(57)【要約】【課題】パッケージ内にＥＳＤ素子を別に組み込まずともＥＳＤに対する耐性を持たせ、且つＥＳＤ防止による順方向電圧降下を防止する発光素子を提供すること。【解決手段】実施例による発光素子は、支持部材と、支持部材上に、第１導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び第１導電性半導体層と第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、を含み、活性層は、一つ以上の量子井戸層及び障壁層と、一つ以上の量子井戸層のうち、第１導電性半導体層に最も近接している第１量子井戸層と第１導電性半導体層との間に配置される電位障壁層と、電位障壁層と第１量子井戸層との間に形成され、一つ以上の障壁層と異なる厚さの非ドープの障壁層と、を含む。これにより、効果的な電流の拡散を通じて発光素子の輝度を向上させることができる。【選択図】図１
2011223002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材上に、第1導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び前記第１導電性半導体層と前記第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、
を含んでなり、
前記活性層は、
一つ以上の量子井戸層及び障壁層と、
前記一つ以上の量子井戸層のうち、前記第１導電性半導体層に最も近接している第１量子井戸層と前記第１導電性半導体層との間に配置される電位障壁層と、
前記電位障壁層と前記第１量子井戸層との間に形成され、前記一つ以上の障壁層と異なる厚さを有する非ドープの障壁層と、
を含む、発光素子。
【請求項２】
前記一つ以上の量子井戸層のうち、前記第２導電性半導体層に最も近接している第２量子井戸層と前記第２導電性半導体層との間に配置される電位補償層をさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電位補償層は、前記電位障壁層より厚く、前記非ドープのバリアー層よりは薄い、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記電位補償層は、前記障壁層と同一の厚さを有する、請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記非ドープの障壁層は、前記障壁層の厚さの１．５倍〜７．５倍の厚さを有する、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記非ドープの障壁層は、前記電位障壁層の厚さの７．５倍〜１００倍の厚さを有する、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記電位障壁層は、ＩｎＮを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記電位補償層は、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎのうちの少なくとも一つを含む、請求項２に記載の発光素子。
【請求項９】
前記電位補償層は、３０Å〜１５０Åの厚さを有する、請求項２に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記電位障壁層は、３．５Å〜４０Åの厚さを有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記電位障壁層は２つ以上である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記ＩｎＮの含量は８０％乃至１００％である、請求項７に記載の発光素子。
【請求項１３】
ボディーと、
前記ボディーに形成される第１及び第２リードフレームと、
前記ボディーに実装され、前記第１及び第２リードフレームに電気的に連結される発光素子と、
を含んでなり、
前記発光素子は、
支持部材と、
前記支持部材上に、第１導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び前記第１導電性半導体層と前記第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、を含み、
前記活性層は、
一つ以上の量子井戸層及び障壁層と、
前記一つ以上の量子井戸層のうち、前記第１導電性半導体層に最も近接している第１量子井戸層と前記第１導電性半導体層との間に配置される電位障壁層と、
前記電位障壁層と前記第１量子井戸層との間に形成され、前記一つ以上の障壁層と異なる厚さを有する非ドープの障壁層と、を含む、発光素子パッケージ。
【請求項１４】
ボディーと、
前記ボディーに配置され、発光素子が実装される発光素子モジュールと、
を含んでなり、
前記発光素子は、
支持部材と、
前記支持部材上に、第１導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び前記第１導電性半導体層と前記第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、を含み、
前記活性層は、
一つ以上の量子井戸層及び障壁層と、
前記一つ以上の量子井戸層のうち、前記第１導電性半導体層と最も近接している第１量子井戸層と前記第１導電性半導体層との間に配置される電位障壁層と、
前記電位障壁層と前記第１量子井戸層との間に形成され、前記一つ以上の障壁層と異なる厚さを有する非ドープの障壁層と、を含む、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光素子パッケージ及び照明システムに係り、特に、ＥＳＤに対する抵抗性を向上させながらも光度低下を防止し、且つ順方向電圧降下を最小化する発光素子及び該発光素子を含む発光素子パッケージ並びに照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３-５族窒化物半導体（ｇｒｏｕｐ  ３−５  ｎｉｔｒｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、その物理的・化学的特性から、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。窒化物発光素子は、ｎ型ＧａＮ半導体層とｐ型ＧａＮ半導体層との間に位置する活性層のエネルギーバンドギャップを用いて光を生成する。現在、緑色、赤色、及び青色の波長を有する窒化物発光素子が実現されており、適当な蛍光体を選択して白色光を具現している。
【０００３】
発光素子は、従来のモバイル装置への適用から次第に、ＴＶ、ＭＮＴ用のＢＬＵ（Ｂａｃｋ  Ｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ）及び一般の照明装置への適用へ移りつつある。発光素子をＴＶ、ＭＮＴ、一般の照明装置などに適用するためには、一定レベル以上のＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）耐性が要求され、通常、−２ＫＶレベルのＥＳＤ耐性が要求される。
【０００４】
ＥＳＤは、通常、電子装置が充電された物体に接触する際に発生する数千ボルト、またはそれ以上の静電気放電であり、発光素子の他にも、発光素子に電源を提供する電源装置、及びその他様々な電子装置に損傷を与えることがある。
【０００５】
通常、窒化物系の発光素子は自体としては、−２ＫＶレベルのＥＳＤ耐性を有することができない。したがって、発光素子をバックライトのような装置に適用する場合、発光素子のパッケージ（ｐａｋａｇｅ）の一側にツェナーダイオードを追加することで、発光素子にＥＳＤに耐性を持たせる。
【０００６】
しかしながら、パッケージにツェナーダイオードを追加して窒化物発光素子にＥＳＤ耐性を持たせる場合、ツェナーダイオードはパッケージ内で発光素子と隣接することから、発光素子の光度に影響を及ぼすことがあり、表面が黒色で形成された場合は黒体（ｂｌａｃｋ  ｂｏｄｙ）とされて、発光素子から放出される光の一部を吸収し、結果として発光素子の光度を減少させる。しかも、ツェナーダイオードがパッケージに組み込まれることから生じる全体パッケージの製造単価の増加も見逃せない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、パッケージ内にＥＳＤ素子を別に組み込まずともＥＳＤに対する耐性を持たせ、且つＥＳＤ防止による順方向電圧降下を防止する発光素子を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ＥＳＤに対する耐性を向上させながらも、光度低下を最小化する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施例による発光素子は、支持部材と、支持部材上に第１導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び第１導電性半導体層と第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、を含んでなり、活性層は、一つ以上の量子井戸層及び障壁層と、一つ以上の量子井戸層のうち、第１導電性半導体層に最も近接している第１量子井戸層と第１導電性半導体層との間に配置される電位障壁層と、電位障壁層と第１量子井戸層との間に形成され、一つ以上の障壁層と異なる厚さを有する非ドープの障壁層と、を含む。
【００１０】
この発光素子は、一つ以上の量子井戸層のうち、第２導電性半導体層に最も近接している第２量子井戸層と第２導電性半導体層との間に配置される電位補償層をさらに含む。
【００１１】
また、電位補償層は、電位障壁層より厚く、非ドープのバリアー層よりは薄く形成される。
【００１２】
また、電位補償層は、障壁層と同一の厚さを有する。
【００１３】
また、非ドープの障壁層は、障壁層の厚さの１．５倍〜７．５倍の厚さを有する。
【００１４】
また、非ドープの障壁層は、電位障壁層の厚さの７．５倍〜１００倍の厚さを有する。
【００１５】
