TWI449220B - 發光裝置封裝件及照明系統 - Google Patents

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Description

發光裝置封裝件及照明系統
本發明係主張關於2010年02月04日申請之韓國專利案號10-2010-0010245之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種發光裝置封裝件、一種發光裝置封裝件製造方法及一種照明系統。
發光二極體(LED)係為一種半導體裝置,可將電力轉變成光。
LED所發出的光之波長可依據其製造所使用之半導體材料而改變,這是因為該發出之光的波長係依據該半導體材料之能帶間隙(band gap)而定,也就是價能帶(valance band)電子及導電帶(conduction band)電子之間的能量差異(energy difference)。
LED可以產生具有高亮度之光,所以它廣泛地被使用於顯示裝置、交通工具、或照明裝置中作為光源。另外,藉由使用發光材料或結合不同顏色之LED,可表現出具有高光效率之白光。
本發明之實施例提供一種發光裝置封裝件,其係具有一新型結構、一發光裝置封裝件之製造方法、以及一照明系統。
本發明之實施例提供一種發光裝置封裝件,其係具有簡潔結構及縮小尺寸、一發光裝置封裝件之製造方法、以及一照明系統。
依據本發明實施例,一種發光裝置封裝件係包括有一發光結構層、一絕緣層、一電極以及一金屬支撐層(metallic support layer)。其中該發光結構層係包括有一第一導電型半導體層、一部分形成於該第一導電型半導體層下方之主動層、以及一位於該主動層下方之第二導電型半導體層。該絕緣層係設置於該主動層之側面以及該第二導電型半導體層之側面,且部分設置於該第二導電型半導體層之下方。該電極係設置於該第一導電型半導體層下方,且係被該絕緣層自該主動層以及該第二導電型半導體層電性絕緣。該金屬支撐層係設置於該第二導電型半導體層、該絕緣層、以及該電極之下方,且係包括有一第一導電區域、一第二導電區域以及一絕緣區域。其中,該第一導電區域係與該電極電性連接,該第二導電區域係與該第二導電型半導體層電性連接,而該絕緣區域係設置於該第一及該第二導電區域之間,且係使該第一及該第二導電區域彼此電性絕緣。
依據本發明實施例,一種發光裝置封裝件製造方法係包括:形成一發光結構層於一成長基板上,其中該發光結構層係包括有一第一導電型半導體層、一主動層、以及一第二導電型半導體層;選擇性地移除該第二導電型半導體層和該主動層,以暴露出部分的第一導電型半導體層;形成一絕緣層於該第二導電型半導體層之側面及部份的頂面、以及該主動層上;形成一電極於該第一導電型半導體層上;形成一金屬支撐層於該第二導電型半導體層、該絕緣層、以及該電極上;藉由選擇性地氧化該金屬支撐層而形成一絕緣區域,以分隔一連接該電極之第一導電區域與一連接該第二導電型半導體層之第二導電區域;以及進行一蝕刻製程,以分該該發光結構層及該金屬支撐層為一封裝件單元。
依據本發明實施例,一使用一發光裝置封裝件作為光源之照明系統係包括有一發光模組,其係包括有一基板以及至少一發光裝置封裝件設置於該基板上。該發光裝置封裝件係包括有一發光結構層、一絕緣層、一電極以及一金屬支撐層。其中該發光結構層係包括有一第一導電型半導體層、一部分形成於該第一導電型半導體層下方之主動層、以及一位於該主動層下方之第二導電型半導體層。該絕緣層係設置於該主動層之側面以及該第二導電型半導體層之側面,且部分設置於該第二導電型半導體層之下方。該電極係設置於該第一導電型半導體層下方,且係被該絕緣層自該主動層以及該第二導電型半導體層電性絕緣。該金屬支撐層係設置於該第二導電型半導體層、該絕緣層、以及該電極之下方,且係包括有一第一導電區域、一第二導電區域以及一絕緣區域。其中,該第一導電區域係與該電極電性連接,該第二導電區域係與第二導電型半導體層電性連接,而該絕緣區域係設置於第一及第二導電區域之間,且係使第一及第二導電區域彼此電性絕緣。
在實施例的描述中,應予理解,當提及一層(或膜)、一區域、一圖案、或一結構是在另一基板、一層(或膜)、一區域、一電極墊、或一圖案「之上/下」或「之上方/下方」,則其可以是直接在另一該基板、該層(或膜)、該區域、或該圖案「之上/下」或「之上方/下方」,或者存在一或多個介入層。參照附圖說明每一層「之上/下」或「之上方/下方」的位置。
在圖示中,為清楚與方便說明,各層厚度及尺寸可能被加以誇大。另,組成元件的尺寸亦不完全反映實際元件之大小。
在下文中,將根據本發明之實施例與圖示詳細描述與說明一種發光裝置封裝件、一種發光裝置封裝件製造方法、及一種照明系統。
圖1係為依據第一實施例中之發光裝置封裝件示意圖。
參閱圖1,依據第一實施例,該發光裝置封裝件係包括有一發光結構層50,其中該發光結構層50係包括有一第一導電型半導體層20、一主動層30、以及一第二導電型半導體層40。主動層30係位於第一導電型半導體層20以及第二導電型半導體層40之間,而電力係被提供於第一導電型半導體層20以及第二導電型半導體層40,主動層30因而得以發光。
發光結構層50可包括III-V族元素組成之化合物半導體層。舉例而言,發光結構層50可包括有第一導電型半導體層20、部分形成於該第一導電型半導體層20下方之主動層30、以及位於該主動層30下方之第二導電型半導體層40。
舉例而言,第一導電型半導體層20可包括有一N型半導體層。第一導電型半導體層20可包括有一半導體材料,其組成式為:Inx Aly Ga1-x-y N(0x1,0y1,0x+y1)。舉例而言,第一導電型半導體層20係選自由InAlGaN、GaN、AlGaN、AlInN、InGaN、AlN、和InN所組成的群組,且可摻雜有N型摻雜物如Si、Ge、Sn、Se、或Te。第一導電型半導體層20可能為一單層結構或一多層結構,但不限制於此。
主動層30係可由電子(或電洞)再結合(recombination)來發出光,其中電子(或電洞)係由第一導電型半導體層20注入,而電洞(或電子)係由第二導電型半導體層40注入;另,該光之能量係由主動層30本質能量帶(intrinsic energy band)所決定之。
主動層30可具有一單量子井結構、一多量子井(MQW)結構、一量子線結構、或一量子點結構;但不限制於此。
主動層30可包括有半導體材料,其組成式為Inx Aly Ga1-x-y N(0x1,0y1,0x+y1)。若主動層30具有多量子井結構,則主動層30可具有一堆疊結構,由複數個井層及複數個障壁層所組成。舉例而言,主動層30可包括有一InGaN/GaN井層/障壁層(well/barrier layer)之堆疊結構。
一摻雜有N型摻雜物及P型摻雜物之包覆層(未圖示)可形成於主動層30之上及/或下方,且其可包括有一AlGaN層或一InAlGaN層。
舉例而言,第二導電型半導體層40可包括有一P型半導體層。第二導電型半導體層40可包括有一半導體材料,其組成式為Inx Aly Ga1-x-y N(0x1,0y1,0x+y1)。舉例而言,第二導電型半導體層40係可選自由InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInN、AlN、和InN所組成的群組。第二導電型半導體層40可摻雜有P型摻雜物如Mg、Zn、Ca、Sr、和Ba。
在此同時,第一導電型半導體層20可包括有一P型半導體層,而第二導電型半導體層40可包括有一N型半導體層。此外,一包括有一N型半導體層或一P型半導體層之第三導電型半導體層(未圖示)可形成於第二導電型半導體層40之下方。發光結構層50可包括有下述至少一者:一N-P接面結構,一P-N接面結構、一N-P-N接面結構、及一P-N-P接面結構。另外,第一導電型半導體層20及第二導電型半導體層40之不純物摻雜濃度可為均勻或不規則。也就是說,發光結構層可具有多種結構,而不限制於此。
發光結構層50中,部分的主動層30及部分的第二導電型半導體層40係被選擇性地移除,且主動層30及第二導電型半導體層40所具有之區域係較第一導電型半導體層20為小。
一成長基板10係被提供於發光結構層50上。該成長基板10可包括有下述至少一者:藍寶石(Al2 O3 )、Si、SiC、GaAs、GaN、AlN、ZnO、MgO、和Ga2 03 。舉例而言,成長基板10可包括有一藍寶石基板。
成長基板10係與第一導電型半導體層20相接觸。雖然未圖示,一未摻雜氮化層可形成於第一導電型半導體層20成長基板10之間。
一絕緣層60係形成於第二導電型半導體層40及主動層30之側面。另外,絕緣層60可部分地形成於第二導電型半導體層40之下方,以暴露出部分的第二導電型半導體層40。
絕緣層60可包括有一有機材料或一無機材料,且包括有一絕緣材料。舉例而言,絕緣層60可包括有一氧化矽層或一氮化矽層。
一歐姆接觸層70係形成於第二導電型半導體層40下方,且一電極80係形成於第一導電型半導體層20下方。該歐姆接觸層70係與第二導電型半導體層40電性連接,且該電極80係與第一導電型半導體層20電性連接。歐姆接觸層70以及電極80係藉由絕緣層60彼此電性絕緣。
