(57)【要約】【課題】本発明は、発光素子チップ、発光素子パッケージ、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】本発明に従う発光素子チップは、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び上記第１導電型半導体層と上記第２導電型半導体層との間に活性層を含む発光構造物と、上記発光構造物の上に透光性層と、上記透光性層の上に蛍光体層と、を含み、上記蛍光体層はパターンを含み、上記蛍光体層のパターンは上記透光性層を露出させないか、上記透光性層の一部を露出させるか、または上記透光性層及び上記発光構造物の一部を露出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び上記第１導電型半導体層と上記第２導電型半導体層との間に活性層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の上に透光性層と、
前記透光性層の上に蛍光体層と、を含み、
前記蛍光体層はパターンを含み、
前記蛍光体層のパターンは前記透光性層を露出させないか、前記透光性層の一部を露出させるか、または前記透光性層及び前記発光構造物の一部を露出させることを特徴とする、発光素子チップ。
【請求項２】
前記蛍光体層は、前記発光構造物の側面の一部または側面の全部にも形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項３】
前記透光性層は、２乃至２００μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項４】
前記蛍光体層は、５乃至５００μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項５】
前記蛍光体層のパターン後、残った蛍光体層の面積が前記発光素子チップの発光面積の３０％乃至９０％であることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項６】
前記側面に形成された蛍光体層は、パターンを含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光素子チップ。
【請求項７】
前記側面に形成された蛍光体層の厚さは、前記透光性層の上に形成された蛍光体層の厚さの２倍以下であることを特徴とする、請求項２に記載の発光素子チップ。
【請求項８】
前記発光構造物の下側に形成された第２電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項９】
前記発光構造物の水平幅は、前記第２電極層の水平幅より小さいことを特徴とする、請求項８に記載の発光素子チップ。
【請求項１０】
前記発光構造物の下側に形成された非伝導性基板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子チップ。
【請求項１１】
第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層との間に活性層を含む発光構造物と、
前記発光構造物の上に透光性層と、
前記透光性層の上に蛍光体層と、を含み、
前記透光性層は、前記発光構造物の上面と側面の上に形成されることを特徴とする、発光素子チップ。
【請求項１２】
前記透光性層は、２乃至２００μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１１に記載の発光素子チップ。
【請求項１３】
前記蛍光体層は、パターンを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の発光素子チップ。
【請求項１４】
前記蛍光体層のパターンは、前記透光性層を露出させないか、前記透光性層の一部を露出させるか、または前記透光性層及び前記発光構造物の一部を露出させることを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子チップ。
【請求項１５】
前記蛍光体層は、５乃至５００μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子チップ。
【請求項１６】
前記蛍光体層のパターン後、残った蛍光体層の面積が前記発光素子チップの発光面積の３０％乃至９０％であることを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子チップ。
【請求項１７】
前記発光構造物の下側に形成された第２電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の発光素子チップ。
【請求項１８】
前記発光構造物の水平幅は前記第２電極層の水平幅より小さいことを特徴とする、請求項１７に記載の発光素子チップ。
【請求項１９】
前記発光構造物の下側に形成された非伝導性基板をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の発光素子チップ。
【請求項２０】
パッケージ胴体と、
前記パッケージ胴体に設けられた１つ以上の電極層と、
