TW201146080A - Light emitting device, light emitting device package, and lighting system - Google Patents

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201146080 六、發明說明：· ' 【發明所屬之技術領域】 本發明主張關於2010年04月23日所申請的南韓專利案號 10-2010-0037876的優先權，並在此以引用的方式併入本文中， 以作為參考。 本發明實施例係關於一種發光裝置及其製造方法、一種發 光裝置封裝件、以及一種照明系統。 【先前技術】 由於氮化物半導體呈現較高的熱穩定性和較寬的帶隙能量 (bandgap energy) ’氣化物半導體在光學裝置和高功率電子裝 置的發展上引起眾多注意。特別是含有氮化物半導體的藍色、綠 色和紫外光發光裝置已被商業化且被廣泛使用。 發光裝置的效率主要分為外部發光效率（extemalUght emission efflciency )和内部發光效率（^⑽丨_ efficiency)。射，外部發光效率係指一裝置從线層輸出光線 至外部的機率，且由於因半導體層和空氣或背景材料如環氧樹脂 (epoxy)之間的騎率（她_差異所造成的全反射 (totalreflection)而具有一限制值。 為改善外部發光效率，需顧慮到二項概念。首先，需考慮 為了該半導體層的介面而使用-粗縫結構或週期性的凹凸結構的 方法/、_人為共振腔效應（res〇nant⑽办迅⑽）的使用如一共 振腔發光二極體。 4 201146080 當該半導體層的备面釦該粗糙結構或週期性的凹凸結構而 變形時，由於全反射之故受限的光可被摘取至外部。 反之，當使用共振腔效應時，從主動層發出的光的方向可 透過該共振腔的内在模式（intrinsic m〇de)而做調整，因此可改 善取光效率且可調整光的方向性（directi〇nality)。 【發明内容】 本發明實施例提供一種發光裝置及製造該發光裝置的方 法、一種發光裝置封裝件、以及一照明系統。 本發明實施例提供一可以改善取光效率的發光裝置。 本發明實施例提供一種發光裝置具有一可集中光於一垂直 方向的發光態樣。 根據實施例，該發光裝置包括一電極層、一電流密度調整 圖樣在該電極層上、以及一發光結構在該電極層和該電流密度調 整圖樣上。作為一共振腔結構的柱狀態樣（c〇lumn pattem)或孔 洞態樣（holepattern)形成在該發光結構的上部。 根據實施例，一發光裝置封裝件包括一主體、至少一引線 電極（lead electrode)在該主體上、以及一發光裝置電性連接至 該引線電極。該發光裝置包括一電極層、一電流密度調整圖樣在 該電極層上、以及一發光結構在該電極層和該電流密度調整圖樣 上。作為一共振腔結構的一柱狀態樣或一孔洞態樣形成在該發光 結構的上部。 根據實施例，一照明系統包括一基板、以及一發光模組包 括一發光裝置在該基板上。該發光裴置包括一電極層、一電流密 201146080 度調整圖樣在該電極4上Λχ及-發光結構在該電極層和該電流 密度調整_上。作為―共振腔結構的—錄_或 形成在該發光結構的上部。 根據發光裝置及其製造方法的實施例，取光 據調整電流密度之共振腔效應而獲得改善。 此外，實蝴提供-種絲職密度_整之共振腔發光 裝置，透過配合在該共振腔的垂直方向振動模式而改善取光效 率。據此，可取得集中在垂直方向的發光態樣。 【實施方式】 必須說明在本發明實施例的說明中，當指明一層（或 膜）、區域、圖案、或-架構是在另—個基板、—層（或膜）、 區域、墊狀物、或圖案「之上」或「之下」，則其可以是「直 接」或「間接」在這另一個基板、一層（或膜）、區域、墊狀 物或圖案上 <者可月b呈現一個以上的中間層。參照附圖說明 該層膜位置。 為求方便、清晰的目的，附圖所示每層的厚度與大小，可 能被誇大、省略或示意性繪製。另外，圖中構件的尺寸並未完全 反映實際大小。 以下將參照附圖敘述根據實施例的發光裝置及其製造方 法，以及一發光裝置封裝件。 圖1和2為根據實施例的發光裝置之側剖視圖。 根據實施例的發光裝置包括一發光結構11〇、一電流密度調 整圖樣120、以及一電極層130。發光結構u〇可包括一共振腔 201146080 (resonant cavity)結構。’以下1 將詳述在發光結構ι1〇裡的共振腔結 構。 發光結構110可包括一第一導電型半導體層112、一主動層 114、以及一第二導電型半導體層116。可在第二導電型半導體 層116的下方提供該電流密度調整圖樣12〇。發光結構11〇可包 括第二導電型半導體層116、主動層114在第二導電型半導體層 116上、以及第一導電型半導體層112在主動層114上。