发光器件的制作方法

发光器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了发光器件、制造所述发光器件的方法、发光器件封装及照明系统。所述发光器件包括第一导电半导体层、在所述第一导电半导体层上的AlxInyGa1-x-yN层(0<x≤1且0<y≤1)、在所述AlxInyGa1-x-yN层上的有源层和在所述有源层上的第二导电半导体层。
【专利说明】发光器件

【技术领域】
[0001] 本实施方式涉及发光器件、制造所述发光器件的方法、发光器件封装及照明系统。

【背景技术】
[0002] 本实施方式涉及发光器件、发光器件封装及照明系统。
[0003] 发光器件（LED)包括具有将电能转换成光能的特性的p-n结二极管。该p-n结二 极管可通过组合周期表的III?V族元素形成。LED可通过调节化合物半导体的组成比率 而呈现各种颜色。
[0004] 当将正向电压施加到LED时，η层的电子与P层的空穴组合，从而可产生对应于在 传导带和价电带之间的能隙的能量。该能量作为热或光获得，且LED以光的形式发射所述 能量。
[0005] 氮化物半导体表现优异的热稳定性和宽带隙能量，因此氮化物半导体在光学器件 和高功率电子器件领域已经引起了人们的注意。特别地，已经研发并广泛地使用了采用氮 化物半导体的蓝光、绿光和紫外光发射器件。
[0006] 根据现有技术的氮化物半导体LED，具有InGaN/GaN层结构或InGaN单层结构的应 变消除层提供在有源层之下以消除在有源层中的应变。
[0007] 然而，根据现有技术，如果在应用具有InGaN/GaN层结构或InGaN单层结构的应 变消除层时晶格匹配作用增加，则应变消除层的晶格常数与有源层的晶格常数近似，甚至 应变消除层的带隙能量与有源层的带隙能量近似，因此应变消除层可吸收从有源层发射的 光。
[0008] 另外，虽然可增加应变消除层的厚度以根据现有技术充分地消除在有限范围内的 应变，但是发光器件的操作电压Vf可能由于在应变消除层中的电压损失而增加。


【发明内容】

[0009] 技术问题
[0010] 本实施方式提供能够增加发光效率的发光器件、制造所述发光器件的方法、发光 器件封装及照明系统。
[0011] 另外，本实施方式提供能够通过使在应变消除层中的电压损失最小化而降低操作 电压的发光器件、制造所述发光器件的方法、发光器件封装及照明系统。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本实施方式，所述发光器件可包括第一导电半导体层、在所述第一导电半导 体层上的AlxInyGa1TyN层（0〈x< 1且0〈y< 1)、在所述AlxInyGahyN层上的有源层和在所 述有源层上的第二导电半导体层。
[0014] 有益效果
[0015] 如上所述，该实施方式可提供能够通过使在应变消除层中对发射光的吸收最少化 而增加发光效率的发光器件、制造所述发光器件的方法、发光器件封装及照明系统。
[0016] 另外，该实施方式可提供发光器件，其能够在应变消除层提供在有源层之下时通 过降低在所述应变消除层和所述有源层之间的能带不连续性而使在所述应变消除层中的 电压损失最小化，因此可降低操作电压；制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照 明系统。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1为说明根据该实施方式的发光器件的截面图；
[0018] 图2为说明根据该实施方式的发光器件的带隙能量作为晶格常数的函数的图；
[0019] 图3说明根据现有技术的带隙能量图；
[0020] 图4为根据该实施方式的发光器件的带隙能量图；
[0021] 图5为说明在根据该实施方式的发光器件中的电流-电压（I-V)特性的图；
[0022] 图6?8为说明制造根据该实施方式的发光器件的方法的截面图；
[0023] 图9为根据该实施方式的发光封装的截面图；
[0024] 图10?12为显示包括根据该实施方式的发光器件的照明系统的实施例的分解透 视图。

【具体实施方式】
[0025] 现在将详细地描述本发明的实施方式，其实例在附图中进行了说明。
[0026] 在实施方式的描述中，应当理解的是，当层（或膜）被称为在另一层或基板上时， 其可直接在另一层或基板上或者也可存在插入层。此外，应当理解的是，当层被称为在另一 层之下时，其可直接在另一层下面，且也可存在一个或多个插入层。另外，还应当理解的是， 当层被称为在两层之间时，其可为在这两层之间的唯一层，或者也可存在一个或多个插入 层。
[0027](实施方案）
[0028] 图1为说明根据实施方式的发光器件100的截面图。在下文中，虽然该实施方式 参考涉及侧向型发光器件的图描述，但该实施方式不受此限制。
[0029] 发光器件100可包括第一导电半导体层112、在第一导电半导体层112上的 AlxInyGanyN层 122(0 <X彡 1 且0 <y彡 1)、在AlxInyGanyN层 122 上的有源层 114 和 在有源层114上的第二导电半导体层116。
[0030] 图2为说明根据该实施方式的发光器件的带隙能量作为晶格常数的函数的图。
[0031] 图3说明根据现有技术的带隙能量图，且图4为根据该实施方式的发光器件的 带隙能量。在图3中，X轴代表从应变消除层到有源层的距离。在图4中，X轴代表从 AlxInyGa1TyN层到有源层的距尚。
[0032] 根据现有技术的氮化物半导体LED，具有InGaN/GaN单层结构或InGaN单层结构的 应变消除层提供在有源层之下以降低在该有源层中的应变。
[0033] 然而，根据现有技术，当应用具有InGaN/GaN结构或InGaN单层结构的应变消除层 时，如果使该应变消除层的晶格常数接近有源层的晶格常数以增加晶格匹配作用，则该应 变消除层的带隙能量可接近该有源层的带隙能量。因此，该应变消除层可吸收从该有源层 发射的光。
[0034] 例如，根据现有技术，因为在有源层的带隙能量（Egm)和应变消除层的带隙能量 (Egsl)之间的差值（Agl=Egsl-Egm)小，随着应变消除层的晶格常数接近有源层的晶格 常数，应变消除层的带隙能量接近有源层的带隙能量，因此应变消除层吸收从有源层发射 的光。
[0035] 同时，根据该实施方式，AlxInyGai_x_yN层122可具有多层结构。例如，AlxInyGanyN 层122可包含多对AlxInyGa^yN和GaN，但该实施方式不受此限制。
[0036] 另外，AlxInyGai_x_ yN层122可以以约700nm以下的厚度形成，但该实施方式不受此 限制。
[0037]AlxInyGa1^N层122可具有比第一导电半导体层112大的晶格常数，且可具有比 有源层114小的晶格常数。
[0038] 因此，AlxInyGai_x_yN层122可具有比第一导电半导体层112大、但比有源层114小 的晶格常数，以使由在有源层114和第一导电半导体层112之间的晶格常数差引起的应力 最小化。
[0039] 根据该实施方式，AlxInyGa1^N层122的带隙能级和晶格常数可彼此独立地变化。
[0040] 例如，AlxInyGa^N层122维持预定的带隙能级以上且其晶格常数独立地变化。
[0041] 具体地,AlxInyGa1TyN层122的带隙能量（Egs2)可比有源层114的带隙能量（Egm) 高约120meV以上。
[0042] 因此，将在有源层的带隙能量（Egm)和AlxInyGa^N层的带隙能量（Egs2)之间的 差值（ΛEg2 =Egs2-Egm)维持到预定带隙能级以上，且晶格常数独立地变化。
[0043] 因此，即使AlxInyGa^N层122的晶格常数接近有源层的晶格常数，也可将在有源 层和AlxInyGa1^N层122之间的带隙能量差维持到约120meV以上的预定带隙能级且晶格 常数可独立地变化。
[0044] 该实施方式可提供发光器件100,其中将在有源层114和AlxInyGamN层122之 间的带隙能量差维持到预定水平以上以使在AlxInyGa1^N层122中对发射的光的吸收最少 化，由此增强发光效率，且有源层114和AlxInyGa^N层122的晶格常数彼此接近以根据在 其间的晶格匹配使应变消除最大化，由此增强发光效率的增加；和制造发光器件100的方 法；发光器件封装；以及照明系统。
[0045] 另外，根据现有技术，如在图3中所示，当应变消除层具有InGaN/GaN结构时，在 InGaN和GaN之间的带隙能量差大大表现在应变消除层中，使得在应变消除层中的带隙能 量难以维持与有源层114的带隙能量的差值到预定水平以上。
[0046] 同时，根据该实施方式，如在图4中所示，当AlxInyGai_x_yN层122包含 AlxInyGa1^yNAiaN时，在AlxInyGa1^yN层 122 中AlxInyGamN和GaN之间的带隙能量差 较小，使得可将AlxInyGa1^N层122的带隙能量维持到大值。因此，可将在有源层114和 AlxInyGa1^N层122之间的带隙能量差维持到预定水平以上。
[0047] 图5为说明在根据该实施方式的发光器件100中的电流-电压（I-V)特性的图形。
[0048] 虽然可增加应变消除层的厚度以根据现有技术充分地消除在有限范围内的应变， 但是发光器件的操作电压Vf可能由于在应变消除层中的电压损失而增加。
[0049]该实施方式提供包括AlxInyGanyN层122的发光器件，其能够在独立变化 的晶格常数下将与有源层的带隙能量差维持到预定水平以上，由此降低在该有源层与 AlxInyGa^N层122之间的能带不连续性，以使在AlxInyGanyN层122中的电压损失和电 流损失最小化，从而在与现有技术的（R)相比较时，可更大程度地降低该实施方式的操作 电压Vf(R);制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照明系统。
[0050] 该实施方式可提供能够使在AlxInyGa^N层122中发射的光的吸收最少化以增强 发光效率的发光器件；制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照明系统。
[0051] 另外，该实施方式可提供发光器件，其能够在AlxInyGanyN层提供在有源层之下 时降低在该有源层和该AlxInyGa1IyN层之间的能带不连续性，使得在该AlxInyGa1IyN层中 的电压损失最小化，从而降低操作电压Vf;制造该发光器件的方法；发光器件封装；以及照 明系统。
[0052] 在下文中，制造根据该实施方式的发光器件的方法将参考图6?8进行描述。
[0053] 首先，如在图6中所示，可准备基板105,基板105可包含表现优异导热性的材料。 基板105可包括导电基板或绝缘基板。例如，基板105可包含蓝宝石（Al2O3)、SiC、Si、GaAs、 GaN、ZnO、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种。基板105可在其上提供有凹凸结构，但该实 施方式不受此限制。
[0054] 外来物质可通过对第一基板105进行湿式清洁而从第一基板105的表面上除去。
[0055] 此后，第一基板105可在其上提供有发光结构110,所述发光结构110包括第一导 电半导体层112、有源层114和第二导电半导体层116。
