CN102856462B - 发光器件和具有发光器件的照明系统 - Google Patents

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Abstract

实施方案提供了一种发光器件和具有发光器件的照明系统，所述发光器件包括：发光结构，所述发光结构具有第一导电型半导体层、有源层以及第二导电型半导体层；金属滤光器，所述金属滤光器位于发光结构上并具有不规则图案；以及开口，所述开口位于金属滤光器中的不规则图案之间。

Description

发光器件和具有发光器件的照明系统
技术领域
实施方案涉及发光器件以及具有发光器件的照明系统。
背景技术
由于薄膜生长技术和用于薄膜生长技术的器件材料的发展，发光器件如III-V族或II-VI族化合物半导体的发光二极管或激光二极管可以产生各种颜色的光，例如红光、蓝光以及紫外光，以及通过使用荧光材料或混合颜色可以产生高效率的白光。
由于这样的技术的发展，发光器件的应用正在扩大，不只是应用于显示设备，而且甚至应用于光通信装置的发送模块、代替液晶显示器(LCD)的背光单元中的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光单元、白光发光二极管照明器材、车头灯以及信号灯。
发明内容
实施方案提供了一种发光器件以及具有所述发光器件的照明系统。
在一个实施方案中，发光器件包括：发光结构，所述发光结构具有第一导电型半导体层、有源层以及第二导电型半导体层；金属滤光器，所述金属滤光器设置在发光结构上并具有不规则图案；以及开口，所述开口设置在金属滤光器中的不规则图案之间。
金属滤光器可以包括铝或钛。
金属滤光器可以反射来自发光结构的光。
发光结构可以具有设置在发光结构表面上的粗糙结构。
金属滤光器可以具有条型图案。
金属滤光器可以具有网格型图案。
图案可以具有不规则宽度。
开口可以具有不规则宽度。
图案中的至少一种图案可以具有不同于第二侧宽度的第一侧宽度。
图案宽度可以是开口宽度的10％至20％。
金属滤光器可以具有1μm至10μm的厚度。
发光器件可以进一步包括设置在第一导电型半导体层及金属滤光器之上的透明导电层。
发光器件可以进一步包括设置在第一导电型半导体层上的透明导电层，而金属滤光器可以设置在透明导电层上。
发光器件可以进一步包括设置在第一导电型半导体层上的透明导电层，而金属滤光器可以布置在透明导电层中。
透明导电层可以包括设置在第一导电型半导体层上的第一透明导电层以及设置在第一透明导电层上的第二透明导电层，而金属滤光器可以设置在第一透明导电层与第二透明导电层之间。
透明导电层可以由ITO形成。
发光器件可以进一步包括设置在发光结构的侧面并延伸到透明导电层的侧面和顶面的钝化层。
钝化层可以由绝缘材料形成。
钝化层可以由非导电氧化物或非导电氮化物形成。
钝化层可以设置在第二导电型半导体层的侧面的一部分上，并且在第二导电型半导体层的侧面具有开口区域。
在另一实施方案中，照明系统包括：第一引线框、第二引线框、具有发光器件的发光器件封装、用于向发光器件封装供给电流的电路板以及用于传递来自发光器件封装的光的光学构件。
附图说明
可以参照下面的附图对装置和实施方案进行详细的描述，其中相似的附图标记表示相似的元件，其中：
图1A至图1C示出根据一个实施方案的发光器件的视图；
图2A至图4是示出了发光器件的金属滤光器结构的视图；
图5A至图5C是示出了发光器件的另一实施方案和操作的视图；
图6是示出了根据另一实施方案的发光器件的视图；
图7至图13是示出了用于根据一实施方案制造图1中的发光器件的方法的步骤的视图；
图14是示出了其中设置有根据一种实施方案的发光器件的发光器件封装的视图；
图15是示出了包括根据一种实施方案的发光器件封装的照明设备的视图；以及
图16是示出了包括根据一种实施方案的发光器件封装的照明设备的视图。
具体实施方案
下面，将参照附图对实施方案进行描述。
应当理解的是，当元件被称为位于另一个元件的“上”或“下”时，它可以直接位于该元件之上/下，也可以存在有一个或多个中间元件。当称为在元件“上”或“下”，基于该元件可以包括“在元件上”以及“在元件下”。
图1A是示出了根据一个实施方案的发光器件的视图。
参照图1A，发光器件100包括金属支撑160上的接合层150、反射层140、欧姆层130、发光结构120以及透明导电层170，透明导电层170具有位于其上的图案化的金属滤光器180。
在这些实施方案或其他实施方案中，发光器件100可以是半导体发光器件，例如发光二极管。
因为金属支撑160可以用作第二电极，金属支撑160可以由具有良好导电率的金属形成，并且因为需要金属支撑160来充分地耗散发光器件工作期间产生的热量，所以金属支撑160可以由具有良好导热率的金属形成。
金属支撑160可以由选自Mo、Si、W、Cu和Al或前述金属的合金的材料形成，并且可以选择性地包括Au、Cu合金、Ni、Cu-W、载体晶片(例如：GaN、Si、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、SiC、SiGe、Ga2O3等)。
并且，金属支撑160可以具有足够的机械强度以通过划痕和裂片工艺从而分成单独的芯片，而不使整个氮化物半导体弯曲。
