CN104350615B - 发光器件、发光器件包装和光设备 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式的一种发光器件，所述发光器件包含：透明导电氧化物层；与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极。

Description

发光器件、发光器件包装和光设备
技术领域
本实施方式涉及一种发光器件、发光器件包装和光设备。
背景技术
发光二极管(LED)已经被广泛用作发光器件中的一种。所述LED通过使用复合半导体的特性将电信号转化成光的形式如近红外光、超紫外光和可见光。
随着发光器件光效率的提高，已经将LED用于各种领域如显示装置和照明电器中。
发明内容
技术问题
本实施方式提供一种能够提高光提取效率的发光器件、发光器件包装和光设备。
技术方案
根据本实施方式的发光器件包括：透明导电氧化物层；与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极。
根据本实施方式的发光器件包装包括：主体；在所述主体上的发光器件；以及电连接到所述发光器件的第一引线电极和第二引线电极，其中所述发光器件包括：透明导电氧化物层；与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极。
根据本实施方式的光设备包括：基板；在所述基板上的发光器件；和光学构件，所述光学构件充当发射自所述发光器件的光的光学通道，其中所述发光器件包括：透明导电氧化物层；与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极。
有益效果
根据本实施方式的发光器件、发光器件包装和光设备能够提高光提取效率。
附图说明
图1是显示根据本实施方式的发光器件的视图。
图2～5是显示用于制造根据本实施方式的发光器件的方法的视图。
图6是显示根据本实施方式的发光器件的改进实例的视图。
图7是显示根据本实施方式的发光器件包装的视图。
图8是显示根据本实施方式的显示装置的视图。
图9是显示根据本实施方式的显示装置的另一个实例的视图。
图10～12是显示根据本实施方式的发光装置的视图。
图13和14是显示根据本实施方式的发光器件的另一个实例的视图。
具体实施方式
在本实施方式的说明书中，应理解，当指层(或膜)、区域、图案或结构在另一个基板、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个垫或另一个图案“上”或“下”时，其能够“直接”或“间接”地在其他基板、层(或膜)、区域、垫或图案之上，或还可存在一个以上的***层。已经参考附图对所述层的这种位置进行了描述。
为了方便或清晰，示于附图中的各个层的厚度和尺寸可以放大、省略或示意性绘制。另外，元件的尺寸不完全反应实际尺寸。
下文中，将参考附图对根据本实施方式的发光器件、发光器件包装、光设备和制造所述发光器件的方法进行详细说明。
图1是显示根据本实施方式的发光器件的视图。
如图1中所示，根据本实施方式的发光器件可以包括有源层12、第一导电半导体层13、反射电极17、透明导电氧化物层30和第一电极80。
用于相关领域的发光器件中的发光结构包括掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层和掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层。然而，用于本实施方式的发光器件中的发光结构可以由第一导电半导体层13、有源层12和透明导电氧化物层30构成。
透明导电氧化物层30可以包括ITO(铟锡氧化物)或ZnO。例如，透明导电氧化物层30可以包括选自如下物质中的至少一种物质：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、AGZO(铝镓锌氧化物)、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)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO的氮化物)和ZnO。
有源层12可以设置在透明导电氧化物层30之下。有源层12可以与透明导电氧化物层30的底面接触。第一导电半导体层13可以设置在有源层12之下。第一导电半导体层13可以与有源层12的底面接触。
反射电极17可以电连接到第一导电半导体层13。例如，反射电极17可以设置在第一导电半导体层13之下。第一电极80可以电连接到透明导电氧化物层30。例如，第一电极80可以设置在透明导电氧化物层30上。第一电极80可以与透明导电氧化物层30的顶面接触。
根据本实施方式，例如，第一电极80可以充当n型电极且反射电极17可以充当p型电极。在此情况中，第一导电半导体层13可以包含掺杂有作为第一导电掺杂剂的p型掺杂剂的p型半导体层。透明导电氧化物层30例如可以具有10nm～500nm的厚度。透明导电氧化物层30具有优异的电流扩散特性，因此透明导电氧化物层30能够有效扩散从第一电极80输入的电流。透明导电氧化物层30可以扩散从第一电极80输入的电子，从而有效将电子迁移到有源层12。
例如，第一导电半导体层13可以包含p型半导体层。第一导电半导体层13可以通过使用复合半导体来实现。例如，第一导电半导体层13可以通过使用II～VI族复合半导体或III～V族复合半导体来实现。
例如，第一导电半导体层13可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。例如第一导电半导体层13可以包含掺杂有n型掺杂剂的选自如下物质中的一种：GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP，所述n型掺杂剂为例如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
