專利名稱：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)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施方案涉及發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及包括所述發(fā)光器件和所述發(fā)光器件 封裝的照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在發(fā)光器件中，具有將電能轉(zhuǎn)化為光能的特性的p-n結(jié)二極管可通過結(jié)合元素周 期表的III族元素和V族元素而形成。發(fā)光器件可通過控制化合物半導(dǎo)體的組成比來實(shí)現(xiàn) 不同顏色。在發(fā)光器件中，當(dāng)施加正偏壓時(shí)，η-層的電子與ρ-層的空穴復(fù)合以發(fā)射對(duì)應(yīng)于導(dǎo) 帶和價(jià)帶之間能隙的能量。能量通常以熱或光的形式發(fā)射。在發(fā)光器件中，能量以光的形 式發(fā)射。例如，由于氮化物半導(dǎo)體的高熱穩(wěn)定性和寬帶隙能，所以它們是光學(xué)器件和高功 率電子器件領(lǐng)域的高度關(guān)注的對(duì)象。尤其是，應(yīng)用氮化物半導(dǎo)體的藍(lán)色發(fā)光器件、綠色發(fā)光 器件和UV發(fā)光器件等已經(jīng)商業(yè)化并且廣泛應(yīng)用。盡管相關(guān)技術(shù)中使用光提取結(jié)構(gòu)來改善發(fā)光器件的光提取效率，但是光提取效率 還沒有達(dá)到理想值。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方案提供具有高光提取效率的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及包括所述發(fā)光 器件和所述發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。實(shí)施方案還提供能獲得電流擴(kuò)展和諧振腔效應(yīng)的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及 包括所述發(fā)光器件和所述發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光器件包括電極層；在電極層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié) 構(gòu)包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的有源層和在有源層上的第一導(dǎo)電 型半導(dǎo)體層；在發(fā)光結(jié)構(gòu)的至少一部分上的織構(gòu)(texture)；和在設(shè)置有織構(gòu)的發(fā)光結(jié)構(gòu) 上的電流擴(kuò)展層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光器件封裝包括封裝主體；在封裝主體上的發(fā)光器件； 和在封裝主體中的電極，所述電極與發(fā)光器件電連接。在另一個(gè)實(shí)施方案中，照明系統(tǒng)包括含有發(fā)光器件封裝的發(fā)光模塊。結(jié)合下述附圖和說明書對(duì)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。其它特征可由說 明書和附圖以及權(quán)利要求而明顯。


圖1是說明根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件的垂直橫截面圖。圖2是說明有效折射率隨根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件的發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度的變化圖。
圖3至7是說明根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造方法的橫截面圖。圖8是說明根據(jù)第二實(shí)施方案的發(fā)光器件的垂直橫截面圖。圖9是說明根據(jù)第三實(shí)施方案的發(fā)光器件的垂直橫截面圖。圖10是說明根據(jù)第三實(shí)施方案的發(fā)光器件的水平橫截面圖。圖11是說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝的橫截面圖。圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的照明單元的透視圖。圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的背光單元的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參考附圖描述根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及包括所述發(fā) 光器件和所述發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。在實(shí)施方案的描述中，應(yīng)理解當(dāng)層(或膜)稱為在另一層或襯底“上”時(shí)，其可以 直接在所述另一層或襯底上，或者也可以存在中間層。另外，應(yīng)理解當(dāng)層稱為在另一層“下” 時(shí)，其可以直接在所述另一層下，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。另外，也應(yīng)理解當(dāng) 層稱為在兩層“之間”時(shí)，其可以是該兩層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中 間層。實(shí)施方案圖1是說明根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件100的橫截面圖。發(fā)光器件100可包括第二電極層120 ；設(shè)置在第二電極層120上并包括第二導(dǎo)電 型半導(dǎo)體層116、有源層114和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的發(fā)光結(jié)構(gòu)110 ；設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu) 110上的織構(gòu)T ；和設(shè)置在具有織構(gòu)T的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上的電流擴(kuò)展層130?？?構(gòu)T可設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的一部分上，但是本公開不限于此。圖2是說明有效折射率隨根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件的發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度的變化圖。在實(shí)施方案中，可對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面施加表面粗糙結(jié)構(gòu)或周期光子晶體以改善發(fā) 光器件的光提取效率。在相關(guān)技術(shù)中，雖然使用這種光提取結(jié)構(gòu)，但是光提取效率沒有達(dá)到理想值。這是 因?yàn)?，?dāng)發(fā)光器件被認(rèn)為是波導(dǎo)時(shí)，由于波導(dǎo)的厚度所以存在各種量級(jí)的波導(dǎo)模態(tài)。即由于 有效提取周期對(duì)于每種波導(dǎo)模態(tài)是固定的，所以難以有效提取所有波導(dǎo)模態(tài)。另外，由于波導(dǎo)模態(tài)的高的有效折射率，所以其中模態(tài)和光提取結(jié)構(gòu)的電場在空 間上交疊的區(qū)域受限。為解決這種限制，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度可減至5X (λ/n)以下(其 中λ是發(fā)光波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率)。例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度可降至約Iym以下，但 是本公開不限于此。當(dāng)根據(jù)實(shí)施方案發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度減小時(shí)，存在的波導(dǎo)模態(tài)的數(shù)量隨厚度減小而減 少，相同量級(jí)的波導(dǎo)模態(tài)的有效折射率減小，使得與光提取結(jié)構(gòu)的空間交疊增加。因此，根據(jù)該實(shí)施方案，雖然應(yīng)用相同的光提取結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度減小 時(shí)，可獲得更大改善的提取效率。根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件及其制造方法具有高的光提取效率，電流擴(kuò)展層防止電 劣化。
下面將參考圖3至7描述根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造方法。發(fā)光器件可由如GaN、GaAs、GaAsP和GaP的材料形成。例如，綠色 藍(lán)色LED可由 GaN(InGaN)形成，黃色-紅色LED可由InGaAIP或AIGaAs形成。另外，通過改變材料組成 可獲得全色。首先，如圖3所示，制備第一襯底105。第一襯底105包括導(dǎo)電襯底或絕緣襯底。 例如，第一襯底 105 可包括 Al2O3、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO, Si、GaP、InP、Ge 和 Ga2O3 中的至 少一種?？稍诘谝灰r底105的上部設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)，但是本公開不限于此?？蓪?duì)第一襯底105 進(jìn)行濕蝕刻操作以從第一襯底105的表面除去雜質(zhì)。然后，在第一襯底105上可形成包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 、有源層114和第二 導(dǎo)電型半導(dǎo)體層116的發(fā)光結(jié)構(gòu)110a。在第一襯底105上可形成緩沖層(未示出)。緩沖層可減小發(fā)光結(jié)構(gòu)IlOa和第一 襯底105的材料之間的晶格失配，并且可由III-V族化合物半導(dǎo)體形成，例如由GaN、InN, AlNJnGaN、AlGaN、InAlGaN和AUnN中的至少之一形成。在緩沖層上可形成未摻雜的半導(dǎo) 體層(未顯示)，但是本公開不限于此。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 可由摻雜有第一導(dǎo)電型摻雜劑的III-V族化合物半導(dǎo) 體形成。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層11 是N型半導(dǎo)體層時(shí)，第一導(dǎo)電型摻雜劑可包括Si、Ge、 Sn、Se或Te作為N型摻雜劑，但是本公開不限于此。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 可包括具有組成式化/明 ”則。彡χ彡1，0彡y彡1， 0 ^ x+y ^ 1)的半導(dǎo)體材料。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112a 可包括 GaN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP 和 hP 中的至少一種。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 可形成為N-型GaN層，其通過使用諸如化學(xué)氣相沉積 (CVD)、分子束外延(MBE)、濺射或者氫化物氣相外延(HVPE)的方法形成。第一導(dǎo)電型半導(dǎo) 體層11 可通過注入硅烷氣體和η型雜質(zhì)例如三甲基鎵(TMGa)氣體、氨氣(NH3)、氮?dú)?N2) 和硅(Si)至室中而形成。在本實(shí)施方案中，在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 中可形成蝕刻停止層(未示出)。 因此，防止有源層在后續(xù)將進(jìn)行的發(fā)光結(jié)構(gòu)110厚度減薄的工藝中暴露出。例如，蝕刻停止 層可由例如AWaN的材料形成，但是本公開不限于此。在有源層114中，通過第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112注入的電子與通過隨后形成的第 二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層116注入的空穴相遇，從而發(fā)光，所述光的能量由有源層114的能帶決定。有源層114可具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)和量子點(diǎn)結(jié)構(gòu) 中的至少一種。例如，有源層114可具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，其通過注入三甲基鎵(TMGa) 氣體、氨氣(NH3)、氮?dú)?N2)和三甲基銦(TMIn)氣體形成，但是本公開不限于此。有源層114 的阱層 / 勢壘層可具有 hfeiN/feiNJnfeiN/lnfeiNjaN/AlfeiN JnAlfeiN/ GaN,GaAs (InGaAs) /AlGaAs和GaP (InGaP) /AlGaP中至少之一的對(duì)結(jié)構(gòu)，但是本公開不限于 此。阱層可由帶隙低于勢壘層帶隙的材料形成。在有源層114的上側(cè)和下側(cè)的至少之一上可形成導(dǎo)電覆層(clad layer)，導(dǎo)電覆 層可由AKiaN基半導(dǎo)體形成并且其帶隙可高于有源層114的帶隙。
第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層116可包括摻雜有第二導(dǎo)電型摻雜劑的III-V族化合物半導(dǎo) 體，例如包括組成式為MxAlyGEt1TyN(0χ≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半導(dǎo)體材料。 當(dāng)?shù)诙?dǎo)電型半導(dǎo)體層116是P型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電型摻雜劑可包括Mg、Zn、Ca、Sr或 者Ba作為P型摻雜劑。第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層116可形成為P型GaN層，通過將三甲基鎵(TMGa)氣體、氨 氣(NH3)、氮?dú)?N2)和三甲基銦(TMIn)氣體以及括P型雜質(zhì)例如Mg的雙(乙基環(huán)戊二烯 基)鎂(tCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2I注入室中形成，但是本公開不限于此。在該實(shí)施方案中，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 為N型半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層116為P型半導(dǎo)體層，但是本公開不限于此。在第二半導(dǎo)體層116上可形成具有與第二導(dǎo) 電型半導(dǎo)體相反導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層，例如N型半導(dǎo)體層(未顯示)。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)IlOa 可具有N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)和P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少之一。然后，在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層116上形成第二電極層120。第二電極層120可包括歐姆層(未示出)、反射層(未示出)、耦合層層(未示出) 和第二襯底(未示出)。第二電極層120可由鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鉬(Pt)、 金(Au)、鎢(W)或者注入有雜質(zhì)的半導(dǎo)體襯底中的至少之一形成。例如，第二電極層120可包括歐姆層(未示出)，其可通過多層堆疊單金屬或金 屬合金以及金屬氧化物層形成，以有效地注入空穴。例如，歐姆層可包括氧化銦錫(ITO)、 氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫 (IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO)、氮化 IZO(IZON)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO (In-Ga ZnO)、ZnO, IrOx, RuOx, NiO、RuOx/1 TO, Ni/IrOx/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Ag、 Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少之一，但是本公開不限于此。