專利名稱：發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
由于薄膜生長技術(shù)和在薄膜器件中使用的材料的發(fā)展，使用半導(dǎo)體的3-5族或者 2-6族化合物半導(dǎo)體元素的、包括發(fā)光二極管和激光二極管的發(fā)光器件能夠呈現(xiàn)各種顏色， 例如紅色、綠色和藍(lán)色顏色和紅外線。該發(fā)光器件能夠呈現(xiàn)具有良好的光效率的白光，因?yàn)樗褂脽晒獠牧匣蛘咚鼒?zhí)行顏色組合。與諸如熒光燈和白熾燈的傳統(tǒng)光源相比較，諸如發(fā)光二極管和激光二極管的發(fā)光器件具有低功耗、半永久性使用、快速響應(yīng)速度、安全性和環(huán)境友好性這幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)光器件已經(jīng)被應(yīng)用于光通信裝置的傳輸模塊、替代構(gòu)成液晶顯示(IXD)器件背光源的冷陰極熒光燈(CCFL)的發(fā)光二極管背光源、替代熒光燈和白熾燈的白光發(fā)光二極管照明器件、機(jī)動(dòng)車的前燈并且甚至廣泛地應(yīng)用于交通燈。
在確定發(fā)光器件的能力時(shí)，這種發(fā)光器件的光學(xué)效率是非常重要的部分。要求發(fā)明一種能夠增加光學(xué)效率的發(fā)光器件和一種用于制造該發(fā)光器件的方法。發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，實(shí)施例涉及一種發(fā)光器件和一種用于制造該發(fā)光器件的方法。
實(shí)施例能夠通過改進(jìn)光提取效率而改進(jìn)光效率。
本公開另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將部分地在隨后的說明中闡述并且將部分地由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究以下內(nèi)容時(shí)變得明顯或者可以根據(jù)實(shí)施例領(lǐng)會(huì)。可以利用在書面說明及其權(quán)利要求以及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)并且獲得實(shí)施例的其他優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，如在這里體現(xiàn)和一般性描述地，一種發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)， 其包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層；反射層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方；以及透明支撐層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)和反射層之間。該反射層包括朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的至少一個(gè)凸出部并且該凸出部的側(cè)表面與該透明支撐層接觸。
在實(shí)施例的另一個(gè)方面，一種發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層；反射層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方；以及透明支撐層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)和反射層之間。該反射層包括非平坦結(jié)構(gòu)并且該透明支撐層具有與該非平坦結(jié)構(gòu)的形狀相對(duì)應(yīng)的預(yù)定形狀。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光器件具有通過改進(jìn)側(cè)表面光提取效率而改進(jìn)光效率的效果以及關(guān)于發(fā)光器件改進(jìn)穩(wěn)定性和可靠性的效果。
應(yīng)該理解，本發(fā)明前面的一般說明和以下詳細(xì)說明是示例性和解釋性的，并且旨在提供對(duì)于如根據(jù)權(quán)利要求的本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋。


被包括以提供對(duì)于本公開的進(jìn)一步理解并且在該申請(qǐng)中并入并且構(gòu)成該申請(qǐng)的一部分的附圖示意本公開的(一個(gè)或多個(gè))實(shí)施例并且與本說明一起地用于解釋本公開的原理。
在附圖中
圖I是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖2a到2k是示出用于制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的方法的示意圖3是示出根據(jù)另一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的、改進(jìn)的取向角度效果的示意圖5是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的示意圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件的、改進(jìn)的取向角度效果的示意圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面視圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的照明設(shè)備的分解透視圖；以及
圖IOA和IOB是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的背光源的視圖。
具體實(shí)施方式
如下，將參考附圖來描述實(shí)施例。
將會(huì)理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱作在另一個(gè)元件“上”或者“下”時(shí)，它能夠直接地在該元件上/下，并且還可以存在一個(gè)或者多個(gè)插入元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱作在“上”或者“下” 時(shí)，能夠基于該元件包括“在該元件下”以及“在該元件上”。
為了解釋和精確，每一層的厚度和尺寸在圖中可能被夸大、省略或者示意性地示出。在附圖中示出的每一組件的尺寸可以不完全地反映實(shí)際尺寸。
圖I是示出根據(jù)實(shí)施例的、包括發(fā)光二極管的發(fā)光器件的示意圖。
如在圖I中所示，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件包括在支撐襯底160上形成的附著層150、在附著層150上形成的導(dǎo)電層170、在導(dǎo)電層170上形成的反射層140、在反射層140 上形成的透明支撐層200、在反射層140或者透明支撐層200上形成的歐姆層130、在歐姆層130上形成的電流阻擋層135、在透明支撐層200上形成的保護(hù)層180、具有第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126的發(fā)光結(jié)構(gòu)120、以及在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體122的預(yù)定區(qū)域上形成的第一電極190。
如在附圖中所示，附著層150和導(dǎo)電層170可以設(shè)置在支撐襯底160上。
導(dǎo)電層170可以由選定材料來形成，例如包括鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈦(Ti)、鎢(W)、釩 (V)、鐵(Fe)和鑰(Mo)的組或者選擇性地包括該組中的材料的合金。
導(dǎo)電層170完全地支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)120并且它能夠使可能在發(fā)光器件的制造過程中產(chǎn)生的機(jī)械損壞(例如斷裂或者分離)最小化。另外，導(dǎo)電層170可以防止構(gòu)成支撐襯底160或者附著層150的金屬材料朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)120擴(kuò)散。導(dǎo)電層170被形成為包圍反射層 140或者透明支撐層200，以使對(duì)于反射層140和透明支撐層200的機(jī)械損壞最小化。例如， 導(dǎo)電層170的這兩個(gè)端部凸出以包圍反射層140。
反射層140可以由招(Al)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、錯(cuò)(Rh)或者包括Al、Ag、Pt 和Rh的合金的金屬層來形成。鋁或者銀可以有效地反射從有源層124產(chǎn)生的光并且改進(jìn)發(fā)光器件的光提取效率。
此時(shí)，反射層140可以包括朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的至少一個(gè)凸出部。該凸出部的側(cè)面可以與透明支撐層200接觸。
透明支撐層200形成用于朝向發(fā)光器件的側(cè)表面發(fā)射有源層124的光的路徑以加寬發(fā)光器件的取向角度并且改進(jìn)發(fā)光器件的側(cè)表面發(fā)光效率。
換言之，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)發(fā)光器件中，從有源層124發(fā)射的光由反射層140 反射，從而僅被提取到發(fā)光器件的頂部。然而，在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件中，透明支撐層200改變從有源層124在其上入射或者由反射層140反射的光的入射角。在這之后，透明支撐層200使得光被發(fā)射到其側(cè)面或者發(fā)光器件的頂部，以減少在從有源層124發(fā)射到支撐襯底160之后被吸收到發(fā)光器件中的光并且改進(jìn)光效率。
此外，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件在透明支撐層200下方形成反射層140。這里， 反射層140的長度大于在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)發(fā)光器件中設(shè)置的反射層的長度。因此，從有源層124發(fā)射的光可以不僅被照射到發(fā)光器件的頂部，而且還被照射到透明支撐層200 的側(cè)面，從而可以有效地改進(jìn)發(fā)光器件的光效率。
透明支撐層200可以由具有作為預(yù)定基準(zhǔn)或者以上的光透射率的絕緣性材料來形成。該絕緣性材料可以由非導(dǎo)電性氧化物或者氮化物形成。例如，透明支撐層200可以由從具有70%或者以上的透射率的硅氧化物(SiO2)、鈦氧化物(TiO2)和鋁氧化物(Al2O3) 選擇的非導(dǎo)電材料或者選擇性地包括它們的非導(dǎo)電材料來形成。
可以在濺射沉積或者化學(xué)沉積工藝中形成透明支撐層200。
當(dāng)使用濺射沉積時(shí)，被電場加速的電離原子與透明支撐層200的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉積。當(dāng)使用化學(xué)氣相沉積時(shí)，具有光透射率的氧化物材料被沉積以產(chǎn)生化學(xué)氣相沉積。
透明支撐層200的厚度可以是各種值。該厚度可以被確定為使得能夠從有源層 200朝向發(fā)光器件的側(cè)表面、即透明支撐層200的側(cè)表面發(fā)射光的預(yù)定值。
例如，透明支撐層200的厚度可以被設(shè)定為在Iym IOOiim的范圍中。
可以在根據(jù)實(shí)施例的透明支撐層200的側(cè)表面中形成被構(gòu)造為從有源層124發(fā)射光的非平坦結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)施例，在沒有透明支撐層200的情況下，歐姆層130和反射層140可以在電流阻擋層135下方形成，以將歐姆層130和反射層140相互電連接。
反射層140的凸出部可以與電流阻擋層135豎直地重疊。
歐姆層130可以包括ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、IZ0N(IZ0氮化物)、AGZO (Al-Ga ZnO)、 IGZOdn-Ga ZnO)、ZnO, IrOx、RuOx、NiO, RuOx/1 TO, Ni/IrOx/Au、和 Ni/Ir0x/Au/IT0、AgNi、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au 和 Hf 中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的歐姆層130可以不限制于此。
保護(hù)層180可以包括金屬和絕緣材料中的至少一種。當(dāng)保護(hù)層180包括金屬材料時(shí)，使用具有比構(gòu)成歐姆層130的材料低的導(dǎo)電性的預(yù)定材料，以向歐姆層130而非保護(hù)層 180施加所施加的電力。
這種保護(hù)層180可以包括鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鉛(Pb)、銠(Rh)、銥(Ir)和鎢(W)中的至少一種或者它可以包括鋁氧化物(Al2O3)、硅氧化物(SiO2)、硅氮化物(Si3N4) 和鈦氧化物(TiOx)中的至少一種或者銦錫氧化物(ITO)、鋁鋅氧化物(AZO)和銦鋅氧化物 (IZO)中的至少一種。這里，優(yōu)選的是，保護(hù)層180包括鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鎢(W)、鑰 (Mo)、釩(V)和鐵(Fe)中的至少一種。
當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)120被蝕刻時(shí)，保護(hù)層180可以保護(hù)位于保護(hù)層180下方的部分不受蝕刻工藝影響并且它可以穩(wěn)定地支撐發(fā)光器件以保護(hù)發(fā)光器件不受可能在制造過程中產(chǎn)生的損壞的影響。
第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以實(shí)現(xiàn)為具有在其上摻雜的第一導(dǎo)電性類型摻雜劑的3-5族化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122是N型半導(dǎo)體層時(shí)，第一導(dǎo)電性類型摻雜劑是包括Si、Ge、Sn、Se和Te的N型摻雜劑。本發(fā)明不限于此。根據(jù)實(shí)施例， 可以在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122的表面上形成非平坦結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)本發(fā)明的非平坦的輪廓不受限制。
有源層124是在經(jīng)由第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122注入的電子與經(jīng)由在以后形成的第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126注入的空穴相遇之后發(fā)射具有由有源層材料(發(fā)光層材料)擁有的能帶而確定的能量的光的層。
第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126可以包括具有在其上摻雜的第二導(dǎo)電性類型摻雜劑的3-5族化合物半導(dǎo)體，例如具有經(jīng)驗(yàn)式InxAlyGa1^N(0彡X彡1,0 ^ y ^ 1， 0 ^ x+y ^ I)的半導(dǎo)體材料。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126是P型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電性類型摻雜劑是包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的P型摻雜劑。
