TWI422063B - 半導體發光裝置 - Google Patents

半導體發光裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI422063B
TWI422063B TW098138954A TW98138954A TWI422063B TW I422063 B TWI422063 B TW I422063B TW 098138954 A TW098138954 A TW 098138954A TW 98138954 A TW98138954 A TW 98138954A TW I422063 B TWI422063 B TW I422063B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
conductive
semiconductor layer
light emitting
electrode
Prior art date
Application number
TW098138954A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201036213A (en
Inventor
Pun Jae Choi
Sang Bum Lee
Jin Bock Lee
Yu Seung Kim
Sang Yeob Song
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of TW201036213A publication Critical patent/TW201036213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI422063B publication Critical patent/TWI422063B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/13—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/002—Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/002—Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap
    • H01L33/0025—Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap comprising only AIIIBV compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004—Devices characterised by their operation
    • H01L33/002—Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap
    • H01L33/0029—Devices characterised by their operation having heterojunctions or graded gap comprising only AIIBVI compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/387—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/146—Mixed devices
    • H01L2924/1461—MEMS
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/508—Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

半導體發光裝置 [相關申請案索引 ]
本申請案主張於2008年11月14日及2008年12月3日向韓國智慧財產局提交之韓國專利申請案第10-2008-0113568號及第10-2008-0122094號的優先權，其揭示內容併入本文作為參考資料。
本發明係關於一種半導體發光裝置，明確而言，其係關於一種具有改善的外部光萃取效率(light extraction efficiency)之半導體發光裝置。
半導體發光裝置係為一種藉由電子與電洞在p型半導體和n型半導體間的p-n接面上結合時所生之電流來發出多種顏色的光源之半導體元件。相較於以燈絲為基礎的發光裝置，半導體發光裝置具有較長的壽命、較低的功耗、較佳的起始驅動性、及較高的抗震性等特點。因此，半導體發光裝置的需求也與日俱增，尤其是，近來受到極大關注之可散發出短波長帶光源(例如藍色系)的III族氮化物半導體。
單晶氮化物，其係利用III族氮化物半導體來組成發光裝置，係形成於基板上以生成特定的單晶生成物，例如藍寶石(sapphire)基板或是碳化矽(SiC)基板。然而，像是藍寶石基板被用來作為絕緣基板時，在電極的排列上卻有相當多的限制。尤其是，在習知的氮化物半導體發光裝置中，電極一般是以水平方向排列，導致狹窄的電流流動(narrow current flow)。狹窄的電流流動增加了氮化物半導體發光裝置的操作電壓(vf)，因而降低了電流效率。另外，氮化物半導體發光裝置容易受到放出的靜電的損害。為了解決上述問題，有需要令氮化物半導體發光裝置具有最佳化的晶片結構及電極結構。
本發明之一態樣係提供一種可增進內部/外部光源效率的垂直/水平型半導體發光裝置，尤其是，藉由電極結構及裝置結構的最佳化而增進外部光萃取效率。
根據本發明之另一態樣，係提供了一種半導體發光裝置，其包括：導電基板；包括依序形成於該導電基板上之第一導電型半導體層、主動層、及第二導電型半導體層之發光結構；包括穿過該第一導電型半導體層與該主動層並連接至該第二導電型半導體層內之導電通道及從該導電通道伸出且外露於該發光結構之電性連接部之第二導電型電極；將該第二導電型電極從該導電基板、該第一導電型半導體層，及該主動層中電性隔離之絕緣體；形成於該發光結構中且覆蓋於該主動層之至少一側表面上之鈍化層(passivation)；以及形成於從該主動層發出之光源路徑之不平坦(uneven)結構。
根據本發明之另一態樣，係提供了一種半導體發光裝置，其包括：導電基板；包括依序形成於該導電基板上之第一導電型半導體層、主動層，及第二導電型半導體層之發光結構；電性連接至該導電基板與該第一導電型半導體層間之該第一導電型半導體層且外露於該發光裝置之第一接觸層；從該導電基板伸出並穿越該第一接觸層、該第一導電型半導體層，及該主動層且電性連接至該第二導電型半導體層內之導電通道；將該導電基板從該第一接觸層、該第一導電型半導體層、及該主動層電性隔離出之絕緣體；鈍化層，係形成於該發光結構中，且至少覆蓋於該主動層之一側面上；以及形成於從該主動層發出之光源路徑之不平坦結構。
該半導體發光裝置復可包括形成於該第一導電型半導體層與該導電基板間且藉由該絕緣體從該第二導電型電極中電性隔離出之第二接觸層。
該發光結構可僅部份形成於該導電基板之頂面，且該發光結構未形成於該導電基板頂面之區域上至少形成有蝕刻停止層，該蝕刻停止層具有不同於半導體材料構成的發光結構之蝕刻特性。
該不平坦結構可形成於該第二導電型半導體層之頂面。
該第一導電型半導體層及該第二導電型半導體層可分別為p型半導體層及n型半導體層。
現將參考附加圖式而詳細描述本發明之例示實施例。然而，本發明也可以許多不同的形式來實施，而且不應該被解釋為受限於此處所提出的具體實施例。相反地，提供這些具體實施例能使本發明揭露更透徹且完整，並能完全傳達本發明之範疇給技術領域中具有通常知識者。在圖式中，形狀和尺寸上可能被跨大已使其更為清晰，並且同樣的元件符號將用於表明在此所有同樣的組件，之後將不再贅述。
應瞭解者，當一個元素被「連接到」另一個元素，它可以直接地連接到另一個元素或者存在有介接元素。相反地，當一個元素被「直接地連接到」另一個元素時，即不存在有介接元素。另外，除非明確相反的描述，否則，名詞「包括(comprise)」和其變化型如「包括(comprises)」或「包括(comprising)」，以及名詞「包含(include)」和其變化型如「包含(includes)」與「包含(including)」，將被解釋為隱含所述的元素，但沒有排除任何其他元素。
根據本發明之具體實施例，半導體發光裝置將詳細描述，且發光裝置封裝件以及用於半導體發光裝置之背光設備將詳細描述於後。
<半導體發光裝置>
第1和2圖分別為根據本發明之半導體發光裝置之實施例的平面圖及剖面圖，具體而言，第2圖係第1圖內沿著I-I’線之剖面圖。
請參見第1和第2圖，根據本發明一具體實施例，半導體發光裝置100係包括導電基板110、第一電極層120、絕緣層130、第二電極層140、第二半導體層150、主動層160及第一半導體層170，且上述各層依序堆疊。
該導電基板110可由可供電流流過之材料所形成。該導電基板110可為包括金(Au)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、矽(Si)、硒(Se)及砷化鎵(GaAs)等任一材料所形成，例如矽與鋁組合而成的矽鋁層(SiAl)。
該第一電極層120係設於該導電基板110上。由於該第一電極層120係電性連接至該導電基板110和該主動層160，該第一電極層120可由最小接觸電阻的材料形成於該導電基板110和該主動層160之間。
如第2圖所示，設於該導電基板110上的該第一電極層120也延伸穿過接觸孔180，因而經過該絕緣層130、該第二電極層140、該第二半導體層150、該主動層160以及該第一半導體層170之預定區域，使該第一電極層120與該第一半導體層170相接觸。因此，以供該導電基板110與該第一半導體層170電性連接在一起。
具體來說，該第一電極層120透過該接觸孔180將該導電基板110電性連接至該第一半導體層170。該導電基板110與該第一半導體層170透過特定大小之接觸孔180電性連接，更精確地，該接觸區域190係該第一電極層120與該第一半導體層170相互接觸之該接觸區域190會通過該接觸孔180。
同時，該絕緣層130設於該第一電極層120上以供該第一電極層120與其他層具電性絕緣(除了該導電基板110及該第一半導體層170以外)。具體來說，該絕緣層130係設於該第一電極層120與該第二電極層140之間，以及設於該第一電極層120與由該接觸孔180所暴露之該第二電極層140、該第二半導體層150和該主動層160之側表面間。再者，該絕緣層130亦可設於該第一半導體層170上經該接觸孔180所通過之預定區域的側表面。
該第二電極層140設於該絕緣層130上。如上所述，該第二電極層140並未設於該接觸孔180所通過之預定區域。
在這種情況下，如第2圖所示，該第二電極層140包括至少一暴露區域145，換言之，該第二半導體層150之接合面的部分區域被露出。電極墊部分147設於該暴露區域145內以供連接一外部電源供應器至第二電極層140。同時，將於後續描述之該第二半導體層150、該主動層160及該第一半導體層170則未設於該暴露區域145內。此外，如第1圖所示，該暴露區域145可形成在該半導體發光裝置100之邊緣以使該半導體發光裝置100之該發光區域域最大化。
同時，該第二電極層140可由包括銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、金(Au)、銥(Ir)或透明導電性氧化物等材料所形成。這是由於該第二電極層140電性連接到該第二半導體層150，因而，該第二電極層140必須具有使該第二半導體層150有最小接觸電阻之特徵以及透過將該主動層160產生的光反射至外部以增加發光效率之功能。
該第二半導體層150係設於該第二電極層140上，且該主動層160係設於該第二半導體層150上。同樣地，該第一半導體層170係設於該該主動層160上。
在這種情況下，該第一半導體層170可為n型氮化物(n-type nitride)半導體，並且該第二半導體層150可為p型氮化物(p-type nitride)半導體。
同時，該主動層160之材料可根據該第一半導體層170和該第二半導體層150而有不同地選擇。具體來說，由於該主動層160係將電子電洞結合所產生能量轉換成光並且發射所轉換的光，故該主動層160可由比該第一半導體層170和該第二半導體層150較小的能帶間隙(energy band gap)之材料所形成。
第6圖係說明第2圖之半導體發光裝置之一變化實施例。第6圖之半導體發光裝置100’與第2圖之半導體發光裝置100大體上相似，除了具有鈍化層191設於該發光結構側邊上，其包括該第二半導體層150、該主動層160以及該第一半導體層170，且該第一半導體層170的上表面係不平坦的。該鈍化層191由外部保護該發光結構，特別地是該主動層160。該鈍化層191可由氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)，或者其他絕緣材料，如二氧化矽(SiO2)、氮氧化矽(SiOxNy)或者氮化物(SixNy)所形成，並且其厚度大約0.1至2μm。在半導體發光裝置100’操作時該主動層160暴露於外部可能造成一電流洩漏路徑。然而，這樣問題可於該發光結構之側邊形成該鈍化層鈍化層191而避免。在這種情況下，如第6圖所示，該不平坦的鈍化層鈍化層191可改善光萃取效率(light extraction efficiency)。同樣地，該第一半導體層170之上表面可以為不平坦的。具有不平坦上表面之該第一半導體層170係增加光於該主動層160發射到外部方向的可能性。雖然無圖示說明，此處於製造過程中該發光結構被蝕刻以顯露出該第二電極層140，蝕刻阻止層可更進一步形成於該第二電極層140上以防止該第二電極層140之材料附著到該主動層160側表面。上述本發明圖說第6圖之變化實施例係可應用於本發明圖說第7圖之實施例。
同時，本發明之實施例所提議之半導體發光裝置可被修飾成為上述結構，以使連接該接觸孔之該第一電極層暴露在外部。第7圖係根據本發明另一實施例之半導體發光裝置之剖面圖。根據本發明另一實施例之半導體發光裝置200包括第二半導體層250、主動層260以及導電基板210上的第一半導體層270。在這種情況下，第二電極層240可設於該第二半導體層250和該導電基板210之間。不同於先前實施例，該第二電極層240並非必要存在。於此實施例中，具有與該第一半導體層數270接觸之接觸區域290的接觸孔280係電性連接到第一電極層220，且該第一電極層220係露出於外部以及具有電性連接部245。電極墊部分247可形成於該電性連接部245。絕緣層230可提供該第一電極層220與該主動層260、該第二半導體層250、第二電極層240以及該導電基板210電性隔離。與前述實施例相反(前述實施例之該接觸孔係電性連接到該導電基板)，該接觸孔280與該導電基板210係電性隔離，且與該接觸孔280連接之第一電極層220係顯露於外部。因此，該導電基板210係電性連接至該第二半導體層240，如此所產生的極性(polarity)與先前實施例是不同的。
之後，該接觸孔之最佳大小和形狀可依據本發明具體實施例之半導體發光裝置之該第一電極層和該第一半導體層間之接觸範圍透過電性特徵變化的模擬而得知。以下模擬結果可被應用於第1圖結構及第6圖的結構。在此模擬中，該第一半導體層和該第二半導體層分別以n型半導體層和p型半導體層來實現。
第3圖係圖示在具有1,000×1,000μm2 的大小之半導體發光裝置內的n型歐姆(ohmic)接觸電阻及p型歐姆接觸電阻。
在第3圖的模擬中，n型特徵接觸電阻，即一特徵接觸電阻於該第一電極層和該接觸孔間為10-4 Ω/cm2 ，以及p型特徵接觸電阻，即一特徵接觸電阻於該第二半導體層和該第二電極層間為10-2 Ω/cm2 。
請參閱第3圖，當假設根據本發明之實施例，該半導體發光裝置100的尺寸為1,000μm×1,000μm，亦即為1,000,000μm2 之矩形晶片時，該半導體發光裝置100具有該第一半導體層170及該第一電極層120的第一接觸電阻、以及該第一電極層120、該第二電極層140、該第一半導體層170及該第二半導體層150的第二接觸電阻。該第一接觸電阻R1及該第二接觸電阻R2係根據接觸面積而大不相同。
詳言之，由第3圖可知，隨著接觸面積的增加，該第一接觸電阻R1的變化較該第二接觸電阻R2多。於第3圖中，X軸表示介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積的大小，而Y軸表示接觸電阻的大小。因此，X軸上的數字意指介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積，而介於該第二半導體層150與該第二電極層140之間且對應該第二接觸電阻R2的接觸面積係藉由該半導體發光裝置100的總面積(1,000,000μm2 )減X軸的值而計算出。
於此情況下，如上述所提及之第1及2圖，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積係等於該接觸面積190的總面積，且於該接觸區域190中，該第一電極層120及該第一半導體層170乃透過該接觸孔180而相互接觸。亦即，由於所提供的接觸孔180為複數個，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積係等於各自的接觸區域190的面積總和。
第4圖係為顯示根據介於該第一半導體層與該第一電極層之間的接觸面積之該第一接觸電阻及該第二接觸電阻的總電阻之示意圖。
請參閱第4圖，根據本發明之實施例，由於該第一接觸電阻R1與該第二接觸電阻R2在該半導體發光裝置100中為串聯連接，藉由組合該第一接觸電阻R1與該第二接觸電阻R2所獲得之總電阻R3，係為根據該半導體發光裝置100的全部電阻中受接觸面積影響最大之電阻。
由第4圖可知，於起始時該總電阻R3(請參閱Y軸的值)會隨著在該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積(請參閱X軸的值)增加而快速地減少，接著，該總電阻R3會隨著在該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積增加而增加。
同時，當該半導體發光裝置100的尺寸為1,000,000μm2 時，n型接觸電阻及p型接觸電阻較佳為1.6Ω或少於1.6Ω。因此，較佳地，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積大約在30,000至250,000μm2 的範圍內。
半導體發光裝置的典型操作電壓大約在3.0至3.2V的範圍內，而半導體發光裝置的典型操作電流大約為0.35A。若半導體發光裝置的總電阻約2Ω，則電壓等於0.70V(=0.35(A)×2(Ω))，其超過正常規格範圍(亦即2.8V至3.8V)。因此，若超過了電壓範圍，現有的電路結構需被修正，且輸入電源的增加可能會導致熱的產生以及光輸出的毀壞。因此，半導體發光裝置的總電阻較佳為2Ω或小於2Ω。於本發明之本實施例中建議，於半導體發光裝置中，n型接觸電阻與p型接觸電阻的總和約為總電阻的80%。因此，參考接觸電阻可能為1.6Ω(=2(Ω)×0.8)。
具體而言，上述所提及之第1及2圖所描述的半導體發光裝置100，當接觸區域190的總接觸面積約在30,000μm至250,000μm2 之範圍時，其中該第一電極層120與該第一半導體層170係透過該接觸孔180而相互接觸，而其接觸電阻是最為合適的。
第5圖係為顯示根據第一半導體層與第一電極層之間的接觸面積之發光效率之圖示。
根據第4圖的描述，似乎當介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積在大約30,000至250,000μm2 的範圍時，該半導體發光裝置100的總電阻為低且因而使發光效率為高。然而，此為沒有考慮半導體發光裝置100的實際發光面積會隨著介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積增加而減少之事實。
亦即，如第5圖所述，半導體發光裝置100的發光效率增加是因為總電阻減少直到介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積等於70,000μm2 為止，但若介於第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積大於70,000μm2 ，則該半導體發光裝置100的發光效率減少。介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積之增加，意指介於該第二半導體層150與該第二電極層140之間的接觸面積減少，導致半導體發光裝置100的發光量減少。
因此，適當決定介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積是重要的。如第5圖所述，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積較佳為130,000μm2 或小於130,000μm2 ，在此等級中，發光效率成為90%或高於90%。
因此，根據本發明之本實施例，於該半導體發光裝置100中，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間透過接觸孔180的接觸面積係在大約30,000至130,000μm2 的範圍內為較佳。在這種情況下，該半導體發光裝置100的晶片尺寸為1,000,000μm2 。因此，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積，較佳地為大約該半導體發光裝置100的面積的3至13%。
同時，當該接觸孔180的數目太少時，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸面積，對於介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的一接觸區域190而言是增加的。然而，電流所供應到的該第一半導體層170的面積亦增加，從而增加來自該接觸面積190的電流量。因此，電流會擠塞在介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸區域190。
另一方面，當該接觸孔180的數目太多時，接觸孔180的尺寸會變過小而導致製造程序的困難。
因此，該接觸孔180的數目係根據該半導體發光裝置100的尺寸，亦即晶片尺寸，來作適當決定。於該半導體發光裝置100的尺寸為1,000,000μm2 時，接觸孔180的數量較佳為5至150個。
同時，可在半導體發光裝置100中均勻配置複數個接觸孔180。該第一半導體層170與該第一電極層120透過該接觸孔180而相互接觸。因此，為了均勻疏散電流，較佳地係均勻配置接觸孔180，亦即，介於該第一半導體層170與該第一電極層120之間的接觸區域190係均勻配置。
當該半導體發光裝置100的尺寸為1,000,000μm2 且該接觸孔180的數量為5至150個時，相鄰接觸孔180之間的間隔可在約100至400μm的範圍內以確保該半導體發光裝置的均勻佈置。相鄰接觸孔180之間的間隔乃藉由連接相鄰的接觸孔180的中心點所量測得者。
同時，該半導體發光裝置100藉由如上述之均勻配置複數個接觸孔180而獲得均勻的電流。因此，根據先前技術，尺寸為1,000,000μm2 之半導體發光裝置係運作於大約35mA，但根據本發明之本實施例，即施加約2A的高電流，該半導體發光裝置仍非常穩定的運作，且密集電流的現象亦減少了，從而改善半導體發光裝置的可靠度。
第8及9圖顯示於n型特徵接觸電阻變化時的模擬結果。在此模擬中，該n型特徵接觸電阻為10-6 Ω/cm2 ，且該p型特徵接觸電阻為10-2 Ω/cm2 。該n型特徵接觸電阻係受該n型半導體層的參雜濃度、該n型電極材料及其熱處理方法等之影響。因此，該n型特徵接觸電阻可藉由增加該n型半導體層的參雜濃度，或採用具有低金屬能障(例如A、Ti、Cr等)之材料作為該n型電極材料，而減少至10-6 Ω/cm2 。換言之，常用的n型特徵接觸電阻可在大約10-4 至10-6 Ω/cm2 的範圍內。
請參閱第8圖，在與第4圖的模擬結果相較之下，該n型特徵接觸電阻與該p型接觸電阻的總和(亦即總接觸電阻R4)即使在小接觸面積仍可維持在非常低的等級。另外，相較於第5圖的發光效率，根據接觸面積，即使是小接觸面積，第9圖的發光效率仍可維持在高等級上。於此情況下，超過100%的發光效率表示參照第5圖的結果的相對值。請參閱第8及9圖的模擬結果，當尺寸1,000,000μm2 的半導體發光裝置中之介於第一電極層與第一半導體層之間的接觸面積在大約6,150至156,800μm2 的範圍內時，總接觸電阻成為1.6Ω或小於1.6Ω而發光效率會變成90%或高於90%。
當基於上述的結果來決定接觸孔的數目時，於上述模擬結果中所描述的內容可能會實現。具體而言，在圓形接觸孔的半徑約為1至50μm的情形下，大約需要1至48,000個接觸孔以滿足上述的面積條件。再者，當假設接觸孔為均勻配置時，兩相鄰接觸孔之間的間隔大約在5至500μm的範圍內。
其次，根據本發明之變化實施例詳細描述半導體發光裝置。
根據本發明之另一實施例，於第10至14圖描述半導體發光裝置。
根據本發明之另一實施例，半導體發光裝置300包括依序疊加之導電基板340、第一導電型半導體層330、主動層320及第二導電型半導體層310。詳言之，根據本發明之本實施例，該半導體發光裝置300包括介於該導電基板340與該第一導電型半導體層330之間的第一電極層360、以及包含電極墊部份350-b、電極延伸部份350-a及電極連接部份350-c之第二電極部350。
該電極墊部份350-b從該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310的表面，且與該第一電極層360、該第一導電型半導體層330及該主動層320電性隔離。該電極延伸部份350-a從該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310的內部，且與該第一電極層360、該第一導電型半導體層330、該主動層320電性隔離。該電極連接部份350-c與該第一電極層360形成在同一層，但與該第一電極層360電性隔離。該電極連接部份350-c將該電極墊部份350-b連接至該電極延伸部份350-a。
該導電基板340可為金屬基板、半導體基板、或者兩者之組合。當該導電基板340係金屬基板時，其可由金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋁(Al)、及鎢(W)之任何一者所形成。當該導電基板340係半導體基板時，其可由矽(Si)、鍺(Ge)、及砷化鎵(GaAs)之任何一者所形成。再者，該導電基板340可由包含金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、矽(Si)、鍺(Ge)、及砷化鎵(GaAs)材料所形成，例如：由矽和鋁所組合而成之鋁化矽(SiAl)。該導電基板340係藉由鍍覆法(plating method)或者基板銲接法(substrate bonding method)而形成於該半導體發光裝置中，該鍍覆方法係藉由形成鍍覆種子層(plating seed layer)而形成基板，該基板銲接法個別製備該導電基板340並且利用導電黏著劑(例如：金、錫、鎳、金-錫、鎳-錫、鎳-金-錫、鉛-鍶(Pb-Sr)等)將其附接。
該等半導體層330和310可由無機半導體材料所形成，無機半導體材料係例如以氮化鎵(GaN)為基礎之半導體、以碳化矽(SiC)為基礎之半導體、以氧化鋅(ZnO)為基礎之半導體、以砷化鎵(GaAs)為基礎之半導體、以磷化鎵(GaP)為基礎之半導體、以磷砷化鎵(GaAsP)為基礎之半導體等。可利用金屬有機物化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)法或者分子束磊晶(molecular beam epitaxy；MBE)法形成該等半導體層330和310。再者，該等半導體層330和310可由選定自III-V族半導體、IV-IV族半導體、II-VI族半導體、IV族半導體(如矽)、以及上述材料之組合所構成之群組之材料所形成。
該主動層320係激勵發光之層，且係由具有能帶隙(energy band gap)較第一導電型半導體層330與第二導電型半導體層310更小之材料所形成。舉例而言，當該第一導電型半導體層330與該第二導電型半導體層310係由以氮化鎵為基礎之化合物半導體所形成時，該主動層320可由具有能帶隙較氮化鎵更小之以氮化鋁鎵銦(InAlGaN)為基礎之化合物半導體所形成。也就是說，該主動層320可包含Inx Aly Ga(1-x-y) N(其中,,)。
藉由控制該主動層320之組成材料(constituent material)之莫耳比例(mole ratio)可調整所發射之光之波長。因此，該半導體發光裝置300可根據該主動層320之特性而發射紅外光、可見光、或者紫外光。
能量井結構出現於關於主動層320之該半導體發光裝置300之整體能帶圖中，而來自個別半導體層330和310之電子和電洞係局限於該能量井結構中，藉此改善光之發射。
該第一電極層360係將該第一導電型半導體層330電性連接至外部電源(未顯示)之電極。可由金屬形成該第一電極層360。舉例而言，形成如同n型電極之第一電極層360可由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、或金(Au)所形成，而形成如同p型電極之第一電極層360可由鑷(Ni)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、或金(Au)所形成。
該第一電極層360反射產生自該主動層320之光。該經反射之光係經導向發光平面(light emitting plane)，因此增進該半導體發光裝置300之發光效率。為了反射產生自該主動層320之光，可由在可見光範圍內為白色之金屬形成該第一電極層360。舉例而言，該第一電極層360可由銀(Ag)、鋁(Al)、及鉑(Pt)之任何一者所形成。該第一電極層360將參考第12A至12圖於稍後詳述。
該第二電極部分350係將該第二導電型半導體層310電性連接至外部電源(未顯示)之電極。可由金屬形成該第一電極層360。形成如同n型電極之第二電極部分350可由鈦(Ti)所形成，而形成如同p型電極之第二電極部分350可由鈀(Pd)、或金(Au)所形成。更具體而言，根據本實施例之第二電極部分350包含該電極墊部分(electrode pad portion)350-b、該電極延伸部分(electrode extension portion)350-a、以及電極連接部分(electrode connection portion)350-c。
參照第11A圖，該電極墊部分350-b係形成於該第二導電型半導體層310上，且該第二導電型半導體層310中配置有複數個由虛線所代表之電極延伸部分350-a。
第11B圖沿著線A-A’、B-B’及C-C’描繪第11A圖所示之第二導電型半導體層310之頂部表面之剖面。該線A-A’係選擇僅包含該電極延伸部分350-a之剖面，而該線B-B’係選擇包含該電極墊部分350-b及該電極延伸部分350-a之剖面。該線C-C’係選擇不包含該電極延伸部分350-a及該電極墊部分350-b之剖面。
第12A至12C圖係第11B圖之半導體發光裝置分別沿著線A-A’、B-B’及C-C’之剖面圖。該半導體發光裝置將參考第10、11A、11B、及12A至12C圖於稍後詳述。
參照第12A圖，該電極延伸部分350-a自該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310之內部。該電極延伸部分350-a通過該第一導電型半導體層330和該主動層320，並且延伸至該第二導電型半導體層310。該電極延伸部分350-a延伸至該第二導電型半導體層310之至少一部分，但是無需延伸至該第二導電型半導體層310之表面，與該電極墊片部分350-b相反。這是因為，形成該電極延伸部分350-a係用於將電流分散至該第二導電型半導體層310。
由於形成該電極延伸部分350-a係用於將電流分散至該第二導電型半導體層310，故該電極延伸部分350-a必須具有預定之面積。然而，不同於該電極墊部分350-b，該電極延伸部分350-a並非作為電性連接之用，因此可於如此小的面積中形成有預定數量之電極延伸部分350-a，使得電流能夠均勻地分散於該第二導電型半導體層310上。倘若所形成之電極延伸部分350-a數量很少，則電流將難以分散且電性特性將會衰減。倘若所形成之電極延伸部分350-a數量很多，則製程將較困難，且主動層將會縮減而造成發光面積之縮減。因此，可考量該等情況而適當地選擇該等電極延伸部分350-a之數量。因此，該等電極延伸部分350-a係以盡可能佔據較小面積之形狀進行實施，並且有效分散電流。
為了幫助分散電流，可設置有複數個電極延伸部分350-a。此外，該電極延伸部分350-a可為圓柱形，且可具有較該電極墊部分350-b更小之面積。該電極延伸部分350-a可形成為與該電極墊片部分350-b間隔達預定距離。由於該電極延伸部分350-a可藉由該電極連接部分350-c(將於稍後詳述)而於該第一電極層360上連接至該電極墊部分350-b，故可藉由將該電極延伸部分350-a與該電極墊部分350-b間隔達預定距離而達到電流分散之目的。
該電極延伸部分350-a係自該第一電極層360形成至該第二導電型半導體層310之內部。由於所形成之電極延伸部分350-a係用於分散該第二導電型半導體層310之電流，故該電極延伸部分350-a必須與其他層電性隔離。因此，該電極延伸部分350-a係與該第一電極層360、該第一導電型半導體層330、以及該主動層320電性隔離。可利用如電介質之絕緣材料進行電性隔離。
參照第12B圖，該電極墊部分350-b自該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310之表面。該電極墊部分350-b自該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310之表面，同時通過該第一導電型半導體層330、該主動層320、以及該第二導電型半導體層310。具體而言，所形成之電極墊部分350-b係用於該第二電極部分350與外部電源(未顯示)之間的電性連接。因此，該第二電極部分350可包含至少一個電極墊部分350-b。
該電極墊部分350-b自該第一電極層360延伸至該第二導電型半導體層310之表面。該電極墊片部分350-b係於該第二導電型半導體層310上電性連接至該外部電源，並且供應電流至該電極延伸部分350-a。因此，該電極墊部分350-b係與該第一電極層360、該第一導電型半導體層330、以及該主動層320電性隔離。可利用如電介質之絕緣材料形成絕緣層(insulation layer)而實施電性隔離。
該電極墊部分350-b可供應電流至該電極延伸部分350-a，且因為該電極墊部分350-b並未與該第二導電型半導體層310電性隔離，故可直接分散電流。考量以下兩種所欲功能之其中一種，也就是供應電流至該電極延伸部分350-a與分散電流至該第二導電型半導體層310，該電極墊部分350-b可適當地與該第二導電型半導體層310電性隔離。
具體而言，為了最大化該主動層320並且增進該半導體發光裝置300之發光效率，於該電極墊部分350-b中，該主動層320上之剖面面積可比該第二導電型半導體層310之表面上之剖面面積更小。然而，為了連接至該外部電源(未顯示)，該第二導電型半導體層310上之剖面必須具有預定之面積。
該等電極墊部分350-b配置於該半導體發光裝置300的中央。於此情況下，該等電極延伸部分350-a可均勻地分散並且與該電極墊部分350-b間隔達預定距離。參照第11A圖，該電極墊部分350-b與該電極延伸部分350-a係均勻地分散於該第二導電型半導體層310上，藉此將電流分散最佳化。於第11A圖中，假設該電極墊部分350-b之數量係1且該電極延伸部分350-a之數量係12。然而，考量到電流分散狀況(如電性連接狀態(例如：該外部電源之位置)、該第二導電型半導體層310之厚度、及類似狀況)，可適當地選擇該電極墊部分350-b之數量以及該電極延伸部分350-a之數量。
當設置有複數個電極延伸部分350-a時，該電極墊部分350-b與該複數個電極延伸部分350-a可直接連接在一起。於此情況下，該電極墊部分350-b可形成於該半導體發光裝置300之中央，而該等電極延伸部分350-a可圍繞著該電極墊部分350-b進行配置。該電極連接部分350-c可以放射狀形式將該電極墊部分350-b直接連接至該等電極延伸部分350-a。
又或者是，該等電極延伸部分350-a之其中一些可直接連接至該電極墊部分350-b，而其餘的電極延伸部分350-a可間接連接至該電極墊部分350-b，也就是說，其餘的電極墊部分350-b係連接至該等直接連接至該電極墊部分350-b之電極延伸部分350-a。於此情況下，由於可形成數量較多的電極延伸部分350-a，故可改善電流分散之效率。
參照第12A至12C圖，該電極連接部分350-c係形成於該第一電極層360上，以將該電極墊部分350-b連接至該等電極延伸部分350-a。因此，該第二電極部分350相當大的部分係配置於該主動層320之背源(rear source)，亦即相對於光之行進方向之表面，藉此增進該半導體發光裝置之發光效率。具體而言，於第12C圖中，該電極連接部分350-c僅配置於該第一電極層360上，而該第一導電型半導體層330、該主動層320、以及該第二導電型半導體層310上並未配置該第二電極部分350。因此，於第12C圖所示之情況下，該電極墊片部分350-b與該等電極延伸部分350-a並未影響發光，因此成為增進發光效率之區域。雖然未顯示於第12C圖中，該第一電極層360可與該導電基板340發生接觸，並且可連接至該外部電源(未顯示)。
該電極連接部分350-c與該第一電極層360電性分離。該第一電極層360與該第二電極部分350的極性相反。由於該第一電極層360與該第二電極部分350提供外部電源至該第一導電型半導體層330及該第二導電型半導體層310，故電極必須互相電性分離。可使用如介電材質之絕緣材料進行電性隔離。
於第12B圖中，由於電極墊片部分350-b設置於第二導電型半導體層310的表面，故可顯示垂直型半導體發光裝置的特性。於第12C圖中，由於該電極連接部分350-c設於相同於第一電極層的平面，故可顯示水平型半導體發光裝置的特性。因此，該半導體發光裝置為具有該水平型與該垂直型的混合型態結構。
於第12A至12C圖中，第二導電型半導體層310可為n型半導體層，且該第二電極部分可為n型電極部分。如此，第一導電型半導體層330可為p型半導體層，且該第一電極部分可為p型電極部分。該電極墊片部分350-b、該電極延伸部分350-a及該電極連接部分350-c連結在一起以形成該第二電極部分350。當該第二電極部分350為n型電極時，該第二電極部分350可藉由使用絕緣材料而形成絕緣層370以與該第一電極層360(P型電極)電性隔離。
第13A圖顯示依據本發明之修正實施例之具有不平坦圖型380於其上之半導體發光裝置的發光作用，且第13B圖顯示依據本發明之另一修正實施例之具有不平坦圖型380於其上之半導體發光裝置的電流分布。
依據本發明之該實施例之半導體發光裝置300中，該第二導電型半導體層310形成於光行進方向的最外部表面。因此，於半導體發光裝置的表面上的該不平坦圖型380可使用例如微影之習知方法來形成。由於通過形成於該第二導電型半導體層310表面上的不平坦圖型380，故可取得由該主動層320所發射的光。因此，光萃取效率藉由該不平坦圖型380而增加。
該不平坦圖型380可具有光子晶體結構(photonic crystal structure)。光子晶體結構為其中具有不同折射率且以類晶體(crystal-like)方法規則地排列之傳遞介質的結構。由於光子晶體結構能根據對應光波長之倍數(multiple)之長度單位來調整光，因此該光子晶體結構能進一步提升光萃取效率。該光子晶體結構可藉由形成該第二導電型半導體層310與該第二電極部分350以及執行一預定程序來製作。例如，該光子晶體結構可藉由蝕刻程序而形成。
即便該不平坦圖型380形成於該第二導電型半導體層310上，也不會影響電流散布(current dispersion)。請參考第13B圖，於該電極延伸部分350-a中的電流散布不會被該不平坦圖型380影響。各別的電極延伸部分350-a於該不平坦圖型380下方的位置散布電流，且該不平坦圖型380取得發光，因此增加發光效率。
第14圖係顯示發光平面的電流密度與該發光效率間之關係的示意圖。請參考第14圖，在電流密度為大約10A/cm2 或更大情況下，當電流密度低時則發光效率為高，當電流密度高時則發光效率為低。
這些數值顯示於以下的表1中。
當發光面積增加，則該發光效率也增加。然而，為了確定該發光面積而須減少分配電極的面積，而該發光平面的電流密度也須減少。在發光平面中電流密度的減少會降低該半導體發光裝置的電性特性。
然而，這種問題可藉由使用電極延伸部分而確定電流分散來解決。因此，這種因為減少電流密度所引起的電性特性的問題，可藉由形成可管理電流分散的電極延伸部分來解決。此時，該電極延伸部分形成於內部，取代形成該發光表面。因此，依據本發明的實施例之半導體發光裝置能獲得理想的電流分散等級與最大發光面積，因此得到理想的發光效率。
第15圖至第18圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置。
第15圖係根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置的剖面圖、第16A與16B圖為第15圖之半導體發光裝置的上視圖、以及第17A圖至第17C圖係第16B圖之半導體發光裝置分別延剖面線A-A’、B-B’及C-C’的剖面圖。
依據本發明之另一實施例的半導體發光裝置400，包括：由第一導電型半導體層430、第二導電型半導體層410以及形成於該第一導電型半導體層430與該第二導電型半導體層410之間的主動層420所提供之發光堆疊結構430、420及410，其中，該第一導電型半導體層430與該第二導電型半導體層410可作為發光堆疊結構430、420及410的第一平面與第二平面(相互面對)；至少一電性絕緣障肋部(electrically insulating barrier rib part)470，係由該發光堆疊結構430、420及410的第二平面延伸至該第二導電型半導體層410的一部分，使得該發光堆疊結構430、420及410被分割為複數個發光區域；第二電極結構460，係連接到配置於複數個發光區域中之該第二導電型半導體層410；第一電極結構440，係形成於該發光堆疊結構430、420及410之第二平面上，使該第一電極結構440連接至該第一導電型半導體層430；以及導電基板450，係形成於該發光堆疊結構430、420及410之第二平面上，使該導電基板450電性連接該第一電極結構440。
該發光堆疊結構430、420及410包括第一導電型半導體層430、第二導電型半導體層410以及形成於該第一導電型半導體層430與該第二導電型半導體層410之間的主動層420。該第二導電型半導體層410的外部表面可作為該發光堆疊結構430、420及410之第一平面，且該第一導電型半導體層430的外部表面可作為該發光堆疊結構430、420及410之第二平面。
例如，該半導體層430及410可由各種半導體形成，如以氮化鎵(GaN)為基礎之半導體、以碳化矽(SiC)為基礎之半導體、以氧化鋅(ZnO)為基礎之半導體、以砷化鎵(GaAs)為基礎之半導體、以磷化鎵(GaP)為基礎之半導體、以磷砷化鎵(GaAsP)為基礎之半導體等。又可利用金屬有機物化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)法或者分子束磊晶(molecular beam epitaxy；MBE)法形成該等半導體層430和410。再者，該等半導體層430和410可由選定自III-V族半導體、IV-IV族半導體、II-VI族半導體、IV族半導體(如矽)、以及上述材料之組合所構成之群組之材料所形成。該發光堆疊結構可生長於碳化矽基板(未顯示)上、矽基板(未顯示)上或砷化鎵基板(未顯示)上。於隨後進行該導電基板的連結之前會移除該基板(未顯示)。
該主動層420係激勵發光之層，且係由具有能帶隙(energy band gap)較第一導電型半導體層430與第二導電型半導體層410更小之材料所形成。舉例而言，當該第一導電型半導體層430與該第二導電型半導體層410係由以氮化鎵為基礎之化合物半導體所形成時，該主動層420可由具有能帶隙較氮化鎵更小之以氮化鋁鎵銦(InAlGaN)為基礎之化合物半導體所形成。也就是說，該主動層320可包含Inx Aly Ga(1-x-y) N(其中)。
藉由控制該主動層420之組成材料之莫耳比例可調整所發射之光之波長。因此，該半導體發光裝置400可根據該主動層420之特性而發射紅外光、可見光、或者紫外光。
能量井結構出現於關於主動層420之該半導體發光裝置400之整體能帶圖中，而來自個別半導體層430和410之電子和電洞係局限於該能量井結構中，藉此改善光之發射。
電性絕緣障肋部470，係由該發光堆疊結構430、420及410的第二平面延伸至該第二導電型半導體層410的一部分，使得該發光堆疊結構430、420及410被分割為複數個發光區域。當分割工具(如雷射)施加於該第二導電型半導體層410與形成於該第二導電型半導體層410上的生長基板(未顯示)之間的介面時，該電性絕緣障肋部470將該第二導電型半導體層410分割為複數個發光區域且減少因為將熱能施加於該介面所引發的應力。
例如，當雷射用於從該生長基板(未顯示)分割出該第二導電型半導體層410時，該介面的溫度大約為1000度C。因此，雖然該第二導電型半導體層410由該生長基板(未顯示)分割出，但所產生的熱能會引發應力，這種應力導致半導體層的收縮與延展，且該導電基板450隨後被附接於該半導體層。通常，由於應力強度是均勻分布於該區域，故這種應力會不利地影響大尺寸的半導體發光裝置。
然而，由於依據本發明之實施例的半導體發光裝置400包括障肋部470，故該第二導電型半導體層410的面積被減少至複數個發光區域的面積，因此能降低應力。亦即，由於收縮與延展很容易發生於該複數個發光區域域，使發光堆疊裝置430、420及410的發光穩定。
該障肋部470電性隔離該半導體層430與410及主動層420。為此，該障肋部470可充滿空氣。或者，絕緣層可形成於該障肋部470之內部，且該絕緣層的內部可充滿空氣。再者，藉由將絕緣材料(如電介質)填滿該障肋部470的內部可得到電性絕緣。
為了電性絕緣該發光堆疊裝置430、420及410，該障肋部470可由第一平面延伸至該第二導電型半導體層410的上表面。然而，該障肋部470不一定要延伸至該第二導電型半導體層410的上表面。例如，該障肋部470可延伸至該第二導電型半導體層410的內部。
此外，該障肋部470可形成為單一結構，或該障肋部470可包括相互分離的複數個障肋。因此，可形成複數個不同的障肋以產生必要的電性特性。例如，在結合部461周圍的障肋部與在接觸孔462周圍的障肋部有不同的高度或形狀。
