專利名稱：發(fā)光器件及其制造方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最近，已經(jīng)廣泛地進(jìn)行使用發(fā)光二極管(LED)的器件作為用于發(fā)射光的器件的研LED使用化合物半導(dǎo)體的特性，以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光。LED具有其中第一導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體層、有源層、以及第二類型半導(dǎo)體層被堆疊的結(jié)構(gòu)。在這里，電源被施加給結(jié)構(gòu)以從 有源層發(fā)射光。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層變成N型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層變 成P型半導(dǎo)體層。在這里，第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以變成彼此相對(duì)的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。第一電極層被設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上，并且第二電極層被設(shè)置在第二導(dǎo) 電類型半導(dǎo)體層上。在發(fā)光器件中，電源被施加給第一和第二電極層，以從有源層發(fā)射光。因此，廣泛 地進(jìn)行其中防止從有源層發(fā)射的光被吸收在發(fā)光器件中的研究，以提高發(fā)光器件的光效率。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例提供具有新結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝、以及照 明系統(tǒng)。實(shí)施例還提供具有被提高的光效率的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件 封裝、以及照明系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，一種發(fā)光器件，包括反射層，該反射層包括具有第一折射率的 第一 GaN基半導(dǎo)體層、具有小于第一折射率的第二折射率的第二 GaN基半導(dǎo)體層、以及具有 小于第二折射率的第三折射率的第三GaN基半導(dǎo)體層；和反射層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光 結(jié)構(gòu)層包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及被設(shè)置在第一導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層。在另一實(shí)施例中，一種制造發(fā)光器件的方法，包括在襯底上交替地堆疊具有第一 折射率的第一 GaN基半導(dǎo)體層和具有小于第一折射率的第二折射率的第二 GaN基半導(dǎo)體 層；在第二 GaN基半導(dǎo)體層上形成掩模層，以選擇性地去除第一 GaN基半導(dǎo)體層和第二 GaN 基半導(dǎo)體層；在其中第一 GaN基半導(dǎo)體層和第二 GaN基半導(dǎo)體層被選擇性地去除的區(qū)域中 形成包括交替地堆疊的第二 GaN基半導(dǎo)體層和第三GaN基半導(dǎo)體層的反射層；以及在反射
4層上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、 以及被設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層。在附圖和下面的描述中，闡述一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)描述和附圖以及 權(quán)利要求，其它的特征將會(huì)是顯而易見的。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。圖2是示出沿著根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的線1-1’截取的部分的示例的視圖。圖3是示出沿著根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的線1-1’截取的部分的另一示例的 視圖。圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。圖5至圖9是用于解釋制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的工藝的視圖。圖10是包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的視圖。圖11是根據(jù)實(shí)施例的使用發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的背光單元的視圖。圖12是根據(jù)實(shí)施例的使用發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明單元的視圖。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例的描述中，將會(huì)理解的是，當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)被稱為在襯 底、層(或者膜)、區(qū)域、焊盤或者圖案“上”時(shí)，它能夠直接在另一層或者襯底上，或者還可 以存在中間層。此外，將會(huì)理解的是，當(dāng)層被稱為在另一層“下”時(shí)，它能夠直接在另一層下 面，并且還可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。此外，將會(huì)基于附圖進(jìn)行關(guān)于在每層“上”和“下” 的參考。在附圖中，為了便于描述和清晰，每層的厚度或者尺寸被夸大、省略或示意性示 出。此外，每個(gè)元件的尺寸沒有完全反映實(shí)際尺寸。在下文中，將會(huì)參考附圖描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。