DE202009018568U1 - Lichtemittierende Diode und lichtemittierende Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Lichtemittierende Vorrichtung umfassend eine Leiterplatte (10) mit einem leitenden Muster, eine lichtemittierende Diode (100) umfassend: ein Substrat (110), eine reflektierende Elektrodenschicht (108) auf dem Substrat, eine zweite leitende Halbleiterschicht (106) auf der reflektierenden Elektrodenschicht (108), eine aktive Schicht (104) auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, eine erste leitende Halbleiterschicht (102) auf der aktiven Schicht (104), und eine Elektrodenschicht (112) auf der ersten leitenden Halbleiterschicht (102), einen Führungsring (11) der auf der Leiterplatte (10), die lichtemittierende Diode (100) umgebend, angeordnet ist, ein Vergusselement (30), das die lichtemittierende Diode (100) derart umgibt und eine ausreichende Dicke aufweist, um die lichtemittierende Diode (100) abzudecken, wobei das Vergussmittel Phosphor (31) und eine Linse mit einem konvexen Aufbau umfasst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das Ausführungsbeispiel betrifft eine lichtemittierende Diode und eine lichtemittierende Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • In letzter Zeit wird eine lichtemittierende Diode extensiv als lichtemittierende Vorrichtung verwendet.
  • Die lichtemittierende Diode beinhaltet eine n-Typ Halbleiterschicht, eine aktive Schicht und eine p-Typ Halbleiterschicht. Wenn Energie auf die n-Typ Halbleiterschicht und entsprechend die p-Typ Halbleiterschicht aufgebracht wird, emittiert die aktive Schicht Licht. Die lichtemittierende Diode kann hergestellt sein, um Licht mit verschiedenen Farben, welches für verschiedene Anwendungsgebiete geeignet ist, zu emittieren.
  • Die lichtemittierende Diode verwendende lichtemittierende Vorrichtung beinhaltet einen Leuchtstoff bzw. Phosphor, der durch von der lichtemittierenden Diode emittiertes Licht derart angeregt ist, dass das angeregte Licht emittiert werden kann, wobei das emittierte Licht verschiedene Farben aufweist.
  • Beispielsweise kann ein erstes Vergusselement einen gelben Leuchtstoff beinhalten, das ausgebildet ist, um die lichtemittierende Diode die Licht mit einer Wellenlänge von blauer Farbe emittiert, zu umgeben. Der gelbe Leuchtstoff wird durch von der lichtemittierenden Diode emittiertem Licht angeregt, wodurch angeregtes Licht mit einer Wellenlänge von gelber Farbe emittiert wird.
  • Offenbarung
  • Technisches Problem
  • Das Ausführungsbeispiel sieht eine lichtemittierende Diode und eine lichtemittierende Vorrichtungvor.
  • Das Ausführungsbeispiel sieht eine lichtemittierende Diode, die verbesserte Isolationseigenschaften aufweist, vor.
  • Das Ausführungsbeispiel sieht eine lichtemittierende Vorrichtung vor, umfassend eine lichtemittierende Diode welche für die lichtemittierende Vorrichtung verwendet wird.
  • Technische Lösung
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Leiterplatte, ausgebildet mit einem ersten leitenden Muster und einem zweiten leitenden Muster, welches vom ersten leitenden Muster elektrisch isoliert ist, eine lichtemittierende Diode, die elektrisch mit dem ersten und zweiten leitenden Muster auf der Leiterplatte verbunden ist, ein erstes die lichtemittierende Diode umgebendes Vergusselement, ein zweites Vergusselement auf dem ersten Vergusselement, wobei die lichtemittierende Diode ein leitendes Trägersubstrat, eine reflektierende Elektrodenschicht, die einen konvexen Mittelabschnitt auf dem leitenden Trägersubstrat aufweist, eine Schutzschicht an einem peripheren Abschnitt der reflektierenden Elektrodenschicht, eine zweite leitende Halbleiterschicht auf der reflektierenden Schicht und der Schutzschicht, eine aktive Schicht auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, eine erste leitende Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht und eine erste Elektrodenschicht auf der ersten leitenden Halbleiterschicht umfasst.
  • Eine lichtemittierende Diode gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein leitendes Trägersubstrat, eine reflektierende Elektrodenschicht, die einen konvexen Mittelabschnitt auf dem leitenden Trägersubstrat aufweist, eine Schutzschicht auf einem peripheren Abschnitt der reflektierenden Elektrodenschicht, eine zweite leitende Halbleiterschicht auf der reflektierenden Schicht und der Schutzschicht, eine aktive Schicht auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, eine erste leitende Halbleiterschicht auf der aktiven Schicht und eine erste Elektrodenschicht auf der ersten leitenden Halbleiterschicht.
