(57)【要約】【課題】本発明は、新たな構造を有し、熱抵抗が低下した発光装置及び照明システムを提供するためのものである。【解決手段】本発明による発光装置は、胴体と、上記胴体の上に突出パターンを有する第１電極と、上記胴体の上に上記第１電極と電気的に分離された第２電極と、上記突出パターンを含む第１電極の上の接合層と、上記接合層の上の発光素子と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
前記胴体の上に突出パターンを有する第１電極と、
前記胴体の上に前記第１電極と電気的に分離された第２電極と、
前記突出パターンを含む第１電極の上の接合層と、
前記接合層の上の発光素子と、
を含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記接合層はＡｕ−Ｓｎを含む金属で形成され、前記突出パターンはＡｕを含む金属で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記突出パターンの上面及び側面は前記接合層により囲まれて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記胴体はシリコン材質で形成され、前記胴体の上面には前記発光素子が設置されるキャビティが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、第１導電型の半導体層、活性層、及び第２導電型の半導体層を含む発光構造層が形成され、
前記発光構造層の下に前記接合層と接する伝導性支持基板と、前記発光構造層の上に前記第２電極と連結される電極を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記胴体と前記第１電極及び第２電極との間に絶縁層を含み、前記絶縁層はシリコン酸化膜であることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１電極と前記接合層とはギャップ無しで密着されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記胴体の上に絶縁層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記胴体の下に基板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１０】
胴体と、
前記胴体の上に形成された、第１電極及び前記第１電極と分離された第２電極と、
前記第１電極の上の突出パターンと、
前記第１電極及び前記突出パターンの上の発光素子と、
を含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項１１】
前記突出パターンはＡｕ−Ｓｎを含む金属で形成され、前記第１電極はＡｕを含む金属で形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記突出パターンの下面及び側面は、前記第１電極により囲まれて配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第１電極の一部は、前記発光素子と直接接触していることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記胴体はシリコン材質で形成され、前記胴体の上面には前記発光素子が設置されるキャビティが形成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光素子は、第１導電型の半導体層、活性層、及び第２導電型の半導体層を含む発光構造層が形成され、
前記発光構造層の下に前記突出パターン及び第１電極と接する伝導性支持基板と、前記発光構造層の上にワイヤを介して前記第２電極と連結される電極を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記突出パターン及び発光素子と前記第１電極はギャップ無しで密着されていることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及び照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、発光素子として発光ダイオードがたくさん用いられている。
【０００３】
発光ダイオードは、ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を含み、上記ｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電源が印加されるにつれて、上記活性層で光が発生する。
【０００４】
上記発光素子は、電極と電気的に連結されて回路胴体を通じて電源が印加される。上記発光素子は、ワイヤを介して上記電極と電気的に連結されるか、上記電極の上に設置されて直接電気的に連結されることもできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、新たな構造の発光装置及び照明システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、熱抵抗が低下した発光装置及び照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による発光装置は、胴体、上記胴体の上に突出パターンを有する第１電極、上記胴体の上に上記第１電極と電気的に分離された第２電極、上記突出パターンを含む第１電極の上の接合層、及び上記接合層の上の発光素子を含む。
【０００８】