前記電極層に電気的に連結された請求項１または請求項１１に記載された発光素子を含むことを特徴とする、発光素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子チップ、発光素子パッケージ、及び照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光素子（Light Emitting Device）は、電気エネルギーが光エネルギーに変換される特性のｐ−ｎ接合ダイオードを周期律表上でＩＩＩ族とＶ族の元素が化合して生成できる。発光素子は、化合物半導体の組成比を調節することによって、多様なカラー具現が可能である。
【０００３】
一方、白色（White）発光素子パッケージを具現するためには、光の三原色である赤色、緑色、及び青色の発光素子を組合するか、青色発光素子に黄色蛍光体（ＹＡＧ、ＴＡＧなどの蛍光体を使用）を加えるか、ＵＶ発光素子に赤／緑／青の三色蛍光体を使用することができる。
【０００４】
ところが、従来技術によれば、蛍光体を用いた白色発光素子パッケージは、パッケージの反射カップの底面に発光素子チップが位置し、蛍光体が混合された封入材が反射カップを詰めており、発光素子チップから放出される第１の波長を有する光と蛍光体と衝突された第１波長より長波長の光の混合により白色光を形成することができる。
【０００５】
ところが、従来技術によれば、蛍光体を封入材に混合して反射カップに詰めなければならないので、パッケージに反射カップを具備しなければならないという制約がある。
【０００６】
また、従来技術によれば、発光素子チップと蛍光体層とが近接するにつれて発光素子で発生した熱が蛍光体層に伝達されて蛍光体層の波長変換効率を阻害する問題がある。
【０００７】
また、従来技術によれば、工程進行中に蛍光体粒子が沈むことによって、工程時間に従う蛍光体の濃度変化が発生する問題がある。
【０００８】
また、従来技術によれば、視野角に従う色温度偏差が発生する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、発光面に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成する発光素子チップ、発光素子パッケージ、及び照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従う発光素子チップは、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び上記第１導電型半導体層と上記第２導電型半導体層との間に活性層を含む発光構造物と、上記発光構造物の上に透光性層と、上記透光性層の上に蛍光体層と、を含み、上記蛍光体層はパターンを含み、上記蛍光体層のパターンは上記透光性層を露出させないか、上記透光性層の一部を露出させるか、または上記透光性層及び上記発光構造物の一部を露出させる。
【００１１】
また、本発明に従う発光素子チップは、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び上記第１導電型半導体層と上記第２導電型半導体層との間に活性層を含む発光構造物と、上記発光構造物の上に透光性層と、上記透光性層の上に蛍光体層と、を含み、上記透光性層は上記発光構造物の上面と側面の上に形成される。
【００１２】
また、本発明に従う発光素子パッケージは、パッケージ胴体と、上記パッケージ胴体に設けられた第３電極層及び第４電極層と、上記第３電極層及び第４電極層に電気的に連結された上記発光素子と、を含む。
【００１３】
また、照明システムは、基板と、上記基板の上に設けられた発光素子パッケージを含む発光モジュールと、を含み、上記発光素子パッケージは、パッケージ胴体と、上記パッケージ胴体に設けられた第３電極層及び第４電極層と、上記第３電極層及び第４電極層に電気的に連結された上記発光素子と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの製造方法の工程断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの製造方法の工程断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの製造方法の工程断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの製造方法の工程断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図７ａ】本発明の第３実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図７ｂ】本発明の第４実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図８ａ】本発明の第５実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図８ｂ】本発明の第６実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【図９】本発明の実施形態に従う発光素子チップの平面図である。
【図１０】本発明の実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に従う照明ユニットの斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態に従うバックライトユニットの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に従う発光素子チップ、発光素子パッケージ、及び照明システムを添付の図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に従う発光素子チップの断面図である。
