CN108028298A - 发光元件及包括此的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光元件及发光装置。包括第一侧面以及长度小于第一侧面的长度的第二侧面的发光元件，包括：基板，包括在基板上表面形成的凸出部；以及发光结构体，位于基板上，其中，凸出部布置为蜂窝图案，且包括第一凸出部以及邻近于第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，从第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的第一矢量线与从第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的第二矢量线形成的角为120°，第二矢量线与从第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的第三矢量线形成的角为120°，第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与第一侧面形成的角为15°以上45°以下。

Description

发光元件及包括此的发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光元件及包括此的发光装置，尤其是一种包括包含布置为具有预定取向性的凸出部的基板的发光元件及包括此的发光装置。
背景技术
由氮化物系半导体形成的发光元件生长于能够外延生长氮化物系半导体的生长基板上，进而被提供。氮化物系半导体可以在诸如蓝宝石基板、SiC基板、硅基板、ZnO基板等的异种(heterogeous)基板或者诸如GaN基板的同种(homogeneous)基板上生长。尤其，由于蓝宝石熔点非常高，耐湿式蚀刻性强，价格低廉，因此被广泛用作氮化物系半导体的生长基板。
最近，对这样的蓝宝石基板的表面进行图案化而形成预定图案的图案化蓝宝石基板(PSS：patterned sapphire substrate)被用作用于制造发光元件的生长基板。PSS的图案提高发光元件的光提取效率，并改善氮化物系半导体的外延生长工艺，从而提高结晶性。
发明内容
技术问题
本发明所要解决的课题在于，提供一种基板(例如，PSS)的多个凸出部具有预定的取向性从而提高了发光效率的发光元件。
本发明所要解决的又一课题在于，提供一种通过使多个凸出部的取向方向与发光元件布置的方向具有特定关系从而提高了发光效率的发光装置。
技术方案
根据本发明的一实施例的发光元件，包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面的发光元件，并且包括：基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，并且从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，所述第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
根据本发明的另一实施例的发光装置，包括：主体部，包括基底部及侧壁部；第一引线架及第二引线架，固定于所述主体部；以及发光元件，位于所述基底部上，且包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面，其中，所述发光元件包括：基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，所述第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
有益效果
根据实施例，多个凸出部与发光元件的具有相对较大的长度的侧面的关系以具有预定的角度的形式具有取向性，从而能够增加向发光元件的具有相对较大的长度的侧面发射的光量。并且，能够提供包括所述发光元件的发光装置，并且通过发光元件的电极与布线的布线关系而提供发光效率优异的发光装置。
附图说明
图1至图3是用于说明根据本发明的一实施例的发光装置的立体图、平面图及剖面图。
图4至图6是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件及发光装置的平面图及剖面图。
图7及图12是用于说明根据本发明的实施例的基板的凸出部的方向性及布置的示意图。
图13至图15是用于说明根据本发明的另一实施例的发光装置的立体图、平面图及剖面图。
图16及图17是用于说明根据本发明的又一实施例的发光装置的立体图平面图及剖面图。
具体实施方式
根据本发明的实施例的发光元件及发光装置可以实现为多种形态。
根据本发明的多种方面的发光元件，包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面，并且包括：基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，并且从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，所述第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
所述θ可以为30°。
所述凸出部可以具有下表面为圆形的音盆状或圆锥形的形态。
所述第一矢量线至第三矢量线的每单位长度的凸出部的线密度可以大于与所述第一侧面平行的任意的线的每单位长度的凸出部的线密度。
所述发光元件还可以包括电连接于所述第一导电型半导体层的第一电极以及电连接于所述第二导电型半导体层的第二电极。
所述第一电极可以包括第一电极焊盘，所述第二电极可以包括第二电极焊盘，且所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的一个可以邻近于所述第二侧面而布置。
