CN108269894B - 发光元件以及包括该发光元件的发光装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可以降低功耗的发光元件以及包括该发光元件的发光装置。该发光元件包括通过从第一电极和第二电极分别提供的电子和空穴的复合而发光的有源层和控制所述有源层的发光的控制电极。因此，可省略通常连接至发光元件的晶体管，从而可防止由于晶体管而产生的功耗。

Description

发光元件以及包括该发光元件的发光装置
技术领域
本发明涉及发光元件和包括该发光元件的发光装置，更具体地，涉及一种可降低功耗的发光元件以及包括该发光元件的发光装置。
背景技术
由于薄膜生长技术或元件材料的发展，诸如发光二极管(在下文中，称为“LED”)和激光二极管之类使用III-V族或II-VI族化合物半导体的发光元件可产生诸如红光、绿光、蓝光和紫外光的各种颜色的光。此外，与诸如荧光灯、白炽灯等常规光源相比，发光元件可使用荧光材料通过颜色组合产生具有高效率的白光，并且具有诸如低功耗、半永久寿命、高响应速度、安全且环境友好之类的优点。
因此，发光元件到光学通信装置的传输模块、用作形成液晶显示器(LCD)的背光源的冷阴极荧光灯(CCFL)的替代品的发光二极管背光源、用作荧光灯或白炽灯的替代品的白色发光二极管照明设备、车头灯、交通灯等的应用正在增加。
如图1示例性所示，驱动通用LED的LED驱动单元包括连接至LED的晶体管TR。晶体管TR连接至LED的阴极，并且通过导通/截止功能控制在LED中流动的电流的流动。
如此，为了驱动常规LED，应提供晶体管TR。然而，晶体管TR的导通/截止操作导致重度的功率损耗，并且晶体管TR增加了在其上布置LED驱动单元的电路板的面积。
发明内容
因此，本发明针对一种发光元件和包括该发光元件的发光装置，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。
本发明的目的在于提供一种可降低功耗的发光元件和包括该发光元件的发光装置。
本发明的另外的优点、目的和特征将在下面的描述中被部分地阐述，并且对于本领域普通技术人员而言在查阅下文之后部分地将变得明显或者可从本发明的实践而得知。本发明的目的和其它优点可通过在书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现并获得。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如在本文中所体现并广泛描述的，一种发光元件包括：有源层，所述有源层布置在基板上并发光；第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在述第一半导体层和第二半导体层之间的条件下彼此相对；第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个接触；第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个接触；以及控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光。
要理解的是，本发明的前面的简要描述和下面的详细描述二者是示例性和说明性的，并且旨在提供对要保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请中并构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是例示常规LED和与其连接的晶体管的图；
图2是例示根据本发明的具有控制电极的LED的电路图；
图3是图2所示的具有控制电极的LED的截面图；
图4A和图4B是例示图3所示的具有控制电极的LED的驱动方法的截面图；以及
图5A和图5B是例示包括图3所示的具有控制电极的LED在内的发光装置的图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式，在附图中例示了本发明的优选实施方式的示例。
图2是例示根据本发明的具有控制电极的LED的电路图，并且图3是图2所示的具有控制电极的LED的截面图。
图2和图3所示的LED 100包括基板101、发光结构和开关结构。
绝缘基板、导电基板或半导体基板被用作基板101。例如，基板101由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN或者SiAl形成。
发光结构包括层叠在基板101上的第一半导体层122、有源层124、第二半导体层126以及第一电极102和第二电极104。
第一半导体层122由掺杂有n型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。Si、Ge、Sn、Se或Te可用作n型掺杂剂，但是本发明不限于此。例如，第一半导体层122由具有AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的实验式的半导体材料形成。第一半导体层122可包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP组成的组中选择的一种或更多种材料。第一半导体层122用于将电子从第一电极102提供至有源层124。
第二半导体层126由掺杂有p型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。Mg、Zn、Ca、Sr或Ba可用作p型掺杂剂，但是本公开不限于此。例如，第二半导体层126由具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的实验式的半导体材料形成。第二半导体层126用于将空穴从第二电极104提供至有源层124。
有源层124可布置在第一半导体层122与第二半导体层126之间。在有源层124中，通过第一半导体层122注入的电子和通过第二半导体层126注入的空穴彼此复合，从而发出具有由形成有源层124的材料的本征能带确定的能量的光。有源层124被形成为具有双异质结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构和量子点结构中的至少一种结构。有源层124的阱/势垒层可被形成为具有InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、GaP(InGaP)/AlGaP中的一个或多个配对结构，但是本公开不限于此。阱层可由具有比势垒层的带隙能量低的带隙能量的材料形成。
第一电极102形成在由有源层124和第二半导体层126暴露的第一半导体层122上。第二电极104形成在第二半导体层126上。
在本发明中，将示例性地描述其中第一电极102被用作阴极并且第二电极104被用作阳极的结构。因此，向第一电极102提供第一电压，并且向第二电极104提供比第一电压高的第二电压。
此外，第一电极102由具有比第二电极104更低的功函数的材料形成，因此有助于通过第一半导体层122将电子注入到有源层124中。第二电极104由具有比第一电极102更高的功函数的材料形成，因此有助于通过第二半导体层126将空穴注入到有源层124中。
第一电极和第二电极可由从钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)和ITO中选择的至少一种材料形成，但是本公开不限于此。
开关结构包括第三半导体层112、层间绝缘膜114和控制电极106。
第三半导体层112形成在基板101上从而被布置在基板101与第一半导体层122之间。第三半导体层112连接至控制电极106并且以与第二半导体层126相同的方式由掺杂有p型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。第三半导体层112可由与由掺杂有p型掺杂剂的半导体材料形成的第二半导体层126相同的材料或不同的材料形成。
层间绝缘膜114形成在第一半导体层122与第三半导体层112之间。层间绝缘膜114防止来自控制电极106的空穴移动至有源层124，并且防止来自第一电极102的电子移动至第三半导体层112。因此，层间绝缘膜114可防止在第一半导体层122与第三半导体层112之间形成电流路径，从而防止功耗的增加。第一半导体层122和第三半导体层112可彼此直接接触，而没有布置在第一半导体层122与第三半导体层112之间的层间绝缘膜114。在这种情况下，在第一半导体层122与第三半导体层112之间不存在单独的发光层，因此即使在第一半导体层122与第三半导体层112之间形成电流路径，LED 100也不发光。
控制电极106形成在由层间绝缘膜114暴露的第三半导体层112上。由于向控制电极106提供了比提供给第二电极104的第二电压高的第三电压，并且控制电极106由具有比第二电极104更高的功函数的材料形成，所以有助于电子注入到第三半导体层112中。控制电极106可由从钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)和ITO中选择的至少一种材料形成，但是本公开不限于此。
上述图2和图3所示的LED 100即使在没有单独的晶体管的情况下，使用包括控制电极106的开关结构来控制LED 100是否发光。
也就是说，如图4A示例性所示，向LED 100的第一电极102提供第一电压V1，向第二电极104提供比第一电压V1高的第二电压V2，并且向控制电极106提供比第二电压V2高的第三电压V3。在这种情况下，第一电极102的能级高于第二电极104的能级，第二电极104的能级高于控制电极106的能级。这里，电子从具有高能级的地方移动至具有低能级的地方，而空穴从具有低能级的地方移动至具有高能级的地方。因此，从第二电极104排出的空穴向有源层124(即，在向具有比第二电极104的能级高的能级的第一电极102的方向上)移动，并且从第一电极102排出的电子向层间绝缘膜114(即，在向具有比第一电极102的能级低的能级的控制电极106的方向上)移动。也就是说，从第一电极102排出的电子没有移动至有源层124，而是被聚集在层间绝缘膜114中。因此，由于开关结构的控制电极106，使得驱动电流不在第一电极102与第二电极104之间流动，因此发光结构的有源层124不发光。
此外，如图4B示例性所示，向LED 100的第一电极102提供第一电压V1，并且向第二电极104提供比第一电压V1高的第二电压V2。这里，可向控制电极106提供比提供至第二电极104的第二电压V2低的第三电压V3，或者可向控制电极106提供与提供至第一电极102的第一电压V1相同水平的第三电压V3。在这种情况下，第一电极102的能级高于第二电极104的能级。因此，从第二电极104排出的空穴向有源层124(即，在向具有比第二电极104的能级高的能级的第一电极102的方向上)移动，而从第一电极102排出的电子向有源层124(即，在向具有比第一电极102的能级低的能级的第二电极104的方向上)移动。也就是说，从第一电极102排出的电子和从第二电极104排出的空穴被聚集在有源层124中。因此，驱动电流经由开关结构的控制电极106在第一电极102与第二电极104之间流动，因此LED 100发光。
如上所述，在本发明中，当第一电压V1被提供给第一电极102，并且第二电压V2被提供给第二电极104时，LED发光。换句话说，当在LED 100的发光期间或者为了使LED 100发光，向第一电极102提供第一电压V1，向第二电极104提供第二电压V2，并且向控制电极106提供比第二电压V2低或者具有与第一电压V1相同电平的第三电压V3时，有源层124保持发光。此后，当在LED 100的发光期间向控制电极106提供比提供给第二电极104的第二电压V2高的第三电压V3时，LED 100停止发光。
图5A和图5B是例示包括图4A和图4B所示的具有控制电极的LED在内的发光装置的图。
图5A和图5B所示的发光装置中的每一个包括发光面板130和安装有用于驱动发光面板130的LED驱动单元142的电路板140。
图5A所示的发光面板130包括具有串联连接的多个LED的至少一个LED通道132。每个LED通道132中包括的每个LED的控制电极106连接至控制线134，或者在每个LED通道132中包括的LED当中与电路板140最接近的LED的控制电极106连接至控制线134。此外，如图5A示例性所示，在每个LED通道132中包括的LED当中与电路板140最接近的LED可采用根据本发明的包括控制电极106的3电极LED，而在每个LED通道132中包括的LED当中的剩余LED可采用不包括控制电极106的2电极LED。当向每个LED通道132的控制线134提供比提供给LED的第二电极104的第二电压V2高的第三电压V3时，阻塞了LED中的电流流动。因此，当向每个LED通道132的控制线134提供比提供给LED的第二电极104的第二电压V2(VCC)低的第三电压V3时，在LED通道132中流动的电流被提供给LED驱动单元142。
图5B所示的发光面板130包括具有并联连接的多个LED的至少一个LED通道132。向每个LED通道132中包括的每个LED的第二电极104提供第二电压V2(VCC)。此外，每个LED通道132中包括的各个LED的控制电极106连接至相同的控制线134。这样的发光面板130可选择性地驱动相应的LED通道132。例如，当向被布置为发光面板130的第一行的LED通道132的控制线134提供比提供给LED的第二电极104的第二电压V2高的第三电压V3时，被布置为第一行的LED通道132不发光。此外，当向被布置为发光面板130的除了第一行之外的剩余行的LED通信132的控制线134提供比提供给LED的第二电极104的第二电压V2(VCC)低的第三电压V3时，被布置为除了第一行之外的剩余行的LED通道132发光。
电源单元144和LED驱动单元142布置在电路板140上。这里，电源单元144和LED驱动单元142可被形成为单个芯片或被形成为相应的芯片，并由此安装在电路板140上。
LED驱动单元142均匀地控制在LED通道132中的每一个中流动的电流。LED驱动单元142将与LED通道132的电流或施加至LED通道132的电压有关的信息转换为反馈信息，然后将反馈信息提供至电源单元144。
电源单元144根据从LED驱动单元142发送的反馈信息生成包括提供给LED 100的第一电压V1、第二电压V2和第三电压V3以及VCC在内的多个驱动电压。具体地，通过控制线134向LED 100的控制电极106提供第三电压V3。
如上所述，在根据本发明的发光装置中，LED具有晶体管功能，因此可从电路板140省略与LED连接的晶体管。因此，根据本发明的发光装置可将电路板140的面积减小通常由晶体管占用的面积。
图5A和图5B的发光装置可应用于诸如照明单元、液晶显示装置的背光单元、显示装置、路灯、交通灯等的电子设备。
从上面的描述显而易见，根据本发明的发光元件和包括该发光元件的发光装置包括控制电极，该控制电极将提供给有源层的空穴或电子的移动路径反转为与有源层相反的方向，并由此可在不需要单独的晶体管的情况下控制有源层的发光。因此，由于可省略与发光元件连接的常规晶体管，所以可防止由于晶体管而产生的功耗，从而可降低功耗。此外，电路板的面积可减小通常由晶体管占用的面积。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变型，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内即可。
本申请要求于2016年12月30日提交的韩国专利申请No.10-2016-0183709的权益，该韩国专利申请通过引用并入本文，如同其在本文中充分阐述一样。

Claims (16)

1.一种发光元件，该发光元件包括：
有源层，所述有源层布置在基板上并发光；
第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的条件下彼此相对；
第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个半导体层接触；
第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个半导体层接触；
控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光；以及
第三半导体层，所述第三半导体层与所述控制电极接触。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第三半导体层布置在所述基板与所述第一半导体层之间。
3.根据权利要求2所述的发光元件，该发光元件还包括：
层间绝缘膜，所述层间绝缘膜布置在所述第一半导体层与所述第三半导体层之间。
4.根据权利要求2或3所述的发光元件，其中，
所述第二半导体层和所述第三半导体层包括n型半导体和p型半导体中的一种半导体，并且
所述第一半导体层包括n型半导体和p型半导体中的另一种半导体。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，
当所述发光元件发光时，第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压低的第三电压被施加至所述控制电极，并且
当所述发光元件不发光时，所述第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压高的第三电压被施加至所述控制电极。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述控制电极由具有比所述第二电极的功函数更高功函数的材料形成。
7.一种发光装置，该发光装置包括：
发光面板，所述发光面板包括具有多个发光元件的至少一个LED通道；以及
LED驱动单元，所述LED驱动单元被配置为驱动所述至少一个LED通道，
其中，所述发光元件中的每一个包括：
有源层，所述有源层布置在基板上；
第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的条件下彼此相对；
第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个半导体层接触；
第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个半导体层接触；
控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光；以及
第三半导体层，所述第三半导体层与所述控制电极接触。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其中，所述第三半导体层布置在所述基板与所述第一半导体层之间。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述发光元件中的每一个还包括层间绝缘膜，所述层间绝缘膜布置在所述第一半导体层与所述第三半导体层之间。
10.根据权利要求8所述的发光装置，其中，
所述第二半导体层和所述第三半导体层包括n型半导体和p型半导体中的一种半导体，并且
所述第一半导体层包括n型半导体和p型半导体中的另一种半导体。
11.根据权利要求7所述的发光装置，其中，
当所述发光元件发光时，第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压低的第三电压被施加至所述控制电极，并且
当所述发光元件不发光时，所述第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压高的第三电压被施加至所述控制电极。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的发光装置，其中，所述至少一个LED通道中的每一个包括串联连接的多个发光元件。
13.根据权利要求12所述的发光装置，该发光装置还包括：
控制线，所述控制线被配置为将包括在所述至少一个LED通道中的每一个中的所述多个发光元件中的至少一个的控制电极连接到所述LED驱动单元。
14.根据权利要求7至11中的任一项所述的发光装置，其中，所述至少一个LED通道中的每一个包括并联连接的多个发光元件。
15.根据权利要求14所述的发光装置，其中，
包括在所述至少一个LED通道中的每一个中的所述多个发光元件的控制电极被连接至同一控制线，并且
所述控制线被连接至所述LED驱动单元。
16.根据权利要求7所述的发光装置，其中，所述控制电极由具有比所述第二电极的功函数更高功函数的材料形成。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019217228A1 (de) 2019-11-07 2021-05-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0047035A2 (en) * 1980-08-29 1982-03-10 Bogey B.V. Light emitting semiconductor structure
CN101409322A (zh) * 2007-10-11 2009-04-15 罗姆股份有限公司 半导体发光元件及其制造方法
CN101685845A (zh) * 2008-09-26 2010-03-31 索尼株式会社 半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283794A (ja) * 1996-04-08 1997-10-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 面発光素子および自己走査型発光装置
JP2001353902A (ja) 2000-06-16 2001-12-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 自己走査型２次元発光素子アレイ
KR20120106192A (ko) * 2011-03-18 2012-09-26 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 장치 및 그 제조 방법
KR20130043708A (ko) * 2011-10-20 2013-05-02 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9647076B2 (en) * 2011-11-21 2017-05-09 Sensor Electronic Technology, Inc. Circuit including semiconductor device with multiple individually biased space-charge control electrodes
JP6135559B2 (ja) * 2014-03-10 2017-05-31 ソニー株式会社 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法ならびに半導体素子
US9711760B2 (en) * 2015-06-30 2017-07-18 Nanyang Technological University Light-emitting device, method of forming and operating the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0047035A2 (en) * 1980-08-29 1982-03-10 Bogey B.V. Light emitting semiconductor structure
CN101409322A (zh) * 2007-10-11 2009-04-15 罗姆股份有限公司 半导体发光元件及其制造方法
CN101685845A (zh) * 2008-09-26 2010-03-31 索尼株式会社 半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法

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