【００１８】
第１実施形態に従う発光素子チップ１００は、発光構造物１１０、上記発光構造物１１０の上に形成された透光性層１３０、及び上記透光性層１３０の上に形成された蛍光体層１４０を含むことができる。
【００１９】
実施形態に従う発光素子チップによれば、発光素子チップ自体に蛍光体層１４０を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【００２０】
また、実施形態によれば、発光素子チップの発光面と蛍光体層１４０との間に熱伝導度が低い、かつ透光性がある透光性層１３０を挿入することによって、発光構造物１１０の発光面から発生した熱が蛍光体層１４０に伝達されることを抑制して蛍光体の波長変換効率を増加させることができる。
【００２１】
上記透光性層１３０は、シリコンゲルなどで形成できるが、これに限定されるのではない。
【００２２】
上記透光性層１３０は、約２〜２００μｍで形成できるが、これに限定されるのではない。上記透光性層１３０は、発光構造物１１０の上の第１電極１２０より厚く、例えば２μｍ以上で形成できるが、これに限定されるのではない。また、上記透光性層１３０は、発光素子チップの全体高さの半分以下、例えば２００μｍ以下で形成できるが、これに限定されるのではない。
【００２３】
上記透光性層１３０は、上記発光構造物１１０の上面と側面の上に形成できるが、これに限定されるのではない。例えば、上記透光性層１３０は上記発光構造物１１０の上面のみに形成されることもでき、上記透光性層１３０は上記発光構造物１１０の側面のみに形成されることもできる。
【００２４】
上記蛍光体層１４０は約５〜５００μｍで形成できるが、これに限定されるのではない。上記蛍光体層１４０は青色光を黄色光に波長変換できる範囲、例えば、５μｍ以上の厚さで形成されることができ、発光素子チップのサイズを考慮して５００μｍ以下の厚さで形成できるが、これに限定されるのではない。
【００２５】
実施形態で、上記第１電極１２０は電気的に連結されたラインパターンであることがあり、第１電極１２０の一部は露出されたパッド電極（図示せず）と電気的に連結できる。
【００２６】
実施形態で、上記発光構造物１１０の水平幅は第２電極層１０５の水平幅より小さいことがあるが、これに限定されるのではない。
【００２７】
実施形態に従う発光素子チップによれば、発光素子チップ自体に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【００２８】
また、実施形態によれば、発光素子チップで発生した熱が蛍光体層に伝達されることを抑制して、蛍光体層の波長変換効率を増加させることができる。
【００２９】
以下、図２乃至図５を参照して第１実施形態に従う発光素子チップの製造方法を説明する。
【００３０】
まず、図２のように実施形態の発光素子チップは第２電極１０５の上に形成された発光構造物１１０を含むことができる。上記第２電極１０５は、オーミック層、反射層、結合層、伝導性基板のうち、少なくとも１つ以上を含むことができる。
【００３１】
上記発光構造物１１０は、第２導電型半導体層１１６、活性層１１４、及び第１導電型半導体層１１２を含むことができる。
【００３２】
以下、上記第２電極１０５の上に形成された発光構造物１１０の製造工程を説明する。
【００３３】
まず、第１基板（図示せず）を用意する。上記第１基板は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板、ＳｉＣ基板などでありえるが、これに限定されるのではない。
【００３４】
以後、上記第１基板の上に第１導電型半導体層１１２、活性層１１４、及び第２導電型半導体層１１６を含む発光構造物１１０を形成することができる。
【００３５】
上記第１導電型半導体層１１２は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのうち、いずれか１つ以上で形成できる。
【００３６】
上記第１導電型半導体層１１２は、化学蒸着方法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、スパッタリング、または水酸化物蒸気相エピタキシー（ＨＶＰＥ）などの方法を使用してＮ型ＧａＮ層を形成することができる。また、上記第１導電型半導体層１１２は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型ドーパントを含むシランガス（ＳｉＨ４）が注入されて形成できる。
【００３７】
この際、実施形態は上記第１基板（図示せず）の上にアンドープド（undoped）半導体層（図示せず）を形成し、上記アンドープド半導体層の上に第１導電型半導体層１１２を形成することによって、基板と発光構造物との間の結晶格子差を減らすことができる。
【００３８】
上記活性層１１４は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）、量子線（Quantum Wire）構造、または量子点（Quantum Dot）構造のうち、少なくともいずれか１つで形成できる。例えば、上記活性層１１４は、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて多重量子井戸構造が形成できるが、これに限定されるのではない。
【００３９】
上記活性層１１４は、上記活性層１１４の井戸層／障壁層はＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）、／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのうち、いずれか１つ以上のペア構造で形成できるが、これに限定されるのではない。上記井戸層は、上記障壁層のバンドギャップより低いバンドギャップを有する物質で形成できる。
【００４０】
上記活性層１１４の上または／及び下には導電型クラッド層が形成できる。上記導電型クラッド層はＡｌＧａＮ系半導体で形成されることができ、上記活性層１１４のバンドギャップよりは高いバンドギャップを有することができる。
【００４１】
上記第２導電型半導体層１１６は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族−５族元素の化合物半導体、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物質を含むことができる。上記第２導電型半導体層１１６は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。上記第２導電型半導体層１１６がＰ型半導体層の場合、上記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。上記第２導電型半導体層１１６は単層または多層で形成されることができるが、これに対して限定するのではない。
【００４２】
上記第２導電型半導体層１１６は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びマグネシウム（Ｍｇ）のようなｐ型ドーパントを含むビセチルサイクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）｛Ｍｇ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２｝が注入されてｐ型ＧａＮ層が形成できるが、これに限定されるのではない。
【００４３】
実施形態で、上記第１導電型半導体層１１２はＮ型半導体層、上記第２導電型半導体層１１６はＰ型半導体層で具現できるが、これに限定されるのではない。また、上記第２導電型半導体層１１６の上には上記第２導電型と反対の極性を有する半導体、例えばＮ型半導体層（図示せず）を形成することができる。これによって、発光構造物１１０はＮ−Ｐ接合構造、Ｐ−Ｎ接合構造、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合構造、Ｐ−Ｎ−Ｐ接合構造のうち、いずれか１構造で具現できる。
【００４４】
以後、上記第２導電型半導体層１１６の上に第２電極１０５を形成する。
【００４５】
上記第２電極１０５は、オーミック層（図示せず）、反射層（図示せず）、結合層（図示せず）、第２基板（図示せず）などを含むことができる。上記第２電極１０５は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タングステン（W）、モリブデン（Ｍｏ）、またはドーパントが注入された半導体基板のうち、少なくともいずれか１つで形成されることもできる。
【００４６】
例えば、上記第２電極１０５はオーミック層を含むことができ、正孔注入を効率的にすることができるように、単一金属、金属合金、金属酸化物などを多重で積層して形成できる。例えば、上記オーミック層は、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）、ＩＺＯＮ（IZO Nitride）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含んで形成されることができるが、このような材料に限定されるのではない。
【００４７】
また、上記第２電極１０５が反射層を含む場合、上記反射層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち、少なくとも１つを含む金属または合金で形成できる。また、上記反射層は、上記金属または合金とＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯ等の透光性伝導性物質を用いて多層で形成することができ、例えば、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉなどで積層できる。
【００４８】
また、上記第２電極１０５が結合層を含む場合、上記反射層が結合層の機能をするか、上記結合層は、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００４９】
また、第２電極１０５は第２基板を含むことができる。上記第２基板は効率的に正孔を注入できるように電気伝導性に優れる金属、金属合金、または伝導性半導体物質からなることができる。例えば、上記第２基板は、銅（Ｃｕ）、銅合金（Ｃｕ Alloy）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリアウエハ（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ等）のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００５０】
上記第２基板を形成させる方法は、電気化学的な金属蒸着方法やユーテクティック（共晶あるいは共融）金属を用いたボンディング方法などを使用することができる。
【００５１】
以後、上記第１導電型半導体層１１２が露出されるように上記第１基板を除去する。上記第１基板を除去する方法は、レーザリフトオフ（Laser Lift Off）方法または化学的リフトオフ（Chemical Lift Off）方法を利用することができる。また、上記第１基板は物理的に磨き出すことによって除去することもできる。
【００５２】
これによって、図２に図示された第２電極１０５の上に形成された発光構造物１１０を形成することができる。
【００５３】
上記第１基板の除去後、発光構造物１１０に対するエッチング工程を進行して発光構造物１１０の側壁が所定の傾斜を有することができるが、これに限定されるのではない。
【００５４】
次に、上記発光構造物１１０の上に第１電極１２０を形成することができる。上記第１電極１２０は電気的に連結されたラインパターンでありうる。このような第１電極１２０は、パッド電極（図示せず）と電気的に連結できる。
【００５５】
次に、図３のように、上記発光構造物１１０の上に透光性層１３０を形成する。
【００５６】
例えば、第１パターン３１０を発光構造物１１０の側面に形成し、これをバリアにして透光性層１３０を形成することができる。
【００５７】
上記透光性層１３０は約２〜２００μｍで形成できるが、これに限定されるのではない。上記透光性層１３０は発光構造物１１０の上の第１電極１２０より厚く、例えば２μｍ以上で形成できるが、これに限定されるのではない。また、上記透光性層１３０は、発光素子チップの全体高さの半分以下、例えば２００μｍ以下で形成できるが、これに限定されるのではない。
【００５８】
上記透光性層１３０はシリコンゲルなどで形成できるが、これに限定されるのではない。
【００５９】
実施形態によれば、発光素子チップの発光面と蛍光体層１４０との間に熱伝導度が低い、かつ透光性のある透光性層１３０を挿入することによって、発光構造物１１０の発光面から発生した熱が蛍光体層１４０に伝達されることを抑制して、蛍光体の波長変換効率を増加させることができる。
【００６０】
次に、図４のように上記第１パターン３１０を除去し、第２パターン３２０を形成した後、上記第２パターン３２０をバリアにして透光性層１３０の上に蛍光体層１４０を形成することができる。
【００６１】
上記蛍光体層１４０は約５〜５００μｍで形成できるが、これに限定されるのではない。上記蛍光体層１４０は、青色光を黄色光に波長変換することができる範囲、例えば、５μｍ以上の厚さで形成されることができ、発光素子チップのサイズを考慮して５００μｍ以下の厚さで形成できるが、これに限定されるのではない。
【００６２】
上記蛍光体層１４０は、チップを保護し、光抽出効率を増加させるために蛍光体を含む封入材（encapsulating material）で形成できる。
【００６３】
上記封入材は、エポキシ封入材やシリコン封入材などが利用できるが、これに限定されるのではない。
【００６４】
上記蛍光体はホスト物質及び活性物質を含むことができ、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）のホスト物質にセリウム（Ｃｅ）活性物質が、シリゲート系列のホスト物質にユロピウム（Ｅｕ）活性物質を採用できるが、これに限定されるのではない。
【００６５】
上記封入材の封入方法には、ディスペンシング、キャスティングモールディング、トランスファーモールディング方法、真空プリンティング方法、スクリーンプリンティングなどにより進行できる。
【００６６】
次に、図５のように上記第２パターン３２０を除去することによって、第１実施形態に従う発光素子チップ１００を完成することができる。
【００６７】
実施形態に従う発光素子チップによれば、発光素子チップ自体に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【００６８】
また、実施形態によれば、発光素子チップで発生した熱が蛍光体層に伝達されることを抑制して、蛍光体層の波長変換効率を増加させることができる。
【００６９】
図６は、本発明の第２実施形態に従う発光素子チップ１０２の断面図である。
【００７０】
第２実施形態は、上記第１実施形態の技術的な特徴を採用することができる。
【００７１】
第２実施形態の上記蛍光体層は、透光性層１３０の上に形成された第１蛍光体層１４１と上記発光構造物１１０の側面の一部または側面の全部に形成された第２蛍光体層１４２を含むことができる。上記第２蛍光体層１４２は、発光構造物の側面の全部に形成されたものと図示されているが、これに限定されるのではない。
【００７２】
第２実施形態で、蛍光体層１４０を形成する方法は、透光性層１３０を形成した後、上記透光性層１３０と離隔する第３パターン（図示せず）をバリアにより形成した後、蛍光体層１４０を形成できるが、これに限定されるのではない。
【００７３】
第２実施形態は、発光素子チップの発光面から放出されて透光性層の側面を通じて抽出される青色光等の割合を調節することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【００７４】
例えば、第１蛍光体層１４１は第１厚さ（Ｔ１）を有することができ、第２蛍光体層１４２は第２厚さ（Ｔ２）を有することができる。
【００７５】
第２実施形態で、第２厚さ（Ｔ２）は第１厚さ（Ｔ１）の２倍以下で形成できる。図６では、第２厚さ（Ｔ２）が第１厚さ（Ｔ１）より薄く図示したが、これに限定されるのではなく、第２厚さ（Ｔ２）は０＜Ｔ２≦２Ｔ１の範囲を有することができる。
【００７６】
第２実施形態は、第２蛍光体層１４２の第２厚さ（Ｔ２）を調節することによって、透光性層の側面を通じて抽出される光の割合を調節することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【００７７】
また、第２実施形態は、第２蛍光体層１４２が発光構造物１１０の側面に全部または一部形成される割合に従って発光構造物の側面を通じて抽出される光の割合を調節することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【００７８】
図７ａは、本発明の第３実施形態に従う発光素子チップ１０３の断面図である。
【００７９】
第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態の技術的な特徴を採用することができる。
【００８０】
第３実施形態は、蛍光体層１４３がパターンされた蛍光体層でありうる。
【００８１】
第３実施形態は、第１実施形態のように蛍光体層を形成した後、所定のパターニング工程を進行するか、第４パターン（図示せず）を形成した状態で蛍光体層を形成し、第４パターンをリフトオフして形成できるが、これに限定されるのではない。
【００８２】
第３実施形態によれば、発光素子チップの上にパターンされた蛍光体層１４３を形成することによって、パターンされた蛍光体層により光が抽出される面積が増大して、光抽出効率が増大できる。
【００８３】
第３実施形態は、図７ａのように上記パターンされた蛍光体層１４３により上記透光性層１３０の一部が露出できるが、これに限定されるのではない。また、上記パターンされた蛍光体層１４３により上記透光性層１３０及び上記発光構造物１１０の一部が露出されることもできる。
【００８４】
また、第３実施形態は、パターンされた蛍光体層１４３が発光構造物の側面にも形成できる。これによって、発光構造物１１０の側面に発光される光も白色光で発光できる。また、パターンされた蛍光体層１４３は、上記発光構造物１１０の側面を全部覆うことでなく、一部のみに形成されることによって、側面に形成されるパターンされた蛍光体層１４３の厚さなどを調節して発光素子チップの色温度を調節することもできる。
【００８５】
第３実施形態で、上記パターンされた蛍光体層１４３の面積が上記発光素子チップの発光面積の３０％乃至９０％に調節することによって、発光素子チップの色温度を調節することもできる。
【００８６】
図７ｂは、第４実施形態に従う発光素子チップ１０４の断面図である。
【００８７】
第４実施形態は、上記第１実施形態乃至第３実施形態の技術的な特徴を採用することができる。
【００８８】
第４実施形態に従う発光素子チップ１０４は、パターンされた蛍光体層１４３ｂは上記透光性層１３０を露出させないことがある。
【００８９】
第４実施形態によれば、発光素子チップの上にパターンされた蛍光体層１４３ｂを形成することによって、パターンされた蛍光体層により光が抽出される面積が増大して光抽出効率が増大できる。図８ａは、本発明の第５実施形態に従う発光素子チップ２００の断面図である。
【００９０】
第５実施形態は水平型発光素子チップに対する例であり、上記第１乃至第４実施形態の技術的な特徴を採用することができる。
【００９１】
第５実施形態に従う発光素子チップ２００は、基板２０５の上に第１導電型半導体層２１２、活性層２１２、及び第２導電型半導体層２１６を含んで形成された発光構造物２１０と、上記発光構造物２１０の上に形成された透光性層２３０と、上記透光性層２３０の上に形成された蛍光体層２４０と、を含むことができる。上記第１導電型半導体層２１２の上には第３電極２２２が、第２導電型半導体層２１６の上には第４電極２２６が形成できる。
【００９２】
図８ｂは、本発明の第６実施形態に従う発光素子チップ２０２の断面図である。
【００９３】
第６実施形態は、上記第１乃至第５実施形態の技術的な特徴を採用することができる。
【００９４】
第６実施形態は、パターンされた蛍光体層２４０ｂにより上記透光性層２３０の一部が露出できるが、これに限定されるのではない。また、上記パターンされた蛍光体層２４０ｂにより上記透光性層２３０及び上記発光構造物２１０の一部が露出されることもできる。
【００９５】
また、第６実施形態は、基板２０５にＰＳＳ（Patterned Sapphire Substrate）２０７を形成して光抽出効率を増大させることができる。
【００９６】
実施形態に従う発光素子チップ、発光素子パッケージ、及び発光素子チップの製造方法によれば、発光素子チップ自体に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【００９７】
また、実施形態によれば、発光素子チップで発生した熱が蛍光体層に伝達されることを抑制して、蛍光体層の波長変換効率を増加させることができる。
【００９８】
また、実施形態によれば、多様な形状の蛍光体層を形成することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【００９９】
また、実施形態によれば、発光素子チップの上に蛍光体層をパターニングすることによって、光抽出効率を向上させることができる。
【０１００】
図９は、本発明の実施形態に従う発光素子チップの平面図である。
【０１０１】
実施形態によれば、第１電極１２０を電気的に連結し、透光性層１３０の上部に露出されるパッド電極１２５をさらに含むことができ、上記パッド電極１２５は１つ以上で形成できる。例えば、垂直型発光素子の場合にも大容量の発光素子の場合、パッド電極１２５が２つ以上で形成できるが、これに限定されるのではない。
【０１０２】
図１０は、本発明の実施形態に従う発光素子チップが設けられた発光素子パッケージ５００を説明する図である。
【０１０３】
実施形態に従う発光素子パッケージ５００は、胴体部５０５、上記胴体部５０５に設けられた第５電極層５１０及び第６電極層５２０、上記胴体部５０５に設けられて上記第５電極層５１０及び第６電極層５２０と電気的に連結される発光素子チップ１００、及び上記発光素子チップ１００を囲むモールディング部材５４０を含むことができる。
【０１０４】
上記胴体部５０５は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されることができ、上記発光素子チップ１００の周囲に傾斜面が形成できる。
【０１０５】
上記第５電極層５１０及び第６電極層５２０は互いに電気的に分離され、上記発光素子チップ１００に電源を提供する役割をする。また、上記第５電極層５１０及び第６電極層５２０は、上記発光素子チップ１００で発生した光を反射させて光効率を増加させる役割をすることができ、上記発光素子チップ１００で発生した熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
【０１０６】
上記発光素子チップは、第１実施形態１００、第２実施形態１０２、第３実施形態１０３、及び第４実施形態２００に例示された発光素子チップが適用されることができ、上記発光素子チップ１００は、上記胴体部５０５の上に設置されるか、上記第５電極層５１０または第６電極層５２０の上に設置できる。
【０１０７】
上記発光素子チップ１００は、ワイヤ５３０を介して上記第５電極層５１０及び／または第６電極層５２０と電気的に連結されることができ、図９で１つのワイヤ５３０が使われたものが例示されているが、これに限定されるのではなく、第４実施形態が適用される場合、複数のワイヤが使用できる。
【０１０８】
上記モールディング部材５４０は、上記発光素子チップ１００を囲んで上記発光素子チップ１００を保護することができる。
【０１０９】
実施形態に従う発光素子チップ及び発光素子パッケージによれば、発光素子チップ自体に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【０１１０】
また、実施形態によれば、発光素子チップで発生した熱が蛍光体層に伝達されることを抑制して蛍光体層の波長変換効率を増加させることができる。
【０１１１】
また、実施形態によれば、多様な形状の蛍光体層を形成することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【０１１２】
また、実施形態によれば、発光素子チップの上に蛍光体層をパターニングすることによって、光抽出効率を向上させることができる。
【０１１３】
実施形態に従う発光素子パッケージは、複数個が基板の上にアレイされ、上記発光素子パッケージ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できる。このような発光素子パッケージ、基板、及び光学部材は、バックライトユニットとして機能するか、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。
【０１１４】
図１１は、本発明の実施形態に従う照明ユニットの斜視図１１００である。但し、図１１の照明ユニット１１００は照明システムの一例であり、これに対して限定するのではない。
【０１１５】
図１１を参照すれば、上記照明ユニット１１００は、ケース胴体１１１０、上記ケース胴体１１１０に設けられた発光モジュール部１１３０、及び上記ケース胴体１１１０に設けられ、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１１２０を含むことができる。
【０１１６】
上記ケース胴体１１１０は、放熱特性の良好な材質で形成されることが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成できる。
【０１１７】
上記発光モジュール部１１３０は、基板１１３２、及び上記基板１１３２に載置される少なくとも１つの発光素子パッケージ５００を含むことができる。
【０１１８】
上記基板１１３２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でき、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。
【０１１９】
また、上記基板１１３２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、銀色などで形成できる。
【０１２０】
上記基板１１３２の上には上記少なくとも１つの発光素子パッケージ５００が載置できる。上記発光素子パッケージ５００の各々は少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）１００を含むことができる。上記発光ダイオード１００は、赤色、緑色、青色、または白色の有色光を各々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。
【０１２１】
上記発光モジュール部１１３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子パッケージ５００の組合せを有するように配置できる。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できる。