接合层150将反射层140接合到金属支撑160，反射层140可以用作粘附层。接合层150可以由选自Au、Sn、In、Ag、Ni、Nb和Cu或前述金属的合金的材料形成。
反射层140可以具有大约的厚度。反射层140可以由包括铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)和铑(Rh)的合金或者包括铝(Al)、银(Ag)、铂(Pt)或铑(Rh)的合金的金属层构成。铝(Al)或银(Ag)可以有效地反射来自有源层124的光，从而显著地提高发光结构的光提取效率。
由于发光结构120(特别是第二导电型半导体层126)具有轻杂质掺杂浓度从而具有高接触电阻和弱欧姆特性，所以为了改善欧姆特性，欧姆层130可以形成为透明的。
欧姆层130可以具有大约的厚度。欧姆层130可以由选自ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锌氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO氮化物)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种材料形成，但不限于此。
发光结构120形成在第一导电型半导体层122上，以包括发射光的有源层124以及设置在有源层124上的第二导电型半导体层126。
可以使用掺杂有第一导电型掺杂剂的III-V族化合物半导体来实现第一导电型半导体层122，并且如果第一导电型半导体层122为N型半导体层，第一导电型掺杂剂可以包括但不限于作为N型掺杂剂的Si、Ge、Sn、Se和Te。
第一导电型半导体层122可以包括具有AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)组成的半导体材料。并且，第一导电型半导体层122可以由选自GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP、InP的至少一种材料形成。
有源层124是发射光的层，当通过第一导电型半导体层122注入有源层124的电子与通过第二导电型半导体层126(随后形成)注入有源层124的空穴彼此相遇时，有源层124发射所述光，所述光具有的能量由有源层的材料所特有的能量带隙来确定，并且除了可见光波段之外，有源层124还可以发射紫外光波段的光。
有源层124可以形成为单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构或量子点结构中的至少一种结构。例如，有源层124可以通过注入(但不限于)TMGa气体、NH3气体、N2气体和TMIn气体而形成为多量子阱(MQW)结构。
有源层124具有阱层/势垒层的成对结构，所述结构由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs/AlGaAs(InGaAs)和GaP/AlGaP(InGaP)中的至少一种构成，但不限于此。阱层可以由带隙小于势垒层带隙的材料形成。
可以在有源层124上侧和/或下侧设置导电覆层(未示出)。导电覆层可以由AlGaN族半导体形成，以具有比有源层124的能量带隙高的能量带隙。
第二导电型半导体层126可以包括掺杂有第二导电型掺杂剂的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)组成的半导体。如果第二导电型半导体层126为P型半导体层，则第二导电型掺杂剂可以包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba作为P型掺杂剂。
同时，第一导电型半导体层122可以包括P型半导体层，并且第二导电型半导体层126可以包括N型半导体层。
透明导电层170可以设置在半透明材料如ITO的发光结构120上。金属滤光器180可以以金属(例如铝或钛)图案形式设置在透明导电层170上，以用作反射来自发光结构120的光的光阻挡部分。
金属滤光器180可以具有1微米～10微米的厚度，其细节将在后面描述。
在透明导电层170和/或金属滤光器180上可以设置第一电极190，所述第一电极190为包括Al、Ti、Cr、Ni、Cu和Au中的至少一种材料的单层或多层结构。
并且，可以在发光结构120的表面(即第一导电型半导体层122的表面)上设置粗糙结构(未示出)，以增强光提取效率。
另外，可以在发光结构120的侧面设置钝化层195。
钝化层195可以由绝缘材料形成，所述绝缘材料可以为非导电氧化物或非导电氮化物。例如，钝化层195可以由二氧化硅SiO2层、氮化硅层或氧化铝层构成。
尽管类似于图1A中所示的实施方案，但是图1B中所示的实施方案具有与透明导电层170和金属滤光器180两者接触的第一电极190。
图1C中所示的实施方案具有设置在第二导电型半导体层126的一部分上的钝化层195，以在第二导电型半导体层126的表面中形成开口区域B。
图2A至图4是示出了发光器件的金属滤光器结构的视图。图2A至图4示出了从上方观察的图1中的“A”部分，但是省去了电极和钝化层，以示出透明导电层170和金属滤光器180。
透明导电层170可以由半透明材料如ITO形成，或者可以省去透明导电层170以将金属滤光器180设置在发光结构上。金属滤光器180设置成条形式，如图2A所示。其上不设置金属滤光器180的区域是开口。
