專利名稱：發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和包括發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和包括所述發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)光器件(LED)是將電轉(zhuǎn)化成光的半導(dǎo)體器件。商業(yè)化的紅色LED和綠色LED已經(jīng)用作電子設(shè)備如信息和通信設(shè)備的光源。
氮化物半導(dǎo)體具有高的熱穩(wěn)定性和寬的帶隙，并且可以與其他元素如銦(In)和鋁(Al) —起使用，用于制造能夠發(fā)射綠色、藍(lán)色和白色的光的半導(dǎo)體層，并且可以相對容易地調(diào)節(jié)氮化物半導(dǎo)體的發(fā)射波長。在基于氮化物的LED領(lǐng)域中，近來已經(jīng)進(jìn)行嘗試以改善半導(dǎo)體生長結(jié)構(gòu)或生長外延層工藝，從而開發(fā)具有高光提取效率的光學(xué)器件。
LED芯片的效率可以通過內(nèi)部量子效率、光提取效率和電流注入效率來確定。電流注入效率涉及電阻和施加的電壓，因此LED芯片的電阻減小可以提高電流注入效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面涉及一種發(fā)光器件(LED)，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；具有歐姆層的電極層；和載流子注入層，其包括在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述歐姆層之間的過渡金屬氧化物層。
本發(fā)明的一方面涉及一種發(fā)光器件(LED)，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；歐姆層；和在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述歐姆層之間的過渡金屬氧化物，所述過渡金屬氧化物具有比所述歐姆層的功函數(shù)大的功函數(shù)。
本發(fā)明的另一方面涉及一種LED封裝，其包括本發(fā)明的LED，并且還包括容納所述 LED的封裝體。
本發(fā)明的另一方面涉及一種照明系統(tǒng)，其包括發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊包括本發(fā)明的LED封裝。


下面將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施方案，附圖中類似的附圖標(biāo)記指類似的元件，其中 圖1是根據(jù)如本文廣義描述的一個(gè)實(shí)施方案的示例性發(fā)光器件LED的截面圖。
圖2A和2B示出圖1中顯示的示例性LED的功函數(shù)。
圖3是根據(jù)如本文廣義描述的另一實(shí)施方案的LED的截面圖。
圖4是根據(jù)如本文廣義描述的另一實(shí)施方案的LED的截面圖。
圖5是根據(jù)如本文廣義描述的一個(gè)實(shí)施方案的LED封裝的截面圖。
圖6是根據(jù)如本文廣義描述的一個(gè)實(shí)施方案的照明單元的立體圖。
圖7是根據(jù)如本文廣義描述的一個(gè)實(shí)施方案的背光單元的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)描述本文提出的實(shí)施方案，其實(shí)例在附圖中示出。
在以下說明中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱層(或膜)在另一層或襯底之“上/上方”時(shí)，它可以直接在所述另一層或襯底之上/上方，或者也可以存在中間層。此外，應(yīng)理解，當(dāng)稱層在另一層之“下/下方”時(shí)，它可以直接在所述另一層之下，并且也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。此外，還應(yīng)理解，當(dāng)稱層在兩層“之間”時(shí)，它可以是所述兩層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。
圖1中顯示的LED可包括含有第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層10、有源層20和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層30的發(fā)光結(jié)構(gòu)。載流子注入層35可設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上，并且電極層40可設(shè)置在載流子注入層35上。
