发光器件和发光器件封装的制作方法

文档序号:6957946
专利名称:发光器件和发光器件封装的制作方法
技术领域
实施例涉及一种发光器件和发光器件封装。
背景技术
发光二极管(LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。最近,随着发光二极管 的亮度逐渐地增加,发光二极管被广泛地用作用于显示器、车辆以及照明器件的光源。此 外,使用磷光体或者组合各种颜色的发光二极管以形成发射有效率的白光的发光二极管。发光二极管的亮度取决于包括有源层的结构、用于将光有效地提取到外部的光提 取结构、发光二极管的半导体材料、芯片尺寸以及包封发光二极管的制模构件的类型的各 种条件。

发明内容
实施例提供一种具有改进的结构的发光器件以及发光器件封装。实施例还提供一种具有改进的光提取效率的发光器件以及发光器件封装。在一个实施例中,发光器件包括第二导电类型半导体层;有源层,所述有源层在 第二导电类型半导体层上;第一导电类型半导体层,所述第一导电类型半导体层在有源层 上;以及中间折射层,所述中间折射层在第一导电类型半导体层上,其中,中间折射层具有 的折射率小于第一导电类型半导体层的折射率并且大于空气的折射率。在另一实施例中,发光器件封装包括主体;第一电极层和第二电极层,所述第一 电极层和第二电极层在主体中;以及发光器件,所述发光器件在主体中,发光器件被电连接 到第一和第二电极层,其中,所述发光器件包括第二导电类型半导体层;有源层,所述有 源层在第二导电类型半导体层上;第一导电类型半导体层,所述第一导电类型半导体层在 有源层上;以及中间折射层,所述中间折射层在第一导电类型半导体层上,其中,所述中间 折射层具有的折射率小于所述第一导电类型半导体层的折射率并且大于空气的折射率。在附图和下面的描述中阐述一个或者多个实施例的细节。根据说明书和附图以及 根据权利要求,其他的特征将是显而易见的。


图1是示出根据第一实施例的发光器件的横截面图。图2和3是示出根据第二实施例的发光器件的横截面图。图4至图8是示出制造根据第二实施例的发光器件的方法的横截面图。图9是示出根据第三实施例的发光器件的横截面图。
图10是示出包括根据实施例的发光器件的发光封装的横截面图。图11是示出包括根据实施例的发光器件的背光单元的透视图。图12是示出包括根据实施例的发光器件封装的照明系统的透视图。
具体实施例方式在实施例的描述中,将理解的是,当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在另一层 (或者膜)、区域、垫或者图案“上”或者“下”时,“上”和“下”的术语包括“直接地”和“间 接地”的意义。此外,将会基于附图进行关于在每层“上”和“下”的参考。在附图中,为了便于描述和清晰,每层的厚度或者尺寸被夸大、省略或示意性示 出。此外,每个元件的尺寸没有完全反映实际尺寸。在下文中,将参考附图来描述根据实施例的发光器件和制造发光器件的方法。〈第一实施例〉图1是示出根据第一实施例的发光器件1的横截面图。参考图1,第一发光器件1可以包括衬底110 ;中间反射层116,该中间折射层116 被设置在衬底110上;第一半导体层130,该第一半导体层130被设置在中间折射层116上; 有源层140,该有源层140被设置在第一半导体层130上;第二导电类型半导体层150,该第 二导电类型半导体层150被设置在有源层140上;电极层160,该电极层160被设置在第二 导电类型半导体层150上;第一电极170,该第一电极170被设置在电极层160上;以及第 二电极180,该第二电极180被设置在第一半导体层130上。衬底110 可以由蓝宝石(Al203)、SiC、Si、GaAs、(iaN、Zn0、Si、GaP、InP 以及 Ge 中 的至少一种形成,但是本公开不限于此。衬底110具有第一折射率nl。例如,当衬底110由蓝宝石Al2O3形成时,第一折射 率可以在从大约1. 7到大约1. 8的范围内。中间折射层116可以被设置在衬底110上。中间折射层116可以具有处于衬底110的第一折射率nl和第一半导体层130的 第三折射率n3之间的第二折射率π2。S卩,中间折射层116的第二折射率π2可以大于衬底110的第一折射率nl,并且小