有源层12利用通过透明导电氧化物层30注入的电子(或空穴)与通过第一导电半导体层13注入的空穴(或电子)的结合来发光，所述光的波长与构成有源层12的材料的能量带隙差相对应。有源层12可以具有如下结构中的一种：单量子阱(SQW)结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构和量子线结构，但本发明不限制于此。
有源层12可以通过使用复合半导体来实现。有源层12可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。当有源层12具有MQW结构时，有源层12可以通过堆叠多个阱层和多个阻挡层来形成。例如，有源层12可以具有InGaN阱层/GaN阻挡层的循环。
同时，第一导电半导体层13可以包含掺杂有作为第一导电掺杂剂的n型掺杂剂的n型半导体层。例如，第一导电半导体层13可以包含n型半导体层。例如，第一导电半导体层13可以通过使用复合半导体来实现。例如，第一导电半导体层13可以通过使用II～VI族复合半导体或II～V族复合半导体来实现。
例如，第一导电半导体层13可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。例如，第一导电半导体层13可以包含掺杂有n型掺杂剂的选自如下物质中的一种：GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP，所述n型掺杂剂为例如Si、Ge、Sn、Se和Te。
另外，可以在均一或不均一的掺杂浓度下将杂质掺杂入第一导电半导体层13中。换言之，根据本实施方式的发光结构可以以各种方式构造，且本实施方式不限制于此。
另外，在第一导电半导体层13与有源层12之间可以形成第一导电InGaN/GaN超晶格结构或InGaN/InGaN超晶格结构。另外，在第一导电半导体层13与有源层12之间可以形成第一导电AlGaN层。
根据本实施方式，构成有源层12的第一阻挡层可以由包含In或Al的氮化物半导体形成。在此情况中，第一阻挡层可以与透明导电氧化物层30的底面接触。第一阻挡层可以与透明导电氧化物层30实现欧姆接触。
反射电极17可以设置在第一导电半导体层13之下。欧姆接触层15还可设置在第一导电半导体层13与反射电极17之间。金属层50可以设置在第一导电半导体层13之下和欧姆接触层15周围。金属层50可以设置在第一导电半导体层13下部的周围。金属层15可以设置在反射电极17周围。
金属层50可以与第一导电半导体层13的底面接触。金属层50的第一区域可以与第一导电半导体层13的底面接触。金属层50的第二区域可以从所述第一区域向外延伸。金属层50的第二区域可以从第一区域在水平方向上延伸。
例如，欧姆接触层15可以包含透明导电氧化物层。例如，欧姆接触层15可以包含选自如下物质中的至少一种：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、AGZO(铝镓锌氧化物)、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)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO的氮化物)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Pt和Ag。
反射电极17可以包含具有高反射率的材料。例如，反射电极17可以包含金属或其合金，所述金属包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Cu、Au和Hf中的至少一种。另外，反射电极17可以以多层金属或其合金和透射导电材料的形式形成，所述透射导电材料为例如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)或ATO(锑-锡-氧化物)。例如，根据本实施方式，反射电极17可以包含如下物质中的至少一种：Ag、Al、Ag-Pd-Cu合金和Ag-Cu合金。
欧姆接触层15可以与第一导电半导体层13实现欧姆接触。另外，反射电极17可以对从发光结构向其入射的光进行反射，从而提高向外部提取的光的量。
金属层50可以包含如下物质中的至少一种物质：Cu、Ni、Ti、Ti-W、Cr、W、Pt、V、Fe和Mo。金属层50可以充当扩散阻挡层。可以在金属层50之下设置结合层60和支持构件70。
金属层50在结合层60的设置过程中可以防止包含在结合层60中的材料扩散入反射电极17中。金属层50可以防止包含在结合层60中的材料如Sn对反射电极17施加影响。
结合层60可以包含阻挡金属或结合金属。例如，结合层60可以包括如下物质中的至少一种物质：Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd和Ta。支持构件70可以在发挥热辐射功能的同时支持根据本实施方式的发光结构10。结合层60可以以籽晶层的形式实现。
支持构件70可以包含植入有Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu-W或杂质的至少一种半导体基板(例如Si、Ge、GaN、GaAs、ZnO、SiC和SiGe基板)。例如，支持构件70可以由绝缘材料形成。
根据本实施方式的发光器件可以包括电连接到透明导电氧化物层30的第一电极80。例如，第一电极80可以设置在透明导电氧化物层30上。第一电极80可以与透明导电氧化物层30接触。
根据本实施方式，可以通过反射电极17和第一电极80将电力施加到发光结构。根据本实施方式，第一电极80可以以多层的形式实现。第一电极80可以包括欧姆层、中间层和上层。欧姆层可以包括选自如下材料中的材料以实现欧姆接触：Cr、V、W、Ti和Zn。中间层可以通过使用选自Ni、Cu和Al中的材料来实现。例如，上层可以包含Au。第一电极80可以包括选自Cr、V、W、Ti、Zn、Ni、Cu、Al和Au中的至少一种。
用于相关领域的发光器件中的发光结构包括掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层和掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层。然而，用于本发明的发光器件中的发光结构可以由第一导电半导体层13、有源层12和透明导电氧化物层30构成。即，本实施方式使用透明导电氧化物层30代替根据相关领域的发光器件的第二导电半导体层。
