特許 6490932 発光素子パッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6490932

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】発光素子パッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20190318BHJP

   H01L 33/46 20100101ALI20190318BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20190318BHJP

   H01L 23/08 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/48

   H01L33/46

   H01L23/02 F

   H01L23/02 C

   H01L23/08 C

【請求項の数】19

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-186840(P2014-186840)

(22)【出願日】2014年9月12日

(65)【公開番号】特開2015-57826(P2015-57826A)

(43)【公開日】2015年3月26日

【審査請求日】2017年9月8日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0111278

(32)【優先日】2013年9月16日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0111280

(32)【優先日】2013年9月16日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0111281

(32)【優先日】2013年9月16日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513276101

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】キム、ベク ジュン

(72)【発明者】

【氏名】小平 洋

(72)【発明者】

【氏名】キム、ビュン モク

(72)【発明者】

【氏名】キム、ハ ナ

(72)【発明者】

【氏名】大関 聡司

(72)【発明者】

【氏名】反田 ▲ゆう▼一郎

【審査官】 吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０４６０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７９５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１２９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７６７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０５９７５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１７５０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９９７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／１０２６８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２３５５１９０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 特開２０１０−１６５７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０８０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７７０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６９９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３９５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１３２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４０９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０９０８３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０１３５８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０７４１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５０８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７６４１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１９４７１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許第０２８４９２３７（ＥＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのセラミック層を含むパッケージボディーと、
前記パッケージボディーに配置されたサブマウントと、
前記サブマウント上に配置され、ＵＶ領域の光を放出する発光素子と、
前記パッケージボディー及び前記発光素子上に配置された無機カバー層と、
前記発光素子の上面と側面と上記サブマウントの一部に配置される、無機物コーティング層からなる無機コーティング層と、
前記パッケージボディーと無機カバー層との間に配置された第１の無機ペースト層とを含み、
前記無機コーティング層は、前記サブマウントの上部面と側面上に配置される、発光素子パッケージ。

【請求項2】

前記無機コーティング層は、ＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２及びＴｉＯ_２のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の発光素子パッケージ。

【請求項3】

前記パッケージボディーはキャビティを有し、前記サブマウントは前記キャビティの底面に配置される、請求項１又は２に記載の発光素子パッケージ。

【請求項4】

前記サブマウント上に配置されたボンディングパッドをさらに含み、
前記発光素子の電極は前記ボンディングパッドとワイヤボンディングされ、前記無機コーティング層は前記ボンディングパッドと重ならないように配置される、請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項5】

前記無機カバー層と前記第1の無機ペースト層との間に配置されたＡＲコーティング層とを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項6】

前記無機カバー層の少なくとも一側面にも前記ＡＲコーティング層が配置された、請求項５に記載の発光素子パッケージ。

【請求項7】

前記無機カバー層は、前記パッケージボディーの最上端に金属で共晶接合された、請求項６に記載の発光素子パッケージ。

【請求項8】

前記ＡＲコーティング層の厚さは、前記無機カバー層の厚さよりも薄い、請求項６又は７に記載の発光素子パッケージ。

【請求項9】

前記サブマウントは、第２無機物ペースト層を介して前記セラミック層と結合される、請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項10】

少なくとも一つのセラミック層を含み、キャビティを有するパッケージボディーと、
前記キャビティの底面において第２無機物ペースト層を介して前記セラミック層と接触するサブマウントと、
前記サブマウント上に配置され、ＵＶ領域の光を放出する発光素子と、
前記パッケージボディー及び前記発光素子上に配置された無機カバー層と、
前記発光素子の上面と側面と上記サブマウントの一部に配置される、無機物コーティング層からなる無機コーティング層と、
前記パッケージボディーと無機カバー層との間に配置された第１の無機ペースト層とを含み、
前記無機コーティング層は、前記サブマウントの上部面と側面上に配置される、発光素子パッケージ。

【請求項11】

前記第２無機物ペースト層は導電性または非導電性である、請求項１０に記載の発光素子パッケージ。

【請求項12】

前記第２無機物ペースト層は、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含む、請求項１０又は１１に記載の発光素子パッケージ。

【請求項13】

前記発光素子は、前記サブマウント上に無機物でボンディングされた、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項14】

前記発光素子は、前記サブマウント上に金属で共晶接合された、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項15】

前記パッケージボディーの底面に配置される電極パッドと、
前記サブマウント上に配置されるボンディングパッドとをさらに含み、
前記電極パッドと前記ボンディングパッドとはワイヤで接続される、請求項１０ないし１４のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【請求項16】

前記電極パッド及び前記ボンディングパッドのうち少なくとも一つは無機物からなる、請求項１５に記載の発光素子パッケージ。

【請求項17】

前記ワイヤは無機物からなる、請求項１５又は１６に記載の発光素子パッケージ。

【請求項18】

前記カバー層は、前記セラミック層の最上端に金属で共晶接合された、請求項１７に記載の発光素子パッケージ。

【請求項19】

前記キャビティの内部にはエアが充填された、請求項１０ないし１８のいずれかに記載の発光素子パッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施例は、発光素子パッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の３−５族または２−６族化合物半導体物質を用いた発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やレーザーダイオードのような発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発によって赤色、緑色、青色及び紫外線などの様々な色を具現することができ、蛍光物質を用いたり、色を組み合わせたりすることによって効率の良い白色光線も具現可能であり、蛍光灯、白熱灯などの既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性などの長所を有する。

【0003】

したがって、光通信手段の送信モジュール、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示装置のバックライトを構成する冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｌａｍｐ）を代替する発光ダイオードバックライト、蛍光灯や白熱電球を代替することができる白色発光ダイオード照明装置、自動車のヘッドライト及び信号灯にまでその応用が拡大されている。

【0004】

図１Ａは、従来の発光素子パッケージを示す図であり、図１Ｂは、図１Ａの'Ａ'領域を詳細に示した図である。

【0005】

従来の発光素子パッケージ１００Ａは、パッケージボディー１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄにキャビティ構造が形成され、キャビティの底面に発光素子１０が配置され、キャビティの底面のパッケージボディー１１０ｂと発光素子１０とをペースト層１２０を介してボンディングすることができる。

