專利名稱：發(fā)光器件、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：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件及其制造方法、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)光器件(LED)包括具有將電能轉(zhuǎn)換為光能的特性的p-n結(jié)二極管。通過化合元素周期表的III和V族元素能夠形成p-n結(jié)二極管。通過調(diào)節(jié)化合物半導(dǎo)體的組成比，LED 能夠表現(xiàn)出各種顏色。當(dāng)正向電壓被施加給LED時(shí)，η層的電子與ρ層的空穴結(jié)合，使得可以產(chǎn)生與導(dǎo)帶和價(jià)帶之間的能隙相對應(yīng)的能量。此能量主要被實(shí)現(xiàn)為熱或者光，并且LED將能量發(fā)射作為光。氮化物半導(dǎo)體表現(xiàn)出優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和寬帶隙能，因此氮化物半導(dǎo)體已經(jīng)在光學(xué)器件和高功率電子器件的領(lǐng)域受到高度關(guān)注。特別地，已經(jīng)開發(fā)并且廣泛地使用采用氮化物半導(dǎo)體的藍(lán)、綠、以及UV發(fā)光器件。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)白色LED封裝，是光的三原色的紅、綠以及藍(lán)色的LED被相互組合， 黃熒光體(YAG或者TAG)被添加到藍(lán)色LED，或者在UV LED中采用紅/綠/藍(lán)熒光體。然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用熒光體的白色LED封裝中，熒光體可能不均勻地分布在LED芯片周圍，導(dǎo)致寬的色溫分布。另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，熒光體的分布面積相對大于LED的面積，使得熒光體可能沒有均勻地分布在LED周圍，導(dǎo)致寬的色溫分布。另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，從通過熒光體轉(zhuǎn)換的光背景材料的邊界表面全反射并且然后被再次引入LED芯片，使得會降低白色LED的效率。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例提供發(fā)光器件、發(fā)光器件的制造方法、以及發(fā)光器件封裝，其能夠提高通過熒光體轉(zhuǎn)換的光的提取效率，并且減少根據(jù)輻射角度的色溫的變化。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及在第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層；發(fā)光結(jié)構(gòu)上的熒光層；以及熒光層上的光提取結(jié)構(gòu)，其中該光提取結(jié)構(gòu)將在發(fā)光結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生并且入射到熒光層和光提取結(jié)構(gòu)之間的界面表面的光提取到發(fā)光結(jié)構(gòu)的外部。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的制造方法包括形成包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成熒光層；以及在熒光層上形成光提取結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝包括發(fā)光器件，該發(fā)光器件具有發(fā)光結(jié)構(gòu)上的熒光層和熒光層上的光提取結(jié)構(gòu)，其中該光提取結(jié)構(gòu)將在發(fā)光結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生并且入射到熒光層和光提取結(jié)構(gòu)之間的界面表面的光提取到發(fā)光結(jié)構(gòu)的外部；以及在其中安裝發(fā)光器件的封裝主體。
根據(jù)實(shí)施例的照明系統(tǒng)包括發(fā)光模塊，該發(fā)光模塊包括發(fā)光封裝。


圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光器件的發(fā)光圖案的視圖；圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的發(fā)光圖案的視圖；圖4至圖7a是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的制造過程的截面圖；圖7b是示出根據(jù)另一實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖8是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的照明單元的透視圖；以及圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的背光單元的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將會參考附圖詳細(xì)地描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件、發(fā)光器件的制造方法、發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)。在實(shí)施例的描述中，將會理解的是，當(dāng)層(或膜)被稱為在另一層或襯底“上”時(shí)， 它能夠直接地在另一層或者襯底上，或者也可以存在中間層。此外，將會理解的是，當(dāng)層被稱為在另一層“下”時(shí)，它能夠直接地在另一層下，并且也可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。