歐姆接觸層70可包括有一透明導電氧化物如ITO、一透明導電氮氧化物、或一透明導電氮化物、包括選自由Ni、Ag、和Au、或其合金所組成的群組之金屬。電極80係包括有金屬,該金屬係至少包括下列一者:Au、Al、和Pt、或其合金。
一金屬支撐層90係被提供於絕緣層60、歐姆接觸層70、以及電極80之下方。歐姆接觸層70係可為選擇性地形成。若未形成有歐姆接觸層70,則可形成一具有高反射度之金屬層來取而代之,或直接使該金屬支撐層90與第二導電型半導體層40相接觸。
參閱圖2,金屬支撐層90係包括有一具有壓縮應力(compressive stress)之第一金屬層90a以及一具有拉伸應力(tensile stress)之第二金屬層90b。當第一金屬層90a以及第二金屬層90b被定義為一單元層時,金屬支撐層90可包括有複數個單元層。
舉例而言,金屬支撐層90可包括有2至80對的第一金屬層90a以及第二金屬層90b。較佳地,金屬支撐層90可包括有30至70對的第一金屬層90a以及第二金屬層90b。更佳地,金屬支撐層90可包括有40至60對的第一金屬層90a以及第二金屬層90b。
因第一金屬層90a以及第二金屬層90b係具有彼此相反之應力,第一金屬層90a之壓縮應力以及第二金屬層90b之拉伸應力會彼此抵銷,故厚的金屬支撐層90得以形成。另外,金屬支撐層90可包括有一單金屬層。
舉例而言,第一金屬層90a以及第二金屬層90b之厚度可為約0.1 μm至約10 μm之範圍。較佳地,第一金屬層90a以及第二金屬層90b其中一者之厚度可為約0.4 μm至約0.8 μm之範圍,而另一者之厚度可為約0.8 μm至約1.2 μm之範圍。因金屬支撐層90具有一包括第一金屬層90a以及第二金屬層90b之堆疊結構,金屬支撐層90厚度可為約50 μm至約200 μm之範圍。
金屬支撐層90係包括有第一及第二導電區域91、92以及一設置於該第一及第二導電區域91、92之側面周圍的絕緣區域93,以使第一導電區域91可與第二導電區域92電性絕緣。
第一及第二導電區域91、92可包括有金屬層,而絕緣區域93可包括有一由選擇性氧化該金屬層而得到之氧化金屬層。金屬支撐層90可包括有一銅基板或一鋁基板的金屬材料。舉例而言,金屬支撐層90可包括有一鋁基板。也就是說,第一及第二導電區域91、92係包括有一鋁基板,而絕緣區域93可包括有一由選擇性地氧化鋁基板而得到之氧化鋁。
絕緣區域93之寬度係在其靠近發光結構層50處變窄。第一及第二導電區域91、92之寬度可在其靠近發光結構層50處變寬。
雖然本實施例揭示第一及第二導電區域91、92以及由選擇性氧化一金屬層而得到之絕緣區域93,該第一導電區域91、第二導電區域92、以及絕緣區域93亦可由下述方法形成:先在留給絕緣區域的地方形成絕緣材料,再於留給第一導電區域以及第二導電區域的地方沉積金屬層。
另外,第一及第二導電區域91、92以及絕緣區域93可由下述方法形成:在金屬層形成於第一導電區域、第二導電區域以及絕緣區域的地方之後,選擇性地從給絕緣區域的地方移除一金屬層。
該發光裝置封裝件係被提供於第一及第二導電區域91、92下方,部份的第一導電區域91係與第一導電型半導體層20垂直交疊,且不與主動層30以及第二導電型半導體層40垂直交疊。另外,部份的第二導電區域92係與第一導電型半導體層20、第二導電型半導體層40、以及主動層30垂直交疊。
因為第一導電區域91、第二導電區域92、以及絕緣區域93係由選擇性氧化金屬支撐層90而形成,第一導電區域91及第二導電區域92可具有同樣的厚度,且被對齊排列於同一水平平面上。
若對第一導電區域91及第二導電區域92施加電力,則電力會藉由電極80以及歐姆接觸層70被提供給第一導電型半導體層20及第二導電型半導體層40,以使主動層30發光。由主動層30所發出之光會藉由發光結構層50之側面或成長基板10而被發散至外界,而部份的光會被金屬支撐層90所反射且藉由發光結構層50之側面或成長基板10而被發散至外界。
依據第一實施例,一尺寸大小與發光結構層50相近之發光裝置封裝件可使用金屬支撐層90來製造。
圖3係繪示有依據第二實施例之發光裝置封裝件。
在下文中,將偏重說明第二實施例中與第一實施例之相異處。
參閱圖3,與第一實施例不同的是,依據第二實施例之發光裝置封裝件係包括有一發光層110,其係形成於成長基板10上。發光層110係包括有一發光材料,且係可改變主動層30發出之光的波長,舉例而言,若主動層30發出約470nm之藍光,且發光層110包括有一黃色發光材料,則主動層30發出之光與輸入發光層110之光結合而產生白光。
圖4係繪示有依據第三實施例之發光裝置封裝件。
在下文中,將偏重說明第三實施例中與第二實施例之相異處。
