JP2014116604A - 発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】作製時間及びコストが削減され、光抽出効率が向上した発光素子を提供する。
【解決手段】発光素子１００Ａは、基板１１０と基板上に互いに離隔して配列され、下部及び上部半導体層１２２ａ、１２６ａと活性層１２４ａを有する発光構造物１２０ａ、上部電極１３４ａ及び下部電極１３２ａを含む複数の発光セルＤ１と隣接する複数の発光セルのうち一方の第１発光セルの下部電極と、他方の第２発光セルの上部電極とを電気的に接続する導電型相互連結層１５０と第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間から、隣接する複数の発光セルと導電型相互連結層との間に延びて配置された電流遮断層１４０Ａとを含み、複数の発光セルのそれぞれは、第２発光セルの上部電極と電流遮断層との間から、第２発光セルの上部半導体層の上に延びて配置されて、第２発光セルの上部電極と第２発光セルの上部半導体層とを電気的に接続する伝導層１６０ａをさらに含む。
【選択図】図２

Description

実施形態は、発光素子に関する。
窒化ガリウム（ＧａＮ）の金属有機化学気相蒸着法及び分子線成長法などの発達に基づいて、高輝度及び白色光の具現が可能な赤色、緑色及び青色発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が開発された。
このようなＬＥＤは、白熱灯と蛍光灯などの既存の照明器具に使用される水銀（Ｈｇ）のような環境有害物質が含まれていないので環境性に優れ、長寿命、低電力消費特性などのような長所があるので、既存の光源を代替している。このようなＬＥＤ素子の核心競争要素は、高効率及び高出力チップ、並びにパッケージング技術による高輝度の具現である。
高輝度を具現するために光抽出効率を高めることが重要である。光抽出効率を高めるために、フリップチップ（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）構造、表面凹凸の形成（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）、凹凸が形成されたサファイア基板（ＰＳＳ：Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｓａｐｐｈｉｒｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）、光結晶（ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｒｙｓｔａｌ）技術、及び反射防止膜（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）構造などを用いた様々な方法が研究されている。
図１は、一般的な発光素子の断面図を示す。
図１を参照すると、発光素子は、複数の発光セルＤ１，Ｄ２で構成され、各発光セルＤ１，Ｄ２は、基板１０、発光構造物２０，４０、第１電極３２，５２、第２電極３４，５４、パッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層６０及び金属連結層７０で構成される。
発光構造物２０，４０は、基板１０上に配置されたｎ型半導体層２２，４２、活性層２４，４４及びｐ型半導体層２６，４６で構成される。金属連結層７０は、隣接する発光セルＤ１，Ｄ２のうち一方Ｄ１の第１電極３２と他方Ｄ２の第２電極５４とを電気的に接続する。このとき、パッシベーション層６０は、金属連結層７０と発光セルＤ２の発光構造物４０とを互いに電気的に絶縁させ、隣接する発光セルＤ１，Ｄ２を互いに電気的に絶縁させ、発光セルＤ１のｎ型半導体層２２と金属連結層７０とを互いに電気的に絶縁させる。
図１に例示した一般的な発光素子の場合、パッシベーション層６０を形成するための別途の工程がさらに必要であるため、発光素子の作製時間及びコストが増加するという問題点がある。
本発明に係る実施形態は、作製時間及びコストが節減され、光抽出効率が向上し、外部照明装置に用いることができる発光素子を提供する。
一つの実施形態による発光素子は、基板と；前記基板上に水平方向に互いに離隔して配列され、それぞれは、互いに異なる導電型の下部及び上部半導体層、前記下部及び上部半導体層の間に配置された活性層を有する発光構造物と、前記上部半導体層上に配置された上部電極と、前記下部半導体層上に配置された下部電極とを含む複数の発光セルと；隣接する複数の発光セルのうち一方の第１発光セルの下部電極と、前記隣接する複数の発光セルのうち他方の第２発光セルの上部電極とを電気的に接続する導電型相互連結層と；前記第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間から前記隣接する複数の発光セルと前記導電型相互連結層との間に延びて配置された電流遮断層と；を含み、前記複数の発光セルのそれぞれは、前記第２発光セルの上部電極と前記電流遮断層との間から前記第２発光セルの上部半導体層の上に延びて配置されて、前記第２発光セルの上部電極と第２発光セルの上部半導体層とを電気的に接続する伝導層をさらに含むことができる。
前記電流遮断層は、前記第１発光セルの下部半導体層と前記導電型相互連結層との間、前記基板と前記導電型相互連結層との間、及び前記第２発光セルの発光構造物と前記導電型相互連結層との間に配置することができる。
前記第２発光セルの上部電極は、前記第２発光セルの前記上部半導体層と対向する下部面を有し、前記第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間に配置される前記電流遮断層は、前記上部電極と対向する上部面を有し、前記電流遮断層の上部面の面積は、前記上部電極の下部面全体の面積以上とすることができる。
前記第２発光セルの上部電極と前記第１発光セルの下部電極と前記導電型相互連結層とは一体型層とすることができる。
前記一体型層は、前記第２発光セルの前記上部半導体層と対向する下部面を有し、前記一体型層と前記第２発光セルの上部半導体層との間に配置される前記電流遮断層は、前記一体型層と対向する上部面を有し、前記電流遮断層の上部面の面積は、前記一体型層の下部面全体の面積以上とすることができる。
前記上部半導体層の上部に配置された前記伝導層の面積は、前記上部半導体層の上部面の面積以下とすることができる。
前記伝導層は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＴＯ（Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／ＡｕまたはＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうち少なくとも一つを用いて単層または多層に配置することができる。
前記電流遮断層は、電気的絶縁性を有する物質を含むことができる。
前記電流遮断層は、分散ブラッグ反射層であってもよい。
前記分散ブラッグ反射層は、屈折率の互いに異なる第１及び第２層が交互に少なくとも１回以上積層された絶縁物質を含むことができる。
前記上部電極は、互いに重なる第１接着層及び第１ボンディング層を含み、前記第１接着層と前記第１ボンディング層との間に反射層が介在していなくてもよい。
