CN104241487B - 发光器件和包括发光器件的照明设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发光器件和包括发光器件的照明设备。发光器件呈现改进的电流扩展。发光器件包括:包含第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间的有源层的发光结构;布置在第一导电类型半导体层上的第一电极;以及布置在第二导电类型半导体层上的第二电极。发光结构包括部分地蚀刻第二导电类型半导体层、有源层以及第一导电类型半导体层的台面蚀刻区域,从而暴露第一导电类型半导体层的一部分。第一电极布置在第一导电类型半导体层的暴露的部分上。第一电极层被布置在第二导电类型半导体层和第二电极之间。第二电极层布置于在台面蚀刻区域的相对侧处被相互隔开的第一电极层的部分之间。
Description
本申请要求在2013年6月19日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-0070104的权益,正如在此得到充分阐述的那样,其全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
实施例涉及一种发光器件和包括发光器件的照明设备。
背景技术
由于薄膜生长技术和器件材料的发展,使用III-V族或者II-VI族化合物半导体材料的诸如发光二极管(LED)和激光二极管的发光器件可以呈现诸如红、绿、蓝和紫外的各种颜色。使用荧光材料或通过颜色混合高效地产生白光也是可能的。此外,与诸如荧光灯和白炽灯的传统的光源相比较,发光器件具有诸如低功耗、半永久寿命、快速响应时间、安全性和环境友好性的优点。
因此,这些发光器件越来越多地被应用于光学通信单元的传输模块、替代组成液晶显示器(LCD)器件的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光、和使用替代荧光灯或者白炽灯的白光发光二极管的照明设备、用于车辆和交通灯的头灯。
图1是传统的发光器件的截面图。图2是图示图1中的发光器件的电流扩展的顶部图像视图。图1图示沿着图2的线A-A截取的截面图。
参考图1,通过附图标记“1”指定的传统的发光器件,包括衬底10,和被布置在衬底10上的发光结构20。发光结构20包括第一导电类型半导体层22、有源层24、以及第二导电类型半导体层26。发光结构20具有通过蚀刻去除第二导电类型半导体层26、有源层24、以及第一导电类型半导体层22的部分的台面蚀刻区域M。
第一电极30被布置在通过蚀刻区域M暴露的第一导电类型半导体层22的一部分上。第二电极40被布置在第二导电类型半导体层26的未被蚀刻的部分上。透明电极层50被布置在第二导电类型半导体层26和第二电极40之间。
然而,传统的发光器件1可以具有下述问题。
参考图2,来自第二导电类型半导体层26的电流流动同时绕过(bypass)台面蚀刻区域,因为在台面蚀刻区域M中不存在透明电极层50。结果,电流扩展不是有效的,并且正因如此,可能存在其中电流被集中在第二电极40周围的现象。
发明内容
实施例提供一种呈现被改进的电流扩展的发光器件和包括发光器件的照明设备。
在实施例中,发光器件包括:发光结构,该发光结构包括第一导电类型半导体层,第二导电类型半导体层,以及有源层,该有源层被布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间;第一电极,该第一电极被布置在第一导电类型半导体层上;以及第二电极,该第二电极被布置在第二导电类型半导体层上,其中发光结构包括部分地蚀刻第二导电类型半导体层、有源层、以及第一导电类型半导体层的台面蚀刻区域,从而暴露第一导电类型半导体层的一部分,并且第一电极被布置在台面蚀刻区域中的第一导电类型半导体层的暴露的部分上,其中第一电极层被布置在第二导电类型半导体层和第二电极之间,并且第二电极层被布置于在台面蚀刻区域的相对侧处被相互隔开的第一电极层的部分之间。
第一电极层和第二电极层中的每一个可以是透明电极层。
第二电极层可以在第二电极层的相对的末端处重叠第一电极层。
第二电极层可以重叠台面蚀刻区域的一部分。
第一电极可以被布置在第二电极层之下。
绝缘层可以被布置在台面蚀刻区域和第二电极层之间。
绝缘层可以被布置在通过台面蚀刻区域暴露的发光结构的一部分的内部。
在第二电极层和第一电极之间可以存在空(empty)的空间。
绝缘层可以填充在第二电极层和第一电极之间的空间。
第二电极层可以接触第一电极层,并且可以在第二电极层接触第一电极层的位置处具有比第一电极层高的水平面(level)。
第二电极层可以比第一电极层厚。
绝缘层可以围绕第一电极。
在另一实施例中,发光器件包括发光结构,该发光结构包括第一导电类型半导体层,第二导电类型半导体层,以及有源层,该有源层被布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间;第一电极,该第一电极被布置在第一导电类型半导体层上;以及第二电极,该第二电极被布置在第二导电类型半导体层上,其中发光结构包括部分地蚀刻第二导电类型半导体层、有源层、以及第一导电类型半导体层的台面蚀刻区域,从而暴露第一导电类型半导体层的一部分,并且第一电极被布置在台面蚀刻区域中的第一导电类型半导体层的被暴露的部分上,其中第一电极层被布置在第二导电类型半导体层和第二电极之间,并且多个第二电极层单元被布置于在台面蚀刻区域的相对侧处被相互隔开的第一电极层的部分之间。
第一电极层和第二电极层中的每一个可以是透明电极层。第二电极层单元的邻近单元可以具有非均匀的间距。
在从第二电极的焊盘部分到第二电极的末端部分的方向上第二电极层单元之间的间距可以被逐渐地减小。
在第二电极的焊盘部分到第二电极的末端部分的方向上第二电极层单元可以在数目上被逐渐地增加。
第二电极单元可以分别具有非均匀的宽度。在从第二电极的焊盘部分到第二电极的末端部分的方向上第二电极层单元的宽度可以被逐渐地增加。
绝缘层可以被布置在台面蚀刻区域和第二电极层之间。
绝缘层可以被布置在通过台面蚀刻区域暴露的发光结构的一部分的内部。
绝缘层可以填充第二电极层和第一电极之间的空间。
在另一实施例中,照明设备包括光源模块,该光源模块包括根据上述实施例中的一个的发光器件;反射板,该反射板被布置在底盖上;导光板,该导光板被布置在反射板上;以及光学片,该光学片被布置在导光板上。
附图说明
可以参考下面的附图详细地描述布置和实施例,其中相同的附图标记指代相同的元件并且其中:
图1是传统的发光器件的截面图;
图2是图示图1中的发光器件的电流扩展的顶部图像视图;
图3是根据第一实施例的发光器件的截面图;
图4是根据第一实施例的发光器件的平面图;
图5是根据第二实施例的发光器件的平面图;
图6是根据第三实施例的发光器件的平面图;
图7是根据第四实施例的发光器件的平面图;
图8是根据第五实施例的发光器件的截面图;
图9是图示包括根据上述实施例的发光器件中的一个的根据实施例的发光器件封装的视图;
图10是图示根据实施例的头灯(head lamp)的视图,其中根据上述实施例中的一个的发光器件或者发光器件封装被布置;以及
图11是图示根据实施例的照明系统的视图,其中根据上述实施例的发光器件封装被布置。
具体实施方式
在下文中,将会参考附图描述实施例。
将会理解的是,当元件被称为是在另一元件“上”或者“下”面时,其能够直接地在元件上/下面,并且也可以存在一个或者多个介于中间的元件。当元件被称为是在元件“上”或者“下”面时,基于元件能够包括“在元件下面”以及“在元件上面”。
在附图中,为了说明方便和清楚起见,每个层的厚度或尺寸被夸大、省略或者概略地示出。此外,每个组成元件的尺寸或者面积没有完全地反映其实际尺寸。
图3是根据第一实施例的发光器件的截面图。图4是根据第一实施例的发光器件的平面图。图3图示沿着图4的线B-B截取的截面图。
参考图3和图4,通过附图标记“100A”指定的根据第一实施例的发光器件,可以包括衬底110,和被布置在衬底110上的发光结构120。
发光器件100A包括使用多个化合物半导体层,例如,III-V族或者II-VI族元素的半导体层的发光二极管(LED)。LED可以是发射蓝、绿、或者红光的彩色LED、白色LED、或者紫外(UV)LED。通过组成半导体层的材料的种类和浓度的变化从LED发射的光可以被多样化,尽管本公开不限于此。
发光结构120包括第一导电类型半导体层122、有源层124、以及第二导电类型半导体层126。
使用例如,金属有机化学汽相淀积(MOCVD)、化学汽相淀积(CVD)、等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)等等可以形成发光结构120。当然,形成方法不限于上述方法。
第一导电类型半导体层122可以是由半导体化合物,例如,III-V族或者II-VI族化合物半导体制成。第一导电类型半导体层122可以被掺杂有第一导电类型杂质。当第一导电类型半导体层122是n型半导体层时,第一导电类型杂质是n型杂质。n型杂质可以包括Si、Ge、Sn、Se、Te等等,尽管本公开不限于此。当第一导电类型半导体层122是p型半导体层时,第一导电类型杂质是p型杂质。p型杂质可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等等,尽管本公开不限于此。
第一导电类型半导体层122可以包括具有AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤x+y≤1)的公式的半导体材料。第一导电类型半导体层122可以包括Ga、N、In、Al、As、以及P中的至少一个元素。第一导电类型半导体层122可以是由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP、以及InP中的至少一个制成。
第二导电类型半导体层126可以是由半导体化合物,例如,III-V族或者II-VI族化合物半导体制成。第二导电类型半导体层126可以被掺杂有第二导电类型杂质。当第二导电类型半导体层126是p型半导体层时,第二导电类型杂质是p型杂质。p型杂质可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等等,尽管本公开不限于此。当第二导电类型半导体层126是n型半导体层时,第二导电类型杂质是n型杂质。n型杂质可以包括Si、Ge、Sn、Se、Te等等,尽管本公开不限于此。
第二导电类型半导体层126可以包括具有AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的公式的半导体材料。第二导电类型半导体层126可以包括Ga、N、In、Al、As、以及P中的至少一个元素。第二导电类型半导体层126可以是由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP、以及InP中的至少一个制成。
结合示例将会给出下面的描述,在该示例中第一导电类型半导体层122是n型半导体层,并且第二导电类型半导体层126是p型半导体层。
在第二导电类型半导体层126之上,可以形成具有与第二导电类型相反的极性的半导体层。例如,当第二导电类型半导体层126是p型半导体层时,n型半导体层(未示出)可以被形成在第二导电类型半导体层126之上。因此,发光结构120可以被实现为n-p结结构、p-n结结构、n-p-n结结构、以及p-n-p结结构中的一个。
有源层124被布置在第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126之间。
在有源层124中,电子和空穴会合,并且正因如此,发射具有通过有源层124(发光层)的材料的固有能量带确定的能量的光。当第一导电类型半导体层122是n型半导体层,并且第二导电类型半导体层126是p型半导体层时,电子可以从第一导电类型半导体层122注入到有源层124,并且空穴可以从第二导电类型半导体层126注入到有源层124。
有源层124可以具有单量子阱结构、多量子阱结构、量子线结构、以及量子点结构中的至少一个。例如,有源层124可以通过三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、以及三甲基铟气体(TMIn)的注入具有多量子阱结构,尽管本公开不限于此。
当有源层124具有量子阱结构时,有源层124可以具有阱层和势垒层,其具有InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、以及GaP(InGaP)/AlGaP的层对结构中的至少一个,尽管本公开不限于此。阱层可以是由具有比势垒层的带隙低的带隙的材料制成。
由被布置在发光结构120之下的衬底110支撑发光结构120。
使用适于半导体材料的生长的材料或者具有优异的导热性的材料可以形成衬底10。衬底110可以是由蓝宝石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge、以及Ga2O3中的至少一个制成。可以对衬底100执行湿洗或者等离子体处理,以从衬底110的表面去除杂质。
缓冲层112可以被布置在发光结构120和衬底110之间。缓冲层可以适于减小在衬底110的材料和发光结构120的材料之间的晶格失配和热膨胀系数差。缓冲层可以是由III-V族或者II-VI族化合物半导体,例如,GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、以及AlInN中的至少一个制成。
未被掺杂的半导体层114可以被布置在衬底110和第一导电类型半导体层122之间。未被掺杂的半导体层114是被形成以实现第一导电类型半导体层122的结晶度的增加的层。未被掺杂的半导体层114可以是由与第一导电层122的材料相同或者不同的材料制成。未被掺杂的半导体层114呈现比第一导电类型半导体层122低的导电性,因为在其中没有掺杂第一导电类型杂质。未被掺杂的半导体层114可以被布置在缓冲层112之上同时接触第一导电类型半导体层122。在比缓冲层112的生长温度高的温度生长未被掺杂的半导体层112。未被掺杂的半导体层112呈现比缓冲层112高的结晶度。
发光结构120包括通过蚀刻去除第二导电类型半导体层126、有源层124、以及第一导电类型半导体层122的部分的台面蚀刻区域M。通过台面蚀刻区域M,第一导电类型半导体层122被部分地暴露。
第一电极130被布置在第一导电类型半导体层122上。第二电极140被布置在第二导电类型半导体层126上。详细地,第一电极130被布置在通过台面蚀刻区域M暴露的第一导电类型半导体层122的部分上。第二电极140被布置在第二导电类型半导体层126的未被蚀刻的部分上。
第一电极层130可以包括Mo、Cr、Ni、Au、Al、Ti、Pt、V、W、Pd、Cu、Rh、以及Ir中的至少一个。第一电极层120可以被形成以具有单层结构或者多层结构。
参考图4,第一电极130和第二电极140可以包括分别具有相对大的宽度的第一和第二电极焊盘部分130P和140P。第一和第二电极焊盘部分130P和140P可以是为了将电流供应到发光器件100A将布线(未示出)被结合到的区域。
电极层150被布置在发光结构120之上。电极层150可以是透明电极层。电极层150可以被布置在第二导电类型半导体层126之上同时覆盖台面蚀刻区域M的至少一部分。
因为相对于第二电极40第二导电类型半导体层126可以呈现低劣的欧姆特性,所以电极层150被适合于改进这样的电气特性。电极层150可以具有层结构或者多图案结构。
对于电极层150,透明导电层或者金属可以被选择性地使用。例如,电极层150可以是由铟锡氧化物(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)、In-GaZnO(IGZO)、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、以及Hf中的至少一个制成,尽管本公开不限于此。
电极层150包括:被布置在第二导电类型半导体层126和第二电极140之间的第一电极层151;和第二电极层152,该第二电极层152被布置于在台面蚀刻区域M的相对侧处被相互隔开的第一电极层151的部分之间。
第一电极层151被布置在第二导电类型半导体层126的未被蚀刻的部分上。第二电极层152被布置为对应于台面蚀刻区域M。第二电极层152可以连接通过台面蚀刻区域M隔开的第一电极层151的部分。
根据实施例,透明电极层也可以被布置在台面蚀刻区域M中,不仅在发光结构120之上均匀地扩展从第二电极140注入的电流,而且减少其中电流被集中在第二电极140周围的现象。当电流被扩展直到台面蚀刻区域M时,可以实现发光器件100A的光量的增加和发光器件100A的操作电压的改进。
第二电极层152在第二电极层的相对的末端处接触第一电极层151。在实施例中,第二电极层152的相对的末端可以重叠第一电极层151。在这样的情况下,可能在第一电极层151和第二电极层152接触的位置处存在台阶。即,在第一电极层151和第二电极层152接触的位置处第二电极层152具有比第一电极层151高的水平面。
第二电极层152可能比第一电极层151厚。第二电极层152被排列成对应于不是发射区域的台面蚀刻区域M,并且正因如此,不存在通过第二电极层152的光吸收的可能性。因此,通过形成第二电极层152以比第一电极层151厚最大化电流扩展效应是可能的。
因为第二电极层152被排列成对应于台面蚀刻区域M,所以第一电极130被布置在第二电极层152之下。
第二电极层152覆盖台面蚀刻区域M的至少一部分。覆盖台面蚀刻区域M的第二电极层152的位置和尺寸可以根据实施例而变化,只要第二电极层152连接通过台面蚀刻区域M隔开的第一电极层151的部分。在图4中,第二电极层152被图示为被布置在第一电极焊盘部分130P之上。当然,本公开不限于被图示的情况。第二电极层152可以被排列成完全地覆盖台面蚀刻区域M或者部分地覆盖台面蚀刻区域M。即,第二电极层152可以重叠台面蚀刻区域M的一部分。
参考图3,绝缘层160可以被布置在台面蚀刻区域M中的第二电极层152之下。绝缘层160也可以被布置在其中没有布置第一电极层151的区域中的发光结构120的上表面上。绝缘层160可以保护通过蚀刻被暴露的发光结构120的侧壁同时防止在有源层124和第二电极层152之间或者在第一导电类型半导体层122和第二电极层152之间的电气短路。绝缘层160可以被布置在通过台面蚀刻区域M中的台面蚀刻暴露的发光结构120的侧壁处。绝缘层160可以用作支持第二电极层152。
绝缘层160可以是由非导电氧化物或者氮化物制成。例如,绝缘层160可以包括氧化硅(SiO2)层、氮氧化物层、或者氧化铝层,尽管本公开不限于此。
在第二电极层152和第一电极130之间可以存在空的空间。第二电极层152可以采用天桥(air bridge)的形式。
图5是根据第二实施例的发光器件的平面图。沿着图5的线B-B截取的图5的发光元件的截面图与图3相同,并且正因如此,没有被再次示出并且参考图3。将不会再描述重复先前的实施例的本实施例的内容,并且正因如此,仅结合实施例的不同将会给出描述。
参考图5,通过附图标记“100B”指定的根据第二实施例的发光器件,不同于根据第一实施例的发光器件100A在于,朝着第二电极140的末端部分E第二电极层152被布置在台面蚀刻区域M中。即,台面蚀刻区域M被暴露在邻近于第二电极焊盘部分140P的区域中,并且朝着第二电极140的末端部分E布置第二电极152。
在传统的发光器件中,因为通过第二电极140注入的电流流动同时绕过台面蚀刻区域M所以其中电流被集中的现象发生,并且正因如此,在第二电极140的末端部分E处没有呈现电流的平滑流动。然而,根据本实施例,朝着第二电极140的末端部分E第二电极层152被布置在台面蚀刻区域M中,并且正因如此,在绕过台面蚀刻区域M之前电流可以流动通过第二电极层152。因此,电流的平滑电流可以被实现。
图6是根据第三实施例的发光器件的平面图。沿着图6的线B-B截取的图6的发光器件的截面图与图3的相同,并且正因如此,没有被再次被示出并且参考图3。将不再描述重复先前的实施例的本实施例的内容,并且正因如此,仅结合实施例的不同给出描述。
参考图6,在通过附图标记“100C”指示的根据第三实施例的发光器件中,第二电极层152可以包括多个隔开的第二电极层单元152a。虽然在图6中图示第二电极层单元152a1、152a2、以及152a3,但是根据实施例可以变化第二电极层单元152a的数目。
多个第二电极层单元152a中的邻近单元可以是不均匀的。例如,参考图6,在被布置在最左边处的第二电极层单元152a1和被布置在中间处的第二电极层单元152a2之间的间距(即,间距D1)不同于在被布置在中间处的第二电极层单元152a2和被布置在最右边处的第二电极层单元152a3之间的间距(即,间距D2)。
根据实施例,在从第二电极140的焊盘部分140P到第二电极140的末端部分E的方向上可以逐渐地减小邻近的两个第二电极层单元152a之间的间距(D1>D2)。即,在朝着第二电极140的末端部分E的方向上在台面蚀刻区域M中可以逐渐地增加第二电极层单元152a的数目。
在传统的发光器件中,因为通过第二电极140注入的电流流动同时绕过台面蚀刻区域M所以其中电流被集中的现象发生,并且正因如此,在第二电极140的末端部分E处没有呈现电流的平滑流动。然而,根据本实施例,朝着第二电极140的末端部分E多个第二电极层单元152a被布置在台面蚀刻区域M中,并且正因如此,可以实现电流的平滑流动。
图7是根据第四实施例的发光器件的平面图。沿着图6的线B-B截取的图7的发光器件的截面图与图3的相同,并且正因如此,没有被再次被示出并且参考图3。将不再描述重复先前的实施例的本实施例的内容,并且正因如此,仅结合实施例的不同给出描述。
参考图7,在通过附图标记“100D”指示的根据第四实施例的发光器件中,第二电极层152可以包括多个隔开的第二电极层单元152a。虽然在图7中图示两个第二电极层单元152a1和152a2,但是根据实施例可以变化第二电极层单元152a的数目。
多个第二电极层单元152a可以具有不均匀的宽度。每个第二电极层单元152a的宽度意指在垂直于台面蚀刻区域M的纵向方向的方向上的宽度。例如,参考图7,被布置在左侧处的第二电极层单元152a1的宽度(即,宽度W1)不同于被布置在右侧处的第二电极层单元152a2的宽度(即,宽度W2)。
根据实施例,在从第二电极140的焊盘部分140P到第二电极140的末端部分E的方向上可以逐渐地增加多个第二电极层单元152a的宽度(W1<W2)。
在传统的发光器件中,因为通过第二电极140注入的电流流动同时绕过台面蚀刻区域M所以其中电流被集中的现象发生,并且正因如此,在第二电极140的末端部分E处没有呈现电流的平滑流动。然而,根据本实施例,在朝着第二电极140的末端部分E的方向上可以逐渐地增加多个第二电极层单元152a的宽度,并且正因如此,可以实现电流的平滑流动。
图8是根据第五实施例的发光器件的截面图。将不再描述重复先前的实施例的本实施例的内容,并且正因如此,仅结合实施例的不同给出描述。
参考图8,在通过附图标记“100E”指示的根据第五实施例的发光器件中,绝缘层160可以被布置在台面蚀刻区域M中。另外,绝缘层160可以被布置在发光结构120和第二电极层152之间。绝缘层160可以保护通过蚀刻被暴露的发光结构120的侧壁和第一电极130并且防止在有源层124或者第一导电类型半导体层122与第二电极层152之间的电气短路。绝缘层160不仅可以被布置在通过台面蚀刻暴露的发光结构120的侧壁处,而且可以被布置在第二电极层152和第一电极130之间。即,绝缘层160可以被布置成围绕第二电极层152之下的第一电极130。
在第五实施例中,通过填充在第二电极层152和第一电极130之间的空间,绝缘层160可以用作更加稳固地支持第二电极层152。
根据第五实施例的发光器件100E的平面图可以与图4至图7的相似。参考图4至图7描述的第二电极层152的变化也可以被应用于第五实施例。对于这样的变化将不会给出描述。
图9是图示包括根据上述实施例的发光器件中的一个的根据实施例的发光器件封装的视图。
通过附图标记“300”指示的根据本实施例的发光器件封装,包括:主体310;第一和第二引线框架321和322,该第一和第二引线框架321和322被布置在主体310处;根据上述实施例中的一个的发光器件100,其被布置在主体300处,以被电气地连接到第一和第二引线框架321和322;以及模具340,该模具340被形成在腔体中,该腔体可以被形成在主体310处。如上所述,发光器件100具有包括被串联或者并联地连接的多个发光单元的单芯片结构。
主体310可以是由硅材料、合成树脂材料、或者金属材料制成。当主体310是由诸如金属材料的导电材料制成时,尽管未示出,绝缘层可以被涂覆在主体310的表面之上,以便避免在第一和第二引线框架321和322和金属主体之间的电气短路。因此,能够避免在第一引线框架321和第二引线框架322之间的电气短路。
第一和第二引线框架321和322被相互电气地绝缘,并且将电流供应给发光器件100。第一和第二引线框架321和322也反射从发光器件100产生的光以便实现照明效率的增强。另外,第一和第二引线框架321和322可以用作向外地散发从发光器件100产生的热。
发光器件100可以被安装在主体310上或者在第一引线框架321或者第二引线框架322上。在本实施例中,发光器件100被直接地电气地连接到第一引线框架321同时经由布线330被连接到第二引线框架322。使用倒装芯片方法或者管芯键合方法,替代引线键合方法,发光器件100可以被电气地连接到引线框架321和322。
模具340可以封装发光器件100,以保护发光器件100。模具340可以包括荧光体(phosphors)350,以改变从发光器件100发射的光的波长。
荧光体350可以包括石榴石基荧光体、硅酸盐基荧光体、氮化物基荧光体、或者氧氮化物基荧光体。
例如,石榴石基荧光体可以是YAG(Y3Al5O12:Ce3+)或者TAG(Tb3Al5O12:Ce3+)。硅酸盐基荧光体可以是(Sr,Ba,Mg,Ca)2SiO4:Eu2+。氮化物基荧光体可以是包含SiN的CaAlSiN3:Eu2 +。氧氮化物基荧光体可以是Si6-xAlxOxN8-x:Eu2+(0<x<6)。
通过荧光体350激励从发光器件100发射的第一波长范围的光,并且正因如此,将其变成第二波长范围的光。当第二波长范围的光经过透镜(未示出)时,其光学路径可以被改变。
其中的每一个具有根据被图示的实施例的上述结构的多个发光器件封装被制备,并且然后被排列在基板上。光学构件,即,导光板、棱镜片、扩散片等等,可以被布置在发光器件封装的光学路径上。这样的发光器件封装、基板、以及光学构件可以用作光单元。根据另一实施例,使用结合上述实施例描述的半导体发光器件或者发光器件封装可以实现显示设备、指示设备或者照明系统。例如,照明系统可以包括灯或者街灯。
在下文中,将会描述头灯和背光单元作为包括上述发光器件或者发光器件封装的照明系统的实施例。
图10是图示根据实施例的头灯的视图,其中布置根据上述实施例中的一个的发光器件或者发光器件封装。
参考图10,在通过反射体720和遮光物730反射之后从发光模块710发射的光经过透镜740,以便被直射车辆主体的前面,在发光模块710中布置了根据上述实施例中的一个的发光器件或者发光器件封装。
发光模块710可以包括被安装在电路板上的多个发光器件,尽管本公开不限于此。
图11是图示根据其中根据上述实施例的发光器件封装被布置的实施例的照明系统的视图。
如在图11中所示,通过附图标记“800”指示的根据被图示的实施例的照明系统,包括光源模块830-835;反射板820,该反射板820被布置在底盖810上;导光板840,该导光板840被布置在反射板820前面,以将从光源模块830-835发射的光导向照明系统800的前侧;光学片,该光学片包括被布置在导光板840的前面的第一和第二棱镜片850和860,面板870,该面板870被布置在光学片的前面;以及滤色器880,该滤色器880被布置在面板870的前面。
光源模块830-835包括电路板830和被安装在电路板830上的发光器件封装835。在此,电路板(PCB)可以被用作电路板830。发光器件封装835可以具有结合图9在上面描述的配置。
底盖810可以容纳照明系统800的组成元件。反射板820可以被设置作为单独的元件,如在图11中所示,或者可以通过将具有高反射率的材料涂覆在导光板840的后表面或者底盖810的前表面之上形成。
在此,反射板820可以是由具有高反射率的材料并且能够被形成为超薄结构的材料制成。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可以被用于反射板820。
导光板840用作散射从光源模块830-835发射的光以便将光均匀地分布在照明系统的所有区域。因此,导光板840可以是由具有高折射率以及透射率的材料制成。导光板840的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)等等。导光板840可以被省略。在这样的情况下,可以实现空气引导系统,其在反射片820之上的空间中传输光。
可以通过将呈现透光率和弹性的聚合体涂覆在基底膜的一个表面之上形成第一棱镜片850。第一棱镜片850可以具有棱镜层,该棱镜层具有多个以被重复的图案的形式的多个三维结构。在此,图案可以是其中山脊和山谷被重复的带状。
第二棱镜片860可以具有与第一棱镜片850相类似的结构。第二棱镜片860可以被构造使得被形成在第二棱镜片860的基底膜的一个表面上的山谷和山脊的排列方向与被形成在第一棱镜片850的基底膜的一个表面上的山脊和山谷的排列方向垂直。这样的配置用作朝着面板870的整个表面均匀地分布从光源模块830-850和反射片820透射的光。
在本实施例中,通过第一棱镜片850和第二棱镜片860可以组成光学片。然而,光学片可以包括其它的组合,例如,显微透镜阵列、扩散片和显微透镜阵列的组合、以及棱镜片和显微透镜阵列的组合。
液晶显示面板可以被用作面板870。此外,替代液晶显示面板870,要求光源的其它种类的显示装置可以被提供。
显示面板870被配置使得液晶位于玻璃主体之间,并且偏光板被安装在两个玻璃主体上以便利用光的偏振特性。在此,液晶在液体和固体之间具有属性。即,是具有像液体一样的流动性的有机分子的液晶被规则地定向,并且正因如此,由于外部电场导致使用这样的分子排列方向的变化显示图像。
在照明系统中使用的液晶显示面板是有源矩阵型,并且使用晶体管作为开关以调节被施加到每个像素的电压。
滤色器880被设置在面板870的前表面上,并且每个像素透射从面板870投射的光的红、绿、或者蓝光分量,从而显示图像。
根据上述实施例,可以实现直到台面蚀刻区域的电流扩展,并且正因如此,可以实现发光器件的光量的增加和发光器件的操作电压的改进。
虽然已经参考其多个说明性实施例而描述了实施例,但是应当理解,本领域内的技术人员可以设计落在本公开的原理的精神和范围内的多种其它修改和实施例。更具体地,在本公开、附图和所附的权利要求的范围内的主题组合布置的部件部分和/或布置中,各种改变和修改是可能的。除了在部件部分和/或布置中的改变和修改,替代物使用对于本领域内的技术人员也是显然的。
Claims (21)
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类型半导体层,第二导电类型半导体层,以及有源层,所述有源层被布置在所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间;
第一电极,所述第一电极被布置在所述第一导电类型半导体层上;以及
第二电极,所述第二电极被布置在所述第二导电类型半导体层上,
其中,所述发光结构包括部分地蚀刻所述第二导电类型半导体层、所述有源层、以及所述第一导电类型半导体层的台面蚀刻区域,从而暴露所述第一导电类型半导体层的一部分,并且所述第一电极被布置在所述台面蚀刻区域中的所述第一导电类型半导体层的暴露的部分上,
其中,第一电极层被布置在所述第二导电类型半导体层和所述第二电极之间,并且第二电极层被布置于在所述台面蚀刻区域的相对侧处被相互隔开的所述第一电极层的部分之间,
其中,所述第二电极层在所述第二电极层的相对的末端处重叠所述第一电极层。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第一电极层和所述第二电极层中的每一个是透明电极层。
3.根据权利要求1或者2所述的发光器件,其中,所述第二电极层重叠所述台面蚀刻区域的一部分。
4.根据权利要求1或者2所述的发光器件,其中,绝缘层被布置在所述台面蚀刻区域和所述第二电极层之间。
5.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述绝缘层被布置在通过所述台面蚀刻区域暴露的所述发光结构的一部分的内部。
6.根据权利要求5所述的发光器件,其中,在所述第二电极层和所述第一电极之间存在空的空间。
7.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述绝缘层填充在所述第二电极层和所述第一电极之间的空间。
8.根据权利要求1或者2所述的发光器件,其中,所述第二电极层接触所述第一电极层,并且在其中所述第二电极层接触所述第一电极层的位置处具有比所述第一电极层高的水平面。
9.根据权利要求1或者2所述的发光器件,其中,所述第二电极层比所述第一电极层厚。
10.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述绝缘层围绕所述第一电极。
11.一种发光器件,包括:
发光结构,所述发光结构包括第一导电类型半导体层,第二导电类型半导体层,以及有源层,所述有源层被布置在所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间;
第一电极,所述第一电极被布置在所述第一导电类型半导体层上;以及
第二电极,所述第二电极被布置在所述第二导电类型半导体层上,
其中,所述发光结构包括部分地蚀刻所述第二导电类型半导体层、所述有源层、以及所述第一导电类型半导体层的台面蚀刻区域,从而暴露所述第一导电类型半导体层的一部分,并且所述第一电极被布置在所述台面蚀刻区域中的所述第一导电类型半导体层的暴露的部分上,
其中,第一电极层被布置在所述第二导电类型半导体层和所述第二电极之间,
其中,所述第一电极层在所述台面蚀刻区域的相对侧处被相互隔开,
其中,多个第二电极层单元被布置于所述第一电极层的部分之间。
12.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述第一电极层和所述第二电极层中的每一个是透明电极层。
13.根据权利要求11或者12所述的发光器件,其中,所述第二电极层单元中的邻近单元具有非均匀的间距。
14.根据权利要求13所述的发光器件,其中,在从所述第二电极的焊盘部分到所述第二电极的末端部分的方向上所述第二电极层单元之间的间距被逐渐地减小。
15.根据权利要求11或者12所述的发光器件,其中,在所述第二电极的焊盘部分到所述第二电极的末端部分的方向上所述第二电极层单元在数目上被逐渐地增加。
16.根据权利要求11或者12所述的发光器件,其中,所述第二电极层单元分别具有非均匀的宽度。
17.根据权利要求16所述的发光器件,其中,在从所述第二电极的焊盘部分到所述第二电极的末端部分的方向上所述第二电极层单元的宽度被逐渐地增加。
18.根据权利要求11或者12所述的发光器件,其中,绝缘层被布置在所述台面蚀刻区域和所述第二电极层之间。
19.根据权利要求18所述的发光器件,其中,所述绝缘层被布置在通过所述台面蚀刻区域暴露的所述发光结构的一部分的内部。
20.根据权利要求18所述的发光器件,其中,所述绝缘层填充所述第二电极层和所述第一电极之间的空间。
21.一种照明设备,包括:
光源模块,所述光源模块包括根据权利要求1和2中的任意一项或者权利要求11和12中的任意一项所述的发光器件;
反射板,所述反射板被布置在底盖上;
导光板,所述导光板被布置在所述反射板上;以及
光学片,所述光学片被布置在所述导光板上。
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