CN204243076U - 具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件。发光器件包括发光结构和设置在发光结构上的透明基板,其中,透明基板包括至少两种不同的凸凹图案,所述至少两种不同的凸凹图案包括设置在透明基板的上表面上的第一凸凹图案和第二凸凹图案,与第二凸凹图案相比,第一凸凹图案具有较大的突起,且第一凸凹图案和第二凸凹图案分别设置在透明基板的上表面的中心区域和周围区域中。发光器件可具有宽光束角和取决于输出角的均匀的光照强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光器件和一种制造该发光器件的方法,且更具体地,涉及一种包括形成在其发光表面上的图案以由此获得宽光束角和均匀光照强度的发光器件,以及制造该发光器件的方法。
背景技术
发光器件是由电子和空穴的复合产生发光的无机半导体器件,并且被用在诸如显示器、车辆灯具和普通照明器件等的不同领域中。具体地,由于诸如氮化镓半导体和氮化铝镓半导体的氮化物半导体可属于直接跃迁型并且可被制造成具有不同的能带间隙,所以可根据需要使用氮化物半导体来制造具有不同波长发射范围的发光器件。
发光器件根据其应用需要具有不同的光束角的范围。例如,应用于显示器的背光单元、灭菌器等的UV发光器件具有宽光束角是有利的。因此,诸如透镜的附加组件或诸如用于发光器件的表面处理的技术被用于增大发光器件的光束角。
对于具有没有独立封装体的晶圆级封装件或板上芯片型发光器件,需要在没有诸如透镜的附加组件的情况下调节其光束角。然而,虽然典型的表面处理技术能够增大发光器件的光提取效率,但是在增大其光束角的方面存在困难。具体地,由于不期望将由可因UV光而变形或劣化的材料制成的注塑的组件或透镜应用于UV发光器件,所以在用于增大光束角的技术的应用方面存在限制。另外,用于通过增大发射至发光器件的侧表面的光量来增大光束角的技术存在取决于光的输出角的光照强度不均匀的问题。具体地,存在沿与发光器件的发射表面垂直的方向发射的光的量大大地大于发射至发光器件的侧表面的光的量的缺点。
因此,存在对用于在不利用封装体或透镜的情况下增大发光器件的光束角的同时不管光的输出角而提供均匀的光照强度的技术的需求。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件。
另外,本实用新型旨在提供制造能够根据发光器件的发射性能来调节光束角和光照强度的均匀性的发光器件。
根据本实用新型的一方面,发光器件包括:发光结构;以及透明基板,设置在发光结构上,其中,透明基板包括至少两种不同的凸凹图案,所述至少两种不同的凸凹图案包括设置在透明基板的上表面上的第一凸凹图案和第二凸凹图案。这里,与第二凸凹图案相比,第一凸凹图案具有较大的突起,且第一凸凹图案和第二凸凹图案分别设置在透明基板的上表面的中心区域和外围区域中。
透明基板的上表面可包括第一区域和第二区域,其中,第一区域设置在透明基板的上表面的中心区域中,第二区域设置在包围第一区域的区域中,第一凸凹图案和第二凸凹图案可分别布置在第一区域和第二区域中。
第一凸凹图案和/或第二凸凹图案可包括至少两种不同形状的突起。
相反地,第一凸凹图案和第二凸凹图案可包括相同形状的突起。
第一凸凹图案和/或第二凸凹图案的突起可具有半球形、圆锥形、截头圆锥形和凸心形中的至少一种。
所述至少两种不同的凸凹图案还可包括与第二凸凹图案相比具有较小的突起的第三凸凹图案。
透明基板的上表面可包括第一区域至第三区域,其中,第一区域设置在透明基板的上表面的中心区域中,第二区域设置在包围第一区域的区域中,第三区域设置在包围第二区域的区域中,且第一凸凹图案至第三凸凹图案可分别布置在第一区域至第三区域中。
在一些实施例中,透明基板可包括蓝宝石基板。
发光器件还可包括设置在发光结构下方的第一电极和第二电极。
根据其他实施例的发光器件还可包括覆盖透明基板的侧表面的减反射层。
发光结构可发出具有在UV波段中的峰值波长的光。
