JP2015050461A - 発光素子パッケージ及びそれを含む車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の配置の自由度を増加させ、光源から外部に伝達される光の形状を多様化し、製造コストを低減する発光素子パッケージを提供する。
【解決手段】基板２１０などのパッケージボディーと、パッケージボディー上に配置され、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、少なくとも２つの発光セル（ｃｅｌｌ）２５０ｂ、２５０ｄに分かれた発光構造物と、パッケージボディーと発光構造物との間に位置する支持基板２４０と、それぞれの発光セルに接続された第１電極２５１ｂ、２５１ｄ及び第２電極２４４と、それぞれの発光セル上に配置された蛍光体２６０ｂ、２６０ｄと、を含み、互いに隣接する発光セルは、第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層のうち少なくとも２層以上が電気的に分離される。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、発光素子パッケージ及びそれを含む車両用照明装置に関する。

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：ＬＥＤ）やレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）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。

したがって、発光ダイオードは、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。

発光素子は、サファイアなどからなる基板上に、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物が形成され、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層上にそれぞれ第１電極と第２電極が配置される。

発光素子パッケージは、パッケージボディーに第１電極及び第２電極が配置され、パッケージボディーの底面に発光素子が配置され、第１電極及び第２電極と電気的に接続される。

図１Ａ及び図１Ｂは、従来の発光素子パッケージを示す図である。

複数個の発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが配置された発光素子パッケージ１００の場合、基板１１０上にそれぞれの発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが所定間隔離隔して配置されており、それぞれの発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃは、同じ波長領域の光を放出するか、または異なる波長領域の光を放出することができる。

例えば、発光素子パッケージから白色光を放出しようとする場合、図１Ａに示すように、一つの基板１１０に互いに異なる波長領域の光（Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ）を放出する３つの発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃを配置するか、または互いに異なる基板１１０にそれぞれ互いに異なる波長領域の光（Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ）を放出する３つの発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃを配置してもよい。

このとき、３つの発光素子１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃは、活性層から互いに異なる波長領域の光を放出するか、または、活性層から同じ波長領域の光を放出するとしても、互いに異なる種類の蛍光体を配置することができる。

上述したように、一つの発光素子パッケージ内に互いに異なる波長領域の光を放出する複数個の発光素子を使用する場合、デザインの制約ないしコストの上昇を予想することができる。

特に、車両用後方照明装置のように、狭い空間内で様々な色相ないし形状の光を放出しようとするとき、互いに異なる光を放出するそれぞれの発光素子を隣接するように配置するのに技術的な限界があり得る。

そして、図２Ａは、従来の発光素子パッケージを示す図である。

複数個の発光素子１５０が配置された発光素子パッケージ１００の場合、基板１１０上にそれぞれの発光素子１５０が所定間隔離隔して配置されており、それぞれの発光素子１５０は、同じ波長領域の光を放出するか、または異なる波長領域の光を放出することができる。

図２Ｂは、従来の光源モジュールを示す図である。

光源モジュールにおいて、発光素子パッケージの前方にレンズ１８０が配置されて、基板１１０上のそれぞれの発光素子１５０から放出された光の進行経路を変更させることができる。特に、車両用照明装置に使用されるとき、レンズ１８０として非球面のレンズが使用され、発光素子１５０の発光形状がそのまま伝達されるので、発光素子１５０の光源の形状が重要であり得る。

しかし、通常、発光素子の光源の形状は正方形又は長方形であるため、外部に伝達される光の形状の具現に制約がある。また、それぞれの発光素子を隣接するように配置するのに技術的な限界があり得る。

本発明に係る様々な実施形態により、発光素子パッケージ及びそれを含む車両用照明装置において、光源の配置の自由度を増加させ、光源から外部に伝達される光の形状を多様化し、製造コストを低減する。

本発明の一実施形態によると、パッケージボディーと；前記パッケージボディー上に配置され、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、少なくとも２つの発光セル（ｃｅｌｌ）に分かれた発光構造物と；前記パッケージボディーと前記発光構造物との間に位置する支持基板と：前記それぞれの発光セルに接続された第１電極及び第２電極と；前記それぞれの発光セル上に配置された蛍光体と；を含み、互いに隣接する発光セルは、前記第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層のうち少なくとも２層以上が電気的に分離される発光素子パッケージを提供する。

それぞれの発光セルは、互いに同じ波長領域の光を放出し、前記それぞれの発光セル上に配置された蛍光体のうち少なくとも一部は、互いに異なる波長領域の光を放出することができる。

