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發(fā)光二極管裝置和發(fā)光設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):11388161閱讀:133來源:國知局
發(fā)光二極管裝置和發(fā)光設(shè)備的制造方法

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年2月26日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請(qǐng)no.10-2016-0023628的優(yōu)先權(quán),其公開內(nèi)容以引用方式全文合并于此。

本發(fā)明構(gòu)思涉及一種發(fā)光二極管(led)裝置,更具體地,涉及一種用于生成多顏色顯示的led裝置。



背景技術(shù):

如果多個(gè)發(fā)光二極管(led)裝置安裝在板襯底上和/或當(dāng)多個(gè)發(fā)光二極管(led)裝置安裝在板襯底上時(shí),可生成多種顏色,即,多顏色。如果顯示裝置包括含有安裝在板上的各led裝置的像素和/或當(dāng)顯示裝置包括含有安裝在板上的各led裝置的像素時(shí),在為了提高顯示裝置的分辨率而減小顯示裝置尺寸的方面存在限制。一些情況下,還會(huì)難以抑制像素間的光學(xué)干擾。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明構(gòu)思提供了一種發(fā)光二極管(led)裝置,包括:多個(gè)發(fā)光單元,其構(gòu)造為生成多顏色顯示并減小led裝置中包括的發(fā)光單元之間的光學(xué)干擾。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例,一種發(fā)光二極管(led)裝置可包括:彼此分隔開的多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu),每個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一表面和第二表面;多個(gè)電極層,其位于所述多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面上;分隔層,其構(gòu)造為將各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)彼此電絕緣;多個(gè)熒光體層,其位于所述多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)的第二表面上,每個(gè)熒光體層構(gòu)造為從發(fā)光結(jié)構(gòu)所發(fā)射的光中過濾不同顏色的光;以及劃分層,其位于各個(gè)熒光體層之間,使得該劃分層將各個(gè)熒光體層彼此分離,該劃分層包括襯底結(jié)構(gòu)、絕緣結(jié)構(gòu)和光反射結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例,一種led裝置可包括:彼此分隔開的多個(gè)發(fā)光單元;分隔層,其構(gòu)造為將各個(gè)發(fā)光單元彼此電絕緣;與所述多個(gè)發(fā)光單元的各自單獨(dú)的發(fā)光單元相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層,所述多個(gè)熒光體層還分別與不同的顏色相關(guān)聯(lián);以及劃分層,其位于各個(gè)熒光體層之間,使得該劃分層將各個(gè)熒光體層彼此分離,該劃分層包括襯底結(jié)構(gòu)、絕緣結(jié)構(gòu)和光反射結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例,一種發(fā)光設(shè)備可包括:彼此分隔開的多個(gè)發(fā)光單元;以及劃分層,其位于所述多個(gè)發(fā)光單元的各自單獨(dú)的熒光體層之間,以使得所述劃分層至少部分地限定所述多個(gè)發(fā)光單元。每個(gè)發(fā)光單元可包括:包括第一表面和第二表面的發(fā)光結(jié)構(gòu);位于發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面上的一組一個(gè)或多個(gè)電極;以及位于發(fā)光結(jié)構(gòu)的第二表面上的熒光體層,所述熒光體層與特定顏色的光相關(guān)聯(lián)。

附圖說明

通過以下參考附圖的詳細(xì)說明,將更加清晰地理解本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例,其中:

圖1和圖2是根據(jù)一些示例實(shí)施例的發(fā)光二極管(led)裝置的平面圖;

圖3是沿著圖1和圖2的線iii-iii'獲得的led裝置的部分的截面圖;

圖4是圖3的部分iv的放大圖;

圖5是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的平面圖;

圖6是沿著圖5的線vi-vi'獲得的圖5的led裝置的一個(gè)或多個(gè)部分的截面圖;

圖7是沿著圖5的線vii-vii'獲得的圖5的led裝置的一個(gè)或多個(gè)部分的截面圖;

圖8是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖;

圖9是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖;

圖10是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖;

圖11是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖;

圖12a至圖12i是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖;

圖13a至圖13b是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖;

圖14a至圖14c是用于描述制造圖9的led裝置的方法的截面圖;

圖15a至圖15d是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖;

圖16a至圖16c是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖;

圖17是包括根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的白色光源模塊的截面圖;

圖18是包括根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的白色光源模塊的截面圖;

圖19a至圖19b示出了作為根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置且可用于照明設(shè)備中的白色光源模塊;

圖20是示出根據(jù)一些示例實(shí)施例制造的led裝置的完全輻射體譜的cie色度圖;以及

圖21是作為可應(yīng)用于根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的波長轉(zhuǎn)換材料的量子點(diǎn)(qd)的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2是根據(jù)一些示例實(shí)施例的發(fā)光二極管(led)裝置的平面圖,圖3是沿著圖1和圖2的線iii-iii'獲得的led裝置的部分的截面圖,圖4是圖3的部分iv的放大圖。

具體而言,如圖1至圖3所示,led裝置100可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b,以及第三發(fā)光單元c。盡管為了便于說明,圖1至圖3示出了led裝置100包括三個(gè)發(fā)光單元a、b和c,但是led裝置100也可僅包括兩個(gè)發(fā)光單元。

在圖1和圖2中,可由在x軸方向和y軸方向上延伸的劃分層124限定發(fā)光單元a、b和c。圖1的劃分層124可包圍熒光體層128、130和132。在圖2中,可由在y軸方向上延伸的劃分層124的部分限定發(fā)光單元a、b和c。劃分層124可具有襯底結(jié)構(gòu)或絕緣結(jié)構(gòu),并且可以是單體??稍趚軸方向和y軸方向兩者上將劃分層124布置在熒光體層128、130和132中的每一個(gè)的兩側(cè)。

如圖3所示,在led裝置100中,發(fā)光單元a、b和c中的每一個(gè)可分別包括單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。如圖1和圖2所示,發(fā)光結(jié)構(gòu)110可在一個(gè)方向(例如,x軸方向)上彼此分隔開。發(fā)光單元a、b和c中的每一個(gè)可包括單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110,其構(gòu)造為發(fā)射紫外光(例如,具有約10nm至約440nm波長的光)或藍(lán)光(例如,具有約440nm或約495nm波長的光)。

如圖4所示,發(fā)光結(jié)構(gòu)110可包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102、有源層104和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102可為p型半導(dǎo)體層。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106可為n型半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106可包括氮化物半導(dǎo)體,例如,gan/ingan材料。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106可包括氮化物半導(dǎo)體,例如,具有alxinyga1-x-yn的成分的材料,其中0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤1-x-y≤1。

第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106中的每一個(gè)可實(shí)現(xiàn)為單層。在一些示例實(shí)施例中,第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106中的每一個(gè)可包括分別具有不同屬性(包括不同的摻雜濃度和不同的成分中的至少一項(xiàng))的多個(gè)層。在一些示例實(shí)施例中,第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106可包括基于alingap的半導(dǎo)體或基于alingaas的半導(dǎo)體。

