本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置,尤其涉及一種散熱特性優(yōu)秀的發(fā)光裝置。
背景技術(shù):
近來(lái),隨著對(duì)小型高輸出發(fā)光裝置的需求增加,對(duì)可應(yīng)用于高輸出發(fā)光裝置的高散熱效率的大面積倒裝芯片型發(fā)光二極管的需求正在增加。倒裝芯片型發(fā)光二極管的電極直接接合于二次基板,而且在倒裝芯片型發(fā)光二極管并不利用用于供應(yīng)外部電源的線,因此與水平型發(fā)光二極管相比而言散熱效率極高。因此,即使施加高密度電流,也能夠?qū)嵊行У貍鲗?dǎo)至二次基板側(cè),所以倒裝芯片型發(fā)光二極管適合用作高輸出發(fā)光裝置的發(fā)光源。
并且,為了發(fā)光二極管的小型化和高輸出,對(duì)如下的芯片級(jí)封裝件(chipscalepackage)的需求正在增加:省去將發(fā)光二極管封裝于其他的殼體等的工序,而將發(fā)光二極管本身用作封裝件。尤其,倒裝芯片型發(fā)光二極管的電極可執(zhí)行與封裝件的引線類似的功能,因此在這種芯片級(jí)封裝件中也可以有效地應(yīng)用倒裝芯片型發(fā)光二極管。
在將如上所述的芯片級(jí)封裝件形態(tài)的元件用作高輸出發(fā)光裝置的情況下,高密度的電流施加于所述芯片級(jí)封裝件。如果施加高密度的電流,則從發(fā)光芯片產(chǎn)生的熱也相應(yīng)地增加。這種熱在發(fā)光二極管引發(fā)熱應(yīng)力,并引發(fā)熱膨脹系數(shù)互不相同的物質(zhì)之間的界面上產(chǎn)生的應(yīng)力及由此引起的殘余應(yīng)力。因此,要求應(yīng)用于高輸出發(fā)光裝置的發(fā)光二極管具有高散熱效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,提供一種散熱效率高并具有低結(jié)溫(junctiontemperature)的發(fā)光裝置。
技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的一方面的發(fā)光裝置包括:第二基板,包括第二基座、導(dǎo)電圖案及絕緣圖案,所述導(dǎo)電圖案位于所述第二基座上,所述絕緣圖案位于所述第二基座與所述導(dǎo)電圖案之間;第一基板,位于所述第二基板上,且包括第一基座、第一電極和第二電極;以及發(fā)光二極管,位于所述第一基板上,且包括發(fā)光部、第一焊盤(pán)電極和第二焊盤(pán)電極,所述第一焊盤(pán)電極和第二焊盤(pán)電極位于所述發(fā)光部與第一基板之間,其中,所述第二基板的第二基座包括向上部突出的突出部,所述突出部抵接于所述第一基板。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明,提供一種包括第一基板、第二基板及發(fā)光二極管的發(fā)光裝置,從而可以提供一種因散熱效率提高而使可靠性提高的發(fā)光裝置。并且,提供一種散熱效率優(yōu)秀的發(fā)光裝置,從而可以實(shí)現(xiàn)具有適于高輸出發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置。進(jìn)而,可以將發(fā)光二極管的發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度形成為預(yù)定范圍以上,從而可以提供熱可靠性進(jìn)一步提高的發(fā)光裝置。
附圖說(shuō)明
圖1和圖2是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光裝置的分解剖視圖和剖視圖。
圖3和圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的發(fā)光二極管的平面圖和剖視圖。
圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的發(fā)光裝置的剖視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光裝置可實(shí)現(xiàn)為多樣的形態(tài)。
根據(jù)多樣的實(shí)施例的發(fā)光裝置包括:第二基板,包括第二基座、導(dǎo)電圖案和絕緣圖案,所述導(dǎo)電圖案位于所述第二基座上,所述絕緣圖案位于所述第二基座與所述導(dǎo)電圖案之間;第一基板,位于所述第二基板上,且包括第一基座、第一電極和第二電極;發(fā)光二極管,位于所述第一基板上,且包括發(fā)光部、第一焊盤(pán)電極和第二焊盤(pán)電極,所述第一焊盤(pán)電極和第二焊盤(pán)電極位于所述發(fā)光部與第一基板之間。其中,所述第二基板的第二基座包括朝向上部突出的突出部,所述突出部抵接于所述第一基板。
所述第一基板還可以包括位于所述第一基座的下表面的散熱墊,所述散熱墊可抵接于所述突出部。
并且,所述第一電極可包括:第一上部電極和第一下部電極,分別位于所述第一基座的上表面和下表面;第一通孔電極,連接所述第一上部電極與第一下部電極。所述第二電極可包括:第二上部電極和第二下部電極,分別位于所述第一基座的上表面和下表面;第二通孔電極,連接所述第二上部電極與第二下部電極。其中,所述第一通孔電極和第二通孔電極可貫穿所述第一基座。
進(jìn)而,所述散熱墊可位于所述第一下部電極與第二下部電極之間。
并且,所述導(dǎo)電圖案可包括相互隔開(kāi)的第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案,所述第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案可分別電連接于第一電極和第二電極。
