CN101807593A - 发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光器件。所述发光器件可包括：在第一共同电极上形成的多个发光元件，每个发光元件均具有：在第一共同电极上方形成的第一导电层。发光器件可还包括：在第一导电层上方形成的有源层、在有源层上方形成的第二导电层和在相邻发光元件之间形成的绝缘体。在多个发光元件上可以分别形成多个电极，并且第二共同电极可以耦联所述多个电极。这种发光结构可以改善发光特性、散热和高温可靠性。
Description
技术领域
本文广泛描述的实施方案涉及一种发光器件。
背景技术
发光器件是将电流转化为光的半导体器件。红色发光器件可与绿色发光器件一起用作电子器件、信息通讯设备等的光源。这种发光器件的一个实例是发光二极管(LED)。由于这种器件的广泛应用，所以期望改进这种器件的可靠性和性能。
发明内容
本文广泛描述的实施方案涉及如下所述的一种发光器件以及一种制造发光器件的方法。
1.一种发光器件，包括：
在第一共同电极上形成的多个发光元件，每个发光元件均具有：在所述第一共同电极上方形成的第一导电层、在所述第一导电层上方形成的有源层和在所述有源层上方形成的第二导电层；
在相邻发光元件之间形成的至少一个绝缘体；
在所述多个发光元件上分别形成的多个相应电极，和
耦联所述多个电极的第二共同电极。
2.如上述1所述的发光器件，其中所述第二共同电极在所述至少一个绝缘体上方形成。
3.如上述1所述的发光器件，其中所述多个电极中的每个电极在所述发光元件的所述第二导电层的相应部分上形成。
4.如上述1所述的发光器件，其中所述多个发光元件在所述第一共同电极上基本共平面。
5.如上述1所述的发光器件，其中所述多个发光元件的相邻发光元件通过沟槽分隔，并且在所述沟槽中形成所述至少一个绝缘体。
6.如上述5所述的发光器件，其中所述沟槽分隔相邻发光元件的有源层。
7.如上述1所述的发光器件，其中所述有源层由III-V族材料制成。
8.如上述7所述的发光器件，其中所述III-V族材料为GaN。
9.根据如上述1所述的发光器件，其中所述第二共同电极基本上位于所述多个发光元件的中心处。
10.如上述1所述的发光器件，其中电流利用分隔开的电流路径从所述第二共同电极流至所述多个电极的每一个。
11.如上述1所述的发光器件，其中所述相邻发光元件的电极形成为具有互补的形状。
12.如上述1所述的发光器件，其中所述第一共同电极包括反射层。
13.如上述12所述的发光器件，其中所述第一共同电极还包括欧姆层、耦联层或衬底中的至少一种。
14.如上述13所述的发光器件，其中所述欧姆层包括ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au或Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一个。
15.如上述1所述的发光器件，其中所述至少一个绝缘体包括：
位于相邻发光元件之间的第一绝缘体；和
包围所述第一导电层、所述有源层和所述第二导电层的外周部的第二绝缘体。
16.一种制造发光器件的方法，所述方法包括：
形成第一导电层；
形成有源层；
形成第二导电层；
在所述第二导电层上提供第一共同电极；
形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽以形成多个发光元件；
在所述多个发光元件上分别形成多个电极；和
形成第二共同电极以耦联所述多个电极。
17.如上述16所述的方法，还包括：
在所述至少一个沟槽中提供第一绝缘体以隔离所述多个发光元件；和
提供包围所述第一导电层、所述有源层和所述第二导电层的外周部的第二绝缘体。
18.如上述16所述的方法，其中在所述多个发光元件上分别形成多个电极包括：在由所述至少一个沟槽限定的所述多个电极的每一个上以栅格型结构形成电极。
19.如上述16所述的方法，其中在所述第二导电层上提供第一共同电极包括：
在所述第二导电层上提供欧姆层；和
在所述欧姆层的与所述第二导电层相反的一侧上提供衬底。
20.如上述19所述的方法，其中形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽还包括：使所述至少一个沟槽延伸穿过所述第二导电层并进入所述欧姆层。
21.如上述16所述的方法，其中形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽还包括：使所述至少一个沟槽延伸进入所述第二导电层。
附图说明
将参考以下附图详细描述实施方案，其中相同附图标记表示相同元件，其中：
图1是根据本文广泛描述的一个实施方案的发光器件的平面图；
图2是沿着图1中所示的发光器件的线II-II’截取的横截面图；
图3～17是制造图1-2中所示的发光器件的方法的工艺图；和
图18和19说明图1-2中所示的发光器件的电流扩散特性。
具体实施方式
以下，将参考附图描述根据本文广泛描述的实施方案的发光器件。
在实施方案的描述中，当层(或膜)称为在另一层或衬底“上/上方”时，其可以直接在另一层或衬底“上/上方”，或者可以存在中间层。此外，当层称为在另一层“下/下方”时，其可以直接在另一层“下/下方”，或者可以存在一个或更多个中间层。此外，当层称为在两层“之间”时，其可以是两层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。
氮化镓(GaN)半导体具有高的热稳定性和宽的带隙，其可以与其他元素如In、Al等结合，从而能够制造发出绿色光、蓝色光和白色光同时易于控制发光波长的半导体层。结果是，可以认真地考虑将氮化镓(GaN)半导体用于开发包括发光器件如LED的高输出电子器件。