設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106之間的有源層104可根據(jù)電子和空穴的復(fù)合而發(fā)射具有特定能級(jí)的光。如果第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106包括氮化物半導(dǎo)體和/或當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型半導(dǎo)體層102和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106包括氮化物半導(dǎo)體時(shí),有源層104可具有量子阱層和量子勢壘層交替堆疊的多量子阱(mqw)結(jié)構(gòu),例如,gan/ingan結(jié)構(gòu)。有源層104可具有包括氮化物半導(dǎo)體的單量子阱(sqw)結(jié)構(gòu)。有源層104可基于至少部分地構(gòu)成有源層104的材料的類型和成分而發(fā)出具有紫外波長和藍(lán)色波長中的至少一種的光。

在led裝置100中,一個(gè)或多個(gè)電極層118和120的單獨(dú)各組190可設(shè)置在各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上。如圖3所示,電極層118和電極層120的單獨(dú)一組190可設(shè)置在每個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的底表面s1上。如圖3所示,每個(gè)給定的發(fā)光單元a、b和c可包括位于包括在該給定發(fā)光單元中的各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110上的電極層118和120的單獨(dú)一組190。

如圖3進(jìn)一步所示,電極層118和電極層120的單獨(dú)一組190可直接設(shè)置在每個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的底表面s1上,以使得每一組接觸單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。在一些示例實(shí)施例中,led裝置100可以倒裝芯片的方式安裝在板襯底(未示出)上。

電極層118和120可各自包括金屬。電極層118和120可包括鋁(al)、金(au)、銀(ag)、鉑(pt)、鎳(ni)、鉻(cr)、鈦(ti)和銅(cu)中的至少一種。電極層118和120可包括電連接至第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102的第一電極層118和電連接至第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106的第二電極層120。

在給定的一組190中,還可在第一電極層118和第二電極層120上分別設(shè)置第一反射層114和第二反射層116。第一反射層114和第二反射層116可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光。第一反射層114和第二反射層116可包括高度反射的材料,例如金屬。第一反射層114和第二反射層116可包括相對(duì)于至少部分地構(gòu)成第一電極層118和第二電極層120的材料共同的材料。第一反射層114和第二反射層116可稱作另一電極層。

led裝置100還包括分隔層122,其構(gòu)造為使各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110彼此電絕緣。分隔層112還可構(gòu)造為使反射層114和116彼此電絕緣。分隔層112還可構(gòu)造為使電極層118和120彼此電絕緣。分隔層122可包括位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112以及使電極層118和120和發(fā)光結(jié)構(gòu)110絕緣的模塑絕緣層121。

分隔絕緣層112可包括氧化硅層和氮化硅層中的至少一個(gè)。模塑絕緣層121可包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂中的至少一種。模塑絕緣層121的一個(gè)或多個(gè)表面和與發(fā)光結(jié)構(gòu)110的一個(gè)或多個(gè)表面重疊。模塑絕緣層121的后表面r1可與電極層118和120的表面重疊。

分隔層122可設(shè)置在給定的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的兩側(cè)和該給定的發(fā)光結(jié)構(gòu)110下方,如圖3所示。分隔層122可使發(fā)光結(jié)構(gòu)110彼此電分隔(“絕緣”)。因此,可獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。如圖3所示的示例實(shí)施例中示出的那樣,分隔層122可將各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110分隔為各個(gè)單獨(dú)的發(fā)光單元,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c,其中可獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)發(fā)光單元a、b和c中的每一個(gè)。

在led裝置100中,分別與不同顏色相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層128、130和132設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2上。如圖3所示的示例實(shí)施例示出的那樣,例如,熒光體層128、130和132設(shè)置在各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面s2上。熒光體層128、130和132可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132,從而使得藍(lán)色熒光體層128與藍(lán)顏色(波長范圍)的光相關(guān)聯(lián),綠色熒光體層130與綠顏色(波長范圍)的光(例如,其波長為約495nm至約570nm的光)相關(guān)聯(lián),紅色熒光體層132與紅顏色(波長范圍)的光(例如,其波長為約620nm至約740nm的光)相關(guān)聯(lián),等等。

如圖3所示,每個(gè)給定的發(fā)光單元a、b和c可包括位于包括在該給定發(fā)光單元中的各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110上的單獨(dú)的熒光體層128、130和132。

盡管圖1至圖3示出了三個(gè)熒光體層128、130和132彼此不同,但是也可設(shè)置彼此不同的兩個(gè)熒光體層。led裝置100可構(gòu)造為實(shí)現(xiàn)多顏色顯示,因?yàn)楦靼l(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光可穿過與不同顏色相關(guān)聯(lián)的熒光體層128、130和132。與給定顏色(波長范圍)相關(guān)聯(lián)的給定熒光體層可構(gòu)造為從進(jìn)入該磷光層的發(fā)射光中過濾一種或多種顏色(波長范圍),以使得從該熒光體發(fā)射的過濾后的光是具有相關(guān)聯(lián)顏色(波長范圍)的光。

如果led裝置100包括三個(gè)熒光體層128、130和132和/或當(dāng)led裝置100包括三個(gè)熒光體層128、130和132時(shí),led裝置100可構(gòu)造為基于與熒光體層128、130和132相關(guān)聯(lián)的三種顏色生成多顏色顯示。如果發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射具有藍(lán)色波長的光和/或當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射具有藍(lán)色波長的光時(shí),即使led裝置100包括兩個(gè)熒光體層,led裝置100也可基于三種顏色生成多顏色顯示。因?yàn)閘ed裝置100可電分隔為各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110,并且可獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各發(fā)光結(jié)構(gòu)110中的每一個(gè),因此,led裝置100可構(gòu)造為:根據(jù)場合的需求生成包括各種顏色的顯示。

在led裝置100中,劃分層124設(shè)置在熒光體層128、130和132之間,以將熒光體層128、130和132彼此分隔開。劃分層124設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的分隔層122上。劃分層124可抑制發(fā)光單元a、b和c之間的光學(xué)干擾。劃分層124可包括與至少部分地構(gòu)成發(fā)光結(jié)構(gòu)110的材料不同的材料。劃分層124可包括襯底結(jié)構(gòu)。如上所述,至少部分地構(gòu)成劃分層124的襯底結(jié)構(gòu)或絕緣結(jié)構(gòu)可包括單體。

襯底結(jié)構(gòu)可包括基于硅的襯底結(jié)構(gòu)或絕緣襯底結(jié)構(gòu)?;诠璧囊r底結(jié)構(gòu)可包括硅襯底或碳化硅襯底。絕緣襯底結(jié)構(gòu)可包括含有mgal2o4、mgo、lialo2、ligao2、gan、aln等的絕緣襯底。襯底結(jié)構(gòu)可以稱為絕緣結(jié)構(gòu)。

led裝置100可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c以及限定發(fā)光單元a、b和c的劃分層124。因此,led裝置100可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c以實(shí)現(xiàn)多顏色,并且可包括劃分層124以抑制發(fā)光單元a、b和c之間的光學(xué)干擾。

圖5是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的平面圖,圖6和圖7是分別沿著圖5的線vi-vi'和線vii-vii'獲得的圖5的led裝置的部分的截面圖。

具體而言,與圖1至圖4的led裝置100相比,除了led裝置200包括第四發(fā)光單元d之外,led裝置200的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。因此,下面將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4給出的描述相同的描述。

如圖5所示,led裝置200可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b、c和d,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b、第三發(fā)光單元c和第四發(fā)光單元d。第一發(fā)光單元a和第二發(fā)光單元b可在x軸方向上彼此平行地設(shè)置。第三發(fā)光單元c和第四發(fā)光單元d可設(shè)置為在y軸方向上與第一發(fā)光單元a和第二發(fā)光單元b分離且沿x軸方向彼此平行。

第一發(fā)光單元a和第三發(fā)光單元c可在y軸方向上彼此平行地設(shè)置。第二發(fā)光單元b和第四發(fā)光單元d可設(shè)置為在x軸方向上與第一發(fā)光單元a和第三發(fā)光單元c分離且在y軸方向上彼此平行。

第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b、第三發(fā)光單元c和第四發(fā)光單元d之間的排列關(guān)系可變化。盡管圖5為了便于說明而示出了led裝置200包括四個(gè)發(fā)光單元a、b、c和d,但是在一些示例實(shí)施例中,led裝置200可僅包括兩個(gè)發(fā)光單元。在圖5中,可由在x軸方向和y軸方向兩者上延伸的劃分層124限定發(fā)光單元a、b、c和d。劃分層124可包圍熒光體層128、130、132和134。

如圖6和圖7所示,led裝置200可包括分別針對(duì)發(fā)光單元a、b、c和d的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。圖6示出了第一發(fā)光單元a和第四發(fā)光單元d,圖7示出了第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c。如圖5所示,發(fā)光結(jié)構(gòu)110可在一個(gè)方向(例如,x軸方向)上彼此分離。發(fā)光單元a、b、c和d中的每一個(gè)可包括發(fā)射紫外波長的光或藍(lán)色波長的光的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。由于上文參照?qǐng)D4描述了發(fā)光結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置200中包括的多組電極層118和120中的每個(gè)單獨(dú)的組190可設(shè)置在多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110中的單獨(dú)一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上。如圖6和圖7所示,電極層118和電極層120可設(shè)置在每個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1(例如,發(fā)光結(jié)構(gòu)110的底表面)上。因此,led裝置200可以倒裝芯片的方式安裝在板襯底(未示出)上。還可在第一電極層118和第二電極層120上分別設(shè)置第一反射層114和第二反射層116。由于上文參照?qǐng)D3和圖4描述了電極層118和120以及反射層114和116的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置200還包括分隔層122,其用于在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間以及反射層114和116及電極層118和120之間電絕緣。分隔層122可包括位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112以及使電極層118和120和發(fā)光結(jié)構(gòu)110絕緣的模塑絕緣層121。由于上文參照?qǐng)D4描述了分隔絕緣層112和模塑絕緣層121的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

分隔層122可使各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110彼此電分隔(“絕緣”)。因此,可獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。分隔層122可將各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110分隔為各個(gè)單獨(dú)的發(fā)光單元,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b、第三發(fā)光單元c和第四發(fā)光單元d。

在led裝置200中,與不同顏色相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層128、130、132和134分別設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2上。熒光體層128、130、132和134可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130、紅色熒光體層132和白色熒光體層134。

盡管圖5至圖7示出了彼此不同的四個(gè)熒光體層128、130、132和134,但是led裝置的一些示例實(shí)施例可包括彼此不同的兩個(gè)熒光體層。led裝置200可基于由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的穿過具有不同顏色的熒光體層128、130、132和132的光產(chǎn)生多顏色顯示。

如果發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射藍(lán)色波長的光(例如,其波長在約450納米至約495納米的范圍內(nèi)的光)和/或當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射藍(lán)色波長的光時(shí),即使led裝置200包括兩個(gè)熒光體層,led裝置200也可生成包括至少三種顏色的顯示。因?yàn)榭蓪ed裝置200電分隔為各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110,并且可獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各發(fā)光結(jié)構(gòu)110中的每一個(gè),因此led裝置200可產(chǎn)生包括各種顏色的顯示。

在led裝置200中,劃分層124設(shè)置在熒光體層128、130、132和134之間,從而將熒光體層128、130、132和134彼此分隔開。劃分層124設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的分隔層122上。劃分層124可抑制發(fā)光單元a、b、c和d之間的光學(xué)干擾。劃分層124可包括與至少部分地構(gòu)成發(fā)光結(jié)構(gòu)110的材料不同的材料。劃分層124可包括襯底結(jié)構(gòu)或絕緣結(jié)構(gòu)。例如,劃分層124可包括基于硅的襯底,例如,硅襯底或碳化硅襯底。

led裝置200可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b、c和d以及限定發(fā)光單元a、b、c和d的劃分層124。因此,led裝置200可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b、c和d以實(shí)現(xiàn)多顏色,并且可包括劃分層124以抑制發(fā)光單元a、b、c和d之間的光學(xué)干擾。

圖8是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖。

具體而言,與圖1至圖4的led裝置100相比,除了led裝置300包括光反射層204之外,led裝置300的構(gòu)造及其生成的顯示可與led裝置100的構(gòu)造及其生成的顯示相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。因此,下面將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4給出的描述相同的描述。

led裝置300可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c。led裝置300可包括與各個(gè)發(fā)光單元a、b和c相對(duì)應(yīng)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。由于上文參照?qǐng)D4描述了發(fā)光結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造,因此將省略其詳細(xì)描述。

電極層118和120和反射層114和116的各個(gè)單獨(dú)的組190可設(shè)置在每一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上。由于上文參照?qǐng)D3和圖4描述了電極層118和120以及反射層114和116的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置300還包括分隔層122,其用于在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的電絕緣以及反射層114和116之間的和電極層118和120之間的電絕緣。分隔層122可包括位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112以及使電極層118和120和發(fā)光結(jié)構(gòu)110絕緣的模塑絕緣層121。由于上文參照?qǐng)D4描述了分隔絕緣層112和模塑絕緣層121的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

在led裝置300中,與不同顏色相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層128、130和132分別設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2上。在led裝置300中,劃分層124設(shè)置在熒光體層128、130和132之間,從而將熒光體層128、130和132彼此分隔開。

在led裝置300中,光反射層204設(shè)置在劃分層124的側(cè)壁上。光反射層204可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光。光反射層204可為金屬層、含金屬氧化物的樹脂層和分布式布拉格反射層中的至少一個(gè)。

金屬層可為al層、au層、ag層、pt層、ni層、cr層、ti層和cu層中的至少一個(gè)。含金屬氧化物的樹脂層可為含ti氧化物的樹脂層。分布式布拉格反射層可包括重復(fù)堆疊的具有不同折射系數(shù)的幾個(gè)到數(shù)百個(gè)絕緣層(例如,2個(gè)到100個(gè)絕緣層)。分布式布拉格反射層中的每個(gè)絕緣層可包括:包括sio2、sin、sioxny、tio2、si3n4、al2o3、tin、aln、zro2、tialn和tisin的氧化物或氮化物或其組合。因此,可基于光反射層204的存在而提高led裝置300的光提取效率。

