JP2015226056A - 発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】
新たな放熱構造を有する発光素子を提供する。
【解決手段】
本発明に係る発光素子は、胴体、前記胴体上に互いに離隔した第１及び第２パッド、前記胴体内にホールを有する支持部材、発光構造物及び前記発光構造物の下に第３及び第４パッドを有する発光チップ、及び前記第３及び第４パッドは前記第１及び第２パッドに電気的に連結され、前記発光構造物は第１導電性半導体層、活性層、及び第２導電性半導体層を含み、前記支持部材と前記発光チップとの間に配置された接着部材を含み、前記接着部材は前記ホールの内部に突出した突出部を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットに関するものである。
発光素子、例えば発光ダイオード（Light Emitting Device）は電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種で、既存の蛍光灯、白熱灯に代えて次世代の光源として脚光を浴びている。
発光ダイオードは半導体素子を用いて光を生成するので、タングステンを加熱して光を生成する白熱灯、または高圧放電を通じて生成された紫外線を蛍光体に衝突させて光を生成する蛍光灯に比べて非常に低い電力だけを消耗する。
また、発光ダイオードは半導体素子の電位ギャップを用いて光を生成するので、既存の光源に比べて寿命が長く、応答特性が速く、親環境的特徴を有する。
これによって、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められており、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。
本発明は、新たな放熱構造を有する発光素子を提供する。
本発明は、新たな電気連結構造を有する発光素子を提供する。
本発明は、フィルムタイプの接着部材で発光チップと支持部材を接着させた発光素子を提供する。
本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットの電気的な信頼性を改善させることができる。
本発明に係る発光素子は、胴体、前記胴体上に互いに離隔した第１及び第２パッド、前記胴体内にホールを有する支持部材、発光構造物及び前記発光構造物の下に第３及び第４パッドを有する発光チップ、及び前記第３及び第４パッドは前記第１及び第２パッドに電気的に連結され、前記発光構造物は、第１導電性半導体層、活性層、及び第２導電性半導体層を含み、前記支持部材と前記発光チップとの間に配置された接着部材を含み、前記接着部材は前記ホールの内部に突出した突出部を含む。
本発明は、新たな放熱構造を有する発光素子を提供する。
本発明は、新たな電気連結構造を有する発光素子を提供する。
本発明は、支持部材上に接着部材で発光チップを接着させることができる。
本発明は、支持部材と発光チップとを接着部材を用いて電気的に連結させることができる。
本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットの信頼性が改善できる。
第１実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 図１の発光素子の支持部材の平面図の例を示す図である。 図１の発光素子の発光チップの平面図の例を示す図である。 図１の発光素子の製造過程を示す図である。 第２実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 図５Ａの支持部材の平面図の例である。 第３実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第４実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第５実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 図７の発光素子の他の例である。 第６実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 図１０の発光素子の製造過程を示す図である。 第７実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第８実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第９実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第１０実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 発光素子の製造工程時、支持部材のホールがない場合、領域別接着部材の厚さ変化を説明する図である。 実施形態に係る発光チップ及び支持基板のパッドの他の形状による圧着工程を説明するための図である。 実施形態に係る発光チップ及び支持基板のパッドの他の形状による圧着工程を説明するための図である。 第１１実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。 第１２実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。
以下、実施形態は添付した図面及び実施形態に対する説明を通じて明白に表れるようになる。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／の上（on）”に、または“下／の下（under）”に形成されると記載される場合において、“上／の上（on）”と“下／の下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されるものを全て含む。また、各層の上／の上または下／の下に対する基準は、図面を基準として説明する。また、同一な参照番号は図面の説明を通じて同一な要素を示す。
以下、添付した図面を参照して実施形態に係る発光素子パッケージを説明する。
図１は第１実施形態に係る発光素子を示す側断面図であり、図２は図１の発光素子の支持部材の平面図であり、図３は図１の発光素子の発光チップの平面図である。
図１から図３を参照すると、発光素子１００は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、及び前記支持部材１１０と前記発光チップ１２０との間に接着部材１５０を含む。
前記支持部材１１０は、胴体１１１、例えば伝導性材質の胴体を含む。前記伝導性材質の胴体１１１はシリコン材質を含み、内部にｎ型不純物またはｐ型不純物を含むことができる。他の例として、前記支持部材１１０は絶縁性材質の胴体を含むことができる。前記胴体１１１は、例えば熱伝導率の高いシリコン材質で形成されるので、発光チップ１２０から発生した熱を効果的に放熱することができる。前記支持部材１１０の厚さは１８０μm〜２１０μm範囲を含み、前記厚さが前記範囲より薄い場合、サポータとしての機能が低下し、放熱効率が低下することがあり、前記範囲より厚ければ素子の厚さが増加する問題がある。このような支持部材１１０の放熱が改善できるので、高出力可能な大面積の発光チップ１２０を使用することができる。
前記支持部材１１０は、図１及び図２のように、前記支持部材内に凹部を含むことができる。前記凹部は多様な形態に提供できる。例えば、凹部は前記支持部材１１０を貫通するホール、前記支持部材１１０の内に部分的に形成されたリセスまたはボイド、前記支持部材１１０の一部内に形成された格納所またはキャビティ、及び前記支持部材１１０の表面上に形成されたチャンネルまたは溝を含むことができる。前記凹部は複数のホール１１、１３の形態に提供できる。前記支持部材１１０は複数のホール１１及び１３及び複数のパッド１１５、１１７を含む。前記支持部材１１０が電気伝導性の胴体１１１を含む場合、前記複数のパッド１１５、１１７と前記伝導性胴体１１１との間に保護層１１３が配置できる。前記保護層１１３は前記伝導性胴体１１１の表面に配置され、前記複数のホール１１、１３に延びることができる。前記保護層１１３は絶縁材質、例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜を含むことができ、単一層または多重層に形成できる。