如350mA或更高的高电流可以施加于大面积发光器件。施加于N型电极垫的电流通常产生电流扩散。然而，当施加高电流时，电流具有相对于P型电极距离最短的平直性，而非如上所述产生电流扩散，从而导致电流瓶颈现象。电流瓶颈现象可导致外延(Epi)层的劣化，使得如果器件在高温环境中长时间驱动则器件的发光特性易受影响。
根据图1-2所示的示例性实施方案的发光器件可包括：第二导电半导体层130；有源层120；第一导电半导体层110；将第一导电半导体层110、有源层120和第二导电半导体层130分隔成多个区域的第一绝缘层150；在分隔的第一导电半导体层110的上表面上方形成的第一电极160，和在第一绝缘层150上方形成为连接第一电极160的垫电极170。
在某些实施方案中，第二导电半导体层130可具有约100～500nm的厚度，并且可由例如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN、InGaAlP、AlGaAs的材料制成；有源层120可具有约10～100nm的厚度，并且可由例如InGaN/GaN、InGaN/InGaN的材料制成；第一导电半导体层110可具有约1000～10000nm的厚度，并且可由例如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN、InGaAlP、AlGaAs的材料制成；第一绝缘层150可由例如氧化物、氮化物、聚合物膜的材料制成；第一电极160可具有约10～5000nm的厚度，并且可由例如Cr、Ni、Ti、Al、Ag、Pt、Pd、Au的材料制成；垫电极170可具有约100～5000nm的厚度，并且可由例如Cr、Ni、Ti、Al、Ag、Pt、Pd、Au的材料制成。厚度和/或材料的其他组合也可适用。
如上所述，在制造大面积发光器件中，需要能提供平稳电流流动并避免电流瓶颈现象的电极结构。然而，在垂直型GaN发光器件的情况下，施加于在N型电极上方形成的电极垫的电流发光同时通过N型电极扩散进入发光表面中。如上所述，在大面积发光器件的情况下，当施加高电流时，导致电流瓶颈现象。
在其中平行型电极结构在GaN LED上方形成的实施方案中，可以分隔该结构以控制由于施加高电流而导致的电流瓶颈现象，从而能获得平稳的电流扩散。这种大面积发光器件可以构造为通过平稳的电流扩散使得发光强度在区域上可以相对均匀地分布，并且可防止外延层由于电流瓶颈而劣化同时也改善高温可靠性。
通常电极结构可具有翼电极和垫电极一致的结构。即使在分隔的情况下，因为是串联型，所以当施加高电流时，在垫电极周围可发生电流瓶颈现象。由于施加高电流所导致的电流瓶颈现象，所以外延层的击穿电流扩散并不平稳，故而仍然可出现上述问题，如发光表面之间的不均匀发光强度以及长时间运行期间的高温可靠性的劣化。
在根据本文广泛描述的一个实施方案的平行型电极结构中，垫电极170可位于第一绝缘层150上方，第一电极160可位于发光表面上方。在该结构中，施加于垫电极170的电流流动至发光表面的第一电极160，所述发光表面通过在第一绝缘层150上方形成的垫电极170分为四部分，然后该电流流动至相互平行接触的垫电极170和第一电极160，如图18和19所示。
相互平行接触的垫电极170和第一电极160在四个分开的发光表面中的每个处可具有相同的电流密度(C)，从而可获得具有均匀发光强度的发光表面。
此外，通过分隔相对较宽的特定表面区域，可将长时间高温运行期间产生的热更有效地耗散，由此改善在如BLU等应用中的高温可靠性和表现特性。
随着发光器件如LED的面积的增加，改善电极结构可有益于利用高电流施加方案来驱动LED。因此，如本文所包括并进行广泛描述的平行型电极结构可集中于开发用于大面积LED显示器件的电极结构。如本文所包括并进行广泛描述的平行型电极结构可以应用于垂直型LED和水平型LED，也可以应用于N电极和P电极。
以下，将参考图3～17描述制造根据如本文广泛描述的一个实施方案的发光器件的方法。
首先，可以准备第一衬底100。第一衬底100可以是蓝宝石(Al2O3)单晶衬底、SiC衬底等，并且不限于此。可以对第一衬底实施湿清洗操作以除去杂质。只是为了便于说明，在图3A中仅仅示出了第一衬底100。然后，在第一衬底100上或上方可以形成第一导电半导体层110。将假定基于附图中所示的方位第一衬底位于第一导电半导体层110的上方来描述该过程。
第一导电半导体层110可包括通过化学气相沉积(CVD)法、分子束外延(MBE)法、溅射或者氢化物气相外延(HVPE)法或其他合适的方法形成的N型GaN层。此外，第一导电半导体层110可以通过在腔室中注入包含n型杂质的硅烷气体(SiH4)如三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、硅(Si)等来形成。
在替代实施方案中，在第一衬底上方可以形成未掺杂半导体层(未示出)，并且在该未掺杂半导体层上方可以形成第一导电半导体层110。例如，在第一衬底上方可以形成未掺杂GaN层。
在第一衬底上方形成第一导电半导体层110之后，在第一导电半导体层110上方可以形成有源层120。有源层120可以是利用经由第一导电半导体层110注入的电子和经由第二导电半导体层130注入的空穴的碰撞而发光的层，所发出的光具有的能量由有源(发光层)材料的独特能带确定。有源层120可以具有通过交替堆叠具有不同能带的氮化物半导体薄膜层一次或更多次而形成的量子阱结构。例如，有源层120可具有多量子阱结构，具有通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、三甲基铟气体(TMIn)而形成的InGaN/GaN结构，但是不限于此。
