CN111033765B - 发光器件和发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

一种发光器件包括：半导体层；和发光层，设置在半导体层中并具有Ga(1‑x)InxN的组成比。x大于0.14但小于0.16以从发光层发射绿光，或大于0.22但小于0.26以从发光层发射蓝光。

Description

发光器件和发光器件封装
技术领域
本公开涉及一种发光器件和一种发光器件封装。
背景技术
DCI-P3是美国电影业中用于数字电影放映的通常的RGB色彩空间。在CIE 1931xy色度图中，DCI-P3色彩空间覆盖所有色度的45.5％和Pointer色域的86.9％。
目前，许多影院都使用数字电影放映机来放映电影。为了满足DCI-P3基准，数字电影放映机的光源已经被实现为氙灯。
氙灯必须每隔几个月更换一次，难以放映具有给定亮度或更高亮度的电影，并且不能实现能够将图像部分的亮度提高5至10倍(70至150fl)的高动态范围(HDR)功能。
发明内容
技术问题
提供一种发光器件以及一种发光器件封装，该发光器件调节发光器件的发光层中包括的成分的组成比使得从发光器件发射的光满足DCI-P3基准。
另外的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从该描述变得明显，或者可以通过实践所给出的实施方式而掌握。
对问题的解决方案
根据本公开的一方面，一种发光器件包括：半导体层；以及发光层，设置在半导体层中并具有Ga(1-x)InxN的组成比。x大于0.14但小于0.16以从发光层发射绿光，或大于0.22但小于0.26以从发光层发射蓝光。
当x大于0.14但小于0.16时，发光层可以发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的绿光。
当x大于0.22但小于0.26时，发光层可以发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的蓝光。
根据本公开的一方面，一种发光器件封装包括：主体框架，在其中设置空腔；以及发光器件，设置在该空腔中且在主体框架上。该发光器件包括具有Ga(1-x)InxN的组成比的发光层，并且x大于0.14但小于0.16以从发光层发射绿光，或者大于0.22但小于0.26以从发光层发射蓝光。
当x大于0.14但小于0.16时，发光层可以发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的绿光。
当x大于0.22但小于0.26时，发光层可以发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的蓝光。
发光器件封装还可以包括设置在该空腔中且在主体框架上的多个发光器件。
根据本公开的一方面，一种发光器件包括：基板；设置在基板上的第一半导体层；设置在第一半导体层上的发光层；以及设置在发光层上的第二半导体层。发光层包括Ga(1-x)InxN，并且x大于0.14但小于0.16以从发光层发射绿光，或者大于0.22但小于0.26以从发光层发射蓝光。
当x大于0.14但小于0.16时，发光层可以发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的绿光。
当x大于0.22但小于0.26时，发光层可以发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的蓝光。
第一半导体层可以是N型的，第二半导体层可以是P型的。
发光器件还可以包括：N型电极，设置在第一半导体层上并且连接到第一引线框架；以及P型电极，设置在第二半导体层上并且连接到第二引线框架。
发光器件还可以包括插设在N型电极和第一引线框架之间的粘合层。
发光器件还可以包括插设在P型电极和第二引线框架之间的粘合层。
发明的有益效果
从以上描述而明显的，本公开的实施方式可以提供发光器件封装，该发光器件封装被优化以通过调节发光器件的发光层中所包括的成分的组成比而允许发光器件的颜色区域满足DCI-P3基准。结果，本公开的实施方式可以提供一种显示装置，该显示装置在不使用影院中使用的常规放映机和屏幕的情况下实现满足DCI-P3基准的最佳色彩和锐度。此外，通过不使用作为传统放映机的缺点的灯，本公开的实施方式可以提供环境友好并能够长时间使用的显示装置。
附图说明
从以下结合附图进行的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是示出根据一实施方式的DCI-P3色域的视图；
图2是示出根据一实施方式的发光器件封装的剖视图；
图3是示出图2所示的发光器件封装的平面图；以及
图4是示出根据一实施方式的发光器件的剖视图。
具体实施方式
在整个说明书中，相同的数字表示相同的元件。不是本公开的实施方式的所有元件将被描述，并且在本领域中公知的或在实施方式中彼此重复的描述将被省略。如在整个说明书中使用的术语，诸如“～部分”、“～模块”、“～构件”、“～块”等，可以实现为软件和/或硬件，并且多个“～部分”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以实现为单个元件，或者单个“～部分”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以包括多个元件。
还将理解，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接，并且间接连接包括无线通信网络上的连接。
除非另外提及，否则术语“包括”或“包含”是包括性的或开放式的，并且不排除另外的未记载的元件或方法步骤。
将理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分可以不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区别开。
将理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指示。
用于方法步骤的附图标记仅用于便于说明，而不限制步骤的顺序。因此，除非上下文另外清楚地指示，否则书面记载的顺序可以以其它方式实践。
在下文将参照附图描述根据本公开的实施方式的发光器件和发光器件封装。
根据本公开的实施方式的发光器件和发光器件封装可以提供用于电影放映的显示装置，并且包括在发光器件的发光层中的成分的组成比可以被调节以满足DCI-P3基准。
为了便于描述和更好地理解本公开，在下文将描述由该发光器件和该发光器件封装实现的DCI-P3基准。
图1是示出根据一实施方式的DCI-P3色域的视图。DCI-P3色域的色坐标在下面的表1中示出。
[表1]
根据本公开的发光器件和发光器件封装旨在满足图1和表1所示的DCI-P3色域基准。换句话说，由该发光器件和该发光器件封装产生的光旨在覆盖CIE 1931色坐标中的由红色(R)(0.680，0.320)、绿色(G)(0.265，0.690)和蓝色(B)(0.150，0.060)构成的区域。
为此，本公开可以在各个颜色区域中提供具有下面的表2所示的规格的影院发光器件以及包括该发光器件的发光器件封装和显示装置。
[表2]
根据本公开的发光器件和发光器件封装可以调节发光器件的发光层中所包括的成分的类型和组成比，从而满足DCI-P3基准。
在下文将参照附图描述本公开的实施方式。根据本公开的发光器件可以以封装形式提供。在下文，将通过其中发光器件被提供为发光器件封装的形式的示例来描述本公开的实施方式以促进理解。
图2是示出根据一实施方式的发光器件封装100的剖视图。图3是示出图2所示的发光器件封装100的平面图。
参照图2和图3，发光器件封装100可以包括：发光器件110，用于产生光；引线框架120，电连接到发光器件110以形成位于空腔135的底表面处的至少一个区域；以及主体框架130，提供有空腔135以在其中容纳发光器件110。
发光器件110可以包括能够产生光的各种结构。例如，发光器件110可以包括至少一个发光二极管。
发光二极管可以具有包括PN结结构的堆叠的化合物半导体，并可以包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在N型半导体层和P型半导体层之间的发光层。
在发光二极管中，当正向电场被施加到N型半导体层和P型半导体层时，电子和空穴可以被注入到发光层中，并且注入到发光层中的电子和空穴复合以发射光，从而发光器件可以产生并发射光。
发光器件110可以发射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)波长带的单色光。本公开旨在通过转换具有绿色(G)波长带的单色光的颜色区域和具有蓝色(B)波长带的单色光的颜色区域来提供与DCI-P3基准匹配的发光器件封装100。在下文，将使用其中发光器件封装100包括配置为发射具有绿色(G)波长带的单色光和具有蓝色(B)波长带的单色光的发光器件110的示例情况来描述本公开的实施方式。
发光二极管可以大致分类为横向结构的发光二极管和垂直结构的发光二极管。横向结构的发光二极管可以分类为顶部发射的发光二极管和倒装芯片的发光二极管。
倒装芯片的发光二极管可以形成为穿过蓝宝石基板发射光。发光二极管可以被管芯附接到底座(例如引线框架120)，并且由发光二极管产生的光可以通过该二极管的没有管芯附接到该底座的一个表面发射。
在下文将使用倒装芯片的发光二极管作为示例来描述发光器件110。
图4是示出根据一实施方式的发光器件110的剖视图。
参照图4，发光器件110可以具有基板111、N型半导体层112、发光层113和P型半导体层114的顺序堆叠的结构。
基板111可以由具有蓝宝石的透明材料形成。基板111可以由蓝宝石形成，并且还可以由氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)等形成。
缓冲层可以形成在基板111和N型半导体层112之间。缓冲层可以配置为在N型半导体层112在基板111上生长之前改善与基板111的晶格匹配，并且根据制造条件和元件特性，可以省略缓冲层。
N型半导体层112可以由具有化学式InxAlyGa(1-x-y)N(其中0≤X，0≤Y，X+Y≤1)的半导体材料形成。N型半导体层112可以由掺杂有N型导电杂质的GaN或GaN/AlGaN层形成。例如，N型导电杂质可以由硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等形成。
N型半导体层112可以被分为第一区域112a和第二区域112b。第一区域112a可以用于限定发光表面。为了改善发光器件110的光学特性，第一区域112a可以在尺寸上大于第二区域112b。
发光层113和P型半导体层114顺序地堆叠在第一区域112a中，从而形成发光结构。
发光层113可以被提供为包括InN和GaN成分的多量子阱结构。发光层113的波长可以根据发光层113中包括的InN和GaN的组成比来确定，以发射绿光或蓝光。
发光层113可以提供有下面的化学式1和表3的成分以发射光。
[化学式1]
Ga(1-x)InxN
[表3]
发光器件颜色 发光层中的Ga(1-x)InxN的组成比
绿色 0.220<x<0.260
蓝色 0.140<x<0.160
也就是，在化学式1中，x大于0.14但小于0.16，并且大于0.22但小于0.26。
参照表3，当在化学式1中x大于0.14但小于0.16时，在发光层112中可以产生具有在461nm至466nm的范围内的波长带的蓝光。在化学式1中，当x大于0.22但小于0.26时，在发光层112中可以产生具有540nm至545nm的波长带的绿光。
形成发光层112的Ga(1-x)InxN的组成比可以在所述范围内被实验地确定以满足DCI-P3基准，并且蓝光与绿光的比率可以通过将GaN和InN的组成比控制在满足上述数值范围的范围内来调节。
P型半导体层114可以由具有化学式InxAlyGa(1-x-y)N(其中0≤X，0≤Y，X+Y≤1)的半导体材料形成。P型半导体层114可以由掺杂有P型导电杂质的GaN或GaN/AlGaN层形成。例如，P型导电杂质可以由镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)等形成。
N型电极115可以形成在N型半导体层112之上，并且P型电极116可以形成在P型半导体层114之上。
粘合层117可以由多个金属层的堆叠结构形成，每个金属层包括单种元素。为了防止引线框架120的反射影响发光器件110的特性，粘合层117可以包括反射材料。例如，粘合层117可以由具有锡(Sn)或银(Ag)的金属形成。
尽管为了便于描述和更好地理解本公开，在图3中示出形成在LED封装的上部的N型半导体层112和形成在LED封装的下部的P型半导体层114，但是可以注意到，P型半导体层114可以形成在LED封装的上部并且N型半导体层112可以形成在LED封装的下部。
一个或更多个发光器件110可以安装在发光器件封装100上。例如，本实施方式已经公开其中仅一个发光器件110安装在发光器件封装100上的示例情况。
引线框架120可以通过形成空腔135的底表面而反射由发光器件110产生的光，并可以向发光器件110提供外部电力。
引线框架120可以形成为具有单层结构或多层结构。如图4所示，可以使用两个引线框架120或多个引线框架120。
为了便于描述和更好地理解本公开，引线框架120可以具有单层结构，并且引线框架120可以包括第一引线框架121和第二引线框架122。参照图2和图3，第一引线框架121的一侧和第二引线框架122的一侧可以被插入在上主体框架131和下主体框架132之间，并且第一引线框架121的另一侧和第二引线框架122的另一侧可以形成为围绕下主体框架132。
发光器件110可以附接到第一引线框架121或第二引线框架122的上部，或者可以附接在第一引线框架121和第二引线框架122之上。
当发光器件110附接到第一引线框架121或第二引线框架122的上部时，发光器件110可以通过引线接合电连接到第二引线框架122或第一引线框架121。当发光器件110附接在第一引线框架121和第二引线框架122之上时，发光器件110可以通过粘合层117附接到每个引线框架120的顶表面。其中发光器件110通过粘合层117附接到引线框架120的示例情况已经在图2-图4中示出。
引线框架120可以包括从包含钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、锡(Sn)、银(Ag)、磷(P)、铝(Al)、铟(In)、钯(Pd)、钴(Co)、硅(Si)、锗(Ge)、铪(Hf)、钌(Ru)和铁(Fe)的组中选择的至少一种。
第一引线框架121和第二引线框架122可以彼此间隔开，使得第一引线框架121和第二引线框架122可以彼此电隔离。每个引线框架120可以形成位于空腔135的底表面处的至少一个区域。
返回参照图2和图3，主体框架130可以支撑和保护发光器件110，并可以包括上主体框架131和下主体框架132。
主体框架130可以由诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)的树脂、硅(Si)、铝(Al)、氮化铝(AlN)、光敏玻璃(PSG)、聚酰胺9T(PA9T)、间规聚苯乙烯(SPS)、金属、蓝宝石(Al2O3)和铍氧化物(BeO)中的任何一种或任意组合形成。
尽管主体框架130可以通过注射成型、蚀刻工艺等形成，但是主体框架130的范围或精神不限于此。
上主体框架131可以形成为凹入的使得其直径在从其上部到其下部的范围内逐渐减小，并可以具有空腔135，引线框架120通过空腔135被暴露。尽管空腔135可以在宽度和高度上大于发光器件110，但是本公开的范围或精神不限于此。
上主体131可以包括围绕多个空腔135的壁部分133。壁部分133的内表面134可以形成为具有倾斜表面。从发光器件110发射的光的反射角可以根据倾斜表面的角度来改变，从而能够调节向外发射的光的方向角。光的方向角越小，向外发射的光的集中度越高。相反，光的方向角越高，从发光器件110发射的光的集中度越低。
空腔135可以填充有模制材料138，该模制材料138通过包围发光器件而保护发光器件免受外部影响。空腔135可以填充有模制材料138以覆盖发光器件110的一侧，使得模制材料138可以使发光器件110与外部隔离，以保护发光器件免受外部侵入材料等的影响。
填充空腔135的模制材料138可以形成为在从其上部到其下部的范围内是凹入的，并且还可以形成为具有平面形状或凸起形状。当模制材料138的上部形成为凹入的时，向外发射的光的方向角可以减小并且光的集中度可以增大。当模制材料138的上部形成为具有凸起形状时，向外发射的光的方向角可以增大并且光的集中度可以减小。
模制材料138可以由硅环氧树脂或具有优良的水密性、优良的耐腐蚀性和优良的绝缘特性的另外的树脂材料形成，并可以使用紫外(UV)光或热固特性来形成。
模制材料138还可以包括用于散射由发光器件110产生的光的光扩散材料。
光散射材料可以形成为金属颗粒。如果光散射材料由金属形成，则发光器件封装100的光提取效率可以通过表面等离子体激元共振而增加。由光激发并形成的等离子体激元波具有以下特征：等离子体激元波不从金属层的平坦表面传播到内部或外部。为了使用光将表面等离子体激元波发射到外部，光散射材料可以具有球形。
为此，构成光散射材料的金属可以由金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)和铝(Al)中的任何一种或任意组合形成，它们中的每个容易通过外部激励发射电子并具有负(-)介电常数。
如上所述，已经公开根据本公开的实施方式的发光器件110和发光器件封装100。
根据所公开的公开内容的发光器件110和发光器件封装100可以提供满足DCI-P3基准的用于影院的显示装置。
根据所公开的公开内容的发光器件110和发光器件封装100可以通过组合多个发光器件110或发光器件封装100而形成机壳(cabinet)。尽管机壳可以被制造为具有约1至2米的水平尺寸和约0.5至1米的垂直尺寸，但是本公开的范围或精神不限于此。
多个机壳可以互连以提供大的屏幕。也就是，几个机壳可以被互连以构造2K(FHD：全高清)屏幕和4K(UHD：超高清)屏幕，从而2K屏幕或4K屏幕可以被安装在需要大屏幕的地方(例如影院)。
根据本公开的发光器件110和发光器件封装100可以提供实现满足DCI-P3基准的颜色和清晰度的大屏幕，使得大屏幕可以代替影院中使用的常规放映机和屏幕。
以上已经描述了根据实施方式的发光器件110和发光器件封装100的结构。将理解，本公开的技术思想不由上述示例限制，并可以被广义地解释为包括本领域技术人员能够容易想到的范围内的变化的构思。
从以上描述而明显的，本公开的实施方式可以提供发光器件封装，该发光器件封装被优化以通过调节发光器件的发光层中所包括的成分的组成比而允许发光器件的颜色区域满足DCI-P3基准。结果，本公开的实施方式可以提供一种显示装置，该显示装置在不使用影院中使用的常规放映机和屏幕的情况下实现满足DCI-P3基准的最佳色彩和锐度。此外，通过不使用作为常规放映机的缺点的灯，本公开的实施方式可以提供环境友好并能够长时间使用的显示装置。
尽管已经示出和描述了本公开的几个实施方式，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明构思的原理和精神的情况下在这些实施方式进行改变，本发明构思的范围在权利要求书及其等同物中限定。

Claims (8)

1.一种发光器件，包括：
半导体层；和
发光层，设置在所述半导体层中并具有Ga(1-x)InxN的组成比，
其中x大于0.14但小于0.16以从所述发光层发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的蓝光，或大于0.22但小于0.26以从所述发光层发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的绿光。
2.一种发光器件封装，包括：
主体框架，在其中设置空腔；
发光器件，设置在所述空腔中且在所述主体框架上，
其中所述发光器件包括具有Ga(1-x)InxN的组成比的发光层，并且
其中x大于0.14但小于0.16以从所述发光层发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的蓝光，或大于0.22但小于0.26以从所述发光层发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的绿光。
3.根据权利要求2所述的发光器件封装，还包括设置在所述空腔中且在所述主体框架上的多个发光器件。
4.一种发光器件，包括：
基板；
设置在所述基板上的第一半导体层；
设置在所述第一半导体层上的发光层；以及
设置在所述发光层上的第二半导体层，
其中所述发光层包括Ga(1-x)InxN，并且
其中x大于0.14但小于0.16以从所述发光层发射具有在461nm至466nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的蓝光，或大于0.22但小于0.26以从所述发光层发射具有在540nm至545nm的范围内的波长带的满足DCI-P3基准的绿光。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述第一半导体层是N型的，并且
所述第二半导体层是P型的。
6.根据权利要求5所述的发光器件，还包括：
N型电极，设置在所述第一半导体层上并且连接到第一引线框架；和
P型电极，设置在所述第二半导体层上并且连接到第二引线框架。
7.根据权利要求6所述的发光器件，还包括插设在所述N型电极和所述第一引线框架之间的粘合层。
8.根据权利要求6所述的发光器件，还包括插设在所述P型电极和所述第二引线框架之间的粘合层。
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