前記複数のホール１１、１３は互いに離隔した第１ホール１１及び第２ホール１３を含み、前記第１ホール１１は１つまたは複数で形成できる。前記第２ホール１３は１つまたは複数で形成できる。前記保護層１１３は前記第１及び第２ホール１１、１３の内部に延びることができる。前記第１ホール１１及び第２ホール１３は、前記発光チップ１２０と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。前記第１ホール１１及び第２ホール１３は、前記発光チップ１２０の発光構造物１２５と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。前記第１ホール１１及び第２ホール１３は、発光チップ１２０の基板１２１の外郭部と垂直方向にオーバーラップしないように配置できる。
前記支持部材１１０は互いに離隔した第１パッド１１５及び第２パッド１１７を含む。前記第１パッド１１５は、胴体１１１の上面（または、第１面）に配置された第１接触部５１、前記第１ホール１１に配置された第１連結部５３、及び前記胴体１１１の下面（または、第２面）に配置された第１ボンディング部５５を含む。前記第１接触部５１は、前記第１ホール１１の内部から前記胴体１１１の上面に延びて、前記第１ボンディング部５５は前記第１ホール１１の内部から前記胴体１１１の下面に延びる。前記第１連結部５３は、前記第１ホール１１内の保護層１１３上に配置できる。前記第１ホール１１は、前記支持部材１１０の内部領域を垂直に貫通するオープン領域を含む。前記ホール１１及び１３は、前記第１面、前記第２面、及び前記ホールの内部に形成された伝導層を含むことができ、前記伝導層は前記第１面から第２面まで電気的に連結を提供することができる。
前記第２パッド１１７は、胴体１１１の上面に配置された第２接触部７１、前記第２ホール１３に配置された第２連結部７３、及び前記胴体１１１の下面に配置された第２ボンディング部７５を含む。前記第２接触部７１は、前記第２ホール１３から前記胴体１１１の上面に延びて、前記第２ボンディング部７５は前記第２ホール１３から前記胴体１１１の下面に延びる。前記第２連結部７３は、前記第２ホール１３と保護層１１３との間に配置される。前記第２ホール１３は、前記支持部材１１０の内部領域を垂直に貫通するオープン領域を含む。
前記第１及び第２ホール１１、１３の幅は前記胴体１１１の上面及び下面の間のセンターに隣接するほど徐々に狭くなる。前記第１及び第２ホール１１、１３は、上部幅が前記胴体１１１のセンター領域の幅より広いことがある。前記第１及び第２ホール１１、１３は、下部幅が前記胴体１１１のセンター領域の幅より広いことがある。前記第１及び第２ホール１１、１３のトップビュー形状は、図２のように多角形状であり、他の例として円形状または楕円形状を含むことができる。他の例として、前記第１及び第２ホール１１、１３の幅は上部から下部まで同一な幅で形成できる。したがって、前記図１の側断面から見ると、前記ホール１１及び１３は前記ホールの中心部が最も狭いことがあり、他の例として、前記ホールの上端、下端、または両端が最も狭いことがある。実施形態において、前記ホールの内壁には前記内壁の表面に垂直に延びる表面ラフネスまたは突起が形成できる。
前記第１及び第２パッド１１５、１１７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）、タンタリウム（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、燐（Ｐ）のうち、少なくとも１つまたはこれらの選択的合金で形成されることができ、単一層または多重層で形成できる。
前記発光チップ１２０は前記支持部材１１０上に配置され、複数の半導体層を有する発光構造物１２５、及び複数のパッド１４５、１４７を含む。前記半導体層は、ＩＩ族からＶＩ族元素の化合物半導体、例えばＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、またはＩＩ族−ＶＩ族元素の化合物半導体で形成できる。前記複数のパッド１４５、１４７は、前記発光構造物１２５の半導体層に選択的に連結され、電源を供給するようになる。
前記発光構造物１２５は、第１導電性半導体層１２２、活性層１２３、及び第２導電性半導体層１２４を含む。前記第１導電性半導体層１２２は、第１導電性ドーパントがドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第１導電性がｎ型半導体の場合、前記第１導電性ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのｎ型ドーパントを含む。前記第１導電性半導体層１２２は単層または多層に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
前記活性層１２３は前記第１導電性半導体層１２２の下に配置され、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造で形成できる。前記活性層１２３は、ＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いて井戸層／障壁層の周期、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮ、またはＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮの周期で形成できる。前記活性層１２３の上又は／及び下には導電性クラッド層が形成されることができ、前記導電性クラッド層はＡｌＧａＮ系半導体で形成できる。前記第２導電性半導体層１２４は、前記活性層１２３の下に配置され、第２導電性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ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択できる。前記第２導電性がｐ型半導体の場合、前記第２導電性ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｅなどのｐ型ドーパントを含む。前記第２導電性半導体層１２４は単層または多層で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
前記発光構造物１２５は、例えば複数の半導体層の積層構造によりｎ−ｐ接合、ｐ−ｎ接合、ｎ−ｐ−ｎ接合、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のうち、少なくとも１つを含むことができる。
前記発光チップ１２０のパッド１４５、１４７は、図１及び図３のように、第３及び第４パッド１４５、１４７を含み、前記第３及び第４パッド１４５、１４７は、前記発光チップ１２０の下に互いに離隔する。前記第３パッド１４５は前記第２導電性半導体層１２４と電気的に連結され、前記第４パッド１４７は第１導電性半導体層１２２と電気的に連結される。前記第３及び第４パッド１４５、１４７はボトムビュー形状が多角形状、例えば第１及び第２パッド１１５、１１７の形状と対応するように形成できる。前記第３及び第４パッド１４５、１４７の下面面積は、例えば第１及び第２パッド１１５、１１７の上面サイズと対応するサイズで形成できる。
前記発光チップ１２０は、基板１２１を含むことができる。前記基板１２１は、前記発光構造物１２５の上に配置される。前記基板１２１は、例えば透光性、絶縁性基板、または伝導性基板でありうる。前記基板１２１は、例えば透光性及び絶縁性基板を含む。前記基板１２１は、サファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ２Ｏ３、そしてＧａＡｓからなる群から選択できる。前記基板１２１は成長基板でありうる。