另外，還將會理解的是，當(dāng)層被稱為在兩個(gè)層“之間”時(shí)，它能夠是兩個(gè)層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。(實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件100的截面圖。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件100包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110，該發(fā)光結(jié)構(gòu)110具有第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112、有源層114以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116 ；熒光層130，該熒光層130形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110上；以及光提取結(jié)構(gòu)140，該光提取結(jié)構(gòu)140形成在熒光層130上。詳細(xì)地，光提取結(jié)構(gòu)140可以包括圖案。圖案可以是周期性圖案或者非周期性圖案。另外，圖案可以具有周期性地或者非周期性地重復(fù)的相同的形狀或者不同的形狀。圖案衍射、分散或者散射入射到熒光層130和光提取結(jié)構(gòu)140之間的界面表面的光，并且可以具有各種形狀而沒有限制。熒光層130可以具有均勻的厚度。光提取結(jié)構(gòu)140可以包括介電物質(zhì)，該介電物質(zhì)包括氧化物、氮化物以及氯化物中的至少一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。光提取結(jié)構(gòu)140可以包括具有不同于熒光層130的折射率的折射率的材料。例如， 光提取結(jié)構(gòu)140可以具有高于或者低于熒光層130的折射率的折射率。根據(jù)實(shí)施例，背景材料(未示出)可以形成在光提取結(jié)構(gòu)140上，其中背景材料具有不同于光提取結(jié)構(gòu)140的折射率的折射率。光提取結(jié)構(gòu)140可以具有50nm至3000nm的范圍內(nèi)的周期性，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件，由于熒光層130使得能夠提高熒光體中的光提取效率從而能夠提高白色LED的效率。另外，因?yàn)槟軌蛘{(diào)節(jié)熒光體中的發(fā)射分布，所以能夠減少根據(jù)白色LED的輻射角度的色溫的變化。在下文中，將會描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件100。能夠以藍(lán)色LED和熒光體的組合的形式來實(shí)現(xiàn)白色LED。白色LED中的重要因素之一是減少根據(jù)輻射角度的色溫的變化。因此，通過共形涂覆工藝在芯片的頂部上形成具有均勻的厚度的熒光層。即，熒光體被制備為具有與藍(lán)色LED的位置和面積相同的位置和面積的光源，從而除了色差之外減少了根據(jù)光路線的封裝中的色溫的變化。通過熒光體轉(zhuǎn)換的具有長波長的光的行進(jìn)路線與在熒光體中沒有被吸收的藍(lán)光的行進(jìn)路線基本上相同，因此能夠忽視根據(jù)光的行進(jìn)路線的色溫的變化。圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光器件的發(fā)光圖案的截面圖。如圖2中所示，即使通過共形涂覆工藝涂覆具有均勻的厚度的熒光層，色溫變化也會根據(jù)輻射角度而出現(xiàn)。這是因?yàn)閺陌l(fā)光結(jié)構(gòu)10發(fā)射的藍(lán)光的分布A不同于由熒光體30轉(zhuǎn)換的光的分布 B0S卩，取決于光提取結(jié)構(gòu)和背景材料(空氣或者Si膠)與GaN之間的界面表面來確定藍(lán)光的分布A。詳細(xì)地，藍(lán)光在垂直方向中更加地集中。相反地，因?yàn)橥ㄟ^自發(fā)發(fā)射來發(fā)射由熒光體轉(zhuǎn)換的具有長波長的光，因此能夠在橫向方向上以相同的幾率分布光。因此，如果通過組合這兩種光來實(shí)現(xiàn)白色LED，那么在垂直方向中可以增加光強(qiáng)度，即，在輻射角度被在垂直方向上導(dǎo)向時(shí)獲得相對較高的色溫。特別地，因?yàn)榕c橫向型GaN LED相比，垂直型GaN LED具有更多地在垂直方向上集中的發(fā)射分布，所以需要設(shè)計(jì)和開發(fā)具有與通過熒光體轉(zhuǎn)換的光的發(fā)射分布相類似的發(fā)射分布的芯片。另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過熒光體轉(zhuǎn)換的光從背景材料的邊界表面全反射，并且然后被再次引入GaN LED，從而會降低白色LED的效率。圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的發(fā)光圖案的截面圖。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110，和熒光層130，該熒光層130形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)上。另外，具有均勻的厚度的背景材料(未示出)和具有不同于熒光層130的折射率的折射率的光提取結(jié)構(gòu)140可以形成在熒光層130上。光提取結(jié)構(gòu)140可以包括從諸如Si02、Si3N4、或者T^2的氧化物、氮化物或者氯化物中選擇的材料。另外，能夠取決于背景材料(空氣或者Si膠)的類型確定用于最大化提取效率的材料的圖案高度和圖案周期。由于具有上述結(jié)構(gòu)的光提取結(jié)構(gòu)140使得熒光層130中的發(fā)射分布可以被導(dǎo)向在垂直方向C而不是橫向方向上，同時(shí)表現(xiàn)與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有周期性的方格圖案的光提取效率相同的光提取效率。因?yàn)橛捎趫D案格子的周期性導(dǎo)致出現(xiàn)光衍射，因此通過光提取結(jié)構(gòu)140能夠在垂直方向上集中光。如果具有均勻的厚度的熒光層形成在具有圖案的垂直型芯片上，那么能夠減少色溫的變化。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件，由于包括圖案的熒光層使得能夠提高熒光體中的光提取效率，從而能夠提高白色LED的效率。另外，通過調(diào)節(jié)熒光體中的發(fā)射分布能夠減少根據(jù)白色LED的輻射角度的色溫的變化。