また、電位障壁層はＩｎＮを含む。
【００１６】
また、電位補償層は、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎのうちの少なくとも一つを含む。
【００１７】
また、電位補償層は、３０Å〜１５０Åの厚さを有する。
【００１８】
また、電位障壁層は、３．５Å〜４０Åの厚さを有する。
【００１９】
また、電位障壁層は、２以上の個数を有する。
【００２０】
また、電位障壁層のＩｎＮの含量は、８０％乃至１００％である。
【００２１】
他の実施例による発光素子は、支持部材と、支持部材上に、第１導電性半導体層、第２導電性半導体層、及び第１導電性半導体層と第２導電性半導体層との間に形成される活性層を含む発光構造物と、を含んでなり、活性層は、複数の量子井戸層及び障壁層が交互に形成される発光層と、発光層と第１導電性半導体層との間に配置され、第１導電性半導体層から発光層に向かうＥＳＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の通電時間を遅延させる電位障壁層と、発光層と電位障壁層との間に配置され、電位障壁層と発光層とを隔離する非ドープの障壁層と、を含む。
【００２２】
また、この発光素子は、電位障壁層による順方向電圧降下を補償する電位補償層をさらに含む。
【００２３】
また、電位障壁層は、第１導電性半導体層から発光層に向かうキャリアを拡散させる。
【００２４】
また、電位補償層は、電位障壁層よりは厚く、非ドープの障壁層よりは薄い厚さを有する。
【００２５】
また、電位補償層は、障壁層と同一の厚さを有する。
【００２６】
また、この発光素子は、第２非ドープの障壁層をさらに含み、第２非ドープの障壁層は、電位補償層と発光層との間に配置されて、電位補償層と発光層とを隔離する。
また、電位障壁層はＩｎＮを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図２】図１における活性層を詳細に示す断面図である。
【図３】ＥＳＤの移動ルートを説明するための参照図である。
【図４】実施例によってＥＳＤが分散される方法を説明するための参照図である。
【図５】実施例によってＥＳＤが分散される方法を説明するための参照図である。
【図６】電位障壁層によってキャリアが拡散される方法を示す概念図である。
【図７】活性層の電位障壁を説明するための概念図である。
【図８】ＥＳＤと発光素子の収率との関係を説明するための参照図である。
【図９Ａ】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａにおける活性層を詳細に示す断面図である。
【図１０Ａ】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａにおける活性層を詳細に示す断面図である。
【図１１Ａ】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図１１Ｂ】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図１１Ｃ】実施例に係る発光素子の断面図である。
【図１２Ａ】図１１Ａにおける活性層を詳細に示す断面図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂにおける活性層を詳細に示す断面図である。
【図１２Ｃ】図１１Ｃにおける活性層を詳細に示す断面図である。
【図１３Ａ】実施例に係る発光素子を含む発光素子パッケージの斜視図である。
【図１３Ｂ】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１３Ｃ】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１４Ａ】発光素子パッケージを含む照明装置を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】発光素子パッケージを含む照明装置を示す断面図である。
【図１５】実施例に係る発光素子パッケージを含む液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図１６】実施例に係る発光素子パッケージ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】
【００２８】
実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド、パターンまたは別の構造物の“上（ｏｎ）”に、“下（ｕｎｄｅｒ）”に、“上側（ｕｐｐｅｒ）”に、または“下側（ｌｏｗｅｒ）”に形成されると記載される場合において、“上（ｏｎ）”、“下（ｕｎｄｅｒ）”、“上側（ｕｐｐｅｒ）”及び“下側（ｌｏｗｅｒ）”は、“直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）”または“別の層または構造物を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）”形成されるいずれの場合をも含む。
【００２９】
また、各層、または構造物間の位置関係についての説明は、本明細書または本明細書に添付される図面を参照されたい。
【００３０】
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性のために誇張、省略または概略して示している。また、各構成要素の大きさ及び面積は、実際の大きさ及び面積を全的に反映しているとは限らない。
【００３１】
以下、添付の図面を参照しつつ、実施例に係る発光素子について説明する。
【００３２】
図１は、実施例に係る発光素子の断面を概略的に示す図である。
【００３３】
図１を参照すると、実施例に係る発光素子１００は、支持部材１１０と、支持部材１１０上に形成される非ドープのＧａＮ層１２０と、非ドープのＧａＮ１２０層上に形成され、第１半導体層１３１、活性層１３２及び第２半導体層１３３を含む発光構造物１３０と、を含み、活性層１３２は、電位障壁層１３４及び第１非ドープの障壁層１３５を含むことができる。
【００３４】
支持部材１１０は、光透過性の材質、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＡｌＯのうちのいずれか一つを含んで形成されることができるが、これに限定されない。また、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）支持部材に比べて熱伝導性に優れているＳｉＣ支持部材にすることもできる。ただし、支持部材１１０の屈折率は、光抽出効率のために第１半導体層１３１の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００３５】
一方、支持部材１１０の上側面には、光抽出効率を高めるためにＰＳＳ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ＳｕｂＳｔｒａｔｅ）構造を設けることができる。本明細書で言及される支持部材１１０は、ＰＳＳ構造を有しても良く、有さなくても良い。
発光素子の製造後に、支持部材１１０は、フリップチップボンディング（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ  ｂｏｎｄｉｎｇ）方式のような工程により、熱伝導性に優れたシリコン材質に入れ替えても良い。実施例では、サファイアを含む支持部材１１０を基準に説明する。この場合、支持部材１１０はサファイア基板とされうる。一方、支持部材１１０の屈折率は、光抽出効率を増加させるために、第１半導体層１３１の屈折率よりは小さいことが好ましい。
【００３６】
一方、支持部材１１０上には、支持部材１１０と第１半導体層１３１との格子不整合を緩和し、半導体層が容易に成長できるようにするバッファー層１１２を形成することができる。バッファー層１１２は、低温雰囲気で形成することができ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、及びＩｎＡｌＧａＮのような材質から選ばれるいずれかで形成することができる。
【００３７】
バッファー層１１２は、支持部材１１０上に単結晶として成長でき、単結晶として成長したバッファー層１１２は、バッファー層１１２上に成長する第１半導体層１３１の結晶性を向上させることができる。
【００３８】
バッファー層１１２上には非ドープのＧａＮ層１２０を形成することができる。
【００３９】
非ドープのＧａＮ層１２０は、第１半導体層１３１の結晶性を向上させるために形成される層で、ｎ型ドーパントがドープされないことから、第１半導体層１３１に比べて低い電気伝導性を有する以外は、第１半導体層１３１と同一のものであって良い。
【００４０】
非ドープのＧａＮ層１２０上には、第１半導体層１３１の格子不整合を最小限に制御するための挿入層１２２を形成することができる。
【００４１】
すなわち、挿入層１２２は、クォリティーコントロール（ｑｕａｌｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ；品質制御）層で、ＡｌＧａＮ、または含インジウム（Ｉｎ）のＡｌＧａＮで形成することができる。
【００４２】
挿入層１２２上には、第１半導体層１３１、活性層１３２及び第２半導体層１３３を含む発光構造物１３０を形成することができる。
【００４３】
以下、発光構造物１３０は、第１半導体層１３１、第２半導体層１３３、及びそれらの間に介在されて光を生成する活性層１３２を含むものとして説明する。
【００４４】
挿入層１２２上には第１半導体層１３１を形成することができる。例えば、第１半導体層１３１はｎ型半導体層を含むことができ、ｎ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とすることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎＳｅ、Ｔｅ等のｎ型ドーパントをドープすることができる。
【００４５】
第１半導体層１３１上には活性層１３２を形成することができる。
【００４６】