前記発光チップ１２０は、前記基板１２１と前記発光構造物１２５との間にバッファ層（図示せず）及びアンドープド半導体層（図示せず）のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記バッファ層は、前記基板１２１と半導体層との格子定数差を緩和させるための層であって、ＩＩ族からＶＩ族化合物半導体のうちから選択的に形成できる。前記バッファ層の下にはアンドーピングされたＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体層がさらに形成されることができ、これに対して限定するものではない。
前記発光チップ１２０は、発光構造物１２５の下に配置された電極層１４１、１４２、連結層１４３、及び絶縁層１３１、１３３を含む。前記電極層１４１、１４２は、単層または多層に形成されることができ、電流拡散層として機能することができる。前記電極層１４１、１４２は、例えば、多層の場合、前記発光構造物１２５の下に配置された第１電極層１４１及び前記第１電極層１４１の下に配置された第２電極層１４２を含むことができる。
前記第１及び第２電極層１４１、１４２は、互いに異なる物質で形成できる。前記第１電極層１４１は、透光性材質で形成されることができ、例えば金属酸化物または金属窒化物で形成できる。前記第１電極層は、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）、 ＩＴＯＮ（ITO nitride）、 ＩＺＯ（indium zinc oxide）、 ＩＺＯＮ（IZO nitride）、 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）のうちから選択的に形成できる。前記第２電極層１４２は前記第１電極層１４１の下面と接触し、反射電極層でありうる。前記第２電極層１４２は、反射度が８０％以上の高い金属、例えば、Ａｇ、Ａｕ、またはＡｌを含む。前記第２電極層１４２は、前記第１電極層１４１がオープン領域を有する場合、前記発光構造物１２５の下面、例えば第２導電型半導体層１２４の下面に部分的に接触できる。
他の例として、前記電極層１４１、１４２は、無指向性反射（ＯＤＲ：Omni Directional Reflector layer）構造で積層できる。前記無指向性反射構造は、低い屈折率を有する第１電極層１４１と、前記第１電極層１４１と接触した高反射材質の金属材質である第２電極層１４２の積層構造で形成できる。前記電極層１４１、１４２は、例えばＩＴＯ／Ａｇの積層構造からなることができる。このような前記第１電極層１４１と第２電極層１４２との間の界面で全方位反射角を改善させることができる。
他の例として、前記第２電極層１４２は除去されることができ、他の材質の反射層で形成できる。前記反射層は、分散型ブラッグ反射（distributed Bragg reflector：ＤＢＲ）構造で形成されることができ、前記分散型ブラッグ反射構造は互いに異なる屈折率を有する２つの誘電体層が交互に配置された構造を含み、例えば、ＳｉＯ２層、Ｓｉ３Ｎ４層、ＴｉＯ２層、Ａｌ２Ｏ３層、及びＭｇＯ層のうち、互いに異なるいずれか１つを各々含むことができる。他の例として、前記電極層１４１、１４２または反射層は分散型ブラッグ反射構造と無指向性反射構造を全て含むことができ、この場合、９８％以上の光反射率を有する発光チップ１２０を提供することができる。
前記連結層１４３は前記第２電極層１４２の下に配置され、前記第１及び第２電極層１４１、１４２と電気的に絶縁される。前記連結層１４３は金属、例えばチタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタリウム（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、燐（Ｐ）のうち、少なくとも１つを含む。前記連結層１４３の下には第３パッド１４５及び第４パッド１４７が配置される。前記絶縁層１３１、１３３は、電極層１４１、１４２、連結層１４３、第３及び第４パッド１４５、１４７、発光構造物１２５の層間の不要な接触を遮断するようになる。前記絶縁層１３１、１３３は、第１及び第２絶縁層１３１、１３３を含む。前記第１絶縁層１３１は、前記連結層１４３と第２電極層１４２との間に配置される。前記第２絶縁層１３３は、前記連結層１４３と第３及び第４パッド１４５、１４７との間に配置される。前記第３及び第４パッド１４５、１４７は、前記第１及び第２パッド１１５、１１７と同一な物質を含むことができる。
前記連結層１４３は、前記第１導電性半導体層１２２と連結される。前記連結層１４３の一部１４４は、前記電極層１４１、１４２及び発光構造物１２５の内に配置されたビア構造を通じて第１導電性半導体層１２２と接触される。前記連結層１４３の一部１４４の周りには前記第１絶縁層１３１が延びて前記電極層１４１、１４２、第２導電性半導体層１２４、及び活性層１２３の間の不要な接触を遮断する。前記連結層１４３の一部１４４は、前記基板１２１方向に突出した突出部であり、１つまたは複数個を含む。
前記第３パッド１４５は、前記第２絶縁層１３３の下で前記第２絶縁層１３３のオープン領域を通じて前記第１及び第２電極層１４１、１４２のうち、少なくとも１つと接触または連結される。前記第４パッド１４７は、前記第２絶縁層１３３の下で前記第２絶縁層１３３のオープン領域を通じて前記連結層１４３と連結される。これによって、前記第３パッド１４５の突起１４６は、電極層１４１、１４２を通じて第２導電性半導体層１２４に電気的に連結され、第４パッド１４７の突起１４８は、連結層１４３を通じて第１導電性半導体層１４４に電気的に連結される。
前記第３及び第４パッド１４５、１４７は、前記発光チップ１２０の下部に互いに離隔し、前記支持部材１１０の第１及び第２パッド１１５、１１７と対面するようになる。
前記発光チップ１２０は、発光構造物１２５の側面に前記第２絶縁層１３３の一部１３４が形成されることによって、発光構造物１２５の外側面を保護することができる。また、発光構造物１２５の第１導電性半導体層１２２の外側領域は、前記第１導電性半導体層１２２の上面より下面が狭い幅を有する段差構造（Ａ１）で形成できる。
接着部材１５０は伝導性フィルムを含み、例えば熱伝導性フィルムを含む。前記熱伝導性フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びアクリロニトリル−スチレンなどのスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリラクト酸樹脂、ポリウレタン樹脂などを使用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体のようなポリオレフィン樹脂、ポリビニールクロライド、ポリビニリデンクロライドなどのビニール樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテル−エーテルケトン系樹脂、アリレート系樹脂、または前記樹脂のブレンドのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記接着部材１５０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを使用することができる。前記接着部材１５０の両面に粘着剤組成物を含むことができ、これに対して限定するものではない。
前記接着部材１５０は、２μmから２５μm範囲を含む。前記接着部材１５０の一部１５２は第１から第４パッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の領域に配置され、保護層１１３と前記第２絶縁層１３３との間に接着できる。前記接着部材１５０の外側領域は前記支持部材１１０の外側上面の上に配置され、前記第１導電性半導体層１２２の上面と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。前記接着部材１５０の外側領域は前記活性層１２３と垂直方向にオーバーラップしない領域に配置できる。