該共振 腔結構可形成在發光結構n〇的一上部。 電極層13〇可包括一導電支樓件136、一反射層134、以及 一歐姆層132，且可提供電力至發光結構11〇。此外，反射層 134向上反射從主動層114人射的光，因此改善該發光裝置的取 光效率。 圖1為顯示根據第-實施例的發光襄置且顯示包括柱狀態樣 B的共振腔結構範例剖視圖。第一導電型半導體層ιΐ2可具有一 第一厚度以提供該她·Β和—第二厚度形成在該柱狀態樣B 下方。圖2為顯示根據第二實施例的發光裳置且顯示包括孔洞態 樣Η的共振腔結構範例剖視圖。第一導電型半導體層η2可具有 第厚度以提供該孔洞態樣Η而一第二厚度形成在該孔洞態樣 Η的下方。 電流密度調整圖樣12〇允許載體（電流）在柱狀態樣Β (參 閱圖〇或孔麟、樣Η (參晒2)下方的主動層114流動，因 此光只能從主動層114發出。據此，柱_樣Β組洞態樣Η 201146080 可作為在柱狀態樣B ^孔一態樣Η下方的主動層114發出的光 的一單共振腔’因此取光效率可透過共振腔效應而獲得改善。 根據實施例，該柱狀（或孔狀）態樣和電流密度調整圖樣 可以預設之圖樣形式在該裝置的全部區域提供，此可被認為如同 提供複數個彼此分隔的共振腔發光裝置。 根據實施例，如柱狀（或孔狀）態樣之存在的共振腔結構 之發光分佈（light emission distribution)的變異(variation)可依據 一電磁方程式（electromagnetic equation )來模擬。 圖3顯示未使用該共振腔結構的發光分佈。參閱圖3，當未 使用該共振腔結構’無方向性的球面波（Sphericai wave )沿著一 介質（medium)而擴散(propagate)。 反之，圖4顯示當在根據實施例的發光裝置中使用共振腔結 構時的發光分佈。參閱圖4，如果柱狀（或孔狀）態樣接近主動 層114，則發光分佈產生變化，且沿著該柱狀（或孔狀）態樣的 内側部份以垂直方向取光。如圖4中的模擬所示，提供一光源在 柱狀態樣B中央的下方，以藉由電流密度調整圖樣12〇呈現一局 部電流。 圖5係顯示從圖1中主動層114至柱狀態樣B底表面的厚 度hi的取光效率變異賴擬絲，其中共振狀況為當光源提供 在柱狀態樣B下方的-具有約誦邮週期和約·賊週期的 共振腔結構，平均狀況則為當光源提供在主動層114的全部區 域’或當共振腔結構不存在時。 201146080 在此情況下，當畚光‘構110的厚度w為約3μιη、且當厚 度hi在約2μπι至約10μιη的範圍時，可獲得類似的模擬結果。 此外，主動層1Η發出一藍底(blue_based)的光具有一接近46〇肺 的主波長帶。 參晒1和圖5 ’在發光裝置提供光源至主動層全部區域或 發光裝置未使用共振腔結構的狀況下（平均狀況），取光效率可 較均勻呈現。 反之’根據實施例，在發光裝置具有共振腔結構的情況 下田主動層114至柱狀態樣b底部表面的厚度被縮小時， 取光效率則增加。 特別是當厚度hi對應從主動層114發出的光之波長值斯 460ΠΠΟ、或厚度hl小於主動層114發出的光之波長值，亦即， 具有該值在約200 nm至約_ nm的範圍時，取光效率可快速增 加。此外，當共振腔結構具有一大週期a，亦即，當該週期a為 約25〇〇nm而不是約刪™時，取光效率增加更多。 然而’如果厚度hl在約咖至400 nm的範圍’發光姓 構⑽必須祕刻至非常接近主動層114的位置。據此，侧;； 冰度無法被準確控制，因此主動層114可被移除 確保製程的可靠度和產量。 …/友 因此，根據3-實_ ’在透過共振腔結構而增加取光效 ηΓ藤ί 了更加確定從主動層114至柱狀態樣B底表面的厚度 ’發先結構UG的全部厚度h2可形成㈣2μιη，且最好形成 201146080 在約_至約2μιη的範圍.。更佳的是發光結構n㈣全部厚度 h2形成在約ΐ.3μιη至約1.8m的範圍。 圖6係顯示從圖1中主動層出至柱狀態樣Β底表面的厚 度W的取光效率變異的模擬結果，其中光源提供在柱狀態樣Β 下方的-具有約麵肺週_共振腔結構。 該模擬呈現當發光結構UG具有約〗㈣的厚度W。然 而’即使厚度h2在約1μηι至約_ _圍，仍可看出模擬結 果。此外，主動層114發出具有主波長帶約46〇謂的一藍底 (blue-based)光。 參閱圖1和圖6，當發光結構110的厚度h2在約、且 從主動層114至柱狀態樣B底表面的厚度hi在約肺至 l〇〇〇nm的細（此大棚5模減果切厚度Μ)、較佳者在 約500nm至700nm的範圍時，取光效率更可高度展現。 換言之，發光結構110的厚度h2係減少了，因此可呈現該 薄膜的特色。據此，可增加更多主動層丨14至柱狀態樣b底表面 的厚度hi，f此厚度以呈現共振_效果。由於共振腔的 效應而:增加取光效^此外，可確保發光健製㈣可靠度。 