专利名称：光子晶体led的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括光子晶体的发光二极管。
背景技术：
在当今现代社会，发射可见光的发光二极管的使用是广泛的。发光二极管的应用 包括发光标志(例如出口标志或紧急标志)、用于车辆的灯(例如刹车灯)、用于大尺度视 频显示器的背光照明以及用于诸如搁架之类的家具的照明系统。然而，发光二极管针对像 投影源或车头灯那样的应用的用途不那么快速地增长，这归因于普通发光二极管的发射角 度宽这一事实。对于这些应用而言，希望的是使用具有高度准直的光的光源。许多发光二极管(LED)遭受差的提取效率，即与LED中产生的光相比，从发光二极 管(LED)逸出的光量是小的。LED的常见问题在于，光在LED材料中的全内反射使得光陷 在LED内并且因而不从LED选出。全内反射的一个原因在于，在发光材料与空气之间存在 大的折射率差。陷在LED内的光最终将被吸收和损失。为了减少由于全内反射而被俘获的 光量，提出了一种用于提高提取效率的方法。该方法通过在LED的发光表面提供粗糙化区 域实现了改进的提取效率。提取效率的又一个改进借助于在LED材料中提供周期性结构 而实现。周期性结构的实例是光子晶体(PC)。通过将光子晶体设置成靠近LED的活性区 (active region)，获得提取效率的改进。光子晶体形成间隙(或腔)，其以特定角度衍射 光。为了进行理论建模，LED的光发射(辐射场)划分成包括接近活性层和光子晶体结构 的电场的近场以及与从(远离)LED观察的实际光发射相应的远场。具有光子晶体结构的 许多发光二极管的问题在于，LED的远场发射显示出较亮和/或较暗的斑、点或类似物的规 则模式(pattern)。在美国专利申请2005/0173714A1中，公开了一种固态照明系统的外延结构。该固 态照明系统包括活性层，其响应于注射到该层中的电流而发射光；邻近活性层的第一结 构，其中该结构和活性层被设置成俘获活性层产生的光并且引导光平行于活性层；以及设 置在引导层上的第二结构，其预期用于提取由第一结构俘获的光，其中第二结构包括多个 具有不同参数的光子晶体阵列。此外，在每个照明系统中存在许多光子晶体单元(cell)。 依照一个实施例，芯片中光子晶体单元和电极的几何形状被设置成正方形单元的形式。每 个单元具有不透明的电极，并且包括用于提取光的光子晶体。2005/0173714A1中公开的固 态照明系统的目的是提供改进的提取效率。在这种类型的固态照明系统中，光子晶体单元在照明系统的表面上重复。这种固 态照明系统的缺点在于，从多个光子晶体单元发出的组合的远场模式可能是非均勻的，即 远场模式可能具有明亮的斑、点、圆或类似物。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术的至少一些上述问题。这个目的是通过如独立权利要求1所述的发光二极管来满足的。从属权利要求中限定了特定的实施例。依照本发明的一个方面，提供了一种半导体发光二极管(LED)，其包括用于跨活性 区施加电压的第一和第二电极。活性区设置在第一类型半导体层与第二类型半导体层之间 以便产生光。该LED还包括用于发射光的发光表面以及设置在活性区与发光表面之间的多 个光子晶体。在所述多个光子晶体中选择的至少两个第一和第二类型的光子晶体适于从所 述活性区提取光并且在至少一个晶格参数方面彼此不同。所述至少两个光子晶体中的每一 个与对应的远场模式关联。此外，提供了所述多个光子晶体的布置以便设置所述至少两个 光子晶体，使得通过组合与所述至少两个光子晶体中的每一个关联的所述对应的远场模式 形成来自所述LED中产生的光的总远场模式。本发明的思想是提供一种发光二极管，其具有划分成子区域的发光区域。这些子 区域中的至少一些设有不同的光子晶体(PC)，这些光子晶体的不同之处在于，其对应的晶 格参数(包括如下面进一步解释的晶格类型、晶格间距、填充率(fill fraction)和晶格取 向)中的至少一个彼此不同。子区域充当许多不同的光源，其中每个光源具有不同的辐射 模式(或辐射场)。在远场中，与每个相应光源(即光子晶体)关联的不同辐射模式组合成 一种模式，该模式与从具有例如相同光子晶体的LED发出的远场模式相比可以具有改进的 均勻性，或者可以具有对称性提高的准直光发射。换而言之，形成依照本发明的发光二极管的基础的原理是提供包括至少两种不同 类型的光子晶体的LED。在至少一个晶格参数方面彼此不同的两个光子晶体被认为是不同 的类型。不同类型的光子晶体形成光子晶体的布置，使得从LED发射的光的总远场模式比 与不同类型光子晶体关联的各远场模式中的每一个更均勻。通过这种方式，降低了来自较 暗和/或较亮的斑、点和/或类似物(此后称为远场模式的不规则性)的影响。已经观察 到，具有PC的现有技术LED中的远场模式的不规则性由光子晶体中腔(孔)的规则分布而 造成。此外，应当指出的是，所述不规则性与光子晶体模式中的对称性相应。因此，希望的 是如本申请公开内容中所描述的那样打破PC中孔的分布的规则性。因此，依照本发明的发光二极管的有利效果在于，它提供了光发射，其远场辐射模 式可以比具有仅仅一种类型的光子晶体的情况具有提高的均勻性或者显示更少的斑(不 规则性)。另一个优点在于，任何特定应用所需的许多不同远场辐射模式可以被设计成具有 固定数量的最优化光子晶体。可以通过选择LED的光子晶体的不同布置来获得不同的设 计，即改变光子晶体的位置。例如，对于背光应用而言，希望的是提供具有大量相对于LED 法线的60°与80°之间的发射的LED。应当指出的是，光子晶体可以形成为最靠近发光表面的半导体层的一部分。光子 晶体层可以从发光表面延伸通过提到的最靠近发光表面的半导体层，可能还通过活性区。 此外，光子晶体层可以延伸到与LED的发光表面相比的活性区相对侧的半导体层中。然而， 光子晶体也可以在与最靠近发光表面的半导体层不同的单独层中形成。通常，光子晶体包 括孔、柱(pole)和/或类似物的点阵。在下文(和前文)中，孔的提及应当被解释成孔和 /或柱和/或类似物。在一些实施例中，光子晶体可以包括光子准晶体。此外，在其他实施例中，LED的 发光表面还可以包括用于粗糙化LED的发光表面的装置。通过这种方式，用于粗糙化发光表面的装置提供了均勻的背景发射，其降低了设有光子晶体的区域与未设有光子晶体的区 域之间的对比度。在依照本发明的LED的一个实施例中，优选的是光子晶体的布置以随机的方式设 置(放置或定位)不同的光子晶体。此外或者可替换地，该布置可以以变化(在至少一个 晶格参数方面)的方式设置不同的光子晶体。例如，晶格参数可以依照线性函数(或者任 何类型和/或阶次的函数)从一种光子晶体变化为另一种(邻近的)光子晶体，使得从LED 发射的光的远场模式的均勻性得到提高。此外，光子晶体的布置附加地或者可替换地可以 将不同类型的光子晶体非周期性地设置在发光表面内(更特别地设置在活性区与发光表 面之间的半导体层内)，其中改善了来自不同光子晶体的组合的远场模式，即存在较少的或 减少的斑或类似物。在依照本发明的LED的实施例中，所述布置被设置成以不规则的方式将至少两种 不同类型的上述光子晶体放置在发光表面内。因此，已经注意到可以通过如下方式获得具 有提高的均勻性的从LED发射的光的总远场模式优选地像上面那样不规则地将不同光子 晶体设置在发光表面(发光区域)内，使得关联的不同光子晶体的不同远场模式以这样的 方式交互，使得与一定光子晶体关联的远场模式的不规则性(更亮或更暗的斑或点或圆) 相对于与另一光子晶体关联的另一远场模式的不规则性(更亮或更暗的斑或点或圆)出现 在不同的位置(或者不同地表达，关联的光子晶体的远场模式优选地应当至少部分地不关 于其各自的空间扩展相应)。再换而言之，关联的光子晶体的远场模式优选地应当至少轻微 地彼此异相。在依照本发明的LED的另外的实施例中，可能希望的是以规则的方式放置(设置 或定位)不同类型的光子晶体。