发光器件、发光器件封装、发光器件的制造方法及照明系统的制作方法

发光器件、发光器件封装、发光器件的制造方法及照明系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种发光器件、发光器件封装、发光器件的制造方法及照明系统。根据实施例的发光器件包括：导电支撑构件；在导电支撑构件上的发光结构，该发光结构包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、以及在第一和第二导电半导体层之间的有源层；以及在发光结构上的保护器件。
【专利说明】发光器件、发光器件封装、发光器件的制造方法及照明系统
[0001] 本申请是2011年2月18日提交的申请号为201110041640. 3,发明名称为"发光 器件、发光器件封装、发光器件的制造方法及照明系统"的专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及发光器件、发光器件的制造方法以及发光器件封装。

【背景技术】
[0003] 发光二极管（LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。LED能够产生具有高亮 度的光，使得LED已经被广泛地用作用于显示装置、车辆或者照明设备的光源。另外，LED能 够通过采用荧光体或者组合具有各种颜色的LED而表现出具有优异的光效率的白色。
[0004] 为了提高LED的亮度和性能，已经进行各种尝试来改进光提取结构、有源层结构、 电流扩展、电极结构、以及发光二极管封装的结构。


【发明内容】

[0005] 实施例提供具有新颖的结构的发光器件、发光器件的制造方法、以及发光器件封 装。
[0006] 实施例提供能够提高耐受电压特性的发光器件，以及发光器件的制造方法。
[0007] 根据实施例的发光器件包括：导电支撑构件；在导电支撑构件上的第二导电半导 体层；在第二导电半导体层上的有源层；在有源层上的第一导电半导体层；以及在第一导 电半导体层上的保护器件。
[0008] -种发光器件的制造方法可以包括下述步骤：通过在硅衬底上顺序地堆叠第一导 电半导体层、有源层、以及第二导电半导体层来形成发光结构；在发光结构上形成导电支撑 构件；通过选择性地去除硅衬底来形成保护器件的主体；将第一导电掺杂物注入保护器件 的主体中；通过将第二导电掺杂物注入主体的下部来形成掺杂部分；以及在主体和掺杂部 分中的至少一个上形成电极。
[0009] 实施例能够提供具有新颖的结构的发光器件、发光器件的制造方法、以及发光器 件封装。
[0010] 实施例能够提供能够提高耐受电压特性的发光器件，以及发光器件的制造方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1是根据第一实施例的发光器件的截面图；
[0012] 图2是根据第一实施例的发光器件的平面图；
[0013] 图3是示出图1的发光器件的保护器件的操作原理的电路图；
[0014] 图4至图11是示出根据第一实施例的发光器件的制造方法的截面图；
[0015] 图12是根据第二实施例的发光器件的截面图；
[0016] 图13是根据第三实施例的发光器件的截面图；
[0017] 图14是根据第四实施例的发光器件的截面图；
[0018] 图15是示出根据实施例的包括发光器件的发光器件封装的截面图；
[0019] 图16是示出根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的背光单元的分解透 视图；以及
[0020] 图17是示出根据实施例的包括发光器件或发光器件封装的的照明单元的透视 图。

【具体实施方式】
[0021] 在实施例的描述中，将会理解的是，当层（或膜）、区域、图案或结构被称为处于另 一衬底、另一层（或膜）、另一区域、另一焊盘或另一图案"上"或者"下"时，它能够"直接 地"或者"间接地"在另一衬底、层（或膜）、区域、焊盘或者图案上，或者也可以存在一个或 多个中间层。已经参考附图描述了这样的层的位置。
[0022] 为了便于描述和清楚起见，在附图中示出的每层的厚度和尺寸被夸大、省略、或示 意性绘制。另外，元件的尺寸没有完全反映真实尺寸。
[0023] 在下文中，将会参考附图描述根据实施例的发光器件、发光器件的制造方法、发光 器件封装以及照明系统。
[0024] 图1是示出根据第一实施例的发光器件100的截面图，并且图2是发光器件100 的平面图。
[0025] 参考图1和图2,发光器件100包括：导电支撑构件160、在导电支撑构件160上的 附着层158、在附着层158或者导电支撑构件160的顶表面的外围部分上的保护构件155、 在附着层158上的反射层157、在反射层157上的欧姆接触层156、在欧姆接触层156和保 护构件155上的发光结构145、在发光结构145上的第一电极170、以及在发光结构145上 的保护器件115。
[0026] 发光结构145至少包括：第一导电半导体层130、在第一导电半导体层130下面的 有源层140、以及在有源层140下面的第二导电半导体层150。第一导电半导体层130、有源 层140、以及第二导电半导体层150构成产生光的结构。
[0027] 导电支撑构件160支撑发光结构145,并且和第一电极170 -起向发光器件100提 供电力。
[0028] 导电支撑构件160可以包括11、0、附、41、？1411、1、(：11、1〇以及掺杂有杂质的半 导体衬底中的至少一个。
[0029] 附着层158可以形成在导电支撑构件160上。附着层158是结合层以提高导电支 撑构件160和发光结构145之间的界面结合强度。
[0030] 附着层158可以包括11、六11、511、附、0、6&、111、81、(：11、六8以及了 &中的至少一个。 另外，附着层158可以具有包括多个异质层的多层结构。
[0031] 导电支撑构件160能够通过镀工艺或者沉积工艺形成。如果导电支撑构件160具 有充分的附着特性，那么可以省略附着层158。
[0032] 保护构件155能够形成在附着层158或者导电支撑构件160的顶表面的外围部分 上。保护构件155能够防止发光结构145和导电支撑构件160之间的电气短路。
[0033] 保护构件155可以包括具有电气绝缘特性的材料。例如，保护构件155可以包括 从由 Si02、Six0y、Si3N4、Si xNy、Si0xNy、Al20 3、Ti02、ITO、AZO 以及 ZnO 组成的组中选择的至少 一个。
[0034] 反射层157能够形成在附着层158上。反射层157反射从发光结构145入射的光， 以提高发光器件100的发光效率。
[0035] 反射层157可以包括具有高反射率的材料。例如，反射层157能够通过使用包括 从由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf组成的组中选择的至少一个的金属或 者金属合金而形成。另外，反射层157能够通过使用上述金属或者金属合金，以及诸如ΙΖ0、 ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖ0或者ΑΤ0的透射导电材料而被制备为多层。例如，反射层可以 具有包括IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni或者AZO/Ag/Ni的堆叠结构。设置反射层157以提高 光效率，并且可以不必须要求反射层157。欧姆接触层156形成在反射层157上。
[0036] 欧姆接触层156形成欧姆接触，使得电流能够在反射层157和发光结构145之间 流动。
[0037] 如果反射层157形成相对于发光结构145的欧姆接触，那么可以省略欧姆接触层 156,但是实施例不限于此。
[0038] 欧姆接触层156可以包括从由IT0、Ni、Pt、Ir、Rh和Ag组成的组中选择的至少一 个，但是实施例不限于此。欧姆接触层156可以选择性地采用透射导电层和金属。欧姆接触 层156能够通过使用从由ΙΤ0(铟锡氧化物）、ΙΖ0(铟锌氧化物）、ΙΖΤ0(铟锌锡氧化物）、 ΙΑΖ0 (铟铝锌氧化物）、IGZ0 (铟镓锌氧化物）、IGT0 (铟镓锡氧化物）、ΑΖ0 (铝锌氧化物）、 ΑΤ0 (锑锡氧化物）、GZ0 (镓锌氧化物）、IrOx、RuOx、Ru0x/IT0、Ni、Ag、Ni/IrO x/Au、以及 Ni/ Ir0x/Au/IT0组成的组中选择的至少一个而制备为单层或者多层。
[0039] 发光结构145可以形成在欧姆接触层156和保护构件155上。发光结构145包括 多个半导体层以产生光。例如，发光结构145至少包括：第一导电半导体层130、在第一导 电半导体层130下面的有源层140、以及在有源层140下面的第二导电半导体层150。
[0040] 例如，第二导电半导体层150可以包括P型半导体层。P型半导体层可以包括具有 Ir^AlyGahiP'KO彡叉彡1，0彡7彡1，0彡x+y彡1)的组成式的半导体材料。例如，p型半 导体层可以包括掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr、或者Ba的p型掺杂物的InAlGaN、GaN、AlGaN、 InGaN、AlN 或者 InN。
[0041] 有源层140形成在第二导电半导体层150上。有源层140通过经由第一导电半导 体层130注入的电子（或者空穴）和经由第二导电半导体层150注入的空穴（或者电子） 的复合，基于根据用于有源层140的本征材料的能带的带隙差而发射光。
[0042] 有源层140可以具有单量子讲结构、多量子讲（MQW)结构、量子点结构、或者量子 线结构中的至少一个，但是实施例不限于此。
[0043] 有源层140可以包括具有InxAlyGai_ x_yN(0彡X彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的 组成式的半导体材料。如果有源层140具有MQW结构，则有源层140可以包括InGaN阱层 /GaN势垒层的堆叠结构。
[0044] 掺杂有η型或者p型掺杂物的包覆层（未示出）能够形成在有源层140上面和/ 或下面。包覆层可以包括AlGaN层或者InAlGaN层。
[0045] 第一半导体层130可以形成在有源层140上。另外，图案或者粗糙部131能够形 成在第一导电半导体层130的顶表面上，以改进发光器件100的光提取效率。
[0046] 未掺杂的半导体层能够形成在第一半导体层130上，但是实施例不限于此。
[0047] 第一导电半导体层可以包括η型半导体层。η型半导体层可以包括具有InxAl yGa 彡X彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的组成式的半导体材料。例如，第一导电半导体层可 以从由InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN以及InN组成的组中选择，并且可以被掺杂有诸如 Si、Ge或者Sn的η型掺杂物。
[0048] 相反地，第一导电半导体层130可以包括ρ型半导体层，并且第二导电类型半导体 层150可以包括η型半导体层。另外，包括η型半导体层或者ρ型半导体层的第三导电半 导体层可以形成在第一导电半导体层130上。因此，发光器件100可以包括ΝΡ、ΡΝ、ΝΡΝ以 及ΡΝΡ结结构中的至少一个。另外，第一和第二导电半导体层中的杂质的掺杂浓度可以是 均匀或者不规则的。换言之，发光结构145可以具有各种构造，并且实施例不限于此。
[0049] 电流阻挡层（未示出）可以形成在欧姆接触层156以及第二导电半导体层150之 间。电流阻挡层的顶表面接触第二导电半导体层150,并且电流阻挡层的底表面和侧面接触 欧姆接触层156。
[0050] 电流阻挡层的至少一部分可以与第一电极170重叠。因此，电流阻挡层可以限制 电流从第一电极170和导电支撑构件160之间的最短路径流过，使得能够改进发光器件100 的发光效率。
[0051] 电流阻挡层可以包括具有比反射层157或者欧姆接触层156的导电性更低的导电 性的材料、与第二导电半导体层150形成肖特基接触的材料、或者电气绝缘材料。
[0052] 例如，电流阻挡层可以包括包含ZnO、Si02、Si0N、Si3N 4、Al203、Ti02、Ti、Al以及Cr 中的至少一个。
[0053] 第一电极170以及保护器件115可以形成在第一导电半导体层130上。
[0054] 第一电极170以及导电支撑构件160将电力提供给发光器件100。例如，第一电极 170包括Al、Ti、Cr、Ni、Cu、以及Au中的至少一个。第一电极170能够被制备为包括通过 使用异质材料而形成的多层的多层结构。
[0055] 保护器件115形成在第一导电半导体层130上。优选地，保护器件115形成在第 一导电半导体层130的顶表面的较外围部分上，以最小化从发光结构145发射的光的吸收。
[0056] 保护器件115能够保护发光结构145免受由于过电压、过电流、或者反向电压而导 致发生的电涌或者静电放电。即，当产生过电压、过电流、或者反向电压时，电流流到保护器 件115,而没有流到发光结构，从而能够防止发光结构145被损坏，从而提高了发光器件100 的耐受电压特性。
[0057] 保护器件115能够形成在发光结构145的第一导电半导体层130上。例如，能够 通过在半导体制造工艺中掺杂硅而以微尺寸来形成保护器件115,因此，保护器件115能够 在没有降低发光器件100的发光效率的情况下实现其原始目的。
[0058] 保护器件115包括：导电构件110a，其由娃材料制成并且被掺杂有ρ型掺杂物；掺 杂部分112,其形成在导电构件110a上并且被掺杂有η型掺杂物；在导电构件110a上的第 三电极114 ;以及在掺杂部分112上的第二电极116。
[0059] 导电构件110a包括硅材料，并且能够通过利用蚀刻工艺选择性地去除硅衬底而 形成。详细地，选择性地去除用于生长发光结构145的硅衬底，以形成保护器件115的导电 构件110a，从而能够以高效率简单地执行制造工艺。
[0060] 导电构件110a被掺杂有p型掺杂物，从而导电构件110a构成p型半导体。P型掺 杂物可以包括Mg、Be以及B中的至少一个。
[0061] 掺杂部分112能够通过将η型掺杂物注入导电构件110a的顶表面而形成在导电 构件110a上。η型掺杂物可以包括N、P、As以及Sb中的至少一个。
[0062] 如果第一导电半导体层130是p型半导体层，并且第二导电半导体层150是η型 半导体层，那么η型掺杂物可以被注入到导电构件中并且ρ型掺杂物被注入到掺杂部分112 中。
[0063] 第三电极114形成在导电构件110a上，并且第二电极116形成在掺杂部分112上。 第二和第三电极116和114被设置有电气地连接到外部电极的布线。
[0064] 第一和第三电极170和114能够电气地连接到同一外部电极，并且导电支撑构件 160和第二电极116被电气连接到同一外部电极。
[0065] 图3是示出保护器件115的操作原理的电路图。
[0066] 参考图3,保护器件115并联地连接到发光结构145,以用作允许正向电流在反方 向上流动的二极管。特别地，保护器件115可以用作具有至少比发光结构145的操作电压 高的击穿电压的齐纳二极管。
[0067] 如果第一电流II被施加到发光器件100,那么对于发光结构145来说，第一电流 11是反向电流，并且对于保护器件115来说，第一电流11是正向电流，因此电流仅流过保护 器件115。
[0068] 相反地，如果第二电流12被施加到发光器件100,那么对于发光结构145来说，第 二电流12是正向电流，并且对于保护器件115来说，第二电流12是反向电流，因此，电流仅 流过发光结构145,从而发光器件100发光。
[0069] 同时，如果第二电流12是由于比保护器件115的击穿电压高的过电压导致的过电 流，那么由于隧穿效应而导致启动保护器件115,从而电流流过保护器件115。即，过电流流 过保护器件115,而没有流过发光结构145,从而能够防止损坏发光结构145。
[0070] 保护器件115的击穿电压可以高于发光结构145的操作电压。例如，保护器件115 的击穿电压可以处于3V至100V的范围内，但是实施例不限于此。保护器件115的击穿电 压可以通过调整导电构件ll〇a和掺杂部分112的大小和掺杂浓度来确定。
[0071] 如上所述，保护器件115能够通过简单而有效的工艺而形成在发光结构145的顶 表面上，从而能够保护发光器件100不受过电流和反向电流影响，从而改进了发光器件100 的可靠性。
[0072] 在下文中，将详细地描述根据第一实施例的发光器件100的制造方法。
[0073] 图4至图11是示出根据第一实施例的发光器件100的制造方法的截面图。
[0074] 参考图4,发光结构145形成在硅衬底110上。能够通过在硅衬底110上顺序地沉 积第一导电半导体层130、有源层140、以及第二导电半导体层150来形成发光结构145。
[0075] 硅衬底110可以包括硅。与蓝宝石衬底相比，硅不昂贵并且容易加工。
[0076] 能够通过M0CVD (金属有机化学气相沉积）、CVD (化学气相沉积）、PECVD (等离子 体增强化学气相沉积）、MBE (分子束外延）、或者HVPE (氢化物气相外延）形成发光结构 145,但是实施例不限于此。
[0077] 缓冲层（未示出）能够形成在第一导电半导体层130和硅衬底110之间，以减小 第一导电半导体层130和硅衬底110之间的热膨胀系数的差和晶格失配。例如，缓冲层能 够通过使用具有In/lyGahiMO彡1彡1，0彡7彡1，0彡x+y彡1)的组成式的半导体材 料而制备为单层或者多层。
[0078] 参考图5,保护构件155形成在发光结构145的外围部分上。保护构件155可以 包括具有电气绝缘特性的材料。例如，保护构件155可以包括从由Si0 2、Six0y、Si3N4、Si xNy、 Si0xNy、Al203、Ti02、IT0、AZ0以及ZnO组成的组中选择的至少一个。可以通过诸如溅射或者 PECVD的沉积工艺形成保护构件155,但是实施例不限于此。
[0079] 参考图6,欧姆接触层156形成在发光结构145上，并且反射层157形成在欧姆接 触层156上。能够通过诸如溅射、PECVD、或者电子束蒸镀的沉积工艺形成欧姆接触层156 和反射层157,但是实施例不限于此。
[0080] 欧姆接触层156可以包括从由ITO、Ni、Pt、Ir、Rh和Ag组成的组中选择的至少一 个。另外，反射层157可以包括包含Ag、Al、Pt、Pd以及Cu中的至少一个的金属或者合金。
[0081] 参考图7,附着层158形成在反射层157和保护构件155上，并且导电支撑构件160 形成在附着层158上。
[0082] 附着层158可以改进导电支撑构件160和发光结构145之间的界面附着强度。例 如，附着层158可以包括从由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta组成的组中选择 的至少一个。
[0083] 导电支撑构件160被制备为片，并且被结合在附着层158的顶表面上。或者，导电 支撑构件160能够通过镀工艺或者沉积工艺而形成。在该情况下，可以省略附着层158。
[0084] 导电支撑构件160可以包括11、0、附、41、？1411、1、(：11、1〇以及掺杂有杂质的半 导体衬底中的至少一个。
[0085] 参考图8,通过选择性地去除硅衬底110来形成保护器件115的导电构件110a。优 选地，导电构件ll〇a形成在发光结构145的底表面的较外围区域上，但是实施例不限于此。
[0086] 详细地，选择性地蚀刻硅衬底110以形成保护器件115的导电构件110a。优选地， 如图8中所示，导电构件110a可以具有多边形柱形状，但是实施例可以不限制于用于导电 构件110a的制造工艺和形状。之后，p型掺杂物被注入到导电构件110a中，从而形成p型 半导体层。
[0087] 由于能够通过蚀刻工艺容易地去除硅衬底110,因此能够省略可能减少发光器件 的产品产量的LL0(激光剥离）工艺，从而能够改进用于发光器件100的制造工艺的可靠 性。
[0088] 同时，能够采用蓝宝石衬底作为发光结构145的基础衬底，来代替硅衬底。在该情 况下，通过LL0工艺来选择性地去除蓝宝石衬底，并且通过沉积工艺在发光结构145上形成 导电构件110a，但是实施例不限于此。
[0089] 参考图9，n型掺杂物被选择性地注入导电构件110a的下部，以形成掺杂部分112。 掺杂部分112形成在导电构件110a的下部的一部分处。
[0090] 为了在想要的位置形成掺杂部分112,在导电构件110a中形成掩模图案，并且通 过离子注入或者热扩散沿着掩模图案来注入η型掺杂物，但是实施例不限于此。
[0091] 参考图10,对于发光结构145执行隔离蚀刻，并且在发光结构145的底表面上，即 在第一导电半导体层130的底表面上形成图案或者粗糙部131以改进光提取效率。
[0092] 通过隔离蚀刻能够将发光器件芯片分为单独的芯片单元。另外，能够通过图案或 者粗糙部131改进光提取效率。
[0093] 钝化层（未示出）能够形成在发光结构145的至少一个侧面处以保护发光结构 145。例如，钝化层包括510 2、5取、510具、5以4、或者41203，但是实施例不限于此。
[0094] 参考图11，第一电极170形成在发光结构145的底表面上，第三电极114形成在导 电构件110a的底表面上，并且第二电极116形成在掺杂部分112的底表面上，从而提供根 据第一实施例的包括保护器件115的发光器件100。
[0095] 这时，第一和第三电极170和114能够电气地连接到同一外部电极，并且导电支撑 构件160和第二电极116电气地连接到同一外部电极。
[0096] 在下文中，将详细地描述根据第二实施例的发光器件100B及其制造方法。
[0097] 图12是根据第二实施例的发光器件100B的截面图。根据第二实施例的发光器 件100B类似于根据第一实施例的发光器件100,不同之处在于保护器件的电极及其操作原 理。
[0098] 参考图12,根据第二实施例的发光器件100B包括：导电支撑构件160、在导电支撑 构件160上的附着层158、在导电支撑构件160上或者在附着层158的顶表面的外围区域上 的保护构件155、在附着层158上的反射层157、在反射层157上的欧姆接触层156、在保护 构件155和欧姆接触层156上的发光结构145、在发光结构145上的第一电极170、以及在 发光结构145上的保护器件115b。
[0099] 发光结构145至少包括：第一导电半导体层130、在第一导电半导体层130下面的 有源层140、以及在有源层140下面的第二导电半导体层150。第一导电半导体层130、有源 层140、以及第二导电半导体层150构成产生光的结构。
[0100] 将基于下面的假设来进行以下的描述：即，第一导电半导体层130包括η型半导体 层，并且第二导电半导体层150包括ρ型半导体层，但是实施例不限于此。
[0101] 保护器件115b包括：导电构件110a，其由娃材料制成并且被掺杂有η型掺杂物； 掺杂部分112,其形成在导电构件110a上并且被掺杂有ρ型掺杂物；以及第二电极116,其 在掺杂部分112上。第二电极116和导电支撑构件160连接到同一外部电源。
[0102] 如果正向电流流过发光结构145,那么电流不会流过保护器件115b，从而保护器 件115b没有工作。
[0103] 如果反向电流被施加到发光结构145,那么电流流过保护器件115b和第一导电半 导体层130,而没有流过发光结构145,从而能够防止损坏发光结构145的有源层。
[0104] 另外，如果比保护器件115b的击穿电压高的过度的正向电流被施加到发光结构， 那么保护器件115b被启动，从而电流流过保护器件115b和第一导电半导体层130,而没有 流过发光结构145,从而能够防止损坏发光结构145的有源层。
[0105] 在下文中，将详细描述根据第三实施例的发光器件100C及其制造方法。
[0106] 图13是根据第三实施例的发光器件100C的截面图。根据第三实施例的发光器件 100C与根据第一实施例的发光器件100相似，其不同之处在于，第一电极，以及保护器件的 掺杂和操作原理。
[0107] 参考图13,根据第三实施例的发光器件100C包括：导电支撑构件160、在导电支撑 构件160上的附着层158、在导电支撑构件160上或者在附着层158的顶表面的外围区域上 的保护构件155、在附着层158上的反射层157、在反射层157上的欧姆接触层156、在保护 构件155和欧姆接触层156上的发光结构145、在发光结构145上的保护器件115c、以及在 保护器件115c上的第二和第三电极116和114。
[0108] 发光结构145至少包括：第一导电半导体层130、在第一导电半导体层130下面的 有源层140、以及在有源层140下面的第二导电半导体层150。第一导电半导体层130、有源 层140以及第二导电半导体层150构成产生光的结构。将基于下面的假设来进行以下的描 述：即，第一导电半导体层130包括η型半导体层，并且第二导电半导体层150包括p型半 导体层，但是实施例不限于此。
[0109] 保护器件115c包括：导电构件110a，其由娃材料制成并且被掺杂有η型掺杂物； 掺杂部分112,其形成在导电构件110a上并且被掺杂有ρ型掺杂物；第二电极116,其在掺 杂部分112上；以及第三电极114,其在导电构件110a上。
[0110] 在正常情况下，即，当正向电流被施加到发光器件100C时，第三电极114和导电支 撑构件160将电力提供给发光结构145。这是因为保护器件115c的导电构件110a具有与 第一导电半导体层130的极性相同的极性（ n型）。
[0111] 如果反向电流被施加到发光器件100C，那么由于保护器件115c的整流功能使得 反向电流不会流动。然而，如果施加过度的反向电流，那么保护器件115c被启动，从而反向 电流流过保护器件115c，从而保护发光器件100C的发光结构145。
[0112] 图14是根据第四实施例的发光器件100D的截面图。根据第四实施例的发光器件 100D，钝化层180形成在发光结构145的侧面上，以保护发光结构145免受外部冲击。
[0113] 在其中形成保护器件115d的区域中，通过保护构件155部分地暴露附着层158。
[0114] 详细地，在其中形成有保护器件115d的区域中形成的保护构件155可以具有比在 其中没有形成有保护器件115d的区域中形成的保护构件155窄的宽度，从而附着层158被 部分地暴露。另外，第二电极116连接到附着层158的暴露部分。
[0115] 第二电极116形成在与保护器件115d相邻的钝化层180上，并且电气地连接到附 着层158。详细地，第二电极116的一端接触掺杂部分112,并且第二电极116的另一端连接 到附着层158。即，第二电极116连接到附着层158,并且电气地连接到导电支撑构件160。
[0116] 参考图14,根据第四实施例的发光器件100D包括：导电支撑构件160、在导电支撑 构件160上的附着层158、在导电支撑构件160上或者在附着层158的顶表面的外围区域上 的保护构件155、在附着层158上的反射层157、在反射层157上的欧姆接触层156、在保护 构件155和欧姆接触层156上的发光结构145、在发光结构145上的保护器件115d、以及在 保护器件115d上的第二和第三电极116和114。
[0117] 发光结构145至少包括：第一导电半导体层130、在第一导电半导体层130下面的 有源层140、以及在有源层140下面的第二导电半导体层150。第一导电半导体层130、有源 层140以及第二导电半导体层150构成产生光的结构。将基于下面的假设来进行以下的描 述：即，第一导电半导体层130包括η型半导体层，并且第二导电半导体层150包括ρ型半 导体层，但是实施例不限于此。
[0118] 保护器件115d包括：导电构件110a，其由娃材料制成并且被掺杂有η型掺杂物； 掺杂部分112,其形成在导电构件110a上，并且被掺杂有ρ型掺杂物；第二电极116,其在掺 杂部分112上；以及第三电极114,其在导电构件110a上。
[0119] 在正常情况下，即，当正向电流被施加到发光器件100D时，第三电极114和导电支 撑构件160将电力提供给发光结构145。这是因为保护器件115d的导电构件110a具有与 第一导电半导体层130的极性相同的极性（ n型）。
[0120] 如果反向电流被施加到发光器件100D，那么由于保护器件115d的整流功能使得 反向电流不会流动。然而，如果施加过度的反向电流，那么保护器件115d被使能，从而反向 电流流过保护器件115d，由此保护发光器件100D的发光结构145。
[0121] 图15是示出根据实施例的包括发光器件的发光器件封装的截面图。
[0122] 参考图15,发光器件封装包括：封装主体20 ;形成在封装主体20上的第一和第二 电极层31和32 ;发光器件100,其设置在封装主体20上并且电气地连接到第一和第二电极 层31和32 ;以及成型构件40,其包围发光器件100。
[0123] 封装主体20可以包括硅材料、合成树脂材料、或者金属材料。倾斜内壁可以形成 在发光器件的周围。
[0124] 第一电极层31和第二电极层32被彼此电气隔离，以将电力提供给发光器件100。 另外，第一和第二电极层31和32反射从发光器件100产生的光以提高光效率，并且将从发 光器件100产生的热散发到外部。
[0125] 发光器件100被安装在封装主体20中，并且电气地连接到第一和第二电极层31 和32。具体地，发光器件100被安装在第一和第二电极层31和32中的一个上，并且通过布 线连接到第一和第二电极层31和32中的另一个。发光器件100的保护器件通过布线连接 到第一和第二电极层31和32。然而，实施例不限制发光器件100的电极连接结构。
[0126] 成型构件40包围发光器件100,以保护发光器件100。另外，成型构件40可以包 括荧光材料以改变从发光器件100发射的光的波长。
[0127] 图16是示出根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的背光单元1100的分 解透视图。图16中所示的背光单元1100是照明系统的示例，但是实施例不限于此。
[0128] 参考图16,背光单元1100可以包括：底框1140、安装在底框1140中的导光构件 1120、以及安装在导光构件1120的底表面上或者导光构件1120的一侧处的发光模块1110。 另外，反射片1130可以被设置在导光构件1120的下面。
[0129] 底框1140可以形成为盒形形状，其具有开口的顶表面以在其中容纳导光构件 1120、发光模块1110、以及反射片1130。另外，底框1140可以包括金属材料或者树脂材料， 但是实施例不限于此。
[0130] 发光模块1110可以包括：基板和安装在基板上的多个根据实施例的发光器件封 装。发光器件封装200将光提供给导光构件1120。
[0131] 如图16中所示，发光模块1110安装在底框1140的至少一个内侧上，以将光提供 到导光构件1120的至少一侧。
[0132] 另外，发光模块1110能够被设置在底框1140下面，以朝着导光构件1120的底表 面提供光。能够根据背光单元1100的设计来对此构造进行各种改变，但是实施例不限于 此。
[0133] 导光构件1120安装在底框1140中。导光构件1120将从发光模块1110发射的光 转换为表面光，以将表面光朝着显不面板（未不出）引导。
[0134] 导光构件1120可以包括导光板。能够通过使用诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯） 的丙烯酸基树脂、PET (聚对苯二甲酸乙二酯）、PC (聚碳酸酯）、COC、或者PEN(聚萘二甲酸 乙二酯）树脂来制造导光板。
[0135] 光学片1150可以被设置在导光构件1120上面。
[0136] 光学片1150可以包括扩散片、聚光片、亮度增强片、以及荧光片中至少一种。例 如，光学片1150具有扩散片、聚光片、亮度增强片、以及荧光片的堆叠结构。在这样的情况 下，扩散片1150使从发光模块1110发射的光均匀地扩散，从而通过聚光片将扩散光聚集在 显示面板（未示出）上。从聚光片输出的光被随机偏振，并且亮度增强片增加从聚光片输 出的光的偏振度。聚光片可以包括水平和/或垂直棱镜片。另外，亮度增强片可以包括双 亮度增强膜（dual brightness enhancement film),并且突光片可以包括包含突光材料的 透射板或透射膜。
[0137] 反射片1130可以被设置在导光构件1120下面。反射片1130将穿过导光构件1120 的底表面的光朝着导光构件1120的出光表面反射。
[0138] 反射片1130可以包括诸如PET、PC、PVC树脂的具有高反射率的树脂材料，但是实 施例不限于此。
[0139] 图17是示出根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的照明单元1200的透 视图。图17中所示的照明单元1200是照明系统的示例，并且实施例不限于此。
[0140] 参考图17,照明单元1200包括：壳体1210、被安装在壳体1210中的发光模块 1230、以及安装在壳体1210中以接收来自于外部电源的电力的连接端子1220。
[0141] 优选地，壳体1210包括具有优异的散热特性的材料，例如，可以1210包括金属材 料或者树脂材料。
[0142] 发光模块1230可以包括基板300和安装在基板300上的至少一个发光器件封装 200。
[0143] 基板300包括印有电路图案的绝缘构件。例如，基板300包括PCB (印刷电路板）、 MC (金属芯）PCB、柔性PCB、或者陶瓷PCB。
[0144] 另外，基板300可以包括有效地反射光的材料。基板300的表面可以涂敷有诸如 白色或者银色的颜色，以有效地反射光。
[0145] 至少一个根据实施例的发光器件封装200能够安装在基板300上。每个发光器件 封装200可以包括至少一个LED (发光二极管）。LED可以包括发射具有红色、绿色、蓝色或 者白色的光的有色LED，以及发射UV (紫外线）光的UV LED。
[0146] 发光模块1230的LED能够不同地组合，以提供各种颜色和亮度。例如，能够组合白 光LED、红光LED、以及绿光LED以实现高显色指数（CRI)。另外，荧光片能够被设置在从发 光模块1230发射的光的路径中，以改变从发光模块1230发射的光的波长。例如，如果从发 光模块1230发射的光具有蓝光的波长带，那么荧光片可以包括黄荧光材料。在该情况下， 从发光模块1230发射的光经过突光片，从而光被观察为白光。
[0147] 连接端子1220电气地连接到发光模块1230,以将电力提供到发光模块1230。参 考图17,连接端子1220具有与外部电源插座螺纹耦接的形状，但是实施例不限于此。例如， 连接端子1220能够被制备为插入到外部电源中的插头的形式，或者连接端子1220能够通 过布线连接到外部电源。
[0148] 根据如上所述的照明系统，在从发光模块发射的光的路径中设置有导光构件、扩 散片、聚光片、亮度增强片、以及荧光片中的至少一个，从而能够实现想要的光学效果。
[0149] 在本说明书中，任何对于"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等的引用意味 着结合实施例描述的特定特征、结构、或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明 书中，在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述特定 特征、结构、或特性时，认为结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性也在 本领域技术人员的理解范围内。
[0150] 虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域 的技术人员可以设计出许多将落入本公开内容的原理的精神和范围内的其它修改和实施 例。更加具体地，在本公开内容、附图、和所附权利要求书的范围内，主题组合布置的组成部 件和/或布置方面的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置方面的变化和 修改之外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。
【权利要求】
1. 一种发光器件，包括： 导电支撑构件； 发光结构，所述发光结构在所述导电支撑构件上，包括第一导电半导体层、第二导电半 导体层、以及在所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层之间的有源层； 保护器件，所述保护器件在所述第一导电半导体层上；以及 保护构件，所述保护构件在所述导电支撑构件的顶表面的外围部分处； 其中，所述保护器件包括：主体，所述主体包括第一导电掺杂物；以及 其中，所述保护器件的主体包括与所述保护构件的材料不同的材料。
2. 根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述保护器件的主体垂直地与所述保护构 件重叠。
3. 根据权利要求1或2所述的发光器件，进一步包括：欧姆接触层，所述欧姆接触层在 所述导电支撑构件和所述第二导电半导体层之间；以及 附着层，所述附着层在所述导电支撑构件和所述欧姆接触层之间。
4. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述欧姆接触层被连接到所述保护构件的 侧面。
5. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述附着层的至少顶部通过所述欧姆接触 层被暴露。
6. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述附着层的至少顶部通过所述保护构件 被暴露。
7. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述欧姆接触层的底部被设置低于所述保 护构件的底部。
8. 根据权利要求3所述的发光器件，进一步包括在所述导电支撑构件和所述欧姆接触 层之间的反射层。
9. 根据权利要求5所述的发光器件，其中，所述保护器件包括：掺杂部分，所述掺杂部 分设置在所述主体的上部处并且包括第二导电掺杂物；以及第二电极，所述第二电极在所 述掺杂部分上。
10. 根据权利要求9所述的发光器件，进一步包括钝化层，所述钝化层在所述发光结构 的侧面上， 其中，所述第二电极在所述钝化层上延伸并且所述第二电极被连接到暴露的所述附着 层的至少顶部。
11. 根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述主体的第一导电掺杂物与所述第一导 电半导体层相比是相反的导电类型。
12. 根据权利要求1、2或11中的至少一个所述的发光器件，其中，所述保护器件包括硅 衬底。
13. 根据权利要求12所述的发光器件，其中，所述硅衬底设置在所述第一导电半导体 层的顶表面的边缘部分处。
14. 根据权利要求12所述的发光器件，其中，所述主体包括硅衬底，并且 其中，所述硅衬底直接设置在所述第一导电半导体层的顶表面的边缘部分上， 其中，包括第一导电掺杂物的所述主体直接设置在所述第一导电型半导体层上。
15. 根据权利要求14所述的发光器件，其中，所述第一导电半导体层包括η型半导体 层，所述第二导电半导体层包括Ρ型半导体层，所述第一导电掺杂物是Ρ型掺杂物，并且所 述第二导电掺杂物是η型掺杂物。
16. 根据权利要求1、2或11中的至少一个所述的发光器件，进一步包括：第一电极，所 述第一电极在所述第一导电半导体层上；以及第三电极，所述第三电极在所述主体上。
17. 根据权利要求1、2或11中的至少一个所述的发光器件，其中，所述第二导电半导体 层设置在所述导电支撑构件和所述保护构件上。
【文档编号】H01L27/15GK104112757SQ201410260976
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2011年2月18日 优先权日:2010年2月18日
【发明者】丁焕熙, 李尚烈, 宋俊午, 崔光基 申请人:Lg伊诺特有限公司