CN104518065A - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件、发光器件封装和照明设备，所述发光器件包括：衬底；光提取层，布置在衬底上，该光提取层具有的折射率高于衬底的折射率并低于发光结构的折射率，并且包括接触衬底的第一区域和与第一区域相向布置的第二区域，第一区域具有比第二区域的横截面积大的横截面积；以及发光结构，布置在衬底和光提取层上，该发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及有源层。本发明的发光器件具有较高的光提取效率。

Description

发光器件
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月4日在韩国提交的第10-2013-0118320号韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文，视同将其全文描述于此。
技术领域
实施例涉及一种发光器件，尤其涉及具有提高的光提取效率的水平式发光器件。
背景技术
基于薄膜生长技术和器件材料的发展，使用III-V族或II-VI族化合物半导体材料的诸如发光二极管或激光二极管等发光器件实现具有各种颜色(例如红色、绿色和紫外线)的光，通过使用荧光材料或结合两种或多种颜色实现卓越功效的白光，并且与诸如荧光灯和白炽灯等传统光源相比，具有诸如低功耗、半永久使用寿命、高响应速度、安全以及环保等优点。
因此，这种发光器件的应用范围已扩展到了光学通信系统的传输模块、构成诸如液晶显示器(LCD)等显示设备的背光的发光二极管(用于替代冷阴极荧光灯(CCFL))、白光发光二极管照明设备(用于替代荧光灯或白炽灯)、车辆前灯以及交通灯。
在穿过第一导电型半导体层注入的电子与穿过第二导电型半导体层注入的空穴之间再结合时，发光器件发出光，所述光具有由构成有源层(发光层)的材料的本征能带确定的能量。基于从发光器件发出的光对荧光体的激发，发光器件封装发出的光的波长比从有源层发出的光长。
正在进行与具有各种结构的发光二极管相关联的大量研究，以提高发光器件的发光效率。正在进行通过在发光结构的表面上形成不规则体(irregularity)来提高竖直式发光器件的光提取效率的研究，并且正在进行通过在绝缘衬底的表面上形成图案来提高水平式发光器件的光提取效率的尝试。
然而，当不规则体被形成在诸如蓝宝石等绝缘衬底的表面上时，构成发光结构的半导体层容易有缺陷，并且可能由于绝缘衬底与形成在绝缘衬底上的发光结构之间的晶格失配而不能同质生长，因此使得发光效率由于半导体层中存在的晶体缺陷而降低。
发明内容
实施例提供一种具有较高光提取效率的发光器件。
在一个实施例中，一种发光器件，包括：衬底；光提取层，布置在衬底上，光提取层具有的折射率高于衬底的折射率并低于发光结构的折射率，并且包括接触衬底的第一区域和与第一区域相向布置的第二区域，第一区域具有的横截面积比第二区域的横截面积大；以及发光结构，布置在衬底和光提取层上，发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及有源层。
光提取层可以包括多个光提取结构，并且各个光提取结构包括接触衬底的第一区域和与第一区域相向布置的第二区域，其中第一区域具有的横截面积比第二区域的横截面积大。
各个光提取结构可以具有1微米至2微米的高度。
各个光提取结构可以彼此间隔开1微米至2微米的预定距离。
光提取结构之间的距离差可以为0.5微米或更小。
第一区域中的各个光提取结构可以具有2至3微米的宽度和2至3微米的长度。
该发光器件还可以包括布置在光提取层与发光结构之间的反射层。
该光提取层可以包括布置在发光结构的方向上的第一层和布置在衬底的方向上的第二层。
第一层具有的折射率可以比第二层的折射率高。
光提取层可以是DBR层。
在另一个实施例中，一种发光器件，包括：衬底；光提取层，布置在衬底上，光提取层具有的折射率高于衬底的折射率并低于发光结构的折射率，反射层，布置在光提取层上，以及发光结构，布置在衬底和光提取层上，发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及有源层。
光提取层可以具有接触衬底的下表面。
光提取层可以具有侧表面和上表面，该侧表面和上表面中的每一个表面接触反射层。
第一层的折射率可以小于发光结构的折射率。
第二层的折射率可以大于衬底的折射率。
发光结构可以具有使部分第二导电型半导体层、有源层以及第一导电型半导体层可以被蚀刻以暴露第一导电型半导体层的部分表面的构造，并且光提取层可以被布置在与第二导电型半导体层的上表面对应的区域和与第一导电型半导体层的被蚀刻而暴露的表面对应的区域中。
在另一个实施例中，一种发光器件，包括：衬底；光提取层，布置在衬底上，光提取层包括布置在发光结构的方向上的第一层和布置在衬底的方向上的第二层；以及发光结构，布置在衬底和光提取层上，发光结构包括第一导电型半导体层、有源层以及第二导电型半导体层，其中第二层具有的折射率比衬底的折射率大，第一层具有的折射率比第二层的折射率大，并且发光结构具有的折射率比第一层的折射率大。
附图说明
可以参考下列附图来具体描述配置和实施例，所述附图中相似的附图标记表示相似的元件，且其中：
图1为示出根据实施例的发光器件的剖视图；
图2a至图2d示出图1的区域“A”的实施例；
图3为示出光提取层中光提取结构的布置的详细视图；
图4为示出根据另一个实施例的发光器件的剖视图；
图5为图4的区域“B”的详细视图；
图6为示出根据另一个实施例的发光器件的剖视图；
图7a至图7d为示出根据实施例用于制造发光器件的方法的剖视图；
图8为示出根据实施例的发光器件封装的剖视图；
图9示出根据实施例的包括发光器件的图像显示设备；以及
图10示出根据实施例的包括发光器件的照明设备。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述实施例。
应当理解，当某一元件被称为在另一个元件“上方”或“下方”时，其可直接位于该元件上方/下方，且也可以存在一个或多个介于中间的元件。当某一元件被称为在“上方”或“下方”时，基于该元件可以包括“在该元件下方”以及“在该元件上方”。
在附图中，为了便于说明以及为了清晰起见，夸大、省略或示意性示出每一层的厚度或尺寸。另外，每一个构成元件的尺寸或面积并不完全反映其实际尺寸。
在下文中，将参考附图来描述用来实现目标的本公开的实施例。
图1为示出根据实施例的发光器件的剖视图。
图1所示的发光器件100a包括衬底110、光提取层200、发光结构120、透光导电层140、第一电极150以及第二电极160。
衬底110可以由载体晶片形成，该载体晶片是适合半导体材料生长的材料。另外，衬底110可以由高热传导材料形成并且可以包括导电衬底或绝缘衬底。例如，衬底110可以包含蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge以及Ga2O3中的至少一种。
光提取层200是透光材料并且被选择性地布置在衬底110上，并且光提取层200的折射率高于衬底110的折射率且低于由GaN等形成的发光结构120的折射率。当光提取层200被布置在衬底110的整个表面上时，可能难以在衬底110上生长GaN。后文将参考图2a等描述光提取层200。
虽然未示出，缓冲层可以被布置在衬底110上以减少衬底110与发光结构120之间的晶格失配和热膨胀系数差异。该缓冲层可以由III-V族化合物半导体形成，例如由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN中的至少一种形成。
发光结构120接触衬底110和光提取层200，并且包括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。第一导电型半导体层122的一部分被台面蚀刻。因为无法在诸如蓝宝石衬底等绝缘衬底下方形成电极，所以第一电极150可以被布置在蚀刻区域中。另外，光提取层200可以被布置在衬底110的整个区域中，即，可以被布置在与第二导电型半导体层126的上表面对应的区域以及与被蚀刻并暴露的第一导电型半导体层122的表面对应的区域中。
第一导电型半导体层122可以由半导体化合物(例如，III-V族半导体化合物或II-VI族半导体化合物)形成。另外，第一导电型半导体层可以掺杂有第一导电型掺杂剂。当第一导电型半导体层是n型半导体层时，第一导电型掺杂剂可以包括Si、Ge、Sn、Se或Te作为n型掺杂剂，但本公开文本不限于此。
第一导电型半导体层122可以例如包括具有分子式为InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。第一导电型半导体层122可以由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP以及InP的至少一个形成。
在穿过第一导电型半导体层122注入的电子与穿过第二导电型半导体层126注入的空穴之间再结合时，有源层124发出光，该光具有由构成有源层124的材料的本征能带确定的能量。
有源层124可以具有多量子阱(MQW)结构。例如，有源层124可以具有通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)或三甲基铟气体(TMIn)而形成的多量子阱(MQW)结构，但本公开文本不限于此。
有源层124的量子阱/量子势垒例如可以构成InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一对的结构，但本公开文本不限于此。该量子阱可以由带隙比量子势垒小的材料形成。
导电包覆层(未示出)可以被形成在有源层124上方/下方。该导电包覆层可以由带隙比有源层124的势垒层大的半导体形成。例如，该导电包覆层可以包括GaN、AlGaN、InAlGaN、超晶格结构等。另外，该导电包覆层可以掺杂有n型或p型掺杂剂。
另外，第二导电型半导体层126可以由半导体化合物(例如，III-V族或II-VI族化合物半导体)形成，并且可以被掺杂有第二导电型掺杂剂。第二导电型半导体层126可以例如是具有分子式为InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。当第二导电型半导体层126是p型半导体层时，第二导电型掺杂剂包括p型掺杂剂，例如，Mg、Zn、Ca、Sr或Ba等。
透光导电层140可以被布置在第二导电型半导体层126上，并且促进电流从第二电极160供应到第二导电型半导体层126。
第一电极150和第二电极160可以具有包括铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)以及金(Au)中的至少一种的单层或多层结构。
图2a至图2d示出图1的区域“A”的实施例以及光提取层200的各种实施例。
光提取层200接触衬底110，被选择性地布置在衬底110上并且包括多个光提取结构，并且各个光提取结构的尺寸和配置可以是均匀的或不均匀的。
光提取层200例如具有的折射率高于衬底110(例如，蓝宝石)的折射率且低于发光结构120的材料(例如，GaN)的折射率。由于蓝宝石的折射率是1.8并且GaN的折射率是2.4，因而光提取层200可以由折射率高于1.8且低于2.4的材料形成，并且光提取层200可以例如包括AlN、SiN、Ta2O5、ZrO2以及HfO2的至少一种。
图2a所示的各个光提取结构可以具有半球形形状，图2b所示的光提取结构可以具有带有梯形竖直截面的六面体形状，图2c所示的光提取结构可以具有六面体形状，并且图2d所示的光提取结构可以具有四面体或规则的四面体形状。
在图2c所示的实施例中，光提取结构的在衬底110的方向上的横截面积与光提取结构的在与此相反的方向上的横截面积相同。在其它实施例中，光提取结构的在衬底110的方向上的横截面积大于在其相反方向上的横截面积。因此，包括光提取结构的光提取层200的横截面积还可以大于在其相反方向上的横截面积。
图3为示出光提取层中光提取结构的布置的详细视图。
构成光提取层的光提取结构200a和200c可以具有1微米至2微米的高度h。当高度h过小或过大时，光提取效率的提高可能是困难的。即，当光提取结构200a和200c的高度h小于1微米时，存在于衬底110上的图案过小并且因此具有平面状形状，并且当高度h大于2微米时，衬底110上的图案过大，因此发出到发光器件外部的光不均匀地分布。
光提取结构200a和200c之间的各个距离d1和d2可以是1微米至2微米，并且光提取结构200a与光提取结构200b之间的距离d1和光提取结构200c与光提取结构200b之间的距离d2之间的差可以是0.5微米或更小。
当光提取结构200a和200c之间的各个距离d1和d2过小或过大时，光提取效率的提高可能是困难的。即，光提取结构200a和200c之间的各个距离d1和d2小于1微米的情况可能不容易与连续地形成多个光提取结构200a和200c的情况区别开。当这些距离大于2微米时，存在于衬底110上的图案过小，因此通过光提取层的形成获得的效果过小。
光提取结构200a和200c之间的各个距离d1和d2之间的差，即，光提取结构200a和200c之间的最大距离与其间的最小距离之间的差距(图3的d2-d1)可以是0.5微米或更小。当这种差大于上述限定的值时，在后文描述的过程中难以制造发光器件，并且从衬底110的表面不均匀地反射光，因此使得形成黑暗区域(dark region)。
在图3中，当光提取结构200a和200c的下部被定义为第一区域a1并且其上部被定义为第二区域a2时，第一区域中的光提取结构200a和200c的每一个的宽度和长度W1可以是2微米至3微米。第二区域中的光提取结构200a和200c的每一个的宽度和长度W2可以小于该宽度和长度W1。这里，当光提取结构200a和200c具有四边形形状时，值W1和W2对应于边长，并且当光提取结构200a和200c具有圆形形状时，值W1和W2对应于直径。
当光提取结构200a和200c的值W1小于2微米或大于3微米时，由于衬底110的表面处的光的反射，光提取效率的提高是不可能的。
图4为示出根据另一个实施例的发光器件的剖视图，并且图5为图4的区域“B”的详细视图。
根据本发明的发光器件100b类似于根据图1所示的实施例，它们的不同之处在于光提取层210包括多个层210a至210c。即，在上文描述的实施例中，该光提取层包括多个光提取结构，而在本实施例中，构成光提取层的各个光提取结构包括多个层210a至210c。
在图4和图5中，最上层被定义为第一层210a，最下层被定义为第三层210c，中间层被定义为第二层210b，并且第一层至第三层210a、210b以及210c由具有不同折射率的材料形成。
第一层210a的折射率可以低于发光结构120的折射率，并且第三层210c的折射率可以大于衬底110的折射率。
这种情况下，第二层210b布置在衬底110的方向上，并且第一层210a布置在发光结构120的方向上。即，第一层210a被布置在第二层210b上。因此，第一层210a与发光结构120之间的距离小于第二层210b与发光结构120之间的距离，并且第一层210a的折射率大于第二层210b的折射率，并且第二层210b的折射率大于第三层210c的折射率。另外，第一层210a、第二层210b以及第三层210c的厚度t1、t2以及t3可以完全相同。
因此，上文描述的光提取结构中的层210a至210c的折射率可以从发光结构120朝向衬底110逐渐降低。因此，从发光结构120中的有源层124发出的光从光提取结构的表面全反射，因此提高发光器件100b的光提取效率。
另外，光提取层210可以是分布式布拉格反射器，该分布式布拉格反射器包括交替布置的折射率相对较大的层和折射率相对较小的层。例如，光提取层210可以具有交替布置有SiO2和TiO2、或SiO2和Ta2O5、或SiO2和AlN的结构。这种情况下，DBL层用作反射层，并且构成光提取层210的材料的折射率可以与衬底110的折射率以及发光结构120的折射率不同。
另外，构成光提取层210的光提取结构的截面可以具有半球形形状以及图2a至图2d所示的各种形状。
图6为示出根据另一个实施例的发光器件的剖视图。
除了反射层250被布置在光提取层200的表面上之外，根据实施例的发光器件100c类似于根据图1所示的实施例。反射层250被布置在光提取层200的表面与发光结构120之间以反射从有源层124传送的光。反射层250可以由铝(Al)、银(Ag)等形成。
另外，由于反射层250被布置为使得其覆盖光提取层200的表面，光提取层200的下表面接触衬底110，其侧表面和上表面接触反射层250，并且光提取层200不接触发光结构120。
在根据另一个实施例的发光器件中，除了图1所示的实施例，图6的反射层250可以被布置在光提取层上。
图7a至图7d为示出用于制造根据实施例的发光器件的方法的剖视图。
首先，如图7a所示，光提取层材料210'被布置在衬底110上。如上所述，衬底110可以由诸如蓝宝石等非导电材料形成，并且光提取层210'可以由AlN等形成，如上所述。
光提取层210'可以通过PECVD、溅射、离子束沉积等来沉积。
如图7b所示，光提取层200可以使用掩模选择性地形成在衬底110上。光提取层200的布置可以根据掩模的布置而改变。
另外，如图7c所示，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被生长在衬底110和光提取层200上以形成发光结构120。
关于构成发光结构120的第一导电型半导体层122，掺杂有n型掺杂剂的AlGaN层可以使用诸如化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)、溅射或氢化物气相外延(HVPE)等方法形成。另外，第一导电型半导体层122可以通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)以及包含诸如硅(Si)等n型杂质的硅烷气体(SiH4)形成。
有源层124可以具有通过注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)或三甲基铟气体(TMIn)而形成的多量子阱(MQW)结构，但本公开文本不限于此。
第二导电型半导体层126可以具有与上文描述相同的组分并且可以是通过将三甲基镓气体(TMGa)、三甲基铝气体(TMAl)或三十二烷环戊二烯(bicetylcyclopentadienyl)镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}注入到腔室中形成的p型GaN层，但本公开文本不限于此。
如图7d所示，使用掩模之类蚀刻部分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以暴露部分第一导电型半导体层122。
另外，第一电极150和第二电极160被形成在暴露的第一导电型半导体层122和第二导电型半导体层126上。此时，为了促进电流从第二电极160供应到第二导电型半导体层126，ITO等可以被布置为透光导电层140。
根据实施例的发光器件可以具有使光提取层被形成在发光结构和衬底之间以朝向衬底反射从有源层传送的光并且从而提高光提取效率的构造。另外，该光提取层可以被形成为DBR层，或折射率从发光结构朝向衬底逐渐降低，从而使光提取效率最大化。
图8为示出根据实施例的发光器件封装的剖视图。
在本实施例中，发光器件封装300包括：本体310，设置有空腔；第一引线框321和第二引线框322，设置在本体310上；根据前面提到的实施例的任何之一的发光器件100，设置在本体310中，并且电连接至第一引线框321和第二引线框322；以及模塑部350，设置在空腔中。
本体310包含硅、合成树脂或金属。当本体310由诸如金属等导电材料制成时，绝缘材料(虽然未示出)被涂布在本体310的表面上，以防止第一引线框321与第二引线框322之间的短路。
第一引线框321和第二引线框322电性分离，并将电流供应到发光器件100。另外，第一引线框321和第二引线框322反射发光器件100发出的光，以提高光效率并且释放在发光器件100中产生的热。
发光器件100可以通过导电粘合剂300被固定至本体310，或者被安装在第一引线框321或第二引线框322上。在本实施例中，第一引线框321和发光器件100彼此直接相通，并且第二引线框322和发光器件100通过导线230彼此连接。除了导线接合外，发光器件100可以通过倒装芯片接合或小片接合(die-bonding)被连接至引线框321和322。
另外，发光器件100可以如上所述被单独设置或被设置为包括三个或多个发光器件的发光器件阵列，并且可以是根据上文描述的实施例的具有提高的光提取效率的发光器件。
模塑部350包围发光器件100以保护发光器件100。另外，荧光体360作为与模塑部350分离的层被共形地涂布在模塑部350上。由于荧光体360均匀分布在使发光器件封装300的光发出的整个区域上，这种构造转换从发光器件200发出的光的波长。
从发光器件100发出的第一波长范围的光被荧光体360激发并且被转换成第二波长范围的光，并且第二波长范围的光穿过透镜(未示出)以改变光通道。
根据上文描述的实施例的多个发光器件可以被安装在发光器件封装和光学元件上，即，导光板、棱镜片、扩散片等可以被布置在发光器件封装的光通道中。发光器件封装、衬底以及光学元件可以用作照明单元。另一个实施例可以实现为显示设备、指示设备以及包括前述实施例中提到的半导体发光器件或发光器件封装的照明系统，并且照明系统的例子可以包括灯或路灯等。
在下文中，图像显示设备和照明设备将被描述为设置有发光器件封装的照明系统的例子。
图9为示出根据实施例的包括发光器件的图像显示设备的视图。
如图所示，根据本实施例的图像显示设备500包括：光源模块；反射板520，布置在底罩510上；导光板540，布置在反射板520的前面以将从光源模块发出的光引向图像显示设备的前面；光学片，包括布置在导光板540的前面的棱镜片550和560；面板570，布置在第二棱镜片560的前面；以及滤色镜580，布置在面板570的前面。
该光源模块包括安装在电路衬底530上的发光器件封装535。电路衬底530可以是PCB等，并且发光器件封装535具有优良的光提取效率，如上所述。
底罩510可以容纳图像显示设备500的构成组件。如图所示，反射板520可以被设置为分离元件，或者可以被设置为具有带有高反射率的材料的涂层，该涂层被设置在导光板540的背面上或底罩510的前表面上。
这里，反射板520可以由适合于用作超薄膜形式的高反射材料制成，并且该材料例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
导光板540散射从发光器件封装发出的光，以均匀地将光分布在液晶显示器的屏幕的整个区域上。因此，导光板540可以由具有高折射率和高透光率的材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE))形成。另外，当省略导光板540时可以实现导流式显示设备。
使用透光且弹性的聚合物在支撑膜的一侧形成第一棱镜片550，并且该聚合物可以具有棱镜层，该棱镜层具有多个重复形成的三维结构。这里，如图所示，该多个图案可以被设置为包括重复布置的凸脊和波谷的条形图案。
第二棱镜片560中的支撑膜的表面上的凸脊和波谷的方向可以垂直于第一棱镜片550中的支撑膜的表面上的凸脊和波谷的方向。这是为了将从光源模块和反射片传送的光沿面板570的所有方向均匀分布。
在本实施例中，第一棱镜片550和第二棱镜片560构成光学片。该光学片可以被设置为其它组合，例如微透镜阵列、扩散片和微透镜阵列的组合、或一个棱镜片和微透镜阵列的组合。
液晶显示器件可以被布置在面板570中，并且除了液晶显示器件560外，还可以设置需要光源的其它显示设备。
面板570具有使液晶置于两个玻璃体(glass body)之间的结构，并且偏振板被安装在玻璃体上，以利用光的偏振。液晶具有介于液体和固体之间的中间特性。液晶是类似液体的可流动有机分子并且像晶体一样规则地排列。基于由于施加的电场引起的液晶的分子排列的改变来显示图像。
用于显示设备的液晶显示器可以是有源矩阵类型，并使用晶体管作为开关，以控制供应到每一个像素的电压。
滤色镜580被设置在面板570的前表面上，使得从面板570投射的光中的红光、绿光或蓝光通过每一个像素而被选择性地传输，并且显示图像。
图10示出根据实施例的包括发光器件的照明设备。
根据本实施例的照明设备可以包括罩1100、光源模块1200、散热器1400、电源1600、内壳1700以及插座1800。另外，根据该实施例的照明设备1000还可以包括一个或多个元件1300和基座1500。光源模块1200可以包括根据上文描述的实施例的发光器件封装200，因此展现出发光器件的光提取效率。
罩1100可以具有球形或半球形形状，并且可以是具有开放部分的中空部(hollow)。罩1100可以被光学接合至光源模块1200。例如，罩1100可以扩散、散射或激发从光源模块1200供应的光。罩1100可以是光学元件。罩1100可以被连接至散热器1400。罩1100可以具有用于连接至散热器1400的连接部。
罩1100的内表面可以涂布有乳白色涂布材料。该乳白色涂布材料可以包括用于扩散光的扩散材料。罩1100的内表面的表面粗糙度可以大于罩1100的外表面的表面粗糙度。其原因是光从光源模块1200被充分地散射并扩散，并且被排放到外部。
罩1100可以由诸如玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚碳酸酯(PC)等材料形成。聚碳酸酯具有耐光性、耐热性以及强度。罩1100可以是透明的，使得光源模块1200从外部可见，但本公开文本不限于此，罩1100可以是不透明的。罩1100可以通过吹塑形成。
光源模块1200可以被布置在散热器1400的表面上，并且由光源模块1200产生的热可以被传送到散热器1400。光源模块1200可以包括多个光源单元1210、连接板1230以及连接器1250。
元件1300可以被布置在散热器1400的上表面上，并具有让光源单元1210和连接器1250插入其中的导槽1310。导槽1310可以与光源单元1210的衬底和连接器1250对应。
光反射材料可以被施加或涂布在元件1300的表面上。例如，白色涂布材料可以被施加或涂布在元件1300的表面上。元件1300将被罩1100的内表面反射并返回到光源模块1200的光在罩1100的方向上反射。因此，提高了根据该实施例的照明设备的发光效率。
元件1300例如由绝缘材料形成。光源模块1200的连接板1230可以包括导电材料。因此，散热器1400可以电接触连接板1230。元件1300由绝缘材料构成，因此阻挡连接板1230与散热器1400之间的电短路。散热器1400从光源模块1200并且从电源1600接收热量并释放热量。
基座1500罩住内壳1700的绝缘单元1710的容纳槽1719。因此，容纳在内壳1700的绝缘单元1710中的电源1600可以被密封。基座1500可以具有引导突出1510，并且引导突出1510可以具有使电源1600的突出1610穿过的孔。
电源1600处理或转变从外部供应的电信号，并将电信号供应到光源模块1200。电源1600可以被容纳在内壳1700的容纳槽1719中，并可以通过基座1500被密封在内壳1700中。电源1600可以包括突出1610、引导部1630、基底1650以及延伸部1670。
引导部1630可以从基底1650的一侧向外突出。引导部1630可以被插入到基座1500中。多个元件可以被布置在基底1650的表面上。这些元件的例子包括，但不限于：直流转换器，其将从外部电源供应的交流转换成直流；驱动芯片，用于控制光源模块1200的驱动；静电放电(ESD)保护元件，用于保护光源模块1200免于电冲击等。
延伸部1670从基底1650的另一侧向外突出。延伸部1670可以被插入到内壳1700的连接部1750中，并可以从外部接收电信号。例如，延伸部1670的宽度可以小于或等于内壳1700的连接部1750的宽度。正极(+)导线和负极(-)导线的每一个的一个端子被电连接至延伸部1670，并且另一个端子被电连接至插座1800。
除了电源1600之外，内壳1700可以包括模塑部。该模塑部是通过硬化模塑液体形成的区域并将电源1600固定至内壳1700的内部区域。
由上可见，根据该实施例的发光器件具有使光提取层被形成在发光结构和衬底之间以朝向衬底反射从有源层传送的光并且从而提高光提取效率的构造。另外，光提取层被设置为DBR层使得折射率从发光结构到衬底逐渐降低，因此光提取效率被最大化。
虽然已参照多个示意性实施例描述了实施例，然而应当理解，本领域技术人员能够设想出落入本公开文本的原理的精神和范围的多个其它变型和实施例。更具体地，在公开内容、附图以及附加的权利要求的范围内，在零部件和/或隶属的组合排列的排列方式中可以有各种变化和变型。除了零部件和/或排列的变化和变型之外，替代使用对本领域技术人员来说也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
衬底；
光提取层，布置在所述衬底上，所述光提取层具有的折射率高于所述衬底的折射率并低于发光结构的折射率，并且包括接触所述衬底的第一区域和与所述第一区域相向布置的第二区域，所述第一区域具有的横截面积比所述第二区域的横截面积大；以及
所述发光结构，布置在所述衬底和所述光提取层上，所述发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及有源层。
2.一种发光器件，包括：
衬底；
光提取层，布置在所述衬底上，所述光提取层具的折射率高于所述衬底的折射率并低于发光结构的折射率；
反射层，布置在所述光提取层上；以及
所述发光结构，被布置在所述衬底和所述光提取层上，所述发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及有源层。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述光提取层包括多个光提取结构，并且各个所述光提取结构包括接触所述衬底的第一区域和与所述第一区域相向布置的第二区域，其中所述第一区域具有的横截面积比所述第二区域的横截面积大。
4.根据权利要求3所述的发光器件，其中各个所述光提取结构具有1微米至2微米的高度。
5.根据权利要求3所述的发光器件，其中各个所述光提取结构彼此间隔开1微米至2微米的预定距离。
6.根据权利要求3所述的发光器件，其中各个所述光提取结构之间的距离差为0.5微米或更小。
7.根据权利要求3所述的发光器件，其中所述第一区域中的各个所述光提取结构具有2至3微米的宽度和2至3微米的长度。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：反射层，布置在所述光提取层与所述发光结构之间。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述光提取层包括布置在所述发光结构的方向上的第一层和布置在所述衬底的方向上的第二层。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述第一层具有的折射率比所述第二层的折射率高。
11.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第一层的折射率小于所述发光结构的折射率。
12.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第二层的折射率大于所述衬底的折射率。
13.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使部分所述第二导电型半导体层、所述有源层以及所述第一导电型半导体层被蚀刻以暴露所述第一导电型半导体层的部分表面的构造，并且所述光提取层被布置在与所述第二导电型半导体层的上表面对应的区域和与所述第一导电型半导体层的被蚀刻而暴露的表面对应的区域中。
14.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述光提取层是DBR层。
15.根据权利要求1或2所述的发光器件，并且所述光提取层包含AlN、SiN、Ta2O5、ZrO2以及HfO2至少之一。
16.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中所述光提取层具有接触所述衬底的下表面。
17.根据权利要求16所述的发光器件，其中所述光提取层具有侧表面和上表面，该侧表面和上表面中的每一个表面均接触所述反射层。
18.一种发光器件，包括：
衬底；
光提取层，布置在所述衬底上，所述光提取层包括布置在所述发光结构的方向上的第一层和布置在所述衬底的方向上的第二层；以及
发光结构，布置在所述衬底和所述光提取层上，所述发光结构包括第一导电型半导体层、有源层以及第二导电型半导体层，
其中所述第二层具有的折射率比所述衬底的折射率大，所述第一层具有的折射率比所述第二层的折射率大，并且所述发光结构具有的折射率比所述第一层的折射率大。
19.一种发光器件封装，包括：
封装本体；
第一引线框和第二引线框，布置在所述封装本体中；
根据权利要求1、2和18中的任一项所述的发光器件，电连接至所述第一引线框和所述第二引线框；以及
模塑部，包围所述发光器件。
20.一种照明设备，包括：
光源，发出光，所述光源包括布置在衬底上的多个发光器件封装；
外壳，具有安装在其中的所述光源；
散热器，用于辐射所述光源的热量；以及
基座，用于将所述光源和所述散热器连接至所述外壳，
其中所述发光器件封装包括：
本体；
第一引线框和第二引线框，布置在所述本体中；以及
根据权利要求1、2和18中的任一项所述的发光器件，布置在所述本体中，所述发光器件被电连接至所述第一引线框和所述第二引线框。
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