JP6460586B2 - 発光装置及び発光装置実装体 - Google Patents

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Description

本発明は、２０１４年１２月３０日に提出した申請番号２０１４１０８４８９９３．８・発明名称「発光装置及び発光装置実装体」の先願優先権を要求し、前記先願の内容は引用で本文中に合併される。
本発明は、発光装置の分野に関し、特に、発光装置及び発光装置実装体に関する。
エネルギーを引き続き利用できるようにすることは社会から常に注目を浴びている重要な問題である。科学者は現在、消費電力が低く、高性能の各種の発光管を開発することによって、直面しているエネルギー問題を改善しようとしている。そのうち、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、略称ＬＥＤ）は、効率的に消費電力を抑える面で傑出しており、現在生活の各方面において普及し続けている。
従来技術において、例えばＬＥＤ発光チップといった発光装置は、通常発光面から導線を引き出して、正極、負極に接続される。しかしながら、導線自体が、発光装置が発する光線を吸収したり遮ったりし、発光装置の光抽出率に影響を与える。
本発明の実施例は、導線によって電極に接続することによって、発光チップが発光効率に影響を与えるという技術問題を解決し、導線が光を吸収したり遮ったりするのを防ぎ、発光装置の光抽出率を高めることのできる発光装置及び発光装置実装体を提供することを目的とする。
１つ目の点として、本発明の実施例は、発光装置を提供する。前記発光装置は、発光構造体と、第１電極と、第１電極層と、第２電極と、絶縁層と、からなる。
前記発光構造体は、順番に、積層して設置される第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層を備え、そのうち、前記第２導電型半導体層は、前記発光構造体の出光面である。
前記第１電極は、前記第１導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第１導電型半導体層と電気的に接続される。
前記第１電極層は、前記第２導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第２導電型半導体層と電気的に接続される。
前記第２電極は、前記発光構造体を貫通するとともに、前記第１電極層と電気的に接続される。
前記絶縁層は、前記発光構造体と前記第２電極の間に設けられる。
１つ目の点と組み合わせて、考えられる１種類目の実現方法において、前記発光装置はさらに反射層を備える。前記反射層は、前記第１導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第２電極は、前記反射層を貫通する。
１つ目の点と組み合わせて、考えられる２種類目の実現方法において、前記発光装置はさらに透過層を備え、前記透過層は、前記第１電極層における前記第２導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記透過層は、前記発光構造体の光抽出率を向上させるのに用いられる。
１つ目の点の考えられる２種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる３種類目の実現方法において、前記透過層における前記第１電極層から離れた表面は、凹凸状である。
１つ目の点と組み合わせて、考えられる４種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに第２電極層を備える。前記第２電極層は、前記第１導電型半導体層における前記絶縁層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第１導電型半導体層は、前記第２電極層を通して電気的に接続される。前記第２電極は、前記第２電極層を貫通し、前記絶縁層は、さらに前記第２電極と前記第２電極層の間に設けられる。
１つ目の点における考えられる４種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる５種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに反射層を備える。前記反射層は、前記第２電極層における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第２電極は、前記反射層を貫通する。
１つ目の点と組み合わせて、考えられる６種類目の実現方法において、前記発光構造体は、さらに第１パッドと第２パッドを備える。前記第１パッドは、前記第１電極における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と電気的に接続するのに用いられる。前記第２パッドは、前記第２電極における前記第１電極層から離れた表面に設けられ、前記第２電極と電気的に接続するのに用いられる。
１つ目の点における考えられる６種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる７種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに第２電極層を備える。前記第２電極層は、前記第１導電型半導体層における前記絶縁層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第１導電型半導体は、前記第２電極層によって電気的に接続される。前記第２パッドは前記第２電極層を貫通し、前記絶縁層は、さらに前記第２電極と前記第２電極層の間、及び前記第２パッドと前記第２電極層の間に設けられる。