于第三折射率n3。在衬底110和第一半导体层130之间的界面中用于全反射的临界角小,其具有大 的折射率差,并且界面中的被吸收和损耗的光的数量增加。因此,在当前实施例中,具有第二折射率n2的中间折射层116被设置在衬底110 和第一半导体层130之间,以使由于衬底110和第一半导体层130之间的折射率差而造成 的光损耗最小化。中间折射层116可以包括诸如41163141631化63141化6314^1^以及hNi 一的半导体材料,以具有第二折射率n2并且允许第一半导体层130被有效地形成在其上。可以以高温形成中间折射层116,以具有第二折射率n2。例如,当中间折射层116 包括AlN时,可以以从大约1000°C至大约1100°C的范围中的温度,特别是以大约1050°C的 温度来生长A1N。因此,第二折射率π2可以位于从大约2. 1到大约2. 2的范围内。中间折射层116可以具有从大约0.05 ym到大约0. Iym的范围的厚度Dl。
中间折射层116可以减少衬底110和第一半导体层130之间的晶格常数差,并且 减少第一半导体层130的位错和缺陷。第一半导体层130可以被设置在中间折射层116上。第一半导体层130可以具有第三折射率π3,并且仅包括第一导电类型半导体层, 或者包括第一导电类型半导体层和在第一导电类型半导体层下方的未掺杂的半导体层,但 是本公开不限于此。例如,第一导电类型半导体层可以包括η型半导体层。η型半导体层可以由诸 如 Α1Ν、GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, AUnN 或者 hN 的、具有 Ιη/ ρει^ΜΟ 彡 χ 彡 1, O^y^ 1)的组成式的半导体材料来形成,并且被掺杂有诸如Si、Ge或者Sn 的η型掺杂剂。例如,当第一半导体层130包括GaN时,第三折射率η3可以在从大约2. 45到大约 2. 55的范围内。例如,未掺杂的半导体层可以是未掺杂的GaN层,但是本公开不限于此。有源层140可以被设置在第一半导体层130上。在有源层40中,通过第一导电类型半导体层注入的电子(或者空穴)与通过第二 导电类型半导体层150注入的空穴(或者电子)相遇,以根据有源层140的材料、通过能带 的带隙来发射光。有源层140可以具有单量子阱结构或者多量子阱(MQW)结构、量子线结构以及量 子点结构中的至少一种,但是本公开不限于此。被掺杂有η型或者ρ型掺杂剂的包覆层(未示出)可以被设置在有源层140的上 侧和/或下侧处,并且被形成作为AWaN或者InMGaN层。第二导电类型半导体层150被设置在有源层140上。例如,第二导电类型半导 体层150可以被形成为ρ型半导体层。ρ型半导体层可以由诸如Α1Ν、GaN, AlGaN, InGaN, AUnGaN、AlInN 或者 LN 的、具有 InxAlyGa1TyN (0 彡 χ 彡 1,0 彡 y 彡 1,0 彡 x+y 彡 1)的 组成式的半导体材料来形成,并且被掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba的ρ型掺杂剂。第一导电类型半导体层、有源层140以及第二导电类型半导体层150是用于形成 发光结构的基本元件。第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层150可以分别被掺杂有ρ型掺杂 剂和η型掺杂剂,但是本公开不限于此。尽管未示出,第三导电类型半导体层(未示出)可 以被设置在第二导电类型半导体层150上。因此,发光器件100可以具有带有ρη、ηρ、ρηρ 以及ηρη之一的结合结构。使用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化 学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)或者氢化物气相外延(HVPE)的方法,可以形成中间 折射层116、第一导电半导体层130、有源层140以及第二导电类型半导体层150,但是本公 开不限于此。电极层160可以被设置在第二导电类型半导体层150上。电极层160可以由透 明材料来形成,该透明材料可以包括例如ΙΤ0、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、 AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga SiO)、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au 以及 Ni/IrOx/Au/ ITO中的至少一种。