該第二電極結構460被形成以連接設置於複數個發光區域中的第二導電型半導體層410，其中該複數個發光區域被該障肋部470所分隔。該第二電極結構460包括接觸孔462、結合部461及互連部463。
可提供複數個接觸孔462。單一接觸孔462可提供於單一發光區域域，或複數接觸孔462可提供於單一發光區域域。該接觸孔462被形成以電性連接該第二導電型半導體層410且電性隔離該第一導電型半導體層430與主動層420。從而，該接觸孔462從該發光堆疊結構430、420及410的第二平面延伸到至少該第二導電型半導體層410的一部分。該接觸孔462被形成以分散該第二導電型半導體層410上的電流。
該結合部461被形成以從該發光堆疊結構430、420及410的第一平面連接到至少該複數接觸孔462之一者，且暴露於該第一平面的區域被提供作為結合區域。
該互連部463提供於該發光堆疊結構430、420及410的第二平面且至少與該第一導電型半導體層430電性絕緣，使連接至該結合部461的該接觸孔462係電性連接至其他接觸孔462。該互連部463可將接觸孔462電性連接至其他接觸孔462且將接觸孔462電性連接至該結合部461。該發光效率可藉由將該互連部463設置於該第二導電型半導體層410與該主動層420的下方而獲得改善。
接觸孔462、結合部461與互連部463將會參考第16C至17C圖而詳細描述於下。
該第一電極結構440形成於該發光堆疊結構430、420及410的第二平面，使該第一電極結構440電性連接該第一導電型半導體層430。亦即，該第一電極結構440係將該第一導電型半導體層430電性連接至外部電源(未顯示)之電極。可由金屬形成該第一電極結構440。舉例而言，形成如同n型電極之第一電極結構440可由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、或金(Au)所形成，而形成如同p型電極之第一電極結構440可由鑷(Ni)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、或金(Au)所形成。
該第一電極結構440反射產生自該主動層420之光。由於該第一電極結構440設置於該主動層420下方，故設置於相反於對應該主動層420之該半導體發光裝置的發光方向的平面上。因此，從主動層420移動至第一電極結構440的光移動的方向反於該發光方向。從而，為了增加發光效率，這種光必須反射。結果，從第一電極結構440反射的光朝向該發光平面，因此增加該半導體發光裝置的發光效率。
為了反射產生自該主動層420之光，可由在可見光範圍內為白色之金屬形成該第一電極結構440。舉例而言，該第一電極結構440可由銀(Ag)、鋁(Al)、及鉑(Pt)之任何一者所形成。該第一電極結構440將參考第17A至17C圖於稍後詳述。
該導電基板450形成於該發光堆疊結構430、420及410的第二平面，使該導電基板450電性連接該第一電極結構440。該導電基板450可為金屬基板或半導體基板。當該導電基板450係金屬基板時，其可由金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)及鎢(W)之任何一者所形成。當該導電基板450係半導體基板時，其可由矽(Si)、鍺(Ge)、及砷化鎵(GaAs)之任何一者所形成。再者，該導電基板450可由包含金(Au)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、矽(Si)、鍺(Ge)、及砷化鎵(GaAs)材料所形成，例如：由矽和鋁所組合而成之鋁化矽(SiAl)。該導電基板450係藉由鍍覆法或者基板銲接法而形成於該半導體發光裝置中，該鍍覆方法係藉由形成鍍覆種子層而形成基板，該基板銲接法個別製備該導電基板450並且利用導電黏著劑(例如：金、錫、鎳、金-錫、鎳-錫、鎳-金-錫、鉛-鍶(Pb-Sr)等)將其附接。
請參閱第16A圖，結合部461形成於第二導電型半導體層410上，而設置在第二導電型半導體層410內的複數接觸孔462係用虛線表示之。第二導電型半導體層410包含許多由障肋部470分離的發光區域。雖然第16A圖與第16B圖只有表示一個接觸孔462，但在相同的發光區域中可形成無數個，亦或是複數個接觸孔462可形成於複數發光區域中。此外，雖然一個光發光區域中只形成一個接觸孔462，但在單一的發光區域中形成多數的接觸孔462可幫助電流的分散。
第16B圖顯示第16A圖中第二導電型半導體層410上表面沿線段A-A’、B-B’與C-C’的示意圖。線段A-A’只有包含接觸孔462的截面，線B-B’係包含了結合部461與接觸孔462的截面，而線C-C’係不包含結合部461與接觸孔462但只包含互連部463的截面。
請參閱第17A圖至第17C圖，分別為第16B圖之半導體發光裝置沿線段A-A’、B-B’與C-C’的截面圖。請參閱第15圖、第16A圖、第16B圖，以及第17A圖至第17C圖，該半導體發光裝置其描述如下。
請參閱第17A圖，接觸孔462由第一電極結構440延伸至第二導電型半導體層410內部。接觸孔462通過第一導電型半導體層430與主動層420且延伸至第二導電型半導體層410。與結合部461相反的，接觸孔462需延伸至最少一部分的第二導電型半導體層410，但不需要到達第二導電型半導體層410的表面。然而，接觸孔462必須延伸至第二導電型半導體層410，因為形成接觸孔462係用以分散第二導電型半導體層410的電流，接觸孔462必須具有一個用以電流分散到第二導電型半導體層410的預定區域。然而，與該結合部461不同，該接觸孔462非用於電性連接，也因此，而該接觸孔462預定的數量可形成於小面積使電流均勻的在第二導電型半導體層410中傳佈。但若該接觸孔462的數量太小，其電流的分散會有困難且電性特徵也會衰減。但若該接觸孔接觸孔462的數量太大，其製造過程會有困難且主動層會減少而導致發光區域的減少。因此，必須要考慮以上情況精確地確定接觸孔462的數量。如此，接觸孔462佔據的空間盡可能的小但又能讓電流有效的分散。
接觸孔462必須提供一定的數目來用以電流分散。此外，接觸孔462可為一柱狀形式，且比結合部461的截面積小。利用預定距離，接觸孔462在空間上與結合部461做分離。由於接觸孔462藉由互連部463連接於第一電極結構440上結合部461(在下文中說明)，在第二導電型半導體層410中的均勻電流分散可藉由將接觸孔462與結合部461保持預定距離而產生。
接觸孔462係在第一電極結構440至第二導電型半導體層410中成形，由於接觸孔462係用以作第二導電型半導體層410的電流分散，故接觸孔462需要與第一導電型半導體層430以及主動層420作電性分離。因此，接觸孔462與第一電極結構440，第一導電型半導體層430以及主動層420電性分離。而可利用如電介質等絕緣材料作電性分離。
請參閱第17B圖，結合部461從第一電極結構440延伸至第二導電型半導體層410表面，並且通過第一導電型半導體層430、主動層420以及第二導電型半導體層410。結合部461係用以從發光堆疊結構430、420及410的第一平面連接至少一個接觸孔462。提供一暴露第一平面的區域用以作連結區。
詳言之，結合部461係用以作為第二電極結構460與外部電源(圖中無顯示)之間的電性連接。因此，第二電極結構460可包含至少一個結合部461。
結合部461電性連接至第二導電型半導體層410表面上的外部電源，並提供結合部461電流。因此，結合部461與第一電極結構440，第二導電型半導體層410與主動層420電性分離。而可利用如電介質等絕緣材料形成絕緣層來實施電性分離。
結合部461係用以提供電流至接觸孔462並且可直接分散電流，因其未與第二導電型半導體層410電性分離。考慮所需功能，亦即，不管是用來提供電流至接觸孔462或分散電流至第二導電型半導體層410，結合部461也可適當地與第二導電型半導體層410電性分離。
詳言之，在結合部461中，主動層420上可具有比第二導電型半導體層410表面上還小的區域，係用以使主動層420最大化且增加半導體發光裝置400的發光效率。然而，在第二導電型半導體層410上的區塊需要有一個預定區域域用以與外部電源(圖中無顯示)作連結。
結合部461可配置於半導體發光裝置400之中心。在此例中，接觸孔462可為均勻的分散，且利用預定距離與結合部461分離。請參閱第16A圖，結合部461與接觸孔462均勻分布於第二導電型半導體層410上，因此最佳化該電流分散。於第16A圖中，假設結合部461的數目為1，而接觸孔462的數目為8。然而，在考慮到電流分布的情況，例如電性連接的狀態(如外部電源的位置)或第二導電型半導體層410的厚度等，可適當地選擇結合部461與接觸孔462的數目。
當複數接觸孔462被提供，結合部461與複數接觸孔462可以直接的連結在一起。在此例中，結合部461可在半導體發光裝置400的中心，且接觸孔462可設置於結合部461周圍。互連部463可直接將結合部461以放射狀連接接觸孔462。
或者，一些接觸孔462可直接連結到結合部461，而殘留下的接觸孔462可間接地與結合部461連結，使得其可直接地連接至與結合部461連接的接觸孔462。在此例中，因為大量的接觸孔462形成，電流分散的效率增加。
參考第17A圖至第17C圖，互連部463係形成在第一電極結構440上，用以將結合部461連接至接觸孔462。因此，第一電極結構440的重要部分是配置在於主動層420的背源，即為，與光行走路徑方向相反的表面，因此增加半導體發光裝置400的發光效率。詳言之，在第17C圖中顯示，互連部463是只有配置於第一電極結構440上，而第二電極結構460並無配置於第一導電型半導體層430、主動層420與第二導電型半導體層410上。因此，在第17C圖的例子中，結合部461與接觸孔462並沒有影響發光，因此變成一個增加發光效率的區域。
互連部463係與第一電極結構440電性隔離。第二電極結構460與第一電極結構440的電極相反。由於第二電極結構460與第一電極結構440提供外部電力至第二導電型半導體層410、第一導電型半導體層430，因此該此二電極需要相互電性分離。電性分離可利用如電介質等絕緣材料的絕緣層480來完成之。
在第17B圖中，由於結合部461係配置於垂直型態半導體發光元件之特性的第二導電型半導體層410的表面。在第17C圖中，由於互連部463係配置於與第一電極結構440相同的平面，其有水平型態半導體發光元件之特性。因此，半導體發光裝置400為混合型態的結構，有水平型態與垂直型態半導體發光元件之特性。
從第17A圖至第17C圖中，第一導電型半導體層430可為p型半導層，而第一電極結構440可為p型電極部份。在此例中，第二導電型半導體層410可為n型半導層，而第二電極結構460可為n型電極部份。結合部461、接觸孔462與互連部463連結在一起以形第二電極結構460。當第二電極結構460係為n型電極，，第二電極結構460可利用絕緣材料形成的絕緣層480與p型電極的第一電極結構440電性分離。
根據本發明的一個具體實施例，第18圖顯示在表面有不均勻圖案的半導體發光裝置。根據此本本發明具體實施例的半導體發光裝置中，其在光傳撥方向上的最外層表面係由第二導電型半導體層410形成。因此，在半導體發光裝置的表面上可利用一些如微影等習知的方法形成不平坦圖型490。在此例中，來自第二導電型半導體層410表面的主動層420所發出來光在穿透不平坦圖型490時會被萃取出。因此，利用不平坦圖型490會使發光效率增加。
不平坦圖型490可為光晶體結構。光晶體結構係為具有不同的折射係數的介質且該介質以類晶體方法一樣規則排列於其中的之結構。光晶體結構可大大地增加光萃取效率，因其在基本波長單位上，可對應多重光波長而調整光。光晶體結構可利用第二導電型半導體層410與第二電極結構460來製作且透過一個預定程序來實施。例如，光晶體結構可用蝕刻程序來形成。
當不平坦圖型490形成在第二導電型半導體層410上，障肋部470可形成在第二導電型半導體層410中，而不形成於第二導電型半導體層410表面。在不影響不平坦圖型490所改善的光萃取效率時，障肋部470係用以分離光發射區使其成為許多小光發射區。
請參閱第19圖至第23圖，根據本發明另一個具體實施例的半導體發光將會於以下描述之。
第19圖係為根據本發明另一個具體實施例之半導體發光裝置的透視圖。第20圖係為第19圖之該半導體發光裝置之平面圖。請參閱第27圖至第29圖，該半導體發光元件描述如下。
根據本發明之具體實施例之半導體發光裝置500，包含依序堆疊之第一導電型半導體層511、主動層512、第二導電型半導體層513、第二電極層520、第一絕緣層530、第一電極層540以及導電基板550。第二電極層520包含在第二導電型半導體層513的交介面上的一個部分的暴露區域。第一電極層540包含了最少一個與第一導電型半導體層511作電性連接，且與第二導電型半導體層513以及主動層512電性分離的接觸孔541，使得接觸孔541可由第一電極層540表面延伸至最少該第一導電型半導體層511的部分。
由於該半導體發光裝置500主要於第一導電型半導體層511、主動層512以及第二導電型半導體層513發光，而此三層又稱為發光堆疊結構510。也就是說，該半導體發光裝置500包含了發光堆疊結構510、與第一導電型半導體層511電性連接的第一電極層540、與第二導電型半導體層513電性連接的第二電極層520，以及與電極層520及540絕緣的第一絕緣層530。此外，導電基板550係作為一個用以成長或支撐半導體發光裝置500的基板
半導體層511與513可為半導體材料，例如氮化鎵系列半導體、碳化矽系列半導體、氧化鋅系列半導體、砷化鎵系列半導體、磷化鎵系列半導體與磷砷化鎵系列半導體等。半導體層511與513可用金屬有機化學氣相沈積法、分子束壘晶法製造而成。此外，半導體層511與513之材料可為IIIV-V半導體、IV-IV族半導體、II-VI半導體以及如矽或與包含矽等第VI族半導體等材料、或其組合所形成。此外，半導體層511與513摻雜了一些其與導電型態有相關的雜質。
主動層512為一主動發光層，且藉由具有一個比第一導電型半導體層511與第二導電型半導體層513之間較小的能階的材料所形成。例如，當第一導電型半導體層511與第二導電型半導體層513由氮化鎵化合物系列半導體形成時，主動層512可由具有比氮化鎵小的能階之氮化銦鋁鎵化合物系列半導體所形成。其中主動層512可包含Inx Aly Ga(1-x-y) N(其中、、)。
利用控制組成主動層512材料的莫耳數比例來調整發光的波長。因此，根據主動層512的特性，半導體發光裝置500所發之光可為紅外光、可見光、或紫外光。
電極層520及540係提供一個電壓到有相同導電形式之半導體層(可包括金屬)。電極層520及540係用以將半導體層511與513電性連結至外部電源(圖中無顯示)的電極。例如，為n極電極的電極層520及540其材料可為鈦、鋁、鈷與金；而為p極電極的電極層520及540其材料可為鎳、鈀、銀、鋁、鉑與金。
第一電極層540電性連接至第一導電型半導體層511，而第二電極層520電性連接至第二導電型半導體層513。由於第一電極層540及第二電極層520連結至不同的導電型態，因此其彼此之間係利用第一絕緣層530的隔離而電性分離。第一絕緣層530可由低導電的材料所形成。例如，第一絕緣層530可以包含氧化物，如二氧化矽。
第二電極層520反射由主動層512所產生之光，由於第二電極層520在主動層512之下，其對應第二電極層520配置於從半導體發光裝置500發射出來的光相反的方向的平面。也就是說，光主動層512發出來的光，其方向若為往第二電極層520之方向，則此方向與半導體發光裝置500所發射出來的光相反。因此，為了要增加發光效率，往第二電極層520的光必須要被反射。因此，如果第二電極層520有光反射的特性，將會增加半導體發光裝置500的發光效率。
為了反射從主動層512發出的光，第二電極層520可由在可見光帶發白光的金屬形成。例如，第二電極層520可由銀、鋁與鉑任何一者形成。
第二電極層520包含與第二導電態半導層513交介面上的部分暴露區域。第一電極層540在其底面上連接導電基板550，因此可透過導電基板550電性連接到外部電源(圖中無顯示)。然而，第二電極層520需要用以與外部電源(圖中無顯示)連接的一個分離連接區域。因此，第二電極層520具有一個利用蝕刻一部分的發光堆疊結構510所暴露的區域。
請參閱第19圖，係為一具體實施，其表示透過蝕刻發光堆疊結構510，在其中心部分產生一個通孔514，而在第二電極層520上形成一個暴露區域。一個電極墊部分560可在第二電極層520上形成。第二電極層520可透過暴露區域與外部電源(圖中無顯示)電性連接。也就是說，第二電極層520可利用電極墊部分560與外部電源(圖中無顯示)電性連接。連接方式可利用電線與外部電源(圖中無顯示)連接。因此，為了方便起見，通孔514的半徑會由第二電極層520至第一導電型半導體層511越來越大。
通孔514係利用選擇性蝕刻製程來製造，其主要為蝕刻發光堆疊結構510，而不蝕刻包含金屬的第二電極層520。而通孔514的半徑係技術領域中具通常知識者可確定的，例如考慮發光面積、電子連接效率與在第二電極層520的電流分散來確定之。
第一電極層540包含最少一個接觸孔541，接觸孔541電性連接至第一導電型半導體層511，但與第二導電型半導體層513及主動層512絕緣，因此接觸孔541延伸到第一導電型半導體層511的部分。為了建立第一導電型半導體層511與外部電源(圖中無顯示)的連結，第一電極層540包含了最少一個介於第一電極層540與第二導電型半導體層513之間通過第二電極層520的接觸孔541、第二導電型半導體層513、以及延伸到第一導電型半導體層511且包含電極材料的主動層512。
若接觸孔541係只用以電性連結，則第一電極層540只包含一個接觸孔541。也就是說，如果接觸孔541還用來提供轉換到第一導電型半導體層511的電流分散的均勻性，則第一電極層540在預定區域可包含多數個接觸孔541。
導電基板550係與第二電極層520電性連接。導電基板550係為一金屬基板或半導體基板。當導電基板550係為一金屬基板時，其材料為銀、鎳、銅、鋁或鎢。當導電基板550係為一半導體基板時，其材料為矽、鍺、或砷化鉀。此外，導電基板550係為一任意材料，其包含銀、鎳、銅、鋁、鎢、矽、鍺、或砷化鉀，例如包含矽與鋁的矽化鋁。導電基板550可以為一個成長基板，或一個承載基板。若為承載基板時，在使用一個非導體基板(例如：藍寶石基板)當成長基板後，該非導體基板將會被移除，而留下磊晶後的結構。
當導電基板550為承載基板時，其可利用藉由鍍覆法或者基板銲接法而形成。詳言之，導電基板550係利用鍍覆法或者基板銲接法在半導體發光元件500中形成，該鍍覆法係利用平板種晶層來形成一個基板，而該基板銲接法則係先形成導電基板550再利用一個導體黏著劑，如銀、錫、鎳、錫化銀、錫化鎳、錫化鎳銀與鉛化鍶等將其黏附上去。
請參閱第20圖，係為半導體發光裝置500的平面圖。通孔514係形成於半導體發光裝置500的上表面，而電極墊部分560係設置在第二電極層520中的暴露區域。雖然沒有顯示半導體發光裝置500的上表面，但為了要表示出接觸孔541的位置，因此用虛線的方式之。為了讓第二電極層520、第二導電型半導體層513及主動層512與接觸孔541電性分離，第一絕緣層530可以沿著接觸孔541作延伸。下文中請參考第21B圖與第21C圖，有較深入的描述。
請參閱第21A圖至第21C圖，分別顯示第20圖中半導體發光裝置500沿線段A-A’、B-B’與C-C’的剖面圖。線段A-A’係為半導體發光裝置500中的剖面圖，線段B-B’係包含了接觸孔541與通孔514，而線段C-C’只包含了接觸孔541，下文的描述請參考第19圖至第21C圖。
請參閱第21A圖，其未顯示接觸孔541或通孔514。接觸孔541並沒有藉由一個分離的連接線連結起來，而是透過第一電極層540電性連接。因此，接觸孔541沒有顯示在線段A-A’剖面中。
請參閱第21B與21C圖，接觸孔541從第二電極層520與第一電極層540間的交介面延伸到達第一導電型半導體層511。接觸孔541穿過第二導電型半導體層513與主動層512且向上延伸到第一導電型半導體層511。接觸孔541向上延伸到至少主動層512與第一導電型半導體層511間的交介面。由於接觸孔541係用以電性連接與電流分散，亦即接觸孔541必須與第一導電型半導體層511做連結才能完成。因此接觸孔541必須要延伸到第一導電型半導體層511，但卻不能超出該第一導電型半導體層511的外表面。
接觸孔541必須具有一個用以將電流分散到第一導電型半導體層511的預定區域。該接觸孔541預留的數量必須形成於這種小面積使電流均勻的在第一導電型半導體層511中傳佈。但若該接觸孔541預留的數量太小，其電流的分散會有困難且電性也會衰減。但若該接觸孔541預留的數量太大，其製造過程會有困難且主動層會減少而導致發光區域的減少。因此，必須要考慮以上情況下適當地選擇接觸孔541的數量。如此，接觸孔541佔據的空間須盡可能的小但又能讓電流有效的分散。
接觸孔541從第二電極層520延伸出來到達第一導電型半導體層511內部。由於接觸孔541係用於第一導電型半導體層511的電流分散，接觸孔541必須與第二導電型半導體層513與主動層512電性分離。因此，接觸孔541與第二電極層520、第二導電型半導體層513以及主動層512電性分離。因此，第一絕緣層530當環繞接觸孔541時可做延伸。電性分離可藉由利用絕緣材質(例如電介質)而實施。
請參閱第21B圖，第二電極層520的暴露區域係用以電性連接到外部電源(圖中無顯示)的區域。電極墊部分560會配置在該暴露區域中。而通孔514的內部表面會形成一第二絕緣層570，係用以讓發光堆疊結構510與電極墊部分560彼此電性分離。
請參閱第21A圖，由於第一電極層540與第二電極層520配置在相同的平面，半導體發光裝置500會顯示出水平型半導體發光裝置的特性。在第21C圖中，由於電極墊部分560配置在第一導電型半導體層511的表面，半導體發光裝置500會顯示出垂直型半導體發光裝置的特性。因此，該半導體發光裝置500具有水平型與垂直型混合態的結構。
請參閱第21A圖至第21C圖，第一導電型半導體層511係為一個n型的半導體層，且第一電極層540係為一個n型的電極。在此情況下，第二導電型半導體層513係為一個p型的半導體層，且第二電極層520係為一p型的電極。如此，n型電極的第一電極層540與p型電極的第二電極層520係利用第一絕緣層530介於其中使其相互電性分離。
根據本發明的具體實施例，第22圖表示表面具有一不均勻的圖案之半導體發光裝置的發光示意圖。其物件單元由於上述有詳細說明，故在此省略。
根據本發明的具體實施例，在半導體發光裝置500中，在第一導電型半導體層511之光程方向提供最外層表面。而在半導體發光裝置500表面上的不平坦圖型580係利用如微影等習知技術而製成。在此情況之下，當光通過在第一導電型半導體層511表面上的不平坦圖型580時，由主動層512所發出的光會被萃取。因此，不平坦圖型580會增加光萃取效率。
不平坦圖型580可具有一種光晶結構。該光晶結構為具有不同反射係數且以類晶體方法規則排列於其中之介質的一種結構。該光晶結構係可根據各種光的波長調節光的長度單位，以進一步增加光萃取效率。
請參閱第23圖，依據本發明之具體實施例，顯示暴露於半導體發光裝置500中的邊緣之第二電極層520。
依據本發明的概念，提供一個方法係用以製造半導體光學裝置，包括：依序形成第一導電型半導體層511’、主動層512’、第二導電型半導體層513’、第二電極層520’、絕緣層530’、第一電極層540’與導電基板550；在第二電極層520’與第二導電型半導體層513’的交介面上形成一個部分暴露區域；以及形成最少一個從第一電極層540’表面上延伸到一部分第一導電型半導體層511’的接觸孔541’、與該第一導電型半導體層511’電性連接且與第二導電型半導體層513’電性絕緣的第一電極層540’以及主動層512’。
在此例中，第二電極層520’的暴露區域可在發光堆疊結構510’(見第19圖)中形成通孔514’，或透過台面蝕刻(mesa etching)發光堆疊結構510’(見第23圖)而形成。與上述第19圖之實施例中之相同的物件說明，將不再贅述。
請參閱第23圖，半導體發光裝置500’的邊緣係為台面蝕刻製成。該蝕刻實施在發光堆疊結構510’上，使得第二電極層520’得以在與第二導電型半導體層513’在交介面上暴露出來。因此，第二電極層520’的暴露區域係形成於半導體發光裝置500’的邊緣。比較上述具有通孔的具體實施例，在邊緣形成第二電極層520’的暴露區域的實施例可透過簡易的製程來實現，且連序的電性連接程序也能簡單地實現。
請參閱第24圖至第34圖，其係為本發明之半導體發光裝置的另一具體實施例，其描述如下。
請參閱第24圖，係根據本發明之另一具體實施例的半導體發光裝置的透視圖，且請參閱第25圖，係為第24圖之該半導體發光裝置的上視平面圖。請參閱第26圖，係為第25圖中該半導體發光裝置沿線段A-A’之截面圖。該半導體發光裝置將會藉由第24圖至第26圖在以下文詳述之。
依據本發明之具體實施例之半導體發光裝置600包含依序堆疊的第一導電型半導體層611、主動層612、第二導電型半導體層613、第二電極層620、絕緣層630、第一電極層640與導電基板650。為了電性連接到第一導電型半導體層611，第一電極層640包含最少一個與第二導電型半導體層613及主動層612絕緣的接觸孔641，且接觸孔641由第一電極層640表面延伸到一部分的第一導電型半導體層611。在此具體實施例中，第一電極層640不是一個必要的元件。雖然沒有顯示，但半導體發光裝置600可不包含第一電極層640，而接觸孔641係在導電基板650的表面形成。為了電性連接至第一導電型半導體層611，此導電基板650可以包含最少一個與第二導電型半導體層613及主動層612絕緣的接觸孔641，且接觸孔641由第一電極層640表面延伸到一部分的第一導電型半導體層611。在此例中，導電基板650係用以與外部電源(圖中無顯示)電性連接，並且經由導電基板650將電壓施加於第一導電型半導體層611。
第二電極層620包含與第二導電型半導體層613交介面上的一部分暴露區域614，該暴露區域614可藉由蝕刻第一導電型半導體層611、主動層612與第二導電型半導體層613而形成。一個蝕刻停止層621形成於暴露區域614中。
由於半導體發光裝置600主要於第一導電型半導體層611、主動層612與第二導電型半導體層613發光，因此視為一發光堆疊結構610。亦即，半導體發光裝置600包含了發光堆疊結構610、透過接觸孔641電性連接至第一導電型半導體層611的第一電極層640、電性連接至第二導電型半導體層613的第二電極層620、以及與第一電極層620與640電性絕緣之第一絕緣層630。此外，半導體發光裝置600還包含支撐用的導電基板650。
半導體層611與613可為半導體材料，例如氮化鎵系列半導體、碳化矽系列半導體、氧化鋅系列半導體、砷化鎵系列半導體、磷化鎵系列半導體與磷砷化鎵系列半導體等。此外，半導體層611與613可以由包含IIIV-V半導體、IV-IV族半導體、II-VI半導體以及如矽或與包含矽等第VI族半導體、及其組合之材料而形成。此外，考量其導電形態，半導體層611與613可摻雜了n型與p型導電型態的雜質。
主動層612為一主動發光層，其透過具有一個比第一導電型半導體層611與第二導電型半導體層613小的能階之材料形成。例如，當第一導電型半導體層611與第二導電型半導體層613由氮化鎵化合物系列半導體形成時，而由氮化銦鋁鎵化合物系列半導體形成之主動層612有一個比氮化鎵小的能階。其中主動層612可包含Inx Aly Ga(1-x-y) N(其中、、)。
主動層612的特性在此例中，其雜質並非利用摻雜的方式製成。利用控制主動層612組成材料的莫耳數比例可調整發光的波長。因此，半導體發光裝置600可根據主動層612的特性發出紅外光、可見光、或紫外光。
由於第一電極層640與第二電極層620層提供一個電壓到有相同導電形式之半導體層，半導體層611與613利用電極層620與640電性連接至外部電源(圖中無顯示)。
第一電極層640電性連接至第一導電型半導體層611，而第二電極層620電性連接至第二導電型半導體層613。因此，第一電極層640及第二電極層620之間利用絕緣層630的隔離而電性分離。絕緣層630可由具低導電之導體材料形成。例如，絕緣層630可以包含氧化物，如二氧化矽。
為了能夠電性連接至第一導電型半導體層611，第一電極層640包含最少一個接觸孔641，其與第二導電型半導體層613、主動層612電性絕緣(分布在第一導電層與第二導電層的絕緣層630係可以延伸的)，以及延伸至一部份的第一導電型半導體層611。接觸孔641通過第二電極層620、絕緣層630與第二電極層620，並且延伸至第一導電型半導體層611。接觸孔641包括電極材料。藉由接觸孔641，第一電極層640與第一導電型半導體層611電性連接，使第一導電型半導體層611連接至外部電源(圖中無顯示)。
若接觸孔641係只用以與第一導電型半導體層611電性連接，則第一電極層640可包含一個接觸孔641。另一方面，若接觸孔641也提供傳輸至第一導電型半導體層611的電流之均勻分散，則第一電極層640於預定位置可包括複數接觸孔641。
由於第二電極層620配置於主動層612之下，其配置於對應主動層612之半導體發光裝置600光發射的方向相反的平面上。因此，為了增加發光效率，朝向第二電極層620方向的光的必須被反射。
為了反射從主動層612發射出來的光，第二電極層620可由在可見光帶發白光的金屬形成。例如，第二電極層620可以為銀、鎳、鋁、銠、鉛、銥、釕、鎂、鋅、鉑與金。
利用蝕刻第一導電型半導體層611、主動層612與第二導電型半導體層613，一部分的第二電極層620被暴露於與第二導電型半導體層613交介面上。蝕刻停止層621形成在暴露區域614。其中，第一電極層640連接導電基板650的底面，因此其連接至外部電源(圖中無顯示)。另一方面，第二電極層620需要一個隔離連結區用以與外部電源(圖中無顯示)連結。因此，第二電極層620在第二導電型半導體層613的交介面部份具有一個暴露區域614。暴露區域614係由蝕刻一部分的發光堆疊結構610而形成。藉由此方法，第二導電型半導體層613利用第二電極層620與外部電源(圖中無顯示)電性連接。
暴露區域614的面積可由技術中具通常知識者來決定，如考慮到發光面積、電性連接效率與在第二電極層620的電流分散。一個具體實施例在第24圖至第26圖顯示，係為發光堆疊結構610的邊緣被蝕刻，因此暴露區域614置於邊緣的第二電極層620。
暴露區域614係利用選擇蝕刻製程來製造，其主要為蝕刻一部分的發光堆疊結構610，而不蝕刻包含金屬的第二電極層620。然而，由於在選擇蝕刻一部分發光堆疊結構610的製程很難準確的控制，因此發光堆疊結構610底下的第二電極層620有可能會被部分蝕刻。當第二電極層620的部分被蝕刻時，金屬材質的第二電極層620有可能會附著至第二導電型半導體613層上，導致漏電。因此蝕刻停止層621形成於實施蝕刻程序的發光堆疊結構610中，即第二電極層620的暴露區域。
蝕刻停止層621防止第二電極層620中的金屬附著到發光堆疊結構610邊緣表面。如此，可減少漏電，且其蝕刻過程較容易完成。蝕刻停止層621其材質可為抑制蝕刻發光堆疊結構610時所用的材質，例如，蝕刻停止層621可為(但不限於)絕緣材質，如氧化矽系列或氮化矽系列，例如SO2 、SiUxNy、SixNy等。蝕刻停止層621不需要一定為絕緣材料。即使蝕刻停止層621為導電材料，其亦不影響半導體發光裝置600的運作。因此，蝕刻停止層621可為一種適當的導電材料，只要其導電材質可以有讓蝕刻停止的功能。
或者，通過蝕刻停止層621的電極墊部分660形成於暴露區域614中。電極墊部分660通過蝕刻停止層621且與第二電極層620電性連接。在此例中，較容易將第二電極層620與外部電源(圖中無顯示)電性連接。
導電基板650係配置於第一電極層640的下表面。導電基板650連結第一電極層640，並與其電性連接。導電基板650可為金屬基板或為半導體基板。導電基板650係為一金屬基板或半導體基板。當導電基板550係為一金屬基板時，其材料為銀、鎳、銅、鋁、鎢、矽、鍺、砷化鎵，或包含矽或鋁的材質-例如純銅或係化鋁。在此例中，導電基板650可利用鍍覆法或焊接法成型。導電基板650可為一承載基板。此在承載基板的案例中，在使用一個非導體基板(例如：藍寶石基板)當成長基板後，該非導體基板將會被移除，而留下磊晶後的結構。
請參閱第25圖，係為半導體發光裝置600的平面圖。雖然接觸孔641沒有在半導體發光裝置600的上表面顯示出來，但為了要表示出接觸孔641的位置，因此用虛線的方式表示。為了讓第二電極層620、第二導電型半導體層613以及主動層612與接觸孔641電性分離，其絕緣層630可以沿著接觸孔641作延伸。下文中請參考第26圖，有較深入的描述。
請參閱第26圖，顯示第25圖中半導體發光裝置600沿線段A-A’的橫剖面圖。線段A-A’係包含了接觸孔641與暴露區域614。
請參閱第26圖，接觸孔641從第一電極層640交介面延伸到達第一導電型半導體層611的內部，並且穿透過第二電極層620、第二導電態半導體613與主動層612。接觸孔641最少向上延伸到主動層612與第一導電型半導體層611的交介面，最好能延伸至一部分的第一導電型半導體層611。由於設置接觸孔641之目的在於電性連接與電流分散，亦即接觸孔641必須要與第一導電型半導體層611做連結。因此接觸孔641必須要延伸到第一導電型半導體層611，但卻不能超出該第一導電型半導體層611的表面。
此外，接觸孔641必須具有用以將電流分散到第一導電型半導體層611的預定區域。而該接觸孔641預留的數量可形成於此種小面積使電流均勻的在第一導電型半導體層611中傳佈。若該接觸孔641預留的數量太小，其電流的分散會有困難且電性也會衰減。但若該接觸孔641預留的數目太大，其製造過程會有困難且主動層會減少而導致發光區域的減少。因此，必須要考慮以上情況下精確地確定接觸孔641的數量。如此，接觸孔641佔據的空間盡可能的小但又能讓電流有效地分散。
接觸孔641從第二電極層第一電極層640延伸出來到達第一導電型半導體層611內部。由於接觸孔641係用以做第一導電型半導體層611的電流分散，接觸孔641必須與第二導電態半導體613與主動層612電性分離。因此絕緣層630環繞接觸孔641時可延伸。
請參閱第26圖第二電極層620在與第二導電態半導體613的交介面上包含一部分的暴露區域614。暴露區域614係用以做第二電極層620與外部電源(圖中無顯示)間電性連接的區域，蝕刻停止層621係在暴露區域614中成型。半導體發光元件600可包含穿透過蝕刻停止層621且與第二電極層620電性連接的電極墊部分660，而暴露區域614的內部表面會形成一絕緣層670，係用以做讓發光堆疊結構610與電極墊部分660彼此電性分離。
請參閱第26圖，由於第一電極層640與第二電極層620配置在相同的平面，半導體發光裝置600會顯示出水平型半導體發光元件的特性。由於電極墊部分660配置在第一導電型半導體層611的表面，半導體發光裝置600會顯示出垂直型半導體發光裝置的特性。因此，該半導體發光裝置600具有水平型與垂直型混合態的結構。
第27圖至第29圖，顯示根據本發明另一個實施例之半導體發光裝置。詳言之，第27圖係為該半導體發光裝置的透視圖；第28圖係為該半導體發光裝置的上視圖；第29圖係為第28圖之該半導體發光裝置沿A-A’線段之剖面圖。
根據第27圖至第29圖，發光堆疊結構710的中心部分被蝕刻。因此，在第二電極層720與第二導電型半導體層713今的交介面之部分暴露區域714設置於半導體發光元件700的中心。上述有詳細說明的物件將不再贅述。半導體發光裝置700可包含電極墊部分760，其係利用移除一部分的在暴露區域中的蝕刻停止層721而形成。電極墊部分760可電性連接至外部電源(圖中無顯示)，並且通過蝕刻停止層721且電性連接第二電極層720。可利用電線連接至外部電源(圖中無顯示)。因此，為了連結的便利性，可形成暴露區域714，使得其往第二電極層720到第一導電型半導體層711的方向增加。
第30圖與第31圖係根據本發明另一個變化實施例之半導體發光元件。詳言之，第30圖與第31圖分別係為該半導體發光元件的透視圖與截面圖。在此例中，該半導體發光元件的透視圖與第25圖相似；而第31圖為與第26圖相似的A-A’線段截面圖。其物件單元由於上述有詳細說明，固在此省略，參閱第32A圖至第33A圖。
根據第30圖與第31圖，第二電極層620’係藉由蝕刻發光堆疊結構610’而暴露出來，而在暴露區域形成的蝕刻停止層621’延伸至第二導電態半導體613’與主動層612’的邊緣。在此例中，最好避免第二電極層620’為金屬材質以避免如上述之在蝕刻第一導電型半導體層611’時，會附著至半導體側面。此外，也可保護主動層612’。
如此的半導體發光結構將會在下描述之。
第32A圖至第32D係剖面圖，其顯示一個根據本發明的具體實施例用以製造半導體發光裝置的方法，更具體的說，係第24圖至第26圖之半導體發光裝置。
根據第34A圖，第一導電型半導體層611、主動層612、第二導電型半導體層613與第二電極層620係依序形成於一個非導體基板680上。
在此例中，半導體層611與613與主動層612可使用習知的製程來形成，例如金屬有機化學氣相沈積法、分子束壘晶法與氫化物氣相沈積法等。非導體基板680可為一個藍寶石基板，因其較容易長出氮化系列之半導體。
當於一區域形成蝕刻停止層621時，第二電極層620被堆疊以藉由蝕刻第一導電型半導體層611、主動層612與第二導電態半導體613而暴露出來。
接下來，絕緣層630與導電基板650形成於第二電極層620上。如第32B圖顯示，第一電極層640可以形成在絕緣層630與導電基板650間。
為了電性連接第一導電型半導體層611，故形成導電基板650的，此導電基板650包含至少一個與第二導電態半導體613及主動層612電性隔離的接觸孔641，且由導電基板650之一表面延伸至第一導電型半導體層611的部分。
如第32A圖，當第一電極層640形成在絕緣層630與導電基板650間時，接觸孔641亦會形成在第一電極層640上。亦即，為了製造出與第一導電型半導體層611的電性連接而形成第一電極層640，其包含至少一個與第二導電態半導體613及主動層612電性隔離的接觸孔641，且由第一電極層640之一表面延伸至第一導電型半導體層611的部分。
由於接觸孔641係用以提供第一導電型半導體層611的電流分散，故接觸孔641必須與第二導電態半導體613及主動層612電性分離。因此，當環繞接觸孔641時絕緣層630必須延伸。
接下來，請參考第32C圖(其與第32B圖相反)，非導體基板680被移除，且第一導電型半導體層611、主動層612與一部分的第二導電態半導體613被蝕刻以於第二電極層620與第二導電態半導體613間交介面上的部份形成暴露區域614。
暴露區域614係利用選擇蝕刻製程來形成，其主要為蝕刻一部分的發光堆疊結構610，而不蝕刻包含金屬的第二電極層620。
如上述，由於在選擇蝕刻一部分發光堆疊結構610的製程中，其很難準確的控制，因此發光堆疊結構610底下的第二電極層620有可能會被部分蝕刻。然而，按照本發明之具體實施例，利用於蝕刻程序實施的區域中形成蝕刻停止層621可輕易實現蝕刻程序。如此，可防止第二電極層620的金屬附著至發光堆疊結構610邊緣表面以減少漏電。
接下來，請參閱第32D圖，一部分的蝕刻停止層621為了用以做第二電極層620與外部電源(圖中無顯示)之電性連接可以被移除，在此例中，電極墊部分660形成於蝕刻停止層621被移除的區域。此外，為了電性分離發光堆疊結構610與電極墊部分660，第二絕緣層670可形成於其上實施蝕刻過程之發光堆疊結構610的內表面。
請參閱第32A圖到第32D圖顯示一個範例，其中，在發光堆疊結構610的邊緣被蝕刻且第二電極層620的暴露區域形成於該邊緣。當發光堆疊結構610的中心部位被蝕刻時，則可製造第27圖中的半導體發光裝置。
根據本發明的一個變化實施例，第32A圖到第32D圖表示一種製造半導體元件之方法的剖面圖，更具體而言，是一種顯示於第30圖到第31圖之用於製造半導體發光裝置之方法。相同於第32A圖至第32D圖之元件說明將不再贅述。
請參閱第33圖，第一導電型半導體層611’、主動層612’、第二導電型半導體層613’以及第二電極層620’係依序形成於非導體基板680’。
當於一區域形成蝕刻停止層621’時，第二電極層620’被堆疊以藉由蝕刻第一導電型半導體層611’、主動層612’與第二導電型半導體層613’而暴露。如第33A圖所示，在蝕刻發光堆疊結構610’以形成暴露區域614’之前，第二導電型半導體層613’、主動層612’與一部分的第二導電態半導體613已被蝕刻。一個蝕刻停止層621’延伸至被主要蝕刻過程所暴露的第二導電型半導體層613’、主動層612’與一部分的第一導電型半導體層611’。
在此例中，如第33C圖所示，為了在第二電極層620’形成暴露區域614’的發光堆疊結構610’蝕刻期間，可僅蝕刻第一導電型半導體層611’，因此獲得保護主動層612’的額外效果。
請參閱第33B圖，其顯示在第二電極層620’上形成的絕緣層630’、第一電極層640’與導電基板650’。
為了製造第一導電型半導體層611’的電性連結，故形成第一電極層640’用以包含至少一個與第二導電類型半導體613’以及主動層612’電性絕緣的接觸孔641’，且由第一電極層640’表面延伸到一部分的第一導電型半導體層611’。由於接觸孔641’係用以作第一導電型半導體層611’的電流分散，故接觸孔641’需要與第二導電型半導體層613’與主動層612’電性分離。因此，當環繞接觸孔641’時，其絕緣層630’需延伸。
接下來，請參考第33C圖(其與第33B圖相反)，在第二電極層620’表面形成暴露區域614’以暴露第二導電態半導體613’之交介面的部分。非導體基板680’被移除而第一導電型半導體層611’被蝕刻。由於如第33A圖顯示的，主動層612’與第二導電態半導體613’已被蝕刻，暴露區域614只需蝕刻第一導電型半導體層611’即可形成。
如上述，在蝕刻發光堆疊結構610’期間，可藉由在第二電極層620’的暴露區域形成蝕刻停止層621’而輕易實現蝕刻程序。
接下來，請參閱第33D圖，為了製造第二電極層620’與外部電源(圖中無顯示)間的電性連接，在暴露區域614’上形成的一部分蝕刻停止層621’可被移除。在此例中，為了製造與第二電極層620’的電性連接，電極墊部分660’可形成在蝕刻停止層621’被移除之區域。不像第32圖之製程，只有第一導電型半導體層611’係暴露的，因此不需要為了與電極墊部分660’電性分離而形成一個絕緣層。
當根據本發明具體實施例的半導體發光裝置600、600’與700被封裝時，導電基板650、650’與750可與第一引線框架作電性連接，而電極墊部分660、660’與760可透過線與第二引線框架作電性連接。亦即，由於半導體發光裝置600、600’與700以一種晶粒連結與焊接結合方式封裝，可確定其最大的發光效率，且其製造過程可以在一個相對低成本下完成。
第34圖係表示根據本發明另一個變化實施例之半導體發光裝置的一個剖面圖。請參閱第34圖，如上述之具體實施例，根據本發明之變化實施例之半導體發光裝置600"，包含依序堆疊之第一導電型半導體層611"、主動層612"、第二導電型半導體層613"、第二電極層620"、絕緣層630"、第一電極層640"、導電基板650"、蝕刻停止層621"以及電極墊部分660"。為了製造第一導電型半導體層611"的電性連接，第一電極層640"包含了至少一個與第二導電型半導體層613"以及主動層612"的電性絕緣接觸孔641"，並且由第一電極層640"表面延伸至至少一部分的第一導電型半導體層611"。在此變化實施例中，更提供一個具有不平坦結構的鈍化層鈍化層670"。前述之相同構件將不再贅述，而鈍化層鈍化層670"請參閱下述說明。
【實施方式】
當具有第一導電型半導體層611"、主動層612"、和第二導電型半導體層613"之結構定義為發光結構時，形成鈍化層670"以覆蓋該發光結構之側表面。於是，鈍化層670"之作用為保護發光結構，尤其是主動層612"。在此情況中，如第34圖中所示，鈍化層670"可以形成在發光結構之上表面以及發光結構之側表面，或者亦可以形成在蝕刻停止層621"之上表面。
為了實施保護發光結構之功能，鈍化層670"可以由氧化矽或氮化矽形成，例如，SiO2 、SiOx Ny 、Six Ny 、等等，並且可以具有約0.1至2μm之厚度。如此一來，鈍化層670"可以具有約1.4至2之折射率。由於空氣或封裝件模具(package mold)結構以及折射率之差異，因此對於發射自主動層670"而要被釋出之光可能是個問題。於此實施例中，藉由在鈍化層670"中形成不平坦結構而改善外部光萃取效率。尤其是，如第34圖中所示，當不平坦結構形成於相對於主動層612"的側向(lateral direction)上發射光所穿透的區域中時，則發射至半導體發光裝置600"之側表面之光之數量可以增加。確切來說，將不平坦結構用於鈍化層670"與不用不平坦結構使之情況間作比較，而其餘非為不平坦結構之所有元件為相同狀態之條件下，光萃取效率可改善超過5%。同時，雖然非必要，鈍化層670"之不平坦結構可形成於對應第一導電型半導體層611"之上表面的區域中。在此情況中，可以改善垂直方向上之光萃取效率。再者，不平坦結構亦可以形成在鈍化層670"之側表面。
以下將參照第35至55圖說明根據本發明之另一個實施例之半導體發光裝置。
第35圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之透視示意圖。第36圖為第35圖中所例示之半導體發光裝置之上視圖。第37圖為沿著第36圖之線A-A之剖面圖。參照第35至37圖，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置800包含於導電基板807上之第一導電型接觸層804。發光結構形成在第一導電型接觸層804上。發光結構包含第一導電型半導體層803、主動層802、和第二導電型半導體層801。高電阻部分808形成在發光結構之側表面。如稍後將作說明，可以藉由注射離子進入發光結構之側表面而獲得高電阻部分808。第一導電型接觸層804與導電基板807電性隔離。欲達此目的，絕緣層806係設置在第一導電型接觸層804與導電基板807之間。
於此實施例中，第一導電型半導體層803和第二導電型半導體層801可以分別為p型半導體層和n型半導體層，並且可以由氮化物半導體形成。於此實施例中，第一導電型和第二導電型可以了解分別為(但是不限於)p型和n型。第一導電型半導體層803和第二導電型半導體層801具有Alx Iny Ga(1-x-y) N(此處，，)之組成物，例如，GaN、AlGaN、InGaN、等等。形成於第一導電型半導體層803與第二導電型半導體層801之間之主動層802由於電子與電洞之再結合而發射具有預定能量之光，並且可以具有複合量子井(multiple quantum well，MQW)結構，於此結構中量子井層和量子阻障層交錯地堆疊。舉例而言，InGaN/GaN結構可以使用於複合量子井結構。