換口之，故是因為藉由減少發光結構11〇的厚度μ將使因 全反射較限在發光結構11G中的光量減少，而因在垂直方向中 的振動模式(vibration mode)造成干擾的光量增加了。 請再參閱圖i和圖2，根據實施例，為了獲得該共振腔的效 -柱狀祕B或孔娜樣η，即共振腔的結構，可相對於該電 201146080 /瓜岔度調整圖樣120而形‘一異相（〇ut_〇f_phase)或一同相（in_ phase)。 同時’根據實施例’柱狀態樣B或孔洞態樣Η，即共振腔 的結構’可相對於該電流密度調整圖樣120而不完全地形成一異 相或一同相。此外，電流密度調整圖樣120的寬度可小於或大於 柱狀態樣Β的寬度W1或孔洞態樣Η的寬度W2。 換έ之’根據實施例’當適當定位調整電流密度的電流密 度調整圖樣12〇 β夺’可獲得共振腔的效應，但實施例並非限定於 此。 此外，如上所述，如果介於柱狀態樣Β底表面或孔洞態樣 Η底表面和主動層114之間的厚度hl過厚，主動層則無法 獲得共振腔的效應。此外，如果介於柱狀態樣B底表面或孔洞態 樣Η底表面和主動層114之間的厚度Μ過薄，第一導電型半導 體層112的厚度，舉例而言’- n-氮化鎵（n_GaN)層的厚度被 縮小，因此在電流擴散時可能會出現問題。 因此，介於柱狀態樣B或孔洞態樣H的底表面和主動層 Η之間的厚度hi可具有約1Gnm的—最小值。此外，柱狀態樣 B或孔哺樣Η的侧深度最好為至少(其中該n分別 代表主動層114發㈣光的主波長和發光結構u㈣折射率卜 本實施例的設計允許電流在一特定區域内流動，因此在該 2域的主_ m獲得共振腔賊應。如果該電流均勻的流通在 ^個發光區域’則發光效率可均勻鱗而不管_率相似於圖5 中在「平均」項的數值。 201146080 在關於電流局部k程i的運算描述中，假設電流並未流動 在理想狀況下形成在電流密度調整圖樣12〇之上的主動層ιΐ4 内，則電流可流動在最多50%的與主動们14垂直的電流密度調 整圖樣120下部的截面積。 以下將伴隨附圖7至圖15敘述根據實施例的發光裝置的製 造方法。雖然以下描述根據第一實施例的發光裝置的製造方法， 實施例並非限疋於此。舉例而言，亦適用於根據第二實施例的發 光裝置的製造方法。 參閱圖7，包含第一導電型半導體層112、主動層114、以 及第二導電型半導體層116的發光結構11〇係形成在一基板1〇〇 上。一未摻雜半導體層和一缓衝層可插設在基板丨⑽和第一導電 型半導體層112之間。 基板100可包括選自由藍寶石（Al2〇3)晶狀基板、碳化石夕 (Sic )、砷化鎵（GaAs )、氮化鎵（GaN )、氧化鋅 (ZnO)、矽（Si)、磷化鎵（GaP)、磷化銦（in?)、和錯 (Ge)所構成的群組中的至少一者，但實施例並非限定於此。 存在於基板100表面上的雜質可藉由濕洗（wet_washing) 基板100而被移除。此外，為了加速該些半導體層的成長，各類 圖樣可形成在基板100的上表面，或將基板100的上表面傾斜。 發光結構110、該未摻雜半導體層、以及該緩衝層可藉由金 屬有機化學氣相沉積法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD )、化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，CVD )、電漿增強化學氣相沉積法（Plasma- 12 201146080 t *

Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)、分子束遙晶法 (Molecular Beam Epitaxy，MBE )、和氫化物氣相蟲晶法 (Hydride Vapor Phase Epitaxy，HVPE)中的至少一者而形成在 基板100上，但本實施例並非限定於此。 舉例而言，第一導電型半導體層112可包括一 N型半導體 層。該N型半導體層包括一具有ir^AlyGa^yN (0$x$l, 〇$y$i， and O^x+y^l)化學式的半導體材料。舉例而言，該n型半導體層 可包括選自由氮化銦鋁鎵（InAlGaN)、氮化鎵（GaN)、氮化 鋁鎵（AlGaN)、氮化铭銦（AlInN)、氮化銦鎵（inGaN)、氮 化鋁（A1N)、和氮化銦（inN)所組成的群組中的一者，且可 摻雜如矽（Si)、鍺（Ge)、和錫（Sn)的N型摻雜物。 主動層114可包括單量子井（singie quantum wen)結構、 多重量子井（multiple quantum well，MQW )結構、量子線 (quantum wire )結構、或量子點（quantum d〇t)結構的至少一 者。主動層114可具有包含πΐ至v族化合物半導體材料的一井 層/阻隔層的疊層架構。