CN102214760B - 发光器件和发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光器件和发光器件封装。发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间以发射第一波长的光的有源层；和布置在发光结构上的再发射层，该再发射层包括氮化物半导体，其中再发射层吸收第一波长范围的光并且再发射层发射比第一波长范围更长的第二波长范围的光，并且再发射层由分别具有不同的铟(In)组分的多个层构成，并且该多层中的铟含量在该多层的顶层中最大。

Description

发光器件和发光器件封装
相关申请的交叉引用
该申请要求于2010年4月09日提交的韩国专利申请No.10-2010-0032558的优先权，该专利申请在此通过引用并入，如在在此完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种发光器件和一种发光器件封装。
背景技术
由于薄膜生长和薄膜器件元件的发展，包括使用半导体的III-V族或者II-VI族化合物半导体元素的发光二极管和激光二极管的发光器件能够呈现各种颜色，例如红色、绿色和蓝色以及红外线。荧光材料的使用或者颜色的组合允许发光器件发出具有良好发光效率的白光。与诸如荧光灯和白炽灯的传统光源相比，这种发光器件具有低功耗、半永久使用、快速响应速度、安全性和环保的优点。
发光器件已经被应用于光通信装置的传输模块、构成液晶显示器(LCD)装置的背光的替代冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光、替代荧光灯和白炽灯的白色发光二极管发光器件、车辆的头灯，并且甚至应用于交通灯。
发明内容
本发明涉及一种发光器件和一种发光器件封装。
本发明提供一种具有提高的发光效率的发光器件。
在随后的描述中将会部分地阐述本发，本发明对于已经研究过下面所述的本领域技术人员来说将是显而易见的，或本发明可以通过本发明的实践来知晓。通过在给出的描述及其权利要求以及附图中特别地指出的结构可以实现并且获得本发明的目的和其它的优点。为了实现这些目的和其他优点以及根据本发明的目的，如在此具体化并且一般性地描述的，一种发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间以发射第一波长的光的有源层；和布置在发光结构上的再发射层，该再发射层包括氮化物半导体，其中该再发射层吸收第一波长范围的光并且再发射层发射比第一波长范围更长的第二波长范围的光，并且该再发射层由分别具有不同的铟(In)组分的多层构成，并且该多层中的铟含量在该多层的顶层中为最大。
该第一波长范围的光可以包括蓝光。
该第一波长的光可以包括UV光。
该再发射层可以具有InGaN层。
该再发射层可以具有InxAlyGa1-x-yN层(0≤x，y≤1)。
该发光结构可以包括布置在其表面中的凹凸结构。
该再发射层可以以预定厚度布置在发光结构的凹凸结构上。
该再发射层可以包括根据发光结构的凹凸结构布置的凹凸结构。
该再发射层可以保形地涂覆在发光结构上。
该再发射层可以布置在第一导电类型半导体层或者第二导电类型半导体层上。
该再发射层可以布置在n型半导体层或者p型半导体上。
该发光器件可以进一步包括布置在再发射层上的电极。
该电极可以包括从由钼、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钒(V)、钨(W)、铅(Pd)、铜(Cu)、铑(Rh)和铱(Ir)组成的组中选择的金属或者所述金属的合金。
该发光器件可以进一步包括布置在第二导电类型半导体层上的欧姆层。
该欧姆层可以包括从由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、GZO、IZON、AGZO、IGZO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf组成的组中选择的至少一个。
该发光器件可以进一步包括布置在欧姆层上的金属支撑件。
该金属支撑件可以包括从由从由Mo、Si、W、Cu和Al组成的组中选择的材料或者该组的合金、Au、Cu合金、Ni-镍、Cu-W和载具晶圆组成的组中选择至少一个。
该再发射层可以布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层中的每一个的表面上。
在本发明的另一个方面，一种发光器件封装包括：封装主体；布置在封装主体上的发光器件，该发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、布置在第一导电类型半导体层上以发射第一波长范围的光的有源层、和布置在有源层上的第二导电类型半导体层，在第二导电类型半导体层上布置有第二电极，并且该发光器件还包括布置在第二导电类型半导体层上的再发射层，该再发射层由氮化物半导体构成并且被配置为吸收第一波长范围的光以发射比第一波长范围更长的第二波长范围的光；布置在封装主体上的第一和第二电极层，该第一和第二电极层被与发光器件连接；和被配置为围绕发光器件的填充材料，其中该再发射层由分别具有不同的铟(In)组分的多层构成，并且该多层中的铟含量在该多层的顶层中为最大。
