专利名称：发光器件、发光器件封装以及照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光器件、发光器件封装以及照明系统。
背景技术：
在发光器件中，通过组合周期表上的III和V族元素，可以形成具有将电能转换为 光能的性质的P-N结二极管。发光器件可以通过控制化合物半导体的成分比率来实现各种 颜色。通过相互混合R、G、B独立的光源或者通过蓝光或者紫外射线的泵浦光束来转换 荧光体，可以实现白色LED。在这里，荧光体的转换在制造成本、色温控制以及发光效率方面 具有优势。当使用荧光体来实现白色LED时，原始的蓝光或者UV射线的一部分没有被吸收 到荧光体中，而是被提取到外部。光的另一部分与荧光体组合，以生成具有比原始光的波长 更长的波长的彩色光。根据现有技术，当荧光体与密封剂混合以涂覆混合物或者提供其中密封剂包围荧 光体的封装结构时，通过密封剂和作为最终观察介质的空气之间的折射率差产生的一部分 光可以重新进入到LED芯片中。此外，由于通过荧光体转换的光通过自发射工艺在所有的方向上产生光，所以一 部分光可以基本上重新进入到LED芯片中。被提供在芯片的表面上以提高光提取效率的光提取结构可以增加重新进入的光 的量。因此，产生的光可以重新进入到芯片中，以由于芯片内的吸收损耗而损耗一部分光。 因此，可以减少发光效率，并且会劣化芯片内的可靠性。
发明内容
实施例提供其中能够提高白色LED的可靠性和效率的发光器件、发光器件封装以 及照明系统。实施例提供能够获得最佳光量的发光器件、发光器件封装以及照明系统。在一个实施例中，发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导 体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间 的有源层；以及发光结构上的光提取图案，其中周期(a)超过λ/η(其中，λ是从有源层 发射的光的波长，以及η是发光结构的折射率)，其中周期(a)可以是处于5Χ(λ/η) <a < 15X (λ/η)的范围中并且光提取图案的蚀刻深度(h)可以等于或者大于λ/n。在另一实施例中，发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体 层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间的 有源层；以及发光结构上的光提取图案，其中周期(a)超过λ/η(其中，λ是从有源层发射 的光的波长，并且η是发光结构的折射率)，其中光提取图案防止在发光结构中产生的光重 新进入到发光结构中。在又一实施例中，发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间 的有源层；第二电极层，该第二电极层支撑发光结构；以及第二电极层中的光提取图案，其 中，周期(a)超过λ/η(这里，λ是从有源层发射的光的波长，并且η是发光结构的折射 率)，其中光提取图案被设置在第二电极层内，接触所述发光结构，并且没有被暴露到第二 电极层的外部。在又一实施例中，发光器件封装包括发光器件；以及封装体，其中设置有发光器 件。在又一实施例中，照明系统包括板；以及发光器件封装，所述发光器件封装被设 置在板上。在附图和下面的描述中阐述一个或者多个实施例的详情。从描述和附图以及从权 利要求中，其他的特征将变得明显。
图1是根据第一实施例的发光器件的截面图。图2Α是示出透射率根据其中光提取结构被提供在发光器件芯片的上区域中的结 构中的入射角而变化的示例的图。图2Β是示出根据实施例的根据发光器件的周期和蚀刻深度的光提取效率的图。图3至图5是示出制造根据第一实施例的发光器件的工艺的截面图。图6是根据第二实施例的发光器件的截面图。图7是根据第三实施例的发光器件的截面图。图8是根据实施例的发光器件封装的截面图。图9是根据实施例的照明单元的透视图。图10是根据实施例的背光单元的分解透视图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图来描述根据实施例的发光器件、发光器件封装以及照明系 统。在实施例的描述中，将理解的是，当层(或者膜)被称为是在另一层或者衬底“上” 时，它能够直接地在另一层或者衬底上，或者还可以存在中间层。此外，将理解的是，当层被 称为是在另一层“下方”时，它能够直接地在另一层下方，并且还可以存在一个或者多个中 间层。另外，还将理解的是，当层被称为是在两个层“之间”时，它能够是两个层之间唯一的 层，或者还可以存在一个或者多个中间层。(实施例)图1是根据第一实施例的发光器件的截面图。根据第一实施例的发光器件100可以包括发光结构120，该发光结构120包括第一 导电类型半导体层122、有源层124以及第二导电类型半导体层126 ；以及发光结构120上 的光提取图案P，其中周期(a)超过λ/η(其中，λ是从有源层IM发射的光的波长，并且 η是发光结构120的折射率)。