圖2是示出沿著根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā) 光器件的線1-1’截取的部分的示例的視圖。圖3是示出沿著根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件 的線1-1’截取的部分的另一示例的視圖。參考圖1，根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件包括襯底10 ；襯底10上的氮化物半導(dǎo)體 層20 ；氮化物半導(dǎo)體層20上的反射層30 ；反射層30上的發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第 一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40、有源層50、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60 ；第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體 層40上的第一電極層70 ；以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60上的第二電極層80。有源層50 設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60之間。例如，襯底10 可以由藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、以及 Ge 中 的至少一個(gè)形成，但是不限于此。例如，襯底10可以包括藍(lán)寶石襯底，在該藍(lán)寶石襯底上生 長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)層。多個(gè)突起圖案可以被設(shè)置在襯底10的頂表面上。突起圖案可以使從有源 層50發(fā)射的光分散以提高光效率。例如，突起圖案中的每一個(gè)可以具有半球形、多邊形、錐 形、以及納米柱形中的一個(gè)。氮化物半導(dǎo)體層20可以包括緩沖層、未摻雜的氮化物層以及包含第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的氮化物層中的至少一個(gè)。緩沖層可以具有AlhN/GaN 結(jié)構(gòu)、hxGai_xN/GaN 結(jié)構(gòu)、以及 Al JnyGai_(x+y)N/ ^ixGahWGaN結(jié)構(gòu)的堆疊結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。未摻雜的氮化物層可以由GaN基半導(dǎo)體層形成，并 且包含第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的氮化物層可以由包含η型雜質(zhì)的GaN基半導(dǎo)體層形成。而且， 根據(jù)發(fā)光器件的設(shè)計(jì)，可以不形成氮化物半導(dǎo)體層20。反射層30可以包括具有第一折射率的第一 GaN基半導(dǎo)體層31、具有小于第一折射 率的第二折射率的第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及具有小于第二折射率的第三折射率的第三 GaN基半導(dǎo)體層33。例如，第一 GaN基半導(dǎo)體層31可以由具有大約2. 3的折射率的InGaN層形成，第 二 GaN基半導(dǎo)體層32可以由具有大約2. 2的折射率的GaN層形成，并且第三GaN基半導(dǎo)體 層33可以由具有大約2. 1的折射率的AWaN層形成。另外，第一 GaN基半導(dǎo)體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層33可以包含第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)。由于反射層30包括具有彼此不同的折射率的至少三個(gè)層，所以可以通過反射層 30有效地反射要朝著襯底10前進(jìn)的從有源層50發(fā)射的光，以提高發(fā)光器件的光效率。即，在反射層30中，具有彼此不同的折射率的層可以被交替地設(shè)置在垂直方向 上，以提高垂直反射率。另外，具有彼此不同的折射率的層可以被交替地設(shè)置在水平方向 上，以提高水平反射率。因此，相對(duì)于朝著下側(cè)從有源層50垂直地前進(jìn)的光和朝著下側(cè)從 有源層50傾斜地前進(jìn)的光，反射層30具有優(yōu)秀的反射率。反射層30可以用作垂直和水平方向上的分布布拉格反射鏡(DBR)。因此，可能有 利的是，第一 GaN基半導(dǎo)體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層33由 其間具有高反射率差的材料形成。例如，第一 GaN基半導(dǎo)體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層 33中的每一個(gè)可以具有大約40nm至大約60nm的厚度，更加具體地，可以具有大約45nm至 大約50nm的厚度。而且，第一 GaN基半導(dǎo)體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN 基半導(dǎo)體層33中的每一個(gè)可以具有大約40nm至大約50nm的寬度。由于第一 GaN基半導(dǎo) 體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層33具有前述的厚度和寬度，所 以可以進(jìn)一步提高反射率。根據(jù)第一實(shí)施例，第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被交替地堆 疊在垂直方向上的反射層30的部分區(qū)域中。而且，第二 GaN基半導(dǎo)體層32和第三GaN基半導(dǎo)體層33被交替地堆疊在垂直方 向上的反射層30的其它區(qū)域中。而且，第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第三GaN基半導(dǎo)體層33被交替地設(shè)置在水平方 向上的反射層30的部分區(qū)域中。而且，第二 GaN基半導(dǎo)體層32被水平地設(shè)置在反射層30的其它區(qū)域中。圖2和圖3是當(dāng)從上側(cè)觀察時(shí)沿著圖1的線1-1’截取的截面圖。