本発明による発光装置は、胴体、上記胴体の上に形成された第１電極及び上記第１電極と分離された第２電極、上記第１電極の上の突出パターン、及び上記第１電極及び上記突出パターンの上の発光素子を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、新たな構造を有し、熱抵抗が低下した発光装置及び照明システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による発光装置を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施形態による発光装置における発光素子の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による発光装置における発光素子の他の例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による発光装置における発光素子と第１電極との接合領域を拡大した図である。
【図５】本発明の第２実施形態による発光装置における発光素子と第１電極との接合領域を拡大した図である。
【図６】本発明の実施形態による発光装置を使用したバックライトユニットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態による発光装置を使用した照明ユニットの斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態による発光装置を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施形態による発光装置における突出パターンの形状を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による発光装置における突出パターン及びホールを示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による発光装置における突出パターン及びホールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を説明するに当たって、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、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１２】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
【００１３】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施形態による発光装置及び照明システムについて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態による発光装置を説明する断面図である。
【００１５】
図１を参照すると、発光装置２００は、胴体１、上記胴体１の表面に形成された絶縁層２、上記絶縁層２の表面に形成された第１電極３及び第２電極４、及び上記第１電極３及び第２電極４と電気的に連結され、上記胴体１の上側に設置される発光素子５を含む。
【００１６】
また、上記胴体１の下には上記第１電極３及び第２電極４と電気的に連結される基板（図６及び図７の符号３００）をさらに配置することもできる。
【００１７】
上記胴体１は、電気伝導性物質または電気絶縁性物質で形成することができ、例えば、金属やセラミック材質で形成することもできる。実施形態において、上記胴体１はシリコン材質で形成されたものが例示される。
【００１８】
上記胴体１はキャビティ６が形成されているので、上記胴体１の上面には底面と側面が形成される。上記側面は傾斜面に形成することもできる。
【００１９】
上記絶縁層２は絶縁物質で形成され、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３のうち、少なくともいずれか１つで形成することができる。上記絶縁層２は、上記胴体１の上面、側面、及び下面に形成することができ、上記胴体１を通じて電流が漏洩することを防止することができる。例えば、上記絶縁層２は、上記胴体１を酸化させた酸化膜で形成される。
【００２０】
他の実施形態として、図８に示すように、上記絶縁層２は形成されないこともあり、上記第１電極３及び第２電極４は、上記胴体１の真上に形成することもできる。
【００２１】
上記第１電極３及び第２電極４は、互いに電気的に分離されて形成され、上記発光素子５に電気的に連結される。上記第１電極３及び第２電極４は上記胴体１の上に形成され、側面及び下面に延びて形成される。また、上記第１電極３及び第２電極４は上記胴体１を貫通して上記胴体１の下面に延びることもできる。
【００２２】
上記発光素子５は、上記胴体１のキャビティ６の内に設置することもできる。
【００２３】
例えば、上記発光素子５は、上記絶縁層２の上に設置されて、上記第１電極３及び第２電極４と上記ワイヤ７を介して電気的に連結される。
【００２４】
また、上記発光素子５は、上記第１電極３または第２電極４の上に設置されて、上記第１電極３及び第２電極４と上記ワイヤ７を介して電気的に連結される。
【００２５】
また、上記発光素子５は、上記第１電極３及び第２電極４のうち、いずれか１つの上に設置されて直接電気的に連結され、上記第１電極３及び第２電極４のうち、他の１つと上記ワイヤ７を介して電気的に連結される。
【００２６】
実施形態において、上記第１電極３及び第２電極４は、上記発光素子５に電源を提供する役割をするだけでなく、上記発光素子５から放出された光を反射させて光効率を増加させる役割をする。