因此，发射自有源层12的光子能够通过透明导电氧化物层30提取到外部。结果，发射自有源层12的光子不会被吸收在半导体层中，从而能够提高光效率。
下文中，将参考图2～5对根据本实施方式的发光器件的制造方法进行说明。
根据制造本实施方式的发光器件的方法，如图2中所示，在基板5上形成透明导电氧化物层30、有源层12和第一导电半导体层13。将透明导电氧化物层30、有源层12和第一导电半导体层13定义为发光结构10。
例如，基板5可以包括如下基板中的至少一种：蓝宝石基板(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP和Ge，但本实施方式不限制于此。可以将缓冲层设置在透明导电氧化物层30与基板5之间。
例如，透明导电氧化物层30可以通过溅射方案或MBE方案形成。透明导电氧化物层30可以包含ITO(铟锡氧化物)或ZnO。例如，透明导电氧化物层30可以包含选自如下物质中的至少一种物质：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、AGZO(铝镓锌氧化物)、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)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO的氮化物)和ZnO。
有源层12可以形成在透明导电氧化物层30上。有源层12可以通过使用复合半导体来实现。例如有源层12可以通过使用II～VI族或III～V族复合半导体来实现。另外，例如，有源层12可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。当有源层12具有MQW结构时，有源层12可以通过堆叠多个阱层和多个阻挡层来形成。例如，有源层12可以具有InGaN阱层/GaN阻挡层的循环。
第一导电半导体层13可以形成在有源层12上。例如，第一导电半导体层13可以包含p型半导体层。第一导电半导体层13可以包含复合半导体。例如，第一导电半导体层13可以通过使用II～VI族或III～V族复合半导体来实现。
例如，第一导电半导体层13可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。例如，第一导电半导体层13可以包含掺杂有p型掺杂剂的选自如下物质中的一种：GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP，所述p型掺杂剂为例如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
同时，第一导电半导体层13可以包含掺杂有作为第一导电掺杂剂的n型掺杂剂的n型半导体层。例如，第一导电半导体层13可以包含n型半导体层。例如，第一导电半导体层13可以通过使用复合半导体来实现。例如，第一导电半导体层13可以通过使用II～VI族复合半导体或II～V族复合半导体来实现。
例如，第一导电半导体层13可以通过使用具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料来实现。例如，第一导电半导体层13可以包含掺杂有n型掺杂剂的选自如下物质中的一种：GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP，所述n型掺杂剂为例如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
另外，可以在均一或不均一的掺杂浓度下将杂质掺杂入第一导电半导体层13中。换言之，根据本实施方式的发光结构可以以各种方式构造，且本实施方式不限制于此。
另外，在第一导电半导体层13与有源层12之间可以形成第一导电InGaN/GaN超晶格结构或InGaN/InGaN超晶格结构。另外，可以在第一导电半导体层13与有源层12之间形成第一导电AlGaN层。
然后，如图13中所示，可以在第一导电半导体层13上形成欧姆接触层15和反射电极17。
例如，欧姆接触层15可以包含透明导电氧化物层。例如，欧姆接触层15可以包含选自如下物质中的至少一种：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、AGZO(铝镓锌氧化物)、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)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO的氮化物)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Pt和Ag。
反射电极17可以包含具有高反射率的材料。例如，反射电极17可以包含金属或其合金，所述金属包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Cu、Au和Hf中的至少一种。另外，反射电极17可以以多层金属或其合金和透射导电材料的形式形成，所述透射导电材料为例如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)或ATO(锑-锡-氧化物)。例如，根据本发明，反射电极17可以包含如下物质中的至少一种：Ag、Al、Ag-Pd-Cu合金和Ag-Cu合金。
另外，如图4中所示，金属层50可以形成在反射电极17上。金属层50可以设置在欧姆接触层15周围和反射电极17上。金属层50可以包含如下物质中的至少一种物质：Cu、Ni、Ti、Ti-W、Cr、W、Pt、V、Fe和Mo。金属层50可以充当扩散阻挡层。金属层可以充当扩散阻挡层。
同时，用于形成层的上述方法仅出于示例性目的且方法的顺序可以以多种方式改变。
然后，如图4所示，将结合层60和支持构件70设置在金属层50上。金属层50在结合层60的设置过程中可以防止包含在结合层60中的材料扩散入反射电极17中。金属层50可以防止包含在结合层60中的材料如Sn对反射电极17施加影响。