所述发光元件可以具有矩形的平面形状。
包括所述凸出部的基板可以为图案化蓝宝石基板。
根据本发明的其他多种方面的发光装置，包括：主体部，包括基底部及侧壁部；第一引线架及第二引线架，固定于所述主体部；以及发光元件，位于所述基底部上，且包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面，其中，所述发光元件包括：基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，所述第一至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
所述θ可以为30°。
所述第一矢量线至第三矢量线的每单位长度的凸出部的线密度可以大于与所述第一侧面平行的任意的线的每单位长度的凸出部的线密度。
所述发光元件还可以包括：电连接于所述第一导电型半导体层的第一电极以及电连接于所述第二导电型半导体层的第二电极，并且所述第一电极可以包括第一电极焊盘，所述第二电极可以包括第二电极焊盘，且所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的一个可以邻近于所述第二侧面而布置。
所述发光装置还可以包括：布线，电连接所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的至少一个与所述第一引线架及第二引线架中的至少一个。
所述布线可以从所述第一电极焊盘及第二电极焊盘中的至少一个向所述第一引线架及第二引线架中的至少一个延伸而形成，且所述布线可以跨过所述第二侧面的上部空间而延伸。
所述发光装置可以包括多个发光元件，所述多个发光元件中的一个发光元件的第一侧面可以与所述多个发光元件中的又一个发光元件的第一侧面平行地布置。
所述侧壁部可以包括朝向所述主体部的中心部凸出的凸出部分，所述凸出部分可以朝向所述多个发光元件之间的空间凸出。
在若干实施例中，所述主体部可以具有被所述侧壁部包围的细长形状的空腔。所述发光元件的第一侧面可以沿所述空腔的长度方向布置。
并且，所述主体部的侧壁部可以包括相对较长的第一侧壁部及第三侧壁部和相对较短的第二侧壁部及第四侧壁部，且所述第一侧壁部及第三侧壁部的倾斜面相比于所述第二侧壁部及第四侧壁部的倾斜面可以更急剧。
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了将本发明的思想充分传递给本发明所属技术领域的一般的技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不限定于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。另外，在附图中，可能为了便利而夸张图示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，当记载到一构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上”时，不仅包括各部分“直接”位于在另一部分的“上部”或“上”的情形，还包括各构成要素与另一构成要素之间夹设有另外的构成要素的情形。在整个说明书中，相同的附图符号表示相同的构成要素。
图1至图3分别是用于说明根据本发明的一实施例的发光装置的立体图、平面图及剖面图，图4至图6分别是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件及发光装置的平面图及剖面图。图3图示了对应于图1及图2的A-A'线的部分的剖面。
参照图1至图3，所述发光装置包括：主体部210，包括第一引线架221、第二引线架223；以及至少一个的发光元件100。进而，所述发光装置可以包括至少一条布线231、233。
主体部210可以提供布置发光元件100的区域，在本实施例中，主体部210包括第一引线架221及第二引线架223，进而，可包括基底部213及侧壁部211。此时，主体部210可以被侧壁部211包围，并且包括上部呈开口的空腔215。主体部210的平面形态不受限制，例如，大致上可以具有正方形的形态。
侧壁部211位于基底部213上，且在基底部213上部形成为包围一部分空间的形态，从而可以提供贴装发光元件100的空间。所述空间可以对应空腔215。侧壁部211可以包括内侧面，所述侧壁部211的内侧面可以包括第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d。第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d可以具有实质相同的长度，然而本发明不限于此。在多种实施例中，第一侧壁211a及第三侧壁211c的长度可以大于第二侧壁211b及第四侧壁211d的长度。并且，在多种实施例中，在发光装置的空腔215的平面形成为多边形的情况下，可以根据所述多边形的边数决定侧壁部211的内侧面的个数。
第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d可以如图所示具有倾斜度。第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d的倾斜度可以考虑发光装置的光束发散角(Angle of Beam Spread)等而进行多种调节。进而，第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d可以包括平坦的面、凹陷的面及凸出的面中的至少一个。并且，第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d也可以形成为以垂直剖面为基准切线斜率沿着从下部向上部的方向不同的形态。