參閱圖4,與第二實施例不同的是,依據第三實施例之發光裝置封裝件係包括有一形成於發光層110上的透鏡120。該透鏡120係使用矽膠或一環氧樹脂膠形成一具有一凸頂面之圓頂形狀,以使經由成長基板10及發光層110發至外界的光可以被有效地汲取。
圖5係繪示有依據第四實施例之發光裝置封裝件。
在下文中,將偏重說明第四實施例中與第三實施例之相異處。
參閱圖5,與第三實施例不同的是,依據第四實施例之發光裝置封裝件中,成長基板10係被從第一導電型半導體層20移除。一取光結構係被提供於第一導電型半導體層20之頂面,該取光結構係例如一光子晶體結構(photonic crystal structure)21,其係為一孔形狀或一柱狀。
圖6係繪示有依據第五實施例之發光裝置封裝件。
在下文中,將偏重說明第五實施例中與第四實施例之相異處。
參閱圖6,與第四實施例不同的是,依據第五實施例之發光裝置封裝件中,成長基板10係被從第一導電型半導體層20移除,且發光層110係形成於第一導電型半導體層20上。
圖7係繪示有依據第六實施例之發光裝置封裝件。
在下文中,將偏重說明第六實施例中與第五實施例之相異處。
參閱圖7,與第五實施例不同的是,依據第六實施例之發光裝置封裝件中,透鏡120係形成於發光層110上。透鏡120係使用矽膠或一環氧樹脂膠形成一具有一凸頂面之圓頂形狀,以使經由發光層110發至外界的光可以被有效地汲取。
圖8至16係繪示有本發明實施例中發光裝置封裝件之製造方法。
參閱圖8和圖9,準備一成長基板10。發光結構層50形成於成長基板10上,發光結構層50係包括有第一導電型半導體層20、主動層30、以及第二導電型半導體層40。
雖然未圖示,在第一導電型半導體層20形成於成長基板10上之前,一未摻雜氮化層可形成於成長基板10上。
成長基板10係包括選自由藍寶石(Al2 O3 )、Si、SiC、GaAs、AlN、GaN、ZnO、MgO、和Ga2 03 組成的群組。舉例而言,成長基板10可包括有一藍寶石基板。
該未摻雜氮化層可包括有一氮化鎵基(GaN-based)半導體層。舉例而言,該未摻雜氮化層可包括有一未摻雜氮化鎵層,其係藉由向腔室注入下述氣體來形成:三甲基鎵(trimethyl gallium,TMGa)氣體、氨氣(ammonia,NH3 )、以及氫氣(hydrogen,H2 )。
第一導電型半導體層20可藉由注入三甲基鎵(trimethyl gallium,TMGa)氣體、包括有N型不純物(例如矽)的矽烷(SiH4 )氣體、氫氣(hydrogen,H2 )、氨氣(ammonia,NH3 )至腔室內而成長。主動層30以及第二導電型半導體層40係形成於第一導電型半導體層20上。
主動層30可具有單量子井結構、多量子井(MQW)結構、量子線結構或量子點結構。主動層30可具有InGaN井層/GaN障壁層之堆疊結構。
第二導電型半導體層40可由藉由注入三甲基鎵(trimethyl gallium,TMGa)氣體、包括有P型不純物(例如鎂)的(EtCp2 Mg){Mg(C2 H5 C5 H4 )2 }氣體、氫氣(hydrogen,H2 )、和氨氣(ammonia,NH3 )至腔室而成長。
參閱圖10,一台面蝕刻製程(MESA etching process)係可由選擇性地移除第二導電型半導體層40以及主動層30來進行。在台面蝕刻製程之過程中,部分的第一導電型半導體層20係被朝上暴露。在此情況下,第一導電型半導體層20可被部分移除。
參閱圖11,絕緣層60係形成於第二導電型半導體層40以及主動層30之部分頂面及側面。絕緣層60可包括有具有良好絕緣性且提供對主動層30以及第二導電型半導體層40之良好結合力的材料。舉例而言,絕緣層60可包括有一氧化矽層或一氮化矽層。
絕緣層60形成時,第二導電型半導體層40除了其頂面之一部分外,均被絕緣層60所包圍。
參閱圖12,歐姆接觸層70係形成於第二導電型半導體層40之上。歐姆接觸層70係包括對第二導電型半導體層40能有歐姆接觸之材料。歐姆接觸層70之形成過程係可為選擇性地進行者。若未形成有歐姆接觸層70,則可形成一具有高反射度之金屬層來取而代之,或如下述直接使該金屬支撐層90與第二導電型半導體層相接觸。
歐姆接觸層70可包括有至少下述一者:透明導電氧化物(Transparent Conducting Oxide,TCO)、透明導電氮化物(Transparent Conducting Nitride,TCN)、以及透明導電氮氧化物(Transparent Conducting Oxide Nitride,TCON)。舉例而言,透明導電氧化物可包括選自由ITO、ZnO、AZO、IZO、ATO、ZITO、Sn-O、In-O、和Ga-O所組成的群組。透明導電氮化物可包括選自由TiN、CrN、TaN、和In-N所組成的群組。透明導電氮氧化物可包括選自由ITON、ZnON、O-In-N、和IZON所組成的群組。