當(dāng)?shù)诙姌O120包括反射層時(shí)，反射層可為包括Al、Ag或包括Al或Ag的合金的 金屬層。鋁或銀有效反射由有源層產(chǎn)生的光從而顯著提高發(fā)光器件的光提取效率。當(dāng)?shù)诙姌O層120包括耦合層時(shí)，反射層可用作耦合層，或者耦合層可由鎳(Ni) 或金(Au)形成。第二電極層120可包括第二襯底。如果第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 具有50 μ m以 上的足夠厚度，則可省略形成第二襯底的工藝。第二襯底可由具有高導(dǎo)電性的金屬、金屬合 金或?qū)щ姲雽?dǎo)體材料形成以有效注入空穴。例如，第二襯底可選擇性包括銅(Cu)、銅合金、金(Au)、鎳(Ni)、銅-鎢(Cu-W)和 載體晶片(例如 &ιΝ、Si、Ge、GaAs, ZnO, SiGe 和 SiC)。形成第二襯底的方法可包括電化學(xué)金屬沉積方法和利用共晶金屬的接合方法。然后，參考圖4，移除第一襯底105以暴露出第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112a。第一襯底 105可用高功率激光或化學(xué)蝕刻法移除。然后，參考圖5，減小第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 的厚度。為減小第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層11 的厚度，可通過對(duì)從第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層11 到蝕刻停止層(未示出)的區(qū)域進(jìn) 行干蝕刻或濕蝕刻來減小發(fā)光結(jié)構(gòu)110的厚度。因此，防止有源層114暴露出。根據(jù)該實(shí)施方案，發(fā)光結(jié)構(gòu)110的厚度可減小至5Χ( λ/n)以下，(其中λ是發(fā) 光波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率)。例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度可減小至約Iym以下，但是本公 開不限于此。當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度根據(jù)實(shí)施方案減小時(shí)，存在的波導(dǎo)模態(tài)的數(shù)量根據(jù)厚度減小而減少，相同量級(jí)的波導(dǎo)模態(tài)的有效折射率減小，使得與光提取結(jié)構(gòu)的空間交疊增加。因此，根據(jù)該實(shí)施方案，雖然應(yīng)用相同的光提取結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度減小 時(shí)，可獲得更大改善的提取效率。然后，參考圖6，在具有減小的厚度的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上可形成織構(gòu)T。織 構(gòu)T可為凹凸結(jié)構(gòu)或光子晶體結(jié)構(gòu)，但是本公開不限于此。然后，參考圖7，在具有織構(gòu)T的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上可形成電流擴(kuò)展層 130。根據(jù)本實(shí)施方案，電流擴(kuò)展層130可設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上，以防止由 于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的損失導(dǎo)致的電流擴(kuò)展劣化。應(yīng)用于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112 的透明電極可具有約30nm以上的厚度以擴(kuò)展電流，但是本公開不限于此。然后，在電流擴(kuò)展層130上可形成第一電極層140。然后形成涂覆元件150，如果 需要可向涂覆元件150添加磷光體(未示出)。例如，涂覆元件150可形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的上側(cè)上或電流擴(kuò)展層130的上側(cè)上。 例如，包括磷光體的涂覆元件150可通過共形涂層工藝在發(fā)光結(jié)構(gòu)110或電流擴(kuò)展層130 上形成。例如，為形成白色LED，可以將作為光的三個(gè)原色的紅色、綠色和藍(lán)色LED組合，或 者可向藍(lán)色LED中加入黃色磷光體(未示出)例如釔鋁石榴石(YAG)和鋱鋁石榴石(TAG)， 或者在UV LED中可使用(紅/綠/藍(lán))三色磷光體。根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件及其制造方法可具有高光提取效率，電流擴(kuò)展層防止電 劣化。圖8是說明根據(jù)第二實(shí)施方案的發(fā)光器件102的橫截面圖。第二實(shí)施方案可采用第一實(shí)施方案的技術(shù)特征，下面將主要描述第二實(shí)施方案與 第一實(shí)施方案的區(qū)別特征。根據(jù)第二實(shí)施方案，在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上形成織構(gòu)T之后，在具有織構(gòu)T 的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的一部分上可形成電流阻擋層135。電流阻擋層135可包括介電層、第二導(dǎo)電型離子注入層、第二導(dǎo)電型擴(kuò)展層、非導(dǎo) 電型層和非晶層中的至少一種。在圖8中，電流阻擋層135包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的表面中的第二導(dǎo)電 型離子注入層、第二導(dǎo)電型擴(kuò)展層或非晶層，但是本公開不限于此。例如，如圖9所示，電流阻擋層135可形成為在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上的介電 層。例如，介電層的電流阻擋層135(參考圖9)可在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的一部分上 由氧化物、氮化物或氟化物形成?；蛘?，例如，形成暴露出第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112—部分的掩模圖案(未示出)，并 利用所述掩模圖案作為掩模以實(shí)施利用第二導(dǎo)電型離子的離子注入工藝，由此形成第二導(dǎo) 電型離子注入層?；蛘撸尚纬杀┞冻龅谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層112—部分的掩模圖案(未示出)，并利 用所述掩模圖案作為掩模，向第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112的一部分注入具有高動(dòng)能的質(zhì)子， 使得晶格碰撞破壞單晶狀態(tài)以形成具有高電阻的非晶層。然后，形成電流擴(kuò)展層130，然后在電流擴(kuò)展層130上在垂直地和部分地對(duì)應(yīng)于電流阻擋層135的區(qū)域中可形成第一電極層140。根據(jù)第二實(shí)施方案，由于電流阻擋層形成在具有第一電極層的區(qū)域的下端，所以 在第一電極層的下端的有源層的部分不包括發(fā)光操作。因此，第一電極層吸收的光量可減 少。在1 μ m以下的薄膜發(fā)光器件中，通過調(diào)整電流密度獲得的第一電極層的光吸收減少的 效果可更有效地表現(xiàn)出來。圖9是說明根據(jù)第三實(shí)施方案的發(fā)光器件103的垂直橫截面圖，圖10是說明根據(jù) 第三實(shí)施方案的發(fā)光器件103的水平橫截面圖。例如，圖9是沿著圖10的線11-11’的垂 直橫截面圖，圖10是沿著圖9的線1-1’的水平橫截面圖。第三實(shí)施方案可采用第一和第二實(shí)施方案的技術(shù)特征，下面將主要描述第三實(shí)施 方案與第一和第二實(shí)施方案的不同特征。根據(jù)第三實(shí)施方案，在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上形成織構(gòu)T之前，可形成電流擴(kuò) 展層132，并且電流擴(kuò)展層132可形成在除了其中設(shè)置織構(gòu)T的區(qū)域之外的第一導(dǎo)電型半導(dǎo) 體層112上。例如，通過在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上形成電流擴(kuò)展層材料來形成電流擴(kuò)展層 132。例如，在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112上可形成透明電極材料如氧化銦錫(ITO)。然后，通過移除部分電流擴(kuò)展層材料和部分第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112可形成織 構(gòu)。因此，電流擴(kuò)展層132可形成于除了設(shè)置織構(gòu)T的區(qū)域之外的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層112 上。根據(jù)第三實(shí)施方案，當(dāng)通過布置多個(gè)孔形成薄膜發(fā)光器件的光提取結(jié)構(gòu)時(shí)，如果 在光提取結(jié)構(gòu)的突出區(qū)域的上表面上設(shè)置電流擴(kuò)展層132如透明電極，則可獲得電流擴(kuò)展 效應(yīng)，并且每個(gè)光提取結(jié)構(gòu)可用作諧振腔LED。當(dāng)薄膜發(fā)光器件即發(fā)光結(jié)構(gòu)具有5X (λ/n) 以下的厚度(其中λ是發(fā)光波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率)時(shí)，也可獲得該效應(yīng)。圖11是說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的橫截面圖。參考圖11，根據(jù)本實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝包括主體205、設(shè)置于主體205中的 第三電極層213和第四電極層214、設(shè)置于主體205中并與第三電極層213和第四電極層 214電連接的發(fā)光器件100、以及包圍發(fā)光器件100的模制元件Μ0。主體205可由硅材料、合成樹脂材料或者金屬材料形成。在發(fā)光器件100周圍可 設(shè)置傾斜表面。第三電極層213和第四電極層214彼此電隔離并對(duì)發(fā)光器件100供電。而且，第 三電極層213和第四電極層214可反射在發(fā)光器件100中產(chǎn)生的光，并且可將在發(fā)光器件 100中產(chǎn)生的熱散發(fā)至外部。發(fā)光器件100可為如圖1所示的垂直型發(fā)光器件，但是本公開不限于此，因此，發(fā) 光器件100可為圖8的發(fā)光器件102、圖9的發(fā)光器件103或水平型發(fā)光器件。發(fā)光器件100可設(shè)置于主體205上或者第三電極層213或者第四電極層214上。發(fā)光器件100可通過導(dǎo)線230與第三電極層213和/或第四電極層214電連接。 在實(shí)施方案中，使用垂直型發(fā)光器件100和一根導(dǎo)線230作為實(shí)例，但是本公開不限于此。模制元件240可包圍發(fā)光器件100以保護(hù)發(fā)光器件100。模制元件240可包含磷 光體以改變由發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝可應(yīng)用于照明系統(tǒng)。所述照明系統(tǒng)可包括如圖12所示的照明單元和圖13中所示的背光單元。另外，照明系統(tǒng)可包括信號(hào)燈、車頭燈和標(biāo)記 牌。圖12是根據(jù)實(shí)施方案的照明單元1100的透視圖。根據(jù)圖12，照明單元1100可包括殼體1110、設(shè)置于殼體1110中的發(fā)光模塊 1130、以及設(shè)置于殼體1110中以從外部電源供電的接線端子1120。殼體1110可由具有改善的散熱特性的材料形成。例如，殼體1110可由金屬材料 或者樹脂材料形成。發(fā)光模塊1130可包括襯底1132和安裝于襯底1132上的至少一個(gè)發(fā)光器件封裝 200。在絕緣材料上可印刷電路圖案以形成襯底1132。例如，襯底1132可包括印刷電路 板(PCB)、金屬芯PCB、柔性PCB或陶瓷PCB。另外，襯底1132可由能夠有效反射光的材料形成。襯底1132的表面可涂覆有彩 色材料，例如能夠有效反射光的白色或者銀色材料。在襯底1132上可安裝發(fā)光器件封裝200。發(fā)光器件封裝200可包括至少一個(gè)發(fā)光 二極管(LED) 100。發(fā)光二極管100可包括發(fā)射紅色光、綠色光或者白色光的彩色發(fā)光二極 管或者發(fā)射紫外線(UV)的UV發(fā)光二極管。發(fā)光模塊1130可包括多個(gè)發(fā)光器件封裝200，以獲得各種顏色和亮度。例如，白色 發(fā)光器件、紅色發(fā)光器件和綠色發(fā)光器件可互相組合設(shè)置，以確保高的顯色指數(shù)(CRI)。接線端子1120可與發(fā)光模塊1130電連接以供電。如圖12所示，盡管接線端子 1120以插座型旋入外電源，但是本公開不限于此。例如，接線端子1120可為插腳型。因此， 接線端子1120可插入外電源或者通過互聯(lián)與外電源連接。圖13是根據(jù)實(shí)施方案的背光單元1200的分解透視圖。根據(jù)實(shí)施方案的背光單元1200可包括導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1M0、反射元件 1220和底蓋1230，但是本公開不限于此。發(fā)光模塊1240可為導(dǎo)光板1210提供光。反射元 件1220可置于導(dǎo)光板1210下方。底蓋1230可以容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240和反射 元件1220。導(dǎo)光板1210將光散射以產(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可由丙烯樹脂基材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對(duì)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)和聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂中的一種形成。發(fā)光模塊1240為導(dǎo)光板1210的至少一個(gè)表面提供光。因此，發(fā)光模塊1240可用 作包括背光單元的顯示器件的光源。發(fā)光模塊1240可與導(dǎo)光板1210接觸，但是本公開不限于此。更具體而言，發(fā)光模 塊1240可包括襯底1242和安裝于襯底1242上的多個(gè)發(fā)光器件封裝200。襯底1242可與 導(dǎo)光板1210接觸，但是本公開不限于此。襯底1242可為包括電路圖案(未顯示)的PCB。襯底1242可包括金屬芯PCB或 柔性PCB以及PCB，但是不限于此。發(fā)光器件封裝200可具有發(fā)光表面，其在襯底1242上發(fā)光并與導(dǎo)光板1210間隔 開預(yù)定距離。在導(dǎo)光板1210下可設(shè)置反射元件1220。反射元件1220將入射到導(dǎo)光板1210的底表面上的光反射，以沿著向上的方向行進(jìn)，由此提高背光單元的亮度。例如，反射元件可 由PET、PC和PVC中的一種形成，但是不限于此。底蓋1230可容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240和反射元件1220。為此，底蓋1230 可為具有打開的上側(cè)的盒形，但是不限于此。底蓋1230可由金屬材料或者樹脂材料形成。而且，底蓋1230可使用壓模工藝或 者注模工藝制造。在本說明書中對(duì)〃 一個(gè)實(shí)施方案〃、‘‘實(shí)施方案〃、‘‘示例性實(shí)施方案〃等的任 何引用，表示與該實(shí)施方案相關(guān)描述的具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個(gè) 實(shí)施方案中。在說明書不同地方出現(xiàn)的這些措詞不必都涉及相同的實(shí)施方案。此外，當(dāng)結(jié) 合任何實(shí)施方案描述具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為將這種特征、結(jié)構(gòu)或特性與實(shí)施方案 的其它特征、結(jié)構(gòu)或特性相關(guān)聯(lián)均在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍之內(nèi)。雖然已經(jīng)參考若干說明性實(shí)施方案描述了實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員 可設(shè)計(jì)很多的其它改變和實(shí)施方案，這些也將落入本公開的原理的精神和范圍內(nèi)。更具體 地，在公開、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在本發(fā)明的組合排列的構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)中可 能具有各種的變化和改變。除構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)的變化和改變之外，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言， 可替代的用途也會(huì)是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括電極層；在所述電極層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、在所述第二導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層上的有源層和在所述有源層上的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的至少一部分上的織構(gòu)；和在具有所述織構(gòu)的所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的電流擴(kuò)展層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述織構(gòu)設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述第一導(dǎo)電型 半導(dǎo)體層的至少一部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度為5X(λ/η)以下，其中λ 是所述有源層的波長，η是所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，包括在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層中的蝕刻停止層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述有源層不通過所述織構(gòu)暴露出。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光器件，包括在具有所述織構(gòu)的所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一 部分處的電流阻擋層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光器件，包括在所述電流擴(kuò)展層上在垂直地和部分地對(duì)應(yīng)于所 述電流阻擋層的區(qū)域中的第一電極層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)光器件，其中所述電流阻擋層包括介電層、第二導(dǎo)電型離子注 入層、第二導(dǎo)電型擴(kuò)展層、非導(dǎo)電型層和非晶層中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述電流擴(kuò)展層設(shè)置在具有所述織構(gòu)的所述發(fā)光 結(jié)構(gòu)的整個(gè)區(qū)域上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述電流擴(kuò)展層設(shè)置在除了具有所述織構(gòu)的區(qū) 域之外的所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，包括設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的上側(cè)上的涂覆元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，包括設(shè)置在所述電流擴(kuò)展層的上側(cè)上的涂覆元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的發(fā)光器件，包括在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述上側(cè)上的磷光體。
14.一種發(fā)光器件封裝，包括封裝主體；在所述封裝主體上的權(quán)利要求1的所述發(fā)光器件；和在所述封裝主體中的電極，所述電極與所述發(fā)光器件電連接。
15.一種照明系統(tǒng)，包括具有權(quán)利要求14的所述發(fā)光器件封裝的發(fā)光模塊。
全文摘要
實(shí)施方案提供發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及包括所述發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。所述發(fā)光器件包括第二電極層、發(fā)光結(jié)構(gòu)、織構(gòu)和電流擴(kuò)展層。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)在第二電極層上，并且包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的有源層和在所述有源層上的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。所述織構(gòu)設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的至少一部分上。電流擴(kuò)展層在具有織構(gòu)的所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上。
文檔編號(hào)H01L33/14GK102044607SQ201010298570
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
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