第一導電型接觸層804可以反射發射自主動層802之光朝向半導體發光裝置800之頂部，亦即，第二導電型半導體層801。再者，第一導電型接觸層804可以與第一導電型半導體層803形成歐姆接觸。考慮此功能，第一導電型接觸層804可以包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、或Au。在此情況中，雖然未詳細顯示，但是該第一導電型接觸層804可以具有能夠改善反射效率之結構。詳言之，該第一導電型接觸層804可以具有包含Al、Ag、Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt、以及其組合其中至少一種之結構。於此實施例中，第一導電型接觸層804之部分可以暴露於外部。如所例示，暴露之區域可以是未形成發光結構之區域。第一導電型接觸層804之暴露區域對應於用來施加電訊號之電性連接部，而電極墊805可以形成在第一導電型接觸層804之暴露區域。
如稍後將作之說明，導電基板807產生功能作為支撐主體，該支撐主體支撐於雷射剝離製程(laser lift-off process)等中之發光結構。導電基板807可以包含選擇自由下列材料組成之群其中至少之一種材料：Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、以及GaAs，例如，純銅或AlSi，Si和Al之組合。在此情況中，依照選擇之材料，可以使用鍍覆方法或者接合方法形成導電基板807。於此實施例中，導電基板807被電性連接至第二導電型半導體層801。如此一來，電訊號可以透過導電基板807施加到第二導電型半導體層801。欲達到此目的，如第37和38圖中所示，必須設置導電通孔v從導電基板807延伸並且電性連接至第二導電型半導體層801。
該導電通孔v連接至第二導電型半導體層801之內部。欲減少接觸電阻，可以適當地調整導電通孔v之數目、形狀和間距(pitch)，以及其與第二導電型半導體層801之接觸面積。在此情況中，因為導電通孔v需要與主動層802電性隔離，因此第一導電型半導體層803，和第一導電型接觸層804、絕緣層806係形成於導電通孔v與各自的層802、803與804之間。絕緣層806可以由任何具有電性絕緣特性之的材料形成。較理想的情況是，絕緣層806係由吸收低光量之材料形成。舉例而言，絕緣層806可以由氧化矽、氮化矽、或者例如SiO2 、SiOx Ny 、Six Ny 等之另一種絕緣材料形成。
如上所述，於此實施例中，導電基板807透過導電通孔v電性連接至第二導電型半導體層801，以及其不需要獨立形成電極於第二導電型半導體層801之上表面。如此一來，可以增加發射至第二導電型半導體層801之上表面之光量。在此情況中，因為導電通孔v形成在主動層802之部分，因此減少發光區域。然而，因為沒有電極形成在第二導電型半導體層801之上表面，因此可以進一步改善光萃取效率。同時，於根據本發明之此實施例之半導體發光裝置800中，因為沒有電極設置在第二導電型半導體層801之上表面，因此整個電極配置類似於水平電極結構而非垂直電極結構。然而，藉由形成在第二導電型半導體層801之內側之導電通孔v可以充分確保電流分散的效果。
高電阻部分808形成在發光結構之側表面上，並且發生作用以從外側保護發光結構，尤其是主動層802，藉此改善半導體發光裝置之電性可靠度。因為暴露於外側之主動層802也許於半導體發光裝置800之操作過程中扮演為漏電流路徑，因此藉由於發光結構之側表面上形成具有相對高電阻之高電阻部分808而防止漏電流。在此情況中，可以藉由離子植入形成高電阻部分808。明確而言，當藉由粒子加速器加速之粒子注入發光結構中時，組成該發光結構之半導體層的晶體因受損害而使電阻增加。因為注入之離子能夠藉由熱處理恢復，因此可以使用具有相對大粒子尺寸之離子而使得於半導體層之一般熱處理溫度期間他們不會被恢復。舉例而言，譬如Ar、C、N、Kr、Xe、Cr、O、Fe、或Ti原子之離子可以使用為注入於發光結構之離子。
第38和39圖為根據本發明之變化實施例半導體發光裝置之剖面示意圖。於例示於第38圖中半導體發光裝置800-1之情況，發光結構之側表面對第一導電型接觸層804傾斜。特別是，發光結構之側表面傾斜朝向發光結構之上表面。如上述說明，半導體發光結構之傾斜形狀可以藉由蝕刻發光結構之製程而自然形成，以便暴露第一導電型接觸層804。於例示於第39圖中半導體發光裝置800-2之情況，不平坦結構形成在設在第38圖之實施例中發光結構之上表面上，特別是，第二導電型半導體層801之上表面。雖然不平坦結構可以藉由乾蝕刻製程或者濕蝕刻製程形成，但是較理想的情況還是以濕蝕刻製程來形成具有不規則尺寸、形狀和週期之不平坦結構。此種不平坦結構可以增加從主動層802發射外側之入射光之可能性。同時，第38和39圖之變化實施例亦可以應用於第40至42圖之其他實施例。
第40圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之剖面示意圖。參照第40圖，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置900包含於導電基板907上之第一導電型接觸層904。發光結構形成在該第一導電型接觸層904上。該發光結構包含第一導電型半導體層903、主動層902、和第二導電型半導體層901。高電阻部分908藉由離子植入形成在該發光結構之側表面上。從前述實施例之結構差異為導電基板907電性連接至第一導電型半導體層903，而非電性連接至第二導電型半導體層901。因此，並不需要第一導電型接觸層904。在此情況中，第一導電型半導體層903和導電基板907可以彼此直接接觸。
第二導電型半導體層901和連接至其內部之導電通孔v通過主動層902、和第一導電型接觸層904，並且電性連接至第二導電型電極909。該第二導電型電極909可以包含電性連接部，該電性連接部從導電通孔v延伸至發光結構之側向，並且暴露於外側。電極墊905可以形成在該電性連接部。在此情況中，形成絕緣層906用來電性隔離第二導電型電極909和導電通孔v與主動層902、第一導電型半導體層903、第一導電型接觸層904、和導電基板907。
第41圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之平面示意圖，而第42圖為沿著第41圖之線B-B’的剖面示意圖。像第35至37圖之實施例，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置包含於導電基板807’上之第一導電型接觸層804’。發光結構形成在第一導電型接觸層804’上。該發光結構包含第一導電型半導體層803’、主動層802’、和第二導電型半導體層801’。高電阻部分808’藉由離子植入形成在該發光結構之側表面上。此外，第一導電型接觸層804’與導電基板807’電性隔離。欲達此目的，絕緣層806’配置在第一導電型接觸層804’與導電基板807’之間。於此實施例中，於導電基板807’上之發光結構被劃分成複數個結構。劃分之發光結構增加光散射效率，由此改善光萃取效率。為了確保足夠的外部面積，發光結構可以形成六角形，如第41圖中上視圖中例示。在此情況中，當發光結構之間之間距增加時，主動層802’之面積其本身減少，導致發光的效率劣化。於是，劃分之發光結構可以盡可能靠近配置。如上述說明，當施行蝕刻製程用來劃分發光結構時，必須保護發光結構之側表面。因此，高電阻部分808’可以藉由離子植入而形成在劃分之發光結構之側表面上。
下文中，將詳細說明製造具有上述結構之半導體發光裝置之方法。
第43至51圖為說明製造半導體發光裝置之方法之剖面圖。詳言之，第43至51圖說明上述參照第35至37圖說明之半導體發光裝置的製造方法。
參照第43圖，透過半導體層生長製程(例如，MOCVD、MBE、HVPE、等等)藉由依序地生長第二導電型半導體層801、主動層802、和第一導電型半導體層803而將發光結構形成在半導體生長基板B上。該半導體生長基板B可以由藍寶石、SiC、MgAl2 O4 、MaO、LiAlO2 、LiGaO2 、或者GaN形成。藍寶石為具有菱形六面R3c(Hexa-Rhombo R3c)對稱性，並且具有沿著c軸之晶格常數13,001和沿著a軸之晶格常數4,758。藍寶石具有C(0001)平面、A(1120)平面、和R(1102)平面。在此情況中，C平面主要被用為氮化物生長基板，因為其促進氮化物薄膜之生長並且於高溫下穩定。
參照第44圖，第一導電型接觸層804形成在第一導電型半導體層803上。考慮到光反射功能和與第一導電型半導體層803之歐姆接觸功能，第一導電型接觸層804可以由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、或Au形成。可以適當地使用已知的製程，例如，濺鍍製程或者沈積製程。參照第45圖，凹槽形成在第一導電型接觸層804和發光結構中。詳言之，凹槽在後續製程中用導電材料填滿，以形成導電通孔，該導電通孔電性連接至第二導電型半導體層801。凹槽貫穿過第一導電型接觸層804、第一導電型半導體層803、和主動層802，以及該第二導電型半導體層801暴露於凹槽之下表面。亦可以使用已知的蝕刻製程，例如，ICP-RIE實施形成第45圖中凹槽之製程。
參照第46圖，沈積譬如SiO2 、SiOx Ny 、或Six Ny 之材料以形成絕緣層806，該絕緣層806覆蓋第一導電型接觸層804之上表面和凹槽之側表面。在此情況中，對應於凹槽之下表面的第二導電型半導體層801之至少一部分必須被暴露。因此，可形成絕緣層806以不覆蓋該凹槽之整個下表面。
參照第47圖，導電材料形成在凹槽和絕緣層806之內部，以形成導電通孔v和和導電基板807。如此一來，導電基板807連接至連接到第二導電型半導體層801之導電通孔v。該導電基板807可以由包含Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、和GaAs之任何其中一種之材料形成。可以使用鍍覆製程、濺鍍製程、沈積製程、或接合製程形成導電基板807。在此情況中，導電通孔v和導電基板807可以由相同的材料形成。然而，於一些情況，導電通孔v和導電基板807可以由不同的材料形成和可以由獨立的製程形成。舉例而言，藉由電沈積製程形成導電通孔v後，已經形成之導電基板807可以與發光結構接合。
參照第48圖，去除半導體生長基板B以暴露第二導電型半導體層801。在此情況中，可以使用雷射剝離製程或者化學剝離製程以去除半導體生長基板B。第48圖顯示去除半導體生長基板B後之半導體發光裝置。而且，第48圖相較於第47圖旋轉了180度。
參照第49圖，部分之發光結構，亦即，去除第一導電型半導體層803、主動層802、和第二導電型半導體層801以暴露第一導電型接觸層804。此完成用來透過暴露之第一導電型接觸層804施加電訊號。如上所述，去除發光結構之製程可以用來劃分發光結構成為複數個結構。同時，雖然未顯示，但是可以在第一導電型接觸層804之暴露區域進一步實施形成電極墊的製程。為了暴露第一導電型接觸層804，可以使用ICP-RIE等蝕刻發光結構。在此情況中，如第50圖中所示，為了於蝕刻製程期間防止第一導電型接觸層804之材料被移除並附著到發光結構之側表面，蝕刻停止層809可以預先形成在發光結構內。
參照第51圖，具有電絕緣特性之高電阻部分808形成在發光結構之側表面上。該高電阻部分808對應於因離子注入到構成發光結構之半導體層的側表面而其晶體受損之區域。在此情況中，因為注入之離子能夠藉由熱處理恢復，因此可以使用具有相對大粒子尺寸之離子而使得於半導體層之一般熱處理溫度期間他們不會被恢復。舉例而言，譬如Ar、C、N、Kr、Xe、Cr、O、Fe、或Ti原子之離子可用作為注入於發光結構的離子。
第52至55圖為說明根據本發明之另一個實施例製造半導體發光裝置之方法之剖面圖。詳言之，第52至55圖說明參照第40圖說明之製造半導體發光裝置之方法。在此情況中，上述參照第43至45圖說明之製程可以使用於此實施例中。下文中，將接著說明於第一導電型接觸層904與發光結構中形成凹槽之後的後續製程。
參照第52圖，沈積譬如SiO2 、SiOx Ny 、或Six Ny 之材料，以形成絕緣層906覆蓋第一導電型接觸層904之上表面和凹槽之側表面。絕緣層906可以稱之為第一絕緣層以便區別於後續製程中形成覆蓋第二導電型電極909之絕緣層。與前述實施例之差別為絕緣層906未形成在第一導電型接觸層904之整個上表面，因為導電基板907和第一導電型接觸層904必須電性連接在一起。也就是說，可以藉由前面考慮的第一導電型接觸層904之上表面之部分而形成絕緣層906；詳言之，將形成第二導電型電極909連接至第二導電型半導體層901之區域。
參照第53圖，導電材料形成在凹槽和絕緣層906之內部以形成第二導電型電極909。如此一來，第二導電型電極909可以包含導電通孔v連接至第二導電型半導體層901。於此步驟，絕緣層906事先形成在將形成第二導電型電極909之區域。於是，可以沿著絕緣層906形成第二導電型電極909。尤其是，第二導電型電極909可以從導電通孔v延伸於水平方向，而使得其暴露於外側並且用作為電連接部。
參照第54圖，形成絕緣層906以覆蓋第二導電型電極909，導電基板907形成於絕緣層906上而使得其電性連接至第一導電型接觸層904。在此情況中，於此製程形成之絕緣層906可以稱之為第二絕緣層。該第二絕緣層和第一絕緣層可以組構單一絕緣結構。由於此製程，第二導電型電極909可以與第一導電型接觸層904、導電基板907、等等電性隔離。參照第55圖，去除半導體生長基板B以暴露第二導電型半導體層901。雖然未顯示，但是可以使用上述製程實施去除發光結構之部分以暴露第二導電型電極909之製程和藉由離子植入形成高電阻部分908於發光結構之側表面內之製程。
以下將參照第56至75圖說明根據本發明之另一個實施例之半導體發光裝置。
第56圖為根據本發明之此實施例半導體發光裝置之透視示意圖。第57圖為例示第56圖之半導體發光裝置之第二導電型半導體層之平面圖。第58圖為沿著第57圖之線A-A之剖面示意圖。根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1000包含於導電基板1007上之第一導電型接觸層1004。發光結構形成在第一導電型接觸層1004上。發光結構包含第一導電型半導體層1003、主動層1002、和第二導電型半導體層1001。未摻雜之半導體層1008形成在第二導電型半導體層1001上。因為未摻雜之半導體層1008具有不平坦之上表面，所以其可改善發射自主動層1002之光之外部選取效率。第一導電型接觸層1004與導電基板1007電性隔離。欲達此目的，絕緣層1006配置於第一導電型接觸層1004與導電基板1007之間。
於此實施例中，第一導電型半導體層1003與第二導電型半導體層1001可以分別為p型半導體層和n型半導體層，並且可以由氮化物半導體形成。於此實施例中，第一導電型和第二導電型可以了解分別為(但是不限於)p型和n型。第一導電型半導體層1003和第二導電型半導體層1001具有Alx Iny Ga(1-x-y) N(其中，，)之組成物，例如，GaN、AlGaN、InGaN、等等。形成於第一導電型半導體層1003與第二導電型半導體層1001之間之主動層1002由於電子與電洞之再結合而發射具有預定能量之光，並且可以具有複合量子井(MQW)結構，於此結構中量子井層和量子阻障層交錯地堆疊。舉例而言，InGaN/GaN結構可以使用於複合量子井結構。
第一導電型接觸層1004可以反射發射自主動層1002之光朝向半導體發光裝置1000之頂部，亦即，第二導電型半導體層1001。再者，第一導電型接觸層1004可以與第一導電型半導體層1003形成歐姆接觸。考慮此功能，第一導電型接觸層1004可以包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、或Au。在此情況中，雖然未詳細顯示，但是該第一導電型接觸層1004可以具有能夠改善反射效率之結構。詳言之，該第一導電型接觸層1004可以具有包含Al、Ag、Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt、以及他們的組合之至少其中一種之結構。於此實施例中，第一導電型接觸層1004之部分可以暴露於外部。如所例示，暴露之區域可以是未形成發光結構之區域。第一導電型接觸層1004之暴露區域對應於用來施加電訊號之電性連接部，而電極墊1005可以形成在第一導電型接觸層1004之暴露區域。
如稍後將作說明，導電基板1007產生功能作為支撐主體，該支撐主體支撐於雷射剝離製程等中之發光結構。導電基板1007可以包含選擇自由下列材料組成之群中之至少其中一種材料：Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、以及GaAs，例如，純銅或AlSi，其為Si和Al之組合。在此情況中，依照選擇之材料，可以使用鍍覆方法或者接合方法形成導電基板1007。於此實施例中，導電基板1007被電性連接至第二導電型半導體層1001。如此一來，電訊號可以透過導電基板1007施加到第二導電型半導體層1001。欲達到此目的，如第57和58圖中所示，必須設置導電通孔v從導電基板1007延伸並且電性連接至第二導電型半導體層1001。
導電通孔v連接至第二導電型半導體層1001之內部。欲減少接觸電阻，可以適當地調整導電通孔v之數目、形狀和間距，以及其與第二導電型半導體層1001之接觸面積。在此情況中，因為導電通孔v需要與主動層1002電性隔離，因此第一導電型半導體層1003，和第一導電型接觸層1004、絕緣層1006係形成於導電通孔v與各自的層1002、1003與1004之間。絕緣層1006可以由任何具有電性絕緣特性之的材料形成。較理想的情況是，絕緣層1009係由吸收低光量之材料形成。舉例而言，絕緣層1006可以由氧化矽、氮化矽、或者例如SiO2 、SiOx Ny 、Six Ny 等之另一種絕緣材料形成。
如上所述，於此實施例中，導電基板1007透過導電通孔v電性連接至第二導電型半導體層1001，以及其不需要獨立形成電極於第二導電型半導體層1001之上表面。如此一來，可以增加發射至第二導電型半導體層1001之上表面之光量。在此情況中，因為導電通孔v形成在主動層1002之部分，因此減少發光區域。然而，因為沒有電極形成在第二導電型半導體層1001之上表面，因此可以進一步改善光萃取效率。同時，於根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1000中，因為沒有電極設置在第二導電型半導體層1001之上表面，因此整個電極配置相似於水平電極結構而非垂直電極結構。然而，藉由形成在第二導電型半導體層1001之內側之導電通孔v可以充分確保電流分散的效果。
未摻雜之半導體層1008形成在第二導電型半導體層1001之上表面。如稍後將作說明，未摻雜之半導體層1008在組構該發光結構之半導體層之生長之前被用作為緩衝層。在此情況中，術語「未摻雜」意指沒有雜質摻雜製程被實施於該半導體層上。包含原來存在於半導體層中之雜質濃度。舉例而言，當使用MOCVD生長氮化鎵半導體時，即使不打算使用Si作為摻雜劑，亦包含約1016 至1018 之雜質濃度。於此實施例中，因為不須於第二導電型半導體層1001之上表面上形成電極，因此未去除未摻雜之層1008。如此一來，可以形成未摻雜之半導體層1008覆蓋第二導電型半導體層1001之整個上表面。再者，藉由在未摻雜之半導體層1008中形成不平坦結構，增加從主動層1002入射之光將發射至外側之可能性。雖然上述已經說明不平坦之樣式僅形成在未摻雜之半導體層1008之結構，但是該不平坦之樣式依於蝕刻狀況亦可以形成至第二導電型半導體層1001之部分。
若去除未摻雜之半導體層1008和該不平坦結構形成在第二導電型半導體層1001，則該第二導電型半導體層1001之部分可能被損害。尤其是，若形成該不平坦結構之製程未精確地控制，則第二導電型半導體層1001之厚度根據產品可能不均勻。於此實施例中，為了解決此問題，第二導電型半導體層1001之電極連接結構形成於下部穿過第二導電型半導體層1001之內部，而未摻雜之樣式形成在未摻雜之半導體層1008上，該未摻雜之半導體層1008未被去除。
第59和60圖為例示第56圖之半導體發光裝置之變化實施例的剖面示意圖。於例示於第59圖中半導體發光裝置1000-1之情況，發光結構之側表面對第一導電型接觸層1104傾斜。明確而言，發光結構之側表面傾斜朝向發光結構之上表面。如上述說明，半導體發光結構之傾斜形狀可以藉由蝕刻發光結構之製程而自然形成，以便暴露第一導電型接觸層1004。於例示於第60圖中半導體發光裝置1000-2之情況，形成鈍化層1009以覆蓋例示於第59圖中發光結構之側表面。鈍化層1009從外部保護發光結構，特別是主動層1002。鈍化層1009可由氧化矽或氮化矽形成，例如，SiO2 、SiOx Ny 、或Six Ny ，而厚度可約為0.1至2μm。
暴露於外側之主動層1002也許於半導體發光裝置1000之操作過程中扮演為漏電流路徑。然而，此問題能夠藉由在發光結構之側表面上形成鈍化層1009而予防止。關於此情形，如第60圖中所示，鈍化層1009可以延伸於第一導電型接觸層1004之暴露的上表面。同時，第59和60圖之變化實施例亦可以應用於第61和62圖之其他的實施例
第61圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之剖面示意圖。參照第61圖，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1100包含於導電基板1107上之第一導電型接觸層1104。發光結構形成在該第一導電型接觸層1104上。該發光結構包含第一導電型半導體層1103、主動層1102、和第二導電型半導體層1101。未摻雜之半導體層1108形成在第二導電型半導體層1101上。該未摻雜之半導體層1008具有不平坦之上表面。此外，該第一導電型接觸層1104與導電基板1107電性隔離。欲達此目的，絕緣層1106配置於第一導電型接觸層1104與導電基板1107之間。
不像前述之實施例其中第一導電型接觸層1004之電性連接部於上平面圖中形成在發光結構之邊緣部分，依照此實施例之第一導電型接觸層1104之電性連接部於上平面圖中形成在對應於發光結構之中央部位之區域。如此情況，如果需要的話，可以改變第一導電型接觸層1104被暴露區域的位置。電極墊1105形成在第一導電型接觸層1104之電性連接部。
第62圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之剖面示意圖。參照第62圖，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1200包含於導電基板1207上之第一導電型接觸層1204。發光結構形成在該第一導電型接觸層1204上。該發光結構包含第一導電型半導體層1203、主動層1202、和第二導電型半導體層1201。未摻雜之半導體層1208形成在發光結構上，亦即，第二導電型半導體層1201上。由前述實施例之結構差異為導電基板1207被電性連接至第一導電型半導體層1203，而非至第二導電型半導體層1201。因此，並不需要第一導電型半導體層1203。在此情況中，第一導電型半導體層1203與導電基板1207可以彼此直接接觸。
第二導電型半導體層1201和連接至其內部之導電通孔v通過主動層1202、第一導電型半導體層1203、和第一導電型接觸層1204，並且電性連接至第二導電型電極1209。該第二導電型電極1209可包含電性連接部，該電性連接部從導電通孔v延伸至發光結構之側向，並且暴露於外側。電極墊1205可形成在該電性連接部。在此情況中，形成絕緣層1206用來電性隔離第二導電型電極1209和導電通孔v與主動層1202、第一導電型半導體層1203、第一導電型接觸層1204、和導電基板1207。
下文中，將詳細說明製造具有上述結構之半導體發光裝置的方法。
第63至71圖為說明根據本發明之實施例製造半導體發光裝置之方法之剖面圖。詳言之，第63至71圖說明上述參照第56至58圖說明之半導體發光裝置之製造方法。
參照第63圖，透過半導體層生長製程(例如，MOCVD、MBE、HVPE、等等)藉由依序地生長緩衝層1008、第二導電型半導體層1001、主動層1002、和第一導電型半導體層1003而將發光結構形成在半導體生長基板B上。在此情況中，雖然就結構觀點發光結構被定義為包含第二導電型半導體層1001、主動層1002、和第一導電型半導體層1003之結構，但是緩衝層1008鑑於生長和蝕刻製程可視為發光結構之元件。因此，於下文中，發光結構定義為包含緩衝層1008、第二導電型半導體層1001、主動層1002、和第一導電型半導體層1003之結構。
半導體生長基板B可由藍寶石、SiC、MgAl2 O4 、MaO、LiAlO2 、LiGaO2 、或者GaN形成。藍寶石為具有菱形六面R3c(Hexa-Rhombo R3c)對稱性，並且具有13,001之晶格常數沿著c軸和4,758之晶格常數沿著a軸。藍寶石具有C(0001)平面、A(1120)平面、和R(1102)平面。在此情況中，C平面主要被用為氮化物生長基板，因為其輔助氮化物薄膜之生長並且於高溫時穩定。如上所述，用氮化物形成之未摻雜之半導體層設置緩衝層1008，並且可減少生長於其上之發光結構的晶格缺陷。
參照第64圖，第一導電型接觸層1004形成在第一導電型半導體層1003上。考慮到光反射功能和與第一導電型半導體層1003之歐姆接觸功能，第一導電型接觸層1004可由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、或Au形成。可適當地使用已知的製程，例如，濺鍍製程或者沈積製程。參照第65圖，凹槽形成在第一導電型接觸層1004和發光結構中。詳言之，凹槽在後續製程中用導電材料填滿，以形成導電通孔，該導電通孔電性連接至第二導電型半導體層1001。凹槽貫穿過第一導電型接觸層1004、第一導電型半導體層1003、和主動層1002，以及該第二導電型半導體層1001暴露於凹槽之下表面。亦可以使用已知的蝕刻製程，例如，ICP-RIE實施形成第65圖中凹槽之製程。
參照第66圖，沈積譬如SiO2 、SiOx Ny 、或Six Ny 之材料以形成絕緣層1006，該絕緣層1006覆蓋第一導電型接觸層1004之上表面和凹槽之側表面。在此情況中，對應於凹槽之下表面之第二導電型半導體層1001之至少一部分必須被暴露。因此，可以形成絕緣層806而不覆蓋凹槽之整個下表面。
參照第67圖，導電材料形成在凹槽和絕緣層1006之內部，以形成導電通孔v和和導電基板1007。如此一來，導電基板1007連接至連接到第二導電型半導體層1001之導電通孔v。該導電基板1007可由包含Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、和GaAs之任何其中一種之材料形成。可使用鍍覆製程、濺鍍製程、沈積製程、或接合製程形成導電基板807。在此情況中，導電通孔v和導電基板1007可由相同的材料形成。然而，於一些情況，導電通孔v和導電基板1007可由不同的材料形成和可由獨立的製程形成。舉例而言，藉由電沈積製程形成導電通孔v後，已經形成之導電基板1007可與發光結構接合。
參照第68圖，去除半導體生長基板B以暴露第二導電型半導體層1001。在此情況中，可使用雷射剝離製程或者化學剝離製程以去除半導體生長基板B。第68圖顯示當去除半導體生長基板B時之半導體發光裝置。而且，第68圖相較於第67圖轉了180度。
參照第69圖，部分之發光結構，亦即，去除第一導電型半導體層1003、主動層1002、和第二導電型半導體層1001以暴露第一導電型接觸層1004。此完成用來透過暴露之第一導電型接觸層1004施加電訊號。雖然未顯示，但是可在第一導電型接觸層1004之暴露區域進一步實施形成電極墊之製程。為了暴露第一導電型接觸層1004，可使用ICP-RIE等蝕刻發光結構。在此情況中，如第70圖中所示，為了於蝕刻製程期間防止第一導電型接觸層1004之材料被去除和附著到發光結構之側表面，蝕刻停止層1010可預先形成在發光結構內。再者，為了進一步確保該絕緣結構，第60圖之鈍化層1009於蝕刻發光結構後可形成在該發光結構之側表面。
參照第71圖，不平坦結構形成在緩衝層1008中。在此情況中，主要形成不平坦結構之區域為緩衝層1008之上表面，該區域藉由去除半導體生長基板B而暴露。不平坦結構可改進光萃取效率。在此情況中，不平坦結構可藉由乾蝕刻製程或者濕蝕刻製程形成。可使用濕蝕刻製程形成具有不規則尺寸、形狀、和週期之小刻面之不平坦的結構。於此實施例中，即使未去除具有低導電率之緩衝層1008，對於施加電訊號至第一導電型半導體層1001亦無問題。藉由在緩衝層1008中形成不平坦結構，可確保第一導電型半導體層1001之均勻的厚度。
第72至75圖為說明根據本發明之另一個實施例製造半導體發光裝置之方法之剖面圖。詳言之，第72至75圖說明上述參照第62圖說明之半導體發光裝置之製造方法。在此情況中，上述參照第63至65圖說明之製程可使用於此實施例中。下文中，將接著說明於第一導電型接觸層1204與發光結構中形成凹槽後後續的製程。
參照第72圖，沈積譬如SiO2 、SiOx Ny 、或Six Ny 之材料以形成絕緣層1206，該絕緣層1206覆蓋第一導電型接觸層1204之上表面和凹槽之側表面。絕緣層1206可稱之為第一絕緣層以便區別於後續製程中形成覆蓋第二導電型電極1209之絕緣層。與前述實施例之差別為絕緣層1206未形成在第一導電型接觸層1204之整個上表面，因為導電基板1207和第一導電型接觸層1204必須電性連接在一起。也就是說，可藉由前面考慮的第一導電型接觸層1204之上表面之部分而形成絕緣層1205；詳言之，將形成第二導電型電極1209連接至第二導電型半導體層1201之區域。
參照第73圖，導電材料形成在凹槽和絕緣層1206之內部以形成第二導電型電極1209。如此一來，第二導電型電極1209可包含導電通孔v連接至第二導電型半導體層1201。於此步驟，絕緣層1206事先形成在將形成第二導電型電極1209之區域。於是，可沿著絕緣層1206形成第二導電型電極1209。尤其是，第二導電型電極1209可以從導電通孔v延伸於水平方向，而使得其暴露於外側並且用作為電連接部。
參照第74圖，形成絕緣層1206以覆蓋第二導電型電極1209，導電基板1207形成於絕緣層1206上而使得其電性連接至第一導電型接觸層1204。在此情況中，於此製程形成之絕緣層1206可稱之為第二絕緣層。該第二絕緣層和第一絕緣層可以組成單一絕緣結構。由於此製程，第二導電型電極1209可與第一導電型接觸層1204、導電基板1207、等等電性隔離。參照第75圖，去除半導體生長基板B以暴露緩衝層1208。雖然未顯示，但是可使用上述製程實施去除發光結構之部分以暴露第二導電型電極1209之製程，和於緩衝層1208中形成不平坦結構之製程。
以下將參照第76至89圖說明根據本發明之另一個實施例之半導體發光裝置。
第76圖為根據本發明之另一個實施例半導體發光裝置之剖面示意圖，而第77圖為第76圖之半導體發光裝置之電路圖。參照第76圖，根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1300包含於基板1306上之複數個發光結構C1和C2。發光結構C1和C2電性連接在一起。於下文中，二個發光結構將分別稱之為第一發光結構C1和第二發光結構C2。各第一和第二發光結構C1和C2包含依序堆疊之第一導電型半導體層1303、主動層1302、和第二導電型半導體層1301。而且，該第一和第二發光結構C1和C2包含第一電性連接部1304和第二電性連接部1307用於電性連接。
第一電性連接部1304形成在第一導電型半導體層1303下方並且可以實施歐姆接觸和光反射功能以及電性連接功能。第二電性連接部1307電性連接至第二導電型半導體層1301。第二電性連接部1307包含通過第一電性連接部1304、第一導電型半導體層1303、和主動層1302之導電通孔v，並且因此其可以電性連接至第二導電型半導體層1301。該第一發光結構C1之第二電性連接部，亦即，導電通孔v電性連接至第二發光結構C2之第一電性連接部1304，該第二發光結構C2透過基板1306電性連接在一起。欲達此目的，基板1306由導電材料形成。由於此種電性連接結構，甚至施加外部AC電壓時亦可操作此半導體發光結構1300。
於此實施例中，第一導電型半導體層1303和第二導電型半導體層1301可分別為p型半導體層和n型半導體層，並且可由氮化物半導體形成。於此實施例中，第一導電型和第二導電型分別可理解為(但是不限於)p型和n型。第一導電型半導體層1303和第二導電型半導體層1301具有Alx Iny Ga(1-x-y) N(此處，，)之組成物，例如，GaN、AlGaN、InGaN、等等。形成於第一導電型半導體層1303與第二導電型半導體層1301之間之主動層1302由於電子與電洞之再結合而發射具有預定能量之光，並且可以具有複合量子井(MQW)結構，於此結構中量子井層和量子阻障層交錯地堆疊。舉例而言，InGaN/GaN結構可使用於複合量子井結構。
如上所述，第一導電型接觸層1304可反射發射自主動層1302之光以朝向半導體發光裝置1300之頂部，亦即，第二導電型半導體層1301。再者，第一導電型接觸層104可與第一導電型半導體層1303形成歐姆接觸。考慮此功能，第一導電型接觸層1304可包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、或Au。在此情況中，雖然未詳細顯示，但是該第一導電型接觸層1304可具有能夠改善反射效率之結構。詳言之，該第一導電型接觸層804可具有包含Al、Ag、Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt、以及其組合中至少一種之結構。
於製造第一導電型接觸層1304中，基板1306產生功能作為支撐主體，該支撐主體支撐於雷射剝離製程等中之第一和第二發光結構C1和C2。導電基板可用來電性連接第一和第二發光結構C1和C2。基板1306可由包含Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、以及GaAs，例如，純銅或AlSi(Si和Al之組合)之任何一種之導電材料組成。在此情況中，依照選擇之材料，可使用鍍覆方法、沈積方法或者接合方法形成基板1306。
設置在第二電性連接部1307之導電通孔v連接至第二導電型半導體層1301之內部。欲減少接觸電阻，可以適當地調整導電通孔v之數目、形狀和間距，以及其與第二導電型半導體層1301之接觸面積。在此情況中，因為導電通孔v需要與主動層1302電性隔離，因此第一導電型半導體層1303，和第一導電型接觸層1304、絕緣層1305係形成於導電通孔v與各自的層1302、1303與1304之間。絕緣層1305可由任何具有電性絕緣特性之的材料形成。較理想的情況是，絕緣層806係由吸收低光量之材料形成。舉例而言，絕緣層1305可由氧化矽、氮化矽、或者例如SiO2 、SiOx Ny 、Six Ny 等之其他絕緣材料形成。
於此實施例中，當第二電性連接部1307形在第二導電型半導體層1301之下部時，其不需要獨立形成電極於第二導電型半導體層1301之上表面。如此一來，可以增加發射至第二導電型半導體層1301之上表面之光量。在此情況中，因為導電通孔v形成在主動層1302之部分，因此減少發光區域。然而，因為沒有電極形成在第二導電型半導體層1301之上表面，因此可進一步改善光萃取效率。同時，於根據本發明之此實施例之半導體發光裝置1300中，因為沒有電極設置在第二導電型半導體層1301之上表面，因此整個電極配置更相似於水平電極結構而非垂直電極結構。然而，藉由形成在第二導電型半導體層1301之內側之導電通孔v可充分確保電流分散效果。此外，不平坦結構可形成在第二導電型半導體層1301之上表面。此種不平坦結構可增加從主動層802發射外側之入射光之可能性。
如上所述，半導體發光裝置可以AC電壓驅動。欲達此目的，如第77圖中所示，第一發光結構C1和第二發光結構C2形成n-p接面。舉例而言，可藉由連接第一發光結構C1之第二電性連接部v至第二發光結構C2之第一電性連接部1304，並且施加外部電壓至第一發光結構C1之第一電性連接部1304和第二發光結構C2之第二電性連接部1307而執行n-p接面。詳言之，於第77A圖中，端子A和B分別對應於第一發光結構C1之第一電性連接部1304和第二發光結構C2之第二電性連接部1307。端子C對應至基板1306。在此情況中，如第77B圖中所示，可藉由連接端子A和B並且施加AC訊號至端子A和B與端子C之連接節點來實施一個AC發光裝置。
第78至80圖為例示第76圖之半導體發光裝置之變化實施例之剖面示意圖。第78至80圖之變化實施例於發光裝置之間之電性連接結構上不同於前述之實施例，但是其電路圖相似於第77圖者。於第78圖之半導體發光裝置1400中，第一和第二發光結構C1和C2設置在基板1406上。該第一發光結構C1具有與第76圖之第一發光結構相同的結構。不像前述之實施例，垂直電極結構可使用於發光結構之部分。於此實施例中，第二發光結構C2具有垂直電極結構。詳言之，該第一導電型半導體層1403、主動層1402、和第二導電型半導體層1401依序形成在連接到基板1406之第一電性連接部1404上，而第二電性連接部1407形成在第二導電型半導體層1401上。
第79和80圖例示其中第76和78圖中之基板係由具有電性絕緣特性之材料形成之基板。第79圖之半導體發光裝置1500包含於具有電性絕緣特性之基板1506上之第一和第二發光結構C1和C2。在此情況中，如同第76圖之實施例，各該第一和第二發光結構C1和C2包含堆疊於該第一電性連接部1504上之第一導電型半導體層1503、主動層1502、和第二導電型半導體層1501。第二電性連接部1507a和1507b具有導電通孔v連接至第二導電型半導體層1501。而且，形成絕緣層1505以便電性隔離電性連接部1507a和1507b與第一電性連接部1504、第一導電型半導體層1503、和主動層1502。使用電性絕緣基板1506，第一發光結構C1之第二電性連接部1507a藉由從導電通孔v延伸平行於基板1506方向之區域而連接至第二發光結構C2之第一電性連接部1504。
像第78圖之實施例，於第80圖之半導體發光裝置1600之情況，第二發光結構C2包含依序形成在第一電性連接部1604上之第一導電型半導體層1603、主動層1602、和第二導電型半導體層1601。第二電性連接部1607形成在第二導電型半導體層1601上。使用電性絕緣基板1606，第一發光結構C1之第二電性連接部1607a從連接至第二導電型半導體層1601之導電通孔v延伸至平行於基板1606方向之第二發光結構C2。如此一來，第一和第二發光結構C1和C2可共用第二電性連接部1607a。
同時，雖然於上述實施例中AC驅動發光裝置實施具有二個發光結構，但是於發光結構(亦即，發光二極體(LED))之數目和連接結構可作各種的修飾。第81圖為根據本發明之實施例半導體發光裝置之電路圖。於第81圖中，各二極體對應於LED，亦即，發光結構。第81圖之電路圖對應於所稱為之階梯網路電路，該階梯網路電路具有14個發光結構。在此情況中，當施加順向電壓時，9個發光結構操作。甚至當施加逆向電壓時，9個發光結構操作。欲達此目的，如第81圖中所示，有三個基本電性連接結構，亦即，n-p接面、n-n接面、和p-p接面。下文中將說明n-p接面、n-n接面、和p-p接面之例子。使用這些基本接面，可能獲得具有各種LED數目和各種電路組構之AC驅動發光裝置。
第82和83圖為顯示實施n-p接面例子之剖面示意圖。參照第82和83圖，形成n-p接面之第一和第二發光結構C1和C2配置在基板1706和1706’上。各第一和第二發光結構C1和C2包含依序形成在第一電性連接部1704上之第一導電型半導體層1703、主動層1702、和第二導電型半導體層1701。導電通孔v連接至第二導電型半導體層1701之內部，以及形成絕緣層1705用來獨立地分離導電通孔v與第一電性連接部1704、第一導電型半導體層1703、和主動層1702。第一發光結構C1之第二電性連接部1707連接至第二發光結構C2之第一電性連接部1704。在此情況中，使用導電基板1706之第82圖之結構和使用電性絕緣基板1706’之第83圖之結構在第二電性連接部1707之形式不同，並且分別相似於第76和97圖中者。因為n-p接面之情況藉由連接其他的發光結構而組構整個裝置，並非具有其單獨使用於AC驅動，因此能夠了解設置在第二發光結構C2之第二電性連接部，亦即，導電通孔v，不是用來施加外部電訊號之結構，而是其是在電性連接至其他發光結構之此種狀態。
第84至86圖為顯示實施n-n接面例子之剖面示意圖。參照第84至86圖，形成n-n接面之第一和第二發光結構C1和C2配置在基板1806和1806’上。各該第一和第二發光結構C1和C2包含依序形成在第一電性連接部1804上之第一導電型半導體層1803、主動層1802、和第二導電型半導體層1801。導電通孔v連接至第二導電型半導體層1801之內部，以及形成絕緣層1805用來獨立地分離導電通孔v與第一電性連接部1804、第一導電型半導體層1803、和主動層1802。為了形成n-n接面，必須連接第一和第二發光結構C1和C2之第二電性連接部1807。作為一個例子，如第84圖中所示，設置在第一和第二發光結構C1和C2之導電通孔v可透過導電基板1806連接在一起。此外，如第85圖中所示，於使用電性絕緣基板1806’之情況，該第二電性連接部1807可藉由延伸平行於基板1806’方向之區域而連接設置在第一和第二發光結構C1和C2之導電通孔v。除了使用電性連接部之連接方法之外，可使用第二導電型半導體層1801’，如第86圖中所例示。第一和第二發光結構C1和C2可共用第二導電型半導體層1801’。在此情況中，可以實施n-n接面而不須獨立地連接設置在該第一和第二發光結構C1和C2中之導電通孔。
第87至89圖為顯示實施p-p接面例子之剖面示意圖。參照第87至89圖，形成p-p接面之第一和第二發光結構C1和C2配置在基板1806和1806’上。各該第一和第二發光結構C1和C2包含依序形成在第一電性連接部1904上之第一導電型半導體層1903、主動層1902、和第二導電型半導體層1901。導電通孔v連接至第二導電型半導體層1901之內部，以及形成絕緣層1905用來獨立地分離導電通孔v與第一電性連接部1904、第一導電型半導體層1903、和主動層1902。為了形成p-p接面，必須連接第一和第二發光結構C1和C2之第一電性連接部1904。在此情況中，導電通孔可連接至組構該整個AC發光裝置之其他發光結構。作為p-p接面之一個例子，如第87圖中所示，設置在第一和第二發光結構C1和C2之第一電性連接部1904可以透過導電基板1906連接在一起。此外，如第89圖中所示，於使用電性絕緣基板1906’之情況，該第一電性連接部1904可以透過分離之金屬連接層1908而連接在一起。再者，如第89圖中所示，可使用共同使用之第一電性連接部1904之結構以取代設置分離之連接金屬層用於第一和第二發光結構C1和C2。
以下將參照第90至100圖說明根據本發明之另一個實施例之半導體發光裝置。
第90圖為根據本發明之此實施例之垂直型半導體發光裝置之剖面圖，而第91和92圖為例示第90圖之垂直型半導體發光結構之變化實施例。
參照第90圖，根據本發明之此實施例之垂直型半導體發光裝置2000包含由n型半導體層2001、p型半導體層2003、和形成在該n型半導體層2001與p型半導體層2003之間之主動層2002組構之發光結構。反射金屬層2004與導電基板2005形成在發光結構之下方。此外，n型電極2006形成在n型半導體層2001上，並且形成具有不平坦結構之鈍化層2007以覆蓋該發光結構之側表面。
n型半導體層2001和p型半導體層2003可由氮化物半導體形成。也就是說，n型半導體層2001和p型半導體層2003可由n型雜質和p型雜質摻雜入其中之半導體材料形成，該半導體材料具有Alx Iny Ga(1-x-y) N(此處，，)之組成，例如GaN、AlGaN、InGaN等。n型雜質之例子包含Si、Ge、Se、Te等，而p型雜質之例子包含Mg、Zn、Be等。同時，為了改善在垂直方向發光之效率，可在n型半導體層101之上表面上形成不平坦結構。
形成在n型半導體層2001與p型半導體層2003之間之主動層2002發射具有預定能量之光，由於形成於該n型氮化物半導體層2001與p型氮化物半導體層2003之間的該主動層2002發出因電子/電洞再結合而具有之預定能量的光，且可具有複合量子井結構，其中量子井層與量子阻障層是間隔地堆疊。例如，InGaN/GaN結構可供用於複合量子井結構。
該反射金屬層2004可將該主動層2002所發射的光反射至該n型氮化物半導體層2001，該反射金屬層200並可由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt或Au所形成。在此情況中，雖然未詳細說明，但該反射金屬層2004可具有能增進反射效率的結構。具體而言，該反射金屬層2004可包含Ag、Al、Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt及其組合的任一種。在此具體情況中，該反射金屬層2004不是必要元件。某些情況中，可省略該反射金屬層2004。
在雷射剝離製程中，將敘述該導電基板2005作為p型電極且作為支撐發光結構(即該n型半導體層2001、主動層2002及p型半導體層2003)之支撐體。在此情況中，該導電層2005可包含選自Si、Cu、Ni、Au、W及Ti所組成群組之至少一種材料。可視選擇的材料使用鍍覆方法、沉積方法或結合方法形成該導電基板2005。
該鈍化層2007係用於保護該發光結構之絕緣層，尤其，是該主動層2002。該鈍化層2007係形成於該被移除的部份的發光結構區域。具體而言，如第90圖所示，該鈍化層2007可延伸至n型半導體層2001上表面及反射金屬層2004之上表面，甚至該發光結構之側表面。在未使用該反射金屬層2004之情況中，該鈍化層2007係形成於導電基板2005的上表面。如第90圖所示之在移除且暴露部份發光結構之例子中，該暴露側可向上傾斜。該等結構可改善發光面積，更可更輕易地形成該鈍化層2007。
為展現保護的功能，該鈍化層2007可由氧化矽或氮化矽形成，例如SiO2 、SiOx Ny 、Six Ny 等，且可具有約0.01至2μm的厚度。因此，該鈍化層2007可具有約1.4至2.0的反射率。由於空氣或封裝模具結構及反射率的不同，自主動層2002發光至外部可能有困難。尤其在本發明實施例之垂直式半導體發光裝置2000的情況中，因為該p型半導體層2003相當薄，該主動層2002在側向所發出的光可能穿透該鈍化層2007並發射至外部。然而，因為對鈍化層2007之外表面的入射角非常小，所以該主動層2002在側向上發射至該鈍化層2007的光難以發射至外部。
在此實施例中，可藉由在鈍化層2007中形成不平坦結構以改善該外部光萃取效率。尤其，如第90圖所示，當該不平坦結構形成於該主動層2002在側向發出的光所通過之區域時，可增加發射至垂直式半導體發光裝置2000側表面之光量。該主動層2002在側向發出的光所通過之區域可視為該反射金屬層2004上表面沒有形成發光結構之部份。具體而言，當在除了不平坦結構外，所有元件都相同的條件下，比較鈍化層2007中有無使用不平坦結構的情況，可提昇5%的光萃取效率。同時，雖然不是需要的，該鈍化層2007的不平坦結構可對應形成於該n型半導體層2001之上表面。在此情況中，可提昇該垂直方向之萃取效率。
如第91及92圖所示，可以各種方式修飾該鈍化層之不平坦結構形成區域以最大化該外部光萃取效率。參閱第91圖，該不平坦結構可形成於該鈍化層2007’之側表面。在參閱第92圖，該不平坦結構也可形成於該鈍化層2007”之底面上，亦即指向該反射金屬層2004之表面。在此情況中，具有對應形狀之圖案可形成於反射金屬層2004上。
