(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層、第２半導体層、及び前記第１及び第２半導体層の間に形成される活性層を含む発光構造物と、
前記第１半導体層の下面に接触している電極層と、
前記電極層の下に配置された反射層と、
前記発光構造物の下に位置し、第１厚さを有する第１領域、及び第１領域を取り囲み、かつ、複数の突起と複数の溝とが形成された第２領域を含む保護層と、
前記複数の溝に形成された絶縁層と、
を含み、
前記反射層と前記電極層は前記第１領域に配置されており、前記第２領域の第２厚さは、前記反射層と前記電極層の厚さに前記第１厚さを加えた厚さと同一であり、
前記複数の溝の深さは、前記保護層の厚さ対比０．３倍〜０．７倍である、発光素子。
【請求項２】
前記保護層の厚さは、１μｍ〜１０μｍである、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記保護層は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）及びタングステン（Ｗ）のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記複数の溝は少なくとも一側面がオープンされた形状である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記保護層は、前記発光構造物と垂直的に重なり合い、前記発光構造物の一部分に接触する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記絶縁層は、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯｘ、ＴｉＯ２及びＡｌＮのうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記反射層の幅は、前記電極層の幅と同一であるか、または、狭い、請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記反射層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びＨｆのうち少なくとも一つを含む、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１半導体層と前記電極層との間に電流閉じ込め層をさらに含み、
前記電流閉じ込め層は、前記保護層及び前記絶縁層の少なくとも一方と同じ材質からなる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
複数の突起の少なくとも一方は、前記第１半導体層内に挿入された、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光素子を含む照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯は、黒点現象、短い寿命などから頻繁に入れ替えなければならない他、蛍光物質の使用によって、環境親和を指向する未来の照明市場のトレンドにも反する点から、他の光源に取り替えつつある傾向にある。
【０００３】
他の光源として最も注目されているものとして、発光素子の代表にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）がある。ＬＥＤは、半導体の速い処理速度と低い電力消耗などといった特長に加えて、環境親和的でありながらもエネルギー節約効果が高い点から、次世代光源とされている。このため、既存の蛍光灯をＬＥＤに取って代わる作業が活発に行われてきている。
【０００４】
現在、ＬＥＤのような半導体発光素子は、テレビ、モニター、ノートブック型コンピュータ、携帯電話、及びその他ディスプレイ装置を備える様々な装置に適用されており、特に、既存のＣＣＦＬに代えてバックライトユニットとしても広く使用されている。
【０００５】
近年、発光素子を照明光源として用いる上で高輝度化が要求されており、このような高輝度化を達成するために、電流を均一に拡散させて発光効率を上げることができる発光素子を製作するための研究が進行中である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施例は、発光効率が向上し、安全性及び信頼性の向上した発光素子、照明システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例に係る発光素子は、第１半導体層、第２半導体層、及びこれら第１及び２半導体層の間に活性層を含む発光構造物と、前記発光構造物の下面に接触する絶縁層と、前記発光構造物の下に配置され、前記絶縁層が配置されるパターンが形成された保護層と、を含むことができる。
【０００８】
他の実施例に係る発光素子は、第１半導体層、第２半導体層及び前記第１及び第２半導体層の間に活性層を含む発光構造物と、前記第１半導体層に接触する少なくとも２つ以上の突起が形成された保護層と、前記少なくとも２つ以上の突起の間に配置され、前記第１半導体層に接触する絶縁層と、を含むことができる。
【０００９】
さらに他の実施例に係る発光素子は、第１半導体層、第２半導体層及び前記第１及び第２半導体層の間に形成される活性層を含む発光構造物と、前記第１半導体層の第１領域に接触する絶縁層と、前記第１半導体層の下に配置され、前記絶縁層が配置され、前記第１領域以外の前記第１半導体層の第２領域に接触される保護層と、を含むことができる。
【発明の効果】