[0056] 基板105可在其上提供有缓冲层（未示出）。该缓冲层可降低在构成发光结构110 和基板105的材料之间的晶格失配。该缓冲层可包括III?V族化合物半导体。例如，该 缓冲层可包含GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种。
[0057] 根据该实施方式，该缓冲层可包括形成在基板105上的第一缓冲层和第二缓冲 层。
[0058] 例如，第一缓冲层可包括无掺杂的氮化镓层。第二缓冲层可包括包含AlxGa(1_x) N(0彡X彡l)/GaN的超晶格层。充当第二缓冲层的AlxGa(1_x)N(0彡X彡l)/GaN超晶格层 可更有效地防止由构成该发光结构和基板105的材料之间的晶格失配引起的移位。
[0059] 第一导电半导体层112可包含半导体化合物。第一导电半导体层112可通过使用 III?V族化合物半导体或II?IV族化合物半导体获得。第一导电半导体层112可掺杂 有第一导电型掺杂剂。如果第一导电半导体层112为N型半导体层，则第一导电掺杂剂包 含N型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se和Te,但该实施方式不受此限制。
[0060] 第一导电半导体层112可包含具有InxAlyGa1TyN(0<x<l，0<y<1且 0 <x+y< 1)的组成式的半导体材料。
[0061]第一导电半导体层 112 可包含GaN、InN、AIN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、 AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP中的至少一种。
[0062] 第一导电半导体层112可包括通过化学气相沉积（CVD)方案、分子束外延（MBE) 方案、溅射方案或氢化物气相处延（HVPE)方案形成的N型GaN层。另外，第一导电半导体 层112可通过将包含诸如硅（Si)的N型掺杂剂的三甲基镓气体（TMGa)、氨气（NH3)、氮气 (N2)和硅烷气体（SiH4)引入腔室中而形成。
[0063] 紧接着，第一导电半导体层112在其上提供有电流散布层（未示出），从而可增强 发光效率。该电流散布层可包括无掺杂的GaN层，但该实施方式不受此限制。
[0064] 随后，根据该实施方式，该电流散布层在其上提供有电子注入层（未示出），从而 可增强发光效率。该电子注入层可包括第一导电氮化镓层。例如，该电子注入层掺杂有浓 度为6.OXIO18原子/cm3?8.OXIO18原子/cm3的N型掺杂剂，从而可有效地注入电子。
[0065] 另外，根据该实施方式，AlxInyGai_x_ yN层122(0 <X彡1且0 <y彡1)可在第一 导电半导体层112上形成。
[0066] 根据该实施方式，AlxInyGa1TyN层122可具有多层结构。例如，AlxInyGa1TyN层122 可包含多对AlxInyGa^yN和GaN，但该实施方式不受此限制。
[0067] 另外，根据该实施方式，AlxInyGai_x_ yN层122可包含AlxInyGai_x_yN(0 <X彡1且0 <y彡I)/AlpInfabiN^ 彡p彡 1 且OSq彡 1)。
[0068] AlxInyGamN层122可具有比第一导电半导体层112大且比有源层114小的晶格 常数。因此，可使由有源层114和第一导电半导体层112之间的晶格常数差引起的应力最 小化。
[0069] 根据该实施方式，AlxInyGa1^N层122的带隙能级和晶格常数可彼此独立地变化。
[0070] 例如，AlxInyGa^N层122维持预定的带隙能级以上且其晶格常数独立地变化。
[0071] 具体地,AlxInyGa1TyN层122的带隙能量（Egs2)可比有源层114的带隙能量（Egm) 高约120meV以上。因此，有源层的带隙能量（Egm)和AlxInyGanyN层的带隙能量（Egs2) 之间的差值（ΛEg2 =Egs2-Egm)维持在预定带隙能级以上且AlxInyGa1^N层的晶格常数 独立地变化。
[0072] 因此，即使AlxInyGa^N层122的晶格常数接近有源层的晶格常数，也可将在有源 层和AlxInyGa^yN层122之间的带隙能量差维持到预定带隙能级以上且AlxInyGa^yN层 122的晶格常数可独立地变化。
[0073] 该实施方式可提供发光器件，其中有源层114和AlxInyGa^yN层122之间的带隙 能量差维持在预定水平以上以使在AlxInyGa1^N层122中发射的光的吸收最少化，由此增 强发光效率，且有源层114和AlxInyGa1^N层122的晶格常数彼此接近以根据在其间的晶 格匹配使应变消除最大化，由此使该发光效率的增强最大化；和制造发光器件100的方法； 发光器件封装；以及照明系统。
[0074] 另外，该实施方式可提供包括AlxInyGamN层122的发光器件，其能够在独立变 化的晶格常数下维持与有源层114的带隙能量差到预定水平以上，以降低在有源层114和 AlxInyGa^N层122之间的能带不连续性，由此使在AlxInyGanyN层122中的电压损失和 电流损失最小化，从而在与现有技术相比较时可更大程度地降低操作电压Vf;制造所述发 光器件的方法；发光器件封装；以及照明系统。
[0075] 此后，AlxInyGa1TyN层122在其上提供有有源层114。
[0076] 由第一导电半导体层112注入的电子与经由第二导电半导体层116注入的空穴在 有源层114处组合，从而有源层114发射具有预定能量的光，该预定能量根据构成有源层 114(发光层）的材料的能带确定。
[0077] 有源层114可包含以下结构中的至少一种：单量子阱结构、多量子阱（MQW)结构、 量子-线结构和量子点结构。例如，有源层114可具有通过注入TMGa气体、NH3气体、N2气 体和三甲基铟（TMIn)气体形成的MQW结构，但该实施方式不受此限制。
[0078] 有源层114的阱层/势垒层可具有包含InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、 InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs和GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一种的配对结构，但该 实施方式不受此限制。所述阱层可包含具有比所述势垒层的带隙低的带隙的材料。
[0079] 紧接着，有源层114可在其上提供有电子阻挡层124。
[0080] 根据该实施方式，电子阻挡层124在有源层114上形成以发挥有源层114的电 子阻挡功能和MQW覆盖功能，从而可改善发光效率。例如，电子阻挡层124可包含基于 AlxInyGa(1_x_y)N(0彡X彡1，0彡y彡1)的半导体，且可具有比有源层114的能量带隙高的 能量带隙。电子阻挡层124可具有约丨〇〇A?约600A的厚度，但该实施方式不受此限制。
[0081] 另外，电子阻挡层124可包括AlzGa(1_z)N/GaN(0彡Z彡1)超晶格层，但该实施方式 不受此限制。
[0082] 将P-型离子植入电子阻挡层124中以有效阻挡溢流的电子且增强空穴的注入效 率。Mg离子以在约IO1Vcm3?约102°/cm3范围内的浓度植入电子阻挡层124中，以有效阻 挡溢流的电子并增强空穴的注入效率。
[0083] 电子阻挡层124可有效地阻挡电子溢流到P型半导体层中，而不是使其与空穴在 有源层114中重组，且增强空穴的注入效率。另外，电子阻挡层124可掺杂有P型掺杂剂或 N型掺杂剂。例如，电子阻挡层124。Mg离子以在约IO1Vcm3?约102°/cm3范围内的浓度植 入电子阻挡层124中，以有效地阻挡溢流的电子并增强空穴的注入效率。
[0084] 紧接着，电子阻挡层124在其上提供有第二导电半导体层116。
[0085] 第二导电半导体层116可包含半导体化合物。第二导电半导体层116可通过使用 III?V族化合物半导体或II?IV族化合物半导体获得，且可掺杂有第二导电型掺杂剂。
[0086] 例如，第二导电半导体层116可包含具有ΙηχΑ?ρ^Ν^彡X彡1，0彡y彡1且 0彡x+y彡1)的组成式的半导体材料。如果第二导电半导体层116为P型半导体层，则所 述第二导电掺杂剂可包括P型掺杂剂，诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
[0087] 第二导电半导体层116可包括通过将包含诸如镁（Mg)的P型掺杂剂的三甲基镓 气体（TMGa)、氨气（NH3)、氮气（N2)和双乙基环戊二烯镁（EtCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2$入腔室 中形成的P型GaN层。
[0088] 根据该实施方式，第一导电半导体层112可包括N型半导体层且第二导电半导体 层116可包括P型半导体层，但该实施方式不受此限制。另外，诸如具有极性与第二导电半 导体层116的极性相反的N型半导体层（未示出）的半导体层可在第二导电半导体层116 上形成。
[0089] 因此，发光结构110可包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和P-N-P结结构 中的一种。
[0090] 此后，第二导电半导体层116可在其上提供有透射欧姆层130。透射欧姆层130可 通过层压单一金属或通过以多层层压金属合金和金属氧化物形成，从而可有效地进行载流 子注入。例如，透射欧姆层130可包含表现与半导体的优异电连接的材料。
[0091]例如，透射欧姆层130可包含以下物质中的至少一种：氧化铟锡（ITO)、氧化铟锌 (IZO)、氧化铟锌锡（IZTO)、氧化铟锌铝（IAZO)、氧化铟镓锌（IGZO)、氧化铟镓锡（IGTO)、氧 化铝锌（AZO)、氧化锑锡（ATO)、氧化镓锌（GZO)、氮化IZO(IZON)、Al-GaZnO(AGZO)、In-Ga ZnO(IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Ru0x/IT0、Ni/IrOx/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、 Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf，但该实施方式不受此限制。
[0092] 紧接着，如在图7中所示，可进行台面蚀刻方法，从而可暴露第一导电半导体层 112的一部分。例如，第一导电半导体层112的所述部分可通过除去透射欧姆层130、第二 导电半导体层116、电子阻挡层124、有源层114和AlxInyGai_x_ yN(0 <x彡1且0<y<l) 层122的部分而暴露。
[0093] 此后，如在图8中所示，第一电极141可在暴露的第一导电半导体层112上形成， 且第二电极142可在透射欧姆层130上形成。
[0094] 该实施方式可提供能够使在AlxInyGa1^N层122中发射的光的吸收最少化以增强 发光效率的发光器件；制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照明系统。
[0095] 另外，该实施方式可提供发光器件，其能够在AlxInyGa1^N层122提供在有源层之 下时降低在有源层114和AlxInyGa^yN层122之间的能带不连续性，使得在AlxInyGa^yN层122中的电压损失最小化，从而降低操作电压Vf;制造所述发光器件的方法；发光器件封 装；以及照明系统。
[0096]图9为显示发光器件封装200的视图，其中安装有根据该实施方式的发光器件。
