KR102595630B1 - 발광 소자 - Google Patents

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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 형태에 따르면, 발광 소자는, 제1 면을 갖는 기판과, 제1 발광층을 포함하며 제1 면의 제1 영역에 형성된 제1 반도체 적층체와, 제2 발광층을 포함하며 제1 면의 제2 영역에 형성된 제2 반도체 적층체를 포함한다. 제1 반도체 적층체는, 제1 측면과, 제1 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하는 제2 측면을 포함한다. 제2 반도체 적층체는, 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 대향하는 제1 측면과, 제2 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하는 제2 측면을 포함한다. 제1 반도체 적층체의 제1 측면과 제1 영역 사이의 제1 각도는, 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 제1 영역 사이의 제2 각도보다도 작다. 제2 반도체 적층체의 제2 측면과 제2 영역 사이의 제4 각도는, 제2 반도체 적층체의 제1 측면과 제2 영역 사이의 제3 각도보다도 작다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING ELEMENT}
본 발명은, 발광 소자에 관한 것이다.
발광 소자가 다양한 용도로 사용되고 있다. 용도에 따라서는, 발광 소자의 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 것이 요구된다.
일본 특허 제5633477호 공보
본 발명은, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 발광 소자는, 제1 면을 갖는 기판과, 제1 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제1 영역에 형성된 제1 반도체 적층체와, 제2 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제2 영역에 형성된 제2 반도체 적층체를 포함한다. 상기 제1 반도체 적층체는, 제1 측면과, 상기 제1 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하는 제2 측면을 포함한다. 상기 제2 반도체 적층체는, 상기 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 대향하며, 상기 제1 반도체 적층체에 가까운 측에 있는 제1 측면과, 상기 제2 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하며, 상기 제1 반도체 적층체로부터 먼 측에 있는 제2 측면을 포함한다. 상기 제1 반도체 적층체의 제1 측면과 상기 제1 영역 사이의 제1 각도는, 상기 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 상기 제1 영역 사이의 제2 각도보다도 작다. 상기 제2 반도체 적층체의 제2 측면과 상기 제2 영역 사이의 제4 각도는, 상기 제2 반도체 적층체의 제1 측면과 상기 제2 영역 사이의 제3 각도보다도 작다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자가 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 평면도.
도 3a는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도.
도 3b는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도.
도 3c는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도.
도 3d는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 다른 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 평면도.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도.
도 9는 실시 형태에 관한 발광 소자를 사용한 조명 장치를 예시하는 모식적 단면도.
이하에, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 도면은 모식적 또는 개념적인 것이며, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 부분간의 크기의 비율 등은, 반드시 현실의 것과 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 동일한 부분을 나타내는 경우라도, 도면에 따라 서로의 치수나 비율이 상이하게 도시되는 경우도 있다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 기출의 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 제1 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 1은 도 2의 I-I선 단면도이다. 도 2는 도 1의 화살표 AR로부터 본 평면도이다. 도 2에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 일부의 요소가 생략되어 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 실시 형태에 관한 발광 소자(110)는, 기판(50), 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)를 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(50)은 제1 면(50a) 및 제2 면(50b)을 갖고 있다. 제2 면(50b)은 제1 면(50a)과는 반대측의 면이다. 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)는, 제1 면(50a)에 형성된다. 이 예에서는, 기판(50)의 제1 면(50a) 및 제2 면(50b)은 대략 정사각형이다. 기판(50)이 대략 정사각형인 경우, 한 변의 길이를 300㎛ 이상 3000㎛ 이하 정도, 바람직하게는 500㎛ 이상 1500㎛ 이하 정도로 할 수 있다.
제1 면(50a)에 대하여 수직인 방향을 Z축 방향이라 한다. Z축 방향에 대하여 수직인 하나의 방향을 X축 방향이라 한다. Z축 방향 및 X축 방향에 대하여 수직인 방향을 Y축 방향이라 한다.
예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)로부터 제2 반도체 적층체(10B)로의 방향을 X축 방향이라 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 면(50a)은 제1 영역 R1 및 제2 영역 R2를 포함한다. 이 예에서는, 제1 영역 R1로부터 제2 영역 R2에의 방향은, X축 방향을 따른다.
제1 반도체 적층체(10A)는, 제1 영역 R1에 형성된다. 제2 반도체 적층체(10B)는, 제2 영역 R2에 형성된다. 제1 면(50a) 중, 제1 반도체 적층체(10A)가 형성되는 영역이, 제1 영역 R1에 대응한다. 제1 면(50a) 중, 제2 반도체 적층체(10B)가 형성되는 영역이, 제2 영역 R2에 대응한다.