第93至96圖係說明根據第90圖所述之垂直式半導體發光裝置製法剖面圖。
參閱第93圖，發光結構係形成於供半導體單晶生長之基板2008上，係透過如MOCVD、MBE、HVPE等半導體生長製程連續地生長n型半導體層2001、主動層2002及p型半導體層2003。該基板B可由藍寶石、SiC、MgAl2 O4 、MaO、LiAlO2 、LiGaO2 或GaN所形成。藍寶石是具有Hexa-Rhombo R3c對稱性之結晶體，且沿c-軸之晶格常數13,001及沿a-軸之晶格常數4,758。藍寶石具有C(0001)面、A(1120)面及R(1102)面。在此情況中，該C面主要用作氮化物生長基板，因為其在高溫下穩定且促進氮化物薄膜的生長。
參閱第94圖，透過鍍覆製程或次載具結合製程(submount bonding process)於p型半導體層2003上形成反射金屬層2004及導電基板2005。雖然未詳細說明，係藉由適當之剝離製程，例如雷射剝離製程或化學剝離製程移除該基板2008。
參閱第95圖，移除該發光結構之部分以供裝置的切單(device-based dicing)及被動層的形成。在此情況中，因移除所暴露之側表面可為向上傾斜的。此外，為了改善垂直方向之光萃取效率，可以濕式蝕刻製程在n型半導體層2001上表面(亦即藉由移除基板2008以供半導體單晶生長之外露表面)形成不平坦結構，參閱第96圖，形成鈍化層2007以保護該發光結構。舉例而言，在此步驟中，可適當沉積氧化矽或氮化矽以形成該鈍化層2007。可藉由在該鈍化層2007之發光表面上形成不平坦結構以改善側向發光效率。在此情況中，可藉由使用習知之乾式蝕刻製程或濕式蝕刻製程形成該不平坦結構。同樣地，視需要地，該不平坦結構可形成於該鈍化層2007的另一發光表面。在形成該鈍化層2007之後，可藉由在n型半導體層2001之上表面形成n型電極以得到該第92圖的結構。
本發明之實施例提供了改良後之垂直式半導體發光裝置，以進一步改善電氣性特性及光學特性。
第97圖係本發明另一實施例之半導體發光裝置剖面圖。參閱第97圖，該半導體發光裝置2210包含導電基板2105、發光結構、第二導電型電極2106及鈍化層2107。該發光結構、第一導電型半導體層2103、主動層2102及第二導電型半導體層2101是連續地形成於該導電基板2105上。該第二導電型電極2106施加電性訊號至該第二導電型半導體層2101。該鈍化層2107具有位在該發光結構之側表面上之不平坦結構。相較於第90圖及其他之結構，該第97圖中之主動層2102係沉積在相當高的部份，但可以各種方式改變該主動層2102之位置。例如，該主動層2102可形成於與該鈍化層2107底面相當的高度。
不同於前述實施例中該n型電極係形成於該藍寶石基板被移除之n型半導體層的外露表面上，該n型電極係藉由使用導電通孔(via)而外露於該n型半導體層之較低部位方向之外部。具體而言，該第二導電型電極2106包含導電通孔v及電性連接部P。該導電通孔v穿透該第一導電型半導體層2104及該主動層2102，且係連接該第二導電型半導體層2101內部。該電性連接部P自該導電通孔v延伸且外露於該發光結構外部。在此情況中，因為該第二導電型電極2106需要與第一導電型半導體層2103及主動層2102電性分離，絕緣體2108係適當地形成於該第二導電型電極2106週圍。該絕緣體2108可由任何材料形成，只要其具有低導電特性。較佳地，係以具有低光吸收性之材料用於絕緣體2108。例如，可以與該鈍化層2107相同材料形成該絕緣體2108。
可由與該第二導電型半導體層2101形成歐姆接觸之金屬材料形成該第二導電型電極2106。同樣地，可由相同材料形成整個該第二導電型電極2106。然而，因為該電性連接部P可用作結合墊部，可以不同於其部件之材料形成該電性連接部。同時，考量前述製程，該第一導電型半導體層2101和第二導電型半導體層2103可分別為(但不限於)p型半導體層和n型半導體層。如第97圖所示，第一接觸層2104可進一步形成於該第一導電型半導體層2103和該導電基板2105之間。可由高反射率金屬形成該第一接觸層2104，如Ag或Al。在此情況中，該第一接觸層2104和第二導電型電極2106係藉由該絕緣體2108電性分離。
由於電性連接結構之關係，電性訊號可不自該第二導電型半導體層2101之上表面施加而由其內部施加。尤其，因為沒有電極形成於該第二導電型半導體層2101之上表面，可增加該發光面積，且藉由形成於該第二導電型半導體層2101內部之導電通孔v改善該電流散失。在此情況中，可藉由適當地調整導電通孔v之數量、面積及形狀來得到該所欲的電氣特性。在此實施例中，該主要的製程，例如形成該導電基板之製程或移除該藍寶石基板的製程係使用一般用於製造垂直式半導體發光裝置之製程。然而，藉由該製程得到之結構，可視為水平結構。因此，本發明之實施例的該半導體發光裝置係可指結合該垂直結構和水平結構之垂直/水平式結構。
如前述實例，該鈍化層2107係形成於該發光結構的側表面，且該不平坦結構係形成於自該主動層2102發光路徑上，藉此改善側向上自該主動層2102朝向鈍化層2107之發光萃取效率。此外，如第97圖所示，該不平坦結構亦可形成於第二導電型半導體層2101之上表面。雖然未加以說明，但該不平坦結構亦可形成於該鈍化層2107之側表面。
第98圖係說明第97圖之半導體發光裝置之另一變化實施例的剖面圖。第98圖之實施例所具有的結構中，蝕刻停止層2109復包含於第97圖之結構中。因此，下文中將僅描述該蝕刻停止層2109。該蝕刻停止層2109係形成於至少該導電基板2105上表面未形成發光結構之區域。該蝕刻停止層2109係由在特定蝕刻製程下具有不同於構成發光結構之半導體材料(氮化物半導體)的蝕刻特性的材料(例如，如SiO2 之氧化物)所形成。因為在蝕刻該發光結構時，可能蝕刻至該蝕刻停止層2109設置的區域，可藉由該蝕刻停止層2109控制該蝕刻深度。在此情況中，該蝕刻停止層2109和絕緣體2108可由相同材料形成以供促進蝕刻製程。當蝕刻該發光結構時，因為需要外露出該第二導電型電極2106，構成該導電基板2105或第一接觸層2104之材料係沉積於該發光結構之側表面，從而導致漏電流之發生。可藉由在該將被蝕刻及移除的發光結構下先形成蝕刻停止層2109來最小化該此問題。
第99圖係本發明另一實施例之半導體發光裝置之剖面圖。第100圖說明蝕刻停止層復包含於第99圖之結構中的結構。參閱第99圖，該半導體發光裝置2200包含導電基板2205、發光結構、第二接觸層2204、導電通孔v及鈍化層2207。該發光結構包含連續形成於該導電基板2205上之第一導電型半導體層2203、主動層2202及第二導電型半導體層。該第二接觸層2204施加電性訊號至該第二導電型半導體層2201。該導電通孔v自該導電基板2205向上延伸至該第二導電型半導體層2201之內部。該鈍化層2207具有位於該發光結構之側表面上不平坦結構。
不同於第97圖之結構，該導電基板2205電性連接該第二導電型半導體層2201，且該第一接觸層2304電性連接該第一導電型半導體層2203且具有外露之電性連接部P。該導電基板2205可藉由該絕緣體2208與該第一接觸層2204、第一導電型半導體層2203及主動層2202電性分離。是以，不同於第97圖中該連接第二導電型半導體層2101之第二導電型電極2106係外露以藉此提供該電性連接部P的實施例，連接該第一導電型半導體層2203之該第一接觸層2204係外露出以藉此提供電性連接部P。除了電性連接方法外，自該結構獲得之效果與第97圖者相同。如第100圖所示，可採用蝕刻停止層2209。相較於第97圖之實施例，第99圖之實施例中，該第一接觸層2204係更容易於形成絕緣體2208之製程中外露出外部。
下文將以第101至119圖描述本發明另一實施例之半導體發光裝置。
參閱第101圖，本發明此實施例之半導體發光裝置2300可具有下述半導體堆疊結構。係依序堆疊由Si-Al合金(下文中係指Si-Al合金基板)形成之基板、形成於Si-Al合金基板2301上表面及底面之該鈍化層2320、結合金屬層2302、反射金屬層2303、p型半導體層2304、主動層2305及n型半導體層2306。該p型半導體層2304、n型半導體層2306及主動層2305可由GaN系半導體形成，例如，Alx Gay In(1-x-y) N(其中，，，)並形成該發光結構。
n型電極2307係形成於該n型半導體層2306上。該設置於該結合金屬層2302和p型半導體層2304之間的反射金屬層2303係以向上的方向反射自該半導體層入射之光，藉此進一步增加該半導體發光裝置之亮度。該反射金屬層2303可由高反射率金屬所形成，例如，Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al及Ni/Ag/Pt或包含該高反射率金屬之至少一種材料。然而，某些情況下，可不形成該反射金屬層2303。該結合金屬層2302功用為結合該Si-Al合金基板2301及該發光結構，且可在其中使用導電性接著劑(conductive adhesive)。導電性接著劑之實例包含Au、Sn、Ni、Au-Sn、Ni-Sn、Ni-Au-Sn及Pb-Sr。在此實施例中，雖然該半導體發光裝置2300包含該結合金屬層2302，該Si-Al合金基板2301可直接結合在p型半導體層2304上，而毋需該結合金屬層2302。因此，該半導體發光裝置2300使用導電基板作為該Si-Al合金基板2301。
該Si-Al合金在熱膨脹係數、導熱性、機械製程及價格上有優勢。即該Si-Al合金基板2301之熱膨脹係數與該藍寶石基板相仿。因此，在半導體發光裝置2300之製造上使用Si-Al合金基板2301係降低先前發生於結合現有的Si導電基板製程及以雷射照射分離藍寶石基板之製程中之基板的變形和發光結構破裂等。從而，可得到高品質低缺陷之半導體發光裝置2300。
此外，該Si-Al合金基板2301具有絕佳的散熱特性，因為其導熱性係約在120-180W/m‧k範圍。再者，由於可在高溫輕易地藉由熔融Si和Al製造，故可以低成本得到該Si-Al合金基板2301。
尤其，本發明此實施例之該半導體發光裝置2300復包含該位於Si-Al合金基板2301上表面及底面之鈍化層2320。該鈍化層2320避免化學品在清潔製程期間穿透至該Si-Al合金基板2301中。該鈍化層2320可由金屬或導電性介電材料形成。當該鈍化層2320由金屬形成，其可包含Ni、Au、Cu、W、Cr、Mo、Pt、Ru、Rh、Ti、Ta及其合金之任一種。在此情況中，可使用無電電鍍製程、金屬沉積製程、濺鍍製程或CVD製程形成該鈍化層2320。在鍍覆該鈍化層2320之製程期間，作為種晶之種晶金屬層2310可復形成於該Si-Al合金基板2301與該金屬鈍化層2320之間。該種晶金屬層2310可由Ti/Au形成。再者，該鈍化層2320可由導電性介電材料形成，例如，氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化銅銦(CIO)。在此情況中，可使用沉積製程或濺鍍製程形成該鈍化層2320。該鈍化層2320之形成厚度可為約0.01至20μm。較佳地，該鈍化層2320之形成厚度約1至10μm。
第102至109圖將說明本發明實施例之半導體發光裝置的製造方法。第102至109圖係說明本發明實施例之半導體發光裝置之剖面圖。
如第102圖所示，製備藍寶石基板2350作為生長基板。如第103圖所示，n型半導體層2306、主動層2305及p型半導體層2304係連續地形成於該藍寶石基板2350上。如第104圖所示，反射金屬層2303係形成於該p型半導體層2304上。該反射金屬層2303係由高反射率金屬形成，例如，Au、Al、Ag或Ru。在某些情況中，可不形成該反射金屬層2303。如第105圖所示，鈍化層2320係形成於該Si-Al合金基板2301表面上。可使用金屬或導電性介電材料形成該鈍化層2302。
當該鈍化層2320由金屬形成時，其可包含Ni、Au、Cu、W、Cr、wo、Pt、Ru、Rh、Ti、Ta及其合金之任一種。在此情況中，可使用無電鍍覆(electroless plating)製程、金屬沉積製程、濺鍍製程或CVD製程形成該鈍化層2320。當使用無電鍍覆製程形成該金屬鈍化層2320時，在鍍覆該鈍化層2320之製程期間，作為種晶之種晶金屬層2310可復於形成該鈍化層2320之前形成於該Si-Al合金基板2301表面上。
當該鈍化層2320係由導電性介電材料形成，其可由ITO、IZO或CIO形成。在此情況中，可使用沉積製程或濺鍍製程形成該鈍化層2320。該鈍化層2320之形成厚度可約為0.01至20μm。較佳地，該鈍化層2320的形成厚度約1至10μm。若該鈍化層2320之厚度小於0.01μm，該鈍化層2320可能無法避免如HCl、HF、KOH等化學品的穿透，此部份將於下文說明。若該鈍化層2320之厚度大於20μm，該Si-Al合金基板2301之熱膨脹係數可能會改變。因此，該鈍化層2320係形成於上述厚度範圍。
雖然沒有說明，在形成該鈍化層2320之後，可藉由在該鈍化層2320表面上執行化學機械研磨(CMP)製程改善表面粗糙度。
如第106圖所示，在鈍化層2320形成於該Si-Al合金基板2301的表面上藉由使用結合金屬層2302來結合該反射金屬層。雖然可使用該結合金屬層2302來結合該Si-Al合金基板2301，但在鈍化層2320形成於該Si-Al合金基板2301的表面上可直接結合反射金屬層2303。
如第107圖所示，藉由雷射剝離(LLO)製程分離該藍寶石基板2350與n型半導體層2306。在分離該藍寶石基板2350後，可使用HCl、HF或KOH執行清潔製程。
如第108圖所示，複數n型電極2307係形成於因分離藍寶石基板2350所外露之該n型半導體層2306上。在形成n型電極2307之前，可使用HOH或其類似物在該n型半導體層2306表面上進行織構化處理(texturing process)以改善該半導體發光裝置之光萃取效率。
如第109圖所示，切割各n型電極2307之間的該n型半導體層2306、主動層2305、p型半導體層2304、反射金屬層2303、結合金屬層2302、鈍化層2320、種晶金屬層2310及該Si-Al合金基板2301以形成晶片。從而，可得到該半導體發光裝置2300。
在本發明實施例之該半導體發光裝置中，該Si-Al合金基板2301表面上鈍化層2320的形成，例如Ni，可避免Si-Al合金基板2301之鋁(Al)被化學品蝕刻，例如分離藍寶石基板2350後之於清潔製程之HCl、HF或KOH，或者在n型半導體層2306表面上之紋理化處理中使用之KOH。因此，本發明實施例之該半導體發光裝置可避免在Si-Al合金基板2301表面上形成不平坦圖型。從而，可能避免貼合於該Si-Al合金基板2301上之發光結構之剝離。
當如Ni之金屬用於該鈍化層2320時，改善該Si-Al合金基板2301之表面粗糙度，使得該Si-Al合金基板2301與發光結構穩固地貼合。於習知技藝中，形成該結合金屬層2302之前，執行使用酸類化學品之清潔製程以供移除天然的氧化層，且在該Si-Al合金基板2301表面上之鋁(Al)被蝕刻時，形成約200至500nm之表面不平坦圖型。然而，本發明實施例中，若在該Si-Al合金基板2301表面上形成如Ni金屬的鈍化層2320之後執行該Ni CMP製程，該不平坦圖型被減小至小於5nm，藉此改善表面粗糙度為如同鏡面般。
如第110圖所示，變化實施例的半導體發光裝置2300’係與前述實施例實質相同。然而，該鈍化層2320並未形成於該整個Si-Al合金基板2301上表面及底面。具體而言，該鈍化層2320係形成於Si-Al合金基板2301之上表面，從而部份的Si-Al合金基板2301是外露的。導電層2322復形成於該鈍化層2320上及因鈍化層2320外露之Si-Al合金基板2301之上表面。接觸金屬層2323係形成於該Si-Al合金基板2301之底面上。尤其，該鈍化層2320可由絕緣材料形成而非金屬或導電性介電材料。亦即，本發明實施例之半導體發光裝置中，該鈍化層2320係由絕緣材料形成，而非金屬或導電性介電材料，且係形成該鈍化層2320以外露部分Si-Al合金基板2301之上表面，來電氣化該鈍化層2320形成處及形成於該鈍化層2320上之發光結構的Si-Al合金基板2301。同樣地，該導電層2322復形成於該鈍化層2320及Si-Al合金基板2301上。該導電層2322可由金屬形成。
下文中，將詳細地描述本發明變化實施例的化合物半導體發光裝置的製造方法。並將省略與前述實施例相同部分的敘述，且將僅描述不同的內容。
參閱第102至104圖，n型半導體層2306、主動層2305、p型半導體層2304及反射金屬層2303係連續地形成於藍寶石基板2350上。某些情況中，可不形成該反射金屬層2303。
參閱第111圖，鈍化層2320係形成於該Si-Al合金基板2301上方。該鈍化層2320可由絕緣材料形成。可使用CVD製程或塗覆製程形成約0.01至1μm厚之絕緣的鈍化層2320。雖然沒有說明，但形成該鈍化層2320後，可於該鈍化層2320表面上執行CMP製程。
參閱第112圖，藉由蝕刻製程移除部份的鈍化層2320以外露該Si-Al合金基板2301的部份上表面。參閱第113圖，導電層2322係形成於該鈍化層2320及Si-Al合金基板2301上。參閱第114圖，該形成於Si-Al合金基板2301上表面之導電層2322係藉由使用結合金屬層2302而貼合在該反射金屬層2303上。
參閱第115圖，係藉由雷射剝離製程分離該藍寶石基板2350與n型半導體層2306。在分離該藍寶石基板2350後，可使用如HCl、HF或KOH之化學品執行清潔製程。因為該鈍化層2320及導電層2322係形成於該Si-Al合金基板2301表面上，則可避免Si-Al合金基板2301之鋁(Al)被用於清潔製程之化學品蝕刻。
參閱第116圖，複數n型電極2307係形成於因分離藍寶石基板2350而外露之n型半導體層2306上。在形成該n型電極2307之前，可在n型半導體層2306之表面上執行使用HOH或其類似物的紋理化處理，以改善該半導體發光裝置光萃取效率。因為該鈍化層2320及該導電層2322係形成於該Si-Al合金基板2301上，而可避免Si-Al合金基板2301之鋁(Al)被用於紋理化處理之化學品蝕刻。
參閱第117圖，以一預定厚度執行平面研磨製程(lapping process)移除該包含鈍化層2320之Si-Al合金基板2301的底面。參閱第118圖，接觸金屬層2323形成於因該平面研磨製程而暴露之該Si-Al合金基板2301的底面。
參閱第119圖，切割該n型電極2307之間的該n型半導體層2306、主動層2305、p型半導體層2304、反射金屬層2303、結合金屬層2302、導電層2322、鈍化層2320、Si-Al合金基板2301及接觸金屬層2323為晶片。從而，可得到本發明變化實施例的該半導體發光裝置2300’。
<發光裝置封裝件及光源模組>
本發明實施例之發光裝置封裝件可包含前述之半導體發光裝置。
下述說明係有關包含本發明各種實例之半導體發光裝置的發光裝置封裝件。
第120圖係本發明實施例之白光發光裝置封裝件示意圖。
參閱第120圖，本發明此實施例之該白光發光裝置封裝件3010包含藍光發光裝置3015及封裝該藍光發光裝置3015之樹脂封裝部3019，且該樹脂封裝部3019具有凸透鏡形狀之上表面。
如前述說明，用於此實施例之該樹脂封裝部3019具有半球透鏡形狀以確保廣泛的方向。該藍光發光裝置3015可直接封裝在單獨的電路板上。該樹脂封裝部3019可由矽樹脂、環氧樹脂或其他透明樹脂形成。包含黃色螢光體、綠色螢光體3012、紅色螢光體3014、量子點(QD)螢光體或至少一種前述螢光體之混合材料係分散或堆疊於該樹脂封裝部3019之內部或外部。
該綠色螢光體3012可為選自下列組成群組之至少一種螢光體：M2 SiO4 :Re矽酸鹽系螢光體、MA2 D4 :Re硫化物系螢光體、β-SiAlON:Re螢光體及MA’2 O4 :Re’氧化物系螢光體。
本文中，M為選自Ba、Sr、Ca及Mg的至少一種元素，且A為選自Ga、Al及In的至少一種元素。D為選自S、Se及Te的至少一種元素，且A’為選自Sc、Y、Gd、La、Lu、Al及In的至少一種元素。Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I的至少一種元素。Re’為選自Ce、Nd、Pm、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、F、Cl、Br及I的至少一種元素。
同時，該紅色螢光體3014可選自MAlSiNx :Re氮化物系螢光體(1≦x≦5)及MD:Re硫化物系螢光體的至少一種。
M為選自Ba、Sr、Ca及Mg的至少一種且D為選自S、Se及Te的至少一種。Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I的至少一種。
該QD螢光體為由核與殼所組成的奈米晶體粒子，且核的尺寸約為2至100nm。該QD螢光體可作為藉由調整該核尺寸(core size)發光各種顏色光之螢光體材料，例如藍色(B)、黃色(Y)、綠色(G)及紅色(R)。可由第II-VI族之化合物半導體(ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgTe等)、第III-V族化合物半導體(GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlAs、AlP、AlSb、AlS等)及第IV族化合物半導體(Ge、Si、Pb等)中的任兩種半導體的異質接面(heterojunction)形成該QD螢光體之核與殼結構。使用例如油酸之材料的有機配體(ligand)可被形成在該QD螢光體之外殼，以終止該殼表面的分子鍵結，抑制QD粒子之間的堆疊，改善如矽樹脂或環氧樹脂之樹脂內部之分散，或改善螢光體作用。
本質上，考量半頻帶寬、峰波長、及/或轉換效率，特定之紅、綠、黃或QD螢光體的組合亦需要的。因此，具有70或更高之高演色性指數(color rendering index)的白光是需要的。同樣地，因為數種波長頻帶之光係經由複數螢光體而得，可改善色彩重現(color reproduction)。
該發光裝置的主要波長可位於約360至460nm。在此情況中，藉由確保在可見光頻帶中之廣譜(wide spectrum)以得到高演色性指數，該綠色螢光體3012之峰發光波長可位於約500至550nm，該紅色螢光體3014之峰發光波長可位於約610至660nm。
較佳地，當發光裝置具有約430至460nm之主波長範圍，該藍光發光裝置具有約10至30nm之半頻帶寬，該綠色螢光體具有約30至100nm之半頻帶寬且該紅色螢光體具有約50至150nm之半頻帶寬。
本發明另一實施例中，除了該紅色螢光體3012及綠色螢光體3014外，可復包括橘黃色螢光體。在此情況中，可進一步改善該演色性指數。此實施例係如第102圖所示。
參閱第121圖，本發明此實施例之該白光發光裝置封裝件3020包含封裝主體3021、藍光發光裝置3025及透明樹脂封裝部3029。反射杯體係形成於該封裝主體3021之中央，且該藍光發光裝置3025係固定在該反射杯體之底部。該透明封裝部3029密封該藍光發光裝置3025於該反射杯體中。
例如，可使用矽樹脂、環氧樹脂或其組合形成該樹脂封裝部3029。在此實施例中，除了第101圖所述之該綠色螢光體3012及紅色螢光體3014外，該樹脂封裝部3029中復包含橘黃色螢光體3026。
是以，該綠色螢光體3022可為選自下列組成群組織至少一種螢光體：M2 SiO4 :Re矽酸鹽系螢光體、MA2 D4 :Re硫化物系螢光體、β-SiAlON:Re螢光體及MA’2 O4 :Re’氧化物系螢光體。該紅色螢光體3024可為選自氮化物系螢光體之至少一種，例如MAlSiNx :Re(1≦x≦5)、Sr2-a-xBaaSi4-yO4-2yN4:Eux2+(其中，0.001<x<0.2，0≦y<2，0≦a≦1.3)、M2 Si3-x Alx O2+x N4-x :Re(其中，0≦x≦0.5)或M2 Si5 N8-x Ox :Re(其中，0≦x≦0.5)及MD:Re硫化物系螢光體。
該β-SiAlON:Re螢光體可為Si6-z Alz Oz N8-z :Euy ,Srx (其中，0≦x<0.011，0.018<y<0.025，0.23<z<0.35)。該β-SiAlON:Re螢光體可包含氮化物的晶相或具有β-Si3 N4 晶體結構之氮氧化物，且根據具有約360至460nm頻率之紫外光至藍光範圍的激發光源照射係發出具有約500至670nm之綠色至紅色波長之螢光。同樣地。氮化物螢光體Mx Siy Nz :Eu(其中，1≦x≦2，5≦y≦7，z=2x/3+4y/3)亦可作為綠色至紅色之發光螢光體。
此外，在此實施例中，復包括第三螢光體3026。該第三螢光體可為發光頻帶在綠色和紅色波長頻帶中間之橘黃色螢光體。該橘黃色螢光體可為矽酸鹽系螢光體或氮化物系螢光體，例如，α-SiAlON:Re螢光體。
該α-SiAlON:Re螢光體可為藉由活化稀土元素而行程的氮氧化物鄰光體，其特徵係為固溶於表示為MeXSi12-(m+2)Al(m+n)OnN16-n:Re(其中，x、y、n及m為係數)之α-SiAlON中之部份或全部金屬Me(其中，Me為Ca或Y之一種或兩種)被鑭系金屬Re置換，該鑭系金屬Re係發光中心。
同樣地，該氮化物螢光體Mx Siy Nz :Eu(其中，1≦x≦2，5≦y≦7，z=2x/3+4y/3)可作為橘黃色螢光體。
前述實施例中，螢光體粉末的兩種和更多種被混合及分散於該單一樹脂封裝部區域。然而，亦可做各種變化。更具體而言，該螢光體之兩種或三種可以不同層結構來提供。於一實例中，該綠色螢光體、紅色螢光體及黃色或橘黃色螢光體可藉由高壓分散這些螢光體粉末而以多層螢光體層來提供。
如第122圖所示，可提供含樹脂層結構之複數螢光體。
參閱第122圖，如前述實施例，本發明實施例之白光發光裝置封裝件3030包含封裝主體3031、藍光發光裝置3035及透明樹脂封裝部3039。反射杯體係形成於該封裝主體3031中央。該藍光發光裝置3035係固定在該反射杯體底部。該透明樹脂封裝部3039將該藍光發光裝置3035密封在反射杯體中。
包含不同螢光體之樹脂層係設於該樹脂密封部(resin encapsulation part)3039上。是以，波長轉換部可依含綠色螢光體之第一樹脂層3032、含紅色螢光體之第二樹脂層3034及含黃色或橘黃色螢光體之第三樹脂層3036來設置。
用於此實施例之螢光體可與第121圖所示者相同或相似。
該自用於本文之螢光體組合之白光可得到高演色性指數。接著將搭配第123圖做更詳細的敘述。
如第123圖所示，在現有之實例中，當黃色螢光體與藍光發光裝置結合時，可得到與藍色波長光一起轉換之黃光。因為當觀察到含有整個可見光譜之光時，綠色及紅色波長帶幾乎不發光，所以很難確保演色性指數接近自然光。尤其，經轉換的黃光具有狹窄的半頻帶寬以得到高轉換效率。因此，在此情況中，可進一步降低該演色性指數。
再者，在現有之實例中，因為根據單一黃色轉換程度顯現之白光特性是很容易被改變，所以很難確保絕佳的色彩重現。
相對地，此實施例中之藍光發光裝置、綠色螢光體(G)及紅色螢光體(R)被結合，所以係於綠色及紅色頻帶發光。因此，可在可見光頻帶得到較寬的光譜，從而顯著地改善該演色性指數。此外，甚至可藉由復包括可提供綠色及紅色頻帶中間波長頻帶之該黃色或橘黃色螢光體更顯著地改善該演色性指數。
以下將搭配第124至126圖描述可視需要添加之該綠色螢光體、紅色螢光體及黃色或橘黃色螢光體。
第124至126圖說明本文使用之螢光體波長光譜，具體而言，即該藍光發光裝置產生之光的結果(約440nm)。
第124A至124D圖說明該用於本文之綠色螢光體光譜。
第124A圖說明M2 SiO4 :Re矽酸鹽系螢光體之光譜(其中，M為選自Ba、Sr、Ca及Mg之至少兩種元素，且Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換之綠光具有約530nm之峰波長及約65nm之半頻帶寬。
第124B圖說明M’A’2 O4 :Re’氧化物系螢光體之光譜(其中，M’為選自Ba、Sr、Ca及Mg之至少一種，A’為選自Sc、Y、Gd、La、Lu、Al及In之至少一種且Re’為選自Ce、Nd、Pm、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換之綠光具有約515nm之峰波長及約100nm之半頻帶寬。
第124C圖說明MA2 D4 ：Re硫化物系螢光體之光譜(其中，M為選自Ba、Sr、Ca及Mg之至少二種元素，A為選自Ga、A1及In之至少一種，D為選自S、Se及Te之至少一種，且Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換之綠光具有約535nm之峰波長及約60nm之半頻帶寬。
第124D圖說明β-SiAlON:Re螢光體之光譜(其中，Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I的至少一種)。該經轉換之綠光具有約540nm之峰波長及約45nm之半頻帶寬。
第125A及125B圖說明該用於本文之紅色螢光體之光譜。
第125A圖說明M’AlSiNx :Re(其中，1≦x≦5)氮化物系螢光體之光譜(其中，M’s為選自Ba、Sr、Ca及Mg之至少一種，且Re係選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換的紅光具有約640nm之峰波長及約85nm之半頻帶寬。
第125B圖說明M’D:Re硫化物系螢光體之光譜(其中，M’係選自Ba、Sr、Ca及Mg之至少一種，D係選自S、Se及Te之至少一種，且Re係選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換的紅光具有約655nm之峰波長及約55nm之半頻帶寬。
第126A及126B圖說明該視需要用於本文之橘黃色螢光體之光譜。
第126A圖說明矽酸鹽系螢光體之光譜。該經轉換之黃光具有約555nm之峰波長及約99nm之半頻帶寬。
第126B圖說明α-SiAlON:Re螢光體之光譜(其中，Re為選自Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br及I之至少一種)。該經轉換之黃光具有約580nm之峰波長及約35nm之半頻帶寬。
就本質而言，考量頻帶寬、峰波長、及/或轉換效率，可藉由組合特定綠色螢光體及特定紅色螢光體或增加黃色或橘黃色螢光體致該組合中以提供該具有高於70之高演色性指數之白光。
當該藍光發光裝置之主波長位於430至460nm之範圍中，該綠色螢光體之峰發光波長係位於500至550nm之範圍。該紅色螢光體之峰發光波長係位於610至660nm範圍中。該橘黃色螢光體之峰發光波長係位於550至600nm範圍中。
同樣地，當該藍光發光裝置具有10至30nm之半頻帶寬時，該綠色螢光體可具有30至100nm之半頻帶寬，且該紅色螢光體可具有50至150nm之半頻帶寬。該黃色或橘黃色螢光體可具有20至100nm之半頻帶寬。
透過選擇及組合具有那些條件之螢光體可確保寬的光譜位於可見光頻帶中，且可提供具有較高演色性指數之較佳白光。
同時，本發明另一實施例之該紅色螢光體係使用(Sr,M)2 SiO4-x Ny 之無機晶體作為主材料(host material)。同樣地，Eu係用作產生紅色能階之活化劑。因此，可發出具有600至700nm之峰發光波長之長波長紅光。構成該主材料之主要金屬元素為鍶(Sr)，且可置換該鍶之金屬M係選自單價及二價元素之至少一種元素。根據主發光元素Eu周圍之電子態可改變該發出的光色及亮度。因此，可藉由改變無機晶體主材料之組成以變化該紅色螢光體之發光特性及物理特性。
該紅色螢光體包含表示為(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu之組成的無機化合物。此處，M為至少一種金屬元素，且x係選自符合0<x<4條件之範圍。因為，Sr2 SiO4-x Ny 之整體電荷需為零，則y=2x/3。較佳地，為了要高亮度紅光，則0.15≦x≦3。若x小於0.15或大於3，則很難得到具有想要的亮度和峰發光波長的紅光。
在此，因為M包含選自Li、Na、K、Rb及Cs所構成第I族元素或Mg、Ca、Sr及Ba所構成第II族元素之至少一種元素，可調整該紅色螢光體之峰發光。於前述組成中，可以選自B、Al、Ga及In所構成群組或Ti、Zr、Gf、Sn及Pb所構成群組之至少一種元素置換部分的Si，以調整該紅色螢光體之峰發光。Si對元素之置換比可為1/10。
在此實施例中，不同於氧化矽、氮化矽及氮氧化物之晶體係用作主材料。以這種方式，有可能得到具有在紅色波長範圍(例如約600至700nm的波長範圍)之峰發光之長波長紅色螢光體。藉由在該組成中以適當範圍以氮(nitrogen)置換氧(oxygen)，有可能得到具有在約600至620nm波長範圍之峰發光的高亮度紅色螢光體。
再者，相較於現有的氧化物螢光體材料，因為氮具有高於氧的共價鍵結特性，本發明此實施例之紅色螢光體具有高發光特性及優異的熱化學穩定性。可透過較硬的晶體結構得到絕佳熱穩定性。藉由因為氮之硬晶體結構增加該鑭系元素中之能階分裂(splitting)，從而發出的光較氧化物螢光體之波長長。是以，因為本發明實施例之紅色螢光體具有高發光特性及優異的熱化學穩定性，可製造高能高信賴度之白光發光裝置封裝件。
同時，製造該紅色螢光體之方法係包括製備含Sr化合物、含M化合物、含Eu化合物、含Si氧化物、含Si氮化物之至少一種以作為光源材料(source material)；以及根據所欲的化學計量製備用於測量及混合之光源材料。可使用乾式方法或濕式方法進行該光源材料之混合。
根據該濕式混合方法，係混合該經測量的混合物、球體及溶劑。該球體有助於該光源材料之混合及研磨製程。此處使用之球體係由氧化矽(Si3 N4 )或氧化鋯形成，或者一般以混合材料用作球體。去離子水、如乙醇的酒精、或如正己烷之有機溶劑可作為該溶劑。是以，該光源材料、溶劑及該球體被插入，且接著密封該容器。接著以研磨機(miller)或同類者均勻混合該光源材料1至24小時。在混合製程之後，分離該球體與光源材料，且在烘箱中透過乾式製程乾燥大部分溶劑1至48小時。使用金屬篩或聚合物篩以小於100微米之尺寸均勻地分類該經乾燥的粉末。
同時，根據該乾式混合方法，光源材料則插入容器中而不使用溶劑。使用研磨體均勻地混合該光源材料。混合時間約1至24小時。此次若將球體與光源材料一起插入該容器中，更容易混合該光源材料。因此，可縮短混合之時間。相較於濕式混合方法，該乾式混合方法不需要乾燥溶劑製程，藉此縮短整體製程時間。如該濕式混合方法，當該光源材料之混合完成後，係使用金屬篩或聚合物篩以小於100微米之尺寸均勻地分類該經混合的粉末。
該最後經分類的混合粉末被裝入氮化硼(BN)熔爐，並隨即進行燒結製程。此次該燒結製程係於加熱爐中以約100至1,800℃之溫度進行1至24小時。燒結製程係於100%氮氣環境或含1至10%氫氣的混合氮氣中進行。使用研磨混合機或研磨機均勻地研磨該合成的螢光體粉末。接著，以與前述合成製程相似之方式進行加熱後處裡一至三次，藉此改善該螢光體之亮度。
透過這些製程，製得該含有表示為(Sr,M)2 SiO4-x Ny 之組成的無機化合物的最終之紅色螢光體。其中，至少一個M為單價或二價元素，0<x<4，且y=2x/3。
該最終經燒結之螢光體粉末係以研磨混合機或研磨機均勻地研磨，且以分類製程控制顆粒尺寸以得到最理想的顆粒尺寸。在此情況中，係使用具有16微米之篩子以得到由具有16微米均勻尺寸或更小尺寸顆粒組成之紅色螢光體粉末。使用去離子水、無機酸、有機酸或鹼後處理所得之螢光體。如此一來，可移除如包含於該螢光體中之額外玻璃相的雜質、未反應金屬材料等等。例如，添加0.1至60%之硝酸並進行1至10小時之攪拌製程以萃取或移除額外的雜質。無機酸的實例包含硝酸、硫酸、氫氟酸及無機混合溶液。同時，可使用鹼移除未被酸製程移除的雜質。鹼的實例包含如氫氧化鈉或氫氧化鉀之無機鹼或其混合溶液。經過酸製程及鹼製程後，使用去離子水清洗該螢光體漿液中剩餘的酸或鹼，且進行濕式分類製程、過濾製程及乾燥製程以得到最終所欲的螢光體粉末。在此，係以約50至150℃充分地進行該乾式製程。
在本發明之實施例中，該含鍶化合物可為SrCO3 ，且該含銪化合物可為Eu2 O3 。同樣地，該含矽氧化物可為SiO2 ，且該含矽氮化物可為Si3 N4 。本發明實施例之紅色螢光體中，Eu2 O3 被加入SrCO3 -SiO2 -Si3 N4 的組成中以得到表示為Euz Sr2-z SiO4-x Ny 組成之無機化合物。在此組成中，z係在0.01≦z≦0.2的範圍內。在z值大於0.2之濃度，濃度淬滅(concentration quenching)降低該發光強度。同樣地，在z值小於0.01之濃度，作為主發光元素之活化劑的濃度不足而降低發光強度。
下文中，將更詳細地描述本發明各種實施例，而顯而易見地，本發明技術精髓與範圍並不限於那些實施例。
(實施例1)
使用球磨機以化學計量比及乙醇溶劑混合作為光源材料之SrCO3 、SiO2 、Eu2 O3 及Si3 N4 。使用乾燥機自含光源材料揮發掉乙醇溶劑。將該經乾燥之含混合物的光源材料填入該氮化硼熔爐。該填入含混合物的光源材料之氮化硼熔爐被插入加熱爐中，且在1,600℃之溫度及氮氣環境以氣態進行燒結製程10小時以製造(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體。此次，該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體之主要晶體結構為Sr2 SiO4 ，且可藉由金屬元素M置換鍶以改變該主材料之組成。第127至129圖分別說明該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體之發光光譜、XRD光譜及EDX組成分析結果。該紅色螢光體展現當激發光源位於200至500nm，則具有613nm之峰發光的紅光發光特性。該紅色螢光體具有與傳統Sr2 SiO4 螢光體相同之斜方晶體結構。由該EDX組成分析結果可觀察到含有44.91At%:4.58At%之氧原子及氮原子，且部分氧原子被氮原子置換。
(實施例2及3)
除了氮氣的添加量改變以外，以如前述實施例1之方式製造該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成之螢光體。第130及131圖說明當使用具有200-500nm波長範圍之激發光源的該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體之發光光譜及EDX組成分析結果。如第130及131圖所示，該曲線顯示當氧氮比之At%為56.82:4.85(x=0.43)時之發光光譜(實施例2)，且該曲線顯示當氧氮比之At%為42.91:25(x=1.86)時之發光光譜(實施例3)。當以氮置換氧的值為x=0.43，該實施例2之峰發光為610nm。當x=1.86，該實施例3之峰發光為620nm。是以，當氮的添加量增加，此處製得之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成的螢光體之峰發光具有較長的波長。
(實施例4至6)
除了銪(Eu)的添加量以0.01單位自0.04增加至0.06外，以如前述實施例1之方式製造該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體，在此，該紅色螢光體係表示為Euz Sr2-z SiO4-z SiO4-z Ny 之組成。以鍶置換銪(Eu)，且該紅色螢光體作為主發光元素。第132圖說明當使用具有200-500nm波長範圍之激發光源的該(Sr,M)2-z SiO4-x Ny :Euz 螢光體之發光光譜。如第132圖所示，該曲線、及分別說明當z=0.04(實施例4)、z=0.05(實施例5)及z=0.06(實施例6)之發光光譜。該實施例4之峰發光為610nm；該實施例5之峰發光為612nm；及實施例6之峰發光為614nm。是以，當銪(Eu)的添加量增加，該紅色螢光體之波長變長。
(實施例7及8)
除了添加含如Ba或Ca之二價金屬元素化合物之至少一種外，以如前述實施例1之方式製造該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體。可以如Ba或Ca之二價金屬部分地置換Sr。該Sr:(Ba,Ca)的添加比為9:1。
第133A圖說明當使用具有200-500nm波長範圍之激發光源的(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體發光光譜。如第133A圖所示，當Sr為100%()，該峰發光為613nm；當Sr:Ba之添加比為90%:10%()，該峰發光為610nm；以及當Sr:Ca之添加比為90%:10%()，該峰發光為615nm。
(實施例9及10)
除了添加含如Al或Ga之三價金屬元素化合物之至少一種外，以如前述實施例1之方式製造該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體。可以如Al或Ga之三價金屬元素部分地置換Si。該Si:(Al,Ga)的添加比為9:1。
第133B圖說明當使用具有200-500nm波長範圍之激發光源的(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體發光光譜。如第133B圖所示，當Si:Ga之添加比為90%:10%()，該峰發光為610nm；當Si:Al之添加比為90%:10%()，該峰發光為615nm。
觀察實施例7至10，若銪原子周圍被置換具有小原子半徑之Ga及Al，該波長變長，若置換具有較大原子半徑之Ba及Ga，該波長變短。
(實施例11)
除了錳(Mn)係與銪(Eu)一起添加外，以如前述實施例1之方式製造該(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體。銪(Eu)的添加量固定在0.05，且錳(Mn)的添加量為0.1。第134圖說明當使用具有200-500nm波長範圍之激發光源的(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu螢光體發光光譜。第134圖中，該曲線說明0.0.5之銪(Eu)添加量及未添加錳的情況，而該曲線說明0.0.5之銪(Eu)添加量及0.1之錳添加量的情況。如第134圖所示，在該曲線及中，該峰發光為613nm。然而，相較於添加錳(Mn)曲線，僅添加銪(Eu)之曲線更改善了發光強度。
下述說明係針對製造β-SiAlON螢光體之方法，其係可經控制以於前述螢光體中具有高亮度及所欲顆粒尺寸特性。
本發明之此實施例中，係提供一種製造β-SiAlON螢光體的方法，該螢光體具有表示為Si(6-x) Alx Oy N(8-y) :Lnz 之化學式，其中，Ln為稀土元素，0<x≦4.2，0<y≦4.2及0<z≦1.0。在本發明此實施例之製造方法中，主光源材料包含含矽之矽光源材料及含金屬鋁及鋁化合物之至少一種的鋁光源材料。係藉由混合該主光源材料及活化該主材料之活化劑光源材料製造光源材料混合物。
本發明之此實施例中，係藉由混合該光源材料及於含氮環境加熱該光源材料以製造該β-SiAlON螢光體。該光源材料包含矽、鋁及作為活化劑之稀土金屬。
該矽光源材料係含矽光源材料。矽金屬、氮化矽或氧化矽可用於該矽光源材料。
該矽金屬可為高純度矽金屬，其係為粉末相並含有微量雜質，例如鐵。該矽金屬之粒徑或分佈並不直接影響螢光體顆粒。然而，由於該經混合之光源材料的燒結條件，該矽粉末之粒徑或分佈影響顆粒尺寸特性，諸如螢光體之顆粒尺寸或形狀。此外，因為該螢光體的發光特性受影響，該矽金屬粉末之較佳顆粒尺寸為300μm或更小。
就該反應方面而言，當該矽金屬之粒徑變小時，該反應變快(high)。然而，因為該螢光體之發光特性亦受被混合之材料或燒結速率影響，就不需要小粒徑之矽金屬，且該矽金屬不限於粉末相。
鋁金屬及含鋁之鋁化合物的其中之一可用作鋁光源材料。或者，鋁金屬及鋁化合物可一起作為鋁光源材料。含鋁之鋁化合物的實例可包含氮化鋁、氧化鋁及氫氧化鋁。當矽金屬作為矽光源材料時，鋁金屬不需要作為鋁光源材料，且可僅使用鋁化合物。
當使用該鋁金屬，該鋁金屬係以高純度呂金屬為佳，其係為粉末相並含有微量雜質，例如鐵。如前述觀點，該鋁金屬之較佳粒徑為300μm或更小。然而，因該發光特性亦受倍混合之材料或燒結速率所影響，就不需要小粒徑之鋁金屬，且該鋁金屬不限於粉末相。
該活化劑光源材料可為選自Eu、Ce、Sm、Yb、Dy、Pr及Tb組成群組之任一種稀土金屬。具體而言，該活化劑光源材料可為氧化物，諸如Eu2 O3 、Sm2 O3 、Yb2 O3 、CeO、Pr7 O11 及Tb3 O4 或Eu(NO3 )3 或EuCl3 。較佳地，該活化劑光源材料可為Eu或Ce。
可藉由調整該矽光源材料及該鋁光源材料之混合比來控制β-SiAlON螢光體之顆粒特性。再者，該β-SiAlON螢光體之顆粒特性亦可藉由調整包含於矽光源材料中之矽金屬及包含於矽化合物中之氮化矽或氧化矽的混合比來控制，或者調整保含於鋁金屬中之鋁金屬與鋁化合物之混合比來控制。下述實施例將更詳細描述該光源材料上之矽或鋁的影響。
根據本發明實施例製造之該β-SiAlON螢光體可為具有化學式1之螢光體。
[化學式1]
Si(6-x) Alx Oy N(8-y) :Lnz
於上述化學式1中，較佳地，Ln為稀土元素，0<x≦4.2，0<y≦4.2且0<z≦1.0。該β-SiAlON螢光體可為綠色螢光體並具有約500至570nm範圍之峰波長。
如上所述，該包含作為活化劑之稀土元素之激發器光源材料(actuatorsource material)例如Eu、Sm、Yb、Ce、Pr、Tb等，係與鋁光源材料測量及混合，該鋁光源材料包含含矽之矽光源材料、鋁金屬及鋁化合物之至少一種。接著，該光源材料混合物被裝入氮化硼熔爐且於含氮環境中以高溫燒結。以此方式，製得該β-SiAlON螢光體。
該光源材料混合物係於高溫氮氣環境中燒結，且被製為螢光體。在此情況中，該含氮環境氣氛中之氮氣濃度可為90%或更高。同樣地，該含氮環境氣氛之壓力可約為0.1至20MPa。可藉由產生真空態及導入含氮環境氣氛來形成氮氣環境。或者，不用製造真空態來導入該含氮環境氣氛。可間斷地導入氣體。
若該含矽之光源材料混合物於氮氣環境中燒結，氮與矽反應，且因此矽被氮化而形成SiAlON。因此，該氮氣作為氮供應源。在這情況下，矽、鋁及活化劑光源(activator source)係於氮化反應前或期間彼此反應。因而，由於可製造帶有均勻成分之SiAlON，可改善該β-SiAlON螢光體之亮度。
該燒結製程可於約1,850至2,150℃之加熱溫度進行。為了製造高亮度螢光體，雖然該光源材料之成分有改變，可於約0.8MPa或更高的氣體壓力及1900至2,100℃之高溫進行燒結製程，在加熱製程之後，可研磨或分類經加熱之光源材料混合物以控制該顆粒尺寸特性。該經研磨或分類之光源材料化合物可於高溫進行再燒結。
下文中，本發明將藉由上述製造方法更詳細說明該β-SiAlON螢光體之實施例。
下述實施例中，藉由球磨機或混合機混合作為主材料及活化劑光源材料之預定量的矽光源材料及鋁光源材料以製造混合物。該光源材料混合物被製入耐高溫之氮化硼熔爐，且被插入電爐中，並進行高壓燒結集真空燒結。在0.2至2MPa氣體壓力以20℃/min或更慢的升溫速率提升該溫度至1,800℃或更高，藉由加熱該光源材料混合物至1,800℃或更高之溫度以製得該β-SiAlON螢光體。