结合层60可以包含阻挡金属或结合金属。例如，结合层60可以包含如下物质中的至少一种物质：Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd和Ta。支持构件70可以在发挥热辐射功能的同时支持根据本实施方式的发光结构10。结合层60可以以籽晶层的形式实现。
支持构件70可以包含植入有Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu-W或杂质的至少一种半导体基板(例如Si、Ge、GaN、GaAs、ZnO、SiC和SiGe基板)。
然后，将基板5从透明导电氧化物层30除去。根据一个实例，通过激光剥离(LLO)工艺将基板5除去。所述LLO工艺是通过将激光照射到基板5的底面将基板5从透明导电氧化物层30分层的工艺。
然后，如图5中所示，通过隔离腐蚀工艺对发光结构10的横向侧面进行腐蚀以露出一部分金属层50。隔离腐蚀工艺可以通过干腐蚀工艺如诱导耦合等离子体(ICP)工艺来实施，但本实施方式不限制于此。
金属层50的第一区域可以设置在发光结构10之下。金属层50的第二区域可以从第一区域向外延伸。金属层50的第二区域可以从第一区域水平延伸。金属层50的第二区域可以暴露于发光结构的下***部分。
另外，如图5中所示，第一电极80可以电连接到透明导电氧化物层30。例如，第一电极80可以设置在透明导电氧化物层30上。第一电极80可以与透明导电氧化物层30的顶面接触。
根据本实施方式，第一电极80可以以多层的形式实现。第一电极80可以包括欧姆层、中间层和上层。欧姆层可以包含选自如下材料中的材料以实现欧姆接触：Cr、V、W、Ti和Zn。中间层可以通过使用选自Ni、Cu和Al中的材料来实现。例如，上层可以包含Au。第一电极80可以包括选自Cr、V、W、Ti、Zn、Ni、Cu、Al和Au中的至少一种。
根据本实施方式，例如，第一电极80可以充当n型电极且反射电极17可以充当p型电极。在此情况中，第一导电半导体层13可以包含掺杂有作为第一导电掺杂剂的p型掺杂剂的p型半导体层。透明导电氧化物层30例如可以具有10nm～500nm的厚度。透明导电氧化物层30具有优异的电流扩散特性，从而透明导电氧化物层30能够有效扩散从第一电极80输入的电流。透明导电氧化物层30可以扩散从第一电极80输入的电子，从而有效将电子迁移到有源层12。
根据本实施方式，可以通过反射电极17和第一电极80将电力施加到发光结构。
用于相关领域的发光器件中的发光结构包括掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层和掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层。然而，用于本发明的发光器件中的发光结构可以由第一导电半导体层13、有源层12和透明导电氧化物层30构成。即，本实施方式使用透明导电氧化物层30代替根据相关领域的发光器件的第二导电半导体层。
因此，发射自有源层12的光子能够通过透明导电氧化物层30提取到外部。结果，发射自有源层12的光子不会被吸收在半导体层中，从而光效率能够提高。
上面已经描述，首先形成透明导电氧化物层30并在所述透明导电氧化物层30上依次形成有源层12和第一导电半导体层13。
然而，根据本另一个实施方式，与在相关领域的垂直发光器件中形成发光结构的工艺类似，在基板5上依次形成n型半导体层、有源层和p型半导体层。另外，当通过剥离工艺除去基板5时，结合到基板5的n型半导体层也会分离并在有源层上形成透明导电氧化物层30。另外，第一电极80电连接到透明导电氧化物层30。
图6是显示根据本实施方式的发光器件的另一个实例的视图。在关于图6中所示发光器件的如下说明中，为了避免冗余，将不再对与参考图1中所述的相同的组件和结构进行说明。
在根据本实施方式的发光器件中，将欧姆反射电极19设置在发光结构之下。以发挥参考图1所述的反射电极17和欧姆接触层15的功能的方式构造欧姆反射电极19。由此，欧姆反射电极19可以与第一导电半导体层13接触并具有对从发光结构向其入射的光进行反射的功能。
用于相关领域的发光器件中的发光结构包括掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层和掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层。然而，用于本实施方式的发光器件中的发光结构可以由第一导电半导体层13、有源层12和透明导电氧化物层30构成。
透明导电氧化物层30可以包括ITO(铟锡氧化物)或ZnO。例如，透明导电氧化物层30可以包含选自如下物质中的至少一种物质：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、AGZO(铝镓锌氧化物)、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)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO的氮化物)和ZnO。
有源层12可以设置在透明导电氧化物层30之下。有源层12可以与透明导电氧化物层30的底面接触。第一导电半导体层13可以设置在有源层12之下。第一导电半导体层13可以与有源层12的底面接触。
根据本实施方式的发光器件可以包括电连接到透明导电氧化物层30的第一电极80。例如，第一电极80可以设置在透明导电氧化物层30上。第一电极80可以与透明导电氧化物层30接触。
根据本实施方式，例如，第一电极80可以充当n型电极且反射电极17可以充当p型电极。在此情况中，第一导电半导体层13可以包含掺杂有作为第一导电掺杂剂的p型掺杂剂的p型半导体层。透明导电氧化物层30例如可以具有10nm～500nm的厚度。透明导电氧化物层30具有优异的电流扩散特性，因此透明导电氧化物层30能够有效扩散从第一电极80输入的电流。透明导电氧化物层30可以扩散从第一电极80输入的电子，从而有效将电子迁移到有源层12。
根据本实施方式，构成有源层12的第一阻挡层可以由包含In或Al的氮化物半导体形成。在此情况中，第一阻挡层可以与透明导电氧化物层30的底面接触。第一阻挡层可以与透明导电氧化物层30实现欧姆接触。
