CN101398156A - 半导体发光组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体发光组件。本发明的半导体发光组件包含一基板、一多层结构、至少一个电极结构以及一光反射器。所述基板具有一上表面。所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上。所述多层结构包含一发光区以及至少一半导体材料层。所述多层结构具有一顶表面。所述至少一个电极结构形成在所述多层结构的所述顶表面上。所述光反射器形成在所述多层结构的所述顶表面上。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体发光组件(semiconductor light-emitting device)，特别涉及一种具有高度发光效率及较佳的演色性(color rendering property)的半导体发光组件。
背景技术
所谓「白光」通常是指一种多颜色的混合光。以人眼所见的白光至少包括二种以上波长的色光所形成，例如：蓝色光加黄色可得到二波长的白光；蓝色光、绿色光、红色光混合后可得到三波长的白光。
现在家庭用室内照明光源如日光灯、U型省电灯泡及小型手电筒照明、汽车/飞机/船内的照明等，使用的光源所发射的光线皆为三波长的白光。此外，目前薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)中所使用的背光源亦为三波长的白光。由此可知，发出白光的发光模块在照明市场中占有相当大的比重。
现有的白光发光二极管主要包含两种类型。第一种类型包括多个发光二极管芯片，并通过调整通过每一个单色发光二极管芯片的电流来产生白光。此外，第一种类型又可分为同时使用红光、蓝光及绿光的发光二极管芯片的三波长型的白光发光二极管，以及使用黄光及蓝光发光二极管芯片的二波长型的白光发光二极管。虽然此种类型的白光发光二极管的发光效率较高，但因为需同时使用多个单色发光二极管芯片，所以其制作成本较高。
第二种类型为以蓝光发光二极管芯片搭配一黄色无机荧光粉(或黄色有机荧光染料)以产生白光的白光发光二极管。其中，蓝光发光二极管芯片所发出的蓝光的波长介于440nm及490nm之间。黄色无机荧光粉受到蓝光照射之后，可发出黄色的荧光，且当黄色荧光与原有的蓝光混光后，便可得到所需的白光。此种类型的白光发光二极管在制作上较上述的第一种类型的白光发光二极管容易且生产成本也较低，因此目前市面上的白光发光二极管大多为此种类型。
然而，由于第二种类型的白光发光二极管的发光效率较低，且其为二波长型(仅由蓝光及黄光进行混光)的白光发光二极管，因此在演色性及显示色温的表现上并不如其它三波长型的白光发光二极管。故第二种类型的白光发光二极管所存在的缺点仍有待改善。
发明内容
本发明的一目的是提供一种具有高度发光效率及较佳的演色性的半导体发光组件，以解决上述问题。
根据本发明的一较佳实施例，所述半导体发光组件包含一基板(substrate)、一多层结构(multi-layer structure)、至少一个电极结构(electrodestructure)以及一光反射器(light reflector)。
所述基板具有一上表面。所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上。所述多层结构包含至少一半导体材料层以及一发光区。所述多层结构具有一顶表面。所述至少一个电极结构形成在所述多层结构的所述顶表面上。所述光反射器形成在所述多层结构的所述顶表面上。
相较于现有技术，本发明的半导体发光组件(例如，白光发光二极管)可以借助所述光反射器，致使所述半导体发光组件具有较高的发光效率及较佳的演色性。
附图说明
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面将结合附图对本发明的较佳实施例详细说明：
图1是本发明的一较佳实施例的半导体发光组件的截面视图。
图2是由图1中的半导体发光组件延伸的另一较佳实施例的半导体发光组件的截面视图。
图3是本发明的半导体发光组件对不同颜色的光线的反射频谱。
图4是本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的截面视图。
图5是本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件的截面视图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明的一较佳实施例的半导体发光组件1的截面视图。
在此较佳实施例中，所述半导体发光组件1是以一发光二极管为例，但不以此为限。所述发光二极管所发出的光线可以搭配一无机荧光粉或染料以产生白光。
如图1所示，所述半导体发光组件1包含一基板10、一多层结构12、至少一个电极结构14以及一光反射器16。
所述基板10可以是玻璃(SiO2)、硅(Si)、锗(Ge)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铝(AlN)、蓝宝石(sapphire)、尖晶石(spinnel)、三氧化二铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、二氧化锂铝(LiAlO2)、二氧化锂镓(LiGaO2)或四氧化镁二铝(MgAl2O4)。
所述基板10具有一上表面100。所述多层结构12形成在所述基板10的所述上表面100上。所述多层结构12包含至少一半导体材料层122以及一发光区120。
在一较佳实施例中，所述至少一半导体材料层122可以由一II-VI族化合物或一III-V族化合物所制成。
所述多层结构12具有一顶表面124。所述至少一个电极结构14形成在所述多层结构12的所述顶表面124上。所述光反射器16形成在所述多层结构12的所述顶表面124上。
请参阅图2，图2是由图1中的半导体发光组件1延伸的另一较佳实施例的半导体发光组件1的截面视图。