【００１０】
実施例によれば、発光効率が向上し、安全性及び信頼性の向上した発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係る発光素子の上面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示すチャンネル層である保護層の第１及び第２面を示す部分斜視図である。
【図５】実施例に係る発光素子を含む発光素子パッケージの断面図である。
【図６】実施例に係る発光素子を含む照明装置を示す斜視図である。
【図７】図６に示す照明装置のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】第１実施例に係る、発光素子を含む液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図９】第２実施例に係る、発光素子を含む液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の利点及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述される実施例から明確になるであろう。ただし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、様々な形態で具現することができる。したがって、以下の実施例は、本発明の開示を完全にさせ、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範ちゅうを完全に理解してもらうために提供されるもので、よって、本発明は請求項の範ちゅうによって定義されるべきである。したがって、実施例において、周知の工程段階、周知の素子構造及び技術は、本発明が曖昧に解析されることを避けるために適宜省略するものとする。明細書全体を通じて同一の参照符号は、同一の構成要素を示している。
【００１３】
空間的に相対する用語である“下（ｂｅｌｏｗ）”、“下（ｂｅｎｅａｔｈ）”、“下部（ｌｏｗｅｒ）”、“上（ａｂｏｖｅ）”、“上部（ｕｐｐｅｒ）”などは、図面に示すように、一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用されるものでよい。空間的に相対する用語は、図面に示した方向に加えて、使用時または動作時に素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されるべきである。例えば、図面に示している素子をひっくり返す場合、他の素子の“下（ｂｅｌｏｗ）”または“下（ｂｅｎｅａｔｈ）”と記述された素子は、他の素子の“上（ａｂｏｖｅ）”に置かれることができる。したがって、例示的な用語である“下”は、下及び上のいずれをも含むことができる。素子は、他の方向にも配向されることがあり、そのため、空間的に相対する用語は、配向によって解釈されればよい。
【００１４】
本明細書で使われた用語は、実施例を説明するためのもので、本発明を制限するためのものではない。本明細書において、単数形は、語句で特に言及しない限り、複数形も含むとする。明細書でいう“含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）”及び／または“含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）”は、言及した構成要素、段階、動作及び／または素子に加えて、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子が存在または追加されることを排除しない。
【００１５】
別の定義がない限り、本明細書におけるあらゆる用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に共通して理解できる意味として使用されればよい。また、辞書に定義されている一般的な用語は、特に明白に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解釈しないとする。
【００１６】
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確さのため、誇張、省略または概略して示した。また、各構成要素の大きさや面積は、実際の大きさや面積を全的に反映するものではない。
【００１７】
また、実施例において、発光素子の構造を説明しながら言及する角度及び方向は、図面に示したものを基準とする。明細書において、発光素子をなす構造についての説明において角度に対する基準点と位置関係を明確に言及しない場合は、関連図面を参照すればいい。
【００１８】
図１は、実施例に係る発光素子の上面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００１９】
図１乃至図３を参照すると、発光素子１００は、基板１１０、及び基板１１０上の発光構造物１６０を含むことができる。
【００２０】
基板１１０は、熱伝導性に優れた物質で形成することができ、また、導電性物質で形成することができ、例えば、金属物質または導電性セラミックを用いて形成すればよい。
【００２１】
基板１１０は、単一層にしてもよく、二重構造またはそれ以上の多重構造にしてもよい。
【００２２】
実施例において、基板１１０は導電性を有するものとしたが、これに限定されず、導電性を有しなくてもよい。
【００２３】
