CN102237462B - 发光器件、发光器件封装、以及照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光器件、发光器件封装、以及照明系统。提供一种发光器件。所述发光器件包括：发光结构，该发光结构包括第一导电半导体层、有源层、以及第二导电半导体层；第一电介质层，该第一电介质层在发光结构的上表面的部分的上方；以及焊盘电极，该焊盘电极在第一电介质层上方。

Description

发光器件、发光器件封装、以及照明系统
技术领域
本公开涉及发光器件、发光器件封装、以及照明系统。
背景技术
通过具有将电能转换为光能的特性的P-N结二极管可以制造发光器件(LED)。在此，通过将周期表的III族元素和V族元素化合可以形成P-N结二极管。LED可以通过调整化合物半导体的组成比率来发射各种颜色。
同时，根据现有技术，存在下述问题，当静电放电(ESD)出现时电流反向地流动，使得作为发光区域的有源层被损坏。为了解决此问题，齐纳二极管被安装到封装上；然而，在这样的情况下存在减少光吸收的问题。
此外，根据现有技术，由于通过N型电极反射在N型电极下面发射的光，所以发光的效率被减少。此外，根据相关技术，由于被反射的光的再吸收，产生了热。
另外，根据现有技术，由于电流集边(currentcrowding)会降低可靠性并且缩短寿命。
发明内容
实施例提供了能够防止由于静电放电(ESD)导致的损坏，同时没有光吸收的损耗的发光器件、发光器件封装、以及照明系统。
实施例还提供不仅能够增加电流扩展的效率，而且提高光提取效率的发光器件、发光器件封装、以及照明系统。
在一个实施例中，发光器件包括：发光结构，该发光结构包括第一导电半导体层、有源层、以及第二导电半导体层；第一电介质层，该第一电介质层在发光结构的上表面的部分的上方；以及焊盘电极，该焊盘电极在第一电介质层的上方。
在另一实施例中，发光器件封装包括：封装主体；发光器件，该发光器件被布置在封装主体上；以及电极，该电极被电气地连接封装主体和发光器件。
在又一实施例中，照明系统包括发光模块单元，该发光模块单元被提供有发光器件封装。
附图说明
图1是示出根据实施例的发光器件的横截面图。
图2是示出在根据实施例的发光器件中出现静电放电(ESD)时所产生的电场的概念图。
图3是示出根据实施例的发光器件的示例性电路图。
图4是示出根据实施例的发光器件的ESD的波形图。
图5至图7是示出根据实施例的制造发光器件的工艺的横截面图。
图8是示出根据另一实施例的发光器件的横截面图。
图9是示出根据实施例的发光器件封装的横截面图。
图10是示出根据实施例的照明单元的透视图。
图11是示出根据实施例的背光单元的分解透视图。
具体实施方式
现在详细地参考本公开的实施例，在附图中示出其示例。
在实施例的描述中，将会理解的是，当层(或膜)被称为在另一层或者衬底“上”时，它能够直接地在另一层或者衬底上，或者还可以存在中间层。此外，将会理解的是，当层被称为在另一层“下”时，它能够直接地在另一层下，并且还可以存在一个或者多个中间层。另外，还将会理解的是，当层被称为在两个层“之间”时，它能够是两个层之间唯一的层，或者还可以存在一个或者多个中间层。
图1是示出根据实施例的发光器件的横截面图。
根据实施例的发光器件100包括：发光结构110，该发光结构110包括第一导电半导体层112、有源层114、以及第二导电类型半导体层116；第一电介质层142，该第一电介质层142被形成在发光结构110的上表面的一部分上；以及焊盘电极160，该焊盘电极160被形成在第一电介质层142上。
在实施例中，电介质层140可以包括被形成在发光结构110的侧面上的第二电介质层141和第一电介质层142。在此，第一电介质层142和第二电介质层141可以被相互连接。
在实施例中，第一电极150可以被包括在发光结构110上。焊盘电极160可以被电气地连接到第一电极150。
在实施例中，焊盘电极160、第一电介质层142、以及发光结构110可以用作金属绝缘体半导体(MIS)电容器。
根据实施例，为了防止发光二极管(LED)由于静电放电(ESD)而被损坏，通过将LED芯片内的第二电介质层141，例如，钝化层，延伸到发光结构110的上表面的部分，来形成第一电介质层142，并且用于引线结合的焊盘电极160可以被形成在第一电介质层142上。焊盘电极160可以是一个或者多个。
因此，由于焊盘电极160被延伸到第一导电半导体层112的区域，所以当恒压(例如，正向偏压)被提供时电流流到有源层114以产生光；然而，当由于ESD产生脉冲形式的ESD电击时，高频分量的能量经过第一电介质层142，从而可以保护有源层114。
根据基于实施例的发光器件，在没有光吸收的损耗的情况下可以防止由于ESD导致的损坏。此外，根据实施例，通过在LED芯片内形成用于防止由于ESD导致的损坏的电容器，可以减少用于制造封装的成本，可以简化制造的工艺，并且可以最小化光吸收的减少。