[0097] 根据该实施方式的发光器件封装200包括封装体205 ;在封装体205上形成的第 三和第二引线电极213和214 ;根据该实施方式的发光器件100,其安装在封装体205中且 电连接到第三和第二引线电极213和214 ;和围绕发光器件100的成型构件230。
[0098] 封装体205可包含硅、合成树脂或金属材料。倾斜面可围绕发光器件100形成。
[0099] 第三和第二引线电极213和214彼此电绝缘且供应电力至发光器件100。第三和 第二引线电极213和214可反射发光器件100发射的光以增加发光效率，且可将从发光器 件100产生的热消散到外部。
[0100] 发光器件100可包括在图1中所示的侧向型发光器件，但该实施方式不受此限制。 另外，发光器件100可包括垂直型发光器件。
[0101] 发光器件100可安装在封装体205上或安装在第三引线电极213或第四引线电极 214 上。
[0102] 发光器件100可通过电线方案、倒装（flipchip)方案和模片接合（diebonding) 方案之一与第三引线电极213和/或第四引线电极214电连接。虽然图5显示发光器件 100经由电线与第三引线电极213和第四引线电极214电连接，但该实施方式不受此限制。
[0103] 成型构件230可通过围绕发光器件100而保护发光器件100。另外，成型构件230 可包含荧光粉（232)以改变从发光器件100发射的光的波长。
[0104] 图10?12为显示包括根据该实施方式的发光器件的照明系统的实施例的分解透 视图。
[0105] 如在图10中所示，根据该实施方式的照明系统可包括罩2100、光源模块2200、辐 射体2400、电源部件2600、内盒2700和插座2800。根据该实施方式的照明系统还可包括构 件2300和夹持器2500中的至少一种。光源模块2200可包括发光器件100或根据该实施 方式的发光器件模块200。
[0106] 例如，罩2100可具有灯泡性状、半球形状、部分打开的中空性状。罩2100可与光 源模块2200光稱合。例如，罩2100可漫射、散射或激发源自该光源模块的光。罩2100可 为一种光学构件。罩2100可与辐射体2400耦合。罩2100可包括与辐射体2400耦合的耦 合部件。
[0107] 罩2100可包括用乳白色颜料涂布的内表面。该乳白色颜料可包含漫射材料以漫 射光。罩2100可具有表面粗糙度大于其外表面的内表面。该表面粗糙度为了充分地散射 并漫射来自光源模块2200的光的目的而提供。
[0108] 例如，罩2100的材料可包括玻璃、塑料、聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE)和聚碳酸酯 (PC)。在上述材料之中，聚碳酸酯（PC)具有优异的耐光性、耐热性和强度。罩2100可为透 明的，以便使用者可从外部察看光源模块2200,或为不透明的。罩2100可经由吹塑方案形 成。
[0109] 光源模块2200可布置在辐射体2400的一个表面上。因此，来自光源模块2200的 热转移到辐射体2400上。光源模块2200可包括光源2210、连接板2230和连接器2250。
[0110] 构件2300布置在辐射体2400的顶部表面上，且包括多个光源2210和连接器2250 插入其中的导向槽2310。导向槽2310与光源2210和连接器2250的基板相对应。
[0111] 构件2300的表面可用光反射材料涂布。例如，构件2300的表面可用白色颜料涂 布。构件2300再次反射通过罩2100的内表面反射并返回到光源模块2200的方向的光到 罩2100的方向。因此，可提高根据该实施方式的照明系统的发光效率。
[0112] 例如，构件2300可包含绝缘材料。光源模块2200的连接板2230可包含导电材料。 因此，辐射体2400可与连接板2230电连接。构件2300可由绝缘材料构造，由此防止连接 板2230与辐射体2400电短路。辐射体2400从光源模块2200和电源部件2600接收热并 且辐射热。
[0113] 夹持器2500覆盖内盒2700的绝缘部件2710的接收凹槽2719。因此，封闭接收在 内盒2700的绝缘部件2710中的电源部件2600。夹持器2500包括导引突出物2510。导引 突出物2510具有穿过电源部件2600的突出物2610的孔。
[0114] 电源部件2600加工或转换从外部接收的电信号且将加工或转换的电信号提供到 光源模块2200。电源部件2600接收在内盒2700的接收凹槽中，且通过夹持器2500封闭在 内盒2700内。
[0115] 电源部件2600可包括突出物2610、导引部件2630、基底2650和伸出部件2670。
[0116] 导引部件2630具有从基底2650的一侧伸出到外部的形状。导引部件2630可插 入夹持器2500中。多个组件可布置在基底2650的一个表面之上。例如，所述组件可包括 将从外部电源提供的交流电源转换成直流电源的直流变换器、控制光源模块2200的驱动 的驱动芯片和保护光源模块2200的静电放电（ESD)保护装置，但该实施方式不受此限制。
[0117] 伸出部件2670具有从基底2650的相对侧伸出到外部的形状。伸出部件2670插 入内盒2700的连接部件2750的内部，且从外部接收电信号。例如，伸出部件2670的宽度 可小于或等于内盒2700的连接部件2750的宽度。+电线和一电线的第一末端与伸出部件 2670电连接且+电线和一电线的第二末端可与插座2800电连接。
[0118] 内盒2700可包括在其中的成型部件以及电源部件2600。该成型部件通过硬化塑 化液来制备，且电源部件2600可通过该成型部件固定在内盒2700内。