【００２７】
また、実施形態において、上記第１電極３は上記発光素子５で発生した熱を外部に容易に放出できるようにするヒートシンクの役割も行うことができる。
【００２８】
上記キャビティ６には上記発光素子５及びワイヤ７を保護するための充填材８が形成される。上記充填材８の上面は、凹形状、凸形状、平らな形状など、多様な形態に形成され、上記充填材８の形態によって上記発光素子５から放出された光の指向角が変化する。
【００２９】
また、上記充填材８には蛍光体が含まれうる。上記蛍光体は、上記発光素子５から放出された光の色を変換させることができる。
【００３０】
一方、上記発光素子５及び上記第１電極３は、ペーストボンディング（Paste bonding）方式または共融ボンディング（Eutectic bonding）方式により結合される。上記ペーストボンディング方式は、ペーストの熱伝達効率が低いので、上記共融ボンディング方式に比べて熱放出効率が低下する。
【００３１】
したがって、実施形態による発光装置２００は、共融ボンディング方式により上記発光素子５と上記第１電極３とを接合し、熱伝達効率を向上させるために共融接合層と上記第１電極３との接触面積を広める。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態による発光装置における発光素子の例を示す図である。
【００３３】
実施形態による発光素子５は、成長基板５１の上にアンドープド半導体層５２、上記アンドープド半導体層５２の上に第１導電型の半導体層５３、活性層５５、及び第２導電型の半導体層５７を含む発光構造層が形成され、上記第１導電型の半導体層５３の上に第１電極層６０が形成され、上記第２導電型の半導体層５７の上に第２電極層７０が形成される。
【００３４】
また、上記第１導電型の半導体層５３と上記活性層５５との間には第１導電型のＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造５４を形成することもできる。
【００３５】
また、上記第２導電型の半導体層５７と上記活性層５５との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層５６を形成することもできる。
【００３６】
上記成長基板５１は、例えば、サファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうち、少なくとも１つで形成され、これに対して限定されない。上記成長基板５１は上記発光構造層が成長され、例えば、上記サファイア基板を使用することもできる。
【００３７】
上記成長基板５１には複数の突出パターン５１ａが形成され、上記突出パターン５１ａは上記活性層５５から放出された光を散乱させて光効率を増加させることができる。例えば、上記突出パターン５１ａは、半球形状、多角形形状、三角錐形状、ナノ柱形状のうち、いずれか１つの形状に形成することもできる。
【００３８】
上記アンドープド半導体層５２は、意図的に第１導電型のドーパントを注入したのではないが、第１導電型の伝導特性を有することもできる窒化物層であり、例えば、上記アンドープド半導体層５２は、Undoped-GaN層から形成することもできる。上記アンドープド半導体層５２と上記成長基板５１との間にバッファ層（図示せず）を形成することもできる。また、上記アンドープド半導体層５２は必ず形成されなければならないものではないし、形成されないこともある。
【００３９】
上記第１導電型の半導体層５３は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができる。上記第１導電型の半導体層５３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ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択され、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどのｎ型ドーパントがドーピングされる。
【００４０】
上記活性層５５は、上記第１導電型の半導体層５３を通じて注入される電子（または、正孔）と上記第２導電型の半導体層５７を通じて注入される正孔（または、電子）が出会い、上記活性層５５の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）の差によって光を放出する層である。
【００４１】
上記活性層５５は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成されるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
上記活性層５５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から形成される。上記活性層５５が上記多重量子井戸構造から形成された場合、上記活性層５５は複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて形成され、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で形成される。
【００４３】
上記活性層５５の上及び／または下にはｎ型またはｐ型ドーパントがドーピングされたクラッド層（図示せず）を形成することもでき、上記クラッド層（図示せず）はＡｌＧａＮ層またはＩｎＡｌＧａＮ層で具現できる。
【００４４】