如圖1所示，載流子注入層35可以設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層30和電極層40之間。然而，載流子注入層35不限于該布置。例如，在一個(gè)替代實(shí)施方案中，載流子注入層35 可以設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層10和另一電極(圖1中未顯示)之間。然后，如果第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層30是例如電子注入層，則N型歐姆層的功函數(shù)可以低于N型半導(dǎo)體層的功函數(shù)。此外，在圖1中顯示的實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層30可以是P型半導(dǎo)體層。然而， 在一個(gè)替代實(shí)施方案中，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以是例如N型半導(dǎo)體層。
圖1中顯示的LED可提高載流子注入效率和電流注入效率以提高LED芯片效率， 并且可以改善制造LED的方法。
在LED的各種電阻分量中，P型半導(dǎo)體層和電極之間的接觸電阻可以是確定芯片電流注入效率的主要因素。盡管可以在形成歐姆電極中期望高摻雜水平，但是由于P型半導(dǎo)體層的性質(zhì)，P型半導(dǎo)體層通常不能摻雜到高的摻雜水平，從而產(chǎn)生相對大的接觸電阻。
因此，在圖1中顯示的實(shí)施方案中，考慮到因這種接觸電阻引起的空穴注入效率的降低，可以在P型半導(dǎo)體層和電極之間設(shè)置額外的空穴注入層以提高空穴注入效率和空穴-電子復(fù)合率。
然而，由于普通P型半導(dǎo)體層的摻雜水平可能相對低，所以如果使金屬與半導(dǎo)體層接觸，則在接觸表面處可能形成勢壘，因此不形成歐姆接觸。為此，如果金屬的功函數(shù)是 ΨΠ1并且半導(dǎo)體層的功函數(shù)是Ψs，則對于滿足ΨΠ1< Vs的N型半導(dǎo)體層和滿足ΨΠ1> VS的P型半導(dǎo)體層不產(chǎn)生勢壘。因此，對P型半導(dǎo)體層的接觸表面可以選擇Ψπι> Vs， 以通過提高空穴注入效率來控制載流子的勢壘。
在該實(shí)施方案中，可以在P型半導(dǎo)體層和第二電極層如歐姆層之間插入具有臨界厚度的空穴注入層，以提高空穴注入效率，由此提高電流注入效率。因插入空穴注入層引起的電流注入效率的增加可以在有源層中導(dǎo)致電子-空穴復(fù)合效率提高，并最終可以提高光量和量子效率。
圖2A和2B示出LED的功函數(shù)變化。
在該實(shí)施方案中，可以在P型半導(dǎo)體層和第二電極例如歐姆層之間設(shè)置空穴注入層，來代替其中P型半導(dǎo)體層和歐姆層直接接觸的結(jié)構(gòu)。
因插入空穴注入層引起的空穴注入效率提高可以如下解釋。P型半導(dǎo)體層的歐姆接觸由P型層和歐姆層之間的功函數(shù)而非歐姆層的導(dǎo)電性確定。通過根據(jù)上述關(guān)系ΨΠ1>
選擇用于歐姆層的合適材料，可以增加P型層和歐姆層之間的功函數(shù)差，以增加對有源層的空穴注入效率。根據(jù)該實(shí)施方案，由于空穴注入層的形成，所以P型半導(dǎo)體層和歐姆層之間的功函數(shù)差(Δ ψ)可以從Δ 增加到Δ Ψ2。
在該實(shí)施方案中，空穴注入層插在P型半導(dǎo)體層和歐姆層之間，并且由于空穴注入層相對高的功函數(shù)，所以P型半導(dǎo)體層和空穴注入層之間的功函數(shù)差可相對大。隨著功函數(shù)差增加，勢壘壁變得更高，并且當(dāng)施加電流時(shí)空穴注入量可增加以提高空穴注入效率。 這是通過增加空穴注入層的功函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，并且空穴注入層的功函數(shù)可以通過形成空穴注入層時(shí)增加氧濃度來增加。
因此，半導(dǎo)體層和電極層之間的功函數(shù)差可以通過插入額外的空穴注入層來增力口，以提高空穴注入效率和電流注入效率，由此提高LED芯片的發(fā)光效率。
圖3是根據(jù)如本文廣義描述的另一實(shí)施方案的LED 100的截面圖。雖然圖3中顯示的是垂直型LED，但是其他布置也可以是合適的。在下文，將參照圖3中顯示的LED 100 描述制造LED的方法。
首先，可在第一襯底上設(shè)置包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110、有源層120和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的發(fā)光結(jié)構(gòu)。為了討論，當(dāng)在圖1中觀察時(shí)，第一襯底可以位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的上側(cè)。
