(57)【要約】【課題】信頼性が向上した発光装置を提供すること。【解決手段】本発明に従う発光素子は、胴体と、上記胴体に設けられた複数の電極と、上記胴体に設けられ、上記複数の電極と電気的に連結されて光を生成する発光チップと、上記複数の電極と電気的に連結され、上記発光チップを冷却させる熱電素子（Thermo Electric Cooler Module）と、を含む。【選択図】図１
2011187962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
前記胴体に設けられた複数の電極と、
前記胴体に設けられ、前記複数の電極と電気的に連結されて光を生成する発光チップと、
前記複数の電極と電気的に連結され、前記発光チップの下部に形成されて前記発光チップを冷却させる熱電素子と、
を含むことを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記熱電素子は、冷却プレート、放熱プレート、そして前記冷却プレート及び前記放熱プレートの間に少なくとも１つの半導体対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３】
前記熱電素子は、前記発光チップと前記電極との間に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４】
前記熱電素子は、前記胴体を貫通するように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５】
前記熱電素子は、前記複数の電極の下に形成されることを特徴とする、請求項４  に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光チップは、少なくとも１つの発光ダイオード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７】
前記複数の電極のうち、第１電極及び第２電極は前記発光チップに電気的に連結され、第３電極及び第４電極は前記熱電素子に電気的に連結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８】
前記発光チップ及び前記熱電素子は、同一の前記電極と電気的に連結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９】
前記熱電素子の冷却プレートが前記発光チップの下部に配置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１０】
前記放熱プレートは、下面に複数の突起を含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記熱電素子は、前記半導体対の上下部に形成されて前記半導体対を直列連結する複数の電極板を含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記熱電素子は、前記複数の電極板と前記冷却プレート及び前記放熱プレートの間に絶縁層をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記胴体は溝部を含み、前記発光チップは前記溝部の内に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１４】
前記溝部の内に封入材を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記熱電素子は、前記溝部の内に配置されることを特徴とする、請求項１３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、発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは、蛍光灯、白熱灯など、既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。ここに、既存の光源を発光ダイオードに取り替えるための多くの研究が進行されており、発光ダイオードは室内外で使われる各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源として使用が増加している趨勢である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、信頼性が向上した発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態に従う発光装置は、胴体と、上記胴体に設けられた複数の電極と、上記胴体に設けられ、上記複数の電極と電気的に連結されて光を生成する発光チップと、上記複数の電極と電気的に連結され、上記発光チップを冷却させる熱電素子（Thermo Electric Cooler Module）と、を含む。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、熱電素子を含んで発光チップの劣化を最小化することによって、信頼性が向上した発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に従う発光装置の断面図である。
【図２】図１の発光装置の熱電素子の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に従う発光装置の上面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に従う発光装置の側断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に従う発光装置の側断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に従う発光装置の側断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に従う発光装置の側断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態に従う発光装置の側断面図である。