形成上述图案的金属滤光器180的宽度w可以为开口的宽度d的10％～20％。如果金属滤光器180的宽度w过大，透光性易于变差，如果开口的宽度d过大，则不利于光的折射，透光性易于变差。
图2B中所示的实施方案示出了具有不规则宽度w的金属滤光器180以及具有规则宽度d的开口。图2C中所示的实施方案示出了具有规则宽度w的金属滤光器180以及具有不规则宽度d的开口。在另一实施方案中，宽度w和宽度d两者可以都是不规则的。来自发光结构的有源层的光不在金属滤光器180上进行规则的入射。因此，具有不规则图案的金属滤光器180可以使光朝向发光器件的上侧扩散。
图2D中所示的实施方案示出了具有不规则宽度w的金属滤光器180以及具有不规则宽度d的开口。
图2E中所示的实施方案示出了在一侧具有宽度w1的图案而在另一侧具有宽度w2的金属滤光器180，宽度w1和宽度w2彼此不同，以提供不均匀的图案宽度。
图3A至图3E中所示的实施方案分别示出了以网格型图案化的金属滤光器180。在该情况下，如之前所述的，金属滤光器180的宽度可以为开口的宽度的10％至20％。
并且，图3A中所示的实施方案示出了具有规则宽度w的金属滤光器180和具有规则宽度d的开口，图3B中所示的实施方案示出了具有不规则宽度w的金属滤光器180和具有规则宽度d的开口，图3C中所示的实施方案示出了具有规则宽度w的金属滤光器180和具有不规则宽度d的开口，另一实施方案可以示出具有不规则宽度w的金属滤光器180和具有不规则宽度d的开口。
图3D中所示的实施方案示出了具有不规则宽度w的金属滤光器180和具有不规则宽度d的开口。
图3E中所示的实施方案示出了具有第一侧宽度w1和第二侧宽度w2的金属滤光器180，第一侧宽度w1与第二侧宽度w2彼此不同，以提供不均匀的图案宽度。图4示出了具有不规则图案的金属滤光器180和具有不规则图案的开口，金属滤光器180的宽度w或面积为开口的宽度d或面积的10％至20％。
图5A至图5C是示出了发光器件的另一实施方案和操作的视图。
图5A中所示的实施方案示出了设置在发光结构120的表面(即，第一导电型半导体层122的表面)上的金属滤光器180以及覆盖在开口区域和金属滤光器180上的透明导电层170。
来自发光结构120的光可以被金属滤光器180遮蔽，或者通过金属滤光器180之间的开口向上传播。并且，如图所示，当光通过开口时，因为光可以到达作为障碍物的金属滤光器180的背面，根据折射原理而远离几何光学直线路径传播，所以光可以从发光器件100的整个表面发出。
图5B中所示的实施方案具有在发光结构120的表面(即，第一导电型半导体层122的表面)上的第一透明导电层170a、在第一透明导电层170a上的金属滤光器180以及覆盖第一透明导电层170a和金属滤光器180的第二透明导电层170b。
尽管类似于图5B，但是图5C中所示的实施方案具有设置在第一导电型半导体层122表面上的粗糙结构，以用于加宽从有源层124向外发射光的角度。图6是示出了根据另一种实施方案的发光器件的视图。
图6示出了水平型发光器件，所示水平型发光器件具有第二导电型半导体层126、有源层124以及第一导电型半导体层122的一部分，第一导电型半导体层122经受MESA蚀刻并暴露出第一导电型半导体层122的一部分。也就是说，如果基板110由绝缘材料形成，第一导电型半导体层122的一部分被暴露以用于确保用于形成电极所需的空间，所述电极用于向第一导电型半导体层122的一部分供给电流。
可以在发光结构120与基板110之间设置缓冲层115，以用于减轻将在下文描述的发光结构120与基板110之间的材料的热膨胀系数差以及晶格失配。缓冲层115可以由III-V族化合物半导体如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN的至少一种形成。
并且，在第二导电型半导体层126以及因此暴露的第一导电型半导体层122上分别设置第二电极195和第一电极190。第一电极190和第二电极195两者可以是Al、Ti、Cr、Ni、Cu和Au中至少一种材料的单层结构或多层结构。
图7至图13是示出用于根据一个实施方案制造图1中的发光器件的方法的视图。
参照图7，发光结构120设置在基板110上，以包括缓冲层115、第一导电型半导体层122、有源层124以及第二导电型半导体层126。
发光结构120可以通过MOCVD(有机金属化学气相沉积)、CVD(化学气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、MBE(分子束外延)和HVPE(氢化物气相外延)形成，但不限于此。
基板110可以为导电或绝缘基板，例如蓝宝石Al2O3、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种。可以在基板110上设置粗糙结构，但不限于此。基板110可以用湿法洗涤，以去除基板表面上的杂质。
可以在发光结构与基板110之间生长缓冲层(未示出)，以减轻材料的热膨胀系数差和晶格失配。缓冲层可以由III-V族化合物半导体如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种形成。可以在缓冲层上设置未掺杂半导体层，但不限于此。
可以通过气相沉积如MOCVD(有机金属化学气相沉积)、MBE(分子束外延)和HVPE(氢化物气相外延)来生长发光结构。