第一電極190至少在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122的預(yù)定區(qū)域上形成。第一電極 190 由選自鑰(Mo)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、釩(V)、鶴(W)、鉛 (Pd)、銅(Cu)、銠(Rh)和銥(Ir)的金屬材料或者所述金屬的合金來形成。
以下將參考圖2a到2k給出每一部件的詳細(xì)說明。
圖2a到2k是示出用于制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的方法的示意圖。如在圖2a 中所示，襯底100被制備并且襯底100可以是導(dǎo)電襯底或者絕緣性襯底。例如，襯底100可以使用藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC, Si、GaAs,GaN, Zn。、Si、GaP、InP, Ge 和 Ga2O3 中的至少一種。可以在襯底上形成非平坦結(jié)構(gòu)，并且本發(fā)明不限于此。
對(duì)于襯底100執(zhí)行濕法清洗并且可以從襯底100的表面消除雜質(zhì)。
可以在襯底100上形成包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126的發(fā)光結(jié)構(gòu)120。
此時(shí)，緩沖層(未示出)可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120和襯底100之間生長，以減小在材料之間的材料晶格失配和熱膨脹系數(shù)差異。緩沖層可以由例如GaN、InN, AIN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN的3_5族化合物半導(dǎo)體之一形成?？梢栽诰彌_層上形成非摻雜半導(dǎo)體層并且本發(fā)明不限于此。
可以根據(jù)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、分子束外延(MBE)和氫化物氣相外延(HVPE)形成發(fā)光結(jié)構(gòu)120。本發(fā)明不限于此。
第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以是具有在其上摻雜的第一導(dǎo)電性類型摻雜劑的3-5族化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122是N型半導(dǎo)體時(shí)，第一導(dǎo)電性類型摻雜劑可以是包括Si、Ge、Sn、Se和Te的N型摻雜劑，并且本發(fā)明不限于此。
第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以包括具有經(jīng)驗(yàn)式AlxInyGa(1_x_y)N(0彡x彡1， 0 ^ y ^ 1,0 ^ x+y ^ I)的半導(dǎo)體材料。例如，第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以由GaN、 InN、AIN、InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN、AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP、AlGaP、InGaP、 AlInGaP和InP中的至少一種來形成。
第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以基于化學(xué)氣相沉積(CVD)、分子束外延(MBE)、 濺射或者氫化物氣相外延(HVPE)形成N型GaN層?？梢酝ㄟ^將帶有諸如三甲基鎵氣體 (TMGa)、氨氣氣體(NH3)、氮?dú)鈿怏w(N2)和硅(Si)的硅烷氣體(SiH4)的N型雜質(zhì)注入到腔室中形成第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122。
有源層124是在經(jīng)由第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122注入的載流子與經(jīng)由第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126注入的載流子相遇之后發(fā)射具有由構(gòu)成有源層(發(fā)光層)的材料的唯一能帶而確定的能量的光的層。
有源層124可以被形成為多量子阱(MQW)、量子線和量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的至少一種。例如，注入三甲基鎵氣體(TMGa)、氨氣氣體(順3)、氮?dú)鈿怏w(N2)和三甲基銦氣體(TMIn)以形成多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)，并且本發(fā)明不限于此。
可以以包括InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs (InGaAs) / AlGaAs和GaP(InGaP) /AlGaP中的至少一種的成對(duì)結(jié)構(gòu)來形成阱/勢壘層，并且本發(fā)明不限于此。阱層可以由具有比勢壘層帶隙低的帶隙的材料形成。
可以在有源層124上或者下方形成導(dǎo)電型包覆層(未示出)。導(dǎo)電型包覆層可以是AlGaN基半導(dǎo)體，并且它可以具有比有源層124的帶隙高的帶隙。
第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126可以包括具有在其上摻雜的第二導(dǎo)電性類型摻雜劑的3-5族化合物半導(dǎo)體，例如具有經(jīng)驗(yàn)式InxAlyGa1^N(0彡X彡1,0 ^ y ^ 1， 0 ^ x+y ^ I)的半導(dǎo)體材料。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126是P型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電性類型摻雜劑可以包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的P型摻雜劑。
通過將包括諸如三甲基鎵氣體(TMGa)、氨氣氣體(NH3)、氮?dú)鈿怏w(N2)和鎂(Mg) 的P型雜質(zhì)的雙乙基環(huán)戊二烯鎂(EtCp2Mg) {Mg (C2H5C5H4) 2}注入到腔室中，第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126可以形成P型GaN層。本發(fā)明不限于此。
根據(jù)實(shí)施例，第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122可以是P型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126可以是N型半導(dǎo)體層?？梢栽诘诙?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126上形成相對(duì)于第二導(dǎo)電性類型具有相反極性的半導(dǎo)體層。例如，當(dāng)?shù)诙?dǎo)電性類型半導(dǎo)體層是P型半導(dǎo)體層時(shí)，可以在第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126上形成N型半導(dǎo)體層(未示出)。結(jié)果，可以以N-P結(jié)、P-N結(jié)、N-P-N結(jié)和P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少一種來實(shí)現(xiàn)發(fā)光結(jié)構(gòu)110。
如在圖2b中所示，保護(hù)層180被層疊(layered)于第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126上。這里，保護(hù)層180可以由絕緣性材料形成，并且該絕緣性材料可以由非導(dǎo)電氧化物或者氮化物形成。例如，保護(hù)層180可以由硅氧化物(SiO2)層、硅氮化物(Si3N4)層和鈦氧化物 (TiOx)或者鋁氧化物層來構(gòu)造。當(dāng)蝕刻將在以后詳細(xì)描述的發(fā)光結(jié)構(gòu)120時(shí)，保護(hù)層180 保護(hù)位于其下的部分不受蝕刻過程的影響并且它穩(wěn)定地支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)以保護(hù)發(fā)光結(jié)構(gòu)不受可能在制造過程中產(chǎn)生的損壞的影響。
在這之后，保護(hù)層180被蝕刻并且形成凹進(jìn)部?？梢允褂醚谀Ｔ诟煞ㄎg刻過程中執(zhí)行這種凹進(jìn)部的形成。
如在圖2c中所示，歐姆層130和電流阻擋層135被層疊于位于該凹進(jìn)部中的第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126上。
此時(shí)，可以以大致200埃的厚度來層疊歐姆層130。歐姆層130可以選擇性地使用透射性導(dǎo)電層和金屬。例如，歐姆層130可以包括銦錫氧化物(IT0)、銦鋅氧化物 (IZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鋁鋅氧化物(IAZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵錫氧化物 (IGTO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銻錫氧化物(ATO)、鎵鋅氧化物(GZO)、IZO氮化物(IZON) ,Al-Ga ZnO (AGZO)、In-Ga ZnO (IGZO)、Zn。、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、和 Ni/IrOx/Au 和 Ni/Ir0x/ Au/IT0、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au 和 Hf■中的至少一種。本發(fā)明不限于那些材料?？梢曰跒R射或者電子束沉積來形成歐姆層130。根據(jù)實(shí)施例，在歐姆層130上形成凹進(jìn)部，并且在該凹進(jìn)部中形成電流阻擋層135。電流被水平地分散并且可以防止由于過電流產(chǎn)生的發(fā)光器件的誤差以有效地增強(qiáng)發(fā)光器件的穩(wěn)定性和可靠性。
電流阻擋層135可以在歐姆層130和發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間形成?？梢允褂镁哂斜确瓷鋵?40或者歐姆層130低的導(dǎo)電性的材料、與第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126形成肖特基接觸的材料或者電絕緣性材料以形成電流阻擋層135。例如，電流阻擋層135可以包括ZnO、 Si02、Si0N、Si3N4、Al203、Ti02、Ti、Al 和 Cr 中的至少一種。
電流阻擋層135可以在歐姆層130和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126之間或者在反射層140和歐姆層130之間形成，并且本發(fā)明不限于此。電流阻擋層135允許電流在發(fā)光結(jié)構(gòu)120內(nèi)廣泛地流動(dòng)，但未必要設(shè)置該電流阻擋層135。
如在圖2d中所示，透明支撐層200形成在歐姆層130或者保護(hù)層180上。透明支撐層200形成用于朝向發(fā)光器件的側(cè)表面發(fā)射有源層124的光的路徑以擴(kuò)大發(fā)光器件的取向角度并且改進(jìn)發(fā)光器件的側(cè)表面發(fā)光效率。
透明支撐層200可以由具有作為預(yù)定基準(zhǔn)或者以上的光透射率的絕緣性材料來形成。該絕緣性材料可以由非導(dǎo)電氧化物或者氮化物來形成。例如，透明支撐層200可以由硅氧化物(SiO2)層、鈦氧化物(TiO2)層或者鋁氧化物(Al2O3)來構(gòu)造。
可以在濺射沉積或者化學(xué)沉積工藝中形成透明支撐層200。
當(dāng)使用濺射沉積時(shí)，被電場加速的電離原子與透明支撐層200的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉積。當(dāng)使用化學(xué)氣相沉積時(shí)，具有光透射率的氧化物材料被沉積以產(chǎn)生化學(xué)氣相沉積。
透明支撐層200的厚度可以是各種值。該厚度可以被確定為使得能夠從有源層 200朝向發(fā)光器件的側(cè)表面、即透明支撐層200的側(cè)表面發(fā)射光的預(yù)定值。
例如，透明支撐層200的厚度可以被設(shè)定為在Iym IOOiim的范圍中。
可以在根據(jù)實(shí)施例的透明支撐層200的側(cè)表面中形成被構(gòu)造為發(fā)射來自有源層124的光的非平坦結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)施例，歐姆層130和反射層140可以在電流阻擋層135下方形成以將歐姆層130和反射層140相互電連接，而不用透明支撐層200。
如在圖2e中所示，反射層140形成在歐姆層130或者透明支撐層200上。
在歐姆層130或者透明支撐層200上形成的反射層140可以具有大致2500埃的厚度。反射層140可以由包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一種的金屬或者它們的合金形成?？晒┻x擇地，可以使用金屬或者它們的合金以及諸如IT0、 IZO、IZTO、IAZ0、IGZO、IGTO、AZO和ATO的透射性導(dǎo)電材料，由多層來形成反射層140。詳細(xì)地，反射層 140 可以是 IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、AZO/Ag/Ni、Ag/Cu 和 Ag/Pd/Cu 的多層。鋁或銀能夠有效地反射從有源層124產(chǎn)生的光，以顯著地增強(qiáng)發(fā)光器件的光提取效率。
特別地，反射層140可以朝向透明支撐層200的前表面和側(cè)表面反射經(jīng)由透明支撐層200從有源層124在其上入射的光。由于此，可以改進(jìn)發(fā)光器件的光提取效率。此時(shí)， 反射層140可以包括朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的至少一個(gè)凸出部，并且該凸出部的側(cè)表面可以與透明支撐層200接觸。反射層140的凸出部可以與電流阻擋層135豎直地重疊。
如在圖2f中所示，導(dǎo)電層170形成在反射層140上。導(dǎo)電層170可以由從包括鎳 (Ni)、鉬(Pt)、鈦(Ti)、鎢(W)、銀(V)、鐵(Fe)和鑰(Mo)的組或者選擇性地包括該組中的材料的合金中選擇的材料來形成。
此時(shí)，可以根據(jù)濺射沉積來形成導(dǎo)電層170。當(dāng)根據(jù)濺射沉積來形成導(dǎo)電層170 時(shí)，被電場加速的電離原子與導(dǎo)電層170的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉積。根據(jù)實(shí)施例，可以使用利用共晶金屬的電化學(xué)金屬沉積或者結(jié)合以形成導(dǎo)電層170。根據(jù)實(shí)施例，可以形成多個(gè)導(dǎo)電層170。
導(dǎo)電層170完全地支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)120，并且它具有使可能在發(fā)光器件的制造過程中產(chǎn)生的機(jī)械損壞(例如，斷裂或者分離)最小化的效果。