  • Vorteilhafte Effekte
  • Das Ausführungsbeispiel kann eine lichtemittierende Diode und eine lichtemittierende Vorrichtung bereitstellen.
  • Das Ausführungsbeispiel kann eine lichtemittierende Diode mit verbesserten Isolationseigenschaften bereitstellen.
  • Das Ausführungsbeispiel kann eine lichtemittierende Vorrichtung, umfassend eine lichtemittierende Diode mit verbesserten Isolationseigenschaften bereitstellen.
  • Beschreibung der Figuren
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine lichtemittierende Diode gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt,
  • 2 bis 9 sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigen,
  • 10 ist eine Ansicht, die eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer lichtemittierenden Diode gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt,
  • 11 ist eine Ansicht, die die Lichtverteilungscharakteristik einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt, und
  • 12 bis 19 sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigen.
  • Bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele soll verstanden werden, dass wenn von einer Schicht (oder einem Film), ein Bereich (einem Abschnitt), einem Muster, oder eine Struktur die Rede ist, die als „auf” oder „unter” einem anderen Substrat, einer anderen Schicht (oder Film), einem anderen Bereich (Abschnitt), einem anderen Pad oder einem anderen Muster bezeichnet werden, könen diese „direkt” oder „indirekt” auf dem anderen Substrat, der Schicht (oder Film), dem Bereich (Abschnitt), dem Pad oder dem Muster angeordnet sein oder es können eine oder mehrere dazwischenliegende Schichten vorhanden sein. Eine derartige Anordnung der Schichten wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Die Dicke und Größe einer jeden in den Zeichnungen gezeigten Schicht kann zum Zwecke der Zweckdienlichkeit oder Klarheit übertrieben dargestellt oder schematisch gezeichnet sein. Zudem spiegelt die Größe der Elemente nicht die tatsächliche Größe wider.
  • Nachfolgend werden eine lichtemittierende Diode, ein Verfahren zu deren Herstellung, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Gemäß 1 umfasst eine lichtemittierende Diode 100 eine erste leitende Halbleiterschicht 102, eine aktive Schicht 104, eine zweite leitende Halbleiterschicht 106, eine Schutzschicht 107, eine reflektierende Elektrodenschicht 108 und ein leitendes Trägersubstrat 110. Zudem Ist eine erste Elektrodenschicht 112 auf der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 ausgebildet.
  • Die erste leitende Halbleiterschicht 102 kann eine n-Typ Halbleiterschicht umfassen. Die n-Typ Halbleiterschicht kann eine GaN-basierte Verbundhalbleiterschicht, beispielsweise eine GaN-Schicht, eine AlGaN-Schicht oder eine InGaN-Schicht umfassen.
  • Die aktive Schicht 104 ist unter der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 ausgebildet. Die aktive Schicht 104 kann eine einzelne Potentialtopf-Struktur oder eine mehrfach Potentialtopf-Struktur aufweisen. Beispielsweise kann die aktive Schicht 104 eine einzelne Potentialtopf-Struktur oder eine mehrfach Potentialtopf-Struktur umfassend InGaN Potentialtopf/GaN-Barriereschichten umfassen. Bei der InxGa1-xN-Well-Schicht ist x im Bereich von 0 ≤ x ≤ 1.
  • Die zweite leitende Halbleiterschicht 106 ist unter der aktiven Schicht 104 ausgebildet. Die zweite leitende Halbleiterschicht 106 kann eine p-Typ Halbleiterschicht umfassen. Die p-Typ Halbleiterschicht kann eine GaN-basierte Verbundhalbleiterschicht, wie zum Beispiel eine GaN-Schicht, eine AlGaN-Schicht oder eine InGaN-Schicht, in die p-Typ Verunreinigungen, wie zum Beispiel Mg implantiert sind, sein.
  • Zudem kann eine dritte leitende Halbleiterschicht (nicht dargestellt) unter der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 ausgebildet sein. Die dritte leitende Halbleiterschicht kann eine n-Typ Halbleiterschicht umfassen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erste leitende Halbleiterschicht 102 die p-Typ Halbleiterschicht umfassen und die zweite leitende Halbleiterschicht 106 kann die n-Typ Halbleiterschicht umfassen.