在本发明的进一步的方面中，一种发光系统包括：光源模块，该光源模块包括基板和布置在基板上的发光器件；被配置为引导从光源模块发射的光的导光板；布置在导光板的前表面上以扩散从导光板引导的光的光学片；和被配置为在其中容纳光源模块、导光板和光学片的底盖，其中发光器件包括发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、布置在第一导电类型半导体层上以发射第一波长的光的有源层、和布置在有源层上的第二导电类型半导体层，在第二导电类型半导体层上布置有第二电极；和布置在第二导电类型半导体层上的再发射层，该再发射层由氮化物半导体构成并且被配置为吸收第一波长范围的光以发射比第一波长范围更长的第二波长范围的光，并且该再发射层由分别具有不同的铟(In)组分的多层构成，并且该多层中的铟含量在该多层的顶层中是最大的。
根据发光器件、用于制造发光器件的方法和发光器件封装，可以增强发光效率。
要理解的是，本发明的前述的总体描述和下述详细描述是示例性的和解释性的并且旨在提供如权利要求书所记载的本发明的进一步解释。
附图说明
被包括以提供本发明的进一步理解并且被并入这里构成本申请的一部分的附图示出本发明的实施例并且与说明一起用于解释本发明的原理。
在图中：
图1是示出发光器件的第一实施例的侧截面图；
图2A到2E是示出用于制造发光器件的方法的第二实施例的图；
图2F是示出发光器件的第三实施例的侧截面图；
图3是示出发光器件的第四实施例的侧截面图；
图4a到4G是示出用于制造发光器件的方法的第五实施例的图；
图5是示出发光器件封装的实施例的图；
图6是示出包括发光器件封装的发光装置的实施例的分解透视图；并且
图7是示出包括发光器件封装的显示装置的图。
具体实施方式
现将详细参考本发明的特定实施例，其中，附图中示出本发明的示例。尽可能的，在整个附图中，使用相同的附图标记指示相同或类似的组件。
如下，将参考附图描述能够体现本发明的目的的本发明的示例性实施例。
如果在实施例的描述中公开了每一层(膜)、区域、图案和结构布置在基板、对应层(膜)、区域、焊盘或者图案中的每一个的“上”或者“下”，则表述“上”和“下”可以包括“直接地形成在上和下”和“间接地形成在上和下并且在其间布置有另外的层”。将根据附图的标准描述每一层的“上”和“下”。
为了解释和精确起见，在附图中，每一层的厚度和尺寸可以被夸大、省略或者示意性示出。在图中所示的每一个组件的尺寸可以不完全反映实际尺寸。
图1是示出发光器件的第一实施例的侧截面图。如下，将参考图1描述发光器件的第一实施例。
如在图中所示，发光器件包括：衬底100；包括被设置在衬底100上的第一导电类型半导体层110、布置在第一导电类型半导体层110上以发射光的有源层和布置在有源层120上的第二导电类型半导体层130的发光结构；和布置在第二导电类型半导体层130上的再发射层140。
有源层是根据实施例能够产生具有各种波长的光的层并且产生的光的波长的范围不受限制。
第一电极150设置在第一导电类型半导体层110上并且第二电极160可以设置在第二导电类型半导体层130上。
例如，衬底100包括导电衬底或者电介质衬底并且它可以使用从由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3组成的组中选择的至少一个。可以在衬底100上布置凹凸结构并且本发明可以不限于此。可以对衬底100执行湿清洁并且可以从衬底100的表面消除杂质。
缓冲层(未示出)可以生长在发光结构和衬底100之间并且设置缓冲层以减小晶格错配和热膨胀系数差。缓冲层可以由III-V族化合物半导体形成，例如可以由从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN组成的组中选择的至少一个形成。可以在缓冲层上布置未掺杂半导体层并且本发明可以不限于此。
第一导电类型半导体层110可以布置在衬底100上。
第一导电类型半导体层110可以被实施为其上掺杂有第一导电类型掺杂物的III-V族化合物半导体。如果第一导电类型半导体层110是n型半导体层，则第一导电类型掺杂物可以包括Si、Ge、Sn、Se和Te作为n型掺杂物并且本发明不限于此。
第一导电类型半导体层110可以包括具有经验式：AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。第一导电类型半导体110可以由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP中的一种或者多种形成。
有源层120是下述层，其被配置为在经由第一导电类型半导体层110注入的电子遇到经由将在以后形成的第二导电类型半导体层130注入的空穴之后发射具有由有源层(发光层)的唯一能带确定的预定能量的光。
有源层120可以形成为单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构和量子点结构中的至少一种。例如，注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和三甲基铟气体(TMIn)以形成MQW结构的有源层120，并且本发明不限于此。
有源层120的阱层/势垒层结构可以由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、GaP(InGaP)/AlGaP对结构中的一种或者多种形成并且本发明不限于此。阱层可以由具有低于势垒层的带隙的预定带隙的材料形成。
导电类型包覆层(未示出)可以布置在有源层120上面和/或下面。导电类型包覆层可以由AlGaN-组材料形成并且它可以具有比有源层120的带隙更高的带隙。
第二导电类型半导体层130可以包括其上掺杂有第二导电类型掺杂物的III-V族化合物半导体，例如，可以包括具有经验式：InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。如果第二导电类型半导体层130是p型半导体层，则第二导电类型掺杂物可以包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba作为p型掺杂物。
这个实施例可以示出第一导电类型半导体层110是p型半导体层并且第二导电类型半导体类型层130是n型半导体层。可以在第二导电类型半导体层130上形成具有与第二导电类型的极性相反的极性的半导体，例如如果第二导电类型半导体层是p型半导体层，则可以形成n型半导体层(未示出)。因此，发光结构可以具有N-P、N-P-N和P-N-P结结构中的一种。
再发射层140生长在第二导电类型半导体层130上。这里，再发射层140可以生长为InGaN多薄膜层，其中每一薄膜具有不同的铟组分。此时，再发射层140可以由分别具有不同的铟组分的薄膜构成。具有大的铟含量的薄膜层位于多薄膜层的顶部上。多层中的铟含量在该多层的顶层中为最大。
因此，由大的铟含量引起的薄膜的结晶缺陷不会与器件的电气操作相关。这里，“顶部”意味着距离第二导电类型半导体层130最远的层。替代地，再发射层140可以生长为具有经验式：InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)的多薄膜层。如在图2a到2E中所示的实施例中所示，第二导电类型半导体层130可以具有凹凸结构。因此，再发射层140可以保形地布置在第二导电类型半导体层130上并且再发射层140也可以形成为凹凸结构。即，能够发射具有长的波长范围的光的是包括铟的氮化物半导体层的再发射层140可以布置在第二导电类型半导体层130上。此时，当第二导电类型半导体层130和包括铟的再发射层140形成为凹凸结构时，与平面形状相比，较小的张力被施加到该两个层并且因此能够包括更多的铟。
布置在第一导电类型半导体层110上的第一电极150和布置在第二导电类型半导体层130上的第二电极160可以由从由钼、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钒(V)、钨(W)、铅(Pd)、铜(Cu)、铑(Rh)和铱(Ir)组成的组中选择的材料或者这些金属的合金形成。
按照根据这个实施例的发光器件，从发光层发射第一波长范围的光并且通过再发射层吸收第一波长范围的光以发射第二波长范围的光。具体地，发光层发射紫外(UV)线并且再发射层吸收UV以发射白光，或者发光层发射蓝光并且再发射层吸收蓝光以发射红+绿(+黄)光。
换言之，从n型半导体层注入的电子在发光层上与从p型半导体层注入的空穴复合，并且然后根据发光层的铟组分发射蓝光或者UV。
如果有源层发射UV，则再发射层可以发射蓝+绿+黄+红光。
根据发光器件的这个实施例，从有源层120发射的光引起再发射层140的激励并且再发射层140发射光。从再发射层140发射的光不是由经由氮化物半导体层注入的电子和空穴之间的复合产生的，而是由从电气发光层发射的光光学激励的。因此，从再发射层140发射的光是非常稳定的，其中电流增加产生相对较小的光谱变化。
图2A到2E是示出用于制造发光器件的第二实施例的方法的图。如下，将参考图2A到2E描述用于制造发光器件的方法。
这个实施例是用于制造根据图1中所示的以上实施例的发光器件或者包括上述具有形成为凹凸结构的表面的第二导电类型半导体层130的发光器件的方法。
首先，如在图2A中所示，包括缓冲层(未示出)、第一导电类型半导体层110、有源层120和第二导电类型半导体层130的发光结构可以生长在衬底100上。
例如，该发光结构可以根据金属有机化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)形成并且本发明不限于此。
衬底100包括导电衬底或者电介质衬底并且它可以使用由例如蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3组成的组中选择的至少一个。凹凸结构可以布置在衬底100上并且本发明可以不限于此。可以对衬底100执行湿清洁并且可以从衬底100的表面消除杂质。
缓冲层(未示出)可以生长在发光结构和衬底100之间并且提供该缓冲层以减小晶格错配和热膨胀系数差。缓冲层可以由III-V族化合物半导体形成，例如可以由从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN组成的组中选择的至少一个形成。未掺杂半导体层可以布置在缓冲层上并且本发明可以不限于此。