１つ目の点における考えられる７種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる８種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに反射層を備える。前記反射層は、前記第２電極層における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極または前記第１パッドは、前記反射層を貫通するとともに、前記第２電極または前記第２パッドは前記反射層を貫通する。
２つ目の点として、本発明の実施例が提供する発光装置実装体は、発光装置からなる。前記発光装置は、具体的には、発光構造体と、第１電極と、第１電極層と、第２電極と、絶縁層と、からなる。
前記発光構造体は、順番に積層して設置される第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層を備え、そのうち、前記第２導電型半導体層は、前記発光構造体の出光面である。
前記第１電極は、前記第１導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第１導電型半導体層と電気的に接続される。
前記第１電極層は、前記第２導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第２導電型半導体層と電気的に接続される。
前記第２電極は、前記発光構造体を貫通するとともに、前記第１電極層と電気的に接続される。
前記絶縁層は、前記発光構造体と前記第２電極の間に設けられる。
２つ目の点と組み合わせて、考えられる１種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに反射層を備える。前記反射層は、前記第１導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第２電極は、前記反射層を貫通する。
２つ目の点と組み合わせて、考えられる２種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに透過層を備える。前記透過層は、前記第１電極層における前記第２導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記透過層は、前記発光構造体の光抽出率を向上させるのに用いられる。
２つ目の点における考えられる２種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる３種類目の実現方法において、前記透過層における前記第１電極層から離れた表面は、凹凸状である。
２つ目の点と組み合わせて、考えられる４種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに第２電極層を備える。前記第２電極層は、前記第１導電型半導体層における前記絶縁層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第１導電型半導体層は、前記第２電極層によって電気的に接続される。前記第２電極は、前記第２電極層を貫通し、前記絶縁層は、さらに前記第２電極と前記第２電極層の間に設けられる。
２つ目の点における考えられる４種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる５種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに反射層を備える。前記反射層は、前記第２電極層における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第２電極は、前記反射層を貫通する。
２つ目の点と組み合わせて、考えられる６種類目の実現方法において、前記発光構造体は、さらに第１パッドと第２パッドを備える。前記第１パッドは、前記第１電極における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と電気的に接続するのに用いられる。前記第２パッドは、前記第２電極における前記第１電極層から離れた表面に設けられ、前記第２電極と電気的に接続するのに用いられる。
２つ目の点における考えられる６種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる７種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに第２電極層を備える。前記第２電極層は、前記第１導電型半導体層における前記絶縁層から離れた表面に設けられ、前記第１電極と前記第１導電型半導体は、前記第２電極層によって電気的に接続される。前記第２パッドは、前記第２電極層を貫通し、前記絶縁層は、さらに前記第２電極と前記第２電極層の間、及び前記第２パッドと前記第２電極層の間に設けられる。
２つ目の点における考えられる７種類目の実現方法と組み合わせて、考えられる８種類目の実現方法において、前記発光装置は、さらに反射層を備える。前記反射層は、前記第２電極層における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記第１電極または前記第１パッドは前記反射層を貫通するとともに、前記第２電極または前記第２パッドは前記反射層を貫通する。
本発明の実施例が提供する発光装置を実現することによって、第１電極と第２電極の２つの電極は発光装置の出光面の裏面から突き出るため、発光装置の発光面からさらに導線を引き出す必要がなく、第１電極と第２電極と関連のある導線が光を吸收し、遮るのを防ぐことができ、出光率が向上する。さらに、本発明の発光装置は、第１電極層の上面に透過層を設け、前記透過層によって発せられた光をさらに均一にすることができる他、透過層の上表面を凹凸状にすることができることによって、透過層の表面積が大きくなり、光抽出率が向上する。透過層と第２導電型半導体層の間に第１電極層が設けられることによって、第２電極から伝わる電流を、第１電極層によって第２導電型半導体層に均一に分散することができ、第１電極と第１導電型半導体層の間に第２電極層が設置されることによって、第１電極から伝わる電流を、第２電極層によって第１導電型半導体層に均一に分散することができ、発光構造体の発光性能が向上する。第２電極層における第１導電型半導体層から離れた表面には、反射層が設置され、発光構造体が第１導電型半導体層から発散した光を発光構造体の出光面にまで反射することで、発光装置の出光率が高くなる。
本発明の実施例または従来の技術案をさらに分かりやすく説明するため、以下に実施例または従来技術を描写するのに必要な図について簡単に紹介する。見て分かる通り、以下に描写する図は本発明の実施例の一部に過ぎず、本領域の一般の技術者にとって、創造力を働かさなくても、これらの図に基づいて他の図を取得できるものとする。
本発明の実施例が提供する発光装置の斜視構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する図１のＡ−Ａ' 断面の構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する別の発光装置の斜視構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する図３のＡ−Ａ'断面の構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する別の発光装置の斜視構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する図５のＡ−Ａ'断面の構造を示した図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。 本発明の実施例が提供する発光装置の実装の構造を示した図である。
以下に本発明の実施例における図と組み合わせて、本発明の実施例における技術案を分かりやすく、すべて説明する。明らかな点として、描写する実施例は、本発明の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、本領域の一般の技術者が、創造力を働かさないという前提のもとに取得したその他すべての実施例は、すべて本発明の保護範囲内に属するものとする。
説明すべき点として、本発明の実施例において使用される用語は、特定の実施例を説明するためだけのものであって、本発明を制限するためのものではない。本発明の実施例と付属の特許明細書において使用される単数形の"１種"、"前記"も、前後の文脈でその他の含意をはっきりと明示しない限り、複数形を含むものとする。さらに、当然のことながら、本文中で使用される用語である"と／または"は、１つのまたは複数の関連する列挙された項目を含むどれかまたはすべての可能な結合を指す。さらに、本実施例の説明に使用される"上部"、"下部"、"上面"、"下面"、"上表面""下表面"等の方向の表現は、すべて発光装置の出光方向を参考にしている。１つの特定の部品については，出光方向に向いた部分を"上部"、"上面"、"上表面"等と呼ぶことができ、出光方向を背にした部分を、"下部"、"下面"、"下表面"等と呼ぶことができる。
図１と図２を参照する。図１は、本発明の実施例が提供する発光装置の斜視構造を示した図である。図２は、本発明の実施例が提供する図１のＡ−Ａ'断面の構造を示した図である。前記発光装置１０は、発光構造体１３と、第１電極１６と、第１電極層１２と、第２電極１８と、絶縁層１７と、からなる。前記発光構造体１３は、通電後に光を発するのに用いられ、前記発光構造体１３は、順番に積層して設置される第１導電型半導体層１３３と、活性層１３２と、第２導電型半導体層１３１を備える。前記第１電極１６は、前記第１導電型半導体層１３３における前記活性層１３２から離れた表面に設けられるとともに、前記第１導電型半導体層１３３と電気的に接続されることによって、前記発光構造体１３に電流を伝達する。前記第１電極層１２は、前記第２導電型半導体層１３１における前記活性層１３２から離れた表面に設けられるとともに、前記第２導電型半導体層１３１と電気的に接続されることによって、前記発光構造体１３に電流を伝達する。前記第２電極１８は、前記発光構造体１３を貫通するとともに、前記第１電極層１２と電気的に接続されることによって、前記第１電極層１２によって前記発光構造体１３に電流を伝達する。前記絶縁層１７が、前記発光構造体１３と前記第２電極１８の間に設けられることによって、前記第２電極１８が前記発光構造体１３と直接電気的に接続されるのを防ぐ。
