CN104953000A - 发光二极管及发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管及发光装置。所述发光二极管包括:基座;发光结构,其位于所述基座上面;及,一个以上第1电极,其位于所述发光结构上面;其中,所述基座包括:支柱绝缘子;及,一个以上块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子并与所述发光结构电连接;其中,所述块体电极的下面露出在所述支柱绝缘子的下面。根据本发明,能够提供可靠、高效的发光二极管。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管及发光装置(LIGHT EMITTING DIODE AND METHOD OFFABRICATING THE SAME),具体而言,涉及一种在晶圆级分离生长基板制造而成的发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管是一种无机半导体元件,能够发出电子和空穴复合产生的光,近年来,广泛应用于显示器、汽车照明以及一般照明等诸多领域。
发光二极管按电极配置位置或所述电极与外部引线连接的方式不同,分为水平式发光二极管、直立式发光二极管或覆晶式(flip-chip)发光二极管等等。
水平式发光二极管制造方法较为简单,所以使用范围最广。水平式发光二极管的生长基板在其下部直接形成。作为所述发光二极管的生长基板,最广泛使用的是蓝宝石基板,但是,蓝宝石基板的热传导率低,发光二极管难以散热。因此,导致发光二极管的粘接温度高,内部量子效率低下,不适合用于高电流驱动。
为了解决所述水平式发光二极管存在的问题,正在开发直立式发光二极管或覆晶式发光二极管。尤其,在直立式发光二极管的情况下,其下部半导体层和上部半导体层分别由不同的导电型形成,需要分别连接到上下部半导体层的电极。因此,制造直立式发光二极管时,必须进行从半导体层分离生长基板的工序。
通常,在将生长基板分离为半导体层之前,在生长基板的相反一侧,将金属基板粘接在半导体层上,防止分离生长基板的过程中破坏半导体层。然后,采用激光剥离、化学剥离或应力剥离等方法,从半导体层分离生长基板。金属基板和半导体层之间另外夹设粘接层进行粘接。此时,粘接层经过从规定粘接温度以上温度冷却至常温的过程,使金属基板和半导体层粘接。
但是,金属基板和半导体层(例如,氮化镓半导体层)因其相互间热膨胀系数(Coefficient ofThermal Expansion)不同,从所述粘接温度冷却至常温时,发生半导体层弯曲的弯曲(bowing)现象。在大面积分离生长基板时,这种弯曲现象尤为严重。大面积分离生长基板时,弯曲现象导致半导体层破坏的可能性极大,很难在晶圆级分离生长基板。而为了防止弯曲导致的半导体层破损,将晶圆分割成单个元件以后,针对单个发光二极管分离生长基板。因此,以往的直立式发光二极管制造方法,其工艺复杂,工艺成本高。
另外,在制造从生长基板分离的半导体层表面形成荧光粉层覆盖的直立式发光二极管时,如果在晶圆级形成荧光粉层以后,将金属基板分割成单个元件时,金属基板的分割过程中,荧光粉层有可能受到损伤。其理由是,金属基板很难使用刀片等进行物理分割,所以使用激光划片机将金属基板分割成单个元件,而此时,荧光粉层可能因为激光受到劣化等损伤。由于按照以往的制造方法,很难在晶圆级形成荧光粉层,所以将晶圆分割成单个元件以后形成荧光粉层。
因此,需要一种直立式发光二极管制造方法,以减少分离生长基板过程中发生的弯曲现象,实现在晶圆级形成荧光粉层。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明所要解决的技术问题是,提供一种发光二极管制造方法,以减少或防止从半导体层分离生长基板以后发生的弯曲(bowing)现象,实现大面积分离生长基板。
本发明所要解决的另一技术问题是,提供一种发光二极管制造方法,以在晶圆级形成波长转换层以后分离生长基板。
本发明所要解决的另一技术问题是,提供一种在晶圆级制造的发光二极管。
本发明所要解决的另一技术问题是,提供一种发光二极管,其通过包括多个块体电极的基座,最大限度地减少制造发光二极管时可能发生的损伤。
本发明所要解决的另一技术问题是,提供一种发光二极管,其通过多个块体电极提升散热效率。
[解决问题的手段]
根据本发明的发光二极管包括:基座;发光结构,其位于所述基座上面;第2电极,其位于所述发光结构下面;及,一个以上第1电极,其位于所述发光结构上面,其中,所述第2电极被所述基座覆盖,所述基座包括:支柱绝缘子;及,一个以上块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子并与所述发光结构电连接;其中,所述块体电极的下面露出在所述支柱绝缘子的下面。
所述支柱绝缘子可以包括陶瓷支柱绝缘子。
另外,第2电极可以包括金属反射层以及覆盖所述金属反射层的金属覆盖层。
而且,所述块体电极至少为2个以上,各个所述块体电极可以相互隔开,所述至少2个块体电极位于所述第2电极之下,能够与所述第2电极接触。
所述发光二极管还可以包括位于所述发光结构上的波长转换层,所述波长转换层的上面和所述第1电极的上面可以以相同高度配置。
所述波长转换层可以只位于所述发光结构的上面。
所述第1电极至少为2个以上,并可以配置为邻接于所述发光结构的一角。
另外,所述发光结构包括:第2导电型半导体层;活性层,其位于所述第2导电型半导体层上面;及,第1导电型半导体层,其位于所述活性层上面。
所述发光结构可以包括粗糙表面。
根据本发明另一侧面的发光二极管包括:基座;发光结构,其包括第2导电型半导体层、位于所述第2导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第1导电型半导体层,位于所述基座上面;至少一个凹槽,其形成于所述发光结构的下面,所述第1导电型半导体层部分露出;第2电极,其至少位于所述第2导电型半导体层的下面,与所述第2导电型半导体层电连接;绝缘层,其部分覆盖所述第2电极及所述发光结构的下面,包括对应于至少一个凹槽的至少一个开口部;及,第1电极,其与露出于所述凹槽的第1导电型半导体层电连接,至少部分覆盖所述绝缘层,所述基座包括:支柱绝缘子;及,多个块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子,并与所述第1电极电连接。
所述块体电极可以包括散热部及电极部。
而且,所述电极部以包裹所述散热部的方式配置。
另外,所述电极部以至少2个以上形成,所述散热部可以位于所述电极部之间。
所述第2电极可以包括接触所述第2导电型半导体层的第2接触层以及覆盖所述第2接触层的第2覆盖层,所述第2覆盖层的一部分可以从所述发光结构的一侧延伸,使其上部露出。
另外,所述发光二极管还可以包括位于从所述发光结构的一侧延伸露出的第2覆盖层上的第2电极垫。
所述块体电极包括金属或金属粒子。
所述支柱绝缘子可以包括EMC及陶瓷物质中的至少一种。
所述基座可以拥有10μm至100μm范围内的厚度。
根据本发明另一侧面的发光装置包括:基板;及,发光二极管,其中,所述发光二极管包括:基座;发光结构,其包括第2导电型半导体层、位于所述第2导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第1导电型半导体层,位于所述基座上面;至少一个凹槽,其形成于所述发光结构的下面,所述第1导电型半导体层部分露出;第2电极,其至少位于所述第2导电型半导体层的下面,与所述第2导电型半导体层电连接;绝缘层,其部分覆盖所述第2电极及所述发光结构的下面,包括对应于至少一个凹槽的至少一个开口部;及,第1电极,其与露出于所述凹槽的第1导电型半导体层电连接,至少部分覆盖所述绝缘层,其中,所述基座包括:支柱绝缘子;及,多个块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子,并与所述第1电极电连接。
所述块体电极可以包括散热部及电极部。
所述基板可以包括主体部、第1引线电极及第2引线电极,所述发光二极管的块体电极与所述第1引线电连接。
所述第1引线电极可以包括:第1上电极,其位于所述主体部上面;第1下电极,其位于所述主体部下面;及,第1贯通电极,其电连接所述第1上电极和第1下电极。
所述发光二极管可以位于所述第1引线上面,所述第1贯通电极可以位于所述块体电极的散热部下面。
所述基板还可以包括位于所述主体部上的散热垫,所述散热垫可以与所述散热部相接。
另外,所述散热垫可与所述第1引线电极隔开。
在各个实施例中,所述基板可以包括金属块形态的第1及第2引线电极,以及位于所述第1及第2引线电极之间的基板绝缘层,所述电极部可与所述第1引线电极电连接。
所述基板还可以包括金属块形态的散热电极,所述散热电极可与所述散热部相接。
所述散热部以被所述电极部包裹配置,所述散热电极以被所述第1引线电极包裹配置。
[发明的效果]
根据本发明,能够防止发光二极管制造过程中分离生长基板时半导体层发生的弯曲现象,可在晶圆级从半导体层大面积分离生长基板。
另外,能够在晶圆级大面积分离生长基板的同时,在晶圆级简便地形成波长转换层,防止分割为单个元件的过程中波长转换层受到损伤。
而且,根据本发明的制造方法制造的发光二极管在制造过程中受到损伤或破损的可能性较低,能够提供可靠、高效的发光二极管。
另外,发光二极管的基座包括多个块体电极,而所述块体电极又包括电极部及散热部,能够提供提升散热效率的发光二极管。
附图说明
图1及图2是用于说明根据本发明一个实施例的发光二极管的剖面图;
图3至图11是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管制造方法的剖面图;
图12至图14是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管的俯视图、仰视图及剖面图;
图15(a)~图15(b)是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管基座的仰视图;
图16是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图;
图17是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图;
图18(a)及18(b)是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图及俯视图;
图19是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于照明装置的适用实例的分解立体图;
图20是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于显示设备的适用实例的剖面图;
图21是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于显示设备的适用实例的剖面图;
图22是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于照明灯的适用实例的剖面图。
具体实施方式
下面,结合附图详细说明本发明的实施例。以下说明的实施例仅仅是用来向本发明所属技术领域的技术人员充分传达本发明的思想。因此,本发明并不局限于以下说明的实施例,能够以其他形式实现。另外,图片中构成部分的宽度、长度、厚度等,为了便于说明,可能会有夸张的表达。另外,记述一个构成部分位于其他构成部分的“上部”或“之上”时,不仅指各个构成部分紧紧位于其他构成部分的“上部”或“之上”,还包括各个构成部分和其他构成部分之间还有其他构成部分的情况。在整篇说明书中,相同的符号表示相同的构成部分。
图1及图2是用于说明根据本发明一个实施例的发光二极管的剖面图。尤其,图2是图1所示发光结构120的放大图。
请参照图1及图2所示,所述发光二极管包括基座、发光结构120及第1电极160。而且,所述发光二极管还可包括波长转换层170。
所述基座可以配置在所述发光二极管的下部,支撑发光结构120。另外,所述基座可以包括块体电极140及支柱绝缘子150,还可以包括第2电极130。
块体电极140可与发光结构120电连接,以一个以上形成。例如,在本实施例中,块体电极140可以为3个,可以间隔配置3个块体电极140。另外,块体电极140可以由埋置于支柱绝缘子150的形态形成,块体电极140的下面可以露出在发光二极管的下面,而不被支柱绝缘子150所覆盖。因此,块体电极140的下面起到所述发光二极管能够与外部电源电连接的电极垫的作用。
另外,虽然没有图示,所述发光二极管还可以包括接触块体电极140下面的第2电极垫(未图示)。
块体电极140可以包括金属,例如镍(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、铑(Rh)、鎢(W)、钛(Ti)、铬(Cr)、铝(Al)、银(Ag)及金(Au)中的至少一种。第2凸点金属140可以单层或多层形成。
支柱绝缘子150可以位于发光结构120的下部,能够覆盖块体电极140的侧面,使块体电极140埋置其中。支柱绝缘子150的下面可以露出块体电极140的下面,而且支柱绝缘子150的下面和块体电极140的下面可以由相同高度并排(flush)排列。
支柱绝缘子150可以包括多种绝缘材料,尤其,可以包括陶瓷支柱绝缘子。另外,支柱绝缘子150可以具备与发光结构120大体相似的热膨胀系数。
支柱绝缘子150可以与以往使用金属基板作为支撑基板时大体相同的厚度形成,例如约100μm左右。
而且,所述基座还可以包括位于发光结构120和块体电极140之间的第2电极130。第2电极130能够分别接触发光结构120及块体电极140。另外,块体电极140可以配置在第2电极130形成的区域,以能够接触第2电极130。
第2电极130可以包括金属反射层131及金属覆盖层133。金属覆盖层133可以覆盖金属反射层131的上面及侧面。
金属反射层131起到光反射作用,另外,还可以起到与发光结构120电连接的电极作用。因此,金属反射层131包含反射率高并能够形成欧姆接触的物质为宜。金属反射层131可以包括诸如Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Ag及Au中的至少一种。金属覆盖层133防止金属反射层131和其他物质的相互扩散。因此,能够防止金属反射层131的损伤引起的接触电阻的增加以及反射率的降低。金属覆盖层133可以包括Ni、Cr、Ti,可以多层形成。
发光结构120可以包括第2导电型半导体层125、位于第2导电型半导体层125上的活性层123以及位于活性层123上的第1导电型半导体层121。另外,发光结构120的上部可以包括粗糙表面121a,由此能够提高光外耦合率。
第1导电型半导体层121可以包括(Al,Ga,In)N等氮化物系半导体,第1导电型半导体层121可以包含Si等n型杂质,掺入为n型半导体。例如,第1导电型半导体层121可以包含n型GaN。
活性层123可以包括(Al,Ga,In)N等氮化物系半导体,可以包括多量子阱结构(MQW)。通过调节构成所述多量子阱结构的半导体层的元素及组成,即可调节为发出活性层123所需峰值波长的光。
第2导电型半导体层125可以包括(Al,Ga,In)N等氮化物系半导体,并可以包含Mg等杂质,掺入为p型半导体。因此,第2导电型半导体层125可以具有与第1导电型半导体层151相反的导电型。但是,本发明并不局限于此,还有可能是相反情况。
以下将省略与包含氮化物系半导体的半导体层151,153,155相关的已知技术的说明。
第1电极160可以位于发光结构120之上,可与发光结构120电连接。
如图所示,发光结构120上面形成第1电极160的区域,有可能没有形成粗糙表面121a。因此,第1电极160和发光结构120能够有效形成欧姆接触,具有较低的接触电阻。但是,本发明并不局限于此,在第1电极160形成的区域上也有可能形成粗糙表面121a。
另外,第1电极160可以为至少2个以上,可将2个以上第1电极160配置为邻接于发光结构120的一角。
第1电极160可以包含Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Cr、Al、Ag及Au中的至少一种,可以单层或多层形成。例如,第1电极160可以形成包括第1电极垫(未图示)及第1凸点电极(未图示)的多层结构,所述第1电极垫可以包含Ni/Al/Ni/Au层,所述第1凸点电极可以包含Au层。
波长转换层170可以位于发光结构120上面,可以覆盖第1电极160的侧面的同时露出第1电极160的上面形成。波长转换层170的上面和第1电极160的上面可以以相同高度配置。另外,波长转换层170可以仅位于发光结构120的上面。
波长转换层170可以包含荧光粉及树脂,所述荧光粉可与树脂混合,均匀或随意配置于树脂内。波长转换层170可将发光结构120发出的光转换为其他波长的光。因此,能够实现白色发光二极管。
所述树脂包括环氧树脂或丙烯酸树脂等聚合树脂或硅树脂,起到分散荧光粉的基质作用。
荧光粉可以激发发光结构120发出的光,将其转换为其他波长的光。所述荧光粉包括通常的技术人员熟知的各种荧光粉,例如石榴石型荧光粉、铝酸盐荧光粉、硫化物荧光粉、氮氧化物荧光粉、氮化物荧光粉、氟化物系荧光粉、硅酸盐荧光粉中的至少一种。但是,本发明并非局限于此。
在所述发光二极管中,包含具有与发光结构120的热膨胀系数相似热膨胀系数的支柱绝缘子150的基座起到支撑基板作用,最大限度减少生长基板分离过程中的发光结构120弯曲现象。进而,由于施加到发光结构120的应力降低,防止分离生长基板后可能发生的发光结构120损伤。因此,根据本发明的发光二极管包含尽可能降低缺陷的优质发光结构120,能够提供可靠、高效的发光二极管。
图3至图11是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管制造方法的剖面图。在本实施例中,与参照图1及图2所述实施例相同的符号,实际上指相同的构成,所以以下说明中将省略其重复的详细内容。
请参照图3所示,在生长基板110上形成发光结构120。
生长基板110只要属于能生长发光结构120的基板即可,并不具体限定,例如可以使用蓝宝石基板、碳化硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板、硅基板等,尤其,在本实施例中,生长基板110可以为经过图案化的蓝宝石基板PSS或氮化物基板。
发光结构120可以包括第1导电型半导体层121、活性层123及第2导电型半导体层125,所述半导体层可以包括氮化物系半导体。发光结构120可以应用诸如MOCVD、HVPE或MBE等生长技术,在生长基板110上生长形成。
另外,生长基板110可以为晶圆级生长基板110。因此,经过从生长基板110上生长的发光结构120至后述的一系列工艺,能够提供多个发光二极管。
接下来,请参照图4所示,可在发光结构120上形成第2电极130。
第2电极130形成于发光结构120之上,可分别形成于发光结构120的各个元件区域。例如,如图4所示,发光结构120可分为第1元件区域A1和第2元件区域A2,此时,第2电极130可以分别形成于第1及第2元件区域A1,A2上。在本实施例中,针对发光结构120及生长基板110区分为2个元件区域的情况进行说明,但本发明并不局限于此,即便区分为3个以上元件区域,仍属于本发明范围。因此,在晶圆级发光结构120区分为3个以上多个元件区域的情况下,仍属于本发明范围。
第2电极130可以包括金属反射层131及金属覆盖层133。第2电极130可以采用真空镀膜及剥离技术形成,金属覆盖层133可在形成金属反射层131以后,真空镀膜形成,以覆盖金属反射层131。但是,第2电极130的形成方法并不局限于此,可以采用其他多种金属形成方法。
下面,请参照图5(a)、图5(b)或图6(a)~图6(c)所示,在发光结构120上形成块体电极140及支柱绝缘子150,形成包括块体电极140和支柱绝缘子150的基座。另外,所述基座还可以包括图4所示的第2电极130。
所述基座包括支柱绝缘子150,以及埋置于支柱绝缘子150配置的块体电极140,所述基座可以通过图5(a)、图5(b)或图6(a)~图6(c)所示方法形成。下面,对此进行详细说明。
首先,根据图5(a)、图5(b)的方法,如图5(a)所示,在发光结构120上形成块体电极140。
块体电极140可以应用真空镀膜及剥离技术形成,尤其,可以形成在第2电极130上进行配置。另外,块体电极140可在元件区域的各个发光结构120上形成一个以上。块体电极140可以形成在第2电极130上。因此,块体电极140能够与发光结构120电连接。块体电极140可以单层或多层形成。
其次,如图5(b)所示,形成覆盖块体电极140侧面的同时,使块体电极140上面露出的绝缘层150。
绝缘层150可以包括陶瓷绝缘层,可以通过涂布及硬化形成,也可以采用真空镀膜等技术形成。另外,绝缘层150以覆盖多个元件区域形成,可以与多个元件区域一体形成。
作为应对方案,根据图6(a)~图6(c)的方法,如图6(a)所示,首先在发光结构120上形成发光结构120及覆盖第2电极130的绝缘材料150a。绝缘材料150a可以包括陶瓷绝缘材料,可以通过涂布及硬化形成。
接下来,如图6(b)所示,去除一部分绝缘材料150a,形成具备贯通孔150b的支柱绝缘子150。贯通孔150b可将绝缘材料150a上下贯通,因此,贯通孔150b的下面将露出第2电极130的一部分。可以根据贯通孔150b的位置、大小及个数,确定块体电极140的位置、大小及个数。
其次,如图6(c)所示,形成填充贯通孔150b的块体电极140。块体电极140可以通过真空镀膜或镀金等方法形成。块体电极140以填充贯通孔150b并与第2电极130接触形成,块体电极140和发光结构120能够电连接。
接下来,请参照图7所示,将生长基板110从发光结构120分离。
生长基板110可以应用激光剥离、化学剥离、应力剥离或热剥离等方法,从发光结构120分离。
根据本实施例,发光结构120和支柱绝缘子150的热膨胀系数大体相似,所以分离生长基板110以后,不会发生发光结构120的弯曲(bowing)。另外,本发明的基座不同于以往的金属基板,在发光结构120上形成基座的过程中不要求高温,所以分离生长基板110以后,即便冷却至常温,热膨胀系数差异导致的体积变化不大。因此,即便分离生长基板110,也会使施加到发光结构120的应力最小化。
而且,本发明的基座形成块体电极140及支柱绝缘子150后提供,可以根据需要形成不同厚度。因此,本发明的基座厚度与以往的金属基板厚度大体相同,根据本发明制造的发光二极管的应用范围与以往的应用范围相同。
请参照图8所示,发光结构120的表面中,分离生长基板110后露出的表面形成粗糙表面121a。
发光结构120的露出表面可以为第1导电型半导体层121的表面。例如,当第1导电型半导体层121包含n型GaN时,所述发光结构120的露出表面可以为N-面(N-face)。
所述粗糙表面121a可以使用包含KOH及、NaOH中至少一种的溶液进行湿法蚀刻形成,或者可以利用PEC(Photo Enhanced chemical)蚀刻。另外,还可以组合使用干法蚀刻和湿法蚀刻形成粗糙表面121a。以上所述的粗糙表面121a形成方法仅为示例,可以应用本技术人员熟知的各种方法,在发光结构120表面形成粗糙表面121a。可在发光结构120表面形成粗糙表面121a,提高光外耦合率。
另一方面,对于所述发光结构120的露出表面中的部分区域,可以不形成粗糙表面121a。尤其,可以保持将形成第1电极160的电极形成区域160a不形成粗糙表面121a。但是,本发明并不局限于此。
其次,请参照图9(a)~图9(d)所示,在发光结构120的露出表面形成第1电极160。尤其,第1电极160可以在发光结构120的露出表面中的电极形成区域160a形成。
具体而言,如图9(a)所示,可以形成覆盖除电极形成区域160a以外其他发光结构120表面的第1罩210。第1罩210可以包含光刻胶等。
其次,如图9(b)所示,可以利用镀金,在发光结构120上形成第1电极垫161。第1电极垫161可以覆盖电极形成区域160a及第1罩210形成。
接下来,如图9(c)所示,在覆盖除电极形成区域160a以外其他部分的第1电极垫161上形成第2罩220以后,再次利用镀金,在电极形成区域160a形成第1凸点电极163。第2罩220可以包含光刻胶,第1凸点电极163可以填充第2罩220的开口部。
然后,如图9(d)所示,利用化学溶液等清除第1罩210及第2罩220,即可形成第1电极160。
根据上述制造方法,第1电极160可以包括第1电极垫161及第1凸点电极163。因此,易于调节第1电极160的厚度。通过相对加大第1电极160的厚度,在后述的制造过程中,即便形成波长转换层170以后,也很容易实现发光二极管和外部电源之间的电连接。
另一方面,第1电极160可以形成一个以上,例如,可以形成两个第1电极160配置在一个元件区域的一角。
请参照图10(a)~图10(c)所示,可以在发光结构120上形成波长转换层170。波长转换层170可以覆盖发光结构120表面,可以部分覆盖第1电极160的侧面,使第1电极160的上面露出。
具体而言,如图10(a)所示,形成覆盖发光结构120及第1电极160的波长转换物质170a。波长转换物质170a可在发光结构120上涂布混合荧光粉和树脂的物质以后进行硬化形成。此时,波长转换物质170a厚度可大于第1电极160厚度,例如,厚度为约100μm左右。尤其,波长转换物质170a以在晶圆级全面覆盖包括多个元件区域的发光结构120形成。
其次,如图10(b)及图10(c)所示,可以部分清除波长转换物质170a的上部170b,使第1电极160的上面露出,形成波长转换层170。
因此,波长转换层170上面和第1电极160上面高度大体相同,可以整齐地形成两个上面。进而,即便形成波长转换层170以后,也能够容易地露出第1电极160的表面,很容易实现本发明的发光二极管与外部电源连接。
接下来,请参照图11所示,将波长转换层170、发光结构120及基座沿分割线D1分割,分离为多个个别元件,提供如图1所示的发光二极管。
沿着所述分割线D1分割为多个个别元件时,可以使用切片工艺。尤其,沿着所述分割线D1分割多个个别元件时,可以应用不使用激光的切片方法,例如,利用刀片等进行切片工序。
即,本发明的基座不同于金属基板,可以包括陶瓷支柱绝缘子,即便不使用激光,也能够很容易地将晶圆分割成多个发光二极管。
另外,因为不使用激光,而是切片分割晶圆,能够防止使用激光分割晶圆时有可能发生的波长转换层170损伤。进而,由于可在晶圆级形成波长转换层170以后进行切片工序,与对个别发光二极管分别形成波长转换层170的以往方式相比,能够很容易地形成波长转换层170。
图12至图14是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管的俯视图、仰视图及剖面图。具体而言,图12是显示本实施例的发光二极管上面的俯视图,图13是显示所述发光二极管下部面的仰视图,图14显示图12中X-X线对应部分的剖面。另外,图15(a)~图15(b)是用于说明根据本发明另一个实施例的发光二极管基座的仰视图。
请参照图12至图14所示,所述发光二极管包括发光结构120、至少一个凹槽120h、第1电极230、第2电极240、绝缘层250及基座270。而且,所述发光二极管还可以包括第2电极垫280及钝化层290。
发光结构120包括第1导电型半导体层121、活性层123及第2导电型半导体层125,第1导电型半导体层121位于第2导电型半导体层125上,活性层123可以夹在第1及第2导电型半导体层121,125之间。另外,发光结构120还可以包括形成于其上面的粗糙表面121a。
第1导电型半导体层121和第2导电型半导体层125可以包括III-V系化合物半导体,例如,可以包括(Al,Ga,In)N等氮化物系半导体。第1导电型半导体层121可以包括掺杂n型杂质(例如,Si)的n型半导体层,第2导电型半导体层125可以包括掺杂p型杂质(例如,Mg)的p型半导体层。另外,还可以与其相反。活性层123可以包括多量子阱结构(MQW),并且可以调节组成所述多量子阱结构的元素及构成,以发出所述多量子阱结构所需峰值波长的光。
发光结构120的表面,即第1导电型半导体层121上面可以形成增加表面粗糙度的粗糙表面121a。粗糙表面121a可以应用干法蚀刻、湿法蚀刻、电化学蚀刻等多种方法中的至少一种方法,在第1导电型半导体层121表面进行表面处理工艺实现。形成粗糙表面121a,即可提高向所述发光二极管的上面发出的光的光外耦合率。
至少一个凹槽120h可以形成在发光结构120的下面,如图12所示,所述至少一个凹槽120h可以形成多个。至少一个凹槽120h可以去除发光结构120下面部分区域而形成,所述凹槽120h内可以露出第1导电型半导体层121。另外,凹槽120h的侧面可以露出第2导电型半导体层125及活性层123,所述凹槽120h的侧面还可以倾斜形成。因为凹槽120h具备倾斜侧面,所以能够提高位于凹槽120h侧面上的第1电极230及绝缘层250的阶梯覆盖率。
至少一个凹槽120h形成多个时,可以对凹槽120h的形态进行多种调整。如后述说明,第1电极230通过凹槽120h与第1导电型半导体层121电连接,所以考虑到发光二极管驱动时的电流分布形态及电流分布密度,可以对凹槽120h的配置形态进行各种变形。例如,凹槽120h的形态可以为多个点状dot形态、多个条形或组合点状和条形的形态等。但是,本发明并不局限于此。
第2电极240至少位于第2导电型半导体层125下面的下部,与第2导电型半导体层125电连接,并且第2电极240的一部分可从发光结构120的侧面延长,其上面露出。另外,第2电极240可以包括第2接触层241及第2覆盖层243。
第2接触层241位于第2导电型半导体层125的下面,因此第2接触层241可与第2导电型半导体层125接触,形成欧姆接触。第2接触层241可以包含与第2导电型半导体层125形成欧姆接触的物质,例如包含金属物质及导电性氧化物中的至少一种。
第2接触层241包含金属物质时,与第2导电型半导体层125形成欧姆接触的同时,可以起到反射光线的作用。因此,所述第2接触层241可以包含反射率高的同时能够与第2导电型半导体层125形成欧姆接触的金属。例如,所述第2接触层241可以包含Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Mg、Ag及Au中的至少一种。
另外,第2接触层241包含导电性氧化物时,所述导电性氧化物可与第2导电型半导体层125形成欧姆接触。所述导电性氧化物可以包含ITO、ZnO、AZO、IZO等。此时,第2覆盖层243覆盖第2接触层241,可以包含光反射物质,将光反射到发光结构120的上部。第2覆盖层243可以包含Au、Ni、Ti、W、Pt、Cu、Pd、Ta及Cr中的至少一种,可以单层或多层形成。
另外,第2接触层241可以包含接触电阻与第2导电型半导体层125不同的物质。例如,第2接触层241与第2导电型半导体层125形成欧姆接触,可以包括接触电阻相对低的欧姆接触层和覆盖所述欧姆接触层的反射层。此时,反射层可以与第2导电型半导体层125形成欧姆接触,但是,所述反射层和第2导电型半导体层125之间的接触电阻有可能高于所述欧姆接触层和第2导电型半导体层125之间的接触电阻。
具体而言,所述欧姆接触层与第2导电型半导体层125形成欧姆接触,可以包含接触电阻相对低的物质,可以包含Ni、Pt、Mg、Ni/Au及导电性氧化物中的至少一种。此时,所述导电性氧化物可以包含ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、MgO、ZnO等。欧姆接触层可以由规则的多个岛形图案形成,各个岛形欧姆接触层可以具备半球形形态。与此不同,欧姆接触层可以由不规则的多个岛形图案形成,此时,各个岛形及大小仍然可以不一致。另外,欧姆接触层还可以由单一的薄膜形态形成。
反射层以覆盖欧姆接触层形成,至少反射层的一部分能够与第2导电型半导体层125接触。反射层的光反射率高,具有导电性,包含能够与第2导电型半导体层125形成欧姆接触的物质,例如,可以包含Ag和/或Al。反射层可在第2导电型半导体层的下面形成,使其将发光结构120发出的光反射至发光二极管的上部,以此提高发光二极管的发光效率。
根据本发明的实施例,形成夹在反射层和第2导电型半导体层125之间的欧姆接触层,能够减少第2电极240和第2导电型半导体层125之间的接触电阻。
第2覆盖层243位于第2导电型半导体层125的下面,至少可以部分覆盖第2接触层241。另外,第2覆盖层243可在除了至少一个孔120h以外区域的下面一体形成。进而,第2覆盖层243的一部分可以不位于发光结构120的下面,而是从发光结构120的侧面延长露出。
第2覆盖层243可以防止第2接触层241和其他物质之间的相互扩散。因此,可以防止外部的其他物质向第2接触层241扩散,导致第2接触层241的反射率降低,阻抗增加。另外,第2覆盖层243还可以起到二次光反射作用。即,当射向未形成第2接触层241区域的部分光射向第2覆盖层243位置区域时,第2覆盖层243起到反射这些光的作用。因此,第2覆盖层243可以防止外部杂质向第2接触层241渗透,其可以包含具有光反射特性的物质,例如Au、Ni、Ti、W、Pt、Cu、Pd、Ta及Cr中的至少一种,还可以包括单层或多层。
而且,第2覆盖层243的一部分可从发光结构120的侧面延长露出,所述露出的第2覆盖层243部分可与第2电极垫280电连接。对此,将在后述内容中详细说明。
绝缘层250可以位于发光结构120的下面,能够覆盖第2电极240。另外,绝缘层250可以覆盖凹槽120h的侧面,并可以包括位于与凹槽120h位置相对应位置的至少一个开口部,以便于使第1导电型半导体层121的一部分露出。因此,通过所述开口部,第1导电型半导体层121下面的一部分露出,而不会被绝缘层250覆盖。
绝缘层250可以夹在第1电极230和第2电极240之间,对第1型及第2型电极230,240进行绝缘。因此,绝缘层240可以包含绝缘性物质,例如SiO2或SiNx。而且,绝缘层250可以包括多层,还可以包括交替堆叠不同折射率的物质的分布式布拉格反射器。绝缘层250包括分布式布拉格反射器时,能够更加有效地向上部反射射向发光二极管下部方向的光,使发光二极管的发光效率得到进一步的改善。
第1电极230可以位于绝缘层250及发光结构120的下面,可以覆盖绝缘层250的下面。另外,第1电极230可以通过位于凹槽120h对应位置的绝缘层250的开口部,与第1导电型半导体层121电连接。
第1电极230可以包括第1接触层231和第1覆盖层233,第1覆盖层233可以至少部分覆盖第1接触层231。因此,如图14所示,第1接触层231可以位于第1覆盖层233和绝缘层250之间,另外,第1接触层231可以通过绝缘层250的开口部,与第1导电型半导体层121接触。第1覆盖层233以部分覆盖第1接触层231形成,防止部分杂质从后述的基座270,向第1接触层231扩散。
第1接触层231可以与第1导电型半导体层121形成欧姆接触,而且还可以起到反射光线的作用。因此,第1接触层231可以由单层或多层形成,可以包括Ti/Al、Ni/Al、Cr/Al及Pt/Al堆叠结构中的至少一个。而且,为了防止Al凝聚,还可以包括Ni、W、Pt、Cu、Ti、Pd、Ta、Au等。另外,第1接触层231还可以包含ITO等导电性氧化物。
第1覆盖层233能够防止外部杂质向第1接触层231扩散,另外,与第1接触层231电连接,还起到反射光线的作用。因此,第1覆盖层233可以由单层或多层形成,并包含Ni、W、Pt、Cu、Ti、Pd、Ta、Au等。
基座270位于第1电极230的下部。基座270可以包括块体电极260及支柱绝缘子265。块体电极260可以与第1电极230电连接,支柱绝缘子265覆盖块体电极260的侧面,起到支撑块体电极260的作用。下面,将对基座270进行详细说明。
块体电极260以能够与上部的第1电极230电连接,并向下部延长而至少部分贯通支柱绝缘子265的形态形成。因此,块体电极260的下面可以露出在支柱绝缘子265的下面,而且块体电极140的下面和支柱绝缘子150的下面可以具有并排(flush)的高度。块体电极260以至少2个以上的多个形成,多个块体电极260相互隔开。隔开的多个块体电极260之间可以夹入支柱绝缘子265的一部分。
另外,多个块体电极260可以包括散热部261和电极部263。散热部261和电极部263相互隔开。散热部261起到对发光结构120产生的热量进行散热的作用,电极部263则与发光结构120电连接,起到供给外部电源的作用。但是,本发明并不局限于此,散热部261和电极部263也可以单独地同时起到散热作用和电源供给作用。例如,电极部263与安装所述发光二极管的独立的基板(例如,PBC)上的导电图形接触,起到向发光二极管供给电源的作用的同时,通过所述导电图形,起到对发光结构120产生的热量进行散热的作用。同时,虽然散热部261与安装所述发光二极管的独立的基板(例如,PBC)上的散热器具(例如,散热器)连接,只起到散热的作用,但是,散热部261也可接触所述导电图形,起到向发光二极管供给电源的作用。
散热部261和电极部263可以由各种结构形成。如图13所示,散热部261可以由被电极部263包裹的形态配置。此时,散热部261可以位于发光二极管的中央部位,而电极部263则包裹散热部261的同时,与散热部261隔开配置。与此相反,散热部261和电极部263也可以按照图15(a)~图15(b)所示方式配置。如图15(a)所示,散热部261和电极部263以长条形态并排配置,而散热部261位于2个电极部263之间。此时,散热部261的水平截面积与电极部263的水平截面积可以大体相同。另外,如图15(b)所示,电极部263可在与发光二极管的一角和所述一角相反位置的一角相接配置,散热部261可在电极部263之间配置。此时,散热部261的水平截面积可以大于电极部263的水平截面积。此时,能够进一步提高发光二极管的散热效率。
块体电极260可以包括金属或金属粒子。例如,块体电极260既可以是利用真空镀膜或镀金等方式形成的金属层,也可以是烧结细微的金属粒子或以各种熟知的方式凝聚的形态。
支柱绝缘子265至少部分覆盖块体电极260的侧面。支柱绝缘子265具有电绝缘性。支柱绝缘子265支撑块体电极260,在制造所述发光二极管时,从发光结构120分离生长基板的过程中可以支撑发光结构120。支柱绝缘子265可以包含诸如環氧樹脂成型化合物(EpoxyMolding Compound,EMC)、硅(Si)树脂等物质。另外,支柱绝缘子265还可以包含TiO2粒子等光反射及光散射粒子。与此不同,支柱绝缘子265还可以包含陶瓷物质。
另外,支柱绝缘子265和发光结构120之间的热膨胀系数差异可以小于多个块体电极260和发光结构120之间的热膨胀系数差异。因此,包括热膨胀系数与发光结构120的热膨胀系数相似的支柱绝缘子265的基座260起到支撑基板的作用。不仅如此,基座包括中间配置支柱绝缘子265的多个块体电极,能够缓解生长基板分离过程中可能产生的压力及应变。进而,使生长基板分离过程中的发光结构120弯曲现象予以最小化。进而,制造根据本实施例的发光二极管时,可在晶圆级分离生长基板。另外,由于使施加到发光结构120的应力予以最小化,防止生长基板分离后可能发生的发光结构120损伤。因此,本发明的发光二极管包括减少缺陷的优质发光结构120,能够提供可靠、高效的发光二极管。
另外,基座260可以具有不同厚度,以能够对从发光结构120分离生长基板时产生的应力进行支撑,并防止发光结构120可能发生的损伤。例如,基座260厚度可以为10μm至100μm范围内的厚度。
另外,块体电极260还可以包括金属层260s。金属层260s可以位于块体电极260的上部,与第1电极230接触。金属层260s有可能因块体电极260的形成方法而不同,下面将对此详细说明。
首先对利用镀金形成块体电极260的方式进行说明。利用溅射等方法,在第1电极230下面的前面形成金属种子层。所述金属种子层可以包含Ti、Cu、Au、Cr等,所述金属种子层能够起到与UBM层(under bump metallization layer)相同的作用。例如,所述金属种子层可以具备Ti/Cu堆叠结构。接下来,在所述金属种子层上形成罩,所述罩遮蔽支柱绝缘子265形成区域对应的区域,而避开块体电极260形成的区域。然后,通过镀金工艺,在所述罩的避开区域内形成块体电极260后,通过蚀刻工艺,去除所述罩及金属种子层后提供块体电极260。此时,残留在块体电极260和第1电极230之间未去除的金属种子层形成金属层260s。
另外,利用丝网印刷方法形成块体电极260的方式如下。在第1电极230下面的至少一部分区域,通过溅射等真空镀膜及图案化方式或者真空镀膜及剥离方法,形成UBM层。所述UBM层可在将形成块体电极260的区域形成,可以包括(Ti或TiW)层和(Cu,Ni,Au单层或组合)层。例如,所述UBM层可以具备Ti/Cu堆叠结构。所述UBM层对应于金属层260s。接下来,形成罩,但是所述罩只遮蔽将形成支柱绝缘子265的区域,避开将形成块体电极260的区域。然后,通过丝网印刷工艺,在所述避开区域形成Ag浆料、Au浆料、Cu浆料等物质,并进行硬化。然后,通过蚀刻工艺去除所述罩以后提供块体电极260。此时,块体电极260可以包括来源于所述金属浆料物质的金属粒子。
另外,所述发光二极管还可以包括位于发光结构120上的波长转换层(未图示)。波长转换层可以包含荧光粉及树脂,所述荧光粉与树脂混合,可以随意或均匀配置在树脂内。波长转换层可将发光结构120发出的光转换为其他波长的光。因此,能实现白色发光二极管。
所述树脂包括环氧树脂或丙烯酸树脂等聚合树脂或硅树脂,起到分散荧光粉的基质作用。
荧光粉可以激发发光结构120发出的光,将其转换为其他波长的光。所述荧光粉包括通常的技术人员熟知的各种荧光粉,例如石榴石型荧光粉、铝酸盐荧光粉、硫化物荧光粉、氮氧化物荧光粉、氮化物荧光粉、氟化物系荧光粉、硅酸盐荧光粉中的至少一种。但是,本发明并非局限于此。
第2电极垫280可以位于发光结构120的侧面,并与其隔开,另外,可以位于第2覆盖层243露出的区域。第2电极垫280的下面至少一部分与第2覆盖层243接触而电连接。
钝化层290可以覆盖发光结构120的上面及侧面。另外,可以部分覆盖第2电极垫280的侧面。钝化层290从外部保护发光结构120,另外,可以具备倾斜度比第1导电型半导体层121上面粗糙表面121a的缓慢倾斜的倾斜表面。因此,可以提高发光结构120上面的光外耦合率。钝化层290可以包含透光性绝缘物质,例如SiO2。
图16是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图。
请参照图16所示,所述发光装置包括发光二极管及基板300。
发光二极管可以为根据以上所述实施例的发光二极管之一,在本实施例中,举例说明根据图12至图14所示实施例的发光二极管。但是,本发明并不局限于此。
基板300可以包括主体部310、第1引线电极320及第2引线电极330。另外,第1引线电极320可以包括第1上电极321、第1贯通电极323及第1下电极325,第2引线电极330可以包括第2上电极331、第2贯通电极333及第2下电极335。
主体部310可以包含绝缘材料,另外,也可以包含热导率高的物质。主体部310可以包含高热导性聚合物质和/或陶瓷物质,例如,主体部310可以包含AlN陶瓷。
第1上电极321可以位于主体部310的上面,第1下电极325可以位于主体部310的下面。此时,第1贯通电极323贯通主体部310,使第1上电极及第1下电极321,325电连接。与此类似,第2上电极331可以位于主体部310的上面,第2下电极335可以位于主体部310的下面。此时,第2贯通电极323贯通主体部310,使第2上电极及第2下电极331,335电连接。
第1上电极321提供安装发光二极管的区域。如图所示,发光二极管可以安装于第1上电极321上,因此,第1上电极321与发光二极管的块体电极260电连接。在本实施例中,块体电极260的散热部261和电极部263都可以与第1引线电极320电连接。此时,第1贯通电极323可以位于散热部261的下面,散热部261及第1贯通电极323大体以直线路径导通。因此,能够通过散热部261及第1贯通电极323有效地向基板300下部散热。
另外,第2引线电极330与第1引线电极320隔开,进行电气绝缘。第2引线电极330可以通过电线285与发光二极管电连接。
图17是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图。本实施例的发光装置与图16的发光装置相比,在基板400的结构及构成方面存在差异。下面以差异点为主,对本实施例的发光装置进行说明,而省略对其相同内容的详细说明。
所述发光装置包括发光二极管及基板400。
基板400可以包括主体部410、第1引线电极421、散热垫423及第2引线电极430。
主体部410可以包含绝缘材料,另外,也可以包含热导率高的物质。主体部410可以包含高热导性聚合物质和/或陶瓷物质,例如,主体部410可以包含AlN陶瓷。另外,主体部410可以包括上下贯通的孔410h。
第1引线电极421可以沿着主体部410的上面、主体部410的侧面、孔410h的侧面及主体部410的下面进行配置。如图所示,第1引线电极421可以在主体部410的上面和下面,以能够提供电连接的形态形成。发光二极管可以位于主体部410上面的第1引线电极421上。发光二极管安装于主体部410上,因此第1引线电极421和块体电极260能够电连接。尤其,第1引线电极421可以与块体电极260的电极部263接触,形成电连接。另外,第1引线电极421可以形成多个,也可以形成单个。第1引线电极421作为单一个体形成时,第1引线电极421与散热垫423隔开,可以由包裹散热垫423侧面的形态形成。
散热垫423位于主体部410上。散热垫423可以与块体电极260的散热部261接触。因此,热量可以通过散热部261有效传递至散热垫423,而传递至散热垫423的热量能够通过主体部410向外散热。但是,散热垫423的形态并不局限于此,散热垫423还可以贯通主体部410,以延长至主体部410下部的形态形成。在本实施例中,散热垫423和第1引线电极421相互隔开,实现电气绝缘,但并不受此限制。
第2引线电极430可以沿着主体部410的上面、孔410h的侧面及主体部410的下面形成。第2引线电极430可以通过电线285与发光二极管电连接。
图18(a)及18(b)是用于说明采用本发明另一个实施例的发光二极管的发光装置的剖面图及俯视图。尤其,图18(b)显示基板500的俯视图。
请参照18(a)及图18(b)所示,发光装置包括发光二极管及基板500。
基板500包括绝缘部510、第1引线电极521、散热电极523及第2引线电极530。
第1引线电极521、散热电极523及第2引线电极530可以分别以金属块形态形成。因此,第1引线电极521和第2引线电极530可以通过位于其之间的绝缘部510实现电气绝缘。此时,绝缘部510位于第1及第2引线电极521,530的侧面之间,呈现夹在其中的形态。因为第1引线电极521、散热电极523及第2引线电极530以金属块形态提供,所以第1引线电极521、散热电极523及第2引线电极530的上面和下面分别在基板500的上面和下面露出。
而且,绝缘部510也可以夹在散热电极523和第1引线电极521之间,由此散热电极523能够与第1引线电极521电气绝缘。另外,散热电极523及第1引线电极521可以分别与块体电极260的散热部261及电极263位置对应形成。例如,如图18(b)所示,散热电极523可以由被第1引线电极521包裹的形态配置,图12至图14的发光二极管可以位于第1引线电极521及散热电极523上。此时,第1引线电极521可以与块体电极260的电极部263接触,散热电极523可以与块体电极260的散热部261接触。
第2引线电极530可以从第1引线电极521隔开,可以通过电线285与发光二极管电连接。
图19是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于照明装置的适用实例的分解立体图。
请参照图19所示,根据本实施例的照明装置包括扩散罩1010、发光二极管模块1020及主体部1030。主体部1030可以容纳发光二极管模块1020,扩散罩1010配置在主体部1030上,以便于盖住发光二极管模块1020的上部。
主体部1030应能够容纳和支撑发光二极管模块1020并向发光二极管模块1020供应电源,对其具体形态不限定。例如,如图所示,主体部1030可以包括壳体1031、电源供应器1033、电源外壳1035及电源连接部1037。
电源供应器1033收纳于电源外壳1035内,与发光二极管模块1020电连接,包括至少一个IC芯片。所述IC芯片可对供应至发光二极管模块1020的电源进行调节、转换和控制。电源外壳1035可以容纳和支撑电源供应器1033,而内部固定有电源供应器1033的电源外壳1035可以位于壳体1031内部。电源连接部115配置在电源外壳1035的下端,可以与电源外壳1035连接。因此,电源连接部115与电源外壳1035内部的电源供应器1033电连接,起到外部电源供应至电源供应器1033的通道作用。
发光二极管模块1020包括基板1023及配置在基板1023上的发光二极管1021。发光二极管模块1020可以配置在壳体1031上部,与电源供应器1033电连接。
基板1023只要能够支撑发光二极管1021的基板即可,具体不限定,例如,可以是包括布线的印刷电路板。基板1023可以具备与壳体1031上部的固定部对应的形态,以能够稳定地固定到壳体1031。发光二极管1021可以包括根据以上所述本发明实施例的发光二极管及发光装置之一。
扩散罩1010可以配置在发光二极管1021上,并固定到壳体1031,罩住发光二极管1021。扩散罩1010可以采用透光材质,调节扩散罩1010的形态及透光性,调整照明装置的用途特性。因此,根据照明装置的使用目的及适用形态,可以对扩散罩1010进行各种形态的变形。
图20是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于显示设备的适用实例的剖面图。
本实施例的显示设备包括显示面板2110、向显示面板2110提供光的背光单元BLU1及支撑所述显示面板2110下部边缘的面板导轨2100。
对显示面板2110无特别限制,例如,可以为包括液晶层的液晶显示面板。显示面板2110的边缘可以配置向所述栅极线提供驱动信号的栅极驱动PCB。其中,栅极驱动PCB可在薄膜晶体管基板上形成,而无需额外的PCB。
背光单元BLU1包括至少一个基板2150及包括多个发光二极管2160的光源模块。而且,背光单元BLU1还可以包括底盖2180、反光板2170、扩散板2131及光学片2130。
底盖2180向上部开口,可以容纳基板2150、发光二极管2160、反光板2170、扩散板2131及光学片2130。另外,底盖2180可与面板导轨2100连接。基板2150位于反光板2170的下部,可以由被反光板2170包裹的形态配置。但是,并不局限于此,在表面涂布反光物质时,可以位于反光板2170上。另外,可以形成多个基板2150,以整齐排列多个基板2150的形态进行配置,但是并不局限于此,也可以由单个基板2150形成。
发光二极管2160可以包括根据以上所述本发明实施例的发光二极管及发光装置之一。发光二极管2160可在基板2150上以一定的图案有规则地排列。另外,各个发光二极管2160上可以配置镜片2210,提高多个发光二极管2160的光照均匀性。
扩散板2131及光学片2130位于发光二极管2160上。发光二极管2160发出的光经过扩散板2131及光学片2130,以面光源形态提供到显示面板2110。
如上所述,根据本发明实施例的发光二极管可适用于本实施例所述的显示设备等直下式显示设备。
图21是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于显示设备的适用实例的剖面图。
根据本实施例的具备背光单元的显示设备,包括:显示面板3210,其用于显示影像;背光单元BLU2,其配置于显示面板3210的背面,用来照射光线。而且,所述显示设备包括用于支撑显示面板3210并容纳背光单元BLU2的框架240及包裹所述显示面板3210的外壳3240,3280。
对显示面板3210无特别限制,例如,可以为包括液晶层的液晶显示面板。显示面板3210的边缘可以配置向所述栅极线提供驱动信号的栅极驱动PCB。其中,栅极驱动PCB可在薄膜晶体管基板上形成,而无需额外的PCB。显示面板3210由位于其上下部的外壳3240,3280固定,位于下部的外壳3280与背光单元BLU2连接。
向显示面板3210提供光的背光单元BLU2包括:下部外壳3270,其上面的一部分开口;光源模块,其配置在下部外壳3270内部的一侧;导光板3250,其与所述光源模块并排配置,用于将点光转换为面光。另外,本实施例的背光单元BLU2还可以包括:光学片3230,其位于导光板3250上,用于对光进行扩散及聚光;反光片3260,其配置在导光板3250的下部,使导光板3250射向下部方向的光线反射至显示面板3210方向。
光源模块包括基板3220以及以一定间隔配置在所述基板3220一面的多个发光二极管3110。基板3220只要能够支撑发光二极管3110并与发光二极管3110电连接的基板即可,具体不限定,例如,可以是印刷电路板。
发光二极管3110可以包括根据以上所述本发明实施例的发光二极管及发光装置之一。光源模块发出的光射入导光板3250以后,通过光学片3230提供至显示面板3210。通过导光板3250及光学片3230,发光二极管3110发出的光被转换为面光源。
如上所述,根据本发明实施例的发光二极管可适用于本实施例所述的显示设备等边侧式显示设备。
图22是用于说明将本发明一个实施例的发光元件用于照明灯的适用实例的剖面图。
请参照图22所示,所述照明灯包括灯体4070、基板4020、发光二极管4010及盖板4050。而且,所述照明灯还包括散热部4030、支撑架4060及连接部件4040。
基板4020由支撑架4060固定,在灯体4070上间隔配置。基板4020只要是能够发光二极管4010的基板即可,具体不限定,例如,可以是印刷电路板等具备导电图形的基板。发光二极管4010位于基板4020上,可由基板4020支撑和固定。另外,发光二极管4010可以通过基板4020的导电图形与外部电源电连接。另外,发光二极管4010可以包括根据以上所述本发明实施例的发光二极管及发光装置之一。
盖板4050位于发光二极管4010所发出的光移动的路径上。例如,如图所示,盖板4050由连接部件4040与发光二极管4010隔开配置,可将发光二极管4010发出的光配置到所需的方向上。从照明灯向外发出的光的视角和/或颜色可由盖板4050调节。另外,连接部件4040在固定盖板4050和基板4020的同时,以包裹发光二极管4010的形态配置,起到提供发光路径4045的导光作用。此时,连接部件4040可由光反射性物质形成,或用光反射性物质涂布。另外,散热部4030可以包括散热片4031和/或散热风扇4033,可将发光二极管4010驱动时产生的热量向外部散热。
如上所述,根据本发明实施例的发光二极管可适用于本实施例所述的照明灯,尤其是车辆的车头灯。
以上所述仅为本发明的各种实施例而已,本发明并不局限于所述各种实施例以及特征,在不脱离本发明的权利要求范围所规定的技术方案范围内,可对本发明进行各种变形和变更。
Claims (28)
1.一种发光二极管,其特征在于包括:
基座;
发光结构,其位于所述基座上面;
第2电极,其位于所述发光结构下面;及,
一个以上第1电极,其位于所述发光结构上面;
其中,所述第2电极被所述基座覆盖,
所述基座包括:
支柱绝缘子;及,
一个以上块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子并与所述发光结构电连接;
其中,所述块体电极的下面露出在所述支柱绝缘子的下面。
2.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:
所述支柱绝缘子包括陶瓷支柱绝缘子。
3.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:
所述第2电极包括金属反射层以及覆盖所述金属反射层的金属覆盖层。
4.如权利要求3所述的发光二极管,其特征在于:
所述块体电极至少为2个以上,各个所述块体电极相互隔开,至少2个所述块体电极位于所述第2电极之下,并与所述第2电极接触。
5.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:
还包括位于所述发光结构上的波长转换层,所述波长转换层的上面和所述第1电极的上面以相同高度配置。
6.如权利要求5所述的发光二极管,其特征在于:
所述波长转换层只位于所述发光结构的上面。
7.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:
所述第1电极至少为2个以上,并配置为邻接于所述发光结构的一角。
8.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述发光结构包括:
第2导电型半导体层;
活性层,其位于所述第2导电型半导体层上面;及,
第1导电型半导体层,其位于所述活性层上面。
9.如权利要求8所述的发光二极管,其特征在于:
所述发光结构包括粗糙上表面。
10.一种发光二极管,其特征在于包括:
基座;
发光结构,其包括第2导电型半导体层、位于所述第2导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第1导电型半导体层,并位于所述基座上面;
至少一个凹槽,其形成于所述发光结构的下面,且所述第1导电型半导体层部分露出;
第2电极,其至少位于所述第2导电型半导体层的下面,与所述第2导电型半导体层电连接;
绝缘层,其部分覆盖所述第2电极及所述发光结构的下面,并包括对应于至少一个凹槽的至少一个开口部;及,
第1电极,其与露出于所述凹槽的第1导电型半导体层电连接,并至少部分覆盖所述绝缘层;
其中,所述基座包括:支柱绝缘子;及,
多个块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子,并与所述第1电极电连接。
11.如权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:
所述块体电极包括散热部及电极部。
12.如权利要求11所述的发光二极管,其特征在于:
所述电极部以包裹所述散热部的方式配置。
13.如权利要求11所述的发光二极管,其特征在于:
所述电极部以至少2个以上形成,所述散热部位于所述电极部之间。
14.如权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:
所述第2电极包括接触所述第2导电型半导体层的第2接触层以及覆盖所述第2接触层的第2覆盖层,所述第2覆盖层的一部分从所述发光结构的一侧延伸,使其上部露出。
15.如权利要求14所述的发光二极管,其特征在于:
所述发光二极管还包括位于从所述发光结构的一侧延伸露出的第2覆盖层上的第2电极垫。
16.如权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:
所述块体电极包括金属或金属粒子。
17.如权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:
所述支柱绝缘子包括環氧樹脂成型化合物及陶瓷物质中的至少一种。
18.如权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:
所述基座具有10μm至100μm范围内的厚度。
19.一种发光装置,其特征在于包括:
基板;及,
发光二极管;
其中,所述发光二极管包括:
基座;
发光结构,其包括第2导电型半导体层、位于所述第2导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第1导电型半导体层,并位于所述基座上面;
至少一个凹槽,其形成于所述发光结构的下面,且所述第1导电型半导体层部分露出;
第2电极,其至少位于所述第2导电型半导体层的下面,与所述第2导电型半导体层电连接;
绝缘层,其部分覆盖所述第2电极及所述发光结构的下面,并包括对应于至少一个凹槽的至少一个开口部;及,
第1电极,其与露出于所述凹槽的第1导电型半导体层电连接,并至少部分覆盖所述绝缘层;
其中,所述基座包括:
支柱绝缘子;及,
多个块体电极,其被埋置于所述支柱绝缘子,并与所述第1电极电连接。
20.如权利要求19所述的发光装置,其特征在于:
所述块体电极包括散热部及电极部。
21.如权利要求20所述的发光装置,其特征在于:
所述基板包括主体部、第1引线电极及第2引线电极,所述发光二极管的块体电极与所述第1引线电连接。
22.如权利要求21所述的发光装置,其特征在于,所述第1引线电极包括:
第1上电极,其位于所述主体部上面;
第1下电极,其位于所述主体部下面;及,
第1贯通电极,其电连接所述第1上电极和第1下电极。
23.如权利要求22所述的发光装置,其特征在于:
所述发光二极管位于所述第1引线上面,所述第1贯通电极位于所述块体电极的散热部下面。
24.如权利要求21所述的发光装置,其特征在于:
所述基板还包括位于所述主体部上的散热垫,所述散热垫与所述散热部相接。
25.如权利要求24所述的发光装置,其特征在于:
所述散热垫与所述第1引线电极隔开。
26.如权利要求20所述的发光装置,其特征在于,所述基板包括:
金属块形态的第1引线电极及第2引线电极;及,
基板绝缘层,其位于所述第1引线电极及第2引线电极之间;
其中,所述电极部与所述第1引线电极电连接。
27.如权利要求26所述的发光装置,其特征在于:
所述基板还包括金属块形态的散热电极,所述散热电极与所述散热部相接。
28.如权利要求27所述的发光装置,其特征在于:
所述散热部以被所述电极部包裹配置,所述散热电极以被所述第1引线电极包裹配置。
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