分散配置多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410，從而效率良好地進(jìn)行由于發(fā)光而在棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410產(chǎn)生的熱向基板側(cè)的橫向流出，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，通過以使多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于絕緣性基板300的安裝面平行的方式在絕緣性基板400的安裝面上配置棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410，從而可使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光面的面積相同的條件下，相比發(fā)光面為平坦的正方形的時(shí)候可更加效率良好地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，本發(fā)光裝置的制造方法利用了通過在電極間施加電壓而造成的物體的極化，因此，適合對(duì)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的兩端進(jìn)行極化，與棒狀構(gòu)造發(fā)光元件很相配。此外,所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410是露出部分411a為陽極、被覆部分411b為陰極的發(fā)光二極管，陽極連接于金屬電極401 (第一電極)并且陰極連接于金屬電極402 (第二電極)的發(fā)光二極管和陰極連接于金屬電極401 (第一電極)并且陽極連接于金屬電極402(第二電極)的發(fā)光二極管混合存在并配置于絕緣性基板400上。而且，在該發(fā)光裝置中，通過利用交流電源在金屬電極401 (第一電極)和金屬電極402 (第二電極)之間施加交流電壓對(duì)多個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而無需對(duì)多個(gè)發(fā)光二極管對(duì)齊陽極和陰極的指向進(jìn)行配置，能簡(jiǎn)化工序。此外，在所述發(fā)光裝置的制造方法中，在將多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410排列于絕緣性基板400上的排列工序之后，在基板分割工序中通過將絕緣性基板400分割為分別配置了 100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的多個(gè)分割基板430，從而能減少在各工序中流動(dòng)的基板數(shù)量，大幅降低成本。
此外，在絕緣性基板400上排列多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410之后，通過在絕緣性基板400上的配置了多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體420，從而能減少在材料費(fèi)中占大比例的熒光體的使用量而降低成本。此外，通過使棒狀的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410具有以同心狀包圍棒狀的半導(dǎo)體芯411的筒狀的發(fā)光面，從而在同一絕緣性基板400的安裝面上配置100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的條件范圍內(nèi)，可以增大平均每個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件410的發(fā)光面的面積，能減少用于獲得規(guī)定亮度的發(fā)光元件數(shù)量，能降低成本。[第六實(shí)施方式]
圖32示出用于本發(fā)明的第六實(shí)施方式的照明裝置的發(fā)光裝置的平面圖，圖33示出所述發(fā)光裝置的側(cè)面圖。本第六實(shí)施方式的照明裝置使用的發(fā)光裝置500如圖32、圖33所示，在正方形的散熱板501上安裝有配置了 100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件(沒有圖示)的圓形的絕緣性基板502。這里，圓形的絕緣性基板502是使用第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法制造的配置了 100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的分割基板。圖34示出作為使用了圖32、圖33所示的發(fā)光裝置500的照明裝置的一例的LED燈泡510的側(cè)面圖。該LED燈泡510如圖34所示，具備作為嵌入到外部燈座而連接到商用電源的電源連接部的燈頭511 ;—端連接于該燈頭511且另一端直徑漸漸擴(kuò)大的圓錐形狀的散熱部512 ;以及覆蓋散熱部512的另一端側(cè)的透光部513。在所述散熱部512內(nèi)以使絕緣性基板502朝向透光部513側(cè)的方式配置有發(fā)光裝置500。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)的照明裝置，通過使用如圖32、圖33所示的發(fā)光裝置500，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且能謀求長(zhǎng)壽命化和高效率化的照明裝置。此外，通過將配置了所述多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光裝置的絕緣性基板502裝配在散熱板501上，從而使散熱效果進(jìn)一步提聞。[第七實(shí)施方式]