제1 반도체 적층체(10A)는, 예를 들어 제1 발광층(13A), n형 반도체층(11A) 및 p형 반도체층(12A)을 포함한다. n형 반도체층(11A)은, 제1 부분 영역(11a) 및 제2 부분 영역(11b)을 포함한다. 예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)에 있어서, p형 반도체층(12A)과 제1 영역 R1 사이에 제1 발광층(13A)이 형성된다. 제1 발광층(13A)과 제1 영역 R1 사이에, 제2 부분 영역(11b)이 형성된다. 제1 부분 영역(11a)은, Z축 방향에 있어서, p형 반도체층(12A) 및 제1 발광층(13A)과 겹치지 않는다.
제2 반도체 적층체(10B)는, 예를 들어 제2 발광층(13B), n형 반도체층(11B) 및 p형 반도체층(12B)을 포함한다. n형 반도체층(11B)도, 제1 부분 영역(11a) 및 제2 부분 영역(11b)을 포함한다. 예를 들어, 제2 반도체 적층체(10B)에 있어서, p형 반도체층(12B)과 제2 영역 R2 사이에 제2 발광층(13B)이 형성된다. 제2 발광층(13B)과 제2 영역 R2 사이에, 제2 부분 영역(11b)이 형성된다. 제1 부분 영역(11a)은, Z축 방향에 있어서, p형 반도체층(12B) 및 제2 발광층(13B)과 겹치지 않는다.
이들 반도체층은, 예를 들어 질화물 반도체 등을 포함한다. 발광층은, 예를 들어 질화물 반도체 등을 포함한다. 질화물 반도체에, 예를 들어 InXAlYGa1 -X- YN(0≤X, 0≤Y, X+Y<1)을 포함한다.
이 예에서는, p형 반도체층(12A)에 제1 도전막(12AE)이 형성되어 있다. 한편, p형 반도체층(12B)에 제2 도전막(12BE)이 형성되어 있다. 이들 도전막은, 예를 들어 높은 반사율을 갖는 금속을 포함한다. 높은 반사율이 얻어진다. 도전막에는, 예를 들어 Al 또는 Ag 등이 사용된다.
이 예에서는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 부분 영역(11a)에 제1 도전 부재(41)가 전기적으로 접속되어 있다. 제1 도전 부재(41)는 제1 전극(41E)과 전기적으로 접속되어 있다.
p형 반도체층(12A)과 전기적으로 접속된 제1 도전막(12AE)에, 접속 부재(40)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 접속 부재(40)의 타단은, 제2 반도체 적층체(10B)의 n형 반도체층(11B)의 제1 부분 영역(11a)과 전기적으로 접속되어 있다.
제2 반도체 적층체(10B)의 p형 반도체층(12B)과 전기적으로 접속된 도전막(12BE)에, 제2 도전 부재(42)가 전기적으로 접속되어 있다. 제2 도전 부재(42)는 제2 전극(42E)과 전기적으로 접속된다.
상기의 도전성의 부재의 사이에는, 절연층(35) 및 절연층(36)이 형성되어 있다. 또한, 절연층(35)은 전극을 제외한 부분을 피복하고 있다. 이들 절연층은, 예를 들어 산화실리콘, 질화실리콘 및 산질화실리콘 중 적어도 어느 것을 포함한다. 이 예에서는, 제1 반사층(31)이 형성되어 있다. 제1 반사층(31)은 반도체 적층체의 측면 등에 형성되어 있다. 제1 반사층(31)은, 예를 들어 절연성이다. 제1 반사층(31)의 예에 대해서는, 후술한다.
제1 반도체 적층체(10A)와 제2 반도체 적층체(10B)는, 서로 직렬로 접속되어 있다. 예를 들어, 제1 전극(41E) 및 제2 전극(42E) 사이에 전압을 인가한다. 반도체 적층체의 각각에 전류가 흘러, 각각의 발광층으로부터 광이 방출된다. 반도체 적층체는, 예를 들어 LED이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 반도체 적층체(10A)는, 제1 내지 제4 측면 s1 내지 s4를 포함한다. 이들 측면은, X-Y 평면과 교차한다. 제2 측면 s2는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1의 반대측에 위치한다. 제4 측면 s4는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제3 측면 s3의 반대측에 위치한다.
마찬가지로, 제2 반도체 적층체(10B)는, 제1 내지 제4 측면 s1 내지 s4를 포함한다. 이들 측면은, X-Y 평면과 교차한다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2는, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1의 반대측에 위치한다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제4 측면 s4는, 제2 반도체 적층체(10B)의 제3 측면 s3의 반대측에 위치한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)에 있어서, 예를 들어 제1 측면 s1 및 제2 측면 s2는, Y축 방향을 따라서 연장된다. 예를 들어, 제1 측면 s1 및 제2 측면 s2는, X축 방향과 교차한다. 예를 들어, 제1 측면 s1로부터 제2 측면 s2로의 방향은, X축 방향을 따른다. 예를 들어, 제3 측면 s3 및 제4 측면 s4는, X축 방향을 따라서 연장된다. 제3 측면 s3 및 제4 측면 s4는, Y축 방향과 교차한다. 예를 들어, 제3 측면 s3으로부터 제4 측면 s4로의 방향은, Y축 방향을 따른다.
제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2와 대향하며, 제1 반도체 적층체(10A)에 가까운 측에 있다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2는, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1의 반대측에 위치하며, 제1 반도체 적층체(10A)로부터 먼 측에 있다.
예를 들어, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1과, 제1 반도체 적층체(10A)(예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2) 사이의 거리는, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2와, 제1 반도체 적층체(10A)(예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2) 사이의 거리보다도 짧다.
예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1과, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2 사이에, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2가 있다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2와, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2 사이에, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1이 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1과, 제1 영역 R1 사이의 각도를 제1 각도 θ1이라 한다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2와, 제1 영역 R1 사이의 각도를 제2 각도 θ2라 한다. 실시 형태에 있어서는, 제1 각도 θ1은 제2 각도 θ2보다도 작다.
제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1과, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 영역 R2 사이의 각도를 제3 각도 θ3이라 한다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2와, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 영역 R2 사이의 각도를 제4 각도 θ4라 한다. 실시 형태에 있어서는, 제4 각도 θ4는 제3 각도 θ3보다도 작다.
이와 같은 각도를 갖는 반도체 적층체의 측면에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자를 제공할 수 있다.
이하, 먼저, 제1 반사층(31)이 형성되지 않는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는, 반도체 적층체의 측면에는, 수지 등의 밀봉 부재가 형성된다. 또는, 측면에, 공기가 있어도 된다. 예를 들어, 제1 발광층(13A)으로부터 방출된 광은, 반도체 적층체 및 기판(50) 등을 전반하여, 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1 및 제2 측면 s2에 도달한다. 이때, 예를 들어 반도체 적층체(예를 들어 GaN 등)의 높은 굴절률과, 반도체 적층체의 외부(예를 들어, 수지 또는 공기 등)의 낮은 굴절률의 차에 의한 반사(예를 들어 전반사)가 발생한다.
실시 형태에 있어서는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1의 제1 각도 θ1이 작다. 이에 의해, 예를 들어 발광층으로부터의 광은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1에서 반사된 후, 측방으로 출사되기 쉬워진다. 한편, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2의 제2 각도 θ2는 크다. 이에 의해, 발광층으로부터의 광은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2에서 반사되고, 기판(50)의 제2 면(50b) 등에서 반사됨으로써, 기판(50)의 측면에 도달한다.
제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2의 제4 각도 θ4가 작다. 이에 의해, 예를 들어 광은, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2에서 반사된 후, 측방으로 출사되기 쉬워진다. 한편, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1의 제3 각도 θ3은 크다. 이에 의해, 발광층으로부터의 광은, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1에서 반사되고, 기판(50)의 제2 면(50b) 등에서 반사됨으로써, 기판(50)의 측면에 도달한다.
실시 형태에 있어서는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2 및 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1을 향하는 광은, 반도체 적층체의 다른 측면을 향하여 반사되기 쉽다. 또한, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1 및 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2를 향하는 광은, 측방으로 출사되기 쉽다. 이 때문에, 발광 소자(110)에 있어서, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성이 얻어진다.
실시 형태에 있어서, 제1 반도체 적층체(10A)의 제3 측면 s3과 제1 영역 R1 사이의 각도는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제2 측면 s2와 제1 영역 R1 사이의 제2 각도 θ2보다도 작아도 된다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4와 제1 영역 R1 사이의 각도는, 제2 각도 θ2보다도 작아도 된다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제3 측면 s3과 제2 영역 R2 사이의 각도는, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1과 제2 영역 R2 사이의 제3 각도 θ3보다도 작아도 된다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제4 측면 s4와 제2 영역 R2 사이의 각도는, 제3 각도 θ3보다도 작아도 된다. 예를 들어, Y축 방향에 있어서, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성이 얻어진다.
실시 형태에 있어서, 제1 반사층(31)이 형성되어도 된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 반사층(31)은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1 및 제2 측면 s2와, 제2 반도체 적층체(10B)의 제1 측면 s1 및 제2 측면 s2에 형성된다. 제1 반사층(31)은 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)로부터의 광을 반사한다.
제1 반사층(31)이 형성되는 경우도, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1의 제1 각도 θ1이 작기 때문에, 광은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제1 측면 s1에서 반사된 후, 측방으로 출사되기 쉬워진다. 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2의 제4 각도 θ4가 작기 때문에, 광은, 제2 반도체 적층체(10B)의 제2 측면 s2에서 반사된 후, 측방으로 출사되기 쉬워진다. 측방의 광 강도가 높은 배광 특성이 얻어진다.
실시 형태에 있어서, 제1 각도 θ1 및 제4 각도 θ4의 각각은, 예를 들어 30도 이상 45도 이하이다. 제2 각도 θ2 및 제3 각도 θ3의 각각은, 60도 이상 70도 이하이다. 이와 같은 각도의 차에 의해, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성이 얻어진다. 이들 각도는, 반도체 적층체의 일부의 제거(에칭)의 조건을 제어함으로써, 제어할 수 있다.
제1 반사층(31)은, 예를 들어 금속막을 포함해도 된다. 또는, 제1 반사층(31)은 복수의 유전체층이 적층된 유전 다층막을 포함해도 된다.
이하, 제1 반사층(31)의 예에 대하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는, 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도이다.
이들 도면은, 제1 반사층(31)을 예시하고 있다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 반사층(31)은 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)을 포함한다. 이들 막의 굴절률은 서로 다르다. 예를 들어, 제1 막(31a)은 제1 굴절률을 갖는다. 제2 막(31b)은 제2 굴절률을 갖는다. 제2 굴절률은, 제1 굴절률과는 상이하다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 제2 막(31b)은, 제1 측면 s1과 제1 막(31a) 사이에 형성된다. 이 예에서는, 복수의 제1 막(31a) 및 복수의 제2 막(31b)이 교대로 형성되어 있다. 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)의 각각의 두께를 적절히 변경하여, 발광층으로부터의 광을 반사시킬 수 있다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 제2 막(31b)은, 제2 측면 s2와 제1 막(31a) 사이에 형성된다. 도 3c에 도시한 바와 같이, 제2 막(31b)은, 제3 측면 s3과 제1 막(31a) 사이에 형성된다. 도 3d에 도시한 바와 같이, 제2 막(31b)은, 제4 측면 s4와 제1 막(31a) 사이에 형성된다.
예를 들어, 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)의 한쪽은, 산화티타늄을 포함한다. 예를 들어, 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)의 다른 쪽은, 산화실리콘을 포함한다. 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)은, 산화니오븀을 포함해도 된다.
이와 같은 구성에 의해, 제1 반사층(31)에 있어서, 높은 반사율이 얻어진다. 제1 반사층(31)에 있어서, 높은 절연성이 얻어진다. 반도체 적층체에 있어서의 누설 등을 억제할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(50)의 제1 면(50a)은 중간 영역 Rs0을 포함한다. 중간 영역 Rs0은, 제1 영역 R1과 제2 영역 R2 사이이다. 이 예에서는, 제1 반사층(31)은 중간 영역 Rs0과 접한다. 이 예에서는, 2개의 반도체 적층체는 서로 이격되어 있다. 예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)의 n형 반도체층(11A)은, 제2 반도체 적층체(10B)의 n형 반도체층(11B)으로부터 이격되어 있다. 이에 의해, 제1 반도체 적층체(10A)와 제2 반도체 적층체(10B) 사이를 반도체층을 통해 전반하는 광을 저감할 수 있다. 또한, 제1 반도체 적층체(10A)의 측면 s2 및 제2 반도체 적층체(10B)의 측면 s1의 면적이 증가되고, 그 측면에 형성되는 제1 반사층(31)에 의한 반사 영역이 증가된다. 이와 같이, 2개의 반도체 적층체가 서로 이격된 경우에 있어서, 제1 반사층(31)을 이들 사이의 영역(중간 영역 Rs0)에 형성함으로써, 중간 영역 Rs0에 있어서 효율적으로 광을 반사할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이 예에서는, 기판(50)의 제1 면(50a)은 제1 외주 영역 Rs1 및 제2 외주 영역 Rs2를 더 포함한다. 제1 외주 영역 Rs1과 제2 외주 영역 Rs2 사이에, 제1 영역 R1과 제2 영역 R2가 형성된다. 제1 영역 R1과 제2 외주 영역 Rs2 사이에 제2 영역 R2가 형성된다. 이 예에서는, 제1 반사층(31)은 제1 외주 영역 Rs1 및 제2 외주 영역 Rs2와 접한다. 제1 외주 영역 Rs1 및 제2 외주 영역 Rs2에 제1 반사층(31)을 형성함으로써, 기판(50)에 의한 도광이, 이들 외주 영역에서도 얻어진다. 예를 들어, 측방의 광 강도를 보다 높일 수 있다.