在下文中，將會參考圖4至圖7a描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件的制造方法。首先，制備第一襯底105，如圖1中所示。第一襯底105可以包括導(dǎo)電襯底或者絕緣襯底。例如，第一襯底 105 可以包括 A1203、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO, Si、GaP、InP、Ge、以及Ga2O3中的至少一個(gè)。凹凸結(jié)構(gòu)能夠形成在第一襯底105上，但是實(shí)施例不限于此。第一襯底105能夠進(jìn)行濕清潔以從第一襯底105的表面移除雜質(zhì)。然后，包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112、有源層114以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116的發(fā)光結(jié)構(gòu)110形成在第一襯底105上。緩沖層(未示出)能夠形成在第一襯底105上。緩沖層可以減少發(fā)光結(jié)構(gòu)110和第一襯底105之間的晶格錯(cuò)配。緩沖層可以包括III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，緩沖層可以包括feiN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN,以及AUnN中的至少一個(gè)。未摻雜的半導(dǎo)體層能夠形成在緩沖層上，但是實(shí)施例不限于此。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括被摻雜有第一導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體。如果第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112是N型半導(dǎo)體層，那么第一導(dǎo)電摻雜物是諸如Si、Ge、Sn、 %、或者Te的N型摻雜物，但是實(shí)施例不限于此。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括具有^^#￡^7(0彡χ彡1,0 ^ y ^ 1， O ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。另外，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112 可以包括 GaN、InN、A1N、InGaN、AlGaN、InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs、AlInGaAs、(iaP、AlGaP、hfeiP、AUnfeiP、以及 hP 中的至少一個(gè)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括通過CVD (化學(xué)氣相沉積)、MBE (分子束外延)、 濺射或者HVPE (氫化物氣相外延)形成的N型GaN層。另外，通過將包括諸如硅的η型雜質(zhì)的硅烷(SiH4)氣體、三甲基鎵(TMGa)氣體、 氨氣(NH3)、以及氮?dú)?N2)注入室中能夠形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。通過第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112注入的電子在有源層114處與通過第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 116注入的空穴相遇，從而有源層114能夠發(fā)射具有基于有源層(發(fā)光層)114的本征能帶確定的能量的光。有源層114可以包括單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)以及量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。例如，通過注入TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體、以及三甲基銦(TMIn)氣體能夠以MQW結(jié)構(gòu)形成源層114，但是實(shí)施例不限于此。有源層 114 可以具有包括 hfeiN/feiN、InGaN/InGaN, GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)AlGaAs以及GaP (InGaP)/AWaP中的至少一種的阱/勢壘層，但是實(shí)施例不限于此。阱層可以包括具有低于勢壘層的帶隙能的帶隙能的材料。導(dǎo)電包覆層(未示出)能夠形成在有源層114的上和/或下面。導(dǎo)電包覆層可以包括具有高于有源層114的帶隙能的帶隙能的AKiaN基半導(dǎo)體。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括摻雜有第二導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括具有^α ρ^ΝΟ)彡χ彡1，0彡y彡1， O ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。詳細(xì)地，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括從由GaN、 A1N、AlGaN、InGaN, InN, InAlGaN, Al InN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 以及 AlGaInP 組成的組中選擇的一個(gè)。如果第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116是P型半導(dǎo)體層，那么第二導(dǎo)電摻雜物包括諸如Mg、Zn、Ca、Sr、或者Ba的P型摻雜物。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116能夠被制備為單層或者多層，但是實(shí)施例不限于此。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括能夠通過將包括ρ型雜質(zhì)(例如，Mg)的 (EtCp2Mg) {Mg (C2H5C5H4) J氣體、TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體注入室形成的ρ型GaN層，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括N型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層106可以包括P型半導(dǎo)體層，但是實(shí)施例不限于此。另外，具有與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116 的極性相反的極性的諸如N型半導(dǎo)體層(未示出)的半導(dǎo)體層能夠被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116層上。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以包括N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、以及 P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。然后，第二電極層120形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116上。第二電極層120可以包括歐姆層、反射層122、粘附層(未示出)以及支撐襯底 124。例如，第二電極層120可以包括歐姆層，該歐姆層歐姆接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)110以容易地將電力提供給發(fā)光結(jié)構(gòu)110。通過堆疊單金屬、金屬合金、以及金屬氧化物能夠?qū)W姆層制備為多層。例如，歐姆層可以包括從由ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、IZON (ΙΖ0氮化物)、AGZO (Al-Ga ZnO)、 IGZO (In-Ga ZnO)、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組成的組中選擇的至少一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。另外，第二電極層120可以包括反射層122以反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)110入射的光，從而
提高光提取效率。例如，反射層122 可以包括從由 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及 Hf
組成的組中選擇的至少一個(gè)的金屬或者金屬合金。另外，通過使用上面的金屬或者金屬合金和諸如ΙΖ0、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、IGZ0、IGT0、ΑΖ0、或者ATO的透射導(dǎo)電材料能夠?qū)⒎瓷鋵?22制備為多層。例如，反射層122可以具有包括IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni、或者AZ0/Ag/Ni的堆疊結(jié)構(gòu)。另外，如果第二電極層120包括粘附層，那么反射層122可以用作結(jié)合層或者可以包括阻擋金屬或者結(jié)合金屬。例如，粘附層可以包括從由TLAiuSruNLCiNGaJruBLCu、 Ag以及Ta組成的組中選擇的至少一個(gè)。第二電極120包括支撐襯底124。支撐襯底IM支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)110以將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)110。支撐襯底1 可以包括具有優(yōu)異的導(dǎo)電性的金屬、金屬合金、或者導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。例如，支撐襯底IM可以包括從由Cu、Cu合金、Au、Ni、Mo、Cu-W、以及諸如Si、Ge、 GaAs, GaN, ZnO, SiGe、以及SiC的載具晶圓組成的組中選擇的至少一個(gè)。支撐襯底IM可以具有大約30 μ m至500 μ m的厚度，其可以取決于發(fā)光器件的設(shè)計(jì)規(guī)則而變化。通過電化學(xué)金屬沉積方案、鍍方案或者使用共熔金屬的結(jié)合方案能夠形成支撐襯