然后，在有源层120上方可以形成第二导电半导体层130。例如，第二导电半导体层130可以通过在腔室中注入包含p型杂质的双乙基环戊二烯基镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2如三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、镁(Mg)来形成，但是不限于此。
然后，在第二导电半导体层130上方可以形成第二电极层140。第二电极层140可包括欧姆层142和第二衬底144。第二电极层可以还包括反射层143和耦联层145。为了便于说明，在图3B中仅仅示出了反射层143和耦联层145。
第二电极层140可以通过多次堆叠单金属、金属合金、金属氧化物等来形成以有效地实施空穴注入。例如，欧姆层142可包括ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-GaZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au或Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种，但是并不限于此。
当第二电极层140包括反射层时，这种反射层可以由含Al、Ag或者含Al或者Ag的合金的金属层形成。这些材料有效地反射从有源层120产生的光，使得能够显著改善发光器件的光提取效率。
此外，当第二电极层140包括耦联层时，反射层也可作为耦联层，或者耦联层可以由镍(Ni)或金(Au)形成，并且除了反射层之外可以提供耦联层或者提供耦联层来替代反射层。
第二电极层140可包括第二衬底144。当第一导电半导体层110具有50μm或者更大的厚度时，可以省略形成第二衬底144的过程。为了有效地注入空穴，第二衬底144可以由具有极好导电性的金属、金属合金或者导电半导体材料形成。例如，第二衬底144可以是铜(Cu)、铜合金、Si、Mo、SiGe等。形成第二衬底144的方法可包括电化学金属沉积法、使用共晶金属的键合方法或者其他合适的方法。
然后，可以移除第一衬底以暴露出第一导电半导体层110。移除第一衬底的方法可包括使用高输出激光或者化学蚀刻方法来分离第一衬底的方法。此外，第一衬底可以通过物理研磨来移除。移除第一衬底暴露出第一导电半导体层110。
以下，将参考图5～12描述形成第一绝缘层150的过程。
如图5和6所示，在第一导电半导体层110上方可以形成第一图案310。例如，第一图案310可以暴露出其中可以形成有光敏膜或者绝缘膜的沟槽的区域。伴随形成沟槽T的过程，第一导电半导体层110、有源层120、第二导电半导体层130和第二电极层140的部分可得到移除(见图7)。移除第一导电半导体层110、有源层120、第二导电半导体层130和第二电极层140的外部允许第二绝缘层152耦联到其。如图3A所示，第二电极层140中的欧姆层142的外部的一部分也可得到移除，但是本实施方案不限于此。
然后，如图7和8所示，可以使用第一图案310作为蚀刻掩膜来蚀刻第一导电半导体层110、有源层120和第二导电半导体层130的一部分以形成沟槽T。例如，沟槽T可以通过干蚀刻或者湿蚀刻形成。沟槽T可以是如图8所示的十字型，但是并不限于此。沟槽T可以将LED芯片分隔为不同形式的多个区域。在此实施方案中，沟槽T可以通过蚀刻至第二导电半导体层130而形成。在某些实施方案中，沟槽T也可以延伸进入第二电极层140的一部分中。
随后，如图9和10所示，可以移除第一图案310。例如，可以通过灰化法、湿蚀刻法或者其他合适的方法移除第一图案310。
然后，如图11和12所示，可以形成第一绝缘层150以填充沟槽T。例如，第一绝缘层150可以由绝缘膜如氧化物膜或氮化物膜形成。图11为沿着图12的线I-I’截取的横截面图。
第二绝缘层152可与第一绝缘层150一起形成，第二绝缘层152包围第一导电半导体层110、有源层120和第二导电半导体层130的外部。例如，包围第一导电半导体层110、有源层120、第二导电半导体层130的外部的钝化层可由绝缘膜如氧化物膜或氮化物膜等形成。
然后，如图13和14所示，第一电极160均可在分开的第一导电半导体层110上方形成。图13是沿着图14的线II-II’截取的横截面图。
在该实施方案中，第一电极160与第一导电半导体层110大范围接触，但是可以形成为使得较少的第一电极160覆盖从其发光的第一导电半导体层110的一部分。例如，第一电极160可形成为栅格。或者，第一电极160可均在分开的第一导电半导体层110上方形成为翼型。其他结构也可适用。
然后，如图15、16和17所示，使第一电极160互相连接的垫电极170可以在第一绝缘层150的上方形成。图15是沿着图16的线II-II’截取的横截面图，图17是沿着图16的线III-III’截取的横截面图。
如图18和19所示，在如本文所包括并进行广泛描述的平行型电极中(所述电极为其中垫电极170位于第一绝缘层150的上方并且第一电极160位于发光表面的上方的结构)，施加到垫电极170的电流流动至在第一绝缘层150上方形成的四个分开的发光表面的第一电极160。垫电极170和第一电极160可以平行地相互接触。在该实施方案中，垫电极170可以在发光结构的上表面的中心处形成，使得其在分开的发光表面处可以具有基本相同的电流密度(C)。
因此，平行地相互接触的垫电极170和第一电极160分布为在四个分开的发光表面的每个上均具有相同的电流密度(C)，从而可获得具有均匀发光强度的发光表面。
在如本文所包括并进行广泛描述的发光器件中，平行型电极结构可以解决电流瓶颈现象(拥堵现象)并且提供平稳的电流扩散。
平行型电极结构也可以在发光区域上提供均匀的电流密度，因此有源区可以通过n-i-p结在整个区域上来产生均匀的发光强度，使得能够获得改善的光量的效果。
此外，如本文所包括并进行广泛描述的发光器件形成有具有宽比表面积的隔离，由此获得良好的散热。此外，具有相对较宽比表面积的隔离可以改善散热，由此改善长时间运行期间的高温可靠性和改善在如BLU等的应用中的特性。
提供一种能够解决电流瓶颈现象或拥堵现象同时平稳地扩散电流的发光器件。
提供一种通过形成具有宽比表面积的隔离以具有良好散热性能的发光器件。
如上所述，发光器件可包括：具有第二导电半导体层、有源层和第一导电半导体层的发光结构；和在发光结构上方形成的平行型电极结构。该平行型电极结构可设置在第一导电半导体层上方。第二绝缘层可包围第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的外部。
第一绝缘层可将第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层分隔成多个区域。在分隔开的第一导电半导体层上方可以提供第一电极。每个第一电极均可以分开设置在分隔开的第一导电半导体层上方。第一电极可以在分隔开的第一导电半导体层上方设置为翼型或栅格型。
在第一绝缘层上方可以提供垫。垫可以设置在发光结构的中心以连接第一电极。垫可以设置在第一绝缘层上方并且第一电极在发光表面上方。施加至垫的电流可通过第一绝缘层上方的垫电极流入分为四部分的发光表面的第一电极中，垫和第一电极平行地相互接触。平行地相互接触的垫和第一电极在分为四部分的发光表面处可具有相同的电流密度。
此外，发光器件可包括：包括第二导电半导体层、有源层和第一导电半导体层的发光结构；将第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层分隔成多个区域的第一绝缘层；在分隔开的第一导电半导体层上方的第一电极；和在第一绝缘层上方用于连接第一电极的垫。
第一电极可以在分隔开的第一导电半导体层上方设置为翼型或栅格型。每个第一电极均可以分开设置在分隔开的第一导电半导体层上方。
可以移除第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的外部的一部分。第二绝缘层可以包围第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的外部。垫可设置在发光结构的中心以连接第一电极。施加至垫的电流可通过第一绝缘层上方的垫电极流入分为四部分的发光表面的第一电极中，垫和第一电极平行地相互接触。平行地相互接触的垫和第一电极在分为四部分的发光表面处可具有相同的电流密度。
在本说明书中对″一个实施方案″、″实施方案″、″示例性实施方案″等的任何引用，表示与该实施方案相关描述的具体的特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施方案中。在说明书不同地方出现的这些措词不必都涉及相同的实施方案。此外，当结合任何实施方案描述具体的特征、结构或特性时，认为将这种特征、结构或特性与其它的实施方案相关联均在本领域技术人员的范围之内。
虽然已经参考大量说明性实施方案描述了实施方案，但是应理解本领域技术人员可设计很多的其它改变和实施方案，这些也将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在公开、附图和所附的权利要求的范围内，在本发明的组合排列的构件和/或结构中可能具有各种的变化和改变。除构件和/或结构的变化和改变之外，对本领域技术人员而言，可替代的用途也会是显而易见的。
Claims (21)
1.一种发光器件，包括：
在第一共同电极上形成的多个发光元件，每个发光元件均具有：在所述第一共同电极上方形成的第一导电层、在所述第一导电层上方形成的有源层和在所述有源层上方形成的第二导电层；
在相邻发光元件之间形成的至少一个绝缘体；
在所述多个发光元件上分别形成的多个相应电极，和
耦联所述多个电极的第二共同电极。
2.权利要求1所述的发光器件，其中所述第二共同电极在所述至少一个绝缘体上方形成。
3.权利要求1所述的发光器件，其中所述多个电极中的每个电极在所述发光元件的所述第二导电层的相应部分上形成。
4.权利要求1所述的发光器件，其中所述多个发光元件在所述第一共同电极上基本共平面。
5.权利要求1所述的发光器件，其中所述多个发光元件的相邻发光元件通过沟槽分隔，并且在所述沟槽中形成所述至少一个绝缘体。
6.权利要求5所述的发光器件，其中所述沟槽分隔相邻发光元件的有源层。
7.权利要求1所述的发光器件，其中所述有源层由III-V族材料制成。
8.权利要求7所述的发光器件，其中所述III-V族材料为GaN。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二共同电极基本上位于所述多个发光元件的中心处。
10.权利要求1所述的发光器件，其中电流利用分隔开的电流路径从所述第二共同电极流至所述多个电极的每一个。
11.权利要求1所述的发光器件，其中所述相邻发光元件的电极形成为具有互补的形状。
12.权利要求1所述的发光器件，其中所述第一共同电极包括反射层。
13.权利要求12所述的发光器件，其中所述第一共同电极还包括欧姆层、耦联层或衬底中的至少一种。
