KR102528843B1 - Light emitting element and light emitting device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 휘도 분포의 편중을 없게 하고 균일한 발광을 얻을 수 있는 발광 소자 및 이를 이용한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 평면 형상이 육각형인 발광 소자로서, n측 반도체층(2n)과, n측 반도체층(2n) 위에 설치된 p측 반도체층(3p)과, 평면에서 볼 때 p측 반도체층(3p)의 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부(R2, R4, R6)를 제외한 영역에 설치되며, n측 반도체층(2n)을 노출시키는 복수의 구멍(6)과, p측 반도체층(3p)에 접하여 설치된 제1 p전극(4p)과, 제1 p전극(4p) 위의 3개의 각부(R1, R3, R5)에 각각 설치된 제2 p전극(5n)과, 제1 p전극(4p) 위에 설치되며, 복수의 구멍(6)을 통해서 n측 반도체층(2n)과 전기적으로 접속된 n전극(7n)을 구비하는 발광 소자가 제공된다.An object of the present invention is to provide a light emitting element capable of eliminating bias in luminance distribution and obtaining uniform light emission, and a light emitting device using the same.
According to the present invention, as a light emitting element having a hexagonal planar shape, an n-side semiconductor layer 2n, a p-side semiconductor layer 3p provided on the n-side semiconductor layer 2n, and a p-side semiconductor layer ( 3p), provided in regions other than the three corner portions R2, R4, and R6 located at opposite angles to each other, and a plurality of holes 6 exposing the n-side semiconductor layer 2n, and the p-side semiconductor layer 3p ), the first p-electrode 4p installed in contact with the first p-electrode 4p, the second p-electrode 5n provided at each of the three corners R1, R3, and R5 on the first p-electrode 4p, and the first p-electrode 4p. ), and provided with an n-electrode 7n electrically connected to the n-side semiconductor layer 2n through a plurality of holes 6.
Description
본 발명은 발광 소자 및 이를 이용한 발광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting element and a light emitting device using the same.
종래부터, 광 취출 효율이 양호하며, 균일한 발광을 얻기 위한 발광 소자에 대해서, 여러 가지 연구가 이루어지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 3 등을 참조).[0003] Conventionally, various researches have been conducted on a light emitting element for obtaining uniform light emission with good light extraction efficiency (for example, see Patent Literatures 1 to 3, etc.).
본 발명의 실시형태는, 발광 소자의 각부(角部) 및 그 주변부에 있어서의 발광을 최소한으로 하고, 상면으로부터의 광 취출을 한층 더 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 이를 이용한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention is to provide a light emitting element and a light emitting device using the light emitting element capable of further improving light extraction from the upper surface by minimizing light emission from each part of the light emitting element and its periphery. The purpose.
본 발명의 실시형태에 관한 발광 소자는,The light emitting element according to the embodiment of the present invention,
(1) 평면 형상이 육각형인 발광 소자로서,(1) A light emitting element having a hexagonal planar shape,
n측 반도체층과,an n-side semiconductor layer;
상기 n측 반도체층 위에 설치된 p측 반도체층과,a p-side semiconductor layer provided on the n-side semiconductor layer;
평면에서 볼 때 상기 p측 반도체층의 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부를 제외한 영역에 설치되며, 상기 n측 반도체층을 노출시키는 복수의 구멍과,A plurality of holes provided in a region of the p-side semiconductor layer excluding three corner portions located at opposite angles to each other when viewed from a plan view, and exposing the n-side semiconductor layer;
상기 p측 반도체층에 접하여 설치된 제1 p전극과,a first p-electrode provided in contact with the p-side semiconductor layer;
상기 제1 p전극 위의 상기 3개의 각부에 각각 설치된 제2 p전극과,a second p-electrode provided on each of the three respective portions on the first p-electrode;
상기 제1 p전극 위에 설치되며, 상기 복수의 구멍을 통해서 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속된 n전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.and an n-electrode installed on the first p-electrode and electrically connected to the n-side semiconductor layer through the plurality of holes.
(2) 평면 형상이 육각형인 발광 소자로서,(2) A light emitting element having a hexagonal planar shape,
n측 반도체층과,an n-side semiconductor layer;
상기 n측 반도체층 위에 설치된 p측 반도체층과,a p-side semiconductor layer provided on the n-side semiconductor layer;
평면에서 볼 때 상기 p측 반도체층의 서로 마주보는, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부를 제외한 영역에 설치되며, 상기 n측 반도체층을 노출시키는 복수의 구멍과,A plurality of holes provided in a region of the p-side semiconductor layer excluding two corner portions located farthest away from each other and exposing the n-side semiconductor layer when viewed from a plan view;
상기 p측 반도체층에 접하여 설치된 제1 p전극과,a first p-electrode provided in contact with the p-side semiconductor layer;
상기 제1 p전극 위의 상기 3개의 각부에 각각 설치된 제2 p전극과,a second p-electrode provided on each of the three respective portions on the first p-electrode;
상기 제1 p전극 위에 설치되며, 상기 복수의 구멍을 통해서 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속된 n전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.and an n-electrode installed on the first p-electrode and electrically connected to the n-side semiconductor layer through the plurality of holes.
본 발명의 실시형태에 관한 발광 장치는,A light emitting device according to an embodiment of the present invention,
(3) 상기 발광 소자와,(3) the light emitting element;
상기 발광 소자가 설치되는 기체(基體)와,A body on which the light emitting element is installed;
상기 발광 소자를 덮는 반구상(半球狀)의 투광성 부재를 구비한다.A hemispherical light transmitting member covering the light emitting element is provided.
본 발명의 실시형태에 따르면, 발광 소자의 각부 및 그 주변부에 있어서의 발광을 최소한으로 하고, 상면으로부터의 광 취출을 한층 더 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 이를 이용한 발광 장치를 실현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to realize a light emitting element and a light emitting device using the light emitting element capable of further improving light extraction from the upper surface by minimizing light emission from each portion of the light emitting element and its peripheral portion.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 발광 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 1b는 도 1a에 있어서의 발광 소자의 요부를 확대한 평면도이다.
도 1c는 도 1a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 1d는 도 1a에 있어서의 B-B'선을 따른 단면도이다.
도 1e는 도 1a의 발광 소자를 포함하는 본 발명의 일 실시형태에 관한 발광 장치의 부분 구성을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 1f는 도 1e에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 발광 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 발광 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 발광 소자의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.
도 4b는 도 4a에 있어서의 발광 소자의 요부를 확대한 평면도이다.
도 4c는 도 4a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 발광 소자의 전류밀도분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 6의 A 및 도 6의 B는, 참고를 위한 발광 소자의 전류밀도분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 7의 A~도 7의 F는, 본 발명의 실시형태에 관한 발광 소자에 있어서의 제2 p전극의 위치를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 발광 소자를 이용한 발광 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8b는 도 8a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 발광 소자를 이용한 다른 발광 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9b는 도 9a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 도 9a의 발광 장치를 이용한 광원 유닛의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10b는 도 10a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 도 9a의 발광 장치를 이용한 다른 광원 유닛의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11b는 도 11a에 있어서의 A-A'선을 따른 단면도이다.1A is a schematic plan view schematically showing the configuration of a light emitting element according to an embodiment of the present invention.
Fig. 1B is an enlarged plan view of a main part of the light emitting element in Fig. 1A.
Fig. 1C is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 1A.
Fig. 1D is a cross-sectional view taken along line BB' in Fig. 1A.
Fig. 1E is a schematic plan view schematically showing a partial configuration of a light emitting device according to an embodiment of the present invention including the light emitting element shown in Fig. 1A.
Fig. 1F is a cross-sectional view taken along line AA' in Fig. 1E.
Fig. 2 is a schematic plan view schematically showing the configuration of a light emitting element according to another embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a schematic plan view schematically showing the configuration of a light emitting element according to still another embodiment of the present invention.
Fig. 4A is a schematic plan view schematically showing the configuration of a light emitting element according to still another embodiment of the present invention.
Fig. 4B is an enlarged plan view of a main part of the light emitting element in Fig. 4A.
Fig. 4C is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 4A.
5 is a diagram showing simulation results of the current density distribution of the light emitting element according to the embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams showing simulation results of the current density distribution of the light emitting element for reference.
7A to 7F are schematic plan views for explaining the position of the second p-electrode in the light emitting element according to the embodiment of the present invention.
8A is a plan view schematically showing the configuration of a light emitting device using a light emitting element according to an embodiment of the present invention.
Fig. 8B is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 8A.
9A is a plan view schematically showing the configuration of another light emitting device using a light emitting element according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9B is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 9A.
Fig. 10A is a plan view schematically showing the configuration of a light source unit using the light emitting device of Fig. 9A according to an embodiment of the present invention.
Fig. 10B is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 10A.
Fig. 11A is a plan view schematically showing the configuration of another light source unit using the light emitting device of Fig. 9A according to an embodiment of the present invention.
Fig. 11B is a cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 11A.
이하의 설명에서는, 필요에 따라 특정 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들면,「위」,「아래」,「오른쪽」,「왼쪽」및 이러한 용어를 포함하는 다른 용어)를 사용한다. 이러한 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 이러한 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 복수의 도면에 나타내는 동일 부호는 동일한 부분 또는 부재를 나타낸다. 발명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 복수의 실시형태에 대해 설명하지만, 이러한 실시형태는 각각 독립한 것은 아니며, 공유할 수 있는 곳은 다른 실시형태의 설명을 적용한다.In the following description, terms indicating a specific direction or position (eg, "up", "down", "right", "left" and other terms including these terms) are used as necessary. The use of these terms is to facilitate understanding of the invention referring to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. The same reference numerals shown in a plurality of drawings denote the same parts or members. In order to make the invention easy to understand, a plurality of embodiments are described, but these embodiments are not independent of each other, and descriptions of other embodiments are applied where they can be shared.