7底 124ο然后，如圖5中所示，移除第一襯底105使得能夠暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。通過激光剝離方案或者化學(xué)剝離方案能夠移除第一襯底105。另外，通過物理研磨第一襯底 105能夠移除第一襯底105。根據(jù)激光剝離方案，在第一襯底105和發(fā)光結(jié)構(gòu)之間的界面表面中吸收在正常溫度中提供的預(yù)定能量，從而熱分解發(fā)光結(jié)構(gòu)的結(jié)合表面，從而使襯底105與發(fā)光結(jié)構(gòu)分離。然后，如圖6中所示，熒光層130形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110上。熒光層130具有均勻的厚度。通過將黃色熒光體(YAG或者TAG)添加到藍(lán)色LED，或者通過組合紅/綠/藍(lán)色熒光體與UV LED能夠形成熒光層130，但是實(shí)施例不限于此。熒光體可以包括主體材料和活性材料。例如，銫(Cs)活性材料能夠添加到Y(jié)AG(釔鋁石榴石)主體材料，或者鉺(Er)活性材料能夠添加到硅酸鹽基主體材料，但是實(shí)施例不限于此。通過共形涂覆工藝可以平坦化熒光層130的頂表面，但是實(shí)施例不限于此。熒光層130可以具有均勻的厚度。因?yàn)榫哂衅教沟捻敱砻娴臒晒鈱?30均勻地形成在發(fā)光結(jié)構(gòu) 110上，所以熒光體能夠均勻地分布在發(fā)光器件的芯片周圍并且表面光發(fā)射是可能的，從而能夠有利于光學(xué)設(shè)計(jì)。然后，光提取結(jié)構(gòu)140形成在熒光層130上，如圖7a中所示。光提取結(jié)構(gòu)140可以包括包含諸如Si02、Si3N4、或者TW2的氧化物、氮化物或者氯化物中的至少一個(gè)的介電物質(zhì)，但是實(shí)施例不限于此。例如，通過在熒光層130上形成介電層(未示出)，并且然后構(gòu)圖介電層能夠形成光提取結(jié)構(gòu)140。除了通過使用掩模構(gòu)圖介電層形成的圖案之外，光提取結(jié)構(gòu)140可以包括用于提高光提取效率的多個(gè)突出。例如，光提取結(jié)構(gòu)140可以包括通過濕法蝕刻介電層形成的粗糙。通過使用具有不同于熒光層130的折射率的折射率的材料能夠形成光提取結(jié)構(gòu) 140。例如，光提取結(jié)構(gòu)140可以具有高于或者低于熒光層130的折射率的折射率。光提取結(jié)構(gòu)140可以具有50nm至3000nm的范圍內(nèi)的周期性，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例，背景材料(空氣或者Si膠)可以額外地形成在光提取結(jié)構(gòu)140中， 其中背景材料可以具有不同于光提取結(jié)構(gòu)140的折射率的折射率。因?yàn)楣馓崛〗Y(jié)構(gòu)140具有周期性，所以能夠提高光提取效率，使得熒光層130中的發(fā)射分布可以被導(dǎo)向在垂直方向而不是橫向方向上，從而減少色溫的變化。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件和發(fā)光器件的制造方法，由于包括圖案的熒光層使得能夠提高熒光體中的光提取效率，從而能夠提高白色LED的效率。另外，通過調(diào)節(jié)熒光體中的發(fā)光分布能夠減少根據(jù)白色LED的輻射角度的色溫的變化。圖7b是示出根據(jù)另一實(shí)施例的發(fā)光器件的橫截面圖。根據(jù)另一實(shí)施例的發(fā)光器件102可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110，該發(fā)光結(jié)構(gòu)110包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112、有源層114、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116 ；第一介電層151，該第一介電層151形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的上表面的一部分上；以及焊盤電極160，該焊盤電極160形成在第一介電層151上。在實(shí)施例中，介電層150可以包括第一介電層151和形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)面上的第二介電層152。在此，第一介電層151和第二介電層152可以相互連接。在實(shí)施例中，第一電極161可以被包括在發(fā)光結(jié)構(gòu)110上。焊盤電極160可以被電氣地連接到第一電極161。光提取結(jié)構(gòu)140可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的上表面處以提高光提取效率。第二電極層120形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110下面。第二電極層120可以包括歐姆層121、 反射層122、結(jié)層123、以及支撐襯底124。保護(hù)構(gòu)件190可以傾斜地形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110下方。電流阻擋層(CBL) 139可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)Iio和歐姆層121之間。保護(hù)構(gòu)件190可以周向地形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110和結(jié)層123之間。因此，保護(hù)構(gòu)件 190可以形成為環(huán)形、回路形狀、或者方形。保護(hù)構(gòu)件190的一部分可以在垂直方向上重疊發(fā)光結(jié)構(gòu)110。通過增加結(jié)層123的每個(gè)側(cè)面和有源層114之間的距離，保護(hù)構(gòu)件190可以減少結(jié)層123和有源層114之間的短路的可能性。保護(hù)構(gòu)件190還可以防止在芯片分離工藝期間出現(xiàn)的短路。保護(hù)構(gòu)件190可以形成有電絕緣材料，具有比反射層122或者結(jié)層123低的導(dǎo)電性的材料、或者與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116形成肖特基接觸的材料。例如，保護(hù)構(gòu)件190可以包括 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、ZnO、SiO2, SiOx、SiOxNy、Si3N4, Α1203、 Ti0x、Ti02、Ti、Al或者Cr中的至少一個(gè)。