圖9是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖。

具體而言,與圖1至圖4的led裝置100相比,除了led裝置400包括帶有不平坦結(jié)構(gòu)208的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1以及帶有一個(gè)或多個(gè)傾斜側(cè)壁206的劃分層124-1之外,led裝置400的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。在一些示例實(shí)施例中,不平坦結(jié)構(gòu)208可與發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1分離開,以使得不平坦結(jié)構(gòu)208位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2上。如果不平坦結(jié)構(gòu)208與發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1分離開和/或當(dāng)不平坦結(jié)構(gòu)208與發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1分離開時(shí),不平坦結(jié)構(gòu)208可包括相對(duì)于發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的材料成分共同的材料成分或不同的材料成分。因此,下面將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4給出的描述相同的描述。

led裝置400可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c。led裝置400可包括針對(duì)各個(gè)發(fā)光單元a、b和c中的每一個(gè)的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1。不平坦結(jié)構(gòu)208可設(shè)置在每一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2上。led裝置400可構(gòu)造為基于不平坦結(jié)構(gòu)208提供改善的光提取效率。由于除了不平坦結(jié)構(gòu)208之外發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的構(gòu)造與上文參照?qǐng)D4描述的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造相同,因此將省略其詳細(xì)描述。

每個(gè)給定組190中的電極層118和120可設(shè)置在各自的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s1上。還可在給定組190的電極層118和120上分別設(shè)置給定組190中的反射層114和116。由于上文參照?qǐng)D3和圖4描述了電極層118和120以及反射層114和116的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置400還包括分隔層122,其構(gòu)造為提供各發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1之間的電絕緣以及反射層114和116之間的和電極層118和120之間的電絕緣。分隔層122可包括位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112以及使電極層118和120和發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1絕緣的模塑絕緣層121。由于上文參照?qǐng)D4描述了分隔絕緣層112和模塑絕緣層121的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

在led裝置400中,與不同顏色相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層128、130和132分別設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2上。熒光體層128、130和132可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132。

在led裝置400中,劃分層124-1設(shè)置在熒光體層128、130和132之間,從而將熒光體層128、130和132彼此分隔開。劃分層124-1可抑制發(fā)光單元a、b和c之間的光學(xué)干擾。在一些示例實(shí)施例(包括圖9所示的示例實(shí)施例)中,劃分層124-1的一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁206可呈現(xiàn)出傾斜,從而使得所述一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁206為傾斜側(cè)壁206。由于劃分層124-1的傾斜側(cè)壁206,被傾斜側(cè)壁206包圍的空間的直徑沿著光在led裝置400中行進(jìn)的方向(即,在z方向上從發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1向上穿過熒光體層128、130和132)增加。因此,傾斜側(cè)壁206限定了空間207,其具有相對(duì)于發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的近端部207a和遠(yuǎn)端部207b,并且其中遠(yuǎn)端部207b的直徑比近端部207a的直徑更大。傾斜側(cè)壁206可改善led裝置400的光提取效率。

光反射層204可設(shè)置在傾斜側(cè)壁206上。光反射層204可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1發(fā)射的光。光反射層204可包括如上所述的材料。如上所述,led裝置400可包括具有側(cè)壁206的劃分層124-1和具有不平坦結(jié)構(gòu)208的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1,以得到改善的光提取效率。

圖10是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖。

具體而言,與圖1至圖4的led裝置100相比,除了led裝置500包括帶有金屬層113的分隔層122-1以及帶有光反射結(jié)構(gòu)的劃分層124-2之外,led裝置500的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。

與圖9的led裝置400相比,除了led裝置500包括帶有金屬層113的分隔層122-1之外,led裝置500的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。因此,下面將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4和圖9給出的描述相同的描述。

led裝置500可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c。led裝置500可包括各個(gè)發(fā)光單元a、b和c中的每一個(gè)發(fā)光單元中的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1。不平坦結(jié)構(gòu)208可設(shè)置在每一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2上用于改善光提取效率。由于除不平坦結(jié)構(gòu)208之外的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的構(gòu)造與上文參照?qǐng)D4描述的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造相同,因此將省略其詳細(xì)描述。

每個(gè)給定組190中的電極層118和120可設(shè)置在各自的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s1上。還可在給定組190的電極層118和120上分別設(shè)置給定組190中的反射層114和116。由于上文參照?qǐng)D3和圖4描述了電極層118和120以及反射層114和116的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置500還包括分隔層122-1,其構(gòu)造為提供各發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1之間的電絕緣以及反射層114和116之間的及電極層118和120之間的電絕緣。分隔層122-1可包括:位于發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112、通過分隔絕緣層112而與發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1絕緣的金屬層113以及在電極層118和120與金屬層113之間絕緣的模塑絕緣層121。

金屬層113可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1發(fā)射的光。金屬層113可包括al、au、ag、pt、ni、cr、ti和cu中的至少一種。由于上文參照?qǐng)D4描述了至少部分地構(gòu)成分隔絕緣層112和模塑絕緣層121的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

在led裝置500中,與不同顏色相關(guān)聯(lián)的多個(gè)熒光體層128、130和132設(shè)置在各自單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2上。熒光體層128、130和132可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132。

在led裝置500中,劃分層124-2設(shè)置在熒光體層128、130和132之間,從而將熒光體層128、130和132彼此分隔開。劃分層124-2可包括光反射結(jié)構(gòu)。至少部分地構(gòu)成劃分層124-2的光反射結(jié)構(gòu)可包括單體。至少部分地構(gòu)成劃分層124-2的光反射結(jié)構(gòu)可包括如本文所述的光反射層。光反射層可為金屬層、含金屬氧化物的樹脂層和分布式布拉格反射層中的至少一個(gè)。如上所述,led裝置500可包括:至少部分地構(gòu)成分隔層122-1的金屬層113以及包括光反射結(jié)構(gòu)的劃分層124-2,用于與led裝置500有關(guān)的改善的光提取效率。

圖11是根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的部分的截面圖。

具體而言,與圖1至圖4的led裝置100相比,除了分隔層122-2和劃分層124-3的結(jié)構(gòu)之外,led裝置600的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。與圖10的led裝置500相比,除了led裝置600包括帶有第二金屬層113-2的劃分層124-3之外,led裝置600的構(gòu)造及其生成的顯示可相同或基本相同(例如,在材料和制造的容差內(nèi)相同)。因此,下面將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4和圖10給出的描述相同的描述。

led裝置600可包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c,例如,第一發(fā)光單元a、第二發(fā)光單元b和第三發(fā)光單元c。led裝置600可包括針對(duì)各個(gè)發(fā)光單元a、b和c的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。由于上文參照?qǐng)D4描述了發(fā)光結(jié)構(gòu)110的構(gòu)造,因此將省略其詳細(xì)描述。

電極層118和120的各個(gè)單獨(dú)的組190可設(shè)置在每一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上。還可在給定組190的電極層118和120上分別設(shè)置給定組190中的反射層114和116。由于上文參照?qǐng)D3和圖4描述了電極層118和120以及反射層114和116的材料和功能,因此將省略其詳細(xì)描述。

led裝置600還包括分隔層122-2,其用于各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的電絕緣以及反射層114和116之間的及電極層118和120之間的電絕緣。分隔層122-2可包括:設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁和底表面上的第一分隔絕緣層112-1、通過第一分隔絕緣層112-1而與發(fā)光結(jié)構(gòu)110絕緣的第一金屬層113-1以及在電極層118和120之間絕緣的模塑絕緣層121-1。