【0006】

発光素子１０の第１電極１０ａ及び第２電極１０ｂは、キャビティの底面のパッケージボディー１１０ｂに配置された電極パッド１３０ａ，１３０ｂとワイヤ１４０ａ，１４０ｂを介して電気的に接続可能である。

【0007】

キャビティの内部にはモールディング部１６０が充填され、モールディング部１６０は蛍光体１７０を含むことができ、発光素子１０から放出された第１波長領域の光が蛍光体１７０を励起させ、蛍光体１７０から第２波長領域の光が放出される。

【0008】

しかし、上述した従来の発光素子パッケージは、次のような問題点がある。

【0009】

パッケージボディー１１０ｃ，１１０ｄとモールディング部１６０との間に水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）やエア（ａｉｒ）が浸透することがあり、水分とエアは発光素子１０に吸収されて、発光素子１０の光特性や電気的特性などを低下させることがある。

【0010】

図２は、従来の発光素子パッケージの他の実施例を示す図であり、図３Ａは、図２の'Ｂ'領域を詳細に示した図であり、図３Ｂは、図２の'Ｃ'領域を詳細に示した図である。

【0011】

図２及び図３Ａにおいて、ペースト層１２０は、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）またはエポキシを含むことができ、特に、炭素化合物などの有機物１２５を含むことができる。発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、図３Ａに示すように、ＵＶによってペースト層１２０内の有機物１２５が化学反応などを起こすことがあり、有機物１２５がＵＶと反応して、ペースト層１２０が変色したり、結合力が低下したりすることがある。

【0012】

図２及び図３Ｂにおいて、モールディング部１６０は、シリコンやエポキシを含むことができ、特に、炭素化合物などの有機物１７５を含むことができる。発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、図３Ｂに示すように、ＵＶによってモールディング部１６０内の有機物１７５が化学反応などを起こすことがあり、有機物１７５がＵＶと反応して、モールディング部１６０が変色することがある。

【0013】

図４Ａは、従来の発光素子パッケージの更に他の実施例を示す図であり、図４Ｂは、図４Ａの発光素子パッケージから放出された光の分布を示す図である。

【0014】

従来の発光素子パッケージ１００Ｃは、パッケージボディー１１０に第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２２が配置され、第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２２に発光素子１０が電気的に接続される。

【0015】

第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２２はパッケージボディー１１０を貫通して配置され、パッケージボディー１１０の一面に発光素子１０が配置され、発光素子１０の第１電極１０ａ及び第２電極１０ｂは、第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２２にそれぞれワイヤ１４１，１４２を介して電気的に接続可能である。

【0016】

発光素子１０上にレンズ１５０が配置されて、発光素子１０から放出された光の進路を変更することができる。レンズ１５０の断面は、図示のように、発光素子１０と対応する中央領域の高さが低い形状にすることができる。

【0017】

図４Ａに示された発光素子パッケージから放出される光は、図４Ｂに示すように、６０度〜９０度の角度範囲で進行する光がほとんどであり、したがって、発光素子パッケージの前方に進行する光の光量が少なすぎることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

実施例は、発光素子パッケージにおいて、外部からの水分やエアなどが浸透して発光素子の素子特性を低下させることを防止し、発光素子パッケージにおいて、ペースト層などが発光素子から放出されるＵＶなどと反応して変色または変質することを防止し、発光素子パッケージから放出される光の指向角を改善しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

実施例は、少なくとも一つのセラミック層を含むパッケージボディーと；前記パッケージボディーに配置されたサブマウントと；前記サブマウント上に配置され、ＵＶ領域の光を放出する発光素子と；前記発光素子の周りに配置され、無機物コーティング層からなるＡＲコーティング層と；を含む発光素子パッケージを提供する。

【0020】

他の実施例は、少なくとも一つのセラミック層を含み、キャビティを有するパッケージボディーと；前記キャビティの底面において無機物ペースト層を介して前記セラミック層と接触するサブマウントと；前記サブマウント上に配置され、ＵＶ領域の光を放出する発光素子と；を含む発光素子パッケージを提供する。

【0021】

更に他の実施例は、少なくとも一つのセラミック層を含み、キャビティを有するパッケージボディーと；前記キャビティの底面に配置される発光素子と；前記パッケージボディーの最上部に配置されるレンズと；を含み、前記レンズの表面は少なくとも一つの変曲点を有する発光素子パッケージを提供する。

【発明の効果】

【0022】

本実施例に係る発光素子パッケージは、発光素子の周りまたはカバー層の少なくとも一側面に配置されたＡＲコーティング層が、発光素子パッケージの外部からキャビティの内部に水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）やエア（ａｉｒ）の浸透を防止することにより、発光素子の光特性や電気特性が低下することがない。

【0023】

そして、発光素子から紫外線、深紫外線または近紫外線波長領域の光を放出するとき、紫外線、深紫外線または近紫外線によって無機物ペースト層内の無機物が反応しないので、無機物ペースト層は変色せず、結合力が低下することもない。

【0024】

また、発光素子から放出された光が、発光素子パッケージの中央に対応する領域に収束して、全体的に、上述した中央に対応する領域を中心に対称をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1A】従来の発光素子パッケージを示す図である。

【図1B】図１Ａの'Ａ'領域を詳細に示した図である。

【図2】従来の発光素子パッケージを示す図である。

【図3A】図２の'Ｂ'領域を詳細に示した図である。

【図3B】図２の'Ｃ'領域を詳細に示した図である。

【図4A】従来の発光素子パッケージの更に他の実施例を示す図である。

【図4B】図４Ａの発光素子パッケージから放出された光の分布を示す図である。

【図5】発光素子パッケージの第１実施例を示す図である。

【図6A】発光素子パッケージ内の発光素子の一実施例を示す図である。

【図6B】発光素子パッケージ内の発光素子の一実施例を示す図である。

【図7A】図５の発光素子の周辺を詳細に示した図である。

【図7B】図５の発光素子の周辺を詳細に示した図である。

【図7C】図５のＡＲコーティング層の作用を示す図である。

【図8A】発光素子パッケージの第２実施例を示す図である。

【図8B】発光素子パッケージの第３実施例を示す図である。

【図9A】発光素子パッケージの第４実施例を示す図である。

【図9B】発光素子パッケージの第５実施例を示す図である。

【図10】発光素子パッケージの第６実施例を示す図である。

【図11A】図１０の'Ｄ'領域を詳細に示した図である。

【図11B】図１０の'Ｅ'領域を詳細に示した図である。

【図12A】図１０の構造を詳細に示した図である。

【図12B】発光素子パッケージの第７実施例を示す図である。

【図12C】発光素子パッケージの第８実施例を示す図である。

【図12D】発光素子パッケージの第９実施例を示す図である。

【図13A】発光素子パッケージの第１０実施例を示す図である。

【図13B】発光素子パッケージの第１１実施例を示す図である。

【図13C】発光素子パッケージの第１２実施例を示す図である。

【図14A】図１３Ａ乃至図１３Ｃのレンズの断面図である。

【図14B】図１３Ａ乃至図１３Ｃのレンズの斜視図である。

【図15A】発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例において放出された光の照度分布を示す図である。

