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CN102122699B - 发光器件 - Google Patents

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CN102122699B CN2010106241501A CN201010624150A CN102122699B CN 102122699 B CN102122699 B CN 102122699B CN 2010106241501 A CN2010106241501 A CN 2010106241501A CN 201010624150 A CN201010624150 A CN 201010624150A CN 102122699 B CN102122699 B CN 102122699B
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Abstract

一种发光器件包括在发光体上的至少一个颗粒。第一波长的光从发光体沿与颗粒相邻的第一路径行进，第二波长的光沿穿过颗粒的第二路径行进。所述颗粒将在第二路径上的光从第一波长转换为第二波长。第一波长的光与具有第二波长的光混合以形成第三波长的光，所述第三波长的光可以是白光或其它任何颜色的光。

Description

发光器件
技术领域
本发明涉及发光器件、发光器件封装、照明系统和发光器件制造方法。
背景技术
发光器件(LED)可利用各种半导体材料形成，并且与更为常规的照明形式相比，其已经表现出具有更低的电力消耗和更高的效率。然而，仍然需要改进。
发明内容
本文所述的一个或多个实施方案提供一种高性能工作的发白光(或指定颜色的光)的发光器件。还提供包括该发光器件的发光器件封装和照明系统。
在一个实施方案中，一种发光器件包括：发光结构，所述发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层；在所述发光结构上的第一无定形层；和在所述第一无定形层上的具有纳米尺寸颗粒形状的纳米结构。
在另一实施方案中，一种发光器件封装包括：封装体；设置在所述封装体上的至少一个电极层；和发光器件，所述发光器件包括：发光结构，所述发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层；在所述发光结构上的第一无定形层；和在所述第一无定形层上的具有纳米尺寸颗粒形状的纳米结构。
在又一实施方案中，一种照明系统包括：发光模块，所述发光模块包括衬底和在所述衬底上的发光器件封装，其中所述发光器件封装包括：封装体；设置在所述封装体上的至少一个电极层；和发光器件，所述发光器件包括：发光结构，所述发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层；在所述发光结构上的第一无定形层；和在所述第一无定形层上的具有纳米尺寸颗粒形状的纳米结构，所述发光器件与所述电极层电连接。
根据另一实施方案，一种发光器件包括：发光体，所述发光体包括第一导电型的第一半导体层、第二导电型的第二半导体层以及在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的有源层；和在所述发光体上的至少一个颗粒。具有第一波长的光沿与所述颗粒相邻的第一路径行进并且具有第二波长的光沿穿过所述颗粒的第二路径行进。所述颗粒将在所述第二路径上的光从所述第一波长转换成第二波长，所述至少一个颗粒包括半导体材料，并且所述第一波长的光与所述第二波长的光混合以形成第三波长的光。所述至少一个颗粒可以是纳米尺寸颗粒，并且所述第三波长的光基本为白光。
此外，在发光体上可以形成多个颗粒。所述发光体沿穿过相邻成对的所述颗粒之间的路径发射所述第一波长的光，并且每个所述颗粒将所述第一波长的光转换成所述第二波长的光。沿相邻成对的所述颗粒之间的路径行进的光与所述第二波长的光混合以形成所述第三波长的光。
所述颗粒可以彼此间隔开或形成为簇。而且，所述第二波长可以长于或短于所述第一波长。每个所述颗粒可包括氮化物材料，例如InGaN。或者，每个颗粒可以由铝、铟和镓的组合制成。
此外，每个颗粒可包括相邻的第一部分和第二部分，所述第一部分由不同于所述第二部分的材料制成。例如，所述第一部分和所述第二部分可由不同的氮化物材料形成。
此外，在所述发光体上可形成第一分隔层，其中所述颗粒在所述第一分隔层内或与其相邻。所述第一分隔层可包括介电材料，并且所述第一分隔层包括第一无定形层。在所述第一无定形层上可形成第二无定形层，其中所述至少一个颗粒与所述第一无定形层和所述第二无定形层接触。
所述至少一个颗粒的物理属性使得所述颗粒输出所述第二波长的光。所述物理属性可以为所述颗粒的铟组成。
此外，所述至少一个颗粒包括由不同材料制成的第一部分和第二部分，其中所述第一部分由氮化铝制成并且所述第二部分由InGaN制成。
根据另一实施方案，一种发光器件封装包括：封装体；与所述封装体连接的至少一个电极；和与所述至少一个电极连接的如上所述的发光器件。
根据一个实施方案，一种照明系统包括：发光模块，所述发光模块包括衬底和在所述衬底上的发光器件封装，其中所述发光器件封装包括：封装体；与所述封装体连接的至少一个电极；和与所述至少一个电极连接的如上所述的发光器件。
根据另一实施方案，一种发光器件包括：发光体，所述发光体包括第一导电型的第一半导体层、第二导电型的第二半导体层以及在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的有源层；和在所述发光体上的至少一个颗粒，其中：光沿与所述颗粒相邻的第一路径行进，在所述第一路径上的光具有第一波长，光沿穿过所述颗粒的第二路径行进，并且所述颗粒将在所述第二路径上的光从所述第一波长转换成第二波长，其中所述至少一个颗粒包括氮化物材料，并且其中所述第一波长的光与所述第二波长的光混合以形成第三波长的光。
如上所述，根据本发明实施方案的照明系统可包括根据本发明实施方案的发光器件封装以改善发光器件的可靠性。当在本文中使用时，术语“纳米尺寸”包括尺寸为2～9000×10-9米(2nm～9000nm)范围内的颗粒。
虽然颗粒是离散的，但是在一个实施方案中，所述颗粒可以聚集成簇。在其它实施方案中，所述颗粒可以均匀地、随机地或以其它模式间隔开。
而且，根据一个实施方案，每个颗粒由至少部分透明的半导体材料例如InGaN和GaN制成。
而且，在一个实施方案中，所述颗粒可以具有纳米尺寸以外的尺寸，例如大于或小于纳米尺寸。
附图说明
图1是发光器件的第一实施方案的视图。
图2-7是显示在发光器件制造方法的一个实施方案中的各个制造阶段的视图。
图8是发光器件的第二实施方案的视图。
图9是可以包括前述发光器件的一个或多个实施方案的发光器件封装的一个实施方案的视图。
图10是可包括前述发光器件或发光器件封装的一个或多个实施方案的照明单元的一个实施方案的视图。
图11是可包括前述发光器件、发光器件封装或照明单元的一个或多个实施方案的背光单元的视图。
具体实施方式
图1示出发光器件的第一实施方案的截面图，所述发光器件包括发光结构100，发光结构100包括第一导电型的第一半导体层112、有源层114和第二导电型的第二半导体层116。该器件还包括在发光结构110上的第一无定形层131和在第一无定形层131上的纳米结构140。图1显示的是作为垂直型器件的发光器件。但是，在其它实施方案中，该器件也可以是水平型的或其它型式的。
第一无定形层131可以包括无定形氮化物层或无定形氧化物层。例如，第一无定形层131可以由Si3N4、AlN、GaN或SiO2形成，但不限于此。而且，第一无定形层131可由透明材料形成。
在一些情况下，可能难以在无定形层上形成薄膜形的氮化物半导体。因此，根据一个实施方案，氮化物半导体可以生长为具有纳米尺寸的颗粒形式。所述颗粒可以具有包括岛形、任何规则或几何形状或甚至不规则形状的各种形状中的任意一种。此外，所述颗粒可以均匀地或随机地间隔开，和/或可以提供为簇。在一个实施方案中，可以只提供一个颗粒。
第一无定形层131可以利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺形成以使由Si3N4、AlN或GaN形成的纳米颗粒均匀分布，但不限于此。
根据一个实施方案，纳米结构140可包括氮化物半导体纳米结构。例如，纳米结构140可由AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成。
此外，如图5所示，纳米结构140可包括在第一无定形层131上的第一纳米结构141和在第一纳米结构141上的第二纳米结构142。例如，纳米结构140可包括由AlN或GaN形成的第一纳米结构141和在第一纳米结构141上由InGaN形成的第二纳米结构142。
在一个实施方案中，第一纳米结构141和第二纳米结构142可以重复堆叠多次以形成纳米结构140。例如，在本实施方案中可以沉积GaN/InGaN多层。因为InGaN具有作为材料固有特性的铟分凝，因此当利用铟分凝在纳米颗粒上形成InGaN时可以实现具有大量铟组分的高品质InGaN。
所述纳米颗粒可以具有基本一致或不同的尺寸和/或形状，并且可以在不同的生长条件下形成。所述纳米颗粒也可具有一致或不同的组成，以实现具有期望波长的颜色，即蓝色、绿色、黄色或红色。
所述纳米结构可将有源层发射的光(例如较短波长的光)转换成具有较长波长的光。然后，可将所转换的光与有源层所发射的未转换的光混合，由此实现白光或指定颜色的光。在另一实施方案中，所述纳米结构可将较长波长的光转换成较短波长的光，或者进行混合或者导向各自的路径。
在纳米结构140上可以设置第二无定形层132。第二无定形层132可以采取第一无定形层131的技术特性。在本实施方案中，第一无定形层131和第二无定形层132的组合层可称为无定形层130。
在一个实施方案中，第二无定形层132可用作氮化物半导体纳米结构140的钝化层。而且，第二无定形层可起到钝化作用。
在本实施方案中，纳米结构140和无定形层130可重复多次堆叠以改善发光效率。
而且，可以使用现有的磷光体代替氮化物半导体纳米结构140。根据本实施方案的氮化物半导体纳米结构140可利用MOCVD工艺设置在第一无定形层131上，并且具有纳米尺寸的颗粒形状，而非薄膜形状。例如，氮化物半导体纳米结构140可具有其中InGaN和GaN多重沉积的结构和岛形。
在本实施方案中，由于纳米结构140生长为氮化物半导体颗粒形状而不是薄膜形状，因此即使包含大量的In组分，晶体品质也不会劣化。
而且，形成根据本实施方案的纳米结构的InGaN氮化物半导体在材料本身方面就基本上具有比相关技术中的磷光体例如钇铝石榴石(YAG)更优异的发光效率。
图2～7示出发光器件制造方法的一个实施方案中不同的制造阶段，该发光器件可以对应于例如图1所示的发光器件。虽然发光结构由非导电衬底形成并且用于移除该非导电衬底的方法示于图2～7中，但是本公开内容不限于此。例如，发光结构可形成在导电衬底例如GaN衬底上。
首先，如图2所示，准备第一衬底105。第一衬底105可由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种形成。在第一衬底105上可以形成不平坦结构，但是不限于此。
可以对第一衬底105实施湿蚀刻工艺以移除第一衬底105表面上的杂质。
此后，可以在第一衬底105上形成包括第一导电型半导体层112、有源层114和第二导电型半导体层116的发光结构110。
例如，发光结构110可以利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、分子束外延(MBE)工艺或氢化物气相外延(HVPE)工艺等形成。
在第一衬底105上可形成缓冲层(未示出)。缓冲层可缓冲发光结构110和第一衬底105之间的晶格失配，缓冲层可由III-V族化合物半导体例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种形成。在缓冲层上可形成未掺杂的半导体层，但是不限于此。
第一导电型半导体层112可由掺杂有第一导电型掺杂剂的III-V族化合物半导体形成。如果第一导电型半导体层112是N型半导体层，则第一导电型掺杂剂是N型掺杂剂并且可包括Si、Ge、Sn、Se和/或Te作为N型掺杂剂，但是不限于此。
第一导电型半导体层112可由具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料形成。第一导电型半导体层112可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP中的至少一种形成。
第一导电型半导体层112可以是通过利用CVD、MBE、溅射或HVPE等形成的N型GaN层。此外，第一导电型半导体层112可通过向室中注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)和包含N型杂质如硅的硅烷(SiH4)气体来形成。
有源层114为其中通过第一导电型半导体层112注入的电子与通过第二导电型半导体层116(稍后形成)注入的空穴相遇以发射光的层，所述光具有由构成有源层(即发光层)的材料的固有能带所确定的能量。
有源层114可具有单量子阱结构、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，有源层114可具有通过注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)和三甲基铟(TMIn)气体而形成的MQW结构，但是不限于此。
有源层114的阱层/势垒层可具有InGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs/AlGaAs(InGaAs)和GaP/AlGaP(InGaP)中的至少一对结构，但是不限于此。阱层可由带隙低于势垒层带隙的材料形成。
在有源层114上和/或下可形成导电覆层。导电覆层可由AlGaN基半导体形成并且其带隙高于有源层114的带隙。
第二导电型半导体层116可由其中掺杂有第二导电型掺杂剂的III-V族化合物半导体，例如具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料形成。第二导电型半导体层116可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的至少一种形成。如果第二导电型半导体层116是P型半导体层，则第二导电型掺杂剂可包括作为P型掺杂剂的Mg、Zn、Ca、Sr或Ba等。第二导电型半导体层116可形成为单层或多层结构，但是不限于此。
第二导电型半导体层116可以是P型GaN层，其可以通过向室中注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)和包含P型杂质例如镁的二乙基环戊二烯基镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}气体来形成，但是不限于此。
在本实施方案中，第一导电型半导体层112可由N型半导体层实施，第二导电型半导体层116可由P型半导体层实施。
或者，在第二导电型半导体层116上可形成极性与第二导电型相反的半导体层，如N型半导体层(未示出)。因此，发光结构110可具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和P-N-P结结构中的至少一种。
然后，如图3所示，在第二导电型半导体层116上形成第二电极层120。第二电极层120可包括欧姆层(未示出)、反射层122、结层(未示出)、支撑衬底(未示出)等。
例如，第二电极层120可包括欧姆层，并且该欧姆层(未示出)可与发光结构110欧姆接触以向发光结构110平稳地供应电力。而且，欧姆层(未示出)可通过多重堆叠单金属层或金属合金层和金属氧化物层来形成。
例如，该欧姆层可由氧化铟锡(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)、IZO氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO(AGZO)、In-Ga ZnO(IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但是不限于此。
而且，包括反射层(未示出)的第二电极层120可反射从发光结构110入射的光以提高光提取效率。反射层可由例如包括选自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种的金属或金属合金形成。
此外，反射层可利用上述金属或金属合金以及透明导电材料如IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO等形成为多层结构，例如，反射层可利用IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni或AZO/Ag/Ni等堆叠。
此外，如果第二电极层120可包括结层(未示出)，则反射层可用作结层或可包括阻挡金属或接合金属。例如，结层可由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一种形成。
此外，第二电极层120可包括支撑衬底。支撑衬底可支撑发光结构110并向发光结构110供电。支撑衬底可由具有优异电导率的金属、金属合金或导电半导体材料形成。
例如，支撑衬底可由铜(Cu)、Cu合金、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、Cu-W、载体晶片(例如Si、Ge、GaAs、GaN、ZnO、SiGe、SiC等)形成。
支撑衬底的厚度可根据发光器件100的设计而变化，例如可以在30μm～500μm的范围内。支撑衬底可通过电化学金属沉积法、镀覆法或利用低共熔金属的焊接法形成。
接着，如图4所示，移除第一衬底105以暴露出第一导电型半导体层112。第一衬底105可通过激光剥离法或化学剥离法移除。而且，第一衬底105可通过物理研磨第一衬底105来移除。
接着，如图4所示，在发光结构110上形成第一无定形层131。例如，利用光刻胶形成第一图案P，然后在暴露的发光结构110上形成第一无定形层131，但不限于此。例如，可在发光结构110的整个表面上形成第一无定形材料(未示出)，并且可以部分实施蚀刻工艺以形成第一无定形层131。
第一无定形层131可包括无定形氮化物层或无定形氧化物层。例如，第一无定形层131可由Si3N4、AlN、GaN或SiO2等形成，但不限于此。
在无定形层上难以形成具有薄膜形状的氮化物半导体。因此，氮化物半导体可以自发地生长成具有纳米尺寸的颗粒形状，例如岛形。例如，第一无定形层131可利用MOCVD工艺形成以使由Si3N4、AlN或GaN形成的纳米颗粒均匀分布，但不限于此。
接着，如图5所示，在第一无定形层131上形成纳米结构140。纳米结构140可部分形成在第一图案P上并且可在移除第一图案P的工艺中被移除。
根据一个实施方案的纳米结构140可包括氮化物半导体纳米结构。例如，纳米结构140可由AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成。
纳米结构140可包括在第一无定形层131上的第一纳米结构141和在第一纳米结构141上的第二纳米结构142。例如，纳米结构140可包括由AlN或GaN形成的第一纳米结构141和在第一纳米结构141上由InGaN形成的第二纳米结构142。
第一纳米结构141和第二纳米结构142可以重复堆叠数次以形成纳米结构140。例如，在本实施方案中可以沉积GaN/InGaN多层，但不限于此。因为InGaN具有作为材料固有特性的铟分凝，因此当利用铟分凝在纳米颗粒上形成InGaN时可以实现具有大量铟组分的高品质InGaN。纳米颗粒可在尺寸、形状、生长条件和In组成方面进行调节以实现具有期望波长的颜色，即蓝色、绿色、黄色或红色。
如图6所示，在本实施方案中可在纳米结构140上设置第二无定形层132。第二无定形层132可采取第一无定形层131的技术特性。在本实施方案中，第一无定形层131和第二无定形层132的组合层可称为无定形层130。
在本实施方案中，第二无定形层132可用作氮化物半导体纳米结构140的钝化层。而且，第二无定形层可具有钝化作用。此外，纳米结构140和无定形层130可重复多次堆叠以提高发光效率。