特別地，導(dǎo)電層170可以防止構(gòu)成支撐襯底160或者附著層150的金屬材料朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)120擴(kuò)散。導(dǎo)電層170被形成為包圍反射層140或者透明支撐層200，以使對(duì)于反射層140和透明支撐層200的機(jī)械損壞最小化。例如，導(dǎo)電層170的兩個(gè)端部凸出以包圍反射層140。
如在圖2g中所示，附著層150可以形成在導(dǎo)電層70上以將導(dǎo)電層170與支撐襯底160結(jié)合。附著層150可以由從金(Au)、錫(Sn)、銦(In)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鈮(Nb)和銅 (Cu)或者那些材料的合金中選擇的材料來形成。
如在圖2h中所示，支撐襯底160可以在附著層150上形成。
支撐襯底160可以由從包括鑰(Mo)、硅(Si)、鎢(W)、銅(Cu)和鋁(Al)的組或者該組中的材料的合金中選擇的材料來形成。支撐襯底160可以選擇性地包括金(Au)、銅合金(Cu 合金)、鎳(Ni)、銅-鎢(Cu-W)、載體晶片(例如，GaN、Si、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、SiC、 SiGe和Ga2O3)?？梢允褂美霉簿Ы饘俚碾娀瘜W(xué)金屬沉積或者結(jié)合來形成導(dǎo)電性支撐襯底 160。
根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)經(jīng)由導(dǎo)電層170將空穴注入到第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層126時(shí)，支撐襯底160可以由絕緣性材料形成，并且該絕緣性材料可以是氧化物或者氮化物。例如，支撐襯底160可以由硅氧化物(SiO2)層、氮氧化物層和鋁氧化物層來構(gòu)造。
如在圖2i中所示，襯底100被分離。
可以根據(jù)使用準(zhǔn)分子激光束的激光剝離(LLO)和干法/濕法蝕刻來執(zhí)行襯底100 的分離。
根據(jù)剝離，當(dāng)具有預(yù)定波長的準(zhǔn)分子激光束被聚焦和照射時(shí)，熱能被集中在襯底 100和發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間的邊界上。因此，該邊界被分成鎵和氮化物分子。同時(shí)，襯底100 的分離即刻地發(fā)生在激光束經(jīng)過的區(qū)域處。
因此，如在圖2j中所示，發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面被蝕刻。此時(shí),通過端點(diǎn)檢測而檢測到構(gòu)成保護(hù)層180的材料以停止蝕刻，并且發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面可以被部分地蝕刻。
此時(shí)，蝕刻位置可以受到控制以在正被蝕刻的發(fā)光結(jié)構(gòu)120下方定位保護(hù)層180。
當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)120被蝕刻時(shí)，保護(hù)層180保護(hù)位于保護(hù)層下方的部分不受蝕刻影響， 并且它穩(wěn)定地支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)，以保護(hù)發(fā)光結(jié)構(gòu)不受可能在制造過程中產(chǎn)生的損壞的影響。
非平坦結(jié)構(gòu)形成在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122上，以增強(qiáng)光提取效率。此時(shí)，可以在形成掩模之后通過光化學(xué)濕法蝕刻(PEC)或者蝕刻來形成非平坦結(jié)構(gòu)。
根據(jù)PEC，基于蝕刻液(例如，KOH或者NaOH)的數(shù)量和GaN結(jié)晶化來調(diào)節(jié)蝕刻速率I，以調(diào)節(jié)微小尺寸的非平坦的輪廓?？梢灾芷诘鼗蛘叻侵芷诘匦纬煞瞧教菇Y(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)施例，可以在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122的表面上形成2D光子晶體。可以通過周期地布置與光擁有的波長的一半相對(duì)應(yīng)的、具有不同折射率的至少兩種電介質(zhì)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)2D光子晶體的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可以以相同的圖案來設(shè)置每一種電介質(zhì)物質(zhì)。
光子晶體在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122的表面上形成光子帶隙，以控制光的流動(dòng)。
發(fā)光結(jié)構(gòu)的這種凹進(jìn)部和圖案結(jié)構(gòu)可以增加發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面面積并且相應(yīng)地改進(jìn)光提取效果。在發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上形成的微型非平坦結(jié)構(gòu)可以減少被吸收到發(fā)光結(jié)構(gòu)中的光，并且相應(yīng)地增強(qiáng)發(fā)光效率。
如在圖2k中所示，第一電極190可以形成在第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層122的至少預(yù)定區(qū)域上和發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面上。
第一電極190可以由從鑰(Mo)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬 (Pt)、釩(V)、鶴(W)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銠(Rh)和銥(Ir)以及所述金屬的合金中選擇的金屬材料來形成。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光結(jié)構(gòu)的示意圖。
參考圖3，可以在設(shè)置在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光結(jié)構(gòu)中的透明支撐層200的側(cè)表面中形成非平坦結(jié)構(gòu)，以發(fā)射從有源層124產(chǎn)生的光。此時(shí)，該非平坦結(jié)構(gòu)可以周期地或者非周期地形成。非平坦形狀不限于特定的一種形狀，而是該形狀可以是可變的。例如，非平坦的形狀可以是包括方形、半球形、三角形、梯形、多層和多臺(tái)階的所有的單一或者多種類型。
可以在濕法蝕刻工藝、干法蝕刻工藝或者濕法/干法蝕刻工藝中形成非平坦結(jié)構(gòu)。干法蝕刻可以包括等離子體蝕刻、濺射蝕刻和離子蝕刻。濕法蝕刻可以包括光化學(xué)濕法蝕刻(PEC)。
在PEC工藝的情形中，蝕刻液(例如，K0H)的數(shù)量和通過透明支撐層200的結(jié)晶化產(chǎn)生的蝕刻速率差異可以被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)微小尺寸的非平坦形狀。在形成掩模之后，執(zhí)行蝕刻以調(diào)節(jié)該非平坦形狀。