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可替选地,第二电极层160可以是反射电极,并且包括具有高反射率的银(Ag)、铝 (Al)、钼(Pt)或者钯(Pd)中的至少一种。第一电极170可以被设置在电极层160上,并且第二电极180可以被设置在第一 半导体层130上。在对发光器件1执行台面蚀刻以暴露第一半导体层130之后,可以形成 第二电极180。第一电极170和第二电极180将电力提供到发光器件1。可替选地,第一电极170可以被形成在不具有电极层160的第二导电类型半导体 层150上,但是本公开不限于此。<第二实施例>在下文中,将描述根据第二实施例的发光器件2和制造发光器件2的方法。在这 里,将主要描述第一和第二实施例之间的不同部分,并且将省略对其相同部分的描述。图2是示出根据第二实施例的发光器件2的横截面图。参考图2,发光器件2包括导电支撑构件270 ;反射层沈0,该反射层260被设置在 导电支撑构件270上;第二导电类型半导体层250,该第二导电类型半导体层250被设置在 反射层260上;有源层M0,该有源层240被设置在第二导电类型半导体层250上;第一半 导体层230,该第一半导体层230被设置在有源层240上;第二中间折射层227,该第二中间 折射层227被设置在第一半导体层230上;以及第三电极观0,该第三电极280被设置在第 一半导体层230上。导电支撑构件270可以由钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Pt)、金(Au)、钨 (W)、铜(Cu)、钼(Mo)、铜-钨(Cu-W)以及诸如 Si、Ge、GaAs、ZnO, SiC、SiGe 以及 GaN 的载 具晶片来形成。第三电极280和导电支撑构件270将电力提供到发光器件2。反射层260可以被设置在导电支撑构件270上。反射层260可以包括具有高反射率的银(Ag)、铝(Al)、钼(Pt)或者钯(Pd)中的 至少一种。结合层(未示出)可以被设置在第二导电支撑构件270和反射层260之间,以提 高其界面耦合力。第二导电类型半导体层250可以被设置在反射层260上。例如,第二导电类型 半导体层250可以包括ρ型半导体层。ρ型半导体层可以由诸如A1N、GaN, AlGaN, InGaN, AUnGaN、AlInN或者hN的、具有Ιη/ ρει^ΜΟ彡χ彡1,0彡y彡1,0彡x+y彡1)的组 成式的半导体材料来形成,并且被掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba的ρ型掺杂剂。欧姆层(未示出)可以被设置在第二导电类型半导体层250和反射层260之间, 用于其间的欧姆接触。有源层240可以被设置在第二导电类型半导体层250上。在有源层MO中,通过 第一半导体层230注入的电子(或者空穴)与通过稍后要被形成的第二导电类型半导体层 250注入的空穴(或者电子)相遇,以根据有源层MO的材料、通过能带的带隙来发射光。有源层240可以具有单量子阱结构或者多量子阱(MQW)结构、量子线结构以及量 子点结构中的至少一种,但是本公开不限于此。被掺杂有η型或者ρ型掺杂剂的包覆层(未示出)可以被设置在有源层240的上 侧和/或下侧处,并且被形成为AWaN或者IniUGaN层。第一半导体层230可以被设置在有源层240上。
第一半导体层230可以具有第三折射率π3,并且仅包括第一导电类型半导体层, 或者包括第一导电类型半导体层和在第一导电类型半导体层下方的未掺杂的半导体层,但 是本公开不限于此。例如,第一导电类型半导体层可以包括η型半导体层。η型半导体层可以由诸 如 Α1Ν、GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, AUnN 或者 hN 的、具有 Ιη/ ρει^ΜΟ 彡 χ 彡 1, O^y^ 1)的组成式的半导体材料来形成,并且被掺杂有诸如Si、Ge或者Sn 的η型掺杂剂。例如,当第一半导体层230包括GaN时,第三折射率η3可以在从大约2. 45到大约 2. 55的范围内。第二中间折射层227可以被设置在第一半导体层230上。第二中间折射层227可 以具有处于第一半导体层230的第三折射率n3和空气的第四折射率η4之间的第二折射率 η2。空气的第四折射率η4大约是1.0,并且第二中间折射层227的第二折射率η2可以 小于第一半导体层230的第三折射率π3并且大于空气的第四折射率η4。在空气和第一半导体层230之间的界面中用于全反射的临界角小,其具有大的折 射率差,并且界面中的被吸收和损耗的光的数量增加。因此,在当前实施例中,具有第二折射率n2的第二中间折射层227被设置在第一 半导体层230上,以使由于从第一半导体层230发射到空气的光的折射率差所造成的光损
耗最小化。第二中间折射层227 可以包括诸如 AlN、GaN、AlGaN、InGaN, AlInGaN, AlInN 以及 ^N之一的、具有第二折射率n2并且有效率地形成第一半导体层130的半导体材料,但是本 公开不限于此。然而,在当前实施例中,第二中间折射层227包括Α1Ν。可以以高温形成第二中间折射层227,以具有第二折射率π2。例如,当第二中间折 射层227包括AlN时,可以以从大约1000°C至大约1100°C的范围中的温度,特别是以大约 1050°C的温度来生长A1N。因此,第二折射率π2可以在从大约2. 1到大约2. 2的范围内。图3是示出根据第二实施例的发光器件2的第二中间折射层227的平面图。参考图3,当第二中间折射层227包括AlN并且具有从大约0. 5 μ m到大约1. 0 μ m 范围的第二厚度D2时,第二中间折射层227可以具有相互分隔开的多个图案,例如,多个多 边形柱。然而,第二中间折射层227可以包括多个圆柱体或者平坦的层,但是本公开不限 于此。对于具有多个多边形柱的第二中间折射层227,掩模图案(未示出)被形成在第一 半导体层230上,并且使用掩模图案(未示出),可以形成第二中间折射层227。掩模图案 (未示出)可以包括S^2和MgN,但是本公开不限于此。当第二中间折射层227包括多个多边形柱或者多个圆柱体时,第二中间折射层 227发射以各种角度从有源层240发射的光,以提高发光器件2的光提取效率。第三电极280可以被设置在第一半导体层230上。第三电极280被设置在第二中 间折射层227上,并且被电连接到第二中间折射层227的图案之间的第一半导体层230。通 过去除第二中间折射层227的一部分,可以形成第三电极观0,但是本公开不限于此。
在下文中,现在将参考图4至图8来描述制造发光器件2的方法。为了便于描述, 在制造发光器件2的方法中,图2中所示的发光器件2被颠倒。参考图4,第一中间折射层216可以被形成在衬底210上,并且未掺杂的半导体层 220可以被形成在第一中间折射层216上。第一中间折射层216可以包括与稍后要被形成的第二中间折射层227(参考图6) 的材料相同的材料。例如,第一中间折射层216可以包括4116314163111^314111^3仏 AlInN以及MN中的一个。第一中间折射层216可以具有从0. 05 μ m至大约0. 1 μ m范围内的第一厚度Dl。第一中间折射层216可以减少衬底210和未掺杂的半导体层220之间的晶格常数 差,并且减少未掺杂的半导体层220的缺陷和位错。由于未掺杂的半导体层220没有被掺杂有导电掺杂剂,所以未掺杂的半导体层 220的导电性比第一和第二半导体层230和250的导电性显著地低。例如,未掺杂的半导体 层220可以是未掺杂的GaN层,但是本公开不限于此。未掺杂的半导体层220的上部可以包括第一导电类型半导体层,但是本公开不限 于此。参考图5,第二中间折射层227可以被形成在未掺杂的半导体层220上。第二中间折射层227可以具有处于第一半导体层230的第三折射率n3和空气的 第四折射率η4之间的第二折射率π2。具有第二折射率η2的第二中间折射层227被设置在第一半导体层230上,以使由 于从第一半导体层230发射到空气的光的折射率差所造成的损耗最小化。