前記接着部材１５０は、前記第１ホール１１及び第２ホール１３のうちの少なくとも１つ、例えば第１及び第２ホール１１、１３の各々に配置される突出部１５１、１５３を含む。前記突出部１５１、１５３は、前記第１及び第２ホール１１、１３の高さより小さい長さで突出できる。前記第１及び第２ホール１１、１３の内に配置された前記突出部１５１、１５３は、前記発光チップ１２０の第３及び第４パッド１４５、１４７と接触できる。前記突出部１５１、１５３は、前記発光チップ１２０と垂直方向にオーバーラップするように配置される。前記突出部１５１、１５３は、第３及び第４パッド１４５、１４７と垂直方向にオーバーラップするように配置される。前記突出部１５１、１５３は上部幅が広く、下部幅が狭い形状に形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記突出部１５１、１５３は、前記支持部材１１０の内に互いに分離されて配置できる。
前記第１及び第３パッド１１５、１４５の間の領域と前記第２及び第４パッド１１７、１４７の間の領域にはボンディング層を含むことができ、前記ボンディング層はＡｕ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｃｕ、Ｐｂ／Ｓｎ、Ａｕ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｓｎ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｐｂ／Ｓｎ、Ｃｕ／Ｐｂ／Ｓｎなどを含むことができる。
前記接着部材１５０の外郭部は、前記発光構造物１２５の側面より外側に配置できる。前記接着部材１５０の外郭部は、前記第３及び第４パッド１４５、１４７の外側に配置できる。前記接着部材１５０の外郭部の上面は前記発光構造物１２５の下面より低く配置できる。前記接着部材１５０の外郭部は、前記基板１２１の外郭部と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。前記接着部材１５０の外郭部と前記第１導電性半導体層１２２の上面との間の領域は透光層が配置されることができ、前記透光層は空気または樹脂材質を含むことができる。前記透光層は、前記活性層１２３の厚さより厚く提供できる。
実施形態に係る接着部材１５０は、シリコン材質の胴体１１１を有する支持部材１１０と発光チップ１２０との間に熱伝導性部材で接着されることによって、発光チップ１２０から発生した熱を効果的に伝導することができる。
また、前記発光チップ１２０は、基板１２１の表面及び発光構造物１２５の側面を通じて光を放出することによって、光抽出効率が改善できる。また、発光チップ１２０は周りに反射カップがないので、広い指向角分布で発光することができる。
実施形態は、発光チップ１２０の下面面積が前記支持部材１１０の上面面積より狭いことがある。また、前記支持部材１１０の内には、接着時、前記接着部材１５０の一部が移動できる空間を提供することができる。また、前記支持部材１１０の内には、接着時、第１から第４パッド１１５、１１７、１４５、１４７の外側領域に接着部材１５０の空間を提供してくれることができる。
このような支持部材１１０上に発光チップ１２０が直接ボンディングできるので、 工程が簡素化できる。また、発光チップ１２０の放熱が改善されることによって、照明分野などに有用に活用できる。
図４を参照して製造工程を説明すると、前記支持部材１１０上に前記接着部材１５０を配置した後、前記発光チップ１２０を前記支持部材１１０方向に熱圧着するようにする。すると、図１のように、支持部材１１０の第１パッド１１５及び第２パッド１１７には発光チップ１２０の第３パッド１４５及び第４パッド１４７が接触し、熱により互いにボンディングできる。この場合、前記接着部材１５０は前記第１及び第３パッド１１５、１４５の間の界面と第２及び第４パッド１１７、１４７の間の界面から押されて移動されて、前記支持部材１１０内の第１及び第２ホール１１、１３内に移動し、一部は発光チップ１２０の外側領域及びパッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の領域に移動するようになる。以後、硬化されれば、前記支持部材１１０のホール１１、１３に配置された接着部材１５０は突出部をなすようになる。
ここで、前記接着部材１５０の厚さは圧着される前２０μm−２５μm範囲の厚さであり、圧着されればパッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の界面で完全に移動される。この際、前記パッド１１５、１１７、１４５、１４７に隣接した領域に前記接着部材１５０の移動量を収容する空間が必要となる。これは、接着部材１５０が熱圧着時、隣接した領域に収容空間がない場合、前記パッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の界面で完全に移動されないことがある。これは、パッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の界面間の接触が不完全になり、電気的な接触不良の原因となる。実施形態は、前記接着部材１５０の領域のうち、パッド１１５、１１７、１４５、１４７に隣接した領域またはオーバーラップされる領域にホール１１、１３を提供することによって、接着部材１５０の熱圧着に従う収容空間に提供できる。前記接着部材１５０の一部は支持部材１１０と前記発光チップ１２０との間の空間や外郭部領域に移動することができる。
前記接着部材１５０が硬化されて発光チップ１２０が支持部材１１０に接着すれば、個別パッケージサイズにカッティングするか、または照明モジュールに提供することができる。実施形態は、支持部材１１０上に１つの発光チップ１２０を搭載した構造について説明したが、所定距離を有する２つ以上の発光チップ１２０が配列できる。
図５Ａは第２実施形態に係る発光素子の側断面図であり、図５Ｂは図５Ａの支持部材の平面図の例である。図５Ａ及び図５Ｂを説明するに当たって、第１実施形態と同一な部分は第１実施形態を参照することにする。
図５Ａを参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、前記支持部材１１０と前記発光チップ１２０との間に接着された接着部材１５０を含む。
図５Ａ及び図５Ｂのように、前記支持部材１１０の上部には前記第１及び第２ホール１１、１３のうち、少なくとも１つに隣接した領域に第１リセス部１１８を含み、前記第１リセス部１１８は前記胴体１１１の上面から下面方向に凹にリセスされる。前記第１リセス部１１８には保護層１１３が形成されることもでき、これに対して限定するものではない。前記第１リセス部１１８は、前記支持部材１１０の第１パッド１１５と第２パッド１１７との間に配置できる。前記第１リセス部１１８は、第１パッド１１５の第１接触部５１及び第２パッド１１７の第２接触部７１のうち、少なくとも１つに隣接するように配置できる。ここで、前記第１パッド１１５の第１接触部５１及び第２パッド１１７の第２接触部７１のうちの少なくとも１つは、前記第１リセス部１１８に配置された保護層１１３の表面に延長できる。前記第１リセス部１１８の上部幅は、図５Ａのように、第１及び第２接触部５１、７１の間の間隔より狭いことがある。前記リセス部１１８の長さは、図５Ｂのように、第１及び第２接触部５１、７１の長さより小さいか長く形成できる。ここで、図５Ｂを参照すると、前記第１リセス部１１８の幅方向は横方向であり、長手方向は縦方向でありうる。
他の例として、第１リセス部１１８は他の位置、例えば前記第１パッド１１５と前記支持部材１１０の上面エッジの間に配置されるか、または前記第２パッド１１７と前記支持部材１１０の上面エッジとの間に配置できる。また、第１リセス部１１８は第１及び第２パッド１１５、１１７の周辺に複数で配置されることができ、これに対して限定するものではない。前記第１リセス部１１８には前記接着部材１５０の一部１５２が挿入されることができ、これに対して限定するものではない。前記１つまたは複数の第１リセス部１１８は、接着部材１５０を圧着する時、前記第１及び第２パッド１１５、１１７の周辺に配置されているので、熱圧着時、流動する接着部材１５０を効果的に入れることができる。
前記第１リセス部１１８の深さは前記胴体１１１の厚さより小さく形成できる。前記第１リセス部１１８の底は、前記突出部１５１、１５３の下面位置より低く位置できる。
図６は、第３実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。図６を説明するに当たって、図１、図５Ａ、及び図５Ｂと同一な部分は図１、図５Ａ、及び図５Ｂの説明を参照することにする。