第一金屬層113-1可包括al、au、ag、pt、ni、cr、ti或cu。第一金屬層113-1可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光。由于至少部分地構(gòu)成第一分隔絕緣層112-1和模塑絕緣層121-1的材料與參照?qǐng)D4描述的至少部分地構(gòu)成分隔絕緣層112和模塑絕緣層121的材料相同,因此將省略其詳細(xì)描述。

在led裝置600中,具有不同顏色的多個(gè)熒光體層128、130和132分別設(shè)置在各發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2上。熒光體層128、130和132可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132。在led裝置600中,劃分層124-3設(shè)置在熒光體層128、130和132之間,從而將熒光體層128、130和132彼此分隔開。

分別從第一分隔絕緣層112-1和第一金屬層113-1延伸的第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2設(shè)置在熒光體層128、130和132中的每一個(gè)的側(cè)壁上。第二金屬層113-2可包括al、au、ag、pt、ni、cr、ti或cu。第二金屬層113-2可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光。第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2可至少部分地構(gòu)成上述劃分層124-3。劃分層124-3包括能夠反射光的第二金屬層113-2,并且可稱作光反射結(jié)構(gòu)。劃分層124-3可包括第二分隔絕緣層112-2,并且可稱作絕緣結(jié)構(gòu)。包括光反射結(jié)構(gòu)或絕緣結(jié)構(gòu)的劃分層124-3可包括單體。

led裝置600的第一分隔絕緣層112-1和第一金屬層113-1可分別與第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2一體化地組合。例如,第一分隔絕緣層112-1和第二分隔絕緣層112-2可包括在共同的分隔絕緣層中,并且第一金屬層113-1和第二金屬層113-2可包括在共同的金屬層中。第一分隔絕緣層112-1、第一金屬層113-1、第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2可至少部分地構(gòu)成分隔層122-2和劃分層124-3。在一些示例實(shí)施例中,分隔層122-2和劃分層124-3可包括在共同的層中。

如上所述,在led裝置600中,分隔層122-2和劃分層124-3可包括第一金屬層113-1和第二金屬層113-2,用于改善的光提取效率。

圖12a至圖12i是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖。

具體而言,圖12a至圖12i是用于描述制造圖1至圖4的led裝置100的方法的截面圖。因此,將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D1至圖4給出的描述相同的描述。

參照?qǐng)D12a,在襯底101上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110。襯底101可為用于生長發(fā)光結(jié)構(gòu)110的生長襯底。襯底101可為半導(dǎo)體晶圓。襯底101可為基于硅的襯底。基于硅的襯底結(jié)構(gòu)可為硅(si)襯底或碳化硅(sic)襯底。如果基于硅的襯底用作襯底101和/或當(dāng)基于硅的襯底用作襯底101時(shí),襯底101可容易地具有大尺寸,并且制造該襯底的生產(chǎn)率可由于相對(duì)便宜的成本而較高。

襯底101可為包括藍(lán)寶石、mgal2o4、mgo、lialo2、ligao2、gan、aln等中的至少一個(gè)的絕緣襯底。如上文參照?qǐng)D4所述,發(fā)光結(jié)構(gòu)110可包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102、有源層104和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106。

參照?qǐng)D12b,可通過選擇性地刻蝕發(fā)光結(jié)構(gòu)110而形成分隔孔109,其將發(fā)光結(jié)構(gòu)110分隔為與各自單獨(dú)的發(fā)光單元a、b和c相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)。換言之,形成了分隔孔109,其將發(fā)光結(jié)構(gòu)110分隔為對(duì)應(yīng)于第一發(fā)光單元a的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)、對(duì)應(yīng)于第二發(fā)光單元b的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)于第三發(fā)光單元c的單獨(dú)的發(fā)光結(jié)構(gòu)。

在分隔孔109的內(nèi)壁和發(fā)光結(jié)構(gòu)110上形成分隔絕緣層112,其包括暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的部分的第一暴露孔111。第一暴露孔111可包括第一子暴露孔111a和另一個(gè)第一子暴露孔111b。分隔絕緣層112包括氧化硅層和氮化硅層中的至少一個(gè)。

分隔絕緣層112可形成在每個(gè)給定的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)壁和頂表面上。第一子暴露孔111a可為暴露出給定的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層(例如,p型半導(dǎo)體層)的孔。另一個(gè)第一子暴露孔111b可為暴露出給定的發(fā)光結(jié)構(gòu)110的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層(例如,n型半導(dǎo)體層)的孔。

在第一暴露孔111中形成反射層114和116。反射層114和116可包括高反射性材料層,例如,金屬層。反射層114和116可包括al、au、ag、pt、ni、cr、ti和cu中的至少一種。第一反射層114和第二反射層116可分別形成在第一子暴露孔111a和另一個(gè)第一子暴露孔111b中。給定的發(fā)光單元中的反射層114和116可對(duì)給定的發(fā)光單元中的發(fā)光結(jié)構(gòu)110所發(fā)射的光進(jìn)行反射,并且用作電極層。

參照?qǐng)D12c,在在單獨(dú)的發(fā)光單元a、b和c的反射層114和116上形成單獨(dú)各組電極層118和120。換言之,在每個(gè)給定的發(fā)光單元中,在給定發(fā)光單元的第一反射層114和第二反射層116上分別形成第一電極層118和第二電極層120。第一電極層118可電連接至圖4中示出的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層102,而第二電極層120可電連接至圖4中示出的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層106。

電極層118和120可包括與反射層114和116的材料相同(例如,共同)的材料。因此,可在每一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上形成電極層118和120和反射層114和116的單獨(dú)的組190。

接下來,形成在電極層118和120之間的與各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間電絕緣的模塑絕緣層121。模塑絕緣層121可包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。模塑絕緣層121的頂表面與電極層118和120的表面可形成連續(xù)的表面。因此,分隔絕緣層112和模塑絕緣層121可至少部分地構(gòu)成將發(fā)光結(jié)構(gòu)a、b和c彼此電絕緣的分隔層122。

參照?qǐng)D12d和圖12e,臨時(shí)襯底123附著至電極層118和120以及分隔層122上,如圖12d所示。臨時(shí)襯底123可為用于支承電極層118和120以及分隔層122的襯底。臨時(shí)襯底123可為玻璃襯底或絕緣沉底。

接下來,如圖12e所示,將所述結(jié)構(gòu)上下翻轉(zhuǎn)(例如,反轉(zhuǎn)),從而使得臨時(shí)襯底123朝下,并且通過研磨襯底101的后表面來減小所述結(jié)構(gòu)的厚度。如果如上所述研磨襯底101的后表面和/或當(dāng)如上所述研磨襯底101的后表面時(shí),襯底101的后表面被平坦化。

參照?qǐng)D12f和圖12g,通過選擇性地刻蝕襯底101來形成劃分層124,其包括暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2的第二暴露孔126。第二暴露孔126可包括分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元a、b和c的第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c。

劃分層124可包括襯底結(jié)構(gòu)或絕緣結(jié)構(gòu)。劃分層124可包括單體。劃分層124可包括基于硅的襯底結(jié)構(gòu)或基于至少部分地構(gòu)成襯底101的材料的絕緣襯底結(jié)構(gòu)。由于根據(jù)本實(shí)施例的劃分層124包括基于硅的襯底結(jié)構(gòu)或絕緣襯底結(jié)構(gòu),因此無需執(zhí)行單獨(dú)的堆疊操作,從而可簡化整個(gè)制造工藝。此外,可容易地控制劃分層124的尺寸。

