发光元件以及包括该发光元件的发光装置制造方法及图纸

公开了一种可以降低功耗的发光元件以及包括该发光元件的发光装置。该发光元件包括通过从第一电极和第二电极分别提供的电子和空穴的复合而发光的有源层和控制所述有源层的发光的控制电极。因此，可省略通常连接至发光元件的晶体管，从而可防止由于晶体管而产生的功耗。

【技术实现步骤摘要】
发光元件以及包括该发光元件的发光装置
本专利技术涉及发光元件和包括该发光元件的发光装置，更具体地，涉及一种可降低功耗的发光元件以及包括该发光元件的发光装置。
技术介绍
由于薄膜生长技术或元件材料的发展，诸如发光二极管(在下文中，称为“LED”)和激光二极管之类使用III-V族或II-VI族化合物半导体的发光元件可产生诸如红光、绿光、蓝光和紫外光的各种颜色的光。此外，与诸如荧光灯、白炽灯等常规光源相比，发光元件可使用荧光材料通过颜色组合产生具有高效率的白光，并且具有诸如低功耗、半永久寿命、高响应速度、安全且环境友好之类的优点。因此，发光元件到光学通信装置的传输模块、用作形成液晶显示器(LCD)的背光源的冷阴极荧光灯(CCFL)的替代品的发光二极管背光源、用作荧光灯或白炽灯的替代品的白色发光二极管照明设备、车头灯、交通灯等的应用正在增加。如图1示例性所示，驱动通用LED的LED驱动单元包括连接至LED的晶体管TR。晶体管TR连接至LED的阴极，并且通过导通/截止功能控制在LED中流动的电流的流动。如此，为了驱动常规LED，应提供晶体管TR。然而，晶体管TR的导通/截止操作导致重度的功率损耗，并且晶体管TR增加了在其上布置LED驱动单元的电路板的面积。
技术实现思路
因此，本专利技术针对一种发光元件和包括该发光元件的发光装置，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。本专利技术的目的在于提供一种可降低功耗的发光元件和包括该发光元件的发光装置。本专利技术的另外的优点、目的和特征将在下面的描述中被部分地阐述，并且对于本领域普通技术人员而言在查阅下文之后部分地将变得明显或者可从本专利技术的实践而得知。本专利技术的目的和其它优点可通过在书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现并获得。为了实现这些目的和其它优点，并且根据本专利技术的目的，如在本文中所体现并广泛描述的，一种发光元件包括：有源层，所述有源层布置在基板上并发光；第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在述第一半导体层和第二半导体层之间的条件下彼此相对；第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个接触；第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个接触；以及控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光。要理解的是，本专利技术的前面的简要描述和下面的详细描述二者是示例性和说明性的，并且旨在提供对要保护的本专利技术的进一步说明。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解，并且被并入本申请中并构成本申请的一部分，附图例示了本专利技术的实施方式，并且与本说明书一起用来解释本专利技术的原理。在附图中：图1是例示常规LED和与其连接的晶体管的图；图2是例示根据本专利技术的具有控制电极的LED的电路图；图3是图2所示的具有控制电极的LED的截面图；图4A和图4B是例示图3所示的具有控制电极的LED的驱动方法的截面图；以及图5A和图5B是例示包括图3所示的具有控制电极的LED在内的发光装置的图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的优选实施方式，在附图中例示了本专利技术的优选实施方式的示例。图2是例示根据本专利技术的具有控制电极的LED的电路图，并且图3是图2所示的具有控制电极的LED的截面图。图2和图3所示的LED100包括基板101、发光结构和开关结构。绝缘基板、导电基板或半导体基板被用作基板101。例如，基板101由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN或者SiAl形成。发光结构包括层叠在基板101上的第一半导体层122、有源层124、第二半导体层126以及第一电极102和第二电极104。第一半导体层122由掺杂有n型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。Si、Ge、Sn、Se或Te可用作n型掺杂剂，但是本专利技术不限于此。例如，第一半导体层122由具有AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的实验式的半导体材料形成。第一半导体层122可包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP组成的组中选择的一种或更多种材料。第一半导体层122用于将电子从第一电极102提供至有源层124。第二半导体层126由掺杂有p型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。Mg、Zn、Ca、Sr或Ba可用作p型掺杂剂，但是本公开不限于此。例如，第二半导体层126由具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的实验式的半导体材料形成。第二半导体层126用于将空穴从第二电极104提供至有源层124。有源层124可布置在第一半导体层122与第二半导体层126之间。在有源层124中，通过第一半导体层122注入的电子和通过第二半导体层126注入的空穴彼此复合，从而发出具有由形成有源层124的材料的本征能带确定的能量的光。有源层124被形成为具有双异质结构、多阱结构、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结构。有源层124的阱/势垒层可被形成为具有InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs、GaP(InGaP)/AlGaP中的一个或多个配对结构，但是本公开不限于此。阱层可由具有比势垒层的带隙能量低的带隙能量的材料形成。第一电极102形成在由有源层124和第二半导体层126暴露的第一半导体层122上。第二电极104形成在第二半导体层126上。在本专利技术中，将示例性地描述其中第一电极102被用作阴极并且第二电极104被用作阳极的结构。因此，向第一电极102提供第一电压，并且向第二电极104提供比第一电压高的第二电压。此外，第一电极102由具有比第二电极104更低的功函数的材料形成，因此有助于通过第一半导体层122将电子注入到有源层124中。第二电极104由具有比第一电极102更高的功函数的材料形成，因此有助于通过第二半导体层126将空穴注入到有源层124中。第一电极和第二电极可由从钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)和ITO中选择的至少一种材料形成，但是本公开不限于此。开关结构包括第三半导体层112、层间绝缘膜114和控制电极106。第三半导体层112形成在基板101上从而被布置在基板101与第一半导体层122之间。第三半导体层112连接至控制电极106并且以与第二半导体层126相同的方式由掺杂有p型掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体形成。第三半导体层112可由与由掺杂有p型掺杂剂的半导体材料形成的第二半导体层126相同的材料或不同的材料形成。层间绝缘膜114形成在第一半导体层122与第三半导体层112之间。层间绝缘膜114防止来自控制电极106的空穴移动至有源层124，并且防止来自第一电极102的电子移动至第三半导体层112。因此，层间绝缘膜114可防止在第一半导体层122与第三半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光元件，该发光元件包括：有源层，所述有源层布置在基板上并发光；第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的条件下彼此相对；第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个半导体层接触；第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个半导体层接触；以及控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光。

【技术特征摘要】
2016.12.30 KR 10-2016-01837091.一种发光元件，该发光元件包括：有源层，所述有源层布置在基板上并发光；第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的条件下彼此相对；第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个半导体层接触；第二电极，所述第二电极与所述第一半导体层和所述第二半导体层中的另一个半导体层接触；以及控制电极，所述控制电极被配置为控制所述有源层的发光。2.根据权利要求1所述的发光元件，该发光元件还包括：第三半导体层，所述第三半导体层布置在所述基板与所述第一半导体层之间并且与所述控制电极接触。3.根据权利要求2所述的发光元件，该发光元件还包括：层间绝缘膜，所述层间绝缘膜布置在所述第一半导体层与所述第三半导体层之间。4.根据权利要求2或3所述的发光元件，其中，所述第二半导体层和所述第三半导体层包括n型半导体和p型半导体中的一种半导体，并且所述第一半导体层包括n型半导体和p型半导体中的另一种半导体。5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，当所述发光元件发光时，第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压低的第三电压被施加至所述控制电极，并且当所述发光元件不发光时，所述第一电压被施加至所述第一电极，比所述第一电压高的第二电压被施加至所述第二电极，并且比所述第二电压高的第三电压被施加至所述控制电极。6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述控制电极由具有比所述第二电极的功函数更高功函数的材料形成。7.一种发光装置，该发光装置包括：发光面板，所述发光面板包括具有多个发光元件的至少一个LED通道；以及LED驱动单元，所述LED驱动单元被配置为驱动所述至少一个LED通道，其中，所述发光元件中的每一个包括：有源层，所述有源层布置在基板上；第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述有源层插置在所述第一半导体层和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚昱，张元溶，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR