JP5973693B2

JP5973693B2 - 発光素子及び発光素子パッケージ

Info

Publication number: JP5973693B2
Application number: JP2011033617A
Authority: JP
Inventors: ベ，ジュンヒョク; ジョン，ヨンキュ; パク，キュンウク; パク，トクヒュン
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: JP2011171743A; US20110198660A1; TW201214775A; EP2362449B1; CN103996776B; TWI436503B; EP2362449A3; US8723213B2; CN103996776A; EP2362449A2; CN102163673A; KR100999733B1; CN102163673B

Description

本発明は、発光素子及び発光素子パッケージに関するものである。

発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、電流を光に変換させる半導体発
光素子である。最近、発光ダイオードは輝度が徐々に増加するにつれて、ディスプレイ用
光源、自動車用光源、及び照明用光源への使用が増加しており、蛍光物質を利用したり、
多様な色の発光ダイオードを組合せることで、効率に優れる白色光を発光する発光ダイオ
ードも具現が可能である。

上記発光ダイオードの輝度は、活性層の構造、光を外部に効果的に抽出することができる光抽出構造、上記発光ダイオードに使われた半導体材料、チップのサイズ、上記発光ダイオードを囲むモールディング部材の種類など、多様な条件により左右される。」という記載を「上記発光ダイオードの輝度は、活性層の構造、光を外部に効果的に抽出することができる光抽出構造、上記発光ダイオードに使われた半導体材料、チップのサイズ、上記発光ダイオードを囲むモールディング部材の種類など、多様な条件により左右される（特許文献１：米国特許公開公報２００９／００１４７４８号）。

米国特許公開公報２００９／００１４７４８号

本発明は、新しい構造を有する発光素子及び発光素子パッケージを提供することを目的
とする。

本発明は、信頼性が向上した発光素子及び発光素子パッケージを提供することを目的と
する。

本発明は、光損失の少ない発光素子及び発光素子パッケージを提供することを目的とす
る。

本発明に従う発光素子は、支持部材と、上記支持部材の上に位置し、第１導電型半導体
層、第２導電型半導体層、下に及び上記第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、上記支持部材の上面の周りに沿って形成された保護部
材と、上記第１導電型半導体層の上に配置され、上記発光構造物の側面に沿って延長され
て少なくとも一部分が上記保護部材の上に配置される電極と、上記発光構造物の側面と上
記電極との間に絶縁層と、を含む。

本発明に従う発光素子パッケージは、支持部材の上に位置し、第１導電型半導体層、第
２導電型半導体層、下に及び上記第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、上記発光構造物の下面の周りに沿って形成される保護部材と
、上記第１導電型半導体層の上に配置され、上記発光構造物の側面に沿って延長されて少
なくとも一部分が上記保護部材の上に配置される電極と、上記発光構造物の側面及び上記
電極との間に絶縁層を含む発光素子と、上記発光素子が配置されるパッケージ胴体部と、
上記パッケージ胴体部に設置され、上記発光素子と電気的に連結されるリード電極と、上
記発光素子の電極及び上記リード電極と電気的に連結されるソケット部と、を含む。

本発明によれば、新しい構造を有する発光素子及び発光素子パッケージが得られる。

本発明によれば、信頼性が向上した発光素子及び発光素子パッケージが得られる。

本発明によれば、光損失の少ない発光素子及び発光素子パッケージが得られる。

本発明の実施形態による発光素子の断面図である。図１の発光素子の上面図である。本発明の他の実施形態による発光素子の上面図である。本発明の一変形例に従う発光素子の上面図である。本発明の他の変形例に従う発光素子の上面図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子の製造方法を説明する図である。本発明の実施形態による発光素子を含む第１発光素子パッケージの断面図である。本発明の実施形態による発光素子を用いた第２発光素子パッケージの断面図である。図１３の第２発光素子パッケージの発光素子及びソケット部の拡大断面図である。図１３の第２発光素子パッケージの発光素子及びソケット部の分解斜視図である。本発明の第２発光素子パッケージの第１変形例を示す断面図である。本発明の第２発光素子パッケージの第２変形例を示す断面図である。本発明の実施形態による発光素子または発光素子パッケージを含むバックライトユニットを説明する図である。本発明の実施形態による発光素子または発光素子パッケージを含む照明ユニットを説明する図である。

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。

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または省略し
て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もの
ではない。

以下、添付した図面を参照しながら実施形態による発光素子、発光素子製造方法、発光
素子パッケージ、及び照明システムについて説明する。

＜実施形態＞
図１は本発明の実施形態による発光素子１００の断面図であり、図２は上記発光素子１０
０の上面図である。

図１及び図２を参照すると、上記発光素子１００は、伝導性支持部材１６０、上記伝導
性支持部材１６０の上面の周り領域に保護部材１５５、上記伝導性支持部材１６０、及び
上記保護部材１５５の上に発光構造物１４５、上記発光構造物１４５の上面に電気的に連
結され、上記発光構造物１４５の側面に沿って少なくとも一部が上記保護部材１５５の上
に配置される電極１２８、及び上記発光構造物１４５と上記電極１２８との間に形成され
て上記発光構造物１４５と上記電極１２８とを絶縁させる絶縁層１２５を含むことができ
る。

上記発光構造物１４５は、少なくとも第１導電型半導体層１３０、上記第１導電型半導
体層１３０の下に活性層１４０、上記活性層１４０の下に第２導電型半導体層１５０を含
み、これらは光を生成する構造物をなす。

上記伝導性支持部材１６０及び上記電極１２８は、外部電源から電源電圧が伝達されて
、上記発光素子１００に電源電圧を提供する。

ここで、実施形態によると、上記発光素子１００を外部電源と電気的に連結するために
、ワイヤなどを上記保護部材１５５の上に形成された上記電極１２８の領域に連結するこ
とができる。したがって、上記発光構造物１４５から放出される光が上記ワイヤなどによ
り吸収されることを最小化することができ、上記ワイヤなどを付着する過程で発生する上
記発光構造物１４５の損傷を防止することができる。

以下、実施形態による発光素子１００について構成要素を中心として具体的に説明する
。

上記伝導性支持部材１６０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）、銅（Ｃｕ）、
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つから形成される。

上記伝導性支持部材１６０の上には反射層１５７が形成される。上記反射層１５７は、
上記発光構造物１４５から入射される光を反射させて外部に放出される光量を増加させる
ことによって、上記発光素子１００の発光効率を向上させることができる。

上記反射層１５７は、反射率の高い銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）
、パラジウム（Ｐｄ）、または銅（Ｃｕ）のうち、少なくとも１つを含む金属または合金
で形成される。

たとえ図示してはいないが、上記反射層１５７及び上記伝導性支持部材１６０の間には
２層間の界面接合力を強化させるための接着層を形成することができるが、これに対して
限定されない。

上記反射層１５７の上面の周り領域には上記保護部材１５５が形成される。上記保護部
材１５５は、上記発光構造物１４５と上記伝導性支持部材１６０との間の電気的ショート
（short）を防止することができる。

上記保護部材１５５は電気絶縁性を有し、光損失を最小化するために透明な材質で形成
されることが好ましく、例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ、Ｓｉ
Ｏ_ｘＮ_ｙ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＺｎＯなど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。

上記反射層１５７の上面及び上記保護部材１５５の内側には接触層１５６が形成される
。上記接触層１５６は半導体層である上記発光構造物１４５と上記伝導性支持部材１６０
または上記反射層１５７との間のオーミック接触のために形成され、例えば、ＩＴＯ、Ｎ
ｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｇのうち、少なくとも１つを含むように形成される。

また、上記発光構造物１４５と接触される上記伝導性支持部材１６０または上記反射層
１５７がオーミック接触をなす場合、上記接触層１５６は形成されないこともある。

上記接触層１５６の上には上記発光構造物１４５が形成される。上記発光構造物１４５
は、少なくとも第１導電型半導体層１３０、上記第１導電型半導体層１３０の下に活性層
１４０、及び上記活性層１４０の下に第２導電型半導体層１５０を含む。

上記第１導電型半導体層１３０は、例えば、ｎ型半導体層を含むことができるが、上記
ｎ型半導体層は、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（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、Ｉｎ
ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなどから選択することができ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどのｎ型ド−
パントをドーピングすることができる。

上記活性層１４０は、例えば、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（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形成することができ、量子線
（Quantum wire）構造、量子点（Quantum dot）構造、単一量子井戸構造、または多重量
子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）のうち、少なくとも１つを含むことができる
。上記活性層１４０は、上記第１及び第２導電型半導体層１３０、１５０から電子及び正
孔が提供されて、上記電子及び正孔は上記活性層１４０で再結合しながら光エネルギーが
生成される。

上記第２導電型半導体層１５０は、例えば、ｐ型半導体層で具現できるが、上記ｐ型半
導体層は、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（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などから選択することができ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ
型ドーパントをドーピングすることができる。

但し、上記第１導電型半導体層１３０にｐ型ド−パントがドーピングされ、上記第２導
電型半導体層１５０にｎ型ド−パントがドーピングされるか、上記第２導電型半導体層１
５０の上に第３導電型半導体層がさらに形成されることもあり、ここに、上記発光素子１
００はｎｐ、ｐｎ、ｎｐｎ、またはｐｎｐ接合のうち、いずれか１つを含むことができる
。

上記発光構造物１４５の側面には複数個のチップを個別チップ単位に分離するアイソレ
ーション（isolation）エッチングが実施される。上記アイソレーションエッチングによ
り上記発光構造物１４５の側面は傾斜を有することができ、上記保護部材１５５が露出す
ることができる。

実施形態では、上記電極１２８が形成される上記保護部材１５５の上部の領域が上記ア
イソレーションエッチングにより確保される。

上記電極１２８は、上記発光構造物１４５の上面、即ち、上記第１導電型半導体層１３
０に電気的に連結され、少なくとも一部が上記保護部材１５５の上に配置される。即ち、
上記電極１２８は上記第１導電型半導体層１３０の上面から延長されて上記発光構造物１
４５の側面に沿って上記保護部材１５５の上に配置される。

上記電極１２８の材質は電気伝導性を有し、上記第１導電型半導体層１３０とオーミッ
ク接触をなす金属または導電性非金属でありうる。例えば、上記電極１２８は、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｇ、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、Ｇ
ＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−ＧａＺｎＯ）、Ｉ
ＧＺＯ（Ｉｎ−ＧａＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯ
ｘ／Ａｕ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、またはＺｎＯのうち、少なくとも１つを含む
ことができる。そして、この電極１２８と電気的に連結された接合金属層１２９はワイヤ
などを用いて外部電源との連結がなされる部分であって、外部電源との連結及び電流伝達
特性を考慮して金属で形成される。一例に、接合金属層１２９は、Ｎｉ、Ｃｕ、またはこ
れらの合金を含むことができる。

一方、実施形態では上記電極１２８の形状は、材質の透明度に従って変更することがで
きる。
図１及び図２に示すように、上記電極１２８が透明な材質で形成された場合、上記電極
１２８は上記発光構造物１４５及び上記保護部材１５５の全領域に形成される。上記電極
１２８が透明な材質を有するので、上記発光構造物１４５から放出される光のうち、上記
電極１２８により吸収される光量が少ないためである。

また、上記電極１２８は所定のパターンを有するように上記発光構造物１４５の上に形
成することもでき、これに対して限定されない。

図３は、本発明の他の実施形態による発光素子１００Ａの上面図である。

上記電極１２８が不透明な材質、一例として電気伝導性に優れる金属で形成された場合
、上記電極１２８は所定のパターンを有するように形成される。

即ち、上記第１導電型半導体層１３０の上面の全領域に均等に電源電圧がスプレッディ
ング（拡散して印加）されると共に、上記発光構造物１４５から放出される光の光損失量
を最小化するように、上記電極１２８ａは所定のパターンを有することができる。

例えば、図示したように、上記第１導電型半導体層１３０の上面に形成された上記電極
１２８ａは開口部を有するパターン、例えば、格子パターン、螺旋形パターンなどのパタ
ーンを有し、上記パターンから薄いライン部により延長されて上記発光構造物１４５の側
面に沿って上記保護部材１５５の上に形成される。上記電極１２８ａの形状に対しては限
定されない。

一方、上記電極１２８ａは多層構造を有するように形成することもでき、これに対して
は限定されない。例えば、上記電極１２８ａは上記第１導電型半導体層１３０とオーミッ
ク接触をなす第１層と、上記第１層の上にワイヤボンディングなどが容易な接合金属から
なる第２層を含むこともできる。

また、上記保護部材１５５の上に形成された上記電極１２８ａの少なくとも一部分には
接合金属層１２９が形成され、上記接合金属層１２９にはワイヤ１２７などが付着されて
、外部電源から上記発光素子１００に電源電圧を供給することができる。上記接合金属層
１２９は、上記発光素子１００の設計に従って多数個が形成されることもあり、これに対
して限定されるものではない。

図３では個別的に形成された電極１２８ａのライン部と接合金属層１２９とが互いに電
気的に連結されたものを図示した。これによると、電極１２８ａと接合金属層１２９とを
互いに異なる物質で形成することができるので、電極１２８ａは第１導電型半導体層１３
０とのオーミック接触特性に優れる物質を使用し、接合金属層１２９は外部電源との連結
及び電流伝達特性を考慮した物質を使用することができる。しかしながら、本発明がこれ
に限定されるものではない。

したがって、図４及び図５に示すように、電極１２８ａのライン部と接合金属層１２９
ａ、１２９ｂが同一な物質を含んで、互いに一体形成される。これによれば、電極１２８
ａと接合金属層１２９ａ、１２９ｂを一回の工程で共に形成することができるので、工程
を単純化することができる。この際、図４に示すように、接合金属層１２９ａが電極１２
８ａのライン分と同一な幅を有することもできる。または、図５に示すように、接合金属
層１２９ｂが第１電極層１２８ａのライン部より大きい幅を有して接合金属層１２９ｂと
外部電源との連結をより容易にすることができる。

このように実施形態では、上記発光構造物１４５にワイヤなどが付着されず、上記保護
部材１５５の上に形成された上記電極１２８、１２８ａ、または接合金属層１２９、１２
９ａ、１２９ｂの上に上記ワイヤなどが付着されるので、上記ワイヤによる光損失を最小
化し、上記ワイヤを付着する過程で発生される上記発光構造物１４５の損傷を防止するこ
とができる。

上記電極１２８、１２８ａと上記発光構造物１４５との間には上記絶縁層１２５が形成
されて２層の間を絶縁させることができる。即ち、上記絶縁層１２５は上記発光構造物１
４５の側面に形成されて、上記発光構造物１４５と上記電極１２８、１２８ａとが電気的
にショートされることを防止することができる。

一方、上記絶縁層１２５は、上記保護部材１５５及び上記電極１２８の間にさらに形成
することができ、これに対して限定されない。

上記絶縁層１２５は電気絶縁性を有し、光損失を最小化するために透明な材質で形成さ
れることが好ましく、例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＯ
_ｘＮ_ｙ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２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
。

一方、図３に示すように、上記電極１２８ａが所定のパターンを有する場合、上記絶縁
層１２５は上記電極１２８ａのパターンに対応する形状に形成される。

以下、実施形態による発光素子１００の製造方法について詳細に説明する。

図６乃至図１１は、実施形態による発光素子１００の製造方法を説明する図である。

図６を参照すると、基板１１０の上に上記発光構造物１４５を形成する。

上記基板１１０は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、Ｚ
ｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうち、少なくとも１つから形成することができ、こ
れに対して限定されない。

上記基板１１０の上には上記発光構造物１４５が形成される。上記発光構造物１４５は
多層の半導体で形成することができ、少なくとも第１導電型半導体層１３０、上記第１導
電型半導体層１３０の下に活性層１４０、及び上記活性層１４０の下に第２導電型半導体
層１５０を含むことができる。

上記発光構造物１４５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）などの方法を用いて形成することができ、これに対して限定されない。

図７を参照すると、上記発光構造物１４５の上面の周り領域に上記保護部材１５５を形
成し、上記発光構造物１４５及び上記保護部材１５５の上に上記伝導性支持部材１６０を
形成することができる。

上記保護部材１５５は、蒸着工程及びフォトリソグラフィ工程により形成することがで
き、これに対して限定されない。

上記伝導性支持部材１６０は、蒸着工程及びメッキ工程により形成されるか、別途のシ
ートとして用意された後、ボンディングされることもあり、これに対して限定されない。

一方、上記伝導性支持部材１６０の下には上記発光素子１００の光抽出効率の向上のた
めに上記反射層１５７が形成される。また、上記第２導電型半導体層１５０と上記伝導性
支持部材１６０との間には上記接触層１５６が形成される。

図７及び図８を参照すると、上記基板１１０が除去される。上記基板１１０は、レーザ
リフトオフ（ＬＬＯ）工程及びエッチング工程のうち、少なくとも１つを用いて除去され
るが、これに対して限定されない。

一方、上記基板１１０を除去した後、露出された上記第１導電型半導体層１３０の表面
を研磨するために、ＩＣＰ／ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma/Reactive Ion Etch）
などのエッチングを実施することもできる。

図９を参照すると、複数個のチップを個別チップ単位に区分するために、上記発光構造
物１４５にアイソレーションエッチングを実施し、上記発光構造物１４５の側面に上記絶
縁層１２５を形成することができる。

上記アイソレーションエッチングは、上記保護部材１５５の上面が露出するように実施
される。

上記絶縁層１２５は、例えば、電子ビーム（E-beam）蒸着、またはＰＥＣＶＤ蒸着方式
により形成される。

上記絶縁層１２５は、電気絶縁性を有しながら光透過率の良い材質で形成されることが
好ましく、例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｓｉ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ａ
ｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２のうち、少なくとも１つから形成される。

一方、上記絶縁層１２５は上記発光構造物１４５の側面に形成されることに限定されず
、上記発光構造物１４５の上面にも一部形成することができる。

図１０を参照すると、上記発光構造物１４５の上面に接触し、少なくとも一部領域が上
記保護部材１５５の上に配置されるように上記電極１２８が形成される。即ち、上記電極
１２８は上記第１導電型半導体層１３０の上面から延長されて上記絶縁層１２５の側面に
沿って上記保護部材１５５の上に配置される。

上記電極１２８の材質は電気伝導性を有し、上記第１導電型半導体層１３０とオーミッ
ク接触をなす金属または導電性非金属でありうる。例えば、上記電極１２８は、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｚｎ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｇ、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、Ｇ
ＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−ＧａＺｎＯ）、Ｉ
ＧＺＯ（Ｉｎ−ＧａＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯ
ｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、またはＺｎＯのうち、少なくとも１つを
含むことができる。

上記電極１２８は、上記発光構造物１４５の全領域に対して形成したり、所定のパター
ンを有するように形成することができ、これは上記発光素子１００の設計及び上記電極１
２８の材質によって決定することができる。

図１１を参照すると、上記保護部材１５５の上に形成された上記電極１２８の上の少な
くとも一部分に上記接合金属層１２９が形成され、上記接合金属層１２９には外部電源と
連結されるように上記ワイヤ１２７などがボンディングされる。ここに、実施形態による
発光素子１００が提供される。

一方、実施形態では、垂直型発光素子を中心として説明しているが、これに対して限定
するものではなく、水平型発光素子に対しても適用することができる。

＜第１発光素子パッケージ＞
図１２は、本発明の実施形態による発光素子１００を含む第１発光素子パッケージの断
面図である。

図１２を参照すると、上記第１発光素子パッケージは、胴体部２０、上記胴体部２０に
配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、上記胴体部２０に配置されて上
記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結される実施形態による発光
素子１００、及び上記発光素子１００を囲むモールディング部材４０を含む。

上記胴体部２０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するこ
とができ、上記発光素子１００の周囲に傾斜面が形成される。

上記第１リード電極３１及び第２リード電極３２は互いに電気的に分離され、上記発光
素子１００に電源電圧を提供する。また、上記第１リード電極３１及び第２リード電極３
２は、上記発光素子１００で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、上
記発光素子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。

上記発光素子１００は、上記胴体部２０の上に配置したり、上記第１リード電極３１ま
たは第２リード電極３２の上に配置することができる。

上記発光素子１００は、例えば、ワイヤを介して上記第１リード電極３１及び第２リー
ド電極３２と電気的に連結される。

前述したように、上記ワイヤは上記発光素子１００の保護部材の上に形成された接合金
属層に連結されるので、上記ワイヤによる光損失を最小化し、上記ワイヤなどを付着する
過程で発生される発光構造物の損傷を防止することができる。

上記モールディング部材４０は、上記発光素子１００を囲んで上記発光素子１００を保
護することができる。また、上記モールディング部材４０には蛍光体が含まれて上記発光
素子１００から放出された光の波長を変化させることができる。

＜第２発光素子パッケージ＞
以下、第２発光素子パッケージについて説明する。但し、前述したものと重複する内容に
ついては簡略に説明するか、あるいは説明を省略する。

図１３は本発明の実施形態による発光素子１０２を用いた第２発光素子パッケージの断
面図であり、図１４は上記第２発光素子パッケージの発光素子１０２及びソケット部２０
０の拡大断面図であり、図１５は上記第２発光素子パッケージの発光素子１０２及びソケ
ット部２００の分解斜視図である。

図１３乃至図１５を参照すると、上記第２発光素子パッケージは、胴体部２０ａ、上記
胴体部２０ａに配置されたリード電極３１ａ、上記胴体部２０ａの上面及び下面を貫通す
る貫通電極３２ａ、上記貫通電極３２ａに電気的に連結されるように配置される実施形態
による発光素子１０２、上記発光素子１０２と上記リード電極３１ａとを電気的に連結す
るソケット部２００、及び上記発光素子１０２を囲むモールディング部材４０を含む。

上記第２発光素子パッケージは、ワイヤの代わりに上記ソケット部２００を用いて上記
発光素子１０２を上記リード電極３１ａに電気的に連結する。

より詳しくは、上記ソケット部２００は、上記発光構造物１４５が挿入される開口部、
上記発光素子１０２の上記電極１２８と電気的に連結されるソケット電極部２１０、及び
上記ソケット電極部２１０と上記発光素子１０２の伝導性支持部材１６０とを絶縁させる
絶縁胴体２２０を含む。

上記発光構造物１４５が上記開口部に挿入されて挟まれると共に、上記電極１２８及び
上記ソケット電極部２１０は互いに電気的に連結される。即ち、上記ソケット電極部２１
０は上記電極１２８と接触できるように、一部分が上記絶縁胴体２２０の内側方向に突出
される。また、上記第１電極部１２８とソケット電極部２１０との接触が容易であるよう
に上記絶縁胴体２２０の厚さは上記伝導性支持部材１６０の厚さと同一であるように形成
される。

図示したように、上記ソケット電極部２１０は上記絶縁胴体２２０の外側に形成され、
内側端は上記電極１２８と接触し、外側端は上記リード電極３１ａと接触することと図示
されたが、これに対して限定されず、上記ソケット部２００の形状は多様に変形すること
ができる。

一方、図１６に示すように、上記ソケット電極部２１０ａが上記電極１２８の上に形成
された上記接合金属層１２９と接触するように設計される場合、上記ソケット電極部２１
０ａは上記接合金属層１２９の形状に対応する凹部２１２を有することができ、これに対
して限定されない。

図１５では、ソケット電極部２１０が保護部材１５５の上に位置した電極１２８の部分
で電気的に連結されるものを例示したが、これに限定されるものではない。変形例として
、図１７に示すように、ソケット電極部２１０ｂが電極１２８のうち、発光構造物１４５
の側面上に形成された部分も覆いかぶせながら形成されて、第１導電型半導体層１３０の
上面の一部まで延長される。

実施形態に従って、上記発光素子１０２にワイヤの代わりに上記ソケット部２００を用
いて電源電圧を供給することで、上記発光素子１０２を上記リード電極３１ａ及び貫通電
極３２ａにワイヤボンディング工程に比べて容易に電気的に連結することができ、上記発
光素子１０２を上記胴体部２０ａの上に堅固に固定及び結合することができる。

一方、前述した電極構造は１つの例であり、上記リード電極３１ａ及び上記貫通電極３
２ａを含む構造に限定するものではない。

上記発光素子パッケージは、上記に開示された実施形態の発光素子のうち、少なくとも
１つを１つまたは複数個搭載することができ、これに対して限定されない。実施形態によ
る発光素子パッケージは、複数個が基板の上にアレイ（配列）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される。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したり、照明システム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。

図１８は、本発明の実施形態による発光素子または発光素子パッケージを含むバックラ
イトユニットを説明する図である。但し、図１８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ない。

図１８を参照すると、上記バックライトユニット１１００は、ボトムカバー１１４０、
上記ボトムカバー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
。

上記ボトムカバー１１４０は、上記光ガイド部材１１２０、上記発光モジュール１１１
０、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）
形状に形成することができ、金属材質または樹脂材質で形成することができるが、これに
対して限定されない。

上記発光モジュール１１１０は、基板７００、及び上記基板７００に搭載された複数個
の発光素子パッケージ６００を含むことができる。上記複数個の発光素子パッケージ６０
０は、上記光ガイド部材１１２０に光を提供することができる。実施形態において、上記
発光モジュール１１１０は上記基板７００の上に発光素子パッケージ６００が設置された
ものが例示されているが、実施形態による発光素子が直接設置されることも可能である。

図示したように、上記発光モジュール１１１０は、上記ボトムカバー１１４０の内側面
のうち、少なくともいずれか１つに配置することができ、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。

但し、上記発光モジュール１１１０は、上記ボトムカバー１１４０の内で光ガイド部材
１１２０の下に配置されて、上記光ガイド部材１１２０の低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の設計によ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。

上記光ガイド部材１１２０は、上記ボトムカバー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。

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つから形成される。

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。

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、上記光学シート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、デュアル輝度強化フィルム（Dual Brightnes
s 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投光性プレ
ートまたはフィルムとなることもできる。

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。

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。

図１９は、本発明の実施形態による発光素子または発光素子パッケージを含む照明ユニ
ットを説明する図である。但し、図１９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。

図１９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、外部電源から電源電圧が提供される連結端子１２２０を含むことができる。

上記ケース胴体１２１０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される。

上記発光モジュール１２３０は、基板７００、及び上記基板７００に搭載される少なく
とも１つの発光素子パッケージ６００を含むことができる。実施形態において、上記発光
モジュール１２３０は、上記基板７００の上に発光素子パッケージ６００が設置されたも
のが例示されているが、実施形態による発光素子１００、１０２が直接設置されることも
可能である。

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あり、例えば
、一般印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア（Metal Core）Ｐ
ＣＢ、軟性（Flexible）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどを含むことができる。

また、上記基板７００は光を効率的に反射する材質で形成したり、その表面を、光が効
率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などで形成することができる。

上記基板７００の上には上記少なくとも１つの発光素子パッケージ６００が搭載される
。上記発光素子パッケージ６００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：Ul
tra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。

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
をさらに配置することができ、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を含むことができ、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。

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電圧
を供給することができる。図１９の図示によると、上記連結端子１２２０はソケット方式
により外部電源に接続されるように螺旋状の形状で形成されるが、これに対して限定され
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し
たり、配線により外部電源に連結することもできる。

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、所望の光学的な効果を得ることができる。

以上、説明したように、本実施形態の照明システムは、信頼性が向上し、光損失の少な
い発光素子または発光素子パッケージを含んで、優れる特性を有することができる。

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ものではない。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
うな組合及び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
。