  • Die Schutzschicht 107 und die reflektierende Elektrodenschicht 108 sind unter der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 ausgebildet.
  • Die reflektierende Elektrodenschicht 108 kontaktiert mit der Mitte einer Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 und die Schutzschicht 107 kontaktiert mit dem peripheren bzw. Umfangs bzw. Rand-Abschnitt der unteren Oberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106.
  • Die Schutzschicht 107 kontaktiert eine obere Oberfläche und seitliche Oberflächen der reflektierenden Elektrodenschicht 108.
  • Die Schutzschicht 107 kann ein longitudinales Intervall zwischen einer lateralen Seite der reflektierenden Elektrodenschicht 108 oder dem leitenden Trägersubstrat 110 und der ersten Elektrodenschicht 112 oder der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 erhöhen.
  • Dadurch kann verhindert werden, dass die reflektierende Elektrodenschicht 108 oder das leitende Trägersubstrat 110 elektrisch mit der ersten Elektrodenschicht 112 oder der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 durch fremde Substanzen kurzgeschlossen werden.
  • Die Schutzschicht 107, die eine vorbestimmte Höhe h1 und eine vorbestimmte Breite w1 aufweist, ist unter einem peripheren bzw. Umfangs bzw. Rand-Abschnitt der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 ausgebildet. Die Schutzschicht 107 kann eine Halbleiterschicht umfassen, die gleich oder verschieden zur zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 ausgebildet ist. Zudem kann die Schutzschicht 107 eine Isolierschicht umfassen.
  • Im Detail weist die Schutzschicht die Weite w1 von ungefähr 20 μm bis 600 μm und die Höhe h1 von 5 μm bis 500 μm an der Basis der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 auf. Zudem kann die Schutzschicht 107 eine n-Typ Halbleiterschicht, eine p-Typ Halbleiterschicht und eine undatierte Halbleiterschicht umfassen. Die Schutzschicht 107 kann als gestapelte Struktur, umfassend zumindest zwei der n-Typ Halbleiterschichten, der p-Typ Halbleiterschicht und der undatierten Halbkeiterschicht ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Schutzschicht 107 zumindest eine n-Typ GaN-Schicht hat, eine p-Typ GaN-Schicht und eine undatierten GaN-Schicht umfassen. Die Schutzschicht 107 kann die p-Typ GaN-Schicht identisch der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 umfassen.
  • Eine geätzte Nut bzw. -Ausnehmung 105, die durch Mesa-Ätzen vorbestimmter Abschnitte der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 und der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 derart ausgebildet ist, dass die Schutzschicht 107 teilweise durch die Ätzausnehmung 105 freigelegt ist, kann das horizontale Intervall zwischen einer lateralen Seite der reflektierenden Elektrodenschicht 108 oder der leitenden Trägerschicht 110 und der ersten Elektrodenschicht 112 oder der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 erhöhen bzw. vergrößern.
  • Dadurch kann verhindert werden, dass die reflektierende Elektrodenschicht 108 oder das leitende Trägersubstrat 110 elektrisch mit der ersten Elektrodenschicht 112 oder der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 durch eine fremde Substanz kurzgeschlossen werden.
  • Die geätzte Ausnehmung 105 kann eine Breite w2 von ungefähr 10 μm bis 500 μm aufweisen. Die Breite w2 der geätzten Ausnehmung 105 ist kleiner als die Breite w1 der Schutzschicht 107 (w1 > w2).
  • Wenn die Breite w2 der geätzten Ausnehmung 105 gleich oder größer der Breite w1 der Schutzschicht 107 ist, kann die reflektierende Elektrodenschicht 108 aufgrund des Mesa-Ätzens aufwärts bzw. nach oben hin freigelegt sein.
  • Das leitende Trägersubstrat 110 ist unter der reflektierenden Elektrodenschicht 108 ausgebildet.
  • Die reflektierende Elektrodenschicht 108 kann als eine p-Typ Elektrode mit einer Ohmschen Kontaktfunktion dienen, so dass externer Strom stabil bereitgestellt wird. Die p-Typ Elektrode kann zumindest eines von Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au und Hf umfassen. Das leitende Trägersubstrat 110 kann Cu oder Au umfassen.
  • Bei der lichtemittierenden Diode gemäß dem Ausführungsbeispiel können die reflektierende Elektrodenschicht 108 und das leitende Trägersubstrat 110 als eine zweite Elektrodenschicht zum Bereitstellen von Energie für die zweite leitende Halbleiterschicht 106 in Verbindung mit der ersten Elektrodenschicht 112 zum Bereitstellen von Energie für die erste leitende Halbleiterschicht 102 dienen.
  • Ein mittiger Abschnitt der oberen Oberfläche der zweiten Elektrodenschicht steht nach oben bzw. aufwärts relativ bzgl. eines peripheren bzw. Umfangs-Abschnitts der oberen Oberfläche der zweiten Elektrodenschicht vor. Gemäß dem Ausführungsbeispiel steht der mittlere Abschnitt der reflektierenden Elektrodenschicht 108 nach oben bzw. aufwärts relativ zum Umfangs-Abschnitt der reflektierenden Elektrodenschicht 108 vor.
  • Da der mittlere Abschnitt der oberen Oberfläche der zweiten Elektrodenschicht nach oben relativ zum peripheren Abschnitt der oberen Oberfläche der zweiten Elektrodenschicht hervorsteht, kann die elektrische Isolationseigenschaft der lichtemittierenden Diode verbessert werden. Die Schutzschicht 107 kann selektiv ausgebildet sein.
  • Die 2 bis 9 sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung der lichtemittierenden Diode gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigen.
  • Gemäß die 2 und 3 ist die erste leitende Halbleiterschicht 102 auf dem Substrat 101 ausgebildet, die aktive Schicht 104 ist auf der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 ausgebildet und die zweite leitende Halbleiterschicht 106 ist auf der aktiven Schicht 104 ausgebildet. Die erste leitende Halbleiterschicht 102 kann die n-Typ Halbleiterschicht umfassen und die zweite leitende Halbleiterschicht 106 kann die p-Typ Halbleiterschicht umfassen oder umgekehrt.
  • Gemäß 4 ist ein Oxidschichtmuster (z. B. SiO2) (nicht dargestellt) auf einem mittigen Abschnitt 106A der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 ausgebildet und dann weist die Schutzschicht 107 eine vorbestimmte Höhe h1 und eine vorbestimmte Breite w1 auf und ist auf einem peripheren bzw. Umfangs-Abschnitt 106B der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 durch Verwendung des Oxid-schichtmusters als Maske ausgebildet.
  • Die Schutzschicht 107 kann eine der folgenden Schichten umfassen eine n-Typ GaN-Schicht, eine p-Typ GaN-Schicht und eine undotierte GaN-Schicht. Die Schutzschicht 107 kann als gestapelte Struktur, umfassend zumindest zwei der Schichten von n-Typ GaN-Schicht, der p-Typ GaN-Schicht und der undotierten GaN-Schicht vorbereitet bzw. ausgebildet sein. Die Schutzschicht 107 kann eine Isolierschicht umfassen. Zum Beispiel kann die undotierte GaN-Schicht durch Bereitstellen von NH3 und TMGa-Gas bei einer Wachstumstemperatur von ungefähr 900°C ausgebildet sein.
  • Die Schutzschicht 107 kann eine Breite w1 von ungefähr 20 μm bis 600 μm und eine Höhe h1 von ungefähr 5 bis 500 μm aufweisen.
  • Nachdem die Schutzschicht 107 ausgebildet wurde, wird das Oxid-Schichtmuster vom mittigen Abschnitt der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 entfernt.
  • Gemäß 5 ist die reflektierende Elektrodenschicht 108 auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 und der Schutzschicht 107 ausgebildet und das leitende Trägersubstrat 110 ist auf der reflektierenden Elektrodenschicht 108 ausgebildet.
  • Gemäß den 6 und 7 ist das Substrat 101 unter der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 durch ein Laser-Liftoff(LLO)-Verfahren entfernt. Das heißt, ein Laser mit einem vorbestimmten Wellenlängen-Band wird auf das Substrat 101 gestrahlt, so dass thermische Energie auf eine Grenzfläche zwischen dem Substrat 101 und der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 konzentriert wird, so dass das Substrat 101 von der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 getrennt wird.
  • Nachdem das Substrat 101 entfernt wurde, wird die erste leitende Halbleiterschicht 102 durch einen induktiv gekoppelten Plasma-reaktives Ionenätzen (ICP/RIE)-Verfahren poliert.
  • Gemäß 8 wird die resultierende Struktur, bei der das Substrat 101 entfernt ist, derart herumgedreht, dass das leitende Trägersubstrat 110 unter der lichtemittierenden Struktur angeordnet werden kann.
  • Zudem wird das Mesa-Ätzen der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 zur zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 durchgeführt, wodurch die geätzte Ausnehmung 105 ausgebildet wird. Das Mesa-Ätzen kann Trockenätzen oder Nassätzen umfassen. Das Mesa-Ätzen kann fortgesetzt werden bis die zweite leitende Halbleiterschicht 106 oder die Schutzschicht 107 teilweise freigelegt sind. Dadurch kann die geätzte Ausnehmung 105, die sich von der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 bis zur zweiten leitenden Halbleiterschicht 106 erstreckt, ausgebildet werden.
  • Die geätzte Ausnehmung 105 hat eine Breite w2 von in etwa 10 μm bis 500 μm, die schmaler als eine Breite w1 der Schutzschicht 107 ist (siehe 4).
  • Gemäß 9 ist die erste Elektrodenschicht 112 auf der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 ausgebildet. Die erste Elektrodenschicht 112 kann eine transparente Elektrodenschicht umfassen oder eine transparente Schicht kann zwischen der ersten Elektrodenschicht 112 und der ersten leitenden Halbleiterschicht 102 ausgebildet sein.
  • Die lichtemittierende Diode 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst die Schutzschicht 107 und die geätzte Ausnehmung 105, so dass verhindert wird, dass die lichtemittierende Diode 100 aufgrund von fremden Substanzen elektrisch kurzgeschlossen wird.
  • So können die Isolationseigenschaften der lichtemittierenden Diode 100 verbessert werden.
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend eine lichtemittierende Diode gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Gemäß 10 umfasst die lichtemittierende Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Leiterplatte 10 mit einem ersten leitenden Muster (nicht dargestellt) und einem zweiten leitenden Muster (nicht dargestellt), das beabstandet vom ersten leitenden Muster angeordnet ist, eine lichtemittierende Diode 100, die über einen Draht 21 elektrisch mit der Leiterplatte 10 verbunden ist, einen Führungsring 11, der die lichtemittierende Diode 100 umgebend auf der Leiterplatte 10 angeordnet ist, ein erstes Vergusselement 30, das durch den Führungsring 11 unterstützt wird und ein Leuchtmittel bzw. Phosphor 31 umfasst und ein zweites Vergusselement 40, das auf dem ersten Vergusselement 30 ausgebildet ist.
  • Gemäß den 9 und 10 ist das leitende Trägersubstrat 110 der lichtemittierenden Diode 100 elektrisch mit dem ersten leitenden Muster, das auf der Leiterplatte 10 ausgebildet ist, verbunden und die erste Elektrodenschicht 112 der lichtemittierenden Diode 100 ist elektrisch mit dem zweiten leitenden Muster, das elektrisch von dem ersten leitenden Muster durch den Draht 21 isoliert ist, verbunden.
  • Das erste Vergusselement 30 umgibt die lichtemittierende Diode 100 derart, dass der Phosphor 31 des ersten Vergusselements 30 von dem von der lichtemittierenden Diode 100 emittierten Licht anregbar ist. Der Phosphor 31 ist im ersten Vergusselement 30 verteilt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann auf das erste Vergusselement 30 verzichtet werden. In diesem Fall kann das zweite Vergusselement 40 den Bereich des ersten Vergusselements 30 umfassen.
  • Das zweite Vergusselement 40 ist auf dem ersten Vergusselement 30 ausgebildet, um die Verteilungseigenschaften des von der lichtemittierenden Diode 100 emittierten Lichtes zu definieren.
  • Gemäß der lichtemittierenden Vorrichtung des Ausführungsbeispiels hat das zweite Vergusselement 40 eine konvexe obere Oberfläche und die Mitte der konvexen oberen Oberfläche ist abgesenkt bzw. eingeschnitten.
  • 11 ist eine Ansicht, die die Lichtverteilungseigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Gemäß 11 können die Lichtverteilungseigenschaften der lichtemittierenden Vorrichtung in Abhängigkeit der Anordnung bzw. Ausbildung des zweiten Vergusselements 40, welches als Linse dient, variieren. Gemäß dem Ausführungsbeispiel hat das zweite Vergusselement 40 im Ganzen eine konvexe Struktur und die Mitte des zweiten Vergusselements 40 ist auf eine Art und Weise abgesenkt, dass die lichtemittierende Vorrichtung das Licht in einem Winkel von 45° (gegenüber der Horizontalen) abgeben kann.
  • Eine derartige lichtemittierende Vorrichtung kann zur Verwendung als Hintergrundbeleuchtungseinheit für eine Anzeigevorrichtung geeignet sein.