[0119] 如在图11中所示，根据该实施方式的照明系统可包括罩3100、光源部件3200、辐 射体3300、电路部件3400、内盒3500和插座3600。光源部件3200可包括根据该实施方式 的发光器件或发光器件模块。
[0120] 罩3100可具有灯泡性状且为中空的。罩3100具有开口 3110。光源部件3200和 构件3350可经开口 3110插入。
[0121] 罩3100可与辐射体3300耦合，且可围绕光源部件3200和构件3350。光源部件 3200和构件3350可通过在罩3100和辐射体3300之间的耦合而与外部阻断。罩3100可通 过胶粘剂或诸如转动耦合方案和吊钩耦合方案的各种方案与辐射体3300耦合。所述转动 耦合方案为其中罩3100的螺纹与辐射体3300的螺杆凹槽耦合，且罩3100通过转动罩3100 与辐射体3300耦合的方案。所述吊钩耦合方案为其中罩3100的突出部分插入辐射体3300 的凹槽中，因此罩3100与辐射体3300耦合的方案。
[0122] 罩3100可与光源部件3200光学耦合。具体地，罩3100可漫射、散射或激发由光 源部件3200的发光器件3230提供的光。罩3100可为一种光学构件。罩3100可在内/外 表面或其内部提供有发光材料，以激发从光源部件3200供应的光。
[0123] 罩3100可包括用乳白色颜料涂布的内表面。该乳白色颜料可包含漫射材料以漫 射光。罩3100可具有表面粗糙度大于其外表面的内表面。该表面粗糙度为了充分地散射 并漫射来自光源部件3200的光的目的而提供。
[0124] 例如，罩3100的材料可包括玻璃、塑料、聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE)和聚碳酸酯 (PC)。在上述材料之中，聚碳酸酯（PC)具有优异的耐光性、耐热性和强度。罩3100可为透 明的，因此使用者可从外部察看光源模块2200,或为不透明的。罩3100可经由吹塑方案形 成。
[0125] 光源部件3200布置在辐射体3300的构件3350上，且可布置多个光源部件。具体 地，光源部件3200可布置在构件3350的多个侧面中的至少一个中。光源部件3200的光源 部件3200的顶端可布置在构件3350的侧向侧。
[0126] 光源部件3200可布置在构件3350的六个侧面中的至少三个上。然而，该实施方 式不受此限制，且光源部件3200可布置在构件3350的所有侧面上。光源部件3200可包括 基板3210和发光器件3230。发光器件3230可布置在基板3210的一个表面上。
[0127] 基板3210具有矩形形状，但该实施方式不受此限制。基板3210可具有各种形状。 例如，基板3210可具有圆形形状或多边形状。基板3210可通过将电路图案印刷在绝缘体 上提供。
[0128] 例如，代表性的印刷电路板（PCB)可包括金属芯PCB、柔性PCB和陶瓷PCB。另外， 所述基板可具有COB(板上芯片）型，其中没有封装的LED芯片直接接合到PCB上。另外， 基板3210可包含有效地反射光的材料，或该基板的表面可具有诸如金色或银色的颜色，以 有效地反射光。基板3210可与接收在辐射体3300中的电路部件3400电连接。
[0129] 例如，基板3210和电路部件3400可通过电线彼此连接。该电线可经由辐射体3300 将基板3210和电路部件3400彼此连接。
[0130] 发光器件3230可包括发射红光、绿光和蓝光的发光二极管芯片或发射紫外光的 发光二极管芯片。该发光二极管可具有侧向型或垂直型。该发光二极管可发射蓝光、红光、 黄光和绿光中的一种。
[0131] 发光器件3230可包含发光材料。该发光材料可包括石榴石基磷光体（YAG或TAG)、 娃酸盐基磷光体、氮化物基磷光体和氮氧化物基磷光体中的至少一种。该发光材料可包括 红色发光材料、黄色发光材料和绿色发光材料中的至少一种。
[0132] 辐射体3300与罩3100耦合，且可辐射来自光源部件3200的热。辐射体3300具 有预定的体积，且包括顶部表面3310和侧面3330。构件3350可布置在辐射体3330的顶部 表面3310上。辐射体3300的顶部表面3310可与罩3100耦合。辐射体3300的顶部表面 可具有与罩3100的开口 3110相对应的形状。
[0133] 多个热福射销（heatradiationpins) 3370可布置在福射体3300的侧面3330处。 热辐射销3370可从辐射体3300的侧面向外延伸或可连接到辐射体3300的侧面。热辐射 销3370可通过增加辐射体3300的热辐射面积而提高热辐射效率。侧面3330可不包括热 辐射针3370。
[0134] 构件3350可布置在辐射体3300的顶部表面上。构件3350可与辐射体3300的顶 部表面3310集成或耦合。构件3350可具有多边形棱镜的形状。具体地，构件3350可具有 六方棱镜的形状。具有六方棱镜形状的构件3350包括顶部表面、底部表面和6个侧面。构 件3350可具有圆形棱镜的形状或椭圆形棱镜的形状以及六方棱镜的形状。当构件3350具 有圆形棱镜的形状或椭圆形棱镜的形状时，光源部件3200的基板3210可为柔性基板。
[0135] 光源部件3200可布置在构件3350的六个侧面上。光源部件3200可布置在构件 3350的6个侧面中的全部或一些上。在图11中，光源部件3200布置在构件3350的六个侧 面中的三个上。
[0136] 基板3210布置在构件3350的侧面上。构件3350的侧面可与辐射体3300的顶部 表面基本垂直。因此，基板3210和辐射体3300的顶部表面可彼此基本垂直。
[0137] 构件3350可包含表现导热性的材料。因此，来自光源部件3200的热可快速地转 移到构件3350。例如，用于构件3350的材料可包括诸如铝（Al)、镍（Ni)、铜（Cu)、镁（Mg)、 银（Ag)或锡（Sn)的金属的合金。构件3350可包含具有导热性的塑料材料。具有导热性 的所述塑料材料比所述金属轻且在单一方向上具有导热性。
