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1、(10)申请公布号 CN 102456785 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 6 7 8 5 A *CN102456785A* (21)申请号 201110295839.9 (22)申请日 2011.09.27 10-2010-0101878 2010.10.19 KR H01L 33/14(2010.01) H01L 33/10(2010.01) H01L 33/20(2010.01) (71)申请人三星LED株式会社 地址韩国京畿道水原市 (72)发明人洪玄权 李相沌 宋光珉 李基元 (74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限 公司 11286 。
2、代理人刘奕晴 金光军 (54) 发明名称 垂直发光装置 (57) 摘要 本发明公开了一种垂直发光装置，包括：基 底；第一电极，设置在基底的底表面上；反射层， 设置在基底的顶表面上；电流扩布层，设置在反 射层上并包括具有朝着其顶部变窄的宽度的凹 槽；光产生层，设置在电流扩布层上；第二电极， 设置在光产生层上。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种垂直发光装置，包括： 基底； 第一电极，设置在基底的底表面上； 反射层，设置。
3、在基底的顶表面上； 电流扩布层，设置在反射层上并包括具有朝着其顶部变窄的宽度的凹槽； 光产生层，设置在电流扩布层上； 第二电极，设置在光产生层上。 2.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽形成在电流扩布层的底表面中。 3.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽位于第二电极之下。 4.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽的形状与第二电极的形状对应。 5.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽充有空气。 6.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽填充有反射材料，所述反射材料 在电流扩布层和凹槽之间的边界表面反射从光产生层产生的光。 7.如权利要求1所述的。
4、垂直发光装置，其中，所述凹槽具有三角形横截面。 8.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽的顶表面具有均匀一致的宽度。 9.如权利要求8所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽的顶表面具有平坦的形状。 10.如权利要求8所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽的顶表面具有将从光产生层产 生的光反射到第二电极外部的形状。 11.如权利要求10所述的垂直发光装置，其中，所述凹槽的顶表面具有凹入或者凸出 的形状。 12.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述光产生层包括形成在电流扩布层上 的第一覆层、形成在第一覆层上的活性层和形成在所述活性层上的第二覆层。 13.如权利要求12所述的垂直发光装置，其。
5、中，第一覆层由p型半导体材料形成，第二 覆层由n型半导体材料形成，电流扩布层由p形半导体材料形成。 14.如权利要求13所述的垂直发光装置，其中，第一电极由p型电极形成，第二电极由 n型电极形成。 15.如权利要求1所述的垂直发光装置，其中，所述基底由导电材料形成。 权 利 要 求 书CN 102456785 A 1/5页 3 垂直发光装置 技术领域 0001 本公开涉及一种发光装置，更具体地讲，涉及一种垂直发光装置。 背景技术 0002 发光装置是将电能转换成光并发光的固体装置中的一种，并被应用于照明、液 晶显示器(LCD)背光单元、显示设备等。例如，发射可见光的发光装置被用作具有各种 用途。
6、的光源，例如信号灯、机动车停止灯(automobile stop light)、景观照明灯(view illumination light)等。为了扩大它们的应用范围，发光装置需要提高发光效率和可靠 性。光其是，垂直发光装置需要通过增加反射效率来提高发光效率。 发明内容 0003 本发明提供了一种能够增加反射效率的垂直发光装置。 0004 其它方面将在以下的描述中部分阐述，另一部分将从描述中变得清楚，或者可以 通过本实施例的实践而了解。 0005 根据本发明的一方面，垂直发光装置包括：基底；第一电极，设置在基底的底表面 上；反射层，设置在基底的顶表面上；电流扩布层，设置在反射层上并包括具有朝着。
