专利名称：发光二极管及其制造方法和发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管及其制造方法和发光器件及其制造方法。
背景技术：
近来，发光二极管广泛用作发光器件。发光二极管包括η型半导体层、有源层和P型半导体层。当功率分别施加到η型 半导体层和P型半导体层时，有源层发光。发光二极管可以被制造成发射具有适用于各种 应用领域的各种颜色的光。采用发光二极管的发光器件包括荧光体，荧光体被从发光二极管发射的光激发， 使得可以发射激发光，由此发射具有各种颜色的光。例如，可以形成包括黄色荧光体的第一模制构件，使其包围发射具有蓝色波长的 光的发光二极管。黄色荧光体被从发光二极管发射的光激发，由此发射具有黄色波长的激 发光。
发明内容
技术问题实施例提供了发光二极管、制造该发光二极管的方法、发光器件和制造该发光器 件的方法。实施例提供具有改进绝缘特性的发光二极管和制造该发光二极管的方法。实施例提供包括发光二极管的发光器件和制造该发光器件的方法，其能够容易地 处理用于发光器件的模制构件。实施例提供制造发光器件的方法，其能够同时处理用于多个发光器件的模制构 件。技术方案根据实施例的发光器件包括电路板，所述电路板形成有第一导电图案和与所述 第一导电图案电隔离的第二导电图案；发光二极管，所述发光二极管电连接到所述电路板 上的所述第一导电图案和所述第二导电图案；第一模制构件，所述第一模制构件包围所述 发光二极管；以及第二模制构件，所述第二模制构件在所述第一模制构件上，其中所述发光 二极管包括导电支撑衬底、在所述导电支撑衬底上的具有凸起中心部分的反射电极层、在 所述反射电极层的外围部分上的保护层、在所述反射层和所述保护层上的第二导电半导体 层、在所述第二导电半导体层上的有源层、在所述有源层上的第一导电半导体层和在所述 第一导电半导体层上的第一电极层。根据实施例的用于制造发光器件的方法包括在电路板上形成发光二极管；在所 述电路板上形成第一模制构件，使得所述第一模制构件包围所述发光二极管；在所述第一 模制构件上形成第二模制构件，并且执行初步固化处理；以及设置施压构件以使所述第二 模制构件的形状变形并且执行主固化处理。
根据实施例的发光二极管包括导电支撑衬底；具有凸起中心部分的反射电极 层，所述反射电极层在所述导电支撑衬底上；保护层，所述保护层在所述反射电极层的外围 部分上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述反射层和所述保护层上；有源 层，所述有源层在所述第二导电半导体层上；第一导电半导体层，所述第一导电半导体层在 所述有源层上；以及第一电极层，所述第一电极层在所述第一导电半导体层上。有益效果实施例可以提供发光二极管、制造该发光二极管的方法、发光器件和制造该发光 器件的方法。实施例可以提供具有改进绝缘特性的发光二极管及其制造方法。实施例可以提供包括具有改进绝缘特性的发光二极管的发光器件和制造该发光 器件的方法，其能够容易地处理用于发光器件的模制构件。实施例可以提供制造发光器件的方法，其能够同时处理用于多个发光器件的模制 构件。
图1是示出根据实施例的发光二极管的剖视图；图2至图9是示出根据实施例的制造发光二极管的方法的视图；图10是示出根据实施例的包括发光二极管的发光器件的视图；图11是示出根据实施例的发光器件的光分布特性的视图；以及图12至图19是示出根据实施例的制造发光器件的方法的视图。
具体实施例方式在对实施例的说明中，应该理解，当层(膜)、区域、图案或结构被称作在另一个衬 底、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个焊盘或另一个图案“上”或“下”时，它可以“直 接”或“间接”在其他衬底、其他层(或膜)、其他区域、其他焊盘或其他图案上，或者还可以 存在一个或多个中间层。已经参照附图描述了这种层的位置。为了方便或清楚起见，可以夸大、省略或示意性示出附图所示的每个层的厚度和 尺寸。另外，元件的尺寸没有完全反映真实的尺寸。下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的发光二极管、制造该发光二 极管的方法、发光器件和制造该发光器件的方法。图1是示出根据实施例的发光二极管的剖视图。参照图1，发光二极管100包括第一导电半导体层102、有源层104、第二导电半导 体层106、保护层107、反射电极层108和导电支撑衬底110。另外，在第一导电半导体层102 上形成第一电极层112。第一导电半导体层102可以包括η型半导体层。该η型半导体层可以包括基于 GaN的化合物半导体层，例如GaN层、AlGaN层或InGaN层。有源层104被形成在第一导电半导体层102下。有源层104可以具有单量子阱结 构或者多量子阱结构。例如，有源层104可以具有单量子阱结构或者包括InGaN阱/GaN势 垒层的多量子阱结构。在InxGai_xN阱层中，χ的范围为0彡χ彡1。
