專利名稱：發(fā)光器件及其制造方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)的制作方法
發(fā)光器件及其制造方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)換為光的半導(dǎo)體器件。與諸如熒光燈或者輝光燈的傳統(tǒng)的光源相比較，LED在功率消耗、壽命、響應(yīng)速度、安全、以及環(huán)保要求方面是有利的?？紤]此，已經(jīng)進(jìn)行了各種研究以將傳統(tǒng)的光源替換為L(zhǎng)ED。LED越來越多地被用作用于諸如各種燈、液晶顯示器、電子標(biāo)識(shí)牌、以及街燈的照明裝置的光源。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例提供具有新穎結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。實(shí)施例提供表現(xiàn)改進(jìn)的光提取效率的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件包括透射襯底；在透射襯底上的歐姆層；在歐姆層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、以及在第一和第二半導(dǎo)體層之間的有源層；在透射襯底的底表面上的電極層；以及導(dǎo)電通孔，該導(dǎo)電通孔通過透射襯底電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)和電極層，其中透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件封裝包括封裝主體；第一和第二電極，該第一和第二電極被安裝在封裝主體中；以及發(fā)光器件，該發(fā)光器件被設(shè)置在封裝主體上并且電氣地連接第一和第二電極。發(fā)光器件包括透射襯底；在透射襯底上的歐姆層；在歐姆層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及在第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層以產(chǎn)生光；在透射襯底的底表面上的電極層；以及導(dǎo)電通孔，該導(dǎo)電通孔通過透射襯底電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)和電極層，其中透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。根據(jù)實(shí)施例，照明系統(tǒng)包括發(fā)光模塊，該發(fā)光模塊包括基板和被安裝在基板上的發(fā)光器件。發(fā)光器件包括透射襯底；在透射襯底上的歐姆層；在歐姆層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及在第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層以產(chǎn)生光；在透射襯底的底表面上的電極層；以及導(dǎo)電通孔，該導(dǎo)電通孔通過透射襯底電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)和電極層，其中透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。根據(jù)實(shí)施例，一種制造發(fā)光器件的方法，包括通過在生長(zhǎng)襯底上順序地形成發(fā)光結(jié)構(gòu)、歐姆層、以及第一附著層來形成第一主體；通過在透射襯底上形成接觸第一附著層的第二附著層來形成第二主體，并且形成通過透射襯底的孔；通過將彼此相對(duì)地將第一附著層和第二附著層結(jié)合來結(jié)合第一主體和第二主體，去除生長(zhǎng)襯底，并且通過使用導(dǎo)電材料填充孔形成導(dǎo)電通孔；以及在透射襯底的底表面上形成電極層，其中透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖2至圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造發(fā)光器件的方法的截面圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖10是示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖11是示出根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖12是示出根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖13是示出根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖；圖14是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖15是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的背光單元的視圖； 以及圖16是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明單元的視圖。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例的描述中，將會(huì)理解的是，當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)被稱為在另一襯底、另一層(或膜)、另一區(qū)域、另一焊盤、或者另一圖案“上”或“下”時(shí)，它能夠“直接”或 “間接”在另一襯底、層(或膜)、區(qū)域、焊盤或圖案上，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。 已經(jīng)參考附圖描述了層的這樣的位置。為了方便或清楚起見，附圖中所示的每層的厚度和尺寸可以被夸大、省略或示意性繪制。另外，元件的尺寸沒有完全反映真實(shí)尺寸。在下文中，將會(huì)參考附圖描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100的截面圖。參考圖1，發(fā)光器件100包括透射襯底110 ；在透射襯底110上的歐姆層157 ；發(fā)光結(jié)構(gòu)145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在歐姆層157上以產(chǎn)生光；電極層132，該電極層132形成在透射襯底110的底表面上；以及導(dǎo)電通孔131，該導(dǎo)電通孔131通過透射襯底100電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)145和電極層132。發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層。例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130、在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130下面的有源層140、以及在有源層140下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150。可以從發(fā)光結(jié)構(gòu)145直接地發(fā)射，或者通過經(jīng)過透射襯底110發(fā)射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145 產(chǎn)生的光。特別地，透射襯底110的厚度比發(fā)光結(jié)構(gòu)145的厚度厚，使得通過透射襯底110 的側(cè)表面能夠有效地發(fā)射光。因此，能夠提高發(fā)光器件100的光發(fā)射效率。另外，歐姆層157被插入在發(fā)光結(jié)構(gòu)145和透射襯底110之間，使得來自于電極層 132的電力能夠擴(kuò)展到整個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)145。透射襯底110被設(shè)置為在其上具有緩沖層(未示出)和/或未摻雜的氮化物層 (未示出)以減少晶格常數(shù)差。在下文中，將會(huì)針對(duì)每個(gè)組件詳細(xì)地描述根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100。透射襯底110可以包括諸如Al2O3、玻璃材料、GaN, ZnO或者AlN的透光材料。在這樣的情況下，透射襯底110優(yōu)選地包括具有小于發(fā)光結(jié)構(gòu)145的折射率的折射率的材料。在這樣的情況下，由于折射率差能夠更加有效地發(fā)射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生的光。
例如，透射襯底110可以具有大約IOOym至大約IOOOym的厚度。因?yàn)楹穸缺劝l(fā)光結(jié)構(gòu)145的厚度厚，所以通過發(fā)光器件100的側(cè)表面能夠有效地發(fā)射光。同時(shí)，透射襯底110形成為在其側(cè)表面處具有粗糙部，使得能夠最大化通過發(fā)光器件100的側(cè)表面的光發(fā)射效率。歐姆層157可以形成在透射襯底110上。歐姆層157與發(fā)光結(jié)構(gòu)145進(jìn)行歐姆接觸，使得從電極層132傳送的電力能夠擴(kuò)展到整個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)145。歐姆層157可以包括透明材料使得從發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生的光通過歐姆層157平滑地入射到透射襯底110。詳細(xì)地，歐姆層157可以包括透明的金屬氧化物或者透明的金屬氮化物。例如， 歐姆層 157 可以包括 ITO、IZO(In-ZnO)、GZO (Ga-ZnO)、AZO (Al-ZnO)、AGZO (Al-Ga ZnO)、 IGZ0(In-Ga SiO)、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au、以及Ni/Ir0x/Au/IT0 中的至少一個(gè)。歐姆層157可以包括數(shù)納米(nm)至數(shù)十納米(nm)的金屬薄膜以透射光。在這樣的情況下，歐姆層157可以包括Ni、Pt、Ir、Rh,以及Ag中的至少一個(gè)。同時(shí)，歐姆層157可以具有取決于發(fā)光器件100的設(shè)計(jì)的各種形狀，但是實(shí)施例不限于此。稍后將會(huì)描述其詳情。附著層120可以被插入在歐姆層157和透射襯底110之間以使歐姆層157和透射襯底110牢固地結(jié)合。附著層120可以包括具有結(jié)合強(qiáng)度的透明材料。例如，附著層120可以包括旋涂玻璃(SOG)、Sol-Gel、ITO、ZnO或者SiOx中的至少一個(gè)。發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以形成在歐姆層157上。發(fā)光結(jié)構(gòu)145具有產(chǎn)生光的結(jié)構(gòu)。例如， 發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以具有其中第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150、有源層140、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130 相互順序地堆疊的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150可以包括ρ型半導(dǎo)體層。ρ型半導(dǎo)體層可以包括諸如 InAlGaN, GaN, AlGaN, hfeiN、AUnN、AlN 或者 hN 的具有組成式 Ιη/ ρει^ΜΟ 彡 χ 彡 1， 0彡y彡1，0彡x+y彡1)的半導(dǎo)體材料。ρ型半導(dǎo)體層可以被摻雜有諸如Mg和Si的ρ型摻雜物。有源層140形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150上。通過第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130注入的電子(或者空穴)在有源層140處與通過第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層150注入的空穴(或者電子)相遇，使得有源層140基于根據(jù)有源層140的材料的能帶的帶隙差來發(fā)射光。有源層140可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)、以及量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。有源層140可以包括具有InxAlyGa1^yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的組成式的半導(dǎo)體材料。如果以MQW結(jié)構(gòu)形成有源層140，那么有源層140可以具有多個(gè)阱層和多個(gè)勢(shì)壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，有源層140可以具有InGaN阱層/GaN勢(shì)壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。被摻雜有η型摻雜物或者ρ型摻雜物的包覆層(未示出)可以形成在有源層140 下面和/或上面，并且可以包括AlGaN層或者IniUGaN層。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可以進(jìn)一步在其上包括未摻雜的半導(dǎo)體層，但是實(shí)施例不限于此。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可以包括η型半導(dǎo)體層，并且η型半導(dǎo)體層可以包括具有 InxAlyGa1^yN(0 彡 χ 彡 1，0 彡 y 彡 1，0 彡 x+y 彡 1)的組成式的 hAlfeiN、(；aN、AlfeiN、hfeiN、 ΑΙΙηΝ,ΑΙΝ或者h(yuǎn)N。η型半導(dǎo)體層可以被摻雜有諸如Si、Ge、以及Sn的η型摻雜物。未摻雜的半導(dǎo)體層沒有被摻雜有摻雜物，從而未摻雜的半導(dǎo)體層具有低于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層或者第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150的導(dǎo)電性的導(dǎo)電性?？梢陨L(zhǎng)未摻雜的半導(dǎo)體層以改進(jìn)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的結(jié)晶性。同時(shí)，不同于上面的描述，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可以包括ρ型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150可以包括η型半導(dǎo)體層。包括η型半導(dǎo)體層或者ρ型半導(dǎo)體層的第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未示出)可以形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。因此，發(fā)光器件100可以具有ΝΡ、ΡΝ、ΝΡΝ、以及PNP結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的摻雜物的摻雜密度可以是均勻的或者不規(guī)則的。換言之，發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以具有各種結(jié)構(gòu)，但是實(shí)施例不限于此。發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以被設(shè)置為在其頂表面上具有粗糙部或者圖案。因?yàn)榘l(fā)光結(jié)構(gòu) 145可以由于粗糙部或者圖案而以各種角度發(fā)射光，所以能夠提高發(fā)光器件100的光提取效率。保護(hù)構(gòu)件155可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的至少一個(gè)側(cè)表面上。保護(hù)構(gòu)件155防止發(fā)光結(jié)構(gòu)145與外部電極電氣地短路。保護(hù)構(gòu)件155 可以包括諸如 SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、以及 TiO2 的電絕緣材料中的至少一個(gè)。電極160可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上。電極160能夠和電極層132 — 起將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145。電極160可以具有包括Al、Ti、Cr、Ta、Ag、Rh、Pt、Au、Cu、 Ni、Pd、In、La、Sn、Si、Ge、Zn、Mg、NiCr、PdCr、CrPt、NiTi、TiN, CrN, SiC、SiCN, InN、AlGaN, InGaN、稀土金屬、其合金、金屬硅化物、半導(dǎo)體硅化物、CNTN、透明導(dǎo)電氧化物、或者透明導(dǎo)電氮化物中的至少一個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。電流阻擋層(CBL，未示出)可以形成在歐姆層157和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150之間。CBL (未示出)的至少一部分在垂直于電極160的方向上與電極160重疊，以防止電流集中通過電極160和透射襯底110之間的最短的距離。因此，能夠提高發(fā)光器件100 的光發(fā)射效率。CBL(未示出)可以包括具有低于反射層158或者歐姆層157的導(dǎo)電性的導(dǎo)電性的材料、與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150進(jìn)行肖特基接觸的材料、或者電絕緣材料。例如，CBL可以包括 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、ZnO、Si02、SiOx、SiOxNy、Si3N4、A120、TiOx、 Ti、Al、或者Cr中的至少一個(gè)。透射襯底110可以被設(shè)置為在其底表面上具有電極層132，并且可以被設(shè)置為在其中具有至少一個(gè)導(dǎo)電通孔131以通過透射襯底110電氣地連接電極層132和發(fā)光結(jié)構(gòu) 145。導(dǎo)電通孔131的至少一部分可以在垂直于電極160的方向上與電極160重疊，或者導(dǎo)電通孔131可以被設(shè)置在透射襯底110的側(cè)表面處，但是實(shí)施例不限于此。因?yàn)殡姌O層132形成在透射襯底110的底表面上，所以通過貼片方案可以將發(fā)光器件100安裝在外部電極上。
電極層132通過導(dǎo)電通孔131將從外部電極提供的電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145。為此，導(dǎo)電通孔131的一端可以接觸電極層132，并且導(dǎo)電通孔131的相對(duì)端可以接觸歐姆層 157或者發(fā)光結(jié)構(gòu)145中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，電極層132和導(dǎo)電通孔131可以包括高反射率材料，以有效地反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射的光。例如，電極層可以包括Ag、Rh、Ni、Au、Pd、Ir、Ti、Pt、W或者Al中的至少一個(gè)。因此，入射到電極層123和導(dǎo)電通孔131的光能夠被反射，并且通過透射襯底110 的側(cè)表面有效地發(fā)射到外部。在下文中，將會(huì)詳細(xì)地描述根據(jù)第一實(shí)施例的制造發(fā)光器件100的方法。圖2至圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造發(fā)光器件100的方法的視圖。參考圖2，在從生長(zhǎng)襯底101生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)145之后，歐姆層157形成在發(fā)光結(jié)構(gòu) 145上，并且第一附著層120a形成在歐姆層157上，從而提供第一主體M0例如，生長(zhǎng)襯底101 可以包括 Al203、SiC、GaAs、feiN、ai0、Si、GaP、LiAl203、InP、BN、 AlN或者Ge中的至少一個(gè)。通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)方案、化學(xué)氣相沉積(CVD)方案、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)方案、分子束外延(MBE)方案、或者氫化物氣相外延(HVPE)方案， 發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以形成在生長(zhǎng)襯底101上，但是實(shí)施例不限于此。通過諸如濺射方案和PECVD電子束沉積方案的沉積方案，或者諸如旋涂方案和深涂(de印coating)方案的涂覆方案可以形成歐姆層157和第一附著層120a，但是實(shí)施例不限于此。第一附著層120a可以包括能夠牢固地耦接第一主體M和第二主體N、同時(shí)透射光的材料。參考圖3，在透射襯底110的頂表面上形成要結(jié)合第一附著層120a的第二附著層 120b之后，通過透射襯底110形成孔111，從而提供第二主體N。例如，通過激光鉆孔或者蝕刻可以形成孔111。盡管在圖3中示出一個(gè)孔111，但是可以提供多個(gè)孔111。參考圖4，第一附著層120a與第二附著層120b相對(duì)地結(jié)合第二附著層120b，使得第一主體M能夠結(jié)合第二主體N。在這樣的情況下，第一附著層120a結(jié)合第二附著層120b，從而形成附著層120。參考圖5，可以從相互結(jié)合的第一主體M和第二主體N去除生長(zhǎng)襯底101。通過激光剝離(LLO)工藝和蝕刻工藝中的至少一個(gè)可以去除生長(zhǎng)襯底101，但是實(shí)施例不限于此。參考圖6，孔111可以被填充有導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電通孔131，并且電極層132可以形成在透射襯底110的底表面上。導(dǎo)電通孔131和電極層132可以通過鍍方案或者沉積方案形成，并且可以包括相同的材料。同時(shí)，如果附著層120的一部分保留在孔111中，那么可以通過蝕刻工藝去除剩余的部分然后可以形成導(dǎo)電通孔131，但是實(shí)施例不限于此。優(yōu)選地，電極層132和導(dǎo)電通孔131可以包括高反射率材料，以有效地反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射的光。例如，電極層132可以包括Ag、Rh、Ni、Au、Pd、Ir、Ti、Pt、W或者Al中的至少一個(gè)。參考圖7，可以對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)145執(zhí)行隔離蝕刻，從而在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上形成粗糙部或者圖案。通過隔離蝕刻工藝，多個(gè)發(fā)光器件可以被劃分為單獨(dú)的器件單元?？梢孕纬纱植诓炕蛘邎D案以提高光提取效率。例如，通過蝕刻工藝或者鍍工藝可以形成粗糙部或者圖案。另外，通過隔離蝕刻工藝可以去除歐姆層157的暴露部分。歐姆層157的暴露部分被去除，使得可以防止發(fā)光器件100與外部電極電氣短路，但是實(shí)施例不限于此。參考圖8，電極160形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145上，并且保護(hù)構(gòu)件155形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145 的側(cè)側(cè)面上，從而提供根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100。通過沉積方案或者鍍方案可以形成電極160，但是實(shí)施例不限于此。通過濺射方案、PECVD方案、或者電子束沉積方案可以形成保護(hù)構(gòu)件155。另外，保護(hù)構(gòu)件155可以被額外地形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面的外圍部分處以及發(fā)光結(jié)構(gòu)145的側(cè)表面處，但是實(shí)施例不限于此。同時(shí)，執(zhí)行作為后續(xù)工藝的芯片分離工藝以將多個(gè)發(fā)光器件劃分為單獨(dú)的器件單元。通常，芯片分離工藝可以包括激光劃片工藝和斷裂工藝。因?yàn)榘l(fā)光器件100可以包括透射襯底110來替代金屬襯底，所以可以容易地執(zhí)行斷裂工藝和激光劃片工藝以形成單獨(dú)的芯片。另外，芯片分離工藝沒有與隔離蝕刻工藝相分離，而是與隔離蝕刻工藝一起執(zhí)行， 使得能夠增加用于發(fā)光器件100的制造工藝的效率。在下文中，根據(jù)歐姆層157的形狀將會(huì)描述各種實(shí)施例。然而，將會(huì)省略或者簡(jiǎn)化重復(fù)組件的描述。圖9至圖11是示出根據(jù)歐姆層157的形狀的各種實(shí)施例的截面圖。(第二實(shí)施例)參考圖9，根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件100B包括透射襯底110 ；在透射襯底110上的附著層120 ；歐姆層157b，該歐姆層157b選擇性地形成在附著層120的頂表面的一部分處；發(fā)光結(jié)構(gòu)145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在歐姆層157b和附著層120上以產(chǎn)生光；電極層 132，該電極層132形成在透射襯底110的底表面上；以及導(dǎo)電通孔131，該導(dǎo)電通孔131通過透射襯底100電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)145和電極層132。歐姆層157b可以選擇性地形成在附著層120的頂表面的部分處。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu) 145的底表面接觸歐姆層157b和附著層120。另外，導(dǎo)電通孔131的一端可以接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)145。當(dāng)附著層120包括絕緣材料時(shí)，發(fā)光結(jié)構(gòu)145與歐姆層157b進(jìn)行歐姆接觸，并且導(dǎo)電通孔131包括與發(fā)光結(jié)構(gòu)145進(jìn)行肖特基接觸的材料，防止電力流過電極160和導(dǎo)電通孔131之間的最短的距離，使得能夠在發(fā)光結(jié)構(gòu)145中均勻地?cái)U(kuò)展電力。(第三實(shí)施例)參考圖10，根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件100C包括透射襯底110 ；在透射襯底110 上的附著層120 ；選擇性地形成在附著層120的一部分處的歐姆層157c以及反射層158 ；發(fā)光結(jié)構(gòu)145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在歐姆層157c和反射層158上以產(chǎn)生光；電極層132，該電極層132形成在透射襯底110的底表面上；以及導(dǎo)電通孔131，該導(dǎo)電通孔131通過透射襯底110電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)145和電極層132。歐姆層157c和反射層158可以形成在附著層120上。如圖10中所示，歐姆層157c 和反射層158可以被選擇性地構(gòu)圖。歐姆層157c可以包括透光材料，并且反射層158可以包括光反射材料。因此，從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射到歐姆層157c的光被透射到透射襯底110，并且從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射到反射層158的光被反射到發(fā)光結(jié)構(gòu)145并且被輸出到外部。反射層158可以包括Ag、Rh、Ni、Au、Pd、Ir、Ti、Pt、W或者Al中的至少一個(gè)。同時(shí)，當(dāng)反射層150和導(dǎo)電通孔131與發(fā)光結(jié)構(gòu)145進(jìn)行肖特基接觸時(shí)，防止電力流過電極160和導(dǎo)電通孔131之間的最短的距離，使得在發(fā)光結(jié)構(gòu)145中均勻地?cái)U(kuò)展電力。(第四實(shí)施例)參考圖11，根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件100D包括透射襯底110 ；在透射襯底110 上的附著層120和反射層158d ；在附著層120和反射層158d上的歐姆層157 ；發(fā)光結(jié)構(gòu) 145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在歐姆層157上以產(chǎn)生光；電極層132，該電極層132形成在透射襯底110的底表面上；以及導(dǎo)電通孔131，該導(dǎo)電通孔131通過透射襯底110電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)145和電極層132。反射層158d包括光反射材料。例如，反射層158d可以包括Ag、Rh、Ni、Au、Pd、Ir、 Ti、Pt、W或者Al中的至少一個(gè)。因此，朝著發(fā)光結(jié)構(gòu)145反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射到反射層158d上的光并且將其輸出到外部。另外，從發(fā)光結(jié)構(gòu)145射到反射層158d之間的區(qū)域的光可以入射到透射襯底 110，并且通過透射襯底110的側(cè)表面輸出。然而，實(shí)施例不限于此。同時(shí)，當(dāng)導(dǎo)電通孔131的一端與發(fā)光結(jié)構(gòu)145進(jìn)行肖特基接觸時(shí)，防止電力流過電極160和導(dǎo)電通孔31之間的最短的距離，使得能夠在發(fā)光結(jié)構(gòu)145內(nèi)均勻地?cái)U(kuò)展電力。在下文中，將會(huì)詳細(xì)地描述根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件100E，并且將會(huì)省略或者簡(jiǎn)化重復(fù)組件的描述。圖12是示出根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件100E的截面圖。根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件100E具有與根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于發(fā)光器件100E包括光學(xué)轉(zhuǎn)換層。參考圖12，根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件100E包括透射襯底110，該透射襯底110 包括光學(xué)轉(zhuǎn)換層115 ；在透射襯底110上的歐姆層157 ；發(fā)光結(jié)構(gòu)145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在歐姆層157上以產(chǎn)生光；電極層132，該電極層132形成在透射襯底110的底表面上；以及導(dǎo)電通孔131，該導(dǎo)電通孔131通過透射襯底110電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)145和電極層132。透射襯底110可以包括光學(xué)轉(zhuǎn)換層115。光學(xué)轉(zhuǎn)換層115形成在透射襯底110的上部、中部、以及下部中的一個(gè)處或者透射襯底110的側(cè)表面處，但是實(shí)施例不限于此。例如，通過將熒光體添加到樹脂或者硅，能夠形成光學(xué)轉(zhuǎn)換層115。因?yàn)楣鈱W(xué)轉(zhuǎn)換層115包括熒光體，所以光學(xué)轉(zhuǎn)換層115可以改變從發(fā)光結(jié)構(gòu)145射到光學(xué)轉(zhuǎn)換層115上的光的波長(zhǎng)。例如，當(dāng)從發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生的第一光入射到光學(xué)轉(zhuǎn)換層115上時(shí)，通過第一光激勵(lì)光學(xué)轉(zhuǎn)換層115的熒光體以產(chǎn)生第二光。因此，發(fā)光器件100E能夠發(fā)射第一光和第二光的混合。例如，當(dāng)光學(xué)轉(zhuǎn)換層115包括黃熒光體，并且發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生藍(lán)光時(shí)，根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件100E能夠發(fā)射白光。在下文中，將會(huì)詳細(xì)地描述根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件100F。將會(huì)省略或者簡(jiǎn)化重復(fù)組件的描述。圖13是示出根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件100F的截面圖。根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件100F具有與根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于透射襯底110的形狀。參考圖13，可以從根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件100F的透射襯底110去除下角的一部分。因此，透射襯底110的頂表面具有不同于透射襯底110的底表面的面積的面積。不具有下角的一部分的透射襯底110的側(cè)表面可以具有平坦表面的形狀、或者諸如凹表面或者凸表面的圖案。透射襯底110的側(cè)表面上的圖案可以選擇性地形成在上部或者下部上。因此，透射襯底110的面積從下部朝著其上部增加，但是實(shí)施例不限于此。透射襯底110的側(cè)表面和透射襯底110的底表面可以形成為具有θ的角。θ可以具有20°至70°。因?yàn)橥干湟r底110具有上述形狀，所以透射襯底110的體積減少。因此，最小化在透射襯底110內(nèi)部而沒有被發(fā)射到其外部的光的量，從而能夠提高發(fā)光器件100F的光提取效率。另外，通過允許透射襯底110具有彎曲的側(cè)表面能夠提高光提取效率。圖14是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件100的發(fā)光器件封裝的截面圖。參考圖14，根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝包括主體20 ；第一和第二電極層31和32， 該第一和第二電極層31和32被安裝在主體20上；根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件100，其被安裝在主體20上并且電氣地連接第一和第二電極層31和32 ；以及成型構(gòu)件40，該成型構(gòu)件40 包圍發(fā)光器件100。主體20可以包括硅、合成樹脂或者金屬，并且可以在發(fā)光器件100周圍具有傾斜表面。第一和第二電極層31和32相互電氣地絕緣，并且電力被提供到發(fā)光器件100。第一和第二電極層31和32反射從發(fā)光器件100產(chǎn)生的光以增加光效率，并且將從發(fā)光器件 100發(fā)出的熱散發(fā)到其外部。發(fā)光器件100可以安裝在主體20上，或者可以安裝在第一電極層31或者第二引線電極32上。通過引線結(jié)合方案、倒裝芯片方案以及貼片方案，可以將發(fā)光器件100電氣地連接到第一和第二電極層31和32，但是實(shí)施例不限于此。成型構(gòu)件40包圍發(fā)光器件100以保護(hù)發(fā)光器件100。成型構(gòu)件40包括熒光體以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長(zhǎng)。發(fā)光器件封裝可以包括至少一個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件或者可以包括多個(gè)公開的發(fā)光器件，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例的多個(gè)發(fā)光器件封裝可以排列在基板上，并且包括導(dǎo)光板、棱鏡片、以及擴(kuò)散片的多個(gè)光學(xué)構(gòu)件可以被設(shè)置在發(fā)光器件封裝的光學(xué)路徑上。發(fā)光器件封裝、基板、 以及光學(xué)構(gòu)件可以構(gòu)成燈單元。根據(jù)另一實(shí)施例，根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝能夠構(gòu)成顯示設(shè)備、指示器、或者照明系統(tǒng)。例如，照明系統(tǒng)可以包括燈或者街燈。圖15是根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的背光單元1100的視圖。圖15的背光單元1100是照明系統(tǒng)的示例，并且實(shí)施例不限于此。參考圖15，背光單元1100包括底框1140、設(shè)置在底框1140中的導(dǎo)光構(gòu)件1120、 以及設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120的至少一個(gè)側(cè)表面或者底表面上的發(fā)光模塊1110。另外，反射片 1130可以設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下面。底框1140可以具有盒形狀，該盒形狀具有開口的頂表面，以在其中容納導(dǎo)光構(gòu)件 1120、發(fā)光模塊1110、以及反射片1130。底框1140可以包括金屬或者樹脂，但是實(shí)施例不限于此。發(fā)光模塊1110可以包括基板和被安裝在基板上的多個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。發(fā)光器件封裝可以向?qū)Ч鈽?gòu)件1120提供光。如圖15中所示，發(fā)光模塊1110可以被設(shè)置在底框1140的至少一個(gè)內(nèi)側(cè)表面處。 因此，發(fā)光模塊1110能夠朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的至少一個(gè)側(cè)表面提供光。發(fā)光模塊1110被設(shè)置在底框1140下面，以朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的底表面提供光。 可以根據(jù)背光單元1100的設(shè)計(jì)不同地對(duì)此進(jìn)行修改。因此，實(shí)施例不限于此。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以被設(shè)置在底框1140內(nèi)。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以將從發(fā)光模塊1110 發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為表面光，以將表面光導(dǎo)向顯示面板(未示出)。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以包括導(dǎo)光板(LGP)。導(dǎo)光板可以包括諸如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)的丙烯酸樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、C0C、以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂中的一個(gè)。光學(xué)片1150可以被設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120上。例如，光學(xué)片1150可以包括擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片、以及熒光片中至少一個(gè)。例如，光學(xué)片1150可以具有擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片、以及熒光片的堆疊結(jié)構(gòu)。擴(kuò)散片1150均勻地?cái)U(kuò)散從發(fā)光模塊1110發(fā)射的光，并且可以通過使用聚光片將擴(kuò)散的光聚集到顯示面板(未示出)上。從聚光片輸出的光被隨機(jī)偏振。亮度增強(qiáng)片可以增加從聚光片輸出的光的偏振度。聚光片可以是水平和/或垂直棱鏡片。亮度增強(qiáng)片可以是雙亮度增強(qiáng)膜(dual brightness enhancement film)。熒光片可以包括包含熒光體的透明板或者膜。反射片1130可以被設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下面。反射片1130可以將通過導(dǎo)光構(gòu)件1120的底表面輸出的光朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的出光表面反射。反射片1130包括具有優(yōu)異的反射率的諸如PET、PC、和PVC的樹脂材料，但是實(shí)施例不限于此。圖16是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件封裝的照明單元1200的透視圖。圖16 中所示的照明單元1200是照明系統(tǒng)的示例，并且實(shí)施例不限于此。參考圖16，照明單元1200包括殼體1210、安裝在殼體1210中的發(fā)光模塊1230、 以及安裝在殼體1210中以接收來自于外部電源的電力的連接端子1220。優(yōu)選地，殼體1210包括具有優(yōu)異的散熱性的材料。例如，殼體1210包括金屬材料
11或者樹脂材料。發(fā)光模塊1230可以包括基板300和安裝在基板300上的至少一個(gè)發(fā)光器件封裝 200?；?00包括印制有電路圖案的絕緣構(gòu)件。例如，基板300包括PCB(印刷電路板)、MC (金屬芯)PCB、F (柔性)PCB、或者陶瓷PCB。另外，基板300可以包括有效地反射光的材料?；?00的表面能夠被涂有諸如白色或者銀色的顏色，以有效地反射光。至少一個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝200能夠被安裝在基板300上。每個(gè)發(fā)光器件封裝200可以包括至少一個(gè)LED(發(fā)光二極管)。LED可以包括發(fā)射具有紅、綠、藍(lán)或者白的顏色的光的有色LED ；和發(fā)射UV (紫外)光的UV LED。能夠不同的布置發(fā)光模塊的LED，以提供各種顏色和亮度。例如，能夠布置白光 LED、紅光LED以及綠光LED，以實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)(CRI)。另外，熒光片能夠被設(shè)置在從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的路徑中，以改變從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的波長(zhǎng)。例如，如果從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光具有藍(lán)光的波長(zhǎng)帶，那么熒光片可以包括黃熒光體。在這樣的情況下， 從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光經(jīng)過熒光片從而光被視為白光。連接端子1220電氣地連接至發(fā)光模塊1230，以向發(fā)光模塊1230提供電力。參考圖16，連接端子1220具有與外部電源螺紋耦接的插座形狀，但是實(shí)施例不限于此。例如，能夠以插入外部電源的插頭的形式制備連接端子1220或者通過布線將連接端子1220連接到外部電源。根據(jù)如上所述的照明系統(tǒng)，導(dǎo)光構(gòu)件、擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片、以及熒光片的至少一個(gè)可以被設(shè)置在從發(fā)光模塊發(fā)射的光的路徑上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)所想要的光學(xué)效果。在本說明書中對(duì)于“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等的引用意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中，在各處出現(xiàn)的這類短語不必都表示相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性時(shí)，都認(rèn)為結(jié)合實(shí)施例中的其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到許多落入本公開原理的精神和范圍內(nèi)的其它修改和實(shí)施例。更加具體地，在本公開、附圖和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，主題的組合布置的組成部件和/或布置方面的各種變化和修改都是可能性。除了組成部件和/或布置方面的變化和修改之外，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，替代使用也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括透射襯底；在所述透射襯底上的歐姆層；在所述歐姆層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、和在所述第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層；在所述透射襯底的底表面上的電極層；以及導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)電通孔通過所述透射襯底電氣地連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述電極層，其中所述透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底具有大約IOOym至大約 1000 μ m的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底包括藍(lán)寶石(Al2O3)、玻璃材料、 GaN、&iO、或者AlN中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底的折射率小于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括附著層，所述附著層設(shè)置在所述歐姆層和所述透射襯底之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件，其中所述附著層包括旋涂玻璃、SOl-Gel、IT0、Zn0 或者SiOx中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底的側(cè)表面和所述透射襯底的底表面被形成為具有20°至70°的θ的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底的側(cè)表面具有平坦形狀、凹形或者凸形的圖案或者粗糙部中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底包括光學(xué)轉(zhuǎn)換層，并且所述光學(xué)轉(zhuǎn)換層包括熒光體以改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述歐姆層與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行歐姆接觸， 并且包括金屬氧化物、金屬氮化物、或者金屬薄膜中的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述歐姆層被選擇性地設(shè)置在所述透射襯底的一部分處。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括反射層，所述反射層在所述透射襯底上以與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行肖特基接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光器件，其中所述反射層被選擇性地設(shè)置在所述透射襯底的一部分處。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其中所述透射襯底的側(cè)表面上的粗糙部或者圖案能被選擇性地形成在上部或者下部上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電通孔與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行肖特基接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了發(fā)光器件及其制造方法、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。發(fā)光器件包括透射襯底；在透射襯底上的歐姆層；在歐姆層上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層以及在第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的有源層；在透射襯底的底表面上的電極層；以及導(dǎo)電通孔，該導(dǎo)電通孔通過透射襯底電氣地連接發(fā)光結(jié)構(gòu)和電極層，其中透射襯底的面積從下部朝著其上部增加。
文檔編號(hào)H01L33/36GK102163669SQ20111004225
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者丁煥熙, 宋俊午, 崔光基, 文智炯, 李尚烈 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司