此外，根据实施例，因为第一电介质层142，电流没有流到焊盘电极160下面。该电流被扩散到其它区域。因此，第一电介质层142用作恒压的电流阻挡层(CBL)。因此，由于有效的电流流动，可靠性被提高，并且通过将由焊盘电极吸收的光最小化，从而来提高光量。
图2是示出当在根据实施例的发光器件中出现ESD时产生的电场的概念图。图3是示出根据实施例的发光器件的示例性电路图。图4是示出根据实施例的发光器件的ESD的波形图。
通常，当半导体的反向电压被产生时，出现由于ESD而导致的LED的毁坏。由于当反向电压被产生时产生的电荷，在LED有源区域中感应强大的电场。
而且，当ESD出现时，载流子(电子和空穴)被加速，并且与原子碰撞从而产生其它的载流子，并且所产生的载流子同样也产生大量的载流子。此现象被称为雪崩击穿。如果由于电荷感应强大的电场，从而施加了对于半导体而言的不能耐受的ESD，则由于雪崩击穿导致LED被最终毁坏。
因此，如图2中所示，根据实施例，MIS的形式的电容器结构被插入使得被加载到LED有源层的内部的电场被部分地与MIS电容器发生感应，并且因此减少有源区域的电场以提高对ESD的耐受力(tolerance)。
即，根据现有技术，由于电荷而导致的全部的大电场Q0被感应到LED有源区，使得通过雪崩击穿出现LED毁坏。相反地，根据实施例，由于电荷导致的电场Q0的部分Q2被感应到电介质层140的区域，并且因此在LED有源区处的电场的强度Q1可以被减少。
图3是示出根据实施例的发光器件的示例性电路图。
在实施例中，焊盘电极160、第一电介质层142、以及发光结构110可以用作电容器CD。
如图3中所示，可以实现根据实施例的发光器件的电路。在根据恒压，电压是正向的情况下，电流流过LED以产生光。在根据ESD，电压是反向的情况下，电流流过MIS电容器CD。
在此，在根据ESD，电压是反向的情况下，总电容CTot越大，由于ESD应力而流到有源层的电流就越小，使得可以减少电击。
这被表达为下述表达式。
QDis＝CESDVESD
其中，QDis表示放电期间的电荷数量，CESD表示放电期间的电容
C′Tot＝CDiode+CD(具有MIS电容器)
CTot＝CDiode(不具有MIS电容器)
I＝dQ/dt＝ΔQ/τ＝QDis/(RCTot)∴CTot↑-＞I↓
∴I′＝QDis/(RC′)＜I＝QDis/(RCTot)
即，在根据ESD，电压是反向的情况下，总电容CTot越大，由于ESD应力流到有源层的电流(I’)就越小，使得可以减少电击。
图4是示出根据实施例的发光器件的ESD的波形图。
如图4中所示，通过傅里叶变换，脉冲波具有高频分量。上升时间(tr)越陡峭，则高频分量就越大。
如在下面的表达式中所表达，随着频率变得更高，由于电容的阻抗(电阻)就变得越小。因此，在由于ESD，电压是反向的情况下，由于MIS电容器的阻抗变得更小，所以高频电流可以流到MIS电容器。
阻抗：Z＝ZR+jZIm(ZR表示阻抗实部(realimpedance)，j表示虚数因数，并且ZIm表示由于电容器导致的阻抗)。
电容器：ZIm,C＝1/(jωC)(ω＝2πf)
即，在由于ESD而导致电压是反向的情况下，由于MIS电容器的阻抗变得更小，所以高频电流可以流到MIS电容器。
根据实施例，在没有光吸收的损耗的情况下可以防止由于ESD导致的损坏。此外，根据实施例，通过在LED芯片内形成用于防止由于ESD导致的损坏的电容器，可以减少用于制造封装的成本，可以简化制造的工艺，并且可以最小化光吸收的减少。
将会解释图1的未解释的附图标记，以在下面描述制造发光器件的方法。
在下文中，将会参考图5至图7描述根据实施例的制造发光器件的方法。在实施例中，可以利用诸如GaN、GaAs、GaAsP、以及GaP的III-V族材料来形成发光器件，但是其不限于此。
首先，如图5中所示发光结构110可以被形成。
例如，在下面解释发光结构110被形成在预定的基板上，并且然后预定的基板被剥离。然而，发光结构100不限于此，而是还可以被形成在导电基板上。
首先，第一基板(未示出)被制备。第一基板包括导电的或者绝缘的基板。例如，蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge、以及Ga2O3中的至少一个可以被用于第一基板。不平坦的结构可以被形成在第一基板上，但是其不限于此。
为了消除在它的表面上的杂质，可以对第一基板执行湿法清洁。
其后，包括第一导电半导体层112、有源层114、以及第二导电半导体层116的发光结构110可以被形成在第一基板上。
使用例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延等等的方法可以形成发光结构110，但是其不限于此。