前記上部電極は、前記第１接着層と前記第１ボンディング層との間に配置された第１バリア層をさらに含むことができる。
前記下部電極は、互いに重なる第２接着層及び第２ボンディング層を含み、前記第２接着層と前記第２ボンディング層との間に反射層が介在していなくてもよい。
前記下部電極は、前記第２接着層と前記第２ボンディング層との間に配置された第２バリア層をさらに含むことができる。
前記複数の発光セルは、前記導電型相互連結層によって互いに直列接続することができる。
前記導電型相互連結層は、互いに重なる第３接着層及び第３ボンディング層を含み、前記第３接着層と前記第３ボンディング層との間に反射層が介在していなくてもよい。
前記導電型相互連結層は、前記第３接着層と前記第３ボンディング層との間に配置された第３バリア層をさらに含むことができる。
前記導電型相互連結層と、前記上部電極、前記伝導層及び前記電流遮断層とは垂直方向にオーバーラップされて配置され得る。
他の実施形態による発光素子は、基板と；前記基板上に水平方向に互いに離隔して配列され、それぞれは、互いに異なる導電型の下部及び上部半導体層、前記下部及び上部半導体層の間に配置された活性層を有する発光構造物と、前記上部半導体層上に配置された上部電極と、前記下部半導体層上に配置された下部電極とを含む複数の発光セルと；隣接する複数の発光セルのうち一方の第１発光セルの下部電極と、前記隣接する複数の発光セルのうち他方の第２発光セルの上部電極とを電気的に接続する導電型相互連結層と；電流遮断層と；を含み、前記電流遮断層は、前記第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間に配置される第１一部と；前記第１一部から前記隣接する複数の発光セルと前記導電型相互連結層との間に延びて配置された第１他部と；を含み、前記複数の発光セルのそれぞれは、前記第２発光セルの上部電極と前記第２発光セルの上部半導体層とを電気的に接続する伝導層をさらに含み、前記伝導層は、前記第２発光セルの上部電極と前記電流遮断層との間に配置された第２一部と；前記第２一部から前記第２発光セルの上部半導体層の上に延びて配置された第２他部と；を含むことができる。
前記第２一部は、前記第１一部の上部面を部分的に覆うことができる。
実施形態に係る発光素子は、パッシベーション層の役割を果たすように電流遮断層を配置することで、パッシベーション層を形成する工程をさらに別途に行う必要がないので、作製時間及びコストを節減させることができ、分散ブラッグ反射層によって電流遮断層を具現して反射効率を増加させることによって、光抽出効率を改善させることができ、上部及び下部電極と導電型相互連結層を反射層なしに具現して腐食に強いので、外部照明用に用いることもできる。
下記の図面を参照して実施形態について詳細に説明する。ただし、図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。
一般的な発光素子の断面図である。 一実施形態に係る発光素子の断面図である。 他の実施形態に係る発光素子の断面図である。 図２又は図３に例示した下部電極、上部電極、導電型相互連結層及び一体型層のうち少なくとも一つの実施形態の断面図である。 更に他の実施形態に係る発光素子の断面図である。 更に他の実施形態に係る発光素子の平面図である。 図６に例示した‘Ｋ’部分の拡大図である。 図６に例示した発光素子のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。 図６に示した発光素子のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。 図６に示した発光素子の回路図である。 更に他の実施形態に係る発光素子の断面図である。 実施形態に係る発光素子によって具現される発光素子パッケージを含む照明装置の分解斜視図である。 実施形態に係る発光素子によって具現される発光素子パッケージを含む表示装置を示す図である。
以下、本発明を具体的に説明するために実施形態を挙げて説明し、発明に対する理解を助けるために、添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明に係る実施形態は、様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が、以下に詳述する実施形態に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業界において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
本発明の実施形態の説明において、各構成要素の「上／上部または下／下部（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、「上／上部または下／下部（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」は、二つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり、一つ以上の他の構成要素が前記二つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。
また、「上／上部又は下／下部（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」と表現される場合、一つの構成要素を基準にして上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
図２は、一実施形態に係る発光素子１００Ａの断面図を示す。
図２に例示した発光素子１００Ａは、基板１１０、複数の発光セルＤ１，Ｄ２，Ｄ３、電流遮断層１４０Ａ及び導電型相互連結層１５０を含む。
基板１１０は、半導体物質の成長に適した物質、キャリアウエハで形成することができる。また、基板１１０は、熱伝導性に優れた物質で形成することができ、伝導性基板または絶縁性基板であってもよい。また、基板１１０は、透光性を有する物質からなってもよく、発光セルＤ１〜Ｄ３の全体窒化物発光構造物１２０ａ，１２０ｂの反りを引き起こさないとともに、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレーキング（ｂｒｅａｄｉｎｇ）工程を通じて別個のチップによく分離させるための程度の機械的強度を有することができる。例えば、基板１１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２Ｏ３、ＧａＡｓ、Ｇｅのうち少なくとも一つを含む物質であってもよい。このような基板１１０の上面には凹凸パターン形状を有することができる。例えば、たとえ図示していないが、基板１１０は、ＰＳＳ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｓａｐｐｈｉｒｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であってもよい。
