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CN107408606B - 发光元件、发光单元、发光面板装置及驱动发光面板装置的方法 - Google Patents

发光元件、发光单元、发光面板装置及驱动发光面板装置的方法 Download PDF

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CN107408606B CN201680017721.0A CN201680017721A CN107408606B CN 107408606 B CN107408606 B CN 107408606B CN 201680017721 A CN201680017721 A CN 201680017721A CN 107408606 B CN107408606 B CN 107408606B
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Abstract

一种发光元件包括：半导体层；第一电极部分；第二电极部分；第一绝缘层；和金属层。半导体层包括有源层、第一导电型层和第二导电型层，并具有半导体层侧表面，其中该半导体层侧表面包括有源层的侧表面、第一导电型层的侧表面以及第二导电型层的侧表面。第一电极部分连接至第一导电型层。第二电极部分连接至第二导电型层。第一绝缘层至少与半导体层侧表面的一部分接触，半导体层侧表面的所述部分与有源层的侧表面的一部分对应。金属层至少与第一绝缘层的相对表面接触，第一绝缘层的相对表面面向有源层的侧表面。金属层传导至第一电极部分，并与第二电极部分绝缘。

Description

发光元件、发光单元、发光面板装置及驱动发光面板装置的 方法
技术领域
本发明涉及一种使用例如由半导体材料制成的固态光源的发光元件、发光单元、包括所述发光单元的发光面板装置，和用于驱动发光面板装置的方法。
背景技术
近年来，将发光二极管(LED)用作显示像素的LED显示器作为一种轻薄的显示装置已受到关注。LED显示器的特征在于不依赖视角，即，对比度和色调不会随着视角变化，且特征还在于，能迅速响应颜色改变。例如专利文献1公开了适合用于这种LED显示器的发光元件。
专利文献1中描述的发光元件设置在发光单元中，每一个发光元件均包括通过层叠形成的半导体层(例如，有源层)、连接至第一电极的第一导电型层和连接至第二电极的第二导电型层。进一步地，每一个发光元件包括：至少与半导体层的表面的一部分接触的第一绝缘层，所述部分与有源层的侧表面(端表面)对应；和金属层，金属层设置在第一绝缘层的外部并配置成阻挡或反射从有源层发出的光。该金属层与第一电极和第二电极电隔离并电绝缘(例如，参考说明书的第段以及专利文献1的图2)。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开号2012-182276
发明内容
技术问题
然而，在上述发光元件中，金属层与第一电极和第二电极隔离，且需要在其之间可靠地实现绝缘。因此，需要高度准确地设置金属层和电极的形成位置。
针对这种情况，做出本发明的技术是为了实现以下目的：提供一种包括金属层和电极(其形成位置的准确性可相对较低)的发光元件、发光单元和发光面板装置；以及提供一种用于驱动发光面板装置的方法。
问题解决方案
为了实现上述目的，根据本发明技术，提供了一种发光元件，包括：半导体层；第一电极部分；第二电极部分；第一绝缘层；和金属层。
半导体层包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，并具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
有源层的侧表面
第一导电型层的侧表面，以及
第二导电型层的侧表面。
第一电极部分连接至第一导电型层。
第二电极部分连接至第二导电型层。
第一绝缘层至少与半导体层侧表面的一部分接触，半导体层侧表面的所述部分与有源层的侧表面的一部分对应。
金属层至少与第一绝缘层的相对表面接触，第一绝缘层的相对表面面向有源层的侧表面。金属层传导至第一电极部分，并与第二电极部分绝缘。
由于金属层传导至第一电极部分，因此金属层和第一电极部分的形成位置的准确性可低于金属层与第一电极部分和第二电极部分均绝缘的情况下的准确性。
第一绝缘层和金属层可具有层叠结构，并覆盖整个半导体层侧表面。
这样，能可靠地抑制漏光。
第二导电型层可具有：
与有源层接触的第一表面，以及
第二表面，第二表面位于相对于第一表面的相对侧，且第二电极部分连接至第二表面，该第二表面用作发光表面。
第一电极部分可包括能连接至衬底的第一连接导电部分，发光元件安装至衬底上。
金属层可连接至第一连接导电部分。
这样，能可靠地防止光泄漏至衬底侧面，因此能防止例如树脂材料劣化。进一步地，能提高通过发光表面发光的效率。
第二电极部分可包括穿过第一绝缘层形成的第二连接导电部分。
金属层可连接至第二连接导电部分。
这样，能获得单侧电极型发光元件。
第一导电型层可具有：
与有源层接触的第一表面，以及
第二表面，第二表面位于相对于第一表面的相对侧，且第一电极部分连接至第二表面，该第二表面用作发光表面。
第一电极部分可横跨第一绝缘层的发光表面侧的端表面连接至金属层。
第一电极部分可包括穿过第一绝缘层形成的第一连接导电部分。
金属层可连接至第一连接导电部分。
这样，能获得单侧电极型发光元件。
发光元件还可包括第二绝缘层，第二绝缘层以金属层设置在第一绝缘层与第二绝缘层之间的方式形成。
第一导电型层可以是p型半导体层，而第二导电型层可以是n型半导体层。替代地，反之，第一导电型层可以是n型半导体层，而第二导电型层可以是p型半导体层。
这些半导体层可由氮化镓化合物半导体或磷化物半导体制成。
发光元件还可包括用于外部连接的第三电极部分，该第三电极部分连接至金属层。
这样，能够尽可能地减小第一电极部分的面积。进一步地，当第三电极部分设置在例如除第二表面上的所述部分之外的部分时，能提高发光效率。