歐姆接觸層70可包括選自由Ni、Ag、和Au、或其合金所組成的群組。
歐姆接觸層70可由一濺鍍方法(sputtering scheme)或一電子束蒸鍍方法(E-beam evaporation scheme)來形成。
參閱圖13,電極80係形成於第一導電型半導體層20上。形成於第一導電型半導體層20的電極80係暴露在絕緣層60之間。電極80可包括選自由Au、Al、和Pt、或其合金所組成的群組的至少一者。
參閱圖14,金屬支撐層90係形成於絕緣層60、歐姆接觸層70、以及電極80上。
舉例而言,金屬支撐層90也可由具有拉伸應力之第一金屬層90a以及具有壓縮應力之第二金屬層90b來交互形成。舉例而言,在形成第一金屬層90a後,第二金屬層90b係形成於第一金屬層90a上。然後第一金屬層90a再形成於第二金屬層90b上,然後第二金屬層90b再形成於第一金屬層90a上,如此地重複。
第一金屬層90a以及第二金屬層90b可由一乾沉積(dry deposition)法來形成。該乾沉積法可包括一濺鍍法或一電子束蒸鍍法。如果使用濺鍍法,則可使用一高速濺鍍法。在高速濺鍍法中,一磁性材料係被塗佈於陰極濺鍍目標的背面(rear surface)上,以於一電場之垂直方向形成一磁場,藉而將電子之運動限制於該目標之邊緣區域,並誘發電子之旋轉往復運動以增加電子之移動路徑。依此,可增加電漿密度,以提高濺鍍效率。
第一金屬層90a以及第二金屬層90b可包括鋁。若第一金屬層90a以及第二金屬層90b包括有同質(homogeneous)金屬如鋁,則濺鍍之處理條件係被改變,故第一金屬層90a以及第二金屬層90b分別具有拉伸應力及壓縮應力。
舉例而言,若處於濺鍍或蒸鍍之金屬的能量升高,接近基板之金屬可具有能夠漫射(diffuse)至理想位置的能量。依此,一具有壓縮應力之金屬層得以形成。為了由增加金屬能量來形成一具有壓縮應力之金屬層,濺鍍中之電源可被提高,濺鍍氣體之壓力可被降低,基板的溫度可被升高,或可被應用一脈衝濺鍍法。
舉例而言,可準備脈衝電源及DC電源。若係應用脈衝電源,可形成一具有壓縮應力之金屬層。若係應用DC電源者,可形成一具有拉伸應力之金屬層。同樣地,在濺鍍中,電力、氣體壓力、基板溫度都被控制,以使具有壓縮應力及拉伸應力之金屬層可被選擇性地形成。
參閱圖15,一光罩圖案(mask pattern) 100係藉由一光阻層被形成於金屬支撐層90上。該光罩圖案100暴露出對應來作為該絕緣區域地方的金屬支撐層90。
參閱圖16,藉由遮罩該光罩圖案100來對金屬支撐層90進行一氧化處理(oxidation treatment)。舉例而言,氧化處理可由一陽極處理製程(anodizing process)來進行。
在該氧化處理之過程中,金屬支撐層90係被分為第一導電區域91、第二導電區域92、以及絕緣區域93。也就是說,依照該氧化處理,絕緣區域93係形成於金屬支撐層90中。而當絕緣區域93形成時,第一導電區域91、第二導電區域92彼此分開。另外,在氧化處理進行後,光罩圖案100會被移除。
一蝕刻製程係被使用於圖16中的結構,以使該結構被分為一單元封裝件。在此情況下,可製造出如圖1中第一實施例所述之發光裝置。該蝕刻製程可由一雷射切割方法(laser dicing process)、一濕蝕刻製程(wet etching process)、或一刀刃切割方法(blade dicing process)來進行。
另外,如圖16所示,在光罩圖案100移除後,蝕刻製程進行前,當發光層110形成於成長基板10上時,可製造出如圖3中第二實施例所述的該發光裝置封裝件。
另外,如圖16所示,在光罩圖案100移除後,蝕刻製程進行前,當發光層110及透鏡120形成於成長基板10上時,可被製造出如圖4中第三實施例所述的該發光裝置封裝件。在此情況下,透鏡120可由一矽膠或一環氧樹脂膠形成一具有一凸頂面之圓頂形狀。
另外,如圖16所示,在光罩圖案100移除後,蝕刻製程進行前,當成長基板10被移除時,可製造出如圖5中第四實施例所述的發光裝置封裝件。在此情況下,成長基板10可用一雷射剝離技術(Laser Lift Off,LLO)及化學剝離技術(Chemical Lift Off,CLO)來移除。
另外,如圖16所示,在光罩圖案100移除後,蝕刻製程進行前,當成長基板10係被移除時,且發光層110形成於第一導電型半導體層20上,可被製造出如圖6中第五實施例所述的發光裝置封裝件。
另外,如圖16所示,在光罩圖案100移除後,蝕刻製程進行前,當成長基板10係被移除時,發光層110形成於第一導電型半導體層20上,且透鏡120也形成於發光層110上;此時可製造出如圖7中第六實施例所述的發光裝置封裝件。
依據本實施例,在金屬支撐層90形成於發光結構層50下方後,金屬支撐層90係經歷一選擇性氧化處理,以使與一外部電路如一PCB電性連接之發光裝置封裝件得以被製造。
由於本實施例之發光裝置封裝件係包括有與第一導電型半導體層20及第二導電型半導體層40電性連接之金屬支撐層90,故該發光裝置封裝件係具有一簡單結構,且熱能可以被有效地傳送至金屬支撐層90下方之一PCB或一散熱器。
本實施例之發光裝置封裝件中,支撐著發光結構層50且與發光結構層50電性連接之金屬支撐層90係由一乾沉積法(dry deposition scheme)所形成。依此,可防止本實施例之發光裝置封裝件可靠度在一使用軟銲料金屬的傳統方法中,因碎裂(crack)或低熱傳特性(low heat transfer characteristics)而降低。
圖17係繪示有根據本發明實施例的一種包括發光裝置或發光裝置封裝件的背光單元(backlight unit)1100。其中,該背光單元1100係為上述照明系統其中之一例,但不限制於此。
參閱圖17,背光單元1100可包括有一底蓋1140、一設於底蓋1140內之導光部件1120、以及一安裝於導光部件1120之至少一側面上或底面上之發光模組1110。另外,一反射片1130可被設置於導光部件1120下方。
底蓋1140可為一頂面呈開放之盒狀,以容納導光部件1120、發光模組1110及反射片1130於其內。此外,底蓋1140可包括有一金屬材料或樹脂材料,但不限制於此。
發光模組1110可包括有一基板700及複數個發光裝置封裝件600。發光裝置封裝件600可設置於基板700上。發光裝置封裝件600可向導光部件1120提供光。
根據本實施例,雖然發光模組1110包括有設置於基板700上的發光裝置封裝件600,但根據另一實施例,發光裝置100也可以是直接安裝於發光模組1110上。
如圖17所示,發光模組1110可被安裝於底蓋1140之至少一內壁上,以提供光給導光部件1120之至少一側面。
另外,發光模組1110可被提供於底蓋1140之底面上,以提供光給導光部件1120之底面。其配置可隨著背光單元1100之設計而變動。
導光部件1120可被安裝於底蓋1140內。導光部件1120可將發光模組1110發出之光轉換為一表面光源並將其導至一顯示面板(未圖示)。
導光部件1120可包括有一導光板。舉例而言,該導光板可由一烯醯基系列樹脂(acryl-series resin)如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl metaacrylate,PMM)、聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthlate,PET))、環烯烴共聚物(COC)、聚碳酸酯(poly carbonate,PC)、或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)所製成。
一光學片1150可被設置於導光部件1120上。
光學片1150可包括有下述至少一者:一擴散片(diffusion sheet)、一集光片(light collection sheet)、一增光片(brightness enhancement sheet)、以及一螢光片(fluorescent sheet)。舉例而言,光學片1150係具有上述之一擴散片、一集光片、一增光片、一螢光片之堆疊結構。在此情況下,擴散片1150可均勻地漫射發光模組1110所發出之光,以使被漫射(diffused)的光可被該集光片聚集至顯示面板(未圖示)上。經由該集光片所輸出之光係為隨機偏極光,而該增光片可增強由該集光片所輸出之光之極化程度。該集光片可包括有一水平及/或垂直之稜鏡片。另外,該增光片可包括有一反射型偏光增光片(dual brightness enhancement film)而該螢光片可包括有一透射板(transmittive plate)或一包括發光材料之透射膜(transmittive film)。
反射片1130可被設置於導光部件1120下方。反射片1130可將經由導光部件1120之底面所發出之光反射至導光部件1120之一出光面。