根据本实施方式，可以通过反射电极17和第一电极80将电力施加到发光结构。根据本实施方式，第一电极80可以以多层的形式实现。第一电极80可以包括欧姆层、中间层和上层。欧姆层可以包括选自如下材料中的材料以实现欧姆接触：Cr、V、W、Ti和Zn。中间层可以通过使用选自Ni、Cu和Al中的材料来实现。例如，上层可以包含Au。第一电极80可以包含选自Cr、V、W、Ti、Zn、Ni、Cu、Al和Au中的至少一种。
用于相关领域的发光器件中的发光结构包括掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层和掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层。然而，用于本实施方式的发光器件中的发光结构可以由第一导电半导体层13、有源层12和透明导电氧化物层30构成。即，本实施方式使用透明导电氧化物层30代替根据相关领域的发光器件的第二导电半导体层。
因此，发射自有源层12的光子能够通过透明导电氧化物层30提取到外部。结果，发射自有源层12的光子不会被吸收在半导体层中，从而光效率能够提高。
图7是显示应用根据本实施方式的发光器件的发光器件包装的视图。
参考图7，根据本实施方式的发光器件包装可以包括主体120、形成在主体120上的第一引线电极和第二引线电极131和132、设置在主体120上并电连接到第一引线电极和第二引线电极131和132的发光器件100以及包围所述发光器件100的成型构件140。
主体120可包含硅、合成树脂或金属材料，且可以在发光器件100附近形成倾斜表面。
第一引线电极和第二引线电极131和132彼此电隔离以将电力供应至发光器件100。第一引线电极和第二引线电极131和132通过反射发射自发光器件100的光能够提高光效率。此外，所述第一引线电极和第二引线电极131和132可以将产生自发光器件100的热排放至外部。
发光器件100能够安装在主体120或第一或第二引线电极131或132上。
发光器件100可以通过线方案、倒装芯片方案和模具结合方案中的一种电连接到第一引线电极和第二引线电极131和132。
成型构件140可以围绕发光器件100以保护发光器件100。另外，成型构件140可以包含无机发光材料以改变发射自发光器件100的光的波长。
将根据本实施方式的多个发光器件或发光器件包装布置在基板上，并将包括透镜、导光板、棱镜片或漫射片的光学构件设置在发射自发光器件包装的光的光学路径上。所述发光器件包装、基板和光学构件可以充当光设备。所述光设备可以以顶视图类型或侧视图类型的方式实现并以各种方式设置在便携式终端和膝上型计算机的显示装置或发光装置和指示器装置中。另外，根据另一个实施方式的发光装置能够包括发光器件或根据本实施方式的发光器件包装。例如，发光装置可以包括灯、信号灯、电光标志牌和车辆的前灯。
根据本实施方式的发光器件可以应用于光设备。光设备具有其中布置多个发光器件的结构。光设备可以包括如图8和9中所示的显示装置和如图10～14中所示的发光装置。
参考图8，根据本实施方式的显示装置1000包括：导光板1041；用于向导光板1041供应光的发光模块1031；设置在导光板1041之下的反射构件1022；设置在导光板1041之上的光学片1051；设置在光学片1051之上的显示面板1061；和用于接收光导板1041、发光模块1031和反射构件1022的底盖1011。然而，本实施方式不限制于上述结构。
底盖1011、反射构件1022、导光板1041和光学片1051可构成光设备1050。
导光板1041漫射光以提供表面光。导光板1041可以包含透明材料。例如，导光板1041可以包含如下物质中的一种：丙烯酰基类树脂如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、COC(环状烯烃共聚物)和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)树脂。
发光模块1031将光供应到导光板1041的至少一侧上。发光模块1031充当显示装置的光源。
以从导光板1041的一侧直接或间接供应光的方式设置至少一个发光模块1031。发光模块1031可以包含基板1033和发光装置100或上述根据本实施方式的发光器件包装200。将发光包装200布置在基板1033上，同时在预定间隔下相互隔开一定空间。
基板1033可以是包括电路图案的印刷线路板(PCB)。另外，基板1033可以还包括金属芯PCB(MCPCB)或柔性PCB(FPCB)以及PCB，但本实施方式不限制于此。如果将发光器件包装200安装在底盖1011的横向侧面上或散热板上，则基板1033可以省略。所述散热板可以部分与底盖1011的顶面接触。
另外，以发光器件包装200的出光面与导光板1041隔开预定距离的方式安装发光器件包装200，但本实施方式不限制于此。发光器件包装200可以直接或间接地将光供应至光入射部，所述光入射部是导光板1041的一个侧面，但本实施方式不限制于此。
反射构件1022可以设置在导光板1041之下。反射构件1022将向下传播穿过光导板1041的底面的光向上反射，由此提高光设备1050的亮度。例如，反射构件1022可以包括PET、PC或PVC树脂，但本实施方式不限制于此。反射构件1022可以充当底盖1011的顶面，但本实施方式不限制于此。
底盖1011可以将导光板1041、发光模块1031和反射构件1022接收在其中。为此，底盖1011具有接收部分1012，所述接收部分1012呈具有开放顶面的箱形，但本实施方式不限制于此。底盖1011能够与顶盖(未示出)耦合，但本实施方式不限制于此。
底盖1011能够使用金属材料或树脂材料通过压制工艺或挤出工艺来制造。另外，底盖1011可以包含具有优异导热性的金属或非金属材料，但本实施方式不限制于此。
显示面板1061例如为LCD面板，所述LCD面板包含彼此相对的第一和第二透明基板、和设置在所述第一和第二基板之间的液晶层。起偏振板能够连接到显示面板1061的至少一个表面，但本实施方式不限制于此。显示面板1061通过使用穿过光学片1051的光来显示信息。显示装置1000能够应用于各种便携式终端、笔记本计算机和膝上型计算机的显示器以及电视。