上記第２導電型の半導体層５７は、例えば、ｐ型半導体層で具現できる。上記第２導電型の半導体層５７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ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択することができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされる。
【００４５】
上記第２導電型の半導体層５７の上にはオーミック接触層５８を形成することもできる。上記オーミック接触層５８は、上記第２導電型の半導体層５７とオーミック接触をする物質で形成され、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、またはＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうちの１つ以上を用いて単層または多層で具現できる。
【００４６】
一方、上記第１導電型の半導体層５３がｐ型半導体層を含み、上記第２導電型の半導体層５７がｎ型半導体層を含むこともできる。また、上記第２導電型の半導体層５７の上にはｎ型またはｐ型半導体層を含む第３導電型の半導体層（図示せず）を形成することもでき、これによって、上記発光構造層は、ｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、上記第１導電型の半導体層５３及び上記第２導電型の半導体層５７の内のドーパントのドーピング濃度は均一または不均一に形成される。即ち、上記発光構造層の構造は多様に形成され、これに対して限定されない。
【００４７】
上記第１電極層６０は上記第１導電型の半導体層５３の上に配置され、上記第２電極層７０は上記第２導電型の半導体層５７の上に配置されて、それぞれ上記活性層５５に電源を提供する。上記第１電極層６０及び第２電極層７０はそれぞれ上記ワイヤ７を介して上記第１電極３及び第２電極４と電気的に連結される。
【００４８】
上記発光素子５は４５０ｎｍ乃至４８０ｎｍ帯域の波長領域、好ましくは４６５ｎｍの波長領域で中心波長を有し、半値幅が１５〜４０ｎｍの青色光を放出するＧａＮ基盤の発光ダイオードとなることができる。
【００４９】
図３は、本発明の実施形態による発光装置における発光素子の他の例を示す図である。図３に図示された発光素子を説明するに当たって、図２に図示された発光素子と重複する説明は省略する。
【００５０】
図３を参照すると、発光素子５は、伝導性支持基板７5と、上記伝導性支持基板７5の上に第１導電型の半導体層５３、活性層５５、及び第２導電型の半導体層５７を含む発光構造層と、上記第１導電型の半導体層５３の上に形成される電極層６5と、を含むことができる。
【００５１】
また、上記第１導電型の半導体層５３と上記活性層５５との間には第１導電型のＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造５４を形成することもできる。
【００５２】
また、上記第２導電型の半導体層５７と上記活性層５５との間には第２導電型のＡｌＧａＮ層５６を形成することもできる。
【００５３】
また、上記第１導電型の半導体層５３には、柱またはホール形態の光抽出構造５３ａを形成することができ、上記光抽出構造５３ａは上記活性層５５から放出された光が効果的に外部に抽出できるようにする。上記光抽出構造５３ａは、ケミカルエッチングのようなケミカル処理を通じて上記第１導電型の半導体層５３の上面にラフネスの形態（凹凸形状）で形成される。
【００５４】
例えば、上記光抽出構造５３ａは、半球形状、多角形形状、三角錐形状、ナノ柱形状のうち、いずれか１つの形状に形成することができ、上記光抽出構造５３ａは光結晶（photonic crystal）に形成することもできる。
【００５５】
上記伝導性支持基板７５は上記発光構造層を支持し、上記電極層６５と共に上記発光構造層に電源を提供することができる。
【００５６】
上記伝導性支持基板７５は、支持層７５ｃ、オーミック接触層７５ａ、上記支持層７５ｃとオーミック接触層７５ａとの間に接合層７５ｂを含むことができる。上記支持層７５ｃは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣのうち、少なくともいずれか１つを含むことができる。また、上記オーミック接触層７5ａは、ＡｇまたはＡｌを含む金属で形成されて、上記第２導電型の半導体層５７とオーミック接触を行う機能と反射層の機能もすることができる。または、上記オーミック接触層７5ａはオーミック接触のための層と反射のための層が別途に備えられることもできる。例えば、上記オーミック接触のための層は上記第２導電型の半導体層５７とオーミック接触をする物質で形成され、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、またはＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうち、１つ以上を用いて単層または多層で具現できる。
【００５７】
上記接合層７５ｂは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｃｄ、Ａｕ−Ｓｂ、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｇｅ、Ｐｄ−Ｐｂ、Ａｇ−Ｓｂ、Ａｕ−Ｉｎ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｃｄ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ｓｂ、Ｃｄ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｚｎ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ、Ａｇ−Ｃｄ−Ｃｕ−Ｚｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｃｕ、Ａｕ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｐ、Ｐｄ−Ｎｉのうち、いずれか１つまたは２つ以上を含む層から形成することもできる。