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第二导电半导体层106形成在有源层104下。第二导电半导体层106可以包括ρ 型半导体层。P型半导体层可以包括基于GaN的化合物半导体层，例如，诸如Mg这样的P型 杂质被注入其中的GaN层、AlGaN层或InGaN层。另外，第三导电半导体层(未示出)可以形成在第二导电半导体层106下。第三 导电半导体层可以包括η型半导体层。根据另一个实施例，第一导电半导体层102可以包括ρ型半导体层，并且第二导电 半导体层106可以包括η型半导体层。保护层107和反射电极层108被形成在第二导电半导体层106下。反射电极层108与第二导电半导体层106的底表面的中心接触，保护层107与第 二导电半导体层106的底表面的外围部分接触。保护层107与反射电极层108的顶表面和侧表面接触。保护层107可以增大反射电极层108或导电支撑衬底110与第一电极层112或第 一导电半导体层102的横向侧之间的纵向间隔。因此，可以防止反射电极层108或导电支撑衬底110由于外来物质与第一电极层 112或第一导电半导体层102电短路。具有预定高度hi和预定宽度wl的保护层107被形成在第二导电半导体层106的 外围部分下。保护层107可以包括与第二导电半导体层106相同或不同的半导体层。另外， 保护层107可以包括绝缘层。详细地来讲，基于第二导电半导体层106，保护层具有约20 μ m至600 μ m的宽度和 5 μ m至500 μ m的高度。另外，保护层107可以包括η型半导体层、ρ型半导体层和未掺杂 的半导体层中的一者。保护层107可以制备为包括η型半导体层、ρ型半导体层和未掺杂 的半导体层中的至少两者的堆叠结构。例如，保护层107可以包括η型GaN层、ρ型GaN层 和未掺杂的GaN层中的至少一者。保护层107可以包括与第二导电半导体层106相同的ρ 型GaN层。蚀刻凹槽105可以增加反射电极层108或导电支撑层110与第一电极层112或第 一导电半导体层102的横向侧之间的水平间隔，通过对第一导电半导体层102和第二导电 半导体层106中的预定部分进行台面蚀刻，使得可以通过蚀刻凹槽105部分地暴露保护层 107来形成蚀刻凹槽105。因此，可以防止反射电极层108或导电支撑衬底110由于外来物质与第一电极层 112或第一导电半导体层102电短路。蚀刻凹槽105的宽度可以具有约10 μ m至500 μ m的宽度w2。蚀刻凹槽105的宽 度w2小于保护层107的宽度wl (wl > w2)。如果蚀刻凹槽105的宽度w2等于或大于保护层107的宽度wl，则由于台面蚀刻可 向上暴露反射电极层108。导电支撑衬底110被形成在反射电极层108下。反射电极层108可以用作具有欧姆接触功能的ρ型电极，从而稳定地提供外部电 流。？型电极可以包括々8、附、41、诎、？(1、11~、1 11、]\%、211、？1411和!^中的至少一者。导电 支撑衬底110可以包括Cu或Au。在根据实施例的发光二极管中，反射电极层108和导电支撑衬底110可以用作用于向第二导电半导体层106提供功率的第二电极层，对应于用于向第一导电半导体层102 提供功率的第一电极层112。第二电极层的顶表面的中心部分相对于第二电极层的顶表面的外围部分向上突 出。根据实施例，反射电极层108的中心部分相对于反射电极层108的外围部分向上突出。由于第二电极层的顶表面的中心部分相对于第二电极层的顶表面的外围部分向 上突出，因此可以提高发光二极管的电绝缘特性。可以选择性地形成保护层107。图2至图9是示出根据实施例的制造发光二极管的方法的视图。参照图2和图3，第一导电半导体层102被形成在衬底101上，有源层104被形成 在第一导电半导体层102上，并且第二导电半导体层106被形成在有源层104上。第一导 电半导体层102可以包括η型半导体层，第二导电半导体层106可以包括ρ型半导体层，或 反之亦然。参照图4，在第二导电半导体层106的中心部分106Α上形成氧化物层图案(例如， Si02)(未示出)，然后通过使用氧化物层图案作为掩模，在第二导电半导体层106的外围部 分106B上，形成具有预定高度hi和预定宽度wl的保护层107。保护层107可以包括η型GaN层、ρ型GaN层和未掺杂的GaN层中的一者。保护 层107可以被制备为包括η型GaN层、ρ型GaN层和未掺杂的GaN层中的至少两者的堆叠结 构。保护层107可以包括绝缘层。例如，可以通过在约900°C的生长温度下提供NH3和TMGa 形成未掺杂的GaN层。保护层107可以具有约20 μ m至600 μ m的宽度wl和大约5 μ m至500 μ m的高度 hi。在形成保护层107之后，从第二导电半导体层106的中心部分去除氧化物层图案。参照图5，在第二导电半导体层106和保护层107上形成反射电极层108，并且在 反射电极层108上形成导电支撑衬底110。参照图6和图7，通过激光剥离(LLO)工艺，去除在第一导电半导体层102下形成 的衬底101。也就是讲，具有预定波段的激光被照射到衬底101上，使得热能集中在衬底101 和第一导电半导体层102之间的边界表面上，由此将衬底101与第一导电半导体层102分罔。在去除衬底101之后，通过电感耦合等离子体/反应离子蚀刻(ICP/RIE)工艺，将 第一导电半导体层102的表面抛光。参照图8，将其中去除衬底101的所得的结构翻转，使得导电支撑衬底110可以位 于发光结构之下。另外，从第一导电半导体层102至第二导电半导体层106执行台面蚀刻，由此形成 蚀刻凹槽105。台面蚀刻可以包括干蚀刻或湿蚀刻。在部分地暴露第二导电半导体层106 或保护层107之前，可以一直继续进行台面蚀刻。因此，可以在从第一导电半导体层102至 第二导电半导体层106的范围内形成蚀刻凹槽105。蚀刻凹槽105具有大约10 μ m至500 μ m的宽度w2，该宽度w2小于保护层107的 宽度wl (参见图4)。参照图9，在第一导电半导体层102上形成第一电极层112。第一电极层112可以 包括透明电极层，或者可以在第一电极层112和第一导电半导体层102之间形成透明层。
根据实施例的发光二极管100包括保护层107和蚀刻凹槽105，使得可以防止发光 二极管100由于外来物质而电短路。因此，可以提高发光二极管100的绝缘特性。图10是示出根据实施例的包括发光二极管的发光器件的视图。参照图10，根据实施例的发光器件包括电路板10，其具有第一导电图案(未示 出)和与第一导电图案分隔开的第二导电图案(未示出)；发光二极管100，其通过布线21 电连接到电路板10 ；导环11，其在电路板10上设置在发光二极管100周围；第一模制构件 30，其由导环11支撑并且包括荧光体31 ；以及第二模制构件40，其形成在第一模制构件30 上。如图9和图10中所示，发光二极管100的导电支撑衬底110电连接到电路板10 上形成的第一导电图案，并且发光二极管100的第一电极层112通过布线21电连接到与第 一导电图案电隔离的第二导电图案。第一模制构件30包围发光二极管100使得第一模制构件30的荧光体31可以被 从发光二极管100发射的光激发。荧光体31分布在第一模制构件30中。根据另一个实施 例，可以省略第一模制构件30。在这种情况下，第二模制构件40可以包括用于第一模制构 件30的区域。第二模制构件40形成在第一模制构件30上，以决定从发光二极管100发射的光 的分布特性。根据实施例的发光器件，第二模制构件40具有凸顶表面，并且该凸顶表面的中心 下陷。图11是示出根据实施例的发光器件的光分布特性的视图。如图11中所示，根据用作透镜的第二模制构件40的构造，发光器件的光分布特性 可以变化。根据实施例，第二模制构件40整体上具有凸的构造并且第二模制构件40的中 心下陷，使得发光器件可以以45的角度发射光。这种发光器件可以合适地用作用于显示装置的背光单元。图12至图19是示出根据实施例的制造发光器件的方法的视图。参照图12，在电路板10上安装导环11和发光二极管100。此时，设置发光二极管 100，使得发光二极管100的导电支撑衬底110可以与电路板10的第一导电图案接触。另 外，发光二极管的第一电极层112通过布线21电连接到电路板10的第二导电图案。参照图13，包括荧光体31的第一模制构件30被形成在具有发光二极管100的电 路板10上，使得第一模制构件30可以包围发光二极管100。第一模制构件30由导环11支 撑并且其厚度足以覆盖发光二极管100。参照图14，在第一模制构件30上，形成包括诸如硅这样的树脂材料的第二模制构 件40。第二模制构件40决定从发光二极管100发射的光的分布特性。首先，第二模制构件 40形成为凸的构造并且经受初步固化处理。例如，可以在40°C至80°C的温度下执行初步固化处理5至15分钟。参照图15，在已经执行了初步固化处理之后，通过施压构件50对第二模制构件40 施压。图16示出根据另一个实施例的施压构件50。如图15和图16中所示，在施压构件50对第二模制构件40施压的状态下，执行主固化处理。例如，可以在130°C至170°C的温度下执行主固化处理5至15分钟。在完成初步固化处理和主固化处理之后，可以得到如图10所示的发光器件。同时，根据制造实施例的发光器件的方法，可以同时处理电路板10上形成的多个 发光器件的第二模制构件40，使得产率可以得以提高。参照图17，如图14所示形成有第二模制构件40的多个发光器件60被设置在具有 导电图案(未示出)和端子12的电路板10上，端子12用于向导电图案提供功率。可以在电路板10中形成导销插入孔70。同时，图18所示的模制板80的尺寸与电路板10的尺寸相同。导销81被设置在 模制板80上。导销81被插入导销插入孔70中，以精确地对齐电路板10和模制板80。分 隔件构件82被设置在模制板80上，使得电路板10可以与模制板80分隔开预定距离。施 压构件50被设置在与发光器件60对应的模制板80上，以对发光器件60的第二模制构件 60施压。图18所示的模制构件50与图15所示的模制构件50相同。另外，根据第二模制 构件40的形状，可以使用各种类型的模制构件。如图19中所示，在电路板10和模制板80相对于彼此对齐的状态下，具有多个水 平槽的架90与电路板10和模制板90装配在一起。此时，导销81被插入电路板10的导销插入孔70，使得可以防止电路板10和模制 板80沿着水平方向晃动，对应于架90的槽91之间的间隔，电路板10可以与模制板80通 过分隔件构件82分隔开。为了进行说明，图18所示的导销81和分隔件构件82的位置与 图19所示的导销81和分隔件构件82的位置不同。导销81和分隔件构件82的数量和位 置可以根据其应用而变化。如图19中所示，在电路板10与模制板80组装在一起的状态下，相对于发光器件 60执行主固化处理。因此，可以针对电路板10中形成的发光器件60，同时处理第二模制构件40。同时，由于多个电路板10和模制板80可以对应于架90中形成的槽91的数量与 架90装配在一起，所以，可以针对多个电路板10中形成的发光器件60，同时对第二模制构 件40进行处理。根据制造实施例的发光器件的方法，可以容易地对发光器件的模制构件进行处 理，并且可以针对多个发光器件，同时对模制构件进行处理。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，在本发 明原理的精神和范围内，本领域的技术人员可以设计出多个其它修改和实施例。更具体来 讲，在本发明、附图和所附权利要求的范围内，主题组合布置的组件和/或布置的各种变形 和修改是可行的。除了组件和/或布置的变形和修改之外，对于本领域的技术人员来说，可 供选择的用途也将是显而易见的。该说明书中对于“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、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在该说明书的各 个位置出现这类短语都不必涉及相同的实施例。另外，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种特征、结构或特性是在本领域的技术人员的范围内的。工业应用性实施例可用于发光二极管、制造该发光二极管的方法、发光器件和制造该发光器 件的方法。
权利要求
一种发光器件，包括电路板，所述电路板形成有第一导电图案和与所述第一导电图案电隔离的第二导电图案；发光二极管，所述发光二极管电连接到所述电路板上的所述第一导电图案和所述第二导电图案；第一模制构件，所述第一模制构件包围所述发光二极管；以及第二模制构件，所述第二模制构件在所述第一模制构件上，其中所述发光二极管包括导电支撑衬底、在所述导电支撑衬底上具有凸起中心部分的反射电极层、在所述反射电极层的外围部分上的保护层、在所述反射层和所述保护层上的第二导电半导体层、在所述第二导电半导体层上的有源层、在所述有源层上的第一导电半导体层和在所述第一导电半导体层上的第一电极层。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一模制构件包括荧光体。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二模制构件具有凸顶表面，并且所述 凸顶表面的中心下陷。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一模制构件被设置在环绕所述发光二 极管的导环上和/或在所述导环中。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述保护层与所述反射电极层的顶表面和侧 表面接触。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二导电半导体层被部分地向上暴露。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述保护层包括η型半导体层、P型半导体 层、未掺杂的半导体层和绝缘层中的至少一层。
8.—种制造发光器件的方法，所述方法包括在电路板上形成发光二极管；在所述电路板上形成第一模制构件，使得所述第一模制构件包围所述发光二极管；在所述第一模制构件上形成第二模制构件，并且执行初步固化处理；以及设置施压构件以使所述第二模制构件的形状变形并且执行主固化处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述施压构件从所述第二模制构件的顶部对所述 第二模制构件的中心部分施压。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述施压构件被安装在模制板中，并且所述模制 板与所述电路板相对地设置，使得所述施压构件能够使所述第二模制构件的形状变形。
11.一种发光器件，包括衬底，所述衬底形成有第一导电图案和与所述第一导电图案电隔离的第二导电图案；发光二极管，所述发光二极管电连接到所述衬底上的所述第一导电图案和所述第二导 电图案；导环，所述导环环绕所述发光二极管；第一模制构件，所述第一模制构件在所述导环中；以及第二模制构件，所述第二模制构件在所述第一模制构件上，其中所述第二模制构件的 顶表面是凸起的并且所述第二模制构件的所述顶表面的中心下陷。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述第一模制构件包括荧光体。
13.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述发光二极管包括 导电支撑衬底；反射电极层，所述反射电极层在所述导电支撑衬底上；保护层，所述保护层在所述反射电极层的外围部分上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述反射层和所述保护层上；有源层，所述有源层在所述第二导电半导体层上；第一导电半导体层，所述第一导电半导体层在所述有源层上；以及第一电极层，所述第一电极层在所述第一导电半导体层上。
14.一种发光二极管，包括 导电支撑衬底；反射电极层，所述反射电极层在所述导电支撑衬底上，具有凸起中心部分；保护层，所述保护层在所述反射电极层的外围部分上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述反射层和所述保护层上；有源层，所述有源层在所述第二导电半导体层上；第一导电半导体层，所述第一导电半导体层在所述有源层上；以及第一电极层，所述第一电极层在所述第一导电半导体层上。
15.根据权利要求14所述的发光二极管，其中所述反射电极层的所述中心部分的顶表 面与所述保护层的顶表面一致。
全文摘要
本发明提供了发光二极管及其制造方法和发光器件及其制造方法。该发光器件包括电路板，其形成有第一导电图案和与所述第一导电图案电隔离的第二导电图案；发光二极管，其电连接到电路板上的第一导电图案和第二导电图案；第一模制构件，第一模制构件包围所述发光二极管；以及第二模制构件，第二模制构件在所述第一模制构件上。发光二极管包括导电支撑衬底、在导电支撑衬底上的具有凸起中心部分的反射电极层、在反射电极层的外围部分上的保护层、在反射层和保护层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和在第一导电半导体层上的第一电极层。
文档编号H01L33/52GK101981715SQ200980110760
公开日2011年2月23日 申请日期2009年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者朴准奭, 申悍, 金腾官 申请人:Lg伊诺特有限公司