发光器件封装和包括其的显示器件的制作方法_2

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宝石基板发射光。例如,根据示范实施方式的发光二极管可以经由管芯附接工艺(die attach)被附接在子基座(sub-mount)例如引线框架120上,在发光二极管中产生的光可以通过二极管的未经由管芯附接工艺附接在子基座上的一个表面发射。
[0074]在下文将关于根据不范实施方式的倒装芯片发光二极管描述发光器件110的结构。图3是示出根据示范实施方式的发光器件110的构造的视图。
[0075]参照图3,发光器件110例如可以具有其中基板lll、n型半导体层112、有源层113和P型半导体层114按该次序层叠的结构。
[0076]基板111可以通过利用包括蓝宝石的透明材料形成,或者可以由蓝宝石之外的锌氧化物(ZnO)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氮化铝(A1N)等等形成。
[0077]缓冲层(未示出)可以形成在基板111和η型半导体层112之间。然而,根据工艺条件或器件特性,配置为在基板111上生长η型半导体层112之前改善与基板111的晶格匹配的缓冲层(未示出)可以被省略。
[0078]η型半导体层112可以由具有化学式InxAlYGau x Y)N(0兰X,0兰Y,X+Y ^ 1)的半导体材料形成。具体地,η型半导体层112可以包括其中掺杂诸如硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等的η型导电杂质的GaN层或者GaN/AIGaN层。
[0079]η型半导体层112可以被分成第一区域112a和第二区域112b,第一区域112a可以定义为光发射面。第一区域112a的面积可以大于第二区域112b的面积,使得发光器件110的光学特性可以改善。
[0080]在第一区域112a中,有源层113和ρ型半导体层114 一层层叠在另一层上。
[0081]有源层113可以包括具有多量子阱结构的InGaN/GaN层。
[0082]ρ型半导体层114可以由具有化学式InxAlYGau x Y)N(0兰X,0兰Y,X+Y ^ 1)的半导体材料形成。具体地,Ρ型半导体层114可以包括其中掺杂诸如镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)等的P型导电杂质的GaN层或者GaN/AIGaN层。
[0083]在η型半导体层112上,形成η型电极115,在ρ型半导体层114上,形成ρ型电极116。
[0084]粘合层117可以具有其中由单一元素形成的多个金属层层叠的结构,并可以包括反射材料以防止引线框架120的反射率影响发光器件110的特性。例如,粘合层117可以由包含锡(Sn)或者银(Ag)的金属形成。
[0085]在图3中,其中η型半导体层112提供在发光器件110的上部分上并且ρ型半导体层114设置在发光器件110的下部分上的情况被描述为一示范实施方式,但是ρ型半导体层114可以提供在发光器件110的上部分上而η型半导体层112可以设置在发光器件110的下部分上。
[0086]可以安装一个或多个发光器件110,但是在示范实施方式中,安装一个发光器件110的情况可以被描述为一示例。
[0087]返回参考图1,引线框架120形成腔135的底表面以起到反射在发光器件110中产生的光同时供给外电源到发光器件110的作用。
[0088]引线框架120可以形成为具有单层结构或者多层结构,如附图中所示,可以使用两个引线框架120或者三个或更多引线框架120。
[0089]在下文,其中引线框架120形成为具有单层结构并且配置为包括第一引线框架121和第二引线框架122的情况将被描述为一示范实施方式。返回参考图1和图2,第一引线框架121和第二引线框架122的一侧(例如,如附图所示的上部分)可以被插入到提供在上主体131和下主体132之间的区域中,另一侧(例如,下部分)可以围绕下主体132。
[0090]发光器件110可以附接在第一引线框架121的上部分上、第二引线框架122的上部分上,或者可以跨过第一引线框架121和第二引线框架122两者的上部分附接。
[0091]当发光器件110附接在第一引线框架121的上部分上或者第二引线框架122的上部分上时,发光器件110可以通过引线接合(未示出)电连接到第二引线框架122或者第一引线框架121。当发光器件110跨过第一引线框架121和第二引线框架122的上部分附接时,发光器件110可以通过粘合层117附接在每个引线框架120的上表面上,如图3所示。
[0092]引线框架120可以包括从包含钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)、磷(P)、铝(A1)、铟(In)、钯(Pd)、钴(Co)、娃(Si)、锗(Ge)、铪(Hf)、钌(Ru)和铁(Fe)的组中选择的至少一种金属。
[0093]第一引线框架121和第二引线框架122可以彼此间隔开从而电分离。引线框架120中的第一引线框架121和第二引线框架122的每个可以形成腔135的下表面(S卩,底表面)的至少一部分。
[0094]主体130可以支撑并保护发光器件110,并可以包括上主体131和下主体132。
[0095]主体130可以由树脂材料(诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)、硅(Si)、铝(A1)、铝氮化物(A1N)、光敏玻璃(PSG)、聚酰胺9T(PA9T)、间规聚苯乙烯(SPS))、金属材料、蓝宝石(A1203)、铍氧化物(BeO)和印刷电路板(PCB)中的至少之一形成。