すなわち、基板１１０は、金属物質から形成される場合、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）から選ばれるいずれか一つで形成してもよく、二つ以上の合金で形成してもよく、異なる二つ以上の物質を積層して形成してもよい。
【００２４】
このような基板１１０は、発光素子１００から発生する熱を放出しやすくし、発光素子１００の熱的安全性を向上させることができる。
また、基板１１０は、半導体物質で形成される場合、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）のようなキャリアウエハーで形成することができる。
【００２５】
基板１１０は、光透過性を有すればよく、例えば、基板１１０は、ケイ素（Ｓｉ）を一定の厚さ以下にする場合に光透過性が得られるが、これに限定される。
【００２６】
基板１１０は、熱伝導性の大きい物質で形成することができる。基板１１０の屈折率は、光抽出効率のために、発光構造物１６０の屈折率よりも小さくすればいい。
【００２７】
また、基板１１０は、光抽出効率を上げるために、上面にＰＳＳ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）構造を有することができるが、これに限定されない。
【００２８】
このような基板１１０は、発光素子１００から発生する熱を放出しやすくし、発光素子１００の熱的安全性を向上させることができる。
【００２９】
基板１１０を形成する方法は、電気化学的な金属蒸着方法や共晶（ｅｕｔｅｃｔｉｃ）メタルを用いたボンディング方法などを用いることができる。
【００３０】
基板１１０上には接着層１１１を積層することができる。この接着層１１１は、電流印加中に電極層１４０の原子が電場により移動するエレクトロマイグレーション（ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）現象を最小化する目的で形成する。また、接着層１１１は、下部物質との接着力に優れた金属物質または接着材の少なくとも一つを含むことができる。
【００３１】
接着層１１１上には、電流の拡散を防止する拡散防止層（図示せず）を形成することができ、これに限定されない。
【００３２】
接着層１１１または拡散防止層は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタニウム（Ｌａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）またはチタン（Ｔｉ）の少なくとも一つを含む金属または合金で形成することができる。このため、接着層１１１は、単層または多層構造にすることができる。
【００３３】
発光構造物１６０は、第１半導体層１６２、第２半導体層１６４、及び第１及び第２半導体層１６２，１６４の間に形成される活性層１６６を含むことができる。
【００３４】
第１半導体層１６２は、半導体化合物で形成されればよく、例えば、３族−５族、２族−６族などの化合物半導体とすることができ、第１導電型ドーパントがドープされてもよい。
【００３５】
例えば、第１半導体層１６２をｐ型半導体層とし、活性層１６６に正孔を注入することができる。例えば、ｐ型半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどから選ばれるいずれかで形成すればよく、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドープされてよい。
【００３６】
第１半導体層１６２の上部には活性層１６６を配置することができる。
【００３７】
活性層１６６は、電子と正孔が再結合する領域を含み、電子と正孔が再結合することによって低いエネルギー準位に遷移し、それに相応する波長を有する光を生成することができる。
【００３８】
活性層１６６は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料を含んでなり、二重接合構造、単一井戸構造または多重井戸構造にすることができる。
【００３９】
したがって、活性層１６６では、より多くの電子が量子井戸層の低いエネルギー準位に集まり、その結果、電子と正孔の再結合確率が増加し、発光効果の向上が図られる。また、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｉｒｅ）構造または量子点（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ）構造を含んでもよい。
【００４０】
活性層１６６の上または／及び下には、導電型クラッド層（図示せず）が形成されてもよく、該導電型クラッド層は、活性層における障壁層のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する半導体で形成されればよい。例えば、導電型クラッド層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮまたは超格子構造などを含むことができる。また、導電型クラッド層は、ｎ型またはｐ型のドーパントでドープされてよい。
【００４１】
活性層１６６の上部には第２半導体層１６４を形成することができる。
【００４２】
ここで、第２半導体層１６４は、半導体化合物で形成すればよく、例えば、３族−５族、２族−６族などの化合物半導体にすることができ、また、第２導電型ドーパントがドープされてよい。例えば、第２半導体層１６４はｎ型半導体層にすることができ、ｎ型半導体層は、ＧａＮ層、ＡｌＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層などのようなＧａＮ系化合物半導体のいすれか一つからなることができ、ｎ型ドーパントがドープされてよい。