【００５８】
上記発光構造層は、複数のIII族乃至V族元素の化合物半導体層を含むことができる。上記発光構造層の上面及び側面にはパッシベーション層８０を形成することもできる。
【００５９】
上記第１導電型の半導体層５３は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができる。上記第１導電型の半導体層５３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ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択され、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどのｎ型ドーパントがドーピングされる。
【００６０】
上記活性層５５は、上記第１導電型の半導体層５３を通じて注入される電子（または、正孔）と上記第２導電型の半導体層５７を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに会って、上記活性層５５の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）の差によって光を放出する層である。
【００６１】
上記活性層５５は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか１つで形成されるが、これに限定されるものではない。
【００６２】
上記活性層５５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から形成される。上記活性層５５が上記多重量子井戸構造から形成された場合、上記活性層５５は複数の井戸層と複数の障壁層とが積層されて形成され、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で形成される。
【００６３】
上記活性層５５の上及び／または下にはｎ型またはｐ型ドーパントがドーピングされたクラッド層（図示せず）を形成することもでき、上記クラッド層（図示せず）はＡｌＧａＮ層またはＩｎＡｌＧａＮ層で具現できる。
【００６４】
上記第２導電型の半導体層５７は、例えば、ｐ型半導体層で具現できる。上記第２導電型の半導体層５７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ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択され、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされる。
【００６５】
一方、上記第１導電型の半導体層５３がｐ型半導体層を含み、上記第２導電型の半導体層５７がｎ型半導体層を含むこともできる。また、上記第２導電型の半導体層５７と上記伝導性支持基板７5との間にはｎ型またはｐ型半導体層を含む第３導電型の半導体層（図示せず）を形成することもでき、これによって、上記発光構造層はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、ｐｎｐ接合構造のうち、少なくともいずれか１つを有することができる。また、上記第１導電型の半導体層５３及び上記第２導電型の半導体層５７の内のドーパントのドーピング濃度は均一または不均一に形成される。即ち、上記発光構造層の構造は多様に形成され、これに対して限定されない。
【００６６】
また、上記第２導電型の半導体層５７と上記伝導性支持基板７5との間には上記電極層６5と少なくとも一部分がオーバーラップされる位置に電流遮断領域（図示せず）が形成され、上記電流遮断領域は上記伝導性支持基板７5より電気電導度の低い物質または電気絶縁性物質で形成されるか、上記第２導電型の半導体層５７にプラズマダメージを加えて形成される。上記電流遮断領域は電流が広く広まって流れるようにして上記活性層５５の光効率を増加させることができる。
【００６７】
上記電極層６５は上記ワイヤ７を介して上記第２電極４と電気的に連結され、上記伝導性支持基板７５は上記第１電極３と接触して電気的に連結される。
【００６８】
上記発光素子５は４５０ｎｍ〜４８０ｎｍ帯域の波長領域、好ましく４６５ｎｍの波長領域で中心波長を有し、半値幅が１５〜４０ｎｍの青色光を放出するＧａＮ基盤の発光ダイオードとなることができる。
【００６９】
図４は、本発明の第１実施形態による発光装置における発光素子と第１電極との接合領域を拡大した図である。
【００７０】
図４を参照すると、第１実施形態による発光装置２００は上記第１電極３の上面に突出パターン３１を含み、上記突出パターン３１を含む第１電極３の上面に接合層９が形成される。そして、上記接合層９の上に上記発光素子５が配置される。例えば、上記発光素子５の伝導性支持基板７０または成長基板５１は上記接合層９に接することができる。
【００７１】