結(jié)果，該發(fā)光器件形成用于朝向發(fā)光器件的側(cè)表面引導(dǎo)從有源層124產(chǎn)生的光的路徑，并且可以有效地改進(jìn)側(cè)表面發(fā)光效率。特別地，反射層140朝向透明支撐層200的前表面和側(cè)表面反射經(jīng)由透明支撐層200從有源層124在其上入射的光。因?yàn)榇耍梢愿倪M(jìn)光提取效率。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一步實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，可以在透明支撐層200下方形成非平坦結(jié)構(gòu)。當(dāng)根據(jù)這個(gè)實(shí)施例在透明支撐層200下方形成非平坦結(jié)構(gòu)時(shí)，反射層140和導(dǎo)電層170可以相應(yīng)地形成為非平坦結(jié)構(gòu)。
在反射層140下方形成的非平坦結(jié)構(gòu)可以改變在由反射層140反射之后在透明支撐層200上入射的光的反射角，以朝向透明支撐層200的側(cè)表面發(fā)射光并且減少從有源層 124吸收到發(fā)光結(jié)構(gòu)中的光。由于此，可以增強(qiáng)發(fā)光效率。非平坦結(jié)構(gòu)可以周期地或者非周期地形成。非平坦形狀可以是可變的，而不限于特定的一種形狀。
例如，非平坦形狀可以是包括方形、半球形、三角形、梯形、多層和多臺(tái)階的所有的單一或者多種類型。
在反射層140或者透明支撐層200上形成的非平坦形狀可以包括朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的至少一個(gè)凸出部或者多個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
例如，反射層140或者透明支撐層200可以由例如三層的多層來構(gòu)造。
可以在濕法蝕刻工藝、干法蝕刻工藝或者濕法/干法蝕刻工藝中形成非平坦結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可以通過在形成掩模之后執(zhí)行蝕刻來調(diào)節(jié)非平坦的形狀。
干法蝕刻可以使用等離子體蝕刻、濺射蝕刻和離子蝕刻。濕法蝕刻可以使用光化學(xué)濕法蝕刻(PEC)。這里，在PEC工藝的情形中，蝕刻液(例如，K0H)的數(shù)量和通過GaN結(jié)晶化產(chǎn)生的蝕刻速率的差異可以被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)微小尺寸的非平坦形狀。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，透明支撐層200可以由多個(gè)多層來構(gòu)造并且每一層的厚度可以被設(shè)定為屬于I U m 100 u m的范圍。
根據(jù)實(shí)施例，在透明支撐層200下方形成的非平坦結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可以是多臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
當(dāng)透明支撐層200由多個(gè)層來構(gòu)造時(shí)，在透明支撐層200下方形成的反射層140 和導(dǎo)電層170可以由多個(gè)層來構(gòu)造。
當(dāng)在透明支撐層200下方形成多臺(tái)階結(jié)構(gòu)時(shí)，反射層140和導(dǎo)電層170可以由相應(yīng)的多臺(tái)階結(jié)構(gòu)來構(gòu)造。
當(dāng)透明支撐層200由多個(gè)層或者臺(tái)階來構(gòu)造時(shí)，透明支撐層200的側(cè)表面區(qū)域可以被擴(kuò)大，并且可以顯著地改進(jìn)發(fā)光器件的側(cè)表面光提取效率。
在反射層140和導(dǎo)電層170由多個(gè)層來構(gòu)造或者由非平坦結(jié)構(gòu)來構(gòu)造的情形中， 發(fā)光器件可以被穩(wěn)定地支撐并且可能存在減小可能在發(fā)光器件的制造過程中產(chǎn)生的機(jī)械損壞(斷裂或者分離)的效果。
另外，根據(jù)實(shí)施例，可以在透明支撐層200的側(cè)表面中形成光提取結(jié)構(gòu)，以發(fā)射在有源層124中產(chǎn)生的光。由于此，可以改進(jìn)發(fā)光器件的側(cè)表面光提取效率。
根據(jù)實(shí)施例，可以在透明支撐層200的頂部上形成多個(gè)貫穿部，并且可以相應(yīng)地改進(jìn)在透明支撐層200和歐姆層130之間的附著性。
當(dāng)根據(jù)實(shí)施例在透明支撐層200的頂部上形成非平坦結(jié)構(gòu)時(shí)，透明支撐層200可以與第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126接觸。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖。
參考圖5，可以在由多個(gè)層或者臺(tái)階構(gòu)造的透明支撐層200的側(cè)表面中形成非平坦結(jié)構(gòu)、即光提取結(jié)構(gòu)，以發(fā)射從有源層124產(chǎn)生的光。在透明支撐層200的側(cè)表面中形成的光提取結(jié)構(gòu)可以改變在透明支撐層200的側(cè)表面上入射的光的入射角，以僅減小在透明支撐層200的表面中產(chǎn)生的全反射。由于此，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光器件的側(cè)表面光提取效果，并且可以增強(qiáng)光提取效率。
在透明支撐層200的側(cè)表面中形成的光提取結(jié)構(gòu)可以周期地或者非周期地形成。 光提取結(jié)構(gòu)的形狀可以是可變的，而不限于特定的一種形狀。
例如，光提取結(jié)構(gòu)的形狀可以包括包含方形、半球形、三角形、梯形、多層和多臺(tái)階的所有的單一或者多種類型。
光提取結(jié)構(gòu)可以使用濕法蝕刻工藝、干法蝕刻工藝或者濕法/干法蝕刻工藝。此時(shí)，可以通過在形成掩模之后執(zhí)行的蝕刻來調(diào)節(jié)光提取結(jié)構(gòu)的形狀。
干法蝕刻可以使用等離子體蝕刻、濺射蝕刻和離子蝕刻。濕法蝕刻可以使用光化學(xué)濕法蝕刻(PEC)。這里，在PEC工藝的情形中，蝕刻液(例如，K0H)的數(shù)量和通過GaN結(jié)晶化產(chǎn)生的蝕刻速率的差異可以被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)微小尺寸的光提取結(jié)構(gòu)的形狀。
結(jié)果，該發(fā)光器件形成用于朝向發(fā)光器件的側(cè)表面發(fā)射從有源層124產(chǎn)生的光的路徑，并且它在透明支撐層200的側(cè)表面中形成光提取結(jié)構(gòu)。由于此，該發(fā)光器件具有改進(jìn)光提取效率的效果。特別地，反射層140可以朝向透明支撐層200的前表面和側(cè)表面反射經(jīng)由透明支撐層200從有源層124在其上入射的光。由于此，可以改進(jìn)發(fā)光器件的光提取效率。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意圖。
參考圖6，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，在透明支撐層200的頂部上形成多個(gè)貫通部，以改進(jìn)在透明支撐層和歐姆層130之間的附著性。換言之，透明支撐層200的預(yù)定區(qū)域可以包括通過穿過歐姆層130而與發(fā)光結(jié)構(gòu)接觸的多個(gè)貫通部。
當(dāng)根據(jù)這個(gè)實(shí)施例在透明支撐層200的頂部上形成該多個(gè)貫通部時(shí)，透明支撐層 200和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層126可以進(jìn)行接觸。
在透明支撐層200的側(cè)表面或者頂部上形成的多個(gè)貫通部可以周期地或者非周期地形成。貫通部的形狀可以是可變的，而不限于特定的一種形狀。
例如，貫通部的形狀可以包括包含方形、半球形、三角形、梯形、多層和多臺(tái)階的所有的單一或者多種類型。