如圖12g所示,分別在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的各第二暴露孔126中形成熒光體層128、130和132。分別在第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c中形成藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132。因此,熒光體層128、130和132可包括藍(lán)色熒光體層128、綠色熒光體層130和紅色熒光體層132。

參照?qǐng)D12h和圖12i,去除臨時(shí)襯底123,如圖12h所示。接下來,如圖12i所示,通過沿著劃片線136對(duì)劃分層124和分隔層122進(jìn)行劃片來制成圖1至圖4所示的led裝置100,從而使得led裝置100包括多個(gè)發(fā)光單元a、b和c。

圖13a和圖13b是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖。

具體而言,圖13a和圖13b是用于描述制造圖8的led裝置300的方法的截面圖。除了在劃分層124的側(cè)壁上形成光反射層204之外,圖13a和圖13b所示的方法可與圖12a至圖12i所示的方法相同。因此,將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D8和圖12a至圖12i給出的描述相同的描述。

如上文參照?qǐng)D12a至圖12f所述,形成包括暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2的第二暴露孔126的劃分層124。第二暴露孔126可包括分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元a、b和c的第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c。

如圖13a所示,在第二暴露孔126和劃分層124上形成光反射材料層202。光反射材料層202形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2以及劃分層124的側(cè)表面和頂表面上。光反射材料層202可為良好地反射光的材料層。

如圖13b所示,通過選擇性地刻蝕光反射材料層202在劃分層124的側(cè)壁上形成光反射層204。由于上文描述了至少部分地構(gòu)成光反射層204的材料,因此將省略其詳細(xì)描述。如果刻蝕光反射材料層202和/或當(dāng)刻蝕光反射材料層202時(shí),可去除光反射材料層202的形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上的部分。接下來,如圖12g至圖12i所示,可通過在第二暴露孔126中形成熒光體層128、130和132完成led裝置300(圖8)。

圖14a至圖14c是用于描述制造圖9的led裝置400的方法的截面圖。除了劃分層124-1的側(cè)壁是傾斜側(cè)壁206以及在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面上形成了不平坦結(jié)構(gòu)208之外,圖14a至圖14c所示的方法可與圖12a至圖12i所示的方法相同。因此,將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D9和圖12a至圖12i給出的描述相同的描述。

如上文參照?qǐng)D12a至圖12f所述,形成包括暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2的第二暴露孔126的劃分層124-1。第二暴露孔126可包括分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元a、b和c的第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c。

如圖14a所示,在形成劃分層124-1的過程中,不同于圖12f中的情形,劃分層124-1的側(cè)壁形成為傾斜側(cè)壁206。由于傾斜側(cè)壁206,被傾斜側(cè)壁206包圍的空間的直徑可在光行進(jìn)的方向上(即,向上)增加。因此,可改善led裝置400的光提取效率。

如圖14b所示,在第二暴露孔126和劃分層124-1的表面上形成光反射材料層202。形成光反射材料層202以完全覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面以及劃分層124的側(cè)表面和頂表面。光反射材料層202可為良好地反射光的材料層。

如圖14b所示,通過選擇性地刻蝕光反射材料層202在劃分層124-1的側(cè)壁上形成光反射層204。如果刻蝕光反射材料層202和/或當(dāng)刻蝕光反射材料層202時(shí),可去除形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面上的光反射材料層202。由于上文描述了至少部分地構(gòu)成光反射層204的材料,因此將省略其詳細(xì)描述。接下來,通過刻蝕發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2(例如,頂表面)來形成不平坦結(jié)構(gòu)208。形成不平坦結(jié)構(gòu)208以改善對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)110所發(fā)射的光進(jìn)行提取的效率。

接下來,如圖12g至圖12i所示,可通過在第二暴露孔126中形成熒光體層128、130和132完成led裝置400(圖9)。

圖15a至圖15d是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖。

具體而言,圖15a至圖15d是用于描述制造圖10的led裝置500的方法的截面圖。除了發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1包括不平坦結(jié)構(gòu)208、分隔層122-1包括金屬層113以及劃分層124-2包括光反射結(jié)構(gòu)之外,圖15a至圖15d所示的方法與圖12a至圖12i所示的方法相同。因此,將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D10和圖12a至圖12i給出的描述相同的描述。

如上文參照?qǐng)D12a至圖12i所述,形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1以及將發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1電分隔的劃分層122-1。然而,如圖15a所示,在發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的表面s2(例如,頂表面)上形成不平坦結(jié)構(gòu)208。如果在襯底101上形成對(duì)應(yīng)的不平坦結(jié)構(gòu)和/或當(dāng)在襯底101上形成對(duì)應(yīng)的不平坦結(jié)構(gòu)時(shí),可與形成在襯底101的不平坦結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地在發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1上形成不平坦結(jié)構(gòu)208。

分隔層122-1可包括:形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁和底表面上的分隔絕緣層112、通過分隔絕緣層112而與發(fā)光結(jié)構(gòu)110-1絕緣的金屬層113以及在電極層118和120與金屬層113之間絕緣的模塑絕緣層121。

參照?qǐng)D15b,通過刻蝕襯底101形成襯底犧牲層125,其包括暴露出分隔層122-1的分隔暴露孔119??稍诎l(fā)光結(jié)構(gòu)110-1上形成襯底犧牲層125。襯底犧牲層125可包括硅襯底或絕緣沉底。

參照?qǐng)D15c和圖15d,在分隔暴露孔119中形成包括光反射材料層的劃分層124-2,如圖15c所示。劃分層124-2可包括單體。光反射材料層可為金屬層、含金屬氧化物的樹脂層或分布式布拉格反射層。光反射材料層可包括如上所述的材料??尚纬蓜澐謱?24-2以填充分隔層122-1上的分隔暴露孔119。

如圖15d所示,通過去除襯底犧牲層125形成劃分層124-2,其包括暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2的第二暴露孔126。如上所述,劃分層124-2可包括光反射結(jié)構(gòu)。第二暴露孔126可包括分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元a、b和c的第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c。

接下來,如圖12g至圖12i所示,可通過在第二暴露孔126中形成熒光體層128、130和132完成led裝置500(圖10)。

圖16a至圖16c是用于描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造led裝置的方法的截面圖。

具體而言,圖16a至圖16c是用于描述制造圖11的led裝置600的方法的截面圖。除了分隔層122-2和劃分層124-3的結(jié)構(gòu)之外,圖16a至圖16c所示的方法可與圖12a至圖12i所示的方法相同。

除了劃分層124-3包括第二金屬層113-2之外,圖11的led裝置600可與圖10的led裝置500相同。因此,將省略或簡要提供與上文參照?qǐng)D11和圖12a至圖12i給出的描述相同的描述。

如圖16a所示,在襯底101上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110并且形成將發(fā)光結(jié)構(gòu)110彼此分隔的分隔孔109-1。與圖12b不同,分隔孔109-1還在襯底101中形成至一定深度??稍诎l(fā)光結(jié)構(gòu)110中形成接觸孔107,以使得第二電極層120連接至第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。

參照?qǐng)D16b和圖16c,在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s1上形成反射層114和116以及電極層118和120,如圖16b所示。接下來,在分隔孔109-1中同時(shí)形成分隔層122-2和劃分層124-3。為了便于解釋,下面將參照?qǐng)D16b描述分隔層122-2,而參照?qǐng)D16c描述劃分層124-3。