该发光元件还可包括第二绝缘层，第二绝缘层以金属层设置在第一绝缘层与第二绝缘层之间的方式形成。
金属层可具有开口。
第二绝缘层可具有：
面向金属层的开口的第一开口，以及
第二开口。
第二电极部分可设置在第二绝缘层上以通过金属层的开口和第一开口与第二导电型层接触。
第三电极部分可设置在第二绝缘层上以通过第二开口与金属层接触。
第二电极部分和第三电极部分可配置成使得第二电极部分的一部分和第三电极部分的一部分位于第二绝缘层上的公共平面内。
这样，例如，能获得倒装芯片型发光元件。
第一电极部分可包括透明电极。
第二绝缘层可具有形成发光元件的侧表面的外周侧表面。
第一电极部分可具有暴露的侧表面，以及
暴露的侧表面的轮廓可与第二绝缘层的外周侧表面的一部分的轮廓一致。
这样，简化了制造步骤。
发光元件还可包括覆盖第一导电型层的保护层。
第二绝缘层可具有形成发光元件的侧表面的外周侧表面。
第一电极部分的外周部分相对于第二绝缘层的外周侧表面可设置在内侧，并覆盖有保护层。
这样，即便当第一电极部分由易腐蚀材料制成时，也能抑制材料腐蚀。
发光元件还可包括保护层，保护层包括无覆盖区域，在该无覆盖区域中，金属层的一部分和第一导电型层的一部分未被连续覆盖，保护层形成于第一导电型层上。
第一电极部分可设置在保护层的无覆盖区域内。
这样，能通过例如从金属层电镀生长来形成第一电极部分。
根据本发明技术，提供了一种发光单元，包括：包括引线的衬底；发光元件；和将发光元件联接至衬底上的引线的联接部分。
发光元件包括上述半导体层、第一电极部分、第二电极部分、第一绝缘层和金属电极。
附带说明，根据例如将用于衬底的金属材料、安装至衬底的发光元件，可存离子从金属材料迁移至金属层的风险。离子迁移可引起短路和漏泄电流。例如，联接部分或引线由银、铜、铅、锡、金、镍、钯或这些金属中的至少两种的合金制成。这样，即便使用这些易于引起离子迁移的材料，也能防止离子迁移。因此，能防止联接部分或引线与金属层之间发生短路和漏泄电流。
根据本发明技术，提供了一种发光面板装置，包括：发光面板；和驱动电路。
发光面板包括多个发光元件。
驱动电路驱动多个发光元件。
多个发光元件中的至少一个发光元件包括上述半导体层、第一电极部分、第二电极部分、第一绝缘层和金属层。
金属层传导至第一电极部分，因此金属层和第一电极部分的形成位置的准确性相对较低。因此，有助于发光面板的制造。
发光面板装置还可包括衬底，多个发光元件以矩阵形式设置在衬底上。
驱动电路可配置成对第一电极部分施加正电压以使发光元件发光。
驱动电路可配置成控制施加正电压的定时，使得交替地向第一电极部分和第二电极部分施加正电压，并使得向第一电极部分施加正电压的时间段长于向第二电极部分施加正电压的时间段。
换言之，当将向电极(第一电极部分)施加正电压的电压施加时间段设置成很长时，能将发生离子迁移到传导至电极(第一电极部分)的金属层的时间段和频率抑制成小于施加电压时间段较短时的情况。这样，产品的可靠性得以提高。
第一导电型层可以是n型半导体层，且
第二导电型层可以是p型半导体层。
进一步地，驱动电路可配置成在不发光时间段期间向第一电极施加正电压，而在发光时间段期间向第二电极部分施加正电压。
这样，能获得使用无源矩阵系统的发光面板装置。
根据本发明技术，设置了一种用于驱动发光面板装置的方法，该方法包括使驱动电路执行以下步骤：
向第一电极部分施加正电压；
向第二电极部分施加正电压；以及
控制施加正电压的定时，使得交替地向第一电极部分和第二电极部分施加正电压，并使得向第一电极部分施加正电压的时间段长于向第二电极部分施加正电压的时间段。
发光面板可包括衬底，多个发光元件以矩阵形式设置在衬底上。
第一导电型层可以是n型半导体层，且
第二导电型层可以是p型半导体层。
进一步地，可使驱动电路在不发光时间段期间向第一电极施加正电压，而在发光时间段期间向第二电极部分施加正电压。
本发明的有益效果如下：
如上所述，根据本发明技术，能以相对较低的位置准确性形成金属层或电极。
应注意，本文公开的优点不一定局限于以上描述的那些优点，且本文公开的所有优点均可实现。
附图说明
图1中的A是图示根据本发明技术的发光单元的示意性构造的实例的透视图。图1中的B沿图1的A中的箭头A-A的方向截取，图示了发光单元1 的剖面构造的实例。
图2是根据本发明技术的实施方案1的发光元件的剖视图。
图3是包括发光元件和衬底的发光单元的示意性构造的剖视图，其中发光元件安装至衬底。
图4中的A是根据比较实例1的发光元件的剖视图。图4中的B是根据比较实例2的发光元件的剖视图。
图5示出了用于驱动发光元件的方法的实例。
图6是根据本发明技术的实施方案2的发光元件以及衬底的剖视图，其中发光元件安装至衬底。
图7是根据本发明技术的比较实例3的发光元件以及衬底的剖视图，其中发光元件安装至衬底。
图8是根据本发明技术的实施方案3的发光元件的剖视图。
图9中的A是根据比较实例4的发光元件以及衬底的剖视图。图9中的 B是根据比较实例5的发光元件以及衬底的剖视图。
图10是根据本发明技术的实施方案4的发光元件以及衬底的剖视图。
图11是根据一个实施方案的显示装置(发光面板装置)的示意性透视图。
图12图示了安装衬底的透明衬底侧的表面的区域内的布局的实例，其中该区域与显示区域对应。
图13示出了用于在无源矩阵驱动系统内产生反向偏置电压的驱动方法的实例。
图14中的A至C是分别图示根据本发明技术的实施方案6的发光元件的剖视图。
图15中的A是根据比较实例6的发光元件的平面图。图15中的B和C 分别是根据比较实例6的发光元件的剖视图和底视图。
图16中的A是根据比较实例7的发光元件的平面图。图16中的B和C 分别是根据比较实例7的发光元件的剖视图和底视图。
图17中的A是根据本发明技术的实施方案7A的发光元件的平面图。图 17中的B和C分别是发光元件的剖视图和底视图。
图18中的A是根据本发明技术的实施方案7B的发光元件的平面图。图 18中的B是发光元件的底视图。
图19中的A是根据本发明技术的实施方案7C的发光元件的剖视图。图 19中的B是根据本发明技术的实施方案7D的发光元件的剖视图。
图20中的A是根据本发明技术的实施方案7E的发光元件的剖视图。图 20中的B是图示根据本发明技术的实施方案7E的发光元件的改型的剖视图。
具体实施方式
现在，将参考附图描述本发明技术的实施方案。
在下文中，参考附图时，诸如“上、下、左、右、垂直以及水平”等词可用于指示元件和装置的方向和位置，使用这些词仅仅是为了便于描述。换言之，使用这些词主要是为了更好地理解描述，因此在实际制造或使用元件和装置的情况下，可不与方向和位置对应。
1.实施方案1
1.1)发光单元的构造
图1中的A是图示发光单元1的示意性构造的实例的透视图。图1中的 B图示了沿图1的A中的箭头A-A的方向截取的发光单元1的剖面构造的实例。发光单元1是通过利用薄树脂覆盖多个发光元件获得的精密封装，且适合用作被称为LED显示器的显示装置的显示像素。
如图1中的A所示，发光单元1包括三个发光元件10。发光元件10的每一个均为通过其上表面发出预定波段内的光的固态发光元件，具体而言，每一个发光元件10均为LED芯片。LED芯片在文中是指从晶片上切割下来以进行晶体生长的状态下的芯片，因此并非覆盖有例如成型树脂的封装类型的芯片。
LED芯片的尺寸为例如5μm或更大以及100mm或更小。LED芯片在平面图中具有例如基本为正方形的形状。LED芯片形成薄片。LED芯片的纵横比(高度/宽度)设置成例如0.1或更大但小于1。然而，该纵横比不限于此，而是可设置成例如0.001或更大但小于10。
发光元件10设置在发光单元1中。如图1中的A所示，发光元件10相对于彼此以预定间隔设置成例如一条线。在这种情况下，发光单元1具有例如在发光元件10的阵列方向上延伸的细长形状。相邻两个发光元件10之间的间隙设置成例如等于或大于发光元件10的每一个的尺寸。应注意，必要时，可将间隙设置成小于发光元件10的每一个的尺寸。
发光元件10配置成发出处于彼此不同的波段内的各光束。例如，如图1 中的A所图示，三个发光元件10包括发出绿色波段内的光束的发光元件10G、发出红色波段内的光束的发光元件10R，和发出蓝色波段内的光束的发光元件10B。
应注意，虽然发光元件10R、10G和10B各自的位置不限于图1中图示的那些位置，但是在下文中，可以发光元件10R、10G和10B设置在那些例示位置为前提来描述其它组件之间的位置关系。
1.2)发光元件的构造
例如，如图2所图示，发光元件10的每一个包括通过以第一导电型层11、有源层12和第二导电型层13的顺序从下向上层叠形成的半导体层。半导体层可包括除这些层之外的层。
在发光元件10G和发光元件10B的每一个中，第一导电型层11、有源层 12和第二导电型层13均由例如氮化镓化合物半导体(例如，InGaN半导体) 制成。同时，在发光元件10R中，第一导电型层11、有源层12和第二导电型层13均由例如磷化物半导体(例如，AlGaInP半导体)制成。
第二导电型层13的上表面(即，发光表面S2)上设有第二电极15。在发光元件10G和发光元件10B的每一个中，第二电极15由例如Ti/Pt/Au制成。在发光元件10R中，第二电极15由例如AuGe(金和锗的合金)/Ni/Au 制成。第二电极15与第二导电型层13接触，并电连接至第二导电型层13。换言之，第二电极15与第二导电型层13欧姆接触。
第一导电型层11的下表面下方设有第一电极14。第一电极14为金属电极。在发光元件10G和发光元件10B的每一个中，第一电极14由例如Ti/Pt/Au 制成。在发光元件10R中，第一电极14由例如AuGe/Ni/Au制成。第一电极 14与第一导电型层11接触，并电连接至第一导电型层11。换言之，第一电极14与第一导电型层11欧姆接触。
第一电极14和第二电极15的每一个可包括单个电极或可包括多个电极。
半导体层的侧表面S1(以下称为半导体层侧表面)的每一个包括第一导电型层11、有源层12和第二导电型层13的侧表面。如图2所示，例如，半导体层侧表面S1为与层叠方向相交的倾斜表面，更具体地，半导体层侧表面 S1为使发光元件10的剖面形成倒梯形形状(倒平台形状)的倾斜表面。当半导体层侧表面S1以这种方式形成锥形形状时，能提高前向发光效率。应注意，半导体层侧表面S1可以是例如沿着层叠方向的表面，即，基本上平行于层叠方向的表面。
如图2所示，发光元件10的每一个包括层压体，层压体包括第一绝缘层 16、金属层17、第二绝缘层18和衬垫电极19。金属层17设置在第一绝缘层 16与第二绝缘层18之间。
该层叠体的这些层完全由半导体层侧表面S1至半导体层的下表面(衬底 100侧的表面)形成。在该层叠体中，至少第一绝缘层16、金属层17和第二绝缘层18的每一个均为例如通过薄膜形成工艺，例如化学汽相淀积(CVD)、气相沉积和溅射形成的薄层。换言之，在该层叠体中，至少第一绝缘层16、金属层17和第二绝缘层18均不通过诸如旋转涂布等厚膜形成过程，或通过树脂成型或灌封形成。
第一绝缘层16、金属层17和第二绝缘层18至少覆盖整个半导体层侧表面S1。这些层16、17和18整体从半导体层侧表面S1至第一电极14的一部分形成。第一绝缘层16具有电绝缘半导体层的功能。
第一绝缘层16沿着半导体层侧表面S1，整体从发光元件10的发光表面 S2侧的端部部分至第一电极14的表面的外边缘形成。换言之，第一绝缘层 16形成为不仅与发光元件10的整个半导体层侧表面S1接触，而且还与第一电极14的表面的外边缘接触。
第一绝缘层16由允许有源层12发出的光透射的透明材料制成，例如SiO2、 SiN、Al2O3、TiO2和TiN。第一绝缘层16具有基本均匀的厚度，例如从约0.1μm 至1μm。应注意，第一绝缘层16的厚度在制造公差内可不均匀。
金属层17具有阻挡或反射有源层12发出的光的功能。金属层17形成为与第一绝缘层16的表面接触。金属层17沿着第一绝缘层16的表面，整体从发光表面S2侧的端部部分至第一电极14的下部部分附近形成。换言之，金属层17形成为覆盖整个第一绝缘层16。
例如，金属层17的发光表面S2上的端部部分形成为与第一绝缘层16的发光表面S2侧的端部部分齐平(换言之，与发光表面S2齐平)。通过这种构造，金属层17的端部部分与第二电极15电绝缘。金属层17的另一端部部分连接至衬垫电极19。通过这种构造，金属层17电传导至第一电极14。
金属层17由阻挡或反射有源层12发出的光的材料制成，例如Ti、Al、 Cu、Au、Ni、Pt、W、Rh、Ru和Pd，或这些金属中的至少两种的合金。金属层17具有基本均匀的厚度，例如从约0.1μm至1μm。应注意，金属层17 的厚度在制造公差内可不均匀。
第二绝缘层18设置成覆盖整个金属层17，并具有保护金属层17的功能。然而，在本实施方案中，可省略第二绝缘层18，且金属层17可用作发光元件 10的最外周层。
作为第二绝缘层18的材料，可使用与第一绝缘层16的材料相同的材料。第二绝缘层18具有基本均匀的厚度，例如从约0.1μm至1μm。应注意，第二绝缘层18的厚度在制造公差内可不均匀。
衬垫电极19为连接至第一电极14并被拉出第一电极14的电极。在文中，衬垫电极19起到“连接导电部分(第一连接导电部分)”的作用。衬垫电极 19整体从第一电极14的连接下表面14A至第二绝缘层18的下表面形成。衬垫电极19由反射有源层12发出的光的材料制成，例如Ti、Al、Cu、Au和 Ni，或这些金属中的至少两种的合金。
在下文中，至少包括第一电极14的导电部分有时可称为“第一电极部分”。该第一电极部分可包括连接导电部分(包括衬垫电极19)。
1.3)与比较实例的对比
1.3.1)比较实例1
接下来，图4中的A是根据比较实例1的发光元件的剖视图。在根据比较实例1的发光元中，金属层117未传导至第一电极14(未连接至衬垫电极 19)，或未传导至第二电极15。换言之，金属层117与电极14和电极15均绝缘。在这种构造中，为了使金属层117与第一电极14彼此可靠地绝缘，其形成位置需要设置成具有高度准确性。
具体而言，在根据比较实例1的发光元件中，在从发光表面S2侧观察的发光元件的平面图中，金属层117和第一电极14彼此需准确地重叠以抑制漏光。漏光是指从有源层产生的光泄漏至衬底100侧而未被金属层117反射的现象。缺点在于，需要准确性高的曝光装置和检查装置来控制重叠的准确性此外，即便保持了很高的重叠准确性，但仍无法完全消除光传播穿过绝缘层。
相比之下，在根据本实施方案的发光元件10的构造中，金属层17与第一电极14彼此传导。因此，无需将金属层17的形成位置以及第一电极14的形成位置的准确性，尤其是重叠准确性设置得很高。换言之，在发光元件10 中定位并形成金属层17和第一电极14的准确性可低于在比较实例1的发光元件中的准确性。
附带说明，如图3所图示，根据本实施方案的发光元件10未安装至衬底 100，衬底100包括引线101(或以下将描述的端子电极31)。同样在图1中，该衬底100由短划线表示。以下将描述的连接部分34(参考图1)连接至第二电极15。在这种情况下，例如在待施加于第一电极和第二电极的电压的极性不合适的情况下，当将银或铜用作使第一电极与衬底上的引线彼此连接的金属材料(在下文中，为了便于描述称为联接部分)时，存在离子从联接部分迁移至金属层的风险。
离子迁移是指正离子化的金属原子从阳极侧移动至阴极侧的现象。例如，在图4的A中，在第一导电型层11为p型半导体层且第二导电型层13为n 型半导体层的前提下，当对连接至p型半导体层的第一电极14施加正电压时，存在离子从第一电极14与衬底100之间的联接部分102迁移至处于浮动电位状态的金属层117的风险。进一步地，当绝缘层内形成少量小孔和薄膜劣化部分，或当绝缘层本身的金属离子扩散系数很高时，可发生介质击穿，从而导致短路。
在将用作联接部分102的材料的材料中，易于引起离子迁移的金属材料为银、铜、铅、锡、金、镍、钯或这些金属中的至少两种的合金(例如，焊料)。不仅可能从联接部分102发生离子迁移发生，而且还可能从衬底100上的引线101发生离子迁移。应注意，联接部分102通常通过电镀形成。
图5示出了用于驱动发光元件10的方法的实例。图5中的上图示出了第一电极14与第二电极15之间的电位差，而图5中的下图示出了是否发光(发光或不发光)。横坐标轴表示时间。如图5所示，当电位差基本为0V时，发光元件不发光。当产生了电位差时，即，在本实施方案中，在第一导电型层 11为p型半导体层的情况下，当向第一电极14施加正电压Vf时，发光元件发光。
在根据本实施方案的发光元件10的每一个中，如图1图示的发光元件10，即便当以此方式向连接至p型半导体层的14施加正电压时，也不会发生离子迁移。在根据本实施方案的发光元件10的构造中，金属层17传导至与p型半导体层连接的第一电极14。因此，如上所述，能防止离子从联接部分102 或衬底100上的引线101迁移至金属层17。这样，能防止短路和漏泄电流。
进一步地，发光时，向第二电极15施加负电压。因此，即便当第二电极 15由易于引起离子迁移的材料制成时，离子也不会从第二电极15(或连接至第二电极15的连接部分34)迁移至金属层17。这是因为金属层17处的电位高于第二电极15处的电位。因此，即便当第二电极15的面积大于图中所示的面积，或第二电极15设置成比图中更靠近金属层17时，也不会发生离子迁移。
此外，如图3所图示，联接部分102与第二电极15彼此隔开，因此离子不可能从联接部分102迁移至第二电极15。
在本实施方案中，第一电极部分与金属层17彼此连接，因此不会发生光泄露至衬底100侧的情况。这样，设置在衬底100侧的树脂材料(具体而言，光敏树脂)不会被照射，因此能防止树脂材料劣化。
当树脂因劣化而收缩或挥发时，树脂内产生应力。结果是，可形成裂缝等。进一步地，湿气和气体可侵入树脂上的裂缝等形成的空间。因此，发生腐蚀。作为设置在衬底100侧的树脂材料的典型实例，在日本专利申请特开号2011-233733的图1中图示的制造步骤中，发光元件与衬底之间设置有树脂 (临时固定部分)。在日本专利申请特开号2011-233733中，衬底100上的屏蔽金属布线层与发光元件通过电镀层中介彼此连接。
1.3.2)比较实例2
图4中的B图示了根据比较实例2的发光元件。在该发光元件中，金属层117与第一电极14绝缘，并连接和传导至第二电极15。第二电极15未设置在发光表面S2的中心，其连接至金属层117的设置在发光表面S2侧的端部部分。
在该比较实例2中，金属层117传导至第二电极15，但未传导至第一电极14。因此，第一电极14和金属层117的形成位置需设置成具有高度准确性。进一步地，在该比较实例2中，在第一导电型层11为p-型的情况下，当向第一电极14施加正电压以便发光时，存在离子从第一电极14与衬底100之间的联接部分102迁移至金属层117的风险。
4)绝缘体和端子电极
如图1中的A所示，发光单元1还包括覆盖发光元件10的芯片状绝缘体 20，且端子电极31和端子电极32电连接至发光元件10。端子电极31和端子电极32设置在绝缘体20的底表面侧。
绝缘体20至少从发光元件10的侧表面侧围绕并保持发光元件10。绝缘体20由例如树脂材料(例如，硅树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂)制成。
绝缘体20形成为与发光元件10的侧表面以及发光元件10的上表面的一些部分接触。绝缘体20形成在发光元件10的阵列方向上延伸的细长形状(例如，长方体形状)。绝缘体20的高度设置成大于发光元件10的每一个的高度，且绝缘体20的水平宽度(横向方向上的宽度)设置成大于发光元件10的每一个的宽度。绝缘体20本身的尺寸设置成例如1mm或更小。
如图1中的A和B所图示，绝缘体20在例如直接位于发光元件10上的位置处具有开口20A。至少第二电极15(图1的A或B中未图示)在开口 20A的每一个的底平面暴露。进一步地，绝缘体20在例如直接位于发光元件 10下方的位置处具有开口20B。至少衬垫电极19(或第一电极14)(图1的 A或B中未图示)在开口20B的每一个的底平面暴露。
衬垫电极19(或第一电极14)的每一个通过预定导电构件(例如焊料和所镀金属)的中介连接至端子电极31。如上所述，引线101可用作端子电极 31。同时，第二电极15通过图1的A中图示的凸起33和连接部分34的中介连接至端子电极32凸起33是指嵌入绝缘体20的圆柱形导电构件，而连接部分34是指在绝缘体20的上表面形成的带状导电构件。
应注意，从阻碍有源层12发出的光直接进入其它发光元件10的角度而言，应满足以下条件。具体而言，金属层17只需形成为至少与第一绝缘层16 的表面的相对表面接触，其中该相对表面面向有源层12的侧表面，而不一定必须覆盖除面向有源层12的侧表面的那些部分之外的部分。在这种情况下，第一绝缘层16仅需形成为至少与半导体层侧表面S1的部分接触，该部分面向有源层12的侧表面，而不一定必须覆盖整个半导体层侧表面S1。
进一步地，金属层17仅需覆盖半导体层侧表面S1中的至少一个，所述至少一个半导体层侧表面S1位于相邻一个发光元件10侧，而不一定必须覆盖所有半导体层侧表面S1。在这种情况下，第一绝缘层16仅需覆盖半导体层侧表面S1中的至少一个，所述至少一个半导体层侧表面S1位于相邻一个发光元件10侧，而不一定必须覆盖所有半导体层侧表面S1。
应注意，从通过金属层17中介来防止第一导电型层11和第二导电型层 13彼此短路至角度而言，在任一种情况下，优选金属层17不从第一绝缘层 16的表面突出。
当发光单元1的三个发光元件10为发光元件10R、10G和10B时，优选所有发光元件10均包括上述层叠体。然而，所有发光元件10均不必必须包括上述层叠体。例如，在三个发光元件10中，仅发出波长最短的光的发光元件10B可包括上述层叠体。替代地，例如，在三个发光元件10中，除了发光元件10R之外，仅发出波长最长的光的发光元件(具体而言，发光元件10G 和10B)可包括上述层叠体。
2.实施方案2
2.1)发光元件的构造
图6是根据本发明技术的实施方案2的发光元件60以及衬底100的剖视图，其中发光元件60安装至衬底100。在以下描述中，与根据例如图2图示的实施方案的发光元件的组件、功能等基本相同的组件、功能等以相同附图标记表示以简化或省略重复描述，而主要描述不同之处。
在根据上述实施方案1的发光元件10中，第二导电型层13具有与有源层12接触的表面(第一表面)和位于该表面的相对侧的发光表面S2(第二表面)，第二电极15连接至发光表面S2。相比之下，在根据实施方案2的发光元件60中，为p型半导体层的第一导电型层11具有与有源层12接触的表面 (第一表面)和位于该表面的相对侧的发光表面(第二表面)S2，第一电极 14连接至发光表面S2。
显然，发光元件60的结构与根据图4的B所图示的比较实例2的发光元件的结构相同，不同之处在于第一导电型层11和为n型半导体层的第二导电型层13的位置在垂直方向上彼此替换。连接至第一导电型层11的第一电极 14未设置在发光表面S2的中心，而是横跨第一绝缘层16的发光表面S2侧的端表面连接至金属层117。换言之，金属层117传导至第一电极14。进一步地，金属层117与连接至第二导电型层13的第二电极15(衬垫电极19) 绝缘。
在如上所述那样构造的发光元件60中，向连接至第一导电型层11(其为 p型半导体层)的第一电极14施加正电压。这样，能防止离子从联接部分102 迁移至金属层117。
2)与比较实例的对比
图7是根据比较实例3的发光元件以及衬底100的剖视图，其中发光元件将被安装至衬底100。在根据比较实例3的发光元件中，如在上述发光元件 60中，第一导电型层11(为p型半导体层)的上表面用作发光表面S2，第一电极14连接至该上表面。显然，根据比较实例3的发光元件的结构与根据图 4的A中图示的比较实例1的发光元件的结构相同。
在根据比较实例3的发光元件中，连接至第一电极14的连接部分34由易于引起离子迁移的材料制成。在这种情况下，当向第一电极14施加正电压以便发光时，存在离子通过第一电极14、第一导电型层11的表面以及第一绝缘层16迁移至金属层117的上端部分的风险。应注意，当第一电极14与金属层117的上端部分彼此相隔足够远时，离子迁移的风险降低。
3.实施方案3
3.1)发光元件的构造
图8是根据本发明技术的实施方案3的发光元件的剖视图。上述根据实施方案1的发光元件10和根据实施方案2的发光元件60的每一个均为双侧电极型发光元件，其中第一电极14和第二电极15分别设置在顶部和底部。根据实施方案3的发光元件110为单侧电极型发光元件，其中第一电极44和第二电极45设置在衬底200侧。换言之，发光元件110为倒装芯片型发光元件。
发光元件110不仅包括半导体层(包括第一导电型层41、有源层42和第二导电型层43)，而且还包括第一电极44、第二电极45以及衬垫电极52和衬垫电极53。进一步地，发光元件110还包括层叠体，层叠体包括第一绝缘层46、金属层47和第二绝缘层48。
在半导体层中，包括第二导电型层43、有源层42和第一导电型层41的一部分的部分形成倒置的平台部分40a，即，形成倒梯形形状。在半导体层中，平台部分40a的裙部包括从平台部分40a伸出的突堤部分43a，突堤部分43a 由第二导电型层43的一部分形成。第二电极45连接至第二导电型层43的突堤部分43a的下表面。
发光元件110包括覆盖平台部分40a的嵌入层49。衬垫电极(第一连接导电部分)52通过联接部分203中介连接至设置在衬底200上的引线201。嵌入层49内形成的圆柱形凸起51(第二连接导电部分)连接至设置在衬底 200上的引线202，第二电极45通过衬垫电极53中介连接至凸起51。圆柱形凸起51通过第一绝缘层46和第二绝缘层48连接至衬垫电极53。
层叠体的金属层47通过连接至衬垫电极52而传导至第一电极44。金属层47与第二电极45(衬垫电极53)绝缘。
3.2)与比较实例的对比
3.2.1)比较实例4
图9中的A是根据比较实例4的发光元件以及衬底200的剖视图。在该发光元件中，金属层147与第一电极44和第二电极45均绝缘。相比之下，在根据本实施方案的发光元件110的构造中，金属层47与第一电极44彼此传导。因此，金属层47的形成位置以及第一电极44的形成位置的准确性，尤其是对二者之间重叠的准确性的要求可放宽。换言之，在发光元件110中定位并形成金属层47和第一电极44的准确性可低于在比较实例4的发光元件中的准确性。
进一步地，在根据本实施方案的发光元件110中，在第一导电型层41为 p型半导体层的情况下，当向第一电极44施加正电压以便发光时，离子不会从联接部分203或衬底200上的引线201迁移至金属层47。
进一步地，发光时，向连接至第二导电型层43(为n型半导体层)的第二电极45施加电位低于第一电极44侧的电位的负电压。因此，能防止离子从引线202、联接部分204或凸起51迁移至金属层47。
此外，在根据本实施方案的发光元件110中，金属层47与衬垫电极52 连接。因此，如以上在实施方案中所述，能防止漏光。
3.2.2)比较实例5
图9中的B是根据比较实例5的发光元件以及衬底的剖视图。在该发光元件中，金属层247传导至与第二导电型层43(为n型半导体层)连接的第二电极45，并与连接至第一导电型层41(为p型半导体层)的第一电极44 绝缘。当向第一电极44施加时正电压以便发光时，存在离子从联接部分203 和衬底200上的引线201迁移到传导至负极侧的金属层247的风险。
4.实施方案4
图10是根据本发明技术的实施方案4的发光元件160以及衬底200的剖视图。显然，根据本实施方案的发光元件160的结构与根据图9的B中图示的比较实例5的发光元件的结构相同。然而，在发光元件160中，第二电极 45、第二导电型层43(为n型半导体层)、有源层42和第一导电型层41(为 p型半导体层)从衬底200侧以此顺序层叠，且第一电极44连接至第一导电型层41。圆柱形凸起51通过第一绝缘层46和第二绝缘层48连接至衬垫电极 53。
即便当向第一电极44施加正电压以便发光时，金属层247传导至第一电极44，因此能防止离子从联接部分204或衬底200上的引线202迁移到传导至正极侧(即，电位较高侧)的金属层247。
相比之下，虽然未示出，但根据比较实例6，在金属层传导至第二电极(例如，图10中图示的第二电极45)并与第一电极(图10中图示的第一电极44) 绝缘的情况下，当向第一电极施加时，存在离子从第一电极侧迁移至金属层的风险。
然而，在发光元件160和根据上述比较实例6的发光元件中，设置金属层以及第一电极和第二电极的形成位置时的准确性要求能放宽至低于金属层与两个电极均绝缘的情况下的准确性要求。
5.实施方案5
5.1)发光面板装置的构造
当将n×m个设置成矩阵的发光元件(其中n和m均为等于或大于2的整数)安装至衬底时，便获得“发光面板”。发光面板是指例如照明面板和图像显示面板。具体而言，当图1的A和B图示的发光单元1包括n×m个设置成矩阵并安装至衬底的发光单元1(其中n和m均为等于或大于2的整数)时，便获得全色图像显示面板。
上述包括照明面板或显示面板的“发光面板装置”包括驱动这些发光元件的驱动电路。包括照明面板的发光面板装置是指“照明装置”。包括显示面板的发光面板装置是指“显示装置”。现在，将通过包括显示面板的显示装置的实例来描述发光面板装置。
5.1.1)显示面板的构造
图11是作为实例的显示装置3的示意性透视图。显示装置3包括根据上述实施方案的发光单元1作为显示像素。显示装置3包括显示面板310，和上述驱动显示面板310的驱动电路(未示出)。
显示面板310包括安装衬底320(例如上述衬底100和200)和彼此叠加的透明衬底330。透明衬底330具有用作视频显示屏幕的表面，并包括位于其中心部分的显示区域3A，和位于其周围、为非显示区域的框架区域3B。
5.1.2)安装衬底
图12图示了安装衬底320的透明衬底330侧的表面的区域内的布局的实例，其中该区域与显示区域3A对应。例如在安装衬底320的表面的区域(该区域与显示区域3A对应)内，形成有多条数据线321，数据线321在预定方向上延伸并设置成以预定间距彼此平行。此外，例如在安装衬底320的表面的区域(该区域与显示区域3A对应)内，形成有多条扫描线322，扫描线322 在与数据线321相交的方向(例如，与其正交的方向)上延伸并设置成以预定间距彼此平行。
扫描线322在例如最外层上形成，更具体地，在基底材料的表面上形成的绝缘层(未示出)上形成。应注意，作为安装衬底320的基底材料的实例有玻璃衬底和树脂衬底。基底材料上的绝缘层由例如SiN、SiO2或Al2O3制成。同时，数据线321在例如基底材料上的绝缘层内的除包括扫描线322的最外层之外的层内形成(例如，位于最外层下方的层)。绝缘层的表面上不仅设有扫描线322，而且视情况还设有例如黑色。
数据线321与扫描线322之间的交叉部分附近形成有显示像素323，显示像素323包括以矩阵形式设置在显示区域3A内的多个显示像素323。包括多个发光元件10(或发光元件60、110或160)的发光单元1作为显示像素323 的每一个进行安装。
在发光单元1中，发光元件10R、10G和10B的每一个均包括上述一对端子电极31和端子电极32。进一步地，位于一侧的端子电极31电连接至数据线321，而位于另一侧的端子电极32电连接至扫描线322。例如，端子电极31的每一个均在数据线321的分支321A的远端处电连接至衬垫电极321B。进一步地，例如，端子电极32的每一个均在数据线322的分支322A的远端处电连接至衬垫电极322B。
衬垫电极321B和衬垫电极322B形成于例如最外层上，并设置在例如安装有例如发光单元1的部分处，如图12所图示。这些衬垫电极321B和322B 与上述实施方案的联接部分102和203和衬底(安装衬底)100和200上的引线101、201和202对应。
安装衬底320还包括调节安装衬底320与透明衬底330之间的间隙的多个支撑柱(未示出)。支撑柱可设置在面向显示区域3A的区域内，或可设置在面向框架区域3B的区域内。
5.2)利用发光面板装置的驱动电路的驱动方法
作为具有显示装置的驱动电路的驱动系统的一般实例，具有无源矩阵系统和有源矩阵系统。图12中图示的布线结构为无源矩阵系统的布线结构。在无源矩阵系统中，为了抑制未选行的发光(串扰)，可对未选行内的发光元件施加与发光时的偏压反向的偏压。
当设有许多发光元件时，即，当设有许多扫描线时，已选行的数量大于未选行的数量。因此，在驱动某一像素(或某一行)的发光元件时，施加如图13所示的电压。所述一个像素的发光元件的未选时间段(不发光时间段) 远长于其被选时间段(发光时间段)。
图13示出了这种情况下的驱动电压。图13的上图示出了连接至p型半导体层的电极(以下称为p型电极)与连接至n型半导体层侧的电极(以下称为n型电极)之间的电位差。图13的下图示出了是否发光(发光或不发光)。当将纵轴看作代表p型电极处的电位时，图13的上图更好理解。
如图13所示，为了抑制上述串扰，在未选时间段内施加反向偏置电压。换言之，在不发光时间段(未选时间段)期间，向p型电极施加负电压，并向n型电极施加正电压。同时，在发光时间段(已选时间段)期间，其中每一个发光时间段均短于未选时间段，向p型电极施加正电压，并向n型电极施加负电压。驱动电路配置成以此方式交替地向电极施加正电压。
例如，当仅由无源矩阵系统驱动十行时，反向偏压模式的持续时间比施加正向电压以发光的时间段长十倍。一般而言，显示器的分辨率为640×480 至1920×1080，或更高。在这种情况下，确保反向偏压模式的可靠性很重要。
在反向偏压模式下，为了抑制离子迁移至金属层，优选金属层传导至被施加正电压的n型电极。无论是在正向偏压模式下还是在反向偏压模式下，为了抑制离子迁移至金属层，优选驱动电路配置如下。具体而言，优选驱动电路配置成控制施加电压的定时，使得向n型电极施加正电压的时间段长于向p型电极施加正电压的时间段。
当以此方式将向电极(n型电极)施加正电压的电压施加时间设置成很长时，能将发生离子迁移到传导至电极(n型电极)的金属层的时间和频率抑制成小于施加电压时间较短时的情况的时间和频率。这样，产品的可靠性得以提高，且能延长产品的寿命。
上述驱动系统不仅适用于显示装置，而且还适用于照明装置。
当将图2、图6、图8、和图10中图示的发光元件10、60、110和160 的每一个的第一导电型层(其与传导至金属层的第一电极连接)替换成n型时，便获得了由无源矩阵系统利用在不发光时间段期间产生反向偏置电压以抑制串扰的驱动电路驱动的发光元件。
不仅包括引线和待用于无源矩阵系统的电路的衬底(图12所图示)，而且包括引线和待用于有源矩阵系统的电路的衬底均包含在本发明技术的范围内。在有源矩阵驱动的情况下，不存在串扰问题，因此未使用反向偏压驱动。在那种情况下，与传导至金属层的第一电极连接的第一导电型层为p型，且向第一电极施加正电压以便发光。
6.实施方案6
图14中的A至C是分别图示根据本发明技术的实施方案6的发光元件的剖视图。
图14的A中图示的发光元件包括连接至第一导电型层11的第一电极24。第一电极24可由多层不同类型的金属形成。第一电极24通过例如联接部分 102的中介连接至衬底100，如上所述。
层叠体包括第一绝缘层26、金属层27和覆盖基本上整个半导体层侧表面 S1的第二绝缘层28。第一电极24的边缘部分通过延伸至金属层27的下端部分附近而连接至金属层27。这样，第一电极24与金属层27便彼此传导。
通过省去图14的A中图示的发光元件的第二绝缘层28，获得了图14的 B中图示的发光元件。
图14的C中图示的发光元件包括导电薄膜29。导电薄膜29通过利用相同薄膜形成工艺使金属层与第一电极彼此结合而形成。该薄膜通过诸如沉积和溅射等方法形成。导电薄膜29通过第一绝缘层26中介而覆盖半导体层侧表面S1。导电薄膜29的下部部分连接至半导体层的下表面。导电薄膜29可由多层不同类型的金属形成。
图14的A至C中图示的发光元件的每一个的第一导电型层11通常均为 p型。在那种情况下，向第一电极24和导电薄膜29施加正电压以便发光。
替代地，在对图14的A至C中图示的那些发光元件应用使用无源矩阵系统的驱动方法的情况下，如在上述实施方案5中那样，当利用使用图13所示的反向偏压驱动的方法时，那些发光元件具有以下构造。具体而言，第一导电型层11为n型，第二导电型层13为p型，且向第一电极24和导电薄膜 29施加正电压的时间段设置成长于向第二电极15施加正电压的时间段。
以上参考图14的A至C描述的第一电极部分的结构还适用于，例如图8 和图10中图示的单侧电极型的发光元件。
7.实施方案7
7.1)高发光效率与小覆盖区之间的权衡关系
图15中的A是根据比较实例6的发光元件的平面图。图15中的B和C 分别是根据比较实例6的发光元件70的剖视图和底视图。根据比较实例6的发光元件70的结构与上述专利文献1的图2中图示的发光元件的结构对应。