活性層１３２は、第３−５族元素の化合物半導体材料を用いて単一または多重の量子井戸構造、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）構造などに形成することができる。活性層１３２の成長のための工程条件として、例えば、７８０℃の成長温度で窒素をキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）ガスとしてＮＨ３、ＴＭＧａ、及びトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を供給することで、ＩｎＧａＮからなる活性層１３２を１２０Å〜１２００Åの厚さに成長させることができる。ここで、活性層１３２は、ＩｎＧａＮの各元素成分のモル比を異ならせて成長させた積層構成とすることができる。
【００４７】
活性層１３２が量子井戸構造に形成された場合、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する井戸層と、ＩｎａＡｌｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する障壁層とを有する単一または多重の量子井戸構造を有することができる。ここで、井戸層は、障壁層のバンドギャップよりも低いバンドギャップを有する物質で形成することができる。
【００４８】
活性層１３２の上または／及び下には、導電型クラッド層（図示せず）を形成することができる。導電型クラッド層（図示せず）は、ＡｌＧａＮ系半導体で形成することができ、活性層１３２のバンドギャップよりは大きいバンドギャップを有することができる。
【００４９】
活性層１３２が多重量子井戸構造の場合、第１半導体層１３１と隣接する領域に電位障壁層１３４を形成することができる。電位障壁層１３４は、活性層１３２を構成する複数の障壁層よりも高い電位障壁を有し、第１半導体層１３１から提供されるキャリア（例えば、電子）やＥＳＤに対して抵抗力を有することができる。
【００５０】
例えば、電位障壁層１３４は、３．５Å〜４０Åの厚さにすることができ、好ましくは、１０Å程度の厚さにすることができる。ここで、電位障壁層１３４は、７００℃〜８００℃で３．５Å/ｍ〜４０Å/ｍの速度で形成されることが好ましい。
【００５１】
電位障壁層１３４は、活性層１３２内において、第１半導体層１３１に隣接する領域に形成されることができる。特に、電位障壁層１３４は、第１半導体層１３１と接するように形成される、第１半導体層１３１に隣接する量子井戸層に取って代わる、または、第１半導体層１３１に隣接する量子井戸層にさらに形成されることができる。さらに、電位障壁層１３４は、活性層内の量子井戸層のうち、第１半導体層１３１と２番目に近接している量子井戸層の位置に形成されることもできるが、これらに限定されない。
【００５２】
したがって、電位障壁層１３４は、第１半導体層１３１に最も近接している量子井戸層のＩｎＮ含量を増やして形成することもでき、量子井戸層とは別個のＩｎＮを含む層とすることもできる。
【００５３】
また、電位障壁層１３４は、実施例に係る発光素子が使用される環境または装置で生じうるＥＳＤレベル、または静電気要求条件に応じて、２つまたはそれ以上が活性層１３２に形成されることもできる。
【００５４】
電位障壁層１３４に含まれたＩｎＮはその含量が増加するほど、第１半導体層１３１から活性層１３２へと向かうキャリアの進行に抵抗する傾向がある。したがって、ＩｎＮを含む電位障壁層１３４の厚さを十分に薄くすると、キャリアを電位障壁層１３４によって適切に拡散して活性層１３２に均一に供給することができる。
【００５５】
電位障壁層１３４がキャリア進行に抵抗する間に、第１半導体層１３１から活性層１３２へと向かうキャリアは、電位障壁層１３４によって拡散される。したがって、電位障壁層１３４から活性層１３２の量子井戸層へと向かうキャリアが量子井戸層に均一に供給される効果を得ることができ、これは活性層１３２の発光効率を増加させ、実施例に係る発光素子１００の発光効率を向上させることができる。
【００５６】
一方、電位障壁層１３４は、第１電極パッド１４２から第１半導体層１３１に沿って流入するＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を遅延及び分散させる。電位障壁層１３４は、活性層１３２を構成する量子井戸層及び障壁層よりも高い電位障壁を形成し、高い電位障壁を用いてＥＳＤの通電速度を遅らせることで活性層１３２のＥＳＤによる損傷を最小化することができる。
【００５７】
ＥＳＤが活性層１３２を短時間で単一ルートを通って通過する時にその破壊力は極大化する。ＥＳＤによる活性層１３２の損傷を最小化するためには、ＥＳＤが活性層１３２を通過する時間をできるだけ遅延させ、かつ、ＥＳＤが活性層１３２に向かうルートを複数に形成することが好ましい。したがって、電位障壁層１３４は、量子井戸層及び障壁層の電位障壁よりも高い電位障壁を形成する必要がある。このために、電位障壁層１３４は、ＩｎＮの含量比を高くすることができ、好ましくは、電位障壁層１３４におけるＩｎＮの含量比は８０％〜１００％とする。ここで、ＩｎＮの含量比は、質量、体積またはモルの比率による含量比のいずれかとすればいい。
【００５８】
電位障壁層１３４は、ＥＳＤが印加される時、ＥＳＤに対して抵抗体として働くことができる。ＥＳＤが活性層１３２を通過しようとする時、ＥＳＤは、抵抗体として作用する電位障壁層１３４による遅延によって単一ルートを通って通過し難くなる。この場合、ＥＳＤは、電位障壁層１３４に単一ルートを形成できず、２またはそれ以上の個数に分けられて分散される。ＥＳＤが単一ルートを形成できず、複数のルートを形成すると、ＥＳＤによる活性層１３２の損傷は減少することができる。
【００５９】
一方、電位障壁層１３４と量子井戸層との間には第１非ドープの障壁層１３５を形成することができる。
【００６０】
第１非ドープの障壁層１３５は、ＰまたはＮタイプにドープされないことから、ＰまたはＮタイプにドープされた量子井戸層や障壁層に比べて電気的に高い抵抗を有することができ、また、ＧａＮまたはＩｎＧａＮで形成することができる。第１非ドープの障壁層１３５は、電位障壁層１３４と量子井戸層との間に配置されることから、電位障壁層１３４と量子井戸層とが直接接触することを防ぐことができる。第１非ドープの障壁層１３５の厚さは、電位障壁層１３４よりも厚くし、好ましくは、５０Å〜３００Å、より好ましくは、１５０Å〜２００Åの厚さに形成することで、電位障壁層１３４と量子井戸層とを十分に離隔させることができる。第１非ドープの障壁層１３５は、電位障壁層１３４の７．５倍乃至１００倍の厚さを有することができる。
【００６１】
第１非ドープの障壁層１３５が電位障壁層１３４と量子井戸層との間に配置されて、電位障壁層１３４と量子井戸層とが直接接触することを防ぐとともに、電位障壁層１３４と量子井戸層とを十分に離隔させることによって、電位障壁層１３４に含まれるＩｎＮ（窒化インジウム）が隣り合う量子井戸層に侵入して量子井戸層の電位レベルの増加及び光度の低下を誘発することを防止することができる。
【００６２】
一方、活性層１３２内には電位補償層（図示せず）を形成することができる。電位補償層（図示せず）は、活性層１３２を構成する障壁層のうち、第２半導体層１３３と最も近接している障壁層、またはその次に近接している障壁層の位置に、例えばシリコン（Ｓｉ）をドープして形成することができる。
【００６３】
活性層１３２上にはバッファー層（図示せず）を形成することができ、バッファー層（図示せず）は、５Å〜４０Åに形成することができる。
第２半導体層１３３は、活性層１３２に正孔を注入するようにｐ型半導体層とすることができる。第２半導体層１３３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とすることができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントをトープすることができる。
【００６４】
上記の第１半導体層１３１、活性層１３２、バッファー層（図示せず）及び第２半導体層１３３は、例えば、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）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法を用いて形成することができるが、これに限定されることはない。
【００６５】
また、第１半導体層１３１及び第２半導体層１３３中の導電型ドーパントのドーピング濃度は、均一または不均一にすることができる。すなわち、複数の半導体層は、様々なドーピング濃度分布を有するように形成することもでき、特に限定されない。
【００６６】
第２半導体層１３３上には、透光性電極層１４０及び第２電極パッド１４４を形成することができる。
【００６７】
透光性電極層１４０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうちの少なくとも一つを含み、活性層１３２で発生した光を外部に透過させることができる。また、透光性電極層１４０を、第２半導体層１３３の上面の一領域または全領域に形成することによって、電流群集現象を防止することができる。
【００６８】
第２電極パッド１４４は、透光性電極層１４０の上部に形成することもでき、透光性電極層１４０の一部を除去して開口を形成し、第２電極パッド１４４と第２半導体層１３３とが接するようにして形成することもできるが、これに限定されない。
【００６９】
発光構造物１３０の上部には光抽出構造１５０を形成することができる。
【００７０】
光抽出構造１５０は、発光構造物１３０の上部に透光性電極層１４０を形成した後、該透光性電極層１４０の上部に形成することもでき、第２半導体層１３３の上面に形成することもできるが、これに限定されない。
【００７１】