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。

Claims

電気伝導性支持部材と、
前記電気伝導性支持部材の上に位置し、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、
前記発光構造物と前記電気伝導性支持部材との間に配置される接触層と、
前記接触層と前記電気伝導性支持部材との間に配置される反射層と、
前記反射層の上面の周りに沿って形成された保護部材と、
前記第１導電型半導体層の上に配置され、前記発光構造物の側面に沿って延長されて少なくとも一部分が前記保護部材の上に配置される電極と、
前記電極の上に配置された接合金属層と、
前記発光構造物の側面と前記電極との間に配置される絶縁層と、を含み、
前記発光構造物は前記保護部材の上に配置され、
前記電極は前記発光構造物の上面及び複数の側面に形成され、
前記電極は透明で、電気伝導性の材質で形成され、
前記電極は、パターン電極とライン部を含み、
前記パターン電極は、前記第１導電型半導体層の上面に配置され、
前記ライン部は、前記発光構造物の周りに沿って前記保護部材の上に配置された外郭ライン部と、前記パターン電極と前記外郭ライン部を連結し、前記発光構造物の少なくとも２つ側面上にそれぞれ配置される延長ライン部とを有し、
前記外郭ライン部は、前記保護部材及び前記反射層の一部と垂直方向にオーバーラップされ、
前記パターン電極は、少なくとも一つの開口部を有し、
前記接合金属層は、前記外郭ライン部の一部と接触し、
前記接合金属層は、前記外郭ライン部の幅より大きい幅を有することを特徴とする、発光素子。
前記絶縁層は前記保護部材と前記電極の外郭ライン部との間にさらに配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
前記接合金属層と前記ライン部は同一の物質を含んで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
電気伝導性支持部材と、前記電気伝導性支持部材の上に位置し、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、前記発光構造物と前記電気伝導性支持部材との間に配置された接触層と、前記接触層と前記電気伝導性支持部材との間に配置された反射層と、前記反射層の上面の周りに沿って形成される保護部材と、前記第１導電型半導体層の上に配置され、前記発光構造物の側面に沿って延長されて少なくとも一部分が前記保護部材の上に配置される電極と、前記発光構造物の側面及び前記電極の間に絶縁層を含む発光素子と、
前記発光素子が配置されるパッケージ胴体部と、
前記パッケージ胴体部に設置され、前記発光素子の電極と電気的に連結されるリード電極と、
前記パッケージ胴体部を貫通して前記電気伝導性支持部材と電気的に連結される貫通電極と、
前記発光素子を囲むモールディング部材と、
前記発光素子の電極及び前記リード電極と電気的に連結されるソケット電極部を有するソケット部と、を含み、
前記発光構造物は前記保護部材の上に配置され、
前記電極は前記発光構造物の上面及び複数の側面に形成され、
前記パッケージ胴体部は、前記発光素子の周囲に傾斜面が形成され、
前記発光構造物は、前記ソケット部の上面より高く位置し、
前記ソケット電極部は、前記ソケット部の上部に配置され、前記発光素子の保護部材の上に配置された電極と電気的に接触する第１電極端と、前記ソケット部の下部に配置され、前記リード電極と電気的に接触する第２電極端とを含み、
前記発光素子は、前記貫通電極の上に配置され、
前記貫通電極は、前記パッケージ胴体部の下面に露出され、
前記モールディング部材は、前記発光素子と前記ソケット部をモールディングすることを特徴とする、発光素子パッケージ。
前記貫通電極は、前記発光素子の下面に位置する前記パッケージ胴体部の一部を貫通することを特徴とする請求項４に記載の発光素子パッケージ。
前記ソケット部は、前記発光構造物が挿入される開口部を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の発光素子パッケージ。
前記ソケット部は、前記ソケット電極部と前記電気伝導性支持部材とを絶縁させる絶縁胴体を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の発光素子パッケージ。
前記保護部材の上に形成された前記電極の上には接合金属層が形成されたことを特徴とする請求項７に記載の発光素子パッケージ。
前記ソケット電極部の第１電極端は前記接合金属層に対応する形状の凹部を有することを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。
前記ソケット電極部は前記発光構造物の複数の側面の上に配置された前記電極の外側に形成されることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の発光素子パッケージ。