接着，如图7所示，可移除第一图案P以在暴露的发光结构110上形成第一电极150，由此完成垂直型发光器件芯片100。
在本实施方案中，在发光结构110上形成第一电极150。第一电极150可包括其中实施引线接合工艺的焊盘部(pad)和从焊盘部延伸出来的指部。指部可以分支成预定的图案形状并且可以形成为各种形状。
可在第一导电型半导体层112的顶表面上形成用于提高光提取效率的粗糙图案(未示出)。此外，可在第一电极150的顶表面上形成粗糙图案。
至少在发光结构110的侧表面上可形成钝化层(未示出)。此外，可在第一导电型半导体层112的顶表面上形成钝化层，但不限于此。
钝化层可形成为用于电保护发光结构110。例如，钝化层可由SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4或Al2O3形成，但不限于此。
根据发光器件和发光器件的制造方法，可以利用现有的磷光体代替氮化物半导体纳米结构140。在本实施方案中，根据本实施方案的氮化物半导体纳米结构140可利用MOCVD工艺设置在第一无定形层131上并具有纳米尺寸的颗粒形状，而不是薄膜形状。例如，氮化物半导体纳米结构140可具有其中InGaN和GaN多重沉积的结构和岛形。
在本实施方案中，由于纳米结构140生长成氮化物半导体颗粒形状而不是薄膜形状，因此即使包含大量的铟组分，晶体品质也不会劣化。
此外，形成根据本实施方案的纳米结构的InGaN氮化物半导体在材料本身方面就基本上具有比相关技术中的磷光体例如钇铝石榴石(YAG)更优异的发光效率。
图8示出发光器件100b的第二实施方案，其包括具有第一导电型半导体层112、有源层114和第二导电型半导体层116的发光结构110。该器件还包括在发光结构110上的第一无定形层131和在第一无定形层131上的纳米结构140。尽管图8中所示的器件适合用作横向型发光器件芯片，但是在其它实施方案中该器件可形成为适合其它类型的芯片。
发光结构110可设置在第一衬底105上。而且，发光结构110的第一导电型半导体层112可以被蚀刻以暴露出第一导电型半导体层112的一部分，因此可以在暴露的第一导电型半导体层112上设置第一电极150并且可以在无定形层130上设置第二电极160。
第一无定形层131可包括具有发光结构110和欧姆特性的第一欧姆电介质131。因此，第一欧姆电介质131可用作发光结构110和欧姆电极。因为第一欧姆电介质131是电介质，因此具有颗粒形状的纳米结构140可设置在第一欧姆电介质131上。
此后，可在第一欧姆电介质131上设置纳米结构140，并且可在纳米结构140上设置用作第二欧姆电介质层132的第二无定形层132。
第一欧姆电介质131或第二欧姆电介质132可以是透明欧姆层。而且，第一欧姆电介质131或第二欧姆电介质132可以由氧化铟锡(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)、IZO氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO(AGZO)、In-GaZnO(IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但是不限于此。
根据发光器件和发光器件的制造方法，可以利用现有的磷光体代替氮化物半导体纳米结构140。
在本实施方案中，纳米结构140生长为氮化物半导体颗粒形状，而不是薄膜形状，因此即使包含大量的铟组分，晶体品质也不会劣化
此外，形成根据本实施方案的纳米结构的InGaN氮化物半导体在材料本身方面就基本上具有比相关技术中的磷光体例如钇铝石榴石(YAG)更优异的发光效率。
图9示出发光器件封装200的一个实施方案，其包括封装体205、安装在封装体205上的第三电极层213和第四电极层214、安装在封装体205上且与第三电极层213和第四电极层214电连接的发光器件100、以及围绕发光器件100的模制构件240。
封装体205可由硅材料、合成树脂材料或金属材料形成，并且在发光器件100的周围可形成倾斜表面。
第三电极层213和第四电极层214彼此电隔离并用于向发光器件100供电。此外，第三电极层213和第四电极层214可反射发光器件100产生的光，由此提高发光效率，并且可将发光器件100所产生的热散发。
发光器件100可以是图1中所示的垂直型发光器件，但不限于此。例如，如图8所示的横向型发光器件100可应用于发光器件封装200中。
发光器件100可设置在封装体205上或可设置在第三电极层213或第四电极层214上。
发光器件100可通过利用导线连接方法、倒装芯片方法和芯片接合方法电连接至第三电极层213和/或第四电极层214。
本实施方案示例性示出发光器件100通过导线230电连接至第四电极层214并且通过与第四电极层214直接接触而电连接至第三电极层213。
模制构件240可围绕发光器件100以保护发光器件100。此外，模制构件240中可包含磷光体以改变从发光器件100发射的光的波长。
在本实施方案中，纳米结构140可单独制造成独立部件，并且也可用现有的磷光体代替纳米结构140。例如，可在封装工艺中形成纳米结构140，而不是象本说明书中所述的那样。例如，可以在形成纳米结构140的方案中形成GaN/InGaN纳米结构。
根据实施方案的发光器件封装可以提供为多个，多个发光器件封装可以在衬底上布置成阵列。可以在从发光器件封装发射的光的光路上设置包括导光板、棱镜片、散射片或荧光片的光学构件。所述发光器件封装、衬底和光学构件可以用作背光单元或照明单元，照明系统可包括背光单元、照明单元、指示器、灯或街灯。
图10示出照明单元1100的一个实施方案，其可以是照明系统的一个实例或包含在照明系统中。照明单元1100包括壳体1110、安装在壳体1110中的发光模块1130和安装在壳体1110中以接收来自外部电源的电力的连接端子1120。
优选地，壳体1110可由具有优异散热特性的材料形成，例如金属材料或树脂材料。
发光模块部1130可包括衬底1132和安装在衬底1132上的至少一个发光器件封装200。
衬底1132可包括在绝缘体上印刷有电路图案的衬底。例如，衬底1132可包括通用印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB等。
此外，衬底1132可由能够有效反射光的材料形成或者可具有能够有效反射光的颜色如白色或银色的表面。
在衬底1132上可以安装至少一个发光器件封装200。每个发光器件封装200可包括至少一个发光二极管100。发光二极管100可包括发射红色、绿色、蓝色或白色光的彩色发光二极管和发射紫外线的UV发光二极管。
发光模块部1130可以具有各种发光器件封装200的组合，以得到期望的颜色和亮度。例如，发光模块部1130可以具有白色LED、红色LED和绿色LED的组合以获得高的显色指数(CRI)。
连接端子1120可电连接至发光模块部1130以向发光模块部1130供电。如图10所示，连接端子1120可具有与外部电源螺旋连接的插座形状。例如，连接端子1120可以制成引脚形式并插入外部电源中或可通过导线与外部电源连接。
图10示出背光单元1200的另一实施方案，其可以是照明系统的一个实例或包含在照明系统中。背光单元1200包括导光板1210、为导光板1210提供光的发光模块部1240、位于导光板1210下的反射构件1220和将导光板1210、发光模块部1240和反射构件1220容纳于其中的底盖1230。
导光板1210散射光以提供平面光并且可由透明材料形成。例如，导光板1210可由丙烯酰系树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、环烯烃共聚物(COC)树脂或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂形成。
发光模块部1240向导光板1210的至少一个侧表面提供光，并且最终用作其中装配有背光单元的显示设备的光源。
发光模块部1240可接触导光板1210，并且可包括衬底1242和安装在衬底1242上的多个发光器件封装200。衬底1242可接触导光板1210。
衬底1242可以是包括电路图案的PCB(未显示)。衬底1242可包括金属芯PCB(MCPCB)、柔性PCB(FPCB)等以及通用PCB，但是不限于此。
多个发光器件封装200可安装在衬底1242上，使得多个发光器件封装200的发光表面与导光板1210间隔开预定的距离。
反射构件1220可设置在导光板1210下。反射构件1220将从导光板1210的底表面入射的光反射，以使反射光导向向上的方向，由此能够提高背光单元的亮度。反射构件1220可由例如PET、PC或PVC树脂等形成，但是不限于此。
底盖1230可容纳导光板1210、发光模块部1240和反射构件1220。为此，底盖1230可形成为例如具有开放上表面的盒形状。
底盖1230可由金属材料或树脂材料形成并且可利用压制成型或挤出成型工艺制造。
本说明书中提及的“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案”等是指关于实施方案所描述的具体特征、结构或特征包含在本发明的至少一个实施方案中。说明书中各处使用的这类短语不一定都是指相同的实施方案。此外，当针对任意实施方案描述具体特征、结构或特征时，关于实施方案的其它特征、结构或特性来实现该特征、结构或特性也在本领域技术人员的预见范围内。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施方案描述本发明，但是应理解，本领域的技术人员可以设计多种其它修改方案和实施方案，它们也在本公开内容的原理的精神和范围内。更具体地，可以对本公开内容、附图和所附权利要求中的主题组合布置的组成部件和/或布置进行各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置进行变化和修改之外，可替代使用对本领域的技术人员而言也是明显的。

Claims (22)

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型的第一半导体层、第二导电型的第二半导体层以及在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的有源层；和
在所述发光结构上的至少一个纳米结构，其中：
光沿与所述纳米结构相邻的第一路径行进，
在所述第一路径上的光具有第一波长，
光沿穿过所述纳米结构的第二路径行进，并且
所述纳米结构将在所述第二路径上的光从所述第一波长转换成第二波长，其中所述至少一个纳米结构包括半导体材料，并且其中所述第一波长的光与所述第二波长的光混合以形成第三波长的光，
所述纳米结构包括由AlN或GaN形成的第一纳米结构和在所述第一纳米结构上的由InGaN形成的第二纳米结构。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述至少一个纳米结构是纳米颗粒。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第三波长的光基本为白光。
4.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：在所述发光结构上的多个纳米结构。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中：
所述发光结构沿穿过相邻成对的所述纳米结构之间的路径发射所述第一波长的光；和
每个所述纳米结构将所述第一波长的光转换成所述第二波长的光，沿穿过相邻成对的所述纳米结构之间的路径行进的光与所述第二波长的光混合以形成所述第三波长的光。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述纳米结构彼此间隔开。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二波长长于所述第一波长。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述纳米结构包括氮化物材料。 
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述氮化物材料为InGaN。
10.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述纳米结构由铝、铟和镓的组合制成。
11.根据权利要求1所述的发光器件，其中还包括在所述发光结构上的第一无定形层，并且其中所述纳米结构在所述第一无定形层上。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述第一纳米结构在所述第一无定形层上，并且所述第二纳米结构在所述第一纳米结构上。
13.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：在所述发光结构上的第一分隔层，其中所述纳米结构在所述第一分隔层内或与其相邻。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中所述分隔层包括介电材料。
15.根据权利要求13所述的发光器件，其中所述第一分隔层包括第一无定形层，其中所述第一无定形层包括无定形氮化物层或无定形氧化物层。
16.根据权利要求15所述的发光器件，还包括：
在所述第一无定形层上的第二无定形层，
其中所述至少一个纳米结构与所述第一无定形层和所述第二无定形层接触。
17.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述至少一个纳米结构的物理属性使得所述纳米结构输出所述第二波长的光。
18.根据权利要求17所述的发光器件，其中所述物理属性为所述纳米结构的铟组成。
19.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述至少一个纳米结构包括由不同材料制成的第一部分和第二部分，其中所述第一部分由氮化铝制成并且所述第二部分由InGaN制成。
20.一种发光器件封装，包括：
封装体；
与所述封装体连接的至少一个电极；和
与所述至少一个电极连接的如权利要求1所述的发光器件。
21.一种照明系统，包括：
发光模块，所述发光模块包括衬底和在所述衬底上的发光器件封装， 其中所述发光器件封装包括：
封装体；
与所述封装体连接的至少一个电极；和
与所述至少一个电极连接的如权利要求1所述的发光器件。
22.一种发光器件，包括：
发光结构，所述发光结构包括第一导电型的第一半导体层、第二导电型的第二半导体层以及在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的有源层；和
在所述发光结构上的至少一个纳米结构，其中：
光沿与所述纳米结构相邻的第一路径行进，
在所述第一路径上的光具有第一波长，
光沿穿过所述纳米结构的第二路径行进，并且
所述纳米结构将在所述第二路径上的光从所述第一波长转换成第二波长，
其中所述至少一个纳米结构包括氮化物材料，其中所述至少一个纳米结构是纳米尺寸颗粒，并且其中所述第一波长的光与所述第二波长的光混合以形成第三波长的光，
所述纳米结构包括由AlN或GaN形成的第一纳米结构和在所述第一纳米结构上的由InGaN形成的第二纳米结构。 
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