主体部210的基底部213及侧壁部211可以利用绝缘性物质形成，可以利用包括聚合物等的普通塑料、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS：acrylonitrile butadiene styrene)、液晶聚合物(LCP：liquid crystalline polymer)、聚酰胺(PA：polyamide)、聚苯硫醚(IPS：polyphenylene sulfide)或热塑性弹性体(TPE：thermoplastic elastomer)等形成，或者也可以利用陶瓷形成。基底部213与侧壁部211可以利用互不相同的物质形成，也可以利用相同的物质形成。在基底部213与侧壁部211利用相同的物质形成的情况下，如图所示，基底部213与侧壁部211可以形成为一体。但是，本发明并不限于此，基底部213及侧壁部211也可以利用金属物质形成，在这种情况下，在引线架221、223与基底部213(和/或侧壁部211)之间还可以夹设绝缘物质，以防止第一引线架221及第二引线架223之间电短路。
但是，本发明并不限于此，主体部210的结构只要能够提供贴装发光元件100的区域则不受限制。例如，主体部210也可以不包括空腔。
第一引线架221及第二引线架223可以相互隔开布置。第一引线架221及第二引线架223可以被基底部213和/或侧壁部211至少局部地包围而固定。第一引线架221的至少一部分及第二引线架223的至少一部分可以暴露于空腔215内。第一引线架221及第二引线架223可以与发光元件100电连接。例如，发光元件100与引线架221、223可以通过至少一条布线231、233电连接。后文将对此进行更详细的说明。
并且，在若干实施例中，第一引线架221及第二引线架223中的至少一个能够提供贴装发光元件100的区域。例如，如图所示，发光元件100可以贴装于第一引线架221上，因此，发光元件100可以布置于空腔215内。引线架221、223可以利用具有导电性的物质形成，并且可以形成为单层或多层结构。例如，引线架221、223可以包括Cu、Ni、Au、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Mg、Ag等。
在本实施例中，对所述发光装置包括两个的引线架221、223的情形进行了说明，然而本发明并不限于此。在其他实施例中，发光装置也可以包括三个以上的引线架，且可以控制引线架之间的电连接形态(例如，串联连接、并联连接、串并联连接等)，进而控制发光装置的发光二极管的电连接形态。
发光元件100可以位于主体210上。发光元件100可以布置于主体210的空腔215内，并且，可以贴装于第一引线架221上。但是，本发明并不限于此。发光元件100可以包括多个侧面，且所述多个侧面可以包括具有相对较大长度的一侧面以及具有小于所述一侧面的长度的其他侧面。
以下，参照图4至图6，针对根据一实施例的发光元件100进行说明。并且，参照图7至图12，对基板110的多个凸出部111的具有取向性的布置进行说明。在图4至图6中，图5图示了对应图4的B-B'线的部分的剖面，图6图示了对应图4的C-C'线的部分的剖面。
参照图4至图6，发光元件100包括基板110、发光结构体120、第一电极150及第二电极160。进而，所述发光元件还可以包括电流阻断层130及透明电极140。并且，所述发光元件100可以具有大致为矩形的平面形状。因此，发光元件100可以包括具有相对较大长度的第一侧面101与第三侧面103，以及具有相对较小长度的第二侧面102与第四侧面104。
基板110可以是绝缘性基板或导电性基板。基板110可以是用于使发光结构体120生长的生长基板，可以包括蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板等。并且，基板110包括形成于其上表面的至少一部分区域的多个凸出部111。
基板110的多个凸出部111可以形成为有规律的图案。例如，多个凸出部111可以形成为形成正六边形反复布置的蜂窝图案(honeycomb pattern)。具体而言，多个凸出部111可以布置为具有布置于正六边形的中心部及正六边形的顶点的形态的有规则的图案。因此，从多个凸出部111中的一个凸出部111的中心部到与所述一个凸出部111邻近的其他六个凸出部111的中心部的距离实质相同。并且，凸出部111可以具有多种形状，例如，凸出部111可以形成为圆锥形、音盆(Cone)状、多棱锥形、圆柱形、多棱柱形等。
在一实施例中，基板110可以是蓝宝石基板，尤其，可以是对上表面进行图案化的图案化蓝宝石基板(PSS：patterned sapphire substrate)。所述PPS可以包括形成于其上表面的多个凸出部111，并且多个凸出部111可以布置为形成蜂窝图案，且各个凸出部111可以具有音盆状或圆锥形的形态。但是，本发明并不限于此，基板110也可以是包括形成于其上表面的多个凸出部111的氮化物系基板。
所述多个凸出部111可以布置为具有预定的取向性。这样的凸出部111的取向性可以通过与发光元件100的侧面中的至少一个的侧面的关系来定义。例如，定义从多个凸出部111中的一个凸出部的中心延伸至与所述一个凸出部邻近的其他六个凸出部中三个凸出部的中心的三条直线。此时，所述三条直线彼此形成120°的角度。所述三条直线中的至少一条直线与发光元件100的侧面中相对长的侧面形成的角可以是15°至45°。如此，多个凸出部111具有由与发光元件100的一侧面的关系定义的预定的取向性，据此能够提高发光元件的发光效率。后文将对此进行更详细的说明。
再次参照图4至图6，发光结构体120位于基板110上。因此，多个凸出部111位于发光结构体120与基板110之间。发光结构体120可以包括：第一导电型半导体层121；第二导电型半导体层125，位于第一导电型半导体层121上；以及活性层123，位于第一导电型半导体层121与第二导电型半导体层125之间。并且，发光结构体120可以包括至少局部地贯通活性层123及第二导电型半导体层125而暴露第一导电型半导体层121的暴露区域120e。