如圖2中所示，可以以晶格形狀設(shè)置第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第三GaN基半導(dǎo)體 層33。而且，如圖3中所示，可以以條紋形狀交替地設(shè)置第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第三GaN 基半導(dǎo)體層33。在此，在圖2和圖3中示出的半導(dǎo)體層的形式僅是示例?？梢砸灾T如其中第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第三GaN基半導(dǎo)體層33彼此齊平的結(jié)構(gòu)的各種形狀設(shè)置第一 GaN基半導(dǎo) 體層31和第三GaN基半導(dǎo)體層33。發(fā)光結(jié)構(gòu)層可以由GaN基半導(dǎo)體層形成。發(fā)光結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)為各種結(jié)構(gòu)。然 而，在當(dāng)前實(shí)施例中，將其中發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40、有源層50、以及第 二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60的結(jié)構(gòu)示出為示例。例如，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40可以包括η型半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 40可以由具有InxAlyGEt1TyN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的組成式的半導(dǎo)體材料 形成，例如，可以由InAlGaN、GaN、AlGaN、AlInNJnGaN、AlN、&& hN中的一個(gè)形成。在此， η型半導(dǎo)體層被摻雜有諸如Si、Ge、或者Sn的η型摻雜物。有源層50是其中通過第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40注入的電子(或者空穴)和通過 第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60注入的空穴(或者電子)可以被復(fù)合以利用取決于有源層50的 形成材料的能帶的帶隙差發(fā)射光的層。有源層50可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)、以及量子線 結(jié)構(gòu)中的一個(gè)，但是不限于此。有源層50可以由具有hxAly(iai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的組成 式的半導(dǎo)體材料形成。當(dāng)有源層50具有MQW結(jié)構(gòu)時(shí)，有源層50可以包括彼此堆疊的多個(gè) 阱層和多個(gè)阻擋層。例如，有源層50可以以InGaN阱層/GaN阻擋層的周期形成。其中摻雜有η型或者ρ型摻雜物的摻雜的包覆層(未示出)可以被設(shè)置在有源層 50的上/下。通過AlGaN層或者InAKkiN層可以實(shí)現(xiàn)包覆層(未示出)。例如，通過ρ型半導(dǎo)體層可以實(shí)現(xiàn)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo) 體層60可以由具有h/lyGiinNa) ^ x^1,0 ^x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體 材料形成，例如，可以由hAlGaN、GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, A1N、以及hN中的一個(gè)形成。 而且，ρ型半導(dǎo)體層可以被摻雜有諸如Mg、Zn、Ca、Sr、或者Ba的ρ型摻雜物。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40可以包括ρ型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60 可以包括η型半導(dǎo)體層。而且，包括η型或者P型半導(dǎo)體層的第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層(未 示出)可以被設(shè)置在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60上。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)層可以具有ηρ結(jié)結(jié)構(gòu)、 ρη結(jié)結(jié)構(gòu)、ηρη結(jié)結(jié)構(gòu)、以及ρηρ結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。而且，雜質(zhì)可以被均勻地或者非均 勻地?fù)诫s到第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60中。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)層 可以具有各種結(jié)構(gòu)，但是不限于此。第一電極層70被設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40上，并且第二電極層80被設(shè)置 在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60上以分別向有源層50提供電力。用于減少電阻的歐姆接觸層 可以被設(shè)置在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60和第二電極層80之間。發(fā)光器件可以是GaN基發(fā)光二極管，其發(fā)射具有大約450nm至大約480nm的波長(zhǎng) 區(qū)域，特別地，具有大約465nm的波長(zhǎng)區(qū)域中的中心波長(zhǎng)(centroid wavelength)，并且具 有大約15nm至大約40nm的半峰全寬的藍(lán)光。圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。