7、其顶部 变窄的宽度的凹槽；光产生层，设置在电流扩布层上；第二电极，设置在光产生层上。 0006 所述凹槽可形成在电流扩布层的底表面中。所述凹槽可形成在第二电极的底部 中。所述凹槽的形状可与第二电极的形状对应。 0007 所述凹槽可充有空气。所述凹槽可填充有反射材料，所述反射材料在电流扩布层 和凹槽之间的边界表面反射从光产生层产生的光。 0008 所述凹槽可具有三角形横截面。 0009 所述凹槽的顶表面可具有均匀一致的宽度。所述凹槽的顶表面可具有平坦的形 状。所述凹槽的顶表面可具有将从光产生层产生的光反射到第二电极外部的形状。所述凹 槽的顶表面可具有凹入或者凸出的形状。 0010 所述光产生层可。
8、包括形成在电流扩布层上的第一覆层、形成在第一覆层上的活性 层和形成在所述活性层上的第二覆层。第一覆层可由p型半导体材料形成，第二覆层可由 n型半导体材料形成，电流扩布层可由p形半导体材料形成。第一电极可由p型电极形成， 第二电极可由n型电极形成。所述基底可由导电材料形成。 附图说明 0011 通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面将会变得清楚和更 加易于理解，其中： 0012 图1是示出根据本发明的实施例的垂直发光装置的截面图； 0013 图2是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图； 0014 图3是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图； 说 明 书CN。
9、 102456785 A 2/5页 4 0015 图4是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图； 0016 图5是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图。 具体实施方式 0017 以下，将参照附图更加全面地描述本实施例，其中，本发明的示例性实施例在附图 中被示出。但是，本实施例可以以很多不同的形式被体现，并且不应该被解释为限于在此所 阐述的示例性实施例。相反的，提供这些实施例在于使本公开将是彻底的和完整的，并且将 本发明的范围全面地传达给本领域的普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，层和区域的 长度和尺寸会被夸大。相同的标号始终表示相同的元件。应该理解的是，当材料层基底或 。
10、者层被称为在另一材料层基底或者层“上”时，该材料层基底或者层可以直接位于另一材料 层基底或者层“上”，或者可以存在中间的材料层基底或者层。此外，在下面的实施例中形成 每层的材料是示例性的，因此，可以使用其他的材料。 0018 图1是示出根据本发明的实施例的垂直发光装置的截面图。 0019 参照图1，本实施例的垂直发光装置包括基底110、设置在基底110的底表面上的 第一电极151、设置在基底110的顶表面上的反射层120、设置在反射层120上的电流扩布 层130、设置在电流扩布层130上的光产生层140以及设置在光产生层140上的第二电极 152。光产生层140可包括第一覆层141、活性层14。
11、2和第二覆层143。 0020 基底110可由导电材料形成。例如，硅基底可被用作基底110。但是，本实施例不 限于此，由其它各种材料形成的基底可被用作基底110。第一电极151设置在基底110的底 表面上。在这点上，第一电极151可以是p型电极。第一电极151可以形成为完全遮盖基 底110的底表面。第一电极151可以由良好的导电材料例如金属形成。 0021 反射层120设置在基底110的顶表面上。反射层120朝着光产生层140反射从光 产生层140产生并向着基底110行进的可见光L。反射层120可以由具有良好的反射特性 的金属材料形成，例如，可以由银形成。但是，本实施例不限于此，反射层120可。
12、由其它各种 金属材料形成。电流扩布层130设置在反射层120上。电流扩布层130将从第一电极151 通过基底110和反射层120流入的电流均匀地注入到第一覆层141中。电流扩布层130可 由p型半导体材料形成，更具体地讲，由可透射可见光L的透明的p型III-V族半导体化合 物形成。例如，电流扩布层130可由p-GaP形成。但是，本实施例不限于此。 0022 凹槽161形成在电流扩布层130的底表面中。凹槽161的宽度朝着其顶部(即， 靠近光产生层140的部分)减小。凹槽161可具有三角形横截面。凹槽161充有空气。凹 槽161的两侧表面可以是与电流扩布层130接触的倾斜表面161b。在这点上，。
13、由于电流扩 布层130由折射率比空气的折射率大的材料形成，所以从光产生层140产生(更具体地讲， 从活性层142产生)并向凹槽161传播的可见光L被凹槽161的倾斜表面161b反射，并向 前行进到光产生层140的顶部。因此，由于凹槽161而使反射效率增加，从而提高了光提取 效率。例如，凹槽161可以具有大约0.5m到大约7m之间的高度，但是，本实施例不限 于此。 0023 在本实施例中，凹槽161可形成在电流扩布层130的底部中。在这种情况下，反射 效率还可进一步提高。更具体地讲，从活性层142产生并向着凹槽161行进的可见光L从 凹槽161的倾斜表面161b反射，并射出到在第二电极152的外。