第二中间折射层227 可以包括诸如 AlN、GaN、AlGaN、InGaN, AlInGaN, AlInN 以及 ^N之一的、具有第二折射率n2并且有效率地形成第一半导体层230的半导体材料,但是本 公开不限于此。然而,在当前实施例中,第二中间折射层227包括Α1Ν。可以以高温形成第二中间折射层227,以具有第二折射率π2。例如,当第二中间折 射层227包括AlN时,可以以从大约1000°C至大约1100°C的范围中的温度,特别是以大约 1050°C的温度来生长A1N。因此,第二折射率π2可以在从大约2. 1到大约2. 2的范围内。参考图8,当第二中间折射层227包括AlN并且具有从大约0. 5 μ m到大约1. 0 μ m 范围内的第二厚度D2时,第二中间折射层227可以具有多个多边形柱。然而,第二中间折射层227可以包括多个圆柱体或者平坦的层,但是本公开不限 于此。对于具有多个多边形柱的第二中间折射层227,掩模图案(未示出)被形成在第一 半导体层230上,并且使用掩模图案(未示出),可以形成第二中间折射层227。掩模图案 (未示出)可以包括S^2和MgN,但是本公开不限于此。当第二中间折射层227包括多个多边形柱或者多个圆柱体时,第二中间折射层 227发射以各种角度从有源层240发射的光,以提高发光器件2的光提取效率。参考图6,第一半导体层230可以被形成在第二中间折射层227上,并且有源层 240可以被形成在第一半导体层230上,并且第二导电类型半导体层250可以被形成在有源 层240上。第一半导体层230、有源层MO以及第二导电类型半导体层250组成发光结构。
使用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化 学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)或者氢化物气相外延(HVPE)的方法,可以形成发光 结构,但是本公开不限于此。通过外延横向生长(ELO)工艺,发光结构可以被水平地和/或垂直地生长。通过 适当地调整诸如ELO工艺的压力或者温度的条件,发光结构可以被形成在第二中间折射层 227 上。然而,虽然发光结构被形成,但是部分发光结构可以被生长在第二中间折射层227 的多边形柱之间的间距228中,但是本公开不限于此。由于第一半导体层230被形成在第二中间折射层227上,第一半导体层230的缺 陷或者位错被减少,使得能够提高第一半导体层230的晶体特性。第一半导体层230可以仅包括第一导电类型半导体层,或者包括第一导电类型半 导体层和在第一导电类型半导体层下方的未掺杂的半导体层,但是本公开不限于此。在第二中间反射层227下方形成的未掺杂的半导体层220可以与在第二中间折射 层227上形成的第一半导体层230相同。g卩,第一半导体层230可以被形成,然后第二中间 折射层227可以被形成在第一半导体层230上,然后第一半导体层230可以被再次形成在 第二中间折射层227上,但是本公开不限于此。参考图7,折射层260可以被形成在第二导电类型半导体层250上,并且导电支撑 构件270可以被形成在反射层260上。导电支撑构件270将电力提供到发光器件2,并且支撑发光结构。参考图7和图8,可以去除衬底210、第一中间折射层216以及未掺杂的半导体层 220。通过激光剥离(LLO)工艺和蚀刻工艺,可以去除衬底210,但是本公开不限于此。通过诸如电感耦合等离子体/反应离子蚀刻(ICP/RIE)的蚀刻工艺,可以去除第 一中间折射层216和未掺杂的半导体层220。在这种情况下,第二中间折射层227可以用作用于停止蚀刻工艺的蚀刻停止层。第一中间折射层216和未掺杂的半导体层220被去除,以暴露第一半导体层230 和第二中间折射层227。参考图2和图8,第三电极280可以被形成在第一半导体层230上。此时,第二中 间折射层227可以被部分地去除,然后第三电极280可以被形成,但是本公开不限于此。〈第三实施例〉在下文中,将描述根据第三实施例的发光器件3和制造发光器件3的方法。在这 里,将主要描述第二和第三实施例之间的不同部分,并且将省略对其相同部分的描述。除了第二中间折射层被去除并且粗糙图案被形成之外,发光器件3与发光器件2 相类似。图9是示出根据第三实施例的发光器件3的横截面图。