在一些实施例中,发光结构可包括:第一导电型半导体层;多个台面,设置为在第一导电型半导体层下方彼此分离,其中,每个台面包括有效层和第二导电型半导体层;反射电极,分别设置在所述多个台面下方,并与第二 导电型半导体层形成欧姆接触;以及电流扩展层,覆盖所述多个台面和第一导电型半导体层,其中,电流扩展层可具有设置在各个台面下方而使得反射电极通过其暴露的开口,形成与第一导电型半导体层的欧姆接触,并与所述多个台面绝缘。
所述多个台面可具有细长的形状并沿一个方向彼此平行地延伸,且电流扩展层的开口可偏向所述多个台面的相同端。
发光器件还可包括:上绝缘层,覆盖电流扩展层的至少一部分,并具有暴露反射电极的开口;以及第二电极焊盘,设置在上绝缘层上并连接到通过上绝缘层的开口暴露的反射电极。
发光器件还可包括连接到电流扩展层的第一电极焊盘。
根据本实用新型的另一方面,一种制造发光器件的方法包括:制备其上形成有透明基板的发光结构;在透明基板上设置刻蚀掩模图案;以及在透明基板上通过使用刻蚀掩模图案作为掩模部分地去除透明基板来形成至少两种不同的凸凹图案,其中,刻蚀掩模图案包括至少两种不同的掩模图案,所述至少两种不同的凸凹图案包括分别布置在透明基板的中心区域和周围区域上的第一掩模图案和第二掩模图案,且形成在第一掩模图案下方的凸凹图案大于形成在第二掩模图案下方的凸凹图案。
根据本实用新型的实施例,透明基板形成为其上表面上具有至少两种不同的凸凹图案,由此提供具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件。具体地,能够增大发射至发光器件的侧表面的光的量。
另外,根据本实用新型的实施例,所述制造发光器件的方法能够通过简单的工艺变化来容易地调节发光器件的光束角和光照强度的均匀性。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的详细描述,本实用新型的上述和其他方面、特征和优点将变得明显,在附图中:
图1a和图1b分别是根据本实用新型的一个实施例的发光器件的平面图和剖视图;
图2a和图2b分别是根据本实用新型的另一实施例的发光器件的平面图和剖视图;图3a和图3b分别是根据本实用新型的其它实施例的发光器件的平面图和剖视图;
图4至图6是示出制造分别在图1a至图3b中示出的发光器件的上部图案的方法;以及
图7a、图8a、图9a、图10a和图11a是示出根据本实用新型的一个实施例的制造发光二极管的方法的步骤及其对应的发光二极管的平面图,图7b、图8b、图9b、图10b和图11b是示出分别沿图7a、图8a、图9a、图10a和图11a中的线A-A截取的剖视图。
具体实施方式
以下,将参照附图来详细地描述本实用新型的实施例。通过示例的方式来提供下述实施例,以将本实用新型的精神充分地传达给本实用新型所属领域的技术人员。因此,本实用新型不限于在这里公开的实施例并且还可以以不同的形式实施。在附图中,为了方便,可夸大元件的宽度、长度、厚度等。此外,当元件被称为“在”另一元件“上方”或“在”另一元件“上”时,还元件可以“直接在”其他元件“上方”或“直接在”其他元件“上”,或者可存在中间元件。贯穿说明书,同样的附图标记指示具有相同或相似功能的同样的元件。
图1a和图1b分别是根据本实用新型的一个实施例的发光器件的平面图和剖视图。剖视图示出沿在平面图中示出的线A-A'截取的剖面。
参照图1a和图1b,根据本实用新型的一个实施例的发光器件包括发光二极管100,发光二极管100包括透明基板21和发光结构110。
可将能够利用半导体层发光的任何结构用作发光结构110而不受限制,且发光结构110可具有例如包括n型半导体层和p型半导体层的倒装芯片结构或垂直型结构。另外,发光器件还可包括形成在发光结构110下方的第一电极和第二电极(未示出),因此可被用作无封装的晶圆级封装件。具体地,发光结构110可发出具有在UV波段的峰值波长的光。
现在将参照图7a至图11b来描述发光二极管100的一个示例。然而,应该理解的是,本实用新型不限于此,且提供下面将描述的发光二极管100的结构以帮助理解本实用新型。
图7a至图11b是示出根据本实用新型的一个实施例的发光二极管100以及制造该发光二极管的方法,图7a、图8a、图9a、图10a和图11a示出平面图,图7b、图8b、图9b、图10b和图11b示出沿在平面图中示出的线A-A 截取的剖视图。