本実施例をさらに完全なものにするため、前記発光装置１０は、さらに透過層１１を備え、前記透過層１１は、前記第１電極層１２における前記第２導電型半導体層１３１から離れた表面に設けられ、前記透過層１１は、前記発光構造体１３の光抽出率を向上させるのに用いられる。前記透過層１１は、透明の材質であり、サファイヤや、樹脂などであることができるが、ここでは制限しない。前記透過層１１は光を通すのに用いられ、透過層１１の上表面を凹凸構造のようなパターン状にすることができることによって、透過層の表面積が大きくなり、その光抽出率が向上する。
前記発光装置１０は、さらに第１パッド１９と第２パッド２０を備える。前記第１パッド１９は、前記第１電極１６における前記第１導電型半導体層１３３から離れた表面の中心に設けられ、前記第１電極１６と電気的に接続され、前記第１電極１６に電流を送信するのに用いられる。前記第２パッド２０は、前記第２電極１８における前記第１電極層１２から離れた表面の中心部に設けられ、前記第２電極１８と電気的に接続され、前記第２電極２０に電流を送信するのに用いられる。
具体的に、以下に発光装置１０の構造に基づいて、その構造に含まれる部品について順番に詳述する。さらに、説明しやすくするため、ここでは出光方向は上向きとする。明らかな通り、参照対象が変化した場合、本実施例における方位用語は対応して変化するものとする。
第１電極層１２は、透過層１１の下表面に設けられ、第１電極層１２は、導電材料であり、前記導電材料は、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｒｈなどのように透光性能を備える。それらが形成する薄膜は、導電できるだけではなく、さらに光を通すこともできる。本発明は、材料を制限しない。
発光構造体１３は、第１電極層１２における透過層１１から離れた表面、つまり第１電極層１２の下表面に設けられ、発光構造体１３は、第１導電型半導体層１３３と、活性層１３２と、第２導電型半導体層１３１を備える。そのうち、活性層１３２は、第１導電型半導体層１３３の上に設けられ、第２導電型半導体層１３１は、活性層１３２の上に設けられる。前記第１導電型半導体層１３３と、前記活性層１３２及び前記第２導電型半導体層１３１の３つは、電気的に接続されることによって発光できる部品を形成する。前記部品は、上表面と下表面においてそれぞれ異なる電極に接続された後、通電し発光することができる。
そのうち、第１導電型半導体層１３３は、第１種イオンをドープした少なくとも１つの半導体層を備え、第１導電型半導体層１３３がＮ型半導体層である時、第１導電型半導体層１３３は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、またはＡｌＧａＩｎＰのうちの少なくとも１種を備えることができる。第１種イオンがＮ型イオンである時、第１導電型半導体層１３３は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、またはＴｅを備えることができる。
活性層１３２は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を備えることができる。活性層１３２は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、または量子点構造のうちの少なくとも１種を備える。活性層１３２の井戸層／バリヤー層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮのうちの対構造を備えることができるが、実施例はこれに制限されない。活性層１３２は、発せられる光の波長によって決まるバンドギャップを備える材料によって製造される。例えば、波長が４６０〜４７０ｎｍの青色の光である場合、活性層１３２は、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮバリヤー層を含む単一量子井戸構造または多重量子井戸構造を備える。活性層１３２は、可視放射線帯域を提供することができる光、例えば青色の光、赤色の光、緑色の光の材料を選択的に備えることができ、前記材料は、実施例の技術範囲内において変えることができる。
前記第２導電型半導体層１３１は、第２種イオンをドープした少なくとも１つの半導体層を備え、第２導電型半導体層１３１がＰ型半導体層である時、第２導電型半導体層１３１は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、またはＡｌＧａＩｎＰのうちの少なくとも１種を備えることができる。第２種イオンがＰ型イオンである時、第２導電型半導体層１３１は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａのうちの少なくとも１種を備えることができる。
具体的には、発光構造体１３における第２導電型半導体層１３１の上表面と第１電極層１２の下表面は接触する。よって、第２導電型半導体層１３１と第１電極層１２の間は、安定して均一に電流を拡散することができる。
第１電極１６と前記発光構造体１３は、電気的に接続される。具体的には、第１電極１６は、発光構造体１３の中の第１導電型半導体層１３３における活性層１３２から離れた表面と接触することによって、第１電極１６と第１導電型半導体層１３３の間で電流がさらに均一に送信される。第１電極１６が、第１導電型半導体層１３３の下表面と接触する具体的な位置については限定しない。