圖35示出本發(fā)明的第七實(shí)施方式的使用了發(fā)光裝置的背光源的平面圖。本第七實(shí)施方式的背光源600如圖35所示，在作為散熱板的一例的長(zhǎng)方形的支承基板601上相互隔開規(guī)定的間隔以格子狀安裝有多個(gè)發(fā)光裝置602。這里，發(fā)光裝置602是使用第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法制造的配置了 100個(gè)以上的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的分割基板。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)的背光源，通過使用發(fā)光裝置602，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且可謀求長(zhǎng)壽命化和高效率化的背光源。此外，通過將所述發(fā)光裝置602裝配在支承基板601上，從而使散熱效果進(jìn)一步提聞。雖然在所述第一 第七實(shí)施方式中，對(duì)作為發(fā)光元件使用了發(fā)光二極管的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置以及背光源進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的發(fā)光元件不限于發(fā)光二極管，還可以在使用了半導(dǎo)體激光、有機(jī)EL (Electro Luminescence :電致發(fā)光)、無機(jī)EL (本征EL)等發(fā)光元件的發(fā)光裝置、發(fā)光裝置的制造方法、照明裝置以及背光源中適用本發(fā)明。、
此外，雖然在所述第二實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體芯以及半導(dǎo)體層使用了以GaN作為母材的半導(dǎo)體，但也可以將本發(fā)明適用于使用以GaAs、AlGaAs> GaAsP> InGaN、AlGaN、GaP>ZnSe, AlGaInP等作為母材的半導(dǎo)體的發(fā)光元件。此外，雖然將半導(dǎo)體芯設(shè)成η型、半導(dǎo)體層設(shè)成P型，但也可以將本發(fā)明適用于導(dǎo)電型相反的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。此外，雖然對(duì)具有截面為六邊形的棒狀的半導(dǎo)體芯的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件進(jìn)行了說明，但并不限于此，也可以是截面為圓形或橢圓的棒狀，還可以將本發(fā)明適用于具有截面為其它多邊形的棒狀的半導(dǎo)體芯的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件。此外，雖然在所述第二實(shí)施方式中，將棒狀構(gòu)造發(fā)光元件做成直徑為I μ m、長(zhǎng)度為10 μ m 30 μ m的微米級(jí)尺寸，但也可以是在直徑或長(zhǎng)度之中至少直徑為不足I μ m的納米級(jí)尺寸的元件，只要發(fā)光面積為2500 π μ m2以下(更優(yōu)選為625 π μ m2以下)即可。所述棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的半導(dǎo)體芯的直徑優(yōu)選為500nm以上且IOOym以下，相比幾十nm 幾百nm的棒狀構(gòu)造發(fā)光元件能抑制半導(dǎo)體芯的直徑偏差，能減小發(fā)光面積，即發(fā)光特性的偏差，能提聞成品率。再有，如果要規(guī)定棒狀構(gòu)造發(fā)光元件的發(fā)光面積的下限，則為3. HXlO-3Um2 (在 直徑lnm、長(zhǎng)度I μπι的棒狀的半導(dǎo)體芯的外周以筒狀形成發(fā)光面時(shí)的面積)?；蛘撸舭l(fā)光元件為正方形的板狀，則一邊為56nm。任一形狀的發(fā)光元件都很難形成這個(gè)尺寸以下。此夕卜，如果要規(guī)定配置于同一基板的安裝面上的發(fā)光元件的個(gè)數(shù)的上限，則為一億個(gè)，當(dāng)大于這個(gè)數(shù)時(shí)，很難在保證成品率的情況下進(jìn)行排列。此外，雖然在所述第二實(shí)施方式中使用MOCVD裝置進(jìn)行半導(dǎo)體芯或保護(hù)(cap)層的晶體生長(zhǎng)，但也可以使用MBE (分子束外延生長(zhǎng))裝置等其它晶體生長(zhǎng)裝置形成半導(dǎo)體芯或保護(hù)層。雖然對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于所述的實(shí)施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能進(jìn)行各種變更來加以實(shí)施。此外，本發(fā)明的發(fā)光裝置的特征在于，在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為900 π μπι2以下的多個(gè)發(fā)光元件。這里，所述多個(gè)發(fā)光元件不限于具有圓形、橢圓形、正方形、矩形、多邊形等平坦的發(fā)光面的發(fā)光元件，也可以是具有筒形、壟形、半球形等以曲面形成的發(fā)光面的發(fā)光元件。此外，所述多個(gè)發(fā)光元件或者直接接觸于基板，或者經(jīng)由導(dǎo)熱體接觸于基板，也可以組合采用這兩種接觸方法的發(fā)光元件。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過在同一基板的安裝面上配置平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為900 μπι2以下的多個(gè)發(fā)光元件，從而在發(fā)光元件直接接觸于基板的狀態(tài)(或者經(jīng)由導(dǎo)熱體間接接觸的狀態(tài))下，即使在發(fā)光面的中心部，也會(huì)進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，包含發(fā)光面的中心部在內(nèi)，使發(fā)光元件的溫度降低，因此，可抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升。而且，通過在同一基板的安裝面上配置100個(gè)以上的這樣的細(xì)微的發(fā)光元件，從而能使集合了具有亮度偏差的多個(gè)發(fā)光元件時(shí)的整體的亮度偏差降低到一個(gè)發(fā)光元件的亮度偏差的1/10以下。所述發(fā)光元件的溫度上升造成的發(fā)光效率的降低量在每個(gè)元件會(huì)有偏差，但是通過使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積為900 π ym2以下，從而抑制了溫度上升，抑制了發(fā)光效率降低量的偏差，因此，可進(jìn)一步提高通過使用100個(gè)以上的細(xì)微的發(fā)光元件得到的亮度偏差的降低效果。進(jìn)而，通過使發(fā)光元件微小化并分散配置在同一基板上，從而能一邊通過多個(gè)細(xì)微的發(fā)光兀件獲得例如與一個(gè)發(fā)光兀件同等的光量，一邊使照射到樹脂的光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂的退化而謀求長(zhǎng)壽命化。