首先,参照图7a和图7b,第一导电型半导体层23形成在透明基板21上,且多个台面M形成为在第一导电型半导体层23上彼此分离。多个台面M中的每个包括有效层25和第二导电型半导体层27。有效层25置于第一导电型半导体层23与第二导电型半导体层27之间。反射电极30分别设置在多个台面M上。
可由在透明基板21上通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)来生长包括第一导电型半导体层23、有效层25和第二导电型半导体层27的外延层,然后图案化第二导电型半导体层27和有效层25以暴露第一导电型半导体层23,来形成多个台面M。可通过光致抗蚀剂回流或其他技术来倾斜地形成多个台面M的侧表面。台面M的侧表面的倾斜外形提高在有效层25中产生的光的提取效率。
多个台面M可具有细长形状并沿一个方向彼此平行地延伸,如图7a和图7b所示。这样的形状简化了在多个透明基板21的芯片区域中的具有相同形状的多个台面M的形成。
虽然可在形成台面M之后在各个台面M上形成反射电极30,但是应该理解的是,本实用新型不限于此。可选择地,在形成了第二导电型半导体层27之后,可在形成台面M之前在第二导电型半导体层27上形成反射电极30。反射电极30覆盖台面M的上表面的大部分并在平面图中具有与台面M的形状基本上相同的形状。
反射电极30包括反射层28且还可包括阻挡层29。阻挡层29可覆盖反射层28的上表面和侧表面。例如,形成反射层28的图案并接着在其上形成阻挡层29,由此阻挡层29可形成为覆盖反射层28的上表面和侧表面。例如,可通过沉积Ag、Ag合金、Ni/Ag、NiZn/Ag、TiO/Ag或Pt/Ag来形成反射层28,然后图案化。阻挡层29可由Ni、Cr、Ti、Pt、W、Mo或它们的复合层形成,并防止金属材料在反射层中扩散或污染。
在形成多个台面M之后,第一导电型半导体层23的边缘还可经受刻蚀。因此,可暴露基板21的上表面。还可倾斜地形成第一导电型半导体层23的侧表面。
如图7a和图7b所示,多个台面M可限制性地设置在第一导电型半导体层23的上区域内。即,多个台面M可以以岛形状设置在第一导电型半导体 层23的上区域上。
参照图8a和图8b,下绝缘层31被形成以覆盖多个台面M和第一导电型半导体层23。下绝缘层31具有在其特定区域中允许电连接到第一导电型半导体层23和第二导电型半导体层27的开口31a、31b。例如,下绝缘层31可具有暴露第一导电型半导体层23的开口31a和暴露反射电极30的开口31b。
开口31a可设置在台面M之间以及接近基板21的边缘,并可具有沿台面M延伸的细长形状。另外,开口31b被限制性地设置在台面M上以向台面的相同端偏置(或偏向台面的相同端)。
可通过化学气相沉积(CVD)、电子束蒸发等由SiO2氧化物膜、SiNx氮化物膜或MgF2绝缘膜来形成下绝缘层31。虽然下绝缘层31可由单层构成,但是下绝缘层31还可由多层构成。另外,下绝缘层31可由低折射率和高折射率的材料层在彼此上交替地堆叠的分布式布拉格反射器(DBR)形成。例如,可通过堆叠SiO2/TiO2层或SiO2/Nb2O5层来形成具有高反射率的绝缘反射层。
参照图9a和图9b,电流扩展层33形成在下绝缘层31上。电流扩展层33覆盖多个台面M和第一导电型半导体层23。电流扩展层33具有设置在各个台面M上方使得反射电极通过其暴露的开口33a。电流扩展层33可通过下绝缘层31的开口31a来形成与第一导电型半导体层23的欧姆接触。电流扩展层33通过下绝缘层31来与多个台面M和反射电极30绝缘。
电流扩展层33的开口33a具有比下绝缘层31的开口31b大的面积,以防止电流扩展层33与反射电极30接触。因此,开口33a的侧壁设置在下绝缘层31上。
电流扩展层33形成在基板21的不包括开口的基本上整个上区域上。因此,电流可通过电流扩展层33容易地散布。电流扩展层33可包括诸如Al层的高反射金属层,且高反射金属层可形成在诸如Ti、Cr、Ni等的结合层上。此外,具有Ni、Cr或Au的单层结构或复合层结构的保护层可形成在高反射金属层上。电流扩展层33可具有例如Ti/Al/Ti/Ni/Au的多层结构。