光抽出構造１５０は、透光性電極層１４０または第２半導体層１３３の上面の一部または全体領域に形成することができる。光抽出構造１５０は、透光性電極層１４０または第２半導体層１３３の上面の少なくとも一領域にエッチングを行うことで形成することができる。このエッチング過程は、湿式または／及び乾式エッチング工程を含み、エッチング過程によって、透光性電極層１４０の上面または第２半導体層１３３の上面は、光抽出構造を形成するラフネス（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有し、その高さは０．１μｍ〜３μｍ程度にすることができる。ラフネスは、ランダムな大きさとして不規則に形成することができ、これに限定されない。ラフネスは、平坦でない上面であって、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）パターン、凹凸パターン、平坦でないパターン（ｕｎｅｖｅｎ  ｐａｔｔｅｒｎ）のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００７２】
ラフネスは、円柱、多角柱、円錐、多角錐、円錐台、多角錐台などの様々な側断面状を有するように形成することができ、好ましくは、錐形状とすることができる。
【００７３】
一方、光抽出構造１５０は、ＰＥＣ（ｐｈｏｔｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｃｈｅｍｉｃａｌ）などの方法で形成することができるが、これに限定されない。光抽出構造１５０を透光性電極層１４０の上部面または第２半導体層１３３の上部面に形成することによって、活性層１３２で生成された光が透光性電極層１４０または第２半導体層１３３の上部面から全反射して再吸収されたり散乱したりすることを防止でき、結果として発光素子１００の光抽出効率の向上を図ることができる。
【００７４】
一方、活性層１３２及び第２半導体層１３３の一部を除去して第１半導体層１３１の一部を露出させ、該露出された第１半導体層１３１の上面に第１電極パッド１４２を形成することができる。すなわち、第１半導体層１３１は、活性層１３２に向く上面、及び支持部材１１０に向く下面を有し、上面は露出された領域を含み、この上面の露出された領域に第１電極パッド１４２を配置することができる。
【００７５】
一方、第１半導体層１３１の一部を露出させる方法には、所定のエッチング方法を用いることができるが、これに限定されない。また、エッチング方法には、湿式エッチング、乾式エッチング方法を用いることができる。
【００７６】
一方、第１及び２電極パッド１４２，１４４は、伝導性物質、例えば、Ｉｎ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＷＴｉから選ばれた一金属またはそれらの合金を含むことができ、単層または多層に形成することができるが、これに限定されない。
【００７７】
図２は、図１に示す活性層の詳細断面図である。
【００７８】
図２を参照すると、活性層１３２は、複数の量子井戸層１３２ａ，１３２ｃ、障壁層１３２ｄ、電位障壁層１３４、及び第１非ドープの障壁層１３５を含む。
【００７９】
同図には２個の量子井戸層１３２ａ，１３２ｃが示されているが、量子井戸層の数はそれ以上にすることもできる。同様に、量子井戸層１３２ａ，１３２ｃと交互に形成される障壁層１３２ｂも、量子井戸層の個数に応じてその個数を決定すればいい。
【００８０】
第１半導体層１３１から活性層１３２へと向かうキャリアやＥＳＤを分散させ、進行速度を減少させるためには、活性層１３２を第２半導体層１３３よりは第１半導体層１３１の近くに形成することが好ましい。もし、電位障壁層１３４が活性層１３２にさらに設けられるとすれば、参照符号“１３２ｃ”の量子井戸層の位置に電位障壁層１３４がさらに形成されることができるが、これに限定されない。
【００８１】
第１非ドープの障壁層１３５は、第１半導体層１３１と最も近接している第１量子井戸層１３２ａと電位障壁層１３４との間に形成されて、電位障壁層１３４と量子井戸層１３２ａ，１３２ｃとを隔離させることができる。電位障壁層１３４に含まれる高濃度のＩｎＮが量子井戸層１３２ａ，１３２ｃに侵入する場合、量子井戸層１３２ａ，１３２ｃの電位レベルが障壁層１３２ｂの電位レベルと略同一になり、量子井戸層１３２ａ，１３２ｃで充分の光量を生成できないことがある。このため、第１非ドープの障壁層１３５は、電位障壁層１３４のＩｎＮが量子井戸層１３２ａ，１３２ｃに侵入しないような十分な厚さに形成し、好ましくは、５０Å〜３００Åの厚さに形成することができる。
【００８２】
第１非ドープの障壁層１３５は、活性層１３２を構成する他の障壁層（例えば、参照符号１３２ｂ）と同一の材質で形成され、ただし、ＩｎＮが量子井戸層１３２ａ，１３２ｃに侵入しないように、その厚さが障壁層１３２ｂの１．５倍乃至７．５倍と、より厚く形成されることができ、電位障壁層１３４の７．５倍乃至１００倍の厚さを有することができる。
【００８３】
図３は、ＥＳＤの移動ルートを説明するための概念図である。
【００８４】
図３を参照すると、ＥＳＤは、外部電圧が印加される第１電極パッド１４２を通って流入し、第１電極パッド１４２から第１半導体層１３１を経て活性層１３２に向かうことがある。
【００８５】
ＥＳＤが第１電極パッド１４２を通って流入した時、ＥＳＤが活性層１３２の一領域に集中する場合は活性層１３２の損傷が大きくなり、逆の場合は活性層１３２の損傷が小さくなることがある。
【００８６】
第１半導体層１３１は、第１電極パッド１４２を介して印加される駆動電源が流れる通路であるから、ＥＳＤに対する抵抗性はほとんどなく、活性層１３２を構成する障壁層の電位障壁はＥＳＤに抵抗するには微弱である。したがって、第１半導体層１３１とは別個の層（図示せず）を形成してＥＳＤの移動経路を変更することで、ＥＳＤが集中せずに拡散して移動するようにすることが好ましい。
【００８７】
ＥＳＤが発生して活性層に流入する時、ＥＳＤを阻止するのに最適の領域は、活性層１３２と第１半導体層１３１との間の領域であるが、この領域にＥＳＤ抵抗のための別途の層を形成する場合、活性層１３２に流入するキャリア自体が減少し、活性層１３２の光度が低下する恐れがある。
【００８８】
したがって、電位障壁層１３４は薄く形成するとともに、可能な限り量子井戸層と近接して形成しなければならず、好ましくは、実施例で言及した通り、活性層１３２自体に内蔵される形態とする。
【００８９】
図４及び図５は、実施例によってＥＳＤが分散される原理を説明するための参照図である。
【００９０】
まず、図４は、活性層１３２内に一つの電位障壁層１３４が形成される場合に、ＥＳＤが分散される過程を説明するための参照図である。図４を参照すると、ＥＳＤが第１半導体層１３１から活性層１３２へと向かう時、電位障壁層１３４はＥＳＤに対して抵抗し、ＥＳＤの通過速度を減少させることで、ＥＳＤの通過ルートが複数に分けられるように誘導することができる。
【００９１】
図４で、ＥＳＤは電位障壁層１３４によって２つのルートＰ１，Ｐ２に分岐して進行することができる。２つに分岐されたルートＰ１，Ｐ２は、一つのＥＳＤルートに比べて、活性層１３２に進入する時に破壊力が減少することができる。同図には、ＥＳＤが２つのルートＰ１，Ｐ２に進行することを例示している。しかし、２つのルートＰ１，Ｐ２は概念的に分けられたもので、実際にＥＳＤが只２つのルートＰ１，Ｐ２で進行するとは限らない。すなわち、ＥＳＤのルートは複数個であれば特に限定されない。
【００９２】
次に、図５は、活性層１３２内に２つの電位障壁層１３４ａ，１３４ｂが形成される場合にＥＳＤが分散される過程を説明するための参照図である。
【００９３】
図５を参照すると、ＥＳＤは、第一の電位障壁層１３４ａにより２つのルートＰ３，Ｐ４に分けられ、第二の電位障壁層１３４ｂにより４個のルートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８に再び分岐されることができる。
【００９４】
ＥＳＤは、２つの電位障壁層１３４ａ，１３４ｂによって多数のルートＰ３〜Ｐ８に分岐され、各ルートを通って流れるＥＳＤの破壊力は、単一ルートを通って流れるＥＳＤに比べて顕著に弱化することができる。図５では２つの電位障壁層１３４ａ，１３４ｂを示しているが、電位障壁層の個数はそれ以上の個数にしても良い。しかし、ＥＳＤに対するルートを拡張するために電位障壁層１３４ａ，１３４ｂの個数を増加し続ける場合、第１半導体層１３１から活性層１３２中の量子井戸層へ向かうキャリアの移動にも制限が加えられ、活性層１３２に含まれる量子井戸層を取り替えなければならず、光度が低下することがある。活性層１３２内の量子井戸層に代えて形成される電位障壁層（例えば、１３４ａ、１３４ｂ）の個数は、本実施例に係る発光素子に要求される光度、及びＥＳＤ耐性レベルによって決定されることが好ましい。
【００９５】
また、図５では、２つの電位障壁層１３４ａ，１３４ｂによって４個のルートＰ５〜Ｐ８に展開されることを例示しているが、これは概念的にＥＳＤのルートの個数が増加していくことを示すもので、単に４個のルートＰ５〜Ｐ８に限定されることを意味するわけではない。図５に示すＥＳＤのルートＰ５〜Ｐ８は、図４に示すＥＳＤＰ１，Ｐ２ルートに比べてより多数のルートを形成できるということを意味する。
【００９６】
図６は、電位障壁層によってキャリアが拡散される原理を概念的に示す図である。
【００９７】
図６を参照すると、電位障壁層１３４は、ＥＳＤ、または第１半導体層１３１を通って活性層１３２へ向かうキャリアに対して電位障壁を形成することができる。
【００９８】
電位障壁層１３４は、キャリアが活性層１３２に直接印加されずに、複数のルートを移動するように誘導することができる。電位障壁層１３４は、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の移動に対して時間遅延を誘発し、時間遅延によってキャリアは別のルートを通っても均一に拡散されることができる。
【００９９】
電位障壁層１３４によって拡散されたキャリアは、活性層１３２に均一に拡散され、活性層１３２を構成する量子井戸層に均一に供給されることによって活性層１３２の発光効率が増加できる。
【０１００】
図７は、活性層の電位障壁を説明するための概念図である。
【０１０１】