光学片1051设置在显示面板1061与导光板1041之间并包含至少一种透射片。例如，光学片1051包括漫射片、水平和竖直棱镜片以及亮度增强片中的至少一种。漫射片对入射光进行漫射，水平和/或竖直棱镜片将入射光聚焦在显示区域上，且亮度增强片通过将损失的光重新利用而提高亮度。另外，能够将保护片设置在显示面板1061上，但本实施方式不限制于此。
导光板1041和光学片1051能够作为光学构件设置在发光模块1031的光学路径上，但本实施方式不限制于此。
图9是显示根据本实施方式的显示装置的另一个实例的视图。
参考图9，显示装置1100包含底盖1152、在其上布置发光装置100的基板1020、光学构件1154和显示面板1155。
基板1020和发光器件包装200可以构成发光模块1060。底盖1152、至少一个发光模块1060和光学构件1154可以构成光设备。
底盖1152能够在其中设置有接收部分1153，但本实施方式不限制于此。
在此情况中，光学构件1154可以包含透镜、导光板、漫射片、水平和竖直棱镜片以及亮度增强片中的至少一种。导光板可以包含PC或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。导光板能够省略。漫射片对入射光进行漫射，水平和竖直棱镜片将入射光聚焦在显示区域上，且亮度增强片通过将损失的光重新利用而提高亮度。
光学构件1154设置在发光模块1060之上以将发射自发光模块1060的光转换为表面光。另外，光学构件1154可以漫射或收集光。
图10～12是显示根据本实施方式的发光装置的视图。
图10是发光装置的顶部透视图，图11是图10中所示发光装置的底部透视图且图12是图10中所示发光装置的放大透视图。
参考图10～12，根据本实施方式的发光装置可以包含盖2100、光源模块2200、辐射体2400、电力供应部2600、内壳2700和帽窝2800。根据本实施方式的发光装置可以还包含构件2300和固定器2500中的至少一种。光源模块2200可以包含根据本实施方式的发光器件包装。
例如，盖2100可以呈泡形或半球形。盖2100可以具有部分打开的中空结构。盖2100可以与光源模块2200光学耦合。例如，盖2100可以对光源模块2200所提供的光进行漫射、散射或激发。盖2100可以为光学构件。盖2100可以与辐射体2400耦合。盖2100可以包含与辐射体2400耦合的耦合部。
盖2100可以包含涂布有乳白色颜料的内表面。乳白色颜料可以包含漫射材料以漫射光。盖2100的内表面的粗糙度可以大于盖2100的外表面的粗糙度。设置表面粗糙度是为了充分散射并漫射源自光源模块2200的光。
盖2100可以包含玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚碳酸酯(PC)。在上述材料中聚碳酸酯(PC)具有优异的耐光性、耐热性和强度。盖2100可以透明，从而使用者可以从外部观察光源模块2200，或所述盖2100可以不透明。盖2100可以通过吹塑方案来形成。
光源模块2200可以设置在辐射体2400的至少一个表面上。因此，将源自光源模块2200的热传递到辐射体2400。光源模块2200可以包含光源2210、连接板2230和连接器2250。
构件2300设置在辐射体2400的顶面上，并包含导槽2310，在所述导槽2310中***多个光源2210和连接器2250。导槽2310与光源2210和连接器2250的基板相对应。
构件2300的表面可以涂布有光反射材料。例如，构件2300的表面可以涂布有白色颜料。构件2300将由盖2100的内表面反射并返回光源模块2200的方向的光再次反射到盖2100的方向。因此，根据本实施方式的发光装置的光效率可以提高。
例如，构件2300可以包含绝缘材料。光源模块2200的连接板2230可以包含导电材料。因此，辐射体2400可以电连接到连接板2230。构件2300可以由绝缘材料形成，由此防止连接板2230与辐射体2400电短路。辐射体2400接收源自光源模块2200和电力供应部2600的热并散热。
固定器2500覆盖内壳2700的绝缘部2710的接收凹槽2719。因此，接收在内壳2700的绝缘部2710中的电力供应部2600是密封的。固定器2500包括导凸2510。所述导凸2510具有孔且电力供应部2600的凸起延伸穿过所述孔。
电力供应部2600对接收自外部的电信号进行加工或转换并向光源模块2200提供加工的或转换的电信号。将电力供应部2600接收在内壳2700的接收凹槽2719中，并通过固定器2500密封在内壳2700内。
电力供应部2600可以包含凸起2610、导向部2630、底座2650和延伸部2670。
导向部2630具有从底座2650一侧突出到外部的形状。导向部2630可以***固定器2500中。将多个部件设置在底座2650的一个表面上。例如，所述部件可以包括：DC变流器，用于将由外部电源提供的AC电力转换为DC电力；驱动芯片，用于控制光源模块2200的驱动；和静电释放(ESD)保护装置，用于保护光源模块2200，但本实施方式不限制于此。
延伸部2670具有从底座2650的相对侧突出到外部的形状。延伸部2670***内壳2700的连接部2750内，并从外部接收电信号。例如，延伸部2670的宽度可以小于或等于内壳2700的连接部2750的宽度。“+电线”和“-电线”的第一端子电连接到延伸部2670且“+电线”和“-电线”的第二端子电连接到帽窝2800。
内壳2700在其中包括成型部以及电力供应部2600。所述成型部通过成型液体的硬化来制备，且电力供应部2600可以通过成型部而固定在内壳2700内。
图13和14是显示根据本实施方式的发光装置的另一个实例的视图。
图13是根据本实施方式的发光装置的透视图且图14是图13中所示发光装置的放大透视图。在关于图13和14中所示发光装置的如下说明中，为了避免冗余，将不再对与参考图10～12中所述的相同的组件和结构进行说明。
参考图13和14，根据本实施方式的发光装置可以包含盖3100、光源部3200、辐射体3300、电路部3400、内壳3500和帽窝3600。光源部3200可以包含根据本发明的发光器件或发光器件模块。