【図15B】発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例において放出された光の指向分布を示す図である。

【図16】発光素子パッケージを含む殺菌装置の一実施例を示す図である。

【図17】発光素子パッケージを含む照明装置の一実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の実施例を、添付の図面を参照して説明する。

【0027】

本発明に係る実施例の説明において、各構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の「上（上部）または下（下部）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、上（上部）または下（下部）は、２つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり、一つ以上の他の構成要素が前記２つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。また、「上（上部）または下（下部）」と表現される場合、一つの構成要素を基準として上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。

【0028】

図５は、発光素子パッケージの第１実施例を示す図である。

【0029】

実施例に係る発光素子パッケージ２００は、パッケージボディーが複数個のセラミック層２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄからなる。パッケージボディーは、高温同時焼成セラミック（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、ＨＴＣＣ）または低温同時焼成セラミック（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、ＬＴＣＣ）技術を用いて具現することができる。

【0030】

パッケージボディーが多層のセラミック基板である場合、各層の厚さは同一であってもよく、異なっていてもよい。パッケージボディーは、窒化物または酸化物の絶縁性材質からなることができ、例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ、Ｓｉ_３Ｎ_ｙ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ａｌ_２Ｏ_３またはＡｌＮを含むことができる。

【0031】

一部のセラミック層２１０ａ，２１０ｂは発光素子パッケージ２００またはキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）の底をなすことができ、他の一部のセラミック層２１０ｃ，２１０ｄはキャビティの側壁をなすことができる。

【0032】

上述した複数個のセラミック層２１０ａ，２１０ｂからなるキャビティの底面に発光素子１０が配置され、発光素子１０は２つ以上配置されてもよい。

【0033】

発光素子１０は、サブマウント２５０上に配置されており、金属で共晶（ｅｕｔｅｃｔｉｃ）接合されてもよい。サブマウント２５０は、無機物ペースト層２２０を介してキャビティの底面に接触するか、または結合されてもよい。サブマウント２５０が配置されるキャビティの底面にはセラミック層２１０ｂが配置されるか、または放熱部２８０が配置されてもよい。

【0034】

無機物ペースト層２２０は、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物のみからなることができ、より詳細には、導電性または非導電性の無機物を含むことができ、特に、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含むことができる。

【0035】

発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、無機物ペースト層２２０内の無機物がＵＶと反応しないので、無機物ペースト層２２０は変色せず、結合力が低下することもない。

【0036】

放熱部２８０は、熱伝導性に優れた物質からなることができ、特に、ＣｕＷ（ｃｏｐｐｅｒ−ｔｕｎｇｓｔｅｎ）からなることができ、図５では、一つの放熱部２８０が図示されているが、２つ以上の放熱部に分かれて配置されてもよい。

【0037】

放熱部２８０はセラミック層２１０ａ，２１０ｂの内部に配置することができ、放熱部２８０及びセラミック層２１０ａ，２１０ｂの上には、図示していないが、他のセラミック層が薄く配置されて、セラミック層２１０ａ，２１０ｂの熱膨張を防止することができる。

【0038】

図６Ａ及び図６Ｂは、発光素子パッケージ内の発光素子の一実施例を示す図である。

【0039】

図６Ａを参照すると、発光素子１０は、基板１１にバッファ層１２及び発光構造物が配置される。

【0040】

基板１１は、半導体物質の成長に適した物質やキャリアウエハで形成することができ、熱伝導性に優れた物質で形成することができ、伝導性基板または絶縁性基板を含むことができる。例えば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ_２Ｏ_３のうち少なくとも一つを使用することができる。

【0041】

バッファ層１２は、基板１１と発光構造物との間の材料の格子不整合及び熱膨張係数の差を緩和するためのものであり、バッファ層１２の材料は、３族−５族化合物半導体、例えば、ＡｌＮ以外に、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうち少なくとも一つで形成することができる。

【0042】

サファイアなどで基板１１を形成し、基板１１上にＧａＮやＡｌＧａＮを含む発光構造物が配置されるとき、ＧａＮやＡｌＧａＮとサファイアとの間の格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ ｍｉｓｍａｔｃｈ）が非常に大きく、これらの間に熱膨張係数の差も非常に大きいため、結晶性を悪化させる転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）、メルトバック（ｍｅｌｔ−ｂａｃｋ）、クラック（ｃｒａｃｋ）、ピット（ｐｉｔ）、表面モルホロジー（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）の不良などが発生し得るため、バッファ層１２を使用することができる。

【0043】

バッファ層１２と発光構造物との間にはアンドープＧａＮ層１３やＡｌＧａＮ層が配置されて、発光構造物内に上述した転位などが伝達されることを防止することができる。また、バッファ層１２内でも転位が遮断されることで、高品質／高結晶性のバッファ層の成長が可能である。

【0044】

発光構造物は、第１導電型半導体層１４、活性層１５及び第２導電型半導体層１６を含んでなる。

【0045】

第１導電型半導体層１４は、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現することができ、第１導電型ドーパントがドープされていてもよい。第１導電型半導体層１４は、Ａｌ_ｘＩｎ_ｙＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成することができる。

【0046】

第１導電型半導体層１４がｎ型半導体層である場合、第１導電型ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのようなｎ型ドーパントを含むことができる。第１導電型半導体層１４は単層または多層に形成することができ、これに限定されない。

【0047】

発光素子１０が紫外線（ＵＶ）、深紫外線（Ｄｅｅｐ ＵＶ）または無分極発光素子である場合、第１導電型半導体層１４は、ＩｎＡｌＧａＮ及びＡｌＧａＮのうち少なくとも一つを含むことができ、第１導電型半導体層１４がＡｌＧａＮからなる場合、Ａｌの含量は５０％であってもよい。紫外線や深紫外線を放出する発光素子の場合、ＧａＮで深紫外線が多く吸収されるので、発光構造物の材料としてＡｌＧａＮを使用することができる。

【0048】

活性層１５は、第１導電型半導体層１４と第２導電型半導体層１６との間に配置され、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造、量子点構造または量子線構造のいずれか一つを含むことができる。

【0049】

活性層１５は、ＩＩＩ−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いて、井戸層と障壁層、例えば、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造で形成することができるが、これに限定されない。井戸層は、障壁層のエネルギーバンドギャップよりも小さいエネルギーバンドギャップを有する物質で形成することができる。特に、実施例による活性層１５は、紫外線または深紫外線波長の光を生成することができ、このとき、活性層１５は、多重量子井戸構造からなることができ、詳細には、Ａｌ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０＜ｘ＜１）を含む量子障壁層とＡｌｙＧａ_{（１−ｙ）}Ｎ_{（０＜ｘ＜ｙ＜１）}を含む量子井戸層とのペア構造が１周期以上である多重量子井戸構造であってもよく、ここで、量子井戸層は、後述する第２導電型のドーパントを含むことができる。

【0050】

第２導電型半導体層１６は半導体化合物で形成することができる。第２導電型半導体層１６は、ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現することができ、第２導電型ドーパントがドープされていてもよい。第２導電型半導体層１６は、例えば、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_１-ｘ-ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ+ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成することができる。

【0051】

第２導電型半導体層１６がｐ型半導体層である場合、第２導電型ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントであってもよい。第２導電型半導体層１６は単層または多層に形成することができ、これに限定されない。もし、発光素子１０が紫外線（ＵＶ）、深紫外線（Ｄｅｅｐ ＵＶ）または無分極発光素子である場合、第２導電型半導体層１６は、ＩｎＡｌＧａＮ及びＡｌＧａＮのうち少なくとも一つを含むことができる。

【0052】

図示していないが、活性層１５と第２導電型半導体層１６との間には電子遮断層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を配置することができ、超格子（ｓｕｐｅｒ ｌａｔｔｉｃｅ）構造の電子遮断層を配置することができる。超格子は、例えば、第２導電型ドーパントでドープされたＡｌＧａＮを配置することができ、アルミニウムの組成比を異ならせたＧａＮが層（ｌａｙｅｒ）をなして、複数個が互いに交互に配置されてもよい。

【0053】

発光構造物上にはＧａＮ１７が配置されて、第２電極１０ｂから第２導電型半導体層１６へ広い面積に均一に電流が供給されるようにすることができる。

【0054】

基板１１が絶縁性基板である場合、第１導電型半導体層１４に電流を供給するために、ＧａＮ１７から第１導電型半導体層１４の一部までメサエッチングして、第１導電型半導体層１４の一部を露出することができる。

【0055】

露出された第１導電型半導体層１４上に第１電極１０ａを配置し、ＧａＮ１７上に第２電極１０ｂを配置することができる。第１電極１０ａ及び／または第２電極１０ｂは、導電性物質、例えば、金属で形成することができ、より詳細には、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ及びこれらの選択的な組み合わせからなることができ、単層または多層構造で形成することができる。

【0056】

図６Ｂに垂直型発光素子が示されている。図６Ｂを参照すると、第１導電型半導体層１４、活性層１５及び第２導電型半導体層１６を含む発光構造物上にアンドープＧａＮ１３が配置され、アンドープＧａＮ１３の表面には凹凸が形成されて、光抽出構造を向上させることができる。

【0057】

アンドープＧａＮ１３の上部には第１電極１０ａを配置することができ、発光構造物の下部には第２電極を配置することができ、オーミック層１８ａ、反射層１８ｂ、接合層１８ｃ及び導電性支持基板１８ｄが第２電極として作用することができる。

【0058】

発光構造物の周辺にはパッシベーション層１９を配置することができ、パッシベーション層１９は絶縁物質からなることができ、絶縁物質は非導電性の酸化物や窒化物からなることができる。一例として、前記パッシベーション層１９は、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）層、酸化窒化物層、酸化アルミニウム層からなることができる。

【0059】

オーミック層１８ａは、約２００Åの厚さを有することができる。オーミック層１８ａは、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、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）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成されてもよく、これらの材料に限定されるものではない。

【0060】

反射層１８ｂは、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、あるいは、Ａｌ、Ａｇ、ＰｔまたはＲｈを含む合金を含む金属層からなることができる。アルミニウムや銀などは、活性層１５で発生した光を効果的に反射して、発光素子の光抽出効率を大きく改善することができる。

【0061】

導電性支持基板（ｍｅｔａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ）１８ｄは、電気伝導度に優れた金属を使用することができ、発光素子の作動時に発生する熱を十分に発散させなければならないので、熱伝導度の高い金属を使用することができる。

【0062】

導電性支持基板１８ｄは、金属または半導体物質などで形成することができる。また、電気伝導性と熱伝導性の高い物質で形成することができる。例えば、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）で構成される群から選択される物質、またはこれらの合金からなることができ、また、金（Ａｕ）、銅合金（Ｃｕ Ａｌｌｏｙ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリアウエハ（例：ＧａＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇａ_２Ｏ_３など）等を選択的に含むことができる。

【0063】

前記導電性支持基板１８ｄは、全体窒化物半導体に反りをもたらすことなく、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレーキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程を通じて別個のチップに容易に分離できる程度の機械的強度を有することができる。

【0064】

接合層１８ｃは、反射層１８ｂと導電性支持基板１８ｄとを結合することができ、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）で構成される群から選択される物質、またはこれらの合金で形成することができる。

【0065】

オーミック層１８ａ及び反射層１８ｂは、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法により形成することができ、導電性支持基板１８ｄは、電気化学的な金属蒸着方法や共晶（Ｅｕｔｅｔｉｃ）メタルを用いたボンディング方法などで形成するか、または別途の接合層１８ｃを形成することができる。

【0066】

発光素子１０は、上述した水平型発光素子や垂直型発光素子の他に、フリップチップタイプで配置されてもよい。

【0067】

発光素子１０の第１電極１０ａ及び第２電極１０ｂは、サブマウント２５０上の２つのボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂと、ワイヤ２４０ａ，２４０ｂを介してそれぞれ電気的に接続可能である。サブマウント２５０上の２つのボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂは、キャビティの底面に配置された２つの電極パッド２３０ａ，２３０ｂと、ワイヤ２４５ａ，２４５ｂを介してそれぞれ電気的に接続可能である。上述した電極パッド２３０ａ，２３０ｂ及びボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂはＡｕなどの無機物からなることができる。

【0068】

上述したワイヤ２４０ａ，２４０ｂ，２４５ａ，２４５ｂもＡｕなどの無機物からなり、１〜１．５ミル（ｍｉｌ）の直径を有することができ、薄すぎると、切れたり損傷することがあり、厚すぎると、光を遮断したり吸収することがある。ここで、１ミル（ｍｉｌ）は、約１／４０ミリメートルである。

【0069】

発光素子１０及びワイヤ２４０ａ，２４０ｂ，２４５ａ，２４５ｂを取り囲むキャビティの内部には、蛍光体を含むモールディング部が配置されてもよいが、エア（ａｉｒ）が充填されるか、または真空状態であってもよい。

【0070】

発光素子１０の周りにはＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層３００を配置することができ、ＡＲコーティング層３００は、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物のみからなることができ、より詳細には、ＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２及びＴｉＯ_２のうち少なくとも一つを含むことができる。

【0071】

最上端に配置されたセラミック層２１０ｄ上にはカバー層２９０を配置することができる。カバー層２９０は透光性ガラスからなることができ、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは無機物ペースト層２９０ａを介して結合することができ、無機物ペースト層２９０ａの組成は、上述した無機物ペースト層２２０と同一であってもよい。

【0072】

他の例として、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは共晶接合（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）または溶接（Ｗｅｌｄｉｎｇ）などの方法で固定されて、キャビティの内部を密封（Ｈｅｒｍｅｔｉｃ Ｓｅａｌｉｎｇ）することができる。

【0073】

そして、カバー層２９０の縁にリード２９５が配置されて、カバー層２９０の縁を密封することができる。

【0074】

無機物ペースト層２９０ａは、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物のみからなることができ、より詳細には、導電性または非導電性の無機物を含むことができ、特に、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含むことができる。

【0075】

発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、無機物ペースト層２９０ａ内の無機物がＵＶと反応しないので、無機物ペースト層が変色せず、結合力が低下することもない。

【0076】

図７Ａ及び図７Ｂは、図５の発光素子の周辺を詳細に示した図であり、図７Ｃは、図５のＡＲコーティング層の作用を示す図である。

【0077】

図７Ａにおいて、ＡＲコーティング層３００は、発光素子１０の上部面と側面を覆いながら配置されており、ＡＲコーティング層３００の一部はサブマウント２５０の一部にも配置されている。

【0078】

ボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂと第１電極１０ａ及び第２電極１０ｂなどの厚さは互いに異なっていてもよいが、これらの厚さはいずれもＡＲコーティング層３００の厚さよりも厚くすることができる。このとき、ＡＲコーティング層３００の外部に突出したボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂと第１電極１０ａ及び第２電極１０ｂにワイヤ２４０ａ，２４０ｂをボンディングすることができる。

【0079】

図７Ａにおいて、ＡＲコーティング層３００は、ボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂと重ならないように、発光素子１０からボンディングパッド２５０ａ，２５０ｂの内側面にまで配置することができる。

【0080】

図７Ｂに示された実施例では、ＡＲコーティング層３００が延びて、サブマウント２５０の上部面と側面にまで配置される点で図７Ａの実施例と異なる。

【0081】

キャビティの内部に水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）やエア（ａｉｒ）が浸透することがあり、キャビティの内部が真空ではなく、樹脂などでモールディング部が充填されても、水分やエアが浸透し得る。このとき、図７Ｃに示すように、水分やエアがＡＲコーティング層３００によって遮断されて、発光素子の光特性や電気特性が低下することがない。

【0082】

図８Ａ及び図８Ｂは、発光素子パッケージの第２実施例及び第３実施例を示す図である。

【0083】

図８Ａに示された実施例では、無機物からなるカバー層２９０の上部面にＡＲコーティング層２９１が配置され、図８Ｂに示された実施例では、無機物からなるカバー層２９０の下部面にＡＲコーティング層２９２が配置されている。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、発光素子１０の周辺にＡＲコーティング層が形成されていないが、図７Ａ又は図７Ｂの実施例のように形成されてもよい。

【0084】

本実施例において、カバー層２９０の少なくとも一面に配置されたＡＲコーティング層２９１，２９２が、発光素子パッケージの外部からキャビティの内部に水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）やエア（ａｉｒ）の浸透を防止するので、発光素子の光特性や電気特性が低下することがない。

【0085】

図９Ａ及び図９Ｂは、発光素子パッケージの第４実施例及び第５実施例を示す図である。図示した実施例では、カバー層２９０の両側面にＡＲコーティング層２９１，２９２を配置することができる。

【0086】

図９Ａに示された実施例において、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄはキャビティの底面と垂直であり、それぞれのセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの幅（図９Ａにおいて、横方向の長さ）は互いに異なっていてもよい。特に、セラミック層２１０ｄの幅を他のセラミック層２１０ｃの幅よりも小さくして、キャビティの大きさが上に行くほど大きくなるようにすることができる。

【0087】

図９Ｂに示された実施例において、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの傾きは互いに同一であるが、それぞれのセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの幅（図９Ｂにおいて、横方向の長さ）が互いに異なっていてもよい。セラミック層の他の構成は、光抽出効率と製造工程上の便宜のためのものである。

【0088】

図１０は、発光素子パッケージの第６実施例を示す図であり、図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０の'Ｄ'領域と'Ｅ'領域を詳細に示した図である。以下では、上述した実施例と異なる点を中心に説明する。

【0089】

図１０及び図１１Ａにおいて、無機物ペースト層２２０は、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物２２５のみからなることができ、より詳細には、導電性または非導電性の無機物２２５を含むことができ、特に、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含むことができる。

【0090】

発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、図１１Ａに示すように、無機物ペースト層２２０内の無機物２２５がＵＶと反応しないので、無機物ペースト層２２０は変色せず、結合力が低下することもない。

【0091】

図１０において、最上端に配置されたセラミック層２１０ｄ上にはカバー層２９０を配置することができる。カバー層２９０は透光性ガラスからなることができ、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは無機物ペースト層２９０ａを介して結合することができ、無機物ペースト層２９０ａの組成は、上述した無機物ペースト層２２０と同一であってもよい。

【0092】

他の例として、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは共晶接合（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）または溶接（Ｗｅｌｄｉｎｇ）などの方法で固定されて、キャビティの内部を密封（Ｈｅｒｍｅｔｉｃ Ｓｅａｌｉｎｇ）することができる。

【0093】

そして、カバー層２９０の縁にリード２９５が配置されて、カバー層２９０の縁を密封することができる。

【0094】

図１０及び図１１Ｂにおいて、無機物ペースト層２９０ａは、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物のみからなることができ、より詳細には、導電性または非導電性の無機物を含むことができ、特に、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含むことができる。

【0095】

発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、図１１Ｂに示すように、無機物ペースト層２９０ａ内の無機物がＵＶと反応しないので、無機物ペースト層が変色せず、結合力が低下することもない。

【0096】

図１２Ａは、図１０の発光素子パッケージの構造を詳細に示した図である。

【0097】

図１２Ａにおいて、それぞれのセラミック層２１０ａ，２０１ｂ，２１０ｃ，２１０ｄの厚さｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４は実質的に互いに同一であってもよい。導電性ペースト層２２０の厚さｔ_５及びサブマウント２５０の厚さｔ_６は、セラミック層２１０ｃの厚さｔ_３よりも小さくすることができる。そして、カバー層２９０の厚さｔ_７は、セラミック層２１０ｃの厚さｔ_３よりも小さくすることができ、導電性ペースト層２９０ａの厚さｔ_８は、カバー層２９０の厚さｔ_７よりも小さくすることができる。

【0098】

図１２Ｂ乃至図１２Ｄは、発光素子パッケージの第７実施例乃至第９実施例を示す図である。

【0099】

図１２Ａに示された実施例において、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの傾きは互いに同一であり、例えば、上述したキャビティの側面は垂直であるか、または既設定された角度をなすことができるが、図１２Ｂに示された実施例において、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄはキャビティの底面と垂直であり、それぞれのセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの幅（図１２Ｂにおいて、横方向の長さ）は互いに異なっていてもよい。特に、セラミック層２１０ｄの幅を他のセラミック層２１０ｃの幅よりも小さくして、キャビティの大きさが上に行くほど大きくなるようにすることができる。

【0100】

図１２Ｃに示された実施例において、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの傾きまたは傾斜角は互いに同一であるが、それぞれのセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの幅（図１２Ｃにおいて、横方向の長さ）が互いに異なっていてもよく、例えば、上述したキャビティの側壁に段差が形成されてもよい。そして、図１２Ｃに示された実施例では、放熱部２８０の上、下の幅が上述した実施例と異なる。すなわち、第１セラミック層２１０ｂと対応する高さでの放熱部２８０の幅が、他のセラミック層２１０ａと対応する高さでの放熱部２８０の幅よりも広い。したがって、セラミック層２１０ａ，２１０ｂが熱やその他の原因によって圧縮または冷却されても、放熱部２８０がセラミック層２１０ａ，２１０ｂの下方に離脱することがない。

【0101】

図１２Ｄに示された実施例は、キャビティの側壁をなすセラミック層２１０ｃ，２１０ｄの構造などは図１２Ｂに示された実施例と同一であり、セラミック層２１０ａ，２１０ｂ及び放熱部２８０の構造などは図１２Ｃに示された実施例と同一である。

【0102】

図１３Ａ乃至図１３Ｃは、発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例を示す図である。以下では、説明の便宜のため、上述した実施例と異なる点を中心に説明する。

【0103】

図１３において、最上端に配置されたセラミック層２１０ｄ上にはカバー層２９０を配置し、カバー層２９０上にはレンズ４００を配置することができる。

【0104】

カバー層２９０は透光性ガラスからなることができ、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは無機物ペースト層２９０ａを介して結合することができ、無機物ペースト層２９０ａの組成は、上述した無機物ペースト層２２０と同一であってもよい。

【0105】

他の例として、カバー層２９０とセラミック層２１０ｄとは共晶接合（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）または溶接（Ｗｅｌｄｉｎｇ）などの方法で固定されて、キャビティの内部を密封（Ｈｅｒｍｅｔｉｃ Ｓｅａｌｉｎｇ）することができる。

【0106】

レンズ４００は、パッケージボディーの最上部に配置され、シリコンやエポキシなどで作られてもよいが、無機物からなってもよい。

【0107】

無機物ペースト層２９０ａは、炭素化合物などの有機物を含まずに無機物のみからなることができ、より詳細には、導電性または非導電性の無機物を含むことができ、特に、Ａｕ、Ａｇ及びＳｎのうち少なくとも一つを含むことができる。したがって、発光素子１０から紫外線（ＵＶ）波長領域の光を放出するとき、無機物ペースト層２９０ａ内の無機物がＵＶと反応しないので、無機物ペースト層が変色せず、結合力が低下することもない。

【0108】

図１４Ａは、図１３Ａ乃至図１３Ｃのレンズの断面図であり、図１４Ｂは、図１３Ａ乃至図１３Ｃのレンズの斜視図である。

【0109】

図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、レンズ４００は、発光素子方向の光入射部は表面がフラットであってもよく、発光素子と反対方向の光出射部の表面が一つの変曲点を有し、図示のように、尖った円錐状をなすことができる。

【0110】

レンズ４００の光出射部の表面は、図示のように、変曲点を中心に対称をなすことができ、レンズ４００の表面の曲率半径は、レンズ４００から出射される光が一つの点に収束するように配置することができる。

【0111】

図１５Ａは、発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例において放出された光の照度分布であり、図１５Ｂは、発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例において放出された光の指向分布である。

【0112】

図１５Ａは、発光素子パッケージから放出される光の照度分布を、発光素子パッケージの上部で測定したものである。図１５Ｂは、発光素子パッケージから放出された光の指向分布を測定したもので、縦軸は光の指向分布を示し、横軸は発光素子パッケージにおける位置を示し、左側の発光素子パッケージの一端から始まって、指向分布が最も大きい領域が発光素子パッケージの中央であり、右側は発光素子パッケージの他端である。

【0113】

図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、実施例に係る発光素子パッケージから放出された光は、発光素子パッケージの中央に対応する領域に収束して、全体的に、上述した中央に対応する領域を中心に対称をなしている。

【0114】

図１３Ｂに示された発光素子パッケージは、図１３Ａに示された実施例と類似しているが、カバー層が省略され、レンズ４００が、パッケージボディーの最上端のセラミック層２１０ｄに接触して配置されている。このとき、レンズ４００は、無機物ペースト層２９０ａを介してセラミック層２１０ｄに結合することができる。

【0115】

図１３Ｃに示された発光素子パッケージは、図１３Ｂに示された実施例と類似しているが、パッケージボディーの最上端のセラミック層２１０ｄにリード３１０が配置され、リード３１０にレンズ４００が固定される。リード３１０は、無機物ペースト層２９０ａを介してセラミック層２１０ｄに結合可能であり、リードは、内部の第１領域３１０ａと外部の第２領域３１０ｂとが段差をなし、第１領域３１０ａの高さが第２領域３１０ｂよりも低く、第１領域３１０ａにレンズ４００の縁が配置されてもよい。

【0116】

発光素子パッケージの第１０実施例乃至第１２実施例において、発光素子から放出された光が発光素子パッケージの中央に対応する領域に収束して、全体的に、上述した中央に対応する領域を中心に対称をなすことができる。

【0117】

発光素子パッケージは、上述した実施例に係る発光素子のうち一つまたは複数個を搭載することができ、これに対しては限定しない。

【0118】

実施例に係る発光素子パッケージは複数個が基板上にアレイされてもよく、発光素子パッケージを含む表示装置、殺菌装置及び照明装置などで具現することができる。以下では、上述した発光素子パッケージが配置された殺菌装置及び照明装置を説明する。

【0119】

図１６は、発光素子が配置された殺菌装置の一実施例を示す図である。

【0120】

図１６を参照すると、殺菌装置５００は、ハウジング５０１の一面に実装された発光モジュール部５１０と、放出された深紫外線波長帯域の光を乱反射させる乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂと、発光モジュール部５１０において必要な可用電力を供給する電源供給部５２０とを含む。

【0121】

まず、ハウジング５０１は、長方形構造からなり、発光モジュール部５１０、乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂ及び電源供給部５２０を全て内蔵する一体型、すなわち、コンパクトな構造で形成することができる。また、ハウジング５０１は、殺菌装置５００の内部で発生した熱を外部に放出させるのに効果的な材質及び形状を有することができる。例えば、ハウジング５０１の材質は、Ａｌ、Ｃｕ及びこれらの合金のいずれか一つの材質からなることができる。したがって、ハウジング５０１の外気との熱伝逹効率が向上して、放熱特性を改善することができる。

【0122】

または、ハウジング５０１は、特有の外部表面形状を有することができる。例えば、ハウジング５０１は、コルゲーション（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ）またはメッシュ（ｍｅｓｈ）または不特定の凹凸形状に突出形成される外部表面形状を有することができる。したがって、ハウジング５０１の外気との熱伝逹効率がさらに向上して、放熱特性を改善することができる。

【0123】

一方、このようなハウジング５０１の両端には付着板５５０をさらに配置することができる。付着板５５０は、図１６に例示したように、ハウジング５０１を全体設備装置に拘束させて固定するのに使用されるブラケット機能の部材を意味する。このような付着板５５０は、ハウジング５０１の両端から一側方向に突設されてもよい。ここで、一側方向は、深紫外線が放出され、乱反射が起こるハウジング５０１の内側方向であり得る。

【0124】

したがって、ハウジング５０１から両端上に備えられた付着板５５０は、全体設備装置との固定領域を提供することで、ハウジング５０１をより効果的に固定設置できるようにする。

【0125】

付着板５５０は、ねじ締結手段、リベット締結手段、接着手段及び着脱手段のいずれか一つの形態を有することができ、これら様々な結合手段の方式は当業者の水準で自明であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【0126】

一方、発光モジュール部５１０は、前述したハウジング５０１の一面上に実装される形態で配置される。発光モジュール部５１０は、空気中の微生物を殺菌処理するように深紫外線を放出する役割を果たす。そのために、発光モジュール部５１０は、基板５１２と、基板５１２に搭載された複数の発光素子パッケージ２００とを備える。

【0127】

ここで、発光素子パッケージ２００は、上述したように、発光素子から紫外線、深紫外線または近紫外線波長領域の光を放出するとき、紫外線、深紫外線または近紫外線によって無機物ペースト層内の無機物が反応しないので、無機物ペースト層は変色せず、結合力が低下することもない。また、発光素子から放出された光が発光素子パッケージの中央に対応する領域に収束して、全体的に、上述した中央に対応する領域を中心に対称をなすことができる。

【0128】

基板５１２は、ハウジング５０１の内面に沿って単一の列に配置されており、回路パターン（図示せず）を含むＰＣＢであってもよい。但し、基板５１２は、一般のＰＣＢのみならず、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ、Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）、軟性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）ＰＣＢなどを含むこともでき、これに限定されない。

【0129】

次に、乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂは、前述した発光モジュール部５１０から放出された深紫外線を強制的に乱反射させるように形成される反射板形態の部材を意味する。このような乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂの前面形状及び配置形状は様々な形状を有することができる。乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂの面状構造（例：曲率半径など）を少しずつ変更して設計することによって、乱反射された深紫外線が重なるように照射されて照射強度が強くなったり、または照射される領域の幅が拡張され得る。

【0130】

電源供給部５２０は、電源を導入して、前述した発光モジュール部５１０において必要な可用電力を供給する役割を果たす。このような電源供給部５２０は、前述したハウジング５０１内に配置することができる。図１６に例示したように、電源供給部５２０は、乱反射反射部材５３０ａ，５３０ｂと発光モジュール部５１０との間の離隔空間の内壁側に配置することができる。外部電源を電源供給部５２０側に導入するために、相互間を電気的に接続する電源連結部５４０をさらに配置することができる。

【0131】

図１６に例示したように、電源連結部５４０の形態は面状であってもよいが、外部の電源ケーブル（図示せず）が電気的に接続できるソケットまたはケーブルスロットの形態を有してもよい。そして、電源ケーブルは、フレキシブルな延長構造を有することで、外部電源との接続が容易な形態からなることができる。

【0132】

図１７は、発光素子が配置された照明装置の一実施例を示す図である。

【0133】

本実施例に係る照明装置は、カバー１１００、光源モジュール１２００、放熱体１４００、電源提供部１６００、内部ケース１７００、及びソケット１８００を含むことができる。また、実施例に係る照明装置は、部材１３００及びホルダー１５００のいずれか一つ以上をさらに含むことができ、光源モジュール１２００は、上述した実施例に係る発光素子パッケージを含むことができるので、上述したように、発光素子から紫外線、深紫外線または近紫外線波長領域の光を放出するとき、紫外線、深紫外線または近紫外線によって無機物ペースト層内の無機物が反応しないので、無機物ペースト層は変色せず、結合力が低下することもなく、また、発光素子から放出された光が発光素子パッケージの中央に対応する領域に収束して、全体的に、上述した中央に対応する領域を中心に対称をなすことができる。

【0134】

カバー１１００は、バルブ（ｂｕｌｂ）または半球の形状を有し、中空の内部を有し、一部分が開口した形状に提供することができる。前記カバー１１００は、前記光源モジュール１２００と光学的に結合可能である。例えば、前記カバー１１００は、前記光源モジュール１２００から提供される光を拡散、散乱または励起させることができる。前記カバー１１００は、一種の光学部材であってもよい。前記カバー１１００は、前記放熱体１４００と結合可能である。前記カバー１１００は、前記放熱体１４００と結合する結合部を有することができる。

【0135】

カバー１１００の内面には乳白色または半透明（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）の塗料をコーティングすることができる。乳白色の塗料は光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー１１００の内面の表面粗さは、前記カバー１１００の外面の表面粗さよりも大きく形成することができる。これは、前記光源モジュール１２００からの光を十分に散乱及び拡散させて外部に放出させるためである。

【0136】

カバー１１００の材質は、ガラス（ｇｌａｓｓ）、プラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などであってもよい。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性及び強度に優れる。前記カバー１１００は、外部から前記光源モジュール１２００が見えるように透明であってもよく、または不透明であってもよい。前記カバー１１００は、ブロー（ｂｌｏｗ）成形を通じて形成することができる。

【0137】

光源モジュール１２００は、前記放熱体１４００の一面に配置することができる。したがって、光源モジュール１２００からの熱は前記放熱体１４００に伝導される。前記光源モジュール１２００は、発光素子パッケージ１２１０、連結プレート１２３０及びコネクタ１２５０を含むことができる。

【0138】

部材１３００は、前記放熱体１４００の上面上に配置され、複数の発光素子パッケージ１２１０及びコネクタ１２５０が挿入されるガイド溝１３１０を有する。ガイド溝１３１０は、前記発光素子パッケージ１２１０の基板及びコネクタ１２５０と対応する。

【0139】

部材１３００の表面は、光反射物質で塗布またはコーティングされたものであってもよい。例えば、部材１３００の表面は、白色の塗料で塗布またはコーティングされたものであってもよい。このような前記部材１３００は、前記カバー１１００の内面で反射されて前記光源モジュール１２００側方向に戻ってくる光を再び前記カバー１１００方向に反射する。したがって、実施例に係る照明装置の光効率を向上させることができる。

【0140】

部材１３００は、一例として、絶縁物質からなることができる。前記光源モジュール１２００の連結プレート１２３０は電気伝導性の物質を含むことができる。したがって、前記放熱体１４００と前記連結プレート１２３０との間に電気的な接触がなされ得る。前記部材１３００は、絶縁物質で構成されて、前記連結プレート１２３０と前記放熱体１４００との電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体１４００は、前記光源モジュール１２００からの熱及び前記電源提供部１６００からの熱を受けて放熱する。

【0141】

ホルダー１５００は、内部ケース１７００の絶縁部１７１０の収納溝１７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース１７００の前記絶縁部１７１０に収納される前記電源提供部１６００は密閉される。ホルダー１５００はガイド突出部１５１０を有する。ガイド突出部１５１０は、前記電源提供部１６００の突出部１６１０が貫通するホールを有する。

【0142】

電源提供部１６００は、外部から提供された電気的信号を処理または変換して、前記光源モジュール１２００に提供する。電源提供部１６００は、前記内部ケース１７００の収納溝１７１９に収納され、前記ホルダー１５００によって前記内部ケース１７００の内部に密閉される。前記電源提供部１６００は、突出部１６１０、ガイド部１６３０、ベース１６５０、及び延長部１６７０を含むことができる。

【0143】

前記ガイド部１６３０は、前記ベース１６５０の一側から外部に突出した形状を有する。前記ガイド部１６３０は、前記ホルダー１５００に挿入することができる。前記ベース１６５０の一面上に多数の部品を配置することができる。多数の部品は、例えば、外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源モジュール１２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール１２００を保護するためのＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子などを含むことができるが、これに限定されない。

【0144】

前記延長部１６７０は、前記ベース１６５０の他側から外部に突出した形状を有する。前記延長部１６７０は、前記内部ケース１７００の連結部１７５０の内部に挿入され、外部からの電気的信号を受信する。例えば、前記延長部１６７０は、前記内部ケース１７００の連結部１７５０の幅と同一または小さくして提供することができる。前記延長部１６７０には、"＋電線"と"−電線"の各一端が電気的に接続され、"＋電線"と"−電線"の他端はソケット１８００に電気的に接続可能である。

【0145】

内部ケース１７００は、内部に前記電源提供部１６００と共にモールディング部を含むことができる。モールディング部は、モールディング液体が固まった部分であって、前記電源提供部１６００を前記内部ケース１７００の内部に固定できるようにする。

【0146】

以上、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示していない様々な変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】