【００４３】
第２半導体層１６４は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦）１の組成式を有する半導体材料、例えば、ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選ばれるいずれかで形成することができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどのｎ型ドーパントがドープされてよい。
【００４４】
一方、発光構造物１６０は、第２半導体層１６４上に、第２半導体層１６４と反対の極性を有する第３導電型半導体層（図示せず）を含むことができる。また、第１半導体層１６２をＰ型半導体層にし、第２半導体層１６４をＮ型半導体層にしてもよい。こうすると、発光構造物１６０は、Ｎ−Ｐ接合、Ｐ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合及びＰ−Ｎ−Ｐ接合構造の少なくとも一つを含むことができる。
【００４５】
上記の第１半導体層１６２、活性層１６６及び第２半導体層１６４は、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ；Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着法（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ；Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、スパッタ法（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法を用いて形成することができ、これに限定されない。
・   
また、第１半導体層１６２及び第２半導体層１６４中の導電型ドーパントのドープ濃度は、均一または不均一にすることができる。すなわち、複数の半導体層の構造は様々にすることができ、これに限定されない。
【００４６】
また、第１半導体層１６２がｎ型半導体層を含み、第２半導体層１６４がｐ型半導体層を含んでもよい。すなわち、第１半導体層１６２と第２半導体層１６４は、活性層１６６を挟んで形成される位置が互いに換わっても構わないが、下記では、第１半導体層１６２がｐ型半導体層を含んでなり、基板１１０に近接するとする。
【００４７】
第２半導体層１６４の一部または全体領域上には凹凸１６８を形成することができ、これに限定されない。
ここで、基板１１０と発光構造物１６０との間には、反射膜１３０及び電極層１４０を形成することができる。
【００４８】
反射膜１３０は、発光構造物１６０の活性層１６６で発生した光の一部が、基板１１０に向かう場合、該光を発光素子１００の上部方向に反射させることで、発光素子１００の光抽出効率を向上させることができる。
【００４９】
したがって、反射膜１３０は、反射率の高い物質で形成すればよい。反射層１３０は、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、ＡｕまたはＨｆの少なくとも一つを含む金属または合金で形成することができる。または、これらの金属または合金に加えて、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどの透光性の導電性物質を用いて多層にしてもよく、具体的には、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、Ａｇ／Ｃｕ、Ａｇ／Ｐｄ／Ｃｕなどに積層することができる。
【００５０】
電極層１４０は、第１半導体層１６２にオーミック接触し、発光構造物１６０への電源の供給を円滑にさせる。電極層１４０は、透光性導電層と金属を選択的に使用することができ、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎ  ｃｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、またはＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯの少なくとも一つを用いて単層または多層にすることができる。
【００５１】
一方、反射膜１３０と電極層１４０は、互いに異なる幅に形成することができ、同時焼成過程を経て形成されるため、接合力に優れている。
実施例において、反射膜１３０と電極層１４０は、異なる幅に形成するとしたが、これに限定されず、互いに同一の幅にしてもよく、さらに電極層１４０の形状も特に限定されない。
ここで、電極層１４０は、外周部の側面から突延した突出部１４０ａを有することができる。
【００５２】
突出部１４０ａは絶縁層１５０の一部と重なり合い、絶縁層１５０の一部を支持することができる。
【００５３】
また、電極層１４０と発光構造物１６０との間には電流閉じ込め層１７０を配置することができ、これに限定されない。
【００５４】
電極層１４０は、例えば、電流閉じ込め層１７０が中心部に配置されるように溝（図示せず）を有してもよく、これに限定されない。
すなわち、電流閉じ込め層１７０は、電極パッド１８０と垂直方向に少なくとも一部が重なるように形成されればよく、これにより、電極パッド１８０と基板１１０との間の最短距離で電流が集中する現象を緩和し、発光素子１００の発光効率を向上させることができる。
【００５５】