이와 같이, 제1 면(50a)은 기판(50)의 외연(50E)과 제1 영역 R1 사이의 외주 영역 Rs(예를 들어, 제1 외주 영역 Rs1 및 제2 외주 영역 Rs2 등)를 더 포함해도 된다. 예를 들어, 제1 반사층(31)은 외주 영역 Rs와 접한다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 다른 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 실시 형태에 관한 발광 소자(111)는, 기판(50), 제1 반도체 적층체(10A), 제2 반도체 적층체(10B)에 더하여, 제2 반사층(32)을 더 포함한다. 이 예에서는, 제1 반사층(31)도 형성되어 있다. 발광 소자(111)에 있어서, 제2 반사층(32) 이외의 구성은, 발광 소자(110)의 구성과 마찬가지이다. 이하, 제2 반사층(32)의 예에 대하여 설명한다.
이미 설명한 바와 같이, 기판(50)은 제1 면(50a)의 반대측에 위치하는 제2 면(50b)을 갖는다. 제2 면(50b)에, 제2 반사층(32)이 형성된다. 제2 반사층(32)은 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)로부터의 광을 반사한다.
예를 들어, 제2 반사층(32)과 제1 반도체 적층체(10A) 사이에, 기판(50)의 일부(예를 들어, 제1 영역 R1)가 형성된다. 제2 반사층(32)과 제2 반도체 적층체(10B) 사이에, 기판(50)의 다른 일부(예를 들어 제2 영역 R2)가 형성된다.
제2 반사층(32)을 형성함으로써, 제2 면(50b)으로부터 출사되는 광이 억제된다. 이에 의해, 예를 들어 측방의 광 강도를 보다 높일 수 있다.
제2 반사층(32)은, 예를 들어 금속막을 포함해도 된다. 또는, 제2 반사층(32)은 복수의 유전체층이 적층된 유전 다층막을 포함해도 된다. 이하, 제2 반사층(32)의 예에 대하여 설명한다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 발광 소자의 일부를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제2 반사층(32)은 제3 막(32c) 및 제4 막(32d)을 포함한다. 제3 막(32c)은 제3 굴절률을 갖는다. 제4 막(32d)은 제4 굴절률을 갖는다. 제4 굴절률은, 제3 굴절률과는 상이하다. 제4 막(32d)은 기판(50)과 제3 막(32c) 사이에 형성된다. 이 예에서는, 복수의 제3 막(32c) 및 복수의 제4 막(32d)이 교대로 형성되어 있다.
예를 들어, 제3 막(32c) 및 제4 막(32d)의 한쪽은, 산화티타늄을 포함한다. 예를 들어, 제3 막(32c) 및 제4 막(32d)의 다른 쪽은, 산화실리콘을 포함한다. 제1 막(31a) 및 제2 막(31b)은, 산화니오븀을 포함해도 된다.
(제2 실시 형태)
도 6은 제2 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 7 및 도 8은 제2 실시 형태에 관한 발광 소자를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선 단면도이다. 도 8은 도 6의 VIII-VIII선 단면도이다. 도 6은 도 7 및 도 8의 화살표 AR로부터 본 평면도이다. 도 6에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 일부의 요소가 생략되어 도시되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 발광 소자(120)는, 기판(50), 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)에 더하여, 제3 반도체 적층체(10C) 및 제4 반도체 적층체(10D)를 포함한다. 발광 소자(120)에 있어서, 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)의 구성은, 발광 소자(111)와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
기판(50)의 제1 면(50a)은, 제1 영역 R1 및 제2 영역 R2에 더하여, 제3 영역 R3 및 제4 영역 R4를 포함한다.
제3 반도체 적층체(10C)는, 제3 영역 R3에 형성된다. 제4 반도체 적층체(10D)는, 제4 영역 R4에 형성된다.