如圖16b所示,形成分隔層122-2以填充分隔孔109-1。形成分隔層122-2以使各發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間以及反射層114和116之間及電極層118和120之間電絕緣。

分隔層122-2可包括:形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁和底表面上的第一分隔絕緣層112-1、通過第一分隔絕緣層112-1而與發(fā)光結(jié)構(gòu)110絕緣的金屬層113-1以及在電極層118和120之間絕緣的模塑絕緣層121-1??稍谛纬傻谝环指艚^緣層112-1和第一金屬層113-1之后形成模塑絕緣層121-1。第一金屬層113-1可反射由發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)射的光。

如圖16c所示,通過去除襯底101來形成暴露出發(fā)光結(jié)構(gòu)110的表面s2的第二暴露孔126。第二暴露孔126可包括分別對(duì)應(yīng)于發(fā)光單元a、b和c的第二子暴露孔126a、第二子暴露孔126b和第二子暴露孔126c。

返回參照?qǐng)D11,在分別與各個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)110相對(duì)應(yīng)的第二暴露孔126中形成具有不同顏色的多個(gè)熒光體層128、130和132。如果形成熒光體層128、130和132和/或當(dāng)形成了熒光體層128、130和132時(shí),可在熒光體層128、130和132之間形成劃分層124-3,從而將熒光體層128、130和132彼此分隔開??稍跓晒怏w層128、130和132中的每一個(gè)的側(cè)壁上形成分別從第一分隔絕緣層112-1和第一金屬層113-1延伸的第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2。第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2可至少部分地構(gòu)成上述劃分層124-3。

如上所述,劃分層124-3可包括能夠反射光的第二金屬層113-2,并且可稱作光反射結(jié)構(gòu)。如上所述,劃分層124-3可包括第二分隔絕緣層112-2,并且可稱作絕緣結(jié)構(gòu)。劃分層124-3可包括單體。

在圖16b所示的制造操作中,第一分隔絕緣層112-1和第一金層113-1可與第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2組合。如果形成熒光體層128、130和132和/或當(dāng)形成了熒光體層128、130和132時(shí),第一分隔絕緣層112-1、第一金屬層113-1、第二分隔絕緣層112-2和第二金屬層113-2可彼此組合,以形成分隔層122-2和劃分層124-3。

接下來,可在如圖12h和圖12i所示的制造操作中完成led裝置600。

圖17和圖18是包括根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的白色光源模塊的示意截面圖。

參照?qǐng)D17,lcd背光光源模塊1100可包括電路板1110以及包括安裝在電路板1110上的多個(gè)白色led裝置1100a的陣列。可在電路板1110的頂表面上設(shè)置要連接至白色led裝置1100a的導(dǎo)電圖案。

每個(gè)白色led裝置1100a可具有這樣的結(jié)構(gòu),其中發(fā)射藍(lán)光的led裝置1130直接安裝在電路板1110上作為板上芯片(cob)。led裝置1130可為根據(jù)上文所涵蓋的任何示例實(shí)施例的led裝置100至600中的任何一個(gè)。每個(gè)白色led裝置1100a可具有波長轉(zhuǎn)換器1150a充當(dāng)透鏡的半球形狀,從而展現(xiàn)出寬光束開角。這樣的寬光束開角可有助于lcd顯示設(shè)備的厚度或?qū)挾鹊臏p小。

參照?qǐng)D18,lcd背光光源模塊1200可包括電路板1110以及包括安裝在電路板1110上的多個(gè)白色led裝置1100b的陣列。每個(gè)白色led裝置1100b可包括:led裝置1130,其安裝在封裝件主單元1125的反射杯內(nèi)部且發(fā)射藍(lán)光;以及密封led裝置1130的波長轉(zhuǎn)換器1150b。led裝置1130可為根據(jù)上文所涵蓋的任何示例實(shí)施例的led裝置100至600中的任何一個(gè)。

在需要時(shí),波長轉(zhuǎn)換器1150a和1150b可包括熒光體和/或波長轉(zhuǎn)換材料1152、1154和1156。下面將給出詳細(xì)的描述。

圖19a至圖19b示出了可用于照明設(shè)備中的白色光源模塊,即,根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置,圖20是示出根據(jù)一些示例實(shí)施例制造的led裝置的完全輻射體譜的cie色度圖。

具體而言,圖19a和圖19b所示的每個(gè)發(fā)光模塊可包括多個(gè)led裝置封裝件30、40、red、27和50。led裝置封裝件30、40、red、27和50可包括根據(jù)上文所涵蓋的任何示例實(shí)施例的led裝置100至600中的任何一個(gè)。安裝在單個(gè)光源模塊上的多個(gè)led裝置封裝件可包括發(fā)射相同波長的光束的同種封裝件或發(fā)射不同波長的光束的異種封裝件。

參照?qǐng)D19a,白色光源模塊可包括分別對(duì)應(yīng)于4000k和3000k的色溫的白色led器件封裝40和30與紅色led裝置封裝件red的組合。白色光源模塊可提供其色溫從3000k至4000k且其顏色再現(xiàn)ra從85至100的白光。

在一些示例實(shí)施例中,白色光源模塊可僅包括白色led裝置封裝件,其中白色光led裝置封裝件中的一些可發(fā)射對(duì)應(yīng)于不同色溫的白光。例如,如圖19b所示,通過將對(duì)應(yīng)于色溫2700k的白色led裝置封裝件27和對(duì)應(yīng)于色溫5000k的白色led裝置封裝件50組合,可提供其色溫從2700k至5000k且其顏色再現(xiàn)ra從85至99的白光。這里,針對(duì)每種色溫的led裝置封裝件的數(shù)量可主要基于默認(rèn)色溫而變化。例如,在默認(rèn)色溫為4000k的照明裝置的情況下,對(duì)應(yīng)于色溫4000k的led裝置封裝件的數(shù)量可大于對(duì)應(yīng)于色溫3000k的led裝置封裝件的數(shù)量或紅色led裝置封裝件的數(shù)量。

因此,異種led裝置封裝件可包括:基于藍(lán)色led裝置與黃色led熒光體、綠色led熒光體、紅色led熒光體或橙色led熒光體的組合而發(fā)射白光的led裝置;紫色led裝置;藍(lán)色led裝置;綠色led裝置;紅色led裝置或紅外(例如,其波長為約700nm至約1mm的光)發(fā)光裝置,以調(diào)節(jié)白光的色溫和顯色指數(shù)(cri)。

在單個(gè)led裝置封裝件中,可基于led芯片(即,led裝置)的波長以及熒光體的類型和混合比例來確定期望顏色的光。如果單個(gè)led裝置封裝件發(fā)射白光和/或當(dāng)單個(gè)led裝置封裝件發(fā)射白光時(shí),可調(diào)節(jié)白光的色溫和cri。