図６を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に配置された発光チップ１２０、及び前記支持部材１１０と前記発光チップ１２０との間に配置された接着部材１５０を含む。
前記支持部材１１０には胴体１１１内に配置された第１リセス部１１８を含み、前記発光チップ１２０は、前記基板１２１の上面方向または前記発光構造物１２５の上面方向にリセスされた第２リセス部１２８を含む。前記第１リセス部１１８は、前記第２リセス部１２８と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。他の例として、前記第１リセス部１１８と前記第２リセス部１２８とは垂直方向に互いに行き違いに、またはオーバーラップしないように配置できる。
前記第２リセス部１２８は、前記発光チップ１２０の第１及び第２パッド１１５、１１７の間の領域に１つまたは複数個に配置できる。前記第２リセス部１２８は、前記第１絶縁層１３１が露出する深さに形成できる。他の例として、前記第２リセス部１２８は前記第１絶縁層１３１を通じて第２電極層１４２、連結層１４３、及び第１絶縁層１３１のうち、少なくとも１つが露出する深さに形成できる。即ち、前記第２リセス部１２８は前記第２絶縁層１３３から前記第１絶縁層１３１が露出する深さ、または第２電極層１４２または前記連結層１４３が露出する深さに形成できる。前記第２リセス部１２８は、前記第２絶縁層１３３、連結層１４３、及び第１絶縁層１３１の一部まで貫通できる。前記第２リセス部１２８及び第１リセス部１１８には接着部材１１０の一部１５２Ａが配置できる。
前記第２リセス部１２８の深さは前記第２絶縁層１３３の下面から所定深さに形成され、前記第１リセス部１１８の深さより低く形成できる。
前記接着部材１５０は、前記第１及び第２リセス部１１８、１２８に詰められることができる。例えば、前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１５０を配置した後、圧着すれば、前記接着部材１５０は前記第１リセス部１１８及び前記第２リセス部１２８に移動されて詰められることができる。
図７は、第４実施形態に係る発光素子を示す図である。図７を説明するに当たって、図１と同一な部分は図１の説明を参照することにする。
図７を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、及び前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１５０を含む。
前記接着部材１５０の外郭部１５５は、前記発光構造物１２５の外側面に延びる。前記接着部材１５０の外郭部１５５は、前記発光構造物１２５の外側面に配置された第２絶縁層１３３の一部１３４に接触できる。前記接着部材１５０の外郭部１５５の上面は前記第１導電性半導体層１２２の上面より低く、下面より高い位置に位置できる。前記発光構造物１２５の外側面に接着部材１５０の外郭部１５５と前記第２絶縁層１３３の一部１３４が積層されるので、発光構造物１２５の外側面への湿気の侵入を防止することができる。他の例として、前記発光構造物１２５の外側面に配置された第２絶縁層１３３の一部１３４は除去できる。この場合、前記接着部材１５０の外郭部１５５は前記発光構造物１２５の外側面、例えば第２導電性半導体層１２４、活性層１２３、及び第１導電性半導体層１２２の外側面に接着できる。
第４実施形態において、接着部材１５０は発光チップ１２０と支持部材１１０との間を接着することができ、外郭部１５５は発光チップ１２０の外側領域と支持部材１１０との間を接着させることができる。このような接着部材１５０が発光チップ１２０の外側領域に詰められるので、前記接着部材１５０が支持部材１１０より外側に突出することを防止することができる。
図８は、第５実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。図７と同一な部分は図７の説明を参照することにする。
図８を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１５０を含む。
前記発光チップ１２０は発光構造物１２５及び基板１２１を含み、前記基板１２１の上面は凹凸パターン１２１Ａに形成され、前記凹凸パターン１２１Ａは前記基板１２１を透過する光の臨界角を変化させて光の抽出効率を改善させることができる。
前記基板１２１上には樹脂層１８０が配置されることができ、前記樹脂層１８０は単層または多層に形成できる。前記樹脂層１８０は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は発光チップ１２０から放出された光の波長を変換するようになる。前記樹脂層１８０は、蛍光体のような不純物を含まない透明層で形成されるか、または透明層／蛍光体層の積層構造で形成できる。
前記樹脂層１８０上には曲面を有するレンズが結合されることができ、これに対して限定するものではない。
図９は、図７の発光素子の他の例を示す図である。
図９を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１５０を含む。
前記発光チップ１２０は、図７の発光構造物１２５上に配置された基板１２１を除去するようになる。前記基板１２１は物理的方法または化学的方法により除去することができ、例えばレーザーを照射して除去したり、湿式エッチングにより除去したりすることができる。
前記基板１２１が除去されれば、前記発光構造物１２５の表面、例えば、第１導電性半導体層１２２の上面が露出できる。前記第１導電性半導体層１２２の上面は凹凸パターンに形成されることができ、これに対して限定するものではない。他の例として、前記基板１２１が除去された領域にはバッファ層またはアンドープド半導体層が露出されることができ、このような層は発光構造物１２５の上に配置される。
前記発光構造物１２５上には透明な樹脂層１８０が配置できる。前記樹脂層１８０は単層または多層構造で形成されることができ、必要時、蛍光体を含むことができる。また、前記樹脂層１８０の上には曲面を有するレンズが結合されることができ、これに対して限定するものではない。
図１０は、第６実施形態に係る発光素子の側断面図である。図１０を説明するに当たって、発光チップ１２０及び支持部材１１０の構成は、図１の発光チップ１２０及び支持部材１１０の構成を参照することにする。
図１０を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１６０を含む。
前記支持部材１１０は、胴体１１１、保護層１１３、及び第１及び第２パッド１１５、１１７を含む。
前記発光チップ１２０は、基板１２１、発光構造物１２５、電極層１４１、１４２、絶縁層１３１、１３３、連結層１４３、及び第３及び第４パッド１４５、１４７を含む。
前記接着部材１６０は伝導性フィルム、例えば電気伝導性フィルムを含む。前記伝導性フィルムは絶縁性フィルム内に１つ以上の導電性粒子６１を含む。前記導電性粒子６１は、例えば金属や、金属合金、炭素のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記導電性粒子６１は、ニッケル、銀、金、アルミニウム、クロム、銅、及び炭素のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記伝導性フィルムは、異方性（Anisotropic）伝導フィルム、または異方性導電接着剤を含むことができる。
図１１を参照して、前記接着部材１６０の接着工程を説明すると、前記発光チップ１２０と支持部材１１０との間に前記接着部材１６０を配置した後、熱圧着を遂行するようになる。これによって、前記伝導性フィルムの導電性粒子６１は支持部材１１０の第１パッド１１５及び第２パッド１１７と発光チップ１２０の第３パッド１４５及び第４パッド１４７との間に配置される。前記伝導性粒子６１は、前記第１及び第３パッド１１５、１４５の間に接触され、第２及び第４パッド１１７、１４７の間に接触される。これによって、第１及び第３パッド１１５、１４５は、導電性粒子６１により互いに連結され、第２及び第４パッド１１７、１４７は導電性粒子６１により互いに連結される。前記導電性粒子６１は他の領域で互いに分散されているので、他のパッド１１５、１１７、１４５、１４７との電気的な干渉を発生させない。