參考圖4，除了反射層的結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件具有與根據(jù)第一實(shí) 施例的發(fā)光器件相同的結(jié)構(gòu)。因此，將會(huì)在下面僅描述反射層的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件中，反射層30可以包括具有第一折射率的第一 GaN一折射率的第二折射率的第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及具有小 于第二折射率的第三折射率的第三GaN基半導(dǎo)體層33。例如，第一 GaN基半導(dǎo)體層31可以由具有大約2. 3的折射率的InGaN層形成，第 二 GaN基半導(dǎo)體層32可以由具有大約2. 2的折射率的GaN層形成，并且第三GaN基半導(dǎo)體 層33可以由具有大約2. 1的折射率的AKiaN層形成。由于反射層30包括具有彼此不同的折射率的至少三個(gè)層，所以通過反射層30可 以有效地反射要朝著襯底10前進(jìn)的從有源層50發(fā)射的光，以提高發(fā)光器件的光效率。即，在反射層30中，具有彼此不同的折射率的層可以被交替地設(shè)置在垂直方向 上，以提高垂直反射率。另外，具有彼此不同的折射率的層可以被交替地設(shè)置在水平方向 上，以提高水平反射率。因此，相對(duì)于朝著下側(cè)從有源層50垂直地前進(jìn)的光和朝著下側(cè)從 有源層50傾斜地前進(jìn)的光，反射層30具有優(yōu)秀的反射率。反射層30可以用作垂直和水平方向上的分布布拉格反射鏡(DBR)。因此，可能有 利的是，第一 GaN基半導(dǎo)體層31、第二 GaN基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層33由 在其間具有高反射率差的材料形成。根據(jù)第二實(shí)施例，第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被交替地堆 疊在垂直方向上的反射層30的部分區(qū)域中。而且，第二 GaN基半導(dǎo)體層32和第三GaN基半導(dǎo)體層33被交替地堆疊在垂直方 向上的反射層30的其它區(qū)域中。而且，第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被交替地設(shè)置在水平方 向上的反射層30的部分區(qū)域中。而且，第二 GaN基半導(dǎo)體層32和第三GaN基半導(dǎo)體層33被水平地設(shè)置在反射層 30的其它區(qū)域中。與圖2的相類似，可以以晶格形狀設(shè)置第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo) 體層32。而且，可以以晶格形狀設(shè)置第二 GaN基半導(dǎo)體層32和第三GaN基半導(dǎo)體層33。替 代地，與圖3的相類似，可以以條紋形狀交替地設(shè)置第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基 半導(dǎo)體層32，并且可以以條紋形狀交替地設(shè)置第二 GaN基半導(dǎo)體層32和第三GaN基半導(dǎo)體 層33ο圖5至圖9是用于解釋制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的工藝的視圖。參考圖5，襯底10被制備。氮化物半導(dǎo)體層20形成在襯底10上。第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被交替地堆疊在氮化物半導(dǎo)體 層20上。第一 GaN基半導(dǎo)體層31可以由InGaN層形成，并且第二 GaN基半導(dǎo)體層32可以 由GaN層形成。多對(duì)第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32可以被重復(fù)地堆疊， 例如，10對(duì)或者更多對(duì)第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32可以被重復(fù)地堆 疊。而且，掩模層100形成在第二 GaN基半導(dǎo)體層32上。掩模層100可以由氧化硅層 (SiO2)形成。參考圖6，使用掩模層100作為掩模，選擇性地蝕刻第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32。參考圖7，多對(duì)第三GaN基半導(dǎo)體層33和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被重復(fù)地堆疊在其中第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被選擇性地蝕刻的區(qū)域中，以形成 反射層30。第三GaN基半導(dǎo)體層33可以由AlGaN層形成。盡管首先形成第三GaN基半導(dǎo)體層33以允許第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第三GaN 基半導(dǎo)體層33在圖7中被水平地設(shè)置，如同根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件一樣，也可以首先 形成第二 GaN基半導(dǎo)體層32以允許第一 GaN基半導(dǎo)體層31和第二 GaN基半導(dǎo)體層32被 水平地設(shè)置，如同根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件一樣。參考圖8，包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40、有源層50、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 60的發(fā)光結(jié)構(gòu)層形成在反射層30上。參考圖9，執(zhí)行臺(tái)面蝕刻工藝，以部分地去除第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60、有源層 50、以及第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40。