  • Die 12 bis 19 sind Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigen.
  • Gemäß 12 sind der Führungsring 11 und die lichtemittierende Diode 100 auf der Leiterplatte 10 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist die lichtemittierende Diode 100 derart angeordnet, dass das leitende Trägersubstrat 110 der lichtemittierenden Diode 100 mit dem ersten leitenden Muster der Leiterplatte 10 kontaktieren kann. Zudem ist die erste Elektrodenschicht 112 der lichtemittierenden Diode mit dem zweiten leitenden Muster der Leiterplatte 10 über den Draht 21 verbunden.
  • Gemäß 13 ist das erste Vergusselement 30, umfassend den Phosphor 31 derart auf der Leiterplatte 10, aufweisend die lichtemittierende Diode 100 angeordnet, dass das erste Vergusselement 30 die lichtemittierende Diode 100 umgeben kann. Das erste Vergusselement 30 wird durch den Führungsring 11 unterstützt bzw. getragen und weist eine ausreichende Dicke auf, um die lichtemittierende Diode 100 abzudecken.
  • Gemäß 14 umfasst das zweite Vergusselement 40 ein Harz-Material, wie zum Beispiel Silikon und ist auf dem ersten Vergusselement 30 ausgebildet. Das zweite Vergusselement 40 entscheidet über die Verteilungseigenschaften des von der lichtemittierenden Diode 100 emittierten Lichts. Vorzugsweise ist das zweite Vergusselement 40 in einer konvexen Struktur ausgebildet und ist einem vorläufigen Härtungsprozess unterworfen.
  • Beispielsweise kann der vorläufige Härlungsprozess für 5 Minuten bis 15 Minuten bei einer Temperatur vor 40°C bis 80°C ausgeführt werden.
  • Gemäß 15 wird das zweite Vergusselement 40 von einem Druckmittel 50 zusammengedrückt bzw. abgesenkt bzw. eingeschnitten, nachdem der vorläufige Härtungsproress ausgeführt wurde. 16 zeigt ein Druckmittel 50 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß den 15 und 16 wird der Haupthärtungsprozess in einem Zustand ausgeführt, bei dem das zweite Vergusselement 40 durch das Druckmittel 50 beaufschlagt bzw. gepresst bzw. zusammengedrückt wird.
  • Beispielsweise kann der Haupthärtungsprozess für 5 Minuten bis 15 Minuten bei einer Temperatur von 130°C bis 170°C ausgeführt werden.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung, wie gezeigt in 10, kann erhalten werden, nachdem das vorläufige und der Haupthärtungsprozess abgeschlossen sind.
  • Indes können, gemäß dem Verfahren zur Herstellung der lichtemittierenden Vorrichtung des Ausführungsbeispiels, die zweiten Vergusselemente 40 von mehreren lichtemitterende Vorrichtungen, ausgebildet auf einer Leiterplatte 10, gleichzeitig hergestellt werden, so dass die Produktivität erhöht werden kann. Gemäß 17 sind mehrere lichtemittierende Vorrichtungen 16 mit zweiten Vergusselementen 40, wie in 14 gezeigt, auf der Leiterplatte 10, die leitende Muster (nicht dargestellt) und Terminals 12 zum Bereitstellen von elektrischer Energie zu den leitenden Mustern aufweist, vorgesehen sein.
  • Führungspin-Einführungslöcher 70 können in der Leiterplatte 10 ausgebildet sein.
  • Indes weist eine Vergussplatte 80, gezeigt in 18 eine Größe auf, die identisch der der Leiterplatte 10 ist. Führungspins 81 sind auf der Vergussplatte 80 vorgesehen. Die Führungspins 81 sind in die Führungspin-Einführungslöcher 70 eingesetzt, um die Leiterplatte 10 und die Vergussplatte 80 fluchtend zueinander anzuordnen bzw. präzise zueinander auszurichten. Abstandselemente 82 sind auf der Vergussplatte 80 derart vorgesehen, dass die Leiterplatte 10 in einem vorbestimmten Abstand von der Vergussplatte 80 anordbar ist. Druckmittel 50 sind auf der Vergussplatte entsprechend der lichtemittierenden Vorrichtung 60 vorgesehen, um die zweiten Vergusselemente 40 auf die lichtemittierenden Vorrichtungen 60 zu drücken.
  • Das in 18 gezeigte Vergusselement 15 ist identisch mit dem in 15 gezeigten Vergusselement 50. Zudem können verschiedene Arten von Vergusselementen in Abhängigkeit von der Form des zweiten Vergusselements 40 verwendet werden.
  • Gemäß 19 ist ein Magazin 90, aufweisend mehrere horizontalen Schlitze 91, die mit der Leiterplatte 10 und der Vergussplatte 80 zusammenpassen, in einem Zustand gezeigt, in dem die Leiterplatte 10 und die Vergussplatte 80 einander gegenüberliegend ausgerichtet sind.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden die Führungspins 81 in die Führungspin-Einführlöcher 70 der Leiterplatte 10 derart eingesetzt, so dass die ein Schütteln bzw. Verschieben in horizontaler Richtung der Leiterplatte und der Vergussplatte 80 verhindert werden kann. Die Leiterplatte 10 kann beabstandet von der Vergussplatte 80 entsprechend einem Intervall zwischen den Schlitzen 91 des Magazins 90 durch die Abstandselemente 82 angeordnet sein. Zur besseren Veranschaulichung ist die Anordnung bzw. Position der Führungspins 81 und der Abstandselemente 82, die in 18 gezeigt ist, verschieden von der Position bzw. Anordnung der Führungspins 81 und der Abstandselemente 82, die in 19 gezeigt ist. Die Anzahl und Position der Führungspins 81 und der Abstandselemente 82 kann abhängig von der Anwendung variieren.
  • Gemäß 19 wird der Haupthärtungsprozess in Bezug auf die lichtemittierenden Vorrichtungen 60 in einem Zustand ausgeführt, bei dem die Leiterplatte 10 mit der Vergussplatte 80 zusammengebaut ist.
  • Dadurch können die zweiten Vergusselemente 40 für die lichtemittierenden Vorrichtungen 60, die auf der Leiterplatte 10 ausgebildet sind, simultan hergestellt werden.
  • Indes, da mehrere Leiterplatten 10 und Vergussplatten 80 in dem Magazin 90 entsprechend der Anzahl der Schlitze 91, die im Magazin 90 ausgebildet sind, angeordnet bzw. eingepasst werden, so dass die zweiten Vergusselement 40 für die lichtemittierende Vorrichtungen 60, die in den mehreren Leiterplatten 10 vorgesehen sind, gleichzeitig ausgebildet bzw. hergestellt werden können.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung der lichtemittierenden Vorrichtung des Ausführungsbeispiels kann das Vergusselement der lichtemittierenden Vorrichtung einfach hergestellt werden und die Vergusselemente können gleichzeitig für mehrere lichtemittierende Vorrichtungen hergestellt werden.
  • Obwohl die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele davon zur Veranschaulichung beschrieben wurden, sollte klar sein, dass zahlreiche andere Abwandlungen und Ausführungsbeispiele von einem Fachmann bereitgestellt werden können, die unter den Geist und den Umfang der Prinzipien dieser Offenbarung fallen. Insbesondere sind verschiedene Variationen und Modifikationen in den Komponenten, Teilen und/oder Anordnungen der Kombinationsanordnung möglich, die unter den Umfang der Offenbarung, der Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche fallen. Zusätzlich zu den Abwandlungen und Modifikationen bei den Komponenten, Teilen und/oder Anordnungen sind auch alternative Verwendungen dem Fachmann geläufig.
  • Jegliche Bezugnahme in dieser Beschreibung auf „ein Ausführungsbeispiel”, „beispielhaftes Ausführungsbeispiel” usw. bedeuten, dass spezielle Merkmale, Strukturen oder Charakteristika, die in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, in zumindest einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung enthalten sind. Das Auftauchen solcher Phrasen in verschiedenen Stellen in der Beschreibung muss sich nicht notwendigerweise auf das gleiche Ausführungsbeispiel beziehen. Weiterhin, wenn ein bestimmtes Merkmal Struktur oder Charakteristika in Verbindung mit irgendeinem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist es innerhalb des fachmännischen Wissens solch ein Merkmal, Struktur oder Charakteristika in Verbindung mit anderen Ausführungsbeispielen zu kombinieren.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das Ausführungsbeispiel ist anwendbar bei einer lichtemittierenden Diode, einem Verfahren zur Herstellung derselben, einer lichtemittierenden Vorrichtung und einem Verfahren zu deren Herstellung.