【図９】本発明の実施形態に従う発光装置を含むバックライトユニットを説明する斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に従う発光装置を含む照明システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
以下、添付の図面を参照しつつ実施形態に従う発光装置について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態に従う発光装置１００の断面図である。
【００１１】
図１を参照すると、第１実施形態に従う発光装置１００は、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子（Thermo Electric Cooler Module）４０と、を含むことができる。
【００１２】
上記胴体１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Polyphthalamide）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、金属材質、ＰＳＧ（photo sensitive glass）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、印刷回路基板（ＰＣＢ）のうち、少なくとも１つで形成できる。
【００１３】
上記胴体１０が電気伝導性を有する材質で形成された場合、上記胴体１０の表面には絶縁膜（図示せず）がさらに形成されて、上記胴体１０が上記複数の電極３１、３２と電気的にショート（short）されることを防止することができる。
【００１４】
上記胴体１０の上面の形状は、上記発光装置１００の用途及び設計によって、四角形、多角形、円形など、多様な形状を有することができる。
【００１５】
上記胴体１０には上部が開放されるように溝部（cavity）１５が形成できる。上記溝部１５は、コップ形状、凹な容器形状などで形成されることができ、上記溝部１５の内側面は底に対して垂直な側面または傾斜した側面となることができる。また、上記溝部１５を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。
【００１６】
上記複数の電極３１、３２は、互いに電気的に分離されるように離隔して上記胴体１０に設けられる。上記複数の電極３１、３２は、上記発光チップ２０に電気的に連結されて、上記発光チップ２０に電源を供給することができる。
【００１７】
図１の図示によると、上記複数の電極３１、３２は第１電極３１及び第２電極３２を含むが、これは上記発光装置１００の設計によって多様に変形されることができ、これに対して限定するのではない。
【００１８】
また、上記複数の電極３１、３２は、一端が上記胴体１０の溝部１５の内に配置され、他端が上記胴体１０の背面に配置されることと図示されたが、これに対しても限定するのではない。
【００１９】
上記複数の電極３１、３２は、金属材質、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、すず（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、燐（Ｐ）のうち、少なくとも１つを含むことができる。上記複数の電極３１、３２は、単層または多層構造を有するように形成されることもできる。
【００２０】
上記熱電素子４０は、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて駆動され、上記発光チップ２０を冷却させることによって、上記発光チップ２０の劣化を防止することができる。
【００２１】
上記熱電素子４０は、図示したように、上記複数の電極３１、３２のうち、いずれか１つの上に形成されるか、上記胴体１０に形成されることもでき、これに対して限定するのではない。
【００２２】
以下、上記熱電素子４０の構成及び作用について詳細に説明する。
【００２３】
図２は、上記熱電素子４０の断面図である。
【００２４】
図２を参照すると、上記熱電素子４０は、冷却プレート４１、上記冷却プレート４１の下に第１熱伝導性絶縁板４３ａ、上記第１熱伝導性絶縁板４３ａの下に複数の第１極板４４ａ、上記複数の第１極板４４ａの下に互いに電気的に直列で連結された複数の半導体対４５、上記複数の半導体対４５の下に複数の第２極板４４ｂ、上記複数の第２極板４４ｂの下に第２熱伝導性絶縁板４３ｂ、及び上記第２熱伝導性絶縁板４３ｂの下に放熱プレート４２を含むことができる。
【００２５】
上記複数の半導体対４５は、行方向に互いに交番する少なくとも一対のｎ型半導体４５ａ及びｐ型半導体４５ｂを含む。上記ｎ型半導体４５ａ及びｐ型半導体４５ｂは、上記複数の第１極板４４ａ及び複数の第２極板４４ｂにより互いに電気的に直列で連結されるようになる。
【００２６】
上記複数の第１極板４４ａ及び複数の第２極板４４ｂのプラス（＋）、マイナス（−）極の両端に直流（ＤＣ）電圧を印加すれば、上記ｎ型半導体４５ａでは電子（Electron）の流れによって、上記ｐ型半導体４５ｂでは正孔（Hole）の流れによって熱が移動して上記冷却プレート４１は冷却され、上記放熱プレート４２は熱くなるようになる。
【００２７】
一方、上記複数の第１極板４４ａ及び複数の第２極板４４ｂが電気的にショートされないながら熱が円滑に移動できるように、上記冷却プレート４１と上記複数の第１極板４４ａとの間には上記第１熱伝導性絶縁板４３ａを形成し、上記放熱プレート４２と上記複数の第２極板４４ｂとの間には上記第２熱伝導性絶縁板４３ｂを形成することができる。
【００２８】
即ち、２種の異なる伝導性物質を接して電流が流れる時、２つの伝導性物質の接合部で熱の発生または吸収が起こるペルティエ効果（Peltier effect）を用いたものであって、互いに異なる伝導性物質の間でキャリヤのポテンシャルエネルギーの差によりポテンシャルエネルギーが低い状態にある物質から高い状態にある物質にキャリヤを運搬するが、外部からエネルギーを得る必要があるので、接点で熱エネルギーを奪われ、反対の場合、熱エネルギーが放出されるようになる効果を用いる。