それぞれの発光セルは、一つの発光構造物が成長した後、前記成長した一つの発光構造物がエッチングされることにより分かれてもよい。

蛍光体は、コンフォーマルコーティングされるか、またはフィルムタイプで配置されてもよい。

隣接する前記発光セル間の距離は１０μｍ〜５０μｍであってもよい。

発光素子パッケージは、発光構造物が配置された基板をさらに含み、前記それぞれの発光セルは、メサエッチングされて第２導電型半導体層から活性層及び第１導電型半導体層の一部がエッチングされることにより、前記第１導電型半導体層の一部が露出され、前記それぞれの領域の発光セルの第２導電型半導体層と露出された第１導電型半導体層上にそれぞれ、第２電極と第１電極を配置することができる。

発光素子パッケージは、発光構造物が配置された導電性支持基板をさらに含み、前記それぞれの発光セルの第１導電型半導体層上にそれぞれ第１電極を配置することができる。

本発明の他の実施形態によると、回路基板と；前記回路基板上に配置された上述した発光素子パッケージと；前記発光素子パッケージ上に配置されたレンズと；を含み、前記発光構造物は、少なくとも２つ以上配置され、前記それぞれの発光構造物は青色波長領域の光を放出し、前記それぞれの発光セルには黄色蛍光体と赤色蛍光体とが少なくとも配置された車両用照明装置を提供する。

それぞれの発光構造物は、黄色蛍光体が配置された第１発光セルと、赤色蛍光体が配置された第２発光セルとを含み、前記それぞれの発光構造物内の第１発光セルと第２発光セルとは同一に配列されてもよい。

第１発光セルと第２発光セルは互いに独立して駆動可能である。

本発明の更に他の実施形態によると、パッケージボディーと；前記パッケージボディー上に配置され、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、少なくとも２つの発光セル（ｃｅｌｌ）に分かれた発光構造物と；前記それぞれの発光セルに接続された第１電極及び第２電極と；前記それぞれの発光セルのうち少なくとも一部の上に配置された蛍光体と；を含み、前記それぞれの発光セルの形状及び発光セル間の距離のうち少なくとも一部が互いに異なる発光素子パッケージを提供する。

それぞれの発光セルの形状は、四角形または三角形であってもよい。

それぞれの発光セルの活性層は、互いに同じ波長領域の光を放出し、前記それぞれの発光セル上に配置された蛍光体のうち少なくとも一部は、互いに異なる波長領域の光を放出することができる。

発光セルは、第１波長領域の光を放出する第１蛍光体が配置された第１発光セルと、第２波長領域の光を放出する第２蛍光体が配置された第２発光セルとを含み、前記第１発光セル及び第２発光セルのうち少なくとも一つは、特定のエンブレムを示すことができる。

互いに異なる形状の発光セル上には、互いに同一または異なる波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができる。

互いに同じ形状の発光セル上には、互いに同一または異なる波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができる。

それぞれの発光セルは、一つの発光構造物が成長した後、前記成長した一つの発光構造物がエッチングされることにより分かれてもよい。

蛍光体は、コンフォーマルコーティングされるか、またはフィルムタイプで配置されてもよい。

隣接する前記発光セル間の距離は１０μｍ〜５０μｍであってもよい。

発光構造物は第１発光構造物及び第２発光構造物を含み、前記第１発光構造物内の一部の発光セル及び前記第２発光構造物内の一部の発光セルが方向指示エンブレムを示すことができる。

第１発光構造物内の一部の発光セル及び前記第２発光構造物内の一部の発光セルが停止エンブレムを示すことができる。

上述した発光素子パッケージは、一つの発光素子内に複数個の発光セルが形成されるので、狭い空間内で様々な色の具現が可能であり、また、発光素子の数を減少させることができるので、基板上の限定された空間内でデザインの設計変更が可能であり、コストを低減することができる。

また、それぞれの発光素子が複数個の発光セルに分かれ、発光セルに互いに異なる種類の蛍光体を配置することにより、一つの発光素子ないし発光素子パッケージにおいて様々な形状、例えば、長方形や正方形ではない形状の具現が可能であり、このような形状は、記号、文字または数字などの特定のエンブレム（ｅｍｂｌｅｍ）をなすことができる。

従来の発光素子パッケージを示す図である。 従来の発光素子パッケージを示す図である。 従来の発光素子パッケージを示す図である。 従来の光源モジュールを示す図である。 本発明に係る発光素子パッケージ内の発光セルの構成を概略的に示す図である。 発光素子パッケージの第１実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の構造を示す図である。 発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の構造を示す図である。 発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の製造工程を示す図である。 発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の製造工程を示す図である。 車両用照明装置内の発光素子の配列の一実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの第２実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの第３実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの第４実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの点灯と消灯状態を示す図である。 発光素子パッケージの第５実施形態を示す図である。 発光素子パッケージの点灯と消灯状態を示す図である。 発光素子パッケージの第２実施形態乃至第５実施形態の発光構造物内の発光セルの構造を示す図である。 発光素子パッケージの第２実施形態乃至第５実施形態の発光構造物内の発光セルの構造を示す図である。 図１２Ａの発光セルの製造工程を示す図である。 図１２Ｂの発光セルの製造工程を示す図である。 上述した実施形態に係る発光素子パッケージが配置された車両用照明装置の一実施形態を示す図である。

以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。

本発明に係る実施形態の説明において、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。

図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたり、省略されたり、又は概略的に図示されている。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。

図３は、本発明に係る発光素子パッケージ内の発光セルの構成を概略的に示す図である。

本発明に係る発光素子パッケージは、一つの発光素子が複数個の発光セル、図３では４個の発光セル（Ｗ，Ｒ，Ｇ，Ｙ）に分かれ、それぞれの発光セル（Ｗ，Ｒ，Ｇ，Ｙ）は絶縁層（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）により区分することができる。上述した発光セルは、一つの発光構造物が成長した後、エッチングされることにより分かれてもよく、一つの発光構造物において同じ波長領域の光が放出されるので、それぞれの発光セルに互いに異なる波長領域の光を放出する蛍光体をそれぞれ配置することができる。

図４は、発光素子パッケージの第１実施形態を示す図である。

本実施形態に係る発光素子パッケージ２００は、基板２１０などのパッケージボディー上に一つの発光素子が配置されているが、発光素子は、複数個が配置されてもよく、少なくとも一つの発光素子は複数個の発光セルに分かれていてもよい。

図４において、一つの発光素子が４個の発光セル２５０ａ〜２５０ｄに分かれており、それぞれの発光セルでは互いに異なる波長領域の光（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｗｈｉｔｅ、Ｙｅｌｌｏｗ）を放出することができる。それぞれの発光セル２５０ａ〜２５０ｄから互いに異なる波長領域の光が放出されるために、発光構造物から同じ波長領域の光が放出され、それぞれの発光セル２５０ａ〜２５０ｄに互いに異なる蛍光体が備えられて、上述した同じ波長領域の光によって互いに異なる蛍光体が励起されることにより、それぞれ異なる波長領域の光を放出することができ、したがって、それぞれの発光セル２５０ａ〜２５０ｄから互いに異なる波長領域の光を放出することができる。

例えば、発光素子の活性層が青色波長領域の光を放出する場合、第１発光セル２５０ａには、上述した青色波長領域の光によって励起されて５５０ｎｍ〜５６５ｎｍの波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができ、第２発光セル２５０ｂには、上述した青色波長領域の光によって励起されて６２０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができ、第３発光セル２５０ｃには、上述した青色波長領域の光によって励起されて５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができ、第４発光セル２５０ｄには、上述した青色波長領域の光によって励起されて５９０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の光を放出する蛍光体を配置することができる。

それぞれの発光セル２５０ａ〜２５０ｄは、互いに分離されて配置されており、互いに既設定された距離ｄ_１だけ離隔している。既設定された距離ｄ_１は、１０μｍ〜５０μｍであってもよく、距離が大きすぎると、それぞれの発光セルを別途の発光素子として製造する場合と相違点が少なく、距離が狭すぎると、エッチング工程で分離が難しいことがある。

図５Ａ及び図５Ｂは、発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の構造を示す図である。

図５Ａは垂直型発光素子を示し、図５Ｂは水平型発光素子を示し、それぞれ一つの発光素子内で複数個の発光セルが配置された構造を示している。図５Ａ及び図５Ｂは、図４でのＡ−Ａ’方向の垂直方向の断面図である。

図５Ａにおいて、基板２１０上に一つの導電性支持基板２４０上に２つの発光セル２５０ｂ，２５０ｄが互いに分離されて配置されており、互いに既設定された距離ｄ_１だけ離隔している。導電性支持基板２４０上には導電性のボンディング層２４２及び第２電極２４４を配置し、第２電極２４４上に発光セル２５０ｂ，２５０ｄを配置することができる。

一つの発光セル２５０ｂの上部には第１電極２５１ｂを形成し、第１電極２５１ｂは基板２１０上の第１ボンディングパッド２１０ｂとワイヤボンディング可能であり、発光セル２５０ｂの上部には蛍光体２６０ｂを配置することができ、蛍光体２６０ｂは、例えば、緑色蛍光体であってもよい。

他の発光セル２５０ｄの上部には第１電極２５１ｄを形成し、第１電極２５１ｄは基板２１０上の第１ボンディングパッド２１０ｄとワイヤボンディング可能であり、発光セル２５０ｄの上部には蛍光体２６０ｄを配置することができ、蛍光体２６０ｄは、例えば、黄色蛍光体であってもよい。

図５Ａの垂直型発光素子において、第１電極は、発光構造物内の第１導電型半導体層上に形成されてもよい。

図５Ｂにおいて、基板２１０上にサファイアなどからなる絶縁性基板２３０上に２つの発光セル２５０ｂ，２５０ｄが互いに分離されて配置されており、互いに既設定された距離ｄ_１だけ離隔している。

一つの発光セル２５０ｂは、一部の領域をメサエッチングし、メサエッチングされた領域に第１電極２５１ｂを形成し、発光セル２５０ｂの上部には第２電極２５２ｂを形成することができ、第１電極２５１ｂは基板２１０上の第１ボンディングパッド２１０ｂとワイヤボンディング可能であり、第２電極２５２ｂは基板２１０上の第２ボンディングパッド（図示せず）とワイヤボンディング可能であり、発光セル２５０ｂの上部には蛍光体２６０ｂを配置することができ、蛍光体２６０ｂは、例えば、緑色蛍光体であってもよい。

他の発光セル２５０ｄは、一部の領域をメサエッチングし、メサエッチングされた領域に第１電極２５１ｄを形成し、発光セル２５０ｄの上部には第２電極２５２ｄを形成することができ、第１電極２５１ｄは基板２１０上の第１ボンディングパッド２１０ｄとワイヤボンディング可能であり、第２電極２５２ｄは基板２１０上の第２ボンディングパッド（図示せず）とワイヤボンディング可能であり、発光セル２５０ｄの上部には蛍光体２６０ｄを配置することができ、蛍光体２６０ｄは、例えば、黄色蛍光体であってもよい。

図５Ｂの水平型発光素子において、それぞれの発光セルは、メサエッチングされて第２導電型半導体層から活性層及び第１導電型半導体層の一部がエッチングされることにより、前記第１導電型半導体層の一部が露出され、前記それぞれの領域の発光セルの第２導電型半導体層と露出された第１導電型半導体層上にそれぞれ、第２電極と第１電極を配置することができる。

上述した発光素子パッケージにおいて、それぞれの発光セルに接続された第１電極と第２電極は、互いに並列に接続されるか、または独立して接続されて、それぞれの発光セルごとに分割して駆動が可能である。そして、図５Ａ及び図５Ｂなどにおいて、蛍光体はコンフォーマルコーティングされるか、またはフィルムタイプで配置されてもよい。

本実施形態に係る発光素子パッケージは、一つの発光素子内に複数個の発光セルが形成されるので、狭い空間内で様々な色の具現が可能であり、また、発光素子の数を減少させることができるので、基板上の限定された空間内でデザインの設計変更が可能であり、コストを低減することができる。

図６Ａ及び図６Ｂは、発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの第１実施形態及び第２実施形態の製造工程を示す図である。

発光構造物は、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含んで成長させた後、後述するエッチング工程を通じて複数個の発光セルに分離することができる。

図６Ａは、垂直型発光素子の発光セルの分離工程を示しており、基板２１０上の導電性支持基板２４０上に発光構造物２５０が配置され、マスク（ｍａｓｋ）を用いて選択的にエッチングすることで、右側に示すように、２つの発光セル２５０ｂ，２５０ｄに分離することができる。

具体的に、発光構造物２５０を成長基板（図示せず）において成長させ、導電性支持基板２４０に発光構造物２５０を結合した後、成長基板をＬＬＯなどの工法で分離した後、エッチングを通じて発光構造物２５０をセル単位に分離し、電極形成及び蛍光体塗布などを行うことができる。

そして、右側に示すように、導電性支持基板２４０を基板２１０と結合し、ワイヤボンディングなどの工程を進行することができる。

他の実施形態として、発光構造物２５０が結合された導電性支持基板２４０を基板２１０に固定した後、上述したセル単位に分離し、電極形成及び蛍光体塗布などを進行してもよい。

図６Ｂは、水平型発光素子の発光セルの分離工程を示しており、絶縁性基板２３０上に発光構造物２５０が配置され、マスクを用いて選択的にエッチング及びメサエッチングして、右側に示すように、２つの発光セル２５０ｂ，２５０ｄに分離し、それぞれの発光セル２５０ｂ，２５０ｄの一部の領域をメサエッチングすることができる。

そして、右側に示すように、基板２１０上に絶縁性基板２３０を実装した後に、ワイヤボンディング工程などを進行することができる。

他の実施形態としては、基板２１０に絶縁性基板２３０を実装した後に、上述したエッチング工程を進行してもよい。

図７は、車両用照明装置内の発光素子の配列を示す図である。

本実施形態に係る発光素子パッケージは、基板３１０上に８個の発光素子３０１〜３０８が配置され、それぞれの発光素子３０１〜３０８は、それぞれ２つの発光セル（３０１ａ／３０１ｂ〜３０８ａ／３０８ｂ）からなる。

例えば、、第１発光セル３０１ａ〜３０８ａは赤色光（Ｒ）を放出し、第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂは黄色光（Ｙ）を放出することができる。上述した赤色光（Ｒ）と黄色光（Ｙ）はそれぞれ、発光素子内の活性層から放出された光と、発光素子上の蛍光体が励起されて放出された光とが混色して具現される色であり得る。

そして、図７では、第１発光セル３０１ａ〜３０８ａと第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂが互いに接触している場合を示しているが、上述したように、それぞれの発光素子３０１〜３０８内で第１発光セル３０１ａ〜３０８ａと第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂは互いに所定間隔離隔して配置されてもよい。

そして、第１発光セル３０１ａ〜３０８ａと第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂは互いに独立して駆動可能であり、図７において、第１発光セル３０１ａ〜３０８ａは一つの配線（ａ）に接続され、第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂは他の配線（ｂ）に接続可能である。

図７に示された発光素子パッケージを含む車両用照明装置、特に後方ランプは、配線（ａ）に電流が供給されると、８個の第１発光セル３０１ａ〜３０８ａから赤色光が放出され、特に停止（ｂｒｅａｋ）信号を示すことができる。そして、配線（ｂ）に電流が供給されると、８個の第２発光セル３０１ｂ〜３０８ｂから黄色光が放出され、特に停止（ｂｒｅａｋ）信号を示すことができる。

以下では、発光素子パッケージの第２実施形態ないし第５実施形態を説明する。実施形態に係る発光素子パッケージは、基板に配置されたそれぞれの発光素子を複数個の発光セルに分け、それぞれの発光セルに互いに異なる波長領域の光を放出する蛍光体を配置することで、一つの発光素子から複数個の波長領域の光を放出することができる。また、発光セルが長方形や正方形ではない他の形状に配置されることで、様々な形状の光源の具現が可能である。

図８及び図９は、発光素子パッケージの第２実施形態及び第３実施形態を示す図である。

第２実施形態に係る発光素子パッケージは、基板２１０上に第１発光素子〜第４発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄが配置される。第１発光素子２５０ａは４個の発光セル２５１ａ，２５２ａ，２５３ａ，２５４ａを含み、第２発光素子２５０ｂは４個の発光セル２５１ｂ，２５２ｂ，２５３ｂ，２５４ｂを含み、第３発光素子２５０ｃは４個の発光セル２５１ｃ，２５２ｃ，２５３ｃ，２５４ｃを含み、第４発光素子２５０ｄは４個の発光セル２５１ｄ，２５２ｄ，２５３ｄ，２５４ｄを含むことができる。

第１発光素子〜第４発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄにおいて、一つの発光セル２５１ａ，２５２ｂ，２５３ｃ，２５４ｄは第１蛍光体が配置され、残りの発光セルは第２蛍光体が配置されてもよい。第１蛍光体と第２蛍光体は、それぞれの発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄの活性層から放出される光によって励起されて、それぞれ第１波長領域と第２波長領域の光を放出する。したがって、第１蛍光体が配置された発光セルでは、活性層から放出された光と第１波長領域の光とが混色して外部に放出され、第２蛍光体が配置された発光セルでは、活性層から放出された光と第２波長領域の光とが混色して外部に放出され得る。

第３実施形態に係る発光素子パッケージは、基板２１０上に第１発光素子〜第９発光素子２５０ａ〜２５０ｉが配置され、発光素子２５０ａ〜２５０ｉはそれぞれ、４個の発光セルに分かれていてもよい。

それぞれの発光素子２５０ａ〜２５０ｉの発光セルは、互いに異なる波長領域の光を放出する２種類の発光セルに区分することができ、上述した第２実施形態に係る発光素子パッケージのように、それぞれの発光セルに、互いに異なる波長領域の光を放出する互いに異なる蛍光体を配置することができる。

また、それぞれの発光セルの一部には蛍光体が配置され、残りには蛍光体が配置されなくてもよい。発光セル間の距離が全て同一でなくてもよい。すなわち、同一発光素子内の発光セル間の距離が、隣接する発光素子内の発光セル間の距離よりも小さくてもよい。

図９に示された実施形態において、それぞれの発光素子２５０ａ〜２５０ｉの活性層から光が放出されると、上述した活性層から放出された光によって、それぞれの発光セルにおいて蛍光体が励起されて第１波長領域の光と第２波長領域の光を放出し、したがって、一つの発光素子内の発光セルから２種類の光を外部に放出することができる。

図８に示された実施形態では、発光素子パッケージ全体から放出される光が特定の形状を示しており、図９に示された実施形態では、発光素子パッケージ全体から放出される光が、数字‘１２’の形状を示している。上記のように、発光素子パッケージ内のそれぞれの発光素子を複数個の発光セルに分け、発光セルに互いに異なる種類の蛍光体を配置することで、一つの発光素子ないし発光素子パッケージにおいて様々な形状、例えば、長方形や正方形ではない形状の具現が可能であり、このような形状は、記号、文字または数字などの特定のエンブレム（ｅｍｂｌｅｍ）をなすことができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、発光素子パッケージの第４実施形態、及び点灯と消灯状態を示す図である。

第４実施形態に係る発光素子パッケージは、図８に示された発光素子パッケージと類似している。しかし、図８及び図９において、一つの発光素子は、同一の面積及び形状を有する４個の発光セルからなっているが、本実施形態では、一つの発光素子が４個の発光セルからなり、発光セルの面積及び／または形状が全て同一でなくてもよい。

第４実施形態に係る発光素子パッケージは、基板２１０上に第１発光素子〜第４発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄが配置される。第１発光素子２５０ａは四角形状の２つの発光セル２５１ａ，２５３ａ及び三角形状の２つの発光セル２５２ａ，２５４ａを含み、第２発光素子２５０ｂは四角形状の２つの発光セル２５２ｂ，２５３ｂ及び三角形状の２つの発光セル２５１ｂ，２５４ｂを含み、第３発光素子２５０ｃは四角形状の２つの発光セル２５１ｃ，２５３ｃ及び三角形状の２つの発光セル２５２ｃ，２５４ｃを含み、第４発光素子２５０ｄは四角形状の２つの発光セル２５１ｄ，２５２ｄ及び三角形状の２つの発光セル２５３ｄ，２５４ｄを含むことができる。

第１発光素子２５０ａ内の一つの発光セル２５４ａ、第２発光素子２５０ｂ内の一つの発光セル２５４ｂ、第３発光素子２５０ｃ内の一つの発光セル２５４ｃ、及び第４発光素子２５０ｄ内の一つの発光セル２５４ｄは、他の発光セルと異なる種類の蛍光体が配置されている。蛍光体の種類が異なるので、発光素子内の活性層から放出された光によって蛍光体が励起されて、異なる波長領域の光を放出し、したがって、上述した４個の発光セル２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃ，２５４ｄから放出される光の波長と、残りの発光セルから放出される光の波長とが互いに異なる。

したがって、図１０Ｂに示すように、発光素子に電流が供給されるとき、（ａ）のように、４個の発光素子によって左側方向の矢印及び／または右側方向の矢印に対応するエンブレムを表示することができる。特に、発光素子パッケージが車両用照明装置に使用されるとき、方向指示エンブレムとして表示され得る。図１０Ｂの（ｂ）は、発光素子に電流が供給されない時を示した図である。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、発光素子パッケージの第５実施形態、及び点灯と消灯状態を示す図である。

第５実施形態に係る発光素子パッケージは、上述した第４実施形態と類似しているが、一つの発光素子が、同一の面積及び形状を有する４個の発光セルからなる点で異なる。

第１発光素子２５０ａは４個の発光セル２５１ａ，２５２ａ，２５３ａ，２５４ａを含み、第２発光素子２５０ｂは４個の発光セル２５１ｂ，２５２ｂ，２５３ｂ，２５４ｂを含み、第３発光素子２５０ｃは４個の発光セル２５１ｃ，２５２ｃ，２５３ｃ，２５４ｃを含み、第４発光素子２５０ｄは４個の発光セル２５１ｄ，２５２ｄ，２５３ｄ，２５４ｄを含むことができる。

第１発光素子〜第４発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄにおいて、一つの発光セル２５４ａ，２５３ｂ，２５２ｃ，２５１ｄは第１蛍光体が配置され、残りの発光セルは第２蛍光体が配置されてもよい。第１蛍光体と第２蛍光体は、それぞれの発光素子２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄの活性層から放出される光によって励起されて、それぞれ第１波長領域と第２波長領域の光を放出する。したがって、第１蛍光体が配置された発光セルでは、活性層から放出された光と第１波長領域の光とが混色して外部に放出され、第２蛍光体が配置された発光セルでは、活性層から放出された光と第２波長領域の光とが混色して外部に放出され得る。

したがって、図１１Ｂに示すように、発光素子に電流が供給されるとき、（ａ）のように、内部の４個の発光セルと外部の発光セルとが互いに異なる色を表示することで、特定のエンブレムまたは特定の目的のための表示灯として使用することができ、例えば、車両用照明装置においてブレーキ（ｂｒｅａｋ）灯と方向指示灯を一体化させて、選択的又は一体にブレーキ灯と方向指示灯をｏｎ／ｏｆｆさせることができる。図１１Ｂの（ｂ）は、発光素子に電流が供給されない時を示した図である。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、発光素子パッケージの発光構造物内の発光セルの構造を示す図である。

図１２Ａは垂直型発光素子を示し、図１２Ｂは水平型発光素子を示し、それぞれ一つの発光素子内で複数個の発光セルが配置された構造を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂは、図４でのＡ−Ａ’方向の垂直方向の断面図である。

図１２Ａにおいて、基板３１０上に一つの導電性支持基板３４０上に２つの発光セル３５０ｂ，３５０ｄが互いに分離されて配置されており、互いに既設定された距離ｄ_１だけ離隔している。導電性支持基板３４０上には導電性のボンディング層３４２及び第２電極３４４を配置し、第２電極３４４上に発光セル３５０ｂ，３５０ｄを配置することができる。

既設定された距離ｄ_１は、１０μｍ〜５０μｍであってもよく、距離が大きすぎると、それぞれの発光セルを別途の発光素子として製造する場合と相違点が少なく、距離が狭すぎると、エッチング工程で分離が難しいことがある。

一つの発光セル３５０ｂの上部には第１電極３５１ｂを形成し、第１電極３５１ｂは基板３１０上の第１ボンディングパッド３１０ｂとワイヤボンディング可能であり、発光セル３５０ｂの上部には蛍光体３６０ｂを配置することができ、蛍光体３６０ｂは、例えば、緑色蛍光体であってもよい。

他の発光セル３５０ｄの上部には第１電極３５１ｄを形成し、第１電極３５１ｄは基板３１０上の第１ボンディングパッド３１０ｄとワイヤボンディング可能であり、発光セル３５０ｄの上部には蛍光体３６０ｄを配置することができ、蛍光体３６０ｄは、例えば、黄色蛍光体であってもよい。

図１２Ａの垂直型発光素子において、第１電極は、発光構造物内の第１導電型半導体層上に形成することができる。

図１２Ｂにおいて、基板３１０上にサファイアなどからなる絶縁性基板３３０上に２つの発光セル３５０ｂ，３５０ｄが互いに分離されて配置されており、互いに既設定された距離ｄ_１だけ離隔している。

一つの発光セル３５０ｂは、一部の領域をメサエッチングし、メサエッチングされた領域に第１電極３５１ｂを形成し、発光セル３５０ｂの上部には第２電極３５２ｂを形成することができ、第１電極３５１ｂは基板３１０上の第１ボンディングパッド３１０ｂとワイヤボンディング可能であり、第２電極３５２ｂは基板３１０上の第２ボンディングパッド（図示せず）とワイヤボンディング可能であり、発光セル３５０ｂの上部には蛍光体３６０ｂを配置することができ、蛍光体３６０ｂは、例えば、緑色蛍光体であってもよい。

他の発光セル３５０ｄは、一部の領域をメサエッチングし、メサエッチングされた領域に第１電極３５１ｄを形成し、発光セル３５０ｄの上部には第２電極３５２ｄを形成することができ、第１電極３５１ｄは基板３１０上の第１ボンディングパッド３１０ｄとワイヤボンディング可能であり、第２電極２５２ｄは基板２１０上の第２ボンディングパッド（図示せず）とワイヤボンディング可能であり、発光セル３５０ｄの上部には蛍光体３６０ｄを配置することができ、蛍光体３６０ｄは、例えば、黄色蛍光体であってもよい。

図１２Ｂの水平型発光素子において、それぞれの発光セルは、メサエッチングされて第２導電型半導体層から活性層及び第１導電型半導体層の一部がエッチングされることにより、前記第１導電型半導体層の一部が露出され、前記それぞれの領域の発光セルの第２導電型半導体層と露出された第１導電型半導体層上にそれぞれ、第２電極と第１電極を配置することができる。

上述した発光素子パッケージにおいて、それぞれの発光セルに接続された第１電極と第２電極は、互いに並列に接続されるか、または独立して接続されて、それぞれの発光セルごとに分割して駆動が可能である。そして、図１２Ａと図１２Ｂなどにおいて、蛍光体はコンフォーマルコーティングされるか、またはフィルムタイプで配置されてもよい。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１２Ａ及び図１２Ｂの発光セルの製造工程を示す図であり、図６Ａ及び図６Ｂに示された実施形態と同一であり得る。図１４は、発光素子パッケージが配置された車両用照明装置の一実施形態を示す図である。

実施形態に係る車両用照明装置４００は、発光素子パッケージが配置された発光素子モジュール４０１から放出された光がリフレクタ４０２とシェード４０３で反射された後、レンズ４０４を透過して車体の後方に向かうことができる。発光素子モジュール４０１は、基板上に上述した発光素子パッケージが配置されてもよい。

上述した車両用照明装置は、発光素子モジュール内のそれぞれの発光素子が複数個の発光セルを含み、一つの発光素子から２つの波長領域の光を放出することができる。

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

Claims (20)

1. パッケージボディーと、
   前記パッケージボディー上に配置され、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、少なくとも２つの発光セル（ｃｅｌｌ）に分かれた発光構造物と、
   前記パッケージボディーと前記発光構造物との間に位置する支持基板と、
   前記それぞれの発光セルに接続された第１電極及び第２電極と、
   前記それぞれの発光セル上に配置された蛍光体とを含み、
   互いに隣接する発光セルは、前記第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層のうち少なくとも２層以上が電気的に分離される、発光素子パッケージ。
2. 前記発光構造物が配置された基板をさらに含み、前記それぞれの発光セルは、メサエッチングされて第２導電型半導体層から活性層及び第１導電型半導体層の一部がエッチングされることにより、前記第１導電型半導体層の一部が露出され、前記それぞれの領域の発光セルの第２導電型半導体層と露出された第１導電型半導体層上にそれぞれ、第２電極と第１電極が配置された、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
3. 前記発光構造物が配置された導電性支持基板をさらに含み、前記それぞれの発光セルの第１導電型半導体層上にそれぞれ第１電極が配置される、請求項２に記載の発光素子パッケージ。
4. パッケージボディーと、
   前記パッケージボディー上に配置され、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含み、少なくとも２つの発光セル（ｃｅｌｌ）に分かれた発光構造物と、
   前記それぞれの発光セルに接続された第１電極及び第２電極と、
   前記それぞれの発光セルのうち少なくとも一部の上に配置された蛍光体とを含み、
   前記それぞれの発光セルの形状及び発光セル間の距離のうち少なくとも一部が互いに異なる、発光素子パッケージ。
5. 前記それぞれの発光セルの形状は四角形または三角形である、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
6. 前記それぞれの発光セルの活性層は、互いに同じ波長領域の光を放出し、前記それぞれの発光セル上に配置された蛍光体のうち少なくとも一部は、互いに異なる波長領域の光を放出する、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
7. 前記発光セルは、第１波長領域の光を放出する第１蛍光体が配置された第１発光セルと、第２波長領域の光を放出する第２蛍光体が配置された第２発光セルとを含み、前記第１発光セル及び第２発光セルのうち少なくとも一つは、特定のエンブレムを示す、請求項６に記載の発光素子パッケージ。
8. 前記互いに異なる形状の発光セル上には、互いに同一または異なる波長領域の光を放出する蛍光体が配置される、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
9. 前記互いに同じ形状の発光セル上には、互いに同一または異なる波長領域の光を放出する蛍光体が配置される、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
10. 前記それぞれの発光セルは、
    一つの発光構造物が成長した後、前記成長した一つの発光構造物がエッチングされることにより分かれた、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
11. 前記蛍光体は、コンフォーマルコーティングされるか、またはフィルムタイプで配置された、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
12. 隣接する前記発光セル間の距離は１０μｍ〜５０μｍである、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
13. 前記発光構造物は、第１発光構造物及び第２発光構造物を含み、前記第１発光構造物内の一部の発光セル及び前記第２発光構造物内の一部の発光セルが方向指示エンブレムを示す、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
14. 前記第１発光構造物内の一部の発光セル及び前記第２発光構造物内の一部の発光セルが停止エンブレムを示す、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
15. 前記発光素子は、水平型発光素子または垂直型発光素子である、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
16. 前記蛍光体は、前記それぞれの発光セルのうち一部にのみ配置された、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
17. 複数個の発光構造物を含み、同一発光素子内の発光セル間の距離が、隣接する発光素子内の発光セル間の距離よりも小さい、請求項１又は４に記載の発光素子パッケージ。
18. 回路基板と、
    前記回路基板上に配置され、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の発光素子パッケージと、
    前記発光素子パッケージ上に配置されたレンズとを含み、
    前記発光構造物は、少なくとも２つ以上配置され、前記それぞれの発光構造物は青色波長領域の光を放出し、前記それぞれの発光セルには黄色蛍光体と赤色蛍光体とが少なくとも配置された、車両用照明装置。
19. 前記それぞれの発光構造物は、黄色蛍光体が配置された第１発光セルと、赤色蛍光体が配置された第２発光セルとを含み、前記それぞれの発光構造物内の第１発光セルと第２発光セルとは同一に配列された、請求項１８に記載の車両用照明装置。
20. 前記第１発光セルと第２発光セルは互いに独立して駆動される、請求項１８に記載の車両用照明装置。

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