圖8是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝200的視圖。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝200包括封裝主體205 ；第三和第四電極層213和 214，該第三和第四電極層213和214形成在封裝主體205上；發(fā)光器件100，該發(fā)光器件100 被提供在封裝主體205上并且電氣地連接到第三和第四電極層213和214 ；以及成型構(gòu)件 M0，該成型構(gòu)件MO圍繞發(fā)光器件100。封裝主體205可以包括硅、合成樹脂或者金屬材料。傾斜表面可以形成在發(fā)光器件100的周圍。第三和第四電極層213和214相互電氣地隔離以將電力提供給發(fā)光器件100。另外，第三和第四電極層213和214反射從發(fā)光器件100發(fā)射的光以提高光效率并且將從發(fā)光器件100生成的熱散發(fā)到外部。能夠采用圖1中所示的垂直型發(fā)光器件作為發(fā)光器件100，但是實(shí)施例不限于此。 例如，橫向型發(fā)光器件能夠被用作發(fā)光器件100。發(fā)光器件100能夠被安裝在封裝主體205上或者第三和第四電極層213和214上。通過引線鍵合方案、倒裝芯片安裝方案以及貼片方案中的至少一個(gè)將發(fā)光器件 100電氣地連接到第三電極層213和/或第四電極層214。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件100通過布線230電氣地連接到第三電極層213，并且通過貼片方案電氣地連接到第四電極層214。成型構(gòu)件240圍繞發(fā)光器件100以保護(hù)發(fā)光器件100。另外，成型構(gòu)件240可以包括熒光體以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。
9
多個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝可以排列在基板上，并且包括導(dǎo)光板、棱鏡片、擴(kuò)散片或者熒光片的光學(xué)構(gòu)件可以被提供在從發(fā)光器件封裝發(fā)射的光的光學(xué)路徑上。發(fā)光器件封裝、基板、以及光學(xué)構(gòu)件可以用作背光單元或者照明單元。例如，照明系統(tǒng)可以包括背光單元、照明單元、指示器、燈、或者街燈。圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的照明單元1100的透視圖。圖9中所示的照明單元1100 是照明系統(tǒng)的示例，并且實(shí)施例不限于此。參考圖9，照明單元1100包括殼體1110、安裝在殼體1110中的發(fā)光模塊1130、以及連接端子1120，該連接端子1120被安裝在殼體1110中以接收來自于外部電源的電力。優(yōu)選地，殼體1110包括具有優(yōu)異的散熱性能的材料。例如，殼體1110包括金屬材料或者樹脂材料。發(fā)光模塊1130可以包括基板1132和安裝在基板1132上的至少一個(gè)發(fā)光器件封裝 200?；?132包括印制有電路圖案的絕緣構(gòu)件。例如，基板1132包括PCB (印制電路板)、MC (金屬核)PCB、F (柔性)PCB、或者陶瓷PCB。另外，基板1132可以包括有效地反射光的材料?；?132的表面能夠涂有諸如白色或者銀色的顏色以有效地反射光。至少一個(gè)發(fā)光器件封裝200能夠被安裝在基板1132上。每個(gè)發(fā)光器件封裝200 可以包括至少一個(gè)發(fā)光器件100。發(fā)光器件100可以包括發(fā)射具有紅色、綠色、藍(lán)色或者白色的光的彩色LED和發(fā)射UV光的UV (紫外線)LED。發(fā)光模塊1130的發(fā)光器件封裝200能夠進(jìn)行各種布置以提供各種顏色和亮度。例如，能夠布置白色LED、紅色LED以及綠色LED以實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)(CRI)。連接端子1120被電氣地連接到發(fā)光模塊1130以將電力提供給發(fā)光模塊1130。連接端子1120具有與外部電源插座螺紋耦合的形狀，但是實(shí)施例不限于此。例如，能夠以插入外部電源的插頭的形式制備連接端子1120或者通過布線將連接端子1120連接至外部電源。圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的背光單元1200的分解透視圖。圖10中所示的背光單元1200是照明系統(tǒng)的示例并且實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例的背光單元1200包括導(dǎo)光板1210 ；發(fā)光模塊1M0，該發(fā)光模塊1240 用于將光提供給導(dǎo)光板1210 ；反射構(gòu)件1220，該反射構(gòu)件1220被定位在導(dǎo)光板2110的下方；以及底蓋1230，該底蓋1230用于在其中容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1M0、以及反射構(gòu)件1220，但是實(shí)施例不限于此。導(dǎo)光板1210擴(kuò)散光以提供表面光。導(dǎo)光板1210包括透明材料。例如，通過使用諸如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸基樹脂、PET (聚對苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、COC或者PEN(聚萘二甲酸乙二酯)樹脂能夠制造導(dǎo)光板1210。發(fā)光模塊1240將光提供給導(dǎo)光板1210的橫向側(cè)，并且用作包括背光單元的顯示裝置的光源。發(fā)光模塊1240能夠與導(dǎo)光板1210相鄰地定位，但是實(shí)施例不限于此。詳細(xì)地， 發(fā)光模塊1240包括基板1242和被安裝在基板1242上的多個(gè)發(fā)光器件封裝200，并且基板 1242能夠與導(dǎo)光板1210相鄰，但是實(shí)施例不限于此。