因此，執(zhí)行臺(tái)面蝕刻工藝，以向上地暴露第一導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體層40的一部分。如圖1中所示，第一電極層70形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層40上，并且第二電極 層80形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層60上。因此，將會(huì)制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件。在根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件及其制造方法中，使用第一GaN基半導(dǎo)體層31、第二GaN 基半導(dǎo)體層32、以及第三GaN基半導(dǎo)體層形成反射層30。在這里，第一 GaN基半導(dǎo)體層可 以是InGaN層，第二 GaN基半導(dǎo)體層32可以是GaN層，并且第三GaN基半導(dǎo)體層33可以是 AlGaN 層。當(dāng)InGaN層和AKiaN層被垂直地堆疊以形成反射層時(shí)，可能出現(xiàn)由于其間的晶格 常數(shù)差而導(dǎo)致的缺陷。因此，由于反射層應(yīng)在氮?dú)鈿夥蘸蜌錃鈿夥障律L(zhǎng)，所以很難執(zhí)行形 成反射層的工藝。然而，根據(jù)依據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件及其制造方法，由于在沒有垂直地堆疊 InGaN層和AKiaN層的情況下形成反射層，所以存在優(yōu)點(diǎn)，沒有出現(xiàn)由于晶格常數(shù)差而導(dǎo)致 的缺陷。圖10是包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的視圖。參考圖10，根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝600包括封裝主體300、設(shè)置在封裝主體 300上的第一和第二電極310和320、設(shè)置在封裝主體300上并且電氣地連接至第一和第二 電極310和320的發(fā)光器件200、以及在封裝主體300上包圍發(fā)光器件200的成型構(gòu)件500。封裝主體300可以由硅材料、合成樹脂材料、或者金屬材料形成。而且，傾斜表面 可以設(shè)置在發(fā)光器件200的周圍。第一電極310和第二電極320被彼此電隔離，以向發(fā)光器件200提供電力。而且， 第一電極310和第二電極320可以反射從發(fā)光器件200發(fā)射的光，以增加光效率。而且，通 過第一和第二電極310和320，可以將在發(fā)光器件200中產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部。發(fā)光器件200可以設(shè)置在封裝主體300上或者第一和第二電極310和320上。發(fā)光器件200可以通過線400電氣地連接到第一和第二電極310和320。成型構(gòu)件500可以包圍發(fā)光器件200，以保護(hù)發(fā)光器件200。而且，磷光體可以被 包含在成型構(gòu)件500中，以改變從發(fā)光器件200發(fā)射的光的波長(zhǎng)。由于具有優(yōu)秀的光效率的發(fā)光器件200被應(yīng)用于發(fā)光器件封裝600，所以發(fā)光器 件封裝600可以具有優(yōu)秀的光效率。多個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝600可以被排列在基板上。而且，諸如導(dǎo)光板、棱 鏡片、擴(kuò)散片、以及熒光片的光學(xué)構(gòu)件可以設(shè)置在從發(fā)光器件封裝600發(fā)射的光的路徑上。
9發(fā)光器件封裝600、基板、以及光學(xué)構(gòu)件可以起背光單元或者照明單元的作用。例如，照明系 統(tǒng)可以包括背光單元、照明單元、指示裝置、燈、以及路燈。圖11是根據(jù)實(shí)施例的使用發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的背光單元的視圖。然而， 圖11的背光單元1100被描述為照明系統(tǒng)的示例，并且本公開不限于此。參考圖11，背光單元1100可以包括底框1140、設(shè)置在底框1140中的導(dǎo)光構(gòu)件 1120、以及設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120的至少一側(cè)或者上表面上的發(fā)光模塊1110。而且，反射片 1130可以設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下。底框1140可以具有盒形狀，該盒形狀具有開口的上側(cè)以容納導(dǎo)光構(gòu)件1120、發(fā)光 模塊1110、以及反射片1130。底框1140可以由金屬材料或者樹脂材料形成，但是其不限于 此。發(fā)光模塊1110可以包括基板700和安裝在基板700上的多個(gè)發(fā)光器件封裝600。 多個(gè)發(fā)光器件封裝600可以向?qū)Ч鈽?gòu)件1120提供光。盡管根據(jù)實(shí)施例發(fā)光封裝600被設(shè) 置在發(fā)光模塊1110中的基板700上，但是根據(jù)實(shí)施例發(fā)光器件200可以被直接設(shè)置在基板 700 上。如圖11中所示，可以將發(fā)光模塊1110設(shè)置在底框1140的至少一個(gè)內(nèi)表面上。因 此，發(fā)光模塊1110可以朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的至少一個(gè)橫向表面提供光。發(fā)光模塊1110可以被設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下，以朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的下表面提 供光。可以根據(jù)背光單元1100的設(shè)計(jì)，對(duì)此進(jìn)行各種改變，但不限于此。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以被設(shè)置在底框1140內(nèi)。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以接收由發(fā)光模塊 1110提供的光以產(chǎn)生平面光，然后將平面光導(dǎo)向顯示面板(未示出)。