由此，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和高效率化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述基板的安裝面的面積相對(duì)于所述多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面積的總和為4倍以上，所述多個(gè)發(fā)光元件大致均等地分散配置在所述基板的安裝面上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過在面積相對(duì)多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面積的總和為4倍以上的基板的安裝面上大致均等地分散配置多個(gè)發(fā)光元件，從而使由于發(fā)光而在發(fā)光元件產(chǎn)生的熱向基板側(cè)的橫向流出效率良好地進(jìn)行，并且使溫度分布均勻，因此，可進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，例如如圖40、圖41所示，將平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為900 μπι2以下的具有平坦的正方形(一邊長(zhǎng)度為a)的發(fā)光面的發(fā)光元件910大致均等地分散配置在正方形的基板900上。此時(shí)，當(dāng)相對(duì)于平均每個(gè)發(fā)光兀件910的發(fā)光面積(a2)使一個(gè)發(fā)光兀件910·占有的基板900的面積為4倍(4a2)時(shí)，相比以往的如圖39所示的一個(gè)發(fā)光元件(LED芯片901)，如圖40、圖41所示，能一邊充分確保相互鄰接的發(fā)光元件910間的距離，一邊使發(fā)光元件910的發(fā)光分散而減弱光強(qiáng)度，抑制樹脂912的退化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀，所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過以使棒狀的多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于基板的安裝面平行的方式在基板的安裝面上配置多個(gè)發(fā)光元件，從而能使軸向(長(zhǎng)尺寸方向)相對(duì)于徑向的長(zhǎng)度之比變大，因此，在發(fā)光元件的發(fā)光面的面積相同的條件下，比發(fā)光面為平坦的正方形的時(shí)候更可效率良好地進(jìn)行向基板側(cè)的橫向熱流出，進(jìn)一步抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升，謀求更加長(zhǎng)壽命化、高效率化。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面，從而在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為900 31 μ m2以下的多個(gè)發(fā)光元件的條件范圍內(nèi)，使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積增大，能減少用于獲得規(guī)定的亮度的發(fā)光元件數(shù)量，能降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述多個(gè)發(fā)光元件為發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管連接于在所述基板上隔開規(guī)定的間隔形成的第一電極和第二電極之間，所述多個(gè)發(fā)光二極管中，陽極連接于所述第一電極并且陰極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管和陰極連接于所述第一電極并且陽極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管混合存在并配置于所述基板上，利用交流電源在所述第一電極和所述第二電極之間施加交流電壓，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光二極管。根據(jù)所述實(shí)施方式，無需對(duì)許多發(fā)光二極管對(duì)齊陽極和陰極的朝向進(jìn)行配置，能簡(jiǎn)化工序。此外，由于無需對(duì)齊連接于所述第一、第二電極之間的多個(gè)發(fā)光二極管的極性進(jìn)行排列，所以在制造時(shí)不需要對(duì)齊多個(gè)發(fā)光二極管的極性(朝向)的工序，能簡(jiǎn)化工序。此夕卜，不必為了識(shí)別發(fā)光二極管的極性(朝向)而在發(fā)光二極管設(shè)置標(biāo)記，也沒有必要為了極性識(shí)別而將發(fā)光二極管做成特別的形狀。因此，能簡(jiǎn)化發(fā)光二極管的制造工序，還能抑制制造成本。再有，在發(fā)光二極管的尺寸小的情況下或在發(fā)光二極管的個(gè)數(shù)多的情況下，相比對(duì)齊極性排列發(fā)光二極管的作法，能格外簡(jiǎn)化所述制造工序。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置中，所述基板裝配在散熱板上。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過將基板裝配在散熱板上，從而使散熱效果進(jìn)一步提高。此外，本發(fā)明的發(fā)光裝置的制造方法是制造在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面積為900 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光裝置的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，具有制作在所述安裝面上至少具有第一電極以及第二電極的所述基板的基板制作工序；在所述基板上涂敷含有所述多個(gè)發(fā)光元件的溶液的涂敷工序；以及至少向所述第一電極和所述第二電極施加電壓，將所述多個(gè)發(fā)光元件排列于至少由所述第一電極以及所述第二電極規(guī)定的位置的排列工序。