14.权利要求13所述的发光器件，其中所述欧姆层包括ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au或Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一个。
15.权利要求1所述的发光器件，其中所述至少一个绝缘体包括：
位于相邻发光元件之间的第一绝缘体；和
包围所述第一导电层、所述有源层和所述第二导电层的外周部的第二绝缘体。
16.一种制造发光器件的方法，所述方法包括：
形成第一导电层；
形成有源层；
形成第二导电层；
在所述第二导电层上提供第一共同电极；
形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽以形成多个发光元件；
在所述多个发光元件上分别形成多个电极；和
形成第二共同电极以耦联所述多个电极。
17.权利要求16所述的方法，还包括：
在所述至少一个沟槽中提供第一绝缘体以隔离所述多个发光元件；和
提供包围所述第一导电层、所述有源层和所述第二导电层的外周部的第二绝缘体。
18.权利要求16所述的方法，其中在所述多个发光元件上分别形成多个电极包括：在由所述至少一个沟槽限定的所述多个电极的每一个上以栅格型结构形成电极。
19.权利要求16所述的方法，其中在所述第二导电层上提供第一共同电极包括：
在所述第二导电层上提供欧姆层；和
在所述欧姆层的与所述第二导电层相反的一侧上提供衬底。
20.权利要求19所述的方法，其中形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽还包括：使所述至少一个沟槽延伸穿过所述第二导电层并进入所述欧姆层。
21.权利要求16所述的方法，其中形成穿过所述第一导电层和所述有源层的至少一个沟槽还包括：使所述至少一个沟槽延伸进入所述第二导电层。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102468318A (zh) * | 2010-11-04 | 2012-05-23 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种高压直流发光二极管芯片结构及其制造方法 |
| WO2012171331A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Semileds Optoelectronics Co.,Ltd | Vertical led with current guiding structure |
| CN103972350A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-06 | 马鞍山太时芯光科技有限公司 | 一种新型结构的led芯片及其制作方法 |
| CN109900718A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 三星显示有限公司 | 检查发光元件的方法及用于检查发光元件的装置 |
| CN110676286A (zh) * | 2015-02-13 | 2020-01-10 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光元件以及发光二极管 |
| CN110993774A (zh) * | 2016-07-26 | 2020-04-10 | 宏齐科技股份有限公司 | 发光二极体的封装结构 |
| CN111599832A (zh) * | 2014-06-23 | 2020-08-28 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件及其制造方法 |
| CN111668204A (zh) * | 2013-09-30 | 2020-09-15 | 原子能与替代能源委员会 | 用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2445018B1 (en) * | 2009-06-15 | 2016-05-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device, light-emitting module, and illumination device |
| EP2715807B8 (en) * | 2011-06-01 | 2018-10-24 | Lumileds Holding B.V. | Light emitting device bonded to a support substrate |
| JP5629669B2 (ja) * | 2011-10-11 | 2014-11-26 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子の製造方法 |
| US9847372B2 (en) * | 2011-12-01 | 2017-12-19 | Micron Technology, Inc. | Solid state transducer devices with separately controlled regions, and associated systems and methods |
| TWI698030B (zh) * | 2013-03-18 | 2020-07-01 | 晶元光電股份有限公司 | 發光元件 |