特别地，来自光子晶体的远场模式中的更亮和/或更暗的 斑必须充分地重叠，以便在特定范围内的立体角中提供发射的功率。例如，当使用不同晶格 类型(例如六角形和三角形晶格)的光子晶体时，远场模式中的斑可以重叠，并且因而再现 具有更少和/或较不明显的(模糊的)不规则性(斑等等)的远场模式。此外，晶格参数可以是晶格取向、晶格间距、晶格类型或填充率之一或者其组合。 应当指出的是，术语“晶格参数”包括晶格取向，即如果两个光子晶体取向不同，那么即使它 们具有相同的间距、填充率和晶格类型，也认为它们是不同的(或者不同的类型)。例如，光 子晶体可以具有相同或相似的短程序(short-range order)，但是具有稍微不同的间距，或 者具有相同或相似的间距，但是具有不同的填充率。此外，光子晶体可以具有相同的(或相 似的)间距和形状，但是不同之处在于，晶格类型不同，即六角形结构与三角形(或立方) 晶格结构不同。应当注意到，所述光子晶体中的一些可以具有相同的晶格参数，即不要求 LED的所有光子晶体具有至少一个不同的晶格参数。应当理解的是，术语“填充率”指的是光子晶体成分(例如孔、柱或类似物)的维 度，即孔的直径从一种光子晶体到另一光子晶体是不同的，而其他参数(比如间距)保持恒 定。典型地，对于可见光而言，孔(或柱)的直径处于30nm-700nm的范围内。光子晶体的间距(或晶格常数)被定义为光子晶体晶格中从孔(或柱或类似物) 的中心到邻近孔的中心的距离。对于可见光而言，该距离典型地处于SOnm-SOOnm的范围 内。通常，最佳的间距(或晶格间距)随着发射的光的波长而增大。在依照本发明的LED的实施例中，LED的间距和填充率可以通过利用其折射率对于空气和半导体材料不同的材料填充半导体材料中的孔(或者柱之间的间隙)来改变。例 如，可以使用(多孔)硅石、氧化钽、氧化锆和氧化钛。通过增大孔中的折射率，光子晶体的 间距和填充率增大。上述晶格类型可以包括六角形、三角形和立方结构中的至少一个。许多类型的晶 体结构在本领域中是已知的，其全部可以用在依照本发明实施例的LED中。上述低阶结构 (六角形结构等等)并非意在将本发明的范围限于这些类型。任何低阶结构都可以采用。 也可以使用诸如向日葵结构之类的高阶结构或不同类型的阿基米德平铺(tiling)。甚至也 可以应用随机晶体结构。优选地，晶格类型提供非旋转对称远场模式。一个实例是准晶体， 比如向日葵中的螺旋结构，其适合用于像射束器、LCD背光源和汽车前灯那样的应用。然而， 应当注意到，在一些实施例中，优选的是具有旋转对称的远场模式。对于像聚光灯那样的应 用，情况就是如此。在依照本发明的LED的另一实施例中，可以任意选择子区域的尺寸和形状(维 度)，即光子晶体的形状。特别地，子区域(或光子晶体)的最小尺寸取决于特定光子晶体 的相互作用长度。优选地，子区域的形状可以是多边形形状，例如矩形、三角形、正方形形状 或者其组合。最优选地，子区域具有相同的形状。通常，子区域为正方形形状，以便有利于 制造过程。在依照本发明的LED的其他实施例中，第一类型半导体层为N型半导体层并且第 二类型半导体层为P型半导体层。有利的是，由于N型材料通常是比P型半导体材料更好 的电流导体，因而实现了在整个活性区上散布的电流，并且因而整个活性区可以用来产生 光且整个发光顶面可以用来提取光。此外，N型层设置在LED的活性区与发光表面之间，并且P型层设置在与N型层相 比的活性区的相对侧。可替换地，在依照本发明的LED的实施例中，第一类型半导体层为P型半导体层并 且第二类型半导体层为N型半导体层。而且，光子晶体被设置成彼此邻近，以便利用光子晶体连续地覆盖LED的发光表 面的至少一部分。有利的是，通过这种方式最大化了光子晶体的影响。光子晶体的应用有 助于提取的增大以及光束形状和准直效率的改善。在依照本发明的LED的另外的实施例中，第二电极包括设置在与发光表面相比的 活性区的相对侧的子电极。第一和第二子电极分别与第一和第二类型的对应光子晶体关 联。