實施例12至20之螢光體是利用矽源材料及鋁源材料改變其混合比例所製作，而比較例1至3的螢光體是利用不含矽金屬之矽源材料所製作，該些螢光體皆為Eu活化β-SiAlON螢光體，綠色螢光體具有峰值波長約520至560nm的範圍。
(實施例12)
使用氮化矽(Si3 N4 )及矽金屬(Si)作為矽源材料，氧化鋁(Al2 O3 )作為鋁源材料。使用氧化銪(Eu2 O3 )作為活化劑。使用攪拌器及過濾器混合4.047克的Si3 N4 、5.671克的Si、0.589克的Al2 O3 及0.141克的Eu2 O3 。然後，將混合物填入BN爐，設置於耐壓電爐中。在500℃真空下進行燒結，導入500℃的氮氣。在氮氣環境中以5℃/分的速度使溫度從500℃升溫至1950℃。該混合物在氣體壓力至少0.8Mpa，於1950℃燒結5小時。
燒結後，將爐冷卻，從電爐中取出。然後，將該燒結過的螢光體磨碎，使用100網目之篩網過篩後，得到螢光體。使用氫氟酸及鹽酸洗淨製作的螢光體，使其分散，然後充分乾燥。然後，將該螢光體以50網目之篩網分類，得到實施例12的螢光體。
(實施例13)
除使用1.349g的Si3 N4 及7.291g的Si外，以與實施例12相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例14)
除使用6.744g的Si3 N4 及4.051g的Si外，以與實施例12相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例15)
除使用9.4.42g的Si3 N4 及2.430g的Si外，以與實施例12相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例16)
除不使用Si3 N4 ，只使用8.101g的Si作為矽源材料外，以與實施例12相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(比較例1)
除不使用Si，使用13.488g的Si3 N4 外，以與實施例12相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例17)
使用氮化矽(Si3 N4 )及矽金屬(Si)作為矽源材料，使用氮化鋁(AlN)作為鋁源材料。使用氧化銪(Eu2 O3 )作為活化劑。使用攪拌器及過濾器混合5.395克的Si3 N4 、3.241克的Si、0.397克的AlN及0.137克的Eu2 O3 。然後，將混合物填入BN爐，設置於耐壓電爐中。在1450℃，氮氣環境下進行燒結超過5小時。冷卻後，將燒結體磨成粉。將該粉狀燒結體填入BN爐，設置於耐壓電爐中。將電爐在真空下升溫至500℃，於500℃下導入氮氣。在氮氣環境中以5℃/分的速度使溫度從500℃升溫至2000℃。將該混合物在氣體壓力至少0.8Mpa，於2000℃燒結5小時。
燒結後，將爐冷卻，從電爐中取出。然後，將該燒結過的螢光體磨碎，使用100網目之篩網過篩後，得到螢光體。使用氫氟酸及鹽酸洗淨製作的螢光體，使其分散，然後充分乾燥。然後，將該螢光體以50網目之篩網分類，得到實施例17的螢光體。
(實施例18)
除使用7.554g的Si3 N4 及1.944g的Si外，以與實施例17相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例19)
除不使用Si3 N4 ，只使用6.481g的Si作為矽源材料外，以與實施例17相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(比較例2)
除不使用Si，使用10.791g的Si3 N4 作為矽源材料外，以與實施例17相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(實施例20)
除使用6.744g的Si3 N4 、4.051g的Si、0.312g的鋁金屬(不是使用Al2 O3 亦不是使用AlN作為鋁源材料)及0.172g的Eu2 O3 外，以與實施例17相同的方式製作β-SiAlON螢光體。
(比較例3)
除不使用Si，使用13.488g的Si3 N4 作為矽源材料及使用0.473g的Al外，以與實施例20相同的方式製作造β-SiAlON螢光體。
下述表2表示在上述各實施例及比較例中來源材料之混合比例。
第135圖顯示實施例12的螢光體藉由粉末XRD(X光粉末繞射分析)的分類之結果。參考第135圖及利用JCPDS的數據，確認製作的螢光體為β-SiAlON螢光體。
β-SiAlON螢光體的放射特性係以460nm的激發光照射進行量測。圖136顯示實施例12及比較例1的β-SiAlON螢光體之放射光譜圖。實施例12的β-SiAlON螢光體為綠色螢光體，在541nm波長具有放射波峰，其半高寬為54.7nm。與比較例1的螢光體比較，實施例12的β-SiAlON螢光體的亮度高27%。
使用發光顏色541nm的光作為偵測光線，量測實施例12的β-SiAlON螢光體的激發光譜。結果顯示於圖137。由圖可見，激發波段在紫外線及500nm附近的可見光區。
將7重量份的實施例12至20及比較例1至3的β-SiAlON螢光體，與3重量份的CaAlSiN3 :Eu紅色螢光體及10重量份的矽樹脂混合，形成漿料。將該漿料注入一杯中的導線上，其中裝設有一藍光發光二極體(LED)裝置。在130℃下使該漿料硬化1小時。藉此，利用螢光體製作一白光LED。量測該製作的白光LED之亮度。
下述表3顯示實施例12至20及比較例1至3的β-SiAlON螢光體之最大發光波長，及使用其製作之白光LED的亮度(以重量份表示)。
由表得知，實施例12至20及比較例1至3的β-SiAlON螢光體之放射峰波長大約在540nm，所以該些螢光體為綠色螢光體。使用實施例12至14的螢光體製作之白光LED，顯示較高的亮度(124至127)。
但是，在實施例15中矽金屬比例低於氮化矽的比例，顯示其亮度低於實施例12至14之矽金屬比例高於氮化矽者。而於實施例16及19只使用Si作為矽源材料，顯示比實施例12至14及17低的亮度，但亮度比實施例15、17及18之矽金屬比例低於氮化矽者高。因此，使用適當混合比例之矽源材料可製作較高亮度的β-SiAlON螢光體。
比較例1至3只使用Si3 N4 作為矽源材料，對照沒有矽金屬作為主體來源材料的例。
此外，同時使用矽金屬及鋁金屬之如實施例20，可得到較高的亮度。
β-SiAlON螢光體與其他螢光體組合，適合應用於提供白光的發光裝置及模組。
第138圖(a)及第138圖(b)顯示根據本發明另一實施例及變化實施例之發光裝置的剖面圖。
參考第138圖(a)，一焊墊3102設置於發光裝置3110的上表面，電連接至一接合導線3125。依據水平或垂直式半導體發光裝置(即晶粒3101)的結構，可設置一或兩個焊墊3102。具體地，接合焊墊3102的數目係根據晶粒3101的結構而改變。當晶粒3101設置成垂直或垂直/水平的結構，其中P極性及N極性分別形成於上表面及下表面，設置單一焊墊3102電連接至形成於晶粒3101的上表面之P極性。
而且，當晶粒3101設置成水平或垂直/水平的結構，其中P極性及N極性皆形成於上表面，設置兩個焊墊3102分別電連接至形成於晶粒3101的上表面之P極性及N極。再者，波長轉換部3103係螢光體與如環氧樹脂、矽與樹脂之透明樹脂之混合物的形態，均勻地覆蓋晶粒3101之外表面，而該晶粒3101貼片於次基座3104。此時，波長轉換部3103係藉由印刷一混有螢光體之如矽或環氧樹脂之透明樹脂的印刷法形成固定厚度。該波長轉換部3103亦可形成為包覆整個晶粒3101，或由人工以熱或紫外線硬化所設置。
波長轉換部3103可包含螢光體材料，其係選自如YAG及TAG之石榴石系螢光體、矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體之波長轉換手段，可將晶粒發出的光轉換成白光。具體地，紅色螢光體可包含無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素，0<x<4及y=2x/3。導線架3121經由接合導線3125電連接至少一焊墊3102，該焊墊3102通過波長轉換部3103的上表面而露出外部。
參考第138圖(a)，根據本發明的此實施例之發光裝置封裝，可包含導線架3121及接合導線3125。該導線架3121整合設置於封裝主體內(未圖示)，亦即注入成型之樹脂材料的樹脂結構。該接合導線3125的一端打線接合於焊墊3102，另一端打線接合於導線架3121。
參考第138圖(b)，根據一變化實施例之發光裝置封裝件，波長轉換部3103’只形成於晶粒3101’的上表面。
發光裝置3110’設置於具有負導線及正導線之導線架3121的上表面，該導線架3121整合設置於注入成型之樹脂封裝主體內(未圖示)，以便形成一向上敞開之空腔。經由該封裝主體的空腔露出至外部之該發光裝置3110’，藉由一端接合焊墊3102’之接合導線3125，電連接導線架3121。藉此，構成發光裝置封裝件。
當垂直或垂直/水平式發光裝置用於高功率發光裝置封裝件時，螢光體層直接接觸發光表面而導致螢光體因發光裝置產生的熱而劣化。然而，因為根據本發明實施例的氮化物系紅色螢光體或QD螢光體比硫化物系螢光體在化學上較穩定，對例如熱或濕度之外界環境的信賴性較佳，且變色的風險低。因此，根據本發明的實施例之紅色螢光體可直接形成波長轉換部於發光裝置的發光表面，可製造高功率高信賴性之白光發光裝置封裝件。
第139圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的剖面示意圖。參考第139圖，本發明之本實施例的發光裝置封裝件3200包含一發光裝置3201及一波長轉換部3202，該波長轉換部3202係形成為覆蓋發光裝置3201的表面且轉換該發光裝置3201發出的光之波長。至此，波長轉換部3202可具有螢光體P分散於透明樹脂部內之結構。發光裝置封裝件3200，藉由混合波長轉換部3202轉換的光及發光裝置3201發出的光，可發出白光。發光裝置3201可具有層合一n型半導體層、一發光層及一p型半導體層之結構，第一電極3203a及第二電極3203b形成於該發光裝置3201的表面上。
參考第139圖，當發光裝置3201之表面形成有第一電極3203a及第二電極3203b定義為第一表面，與該第一表面對向之表面定義為第二表面，介於第一表面與第二表面之間的表面定義為側表面，該波長轉換部3202可成形為覆蓋發光裝置3201的第一表面(形成電極的表面)及側表面。此係使光從發光裝置3201朝第139圖上方及側向發射。於本實施例，波長轉換部3202薄薄地沿發光裝置3201的表面塗覆。與將螢光體注入封裝主體的杯體中之製程方法比較，本方法可得到整體均勻的光。再者，因為波長轉換部3202係直接塗在發光裝置3201的表面且封裝主體並不另外設置，可縮減裝置的大小。
為了電連接發光裝置3201，使用包含一鍍層之第一電連接部3204a及第二電連接部3204b，取代導線架。具體地，第一電連接部3204a及第二電連接部3204b連接第一及第二電極3203a及3203b，且第一電連接部3204a及第二電連接部3204b包含鍍層。第一電連接部3204a及第二電連接部3204b，經由波長轉換部3202暴露出至外部，設置為一提供打線接合用的區域。與傳統的封裝件比較，根據本發明之本實施例之發光裝置封裝件3200，具有簡軍的結構，可應用於各種COB(晶片直接貼於電路板)或封裝件式發光裝置。
第140及141圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的剖面示意圖。參考第140圖，發光裝置封裝件3200’包括一具有第一及第二電極3203a及3203b之發光裝置3201、波長轉換部3202以及第一及第二電連接部3204a及3204b。不同於第139圖的結構之處，在於形成於發光裝置3201的側表面之樹脂部3207為不包含螢光體之透明樹脂。此係考慮從發光裝置3201的側表面發出的光強度低於發光裝置3201的第一表面發射的光強度而製作。
參考第141圖，發光裝置封裝件3200"包括一具有第一及第二電極3203a及3203b之發光裝置3201、波長轉換部3202以及第一及第二電連接部3204a及3204b。不同於第139圖的結構之處，在於一未充滿樹脂部3206設置於發光裝置3201的第一表面，圍繞第一及第二電極3203a及3203b的側表面，由不包含螢光體之透明樹脂所形成。
參考第142及143圖，以下將說明螢光體層合成多層結構於紫外光發光裝置或藍光發光裝置上之波長轉換部。
首先，第142及143圖分別顯示根據本發明另一實施例之燈型發光裝置封裝件及晶粒型發光裝置封裝件的剖面示意圖。
在第142圖所示的燈型發光裝置封裝件中，一波長約410nm或更短之紫外光發光裝置3310被一多層螢光體層3320覆蓋，其包含第一、第二及第三螢光體層3321、3322及3323，包含3種被紫外光激發而放出不同顏色的光之螢光體。
在第143圖所示的晶粒型發光裝置封裝件中，一紫外光發光裝置3310裝設於基板3305上罩殼3306的溝槽內。包含3種螢光體之第一、第二及第三螢光體層3321、3322及3323形成於罩殼3306的溝槽內。第一、第二及第三螢光體層3321、3322及3323構成一多層螢光體層3320，覆蓋該紫外光發光裝置3310。發光裝置3310之n電極與p電極經由一導線3303電連接至形成於基板3305上之金屬線3307。
具體地，第一螢光體層設置於該紫外光發光裝置上，可由混有紅色螢光體的樹脂所形成。該紅色螢光體包含一螢光材料，其被紫外光激發而發出最大發光波長約600至700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。
第二螢光體層設置於第一螢光體層上，可由混有綠色螢光體的樹脂所形成。該綠色螢光體可為一被紫外光激發而發出最大發光波長約500至550nm之光的螢光材料。第三螢光體層設置於第二螢光體層上，可由混有藍色螢光體的樹脂所形成。該藍色螢光體可為一被紫外光激發而發出最大發光波長約420至480nm之光的螢光材料。
從紫外光發光裝置發出的紫外光經過這些結構，激發包含於第一、第二及第三螢光體層之不同種的螢光體。相對地，從第一、第二及第三螢光體層發出紅光(R)、綠光(G)及藍光(B)。這三種顏色的光一起混合而產生白光(W)。
特別是轉換紫外光之螢光體層形成為多層，亦即三層。第一螢光體層發出具有最長的波長之紅光(R)，設置於紫外光之發光裝置上，而第二及第三螢光體層分別發出綠光(G)及藍光(B)，具有比紅光波長短之波長，依序疊設於第一螢光體層上。因第一螢光體層包含發出紅光之螢光體，具有最低的轉換效率，設置使其最接近紫外光發光裝置，可相對提高第一螢光體層的光轉換效率。相對地，可改善發光裝置整體的光轉換效率。
第144及145圖顯示根據本發明的本實施例之發光裝置的部分結構。只有發光裝置及多層螢光體層顯示於第144及145圖。
第144圖所示之發光裝置封裝件，包含一多層螢光體層3420，形成為覆蓋具有波長410nm或更短之紫外光發光裝置3410。於該情況，多層螢光體層3420設有雙層的螢光體層。具體地，形成於紫外光發光裝置3410上之第一螢光體層3421，係由混合紅色螢光體於樹脂中所形成。該紅色螢光體包含一螢光材料，其被紫外光激發而發出最大發光波長約600至700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。第二螢光體層3422疊設於第一螢光體層3421上，可藉由選擇性地混合綠色及藍色螢光體於樹脂中而形成。
從紫外光發光裝置發出的紫外光經過這些結構，激發包含於第一螢光體層之螢光體，發出紅光(R)，以及激發兩種包含於第二螢光體層3422之螢光體，發出綠光(G)及藍光(B)。這三種顏色的光一起混合而產生白光(W)。如上述，轉換紫外光之螢光體層形成於兩層中。第一螢光體層3421發出具有最長的波長之紅光(R)，設置於紫外光發光裝置上，且第二螢光體層3422發出綠光(G)及藍光(B)，具有比紅光(R)波長短之波長，疊設於第一螢光體層3421上。如前述實施例，如此的多層螢光體結構改善光轉換效率。
第145圖所示之發光裝置封裝件，包含一多層螢光體層3420’，形成為覆蓋具有波長420nm至480nm藍光發光裝置3410’。該多層螢光體層3420’形成有兩層。具體地，形成於藍光發光裝置3410’上之第一螢光體層3421’，係由混合紅色螢光體於樹脂中所形成。該紅色螢光體包含一螢光材料，其被藍光激發而發出最大發光波長約600至700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4 -x Ny ：Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。第二螢光體層3422’疊設於第一螢光體層3421’上，可藉由混合綠色及/或黃色螢光體於樹脂中而形成。
從藍光發光裝置發出的藍光經過這些結構，激發包含於第一螢光體層3421’之螢光體，發出紅光(R)，以及激發包含於第二螢光體層3422’之螢光體，發出綠光(G)及黃光(Y)。藉此，從多層螢光體層發出之紅光(R)及綠光(G)(或黃光(Y))，與從發光裝置發出之藍光(R)混合而產生白光(W)。
以下，將詳細說明如第145圖所示之發光裝置封裝件發出白光的原理。
第146圖顯示第145圖所示之發光裝置封裝件的概念示意圖。參考第146圖，藍光從藍色光源發出。該藍色光源具有最大發光波長420nm至480nm。特別是可使用具有最大發光波長420nm至480nm之藍光發光裝置，作為藍色光源。藍光發光裝置發射的藍光激發綠色螢光體及紅色螢光體，分別發出綠色及紅色可見光。該綠色及紅色可見光與通過這些螢光體的藍光混合(從藍色光源發射的光)而得到白光。
綠色螢光體具有最大發光波長約490至550nm，紅色螢光體包含一螢光材料，其被藍光激發而發出最大發光波長約600至700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。各螢光體在藍色光源之特定的發光波長具有高光子效率。而且，各螢光體相對其他螢光體發射出之可見光，具有相當的透明性。紅色螢光體被藍色光源發出的藍光及綠色螢光體發射的綠光激發而發射紅光。紅色螢光體可具有激發波峰的波長約為420至500nm，該紅色螢光體可充分地被藍光及綠光激發。再者，因為紅色螢光體同時被藍光及綠光激發(亦即紅色螢光體被雙重激發)，可改善紅色螢光體的量子效率。因改善了紅色螢光體的量子效率，亦可改善整體發光效率、亮度、演色性指數。再者，如果浪費掉的綠光(即綠光從發射表面的背面漏出)使用於激發紅色螢光體，可進一步改善整體發光效率。量子效率的增加可改善白光發光裝置整體的亮度及演色性指數。
第147圖顯示應用於根據本發明的本實施例之發光裝置封裝件的綠色螢光體(第二螢光體)及紅色螢光體(第一螢光體)的能階轉移示意圖。參考第147圖，第二螢光體被波長約460nm的藍光激發，發出約530nm的綠光。而且，第一螢光體吸收部分第二螢光體發出的綠光以及波長約460nm的藍光。依此方式，第一螢光體被雙重激發而發出紅光。具體地，第一螢光體設置於如藍光發光裝置之藍色光源上，第二螢光體設置於第一螢光體上。藉此，第一螢光體容易地從後面吸收從第二螢光體發出的光而發出紅光。相對地，從第一螢光體額外發出的光，進一步改善發光裝置整體的亮度，且進一步改善發光裝置的演色性指數。再者，其他原本浪費掉的朝背面放射的光，可以有效地被第一螢光體使用。具有上述層構造的螢光體配置可容易地實現，因為可由對應的螢光體分散於成形樹脂體層所構成。
第148圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的剖面示意圖。參考第148圖，發光裝置封裝件3500包含一封裝基板3531及一設置於該封裝基板3531上之發光二極體晶粒3535。該封裝基板3531可包含一形成有二導線架3532a及3532b之底封裝基板3531a，以及一具有一空腔之上封裝基板3531b。該發光裝置3535係設置於該空腔區域。發光裝置3535的電極(未圖示)經由導線分別連接導線架3532a及3532b之上表面。
一低折射率區域3536係圍繞發光裝置3535而設置。該低折射率區域3536可為一空的空間或充滿具有相對低折射率的透明樹脂之區域。當該低折射率區域3536為一空的空間時，其折射率(n=1)類似空氣。另一方面，當該低折射率區域3536為充滿具有相對低折射率的透明樹脂之區域時，可使用環氧、矽或其混合樹脂。於該情況中，低折射率區域3536的折射率可約為1.7。
一高折射率層3537形成於該低折射率區域3536上。該高折射率層3537具有至少高於該低折射率區域3536之折射率，且不平坦圖型3537a形成於該高折射率層3537的上表面。再者，一波長轉換層3538形成於該高折射率層3537上。該波長轉換層3538包含一螢光體3539用以轉換從LED3535發出的光之波長。該波長轉換層3538係一包含螢光體之樹脂層，具有低於該高折射率層3537之折射率。
該波長轉換層3538至少包含該紅色螢光體，吸收該發光裝置發出的光，且發出最大發光波長約600至700nm之光。例如，該紅色螢光體包含無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。
此處使用的高折射率層3537，可為具有高折射率的樹脂，或由包含有高折射率的粒子之透明樹脂來實現。於該情況，高折射率的粒子可選自GaP、Si、TiO2 、SrTiO3 、SiC、立方或非結晶碳、奈米碳管、AlGaInP、.AlGaAs、SiN、SiON、ITO、SiGe、AlN及GaN所成群。
高折射率層3537因具有高折射率，從螢光體粒子3539散射之光可在與低折射率區域3536的界面被全反射。高折射率層3537可具有約1.8或更高的折射率。當低折射率區域3536是由具有特定折射率之樹脂所形成時，高折射率層3537可由具有更高折射率之材料所形成，所以可與該特定樹脂有充分的折射率差。
雖然在與波長轉換層3538的界面具有較高的光萃取臨界角，不平坦圖型3537a形成於高折射率層3537上，使從波長轉換層3538更容易地萃取光線。該不平坦圖型3537a之形成週期可約為0.001至500μm的範圍。而且，當高折射率層3537與波長轉換層3538之折射率差非常大時，即使藉由不平坦圖型3537a，也很難期望充分的光萃取。所以，高折射率層3537的折射率比10小較理想。
第149圖顯示說明第148圖之發光裝置封裝件的光萃取機制的示意圖。參考第148及149圖，從發光裝置3535發出的光通過低折射率區域3536及高折射率層3537，朝向波長轉換層3538。雖然低折射率區域3536具有比構成發光裝置3535的氮化物低的折射率，因為在發光裝置3535的表面形成有不平坦圖型(未圖示)，在低折射率區域3536的界面可有效地萃取發光裝置3535發射的光。再者，光從低折射率區域3536朝向高折射率層3537可有效地被萃取，因為是導向高折射率材料。因波長轉換層3538具有比高折射率層3537低的折射率，產生一限制的光萃取臨界角，但藉由形成不平坦圖型於高折射率層3537的表面，可有效地萃取。
然後，從LED發出的光被螢光體粒子3539激發，部分的激發光可在一期望的方向被萃取，即朝封裝件的上方之方向。另一方面，另一部份的激發光從波長轉換層3538被導向高折射率層3537，朝向封裝件的內部。因波長轉換層3538具有此高折射率層3537低的折射率，朝向封裝件的內部之光可幾乎沒有損失地進入高折射率層3537，大部分進入高折射率層3537之光，因高折射率差，在與低折射率區域3536的界面被全反射。全反射光導向高折射率層3537之上部，當通過高折射率層3537與波長轉換層3538之界面時可在一期望的方向被萃取。如上述，雖然高折射率層3537與波長轉換層3538因折射率差而具有限制的光萃取臨界角，藉由形成不平坦圖型3537a於高折射率層3537的上表面，可容易地萃取光線。
如此，被螢光體粒子3539散射及導向封裝件內部的光，藉由低折射率區域3536及形成有不平坦圖型3537a於其上表面之高折射率層3537，在預定的向上方向，可有效地被全反射。
依據本發明的實施例，包含螢光體粒子之波長轉換層3538係設置於發光裝置封裝件的上部，具有低折射率區域3536及形成有不平坦圖型3537a於其上表面之高折射率層3537之光學結構係設置於發光裝置封裝件的下部。所以，在螢光體粒子朝各方向散射的光之行進方向，可被調整成朝上的方向而改善光萃取效率。
第150至152圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的剖面示意圖。第150圖顯示第148圖之發光裝置封裝件的波長轉換層的改善結構，而第151圖顯示封裝基板的改善結構。第152圖顯示高折射率層的改善結構。第152圖的高折射率層係藉由高折射率粒子本身的形狀所形成，沒有利用通常的成形製程或蝕刻製程。
類似於第148圖的發光裝置封裝件，第150圖的發光裝置封裝件3600包括一封裝基板3641及一設置於該封裝基板3641上之發光二極體晶粒3645。該封裝基板3641可包含一形成有二導線架3642a及3642b之底封裝基板3641a，以及一具有一空腔之上封裝基板3641b。該發光裝置3645的電極(未圖示)經由導線分別連接導線架3642a及3642b之上表面。
一低折射率區域3646係圍繞發光裝置3645而設置。該低折射率區域3646可為一空的空間或充滿具有相對低折射率的透明樹脂(如環氧或矽樹脂)之區域。當該低折射率區域3646為一空的空間時，低折射率區域3646可由如下的方式構成，將具有低折射率的透鏡設於該空的空間區域中，圍繞該發光裝置3645。
一高折射率層3647形成於該低折射率區域3646上。該高折射率層3537具有至少高於該低折射率區域3536之折射率，且不平坦圖型3647a形成於該高折射率層3647的上表面。該不平坦圖型3647a形成於高折射率層3647上，使從具有相對較低折射率之波長轉換層3648更容易地萃取光線。該不平坦圖型3647a之形成週期可約為0.001至500μm的範圍。
而且，一非反射層3647b可進一步形成於高折射率層3647的下表面，.即高折射率層3647與低折射率區域3646的界面。該非反射層3647b係由在發光裝置3645的發光波長區域不反射之材料所形成。因該非反射層3647b，發光裝置3645產生的光可更有效地導向高折射率層3647。
波長轉換層3648形成於高折射率層3647上。該波長轉換層3648包含一螢光體3649，用以轉換發光裝置3645發出的光之波長。該波長轉換層3648具有至少比高折射率層3647低之折射率。
於本實施例，波長轉換層3648可藉由形成一般的透明樹脂後塗佈螢光體於其上表面所形成。於此結構，因包含螢光體粒子3649的層設置於包含高折射率層3647及低折射率區域3646的光學結構上，光萃取效率可顯著地改善。
再者，該高折射率層3647可由具有高折射率的樹脂所形成，或由包含高折射率粒子的透明樹脂所形成。該高折射率層3647可具有約1.8或更高的折射率，因而在螢光體粒子散射之光可在與低折射率區域3646的界面被全反射。高折射率層3537可具有10或更低的折射率，以促進波長轉換層3648的光萃取效率。
雖然根據本發明的封裝件製造方法不限於以下的例子，當低折射率區域3646係由如環氧或矽樹脂的透明樹脂所形成，低折射率區域3646可藉由依序塗佈及硬化高折射率層3537及波長轉換層3648而形成。形成於高折射率層3537上之不平坦圖型3647a，可硬化後藉由機械或化學的蝕刻製程而形成，或在硬化前利用成形框而形成。
然後，第151圖所示的發光裝置封裝件3600’包含封裝基板3651及設置於該封裝基板3651上之發光二極體晶粒3655。該封裝基板3651包含(但不限於)二導線架3652a及3652b形成於其上表面、二連接墊3654a及3654b形成於其下表面以及連接其之導電通孔3653a及3653b。
類似其他實施例，發光裝置封裝件3600包含圍繞發光裝置3655的半球狀低折射率區域3656、形成於低折射率區域3656上之高折射率層3657以及形成於高折射率層3657上之波長轉換層3568。高折射率層3657具有至少比低折射率區域3656高之折射率，不平坦圖型3657a形成於高折射率層3657的上表面。波長轉換層3568具有至少比高折射率層3657低之折射率。
於本實施例，當半球狀低折射率區域3656是由透明樹脂形成時，可容易地利用傳統的成形製程，例如轉移成形製程而形成。於該情況，其他層3657及3658可經由成形製程而形成。另一方面，當低折射率區域3656為一空的空間時，可分別藉由成形製程而成形高折射率層3657及/或波長轉換層3568為一預定形狀，使高折射率層3657及/或波長轉換層3568接合於封裝基板3651上。雖然舉例說明半球狀高折射率層3657及半球狀低折射率區域3656，但可成形為各種剖面形狀，例如矩形或三角形。
依據類似的方式，各種形狀亦可應用於第150圖的結構。例如，雖然高折射率層3657如第150圖所示具有平的形狀，如第151圖所示，亦可改為半球狀或其他形狀。
類似第148圖的發光裝置封裝件，第152圖的發光裝置封裝件包含封裝基板3661及設置於該封裝基板3661上之發光二極體晶粒3665。該封裝基板3661可包含形成有二導線架3662a及3662b之底封裝基板3661a，以及具有一空腔之上封裝基板3661b。
該發光裝置3665係設置於該空腔區域。該發光裝置3665的電極(未圖示)經由導線分別連接導線架3662a及3662b之上表面。
一低折射率區域3666可為一空的空間或充滿具有相對低折射率的透明樹脂之區域。當該低折射率區域3666為一空的空間時，其折射率(n=1)類似空氣。另一方面，當該低折射率區域3666是由透明樹脂所形成時，可使用如環氧、矽或其混合樹脂。於該情況，低折射率區域3536的折射率可約為1.7。
一高折射率層3667形成於該低折射率區域3666上。該高折射率層3667具有至少高於該低折射率區域3666之折射率，且不平坦圖型3667a是由粒子的形狀所形成。相對地，於本實施例中，且不平坦圖型3647a的形狀或週期係由高折射率的粒子之顆粒大小或形狀所決定。該高折射率的粒子可選自GaP、Si、TiO2 、SrTiO3 、SiC、立方或非結晶碳、奈米碳管、AlGaInP、AlGaAs、SiN、SiON、ITO、SiGe、AlN及GaN所成群。
此處使用的高折射率層3537，可藉由分開的製程，在該空腔區域中將高折射率的粒子至少排列於其上表面而形成。或者當該低折射率區域3666是由透明樹脂所形成時，高折射率層3537可藉由緊密地塗佈高折射率粒子於樹脂的上表面而形成。
波長轉換層3668形成於高折射率層3667上。該波長轉換層3668包含一螢光體3669，用以轉換發光裝置3665發出的光之波長。該波長轉換層3668具有至少比高折射率層3667低之折射率。
不平坦圖型3667a形成於高折射率層3667上，使光更容易從具有相對較低折射率的波長轉換層3538萃取。而且，當高折射率層3667與波長轉換層3668之折射率差非常大時，即使藉由不平坦圖型3667a，也很難期望充分的光萃取。所以，高折射率層3667的折射率比10小較為理想。
第153圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的剖面示意圖。第154圖顯示第153圖所示之發光裝置封裝件的波長轉換部及控制部之透視示意圖。
參考第153及154圖，本發明之本實施例之發光裝置封裝件3700包含一主體3710、一發光裝置3720、一波長轉換部3730及一控制部3740。該主體3710可由塑膠、樹脂或陶瓷所形成。該主體3710包含一具有敞開正面之空腔3711，該發光裝置3720搭載於空腔3711中。空腔3711具有一向前傾斜之內緣，可使發光裝置3720產生的光散佈。該空腔3711的向前傾斜之內緣係從內部延伸至外部。
如上述，當空腔3711形成為一圓柱結構，且具有圓形或橢圓形的橫剖面，空腔3711具有圓錐形狀，其外部的內直徑比其內部的內直徑寬。然而，本發明不限於上述實施例，空腔3711可具有矩形的橫剖面。於該情況，空腔3711可具有角錐形，其外部的剖面比其內部的剖面寬。
主體3710包含一階式托座部3712，波長轉換部設置於空腔3711的該敞開正面(上表面)上。該托座部3712可從主體3710之敞開正面(上表面)向下形成台階而形成。該托座部3712可沿空腔3711的外緣形成。
主體3710包含一對主電極3714及3715，其一端露出空腔3711的底表面，用以電連接設置於主體3710上之發光裝置3720。發光裝置3720為一半導體裝置，當施加一外部電壓時發出既定波長的光。根據本發明之本實施例的發光裝置封裝件，藉由使用單一發光裝置改變色溫，相反地其他先前技術使用複數個發光裝置。發光裝置3720設置於主體3710上，電連接設置於空腔3711中且位於主體3710內之該對主電極3714及3715。
同時，波長轉換部3730設置於主體3710之托座部3712上，覆蓋空腔3711，改變發光裝置3720發出的光之波長。波長轉換部3730包含一液體容納部3731，設於發光裝置3720發出的光之路徑上。一透明液體3732導入液體容納部3731，一螢光材料3733分散於該透明液體3732中。波長轉換部3730藉由控制液體容納部3731的體積(即改變導入液體容納部3731之含有螢光材料3733之透明液體3732的容量)控制色溫。波長轉換部3730至少包含紅色螢光體，其吸收發光裝置發出的光，發出具有最大發光波長約600-700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。
液體容納部3731可由矽或橡膠材料形成，具有良好的如收縮及膨脹之變形特性以及良好的恢復特性。為了避免影響色溫，液體容納部3731可具有透光性。而且，液體容納部3731可由一空心管結構所形成，其具有一預定體積，足夠填充被導入液體容納部3731之透明液體3732。雖然說明的液體容納部3731具有一碟狀結構，但本發明不限於此。液體容納部3731可具有例如矩形結構之多角形結構，其係隨空腔3711的外部剖面的形狀而定。被導入液體容納部3731之透明液體3732，為了具有流動性可包含水、油或樹脂。透明液體3732包含於均勻分散的螢光材料3733中。
同時，控制部3740連接波長轉換部3730，藉由改變透明液體3732的容積，調整液體容納部3731的體積而控制色溫。控制部3740包含一與液體容納部3731連通及容納透明液體3732之儲存槽3741以及一與該儲存槽3741連接且調整液體容納部3731所含之透明液體3732的容積之致動器3742。儲存槽3741連接液體容納部3731，容納液體容納部3731所含的透明液體3732之一部分。因此，具有流動性的透明液體3732不是固定在液體容納部3731中，可在液體容納部3731與儲存槽3741之間移動。藉此，可改變液體容納部3731中透明液體3732的容積。儲存槽3741可由構成液體容納部3731的相同材料所形成，可與液體容納部3731一體成形。
致動器3742連接儲存槽3741，控制包含於液體容納部3731中透明液體3732的容積。亦即，液體容納部3731中透明液體3732的容積係藉由致動器3741的擴張或收縮，使包含於連接致動器3742的儲存槽3741中透明液體3732移動至液體容納部3731而控制，或者使透明液體3732從液體容納部3731移動至儲存槽3741而控制。致動器3741的例可包括壓電致動器(PZT)、微機電(MEMS)元件等。致動器3742可藉由外部電壓而驅動。至此，驅動器3742包含一對輔助接頭3744及3745，其一端電連接致動器3742而另一端露出至主體3710的外部。
發光裝置封裝件可進一步包含電子裝置(未圖示)，用以控制致動器3742的動作。在此省略說明控制致動器3742與輔助接頭3744及3745的詳細連接結構。雖然顯示輔助接頭3744及3745露出至主體3710的底部，其亦可露出至主體3710的側部。儲存槽3741及致動器3742鄰接空腔3711，埋入主體3710中。於該情況，主體3710可具有一凹的容納溝槽(未圖示)，以容納儲存槽3741及致動器3742。於是，儲存槽3741及致動器3742可插入及設置於容納溝槽中。
於根據本發明的本實施例之發光裝置封裝件中，儲存槽3741及致動器3742係平行於沿主體3710的次軸之光軸設置。然而。儲存槽3741及致動器3742亦可垂直於沿主體3710的主軸之光軸設置。於該情況，主體3710的厚度可縮減，儲存槽3741及致動器3742可更有效地設置。
液體容納部3731設置於托座部3712的台階面上，覆蓋空腔3711。於該情況，為了密封設置於空腔3711中的發光裝置3720，主體3710的空腔3711充滿透明樹脂。此外，空腔3711可充滿空氣，圍繞設置於空腔3711中的發光裝置3720。於該情況，發光裝置係藉由覆蓋空腔3711之液體容納部3731密封。
參考圖155及156，以下敘述藉由波長轉換部3730及控制部3740之運作改變色溫之方法。參考圖155，當外部電壓施加於該對輔助接頭3744及3745且致動器3742進行擴張動作，連接致動器3742之儲存槽3741被致動器3742壓縮，儲存槽3741的體積減少。此時，容納於儲存槽3741的透明液體3732被移動至液體容納部3731，因而增加透明液體3732填充液體容納部3731的流速。因此，液體容納部3731被導入的透明液體3732擴張而增加其體積。於是，設置於光軸上的螢光體流體層之厚度因而增加。因發光裝置3720產生的光通過厚的螢光體流體層，降低放射光的色溫。
參考第156圖，當致動器3742進行收縮動作，連接致動器3742之儲存槽3741被致動器3742擴張，儲存槽3741的體積增加。此時，容納於儲存槽3741的透明液體3732被移動至儲存槽3741，因而降低透明液體3732填充液體容納部3731的流速。因此，液體容納部3731被導入的透明液體3732壓縮而減少其體積。於是，設置於光軸上的螢光體流體層之厚度因而減少。因發光裝置3720產生的光通過薄的螢光體流體層，提高放射光的色溫。
雖然液體容納部3731的前表面(上表面)在圖中表示為以平面狀態進行擴張及收縮，其中心部分可突出成圓頂狀。色溫的改變可藉由電子裝置(未圖示)更精密地控制致動器3742。因此，色溫可容易地以單一發光裝置調整，因無需確保混色用之距離，光源可小型化。
第157圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件3800之剖面示意圖。
參考第157圖，根據本發明之本實施例之發光裝置封裝件3800。包含一發光裝置3811、電極結構3812及3813、一封裝主體3815、半透明透明樹脂3816及一載置發光裝置3811之凹部3818。
發光裝置3811接合至一對(金屬)導線3814a及3814b之對應的第一端，電極結構3812及3813接合至該對導線3814a及3814b之第二端。
發光裝置3811可為根據本發明的各實施例之發光裝置。
封裝主體3815係由樹脂射出成形，形成一具有封閉底表面及敞開的上表面之空腔3817。
該空腔3817可具有以一特定角度傾斜之上傾斜面，以及一反射構件3817a設置於空腔3817的上傾斜面上。該反射構件3817a可由具有高反射率之金屬所形成(例如Al,Ag,Ni等)，用以反射發光裝置3811產生的光。
該對電極結構3812及3813係一體成形固定於封裝主體3815，且電極結構3812及3813的第一端上表面的一部分通過空腔3817的底表面，露出至外部。
電極結構3812及3813的第一端露出封裝主體3815的外表面，以便連接外部電源。
凹部3818係使從空腔3817的底表面露出之電極結構3812及3813的上表面有凹處而形成。凹部3818形成於電極結構3812中，而發光裝置設置於該對電極結構3812及3813之間。
凹部3818在電極結構3812的第一端中具有一向上彎曲之彎曲部，於其中設置至少一發光裝置3811。該彎曲部具有一平坦載置表面，用以設置發光裝置3811；以及一對下傾斜面3812a及3813c，位於該載置表面的左側及右側，以一特定角度向上延伸之該對下傾斜面3812a及3813c係面對發光裝置3811的外表面。
一反射構件可設置於下傾斜面3812a及3813c上，以便反射發光裝置3811產生的光。
考慮發光裝置3811的高度h，該凹部3818的深度H可約為50-400μm。藉此，封裝主體3815之空腔高度H，可減少為150-500μm。因可減少容納於空腔3817內之半透明透明樹脂的量，製造成本可相對地降低且改善亮度。再者，產品可小型化。
第158圖顯示第157圖所示之發光裝置封裝件的變化實施例之剖面示意圖。
與前述實施例的凹部3818不同，本變化實施例之發光裝置封裝件包含一溝槽3818a，其係當形成封裝主體3815於該對相對向的電極結構3812及3813之間時，從空腔3817的底面凹入一特定深度。
因為其他元件與第157圖之發光裝置封裝件相同，在此省略其詳細說明。
半透明之透明樹脂3816可由例如環氧或矽樹脂之透明樹脂形成，或樹脂填充空腔3817，用以覆蓋發光裝置3811與導線3814a及3814b以及保護其不受外部環境影響。
半透明之透明樹脂3816可包含一螢光體材料，作為波長轉換手段，可選自例如YAG及TAG之石榴石系螢光體、矽酸鹽系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD螢光體，可轉換發光裝置3811發出的光成為白光。
石榴石系螢光體材料包含YAG及TAG，可選自(Y,Tb,Lu,Sc,La,Gd,Sm)3 (Al,Ga,In,Si,Fe)5 (O,S)12 :Ce，以及矽酸鹽系螢光體材料可選自(Sr,Ba,Ca,Mg)2 SiO4 :(Eu,F,Cl)。而且，硫化物系螢光體材料可選自(Ca,Sr)S:Eu、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2 S4 :Eu。氮化物系螢光體可為稀土族元素活化之氧氮化物螢光體。硫化物系螢光體可為一部份或全部的金屬Me(其中Me為Ca或一種或兩種Y)固體溶解於α-SiAlON，表示為(Sr,Ca,Si,Al,O)N:Eu(例如CaAlSiN4 :Eu或β-SiAlON:Eu)或Ca-α-SiAlON:Eu系化學式：Mex Si12-(m+2) Al(m+n) On N16-n :Re(其中x、y、m及n為係數)被發光中心的鑭系元素Re取代。
α-SiAlON系螢光體可選自(Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16之螢光體組成(其中M為Eu、Tb、Yb及Er中的至少一種，0.05<(x+y)<0.3，0.02<x<0.27及0.03<y<0.3)。
QD螢光體為由芯及殼構成之奈米晶體粒子，其芯的大小約為2-100nm的範圍。QD螢光體，藉由調整芯的大小，可使用作為發出各種顏色之螢光體材料，例如藍光(B)、黃光(Y)、綠光(G)及紅光。QD螢光體之芯及殼結構可由選自II-VI族化合物半導體(ZnS,ZnSe,ZnTe,CdS,CdSe,CdTe,HgS,HgSe,HgTe,MgTe等)、III-V族化合物半導體(GaN,GaP,GaAs,GaSb,InN,InP,InAs,InSb,AlAs,AlP,AlSb,AlS等)及IV族半導體(Ge,Si,Pb等)中至少兩種半導體之異質接面所形成。一有機配位子，使用例如油酸之材料，可形成於QD螢光體的外殼，為了終結殼表面的分子鍵，抑制QD粒子間的聚集，改善例如矽樹脂或環氧樹脂之樹脂內的分散性，或改善螢光體功能。
白光可包含黃色(Y)螢光體、綠色(G)螢光體及紅色(R)螢光體於藍光發光裝置內。黃色、綠色及紅色螢光體分別被藍光發光裝置激發而分別發出黃光、綠光及紅光。黃光、綠光及紅光與部分從藍光發光裝置發出的藍光混合而輸出白光。
因為對應的螢光體輸出白光已於上述詳細說明，不再進一步說明本發明的變化實施例。
電極結構3812及3813面對設置於溝槽3818a之發光裝置3811的外表面之端部，可具有下傾斜面3812b及3813b，於其中設置反射構件，用以反射發光裝置3811產生的光。
在具有上述結構之發光裝置封裝件3800及3800’中，設於空腔3817的中心之發光裝置3811係設置於在電極結構3812中向下彎曲之凹部的裝載源，或設置於溝槽3818a，該溝槽3818a係從相對向的電極結構3812及3813的端部之間形成凹處。於是，藉由導線3814a及3814b打線接合於電極結構3812及3813之發光裝置3811的上表面，可與電極結構3812及3813的上表面高度幾乎相同。
於該情況，導線3814a及3814b到發光裝置3811之最大高度，可藉由減少發光裝置3811的設置高度而減少。
於是，可減少用以保護發光裝置及導線3814a及3814b之包含於空腔之半透明的透明樹脂3816之填充量。而且，半透明的透明樹脂3816之填充高度H，可藉由減少發光裝置3811的載置高度而減少。於是，可顯著地改善發光裝置3811的發光期間產生的光亮度。
因為減少包含於空腔之半透明的透明樹脂3816之填充高度H，封裝主體3815的上端高度可因填充高度的減少而減少，因而進一步減少整體封裝件的大小。
第159圖(a)至第159圖(c)顯示根據本發明實施例之發光裝置封裝件中製造一外部導線架的方法之示意圖。
參考第159圖(a)，正負電極結構3812及3813整合固定於大部分是由樹脂射出成形之封裝主體3815。然而，電極結構3812及3813的端部露出封裝主體3815的外表面，以便連接外部電源。
向下露出至封裝主體3815的外部之電極結構3812及3813，朝發光表面的相反方向彎曲，該發光表面通過封裝件的側表面及/或底表面，形成空腔3817。
電極結構3812及3813在封裝件的載置表面(底表面，3819)之側表面及/或後表面彎曲。
如第159圖(b)所示，露出封裝底表面3819之電極結構3812的端部，主要是彎曲形成封裝件3800的側面形狀。然後，如第159圖(c)所示，電極結構3812的端部朝封裝底面3819的後部彎曲。藉此，完全構成整個電極結構3812。
發光裝置封裝件可提供白光光源模組，適合用於LCD背光單元。亦即，根據本發明實施例之白光光源模組為一LCD背光單元，可與各種光學構件組合(擴散板、導光板、反射板、稜鏡片等)構成背光模組。第160及161圖顯示白光光源的範例。
參考第160圖，LCD背光用光源模組3100包含一電路板3101及設置於該電路板3101之複數個白光發光裝置封裝件3010。一連接發光裝置3010之導電圖型(未圖示)，可形成於電路板3101的上表面。
參考第120圖，可理解發光裝置封裝件3010為上述白光發光裝置封裝件。亦即，藉由COB法，藍光發光裝置3015直接設置於電路板3101上。因為對應的白光發光裝置封裝件3010之結構具有半球狀樹脂封裝部3019，該樹脂封裝部3019不具備分開的反射壁但具有透鏡功能，白光發光裝置封裝件3010可顯示寬方位角。各對應光源的寬方位角，對LCD顯示器的尺寸(厚度或寬度)之減少有貢獻。
參考第161圖，LCD背光用光源模組3200包含一電路板3201及設置於該電路板3201之複數個白光發光裝置封裝件3020。如上述第121圖所示，白光發光裝置封裝件3020包含一設置於封裝主體3021的反射杯內之藍光發光裝置3025，以及一封裝藍光發光裝置3025之樹脂封裝部3029。綠色及紅色螢光體3022及3024以及黃色或橘色螢光體3026分散於樹脂封裝部3029中。
〈背光單元〉