図７を参照すると、電位障壁層ＱＢの電位障壁はＥｂとし、障壁層Ｂ１，Ｂ２の電位障壁Ｅｃに比べて高く設定することができる。例えば、青色光を発光する場合、量子井戸層Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３はＩｎＧａＮで形成され、障壁層Ｂ１，Ｂ２はＧａＮで形成されることから、障壁層のバンドギャップは量子井戸層よりも高く形成されることができる。障壁層のバンドギャップが量子井戸層のバンドギャップよりも大きくなるような物質を選択すれば良く、具体的な組成物質は、目的とする光の波長によって異なり、これに限定されない。
【０１０２】
電位障壁層ＱＢは、障壁層Ｂ１，Ｂ２よりも高いバンドギャップを有する物質で形成することができる。例えば、上記の通り、電位障壁層ＱＢはＩｎＮを含むことができ、好ましくは、ＩｎＮの含量比を８０％乃至１００％とすることができる。ここで、ＩｎＮの含量比は、質量、体積、またはモルの比率による含量比のうちの一つにすればいい。
【０１０３】
キャリアが正孔である時、キャリアはＱ３よりも右側方向から量子井戸層Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に向かうので、電位障壁層ＱＢはキャリア正孔に対しては抵抗性をほとんど有しない。電位障壁層ＱＢは、第１半導体層１３１の方に形成されるからＥＳＤに対して抵抗性を有する。
【０１０４】
ＥＳＤは、電位障壁層ＱＢの電位障壁に阻止されるから、電位障壁層ＱＢを通過する際に時間遅延が発生する。このような時間遅延は、ＥＳＤを活性層１３２に分散して進行させるとともに、ＥＳＤが量子井戸層Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に迅速に進入することを防ぎ、量子井戸層Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の損失を低減させることができる。
【０１０５】
図８は、ＥＳＤと発光素子の収率との関係を説明するための参照図である。
【０１０６】
図８のグラフにおいて、横軸は発光素子に加えられるＥＳＤの電圧値を表し、縦軸は発光素子の収率（Ｙｉｅｌｄ）を表す。
【０１０７】
通常、同一ラインで一度に生産された発光素子は、同一の物理的特性を有すると見なす。これらの発光素子の一部に対してサンプリングテストを行う時（または、全数検査を行う時）、各発光素子が耐えるＥＳＤ電圧が−４５６０Ｖであれば、全体発光素子の収率は約８０％となる。
【０１０８】
発光素子がＥＳＤに耐える電圧が低いほど、全体的な収率は減少する。
【０１０９】
同グラフから、発光素子が−３０００Ｖ程度のＥＳＤ耐性を有する時、収率は６０％以下になることがわかる。
【０１１０】
図９Ａは、実施例に係る発光素子の断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す発光素子の活性層の断面図である。
【０１１１】
図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、実施例に係る発光素子１００は、支持部材１１０と、支持部材１１０上に形成される非ドープのＧａＮ層１２０と、非ドープのＧａＮ１２０層上に形成され、第１半導体層１３１、活性層１３２及び第２半導体層１３３を有する発光構造物１３０と、を含み、活性層１３２は、電位障壁層１３４、第１非ドープの障壁層１３５、及び電位補償層１３７を含むことができる。
【０１１２】
一方、支持部材１１０上にはバッファー層１１２を形成することができ、第２半導体層１３３上には、透光性電極層１４０、光抽出構造１５０、及び第２電極パッド１４４を形成することができ、また、第２半導体層１３３及び活性層１３２の一部を除去して第１半導体層１３１の一部を露出させることができ、第１半導体層１３１の露出面に第１電極パッド１４２を形成することができる。
【０１１３】
支持部材１１０、バッファー層１１２、非ドープのＧａＮ層１２０、第１半導体層１３１、活性層１３２、第２半導体層１３３、電位障壁層１３４、第１非ドープの障壁層１３５、透光性電極層１４０、光抽出構造１５０、及び第１及び第２電極パッド１４２，１４４についての説明は、上述した通りであるので省略する。
【０１１４】
活性層１３２は、活性層１３２内に形成された電位補償層１３７をさらに含むことができる。
【０１１５】
電位障壁層１３４及び第１非ドープの障壁層１３５は、第１及び第２電極パッド１４２，１４４を介して印加される駆動電圧に対して抵抗体として働くことができる。電位障壁層１３４及び第１非ドープの障壁層１３５による順方向電圧Ｖｆの損失は、発光素子の全体駆動電圧の増加を要求する。
【０１１６】
発光素子１００の駆動電圧を上昇させずともＥＳＤに対して十分に耐性を持ちながら活性層１３２の発光効率を増加させるために、活性層１３２は電位補償層１３７をさらに含むことができる。
【０１１７】
電位補償層１３７は、活性層１３２を構成する障壁層１３２ｂ，１３２ｄのうち、第２半導体層１３３と最も近接している障壁層、またはその次に近接している障壁層１３２ｄの位置にＣ、ＳｉＧｅ、及びＳｎのような第４族元素をドープすることで形成することができる。電位補償層１３７は、障壁層１３２ｂ，１３２ｄの平坦性を改善し、内部電界を下げることができる。
【０１１８】
一方、実施例では、第４族元素のうちのシリコンを適用した例を中心に説明する。
【０１１９】
電位補償層１３７の低い内部電界は、電位障壁層１３４及び第１非ドープの障壁層１３５による順方向電圧Ｖｆ降下を打ち消しあって、全体的に実施例に係る発光素子の順方向電圧Ｖｆが電位障壁層１３４及び第１非ドープの障壁層１３５によって増加することを防止することができる。
【０１２０】
電位補償層１３７は、活性層１３２に形成される障壁層１３２ｂ，１３２ｄの厚さと類似にまたは同一にして形成し、第１非ドープの障壁層１３５に比べては薄い厚さに形成することができる。好ましくは、電位補償層１３７は、３０Å〜１５０Åの厚さに形成することができる。
【０１２１】
電位補償層１３７は、第２半導体層１３３と隣り合う領域に形成され、シリコン（ｓｉ）をドーブして障壁層１３２ｂ，１３２ｄの原子レベルにおける平坦度を増加させ、障壁層１３２ｂ，１３２ｄで発生する抵抗を下げて内部電界を低減させることができる。一方、電位補償層１３７は、活性層１３２の内部、または活性層１３２と第２半導体層１３３との間に別個として形成されることもでき、第１非ドープの障壁層１３５及び電位障壁層１３４による順方向電圧Ｖｆの損失を補償することができる。
【０１２２】
一方、電位補償層１３７中のＩｎ含量を高め、電位補償層１３７の厚さを増加させることによって、正孔のようなキャリアの注入効率が低下することを補償することができる。
【０１２３】
図１０Ａは、実施例に係る発光素子の断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示す発光素子の活性層を示す断面図である。
【０１２４】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、実施例に係る発光素子１００は、支持部材１１０と、支持部材１１０上に形成される非ドープのＧａＮ層１２０と、非ドープのＧａＮ１２０層上に形成され、第１半導体層１３１、活性層１３２及び第２半導体層１３３を有する発光構造物１３０と、を含み、活性層１３２は、電位障壁層１３４、第１非ドープの障壁層１３５、電位補償層１３７及び第２非ドープの障壁層１３８を含むことができる。
【０１２５】
電位補償層１３７の下部には、第２非ドープの障壁層１３８が形成されることができる。
【０１２６】
第２非ドープの障壁層１３８は、上述した第１非ドープの障壁層１３５と同じ材質で形成することができる。すなわち、第２非ドープの障壁層１３８は、ＰまたはＮタイプにドープされた量子井戸層や障壁層に比べて電気的に高い抵抗を有するように、トープされていないＧａＮまたはＩｎＧａＮで形成することができる。
【０１２７】
第２非ドープの障壁層１３８は、第２半導体層１３３と最も近接している第２量子井戸層１３２ｃと電位補償層１３７との間に配置されて、電位補償層１３７と量子井戸層１３２ａ，１３２ｃが直接接触することを防止する。
【０１２８】
第２非ドープの障壁層１３８が電位補償層１３７と第２量子井戸層１３２ｃとの間に配置されて、電位補償層１３７と量子井戸層１３２ａ，１３２ｃとが直接接触しないようにし、電位補償層１３７と量子井戸層１３２ａ，１３２ｃとを十分に離隔させることで、電位補償層１３７中のＩｎＮなどが隣り合う量子井戸層１３２ａ，１３２ｃに侵入して量子井戸層１３２ａ，１３２ｃの電位レベルを高め、光度低下を誘発することを防止することができる。
【０１２９】
一方、以上では水平型発光素子を例にして説明したが、垂直型発光素子またはフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）発光素子にも同様の適用が可能である。
【０１３０】
図１１Ａ乃至図１１Ｃは、実施例に係る発光素子の断面図であり、図１２Ａ乃至図１２Ｃはそれぞれ、図１１Ａ乃至図１１Ｃに示す発光素子の活性層を示す断面図である。
【０１３１】
図１１Ａ乃至図１２Ｃを参照すると、実施例に係る発光素子３００は、支持部材３１０と、支持部材３１０上に形成される第１電極層３２０と、第１電極層３２０上に形成され、第１半導体層３３１、活性層３３２及び第２半導体層３３３を有する発光構造物３３０と、第２半導体層３３３上に形成される第２電極層と、を含み、活性層３３２は、電位障壁層３３４及び第１非ドープの障壁層３３５を含むことができる。
【０１３２】
支持部材３１０は、熱伝導性に優れた物質で形成することができ、また、伝導性物質で形成することができ、金属物質または伝導性セラミックで形成して支持基板として構成することができる。支持部材３１０は単一層に形成することもでき、二重構造またはそれ以上の多重構造に形成することもできる。
【０１３３】
すなわち、支持部材３１０は、金属、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｒから選ばれたいずれか一つまたは２以上の合金で形成することもでき、異なる２以上の物質を積層して形成することもできる。また、支持部材３１０は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３のようなキャリアウエハーとすることができる。
【０１３４】
このような支持部材３１０は、発光素子３００で発生する熱の放出を容易にして、発光素子３００の熱的安全性を向上させることができる。