舉例而言，主動層1M可包括氮化姻嫁 (InGaN) /氮化鎵（GaN)結構、氮化銦鎵（InGaN) /氮化 铭鎵（AlGaN)結構、以及氮化銦嫁（InGaN) /氣化姻録 (InGaN)結構的至少―者^該阻隔層可包括—材料具有帶隙 (bandgap)大於構賴井層的材料之帶隙，但實施顺非限定 於此。主動層m可包括一具有InxAlyGaixyN (〇如，〇<y<i and 0納⑼化學式的半導體材料。主動層114 .可藉由第一和第 13 201146080 二導電型半導體層lli2、A提供的電子和制之再結合過程時 產生的能量而產生光。 舉例而言，第二導電型半導體層116可包括一 p型半導體 層。該p型半導體層可包括一具有InxAlyGaixyN (〇念幻， and OSx+y^l)化學式的半導體材料。舉例而言，該p型半導體多 可包括一材料選自由氮化銦鋁鎵（InA1GaN )、氮化鎵 (GaN)、氮化紹鎵（A1GaN)、氮化鋁銦（A1InN)、氮化銦 鎵（InGaN)、氮化鋁（A1N)、氮化麵（InN)所組成的群組， 且可摻雜如鎮（Mg)、鋅（Zn)、約（Ca)、銷（s〇和鎖 (Ba)的P型摻雜物。 由於該未摻雜半導體層摻雜導電性摻雜物，該未摻雜半導 體層具有的導電性明顯低於第一和第二導電型半導體層、 116的導電性。該未摻雜轉_可以是為了改善結晶性質和減 少晶格失配（lattice mismateh)的目的而形成。該緩衝層可具有 -晶格常數’其中間值介於發光結構11G的晶格常數和基板漏 的晶格常數之間’因此減少發光結構11〇和基板之間的晶格 失配。 參閱圖8，電流密度調整圖樣120可形成在第二導電型半導 體層116上。舉例而言’在形成-介電層（dideetric laye〇或一 非歐姆金屬層且形成第-光罩圖案（職kpattem)之後，電流密 度調整圖樣120可藉由進行一麵刻製程而形成。 14 201146080 電流密度調整圖丨篆lio可包括電流無法流通的一非導電材 料。舉例而言，電流密度調整圖樣120可包括一氧化物層或一氮 化物層。 電流密度調整圖樣120可包括一金屬材料對於第二導電型半 導體層116進行非歐姆接觸。然而，電流密度調整圖樣12〇可包 括各類材料。舉例而言’電流密度調整圖樣12〇可包括基於對非 歐姆金屬層蕭特基接觸（Schottky contact)的一電流阻隔層，以 防止一電流流進第二導電型半導體層116。 同時，電流密度調整圖樣12〇可相對於之後形成的柱狀態樣 B而形成在形成一異相或一同相的位置上。 參閱圖9至圖u，電極層13〇可形成在第二導電型半導體 層116和電流密度調整圖樣12〇上。 電極層130可包括歐姆層132、反射層134、一黏著層、以 及導電支撐件136。 首先，如圖9所示，歐姆層132可形成在電流密度調整圖樣 120和第二導電型半導體層n6上。 歐姆層132可包括一材料選自由氧化銦錫（IT〇)、氧化銦 鋅（ιζο)、氧化鋁鋅（ΑΖ0)、氧化鋁鎵鋅（AGz〇)、氧化 銦鋅錫（ιζτο)、氧化銦鋁鋅（IAZ〇)、氧化銦鎵鋅 (IGZO)、氧化銦鎵錫（IGT〇)、氧化録錫（AT〇)、氧化鎵 鋅（GZO)、氧化銦辞氮化物（IZ〇N)、氧化鋅（Zn〇)、 IrOx、RuOx、和氧化鎳（Ni0)所構成的群組。此外，歐姆層 132可包括一材料選自由銀（Ag)、鎳、鋁（A1)、铑 15 201146080 (Rh)、把⑽）、銀 hr)、釕（Ru)、鎮（Mg)、辞 (Zn)、始（Pt)、金（Au)、給⑽和其組合所構成的群 組。 下一步’如圖10所示，反射層134更可形成在歐姆層132 上以反射光。反射層134可包括選自由紹⑶）、銀（Ag)、銘 (Pt)、鈀（Pd)、和銅（Cu)所構成的群組的至少一者，或其 合金，但實施例並非限定於此。 接著’如圖11所示’導電支撲件136可形成在反射層134 上。然而，如果第一導電型半導體層112具有一約5〇哗或更多 的足夠厚度，則形成導電支撐件136的製程可省略。 導電支撐件I36可包括具有優越導電性的金屬、其合金、或 -導電型半導體材料可有效注人制。舉例而言，導電支樓 件136可包括選自由鈦（Ti)、絡（Cr)、鎳㈤）、銘 U1)、始⑻、金（Au)、鶴（w)、銅（Cu)、翻 (Mo)、銅·鶴（Cu_W)以及一载體晶圓（carrierwafer)(其 為-摻雜摻雜物的半導體基板）如石夕⑼、錯（Ge)、氮化錄 (GaN)、砷化鎵（GaAs)、氧化鋅（Zn〇)、碳化矽 (SiC)、鍺化石夕（SiGe) 4所構成的群組中的至少一者。導電 支撐件136可透過電化學金屬沉積法（de_hemical deposition scheme)或使用共晶金屬（eutecticmetal)的接合法而 形成。 該黏著層更可形成在導電支撐件W和反射層之間以改 善該二層之_介面黏著強度。軸著層可具有單層結構或多層 16 201146080 結構其包括選自由鈦（Ti)、金（Au)、錫（Sn)、鎳（Ni)、 鉻（Cr)、鎵（Ga)、銦（ln)、鉍（Bi)、銅（Cu)、銀 (Ag)、和组（Ta)所構成的群組的至少一者。 參閱圖12，基板100可被移除，因此而暴露出第一導電型 半導體層112。 基板1 〇〇可透過使用一高功率雷射光的雷射剝離（LaserUft