第一导电型半导体层122具有如前所述的组成，并且可以通过CVD、MBE、溅射或HVPE形成为N型GaN层。并且，可以通过将包括n型杂质(例如TMGa、NH3、N2和Si)的硅烷SiH4气体注入室内来形成第一导电型半导体层122。
有源层124具有如前所述的组成，并且可以通过注入(但不限于)TMGa气体、NH3气体、N2气体和TMIn气体而形成为多量子阱(MQW)结构。
第二导电型半导体层126具有如前所述的组成，并且可以通过将包括p型杂质(例如TMGa气体、NH3气体、N2气体和镁)的(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}注入到室中而形成为p型GaN层，但不限于此。
并且，参照图8，可以在发光结构120上设置欧姆层130和反射层140。欧姆层130和反射层140具有如前所述的组分，并且可以通过溅射或MBE来形成。
如果欧姆层130由ITO形成，则来自有源层124的紫外光光束的透射效率会变差，并且欧姆层130可以由Ni/Au形成。
并且，参照图9，可以在反射层140上设置接合层150和金属支撑160。金属支撑160可以通过电化学金属沉积或使用共晶金属进行接合而形成，或者可以形成单独的粘附层160。
接下来，参照图10，基板110被分离。可以使用准分子激光器通过激光剥离技术(LLO)或通过干法或湿法蚀刻来分离基板110。
在激光剥离中，如果预定波长带的准分子激光光束例如朝向基板110汇聚，将热能汇聚在基板110与发光结构120的边界以使镓分子与氮分子分离，则基板110立即在激光光束通过的部分处分离。
接下来，参照图11，在将每一个发光器件切开之后，可以在发光结构120上沉积ITO作为透明导电层170。
接下来，参照图12，可以通过沉积金属以及使用掩模使金属图案化，或通过以氧化物形式沉积金属如铝或钛而在透明导电层170上设置金属滤光器。
并且，尽管未示出，可以对发光结构120的表面(即，第一导电型半导体层122的表面)进行蚀刻以在其上形成粗糙结构。并且，如图13所示，可以在发光结构120的侧面沉积钝化层195，并且可以在发光结构120的表面上设置第一电极190。将钝化层195可以设置成甚至覆盖透明导电层170的顶面。
因为来自有源层的光可以根据折射原理到达金属滤光器的背面，所以光可以在发光器件上侧的整个表面上发出。
图14是示出了其中设置有根据一个实施方案的发光器件的发光器件封装的视图。
参照图14，发光器件封装200包括：具有腔的本体210、安装在本体210上的第一引线框221以及第二引线框222、安装到本体210上并电连接到第一引线框221和第二引线框222的根据实施方案的发光器件100、以及形成在腔中的模制部分270。
本体210可以由PPA树脂、硅、合成树脂或金属形成。尽管未示出，如果本体210由导电材料例如金属形成，则可以通过本体210的表面上涂覆绝缘层来防止本体210与第一和第二引线框221和222之间出现电路短路。
第一引线框221与第二引线框222可以彼此电隔离，并向发光器件100提供电流。并且，第一引线框221与第二引线框222通过反射来自发光器件100的光可以增加光效率，并且还可以将来自发光器件100的热量耗散到发光器件封装的外部。
发光器件100可以安装在本体210、第一引线框221或第二引线框222上。实施方案提出第一引线框221与发光器件100彼此电连通，并使用金属线将第二引线框222与发光器件100彼此电连接。除了引线接合类型之外，发光器件100可以通过倒装芯片型或裸片连接型来电连接到第一和第二引线电极221和222。
模制部分270可以封闭发光器件100以保护发光器件。并且，尽管模制部分270可以具有包括在其中的荧光材料，实施方案可以提出设置与模制部分270分离的荧光体280，或者在发光器件100上设置荧光材料的共形涂覆层。
来自发光器件100的第一波长带的光可以通过荧光体280激发成第二波长带的光，并且当第二波长带的光通过透镜(未示出)时，第二波长带的光可以发生光路变化。
实施方案的发光器件封装的阵列可以位于基板上，并且在发光器件封装的光路上可以设置作为光学构件的导光板、棱镜片、扩散片等。发光器件封装、基板以及光学构件可以用作照明单元。根据另一种实施方案，可以制造包括前述实施方案中所描述的半导体发光器件或发光器件封装的照明系统，照明系统可以包括例如灯或街灯。
根据安装有前述发光器件的照明系统的一种实施方案，将对照明设备和背光单元进行描述。
图15是示出了根据一种实施方案的照明设备的分解立体图。
参照图15，照明设备包括用于投射光的光源600、用于容置光源600的壳400、用于耗散来自光源600的热量的热耗散单元500以及用于将光源600和热耗散单元500紧固到壳400的保持器700。
壳400包括：插座紧固部分410，用于将壳400紧固到电插座(未示出)；以及本体部分420，其连接到插座紧固部分410以用于容置光源600。本体部分420可以具有穿过本体部分420的气流开口430。
壳400的本体部分420具有多个气流开口430。气流开口430可以单个地或多个地径向设置，如图中所示。除此之外，气流开口430的设置方式可以变化。
并且，光源600具有设置在电路板610中的多个发光器件模块650。电路板610可以具有能够放置在壳400的开口中的形状并且可以由具有高导热率的材料形成，以将热量传递到热耗散单元500，这将在后面进行描述。
保持器700设置在光源的下方，其包括框和另外的气流开口。并且，尽管未示出，可以在光源600的下侧设置光学构件，以使来自光源600的发光器件封装600的光发散、散射或汇聚。
图16示出了具有根据一种实施方案的发光器件封装的显示设备的分解立体图。
参照图16，显示设备800包括：光源模块830和835、位于底盖810上的反射板820、设置在反射板820前面的用于将光从光源模块导向显示设备的前方的导光板840、设置在导光板840前面的第一棱镜片850和第二棱镜片860、设置在第二棱镜片860前面的面板870、连接到面板870以用于向面板870提供图片信号的图片信号转发电路872、以及遍布面板870设置的滤色器880。
光源模块包括位于电路板830上的发光器件封装835。在该情况下，电路板830可以由PCB构成，发光器件封装835是参照图14所描述的发光器件封装。
底盖810可以容置显示设备800的元件。并且，反射板820可以是如附图中所示的单个元件，或者可以是在导光板840背面或底板810的正面上的具有高反射率的材料涂覆层。
在这该情况下，反射板820可以由具有高反射率的材料形成并且可以形成微米薄膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
导光板840散射来自发光器件封装模块的光，以使光均匀地分布到液晶显示设备的屏幕的整个区域。相应地，导光板840可以由具有良好折射率和透射率的材料如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC或聚乙烯PE形成。并且，可行的是可以省去导光板以具有光通过反射板820上方的空间来传播的空气引导型。
并且，第一棱镜片850在支承膜一侧可以由具有透光性和弹性的聚合体形成。聚合体可以具有其上设置有多个三维结构的棱镜层。在这种情况下，如所示出的，所述多个图案可以是具有重复的脊和槽的条型。
并且，第二棱镜片860中的脊和槽的方向可以垂直于第一棱镜片850中的脊和槽的方向，以将来自光源模块和反射片的光均匀地分布到面板870的整个表面。
在实施方案中，第一棱镜片850和第二棱镜片860称为光学片。光学片可以由其他组合构成，例如微透镜阵列、扩散片与微透镜阵列的组合、一个棱镜片与微透镜阵列的组合等。
对于面板870，可以采用液晶面板，并且可以采用需要光源的其他类型显示设备。
面板870具有设置在玻璃面板之间的液状晶体以及置于两个玻璃面板上以利用光的偏振性的起偏振片。液状晶体具有液体和固体的中间特性，其中液状晶体、具有类似液体的流动性的有机分子像晶体一样被规则地设置。通过利用液状晶体的分子排列随外部电场变化的特性，可以显示图片。
用在显示设备中的液晶面板具有有源矩阵系统，其中使用晶体管作为开关，以控制提供到像素的电压。
在面板870的前面具有用于每个像素的滤色器880，以用于只传递来自面板870的光中的红色、绿色或蓝色光，由此显示图片。
尽管已参照多个说明性的实施例对实施方案进行了描述，应当理解的是，本领域的普通技术人员可以设计落入本公开内容的原理的精神和范围内的各种其他修改和实施方案。更特别地，可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合装置的部件部分和/或装置进行各种变化和修改。除了在部件部分和/或装置方面的变化和修改之外，替代性用途对本领域普通技术人员来说也是明显的。

Claims (22)

1.一种发光器件，包括：
具有第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的发光结构；
设置在所述发光结构上并具有不规则图案的金属滤光器；
设置在所述第一导电型半导体层上的透明导电层；
设置在所述金属滤光器中的所述不规则图案之间的开口，
其中所述图案中的至少之一具有第一侧和第二侧，所述第一侧面对所述第二侧，并且所述第一侧的宽度不同于所述第二侧的宽度，
其中所述金属滤光器设置在所述透明导电层上，和
其中所述金属滤光器的下表面接触所述透明导电层。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述金属滤光器包括铝(Al)或钛(Ti)。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述金属滤光器反射来自所述发光结构的光。
4.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述发光结构具有设置在其表面上的粗糙结构。
5.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述金属滤光器具有条型图案。
6.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述金属滤光器具有网格型图案。
7.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述图案具有不规则宽度，并且所述开口具有规则宽度。
8.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述开口具有不规则宽度，并且所述图案具有规则宽度。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述图案宽度为所述开口宽度的10％至20％。
10.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述金属滤光器具有1μm至10μm的厚度。
11.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述透明导电层由ITO形成。
12.根据权利要求1或2所述的发光器件，还包括设置在所述发光结构的侧面的钝化层。
13.根据权利要求1或2所述的发光器件，还包括设置在所述发光结构的侧面并延伸到所述透明导电层的侧面和顶面的钝化层。
14.根据权利要求12所述的发光器件，其中所述钝化层由绝缘材料形成。
15.根据权利要求14所述的发光器件，其中所述钝化层由非导电氧化物或非导电氮化物形成。
16.根据权利要求12所述的发光器件，其中所述钝化层设置在所述第二导电型半导体层的侧面的一部分上，并且在所述第二导电型半导体层的侧面中具有开口区域。
17.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述第二导电型半导体层的侧表面的下部是露出的。
18.根据权利要求12所述的发光器件，其中所述第二导电型半导体层的侧表面的上部直接接触所述钝化层。
19.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述金属滤光器的至少一部分的侧表面和上表面是露出的。
20.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述不规则图案的至少之一具有第一侧宽度和第二侧宽度。
21.根据权利要求20所述的发光器件，其中所述第一侧宽度与所述第二侧宽度不同。
22.一种照明系统，包括：
第一引线框和第二引线框；和
根据权利要求1和2中任一项所述的发光器件。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101055003B1 (ko) * 2010-03-09 2011-08-05 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지, 조명 시스템, 및 발광 소자 제조방법
CN103367595B (zh) * 2012-03-30 2016-02-10 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制造方法
CN103456855B (zh) * 2013-09-17 2016-05-11 聚灿光电科技股份有限公司 一种led表面粗化芯片以及制作方法
WO2015127386A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Terahertz Device Corporation Front-side emitting mid-infrared light emitting diode
KR102387253B1 (ko) * 2015-06-15 2022-04-18 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자
JP2017054901A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光装置とその製造方法
CN105938862A (zh) * 2016-05-24 2016-09-14 华灿光电(苏州）有限公司 一种GaN基发光二极管芯片及其制备方法
US11515456B2 (en) * 2019-02-21 2022-11-29 Innolux Corporation LED with light adjusting layer extending past the LED

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6287947B1 (en) 1999-06-08 2001-09-11 Lumileds Lighting, U.S. Llc Method of forming transparent contacts to a p-type GaN layer
JP3989658B2 (ja) * 1999-11-19 2007-10-10 昭和電工株式会社 半導体発光ダイオード
US6984851B2 (en) * 2000-06-21 2006-01-10 Showa Denko Kabushiki Kaisha Group-III nitride semiconductor light-emitting diode, light-emitting diode lamp, light source, electrode for group-III nitride semiconductor light-emitting diode, and method for producing the electrode
TW558847B (en) * 2001-07-12 2003-10-21 Nichia Corp Semiconductor device
KR100601945B1 (ko) * 2004-03-10 2006-07-14 삼성전자주식회사 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
CN1601776A (zh) * 2004-10-20 2005-03-30 国联光电科技股份有限公司 一种发光二极管
US20070018182A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Goldeneye, Inc. Light emitting diodes with improved light extraction and reflectivity
US7598531B2 (en) * 2005-11-18 2009-10-06 Luminus Devices, Inc. Electronic device contact structures
EP1906461B1 (de) * 2006-09-26 2020-03-18 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
CN101286539A (zh) * 2007-04-11 2008-10-15 中国科学院半导体研究所 一种氮化镓基小芯片led阵列结构及制备方法
CN101452978A (zh) * 2007-12-04 2009-06-10 洲磊曜富科技股份有限公司 半导体光电组件
TWI370560B (en) 2007-12-14 2012-08-11 Delta Electronics Inc Light-emitting diode device and manufacturing method thereof
KR100975659B1 (ko) * 2007-12-18 2010-08-17 포항공과대학교 산학협력단 발광 소자 및 그 제조 방법
JP5343860B2 (ja) 2007-12-28 2013-11-13 三菱化学株式会社 ＧａＮ系ＬＥＤ素子用電極およびＧａＮ系ＬＥＤ素子ならびにそれらの製造方法。
JP5057398B2 (ja) * 2008-08-05 2012-10-24 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
TWI373153B (en) * 2008-09-22 2012-09-21 Ind Tech Res Inst Light emitting diode, and package structure and manufacturing method therefor
KR20100055750A (ko) * 2008-11-18 2010-05-27 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101081193B1 (ko) * 2009-10-15 2011-11-07 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN101740691A (zh) * 2009-12-22 2010-06-16 苏州纳晶光电有限公司 一种新型结构的大功率氮化镓基led
TWI484671B (zh) * 2010-01-14 2015-05-11 Wen Pin Chen 發光二極體及其製造方法
KR101039937B1 (ko) * 2010-04-28 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템
CN102222748B (zh) 2010-04-16 2014-07-16 清华大学 发光二极管
KR101000311B1 (ko) * 2010-07-27 2010-12-13 (주)더리즈 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP5211121B2 (ja) 2010-08-06 2013-06-12 株式会社東芝 半導体発光素子の製造方法
US9601657B2 (en) * 2011-03-17 2017-03-21 Epistar Corporation Light-emitting device

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Publication number Publication date
KR101941029B1 (ko) 2019-01-22
US9087970B2 (en) 2015-07-21
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EP2541627A3 (en) 2015-03-11
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US20130264541A1 (en) 2013-10-10
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US9136446B2 (en) 2015-09-15

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