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，制作在安裝面上至少具有第一電極以及第二電極的基板，并在該基板上涂敷含有細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件的液體。然后，至少向第一電極和第二電極施加電壓，將細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件排列于至少由第一電極以及第二電極規(guī)定的位置。由此，能容易地將所述多個(gè)發(fā)光元件排列在基板上的規(guī)定的位置。因此，不必像以往那樣將發(fā)光二極管一個(gè)一個(gè)地配置在基板上的規(guī)定位置，能以良好的精度將許多細(xì)微的發(fā)光二極管配置在規(guī)定的位置。根據(jù)本發(fā)光裝置的制造方法，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且能長(zhǎng)壽命化和高效率化的發(fā)光裝置。此外，在所述發(fā)光裝置的制造方法中，通過只在細(xì)微的多個(gè)發(fā)光元件使用半導(dǎo)體，從而能減少使用的半導(dǎo)體的量。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，在所述排列工序之后具有將所述基板分割為多個(gè)分割基板的基板分割工序，在所述多個(gè)分割基板上，分別配置有100個(gè)以上的所述發(fā)光元件。根據(jù)所述實(shí)施方式，在大面積的基板上排列多個(gè)發(fā)光元件，并將該基板分割成分別配置了 100個(gè)以上的發(fā)光元件的多個(gè)分割基板，因此，能減少在各工序流動(dòng)的基板數(shù)量，大幅降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，至少所述第一電極以及所述第二電極用作用于驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光元件的電極。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過至少將第一電極以及第二電極用作用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光元件的電極，從而能簡(jiǎn)化布線工序，降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，在所述排列工序之后具有在所述基板上的配置有所述多個(gè)發(fā)光元件的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體的熒光體涂敷工序。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過在基板上排列多個(gè)發(fā)光元件后，在基板上的配置了多個(gè)發(fā)光元件的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體，從而能減少在材料費(fèi)中占大比例的熒光體的使用量，降低成本。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀，所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。
根據(jù)所述實(shí)施方式，本發(fā)光裝置的制造方法利用了通過在電極間施加電壓而造成的物體的極化，因此，適合對(duì)棒狀的發(fā)光元件的兩端進(jìn)行極化，與棒狀的發(fā)光元件很相配。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有以同心狀包圍棒狀的芯的筒狀的發(fā)光面，從而在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面的面積為900 π ym2以下的多個(gè)發(fā)光元件的條件范圍內(nèi)，能使平均每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面的面積增大，減少用于獲得規(guī)定的亮度的發(fā)光元件數(shù)量。此外，在一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的制造方法中，所述棒狀的發(fā)光元件具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，所述棒狀的發(fā)光元件的所述半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出。根據(jù)所述實(shí)施方式，通過使棒狀的發(fā)光元件具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯和 以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成的第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，且使半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出，從而能在半導(dǎo)體芯的一端側(cè)的露出部分連接一方的電極，在半導(dǎo)體芯的另一端側(cè)的半導(dǎo)體層連接電極，能在兩端分開連接電極，防止連接于半導(dǎo)體層的電極和半導(dǎo)體芯的露出部分短路，因此，能容易地進(jìn)行布線。此外，在本發(fā)明的照明裝置中，其特征在于，具備所述任一個(gè)發(fā)光裝置。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和
高效率化。 此外，在本發(fā)明的背光源中，其特征在于，具備所述任一個(gè)發(fā)光裝置。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過使用所述發(fā)光裝置，從而能實(shí)現(xiàn)亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命化和
高效率化。附圖標(biāo)記說明