【００２９】
このような熱電素子４０は、小型化及び軽量化されて、上記発光装置１００の内にも実装することができ、印加される上記直流（ＤＣ）電圧の極性によって上記冷却プレート４１と放熱プレート４２の用途が互いに変わることができ、上記直流（ＤＣ）電圧の大きさを制御することによって、正確な温度制御が可能であり、機械的原理でなくｎｐ型半導体の内の電子及び正孔の動きを用いて駆動されるので、寿命が半永久的であり、環境親和的であるという長所がある。
【００３０】
これによって、上記熱電素子４０は上記発光チップ２０を効果的に冷却させることによって、上記発光チップ２０の劣化を防止し、結果的に上記発光装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
図１では、上記熱電素子４０の冷却プレート４１及び放熱プレート４２が別途に形成されていることと図示したが、これとは異なり、冷却プレート４１が上記熱電素子４０の上に形成されている発光チップ２０の最下層であることができ、上記放熱プレート４２が上記熱電素子４０の下部の電極３１であることができる。
【００３２】
図１及び図２を参照すると、上記発光チップ２０は、上記熱電素子４０の冷却プレート４１の上に載置されることができ、上記複数の電極３１、３２に電気的に連結されて光を生成することができる。
【００３３】
上記発光チップ２０は、成長基板の上に形成されたバッファ層を含むアンドープド（Un-doped）半導体層と、上記アンドープド半導体層の上に形成された第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と、上記第２導電型の半導体層の上に形成された透明電極と、上記第１導電型の半導体層の上に形成された第１電極と、上記透明電極層の上に形成された第２電極と、を含む。
【００３４】
上記成長基板は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＭｇＯのうち、いずれか１つで形成されることができ、例えば、上記成長基板としてサファイア基板を使用することができる。
【００３５】
上記アンドープド半導体層はＧａＮ系半導体層で形成されることができ、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を水素ガス及びアンモニアガスと共にチャンバーに注入して成長させたアンドープドＧａＮ層を使用することができる。
【００３６】
上記第１導電型の半導体層は、例えばｎ型半導体層を含むことができる。上記第１導電型の半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０vｘ＋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などから選択されることができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどのｎ型ドーパントがドーピングできる。
【００３７】
上記活性層は、上記第１導電型の半導体層を通じて注入される電子（または、正孔）と上記第２導電型の半導体層を通して注入される正孔（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。
【００３８】
上記活性層は、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つで形成できるが、これに限定されるのではない。
【００３９】
上記活性層は、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で形成できる。上記活性層が上記多重量子井戸構造で形成された場合、上記活性層は複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて形成されることができ、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期で形成できる。
【００４０】
上記活性層の上及び／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が形成されることもでき、上記クラッド層はＡｌＧａＮ層またはＩｎＡｌＧａＮ層で具現できる。
【００４１】
上記第２導電型の半導体層は、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できる。
【００４２】
一方、上記第１導電型の半導体層がｐ型半導体層を含み、上記第２導電型の半導体層が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導電型の半導体層が形成されることもでき、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導電型の半導体層及び上記第２導電型の半導体層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できる。即ち、上記発光構造層の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するのではない。
【００４３】
上記第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は、多様な変形された構造で形成されることができ、実施形態で例示した上記発光構造層の構造に限定されるのではない。
【００４４】
上記透明電極層は、上記第２導電型の半導体層と上記第２電極との間に配置されてオーミック接触層の役割をし、例えば、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＲｕＯｘ、ＴｉＯｘ、またはＩｒＯｘのうち、少なくともいずれか１つで形成できる。
【００４５】
上記透明電極層は必ず形成されなければならないものではなく、上記第２導電型の半導体層の上に上記第２電極が直ぐに形成されることも可能である。
【００４６】