【０１３５】
第１電極層３２０は、支持基板３１０上に形成される。第１電極層３２０は、オーミック層（ｏｈｍｉｃ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）、反射層（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）、ボンディング層（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）のうち少なくとも１層を含むことができる。例えば、第１電極層３２０は、オーミック層／反射層／ボンディング層の構造、オーミック層／反射層の積層構造、または、反射層（オーミック接触物質を含む）／ボンディング層の構造とすることができるが、これに限定されない。例えば、第１電極層３２０は、絶縁層上に反射層及びオーミック層が順に積層された形態とすることもできる。
【０１３６】
反射層（図示せず）は、オーミック層（図示せず）及び絶縁層（図示せず）との間に配置されることができ、反射特性に優れた物質、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ及びこれらの選択的な組み合あわせで構成された物質のいずれかで形成することもでき、これら金属物質とＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどの透光性の伝導性物質を用いて多層で形成することもできる。例えば、反射層（図示せず）は、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉなどのように積層することができる。また、反射層（図示せず）を発光構造物（例えば、第１半導体層３３１）とオーミック接触する物質で形成する場合、オーミック層（図示せず）は別に形成しなくて済むが、これに限定されない。
【０１３７】
オーミック層（図示せず）は、発光構造物３３０の下面にオーミック接触され、層または複数のパターンで形成されることができる。オーミック層（図示せず）は、透光性伝導層と金属を選択的に用いることができ、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうちの一つ以上を用いて単層または多層に形成することができる。オーミック層（図示せず）は、第１半導体層３３１へのキャリアの注入を円滑にするためのもので、必須のものではない。
【０１３８】
また、第１電極層３２０は、ボンディング層（図示せず）を含むことができ、このボンディング層（図示せず）は、障壁金属（ｂａｒｒｉｅｒ  ｍｅｔａｌ）、またはボンディング金属、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、ＡｇまたはＴａのうちの少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されない。
【０１３９】
発光構造物３３０は、第１半導体層３３１、活性層３３２及び第２半導体層３３３を含むことができ、第１半導体層３３１と第２半導体層３３３との間に活性層３３２を形成することができる。
【０１４０】
一方、第１半導体層３３１は、ｐ型ドーパントのドープされたｐ型半導体層にすることができ、第２半導体層３３３は、ｎ型ドーパントのドープされたｎ型半導体層にすることができる。それぞれのｎ型半導体層及びｐ型半導体層に関する説明は、上述した通りであるので省略する。
【０１４１】
また、図１１Ａ及び図１２Ａに示すように、活性層３３２が多重量子井戸構造である場合、第２半導体層３３３と隣接する領域に電位障壁層３３４を形成することができる。
【０１４２】
電位障壁層３３４は、第２半導体層３３３に最も近接している活性層３３２の一領域に形成されることができる。
【０１４３】
特に、電位障壁層３３４は、活性層３３２を構成する複数の量子井戸層のうち、第２半導体層３３３に最も近接している量子井戸層３３２ｃが配置されるべき位置に形成されることもでき、活性層３３２内の量子井戸層３３２ａ，３３２ｃの位置のうち、第２半導体層３３３に２番目に近接している量子井戸層３３２ａの位置に形成されることもできるが、これに限定されない。
【０１４４】
一方、電位障壁層３３４と量子井戸層３３２ａ，３３２ｃとの間には、第１非ドープの障壁層３３５を形成することができる。
【０１４５】
第１非ドープの障壁層３３５は、ＰまたはＮタイプにドープされた量子井戸層３３２ａ，３３２ｃや障壁層３３２ｂに比べて電気的に高い抵抗を有するＧａＮで形成され、電位障壁層３３４と量子井戸層３３２ａ，３３２ｃとの間に配置されて、電位障壁層３３４と量子井戸層３３２ａ，３３２ｃとが直接接触することを防止する。
【０１４６】
一方、図１１Ｂ及び図１２Ｂに示すように、活性層３３２内には電位補償層３３７を形成することができる。電位補償層３３７は、活性層３３２を構成する障壁層３３２ｂ，３３２ｄのうち、第１半導体層３３１と最も近接している障壁層、またはその次に近接している障壁層３３２ｄの位置にシリコン（Ｓｉ）をドーブして形成することができる。
【０１４７】
一方、図１１Ｃ及び図１２Ｃに示すように、電位補償層３３７の上部には第２非ドープの障壁層３３８を形成することができる。第２非ドープの障壁層３３８は、第１非ドープの障壁層３３５と同じ材質で形成することができ、電位補償層３３７と電位補償層３３７の上部の量子井戸層とが直接接触することを防止する。
【０１４８】
一方、電位障壁層３３４、第１及び第２非ドープの障壁層３３５，３３８、及び電位補償層３３６に関する説明は、上述した通りであるので省略する。
【０１４９】
第２半導体層３３３上には、透光性電極層３４０、光抽出構造３４２及び第２電極層３４４を形成することができる。
【０１５０】
透光性電極層３４０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−ＧａＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−ＧａＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうち少なくとも一つを含むことができ、第２半導体層３３６の上部に形成されることによって、電流群集現象を防止することができる。
【０１５１】
第２電極層３４４は、少なくとも一つのパッドまたは／及び所定パターンを有する電極を含む。第２電極層３４４は、第２半導体層３３６の上面においてセンター領域、外側領域または隅領域に配置されることができるが、これに限定されない。
【０１５２】
第２電極層３４４は、伝導性物質、例えばＩｎ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＷＴｉから選ばれる一金属またはこれらの合金を用いて単層または多層に形成することができる。
【０１５３】
第２電極層３４４は、透光性電極層３４０の上部に形成することもでき、透光性電極層３４０の一部を除去して開口を形成し、第２電極層３４４と第２半導体層３３３とが接するようにして形成することもできるが、これに限定されない。
【０１５４】
発光構造物３３０の上部には光抽出構造３４２を形成することができる。
【０１５５】
光抽出構造３６２は、第２半導体層３３３の上面に形成されることもでき、発光構造物３３０の上部に透光性電極層３４０を形成した後に、透光性電極層３４０の上部に形成されることもできるが、これに限定されない。
【０１５６】
光抽出構造３４２は、透光性電極層３４０、または第２半導体層３３３の上面の一部または全体領域に形成されることができる。光抽出構造３４２は、透光性電極層３４０または第２半導体層３３３の上面の少なくとも一領域にエッチングを行うことによって形成することができる。このエッチング過程は、湿式または／及び乾式エッチング工程を含み、エッチング過程によって、透光性電極層３４０の上面または第２半導体層３３３の上面は、光抽出構造３４２を形成するラフネスを含み、その高さは０．１μｍ〜３μｍ程度にすることができる。ラフネスは、ランダムな大きさとして不規則に形成することができるが、これに限定されない。ラフネスは、平坦でない上面であって、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）パターン、凹凸パターン、平坦でないパターン（ｕｎｅｖｅｎ  ｐａｔｔｅｒｎ）のうち少なくとも一つを含むことができる。
【０１５７】
ラフネスは、円柱、多角柱、円錐、多角錐、円錐台、多角錐台などの様々な側断面状を有するように形成することができ、好ましくは、錐形状とすることができる。
【０１５８】
一方、光抽出構造３４２は、ＰＥＣ（ｐｈｏｔｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｃｈｅｍｉｃａｌ）などの方法で形成することができるが、これに限定されない。光抽出構造３４２を透光性電極層３４０の上部面または第２半導体層３３３の上部面に形成することによって、活性層３３２で生成された光が透光性電極層３４０または第２半導体層３３３の上部面から全反射して再吸収されたり散乱したりすることを防止でき、結果として発光素子３００の光抽出効率の向上を図ることができる。
【０１５９】
発光構造物３３０の側面及び上部領域には、パッシベーション（図示せず）を形成することができ、パッシベーション（図示せず）は絶縁性材質で形成することができる。
【０１６０】
図１３Ａ乃至図１３Ｃは、実施例に係る発光素子パッケージを示す斜視図及び断面図である。
【０１６１】
図１３Ａ乃至図１３Ｃを参照すると、発光素子パッケージ５００は、キャビティ５２０が形成されたボディー５１０、ボディー５１０に実装される第１及び第２リードフレーム５４０，５５０と、第１及び第２リードフレーム５４０，５５０と電気的に連結される発光素子５３０、及び発光素子５３０を覆うようにキャビティ５２０に充填される封止材（図示せず）を含むことができる。
【０１６２】