Claims (20)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung umfassend eine Leiterplatte (10) mit einem leitenden Muster, eine lichtemittierende Diode (100) umfassend: ein Substrat (110), eine reflektierende Elektrodenschicht (108) auf dem Substrat, eine zweite leitende Halbleiterschicht (106) auf der reflektierenden Elektrodenschicht (108), eine aktive Schicht (104) auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht, eine erste leitende Halbleiterschicht (102) auf der aktiven Schicht (104), und eine Elektrodenschicht (112) auf der ersten leitenden Halbleiterschicht (102), einen Führungsring (11) der auf der Leiterplatte (10), die lichtemittierende Diode (100) umgebend, angeordnet ist, ein Vergusselement (30), das die lichtemittierende Diode (100) derart umgibt und eine ausreichende Dicke aufweist, um die lichtemittierende Diode (100) abzudecken, wobei das Vergussmittel Phosphor (31) und eine Linse mit einem konvexen Aufbau umfasst.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (110) elektrisch mit dem leitenden Muster der Leiterplatte (10) verbunden ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Führungsring (11) mit der Linse (40) verbunden ist und/oder die Linse (40) unterstützt bzw. trägt.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Höhe des Führungsringes (11) größer ist als die der lichtemittierenden Diode (100).
  5. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die lichtemittierende Diode (100) nur zwei Vergusselemente umfasst, nämlich das Vergusselement (30) und die Linse (40).
  6. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren umfassend eine Schutzschicht (107), die in Kontakt mit einem Umfangs- bzw. Rand-Abschnitt der Bodenoberfläche der zweiten leitenden Halbleiterschicht (106) steht.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren umfassend eine geätzte Ausnehmung (105), die durch Mesa-Ätzen eines Abschnitts der ersten leitenden Halbleiterschicht (102) und der zweiten leitenden Halbleiterschicht (106) derart ausgebildet ist, dass die Schutzschicht (107) teilweise durch die geätzte Ausnehmung (105) freigelegt ist.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei eine Breite der geätzten Ausnehmung (105) kleiner als eine Breite der Schutzschicht (107) ist.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die geätzte Ausnehmung (105) eine Breite w2 in etwa 10 μm bis 500 μm aufweist.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein mittlerer Abschnitt, der oberen Oberfläche der reflektierenden Elektrodenschicht (108) bzgl. eines Umfangs-Abschnitt der oberen Oberfläche davon hervorsteht.
  11. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schutzschicht (107) eine der folgenden Schichten umfasst, eine n-typ GaN-Schicht, eine p-typ GaN-Schicht und eine undotierte GaN-Schicht.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Vergusselement (30) durch den Führungsring (11) getragen wird.
  13. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Linse (40) ein Harzmaterial umfasst und auf dem Vergusselement (30) ausgebildet ist.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Mitte des konvexen Abschnitts der Linse (40) abgesenkt ist.
  15. Lichtemittierende Diode umfassend: ein leitendes Trägersubstrat (110), eine reflektierende Elektrodenschicht (108) mit einem hervorstehenden Mittelabschnitt auf dem leitenden Trägersubstrat (110), eine Schutzschicht (107) auf einem mittleren und einem Umfangs-Abschnitt der reflektierenden Elektrodenschicht (108), eine zweite leitende Halbleiterschicht (106) auf der reflektierenden Schicht (108) und der Schutzschicht (107), eine aktive Schicht (104) auf der zweiten leitenden Halbleiterschicht (106), eine erste leitende Halbleiterschicht (102) auf der aktiven Schicht (104), und eine erste Elektrodenschicht auf der ersten leitenden Halbleiterschicht (102).
  16. Lichtemittierende Diode gemäß Anspruch 15, wobei eine obere Oberfläche des mittleren Abschnitts der reflektierenden Elektrodenschicht (108) mit einer oberen Oberfläche des mittleren Abschnitts und/oder einem peripheren bzw. Umfangs-Abschnitt der Schutzschicht (107) fluchtet.
  17. Lichtemittierende Diode gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die reflektierende Elektrodenschicht (108) an dem mittleren und dem peripheren Abschnitt eine unterschiedliche Dicke aufweist.
  18. Lichtemittierende Diode gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Schutzschicht (107) auf dem mittleren und dem peripheren Abschnitt eine unterschiedliche Dicke aufweist.
  19. Lichtemittierende Diode gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der mittlere Abschnitt der Schutzschicht (107) eine oberen Oberfläche und eine seitlichen Oberfläche der reflektierenden Elektrodenschicht (108) kontaktiert.
  20. Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die lichtemittierende Diode (100) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19 ausgebildet ist.
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