실시형태 1:발광 소자Embodiment 1: Light-emitting element
본 실시형태의 발광 소자(10)는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 평면 형상이 육각형이다. 발광 소자(10)는, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이, n측 반도체층(2n)과, n측 반도체층(2n) 위에 설치된 p측 반도체층(3p)과, p측 반도체층(3p)에 있어서 특정한 위치에 설치된 복수의 구멍(6)과, p측 반도체층(3p)에 접하여 설치된 제1 p전극(4p)과, 제1 p전극(4p) 위에 있으며 복수의 구멍(6)이 배치되어 있지 않은 각부(R1, R3 및 R5)에 각각 설치된 제2 p전극(5p)과, 복수의 구멍(6)을 거쳐서 n측 반도체층(2n)과 전기적으로 접속된 n전극(7n)을 구비한다. 복수의 구멍(6)은, 평면에서 볼 때 p측 반도체층의 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부, 예를 들면, 도 1a에 있어서의 R1, R3 및 R5를 제외한 영역(바꾸어 말하면, 도 1a에 있어서 각부(R2, R4, R6), 각 변에 인접하는 영역 및 이들보다도 내측의 영역)에 설치되어 있다.As shown in FIG. 1A, the
발광 소자(10)는, 외부와 접속되는 제2 p전극(5p)이, p측 반도체층(3p)에 있어서의 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부의 영역 위에 배치된다. 한편, 이 제2 p전극이 배치된 3개의 각부(R1, R3 및 R5)를 제외한 영역에 복수의 구멍(6)이 설치됨과 함께, 복수의 구멍(6)을 거쳐서 n전극(7n)이 n측 반도체층(2n)과 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 반도체층에 공급되는 전류 중, 제2 p전극(5p)이 배치된 각부(R1, R3, R5)에 공급되는 전류가 억제되는 한편으로, 이들 각부 이외의 영역, 즉 복수의 구멍(6)이 배치된 p측 반도체층의 변에 인접하는 영역, 및 각부(R1, R3, R5)보다도 내측의 영역에 공급되는 전류를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 발광 소자(10)의 각부(R1, R3, R5) 및 그 주변의 영역에 있어서의 발광을 최소한으로 하고, 그 이외의 발광 소자(10)의 상면(특히, 각부(R1, R3, R5)에 둘러싸인 내측의 영역)으로부터의 광 취출을 한층 더 향상시킬 수 있다.In the
이와 같은 발광 소자(10)의 평면 형상은, 정육각형인 것이 바람직하지만, 6개의 각부의 각도가, 120도±5도 정도 변동하는 것도 허용된다. 육각형을 구성하는 각 변은, 통상 직선이지만, 반도체층의 가공 정밀도 등에 따라 다소 만곡 또는 굴곡되어 있어도 좋다. 따라서, 발광 소자의 평면 형상은, 이를 고려하여, 정육각형 및 이에 근사한 형상도 포함한다.The planar shape of the
이러한 평면 형상이 육각형인 발광 소자는, 예를 들면, 한 변이 300~2000㎛ 정도의 길이를 들 수 있다. 바꾸어 말하면, 가장 먼 위치에 있는 각부를 연결하는 대각선이 600~4000㎛ 정도의 길이를 들 수 있다. 또 바꾸어 말하면, 발광 소자의 평면적은, 0.2~10㎟ 정도를 들 수 있다.Such a light emitting element having a hexagonal planar shape may have a length of about 300 to 2000 μm on one side, for example. In other words, the length of the diagonal connecting the corner part at the farthest position may be about 600 to 4000 μm. In other words, the plane area of the light emitting element is about 0.2 to 10 mm 2 .
(반도체층)(semiconductor layer)
반도체층은, 적어도 n측 반도체층(2n)과 p측 반도체층(3p)을 포함한다. 또한, 이들 사이에 활성층을 포함하는 것이 바람직하다. n측 반도체층(2n) 및/또는 p측 반도체층(3p)은, 발광 소자의 평면 형상을 육각형으로 하기 위해서, 그 외주의 평면 형상이 육각형인 것이 바람직하다. 다만, n측 반도체층(2n) 및/또는 p측 반도체층(3p)은, 외주의 일부 및/또는 내측에 있어서, 막 두께 방향의 일부 또는 전부에 있어서 제거된 부분이 존재하여도 좋다. 또한, 발광 영역(본 실시형태에서는 활성층이 이에 상당함)을 기준으로 하여, n전극이 접속되는 측의 반도체가 n측 반도체층(2n)이며, p 전극이 접속되는 측의 반도체가 p측 반도체층(3p)이다.The semiconductor layer includes at least an n-
이들 n측 반도체층, 활성층 및 p측 반도체층으로서는, 예를 들면, InXAlYGa1 -X-YN(0≤≤X, 0≤≤Y, X+Y<1)로 나타내는 질화물 반도체를 이용할 수 있다. 반도체층을 구성하는 각 층의 막 두께 및 층 구조는, 해당 분야에서 공지된 것을 이용할 수 있다.As these n-side semiconductor layers, active layers, and p-side semiconductor layers, for example, nitride semiconductors represented by In X Al Y Ga 1 -XY N (0≤≤X, 0≤≤Y, X+Y<1) can be used. . For the film thickness and layer structure of each layer constituting the semiconductor layer, those known in the relevant field can be used.
반도체층은, 반도체 성장용 기판 위에 형성되어 있다. 반도체층에 질화물 반도체를 이용하는 경우는, 사파이어(Al2O3)로 이루어진 기판을 이용할 수 있다.The semiconductor layer is formed on the substrate for semiconductor growth. In the case of using a nitride semiconductor for the semiconductor layer, a substrate made of sapphire (Al 2 O 3 ) can be used.
(구멍)(hole)
복수의 구멍(6)은, 평면에서 볼 때, p측 반도체층의 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부를 제외한 영역에 설치되며, n측 반도체층을 노출시킨다.The plurality of
여기서, 서로 대각의 위치에 있는 각부란, 서로 인접하지 않으며, 서로 마주 보는 위치에 있는 것을 의미한다. 또한, 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부란, 평면 형상이 육각형인 p측 반도체층의 경우에는, 1개 걸러서의 3개의 각부를 가리킨다.Here, the corner parts located at opposite angles to each other mean that they are not adjacent to each other and are located facing each other. Note that, in the case of a p-side semiconductor layer having a hexagonal planar shape, the three corner portions located at opposite angles to each other refer to every other three corner portions.
구멍(6)은, 이 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부를 제외한 영역에 설치되어 있으면, p측 반도체층의 어느 영역에 형성되어 있어도 좋다. 바꾸어 말하면, 1개 걸러서의 3개의 각부에만 형성되어 있지 않으면, 1개 걸러서의 3개의 각부를 포함한 4개의 각부에 형성되어 있지 않아도 좋고, 1개 걸러서의 3개의 각부를 포함한 5개의 각부에 형성되어 있지 않아도 좋고, 모든 각부에 형성되어 있지 않아도 좋다. 이들 어느 경우도, 각부 이외의 p측 반도체층의 영역, 특히, 적어도 3개의 각부에 둘러싸이는 내측의 영역에 구멍이 설치되어 있는 것이 바람직하고, 발광 소자의 상면으로부터 취출되는 광을 증가시킬 수 있다.The
예를 들면, 도 7의 A에 나타내는 발광 소자(A)에 있어서, 구멍(6)은, 1개 걸러서의 3개의 각부인 R2, R4 및 R6로 나타내는 3개의 각부에 형성되어 있고, 서로 대각의 위치에 있는 R1, R3 및 R5로 나타내는 3개의 각부에 형성되어 있지 않다. 도 7의 B에 나타내는 발광 소자(B)에 있어서, 구멍(6)은, 서로 대각의 위치에 있는 R1, R3 및 R5로 나타내는 3개의 각부에 더하여, R2로 나타내는 각부에도 형성되지 않고, R4와 R6로 나타내는 2개의 각부에는 형성되어 있다. 도 7의 C에 나타내는 발광 소자(C)에 있어서, 구멍(6)은, 서로 대각의 위치에 있는 R1, R3, R4 및 R6로 나타내는 각부에는 형성되지 않고, R2와 R5로 나타내는 2개의 각부에는 형성되어 있다. 도 7의 D에 나타내는 발광 소자(D)에 있어서, 구멍(6)은, R6로 나타내는 1개의 각부에는 형성되어 있지만, 서로 대각의 위치에 있는 R1, R3 및 R5로 나타내는 3개의 각부에 더하여, R2 및 R4로 나타내는 2개의 각부에는 형성되어 있지 않다. 다만, 여기서는, 구멍(6)이 형성되어 있는 각부는, R1에서 R6 중 어느 것이라도 좋다. 또한, 도 7의 E에 나타내는 발광 소자(E)에 있어서, 구멍(6)은, 서로 대각의 위치에 있는 R1, R3 및 R5로 나타내는 3개의 각부를 포함한 어느 각부에도 형성되어 있지 않다.For example, in the light emitting element A shown in FIG. 7A, the
본원 명세서에 있어서, 각부란, 상술한 바와 같이, 평면에서 볼 때, 발광 소자 및/또는 n측 반도체층 및/또는 p측 반도체층의 외연을 구성하는 2개의 선이, 120도±5도로 교차하고, 그 2개의 선을 2변으로 하여 형성되는 부채꼴(扇形)의 영역(도 1b 중, 7ni 참조)을 가리킨다. 다만, 그 부채꼴의 영역을 포함하는 한, 약간 내측을 향해서 연장하는 부위가 포함된 영역(도 2 중, 27n 및 도 4b 중, 47ni 참조)이어도 좋다. 그 2개의 선은, 육각형을 형성하는 변의 1/3 정도 이하의 길이로 하는 것이 바람직하고, 1/4 정도 이하의 길이로 하는 것이 보다 바람직하다.In the specification of the present application, the term "cornered portion" means, as described above, two lines constituting the outer edges of the light emitting element and/or the n-side semiconductor layer and/or the p-side semiconductor layer intersect at 120 degrees ± 5 degrees when viewed in a plan view. and refers to a fan-shaped region (see 7ni in FIG. 1B) formed by making the two lines two sides. However, it may be a region (refer to 27n in Fig. 2 and 47ni in Fig. 4b) including a portion extending slightly inward as long as the fan-shaped region is included. The two lines are preferably about 1/3 or less of the length of the sides forming the hexagon, and more preferably about 1/4 or less.
상술한 바와 같이, 구멍(6)은, n측 반도체층을 노출시키는 구멍이다. 구멍에 의해 노출되는 복수의 n측 반도체층은, 후술하는 n전극에 의해 일체적으로 n측 반도체층과 전기적으로 접속하기 위해 이용할 수 있다.As described above, the
구멍의 수, 크기, 형상, 위치는, 의도하는 발광 소자의 크기, 형상, 접속 상태 등에 따라 적절히 설정할 수 있다.The number, size, shape, and position of the holes can be appropriately set according to the intended size, shape, connection state, and the like of the light emitting element.
구멍은, 모두가 같은 크기, 같은 형상으로 배열되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 전류의 공급량의 균일화를 실현할 수 있다. 그 결과, 발광 소자 전체로서, 발광 강도를 균일화하고, 휘도 불균일을 억제할 수 있다.It is more preferable that all the holes are arranged in the same size and shape. In this way, it is possible to realize uniformity of the supply amount of current. As a result, the luminous intensity of the entire light emitting element can be made uniform, and unevenness in luminance can be suppressed.
구멍의 형상은, 평면에서 볼 때 원 또는 타원, 삼각형, 직사각형, 육각형 등의 다각형 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 원형 또는 타원형이 바람직하다. 구멍의 크기는, 반도체층의 크기, 요구되는 발광 소자의 출력, 휘도 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 구멍은, 예를 들면, 직경(한 변)이 수십~수백 ㎛ 정도의 길이가 바람직하다. 다른 관점에서, 직경이, 반도체층의 한 변의 1/20~1/5 정도의 길이인 것이 바람직하다. 또 다른 관점에서, 예를 들면, 구멍에 점해지는 총평면적에 따라 적절히 조정할 수 있다. 구체적으로는, 총평면적이, 상술한 발광 소자의 평면적에 대하여, 1/100~1/20 정도를 들 수 있다. 바꾸어 말하면, 2000㎛2~0.5㎟ 정도를 들 수 있다. 구멍의 수는, 예를 들면, 2~100개 정도를 들 수 있고, 4~80개 정도가 바람직하다.As for the shape of a hole, polygons, such as a circle, an ellipse, a triangle, a rectangle, and a hexagon, etc. are mentioned in planar view, and a circular shape or an ellipse is especially preferable. The size of the hole can be appropriately adjusted according to the size of the semiconductor layer, required output of the light emitting element, luminance, and the like. The hole preferably has, for example, a diameter (one side) of about several tens to several hundred micrometers. From another point of view, the diameter is preferably about 1/20 to 1/5 of one side of the semiconductor layer. From another point of view, it can be appropriately adjusted according to the total plane area occupied by the hole, for example. Specifically, the total plane area is about 1/100 to 1/20 of the plane area of the light emitting element described above. In other words, about 2000 μm 2 to 0.5 mm 2 can be cited. The number of holes is, for example, about 2 to 100, preferably about 4 to 80.
구멍은, 예를 들면 도 1a에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 p측 반도체층의 변을 따라 복수 나란히 배치하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 인접하는 구멍끼리를 등간격으로 배치하고 있는 것이 보다 바람직하다. 다만, 일부의 구멍 사이에서, 그 간격이 달리 되어 있어도 좋다. 여기서, 등간격이란, 구멍끼리가 모두 같은 간격으로 배치되어 있는 것뿐만 아니라, 그러한 간격은 ±5% 정도의 범위 내에서의 차이가 허용되는 것을 의미한다. 구멍 사이의 최단 거리(이하, 구멍의 중심간 거리)는, 예를 들면, 구멍의 크기(예를 들면, 직경)의 2~8배 정도를 들 수 있고, 4~6배 정도의 거리가 바람직하다. 구체적으로는, 직경 50㎛ 정도의 구멍을 p측 반도체층이 갖는 경우, 최단 거리는, 100~400㎛ 정도를 들 수 있고, 200~300㎛ 정도가 바람직하다.It is preferable that a plurality of holes are arranged side by side along the side of the p-side semiconductor layer in plan view, as shown in Fig. 1A, for example. In this case, it is more preferable to arrange adjacent holes at equal intervals. However, between some of the holes, the intervals may be different. Here, the equal interval means not only that the holes are all arranged at equal intervals, but also that such intervals allow a difference within a range of about ±5%. The shortest distance between holes (hereinafter, distance between centers of holes) is, for example, about 2 to 8 times the size (eg, diameter) of the hole, and a distance of about 4 to 6 times is preferable. do. Specifically, when the p-side semiconductor layer has a hole with a diameter of about 50 μm, the shortest distance is about 100 to 400 μm, preferably about 200 to 300 μm.
이러한 구멍의 배치에 의해, n측 반도체층에 주입되는 전류를 제어하여, 발광 효율의 개선을 도모할 수 있다.By arranging these holes, it is possible to control the current injected into the n-side semiconductor layer and improve the luminous efficiency.
(제1 p전극, 제2 p전극 및 n전극)(1st p-electrode, 2nd p-electrode and n-electrode)
발광 소자는, 적어도 제1 p전극(4)과, 제2 p전극(5)과, n전극(7)을 포함한다.The light emitting element includes at least a first p-electrode (4), a second p-electrode (5), and an n-electrode (7).
이들 전극은, 예를 들면, Ag, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti, Al 및 Cu 등의 금속 또는 이들의 합금에 의해 형성해도 좋고, 또한 예를 들면, Zn, In, Sn, Ga 및 Mg를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한 투광성 도전막 등의 단층막 또는 적층막에 의해 형성해도 좋다. 투광성 도전막으로서는, 예를 들면, ITO, ZnO, IZO, GZO, In2O3 및 SnO2 등을 들 수 있다.These electrodes may be formed of, for example, metals such as Ag, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti, Al, and Cu, or alloys thereof, or, for example, Zn , In, Sn, Ga, and Mg. Examples of the translucent conductive film include ITO, ZnO, IZO, GZO, In 2 O 3 and SnO 2 . etc. can be mentioned.
제1 p전극(4)은, p측 반도체층 위에 있어서, p측 반도체층에 접하여 설치되어 있다. 제1 p전극은 오믹 전극층이지만, 예를 들면 광반사 전극층으로서 기능시킬 수도 있다. 그 때문에, 제1 p전극은, p측 반도체층과의 접촉 면적이 클수록 바람직하고, 예를 들면, 반도체층의 평면적의 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상으로 형성되어 있는 것이 보다 바람직하고, 상술한 각부를 포함하는 대략 전면(全面)에 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.The first p-electrode 4 is provided on the p-side semiconductor layer and in contact with the p-side semiconductor layer. The first p-electrode is an ohmic electrode layer, but can also function as a light reflection electrode layer, for example. Therefore, the larger the contact area with the p-side semiconductor layer, the more preferable the first p-electrode is. , It is more preferable that it is formed on the substantially entire surface including the above-mentioned corner part.
광반사 전극층으로서는, Ag 또는 Ag합금 등을 갖는 층(Ag함유층)에 의해 형성할 수 있다. Ag 또는 Ag합금에 의한 층은, 반도체층에 접촉하여 또는 반도체층에 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. Ag합금으로서는, 해당 분야에서 공지의 재료 중 어느 것을 이용해도 좋다. 광반사 전극층의 두께는, 특히 한정되는 것은 아니고, 반도체층으로부터 출사되는 광을 효과적으로 반사하는 것이 가능한 두께, 예를 들면, 20㎚~1㎛ 정도를 들 수 있다. Ag의 마이그레이션(migration)을 방지하기 위해, 그 상면(바람직하게는, 상면 및 측면)을 피복하는 추가의 도전층 또는 절연층이 배치되어 있는 것이 바람직하다.As the light reflection electrode layer, it can be formed of a layer (Ag-containing layer) containing Ag or an Ag alloy or the like. The layer made of Ag or Ag alloy is preferably disposed in contact with the semiconductor layer or at a position closest to the semiconductor layer. As the Ag alloy, any of materials known in the field may be used. The thickness of the light reflection electrode layer is not particularly limited, and a thickness capable of effectively reflecting light emitted from the semiconductor layer, for example, is about 20 nm to 1 μm. In order to prevent migration of Ag, it is preferable to provide an additional conductive layer or insulating layer covering the upper surface (preferably, the upper surface and side surface) thereof.
이와 같은 추가의 도전층은, 상술한 전극 재료로서 열거된 금속 또는 이들의 합금으로 이루어지는 단층막이나 적층막에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, Al, Cu 또는 Ni 등의 금속을 적어도 함유하는 단층막이나, Ni/Ti/Ru 또는 Ni/Ti/Pt 등의 적층막을 들 수 있다. 또한, 도전층의 두께는, 효과적으로 Ag의 마이그레이션을 방지하기 위해, 수백 ㎚~수 ㎛ 정도를 들 수 있다.Such an additional conductive layer can be formed by a single-layer film or a laminated film made of the metals listed as the above-mentioned electrode materials or alloys thereof. For example, a monolayer film containing at least a metal such as Al, Cu or Ni, or a laminated film such as Ni/Ti/Ru or Ni/Ti/Pt may be used. In addition, the thickness of the conductive layer may be on the order of several hundred nanometers to several micrometers in order to effectively prevent migration of Ag.
또한, 추가의 절연층은, 예를 들면, 광반사 전극층의 상면에서 부분적으로 개구하고, 또한 광반사 전극층의 측면을 피복하도록, SiN 또는 SiO2 등의 절연층을 형성함으로써, Ag의 마이그레이션을 방지할 수 있다. 또한, 절연층은, 단층막 또는 적층막 중 어느 것이어도 좋다.In addition, the additional insulating layer is, for example, partially opened on the upper surface of the light reflective electrode layer, and an insulating layer such as SiN or SiO 2 is formed so as to cover the side surface of the light reflective electrode layer, thereby preventing Ag migration. can do. Further, the insulating layer may be either a single layer film or a multilayer film.
오믹 전극층으로서는, 상술한 투광성 도전막으로 이루어지는 단층막 또는 적층막을 들 수 있다.As the ohmic electrode layer, a single-layer film or a laminated film made of the light-transmitting conductive film described above can be used.
제2 p전극은, 제1 p전극 위이며, 평면에서 볼 때 각부에 배치되어 있다. 다만, 제2 p전극은, 구멍이 배치되어 있는 영역에는 배치되어 있지 않다. 제2 p전극은, 상술한 바와 같이, 구멍이 배치되어 있지 않은, 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부에 배치된다. 다만, 제2 p전극은, 이들 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부에 배치되는 한, 나아가 구멍이 배치되어 있지 않은 각부에 배치되어 있어도 좋다.The second p-electrode is on the first p-electrode and is disposed at the corner in a plan view. However, the second p-electrode is not disposed in the region where the hole is disposed. As described above, the second p-electrode is disposed on three corner portions at opposite angles to each other, where no hole is disposed. However, the second p-electrode may be further disposed at a corner portion in which no hole is disposed, as long as the second p-electrode is disposed at the three corner portions at opposite angles to each other.
즉, 제2 p전극은, 발광 소자의 6개의 각부 중에서, 3개 이상의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 3개의 각부에 배치되는 경우는, 도 7의 A에 나타내는 바와 같이, 서로 인접하지 않는 3개의 각부, 바꾸어 말하면, 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 4개의 각부에 배치되는 경우에는, 도 7의 B에 나타내는 바와 같이, 서로 대각의 위치에 있는 3개의 각부에 더하여, 임의의 하나의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 5개 또는 6개의 각부에 배치되는 경우에는, 도 7의 D 및 도 7의 E에 나타내는 바와 같이, 어느 각부에 배치하여도 좋으며, 제2 p전극이 배치되지 않는 2개의 각부가 서로 인접하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다(도 7의 B 및 도 7의 C 참조). 그 중에서도, 제2 p전극은, 전류밀도분포의 균일성이 우수한, 서로 인접하지 않는 3개의 각부 또는 6개의 각부에 배치되는 것이 보다 바람직하고, 특히 6개의 각부에 배치된 경우, 각부에 둘러싸인 내측의 영역으로부터의 광 취출을 한층 더 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.That is, it is preferable that the second p-electrode is disposed on three or more corner portions among the six corner portions of the light emitting element. When the second p-electrode is disposed on three corner portions, as shown in Fig. 7A, it is preferable to arrange three corner portions that are not adjacent to each other, in other words, three corner portions located at opposite angles to each other. In the case where the second p-electrode is disposed on four corner portions, as shown in Fig. 7B, it is preferable that the second p-electrode be disposed on any one corner portion in addition to the three angle portions located opposite each other. When the second p-electrode is disposed in five or six corner portions, as shown in FIG. 7D and FIG. 7E, it may be disposed in any corner portion, and the two corner portions in which the second p-electrode is not disposed. It is preferable to arrange so that are not adjacent to each other (see FIG. 7B and FIG. 7C). Among them, it is more preferable that the second p-electrode is disposed on three corner parts or six corner parts that are not adjacent to each other, which has excellent uniformity of current density distribution. This is preferable because the extraction of light from the region of can be further improved.
제2 p전극은, 예를 들면, 평면에서 볼 때, 각부, 즉, 120도±5도로 2개의 선이 교차하고, 그 2개의 선을 2변으로 하여 형성되는 부채꼴, 이에 근사하는 형상 또는 이들 형상을 포함한 형상(이하 「부채꼴 등」이라고 기재하는 일이 있음)을 갖는 것이 바람직하다. 2개의 선은, 육각형을 형성하는 변의 40% 이하의 길이로 하는 것을 들 수 있고, 35% 정도 이하, 30% 정도 이하, 25% 정도 이하, 20% 정도 이하, 15% 정도 이하가 바람직하다. 바꾸어 말하면, 30~300㎛ 정도의 한 변 또는 100~300㎛ 정도의 한 변을 갖는 부채꼴 등의 형상을 들 수 있다.The 2nd p-electrode, for example, when viewed from a plane, has a corner portion, that is, a fan shape formed by two lines crossing at 120 degrees ± 5 degrees and two sides of the two lines, a shape similar thereto, or these It is preferable to have a shape including a shape (hereinafter sometimes referred to as "a fan shape"). It is exemplified that the two lines have a length of 40% or less of the sides forming the hexagon, preferably about 35% or less, about 30% or less, about 25% or less, about 20% or less, or about 15% or less. In other words, shapes such as a sector having one side of about 30 to 300 μm or one side of about 100 to 300 μm are exemplified.
n전극은, 제1 p전극 위에 설치되어 있다. n전극은, 제2 p전극 위에 설치되지 않고, 평면에서 볼 때 제2 p전극과 이간하여 배치되어 있다. 또한, n전극은, 상술한 복수의 구멍을 통해서 n측 반도체층과 전기적으로 접속되어 있다. n전극은, 복수로 분할되어 있어도 좋지만, 실장할 때의 접속 영역을 넓혀 전류를 균일하게 공급할 수 있도록, 1개의 n전극이, 복수의 구멍을 통해서 n측 반도체층에 접속되어 있는 것이 바람직하다.The n-electrode is provided on the first p-electrode. The n-electrode is not provided on the second p-electrode, but is disposed spaced apart from the second p-electrode in a plan view. Also, the n-electrode is electrically connected to the n-side semiconductor layer through the plurality of holes described above. The n-electrode may be divided into a plurality of n-electrodes, but one n-electrode is preferably connected to the n-side semiconductor layer through a plurality of holes so that the connection area at the time of mounting can be widened and current can be uniformly supplied.
제2 p전극 및/또는 n전극은, 구체적으로는, 반도체층 측으로부터 Ti/Rh/Au, Ti/Pt/Au, W/Pt/Au, Rh/Pt/Au, Ni/Pt/Au, Al-Cu합금/Ti/Pt/Au, Al-Si-Cu합금/Ti/Pt/Au, Ti/Rh, Ti/Rh/Ti/Pt/Au, Ag/Ni/Ti/Pt, Ti/ASC/Ti/Rt/Au(여기서, ASC란, Al/Si/Cu합금이다) 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 이러한 적층 구조의 반도체층 측에, 상술한 투광성 도전막이 배치되어 있어도 좋다.The second p-electrode and/or n-electrode is, specifically, Ti/Rh/Au, Ti/Pt/Au, W/Pt/Au, Rh/Pt/Au, Ni/Pt/Au, Al from the semiconductor layer side. -Cu alloy/Ti/Pt/Au, Al-Si-Cu alloy/Ti/Pt/Au, Ti/Rh, Ti/Rh/Ti/Pt/Au, Ag/Ni/Ti/Pt, Ti/ASC/Ti /Rt/Au (here, ASC is an Al/Si/Cu alloy) or the like. In addition, the light-transmitting conductive film described above may be disposed on the semiconductor layer side of such a laminated structure.
n전극은, 상술한 p측 반도체층에 설치된 구멍의 저면인 n측 반도체층의 노출면의 일부로부터, 구멍의 측면(활성층 및 p측 반도체층의 측면), p측 반도체층 위에 이르는 영역에 배치된 절연막을 거쳐서, 구멍 내로부터 p측 반도체층 위에 걸쳐서 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기서의 절연막은, 해당 분야에서 공지의 재료막을, 단층막 또는 적층막으로, 전기적인 절연성을 확보할 수 있는 두께로 이용하는 것이 바람직하다.The n-electrode is disposed in a region extending from a part of the exposed surface of the n-side semiconductor layer, which is the bottom surface of the hole provided in the above-mentioned p-side semiconductor layer, to the side surface of the hole (side surface of the active layer and the p-side semiconductor layer) and above the p-side semiconductor layer. It is preferable to extend over the p-side semiconductor layer from the inside of the hole via the formed insulating film. As the insulating film here, it is preferable to use a known material film in the field, a single-layer film or a laminated film, with a thickness capable of ensuring electrical insulation.
n전극은, 평면에서 볼 때, 일부 또는 전부가, n측 반도체층보다 약간 작아도, 동등하여도, 약간 커도 좋다. 또한, n전극은, 평면에서 볼 때 제2 p전극과 이간하도록 부채꼴 등에 대응하는 개구를 갖는 것이 바람직하다.Part or all of the n-electrode may be slightly smaller than, equal to, or slightly larger than the n-side semiconductor layer in plan view. Further, the n-electrode preferably has an opening corresponding to a fan shape or the like so as to be separated from the second p-electrode in plan view.
또한, n전극 및 제2 p전극과, n측 반도체층 및 p측 반도체층과의 각각의 사이에, 유전체 다층막, 예를 들면 DBR(분포 브래그 반사기)막이 포함되어 있어도 좋다.Further, a dielectric multilayer film such as a DBR (distributed Bragg reflector) film may be included between the n-electrode and the second p-electrode, and the n-side semiconductor layer and the p-side semiconductor layer, respectively.
실시형태 2:발광 소자Embodiment 2: Light-emitting element
이 실시형태 2에서는, 발광 소자에 있어서의 복수의 구멍(6)의 위치와, 제2 p전극의 위치가 일부 다른 것을 제외하고는, 실질적으로 실시형태 1의 발광 소자와 마찬가지의 구성을 갖는다.Embodiment 2 has substantially the same configuration as the light emitting element of Embodiment 1, except that the position of the plurality of
(구멍)(hole)
이 발광 소자에서는, 복수의 구멍은, 도 7의 F에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 p측 반도체층의 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부, 예를 들면, 도 7의 F에 있어서의 R1과 R4를 제외한 영역에 설치되고, n측 반도체층을 노출시킨다.In this light emitting element, as shown in FIG. 7F, the plurality of holes are two corner portions located at the furthest position of the p-side semiconductor layer in a plan view, for example, R1 in FIG. 7F and It is provided in the region except for R4 and exposes the n-side semiconductor layer.
여기서, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부란, 최장의 대각선의 양단에 배치되는 각부를 의미한다.Here, the two corner parts at the farthest position mean the corner parts arranged at both ends of the longest diagonal line.
구멍(6)은, 이 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부를 제외한 영역에 설치되어 있으면, p측 반도체층의 어느 영역에 형성되어 있어도 좋다. 바꾸어 말하면, 이 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부에만 형성되어 있지 않으면, 이 2개의 각부 중 어느 것에 인접하는 각부에 형성되어 있지 않아도 좋고, 이 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부를 포함하는 5개의 각부에 형성되어 있지 않아도 좋고, 모든 각부에 형성되어 있지 않아도 좋다. 이들 어느 경우도, 각부 이외의 p측 반도체층의 영역, 특히, 적어도 2개의 각부 사이에 끼이는 내측의 영역에 구멍이 설치되어 있는 것이 바람직하고, 발광 소자의 상면(특히, 2개의 각부 사이에 끼이는 내측의 영역)으로부터 취출되는 광을 증가시킬 수 있다.The
예를 들면, 도 7의 F에 나타내는 발광 소자 F에 있어서, 구멍(6)은, 가장 먼 위치에 있는 R2 및 R5로 나타내는 2개의 각부에 형성되지 않으며, R1, R3, R4 및 R6로 나타내는 4개의 각부에는 형성되어 있다. 또한, 도 7의 B에 나타내는 발광 소자 B에 있어서, 구멍(6)은, 가장 먼 위치에 있는 R2 및 R5로 나타내는 2개의 각부에 더하여, R1 및 R3로 나타내는 각부에도 형성되지 않고, R4와 R6로 나타내는 2개의 각부에는 형성되어 있다. 또한, 도 7의 C에 나타내는 발광 소자 C에 있어서, 구멍(6)은, 가장 먼 위치에 있는 R3 및 R6로 나타내는 2개의 각부에 더하여, R1 및 R4로 나타내는 각부에도 형성되지 않고, R2와 R5로 나타내는 2개의 각부에는 형성되어 있다. 또한, 도 7의 D에 나타내는 발광 소자 D에 있어서, 구멍(6)은, R6로 나타내는 1개의 각부에는 형성되어 있지만, 가장 먼 위치에 있는 R2 및 R5 또는 R1 및 R4로 나타내는 4개의 각부에 더하여 R3로 나타내는 각부에는 형성되어 있지 않다. 다만, 여기서는, 구멍(6)이 형성되어 있는 각부는, R1에서 R6 중 어느 것이라도 좋다. 또한, 도 7의 E에 나타내는 발광 소자 E에 있어서, 구멍(6)은, 가장 먼 위치에 있는 R2 및 R5, R1 및 R4 또는 R3 및 R6로 나타내는 6개의 각부를 포함한 어느 각부에도 형성되어 있지 않다.For example, in the light emitting element F shown in F of FIG. 7 , the
(제2 p전극)(2nd p electrode)
제2 p전극은, 제1 p전극 위에 있어서, 각부에 배치되어 있다. 다만, 제2 p전극은, 구멍이 배치되어 있는 영역에는 배치되어 있지 않다. 제2 p전극은, 상술한 바와 같이, 구멍이 배치되어 있지 않은, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부에 배치된다. 다만, 제2 p전극은, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부에 배치되는 한, 또한, 구멍이 배치되어 있지 않은 각부에 배치되어 있어도 좋다.The second p-electrode is disposed on the corner portion above the first p-electrode. However, the second p-electrode is not disposed in the region where the hole is disposed. As described above, the second p-electrode is disposed on the two corner portions at the farthest positions where no hole is disposed. However, as long as the second p-electrode is disposed at the two most distant corner portions, it may be further disposed at a corner portion where no hole is disposed.
즉, 제2 p전극은, 발광 소자의 6개의 각부 중, 2개 이상의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 2개의 각부에 배치되는 경우는, 도 7의 F에 나타내는 바와 같이, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 4개의 각부에 배치되는 경우에는, 도 7의 B 및 도 7의 C에 나타내는 바와 같이, 가장 먼 위치에 있는 2개의 각부에 더하여, 이 2개의 각부 중 어느 것에 인접하는 각부의 임의의 2개의 각부에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 제2 p전극이 배치되지 않는 2개의 각부가 서로 인접하지 않도록, 제2 p전극이 배치되는 것이 바람직하다. 제2 p전극이 5개 또는 6개의 각부에 배치되는 경우에는, 도 7의 D 및 도 7의 E에 나타내는 바와 같이, 어느 각부에 배치하여도 좋다. 그 중에서도, 제2 p전극은, 6개의 각부에 배치되는 것이 보다 바람직하다.That is, the second p-electrode is preferably disposed on two or more corner portions among the six corner portions of the light emitting element. In the case where the second p-electrode is disposed on the two corner portions, it is preferable to arrange the two corner portions at the farthest positions, as shown in Fig. 7F. In the case where the second p-electrode is disposed on four corner portions, as shown in FIGS. 7B and 7C , in addition to the two most distant corner portions, the corner portion adjacent to any of these two corner portions It is preferable to arrange at any two corner parts. That is, it is preferable that the second p-electrode is disposed such that the two corner portions on which the second p-electrode is not disposed are not adjacent to each other. In the case where the second p-electrode is disposed in five or six corner portions, it may be disposed in any corner portion, as shown in Figs. 7D and 7E. Among them, it is more preferable that the second p-electrode is disposed at six corner portions.
이상의 구성을 갖는 실시형태 2의 발광 소자는, 제2 p전극이 배치된 영역에 있어서의 각부 및 그 주변 영역에 있어서의 발광을 최소한으로 하고, 발광 소자의 상면으로부터의 광 취출을 한층 더 향상시킬 수 있다.The light-emitting element of Embodiment 2 having the above configuration minimizes light emission from each corner and its peripheral area in the region where the second p-electrode is disposed, and further improves light extraction from the upper surface of the light-emitting element. can
실시형태 embodiment 3:발광3: light emission 장치 Device
본 발명의 일 실시형태의 발광 장치는, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 상술한 발광 소자(70)와, 발광 소자(70)가 설치되는 기체(80)와, 발광 소자를 덮는 반구상의 투광성 부재(90)를 구비한다.As shown in FIGS. 8A and 8B , the light emitting device of one embodiment of the present invention includes the
또한, 이 발광 장치에 있어서는, 임의로, 발광 소자 등의 측면, 상면 또는 하면 등(또한, 기체의 측면, 상면 또는 하면 등)에, 광반사성, 투광성, 차광성, 파장 변환성 등을 갖는 기능성 부재를 배치하고 있어도 좋다. 예를 들면, 발광 소자의 측면 및 상면에, 형광체층을 전착(電着), 스프레이 등에 의해 형성해도 좋다. 또한, 투광성 부재(90)를 더 덮는 광학 부재(예를 들면, 렌즈)를 배치하여도 좋다.Further, in this light-emitting device, a functional member having light reflection, light-transmitting, light-shielding, wavelength converting, etc. is optionally provided on the side surface, upper surface, or lower surface of the light-emitting element or the like (also, the side surface, upper surface, or lower surface of the body). may be placed. For example, a phosphor layer may be formed on the side surface and upper surface of the light emitting element by electrodeposition, spraying, or the like. Further, an optical member (for example, a lens) may be disposed to further cover the
(기체)(gas)
기체는, 예를 들면, 금속, 세라믹, 수지, 유전체, 펄프, 유리, 종이 또는 이들의 복합 재료(예를 들면, 복합 수지), 혹은 이들 재료와 도전 재료(예를 들면, 금속, 카본 등)와의 복합 재료 등으로 이루어지는 기재의 표면에, 임의로 내부 및/또는 이면에, 복수의 배선 패턴을 갖는다.The base material is, for example, metal, ceramic, resin, dielectric, pulp, glass, paper, or a composite material thereof (eg composite resin), or these materials and a conductive material (eg metal, carbon, etc.) A plurality of wiring patterns are optionally provided on the inside and/or back surface of a base material made of a composite material or the like.
배선 패턴은, 발광 소자에게 전류를 공급할 수 있는 것이면 좋고, 해당 분야에서 통상 이용되고 있는 재료, 두께, 형상 등으로 형성되어 있다. 또한, 배선 패턴은, 발광 소자의 전극(제2 p전극 및 n전극)과 접속되는 정부(正負) 한 쌍의 패턴을 포함하는 것이면, 정부 한 쌍의 패턴과는 독립하여 배치된 다른 패턴을 갖고 있어도 좋다.The wiring pattern may be any material capable of supplying current to the light emitting element, and is formed of a material, thickness, shape, or the like commonly used in the field. In addition, if the wiring pattern includes a pair of positive and negative patterns connected to the electrodes (second p-electrode and n-electrode) of the light emitting element, it has another pattern arranged independently of the pair of positive and negative patterns. may be
또한, 기체에의 발광 소자의 실장은, 예를 들면, 범프, 땜납 등의 접합 부재에 의해 행하는 것이 바람직하다. 접합 부재는, 해당 분야에서 공지의 재료 중 어느 것이라도 이용할 수 있다.In addition, it is preferable to mount the light emitting element to the base body by, for example, bonding members such as bumps and solder. As the bonding member, any of materials known in the field may be used.
(투광성 부재)(light-transmitting member)
투광성 부재는, 발광 소자를 피복하는 것이며, 렌즈로서의 역할도 한다. 그러므로, 반구 형상인 것이 바람직하다. 다만, 이 반구 형상은, 엄밀한 구, 엄밀한 절반이 아니어도 되며, 편구(扁球), 장구(長球), 란형(卵型), 방추 형상 등의 일부의 절단체 등이어도 좋다.The light transmitting member covers the light emitting element and also serves as a lens. Therefore, it is preferable to have a hemispherical shape. However, this hemispherical shape does not have to be a strict sphere or a strict half, and may be a partially cut body such as a spherical sphere, an elongated sphere, an egg shape, and a fusiform shape.
투광성 부재는, 유리 등에 의해 형성되어 있어도 좋지만, 수지에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 수지로서는, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 이들의 변성 수지 또는 이들 수지를 1종 이상 포함하는 하이브리드(hybrid) 수지 등등을 들 수 있다.The light transmitting member may be formed of glass or the like, but is preferably formed of resin. Examples of the resin include thermosetting resins, thermoplastic resins, modified resins thereof, and hybrid resins containing one or more of these resins.
(기능성 부재)(absence of functionality)
기능성 부재로서는, 예를 들면, 렌즈, 형광체층 등, 여러 가지 기능을 부가할 수 있는 부재를 들 수 있다. 기능성 부재는, 1개의 발광 소자에 대해서 1개 또는 복수 배치하여도 좋고, 복수의 발광 소자에 대하여 1개 배치하여도 좋다.Examples of functional members include members capable of adding various functions, such as lenses and phosphor layers. One functional member or a plurality of functional members may be disposed with respect to one light emitting element, or one may be disposed with respect to a plurality of light emitting elements.
렌즈로서는, 예를 들면, 오목 볼록 렌즈, 프레넬 렌즈 등을 들 수 있다. 이들 렌즈는, 해당 분야에서 공지의 재료에 의해서, 공지의 제조 방법에 따라 제조한 것을 이용할 수 있다. 렌즈는, 광확산재 등이 함유되어 있어도 좋다. 광확산재로서는, 유리 섬유, 월라스토나이트 등의 섬유상 필러, 질화알루미늄, 카본 등의 무기 필러, 실리카, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 유리, 형광체의 결정 또는 소결체, 형광체와 무기물의 결합재와의 소결체 등을 들 수 있다.As a lens, a concave-convex lens, a Fresnel lens, etc. are mentioned, for example. For these lenses, those manufactured by known manufacturing methods using known materials in the field can be used. The lens may contain a light diffusing material or the like. Examples of the light diffusion material include fibrous fillers such as glass fiber and wollastonite, inorganic fillers such as aluminum nitride and carbon, silica, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, glass, crystals or sintered bodies of phosphors, binders of phosphors and inorganic materials, and the like. The sintered body of , etc. are mentioned.
렌즈의 광입사면 및/또는 광출사면에는, 보호막, 반사막, 반사 방지막 등이 형성되어 있어도 좋다. 반사 방지막으로서는, 이산화규소와, 이산화지르코늄으로 이루어지는 4층 구조의 것 등이 적용될 수 있다.A protective film, a reflective film, an anti-reflection film, or the like may be formed on the light incident surface and/or light exit surface of the lens. As the antireflection film, a 4-layer structure composed of silicon dioxide and zirconium dioxide, etc. can be applied.
형광체는, 해당 분야에서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄·가넷(YAG)계 형광체, 세륨으로 활성화된 루테튬·알루미늄·가넷(LAG), 유로퓸 및/또는 크롬으로 활성화된 질소함유알루미늄규산칼슘(CaO-Al2O3-SiO2)계 형광체, 유로퓸으로 활성화된 실리게이트((Sr, Ba)2SiO4)계 형광체, β 사이앨론 형광체, CASN계 또는 SCASN계 형광체 등의 질화물계 형광체, KSF계 형광체(K2SiF6:Mn), 황화물계 형광체, 이른바 나노크리스탈, 양자점으로 칭해지는 발광 물질이어도 좋다. 발광 물질로서는, 반도체 재료, 예를 들면, II-VI족, III-V족, IV-VI족 반도체, 구체적으로는, CdSe, 코어 쉘 형의 CdSxSe1 -x/ZnS, GaP 등의 나노 사이즈의 고분산 입자를 들 수 있다. 형광체는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.As the phosphor, those known in the art can be used. For example, cerium-activated yttrium aluminum garnet (YAG) phosphors, cerium-activated lutetium aluminum garnet (LAG), europium and/or chromium-activated nitrogen-containing aluminum calcium silicate (CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 )-based phosphors, europium-activated silicate ((Sr, Ba) 2 SiO 4 )-based phosphors, β-SiAlON phosphors, nitride-based phosphors such as CASN-based or SCASN-based phosphors, KSF-based phosphors (K 2 SiF 6 :Mn), a sulfide-based phosphor, a so-called nanocrystal, or a light emitting material called a quantum dot may be used. As the light emitting material, semiconductor materials such as group II-VI, group III-V, and group IV-VI semiconductors, specifically, CdSe, core-shell type CdS x Se 1 -x /ZnS, nano nanoparticles such as GaP size of highly dispersed particles. The phosphor can be used singly or in combination of two or more.
근년의 발광 장치의 소형화, 또한 발광 소자를 피복하는 투광성 부재의 소형화에 수반하여, 투광성 부재의 표면이 발광 소자에 근접한 결과, 투광성 부재에 의한 렌즈 효과를 얻지 못하고 발광 장치의 측방으로 그대로 빠져나가는 광이 증대하고, 발광 장치의 상방으로부터 취출되는 광을 소망한 효율로 얻을 수 없는 것이 염려된다. 이에 대해서, 본 실시형태와 같이, 평면 형상이 육각형인 발광 소자를 투광성 부재로 피복하는 경우, 같은 평면적을 갖는 평면 형상이 사각형인 발광 소자와 비교하여, 발광 소자와 투광성 부재의 표면과의 거리를 보다 확보할 수 있다. 따라서, 투광성 부재에 의한 렌즈 효과를 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 관한 발광 소자는, 그 각부에 있어서의 발광을 억제하는 구조, 바꾸어 말하면, 각부에 있어서의 반도체층에의 전류 공급을 억제하는 대신에, 그 각부 이외의 영역에 공급되는 전류를 증가시키는 구조를 갖는다. 이에 의해, 투광성 부재의 표면에 근접하기 쉬운 발광 소자의 각부로부터 발광 장치의 측방으로 그대로 빠져나가는 광을 저감하여, 투광성 부재에 의한 렌즈 효과를 보다 유효하게 이용하고 발광 장치의 상방으로 광을 효율 좋게 취출할 수 있다.With the miniaturization of light-emitting devices in recent years and the miniaturization of the light-transmitting member covering the light-emitting element, as a result of the surface of the light-transmitting member being close to the light-emitting element, the light that passes through the side of the light-emitting device without obtaining a lens effect by the light-transmitting member. This increases, and there is a concern that light taken out from above the light emitting device cannot be obtained with desired efficiency. In contrast, as in the present embodiment, when a light emitting element having a hexagonal planar shape is covered with a light transmitting member, the distance between the light emitting element and the surface of the light transmitting member is reduced compared to a light emitting element having a rectangular planar shape and having the same planar area. more can be obtained. Therefore, the lens effect by the light-transmitting member can be effectively utilized. In addition, the light emitting element according to the present embodiment has a structure for suppressing light emission in the respective portions, in other words, instead of suppressing current supply to the semiconductor layer in the respective portions, current supplied to regions other than the respective portions. has a structure that increases This reduces the light escaping directly from the corner of the light emitting element that tends to approach the surface of the light emitting member to the side of the light emitting device, effectively utilizes the lens effect of the light transmitting member, and efficiently directs the light upward to the light emitting device. can be extracted
이하, 발광 소자 및 이를 이용한 발광 장치의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of a light emitting element and a light emitting device using the same will be described in detail based on the drawings.
실시예Example 1:발광 소자 1: light emitting element
이 실시예의 발광 소자(10)는, 도 1a 내지 도 1d에 나타내는 바와 같이, 평면 형상이 육각형이다. 이러한 발광 소자(10)는, n측 반도체층(2n) 및 p측 반도체층(3p)과, 제1 p전극(4p), 제2 p전극(5p) 및 n전극(7n)을 구비한다. 발광 소자(10)의 한 변 길이는 약 1.2㎜이다.As shown in Figs. 1A to 1D, the
반도체층은, 육각형의 사파이어 기판(8) 위에, n측 반도체층(2n), 활성층(Ac), p측 반도체층(3p)이 이 순서로 적층되어 구성되어 있다. 반도체층은, 그 최외주에 있어서, p측 반도체층(3p) 및 활성층(Ac)의 일부가 제거되어 n측 반도체층(2n)을 노출시킨 영역을 갖고 있다.The semiconductor layer is formed by stacking an n-
p측 반도체층(3p)은, 복수의 구멍(6)을 갖고 있다. 구멍(6)에 있어서는, 그 하방에 존재하는 활성층(Ac)도 제거되어, n측 반도체층(2n)을 노출시키고 있다. 다만, 여기서의 p측 반도체층(3p)은, 육각형의 서로 인접하지 않는 3개의 각부 및 그 주변에는, 구멍이 배치되지 않고, 이러한 각부 및 그 주변을 제외한 영역에 있어서, 복수의 구멍(6)을 갖고 있다.The p-
구멍(6)은, 대략 원형이며, 그 직경이 약 27㎛이며, 예를 들면, 58개 형성되어 있다. 구멍(6)은, 평면에서 볼 때, 육각형의 변에 대하여 거의 평행으로 병렬되어 있고, 그 중심간 거리는 약 300㎛이다. 구멍(6)의 총면적은, 반도체층의 평면적의 0.92% 정도이며, 약 33000㎛2이다.The
p측 반도체층(3p)에 접하여, 복수의 구멍(6)을 제외한 대략 전면에, 제1 p전극(4p)이 배치되어 있다. 여기서 대략 전면이란, p측 반도체층(3p)의 상면에 있어서의 외연 및 구멍(6) 근방인 내연 이외의 영역을 말한다. 예를 들면, 제1 p전극(4p)은, p측 반도체층(3p)의 상면 중 90% 이상의 면에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 제1 p전극(4p)은, p측 반도체층(3p) 위의 대략 전면에 형성된, Ag함유층과, 이 Ag함유층의 상면을 피복하는 층과, 또한 Ag함유층의 상면의 일부 및 측면을 피복하는 SiN으로 이루어지는 절연층(4a)을 갖는다. Ag함유층을 피복하는 층은, 반도체층 측으로부터 Ni층, Ti층 및 Pt층의 적층막에 의해 형성되어 있다. 이러한 적층 구조에 의해, 활성층(Ac)으로부터 출사되는 광을 사파이어 기판(8) 측으로 반사할 수 있어서, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, Ag함유층을 피복하는 층 및 절연층(4a)에 의해, Ag의 마이그레이션을 효과적으로 방지할 수 있다.In contact with the p-
제1 p전극(4p) 위에 있으며, 상술한 구멍(6)이 배치되어 있지 않은 3개의 각부 및 그 주변을 포함한 영역에, 제2 p전극(5p)이 배치되어 있다. 제2 p전극(5p)은, 설치된 각부 및 그 주변을 포함한 영역을 구성하는 p측 반도체층(3p)의 2개의 변 중 일방에 실질적으로 평행한 2변을 갖는 부채꼴을 갖는다. 부채꼴의 2 변은, 각각, p측 반도체층(3p)의 한 변의 길이의 1/5 정도이며, 약 300㎛이다.On the first p-
제1 p전극(4p) 위에는, 복수의 구멍(6)을 통해서 n측 반도체층(2n)에 전기적으로 접속된 n전극(7n)이 배치되어 있다. 도 1b에 있어서, n전극(7n)의 외주를 7no, 내주를 7ni로 나타내고 있다. 제1 p전극(4p)은, 제2 p전극(5p) 및 그 주변 이외의 제1 p전극(4p)의 상방에, SiO2로 이루어지는 절연막(9)을 거쳐 배치되어 있다. 절연막(9)은, 구멍(6)의 측면과, 노출된 n측 반도체층(2n)의 일부 영역(n측 반도체층(2n) 상면) 위에 배치되어 있다. 절연막(9)은, p측 반도체층(3p) 위에 배치된 제1 p전극(4p) 위의 일부 영역 위, 즉, 제1 p전극(4p)과 제2 p전극(5p)과의 접속 부위에 있어서, 제1 p전극(4p)의 상면을 노출하는 개구(9a)를 갖고 있다. 또한, 절연막(9)은, 발광 소자(10)의 최외주에 있어서, p측 반도체층(3p) 및 활성층(Ac)의 일부가 제거되어 노출된 n측 반도체층(2n)도 피복하고 있다.Above the first p-
제2 p전극(5p) 및 n전극(7n)은, 모두, 반도체층 측으로부터 Ti/Al-Si-Cu합금/Ti/Pt/Au의 적층막에 의해 형성되어 있다.Both the second p-
이와 같은 발광 소자(10)를 이용하여 발광 장치를 제조하는 경우, 도 1e 및 도 1f에 나타내는 바와 같이, 제2 p전극(5p)에 접속하는 범프 전극(BP)을, 각 제2 p전극(5p)에 대하여 1개, n전극(7n)에 접속하는 범프 전극(BP)을, 전면에 걸쳐 균일하게 복수개 형성한다. n전극(7n)에 접속하는 범프 전극(BP)은, 발광 소자(10)를 실장할 때의 과중 부하에 의해 절연막(9)이 파괴되지 않도록, 평면에서 볼 때 구멍(6)과 중첩하지 않는 위치에 형성하는 것이 바람직하다.When manufacturing a light emitting device using such a
실시예Example 2:발광 소자 2: light emitting element
실시예 2의 발광 소자(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 p전극(25p)이 부채꼴은 아니고, 부채꼴로부터 내측으로 약간 연장시킨 2개의 부위를 갖는 형상을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1의 발광 소자(10)와 실질적으로 마찬가지의 구성을 갖는다.In the
실시예Example 3:발광 소자 3: light emitting element
실시예 3의 발광 소자(30)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 부채꼴의 제2 p전극(5p)이 모든 각부 및 그 주변을 포함한 영역에 배치되어 있다. 이에 수반하여, p측 반도체층(3p)의 6개의 각부 및 그 주변을 포함한 영역에 구멍(6)이 배치되지 않고, 구멍의 수가 55개로 되어 있다. 따라서, 구멍(6)의 총면적은, 반도체층의 평면적의 0.87% 정도이며, 약 3100㎛2이다.As shown in Fig. 3, in the
상술한 구성을 제외하고는, 실시예 1의 발광 소자(10)와 실질적으로 마찬가지의 구성을 갖는다.Except for the configuration described above, it has substantially the same configuration as the
실시예Example 4:발광 소자 4: light emitting element
실시예 4의 발광 소자(40)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 그 최외주에 있어서, p측 반도체층(3p) 및 활성층(Ac)의 일부가 제거되어 n측 반도체층(2n)을 노출시킨 영역을 갖고 있지만, 절연막(9)으로 피복되어 있지 않은 영역을 각부에 갖는다. 또한, 외측이 우묵하게 들어간 대략 부채꼴의 제2 p전극(45p)이, 모든 각부 및 그 주변을 포함한 영역에 배치되어 있다. 그리고, 제2 p전극(45p)이 배치된 각부에 있어서는, 절연막(9)으로 피복되어 있지 않은 영역에 있어서, n전극(7n)의 일부가 n측 반도체층(2n)과 접촉하여 전기적으로 접속되어 있다.As shown in Fig. 4, in the
상술한 구성을 제외하고는, 실시예 3의 발광 소자(30)와 실질적으로 마찬가지의 구성을 갖는다.Except for the configuration described above, it has substantially the same configuration as the
<발광 소자의 평가><Evaluation of light emitting element>
실시예 1~3의 발광 소자(10, 20, 30)에 있어서의 전류밀도의 분포를, 유한 요소법을 이용한 시뮬레이션 소프트웨어에 의해 해석하였다. 그 결과를 도 5a 내지 도 5c에 각각 나타낸다. 도 5a 내지 도 5c에 있어서, 농담이 진할수록 전류 밀도가 높은 것을 나타낸다.Distribution of the current density in the light-emitting
또한, 참고를 위해, 도 6의 A에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 대각선을 따라 제2 p전극(55)을 배치하는 이외, 발광 소자(10)와 실질적으로 마찬가지의 구성을 갖는 발광 소자(40)에 대하여도, 전류밀도의 분포를 해석하였다. 그 결과를, 도 6의 B에 나타낸다.For reference, as shown in A of FIG. 6 , a
도 5a 내지 도 5c에 따르면, 발광 소자(10, 20, 30)는 모두, 제2 p전극(5)이 배치된 영역에 있어서의 전류밀도를, 반도체층의 변에 인접하는 영역 및 내측의 영역에 있어서의 전류밀도보다도 저감시킬 수 있음을 알았다.5A to 5C, all of the
특히, 발광 소자(20)에 있어서는, 발광 소자(10)보다도 제2 p전극(25)의 면적을 크게 하였던 것에 따라, 제2 p전극(25)이 배치된 각부에 있어서의 전류 밀도를 저감시킬 수 있는 한편, 내측의 영역, 특히 반도체층의 중앙 영역에 있어서 전류밀도를 향상시킬 수 있다.In particular, in the
또한, 발광 소자(30)에 있어서는, 제2 p전극(35)의 수를 6개로 늘렸던 것에 수반하여, 제2 p전극(35)이 배치된 각부에 있어서 전류 밀도를 저감시킬 수 있는 한편, 내측 전체에 있어서 보다 균일하게 전류밀도를 향상시킬 수 있다.Further, in the
이러한 현상은, 발광 소자(50)에 있어서의 반도체층의 각부 및 외주 부분의 전류밀도분포보다도, 보다 현저하게, 전류밀도분포를 반도체층의 내측의 영역에 있어서 증대시킬 수 있었음을 나타낸다.This phenomenon indicates that the current density distribution in the inner region of the semiconductor layer could be increased more remarkably than the current density distribution in the corner and outer periphery of the semiconductor layer in the
또한, 발광 소자(10, 20, 30)에 관해서, 전류 350mA의 전류를 인가한 순방향 전압 Vf를, 유한 요소법을 이용한 시뮬레이션에 의해 해석하였다. 그 결과를, 구멍의 개수, 구멍을 거쳐 n전극이 n측 반도체층과 접속된 영역의 총면적(n측 컨택트 영역의 면적), 제1 p전극의 면적(p측 컨택트 영역의 면적)과 함께 표 1에 나타낸다. 또한, n측 컨택트 영역 및 p측 컨택트 영역의 면적은, 모두 발광 소자(10)에 있어서의 면적을 100%로 하여 그 상대값을 나타낸다.In addition, with respect to the
표 1에 나타내는 바와 같이, 발광 소자(10)에 대해서 발광 소자(20, 30)에서는, 각각 Vf값이 0.011V(약 3.1%), 0.012V(약 3.5%)만큼 저감되어 있는 것이 확인되었다. 발광 소자(20)는, 발광 소자(10)에 비하여 p측 컨택트 영역의 면적은 같지만, 제2 p전극의 면적이 크고, 제2 p전극 근방의 전류 집중이 완화되는 결과, Vf값이 저감하고 있다고 생각된다. 또한, 발광 소자(30)는, 발광 소자(10) 및 발광 소자(20)보다도, 제2 p전극의 수가 3개에서 6개로 늘어나서, 전류가 보다 균등하게 반도체층에 공급되기 때문에, Vf값이 저감하고 있다고 생각된다.As shown in Table 1, it was confirmed that the Vf values of the
실시예Example 5:발광 장치 5: light emitting device
실시예 5의 발광 장치(60)는, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1의 발광 소자(10)와 마찬가지로 평면 형상이 육각형인 발광 소자(70)와, 표면에 정부 한 쌍의 배선 패턴(도시하지 않음)을 갖는 기체(80)를 구비한다.As shown in FIGS. 8A and 8B , the
발광 소자(70)는, 기체(80)에 페이스다운 실장되어 있으며, 발광 소자(70)의 n전극 및 p전극이, 접합 부재를 거쳐서 기체(80)의 배선 패턴에 접속되어 있다. 또한, 발광 소자(70)는, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 반구상의 투광성 부재(90)에 의해 덮여 있다. 투광성 부재(90)는, 발광 소자(70)와 함께 기체(80)의 상면의 일부도 덮고 있다.The light-emitting
이와 같은 발광 장치는, 투광성 부재(90)에 의한 렌즈 효과를 보다 유효하게 이용하여 발광 장치의 상방으로 광을 효율 좋게 취출할 수 있다.In such a light-emitting device, the lens effect of the light-transmitting
실시예Example 6:발광 장치 6: light emitting device
실시예 6의 발광 장치(61)는, 도 9a 및 도 9b에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1의 발광 소자(10)와 마찬가지로 평면 형상이 육각형인 발광 소자(70)와, 표면에 정부 한 쌍의 배선 패턴(도시하지 않음)을 갖는 기체(80)를 구비한다. 발광 소자(70)는, 기체(80)에 페이스다운 실장되어 있고, 그 측면 및 광 취출면인 상면이, YAG 등으로 이루어지는 형광체층(92)에 의해 피복되어 있다. 또한, 형광체층(92)으로 피복된 발광 소자(70)의 표면은, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 투광성 부재(91)에 의해 거의 사각형의 형상으로 덮여 있다.As shown in FIGS. 9A and 9B , the
이와 같은 발광 장치는, 형광체층(92)에 의한 파장 변환 효과를 이용하여, 임의의 색의 광을 효율 좋게 취출할 수 있다.Such a light emitting device can efficiently take out light of an arbitrary color by utilizing the wavelength conversion effect of the
실시예Example 7:광원 유닛 7: light source unit
실시예 7의 광원 유닛(65)은, 도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 회로 기판(81)과, 이 회로 기판(81) 위에 서로 이간하여 탑재된 실시예 6의 복수의 발광 장치(61)와, 개개의 발광 장치(61)를 피복하는 렌즈(93)를 구비한다. 여기서의 렌즈(93)는, 예를 들면, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 발광 장치(61)로부터의 광을 유효하게 이용할 수 있는 대략 원 형상을 갖는다. 또한, 발광 장치(61)의 상방이며, 렌즈(93)의 발광 장치(61)와 대향하는 하면의 반대측에 있는 상면에는, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 발광 장치(61)로부터 출사되는 광을 넓힐 수 있는 오목부를 갖고 있어도 좋다.As shown in FIGS. 10A and 10B , the
이와 같은 광원 유닛에서는, 발광 장치는 종 및/또는 횡으로, 랜덤으로 또는 규칙적으로 배치함으로써, 백 라이트의 광원, 조명용의 광원으로서 이용할 수 있다.In such a light source unit, the light emitting devices can be used as a backlight light source or an illumination light source by arranging the light emitting devices vertically and/or horizontally, randomly or regularly.
실시예Example 8:광원 유닛 8: light source unit
실시예 8의 광원 유닛(66)은, 도 11a 및 도 11b에 나타내는 바와 같이, 회로 기판(81)과, 이 회로 기판(81) 위에 서로 이간하여 탑재된 실시예 6의 발광 장치(61)와, 이 발광 장치(61)를 피복하는 프레넬 렌즈(94)를 구비한다. 여기서의 프레넬 렌즈(94)는, 예를 들면, 발광 장치(61) 내에 배치되는 발광 소자 또는 그 위에 배치되는 형광체층의 외측으로부터의 시인성을 저감시킬 수 있는 형상을 구비한다.As shown in FIGS. 11A and 11B , the
이와 같은 광원 유닛에서는, 카메라 등의 플래시 라이트로서 이용할 수 있다.Such a light source unit can be used as a flash light for a camera or the like.
본 발명의 실시형태 및 실시예에 관한 발광 소자는, 조명 기구, 카메라의 플래시, 액정 디스플레이의 백라이트 광원, 각종 인디케이터용 광원, 차량 탑재용 광원, 센서용 광원, 신호기, 차량 탑재 부품, 간판용 채널 레터 등, 여러 가지 광원에 사용할 수 있다.Light emitting devices according to the embodiments and examples of the present invention are lighting fixtures, camera flashes, backlight light sources of liquid crystal displays, light sources for various indicators, vehicle-mounted light sources, sensor light sources, signals, vehicle-mounted parts, and signboard channels. It can be used for various light sources such as letters.
10, 20, 30, 40, 50, 70, A, B, C, D, E : 발광 소자
2n : n측 반도체층
3p : p측 반도체층
4p : 제1 p전극
4a : 절연막
5p, 25p, 45p, 5, 15, 25, 35, 45, 55 : 제2 p전극
6 : 구멍
7n, 27n, 47n : n전극
7no, 47no : n전극의 외주
7ni, 47ni : n전극의 내주
8 : 사파이어 기판
9 : 절연막
9a : 개구
Ac : 활성층
R1, R2, R3, R4, R5, R6 : 각부
BP : 범프
60, 61 : 발광 장치
65, 66 : 광원 유닛
80 : 기체
81 : 회로 기판
90, 91 : 투광성 부재
92 : 형광체층
93 : 렌즈
94 : 프레넬 렌즈10, 20, 30, 40, 50, 70, A, B, C, D, E: light emitting element
2n: n-side semiconductor layer
3p: p-side semiconductor layer
4p: 1st p-electrode
4a: insulating film
5p, 25p, 45p, 5, 15, 25, 35, 45, 55: second p-electrode
6 : hole
7n, 27n, 47n: n electrode
7no, 47no: outer circumference of n electrode
7ni, 47ni: inner circumference of n electrode
8: sapphire substrate
9: insulating film
9a: opening
Ac: active layer
R1, R2, R3, R4, R5, R6: each part
BP: bump
60, 61: light emitting device
65, 66: light source unit
80: gas
81: circuit board
90, 91: light transmitting member
92: phosphor layer
93: lens
94: Fresnel lens
Claims (14)
n측 반도체층과,
상기 n측 반도체층 위에 설치된 p측 반도체층과,
평면에서 볼 때, 상기 발광 소자의 6개의 각부(角部) 중, 상기 p측 반도체층의 서로 대각의 위치에 있는 적어도 3개의 각부를 제외한 영역에 설치되며, 상기 n측 반도체층을 노출시키는 복수의 구멍과,
상기 p측 반도체층에 접하여 설치된 제1 p전극과,
상기 제1 p전극 위의 상기 적어도 3개의 각부에 각각 설치된 제2 p전극과,
상기 제1 p전극 위에 설치되며, 상기 복수의 구멍을 통해서 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속된 n전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.A light emitting element having a hexagonal planar shape,
an n-side semiconductor layer;
a p-side semiconductor layer provided on the n-side semiconductor layer;
When viewed from a plan view, among the six corner portions of the light emitting element, the p-side semiconductor layer is provided in a region excluding at least three corner portions located at opposite angles to each other, and exposes the n-side semiconductor layer. with a hole in
a first p-electrode provided in contact with the p-side semiconductor layer;
a second p-electrode provided on each of the at least three respective portions on the first p-electrode;
and an n-electrode installed on the first p-electrode and electrically connected to the n-side semiconductor layer through the plurality of holes.
n측 반도체층과,
상기 n측 반도체층 위에 설치된 p측 반도체층과,
평면에서 볼 때, 상기 발광 소자의 6개의 각부 중, 상기 p측 반도체층의 가장 먼 위치에 있는 적어도 2개의 각부를 제외한 영역에 설치되며, 상기 n측 반도체층을 노출시키는 복수의 구멍과,
상기 p측 반도체층에 접하여 설치된 제1 p전극과,
상기 제1 p전극 위의 상기 적어도 2개의 각부에 각각 설치된 제2 p전극과,
상기 제1 p전극 위에 설치되며, 상기 복수의 구멍을 통해서 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속된 n전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.A light emitting element having a hexagonal planar shape,
an n-side semiconductor layer;
a p-side semiconductor layer provided on the n-side semiconductor layer;
A plurality of holes provided in a region excluding at least two corner portions located farthest from the p-side semiconductor layer among the six corner portions of the light emitting element when viewed from a plan view, and exposing the n-side semiconductor layer;
a first p-electrode provided in contact with the p-side semiconductor layer;
a second p-electrode provided on each of the at least two corner portions on the first p-electrode;
and an n-electrode installed on the first p-electrode and electrically connected to the n-side semiconductor layer through the plurality of holes.
상기 복수의 구멍은, 상기 6개의 각부에 설치되어 있지 않은, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The plurality of holes are not provided in the six corner portions.
상기 제2 p전극은, 상기 제1 p전극 위의 상기 6개의 각부에 각각 설치되어 있는, 발광 소자.According to claim 3,
The light emitting element wherein the second p-electrode is provided on each of the six corner portions on the first p-electrode.
상기 제2 p전극은, 각각 설치된 상기 각부를 구성하는 2변 중 일방에 평행한 2변을 갖는 부채꼴인, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The second p-electrode is a fan shape having two sides parallel to one of the two sides constituting the corner portion provided respectively.
상기 복수의 구멍은, 상기 p측 반도체층의 변을 따라 배치되어 있는, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The plurality of holes are arranged along the sides of the p-side semiconductor layer.
상기 n전극은, 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속된 부분으로부터, 절연층을 거쳐서 상기 제1 p전극 위에 걸쳐 설치되어 있는, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The n-electrode is provided over the first p-electrode from a portion electrically connected to the n-side semiconductor layer through an insulating layer.
상기 절연층은, 유전체 다층막인, 발광 소자.According to claim 7,
The insulating layer is a dielectric multilayer film, a light emitting element.
상기 제1 p전극은, 상기 p측 반도체층에 접하는 은(Ag)함유층을 포함하는, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The first p-electrode includes a silver (Ag)-containing layer in contact with the p-side semiconductor layer.
상기 제1 p전극은, 투광성 도전막인, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The first p-electrode is a light-transmitting conductive film.
상기 n전극은, 상기 복수의 구멍 내에 있어서, 각각 상기 n측 반도체층에 접하는 투광성 도전막을 개재하여 상기 n측 반도체층과 전기적으로 접속되어 있는, 발광 소자.According to claim 1 or 2,
The n-electrode is electrically connected to the n-side semiconductor layer via a translucent conductive film in contact with the n-side semiconductor layer, respectively, in the plurality of holes.
제1항 또는 제2항에 따른 발광 소자와,
상기 발광 소자가 설치되는 기체(基體)와,
상기 발광 소자를 덮는 반구상(半球狀)의 투광성 부재를 구비하는, 발광 장치.As a light emitting device,
The light emitting device according to claim 1 or 2,
A body on which the light emitting element is installed;
A light-emitting device comprising a hemispherical light-transmitting member covering the light-emitting element.
상기 발광 소자와 상기 투광성 부재와의 사이에 형광체층을 더 구비하는, 발광 장치.According to claim 12,
The light-emitting device further comprising a phosphor layer between the light-emitting element and the light-transmitting member.
상기 투광성 부재를 덮는 광학 부재를 더 구비하는, 발광 장치.According to claim 12,
A light emitting device further comprising an optical member covering the light transmitting member.
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