電流閉じ込め層１７０は、電気絶縁性を有する材質、反射膜１３０または接着層１１１に比べて電気伝導性の低い材質、及び第１半導体層１６２とショートキー接触を形成する材質のうち少なくとも一つを用いて形成することができ、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯｘ、ＴｉＯ２、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒの少なくとも一つを含む。
【００５６】
一方、電流閉じ込め層１７０は、反射膜１３０と電極層１４０との間に形成されてもよく、これに限定されない。
【００５７】
実施例において、電流閉じ込め層１７０は電極層１４０上に配置されるとしたが、電流閉じ込め層１７０は、保護層１２０または絶縁層１５０に兼ねさせてもよい。すなわち、保護層１２０は、反射膜１３０及び電極層１４０が水平方向に分離された場合、分離された反射膜１３０及び電極層１４０の両側面に接して第１半導体層１６２に接触することで、電流閉じ込め層１７０の役割を担うことができ、この場合、保護層１２０の少なくとも一部分は、後述する電極パッド１８０と重なることができる。
【００５８】
また、絶縁層１５０は、保護層１２０のパターン内に配置されることによって、基板１１０及び電極層１４０の少なくとも一方から供給される電流が保護層１２０を通って第１半導体層１６２に供給されることを防ぐ電流閉じ込め層１７０として機能することができ、これに限定されない。
ここで、接着層１１１と発光構造物１６０との間には、反射膜１３０及び電極層１４０が配置される一部側面に絶縁層１５０が配置されるパターン（図示せず）が形成された保護層１２０を配置することができる。
【００５９】
保護層１２０は、発光構造物１６０の内側及び外側に配置することができる。例えば、第１半導体層１６２の下部周面において上記パターンを除く部分と接触配置されながら側面が外側に露出され、かつ、第１半導体層１６２の中心部に対応する部分、すなわち反射膜１３０及び電極層１４０が第１半導体層１６２に接触するように、第１半導体層１６２の内側に配置されればよい。
【００６０】
すなわち、保護層１２０の内側部は、第１半導体層１６２の下に配置されて、第１半導体層１６２と重なり合うことができる。保護層１２０の外側部は、第１半導体層１６２の下において第１半導体層１６２の側面よりも外側に向かって配置されればよい。
【００６１】
この時、保護層１２０の外側部は第１半導体層１６２の側面よりも外側領域である保護領域に配置されて、発光構造物１６０の側面を保護することができ、この保護領域は、発光構造物１６０と基板１１０との間に段差形成された構造で、発光素子１００の上部の周縁領域となることができ、これに限定されない。
【００６２】
保護層１２０は、例えば、金属物質及び絶縁物質の少なくとも一つを含むことができ、金属物質には、電極層１４０をなす物質に比べて電気伝導性の低い物質を使用することによって、電極層１４０に印加される電源が保護層１２０に印加されることを防ぐことができる。
【００６３】
このような保護層１２０は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも一つを含むことができ、保護層１２０は多層に形成してもよい。
【００６４】
この場合、保護層１２０の上記パターンには絶縁層１５０を配置することができ、保護層１２０は、上記パターン以外の部分が第１半導体層１６２に接触し、発光構造物１６０のエッチング工程時にエッチングストップを認識しやすくすることができる。
【００６５】
ここで、保護層１２０の厚さは、１μｍ〜１０μｍが好ましい。１μｍ未満では、工程が困難になり、１０μｍよりも厚いと、電極層１４０に電源が円滑に供給されないことがある。
【００６６】
ここで、保護層１２０は、第１半導体層１６２に隣接した第１面（図示せず）、及び該第１面に対向し且つ基板１１０に隣接する第２面（図示せず）を含むことができ、上記パターンは第１面に形成されればいい。
【００６７】
実施例において、上記パターンは、少なくとも一つの溝（図示せず）を含むことができ、この溝は、四角形のものを示したが、多角形状、円形状またはエッジ部を丸めた形状のものにしてもよく、これに限定されない。
【００６８】
また、上記パターンは互いに離隔した第１及び第２溝（図示せず）を含み、第１及び２溝の形状及び幅の少なくとも一方は同一にすることができ、これに限定されない。
【００６９】
上記パターンの深さ（図示せず）は、保護層１２０の厚さの０．３倍〜０．７倍でよい。すなわち、パターンの深さが０．７倍を超えると、保護層１２０に溝ではなく孔が形成されることがあり、０．３倍未満にすると、絶縁層１５０が絶縁機能を充分に果たすことができない他、有効な結合力の増加も期待できない。
【００７０】
絶縁層１５０は、保護層１２０を金属物質とした場合、第１半導体層１６２の厚さが薄いことから生じうる活性層１６６とのショート発生を防止することができ、信頼性の向上が図られる。
【００７１】
絶縁層１５０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及び酸化チタン（ＴｉＯｘ）の少なくとも一つを含むことができる。
【００７２】
また、絶縁層１５０は、上記パターンの形状と同様に形成することができ、該パターンの内部にのみ形成することができる。
【００７３】
第２半導体層１６４の上部には電極パッド１８０を形成することができ、電極パッド１８０が形成されていない第２半導体層１６４の表面の一部領域または全体領域に、所定のエッチング方法で、光抽出効率を向上させるための凹凸１６８を形成することができる。