参照图10a和图10b,上绝缘层35形成在电流扩展层33上。上绝缘层35具有暴露反射电极30的开口35b和暴露电流扩展层33的开口35a。开口35a可具有沿与台面M的纵向方向垂直的方向排列的细长形状,并可具有比 开口35b大的面积。开口35b暴露通过电流扩展层33的开口33a和下绝缘层31的开口31b来暴露的反射电极30。开口35b可具有比电流扩展层33的开口33a小但比下绝缘层31的开口31b大的面积。因此,电流扩展层33的开口33a的侧壁可被上绝缘层35覆盖。
可使用氧化物绝缘层、氮化物绝缘层或诸如聚酰亚胺、铁氟龙、聚对二甲苯等的聚合物来形成上绝缘层35。
参照图11a和图11b,第一焊盘37a和第二焊盘37b形成在上绝缘层35上。第一焊盘37a通过上绝缘层35的开口35a来连接到电流扩展层33,第二焊盘37b通过上绝缘层35的开口35b来连接到反射电极30。第一焊盘37a和第二焊盘37b可被用作用于连接用于将发光二极管安装在基台、封装件或印刷电路板上的突起部的焊盘,或用作用于表面安装技术(SMT)的焊盘。
可通过相同的工艺(例如,光刻和刻蚀工艺或剥离工艺)来同时形成第一焊盘37a和第二焊盘37b。第一焊盘37a和第二焊盘37b可包括由例如Ti、Cr、Ni等形成的结合层,以及由Al、Cu、Ag、Au等形成的高导电率金属层。
接着,将透明基板21分成单个的发光二极管芯片单元,由此提供完成的发光二极管芯片。此时,可通过诸如激光划片的划片(scribing)来划分透明基板21。
以下,将参照图11a和图11b来详细地描述根据本实用新型的实施例的发光二极管100的结构。
发光二极管可包括第一导电型半导体层23、台面M、反射电极30、电流扩展层33、透明基板21、下绝缘层31、上绝缘层35以及第一焊盘37a和第二焊盘37b。
透明基板21可以是用于生长氮化镓外延层的生长基板,例如,可以是蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板或氮化镓基板。在这个实施例中,透明基板21可以是蓝宝石基板。
第一导电型半导体层23是连续的,且多个台面M设置为在第一导电型半导体层23上彼此分离。如参照图1a和图1b所示,台面M包括有效层25和第二导电型半导体层27并具有朝着一侧延伸的细长形状。这里,台面M是氮化镓化合物半导体层的堆叠。如图1a和图1b所示,台面M可被限制性地设置在第一导电型半导体层23的上区域内。
第一导电型半导体层23、有效层25和第二导电型半导体层27可包括氮 化物半导体。第一导电型半导体层23和第二导电型半导体层27可以分别是n型半导体层和p型半导体层,或反之亦然。有效层25可包括氮化物半导体,且可通过调节氮化物半导体的组成比例来确定从有效层25发出的光的峰值波长。具体地,在这个实施例中,有效层25可包括AlGaN,以发出具有在UV波段中的峰值波长的光。
反射电极30分别设置多个台面M上以形成与第二导电型半导体层27的欧姆接触。如参照图11a和图11b所示,反射电极30可包括反射层28和阻挡层29,阻挡层29可覆盖反射层28的上表面和侧表面。
电流扩展层33覆盖多个台面M和第一导电型半导体层23。电流扩展层33具有设置在各个台面M上方的开口33a,从而反射电极30通过开口33a而被暴露。电流扩展层33还形成与第一导电型半导体层23的欧姆接触并与多个台面M绝缘。电流扩展层33可包括诸如Al的反射金属。
电流扩展层33可通过下绝缘层31与多个台面M绝缘。例如,下绝缘层31可置于多个台面M与电流扩展层33之间,以使电流扩展层33与多个台面M绝缘。另外,下绝缘层31可具有设置在各个台面M的上区域内使得反射电极30通过其暴露的开口31b,以及通过其暴露第一导电型半导体层23的开口31a。电流扩展层33可通过下绝缘层31的开口31a来连接到第一导电型半导体层23。下绝缘层31的开口31b具有比电流扩展层33的开口33a小的面积,且通过开口33a全部暴露。
上绝缘层35覆盖电流扩展层33的至少一部分。上绝缘层35具有暴露反射电极30的开口35b。另外,上绝缘层35可具有暴露电流扩展层33的开口35a。上绝缘层35可覆盖电流扩展层33的开口33a的侧壁。
第一焊盘37a可设置在电流扩展层33上,并例如可通过上绝缘层35的开口35a来连接到电流扩展层33。第二焊盘37b连接到通过开口35b暴露的反射电极30。
根据本实用新型,电流扩展层33覆盖台面M以及台面M之间的第一导电型半导体层的几乎全部区域。因此,电流扩展层33可使电流通过其容易地扩展。
另外,电流扩展层33包括诸如Al的反射金属层,且下绝缘层由绝缘反射层形成,从而电流扩展层33或下绝缘层31能够反射未被反射电极30反射的光,由此提高光提取效率。
尽管上面示出的发光二极管100可被用在本实用新型中,但本实用新型不限于此。
返回到参照图1a和图1b,透明基板21包括至少两种不同的凸凹图案120、130。凸凹图案120、130可包括第一凸凹图案120和第二凸凹图案130。
第一凸凹图案120和第二凸凹图案130可形成在透明基板21的上表面上。第一凸凹图案120可包括突起121和凹陷123,第二凸凹图案130还可包括突起131和凹陷133。
如图1a所示,第一凸凹图案120和第二凸凹图案130可分别设置在透明基板21的上表面的中心区域和周围区域中。特别地,透明基板21的上表面可包括第一区域和第二区域,其中,第一区域可被限定为在透明基板21的上表面的中间的区域,第二区域可被限定为包围第一区域的区域。因此,第一凸凹图案120和第二凸凹图案130可分别布置在第一区域和第二区域中。
第一凸凹图案120的突起121可比第二凸凹图案130的突起131大。例如,如图1a和图1b所示,第一凸凹图案120的突起121和第二凸凹图案130的突起131可以以半球形形成,且突起121的直径可比突起131的直径大。
因为凸凹图案120、130被形成在透明基板21的上表面上,所以当通过发光器件的上表面发出从发光结构110输出的光时能够减小全反射比。此外,凸凹图案120、130可散射通过透明基板21的上表面发出的光,由此发光器件可具有宽光束角和均匀的光照强度。
另外,可根据凸凹图案120、130的尺寸来改变穿过第一区域和第二区域的光的全反射比。特别地,由于第一凸凹图案120具有比第二凸凹图案130大的凸凹结构,因此穿过第二区域的光的全反射比可小于穿过第一区域的光的全反射比。就这一点而论,增大了通过透明基板21的上表面的周围区域发出的光的量,由此增大了指向发光器件的侧表面的光的量。因此,与在垂直于其发光表面的方向比在侧面方向上发出显著更大光量的传统发光器件相比,根据本实用新型的发光器件能够将与传统发光器件相比更大的光量发射到侧表面,由此获得宽光束角和在所有发射角度下的均匀的光照强度。
第一凸凹图案120和第二凸凹图案130可通过光刻和刻蚀来形成。例如,如图4所示,可通过在透明基板21上形成刻蚀掩模图案220、230,然后通过湿法刻蚀或干法刻蚀部分地去除透明基板21来形成凸凹图案120、130。刻蚀掩模图案可包括第一掩模图案220和第二掩模图案230,且第一掩模图 案220和第二掩模图案230可具有不同的图案形状。当使用刻蚀掩模图案220、230作为掩模来使透明基板21的上表面部分地经受刻蚀时,凸凹图案120、130可根据刻蚀掩模图案220、230而形成为具有不同形状,如图1a和图1b所示。
如上所述,可通过调节刻蚀掩模图案220、230的形状来确定凸凹图案120、130的间隙、尺寸、形状等。因此,能够仅通过调节刻蚀掩模图案220、230的形状来容易地控制发光器件的光束角和取决于输出角的光照强度。例如,细的凸凹图案可被形成用于具有相对低的光照强度的区域,粗的凸凹图案可被形成用于具有相对高的光照强度的区域,由此提供发光器件的均匀的光照强度。
发光器件还可包括用于至少部分地覆盖透明基板21的上表面和/或侧表面的减反射层(未示出)。减反射层可包含SiO2。减反射层可用来防止穿过透明基板21发出的光的全反射并因此调节构成全反射层的区域,由此确定发光器件的光束角和光照强度的均匀性。例如,当减反射层被形成以仅覆盖透明基板21的侧表面时,能够增大发射至发光器件的侧表面的光的量。
图2a和图2b分别是根据本实用新型的另一实施例的发光器件的平面图和剖视图。剖视图示出沿在平面图中示出的线B-B'截取的剖面。
尽管参照图2a和图2b示出的发光器件基本上与参照图1a和图1b示出的发光器件相似,但它们之间的凸凹图案的形状存在不同。以下,将主要描述不同之处。