| KR20150064414A (ko) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 삼성전자주식회사 | 발광소자 및 이를 포함하는 조명 장치 |
| KR20150139194A (ko) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| US9728698B2 (en) | 2014-06-03 | 2017-08-08 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device package having improved heat dissipation efficiency |
| US9577171B2 (en) | 2014-06-03 | 2017-02-21 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device package having improved heat dissipation efficiency |
| KR102226455B1 (ko) * | 2014-07-01 | 2021-03-11 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광 소자의 제조방법 |
| JP6312552B2 (ja) * | 2014-08-07 | 2018-04-18 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子 |
| US10593756B2 (en) * | 2016-08-12 | 2020-03-17 | Intel Corporation | Quantum dot array devices |
| FR3061360A1 (fr) * | 2016-12-22 | 2018-06-29 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif electroluminescent |
| EP4040495A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting device and display apparatus including the same |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0011418A1 (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-28 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Manufacture of electroluminescent display devices |
| US5499124A (en) * | 1990-12-31 | 1996-03-12 | Vu; Duy-Phach | Polysilicon transistors formed on an insulation layer which is adjacent to a liquid crystal material |
| JP4902040B2 (ja) * | 2000-06-21 | 2012-03-21 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
| US6547249B2 (en) | 2001-03-29 | 2003-04-15 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates |
| WO2003017320A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Nam-Young Kim | Lamp utilizing a light emitted diode |
| KR100495004B1 (ko) * | 2002-07-09 | 2005-06-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광다이오드 및 그 제조방법 |
| JP4703236B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-06-15 | 三洋電機株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| KR100748247B1 (ko) * | 2005-07-06 | 2007-08-09 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광다이오드 및 그 제조방법 |
| KR20070088145A (ko) | 2006-02-24 | 2007-08-29 | 엘지전자 주식회사 | 발광 다이오드 및 그 제조방법 |
| US20070215881A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element and manufacturing method thereof |