盖3100可以呈中空泡形。盖3100具有开口3110。光源部3200和构件3350可以通过开口3110***。
盖3100可以与辐射体3300耦合并可以包围光源部3200和构件3350。通过盖3100与辐射体3300之间的耦合，可以将光源部3200和构件3350从外部阻断。盖3100可以通过胶粘剂或各种方案如旋转耦合方案和吊钩耦合方案而与辐射体3300耦合。旋转耦合方案是如下所述的方案：盖3100的细丝与辐射体3300的螺旋凹槽耦合，且盖3100通过盖3100的旋转而与辐射体3300耦合。吊钩耦合方案是如下所述的方案：将盖3100的凸起***辐射体3300的凹槽中，使得盖3100与辐射体3300耦合。
光源部3200设置在辐射体3300的构件3350处，且可以设置多个光源部3200。具体地，光源部3200可以设置在构件3350的至少一个侧表面上。另外，光源部3200可以设置在构件3350侧表面的上部。
参考图14，光源部3200可以设置在构件3350六个侧表面中的三个侧表面处。然而，本实施方式不限制于此，且光源部3200可以设置在构件3350的所有侧表面处。光源部3200可以包含基板3210和发光器件3230。发光器件3230可以设置在基板3210的一个表面上。
基板3210具有矩形板形状，但本实施方式不限制于此。基板3210可以具有各种形状。例如，基板3210可以具有圆形板形状或多边形板形状。基板3210可以通过在绝缘体上印刷电路图案来提供。例如，基板3210可以包含典型的印刷线路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB和陶瓷PCB。另外，基板可以具有COB(芯片在板上)型，其中未包装的LED芯片直接结合在PCB上。另外，基板3210可以包含适合反射光的材料，或基板的表面可以具有诸如白色或银色的颜色以有效反射光。基板3210可以电连接到接收在辐射体3300中的电路部3400。例如，基板3210和电路部3400可以通过电线相互连接。电线通过穿过辐射体3300可以相互连接基板3210和电路部3400。
发光器件3230可以包含发光材料。发光材料可以包含如下材料中的至少一种：石榴子石基无机发光材料(YAG或TAG)、硅酸盐基无机发光材料、氮化物基无机发光材料和氮氧化物基无机发光材料。发光材料可以包含如下材料中的至少一种：红色发光材料、黄色发光材料和绿色发光材料。
辐射体3300与盖3100耦合，并可以辐射源自光源部3200的热。辐射体3300具有预定体积，并包含顶面3310和侧面3330。构件3350可以设置在辐射体3300的顶面3310上。辐射体3300的顶面3310可以与盖3100耦合。辐射体3300的顶面3310可以具有与盖3100的开口3110相对应的形状。
可以将多个热辐射销3370设置在辐射体3300的侧面3330处。热辐射销3370可以从辐射体3300的侧面3330向外延伸或可以连接到辐射体3300的侧面3330。通过提高辐射体3300的热辐射面积，热辐射销3370可以提高热辐射效率。侧面3330可以不包括热辐射销3370。
构件3350可以设置在辐射体3300的顶面上。构件3350可以与辐射体3300的顶面3310集成或耦合。构件3350可以具有多边形棱镜的形状。具体地，构件3350可以具有六边形棱镜的形状。具有六边形棱镜形状的构件3350包含顶面、底面和六个侧面。构件3350可以具有圆形棱镜的形状或椭圆形棱镜的形状以及六边形棱镜的形状。当构件3350具有圆形棱镜的形状或椭圆形棱镜的形状时，光源部3200的基板3210可以为柔性基板。
光源部3200可以设置在构件3350的六个侧面处。光源部3200可以设置在构件3350六个侧面的全部或一部分上。光源部3200设置在构件3350的六个侧面中的三个上。
基板3210设置在构件3350的侧面处。构件3350的侧面可以与辐射体3300的顶面3310基本垂直。因此，基板3210和辐射体3300的顶面可以相互基本垂直。
构件3350可以包含具有导热性的材料。由此，源自光源部3200的热能够快速转移到构件3350。例如，用于构件3350的材料可以包括金属如铝(Al)、镍(Ni)、铜(Cu)、镁(Mg)、银(Ag)或锡(Sn)的合金。另外，构件3350可以包含具有导热性的塑料材料。具有导热性的塑料材料的优势在于，其比金属更轻并在单一方向上具有导热性。
电路部3400从外部接收电力，并将接收的电力转换为适用于光源部3200。电路部3400将转换的电力提供至光源部3200。电路部3400可以设置在辐射体3300处。具体地，电路部3400可以接收在内壳3500中，并可以与内壳3500一起接收在辐射体3300内。电路部3400可以包含电路板3410和安装在电路板3410上的多个部件。
电路板3410具有圆形形状，但本实施方式不限制于此。即，电路板3410可以具有各种形状。例如，电路板可以具有椭圆形形状或多边形形状。电路板3410可通过将电路图案印刷在绝缘体上来提供。
电路板3410电连接到光源部3200的基板3210。例如，电路板3410和基板3210可以通过电线相互连接。电线可以设置在辐射体3300内部以将基板3210连接到电路板3410。例如，多个部件3430可以包括：直流电变流器，用于将由外部电源提供的AC电力转换为DC电力；驱动芯片，用于控制光源部3200的驱动；和静电释放(ESD)保护装置。
内壳3500在其中接收电路部3400。内壳3500可以包含接收部3510以接收电路部3400。例如，接收部3510可以具有圆柱形形状。接收部3510的形状可以随辐射体3300的形状而变化。内壳3500可以接收在辐射体3300内。内壳3500的接收部3510可以接收在形成在辐射体3300底面处的接收部中。
内壳3500可以与帽窝3600耦合。内壳3500可以包含与帽窝3600耦合的连接部3530。连接部3530可以具有与帽窝3600的螺旋凹槽结构相对应的螺纹结构。内壳3500是绝缘体。因此，内壳3500防止电路部3400与辐射体3300之间的电短路。例如，内壳3500可以包含塑料或树脂材料。
帽窝3600可以与内壳3500耦合。具体地，帽窝3600可以与内壳3500的连接部3530耦合。帽窝3600可以具有与常规白炽光灯泡相同的结构。帽窝3600电连接到电路部3400。例如，电路部3400和帽窝3600可以通过电线相互连接。如果将外部电力施加到帽窝3600，则外部电力可以转移到电路部3400。帽窝3600可以具有与连接部3550的细丝结构相对应的螺旋凹槽结构。
该说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“实例实施方式”等的所有参考都是指，结合实施方式所描述的特殊特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方式中。说明书中各个位置处出现这种短语，不必都是指相同的实施方式。此外，当结合任一实施方式描述特殊特征、结构或特性时，其在本领域技术人员理解的范围内结合其他实施方式影响这种特征、结构或特性。
尽管已经参考本发明的示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应理解，本领域技术人员能够提出大量其他变体和实施方式，所述变体和实施方式落在本发明原理的主旨和范围内。更特别地，在本发明、附图和附属权利要求书的范围内在主旨组合排列的部件部分和/或排列方面多种变化和变体是可能的。除了在组件部分和/或排列方面的变化和变体之外，替代性用途对本领域技术人员也是明显的。
工业应用性
根据本实施方式的发光器件、发光器件包装和光设备能够提高光提取效率。

Claims (20)

1.一种发光器件，所述发光器件包含：
透明导电氧化物层；
与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；
与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；
电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和
电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极，
其中构成所述有源层的第一阻挡层包含具有In或Al的氮化物半导体，
其中所述第一阻挡层与所述透明导电氧化物层的底面接触，
其中所述第一导电半导体层包含p型半导体层，以及
其中所述第一电极为n型电极，所述反射电极为p型电极，使得所述透明导电氧化物层扩散从所述第一电极输入的电子，从而将所述电子迁移到所述有源层。
2.权利要求1的发光器件，其中所述透明导电氧化物层包含ITO和ZnO中的至少一种物质。
3.权利要求1或2的发光器件，其中所述透明导电氧化物层的厚度在10nm～500nm的范围内。
4.权利要求1或2的发光器件，其中所述反射电极设置在所述第一导电半导体层之下。
5.权利要求1或2的发光器件，其中所述第一阻挡层与所述透明导电氧化物层的底面直接接触。
6.权利要求1或2的发光器件，还包含设置在所述第一导电半导体层之下和所述反射电极周围的金属层。
7.权利要求6的发光器件，其中所述金属层与所述第一导电半导体层的底面接触。
8.权利要求6的发光器件，其中所述金属层具有与所述第一导电半导体层的底面接触的第一区域和从所述第一区域向外延伸的第二区域。
9.权利要求6的发光器件，还包含在所述金属层之下的结合层和支持构件。
10.权利要求1或2的发光器件，还包含在所述第一导电半导体层与所述反射电极之间的欧姆接触层。
11.一种发光器件包装，所述发光器件包装包含：
主体；
在所述主体上的发光器件；以及
电连接到所述发光器件的第一引线电极和第二引线电极，
其中所述发光器件包含：
透明导电氧化物层；
与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；
与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；
电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和
电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极，
其中构成所述有源层的第一阻挡层包含具有In或Al的氮化物半导体，
其中所述第一阻挡层与所述透明导电氧化物层的底面接触，
其中所述第一导电半导体层包含p型半导体层，以及
其中所述第一电极为n型电极，所述反射电极为p型电极，使得所述透明导电氧化物层扩散从所述第一电极输入的电子，从而将所述电子迁移到所述有源层。
12.权利要求11的发光器件包装，其中所述透明导电氧化物层包含ITO和ZnO中的至少一种物质。
13.权利要求11或12的发光器件包装，其中所述透明导电氧化物层的厚度在10nm～500nm的范围内。
14.权利要求11或12的发光器件包装，其中所述反射电极设置在所述第一导电半导体层之下。
15.权利要求11或12的发光器件包装，其中所述第一阻挡层与所述透明导电氧化物层的底面直接接触。
16.一种光设备，所述光设备包含：
基板；
在所述基板上的发光器件；和
光学构件，所述光学构件充当发射自所述发光器件的光的光学通道，
其中所述发光器件包含：
透明导电氧化物层；
与所述透明导电氧化物层的底面接触的有源层；
与所述有源层的底面接触的第一导电半导体层；
电连接到所述第一导电半导体层的反射电极；和
电连接到所述透明导电氧化物层的第一电极，
其中构成所述有源层的第一阻挡层包含具有In或Al的氮化物半导体，
其中所述第一阻挡层与所述透明导电氧化物层的底面接触，
其中所述第一导电半导体层包含p型半导体层，以及
其中所述第一电极为n型电极，所述反射电极为p型电极，使得所述透明导电氧化物层扩散从所述第一电极输入的电子，从而将所述电子迁移到所述有源层。
17.权利要求16的光设备，其中所述透明导电氧化物层包含ITO和ZnO中的至少一种物质。
18.权利要求16或17的光设备，其中所述透明导电氧化物层的厚度在10nm～500nm的范围内。
19.权利要求1或2的发光器件，其中所述第一电极设置在所述透明导电氧化物层上。
20.权利要求1或2的发光器件，其中所述第一电极与所述透明导电氧化物层的顶面接触。
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