此外，可以通过向第一和第二子电极中的每一个施加对应的电压来单独控制第一和第 二子电极，其中由于来自第一和第二类型的所述光子晶体的远场模式之间的差异的原因， 可以动态地控制所述LED的远场模式。通过这种方式，创建了若干或性子区域(或子“活性 区”)。这些活性子区可以通过在其上施加电压而激活。结果，可以通过选择(激活)不同 的子电极来激活活性区的不同部分。有利的是，所述LED可以动态地(无需任何硬件变化) 提供不同类型的光束形状(远场模式)，例如用于阅读的一种类型的光束形状(具有准直的 光)以及用于观看电视的另一种类型的光束形状(具有宽发射)。一些光束形状可以甚至 将发射完全定向到侧面，而在LED法线的方向上没有任何光。更特别地，所述子电极可以与对应光子晶体关联。优选的是使子电极的尺寸和 形状与对应光子晶体的尺寸和形状匹配。通过这种方式，可以提供对于远场发射的更容的一些可以与不包含光子晶体的LED 表面区域关联，但是该表面区域可能经过其他技术(比如粗糙化)处理以便获得均一的 (homogeneous)发身寸模式。因此，依照本发明的上述实施例，提供了一种LED，其中所述电极之一被划分成子 电极，其中可以通过在这些子电极的每一个子电极处施加电压来单独控制每个子电极。该 实施例的一个优点在于，从LED发射的光的强度分布(亮度)可以通过对不同的子电极选 择不同的电压(根本没有电压也是一种可能的选项)来控制。此外，可以改善来自活性区的热传递。这可以通过例如仅激活产生光的整个活性 区的部分来获得。其中产生光的部分可以称为活性部位，并且不产生光的活性区的部分可 以称为失活部位(关联的子电极失活)。当驱动活性部位以发射光时，它也产生热量。该热 量可以在周围失活部位消散，其从而提供了局部散热。通过这种方式，与当所有的子电极被 寻址并且不存在用于提供局部散热的失活部位时相比，可以施加更高的通过激活部位的电 流。在依照本发明的LED的另外的实施例中，设置在与发光表面相比的活性区的相对 侧的第一类型半导体层被划分成子元件，每个子元件与相应的子电极关联。有利的是，实现 了用于产生光的活性区之间的改善的分离。本领域技术人员应当认识到，可以组合本发明的不同特征以便创建不同于下文所 述的实施例，这并不脱离由所附独立权利要求限定的本发明的范围。
根据以下作为非限制性实例而提供的本发明实施例的详细描述以及附图，将容易 理解本发明的各个不同方面，在附图中图1示出了依照本发明实施例的发光二极管的截面图；图2a和图2b示出了来自对应光子晶体类型的远场模式；图2d和图2e示出了在至少一个晶格参数方面不同的两种光子晶体；图2c和图2f示出了来源于具有如图2a_2b和图2d_2e中所示的不同类型光子晶 体的区域的不同远场之间的干涉；图3示出了依照本发明另一实施例的发光二极管的俯视平面图；图4示出了依照本发明另一实施例的发光二极管的俯视平面图；图5示出了依照本发明又一实施例的发光二极管的截面图；图6示出了依照本发明又一实施例的发光二极管的截面图；以及图7示出了依照本发明实施例的发光二极管的截面图。
具体实施例方式在以下附图中，当可应用时，相似的附图标记在整个描述中用于相似的部分或特 征。在图1中，示出了依照本发明实施例的示例性发光二极管1 (LED)。LED 1包括外 延层21、30的半导体叠层。在该特定实例中，半导体叠层具有400nm的总厚度，并且由GaN 制造。该叠层(依照图1，自底至顶)包括第一电极40、与第一电极40连接的P型半导体层30、活性区4、N型层21、与N型层21连接的第二电极11 (或电极布置)以及发光区域(发 光表面)6。光子晶体101、102在N型层21内形成为孔。光子晶体层101、102的厚度可以 增大，以便延伸到活性区(量子阱)中和/或延伸到P型层中。在这个实例中，N型层21中 光子晶体类型101的孔的尺寸(直径)近似为IOOnm并且孔的深度为250nm。类型101的 光子晶体的晶格间距为470nm。N型层21中另一类型的光子晶体102的孔的尺寸(直径) 为120nm并且孔的深度为250nm。