凸凹图案140、150包括第三凸凹图案140和第四凸凹图案150,且第三凸凹图案140和第四凸凹图案150可具有凸的心形。第三凸凹图案140可大于第四凸凹图案150。
由于凸凹图案140、150具有凸的心形,根据这个实施例的发光器件可具有比具有半球形的凸凹图案120、130的发光器件高的光功率。
可通过与用于在图1a和图1b中示出的凸凹图案120、130的方法相似的方法来形成在图2a和图2b中示出的凸凹图案140、150。然而,如图5所示,可使用具有与在图4中的形状不同的形状的刻蚀掩模图案240、250来形成凸凹图案140、150。特别地,可通过以凸的心形形成刻蚀掩模图案240、250的掩模部分,然后通过诸如反应离子刻蚀(RIE)的干法刻蚀而部分地刻蚀透明基板21的上部来提供凸凹图案140、150。
图3a和图3b分别是根据本实用新型的其它实施例的发光器件的平面图和剖视图。剖视图示出沿在平面图中示出的线C-C'截取的剖面。
尽管参照图3a和图3b示出的发光器件基本上与参照图1a和图1b示出的发光器件相似,它们之间的不同之处在于图3a和图3b的发光器件包括三种不同类型的凸凹图案160、170、180。以下,将主要描述不同之处。
透明基板21包括至少三种不同的凸凹图案160、170、180。凸凹图案160、170、180可包括第五凸凹图案160、第六凸凹图案170和第七凸凹图案180。
第五凸凹图案至第七凸凹图案160、170、180可形成在透明基板21的上表面上。第五凸凹图案160可包括突起161和凹陷163,第六凸凹图案170可包括突起171和凹陷173,第七凸凹图案180可包括突起181和凹陷183。
如图3a所示,第五凸凹图案160和第七凸凹图案180可分别设置在透明基板121的上表面的中心区域和周围区域中,第六凸凹图案170可置于第五凸凹图案160和第七凸凹图案180之间。特别地,透明基板21的上表面可包括第一区域、第二区域和第三区域,其中,第一区域可被限定为在透明基板21的上表面中间的区域,第二区域可被限定为包围第一区域的区域,第三区域可被限定为包围第二区域的区域。第五凸凹图案至第七凸凹图案160、170、180可分别布置在第一区域至第三区域中。
第五凸凹图案160的突起161可大于第六凸凹图案170的突起171,第六凸凹图案170的突起171可大于第七凸凹图案180的突起181。即,在根据这个实施例的发光器件中,凸凹图案160、170、180可被形成为具有在透明基板21的上表面上从中心区域到周围区域逐渐减小的尺寸。因此,能够更有效地增大发射到发光器件的侧面的光的量。另外,与在图1a和图1b中示出的发光器件的凸凹图案相比,能够通过以不同的方式形成凸凹图案160、170、180来更容易地调节光束角和光照强度。
可使用在图6中示出的刻蚀掩模图案260、270、280来形成第五凸凹图案至第七凸凹图案160、170、180。由于制造方法与参照图4示出的制造方法基本上相似,因此将省略其具体的描述。
尽管已经在实施例中示出了透明基板21具有两种或三种不同的凸凹图案,但应该理解的是,本实用新型不限于此。相反地,具有四种或更多种不同类型的凸凹图案的发光器件也在本实用新型的范围内。另外,尽管凸凹图案示出为连续地形成在预定的区域上,但凸凹图案还可形成为在多个区域上 彼此分离的凸凹图案组。
此外,尽管凸凹图案已经在参照图1a至图6示出的实施例中示出为具有半球形或凸的心形,但凸凹图案可具有各种形状。例如,凸凹图案可具有球形、圆锥形、截头圆锥形和凸的心形中的至少一种。
另外,尽管已经在实施例中示出了一个发光器件包括具有不同尺寸和相同形状的凸凹图案,但不同类型的凸凹图案可形成在一个发光器件中。
在不脱离本实用新型的所附权利要求的精神和范围的情况下,可对实施例作出各种修改和改变,且本实用新型包含所附权利要求的全部精神和范围。
Claims (15)
1.一种具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光器件包括:
发光结构;以及
透明基板,设置在发光结构上,
其中,透明基板包括至少两种不同的凸凹图案,所述至少两种不同的凸凹图案包括设置在透明基板的上表面上的第一凸凹图案和第二凸凹图案,与第二凸凹图案相比,第一凸凹图案具有较大的突起,且第一凸凹图案和第二凸凹图案分别设置在透明基板的上表面的中心区域和外围区域中。
2.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,透明基板的上表面包括第一区域和第二区域,第一区域设置在透明基板的上表面的中心区域中,第二区域设置在包围第一区域的区域中,且第一凸凹图案和第二凸凹图案分别布置在第一区域和第二区域中。
3.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,第一凸凹图案和/或第二凸凹图案包括至少两种不同形状的突起。
4.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,第一凸凹图案和第二凸凹图案包括相同形状的突起。
5.如权利要求3或4所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,第一凸凹图案和/或第二凸凹图案的突起具有半球形、圆锥形、截头圆锥形和凸的心形中的至少一种。
6.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述至少两种不同的凸凹图案还包括与第二凸凹图案相比具有较小的突起的第三凸凹图案。
7.如权利要求6所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,透明基板的上表面包括第一区域至第三区域,第一区域设置在透明基板的上表面的中心区域中,第二区域设置在包围第一区域的区域中,第三区域设置在包围第二区域的区域中,且第一凸凹图案至第三凸凹图案分别布置在第一区域至第三区域中。
8.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,透明基板包括蓝宝石基板。
9.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光器件还包括:
第一电极和第二电极,设置在发光结构下方。
10.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光器件还包括:
减反射层,覆盖透明基板的侧表面。
11.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,发光结构发出具有在UV波段中的峰值波长的光。
12.如权利要求1所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光结构包括:
第一导电型半导体层;
多个台面,设置为在第一导电型半导体层下方彼此分离,每个台面包括有效层和第二导电型半导体层;
反射电极,分别设置在所述多个台面下方,并与第二导电型半导体层形成欧姆接触;以及
电流扩展层,覆盖所述多个台面和第一导电型半导体层,
其中,电流扩展层具有设置在各个台面下方而使得反射电极通过其暴露的开口,形成与第一导电型半导体层的欧姆接触,并与所述多个台面绝缘。
13.如权利要求12所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述多个台面具有沿一个方向彼此平行地延伸的细长形状,且电流扩展层的开口偏向所述多个台面的相同端。
14.如权利要求12所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光器件还包括:
上绝缘层,覆盖电流扩展层的至少一部分,所述上绝缘层具有暴露反射电极的开口;以及
第二电极焊盘,设置在上绝缘层上并连接到通过上绝缘层的开口暴露的反射电极。
15.如权利要求14所述的具有宽光束角和均匀光照强度的发光器件,其特征在于,所述发光器件还包括:
第一电极焊盘,连接到电流扩展层。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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