例如,如果led芯片發(fā)射藍(lán)光,包括黃色熒光體、綠色熒光體和紅色熒光體中的至少一個(gè)的led裝置封裝件可根據(jù)熒光體的混合比例而發(fā)射不同色溫的白光。相反,包括已施加了綠色熒光體或紅色熒光體的藍(lán)色led芯片的led裝置封裝件可發(fā)射綠光或紅光。因此,可通過將發(fā)射白光的led裝置封裝件與發(fā)射綠光或紅光的led裝置封裝件組合來調(diào)節(jié)白光的色溫和cri。此外,led裝置封裝件可包括紫色led裝置、藍(lán)色led裝置、綠色led裝置、紅色led裝置和紅外線發(fā)射裝置中的至少一種。

這種情況下,照明設(shè)備可將所發(fā)射的光的cri從對(duì)應(yīng)于鈉(na)的cri調(diào)節(jié)至對(duì)應(yīng)于日光的cri,并且可發(fā)射從1500k至20000k的各種色溫的白光。在需要時(shí),可通過發(fā)射諸如紫光、藍(lán)光、綠光、紅光和橙光的可見光或者紅外線,來與周圍環(huán)境或氣氛相對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)照明設(shè)備所發(fā)射的光的顏色。此外,照明設(shè)備可發(fā)射能夠促進(jìn)植物生長的特定波長的光。

通過將藍(lán)色led與黃色熒光體、綠色熒光體和紅色熒光體和/或綠色熒光體和紅色熒光體組合而產(chǎn)生的白光具有兩個(gè)以上的峰值波長,所述峰值波長可位于由圖20所示的cie1931色度系統(tǒng)的(x,y)坐標(biāo)(包括(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292)、(0.3333,0.3333))限定的區(qū)段內(nèi)??商娲?,峰值波長可位于線段與黑體輻射光譜所包圍的區(qū)域內(nèi)。白光的色溫處于1500k與20000k之間。在圖20中,在位于黑體輻射光譜(普朗格軌跡)下方的點(diǎn)e(0.3333,0.3333)附近的白光是帶有相對(duì)弱的黃光成分的光,并且可用作向人眼提供相對(duì)清晰或鮮明的圖片的照明光源。因此,將使用在位于黑體輻射光譜(普朗格軌跡)下方的點(diǎn)e(0.3333,0.3333)附近的白光的照明設(shè)備作為食品店或服裝店的照明設(shè)備會(huì)較為有效。

同時(shí),可使用包括熒光體和/或量子點(diǎn)(qd)的各種材料作為用于轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體led裝置所發(fā)射的光的波長的材料。

熒光體可具有如下所示的成分和材料。

基于氧化物:黃色和綠色y3al5o12:ce、tb3al5o12:ce、lu3al5o12:ce

基于硅酸鹽:黃色和綠色(ba,sr)2sio4:eu、黃色和橙色(ba,sr)3sio5:ce

基于氮化物:綠色β-sialon:eu、綠色la3si6n11:ce、橙色α-sialon:eu、紅色caalsin3:eu、sr2si5n8:eu、srsial4n7:eu、srlial3n4:eu、ln4-x(euzm1-z)xsi12-yalyo3+x+yn18-x-y(0.5≤x≤3,0<z<0.3,0<y≤4)-公式(1)

這里,在公式(1)中,ln可以是從由iiia族元素和稀土元素構(gòu)成的組中選擇的至少一種元素,其中m可以是從由ca、ba、sr和mg構(gòu)成的組中選擇的至少一種元素。

基于氟化物:基于ksf的紅色k2sif6:mn4+、k2tif6:mn4+、nayf4:mn4+、nagdf4:mn4+、k3sif7:mn4+

熒光體的組成可滿足化學(xué)計(jì)算法,其中每種元素可由周期表中相應(yīng)一族的其它元素代替。例如,sr可用包括ba、ca和mg的堿土(ii族)元素代替,而y可用包括tb、lu、sc和gd的鑭系元素代替。此外,作為催化劑的eu可基于期望的水平用ce、tb、pr、er或yb代替,其中,催化劑可單獨(dú)使用,或者可額外應(yīng)用子催化劑以改變熒光體的特性。

特別地,基于氟化物的紅色熒光體可涂覆有不含mn的氟化物,或者還可包括在熒光體表面上的有機(jī)材料涂層或涂有不含mn的氟化物的表面,以得到改善的相對(duì)于高溫和高濕的可靠性。與其它熒光體不同,如上所述的基于氟化物的紅色熒光體可展示出小于或等于40nm的較小的半寬,因此該基于氟化物的紅色熒光體可應(yīng)用于諸如超高清(uhd)tv的高分辨率tv。

下表1示出了根據(jù)采用藍(lán)色led芯片(440nm至460nm)或uvled芯片(380nm至440nm)的白色led裝置的應(yīng)用場合而分類的熒光體類型。

【表1】

此外,波長轉(zhuǎn)換器可取代熒光體,或者可將諸如qd的波長轉(zhuǎn)換材料與熒光體混合。

圖21是作為可應(yīng)用于根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的作為波長轉(zhuǎn)換材料的qd的示意截面圖。

具體而言,qd可包括iii-v族化合物半導(dǎo)體或ii-vi族化合物半導(dǎo)體,并且具有殼-核結(jié)構(gòu)。例如,qd可具有包括cdse或inp的核以及包括zns或znse的殼。此外,qd可具有用于使核和殼穩(wěn)定的配體。例如,核的直徑可從約1nm到約30nm(優(yōu)選地,從約3nm到約10nm),而殼的厚度可從約0.1nm到約20nm(優(yōu)選地,從約0.5nm到約2nm)。

qd可基于其尺寸而實(shí)現(xiàn)各種顏色。特別地,當(dāng)qd用于代替熒光體時(shí),可使用qd作為紅色熒光體或綠色熒光體。如果qd用于代替熒光體和/或當(dāng)qd用于代替熒光體時(shí),可實(shí)現(xiàn)較小的半寬度(例如,約35nm)。

波長轉(zhuǎn)換材料可包含在密封元件中,或者可制造為類膜元件并附著至諸如led芯片或?qū)Ч獍宓墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)的表面。這種情況下,波長轉(zhuǎn)換材料可具有均勻的厚度并且可容易地覆在期望的區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施例,led裝置可包括多個(gè)發(fā)光單元以及限定發(fā)光單元的劃分層。因此,根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置可包括用于實(shí)現(xiàn)多種顏色的多個(gè)發(fā)光單元,并且可包括劃分層以抑制發(fā)光單元之間的光學(xué)干擾。

如果根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的多個(gè)發(fā)光單元用作顯示設(shè)備中的單獨(dú)的像素且劃分層設(shè)置在像素之間和/或當(dāng)根據(jù)一些示例實(shí)施例的led裝置的多個(gè)發(fā)光單元用作顯示設(shè)備中的單獨(dú)的像素且劃分層設(shè)置在像素之間時(shí),顯示設(shè)備可容易地實(shí)現(xiàn)更高的分辨率和更小的尺寸,并且容易抑制像素之間的光學(xué)干擾。

應(yīng)當(dāng)理解,本文所述的示例實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被視為僅具有描述性意義而非為了限制的目的。根據(jù)示例實(shí)施例的每個(gè)裝置或方法內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)當(dāng)代表性地視為可用于根據(jù)示例實(shí)施例的其它裝置或方法中的其它類似的特征或方面。雖然已經(jīng)特別示出和描述了一些示例實(shí)施例,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一應(yīng)該理解,在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下,其中可做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。

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