[0138] 电路部件3400从外部接收电力，且将所接收的电力转换以适用于光源部件3200。 电路部件3400将转换的电力提供给光源部件3200。电路部件3400可布置在辐射体3300 处。具体地，电路部件3400可接收在内盒3500中，且可与内盒3500 -起接收在辐射体3300 中。电路部件3400可包括电路板3410和安装在电路板3410上的多个组件。
[0139] 电路板3410具有圆形形状，但该实施方式不受此限制。也就是说，电路板3410可 具有各种形状。例如，该电路板可具有椭圆形状或多边形状。电路板3410可通过将电路图 案印刷在绝缘体上提供。
[0140] 电路板3410与光源部件3200的基板3210电连接。例如，电路部件3410和基板 3210可通过电线彼此连接。该电线可布置在辐射体3300内部以连接基板3210和电路板 3410。
[0141] 例如，多个组件3430可包括将从外部电源提供的交流电转换成直流电的直流转 换器、控制光源部件3200的驱动的驱动芯片和静电放电（ESD)保护装置。
[0142] 内盒3500在其中接收电路部件3400。内盒3500可包括接收部件3510以接收电 路部件3400。
[0143] 例如，接收部件3510可具有圆柱形状。接收部件3510的形状可根据辐射体3300 的形状改变。内盒3500可接收在辐射体3300中。内盒3500的接收部件3510可被接收在 辐射体3300的底部表面上形成的接收部件中。
[0144] 内盒3500可与插座3600耦合。内盒3500可包括与插座3600耦合的连接部件 3530。连接部件3530可具有与插座3600的螺杆凹槽结构相对应的螺纹结构。内盒3500 为绝缘体。因此，内盒3500防止在电路部件3400和辐射体3300之间的电短路。例如，内 盒3500可包含塑料或树脂材料。
[0145] 插座3600可与内盒3500耦合。具体地，插座3600可与内盒3500的连接部件3530 耦合。插座3600可具有与常规白炽光灯泡的结构相同的结构。插座3600与电路部件3400 电连接。例如，电路部件3400和插座3600可通过电线彼此连接。如果将外部电力施加到 插座3600,该外部电力则可转移到电路部件3400。插座3600可具有与连接部件3530的螺 纹结构相对应的螺杆凹槽结构。
[0146] 此外，如在图12中所示，根据该实施方式的照明系统，例如背光单元，包括导光板 1210、用于将光提供到导光板1210的发光模块1240、安置在导光板1210下面的反光构件 1220和用于在其中接收导光板1210、发光模块1240及反光构件1220的底罩1230,但该实 施方式不受此限制。
[0147] 导光板1210漫射光以提供表面光。导光板1210包含透明材料。例如，导光板 1210可通过使用诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯）、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PC(聚碳 酸酯）、COC或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）树脂的丙烯酰基类树脂来制造。
[0148] 发光模块1240将光供应到导光板1210的至少一个侧面且充当包括背光单元的显 示装置的光源。
[0149] 发光模块1240可邻近导光板1210安置，但该实施方式不受此限制。具体地，发光 模块1240包括基板1242和安装在基板1242上的多个发光器件封装200,且基板1242可邻 近导光板1210,但该实施方式不受此限制。
[0150] 基板1242可包括具有电路图案（未示出）的印刷电路板（PCB)。另外，基板1242 还可包括金属芯PCB(MCPCB)或柔性PCB(FPCB)以及典型的PCB，但该实施方式不受此限制。
[0151] 另外，发光器件封装200布置在基板1242上，因此离开发光器件封装200的表面 的光与导光板1210隔开预定的距离。
[0152] 反光构件1220布置在导光板1210的下面。反光构件1220反射光，该光经导光 板1210的底部表面朝向光导板1210向下传输，由此改善背光单兀的亮度。例如，反光构件 1220可包含PET、PC或PVC树脂，但该实施方式不受此限制。
[0153] 底罩1230可在其中接收导光板1210、发光模块1240和反光构件1220。为此，底 罩1230具有具有开放式顶部表面的箱形，但该实施方式不受此限制。
[0154] 底罩1230可经由冲压法或挤压法通过使用金属材料或树脂材料制造。
[0155] 如上所述，该实施方式可提供发光器件，其能够通过使在应变消除层中发射光的 吸收最少化而增加发光效率；制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照明系统。
[0156] 另外，该实施方式可提供发光器件，其能够在应变消除层提供在有源层下面时通 过降低在所述应变消除层和所述有源层之间的能带不连续性而使在所述应变消除层中的 电压损失最小化，因此可降低操作电压；制造所述发光器件的方法；发光器件封装；以及照 明系统。
[0157] 在本发明书中对于一个实施方式、实施方式、例TJV注实施方式等的任何引用意味 着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。在本说 明书中，在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施方式。此外，当结合任何实施方式描 述特定特征、结构或特性时，据认为结合这些实施方式中的其它实施方式实现这样的特征、 结构或特性也是本领域的技术人员所能够想到的。