また、基板１１０と発光構造物１２０ａ，１２０ｂとの間にバッファ層（図示せず）が配置されてもよい。バッファ層は、ＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体を用いて形成することができる。バッファ層は、基板１１０と発光構造物１２０ａ，１２０ｂとの間の格子定数の差を減少させる役割を果たす。例えば、バッファ層は、ＡｌＮを含むか、またはアンドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）窒化物を含むことができるが、これに限定されない。バッファ層は、基板１１０の種類及び発光構造物１２０ａ，１２０ｂの種類によって省略してもよい。
複数の発光セルＤ１〜Ｄ３は、基板１１０上に水平方向に互いに離隔して配列される。ここで、説明の便宜上、発光セルＤ１〜Ｄ３の個数は３個である場合を示しているが、本実施形態はこれに限定されず、発光セルが２個であるか、または４個以上である場合にも同一に適用することができる。
第１発光セルＤ１は基板１１０の第１領域Ａ１に配置され、第２発光セルＤ２は基板１１０の第２領域Ａ２に配置され、第３発光セルＤ３は基板１１０の第３領域Ａ３に配置される。隣接する第１及び第２発光セルＤ１，Ｄ２は一定の距離ｄだけ互いに離隔して配置され、第２及び第３発光セルＤ２，Ｄ３は一定の距離ｄだけ互いに離隔して配置される。例えば、離隔距離ｄは、２μｍ〜７μｍ、例えば、５μｍであってもよい。
発光セルＤ１，Ｄ２のそれぞれは、基板１１０上に配置された発光構造物１２０ａ，１２０ｂ、下部電極１３２ａ，１３２ｂ、上部電極１３４ａ，１３４ｂ及び伝導層１６０ａ，１６０ｂを含む。
発光構造物１２０ａ，１２０ｂは、基板１１０の上部に順次配置された下部半導体層１２２ａ，１２２ｂ、活性層１２４ａ，１２４ｂ及び上部半導体層１２６ａ，１２６ｂを含む。下部半導体層１２２ａ，１２２ｂと上部半導体層１２６ａ，１２６ｂとは互いに異なる導電型であってもよい。
下部半導体層１２２ａ，１２２ｂは、基板１１０と活性層１２４ａ，１２４ｂとの間に配置され、半導体化合物を含むことができ、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現することができ、第１導電型ドーパントがドープされてもよい。例えば、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂは、ＡｌｘＩｎｙＧａ（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物質、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上を含むことができる。下部半導体層１２２ａ，１２２ｂは、第１導電型の半導体層であってもよい。もし、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂがｎ型半導体層である場合、第１導電型ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのようなｎ型ドーパントを含むことができる。下部半導体層１２２ａ，１２２ｂは、単層または多層構造を有することができ、これに限定しない。
活性層１２４ａ，１２４ｂは、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂと上部半導体層１２６ａ，１２６ｂとの間に配置され、単一井戸構造、ダブルへテロ構造（Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔｅｒｏ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造、量子点構造または量子線構造のいずれか一つを含むことができる。活性層１２４ａ，１２４ｂは、ＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いて、井戸層と障壁層、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造を有することができるが、これに限定されない。井戸層は、障壁層のエネルギーバンドギャップよりも小さいエネルギーバンドギャップを有する物質からなることができる。
上部半導体層１２６ａ，１２６ｂは、活性層１２４ａ，１２４ｂの上部に配置され、半導体化合物を含むことができる。上部半導体層１２６ａ，１２６ｂは、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現することができ、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またはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上を含むことができる。
第１導電型半導体層である下部半導体層１２２ａ，１２２ｂとは異なり、上部半導体層１２６ａ，１２６ｂは、第２導電型半導体層であってもよく、第２導電型ドーパントがドープされてもよい。上部半導体層１２６ａ，１２６ｂがｐ型半導体層である場合、第２導電型ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントであってもよい。上部半導体層１２６ａ，１２６ｂは、単層または多層構造を有することができ、これに限定しない。
下部半導体層１２２ａ，１２２ｂはｎ型半導体層であり、上部半導体層１２６ａ，１２６ｂはｐ型半導体層で具現したり、または下部半導体層１２２ａ，１２２ｂはｐ型半導体層であり、上部半導体層１２６ａ，１２６ｂはｎ型半導体層で具現してもよい。これによって、発光構造物１２０ａ，１２０ｂは、ｎ−ｐ接合、ｐ−ｎ接合、ｎ−ｐ−ｎ接合、及びｐ−ｎ−ｐ接合構造のうち少なくとも一つを含むことができる。
下部電極１３２ａ，１３２ｂは下部半導体層１２２ａ，１２２ｂ上に配置され、上部電極１３４ａ，１３４ｂは上部半導体層１２６ａ，１２６ｂ上に配置される。下部電極１３２ａ，１３２ｂを下部半導体層１２２ａ，１２２ｂ上に配置するために、発光構造物１２０ａ，１２０ｂは、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂの一部を露出することができる。すなわち、上部半導体層１２６ａ，１２６ｂ、活性層１２４ａ，１２４ｂ及び下部半導体層１２２ａ，１２２ｂの一部がメサエッチング（ｍｅｓａ ｅｔｃｈｉｎｇ）によってエッチングされて、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂの一部を露出することができる。このとき、下部半導体層１２２ａ，１２２ｂの露出面は、活性層１２４ａ，１２４ｂの下面よりも低く位置することができる。上部電極１３４ａ，１３４ｂ及び下部電極１３２ａ，１３２ｂについては、図４を参照してより詳細に後述する。
一方、電流遮断層１４０Ａの一部は、複数の発光セルのそれぞれ（例えば、Ｄ２）の上部電極１３４ｂと上部半導体層１２６ｂとの間に配置される。このように配置された電流遮断層１４０Ａは、上部電極１３４ｂから活性層１２４ｂに向かうキャリアがより良く拡散するようにして、活性層１２４ｂの光度の向上に寄与できるようにする。