根據本發明一實施例之背光單元包含上述發光裝置封裝件。包含半導體發光裝置之發光裝置封裝件，可應用作為各種光源，例如照明裝置、汽車頭燈等，以及作為如背光單元之表面光源。
以下，將說明根據本發明各實施例的包含發光裝置封裝件之背光單元。
第162圖顯示根據本發明一實施例之表面光源中發光模組之排列結構的平面示意圖。第163圖顯示第162圖的發光模組之旋轉排列方法。
參考第162圖，表面光源4000包含第一至第四發光模組4001a至4001d。第一至第四發光模組4001a至4001d分別包含複數發光裝置4003及複數連接器4004a至4004d。複數發光裝置4003係排列成二維的行與列而形成一發光區域。具體地，當使用白光發光裝置時，表面光源1900可使用作為背光單元、照明裝置等。第一至第四發光模組4001a至4001d可具有一方形結構，具有相同形狀及包含複數發光裝置4003及連接器4004a至4004d，排列於一絕緣基板上。
包含於第一發光模組4001之連接器4004a可設置鄰接第一發光模組4001之一頂點。於該情況，第一發光模組4001之頂點對應第162圖的第一至第四發光模組4001a至4001d所形成的三角形的中心點，亦即整個表面光源4000的中心點。所謂「鄰接」的用語，係指設置連接器4004a，使其最靠近第一發光模組4001a的4個頂點中一特定頂點。以下將敘述該特定頂點是發光模組的旋轉中心點。
第二至第四發光模組4001b至4001d排列成沿旋轉中心點依序使第一發光模組4001a旋轉90度之結構。亦即，包含於第二發光模組4001b之複數發光裝置4003及連接器4004b，係設置成使包含於第一發光模組4001a之複數發光裝置4003及連接器4004a以順時鐘方向旋轉90度之結構。同樣地，包含於第三發光模組4001c之複數發光裝置4003及連接器4004c，係設置成使包含於第二發光模組4001b之複數發光裝置4003及連接器4004b以順時鐘方向旋轉90度之結構。第四發光模組4001d亦以同樣方式排列。如此的旋轉排列表示於第163圖(a)。於該情況，旋轉方向可以不是順時鐘方向，而採用逆時鐘方向。
參考第162圖，包含於第一至第四發光模組4001a至4001d之連接器4004a至4004d可鄰近中心點排列，其間隔距離非常接近。於是，電連接之線結構可以簡化。此外，因為第一至第四發光模組4001a至4001d具有90度旋轉排列的結構，根據本發明之本實施例的表面光源4000可由一種發光模組構成。若不使用旋轉排列結構，第一至第四發光模組4001a至4001d必須具有不同的結構，以使連接器4004a至4004d可排列鄰近中心點。不同於本發明的第一實施例，需要4種發光模組。如此，根據本發明的第一實施例之表面光源中，連接器4004a至4004d之間的距離變短且電線結構簡單化。所以，只需要一種發光模組。結果透過標準化及製程的改善，可得到成本降低的效果。
第164圖顯示根據本發明另一實施例之表面光源中發光模組之排列結構的平面示意圖。
參考第164圖，根據本發明的本實施例之表面光源，包含第一至第四發光模組4011a至4011d。第一至第四發光模組4011a至4011d分別包含複數發光裝置4013及複數連接器4014a至4014d。與第162圖的實施例不同，於本發明的第二實施例之表面光源，連接器4014a至4014d形成於與發光裝置4013分開的區域。亦即，第164圖表示表面光源4010的一視野，從一方向上看到連接器4014a至4014d之排列。於第一至第四發光模組4011a至4011d，連接器4014a至4014d可形成於與發光裝置4013相反的區域。於是，發光裝置4013可以不受連接器4014a至4014d的限制而排列。
第165圖顯示根據本發明另一實施例之表面光源中發光模組之排列結構的平面示意圖。
參考第165圖，根據本發明的本實施例之表面光源4020，包含第一至第三發光模組4021a至4021c。第一至第三發光模組4021a至4021c之外圍線的形狀為圓形。發光區域為圓形。類似第162圖的實施例，第一至第三發光模組4021a至4021c具有相同的形狀。具體地，第一至第三發光模組4021a至4021c具有一扇形，其共同的頂點，亦即與旋轉中心所形成的角度為120度(360度/3)。包含於第一發光模組4021a之複數發光裝置4023，沿第一方向及第二方向二維排列。第一方向與第二方向之間的角度為120度。於該情況，第一方向係指第一發光模組4021a與第二發光模組4021b間的邊界線的方向，第二方向係指第一發光模組4021a與第三發光模組4021c間的邊界線的方向。
包含於第二發光模組4021b之複數發光裝置4023及連接器4024b，係設置成使包含於第一發光模組4021a之複數發光裝置4023及連接器4024a以順時鐘方向旋轉120度之結構。同樣地，包含於第三發光模組4021c之複數發光裝置4023及連接器4024c，係設置成使包含於第二發光模組4021b之複數發光裝置4023及連接器4024b以順時鐘方向旋轉120度之結構。雖然圓形表面光源4020在本發明的本實施例中分成三部分，表面光源的形狀可為正n邊形(其中n為自然數，大於或等於3)，例如正三角形、正五邊形等。於該情況，n個發光模組可排列成旋轉角度為360度/n。
第166圖顯示根據本發明另一實施例之表面光源中發光模組之排列結構的平面示意圖。
參考第166圖，根據本發明的本實施例之表面光源4030具有類似第162圖的表面光源4000之結構。表面光源4030包含第一至第四發光模組4031a至4031d。第一至第四發光模組4031a至4031d分別包含複數發光裝置4033及複數連接器4034a至4034d。第二至第四發光模組4031b至4031d，可排列成使第一發光模組4031a依序旋轉90度之結構。
於本實施例中，包含於第一發光模組4031a之發光裝置4033，排列成行與列，亦即在x軸及y軸方向。x軸方向的間隔x與y軸方向的間隔y不同。於本實施例，y軸方向的間隔y大於x軸方向的間隔x，對應於一通常被採用的值。於是，可減少全部發光裝置4033的數目。具體地，x軸方向的間隔x約為26-27mm，y軸方向的間隔y約為29-37mm。雖然本實施例中y軸方向的間隔y大於x軸方向的間隔x，於本發明的實施例，x軸方向的間隔x可大於y軸方向的間隔y。亦即，x軸方向的間隔x與y軸方向的間隔y只要互不相同，可為任意值。同時，此處使用的間隔，對應相鄰的發光模組4033的中心點在一方向上間隔的距離。
具有不同的x與y軸方向之間隔的發光裝置之排列結構，當y軸方向的間隔y增加時可縮小亮度不均勻。雖然第一發光模組4031a之y軸方向的間隔y大於x軸方向的間隔x，第二發光模組4031b可與第一發光模組4031a相反。而且，第三發光模組4031c可與第二發光模組4031b相反。再者，藉由使第三發光模組4031c在順時鐘方向旋轉90度所形成之第四發光模組4031d，具有與第二發光模組4031b相同的間隔。因為發光模組具有與其相鄰的發光模組相反之排列結構，可使起因於不同的x與y軸方向之間隔的亮度不均勻最小化。因此，表面光源4030可減少發光裝置4033的數目，仍可維持均勻的亮度分佈。
於該情況，因減少發光裝置4033的數目造成亮度的降低可藉由增加電流而解決。藉此，若決定第一發光模組4031a的設置及第一發光模組4031a在整個發光區域所佔面積，其他發光模組的設置，可藉由順時鐘或逆時鐘方向旋轉第一發光模組4031a而決定。無需考慮旋轉方向，可達成發光的均勻性及發光裝置的數目之減少。
雖然範例中表面光源整體的形狀為正方形，圓形也在前述實施例中說明，本實施例亦可應用如第167圖所示的矩形表面光源。
第167圖顯示根據本發明另一實施例之表面光源的平面示意圖。於本實施例，表面光源4040具有矩形形狀。表面光源4040可藉由設置串聯的4個如圖4000所示的表面光源4000而設置。根據本發明的本實施例之表面光源可應用於大小300×1,200、600×1,200等以及300×300與600×600。再者，具有上述結構之表面光源亦可用於從LCD面板的背面發光之背光單元。
根據上述實施例之表面光源，採用根據本發明各實施例的發光裝置封裝件。對應的發光裝置封裝件包含一波長轉換部，該波長轉換部包含至少一紅色螢光體，吸收發光裝置發出的光，放射出具有最大發光波長約600-700nm之光。例如，該紅色螢光體可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、石榴石系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。
第168圖顯示採用根據本發明各實施例之上述表面光源之背光單元的剖面示意圖。
參考第168圖，本發明的本實施例之背光單元5000可包含根據本發明各實施例之上述表面光源。取其中一實施例為例說明。表面光源5000包含設置於一基板5001上之複數發光裝置5002。發光裝置5002以不同間隔P1及P2排列。雖然沒有詳細圖示，表面光源5000的發光區域分成n個，第一至第n個發光模組形成於分割的區域內。第二至第n個發光模組係藉由依序將第一發光模組以順時鐘方向或逆時鐘方向旋轉360/n度而形成。雖未圖示，一提供電壓予複數發光裝置5002之連接器，設置使其鄰接第一至第n個發光模組之旋轉中心。
一光學薄片5014設置於表面光源的上表面。光學薄片5014包含一擴散薄片或擴散板，用以均勻地擴散入射光；以及一光聚集薄片，設置於該擴散薄片或擴散板上，用以使入射光聚集於垂直的方向。該光學薄片可更包含一設置於光聚集薄片上之保護薄片，保護下部光學結構。一側壁5013形成於基板5001的上表面之邊緣，圍繞該發光裝置5002。該側壁具有朝向發光裝置5002設置的方向傾斜之表面。此外，一反射層5011可設置於基板5001的上表面上，將發光裝置5002發出的光朝向上的方向反射。同時，發光裝置5002的設置間隔，亦即間隔P1及P2，可少於一光學距離1 。如果沒有滿足該條件，表面光源的發光均勻性可能降低，可能出現熱點。光學距離1 可視為從發光裝置5002的發光表面至光學薄片5014之距離，亦即光在垂直方向上行進之距離。
第169圖顯示根據本發明另一實施例之表面光源的平面示意圖。參考第169圖，表面光源5100包含一下導線架5110、一發光裝置封裝件5120、一導光板5130及一光學薄片5140。表面光源5100可用於一LCD裝置，與LCD面板一起藉由控制光的透過率可顯示影像。光學薄片5140可設置於導光板5130上，保護一擴散板、擴散片、稜鏡片及一保護薄片。
導光板5130可分成複數片導光板。該複數片導光板可平行設置於下導線架5110之收納空間，發光裝置封裝件5120設置於導光板5130的側表面上。該複數片導光板5130可分開設置，亦可互相連接整合設置。
發光裝置封裝件5120包含一波長轉換部，其中紅色螢光體、藍色螢光體、綠色螢光體及黃色螢光體適當地混合於樹脂材料中。該紅色螢光體包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、石榴石系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。雖未圖示，一反射板可進一步設置於導光板5130之下。表面光源可設置及固定於下導線架5110之內部空間。
第170圖顯示根據本發明另一實施例之一背光單元，亦即具有板式導光板的表面光源之示意圖。
參考第170圖，根據本發明之本實施例之具有板式導光板的背光單元5200為串聯式(Tandem type)表面光源，包含n個LED光源模組5210及n個板式導光板5220。
各LED光源模組5210包含在一基板5211上設置成一列之複數發光裝置封裝件5212。該n個LED光源模組5210係平行排列。該板式導光板5220排列於複數發光裝置封裝件5212的側邊上。
此外，具有板式導光板的背光單元5200可包含一反射構件(未圖示)，該反射構件設置於LED光源模組5210及板式導光板5220之下，用以反射LED光源模組5210發出的光。
再者，背光單元可包含一擴散片或光學薄片(未圖示)於板式導光板5220的上表面。擴散片可使在反射構件反射、在板式導光板折射及朝LCD面板放射之光擴散至複數方向。如稜鏡片之光學薄片(未圖示)聚集通過擴散片的光至一前視角度內。
具體地，LED光源模組5210可具有以俯視法設置之複數發光裝置封裝件5212。板式導光板5220設置於LED光源發光的方向上，可由可透過光線之透明材料形成。與一側光式導光板比較，板式導光板具有簡單的形狀，容易量產。而且，在LED光源上容易對準導光板的位置。
板式導光板5220包含一入光部5221、一出光部5224及一前端部5222。LED光源5210發出的光入射該入光部5221。該出光部5224為一具有均勻的厚度之平板，具有一光射出表面，從LED光源5210入射之光，通過該光射出表面，朝向LCD面板放射，作為照明的光。該前端部5222相對入光部5221朝出光部5224的相反面突出，比入光部5221薄。板式導光板5220的前端部5222係覆蓋LED光源5210而設置。亦即，第(n+1)個LED光源5210設置於第n個板式導光板5220的前端部5222之下。板式導光板5220的前端部5222具有稜鏡形狀的底表面5223。
如第170圖(b)所示，從LED封裝件5212發出的光不直接放射至導光板5220，而是被板式導光板5220的前端部5222之稜鏡形狀的底表面5223散射、分散。因為如此的結構，可能消除在LED光源5210上導光板中發生的熱點。
第171圖顯示說明第170圖之板式導光板5220的透視示意圖。參考第171圖，板式導光板5220包含一入光部5221、一出光部5224及一前端部5222。包含複數LED封裝件5212之LED光源5210發出的光入射該入光部5221。該出光部5224為一具有均勻的厚度之平板，具有一光射出表面，從LED光源5210入射之光，通過該光射出表面，朝向LCD面板放射，作為照明的光。該前端部5222係相對入光部5221朝出光部5224的相反面突出。該前端部5222的剖面具有比該入光部5221的剖面小的厚度。
該前端部5222具有稜鏡形狀的底表面5223，用以分散一部分從設置於其下之LED封裝件5212發出的光。該前端部5222的稜鏡形狀5223為三角稜鏡、圓錐稜鏡及半球稜鏡中的至少一種，可分散及散射入射光。
再者，該前端部5222的稜鏡形狀可形成於整個前端部5222，或部分形成於LED封裝件5212的上表面。如此的稜鏡形狀可消除在LED封裝件5212上導光板5220中發生的熱點。
因此，於該板式導光板5220，為了藉由部分從LED封裝件5212發出的光分散在LED封裝件5212上導光板5220中發生的熱點，藉由加工稜鏡形狀5223於前端部5222的底表面上，而無需另外加工介於LED封裝件與導光板之間的擴散片及稜鏡片。
參考第172至178圖，以下將說明根據本發明另一實施例之具有板式導光板的背光單元。
第172圖顯示根據本發明另一實施例之背光單元的爆炸透視示意圖，以及第173圖顯示第172圖的背光單元裝設後沿I-I’線之剖面示意圖。雖然背光單元包含複數導光板，為了方便說明只有顯示2片導光板。
參考第172及173圖，背光單元5300包含一底蓋5310、一導光板5320、一光源5330及一固定部5340。
該底蓋5310具有一容納空間。例如，該容納空間可為一平板，形成底蓋5310的底表面及在平板邊緣彎曲之側壁。
該底蓋5310可包含一連結開口或連結部5311，可與固定部5340連接，詳細容後再述。該連結開口或連結部5311，可為一可通過該固定部5340之通孔，或一可插入該固定部5340之溝槽，詳細容後再述。
導光板5320被分成複數部分。複數導光板5320平行排列於底蓋5320的容納空間中。
各導光板5320具有一通孔5321，貫過一主體部。該通孔5321設置於導光板5320之邊緣。然而，本發明不限於所圖示通孔5321的位置及數目。通孔5321設置對應該連結部5311。
雖然說明的導光板5320具有矩形形狀，本發明不限於此。例如，導光板5320可具有三角形或六角形的形狀。
複數光源5330設置於各導光板5320的一側，提供光予各導光板5320。各光源5330可包含一光源5331，亦即發光裝置封裝件，及一具有複數電路圖形之基板5332，用以提供發光裝置封裝件5331一驅動電壓。
例如，發光裝置封裝件5331可包含次發光裝置，提供藍色、綠色及紅色。此時，從次發光裝置發出之藍光、綠光及紅光，提供藍色、綠色及紅色，可混合產生白光。或者，發光裝置可包含一藍光發光裝置及一可轉換部分藍光發光裝置發出的藍光成為黃光之螢光體。此時，藍光與黃光混合而提供白光。
因為發光裝置封裝件及螢光體已於上述說明，以下將省略其進一步敘述。
光源5330產生的光入射導光板5320的側表面，藉由導光板5320的內全反射而向上射出。
為了防止導光板5320的移動，固定部5340固定導光板5320於底蓋5310。固定部5340插入導光板5320的通孔5321，固定導光板5320於底蓋5310。此外，固定部5340可貫通導光板5320的通孔5321，穿過導光板5320的連結部5311，例如貫穿孔部，或插入嵌入溝槽。
固定部5340包含一主體部5342及一從主體部5342延伸出之頭部5341。
該主體部5342通過導光板5320的通孔5321，與連結部5311連結。具體地，該主體部5342連接導光板5320至底蓋5310，以使導光板5320固定於底蓋5310。
該頭部5341具有比主體部5342大的寬度，可防止固定部5340完全從導光板5320的通孔5321鬆開。
該頭部5341可具有各種剖面形狀，例如半球狀、半橢圓狀、矩形形狀、三角形形狀等。當該頭部5341具有三角形的形狀時，可減少固定部5340與光學構件5360之間的接觸，其詳細容後再述。因此，可減少起因於固定部5340之熱點的發生。
因為導光板5320與光學構件5360互相間隔一固定距離，從導光板5320發射出的光，可均勻地提供給光學構件5360。因頭部5341支持光學構件5360，提供保持導光板5320與光學構件5360間的間距之作用，其詳細容後再述。導光板5320與光學構件5360間的間距可藉由調整頭部5341的高度而控制。
為了減少對影像品質的影響，固定部5340可由半透明材料，例如透明塑膠所形成。
此外，一反射構件5350可設置於導光板5320之下。該反射構件5350反射從導光板5320向下放射的光，使其入射導光板5320。因此，可改善背光單元的發光效率。
反射構件5350可包含通孔5321及對應連結部5311之穿透部5351。固定部5340可經由通孔5321及穿透部5351連結至連結部5311。藉此，當反射構件5350類似導光板5320，分成複數構件時，複數反射構件可藉由固定部5340固定於底蓋5310上。
此外，背光單元可包含一設置於導光板5320上之光學構件5360。光學構件5360之例可包含設置於導光板5320上之一擴散板、一擴散片、一稜鏡片及一保護薄片。
於是，當背光單元具有複數導光板時，可進一步改善因部分驅動造成之局部黯淡效應。
再者，因導光板的移動造成之缺陷可藉由使用固定部固定導光板於底蓋而防止。
再者，均勻的光可提供予LCD面板，因導光板與光學構件間的間距藉由固定部可保持固定。
第174圖顯示根據本發明另一實施例之LED背光單元之平面示意圖。第175圖顯示在連結一基板前，第174圖之A部分的透視示意圖，以及第176圖顯示在連結一基板後，第174圖之A部分的透視示意圖。第177圖顯示第176圖中沿線II-II’之剖面示意圖。
參考第174至177圖，根據本發明之本實施例之LED背光單元包含底蓋5410、複數導光板5420、基板5431、複數LED封裝件5432及固定部5440。該底蓋5410具有一連結開口或連結部，例如第一通孔5410a或一溝槽。複數導光板5420設置於底蓋5410上。該基板，水平設置於在導光板5420的一側之底蓋5410的底表面上，包含施加外部電壓之導線及一對應(或面對)第一通孔5410a之第二通孔5431a。供應光之複數LED封裝件5432，設置於各導光板5420之一側。固定部5440連結基板5431之第二通孔5431a，及/或底蓋5410之第一通孔5410a，迫緊相鄰導光板5420之邊緣部分。
底蓋5410具有第一通孔5410a(或形成於板內之凹的連結溝槽)，通過板形成一容納空間而構成底表面，該第一通孔5410a具有圓形、矩形或橢圓形的形狀。該底蓋5410利用鐵(Fe)或電鍍鋅鋼板(EGI)形成一下框架。再者，底蓋可具有一側框架，亦即藉由在垂直向上的方向延伸底表面，構成底表面之板的邊緣部分。此時，為了建構分裂式背光單元，下框架的底表面可分為形成列之複數區域。複數區域可被形成於一側區域之凹面溝槽分隔。分隔複數區域之凹面溝槽，對應基板5431之容納溝槽，其詳細容後再述。
在底蓋5410上之第一通孔5410a可具有各種形狀，除圓形外，例如橢圓形或矩形。然而，於本實施例，第一通孔5410a可為一具有一主要方向之通孔，更具體地具有二平行主要側邊及二次要側邊之通孔，該二次要側邊係以一預定曲率連接於該二主要側邊的兩端而形成。第一通孔5410a可形成於底蓋5410上，使第一通孔5410a的主軸方向(Y軸)與光行進方向相同。該連結溝槽亦可具有與上述相同的結構特性。
於形成凹面的容納溝槽於底蓋5410的整個底表面或基板5431之情況，一反射板(未圖示)貼於除了凹面溝槽外之複數底表面上。該反射板可由白色聚酯薄膜或塗有金屬(銀或鋁)之薄膜所形成。在反射板上可見光的反射率約為90至97%，當塗佈薄膜越厚反射率越高。
於該情況，可延伸底蓋5410的底表面上之複數反射板，使其位於LED封裝件5432與LED封裝件5432的後表面上相鄰設置之導光板6120之間。於該情況，從導光板5420的一側提供及導引之光，在不影響設置於導光板5420的另一側之LED封裝件5432的情況下，可再藉由反射板反射，然後提供至設置於上部之光學構件(未圖示)的方向。因此，可改善光反射效率。
一LED光源5430設置於底蓋5410之凹面容納溝槽或導光板5420的一側。該LED光源5430包含一基板5431(亦即PCB)及一LED封裝件5432。該基板5431係水平設置於底蓋5410的底表面上，位於凹面容納溝槽，該基板包含一施加外部電壓之導線及一對應底蓋5410的第一通孔5410a之第二通孔5431a。LED封裝件5432設置於基板5431上。
該基板5431，與LED封裝件5432之間具有一第二通孔5431a。具有第二通孔5431a之基板5431設置於底蓋5410的底表面上，對應(或面對)底蓋5410的第一通孔5410a。形成於基板5431上之第二通孔5431a，可如底蓋5410的第一通孔5410a，為圓形或橢圓形。然而，於本實施例，第二通孔5431a可為一具有一主要方向之通孔，更具體地具有二平行主要側邊及二次要側邊之通孔，該二次要側邊係以一預定曲率連接於該二.主要側邊的兩端而形成。因為第二通孔5431a的主軸方向(X軸)光行進方向垂直，基板5431之第二通孔5431a與底蓋5410之第一通孔5410a的主軸方向(Y軸)交叉。
形成於基板5431之第二通孔5431a的大小，具體地二主要側邊的間距(距離)係與具有螺紋之固定部5440的主體之直徑相關。此係因第二通孔5431a的大小可能影響LED封裝件5432與導引LED封裝件5432所提供的光之導光板5420間的間距。其詳細說明容後再述。
LED封裝件5432包含一封裝主體5433、一發光裝置5435及一對第一與第二電極結構(未圖示)。封裝主體5433固定於基板5431形成一外框架，具有一容納溝槽。發光裝置5435設置於封裝主體5433的容納溝槽，提供光線。一對第一與第二電極結構(未圖示)露出該容納溝槽，所以發光裝置5435設置於其上，電連接至基板5431上的導線。
當發光裝置5435為藍光發光裝置時，LED封裝件5432可更包含一樹脂封裝部5436，形成於容納溝槽內，以便提供白光。於該情況，樹脂封裝部5436可包含一黃色螢光體。例如，樹脂封裝部5436可藉由將包含YAG系黃色螢光體之凝膠狀環氧樹脂，或包含YAG系黃色螢光體之凝膠狀矽樹脂注入封裝主體5433的容納溝槽內，然後進行紫外線硬化或熱硬化而形成。
當然，本發明不限於包含藍光發光裝置及黃色螢光體之LED封裝件5432。例如，LED封裝件5432可包含一近紫外光晶粒及一樹脂封裝部，其中紅色螢光體、綠色螢光體及藍色螢光體混合設置於該近紫外光晶粒上，或樹脂封裝部係依序疊設紅色螢光體、綠色螢光體及藍色螢光體所成。而且，LED封裝件5432可為一白色LED封裝件，包含無機化合物或矽酸鹽系螢光體、石榴石系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu。
複數導光板5420係設置於底蓋5410之底表面上，分成複數區域。該導光板5420的一側可緊貼於封裝主體5433，以便沒有損失地將發光裝置5435發出的光提供予導光板5420，該發光裝置5435係設置於封裝主體5433的容納溝槽中。
該導光板5420係由PMMA所形成。因為在聚合物材料中PMMA在可見光區域具有最低的光吸收特性，具有傑出的透明性及光澤。因具有高機械硬度，PMMA不易破裂或變形，PMMA輕且具有良好的化學耐性。PMMA對可見光具有90至91%之高透過率，非常低的內部損失。而且，PMMA具有傑出的化學特性，即耐性及例如抗拉強度、彎曲強度、伸長強度等機械特性。
固定部5440在導光板5420之間連接基板5431。固定部5440具有螺絲的形態，由透明材料所形成。固定部5440連接基板5431之第二通孔5431a及底蓋5410之對應第二通孔5431a的第一通孔5410a，用以保持設置於LED封裝件5432的兩側(亦即發出光之前表面與前表面相對向的後表面)之導光板5420間的固定間距，同時固定相鄰的導光板5420。
於本實施例，固定部5440係由透明材料所形成，以便使導光板5420內引導的光不受影響地提供給上部光學構件。固定部5440可由與導光板5420相同的材料所形成。
固定部5440具有一頭部及一主體部。該頭部可具有各種形狀，例如圓形或矩形。主體部從頭部延伸，具有一圓柱形狀。固定部5440可藉由形成於固定部5440的主體部的外表面之螺紋，固定於基板5431的第二通孔5431a及/或底蓋5410的第一通孔5410a。固定部5440的主體部可具有矩形柱狀之形狀。
因為固定部5440係設計成頭部覆蓋導光板5420之間的間距，且部分覆蓋導光板的邊緣部分，導光板5420之間的間距可能稍微改變。而且，在基板5431的第二通孔5431a及/或底蓋5410的第一通孔5410a，主體部的直徑可形成與二平行主要側邊的間距或距離相等。
再者，於固定部5440，頭部的大小或主體部的直徑可依據基板5431的第二通孔5431a稍微改變。當基板5431的第二通孔5431a的尺寸小係指固定部5440的主體部的直徑小。亦即，LED封裝件5432與導光板5420之間的間距可減少。
當固定部5440藉由螺絲的方式連接基板5431及/或底蓋5410，頭部迫緊設置臨接基板5431之導光板5420的上部邊緣部分，其中LED封裝件係固定於該基板5431上。因此，即使受到外部撞擊，亦可防止導光板5420之移動。
再者，當固定部5440通過底蓋5410的第一通孔5410a，固定部5440的外露部分可再連結螺帽，可加強連結強度。
結果，因為連結基板5431之固定部5440，可作為LED封裝件5432與導光板5420之間的間隙子，持續地保持LED封裝件5432與導光板5420間的間距，從而對付導光板5420的收縮及/或膨脹。
固定部5440無需形成為螺紋形狀。例如，如第173圖所示，固定部5440可通過基板5431的第二通孔5431a及底蓋5410的第一通孔5410a，藉由一形成於對應螺絲的頭部之端部的鉤扣部連結，且被底蓋5410固定。
一光學構件(未圖示)設置於複數導光板5420上，用以提高導光板5420供應的光之光學特性。例如，光學構件可包含一擴散板及一稜鏡片。該擴散板具有減少透過導光板5420的光之不均勻性的擴散圖型，該稜鏡片具有增加光的正面亮度之光聚集圖型。
藉由上述結構，設置於導光板5420之間的固定部5440固定導光板5420，同時維持其固定間距。因此，可防止因外部衝擊造成之導光板5420之移動，從而對付導光板5420在垂直光行進方向之方向(X軸)上的收縮。
此外，基板5431的第二通孔5431a形成具有主軸方向及次軸方向，可對付基板5431在第二通孔5431a的主軸方向(X軸)上的收縮。
再者，因底蓋5410的第一通孔5410a具有沿光行進方向之主軸方向(Y軸)及固定部5440連結第一通孔5410a，當導光板5420發生收縮及/或膨脹時，導光板5420與固定部5440及/或基板5431可沿第一通孔5410a的主軸方向(Y軸)一起移動。結果，導光板5420與LED封裝件5432間的間距可持續地維持，從而改善亮點及亮線的現象。
同時，根據本發明一實施例之LCD顯示單元可包含上述實施例之LED背光單元，可更包含一設置於光學構件上的LCD面板(未圖示)。
該LCD顯示單元可更包含一模製結構，稱為主支座，用以防止LCD因外部衝擊等而變形。該背光單元設置於該主支座之下，該LCD面板設置於該主支座上。
LCD面板包含一薄膜電晶體(TFT)陣列基板、一彩色濾光片基板及一液晶層。該TFT陣列基板與彩色濾光片基板係互相貼合，.其中夾有該液晶層。
在TFT陣列基板上，如閘極線及資料線之訊號線交叉，TFT形成於閘極線及資料線交叉的區域。TFT裝配成切換從資料線傳送至液晶層的液晶胞之影像訊號，亦即紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)資料訊號，對應經由閘極線提供的掃瞄訊號。此外，畫素電極形成於資料線與閘極線間的畫素區域。
一黑色矩陣、一彩色濾光片及一共同電極形成於彩色濾光片基板上。該黑色矩陣係形成對應TFT陣列基板的閘極線及資料線。該彩色濾光片係形成於黑色矩陣分隔的區域，以提供紅色、綠色及藍色。該共同電極係設置於黑色矩陣與彩色濾光片上。
資料墊與閘極墊形成於貼在彩色濾光片基板之TFT陣列基板的邊緣部分。資料墊係從資料線延伸，閘極墊係從閘極線延伸。閘極驅動器與資料驅動器分別連接閘極墊與資料墊，以傳送訊號。
再者，一上蓋設置於LCD面板上。該上蓋覆蓋LCD面板的4個邊緣部分，固定於底蓋5410的側壁或主支座。上蓋係由與底蓋5410相同的材料所形成。
第178圖顯示根據本發明另一實施例之背光單元的平面示意圖。第179圖顯示第178圖的LED裝載於LED模組上之組合的透視示意圖。第180圖顯示隨順向電壓之LED分佈圖。
參考第178至180圖，本發明之本實施例之背光單元5500包含複數LED模組5510及至少一驅動器5530。每一LED模組5510包含複數LED5520，該驅動器5530調整設置於LED模組5510之LED5520的亮度。於本實施例，以下說明LED模組5510使用作為線光源，沿框架5540的內表面，面對導光板5550的至少一側之側光法，然而本發明不限於此。雖然直下式法亦可使用，其差異處僅在於LED模組的排列位置。因此，省略直下式法的詳細說明。
因為LED模組5510包含複數LED5520發出白光，其變成可應用作為具有一預定面積之表面光源或線光源之單元。LED模組5510包含一次基座，例如基板，複數LED5520設置於次基座上。複數LED5520可為白光LED，但不限於此。
參考第179圖，包含於各LED模組5510之複數LED5520，設置於基板上且互相電連接。包含於各LED模組5510之複數LED5520形成串聯之LED陣列。於本實施例，設置於各LED模組5510之LED陣列，係藉由將LED特性再分成既定的區塊後組合這些細分區塊之方法所形成。藉由封裝LED晶粒製造之LED單元產品，具有例如對應特定範圍區塊之色座標、順向電壓(Vf)及波長等特性。這些特性的值並不完全相同。在所有LED單元產品中LED晶粒的值稍有不同，會呈現分散特性。亦即，LED單元產品中色座標的範圍區塊與順向電壓的範圍區塊不完全相同，只差在上限值或下限值。當LED陣列是由設置複數LED5520而形成，若只有設置具有對應一特定範圍區塊之特性的LED，於LED模組之間產生一電壓差(ΔV)，其中LED模組只有設置具有低順向電壓(Vf)的LED，相對於只有設置具有高順向電壓(Vf)的LED之LED模組。因此，在螢幕上，亮度均勻性降低且產生熱點。
於本實施例，在所有LED的特性中LED之順向電壓(Vf)，根據LED分佈再分成複數區塊，具有對應各區塊之順向電壓的LED交替地設置於各區塊而形成LED陣列。順向電壓(Vf)係指電壓是以順向施加於LED。
參考第180圖，關於上述，以下將詳細說明。第180圖(a)及180(b)顯示依據順向電壓之LED分佈。如第180圖(a)所示，當LED5520的順向電壓(Vf)範圍窄，可細分為2個區塊(區塊A及區塊B)。於該情況，欲設置的LED5520被分類成具有對應區塊A之順向電壓的第一類LED，以及具有對應區塊B之順向電壓的第二類LED。第一類LED與第二類LED交替設置而形成LED陣列。雖然第179圖(a)所示陣列是由ABAB...的順序組合而成，本發明不限於此。陣列可藉由各種組合方法設置LED而形成，例如AABB、ABBA等的順序。
如第180圖(b)所示，當LED5520的順向電壓(Vf)範圍寬，可細分為3個區塊(區塊A、區塊B及區塊C)。於該情況，欲設置的LED5520被分類成具有對應區塊A之順向電壓的第一類LED，具有對應區塊B之順向電壓的第二類LED，以及具有對應區塊C之順向電壓的第三類LED。第一類LED、第二類LED及第三類LED交替設置而形成LED陣列。雖然第179圖(b)所示陣列是由ABCABC...的順序組合而成，本發明不限於此。陣列可藉由各種組合方法設置LED而形成，例如ABAC、ABBC等的順序。雖然第180圖(a)及180(b)顯示順向電壓(Vf)細分為2或3個範圍區塊，本發明不限於此。順向電壓(Vf)可細分為各種範圍區塊。
藉由交替設置具有對應各範圍區塊之順向電壓(Vf)的LED5520，可預測包含LED5520之LED模組5510之順向電壓的平均值，而且可減少分散圖形而具有一特定範圍的值。藉由減少模組中串聯的LED5520間順向電壓(Vf)的誤差，可減少LED模組5510間的電壓差，因此單元的亮度可以整體變均勻。
設置至少一驅動器5530，以控制包含於LED模組5510之LED5520的亮度，該驅動器5530電連接LED模組5510。雖未圖示，設置一感測器，感測LED發出的光。感測的亮度及顏色品質與一預定的亮度及顏色品質比較，補償控制LED的亮度。而且，背光單元可更包含一控制單元，連接驅動器5530，用以控制驅動器5530。連接驅動器5530之LED模組5510連接一驅動器5530，而每一驅動器5530連接至少2個LED模組5510。此時，連接相同驅動器5530之LED模組5510，具有較小電壓差之順向電壓，或實質上相同之順向電壓。其可依據設置於LED模組5510上之LED5520的順向電壓的細分，藉由組合LED而控制。因此，連接至相同驅動器5530的LED模組5510之間並聯連接。
參考第178圖，具有較小電壓差之第一LED模組5510a及第二LED模組5510b連接第一驅動器5530a，形成一連接結構。第三LED模組5510c及第四LED模組5510d連接第三驅動器5530c，形成一連接結構。第五LED模組5510e及第六LED模組5510f，連接第二驅動器5530b，形成一連接結構。亦即，至少2個具有較小電壓差之LED模組整合連接單一相同驅動器5530。與傳統的每一LED模組設置分別的驅動器之背光單元比較，可減少驅動器的數目，從而使背光單元小型化及薄型化。而且，背光單元所使用的電子零件可減少。再者，當驅動器的數目減少時，可更容易的控制補償背光單元的光學特性用之全部驅動器。
第181及182圖顯示LED模組5510及驅動器5530之連接結構的各種實施例。參考第181圖，第一驅動器5530a連接第一LED模組5510a及第五LED模組5510e，形成一連接結構。第二驅動器5530b連接第二LED模組5510b及第六LED模組5510f，形成一連接結構。第三驅動器5530c連接第三LED模組5510c及第四LED模組5510d，形成一連接結構。
於第182圖的實施例，第一LED模組5510a及第四LED模組5510d連接第一驅動器5530a，形成一連接結構。第五LED模組5510e及第六LED模組5510f連接第二驅動器5530b，形成一連接結構。第二LED模組5510b及第三LED模組5510c，連接第三驅動器5530c，形成一連接結構。亦即，LED模組5510電連接驅動器5530可具有各種連接結構，但本發明不限於此。複數LED模組5510只電連接於共同使用驅動器5530之LED模組5510之間，不與連接至其他驅動器5530之LED模組5510電連接。
根據本發明的實施例之背光單元的表面光源，可包含LED驅動電路，可直接使用交流(AC)電壓，無需將AC電壓轉換為直流(DC)電壓，且包含依據LED驅動電路裝設之LED陣列裝置。參考第183圖至187，以下詳細說明LED驅動電路及LED陣列裝置。
第183圖顯示根據本發明一實施例之LED驅動電路的示意圖。第184圖的LED驅動電路包含一階梯網路LED電路。該階梯網路LED電路包含三個第一分支及三個第二分支。該三個第一分支連接於介於第一及第二接觸點a及b之第一中間接觸點c1及c2，以及該三個第二分支連接於介於第一及第二接觸點a及b之第二中間接觸點d1及d2。該LED驅動電路具有2個中間分支，連接第一及第二中間接觸點c1及c2、d1及d2。LED裝置5608、5609、5610、5611、5612、5613、5614及5615設置於第一分支、第二分支及中間分支。
該LED驅動電路具有2個電流迴路L1及L2，其被AC電壓之不同的半週期驅動。第一電流迴路L1包含串聯連接之LED裝置5608、5609、5610、5611及5612，被AC電壓之第一半週期驅動。第二電流迴路L2包含串聯連接之LED裝置5613、5611、5614、5609及5615，被AC電壓之第二半週期驅動。如此，當施加AC電壓時，LED裝置5609及5611可被雙向驅動。
當第一接觸點a、第一及第二分支以及中間分支的順序定義為m，階梯網路LED電路之LED排列可如以下所述。依據驅動AC電壓之週期，LED裝置5608、5609、5610、5611、5612、5613、5614及5615可分為第一LED群及第二LED群。第一LED群包含LED5608、5609、5610、5611及5612，屬於奇數(2m-1)的第一分支、所有中間分支及偶數(2m)的第二分支，且串聯連接。第二LED群包含LED5613、5611、5614、5609及5615，屬於偶數(2m)的第一分支、所有中間分支及奇數(2m-1)的第二分支，且以與第一LED群相反的極性方向串聯連接。
因此，第一LED群可形成第一電流迴路，被AC電壓之第一半週期驅動，以及第二LED群可形成第二電流迴路，被AC電壓之第二半週期驅動。根據本驅動方法，LED裝置5609及5611設置於中間分支，共同屬於第一及第二LED群，在AC電壓的全部週期可連續地運作。
包含8個LED裝置5608、5609、5610、5611、5612、5613、5614及5615之LED驅動電路中，因為2個LED裝置5610及5614在AC電壓的全部週期被驅動，在階梯網路LED電路中5個LED裝置連續發光(LED使用數目對LED驅動數目的比為62.5%)。與傳統AC型LED排列(亦即相反極性排列(50%)或橋接式排列(通常60%))比較，該值為增大的值。
根據本發明的實施例之LED驅動電路不同於橋式結構，因LED裝置5609與LED裝置5611並非並聯而是串聯連接。亦即，根據本發明的實施例之LED驅動電路中，因為LED裝置5610及5614設置於LED裝置5609與LED裝置5611之間，LED裝置5609與LED裝置5611係串聯連接。從該觀點，根據本發明的實施例之LED驅動電路具有階梯網路結構，基本上與橋式結構不同。
根據本發明的實施例之LED驅動電路中，被雙向驅動的LED的連接不是並聯，係藉由插入LED裝置5610及5614及連接4個中間接觸點c1、c2、d1及d2而建構成為串聯。如此的LED排列連接結構形成單一迴路。如上述，在實際驅動運作時，因為中間接觸點形成之迴路中LED的電位差不同，係以單一串聯型態運作而沒有形成電流迴路。
根據本發明另一實施例，當第183圖之階梯網路結構中連接第一及第二接觸點之迴路定義為一堆疊時，各種LED驅動電路可藉由連續連接複數堆疊而設置。第一及第二接觸點可由三或更多之相同編號之來實現，第一及第二分支可由四或更多之相同編號之來實現。
第184圖(a)顯示根據本發明另一實施例之LED驅動電路的示意圖，其具有4個第一中間接觸點c1、c2、c3及c4，以及4個第二中間接觸點d1、d2、d3及d4。LED驅動電路包含4個中間分支，其依序連接第一及第二中間接觸點。如此的驅動電路可視為具有三階之階梯網路電路。於第184圖(a)中，一LED裝置設置於各分支。藉由如此的排列，LED可排列成具有第一及第二電流迴路，被AC電壓之不同的半週期驅動。亦即，於AC電壓之第一半週期，LED裝置串聯排列成具有沿A1-C1-B2-C2-A3-C3-B4-C4-A5之第一電流迴路，於AC電壓之第二半週期，LED裝置串聯排列成具有沿B1-C1-A2-C2-B3-C3-A4-C4-B5之第二電流迴路。
根據本發明之本實施例之LED驅動電路中，4個LED裝置C1、C2、C3及C4設置於中間分支，共同牽涉第一及第二電流迴路中，在AC電壓的全部週期可被連續運作。如此，在包含14個LED裝置的LED驅動電路中，4個LED裝置C1、C2、C3及C4可在AC電壓的全部週期被驅動。因此，在實際階梯網路電路中9個LED裝置連續發光(LED使用效率約為64%)。於本實施例，與前實施例比較，可期望進一步減少LED的數目。
於第183及184圖(a)的驅動電路中，雖然以第一及第二分支與中間分支包含一個LED裝置作為範例，但第一及第二分支與中間分支可包含複數LED裝置。即使於該情況，屬於相同分支的複數LED裝置係串聯連接。具體地，當中間分支的LED數目增加時，被雙向驅動的LED數目相對地增加。因此，相對於LED的使用數目之發光效率可顯著地改善。結果，在AC電壓下達到所期望發光程度所需之LED的數目可減少。
除第184圖(a)的LED驅動電路外，第184圖(b)的LED驅動電路具有2個LED裝置串聯連接至中間分支之結構。於AC電壓之第一半週期，LED裝置串聯排列成具有沿A1-C1-C1’-B2-C2-C2’-A3-C3-C3’-B4-C4-C4’-A5之第一電流迴路，於AC電壓之第二半週期，LED裝置串聯排列成具有沿B1-C1-C1’-A2-C2-C2’-B3-C3-C3’-A4-C4-C4’-B5之第二電流迴路。於本發明的本實施例中，8個LED裝置C1、C1’、C2、C2’、C3、C3’、C4及C4’屬於中間分支。亦即，LED裝置C1、C1’、C2、C2’、C3、C3’、C4及C4’共同牽涉第一及第二電流迴路中在AC電壓的全部週期被連續運作的數目為第184圖(a)的LED驅動電路的兩倍。結果，在包含18個LED裝置的LED驅動電路中，8個LED裝置C1、C1’、C2、C2’、C3、C3’、C4及C4’可在AC電壓的全部週期被驅動。因此，在實際階梯網路電路中13個LED裝置連續發光(LED使用效率約為72%)。於本實施例，與前述實施例比較，可期望進一步減少LED的數目。
第184圖(c)的LED驅動電路具有一結構，使LED裝置A1’、B2’及C3’並聯連接設置於第184圖(a)的LED驅動電路中第一階之第一分支、第二階之第二分支及第三階之第三分支。於AC電壓之第一半週期，LED裝置串聯排列成具有沿(A1,A1’)-C1-(B2,B2’)-C2-A3-(C3,C3’)-B4-C4-A5之第一電流迴路，於AC電壓之第二半週期，LED裝置串聯排列成具有沿B1-C1-A2-C2-B3-(C3,C3’)-A4-C4-C4’-B5(括號中的裝置表示並聯連接)之第二電流迴路。因為增加設置於中間分支的LED裝置的數目造成被雙向驅動的裝置的數目之增加，具有改善LED使用效率之優點。然而，當只有設置於中間分支的LED裝置的數目增加時，施加於屬於第一及第二分支之LED裝置的反向電壓也增加。因此，當LED裝置具有相同規格時，設置2或3個LED裝置於中間分支較理想。
於本發明的一特定實施例中，設置複數階梯網路電路。某一階梯網路電路之一第二接觸點可串聯連接另一階梯網路電路之第一接觸點。如此的實施例表示於第186圖。
參考圖185，LED驅動電路具有2個階梯網路電路串聯連接之結構。亦即，第一階梯網路電路的第二接觸點b1連接第二階梯網路電路的第一接觸點a2，以及第一階梯網路電路的第一接觸點a1連接第二階梯網路電路的第二接觸點(亦即AC電壓端)。而且，於本實施例，設置2個LED裝置串聯連接第一分支、第二分支及中間分支。
於圖185的LED驅動電路，於AC電壓之第一半週期，LED裝置串聯排列成具有沿A1-A1’-C1-C1’-B2-B2’-C2-C2’-A3-A3’(第一階梯網路電路)-B4-B4’-C3-C3’-A5-A5’-C4-C4’-B6-B6’(第二階梯網路電路)之第一電流迴路，於AC電壓之第二半週期，LED裝置串聯排列成具有沿B1-B1’-C1-C1’-A2-A2’-C2-C2’-B3-B3’(第一階梯網路電路)-A4-A4’-C3-C3’-B5-B5’-C4-C4’-A6-A6’(第二階梯網路電路)之第二電流迴路。
於根據本發明的本實施例LED驅動電路中，8個LED裝置C1、C1’、C2、C2’、C3、C3’、C4及C4’屬於中間分支。亦即，LED裝置C1、C1’、C2、C2’、C3、C3’、C4及C4’共同牽涉第一及第二電流迴路中在AC電壓的全部週期被連續運作的數目為第184圖(a)的LED驅動電路的兩倍。如此，根據本發明的實施例之階梯網路結構之AC驅動的LED排列，可應用於各種方式。
從本發明的其他觀點，提供包含LED裝置之LED陣列裝置。其中具有各種階梯網路結構之LED驅動電路可由上述方式實現。具體地，根據本發明的實施例之LED陣列裝置，K個第一LED裝置(其中)並聯排列，而具有n個第一中間接觸點(其中)，其具有相同極性之電極連接於第一接觸點與第二接觸點之間。L個第二LED裝置(其中)並聯排列，而具有n個第二中間接觸點，其具有相同極性之電極連接於第一接觸點與第二接觸點之間。具有與第一LED裝置連接至第一接觸點與第二接觸點之電極相反極性之電極，連接第一接觸點與第二接觸點。
而且，於對應上述電路的中間分支之M個LED裝置(其中)中，具有與第一及第二LED裝置的電極相反極性之電極，連接至相同的第m個第一及第二中間接觸點(其中m為正整數，定義第一接觸點至第n個第一及第二中間接觸點之順序)。
第一及第二LED裝置可一個一個地排列於接觸點之間。同樣地，第三LED裝置可連接於第一及第二接觸點之間。
如有需要，複數第三LED裝置可連接於一或更多的第一及第二中間接觸點之間。第三LED裝置可串聯或並聯連接於至少一或更多的第一及第二中間接觸點之間(參見第184圖(a)或184(c))。
為了解釋根據本發明的實施例之階梯網路LED驅動電路中LED使用數目減少之效果，判斷滿足一特定輸出條件所需的LED裝置的數目之差值，以便與傳統AC型LED電路(雙極電路、橋式電路等)比較。
第186圖(a)顯示傳統的LED驅動電路，以及第186圖(b)與186圖(c)顯示根據本發明一實施例之LED驅動電路。
第186圖(a)之LED驅動電路為AC驅動用反向並聯電路，其中反向並聯之LED裝置5630A及5630B，串聯連接成複數階S。如表4所示，即使階S的數目增加，被連續驅動的LED之數目對LED的使用數目之比(LED使用效率)為50%。
第186圖(b)之LED驅動電路為橋式電路，其中一LED裝置設置於各分支。一階包含總共5個LED裝置5640A、5640B、5640C、5640D及5640E。LED裝置在複數階中可互相連接，以確保期望的輸出。如表4所示，無論階S的數目，橋式網路LED電路具有60%的使用效率。不同於第186圖(a)之反向並聯排列，此係因設置於中間分支之LED裝置5640E可被連續雙向驅動。