Off ’ LLO)製程或化學剝離（chemical Lift Off，CLO)製程而 被移除。此外，基板loo可為物理性接地（physically gr〇und)因 此可移除基板100。 參閱圖13，對於基板1〇〇移除後所暴露出的第一導電型半 導體層112可進行-薄化製程，第一導電型半導體層112因此變 薄。如上所述，減少發光結構11〇的全部厚度h2有益於獲得共 振腔效應。 在第-導電型半導體層112的薄化製程中，可使用一化學機 械研磨法（Chemical Mechanical Polishing，CMp)，但實施例並 非限定於此。 透過薄化_，贱結構的全部厚度h2可翻2卿或 更小’最好摘_至約2卿的範圍。更好的情況為發光結構 110可在約·至約1%m的範圍。然而，實施例並非限定於 此。 >閱圖U ’共振腔的結構形成在發光結構中。 舉例而言’共振腔的結構可形成在第一導電型半導體層112 的上部，但實施例並非限定於此。舉例而言，共振腔的結構可形 17 201146080 成在未掺雜半導體層+，或形成在未捧雜半導體層和第一 半導體層112兩者中。 共振腔的結構可包括柱狀態樣B，但實施例並非限定於此。 根據第二實施例’共振腔的結構可包括孔洞態樣Η。 為了形成共振腔的結構，在形成一第二光罩圖案後，可轉 使用該第二光罩圖案而移除第一導電型半導體層m的一部份。 舉例而言，可以以第-導電型半導體層112相對於電流密度^整 圖樣120殘留物而形成—異相（祕Qf_phase)的方式而進行一麵 刻製程。根據第二實施例’可以以第一導電型半導體層出相對 於電流密度調整圖樣120殘留物而形成一同相（in_phase)的方 式而進行一钱刻製程。 同時’-絕緣層可形在柱狀態樣B $孔洞態樣Η的側邊以 防止電流外漏。該絕緣層可包括—材料選自由氧化物、氮化物、 氟基（fluoride-based )化合物、和一複合層構成的群組。 此外，根據實施例，一粗糙結構或一週期性凹凸結構可形 成在柱狀態樣B或孔洞態樣Η上。 舉例而言，該粗糙結構或該週期性凹凸結構可形成在柱狀 態樣Β上或在該些柱狀態樣β之間的一空間，但實施例並非限 定於此。 該粗糙結構或該週期性凹凸結構的平均尺寸可小於柱狀熊 樣Β和該些柱狀態樣β之間空隙的平均尺寸。 此外，根據實施例，一反射層更可形成在柱狀態樣Β或洞 狀態樣Η的侧邊，以最大化共振腔效應。該反射層可包括選自由 201146080 銀（Ag)、銘（A1)’、金（Au)、始（pt)、欽㈤、絡 (Cr)、把（Pd)、和銅（Cu)所構成的群組中的至少一者， 但實施例並非限定於此。 參閱圖I5電極⑽可形成在第一導電型半導體層112 上。 該電極M0可包括一電極塾片141接合至一導線和-分佈圖 樣M2以均勻散佈從墊片141至發光結構ιι〇全部區域傳送 的電力。 電極塾片141可具有單—層結構或多層結構包括選自由金 (Au)、錫（Sn)、鈦㈤、銅（Cu)、錦（Μ)、和絡 (⑴所構成的群組的至少—者，其呈現優越的黏著強度。 «亥刀佈圖樣142可包括—透明電極。分佈圖樣142可包括選 自由氧化銦錫（IT0)、氧化錮鋅（IZ〇)、氧化録辞 (GZ0)、氧化銘鋅（勘）、氧化紹鎵辞（ag則、氧化銦 鎵鋅（IGZO)、Ir〇x、Ru〇x、Ru〇x/it〇、Ni/ir〇/Au、和

Ni/Ir〇x/Au/ITO所構成的群組中的至少一者。 電極⑽可形餘發統構⑽的上表面，但實關並非限定於 此。 根據實施例的發光裝置及其製造方法，由於依據調整電流 密度之共振腔效應，可改善取光效率。 此外’實k例提供-依據電流密度調整的共振腔發光裝 置’以透顺共麵結構巾的直財向振賴式的合作而改善取 光效率。據此，可獲得一集中在直立方向的發光態樣。 19 201146080 圖16為一包括根據實施例發光裝置之發光裝置封裝件的剖 視圖。 參閱圖16 ’根據實施例的發光裝置封裝件包括一主體2〇， 第一電極31和第二電極32形成在該主體2〇上，一發光裝置2〇〇 提供在該主體20上且電性連接至該第一和第二電極31、32，以 及一模製件40封閉該發光裝置2〇〇。 主體20可包括石夕膠、合成樹脂材料、或金屬材料。發光裝 置200的侧邊可為傾斜。 第一和第二電極31、32彼此電性隔離以提供電力至發光裝 置200。此外’帛-和第二電極3卜32藉由反射從發光裝置細 發出的光而改善光效率。再者，第一和第二電極31、32將發光 裝置200產生的熱排放至外部。 