参考图9,发光器件3包括导电支撑构件370 ;反射层360,该反射层360被设置在 导电支撑构件370上;第二导电类型半导体层350,该第二导电类型半导体层350被设置在 反射层360上;有源层340,该有源层340被设置在第二导电类型半导体层350上;第一导 电类型半导体层330,该第一导电类型半导体层330被设置在有源层340上并且包括粗糙图案332 ;以及第三电极380,该第三电极380被设置在第一导电类型半导体层330上。第一导电类型半导体层330在其上部中包括粗糙图案332。例如,使用图7的第二中间折射层227作为掩模,通过对第一导电类型半导体层 330执行蚀刻工艺,可以形成粗糙图案332。即,对第一导电类型半导体层330执行使用图7的第二中间折射层227作为掩模 的蚀刻工艺,以形成粗糙图案332,然后第二中间折射层227被去除,然后第三电极380被形 成在第一导电类型半导体层330上,以形成发光器件3。粗糙图案332提高从发光器件3发射的光的提取效率。图10是示出包括根据实施例的发光器件的发光器件封装的横截面图。参考图10,根据实施例的发光器件封装包括主体20、在主体20中设置的第一电 极层32和第二电极层33、在主体20中设置的并且电连接到第一电极层32和第二电极层 33的发光器件1以及包围发光器件1的制模构件40。在图10中,发光器件封装包括根据 第一实施例的发光器件1,但是本公开不限于此,并且因此,发光器件封装包括根据其他实 施例的其他发光器件。主体20可以由硅材料、合成树脂材料或者金属材料来形成。倾斜表面可以被设置 在发光器件1的周围。第一电极层32和第二电极层33被相互电分离,以将电力提供给发光器件1。此 外,第一电极层32和第二电极层33可以反射在发光器件100中产生的光,以增加光效率, 并且可以将在发光器件1中产生的热释放到外部。发光器件1可以被设置在主体20上或者在第一电极层32或第二电极层33上。发光器件1通过图10中的引线被电连接到第一电极层32和第二电极层33,但是 本公开不限于此。例如,可以使用倒装芯片方法或者管芯结合方法,将发光器件1电连接到 第一电极层32和第二电极层33。制模构件40可以包围发光器件1,以保护发光器件1。制模构件40可以包括磷光 体,以改变从发光器件1发射的光的波长。发光器件封装可以包括根据上述实施例的发光器件中的至少一个,但是本公开不 限于此。多个发光器件封装被提供在衬底上,并且光导板、棱镜片、扩展片以及荧光片可以 作为光学构件被设置在从发光器件封装发射的光的路径中。发光器件封装、衬底以及光学 构件可以用作诸如背光单元、照明系统、指示装置、灯以及路灯的照明系统。图11是示出包括根据实施例的发光器件或者发光器件封装的背光单元的透视 图。图11的背光单元1100是照明系统的示例,并且因此,本公开不限于此。参考图11,背光单元1100可以包括底盖1140、在底盖1140内设置的光导构件 1120以及在光导构件1120的至少一个表面或者下表面上的发光模块1110。反射片1130 可以被设置在光导构件1120下方。底盖1140可以具有盒子形状,该盒子形状具有开口的上表面,以接收光导构件 1120、发光模块1110以及反射片1130,以及底盖1140可以由金属或者树脂来形成,但是本 公开不限于此。发光模块1110可以包括基板700和在基板700上安装的多个发光器件封装600。 发光器件封装600将光提供给光导构件1120。在根据当前实施例的发光模块1110中,发光器件封装600被安装在基板700上,但是根据实施例的发光器件可以被直接安装基板700 上。可以将发光模块1110设置在底盖1140的至少一个内表面上,以将光提供到光导 构件1120的至少一个表面。然而,发光模块1110可以被设置在底盖1140内的光导构件1120下方,以将光提 供到光导构件1120的底表面。即,可以根据设计,以各种形式来改变发光模块1110的位置, 并且因此本公开不限于此。光导构件1120被设置在底盖1140内。光导构件1120可以接收来自发光模块1110 的光,并且形成表面光源,然后将表面光源导向显示面板(未示出)。例如,光导构件1120可以是光导板(LGP)。