DE102021119657A1 - Lichtemittierende Vorrichtung und Anzeigevorrichtung, die sie enthält - Google Patents

Lichtemittierende Vorrichtung und Anzeigevorrichtung, die sie enthält Download PDF

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Yu-Yi Hung
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Abstract

Eine lichtemittierende Vorrichtung enthält einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; und einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Filter mehrere Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist, die abwechselnd gestapelt sind, und wobei ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; wobei die lichtemittierende Vorrichtung zweites Licht, das den Anteil des ersten Lichts umfasst, emittiert und das zweite Licht einen ersten Richtungsanteil mit einer ersten FWHM und einen zweiten Richtungsanteil mit einer zweiten FWHM umfasst, wobei der erste Richtungsanteil einen ersten Winkel zu einer Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 45-90 Grad aufweist und der zweite Richtungsanteil einen zweiten Winkel zu der Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 0-30 Grad aufweist und die zweite FWHM kleiner als die erste FWHM ist.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 31. Juli 2020 eingereichten taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 109126046 und der am 14. Mai 2021 eingereichten taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 110117551 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Anzeigevorrichtung, die sie enthält, und insbesondere auf eine lichtemittierende Vorrichtung mit einem Filter.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Die Leuchtdiodenvorrichtungen der Festkörperbeleuchtungsvorrichtung haben Eigenschaften wie eine geringe Leistungsaufnahme, eine geringe Wärmeerzeugung, eine lange Lebensdauer, eine kompakte Größe, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine stabile Emissionswellenlänge. Somit wurden die Leuchtdiodenvorrichtungen weithin in Beleuchtungs- und Anzeigevorrichtungen verwendet. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung mit den lichtemittierenden Vorrichtungen als Pixel die herkömmliche Flüssigkristallanzeigevorrichtung ersetzen und einen hochwertigen Anzeigeeffekt erzielen. Obwohl die lichtemittierende Vorrichtung auf eine Anzeigevorrichtung angewendet wird, ist es für Leute auf dem Gebiet der vorliegenden Technologie wichtig, wie ihre photoelektrischen Eigenschaften aufrechterhalten und die Anzeigequalität der Anzeigevorrichtung verbessert werden kann.
  • Zusammenfassung
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; und einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Filter mehrere Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, die abwechselnd gestapelt sind, aufweist und wobei ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; wobei die lichtemittierende Vorrichtung zweites Licht, das den Anteil des ersten Lichts enthält, emittiert und das zweite Licht einen ersten Richtungsanteil mit einer ersten FWHM und einen zweiten Richtungsanteil mit einer zweiten FWHM umfasst, wobei der erste Richtungsanteil einen ersten Winkel zu einer Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 45-90 Grad und der zweite Richtungsanteil einen zweiten Winkel zu der Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 0-30 Grad aufweist und die zweite FWHM kleiner ist als die erste FWHM.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; und einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Filter mehrere Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, die abwechselnd gestapelt sind, aufweist; wobei ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; die lichtemittierende Vorrichtung zweites Licht emittiert, das den Anteil des ersten Lichts enthält; das erste Licht eine erste FWHM und das zweite Licht eine zweite FWHM . aufweist; und die zweite FWHM kleiner ist als die erste FWHM und/oder das zweite Licht eine FWHM von kleiner oder gleich 25 nm aufweist.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist; und eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht, die auf dem Halbleiterstapel ausgebildet ist; wobei der Filter eine erste dielektrische Schicht und eine zweite dielektrische Schicht, die abwechselnd gestapelt sind, aufweist; die erste Oberfläche die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht kontaktiert; ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; und die lichtemittierende Vorrichtung einen Strahlwinkel in einem Bereich von 50 Grad bis 110 Grad aufweist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine lichtemittierende Vorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 2A und 2B zeigen teilweise vergrößerte Ansichten von Querschnitten eines Filters der lichtemittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 3 zeigt ein Versuchsergebnis einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 4 zeigt eine lichtemittierende Vorrichtung 2 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 5 zeigt eine lichtemittierende Vorrichtung 3 einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 6 zeigt eine lichtemittierende Vorrichtung 4 einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 7A und 7B zeigen eine lichtemittierende Vorrichtung 5 einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 8A und 8B zeigen Versuchsergebnisse der lichtemittierenden Vorrichtung 3 der dritten Ausführungsform und einer lichtemittierenden Vorrichtung eines Referenzbeispiels.
    • 9 zeigt gemessene Wellenlängen und Intensitäten in Bezug auf unterschiedliche Richtungen der lichtemittierenden Vorrichtung 3 der dritten Ausführungsform.
    • 10A zeigt eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung, die die lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung aufweist.
    • 10B zeigt eine Querschnittsansicht einer Pixeleinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 10C zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 11 zeigt eine lichtemittierende Vorrichtung 9 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
    • 12 zeigt schematische Lichtwege der lichtemittierenden Vorrichtung 9.
    • 13 zeigt Lichtverteilungskurven der lichtemittierenden Vorrichtung 9 und einer lichtemittierenden Vorrichtung eines Referenzbeispiels.
    • 14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Erfassungsmoduls, das die lichtemittierende Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung aufweist.
  • Genaue Beschreibung der Ausführungsformen
  • Um die Offenbarung besser und deutlicher zu erklären, sollen gleiche Namen oder gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Absätzen oder Figuren im Lauf der Beschreibung angegeben werden oder auftreten, gleiche oder äquivalente Bedeutungen haben, wenn sie einmal irgendwo in der Offenbarung definiert sind.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Wie es in 1 gezeigt ist, weist die lichtemittierende Vorrichtung 1 ein Substrat 10 und einen Halbleiterstapel 12, der auf einer ersten Oberfläche 10a des Substrats 10 ausgebildet ist, auf. Der Halbleiterstapel 12 umfasst eine erste Halbleiterschicht 121, einen aktiven Bereich 123 und eine zweite Halbleiterschicht 122, die nacheinander auf der ersten Oberfläche 10a ausgebildet sind. Die erste Halbleiterschicht 121 weist eine erste Oberfläche 121a auf, die nicht durch den aktiven Bereich 123 und die zweite Halbleiterschicht 122 bedeckt ist. Auf der zweiten Halbleiterschicht 122 ist eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 ausgebildet. Eine erste Elektrode 20 ist auf der ersten Oberfläche 121a der ersten Halbleiterschicht ausgebildet und eine zweite Elektrode 30 ist auf der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 ausgebildet. Ein Filter 50 ist auf dem Halbleiterstapel 12 ausgebildet. Eine reflektierende Struktur 16 ist auf einer zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10 ausgebildet, die der ersten Oberfläche 10a gegenüberliegt.
  • Das Substrat 10 kann ein Aufwachssubstrat zum Aufwachsen von Halbleiterschichten darauf sein. Das Substrat 10 enthält GaAs oder GaP zu Aufwachsen von Halbleitern auf AlGalnP-Basis darauf. Das Substrat 10 enthält Saphir, GaN, SiC oder A1N zum Aufwachsen von Halbleitern auf AlGalnN-Basis wie beispielsweise GaN, InGaN oder AlGaN darauf. Das Substrat 10 kann ein strukturiertes Substrat sein; das heißt, das Substrat 10 weist mehrere strukturierte Strukturen (nicht gezeigt) auf der ersten Oberfläche 10a auf. In einer Ausführungsform wird das von dem Halbleiterstapel 12 erzeugte Licht durch die strukturierten Strukturen gebrochen, wodurch die Helligkeit der lichtemittierenden Vorrichtung erhöht wird. Darüber hinaus verringern oder unterdrücken die strukturierten Strukturen die Versetzung durch Gitterfehlanpassung zwischen dem Substrat 10 und dem Halbleiterstapel 12, wodurch die Epitaxiequalität des Halbleiterstapels 12 verbessert wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird der Halbleiterstapel 12 auf dem Substrat 10 durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD), Molekularstrahlepitaxie (MBE), Hydridgasphasenepitaxie (HVPE) oder Ionenplattierung wie etwa Sputtern oder Verdampfen ausgebildet.
  • Der Halbleiterstapel 12 weist ferner eine Pufferstruktur (nicht gezeigt) zwischen der ersten Halbleiterschicht 121 und dem Substrat 10 auf. Die Pufferstruktur, die erste Halbleiterschicht 121, der aktive Bereich 123 und die zweite Halbleiterschicht 122 bilden den Halbleiterstapel 12. Die Pufferstruktur reduziert die Gitterfehlanpassung und unterdrückt eine Versetzung, um die Epitaxiequalität zu verbessern. Das Material der Pufferstruktur umfasst GaN, AlGaN oder A1N. In einer Ausführungsform weist die Pufferstruktur mehrere Teilschichten (nicht gezeigt) auf und die Teilschichten enthalten die gleichen Materialien oder unterschiedliche Materialien. In einer Ausführungsform weist die Pufferstruktur zwei Teilschichten auf, wobei eine erste Teilschicht davon durch Sputtern aufgewachsen wird und eine zweite Teilschicht davon durch MOCVD aufgewachsen wird. In einer weiteren Ausführungsform weist die Pufferstruktur ferner eine dritte Teilschicht auf. Die dritte Teilschicht wird durch MOCVD aufgewachsen und die Wachstumstemperatur der zweiten Teilschicht ist höher oder niedriger als die Wachstumstemperatur der dritten Teilschicht. In einer Ausführungsform enthalten die erste, zweite und dritte Teilschicht das gleiche Material wie beispielsweise A1N. In einer Ausführungsform sind die erste Halbleiterschicht 121 und die zweite Halbleiterschicht 122 beispielsweise Mantelschichten oder Eindämmungsschichten. Die erste Halbleiterschicht 121 und die zweite Halbleiterschicht 122 haben unterschiedliche Leitfähigkeitstypen, unterschiedliche elektrische Eigenschaften, unterschiedliche Polaritäten oder unterschiedliche Dotanden zum Bereitstellen von Elektronen oder Löchern. Zum Beispiel besteht die erste Halbleiterschicht 121 aus einem n-Typ-Halbleiter und die zweite Halbleiterschicht 122 besteht aus einem p-Typ-Halbleiter. Der aktive Bereich 123 ist zwischen der ersten Halbleiterschicht 121 und der zweiten Halbleiterschicht 122 ausgebildet. Bei Ansteuerung durch einen Strom werden Elektronen und Löcher in dem aktiven Bereich 123 kombiniert, um elektrische Energie in optische Energie zur Beleuchtung umzuwandeln. Die Wellenlänge des von der lichtemittierenden Vorrichtung 1 oder dem Halbleiterstapel 12 erzeugten Lichts kann durch Ändern der physikalischen Eigenschaften und der chemischen Zusammensetzung einer oder mehrerer Schichten in dem Halbleiterstapel 12 angepasst werden.
  • Das Material des Halbleiterstapels 12 umfasst einen III-V-Halbleiter mit AlxInyGa(1-x-y)N oder AlxInyGa(1-x-y)P, wobei 0 ≤ x, y < 1; x + y ≤ 1. Wenn das Material des Halbleiterstapels 12 AlInGaP enthält, emittiert der Halbleiterstapel 12 rotes Licht mit einer Wellenlänge zwischen 570 nm und 780 nm oder gelbes Licht mit einer Wellenlänge zwischen 550 nm und 570 nm. Wenn das Material des Halbleiterstapels 12 InGaN enthält, emittiert der Halbleiterstapel 12 blaues Licht oder tiefblaues Licht mit einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 490 nm oder grünes Licht mit einer Wellenlänge zwischen 490 nm und 550 nm. Der aktive Bereich 123 kann eine Einzelheterostruktur (SH), eine Doppelheterostruktur (DH), eine doppelseitige Doppelheterostruktur (DDH) oder eine Multiquantentopf-Struktur (MQW-Struktur) sein. Das Material des aktiven Bereichs 123 kann ein i-Typ-, p-Typ- oder n-Typ-Halbleiter sein.
  • Die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 steht mit der zweiten Halbleiterschicht 122 elektrisch in Kontakt, um Strom seitlich zu verteilen. In einer weiteren Ausführungsform weist die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 eine Öffnung (nicht gezeigt) auf, die sich unter der zweiten Elektrode 30 befindet und die die zweite Halbleiterschicht 122 freilegt, und die zweite Elektrode 30 steht mit der zweiten Halbleiterschicht 122 durch die Öffnung der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 in Kontakt. Die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 kann Metall oder lichtdurchlässiges leitfähiges Material sein. Das Metallmaterial bildet eine dünne Metallschicht mit Lichtdurchlässigkeit. Das lichtdurchlässige, leitfähige Material wie beispielsweise Graphen, Indium-Zinn-Oxid (ITO), Zink-Aluminium-Oxid (AZO), Gallium-Zink-Oxid (GZO), Zinkoxid (ZnO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO) ist lichtdurchlässig für das aus dem aktiven Bereich 123 emittierte Licht.
  • Die erste Elektrode 20 befindet sich auf der ersten Oberfläche 121a und ist mit der ersten Halbleiterschicht 121 elektrisch verbunden. Die zweite Elektrode 30 ist mit der zweiten Halbleiterschicht 122 elektrisch verbunden. Die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 30 umfassen jeweils eine Kontaktstellenelektrode. 1 zeigt beispielhaft die Kontaktstellenelektroden der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 30. In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Elektrode 20 und/oder die zweite Elektrode 30 ferner Fingerelektroden (nicht gezeigt) auf, die sich aus der Kontaktstellenelektrode erstrecken. Die Kontaktstellenelektroden der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 30 werden zum Drahtbonden oder Lötbonden verwendet, um die lichtemittierende Vorrichtung 1 mit einer externen Leistungsquelle oder externen elektronischen Komponenten elektrisch zu verbinden. Die Materialien der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 30 umfassen Metalle wie beispielsweise Cr, Ti, Au, Al, Cu, Sn, Ni, Rh, W, In, Pt, eine Legierung oder einen laminierten Stapel der obigen Materialien.
  • In einer Ausführungsform weist die lichtemittierende Vorrichtung 1 ferner eine (nicht gezeigte) Stromsperrschicht auf, die sich zwischen der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 und der zweiten Halbleiterschicht 122 und/oder zwischen der ersten Elektrode 20 und der ersten Halbleiterschicht 121 befindet.
  • Der Filter 50 weist Öffnungen 501 und 502 auf. In der in 1 gezeigten vorliegenden Ausführungsform bedeckt der Filter 50 den Halbleiterstapel 12, die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 und Teile der ersten Elektrode 20 und der zweiten Elektrode 30. Außerdem legt der Filter 50 die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 30 durch die Öffnung 501 bzw. 502 frei. Genauer gesagt werden die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 30 durch den Filter 50 freigelegt. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) bedeckt der Filter 50 die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 30 nicht. In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) bedeckt der Filter 50 den Halbleiterstapel 12 und die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18. Der Filter 50 erstreckt sich weiter unter einen Teil der ersten Elektrode 20 und einen Teil der zweiten Elektrode 30. Die erste Elektrode 20 und die zweite Elektrode 30 sind mit dem Halbleiterstapel 12 durch die Öffnung 501 bzw. 502 elektrisch verbunden.
  • Der Filter 50 ist durch abwechselndes Stapeln eines Paares oder mehrerer Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausgebildet. Die Lichtextraktionsoberfläche ist die Oberfläche 50e des Filters 50, die von dem Halbleiterstapel 12 entfernt ist. Licht innerhalb eines spezifizierten Wellenlängenbereichs kann der Filter 50 durchlassen. Wenn die lichtemittierende Vorrichtung 1 Licht einer einzelnen Farbe emittiert, kann ein Teil des Lichts innerhalb eines spezifizierten Wellenlängenbereichs durch den Filter 50 blockiert werden, so dass die Reinheit des von der lichtemittierenden Vorrichtung 1 emittierte einfarbige Licht verstärkt werden kann. In einer Ausführungsform kann der Filter 50 auch als Schutzstruktur fungieren. Die Schutzstruktur schützt die lichtemittierende Vorrichtung, indem sie beispielsweise verhindert, dass Feuchtigkeit in die lichtemittierende Vorrichtung eindringt. In einer Ausführungsform kann durch Auswählen dielektrischer Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex und deren Dicke das von dem Halbleiterstapel emittierte Licht selektiv durch den Filter 50 durchgelassen oder von dem Filter 50 reflektiert werden und nur ein Teil des Lichts innerhalb eines spezifizierten Wellenlängenbereichs kann den Filter 50 passieren. Als Ergebnis kann eine Lichtfilterung verwirklicht werden. In einer Ausführungsform kann der Filter 50 ein Bandpassfilter, eine-Tiefpassfilterfunktion oder ein Hochpassfilter sein.
  • 2A zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Querschnitts des Filters 50. In der in 2A gezeigten Ausführungsform weist der Filter 50 eine erste Gruppe von Schichten auf, die aus einer ersten Teilschicht 50a und einer zweiten Teilschicht 50b besteht. Die erste Gruppe von Schichten enthält dielektrische Materialien und die erste Teilschicht 50a und die zweite Teilschicht 50b bilden ein Paar dielektrischer Schichten. Die erste Teilschicht 50a hat einen Brechungsindex, der höher ist als der der zweiten Teilschicht 50b. Durch Auswählen von dielektrischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex und deren Dicken kann der Filter 50 das Licht innerhalb eines vordefinierten Wellenlängenbereichs blockieren. In einer Ausführungsform weist die erste Teilschicht 50a eine geringere Dicke als die zweite Teilschicht 50b auf. Das dielektrische Material umfasst Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumoxinitrid, Nioboxid, Hafniumoxid, Titanoxid, Magnesiumfluorid oder Aluminiumoxid. In einer Ausführungsform umfasst der Filter 50 einen verteilten Bragg-Reflektor.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Filter 50 ferner zusätzliche Schichten außer der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b auf. Zum Beispiel weist der Filter 50 ferner eine untere Schicht (nicht gezeigt) zwischen der ersten Teilschicht 50a (und/oder der zweiten Teilschicht 50b) und dem Halbleiterstapel 12 auf. Mit anderen Worten wird zuerst die untere Schicht wird auf dem Halbleiterstapel 12 ausgebildet und dann werden die ersten Teilschichten 50a und die zweiten Teilschichten 50b ausgebildet. In einer Ausführungsform enthält die untere Schicht dielektrisches Material und ihre Dicke ist größer als die der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b. In einer Ausführungsform kann die untere Schicht durch einen anderen Prozess als den zum Ausbilden der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b ausgebildet werden. Die untere Schicht wird beispielsweise durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und vorzugsweise durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) ausgebildet. Die ersten Teilschichten 50a und die zweiten Teilschichten 50b werden durch Sputtern ausgebildet. In einer Ausführungsform kann die untere Schicht die lichtemittierende Vorrichtung oder den Halbleiterstapel schützen. Beispielsweise verhindert die untere Schicht, dass Feuchtigkeit in die lichtemittierende Vorrichtung eindringt.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die in 2B gezeigt ist, weist der Filter 50 mehrere Gruppen von Schichten auf. Die erste Gruppe der Schichten besteht aus der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b. Die zweite Gruppe der Schichten besteht aus einer dritten Teilschicht 50c und einer vierten Teilschicht 50d, die abwechselnd gestapelt sind. Die dritte Teilschicht 50c und die vierte Teilschicht 50d bilden ein Paar dielektrischer Schichten. Die dritte Teilschicht 50c weist einen höheren Brechungsindex als die vierte Teilschicht 50d auf. In einer Ausführungsform weist die dritte Teilschicht 50c eine geringere Dicke als die vierte Teilschicht 50d auf. Die dritte Teilschicht 50c und die erste Teilschicht 50a haben unterschiedliche Dicken und die dritte Teilschicht 50c und die erste Teilschicht 50a bestehen aus dem gleichen Material oder unterschiedlichen Materialien. Die vierte Teilschicht 50d und die zweite Teilschicht 50b haben unterschiedliche Dicken und die vierte Teilschicht 50d und die zweite Teilschicht 50b bestehen aus dem gleichen Material oder unterschiedlichen Materialien.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Filter 50 ferner eine (nicht gezeigte) obere Schicht auf der ersten Teilschicht 50a (und/oder der zweiten Teilschicht 50b) auf. Mit anderen Worten werden zuerst die ersten Teilschichten 50a und die zweiten Teilschichten 50b auf dem Halbleiterstapel 12 ausgebildet und dann wird die obere Schicht ausgebildet. Die Dicke der oberen Schicht ist größer als die Dicken der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b. In einer Ausführungsform kann die obere Schicht durch einen anderen Prozess als den zum Ausbilden der ersten Teilschicht 50a und der zweiten Teilschicht 50b ausgebildet werden. Beispielsweise wird die Deckschicht durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und vorzugsweise durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) ausgebildet. Die ersten Teilschichten 50a und die zweiten Teilschichten 50b werden durch Sputtern ausgebildet. In einer Ausführungsform kann die obere Schicht die Robustheit des Filters 50 verbessern. Wenn der Filter 50 beispielsweise einer äußeren Kraft ausgesetzt ist, kann die obere Schicht verhindern, dass der Filter 50 aufgrund der äußeren Kraft zerbricht und beschädigt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Filter 50 die mehreren Gruppen der Schichten und die untere Schicht und/oder die obere Schicht auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird vor dem Ausbilden des Filters 50 eine gleichmäßige dichte Schicht (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 und des Halbleiterstapels 20 durch Atomabscheidung ausgebildet, so das sie den Halbleiterstapel 12 direkt bedeckt. Das Material der dichten Schicht umfasst Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid, Yttriumoxid, Lanthanoxid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid oder Siliciumoxynitrid. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Grenzfläche zwischen der dichten Schicht und dem Halbleiterstapel 12 oder die Grenzfläche zwischen der dichten Schicht und der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 Metallelemente und Sauerstoff, wobei die Metallelemente Aluminium, Hafnium, Tantal, Zirkonium, Yttrium oder Lanthan umfassen. Die dichte Schicht hat eine Dicke zwischen 50 und 2000 Å, vorzugsweise zwischen 100 und 1500 Ä. In einer Ausführungsform kann die dichte Schicht konform auf dem Halbleiterstapel 12 ausgebildet sein. Aufgrund der Filmeigenschaft der dichten Schicht kann die dichte Schicht den Halbleiterstapel 12 schützen, also z. B. verhindern, dass Feuchtigkeit in den Halbleiterstapel 12 eindringt, und kann die Haftung zwischen dem Filter 50 und dem Halbleiterstapel 12 erhöhen.
  • In einer Ausführungsform weist der Filter 50 4 Paare oder mehr und 30 Paare oder weniger der dielektrischen Schichten auf. Wenn der Filter 50 weniger als 4 Paare der dielektrischen Schichten enthält, ist die Wirkung der Lichtfilterung möglicherweise nicht signifikant. Wenn der Filter 50 mehr als 30 Paare der dielektrischen Schichten aufweist, steigen die Produktionskosten. In einer Ausführungsform weist der Filter 50 8-20 Paare der dielektrischen Schichten auf. In einer Ausführungsform, bei der der Filter 50 als Tiefpassfilter verwendet wird, weist der Filter 50 eine Durchlässigkeit von mehr als 95 % für Licht mit einer Wellenlänge von weniger als λon auf und weniger als 5% für Licht mit einer Wellenlänge von mehr als λoff auf. Für Licht in dem Wellenlängenbereich zwischen λοn und λoff nimmt der Durchlassgrad in Abhängigkeit von der Anzahl der Paare der dielektrischen Schichten des Filters 50 dramatisch ab. In einer Ausführungsform weist der Filter 50 nicht weniger als 8 Paare von dielektrischen Schichten auf, wobei die Differenz zwischen λoff und λοη kleiner oder gleich 31 nm sein kann. In einer weiteren Ausführungsform weist der Filter 50 nicht weniger als 12 Paare von dielektrischen Schichten auf, wobei die Differenz zwischen λoff und λon kleiner oder gleich 11 nm sein kann. Mit anderen Worten weist der Filter 50 nicht weniger als 12 Paare von dielektrischen Schichten auf, die ein schmales Lichtübergangsband aufweisen können, wodurch eine effektive Lichtfilterung und Lichtaufbereitung erreicht wird. Aufgrund des als Tiefpassfilter verwendeten Filters 50 kann das von der lichtemittierenden Vorrichtung 1 emittierte Licht mit einer Wellenlänge größer als λoff abgeschnitten werden, wodurch eine Lichtaufbereitung erzielt wird. In ähnlicher Weise hat der Filter 50 in einer weiteren Ausführungsform, bei der der Filter 50 als Hochpassfilter verwendet wird, einen Durchlassgrad von mehr als 95 % für Licht mit einer Wellenlänge von mehr als λon und weniger als 5% für Licht mit einer Wellenlänge von weniger als λoff. In einer weiteren Ausführungsform, bei der der Filter 50 als Bandpassfilter verwendet wird, weist der Filter 50 einen Durchlassgrad von mehr als 95 % für Licht mit einer Wellenlänge zwischen λon1 und λοn2 und weniger als 5 % für Licht mit einer Wellenlänge von weniger als λoff1 und mehr als λoff1 auf, wobei λoff1 < λοn1 < λοn2 < λoff2.
  • Die reflektierende Struktur 16 befindet sich auf der zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10 und kann das aus dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht reflektieren. Das Licht wird hauptsächlich durch die obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 1 (d. h. die Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) extrahiert. In einer Ausführungsform weist die reflektierende Struktur 16 eine reflektierende Metallschicht auf, wobei das Metallmaterial aus Materialien mit hohem Reflexionsvermögen für das von dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht wie beispielsweise Aluminium, Silber und dergleichen ausgewählt sein kann. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die reflektierende Struktur 16 eine laminierte Struktur, wobei die laminierte Struktur ein Paar oder mehrere Paare von Teilschichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, die abwechselnd gestapelt sind, aufweist. Das Material jeder Teilschicht der laminierten Struktur weist Lichtdurchlässigkeit auf und kann leitfähiges Material oder isolierendes Material sein. Das leitfähige Material umfasst Metalloxide wie Indium-Zinn-Oxid (ITO), Aluminium-Zink-Oxid (AZO), Gallium-Zink-Oxid (GZO), Zinkoxid (ZnO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO). Die Isoliermaterialien umfassen organische Materialien oder anorganische Materialien und die anorganischen Materialien umfassen Silikon, Glas oder dielektrische Materialien. Durch Auswählen von Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und deren Dicken reflektiert die reflektierende Struktur 16 Licht in einem spezifizierten Wellenlängenbereich. In einer Ausführungsform ist die reflektierende Struktur 16 beispielsweise ein verteilter Bragg-Reflektor (DBR). In einer weiteren Ausführungsform umfasst die reflektierende Struktur 16 einen dielektrischen Stapel und eine Metallschicht (nicht gezeigt), um einen omnidirektionalen Reflektor (ODR) zu bilden. In einer weiteren Ausführungsform kann die reflektierende Struktur 16 entfallen.
  • Das von dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht, das als erstes Licht definiert ist, ist einfarbiges Licht wie beispielsweise blaues Licht, grünes Licht, cyanfarbenes Licht, gelbes Licht oder rotes Licht. Ein Teil des ersten Lichts durchläuft den Filter 50, um ein zweites Licht mit der gleichen Farbe wie das erste Licht zu erhalten. Das zweite Licht wird aus der oberen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 1 extrahiert und weist eine Halbwertsbreite (FWHM) auf, die kleiner als die des ersten Lichts ist. In einer Ausführungsform hat das durch den Filter 50 erhaltene zweite Licht die gleiche Farbe wie das erste Licht und seine Spitzenwellenlänge ist gleich oder ähnlich der Spitzenwellenlänge des ersten Lichts. In einer weiteren Ausführungsform überlappt die Wellenlänge des ersten Lichts mit der Wellenlänge des zweiten Lichts und das zweite Licht hat eine FWHM, die kleiner ist als die des ersten Lichts. In einer Ausführungsform wird ein Teil des von dem dem Halbleiterstapel 12 emittierten ersten Lichts, das aus der oberen Oberfläche durch den Filter 50 extrahiert wird, das zweite Licht; der andere Teil des ersten Lichts ist durch den Filter 50 ungefiltert und wird aus der Seitenfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 1 extrahiert. Die Spitzenwellenlänge und die FWHM des anderen Teils des ersten Lichts, der aus der Seitenfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 1 des extrahiert wird, ohne den Filter 50 zu durchlaufen, sind gleich oder ähnlich wie bei dem ersten Licht. In einer Ausführungsform hat der Filter 50 einen Durchlassgrad von mehr als 80 % bei λp nm, was die Spitzenwellenlänge des Lichts ist, und weist bevorzugter einen Durchlassgrad von mehr als 90 % auf. Der Filter 50 hat einen Durchlassgrad von weniger als 50 % für einen Teil des Lichts innerhalb einer Wellenlänge größer als (λp+Δλ) nm und/oder hat einen Durchlassgrad von weniger als 50 % für einen anderen Teil des Lichts innerhalb einer Wellenlänge kleiner als (λp-Δλ) nm. Δλ kann gemäß den Anforderungen des Anwenders für das Filtern und der Lichtintensität der lichtemittierenden Vorrichtung bestimmt werden und der Filter 50 kann durch Auswählen von Teilschichtmaterialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und Dicken entworfen werden.
  • 3 zeigt ein simuliertes Versuchsergebnis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. In 3 repräsentiert die Kurve L1 das Wellenlängenspektrum des tatsächlich von dem Halbleiterstapel 12 emittierten Lichts, das als das erste Licht definiert ist; die Kurve F1 repräsentiert das Durchlassspektrum des Filters 50; und die Kurve L2 repräsentiert das simulierte Spektrum des ersten Lichts, nachdem es durch den Filter 50 gefiltert wurde. Das heißt, die Kurve L2 ist das simulierte Spektrum des zweiten Lichts, das aus dem ersten Licht erhalten wird, das den Filter 50 durchläuft. In diesem Versuch ist das von dem Halbleiterstapel 12 emittierte erste Licht grünes Licht und weist eine Spitzenwellenlänge von 532 nm auf. Der Filter 50 weist mehrere Paare von dielektrischen Schichten, die aus SiO2 und TiO2 bestehen, auf, einschließlich drei Gruppen der dielektrischen Paare. Die erste Gruppe der dielektrischen Paare ist näher an dem Halbleiterstapel 12 und die zweite Gruppe der dielektrischen Paare ist von dem Halbleiterstapel 12 entfernt. Die dritte Gruppe der dielektrischen Paare befindet sich zwischen der ersten Gruppe der dielektrischen Paare und der zweiten Gruppe der dielektrischen Paare. Die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der ersten Gruppe sind größer als die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der dritten Gruppe. Die optische Dicke der SiO2- und TiO2-Schichten der zweiten Gruppe kann größer oder kleiner als die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der dritten Gruppe sein. Die Zahlen der Paare der ersten Gruppe, der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe können ganzzahlig oder nicht ganzzahlig sein. Die nicht ganzzahligen Zahlen der Paare der Gruppe geben an, dass ein Paar in der Gruppe nur die erste Schicht oder die zweite Schicht aufweist. Die Anzahl der dielektrischen Paare in der dritten Gruppe ist größer als die Anzahl der dielektrischen Paare in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe. Durch Anpassen der Dicken der Schichten der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe kann die durch ein Interferenzphänomen verursachte Abnahme des Durchlassgrads innerhalb eines gewissen Wellenlängenbereichs verringert werden.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, weist der Filter 50 einen Durchlassgrad von mehr als 80 % für die Spitzenwellenlänge auf; bevorzugter weist der Filter 50 einen Durchlassgrad von mehr als 90 % bei der Spitzenwellenlänge auf. Der Durchlassgrad des Filters 50 beträgt weniger als 50 % für das Licht mit einer Wellenlänge größer oder gleich 550 nm und größer oder gleich 80 % für das Licht mit einer Wellenlänge kleiner oder gleich 535 nm. Das erste Licht wird durch den Filter 50 gefiltert, um ein zweites Licht zu erhalten. Das zweite Licht ist ebenfalls grünes Licht, hat aber eine kleinere FWHM als das erste Licht. Der Filter 50 blockiert einen Teil des ersten Lichts in einem spezifizierten Wellenlängenband. In diesem Versuch wird mit dem geringen Durchlassgrad des Filters für einen Teil des ersten Lichts über 550 nm der Teil des ersten Lichts über 550 nm blockiert, so dass das Wellenlängenspektrum des zweiten Lichts symmetrischer ist als das des ersten Lichts. Das zweite Licht hat eine kleinere FWHM als das erste Licht. In einer Ausführungsform ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 25 nm. Vorzugsweise ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 20 nm. Als Ergebnis kann die Farbreinheit des von der Lichtemissionsvorrichtung 1 emittierten Lichts verbessert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform fungiert das Filter 50 als Bandpassfilter. Für Licht mit einer Spitzenwellenlänge von λp nm, wie z. B. grünes Licht mit einer Spitzenwellenlänge von 532 nm, beträgt der Durchlassgrad des Filters mehr als 80 % bei λp nm und weniger als 50 % für die Wellenlänge über 550 nm und unter 510 nm. Der Filter 50 blockiert das meiste Licht mit einer Wellenlänge über 550 nm und unter 510 nm.
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Der Unterschied zu der lichtemittierenden Vorrichtung 1 besteht darin, dass die lichtemittierende Vorrichtung 2 mehrere lichtemittierende Einheiten umfasst, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. In der vorliegenden Ausführungsform wird die lichtemittierende Vorrichtung 2 mit zwei lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b als Beispiel hergenommen. Die lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b sind voneinander getrennt und befinden sich auf der ersten Oberfläche 10a des Substrats 10. Die lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b weisen jeweils einen Halbleiterstapel 12 und eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 auf. Eine Isolierschicht 36 ist zwischen den lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b ausgebildet und bedeckt die erste Oberfläche 10a des Substrats 10, die Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht 121 der lichtemittierenden Einheit 11a, die Seitenfläche des Halbleiterstapels 12 der lichtemittierenden Einheit 11b und einen Abschnitt der oberen Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 122 der lichtemittierenden Einheit 11b. Auf der Isolierschicht 36 ist eine Verbindungselektrode 60 ausgebildet, deren eines Ende in Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 121 der Lichtemissionseinheit 11a steht und deren anderes Ende in Kontakt mit der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 18 der lichtemittierenden Einheit 11b steht. Auf diese Weise sind die lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b elektrisch in Reihe geschaltet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungselektrode 60 mit den ersten Halbleiterschichten 121 der lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b elektrisch verbunden und/oder mit den zweiten Halbleiterschichten 122 der lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b elektrisch verbunden, so dass die lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b unterschiedliche lichtemittierende Anordnungen bilden, beispielsweise parallel, seriell oder in seriell-parallel.
  • Die erste Elektrode 20 befindet sich auf der ersten Halbleiterschicht 121 der lichtemittierenden Einheit 11b und die zweite Elektrode 30 befindet sich auf der zweiten Halbleiterschicht 122 der lichtemittierenden Einheit 11a. Der Filter 50 bedeckt die lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b, die Verbindungselektrode 60 und die erste Oberfläche 10a des Substrats 10 zwischen den lichtemittierenden Einheiten 11a und 11b. Ähnlich wie bei der lichtemittierenden Vorrichtung 1 der ersten Ausführungsform weist der Filter 50 der lichtemittierenden Vorrichtung 2 Öffnungen 501 und 502 auf, die die erste Elektrode 20 bzw. die zweite Elektrode 30 freilegen. Die Funktion, Struktur und das Material des Filters 50 der lichtemittierenden Vorrichtung 2 sind die gleichen wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben und werden hier nicht wiederholt. Die Lichtextraktionsfläche ist die Oberfläche 50e des Filters 50, die von dem Halbleiterstapel 12 entfernt liegt. Ein Teil des von dem Halbleiterstapel 12 in der lichtemittierenden Vorrichtung 2 emittierten ersten Lichts durchläuft den Filter 50, um das zweite Licht zu erhalten, und wird aus der oberen Oberfläche (d. h. der Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 2 extrahiert. Das zweite Licht hat die gleiche Farbe wie das erste Licht und hat eine FWHM, die kleiner ist als die des ersten Lichts. Auf diese Weise kann die Farbreinheit des von der Lichtemissionsvorrichtung 2 emittierten Lichts verbessert werden. In einer Ausführungsform ist das zweite Licht grünes Licht und die FWHM davon ist kleiner oder gleich 25 nm. Vorzugsweise ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 20 nm.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Anders als die lichtemittierende Vorrichtung 1 und die lichtemittierende Vorrichtung 2 ist die lichtemittierende Vorrichtung 3 eine Flip-Chip-Vorrichtung und die erste Elektrode 20' und die zweite Elektrode 30' der lichtemittierenden Vorrichtung 3 sind durch Flip-Chip-Bonden mit einem Träger (in der Figur nicht gezeigt) verbunden. Die lichtemittierende Vorrichtung 3 ist mit der Schaltung (in der Figur nicht gezeigt) auf dem Träger so elektrisch verbunden, dass sie mit anderen elektronischen Komponenten oder einer Leistungsversorgung elektrisch gekoppelt ist. Außerdem ist im Gegensatz zu der lichtemittierenden Vorrichtung 1 und der lichtemittierenden Vorrichtung 2 der Filter 50 der lichtemittierenden Vorrichtung 3 auf dem Halbleiterstapel 12 ausgebildet und befindet sich auf der zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10. In einer Ausführungsform steht der Filter 50 mit der zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10 in Kontakt. Die Funktion, Struktur und das Material des Filters 50 sind die gleichen wie in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben und werden hier nicht wiederholt. Die Lichtextraktionsfläche ist die Oberfläche 50e des Filters 50, die von dem Halbleiterstapel 12 entfernt liegt.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 3 weist eine reflektierende Struktur 28 auf, die die lichtdurchlässige, leitfähige Schicht 18 bedeckt. Die reflektierende Struktur 28 umfasst eine reflektierende Metallschicht wie beispielsweise eine einzelne Metallschicht oder einen laminierten Stapel, der aus mehreren Metallschichten gebildet ist. In einer Ausführungsform umfasst die reflektierende Struktur 28 eine (nicht gezeigte) Sperrschicht und eine (nicht gezeigte) reflektierende Schicht. Die Sperrschicht ist auf der reflektierenden Schicht ausgebildet und bedeckt diese. Die Sperrschicht kann die Migration, Diffusion oder Oxidation der Metallelemente in der reflektierenden Schicht verhindern. Das Material der reflektierenden Schicht umfasst ein Metall mit hohem Reflexionsvermögen für das von dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht wie beispielsweise Ag, Au, Al, Ti, Cr, Cu, Ni, Pt, Ru oder eine Legierung oder einen laminierten Stapel aus den obigen Materialien. Das Material der Sperrschicht umfasst Cr, Pt, Ti, W, Zn oder eine Legierung oder einen laminierten Stapel der obigen Materialien. Das aus dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht kann von der reflektierenden Struktur 28 reflektiert und dann aus der oberen Oberfläche (d. h. der Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 3 extrahiert werden, so dass die Helligkeit der lichtemittierende Vorrichtung 3 verbessert werden kann.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung 3 weist eine Schutzschicht 26 auf, die den Halbleiterstapel 12 und die Seitenflächen des Halbleiterstapels 12 bedeckt. In einer Ausführungsform kann die Schutzschicht 26 ferner die erste Oberfläche 10a des Substrats 10 bedecken. Die Schutzschicht 26 weist Öffnungen 261 und 262 auf, um die erste Halbleiterschicht 121 bzw. die reflektierende Struktur 28 freizulegen. Die Schutzschicht 26 kann ein nichtleitfähiges Material einschließlich organischer Materialien oder anorganischer Materialien sein. Das organische Material umfasst Su8, Benzocyclobuten (BCB), Perfluorcyclobutan (PFCB), Epoxid, Acryl, Ring-Olefin-Polymer (COC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Polyetherimid (Polyetherimid) oder Fluorcarbon-Polymer (Fluorkohlenstoff-Polymer). Das anorganische Material umfasst Silicium, Glas oder dielektrische Materialien wie Siliciumoxid (SiOx), Siliciumnitrid (SiNx), Siliciumoxynitrid (SiOxNy), Nioboxid (Nb2O5), Hafniumoxid (HfO2), Titanoxid (TiOx), Magnesiumfluorid (MgF2), Aluminiumoxid (Al2O3). In einer Ausführungsform ist die Schutzschicht 26 durch abwechselndes Stapeln eines Paares oder mehrerer Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausgebildet. Durch Auswählen von Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und deren Dicken bildet die Schutzschicht 26 eine reflektierende Struktur wie beispielsweise einen verteilten Bragg-Reflektor. In der Ausführungsform fungiert die Schutzschicht 26 als reflektierende Struktur, so dass das von dem Halbleiterstapel 12 emittierte Licht von der Schutzschicht 26 reflektiert und dann aus der oberen Oberfläche (d. h. der Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 3 extrahiert werden kann. Daher wird die Helligkeit der lichtemittierenden Vorrichtung 3 verbessert.
  • In einer Ausführungsform kann dann, wenn die Schutzschicht 26 eine reflektierende Struktur bildet, die reflektierende Struktur 28 entfallen.
  • Die erste Elektrode 20' ist durch die Öffnung 261 mit der ersten Halbleiterschicht 121 elektrisch verbunden. Die zweite Elektrode 30' ist durch die Öffnung 262 mit der reflektierenden Struktur 28, der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht 18 und der zweiten Halbleiterschicht 122 elektrisch verbunden. Die erste Elektrode 20' und die zweite Elektrode 30' enthalten Metallmaterialien wie beispielsweise Cr, Ti, W, Au, Al, In, Sn, Ni, Rh, Pt oder eine Legierung oder einen laminierten Stapel der obigen Materialien. Die erste Elektrode 20' und die zweite Elektrode 30' können aus einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten bestehen. Zum Beispiel können die erste Elektrode 20' und die zweite Elektrode 30' Ti/Au, Ti/Pt/Au, Cr/Au, Cr/Pt/Au, Ni/Au, Ni/Pt/Au, Cr/Al/Cr/Ni/Au usw. enthalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die ähnlich der lichtemittierenden Vorrichtung 2 ist, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 3 mehrere lichtemittierende Einheiten, die auf dem Substrat 10 ausgebildet sind. Eine Isolierschicht ist zwischen benachbarten lichtemittierenden Einheiten ausgebildet und die mehreren lichtemittierenden Einheiten sind durch die Verbindungselektroden elektrisch verbunden. Dann werden die Schutzschicht 26, die erste Elektrode 20' und die zweite Elektrode 30' ausgebildet.
  • Das von dem Halbleiterstapel 12 der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierte Licht, das als das erste Licht definiert ist, durchläuft das Substrat 10 und wird durch den Filter 50 gefiltert, um ein zweites Licht zu erhalten. Das zweite Licht wird aus der oberen Oberfläche (d. h. der Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 3 extrahiert. Das zweite Licht hat die gleiche Farbe wie das erste Licht und hat eine FWHM, die kleiner als die des ersten Licht ist. Auf diese Weise kann die Farbreinheit des von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierten Lichts verbessert werden. In einer Ausführungsform ist das zweite Licht ein grünes Licht und die FWHM des zweiten Lichts ist kleiner oder gleich 25 nm. Vorzugsweise ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 20 nm.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die lichtemittierende Vorrichtung 4 ist der lichtemittierenden Vorrichtung 3 ähnlich. Die Unterschiede bestehen darin, dass die lichtemittierende Vorrichtung 4 ohne das Substrat 10 ist und sich der Filter 50 der lichtemittierenden Vorrichtung 4 auf der zweiten Oberfläche 121b der ersten Halbleiterschicht 121 befindet, wobei die zweite Oberfläche 121b der ersten Oberfläche 121a gegenüberliegt. Funktion, Struktur und Material des Filters 50 sind die gleichen wie in der obigen Ausführungsform beschrieben und werden hier nicht wiederholt. Die Lichtextraktionsfläche ist die von dem Halbleiterstapel 12 entfernte Oberfläche 50e des Filters 50. Das von dem Halbleiterstapel 12 der lichtemittierenden Vorrichtung 4 emittierte Licht, das als das erste Licht definiert ist, wird durch den Filter 50 gefiltert, um ein zweites Licht zu erhalten. Das zweite Licht wird aus der oberen Oberfläche (d. h. der Oberfläche, auf der sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 4 extrahiert. Das zweite Licht hat die gleiche Farbe wie das erste Licht und hat eine FWHM, die kleiner als die des ersten Lichts ist. Auf diese Weise kann die Farbreinheit des von der lichtemittierenden Vorrichtung 4 emittierten Lichts verbessert werden. In einer Ausführungsform ist das zweite Licht ein grünes Licht und die FWHM des zweiten Lichts ist kleiner oder gleich 25 nm. Vorzugsweise ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 20 nm.
  • 7A zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 5 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die lichtemittierende Vorrichtung 5 umfasst eine erste Elektrode 20" und eine zweite Elektrode 30", die jeweils auf zwei gegenüberliegenden Oberflächen 121b und 122a des Halbleiterstapels 12 angeordnet sind und mit der ersten Halbleiterschicht 121 bzw. der zweiten Halbleiterschicht 122 elektrisch verbunden sind Der Filter 50 bedeckt die Seitenflächen des Halbleiterstapels 12 und die zweite Oberfläche 121b der ersten Halbleiterschicht und weist eine Öffnung 501 auf, die die erste Elektrode 20" freilegt. In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform bedeckt der Filter 50 ferner die Seitenflächen der ersten Elektrode 20" und die Öffnung 501 legt die obere Oberfläche der ersten Elektrode 20" frei. In einer weiteren Ausführungsform befindet sich die erste Elektrode 20" in der Öffnung 501 und bedeckt einen Teil der Oberfläche 50e des Filters 50. In einer Ausführungsform weist die lichtemittierende Vorrichtung 5 ferner eine leitfähige Haftschicht und/oder ein leitfähiges Substrat (nicht gezeigt) auf, die/das sich zwischen der zweiten Halbleiterschicht 122 und der zweiten Elektrode 30" befindet. Der Halbleiterstapel 12 ist mit dem leitfähigen Substrat durch die leitfähige Haftschicht zusammengefügt. In einer weiteren Ausführungsform, die in 7B gezeigt ist, ist die Reihenfolge des Halbleiterstapels 12 der von 7A entgegengesetzt. Der Filter 50 bedeckt die Seitenfläche des Halbleiterstapels 12 und die Oberfläche 122a der zweiten Halbleiterschicht 122 und weist eine Öffnung 501 auf, die die zweite Elektrode 30" freilegt. Das von dem Halbleiterstapel 12 der lichtemittierenden Vorrichtung 5 emittierte Licht, das als das erste Licht definiert ist, wird durch den Filter 50 gefiltert, um das zweite Licht zu erhalten. Das zweite Licht wird aus der oberen Oberfläche und den Seitenflächen (d. h. den Oberflächen, auf denen sich der Filter 50 befindet) der lichtemittierenden Vorrichtung 5 extrahiert. Das zweite Licht hat die gleiche Farbe wie das erste Licht und hat eine FWHM, die kleiner als die des ersten Lichts ist. Auf diese Weise kann die Farbreinheit des von der lichtemittierenden Vorrichtung 5 emittierten Lichts verbessert werden. In einer Ausführungsform ist das zweite Licht ein grünes Licht und die FWHM des zweiten Lichts ist kleiner oder gleich 25 nm. Vorzugsweise ist die FWHM des zweiten Lichts kleiner oder gleich 20 nm.
  • In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform bedeckt der Filter 50 die Oberfläche 121b oder 122a des Halbleiterstapels 12 und bedeckt nicht die Seitenoberfläche des Halbleiterstapels 12. Beim Messen der lichtemittierenden Vorrichtung kann, um die Interferenz eines Teils des Lichts, der nicht durch den Filter 50 gefiltert wird, wie z. B. des aus den Seitenflächen der lichtemittierenden Vorrichtung, die nicht von dem Filter 50 bedeckt sind, extrahierten Teils, zu vermeiden, die lichtemittierende Vorrichtung in einer Messausrüstung mit einem Röhrengehäuse platziert werden und dann kann das zweite Licht, das aus dem Filter 50 extrahiert wird, gesammelt werden.
  • In dem vorliegenden technischen Gebiet wiistrd die Wellenlänge der Spitze der spektralen Emissionskurve der lichtemittierenden Vorrichtung als Spitzenwellenlänge definiert. Dominierende Wellenlängen- und Chromatizitätskoordinaten können verwendet werden, um Farbeigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung zu spezifizieren, insbesondere bei der lichtemittierenden Vorrichtung mit sichtbarem Licht. Fachleute auf dem vorliegenden technischen Gebiet können verstehen, dass Lichter mit der gleichen Spitzenwellenlänge nicht notwendigerweise die gleiche dominante Wellenlänge haben, d. h. Lichter mit der gleichen Spitzenwellenlänge nicht notwendigerweise die gleichen Farbeigenschaften haben. Wenn die dominante Wellenlänge eines sichtbaren Lichts näher an dessen Spitzenwellenlänge liegt, ist die Farbreinheit des sichtbaren Lichts umso höher. Verglichen mit dem Stand der Technik weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung eine dominante Wellenlänge nahe der Spitzenwellenlänge auf. Beispielsweise beträgt die Differenz zwischen der dominanten Wellenlänge und der Spitzenwellenlänge der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung weniger als 3 nm und vorzugsweise weniger als 2 nm.
  • Tabelle 1, 8A und 8B zeigen experimentelle Vergleiche zwischen der lichtemittierenden Vorrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung und einer lichtemittierenden Vorrichtung eines Referenzbeispiels. Der Unterschied zwischen der lichtemittierenden Vorrichtung 3 und der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels besteht darin, dass die lichtemittierende Vorrichtung des Referenzbeispiels keinen Filter 50 aufweist.
  • TABELLE 1
    Element Dominante Wellenlänge (nm) Spitzenwellenlänge (nm) FWHM (nm)
    Referenzbeispiel 536,41 527,78 26,58
    Dritte Ausführungsform (Lichtemittierende Vorrichtung 3) 530,60 528,14 21,98
  • In dem vorliegenden Versuch weist das Filter 50 die Struktur auf, die mit der identisch ist, die in dem simulierten Versuchsergebnis in 3 beschrieben ist. Wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, emittieren die lichtemittierende Vorrichtung des Referenzbeispiels und die lichtemittierende Vorrichtung 3 jeweils grünes Licht und haben ähnliche Spitzenwellenlängen. Verglichen mit dem Referenzbeispiel weist die lichtemittierende Vorrichtung 3 jedoch eine kleinere FWHM auf. Außerdem beträgt die Differenz zwischen der dominanten Wellenlänge und der Spitzenwellenlänge der lichtemittierenden Vorrichtung 3 2,46 nm, was kleiner ist als bei der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels. Mit anderen Worten weist das von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierte Licht im Vergleich zu dem Referenzbeispiel eine höhere Farbreinheit auf.
  • 8A zeigt den BT.2020-Farbraum (auch als Rec.2020-Farbraum bekannt) und die Auftragungen der gemessenen Werte der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels und der lichtemittierenden Vorrichtung 3 auf dem CIE-Chromatizitätskoordinatensystem. In 8A und 8B wird die Messausrüstung mit einem Röhrengehäuse verwendet, um das Licht aus der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels und der lichtemittierenden Vorrichtung 3 zu sammeln. 8B zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht des Bereichs R in 8A. Unter Bezugnahme auf 8A, definiert durch BT.2020, fallen die rote Grundfarbe, die grüne Grundfarbe und die blaue Grundfarbe auf (0,708, 0,292), (0,17, 0,797) bzw. (0,131, 0,046). Verglichen mit dem Referenzbeispiel weist die lichtemittierende Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung eine hohe Farbreinheit auf; das heißt, die von der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung gemessene Farbe fällt auf die Chromatizitätskoordinaten, die näher an den RGB-Grundfarben liegen. Im Allgemeinen weist die lichtemittierende Vorrichtung eine hohe Farbreinheit auf, wenn der gemessene Wert einer lichtemittierenden Vorrichtung nahe der Grenze der Farbskala auf den Chromatizitätskoordinaten liegt. Die Farbreinheit kann in Prozent dargestellt werden. Die Farbreinheit ist im Grunde ein Verhältnis aus dem Abstand von dem Energieweißpunkt zu dem aufgetragenen Punkt und dem Abstand von dem Energieweißpunkt zu der Grenze für diese Auftragung. In einer Ausführungsform mit einer grünen lichtemittierenden Vorrichtung mit einer Spitzenwellenlänge zwischen 525 nm und 535 nm hat das grüne Licht eine CIE 1931-Chromatizitätskoordinate (XI, Y1), wobei X1 ≤ 0,2, Y1 ≥ 0,75. Unter Bezugnahme auf 8B zeigt Group_Ref_1 die aufgetragenen Punkte der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels, deren Spitzenwellenlänge 530 nm beträgt, und Group_Ref_2 zeigt die aufgetragenen Punkte der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels, deren Spitzenwellenlänge 532 nm beträgt. Group_Exp_1 zeigt die aufgetragenen Punkte der lichtemittierenden Vorrichtung 3, deren Spitzenwellenlänge 530 nm beträgt, und Group_Exp_2 zeigt die aufgetragenen Punkte der lichtemittierenden Vorrichtung 3, deren Spitzenwellenlänge 532 nm beträgt. Verglichen mit der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels mit der gleichen Spitzenwellenlänge liegt das von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform emittierte grüne Licht näher an den grünen Primärkoordinaten (0,17, 0,797) und weist eine höhere Farbreinheit auf. In einer Ausführungsform mit der grünen lichtemittierenden Vorrichtung mit einer Spitzenwellenlänge zwischen 525 nm und 535 nm ist die Farbreinheit größer oder gleich 92 %; vorzugsweise größer oder gleich 93 %.
  • 9 zeigt gemessene Wellenlängen und Intensitäten in Bezug auf verschiedene Richtungen der lichtemittierenden Vorrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform. In dem vorliegenden Versuch befindet sich, wie es oben beschrieben ist, der Filter 50 auf der zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10 der lichtemittierenden Vorrichtung 3. Das von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierte Licht umfasst einen Vorderseitenteil und einen Lateralseitenteil. Die Intensität des Vorderseitenteils des Lichtes ist größer als die des Lateralseitenteils und die FWHM des Vorderseitenteils des Lichtes ist kleiner als die des Lateralseitenteils. Das von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierte Licht umfasst einen ersten Richtungsanteil, der den Anteil des aus der lateralen Seite emittierten Lichts umfasst und eine erste FWHM und eine erste Intensität aufweist. Das von der lichtemittierenden Vorrichtung 3 emittierte Licht umfasst ferner einen zweiten Richtungsanteil, der den Anteil des aus der Vorderseite emittierten Lichts umfasst und eine zweite FWHM und eine zweite Intensität aufweist. In einer Ausführungsform ist der Filter 50 auf der zweiten Oberfläche 10b des Substrats 10 ausgebildet und die Seitenfläche zwischen der zweiten Oberfläche 10b und der ersten Oberfläche 10a des Substrats 10 ist nicht durch den Filter 50 bedeckt. Der von der ersten Richtung und der Normalenrichtung gebildete Winkel der Lichtextraktionsfläche liegt im Bereich von 45 bis 90 Grad. Der erste Richtungsanteil des Lichts beinhaltet das Licht, das aus der lateralen Seite der lichtemittierenden Vorrichtung 3 entweicht, beispielsweise aus der Seitenfläche des Substrats 10, die nicht von dem Filter 50 bedeckt ist. Der von der zweiten Richtung und der Normalenrichtung der Lichtextraktionsfläche gebildete Winkel liegt im Bereich von 0 bis 30 Grad. Der zweite Richtungsanteil des Lichts umfasst das Licht, das aus der Vorderseite der lichtemittierenden Vorrichtung 3 entwichen ist. In dem vorliegenden Versuch ist, im Vergleich zu dem ersten Richtungsanteil des Lichts, die zweite FWHM des zweiten Richtungsanteils des Lichts kleiner als die erste FWHM des ersten Richtungsanteils des Lichts und kleiner oder gleich 25 nm und die zweite Intensität ist größer als die erste Intensität. Die Lichtextraktionsfläche ist die Oberfläche 50e des Filters 50, die von dem Halbleiterstapel 12 entfernt ist. Die lichtemittierende Vorrichtung 3 emittiert in dem vorliegenden Versuch grünes Licht. Jedoch kann gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung der Halbleiterstapel 12 der lichtemittierenden Vorrichtung rotes, gelbes, blaues oder cyanfarbenes Licht erzeugen und der Filter 50 kann gemäß den obigen Farben ausgelegt sein, um an Reinheit gesteigertes rotes Licht, gelbes Licht, blaues Licht oder cyanfarbenes Licht zu erhalten. Der Filter 50 verbessert die Farbreinheit des von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierten Lichts, beispielsweise die Farbreinheit des Lichts auf der Vorderseite der lichtemittierenden Vorrichtung, was auf einige spezifische Anwendungen vorteilhafter anwendbar ist. Zum Beispiel kann das Anwenden der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung auf eine Anzeigevorrichtung eine verbesserte Farbsättigung, einen verbesserten Kontrast und eine verbesserte Farbskala erzielen.
  • Das aus der Vorderseite der lichtemittierenden Vorrichtung entwichene Licht wird aus dem Filter 50 extrahiert und das von dem Halbleiterstapel 12 erzeugte Licht wird durch den Filter 50 gereinigt. In einer Ausführungsform hat das aus der lateralen Seite der lichtemittierenden Vorrichtung entwichene Licht, das einen Teil des Lichts umfasst, der nicht durch den Filter 50 gefiltert wird, hat ähnliche Eigenschaften wie das durch das Halbleiterlaminat 12 erzeugte Licht. Zum Beispiel hat der erste Richtungsanteil des Lichts eine FWHM nahe der FWHM des von dem Halbleiterstapel 12 erzeugten Lichts. In einer weiteren Ausführungsform kann ferner ein Funktionselement auf der lateralen Seite der lichtemittierenden Vorrichtung ausgebildet sein. Das Funktionselement kann die Richtung des aus der lateralen Seite entwichenen Lichts, das die Farbreinigung beeinträchtigen kann, reduzieren oder ändern. In einer Ausführungsform umfasst das Funktionselement einen Reflektor, der das Licht reflektieren oder die Richtung davon ändern kann, so dass das von dem Halbleiterstapel zu der lateralen Seite hin erzeugte Licht reflektiert werden kann, so dass es aus der Vorderseite entweicht. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Funktionselement einen Lichtabsorber, der das von dem Halbleiterstapel zu der lateralen Seite hin erzeugte Licht absorbiert. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Funktionselement einen Filter, der eine ähnliche Funktion wie der Filter 50 hat, der es dem Licht innerhalb eines spezifizierten Wellenlängenbereichs ermöglicht, hindurchzutreten. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Funktionselement eine Lichtsperrschicht, um zu verhindern, dass Licht aus der lateralen Seite der lichtemittierenden Vorrichtung extrahiert wird. In einer Ausführungsform kann das Funktionselement auf eine lichtemittierende Baugruppe oder ein lichtemittierendes Modul angewendet werden. Zum Beispiel ist ein Funktionselement auf der Seitenfläche der lichtemittierenden Vorrichtung in der lichtemittierenden Baugruppe bereitgestellt. Die Struktur der lichtemittierenden Baugruppe wird später im Einzelnen beschrieben.
  • 10A zeigt eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung 101, die die lichtemittierende Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung umfasst. Wie es in 10A gezeigt ist, weist die Anzeigevorrichtung 101 eine Anzeigetafel 200 auf, wobei die Anzeigetafel 200 einen Anzeigebereich 210 und einen Nichtanzeigebereich 220 aufweist und mehrere Pixeleinheiten PX in dem Anzeigebereich 210 angeordnet sind. Jede der Pixeleinheiten PX umfasst ein erstes Teilpixel PX_A, ein zweites Teilpixel PX_B und ein drittes Teilpixel PX_C. In dem Nichtanzeigebereich 220 sind ein Datentreiber 130 und ein Abtasttreiber 140 bereitgestellt. Der Datentreiber 130 ist mit einer (nicht gezeigten) Datenleitung jeder Pixeleinheit PX verbunden, um ein Datensignal an jede Pixeleinheit PX zu senden. Der Abtasttreiber 140 ist mit einer Abtastleitung (nicht gezeigt) jeder Pixeleinheit PX verbunden, um ein Abtastsignal an jede Pixeleinheit PX zu senden. Die Pixeleinheit PX umfasst die lichtemittierende Vorrichtung gemäß den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung, die den Filter 50 mit der Oberfläche 50e, die von dem Halbleiterstapel 12 entfernt liegt, als Lichtextraktionsfläche aufweist. Um eine hohe Auflösung zu realisieren, umfasst die Anzeigevorrichtung 101 in einer Ausführungsform die mehreren Pixeleinheiten PX kleiner Größe oder die mehreren Pixeleinheiten PX, die in feinem Abstand angeordnet sind. Daher hat die lichtemittierende Vorrichtung in der Pixeleinheit PX eine Diagonallänge von weniger als 300 µm.
  • Die Teilpixel emittieren Licht verschiedener Farben. In einer Ausführungsform sind das erste Teilpixel PX_A, das zweite Teilpixel PX_B und das dritte Teilpixel PX_C beispielsweise ein rotes Teilpixel, ein grünes Teilpixel bzw. ein blaues Teilpixel. Die lichtemittierenden Vorrichtungen, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, sind verschiedene Teilpixel, so dass die Teilpixel unterschiedliche Farben anzeigen. Die Kombination von rotem, grünem und blauem Licht, das von jeweiligen Teilpixeln erzeugt wird, ermöglicht es der Anzeigevorrichtung 101, ein Vollfarbenbild anzuzeigen. Unter Bezugnahme auf 8A ist dann, wenn das von der lichtemittierenden Vorrichtung in jedem Teilpixel emittierte Licht näher an der Koordinate der Grundfarbe liegt, die durch den Farbbereichsstandard definiert ist, die Farbskala, die das Pixel anzeigen kann, umso breiter. Daher kann eine Anzeigevorrichtung mit breiter Farbskala verwirklicht werden. Bei herkömmlichen Anzeigevorrichtungen wird, um eine hohe Farbsättigung, einen hohen Kontrast oder eine breite Farbskala zu erreichen, zusätzlich zu der lichtemittierenden Vorrichtung ein Filterelement oder ein Wellenlängenumwandlungselement auf dem Pixel bereitgestellt, was die Prozesskomplexität, Herstellungskosten und strukturelle Komplexität der Anzeigevorrichtung erhöhen kann. Außerdem können die Filterelemente oder Wellenlängenumwandlungselemente Helligkeitsverlust oder Intensitätsverlust in der lichtemittierenden Vorrichtung verursachen. Die Anzeigevorrichtung mit der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung kann ohne zusätzliche Filterelemente oder Wellenlängenumwandlungselemente eine hohe Farbsättigung, einen hohen Kontrast oder eine breite Farbskala erzielen.
  • Jedoch sind die Anzahl und Anordnung der Teilpixel in der Pixeleinheit PX in der vorliegenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt und verschiedene Modi können gemäß den Anforderungen des Anwenders wie etwa Farbsättigung, Auflösung und Kontrast implementiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pixeleinheit PX ferner ein viertes Teilpixel und das vierte Teilpixel umfasst die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung. Die Wellenlänge der lichtemittierenden Vorrichtung in dem vierten Teilpixel unterscheidet sich von der der lichtemittierenden Vorrichtungen in dem ersten bis dritten Teilpixel. Beispielsweise ist das vierte Teilpixel ein Cyan-Teilpixel und die lichtemittierende Vorrichtung in dem vierten Teilpixel weist eine Spitzenwellenlänge im Bereich zwischen 495 nm und 520 nm auf. In einer Ausführungsform liegt die Spitzenwellenlänge der lichtemittierenden Vorrichtung in dem vierten Teilpixel zwischen 500 nm und 510 nm. Ebenso weist die lichtemittierende Vorrichtung in dem vierten Teilpixel den Filter 50 zum Reinigen des von dem Halbleiterstapel 12 emittierten Cyanlichts auf, so dass ein Cyan-Teilpixel mit höherer Farbreinheit erhalten werden kann und die Farbleistung der Anzeigevorrichtung verbessert wird.
  • 10B zeigt eine Querschnittsansicht der Pixeleinheit PX in 10 A. Die lichtemittierende Vorrichtung 3 in der dritten Ausführungsform oder die lichtemittierende Vorrichtung 4 in der vierten Ausführungsform ist in einer lichtemittierenden Baugruppe 6 eingekapselt und die lichtemittierende Baugruppe 6 bildet eines der Teilpixel. Die lichtemittierende Baugruppe 6 ist in Flip-Chip-Form mit der Anzeigetafel 200 gebondet. Eine Schaltungsschicht 110 und Bondkontaktstellen 8a und 8b befinden sich auf der Anzeigetafel 200. Die Schaltungsschicht 110 ist mit den Bondkontaktstellen 8a und 8b elektrisch verbunden. In einer Ausführungsform umfasst die Schaltungsschicht 110 aktive Komponenten wie beispielsweise Transistoren. Die Elektroden 81 und 83 der lichtemittierenden Baugruppe 6 werden an die Bondkontaktstellen 8a und 8b beispielsweise durch Löten gebondet und sind durch die Schaltungsschicht 110 mit der Ansteuerschaltung (d. h. dem Datentreiber 130 und dem Abtasttreiber 140 ) elektrisch verbunden. Auf diese Weise steuern der Datentreiber 130, der Abtasttreiber 140 und die Schaltungsschicht 110 die lichtemittierenden Vorrichtungen in der Pixeleinheit PX.
  • 10C zeigt die lichtemittierende Baugruppe 6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung und die lichtemittierende Baugruppe 6 umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 3, die in der dritten Ausführungsform offenbart ist. Die lichtemittierende Baugruppe 6 umfasst ein eingekapseltes Material 90, das die Seitenfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 3 bedeckt. In einer Ausführungsform umfasst das eingekapselte Material 90 ein Basismaterial wie etwa Silikon, Epoxid, Acryl oder eine Mischung davon. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das eingekapselte Material 90 das Basismaterial und andere Materialien zum Bilden des zuvor erwähnten Funktionselements. Zum Beispiel umfasst das eingekapselte Material 90 das Basismaterial und ein lichtabsorbierendes Material zum Bilden eines Lichtabsorbers. Das lichtabsorbierende Material umfasst ein schwarzes Material wie beispielsweise Ruß. Zum Beispiel umfasst das eingekapselte Material 90 das Basismaterial und ein reflektierendes Material zum Bilden eines Reflektors, wobei das reflektierende Material Titanoxid (TiOx), Siliziumoxid (SiOx) oder eine Mischung davon umfasst. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das eingekapselte Material 90 mehrere Funktionselemente mit unterschiedlichen Funktionen. Zum Beispiel umfasst das eingekapselte Material 90 den Reflektor, der die lichtemittierende Vorrichtung bedeckt, und den Lichtabsorber, der den Reflektor bedeckt.
  • In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform umfasst die Pixeleinheit PX die lichtemittierende Baugruppe 6 und eine einzelne lichtemittierende Baugruppe 6 umfasst mehrere lichtemittierende Vorrichtungen. Jede lichtemittierende Vorrichtung bildet ein Teilpixel. In einer Ausführungsform bildet das eingekapselte Material 90 der lichtemittierenden Baugruppe 6 das Funktionselement und ist zwischen die mehreren lichtemittierenden Vorrichtungen eingefüllt. 10B zeigt, dass die lichtemittierende Baugruppe 6 die lichtemittierende Flip-Chip-Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst, jedoch ist die lichtemittierende Baugruppe der vorliegenden Anmeldung nicht darauf beschränkt. In anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen umfasst ein beliebiges der Teilpixel die lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die erste Elektrode 20 (20' oder 20") und die zweite Elektrode 30 (30' oder 30") der lichtemittierenden Vorrichtung werden durch verschiedene geeignete Verfahren, die für die lichtemittierenden Vorrichtungen in verschiedenen Ausführungsformen geeignet sind, wie Drahtbonden, Lötbonden oder Chipbonden mit den Bondkontaktstellen 8a und 8b auf der Anzeigetafel 200 elektrisch verbunden.
  • 11 zeigt eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung 9 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Die lichtemittierende Vorrichtung 9 in 11 wendet als Beispiel eine ähnliche Struktur an wie die der in 1 gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung. Der Unterschied zwischen den beiden ist die Filterschicht 50'. Die Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 9 kann jedoch die gleiche wie die einer beliebigen der lichtemittierenden Vorrichtungen in den obigen Ausführungsformen sein. Die lichtemittierende Vorrichtung 9 weist den Filter 50' auf, der durch abwechselndes Stapeln eines Paares oder mehrerer Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausgebildet ist. Der Filter 50' hat eine ähnliche Struktur wie der oben erwähnte Filter 50. Durch Auswählen von dielektrischen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und unterschiedlichen Dicken als die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht (nicht gezeigt) in dem Filter 50' kann das von dem Halbleiterstapel erzeugte Licht 12 selektiv durch den Filter 50' durchgelassen oder durch den Filter 50' reflektiert werden. Anders als der Filter 50 filtert der Filter 50' das Licht innerhalb eines vordefinierten Einfallswinkelbereichs. Das heißt, nur das Licht innerhalb des vordefinierten Einfallswinkels kann den Filter 50' passieren. Insbesondere emittiert der Halbleiterstapel 12 in der lichtemittierenden Vorrichtung 9, die in 11 gezeigt ist, Licht mit einer spezifischen Spitzenwellenlänge und strahlt auf den Filter 50'. Das meiste Licht innerhalb eines kleinen Einfallswinkels passiert den Filter 50' und das meiste Licht innerhalb eines großen Einfallswinkels wird von dem Filter 50' reflektiert. In einer weiteren Ausführungsform ist die Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 9 ähnlich der der lichtemittierenden Vorrichtung 3 in der dritten Ausführungsform. Das von dem Halbleiterstapel 12 erzeugte Licht durchläuft das Substrat 10 und strahlt auf den Filter 50'. Dann passiert das meiste Licht innerhalb eines kleinen Einfallswinkels den Filter 50' und das meiste Licht innerhalb eines großen Einfallswinkels wird von dem Filter 50' reflektiert.
  • Mit dem Einfallswinkel ist den Winkel zwischen der Richtung des Lichts und der Normalenrichtung der Einfallsfläche gemeint. In einer Ausführungsform zeigt 12 eine schematische Darstellung des Lichtwegs der lichtemittierenden Vorrichtung 9. Der Lichtweg des unter kleinem Winkel einfallenden Lichts ist als P1 gezeigt. Das von dem aktiven Bereich 123 erzeugte Licht passiert den Filter 50' und tritt aus der Oberfläche 50e' des Filters 50' aus. Der Lichtweg des unter großem Winkel einfallenden Lichts ist als P2 gezeigt. Das von dem aktiven Bereich 123 erzeugte Licht wird an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterstapel 12 und dem Filter 50' reflektiert und richtet sich dann auf das Substrat 10 und wird von der strukturierten Struktur (nicht gezeigt) auf der ersten Oberfläche 10a des Substrats 10 gebrochen und/oder gestreut. Daher wird die Richtung des unter großem Winkel einfallenden Lichts geändert und es wird an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterstapel 12 und dem Filter 50' zu einem unter kleinem Winkel einfallenden Licht, das aus der Oberfläche 50e' des Filters 50e' entweicht. Auf diese Weise konvergiert das Licht aufgrund des Filters 50' der lichtemittierenden Vorrichtung 9, so dass der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 verengt werden kann.
  • Das von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 emittierte Licht umfasst einen Vorderseitenteil und einen Lateralseitenteil, wobei die Intensität des Vorderseitenteils des Lichts größer ist als die des Lateralseitenteils des Lichts. In einer Ausführungsform beträgt der Lichtdurchlassgrad des Filters 50' mehr als 90 % für das Licht mit einem Einfallswinkel von weniger als 10 Grad. Der Lichtdurchlassgrad des Filters 50' beträgt weniger als 10 % für das Licht mit einem Einfallswinkel von mehr als 20 Grad. Gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ist der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 kleiner oder gleich 120 Grad. In einer weiteren Ausführungsform ist der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 kleiner oder gleich 110 Grad. In einer weiteren Ausführungsform beträgt der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 zwischen 50 Grad und 110 Grad. In einer weiteren Ausführungsform liegt der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 zwischen 50 Grad und 100 Grad. Der Strahlwinkel ist der Winkelbereich, in dem eine Lichtstärke von der Hälfte oder mehr der maximalen Lichtstärke gezeigt wird.
  • 13 zeigt räumliche Lichtverteilungen der lichtemittierenden Vorrichtung 9 und einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Referenzbeispiel. Die Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung 9 der sechsten Ausführungsform ist der der lichtemittierenden Vorrichtung 1 ähnlich. Die Filter 50 und 50' sind durch abwechselndes Stapeln der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausgebildet. Der Filter 50' ist dem Filter 50 ähnlich und Licht kann von dem Filter selektiv reflektiert werden und selektiv durch die Filter hindurchtreten. Die Struktur der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels ist ähnlich der der lichtemittierenden Vorrichtung 9, mit der Ausnahme, dass die lichtemittierende Vorrichtung des Referenzbeispiels keinen Filter 50' aufweist. Die Brechungsindizes und Dicken der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht in dem Filter 50 sind so ausgelegt, dass sie Licht innerhalb eines spezifizierten Wellenlängenbereichs passieren lassen und so das Licht filtern können. Das einfallende Licht mit kleinem Einfallswinkel hat eine höhere Intensität als das mit großem Einfallswinkel. Andererseits sind die Brechungsindizes und Dicken der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht in dem Filter 50' so ausgelegt, dass Licht innerhalb eines bestimmten Einfallswinkels durchgelassen wird. Das einfallende Licht mit kleinem Einfallswinkel hat eine höhere Intensität als das mit großem Einfallswinkel. In einer Ausführungsform hat der Filter 50' einen Durchlassgrad von mehr als 90 % für das Licht mit einem Einfallswinkel von weniger als 10 Grad und einen Durchlassgrad von weniger als 10 % (oder ein Reflexionsvermögen von mehr als 80 %) für das Licht mit einem Einfallswinkel von mehr als 20 Grad.
  • Der Filter 50' weist mehrere Paare von dielektrischen Schichten, die aus SiO2 und TiO2 bestehen, einschließlich drei Gruppen der dielektrischen Paare auf. Die erste Gruppe der dielektrischen Paare ist näher an dem Halbleiterstapel 12 und die zweite Gruppe der dielektrischen Paare ist weiter von dem Halbleiterstapel 12 entfernt. Die dritte Gruppe der dielektrischen Paare befindet sich zwischen der ersten Gruppe der dielektrischen Paare und der zweiten Gruppe der dielektrischen Paare. Die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der ersten Gruppe sind größer als die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der dritten Gruppe. Die optische Dicke der SiO2- und TiO2-Schichten der zweiten Gruppe kann größer oder kleiner als die optischen Dicken der SiO2- und TiO2-Schichten der dritten Gruppe sein. Die Anzahlen der Paare der ersten Gruppe, der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe können ganzzahlig oder nicht ganzzahlig sein. Die Anzahl der dielektrischen Paare in der dritten Gruppe ist größer als die Anzahl der dielektrischen Paare in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe. Durch Anpassen der Dicken der Schichten der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe kann die durch das Interferenzphänomen verursachte Abnahme des Durchlassgrads innerhalb eines gewissen Einfallswinkels verringert werden. Wie es in 13 gezeigt ist, weist die lichtemittierende Vorrichtung 9 gemäß der sechsten Ausführungsform im Vergleich zu dem Referenzbeispiel eine höhere Intensität von 60 Grad bis 120 Grad auf, was bedeutet, dass das Licht an der Vorderseite der lichtemittierenden Vorrichtung 9 eine höhere Intensität hat. Mit anderen Worten weist die lichtemittierende Vorrichtung 9 der sechsten Ausführungsform innerhalb von ±30 Grad der Normalenrichtung der Oberfläche 50e' des Filters 50 eine höhere Intensität auf und kann Licht auf der Vorderseite konzentrieren. Außerdem beträgt der Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung 9 101 Grad, was kleiner als 139 Grad des Strahlwinkels der lichtemittierenden Vorrichtung des Referenzbeispiels ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform, die ähnlich zu den zuvor genannten Ausführungsformen ist, umfasst die lichtemittierende Vorrichtung 9 ferner das Funktionselement, das auf der lateralen Seite davon ausgebildet ist. In einer Ausführungsform umfasst das Funktionselement einen Reflektor, der das Licht reflektieren oder dessen Richtung ändern kann, so dass das von dem Halbleiterstapel zur lateralen Seite hin erzeugte Licht gewendet werden kann, um aus der Vorderseite zu entweichen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Funktionselement einen Lichtabsorber, der das von dem Halbleiterstapel zur lateralen Seite hin erzeugte Licht absorbiert. In einer weiteren Ausführungsform weist das Funktionselement einen Filter auf, der eine ähnliche Funktion wie der Filter 50' hat, der es dem Licht innerhalb eines bestimmten Einfallswinkels ermöglicht, hindurchzutreten. In einer weiteren Ausführungsform weist das Funktionselement eine Lichtsperrschicht auf, um zu verhindern, dass Licht aus der Lateralen Seite der lichtemittierenden Vorrichtung extrahiert wird.
  • 14 ist eine schematische Darstellung eines Erfassungsmoduls 201. Wie es in 14 gezeigt ist, weist das Erfassungsmodul 201 einen Träger 400, eine lichtemittierende Baugruppe 6', die die lichtemittierende Vorrichtung 9 gemäß einer beliebigen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst, und ein Lichterfassungselement 40 auf dem Träger 400 auf. Die lichtemittierende Vorrichtung 9 und das Lichterfassungselement 40 sind mit einer Schaltung (nicht gezeigt) auf dem Träger 400 elektrisch verbunden. Der Aufbau der lichtemittierenden Baugruppe 6' ist dem der zuvor erwähnten lichtemittierenden Baugruppe 6 ähnlich und wird hier nicht wiederholt. Als ein Beispiel sind die lichtemittierende Baugruppe 6' und die lichtemittierende Vorrichtung 9, die in 14 gezeigt sind, wie die lichtemittierende Vorrichtung 3 auf Flip-Art mit dem Träger 400 verbunden. Die lichtemittierende Vorrichtung 9 kann jedoch durch unterschiedliche Verfahren, die für die lichtemittierende Vorrichtung in verschiedenen Ausführungsformen geeignet sind, wie z. B. Drahtbonden, Lötbonden oder Chipbonden auf dem Träger 400 fixiert sein. Das Lichterfassungselement 40 weist eine Photodiode auf. Ein Lichtsperrelement 80 kann ferner zwischen dem Lichterfassungselement 40 und der lichtemittierenden Baugruppe 6' oder der lichtemittierenden Vorrichtung 9 bereitgestellt sein, um eine Interferenz zwischen den beiden zu vermeiden; beispielsweise verhindert das Lichterfassungselement 40, dass das von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 emittierte Licht direkt von dem Lichterfassungselement 40 empfangen wird.
  • Das Erfassungsmodul 201 wird auf eine physiologische Überwachungsvorrichtung angewendet. Zum Beispiel strahlt das von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 emittierte Licht auf den Körper des Anwenders, um ein Reflexionssignal zu erzeugen, und das Lichterfassungselement 40 empfängt das Reflexionssignal, um ein Messsignal zu erhalten. Dann können die physiologischen Daten des Anwenders wie Herzfrequenz, Blutsauerstoff, Blutdruck, Blutzucker, Feuchtigkeit oder Schweiß durch Berechnungen einer Schaltung erhalten werden. Um genaue physiologische Informationen zu messen, wird das von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 emittierte Licht vorzugsweise auf den Körper des Anwenders konzentriert und erreicht eine bestimmte Intensität. Das Erfassungsmodul 201 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung weist die lichtemittierende Vorrichtung 9 mit dem Filter 50' auf. Da der Filter 50' den Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung verengen kann, kann eine konzentrierte Lichtquelle auch ohne zusätzliche optische Elemente wie etwa eine Linse erhalten werden. Außerdem ist das Erfassungsmodul 201 ohne die zusätzlichen optischen Komponenten kompakter, was sie dazu geeignet macht, von Anwendern getragen zu tragen.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die lichtemittierende Vorrichtung 9 auch auf die in 10A gezeigte Anzeigevorrichtung 101 und die in 10B gezeigte Pixeleinheit PX angewendet werden. Da der Filter 50' den Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtung konvergiert, können die Strahlwinkel der lichtemittierenden Vorrichtungen in den mehreren Pixeleinheiten PX der Anzeigevorrichtung 101 gleichmäßiger sein, wodurch die Gleichmäßigkeit des Bildes der Anzeigevorrichtung 101 verbessert wird.
  • Für Fachleute ist es offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Variationen an den Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Gedanken der Offenbarung abzuweichen. Angesichts des Vorstehenden soll die vorliegende Offenbarung Abwandlungen und Variationen dieser Offenbarung abdecken, sofern sie unter den Umfang der folgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • TW 109126046 [0001]
    • TW 110117551 [0001]

Claims (19)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; und einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Filter mehrere Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist, die abwechselnd gestapelt sind, und wobei ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; wobei die lichtemittierende Vorrichtung zweites Licht, das den Anteil des ersten Lichts umfasst, emittiert und das zweite Licht einen ersten Richtungsanteil mit einer ersten FWHM und einen zweiten Richtungsanteil mit einer zweiten FWHM umfasst, wobei der erste Richtungsanteil einen ersten Winkel zu einer Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 45-90 Grad aufweist und der zweite Richtungsanteil einen zweiten Winkel zu der Normalenrichtung der zweiten Oberfläche in einem Bereich von 0-30 Grad aufweist und die zweite FWHM kleiner als die erste FWHM ist.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Licht eine dominante Wellenlänge und eine Spitzenwellenlänge hat und die Differenz zwischen der dominanten Wellenlänge und der Spitzenwellenlänge weniger als 3 nm beträgt.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Licht eine Spitzenwellenlänge zwischen 525 nm und 535 nm hat und das Licht eine CIE 1931-Chromatizitätskoordinate (X1, Y1) hat, wobei X1 ≤ 0,2 und Y1 > 0,75.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filter bei einer Spitzenwellenlänge des ersten Lichts einen Durchlassgrad von mehr als 80 % aufweist.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite FWHM kleiner oder gleich 25 nm ist.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Intensität des zweiten Richtungsanteils des zweiten Lichts größer ist als eine Intensität des ersten Richtungsanteils des zweiten Lichts.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Paare von Schichten dielektrisches Material enthalten.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein Substrat aufweist, das sich zwischen dem Halbleiterstapel und der ersten Oberfläche befindet, wobei die erste Oberfläche mit dem Substrat in Kontakt steht.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine reflektierende Struktur, die unter dem Halbleiterstapel angeordnet ist und den Halbleiterstapel bedeckt, und eine Elektrode unter der reflektierenden Struktur aufweist.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die reflektierende Struktur eine Metallschicht aufweist, die mit der Elektrode elektrisch verbunden ist; und/oder die reflektierende Struktur einen dielektrischen Stapel aufweist, der eine Öffnung aufweist, um die Elektrode mit dem Halbleiterstapel elektrisch zu verbinden.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner aufweist: eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht auf dem Halbleiterstapel; ein Substrat, das sich unter dem Halbleiterstapel befindet; und eine Elektrode, die sich auf dem Halbleiterstapel befindet; wobei die erste Oberfläche mit der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht in Kontakt steht und der Filter eine Öffnung aufweist, um die Elektrode freizulegen.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine Diagonallänge von weniger als 300 µm aufweist.
  13. Lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Licht eine Spitzenwellenlänge zwischen 525 nm und 535 nm hat und das zweite Licht eine Farbreinheit größer oder gleich 92 % hat.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; und einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Filter mehrere Paare von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist, die abwechselnd gestapelt sind; wobei ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; die lichtemittierende Vorrichtung zweites Licht emittiert, das den Anteil des ersten Lichts umfasst; das erste Licht eine erste FWHM hat und das zweite Licht eine zweite FWHM hat; und die zweite FWHM kleiner ist als die erste FWHM und/oder das zweite Licht eine FWHM von kleiner oder gleich 25 nm hat.
  15. Anzeigevorrichtung, die mehrere Pixel aufweist, wobei eines der mehreren Pixel die lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  16. Lichtemittierende Baugruppe, die die lichtemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14 und ein eingekapseltes Material, das eine Seitenfläche der lichtemittierenden Vorrichtung bedeckt, aufweist.
  17. Lichtemittierende Baugruppe nach Anspruch 16, wobei das eingekapselte Material ein Funktionselement aufweist, das einen Reflektor, einen Lichtabsorber, eine Lichtsperrschicht oder einen Filter umfasst.
  18. Lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: einen Halbleiterstapel, der erstes Licht erzeugt; einen auf dem Halbleiterstapel ausgebildeten Filter, der eine dem Halbleiterstapel zugewandte erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist; und eine lichtdurchlässige, leitfähige Schicht, die auf dem Halbleiterstapel ausgebildet ist; wobei der Filter eine erste dielektrische Schicht und eine zweite dielektrische Schicht aufweist, die abwechselnd gestapelt sind; die erste Oberfläche mit der lichtdurchlässigen, leitfähigen Schicht in Kontakt steht; ein Anteil des ersten Lichts von dem Filter durchgelassen wird; und die lichtemittierende Vorrichtung einen Strahlwinkel in einem Bereich von 50 Grad bis 110 Grad aufweist.
  19. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, die ferner eine Elektrode aufweist, die den Halbleiterstapel elektrisch anschließt, wobei der Filter eine Öffnung aufweist, die die Elektrode freilegt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007025092A1 (de) * 2007-05-30 2008-12-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzdiodenchip
US10217914B2 (en) * 2015-05-27 2019-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
KR102380825B1 (ko) * 2015-05-29 2022-04-01 삼성전자주식회사 반도체 발광다이오드 칩 및 이를 구비한 발광장치
US20190189850A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-20 Epistar Corporation Light-emitting device

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