發光裝置200可提供在主體2〇上或者在第一或第二電極 31、32 上。 發光裝置200可藉由導線法、覆晶（flip chip)法、和晶粒 接合（diebonding)法中之一者而電性連接至第一電極31和第二 電極32。 模製件40可封閉發光裝置200以保護發光裝置200。此 外’模製件4〇可包括一螢光材料以改變從發光裝置2〇〇發出的 光的波長。 至少一透鏡可形成在模製件40或主體20上。該透鏡可包括 凸透鏡、凹透鏡、或具有凹凸結構的透鏡。 20 201146080 根據該實施例（該些★施例）的發光裝置可封裝在一基板 上或提供在發光裝置封裝件中，該發光裝置因此可作為指示器、 照明裝置、和顯示裝置的一光源。根據實施例的發光裝置或發光 裝置封裝件可應用至一發光單元。該發光單元可具有一結構其中 配置複數個發光裝置封裝件，且可包括一側視（side_view)型光 源或一俯視（top-view)型光源。此光源可提供光至一顯示面板 的背光單元。發光裝置或發光裝置封裝件可應用至照明裝置的光 源，且該照明裝置可包括照明燈、訊號燈、交通工具頭燈、以及 電子招牌（electric signboard)。 根據實施例（該些實施例）的半導體發光裝置可封裝在樹 脂材料、如矽膠基板的半導體基板、絕緣基板、或陶瓷基板上， 且可作為指示器、照明裝置、和顯示裝置的光源。此外，每個實 施例可選擇性應用於其它實施例。 根據實施例的發光裝置可應用至發光單元。該發光單元可 具有排列複數個發光裝置封裝件的結構。 圖17為根據實施例的顯示裝置之放大透視圖。 參閱圖17，根據實施例的顯示裝置1〇〇〇包括一導光板 1041、一發光模組1031以提供光至該導光板1〇4卜一反射構件 1022提供在該導光板1041下方、一光學片1〇51提供在該導光板 1041上、一顯示面板1061提供在該光學片1〇51上以及一底蓋 1011用以收納該導光板1041、該發光模組1031、以及該反射構 件1022。然而，但實施例並非限定於上述的結構。 21 201146080 底蓋1011、反瀣構4 1〇22、導光板、以及光學片 1051可構成一發光單元1050。 導光板1041擴散光以提供表面光。導光板1〇41可包括透明 材料。舉例而言，導光板1〇41可包括如聚曱基丙烯酸甲脂 (PMMA)、聚對苯二曱酸二乙酯（PET)、聚碳酸酯（pc)、 環狀烯烴共聚物（C0C)、以及聚萘二甲酸乙二醇酯 (polyethylene naphthalate，PEN )樹脂等類的丙烯酸系樹脂 (acryl-series resin )的其中之一者。 發光模組1031設置在導光板1〇41的一側以作為該顯示裳置 的光源。 &供至少一發光模組1031以直接或非直接從導光板1〇41的 一側提供光。發光模組1031可包括一基板1033以及根據實施例 的一發光裝置封裝件300。該發光裝置和發光裝置封装件3〇〇以 預疋間距彼此分隔配置在基板1033上。換言之，該發光裝置 可以晶片形式或封裝件形式排列在基板1033上。 基板1033可包括一具有線路圖案的印刷電路板（pcB)。 此外’基板1033可包括一金屬核心印刷電路板（MCPCB)、或 軟性印刷電路板（FPCB)以及一般的印刷電路板，但實施例並 非限定於此。如果發光裝置封裝件300提供在底蓋1〇11的側面 或在一散熱板上，基板1〇33可省略。此散熱板部份接觸底蓋 1011的上表面。 此外’發光裝置封裝件300配置在基板1033上以使發光裝 置封裝件300的光射出面（light exit surface)以一預定間距與導 22 201146080 光板1041分隔，但普施你j並非限定於此。發光裝置封裝件300 可直接或非直接提供光線至一光入射面，即導光板1041的一 侧，但實施例並非限定於此。 在導光板1041的下方配置反射構件1022。反射構件1〇22 將向下通過導光板1041的底面的光向上反射，因此可以改善發 光單元1050的亮度。舉例而言，反射構件1022可包括聚對苯二 曱酸二乙酯（PET)、聚碳酸酯（PC)、或聚氯乙烯（PVC)樹 脂，但實施例並非限定於此。反射構件1022可作為如底蓋1011 的上表面，但實施例並非限定於此。 底蓋1011可將導光板1041、發光模組1031、反射構件 1022收納於内。為此，底蓋1〇11可以以頂部表面開放的盒狀形 成一接收部1012，但實施例並非限定於此。底蓋1011可以連結 至一頂蓋（未顯示），但實施例並非限定於此。 底蓋1011可透過使用金屬材料或樹脂材料進行一壓合 (press)製程或一擠壓製程（extrusion process)而製成。此外， 底蓋1011可包括具有優越的熱傳導性的金屬或非金屬材料，但 實施例並非限定於此。 舉例而言’顯示面板1061為一液晶顯示面板包括互相對立 (opposite to)的第一和第二透明基板，且包括在第一基板和第二基 板之間放入的一液晶層。面板1061的至少一表面附著一偏光 板’但實施例並非限定於此。顯示面板1061利用光通過光學片 1051而顯示資訊。顯示裝置1000可應用至各式可攜式終端裝 置、筆記型電腦的螢幕、桌上型電腦的螢幕、電視等。 23 201146080 光學片1051配置在顯示面板1061和導光板i〇4l之間，且 包括至少一透明片（transmissive sheet)。舉例而言，光學片川51 可包含擴散片、水平及垂直稜鏡片、和增光片中的至少一項。該 擴散片擴散入射光，該水平及垂直稜鏡片將入射光集中至顯示面 板1〇61，以及增光片藉由再度使用失逸的光（lostlight)而改善 儿度另外’ 一保5蔓片提供在顯不面板1061上，但實施例並非 限定於此。 提供導光板1041和光學片1051在發光模組1031的光路徑 上以作為光學構件，但實施例並非限定於此。 圖18為顯示根據實施例的顯示裝置之剖視圖。參閱圖18的 描述所揭示的封裝件包括發光裝置以晶片形式或封裝件形式配 置。 參閱圖18，顯示裝置11〇〇包括一底蓋1152、一基板112〇 發光裝置封裝件300配置在其上、一光學構件1154、以及一顯示 面板1155。 基板1120和發光裝置封裝件3〇〇可構成發光模組 1031。此 外’底蓋1152、至少-發光模多且腦、以及光學構件ιΐ54可構 成發光單元。發光裝置可以晶片形式或封裝件形式配置在基 1120 上。 提供具有-接收部H53的底蓋1152，但實施例並非限定於 此。 光學構件1154可包含透鏡、導光板、擴散片、水平和垂直 棱鏡片、以及增光片中的至少—項。導光板可包括聚碳酸輯 24 201146080 (pc)或聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA)。該導光板可被省略。 該擴散片擴散入射光，該水平和垂直稜鏡片將入射光集中至顯示 面板1155，以及該增光片藉由再使用失逸的光而改善亮度。 圖19為根據實施例一照明系統15〇〇的透視圖。 參酬19，照明系統1500可包括—殼體·、一發光模組 1530提供在殼體1510中、以及一連接端子152〇提供在殼體 1510中以接收從外部電源提供的電力。 破體1510最好包括具有優良散熱（heat出娜此⑽）特性的 材料。舉例而言，殼體1510可包括金屬材料或樹脂材料。 發光模組1530可包括一基板1532，和根據實施例而提供在 基板1532的一發光裝置和發光裝置封裝件3〇〇。該些發光裝置封 裝件300互相分隔或以陣列形式配置。發光裝置可以晶片形式或 封裝件形式配置在基板1532上。 基板1532可包括一印有線路圖案的絕緣構件。舉例而言， 基板1532可包括印刷電路板（pCB)、金屬核心印刷電路板 (MCPCB)、軟性印刷電路板（FpCB)、陶餅刷電路板、以 及FR-4基板中的至少一者。 此外，基板1532可包括可有效反射光的材料。一包覆層 (coating layer)可形成在基板1532的表面上。在此狀況下，該 包覆層具有白色或銀色以有效反射光。 至少一發光裝置封裝件300可提供在基板1532。每個發光 裝置封裝件300可包括至少一發光二極體（LED)晶片。該發光 25 201146080 二極體晶片可包括-备光二極體發出具有紅、綠、藍、或白色可 見光帶的光及-發出紫外光（uv)的紫外光發光二極體。 發光模組1530的該些發光裝置封裝件綱可有各種配置以 提供各種顏色和亮度。舉例而言，可配置白色發光二極體、紅色 發光二極體、以及綠色發光二鋪，以達到高現色性指數㈤沉 rendering index > CRI) 〇 連接端子⑽紐連接至發光麵㈣以提供電力至發光 模組1530。連接端子152〇具有一牙槽（s〇cket)形狀與一外部 電源螺接(sc跡coupled)，但實施例並非限定於此。舉例而言， 連接端子152〇可以製成一插針（pin)形式插入一外部電源，或 可藉由一導線連接至該外部電源。 〆 在本說明書中所提及的「一實施例」、「實施例」、「範 例實施例」等任何的引用，代表太 於該實施例的一特定特徵、社槿 7施例中包括關 行疋特徵、結構、或特色。此類用語出現在文中 =處但不盡然要參考_的實施例。此外，在特定特徵、 例範圍内其利用如此的其他特徵、結構或特色來實現其他實施 理解，«此項技多明性實施例來插述實施例，但應 内的眾β可想㈣紅本㈣之馳哺神及範嘴 内的眾夕其他做及實蝴。更特 附申請專利飯_，所⑽吸零 26 201146080 ，各種變化及修改為可能的。對於熟習此項技術者而言’除了零 部件及/或配置之變化及修改外，替代驗亦軸而易見。 