具有波长转换层的发光装置制造方法

具有波长转换层的发光装置制造方法
【专利摘要】公开了一种具有波长转换层的发光装置。发光装置包括：多个半导体堆叠结构；连接件，将所述多个半导体堆叠结构彼此电连接；单个波长转换层，覆盖所述多个半导体堆叠结构；电极，电连接到至少一个半导体堆叠结构；以及至少一个附加电极，布置在电极上，穿过波长转换层以被暴露到外部，并形成发光装置的电流输入端子或发光装置的电流输出端子。由于单个波长转换层覆盖所述多个半导体堆叠结构，因此所述多个半导体堆叠结构可以一体地安装在诸如封装件或模块的芯片安装构件上。此外，由于所述多个半导体堆叠结构彼此电连接，因此贯穿波长转换层的附加电极可以仅设置在电流输入端子处和/或电流输出端子处，从而能够简化封装级或模块级的引线键合工艺。
【专利说明】具有波长转换层的发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光装置，更具体地讲，涉及一种具有波长转换层的发光装置。
【背景技术】
[0002]当前的发光二极管(LED)可以被制造得重量轻、厚度薄、尺寸小，并且具有节能和寿命长的优点。因此，LED用作包括蜂窝电话等在内的各种类型的显示装置的背光源。由于其内安装有LED的LED封装件可以实现显色性高的白光，因此期待将LED封装件应用于一般照明，同时取代诸如荧光灯的白光源。
[0003]同时，有多种方法使用LED实现白光。其中，通常利用下述方法，即，通过使发射430nm至470nm的蓝光的InGaN LED和可以将该蓝光转换成长波长的光的磷光体结合来实现白光。例如，可以通过将蓝色LED和受蓝色LED激发从而发射黄光的黄色磷光体结合或者通过将蓝色LED与绿色磷光体和红色磷光体结合来实现白光。
[0004]传统地，已经通过利用包含磷光体的树脂以封装级包封LED芯片来形成白色LED封装件。然而，磷光体没有均匀地分布在树脂中，并且难于形成均一厚度的树脂。
[0005]因此，已经研究开发用于通过形成晶片级或芯片级的均一磷光体层来提供具有均一厚度的波长转换层的单个LED芯片的技术。在晶片级或芯片级提供具有均一厚度的波长转换层的LED芯片，从而在封装级可以省略形成波长转换层的工艺。此外，由于使用均一厚度的波长转换层，因此能够防止可能因方位角而产生的颜色变化。
[0006]然而，在上面描述的技术中，单个LED芯片具有波长转换层，从而当需要多个LED芯片时(例如，在大功率LED封装件中)，每个LED芯片应该被单独地安装并且在封装级应该经受引线键合。因此，在简化封装工艺方面存在着局限性。此外，由于应安装多个LED芯片，因此封装件的尺寸增大，并且难以设置可被认为是点光源的光源。

【发明内容】

[0007]技术问题
[0008]因此，本发明被设想解决了前面提到的问题。本发明的目的在于提供一种具有波长转换层的发光装置，所述发光装置可以简化多个芯片的引线键合工艺和/或安装工艺，可以在封装级或模块级执行并且可以减小光源的尺寸。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种发光装置，所述发光装置能够防止波长转换层中转换的光被再次入射到LED芯片的内部而导致的损失。
[0010]本发明的又一目的在于提供一种能够减少波长转换层对光的损失的发光装置。
[0011]技术方案
[0012]根据本发明的一个方面，提供了一种具有波长转换层的发光装置，所述发光装置包括:多个半导体堆叠结构，彼此电连接；波长转换层，覆盖所述多个半导体堆叠结构；电极，电连接到至少一个半导体堆叠结构；以及至少一个附加电极，布置在电极上并穿过波长转换层，以被暴露到外部。由于所述多个半导体堆叠结构彼此电连接，因此穿过波长转换层的附加电极可以仅设置在电流输入端子处和/或电流输出端子处，从而能够简化封装级或模块级的引线键合工艺。
[0013]所述多个半导体堆叠结构可以借助于连接件彼此电连接。波长转换层可以覆盖连接件。例如，单个波长转换层可以覆盖所述多个半导体堆叠结构。由于单个波长转换层覆盖所述多个半导体堆叠结构，因此所述多个半导体堆叠结构可以一体地安装在诸如封装件或模块的芯片安装构件上。
[0014]附加电极可以包括电流通过其从发光装置输出的第一附加电极和电流通过其流入到发光装置的第二附加电极。此外，发光装置可以具有多个第一附加电极和多个第二附加电极，或者可以具有单个的第一附加电极和单个的第二附加电极。
[0015]所述多个半导体堆叠结构中的至少一个包括多个发光单元，所述多个发光单元可以通过导线彼此电连接。
[0016]在一些实施例中，波长转换层可以维持所述多个半导体堆叠结构之间的空间关系。即，用于支撑整个所述多个半导体堆叠结构的支撑基板可以不单独存在，并且仅波长转换层可以使所述多个半导体堆叠结构结合。
[0017]在其他实施例中，支撑基板可以维持所述多个半导体堆叠结构之间的空间关系。波长转换层可以在支撑基板上覆盖所述多个半导体堆叠结构。
[0018]所述多个半导体堆叠结构可以包括:第一半导体堆叠结构，用于发射第一波长的光；以及第二半导体堆叠结构，用于发射比第一波长长的第二波长的光。
[0019]发光装置可以包括多个LED芯片。这里，各个LED芯片可以包括基板和布置在基板上的半导体堆叠结构。所述多个LED芯片可以发射相同波长的光，但是本发明不限于此。所述多个LED芯片可以包括分别发射不同波长的光的LED芯片。此外，所述多个LED芯片中的至少一个可以具有多个发光单元。
[0020]连接件没有具体限制，但是可以包括键合线。附加电极可以利用导线的球焊接工艺形成。在这种情况下，键合线可以与附加电极在同一工艺中一起形成。
[0021]在一些实施例中，所述多个LED芯片可以布置在支撑基板上，从而被支撑基板支撑。发光装置还可以包括形成在支撑基板上的键合图案。导线可以键合到键合图案。因此，所述多个LED芯片可以在键合图案的帮助下利用键合线容易地彼此连接。
[0022]发光装置还可以包括设置在波长转换层和至少一个半导体堆叠结构之间的间隔层。间隔层由绝缘层形成。间隔层可以包括分布布拉格反射件(DBR)，还可以包括设置在DBR和半导体堆叠结构之间的应力消除层。
[0023]间隔层设置在波长转换层和半导体堆叠结构之间，使得波长转换层与半导体堆叠结构分隔开。间隔层防止波长转换层中的磷光体的黄化，磷光体的黄化可能因从半导体堆叠结构发射的光而引起。
[0024]DBR可以通过交替地层压折射率不同的例如Si02/Ti02或Si02/Nb205的绝缘层形成。通过调节具有不同折射率的绝缘层的光学厚度，DBR可以被构造成透射有源层中产生的光而反射波长转换层中转换的光。
[0025]应力消除层消除可能在DBR中引起的应力，从而能够防止DBR从形成在DBR下方的层(例如，半导体堆叠结构)剥落。应力消除层可以由涂布玻璃(spin-on-glass S0G)或多孔氧化硅形成。[0026]附加电极的宽度可以比电极的宽度窄。附加电极的宽度可以随着附加电极与电极分隔得越远而变得越窄。因此，附加电极可以稳定地附着到电极，并且能够确保键合线的后续工艺的可靠性。
[0027]根据本发明的另一方面，提供了一种发光装置，所述发光装置包括:支撑基板，具有第一引线电极和第二引线电极；多个LED芯片，安装在支撑基板上；以及单个波长转换层，覆盖所述多个LED芯片。这里，第一引线电极和第二引线电极穿过支撑基板以延伸到支撑基板的底部。
[0028]因此，由于发光装置利用第一引线电极和第二引线电极连接到外部电源，因此可以省略附加电极。
[0029]在一些实施例中，所述多个LED芯片可以包括:第一 LED芯片,用于发射第一波长的光；和第二 LED芯片,用于发射比第一波长长的第二波长的光。
[0030]尽管所述多个LED芯片可以彼此串联地连接在第一引线电极和第二引线电极之间，但是本发明不限于此，并且所述多个LED芯片可以以各种方式彼此连接。所述多个LED芯片可以借助于键合线彼此电连接。可选择地，LED芯片倒装键合到支撑基板上，从而彼此电连接。
[0031]根据本发明的另一方面，提供了一种发光模块和一种照明组件。发光模块可以包括如上面描述的发光装置和其上安装发光装置的印刷电路板。照明组件可以包括所述发光模块。
[0032]有益效果
[0033]根据本发明，由于多个半导体堆叠结构彼此电连接，因此穿过波长转换层的附加电极仅设置在电流输入端子和/或电流输出端子，或者采用穿过支撑基板的引线电极，从而能够简化封装级或模块级的引线键合工艺。此外，由于利用单个波长转换层覆盖所述多个半导体堆叠结构，因此所述多个半导体堆叠结构可以一体地安装在诸如封装件或模块的芯片安装构件上。此外，采用间隔层，从而能够防止波长转换层中的磷光体被从半导体堆叠件发射的光损坏。此外，间隔层包括DBR，从而能够防止波长转换层中转换的光被再次入射到半导体堆叠结构的内部，从而改善光效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0034]图1是示出根据本发明的实施例的发光装置的示意性平面图。
[0035]图2是沿图1的线A-A截取的示出根据本发明的实施例的发光装置的剖视图。
[0036]图3是示出根据本发明另一实施例的发光装置的剖视图。
[0037]图4是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0038]图5是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0039]图6是示出图5的发光装置的平面图。
[0040]图7是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0041]图8是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0042]图9是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0043]图10是示出根据本发明又一实施例的发光装置的示意性平面图。
[0044]图11是示出图10的发光装置的剖视图。[0045]图12是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0046]图13是示出本发明的发光装置安装在其中的LED封装件的剖视图。
[0047]图14是示出根据本发明的具有多个发光单元的LED芯片的剖视图。
[0048]图15是示出根据本发明又一实施例的发光装置的示意性平面图。
[0049]图16是沿图15的A-A线截取的剖视图。
[0050]图17是示出根据本发明又一实施例的发光装置的示意性剖视图。
[0051]图18是示出根据本发明实施例的其中安装有发光装置的发光模块的示意性剖视图。
[0052]图19是示出根据本发明另一实施例的其中安装有发光装置的发光模块的示意性首1J视图。
[0053]图20是示出根据本发明实施例的其中安装有发光模块的照明组件的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0054]在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。仅出于示例性的目的提供下面的实施例，从而本领域技术人员可以完全理解本发明的精神。因此，本发明不限于下面的实施例，而是可以以其他形式来实施。在附图中，为了便于示出，夸大了元件的宽度、长度和厚度等。在整个说明书和附图中，同样的参考标号表示同样的元件。
[0055]图1是示出根据本发明的实施例的发光装置的示意性平面图。图2是沿图1的线A-A截取的示出根据本发明的实施例的发光装置的剖视图。
[0056]参照图1和图2，发光装置包括基板21、多个半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4、第一电极41、第二电极42、第一附加电极43、第二附加电极44、使多个半导体堆叠结构彼此电连接的连接件45以及波长转换层50。各个半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4由多个GaN基半导体体堆叠结构30形成，所述GaN基半导体体堆叠结构30包括第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29。缓冲层23可以设置在第一导电型半导体层25和基板21之间，间隔层33可以设置在波长转换层50和每个半导体堆叠结构30之间。
[0057]基板21没有特别的限制，可以是能够使氮化物半导体层生长在其上的基板，例如，监宝石基板、碳化娃基板、尖晶石基板或娃基板等。基板21可以比半导体堆置结构相对厚。
[0058]有源层27、第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层29可以由例如(Al, Ga, In) N半导体的II1-N基化合物半导体形成。第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层29中的每个可以具有单层结构或多层结构。例如，第一导电型半导体层25和/或第二导电型半导体层29可以包括接触层和覆层，并且还可以包括超晶格层。此外，有源层27可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。例如，第一导电型半导体层和第二导电型半导体层可以分别是η型半导体层和P型半导体层，但是本发明不限于此。S卩，第一导电型半导体层和第二导电型半导体层可以分别是P型半导体层和η型半导体层。缓冲层23通过减小基板21和第一导电型半导体层25之间的晶格失配，使半导体层25、27和29中产生的缺陷密度降低。
[0059]同时，第一电极41通过与第一导电型半导体层25的暴露的表面接触而电连接到第一导电型半导体层25。第二电极42可以布置在第二导电型半导体层29的顶部上，从而电连接到第二导电型半导体层29。第一电极41和第二电极42可以形成在半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4中的每个上。第一电极41和第二电极42可以包括例如T1、Cu、N1、Al、Au或Cr，可以由其中的两种或更多种材料形成。出于电流分布的目的，透明导电层31 (例如，Ni/Au、ITO、IZO或ZnO)可以形成在第二导电型半导体层29上，第二电极42可以连接到透明导电层。
[0060]第一附加电极43形成发光装置的电流输出端子，并布置在半导体堆叠结构S4的第一电极41上。第二附加电极44形成发光装置的电流输入端子，并且布置在半导体堆叠结构SI的第二电极42上。由于第一附加电极和第二附加电极分别形成电流输出端子和电流输入端子，因此发光装置可以仅有两个附加电极。第一附加电极43和第二附加电极44的宽度可以分别比第一电极41和第二电极42的宽度窄。即，第一附加电极和第二附加电极分别被限制于第一电极和第二电极的顶部。第一附加电极43和第二附加电极44可以具有下述形状，所述形状为随着第一附加电极和第二附加电极分别与第一电极41和第二电极42距离越远，第一附加电极和第二附加电极的宽度变得越窄。因此，如上所述的形状可以使得第一附加电极43和第二附加电极44稳定地附着且维持于相应的第一电极41和第二电极42，这在诸如引线键合工艺的后续工艺中会是有利的。
[0061]连接件45使半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4彼此电连接。如图1中所示，半导体堆叠结构可以通过连接件45串联连接。然而，本发明不限于此，半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4可以以包括串联、并联、串并联、以反向并联等的各种方式电连接。
[0062]连接件45可以尤其是键合线，并且可以利用引线键合工艺与第一附加电极43和第二附加电极44 一起形成。由于半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4高精确度地布置在基板21上，因此可以精确地执行引线键合工艺。
[0063]单个波长转换层50可以覆盖多个半导体堆叠结构30的侧部和顶部。波长转换层50还可以覆盖诸如键合线的连接件45。
[0064]单个波长转换层50可以由包含于环氧基树脂或硅中的磷光体形成，或者可以仅由磷光体形成。例如，在将芯片分隔成晶片级之前，波长转换层50可以由其中包含磷光体的例如环氧树脂或硅的树脂形成，从而利用挤压而具有均一厚度。此时，利用研磨等去除覆盖第一附加电极43和第二附加电极44的树脂，使得可以暴露第一附加电极43和第二附加电极44的顶表面。因此，可以形成具有平坦的顶表面的波长转换层50，第一附加电极43和第二附加电极44穿过波长转换层50以被暴露到发光装置的外部。
[0065]此外，波长转换层50可以具有折射率，例如，处于从1.4至2.0的范围内，由Ti02、SiO2或Y2O3等制成的粉末可以混合在波长转换层50中，从而控制折射率。
[0066]尽管没有特别限制，但是第一附加电极43的顶表面可以布置成与第二附加电极44的高度相同的高度。因此，当去除第二导电型半导体层29和有源层27中的一部分以暴露第一导电型半导体层25时，第一附加电极43会比第二附加电极44长，如图2中所示。
[0067]间隔层33设置在每个半导体堆叠结构30和波长转换层50之间，使得波长转换层50与半导体堆叠件30分隔开。间隔层33可以覆盖半导体堆叠结构30和透明导电层31的顶部。间隔层33可以由例如透明树脂、氮化硅或氧化硅形成。当间隔层33使波长转换层50与半导体堆叠结构30分隔开时，能够防止波长转换层50的黄化。[0068]根据这个实施例，半导体堆叠结构SI的第二附加电极44形成电流输入端子，使得电流可以从外部通过电流输入端子输入到发光装置，半导体堆叠结构S4的第一附加电极43形成电流输出端子，使得电流可以从发光装置通过电流输出端子输出到外部。同时，电流借助于连接件45从半导体堆叠结构S2和半导体堆叠结构S3输入/输出到半导体堆叠结构S2和半导体堆叠结构S3。因此，半导体堆叠结构S2和S3可以被完全埋置在波长转换层50中，从而在半导体堆叠结构S2和S3上不需要添加附加电极。
[0069]与传统的制造LED的方法相似，根据这个实施例的发光装置可以利用形成在尺寸范围为2英寸至6英寸的基板21上的半导体堆叠结构30制造而成，基板21用作生长基板。电极41和电极42形成在半导体堆叠结构上，附加电极43和44形成在针对每个所选单元指定的半导体堆叠结构SI和S4上，形成使半导体堆叠结构彼此电连接的连接件。然后，在基板21之上形成晶片级的波长转换层50，通过诸如研磨的机械抛光去除波长转换层50的上部，以暴露附加电极43和44。然后，针对每个所选单元分割基板21，从而完成发光装置。此外，在形成波长转换层50之前，间隔层33可以以晶片级预先形成。
[0070]根据这个实施例，分别对应于多个芯片区域的半导体堆叠结构30可以一体地安装在封装件或模块等上。由于半导体堆叠结构30通过连接件45彼此电连接，因此可以显著地减少封装工艺或模块工艺(module process)中需要的键合线的个数，从而简化了引线键合工艺。
[0071]图3是示出根据本发明另一实施例的发光装置的剖视图。
[0072]参照图3，根据这个实施例的发光装置几乎类似于参照图1和图2描述的发光装置，但是不同之处在于间隔层33包括分布布拉格反射件(DBR)33b。间隔层33还可以包括设置在DBR33b和半导体堆叠结构30之间的应力消除层33a。
[0073]S卩，间隔层33可以包括通过交替地层压折射率不同的绝缘层(例如，Si02/Ti02或Si02/Nb205)形成的DBR33b。在这种情况下，调节具有不同折射率的绝缘层的光学厚度，从而间隔层33可以透射有源层27中产生的光并且反射从外部入射的光或反射波长转换层50中转换的光。DBR具有反射带，在反射带中反射可见光区域中的长波长区域的光而透射有源层27中产生的短波长的可见光或紫外光。
[0074]根据这个实施例，间隔层33包括DBR33b，从而能够防止在波长转换层50中转换后的光被再次入射到半导体堆叠结构30中。
[0075]同时，应力消除层33a可以由涂布玻璃(SOG)或多孔氧化硅形成。应力消除层33a通过消除DBR33b的应力来防止DBR33b的剥落。
[0076]当通过交替地层压折射率不同的绝缘层(例如，SiO2AiO2或Si02/Nb205)形成DBR33b时，层压密度相对高的层，从而增大DBR中产生的应力。因此，DBR会容易地从半导体堆叠结构30剥落。因此，使应力消除层33a设置在DBR33b下方，从而能够防止DBR33b的剥落。
[0077]图4是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0078]尽管已经在图1至图3中示例性地描述了具有水平结构的半导体堆叠结构30，但是这个实施例中的半导体堆叠结构30具有如图4所示的竖直结构。根据这个实施例的发光装置包括基板51、多个半导体堆叠结构30、第一电极41、第一附加电极43和波长转换层50，其中，每个半导体堆叠结构30具有第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29。此外，发光装置可以包括间隔层33、并且还可以包括第二电极42、第二附加电极
44、反射金属层55、阻挡金属层57和键合金属53。
[0079]基板51与用于在其上生长半导体层25、27和29的生长基板区分开，并且是粘附到先前生长的化合物半导体层25、27和29的二次基板。基板51可以是导电基板，例如，金属基板或半导体基板，但是可以是诸如蓝宝石的绝缘基板，从而可以使多个半导体堆叠结构30彼此串联连接。
[0080]多个半导体堆叠结构30布置在基板51上，每个半导体堆叠结构30具有第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29。这里，与普通的竖直LED相似，半导体堆叠结构30中的P型化合物半导体层29被布置成比η型化合物半导体层25靠近基板51。
[0081]第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29与参照图2描述的半导体层相似，因此将省略对它们的详细描述。同时，电阻相对小的η型化合物半导体层25布置在基板51的相对侧，从而η型化合物半导体层的顶表面可以形成为是粗糙的。
[0082]反射金属层55可以设置在基板51和每个半导体堆叠结构30之间，阻挡金属层57可以设置在基板51和反射金属层55之间，从而围绕反射金属层55。另外，基板51可以通过键合金属53键合到半导体堆叠结构30。反射金属层55和阻挡金属层57可以用作电连接到第二导电型半导体层29的第二电极。此外，第二电极42可以额外地形成在阻挡金属层57上。
[0083]波长转换层50在基板51上覆盖多个半导体堆叠结构30的顶部。波长转换层50可以覆盖半导体堆叠结构30的侧部和顶部。
[0084]同时，间隔层33可以设置在波长转换层50和半导体堆叠结构30之间。间隔层33可以由例如参照图2描述的透明树脂、氮化硅或氧化硅形成。另外，图参照图3所描述的，间隔层33可以包括DBR33b，并且可以包括应力消除层33a。
[0085]第一电极41布置在各个半导体堆叠结构30例如各个第一导电型半导体层25上，从而电连接到各个第一导电型半导体层25,第一附加电极43布置在第一电极41上。第二附加电极44可以布置在第二电极42上。附加电极43和44可以具有与参照图1描述的第一附加电极43和第二附加电极44相同的形状和结构。第一附加电极43和第二附加电极44穿过波长转换层50被暴露到发光装置的外部。
[0086]在这个实施例中，如参照图1和图2描述的第一附加电极43和第二附加电极44可以分别形成发光装置的电流输出端子和发光装置的电流输入端子。根据这个实施例的发光装置可以包括如图1中示出的多个半导体堆叠结构S1、S2、S3和S4，相邻的半导体堆叠结构30可以借助于连接件45 (例如，键合线)彼此电连接。
[0087]同时，尽管已经在这个实施例中示出并描述了，第一电极41和第二电极42连接到各个半导体堆叠结构30，第一附加电极43形成在一个半导体堆叠结构30的第一电极41上，第二附加电极44形成在另一个半导体堆叠结构30的第二电极42上，但是本发明不限于此。例如，当基板51是导电基板时，可以省略第二电极42和第二附加电极44，并且基板51可以形成电流输入端子。在这种情况下，一个第一附加电极43可以形成发光装置的电流输出端子，半导体堆叠结构30可以借助于连接件彼此连接，从而在基板和第一附加电极43之间并联。[0088]图5是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。图6是示出图5的发光装置的平面图。
[0089]参照图5和图6，尽管多个半导体堆叠结构30布置在参照图1和图2描述的发光装置中的基板21上，但是根据这个实施例的发光装置与参照图1和图2描述的发光装置的不同之处在于，多个LED芯片布置在支撑基板71上。
[0090]每个LED芯片C1、C2、C3和C4可以包括基板21、半导体堆叠结构30、第一电极41和第二电极42，并且可以包括间隔层33。即，这个实施例的每个LED芯片是通过将图2的去除了波长转换层50的发光装置划分成与单个半导体堆叠结构30相对应的单独芯片而得到的。
[0091]如参照图1所描述的，第一附加电极43布置在LED芯片C4的第一电极41上，第二附加电极44布置在LED芯片43的第二电极42上。第一附加电极43形成发光装置的电流输出端子，第二附加电极44形成发光装置的电流输入端子。
[0092]同时，与图1的发光装置相似，连接件可以使LED芯片Cl、C2、C3和C4彼此电连接。此外，如图6中所示，LED芯片C2和C3可以利用支撑基板71上的键合图案73彼此电连接。S卩，引线键合到键合图案73，从而能够减小LED芯片C2和C3通过其彼此连接的导线的长度。
[0093]波长转换层50在支撑基板71上覆盖LED芯片Cl、C2、C3和C4。波长转换层50可以覆盖每个基板21的侧部，因此也可以对穿过基板21的侧部发射的光执行波长转换。
[0094]可以通过将单独的LED芯片C1、C2、C3和C4安装在支撑基板71上、将这些芯片彼此电连接、形成波长转换层50、然后针对每个单元一起分割波长转换层50与支撑基板71，来制造根据这个实施例的发光装置。同时，可以预先形成晶片级的第一附加电极43和第二附加电极44，但是可以在支撑基板71上与键合线一起形成。
[0095]图7是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0096]参照图7，根据这个实施例的发光装置与图6的发光装置几乎相似，但是不同之处在于，去除了支撑基板71。在如图6中所描述的形成波长转换层50之后可以去除支撑基板71。然后，可以通过针对每个单元分割波长转换层50来完成发光装置。因此，每个LED芯片中的基板21的底表面可以暴露到外部。
[0097]在图6的实施例中，支撑基板71维持LED芯片Cl、C2、C3和C4的空间关系。然而，在这个实施例中，波长转换层50维持LED芯片的空间关系。
[0098]同时，在这个实施例中，去除了支撑基板71，从而也可以不使用键合图案。因此，LED芯片Cl、C2、C3和C4借助于诸如键合线的连接件彼此电连接。
[0099]图8是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0100]参照图8，根据这个实施例的发光装置与参照图6描述的发光装置几乎相似，但是不同之处在于，竖直LED芯片布置在支撑基板71上。
[0101]LED芯片可以是例如通过将图4的除波长转换层50之外的发光装置划分成单独的LED芯片而获得的。第一电极、第二电极、第一附加电极和第二附加电极的布置与图4的发光装置中的第一电极、第二电极、第一附加电极和第二附加电极的布置相似，因此将省略对其的详细描述。然而，如参照图6所描述的，键合图案73可以形成在支撑基板71上，可以使用键合图案73，从而将半导体堆叠结构30彼此电连接。[0102]可以通过将单独的LED芯片布置在支撑基板71上、将单独的LED芯片彼此电连接、形成波长转换层50、然后针对每个单元一起分割波长转换层50与支撑基板71，来完成发光装置。
[0103]图9是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0104]参照图9，根据这个实施例的发光装置与图8的发光装置几乎相似，但是不同之处在于，去除了支撑基板71。如图8中描述的，在形成波长转换层50之后可以去除支撑基板71。然后，可以通过针对每个单元分割波长转换层50来完成发光装置。因此，每个LED芯片中的基板51的底表面可以暴露到外部。
[0105]在图8的实施例中，支撑基板71维持LED芯片Cl、C2、C3和C4的空间关系。然而，在这个实施例中，波长转换层50维持LED芯片的空间关系。
[0106]同时，在这个实施例中，去除了支撑基板71，从而也可以不使用键合图案。因此，LED芯片Cl、C2、C3和C4借助于诸如键合线的连接件彼此电连接。
[0107]图10是示出根据本发明又一实施例的发光装置的示意性平面图。图11是示出图10的发光装置的示意性剖视图。尽管在前面的实施例中已经描述了包括多个GaN基半导体堆叠结构30的发光装置，但是在这个实施例中将描述包括用于发射第一波长的光的LED芯片BI和用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R4的发光装置。
[0108]参照图10和图11，根据这个实施例的发光装置包括:支撑基板71 ;LED芯片BI，用于发射第一波长的光；LED芯片Rl至R4，用于发射第二波长的光。键合图案73a和73b可以形成在支撑基板71上。
[0109]LED芯片BI可以由如上所述的GaN基半导体形成，可以是参照图6或图8描述的LED芯片。同时，LED芯片Rl至R4可以由AlGaInP基半导体形成。然而，本发明不限于此，LED芯片Rl至R4还可以由发射波长相对长的另一 GaN基半导体形成。
[0110]LED芯片BI和Rl至R4可以借助于例如键合图案73a、键合图案73b和键合线45的连接件彼此电连接。可以对每个LED芯片设置第一电极41和第二电极42。第一附加电极43可以布置在一个LED芯片R4的第一电极41上,从而形成发光装置的电流输出端子，第二附加电极44可以形成在另一 LED芯片Rl的第二电极42上，从而形成发光装置的电流输入端子。
[0111]同时，波长转换层50覆盖LED芯片BI和Rl至R4，第一附加电极43和第二附加电极44穿过波长转换层50，以被暴露到外部。
[0112]根据这个实施例，可以例如通过将用于发射蓝光的LED芯片B1、用于发射红光的LED芯片Rl至R4和波长转换层50的组合来实现暖白光。
[0113]图12是示出根据本发明又一实施例的发光装置的剖视图。
[0114]参照图12，根据这个实施例的发光装置与参照图11描述的发光装置几乎相似，但是不同之处在于，去除了支撑基板71。因此，通过波长转换层50维持LED芯片BI和Rl至R4的空间关系。由于同样无法在支撑基板71上使用键合图案73a和73b，因此LED芯片BI和Rl至R4通过诸如键合线的连接件彼此电连接。
[0115]图13是示出本发明的发光装置安装在其中的LED封装件的剖视图。尽管图13中描述了其中安装有图12的发光装置的封装件，但是本发明不限于此，并且封装件中可以安装有如上面描述的各种类型的发光装置。[0116]参照图13，LED封装件包括其上安装有发光装置的底座91。LED封装件还可以包括键合线95和透镜97。
[0117]底座91可以是例如印刷电路板、引线框架或陶瓷基板等，并且可以包括引线端子93a和93b。如图12中描述的发光装置的第一附加电极43和第二附加电极44分别借助于键合线95电连接到引线端子93a和93b。
[0118]同时，透镜97可以覆盖发光装置。透镜97使得从LED芯片BI和Rl至R4发射的光的方位角得以控制，位于可以沿期望的方向发射光。由于波长转换层50形成在发光装置中，因此透镜97不必包含磷光体。
[0119]尽管在这个实施例中已经描述了其中安装有图12的发光装置的LED封装件，但是本发明不限于图12的发光装置，而是可以在LED封装件中安装如上面描述的各种类型的发
光装置。
[0120]图14是示出可以应用于本发明的发光装置的具有多个发光单元的LED芯片的剖视图。
[0121]参照图14，尽管在前面提及的实施例中(例如，在图6的实施例中)已经示出并描述了每个LED芯片由单个半导体堆叠结构30形成，但是本发明不限于此，可以使用具有多个发光单元的LED芯片。即，具有由多个发光单元形成的半导体堆叠结构30的LED芯片也可以应用于本发明。
[0122]多个发光单元布置在基板21上，并且可以通过导线83彼此电连接。导线83可以将一个发光单元的第一导电型半导体层25连接到邻近于所述一个发光单元的另一发光单元的第二导电型半导体层29，从而形成串联阵列，这样的串联阵列可以并联或者反向并联。
[0123]绝缘层81可以设置在发光单元和导线83之间，从而防止发光单元的第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层29因导线83而短路。透明导电层31布置在绝缘层81和每个发光单元之间。透明导电层31与第二导电型半导体层29欧姆接触。
[0124]绝缘层81可以覆盖透明导电层31，还可以覆盖发光单元的侧部。第二绝缘层85可以覆盖发光单兀和导线83,从而保护发光单兀和导线83。
[0125]同时，第一电极41和第二电极42可以分别布置在彼此不同的发光单元上。在这个实施例中，第一电极41和第二电极42所形成的位置没有特别限制。例如，所有第一电极41和第二电极42都可以形成在基板21上，或者可选择地，形成在第一导电型半导体层25或第二导电型半导体层29上。第一电极41和第二电极42穿过绝缘层81和85暴露到外部，附加电极可以形成在第一电极41和第二电极42中的一个上。
[0126]尽管已经在这个实施例中描述了单独的LED芯片具有多个发光单元，但是本发明不限于此。例如，图2和图3的实施例中的每个半导体堆叠结构30可以包括多个发光单元。在图10至图13的实施例中，LED芯片BI可以是具有多个发光单元的LED芯片。在图10至图13的实施例中，可以一起使用每个具有单个半导体堆叠结构30的一些LED芯片和每个具有多个发光单元的其他LED芯片。
[0127]图15是示出根据本发明又一实施例的发光装置的示意性平面图。图16是沿图15的A-A线截取的剖视图。
[0128]参照图15和图16，根据这个实施例的发光装置100与参照图10和图11描述的发光装置几乎相似，但是不同之处在于，形成穿过支撑基板171的引线电极173a和173b来代替穿过波长转换层50以被暴露到外部的附加电极43和44。
[0129]S卩，发光装置100包括支撑基板171，键合图案173c布置在支撑基板171上。第一引线电极173a和第二引线电极173b从支撑基板171的顶表面延伸到支撑基板171的底表面。支撑基板171没有特别限制，可以为例如硅基板、陶瓷基板、金属基板或玻璃基板。当支撑基板171是诸如金属基板的导电基板时，绝缘层可以形成在支撑基板171的表面上。
[0130]如参照图10和图11所描述的，发光装置100还可以包括用于发射第一波长的光的LED芯片BI和用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8。这里，已经示出并描述了用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8具有竖直结构。然而，LED芯片Rl至R8可以具有如上所述的水平结构。尽管已经示出并描述了用于发射第一波长的光的LED芯片BI具有水平结构，但是LED芯片BI可以具有竖直结构。
[0131]用于发射第一波长的光的LED芯片BI和用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8借助于第一引线电极173a和第二引线电极173b之间的连接件彼此电连接。
[0132]如这些图中所示，当用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8具有竖直结构时，LED芯片Rl至R8中的每个通过导电粘合剂安装在键合图案173c上，并借助于键合线145电连接到相邻的键合图案173c或用于发射第一波长的光的LED芯片BI。上电极142可以形成在LED芯片Rl至R8中的每个上，从而连接到键合线145，第一电极和第二电极可以形成在LED芯片BI上。当用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8具有水平结构时，芯片可以利用如参照图10和图11所描述的键合线彼此电连接。当用于发射第一波长的光的LED芯片BI具有竖直结构时，LED芯片BI安装在键合图案(未示出)上，LED芯片BI的第一电极借助于键合线(未示出)电连接到相邻的键合图案或LED芯片Rl至R8中的任意一个。LED芯片BI的第二电极借助于导线(未示出)从键合图案电连接到相邻的键合图案或LED芯片Rl至R8中的任意一个。然而，本发明不限于此。即，LED芯片BI安装在键合图案上，并且可以在支撑基板171的内侧中借助于连接件电连接到LED芯片Rl至R8中的任意一个。
[0133]在这个实施例中，电流引入到第二引线电极173b中，然后经由LED芯片Rl和R2流到LED芯片BI。接下来，电流从LED芯片R3顺序地流入到LED芯片R8，然后通过第一引线电极173a流出。
[0134]尽管在这个实施例中已经示出了支撑基板171上的所有LED芯片BI和Rl至R8彼此串联连接，但是本发明不限于此，各种电连接关系是可能的。
[0135]同时，波长转换层50覆盖LED芯片BI和Rl至R8。
[0136]根据这个实施例，可以例如通过用于发射蓝光的LED芯片B1、用于发射红光的LED芯片Rl至R8和波长转换层50组合来实现暖白光。采用穿过支撑基板171的第一引线电极173a和第二引线电极173b，从而与前面提及的实施例不同，不必形成穿过波长转换层50的任何附加电极。因此，可以使发光装置的制造工艺更加简化。
[0137]尽管在这个实施例中已经描述了，在单个波长转换层50中用于发射第一波长的光的LED芯片BI和用于发射第二波长的光的LED芯片Rl至R8布置在支撑基板171上，但是用于发射相同波长的光的多个LED芯片(例如，用于发射蓝光的多个LED芯片)可以布置在支撑基板171上。
[0138]图17是示出根据本发明又一实施例的发光装置110的示意性剖视图。
[0139]参照图17，根据这个实施例的发光装置110与参照图16描述的发光装置100相似，但是不同之处在于，LED芯片BI和Rl至R8倒装键合到支撑基板171上的键合图案173c和引线电极173a、173b上。
[0140]g卩，LED芯片BI和Rl至R8倒装键合到第一引线电极173a和第二引线电极173b之间的键合图案173c上，从而彼此电连接。
[0141]根据这个实施例，可以省略键合线145，从而简化了发光装置的制造工艺。另外，可以利用倒装芯片提高发光装置的散热效率。
[0142]图18是示出根据本发明实施例的其中安装有发光装置100的发光模块200的示意性剖视图。
[0143]参照图18，发光模块200包括印刷电路板191、发光装置100、成型部分197和坝状部分193。印刷电路板191可以由诸如金属芯PCB的各种类型的PCB形成。
[0144]同时，发光装置100与参照图15和图16描述的发光装置相同。在发光装置100中，多个LED芯片BI和Rl至R8安装在支撑基板171上，并被单个波长转换层50覆盖。
[0145]多个发光装置100可以安装在印刷电路板191上。发光装置100可以在印刷电路板上通过导电图案(未示出)而彼此电连接。
[0146]每个发光装置100可以被成型部分197包封，坝状部分193可以形成为限定用于在其中形成成型部分197的区域。
[0147]尽管已经在这个实施例中描述了发光装置100安装在印刷电路板上，但是本发明不限于此。即，图17的发光装置110可以安装在印刷电路板上，或者如上所述的多种发光装置可以安装在印刷电路板191上。
[0148]图19是示出根据本发明另一实施例的其中安装有发光装置100的发光模块210的示意性剖视图。
[0149]参照图19，根据这个实施例的发光模块210与参照图18描述的发光模块200相似，但是不同之处在于，多个发光装置100被一个成型部分197包封。
[0150]即，多个发光装置100安装在被坝状部分193围绕的区域中，成型部分197形成在发光装置100上，从而围绕发光装置100。
[0151]图20是示出根据本发明实施例的其中安装有发光模块200的照明组件的示意性剖视图。这里，在下面将描述灯泡型照明组件。
[0152]参照图20，照明组件包括发光模块200、基座201、散热器203和罩205。已经参照图18预先描述了发光模块200，因此，将省略对其的详细描述。
[0153]基座201具有暴露到外部的端子，从而连接到外部电源。散热器203用于将热从发光模块200消散到外部，并且可以就有多个针状物。发光模块200可以布置在散热器203的顶部上。罩205覆盖发光模块200,从而保护发光模块200免受外部环境影响。
[0154]在这个实施例中，已经作为示例描述了灯泡型照明组件。然而，本发明不限于此，而是可以应用于各种照明组件。
[0155]尽管已经描述了发光模块200安装在照明组件中，但是如参照图19描述的发光模块210可以安装在照明组件中。
[0156]根据这个实施例，使用具有形成在多个LED芯片BI和Rl至R8上的单个波长转换层50的发光装置，从而可以容易地制造发光模块，因此可以容易地制造照明组件。
[0157]尽管已经结合优选的实施例描述了本发明，但是本发明的实施例仅出于举例说明的目的，并且不应被解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解的是，在权利要求限定的技术精神和范围内可以对其做出各种改变和修改。
【权利要求】
1.一种发光装置，所述发光装置包括: 多个半导体堆叠结构，彼此电连接； 波长转换层，覆盖所述多个半导体堆叠结构； 电极，电连接到至少一个半导体堆叠结构；以及 至少一个附加电极，布置在电极上并且穿过波长转换层以被暴露到外部。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述多个半导体堆叠结构借助于连接件彼此电连接。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其中，波长转换层覆盖连接件。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，附加电极包括: 第一附加电极，电流通过第一附加电极从发光装置输出； 第二附加电极，电流通过第二附加电极输入到发光装置。
5.根据权利要求2所述的发光装置，其中，连接件包括键合线。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，波长转换层维持所述多个半导体堆叠结构之间的空间关系。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述多个半导体堆叠结构包括: 第一半导体堆叠结构，用于 发射第一波长的光；以及 第二半导体堆叠结构，用于发射比第一波长长的第二波长的光。
8.根据权利要求7所述的发光装置，所述发光装置还包括多个发光二极管芯片， 其中，每个发光二极管芯片包括: 基板；以及 布置在基板上的半导体堆叠结构。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片包括: 第一发光二极管芯片，用于发射第一波长的光；以及 第二发光二极管芯片，用于发射比第一波长长的第二波长的光。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片布置在支撑基板上。
11.根据权利要求10所述的发光装置，所述发光装置还包括形成在支撑基板上的键合图案。
12.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片中的至少一个具有多个发光单元。
13.根据权利要求1所述的发光装置，所述发光装置还包括用于维持所述多个半导体堆叠结构之间的空间关系的支撑基板。
14.根据权利要求1所述的发光装置，所述发光装置还包括设置在波长转换层和所述至少一个半导体堆叠结构之间的间隔层。
15.根据权利要求14所述的发光装置，其中，间隔层利用绝缘层形成。
16.根据权利要求14所述的发光装置，其中，间隔层包括分布布拉格反射件。
17.根据权利要求16所述的发光装置，其中，间隔层还包括设置在分布布拉格反射件和半导体堆叠结构之间的应力消除层。
18.根据权利要求1所述的发光装置，其中，附加电极的宽度比电极的宽度窄。
19.根据权利要求18所述的发光装置，其中，附加电极的宽度随着附加电极与电极分隔得越远而变得越窄。
20.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述多个半导体堆叠结构中的至少一个包括多个发光单元，所述多个发光单元通过导线彼此电连接。
21.一种发光装置，所述发光装置包括: 支撑基板，具有第一引线电极和第二引线电极； 多个发光二极管芯片，安装在支撑基板上；以及 单个波长转换层，覆盖所述多个发光二极管芯片， 其中，第一引线电极和第二引线电极穿过支撑基板以延伸到支撑基板的底部。
22.根据权利要求21所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片包括: 第一发光二极管芯片，用于发射第一波长的光；以及 第二发光二极管芯片，用于发射比第一波长长的第二波长的光。
23.根据权利要求21所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片在第一引线电极和第二引线电极之间彼此串联连接。
24.根据权利要求23所述的发光装置，所述发光装置还包括用于使所述多个发光二极管芯片彼此电 连接的键合线。
25.根据权利要求23所述的发光装置，其中，所述多个发光二极管芯片倒装键合在支撑基板上。
【文档编号】H01L33/50GK103477456SQ201280017635
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年1月31日 优先权日:2011年2月9日
【发明者】郑井和, 金桢斗, 郑丞晧, 金敏惠, 金裕珍 申请人:首尔半导体株式会社