缓冲层(未示出)可以被形成在第一基板上。缓冲层可以减少发光结构110和第一基板的材料之间的晶格失配，可以利用III-V族化合物半导体，例如，GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、以及AlInN中的至少一个来形成缓冲层。未掺杂的半导体层可以被形成在缓冲层上，但是其不限于此。
第一导电半导体层112可以被体现为被掺杂有第一导电掺杂物的III-V族化合物半导体。在第一导电半导体层112是N型半导体层的情况下，第一导电掺杂物可以包括Si、Ge、Sn、Se、以及Te作为N型掺杂物；然而，其不限于此。
第一导电半导体层112可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，但是其不限于此。
可以利用GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP、InP中的一个或者多个来形成第一导电半导体层112。
对于第一导电半导体层112，通过使用CVD、MBE、溅射、HVPE的方法可以形成的N型GaN层。而且，通过将包括诸如三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)的N型杂质，以及硅(Si)的硅烷(SiH4)气体注入腔体可以形成第一导电半导体层112。
有源层114发射光，所述光由注射通过第一导电半导体层112的电子和注射通过其后形成的第二导电半导体层116的空穴之间的相遇而引起，具有通过有源层(发光层)材料的独特的能带所确定的能量。
有源层可以被形成有单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构、以及量子点结构中的至少一个。例如，对于有源层114，通过将诸如三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)、以及三甲基铟(TMIn)的气体注入，可以形成MQW结构，但是其不限于此。
有源层114的阱层/阻挡层的结构可以被形成为InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、以及GaP(InGaP)/AlGaP的成对的结构中的至少一个，但是其不限于此。可以利用其带隙小于阻挡层的带隙的材料来形成阱层。
导电包覆层可以被形成在有源层114上和/或下面。可以利用AlGaN基半导体来形成导电包覆层，并且其可以具有高于有源层114的带隙。
第二导电半导体层116可以包括被掺杂有第二导电掺杂物的III-V族化合物半导体，例如，具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料。例如，可以从GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、以及AlGaInP中选择第二导电半导体层116。在第二导电半导体层116是P型半导体层的情况下，第二导电掺杂物可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、以及Ba作为P型掺杂物。第二导电半导体层116可以被形成为单层或者多层，但是其不限于此。
对于第二导电半导体层116，通过将包括诸如三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)的P型杂质以及镁(Mg)的双乙基环戊二烯基镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}注入腔室，可以形成P型GaN层，但是其不限于此。
在实施例中，第一导电半导体层112和第二导电半导体层116可以各自地体现为N型半导体层和P型半导体层，但是其不限于此。此外，在第二导电半导体层116上，在第二导电半导体层是P型半导体层的情况下可以进一步形成具有与第二导电类型，例如，N型半导体层(未示出)相反的极性的半导体层。因此，发光结构110可以被体现为N-P结、P-N结、N-P-N结、以及P-N-P结当中的一个结构。
其后，第二电极层120被形成在第二半导体层116上。
第二电极层120可以包括：欧姆层122、反射层124、结层(未示出)、以及支撑基板126。第二电极层120可以利用钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)、以及注入杂质的半导体基板中的至少一个来形成。
例如，第二电极层120可以包括欧姆层122。通过将用于有效空穴注入的单金属、金属化合物、或者金属氧化物多层化，可以形成欧姆层122。例如，可以形成包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物)(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-GaZnO(AGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及Hf中的至少一个的欧姆层122，但是其不限于此材料。