【圖式簡單說明】 圖1和圖2為根據實施例的發光裝置之側剖視圖； 圖3顯示當未使用共振腔結構時的發光分佈； 圖4顯示當根據實施_發絲置使用共振腔結構時的發光 分佈； "圖5係顯示從圖i中主動層至柱狀態樣底表面的厚度的取光 效率變異賴擬結果，其巾共振觀為當光源提供在柱狀態樣下 方的-具有約1800nm週期和約2500nm週期的共振腔結構，平 均狀況則為當統提供在絲層的全部區域，或#共振腔結構不 存在時； 圖6係顯示從圖1中主動層至柱狀態樣底表面的厚度的取光 效率變異的模擬結果，其中賴、提供在柱狀態樣下方的-具有約 1800nm週期的共振腔結構； 圖7至圖15顯示根據實施例的發光裝置的一製造方法； 圖丨6為發光裝置封裝件包括根據實施例的發光裝置之剖視 圓， 圖丨7顯示根據實施例的顯示裝置； 圖18顯示根據實施例的顯示裝置之另一範例；以及 圖丨9顯示根據實施例的一發光單元。 【主要元件符號說明】 27 201146080 20 主體 31 第一引線電極 32 第二引線電極 40 模製件 100 基板 110 發光結構 112 第一導電型半導體層 114 主動層 116 第二導電型半導體層 120 電流密度調整圖樣 130 電極層 132 歐姆層 134 反射層 136 導電支撐件 140 電極 141 電極墊片 142 分佈圖樣 200 發光裝置 300 發光裝置封裝件 1000 顯示裝置 1011 底蓋 1012 接收部 1022 反射構件 28 201146080 1031 發光模組 1033 基板 1041 導光板 1050 發光單元 1051 光學片 1061 顯示面板 1100 顯示裝置 1120 基板 1152 底蓋 1153 接收部 1154 光學構件 1155 顯示面板 1500 照明系統 1510 殼體 1520 連接端子 1530 發光模組 1532 基板 B 柱狀態樣 Η 孔洞態樣 hi > h2 高度 W1 寬度 29

Claims (1)

1. 201146080 七、申請專利範圍： 1. 一種發光裝置包括： 一電極層； 一電流密度調整圖樣在該電極層上；以及 一發光結構在該電極層和該電流密度調整圖樣上， 其中一柱狀態樣或一孔洞態樣作為一共振腔結構並形成 在該發光結構的一上部。 2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該發光結構包 括一第二導電型半導體層、一主動層在該第二導電型半導體 層上、以及一第一導電型半導體層在該主動層上，且其中該 柱狀態樣或該孔洞態樣形成在該第一導電型半導體層上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該柱狀態樣或 該孔洞態樣相對於該電流密度調整圖樣形成一同相（in_ phase)。 4·如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該柱狀態樣或 該孔洞態樣相對於該電流密度調整圖樣形成一異相（out_of_ phase) ° 5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該電流密度調 整圖樣具有一寬度不同於該柱狀態樣或該孔洞態樣的寬度。 6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括一反射層提 供在該柱狀態樣或該孔洞態樣的一側面。 201146080 7. 如申請專利範圍帛2項所述之發光裝置，其中該第一導電型 半導體層具有—第―厚度以作為雜狀態樣或該孔洞態樣， 以及-第二厚度形成在雜狀態樣或該細態樣的下方。 8. 如申請專利範圍帛7項所述之發光裝置，其中該第二厚度在 500nm至lOOOnm的範圍。 9. 如申請專利範@第7猶述之發絲置，其巾該第一厚度滿 足至少λ/η ’其中該λ和該n分別代表從該主動層發出的光的 一主波長以及該發光結構的折射率。 10. 如申請專概_ i 述之發光裝置，其巾歸光結構具 有一厚度在Ιμηι至2μιη的範圍。 如申請專纖ϋ第2顧述之發錄置，其+該電流密度調 整圖樣包括非導電性材料或一金屬材料相對於該第二導電 型半導體層進行非歐姆接觸。 申請專利範’丨項所述之發光裝置，其中該電極層包括 導電支樓件反射層在該導電支撐件上、以及一歐姆層 在該反射層上。 13. 種發光襄置封裴件包括： 一主體； 至少一引線電極在該主體上·，以及 “根據申請專利範圍第1項至第12項中的任一項之一發 光骏置電性連接至該引線電極。 14. 〜種照明系統包括： 31 201146080 一基板；以及 一發光模組提供在該基板上且包括根據申請專利範圍第 1項至第12項中的任一項之一發光裝置。 15.如申請專利範圍第14項所述之照明系統，更包括導光構件、 擴散片、集光片、增光片、以及螢光片中的至少一項提供在 從該發光模組發出的光的一路徑上。 32