上記発光チップ２０は、上記複数の電極３１、３２のうち、いずれか１つに載置されるか、上記胴体１０の上に載置されて、上記熱電素子４０と熱的（thermally）に連結されることもできるが、これに対して限定するのではない。
【００４７】
上記発光チップ２０は、例えば、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、上記発光ダイオードは、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する有色発光ダイオード、または紫外線を放出するＵＶ（Ultra Violet）発光ダイオードでありうるが、これに対して限定するのではない。
【００４８】
上記発光チップ２０は、図示したように、ワイヤボンディング（wire bonding）方式により上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されるか、フリップチップ（flip chip）、ダイボンディング（die bonding）方式などにより上記複数の電極３１、３２と電気的に連結できる。
【００４９】
上記胴体１０の溝部１５の内には上記発光チップ２０を封入して保護するように封入材５０が形成されることができ、上記封入材５０は蛍光体を含むことができる。
【００５０】
上記封入材５０は、シリコンまたは樹脂材質で形成できる。上記封入材５０は、上記溝部１５の内に上記シリコンまたは樹脂材質を充填した後、これを硬化する方式により形成できるが、これに対して限定するのではない。
【００５１】
上記蛍光体は上記封入材５０の内に添加されることができ、上記発光チップ２０から放出される第１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、上記発光チップ２０が青色発光ダイオードであり、上記蛍光体が黄色蛍光体である場合、上記黄色蛍光体は青色光により励起されて黄色光を放出することができ、上記青色光及び黄色光が混色されることによって上記発光装置１００は白色光を提供することができる。但し、これに対して限定するのではない。
【００５２】
一方、上記封入材５０の上にはレンズ（図示せず）がさらに形成されて、上記発光装置１００が放出する光の配光を調節することができる。また、上記発光装置１００の上記胴体１０には耐電圧の向上のためにツェナダイオード（zener diode）（図示せず）などをさらに設けられることもできる。
【００５３】
図３は、本発明の第２実施形態に従う発光装置１００Ａの上面図である。
【００５４】
図３を参照すると、第２実施形態に従う発光装置１００Ａは、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２、３３、３４と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２、３３、３４のうち、第１電極３１及び第２電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２、３３、３４のうち、第３電極３３及び第４電極３４と電気的に連結されて上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子（Thermo Electric Cooler Module）４０と、を含むことができる。
【００５５】
第２実施形態に従う発光装置１００Ａは、第１実施形態に従う発光装置１００と電極の配置及び配線を除いては同一である。
【００５６】
上記発光チップ２０は上記複数の電極３１、３２、３３、３４のうちの第１電極３１及び第２電極３２と電気的に連結され、上記熱電素子４０は上記複数の電極３１、３２、３３、３４のうちの第３電極３３及び第４電極３４と電気的に連結される。
【００５７】
したがって、上記発光チップ２０と上記熱電素子４０とは互いに独立的に駆動できる。即ち、上記発光チップ２０及びその周辺の温度によって上記熱電素子４０に流れる電流量を調節することによって、上記発光チップ２０を適切に冷却させることができる。
【００５８】
また、上記熱電素子４０に流れる電流量をより効果的に調節するために、上記発光装置１００Ａの胴体１０にはサーミスタ（thermistor）のような温度感知センサ（図示せず）をさらに含むことができ、これに対して限定するのではない。
【００５９】
図４は、本発明の第３実施形態に従う発光装置１００Ｂの側断面図である。
【００６０】
図４を参照すると、第３実施形態に従う発光装置１００Ｂは、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて、上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子（Thermo Electric Cooler Module）４０ｂと、を含むことができる。
【００６１】
第３実施形態に従う発光装置１００Ｂは、第１実施形態に従う発光装置１００に比べて上記熱電素子４０ｂが上記胴体１０を貫通するように形成されることを除いては同一である。
【００６２】
上記熱電素子４０ｂは、上記胴体１０を貫通するように形成されるが、具体的に説明すれば、上記熱電素子４０ｂの冷却プレート４１は、上記胴体１０の溝部１５の内に配置されるようになり、放熱プレート４２ｂは上記胴体１０の背面に露出できる。
【００６３】
上記放熱プレート４２ｂは、表面積を広げることによって、熱を効果的に放出できるように凹凸パターンを有することができる。
【００６４】
図５は、本発明の第４実施形態に従う発光装置１００Ｃの側断面図である。
【００６５】
図５を参照すると、第４実施形態に従う発光装置１００Ｃは、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子４０ｃと、を含むことができる。
【００６６】
第４実施形態に従う発光装置１００Ｃは、第１実施形態に従う発光装置１００に比べて上記熱電素子４０ｃが上記胴体１０を貫通するように形成される。
【００６７】
上記胴体１０のキャビティ１５の底面には上記発光チップ２０を実装するための実装パッド３３が形成されており、上記実装パッド３３は上記複数の電極３１、３２と離隔している。
【００６８】
上記複数の電極３１、３２及び実装パッド３３の下には上記熱電素子４０ｃが接触できる。
【００６９】
これによって、上記熱電素子４０ｃは上記複数の電極３１、３２及び実装パッド３３を媒介にして上記発光チップ２０を冷却させることができる。
【００７０】
上記熱電素子４０ｃは、上記電極３１、３２と上記第１及び第２極板４４ａ、４４ｂが直接付着されて電気的に連結されている場合、上記放熱プレート４２と上記電極３１、３２とは絶縁されており、一例として、第２熱伝導性絶縁板４３ｂが上記放熱プレート４２の側面に拡張されて上記放熱プレート４２と上記電極３１、３２とを絶縁することができる。
【００７１】
図６は、本発明の第５実施形態に従う発光装置１００Ｄの側断面図である。
【００７２】
図６を参照すると、第５実施形態に従う発光装置１００Ｄは、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子４０ｄと、を含むことができる。
【００７３】
第４実施形態に従う発光装置１００Ｃは、第１実施形態に従う発光装置１００に比べて上記熱電素子４０ｄが上記胴体１０を貫通するように形成され、上記発光チップ２０が上記複数の電極３１、３２のうちのいずれか１つの上に形成されている。上記発光チップ２０は、上記複数の電極３１、３２のうちのいずれか１つの上に配置され、上記複数の電極３１、３２の下には上記熱電素子４０ｄが接触できる。
【００７４】
これによって、上記熱電素子４０ｄは上記複数の電極３１、３２を媒介にして上記発光チップ２０を冷却させることができる。
【００７５】
上記熱電素子４０ｄは、上記電極３１、３２と上記第１及び第２極板４４ａ、４４ｂが直接付着されて電気的に連結されている場合、上記放熱プレート４２と上記電極３１、３２とは絶縁されており、一例として、第２熱伝導性絶縁板４３ｂが上記放熱プレート４２の側面に拡張されて上記放熱プレート４２と上記電極３１、３２とを絶縁することができる。
【００７６】
図６の発光装置１００Ｄは、発光チップ２０の下面が上記電極３１と電気的に連結されており、上面が他の電極３２とワイヤボンディングされている。
【００７７】
即ち、図６には図１乃至図５に図示された水平型タイプの発光素子とは異なり、垂直型タイプの発光チップ２０が例示されている。
【００７８】
図６の発光チップ２０は、伝導性支持基板の上に反射層と、上記反射層の上にオーミック接触層と、上記オーミック接触層の上に第２導電型の半導体層と、上記第２導電型の半導体層の上に活性層と、上記活性層の上に第１導電型の半導体層と、上記第１導電型の半導体層の上に第１電極と、が形成されている。
【００７９】
図７は、本発明の第６実施形態に従う発光装置１００Ｅの側断面図である。
【００８０】
図７を参照すると、第６実施形態に従う発光装置１００Ｅは、胴体１０と、上記胴体１０に設けられた複数の電極３１、３２と、上記胴体１０に設けられ、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて光を生成する発光チップ２０と、上記複数の電極３１、３２と電気的に連結されて上記発光チップ２０を冷却させる熱電素子４０ｅと、を含むことができる。
【００８１】
第６実施形態に従う発光装置１００Ｅは、第１実施形態に従う発光装置１００に比べて上記熱電素子４０ｅが上記胴体１０を貫通し、上記胴体１０の内に上記電極３１、３２と上記熱電素子４０ｅの電極４４ｂとを電気的に連結する伝導性ビア１１が形成されている。
【００８２】
即ち、上記伝導性ビア１１の一端が上記胴体１０の内の複数の電極３１、３２と直接連結され、他端が上記胴体１０の内に埋め込まれている熱電素子４０ｅの電極４４ｂと直接連結されている。
【００８３】
即ち、上記熱電素子４０ｅの電極４４ａ、４４ｂ及び半導体層の構成が第１実施形態と反対に形成されて、各々の電極４４ｂとビア１１とが連結される。
【００８４】
上記発光チップ２０は、上記複数の電極３１、３２のうちのいずれか１つの上に形成されることができ、図５のように、電極３１、３２と分離されて位置することもできる。
【００８５】
図８は、本発明の第７実施形態の発光装置の斜視図である。
【００８６】
図８を参考すると、発光装置１００Ｆは、胴体１０と、上記胴体１０の表面にシリコンオキサイド（ＳｉｘＯｙ）で形成された絶縁層１２と、上記胴体１０の上に配置される少なくとも１つの発光チップ２０と、上記胴体１０の上に配置されて上記発光チップ２０と電気的に連結される電極３１、３２と、を含む。
【００８７】
上記胴体１０は、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）、ＡｌＯｘ、ＰＳＧ（photo sensitive glass）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ベリリウムオキサイド（ＢｅＯ）、及びＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板、各種樹脂などで形成できるが、これに対して限定するのではない。
【００８８】
上記胴体１０は、例えば、射出成形により形成されるか、多数個の層を積層して形成できる。
【００８９】
上記胴体１０がシリコン（Ｓｉ）胴体の場合、上記胴体１０に導電型ドーパントを注入する方式によりツェナ（zener）ダイオードなどの保護素子を集積回路形態で形成することもでき、これに対して限定するのではない。
【００９０】
上記胴体１０には上部が開放されるようにキャビティ１５が形成できる。上記キャビティ１５は、例えば、射出成形により形成されるか、エッチングにより形成できる。
【００９１】
上記キャビティ１５は、コップ形状、凹な容器形状などで形成されることができ、その内側面は垂直な側面または傾斜した側面となることができる。上記傾斜した側面は、シリコン（Ｓｉ）材質で形成された上記胴体１０に湿式エッチング（Wet Etching）を行って形成された場合、５０゜乃至６０゜の傾斜を有することができる。
【００９２】
また、上記キャビティ１５の表面形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。
【００９３】