第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以利用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)等公知的方法而在腔室内生长而形成。并且，第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以包括III-V族氮化物系半导体，例如，可以包括如(Al、Ga、In)N等氮化物系半导体。第一导电型半导体层121可以包括n型杂质(例如，Si、Ge、Sn)，第二导电型半导体层125可以包括p型杂质(例如，Mg、Sr、Ba)。并且，也可以与之相反。活性层123可以包括多量子阱结构(MQW)，并且可以调节氮化物系半导体的组成比，以使其发出所期望的波长。尤其，在本实施例中，第二导电型半导体层125可以是p型半导体层。
暴露区域120e可以使第一导电型半导体层121暴露，从而提供第一电极150与第一导电型半导体层121能够电连接的区域。因此，暴露区域120e可以考虑发光元件100的电流分散等，进而对应于将要布置第一电极150的位置而形成。例如，如图4所述，暴露区域120e可以形成为从与第二侧面102邻近的部分向第四侧面104的方向延伸的形态。在多种实施例中，发光结构体120可以包括包括第二导电型半导体层125与活性层123的台面，暴露区域120e也可以形成于所述台面周围。
并且，发光结构体120还可以包括在其侧面的至少一部分形成的凹凸图案(未图示)。因此，能够提高发光元件的光提取效率。
电流阻断层130至少局部地位于第二导电型半导体层125上。电流阻断层130可以在第二导电型半导体层125上对应于第二电极160所处的位置而布置。电流阻断层130可以包括焊盘电流阻断层131及延伸部电流阻断层133。焊盘电流阻断层131及延伸部电流阻断层133可以分别对应于第二电极焊盘161及第二电极延伸部163的位置而布置。因此，如图所示，焊盘电流阻断层131可以邻近于发光元件的第四侧面104而布置，多个延伸部电流阻断层133可以布置为从第四侧面104朝向第二侧面102的方向延伸。
电流阻断层130可以防止向第二电极160供应的电流直接传递至半导体层而导致的电流集中现象。因此，电流阻断层130可以具有绝缘性，并可以包括绝缘物质，且也可以形成为单层或多层结构。例如，电流阻断层130可以包括SiOx或者SiNx，或者也可以包括由折射率不同的绝缘性物质层层叠而成的分布布拉格反射器。即，电流阻断层130也可以具有透光性，还可以具有光反射性，并且可以具有选择性的光反射性。并且，电流阻断层130的面积可以大于形成于电流阻断层130上的第二电极160的面积。因此，第二电极160可以位于形成电流阻断层130的区域内的上部。进而，电流阻断层130可以具有大于第二电极160的面积，且具有与第二电极160的平面形状大体对应的平面形状。因此，电流阻断层130能够阻断向第二电极160供应的电流通过透明电极140直接向第一导电型半导体层121传递而导致电流集中，并且，光被电流阻断层130吸收或反射，从而可使发光效率的减小最小化。
透明电极140可以位于第二导电型半导体层125上，并且，覆盖第二导电型半导体层125上表面的至少一部分，以及电流阻断层130的至少一部分。透明电极140可以包括具有透光性及导电性的物质，例如，也可以包括诸如ITO、ZnO、IZO、GZO等导电性氧化物以及诸如Ni/Au等透光性金属层中的至少一个。并且，透明电极140可以与第二导电型半导体层125形成欧姆接触。由于第二电极160不与第二导电型半导体层125直接接触，因此，通过透明电极140能够进一步有效地分散电流。并且，透明电极140可以形成为单层或多层结构。例如，透明电极140可以包括多层结构的ZnO。
第二电极160位于第二导电型半导体层125上，且第二电极160的至少一部分可以位于电流阻断层130所处的区域上。第二电极160可以包括第二电极焊盘161以及至少一个第二电极延伸部163，并且第二电极焊盘161及第二电极延伸部163可以分别位于焊盘电流阻断层131及延伸部电流阻断层133上。因此，在第二电极160与电流阻断层130之间可以夹设有透明电极140的一部分。
第二电极焊盘161与第二电极延伸部163考虑电流分散而进行多种变形。在本实施例中，第二电极焊盘161可以邻近于第四侧面104而布置，两个第二电极延伸部163可以从第四侧面104向第二侧面102延伸。此时，第二电极延伸部163可以包括具有曲率的部分，尤其，第二电极延伸部163可以包括随着第二电极延伸部163从第四侧面104向第二侧面102延伸而从第二电极延伸部163到第一侧面101(或者第三侧面103)的距离减小的部分以及增加的部分。另外，第二电极160的布置并不限于此，可以根据发光元件的形态进行多种变形及变更。
第一电极150可以位于第一导电型半导体层121上，且与第一导电型半导体层121电连接。第一电极150可以位于暴露区域120e上，从而与第一导电型半导体层121欧姆接触，并且与第二导电型半导体层125的侧面及活性层123的侧面隔开。第一电极150可以包括第一电极焊盘151及第一电极延伸部153。第一电极焊盘151可以邻近于第二侧面102而布置。第一电极延伸部153可以从第一电极焊盘151开始延伸，并且可以从第二侧面102朝向第四侧面104的方向延伸。第一电极150的至少一部分可以布置于第二电极延伸部163之间。
第一电极150及第二电极160可以包括导电性物质，例如，可以包括诸如Ti、Pt、Au、Cr、Ni、Al、Mg等金属性物质，且可以形成为单层或多层结构。在第一电极150及第二电极160形成为多层结构的情况下，可以包括Ti层/Au层、Ti层/Pt层/Au层、Cr层/Au层、Cr层/Pt层/Au层、Ni层/Au层、Ni层/Pt层/Au层以及Cr层/Al层/Cr层/Ni层/Au层的金属叠层结构中的至少一个。但是本发明并不限于此。
另外，根据若干实施例的发光元件还可以包括至少局部覆盖发光元件的表面的钝化层(未图示)。钝化层能够在外部的湿气或有害气体中保护发光元件。钝化层可以由绝缘性物质形成，并可以构成为单层或多层结构。例如，钝化层180可以包括SiO2、MgF2、SiN等，并且也可以包括如TiO2及SiO2等互不相同的物质层反复层叠的分布式布拉格反射器。并且，在钝化层由多层构成的情况下，最上层可以由SiN形成，这种情况下，SiN的耐湿性高，从而能够在外部湿气中有效地保护所述发光元件。
以下，参照图7至图12，对基板110的多个凸出部111的具有取向性的布置进行更具体的说明。
首先，参照图7，对定义根据本发明的实施例的多个凸出部111的取向性的方法论(methodology)进行说明。
参照图7，在多个凸出部111布置为蜂窝图案的情况下，多个凸出部111包括第一至第七凸出部(P1至P7)。以第一凸出部P1为基准，在第一凸出部P1的周围布置有第二凸出部P2至第七凸出部P7。第一凸出部P1的中心部位于任意的正六边形H1的中心部，第二凸出部P2至第七凸出部P7)的中心部分别位于所述任意的正六边形H1的顶点。
将从第一凸出部P1的中心向第二凸出部P2的中心方向延伸的矢量线定义为第一矢量线V1，将从第一凸出部P1的中心向第三凸出部P3的中心方向延伸的矢量线定义为第三矢量线V3。此时，第一矢量线V1与第三矢量线V3形成的角是60°。在多个凸出部111布置为如图所示的蜂窝图案的情况下，由于第一矢量线V1与第三矢量线V3贯通两者均邻近的凸出部的中心，因此沿第一矢量线V1的方向布置的凸出部的取向性与沿第三矢量线V3的方向布置的凸出部的取向性实质相同。
因此，对于布置为如图所示的蜂窝图案的凸出部而言，在将与第一矢量线V1具有α角度差的矢量线定义为第二矢量线V2时，沿第二矢量线V2的方向布置的凸出部的取向性根据第一矢量线V1与第二矢量线V2形成的角度α而不同。在所述α为60°的情况下，由于第二矢量线V2与第三矢量线V3具有相同的方向，因此在这种情况下，沿第二矢量线V2的方向布置的凸出部的取向性与沿第一矢量线V1的方向布置的凸出部的取向性相同。因此，在第一矢量线V1与第二矢量线V2形成的角度α具有大于0且小于60°的值，沿第二矢量线V2的方向布置的凸出部的取向性可以具有与沿第一矢量线V1的方向布置的凸出部的取向性不同的取向性。
并且，当角度α具有大于0且小于60°的值时，第一矢量线V1的每单位长度的凸出部的线密度(linear density)与第二矢量线V2的每单位长度的凸出部的线密度不同。例如，参照图7，当分别将第一矢量线V1与第二矢量线V2的长度定义为1时，第一矢量线V1的每单位长度的凸出部的线密度约为2，第二矢量线V2的每单位长度的凸出部的线密度大约1。根据同上所述的方法，第二矢量线V2的每单位长度的凸出部的线密度根据角度α(0<α<60°)而不同。并且，由于凸出部在沿第一矢量线V1的方向布置的情况下凸出部被布置得最密集，因此，第二矢量线V2的每单位长度的凸出部的线密度小于第一矢量线V1的每单位长度的凸出部的线密度。
利用同上所述的方法论，参照图8及图9，对发光元件100的凸出部111的取向性进行更详细的说明。
首先，参照图8，基板110的凸出部111根据蜂窝图案形成。多个凸出部111包括第一至第七凸出部(P1至P7)。以多个凸出部111中某一个凸出部即第一凸出部P1为基准，在第一凸出部P1的周围布置第二凸出部P2至第七凸出部P7。第一凸出部P1的中心部位于任意的正六边形H1的中心部，第二至第七凸出部(P2至P7)的中心部分别位于所述任意的正六边形H1的顶点。
将从第一凸出部P1的中心向第二凸出部P2的中心方向延伸的矢量线定义为第一矢量线L1，将从第一凸出部P1的中心向第四凸出部P4的中心方向延伸的矢量线定义为第二矢量线L2，将从第一凸出部P1的中心向第六凸出部P6的中心方向延伸的矢量线定义为第三矢量线L3。此时，第一矢量线L1与第二矢量线L2形成的角是120°，第二矢量线L2与第三矢量线L3形成的角是120°。
同上所述，在定义沿第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3的方向时，可以将第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件100的相对较长的侧面形成的角度定义为θ。具体而言，参照图8，在图8中100a是与发光元件100的平面相似状的图形，101a、102a、103a及104a分别是平行于发光元件100的第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103及第四侧面104的线。在此，将第一矢量线L1与平行于相对较长的侧面第一侧面101的线101a形成的角度定义为θ。
所述θ可以是0至60°范围内的角度，同图7所述，对于布置为蜂窝图案的凸出部而言，在第一矢量线V1与第二矢量线V2形成的角度α为0、60°、120°、180°、240°、300°或者360°的情况下，沿第一矢量线V1的方向布置的凸出部的取向性与沿第二矢量线V2的方向布置的凸出部的取向性相同。与此相似，在图8中，在第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件100的相对较长的侧面形成的角为θ时的凸出部的取向性与在θ加上60°的情况下的凸出部的取向性相同。例如，在θ是12°时的凸出部的取向性与在θ是72°时的凸出部的取向性相同。
参照图9，对此示意性地进行进一步说明，LED1、LED2及LED3分别是与具有相同平面形状的发光元件的平面相似状的图形。SS1、SS2及SS3分别是LED1、LED2及LED3的相对较长的侧面。如图所示，LED1、LED2及LED3下部的凸出部布置为具有分别与LED1、LED2及LED3相同的取向性。此时，LED1的侧面SS1与LED2的侧面SS2形成的角度为60°，LED2的侧面SS2与LED3的侧面SS3形成的角度为60°。即，若将发光元件以第一凸出部P1为中心旋转60°，则发光元件下部的凸出部的取向性变得相同。
因此，第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件100的相对较长的侧面形成的角θ可以是0至60°范围内的角度。根据本发明的实施例，所述角θ可以是约15°以上45°以下的角度，尤其，所述角θ可以是约30°的角度。通过控制凸出部的取向性，使各个所述角θ具有约15°以上45°以下的角度，从而能够提高发光元件的发光效率。并且，第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条的每单位长度的凸出部的线密度大于与发光元件100的相对较长的侧面(第一侧面101或第三侧面103)平行的线的每单位长度的凸出部的线密度。
图10及图11是用于说明根据实施例的凸出部111的取向性的示意图。在图10及图11中，以发光元件100的平面为基准示出了凸出部111的布置及取向性。但是，凸出部111的个数、大小及密度并不限于此，为了便利而夸张图示了凸出部111的大小。
首先，参照图10，第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3至少一条矢量线与发光元件100的相对较长的侧面(第一侧面101或第三侧面103)形成的角可以是θ1(15°＜θ1＜45°)。对于本实施例而言，如图所示，可以将第一矢量线L1与第三侧面103形成的角定义为θ1。此时，θ1可以是约45°。并且，在这种情况下，第一矢量线L1的每单位长度的凸出部的线密度大于与第三侧面103平行的任意的线103a的每单位长度的凸出部的线密度。
与此相似，参照图11，第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件100的相对较长的侧面(第一侧面101或第三侧面103)形成的角可以是θ2(15°＜θ2＜45°)。对于本实施例而言，如图所示，可以将第一矢量线L1与第三侧面103形成的角定义为θ2。此时，θ2可以是约30°。并且，在这种情况下，第一矢量线L1的每单位长度的凸出部的线密度大于与第三侧面103平行的任意的线103a的每单位长度的凸出部的线密度。
同上所述，通过控制凸出部的取向性，使所述角θ具有约15°至45°范围内的角度，从而能够提高发光元件100的发光效率。在角θ具有同上所述的范围内的角度的情况下，在发光元件100的相对较长的侧面的每单位长度的凸出部的线密度可以变小。在侧面的每单位长度的凸出部的线密度变得越小，越能够提高通过侧面的光提取效率。同本实施例，对于具有相对较长的长度的侧面与相对较短的长度的侧面的发光元件100而言，通过相对较长的长度的侧面的发光量多于通过相对较短的长度的侧面的发光量。因此，通过减小在相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101及第三侧面103)的每单位长度的凸出部的线密度，从而能够增加整个发光元件的发光量。
尤其，在所述角θ是30°时，在相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101及第三侧面103)的每单位长度的凸出部的线密度可以最小化，从而能够很大地提高发光效率。如图12所示，在第二矢量线V2与第一矢量线V1形成的角度为30°的情况下，第二矢量先V2的每单位长度的凸出部的线密度变得最小。因此，在这种情况下，在相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101及第三侧面103)的发光量进一步增加，从而能够提高发光元件的发光效率。并且，通过使在相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101或第三侧面103)的发光量增加，从而能够增加发光元件100的光束发散角。
再次参照图1至图3，发光元件100可以通过至少一条布线231、233与第一引线架221及第二引线架223电连接。
至少一条布线231、233连接第一电极150及第二电极160中的至少一个与第一引线架221及第二引线架223中的至少一个。此时，至少一条布线231、233可以位于发光元件100的相对较短的长度的侧面的上部。例如，如图1至图3所示，第二布线233连接发光元件100的第二电极焊盘161与第二引线架223，此时，第二布线233跨过发光元件100的第二侧面102的上部空间且延伸。因此，第二布线233的一部分位于发光元件100的第二侧面102的上部。进而，与此相似，第一布线231连接发光元件100的第一电极焊盘151与第一引线架221，此时，第一布线231跨过发光元件100的第四侧面104的的上部空间且延伸。因此，第一布线231的一部分位于发光元件100的第四侧面104的上部。
同上所述，至少一条布线231、233跨过发光元件100的相对较短的长度的侧面的上部空间且延伸，而不位于发光元件100的相对较长的长度的侧面的上部空间。同上所述，发光元件100包括具有预定取向性的凸出部111，据此能够增加或最大化通过相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101及第三侧面103)的光量。此时，可以使至少一条布线231、233仅位于发光元件100的相对较短的长度的侧面(例如，第二侧面102及第四侧面104)的上部，而不位于发光元件100的相对较长的长度的侧面(例如，第一侧面101及第三侧面103)的上部。因此，从相对较短的长度的侧面发射的光量小于从相对较长的长度的侧面发射的光量，进而能够最小化通过布线231、233吸收而损失的光量。并且，能够最小化从相对较长的长度的侧面发射的光由于布线231、233造成的光损失。因此，能够进一步提高发光装置的发光效率。
图13至图15是用于说明根据本发明的另一实施例的发光装置的立体图、平面图及剖面图。图15图示了对应于图13及图14的D-D'线的部分的剖面。本实施例的发光装置，与图1至图6的发光装置相比，差异在于包括多个发光元件100，并且主体部210还包括凸出部分217。以下，以差异点为中心对本实施例的发光装置进行说明，并且省略对相同构成的详细说明。
所述发光装置包括：主体部210，包括第一引线架221、第二引线架223；以及多个发光元件100。进而，所述发光装置可以包括至少一条布线231、233。
多个发光元件100可以布置于主体210的空腔215内。并且，多个发光元件100的各个相对较长的长度的侧面，即发光元件100的第一侧面101及第三侧面103可以布置为大致平行。同上所述，通过使多个发光元件100的相对较长的长度的侧面(第一侧面101及第三侧面103)布置为大致平行，从而可以0使布线231、233不通过相对较长的长度的侧面的上部。因此，能够进一步提高包括多个发光元件100的发光装置的发光效率。
并且，多个发光元件100可以具有多种电连接形态，例如，如图所示，可以布置为串联连接的形态。但是，本发明并不限于此，多个发光元件100也可以相互连接为并联或串并联的电连接形态。
并且，主体部210还可以包括从空腔215的内侧壁向中心部方向凸出的凸出部分217。所述凸出部分217可以朝向多个发光元件100之间的空间的方向凸出。例如，如图所示，凸出部分217可以从第四侧壁211d凸出，且朝向多个发光元件100之间的空间的方向凸出。并且，凸出部分217的表面可以包括曲面和/或平面。进而，凸出部分217的厚度t1可以大于侧壁部211的其他部分的厚度t1。因此，凸出部分217的厚度可以大于侧壁部211的平均厚度。
通过使主体部210包括同上所述的凸出部分217，从发光元件100的第二侧面102(或第四侧面104)发射的光可以通过凸出部分217散射及分散。因此，能够防止发光元件100的第二侧面102(或第四侧面104)发射的光在第四侧壁211d反射之后再次向发光元件100侧入射，从而造成损失或由于布线231、233造成损失的现象。
图16及图17是用于说明根据本发明的又一实施例的发光装置的平面图及剖面图。在此，图17图示了对应于图16的E-E'线的部分的剖面。本实施例的发光装置，与图1至图6的发光装置相比，差异在于本实施例的发光装置为侧视型发光装置。以下，以差异点为中心对本实施例的发光装置进行说明，并且省略对相同构成的详细说明。
参照图16及图17，发光装置包括：主体部210，包括第一引线架221、第二引线架223；以及发光元件100。进而，所述发光装置可以包括至少一条布线231、233，且可以包括密封件240。
在本实施例中，主体部210包括被第一侧壁211a、第二侧壁211b、第三侧壁211c及第四侧壁211d包围的空腔215。主体部210的空腔215具有相对细长的形状。即，第一侧壁211a及第三侧壁211c比第二侧壁211b及第四侧壁211d相对较长。并且，第一侧壁211a及第三侧壁211c比第二侧壁211b及第四侧壁211d更急剧地倾斜。
发光元件100布置于主体部210的相对细长的形状的空腔215内。尤其，发光元件100以发光元件100的长度方向与空腔215的长度方向相互一致的方式布置于空腔215内。即，发光元件100的相对较长的长度的侧面，即发光元件100的第一侧面及第三侧面可以布置为与包围空腔215的主体部210的相对较长的第一侧壁211a及第三侧壁211c大致平行。
所述第一侧壁211a及第三侧壁211c比第二侧壁211b及第四侧壁211d相对更急剧地倾斜。由于包围空腔215的侧壁中第一侧壁211a及第三侧壁211c占据了侧壁的大部分，因此，对朝向第一侧壁211a及第三侧壁211c发射的光的控制尤其重要。由于第一侧壁211a及第三侧壁211c的倾斜较大，因此，向第一侧壁211a及第三侧壁211c大量射出光对发光装置的光效率改善不利。在本实施例中，通过将细长形状的发光元件100布置为与空腔215的长度方向一致，并且，减小位于发光元件100的第一侧面及第三侧面的凸出部111的线密度，从而能够控制向第一侧壁211a及第三侧壁211c发射的光而改善发光装置的光效率。
另外，布线231、233布置为跨过发光元件100的相对较短的长度的侧面(第二侧面及第四侧面)的上部，因此，能够进一步提高包括发光元件100的发光装置的发光效率。
密封件240可以覆盖发光元件100及布线231、233，并且填充空腔215。密封件240可以利用例如环氧树脂或硅树脂等透明树脂形成，并且，可以含有荧光体，以转换从发光元件100发射的光的波长。
(实验例)
仅改变基板110的凸出部111的取向性来制造发光元件及发光装置，并考察了其发光功率及光通量。在此，利用参照图16及图18所述侧视型发光装置作为发光装置。并且，比较例的发光元件包括具有第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件的相对较长的侧面(第一侧面101)形成的角为60°的取向性的凸出部111，实施例的发光元件具有第一矢量线L1、第二矢量线L2、第三矢量线L3中的至少一条矢量线与发光元件的相对较长的侧面(第一侧面101)形成的角为30°的取向性的凸出部111。
针对比较例及实施例的在各晶圆中靠近中央形成的800个发光元件测定了发光波长及发光功率，并测定了分别利用其中20个发光元件而制造的白光侧视型发光装置(Cx＝0.2997)的光通量(flux)。发光元件的发光波长在发光元件的发光面的中心轴进行了测定，侧视型发光装置的光通量利用积分球而针对从发光装置向所有方向发射的光进行了测定。
比较例及实施例的发光元件的发光波长几乎相似地为大约446nm。另外，实施例的发光元件的发光功率相比于比较例的发光元件的发光功率提高了大约1.07％。这表明，通过改变凸出部111的取向性提高了向发光元件的上表面行进的光的输出。
