專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光器件和具有發(fā)光器件的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施方案涉及發(fā)光器件以及具有發(fā)光器件的照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于薄膜生長(zhǎng)技術(shù)和用于薄膜生長(zhǎng)技術(shù)的器件材料的發(fā)展，發(fā)光器件如III-V族或II-VI族化合物半導(dǎo)體的發(fā)光二極管或激光二極管可以產(chǎn)生各種顏色的光，例如紅光、藍(lán)光以及紫外光，以及通過(guò)使用熒光材料或混合顔色可以產(chǎn)生高效率的白光。由于這樣的技術(shù)的發(fā)展，發(fā)光器件的應(yīng)用正在擴(kuò)大，不只是應(yīng)用于顯示設(shè)備，而且甚至應(yīng)用于光通信裝置的發(fā)送模塊、代替液晶顯示器(LCD)的背光単元中的冷陰極熒光燈(CCFL)的發(fā)光二極管背光単元、白光發(fā)光二極管照明器材、車(chē)頭燈以及信號(hào)燈。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方案提供了一種發(fā)光器件以及具有所述發(fā)光器件的照明系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)具有第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、有源層以及第ニ導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；金屬濾光器，所述金屬濾光器設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上并具有不規(guī)則圖案；以及開(kāi)ロ，所述開(kāi)ロ設(shè)置在金屬濾光器中的不規(guī)則圖案之間。金屬濾光器可以包括鋁或鈦。金屬濾光器可以反射來(lái)自發(fā)光結(jié)構(gòu)的光。發(fā)光結(jié)構(gòu)可以具有設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)表面上的粗糙結(jié)構(gòu)。金屬濾光器可以具有條型圖案。金屬濾光器可以具有網(wǎng)格型圖案。圖案可以具有不規(guī)則寬度。開(kāi)ロ可以具有不規(guī)則寬度。圖案中的至少ー種圖案可以具有不同于第二側(cè)寬度的第一側(cè)寬度。圖案寬度可以是開(kāi)ロ寬度的10%至20%。金屬濾光器可以具有I μ m至10 μ m的厚度。發(fā)光器件可以進(jìn)一歩包括設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及金屬濾光器之上的透明導(dǎo)電層。發(fā)光器件可以進(jìn)一歩包括設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，而金屬濾光器可以設(shè)置在透明導(dǎo)電層上。發(fā)光器件可以進(jìn)一歩包括設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，而金屬濾光器可以布置在透明導(dǎo)電層中。透明導(dǎo)電層可以包括設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第一透明導(dǎo)電層以及設(shè)置在第一透明導(dǎo)電層上的第二透明導(dǎo)電層，而金屬濾光器可以設(shè)置在第一透明導(dǎo)電層與第二透明導(dǎo)電層之間。透明導(dǎo)電層可以由ITO形成。
發(fā)光器件可以進(jìn)一歩包括設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面并延伸到透明導(dǎo)電層的側(cè)面和頂面的鈍化層。鈍化層可以由絕緣材料形成。鈍化層可以由非導(dǎo)電氧化物或非導(dǎo)電氮化物形成。鈍化層可以設(shè)置在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的側(cè)面的一部分上，并且在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的側(cè)面具有開(kāi)ロ區(qū)域。在另ー實(shí)施方案中，照明系統(tǒng)包括第一引線框、第二引線框、具有發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝、用于向發(fā)光器件封裝供給電流的電路板以及用于傳遞來(lái)自發(fā)光器件封裝的光的光學(xué)構(gòu)件。


可以參照下面的附圖對(duì)裝置和實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中相似的附圖標(biāo)記表 示相似的元件，其中圖IA至圖IC示出根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的視圖；圖2A至圖4是示出了發(fā)光器件的金屬濾光器結(jié)構(gòu)的視圖；圖5A至圖5C是示出了發(fā)光器件的另ー實(shí)施方案和操作的視圖；圖6是示出了根據(jù)另ー實(shí)施方案的發(fā)光器件的視圖；圖7至圖13是示出了用于根據(jù)一實(shí)施方案制造圖I中的發(fā)光器件的方法的步驟的視圖；圖14是示出了其中設(shè)置有根據(jù)ー種實(shí)施方案的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的視圖；圖15是示出了包括根據(jù)ー種實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝的照明設(shè)備的視圖；以及圖16是示出了包括根據(jù)ー種實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝的照明設(shè)備的視圖。
具體實(shí)施方案下面，將參照附圖對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為位于另ー個(gè)元件的“上”或“下”吋，它可以直接位于該元件之上/下，也可以存在有一個(gè)或多個(gè)中間元件。當(dāng)稱(chēng)為在元件“上”或“下”，基于該元件可以包括“在元件上”以及“在元件下”。圖IA是示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的視圖。參照?qǐng)D1A，發(fā)光器件100包括金屬支撐160上的接合層150、反射層140、歐姆層130、發(fā)光結(jié)構(gòu)120以及透明導(dǎo)電層170，透明導(dǎo)電層170具有位于其上的圖案化的金屬濾光器 180。在這些實(shí)施方案或其他實(shí)施方案中，發(fā)光器件100可以是半導(dǎo)體發(fā)光器件，例如發(fā)光二極管。因?yàn)榻饘僦?60可以用作第二電極，金屬支撐160可以由具有良好導(dǎo)電率的金屬形成，并且因?yàn)樾枰饘僦?60來(lái)充分地耗散發(fā)光器件工作期間產(chǎn)生的熱量，所以金屬支撐160可以由具有良好導(dǎo)熱率的金屬形成。金屬支撐160可以由選自Mo、Si、W、Cu和Al或前述金屬的合金的材料形成,并且可以選擇性地包括Au、Cu合金、Ni、Cu-W、載體晶片(例如:GaN、Si、Ge、GaAs, ZnO、SiGe、SiC、SiGe、Ga2O3等)。并且，金屬支撐160可以具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以通過(guò)劃痕和裂片エ藝從而分成單獨(dú)的芯片，而不使整個(gè)氮化物半導(dǎo)體彎曲。接合層150將反射層140接合到金屬支撐160，反射層140可以用作粘附層。接合層150可以由選自Au、Sn、In、Ag、Ni、Nb和Cu或前述金屬的合金的材料形成。反射層140可以具有大約2500Λ的厚度。反射層140可以由包括鋁(Al)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鉬(Pt)和銠(Rh)的合金或者包括鋁(Al)、銀(Ag)、鉬(Pt)或銠(Rh)的合金的金屬層構(gòu)成。鋁(Al)或銀(Ag)可以有效地反射來(lái)自有源層124的光，從而顯著地提高發(fā)光結(jié)構(gòu)的光提取效率。由于發(fā)光結(jié)構(gòu)120(特別是第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126)具有輕雜質(zhì)摻雜濃度 從而具有高接觸電阻和弱歐姆特性，所以為了改善歐姆特性，歐姆層130可以形成為透明的。歐姆層130可以具有大約200Λ的厚度。歐姆層130可以由選自ITO(銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、IZON (ΙΖ0 氮化物)、AGZO (Al-Ga ZnO)、IGZO (In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au 和Hf中的至少ー種材料形成，但不限于此。發(fā)光結(jié)構(gòu)120形成在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122上，以包括發(fā)射光的有源層124以及設(shè)置在有源層124上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126。可以使用摻雜有第一導(dǎo)電型摻雜劑的III-V族化合物半導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122，并且如果第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122為N型半導(dǎo)體層，第一導(dǎo)電型摻雜劑可以包括但不限于作為N型摻雜劑的Si、Ge、Sn、Se和Te。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以包括具有AlxInyGa(1_x_y)N(0彡χ彡1，0彡y彡1，O ^ x+y く I)組成的半導(dǎo)體材料。并且，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以由選自GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP、InP的至少ー種材料形成。有源層124是發(fā)射光的層，當(dāng)通過(guò)第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122注入有源層124的電子與通過(guò)第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126 (隨后形成)注入有源層124的空穴彼此相遇時(shí)，有源層124發(fā)射所述光，所述光具有的能量由有源層的材料所特有的能量帶隙來(lái)確定，并且除了可見(jiàn)光波段之外，有源層124還可以發(fā)射紫外光波段的光。有源層124可以形成為單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的至少ー種結(jié)構(gòu)。例如,有源層124可以通過(guò)注入(但不限于)TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體和TMIn氣體而形成為多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。有源層124具有阱層/勢(shì)壘層的成對(duì)結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs/AlGaAs (InGaAs)和 GaP/AIGaP (InGaP)中的至少ー種構(gòu)成，但不限于此。阱層可以由帶隙小于勢(shì)壘層帶隙的材料形成?？梢栽谟性磳?24上側(cè)和/或下側(cè)設(shè)置導(dǎo)電覆層(未示出)。導(dǎo)電覆層可以由AlGaN族半導(dǎo)體形成，以具有比有源層124的能量帶隙高的能量帶隙。
第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126可以包括摻雜有第二導(dǎo)電型摻雜劑的III-V族化合物半導(dǎo)體，例如具有InxAlyGa1^yN(O彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)組成的半導(dǎo)體。如果第ニ導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126為P型半導(dǎo)體層，則第二導(dǎo)電型摻雜劑可以包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba作為P型摻雜劑。同時(shí)，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以包括P型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126可以包括N型半導(dǎo)體層。透明導(dǎo)電層170可以設(shè)置在半透明材料如ITO的發(fā)光結(jié)構(gòu)120上。金屬濾光器180可以以金屬(例如鋁或鈦)圖案形式設(shè)置在透明導(dǎo)電層170上，以用作反射來(lái)自發(fā)光結(jié)構(gòu)120的光的光阻擋部分。金屬濾光器180可以具有I微米 10微米的厚度，其細(xì)節(jié)將在后面描述。

在透明導(dǎo)電層170和/或金屬濾光器180上可以設(shè)置第一電極190，所述第一電極190為包括Al、Ti、Cr、Ni、Cu和Au中的至少ー種材料的單層或多層結(jié)構(gòu)。并且，可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面(即第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的表面)上設(shè)置粗糙結(jié)構(gòu)(未示出)，以增強(qiáng)光提取效率。另外，可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)面設(shè)置鈍化層195。鈍化層195可以由絕緣材料形成，所述絕緣材料可以為非導(dǎo)電氧化物或非導(dǎo)電氮化物。例如，鈍化層195可以由ニ氧化硅SiO2層、氮化硅層或氧化鋁層構(gòu)成。盡管類(lèi)似于圖IA中所示的實(shí)施方案，但是圖IB中所示的實(shí)施方案具有與透明導(dǎo)電層170和金屬濾光器180兩者接觸的第一電極190。圖IC中所示的實(shí)施方案具有設(shè)置在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126的一部分上的鈍化層195，以在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126的表面中形成開(kāi)ロ區(qū)域B。圖2A至圖4是示出了發(fā)光器件的金屬濾光器結(jié)構(gòu)的視圖。圖2A至圖4示出了從上方觀察的圖I中的“A”部分，但是省去了電極和鈍化層，以示出透明導(dǎo)電層170和金屬濾光器180。透明導(dǎo)電層170可以由半透明材料如ITO形成，或者可以省去透明導(dǎo)電層170以將金屬濾光器180設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上。金屬濾光器180設(shè)置成條形式,如圖2A所不。其上不設(shè)置金屬濾光器180的區(qū)域是開(kāi)ロ。形成上述圖案的金屬濾光器180的寬度w可以為開(kāi)ロ的寬度d的10% 20%。如果金屬濾光器180的寬度w過(guò)大,透光性易于變差,如果開(kāi)ロ的寬度d過(guò)大,則不利于光的折射，透光性易于變差。圖2B中所示的實(shí)施方案示出了具有不規(guī)則寬度w的金屬濾光器180以及具有規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ。圖2C中所示的實(shí)施方案示出了具有規(guī)則寬度w的金屬濾光器180以及具有不規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ。在另ー實(shí)施方案中，寬度w和寬度d兩者可以都是不規(guī)則的。來(lái)自發(fā)光結(jié)構(gòu)的有源層的光不在金屬濾光器180上進(jìn)行規(guī)則的入射。因此，具有不規(guī)則圖案的金屬濾光器180可以使光朝向發(fā)光器件的上側(cè)擴(kuò)散。圖2D中所示的實(shí)施方案示出了具有不規(guī)則寬度w的金屬濾光器180以及具有不規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ。圖2E中所示的實(shí)施方案示出了在ー側(cè)具有寬度wl的圖案而在另ー側(cè)具有寬度w2的金屬濾光器180，寬度wl和寬度《2彼此不同，以提供不均勻的圖案寬度。
圖3A至圖3E中所示的實(shí)施方案分別示出了以網(wǎng)格型圖案化的金屬濾光器180。在該情況下，如之前所述的，金屬濾光器180的寬度可以為開(kāi)ロ的寬度的10%至20%。并且，圖3A中所示的實(shí)施方案示出了具有規(guī)則寬度w的金屬濾光器180和具有規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ，圖3B中所示的實(shí)施方案示出了具有不規(guī)則寬度w的金屬濾光器180和具有規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ，圖3C中所示的實(shí)施方案示出了具有規(guī)則寬度w的金屬濾光器180和具有不規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ，另ー實(shí)施方案可以示出具有不規(guī)則寬度w的金屬濾光器180和具有不規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ。圖3D中所示的實(shí)施方案示出了具有不規(guī)則寬度w的金屬濾光器180和具有不規(guī)則寬度d的開(kāi)ロ。圖3E中所示的實(shí)施方案示出了具有第一側(cè)寬度wl和第二側(cè)寬度w2的金屬濾光器180，第一側(cè)寬度wl與第二側(cè)寬度《2彼此不同，以提供不均勻的圖案寬度。圖4示出了具有不規(guī)則圖案的金屬濾光器180和具有不規(guī)則圖案的開(kāi)ロ，金屬濾光器180的寬度w或 面積為開(kāi)ロ的寬度d或面積的10%至20%。圖5A至圖5C是示出了發(fā)光器件的另ー實(shí)施方案和操作的視圖。圖5A中所示的實(shí)施方案示出了設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面(S卩，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的表面)上的金屬濾光器180以及覆蓋在開(kāi)ロ區(qū)域和金屬濾光器180上的透明導(dǎo)電層170。來(lái)自發(fā)光結(jié)構(gòu)120的光可以被金屬濾光器180遮蔽,或者通過(guò)金屬濾光器180之間的開(kāi)ロ向上傳播。并且，如圖所示，當(dāng)光通過(guò)開(kāi)ロ時(shí)，因?yàn)楣饪梢缘竭_(dá)作為障礙物的金屬濾光器180的背面，根據(jù)折射原理而遠(yuǎn)離幾何光學(xué)直線路徑傳播，所以光可以從發(fā)光器件100的整個(gè)表面發(fā)出。圖5B中所不的實(shí)施方案具有在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面(即，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的表面)上的第一透明導(dǎo)電層170a、在第一透明導(dǎo)電層170a上的金屬濾光器180以及覆蓋第一透明導(dǎo)電層170a和金屬濾光器180的第二透明導(dǎo)電層170b。盡管類(lèi)似于圖5B，但是圖5C中所示的實(shí)施方案具有設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122表面上的粗糙結(jié)構(gòu)，以用于加寬從有源層124向外發(fā)射光的角度。圖6是示出了根據(jù)另一種實(shí)施方案的發(fā)光器件的視圖。圖6示出了水平型發(fā)光器件，所示水平型發(fā)光器件具有第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126、有源層124以及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的一部分，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122經(jīng)受MESA蝕刻并暴露出第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的一部分。也就是說(shuō)，如果基板110由絕緣材料形成，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的一部分被暴露以用于確保用于形成電極所需的空間，所述電極用于向第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的一部分供給電流。可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120與基板110之間設(shè)置緩沖層115，以用于減輕將在下文描述的發(fā)光結(jié)構(gòu)120與基板110之間的材料的熱膨脹系數(shù)差以及晶格失配。緩沖層115可以由III-V族化合物半導(dǎo)體如GaN、InN, AIN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN的至少ー種形成。并且，在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126以及因此暴露的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122上分別設(shè)置第二電極195和第一電極190。第一電極190和第二電極195兩者可以是Al、Ti、Cr、Ni、Cu和Au中至少ー種材料的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。圖7至圖13是示出用于根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案制造圖I中的發(fā)光器件的方法的視圖。
參照?qǐng)D7，發(fā)光結(jié)構(gòu)120設(shè)置在基板110上，以包括緩沖層115、第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122、有源層124以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126。發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以通過(guò)MOCVD (有 機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)、CVD (化學(xué)氣相沉積)、PECVD (等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)、MBE (分子束外延)和HVPE (氫化物氣相外延)形成，但不限于此?；?10可以為導(dǎo)電或絕緣基板，例如藍(lán)寶石A1203、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO, Si、GaP、InP, Ge和Ga2O3中的至少ー種?？梢栽诨?10上設(shè)置粗糙結(jié)構(gòu)，但不限于此。基板110可以用濕法洗滌，以去除基板表面上的雜質(zhì)?？梢栽诎l(fā)光結(jié)構(gòu)與基板110之間生長(zhǎng)緩沖層(未示出)，以減輕材料的熱膨脹系數(shù)差和晶格失配。緩沖層可以由III-V族化合物半導(dǎo)體如GaN、InN、AIN、InGaN, AlGaN,InAlGaN和AlInN中的至少一種形成。可以在緩沖層上設(shè)置未摻雜半導(dǎo)體層，但不限于此?？梢酝ㄟ^(guò)氣相沉積如MOCVD (有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)、MBE (分子束外延)和HVPE (氫化物氣相外延)來(lái)生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122具有如前所述的組成，并且可以通過(guò)CVD、MBE、濺射或HVPE形成為N型GaN層。并且，可以通過(guò)將包括η型雜質(zhì)(例如TMGa、NH3> N2和Si)的硅燒SiH4氣體注入室內(nèi)來(lái)形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122。有源層124具有如前所述的組成，并且可以通過(guò)注入(但不限干)TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體和TMIn氣體而形成為多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126具有如前所述的組成，并且可以通過(guò)將包括P型雜質(zhì)(例如TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體和鎂)的(EtCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2}注入到室中而形成為P型GaN層,但不限于此。并且，參照?qǐng)D8，可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120上設(shè)置歐姆層130和反射層140。歐姆層130和反射層140具有如前所述的組分，并且可以通過(guò)濺射或MBE來(lái)形成。如果歐姆層130由ITO形成，則來(lái)自有源層124的紫外光光束的透射效率會(huì)變差，并且歐姆層130可以由Ni/Au形成。并且，參照?qǐng)D9，可以在反射層140上設(shè)置接合層150和金屬支撐160。金屬支撐160可以通過(guò)電化學(xué)金屬沉積或使用共晶金屬進(jìn)行接合而形成，或者可以形成単獨(dú)的粘附層 160。接下來(lái)，參照?qǐng)D10，基板110被分離?？梢允褂脺?zhǔn)分子激光器通過(guò)激光剝離技術(shù)(LLO)或通過(guò)干法或濕法蝕刻來(lái)分離基板110。在激光剝離中，如果預(yù)定波長(zhǎng)帶的準(zhǔn)分子激光光束例如朝向基板110匯聚，將熱能匯聚在基板110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120的邊界以使鎵分子與氮分子分離，則基板110立即在激光光束通過(guò)的部分處分離。接下來(lái)，參照?qǐng)D11，在將每ー個(gè)發(fā)光器件切開(kāi)之后，可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120上沉積ITO作為透明導(dǎo)電層170。接下來(lái)，參照?qǐng)D12，可以通過(guò)沉積金屬以及使用掩模使金屬圖案化，或通過(guò)以氧化物形式沉積金屬如鋁或鈦而在透明導(dǎo)電層170上設(shè)置金屬濾光器。并且,盡管未不出，可以對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面(即，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122的表面)進(jìn)行蝕刻以在其上形成粗糙結(jié)構(gòu)。并且，如圖13所示，可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)面沉積鈍化層195,并且可以在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面上設(shè)置第一電極190。將鈍化層195可以設(shè)置成甚至覆蓋透明導(dǎo)電層170的頂面。因?yàn)閬?lái)自有源層的光可以根據(jù)折射原理到達(dá)金屬濾光器的背面，所以光可以在發(fā)光器件上側(cè)的整個(gè)表面上發(fā)出。圖14是示出了其中設(shè)置有根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的視圖。參照?qǐng)D14，發(fā)光器件封裝200包括具有腔的本體210、安裝在本體210上的第一引線框221以及第二引線框222、安裝到本體210上并電連接到第一引線框221和第二引線框222的根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件100、以及形成在腔中的模制部分270。本體210可以由PPA樹(shù)脂、硅、合成樹(shù)脂或金屬形成。盡管未示出，如果本體210由導(dǎo)電材料例如金屬形成，則可以通過(guò)本體210的表面上涂覆絕緣層來(lái)防止本體210與第一和第二引線框221和222之間出現(xiàn)電路短路。 第一引線框221與第二引線框222可以彼此電隔離，并向發(fā)光器件100提供電流。并且，第一引線框221與第二引線框222通過(guò)反射來(lái)自發(fā)光器件100的光可以增加光效率，并且還可以將來(lái)自發(fā)光器件100的熱量耗散到發(fā)光器件封裝的外部。發(fā)光器件100可以安裝在本體210、第一引線框221或第二引線框222上。實(shí)施方案提出第一引線框221與發(fā)光器件100彼此電連通，并使用金屬線將第二引線框222與發(fā)光器件100彼此電連接。除了引線接合類(lèi)型之外，發(fā)光器件100可以通過(guò)倒裝芯片型或裸片連接型來(lái)電連接到第一和第二引線電極221和222。模制部分270可以封閉發(fā)光器件100以保護(hù)發(fā)光器件。并且，盡管模制部分270可以具有包括在其中的熒光材料，實(shí)施方案可以提出設(shè)置與模制部分270分離的熒光體280，或者在發(fā)光器件100上設(shè)置熒光材料的共形涂覆層。來(lái)自發(fā)光器件100的第一波長(zhǎng)帶的光可以通過(guò)熒光體280激發(fā)成第二波長(zhǎng)帶的光，并且當(dāng)?shù)诙ㄩL(zhǎng)帶的光通過(guò)透鏡(未示出)時(shí)，第二波長(zhǎng)帶的光可以發(fā)生光路變化。實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝的陣列可以位于基板上，并且在發(fā)光器件封裝的光路上可以設(shè)置作為光學(xué)構(gòu)件的導(dǎo)光板、棱鏡片、擴(kuò)散片等。發(fā)光器件封裝、基板以及光學(xué)構(gòu)件可以用作照明単元。根據(jù)另ー種實(shí)施方案，可以制造包括前述實(shí)施方案中所描述的半導(dǎo)體發(fā)光器件或發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)可以包括例如燈或街燈。根據(jù)安裝有前述發(fā)光器件的照明系統(tǒng)的ー種實(shí)施方案，將對(duì)照明設(shè)備和背光単元進(jìn)行描述。圖15是示出了根據(jù)ー種實(shí)施方案的照明設(shè)備的分解立體圖。參照?qǐng)D15，照明設(shè)備包括用于投射光的光源600、用于容置光源600的殼400、用于耗散來(lái)自光源600的熱量的熱耗散單元500以及用于將光源600和熱耗散單元500緊固到殼400的保持器700。殼400包括插座緊固部分410,用于將殼400緊固到電插座(未不出)；以及本體部分420，其連接到插座緊固部分410以用于容置光源600。本體部分420可以具有穿過(guò)本體部分420的氣流開(kāi)ロ 430。殼400的本體部分420具有多個(gè)氣流開(kāi)ロ 430。氣流開(kāi)ロ 430可以單個(gè)地或多個(gè)地徑向設(shè)置，如圖中所示。除此之外，氣流開(kāi)ロ 430的設(shè)置方式可以變化。
并且，光源600具有設(shè)置在電路板610中的多個(gè)發(fā)光器件模塊650。電路板610可以具有能夠放置在殼400的開(kāi)口中的形狀并且可以由具有高導(dǎo)熱率的材料形成，以將熱量傳遞到熱耗散単元500，這將在后面進(jìn)行描述。保持器700設(shè)置在光源的下方，其包括框和另外的氣流開(kāi)ロ。并且，盡管未示出，可以在光源600的下側(cè)設(shè)置光學(xué)構(gòu)件，以使來(lái)自光源600的發(fā)光器件封裝600的光發(fā)散、散射或匯聚。圖16示出了具有根據(jù)ー種實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝的顯示設(shè)備的分解立體圖。參照?qǐng)D16,顯不設(shè)備800包括光源模塊830和835、位于底蓋810上的反射板820、設(shè)置在反射板820前面的用于將光從光源模塊導(dǎo)向顯示設(shè)備的前方的導(dǎo)光板840、設(shè)置在導(dǎo)光板840前面的第一棱鏡片850和第二棱鏡片860、設(shè)置在第二棱鏡片860前面的面板870、連接到面板870以用于向面板870提供圖片信號(hào)的圖片信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)電路872、以及遍布面板870設(shè)置的濾色器880。
光源模塊包括位于電路板830上的發(fā)光器件封裝835。在該情況下，電路板830可以由PCB構(gòu)成，發(fā)光器件封裝835是參照?qǐng)D14所描述的發(fā)光器件封裝。底蓋810可以容置顯示設(shè)備800的元件。并且，反射板820可以是如附圖中所示的單個(gè)元件，或者可以是在導(dǎo)光板840背面或底板810的正面上的具有高反射率的材料涂覆層。在這該情況下，反射板820可以由具有高反射率的材料形成并且可以形成微米薄膜，例如聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)。導(dǎo)光板840散射來(lái)自發(fā)光器件封裝模塊的光，以使光均勻地分布到液晶顯設(shè)備的屏幕的整個(gè)區(qū)域。相應(yīng)地，導(dǎo)光板840可以由具有良好折射率和透射率的材料如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯PC或聚こ烯PE形成。并且，可行的是可以省去導(dǎo)光板以具有光通過(guò)反射板820上方的空間來(lái)傳播的空氣引導(dǎo)型。并且，第一棱鏡片850在支承膜一側(cè)可以由具有透光性和彈性的聚合體形成。聚合體可以具有其上設(shè)置有多個(gè)三維結(jié)構(gòu)的棱鏡層。在這種情況下，如所示出的，所述多個(gè)圖案可以是具有重復(fù)的脊和槽的條型。并且，第二棱鏡片860中的脊和槽的方向可以垂直于第一棱鏡片850中的脊和槽的方向，以將來(lái)自光源模塊和反射片的光均勻地分布到面板870的整個(gè)表面。在實(shí)施方案中，第一棱鏡片850和第二棱鏡片860稱(chēng)為光學(xué)片。光學(xué)片可以由其他組合構(gòu)成，例如微透鏡陣列、擴(kuò)散片與微透鏡陣列的組合、一個(gè)棱鏡片與微透鏡陣列的組
I=I 寸 O對(duì)于面板870，可以采用液晶面板，并且可以采用需要光源的其他類(lèi)型顯示設(shè)備。面板870具有設(shè)置在玻璃面板之間的液狀晶體以及置于兩個(gè)玻璃面板上以利用光的偏振性的起偏振片。液狀晶體具有液體和固體的中間特性，其中液狀晶體、具有類(lèi)似液體的流動(dòng)性的有機(jī)分子像晶體ー樣被規(guī)則地設(shè)置。通過(guò)利用液狀晶體的分子排列隨外部電場(chǎng)變化的特性，可以顯示圖片。用在顯示設(shè)備中的液晶面板具有有源矩陣系統(tǒng)，其中使用晶體管作為開(kāi)關(guān)，以控制提供到像素的電壓。在面板870的前面具有用于每個(gè)像素的濾色器880，以用于只傳遞來(lái)自面板870的光中的紅色、緑色或藍(lán)色光，由此顯示圖片。盡管已參照多個(gè)說(shuō)明性的實(shí)施例對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)落入本公開(kāi)內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)的各種其他修改和實(shí)施方案。更特別地，可以在本公開(kāi)內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)主題組合裝置的部件部分和/或裝置進(jìn)行各種變化和修改。除了在部件部分和/或裝置方面的變化和修改之外，替代性用途對(duì)本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括 具有第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)； 設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上并具有不規(guī)則圖案的金屬濾光器；和 設(shè)置在所述金屬濾光器中的所述不規(guī)則圖案之間的開(kāi)ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，其中所述金屬濾光器包括鋁(Al)或鈦(Ti)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述金屬濾光器反射來(lái)自所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在其表面上的粗糙結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述金屬濾光器具有條型圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述金屬濾光器具有網(wǎng)格型圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述圖案具有不規(guī)則寬度，并且所述開(kāi)ロ具有規(guī)則寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述開(kāi)ロ具有不規(guī)則寬度，并且所述圖案具有規(guī)則寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述圖案中的至少之一具有第一側(cè)寬度和第二側(cè)寬度，并且所述第一側(cè)寬度不同于所述第二側(cè)寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述圖案寬度為所述開(kāi)ロ寬度的10%至 20%。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，其中所述金屬濾光器具有Iμ m至10 μ m的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和所述金屬濾光器上的透明導(dǎo)電層。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，并且所述金屬濾光器設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，并且所述金屬濾光器設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述透明導(dǎo)電層包括設(shè)置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第一透明導(dǎo)電層和設(shè)置在所述第一透明導(dǎo)電層上的第二透明導(dǎo)電層，并且所述金屬濾光器設(shè)置在所述第一透明導(dǎo)電層與所述第二透明導(dǎo)電層之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的發(fā)光器件，其中所述透明導(dǎo)電層由ITO形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面的鈍化層。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面并延伸到所述透明導(dǎo)電層的側(cè)面和頂面的鈍化層。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光器件，其中所述鈍化層由絕緣材料形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光器件，其中所述鈍化層由非導(dǎo)電氧化物或非導(dǎo)電氮化物形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光器件，其中所述鈍化層設(shè)置在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的側(cè)面的一部分上，并且在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的側(cè)面中具有開(kāi)ロ區(qū)域。
22.—種照明系統(tǒng),包括 第一引線框和第二引線框；和 根據(jù)權(quán)利要求1、2以及13至15中任一項(xiàng)所述的發(fā)光器件。
全文摘要
實(shí)施方案提供了一種發(fā)光器件和具有發(fā)光器件的照明系統(tǒng)，所述發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)具有第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；金屬濾光器，所述金屬濾光器位于發(fā)光結(jié)構(gòu)上并具有不規(guī)則圖案；以及開(kāi)口，所述開(kāi)口位于金屬濾光器中的不規(guī)則圖案之間。
文檔編號(hào)H01L33/44GK102856462SQ20121002045
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
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