[0096]主体130可以通过注射模塑法、蚀刻工艺制造。然而,示范实施方式不限于此。
[0097]在上主体131中,多个腔135以具有从上主体131的上部分到下部分逐渐减小的直径的凹入方式形成。此外,形成腔135的底表面的引线框架120暴露在腔135内部。腔135的宽度和高度可以形成为大于发光器件110的宽度和高度。然而,示范实施方式不限于此。在下文,其中形成两个腔135的情况将被描述为一示范实施方式。
[0098]上主体131包括围绕所述多个腔136和137的壁部分133,如图2所示。壁部分133的内表面可以形成为从上部分向下部分倾斜。根据倾斜面的角度,从发光器件110发出的光的反射角可以改变,因此可以调节从发光器件110发出的光的光束角。
[0099]随着光的光束角减小,从发光器件110发射到外部的光的会聚可以提高,相反,随着光的光束角增加,从发光器件110发射到外部的光的会聚可以减小。
[0100]反射材料可以被施加在壁部分133的内表面134上以反射在发光器件110中产生的光,其说明将在后面描述。
[0101]围绕发光器件110以保护其不受异物影响的模制构件138可以被填充在腔135内部。
[0102]填充在每个腔135中的模制构件138可以具有模制构件138覆盖发光器件110的侧表面的形状,因此发光器件110可以与外部分离以防止被来自发光器件封装100的外部的异物损坏。
[0103]填充在腔135中的模制构件138可以形成为其上部分具有凸出形状、平坦形状或者凹入形状。当模制构件138的上部分具有凹入形状时,输出到外部的光的光束角可以减小,并且光的会聚可以提高。当模制构件138的上部分具有凸出形状时,输出到外部的光的光束角可以增加,并且光的会聚可以减小。即,光的会聚可以通过模制构件138的上部分的形状来控制。
[0104]模制构件138可以由具有高水密性(water tightness)、耐腐蚀性、绝缘性的材料形成,诸如硅、环氧和树脂材料,并可以以紫外线固化或热固化方法形成。
[0105]模制构件138可以包括第一磷光体和不同于第一磷光体的第二磷光体,其中第一和第二磷光体的每个配置为将发光器件110中产生的光的波长彼此不同地转换。彼此不同的第一和第二磷光体可以发射具有彼此不同的波长的光,并可以转换发光器件110中产生的光的波长使得可以在发光器件封装100中实现白光。
[0106]根据从发光器件110发射的光的波长,第一和第二磷光体的每个可以包括蓝光发射磷光体、蓝绿光发射磷光体、绿光发射磷光体、黄绿光发射磷光体、黄光发射磷光体、黄红光发射磷光体以及红光发射磷光体中的至少一种。
[0107]第一和第二磷光体可以通过被从发光器件110发射的第一光激发而产生第二光,第二光具有不同于第一光的颜色。
[0108]例如,当发光器件110是蓝光发射二极管时,包含绿光发射磷光体的模制构件138可以被填充在第一腔136中,包含红光发射磷光体的模制构件138可以被填充在第二腔137中。通过这样的布置,绿光发射磷光体可以通过被来自蓝光发射二极管的蓝光激发而发射绿光,红光发射磷光体可以通过被来自蓝光发射二极管的蓝光激发而发射红光。
[0109]返回参考图1和图2,从绿光发射磷光体发射的绿光可以通过被第一引线框架121或者第一腔136的壁部分133的内表面134反射而发射到外部。从红光发射磷光体发射的红光可以通过被第二引线框架122或者第二腔137的壁部分133的内表面134反射而发射到外部。蓝光可以通过光学构件150发射到外部。因此,蓝色、绿色和红色光的每个被混合使得发光器件封装100可以实现白光。
[0110]第一和第二磷光体的每个被放置在腔135的第一腔136和第二腔137的每个中从而防止从某一磷光体发射的光激发从另一磷光体发射的光的现象。因此,发光器件封装100可以具有高的色彩再现性。
[0111]绿光发射磷光体可以包括从包括氮化物基磷光体、硫化物基磷光体、硅酸盐基磷光体和量子点基磷光体的组中选择的至少一种。
[0112]红光发射磷光体可以包括从包括氮化物基磷光体、硫化物基磷光体、氟化物基磷光体和量子点基磷光体的组中选择的至少一种。
[0113]磷光体的类型不限于此,磷光体可以包括公知的磷光体,诸如YAG、TAG、铝酸盐基磷光体、碳化物基磷光体、氮娃化物(nitridosilicate)基磷光体、硼酸盐基磷光体、磷酸盐基磷光体。
[0114]通过调节磷光体的类型和含量,可以调节所实现的白光的色坐标。
[0115]配置为扩散发光器件110中产生的光的光扩散构件可以被进一步包括在模制构件138中。
[0116]例如,光扩散构件可以被提供为金属微粒类型。当光扩散构件由金属形成时,由于表面等离激元(plasmon)共振,发光器件封装100的光提取效率可以被改善。
[0117]当金属层具有平坦表面时,通过被光激发而形成的等离激元波可以具有不从金属表面被传送到内部或者外部的特性。可能需要将表面等离激元波释放到外部,因此光扩散构件可以具有球形。
[0118]为此,形成光扩散构件的金属可以由容易通过外界刺激发射电子并具有负介电常数的至少一种金属形成,诸如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)和铝(A1)。
[0119]光学构件150将主体130的内部空间分隔为所述多个腔(例如,第一腔136和第二腔137),使得不同磷光体可以被放置在第一腔136和第二腔137的每个中。因此,根据意欲被使用的磷光体的类型,可以使用多个光学构件150。
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