另外，实施例的发光装置的光通量相比于比较例的发光装置的光通量提高了大约0.46％。考虑含有荧光体的密封件等的影响，实施例的光通量的提高被评价为是具有显著意义的。
以上，已对本发明的多样的实施例进行了说明，然而本发明并不限定于这些实施例，可以进行多种变更。并且，在不脱离本发明的技术特征的范围内，对各实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。

Claims (18)

1.一种发光元件，包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面，其中，包括：
基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及
发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，
其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，
从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，
所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，
所述第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中，
所述θ为30°。
3.如权利要求1所述的发光元件，其中，
所述凸出部具有下表面为圆形的音盆状或圆锥形的形态。
4.如权利要求1所述的发光元件，其中，
所述第一矢量线至第三矢量线的每单位长度的凸出部的线密度大于与所述第一侧面平行的任意的线的每单位长度的凸出部的线密度。
5.如权利要求1所述的发光元件，其中，还包括：
电连接于所述第一导电型半导体层的第一电极以及电连接于所述第二导电型半导体层的第二电极。
6.如权利要求5所述的发光元件，其中，
所述第一电极包括第一电极焊盘，所述第二电极包括第二电极焊盘，
所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的一个邻近于所述第二侧面而布置。
7.如权利要求1所述的发光元件，其中，
所述发光元件具有矩形的平面形状。
8.如权利要求1所述的发光元件，其中，
包括所述凸出部的基板为图案化蓝宝石基板。
9.一种发光装置，其中，包括：
主体部，包括基底部及侧壁部；
第一引线架及第二引线架，固定于所述主体部；以及
发光元件，位于所述基底部上，且包括第一侧面以及长度小于所述第一侧面的长度的第二侧面，
其中，所述发光元件包括：
基板，包括在基板上表面形成的多个凸出部；以及
发光结构体，位于所述基板上，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及位于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层之间的活性层，
其中，所述多个凸出部布置为蜂窝图案，且所述多个凸出部包括第一凸出部以及邻近于所述第一凸出部且以相同的距离与第一凸出部隔开的第二凸出部至第七凸出部，
从所述第一凸出部的中心向第二凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第一矢量线，从所述第一凸出部的中心向第四凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第二矢量线，从所述第一凸出部的中心向第六凸出部的中心的方向延伸的矢量线被定义为第三矢量线，
所述第一矢量线与第二矢量线形成的角为120°，所述第二矢量线与第三矢量线形成的角为120°，
所述第一矢量线至第三矢量线中的至少一条矢量线与所述第一侧面形成的角θ为15°以上45°以下。
10.如权利要求9所述的发光装置，其中，
所述θ为30°。
11.如权利要求9所述的发光装置，其中，
所述第一矢量线至第三矢量线的每单位长度的凸出部的线密度大于与所述第一侧面平行的任意的线的每单位长度的凸出部的线密度。
12.如权利要求9所述的发光装置，其中，
所述发光元件还包括：电连接于所述第一导电型半导体层的第一电极以及电连接于所述第二导电型半导体层的第二电极，
所述第一电极包括第一电极焊盘，所述第二电极包括第二电极焊盘，
所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的一个邻近于所述第二侧面而布置。
13.如权利要求12所述的发光装置，其中，还包括：
布线，电连接所述第一电极焊盘及所述第二电极焊盘中的至少一个与所述第一引线架及第二引线架中的至少一个。
14.如权利要求13所述的发光装置，其中，
所述布线从所述第一电极焊盘及第二电极焊盘中的至少一个向所述第一引线架及第二引线架中的至少一个延伸而形成，
所述布线跨过所述第二侧面的上部空间而延伸。
15.如权利要求9所述的发光装置，其中，
所述发光装置包括多个发光元件，
所述多个发光元件中的一个发光元件的第一侧面与所述多个发光元件中的又一个发光元件的第一侧面平行地布置。
16.如权利要求15所述的发光装置，其中，
所述侧壁部包括朝向所述主体部的中心部凸出的凸出部分，
所述凸出部分朝向所述多个发光元件之间的空间凸出。
17.如权利要求9所述的发光装置，其中，
所述主体部具有被所述侧壁部包围的细长形状的空腔，
所述发光元件的第一侧面沿所述空腔的长度方向布置。
18.如权利要求17所述的发光装置，其中，
所述主体部的侧壁部包括相对较长的第一侧壁部及第三侧壁部和相对较短的第二侧壁部及第四侧壁部，
所述第一侧壁部及第三侧壁部的倾斜面相比于所述第二侧壁部及第四侧壁部的倾斜面更急剧。
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