第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂは、第２発光セルＤ２の上部半導体層１２６ｂと対向する下部面を有し、第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂと上部半導体層１２６ｂとの間に配置される電流遮断層１４０Ａは、上部電極１３４ｂと対向する上部面を有すると仮定する。このとき、電流遮断層１４０Ａが、前述したように、キャリアを拡散させる役割を果たすためには、上部半導体層１２６ｂ上に配置される電流遮断層１４０Ａの上部面の面積は、上部電極１３４ｂの下部面全体の面積以上とすることができる。すなわち、図２に例示した断面形状において、幅Ｗ１は、０以上とすることができる。そのために、電流遮断層１４０Ａは、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）のような絶縁物質で形成することができる。
発光セル（例えば、Ｄ１，Ｄ２）のそれぞれにおいて、伝導層１６０ａ，１６０ｂは、上部電極１３４ａ，１３４ｂと電流遮断層１４０Ａとの間から上部半導体層１２６ａ，１２６ｂの上に延びて配置されることで、上部電極１３４ａ，１３４ｂと上部半導体層１２６ａ，１２６ｂとを電気的に接続する。
伝導層１６０ａ，１６０ｂは、全反射を減少させるだけでなく、透光性が良いので、活性層１２４ａ，１２４ｂから放出されて上部半導体層１２６ａ，１２６ｂを経た光の抽出効率を増加させることができる。伝導層１６０ａ，１６０ｂは、発光波長に対して透過率の高い透明な酸化物系物質、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＴＯ（Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／ＡｕまたはＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのうち少なくとも一つ以上を用いて単層または多層で具現することができる。
上部半導体層１２６ａ，１２６ｂの上部に配置された伝導層１６０ａ，１６０ｂの面積は、上部半導体層１２６ａ，１２６ｂの上部面の面積以下とすることができる。したがって、図２に例示したように、幅Ｗ２は、０以上とすることができる。
一方、導電型相互連結層１５０は、複数の発光セルＤ１〜Ｄ３において隣接する二つの発光セル（例えば、Ｄ１，Ｄ２）を接続する役割を果たす。すなわち、導電型相互連結層１５０は、隣接する二つの発光セルＤ１，Ｄ２のうち一方である第１発光セルＤ１の下部電極１３２ａと、隣接する発光セルＤ１，Ｄ２のうち他方である第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂとを電気的に接続する役割を果たす。図２に例示したように、二つの発光セルＤ１，Ｄ２は、導電型相互連結層１５０によって電気的に互いに直列接続されてもよいが、これに限定されない。すなわち、発光セルＤ１，Ｄ２は、導電型相互連結層１５０によって電気的に互いに並列に接続されてもよい。
導電型相互連結層１５０は、下部電極１３２ａ，１３２ｂ及び／又は上部電極１３４ａ，１３４ｂと同一または互いに異なる構成、及び同一または互いに異なる物質からなることができる。また、導電型相互連結層１５０の厚さは、下部電極１３２ａ，１３２ｂ及び／又は上部電極１３４ａ，１３４ｂの厚さと同一または互いに異なっていてもよい。導電型相互連結層１５０は、Ｃｒ、Ｒｄ、Ａｕ、Ｎｉ、ＴｉまたはＰｔのうち少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されない。
一方、本実施形態によれば、電流遮断層１４０Ａは、発光セル（例えば、Ｄ２）の上部電極１３４ｂと上部半導体層１２６ｂとの間から隣接する発光セルＤ１，Ｄ２と導電型相互連結層１５０との間に延びて配置され得る。すなわち、電流遮断層１４０Ａは、第１発光セルＤ１の下部半導体層１２２ａと導電型相互連結層１５０との間、基板１１０と導電型相互連結層１５０との間、及び第２発光セルＤ２の発光構造物１２０ｂと導電型相互連結層１５０との間に配置することができる。したがって、図２に例示した電流遮断層１４０Ａは、図１に示されたパッシベーション層６０の役割をすることがわかる。そのために、前述したように、電流遮断層１４０Ａは、絶縁物質からなることができる。
前述したように、図１に示された発光素子が別途のパッシベーション層６０を設ける代わりに、本実施形態による発光素子１００Ａは、電流遮断層１４０Ａがパッシベーション層６０の役割を果たす。すなわち、電流遮断層１４０Ａは、電流遮断層固有の役割を果たすことができるだけでなく、パッシベーション層６０の役割も果たすことができる。したがって、作製コストを低減し、工程時間を短縮させることができる。
図３は、他の実施形態による発光素子１００Ｂの断面図を示す。
図２に例示した発光素子１００Ａにおいて、電流遮断層１４０Ａは単一層として具現されている。反面、他の実施形態によれば、図３に例示したように、電流遮断層１４０Ｂは、分散ブラッグ反射層（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）として具現されてもよい。分散ブラッグ反射層とは、屈折率の互いに異なる二つ以上の絶縁層が交互に複数層に積層されて生成されることによって反射率を高める層を意味する。分散ブラッグ反射層１４０Ｂは、９０％以下の反射率を有する反射層よりもさらに高い反射率、例えば、９８％の反射率を有するので、より効率よく反射層の役割を果たすことができる。
図３の場合、屈折率の互いに異なる第１層１４２及び第２層１４４が交互に１回積層された姿を示しているが、１回よりさらに多くの回数積層されてもよい。
第１層１４２は、低屈折率層であって、例えば、１．４の屈折率を有するシリコン酸化物（ＳｉＯ２）または１．６の屈折率を有するアルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）からなることができる。また、第２層１４４は、高屈折率層であって、例えば、２．０５〜２．２５の屈折率を有するシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）、２以上の屈折率を有するチタン窒化物（ＴｉＯ２）、または３以上の屈折率を有するＳｉ−Ｈからなることができる。
また、分散ブラッグ反射層１４０Ｂにおいて、第１層１４２及び第２層１４４のそれぞれは、λ／（４ｎ）の厚さを有することができる。ここで、λは、活性層１２４ｂから放出された光の波長を示し、ｎは、該当の層の屈折率を示す。
また、図２に例示した発光素子１００Ａにおいて、隣接する発光セル（例えば、Ｄ１及びＤ２）のいずれか一方である第１発光セルＤ１の下部電極１３２ａと、隣接する発光セルのうち他方である第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂ、及びこれら（Ｄ１，Ｄ２）を電気的に接続させる導電型相互連結層１５０は、それぞれ別個に形成されている。反面、他の実施形態によれば、図３に例示したように、導電型相互連結層１５０、第１発光セルＤ１の下部電極１３２ａ及び第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂは、互いに一体型層１７０Ａとして具現されてもよい。
もし、一体型層１７０が、第２発光セルＤ２の上部で上部半導体層１２６ｂと対向する下部面を有し、一体型層１７０Ａと上部半導体層１２６ｂとの間に配置される電流遮断層１４０Ｂが、一体型層１７０Ａと対向する上部面を有するとする時、電流遮断層１４０Ｂの上部面の面積は、一体型層１７０Ａの下部面全体の面積以上とすることができる。これは、図３に例示したように、第２発光セルＤ２の上部電極１３４ｂと導電型相互連結層１５０とが一体型層１７０Ａとして具現される場合、一体型層１７０Ａと上部半導体層１２６ｂとの間に介在して配置された電流遮断層１４０Ｂが、前述したように、一体型層１７０Ａから活性層１２４ｂに供給されるキャリアをより良く拡散させて、電流を遮断させる役割を果たすようにするためである。