例如,光导板可以由诸如聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA)的丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚合 物(COC)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)之一来形成。光学片1150可以被设置在光导构件1120上方。例如,光学片1150可以包括扩展片、聚光片、增亮片以及荧光片中的至少一种。例 如,通过堆叠扩展片、聚光片、增亮片以及荧光片,可以形成光学片1150。在这样的情况下, 扩展片可以均勻地扩展从发光模块1110发射的光,并且聚光片将扩展光聚集在显示面板 (未示出)上。在这一点上,从聚光片发射的光是任意偏振的光。增亮片可以增强从聚光片 发射的光的偏振的程度。例如,聚光片可以是水平和/或垂直的棱镜片。例如,增亮片可以 是双增亮膜(dual brightness enhancement film)。荧光片可以是包括磷光体的光透射板 或膜。反射板1130可以被设置在光导构件1120下方。反射板1130可以将通过光导构 件1120的底表面发射的光反射到光导构件1120的发光表面。反射板1130可以由例如PET、PC或者PVC的、具有高反射率的树脂来形成,但是本 公开不限于此。图12是示出包括根据实施例的发光器件或者发光器件封装的照明系统的透视 图。然而,图12中所示的照明系统1200是照明系统的示例,并且因此,本公开不限于此。参考图12,照明系统1200可以包括壳体1210、在壳体1210中设置的发光模块 1230以及设置在壳体1210中以接收来自外部电源的电力的连接端子1220。壳体1210可以由具有改进的散热性能的材料来形成。例如,壳体1210可以由金 属材料或者树脂材料来形成。发光模块1230可以包括基板700和在基板700上安装的至少一个发光器件封装 600。在根据当前实施例的发光模块1110中,发光器件封装600被安装在基板700上,但是 发光器件100可以被直接地安装在基板700上。电路图案可以被印刷在绝缘材料上,以形成基板700。例如,基板700可以包括印 刷电路板(PCB)、金属核心PCB、柔性PCB或者陶瓷PCB。此外,基板700可以由有效反射光的材料来形成。基板700的表面可以涂覆有通 过此有效反射光的例如白色或银色材料的彩色材料。至少一个发光器件封装600可以被安装在基板700上。每个发光器件封装600可 以包括至少一个发光二极管(LED)。LED可以包括发射红色、绿色、蓝色或者白色的光的彩色LED以及发射紫外(UV)光的UV发光LED。发光模块1230可以具有发光二极管的各种组合,以获得想要的颜色和亮度。例 如,白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管可以被设置成相互组合,以确保高 的显色指数。荧光片可以被设置在从发光模块1230发射的光的路径中,并且改变从发光模 块1230发射的光的波长。例如,当从发光模块1230发射的光具有蓝色波长带时,荧光片可 以包括黄磷光体,并且因此,从发光模块1230发射的光经过荧光片被最终感知为白光。连接端子1220可以被电连接到发光模块1230,以将电力提供给发光模块1230。参 考图12,将连接端子1220以插座的形式旋拧到外部电源,但是本公开不限于此。例如,连接 端子1220可以以插头的形式被插入到外部电源中,或者通过电线被连接到外部电源。在上述照明系统中,光导构件、扩展片、聚光片、增亮片以及荧光片中的至少一个 可以被设置在从发光模块发射的光的路径中,以获得想要的光学效果。如上所述,根据本实施例的照明系统包括具有改进的光提取效率的发光器件或者 发光器件封装,从而改进其特性。在本说明书中对于“ 一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的任何参考意味 着与实施例结合描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说 明书中,在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施例。此外,当结合任何实施例描述特 定特征、结构或特性时,认为结合实施例中的其他一些实施例实现这样的特征、结构或特性 也是本领域技术人员所能够想到的。虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例,但是应该理解,本领域 的技术人员可以想到的多个其他修改和实施例也将落入本发明原理的精神和范围内。更具 体地,在本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合布置的组件部件和/或布置中, 各种变化和修改都是可能的。除了组件部件和/或布置中的变化和修改之外,对于本领域 的技术人员来说,替代的使用也将是显而易见的。