在实施例中，电流阻挡层130可以被形成在欧姆层122的部分区域处。例如，垂直地在稍后要被形成的第一电极150下面的电流阻挡层130可以被形成有绝缘层、离子注入层、以及非晶层(amorphouslayer)，用于帮助电流扩散。
反射层124可以利用包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及Hf中的至少一个的合金或者金属来形成。通过使用金属或者合金和诸如IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、以及ATO的半透明导电材料，还可以将反射层124形成为多层。例如，反射层124可以被形成为IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、以及AZO/Ag/Ni。
在第二电极层120包括结层的情况下，反射层124还可以用作结层，或者可以包括阻挡金属或者结合金属。例如，结层可以包括Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag或者Ta中的至少一个。
第二电极层120还可以包括导电支撑基板126。导电支撑基板126支撑发光结构110，并且可以将电力提供到发光结构110。导电支撑基板126可以利用具有优秀的导电性的导电半导体材料、金属、或者金属合金来形成。
例如，导电支撑基板126可以包括铜(Cu)、铜合金(Cu合金)、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜钨(Cu-W)、以及载体晶圆(例如，Si、Ge、GaAs、GaN、ZnO、SiGe、以及SiC)中的至少一个。
根据发光器件的设计，导电支撑基板126的厚度可以是不同的。例如，导电支撑基板126可以具有从大约30μm至大约500μm的厚度。
为了形成导电支撑基板126，可以使用采用共晶金属的结合、电化学金属沉积、或者镀的方法。
接下来，第一基板被移除，使得第一导电半导体层112被暴露。为了移除第一基板，可以使用用于分离第一基板的高输出激光的方法或者化学蚀刻的方法。通过物理地磨削也可以移除第一基板。第一基板的消除暴露第一导电半导体层112或者未掺杂的半导体层。
其后，为了在发光结构110上形成电介质层140，发光结构110的侧面的一部分和第二电极层120的一部分可以被移除，但是其不限于此。
接下来，如图6中所示，电介质层140可以被形成在发光结构110的侧面和上表面的部分处。在实施例中，电介质层140可以包括被形成在发光结构110的部分上表面处的第一电介质层142和被形成在发光结构110的侧面处的第二电介质层141。在此，第一电介质层142和第二电介质层141可以被相互连接。
通过使用诸如SiO2、TiO2、Al2O3、以及SiN的氮化物层和氧化物层可以形成电介质层140，但是其不限于此。
接下来，如图7中所示，焊盘电极160被形成在第一电介质层142上。在此，第一电极150可以被形成在发光结构110上，并且焊盘电极160和第一电极150可以被相互电气地连接。
焊盘电极160可以多于一个。例如，即使在垂直发光器件的情况下，在大尺寸LED的情况下可以形成多个焊盘电极160。
根据实施例，为了防止LED由于ESD而受到损坏，通过将LED芯片内的钝化层延伸到发光结构110的上表面的部分来形成第一电介质层142，并且用于引线结合的焊盘电极160可以被形成在第一电介质层142上。
因此，由于焊盘电极160被延伸到第一导电半导体层112的区域，所以当恒压(DC)被提供时电流流到有源层114以产生光；然而，当由于ESD产生脉冲形式的ESD电击时，高频分量的能量经过第一电介质层142，使得可以保护有源层114。
此外，根据实施例，因为第一电介质层142，电流没有流到焊盘电极160下面。该电流被扩散到其它区域。因此，第一电介质层142用作恒压的CBL。因此，由于有效的电流流动，可靠性被提高，并且通过将由焊盘电极吸收的光最小化，从而来增加光量。
根据实施例的发光器件、制造发光器件的方法、和发光器件封装，可以防止由于ESD导致的损坏，同时没有光吸收的损耗。
此外，通过在LED芯片内形成用于防止静电损坏的电容器，可以减少用于制造封装的成本，可以简化制造的工艺，并且可以最小化光吸收的减少。
此外，根据实施例，通过电流流动的有效控制，可以增加光提取效率。
另外，根据实施例，通过电流扩展，可以提高发光器件的可靠性。
图8是示出根据另一实施例的发光器件的横截面图。
根据另一实施例的发光器件102可以包括：发光结构110，该发光结构110包括第一导电半导体层112、有源层114、以及第二导电半导体层116；第一电介质层142，该第一电介质层142被形成在发光结构110的上表面的部分上；以及焊盘电极160，该焊盘电极160被形成在第一电介质层142上。
在实施例中，电介质层140可以包括被形成在发光结构110的侧面上的第二电介质层141和第一电介质层142。在此，第一电介质层142和第二电介质层141可以被相互连接。
在实施例中，第一电极150可以被包括在发光结构110上。焊盘电极160可以被电气地连接到第一电极150。
不平坦的部分R可以被形成在发光结构110的上表面处，以提高光提取效率。
第二电极层120被形成在发光结构110的下面。第二电极层120可以包括欧姆层122、反射层124、结层125、以及支撑基板126。
保护构件190可以被倾斜地形成在发光结构110下方。电流阻挡层(CBL)130可以被形成在发光结构110和欧姆层122之间。
保护构件190可以被周边地形成在发光结构110和结层125之间。因此，保护构件190可以被形成为环形、回路形、或者方形。在垂直方向中保护构件190的一部分可以与发光结构110重叠。
保护构件190可以通过增加结层125的每一侧和有源层114之间的距离来减少结层125和有源层114之间的短路的可能性。
保护构件190还可以防止在芯片分离工艺期间出现短路。
保护构件190可以利用电绝缘材料、具有比反射层124或者结层125低的导电性的材料、或者与第二导电半导体层116形成肖特基连接的材料来形成。例如，保护构件190可以包括ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、ZnO、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiOx、TiO2、Ti、Al或者Cr中的至少一个。
图9是示出根据实施例的发光器件封装200的横截面图。
参考图9，根据实施例的发光器件封装200包括：封装主体单元205；第三电极层213和第四电极层214，该第三电极层213和第四电极层214被安装到封装主体单元205；发光器件100，该发光器件100被安装到封装主体单元205并且电气地连接到第三电极层213和第四电极层214；以及成型构件240，该成型构件240包围发光器件100。
可以形成包括硅材料、合成树脂材料、或者金属材料的封装单元205，并且倾斜表面可以被形成在发光器件100的周围。
第三电极层213和第四电极层214被相互电气地分离，并且用于将电力提供到发光器件100。第三电极层213和第四电极层214还可以通过反射由发光器件100产生的光来增加光效率，并且将从发光器件100产生的热散发到外部。
图1中所示的垂直型发光器件可以适合于发光器件100，但是其不限于此。
发光器件100可以被安装在封装主体单元205上，或者第三电极层213或者第四电极层214上。
使用引线方法、倒装芯片方法、以及贴片结合方法中的一个可以将发光器件100电气地连接到第三电极层213和/或第四电极层214。在实施例中，发光器件100通过引线230被电气地连接到第三电极层213，并且电气地并且直接地接触到第四电极层214。
成型构件240可以通过包围发光器件100来保护发光器件100。成型构件240可以包括荧光基板，使得从发光器件100发射的光的波长可以被改变。
根据实施例的多个发光器件封装可以被排列在基板上。诸如导光板、棱镜片、漫射片、以及荧光片的光学构件还可以被布置在从发光器件封装发射的光的路径上。发光器件封装、基板、以及光学构件可以用作背光单元或者照明单元。例如，照明系统可以包括背光单元、照明单元、指示装置、灯、街灯。
图10是根据实施例的照明单元1100的透视图。
参考图10，照明单元1100包括：壳体1110、装配在壳体1110中的发光模块1130、以及连接端子1120，该连接端子1120被装配在壳体1110中并且被提供有来自于外部电源的电力。
优选地，通过具有优秀的热辐射特性的材料形成壳体1110。例如，壳体1110可以利用金属材料或者树脂材料来形成。
发光模块1130可以包括基板1132和安装在基板1132上的至少一个发光器件封装200。
基板1132可以是印制电路图案的绝缘体。例如，基板1132包括典型的PCB(印制电路板)、金属核PCB、柔性PCB、以及陶瓷PCB。
基板1132还可以利用有效地反射光的材料来形成，或者它的表面可以被涂覆有有效的反射光的颜色，例如，白色和银色。
至少一个发光器件封装200可以被安装在基板1132上。每个发光器件封装200可以包括至少一个LED100。LED100可以包括发射诸如红色、绿色、蓝色或者白色的可视光的发光二极管，和发射UV(紫外线)的UV发光二极管。
为了获得色调和亮度，可以将各种发光器件封装200的组合布置在发光模块1130中。例如，为了确保高显色指数(CRI)，可以组合并且布置白色发光二极管、红色发光二极管、以及绿色发光二极管。
连接端子1120可以被电气地连接到发光模块1130以提供电力。连接端子1120以插座的方法被螺纹连接到外部电源；然而，对此不存在限制。例如，可以以引脚的形状形成连接端子1120以将其插入到外部电源，或者可以通过引线将其连接到外部电源。
图11是示出根据实施例的背光单元1200的分解透视图。
根据实施例的背光单元1200包括：导光板1210；发光模块1240，该发光模块1240用于将光提供给导光板1210；反射组件1220，该发射组件1210位于导光板2110的下方；以及底盖1230，该底盖1230容纳导光板1210、发光模块1240、以及反射组件1220；然而，其不限于此。
导光板1210用于漫射光，以收敛到表面光。导光板1210被利用透明材料来形成并且，例如，可以包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸基树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚合物(COC)或者聚萘二甲酸乙二酯(PEN)树脂中的一个。
发光模块1240将光提供给导光板1210的至少一侧，并且最终用作在其处安装背光单元1200的显示装置的光源。
发光模块部件1240可以接触导光板1210，但是其不限于此。具体地，发光模块部件1240包括基板1242，和安装在基板1242上的多个发光器件封装200。在此，基板1242可以接触导光板1210，但是其不限于此。
基板1242可以是包括电路图案(未示出)的PCB。然而，基板1242可以不仅包括典型的PCB，而且包括金属核PCB(MCPCB)和柔性PCB(FPCB)，并且其不限于此。
多个发光器件封装200可以被安装在基板1242上，从而使得发光表面与导光板1210隔开预定距离。
反射构件1220被形成在导光板1210的下方。反射构件1220在向上方向中反射入射到导光板1210的下表面的光，从而能够增强背光单元1200的亮度。反射构件1220可以利用例如PET、PC、PVC树脂等等来形成；然而，它不限于此。
底盖1230可以容纳导光板1210、发光模块部件1240、以及反射构件1220。为此，底盖1230可以形成为其上表面开口的盒状，并且对此不存在限制。
底盖1230可以利用金属材料或者树脂材料来形成，并且可以通过使用按压或者挤压成型的工艺可以进行制造。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域的技术人员可以设计出落入本发明原理的精神和范围内的多个其它修改和实施例。更加具体地，在本说明书、附图、和所附权利要求的范围内的主题的组合布置的组成部件和/或布置中，各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。

Claims (13)

1.一种发光器件，包括：
发光结构，所述发光结构包括第一导电半导体层、有源层、以及第二导电半导体层；
电介质层，所述电介质层在所述发光结构的上表面的一部分上以及在所述发光结构的侧面上；
焊盘电极，所述焊盘电极在所述电介质层上方；
第一电极，所述第一电极在所述发光结构上方；以及
第二电极层，所述第二电极层在所述发光结构下面，
其中所述第二电极层连接到所述电介质层，
其中所述电介质层包括在所述发光结构的上表面的一部分上的第一电介质层和在所述发光结构的侧面上的第二电介质层，
其中所述第一电极被设置在所述发光结构的第一导电半导体层上，
其中所述焊盘电极在所述第一电介质层上，
其中所述焊盘电极与所述发光结构的第一导电半导体层隔开,
其中所述焊盘电极的所有底表面被设置在所述第一电介质层的顶表面上，以及
其中所述焊盘电极包括所述第一电介质层的第一边缘部分上设置的第一焊盘电极和所述第一电介质层的第二边缘部分上设置的第二焊盘电极。
2.根据权利要求1所述的发光器件，
其中，所述第一电极直接地设置在所述发光结构的第一导电半导体层上，
其中，所述焊盘电极不直接地被设置在所述发光结构的第一导电半导体层上，以及
其中，所述第一电极被设置在所述第一焊盘电极和所述第二焊盘电极之间。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中，所述焊盘电极和所述第一电极被相互电气地连接，
其中，所述焊盘电极的底表面高于所述第一电极的底表面。
4.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括：
其中所述第一电介质层和第二电介质层相互连接，
其中所述第二电极层连接到所述第二电介质层，
其中所述第二电极层包括欧姆层、反射层和支撑基板，以及