ボディー５１０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：ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  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）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５１０は、射出成形、エッチング工程などにより形成されることができるが、これに限定されない。
【０１６３】
ボディー５１０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。
【０１６４】
光の指向角が減少するほど、発光素子５３０から外部に放出される光の集中性は増加し、逆に、光の指向角が増加するほど、発光素子５３０から外部に放出される光の集中性は減少する。
【０１６５】
一方、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、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。
【０１６６】
発光素子５３０は、第１リードフレーム５４０上に実装され、例えば、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する発光素子、または紫外線を放出するＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）発光素子とすることができるが、これに限定されない。また、発光素子５３０は、１個以上実装することができる。
【０１６７】
また、発光素子５３０は、電気端子が全て上部面に形成された水平タイプ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｔｙｐｅ）、上・下部面の両面に形成された垂直タイプ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｙｐｅ）、またはフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）のいずれにしても良い。
【０１６８】
一方、実施例に係る発光素子５３０は、活性層（図示せず）内に電位障壁層（図示せず）、及び非ドープの障壁層（図示せず）、及び／または電位補償層（図示せず）を含み、発光素子５３０及び発光素子パッケージ５００の発光効率を改善することができる。
【０１６９】
また、発光素子５３０はＥＳＤに対する耐性を有し、よって、ツェナーダイオード（図示せず）を発光素子パッケージ５００に実装しなくて済む。したがって、ツェナーダイオード（図示せず）に起因する光度低下が防止され、結果として発光素子パッケージ５００の発光効率を改善することができる。なお、発光素子パッケージ５００の製造コストを低減することができる。
【０１７０】
封止材（図示せず）は、発光素子５３０を覆うようにキャビティ５２０に充填されることができる。
【０１７１】
封止材（図示せず）は、シリコン、エポキシ、及びその他の樹脂材質で形成することができ、キャビティ５２０内に充填した後、そ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。
【０１７２】
また、封止材（図示せず）は蛍光体を含むことができ、蛍光体は、発光素子５３０から放出される光の波長に応じた種類にすることで、発光素子パッケージ５００が白色光を具現できるようにする。
【０１７３】
すなわち、蛍光体は、発光素子５３０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うちのいずれか一つを適用することができる。
【０１７４】
すなわち、蛍光体は、発光素子５３０から放出される第１色を有する光により励起されて第２色の光を生成することができる。例えば、発光素子５３０が青色発光ダイオードで、蛍光体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で発生した青色光と該青色光により励起されて発生した黄色光とが混色されることで、発光素子パッケージ５００は白色光を提供可能になる。
【０１７５】
同様に、発光素子５３０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５３０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。
【０１７６】
このような蛍光体は、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とすることができる。
【０１７７】
第１及び第２リードフレーム５４０，５５０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それらの合金を含むことができる。また、第１及び第２リードフレーム５４０，５５０は、単層または多層構造にすることができるが、これに限定されない。
【０１７８】
第１及び第２リードフレーム５４０，５５０は、互いに離隔して電気的に分離される。発光素子５３０は、第１及び第２リードフレーム５４０，５５０上に実装され、第１及び第２リードフレーム５４０，５５０は発光素子５３０と直接接触したり、または、はんだ付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）部材（図示せず）のような伝導性を有する材料を介して電気的に連結されることができる。また、発光素子５３０は、ワイヤーボンディングによって第１及び第２リードフレーム５４０，５５０と電気的に連結されることができるが、これに限定されない。これにより、第１及び第２リードフレーム５４０，５５０に電源が連結されると発光素子５３０に電源が印加されることができる。一方、数個のリードフレーム（図示せず）がボディー５１０内に実装され、それぞれのリードフレーム（図示せず）が発光素子５３０と電気的に連結されることができるが、これに限定されない。
【０１７９】
一方、図１３Ｃを参照すると、実施例に係る発光素子パッケージ５００は、光学シーツ５８０を含むことができ、光学シーツ５８０は、ベース部５８２及びプリズムパターン５８４を含むことができる。
【０１８０】
ベース部５８２は、プリズムパターン５８４を形成するための支持体で、熱的安全性に優れるとともに透明な材質で形成することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、及びポリエポキシからなる群より選ばれるいずれか一つとすることができるが、これに限定されない。
【０１８１】
また、ベース部５８２は、蛍光体（図示せず）を含むことができる。例えば、ベース部５８２を形成する材質に蛍光体（図示せず）を均一に分散させた状態でこれを硬化してベース部５８２を形成することができる。このようにベース部５８２を形成すると、蛍光体（図示せず）がベース部５８２の全体に均一に分布することができる。
【０１８２】
一方、ベース部５８２上には、光を屈折し、集光する立体形状のプリズムパターン５８４を形成することができる。プリズムパターン５８４を構成する物質はアクリルレジンとすることができるが、これに限定されない。
【０１８３】
プリズムパターン５８４は、ベース部５８２の一面において一方向に沿って相互隣接して平行に配列された複数の線形プリズムを含み、線形プリズムの軸方向に対する垂直断面は三角形にすることができる。
【０１８４】
プリズムパターン５８４は、光を集光する効果があるから、図１３Ｃの発光素子パッケージ５００に光学シート５８０を付着する場合は、光の直進性が向上して発光素子パッケージ５００の光の輝度を向上させることができる。
【０１８５】
一方、プリズムパターン５８４には、蛍光体（図示せず）を含むことができる。
【０１８６】
蛍光体（図示せず）が分散された状態でプリズムパターン５８４を形成する、例えば、蛍光体をアクリルレジンと混合してペーストまたはスラリー状態にした後、プリズムパターン５８４を形成することによって、蛍光体がプリズムパターン５８４内に均一に含まれることができる。
【０１８７】
このようにプリズムパターン５８４に蛍光体（図示せず）が含まれる場合は、発光素子パッケージ５００の光の均一度及び分布度が向上する他、プリズムパターン５８４による光の集光効果及び蛍光体（図示せず）による光の分散効果があるから、発光素子パッケージ５００の指向角を向上させることができる。
【０１８８】
実施例に係る発光素子パッケージ５００は、複数個が基板上にアレイされ、発光素子パッケージ５００の光経路上には、光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置されることができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。他の実施例として、以上の実施例に記載された発光素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明装置を具現することができ、例えば、照明装置はランプ、街灯を含むことができる。
【０１８９】
図１４Ａは、実施例に係る発光素子パッケージを含む照明装置を示す斜視図であり、図１４Ｂは、図１４Ａの照明装置のＣ−Ｃ'断面図である。
【０１９０】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、照明装置６００は、ボディー６１０、ボディー６１０に締め付けられるカバー６３０、及びボディー６１０の両端に設けられる仕上げキャップ６５０を含むことができる。
【０１９１】
ボディー６１０の下部面には、発光素子モジュール６４０が取り付けられ、ボディー６１０は、発光素子パッケージ６４４で発生した熱がボディー６１０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ることができる。
【０１９２】
発光素子パッケージ６４４は、ＰＣＢ６４２上に多色、多列で実装されてアレイをなすことができ、等間隔で実装することもでき、必要に応じて様々な間隔で実装することで、明るさなどを調節することもできる。このようなＰＣＢ６４２には、ＭＰＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｅ  ＰＣＢ）またはＦＲ４材質のＰＣＢなどを用いることができる。
【０１９３】