例如，導(dǎo)光構(gòu)件1120可以是導(dǎo)光板(LGP)。LGP可以由諸如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)的樹脂基材料、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、環(huán)烯烴共聚物 (COC)樹脂、以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂中的一個(gè)形成。光學(xué)片1150可以被設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120上。例如，光學(xué)片1150可以包括擴(kuò)散片、聚光片(light collection sheet)、亮度增強(qiáng) 片(brightness enhancement sheet)、以及熒光片中至少一個(gè)。例如，擴(kuò)散片、聚光片、亮度 增強(qiáng)片、以及熒光片可以被堆疊以形成光學(xué)片1150。在這樣的情況下，擴(kuò)散片1150可以使 從發(fā)光模塊1110發(fā)射的光均勻地?cái)U(kuò)散，并且可以通過聚光片向顯示面板(未示出)聚集擴(kuò) 散光。在此，從聚光片發(fā)射的光是隨機(jī)偏振的光。亮度增強(qiáng)片可以提高從聚光片發(fā)射的光 的偏振度。例如，聚光片可以是水平和/或豎直棱鏡片。而且，亮度增強(qiáng)片可以是反射式增 光膜(Dual brightness enhancement film)。熒光片可以是包括磷光體的透光板或者膜。反射片1130可以被設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下。反射片1130將通過導(dǎo)光構(gòu)件1120 的下表面發(fā)射的光朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的發(fā)光表面反射。反射片可以由例如PET樹脂、PC樹脂、或者PVC樹脂的具有優(yōu)秀的反射率的材料 形成，但是其不限于此。圖12是示出根據(jù)實(shí)施例的使用發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明單元的視圖。 然而，圖12的照明單元1200被描述為照明系統(tǒng)的示例，本公開不限于此。參考圖12，照明單元1200可以包括殼體1210、設(shè)置在殼體1210上的發(fā)光模塊 1230、以及設(shè)置在殼體1210上以接收來自于外部電源的電力的連接端子1220。
殼體1210可以由具有良好散熱性的材料形成，例如，由金屬材料或者樹脂材料形 成。發(fā)光模塊1230可以包括基板700和安裝在基板700上的至少一個(gè)發(fā)光器件封裝 600。盡管根據(jù)實(shí)施例發(fā)光器件封裝600被設(shè)置在發(fā)光模塊1110中的基板700上，但是根 據(jù)實(shí)施例發(fā)光器件200可以被直接設(shè)置在基板700上。電路圖案可以被印制在電介質(zhì)上以形成基板700。例如，基板700可以包括印刷電 路板(PCB)、金屬芯PCB、柔性PCB、或者陶瓷PCB。而且，基板700可以由有效反射的材料形成，或者具有在其上由其表面有效地反 射光的顏色，例如，白色或者銀色。至少一個(gè)發(fā)光器件封裝600可以被安裝在基板700上。發(fā)光器件封裝600可以包 括至少一個(gè)發(fā)光二極管(LED)。LED可以包括分別發(fā)射具有紅色、綠色、藍(lán)色或者白色的光 的有色LED，和發(fā)射紫外(UV)線的UV LED。發(fā)光模塊1230可以具有LED的各種組合，以獲得色感(color impression)和亮 度。例如，可以彼此組合白光LED、紅光LED、綠光LED，以確保高顯色指數(shù)。而且，熒光片可 以進(jìn)一步被設(shè)置在從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的路徑上。熒光片改變從發(fā)光模塊1230發(fā)射 的光的波長(zhǎng)。例如，當(dāng)從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光具有藍(lán)色波長(zhǎng)帶時(shí)，熒光片可以包括黃色 磷光體。因此，從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光經(jīng)過熒光片，以最終發(fā)射白光。連接端子1220可以被電氣地連接至發(fā)光模塊1230，以向發(fā)光模塊1230提供電力。 參考圖12，將連接端子1220以插座形式螺紋聯(lián)接到外部電源，但是其不限于此。例如，連 接端子1220可以具有插頭的形狀，并且因此，可以被插入到外部電源中。替代地，連接端子 1220可以通過線連接到外部電源。如上所述，在照明系統(tǒng)中，導(dǎo)光構(gòu)件、擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片、以及熒光片的 至少一個(gè)可以被設(shè)置在從發(fā)光模塊發(fā)射的光的路徑上，以獲得所想要的光學(xué)效應(yīng)。如上所述，由于根據(jù)實(shí)施例照明系統(tǒng)包括具有優(yōu)秀光效率的發(fā)光器件或者發(fā)光器 件封裝，所以照明系統(tǒng)可以具有優(yōu)秀的光效率。在本說明書中對(duì)于“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等的引用意味著結(jié) 合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中， 在各處出現(xiàn)的這類短語不必都表示相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定特征、 結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，都認(rèn)為結(jié)合實(shí)施例中的其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也是本領(lǐng) 域技術(shù)人員所能夠想到的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以想到許多落入本公開原理的精神和范圍內(nèi)的其它修改和實(shí)施例。