第２電極１８は、第１電極層１２と接触する。具体的には、第２電極１８は、発光構造体１３を貫通し、第１電極層１２における透過層１１から離れた表面と接触し、電気的な接続を形成することによって、第１電極層１２によって電流を第２導電型半導体層１３１に分散する。説明すべき点として、第２電極１８は発光構造体１３を貫通するが、発光構造体１３との間に電気的な接触は存在しない。具体的には、第２電極１８と発光構造体１３の間には絶縁層１７が設けられることによって、第２電極１８が発光構造体１３と直接接続されるのではなく、第２電極層１２によって発光構造体１３の第２導電型半導体層１３１と間接的に接続されるようにすることによって、電流の伝達が実現する。
絶縁層１７に使用される材料は、絶縁塗料、絶縁テープ、絶縁紙、絶縁繊維製品、プラスチック、ゴム、塗装布、塗装管、及び絶縁浸漬処理された繊維製品、電鋳膜、複合製品と粘着テープ、電鋳積層製品等の有機固体絶縁材料を備えるが、それに限定されない。無機固体絶縁材料は、主に雲母、ガラス、セラミックス、及びその他の製品等である。
さらに、第１電極１６と第２電極１８の材質は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ、またはＡｕのうちの少なくとも１種または複数の混合物の材料であることができるが、本実施例は、前記材料に制限されない。さらに、第１電極１６と第２電極１８それぞれの俯瞰構造は、直線パターン、湾曲パターン、直線パターンと湾曲パターンの混合パターン、１つのパターンから分かれた複数のパターン、多辺形パターン、碁盤目状パターン、ドットパターン、ひし型パターン、平行四辺形パターン、グリッドパターン、バーパターン、クロスパターン、星形パターン、円形パターン、またはこれらの混合パターンを備えるが、それらに限定されない。本実施例はこれらに制限されない。パターンを備える第１電極１６は、第１導電型半導体層１３３に均一に電力供給することができ、これによって電流が１つの場所に集中するのを防止する。パターンを備える第２電極１８は、第１電極層１２に均一に電力供給することができ、これによって電流が１つの場所に集中するのを防止する。
さらに、第１電極１６の下部に、第１パッド１９を形成することができることによって、安定して電力が送信される。第２電極１８の下部は、第２パッド２０に接続することができることによって、安定して電力が送信される。第１パッド１９と第２パッド２０は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ、またはＡｕを含む材料で製造されることができる。本実施例は、前記材料を制限しない。
上述の構造に基づいて、第１パッド１９を電源正極に接続することによって、第１パッド１９は電源からの電流を獲得することができるとともに、前記電流を第１パッド１９と接続された第１電極１６に伝達する。第１電極１６は、電流を第１電極１６と接続された発光構造体１３における第１導電型半導体層１３３にまで拡散する。さらに、発光構造体１３の第２導電型半導体層１３１は、電流を第２導電型半導体層１３１と接続された第１電極層１２に安定して伝達し、さらに第１電極層１２によって電流を第２電極１８に伝達する。さらに、第２パッド２０に流れ、第２パッド２０によって電源負極に電流を戻す。ここで、電流の閉回路が形成される。発光構造体１３の第１導電型半導体層１３３には電流が流入し、第２導電型半導体層１３１からは電流が流出することによって発光する。説明すべき点として、第１電極１６と第２電極１８のうち具体的にどちらが正極に接続され、どちらが負極に接続されるかは、発光構造体１３の構造に基づいて確定されるため、ここでは第１電極１６と第２電極１８が接続される電極を限定しない。
従来技術と比較して、図１〜２に示す発光装置１０を採用すると、第１電極１６と第２電極１８の２つの電極は発光装置１０の出光面の裏面から突き出るため、発光装置１０の発光面からさらに導線を引き出す必要がなく、第１電極１６と第２電極１８と関連のある導線が光を吸收し、遮るのを防ぐことができ、出光率が向上する。さらに、本発明の発光装置１０は、第１電極層１２の上面に透過層１１を設け、前記透過層１１によって発せられた光をさらに均一にすることができる。さらに、透過層１１の上表面を凹凸状にすることができることによって、透過層１１の表面積が大きくなり、光抽出率が向上する。
図３と図４を参照する。図３は、本発明の実施例が提供する別の発光装置の斜視構造を示した図である。図４は、本発明の実施例が提供する図３のＡ−Ａ' 断面の構造を示した図である。前記発光装置１０は、図２に示す発光構造体１０が備える発光構造体１３と、第１電極１６と、第１電極層１２と、第２電極１８と、絶縁層１７と、透過層１１と、第１パッド１９と、第２パッド２０を備える外、さらに第２電極層１４を備える。前記第２電極層１４は、第１導電型半導体層１３３における絶縁層から離れた表面に設けられ、第１電極１６は、第２電極層１４によって第１導電型半導体層１３３に接続され、第１導電型半導体層１３３に均一に電流を送信することで、電流が１つのトランスミッションに集中しない。そのうち、前記第２電極層１４は、第１導電型半導体層１３３の下表面全体を被覆する。さらに、第２電極層１４には、隙間が設けられ、第２電極１６と電気的に接続される第２パッド２０は、前記隙間から突き出ることによって、外部の導線と接続される。さらに、第２電極層１４と第２パッド２０の間には、絶縁層１７が設けられることで、第２電極層１４と第２パッド２０が電気的に接続されることによって引き起こされる発光装置１０全体の短絡が防止される。説明すべき点として、第２電極層１４に使用される材料は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆを含むが、これらに限定されない。