前記接着部材１６０は、前記発光チップ１２０と支持部材１１０との間を接着させるようになる。前記接着部材１６０により支持部材１１０と発光チップ１２０との間の最小間隔は２μm以下に離隔できる。前記第１及び第３パッド１１５、１４５の間の間隔と第２及び第４パッド１１７、１４７の間の間隔は前記導電性粒子６１の直径より小さく形成されることができ、例えば２μm以下でありうる。
前記接着部材１６０は、前記支持部材１１０の第１ホール１１及び第２ホール１３のうちの少なくとも１つ、例えば第１及び第２ホール１１、１３の各々に配置される突出部１６１、１６３を含む。前記突出部１６１、１６３は、前記第１及び第２ホール１１、１３の高さより小さい長さで突出できる。前記第１及び第２ホール１１、１３内に配置された前記突出部１６１、１６３は、前記発光チップ１２０の第３及び第４パッド１４５、１４７と接触できる。前記突出部１６１、１６３は、前記発光チップ１２０と垂直方向にオーバーラップするように配置される。前記突出部１６１、１６３は、第３及び第４パッド１４５、１４７と垂直方向にオーバーラップするように配置される。前記突出部１６１、１６３は上部幅が広く、下部幅が狭い形状に形成されることができ、これに対して限定するものではない。前記突出部１６１、１６３は、前記支持部材１１０内に互いに分離されて配置できる。
前記接着部材１６０の外郭部は、前記発光構造物１２５の側面より外側に配置できる。前記接着部材１６０の外郭部は、前記第３及び第４パッド１４５、１４７の外側に配置できる。前記接着部材１６０の外郭部の上面は前記発光構造物１２５の下面より低く配置できる。前記接着部材１６０の外郭部は、前記基板１２１の外郭部と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。
実施形態は、シリコン材質の胴体１１１を有する支持部材１１０と発光チップ１２０との間に伝導性の接着部材１６０で連結及び接着されることによって、発光チップ１２０から発生した熱を効果的に伝導することができる。
図１０及び図１１のように、支持部材１１０上に接着部材１６０を配置した後、前記発光チップ１２０を前記支持部材１１０の方向に圧着すれば、支持部材１１０の第１パッド１１５及び第２パッド１１７と発光チップ１２０の第３パッド１４５及び第４パッド１４７との間には導電性粒子６１が配置され、互いにボンディングできる。この場合、前記接着部材１６０の一部は前記第１及び第３パッド１１５、１４５の間及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間の領域から押されて、第１及び第２ホール１１、１３内に移動するようになる。また、前記接着部材１６０は発光チップ１２０の外側領域及びパッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の領域に移動するようになる。以後、硬化されれば、前記支持部材１１０のホール１１、１３に配置された接着部材１６０の一部は突出部をなすようになる。以後、発光素子を個別パッケージサイズにカッティングするか、または１つまたは２つ以上の発光チップ１２０が配列された照明モジュールに提供することができる。
ここで、前記接着部材１６０の厚さは圧着される前２０μm−２５μm範囲の厚さであり、圧着されれば前記接着部材１６０の一部はパッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の領域から移動するようになる。この際、前記パッド１１５、１１７、１４５、１４７に隣接した領域に前記接着部材１６０の移動量を収容する空間が必要となる。
実施形態は、支持部材１１０の領域のうち、支持部材１１０のパッド１１５、１１７に隣接した領域またはパッド１１５、１１７とオーバーラップする領域に第１及び第２ホール１１、１３を提供することによって、接着部材１６０の熱圧着に従う収容空間を提供することができる。これによって、パッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の間隔がより狭くなることができる。前記接着部材１６０の一部は支持部材１１０と前記発光チップ１２０との間の空間や、発光チップ１２０の外郭領域に移動することができる。
前記接着部材１６０が硬化されて発光チップ１２０が支持部材１１０の上に接着されれば、互いに対応するパッド１１５、１１７、１４５、１４７の間の間隔は４μmより小さいか、２μm〜３μm範囲でありうる。即ち、前記導電性粒子６１のうち、前記互いに対応するパッド１１５、１１７、１４６、１４７の間に接触された粒子は２μm〜３μm範囲の直径を有することができる。前記導電性粒子６１は押される前に４μm〜６μm範囲の直径に形成できる。即ち、前記導電性粒子６１のうち、前記パッド１１５、１１７、１４５、１４７に接触されない粒子は４μm〜６μm範囲の直径を有して形成できる。前記接着部材１６０の他の領域の厚さは１５μm以上、または２０μm以上でありうる。
図１２は、第７実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。図１２を説明するに当たって、図１０と同一な部分は図１０の説明を参照することにする。
図１２を参照すると、発光素子は、支持部材１１０、前記支持部材１１０上に発光チップ１２０、前記発光チップ１２０と前記支持部材１１０との間に接着部材１６０を含む。
前記接着部材１６０は電気伝導性フィルムを含み、例えば絶縁性樹脂内に伝導性粒子６１が添加されたフィルムで具現される。
前記支持部材１１０は上部、例えば第１及び第２パッド１１５、１１７の間の領域の下に前記胴体１１１の上面より低くリセスされた第１リセス部１１８を含む。前記第１リセス部１１８は、第１及び第３パッド１１５、１４５と第２及び第４パッド１１７、１４７の間の領域の収容空間を増加させるようになる。これによって、前記接着部材１６０が流動されれば、前記接着部材１６０の一部１６２は第１リセス部１１８にも詰められる。また、前記発光チップ１２０の下部には第２絶縁層１３３の一部が開放されて連結層１４３が露出することができ、これに対して限定するものではない。前記第２絶縁層１３３の開放領域は接着部材１６０の一部１６２が詰められるリセス部として機能することができる。他の例として、前記発光チップ１２０の下部にも図６のように連結層１４３の一部が開放される第２リセス部１２８が形成できる。
図１３は、第８実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。図１３を説明するに当たって、図１０と同一な部分は図１０の説明を参照することにする。
図１３を参照すると、接着部材１６０の外郭部１６５は、前記発光構造物１２５の外側面に延びる。例えば、前記接着部材１６０の外郭部１６５は、前記第２導電性半導体層１２４、活性層１２３、及び第１導電性半導体層１２２の外側面まで延びることができる。したがって、前記接着部材１６０の外郭部１６５は、前記発光構造物１２５の外側面を保護することができる。前記発光構造物１２５の外側面に第２絶縁層１３３がない場合、前記接着部材１６０の外郭部１６５は前記発光構造物１２５の外側面に接触できる。
実施形態は、発光構造物１２５の外側領域に段差構造によるリセス領域を配置することによって、前記接着部材１６０の外郭部１６５は前記リセス領域に収容できる。これによって、接着部材１６０が熱圧着される時、支持部材１１０の側面より外側に突出することを防止することができる。また、接着部材１６０が発光構造物１２５の外側面に配置されることによって、発光構造物１２５に侵入する湿気を遮断することができる。
図１４は図１３の他の例であって、発光素子は光の抽出のために発光チップ１２０の基板１２１の上面に凹凸パターン１２１Ａが形成できる。前記凹凸パターン１２１Ａは基板１２１を経る光の抽出効率を改善させることができる。前記基板１２１上には樹脂層１８０が配置されることができ、前記樹脂層１８０は単層または多層構造で形成できる。前記樹脂層１８０は蛍光体のような不純物を含むことができる。前記樹脂層１８０の上には曲面を有するレンズを含むことができる。
