CN106206907A - 半导体发光二极管芯片和具有该芯片的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体发光装置和一种显示装置。该半导体发光装置包括：布线板，其包括其上布置有第一布线电极和第二布线电极的安装表面；半导体发光二极管芯片，其包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面，第一表面面对安装表面，该半导体发光二极管芯片还包括与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，第一电极和第二电极分别连接至第一布线电极和第二布线电极；以及反射层，其布置在半导体发光二极管芯片的第二表面和侧表面中的至少一个上。

Description

半导体发光二极管芯片和具有该芯片的发光装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0076572的优先权，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
技术领域
与示例性实施例一致的装置和设备涉及半导体发光装置。
背景技术
诸如发光二极管(LED)的半导体发光装置是这样一种装置，其包括发光材料，所述发光材料将通过半导体结部分中的电子-空穴复合产生的能量转换为将从其发射的光。通常采用LED作为照明装置、大液晶显示器(LCD)和背光单元中的光源，并且加速了LED的发展。
然而，半导体LED的缺点在于半导体LED类似于点光源(也就是说，其光发射表面非常窄)。因此，当将半导体LED用作照明装置或者用于显示器的背光单元的光源时，会需要分离的光学结构，以将光均匀地分散在大的区域上。例如，用于显示器的直下式背光单元可使用扩展光分布的透镜和漫射片。这种额外的光学结构由于需要装配各种结构而增加了制造成本和/或缺陷率。具体地说，会不利地增大显示面板的厚度。
发明内容
一个或多个示例性实施例提供了一种半导体发光二极管(LED)芯片，其中在芯片级控制光分布，同时确保基本均匀的光质量，并且提供了一种包括该芯片的发光装置。
根据示例性实施例的一方面，提供了一种半导体发光装置，其包括：布线板，其包括其上布置有第一布线电极和第二布线电极的安装表面；半导体发光二极管(LED)芯片，其包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面，该第一表面面对安装表面，该半导体LED芯片还包括与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，第一电极和第二电极分别连接至第一布线电极和第二布线电极；以及反射层，其布置在半导体LED芯片的第二表面和侧表面中的至少一个上。
反射层可包括分布式布拉格反射器(DBR)层。
与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体LED芯片发射并且穿过DBR层的光的透射率可更大。
反射层可至少布置在半导体LED芯片的第二表面上，并且在基于围绕中心轴线的第一旋转角和大于第一旋转角的第二旋转角限定的第一区中从DBR层发射的光的量可大于在基于中心轴线和第一旋转角限定的第二区中从DBR层发射的光的量，所述中心轴线垂直于半导体LED芯片的第二表面。
第一旋转角的范围可为从约30°至约50°，并且第二旋转角的范围为从约70°至约90°。
半导体发光装置还可包括横向反射性部分，其布置在布线板上，以使得横向反射性部分围绕半导体LED芯片的侧表面，所述横向反射性部分包括反射性材料。
反射层可包括金属。
反射层可包括至少一个孔，光通过所述至少一个孔从半导体LED芯片发射。
半导体LED芯片可包括光透射衬底、第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层顺序堆叠在光透射衬底上，并且可通过光透射衬底提供半导体LED芯片的第二表面。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种半导体发光装置，其包括：布线板，其包括其上布置有第一布线电极和第二布线电极的安装表面；半导体发光二极管(LED)芯片，其包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面，第一表面面对安装表面，该半导体LED芯片还包括与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，第一电极和第二电极分别连接至第一布线电极和第二布线电极；以及光分布调整层，其布置在半导体LED芯片的第二表面上，其中与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体LED芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率更大。
光分布调整层可具有这样的结构，其中具有不同折射率的介电膜以交替方式多次堆叠。
光分布调整层可延伸至半导体LED芯片的侧表面。
半导体发光装置还可包括波长转换层，其布置在光分布调整层与半导体LED芯片之间，并且构造为将从半导体LED芯片发射的光的至少一部分转换为具有不同波长的光。
根据又一示例性实施例的一方面，提供了一种半导体发光二极管(LED)芯片，包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面、与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，该半导体LED芯片还包括：光分布调整层，其至少布置在半导体LED芯片的第二表面上，其中与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体LED芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率更大。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种显示装置，包括：图像显示面板，其构造为显示图像；背光单元，其布置在图像显示面板下方，并且包括根据本申请的实施例的半导体发光装置；以及导光板，其构造为将从背光单元发射的光朝着图像显示面板导向。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种半导体发光装置，包括：布线板；半导体发光二极管(LED)芯片，其安装在布线板上并且构造为发射光；以及光分布调整层，其至少布置在半导体LED芯片的表面的一部分上，其中根据光在光分布调整层上的入射角调整从半导体LED芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率。
可调整光的透射率，使得相对于光分布调整层，在竖直方向上行进的光的透射率降低而在横向上行进的光的透射率增大。
光分布调整层可具有这样的结构，其中具有不同折射率的介电膜以交替方式多次堆叠，并且还可根据包括在光分布调整层中的各个介电膜的折射率、厚度及其堆叠数量中的至少一个进一步调整光的透射率。
光分布调整层可布置在半导体LED芯片的上表面和侧表面中的至少一个上。
光分布调整层可包括分布式布拉格反射器(DBR)层和金属反射层中的至少一个。
附图说明
通过参照附图描述特定示例实施例，以上和/或其它方面将更加清楚，其中：
图1是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图；
图2是示出采用图1所示的半导体发光二极管(LED)芯片的半导体发光装置的侧剖视图；
图3A至图3D是示出根据示例性实施例的各种半导体LED芯片的侧剖视图；
图4是示出通过光分布调整层从半导体LED芯片发射的光的传播的示意图；
图5A至图5D是示出根据实验性示例以各种入射角从DBR层发射的光的透射率的曲线图；
图6是示出根据实验性示例以各个入射角从DBR层发射的光的透射率的曲线图；
图7是示出根据实验性示例的光分布的极区图；
图8是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图；
图9A至图9C是分别示出根据实施例1和2以及比较例2的半导体发光装置的光分布的极区图；
图10A和图10B是分别示出根据实施例3和比较例3的半导体发光装置的光分布的曲线图；
图11A和图11B是分别示出根据实施例3和比较例3的半导体发光装置的光分布的极区图；
图12A和图12B是分别示出根据实施例3和比较例3的半导体发光装置的光谱分布的曲线图；
图13A是示出根据示例性实施例的半导体LED芯片的透视图；
图13B是示出采用图13A所示的半导体LED芯片的半导体发光装置的侧剖视图；
图14A是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图；
图14B是示意性地示出图14A所示的半导体LED芯片的光分布的曲线图；
图15是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图；
图16是示出可在各个示例性实施例中采用的波长转换材料的CIE 1931色空间色度图；
图17是示出可在各个示例性实施例中用作波长转换材料的量子点的截面结构的示图；
图18是示出根据示例性实施例的背光单元的剖视图；
图19是示出根据示例性实施例的背光单元的剖视图；
图20是示出采用图18所示的背光单元的显示装置的分解透视图；以及
图21是示出根据示例性实施例的照明装置的分解透视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述示例性实施例。
然而，本公开可按照许多不同形式进行例示说明，并且不应理解为限于本文阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本公开的范围完全传递给本领域技术人员。在图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指代相同或相似的元件。在本公开中，基于附图来确定诸如“上”、“上部分”、“上表面”、“下”、“下部分”、“下表面”、“侧表面”等的术语，而实际上，这些术语可根据装置或元件的布置方向而改变。
本公开中使用的表达“示例性实施例或一个示例”不是指相同的示例，而是用于强调各个示例之间的不同特征。然而，不排除以下描述中提供的示例与其它示例的特征的关联，并且随后实施。例如，除非在描述中另作说明，否则即使在特定示例中描述的内容未在不同的示例中描述，也可理解为所述内容与其它示例相关。
图1是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图。
参照图1，半导体发光装置10包括具有安装表面的布线板11和安装在布线板11的安装表面上或上方的半导体发光二极管(LED)芯片20。
布线板11可包括封装件板，其包括安装在安装表面上的第一布线电极12a和第二布线电极12b。第一布线电极12a和第二布线电极12b可延伸至布线板11的下表面或侧表面。第一布线电极12a和第二布线电极12b可包括诸如银(Au)、铜(Cu)、金(Ag)或铝(Al)的金属。布线板11可包括绝缘树脂板、陶瓷板或者金属板。例如，布线板11可为印刷电路板(PCB)、金属芯印刷电路板(MOPCB)、金属印刷电路板(MPCB)或者柔性印刷电路板(FPCB)。在示例性实施例中，布线板11可包括涂布有诸如银(Ag)的高反射性材料的板。
半导体LED芯片20可具有：第一表面，其上布置有第一电极28a和第二电极28b；第二表面，其与第一表面相对定位；以及侧表面，位于第一表面与第二表面之间。半导体LED芯片20可按照其第一表面面对布线板11的安装表面的方式安装，并且第一电极28a和第二电极28b可分别通过焊料球15a和15b连接至布线板11的第一布线电极12a和第二布线电极12b。
在以上安装结构中，半导体LED芯片20的第二表面可设为主光发射表面。反射层29可在半导体LED芯片20的第二表面上布置为光分布调整层。
根据示例性实施例的反射层29可包括分布式布拉格反射器(DBR)层。反射层29可用于通过反射在垂直于第二表面的方向上行进的光来调整光分布(从这个意义上说，反射层在本公开中也可被称作“光分布调整层”)。具体地说，在示例性实施例中，当反射层29是DBR层时，反射层29可用作限制具有特定波长的光的传播的带通滤波器(BPF)，并且使得光的透射率根据其入射角而变化，反射层29可有效地调整光分布。
详细地说，如图1所示，在作为DBR层的反射层29中，光的传播限制在基于垂直于芯片20的第二表面的中心轴线(Z)和第一旋转角θ1限定的第一区α(0≤α≤θ1)中，而相对大量的光可在基于第一旋转角θ1和大于第一旋转角θ1的第二旋转角θ2限定的第二区β(θ1＜β≤θ2)中传播。结果，在反射层29中，从第二区β发射的光可相对于更加靠近中心轴线Z的第一区α增加，因此光分布可具有蝙蝠翼形状。
可通过将从反射层29发射的光与从半导体LED芯片20的侧面发射的光Ls组合来确定最终光分布。横向发射的光Ls在光分布中增强了远离中心轴线Z的区(例如，更靠近中心轴线Z的±90°的区)的光的量，而不是更靠近中心轴线Z的区的光的量，因此，可保持具有蝙蝠翼形状的光分布，以提供均匀的光发射分布。
按照这种方式，通过用反射层29全部或部分地替代诸如透镜的光学结构的功能，可在芯片级有效地调整光分布，并且可避免对额外光学结构的需要。
图2是示出可在图1的半导体发光装置中采用的半导体发光二极管(LED)芯片的侧剖视图。
图2所示的半导体LED芯片可包括光透射衬底21、半导体堆叠体S和光分布调整层29。
光透射衬底21包括提供主光提取表面的芯片的第二表面。光透射衬底21可为诸如蓝宝石衬底的绝缘衬底。然而，衬底不限于此。也就是说，除绝缘衬底以外，衬底21可为确保透光率的导电衬底或者半导体衬底。不规则图案P可形成在衬底21的提供晶体生长面的下表面上。不规则图案P可提高光提取效率，并且提高生长的单晶的质量。
半导体堆叠体S可包括按次序布置在光透射衬底21上的第一导电类型半导体层24、有源层25和第二导电类型半导体层26。缓冲层22可布置在光透射衬底21与第一导电类型半导体层24之间。
缓冲层22可包括InxAlyGa1-x-yN，其中0≤x≤1并且0≤y≤1。例如，缓冲层22可包括GaN、AlN、AlGaN或者InGaN。例如，可通过将多个层组合或者通过逐渐改变其成分来设置缓冲层22。
第一导电类型半导体层24可为包括n型InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x＜1、0≤y＜1并且0≤x+y＜1)的氮化物半导体层，并且n型杂质可为硅(Si)。例如，第一导电类型半导体层24可包括n型GaN。第二导电类型半导体层26可为包括p型InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x＜1、0≤y＜1并且0≤x+y＜1)的氮化物半导体层，并且p型杂质可为镁(Mg)。例如，根据示例性实施例，第二导电类型半导体层26可具有单层结构，或者可具有包括具有不同成分的层的多层结构。有源层25可具有量子阱层与量子势垒层以交替方式堆叠的多量子阱(MQW)结构。例如，量子阱层和量子势垒层可为具有不同成分的InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x≤1、0≤y≤1并且0≤x+y≤1)。例如，量子阱层可为InxGa1-xN，其中0＜x≤1，而量子势垒层可为GaN或者AlGaN。有源层25不限于MQW结构而是可具有单量子阱(SQW)结构。
第一电极28a和第二电极28b可分别布置在第一导电类型半导体层24的台面蚀刻区和第二导电类型半导体层26中，并且第一电极28a和第二电极28b设置为提供同一表面(芯片的第一表面)。第一电极28a可包括反射性金属。例如，第一电极28a可包括诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铬(Cr)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)或者金(Au)的材料，并且可具有单层的结构或者可具有包括两层或更多层的结构。第二电极28b可包括铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)和锡(Sn)中的至少一个。
如图2所示，反射层29、光分布调整层(或者DBR层)可具有这样的结构，其中具有不同折射率的两种介电膜29a和29b以交替方式多次堆叠。如上所述，DBR反射层29可根据具有特定波长的光的入射角而具有不同的透射率。例如，在反射层29中，当第二入射角大于第一入射角时，反射层29关于从半导体LED芯片20发射的光的透射率在第二入射角可比在第一入射角更大。下文中将参照图5至图7描述其细节。
在当前示例性实施例所采用的DBR结构中，可通过选择构成DBR反射层的各个膜29a和29b的折射率、厚度ta和tb及其堆叠数量来确定根据作为待调整的目标的光的波长(或者芯片的波长)的透射率的变化以及入射角。
可通过将具有不同折射率的介电膜29a和29b反复地堆叠至少两次至几十次来形成DBR层29。为了确保根据入射角的透射率，DBR层29的堆叠数量可设计为小于一般DBR结构的堆叠数量，并且厚度比一般DBR结构的厚度更薄。例如，可通过将各个介电膜反复地堆叠三次至五十次或者可通过将各个介电膜反复地堆叠四次至三十次来形成DBR层29。DBR层29的厚度可设计为1.5μm或更小或者1μm或更小。
构成DBR层29的介电膜29a和29b可选自诸如SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN或TiSiN的氧化物或者氮化物。当通过有源层25产生的光的波长为λ，并且n为对应层的折射率时，第一介质层29a和第二介质层29b的厚度可为λ/4n。例如，第一介质层29a和第二介质层29b的折射率可在约1.4至约2.5的范围内选择，并且当考虑一般LED芯片的光发射波长时，可确定第一介电膜29a和第二介电膜29b的厚度可在约至的范围内。DBR层29可按照以下方式设计：相对于通过有源层25产生的光的波长，在垂直于光发射表面的方向上行进的光的反射率相对高(例如，90％或更大)。
在当前示例性实施例中，将反射层29示出并描述为DBR层，但是反射层29不限于此，而是可具有其它反射性结构。例如，示例性实施例中的反射层可为包括金属的金属反射层(参照图13A和图13B)。
按照这种方式，在芯片级主光提取表面中采用的反射层(或者光分布调整层)可代替在现有技术中调整光分布所需的额外光学元件。能够应用以上反射层的半导体LED芯片不限于图2所示的结构，而是也可有利地应用于具有各种结构的芯片。另外，为了调整光分布，可不同地修改反射层的位置。
图3A至图3D是示出根据示例性实施例的各种半导体LED芯片的侧剖视图。
参照图3A，半导体LED芯片30包括布置在光透射衬底31的一个表面上的半导体堆叠体S。半导体堆叠体S可包括第一导电类型半导体层34、有源层35和第二导电类型半导体层36。
根据示例性实施例的光分布调整层39可从光透射衬底31的另一表面(也就是说，主发光表面)延伸至侧表面。如图3A所示，光分布调整层39包括位于半导体LED芯片30的发光表面上的上部区39a和位于芯片30的侧表面上的侧部区39b。示出的是侧部区39b形成在芯片30的整个侧表面上。然而，侧部区39b可仅形成在芯片30的侧表面的部分区上。按照这种方式，根据示例性实施例的光分布调整层39可调整从芯片30的侧表面发射的光的光分布以及在垂直于第二表面的方向上行进的光的光分布。
在光分布调整层39是DBR层的情况下，光分布调整层39可设计为根据入射角产生透射率的差异以调整光分布，如在先前示例性实施例中所描述的那样。可替换地，光分布调整层39可部分为金属反射层。例如，可仅上部区39a形成为金属反射层以抑制从芯片30的上表面提取的光，并且从芯片30的侧表面(也就是说，从侧部区39b)提取光，从而调整光分布。结果，与先前示例性实施例相比(参照图8、图9A、图9B、图11A和图11B)，光分布调整层39可相对增加从远离垂直于光透射衬底31的上表面的中心轴线的区发射的光，而不是更靠近中心轴线的区，并且可提供增强了横向光分布的具有蝙蝠翼形状的光分布。
半导体LED芯片30包括分别连接至第一导电类型半导体层34和第二导电类型半导体层36的第一电极37和第二电极38。第一电极37可包括通过第二导电类型半导体层36和有源层35连接至第一导电类型半导体层34的诸如导电过孔的连接电极部分37a和连接至连接电极部分37a的第一电极焊盘37b。
连接电极部分37a由绝缘部分33围绕，以与有源层35和第二导电类型半导体层36电分离。连接电极部分37a可布置在已从中蚀刻了半导体堆叠体S的区中。可按照减小接触电阻的方式合适地设计连接电极部分37a的数量和形状、连接电极部分37a之间的间距以及连接电极部分37a相对于第一导电类型半导体层34的接触电阻。另外，连接电极部分37a可按照多行和多列排列在半导体堆叠体S上以提高电流。第二电极38可包括第二导电类型半导体层36上的欧姆接触层38a和第二电极焊盘38b。
连接电极部分37a和欧姆接触层38a可分别包括相对于第一导电类型半导体层34和第二导电类型半导体层36具有欧姆特征的导电材料，并且可具有单层或者多层结构。例如，通过诸如沉积或者溅射的工艺，连接电极部分37a和欧姆接触层38a可包括诸如银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)和透明导电氧化物(TCO)中的一种或多种材料。
第一电极焊盘37b和第二电极焊盘38b可分别连接至连接电极部分37a和欧姆接触层38a，以用作半导体LED芯片30的外部端子。例如，第一电极焊盘37b和第二电极焊盘38b可包括Au、Ag、Al、Ti、W、Cu、Sn、Ni、Pt、Cr、NiSn、TiW、AuSn或其共晶金属。
第一电极37和第二电极38可在同一方向上布置，并且，如图1所示，第一电极37和第二电极38可按照所谓的倒装芯片键合方式安装在其上设置有诸如引线框的布线电极的板上。
第一电极37和第二电极38可通过绝缘部分33电分离。绝缘部分33可包括具有电绝缘属性的材料。例如，可使用光吸收低的绝缘材料。例如，绝缘部分33可包括诸如SiO2、SiOxNy或者SixNy的硅的氧化物或者硅的氮化物。
在示例性实施例中，绝缘部分33可具有反光填料散布在半透明材料中的反光结构。可替换地，绝缘层33的至少一部分可具有DBR结构，其中具有不同折射率的多个介电膜以交替方式堆叠。与上述光分布调整层39的DBR结构相比，这里采用的DBR结构可设计为具有相对高的反射率。
图3B所示的半导体LED芯片40包括光透射衬底41、形成在衬底41的一个表面上的第一导电类型底层B以及形成在底层B上的多个发光纳米结构S。
半导体LED芯片40还可包括第一导电类型半导体底层B、绝缘层42和填料部分43。各个发光纳米结构S各自可包括第一导电类型半导体纳米芯44、作为纳米芯44的表面上的皮层的按次序形成的有源层45以及第二导电类型半导体层46。
在该示例中，发光纳米结构S示为具有芯-皮结构，但是发光纳米结构S不限于此，而是可具有诸如金字塔结构等的其它结构。第一导电类型半导体底层B可为提供纳米芯44的生长表面的层。绝缘层42可提供用于纳米芯44的生长的开口区域，并且可包括诸如SiO2或者SiNx的介电材料。
填料部分43可用于在结构上保护发光纳米结构S以及允许光从中透过或者从其反射。可替换地，当填料部分43包括光透射材料时，填料部分43可包括诸如SiO2、SiNx、弹性树脂、有机硅、环氧树脂、聚合物或者塑料的透明材料。在示例性实施例中，在填料部分43包括反射性材料的情况下，填料部分43可在诸如聚邻苯二甲酰胺等的聚合物材料中包括具有高反射率的金属粉末，或者可包括陶瓷粉末。高反射性陶瓷粉末可为选自由TiO2、Al2O3、Nb2O5、Al2O3和ZnO构成的组中的至少一个。可替换地，可使用诸如铝(A)或者银(Ag)的高反射性金属粉末。
第一电极47和第二电极48可布置在发光纳米结构S的下表面上。第一电极47可位于第一导电类型半导体底层B的暴露的表面上，第二电极48可包括形成在发光纳米结构S和填料部分43下方的反射性欧姆接触层48a和电极焊盘48b。
另外，在当前示例性实施例中，与先前示例性实施例相似，光分布调整层49可布置在光透射衬底41的另一表面(也就是说，主发光表面)上。光分布调整层49是通过反射在垂直于主光发射表面的方向上行进的光来调整光分布的反射层。例如，光分布调整层49可为DBR层或者金属反射层。
图3C所示的半导体LED芯片50可包括衬底51、衬底51上的半导体堆叠体S和布置在半导体堆叠体S上的光分布调整层59。
与图2所示的示例性实施例相似，衬底51可为诸如蓝宝石的绝缘衬底。缓冲层52可包括InxAlyGa1-x-yN，其中0≤x≤1并且0≤y≤1。半导体堆叠体S可包括第一导电类型半导体层54、有源层55和第二导电类型半导体层56。有源层55可具有量子阱层与量子势垒层以交替方式堆叠的多量子阱(MQW)结构。
根据示例性实施例的第一导电类型半导体层54可包括第一导电类型半导体接触层54a和电流分散层54b。第一导电类型半导体接触层54a的杂质浓度的范围可为从2×1018cm-3至9×1019cm-3。第一导电类型半导体接触层54a的厚度的范围可为从1μm至5μm。电流分散层54b可具有这样的结构，其中具有不同成分或者不同杂质含量的多个InxAlyGa(1-x-y)N(其中0≤x，y≤1并且0≤x+y≤1)层反复地堆叠。例如，电流分散层54b可为n型超晶格层，其通过反复地堆叠具有由n型GaN层和/或AlxInyGazN(其中0≤x，y、z≤1)形成的不同成分的并且厚度范围为从1nm至500nm的两层或更多层形成。电流分散层54b的杂质浓度的范围可为从2×1018cm-3至9×1019cm-3。在示例性实施例中，电流分散层54b可额外包括绝缘材料层。
如图3C所示，第二导电类型半导体层56可包括电子阻挡层(EBL)56a、低浓度p型GaN层15b和设为接触层的高浓度p型GaN层56c。例如，电子阻挡层56a可具有这样的结构，其中堆叠了厚度范围为5nm至100nm并且具有不同成分的InxAlyGa(1-x-y)N(其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1)层，或者可为由AlyGa(1-y)N(其中0＜y≤1)形成的单层。电子阻挡层56a的能带隙可在远离有源层55的方向上减小。例如，电子阻挡层56a的铝(Al)成分可在远离有源层55的方向上减小。
半导体LED芯片50可包括布置在第一导电类型半导体层54上的第一电极58a和按次序布置在第二导电类型半导体层56上的欧姆接触层57和第二电极58b。
在示例性实施例中，光分布调整层59可形成为覆盖半导体堆叠体S的上表面。例如，光分布调整层59可形成为覆盖欧姆接触层57。光分布调整层59可构造为具有电绝缘属性的DBR层，并且如图3C所示，光分布调整层59可形成为使第一电极58a暴露出来。另外，与图3A所示的示例性实施例相似，光分布调整层59可延伸至芯片50的侧表面。
图3D示出了具有不同结构的半导体LED芯片，其中应用了根据示例性实施例的光分布调整层。图3D所示的半导体LED芯片60可为具有用于更高输出的更大面积的芯片，其可用于发光(或者照明)。
参照图3D，半导体LED芯片60包括半导体堆叠体S、第一电极72、绝缘层73、第二电极68和衬底71。半导体堆叠体S可包括按次序堆叠的第一导电类型半导体层64、有源层65和第二导电类型半导体层66。
为了将第一电极72电连接至第一导电类型半导体层64，第一电极72可包括延伸至第一导电类型半导体层64的至少部分区并且与第二导电类型半导体层66和有源层65电绝缘的至少一个导电过孔H。导电过孔H可穿过第二电极68、第二导电类型半导体层66和有源层65从第一电极72的表面延伸至第一导电类型半导体层64的内部。可利用诸如电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE)等的蚀刻工艺形成导电过孔H。
绝缘层73设置在第一电极72上，以将第一电极72与除导电衬底71和第一导电类型半导体层64以外的区电绝缘。如图3D所示，绝缘层73还形成在导电过孔H的侧表面上，以及第二电极68与第一电极72之间。因此，绝缘层73可使第一电极72与暴露于导电过孔H的侧表面的第二电极68、第二导电类型半导体层66和有源层65绝缘。可通过沉积诸如SiO2、SiOxNy或者SixNy的绝缘材料形成绝缘层73。
通过导电过孔H暴露出第一导电类型半导体层64的接触区C，并且第一电极72的部分区可形成为通过导电过孔H与接触区C接触。因此，第一电极73可连接至第一导电类型半导体层64。
为了降低接触电阻，可合适地调整导电过孔H的数量和形状、导电过孔H之间的间距和导电过孔H相对于第一导电类型半导体层64和第二导电类型半导体层66的接触直径(或者接触面积)。导电过孔H可按照各种多行多列形式排列，以改进电流。
如图3D所示，第二电极68从半导体堆叠体S向外延伸，以提供电极形成区E。电极形成区E可具有用于将外部电源连接至第二电极68的电极焊盘部分78。示出了单个电极形成区E，但是根据实施例，可提供多个电极形成区。电极形成区E可形成在芯片60的一侧的一个角，以增大发光面积。
如在当前示例性实施例中那样，可将蚀刻停止绝缘层74布置在电极焊盘部分78周围。可在形成半导体堆叠体S之后或者在形成第二电极68之前将蚀刻停止绝缘层74形成在电极形成区E中，并且可在用于电极形成区E的蚀刻工艺中用作蚀刻停止层。
第二电极68可包括反射率高的材料，同时与第二导电类型半导体层66形成欧姆接触。作为第二电极68的材料，可使用上述反射电极材料。
在当前示例性实施例中，光分布调整层69可布置在半导体堆叠体S的上表面上，也就是说，第一导电类型半导体层64的上表面上。在示例性实施例中，光分布调整层69可延伸至芯片60的侧表面，并且光分布调整层69可延伸以使得电极焊盘78敞开。
按照这种方式，在各种半导体LED芯片结构中，通过将光分布调整层39、49、59和69引入芯片级主发光表面，光分布调整层39、49、59和69可执行与诸如透镜的光学结构的光分布功能相同或相似的功能，并且当光分布调整层39、49、59和69最终应用于产品时，可省略额外的光学结构。
为了确认透射率根据入射角的改变以及在作为光分布调整层引入的DBR结构中的对应的光分布控制效果，执行如下特定实验。
实验性示例：光分布调整层的效果
在当前实验性示例中，DBR层形成为可应用于半导体LED芯片的光透射衬底的表面的光分布调整层。也就是说，厚度分别为和的TiO2和SiO2交替地生长七次，以形成厚度为623nm的DBR层。
如图4所示，由于折射率的改变，穿过DBR层29的光可以大于光入射至DBR层29的角(θi)的角(θt)出射(斯涅耳定律)。在图5A至图5D中，计算和示出了依赖于入射角(0°、10°、20°和30°)的出射角和依赖于入射角的透射率。这里，虚线表示峰波长为450nm的半导体LED芯片的发射光谱，实线表示根据在当前实验性示例中制造的DBR层的入射角的透射率分布。
当入射角为0°、10°、20°和30°时，穿过DBR层的光可分别以0°、18°、37.5°和62.8°的出射角出射。
参照根据入射角的透射率，如图5A和图5B所示，可看出，LED芯片的发射光谱在光分别以0°和10°的小入射角入射的条件下显示出较低透射率。在此情况下，光大部分再次反射至芯片内部，少量光将分别以0°和18°的对应出射角出射。如图5C和图5D所示，当入射角增大至20°和30°时，LED芯片的发射光谱显示出较高透射率，并且较大量的光往往分别以对应出射角37.5°和62.8°出射。
基于以上测量结果，相对于波长为450nm的光，关于出射角计算DBR层的透射率，并且计算已发射穿过DBR层的光的光分布。结果如图6和图7所示。
如图6所示，可以看出，当出射角增大至大于20°时，透射率增大，并且在40°出射角附近透射率最高，并且在大于40°的角保持整体较高的透射率。
因此，由于DBR层的透射率的改变依赖于光入射角，因此沿着中心轴线出射的光的量可由于反射而实质上减少，同时可在角度范围远离中心轴线的区中保持高透射率。结果，透射穿过DBR层的光可具有带蝙蝠翼形状的光分布，如图7所示。
在诸如安装有半导体LED芯片的封装件的模块结构中也可不同地应用或者修改本发明。
图8是示出根据另一示例性实施例的半导体发光装置的示例的示图，其中在封装级芯片的侧表面引入反射性部分55以额外调整光分布。
参照图8，与图1所示的半导体发光装置相似，半导体发光装置50包括布线板11和安装在布线板11的安装表面上或上方的半导体LED芯片20。
半导体LED芯片20可具有其上布置有第一电极28a和第二电极28b的第一表面、与第一表面相对定位的第二表面和位于第一表面与第二表面之间的侧表面。半导体LED芯片20可包括在其第二表面上的作为光分布调整层29的DBR层。
如图8所示，横向反射性部分55可布置为围绕安装的半导体LED芯片20。横向反射性部分55可用于限制在横向上发射的一部分光并且引导光穿过光分布调整层29以发射。横向反射性部分55可包括含反射性粉末52的光透射树脂51。反射性粉末52可为白色陶瓷粉末或金属粉末。例如，陶瓷粉末可为选自由TiO2、Al2O3、Nb2O5和ZnO构成的组中的至少一个。金属粉末可为诸如铝(Al)或银(Ag)的材料。
如以上在先前示例性实施例中的描述，由于依赖于光入射角的透射率的差异，可调整透射穿过光分布调整层29的光的分布。在光分布调整层29中，与更靠近垂直于第二表面的中心轴线的区相比，在远离其中心轴线的区中发射的光可增加。因此，与图1所示的结构不同，在不受从半导体LED芯片20的侧表面发射的光Ls极大地影响的情况下，可通过从光分布调整层29发射的光基本确定最终光分布，并且最终光分布可与图1所示的结构不同。
下文中，将参照实施例1和实施例2以及比较例1和比较例2详细描述光分布调整层的引入和由于横向反射性部分导致的光分布的改变。
实施例1
制备结构与图1所示的半导体发光装置的结构相似的半导体发光装置。作为半导体LED芯片，制备峰波长为450nm的半导体LED芯片，并且作为光分布调整层，将满足下表1的条件的DBR层(总厚度：约712nm)形成在芯片的蓝宝石衬底的表面上。作为其上安装有芯片的布线板，使用表面涂布有银(Ag)膜的封装件板。
[表1]
序号 材料 厚度(nm)
1 TiO2 23.3
2 SiO2 42.4
3 TiO2 46.6
4 SiO2 42.4
5 TiO2 46.6
6 SiO2 42.4
7 TiO2 46.6
8 SiO2 42.4
9 TiO2 46.6
10 SiO2 42.4
11 TiO2 46.6
12 SiO2 42.4
13 TiO2 46.6
14 SiO2 42.4
15 TiO2 46.6
16 SiO2 42.4
17 TiO2 23.3
实施例2
制造与实施例1相似的利用包括光分布调整层的半导体LED芯片的半导体发光装置。然而，在安装芯片之后，与图8所示的结构相似，额外形成利用含有TiO2白色粉末的树脂的横向反射性部分。
比较例1和比较例2
在比较例1和比较例2中，制造与实施例1和实施例2的相似的半导体发光装置，不同之处在于，不将光分布调整层引入半导体LED芯片中。
测量在实施例1和实施例2以及比较例1和比较例2中获得的半导体发光装置的光提取效率(EXE)和波束角。结果示于下表2中。另外，测量实施例1和实施例2以及比较例2的光分布并且将其分别示于图9A至图9C的极区图中。
[表2]
如表2所示，可以看出，在实施例1和实施例2中，与比较例1和比较例2相比，提取的光的量稍微减少，但是波束角极大地扩大。具体地说，在图9A至图9C所示的光分布中，可以看出在竖直方向上的光的量显著地减少，并且与比较例2(图9C)相比，在横向上的根据实施例1和2实施例的光的量相对大(图9A和图9B)。
另外，检查作为光分布调整层的DBR层对实际商业化产品所引入的效果。
实施例3和比较例3
作为实际商业化产品，制备LED封装件FCOMTM。在实施例3中，将满足表1的条件的DBR层(总厚度：约712nm)形成在芯片的蓝宝石衬底的表面上。在比较例3中，使用不带光分布调整层的相同产品。
使实施例3和比较例3的封装件在相同的驱动条件(100mA/3.27V)下工作，并且测量色坐标、波束角和从其发射的光的量。封装件的光分布如二维(2D)曲线图(图10A和图10B)和极区图(图11A和图11B)所示。
可以看出，诸如实际色坐标的特征几乎不改变，而波束角和光分布改变明显。具体地说，比较例3的波束角仅为140.5°(图10B和图11B)，而实施例3的波束角极大地增大至168°(图10A和图11A)。按照这种方式，在当前示例性实施例中，通过抑制光在竖直方向上行进并使相对大量的光保持在水平方向上，可在光分布区域中容易地获得基本均匀的光分布。
就当前示例性实施例而言，光的量稍稍减少，但是可将光的这种减少理解为对应于甚至在现有技术中用来调整光分布的光学结构(透镜等)中也不可避免地产生的水平。
图12A和图12B是示出根据实施例3和比较例3的半导体发光装置的光谱分布的曲线图，其示出了当从对应的发光装置测量的总的光量为1(即，每个测量的光量的积分值为1)时每个波段的相对分布。
可从图12A中看出，在实施例3中，由于引入了DBR光分布调整层因此仅选择性地发送波长为450nm的光，而在比较例3中，如图12B所示，不仅分布有波长为450nm的光而且分布有波长为450nm左右的光。
按照这种方式，根据当前示例性实施例，由于通过在芯片级引入光分布调整层而不用引入诸如额外透镜等的光学结构，因此可明显降低制造成本以及由于装配导致缺陷的可能性，并且最终产品的尺寸可减小(例如，因此获得纤薄显示器)。
除上述示例性实施例以外，也可修改和实施根据本发明的半导体发光装置。
图13A是示出根据示例性实施例的半导体LED芯片120的透视图，并且图13B是示出采用图13A所示的半导体LED芯片的半导体发光装置130的侧剖视图。
参照图13A，半导体LED芯片120可具有其上布置有第一电极128a和第二电极128b的第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面。金属反射层129可作为光分布调整层布置在半导体LED芯片120的第二表面上。
在图13B所示的半导体发光装置130中，半导体LED芯片120可按照以下方式安装：其第一表面面对布线板11的安装表面，并且第一电极128a和第二电极128b可分别通过焊料球15a和15b连接至第一布线电极12a和第二布线电极12b。
根据当前示例性实施例的金属反射层129用于反射在垂直于第二表面的方向上行进的光，从而调整光分布。与利用基于入射角的波长选择性或透射率的DBR层不同，金属反射层129极少允许在竖直方向上行进的光从中穿过。促使由金属反射层129内反射的光发射至半导体LED芯片120的侧表面，从而可调整整体光分布。结果，在光不穿过金属反射层129的情况下，由于从芯片的侧部发射的光的量增大而可形成具有蝙蝠翼形状的光分布。
然而，如在当前示例性实施例中，用于光传播的孔H1和H2可形成在金属反射层129上，以使得部分量的光可在竖直方向上发射，以形成期望的光分布。光传播孔H1和H2可具有各种形状。例如，光传播孔H1和H2可为具有点状(例如，圆形或者方形)的孔H1，或者可为具有凹槽形状的孔H2。另外，如在当前示例性实施例中那样，光传播孔H1和H2可具有对称结构，以在特定水平轴线方向上获得均匀的光分布，或者可替换地，光传播孔H1和H2可具有不对称形状或者排列，以获得相对于水平轴线的不对称光分布。
在当前示例性实施例中，示出了在金属反射层129上形成光传播孔H1和H2的示例，但是也可在构造为DBR的光分布调整层中采用光传播孔H1和H2。
图14A是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图。
参照图14A，根据当前示例性实施例的半导体发光装置150包括具有安装表面的布线板11和安装在布线板11的安装表面上或上方的半导体LED芯片140。
半导体LED芯片140安装为使得其第一表面面对安装表面，并且第一电极148a和第二电极148b可分别经焊料球15a和15b连接至第一布线电极12a和第二布线电极12b。半导体LED芯片140可具有其上安装有第一电极148a和第二电极148b的第一表面、与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面。
在当前示例性实施例中，光分布调整层149可仅布置在半导体LED芯片140的侧表面上，而不布置在半导体LED芯片140的第二表面(也就是说，主发光表面)上。在当前示例性实施例中采用的光分布调整层149可为具有波长选择性的DBR层或者金属反射层。
图14B示出了在引入图14A所示的光分布调整层149之前和之后的光分布。这里，X表示平行于芯片140的第二表面的轴线，并且Z表示垂直于第二表面的轴线。
参照图14B，在引入光分布调整层149之前形成光分布A。相反，当引入光分布调整层149时，光分布调整层149可减少行进至侧部的光Ls的量，降低在一定方向(水平方向)上更靠近X轴线的亮度，如通过光分布A'表示的。另外，通过光分布调整层149再反射至芯片140内部的光有助于从第二表面向上取向的光Lz的量，增大了更靠近Z轴线的光的量。按照这种方式，可获得与图1所示的示例性实施例不同的光分布。
图15是示出根据示例性实施例的半导体发光装置的侧剖视图。
参照图15，根据示例性实施例的半导体发光装置170包括具有安装表面的布线板11和安装在布线板11的安装表面上的半导体LED芯片160。
半导体LED芯片160可安装为使得其第一表面面对安装表面，并且第一电极168a和第二电极168b可分别经焊料球15a和15b连接至第一布线电极12a和第二布线电极12b。
半导体LED芯片160可具有其上安装有第一电极168a和第二电极168b的第一表面、与第一表面相对定位的第二表面和位于第一表面与第二表面之间的侧表面。
如图15所示，在当前示例性实施例中，波长转换层165和光分布调整层169可按次序布置在半导体LED芯片160的第二表面上。在当前示例性实施例中，在将具有波长选择性的DBR层形成为光分布调整层169的情况下，可基于通过波长转换层165转换的光的波长对其进行设计。
波长转换层165包括波长转换材料，用于将从半导体LED芯片160发射的光的一部分转换为具有不同波长的光。波长转换层165可为其中分散有波长转换材料的树脂层或者由陶瓷磷光体的烧结体形成的陶瓷膜。半导体LED芯片160发射蓝光，并且波长转换层165可将蓝光的一部分转换为黄光和/或红光和绿光，从而提供发射白光的半导体发光装置170。将在下文中描述可在当前示例性实施例中使用的波长转换材料(参照下表3)。
按照这种方式，由于引入了能够在芯片级调整光分布的反射层来替代诸如透镜的光学结构的全部或一部分功能，因此可有效地调整光分布，并且当最终将反射层应用于产品时，可省略额外光学结构。
在根据当前示例性实施例的半导体发光装置中，可根据LED芯片的波长、磷光体的类型和混合比率来确定具有期望颜色的光，并且就白光而言，可调整色温和显色性。按照这种方式，可制造在当前示例性实施例中使用的波长转换层。
例如，在LED芯片发射蓝光的情况下，包括黄色磷光体、绿色磷光体和红色磷光体中的至少一个的发光装置封装件可根据磷光体的混合比率发射具有各种色温的白光。另一方面，将绿色磷光体或红色磷光体应用于蓝色LED芯片的发光装置封装件可发射绿光或红光。按照这种方式，可通过将发射白光的发光装置封装件与发射绿光或红光的发光装置封装件组合来调整白光的色温或者显色指数(CRI)。另外，发光装置封装件可构造为包括发射紫光、蓝光、绿光、红光或红外光的发光装置中的至少一个。
在这种情况下，照明装置可将CRI的范围控制在从通过钠灯发射的光的等级至日光等级，并且可将色温的范围控制在1500K至20000K，以产生各种等级的白光。在示例性实施例中，照明装置可产生紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光或者红外光，以根据周围气氛或心情调整照明颜色。另外，照明装置可产生具有用于刺激植物生长的特定波长的光。
通过将蓝色发光装置与黄色磷光体、绿色磷光体、红色磷光体组合和/或与绿色发光装置和红色发光装置组合所产生的白光可具有两个或更多个峰值波长，并且如图16所示，(x，y)坐标可位于连接了CIE 1931色度图的(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)、(0.3333，0.3333)的线上。可替换地，(x，y)坐标可位于由以上线和黑体辐射光谱包围的区中。白光的色温对应于约1500K至约20000K的范围。
可将诸如磷光体和/或量子点的各种材料用作用于转换从半导体LED发射的光的波长的材料。
磷光体可具有以下实验式和颜色：
氧化物：黄色和绿色Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce
硅酸盐：黄色和绿色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黄色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Ce
氮化物：绿色β-SiAlON:Eu、黄色La3Si6N11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、红色CaAlSiN3:Eu、Sr2Si5N8:Eu、SrSiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3，0＜z＜0.3，0＜y≤4)---等式(1)
在等式(1)中，Ln可为选自由III族元素和稀土元素构成的组中的至少一种元素，并且M可为选自由钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)和镁(Mg)构成的组中的至少一种元素。
氟化物：基于KSF的红色K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、NaYF4:Mn4+、NaGdF4:Mn4+。
磷光体组分应该基本符合化学计算法，并且各个元素可由周期表的各个族的不同元素置换。例如，锶(Sr)可由钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等碱土金属置换，并且钇(Y)可由铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等置换。另外，根据期望的能级，作为活化剂的铕(Eu)可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等置换，并且活化剂可单独应用，或者可额外应用共活化剂等来改变特性。
具体地说，为了提高高温和高湿度下的可靠性，可将基于氟化物的红色磷光体涂布不含锰(Mn)的氟化物，或者还可包括在不含锰(Mn)的氟化物涂层的表面上涂布的有机物质。与任何其它磷光体不同，基于氟化物的红磷光体可实现等于或小于40nm的窄半峰全宽(FWHM)，因此，可将其应用于诸如超高清(UHD)TV的高分辨率TV中。
下表3示出了可在使用主波长为440nm至460nm的蓝色LED芯片或者主波长为380nm至440nm的紫外(UV)LED芯片的白光发射装置的应用场中采用的磷光体的种类。
[表3]
波长转换层可包括提供为用于代替磷光体或者与磷光体混合的诸如量子点(QD)的波长转换材料。
图17是示出在本公开中可用作波长转换材料的量子点的截面结构的示图。量子点(QD)可具有包括III-V族化合物半导体或者II-VI族化合物半导体的芯-皮结构。例如，量子点可具有诸如CdSe或者InP的芯，或者诸如ZnS或者ZnSe的皮。另外，量子点可包括配体以稳定芯和皮。例如，芯的直径范围可为1nm至30nm，并且优选地为3nm至10nm。皮的厚度范围可为0.1nm至20nm，并且优选地为0.5至2nm。
量子点可根据尺寸实现各种颜色，并且具体地说，当将量子点用作磷光体替代物时，可将其用作红色磷光体或绿色磷光体。量子点的使用可实现窄FWHM(例如，约35nm)。
示出了将波长转换材料直接应用于半导体LED芯片，但根据实施例，可将波长转换材料附着于位于与待使用的光源间隔开的位置的另一光学结构。例如，当将波长转换材料应用于显示装置或者照明装置时，可将波长转换材料应用于导光板或漫射板的表面。
图18和图19是示出根据各个示例性实施例的背光单元的剖视图。
参照图18，背光单元2100可包括光漫射器2140和排列在光漫射器2140下方的光源模块2110。另外，背光单元2100还可包括布置在光漫射器2140下方并且容纳光源模块2110的底部外壳2160。根据示例性实施例的背光单元2100可为直下式背光单元。
光源模块2110可包括PCB 2101和安装在PCB 2101的上表面上的多个光源2105。在此所用的光源可为根据上述示例性实施例的半导体发光装置。可替换地，光源模块2110可具有板上芯片结构。在这种情况下，可将光源模块2110本身理解为半导体发光装置。在这种情况下，光源2105可为半导体LED芯片，并且PCB 2101可为半导体发光装置的布线板。
图19是示出根据另一示例性实施例的背光单元的剖视图。
参照图19，背光单元2400包括安装在电路板2401上的至少一个光源2405和布置在其上方的至少一个光学片材2406。
光源2405可为根据示例性实施例的发光装置或者半导体LED芯片。根据示例性实施例的电路板2401可具有对应于主要区的第一平面部分2401a、布置在第一平面部分2401a周围并且其至少一部分弯曲的倾斜部分2401b以及布置在电路板2501的边缘(即，倾斜部分2401b的外侧)的第二平面部分2401c。光源2405在第一平面部分2401a上以第一间隔d1排列，并且一个或多个光源2405可在倾斜部分2401b上以第二间隔d2排列。第一间隔d1可等于第二间隔d2。倾斜部分2401b的宽度(或者剖面中的长度)可小于第一平面部分2401a的宽度，并且可大于第二平面部分2401c的宽度。另外，根据实施例，可将至少一个光源2405排列在第二平面部分2401c上。
倾斜部分2401b的斜度可相对于第一平面部分2401a在0至90度范围内合适地调整，并且通过该结构，甚至在光学片材2406的边缘附近，电路板2401也可保持基本均匀的亮度。
图20是示意性地示出包括图18所示的背光单元的显示装置的分解透视图。
参照图20，显示设备3000可包括背光单元2100、光学片材3200和诸如液晶面板的图像显示面板3300。
背光单元2100可包括底部外壳2160、导光板2140和设置在导光板2140下方的光源模块2110。光源模块2110可包括PCB 2101和光源2105。在此使用的光源2110可为根据示例性实施例的半导体发光装置或者半导体LED芯片。
光学片材3200可布置在导光板2140与图像显示面板3300之间，并且可包括诸如漫射片、棱镜片和保护片的各种片材。
图像显示面板3300可利用从光学片材3200发射的光显示图像。图像显示面板3300可包括阵列衬底3320、液晶层3330和滤色器衬底3340。阵列衬底3320可包括按照矩阵形式布置的像素电极、将驱动电压应用于像素电极的薄膜晶体管(TFT)以及操作TFT的信号线。滤色器衬底3340可包括透明的衬底、滤色器和公共电极。滤色器可包括选择性地允许包括在从背光单元2100发射的白光中的具有特定波长的光从中通过的滤波器。通过介于像素电极与公共电极之间的电场将液晶层3330重排以调整透光率。经透光率调整的光可通过滤色器衬底3340的滤色器，因此显示图像。图像显示面板3300还可包括用于处理图像信号等的驱动电路。
图21是示出作为根据示例性实施例的照明装置的管式灯的分解透视图。
参照图21，照明装置4400包括散热构件4410、盖子4441、光源模块4450、第一插孔4460以及第二插孔4470。多个散热片4420和4431可按照凹凸图案形成在散热构件4410的内表面和/或外表面上，并且散热片4420和4431可设计为具有各种形状并在它们之间具有间隔(或者空间)。具有突出形状的支承件4432形成在散热构件4410的内侧上。光源模块4450可固定至支承件4432。停止突起4433可形成在散热构件4410的两端。
停止凹槽4442可形成在盖子4441中，并且散热构件4410的停止突起4433可按照钩结合方式结合至停止凹槽4442。停止凹槽4442和停止突起4433的位置可互换。
光源模块4450可包括发光装置阵列。光源模块4450可包括PCB4451、光源4452和控制器4453。如上所述，控制器4453可存储光源4452的驱动信息。电路布线形成在PCB 4451上以操作光源4452。另外，可在PCB 4451上设置用于操作光源4452的组件。这里，光源4452可为根据示例性实施例的半导体发光装置或者半导体LED芯片。
第一插孔4460和第二插孔4470这一对插孔结合至包括散热构件4410和盖子4441的圆筒形盖单元的两端。例如，第一插孔4460可包括电极端子4461和电源装置4462，并且伪端子4471可布置在第二插孔4470上。另外，光学传感器和/或通信模块可安装在第一插孔4460或者第二插孔4470中的至少一个中。例如，光学传感器和/或通信模块可安装在其中布置有伪端子4471的第二插孔4470中。在另一示例中，光学传感器和/或通信模块可安装在其中布置有电极端子4461的第一插孔4460中。
如上所述，根据示例性实施例，由于将反射层作为光分布调整层引入半导体LED芯片的主发光表面，因此可抑制接近垂直于发光表面的光，并且可相对增加更靠近半导体LED芯片的侧表面的光。按照这种方式，可在不使用诸如透镜的任何其它结构的情况下调整半导体LED芯片的光分布。
虽然上面已经示出并描述了示例性实施例，但是本领域技术人员应该清楚，可在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下作出修改和改变。

Claims (20)

1.一种半导体发光装置，包括：
布线板，其包括其上布置有第一布线电极和第二布线电极的安装表面；
半导体发光二极管芯片，其包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面，第一表面面对安装表面，该半导体发光二极管芯片还包括与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，第一电极和第二电极分别连接至第一布线电极和第二布线电极；以及
反射层，其布置在半导体发光二极管芯片的第二表面和侧表面中的至少一个上。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，反射层包括分布式布拉格反射器层。
3.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其中，与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体发光二极管芯片发射并且穿过分布式布拉格反射器层的光的透射率更大。
4.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其中，
反射层至少布置在半导体发光二极管芯片的第二表面上，并且
在基于围绕中心轴线的第一旋转角和大于第一旋转角的第二旋转角限定的第一区中从分布式布拉格反射器层发射的光的量大于在基于中心轴线和第一旋转角限定的第二区中从分布式布拉格反射器层发射的光的量，所述中心轴线垂直于半导体发光二极管芯片的第二表面。
5.根据权利要求4所述的半导体发光装置，其中，第一旋转角的范围为从30°至50°，并且第二旋转角的范围为从70°至90°。
6.根据权利要求4所述的半导体发光装置，还包括横向反射性部分，其布置在布线板上，以使得横向反射性部分围绕半导体发光二极管芯片的侧表面，所述横向反射性部分包括反射性材料。
7.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，反射层包括金属。
8.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，反射层包括至少一个孔，光通过所述至少一个孔从半导体发光二极管芯片发射。
9.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其中，半导体发光二极管芯片包括光透射衬底、第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层顺序堆叠在光透射衬底上，并且通过光透射衬底提供半导体发光二极管芯片的第二表面。
10.一种半导体发光装置，包括：
布线板，其包括其上布置有第一布线电极和第二布线电极的安装表面；
半导体发光二极管芯片，其包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面，第一表面面对安装表面，该半导体发光二极管芯片还包括与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，第一电极和第二电极分别连接至第一布线电极和第二布线电极；以及
光分布调整层，其布置在半导体发光二极管芯片的第二表面上，其中，与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体发光二极管芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率更大。
11.根据权利要求10所述的半导体发光装置，其中，光分布调整层具有这样的结构，其中具有不同折射率的介电膜以交替方式多次堆叠。
12.根据权利要求10所述的半导体发光装置，其中，光分布调整层延伸至半导体发光二极管芯片的侧表面。
13.根据权利要求10所述的半导体发光装置，还包括波长转换层，其布置在光分布调整层与半导体发光二极管芯片之间，并且构造为将从半导体发光二极管芯片发射的光的至少一部分转换为具有不同波长的光。
14.一种半导体发光二极管芯片，包括其上布置有第一电极和第二电极的第一表面、与第一表面相对定位的第二表面以及位于第一表面与第二表面之间的侧表面，该半导体发光二极管芯片还包括：
光分布调整层，其至少布置在半导体发光二极管芯片的第二表面上，其中，与在第一入射角相比，在大于第一入射角的第二入射角，从半导体发光二极管芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率更大。
15.一种显示装置，包括：
图像显示面板，其构造为显示图像；
背光单元，其布置在图像显示面板下方，并且包括根据权利要求1所述的半导体发光装置；以及
导光板，其构造为将从背光单元发射的光朝着图像显示面板导向。
16.一种半导体发光装置，包括：
布线板；
半导体发光二极管芯片，其安装在布线板上并且构造为发射光；以及
光分布调整层，其至少布置在半导体发光二极管芯片的表面的一部分上，其中，根据光在光分布调整层上的入射角调整从半导体发光二极管芯片发射并且穿过光分布调整层的光的透射率。
17.根据权利要求16所述的半导体发光装置，其中，调整光的透射率，使得相对于光分布调整层，在竖直方向上行进的光的透射率降低而在横向上行进的光的透射率增大。
18.根据权利要求16所述的半导体发光装置，其中，光分布调整层具有这样的结构，其中具有不同折射率的介电膜以交替方式多次堆叠，并且根据包括在光分布调整层中的各个介电膜的折射率、厚度及其堆叠数量中的至少一个进一步调整光的透射率。
19.根据权利要求16所述的半导体发光装置，其中，光分布调整层布置在半导体发光二极管芯片的上表面和侧表面中的至少一个上。
20.根据权利要求16所述的半导体发光装置，其中，光分布调整层包括分布式布拉格反射器层和金属反射层中的至少一个。
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