【０１２２】
上記連結端子１１２０は、上記発光モジュール部１１３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。図１１の図示によれば、上記連結端子１１２０はソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定するのではない。例えば、上記連結端子１１２０はピン（pin）形態で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されることもできる。
【０１２３】
図１２は、本発明の実施形態に従うバックライトユニットの分解斜視図１２００である。但し、図１２のバックライトユニット１２００は照明システムの一例であり、これに対して限定するのではない。
【０１２４】
実施形態に従うバックライトユニット１２００は、導光板１２１０、上記導光板１２１０に光を提供する発光モジュール部１２４０、上記導光板１２１０の下に反射部材１２２０、及び上記導光板１２１０と発光モジュール部１２４０と反射部材１２２０とを収納するボトムカバー１２３０を含むことができるが、これに限定されるのではない。
【０１２５】
上記導光板１２１０は、光を拡散させて面光源化させる役割をする。上記導光板１２１０は透明な材質からなり、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（cycloolefin copolymer）、及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうちの１つを含むことができる。
【０１２６】
上記発光モジュール部１２４０は、上記導光板１２１０の少なくとも一側面に光を提供し、窮極的には上記バックライトユニットが設けられるディスプレイ装置の光源として作用するようになる。
【０１２７】
上記発光モジュール部１２４０は上記導光板１２１０と接することができるが、これに限定されるのではない。具体的には、上記発光モジュール部１２４０は、基板１２４２、及び上記基板１２４２に載置された多数の発光素子パッケージ５００を含むが、上記基板１２４２が上記導光板１２１０と接することができるが、これに限定されるのではない。
【０１２８】
上記基板１２４２は、回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、上記基板１２４２は一般ＰＣＢだけでなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ：Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（ＦＰＣＢ：Flexible PCB）などを含むこともできるが、これに対して限定するのではない。
【０１２９】
そして、上記多数の発光素子パッケージ５００は、上記基板１２４２の上に光が放出される発光面が上記導光板１２１０と所定距離離隔するように載置できる。
【０１３０】
上記導光板１２１０の下には上記反射部材１２２０が形成できる。上記反射部材１２２０は上記導光板１２１０の下面に入射された光を反射させて上に向かうようにすることによって、上記バックライトユニットの輝度を向上させることができる。上記反射部材１２２０は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成できるが、これに対して限定するのではない。
【０１３１】
上記ボトムカバー１２３０は、上記導光板１２１０、発光モジュール部１２４０、及び反射部材１２２０などを収納することができる。このために、上記ボトムカバー１２３０は上面が開口されたボックス（box）形状で形成できるが、これに対して限定するのではない。
【０１３２】
上記ボトムカバー１２３０は、金属材質または樹脂材質で形成されることができ、プレス成形または押出成形等の工程を用いて製造できる。
【０１３３】
実施形態に従う発光素子チップ、発光素子パッケージ、及び照明システムによれば、発光素子チップ自体に蛍光体層を具備することによって、自体的に白色光を形成することができる。
【０１３４】
また、実施形態によれば、発光素子チップで発生した熱が蛍光体層に伝達されることを抑制して蛍光体層の波長変換効率を増加させることができる。
【０１３５】
また、実施形態によれば、多様な形状の蛍光体層を形成することによって、視野角に従う色温度偏差等の光特性を制御することができる。
【０１３６】
また、実施形態によれば、発光素子チップの上に蛍光体層をパターニングすることによって、光抽出効率を向上させることができる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。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る。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求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】
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【図２】
2011146707.tif 000004
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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