專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域
實(shí)施例涉及一種發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是將電流轉(zhuǎn)換成光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
因?yàn)榘雽?dǎo)體發(fā)光器件可以獲得高亮度的光，所以半導(dǎo)體發(fā)光器件已經(jīng)被廣泛地用作用于顯示器、車輛或者照明裝置的光源。
然而，由于半導(dǎo)體發(fā)光器件的特性，很難將半導(dǎo)體發(fā)光器件中的光提取到半導(dǎo)體發(fā)光器件的外部，使得光提取效率降低。
此外，半導(dǎo)體發(fā)光器件可不具有均勻的光效率。發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及一種具有提聞的光提取效率的發(fā)光器件。
實(shí)施例提供一種能夠獲得均勻的光效率的發(fā)光器件。
根據(jù)實(shí)施例，提供一種發(fā)光器件，包括:發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；以及在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的光提取結(jié)構(gòu)。光提取結(jié)構(gòu)包括相互交替地布置的多個(gè)第一層和多個(gè)第二層以具有負(fù)折射率。
根據(jù)實(shí)施例，提供一種發(fā)光器件，包括:襯底；在襯底上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層(conductive semiconductor layer);在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；在有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的光提取結(jié)構(gòu)，其中第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層是n型半導(dǎo)體層并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層是P型半導(dǎo)體層。光提取結(jié)構(gòu)包括相互交替地布置的多個(gè)第一層和多個(gè)第二層以具有負(fù)折射率。第一層是電介質(zhì)層(dielectric layer)并且第二層是金屬層。第一層和第二層中的至少一個(gè)具有0.2 λ p的厚度，其中λ p表不第二層的等離子體頻率。
根據(jù)實(shí)施例，提供一種發(fā)光器件，包括:第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的有源層；在有源層之下的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的電極層；以及在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的光提取結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層是η型半導(dǎo)體層并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層是P型半導(dǎo)體層。光提取結(jié)構(gòu)包括相互交替地布置的多個(gè)第一層和多個(gè)第二層以具有負(fù)折射率。第一層是電介質(zhì)層并且第二層是金屬層。第一層和第二層中的至少一個(gè)具有0.2 λρ的厚度，其中λ。表示第二層的等離子體頻率。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖2是示出在圖1中描述的光提取結(jié)構(gòu)的視圖3a和圖3b是圖示根據(jù)折射率的光的傳播的視圖4a至圖4c是圖示光傳播的機(jī)制的視圖5是示出在圖1中描述的另一個(gè)光提取結(jié)構(gòu)的視圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的倒裝型發(fā)光器件的截面圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件的截面圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖9是示出在圖8中描述的光提取結(jié)構(gòu)的視圖10是示出光的傳播和電流擴(kuò)展的視圖11是示出根據(jù)第五實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖12是示出在圖11中描述的光提取結(jié)構(gòu)的視圖13是示出光的傳播和電流擴(kuò)展的視圖14是示出根據(jù)第六實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件的截面圖15是示出根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖16是示出根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的視圖；以及
圖17是示出根據(jù)實(shí)施例的照明設(shè)備的視圖。
具體實(shí)施方式
在下面實(shí)施例的描述中，將會(huì)理解的是，當(dāng)層(或膜)、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)被稱為在另一襯底、另一層(或膜)、另一區(qū)、另一焊盤或者另一圖案“上”或“之下”時(shí)，它能夠“直接”或“間接”在另一襯底、層(或膜)、區(qū)、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種位置。
在下文中，將會(huì)參考附圖描述實(shí)施例。為了方便或清楚起見(jiàn)，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(méi)有完全反映真實(shí)尺寸。
圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖。
參考圖1，橫向型發(fā)光器件10可以包括襯底11、發(fā)光結(jié)構(gòu)19、光提取結(jié)構(gòu)27、第一電極31以及第二電極33。
根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件10可以進(jìn)一步包括導(dǎo)電層21，該導(dǎo)電層21被插入在發(fā)光結(jié)構(gòu)19和光提取結(jié)構(gòu)之間，但是實(shí)施例不限于此。導(dǎo)電層21是由透明的導(dǎo)電材料形成的。
發(fā)光結(jié)構(gòu)19可以包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層。化合物半導(dǎo)體層可以包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13、有源層15以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，但是實(shí)施例不限于此。
為了減少由于襯底11和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13之間的晶格常數(shù)差導(dǎo)致的晶格失配，發(fā)光器件10可以進(jìn)一步包括緩沖層(未示出)，該緩沖層被布置在襯底11和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13之間，但是實(shí)施例不限于此。
緩沖層防止在形成在襯底11上的發(fā)光結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生諸如裂縫、空隙、顆粒以及彎曲的缺陷。
雖然在附圖中未描述，但是不具有摻雜物的非導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以進(jìn)一步被布置在緩沖層和第一導(dǎo)電層13之間，但是實(shí)施例不限于此。
可以利用I1-VI族或者II1-V族化合物半導(dǎo)體材料來(lái)形成緩沖層、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13、有源層15以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，但是實(shí)施例不限于此。
基于氮化物的材料可以被用作化合物半導(dǎo)體材料，但是實(shí)施例不限于此。
例如，化合物半導(dǎo)體層可以包括基于氮化物的材料與Al、In以及Ga中的至少一個(gè)的化合物。
可以利用優(yōu)良的導(dǎo)熱性和/或透射率的材料來(lái)形成襯底11，但是實(shí)施例不限于此。例如，可以利用從Al203、SiC、S1、GaAs、GaN、Zn0、GaP、InP以及Ge的組中選擇的至少一個(gè)來(lái)形成襯底11，但是實(shí)施例不限于此。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以被形成在襯底11或者緩沖層上。