ここで、電極パッド１８０は、凹凸１６８が形成されていない平坦な面に形成されてもよく、凹凸パターン１６８が形成されている上部面に形成されてもよく、特に限定されない。
【００７４】
電極パッド１８０は、凹凸１６８の形状によって電極の配置が変更することがあり、これに限定されない。
【００７５】
上述したとおり、図２及び図３を比較してみると、保護層１２０に上記パターンが形成された部分では絶縁層１５０が第１半導体層１６２と接触し、上記パターンが形成されていない部分では保護層１２０が第１半導体層１６２と接触することがわかる。
このように、保護層１２０と絶縁層１５０が第１半導体層１６２と交互に接触することから、発光構造物１６０のエッチング工程時にエッチングストップを認識しやすくなる。
【００７６】
また、保護層１２０は、絶縁層１５０及び第１半導体層１６２の接触面積を拡大することができ、結果として結合力を増大させることができる。
【００７７】
図４は、図１に示すチャンネル層である保護層の第１及び第２面を示す部分斜視図である。
【００７８】
図４の（ａ）を参照すると、保護層１２０の第１面ｓｓ１は、反射膜１３０及び電極層１４０が配置され、第１厚さ（図示せず）を有する第１領域ｓ１、及び第１領域ｓ１を包囲しながらパターンｈが形成された第２領域ｓ２を含むことができる。
ここで、第２領域ｓ２には、第１半導体層１６２に接触する複数の突起ｄと、突起ｄ同士間に第１及び第２溝ｈ１，ｈ２とを含む、複数の溝（図示せず）が形成されたパターンｈを含むことができる。
【００７９】
第２領域ｓ２は、上記第１厚さよりも厚い第２厚さ（図示せず）で形成することができ、第１厚さと第２厚さとの差は、反射膜１３０と電極層１４０との総厚さによって可変できる。
例えば、第２厚さは、第１厚さ、反射膜１３０及び電極層１４０の厚さを合算した厚さにすることができ、こうすると、第１半導体層１６２の平坦な面に接触しやすくなる。
【００８０】
突起ｄは、第１半導体層１６２と接触して結合力を増大させることができ、突起ｄは、第１半導体層１６２の下面に接触するとして説明するが、第１半導体層１６２の内部に一部が挿入され、結合力をより増大させることもでき、これに限定されない。
【００８１】
第１及び第２溝ｈ１，ｈ２には絶縁層１５０を形成することができる。
【００８２】
第１及び第２溝ｈ１，ｈ２は、両側が開放された形状のものが示されているが、多角形の溝とし、３面が閉じた形状のものにしてもよく、これに限定されない。
ここで、第１及び第２溝ｈ１，ｈ２は、互いに異なる幅にすることができ、これに限定されない。
ここで、絶縁層１５０は、第１及び第２溝ｈ１，ｈ２内にのみ形成でき、第１及び第２溝ｈ１，ｈ２よりも小さく形成することができる。
【００８３】
図４の（ｂ）を参照すると、保護層１２０の第２面ｓｓ２は、第１面ｓｓ１に対向する面であり、接着層１１１を挟んで基板１１０と接着する面でよい。
ここで、第２面ｓｓ２は、平坦（ｆｌａｔ）に形成してもよく、接着力を増大させるためにパターンが形成されてもよく、これに限定されない。
すなわち、絶縁層１５０は、図１に示すように、第１半導体層１６２と重なってもよいが、重ならなくてもよく、これに限定されない。
【００８４】
図５は、実施例に係る発光素子を含む発光素子パッケージの断面図である。
【００８５】
図５を参照すると、発光素子パッケージ２００は、キャビティが形成されたボディー２１０、ボディー２１０の底面に実装された発光素子２２０、及び該キャビティに充填される樹脂物２３０を含むことができ、樹脂物２３０は蛍光体２４０を含むことができる。
【００８６】
ボディー２１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、液晶ポリマー（ＰＳＧ、ｐｈｏｔｏ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｇｌａｓｓ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、金属材質、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）、セラミックのうち少なくとも一つで形成することができる。ボディー２１０は、射出成形、エッチング工程などにより形成することができ、これに限定されない。
【００８７】
ボディー２１０の内側面は、傾斜面とすることができる。このような傾斜面の角度によって、発光素子５３０から放出される光の反射角が変わり、これによって、外部に放出される光の指向角を調節することができる。
【００８８】
ボディー５１０に形成されるキャビティ５２０を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状とすることができ、特に角部を曲線にした形状とすることもできるが、これに限定されない。
【００８９】
発光素子２２０はボディー２１０の底面に実装され、一例として、発光素子２２０には、図１を参照して説明した発光素子を用いることができる。発光素子２２０は、例えば、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する有色発光素子、または紫外線を放出するＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）発光素子でよいが、これに限定されない。また、発光素子は一つ以上実装されればいい。
【００９０】