权利要求
1.一种发光器件,包括 第二导电类型半导体层;有源层,所述有源层在所述第二导电类型半导体层上; 第一导电类型半导体层,所述第一导电类型半导体层在所述有源层上;以及 中间折射层,所述中间折射层在所述第一导电类型半导体层上, 其中,所述中间折射层具有的折射率小于所述第一导电类型半导体层的折射率并且大 于空气的折射率。
2.根据权利要求1所述的发光器件,包括在所述第二导电类型半导体层下方的反射层和导电支撑构件中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的发光器件,包括电极,所述电极被电连接到所述第一导电类型半导体层。
4.根据权利要求1所述的发光器件,其中, 所述中间折射层包括相互分隔开的多个图案。
5.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述中间折射层包括相互分隔开的多个多边形柱或者多个圆柱体。
6.根据权利要求4所述的发光器件,包括电极,所述电极被设置在所述中间折射层上,并且被电连接到所述图案之间的所述第 一导电类型半导体层。
7.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述中间折射层具有从大约0. 5 μ m至大约1. 0 μ m的范围内的厚度。
8.根据权利要求1所述的发光器件,包括 衬底,所述衬底在所述中间折射层上,其中,所述中间折射层的折射率大于所述衬底的折射率。
9.根据权利要求8所述的发光器件,其中, 所述中间折射层具有从大约0. 05 μ m至大约0. 1 μ m的范围内的厚度。
10.根据权利要求8所述的发光器件,其中,所述衬底由SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP以及Ge中的至少一种来形成。
11.根据权利要求8所述的发光器件,其中,所述衬底由蓝宝石(Al2O3)形成,并且所述衬底的折射率的范围从大约1. 7到大约1. 8。
12.根据权利要求8所述的发光器件,包括未掺杂的半导体层,所述未掺杂的半导体层在所述衬底和所述中间折射层之间;以及 另一中间折射层,所述另一中间折射层在所述衬底和所述未掺杂的半导体层之间。
13.根据权利要求12所述的发光器件,其中,所述另一中间折射层包括与所述中间折射层的材料相同的材料。
14.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述中间折射层包括AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AnnGaN、AnnN以及MN中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的发光器件,其中,所述中间折射层包括A1N,以及所述中间折射层的折射率的范围从大约2. 1到大约
全文摘要
本发明涉及一种发光器件和发光器件封装。该发光器件,包括第二导电类型半导体层;有源层;第一导电类型半导体层;以及中间折射层。有源层被设置在第二导电类型半导体层上。第一导电类型半导体层被设置在有源层上。中间折射层被设置在第一导电类型半导体层上。中间折射层具有的折射率小于第一导电类型半导体层的折射率并且大于空气的折射率。
文档编号H01L33/22GK102117875SQ201010572450
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者孙孝根 申请人:Lg伊诺特有限公司
再多了解一些
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