제3 반도체 적층체(10C)로부터 제4 반도체 적층체(10D)로의 방향은, 제1 반도체 적층체(10A)로부터 제2 반도체 적층체(10B)로의 제1 방향(예를 들어 X축 방향)을 따른다. 제1 반도체 적층체(10A)로부터 제3 반도체 적층체(10C)로의 제2 방향은, 제1 반도체 적층체(10A)로부터 제2 반도체 적층체(10B)로의 제1 방향(예를 들어 X축 방향)과 교차한다. 제2 방향은, 예를 들어 Y축 방향이다. 제2 반도체 적층체(10B)로부터 제4 반도체 적층체(10D)로의 방향은, 제2 방향(Y축 방향)을 따른다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제3 반도체 적층체(10C)는, 예를 들어 제3 발광층(13C), n형 반도체층(11C) 및 p형 반도체층(12C)을 포함한다. n형 반도체층(11C)은, 제1 부분 영역(11a) 및 제2 부분 영역(11b)을 포함한다. 예를 들어, 제3 반도체 적층체(10C)에 있어서, p형 반도체층(12C)과 제3 영역 R3 사이에 제3 발광층(13C)이 형성된다. 제3 발광층(13C)과 제3 영역 R3 사이에, 제2 부분 영역(11b)이 형성된다. 제1 부분 영역(11a)은, Z축 방향에 있어서, p형 반도체층(12C) 및 제3 발광층(13C)과 겹치지 않는다.
제4 반도체 적층체(10D)는, 예를 들어 제4 발광층(13D), n형 반도체층(11D) 및 p형 반도체층(12D)을 포함한다. n형 반도체층(11D)도, 제1 부분 영역(11a) 및 제2 부분 영역(11b)을 포함한다. 예를 들어, 제2 반도체 적층체(10D)에 있어서, p형 반도체층(12D)과 제4 영역 R4 사이에 제4 발광층(13D)이 형성된다. 제4 발광층(13D)과 제4 영역 R4 사이에, 제2 부분 영역(11b)이 형성된다. 제1 부분 영역(11a)은, Z축 방향에 있어서, p형 반도체층(12D) 및 제4 발광층(13D)과 겹치지 않는다.
제3 반도체 적층체(10C) 및 제4 반도체 적층체(10D)에는, 제1 반도체 적층체(10A) 및 제2 반도체 적층체(10B)의 구성을 각각 적용할 수 있다.
이 예에서는, p형 반도체층(12C)에 제3 도전막(12CE)이 형성되어 있다. 한편, p형 반도체층(12D)에 제4 도전막(12DE)이 형성되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제3 반도체 적층체(10C)의 p형 반도체층(12C)에, 제3 도전 부재(43)가 전기적으로 접속되어 있다. 제3 도전 부재(43)는 제3 전극(43E)과 전기적으로 접속되어 있다. 이 예에서는, 제3 반도체 적층체(10C)의 제1 부분 영역(11a)에, 다른 접속 부재(40A)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 접속 부재(40A)의 타단은, 제4 반도체 적층체(10D)의 p형 반도체층(12D)과 전기적으로 접속되어 있다.
제4 반도체 적층체(10D)의 제1 부분 영역(11a)에, 제4 도전 부재(44)가 전기적으로 접속되어 있다. 제4 도전 부재(44)는, 예를 들어 제2 반도체 적층체(10B)의 p형 반도체층(12B)(도 1 참조)과 전기적으로 접속되어도 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 반도체 적층체(10A 내지 10D)의 각각은, 제1 내지 제4 측면 s1 내지 s4를 포함한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제1 반도체 적층체(10A)는, 제3 측면 s3 및 제4 측면 s4를 포함한다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4는, 제1 반도체 적층체(10A)의 제3 측면 s3의 반대측에 위치한다.
제3 반도체 적층체(10C)는, 제3 측면 s3 및 제4 측면 s4를 갖는다. 제3 반도체 적층체(10C)의 제3 측면 s3은, 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4와 대향하며, 제1 반도체 적층체(10A)에 가까운 측에 있다. 제3 반도체 적층체(10C)의 제4 측면 s4는, 제3 반도체 적층체(10C)의 제3 측면 s3의 반대측에 위치하며, 제1 반도체 적층체(10A)로부터 먼 측에 있다.
예를 들어, 제3 반도체 적층체(10C)의 제3 측면 s3과, 제1 반도체 적층체(10A)(예를 들어 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4) 사이의 거리는, 제3 반도체 적층체(10C)의 제4 측면 s4와, 제1 반도체 적층체(10A)(예를 들어 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4) 사이의 거리보다도 짧다.