一方、ボディー２１０は、第１電極２５２及び第２電極２５４を含むことができる。第１電極２５２及び第２電極２５４は、発光素子２２０と電気的に連結されて、発光素子２２０に電源を供給することができる。
【００９１】
第１電極２５２及び第２電極２５４は互いに電気的に分離され、かつ、発光素子２２０から発生した光を反射させて光効率を増大させることができる他、発光素子２２０から発生した熱を外部に排出することができる。
【００９２】
このような第１電極２５２及び第２電極２５４は、金属材質、例えば、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉄（Ｆｅ）のうち一つ以上の物質または合金を含むことができる。また、第１電極２５２及び第２電極２５４は単層または多層構造に形成することができ、特に限定されない。
【００９３】
樹脂物２３０はキャビティに充填され、且つ蛍光体２４０を含むことができる。樹脂物２３０は、透明なシリコン、エポキシ、及びその他樹脂材質からなることができ、キャビティ内に充填した後、これを紫外線または熱で硬化する方式で形成することができる。
【００９４】
蛍光体２４０は、発光素子２２０から放出される光の波長に応じて種類が選択され、発光素子パッケージ２００が白色光を具現できるようにすればよい。
【００９５】
樹脂物２３０に含まれている蛍光体２４０には、発光素子２２０から放出される光の波長に応じて、青色発光蛍光体、青緑色発光蛍光体、緑色発光蛍光体、黄緑色発光蛍光体、黄色発光蛍光体、黄赤色発光蛍光体、オレンジ色発光蛍光体、及び赤色発光蛍光体のいずれか一つを適用することができる。
【００９６】
すなわち、蛍光体２４０は、発光素子２２０から放出される第１光を有する光により励起されて第２光を生成することができる。例えば、発光素子２２０が青色発光ダイオードであり、蛍光体２４０が黄色蛍光体である場合、黄色蛍光体は青色光により励起されて黄色光を放出でき、青色発光ダイオードから発生した青色光と、青色光により励起されて発生した黄色光とが混色することで、発光素子パッケージ２００は白色光を提供することができる。
【００９７】
同様に、発光素子２２０が緑色発光ダイオードの場合は、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）蛍光体、または青色と赤色の蛍光体を混用する場合を挙げることができ、発光素子２２０が赤色発光ダイオードの場合は、シアン（Ｃｙａｎ）蛍光体または青色と緑色蛍光体を混用する場合を挙げることができる。
【００９８】
このような蛍光体２４０は、ＹＡＧ系、ＴＡＧ系、硫黄化物系、シリケート系、アルミネート系、窒化物系、カーバイド系、ニトリドシリケート系、ホウ酸塩系、フッ化物系、リン酸塩系などの公知の蛍光体でよい。
【００９９】
図６は、実施例に係る発光素子を含む照明装置を示す斜視図であり、図７は、図６に示す照明装置のＣ−Ｃ断面図である。
【０１００】
以下では、実施例に係る照明装置３００の形状をより詳細に説明するために、照明装置３００を、長さ方向Ｚ、長さ方向Ｚと垂直である水平方向Ｙ、そして長さ方向Ｚ及び水平方向Ｙと垂直である高さ方向Ｘとして説明する。
すなわち、図７は、図６の照明装置３００を長さ方向Ｚと高さ方向Ｘの面に沿って切断し、水平方向Ｙから見た断面図である。
【０１０１】
図６及び図７を参照すると、照明装置３００は、ボディー３１０、ボディー３１０に締め付けられるカバー３３０、及びボディー３１０の両端に配置される仕上げギャップ３５０を含むことができる。
【０１０２】
ボディー３１０の下部面には発光素子モジュール３４０が取り付けられ、ボディー３１０は、発光素子モジュール３４０から発生した熱がボディー３１０の上部面から外部に放出されうるように、伝導性及び熱発散効果に優れた金属材質で形成すればよい。
【０１０３】
発光素子モジュール３４０は、ＰＣＢ基板３４２及び発光素子（図示せず）を有してなる発光素子パッケージ３４４を含む。発光素子パッケージ３４４は、ＰＣＢ基板３４２上に多色、多列で実装されてアレイをなすことができ、等間隔で実装したり、必要によって様々な離隔間隔で実装したりし、明るさなどを調節することができる。ここで、ＰＣＢ基板３４２には、ＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｅ  ＰＣＢ）またはＦＲ４材質のＰＣＢなどを用いることができる。
【０１０４】
カバー３３０は、ボディー３１０の下部面を取り囲むように円形の形状にしてもよいが、これに限定されない。
【０１０５】
カバー３３０は、内部の発光素子モジュール３４０を外部の異物などから保護する。また、カバー３３０は、発光素子パッケージ３４４から発生した光の眩しさを防止し、外部に光を均一に放出できるように拡散粒子を含むことができ、また、カバー３３０の内面及び外面の少なくとも一方にはプリズムパターンなどが形成されてよい。また、カバー３３０の内面及び外面の少なくとも一方には蛍光体が塗布されてもよい。
【０１０６】
一方、発光素子パッケージ３４４から発生した光は、カバー３３０から外部に放出されるので、カバー３３０は光透過率に優れたものとしなければならず、かつ、発光素子パッケージ３４４から発生した熱に耐えうる充分の耐熱性を有していなければならない。そのため、カバー３３０は、ポリエチレンテレフタルレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）などを含む材質で形成すると好ましい。
【０１０７】
仕上げギャップ３５０は、ボディー３１０の両端に配置され、電源装置（図示せず）を密閉する機能を担うことができる。また、仕上げギャップ３５０には電源ピン３５２が設けられているため、実施例に係る照明装置３００は、既存の蛍光灯を除去した端子に別途の装置無しで直接使用することが可能である。