前述した図２と図３の差異点を除いては、図３に例示した発光素子１００Ｂは、図２に例示した発光素子１００Ａと同一であるので、これについての詳細な説明を省略する。
図４は、図２又は図３に例示した下部電極１３２ａ，１３２ｂ、上部電極１３４ａ，１３４ｂ、導電型相互連結層１５０及び一体型層１７０Ａのうち少なくとも一つの実施形態の断面図を示す。
もし、図４の層１９０が下部電極１３２ａ，１３２ｂに該当すると、ベース層１８０は下部半導体層１２２ａ，１２２ｂに該当し、層１９０が上部電極１３４ａ，１３４ｂに該当すると、ベース層１８０は伝導層１６０ａ，１６０ｂに該当し、層１９０が導電型相互連結層１５０または一体型層１７０Ａに該当すると、ベース層１８０は電流遮断層１４０Ａ，１４０Ｂに該当する。
図４を参照すると、層１９０は、互いに重なる接着層１９２及びボンディング層１９６を含むことができる。すなわち、接着層１９２はベース層１８０の上に配置し、ボンディング層１９６は接着層１９２の上に配置することができる。このとき、接着層１９２とボンディング層１９６との間に反射層（図示せず）が介在してもよく、介在しなくてもよい。
接着層１９２は、ベース層１８０とオーミック接触する物質を含むことができる。例えば、接着層１９２は、Ｃｒ、Ｒｄ及びＴｉのうち少なくとも一つの材料で、単層または多層構造で形成することができる。また、接着層１９２の厚さＴ１は、少なくとも５ｎｍ〜１５ｎｍであってもよい。例えば、接着層１９２は、２ｎｍ〜１０ｎｍの厚さＴ１を有することができる。
また、ボンディング層１９６は、接着層１９２に接して配置されてもよいが、図４に例示したように、バリア層１９４が介在する場合、バリア層１９４の上部に配置されてもよい。ボンディング層１９６は、Ａｕを含むことができ、１００ｎｍ〜１８０ｎｍの厚さＴ２、例えば、１４０ｎｍの厚さを有することができる。
層１９０は、接着層１９２とボンディング層１９６との間に配置されたバリア層１９４をさらに含むことができるが、バリア層１９４は省略してもよい。バリア層１９４は、接着層１９２及びボンディング層１９６にそれぞれ接して配置することができる。
バリア層１９４は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ及びＰｔのうち少なくとも一つを含む材料で、単層または多層に形成することができる。例えば、バリア層１９４は、ＣｒとＰｔの合金からなることができる。また、バリア層１９４は、２００ｎｍ〜３００ｎｍ、例えば、２５０ｎｍの厚さＴ３を有することができる。
もし、層１９０が上部電極１３４ａ，１３４ｂである場合において、接着層１９２とバリア層１９４との間に反射層が介在する場合、反射層は、活性層１２４ａ，１２４ｂから放出された光を反射させることで、層１９０の金属によって吸収される光量を減少させることができる。しかし、反射層が接着層１９２とバリア層１９４との間に介在する場合、Ａｕからなるボンディング層１９６及びＡｌからなる反射層が、Ｎｉからなるバリア層１９４を挟んで互いに相互拡散（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）されることもある。
また、十分な反射度を得るために、反射層は、通常、５０ｎｍ〜３００ｎｍの厚さに形成することができる。このような厚い反射層の存在のため、接着層１９２が、例えば、２ｎｍよりも薄い厚さに形成されて、層１９０と発光構造物１２０ａ，１２０ｂとの接着力が低下することがある。
しかし、接着層１９２とボンディング層１９６との間に反射層が介在しない場合、反射層が介在しない厚さの分だけ接着層１９２を厚く形成することができるので、層１９０とベース層１８０との接着力を向上させることができ、反射層とボンディング層１９６間の相互拡散が発生するおそれもなくすことができる。このとき、接着層１９２は、２ｎｍ以上の厚い厚さＴ１を有することができる。
また、前述した発光素子１００Ａ，１００Ｂが照明用に使用される場合、反射層であるアルミニウムが腐食し得る。したがって、本実施形態において、反射層を介在しない場合、このような腐食の問題を事前に予防できるので、発光素子１００Ａ，１００Ｂを外部照明用に使用することができる。
図５は、更に他の実施形態による発光素子１００Ｃの断面図を示す。
図３に示された発光素子１００Ｂにおいて一体型層１７０Ａは単一層である反面、図５に例示した発光素子１００Ｃの一体型層１７０Ｂは、接着層１７２、バリア層１７４及びボンディング層１７６を含むことができる。それを除いては、図５に例示した発光素子１００Ｃは、図３に例示した発光素子１００Ｂと同一であるので、これについての詳細な説明を省略する。図５に例示した接着層１７２、バリア層１７４及びボンディング層１７６は、図４に示された接着層１９２、バリア層１９４及びボンディング層１９６にそれぞれ該当するので、これについての詳細な説明を省略する。図５の場合、一体型層１７０Ｂにおいてバリア層１７４は省略してもよい。
図６は、更に他の実施形態に係る発光素子１００Ｄの平面図を示し、図７は、図６に示された‘Ｋ’部分の拡大図であり、図８は、図６に示された発光素子１００ＤのＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図を示し、図９は、図６に示された発光素子１００ＤのＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図を示す。
図６乃至図９を参照すると、発光素子１００Ｄは、Ｍ個の発光領域Ｐ１〜ＰＭ（Ｍ＞１である自然数）を含む。説明の便宜上、図６乃至図９に示したように、Ｍ＝９であると仮定して説明するが、Ｍが９よりも小さいか、または大きい場合にも、実施形態は同一に適用することができる。
発光素子１００Ｄは、基板１１０、複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９として区分される発光構造物１２０−１〜１２０−９、電流遮断層１４０Ａ−１〜１４０Ａ−９、一体型層１７０Ａ−１〜１７０Ａ−８、第１電極１５２、第２電極１５４及び伝導層１６０−１〜１６０−９を含む。
基板１１０及び発光構造物１２０−１〜１２０−９は、図２又は図３の基板１１０及び発光構造物１２０ａ，１２０ｂにそれぞれ該当するので、これらについての詳細な説明を省略する。各発光構造物１２０−１〜１２０−９は、図２及び図３に示された下部半導体層１２２ａ，１２２ｂ、活性層１２４ａ，１２４ｂ及び上部半導体層１２６ａ，１２６ｂにそれぞれ該当する下部半導体層１２２−１〜１２２−９、活性層１２４−１〜１２４−９及び上部半導体層１２６−１〜１２６−９を含む。
以下、下部半導体層１２２−１〜１２２−９のそれぞれはｎ型半導体層で、上部半導体層１２６−１〜１２６−９のそれぞれはｐ型半導体層であると仮定して実施形態を説明するが、実施形態はこれに限定されない。すなわち、下部半導体層１２２−１〜１２２−９のそれぞれはｐ型半導体層で、上部半導体層１２６−１〜１２６−９のそれぞれはｎ型半導体層である場合にも本実施形態は適用可能である。