类型101的光子晶体的晶格间距为490nm。光子晶体101、 102的晶格类型为六角形晶格类型(对于其他实例，晶格类型可能不同)。光子晶体的区域 具有六角形形状并且在直径方面具有近似50 μ m的直径(未示出)。即使未示出，对于Imm2 的发光表面而言，图1中LED上的光子晶体区域的数量通常在50-2500的范围内。当操作图1中的LED时，通过在第一 40和第二 11电极处设置两个不同的电位水 平跨活性区4施加电压。通过这种方式，活性区4产生光，该光通过LED 1的发光表面6发 射。图2a_2f示出了来自包含不同类型光子晶体的区域的不同远场模式如何相加(干 涉或组合)以便改进从整个LED发射的光引起的总远场的均勻性。在图2a和图2b中，示出了两种不同的远场模式，其中每种模式与对应光子晶体类 型相应。标记_90、0和90表示相对于在图2a和图2b中分别位于半圆的中心的LED的法 向轴的度数。图2a中的远场模式越靠近远场模式的外围越亮，如起源于半圆中心的线所 示，而图2b中的远场模式在远场模式的中心附近更亮，类似地如起源于另一半圆的中心的 线所示。图2a和图2b的远场模式分别与图2d和图2e中示出的对应光子晶体类型关联。 在该实例中，光子晶体在晶格类型方面彼此不同。图2d中的光子晶体由三角形晶格类型 (结构)形成，图2e中的光子晶体由六角形晶格类型形成。晶格类型、间距或填充率的其他 组合也是可能的。在图2f中，示出了包含图2d和图2e中所示的光子晶体的LED。至少一些如图2d 中所示的光子晶体的取向是不同的。为了清楚起见，仅示出了两种类型的光子晶体，但是为 了获得具有提高的均勻性的远场模式，优选的是使用超过两种类型的光子晶体。所需的光 子晶体类型的确切数量取决于应用和远场的需要的均一性(homogeneity)。对于许多应用 而言，5和15之间的不同光子晶体将足以获得需要的远场发射。图2c中显示了由依照图2f的LED发射的光得到的远场模式。可以看出，图2d的 光子晶体的远场模式和图2e的光子晶体的远场模式一起产生比图2a和图2b中所示的单 独的远场模式更均勻的远场模式。这些不同远场模式的更亮的区域是非一致的，即这些模 式的更亮的区域是非重叠的或异相的。应当理解的是，由在远场中产生不同发射模式的区 域的位置引起的LED的引入的改进的总远场模式与单独的光子晶体的位置去耦合。因此， 在LED的总远场模式中未示出LED的光子晶体的单独的特性。参照图3，示出了依照本发明实施例的发光二极管1的俯视平面图。发光表面被 分割成若干子段61、62、63、64，每个子段包括完全覆盖相应子段的光子晶体103、104、105、 106。为了简单起见，不是所有子段和所有光子晶体都分配了附图标记。对于近似Imm2的 发光表面6而言，优选的是将发光表面6分割成近似100-2500个子段。对于更大的发光表 面而言，子段的数量可以增加。不同子段的光子晶体可以具有不同的特性(晶格参数)。例如，具有小点的子段(或区域)表示具有特定直径的孔(或柱)的光子晶体，而具有小圆的 子段表示具有另一特定直径的孔(或柱)(即不同的填充率)的光子晶体。而且，竖直画线 区域表示具有特定取向的光子晶体，而其他方向画线的区域表示具有另一特定取向的光子 晶体。应当理解的是，所有子段都设有光子晶体，即使光子晶体未被图3中具有特定图案的 子段表示，也是如此。不同的光子晶体以变化的方式设置，使得邻近光子晶体的远场模式改 善了来自发光表面6内(或者更特别地N型层内)的所有光子晶体的总远场模式的均勻性。在另一工作实例中，不同的光子晶体相对于其邻居旋转(所有其他晶格参数对于 所述光子晶体是相同的)。这仅在以下情况下才是可能的远场模式表现出旋转不对称性， 即远场模式应当例如不包括相对于远场模式的中心居中的同心圆。然而，如果远场模式是 六角形，那么它可以被旋转，使得它与旋转之前的外观相同，即旋转对称角对于该特定远场 模式存在。对于这样的远场模式而言，重要的是选择旋转角，使得旋转角不同于上述旋转对 称角。依照如图4中所示的LED 1，包括光子晶体的不同子段101、102彼此隔开。形成 光子晶体之间的区域200。光可以从区域200发射。优选的是，区域200尽可能小，或者甚 至不存在(像图3中那样)。在图4中，不同子段101、102为正方形形状，但是诸如矩形或 六角形之类的其他形状也可以使用。甚至有可能使用或多或少随机的多边形形状的光子晶 体。此外，在图4中，示出了设置在光子晶体101、102之间的粗糙化区域R，所述光子晶体 101,102在至少一个晶格参数方面彼此不同。现在参照图5，示出了本发明发光二极管1的另一示例性实施例。发光二极管1的 截面图展示了依照本发明实施例的发光二极管的成分(自顶至底，为了清楚起见省略了一 些部件)；包括PC 101、102、103的N型层21，P型层30以及活性区4。在这个实例中，N型 层包括PC，但是应当指出的是，光子晶体层可以延伸到活性区中并且可能地也延伸到P型 层中。此外，LED 1包括电极层，其水平地分离成若干子电极41-45。换言之，底部反射电极 层划分成若干由非传导阻挡物(barrier)51分开的子电极层41、42、43、44、45。在该实例 中，优选的是对于所述孔和柱使用N型层的基本上整个深度，从而形成光子晶体101、102、 103。因此，优选的是光子晶体层尽可能远地延伸到N型层中。对于大多数应用而言，希望 的是小于1微米厚度的包括近似相同深度的光子晶体结构的N型层。阻挡物51从底部子 电极41-45且包括所述底部子电极向上延伸到但不包括P型层30。子电极41-45可单独控 制以便激活活性区的不同部分。因此，当激活活性区的不同部分时，将激活不同的光子晶体 结构。通过这种方式，可以动态地控制整个LED 1的远场模式。如图6中所显示的，在依照本发明的LED 1的另一实例中，光子晶体具有与子电极 41-45的尺寸和形状匹配的尺寸和形状。此外，光子晶体被对准，使得每个光子晶体与匹配 的子电极相应。由于具有相应活性区部分的每个子电极可以单独地激活，因而提供了对于 远场模式的增加的控制。参照图7，示出了依照本发明的LED 1的另一工作实例。除了将P型层分离成P型 层子区之外，该实例与图6中所示LED类似。即使在P型层中从子电极41-45散布的电流 非常有限，也有可能通过如下将P型层划分成子区来改善活性区的分离。LED 1还包括水平 分离成若干子区31-35的P型层。换言之，该P型层划分成若干由非传导阻挡物51分离的 子P型层31、32、33、34、35。阻挡物51从底部电极且包括所述底部电极向上延伸到但不包括活性区4。子电极41_45(以及相应的P型层子区)可单独控制以便激活活性区的不同 部分。像在前面的工作实例中一样，当激活活性区的不同部分时，将激活不同的光子晶体结 构。因此，可以动态地控制整个LED 1的远场模式。在子电极配置的其他实例中，可以将子 电极分组成例如三组，所述组可单独控制以便选择与对应的子电极组及其相应的光子晶体 关联的远场模式。即使已经参照其特定实例描述了本发明，但是许多不同的改变、修改等等 对于本领域技术人员应当变得清楚明白。因此，所描述的实例并非意在限制由所附权利要 求书限定的本发明的范围。
权利要求
一种半导体发光二极管(1，LED)，包括用于跨设置在第一类型半导体层(21)与第二类型半导体层(30)之间以便产生光的活性区(4)施加电压的第一和第二电极(40，11)，用于发射所述光的发光表面(6)以及设置在所述发光表面(6)与所述活性区(4)之间的多个光子晶体(101，102)，其特征在于，在所述多个光子晶体(101，102)中选择的至少两个第一和第二类型的光子晶体(101，102)适于从所述活性区(4)提取光并且在至少一个晶格参数方面彼此不同，所述至少两个光子晶体(101，102)中的每一个与对应的远场模式关联，其中提供所述多个光子晶体(101，102)的布置以便设置所述至少两个光子晶体(101，102)，使得通过组合与所述至少两个光子晶体(101，102)中的每一个关联的所述对应的远场模式形成来自所述LED(1)中产生的光的远场模式。
2.依照权利要求1的LED(I)，其中所述布置被设置成以一定的方式放置所述至少两个 光子晶体(101，102)，使得与所述至少两个光子晶体中的每一个关联的所述对应的远场模 式的不规则性至少部分地不重叠。
3.依照前面的权利要求中任何一项的LED(I)，其中所述至少一个晶格参数是晶格取 向、晶格间距、晶格类型或填充率之一或者其组合。
4.依照前面的权利要求中任何一项的LED(I)，其中所述晶格类型包括六角形、三角 形、立方结构、向日葵结构或阿基米德平铺中的至少一个。
5.依照前面的权利要求中任何一项的LED(I)，其中所述第一类型半导体层(21)为设 置在所述活性区(4)与所述发光表面之间的N型半导体层并且所述第二类型半导体层(30) 为设置在与所述第一类型半导体层(21)相比的所述活性区(4)的相对侧的P型半导体层。
6.依照权利要求1-4中任何一项的LED(I)，其中所述第一类型半导体层(21)为设置 在所述活性区(4)与所述发光表面(6)之间的P型半导体层并且所述第二类型半导体层 (30)为设置在与所述第一类型半导体层(21)相比的所述活性区(4)的相对侧的N型半导 体层。
7.依照前面的权利要求中任何一项的LED(I)，其中所述光子晶体包括光子准晶体。
8.依照前面的权利要求中任何一项的LED1，其中所述LED的所述发光表面(6)包括 粗糙化区域(R)。
9.依照前面的权利要求中任何一项的LED(l)，其中所述光子晶体(101，102)被设置成 彼此邻近以便利用光子晶体(101，102，103)连续地覆盖所述LED(I)的所述发光表面(6) 的至少一部分。
10.依照前面的权利要求中任何一项的LED(I)，其中所述第二电极包括设置在与所述 发光表面相比的所述活性区的相对侧的子电极，其中第一和第二子电极分别与第一和第二 类型的对应光子晶体关联，可以通过向所述第一和第二子电极中的每一个施加对应的电压 来单独控制所述第一和第二子电极，其中由于来自第一和第二类型的所述光子晶体的远场 模式之间的差异的原因，可以动态地控制所述LED的远场模式。
11.依照权利要求10的LED(I)，其中所述子电极(41-45)的尺寸和形状与所述对应的 光子晶体(101，102)的尺寸和形状匹配。
12.依照权利要求10-11中任何一项的LED(I)，其中每个子电极(41-45)与所述对应 的光子晶体(101,102)对准。
13.依照权利要求10-12中任何一项的LED(I)，其中设置在与所述发光表面(6)相比 的所述活性区(4)的相对侧的所述第二类型半导体层(30)被划分成子元件，每个子元件与 相应的子电极关联。
14.依照权利要求10-13中任何一项的LED(I)，其中所述发光表面包括微透镜、彩色区 域、发光材料覆盖区域中的至少一个或者其组合。
全文摘要
一种半导体发光二极管(1，LED)，包括用于跨产生光的活性区(4)施加电压的第一和第二电极(40，11)、发光表面(6)以及多个光子晶体(101，102)。此外，至少两个第一和第二类型的光子晶体(101，102)适于从活性区(4)提取光并且在至少一个晶格参数方面彼此不同。所述至少两个光子晶体(101，102)中的每一个与对应的远场模式关联，其中提供所述多个光子晶体(101，102)的布置以便设置所述至少两个光子晶体(101，102)。通过这种方式，通过组合与所述至少两个光子晶体(101，102)中的每一个关联的所述对应的远场模式形成远场模式。
文档编号H01L33/02GK101904020SQ200880121372
公开日2010年12月1日 申请日期2008年12月12日 优先权日2007年12月18日
发明者H·A·范斯普兰格, M·A·弗舒伦 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司