[0158] 虽然已经参照本发明的许多说明性实施方式描述了实施方式，但是应该理解，本 领域的技术人员可以设计出多个其它修改和实施方式，其将落入本发明原理的主旨和范围 内。更特定地，在本发明、附图和从属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，各种变体和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置的变体和修改之外，对本领 域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。
[0159] 工业实用性
[0160] 根据该实施方式的多个发光器件封装可排列在基板上，且充当光学构件的导光 板、棱镜片、漫射片和荧光片可布置在从发光器件封装发射的光的路径上。所述发光封装、 所述基板和所述光学构件可充当背光单元或照明单元。例如，照明系统可包括所述背光单 元、所述照明单元、指示器、灯或路灯。
【权利要求】
1. 一种发光器件，其包含： 第一导电半导体层； 在所述第一导电半导体层上的AlJnyGappyN层（0<x<l，且0<y<l); 在所述AlxInyGai_x_yN层上的有源层；和 在所述有源层上的第二导电半导体层， 其中所述AlxInyGai_x_yN层的带隙能量比所述有源层的带隙能量高120meV以上。
2. 根据权利要求1所述的发光器件，其中具有多个AlxInyGai_ x_yN层。
3. 根据权利要求2所述的发光器件，其中各个AlxInyGai_x_ yN层包含AlxInyGai_x_ yN和 GaN。
4. 根据权利要求3所述的发光器件，其中各个AlxInyGai_x_ yN层包含多对AlxInyGai_x_ yN 和 GaN。
5. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层以700nm以下的厚度形 成。
6. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层的晶格常数大于所述第 一导电半导体层的晶格常数。
7. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层的晶格常数小于所述有 源层的晶格常数。
8. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层的晶格常数大于所述第 一导电半导体层的晶格常数，且小于所述有源层的晶格常数。
9. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层的带隙能量和晶格常数 彼此独立地变化。
10. 根据权利要求9所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN维持预定的带隙能级以 上，且其晶格常数独立地变化。
11. 根据权利要求9所述的发光器件，其中在所述有源层和所述AlxInyGai_ x_yN层之间 的带隙能量差维持在预定带隙能级以上，且所述晶格常数独立地变化。
12. 根据权利要求9所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN维持的带隙能量比所述 有源层的带隙能量高120mV以上，且所述晶格常数独立地变化。
13. 根据权利要求9所述的发光器件，其中在所述有源层和所述AlxInyGai_ x_yN层之间 的带隙能量差维持在预定带隙能级以上，且所述AlxInyGai_ x_yN层和所述有源层的晶格常数 独立地变化，而与带隙能量差无关。
14. 根据权利要求1所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_x_ yN层包含AlJnyGanN^ <x彡 1，且 0<y< D/AlpInfamN^ 彡p 彡 1，且 0彡 q 彡 1)。
15. -种发光器件，其包含： 第一导电半导体层； 在所述第一导电半导体层上的AlJnyGappyN层（0<x<l，且0<y<l); 在所述AlxInyGai_x_yN层上的有源层；和 在所述有源层上的第二导电半导体层， 其中所述AlxInyGai_x_yN层具有彼此独立地变化的带隙能量和晶格常数。
16. 根据权利要求15所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_ x_yN维持预定的带隙能级以 上，且其晶格常数独立地变化。
17. 根据权利要求15所述的发光器件，其中在所述有源层和所述AlxInyGai_ x_yN层之间 的带隙能量差维持在预定带隙能级以上，且所述晶格常数独立地变化。
18. 根据权利要求15所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_ x_yN层的带隙能量比所述有 源层的带隙能量高120meV以上，且所述晶格常数独立地变化。
19. 根据权利要求18所述的发光器件，其中在所述有源层和所述AlxInyGai_ x_yN层之间 的带隙能量差维持在预定带隙能级以上，且所述AlxInyGai_ x_yN层和所述有源层的晶格常数 独立地变化，而与带隙能量差无关。
20. 根据权利要求15所述的发光器件，其中所述AlxInyGai_ x_yN层的晶格常数大于所述 第一导电半导体层的晶格常数，且小于所述有源层的晶格常数。
【文档编号】H01L33/04GK104364915SQ201380028921
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】李定植 申请人:Lg 伊诺特有限公司