第一襯底可以為例如藍(lán)寶石(Al2O3)單晶襯底，或者其他類型的合適襯底?？梢栽诘谝灰r底上執(zhí)行濕清潔以從第一襯底的表面移除雜質(zhì)。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可以通過例如化學(xué)氣相沉積(CVD)法、分子束外延(MBE) 法、濺射法、氫化物氣相外延(HVPE)法或其他合適方法在第一襯底上形成。此外，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可以通過將三甲基鎵(TMGa)氣體、氨(NH3)氣、氮(N2)氣和包含N型雜質(zhì)如硅(Si)的硅烷(SiH4)氣體注入室中來形成。
接下來，可在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上設(shè)置有源層120。在有源層120處，通過第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層Iio注入的電子遇到通過第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130注入的空穴，使得有源層 120 (發(fā)光層)可以發(fā)射具有由有源層120的材料的能帶確定的能量的光。有源層120可以具有通過例如順序堆疊具有不同能帶的氮化物半導(dǎo)體薄層一次或更多次而形成的量子阱結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有通過注入三甲基鎵(TMGa)氣體、氨(NH3)氣、氮(N2)氣和三甲基銦(TMIn)氣體形成的InGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu)。其他布置也可以是合適的。
在下文，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可設(shè)置在有源層120上。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 130可通過將三甲基鎵(TMGa)氣體、氨(NH3)氣、氮(N2)氣和包含P型雜質(zhì)如鎂(Mg)的二乙基環(huán)戊二烯鎂(EtCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2I氣體注入室中來形成。然而，如果合適的話，可以在形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130時(shí)使用其他材料和方法。
接下來，可在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上設(shè)置載流子注入層135。在圖3中顯示的實(shí)施方案中，載流子注入層135設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。然而，其他布置也可以是合適的。在圖3中顯示的實(shí)施方案中，載流子注入層135設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和電極/電極層140之間。載流子注入層135的功函數(shù)可以相對高，使得第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 130和載流子注入層135之間的功函數(shù)差也可以相對高。由于功函數(shù)差大，所以勢壘增加， 當(dāng)施加電流時(shí)空穴注入量也可以增加，從而提高空穴注入效率。這是通過增加載流子注入層135的功函數(shù)，例如通過在形成載流子注入層135時(shí)增加氧濃度來實(shí)現(xiàn)的。
在圖3中顯示的實(shí)施方案中，對于P型歐姆接觸，當(dāng)歐姆層的功函數(shù)大于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的功函數(shù)時(shí)，歐姆接觸是可能的。
此外，載流子注入層135的功函數(shù)可以比歐姆層的功函數(shù)大。例如，在圖3中顯示的實(shí)施方案中，載流子注入層135可包括具有約4. 2eV或更高的功函數(shù)的金屬氧化物。然而，載流子注入層135不限于此。例如，如果電極/電極層140包括歐姆層142以提供ρ型歐姆接觸，例如銦錫氧化物(ITO)層，則歐姆層的功函數(shù)可以為約4. 2eV，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的功函數(shù)可以為約4. OeV,并且載流子注入層135可包括具有約4. 2eV或更高的功函數(shù)的金屬氧化物。
載流子注入層135可以是載流子隧穿層，并且可以具有允許隧穿的厚度。例如，載流子注入層135可具有約Inm至約30nm的厚度。其他厚度也可以是合適的。例如，在金屬的情況下，通過熱處理形成的金屬氧化物結(jié)構(gòu)的厚度可以為約50nm或更小。為了將金屬氧化物的透射率增加至90%或更高，以不影響半導(dǎo)體的發(fā)射強(qiáng)度，可以注入大量的氧。由于氧的注入，可以增加金屬層的厚度。因此，當(dāng)金屬層的厚度為30nm或更小時(shí)，可以獲得期望的金屬氧化物厚度，其是通過供給足夠的氧以確保足夠的透射率而形成的。也就是說，如果金屬層形成為約30nm或更大，則可以進(jìn)行臭氧處理例如熱處理，透射率可增加，并且發(fā)光強(qiáng)度可降低。因此，盡管空穴注入效率高，但是光量可能不增加。
載流子注入層135可包括包含過渡金屬的氧化物膜。例如，形成載流子注入層135 的工藝可包括形成金屬層的工藝和在氧氣氛下將紫外(UV)光輻照到金屬層上來進(jìn)行臭氧處理的工藝。如果金屬層在氧氣氛下暴露于UV光，則金屬層的表面通過氧進(jìn)行臭氧處理， 因此金屬層的氧濃度增加，由此增加功函數(shù)。
金屬層可以是過渡金屬層。然而，金屬層不限于此，其他金屬也可適合于金屬層。 例如，載流子注入層135可包括含有鋁(Al)、鎂(Mg)、鎘(Cd)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀 (Ag)、金(Au)、鎢(W)、錸(Re)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉬(Pt) 或鍺(Ge)中的至少一種的過渡金屬氧化物膜。
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，形成載流子注入層135的工藝可包括形成金屬層和在氧氣氛中利用快速熱過程(RTP)熱處理金屬層的工藝。金屬層可以是過渡金屬，但是不限于此，其他金屬也可以是合適的。如果沉積的金屬層在氧氣氛中進(jìn)行快速熱處理，則可以獲得具有高氧濃度的金屬氧化物，并且金屬氧化物的功函數(shù)可以相對高。
這種快速熱過程可以根據(jù)所涉及金屬的類型以不同的方式進(jìn)行。例如，如果在氧氣氛中、在300°C至400°C下進(jìn)行熱處理一分鐘，則可以獲得功函數(shù)增加的金屬氧化物。然而，在垂直型LED的情況下，如果熱處理為400°C或更高，則反射層的反射效率可能降低。為了將金屬氧化成金屬氧化物，可以在約300°C至400°C下進(jìn)行熱處理。
電極/電極層140可設(shè)置在載流子注入層135上。電極/電極層140可包括歐姆層142，并且可以通過在多個(gè)階段中堆疊金屬或金屬合金層形成以增加空穴注入效率。歐姆層 142 可包括 ITO、IZO (In-ZnO)、GZ0 (Ga-ZnO)、AZ0 (Al-ZnO) ,AGZO (Al-Ga ZnO)、IGZO (In-Ga 三！^^！^丄！^丄！^/??！^附/?。/^?。』蛭???！^/^?。?！仍中的至少一種。然而，歐姆層142 不限于此。
此外，電極/電極層140還可包括反射層144和粘合層146。在一些實(shí)施方案中， 反射層144可包括包含Al、Ag或Al和Ag的合金的金屬層。鋁或銀有效反射由有源層120 發(fā)射的光，使得LED的光提取效率可以顯著提高。在某些實(shí)施方案中，反射層144可以用作粘合層146，或者粘合層146可由鎳(Ni)或金(Au)單獨(dú)形成。
如圖3所示，電極/電極層140還可以包括第二襯底148。如果第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層Iio足夠厚，例如約50 μ m，則可以省略第二襯底148。第二襯底148可由高導(dǎo)電性材料例如金屬、金屬合金或?qū)щ姲雽?dǎo)體形成。例如，第二襯底148可由諸如銅(Cu)、Cu合金、硅 (Si)、鉬(Mo)或硅鍺(SiGe)的材料形成。第二襯底148可以通過電化學(xué)金屬沉積法、利用低共熔金屬接合法的接合法或其他合適的方法來形成。
接下來，移除第一襯底(在工藝開始時(shí)其上形成第一半導(dǎo)體層110)以暴露第一半導(dǎo)體層110。第一襯底可以通過利用高功率激光(激光剝離)或化學(xué)蝕刻法移除。此外，第一襯底可以通過物理研磨法移除。移除第一襯底時(shí)所暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可具有表面缺陷層。這種缺陷可利用濕或干蝕刻工藝移除。然后如在圖3中所示可以在第一半導(dǎo)體層110上設(shè)置電極105。
在圖3中顯示的LED中，半導(dǎo)體層和電極層之間的功函數(shù)差可以通過插入額外的載流子注入層來增加，以提高空穴注入效率和電流注入效率，由此提高LED芯片的總效率。
圖4是根據(jù)如本文廣義描述的另一實(shí)施方案的LED200的截面圖，其中示出橫向式 LED。然而，實(shí)施方案不限于此，并且其部件的其他布置也是合適的。在下文，將關(guān)于圖4中顯示的LED 200來描述LED的制造方法。該實(shí)施方案可包括與關(guān)于圖3中實(shí)施方案所討論的那些類似的特征，因此以下討論將主要著重于差別之處。
首先，可在襯底202上設(shè)置包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層210、有源層220和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230的發(fā)光結(jié)構(gòu)。然后可以在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230上設(shè)置載流子注入層235。接下來，可在載流子注入層235上設(shè)置電極層240。電極層240可包括例如歐姆層和反射層。