尽管光提取图案P被设置在当前实施例中的发光结构120内，但是本公开不限于此。例如，未掺杂的半导体层110可以被设置在发光结构120上，并且光提取图案P可以被 设置在未掺杂的半导体层110上。可替选地，光提取图案P可以被设置在第一导电类型半 导体层122上。在当前实施例中，光提取图案P具有光学晶体结构，但是其不限于此。在当前实施例中，周期(a)可以是处于5X (λ/η) < a< 15X (λ/η)的范围内。此外，在当前实施例中，光提取图案P可以具有等于或者大于λ/n的蚀刻深度。根据当前实施例的发光结构可以防止产生的光重新进入到芯片中，以提高白色 LED的效率。在当前实施例中，白色LED包括泵浦LED和荧光体。在这里，泵浦LED具有的中心 波长小于荧光体的中心波长。在当前实施例中，光提取图案P可以被设置在具有如图1中所示的适当的周期的 芯片的顶端上或者被设置在如图6中所示的芯片内。图2A是示出透射率根据入射角而变化的示例的图，其中光提取结构被提供在发 光器件芯片的上区域中的结构中。参考图2A，在光提取结构被设置在芯片的顶端的情况下， 当从光提取结构逸出的光再次到达芯片的顶端的表面时，当与其中没有提供图案的结构相 比较时光提取结构可以执行诸如抗反射涂层的作用以增加到芯片的透射率，从而协助光的 进入。图2B是示出根据实施例的根据发光器件的周期和蚀刻深度的光提取效率的曲线 图。当光提取图案P被设置在当前实施例中的芯片的顶端上时，它可以使用其中大晶 格常数，例如，周期(a)超过λ/n的光学晶体结构保持芯片内的光提取效率并且防止先前 逸出的光重新进入。在这里，如图2B中所示，光提取结构P可以具有处于5X (λ/n) < a < 15X (λ/ η)范围内的周期(a)。当光提取图案P的周期(a)小于上述范围时，光提取图案P可以对 重新进入的光执行抗反射涂层功能以减少发光效率。另一方面，当光提取图案P的周期(a) 大于上述范围时，其会难以折射芯片内的光，以减少光提取效率。在图2B中，被限定为X轴的周期(a)的范围可以表现大约100011111至^OOnm的范 围内的有效的光提取效率。在这里，当周期(a)小于大约IOOOnm时，周期(a)可以是小晶 格常数并且在光提取效率中是有意义的。然而，当周期(a)是小晶格常数时，可以存在先前 逸出的光的外部透射率被增加的限制。此外，如图2B中所示，当光提取图案P的蚀刻深度等于或者大于λ /n时，光提取 图案P可以具有有效的光提取效率。例如，在光提取图案P的周期(a)是处于5Χ(λ/η) <a< 15X (λ/η)的范围内，例如，光提取图案P的周期(a)是处于大约IOOOnm至大约 2800nm的范围内的情况下，当光提取图案P的蚀刻深度h是处于大约450nm至大约900nm 的范围内时，光提取图案P可以具有有效的光提取效率。在根据当前实施例的发光器件中，通过被提供到LED芯片的光提取图案的设计， 其可以防止从LED有源层产生的光以及通过将产生的光与荧光体组合而转换的光重新进 入到芯片中。因此，可以提高白色LED的可靠性和效率。在下文中，将参考图3至图5来描述根据第一实施例的制造发光器件的工艺。
首先，如图3中所示，准备第一衬底105。第一衬底105可以包括导电衬底或者绝缘衬底。例如，第一衬底可以是由蓝宝石 (Al2O3)、SiC、GaAs, GaN、ZnO, Si、GaP、InP、Ge 以及 Ga2O3 中的至少一个来形成。粗糙结构 可以被形成在第一衬底上，但是其不限于此。其后，包括第一导电类型半导体层122、有源层124以及第二导电类型半导体层 126的发光结构120可以被形成在第一衬底105上。例如，使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、等离 子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、分子束外延(MBE)工艺以及氢化物气相外延(HVPE) 工艺中的一个，可以形成发光结构120，但是其不限于此。缓冲层110可以被形成在第一衬底105上。缓冲层110可以减少第一衬底105和 发光结构120的材料之间的晶格失配。缓冲层110可以是由III-V族化合物半导体，例如， GaN, InN, A1N、InGaN, AlGaN, InAlGaN以及AlInN中的至少一个来形成。未掺杂的半导体 层可以被形成在缓冲层110上，但是其不限于此。第一导电类型半导体层122可以是由掺杂有第一导电类型掺杂剂的III-V族化合 物半导体来形成。当第一导电类型半导体层122是N型半导体层时，第一导电类型掺杂剂 可以包括Si、Ge、Sn、Se或者Te作为N型掺杂剂，但是其不限于此。第一导电类型半导体层122可以是由具有hxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1， 0 ^ x+y ^ 1)的组成式的半导体材料来形成。第一导电类型半导体层122 可以是由 GaN、InN、A1N、InGaN、AlGaN、InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs、AlInGaAs、(iaP、AlGaP、InGaP, AlInGaP 以及 hP 中的一个来形成。使用CVD工艺、MBE工艺、溅射工艺或者HVPE工艺，第一导电类型半导体层122可 以形成N型GaN层。此外，通过注入包含诸如硅(Si)的η型杂质的硅烷气体(SiH4)、三甲 基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)和氮气(N2)，可以形成第一导电类型半导体层122。有源层IM是其中通过第一导电类型半导体层122注入的电子与通过第二导电类 型半导体层1 注入的空穴相遇以发射具有通过有源层(发光层)材料的适当的能带所确 定的能量的光的层。有源层IM可以具有单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构以及量子点 结构中的至少一个。例如，通过注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气( )以及三甲 基铟(TMIn)气体，有源层IM可以具有MQW结构，但是其不限于此。有源层124 的阱层 / 势垒层具有带有 hGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、 InAlGaN/GaN.GaAs (InGaAs) /AlGaAs 以及 GaP (InGaP)/AlfeiP 中的至少一个的对结构，但是 其不限于此。阱层可以是由具有的带隙小于势垒层的带隙的材料来形成。导电类型包覆层可以被形成在有源层IM上或/和下方。导电类型包覆层可以是 由AWaN基半导体形成并且具有的带隙大于有源层124的带隙。第二导电类型半导体层1 可以是由掺杂有第二导电类型掺杂剂的III-V族化合 物半导体，例如，具有hxAly(iai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y ( 1)的组成式的半导 体材料来形成。例如，第二导电类型半导体层126可以是由GaN、A1N、AlGaN, InGaN、InN, InAlGaN、AnnN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 以及 AlGaInP 中的一个来形成。当第二导电类型 半导体层1 是P型半导体层时，第二导电类型掺杂剂可以包括Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba作为P型掺杂剂。第二导电类型半导体层1 可以具有单层或者多层结构，但是其不限于此。通过注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气( )以及三甲基铟(TMIn)气体 以及包含诸如镁(Mg)的P型杂质的双乙基环戊二烯基镁^tCp2Mg) {Mg (C2H5C5H4)2L第二导 电类型半导体层126可以形成P型GaN层，但是其不限于此。在当前实施例中，第一导电类型半导体层122可以被实现为N型半导体层，并且第 二导电类型半导体层126可以被实现为P型半导体层，但是其不限于此。此外，具有与第二 导电类型相反的极性的半导体层，例如，N型半导体层(未示出)可以被形成在第二导电类 型半导体层1 上。因此，发光结构120可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以 及P-N-P结结构中的一个。其后，第二电极层130被形成在第二导电类型半导体层1 上。第二电极层130可以包括欧姆层132、反射层(未示出)、粘附层(未示出)以及 导电支撑层134。例如，第二电极层130可以包括欧姆层132。欧姆层132欧姆接触发光结构120， 以将电力平滑地提供到发光结构120。此外，通过多层堆叠单金属或者金属合金以及金属氧 化物，可以形成欧姆层。例如，欧姆层132可以是由铟锡氧化物(ΙΤ0)、铟锌氧化物(ΙΖ0)、铟锌锡氧化 物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化 物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IZO 氮化物(IZON)、Al-GaZnO(AGZO)、 In-GaZnO(IGZO)、ZnO、IrOx, RuOx, NiO、RuOx/1 TO, Ni/IrOx/Au, Ni/Ir0x/Au/IT0, Ag、Ni、 Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf中的至少一个来形成，但是其不限于此。第二电极层130包括反射层(未示出)，以反射从发光结构120入射的光，从而提 高光提取效率。例如，反射层可以是由包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf中的至 少一个的金属或者合金来形成。此外，使用金属或者合金以及诸如ΙΖΟ、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、IGZ0、 IGT0、AZO或者ATO的光透射导电材料，可以将反射层形成为多层结构。例如，反射层可以 具有 IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni 或者 AZ0/Ag/Ni 的堆叠结构。当第二电极层130包括粘附层时，反射层可以用作粘附层或者包括阻挡金属或者 结合金属。例如，粘附层可以是由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta中的至少一 个来形成。第二电极层130可以包括导电支撑衬底。导电支撑衬底134支撑发光结构120并 且将电力提供到发光结构120。导电支撑衬底134可以是由具有优秀的导电性的金属、金属 合金或者导电半导体材料来形成。例如，导电支撑衬底134可以是由铜(Cu)、铜合金、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、 铜-钨(Cu-W)以及载体晶片(例如，Si、Ge、GaAs、GaN、ZnO、SiGe或者SiC)中的至少一个 来形成。导电支撑衬底134可以具有根据发光器件120的设计而变化的厚度。例如，导电 支撑衬底可以具有大约30 μ m至500 μ m的厚度。形成导电支撑衬底134的工艺可以包括电化学金属沉积工艺、镀覆工艺以及使用 共晶金属(eutectic metal)的结合工艺。
接下来，如图5中所示，第一衬底105被去除，以暴露第一导电类型半导体层122。 使用激光剥离工艺或者化学剥离工艺，可以去除第一衬底105。可替选地，通过物理研磨，可 以去除第一衬底105。其后，如图5中所示，光提取图案P可以被形成在未掺杂的半导体层110上，但是 其不限于此。当未掺杂的半导体层110没有被提供时，光提取图案P可以被形成在发光结 构120上。例如，光提取图案P可以被形成在第一导电类型半导体层122上。当光提取图案P被形成在当前实施例中的芯片的顶端上时，它可以保持芯片内的 光提取效率并且使用其中大晶格常数，例如，周期(a)超过λ/n的光学晶体结构防止先前 逸出的光重新进入。在这里，光提取图案P可以具有5X (λ/n) <a< 15X (λ/η)的范围内的周期 (a)。当光提取图案P的周期(a)小于上述范围时，光提取图案P可以执行防备光重新进入 的抗反射涂层功能，以减少光提取效率。另一方面，当光提取图案P的周期(a)大于上述范 围时，它会难以折射芯片内的光以减少光提取效率。光提取图案P的周期(a)的范围可以表现大约IOOOnm至大约^OOnm的范围内的 有效的光提取效率。在这里，当周期(a)小于大约IOOOnm时，周期(a)可以是小晶格常数 并且在光提取效率中是有意义的。然而，当周期(a)是小晶格常数时，存在先前逸出的光的 外部透射率被增加的限制。此外，当光提取图案P的蚀刻深度h等于或者大于λ/n时，光提取图案P可以具 有有效的光提取效率。其后，焊盘(未示出)可以被形成在光提取结构120上。在根据当前实施例的发光器件中，通过被提供到LED芯片的光提取图案的设计， 其可以防止从LED有源层产生的光以及通过将产生的光与荧光体组合而转换的光重新进 入到芯片中。因此，可以提高白色LED的可靠性和效率。图6是根据第二实施例的发光器件102的截面图。第二实施例可以采用第一实施例的技术特征。如图6中所示，第二电极层130可以被设置在发光结构120下方。第二光提取图 案P2可以被设置在第二电极层130中。第二光提取图案P2可以是光提取图案(其中，λ 是从有源层发射的光的波长，并且η是发光结构的折射率)，其中在第二电极层130中周期 (a)超过λ /η。第二光提取图案Ρ2可以被设置在第二电极层130内并且接触发光结构120。 此外，第二光提取图案Ρ2可以不暴露到第二电极层130的外部。此外，如图6中所示，第二实施例可以包括发光结构120上的波长过滤器140。此外，在第二实施例中，未掺杂的半导体层110可以被选择性地设置在发光结构 120和波长过滤器140之间。在第二光提取图案Ρ2被设置在芯片中，S卩，在垂直型LED中的情况下，第二光提取 图案P2可以以金属图案或者电介质图案形状被插入在欧姆层132或者反射层中，但是其不 限于此。在光提取图案被提供在芯片的顶端上以提高LED芯片的光提取效率的情况下，当 已经从光提取结构逸出的光再次到达芯片的顶端的表面时，光提取结构可以执行诸如抗反 射涂层的作用以协助光进入到芯片中。
因此，当光提取结构没有被设置在芯片内，而是被设置在芯片上时，会限制透射现 象。在这里，当被设置在芯片内的第二光提取图案执行与被设置在芯片的顶端上的光提取 图案的性能相同的性能时，它可以容许实际地提高发光效率。实际上，当白色LED被实现 时，在垂直型LED的下端上设置的电介质图案或者金属图案可以提高光提取效率并且防止 光重新进入。此外，如图6中所示，当前实施例可以包括发光结构120上的波长过滤器140。波长过滤器140可以包括具有第一电介质层141以及第二电介质层142，所述第一 电介质层141具有第一折射率，所述第二电介质层142具有与第一折射率不同的第二折射 率并且被设置在第一电介质层141上。第一电介质层141和第二电介质层142中的每一个可以具有λ/GnXcos θ )的 厚度(其中，λ是光的波长，η是电介质层的折射率，并且θ是相对于衬底的光的入射角)。根据第二实施例，在发光器件和荧光体之间设置的选择性波长过滤器140可以具 有其中具有低折射率的材料和具有高折射率的材料相互堆叠的结构。因此，具有从发光器 件的内部透射到外部的短波长的光可以很好地通过波长过滤器140。另一方面，通过波长过 滤器140，可以再反射具有从荧光体转换的长波长的光，以防止光重新进入到发光器件中。
此外，由于第二光提取图案Ρ2被设置在当前实施例中的发光器件内，发光器件可 以具有在其上设置波长过滤器140的平坦顶表面。因此，波长过滤器140可以被容易且均 勻地形成在发光结构的顶表面上。因此，可以正确地执行波长过滤器的功能。在根据第二实施例的发光器件中，在发光器件和荧光体层之间设置的选择性波长 过滤器可以透射诸如蓝色可视光或者紫外射线的高能量的光。另一方面，选择性波长过滤 器可以反射从荧光体激励的具有低能量的光，以获得有效的显色性指数。在根据当前实施例的发光器件中，通过被提供到LED芯片的光提取图案的设计， 其可以防止从LED有源区产生的光以及通过组合产生的光和荧光体而转换的光重新进入 到芯片中。因此，可以提高白色LED的可靠性和效率。图7是根据第三实施例的发光器件103的截面图。第三实施例可以采用第二实施例的技术特征。根据第三实施例的发光器件103可以包括发光结构120，该发光结构120包括第 一导电类型半导体层122、有源层124以及第二导电类型半导体层126 ；发光结构120的顶 表面的一部分上的第二电介质层152 ；以及在第二电介质层152上的焊盘电极162。在当前实施例中，电介质层150可以包括发光结构的侧表面上的第一电介质层 151和第二电介质层152。第一电介质层151和第二电介质层152可以被相互连接。当前实施例可以包括发光结构120上的第一电极161。焊盘电极162可以电连接 到第一电极161。其中周期(a)超过λ/η(其中，λ是从有源层IM发射的光的波长，并且η是发 光结构120的折射率)的光提取结构P可以被设置在发光结构120上。第二电极层130可以被设置在发光结构120下方。第二电极层130可以包括欧姆 层132、反射层133a、耦合层13 以及支撑衬底134。保护构件190可以被设置在发光结构120的下侧的外部。电流阻挡层(CBL) 139 可以被设置在发光结构120和欧姆层132之间。
保护构件190可以被设置在发光结构120和欧姆层13 之间的圆周区域中。因 此，保护构件190具有环形形状、环路形状或者方形框架形状。保护构件190的一部分可以 垂直地重叠发光结构120。保护构件190可以增加有源层IM和耦合层13 的侧表面之间的距离，以防止耦 合层13 和有源层IM相互电短路。此外，保护构件190可以防止在芯片分离工艺中出现电短路。保护构件190可以是由绝缘材料、具有的导电性小于反射层133a或者耦合层13 的导电性的材料或者与第二导电类型半导体层126形成肖特基接触的材料来形成。例如， 保护构件 190 可以是由 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、SiO、Si02、Si0x、SiOxNy, Si3N4、Al203、Ti0x、Ti02、Ti、Al 以及 Cr 中的至少一个来形成。图8是根据实施例的包括发光器件的发光器件封装200的截面图。参考图8，根据实施例的发光器件封装包括封装体205、第三电极层213和第四电 极层214，该第三和第四电极层213和214被设置在封装体205上；发光器件100，该发光器 件100被设置在封装体205上并且电连接到第三电极层213和第四电极层214 ；以及制模 构件240 ；该制模构件240包围发光器件100。封装体205可以由硅材料、合成树脂或者金属材料形成。倾斜表面可以被设置在 发光器件100周围。第三电极层213和第四电极层214相互电分离并且将电力提供到发光器件100。 此外，第三电极层213和第四电极层214可以反射在发光器件100中产生的光以提高光效 率，并且可以将在发光器件100产生的热散发到外部。发光器件100可以可应用于图1、图6或者图7的垂直型发光器件，但是其不限于 此。发光器件100可以被设置在封装体205上或者在第三电极层213或者第四电极层 214 上。通过使用引线结合方法、倒装芯片方法以及管芯结合方法中的一个，可以将发光 器件100电连接到第三电极层213和/或第四电极层214。在当前实施例中，发光器件100 可以通过引线电连接到第三电极层213。此外，发光器件100可以直接接触第四电极层214， 并且因此电连接到第四电极层214。制模构件240可以包围发光器件100以保护发光器件。另外，制模构件240可以 包括荧光体，以改变从发光器件100发射的光的波长。根据实施例的多个发光器件封装可以被排列在板上。此外，诸如导光板、棱镜片、 扩散片以及荧光片的光学构件可以被设置在从发光器件封装发射的光的路径上。发光器件 封装、板以及光学构件可以用作背光单元或者照明单元。例如，照明系统可以包括背光单 元、照明单元、指示器单元、灯、街灯等。图9是根据实施例的照明单元的立体图。图9中所示的照明单元1100是照明系 统的示例，但是其不限于此。参考图9，照明单元1100包括壳体1110、被设置在壳体1110中的发光模块1130以 及连接端子1120，该连接端子1120被设置在壳体1110中，以接收来自于外部电源的电力。壳体1110可以由具有改进的散热特性的材料来形成。例如，壳体1110可以由金属材料或者树脂材料来形成。发光模块1130可以包括板1132和在板1132上安装的至少一个发光器件封装 200。电路图案可以被印制在绝缘体上，以形成板1132。例如，板1132可以包括印制电 路板(PCB)、金属核心PCB、柔性PCB或者陶瓷PCB。此外，板1132可以由能够有效地反射光的材料来形成。板1132的表面可以涂覆 有有色材料，例如，通过其有效地反射光的白色或者银色材料。发光器件封装200可以被安装在板1132上。发光器件封装200可以包括至少一 个发光二极管(LED) 100。发光器件100可以包括发射红色、绿色、蓝色或者白色的光的彩色 发光二极管以及发射紫外(UV)射线的UV发光二极管。发光模块1130可以包括多个发光器件封装200，以获得各种颜色和亮度。例如， 可以相互组合地设置白色发光器件、红色发光器件以及绿色发光器件，以确保高显色指数 (CRI)。连接端子1120可以电连接到发光模块1130，以提供电力。如图9中所示，尽管连 接端子1120以插座方式被旋拧插入到外部电源中，但是本公开不限于此。例如，连接端子 1120可以具有插头形状。因此，连接端子1120可以被插入到外部电源中或者使用互连被连 接到外部电源。图10是根据实施例的背光单元的分解透视图。图10中所示的背光单元1200是 照明系统的示例，但是其不限于此。根据实施例的背光单元1200可以包括导光板1210、发光模块1240、反射构件1220 以及底盖1230，但是其不限于此。发光模块1240可以将光提供给导光板1210。反射构件 1220可以被设置在导光板1210下方。底盖1230可以容纳导光板1210、发光模块1240以 及反射构件1220。导光板1210扩散光以产生平面光。导光板1210可以由透明材料形成。例如，导 光板1210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)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、环烯烃共聚物(COC)树脂以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) 树脂中的一个来形成。发光模块1240将光提供到导光板1210的至少一个表面。因此，发光模块1240可 以被用作包括背光单元的显示装置的光源。发光模块1240可以接触导光板1210，但是其不限于此。具体地，发光模块1240包 括基板1242以及在基板1242上安装的多个发光器件封装200。板1242可以接触导光板 1210，但是其不限于此。基板1242可以是包括电路图案(未示出)的PCB。然而，基板1242可以包括金属 核心PCB或者柔性PCB以及PCB，但是其不限于此。发光器件封装200可以具有在基板1242上发射光的发光表面并且与导光板1210 间隔开预定距离。反射构件1220可以被设置在导光板1210下方。反射构件1220反射被入射到导 光板1210的底表面的光，以在向上方向上行进，从而提高背光单元的亮度。例如，反射构件 可以由PET、PC以及PVC中的一个形成，但是其不限于此。
底盖1230可以容纳导光板1210、发光模块1240以及反射构件1220。为此，底盖 1230可以具有盒子形状，其具有开口的上侧，但是其不限于此。底盖1230可以由金属材料或者树脂材料形成。此外，可以使用按压形成工艺或者 挤出制模工艺来制造底盖1230。如上所述，根据实施例的照明系统可以包括根据实施例的发光器件封装以提高可靠性。在本说明书中对于“ 一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用意味着结合 实施例描述的特定特征、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，都认为结合实施例中的其他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多个其他修改和实施例，这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成部件和/或布置中， 各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域 的技术人员来说，替选使用也将是明显的。
权利要求
1.一种发光器件，包括发光结构，所述发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在 所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间的有源层；以及所述发光结构上的光提取图案，其中，周期(a)超过λ/η(其中，λ是从所述有源层发 射的光的波长，以及η是所述发光结构的折射率)。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述周期(a)是处于5Χ(λ/η) <a< 15Χ(λ/η)的范围内。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述光提取图案的蚀刻深度(h)等于或者大于λ/n。
4.根据权利要求2所述的发光器件，其中，所述光提取图案的蚀刻深度(h)等于或者大于λ/n。
5.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括 在所述发光结构上的未掺杂的半导体层，其中，所述光提取图案被设置在所述未掺杂的半导体层上。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述光提取图案的周期(a)是处于IOOOnm至^OOnm的范围内。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其中，所述光提取图案的蚀刻深度(h)是处于450nm至900nm的范围内。
8.一种发光器件，包括发光结构，所述发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在 所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间的有源层； 第二电极层，所述第二电极层支撑所述发光结构；以及所述第二电极层中的光提取图案，其中周期(a)超过λ/η(其中，λ是从所述有源层 发射的光的波长，并且η是所述发光结构的折射率)，其中，所述光提取图案被设置在第二电极层内，接触所述发光结构，并且没有被暴露到 所述第二电极层的外部。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中，所述周期(a)是处于5Χ(λ/η) <a< 15Χ(λ/η)的范围内。
10.根据权利要求8所述的发光器件，其中， 所述光提取图案的蚀刻深度(h)等于或者大于λ/n。
11.根据权利要求8所述的发光器件，其中，所述光提取图案的周期(a)是处于IOOOnm至^OOnm的范围内。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述光提取图案的蚀刻深度(h)是处于450nm至900nm的范围内。
13.根据权利要求8所述的发光器件，进一步包括 在所述发光结构上的波长过滤器。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中，所述波长过滤器包括第一电介质层，所述第一电介质层具有第一折射率；以及第二电 介质层，所述第二电介质层具有与所述第一折射率不同的第二折射率。
15.根据权利要求14所述的发光器件，其中，所述第一电介质层和所述第二电介质层中的每一个具有x/GnxC0Se)的厚度(这 里，λ是光的波长，η是电介质层的折射率，以及θ是相对于衬底的光的入射角)。
16.根据权利要求14所述的发光器件，其中，所述第二电介质层被堆叠在所述第一电介质层上，并且所述第一折射率小于所述第二 折射率。
17.一种发光器件封装，包括根据权利要求1或8所述的发光器件，以及 封装体，在所述封装体中设置所述发光器件。
18.一种照明系统，包括 板；以及根据权利要求17所述的发光器件封装，所述发光器件被设置在所述板上。
全文摘要
本发明提供一种发光器件、发光器件封装以及照明系统。发光器件包括第一发光结构，所述第一发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间的有源层；以及发光结构上的光提取图案，其中周期(a)超过λ/n(其中，λ是从有源层发射的光的波长，并且n是发光结构的折射率)。周期(a)可以是处于5×(λ/n)＜a＜15×(λ/n)的范围内。光提取图案的蚀刻深度(h)可以等于或大于λ/n。
文档编号H01L33/00GK102142500SQ201110036228
公开日2011年8月3日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者金鲜京 申请人:Lg伊诺特有限公司