如图2所示，除了形成在所述多层结构12的所述顶表面124上外，所述光反射器16可以形成在所述多层结构12及所述基板10的侧表面上。
在一较佳实施例中，所述光反射器16可以利用涂布(coating)或黏贴(adhesion)的方式形成在所述多层结构12的所述顶表面124上，或同时形成在所述多层结构12及所述基板10的侧表面上。
在一较佳实施例中，所述光反射器16可以由至少一具有高折射率的材料层及至少一具有低折射率的材料层相互堆栈而形成。
举例而言，所述至少一具有高折射率的材料层可以由氮化硅(Si3N4)、二氧化钛(Ta2O5)、氧化钽(Ta2O5)、五氧化二铌(Nb2O5)、氧化铈(CeO2)或硫化锌(ZnS)所形成或以上所述化合物中的任意两种化合物搭配而形成。此外，所述至少一具有低折射率的材料层可以由二氧化硅(SiO2)及/或氟化镁(MgF2)所形成。
举例而言，所述光反射器16可以由氮化硅(折射率为1.89)及二氧化硅(折射率为1.45)搭配而形成。请参阅图3。图3是本发明的半导体发光组件对不同颜色的光线的反射频谱。
如图3所示，在所述光反射器16由氮化硅及二氧化硅组成的情况下，通过改变所述光反射器16的对数即可得到对不同颜色的光线所要的反射率。在一较佳实施例中，如图3所示，所述光反射器16对于红光的反射率几乎可以达到0.9。
在另一较佳实施例中，所述光反射器16可以是一反射器组合。
所述反射器组合可以由一蓝光反射器、一绿光反射器或一红光反射器所组成，或由两种以上上述的反射器所组成。
所述蓝光、绿光或红光反射器的选择可视实际情况所需而决定。通过控制所述光反射器16的厚度或对数可以控制入射至所述光反射器16的光线的最佳波长及反射率。理论上，所述光反射器16的厚度值为Nλ/4nm(N＝1、3、5...，N为奇数)。
请参阅图4，图4是本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件1的截面视图。
如图4所示，所述半导体发光组件1进一步可以包含形成在所述光反射器16上的一荧光层(fluorescent layer)18。
根据Stoke Theory，荧光粉的激发效率与被激发光与光源的波长差有关。以紫外光(UV)激发光为例，蓝光激发效率最好，绿光次之，红色最差。如果以蓝光激发，则绿光效率又远比红光好，因而在设计光反射器组时可根据发光效率自由调整反射率。例如，可将红光反射率调成100％，绿光调成70％，蓝光调成50％，因此在荧光粉封装后得到高效率及高演色性的白光LED。
本发明的半导体发光组件1(例如，白光发光二极管)在经过荧光粉封装及所述反射器组合的帮助下，的确可增加所述半导体发光组件1的发光效率及光源的演色性。特别地，为补偿红光的出光强度，本发明的半导体发光组件1能在不增加荧光粉量的情况下，通过改变所述光反射器16的对数便能提升所述半导体发光组件1的发光效率及光源的演色性。
请参阅图5，图5是本发明的另一较佳实施例的半导体发光组件2的截面视图。
如图5所示，所述半导体发光组件2包含一基板20、一多层结构22、一光反射器24、一反射层28、至少一个电极结构26以及一导热基板30。一绝缘层32形成在所述导热基板30上并且一电路层34形成在所述绝缘层32上。
如图5所示，所述半导体发光组件2以一覆晶式结构的发光二极管为例。覆晶式结构的发光二极管是将一发光二极管倒置并与导热基板30接合而制成。
所述基板20具有一上表面200及一下表面202。所述多层结构22形成在所述基板20的所述上表面200上。所述多层结构22包含至少一半导体材料层222以及一发光区220。所述多层结构22具有一顶表面224。所述光反射器24形成在所述基板20的所述下表面202上。所述反射层28形成在所述多层结构22的所述顶表面224上。所述至少一个电极结构26形成在所述多层结构22的所述顶表面224上及所述反射层28上。
所述至少一个电极结构26通过至少一个接合(bonding)层36与所述导热基板30及所述电路层34电性连接。所述接合层36可以由金属制成，但不以此为限。
在一较佳实施例中，所述光反射器24可以由至少一具有高折射率的材料层及至少一具有低折射率的材料层相互堆栈而形成。所述至少一具有高折射率的材料层及所述至少一具有低折射率的材料层的成份如先前所述，在此不予赘述。
在另一较佳实施例中，所述光反射器24可以是一反射器组合。同样地，所述反射器组合的组件(element)如先前所述，在此不予赘述。
相较于现有技术，本发明的半导体发光组件(例如，白光发光二极管)可以借助所述光反射器，致使所述半导体发光组件具有较高的发光效率及较佳的演色性。
以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (16)
1、一种半导体发光组件，其特征在于，包含：
一基板，所述基板具有一上表面；
一多层结构，所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上，所述多层结构包含至少一半导体材料层以及一发光区，所述多层结构具有一顶表面；
至少一个电极结构，所述至少一个电极结构形成在所述多层结构的所述顶表面上；以及
一光反射器，所述光反射器形成在所述多层结构的所述顶表面上。
2、如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于：所述光反射器形成在所述多层结构及/或所述基板的侧表面上。
3、如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于：进一步包含形成在所述光反射器上的一荧光层。
4、如权利要求2所述的半导体发光组件，其特征在于：所述光反射器是由至少一具有高折射率的材料层及至少一具有低折射率的材料层相互堆栈而形成。
5、如权利要求4所述的半导体发光组件，其特征在于：所述至少一具有高折射率的材料层是由选自由氮化硅、二氧化钛、氧化钽、五氧化二铌、氧化铈及硫化锌所组成的一群组中的其中一个或其中二个所形成，并且所述至少一具有低折射率的材料层是由二氧化硅及/或氟化镁所形成。
6、如权利要求2所述的半导体发光组件，其特征在于：所述光反射器是一反射器组合。