然后可以執(zhí)行蝕刻工藝以暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層210的一部分。此后，可以在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層210上形成第一電極205，并且可以在電極層240上形成第二電極215。在圖4顯示的實(shí)施方案中，第二電極215接觸載流子注入層235。然而，第二電極215不限于此。例如，第二電極215可通過電極層240電連接至載流子注入層235 在該實(shí)施方案中，載流子注入層235可以設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230和電極層 240之間。載流子注入層235的功函數(shù)可以相對高，使得第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230和載流子注入層235之間的功函數(shù)差可以相對大。當(dāng)功函數(shù)差相對大時(shí)，勢壘增加，并且空穴注入量也增加，以在施加電流時(shí)增加空穴注入效率。這是通過增加載流子注入層235的功函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，其可以通過在形成載流子注入層235時(shí)增加氧濃度來完成。在該實(shí)施方案中，用于形成載流子注入層235的材料的功函數(shù)可以大于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230或電極層240的歐姆層的功函數(shù)。
載流子注入層235具有允許隧穿的厚度，并且可用作載流子隧穿層。
載流子注入層235可包括過渡金屬層。例如，形成載流子注入層235的工藝可包括形成金屬層的工藝和在氧氣氛中將紫外(UV)光輻照到金屬層上以進(jìn)行臭氧處理的工藝。 在一個(gè)替代實(shí)施方案中，形成載流子注入層235的工藝可包括形成金屬層的工藝和在氧氣氛中利用快速熱過程對金屬層進(jìn)行熱處理的工藝。
在圖4中顯示的實(shí)施方案中，第二電極215可與載流子注入層235的一部分接觸。 然而，第二電極215不限于此。例如，如果第二電極215與載流子注入層235的區(qū)域接觸， 則根據(jù)載流子注入層235的功函數(shù)和與發(fā)光結(jié)構(gòu)的接觸表面的功函數(shù)之間的關(guān)系，直接接觸區(qū)的電阻增加。所增加的電阻阻礙垂直電流從第二電極215沿發(fā)光結(jié)構(gòu)流動(dòng)。由于垂直電流受到增加的電阻阻礙，所以電流可沿載流子注入層235擴(kuò)散。
在圖4中顯示的LED 200中，載流子注入層235增加第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230和電極層240之間的功函數(shù)差，以提高空穴注入效率和電流注入效率，由此提高LED芯片的總效率。
圖5是包括如本文實(shí)施且廣義描述的LED的LED封裝300的截面圖。
參照圖5，LED封裝300包括主體305、設(shè)置在主體305中的第一封裝電極層310和第二封裝電極層320、設(shè)置在主體305中且電連接至第一封裝電極層310和第二封裝電極層 320的LED100、以及環(huán)繞LED100的模制件340。
主體305可由硅材料、合成樹脂材料、金屬材料或其他合適的材料形成。LED100周圍可設(shè)置傾斜表面。
第一封裝電極層310和第二封裝電極層320彼此電隔離并向LED 100供電。第一封裝電極層310和第二封裝電極層320還可反射由LED 100產(chǎn)生的光以提高光效率，并且可以將LED 100產(chǎn)生的熱釋放到外部。
圖3中顯示的垂直型LED 100可用于圖5顯示的LED封裝300，但是不限于此。例如，圖4中示出的橫向式LED 200可用于LED封裝300。
LED 100可設(shè)置在主體305上，或第一封裝電極層310上，或者第二封裝電極層 320上。LED 100可通過導(dǎo)線330電連接至第一封裝電極層310和/或第二封裝電極層320。 模制件340可包圍LED 100以保護(hù)LED 100。模制件340可包含磷光體以改變從LED 100 發(fā)射的光的波長。
本文實(shí)施和廣義描述的LED封裝可應(yīng)用照明系統(tǒng)。這類照明系統(tǒng)可包括例如圖6 中示出的照明單元1100和圖7中示出的背光單元1200。這類照明系統(tǒng)可包括例如交通燈、 車頭燈、招牌和多種其他類型的照明系統(tǒng)。
圖6中顯示的照明單元1100可包括殼體1110、設(shè)置在殼體1110中的發(fā)光模塊 1130和設(shè)置在殼體1110中以接收來自外部電源的電力的連接端子1120。
殼體1110可由具有合適的熱耗散特性的材料形成。例如，殼體1110可由金屬材料、樹脂材料或其他合適的材料形成。