更加具體 地，在本公開、附圖和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，主題組合布置的組成部件和/或布置方面 的各種變化和修改都是可能性。除了組成部件和/或布置方面的變化和修改之外，對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，替代使用也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括反射層，所述反射層包括具有第一折射率的第一 GaN基半導(dǎo)體層、具有小于所述第一 折射率的第二折射率的第二 GaN基半導(dǎo)體層、以及具有小于所述第二折射率的第三折射率 的第三GaN基半導(dǎo)體層；和所述反射層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)層，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電 類型半導(dǎo)體層、以及被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之 間的有源層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層和所述第二 GaN基 半導(dǎo)體層在垂直方向上被交替地堆疊在所述反射層的第一區(qū)域中，并且所述第二 GaN基半 導(dǎo)體層和所述第三GaN基半導(dǎo)體層在垂直方向上被交替地堆疊的所述反射層的第二區(qū)域 中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層和第三GaN基半導(dǎo) 體層在水平方向上被交替地設(shè)置在所述反射層的第三區(qū)域中，并且所述第二 feiN基半導(dǎo)體 層被設(shè)置在所述反射層的第四區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中以晶格形狀沿著所述水平方向設(shè)置所述第一 GaN基半導(dǎo)體層和所述第三GaN基半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中以條紋形狀沿著所述水平方向設(shè)置所述第一 GaN基半導(dǎo)體層和所述第三GaN基半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層和第二 GaN基半導(dǎo) 體層在水平方向上被交替地設(shè)置在所述反射層的第三區(qū)域中，并且所述第二 GaN基半導(dǎo)體 層和所述第三GaN基半導(dǎo)體層被交替地設(shè)置在所述反射層的第四區(qū)域中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中以晶格形狀水平地設(shè)置所述第一GaN基半導(dǎo) 體層和所述第二 GaN基半導(dǎo)體層，并且以晶格形狀水平地設(shè)置所述第二 GaN基半導(dǎo)體層和 所述第三GaN基半導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中以條紋形狀水平地設(shè)置所述第一GaN基半導(dǎo) 體層和所述第二 GaN基半導(dǎo)體層，并且以條紋形狀水平地設(shè)置所述第二 GaN基半導(dǎo)體層和 所述第三GaN基半導(dǎo)體層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層包括InGaN層，所述 第二 GaN基半導(dǎo)體層包括GaN層，并且所述第三GaN基半導(dǎo)體層包括AlGaN層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括氮化物半導(dǎo)體層和襯底，所述氮化物 半導(dǎo)體層和襯底被設(shè)置在所述反射層下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上的 第一電極層和在所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上的第二電極層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層、所述第二 GaN基 半導(dǎo)體層、以及所述第三GaN基半導(dǎo)體層中的每一個(gè)具有大約40nm至大約60nm的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一GaN基半導(dǎo)體層、所述第二 GaN基 半導(dǎo)體層、以及所述第三GaN基半導(dǎo)體層中的每一個(gè)具有大約40nm至大約50nm的寬度。
14.一種發(fā)光器件封裝，包括封裝主體；第一和第二電極，所述第一和第二電極在所述封裝主體上，所述第一和第二電極被彼 此電氣地分離；根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求14中的任何一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，所述發(fā)光器件被設(shè)置在 所述封裝主體上并且電氣地連接到所述第一和第二電極；以及 成型構(gòu)件，所述成型構(gòu)件包圍所述發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。發(fā)光器件包括反射層，該反射層包括具有第一折射率的第一GaN基半導(dǎo)體層、具有小于第一折射率的第二折射率的第二GaN基半導(dǎo)體層、以及具有小于第二折射率的第三折射率的第三GaN基半導(dǎo)體層；和反射層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及被設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層。
文檔編號(hào)H01L33/10GK102142493SQ20101062171
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者姜大成, 鄭明訓(xùn) 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司