14、部的第二覆层143外，如图1 说 明 书CN 102456785 A 3/5页 5 所示。因此，减小了由于第二电极152而导致的光遮挡，这可进一步提高反射效率。同时， 凹槽161可具有与第二电极152对应的形状，以增加反射面积。例如，当第二电极152呈条 状时，凹槽161可呈与第二电极152对应的条状。 0024 光产生层140设置在电流扩布层130上。光产生层140可包括设置在电流扩布层 130的顶表面上的第一覆层141、设置在第一覆层141的顶表面上的活性层142以及设置在 活性层142的顶表面上的第二覆层143。在这方面，第一覆层141和第二覆层143可分别由 p型III-V族半导体化合。
15、物和n型III-V族半导体化合物形成。例如，第一覆层141和第二 覆层143可分别由p-AlInP和n-AlInP/n-AlGaInP形成。但是，本实施例不限于此。活性 层142可具有多量子阱结构，并且可由III-V族半导体化合物形成。例如，活性层142可由 GaInP形成。 0025 第二电极152设置在第二覆层143上。第二电极152可以是n型电极。第二电极 152可以以条形形成在第二覆层143上。第二电极152可以由良好的导电材料例如金属形 成。 0026 如上所述，在本实施例中，凹槽161形成在设置在光产生层140的底表面上的电流 扩布层130中，并且宽度朝着光产生层140变窄。因此，。
16、从活性层142产生并向凹槽161行 进的可见光L被凹槽161的倾斜表面161b反射，并从光产生层140的顶部射出，从而提高 了反射效率。凹槽161设置在第二电极152的底部，这增加了电流扩布效果，并进一步提高 了反射效率。 0027 图2是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图。参照图2，除了凹 槽161填充有反射材料162之外，本实施例的垂直发光装置与参照图1描述的垂直发光装 置相同。以下，将描述这两个实施例之间的区别。 0028 参照图2，凹槽161形成在设置在光产生层140的底部上的电流扩布层130的底 表面中，并且宽度朝着光产生层140变窄。在这点上，凹槽161可具有三角形横。
17、截面。凹槽 161填充有反射材料162。反射材料162被用于将从活性层142产生并向着凹槽161行进 的可见光L从凹槽161的倾斜表面161b反射。为此，反射材料162可由折射率比电流扩布 层130的折射率低的材料形成，或者包括反射可见光L的反射涂覆层(未显示)。 0029 图3是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图。以下，将描述前 述实施例与本实施例之间的区别。 0030 参照图3，本实施例的垂直发光装置包括基底210、设置在基底210的底表面上的 第一电极251、设置在基底210的顶表面上的反射层220、设置在反射层220上的电流扩布 层230、设置在电流扩布层230上的光产生。
18、层240以及设置在光产生层240上的第二电极 252。光产生层240可包括第一覆层241、活性层242以及第二覆层243。 0031 基底210可由导电材料形成。第一电极251设置在基底210的底表面上，并且可 以是p型电极。反射层220形成在基底210的顶表面上，并且可以由具有良好的反射特性 的金属材料形成。电流扩布层230可以由p型半导体材料形成，更具体地讲，可以由可透射 可见光L的透明的p型III-V族半导体化合物形成。例如，电流扩布层230可以由p-GaP 形成。但是，本实施例不限于此。 0032 凹槽261形成在电流扩布层230的底表面中。凹槽261的宽度随着靠近光产生层 240而减。
19、小。更具体地讲，凹槽261可具有梯形的横截面。即，凹槽261可包括两侧的倾斜 说 明 书CN 102456785 A 4/5页 6 表面261b以及在所述两侧的倾斜表面261b之间的顶表面261a。在这点上，凹槽261的顶 表面261a具有均匀一致的宽度。凹槽261的顶表面261a可具有平坦的形状。凹槽261充 满空气。虽然没有显示，但是凹槽261可填充有如图2所示的反射材料162。凹槽261可位 于第二电极252之下，这样可提高反射效率。例如，凹槽261可具有与第二电极252对应的 形状以增加反射面积。例如，当第二电极252呈条状时，凹槽261可为与第二电极252对应 的条状。 0033 光。
20、产生层240设置在电流扩布层230上。光产生层240可包括设置在电流扩布层 230的顶表面上的第一覆层241、设置在第一覆层241的顶表面上的活性层242以及设置在 活性层242的顶表面上的第二覆层243。在这点上，第一覆层241可由p型III-V族半导体 化合物形成，第二覆层243可由n型III-V族半导体化合物形成。例如，第一覆层241可由 p-AlInP形成，第二覆层243可由n-AlInP/n-AlGaInP形成。但是，本实施例不限于此。活 性层242可具有多量子阱结构，并且可由III-V族半导体化合物形成。例如，活性层142可 由GaInP形成。第二电极252设置在第二覆层243上。。
21、第二电极252可以是n型电极，并 且可由良好的导电材料例如金属形成。 0034 在本实施例的垂直发光装置中，从活性层242产生并向着凹槽261的倾斜表面 261b行进的可见光L从凹槽261的倾斜表面251b被反射，并从光产生层240的顶部射出。 同时，从活性层242产生并向着凹槽261的倾斜表面261b行进的可见光L由于平坦的顶表 面261a而没有发射到第二电极252的外部，而是在第二电极252和顶表面261a之间往返。 因此，会由于第二电极252而出现遮光现象，遮光现象可在以下描述的实施例中得到防止。 0035 图4是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图。以下将描述前述 实施例与。
22、本实施例之间的区别。 0036 参照图4，为p型电极的第一电极251设置在基底210的底表面上，反射层220设 置在基底210的顶表面上。由p型半导体材料(例如，p-GaP)形成的电流扩布层230设置 在反射层220上。凹槽261形成在电流扩布层230的底表面中。凹槽261具有朝着光产 生层240变窄的宽度。更具体地讲，凹槽261可包括两侧的倾斜表面261b和所述两侧 的倾斜表面261b之间的顶表面261a。在这点上，凹槽261的顶表面261a可具有 均匀一致的宽度，并且具有凹入的形状。凹槽261可充有空气。虽然没有显示，但是凹槽 261可填充有如图2所示的反射材料162。凹槽261可设置在第。
23、二电极252的底部中， 这样可增大电流分布的效果，并可进一步提高反射效率。此外，凹槽261可具有与第二电 极252对应的形状以增加反射面积。 0037 其中第一覆层241、活性层242和第二覆层243顺序地叠置的光产生层240设置 在电流扩布层230上。在这点上，第一覆层241可由p型III-V族半导体化合物形成，第二 覆层243可由n型III-V族半导体化合物形成。活性层242可由III-V族半导体化合物形 成。为n型电极的第二电极252设置在第二覆层243上。 0038 在具有上述结构的垂直发光装置中，凹槽261的顶表面261a具有凹入结构。 因此，从活性层242产生并向着凹槽261的顶表。
24、面261a行进的可见光L可被凹槽261 的凹入的顶表面261a的反射，并射出到第二电极252的外部，如图4所示，因此，可防止 由于第二电极252而产生的光遮挡现象。同时，从活性层242产生并向着凹槽261的倾斜 表面261b行进的可见光L可被凹槽261的倾斜表面261b的反射，并射出到光产生 说 明 书CN 102456785 A 5/5页 7 层240的顶部外。 0039 图5是示出根据本发明的另一实施例的垂直发光装置的截面图。以下将描述前述 实施例与本实施例之间的区别。 0040 参照图5，为p型电极的第一电极251设置在基底210的底表面上，反射层220设 置在基底210的顶表面上。由p。
25、型半导体材料(例如，p-GaP)形成的电流扩布层230设置 在反射层220上。凹槽261形成在电流扩布层230的底表面中。凹槽261具有朝着光产 生层240变窄的宽度。更具体地讲，凹槽261可包括两侧的倾斜表面261b和所述两侧 的倾斜表面261b之间的顶表面261a。在这点上，凹槽261的顶表面261a可具有 均匀一致的宽度，并且具有凸出的形状。凹槽261可充有空气。虽然没有示出，但是凹槽 261可填充有如图2所示的反射材料162。凹槽261可设置在第二电极252的底部中， 这样可增大电流分布的效果，并可进一步提高反射效率。此外，凹槽261可具有与第二电 极252对应的形状以增加反射面积。 。
26、0041 其中第一覆层241、活性层242和第二覆层243顺序地叠置的光产生层240设置 在电流扩布层230上。在这点上，第一覆层241可由p型III-V族半导体化合物形成，第二 覆层243可由n型III-V族半导体化合物形成。活性层242可由III-V族半导体化合物形 成。为n型电极的第二电极252设置在第二覆层243上。 0042 在具有上述结构的垂直发光装置中，凹槽261的顶表面261a具有凸出结构。 因此，从活性层242产生并向着凹槽261的顶表面261a行进的可见光L可被凹槽261 的凸出的顶表面261a的反射，并射出到第二电极252的外部，因此，可防止由于第二电极 252而产生的光。
27、遮挡现象。同时，从活性层242产生并向着凹槽261的倾斜表面261b 行进的可见光L可被凹槽261的倾斜表面261b的反射，并射出到光产生层240的顶部 外。 0043 如上所述，根据本发明的一个或者更多上述实施例，具有朝着光产生层变窄的宽 度的凹槽形成在设置在光产生层的底部的p型电流扩布层形成中，这可使得从活性层产生 并行进到凹槽的可见光被凹槽的倾斜表面朝着光产生层的顶部有效地反射。此外，凹槽形 成在n型电极的底部，从而从光产生层产生的光从凹槽的倾斜表面或者顶表面被反射，并 射出到n型电极的外部，从而进一步提高了光提取效率并增大了电流分布效果。 0044 应该理解的是，在此描述的示例性实施例应该仅被解释为是说明性的，不是为了 限制的目的。应该认为，对每个实施例中的特征或者各方面的描述对于其它实施例中的其 它类似的特征或者各方面也是可行的。 说 明 书CN 102456785 A 1/3页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102456785 A 2/3页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102456785 A 3/3页 10 图5 说 明 书 附 图CN 102456785 A 10 。