發(fā)光模塊1130可包括襯底1132和安裝在襯底1132上的至少一個(gè)發(fā)光器件封裝 300。襯底1132可以包括印刷在絕緣材料上的電路圖案。襯底1132例如可以為印刷電路板(PCB)、金屬芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB或其他合適的襯底。襯底1132也可由有效反射光的材料形成。例如，襯底1132的表面可涂有彩色材料，例如，有效反射光的白色或銀色材料。
可以在襯底1132上安裝至少一個(gè)發(fā)光器件封裝300。發(fā)光器件封裝300可包括至少一個(gè)發(fā)光二極管100。發(fā)光二極管100可包括發(fā)射紅色、綠色、藍(lán)色或白色光的彩色LED 和發(fā)射紫外(UV)光的UV LED。
在一些實(shí)施方案中，發(fā)光模塊1130可包括多個(gè)發(fā)光器件封裝300以獲得各種顏色和亮度。例如，白色LED、紅色LED和綠色LED可相互組合設(shè)置以確保高的顯色指數(shù)(CRI)。
連接端子1120可電連接至發(fā)光模塊1130以供電。在圖6中顯示的實(shí)施方案中， 連接端子1120以插座方式旋入外部電源中。但是，本公開不限于此。例如，連接端子1120可具有銷的形狀，其可插入外部電源中或利用互連裝置連接至外部電源。其他布置也可以是合適的。
圖7中顯示的背光單元1200可包括導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240、反射構(gòu)件1220 和底蓋1230。其他布置也可以是合適的。發(fā)光模塊1240可為導(dǎo)光板1210提供光。反射構(gòu)件1220可設(shè)置在導(dǎo)光板1210之下。底蓋1230可容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240和反射構(gòu)件1220于其中。
導(dǎo)光板1210可擴(kuò)散光以產(chǎn)生平面光。導(dǎo)光板1210可由透明材料形成。例如，導(dǎo)光板1210可由丙烯酸樹脂基材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、環(huán)烯烴共聚物(COC)樹脂和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)樹脂中的一種或其他合適的材料形成。
發(fā)光模塊1240可向?qū)Ч獍?210的至少一個(gè)表面提供光。因此，發(fā)光模塊1240可用作包括這類背光單元1200的顯示設(shè)備的光源。
發(fā)光模塊1240可接觸導(dǎo)光板1210，但是不限于此。具體而言，發(fā)光模塊1240可包括基板1242和安裝在基板1242上的多個(gè)發(fā)光器件封裝300。襯底1242可接觸導(dǎo)光板 1210，或者可以與導(dǎo)光板1210隔開，取決于具體的部件布置。
襯底1242可以是例如包括電路圖案的PCB、金屬芯PCB或柔性PCB或其他類型的合適襯底。
多個(gè)發(fā)光器件封裝300中每一個(gè)的發(fā)光表面可以與導(dǎo)光板1210間隔預(yù)定的距離。
反射構(gòu)件1220可設(shè)置在導(dǎo)光板1210之下以將入射到導(dǎo)光板1210底表面上的光反射到向上的方向上，由此提高背光單元1200的亮度。例如，反射構(gòu)件1220可由PET、PC 和PVC或其他合適材料中的一種形成。
底蓋1230中可容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240和反射構(gòu)件1220。因此，底蓋1230 可具有有開放上側(cè)的盒形狀，或其他合適的配置。
底蓋1230可由金屬材料或樹脂材料形成，并且可利用壓制成形工藝或擠塑工藝制成。其他材料和工藝也可以是合適的。
實(shí)施方案提供具有改善的電流注入效率和發(fā)射效率的發(fā)光器件(LED)、LED封裝和照明系統(tǒng)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光器件(LED)可包括包含第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的載流子注入層；和所述載流子注入層上的第二電極層。
在另一實(shí)施方案中，本文實(shí)施和廣義描述的LED封裝可包括LED，該LED包括發(fā)光結(jié)構(gòu)、所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的載流子注入層和所述載流子注入層上的第二電極層；和其中設(shè)置有所述LED的封裝體。
在另一實(shí)施方案中，本文實(shí)施和廣義描述的照明系統(tǒng)可包括LED封裝，所述LED封裝包括LED，該LED包括發(fā)光結(jié)構(gòu)、所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的載流子注入層和所述載流子注入層上的第二電極層；和其中設(shè)置有所述LED的封裝體。