進(jìn)而,所述突出部可位于所述第一導(dǎo)電圖案與第二導(dǎo)電圖案之間。
所述第一基座可包括絕緣性陶瓷,所述第二基座可包括導(dǎo)電性金屬。
所述發(fā)光二極管可包括發(fā)光結(jié)構(gòu)體,所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體可包括氮化物半導(dǎo)體,所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度可以是20μm以上。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度可以是100μm以上。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體還可以包括氮化物系生長(zhǎng)基板。
所述氮化物系生長(zhǎng)基板可以是gan基板。
所述發(fā)光二極管可包括:發(fā)光結(jié)構(gòu)體,包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及活性層,所述活性層位于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間;第一接觸電極和第二接觸電極,位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體上,且分別歐姆接觸于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;絕緣層,用于使所述第一接觸電極與第二接觸電極絕緣,并覆蓋所述第一接觸電極和第二接觸電極的局部。其中,所述第一焊盤(pán)電極和第二焊盤(pán)電極可分別電連接于所述第一接觸電極和第二接觸電極。
進(jìn)而,所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體可包括一個(gè)以上的臺(tái)面,所述一個(gè)以上的臺(tái)面包括所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和所述活性層,在所述臺(tái)面的周圍形成有暴露所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的區(qū)域,通過(guò)暴露所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的區(qū)域,可以使所述第一接觸電極與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層歐姆接觸。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度可以是20μm以上。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體還可以包括氮化物系生長(zhǎng)基板。
所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度可以是100μm以上。
所述發(fā)光裝置還可以包括:波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部,覆蓋所述發(fā)光二極管的至少一部分表面。
以下,參照附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。以下介紹的實(shí)施例是為了將本發(fā)明的思想充分傳遞給本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具備基本知識(shí)的人員而作為示例提供的實(shí)施例。因此,本發(fā)明并不限定于如下所述的實(shí)施例而是可以具體化為其他形態(tài)。并且,在附圖中,可能為了便于說(shuō)明而將構(gòu)成要素的寬度、長(zhǎng)度、厚度等夸張圖示。并且,當(dāng)記載有一個(gè)構(gòu)成要素位于其他構(gòu)成要素的“上部”或“上方”時(shí),不僅包括各個(gè)部分位于其他部分的“緊鄰的上部”或“緊鄰的上方”的情形,而且還包括各個(gè)構(gòu)成要素與其他構(gòu)成要素之間夾設(shè)有又一構(gòu)成要素的情形。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中,相同的附圖符號(hào)表示相同的構(gòu)成要素。
圖1和圖2是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光裝置的分解剖視圖和剖視圖。具體而言,圖1是將根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光裝置的各個(gè)構(gòu)成要素分解圖示的分解剖視圖,圖2為表示所述構(gòu)成要素相結(jié)合的形態(tài)的發(fā)光裝置的剖視圖。而且,圖3和圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的發(fā)光二極管100的平面圖和剖視圖。本實(shí)施例的發(fā)光二極管100可應(yīng)用于圖1和圖2的發(fā)光裝置。
首先,參照?qǐng)D1和圖2,所述發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管100、第一基板200及第二基板300。第一基板200位于第二基板300上,發(fā)光二極管100位于第一基板200上。發(fā)光二極管100、第一基板200和第二基板300可彼此電連接。以下,對(duì)發(fā)光二極管100、第一基板200和第二基板300進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
第二基板300位于發(fā)光裝置的底部,從而可以支撐第一基板200和發(fā)光二極管100。第二基板300可包括第二基座310和導(dǎo)電圖案330,進(jìn)而,還可以包括絕緣圖案320。并且,第二基座310可包括突出部311。
第二基座310可執(zhí)行如第二基板300的支撐板的作用。第二基座310的物質(zhì)不受限制,但可包括熱傳導(dǎo)性優(yōu)秀的物質(zhì)。第二基座310可包括金屬物質(zhì),例如可包括ag、cu、au、al、mo等,并可形成為單層或多層。因此,第二基座310可以將驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置時(shí)產(chǎn)生的熱有效地傳導(dǎo),從而提高發(fā)光裝置的散熱效率。
第二基座310的突出部311可形成為從第二基座310的上表面突出的形態(tài)。突出部311的布置位置并不受限,然而可以確定為如下的位置:與后述的第一基板200接觸,且與第一基板200的電極220、230相隔。例如,突出部311可位于第二基座310的上表面的大體中央部分。
導(dǎo)電圖案330可位于第二基座310上。導(dǎo)電圖案330可包括相互隔開(kāi)而相互絕緣的第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案。因此,導(dǎo)電圖案330可形成有至少兩個(gè)。如后所述,導(dǎo)電圖案330可與發(fā)光二極管100電連接。導(dǎo)電圖案330既可以起到如電回路的作用,也可以起到如發(fā)光裝置的引線的作用。導(dǎo)電圖案330可包含具有電傳導(dǎo)性的物質(zhì),例如可包含ni、pt、pd、rh、w、ti、al、mg、ag、cr、au等金屬物質(zhì)。并且,導(dǎo)電圖案330可構(gòu)成為單層或多層。進(jìn)而,導(dǎo)電圖案330可從第二基座310的突出部311隔開(kāi)。在導(dǎo)電圖案330與突出部311相隔的空間還可以?shī)A設(shè)有如焊膏之類的附加性絕緣物質(zhì)。
另外,在第二基座310具有導(dǎo)電性的情況下,絕緣圖案320可位于基座310與導(dǎo)電圖案330之間,從而使基座310與導(dǎo)電圖案330絕緣。
并且,可以使導(dǎo)電圖案330的上表面與突出部311的上表面以大致相同的高度平行地形成。因此,第一基板200可穩(wěn)定地貼裝于第二基板300的上表面。然而,本發(fā)明并不限定于此,導(dǎo)電圖案330的上表面高度與突出部311的上表面高度可互不相同。例如,在將第一基板200的散熱墊240的厚度形成為比下部電極225、235的厚度更厚的情況下,突出部311的上表面可布置成低于導(dǎo)電圖案330的上表面。
第一基板200位于第二基板300上。第一基板200包括第一基座210、第一電極220、第二電極230及散熱墊240。第一基板200可貼裝于第二基板300上,例如,可通過(guò)焊接結(jié)合、共晶結(jié)合(eutecticbonding)等可形成電連接的方法而被貼裝于第二基板300上。
第一基座210可包括絕緣性物質(zhì),而且可以包括高導(dǎo)熱率的物質(zhì)。例如,可包括高導(dǎo)熱性聚合物和/或陶瓷物質(zhì)。尤其,第一基座210可包括aln陶瓷。于是,當(dāng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置時(shí),在發(fā)光二極管100產(chǎn)生的熱可通過(guò)第一基座210有效地傳導(dǎo)至散熱墊240,如此傳導(dǎo)的熱可通過(guò)第二基座310釋放到外部。
第一電極220和第二電極230可分別形成于第一基座210的上表面和下表面上。具體而言,第一電極220可包括第一上部電極221、第一通孔電極223及第一下部電極225,第二電極230可包括第二上部電極231、第二通孔電極233及第二下部電極235。
第一上部電極221可位于第一基座210的上表面上,第一下部電極225可位于第一基座210的下表面上。此時(shí),第一通孔電極223可貫穿第一基座210,從而使第一上部電極221與第一下部電極225電連接。第一上部電極221的面積可以比第一下部電極225的面積而言相對(duì)大地形成。與此類似地,第二上部電極231可位于第一基座210的上表面上,第二下部電極235可位于第一基座210的下表面上。此時(shí),第二通孔電極223貫穿第一基座210,從而可以使第二上部電極231與第二下部電極235電連接。第二上部電極231的面積可以比第二下部電極235的面積而言相對(duì)大地形成。
并且,第一上部電極221與第二上部電極231的相隔距離可以比第一下部電極225與第二下部電極235的相隔距離小。因此,第一下部電極225與第二下部電極235之間的區(qū)域的面積可相對(duì)大地被提供,據(jù)此可以提供能夠形成散熱墊240的區(qū)域。
另外,第一下部電極225和第二下部電極235可電連接于第二基板300的導(dǎo)電圖案330。例如,第一下部電極225和第二下部電極235可通過(guò)焊接等而粘接于第二基板300的導(dǎo)電圖案330,從而形成電連接。
散熱墊240可位于第一基座210的下表面上。散熱墊240可以與第一基座210接觸,卻與第一電極220及第二電極230隔開(kāi)而電絕緣。并且,散熱墊240可位于第一下部電極225與第二下部電極235之間。進(jìn)而,散熱墊240可與第二基板300接觸,尤其可以與突出部311接觸。散熱墊240例如可通過(guò)焊接等而以物理方式連接于突出部311。通過(guò)使散熱墊240直接接觸于包含有導(dǎo)熱性優(yōu)秀的金屬的基座310,從而可以使發(fā)光二極管100發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的熱有效地傳導(dǎo)至基座310。傳遞到基座310的熱可有效地釋放到外部,且可以使發(fā)光裝置的散熱效率得以提高。
第一下部電極225、第二下部電極235及散熱墊240的厚度可大致相同,于是第一基板200可穩(wěn)定地貼裝于第二基板300。然而,本發(fā)明并不限定于此,第一下部電極225、第二下部電極235及散熱墊240的厚度可根據(jù)第二基板300的突出部311的高度變化而互不相同地調(diào)節(jié)。例如,散熱墊240的厚度可以比第一下部電極225和第二下部電極235的厚度更大。
電極220、230可包含導(dǎo)電物質(zhì),例如可包含ni、pt、pd、rh、w、ti、al、ag、au、cu等金屬。散熱墊240可包含導(dǎo)熱性相對(duì)較高的物質(zhì),尤其可以包含ag、cu、au、al、mo等。電極220、230與散熱墊240可由相同的物質(zhì)形成,或者可以由互不相同的物質(zhì)形成。在電極220、230與散熱墊240由相同的物質(zhì)形成的情況下,電極220、230和散熱墊240可通過(guò)相同的工序而同時(shí)形成。
發(fā)光二極管100位于第一基板200上。發(fā)光二極管100包括發(fā)光部100l、第一焊盤(pán)電極171及第二焊盤(pán)電極173。
發(fā)光部100l可具有基于p-n結(jié)的發(fā)光結(jié)構(gòu),且可以包括形成為包含活性層的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的發(fā)光結(jié)構(gòu)體。尤其,發(fā)光部100l可包括包含氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光結(jié)構(gòu)體。在此,所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度可以是20μm,進(jìn)而,可以是100μm以上。并且,所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體可包括氮化物系生長(zhǎng)基板,例如可包括gan基板。如上所述,通過(guò)使發(fā)光結(jié)構(gòu)體包括氮化物系生長(zhǎng)基板,并形成為如上所述的范圍的厚度,從而可以提高散熱效率及熱分配效率,由此可以降低發(fā)光二極管100的結(jié)溫(tj;junctiontemperature)。因此,可提高發(fā)光二極管100和發(fā)光裝置的熱可靠性。
此外,第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173可位于發(fā)光部100l的下部,且可以分別連接于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)體的極性互不相同的半導(dǎo)體層。如上所述,本實(shí)施例的發(fā)光二極管100只要是具有形成于其下部的焊盤(pán)電極的結(jié)構(gòu)就不受限制,例如,發(fā)光二極管100可以是倒裝芯片型發(fā)光二極管。
以下,參照?qǐng)D3和圖4而更加詳細(xì)地說(shuō)明發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)。然而,本實(shí)施例中說(shuō)明的發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)是示例性的結(jié)構(gòu),本發(fā)明并不限定于此。圖3(a)為發(fā)光二極管100的平面圖,圖3(b)是用于說(shuō)明臺(tái)面120m的位置、第一接觸電極130的接觸區(qū)域120a、第一開(kāi)口部160a和第二開(kāi)口部160b的位置的平面圖。圖4為表示對(duì)應(yīng)于圖3的a-a'線的部分的剖面的剖視圖。
參照?qǐng)D3和圖4,發(fā)光二極管100包括發(fā)光結(jié)構(gòu)體120、第一接觸電極130、第二接觸電極140、絕緣層150、160以及第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173。
發(fā)光結(jié)構(gòu)體120包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121、位于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121上的活性層123以及位于活性層123上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121、活性層123及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125可包括ⅲ-ⅴ系列化合物半導(dǎo)體,例如可包括(al,ga,in)n之類的氮化物系半導(dǎo)體。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121可包含n型雜質(zhì)(例如si),第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125可包含p型雜質(zhì)(例如mg)。而且,也可以與此相反。活性層123可包括多量子阱結(jié)構(gòu)(mqw),而且其組成比可以以釋放所期望的峰值波長(zhǎng)的光的方式確定。
并且,發(fā)光結(jié)構(gòu)體120可包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125和活性層123被局部性去除而使一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121局部暴露的區(qū)域。如圖4所示,第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121局部暴露的區(qū)域可按如下方式提供:通過(guò)去除部分第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125和活性層123而形成包含第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125和活性層123的臺(tái)面120m。發(fā)光結(jié)構(gòu)體120可包括多個(gè)臺(tái)面120m,臺(tái)面120m可具有沿同一方向延伸的較長(zhǎng)的形狀。然而,本發(fā)明并不限定于此。
而且,發(fā)光結(jié)構(gòu)體120還可以包括位于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的下方的氮化物系生長(zhǎng)基板110。例如,所述生長(zhǎng)基板可包括氮化鎵基板、氮化鋁基板。
發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的厚度t可具有預(yù)定范圍以上的厚度。發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的厚度t可以是約20μm以上,進(jìn)而,可以是約100μm以上。發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的厚度t等于將生長(zhǎng)基板110、第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121、活性層123及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的厚度全部相加。不同于此,在發(fā)光結(jié)構(gòu)體120不包括生長(zhǎng)基板的情況下,可以通過(guò)使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的厚度生長(zhǎng)為預(yù)定厚度以上,從而使發(fā)光結(jié)構(gòu)體120具有約為20μm以上的厚度。在此情況下,生長(zhǎng)基板可以是如藍(lán)寶石基板的異質(zhì)基板,或者可將所述異質(zhì)生長(zhǎng)基板從第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121分離而去除。
通過(guò)將發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的厚度t形成為如上所述的預(yù)定范圍,可以提高散熱效率和熱分配效率。據(jù)此,可以使發(fā)光二極管100的結(jié)溫降低,從而可以防止由熱引起的發(fā)光二極管100的效率降低及可靠性降低。
第二接觸電極140位于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125上,且可以與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125歐姆接觸。而且,第二接觸電極140可覆蓋第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的上表面的至少一部分,進(jìn)而,可布置成覆蓋第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的上表面全部。即,第二接觸電極140可位于臺(tái)面120m上。
第二接觸電極140可由能夠與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125歐姆接觸的物質(zhì)形成,例如可包括金屬性物質(zhì)和/或?qū)щ娦匝趸铩?/p>
在第二接觸電極140包含金屬性物質(zhì)的情況下,第二接觸電極140可包括反射層及覆蓋所述反射層的覆蓋層。如上所述,第二接觸電極140歐姆接觸于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125,與此同時(shí)還可以執(zhí)行反射光的功能。因此,所述反射層可包括具有高反射率并能夠與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125歐姆接觸的金屬。例如,所述反射層可包含ni、pt、pd、rh、w、ti、al、mg、ag及au中的至少一種金屬。而且,所述反射層可包括單層或多層。所述覆蓋層可防止所述反射層與其他物質(zhì)之間的相互擴(kuò)散,并可防止外部的其他物質(zhì)擴(kuò)散到所述反射層而對(duì)所述反射層造成損傷。因此,所述覆蓋層可形成為覆蓋所述反射層的下表面和側(cè)面。所述覆蓋層可以與所述反射層一起電連接于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125,因此可以與所述反射層一起執(zhí)行電極作用。所述覆蓋層例如可包含au、ni、ti、cr等,而且還可以包括單層或多層。這種反射層和覆蓋層可利用電子束沉積、金屬鍍覆方式等而形成。
另外,在第二接觸電極140包含導(dǎo)電性氧化物的情況下,所述導(dǎo)電性氧化物可以是ito、zno、azo、izo等。當(dāng)?shù)诙佑|電極140包含導(dǎo)電性氧化物時(shí),與包含金屬的情形相比,可覆蓋更加寬闊的區(qū)域的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的上表面。即,從第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121暴露的區(qū)域的邊框開(kāi)始直到第二接觸電極140為止的相隔距離可在第二接觸電極140由導(dǎo)電性氧化物形成的情況下相對(duì)更短地形成。在此情況下,從第二接觸電極140與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125接觸的部分至第一接觸電極130與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121接觸的部分為止的最短距離可變得相對(duì)更短,因此發(fā)光二極管100的正向電壓vf可減小。
并且,第二接觸電極140包括ito,第一絕緣層150包括sio2,在第一接觸電極130包含ag的情況下,可形成包含ito/sio2/ag層疊結(jié)構(gòu)的全方位反射器。
絕緣層150、160局部性覆蓋第一接觸電極130和第二接觸電極140,并使第一接觸電極130與第二接觸電極140相互絕緣。絕緣層150、160可包括第一絕緣層150和第二絕緣層160。以下,首先對(duì)第一絕緣層150進(jìn)行說(shuō)明,并在后面闡述與第二絕緣層160相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。
第一絕緣層150可將發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的上表面和第二接觸電極140局部性覆蓋。而且,第一絕緣層150可覆蓋臺(tái)面120m的側(cè)面,并使暴露于平臺(tái)120m的周邊的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121局部性暴露。因此,第一絕緣層150可包括:與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121局部性暴露的部分對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部以及用于使第二接觸電極140的一部分暴露的開(kāi)口部。通過(guò)第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121局部性暴露的開(kāi)口部,可形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121與第一接觸電極130歐姆接觸的區(qū)域120a。
第一絕緣層150可包含絕緣性物質(zhì),例如可包含sio2、sinx、mgf2等。進(jìn)而,第一絕緣層150可包括多層,而且還可以包括折射率不同的物質(zhì)交替層疊的分布式布拉格反射器。
在第二接觸電極140包含導(dǎo)電性氧化物的情況下,第一絕緣層150可包括分布式布拉格反射器,從而可以提高發(fā)光二極管100的發(fā)光效率。并且,與之不同地,第二接觸電極140包含導(dǎo)電性氧化物,并可以通過(guò)由透明絕緣氧化物(例如,sio2)形成第一絕緣層150,從而可以形成由第二接觸電極140、第一絕緣層150及第一接觸電極130的層疊結(jié)構(gòu)而形成全方位反射器。此時(shí),第一接觸電極130優(yōu)選以如下方式形成:將除了暴露第二接觸電極140的一部分的區(qū)域以外的第一絕緣層150的表面幾乎全盤(pán)覆蓋。據(jù)此,第一絕緣層150的一部分可夾設(shè)于第一接觸電極130與第二接觸電極140之間。
進(jìn)而,與圖示情形不同地,第一絕緣層150還可以覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的至少一部分側(cè)面。第一絕緣層150覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面的程度可根據(jù)發(fā)光二極管的制造過(guò)程中的芯片單位個(gè)體化(isolation)與否而不同。即,可以如同本實(shí)施例地將第一絕緣層150形成為僅覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的上表面,與此不同地,也可以在發(fā)光二極管100的制造過(guò)程中將晶圓以芯片為單位個(gè)體化之后形成第一絕緣層150的情況下,第一絕緣層150覆蓋至發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面。
第一接觸電極130可覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的一部分。而且,第一接觸電極130可以通過(guò)用于使歐姆接觸區(qū)域120a暴露的第一絕緣層150的開(kāi)口部而歐姆接觸于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121。在本實(shí)施例中,第一接觸電極130可形成為將除了第一絕緣層150的部分區(qū)域以外的其他部分全部覆蓋。據(jù)此,可通過(guò)第一接觸電極130反射光。并且,第一接觸電極130可借助于第一絕緣層150而與第二接觸電極140電絕緣。
第一接觸電極130形成為覆蓋除了一部分區(qū)域之外的發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的全部上表面,據(jù)此可進(jìn)一步提高電流分散效率。而且,第一接觸電極130可覆蓋未被第二接觸電極140所覆蓋的部分,因此可將光更加有效地反射,從而提高發(fā)光二極管100的發(fā)光效率。
如上所述,第一接觸電極130歐姆接觸于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121,并且可執(zhí)行將光反射的作用。因此,第一接觸電極130可包括如al層的高反射性金屬層。此時(shí),第一接觸電極130可由單層或多層構(gòu)成。所述高反射金屬層可形成于ti、cr或ni等粘接層上。然而,本發(fā)明并不限定于此,第一接觸電極130也可以包含ni、pt、pd、rh、w、ti、al、mg、ag及au中的至少一種。
而且,與圖示情形不同地,第一接觸電極130還可以形成為覆蓋至發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面。當(dāng)?shù)谝唤佑|電極130還形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面時(shí),可以將從活性層123向側(cè)面發(fā)射的光朝向上部反射,從而增加向發(fā)光二極管100的上表面發(fā)射的光的比率。在形成為覆蓋至第一接觸電極130的發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面的情況下,可在發(fā)光結(jié)構(gòu)體120的側(cè)面與第一接觸電極130之間夾設(shè)第一絕緣層150。
另外,所述發(fā)光二極管100還可以包括連接電極(未圖示)。連接電極可位于第二接觸電極140上,并可通過(guò)第一絕緣層150的開(kāi)口部而與第二接觸電極140電連接??梢允惯B接電極的上表面以與第一接觸電極130的上表面大致相同的高度形成。而且,連接電極與第一接觸電極130可在相同的工序中形成,且連接電極與第一接觸電極130可包括彼此相同的物質(zhì)。然而,本發(fā)明并不限定于此,連接電極與第一接觸電極130可以包括互不相同的物質(zhì)。
第二絕緣層160可覆蓋第一接觸電極130的一部分,且可以包括第一開(kāi)口部160a和第二開(kāi)口部160b,所述第一開(kāi)口部160a使第一接觸電極130的一部分暴露,所述第二開(kāi)口部160b使第二接觸電極140的一部分暴露。第一開(kāi)口部160a和第二開(kāi)口部160b可分別形成有一個(gè)以上。
第二絕緣層160可包含絕緣性物質(zhì),例如可包含sio2、sinx、mgf2。進(jìn)而,第二絕緣層160可包括多層,而且還可以包括交替層疊折射率不同的物質(zhì)而成的分布式布拉格反射器。在第二絕緣層160由多層構(gòu)成的情況下,第二絕緣層160的最上部層可由sinx形成。通過(guò)使第二絕緣層160的最上部層由sinx形成,可以更加有效地防止?jié)駳鉂B透到發(fā)光結(jié)構(gòu)體120。
第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173可分別通過(guò)第一開(kāi)口部160a和第二開(kāi)口部160b電連接于第一接觸電極130和第二接觸電極140。第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173可執(zhí)行向發(fā)光結(jié)構(gòu)體120供應(yīng)外部電源的作用。第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173可電連接于第一基板200。第一焊盤(pán)電極171和第二焊盤(pán)電極173可分別電連接于第一基板200的第一電極220及第二電極230。此時(shí),焊盤(pán)電極171、173可通過(guò)焊接或共晶結(jié)合等而電連接于電極220、230。
根據(jù)本實(shí)施例,提供具有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置:具有位于下部的焊盤(pán)電極171、173的發(fā)光二極管100貼裝于第一基板200,所述第一基板200貼裝于第二基板300。據(jù)此,可將驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管100時(shí)產(chǎn)生的熱通過(guò)第一基板200和第二基板300有效地釋放到外部,尤其可以通過(guò)第一基板200的散熱墊240和第二基板300的基座310有效地釋放到外部。并且,通過(guò)使發(fā)光結(jié)構(gòu)體120形成為預(yù)定厚度以上,可以提高散熱效率及熱分配效率。因此,可提高發(fā)光裝置的可靠性,尤其可提供一種即使施加高電流也不會(huì)使可靠性降低的高輸出發(fā)光裝置。
圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的發(fā)光裝置的剖視圖。
圖5的發(fā)光裝置比起圖1和圖2的發(fā)光裝置而言區(qū)別在于,還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190。以下,以區(qū)別點(diǎn)為中心說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)光裝置,且省略對(duì)重復(fù)的構(gòu)成要素的詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D5,發(fā)光裝置包括發(fā)光二極管100、第一基板200、第二基板300及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190。第一基板200位于第二基板300上,發(fā)光二極管100位于第一基板200上。發(fā)光二極管100、第一基板200及第二基板300可彼此電連接。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190可覆蓋發(fā)光二極管100的至少一部分。尤其,波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190可覆蓋發(fā)光二極管100的上表面,進(jìn)而,還可以覆蓋發(fā)光二極管100的側(cè)面的至少一部分。由發(fā)光結(jié)構(gòu)體120發(fā)射的光被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190轉(zhuǎn)換波長(zhǎng),因此可以提供一種可實(shí)現(xiàn)多樣的顏色的光的發(fā)光裝置。尤其,所述發(fā)光裝置可發(fā)射白色光。
波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190可包含能夠轉(zhuǎn)換光的波長(zhǎng)的物質(zhì)。例如,波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190可以以如下形態(tài)提供:載體內(nèi)分散有熒光體的形態(tài);或者單晶熒光體片形態(tài);或者包含量子點(diǎn)物質(zhì)的形態(tài)。而且,波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190的厚度可以大致恒定,例如可利用保形涂覆之類的方法而制造。然而,本發(fā)明并不限定于此。
根據(jù)本實(shí)施例,提供包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190的發(fā)光裝置,從而可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射多樣的顏色(尤其發(fā)射白色光)的發(fā)光裝置。此時(shí),發(fā)光裝置具有優(yōu)秀的散熱效率,因此可防止因發(fā)光二極管100的熱而使波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190受到損傷或者劣化。因此,由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部190的損傷引起的發(fā)光強(qiáng)度的降低及發(fā)光顏色的變化等得到防止,從而提供一種可靠性優(yōu)秀的發(fā)光裝置。
以下,對(duì)用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光裝置的結(jié)溫的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)驗(yàn)例中,實(shí)施例1至4及比較例的發(fā)光裝置均與圖1和圖2的發(fā)光裝置相同,然而各個(gè)實(shí)施例及比較例的發(fā)光裝置具有不同的發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度。在本實(shí)驗(yàn)中,實(shí)施例及比較例的發(fā)光裝置在相同的電流下被驅(qū)動(dòng),此時(shí),測(cè)定發(fā)光二極管的結(jié)溫而將其示于下述表1。
[表1]
從上述表1可知,可以通過(guò)使發(fā)光裝置的發(fā)光結(jié)構(gòu)體的厚度形成為約20μm以上的厚度,而使發(fā)光二極管的平均結(jié)溫降低至85℃以下。因此,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,可提供一種熱可靠性得到提高的發(fā)光裝置。
以上,已對(duì)本發(fā)明的多樣的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明,然而本發(fā)明并不限定于如上所述的各個(gè)實(shí)施例及特征。通過(guò)將實(shí)施例所述的技術(shù)特征加以結(jié)合及取代而變更實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范圍,在不脫離基于本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的技術(shù)思想的限度內(nèi),可實(shí)現(xiàn)多樣的變形和變更。