與第184圖(a)相同的方式，如第184圖(a)所示之階梯網路LED驅動電路，包含總共8個LED，定義2階。5個LED被連續驅動，確保62.5%的高使用效率。而且，如表4所示，階梯網路LED驅動電路建構成S階數增加時，多數LED被雙向驅動，造成LED使用效率的逐漸增加。
因此，當需要9個LED裝置的輸出時，第186圖(a)之反向並聯LED電路需要總共18個LED裝置，橋式網路LED電路需要定義3階之15個LED裝置。同時，於根據本發明的實施例之階梯網路LED驅動電路中，總共14個LED裝置連接定義3階，從而提供所期望的光量(9個LED裝置)。如此，與橋式LED電路比較，可顯著減少LED裝置的使用數目。
在更高輸出的電路中可進一步改善。亦即，於需要63個LED裝置的輸出的情況，反向並聯電路及橋式電路分別需要126及105個LED裝置，使AC驅動電路致能。然而，階梯網路LED驅動電路只需要95個LED裝置，因此與傳統電路比較，分別減少31及10個LED裝置。
此係因橋式LED電路中，至少2個LED裝置位於被共同雙向驅動之LED之間的一電流迴路。同時，於階梯網路，至少一LED裝置需要介於被共同使用之LED裝置之間。亦即，階梯網路電路，在被共同雙向使用的LED之間，比橋式網路電路需要較少的LED數目。如此使階梯網路比橋式結構可共同使用較多數目的雙向LED。
第187圖(a)顯示根據另一傳統例之LED驅動電路，以及第187圖(b)顯示根據本發明另一實施例之LED驅動電路。
第187(a)及187圖(b)的LED驅動電路，類似第186(a)及186圖(b)，但是建構成2個LED裝置設置於各中間分支。亦即，連續驅動的LED裝置的數目在各階中增加至相同程度。第187圖(b)所示的階梯網路LED驅動電路，參考第184圖(b)所示的實施例而可理解。
因此，於需要16個LED裝置的輸出的情況，第186圖(a)所示之反向並聯LED電路需要32個LED裝置，第187圖(a)所示之及橋式網路LED電路需要24個LED裝置，以便定義4階。同時，於根據本發明的實施例之階梯網路LED電路，需要22個LED裝置，提供所期望的光量(16個LED裝置)，如此與橋式LED電路比較，可顯著減少LED裝置的使用數目。
在更高輸出的電路中可進一步改善。亦即，於需要52個LED裝置的輸出的情況，反向並聯電路及橋式電路分別需要104及78個LED裝置，使AC驅動電路致能。然而，階梯網路LED電路只需要70個LED裝置，因此與傳統電路比較，分別減少34及8個LED裝置。
如上述，階梯網路LED驅動電路，在AC驅動達到相同輸出時，與傳統反向並聯結構及橋式結構比較，需要較少的LED裝置的數目。
以下，敘述關於LED自動調光裝置，依據環境亮度，藉由自動調整應用根據本發明的各實施例之發光封裝件之表面光源及背光單元中LED的亮度，可減少功率消耗。
第188圖顯示根據本發明一實施例之LED自動調光裝置的結構示意圖。參考第188圖，LED自動調光裝置包含：一環境亮度偵測單元5700用以偵測環境亮度；一調光控制單元5800，用以根據環境亮度偵測單元5700的偵測產生的偵測電壓Vd的大小而控制驅動；以及一調光驅動單元5810，用以根據調光控制單元5800的驅動控制而產生一LED驅動電流。再者，該LED自動調光裝置可包含一LED單元5820，該LED單元5820包含複數LED，根據調光驅動單元5810的驅動電流被驅動。
環境亮度偵測單元5700可包含：感度設定單元5710，設定偵測感度，以便偵測環境亮度；以及光感測單元5720，接收外部光及在感度設定單元5710設定的偵測感度下偵測環境亮度。該光感測單元5720可包含光電晶體PT，其集極連接至電源端，由該電源端供應操作電壓Vcc，其基極接收外部光，其射極連接感度設定單元5710。該感度設定單元5710可包含：可變電阻，連接光電晶體PT的射極，可由使用者調整；以及電阻，串聯連接該可變電阻。
當LED自動調光裝置運作時，該環境亮度偵測單元5700偵測環境亮度，且輸出偵測電壓Vd至調光控制單元5800。例如，當環境亮度偵測單元5700包含感度設定單元5710及光感測單元5720時，感度設定單元5710設定偵測感度，以便光感測單元5720偵測環境亮度。光感測單元5720可接收外部光且在感度設定單元5710設定的偵測感度下偵測環境亮度。於該情況，光感測單元5720可由光電晶體PT來實現，其集極連接至電源端，由該電源端供應操作電壓Vcc，其基極接收外部光，其射極連接感度設定單元5710。當該光電晶體PT接收該外部光，該光電晶體PT開啟，電流I從操作電壓(Vcc)端流到光電晶體PT及感度設定單元5710。亦即，電流I以偵測電壓Vd被感度設定單元5710偵測。當感度設定單元5710連接至光電晶體PT的射極且由該可變電阻及該電阻實現時，電流I依據可變電阻的電阻值而改變，偵測電壓Vd的斜率可隨電流I而改變。
調光控制單元5800包含：類比/數位(A/D)轉換器5801，將藉由環境亮度偵測單元5700的偵測所產生的類比偵測電壓Vd轉換成數位偵測電壓；以及捷訊晶片(micom)5802，根據從A/D轉換器5801輸出的數位偵測電壓Vd的大小，控制一驅動。當來自A/D轉換器5801之數位偵測電壓Vd小於一預定的第一參考電壓時，該micom 5802產生一驅動電流，該驅動電流係根據第一參考電壓與數位偵測電壓間的電壓差大小而預設。當數位偵測電壓Vd不小於該第一參考電壓時，該micom 5802停止照明驅動。
以下，更詳細說明調光控制單元5800的運作。調光控制單元5800，根據環境亮度偵測單元5700的偵測產生的偵測電壓Vd的大小，控制調光驅動單元5810的驅動。例如，當調光控制單元5800包含A/D轉換器5801及micom 5802時，A/D轉換器5801將藉由環境亮度偵測單元5700的偵測所產生的類比偵測電壓Vd轉換成數位偵測電壓，輸出數位偵測電壓至micom 5802。該micom 5802可根據從A/D轉換器5801輸出的數位偵測電壓Vd的大小，控制該驅動。
根據調光控制單元5800的驅動控制，調光驅動單元5810產生一LED驅動電流，且提供該產生的LED驅動電流予LED單元5820。結果，當外部光量很多時，調光驅動單元5810產生小的驅動電流，而外部光量很少時，產生大的驅動電流。相對地，LED單元5820可包含複數LED，根據調光驅動單元5810的驅動電流被驅動。如上述，LED的亮度可自動地根據外部光量而調整，功率消耗可減少至最低的程度。
第189圖顯示根據本發明一實施例之LED自動調光裝置的運作流程圖。參考第189圖，S1為接收一偵測電壓Vd的步驟。S2是比較數位偵測電壓Vd與一預設第一參考電壓之步驟。S3是藉由產生一驅動電流，控制照明亮度的步驟，當數位偵測電壓Vd小於一預定的第一參考電壓時，該驅動電流係根據第一參考電壓與數位偵測電壓Vd間的電壓差大小而預設。S4是當數位偵測電壓Vd不小於第一參考電壓時，停止照明驅動的步驟。S5是決定是否停止運作之步驟。當步驟S5決定不停止時，重複步驟S1至S3的程序。若步驟S5決定停止，則結束整個程序。
參考第188及189圖，該micom 5802，接收來自A//D轉換器5801的數位偵測電壓Vd，且比較數位偵測電壓Vd與預設第一參考電壓(S2)。該micom 5802藉由產生一驅動電流，控制照明亮度，當來自A/D轉換器5801的數位偵測電壓Vd小於第一參考電壓時(S3)，該驅動電流係根據第一參考電壓與數位偵測電壓Vd間的電壓差大小而預設。當數位偵測電壓Vd不小於第一參考電壓(S4)時，該micom 5802停止照明驅動。同時，該micom 5802決定是否停止運作(S5)。當該micom 5802決定不停止時，重複步驟S1至S3的程序。若該micom 5802決定停止，則結束整個程序。
第190圖顯示根據本發明一實施例之外部亮度-偵測電壓的關係圖。具體地，第190圖為一外部亮度-偵測電壓的關係圖，說明根據本發明之一實施例的環境亮度偵測單元5700之運作。該外部亮度-偵測電壓的關係圖顯示偵測電壓隨外部亮度的增加而增加。參考第190圖之外部亮度-偵測電壓的關係圖，當外部亮度增加時，環境亮度偵測單元5700的偵測電壓變高。
第191圖顯示根據本發明一實施例之依據感度設定之各種外部亮度-偵測電壓的關係圖。第191圖顯示外部亮度-偵測電壓的關係圖的斜率隨環境亮度偵測單元5700的感度設定單元5710之感度設定而改變。第191圖的三個圖中，圖G1的外部亮度-偵測電壓的關係圖具有中等的斜率，圖G2的外部亮度-偵測電壓的關係圖具有最大的斜率，圖G3的外部亮度-偵測電壓的關係圖具有最小的斜率
參考第191圖，當藉由調整包含於環境亮度偵測單元5700的感度設定單元5710之可變電阻，設定不同感度時，外部亮度-偵測電壓的關係圖的斜率被改變，如第191圖之圖G1、G2及G3。例如，於正常情況，設定感度對應圖G1的程度。於外部光量很大且有非常大的改變的情況，設定感度對應圖G2的程度。於外部光量很小且只有稍微改變的情況，設定感度對應圖G3的程度。
參考第192至197圖，以下說明一包含發光裝置之車輛頭燈，該發光裝置包含發光裝置封裝件作為光源。
第192圖顯示根據本發明一實施例之車輛頭燈的爆炸透視圖，以及第193圖顯示第192圖的車輛頭燈之組合的剖面圖。
參考第192圖，車輛頭燈6000包含發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3、反射單元6020、透鏡單元6030及散熱單元6040。該發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3設置於該散熱單元6040上，且電連接一外部電源(未圖示)。該發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3作為光源，當外加電壓時發射光。
參考第194至197圖，以下將詳細說明發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3的各種結構。首先，參考第194圖至196，說明一發光裝置封裝件，於其中一樹脂層包含一螢光體。
第194圖(a)顯示根據本發明一實施例之發光裝置封裝件的平面示意圖，第194圖(b)顯示第194圖(a)的發光裝置封裝件的剖面示意圖，以及第194圖(c)顯示設置發光裝置晶粒之第194圖的發光裝置封裝件的變化實施例之平面示意圖。
第195圖(a)顯示根據本發明另一實施例之發光裝置封裝件的平面示意圖，第195圖(b)顯示第195圖(a)的發光裝置封裝件的剖面示意圖，以及第195圖(c)與195(d)顯示設置發光裝置晶粒之第195圖(a)的發光裝置封裝件的變化實施例之平面示意圖。
參考第194及195圖，發光裝置封裝件6010及6010-1包含至少一發光裝置晶粒6012、一基板6011及一樹脂層6014。發光裝置晶粒6012設置於基板6011上，且基板6011包含至少一連接接頭6013，電連接發光裝置晶粒6012。樹脂層6014包含一螢光體且密封該發光裝置晶粒6012及連接接頭6013。發光裝置晶粒6012設置於基板6011的上表面上，且為一半導體裝置，當外加電壓時發出既定波長的光。參考第194圖(a)、194圖(b)、195圖(a)及195圖(b)，複數發光裝置晶粒6012可設置於基板6011的中心部分。於該情況，當發光裝置晶粒6012為藍光發光裝置時，發光裝置封裝件6010及6010-1可更包含一螢光體，用以提供白光，該螢光體可包含一黃色螢光體。例如，白光可藉由將包含YAG系黃色螢光體的凝膠狀環氧樹脂或包含YAG系黃色螢光體的凝膠狀矽樹脂注入封裝件的容納溝槽中，再對其進行紫外線硬化或熱硬化，或者藉由塗佈或疊設一螢光體層於晶粒的上表面而得到。
本發明不限於包含藍光發光裝置及黃色發光裝置之發光裝置封裝件。例如，發光裝置封裝件可包含一近紫外光晶粒及一樹脂封裝部，其中紅色螢光體、綠色螢光體及藍色螢光體混合設置於該近紫外光晶粒上，或樹脂封裝部係依序疊設紅色螢光體、綠色螢光體及藍色螢光體所成。而且，發出近紫外光或藍光之發光裝置晶粒可為一白光發光裝置封裝件，包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、石榴石系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成之(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成。
另一方面，發光裝置晶粒6012可排列成藍光發光裝置、紅光發光裝置及綠光發光裝置的組合，配置成產生白光。然而，本發明不限於上述實施例。如第194圖(c)及195圖(c)所示，一單一白光發光裝置6012’可設置於基板6010的中心部分。於該情況，發光裝置晶粒6012’可為一藍光發光裝置或紫外光(UV)發光裝置。藉由樹脂層6014的螢光體，可發出白光，將於下述。
而且，如第194圖(d)及195圖(d)所示，短的發光裝置晶粒6012可對稱地設置於長的發光裝置晶粒6012"的兩側，該長的發光裝置晶粒6012"設置於基板6011的中心部分。於該情況，設置於基板6011的中心部分之發光裝置晶粒6012"可比設置於發光裝置晶粒6012"的兩側之發光裝置晶粒6012長1.5至2倍。發光裝置晶粒6012"可為一綠光發光裝置，但不限於此。發光裝置晶粒6012經由一金屬導線6019藉由打線法電連接在基板6011的上表面圖形化之連接接頭6013。
參考第194圖(a)及194圖(b)所示之根據本發明之實施例的發光裝置封裝件6000，基板6010包含一空腔6018。發光裝置晶粒6012設置於空腔6018的上表面上，連接接頭6013設置於空腔6018內。該空腔6018形成一反射表面6016沿內緣表面朝發光裝置晶粒6012及連接接頭6013向下傾斜。該空腔6018可藉由以雷射或蝕刻製程從基板6011的上表面凹入一預定深度而設置，或藉由使樹脂層6017沿基板6011的上表面的周圍成形一預定的高度而設置，如此使反射面6016突出。為了進一步有效地實現反射面6016，一具有高反射率之反射層可進一步設置於反射面6016上。
空腔6018充滿包含螢光體之樹脂層6014，整合覆蓋及密封發光裝置晶粒6012、金屬導線6019、連接接頭6013及基板6011的上表面，從而保護發光裝置晶粒6012，以及設置於空腔6018內。於該情況，發光裝置封裝件6000係安裝成發光裝置晶粒6012的上表面，包含發光裝置晶粒6012間的間隔都被樹脂層6014密封。
因此，可解決上述傳統發光裝置封裝件因螢光體只塗佈於發光裝置晶粒的上表面導致放射出的光不連續而是間斷的分離的問題。
同時，參考第195圖(a)及195圖(b)所示根據本發明的另一實施例之發光裝置封裝件6010-1，樹脂層6014係以預定的大小及高度成形於基板6000-1的平的上表面上，整合覆蓋且密封發光裝置晶粒6012及連接接頭6013。於該情況，發光裝置封裝件6010-1係裝設成發光裝置晶粒6012，包含發光裝置晶粒6012間的間隔都被樹脂層6014密封。
然後，參考第196及197圖，說明一包含螢光體層形成於樹脂層的上表面之發光裝置封裝件，其包含一含有螢光體之螢光體層，轉換發光裝置晶粒發出的光之波長。第196圖(a)顯示.第194圖(a)之另一實施例的發光裝置封裝件的平面示意圖，第196圖(b)顯示第196圖(a)之發光裝置封裝件的剖面示意圖，以及第196圖(c)顯示第196圖(b)的發光裝置封裝件之變化實施例之剖面示意圖。
第196圖所示的發光裝置封裝件6010-2實質上與第194圖的實施例相同，除包含螢光體之螢光體層設置於樹脂層的上表面外。因此，省略與第194圖的實施例相同元件的詳細敘述，以下只說明不同之處。
參考第196圖，樹脂層6014充滿空腔6018，整合覆蓋且密封發光裝置晶粒6012、金屬導線6019、連接接頭6013及基板6011的上表面，但是樹脂層6014不包含螢光體。然而，如同第194圖的實施例，樹脂層6014整合密封發光裝置晶粒6012的上表面及側面，包含發光裝置晶粒6012間的間隔以及連接接頭6013。樹脂層6014於其上表面包含一含有螢光體之螢光體層6015，轉換發光裝置晶粒6012發出的光之波長。雖然說明螢光體層6015設置於樹脂層6014的上表面，其亦可塗佈於樹脂層6014的外側，或以層的形態貼於樹脂層6014的外表面。於該情況，螢光體層6015可藉由至少一堆疊層設置。
參考第196圖(b)，為了轉換光的波長，螢光體包含於螢光體層6015中。螢光體可藉由混合藍色螢光體、綠色螢光體、紅色螢光體、黃色螢光體中至少一種螢光體而設置。此外，雖然多層結構(圖中三層疊設)顯示於第196圖(c)，本發明不限於此。於該情況，層合的螢光體層6015可包含相同的螢光體或不同的螢光體於各層中。於層合的螢光體層6015中，具有短波長之螢光體層可設置於上部，具有長波長的螢光體層可設置於下部。藉此，螢光體層可根據波長依序層合。
例如，當發光裝置晶粒6012為UV發光裝置晶粒時，第一螢光體層6015’-1形成於發光裝置晶粒6012上，可由紅色螢光體及一樹脂混合而成。發出紅光(R)之紅色螢光體，可由被紫外光激發且具有最大發光波長約為600至700nm之螢光材料所成。第二螢光體層6015’-2疊設於第一螢光體層6015’-1上，可由綠色螢光體及一樹脂混合而成。發出綠光(G)之綠色螢光體，可由被紫外光激發且具有最大發光波長約為500至550nm之螢光材料所成。第三螢光體層6015’-3疊設於第二螢光體層6015’-2上，可由藍色螢光體及一樹脂混合而成。發出藍光(B)之藍色螢光體，可由被紫外光激發且具有最大發光波長約為420至480nm之螢光材料所成。
從紫外光發光裝置晶粒發出的紫外光經過上述結構，激發包含於第一螢光體層6015’-1、第二螢光體層6015’-2及第三螢光體層6015’-3之不同種的螢光體。相對地，紅光(R)、綠光(G)及藍光(B)係從對應的層發射出，這三種顏色的光混合而產生白光(W)。特別是當轉換紫外光之螢光體層是由多層結構所成，例如三層結構，第一螢光體層6015’-1發出具有最長的波長之紅光(R)，設置於UV LED晶粒6012上，而第二螢光體層6015’-2及第三螢光體層6015’-3分別發出綠光(G)及藍光(B)，具有比紅光波長短之波長，依序疊設於第一螢光體層6015’-1上。
因第一螢光體層6015’-1包含發出紅光之螢光體，具有最低的轉換效率，設置使其最接近UV LED晶粒6012，可相對提高第一螢光體層6015’-1的光轉換效率，從而改善UV LED晶粒6012整體的光轉換效率。
當發光裝置晶粒6012為一發光裝置晶粒，發出具有波長範圍420至480nm之藍光(R)作為激發光時，形成於發光裝置晶粒6012上之第一螢光體層6015’-1可由紅色螢光體及一樹脂混合而成，以及疊設於第一螢光體層6015’-1上之第二螢光體層6015’-2及第三螢光體層6015’-3可由綠色或黃色螢光體及一樹脂混合而成。
從藍光發光裝置晶粒發出的藍光(R)經過上述結構，激發包含於第一螢光體層6015’-1之螢光體，發出紅光(R)，激發包含於第二螢光體層6015’-2及第三螢光體層6015’-3之螢光體，發出綠光(R)或黃光(Y)。從多層螢光體發出之紅光(R)與綠光(G)(或黃光(Y))以及藍光發光裝置晶粒發出的藍光(R)混合而產生白光(W)。
同時，第197圖(a)顯示第195圖(a)之另一實施例的發光裝置封裝件的平面示意圖，第197圖(b)顯示第197圖(a)之發光裝置封裝件的剖面示意圖，以及第197圖(c)顯示第197圖(b)的發光裝置封裝件之變化實施例之剖面示意圖。
第197圖所示的發光裝置封裝件6010-3實質上與第195圖的實施例相同，除包含螢光體之螢光體層設置於樹脂層的側面外。因此，省略與第195圖的實施例相同元件的詳細敘述，以下只說明不同之處。
參考第197圖，樹脂層6014設置於基板6011的上表面，整合覆蓋且密封發光裝置晶粒6012、金屬導線6019、連接接頭6013及基板6011的上表面，但是樹脂層6014不包含螢光體。而且，第197圖的實施例實質上與第196圖的實施例相同，因樹脂層6014不包含螢光體，且螢光體包含於螢光體層6015中，螢光體層6015設置於樹脂層6014的上表面。
參考第197圖(b)，含於螢光體層6015中之螢光體，可藉由混合藍色螢光體、綠色螢光體、紅色螢光體及黃色螢光體中的至少一種而成。此外，雖然多層結構(圖中三層疊設)顯示於第197圖(c)，本發明不限於此。於該情況，層合的螢光體層6015可包含相同的螢光體或不同的螢光體於各層中。
於層合的螢光體層6015中，具有短波長之螢光體層可設置於上部，具有長波長的螢光體層可設置於下部。藉此，螢光體層可根據波長依序層合。因為螢光體層6015的詳細結構實質上與第196圖(b)及196圖(c)之螢光體層6015相同，在此省略其詳細說明。
散熱單元6040包含一散熱座6041及一冷卻扇6042。因為發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3設置於散熱單元6040上，從發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3產生的熱可發散至外部。
具體地，散熱座6041設置於發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3的上表面，從發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3產生之高溫的熱可發散至外部。於該情況，為了得到寬表面面積，複數溝槽形成於底面。冷卻扇6042設置於散熱座6041之下，以增加散熱座6041的散熱效率。
反射單元6020設置於發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2、6010-3及散熱單元6040上，引導及反射從發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3發射的光。如第192圖及193所示，反射單元6020形成具有半球狀的剖面，引導從發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3發出的光至車輛的前面。而且，反射單元6020具有一敞開的正面，放射反射光至外部。
根據本發明的本實施例之車輛頭燈6000更包含一外殼6050，固定及支持散熱單元6040及反射單元6020。具體地，一中心孔6053形成於外殼6050的第一側，因此散熱單元6040連接且設置於外殼6050的第一側。一前孔6052形成於第二側，整合地連接第一側且彎曲成直角，因此反射單元6020設置於發光裝置封裝件6010、6010-1、6010-2及6010-3的上表面。
因此，反射單元6020固定於外殼，反射單元6020的敞開的正面對應該前孔6052。所以，被反射單元6020反射的光可經由前孔6052放射至外部。
透鏡單元6030放射從反射單元6020反射的光至外部。該透鏡單元6030包含一空心導件6032及一透鏡6031。具體地，該導件6032沿外殼6050之前孔6052設置，導引從反射單元6020反射的光朝前方通過前孔6052。該導件6032為一空心圓柱結構，其中容納透鏡6031。該導件6032為藉由射出模製成型所形成的射出塑膠產品。
透鏡6031可設置於導件6032的前側，折射及分散光於車輛的前方，可由透明材料形成。
根據本發明各實施例之的照明裝置，例如背光單元及車輛頭燈，可使用上述各種發光裝置封裝件。發光裝置封裝件可包含一無機化合物或矽酸鹽系螢光體、石榴石系螢光體、硫化物系螢光體、氮化物系螢光體及QD系螢光體中至少一種，其中該無機化合物可表示為藉由上述實施例1至11之方法合成的(Sr,M)2 SiO4-x Ny :Eu組成，其中M為單價或二價元素中之一，0<x<4及y=2x/3。發光裝置封裝件包含一波長轉換單元或樹脂封裝單元，以吸收從LED晶粒發出的光且轉換放射出的光之波長。
如上述，本發明示範的實施例提供垂直式半導體發光裝置，可改善外部光萃取效率，特別是側向光萃取效率(lateral light extraction efficiency)。
本發明藉由示範的實施例闡述說明，當然熟悉本技藝者瞭解在不脫離本創作的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。
100、100’、200、300、400、500、600、600"、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、2000、2200、2210、2300、2300’．．．半導體發光裝置
110、210、450、550、650、2005．．．導電基板
120、220、360、540、540’、640．．．第一電極層
130、230、530’、630、806、806’、906、1006、1106、1206、1305、1505、1705、1805、1905．．．絕緣層
140、240、340、350、520、520’、620．．．第二電極層
145．．．暴露區域
147、247、350-b．．．電極墊部分
150、250．．．第二半導體層
160、260、320、420、512、512’、612、612"、802、802’、902、1002、1102、1202、1302、1402、1502、1602、1702、1802、1902、2002、2102、2202、2305．．．主動層
170、270．．．第一半導體層
190、290．．．接觸區域
191、670"、1009、2007、2007’、2107、2207、2320．．．鈍化層
245．．．電性連接部
280、462、541、641．．．接觸孔
310、410、513、513’、613、613"、801、801’、901、1001、1101、1201、1301、1401、1501、1601、1701、1801、1801’、1901、2101、2201．．．第二導電型半導體層
330、430、511、511’、611、611"、803、803’、903、1003、1103、1203、1303、1403、1503、1603、1703、1803、1903、2103、2104、2203．．．第一導電型半導體層
350-a．．．電極延伸部份
350-c．．．電極連接部份
380、490、580、3537a、3647a、3657a、3667a．．．不平坦圖案
470．．．電性絕緣障肋部
440．．．第一電極結構
460．．．第二電極結構
461．．．結合部
463．．．互連部
530．．．第一絕緣層
514、5321．．．通孔
560、805、905、1005、1105、1205．．．電極墊
620"、809、1010、2109、2209．．．蝕刻停止層
804、804’、904、1004、1104、1204、1304、1404、1504、1604、1704、1804、1904．．．第一電性連接部(第一導電型接觸層)
807、807’、907、1007、1107、1207、1706、1806、1906、2005、2105、2205．．．導電基板
808、808’、908．．．高電阻部分
909、1209、2106．．．第二導電型電極
1008、1208．．．半導體層(緩衝層)
1108．．．未摻雜之半導體層
1306、1406、1506、3305、5001、5211、5431、6011．．．基板
1307、1407、1507a、1507b、1607、1607a、1707、1807．．．第二電性連接部
1606、1706’、1806’、1906’．．．絕緣基板
1900、4000、4010、4020、4030、4040．．．表面光源
1908．．．金屬連接層
2000．．．垂直型半導體發光裝置
2001、2306．．．n型半導體層
2003、2304．．．p型半導體層
2004、2303．．．反射金屬層
2006、2006’、2307．．．n型電極
2204．．．第二接觸層
2208．．．絕緣體
2301．．．Si-Al合金基板
2302．．．結合金屬層
2310．．．種晶金屬層
2350．．．藍寶石基板
2323．．．接觸金屬層
2322．．．導電層
3010、3020、3030．．．白光發光裝置封裝件
3015、3025、3035、3410’．．．藍光發光裝置
3019、3029、3039．．．樹脂封裝部
3012、3022．．．綠色螢光體
3014、3024．．．紅色螢光體
3021、3031、3815、3021．．．封裝主體
3026．．．黃色或橘色螢光體(第三螢光體)
3029．．．樹脂封裝部
3032．．．第一樹脂層
3034．．．第二樹脂層
3036．．．第三樹脂層
3101、3101’．．．晶粒
3101、3201．．．電路板
3102、3102’．．．接合焊墊
3103、3202、3103’、3730．．．波長轉換部
3104．．．次基座
3110、3110’、3201、3720、3811、4003、4013、4023、4033、5002、5435．．．發光裝置
3121、3532a、3532b、3642a、3642b、3652a、3652b、3662a．．．LCD背光光源模組
3125．．．接合導線
3200、3200’、3200"、3500、3600、3600’、3700、3800、3800’、5120、5212、5331．．．發光裝置封裝件
3203a．．．第一電極
3203b．．．第二電極
3204a．．．第一電連接部
3204b．．．第二電連接部
3206．．．未充滿樹脂部
3207．．．樹脂部
3310、3410．．．紫外光發光裝置
3320、3420、3420’．．．多層螢光體層
3321、3421、3421’．．．第一螢光體層
3322、3422、3422’．．．第二螢光體層
3323．．．第三螢光體層
3306．．．罩殼
3303、3814a、3814b．．．導線
3307．．．金屬線
3531、3641、3651、3661．．．封裝基板
3535、3645、3655、3665．．．發光二極體晶粒
3531a、3641a、3661a．．．底封裝基板
3531b、3641b、3661b．．．上封裝基板
3536、3646、3666．．．低折射率區域
3537、3647、3657、3667．．．高折射率層
3538、3568、3648、3668．．．波長轉換層
3539、3649、3669．．．螢光體
3647b．．．非反射層
3654a、3654b．．．連接墊
3653a、3653b．．．導電通孔
3656．．．半球狀低折射率區域
3662b．．．導線架
3710．．．主體
3711、3817、6018．．．空腔
3712．．．階式托座部
3714、3715．．．主電極
3731．．．液體容納部
3732．．．透明液體
3733．．．螢光材料
3740．．．控制部
3741．．．儲存槽
3742．．．致動器
3744、3745．．．輔助接頭
3812、3813．．．正負電極結構
3812a、3812b、3813b、3813c．．．下傾斜面
3816．．．半透明透明樹脂
3818．．．凹部
3818a．．．溝槽
3819．．．封裝底表面
4001a至4001d、4011a至4011d、4031a至4031d．．．第一至第四發光模組
4021a至4021c．．．第一至第三發光模組
4004a、4004b、4004c、4004d、4014a、4014b、4014c、40.14d、4024a、4024b、4024c、4034a、4034b、4034c、4034d．．．連接器
5000、5200、5300、5400、5500．．．背光單元
5011．．．反射層
5013．．．側壁
5014．．．光學薄片
5100．．．表面光源
5110．．．下導線架
5130、5320、5420、5550、6120．．．導光板
5140．．．光學薄片
5210．．．LED光源模組
5220．．．板式導光板
5221．．．入光部
5222．．．前端部
5223．．．稜鏡形狀的底表面
5224．．．出光部
5310．．．底蓋
5311．．．連結開口或連結部
5330、5430．．．LED光源
5340、5440．．．固定部
5341．．．頭部
5342．．．主體部
5350．．．反射構件
5351．．．穿透部
5360．．．光學構件
5410．．．底蓋
5410a．．．第一通孔
5431a．．．第二通孔
5432．．．LED封裝件
5433．．．封裝主體
5436．．．樹脂封裝部
5510．．．LED模組
5510a．．．第一LED模組
5510b．．．第二LED模組
5510c．．．第三LED模組
5510d．．．第四LED模組
5510e．．．第五LED模組
5510f．．．第六LED模組
5520．．．LED
5530．．．驅動器
5530a．．．第一驅動器
5530b．．．第二驅動器
5530c．．．第三驅動器
5540．．．框架
5608、5609、5610、5611、5612、5613、5614及5615、5630A及5630B、5640A、5640B、5640C、5640D及5640E．．．LED裝置
5700．．．環境亮度偵測單元
5710．．．感度設定單元
5720．．．光感測單元
5801．．．類比/數位(A/D)轉換器
5802．．．捷訊晶片(micom)
5800．．．調光控制單元
5810．．．調光驅動單元
5820．．．LED單元
6000．．．車輛頭燈
6010、6010-1、6010-2及6010-3．．．發光裝置封裝件
6012．．．發光裝置晶粒
6012’．．．白光發光裝置(晶粒)
6020．．．反射單元
6030．．．透鏡單元
6040‧‧‧散熱單元
6041‧‧‧散熱座
6042‧‧‧冷卻扇
6013‧‧‧連接接頭
6014‧‧‧樹脂層
6015‧‧‧螢光體層
6016‧‧‧反射表面
6019‧‧‧金屬導線
6010-1、6010-2、6010-3‧‧‧發光裝置封裝件
6015’-1‧‧‧第一螢光體層
6015’-2‧‧‧第二螢光體層
6015’-3‧‧‧第三螢光體層
6031‧‧‧透鏡
6032‧‧‧空心導件
6050‧‧‧外殼
6052‧‧‧前孔
6053‧‧‧中心孔
C1‧‧‧第一發光結構
C2‧‧‧第二發光結構
c1、c2、c3及c4‧‧‧第一中間接觸點
d1、d2、d3及d4‧‧‧第二中間接觸點
v‧‧‧導電通孔
本發明之以上及其他目的、特徵、與其他優點將可從結合附圖的上述詳細說明而更清楚地瞭解，其中；
第1圖係為根據本發明之半導體發光裝置的一實施例之平面圖；
第2圖係為第1圖之半導體發光裝置之剖面圖；
第3圖係為顯示具有面積為1,000×1,000平方微米之半導體發光裝置中的n型歐姆接觸電阻及p型歐姆接觸電阻之曲線圖；
第4圖係為顯示根據接觸面積介於第一半導體層及第一電極層間之第一接觸電阻及第二接觸電阻的總電阻之曲線圖；
第5圖係為顯示根據接觸面積介於第一半導體層及第一電極層間的發光效率之曲線圖；
第6圖係說明第2圖之半導體發光裝置的變化實施例；
第7圖係根據本發明之半導體發光裝置之另一實施例之剖面圖；
第8圖及第9圖係顯示n型特殊接觸電阻改變時之模擬結果；
第10圖至第14圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第15圖至第18圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第19圖至第23圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第24圖至第34圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第35圖至第55圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第56圖至第75圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第76圖至第89圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第90圖至第100圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第101圖至第119圖係說明根據本發明之另一實施例之半導體發光裝置；
第120圖至第122圖係說明根據本發明之複數個實施例之白光發光裝置封裝件；
第123圖係說明根據本發明之一實施例的白光發光裝置之發射光譜；
第124A圖至第124D圖係為說明此處使用綠色螢光體的發射特性之波長光譜；
第125A圖至第125B圖係為說明此處使用紅色螢光體的發射特性之波長光譜；
第126A圖至第126B圖係說明此處使用黃色螢光體的發射特性之波長光譜；
第127圖至第129圖係說明根據本發明之第一實施例之以(Sr,M)2 SiO4-x Ny 為螢光體的發射光譜、XRD光譜，及EDX成份分析結果；
第130圖及第131圖係說明根據本發明之第一及第二實施例之以(Sr,M)2 SiO4-x Ny 為螢光體之發射光譜及EDX成份分析結果；
第132圖係說明根據本發明之第四至第六實施例之以(Sr,M)2 SiO4-x Ny 為螢光體之發射光譜；
第133圖係說明根據本發明之第七至第十實施例之以(Sr,M)2 SiO4-x Ny 為螢光體之發射光譜；
第134圖係說明根據本發明之第十一實施例之以(Sr,M)2 SiO4-x Ny 為螢光體之發射光譜；
第135圖至第137圖係說明根據本發明之第十二實施例所製造之β-SiAlON螢光體的x射線繞射分析結果、發射光譜，以及激發光譜之曲線圖；
第138A圖及第138B圖係說明根據本發明之另一實施例之發光裝置封裝件；
第139圖至第141圖係說明根據本發明之另一實施例之發光裝置封裝件；
第142圖及第143圖係分別說明根據本發明之複數個實施例的燈型發光裝置封裝件及晶片型發光裝置封裝件之結構；
第144圖及第145圖係說明根據本發明之另一實施例之燈型發光裝置封裝件之部份結構；
第146圖及第147圖係為說明發光裝置封裝件中介於綠色螢光體(第二螢光體)及紅色螢光體(第一螢光體)間的能源變遷之示意圖；
第148圖及第149圖係為根據本發明之另一實施例之發光裝置封裝件的剖面圖及光萃取機制的示意圖；
第150圖至第152圖係為根據本發明之另一實施例之發光裝置封裝件之剖面圖；
第153圖係為根據本發明之另一實施例之發光裝置封裝件之剖面示意圖；
第154圖係為第153圖之發光裝置封裝件之波長轉換部份及控制部份之透視示意圖；
第155圖及第156圖係為說明藉由第153圖之波長轉換部份及控制部份的操作轉換色溫之方法之剖面圖；
第157圖及第158圖係為根據本發明之複數個實施例之發光裝置封裝件之示意圖；
第159圖係為說明於第157圖之發光裝置封裝件中形成外部引線框架的過程之示意圖；
第160圖及第161圖係為說明根據本發明之複數個實施例之白光源模組之側視示意圖；
第162圖係為說明根據本發明之一實施例之表面光源中的發光模組之佈局結構之平面示意圖；
第163圖係說明第162圖之發光模組的旋轉排列方法；
第164至167圖係說明根據本發明多種實施例之表面光源中發光模組的排列結構之平面示意圖；
第168圖係根據本發明多種實施例之表面光源中背光單元之剖面圖；
第169圖係根據本發明另一實施例之表面光源之透視圖；
第170及171圖係根據本發明另一實施例之表面光源及盤式導光板之示意圖；
第172至177圖係根據本發明另一實施例說明具有盤式導光板之背光單元；
第178至182圖係根據本發明另一實施例之背光單元之示意圖；
第183至187圖係根據本發明多種實施例之發光二極體驅動電路之示意圖；
第188圖係根據本發明一實施例之自動發光二極體調光裝置之結構圖；
第189圖係說明第188圖之自動發光二極體調光裝置的操控流程圖；
第190圖係第188圖之自動發光二極體調光裝置之外部亮度偵測電壓關係圖；
第191圖係根據第188圖之自動發光二極體調光裝置敏感度設定之外部亮度偵測電壓關係圖；
第192圖係根據本發明一實施例之載具前照燈之透視分解圖；
第193圖係說明第192圖載具前照燈組合之剖面圖；以及
第194至197圖係根據本發明多種實施例之第192圖之應用於載具前照燈之發光二極體裝置封裝件之示意圖。
100．．．半導體發光裝置
110．．．導電基板
120．．．第一電極層
130．．．絕緣層
140．．．第二電極層
145．．．暴露區域
147．．．電極墊部分
150．．．第二半導體層
160．．．主動層
170．．．第一半導體層
190．．．接觸區域

Claims (7)

  1. 一種半導體發光裝置，其包含：導電基板；發光結構，包含第一導電型半導體層、活性層、及第二導電型半導體層，其係依序形成於該導電基板上，該發光結構的一側面向該發光結構的該第二導電型半導體層的上表面傾斜；第二導電型電極，包含：導電通孔，通過該第一導電型半導體層及該活性層且連接至該第二導電型半導體層的內部；以及電連接部，從該導電通孔延伸，暴露至發光結構的外部；絕緣體，使該第二導電型電極從該導電基板、該第一導電型半導體層及該活性層電性隔離；鈍化層，形成用以覆蓋該發光結構的該側面，並且延伸到該發光結構的該第二導電型半導體層的該上表面的一部分；以及不平坦結構，形成於該活性層發射光之路徑上。
  2. 一種半導體發光裝置，其包含：導電基板；發光結構，包含第一導電型半導體層、活性層、及第二導電型半導體層，其係依序形成於該導電基板上，該發光結構的一側面向該發光結構的該第二導電型半 導體層的上表面傾斜；第一接觸層，電連接該第一導電型半導體層介於該導電基板與該第一導電型半導體層之間，且暴露至發光裝置的外部；導電通孔，延伸自該導電基板，通過該第一導電型半導體層及該活性層且電連接至該第二導電型半導體層的內部；絕緣體，使該導電基板從該第一接觸層、該第一導電型半導體層及該活性層電性隔離；鈍化層，形成用以覆蓋該發光結構的該側面，並且延伸到該發光結構的該第二導電型半導體層的該上表面的一部分；以及不平坦結構，形成於該活性層發射光之路徑上。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，更包含：第二接觸層，形成於該第一導電型半導體層與該導電基板之間，且藉由一絕緣體使其電性與該第二導電型半導體層隔離。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置，其中該發光結構係只形成於該導電基板的該上表面的一部分，且蝕刻停止層形成於至少一該導電基板的該上表面之沒有形成該發光結構的區域，該蝕刻停止層具有與半導體材料構成的該發光結構不同的蝕刻特性。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置，其中該不平坦結構形成於該第二導電型半導體層的該上表面。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置，其中該第一導電型半導體層與該第二導電型半導體層分別為p型半導體層及n型半導體層。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之半導體發光裝置，其中該不平坦結構形成於該鈍化層的至少一部分。
TW098138954A 2008-11-14 2009-11-16 半導體發光裝置 TWI422063B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080113568 2008-11-14
KR1020080122094 2008-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201036213A TW201036213A (en) 2010-10-01
TWI422063B true TWI422063B (zh) 2014-01-01

Family

ID=42279416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098138954A TWI422063B (zh) 2008-11-14 2009-11-16 半導體發光裝置

Country Status (6)

Country Link
US (3) US8809893B2 (zh)
EP (1) EP2357679B1 (zh)
KR (1) KR101601621B1 (zh)
CN (1) CN102217102B (zh)
TW (1) TWI422063B (zh)
WO (1) WO2010056083A2 (zh)

Families Citing this family (166)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI289365B (en) * 2005-09-29 2007-11-01 Visera Technologies Co Ltd Wafer scale image module
US8796718B2 (en) * 2009-09-30 2014-08-05 Kyocera Corporation Light emitting element and method for manufacturing light emitting element
FR2953328B1 (fr) * 2009-12-01 2012-03-30 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Heterostructure pour composants electroniques de puissance, composants optoelectroniques ou photovoltaiques
KR20110077707A (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 엘지디스플레이 주식회사 수직형 발광 다이오드 및 그 제조방법
WO2011097694A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-18 Lumen Dynamics Group Inc. Modular high density led array light sources
US8319247B2 (en) * 2010-03-25 2012-11-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Carrier for a light emitting device
WO2011143127A2 (en) * 2010-05-13 2011-11-17 Sri International Cavity electroluminescent devices with integrated microlenses
DE102010024079A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
KR101714039B1 (ko) * 2010-07-01 2017-03-08 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템
KR101252032B1 (ko) * 2010-07-08 2013-04-10 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 이의 제조방법