一つのチップ（ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ）の発光構造物１２０−１〜１２０−９は、境界領域Ｓによって複数個の発光領域Ｐ１〜Ｐ９に区分することができる。境界領域Ｓは、発光領域Ｐ１〜Ｐ９のそれぞれの周りに位置する領域であってもよく、基板１１０であってもよい。複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９のそれぞれの面積は同一であってもよいが、これに限定されるものではない。
電流遮断層１４０Ａ−１〜１４０Ａ−９のそれぞれは、図２に示された電流遮断層１４０Ａと同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。ただし、電流遮断層１４０Ａ−１〜１４０Ａ−９のうち電流遮断層１４０Ａ−１は、パッシベーション層６０の役割を果たさずに、第１電極１５２から活性層１２４−１に向かうキャリアが拡散するようにして、活性層１２４−１の光度の向上に寄与できるようにする役割のみを果たす。
図６及び図８を参照すると、第１電極１５２は、複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９のいずれか一つの発光領域（例えば、Ｐ１）の上部半導体層１２６−１上に配置される。第１電極１５２は、伝導層１６０−１を経由して上部半導体層１２６−１と電気的に接触することができる。例えば、第１電極１５２は、直列接続される発光領域Ｐ１〜Ｐ９のうち１番目の発光領域（例えば、Ｐ１）の伝導層１６０−１と接触することができる。第１電極１５２は、第１電源を提供するためのワイヤ（図示せず）がボンディングされ得る。
図６及び図９を参照すると、第２電極１５４は、複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９のいずれか一つの発光領域（例えば、Ｐ９）の下部半導体層１２２−９上に配置され、下部半導体層１２２−９と接触することができる。第２電極１５４は、第２電源を提供するためのワイヤ（図示せず）がボンディングされ得る。
一体型層１７０Ａ−１〜１７０Ａ−８は、電流遮断層１４０Ａ−２〜１４０Ａ−９上にそれぞれ配置され、複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９を電気的に直列接続する。例えば、一体型層１７０Ａ−１〜１７０Ａ−８は、第１電極１５２が位置する第１発光領域Ｐ１を始点とし、第２電極１５４が位置する第９発光領域Ｐ９を終点として複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９を直列接続することができる。
一体型層１７０Ａ−１〜１７０Ａ−８のそれぞれは、図３に示された一体型層１７０Ａと同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。各一体型層（例えば、１７０Ａ−１）は、隣接する発光領域（例えば、Ｐ１及びＰ２）のいずれか一方の発光領域Ｐ１の下部半導体層１２２−１と残りの他方の発光領域（例えば、Ｐ２）の伝導層１６０−２とを互いに電気的に接続することができる。
図６乃至図８を参照すると、一体型層（例えば、１７０Ａ−２）と上部半導体層（例えば、１２６−３）の上部面との間に配置された電流遮断層（例えば、１４０Ａ−３）は、一体型層１７０Ａ−２と対向する上部面を有するとする。また、一体型層１７０Ａ−２は、上部半導体層１２６−３と対向する下部面を有するとする。このとき、電流遮断層１４０Ａ−３の上部面の面積は、一体型層１７０Ａ−２の下部面全体の面積以上とすることができる。これは、一体型層１７０Ａ−２と上部半導体層１２６−３との間に介在して配置された電流遮断層１４０Ａ−３が、一体型層１７０Ａ−２から活性層１２４−３に供給されるキャリアを拡散させて電流を遮断させるようにするためである。このとき、電流遮断層１４０Ａ−３の上部面は、一体型層１７０Ａ−２の下部面よりさらに大きくすることができる。この場合、図７に例示したように、電流遮断層１４０Ａ−３の幅は、一体型層１７０Ａ−２の幅よりも第１方向にｄ１＋ｄ２だけさらに広くし、図８に例示したように、第２方向にＷ１だけさらに広くすることができる。
発光素子１００Ｄに含まれる互いに直列接続される複数の発光領域Ｐ１〜Ｐ９を順に第１発光領域〜第９発光領域という。すなわち、第１電極１５２が位置する発光領域を第１発光領域Ｐ１といい、第２電極１５４が位置する発光領域を第９発光領域という。ここで、“隣接する発光領域”は、第ｋ発光領域と第ｋ＋１発光領域とすることができ、第ｋ一体型層は、第ｋ発光領域と第ｋ＋１発光領域とを電気的に直列接続することができ、１≦ｋ≦（Ｍ−１）とすることができる。
すなわち、第ｋ一体型層は、第ｋ発光領域の下部半導体層１２２−ｋと第ｋ＋１発光領域の伝導層１６０−（ｋ＋１）とを電気的に接続することができる。例えば、図８を参照すると、第２一体型層１７０Ａ−２は、第２発光領域Ｐ２、第３発光領域Ｐ３及びそれらの間の境界領域Ｓ上に位置することができる。そして、第２一体型層１７０Ａ−２は、第２発光領域Ｐ２の下部半導体層１２２−２及び第３発光領域Ｐ３の伝導層１６０−３を経由して、上部半導体層１２６−３を電気的に接続する。
このとき、第ｋ＋１電流遮断層１４０Ａ−（ｋ＋１）は、第ｋ一体型層１７０Ａ−ｋと第ｋ下部半導体層１２２−ｋとの間、第ｋ一体型層１７０Ａ−ｋと基板１１０との間、第ｋ一体型層１７０Ａ−ｋと第ｋ＋１下部半導体層１２２−（ｋ＋１）との間、第ｋ一体型層１７０Ａ−ｋと第ｋ＋１活性層１２４−（ｋ＋１）との間、第ｋ一体型層１７０−ｋと第ｋ＋１上部半導体層１２６−（ｋ＋１）との間に位置して互いを電気的に絶縁させることができる。
図８又は図９に例示したものとは異なり、電流遮断層１４０Ａ−１〜１４０−９は、図３に例示したように、分散ブラッグ反射層１４０Ｂとして具現することができる。この場合、第１電極１５２及び一体型層１７０Ａ−１〜１７０Ａ−８に光が吸収されて損失が生じることを遮断することによって、発光効率を向上させることができる。
図１０は、図６に示された発光素子１００Ｄの回路図を示す。
図６及び図１０を参照すると、発光素子１００Ｄは、共通した一つの（＋）端子１５２と共通した一つの（−）端子１５４とを有することができる。
図１１は、更に他の実施形態に係る発光素子１００Ｅの断面図を示す。
図１１を参照すると、発光素子１００Ｅは、サブマウント（ｓｕｂｍｏｕｎｔ）２０４、第１金属層２３２、第２金属層２３４、第１バンプ部２１０、第２バンプ部２２０及び発光素子２４０を含む。
図１１の発光素子１００Ｅは、フリップチップ形態で具現した一例であるが、実施形態はこれに限定されるものではなく、他の実施形態に係る発光素子１００Ａ〜１００Ｃが、図１１に示されたようなフリップチップ形態で具現されてもよい。
サブマウント２０４は、発光素子２４０を実装する。サブマウント２０４は、パッケージボディー（ｐａｃｋａｇｅ ｂｏｄｙ）または印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）などとして具現することができ、発光素子２４０がフリップチップボンディング（ｆｌｉｐ ｃｈｉｐ ｂｏｎｄｉｎｇ）可能な様々な形態を有することができる。
発光素子２４０は、サブマウント２０４上に配置され、第１バンプ部２１０及び第２バンプ部２２０によってサブマウント２０４と電気的に接続される。図１１に示した発光素子２４０は、図６に示した発光素子１００Ｄの第１及び第９発光領域Ｐ１，Ｐ９と同一の断面を有する。したがって、同一の部分については詳細な説明を省略する。