其中所述第二电介质层与所述欧姆层、所述反射层和所述支撑基板层都接触。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中，所述焊盘电极、所述第一电介质层、以及所述发光结构用作为金属绝缘体半导体(MIS)电容器。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其中，由于所述第一电介质层的存在导致在所述焊盘电极下面电流没有流动，并且所述电流被扩散到其它区域。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其中，当电压被提供时，所述第一电介质层用作电流阻挡层。
8.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括所述第二电极层内的电流阻挡层。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述电流阻挡层的至少一部分垂直地与所述第一电极重叠。
10.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括保护构件，所述保护构件在所述发光结构的周边下面。
11.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述保护构件利用电绝缘材料或者与所述第二导电半导体层形成肖特基连接的材料来形成。
12.一种发光器件封装，包括：
封装主体；
根据权利要求1～11中的一个所述的发光器件，所述发光器件被布置在所述封装主体上；以及
电极，所述电极被电气地连接所述封装主体和所述发光器件。
13.一种照明系统，所述照明系统包括发光模块单元，所述发光模块单元被设置有权利要求12所述的发光器件封装。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130001510A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Optoelectronic device having current blocking insulation layer for uniform temperature distribution and method of fabrication
KR101826983B1 (ko) * 2011-09-21 2018-03-22 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛, 발광소자 제조방법
US9847372B2 (en) * 2011-12-01 2017-12-19 Micron Technology, Inc. Solid state transducer devices with separately controlled regions, and associated systems and methods
JP5694215B2 (ja) * 2012-03-07 2015-04-01 株式会社東芝 半導体発光素子
CN102644888A (zh) * 2012-04-01 2012-08-22 深圳市华星光电技术有限公司 带静电防护功能的led灯及用该led灯的背光模组
CN103000780B (zh) * 2012-12-14 2015-08-05 京东方科技集团股份有限公司 一种led芯片封装结构及制作方法、显示装置
US9433040B2 (en) 2013-06-14 2016-08-30 Micron Technology, Inc. Light-emitting metal-oxide-semiconductor devices and associated systems, devices, and methods
TWI637534B (zh) 2013-11-29 2018-10-01 晶元光電股份有限公司 發光裝置
KR102311687B1 (ko) * 2015-06-03 2021-10-12 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
CN108110106B (zh) * 2017-12-14 2019-08-27 扬州乾照光电有限公司 一种led芯片的制备方法及led芯片
KR102495758B1 (ko) * 2018-08-10 2023-02-03 삼성전자주식회사 플립칩 타입의 led 소자, 플립칩 타입의 led 소자의 제조 방법 및 플립칩 타입의 led 소자를 포함하는 디스플레이 장치

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW365071B (en) * 1996-09-09 1999-07-21 Toshiba Corp Semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same
JP3693468B2 (ja) 1997-07-23 2005-09-07 シャープ株式会社 半導体発光素子
JP3469484B2 (ja) 1998-12-24 2003-11-25 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
JP3921989B2 (ja) 2001-10-19 2007-05-30 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
EP1482566A3 (en) 2003-05-28 2004-12-08 Chang Hsiu Hen Light emitting diode electrode structure and full color light emitting diode formed by overlap cascaded die bonding
KR100586949B1 (ko) 2004-01-19 2006-06-07 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물 반도체 발광소자
JP4747516B2 (ja) * 2004-06-08 2011-08-17 富士ゼロックス株式会社 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置
KR101166923B1 (ko) * 2005-05-24 2012-07-19 엘지이노텍 주식회사 유전체층을 구비한 발광소자
KR100721147B1 (ko) * 2005-11-23 2007-05-22 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자
KR100723150B1 (ko) 2005-12-26 2007-05-30 삼성전기주식회사 수직구조 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
KR100752719B1 (ko) 2006-08-16 2007-08-29 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물계 발광다이오드
KR100850945B1 (ko) 2006-11-08 2008-08-08 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
US20080129198A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Light-emitting diode device
JP2008218440A (ja) 2007-02-09 2008-09-18 Mitsubishi Chemicals Corp ＧａＮ系ＬＥＤ素子および発光装置
GB2447091B8 (en) * 2007-03-02 2010-01-13 Photonstar Led Ltd Vertical light emitting diodes
KR100855356B1 (ko) 2007-03-23 2008-09-04 주식회사 옵토필 멀티-칩 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치
KR101289230B1 (ko) 2007-07-23 2013-07-29 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 그 제조방법
JP4985260B2 (ja) * 2007-09-18 2012-07-25 日立電線株式会社 発光装置
KR101428053B1 (ko) 2007-12-13 2014-08-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100999688B1 (ko) * 2008-10-27 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100986556B1 (ko) 2009-10-22 2010-10-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
KR101181000B1 (ko) * 2009-12-29 2012-09-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지

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