従来技術と比較して、図３〜４に示す発光装置１０を採用すると、第１電極１６と第２電極１８の２つの電極は発光装置１０の出光面の裏面から突き出るため、発光装置１０の発光面からさらに導線を引き出す必要がなく、第１電極１６と第２電極１８と関連のある導線が光を吸收し、遮るのを防ぐことができ、出光率が向上する。さらに、本発明の発光装置１０は、第１電極層１２の上面に透過層１１を設け、前記透過層１１によって発せられた光をさらに均一にすることができる。さらに、透過層１１の上表面を凹凸状にすることができることによって、透過層１１の表面積が大きくなり、光抽出率が向上する。透過層１１と第２導電型半導体層１３１の間には第１電極層が設けられることによって、第２電極１８から伝わる電流を、第１電極層１２によって第２導電型半導体層１３１に均一に分散することができる。第１電極１６と第１導電型半導体層１３３の間に第２電極層１４が設けられることによって、第１電極１６から伝わる電流を、第２電極層１４によって第１導電型半導体層１３３に均一に分散することができ、発光構造体１３の発光性能が向上する。
図５と図６を参照する。図５は、本発明の実施例が提供する別の発光装置の斜視構造を示した図である。図６は、本発明の実施例が提供する図５のＡ−Ａ' 断面の構造を示した図である。前記発光装置１０は、図４に示す発光構造体１０が備える発光構造体１３と、第１電極１６と、第１電極層１２と、第２電極１８と、絶縁層１７と、透過層１１と、第１パッド１９と、第２パッド２０と、第２電極層１４を備える外、さらに反射層１５を備える。前記反射層１５は、第２電極層１４における第１導電型半導体層１３３から離れた表面全体に設けられ、発光構造体１３が第１導電型半導体層１３３から発散した光を反射するのに用いられることで、発光装置１０の光抽出率が向上する。
さらに、反射層１５は２つのすき間を設け、第１電極１６または第１パッド１９が、そのうち１つの隙間から突き出ることによって、外部の導線に接続され、第２パッド２０は、別の１つの隙間から突き出ることによって外部の導線に接続される。
説明すべき点として、反射層１５は、Ａｌ、Ａｇ等の金属材料であることができる。金属材料である時、反射層１５と第２パッド２０の間には、さらに絶縁層１７が設けられる。反射層１５は、ＰＶＣ、ＰＵ等の高分子材料であることもできる。本発明の実施例は、反射層１５を構成する材料を制限しない。しかしながら、本実施例において、反射層１５の材料は、絶縁の高分子であることが好ましい。このように常に反射の働きをすることで、さらに外部と絶縁され、安全性が高まる。
従来技術と比較して、図５〜６に示す発光装置１０を採用すると、第１電極１６と第２電極１８の２つの電極は発光装置１０の出光面の裏面から突き出るため、発光装置１０の発光面からさらに導線を引き出す必要がなく、第１電極１６と第２電極１８と関連のある導線が光を吸收し、遮るのを防ぐことができ、出光率が向上する。さらに、本発明の発光装置１０は、第１電極層１２の上面に透過層１１を設け、前記透過層１１によって発せられた光をさらに均一にすることができる。さらに、透過層１１の上表面を凹凸状にすることができることによって、透過層１１の表面積が大きくなり、光抽出率が向上される。透過層１１と第２導電型半導体層１３１の間には第１電極層が設けられることによって、第２電極１８から伝わる電流を、第１電極層１２によって第２導電型半導体層１３１に均一に分散することができる。第１電極１６と第１導電型半導体層１３３の間に第２電極層１４が設けられることによって、第１電極１６から伝わる電流を、第２電極層１４によって第１導電型半導体層１３３に均一に分散することができ、発光構造体１３の発光性能が向上する。第２電極層１４における第１導電型半導体層１３３から離れた表面には、反射層１５が設けられ、発光構造体１３が第１導電型半導体層１３３から発散した光を発光構造体１３の出光面にまで反射することによって、発光装置１０の出光率が向上する。
図７〜図１７は、本発明の実施例が提供する発光装置の工程系統図である。前記生産プロセスは、図５〜図６に示す発光装置１０を製造するためのものである。
図７に示すように、透過層１１には第１電極層１２が形成される。第１電極層１２は、Ａｕ、Ａｌ等が形成する薄膜によって構成されることで、光を通すことができるとともに、導電性能を備える。
第１電極層１２に発光構造体１３が形成され、そのうち、発光構造体１３は、順番に、積層された第１導電型半導体層１３３と、活性層１３２と、第２導電型半導体層１３１を備える。
第１導電型半導体層１３３に活性層１３２が形成される。活性層１３２は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を備えることができる。活性層１３２は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造のうちの少なくとも１種を備えることができる。活性層１３２の井戸層／バリヤー層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、またはＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮのうちの対構造を備えることができるが、実施例はこれに制限されない。