図１５は図１３の他の例であって、発光素子は発光チップ１２０から基板１２１を除去し、発光チップ１２０の上面に半導体層を露出することができる。前記半導体層は発光構造物１２５、例えば第１導電性半導体層１２２でありうる。前記半導体層は、バッファ層またはアンドープ半導体層になることができ、これに対して限定するものではない。前記発光構造物１２５上には樹脂層１８０が形成されるか、または凹凸パターンが形成できる。
一方、実施形態に係る支持部材１１０内に実施形態に開示された接着部材１５０、１６０を収容することができる収容空間の体積は次のように提供できる。前記収容空間は前記発光チップ１２０あるいは前記支持部材１１０において、前記接着部材１５０、１６０を収容するために形成される空間であって、前記第１及び第２ホール１１、１３、第１リセス部１１８、または第２リセス部１２８により形成される空間になることができ、前記接着部材１５０、１６０が十分に流動できる体積に提供されなければならない。前記発光チップ１２０の横及び縦の長さが約１ｍｍ×１ｍｍの時、前記収容空間の体積と前記第１パッド１１５または第２パッド１１７の上面面積の割合は３８０：１〜４２０：１範囲になることができる。前記収容空間の体積と前記第１及び第２パッド１１５、１１７の上面面積の和の比は１９０：１〜２１０：１の割合になることができる。このようなホール１１、１３の体積は前記支持部材１１０の第１及び第２パッド１１５、１１７の上面面積と所定の倍率に比例するように提供することができる。
＜表１＞は、支持部材１１０内で収容空間の体積対比第１及び第２パッド１１５、１１７の上面面積を比較した図である。ここで、支持部材１１０の厚さは１８０μm〜２１０μm範囲であり、前記接着部材１５０、１６０の圧着前の厚さは１０μmから３０μmに変更した構成である。
Figure 2015226056
前記接着部材１５０、１６０の熱圧着により接着部材１５０、１６０の樹脂が流動する時、前記ホール１１、１３の体積を前記第１及び第２パッド１１５、１１７の面積と前記接着部材１５０、１６０の圧着前の厚さを考慮した空間に提供することができる。このようなホール１１、１３の体積を上記の範囲より小さく提供したりホール１１、１３がなかったりする場合、第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間の領域に配置された接着部材１６０の導電性粒子６１が押されないことがある。例えば、図１６のように、接着部材１５０、１６０は発光チップ１２０のエッジ（Ｐｓ）方向からセンター（Ｐｏ）方向に隣接した領域（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）に行くほど厚さ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が徐々に厚くなることができる。これは、接着部材１５０、１６０のエッジ（Ｐｓ）領域は接着部材１５０、１６０が流動する空間があるので薄くなり、センター（Ｐｏ）側領域は接着部材１５０、１６０が流動する空間がないのでエッジ側領域（Ｂ１）より厚くなるようになる。このようなセンター（Ｐｏ）側領域の厚さ（Ｔ４）が図１１のような接着部材１６０の導電性粒子６１の直径より厚くなった場合、第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間の電気的な連結は遮断できる。また、前記センター（Ｐｏ）側領域の厚さ（Ｔ４）が厚くなった場合、図１の接着部材１５０が第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間の領域に残っているので、第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間の接触不良が発生できる。他の例として、前記支持部材１１０内に第１及び第２ホール１１、１３と第１リセス部１１８が共に提供される場合、前記ホール１１、１３の体積は前記第１リセス部１１８の体積だけ減らすことができる。
実施形態の支持部材１１０は、第１及び第２パッド１１５、１１７に隣接した領域または第１及び第２パッド１１５、１１７とオーバーラップされる領域にホール１１、１３、第１リセス部１１８、または第２リセス部１２８のような収容空間を提供することによって、接着部材１５０、１６０の熱圧着に従う流動する接着部材１５０、１６０が収容できる空間を提供することができる。これによって、前記接着部材１５０、１６０は、ホール１１、１３で流動して詰められて突出部に形成されることができ、前記第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７の間は電気的に連結できる。
図１７は、発光素子の製造過程の他の例を示す図である。
図１７を参照すると、発光素子は、支持部材１１０と発光チップ１２０との間に接着部材１５０、１６０を配置する。
前記接着部材１５０、１６０は、前記に開示された電気伝導性接着フィルムまたは電気絶縁性接着フィルムを含む。
前記支持部材１１０の第１及び第２パッド１１５、１１７は、上面が上に突出する曲面構造（５１Ａ、７１Ａ）を含む。前記発光チップ１２０の第３及び第４パッド１４５、１４７は、下面が下に突出する曲面構造（Ｒ１、Ｒ２）を含むことができる。前記第１から第４パッド１１５、１１７、１４５、１４７は、側断面が半円形状を含む。
前記発光チップ１２０で支持部材１１０の方向に前記接着部材１５０、１６０を熱圧着すれば、前記発光チップ１２０の第３及び第４パッド１４５、１４７は曲面構造（５１Ａ、７１Ａ）により前記支持部材１１０の第１及び第２パッド１１５、１１７に接触されるか、または図１０のような導電性粒子６１と接触できる。即ち、互いに対応する曲面構造（５１Ａ／Ｒ１、７１Ａ／Ｒ２）により効果的に接着部材１５０、１６０を圧着することができる。以後、前記接着部材１５０、１６０を貫通する第１及び第３パッド１１５、１４５、及び第２及び第４パッド１１７、１４７は、互いにボンディングされるか、または導電性粒子とボンディングできる。前記第１及び第２パッド１１５、１１７の下面と前記第３及び第４パッド１４５、１４７の下面は、曲面構造（５１Ａ、７１Ａ、Ｒ１、Ｒ２）を有するか、または平坦な面で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
図１８は、図１７の発光素子の他の例である。
図１８を参照すると、支持部材１１０の第１及び第２パッド１１５、１１７は上面が上に突出する突起５１Ｂ、７１Ｂを含む。前記発光チップ１２０の第３及び第４パッド１４５、１４７は下面が下に突出する突起Ｒ３、Ｒ４を含むことができる。前記各パッド１１５、１１７、１４５、１４７の突起５１Ｂ、７１Ｂ、Ｒ３、Ｒ４は複数で配置されることができ、これに対して限定するものではない。突起５１Ｂ、７１Ｂ、Ｒ３、Ｒ４は側断面が三角形状または多角形状でありうる。前記第１及び第２パッド１１５、１１７の下面と前記第３及び第４パッド１４５、１４７の下面は、ボンディング後、突起５１Ｂ、７１Ｂ、Ｒ３、Ｒ４形状を有するか、または平坦な面で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
図１９は、第１１実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。
図１９を参照すると、支持部材１１０上に複数の発光チップ１２０が配列され、前記支持部材１１０と前記各発光チップ１２０との間に実施形態に係る接着部材１５０が配置できる。前記接着部材１５０の一部は支持部材１１０のホールの内部に突出できる。他の例として、接着部材は伝導性粒子を有する伝導性フィルムを含む。
図２０は、第１２実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。図２０を説明するに当たって、前記に開示された構成は上記の説明を参照することにする。