| KR100752721B1 (ko) | 2006-07-12 | 2007-08-29 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화갈륨계 ｌｅｄ 소자의 제조방법 |
| CN100544014C (zh) | 2006-09-13 | 2009-09-23 | 海立尔股份有限公司 | 发光二极管结构 |
| KR100845549B1 (ko) | 2007-01-22 | 2008-07-10 | 삼성전기주식회사 | 백색 발광소자 및 그 제조방법 |
| WO2008091837A2 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Cree Led Lighting Solutions, Inc. | Fault tolerant light emitters, systems incorporating fault tolerant light emitters and methods of fabricating fault tolerant light emitters |
| EP2111641B1 (en) | 2007-01-22 | 2017-08-30 | Cree, Inc. | Illumination devices using externally interconnected arrays of light emitting devices, and method of fabricating same |
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2009
- 2009-02-18 KR KR1020090013572A patent/KR101007130B1/ko active IP Right Grant
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102468318B (zh) * | 2010-11-04 | 2014-12-24 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种高压直流发光二极管芯片结构及其制造方法 |
| CN102468318A (zh) * | 2010-11-04 | 2012-05-23 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种高压直流发光二极管芯片结构及其制造方法 |
| WO2012171331A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Semileds Optoelectronics Co.,Ltd | Vertical led with current guiding structure |
| CN111668204A (zh) * | 2013-09-30 | 2020-09-15 | 原子能与替代能源委员会 | 用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法 |
| CN111668204B (zh) * | 2013-09-30 | 2023-09-15 | 原子能与替代能源委员会 | 用于制造具有发光二极管的光电子器件的方法 |
| CN103972350B (zh) * | 2014-05-30 | 2017-01-18 | 马鞍山太时芯光科技有限公司 | 一种新型结构的led芯片及其制作方法 |
| CN103972350A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-06 | 马鞍山太时芯光科技有限公司 | 一种新型结构的led芯片及其制作方法 |
| CN111599832A (zh) * | 2014-06-23 | 2020-08-28 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件及其制造方法 |
| CN111599832B (zh) * | 2014-06-23 | 2023-03-24 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件及其制造方法 |
| CN110676286A (zh) * | 2015-02-13 | 2020-01-10 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光元件以及发光二极管 |
| CN110676286B (zh) * | 2015-02-13 | 2024-01-19 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光元件以及发光二极管 |
| CN110993774A (zh) * | 2016-07-26 | 2020-04-10 | 宏齐科技股份有限公司 | 发光二极体的封装结构 |
| CN109900718A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 三星显示有限公司 | 检查发光元件的方法及用于检查发光元件的装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121114 Termination date: 20200203 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |