CN103681994A

CN103681994A - 发光装置

Info

Publication number: CN103681994A
Application number: CN201310439080.6A
Authority: CN
Inventors: 李光七; 朴仲绪; 李泰林; 崔云庆; 金敬训; 朴海进; 尹欢喜
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: Suzhou Lekin Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: US9240533B2; EP2711996A2; KR20140039594A; EP2711996B1; US9029895B2; US20140084317A1; JP6324690B2; CN103681994B; EP2711996A3; US20150214448A1; KR102059030B1; JP2014068010A

Abstract

公开了一种发光装置，其包括：发光的有源层；以及设置于所述有源层上的透光层，所述透光层具有面对所述有源层的下部，其中所述透光层的侧部或上部的至少一个具有经表面处理的图案部分。

Description

发光装置

技术领域

实施例涉及发光装置，尤其涉及一种紫外发光装置。

背景技术

发光二极管（LED）是通过利用化合物半导体的特性将电转换成红外光或可见光来发送和接收信号或用作光源等的半导体装置。

III-V族氮化物半导体因其物理和化学性质受到很大关注，作为用于诸如发光二极管（LED）或激光二极管（LD）的发光装置的基本材料。

这种发光二极管不包含对环境有害的物质，如在诸如白炽灯或荧光灯的传统照明设备中使用的汞（Hg），从而有利地具有优异的环保、长寿命和低功耗，因此用作传统光源的替代物。

图1是具有普通的倒装焊（flip bonding）结构的LED的剖视图。

图1所示的LED包括：底座10，钝化层12，第一和第二电极垫14和16，凸块18、20和22，第一和第二电极层24和26，半导体层30，AlN层40和蓝宝石衬底42。半导体层30包括p型半导体层32、有源层34和n型半导体层36。

图1所示的LED中，从有源层34发射的光穿过n型半导体层36和AlN层40，然后经由蓝宝石衬底42向上射出。此时，按照斯涅尔定律，由于n型半导体层36、AlN层40和蓝宝石衬底42之间的折射率的差异，从有源层34发射的一部分光2不从蓝宝石衬底42逃逸，而是发生全内反射且被吸收在半导体层30中，由此造成发光效率的劣化。

当图1所示的LED是发射蓝光波长带的蓝色LED时，可省略AlN层40，且n型半导体层36可由GaN形成。然而，当图1所示的LED是发射深紫外（DUV）光波长带的DUV LED时，需要形成AlN层40，且n型半导体层36由AlGaN形成。AlN具有2.3的折射率，蓝宝石衬底42具有1.82的折射率，以及接触蓝宝石衬底42的空气具有1的折射率。据此，存在于光通道中的媒介之间的折射率差异大大增加，不利地使全内反射损失最大化，由此降低了光提取效率。

图2是比较在蓝色LED和DUV LED的情况下从蓝宝石衬底50的侧表面射出的光量的视图，其中θ_A代表入射角，以及θ_B代表折射角。

图2的附图标记‘52’对应于蓝色LED情形下的GaN缓冲层40或GaN发光结构36，而对应于DUV LED情形下的AlN层40。在这种情况下，假设从蓝色LED发出的光的波长λ为450nm以及从DUV LED发出的光的波长λ为280nm，各层50和52的折射率如下表1所示。

表1

类型折射率（λ=280nm）折射率（λ=450nm）AlN2.312.18GaN2.712.48蓝宝石1.821.78

此外，具有450nm的波长λ的蓝光LED和具有280nm的波长λ的DUV LED的全内反射角θ_TIR、入射角θ_A和折射角θ_B如下表2所示。

表2

由表1和表2可见，由于在同一入射角θ_A下具有450nm的波长的光在GaN/蓝宝石边界处的折射角θ_B大于具有280nm的波长的光在AlN/蓝宝石边界处的折射角θ_B，因此从GaN/蓝宝石边界逃逸的具有450nm的波长的光接近水平面前进。然而，由于具有280nm的波长的光在AlN/蓝宝石边界处的全内反射临界角θ_TIR大于具有450nm的波长的光在GaN/蓝宝石边界处的全内反射临界角θ_TIR，因此，当光从LED的有源层34（MQW）以各个角度均匀地照射在球形形状中时，相比于450nm的光在GaN/蓝宝石衬底边界，与临界角差异对应的6.61°(=52.47-45.86)的光在280nm从AlN/蓝宝石边界经由蓝宝石衬底50以更大的量射出。据此，从DUV LED中的蓝宝石衬底50的侧壁下部发射的光量比蓝色LED中的大。

这样，相比于蓝色LED，DUV LED可能表现出劣化的光提取效率，这是因为从有源层34发射的大量光会射出至蓝宝石衬底42的侧壁下部。

发明内容

实施例提供一种具有改善的光提取效率的紫外发光装置。

一个实施例中，发光装置包括发射具有200nm至405nm的波长带的光的有源层和设置于有源层上的透光层，所述透光层具有面对所述有源层的下部，其中所述透光层的侧部和上部的至少一个具有经表面处理的图案部分。

图案部分可设置于全内反射区和非最大发光区的至少一个中。

全内反射区可被如下限定：

(\frac{{a + b}_{1}}{2}) {\tan θ}_{TIR} < y < h

0 < x < \frac{b_{1} - a}{2} - {h \tan θ}_{TIR}, \frac{{a + b}_{1}}{2} + h \tan θ_{TIR} < x {< b}_{1}

其中‘y’代表透光层在厚度方向上的位置，‘x’代表透光层在宽度方向上的位置，‘a’代表有源层的宽度，b₁代表透光层的下表面的宽度，θ_TIR代表透光层的全内反射角，以及h代表透光层的厚度。

图案部分可以设置于透光层的上部以及透光层的侧部的下面部分、中间部分和上面部分中的至少一个中。

图案部分所在的透光层的侧部的下面部分可被如下限定：

0 < y < \frac{b_{1}}{2}

其中‘y’代表透光层在厚度方向上的位置，以及b₁代表透光层的下表面的宽度。

图案部分可以经过表面处理，以提供随机粗糙度。

表面处理可包括研磨和抛光的至少一种，且随机粗糙度的粗糙度水平可以与抛光颗粒尺寸成比例。抛光颗粒尺寸可以是0.5μm至6μm。

表面处理可包括激光划片、干法蚀刻或湿法蚀刻。

图案部分可被表面处理成半球形。半球的半径可以是透光层的下表面宽度的至少一半。

图案部分可经过表面处理，使得透光层的上表面和下表面具有彼此不同的面积。透光层可包括具有与下表面相同形状的水平剖面的下切割部分，和设置于下切割部分上且具有在下切割部分的上表面与透光层的上表面之间的多个不同的水平剖面的上切割部分。

透光层的下表面的面积可大于上表面的面积。上切割部分的侧部可具有至少一个斜平面，且该斜平面的表面可具有粗糙度。

下面的关系可存在于透光层的下表面的宽度和上表面的宽度之间，

b₁-b₂=2dtanθ₁

其中b₁代表下表面的宽度，b₂代表上表面的宽度，‘d’代表上切割部分的厚度，以及θ₁代表斜平面的倾角。

透光层可具有50μm至250μm的宽度，下切割部分可具有25μm至100_μm的厚度，以及斜平面可具有30°至40°的倾角。例如，透光层的宽度是100μm，以及下切割部分的厚度是50μm。

上切割部分可具有截头的金字塔形状。

斜平面在外侧可具有凹曲率或凸曲率。

透光层的上表面的面积可大于下表面的面积。上切割部分可具有在其边缘处的至少一个突起。上切割部分可具有截头的倒金字塔形。

透光层的上部可具有作为图案部分的均匀凹凸。

凹凸的周期可以是λ/4，其中λ是光的波长。

紫外发光装置可进一步包括衬底、设置于衬底与有源层之间的第一导电型半导体层以及设置于有源层上的第二导电型半导体层，其中透光层包括第二导电型半导体层。或者，紫外发光装置可进一步包括设置于第二导电型半导体层上的第二导电型电极层，其中透光层进一步包括第二导电型电极层。

紫外发光装置可进一步包括进一步包括设置于有源层上的第一导电型半导体层，设置于有源层下的第二导电型半导体层，以及设置于第一导电型半导体层上的衬底，其中所述透光层包括所述衬底。

另一实施例中，紫外发光装置包括：发光结构，该发光结构包括p型半导体层、发射具有200nm至405nm的波长带的光的有源层和n型AlGaN层；以及设置于n型AlGaN层上且具有面对有源层的下部的蓝宝石衬底，其中在蓝宝石衬底的侧部的下部和蓝宝石衬底的上部的边缘的至少一个中形成具有粗糙度的图案部分。

蓝宝石衬底的侧部的下部可如下限定：

0 < y < \frac{b_{1}}{2}

上部的边缘可如下限定：

0 < x < \frac{b_{1} - a}{2} - {h \tan θ}_{TIR}, \frac{{a + b}_{1}}{2} + h \tan θ_{TIR} < x {< b}_{1}

其中‘y’代表蓝宝石衬底在厚度方向上的位置，b₁代表蓝宝石衬底的下表面的宽度，‘x’代表蓝宝石衬底在宽度方向上的位置，‘a’代表发光结构的宽度，b₁代表蓝宝石衬底的下表面的宽度，θ_TIR代表蓝宝石衬底的全内反射角，以及h代表蓝宝石衬底的厚度。

此外，紫外发光装置可进一步包括设置于n型AlGaN层和蓝宝石衬底之间的AlN层。

附图说明

可通过参照附图详细描述配置和实施方式，附图中类似的附图标记指代类似的元件，其中：

图1是具有普通的倒装焊结构的LED的剖视图；

图2是比较在蓝色LED和DUV LED的情况下从蓝宝石衬底的侧表面射出的光量的视图；

图3是示出根据一个实施例的紫外发光装置的透视图；

图4是沿图3的4-4’线截取的剖视图；

图5是图3所示紫外发光装置的平面视图；

图6是示出图1所示普通LED的半导体层和衬底的剖视图，用于说明全内反射区和非最大发光区；

图7是示出图3至图5所示的紫外发光装置中的经表面处理的衬底的图案部分的放大剖视图；

图8是示出根据另一实施例的紫外发光装置的透视图；

图9是沿图8的9-9’线截取的剖视图；

图10是示出根据又一实施例的紫外发光装置的透视图；

图11是沿图10的11-11’线截取的剖视图；

图12是示出根据再一实施例的紫外发光装置的透视图；

图13是沿图12的13-13’线截取的局部剖视图；

图14A和图14B是示出根据厚度和衬底的下切部的倾角而具有不同构型的紫外发光装置的透视图；

图15是示出根据厚度和衬底的下切部的倾角的光提取效率的曲线图；

图16是示出根据又一实施例的紫外发光装置的透视图；

图17是沿图16的17-17’线截取的剖视图；

图18是示出根据再一实施例的紫外发光装置的透视图；

图19是沿图18的19-19’线截取的局部剖视图；

图20是示出根据又一实施例的紫外发光装置的透视图；

图21是沿图20的21-21’线截取的剖视图；

图22是示出根据再一实施例的紫外发光装置的透视图；

图23是沿图22的23-23’线截取的剖视图；

图24A和图24B是示出根据又一实施例的紫外发光装置的剖视图；

图25A至图28B是示出根据抛光颗粒尺寸的随机粗糙度水平的图像；

图29A至图29G是示出根据再一实施例的紫外发光装置的剖视图

图30是示出根据又一实施例的紫外发光装置的透视图；

图31是沿图30的31-31’线截取的剖视图；

图32是示出根据再一实施例的纵向型（vertical-type）紫外发光装置的剖视图；

图33是示出根据一个实施例的发光装置封装的剖视图；

图34是示出根据另一实施例的发光装置封装的剖视图；

图35是示出根据一个实施例的发光单元的剖视图；以及

图36是示出根据一个实施例的背光单元的分解透视图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述实施例。

应理解的是，当元件被称为在另一元件“上”或“下”时，它可以直接位于该元件上/下，也可以存在一个或多个中间元件。当元件被称为在“上面”或“下面”，基于该元件，可包括‘在元件下’以及‘在元件上’。

附图中，为了便于说明和清楚起见，各层的厚度或尺寸被放大、省略或示意性示出。另外，各构成元件的尺寸或面积没有完全反映其实际尺寸。

在一个实施例中，紫外发光装置包括LED，该LED包括诸如III-V族或II-VI族元素化合物半导体层的多个化合物半导体层，以及LED可以是紫外（UV）LED或深紫外（DUV）LED。

紫外发光装置包括有源层和透光层。有源层可发射具有200nm至405nm的波长带的紫外光，尤其是具有200nm至350nm的波长带的深紫外光。透光层设置于有源层上且具有面对有源层的下部。本实施例中，透光层的侧部和上部的至少一个具有经表面处理的图案部分。这样，当透光层具有图案部分时，可改善紫外发光装置的光提取效率。

下文中，透光层的侧部和上部的至少一个中通过切割表面处理和/或经表面处理成具有随机粗糙度的全部区域对应于图案部分。

<具有倒装芯片焊（flip chip bonding）结构的紫外发光装置>

下面将参考附图描述当根据实施例的紫外发光装置具有倒装芯片焊结构时有源层和透光层的细节。

图3是示出根据一个实施例的紫外发光装置100A的透视图。图4是沿图3的4-4’线截取的剖视图。图5是图3所示紫外发光装置100A的平面视图。

参考图3至图5，紫外发光装置100A包括底座110、钝化层120、第一电极垫132和136、第二电极垫134、第一凸块142和146、第二凸块144、第一电极层152和156、第二电极层154、发光结构160、缓冲层170和衬底180。

图3所示紫外发光装置100A的第一电极层152或156和第二电极层154通过倒装的方式设置于底座110上。

即，紫外发光装置100A的第一电极层152和156经由第一凸块142和146连接至底座110的第一电极垫132和136，以及第二电极层154经由第二凸块144连接至底座110的第二电极垫134。例如，底座110可由包含碳化硅（SiC）、GaN、GaAs或Si的半导体衬底形成。当底座110由Si形成时，如图3所示，可进一步提供保护层120。

为了标记第一凸块142和146所在的位置，第一上凸块金属层（未示出）可设置于第一凸块142和146与第一电极层152和156之间，以及第一下凸块金属层（未示出）可进一步设置于第一凸块142和146与第一电极垫132和136之间。另外，为了标记第二凸块144所在的位置，可以在第二凸块144与第二电极层154之间设置第二上凸块金属层（未示出），以及可以在第二凸块144与第二电极垫134之间设置第二下凸块金属层（未示出）。

第一电极层152和156可设置于第一导电型半导体层162下面，以及第二电极层154可设置于第二导电型半导体层166下面。第一和第二电极层152至156可由诸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf，或其组合的金属形成。此外，第一和第二电极层152至156可具有采用具备欧姆特性的反射性（reflective）电极材料的单层或多层结构。

例如，第一和第二电极层152至156可包含上述金属材料以及氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）、氧化铟锌锡（IZTO）、氧化铟铝锌（IAZO）、氧化铟镓锌（IGZO）、氧化铟镓锡（IGTO）、氧化铝锌（AZO）、氧化锑锡（ATO）、氧化镓锌（GZO）、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO的至少一种，但是本公开不限于这些材料。

第一和第二电极层152至156可包含分别与第一和第二导电型半导体层162和166欧姆接触的材料。当第一和第二电极层152至156用作欧姆层时，不必形成另外的欧姆层（未示出）。

仅仅为了更好地理解实施例而提供了上述的第一电极垫132和136、第二电极垫134、保护层120、底座110以及第一和第二电极层152至156，而本实施例不限于此。

接下来，发光结构160被设置于衬底180的下面。发光结构160包括第一导电型半导体层162、有源层164和第二导电型半导体层166。

第一导电型半导体层162可设置于衬底180下面，且可由半导体化合物形成。第一导电型半导体层162可利用包含III-V族元素、II-VI族元素等的化合物半导体实现，且可掺杂有第一导电型掺杂剂。例如，第一导电型半导体层162可由组成式为Al_xIn_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)or InAlGaN的半导体材料形成。当第一导电型半导体层162是n型半导体层时，第一导电型掺杂剂可包含诸如Si、Ge、Sn、Se或Te的n型掺杂剂。第一导电型半导体层162可具有单层或多层结构，但本公开不限于此。

有源层164可设置于第一导电型半导体层162与第二导电型半导体层164之间，且可具有单阱结构、双异质结结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱（MQW）结构、量子点结构或量子线结构。有源层164可以形成为具有包括阱层和垒（barrier）层的对结构，其采用III-V族化合物半导体材料，例如InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs和GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一种，但本公开不限于此。阱层可由其能带隙比垒层的能带隙小的材料形成。具体地，根据实施例的有源层164可产生具有200nm至405nm的波长带的紫外光，尤其是具有200nm至350nm的波长带的深紫外光。

导电型盖层（未示出）可形成在有源层164与第一导电型半导体层162之间，或在有源层164与第二导电型半导体层166之间。

导电型盖层可由具有比有源层164的垒层的带隙更宽的带隙的材料形成。例如，导电型盖层可具有GaN、AlGaN、InAlGaN、超晶格结构等。此外，导电型盖层可掺杂有n型或p型掺杂剂。

第二导电型半导体层166可设置于有源层164下面，且可由半导体化合物形成。第二导电型半导体层166可利用III-V族或II-VI族化合物半导体实现，且可掺杂有第二导电型掺杂剂。例如，第二导电型半导体层166可由具有In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)或InAlGaN的组成式的半导体材料形成。当第二导电型半导体层166是p型半导体层时，第二导电型掺杂剂可以是诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba的p型掺杂剂。第二导电型半导体层166可具有单层或多层结构，但本公开不限于此。

缓冲层170可进一步设置于衬底180与发光结构160之间。缓冲层170用于减轻衬底180与发光结构160之间的晶格失配，且可由AlN形成。

同时，衬底180可具有透光特性，且可由蓝宝石(Al₂O₃)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP和Ge中的至少一种形成，但本公开不限于此。

另外，衬底180可具有机械强度，使得它可通过划片和断开工艺被有效地分离成单个芯片，而不会使整个氮化物半导体弯曲。

图3至图5所示的衬底180对应于上述的透光层。衬底180的下部（即透光层）面对发光结构160，即有源层164，以及衬底180的侧部和上部的至少一个具有经表面处理的图案部分。

下文中，衬底180的侧部和上部的至少一个的表面中通过切割表面处理和/或经表面处理成具有随机粗糙度的全部区域对应于图案部分。

首先，下面将描述根据第一实施例通过切割对衬底180的侧部和上部的至少一个的表面进行表面处理而形成图案部分。

下面将参考附图描述根据实施例的图3至图5中所示的衬底180的图案部分。

本实施例中，衬底180的图案部分被设置于全内反射区（TIR）和非最大发光区的至少一个中。

图6是示出图1所示的普通LED的半导体层30和衬底42的剖视图，用于说明全内反射区和非最大发光区，且采用笛卡尔坐标系来描述全内反射区和非最大发光区。这里，纵轴y代表在衬底42的厚度（或高度）方向上的衬底42的位置，以及横轴x代表在衬底42的宽度方向上的衬底42的位置。

首先，描述基于如下假设：衬底42内两次或更多次反射的光在位于衬底42下面的p型半导体层32中被吸收，该光在所有方向上被散射，且半导体层30设置于衬底42的正中央。

图6所示的全内反射区52、54和56可通过下式1限定。

公式1

A＜y＜D，即，

(\frac{{a + b}_{1}}{2}) {\tan θ}_{TIR} < y < h

D＜x＜B，即，

0 < x < \frac{b_{1} - a}{2} - {h \tan θ}_{TIR}

C＜x＜E，即，

\frac{{a + b}_{1}}{2} + {h \tan θ}_{TIR} < x < b_{1}

其中‘a’代表发光结构30（或有源层32）的宽度，b₁代表衬底42的下表面的宽度，θ_TIR代表衬底42的全内反射角，以及h代表衬底42的厚度（或高度）。

在全内反射区52、54和56中，光不从衬底42逃逸。光仅可在发射区62和64中从衬底42逃逸。发射区62和64分别是指纵轴y上在点O与点A之间的区域，以及横轴x上在衬底42的上表面42A上的点B与点C之间的区域。

此外，非最大发光区被定义为光不是最大程度射出的区域。参考图6，例如，非最大发光区是点F连接至点G的部分，或者位于点F和G之间的(0,F<y<h)且(0<x<(b_1-a)/2,h)的区域，即，

F的y轴坐标是0≤F≤A。

本实施例中，通过对存在于衬底42的上表面42A和侧表面42B上的全内反射区52、54和56进行表面处理，光可从衬底42逃逸，由此改善光提取效率。另外，通过对存在于衬底42的上表面42A和侧表面42B上的非最大发光区进行表面处理，更多的光可经由非最大发光区从衬底42逃逸，由此改善光提取效率。

根据第一实施例，作为表面处理的例子，可以切割存在于衬底42的上表面42A和侧表面42B上的全内反射区52、54以及56和非最大发光区中的至少一个。例如，可采用激光器进行切割。

当存在于衬底42上的全内反射区和非最大发光区的至少一个通过切割而被表面处理成各种形状时，衬底180的下表面182和上表面184可具有不同的面积。下面，为便于说明将描述在全内反射区中形成图案部分的情形，但是该描述可类似地应用于在非最大发光区中形成图案部分的情形。

首先，经过表面处理，衬底180的下表面182的面积可大于上表面184的面积。

图7是示出在图3至图5示出的紫外发光装置100A中的经表面处理的衬底180的图案部分的放大剖视图。

参考图7，衬底180包括下切割部分180A和上切割部分180B。下切割部分180A具有与衬底180的下表面182相同形状的水平横剖表面。衬底180的上切割部分180B设置于下切割部分180A上，且具有位于下切割部分180A的上表面186与衬底180的上表面184之间的多个不同的水平横剖表面。

例如，如图5至图7所示，通过从衬底180切割图6所示的全内反射区52、54和56，衬底180的下表面182的水平横截面积大于上表面184的横截面积。

上切割部分180B的侧部可具有至少一个斜平面。下文中，斜平面对应于通过切割而被表面处理的图案部分。图3至图7所示的衬底180的上切割部分180B的所有侧部具有斜平面，但本公开不限于此。或者，仅仅上切割部分180B的四个侧部的一些可具有斜平面。

参考图7，衬底180的上表面184的宽度b₂和下表面182的宽度b₁可具有下式2中示出的关系。

公式2b₁-b₂=2dtanθ₁

其中‘d’代表上切割部分180B的厚度，以及θ₁代表斜平面的倾角。根据工艺，上表面184可具有预定面积，但实施例不限于此。例如，上表面184具有100μm×100μm的面积。

当衬底180如上切割时，如图3中所示，衬底180的上切割部分180B可具有截头金字塔的形状，其是通过从金字塔切除作为头部的顶而形成的。

图8是示出根据另一实施例的紫外发光装置100B的透视图。图9是沿图8的9-9’线截取的剖视图。

图7所示衬底180的上切割部分180B的侧部的斜平面183是平的，但是实施例不限于此。例如，当从外侧看去，衬底180的上切割部分180B的侧部的斜平面185可具有Φ1和Φ2的凸曲率，如图8和图9所示。曲率Φ1和Φ2可彼此相等或不同。除此之外，图8和图9中所示的紫外发光装置100B与图3至图5和图7中所示的紫外发光装置100A一样，省略对其的详细说明。

图10是示出根据又一实施例的紫外发光装置100C的透视图。图11是沿图10的11-11’线截取的剖视图。

另外，当从外侧看去，衬底180的上切割部分180B的侧部的斜平面187可具有凹曲率Φ3和Φ4，如图10和图11所示。曲率Φ3和Φ4可以相等或不同。除此之外，图10和图11所示的紫外发光装置100C与图3至图5和图7中所示的紫外发光装置100A一样，省略对其的详细说明。

图12是示出根据再一实施例的紫外发光装置100D的透视图。图13是沿图12的13-13’线截取的局部剖视图。

此外，当衬底180的上切割部分180B的斜平面183以一个倾角θ₁倾斜时，如图3至图5和图7中所示，但实施例不限于此。斜平面可以多个倾角倾斜。例如，如图12和图13中所示，上切割部分180B的斜平面可具有分别以两个倾角θ₂和θ₃倾斜的斜平面183A和183B。除此之外，图12和图13中所示的紫外发光装置100D与图3至图5和图7中所示的紫外发光装置100A一样，省略对其的详细说明。

图14A和图14B是示出根据衬底180的下切割部分180A的倾角θ₁和厚度h-d而具有不同构型的紫外发光装置。

图3示出了当衬底180的下切割部分180A的厚度h-d是100μm且倾角θ₁是40度时衬底180的构型。图14A示出了当衬底180的下切割部分180A的厚度h-d是50μm且倾角θ₁是40度时衬底180的构型。图14B示出了当衬底180的下切割部分180A的厚度h-d是50μm且倾角θ₁是20度时衬底180的构型。

本实施例中，衬底180的厚度d是100μm至130μm，衬底180的下表面的宽度b₁是50μm至250μm，下切割部分180A的厚度h-d是25μm至100μm，且斜平面的倾角θ₁是30°至40°。

下面，将描述当紫外发光装置如图3和图7中那样实现时用于提供最佳光提取效率的衬底180的厚度d、下切割部分180A的厚度h-d和斜平面183的倾角θ₁。为此目的，假定衬底180由蓝宝石形成，缓冲层170由AlN形成，且第一导电型半导体层162由n型AlGaN形成。

首先，下面的表3中列出了有源层（MQW）164、n型AlGaN层162、AlN层170和蓝宝石衬底180的各种条件。

表3

表3中，‘T’表示光相对于边界的透射水平。即，MQW具有10%的T的事实的意思是透过MQW164与n型AlGaN层162之间的边界且馈送至n型AlGaN层162的光的比率是10%。另外，n型AlGaN层162具有79%的T的事实的意思是透过n型AlGaN层162与AlN层170之间的边界且馈送至AlN层170的光的比率是79%。另外，AlN层170具有79%的T的事实的意思是透过AlN层170与蓝宝石衬底180之间的边界且馈送至蓝宝石衬底180的光的比率是79%。另外，蓝宝石衬底180具有92%的T的事实的意思是透过蓝宝石衬底180与空气之间的边界且馈送至空气的光的比率是92%。为此，假定从有源层164发射的光是280nm深紫外光。

作为极化条件的约翰矢量如下式3中所示。

公式3

(\begin{matrix} 0.621 & 0.485 \\ 0.485 & 0.379 \end{matrix})

另外，下面的表4中示出了变量的值。

表4

这里，下边界中的PML的意思是完美吸收边界，且对应于有源层164的下部。FWHM的意思是半极大处全宽度（full width at half maximum）。另外，表4中，‘结论1’和‘结论2’是在上述条件下进行测试时获得的结论。‘结论1’是关于蓝宝石衬底180的厚度h对光量的影响，以及‘结论2’是关于倾角θ对光量的影响。

图15是示出根据衬底180的下切割部分180A的倾角θ₁和厚度h-d的光提取效率的曲线图。

图15中示出了在上述条件下获得的测试结果。由图15可见，相比于衬底180的厚度h为100μm且下切割部分180A的厚度h-d为0μm的情形202，衬底180的厚度h为200μm且下切割部分180A的厚度h-d为100μm的情形204下表现出优越的光提取效率。另外，相比于衬底180的厚度h为200μm且下切割部分180A的厚度h-d为100μm的情形204，衬底180的厚度h为200μm且下切割部分180A的厚度h-d为50μm的情形206下表现出优越的光提取效率。

另外，由图15可见，当衬底180的下切割部分180A的厚度h-d为100μm或50μm时，随着倾角θ₁增大，光提取效率得到改善。在这些情形204和206中，当倾角θ₁是30°至40°时，光提取效率的提高减慢。据此，可确定倾角θ₁在30°至40°的范围内。

例如，衬底180的下表面的宽度b₁是100μm，下切割部分180A的厚度h-d是50μm，以及衬底180的总厚度h是200μm。

图16是示出根据又一实施例的紫外发光装置100E的透视图。图17是沿图16的17-17’线截取的剖视图。

根据另一实施例，如图16和图17所示，衬底180的上表面184的面积可大于下表面182的面积。参考图17，衬底180的上切割部分180B包括在其边缘的至少一个突起188。下文中，从上切割部分180B的边缘凸出的突起（例如188）、通过切割对衬底180的上部和侧部的至少一个表面进行表面处理而形成的突起对应于图案部分。这里，突起188可在图6所示的全内反射区52、54和56中凸出。在图16的情形下，突起188被设置于总共四个边缘的每个边缘上，但是实施例不限于此。或者，突起188可设置于总共四个边缘的仅仅一个或三个边缘处。如图17中所示，衬底180的上切割部分180B可具有通过从倒金字塔切除作为头部的顶而形成的截头倒金字塔形。除此之外，图16和图17中所示的紫外发光装置100E与图3至图5和图7中所示的紫外发光装置100A一样，省略对其的详细说明。

图18是示出根据再一实施例的紫外发光装置100F的透视图。图19是沿图18的19-19’线截取的局部剖视图。

图16和图17中所示的突起188的下表面188A是平的。另一方面，当从外侧看去，图18和图19中所示的突起188的下表面188B可具有凸曲率。除此之外，图18和图19中所示的紫外发光装置100F与图16和图17中所示的紫外发光装置100E一样，省略对其的详细说明。

如图16至图19中所示，当上切割部分180B的上表面184宽于其下表面182时，从发光结构160发射的光190可向上辐射。鉴于DUV发光装置的固有性质，相比于平行于C轴发射的光，更多的光垂直于C轴发射。为了解决此现象，如图16至图19中所示，实现了紫外发光装置100E和100F，从而导致平面发射的光被全反射且被沿C轴方向取向，从而改善光提取效率。

图20是示出根据又一实施例的紫外发光装置100G的透视图。图21是沿图20的21-21’线截取的剖视图。

根据另一实施例，如图20和图21中所示，紫外发光装置100G的衬底180可具有经表面处理成半球形（或穹状）的图案部分。

这种情况下，衬底180和缓冲层170和/或发光结构160具有一体的半球形。除此之外，图20和图21中所示的紫外发光装置100G与图3至图5和图7中所示的紫外发光装置100A一样，省略对其的详细说明。

半球的半径R可以是衬底180的下表面的宽度b₁的至少一半。半径R可以是200μm至500μm，例如350μm。

如图20和图21中所示，当紫外发光装置100G的衬底180具有半球形的图案部分时，减少了光的全反射和漫反射，从而增大了光提取效率。

另外，如后所述，为了增大发光装置封装的光提取效率，通常用具有穹状的模制件来覆盖发光装置。然而，如图20和图21中所示，当紫外发光装置100G的衬底180实现为半球形时，不必形成执行此功能的模制件。然而，可在图20和图21中所示的紫外发光装置100G上进一步设置模制件，以便执行仅仅保护紫外发光装置的功能。

接下来，下面将描述根据第二实施例的图案部分，其经表面处理而使得衬底180的侧部和上部的至少一个的表面具有随机粗糙度。

即，上述第一实施例的图案部分具有通过切割而被表面处理的形状。然而，在第二实施例中，图案部分可具有经表面处理成具有随机粗糙度的形状。

随机粗糙度的图案部分可设置于衬底180的上部184和衬底180的侧部的下面部分、中间部分以及上面部分的至少一个中。下文中，存在随机粗糙度的衬底180区域对应于该图案部分。

图22是示出根据再一实施例的紫外发光装置100H的透视图。图23是沿图22的23-23’线截取的剖视图。

在图22和图23中示出的紫外发光装置100H的情形下，按照随机粗糙度220、222和224进行表面处理的图案部分被设置于衬底180的上部184的边缘、以及衬底180的侧部的下面部分180C和上面部分180E。这里，上部184的边缘以及侧部的上面部分180E可对应于图6中所示的全内反射区。除此之外，图22和图23中所示的紫外发光装置100H的衬底180的下部与图3中所示的紫外发光装置100A的一样，省略对其的详细说明。

在图22和图23中所示的紫外发光装置100H中，于衬底180的侧部的上面部分180E设置随机粗糙度220，于衬底180的上边缘184A和184B设置随机粗糙度222，以及于衬底180的侧部的下面部分180C设置随机粗糙度224，但是实施例不限于此。于衬底180上的各种位置处可设置各随机粗糙度。

图24A和图24B是示出根据又一实施例的紫外发光装置100I和100J的剖视图。

不同于图22和图23的视图，可仅于衬底180的侧部的上面部分180E以及衬底180的上边缘184A和184B设置紫外发光装置100I的粗糙度220和222，如图24A所示。或者，可仅于衬底180的整个上部184和衬底180的侧部的下面部分180C设置紫外发光装置100J的粗糙度222和224，如图24B中所示。或者，尽管没有示出，衬底180可经过表面处理使得在衬底180的整个侧部（包括180C、180D和180E）形成随机粗糙度，以及衬底180可经过表面处理使得仅在衬底180的上边缘184A和184B以及侧部的下面部分180C形成随机粗糙度。

如上面的图1中所述，与蓝光发射装置相比，紫外发光装置尤其是深紫外发光装置使更多的光能够逃逸到衬底180的侧部。据此，如图22、图23或图24B中所示，当在衬底180的侧部的下面部分180c存在随机粗糙度时，光被有效地散射，进一步改善了光提取效率。

本实施例中，设置有随机粗糙度的衬底180的侧部的下面部分180C的范围可如下式4中所示。

公式4

0 < y < \frac{b_{1}}{2}

其中，基于图6所示的笛卡尔坐标系，‘y’代表在衬底180的厚度方向上的衬底180的位置，以及b₁代表衬底180的下表面的宽度。

存在对衬底180进行表面处理的各种方法，使得衬底180具有作为图案部分的随机粗糙度。这些方法中，可采用研磨和抛光的至少一种，以便形成衬底180的上表面184的随机粗糙度。这种情况下，可通过用于研磨或抛光的金刚石浆料抛光颗粒的尺寸来控制粗糙度水平。粗糙度水平可以与抛光颗粒尺寸成比例。例如，抛光颗粒尺寸是0.5μm至6μm。

图25A至图28B是示出根据抛光颗粒尺寸的随机粗糙度水平的图像。图25A、图26A、图27A和图28A是通过原子力显微镜（atomic forcemicroscopy，AFM）获得的图像，以及图25B、图26B、图27B和图28B是通过光学显微镜获得的图像。

参考图25A至图28B，锯齿轮（saw-toothed wheels）经过衬底180的表面所形成的长擦痕状对应于随机粗糙度。

当采用不同的抛光颗粒几次抛光衬底180的上表面184时，上表面184的随机粗糙度低，如图25A和图25B中所示。

另外，当采用具有0.5μm的尺寸的抛光颗粒来抛光衬底180的上表面时，图26A和图26B中所示的随机粗糙度水平高于图25A和图25B中所示的上表面184的随机粗糙度水平。

另外，当采用具有3μm的尺寸的抛光颗粒来抛光衬底180的上表面时，图27A和图27B中所示的随机粗糙度水平高于图26A和图26B中所示的随机粗糙度水平。

另外，当采用具有6μm的尺寸的抛光颗粒来抛光衬底180的上表面时，图28A和图28B中所示的随机粗糙度水平高于图27A和图27B中所示的随机粗糙度水平。

如上所述，随着抛光颗粒尺寸的增大，粗糙度水平增大。下面的表5中示出了根据抛光颗粒尺寸的衬底180的上表面上形成的随机粗糙度的特征。

表5

表5中，‘ave’代表随机粗糙度的平均宽度，‘pv’(峰至谷)代表在光学表面的局部且特定的微小谷当中最高谷与最低谷之间的差异指数，以及‘rms’(均方根)是在整个区域之上测量的最高点与最低点之间的差值的标准偏差。

或者，存在激光划片，作为形成随机粗糙度的另一表面处理方法。具体地，激光划片可用于在衬底180的侧部的下面部分180C、中间部分180D和上面部分180E的至少一个中形成随机粗糙度。例如，采用隐形激光器（stealth laser）来形成粗糙度。这种情况下，通过根据聚焦深度多次处理来改善光提取效率。此外，可采用纳秒脉冲激光或皮秒脉冲激光来形成粗糙度。相比于纳秒脉冲激光，皮秒脉冲激光造成更少的热损伤，由此表现出优异的光提取效率。

作为形成随机粗糙度的另一方法，可以采用湿法蚀刻，其使用一种磷酸（H₂PO₃）和硫酸（H₂SO₄）的混合溶液。

或者，作为形成随机粗糙度的又一表面处理方法，可以采用诸如感应耦合的等离子体反应离子蚀刻（ICP-RIE）的干法蚀刻。

可根据上述表面处理方法的选择来确定粗糙度水平和粗糙度的随机性。

纳米颗粒上光的散射导致生成不同深度和效果的颜色，尤其是在涉及表面等离子体共振的情形下。瑞利散射是指这样一种过程，与不同折射率有关的小体积球（例如粒子泡，小水泡，或均匀密度体）对包括光的电磁辐射散射。根据瑞利模型，球的直径应非常小于被散射光的波长。典型地，上限取为波长的约1/10。在这个尺寸范围，散射中心的确切形状通常不是非常重要的，往往可被视为同等体积的球体。辐射穿过纯净气体经历的固有散射是由于气体分子来回移动时微观密度的起伏，这种起伏通常规模是足够小的，以应用瑞利模型。根据瑞利著名的1/λ⁴关系，较短的蓝色波长比较长的红色波长更强烈地被散射。据此，衬底180的粗糙度随机性和粗糙度水平影响光的散射。在紫外发光装置中，瑞利散射在1/λ⁴表现出大得多的发光效率。

另外，根据第三实施例，图案部分可具有图3至图5以及图7至图21中示出的衬底180的斜平面，以及在斜平面的表面上形成的随机粗糙度。

图29A至图29G是示出根据再一实施例的紫外发光装置100K至100Q的剖视图。

如图29A至图29G所示，在斜平面上形成随机粗糙度230至242。据此，通过各随机粗糙度230至242，在斜平面上可以有更有效的散射，更多的光从衬底180逃逸，从而改善光提取效率。

除形成了随机粗糙度230至242之外，图29A、图29B、图29C、图29D、图29E、图29F和图29G分别对应于图7、图9、图11、图13、图17、图19和图21，省略对其的详细说明。

图30是示出根据又一实施例的紫外发光装置100R的透视图。图31是沿图30的31-31’线截取的剖视图。

参考图30和图31，根据本实施例的紫外发光装置100R可具有图案部分，该图案部分具有在衬底180的上表面上的凹凸260。凹凸类似于常见的光子晶体结构（photonic crystal structure），由此省略对其的详细说明。图3至图21中所示的紫外发光装置100A至100G具有斜平面，图22至图23b中所示的紫外发光装置100H至100J具有随机粗糙度，图29A至图29G中所示的紫外发光装置100K至100Q具有斜平面和作为图案部分的粗糙度，而图30和图31中所示的紫外发光装置100R具有作为图案部分的凹凸。除此之外，图30和图31中所示的紫外发光装置100R与图3至图7中所示的紫外发光装置100A一样，于是省略对其的详细说明。

图30和图31中所示的凹凸260可以周期性地安排，或者非周期性地（随机地）安排，以及以多个不同的周期安排。当凹凸260被周期性安排时，周期（T）为λ/4，其中λ是从有源层164发射的光的波长。周期T是20nm至120nm，例如为70nm。

类似于常见的光子晶体结构的功能，衬底180在其上表面上具有作为图案部分的凹凸260，由此使更多的光能够从衬底180的上部逃逸，由此改善了光提取效率。

<纵向型紫外发光装置>

前面已描述了根据本实施例的紫外发光装置，其中通过倒装法把发光层接合至有源层。然而，根据本实施例的透光层和有源层可应用于纵向型紫外发光装置。

下文中，将参考附图描述根据本实施例的纵向型紫外发光装置。

图32是示出根据再一实施例的纵向型紫外发光装置300的剖视图。

图32中所示的纵向型紫外发光装置300包括支撑衬底310、第一导电型电极层320、发光结构330、第二导电型电极层340和第二电极垫350。

图32中所示的支撑衬底310是选自钼（Mo）、硅（Si）、钨（W）、铜（Cu）和铝（Al），或其合金的导电型材料。另外，可选地，支撑衬底310可包含例如金（Au）、铜合金（Cu合金）、镍（Ni-镍）、铜钨（Cu-W）或承载晶片（例如，GaN,Si,Ge,GaAs,ZnO,SiGe,SiC,SiGe或Ga₂O₃）。导电型的支撑衬底310的形成可采用电化学金属沉积或利用共晶金属的接合来进行。

另外，第一导电型电极层320被设置于支撑衬底310上。第一导电型电极层320可包括反射层（未示出）和欧姆层（未示出）。

反射层设置于支撑衬底310上，且包括一或多层，所述一或多层包括选自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf、或者其中两种或更多种的合金的材料。例如，诸如铝或银的反射层可有效地反射从有源层334发射的光，而大大改善紫外发光装置的光提取效率。

另外，欧姆层可包括一或多层，所述一或多层包括选自诸如Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf、以及其中两种或更多种的合金的金属的材料，但本公开不限于这些材料。

另外，第一导电型电极层320可包括兼作反射层和欧姆层的一或多层，但本公开不限于此。

当支撑衬底310用作第一导电型电极层320时，不必再形成第一导电型电极层320。

另外，可在支撑衬底310与第一导电型电极层320之间进一步设置粘结层（未示出）。粘结层由诸如选自金（Au）、锡（Sn）、铟（In）、银（Ag）、镍（Ni）、铌（Nb）和铜（Cu）、或者其合金的材料形成。

同时，发光结构330包括第一导电型半导体层332、有源层334和第二导电型半导体层336。

第一导电型半导体层332设置于第一导电型电极层320上且由半导体化合物形成。第一导电型半导体层332可利用III-V族或II-VI族化合物半导体实现且掺有第一导电型的掺杂剂。例如，第一导电型半导体层332可由具有Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)或InAlGaN的组成式的半导体材料形成。当第一导电型半导体层332是p型半导体层时，第一导电型掺杂剂可以是诸如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba的p型掺杂剂。第一导电型半导体层332可具有单层或多层结构，但本公开不限于此。

有源层334可设置于第一导电型半导体层332与第二导电型半导体层336之间，且可具有单阱结构、双异质结结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱（MQW）结构、量子点结构或量子线结构。有源层334可以形成为具有包括阱层和垒层的对结构，其采用III-V族化合物半导体材料，例如InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs和GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一种，但本公开不限于此。阱层可由其能带隙比垒层的能带隙窄的材料形成。具体地，根据一个实施例的有源层334可发射具有200nm至405nm的波长带的紫外光，尤其是具有200nm至350nm的波长带的深紫外光。

导电型盖层（未示出）可形成在有源层334与第一导电型半导体层332之间，或在有源层334与第二导电型半导体层336之间。

导电型盖层可由具有比有源层334的垒层的带隙更宽的带隙的半导体形成。例如，导电型盖层可具有GaN、AlGaN、InAlGaN、超晶格结构等。此外，导电型盖层可掺杂有n型或p型掺杂剂。

第二导电型半导体层336可设置于有源层334下面，且可由半导体化合物形成。第二导电型半导体层336可利用III-V族或II-VI族化合物半导体实现，且可掺杂有第二导电型掺杂剂。例如，第二导电型半导体层336可由具有In_xAl_yGa1_-x_-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)或InAlGaN的组成式的半导体材料形成。当第二导电型半导体层336是n型半导体层时，第二导电型掺杂剂可以是诸如Si、Ge、Sn、Se或Te的p型掺杂剂。第二导电型半导体层336可具有单层或多层结构，但本公开不限于此。

另外，第二导电型电极层340设置于第二导电型半导体层336上。第二导电型电极层340由诸如选自钼（Mo）、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）、或其合金的金属形成，且具有单层或多层结构。

第二电极垫350可设置于第二导电型电极层340上。另外，第一电极垫（未示出）可设置于支撑衬底310下面。

同时，根据本实施例，第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340的上部和侧部的至少一个具有至少一个经表面处理的图案部分。即，图3至图29G中示出的衬底180对应于透光层，而图32中示出的紫外发光装置300中的第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340对应于透光层。当从纵向型紫外发光装置300中省去第二导电型电极层340时，第二导电型半导体层336对应于透光层。

据此，类似于通过切割图3至图21中所示的紫外发光装置100A至100G中的衬底180的上部和侧部的至少一个来对衬底180进行表面处理，图32中示出的紫外发光装置300中的第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340的周边可具有通过切割而被表面处理的图案部分。

另外，类似于在图22至图24B所示的紫外发光装置100H至100J中的衬底180的上部和侧部的至少一个中形成随机粗糙度，图32中示出的紫外发光装置300中的第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340的周边可经过表面处理，以具有作为图案部分的随机粗糙度。

参考图3至图31描述的内容可应用于第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340对应于透光层的情形，因此省略对其的详细说明。

这样，纵向型紫外发光装置300中的第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340的周边具有切割图案部分336A和340A，如图32中所示。然而，传统的第二导电型电极层360和第二导电型半导体层362不具有图案部分。因此，从有源层334发射的光经历箭头方向370的全内反射，在发光装置300中被吸收，而不是从发光装置300逃逸，由此导致发光效率的下降。

然而，根据本实施例，第二导电型半导体层336和第二导电型电极层340（透光层）的上部和侧部的至少一个具有图案部分，由此使从有源层334发射的光能够沿箭头方向372从发光装置300逃逸，而不是经历全反射，而改善了光提取效率。

在根据本实施例的紫外发光装置中，衬底（倒装型下的透光层）的上部和侧部的至少一个、或第二导电型半导体层和第二导电型电极层（纵向型下的透光层）的侧部和上部的至少一个具有切割部分或随机粗糙度，同时具有切割部和随机粗糙度，以及/或具有光子晶体结构，由此有助于射出到透光层的侧部的光、在透光层中吸收而非从其逃逸的光、和/或难以从透光层逃逸的光逸出至透光层的外面，尤其是逸出至透光层的上部，而改善光提取效率（或提取量子效率）。而且，通过为透光层提供图案部分，可容易地改善光提取效率，而不用对发光结构或芯片结构的内部构型进行很大的改变。

<紫外发光装置封装>

下文中，将参考附图对包括图3中所示的紫外发光装置100A的发光装置封装的构型和操作进行说明如下。为便于描述，下面的说明基于这样的假设：发光装置封装包括图3中所示的紫外发光装置100A。然而，即使在图8、图10、图12、图16、图18、图20、图22、图24A、图24B、图29A至图29G和图30中示出的紫外发光装置100B至100R的任一个被包括在发光装置封装的情形下，也可类似地应用下面的说明。

图33是示出根据一个实施例的发光装置封装400A的剖视图。

根据一个实施例的发光装置封装400A包括紫外发光装置100A、头部410、引线对422和424、粘结件430、导线432和434、侧墙440和模制件450。发光装置100A是图3中所示的发光装置。据此，遍历附图使用类似的附图标记，由此省略对其的详细说明。

底座110经由粘结件430连接到头部410。粘结件430可使用焊料或膏型粘结剂。紫外发光装置100A的第一电极垫132和136经由导线432连接到引线422。紫外发光装置100A的第二电极垫134经由导线434连接到引线424。图中示出了用于将第一电极垫136电连接至引线422的导线432，但是没有示出用于将第一电极垫132连接至引线422的导线。原因是，第一和第二电极垫132和136彼此电连接。然而，本公开不限于此。第一电极垫132和引线422可通过单独的导线彼此电连接。

经由彼此绝缘的引线422和424向发光装置100A加电。

模制件450填充由侧壁440形成的封装400A的腔，并围绕发光装置100A以保护它。另外，模制件450包括荧光物质，由此改变从发光装置100A发射的光的波长。

图34是示出根据另一实施例的发光装置封装400B的剖视图。

根据另一实施例的发光装置封装400B包括封装体460、安装在封装体460中的第一和第二引线框472和474、设置于封装体460中且电连接至第一和第二引线框472和474的发光装置300、以及围绕发光装置300的模制件490。

封装体460可包含硅酮（silicone）、合成树脂或金属，以及在紫外发光装置300的周围可形成斜平面。

第一和第二引线框472和474彼此电绝缘，且用于向紫外发光装置300供电。另外，第一和第二引线框472和474用于反射从紫外发光装置300发射的光，以便增大发光效率并将紫外发光装置300辐射的热释放到外部。

发光装置300可以是图32中所示的纵向型发光装置，但本公开不限于此。发光装置300可设置于第一引线框472上（如图34所示），或者可设置于第二引线框474或封装体460上。

紫外发光装置300经由导线480直接电连接到第一引线框472和电连接至第二引线框474，但本公开不限于此。不同于图34的图示，紫外发光装置300可通过各自的导线电连接至第一和第二引线框472和474。

模制件490围绕紫外发光装置300以保护它。另外，模制件490包括荧光物质，以改变从发光装置300发射的光的波长。

根据另一实施例的发光装置封装包括阵列形式布置在衬底上的多个发光装置封装，以及作为光学部件的导光板、棱镜片、扩散片、荧光片等可排列在发光装置封装的光通道上。发光装置封装、衬底和光学部件可用作背光单元或照明单元。例如，照明系统可包括背光单元、照明单元、指示装置、灯、街灯等。

<照明单元>

图35是示出根据一个实施例的照明单元500的透视图。给出图35的照明单元500作为照明系统的一个例子，但本公开不限于此。

本实施例中，照明单元500包括壳体510、安装在壳体510上并接受来自外部电源的电力的连接端520、以及安装在壳体510中的发光模块单元530。

壳体510由具有优异的散热性能的材料（例如金属或树脂）形成。

发光模块单元530可包括衬底532和安装在衬底532上的至少一个发光装置封装400（400A或400B）。

衬底532可包括印刷有电路图案的绝缘体，例如普通的印刷电路板（PCB）、金属芯PCB、柔性PCB或陶瓷PCB。

另外，衬底532可由能有效反射光的材料或具有表面色彩（例如白色或银色）的材料形成，使得能够有效地反射光。

至少一个发光装置封装400（400A或400B）可安装在衬底532上。每个发光装置封装400（400A或400B）可包括至少一个紫外发光装置100A至100R或300。

发光模块单元530可具有包括发光装置封装400（400A或400B）的各种组合的配置，以便获得期望的颜色和亮度。例如，发光模块单元530可具有白色发光二极管、红色发光二极管和绿色发光二极管的组合，以便确保高的显色指数（CRI）。

连接端520电连接至发光模块单元530以供电。本实施例中，连接端520螺丝固定且藕接到外部电源，但本公开不限于此。例如，具有针形的连接端520可插入外部电源中，或经由导线连接到外部电源。

<背光单元>

图36是示出根据一个实施例的背光单元600的分解透视图。给出图36的背光单元作为照明系统的例子，但本公开不限于此。

根据本实施例的背光单元600包括导光板610、设置于导光板610下面的反射部件620、底盖630、以及用于向导光板610供应光的发光模块单元640。底盖630容纳导光板610、反射部件620和发光模块单元640。

导光板610用于扩散光，由此实现表面照射。导光板610由透明材料形成，例如，诸如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的丙烯酸树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚碳酸酯（PC），环烯烃共聚物（COC）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）树脂。

发光模块单元640供应光至导光板610的至少一侧，且最终用作显示设备的光源，其中背光单元安装于显示设备上。

发光模块单元640可接触导光板610，但本公开不限于此。具体地，发光模块单元640包括衬底642和安装在衬底642上的多个发光装置封装400（400A和400B）。衬底642可接触导光板610，但本公开不限于此。

衬底642可以是包括电路图案（未示出）的PCB。衬底642可不仅包括普通的PCB，而且可包括金属芯PCB（MCPCB）、柔性PCB等，但本公开不限于此。

另外，发光装置封装400（400A和400B）可设置于衬底642上，使得发射光的发光表面与导光板610隔开预定距离。

反射部件620可形成在导光板610下面。反射部件620将入射在导光板610的下表面上的光向上反射，以改善背光单元的亮度。反射部件620由PET、PC、PVC树脂等形成，但本公开不限于此。

底盖630可容纳导光板610、发光模块单元640、反射部件620等。为此目的，底盖630可具有顶表面敞开的盒型形状，但本公开不限于此。

底盖630可通过诸如模压成型或挤出成型的工艺由金属或树脂形成

尽管已参考其若干示范性实施例描述了实施方式，应理解，本领域技术人员可设计出落入本公开的原理的精神和范围内的许多其它的修改和实施例。更具体地，本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合配置的组成部分和/或布置可做出各种变型和修改。除组成部分和/或布置的变型和修改以外，替代使用对于本领域技术人员也会是显然的。

Claims

1.一种发光装置，包括：

有源层，用于发光的；以及

透光层，设置于所述有源层上，所述透光层具有面对所述有源层的下部，

其中所述透光层的侧部或上部的至少一个具有经表面处理的图案部分。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述有源层发射具有200nm至405nm的波长带的光。

3.根据权利要求2所述的发光装置，其中全内反射区被如下限定：

(\frac{{a + b}_{1}}{2}) {\tan θ}_{TIR} < y < h

0 < x < \frac{b_{1} - a}{2} - {h \tan θ}_{TIR}, \frac{{a + b}_{1}}{2} + h \tan θ_{TIR} < x {< b}_{1}

其中‘y’代表所述透光层在厚度方向上的位置，‘x’代表所述透光层在宽度方向上的位置，‘a’代表所述有源层的宽度，b₁代表所述透光层的下表面的宽度，θ_TIR代表所述透光层的全内反射角，以及h代表所述透光层的厚度。

4.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述图案部分设置于所述透光层的上部以及所述透光层的侧部的下面部分、中间部分和上面部分的至少一个中。

5.根据权利要求4所述的发光装置，其中所述图案部分所在的所述透光层的侧部的下面部分被如下限定：

0 < y < \frac{b_{1}}{2}

其中‘y’代表所述透光层在厚度方向上的位置，以及b₁代表所述透光层的下表面的宽度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置，其中所述图案部分经过表面处理，以提供随机粗糙度，或被表面处理成半球形。

7.根据权利要求6所述的发光装置，其中所述表面处理包括研磨和抛光的至少一种，所述随机粗糙度的粗糙度水平与抛光颗粒尺寸成比例，以及所述表面处理包括激光划片、干法蚀刻或湿法蚀刻。

8.根据权利要求1至5和7中任一项所述的发光装置，其中所述图案部分被表面处理，使得所述透光层的上表面和下表面具有彼此不同的面积。

9.根据权利要求8所述的发光装置，其中所述透光层包括：

下切割部分，具有与所述下表面相同形状的水平剖面；和

上切割部分，设置于所述下切割部分上，且具有在下切割部分的上表面与所述透光层的上表面之间的多个不同的水平剖面。

10.根据权利要求8所述的发光装置，其中所述上切割部分的侧部具有至少一个斜平面。

11.根据权利要求10所述的发光装置，其中所述斜平面的表面具有粗糙度，或所述斜平面具有外侧的凹曲率或凸曲率。

12.根据权利要求10所述的发光装置，其中下面的关系存在于所述透光层的下表面的宽度和上表面的宽度之间，

b₁-b₂=2dtanθ₁

其中b₁代表所述下表面的宽度，b₂代表所述上表面的宽度，‘d’代表所述上切割部分的厚度，以及θ₁代表所述斜平面的倾角。

13.根据权利要求10所述的发光装置，其中所述透光层具有50μm至250μm的宽度，所述下切割部分具有25μm至100μm的厚度，以及所述斜平面具有30°至40°的倾角。

14.根据权利要求10所述的发光装置，其中所述上切割部分具有截头的金字塔形状，所述上切割部分具有在其边缘处的至少一个突起，或所述上切割部分具有截头的倒金字塔形。

15.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述透光层的上部具有作为图案部分的均匀凹凸。

16.根据权利要求1至5和7中任一项所述的发光装置，进一步包括：

衬底；

第一导电型半导体层，设置于所述衬底与所述有源层之间；以及

第二导电型半导体层，设置于所述有源层上，

其中所述透光层包括所述第二导电型半导体层。

17.根据权利要求16所述的发光装置，进一步包括设置于所述第二导电型半导体层上的第二导电型电极层，

其中所述透光层进一步包括所述第二导电型电极层。

18.根据权利要求1至5和7中任一项所述的发光装置，进一步包括：

第一导电型半导体层，设置于所述有源层上；

第二导电型半导体层，设置于所述有源层下；以及

衬底，设置于所述第一导电型半导体层上，

其中所述透光层包括所述衬底。

19.一种发光装置，包括：

发光结构，包括p型半导体层、发射光的有源层和n型AlGaN层；以及

蓝宝石衬底，设置于所述n型AlGaN层上，且具有面对所述有源层的下部，

其中在所述蓝宝石衬底的侧部的下部和所述蓝宝石衬底的上部的边缘的至少一个中形成具有粗糙度的图案部分。

20.根据权利要求19所述的发光装置，其中所述蓝宝石衬底的侧部的下部被如下限定：

0 < y < \frac{b_{1}}{2}

其中‘y’代表所述蓝宝石衬底在厚度方向上的位置，以及b₁代表蓝宝石衬底的下表面的宽度，以及

所述上部的边缘被如下限定：

0 < x < \frac{b_{1} - a}{2} - {h \tan θ}_{TIR}, \frac{{a + b}_{1}}{2} + h \tan θ_{TIR} < x {< b}_{1}

其中‘x’代表所述蓝宝石衬底在宽度方向上的位置，‘a’代表所述发光结构的宽度，b₁代表所述蓝宝石衬底的下表面的宽度，θ_TIR代表所述蓝宝石衬底的全内反射角，以及h代表所述蓝宝石衬底的厚度。