发光结构可以根据诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)的气相沉积方法生长。
第一导电类型半导体层110的组成与上述组成相同。根据组成，可以根据化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)、溅射或者氢化物气相外延(HVPE)形成n型GaN层。包括诸如三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和硅(Si)的n型杂质的硅烷气体(Sih4)被注入到室中以形成第一导电类型半导体层110。
有源层120的组成与上述组成相同。例如，注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和三甲基铟气体(TMIn)以形成多量子阱结构并且本发明不限于此。
第二导电类型半导体层130的组成与上述组成相同。包括诸如三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)和镁(Mg)的p型杂质的双(乙基环戊二烯基)镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}被注入到室中以形成p型GaN层并且本发明不限于此。
因此，如在图2B中所示，对第二导电类型半导体层130、有源层120和第一导电类型半导体层110的一部分进行台面蚀刻。即，在使用诸如蓝宝石衬底的电介质衬底的情形中，电极不能布置在衬底的底部上。因此，确保预定空间以形成电极。
这里，可以通过诸如反应离子蚀刻(RIE)的台面蚀刻形成电极。在完成台面蚀刻之后，第一导电类型半导体层110的一部分、有源层120和第二导电类型半导体层130可以如在图中所示地暴露。
因此，如在图2C中所示，第二导电类型半导体层130可以再生长为凹凸结构。这里，3维生长的模拟条件被区分为额外地以凹凸结构生长第二导电类型半导体层130。
即，第二导电类型半导体层130的生长速度部分地增加/降低或者在第二导电类型半导体层130的表面上处理氮化镁(MgNx)或者氮化硅(SiNx)，从而可以形成凹凸结构。通过使用掩模对第二导电类型半导体层130进行干法蚀刻并且光子晶体结构可以布置在第二导电类型半导体层130的表面上。
替代地，第二导电类型半导体层130形成为相对较厚，并且之后，对其进行湿蚀刻以形成凹凸结构。这里，可以在图2b所示的台面蚀刻工艺之前形成第二导电类型半导体层130的凹凸结构。
这个实施例示出了第二导电类型半导体层130的表面形成为凹凸结构。当制造根据图1的实施例的发光器件时，可以省略图2C的该工艺。
因此，如在图2D中所示，再发射层140可以生长在第二导电类型半导体层130上并且再发射层140可以生长为InGaN多薄膜层，其中多个薄膜分别具有不同的铟组分。
此时，再发射层140由分别具有不同的铟组分的薄膜形成。具有最多的铟的薄膜位于最上面并且因此由于大量的铟引起的薄膜的晶体缺陷不会与器件的电气操作相关。
凹凸的第二导电类型半导体层130可以使得再发射层140的表面也能够成形为不平坦的。
此时，包括铟的再发射层140可以发射长的波长范围的光。当第二导电类型半导体层130和包括铟的再发射层140形成为凹凸结构时，与平面形状相比，较小的张力被施加到该两个层，并且因此能够包括更多铟。
如在图2E中所示，可以在第一导电类型半导体层110上布置第一电极150并且可以在第二导电类型半导体层130上布置第二电极160。第二导电类型半导体层130的一部分可以不具有凹凸结构并且第二电极160可以布置在第二导电类型半导体层130的不具有凹凸结构的部分上。
替代地，第二电极160可以形成在凹凸区域上。第一电极150和第二电极160可以形成为包括从由铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)组成的组中的选择的至少一个的单层结构或者多层结构。
因为凹凸结构布置在第二导电类型半导体层130上并且因为具有铟的再发射层140在凹凸结构上承受较小的张力，所以根据上述方法制造的这个实施例的发光器件可以具有提高的发光效率。
另外，从有源层发射的光的一部分或者全部产生布置在凹凸区域上的再发射层的激励并且可以产生从黄光到红光的长波长范围的光。结果，从发光层发射的蓝光被添加到从再发射层发射的绿光、黄光和红光，从而呈现白光。
包括铟的再发射层位于发光器件的顶部上并且再发射层在凹凸结构上承受较小的张力。因此，可以显著地增强材料的内部量子发光效率。凹凸结构上的张力的各种分布和晶体表面可以促进在具有铟的氮化物半导体薄膜中执行的铟的相分离。因此，可以自发地发射广的谱。
结果，可以在凹凸结构上提供能够发射具有长的波长范围的光的大的铟含量并且具有不同的铟组分的氮化物薄膜沉积为多层结构，从而有效地替代传统的荧光物质。
基于水平结构芯片描述了以上实施例，并且本发明不限于此。该实施例可以适用于垂直结构或者倒装结构。
换言之，再发射层布置在垂直结构芯片或者倒装结构芯片的顶部上。从有源层激励的第一波长范围的光可以被转换成比第一波长范围更长的第二波长范围的光。
图2F是示出发光器件的第三实施例的侧截面图。
除了布置在第二导电类型半导体层130的整个表面上的再发射层140之外，这个实施例类似于上述第二实施例。第二电极160可以布置成与再发射层140接触。
这里，再发射层140的组成与上述实施例相同。因此，可以增加再发射层140的面积并且可以增强从有源层120发射的光的波长转换效果。
图3是示出发光器件的第四实施例的侧截面图。如下，将参考图3描述发光器件的第四实施例。
根据这个实施例的发光器件包括设置在金属支撑件250上的欧姆层240、第二导电类型半导体层230、有源层220和第一导电类型半导体层210。
这里，可以采用金属支撑件250作为电极。因此，可以使用具有良好的导电性的预定金属来形成金属支撑件250。可以使用具有高导热性的预定金属来形成金属支撑件250，因为金属支撑件250必须辐射在器件的操作期间产生的热。金属支撑件250可以由从由钼(Mo)、硅(Si)、钨(W)、铜(Cu)和铝(Al)组成的组中选择的一种形成或者它可以由该组的合金形成。金属支撑件250可以选择性地包括金(Au)、铜合金(Cu合金)、镍(Ni)、铜钨(Cu-W)、载具晶圆(例如GaN、Si、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、SiC、SiGe和Ga2O)。另外，金属支撑件250必须具有足够的机械强度以不引起整个氮化物半导体翘曲并且在划片工艺和断裂工艺将半导体分离为作为单独的芯片。
第二导电类型半导体层230具有低的杂质掺杂浓度并且它因此具有高的接触电阻，从而使得欧姆性质不好。结果，可以将透明电极布置在第二导电类型半导体层230上作为欧姆层240，以改进这样的欧姆性质。
欧姆层240的厚度可以大约为200埃。欧姆层240可以包括从由ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锌氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZON氮化物)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au，和Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf组成的组中选择的至少一个，并且本发明不限于此。
虽然在图中未示出，但是可以在欧姆层240和金属支撑件250之间布置反射层和/或粘附层。
反射层的厚度可以大约为2500埃。反射层可以由包括铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、铑(Rh)或者由包括Al、Ag、Pt或者Rh的合金的金属层形成。铝、银等可以有效地反射从有源层130产生的光，从而显著地改进光提取效率。
为了使得反射层与金属支撑件250结合，反射层可以执行粘附层的功能或者可以形成辅助粘附层。粘附层可以由从由金(Au)、锡(Sn)、铟(In)、铝(Al)、硅(Si)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)和铜(Cu)组成的组中选择的预定材料形成，或者它可以由以上材料的合金形成。
第二导电类型半导体层230、有源层220和第一导电类型半导体层210的组成与上述实施例的组成相同。
根据这个实施例，第一导电类型半导体层210具有凹凸结构并且具有凹凸结构的再发射层260可以布置在第一导电类型半导体层210上。即，根据第一到第三实施例，再发射层140布置在第二导电类型半导体层130上。然而，根据这个实施例，再发射层260布置在第一导电类型半导体层210上。
这里，再发射层260可以生长为由分别具有不同的铟组分的多个薄膜构成的InGaN多薄膜层。此时，如上所述，再发射层260由具有不同的铟组分的薄膜构成并且具有最大的铟含量的薄膜位于最上面并且因此由于大的铟含量引起的薄膜的晶体缺陷可以不与器件的电气操作相关。
根据这个实施例的发光器件可以具有np、pn、npn和pnp结结构中的至少一种。
图4A到4G是示出用于制造发光器件的第五实施例的方法的图。如下，将参考图4A到4G描述用于制造发光器件的第五实施例的方法。
首先，如在图4A中所示，可以在衬底200上生长缓冲层(未示出)和发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层210、有源层220和第二导电类型半导体层230。
发光结构的组成和每一个层的生长方法与上述实施例相同。
如在图4B中所示，欧姆层240和金属支撑件250布置在第二导电类型半导体层230上。
欧姆层240的组成与上述实施例相同并且可以根据溅射或者电子束气相沉积形成欧姆层240。
反射层(未示出)可以布置在欧姆层240和金属支撑件250之间并且反射层(未示出)的厚度可以大约为2500埃。反射层(未示出)可以由包括铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、铑(Rh)或者具有Al、Ag或者Pt的合金的金属层形成。铝和银可以有效地反射从有源层220产生的光并且可以显著地提高发光器件的光提取效率。
金属支撑件250的组成可以与上述组分相同。可以根据电化学金属沉积或者使用共晶金属的结合形成金属支撑件250。为了结合反射层(未示出)与金属支撑件250，可以采用反射层作为粘附层(未示出)。替代地，粘附层可以由从从由金(Au)、锡(Sn)、铟(In)、铝(Al)、硅(Si)、银(Ag)、镍(Ni)和铜(Cu)组成的组中选择的材料形成或者粘附层150可以由这些材料的合金形成。
如在图7中所示，分离衬底200。可以根据激光剥离(LLO)、干和湿蚀刻执行衬底200的移除。
例如，可以根据激光剥离(LLO)执行衬底200的移除。预定波长的准分子激光束聚焦在衬底200的预定区域上并且照射激光束。如果这样，则热能集中在衬底200和发光结构之间的边界表面上。因此，边界表面被分成镓和氮化物分子。同时，衬底200的分离在激光束经过的区域处瞬时地发生。
图4D示出划片为器件单元的发光结构。
如在图4E中所示，第一导电类型半导体层210重生长为凹凸结构。这里，3维生长的模拟条件区分为额外地以凹凸结构生长第二导电类型半导体层210。凹凸结构的形成与在发光器件的第二实施例中描述的形成相同。
如在图4F中所示，再发射层260生长在第二导电类型半导体层210上。这里，再发射层260可以生长为InGaN多薄膜层，其中每一薄膜具有不同的铟组分。再发射层260的具体组成与以上实施例的组成相同。
如在图4F中所示，可以在再发射层260上布置第二电极270并且可以在发光结构的侧表面上沉积钝化层280。
不同于图3中所示实施例，该实施例示出了再发射层260布置在第一导电类型半导体层210的前表面上并且第二电极270布置成与再发射层260接触。第二电极270可以形成为包括从由铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)和金(Au)组成的组中选择的至少一个的单层或者多层结构。
钝化层280可以由电介质材料形成并且电介质材料可以是非导电氧化物或者氮化物。例如，钝化层280可以由氧化硅(SiO2)层，氮氧化物层和氧化铝层形成。
在以上工艺中制造的根据这个实施例的发光器件可以包括发射第一波长范围的光的发光层和吸收第一波长范围的光的再发射层，从而可以发射第二波长范围的光。
根据上述发光器件的实施例，再发射层布置在第一导电类型半导体层或者第二导电类型半导体层上。替代地，再发射层可以布置在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层的每一个表面上。
图5是示出根据一个实施例的发光器件封装的截面图。如下，将参考图5描述根据该实施例的发光器件封装。
如在图5中所示，根据这个实施例的发光器件封装包括封装主体320、在封装主体320中安装的第一和第二电极层311和312、安装在封装主体320中并且与第一和第二电极311和312电连接的发光器件300、和围绕发光器件300的填充材料340。
封装主体320包括硅、合成树脂材料或者金属。邻近于发光器件300形成斜面并且可以增强光提取效率。
第一电极层311和第二电极层312彼此电气地独立，并且它们将电压提供给发光器件300。另外，第一和第二电极层311和312反射从发光器件300产生的光，以提高发光效率，并且它们可以向外部排放从发光器件300产生的热。
发光器件300可以安装在封装主体320或者第一电极层311和第二电极层312中的任一个上。发光器件300可以通过引线键合、倒装芯片结合或者贴片中的至少一种个与第一和第二电极311和312电连接。
填充材料340围绕发光器件300以保护发光器件300。在填充材料340中提供荧光体并且可以转换从发光器件发射的光的波长。这里，因为再发射层140使得这个实施例可以不在填充材料340中包括荧光体。
根据发光器件封装的这个实施例，被设置在发光器件300中的再发射层被激励并且发射光。因此，可以发射具有较小的由电流增加引起的光谱变化和稳定性的光。
可以在发光器件封装上安装根据上述实施例中的至少一个的一个发光器件或者多个发光器件，并且本发明不限于此。
根据实施例的多个发光器件封装可以排列在基板上。是光学元件的导光板、棱镜片和扩散片可以布置在发光器件封装的光路上。这种发光器件封装、基板和光学元件可以用作发光单元。本发明的另一个实施例可以提供包括在上述实施例中公开的半导体发光器件或者发光器件封装的显示装置、指点装置和发光系统。例如，发光系统可以包括灯和路灯。如下，将描述发光装置和背光单元作为其中布置有发光器件封装的发光系统的示例。
图6是示出具有发光器件封装的发光装置的实施例的分解透视图。
根据这个实施例的发光装置包括被配置为投射光的光源600、其中安装光源600的外壳400、被配置为辐射光源600的热的热辐射部500、和被配置为将光源600和热辐射部500与外壳400连接的支架700。
外壳400包括被紧固到电插座(未示出)的插座紧固部410和与插座紧固部410连接的主体部420，并且光源600被安装在其中。可以穿过主体部420形成单个空气孔430。
多个空气孔430可以形成在外壳400的主体部420中。空气孔430可以是单孔或者多个空气孔可以布置在径向方向上。这里，除了径向布置之外，多个空气孔的各种布置都可以是可能的。
光源600包括基板610和布置于基板610上的多个发光器件封装650。基板610可以具有预定形状以插入在外壳400的开口中并且它可以由具有高导热率的材料形成以将热传递到热辐射部500。
支架700可以被设置在光源下面并且它可以包括框架和另一个空气孔。虽然在图中未示出，但是光学元件可以被设置在光源600下面，并且从发光器件封装650发射的光可以被扩散、散射或者集中。
根据发光装置的这个实施例，被设置在发光器件300中的再发射层被激励从而发射光。因此，可以发射具有较小的由电流增加引起的光谱变化和稳定性的光。
图7是示出包括发光器件封装的背光的图。
如在图7中所示，根据这个实施例的显示装置800包括光源模块830和835、被设置在底盖810上的反射板820、被布置于反射板820的前表面上以向前引导从光源模块发射的光的导光板840、被布置在导光板840的前面的第一和第二棱镜片850和860、被布置在第二棱镜片860的前面的面板870、和被布置于面板870的整个区域上的滤色器880。
光源模块830包括基板830和被设置在基板830上的发光器件封装835。这里，基板830可以是PCB并且参考图5描述了发光器件封装835。
底盖810可以保持显示装置800的内部构件。反射板820可以是如在图中所示的辅助构件或者可以在底盖810的前表面上涂覆由具有高反射率的材料构成的反射片820。
能够被用于具有高反射率的超薄膜类型的材料可以是反射板820并且聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可以被用作反射板820。
导光板830散射从发光器件封装模块发射的光以将光均匀地分布到液晶显示装置的整个屏幕区域。因此，导光板830可以由具有良好的折射率和透射率的材料形成，例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和聚乙烯(PE)形成。
第一棱镜片850形成在支撑膜的表面中并且它由具有透明性和弹性的聚合物形成。该聚合物可以具有棱镜层，该棱镜层具有重复地形成的多个保形结构。如在图中所示，多个图案可以是以条纹类型重复的肋条和沟槽。
在被设置在第二棱镜片860中的支撑膜的表面中形成的肋条和沟槽形状的方向可以垂直于在被设置在第一棱镜片850中的支撑膜的表面中形成的肋条和沟槽形状的方向。这是因为从光源模块和反射片传输的光必须均匀地分布在面板870的向前方向上。
虽然在图中未示出，但是可以在每一个棱镜片上设置保护片并且保护片可以包括被设置在支撑膜的两个表面上的粘结剂和光扩散元件。棱镜层可以由包括聚亚安酯、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯弹性体、聚异戊二烯和多晶硅的组中选择的聚合物材料形成。
虽然在图中未示出，但是可以在导光板840和第一棱镜片850之间布置扩散片。扩散片可以由聚酯和聚碳酸酯类材料形成并且从背光单元入射的光被折射和散射，从而光投射角度可以尽可能地宽。扩散片包括具有光扩散剂的支撑层和不具有光漫射剂的分别在发光表面(朝向第一棱镜片)和光入射表面(朝向反射片)中形成的第一和第二层。
相对于被与甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物混合的按照100份重量计的树脂部分，支撑层可以包括具有1～10微米的范围中的平均粒子尺寸的0.1～10份重量的硅氧烷类光扩散剂；和具有1～10微米的范围中的平均粒子尺寸的0.1～10份重量的丙烯酸类光扩散剂。
相对于100份重量的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚树脂，第一和第二层可以包括0.01～1份重量的紫外线吸收剂和0.0001～10份重量的防粘剂。
被设置在扩散片中的支撑层的厚度是100～10000微米并且第一和第二层中的每一个层的厚度是10～1000微米。
根据这个实施例，扩散片、第一棱镜片850和第二棱镜片860构成光学片。光学片例如可以由微透镜阵列、扩散片和微透镜阵列或者单棱镜片和微透镜阵列的其它组成构成。
面板870可以被布置于液晶显示器上并且可以设置要求光源的其它类型的显示装置，而不是液晶显示器面板870。
在面板870中，液晶位于玻璃体之间并且偏振器在玻璃体上升高以使用光的偏振。液晶具有液体和固体性质之间的性质。是有机分子的液晶像晶体一样规则地布置并且使用通过外场改变分子排列的性质来显示图像。
在显示装置中使用的液晶显示器具有使用晶体管作为调节提供到每一个像素的电压的开关的有源矩阵类型。
滤色器880被设置在面板870的前表面上并且它仅仅透射从面板870经由像素投射的光中的红、绿、蓝光。因此，可以呈现图像。
根据显示装置的这个实施例，被设置在发光器件中的再发射层被激励从而发射光。因此，可以发射具有较小的由电流增加引起的光谱变化和稳定性的光。
本领域技术人员将会清楚，能够在不偏离本发明的精神或者范围的情况下在本发明中作出各种修改和变化。因此，本发明意在涵盖落入所附权利言情及其等价物的范围内的本发明的修改和变化。

Claims (12)

1.一种发光器件，包括：
发光结构，所述发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及布置在所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间以发射第一波长的光的有源层；
布置在所述第二导电类型半导体层的整个表面上的再发射层，所述再发射层包括氮化物半导体，其中所述再发射层包括InxAlyGa1-x-yN层，0≤x≤1，0≤y≤1；以及
电极，所述电极布置在所述再发射层上并且与所述再发射层直接地接触来布置，
其中，所述第二导电类型半导体层包括形成在与所述再发射层相接触的表面上的凹凸结构，所述再发射层吸收第一波长范围的光，并且所述再发射层发射比所述第一波长范围长的第二波长范围的光，
所述再发射层包括分别具有不同的铟(In)组分的多层，并且所述多层中的铟含量在所述多层的顶层中是最大的，
其中所述再发射层包括根据所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构布置的凹凸结构，以及
其中所述再发射层以预定厚度布置在所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构上。
2.根据权利要求1的发光器件，其中所述第一波长范围的光包括蓝光。
3.根据权利要求1的发光器件，其中所述第一波长范围的光包括UV光。
4.根据权利要求1的发光器件，其中所述再发射层保形地涂覆在所述发光结构上。
5.根据权利要求1的发光器件，其中所述再发射层布置在n型半导体层或者p型半导体上。
6.根据权利要求1的发光器件，其中所述电极包括从由钼、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钒(V)、钨(W)、铅(Pd)、铜(Cu)、铑(Rh)和铱(Ir)组成的组中选择的金属或者所述金属中的一个的合金。
7.根据权利要求1的发光器件，进一步包括：
布置在所述第二导电类型半导体层下的欧姆层。
8.根据权利要求7的发光器件，其中所述欧姆层包括从由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、GZO、IZON、AGZO、IGZO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf组成的组中选择的至少一个。
9.根据权利要求7的发光器件，进一步包括：
布置在所述欧姆层下的金属支撑件。
10.根据权利要求9的发光器件，其中所述金属支撑件包括从由Mo、Si、W、Cu和Al的组选择的至少一种材料，或者该组的合金，或者Au，或者Ni，或者载具晶圆。
11.一种发光器件封装，包括：
封装主体；
布置在所述封装主体上的发光器件；所述发光器件包括：发光结构，所述发光结构包括其上布置有第一电极的第一导电类型半导体层、在所述第一导电类型半导体层上以发射第一波长范围的光的有源层、和在所述有源层上的第二导电类型半导体层；布置在所述第二导电类型半导体层的整个表面上的再发射层，其中所述再发射层包括InxAlyGa1-x-yN层，0≤x≤1，0≤y≤1；以及第二电极，所述第二电极布置在所述再发射层上并且与所述再发射层直接地接触来布置，其中所述再发射层包括氮化物半导体以吸收所述第一波长范围的光，以发射比所述第一波长范围长的第二波长范围的光，其中所述第二导电类型半导体层包括形成在与所述再发射层相接触的表面上的凹凸结构；
布置在所述封装主体上的第一和第二电极层，所述第一和第二电极层与所述发光器件连接；以及
被配置为围绕所述发光器件的填充材料，
其中所述再发射层包括分别具有不同的铟(In)组分的多层，并且所述多层中的铟含量在所述多层的顶层中是最大的，
其中所述再发射层包括根据所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构布置的凹凸结构，以及
其中所述再发射层以预定厚度布置在所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构上。
12.一种发光系统，包括：
光源模块，所述光源模块包括基板和布置在所述基板上的发光器件；
被配置为引导从所述光源模块发射的光的导光板；
布置在所述导光板的前表面上以扩散从所述导光板引导的光的光学片；以及
被配置为在其中容纳所述光源模块、所述导光板和所述光学片的底盖，
其中所述发光器件包括：发光结构，所述发光结构包括其上布置有第一电极的第一导电类型半导体层、在所述第一导电类型半导体层上以发射第一波长的光的有源层、和在所述有源层上的第二导电类型半导体层；布置在所述第二导电类型半导体层的整个表面上的再发射层，其中所述再发射层包括InxAlyGa1-x-yN层，0≤x≤1，0≤y≤1；以及第二电极，所述第二电极布置在所述再发射层上并且与所述再发射层直接地接触来布置，其中所述再发射层包括氮化物半导体以吸收第一波长范围的光，以发射比所述第一波长范围长的第二波长范围的光，所述第二导电类型半导体层包括形成在与所述再发射层相接触的表面上的凹凸结构，
其中所述再发射层包括分别具有不同的铟(In)组分的多层，并且所述多层中的铟含量在所述多层的顶层中是最大的，
其中所述再发射层包括根据所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构布置的凹凸结构，以及
其中所述再发射层以预定厚度布置在所述第二导电类型半导体层的所述凹凸结构上。
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