上記胴体１０の表面には上記絶縁層１２が形成できる。
【００９４】
上記絶縁層１２は、上記胴体１０が上記電極３１、３２、または外部電源などと電気的にショートされることを防止する。したがって、上記胴体１０がＡｌＮ、ＡｌＯｘなどの絶縁体で形成される場合に、上記絶縁層１２は形成できないこともある。
【００９５】
上記絶縁層１２は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３等からなる群から少なくとも１つが選択されて形成されることができ、好ましくは、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ）で形成できるが、これに対して限定するのではない。
【００９６】
上記絶縁層１２は、上記胴体１０がシリコン（Ｓｉ）材質で形成された場合、熱的酸化（thermal oxidation）方法によりシリコン酸化膜（Silicon Oxide Film）の形態で形成できる。または、上記絶縁層１２はスパッタリング（Sputtering）、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）、電子ビーム（E-beam）蒸着などの方法により蒸着されて形成されることもでき、これに対して限定するのではない。
【００９７】
上記絶縁層１２の上には上記電極３１、３２が形成できる。上記電極３１、３２は正極と負極とに電気的に分離されて、上記発光チップ２０及び胴体１０の内に形成されている熱電素子（図示せず）に電源を提供することができる。
【００９８】
一方、上記電極３１、３２を混同せずに識別するために、上記胴体１０にはカソードマーク（cathode mark）７０が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。
【００９９】
上記電極３１、３２は、図８のように、各々電極胴体部３１ａ、３２ａと上記電極胴体部３１ａ、３２ａから突出された延長部３１ｂ、３２ｂを含むように形成できる。上記延長部３１ｂ、３２ｂの幅は上記電極胴体部３１ａ、３２ａの幅より小さいことができ、上記胴体１０のキャビティ１５の内には上記延長部３１ｂ、３２ｂのみ配置できる。そして、上記延長部３１ｂ、３２ｂにはワイヤ２１、２２が接合されて、上記第１電極及び第２電極３１、３２を上記発光チップ２０と電気的に連結できる。
【０１００】
上記発光チップ２０は上記胴体１０の上に載置できる。上記胴体１０が上記キャビティ１５を含む場合、上記発光チップ２０は上記キャビティ１５の内に載置できる。
【０１０１】
上記胴体１０の内には図５乃至図７のように、熱電素子４０ｃ、４０ｄ、４０ｅが埋め込むことができ、上記電極３１、３２が図５及び図６のように胴体１０の外部を囲みながら形成されて、下部まで連結されて熱電素子４０ｃ、４０ｄ、４０ｅと電気的に連結されることもでき、図７のように胴体１０の内の熱電素子４０ｃ、４０ｄ、４０ｅと伝導性ビア１１を通じて連結されることもできる。
【０１０２】
実施形態のパッケージはトップビュー形態で図示及び説明したが、サイドビュー方式で具現して上記のような放熱特性、伝導性、及び反射特性の改善効果があり、このような実施形態に従う発光素子パッケージは、指示装置、信号装置、前照灯、電光板、照明装置、表示装置などに適用できる。
【０１０３】
以下、図９及び図１０を参考にして本発明の適用例を説明する。
【０１０４】
図９は、本発明に従う発光装置を含むバックライトユニットを説明する斜視図である。但し、図９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、これに限定されるのではない。
【０１０５】
図９を参照すると、バックライトユニット１１００は、ボトムカバー１１４０、このボトムカバー１１４０の内に配置された光ガイド部材１１２０、及びこの光ガイド部材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、光ガイド部材１１２０の下には反射シート１１３０が配置できる。
【０１０６】
ボトムカバー１１４０は、光ガイド部材１１２０、発光モジュール１１００、及び反射シート１１３０が収納できるように上面が開口されたボックス（box）形状で形成されることができ、金属または樹脂で形成できる。しかしながら、これに限定されるのではない。
【０１０７】
発光モジュール１１１０は、基板７００に載置された複数の発光装置６００を含むことができる。複数の発光装置６００は、光ガイド部材１１２０に光を提供する。
【０１０８】
図示したように、発光モジュール１１１０は、ボトムカバー１１４０の内側面のうち、少なくともいずれか１つに配置されることができ、これによって光ガイド部材１１２０の少なくとも１つの側面に光を提供することができる。
【０１０９】
但し、発光モジュール１１１０はボトムカバー１１４０の内で光ガイド部材１１２０の下に配置されて、光ガイド部材１１２０の底面に向けて光を提供することもできる。これは、バックライトユニット１１００の設計によって多様に変形可能である。
【０１１０】
光ガイド部材１１２０はボトムカバー１１４０の内に配置できる。光ガイド部材１１２０は発光モジュール１１１０から提供を受け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。
【０１１１】
このような光ガイド部材１１２０は、例えば、導光板（light guide panel：ＬＧＰ）でありうる。この導光板は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（polymethyl metaacrylate）、ＰＭＭＡのようなアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリカーボネート（poly carbonate）、ＰＣ、ポリエチレンナフタレート（polyethylene naphthalate）樹脂のうちの１つで形成できる。
【０１１２】
この光ガイド部材１１２０の上側に光学シート１１５０が配置できる。
【０１１３】
この光学シート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、光学シート１１５０は、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できる。この場合、拡散シート１１５０は発光モジュール１１１０から出射された光を均等に拡散させ、この拡散された光が集光シートにより表示パネル（図示せず）に集光できる。この際、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。輝度上昇シートは、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。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。そして、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、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でありうる。
【０１１４】
光ガイド部材１１２０の下には反射シート１１３０が配置できる。反射シート１１３０は、光ガイド部材１１２０の下面を通じて放出される光を光ガイド部材１１２０の出射面に向けて反射することができる。この反射シート１１３０は、反射率の良い樹脂、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ポリビニルクロライド（poly vinyl chloride）、レジンなどで形成できるが、これに限定されるのではない。
【０１１５】
図１０は、本発明に従う発光装置を含む照明システムを説明する図である。但し、図１０の照明システム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。
【０１１６】
図１０を参照すると、照明システム１２００は、ケース胴体１２１０、このケース胴体１２１０に設けられた発光モジュール１２３０、及びケース胴体１２１０に設けられ、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１２２０を含むことができる。
【０１１７】
ケース胴体１２１０は放熱特性が良好な物質で形成されることが好ましく、例えば金属または樹脂で形成できる。
【０１１８】
発光モジュール１２３０は、基板７００及びこの基板７００に載置される少なくとも１つの発光装置６００を含むことができる。
【０１１９】
上記基板７００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（printed circuit board：ＰＣＢ）、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。
【０１２０】
また、基板７００は光を効率的に反射する物質で形成されるか、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。
【０１２１】
基板７００の上には少なくとも１つの発光装置６００が載置できる。
【０１２２】
発光装置６００は各々少なくとも１つの発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含むことができる。発光素子は、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素子、及び紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）を発光するＵＶ発光素子を含むことができる。
【０１２３】
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素子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、白色発光素子、赤色発光素子、及び緑色発光素子を組合せて配置することができる。また、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ることができ、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、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、蛍光シートには黄色蛍光体が含まれることができ、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過ぎて最終的に白色光と見られるようになる。
【０１２４】
連結端子１２２０は発光モジュール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１０の図示によると、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、これに対して限定するのではない。例えば、連結端子１２２０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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図９及び図１０で説明するバックライトユニット１１００及び照明システム１２００は、本発明の図１乃至図８で説明している発光装置を発光モジュール１１１０、１２３０に含むことによって、優れる光効率を得ることができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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】
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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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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