反射片1130可由一具有高反射率之樹脂材料如PET、PC、或PVC樹脂形成,但不限制於此。
圖18係繪示有根據本發明實施例之一包括發光裝置或發光裝置封裝件的照明單元1200。該照明單元1200,如圖18所示,係照明系統之一例。然而,本發明並不限制於此。
參閱圖18,照明單元1200包括有一殼體1210;一發光模組1230,其係安裝於殼體1210中;以及一連接端子1220,其係安裝於殼體1210中以接收一外部電源。
較佳地,殼體1210係包括有一具有良好散熱性之材料,舉例而言,殼體1210包括金屬材料或樹脂材料。
發光模組1230可包括有一基板700及安裝於該基板700上之至少一發光裝置封裝件600。根據本實施例,雖然發光模組1110包括有設置於基板700上的發光裝置封裝件600,但根據另一實施例,發光裝置100也可以是直接安裝於發光模組1110上。
基板700可具有一絕緣體,其上印刷有一電路圖案。舉例而言,基板700係包括有一印刷電路板(PCB)、一金屬核心印刷電路板(MCPCB)、一軟性印刷電路板(FPCB)、或一陶瓷印刷電路板。
另外,基板700可由一可有效地反射光線之材料所形成。基板700的表面可塗佈有一顏色例如白色或銀色以有效反射光線。
該至少一發光裝置封裝件600可被安裝於基板700之上。各個發光裝置封裝件600可各自包括有至少一發光二極體(LED)。該發光二極體可包括有一可發出色光如紅、綠、藍、或白光的發光二極體,及一紫外光(ultraviolet,UV)發光二極體,其係可發出紫外光者。
發光模組1230其中LED可為多種不同的設置,以提供不同顏色及亮度。舉例而言,發光模組1230可包括有白光發光二極體、紅光發光二極體和綠光發光二極體設置其中,以得到高顯色性指數(color rendering index,CRI)。另外,一螢光片係可被提供於發光模組1230所發出之光的光路徑中以改變該光的波長。舉例而言,當發光模組1230發出之光係具有藍光的波段,該螢光片可包括有一黃色發光材料。在此情況下,發光模組1230發出之光通過該螢光片,以使其被看成白光。
連接端子1220可與發光模組1230電性連接,以提供電力到發光模組1230。參閱圖18,連接端子1220具有一燈座(socket)形狀以螺接至一外部電源,但不限制於此。舉例而言,連接端子1220可為一插針狀(pin shape)。在此情況下,連接端子1220可被插入該外部電源內或利用一導線連接至該外接電源。
如上所述,在一照明系統中,至少下述一者:一導光部件、一擴散片、一集光片、一增光片、以及一螢光片,可被設置於發光模組發出之光路徑上,以獲得所欲的光學效應。
如上所述,本實施例所揭露之該照明系統可包括有一尺寸較小的發光裝置封裝件,以製造尺寸較小的照明系統。
在本說明書中所提到的“一實施例”、“實施例”、“範例實施例”等任何的引用,代表本發明之至少一實施例中包括關於該實施例的一特定特徵、結構或特性。此類用語出現在文中多處但不盡然要參考相同的實施例。此外,在特定特徵、結構或特性的描述關係到任何實施例中,皆認為在熟習此技藝者之智識範圍內其利用如此的其他特徵、結構或特徵來實現其它實施例。
雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例,但應理解,熟習此項技藝者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之,在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內,所主張組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。對於熟悉此項技術者而言,除了零部件及/或配置之變化及修改外,替代用途亦將顯而易見。
10...成長基板
20...第一導電型半導體層
21...子晶體結構
30...主動層
40...第二導電型半導體層
50...發光結構層
60...絕緣層
70...歐姆接觸層
80...電極
90...金屬支撐層
90a...第一金屬層
90b...第二金屬層
91...第一導電區域
92...第二導電區域
93...絕緣區域
100...光罩圖案
110...發光層
120...透鏡
600...發光裝置封裝件
700...基板
1100...背光單元
1110...發光模組
1120...導光部件
1130...反射片
1140...底蓋
1150...光學片
1200...照明單元
1210...殼體
1220...連接端子
1230...發光模組
圖1係繪示有根據一第一實施例中的發光裝置封裝件;
圖2係繪示有根據第一實施例,發光裝置封裝件中金屬支撐層之示意圖;
圖3係繪示有根據一第二實施例中的發光裝置封裝件;
圖4係繪示有根據一第三實施例中的發光裝置封裝件;
圖5係繪示有根據一第四實施例中的發光裝置封裝件;
圖6係繪示有根據一第五實施例中的發光裝置封裝件;
圖7係繪示有根據一第六實施例中的發光裝置封裝件;
圖8至16係繪示有本發明實施例中發光裝置封裝件之製造方法;
圖17係繪示有根據本發明實施例的一種包括發光裝置封裝件的背光單元;以及
圖18係繪示有根據本發明實施例的一種包括發光裝置封裝件的照明單元。
10...成長基板
20...第一導電型半導體層
30...主動層
40...第二導電型半導體層
50...發光結構層
60...絕緣層
80...電極
90...金屬支撐層
91...第一導電區域
92...第二導電區域
93...絕緣區域

Claims (14)

  1. 一種發光裝置封裝件,包括:一發光結構層,包括一第一導電型半導體層、部分形成於該第一導電型半導體層下方之一主動層、以及位於該主動層下方之一第二導電型半導體層;一絕緣層,設置於該主動層之側面以及該第二導電型半導體層之側面,且部分設置於該第二導電型半導體層之下方;一電極,設置於該第一導電型半導體層下方,且係被該絕緣層自該主動層以及該第二導電型半導體層電性絕緣;以及一金屬支撐層,設置於該第二導電型半導體層、該絕緣層、以及該電極之下方,其中,該金屬支撐層包括有一第一導電區域、一第二導電區域、以及一絕緣區域,該第一導電區域係與該電極電性連接,該第二導電區域係與該第二導電型半導體層電性連接,而該絕緣區域係設置於該第一導電區域及該第二導電區域之間,且使該第一導電區域和該第二導電區域彼此電性絕緣,其中該第一導電區域及該第二導電區域具有朝向該絕緣層及該電極而從底表面往上表面逐漸增加的一寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,更包括一歐姆接觸層,該歐姆接觸層係形成於該第二導電型半導體層以及該 金屬支撐層之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,其中該第一導電區域及該第二導電區域係包括有一金屬層,且該絕緣區域係包括有一氧化金屬層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置封裝件,其中該金屬層係包括有鋁且該氧化金屬層係包括有氧化鋁。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置封裝件,其中該絕緣區域之寬度係在該絕緣區域靠近該發光結構層處變窄。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,其中該第一導電區域及該第二導電區域之厚度係為相同,且係形成於一相同水平平面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,其中該金屬支撐層係包括有複數對第一金屬層及第二金屬層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,更包括一發光層於該第一導電型半導體層上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,更包括一透鏡於該第一導電型半導體層上,且該透鏡係為一圓頂形狀。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置封裝件,更包括一成長基板於該第一導電型半導體層上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置封裝件,更包括一未 摻雜氮化層於該第一導電型半導體層及該成長基板之間。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置封裝件,更包括一發光層於該成長基板上。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置封裝件,更包括一透鏡於該成長基板上,且該透鏡係為一圓頂形狀。
  14. 一種照明系統,使用一發光裝置封裝件作為一光源,該照明系統包括:一發光模組包括一基板、以及至少一發光裝置封裝件裝設於該基板上,其中該發光裝置封裝件係為如申請專利範圍第1項至第13項中所述者。
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