活性層１３２において第１電導性被覆を提供することができる。活性層１３２において第２電導性被覆を提供することができる。第１電導性被覆と第２電導性被覆は、ＧａＮ基半導体を備えることができるとともに、バンドギャップは、活性層１３２のバンドギャップより高い。
活性層１３２は、例えば青色の光、赤色の光、または緑色の光といったカラー光を発する材料を備えることができ、前記材料は、実施例の技術範圍内で変えることができる。
活性層１３２には、第２導電型半導体層１３１が形成され、第２導電型半導体層１３１は、第２種イオンをドープした少なくとも１つの半導体層と、第２電極接触層を備える。第２導電型半導体層１３１がＰ型半導体層である時、第２導電型半導体層１３１は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうちの少なくとも１種を備えることができる。第２種イオンがＰ型イオンである時、第２導電型半導体層１３１は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、ＳｒとＢａのうちの少なくとも１種を備えることができる。
図８に示すように、エッチング生産プロセスによって発光構造体１３に第１溝１３４を設け、前記第１溝１３４は、発光構造体１３の１つの貫通キャビティであることによって、発光構造体１３と接続される第１電極層１２を露出する。
図９に示すように、第１溝１３４は、第２電極１８を配置するのに用いられ、第２電極１８と第１電極層１２を電気的に接続させる。そのうち、発光構造体１３と第２電極１８の間には、第１ギャップ１３５が生じる。
図１０に示すように、第１ギャップ１３５の中には、絶縁層１７が充填されており、第２電極１８を発光構造体１３の中に固定することによって、それと第１電極層１２を、電気的に接続すると同時に、発光構造体１３と絶縁する。絶縁層１７に使用される材料は、絶縁塗料、絶縁テープ、絶縁紙、絶縁繊維製品、プラスチック、ゴム、塗装布、塗装管、及び絶縁浸漬処理された繊維製品、電鋳膜、複合製品と粘着テープ、電鋳積層製品等の有機固体絶縁材料を備えるが、それに限定されない。無機固体絶縁材料は、主に雲母、ガラス、セラミックス、及びその他の製品等である。本実施例は、絶縁層１７に使用される材料を制限しない。
図１１に示すように、発光構造体１３と絶縁層１７上に第２電極層１４をコーティングする。前記第２電極層１４が使用する材料は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆを含むが、これらに限定されない。
図１２に示すように、エッチング生産プロセスによって第２電極層１４上に第２溝１４１を設ける。第２溝１４１は、第２電極層１４と、第２電極層１４と接触する絶縁層１７を貫通することによって、第２電極１８を露出する。
図１３に示すように、第２溝１４１には、第２パッド２０が設置され、第２パッド２０の一端と露出した第２電極１８は、電気的に接続される。第２パッド２０の別の一端は、第２電極層１４の表面から突き出る。そのうち、第２パッド２０と第１電極層１４の間には、第２ギャップ１４２が形成される。
図１４に示すように、第２ギャップ１４２には、つまり第２パッド２０と第２電極層１４の間には、絶縁層１７をコーティングすることによって、第２パッド２０と第２電極層１４が接触して発光装置１０全体が短絡するのを防止する。
図１５に示すように、電気めっき工程を使用して第１電極層１４上に第１電極１６をコーティングする。
図１５に示すように、電気めっき工程を使用して第１電極１６上に第１パッド１９をコーティングする。
図１７に示すように、第１電極層１４の上表面とその他の構造が接触する部分には、反射層１５をコーティングする。前記反射層１５の厚みは、制限されない。
説明すべき点として、上述の実施例において、層と層の間の接続部は、凹凸状であることができることによって、接続の密着度が増す。各層の厚みはここでは制限しない。実際の必要に基づいて厚みが設定される。さらに、上述の生産プロセスの流れは、選択できる１つの実施例に過ぎず、明らかな通り、本発明の発光装置１０に基づいて、さらにその他の生産プロセスが同じ效果を達成することができるが、ここで１つ１つ例を挙げることはしない。
図１８は、本発明の実施例が提供する発光装置実装体５０の側面の断面図である。以下に発光装置を結合する具体的な構造について述べる。
図１８を参照する。発光装置実装体５０は、本体５１と、本体５１上に設けられる第１導線電極５２と第２導線電極５３と、本体５１の中に設けられるとともに、第１導線電極５２及び第２導線電極５３と電気的に接続される図１〜６が対応する実施例における発光装置１０と、発光装置１０を取り囲む成形部品５４と、からなる。
本体５１は、シリコン、合成樹脂といったＰＰＡまたは金属材料を備えることができる。発光装置１０の周囲には、傾斜表面を形成することができる。本体５１は、上部が開いた空洞構造を備えることができる。空洞には発光装置１０を提供することができる。
第１導線電極５２と第２導線電極５３は、互いに絶縁するとともに、発光装置１０に電力を供給する。第１導線電極５２と第２導線電極５３は、発光装置１０からの熱を外部に放出することができる。