該貫通部結(jié)構(gòu)可以使用濕法蝕刻工藝、干法蝕刻工藝或者濕法/干法蝕刻工藝。 此時(shí)，可以通過在形成掩模之后執(zhí)行蝕刻而調(diào)節(jié)貫通部的形狀。
干法蝕刻可以使用等離子體蝕刻、濺射蝕刻和離子蝕刻。濕法蝕刻可以使用光化學(xué)濕法蝕刻(PEC)。這里，在PEC工藝的情形中，蝕刻液(例如，K0H)的數(shù)量和通過GaN結(jié)晶化產(chǎn)生的蝕刻速率的差異可以被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)微小尺寸的貫通部的形狀。
圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件的、改進(jìn)的取向角度效果的示意圖。
參考圖7，示出的是與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光器件的取向角度401相比較，根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件的取向角度402的范圍被加寬。這是因?yàn)楦鶕?jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件如上所述地包括透明支撐層，并且因?yàn)閭?cè)表面光提取效率得以改進(jìn)。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面視圖。
如在圖8中所示，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝包括封裝主體520，在封裝主體520中安設(shè)的第一和第二電極511和512，在與第一和第二電極511和512電連接的情況下在封裝主體520中安設(shè)的、根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件500和包圍發(fā)光器件500的填充材料 540。
封裝主體520包括娃材料、合成材料或者金屬材料。鄰近于發(fā)光器件500地形成斜坡，以增強(qiáng)光提取效率。
第一電極511和第二電極512被相互電分離，并且它們?yōu)榘l(fā)光器件500提供電壓。 另外，第一和第二電極511和512反射從發(fā)光器件500產(chǎn)生的光，以僅改進(jìn)光效率，并且它們向外部排出從發(fā)光器件500產(chǎn)生的熱。
發(fā)光器件500可以安設(shè)在封裝主體520或者第一電極511和第二電極512中的任一個(gè)上。
發(fā)光器件500可以通過引線結(jié)合、倒裝芯片結(jié)合或者管芯結(jié)合而與第一和第二電極511和512電連接。
填充材料540包圍發(fā)光器件500以保護(hù)發(fā)光器件500。在填充材料540中設(shè)置了突光體，并且從發(fā)光器件500發(fā)射的光的波長可以被改變。
可以一個(gè)接一個(gè)地或者多個(gè)地在發(fā)光器件封裝上安裝根據(jù)上述實(shí)施例的發(fā)光器件，并且本發(fā)明不限于此。
根據(jù)該實(shí)施例的多個(gè)發(fā)光器件封裝可以在基板上排列。作為光學(xué)元件的導(dǎo)光板、 棱鏡片和擴(kuò)散片可以被布置在發(fā)光器件封裝的光通道上。這種發(fā)光器件封裝、基板和光學(xué)元件可以用作照明單元。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)為包括在上述實(shí)施例中公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的顯示裝置、指示裝置或照明系統(tǒng)。例如，照明系統(tǒng)可以包括燈和路燈。
圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的照明設(shè)備的分解透視圖。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備包括用于投射光的光源720、在其中安設(shè)光源720的外殼700、用于散發(fā)由光源720產(chǎn)生的熱的散熱單元710、和用于將光源720和散熱單元710 連接到外殼700的保持器730。
外殼700包括連接到電插座(未示出)的插座連接器701和連接到插座連接器 701并且容納光源720的主體702?？梢酝ㄟ^主體702來形成一個(gè)氣流孔703。
在該實(shí)施例中，在外殼700的主體702上設(shè)置多個(gè)氣流孔703。可以形成一個(gè)氣流孔703，或者可以以圖6中的輻射形狀或者各種其他形狀來設(shè)置多個(gè)氣流孔703。
光源720包括在基板705上的多個(gè)發(fā)光器件封裝704。這里，基板705可以具有能夠插入到外殼700的開口中的形狀，并且由具有高導(dǎo)熱率的材料形成，以便如在以后描述地將熱傳遞到散熱單元710。
保持器730設(shè)置在光源720下方。保持器730可以包括框架和氣流孔。此外，雖然未在圖9中示出，但是可以在光源720下方設(shè)置光學(xué)構(gòu)件，以便擴(kuò)散、散射或者會(huì)聚從光源720的發(fā)光器件封裝704發(fā)射的光。
圖IOA和IOB是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的背光源的視圖。
在圖IOA和IOB中，該背光源包括底蓋810、設(shè)置在底蓋810的內(nèi)側(cè)的一側(cè)處的發(fā)光器件封裝模塊(未示出)、設(shè)置在底蓋810的前表面上的反射板820、設(shè)置在反射板820 前面以向顯示器件的前部引導(dǎo)從發(fā)光器件封裝模塊發(fā)射的光的導(dǎo)光板830、和設(shè)置在導(dǎo)光板830前面的光學(xué)構(gòu)件840。除了以上組件，包括背光源的該顯示器件可以進(jìn)一步包括設(shè)置在光學(xué)構(gòu)件840前面的液晶顯示器面板860、設(shè)置在液晶顯示器面板860前面的頂蓋870、 和設(shè)置在底蓋810和頂蓋870之間以將底蓋810和頂蓋870固定到一起的固定構(gòu)件850。
導(dǎo)光板830用于引導(dǎo)從發(fā)光器件封裝模塊(未不出)發(fā)射的光，以便將所述的光轉(zhuǎn)換成表面光。設(shè)置在導(dǎo)光板830后面的反射板820用于朝向?qū)Ч獍?30反射從發(fā)光器件封裝模塊(未示出)發(fā)射的光，以便改進(jìn)光效率。
在圖IOA和IOB中，反射板820可以設(shè)置為獨(dú)立的組件，或者可以通過利用具有高反射性的材料涂覆導(dǎo)光板830的后表面或者底蓋810的前表面來設(shè)置反射板820。
這里，反射板820可以由諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的具有高反射性并且能夠作為超薄類型使用的材料來形成。
此外，導(dǎo)光板830散射從發(fā)光器件封裝模塊發(fā)射的光，以便遍布液晶顯示器裝置的整個(gè)屏幕地均勻分布所述的光。因此，導(dǎo)光板830由諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或者聚乙烯(PE)的具有高折射率和高透射性的材料來形成。
在導(dǎo)光板830上設(shè)置的光學(xué)構(gòu)件840通過指定角度擴(kuò)散從導(dǎo)光板830發(fā)射的光。 光學(xué)構(gòu)件840使得被導(dǎo)光板830引導(dǎo)的光能夠被均勻地朝向液晶顯器面板860照射。
作為光學(xué)構(gòu)件840，可以選擇性地堆疊諸如擴(kuò)散片、棱鏡片和保護(hù)片的光學(xué)片，或者可以使用微型透鏡陣列。這里，可以使用多個(gè)光學(xué)片，并且光學(xué)片可以由諸如丙烯酸樹脂、聚亞安酯樹脂或者硅樹脂的透明樹脂來形成。此外，如上所述，棱鏡片可以包括熒光體片。
液晶顯示器面板860可以設(shè)置在光學(xué)構(gòu)件840的前表面上。這里，將會(huì)清楚，替代液晶顯示器面板860地，可以設(shè)置要求光源的其他種類的顯示裝置。