KR101688379B1 (ko) * 2010-07-12 2016-12-22 삼성전자주식회사 발광 디바이스 및 그 제조방법
KR101761385B1 (ko) 2010-07-12 2017-08-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR20120006410A (ko) 2010-07-12 2012-01-18 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 그 제조방법
TWI495156B (zh) * 2010-07-30 2015-08-01 Epistar Corp 半導體發光元件及其製造方法
DE102010034665A1 (de) 2010-08-18 2012-02-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
KR101769499B1 (ko) * 2010-08-24 2017-08-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 표시 장치
KR101114191B1 (ko) * 2010-09-17 2012-03-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9070851B2 (en) 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
DE102010046792A1 (de) 2010-09-28 2012-03-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zu dessen Herstellung
KR101761386B1 (ko) * 2010-10-06 2017-07-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR101039610B1 (ko) * 2010-10-12 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
EP2442374B1 (en) 2010-10-12 2016-09-21 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device
TWI492423B (zh) * 2010-10-18 2015-07-11 Advanced Optoelectronic Tech 覆晶式led封裝結構
KR101663192B1 (ko) * 2010-10-20 2016-10-06 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
US8476649B2 (en) 2010-12-16 2013-07-02 Micron Technology, Inc. Solid state lighting devices with accessible electrodes and methods of manufacturing
CN102142508A (zh) * 2010-12-16 2011-08-03 西安炬光科技有限公司 一种高功率高亮度led光源封装结构及其封装方法
KR101154320B1 (ko) * 2010-12-20 2012-06-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 장치
KR20120070278A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 삼성엘이디 주식회사 발광모듈 및 발광모듈 제조방법
JP5777879B2 (ja) 2010-12-27 2015-09-09 ローム株式会社 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ
JP2012186195A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法
JP2012186414A (ja) * 2011-03-08 2012-09-27 Toshiba Corp 発光装置
CN103403892A (zh) * 2011-03-31 2013-11-20 松下电器产业株式会社 半导体发光装置
KR20120115896A (ko) * 2011-04-11 2012-10-19 삼성디스플레이 주식회사 발광 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
TWI425666B (zh) * 2011-04-27 2014-02-01 Univ Nat Central Growth of semi - polarized nitrides
JP5830166B2 (ja) 2011-05-25 2015-12-09 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ オプトエレクトロニクス半導体チップ
WO2012160604A1 (ja) * 2011-05-25 2012-11-29 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 発光素子チップ及びその製造方法
TW201248945A (en) * 2011-05-31 2012-12-01 Chi Mei Lighting Tech Corp Light-emitting diode device and method for manufacturing the same
KR101973608B1 (ko) * 2011-06-30 2019-04-29 엘지이노텍 주식회사 발광소자
TWI493759B (zh) * 2011-07-13 2015-07-21 Lextar Electronics Corp 發光二極體結構及其製造方法
EP2742529B1 (en) 2011-08-10 2020-11-11 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic module and method for manufacturing the same
US9299742B2 (en) 2011-08-15 2016-03-29 Micron Technology, Inc. High-voltage solid-state transducers and associated systems and methods
DE102011112000B4 (de) * 2011-08-31 2023-11-30 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtdiodenchip
TWI437737B (zh) * 2011-09-14 2014-05-11 Lextar Electronics Corp 發光二極體結構及其製造方法
KR101691589B1 (ko) * 2011-09-16 2017-01-02 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법
TW201318147A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 Phostek Inc 發光二極體陣列
KR101868537B1 (ko) * 2011-11-07 2018-06-19 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
TWI479694B (zh) * 2012-01-11 2015-04-01 Formosa Epitaxy Inc Light emitting diode wafers
WO2013118072A2 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Koninklijke Philips N.V. Wavelength converted light emitting device
CN104205369A (zh) * 2012-03-19 2014-12-10 皇家飞利浦有限公司 在硅衬底上生长的发光器件
KR101887942B1 (ko) * 2012-05-07 2018-08-14 삼성전자주식회사 발광소자
CN103515503B (zh) * 2012-06-28 2017-10-17 上海蓝光科技有限公司 一种垂直结构发光二极管及其制造方法
JP2014013818A (ja) * 2012-07-04 2014-01-23 Sony Corp デバイスおよび電子装置
JP2014022401A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Toshiba Corp 窒化物半導体発光素子
US9239489B2 (en) 2012-07-31 2016-01-19 Apple Inc. Display backlight with closely spaced light-emitting diode packages
US10388690B2 (en) * 2012-08-07 2019-08-20 Seoul Viosys Co., Ltd. Wafer level light-emitting diode array
US10804316B2 (en) * 2012-08-07 2020-10-13 Seoul Viosys Co., Ltd. Wafer level light-emitting diode array
GB2506993B (en) * 2012-09-24 2016-03-23 Samsung Electronics Co Ltd Illuminating apparatus
KR102188491B1 (ko) * 2012-09-24 2020-12-08 삼성전자주식회사 조명장치
US9439250B2 (en) 2012-09-24 2016-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Driving light emitting diode (LED) lamps using power received from ballast stabilizers
US9196807B2 (en) * 2012-10-24 2015-11-24 Nichia Corporation Light emitting element
KR101977278B1 (ko) * 2012-10-29 2019-09-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
TWI565094B (zh) * 2012-11-15 2017-01-01 財團法人工業技術研究院 氮化物半導體結構
US10390399B2 (en) * 2013-01-10 2019-08-20 Molex, Llc LED assembly having base insert molded about terminals and substrate with a plurality of LED chips positioned on said substrate
JP6751562B2 (ja) * 2013-01-10 2020-09-09 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 側方放射用に成形された成長基板を有するｌｅｄ
TWI453420B (zh) * 2013-01-11 2014-09-21 Mpi Corp 孔板
US9470715B2 (en) 2013-01-11 2016-10-18 Mpi Corporation Probe head
KR102056618B1 (ko) 2013-02-01 2019-12-17 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
JP6013931B2 (ja) * 2013-02-08 2016-10-25 株式会社東芝 半導体発光素子
KR102036347B1 (ko) 2013-02-12 2019-10-24 삼성전자 주식회사 발광소자 어레이부 및 이를 포함하는 발광소자 모듈
JP6067400B2 (ja) * 2013-02-12 2017-01-25 株式会社東芝 半導体発光素子
DE102013101598B9 (de) * 2013-02-18 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
DE102013103079A1 (de) * 2013-03-26 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
US9219202B2 (en) * 2013-04-19 2015-12-22 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices including red phosphors that exhibit good color rendering properties and related red phosphors
TWI661578B (zh) * 2013-06-20 2019-06-01 晶元光電股份有限公司 發光裝置及發光陣列
DE102013107531A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP6153895B2 (ja) * 2013-07-22 2017-06-28 富士フイルム株式会社 液晶表示装置
JP2015028984A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
KR102074950B1 (ko) * 2013-08-13 2020-03-02 삼성전자 주식회사 조명 장치, 조명 제어 시스템 및 조명 장치의 제어 방법.
KR20150025231A (ko) * 2013-08-28 2015-03-10 서울반도체 주식회사 광원 모듈 및 그 제조 방법, 및 백라이트 유닛
DE102013111422A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-30 Osram Oled Gmbh Optoelektronisches Bauelement, Kontaktiervorrichtung und optoelektronische Baugruppe
US9818826B2 (en) * 2013-10-21 2017-11-14 Sensor Electronic Technology, Inc. Heterostructure including a composite semiconductor layer
TWI597863B (zh) * 2013-10-22 2017-09-01 晶元光電股份有限公司 發光元件及其製造方法
JP2015082596A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 株式会社東芝 発光装置
CN103681992A (zh) * 2014-01-07 2014-03-26 苏州晶湛半导体有限公司 半导体衬底、半导体器件及半导体衬底制造方法
KR102087197B1 (ko) * 2014-01-13 2020-03-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101552422B1 (ko) * 2014-01-14 2015-09-10 성균관대학교산학협력단 발광 다이오드용 기판 및 그 제조방법과 상기 기판을 포함하는 광원 장치
DE102014102029A1 (de) * 2014-02-18 2015-08-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und Halbleiterbauelement
US9412906B2 (en) 2014-02-20 2016-08-09 Epistar Corporation Light-emitting device
US9660004B2 (en) 2014-03-21 2017-05-23 Apple Inc. Flexible displays with strengthened pad area
DE102014107563A1 (de) * 2014-05-28 2015-12-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement mit Kontaktstruktur
KR102181398B1 (ko) * 2014-06-11 2020-11-23 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 조명시스템
KR102185689B1 (ko) 2014-06-12 2020-12-02 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
JP6425921B2 (ja) * 2014-06-12 2018-11-21 株式会社ジャパンディスプレイ 画像表示装置
DE102014108373A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
KR20160017849A (ko) * 2014-08-06 2016-02-17 서울바이오시스 주식회사 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법
KR20160037060A (ko) * 2014-09-26 2016-04-05 서울바이오시스 주식회사 발광소자 및 그 제조 방법
JP6727483B2 (ja) * 2014-10-08 2020-07-22 コンシューマー ライティング （ユー．エス．），エルエルシー 照明装置のカラーフィルター用材料および光学部品
TWI552394B (zh) * 2014-11-18 2016-10-01 隆達電子股份有限公司 發光二極體結構與發光二極體模組
JP6375890B2 (ja) * 2014-11-18 2018-08-22 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子及びその製造方法
CN109390308B (zh) * 2014-11-26 2023-02-10 意法半导体股份有限公司 具有引线键合和烧结区域的半导体器件及其制造工艺
KR20160069724A (ko) * 2014-12-09 2016-06-17 엘지이노텍 주식회사 형광체 조성물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치
KR102252994B1 (ko) * 2014-12-18 2021-05-20 삼성전자주식회사 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지용 파장 변환 필름
KR102417158B1 (ko) * 2015-01-29 2022-07-07 서울바이오시스 주식회사 반도체 발광소자
DE112015005634T5 (de) * 2014-12-19 2017-09-07 Seoul Viosys Co., Ltd. Halbleiter-lichtemissionseinrichtung und verfahren zur herstellung von dieser
KR102305218B1 (ko) * 2014-12-19 2021-09-29 서울바이오시스 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법
KR102347456B1 (ko) * 2015-03-09 2022-01-07 서울바이오시스 주식회사 반도체 발광소자
US10143057B2 (en) 2015-01-05 2018-11-27 Hung Lin Board-mounted parallel circuit structure with efficient power utilization
CN104683671B (zh) * 2015-02-04 2017-11-14 广东欧珀移动通信有限公司 电子装置
JP6156402B2 (ja) 2015-02-13 2017-07-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
FR3032664B1 (fr) * 2015-02-13 2017-03-03 Valeo Vision Dispositif lumineux pour un vehicule automobile integrant des moyens de protection contre des decharges electrostatiques
KR101669122B1 (ko) * 2015-02-26 2016-10-25 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
KR101614370B1 (ko) * 2015-04-07 2016-04-21 엘지전자 주식회사 반도체 발광소자, 반도체 발광소자의 이송 헤드, 및 반도체 발광소자를 이송하는 방법
JP6692155B2 (ja) * 2015-12-15 2020-05-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子アレイおよび車両用灯具
JP2017112321A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 ソニー株式会社 発光ユニットおよび表示装置
JP6901862B2 (ja) * 2016-01-29 2021-07-14 コニカ ミノルタ ラボラトリー ユー．エス．エー．，インコーポレイテッド Ｒｇｂ偏光光源
US10619803B2 (en) 2016-03-16 2020-04-14 Consumer Lighting (U.S.), Llc LED apparatus employing neodymium based materials with variable content of fluorine and oxygen
US10877346B2 (en) * 2016-03-24 2020-12-29 Saturn Licensing Llc Light-emitting device, display apparatus, and illumination apparatus
CN205944139U (zh) 2016-03-30 2017-02-08 首尔伟傲世有限公司 紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块
KR102610028B1 (ko) * 2016-04-12 2023-12-06 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
TWI685961B (zh) * 2016-06-17 2020-02-21 優顯科技股份有限公司 光電半導體裝置
JP7114489B2 (ja) * 2016-06-22 2022-08-08 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 光変換パッケージ
CN106129094B (zh) * 2016-07-29 2019-01-25 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板、其驱动方法及防偷窥系统
KR20180015848A (ko) * 2016-08-04 2018-02-14 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자의 제조 방법
KR102588170B1 (ko) * 2016-11-16 2023-10-13 삼성전자주식회사 다층 구조의 반사막을 구비한 반도체 발광 소자
US10565917B2 (en) * 2016-12-23 2020-02-18 Intel Corporation Monolithic micro LED display
US10546842B2 (en) * 2017-05-31 2020-01-28 Innolux Corporation Display device and method for forming the same
FR3068173B1 (fr) * 2017-06-27 2020-05-15 Aledia Dispositif optoelectronique
DE102017117650A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer Kontaktstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement
KR20190019539A (ko) * 2017-08-18 2019-02-27 삼성전자주식회사 발광 소자 및 발광소자 패키지
US10276794B1 (en) 2017-10-31 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Memory device and fabrication method thereof
KR101994440B1 (ko) * 2017-11-03 2019-06-28 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 차량용 램프
US10892296B2 (en) * 2017-11-27 2021-01-12 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device having commonly connected LED sub-units
US11527519B2 (en) 2017-11-27 2022-12-13 Seoul Viosys Co., Ltd. LED unit for display and display apparatus having the same
US11282981B2 (en) 2017-11-27 2022-03-22 Seoul Viosys Co., Ltd. Passivation covered light emitting unit stack
US10892297B2 (en) 2017-11-27 2021-01-12 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode (LED) stack for a display
CN109872986B (zh) * 2017-12-04 2023-07-04 新加坡有限公司 光学传感器的封装结构及光学传感器的封装方法
US10748881B2 (en) 2017-12-05 2020-08-18 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same
US10886327B2 (en) 2017-12-14 2021-01-05 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting stacked structure and display device having the same
US11552057B2 (en) 2017-12-20 2023-01-10 Seoul Viosys Co., Ltd. LED unit for display and display apparatus having the same
US11522006B2 (en) 2017-12-21 2022-12-06 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting stacked structure and display device having the same
US11552061B2 (en) 2017-12-22 2023-01-10 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same
US11114499B2 (en) 2018-01-02 2021-09-07 Seoul Viosys Co., Ltd. Display device having light emitting stacked structure
US10784240B2 (en) 2018-01-03 2020-09-22 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same
US10571756B2 (en) * 2018-02-05 2020-02-25 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. LCD panel, LCD panel manufacturing method and display device
KR20190098709A (ko) 2018-02-14 2019-08-22 에피스타 코포레이션 발광 장치, 그 제조 방법 및 디스플레이 모듈
KR20190116827A (ko) 2018-04-05 2019-10-15 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자
CN110504281A (zh) 2018-05-16 2019-11-26 财团法人工业技术研究院 显示阵列的制造方法
TW201947636A (zh) * 2018-05-16 2019-12-16 財團法人工業技術研究院 顯示陣列的製造方法
TWI770225B (zh) * 2018-07-12 2022-07-11 晶元光電股份有限公司 發光元件
JP2021531087A (ja) * 2018-07-13 2021-11-18 バード・ペリフェラル・バスキュラー・インコーポレーテッド 移植可能ポート、移植可能ポート検出装置、およびその方法
JP6912731B2 (ja) * 2018-07-31 2021-08-04 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US11962928B2 (en) 2018-12-17 2024-04-16 Meta Platforms Technologies, Llc Programmable pixel array
US11888002B2 (en) 2018-12-17 2024-01-30 Meta Platforms Technologies, Llc Dynamically programmable image sensor
KR102030402B1 (ko) * 2018-12-26 2019-10-10 엘지디스플레이 주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 표시장치
JP2022532327A (ja) * 2019-05-14 2022-07-14 ソウル バイオシス カンパニー リミテッド 発光チップ
US11935291B2 (en) 2019-10-30 2024-03-19 Meta Platforms Technologies, Llc Distributed sensor system
US11948089B2 (en) 2019-11-07 2024-04-02 Meta Platforms Technologies, Llc Sparse image sensing and processing
US11362251B2 (en) 2019-12-02 2022-06-14 Facebook Technologies, Llc Managing thermal resistance and planarity of a display package
US20220416119A1 (en) * 2019-12-03 2022-12-29 Vuereal Inc. High efficient micro devices
US11276806B2 (en) * 2020-01-03 2022-03-15 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package and method for manufacturing the same
US11825228B2 (en) 2020-05-20 2023-11-21 Meta Platforms Technologies, Llc Programmable pixel array having multiple power domains
KR20210143452A (ko) 2020-05-20 2021-11-29 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 이를 구비한 발광소자 패키지
CN111653205B (zh) * 2020-07-15 2021-12-28 上海天马微电子有限公司 可拉伸显示面板和显示装置
US11209697B1 (en) * 2020-11-30 2021-12-28 Unique Materials Co., Ltd. Backlight unit with phosphors and quantum dots
CN114578613A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 优美特创新材料股份有限公司 含有荧光粉及量子点的背光模块
KR20220151076A (ko) * 2021-05-04 2022-11-14 삼성전자주식회사 발광장치 및 식물생장용 조명장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453405A (en) * 1991-01-18 1995-09-26 Kopin Corporation Method of making light emitting diode bars and arrays
JP2008198998A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 半導体発光素子
WO2008131735A1 (de) * 2007-04-26 2008-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines solchen

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780744B2 (ja) 1992-11-06 1998-07-30 信越半導体株式会社 ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法
CN1495523A (zh) 1996-08-27 2004-05-12 ������������ʽ���� 转移方法和有源矩阵基板的制造方法
USRE38466E1 (en) 1996-11-12 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Manufacturing method of active matrix substrate, active matrix substrate and liquid crystal display device
US7208725B2 (en) 1998-11-25 2007-04-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optoelectronic component with encapsulant
JP3354540B2 (ja) 1999-12-24 2002-12-09 三洋電機株式会社 半導体素子およびその製造方法
JP3906654B2 (ja) 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
US6794265B2 (en) * 2001-08-02 2004-09-21 Ultradots, Inc. Methods of forming quantum dots of Group IV semiconductor materials
KR20040029301A (ko) 2001-08-22 2004-04-06 소니 가부시끼 가이샤 질화물 반도체소자 및 질화물 반도체소자의 제조방법
JP2003218034A (ja) 2002-01-17 2003-07-31 Sony Corp 選択成長方法、半導体発光素子及びその製造方法
JP3815335B2 (ja) 2002-01-18 2006-08-30 ソニー株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
KR100499129B1 (ko) 2002-09-02 2005-07-04 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
US7002182B2 (en) 2002-09-06 2006-02-21 Sony Corporation Semiconductor light emitting device integral type semiconductor light emitting unit image display unit and illuminating unit
KR100714639B1 (ko) 2003-10-21 2007-05-07 삼성전기주식회사 발광 소자
KR100506740B1 (ko) 2003-12-23 2005-08-08 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101041311B1 (ko) * 2004-04-27 2011-06-14 파나소닉 주식회사 형광체 조성물과 그 제조 방법, 및 그 형광체 조성물을 이용한 발광장치
KR100664985B1 (ko) 2004-10-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 소자
KR100665222B1 (ko) 2005-07-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 확산재료를 이용한 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
KR100661614B1 (ko) 2005-10-07 2006-12-26 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100723247B1 (ko) 2006-01-10 2007-05-29 삼성전기주식회사 칩코팅형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
US7696964B2 (en) 2006-06-09 2010-04-13 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED backlight for LCD with color uniformity recalibration over lifetime
KR100752717B1 (ko) * 2006-09-20 2007-08-29 삼성전기주식회사 수직구조 질화갈륨계 발광 다이오드 소자의 제조방법
KR100930171B1 (ko) 2006-12-05 2009-12-07 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 백색 광원 모듈
WO2008127460A2 (en) * 2006-12-08 2008-10-23 Evident Technologies Light-emitting device having semiconductor nanocrystal complexes
CN100573642C (zh) 2006-12-08 2009-12-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Led控制电路
KR100849826B1 (ko) * 2007-03-29 2008-07-31 삼성전기주식회사 발광소자 및 이를 포함하는 패키지
US7791285B2 (en) 2007-04-13 2010-09-07 Cree, Inc. High efficiency AC LED driver circuit
KR100855065B1 (ko) 2007-04-24 2008-08-29 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지
KR100982980B1 (ko) 2007-05-15 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
KR101164026B1 (ko) 2007-07-12 2012-07-18 삼성전자주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100891761B1 (ko) 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
KR101332794B1 (ko) 2008-08-05 2013-11-25 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100030470A (ko) 2008-09-10 2010-03-18 삼성전자주식회사 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치 및 발광 시스템
KR101530876B1 (ko) 2008-09-16 2015-06-23 삼성전자 주식회사 발광량이 증가된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
WO2010033792A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-25 Lumenz Llc Textured semiconductor light-emitting devices
US8008683B2 (en) 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453405A (en) * 1991-01-18 1995-09-26 Kopin Corporation Method of making light emitting diode bars and arrays
JP2008198998A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 半導体発光素子
WO2008131735A1 (de) * 2007-04-26 2008-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines solchen

Also Published As

Publication number Publication date
CN102217102A (zh) 2011-10-12
KR20100054756A (ko) 2010-05-25
EP2357679A2 (en) 2011-08-17
US20150001463A1 (en) 2015-01-01
WO2010056083A3 (ko) 2010-08-05
TW201036213A (en) 2010-10-01
US20150084537A1 (en) 2015-03-26
US8809893B2 (en) 2014-08-19
US9312249B2 (en) 2016-04-12
KR101601621B1 (ko) 2016-03-17
EP2357679B1 (en) 2018-08-29
EP2357679A4 (en) 2016-06-22
CN102217102B (zh) 2015-07-15
US20120018764A1 (en) 2012-01-26
WO2010056083A2 (ko) 2010-05-20
US9305906B2 (en) 2016-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI422063B (zh) 半導體發光裝置
TWI488339B (zh) 半導體發光裝置
TWI414585B (zh) 螢光體、製備及使用其之方法、發光裝置封裝件、表面光源設備及使用紅色螢光體之發光設備
US10084118B2 (en) Semiconductor light-emitting device
KR101504331B1 (ko) 발광소자 패키지
KR20170121777A (ko) 반도체 발광장치
JP2006306981A (ja) 窒化物蛍光体及びそれを用いた発光装置
KR20110078319A (ko) 발광장치, 면광원장치, 디스플레이 장치 및 조명장치
KR20140124063A (ko) 발광 소자
KR102164079B1 (ko) 산질화물계 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지
KR102131303B1 (ko) 발광 소자 및 발광소자 제조방법