特に、発光素子パッケージ６４４は発光素子（図示せず）を含み、実施例に係る発光素子（図示せず）は、活性層（図示せず）内に電位障壁層（図示せず）、及び非ドープの障壁層（図示せず）、及び／または電位補償層（図示せず）を含むことで、発光素子パッケージ６４４及び照明装置６００の発光効率を改善することができる。
【０１９４】
また、発光素子（図示せず）はＥＳＤに対する耐性を有し、よって、ツェナーダイオード（図示せず）を発光素子パッケージ６４４に実装しなくて済む。したがって、ツェナーダイオード（図示せず）に起因する光度低下が防止され、結果として発光素子パッケージ６４４及び照明装置６００の発光効率を改善することができる。なお、発光素子パッケージ６４４及び照明装置６００の製造コストを低減することかできる。
【０１９５】
カバー６３０は、ボディー６１０の下部面を取り囲むように円形に形成することができるが、これに限定されない。
【０１９６】
カバー６３０は、内部の発光素子モジュール６４０を外部の異物などから保護する役割を果たす。また、カバー６３０は、発光素子パッケージ６４４で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６３０の内面及び外面のうち少なくとも一面には、プリズムパターンなどを形成することができる。また、カバー６３０の内面及び外面のうち少なくとも一面には、蛍光体を塗布することもできる。
【０１９７】
一方、発光素子パッケージ６４４で発生した光は、カバー６３０から外部に放出されるので、カバー６３０は、光透過率に優れたものとしなければならない他、発光素子パッケージ６４４から発生した熱に耐えられるような充分な耐熱性を有するものとしなければならない。したがって、カバー６３０は、ポリエチレンテレフタレート（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ことが好ましい。
【０１９８】
仕上げキャップ６５０は、ボディー６１０の両端に取り付けられて、電源装置（図示せず）を密閉する機能を果たすことができる。また、仕上げキャップ６５０には電源ピン６５２が設けられているから、実施例に係る照明装置６００は、既存の蛍光灯を除去した端子に別の装置無しで直ちに使用することができる。
【０１９９】
図１５は、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。
【０２００】
図１５は、エッジ−ライト方式のもので、液晶表示装置７００は、液晶表示パネル７１０と、液晶表示パネル７１０に光を提供するためのバックライトユニット７７０と、を含むことができる。
【０２０１】
液晶表示パネル７１０は、バックライトユニット７７０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７１０は、液晶を介在して互いに対向するカラーフィルター基板７１２及び薄膜トランジスタ基板７１４を含むことができる。
【０２０２】
カラーフィルター基板７１２は、液晶表示パネル７１０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。
【０２０３】
薄膜トランジスタ基板７１４は、駆動フィルム７１７を介して多数の回路部品が実装される印刷回路基板７１８と電気的に接続されている。薄膜トランジスタ基板７１４は、印刷回路基板７１８から提供される駆動信号に応答して、印刷回路基板７１８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。
【０２０４】
薄膜トランジスタ基板７１４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。
【０２０５】
バックライトユニット７７０は、光を出力する発光素子モジュール７２０、発光素子モジュール７２０から提供される光を面光源の形態に変更させて液晶表示パネル７１０に提供する導光板７３０、導光板７３０から提供された光の輝度分布を均一にさせ、垂直入射性を向上させる多数のフィルム７５２，７６６，７６４、及び導光板７３０の後方に放出される光を導光板７３０に反射させる反射シート７４７で構成される。
【０２０６】
発光素子モジュール７２０は、複数の発光素子パッケージ７２４と、複数の発光素子パッケージ７２４が実装されてアレイをなすＰＣＢ基板７２２と、を含むことができる。
【０２０７】
特に、発光素子パッケージ７２４は発光素子（図示せず）を含み、実施例に係る発光素子（図示せず）は、活性層（図示せず）内に電位障壁層（図示せず）、及び非ドープの障壁層（図示せず）、及び／または電位補償層（図示せず）を含むことによって、発光素子パッケージ７２４及びバックライトユニット７７０の発光効率を改善することができる。
【０２０８】
また、発光素子（図示せず）はＥＳＤに対する耐性を有し、よって、ツェナーダイオード（図示せず）を発光素子パッケージ７２４に実装しなくて済む。したがって、ツェナーダイオード（図示せず）に起因する光度低下が防止され、結果として発光素子パッケージ７２４及びバックライトユニット７７０の発光効率を改善することができる。なお、発光素子パッケージ７２４及びバックライトユニット７７０の製造コストを低減することかできる。
【０２０９】
一方、バックライトユニット７７０は、導光板７３０から入射する光を液晶表示パネル７１０の方に拡散させる拡散フィルム７６６と、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７５２と、で構成されることができ、プリズムフィルム７５２を保護する保護フィルム７６４を含むことができる。
【０２１０】
図１６は、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１５と同一の部分についての詳細は説明を省く。
【０２１１】
図１６は、直下方式のもので、液晶表示装置８００は、液晶表示パネル８１０と、液晶表示パネル８１０に光を提供するバックライトユニット８７０と、を含むことができる。
【０２１２】
液晶表示パネル８１０は、図１５における説明と同一なので、詳細な説明は省略する。
【０２１３】
バックライトユニット８７０は、複数の発光素子モジュール８２３、反射シート８２４、発光素子モジュール８２３及び反射シート８２４が収納される下部シャシー８３０、発光素子モジュール８２３の上部に配置される拡散板８４０、及び多数の光学フィルム８６０を含むことができる。
【０２１４】
発光素子モジュール８２３は、複数の発光素子パッケージ８２２と、複数の発光素子パッケージ８２２が実装されてアレイをなすＰＣＢ基板８２１と、を含むことができる。
【０２１５】
特に、発光素子パッケージ８２２は発光素子（図示せず）を含み、この発光素子（図示せず）は、活性層（図示せず）よりも上部及び／または下部領域に位置する中間層（図示せず）を含むことによって、発光素子（図示せず）、発光素子パッケージ８２２及び液晶表示装置８００の発光効率を改善することができる。
【０２１６】
また、発光素子（図示せず）はＥＳＤに対する耐性を有し、よって、ツェナーダイオード（図示せず）を発光素子パッケージ８２２に実装しなくて済む。したがって、ツェナーダイオード（図示せず）に起因する光度低下が防止され、結果として発光素子パッケージ８２２及びバックライトユニット８７０の発光効率を改善することができる。なお、発光素子パッケージ８２２及びバックライトユニット８７０の製造コストを低減することかできる。
【０２１７】
反射シート８２４は、発光素子パッケージ８２２で発生した光を、液晶表示パネル８１０の位置している方向に反射させて、光の利用効率を向上させる。
【０２１８】
一方、発光素子モジュール８２３で発生した光は拡散板８４０に入射し、拡散板８４０の上部には光学フィルム８６０が配置される。光学フィルム８６０は、拡散フィルム８６６、プリズムフィルム８５０及び保護フィルム８６４を含むことができる。
【０２１９】
一方、実施例に係る発光素子は、上述した実施例の構成及び方法に限定されず、各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて変形実施することもできる。
【０２２０】
なお、以上では好適な実施例に挙げて本発明を図示及び説明してきたが、本発明は、以上の特定の実施例に限定されず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限度内で、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とっては、様々な変形実施が可能であることは明らかであり、これらの変形実施も本発明の範囲に属するものとして理解すべきである。
【図１】
2011223002.tif 000003
【図２】
2011223002.tif 000004
【図３】
2011223002.tif 000005
【図４】
2011223002.tif 000006
【図５】
2011223002.tif 000007
【図６】
2011223002.tif 000008
【図７】
2011223002.tif 000009
【図８】
2011223002.tif 000010
【図９Ａ】
2011223002.tif 000011
【図９Ｂ】
2011223002.tif 000012
【図１０Ａ】
2011223002.tif 000013
【図１０Ｂ】
2011223002.tif 000014
【図１１Ａ】
2011223002.tif 000015
【図１１Ｂ】
2011223002.tif 000016
【図１１Ｃ】
2011223002.tif 000017
【図１２Ａ】
2011223002.tif 000018
【図１２Ｂ】
2011223002.tif 000019
【図１２Ｃ】
2011223002.tif 000020
【図１３Ａ】
2011223002.tif 000021
【図１３Ｂ】
2011223002.tif 000022
【図１３Ｃ】
2011223002.tif 000023
【図１４Ａ】
2011223002.tif 000024
【図１４Ｂ】
2011223002.tif 000025
【図１５】
2011223002.tif 000026
【図１６】
2011223002.tif 000027