예를 들어, 제1 반도체 적층체(10A)의 제3 측면 s3과, 제3 반도체 적층체(10C)의 제4 측면 s4 사이에, 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4가 있다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4와, 제3 반도체 적층체(10C)의 제4 측면 s4 사이에, 제3 반도체 적층체(10C)의 제3 측면 s3이 있다.
제1 반도체 적층체(10A)의 제3 측면 s3과, 제1 영역 R1 사이의 각도를 제5 각도 θ5라 한다. 제1 반도체 적층체(10A)의 제4 측면 s4와, 제1 영역 R1 사이의 각도를 제6 각도 θ6이라 한다. 실시 형태에 있어서, 제5 각도 θ5는, 제6 각도 θ6보다도 작다.
제3 반도체 적층체(10C)의 제3 측면 s3과, 제3 영역 R3 사이의 각도를 제7 각도 θ7이라 한다. 제3 반도체 적층체(10C)의 제4 측면 s4와, 제3 영역 R3 사이의 각도를 제8 각도 θ8이라 한다. 실시 형태에 있어서, 제8 각도 θ8은, 제7 각도 θ7보다도 작다.
이와 같은 각도(제5 내지 제8 각도 θ5 내지 θ8)에 의해, 제1 내지 제4 각도 θ1 내지 θ4에 관하여 설명한 것과 마찬가지로, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자가 얻어진다.
이하, 실시 형태에 관한 발광 소자의 응용예에 대하여 설명한다.
도 9는 실시 형태에 관한 발광 소자를 사용한 조명 장치를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 조명 장치(310)에 있어서, 실장 기판(211)의 상면에, 복수의 발광 소자(이 예에서는, 발광 소자(111))가 형성된다. 복수의 발광 소자(111)의 사이에, 반사체(212)가 형성된다. 반사체(212)는 실장 기판(211)의 주면(211a)에 대하여 경사진 경사면을 갖는다.
반사체(212)의 상방에, 예를 들어 확산판(213), 형광체 시트(214), 제1 프리즘(215), 제2 프리즘(216) 및 편광 필름(217)이 이 순서로 형성된다.
발광 소자(111)로부터, 예를 들어 청색의 광(111L)이 출사된다. 광(111L)은, 실장 기판(211)의 주면(211a)을 따라서 출사된다. 광(111L)은, 반사체(212)에서 반사된다. 반사된 광(212L)은, 확산판(213)을 향하여 진행된다.
실시 형태에 있어서는, 발광 소자(111)로부터 출사된 광(111L)이 주면(211a)을 실질적으로 따르고 있다. 예를 들어, 광(111L)은, 발광 소자(111)로부터 직접적으로 확산판(213)으로 향하지 않는다. 이에 의해, 주면(211a)과 확산판(213) 사이의 거리 D1을 짧게 할 수 있다. 거리 D1이 짧은 경우에 있어서도, 밝기가 균일한 조명 장치(310)가 얻어진다. 조명 장치(310)는, 예를 들어 액정 표시 장치 등의 백라이트로서 사용할 수 있다.
실시 형태에 따르면, 측방의 광 강도가 높은 배광 특성을 갖는 발광 소자를 제공할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 소자에 포함되는 기판, 반도체 적층체, 발광층, 반도체층 및 반사층 등의 각각의 구체적인 구성에 관해서는, 당업자가 공지의 범위로부터 적절히 선택함으로써 본 발명을 마찬가지로 실시하여, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 각 구체예 중 어느 2개 이상의 요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
그 밖에, 본 발명의 실시 형태로서 상술한 발광 소자를 기초로 하여, 당업자가 적절히 설계 변경하여 실시할 수 있는 모든 발광 소자도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.
그 밖에, 본 발명의 사상의 범주에 있어서, 당업자라면 각종 변경예 및 수정예에 상도할 수 있는 것이며, 그것들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해된다.