該說明書中提及的“ 一個(gè)實(shí)施方案”、“實(shí)施方案”、“示例性實(shí)施方案，，等是指關(guān)于實(shí)施方案所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特征包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。說明書中各處使用的這類短語不一定都是指相同的實(shí)施方案。此外，當(dāng)關(guān)于任意實(shí)施方案描述具體特征、結(jié)構(gòu)或特征時(shí)，關(guān)于實(shí)施方案的其它特征、結(jié)構(gòu)或特性來實(shí)現(xiàn)該特征、結(jié)構(gòu)或特性也在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方案描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)多種其它修改方案和實(shí)施方案，它們也在本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地，可以對本公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求中的主題組合布置的組成部件和 /或布置進(jìn)行各種變化和修改。除了對組成部件和/或布置進(jìn)行變化和修改之外，可替代使用對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言也是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件(LED)，包括:包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)； 具有歐姆層的電極層；和載流子注入層，其包括在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述歐姆層之間的過渡金屬氧化物層。
2.權(quán)利要求1所述的LED，其中所述過渡金屬氧化物層包括空穴注入層。
3.權(quán)利要求1所述的LED，其中所述載流子注入層允許載流子隧穿。
4.權(quán)利要求3所述的LED，其中所述載流子注入層具有約Inm至約30nm的厚度。
5.權(quán)利要求1所述的LED，其中所述過渡金屬氧化物包含鋁(Al)、鎂(Mg)、鎘(Cd)、錫 (Sn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎢(W)、錸(Re)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、釕(Ru)、 銠(Rh)、鈀(Pd)、鉬(Pt)或鍺(Ge)中的至少一種。
6.權(quán)利要求1所述的LED，其中所述電極層還包括反射層、粘合層或第二襯底中的至少 一種。
7.權(quán)利要求1所述的LED，其中所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層是P型半導(dǎo)體層或N型半導(dǎo)體層。
8.一種LED封裝，其包括權(quán)利要求1所述的LED，并且還包括容納所設(shè)置的LED的封裝體。
9.一種照明系統(tǒng)，其包括發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊包括權(quán)利要求8所述的LED封裝。
10.一種發(fā)光器件(LED)，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)； 歐姆層；和在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述歐姆層之間的過渡金屬氧化物，所述過渡金屬氧化物具有比所 述歐姆層的功函數(shù)大的功函數(shù)。
11.權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中當(dāng)所述歐姆層是ITO時(shí)，所述過渡金屬氧化物的 功函數(shù)大于4. 2ev。
全文摘要
提供發(fā)光器件(LED)、LED封裝和包括所述LED封裝的照明系統(tǒng)。所述發(fā)光器件(LED)可包括發(fā)光結(jié)構(gòu)、載流子注入層和電極層。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)可包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。所述載流子注入層可位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)之上，并且所述電極層可以位于所述載流子注入層之上。
文檔編號(hào)H01L33/14GK101847676SQ20101014023
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者宋炫暾 申請人:Lg伊諾特有限公司