図２０を参照すると、支持部材１１０は胴体１１１、例えば伝導性材質の胴体を含む。前記伝導性材質の胴体１１１はシリコン材質を含み、内部にｎ型不純物またはｐ型不純物を含むことができる。前記胴体１１１内にはｐ型不純物領域及びｎ型不純物領域のような不純物領域９１、９２を１つまたは複数で含むことができ、前記不純物領域９１、９２は前記支持部材１１０の第１及び２パッド１１５、１１７に選択的に連結できる。このような不純物領域９１、９２は、ｐ−ｎ接合領域、ｐ−ｎ−ｐ接合領域により具現される素子になることができる。前記素子は、ダイオード、ＴＦＴ、ツェナーダイオード、ブリッジダイオード、ＩＣドライバ、抵抗などの部品で具現できる。このような素子は回路で具現されて１つまたは複数の発光素子の駆動を制御することができる。
また、前記不純物領域９１、９２は前記支持部材１１０内で発光チップ１２０と離隔した胴体１１１の下部に配置されるか、または発光チップ１２０に隣接した胴体１１１の上部に配置できる。
実施形態は、新たな放熱構造を有する発光素子を提供する。実施形態は、新たな電気連結構造を有する発光素子を提供する。実施形態は、支持部材上に接着部材で発光チップを接着させることができる。実施形態は、支持部材と発光チップを接着部材を用いて電気的に連結させることができる。実施形態は、発光素子及びこれを備えたライトユニットの信頼性が改善できる。
前記に開示された実施形態の発光素子は、ボード（ＰＣＢ）上に複数個に配置して発光モジュールやライトユニットなどの照明システムに提供できる。前記発光モジュールは前記開示された発光素子が前記ボード（ＰＣＢ）上にアレイされることができ、前記ボードは回路層を有する基板でありうる。前記ライトユニットは、前記に開示された発光素子の光出射側に導光板、拡散シート、及びプリズムシートのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記照明システムは、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板でありうる。
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。
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、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない多様な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。
１１、１３ ホール
６１ 導電性粒子
１００ 発光素子
１１０ 支持部材
１１１ 胴体
１１３ 保護層
１１５、１１７、１４５、１４７ パッド
１２０ 発光チップ
１２１ 基板
１２５ 発光構造物
１３１、１３３ 絶縁層
１４１、１４２ 電極層
１４３ 連結層
１５０、１６０ 接着部
１５１、１５３、１６１、１６３ 突出部

Claims (18)

  1. 胴体、前記胴体上に互いに離隔した第１及び第２パッド、前記胴体内にホールを有する支持部材と、
    発光構造物及び前記発光構造物の下に第３及び第４パッドを有する発光チップと、
    前記支持部材と前記発光チップとの間に配置された接着部材とを含み、
    前記第３パッドは前記第１パッドに電気的に連結され、
    前記第４パッドは前記第２パッドに電気的に連結され、
    前記発光構造物は、第１導電性半導体層、活性層、及び第２導電性半導体層を含み、
    前記接着部材は、前記ホール内部に突出した突出部を含むことを特徴とする、発光素子。
  2. 前記ホールは複数個のホールを含み、前記複数個のホールは前記発光チップの第３パッドに垂直にオーバーラップされる第１ホール及び前記第４パッドに垂直にオーバーラップされる第２ホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第１パッドは、前記胴体上に配置された第１接触部、前記胴体の下に配置された第１ボンディング部、及び前記第１ホール内に配置され、第１接触部及び第２ボンディング部を連結してくれる第１連結部を含み、
    前記第２パッドは、前記胴体上に配置された第２接触部、前記胴体の下に配置された第２ボンディング部、及び前記第２ホール内に配置され、第２接触部及び第２ボンディング部を連結してくれる第２連結部を含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光素子。
  4. 前記接着部材は絶縁性フィルムを含み、
    前記第１及び第２パッドは前記第３及び第４パッドに接触されることを特徴とする、請求項３に記載の発光素子。
  5. 前記接着部材は伝導性粒子を有する絶縁性フィルムを含み、
    前記第１及び第２パッドは、前記第３及び第４パッドから離隔することを特徴とする、請求項３に記載の発光素子。
  6. 前記伝導性粒子は前記第１及び第２パッドと前記第３及び第４パッドに接触されることを特徴とする、請求項５に記載の発光素子。
  7. 前記支持部材は前記第１及び第２パッドの間の領域に前記胴体の上面より低くリセスされた第１リセス部を含み、
    前記第１リセス部に前記接着部材の一部が配置されることを特徴とする、請求項４から６のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  8. 前記発光チップは、前記発光構造物の下に配置された第１電極層、前記第１電極層の下に光を反射する第２電極層、前記第２電極層の下に配置された第１絶縁層、前記第１絶縁層の下に配置され、前記第１導電性半導体層と連結された連結層、及び前記連結層の下に第２絶縁層を含み、
    前記第３パッドは前記第２絶縁層を通じて前記第２電極層と連結され、
    前記第４パッドは前記第２絶縁層を通じて前記連結層と連結されることを特徴とする、請求項４から７のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  9. 前記発光チップは前記第３及び第４パッドの隣接した領域に前記第２絶縁層から前記連結層、前記第１絶縁層、及び前記第２電極層のうち、少なくとも１つが露出する深さにリセスされた第２リセス部を含み、
    前記第２リセス部には前記接着部材の一部が配置されることを特徴とする、請求項８に記載の発光素子。
  10. 前記接着部材の外郭部は前記発光構造物の外側面に配置されることを特徴とする、請求項８または９に記載の発光素子。
  11. 前記第２絶縁層は前記接着部材の外郭部と前記発光構造物の外側面との間に延びることを特徴とする、請求項１０に記載の発光素子。
  12. 前記発光構造物の上に透光性の基板を含むことを特徴とする、請求項１から１１のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  13. 前記発光構造物の外郭部は段差構造を含み、
    前記段差構造上に配置された前記第１導電型半導体層の外郭部は前記接着部材の外側領域と垂直方向にオーバーラップするように配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の発光素子。
  14. 前記第１ホール及び第２ホールの各々の幅は前記支持部材の上面及び下面の間のセンターに隣接するほど徐々に狭くなることを特徴とする、請求項２から１２のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  15. 前記突出部は前記支持部材の厚さより小さい高さを有することを特徴とする、請求項１から１３のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  16. 前記支持部材は伝導性材質の胴体と第１及び第２パッドとの間に配置された保護層を含むことを特徴とする、請求項１から１５のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
  17. 前記伝導性材質の胴体は互いに異なる不純物領域を有するシリコン材質を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の発光素子。
  18. 前記ホールは、前記胴体の上面、前記ホールの内部、及び前記胴体の下面まで電気的に連結してくれる伝導層を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の発光素子。
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