上記突出パターン３１は、上記発光素子５が配置される領域に上記発光素子５と垂直方向にオーバーラップするように配置される。上記突出パターン３１は、上記第１電極３の上面に一定周期で形成され、上記第１電極３の上面を平らに形成した後、マスクパターンを用いて金属を選択的に蒸着する方法により形成することができる。例えば、上記第１電極３は、Ａｕを含む金属層から形成され、上記突出パターン３１はＡｕを含む金属層から形成される。
【００７２】
上記接合層９は、上記第１電極３の突出パターン３１に対応するリセス（窪み）を有することができ、上記第１電極３との間にギャップが形成されないように密接に接合される。例えば、上記接合層９は、Ａｕ−Ｓｎを含む金属層から形成される。
【００７３】
上記のような接合構造は上記第１電極３の上に突出パターン３１を形成し、上記発光素子５の下面に上記接合層９を形成した後、上記接合層９に熱を加えて溶融させた状態で力を加えて上記接合層９と上記第１電極３とを接合させる方法を用いる。
【００７４】
第１実施形態による発光装置２００は、上記第１電極３の上に突出パターン３１を形成し、上記突出パターン３１を上記接合層９が覆いかぶせるようにして上記第１電極３と上記接合層９との接触面積を増加させる。即ち、上記突出パターン３１の上面及び側面は上記接合層９により囲まれて配置される。
【００７５】
したがって、上記第１電極３と上記接合層９との間の熱抵抗が低下して、上記発光装置２００の熱放出性能を向上させることができる。
【００７６】
一方、図９に図示された他の実施形態による発光装置における上記突出パターン３１は、１つのみ形成されることも可能である。この場合、上記突出パターン３１を形成する過程が一層容易になるという長所がある。
【００７７】
図５は、本発明の第２実施形態による発光装置における発光素子と第１電極との接合領域を拡大した図である。
【００７８】
図５を参照すると、第２実施形態による発光装置２００は、上記発光素子５の下面に突出パターン５ａを含み、上記突出パターン５ａの下に上記第１電極３が配置される。
【００７９】
上記突出パターン５ａは、上記発光素子５の下面に一定周期で形成され、例えば、上記突出パターン５ａはＡｕ−Ｓｎを含む金属層から形成される。
【００８０】
上記第１電極３は上記突出パターン５ａに対応するリセスを有することができる。例えば、上記第１電極３はＡｕを含む金属層から形成される。
【００８１】
上記のような接合構造は上記発光素子５の下面に突出パターン５ａを形成し、上記第１電極３に熱を加えて溶融させた状態で力を加えて上記突出パターン５ａと上記第１電極３とを接合させる方法を用いる。この場合、上記第１電極３の一部分は上記発光素子５と直接接触することもできる。
【００８２】
第２実施形態による発光装置２００は、上記発光素子５の下に突出パターン５ａを形成し、上記突出パターン５ａを上記第１電極３が覆いかぶせるようにして上記突出パターン５ａと上記第１電極３との接触面積を増加させる。即ち、上記突出パターン５ａの下面及び側面は上記第１電極３により囲まれて配置される。
【００８３】
したがって、上記突出パターン５ａと上記第１電極３との間の熱抵抗が低下して上記発光装置２００の熱放出性能を向上させることができる。
【００８４】
一方、図１０及び図１１に図示された他の実施形態による発光装置において、上記第１電極３に上記絶縁層２が露出するように複数のホール（孔）３２が形成され、発光素子５の下に形成された複数の突出パターン５ａは上記複数のホール３２の内に配置される。この場合、上記複数の突出パターン５ａと上記第１電極３との接触面積はより増加するようになり、上記発光素子５から上記胴体１に熱伝達がより効果的になされることができる。また、上記突出パターン５ａは、上記絶縁層２を含む胴体１と接触するようになって、熱伝達がより効果的になされることができる。
【００８５】
実施形態による発光装置２００は、複数個が基板の上にアレイされ、上記発光装置２００から放出される光の経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シート、蛍光シートなどが配置される。このような発光装置、基板、及び光学部材はバックライトユニットとして機能し、あるいは照明ユニットとして機能することができ、例えば、照明システムは、バックライトユニット、照明ユニット、指示装置、ランプ、及び街灯を含むことができる。
【００８６】
図６は、本発明の実施形態による発光装置を使用したバックライトユニットを図示する図である。但し、図６のバックライトユニット１１００は照明システムの一例であり、これに対して限定されるものではない。
【００８７】
図６を参照すると、上記バックライトユニット１１００は、ボトムフレーム１１４０、上記ボトムフレーム１１４０の内に配置された光ガイド部材１１２０、及び上記光ガイド部材１１２０の少なくとも一側面または下面に配置された発光モジュール１１１０を含むことができる。また、上記光ガイド部材１１２０の下には反射シート１１３０が配置される。
【００８８】
上記ボトムフレーム１１４０は、上記光ガイド部材１１２０、上記発光モジュール１１１０、及び上記反射シート１１３０が収納されるように上面が開口されたボックス（box）形状に形成され、金属材質または樹脂材質で形成されるが、これに対して限定されない。
【００８９】
上記発光モジュール１１１０は、基板３００と、上記基板３００に搭載された複数個の実施形態による発光装置２００を含むことができる。上記複数個の発光装置２００は、上記光ガイド部材１１２０に光を提供することができる。
【００９０】
図示したように、上記発光モジュール１１１０は、上記ボトムフレーム１１４０の内側面のうちの少なくともいずれか１つに配置され、これによって上記光ガイド部材１１２０の少なくとも１つの側面に向けて光を提供することができる。
【００９１】