発光装置１０は、本体５１上に取り付けることができる。または、第１導線電極５２と第２導線電極５３上に取り付けることができる。
発光装置１０は、第１パッドと第２パッドによって導線（５２と５３）上に保たれることで、発光装置１０と本体５１の間の接触面積が小さくなり、導線の放熱に有利である。
成形部品５４は、発光装置１０を取り囲むことによって発光装置１０を保護する。成形部品５４は、蛍光体を備えることによって発光装置１０から発射される光の波長を変える。成形部品５４上にはレンズが形成される。
上述のすべての実施例における発光装置１０は、樹脂またはシリコンを含む半導体基板の上、絶縁基板またはセラミックス基板の上に実装されることで、半導体発光装置１０を、光源として用いることができ、指示装置、照明裝置、表示装置等に使用される。各実施例は、どれも別の実施例と選択的に適合する。
要約すると、本発明の発光装置１０を採用することによって、第１電極１６と第２電極１８の２つの電極は発光装置１０の出光面の裏面から突き出るため、発光装置１０の発光面からさらに導線を引き出す必要がなく、第１電極１６と第２電極１８と関連のある導線が光を吸收し、遮るのを防ぐことができ、出光率が向上する。さらに、本発明の発光装置１０は、第１電極層１２の上面に透過層１１を設け、前記透過層１１によって発せられた光をさらに均一にすることができる。さらに、透過層１１の上表面を凹凸状にすることができることによって、透過層１１の表面積が大きくなり、光抽出率が向上される。透過層１１と第２導電型半導体層１３１の間には第１電極層が設けられることによって、第２電極１８から伝わる電流を、第１電極層１２によって第２導電型半導体層１３１に均一に分散することができる。第１電極１６と第１導電型半導体層１３３の間に第２電極層１４が設けられることによって、第１電極１６から伝わる電流を、第２電極層１４によって第１導電型半導体層１３３に均一に分散することができ、発光構造体１３の発光性能が向上する。第２電極層１４における第１導電型半導体層１３３から離れた表面には、反射層１５が設けられ、発光構造体１３が第１導電型半導体層１３３から発散した光を発光構造体１３の出光面にまで反射することによって、発光装置１０の出光率が向上する。
上述に開示した内容は、本発明の比較的好ましい実施例に過ぎず、当然のことながら、これによって本発明の請求範囲を制限することはできず、本領域の一般の技術者は上述の実施例のすべてのまたは一部の工程を理解し実行できるものとする。さらに本発明の請求範囲に基づいて加えられた同等の変化も、本発明の請求範囲内に属するものとする。
１０ 発光装置
１１ 透過層
１２ 第１電極層
１３ 発光構造体
１６ 第１電極
１７ 絶縁層
１８ 第２電極
１９ 第１パッド
２０ 第２パッド
１３１ 第２導電型半導体層
１３２ 活性層
１３３ 第１導電型半導体層

Claims (5)

  1. 順番に積層して設置される第１導電型半導体層、
    活性層、および、
    第２導電型半導体層を有し、
    前記第２導電型半導体層の側が出光面側となる発光構造体と、
    前記第２導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第２導電型半導体層と電気的に接続された第１電極層と、
    前記第１導電型半導体層における前記活性層から離れた表面に設けられるとともに、前記第１導電型半導体層と電気的に接続された第２電極層と、
    前記第２電極層における前記第１導電型半導体層から離れた表面に設けられ、前記活性層から発せられて前記第１導電型半導体層および前記第２電極層を透過してきた光を前記第２導電型半導体層の側に反射する反射層と、
    前記反射層を貫通して設けられ、前記第２電極層と電気的に接続された第１電極と、
    前記反射層、前記第２電極層および前記発光構造体を貫通して設けられるとともに、前記第１電極層と電気的に接続された第２電極と、
    前記発光構造体と前記第２電極の間、および、第２電極層と前記第２電極との間に設けられた絶縁層と、を備える
    ことを特徴とする発光装置。
  2. 請求項１に記載の発光装置において、
    さらに、
    前記第１電極層における前記第２導電型半導体層から離れた表面に設けられた透過層を備え、
    前記透過層は、前記発光構造体の光抽出率を向上させるのに用いられる
    ことを特徴とする発光装置。
  3. 請求項２に記載の発光装置において、
    前記透過層における前記第１電極層から離れた表面は、凹凸状である
    ことを特徴とする発光装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光装置において、
    前記第１電極は、前記第１電極における前記第２電極層から離れた表面に設けられ、前記第１電極に電流を送信するのに用いられる第１パッドを有し、
    前記第２電極は、前記第２電極における前記第１電極層から離れた表面に設けられ、前記第２電極に電流を送信するのに用いられる第２パッドを有する
    ことを特徴とする発光装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の発光装置を実装した発光装置実装体。
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