【０１０８】
図８は、第１実施例に係る、発光素子を含む液晶表示装置の分解斜視図である。
【０１０９】
図８は、エッジ−ライト方式の液晶表示装置４００であり、この液晶表示装置４００は、液晶表示パネル４１０と、液晶表示パネル４１０に光を提供するためのバックライトユニット４７０と、を含むことができる。
【０１１０】
液晶表示パネル４１０は、バックライトユニット４７０から提供される光を用いて画像を表示することができる。液晶表示パネル４１０は、液晶を挟んで互いに対向するカラーフィルタ基板４１２及び薄膜トランジスタ基板４１４を含むことができる。
【０１１１】
カラーフィルタ基板４１２は、液晶表示パネル４１０を介してディスプレイされる画像の色を具現することができる。
【０１１２】
薄膜トランジスタ基板４１４は、駆動フィルム４１７を介して、多数の回路部品が実装される印刷回路基板４１８と電気的に接続している。薄膜トランジスタ基板４１４は、印刷回路基板４１８から提供される駆動信号に応答して、印刷回路基板４１８から提供される駆動電圧を液晶に印加することができる。
【０１１３】
薄膜トランジスタ基板４１４は、ガラスやプラスチックなどのような透明な材質の基板上に薄膜として形成された薄膜トランジスタ及び画素電極を含んでなることができる。
【０１１４】
バックライトユニット４７０は、光を出力する発光素子モジュール４２０、発光素子モジュール４２０から提供される光を面光源の形態に変えて液晶表示パネル４１０に提供する導光板４３０、導光板４３０から提供された光の輝度分布を均一にし、垂直入射性を向上させる複数のフィルム４５０，４６６，４６４、及び導光板４３０の後方に放出される光を導光板４３０へと反射させる反射シート４４０から構成される。
【０１１５】
発光素子モジュール４２０は、複数の発光素子パッケージ４２４と、複数の発光素子パッケージ４２４が実装されてアレイをなすＰＣＢ基板３２２と、を含むことができる。
【０１１６】
一方、発光素子パッケージ４２４に含まれる発光素子は、図１に説明されたとおりである。
【０１１７】
一方、バックライトユニット４７０は、導光板４３０から入射する光を液晶表示パネル４１０の方向に拡散させる拡散フィルム４６６、及び拡散された光を集光して垂直入射性を向上させるプリズムフィルム４５０を含むことができ、プリズムフィルム４５０を保護するための保護フィルム４６４を含むことができる。
【０１１８】
図９は、第２実施例に係る、発光素子を含む液晶表示装置の分解斜視図である。
ただし、図８で説明した部分についての重複説明は省略する。
【０１１９】
図９は直下方式の液晶表示装置５００であり、この液晶表示装置５００は、液晶表示パネル５１０と、液晶表示パネル５１０に光を提供するためのバックライトユニット５７０と、を含むことができる。
【０１２０】
液晶表示パネル５１０は、図８で説明したとおりである。
【０１２１】
バックライトユニット５７０は、複数の発光素子モジュール５２３と、反射シート５２４と、発光素子モジュール５２３及び反射シート５２４が収納される下部シャーシー５３０と、発光素子モジュール５２３の上部に配置される拡散板５４０と、複数の光学フィルム５６０と、を含むことができる。
【０１２２】
発光素子モジュール５２３は、複数の発光素子パッケージ５２２と、複数の発光素子パッケージ５２２が実装されてアレイをなすＰＣＢ基板５２１と、を含むことができる。
【０１２３】
反射シート５２４は、発光素子パッケージ５２２から発生した光を、液晶表示パネル５１０の方向に反射させ、光の利用効率を向上させる。
【０１２４】
一方、発光素子モジュール５２３から発生した光は拡散板５４０に入射し、拡散板５４０の上部には光学フィルム５６０が配置される。光学フィルム５６０は、拡散フィルム５６６、プリズムフィルム５５０及び保護フィルム５６４を含んでなることができる
【０１２５】
実施例で、照明装置及びバックライトユニットは照明システムに含まれることができ、これに限定されない。
【０１２６】
以上各実施例に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるわけではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者により、他の実施例に対して組み合わせまたは変形して実施することも可能である。したがって、これら組み合わせと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【０１２７】
また、以上では実施例を挙げて本発明を説明してきたが、これは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。したがって、本発明の属する分野における通常の知識を有する者には、実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示していない様々な変形及び応用が可能になるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形と応用に関する差異点は、添付した請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005947520.tif 000008
【図８】
0005947520.tif 000009
【図９】
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