但し、上記発光モジュール１１１０は、上記ボトムフレーム１１４０の下に配置されて、上記光ガイド部材１１２０の下面に向けて光を提供することもでき、これは上記バックライトユニット１１００の設計に従って多様に変形可能であるので、これに対して限定されない。
【００９２】
上記光ガイド部材１１２０は、上記ボトムフレーム１１４０の内に配置される。上記光ガイド部材１１２０は、上記発光モジュール１１１０から提供された光を面光源化して、表示パネル（図示せず）にガイドすることができる。
【００９３】
上記光ガイド部材１１２０は、例えば、導光板（ＬＧＰ；Light Guide Panel）でありうる。上記導光板は、例えばＰＭＭＡ（polymethyl metaacrylate）のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ（polyethylene terephthlate）、ＰＣ（poly carbonate）、ＣＯＣ、及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうちの１つで形成される。
【００９４】
上記光ガイド部材１１２０の上側には光学シート１１５０を配置することもできる。
【００９５】
上記光学シート１１５０は、例えば拡散シート、集光シート、輝度上昇シート、及び蛍光シートのうち、少なくとも１つを含むことができる。例えば、上記光学シート１１５０は、上記拡散シート、集光シート、輝度上昇シート、及び蛍光シートが積層されて形成される。この場合、上記拡散シート１１５０は、上記発光モジュール１１１０から出射された光を均等に拡散させ、上記拡散された光は上記集光シートにより表示パネル（図示せず）に集光される。この際、上記集光シートから出射される光はランダムに偏光された光であるが、上記輝度上昇シートは上記集光シートから出射された光の偏光度を増加させることができる。上記集光シートは、例えば、水平または／及び垂直プリズムシートでありうる。また、上記輝度上昇シートは、例えば、照度強化フィルム（Dual Brightness Enhancement film）でありうる。また、上記蛍光シートは蛍光体が含まれた透光性プレートまたはフィルムとなることもできる。
【００９６】
上記光ガイド部材１１２０の下には上記反射シート１１３０が配置される。上記反射シート１１３０は、上記光ガイド部材１１２０の下面を通じて放出される光を上記光ガイド部材１１２０の出射面に向けて反射することができる。
【００９７】
上記反射シート１１３０は、反射率の良い樹脂材質、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成されるが、これに対して限定されない。
【００９８】
図７は、本発明の実施形態による発光装置を使用した照明ユニットの斜視図である。但し、図７の照明ユニット１２００は照明システムの一例であり、これに対して限定されない。
【００９９】
図７を参照すると、上記照明ユニット１２００は、ケース胴体１２１０、上記ケース胴体１２１０に設置された発光モジュール１２３０、及び上記ケース胴体１２１０に設置され、外部電源から電源が提供される連結端子１２２０を含む。
【０１００】
上記ケース胴体１２１０は放熱特性の良好な材質で形成することが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成される。
【０１０１】
上記発光モジュール１２３０は、基板３００と、上記基板３００に搭載される少なくとも１つの実施形態による発光装置２００を含むことができる。
【０１０２】
上記基板３００は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがあり、例えば、一般印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア（Metal Core）ＰＣＢ、軟性（Flexible）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどを含むことができる。
【０１０３】
また、上記基板３００は光を効率的に反射する材質で形成されるか、表面が光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などで形成される。
【０１０４】
上記基板３００の上には上記少なくとも１つの実施形態による発光装置２００が搭載される。上記発光装置２００は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含むことができる。上記発光ダイオードは、赤色、緑色、青色、または白色の有色光をそれぞれ発光する有色発光ダイオード及び紫外線（ＵＶ；Ultra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【０１０５】
上記発光モジュール１２３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光ダイオードの組合を有するように配置される。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードを組合せて配置することができる。また、上記発光モジュール１２３０から放出される光の進行経路上には蛍光シートがさらに配置され、上記蛍光シートは上記発光モジュール１２３０から放出される光の波長を変化させる。例えば、上記発光モジュール１２３０から放出される光が青色波長帯を有する場合、上記蛍光シートには黄色蛍光体が含まれ、上記発光モジュール１２３０から放出された光は上記蛍光シートを経て最終的に白色光と見えるようになる。
【０１０６】
上記連結端子１２２０は、上記発光モジュール１２３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。図７の図示によると、上記連結端子１２２０はソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定されるものではない。例えば、上記連結端子１２２０はピン（pin）形態に形成されて外部電源に挿入されるか、配線により外部電源に連結することもできる。
【０１０７】
前述したような照明システムは、上記発光モジュールから放出される光の進行経路上に、光ガイド部材、拡散シート、集光シート、輝度上昇シート、及び蛍光シートのうち、少なくともいずれか１つが配置されて、希望する光学的効果を得ることができる。
【０１０８】
前述したように、実施形態による照明システムは、実施形態による発光装置を含むことで、熱抵抗が低下して信頼性及び光効率の高い光を放出することができる。
【０１０９】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【０１１０】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許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されるべきである。
【図１】
2011166145.tif 000003
【図２】
2011166145.tif 000004
【図３】
2011166145.tif 000005
【図４】
2011166145.tif 000006
【図５】
2011166145.tif 000007
【図６】
2011166145.tif 000008
【図７】
2011166145.tif 000009
【図８】
2011166145.tif 000010
【図９】
2011166145.tif 000011
【図１０】
2011166145.tif 000012
【図１１】
2011166145.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月20日(2011.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
前記胴体上の絶縁層と、
前記絶縁層の上に突出パターンを有する第１電極と、
前記絶縁層の上に前記第１電極と電気的に分離された第２電極と、
前記突出パターンを含む第１電極の上の接合層と、
前記接合層の上の発光素子と、
を含み、
前記接合層はＡｕ−Ｓｎを含む金属で形成され、前記突出パターンはＡｕを含む金属で形成されることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記突出パターンの上面及び側面は前記接合層により囲まれて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記絶縁層はＳｉＯ２で形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記胴体はシリコン材質で形成され、前記胴体の上面には前記発光素子が設置されるキャビティが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は、第１導電型の半導体層、活性層、及び第２導電型の半導体層を含む発光構造層が形成され、
前記発光構造層の下に前記接合層と接する伝導性支持基板と、前記発光構造層の上に前記第２電極と連結される電極を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１電極と前記接合層とはギャップ無しで密着されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記胴体の下に基板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
胴体と、
前記胴体上の絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成された、第１電極及び前記第１電極と分離された第２電極と、
前記第１電極の上の突出パターンと、
前記第１電極及び前記突出パターンの上の発光素子と、
を含み、
前記突出パターンはＡｕ−Ｓｎを含む金属で形成され、前記第１電極はＡｕを含む金属で形成されることを特徴とする、発光装置。
【請求項９】
前記胴体はシリコン材質で形成され、前記胴体の上面には前記発光素子が設置されるキャビティが形成されたことを特徴とする、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記突出パターンの下面及び側面は、前記第１電極により囲まれて配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第１電極の一部は、前記発光素子と直接接触していることを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、第１導電型の半導体層、活性層、及び第２導電型の半導体層を含む発光構造層が形成され、
前記発光構造層の下に前記突出パターン及び第１電極と接する伝導性支持基板と、前記発光構造層の上にワイヤを介して前記第２電極と連結される電極を含むことを特徴とする、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記突出パターン及び発光素子と前記第１電極はギャップ無しで密着されていることを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。