I :η型GaN基板，2 :量子阱層，3 :ρ型GaN層，10 :半導(dǎo)體芯片，100 :棒狀構(gòu)造發(fā)光元件，101 :藍(lán)寶石基板，102 :η型GaN膜，103 :掩模層，105 :抗蝕劑層，106 :催化金屬，107 :半導(dǎo)體芯,108 :量子阱層，110 :半導(dǎo)體層，111 :導(dǎo)電膜，200 :絕緣性基板，201、202 :金屬電極，210 棒狀構(gòu)造發(fā)光元件，211 IPA, 300 :絕緣性基板，310 :棒狀構(gòu)造發(fā)光元件，301、302 :金屬電極，303 :層間絕緣膜，304、305 :金屬布線，311 :半導(dǎo)體芯，311a :露出部分，311b :被覆部分，312 :半導(dǎo)體層，400 :絕緣性基板，410 :棒狀構(gòu)造發(fā)光元件，401、402 :金屬電極，403、404 :粘接部，411 :半導(dǎo)體芯，411a :露出部分，411b :被覆部分，412 :半導(dǎo)體層，420 :熒光體，421 保護(hù)膜，430 :發(fā)光裝置，500 :發(fā)光裝置，510 :LED燈泡，511 :燈頭，512 :散熱部，513 :透光部，600 :背光源，601 :支承基板，602 :發(fā)光裝置。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500 π μ m2以下的多個(gè)發(fā)光兀件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 平均每個(gè)所述發(fā)光元件的發(fā)光面的面積為625 π μ m2以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述基板的安裝面的面積相對(duì)于所述多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面積的總和為4倍以上， 所述多個(gè)發(fā)光元件在所述基板的安裝面上大致均等地分散配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀， 所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述棒狀的發(fā)光元件具有筒狀的發(fā)光面，該筒狀的發(fā)光面以同心狀包圍棒狀的芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述多個(gè)發(fā)光元件為發(fā)光二極管， 所述多個(gè)發(fā)光二極管連接于在所述基板上空開規(guī)定的間隔形成的第一電極和第二電極之間， 所述多個(gè)發(fā)光二極管中，陽極連接于所述第一電極并且陰極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管和陰極連接于所述第一電極并且陽極連接于所述第二電極的發(fā)光二極管混合存在并配置于所述基板上， 利用交流電源在所述第一電極和所述第二電極之間施加交流電壓，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述基板裝配在散熱板上。
8.一種發(fā)光裝置的制造方法，制造在同一基板的安裝面上配置有100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500 π μπ 以下的多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光裝置，其特征在于，具有 基板制作工序，制作在所述安裝面至少具有第一電極以及第二電極的所述基板； 涂敷工序，在所述基板上涂敷含有所述多個(gè)發(fā)光元件的溶液；以及排列工序，至少向所述第一電極和所述第二電極施加電壓，將所述多個(gè)發(fā)光元件排列于至少由所述第一電極以及所述第二電極規(guī)定的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 在所述排列工序之后具有基板分割工序，該基板分割工序?qū)⑺龌宸指畛啥鄠€(gè)分割基板， 在所述多個(gè)分割基板上，分別配置有100個(gè)以上的所述發(fā)光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 至少所述第一電極以及所述第二電極用作用于驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光元件的電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 在所述排列工序之后具有熒光體涂敷工序，該熒光體涂敷工序在所述基板上的配置有所述多個(gè)發(fā)光元件的區(qū)域選擇性地涂敷熒光體。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述多個(gè)發(fā)光元件為棒狀， 所述多個(gè)發(fā)光元件以使所述多個(gè)發(fā)光元件的長(zhǎng)尺寸方向相對(duì)于所述基板的安裝面平行的方式配置于所述基板的安裝面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述棒狀的發(fā)光元件具有筒狀的發(fā)光面，該筒狀的發(fā)光面以同心狀包圍棒狀的芯。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于， 所述棒狀的發(fā)光元件具有第一導(dǎo)電型的棒狀的半導(dǎo)體芯；以及第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層，該第二導(dǎo)電型的筒狀的半導(dǎo)體層以覆蓋該半導(dǎo)體芯的外周的方式形成， 所述棒狀的發(fā)光元件的所述半導(dǎo)體芯的一端側(cè)露出。
15.一種照明裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求I至7中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置。
16.一種背光源，其特征在于，具備權(quán)利要求I至7中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置。
全文摘要
本發(fā)明在同一絕緣性基板(200)的安裝面上配置了100個(gè)以上的平均每個(gè)的發(fā)光面積為2500πμm2以下的多個(gè)棒狀構(gòu)造發(fā)光元件(210)。由此，通過一邊抑制發(fā)光時(shí)的溫度上升一邊使發(fā)光分散，從而提供亮度的偏差少且長(zhǎng)壽命、高效率的發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102792467SQ20118001259
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者小宮健治, 巖田浩, 柴田晃秀, 根岸哲, 高橋明 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社