圖IOB是背光源的光源部的橫截面視圖。
在圖IOB中，反射板820被安裝在底蓋810上，并且導(dǎo)光板830被安裝在反射板 820上。由此，反射板820可以直接地接觸散熱構(gòu)件(未示出)。
固定有發(fā)光器件封裝882的印刷電路板881可以被結(jié)合到托架812。這里，托架 812可以由具有高導(dǎo)熱率的材料形成，以便排出熱以及固定發(fā)光器件封裝882，并且雖然未在圖中示出，但是可以在托架812和發(fā)光器件封裝882之間設(shè)置熱襯墊(heat pad)，以便促進(jìn)熱傳遞。
此外，托架812設(shè)置成L形狀，在圖IOB中，托架812的水平部812a由底蓋810支撐，并且托架812的豎直部812a固定印刷電路板881。
如從以上說明顯而易見的是，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，發(fā)光器件、制造該發(fā)光器件的方法和發(fā)光器件封裝可以使用AC電力來驅(qū)動(dòng)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)清楚，在不偏離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，能夠在本發(fā)明中作出各種修改和變化。因此，本發(fā)明旨在涵蓋該發(fā)明的修改和變化，如果它們落入所附權(quán)利要求和它們的等價(jià)形式的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層；反射層，所述反射層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方；以及透明支撐層，所述透明支撐層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述反射層之間，其中，所述反射層包括朝向所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成的至少一個(gè)凸出部并且所述凸出部的側(cè)表面與所述透明支撐層接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方，其中，所述凸出部與所述電流阻擋層豎直地重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括歐姆層和保護(hù)層，所述歐姆層和保護(hù)層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方，其中，所述透明支撐層形成在所述歐姆層和所述保護(hù)層下方而非所述電流阻擋層下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成在所述反射層下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其中，所述導(dǎo)電層的兩個(gè)相對(duì)端部凸出以包圍所述反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層由具有70% 或者以上的光透射率的絕緣性材料來形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層由選自硅氧化物(SiO2)、鈦氧化物(TiO2)和鋁氧化物(Al2O3)的非導(dǎo)電材料或者選擇性地包括材料的非導(dǎo)電材料來形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層的厚度被設(shè)定為屬于I U m 100 u m的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，在所述透明支撐層的側(cè)表面中形成光提取結(jié)構(gòu)。
10.一種發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層；反射層，所述反射層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方；以及透明支撐層，所述透明支撐層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述反射層之間，其中，所述反射層包括非平坦結(jié)構(gòu)，并且所述透明支撐層具有與所述非平坦結(jié)構(gòu)的形狀相對(duì)應(yīng)的預(yù)定形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中，所述非平坦結(jié)構(gòu)包括多個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層由多層來構(gòu)造，并且每層的厚度被設(shè)定為屬于I U m 100 ii m的范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層形成在所述反射層下方。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其中，所述導(dǎo)電層的兩個(gè)相對(duì)端部凸出以包圍所述反射層。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層由具有 70 %或以上的光透射率的絕緣性材料來形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層由選自硅氧化物(SiO2)、鈦氧化物(TiO2)和鋁氧化物(Al2O3)的非導(dǎo)電材料或者選擇性地包括材料的非導(dǎo)電材料來形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，在所述透明支撐層的側(cè)表面中形成光提取結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述透明支撐層的預(yù)定區(qū)域通過穿過所述歐姆層而與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)接觸。
19.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括歐姆層、保護(hù)層和電流阻擋層，所述歐姆層、保護(hù)層和電流阻擋層形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方，其中，所述透明支撐層形成在所述歐姆層和所述保護(hù)層下方而非所述電流阻擋層下方。
20.一種照明設(shè)備，包括支撐基板，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件的至少兩個(gè)發(fā)光器件封裝位于所述支撐基板上；以及殼體，所述殼體包括預(yù)定部，所述預(yù)定部由通過那里透射由所述發(fā)光器件封裝發(fā)射的光的光透射性材料來形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光器件及其制造方法。該發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括第一導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電性類型半導(dǎo)體層；反射層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方；以及透明支撐層，其形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)和反射層之間以發(fā)射從有源層產(chǎn)生的光；以及導(dǎo)電層，其形成在反射層下方以包圍反射層。
文檔編號(hào)H01L33/44GK102544297SQ20111026285
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者丁煥熙, 李尚烈 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司