7、如权利要求6所述的半导体发光组件，其特征在于：所述反射器组合是由选自由一蓝光反射器、一绿光反射器及一红光反射器所组成的一群组中的其中一个或其中二个以上所组成。
8、如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于：所述至少一半导体材料层是由一II-VI族化合物或一III-V族化合物所形成。
9、如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于：所述基板是由选自由玻璃、硅、锗、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、三氧化二铝、碳化硅、氧化锌、氧化镁、二氧化锂铝、二氧化锂镓以及四氧化镁二铝所组成的一群组中的其中一个所形成。
10、一种半导体发光组件，其特征在于，包含：
一基板，所述基板具有一上表面及一下表面；
一多层结构，所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上，所述多层结构包含至少一半导体材料层以及一发光区，所述多层结构具有一顶表面；
一光反射器，所述光反射器形成在所述基板的所述下表面上；
一反射层，所述反射层形成在所述多层结构的所述顶表面上；
至少一个电极结构，所述至少一个电极结构形成在所述多层结构的所述顶表面上及所述反射层上；以及
一导热基板，一绝缘层形成在所述导热基板上并且一电路层形成在所述绝缘层上，所述至少一个电极结构通过至少一个接合层与所述导热基板及所述电路层电性连接。
11、如权利要求10所述的半导体发光组件，其特征在于：所述光反射器是由至少一具有高折射率的材料层及至少一具有低折射率的材料层相互堆栈而形成。
12、如权利要求11所述的半导体发光组件，其特征在于：所述至少一具有高折射率的材料层是由选自由氮化硅、二氧化钛、氧化钽、五氧化二铌、氧化铈及硫化锌所组成的一群组中的其中一个或其中二个所形成，并且所述至少一具有低折射率的材料层由二氧化硅及/或氟化镁所形成。
13、如权利要求10所述的半导体发光组件，其特征在于：所述光反射器是一反射器组合。
14、如权利要求13所述的半导体发光组件，其特征在于：所述反射器组合是由选自由一蓝光反射器、一绿光反射器及一红光反射器所组成的一群组中的其中一个或其中二个以上所组成。
15、如权利要求10所述的半导体发光组件，其特征在于：所述至少一半导体材料层是由一II-VI族化合物或一III-V族化合物所形成。
16、如权利要求10所述的半导体发光组件，其特征在于：所述基板是由选自由玻璃、硅、锗、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、三氧化二铝、碳化硅、氧化锌、氧化镁、二氧化锂铝、二氧化锂镓以及四氧化镁二铝所组成的一群组中的其中一个所形成。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102640309A (zh) * | 2010-09-14 | 2012-08-15 | 松下电器产业株式会社 | 背光源装置、使用该背光源装置的液晶显示装置和在它们中使用的发光二极管 |
| CN103915469A (zh) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | 三星显示有限公司 | 窗口构件、其制造方法以及具有其的显示装置 |
| CN107039565A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-11 | 江南大学 | 一种侧壁和底部具有金属反射层的led芯片结构及其制作方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN1499651A (zh) * | 2002-11-05 | 2004-05-26 | 炬鑫科技股份有限公司 | 白光发光二极管的制造方法及其发光装置 |
| CN1700484A (zh) * | 2004-05-17 | 2005-11-23 | 深圳大学 | 一种新型的白光led结构 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102640309A (zh) * | 2010-09-14 | 2012-08-15 | 松下电器产业株式会社 | 背光源装置、使用该背光源装置的液晶显示装置和在它们中使用的发光二极管 |
| CN102640309B (zh) * | 2010-09-14 | 2016-01-13 | 松下电器产业株式会社 | 背光源装置、使用该背光源装置的液晶显示装置和在它们中使用的发光二极管 |
| CN103915469A (zh) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | 三星显示有限公司 | 窗口构件、其制造方法以及具有其的显示装置 |
| CN107039565A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-11 | 江南大学 | 一种侧壁和底部具有金属反射层的led芯片结构及其制作方法 |
| CN107039565B (zh) * | 2017-04-18 | 2019-04-23 | 江南大学 | 一种侧壁和底部具有金属反射层的led芯片结构及其制作方法 |
| WO2020015437A1 (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种用于背光的倒装led芯片及其制作方法 |
| CN113192942A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-07-30 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板 |
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