10A 내지 10D : 제1 내지 제4 반도체 적층체
11A 내지 11D : n형 반도체층
11a : 제1 부분 영역
11b : 제2 부분 영역
12A 내지 12D : p형 반도체층
12AE, 12BE, 12CE, 12DE : 제1 내지 제4 도전막
13A 내지 13D : 제1 내지 제4 발광층
31 : 제1 반사층
31a : 제1 막
31b : 제2 막
32 : 제2 반사층
32c : 제3 막
32d : 제4 막
35, 36 : 절연층
40, 40A : 접속 부재
41 내지 44 : 제1 내지 제4 도전 부재
41E, 42E, 43E : 제1, 제2, 제3 전극
50 : 기판
50E : 외연
50a : 제1 면
50b : 제2 면
θ1 내지 θ8 : 제1 내지 제8 각도
110, 111, 120 : 발광 소자
111L : 광
211 : 실장 기판
211a : 주면
212 : 반사체
212L : 광
213 : 확산판
214 : 형광체 시트
215 : 제1 프리즘
216 : 제2 프리즘
217 : 편광 필름
310 : 조명 장치
AR : 화살표
D1 : 거리
R1 내지 R4 : 제1 내지 제4 영역
Rs : 외주 영역
Rs0 : 중간 영역
Rs1 : 제1 외주 영역
Rs2 : 제2 외주 영역
s1 내지 s4 : 제1 내지 제4 측면

Claims (9)

  1. 제1 면을 갖는 기판과,
    제1 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제1 영역에 형성된 제1 반도체 적층체와,
    제2 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제2 영역에 형성된 제2 반도체 적층체를 구비하고,
    상기 제1 반도체 적층체는, 상기 제1 영역과 교차하는 제1 측면과, 상기 제1 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하고, 상기 제1 영역과 교차하는 제2 측면을 포함하고,
    상기 제2 반도체 적층체는, 상기 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 대향하며 상기 제1 반도체 적층체에 가까운 측에 있고, 상기 제2 영역과 교차하는 제1 측면과, 상기 제2 반도체 적층체의 제1 측면의 반대측에 위치하며 상기 제1 반도체 적층체로부터 먼 측에 있고, 상기 제2 영역과 교차하는 제2 측면을 포함하고,
    상기 제1 반도체 적층체의 제1 측면과 상기 제1 영역 사이의 제1 각도는, 상기 제1 반도체 적층체의 제2 측면과 상기 제1 영역 사이의 제2 각도보다도 작고,
    상기 제2 반도체 적층체의 제2 측면과 상기 제2 영역 사이의 제4 각도는, 상기 제2 반도체 적층체의 제1 측면과 상기 제2 영역 사이의 제3 각도보다도 작은 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반도체 적층체의 제1 및 제2 측면과, 상기 제2 반도체 적층체의 제1 및 제2 측면에 형성되며, 상기 제1 및 제2 반도체 적층체로부터의 광을 반사하는 제1 반사층을 더 구비한 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 반사층은,
    제1 굴절률을 갖는 제1 막과,
    상기 제1 측면과 상기 제1 막 사이에 형성되며 상기 제1 굴절률과는 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 막을 포함하는 발광 소자.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 면은, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 중간 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 반사층은, 상기 중간 영역과 접하는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 면은, 상기 기판의 외연과 상기 제1 영역 사이의 외주 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 반사층은, 상기 외주 영역과 접하는 발광 소자.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제1 면의 반대측에 위치하는 제2 면을 갖고,
    상기 제2 면에, 상기 제1 및 제2 반도체 적층체로부터의 광을 반사하는 제2 반사층이 형성되어 있는 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 반사층은,
    제3 굴절률을 갖는 제3 막과,
    상기 기판과 상기 제3 막 사이에 형성되며 상기 제3 굴절률과는 상이한 제4 굴절률을 갖는 제4 막을 포함하는 발광 소자.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제4 각도의 각각은, 30도 이상 45도 이하이고,
    상기 제2 및 제3 각도의 각각은, 60도 이상 70도 이하인 발광 소자.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제3 영역에 형성된 제3 반도체 적층체와,
    제4 발광층을 포함하며 상기 제1 면의 제4 영역에 형성된 제4 반도체 적층체를 더 구비하고,
    상기 제1 반도체 적층체는, 제3 측면과, 상기 제1 반도체 적층체의 제3 측면의 반대측에 위치하는 제4 측면을 포함하고,
    상기 제3 반도체 적층체는, 상기 제1 반도체 적층체의 제4 측면과 대향하며 상기 제1 반도체 적층체에 가까운 측에 있는 제3 측면과, 상기 제3 반도체 적층체의 제3 측면의 반대측에 위치하며 상기 제1 반도체 적층체로부터 먼 측에 있는 제4 측면을 포함하고,
    상기 제1 반도체 적층체의 제3 측면과 상기 제1 영역 사이의 제5 각도는, 상기 제1 반도체 적층체의 제4 측면과 상기 제1 영역 사이의 제6 각도보다도 작고,
    상기 제3 반도체 적층체의 제4 측면과 상기 제3 영역 사이의 제8 각도는, 상기 제3 반도체 적층체의 제4 측면과 상기 제3 영역 사이의 제7 각도보다도 작은 발광 소자.
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