サブマウント２０４は、ポリフタルアミド（ＰｏｌｙＰｈｔｈａｌ Ａｍｉｄｅ、ＰＰＡ）、液晶高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリアミド９Ｔ（ＰｏｌｙＡｍｉｄｅ９Ｔ、ＰＡ９Ｔ）などのような樹脂、金属、感光性ガラス（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ）、サファイア、セラミック、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）などを含むことができる。しかし、実施形態に係るサブマウント２０４が、これらの物質に限定されるものではない。
第１金属層２３２及び第２金属層２３４は、サブマウント２０４の上面に水平方向に互いに離隔して配置される。ここで、サブマウント２０４の上面は、発光素子２４０に対向する面であり得る。第１金属層２３２及び第２金属層２３４は、伝導性金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）またはロジウム（Ｒｈ）であってもよい。
第１バンプ部２１０及び第２バンプ部２２０は、サブマウント２０４と発光素子２４０との間に配置される。第１バンプ部２１０は、第２電極１５４と第１金属層２３２とを電気的に接続することができる。第２バンプ部２２０は、第１電極１５２と第２金属層２３４とを電気的に接続することができる。
第１バンプ部２１０は、第１拡散防止接着層２１２、第１バンパー（ｂｕｍｐｅｒ）２１４及び第２拡散防止接着層２１６を含む。第１バンパー２１４は、第２電極１５４と第１金属層２３２との間に位置する。第１拡散防止接着層２１２は、第２電極１５４と第１バンパー２１４との間に位置し、第１バンパー２１４と第２電極１５４を互いに接合させる。すなわち、第１拡散防止接着層２１２は、第１バンパー２１４と第２電極１５４との接着力を向上させ、第１バンパー２１４に含まれたイオンが第２電極１５４を通じて発光構造物１２０−９に浸透または拡散することを防止する役割を果たす。
第２拡散防止接着層２１６は、第１バンパー２１４と第１金属層２３２との間に配置され、第１バンパー２１４と第１金属層２３２を接合させる。第２拡散防止接着層２１６は、第１バンパー２１４と第１金属層２３２との接着力を向上させ、第１バンパー２１４に含まれたイオンが第１金属層２３２を通じてサブマウント２０４に浸透または拡散することを防止する役割を果たす。
第２バンプ部２２０は、第３拡散防止接着層２２２、第２バンパー２２４、及び第４拡散防止接着層２２６を含む。第２バンパー２２４は、第１電極１５２と第２金属層２３４との間に位置する。
第３拡散防止接着層２２２は、第１電極１５２と第２バンパー２２４との間に位置し、両者を互いに接合させる。すなわち、第３拡散防止接着層２２２は、接着力を向上させ、第２バンパー２２４に含まれたイオンが第１電極１５２を通じて発光構造物１２０−１に浸透または拡散することを防止する役割を果たす。
第４拡散防止接着層２２６は、第２バンパー２２４と第２金属層２３４との間に配置され、第２バンパー２２４と第２金属層２３４を接合させる。第４拡散防止接着層２２６は、第２バンパー２２４と第２金属層２３４との接着力を向上させ、第２バンパー２２４に含まれたイオンが第２金属層２３４を通じてサブマウント２０４に浸透または拡散することを防止する役割を果たす。
第１乃至第４拡散防止接着層２１２，２１６，２２２，２２６は、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗ／Ｔｉ、Ａｕのうち少なくとも一つまたはこれらの合金であってもよい。また、第１バンプ２１４及び第２バンプ２２４は、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、及び錫（Ｓｎ）のうち少なくとも一つを含むことができる。
前述した実施形態に係る発光素子の複数個を基板上に発光素子パッケージとして配列することができ、発光素子パッケージの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどを配置することができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、バックライトユニットとして機能することができる。
更に他の実施形態は、上述した実施形態に記載された発光素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明システムとして具現することができ、例えば、照明システムは、ランプ、街灯を含むことができる。
図１２は、上述した実施形態に係る発光素子によって具現される発光素子パッケージを含む照明装置の分解斜視図である。図１２を参照すると、照明装置は、光を投射する光源７５０と、光源７５０が内蔵されるハウジング７００と、光源７５０の熱を放出する放熱部７４０と、光源７５０及び放熱部７４０をハウジング７００に結合するホルダー７６０と、を含む。
ハウジング７００は、電気ソケット（図示せず）に結合されるソケット結合部７１０と、ソケット結合部７１０と連結され、光源７５０が内蔵されるボディー部７３０とを含む。ボディー部７３０には、一つの空気流動口７２０が貫通して形成されてもよい。
ハウジング７００のボディー部７３０上に複数個の空気流動口７２０が備えられ、空気流動口７２０は一つまたは複数個であってもよい。空気流動口７２０は、ボディー部７３０に放射状に配置したり、様々な形態で配置することができる。
光源７５０は、基板７５４上に備えられる複数個の発光素子パッケージ７５２を含む。基板７５４は、ハウジング７００の開口部に挿入可能な形状とすることができ、後述するように、放熱部７４０に熱を伝達するために熱伝導率の高い物質からなることができる。複数個の発光素子パッケージは、前述した発光素子を含むことができる。
光源７５０の下部にはホルダー７６０が備えられ、ホルダー７６０は、フレーム及び他の空気流動口を含むことができる。また、図示していないが、光源７５０の下部には光学部材が備えられて、光源７５０の発光素子パッケージ７５２から投射される光を拡散、散乱または収斂させることができる。
図１３は、上述した実施形態に係る発光素子によって具現される発光素子パッケージを含む表示装置を示す。
図１３を参照すると、表示装置８００は、ボトムカバー８１０と、ボトムカバー８１０上に配置される反射板８２０と、光を放出する発光モジュール８３０，８３５と、反射板８２０の前方に配置され、前記発光モジュール８３０，８３５から発散される光を表示装置の前方に案内する導光板８４０と、導光板８４０の前方に配置されるプリズムシート８５０，８６０を含む光学シートと、光学シートの前方に配置されるディスプレイパネル８７０と、ディスプレイパネル８７０と連結され、ディスプレイパネル８７０に画像信号を供給する画像信号出力回路８７２と、ディスプレイパネル８７０の前方に配置されるカラーフィルター８８０とを含むことができる。ここで、ボトムカバー８１０、反射板８２０、発光モジュール８３０，８３５、導光板８４０、及び光学シートはバックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）をなすことができる。
発光モジュールは、基板８３０上の発光素子パッケージ８３５を含んでなる。ここで、基板８３０としてはＰＣＢなどを使用することができる。発光素子パッケージ８３５は、前述した実施形態に係る発光素子を含むことができる。
ボトムカバー８１０は、表示装置８００内の構成要素を収納することができる。そして、反射板８２０は、同図のように別途の構成要素として設けてもよく、導光板８４０の後面やボトムカバー８１０の前面に反射度の高い物質でコーティングする形態で設けることも可能である。
ここで、反射板８２０は、反射率が高く、超薄型に形成可能な素材を使用することができ、ポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＥＴ）を使用することができる。
そして、導光板８４０は、ポリメチルメタクリレート（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡＣｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、またはポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）などで形成することができる。
そして、第１プリズムシート８５０は、支持フィルムの一面に、透光性で且つ弾性を有する重合体材料で形成することができ、重合体は、複数個の立体構造が反復して形成されたプリズム層を有することができる。ここで、複数個のパターンは、図示のように、山と谷が反復的にストライプ状に備えられてもよい。
そして、第２プリズムシート８６０において支持フィルムの一面の山と谷の方向は、第１プリズムシート８５０内の支持フィルムの一面の山と谷の方向と垂直をなすことができる。これは、発光モジュールと反射シートから伝達された光をディスプレイパネル８７０の全面に均一に分散させるためである。
そして、図示していないが、導光板８４０と第１プリズムシート８５０との間に拡散シートが配置されてもよい。拡散シートは、ポリエステルとポリカーボネート系列の材料からなることができ、バックライトユニットから入射された光を、屈折及び散乱を通じて光投射角を最大に広げることができる。そして、拡散シートは、光拡散剤を含む支持層と、光出射面（第１プリズムシート方向）と光入射面（反射シート方向）に形成され、光拡散剤を含んでいない第１レイヤー及び第２レイヤーを含むことができる。
実施形態において、拡散シート、第１プリズムシート８５０、及び第２プリズムシート８６０が光学シートを構成するが、光学シートは、他の組み合わせ、例えば、マイクロレンズアレイからなってもよく、拡散シートとマイクロレンズアレイとの組み合わせ、または一つのプリズムシートとマイクロレンズアレイとの組み合わせなどからなってもよい。
ディスプレイパネル８７０としては液晶表示パネル（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）を配置してもよいが、液晶表示パネル以外に、光源を必要とする他の種類の表示装置を備えてもよい。
以上、実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における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を逸脱しない範囲で、以上で例示していない様々な変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施形態に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の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しなければならない。

Claims (10)

  1. 基板と、
    前記基板上に水平方向に互いに離隔して配列され、それぞれは、互いに異なる導電型の下部及び上部半導体層、前記下部及び上部半導体層の間に配置された活性層を有する発光構造物と、前記上部半導体層上に配置された上部電極と、前記下部半導体層上に配置された下部電極とを含む複数の発光セルと、
    隣接する複数の発光セルのうち一方の第１発光セルの下部電極と、前記隣接する複数の発光セルのうち他方の第２発光セルの上部電極とを電気的に接続する導電型相互連結層と、
    前記第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間から前記隣接する複数の発光セルと前記導電型相互連結層との間に延びて配置された電流遮断層とを含み、
    前記複数の発光セルのそれぞれは、
    前記第２発光セルの上部電極と前記電流遮断層との間から前記第２発光セルの上部半導体層の上に延びて配置されて、前記第２発光セルの上部電極と第２発光セルの上部半導体層とを電気的に接続する伝導層をさらに含む、発光素子。
  2. 前記電流遮断層は、
    前記第１発光セルの下部半導体層と前記導電型相互連結層との間、前記基板と前記導電型相互連結層との間、及び前記第２発光セルの発光構造物と前記導電型相互連結層との間に配置される、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第２発光セルの上部電極は、前記第２発光セルの前記上部半導体層と対向する下部面を有し、
    前記第２発光セルの上部電極と上部半導体層との間に配置される前記電流遮断層は、前記上部電極と対向する上部面を有し、
    前記電流遮断層の上部面の面積は、前記上部電極の下部面全体の面積以上である、請求項１又は２に記載の発光素子。
  4. 前記第２発光セルの上部電極と前記第１発光セルの下部電極と前記導電型相互連結層とは一体型層である、請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
  5. 前記一体型層は、前記第２発光セルの前記上部半導体層と対向する下部面を有し、
    前記一体型層と前記第２発光セルの上部半導体層との間に配置される前記電流遮断層は、前記一体型層と対向する上部面を有し、
    前記電流遮断層の上部面の面積は、前記一体型層の下部面全体の面積以上である、請求項４に記載の発光素子。
  6. 前記上部半導体層の上部に配置された前記伝導層の面積は、前記上部半導体層の上部面の面積以下である、請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
  7. 前記電流遮断層は、分散ブラッグ反射層である、請求項１に記載の発光素子。
  8. 前記分散ブラッグ反射層は、屈折率の互いに異なる第１及び第２層が交互に少なくとも１回以上積層された絶縁物質を含む、請求項７に記載の発光素子。
  9. 前記上部電極は、
    互いに重なる第１接着層及び第１ボンディング層を含み、前記第１接着層と前記第１ボンディング層との間に反射層が介在していない、請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子。
  10. 前記下部電極は、
    互いに重なる第２接着層及び第２ボンディング層を含み、前記第２接着層と前記第２ボンディング層との間に反射層が介在していない、請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子。
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