例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以是包括η型摻雜物的η型半導(dǎo)體層，但是實(shí)施例不限于此。例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以包括AlGaN或者GaN，但是實(shí)施例不限于此。η型摻雜物可以包括S1、Ge或者Sn,但是實(shí)施例不限于此。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以用作用于將例如電子的第一載體提供給有源層15的導(dǎo)電層，并且可以用作防止例如空穴的第二載體遷移到緩沖層的勢(shì)壘層(barrier layer)。
當(dāng)高濃度摻雜物被摻雜到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13時(shí)，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以用作導(dǎo)電層，電子通過(guò)該導(dǎo)電層自由地移動(dòng)。
當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層13是由具有等于或者大于有源層15的帶隙的化合物半導(dǎo)體材料形成時(shí)，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13可以執(zhí)行防止空穴遷移到緩沖層的勢(shì)壘層的功能。
有源層15可以被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13之下。
例如，有源層15可以通過(guò)從第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13提供的電子和從第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17提供的空穴的復(fù)合來(lái)發(fā)射紫外光。為了產(chǎn)生紫外光，有源層15必須至少具有寬的帶隙。
有源層15可以包括SQW (單量子阱)結(jié)構(gòu)、MQW (多量子阱)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或者量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。
有源層15可以由從由GaN、InGaN, AlGaN以及AlInGaN組成的組中選擇的一個(gè)形成，或者可以通過(guò)周期地重復(fù)它們來(lái)形成。
根據(jù)實(shí)施例的有源層15可以產(chǎn)生具有在365nm至488nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的紫外光，但是實(shí)施例不限于此。
例如，根據(jù)實(shí)施例的有源層15可以產(chǎn)生具有365nm、405nm以及488nm的波長(zhǎng)的紫外光中的一種。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17可以被形成在有源層15上。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17可以是包括P型摻雜物的P型半導(dǎo)體層，但是實(shí)施例不限于此。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17可以包括AlGaN或者GaN，但是實(shí)施例不限于此。ρ型摻雜物可以包括Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba，但是實(shí)施例不限于此。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17可以用作向有源層15供應(yīng)空穴的導(dǎo)電層。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17被摻雜有高濃度的摻雜物以用作允許空穴自由移動(dòng)的導(dǎo)電層。
例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17可以包括AlGaN或者GaN，但是實(shí)施例不限于此。
為了防止有源層15的電子遷移到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以被插入在有源層15和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17之間，但是實(shí)施例不限于此。
更加詳細(xì)地，電子阻擋層可以被插入在有源層15和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17之間，以便于更加可靠地防止有源層15的電子遷移到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，但是實(shí)施例不限于此。
例如，第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層和電子阻擋層可以包括AlGaN，但是實(shí)施例不限于此。
例如，電子阻擋層可以至少具有比第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層或者第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層大的帶隙，但是實(shí)施例不限于此。
例如，當(dāng)?shù)谌龑?dǎo)電半導(dǎo)體層和電子阻擋層包括AlGaN時(shí)，電子阻擋層可以具有比第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層高的Al的含量，使得電子阻擋層可以具有比第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層大的帶隙，但是實(shí)施例不限于此。
導(dǎo)電層21可以被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17上。導(dǎo)電層21可以用作下述導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層用于獲得將電力提供給比第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17大的區(qū)域的擴(kuò)展效果。導(dǎo)電層21可以是由透明材料形成，使得光朝向外部從中通過(guò)。
導(dǎo)電層21可以由透明導(dǎo)電材料來(lái)形成，透明導(dǎo)電材料包括從由ΙΤ0、IZO(In-ZnO),GZO (Ga-ZnO),AZO (Al-ZnO),AGZO (Al-GaZnO).1GZO (In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au以及Ni/Ir0x/Au/IT0組成的組中選擇的至少一個(gè),但是實(shí)施例不限于此。
光提取結(jié)構(gòu)27可以被形成在導(dǎo)電層21上。
光提取結(jié)構(gòu)27允許將光從發(fā)光器件10輸出而沒(méi)有使光保留在發(fā)光器件中，使得可以提聞光提取效率。
從有源層15產(chǎn)生的光可以在所有方向上行進(jìn)。光的一部分可以經(jīng)由第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13行進(jìn)到襯底11，并且光的另一部分可以經(jīng)由第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17行進(jìn)到導(dǎo)電層21。
發(fā)光結(jié)構(gòu)19可以具有比外部空氣大的折射率。例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)19可以具有在2至4的范圍內(nèi)的折射率。因此，行進(jìn)到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17或者導(dǎo)電層21的光可以被輸出到外部并且可以被反射到發(fā)光結(jié)構(gòu)19的內(nèi)部。即，相對(duì)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17或者導(dǎo)電層21以等于或者大于預(yù)定角的入射角(α I)入射的光沒(méi)有被輸出到外部，而是被全反射到內(nèi)部。
換言之，如在圖3a中所示，當(dāng)光入射在具有大于零(O)的折射率的介質(zhì)上時(shí)，以17°或者以上入射的光可以被全反射到內(nèi)部。
相比之下，如在圖3b中所示，當(dāng)光入射在具有小于零的折射率(在下文中，被稱為負(fù)折射率)的介質(zhì)上時(shí)，以90°或者以上入射的光僅可以被全反射。
如在圖3a和圖3b中所示，當(dāng)使用具有負(fù)折射率的介質(zhì)時(shí)，大部分光可以被輸出到外部。
光提取結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)成具有負(fù)折射率，使得光提取效率可以被最大化。
如在圖2中所示，光提取結(jié)構(gòu)27可以包括其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的多層。
金屬層23a和23b可以是由金屬材料形成。例如，金屬層23a和23b可以包括從由鋁(Al)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、金(Au)、鎢(W)、銅(Cu)以及鑰(Mo)組成的組中選擇的一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。
透明的基于氧化物的材料、透明的基于氮化物的材料或者透明的基于碳化物的材料可以被用作電介質(zhì)層25。
透明的基于氧化物的材料可以包括從ITO、IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO)、AGZO (Al-Ga ZnO)、IGZO (In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、SiO2 以及 SiOx 組成的組中選擇的至少一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。
在這些基于氧化物的材料當(dāng)中，IT0、IZ0(In-ZnO),GZO (Ga-ZnO),AZO (Al-ZnO),AGZO (Al-Ga ZnO),IGZO (In-Ga ZnO),IrOx以及RuOx可以用作執(zhí)行電流擴(kuò)展功能的導(dǎo)電層。
例如，透明的基于氮化物的材料可以是Si3N4或者SixNy，但是實(shí)施例不限于此。
SiO2, SiOx, Si3N4或者SixNy可以用作絕緣層。
例如，透明的基于碳化物的材料可以包括SiC，但是實(shí)施例不限于此。
雖然在圖2中僅描述了包括第一金屬層23a、電介質(zhì)層25以及第二金屬層23b的三層結(jié)構(gòu)，但是根據(jù)實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27可以包括具有三層或者更多層的多層。
S卩，如在圖5中所示，實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27A可以包括其中相互交替地布置了多個(gè)金屬層101和多個(gè)電介質(zhì)層103的多層結(jié)構(gòu)。
多層中的最下層和最上層可以是金屬層101。
金屬層101可以確定光的透射率。即，根據(jù)金屬層101的設(shè)計(jì)，光可以從中透射或者在其中被吸收。
在下文中，為了方便起見(jiàn)將描述金屬層23a和23b與電介質(zhì)層25。
如在圖4a至圖4c中所示，根據(jù)金屬材料的種類，金屬層23a和23b具有典型的等離子體頻率(ωρ)和典型的等離子體動(dòng)量(kp)。
因此，根據(jù)材料的種類可以確定光的典型波長(zhǎng)或者頻率(ω )。
另外，在關(guān)于光提取結(jié)構(gòu)27中的金屬層23a和23b或者電介質(zhì)層25的表面的水平方向上可以存在z軸動(dòng)量(kz)，并且在關(guān)于光提取結(jié)構(gòu)27中的金屬層23a和23b或者電介質(zhì)層25的表面的垂直方向上可以存在X軸動(dòng)量(kx)。
在這樣的情況下，如在圖4a和圖4b中所示，根據(jù)如在帶II的區(qū)中所示的z軸動(dòng)量(kz)當(dāng)光頻率(ω)與等離子體頻率(ωρ)的比率近似于0.6時(shí)，金屬層23a和23b具有負(fù)折射率特性。
在圖4c中，水平軸表示z軸動(dòng)量(kz)到等離子體動(dòng)量(kp),并且垂直軸表示x軸動(dòng)量(kx)到等離子體動(dòng)量(kp)。
如在圖4c中所示，相對(duì)于z軸動(dòng)量，金屬層23a和23b具有負(fù)折射率特性。
雖然光以幾乎90°入射在光提取結(jié)構(gòu)27上，但是由于負(fù)折射率特性，光可以不朝向光提取結(jié)構(gòu)27的內(nèi)部反射，而是朝向光提取結(jié)構(gòu)27的外部輸出。
為了允許第一實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27具有負(fù)折射率特性，金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25都具有0.2 λ p的厚度，其中λ ρ表示金屬層23a和23b的等離子體頻率(ωρ)，但是實(shí)施例不限于此。
因?yàn)棣?ρ根據(jù)金屬層23a和23b的材料而變化,所以金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的厚度可以根據(jù)被用于金屬層23a和23b的金屬材料而變化。
例如，當(dāng)銀(Ag)被用作金屬材料時(shí)，銀Ag的等離子體波長(zhǎng)(λρ)可以是大約137.61nm。在這樣的情況下，金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的厚度可以是0.2*137.61=27.522nm。
金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的厚度可以相同或者不同。
例如，雖然金屬層23a和23b的厚度是0.2 λ p，但是電介質(zhì)層25可以被設(shè)計(jì)成具有大于或者小于0.2 λ p的厚度，但是實(shí)施例不限于此。
因此,根據(jù)有源層15的光的波長(zhǎng)可以選擇金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的材料和厚度。因此，看起來(lái)好像光提取結(jié)構(gòu)27具有負(fù)折射率的特性，并且盡管是不透明的金屬層23a和23b，但是光也可以從中透射。由于具有負(fù)折射率的特性的光提取結(jié)構(gòu)27，光沒(méi)有被全反射而是被輸出到外部，使得可以顯著地提高光提取效率。
例如，當(dāng)對(duì)于具有365nm和405nm的波長(zhǎng)的光，銀(Ag)被用作金屬層23a和23b并且ITO和Si3N4中的一個(gè)被用作電介質(zhì)層25時(shí)，通過(guò)其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的光提取結(jié)構(gòu)27可以容易地朝向外部來(lái)提取光。
例如，當(dāng)銀(Ag)被用作金屬層23a和23b并且SiC被用作電介質(zhì)層25時(shí)，通過(guò)其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的光提取結(jié)構(gòu)27可以容易地朝向外部來(lái)提取具有488nm波長(zhǎng)的光。
相對(duì)于在垂直方向，S卩，垂直于光提取結(jié)構(gòu)27的頂表面的方向上對(duì)準(zhǔn)的垂直界面表面，入射在光提取結(jié)構(gòu)27上的光可以朝向外部反射。
例如，當(dāng)在對(duì)角線方向上光入射到光提取結(jié)構(gòu)27的左下部時(shí)，光可以相對(duì)于垂直界面表面在對(duì)角線方向上朝向光提取結(jié)構(gòu)27的左上部反射,并且朝向外部輸出。在這樣的情況下，入射光的入射角(α I)和反射光到垂直界面表面的反射角(α 2)可以彼此相等或者不同，但是實(shí)施例不限于此。
第一電極31可以被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13上，并且第二電極33可以被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)19上，即，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17上。
當(dāng)光提取結(jié)構(gòu)27的電介質(zhì)層25是諸如ITO的導(dǎo)電材料時(shí)，第二電極33可以被形成在光提取結(jié)構(gòu)27上。
相比之下，當(dāng)光提取結(jié)構(gòu)27的電介質(zhì)層25是諸如SiC的非導(dǎo)電材料時(shí)，第二電極33可以被形成為允許第二電極33的后表面接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。在這樣的情況下，例如，第二電極33可以通過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27接觸導(dǎo)電層21或者通過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27和導(dǎo)電層21接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。
因?yàn)榈诙姌O33的頂表面必須執(zhí)行用于供應(yīng)電力的焊盤的功能，所以第二電極33的頂表面可以具有比導(dǎo)電層21或者光提取結(jié)構(gòu)27的通孔大的尺寸。
第二電極33可以具有第一后表面36和第二后表面38。第一后表面36可以通過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27和導(dǎo)電層21接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。第二后表面38可以接觸光提取結(jié)構(gòu)27,即，作為光提取結(jié)構(gòu)27的最上層的金屬層23b的頂表面的一部分。
如上所述，第二電極33可以被形成為穿過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27或者導(dǎo)電層21，使得可以提高第二電極33的粘附強(qiáng)度。
同時(shí)，為了防止發(fā)光結(jié)構(gòu)19的側(cè)表面電短路，S卩，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17之間電短路，保護(hù)層29可以被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)19的至少一個(gè)側(cè)表面上。
保護(hù)層29可以被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)19的側(cè)表面和其中形成了第二電極33的光提取結(jié)構(gòu)27的頂表面的邊緣區(qū)域上。
保護(hù)層29可以是由低導(dǎo)電材料或者具有優(yōu)良的透明性的絕緣材料形成。保護(hù)層29可以由從由Six0y、Si3N4, SixNy、Al2O3以及TiO2組成的組中選擇的至少一個(gè)來(lái)形成，但是實(shí)施例不限于此。
在第一實(shí)施例中，其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的光提取結(jié)構(gòu)27被形成為將光反射到外部，而不是內(nèi)部，使得光提取效率可以被最大化。
雖然在與上述第一實(shí)施例有關(guān)的附圖中沒(méi)有進(jìn)行描述，但是光提取結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13上,在該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13上形成第一電極31,使得，當(dāng)來(lái)自于有源層15的光行進(jìn)到襯底11、在襯底11處反射并且行進(jìn)到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13時(shí)，光可以更多地輸出到外部。即，除了第一電極31之外，光提取結(jié)構(gòu)可以被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13的整個(gè)表面上。此外，第一電極31可以穿過(guò)光提取結(jié)構(gòu)來(lái)接觸第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13的頂表面。
圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的倒裝型發(fā)光器件的視圖。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例基本上相同，不同之處在于使用反射層35替代導(dǎo)電層21，光提取結(jié)構(gòu)27被形成在襯底11上并且發(fā)光器件被翻轉(zhuǎn)來(lái)使用。
在第二實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記將會(huì)被分配給與第一實(shí)施例相同的組件，并且其詳情將會(huì)被省略。
參考圖6，根據(jù)第二實(shí)施例的倒裝型發(fā)光器件IOA可以包括襯底11、發(fā)光結(jié)構(gòu)19、反射層35、光提取層27以及第一電極31和第二電極33。
與第一實(shí)施例相類似，雖然在圖6中沒(méi)有描述，但是可以形成保護(hù)層以防止發(fā)光結(jié)構(gòu)19的側(cè)表面電短路。
根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件10可以具有允許光通過(guò)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17和導(dǎo)電層21被輸出到外部的結(jié)構(gòu)。
相比之下，根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件可以具有允許光通過(guò)襯底11被輸出到外部的結(jié)構(gòu)。
因此，光提取結(jié)構(gòu)27可以被形成在襯底11上以將更多的行進(jìn)到襯底11的光輸出到外部。
因?yàn)樵诘谝粚?shí)施例中已經(jīng)詳細(xì)地描述了光提取結(jié)構(gòu)27的配置和操作功能，所以關(guān)于光提取結(jié)構(gòu)27的詳細(xì)描述將會(huì)被省略。
因?yàn)楣馓崛〗Y(jié)構(gòu)27被形成在襯底11上，所以通過(guò)襯底11行進(jìn)到光提取結(jié)構(gòu)27的光不能被全反射到內(nèi)部，而是相對(duì)于在垂直于光提取結(jié)構(gòu)27的頂表面的方向上對(duì)準(zhǔn)的垂直界面表面被反射到外部。
例如，反射層35可以由具有優(yōu)良導(dǎo)電性和反射性的金屬材料形成。反射層35可以包括從由Ag、N1、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf，或者它們的合金組成的組中選擇的一個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。
當(dāng)反射層35不具有優(yōu)良的導(dǎo)電性時(shí)，由于反射層35導(dǎo)致很難將供應(yīng)給第二電極33的電力提供給第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。
根據(jù)第二實(shí)施例，其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25的光提取結(jié)構(gòu)27被形成為將光反射到外部，而不是內(nèi)部，使得光提取效率可以被最大化。
圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件的截面圖。
參考圖7，溝道層43、電極層45、粘附層47以及導(dǎo)電支撐層49可以被形成在根據(jù)第一實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件10中的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17上，并且然后，在將其反轉(zhuǎn)180度之后可以去除襯底11。通過(guò)臺(tái)面蝕刻發(fā)光結(jié)構(gòu)19的側(cè)表面可以被形成為傾斜，并且用于提高光提取效率的光提取結(jié)構(gòu)27可以被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13的頂表面上。然后，保護(hù)層51可以被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和溝道層43和發(fā)光結(jié)構(gòu)19的頂表面的一部分上，并且電極層45可以被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)19上。以這樣的方式，可以制造根據(jù)第三實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件10B。
因?yàn)楣馓崛〗Y(jié)構(gòu)27的結(jié)構(gòu)和功能與第一實(shí)施例的相同,所以其詳細(xì)描述將會(huì)被省略。
電極層45可以具有反射光的反射特性，并且另外可以是由具有導(dǎo)電性的材料形成以用于將電力供應(yīng)到發(fā)光結(jié)構(gòu)19。例如，電極層45可以由從由Ag、N1、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf或者它們的合金組成的組中選擇的至少一個(gè)形成,實(shí)施例不限于此。
導(dǎo)電支撐構(gòu)件49可以是由具有導(dǎo)電性的材料形成，電流通過(guò)該材料流動(dòng)。例如，導(dǎo)電支撐構(gòu)件49可以由從由Cu、Au、N1、Mo以及Cu-W組成的組中選擇的至少一個(gè)形成,實(shí)施例不限于此。
保護(hù)層51可以由等同于或者不同于溝道層43的材料形成，實(shí)施例不限于此。
通過(guò)使用氧化物材料、氮化物材料以及絕緣材料中的一種可以形成溝道層43和/或保護(hù)層51。溝道層43和/或保護(hù)層51可以由從由ITO、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、AZO、AT0、GZ0、SiO2, SiOx, SiOxNy> Si3N4^Al2O3 以及 TiO2 組成的組中選擇的至少一個(gè)形成。
與第一實(shí)施例的第二電極33相類似，電極53可以延伸通過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27。S卩，電極53包括第一后表面和第二后表面,并且第一后表面可以通過(guò)光提取結(jié)構(gòu)27與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13接觸。第二后表面可以接觸光提取結(jié)構(gòu)27，即，作為光提取結(jié)構(gòu)27的最上層的金屬層23b的頂表面的一部分。
如上所述，電極53的第一后表面接觸光提取結(jié)構(gòu)27的內(nèi)表面和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13的外表面，并且電極的第二后表面接觸金屬層23b的頂表面的一部分，使得可以提高電極53的粘附性能。
同時(shí)，用于防止電流集中在垂直方向上的電流阻擋層41可以被形成為在垂直方向上疊加在電極53上。
電流阻擋層41可以由與保護(hù)層51和溝道層43中的至少一個(gè)的材料相同或者不同的材料形成，但是實(shí)施例不限于此。
圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖。
第四實(shí)施例與第一實(shí)施例非常類似，不同之處在于金屬層23a至23e和電介質(zhì)層25a至25e的一側(cè)末端接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。在第四實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記將會(huì)被分配給具有與第一實(shí)施例的相同的功能或者結(jié)構(gòu)的組件，并且其詳情將會(huì)被省略。
參考圖8,橫向型發(fā)光器件IOC可以包括襯底11、發(fā)光結(jié)構(gòu)19、光提取結(jié)構(gòu)27、第一電極31以及第二電極33。
如在圖9中所示，光提取結(jié)構(gòu)27可以包括其中交替布置了金屬層23a至23e和電介質(zhì)層25a至25e的多層。
透明的基于氧化物的材料、透明的基于氮化物的材料或者透明的基于碳化物的材料可以被用作電介質(zhì)層25a至25e。
當(dāng)電介質(zhì)層25a至25e是由基于氧化物的材料形成時(shí)，電介質(zhì)層25a至25e可以與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸。
多層的最下層可以是電介質(zhì)層25a并且多層的最上層可以是金屬層23e。
在第四實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27中，上層可以被形成為覆蓋被放置在上層之下的下層。為此，上層具有大于下層的面積。
例如，作為最下層的第一電介質(zhì)層25a被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面的一部分上，第一金屬層23a被形成為覆蓋第一電介質(zhì)層25a的頂表面和側(cè)表面,第二電介質(zhì)層25b被形成為覆蓋第一金屬層23a的頂表面和側(cè)表面,第二金屬層23b被形成為覆蓋第二電介質(zhì)層25b的頂表面和側(cè)表面,第三電介質(zhì)層25c被形成為覆蓋第二金屬層23b的頂表面和側(cè)表面，第三金屬層23c被形成以覆蓋第三電介質(zhì)層25c的頂表面和側(cè)表面,第四電介質(zhì)層25d被形成為覆蓋第三金屬層23c的頂表面和側(cè)表面，第四金屬層23d被形成為覆蓋第四電介質(zhì)層25d的頂表面和側(cè)表面,第五電介質(zhì)層25e被形成為覆蓋第四金屬層23d的頂表面和側(cè)表面，并且第五金屬層23e被形成為覆蓋第五電介質(zhì)層25e的頂表面和側(cè)表面。
作為光提取結(jié)構(gòu)27的最下層的第一電介質(zhì)層25a可以是具有透明性和導(dǎo)電性的電介質(zhì)層25。在這樣的情況下,第一電介質(zhì)層25a可以由用于與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸的材料形成。因此，被提供給第二電極33的電流可以被擴(kuò)展為與第一電介質(zhì)層25a —樣大的面積，并且另外可以被注入到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17中。
根據(jù)第四實(shí)施例，當(dāng)上層被形成為覆蓋下層的一側(cè)表面時(shí)，被形成以覆蓋下層的側(cè)表面的上層的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
例如，第一金屬層23a可以被形成為覆蓋第一層的頂表面和一個(gè)側(cè)表面，并且另夕卜，從第一電介質(zhì)層25a的側(cè)表面延伸的第一金屬層23a的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
例如，第二電介質(zhì)層25b可以被形成為覆蓋第一金屬層23a的頂表面和一個(gè)側(cè)表面，并且另外，從第一金屬層23a的側(cè)表面延伸的第二電介質(zhì)層25b的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
例如，第二金屬層23b可以被形成為覆蓋第二電介質(zhì)層25b的頂表面和一個(gè)側(cè)表面，并且另外，從第二電介質(zhì)層25b的側(cè)表面延伸的第二金屬層23b的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
例如，第三電介質(zhì)層25c可以被形成為覆蓋第二金屬層23b的頂表面和一個(gè)側(cè)表面，并且另外，從第二金屬層23b的側(cè)表面延伸的第三電介質(zhì)層25c的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
以這樣的方式，可以形成第三金屬層23c至第五金屬層23e以及第四電介質(zhì)層25d和第五電介質(zhì)層25e。
例如，第五金屬層23e覆蓋第五電介質(zhì)層25e的頂表面和一個(gè)側(cè)表面，并且另外，從第五電介質(zhì)層25e的側(cè)表面延伸的第五金屬層23e的一側(cè)末端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
被布置在垂直方向上的電介質(zhì)層25a至25e的每一個(gè)的厚度可以被表示為“tl”，并且被布置在垂直方向上的金屬層23a至23e的每一個(gè)的厚度可以被表示為“t2”，被布置在水平方向上的電介質(zhì)層25a至25e的每一個(gè)的厚度或者寬度可以被表示為“W1”，并且被布置在水平方向上的金屬層23a至23e的每一個(gè)的厚度或者寬度可以被表示為“W2”，但是實(shí)施例不限于此。
換言之，“W1”可以表示接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的電介質(zhì)層25a至25e的寬度，并且“W2”可以表示接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的金屬層23a至23e的寬度，實(shí)施例不限于此。
為了方便起見(jiàn)并且避免混淆，“tl”和“t2”表示厚度并且“W1”和“W2”表示寬度。
在根據(jù)第四實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27中，電介質(zhì)層25a至25e的厚度tl和寬度Wl以及金屬層23a至23e的厚度t2和寬度《2可以具有相同的值，但是實(shí)施例不限于此。
各個(gè)厚度可以具有0.2 λ p，但是實(shí)施例不限于此。
在根據(jù)第四實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27中，包括電介質(zhì)層25b至25e和金屬層23a至23e的多個(gè)層，以及最下層25a，可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。在這樣的情況下，多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e可以分別與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸。
因此，被提供給第二電極33的電流可以被提供給多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e，這多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e接觸第二電極33、與多個(gè)金屬層23a至23e交替地形成，并且接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。被提供給多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e的電流可以被更快速地和更容易地注入到接觸各個(gè)電介質(zhì)層25a至25e的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，并且可以被相等地提供給第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的整個(gè)區(qū)域，使得電流擴(kuò)展效率可以被最大化并且光效率可以被顯著地提高。
如在圖10中所示，第四實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27可以被形成為多層，在該多層中布置電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e，并且其每一層接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，使得光提取效率可以被最大化并且可以獲得均勻的光效率。
被包括在光提取結(jié)構(gòu)27中的電介質(zhì)層25a至25e可以與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸。因此，電流可以通過(guò)電介質(zhì)層25a至25e被容易地注入到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17中，電介質(zhì)層25a至25e接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17并且與金屬層23交替地布置。換言之，由于與金屬層23a至23e交替布置的電介質(zhì)層25a至25e接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17，因此可以增加電流注入效率，可以出現(xiàn)電流擴(kuò)展效果，并且可以提高光效率。
另外，通過(guò)指定相互交替布置并且被包括在光提取結(jié)構(gòu)中的電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e中的每一個(gè)的厚度，光提取結(jié)構(gòu)27可以具有負(fù)折射率和可透性，使得光朝向外部反射而不是全反射到內(nèi)部，因此光提取效率可以被最大化。
根據(jù)第四實(shí)施例，其中布置了金屬層23a和23b以及電介質(zhì)層25a至25e的光提取結(jié)構(gòu)27被形成為將光反射到外部，而不是內(nèi)部，使得光提取效率可以被最大化。
雖然在用于第四實(shí)施例的任何附圖中沒(méi)有進(jìn)行描述，但是當(dāng)有源層15的光行進(jìn)到襯底11并且在襯底11上反射使得光行進(jìn)到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13時(shí)，光提取結(jié)構(gòu)可以被進(jìn)一步形成在其上形成了第一電極31的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13上，以便于將更多的光輸出到外部。因?yàn)樵谏厦嬉呀?jīng)描述了這個(gè)光提取結(jié)構(gòu)，所以詳細(xì)描述將會(huì)被省略。
圖11是示出根據(jù)第五實(shí)施例的橫向型發(fā)光器件的截面圖，并且圖12是示出在圖11中描述的光提取結(jié)構(gòu)的視圖。
第五實(shí)施例與第四實(shí)施例幾乎類似，不同之處在于在光提取結(jié)構(gòu)27中金屬層23a至23e的厚度和寬度不同于電介質(zhì)層25a至25e的厚度和寬度。
在第五實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記將會(huì)被分配給與第四實(shí)施例相同的組件，并且其詳情將會(huì)被省略。
如在圖11中所示，橫向型發(fā)光器件IOD可以包括襯底11、發(fā)光結(jié)構(gòu)19、光提取結(jié)構(gòu)27以及第一電極31和第二電極33。
發(fā)光結(jié)構(gòu)19可以包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13、有源層15以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17。
光提取結(jié)構(gòu)27可以包括多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e。
光提取結(jié)構(gòu)27的最上層可以是金屬層23e，并且光提取結(jié)構(gòu)27的最下層可以是電介質(zhì)層25a。
在光提取結(jié)構(gòu)27中，上層可以被形成為覆蓋被放置在上層之下的下層的頂表面和側(cè)表面，并且從下層的一個(gè)側(cè)表面延伸的一個(gè)側(cè)端可以接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面。
這樣，可以形成被包括在光提取結(jié)構(gòu)27中的多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e，使得第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的整個(gè)頂表面可以接觸多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e。
根據(jù)該實(shí)施例，為了獲得電流擴(kuò)展效果，電介質(zhì)層25a至25e可以由用于與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸的材料來(lái)形成。
為此，電介質(zhì)層25a至25e可以由基于氧化物的材料形成，實(shí)施例不限于此。金屬層23a至23e可以由用于與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成肖特基接觸的材料來(lái)形成。
另外，電介質(zhì)層25a至25e可以由透明的絕緣材料形成，但是實(shí)施例不限于此。
當(dāng)電介質(zhì)層25a至25e由用于與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17歐姆接觸的材料形成時(shí)，電流通過(guò)接觸第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17的頂表面的電介質(zhì)層25a至25e被容易地注入到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17中，并且另外，電流擴(kuò)展效果出現(xiàn)，使得可以提高光效率并且可以獲得均勻的光。
此外，由于包括多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e的光提取結(jié)構(gòu)27，因此可以朝向外部反射具有近似于90°的入射角的光，使得光提取效率可以被最大化。
同時(shí)，電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e的寬度可以不同于電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e的厚度。電介質(zhì)層25a至25e的寬度可以彼此相等或者不同。金屬層23a至23e的寬度可以彼此相等或者不同。電介質(zhì)層25a至25e的厚度可以彼此相等或者不同。金屬層23a至23e的厚度可以彼此相等或者不同。
例如，電介質(zhì)層25a至25e的寬度可以被設(shè)置為大于電介質(zhì)層25a至25e或者金屬層23a至23e的厚度。
例如，金屬層23a至23e的寬度可以被設(shè)置為大于電介質(zhì)層25a至25e或者金屬層23a至23e的厚度。
電介質(zhì)層25a至25e的厚度可以等于金屬層23a至23e的厚度,但是實(shí)施例不限于此。
電介質(zhì)層25a至25e的覽度可以等于金屬層23a至23e的覽度，但是頭施例不限于此。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，如在圖13中所示，隨著多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e的寬度逐漸變大，其中第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17接觸電介質(zhì)層25a至25e的區(qū)域在尺寸上變大，并且電介質(zhì)層25a至25e與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17形成歐姆接觸，使得可以有助于電流注入到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層17中并且可以增加電流擴(kuò)展效果，因此可以獲得更加均勻的光效率。
圖14是示出根據(jù)第六實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件的視圖。
第六實(shí)施例與第三或者第四實(shí)施例相類似，不同之處在于在光提取結(jié)構(gòu)27中電介質(zhì)層25a至25e的厚度和寬度不同于金屬層23a至23e的厚度和寬度。
在第六實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記將會(huì)被分配給與第三至第四實(shí)施例相同的組件，并且其詳情將會(huì)被省略。
參考圖14，根據(jù)第六實(shí)施例的垂直型發(fā)光器件IOE可以包括導(dǎo)電支撐構(gòu)件49、粘附層47、溝道層43、發(fā)光結(jié)構(gòu)19、光提取結(jié)構(gòu)27、保護(hù)層51以及電極53。
光提取結(jié)構(gòu)27可以包括多個(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e。
電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e的厚度(tl和t2)和寬度(Wl和W2)可以彼此相等或者不同。
在第六實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27中，電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e的厚度(tl和t2)和寬度(Wl和W2)可以與在第四實(shí)施例中一樣彼此相等。
在第六實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27中，電介質(zhì)層25a至25e和金屬層23a至23e的厚度(tl和t2)和寬度(Wl和W2)可以與在第四實(shí)施例中一樣彼此相等。
根據(jù)第六實(shí)施例，因?yàn)榘ǘ鄠€(gè)電介質(zhì)層25a至25e和多個(gè)金屬層23a至23e的光提取結(jié)構(gòu)27被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13上，所以光提取效率可以被最大化。
根據(jù)第六實(shí)施例的光提取結(jié)構(gòu)27,因?yàn)槎鄠€(gè)電介質(zhì)層25a至25e可以與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13歐姆接觸，所以被提供給電極53的電流通過(guò)接觸第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13的多個(gè)介質(zhì)層25a至25e被更加容易地注入到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層13中，使得可以增加電流擴(kuò)展效果，因此可以提高光效率并且可以獲得均勻的光。
根據(jù)實(shí)施例，其中布置了金屬層和電介質(zhì)層的光提取結(jié)構(gòu)被形成為將光反射到外部，而不是內(nèi)部，使得光提取效率可以被最大化。
根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)榘ū恍纬稍谧钕聦由系碾娊橘|(zhì)層和金屬層的多層以及最下面的電介質(zhì)層接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)，所以電力可以被提供給發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面的整個(gè)區(qū)域，使得電流擴(kuò)展效果可以被最大化并且可以獲得均勻的光效率。
根據(jù)實(shí)施例，可以明顯地有助于通過(guò)多個(gè)金屬層將電力供應(yīng)到發(fā)光結(jié)構(gòu)，使得可以明顯地提高光效率。
根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件可以被應(yīng)用于光單元。光單元可以包括其中布置多個(gè)發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。光單元可以包括在圖15和圖16中描述的顯示裝置，并且在圖17中描述的照明裝置能夠被應(yīng)用于照明燈、信號(hào)燈、車輛的前燈、路標(biāo)以及指示燈。
圖15是示出根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖。
參考圖15,顯不裝置1000可以包括:導(dǎo)光板1041 ;發(fā)光模塊1031,該發(fā)光模塊1031用于將光提供給導(dǎo)光板1041 ;反射構(gòu)件1022，該反射構(gòu)件1022在導(dǎo)光板1041之下；光學(xué)片1051,該光學(xué)片1051在導(dǎo)光板1041上；顯不面板1061,該顯不面板1061在光學(xué)片1051上；以及底蓋1011，該底蓋1011用于容納導(dǎo)光板1041、發(fā)光模塊1031以及反射構(gòu)件1022，但是實(shí)施例不限于此。
底蓋1011、反射片1022、導(dǎo)光板1041以及光學(xué)片1051可以組成光單元1050。
導(dǎo)光板1041擴(kuò)散光以提供表面光。導(dǎo)光板1041包括透明材料。例如，通過(guò)使用諸如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)的基于丙烯酸的樹脂、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC (聚碳酸酯)、COC或者PEN (聚萘二甲酸乙二酯)樹脂可以制造導(dǎo)光板1041。
發(fā)光模塊1031被布置在導(dǎo)光板1041的至少一個(gè)側(cè)表面上以將光供應(yīng)給導(dǎo)光板1041的至少一側(cè)表面，并且用作包括背光單元的顯示裝置的光源。
至少一個(gè)發(fā)光模塊1031被提供在底蓋1011中以直接或間接地從導(dǎo)光板1041的一側(cè)供應(yīng)光。發(fā)光模塊1031可以包括在上面公開的發(fā)光器件10和基板1033,并且發(fā)光器件10被布置在基板1033上同時(shí)以預(yù)定的間隔相互隔開?；?033包括在其頂表面和底表面的至少一個(gè)上具有電極焊盤的電路圖案?；?033還可以包括金屬芯PCB (MCPCB)或者柔性PCB (FPCB)以及包括樹脂的PCB，但是實(shí)施例不限于此。如果發(fā)光器件10被安裝在底蓋1011的橫向側(cè)或者散熱板上，那么可以去除基板1033。散熱板的一部分可以接觸底蓋1011的頂表面。因此，從發(fā)光器件10發(fā)出的熱可以通過(guò)散熱板被發(fā)出到底蓋1011。
多個(gè)發(fā)光器件10被布置為使得光被發(fā)射到的出光表面與導(dǎo)光板1041隔開預(yù)定的距離，但是實(shí)施例不限于此。發(fā)光器件10可以將光直接或者間接地提供給導(dǎo)光板1041的一個(gè)側(cè)表面，但是實(shí)施例不限于此。
反射構(gòu)件1022可以被布置在導(dǎo)光板1041之下。反射構(gòu)件1022反射被入射到導(dǎo)光板1041的底表面的光以提供給顯示面板1061，從而提高顯示面板1061的亮度。例如，反射構(gòu)件1022可以包括PET、PC或者PVC樹脂，但是實(shí)施例不限于此。反射構(gòu)件1022可以用作底蓋1011的頂表面，但是實(shí)施例不限于此。
底蓋1011可以在其中容納導(dǎo)光板1041、發(fā)光模塊1031以及反射構(gòu)件1022。為此，底蓋1011具有盒形形狀，其具有敞開的頂表面，但是實(shí)施例不限于此。底蓋1011可以與頂蓋(未示出)組合，但是實(shí)施例不限于此。
通過(guò)使用金屬材料或者樹脂材料，可以通過(guò)按壓工藝或者擠壓工藝制造底蓋1011。此外，底蓋1011可以包括具有優(yōu)良導(dǎo)熱性的金屬或非金屬，但是實(shí)施例不限于此。
例如，顯示面板1061是IXD面板，該IXD面板包括彼此相對(duì)的第一透明襯底和第二透明襯底以及插入在第一透明襯底和第二透明襯底之間的液晶層。偏振板能夠附接到顯示面板1061的至少一個(gè)表面，但是實(shí)施例不限于此。顯示面板1061通過(guò)允許光從中經(jīng)過(guò)或者阻擋光來(lái)顯示信息。顯示裝置1000能夠被應(yīng)用于各種便攜式終端、筆記本計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器、膝上型計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器以及電視。
光學(xué)片1051被布置在顯不面板1061和導(dǎo)光板1041之間，并且包括至少一個(gè)透射片。例如，光學(xué)片1051包括從擴(kuò)散片、水平和垂直棱鏡片和亮度增強(qiáng)片組成的組中選擇的至少一個(gè)。擴(kuò)散片擴(kuò)散入射光，水平和垂直棱鏡片將入射光集中在顯示面板1061上，并且亮度增強(qiáng)片通過(guò)重新使用損失的光來(lái)提高亮度。另外，保護(hù)片能夠被提供在顯示面板1061上，但是實(shí)施例不限于此。
導(dǎo)光板1041和光學(xué)片1051能夠被提供在發(fā)光模塊1031的光路中作為光學(xué)構(gòu)件，但是實(shí)施例不限于此。
圖16是示出根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的截面圖。
參考圖16，顯示裝置1100包括底蓋1152、其上布置了上述發(fā)光器件10的基板1120、光學(xué)構(gòu)件1154以及顯示面板1155。
基板1120和發(fā)光器件10可以組成發(fā)光模塊1160。另外,底蓋1152、至少一個(gè)發(fā)光模塊1160以及光學(xué)構(gòu)件1154可以組成光單兀(未不出)。
能夠在底蓋1151中提供有容納部分1153，但是實(shí)施例不限于此。
光學(xué)構(gòu)件1154可以包括透鏡、導(dǎo)光板、擴(kuò)散片、水平和垂直棱鏡片以及亮度增強(qiáng)片中的至少一個(gè)。導(dǎo)光板可以包括PC或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。導(dǎo)光板能夠被省略。擴(kuò)散片擴(kuò)散入射光，水平和垂直棱鏡片將入射光集中在顯示面板1155上，并且亮度增強(qiáng)片通過(guò)重新使用損失的光來(lái)提高亮度。
光學(xué)構(gòu)件1154被布置在發(fā)光模塊1160之上，以便于將從發(fā)光模塊1160發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為表面光。另外，光學(xué)構(gòu)件1154可以擴(kuò)散或者聚集光。
圖17是示出根據(jù)實(shí)施例的照明裝置的透視圖。
參考圖17，照明裝置1500包括:殼體1510 ;發(fā)光模塊1530，該發(fā)光模塊1530被安裝在殼體1510中；以及連接器1520，該連接器1520被安裝在殼體1510中以從外部電源接收電力。
優(yōu)選地，殼體1510包括具有優(yōu)良散熱性能的材料。例如，殼體1510包括金屬材料或者樹脂材料。
發(fā)光模塊1530可以包括基板1532和安裝在基板1532上的根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件10。發(fā)光器件10被相互隔開，或者以矩陣的形式布置。
基板1532包括印有電路圖案的絕緣構(gòu)件。例如，基板1532包括PCB、MCPCB、FPCB、陶瓷PCB和FR-4基板。
另外，基板1532可以包括有效地反射光的材料。涂層能夠形成在基板1532的表面上。這時(shí)，涂層具有有效地反射光的白色或者銀色。
至少一個(gè)光源模塊100被安裝在基板1532上。光源模塊100可以包括至少一個(gè)LED (發(fā)光二極管)芯片。LED芯片可以包括發(fā)射具有紅、綠、藍(lán)或者白色的可見(jiàn)射線的光的LED，和發(fā)射UV (紫外線)光的UV LED。
發(fā)光模塊1530可以包括發(fā)光器件10的各種組合以提供各種顏色和亮度。例如，能夠組合白光LED、紅光LED以及綠光LED，以實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)(CRI )。
連接器1520被電連接到發(fā)光模塊1530，以將電力供應(yīng)給發(fā)光模塊1530。連接器1520具有與外部電源螺紋耦合的插座形狀，但是實(shí)施例不限于此。例如，能夠以被插入到外部電源的插頭的形式制備連接器1520，或者通過(guò)布線將連接器1520連接到外部電源。
在本說(shuō)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(shuō)明書中，在各處出現(xiàn)的這類短語(yǔ)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)說(shuō)明性實(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)人員可以想到將落入本公開的原理的精神和范圍內(nèi)的多個(gè)其它修改和實(shí)施例。更加具體地，在本說(shuō)明書、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題組合布置的組成部件和/或布置中，各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置中的變化和修改之外，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，替代使用也將是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括: 發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；和 光提取結(jié)構(gòu)，所述光提取結(jié)構(gòu)在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上， 其中，所述光提取結(jié)構(gòu)包括相互交替地布置的多個(gè)第一層和多個(gè)第二層以具有負(fù)折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述化合物半導(dǎo)體層包括: 有源層； 在所述有源層之下的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及 在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中，所述光提取結(jié)構(gòu)被布置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層中的一個(gè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層是電介質(zhì)層，并且所述第二層是金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其中，所述電介質(zhì)層是導(dǎo)電層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層是所述光提取結(jié)構(gòu)的最下層，并且所述第二層是所述光提取結(jié)構(gòu)的最上層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層每個(gè)具有0.2 λ p的厚度，其中λ ρ表示所述第二層的等離子體頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層中的上層覆蓋下層的頂表面和側(cè)表面，并且從所述上層延伸的部分接觸所述第一層和所述第二層中的一個(gè)的頂表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的厚度在垂直方向上彼此相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的寬度在水平方向上彼此相等。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的寬度大于所述第一層和所述第二層的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的厚度在垂直方向上彼此不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的寬度在水平方向上彼此不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其中，所述第一層和所述第二層的寬度大于所述第一層和所述第二層的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其中，當(dāng)所述上層的一部分是所述第一層時(shí)，并且所述上層的所述一部分與所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層中的一個(gè)形成歐姆接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其中，當(dāng)所述上層的一部分是所述第二層時(shí)，所述上層的所述一部分與所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層中的一個(gè)形成肖特基接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，相對(duì)于所述光提取結(jié)構(gòu)的垂直界面朝向外部反射從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)入射到所述光提取結(jié)構(gòu)中的光。
18.根據(jù)權(quán)利要 求1至3中的一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，其中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有在365nm至488nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的紫外光。
全文摘要
公開一種發(fā)光器件。發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；以及在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的光提取結(jié)構(gòu)。光提取結(jié)構(gòu)包括相互交替地布置的多個(gè)第一層和多個(gè)第二層以具有負(fù)折射率。
文檔編號(hào)H01L33/44GK103178185SQ201210574519
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者李光七, 黃盛珉 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司