基板1242可以包括具有電路圖案(未示出)的印制電路板(PCB)。另外，基板 1242還可以包括金屬核PCB (MCPCB)或柔性PCB (FPCB)，但是實(shí)施例不限于此。另外，發(fā)光器件封裝200被布置為發(fā)光器件封裝200的出光表面與導(dǎo)光板1210隔
開預(yù)定距離。反射構(gòu)件1220被布置在導(dǎo)光板1210的下方。反射構(gòu)件1220將向下行進(jìn)通過導(dǎo)光板1210的底表面的光朝著導(dǎo)光板1210反射，從而提高背光單元的亮度。例如，反射構(gòu)件 1220可以包括PET、PC或者PVC樹脂，但是實(shí)施例不限于此。底蓋1230可以在其中容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240、以及反射構(gòu)件1220。為此，底蓋1230具有帶有開口的頂表面的盒形狀，但是實(shí)施例不限于此。通過使用金屬材料或者樹脂材料通過按壓工藝或者擠出工藝能夠制造底蓋1230。如上所述，根據(jù)實(shí)施例的照明系統(tǒng)包括發(fā)光器件封裝，使得能夠提高照明系統(tǒng)的
可靠性。在本說明書中對于“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)人員可以想到多個(gè)其它修改和實(shí)施例，這將落入本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)。更加具體地，在本說明書、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主要內(nèi)容組合布置的組成部件和/ 或布置中，各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置中的變化和修改之外，對于本領(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，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及在所述第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層； 所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的熒光層；以及所述熒光層上的光提取結(jié)構(gòu)，其中所述光提取結(jié)構(gòu)將在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生并且入射到所述熒光層和所述光提取結(jié)構(gòu)之間的界面表面的光提取到所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的外部。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述光提取結(jié)構(gòu)包括周期性圖案或者非周期性圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述熒光層具有均勻的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述光提取結(jié)構(gòu)包括包含氧化物、氮化物以及氯化物中的至少一個(gè)的介電物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述光提取結(jié)構(gòu)包括具有不同于所述熒光層的折射率的折射率的材料。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括所述光提取結(jié)構(gòu)上的背景材料，其中所述背景材料具有不同于所述光提取結(jié)構(gòu)的折射率的折射率。
7.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中所述圖案具有50nm至3000nm的周期。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括保護(hù)構(gòu)件，所述保護(hù)構(gòu)件傾斜地形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下方。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下面的第二電極層， 其中所述第二電極層包括歐姆層、反射層、結(jié)層、以及支撐襯底中的至少一個(gè)，其中所述保護(hù)構(gòu)件周向地形成在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述結(jié)層之間。
10.一種發(fā)光器件封裝，包括如權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的發(fā)光器件；和在其中安裝所述發(fā)光器件的封裝主體。
全文摘要
本發(fā)明公開發(fā)光器件、發(fā)光器件的制造方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。實(shí)施例的發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層；發(fā)光結(jié)構(gòu)上的熒光層；以及熒光層上的光提取結(jié)構(gòu)。光提取結(jié)構(gòu)將在發(fā)光結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生并且入射到熒光層和光提取結(jié)構(gòu)之間的界面表面的光提取到發(fā)光結(jié)構(gòu)的外部。
文檔編號H01L33/50GK102163676SQ201110038130
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者崔云慶, 曹京佑, 金鮮京 申請人:Lg伊諾特有限公司