发光元件70包括分别位于发光元件70的下部部分(底部部分)和上部部分的中心的下电极114(或传导至其的衬垫电极119)和上电极115。上电极115具有光阻挡功能，因此具有在通过发光表面S2发光时会降低效率的缺点。为了提高发光效率，适当的是减小该上电极115的面积。然而，当过度减小该面积时，存在上电极115与用于外部连接的端子(未示出)彼此不连接的断开状态的风险。因此，为了提高发光效率，需要采取新措施。
图16中的A是根据比较实例7的发光元件的平面图。图16中的B和C 分别是根据比较实例7的发光元件80的剖视图和底视图。根据比较实例7的发光元件80具有倒装芯片型结构，该结构与上述专利文献1的图7中图示的发光元件的结构对应。
在这种倒装芯片型发光元件80中，电极未设置在发光表面侧。然而，需要对包括有源层12的半导体层进行蚀刻，因此有源层12的面积(平面图中的面积)减小。因此，发出的光的强度会降低。相比之下，当增大有源层12 的面积时，发光元件80的覆盖区增大。
进一步地，如图16的B和C所图示，金属层17的开口17a(17b)与衬垫电极152(153)需彼此准确地重叠。重叠准确性可以图16的C中的箭头表示。当由这些箭头t表示的宽度过小时，光通过底部部分从有源层12的泄漏增加。因此，发光效率减小。相比之下，当由箭头表示的宽度过大时，无法确保这种小芯片的一个表面(底表面)上的两个衬垫电极152与153之间的间隙g足够。换言之，布设电极的自由度很低。
由于这些原因，为了既实现高发光效率又减小覆盖区，需要在发光元件的设计方面实现突破。现在，将描述根据第七实施方案的发光元件的一些实例，作为实现该突破的发光元件的实施方案。
7.2)根据实施方案7A的发光元件
图17中的A是根据本发明技术的实施方案7A的发光元件的平面图。图 17中的B和C分别是发光元件170的剖视图和底视图。应注意，发光元件170 的半导体层的发光表面S2具有使得发光效率得以提高的任意或规则的突起和凹陷。当然，发光表面S2可以是平坦的，如在以上描述的实施方案中那样。根据以下描述的实施方案的发光元件的发光表面也可以是平坦的。
发光元件170包括位于发光表面S2侧的第一导电型层11。第一电极14 与金属层17接触，并连接至第一导电型层11。如图17的A所图示，第一电极14设置在例如在平面图中具有示意性矩形形状的发光元件170的四个圆角部分的对角线上的两个圆角部分处。
可提供单独的第一电极14，或可包括除图17的A中图示的形式之外的多个第一电极14。替代地，只要能确保发出的光具有所需的光强度，可在第一导电型层11的基本上整个外周部分设置第一电极14。
进一步地，第一电极14通过金属层17中介连接至设置在发光元件170 的底部部分的第三电极(第三电极部分)55。换言之，第三电极55连接至金属层17，并起到用于外部连接的衬垫电极的作用。
如图17的B所示，第二绝缘层148具有面向金属层17的开口17a的第一开口148a，和第二开口148b。第三电极55设置在第二开口148b内。第二电极部分(或作为其一部分的衬垫电极53)设置在第二绝缘层148上以便通过金属层17的开口17a以及第一开口148a与第二导电型层13接触，并与金属层17绝缘。第二电极部分包括第二电极45和衬垫电极53。衬垫电极53 和第三电极55配置成使得衬垫电极53和第三电极55各自的部分位于第二绝缘层148上的公共平面内，具体而言，位于底表面148c上。
如此，发光元件170包括连接至第一导电型层11和金属层17的第一电极14，和设置在底部部分以便连接至金属层17的第三电极55。利用这种构造，发光元件170便能够以倒装芯片的方式安装至衬底。因此，只要未达到断开状态，便能将第一电极14的面积减小至所需最小值，因此能提高通过发光表面S2发光的效率。
进一步地，在发光元件170中，与图16的B中图示、根据比较实例7的发光元件80的不同之处在于，不需要减小有源层12的面积。换言之，在该实施方案中，即便在小覆盖区内，仍可以确保所需的有源层14面积，并与之相应地，确保发出的光的强度。
如在以上参考图16的C的比较实例7中描述的那样，衬垫电极152(153) 与金属层17的开口17a(17b)需彼此准确地重叠。相比之下，在该实施方案中，只要确保第二电极部分的衬垫电极53与开口17a之间的重叠准确性，且只要位于另一侧的第三电极55传导至金属层17，便不会有问题。如此，能将第三电极55的面积减小至所需最小值，因此能将衬垫电极53的面积设置得更大。这样，如图17的C所图示，便充分地确保了衬垫电极53与第三电极 55之间的间隙，且对衬垫电极53与开口17a之间的重叠准确性的要求放宽。结果是，提高了在发光元件170的底部部分布设两个电极53和55的自由度。
第一导电型层11上形成透明保护层35。第一电极14覆盖有保护层35，并具有暴露的侧表面14s。第一电极14的暴露的侧表面14s的轮廓与第二绝缘层148的外周侧表面148s(发光元件170的侧表面)的一部分(角部分) 的轮廓一致。这样，当制造发光元件170时，在将发光元件分块之前，能使用与配置成将发光元件分块的相同掩模仅一次就完成蚀刻。结果是，简化了制造步骤。
进一步地，如在以上描述的实施方案中那样，能解决离子迁移问题。
7.3)根据实施方案7B的发光元件
图18中的A是根据本发明技术的实施方案7B的发光元件的平面图。图18中的B是发光元件180的底视图。在以下描述中，与根据上述实施方案7A 的发光元件170的组件、功能等基本相同的组件、功能等以相同附图标记表示，以简化或省略重复描述，而主要描述不同之处。
发光元件180包括透明电极164，透明电极164设置在发光表面S2上并用作第一电极。透明电极164通过金属层17的中介连接至位于底部部分的第三电极55。透明电极164覆盖有保护层35，其暴露的侧表面164a除外。暴露的侧表面164a与第二绝缘层148的外周侧表面148s的一部分的轮廓一致。这样，如在上述实施方案7A中那样，简化了制造发光元件的步骤。
根据实施方案7B的如上所述般配置的发光元件180还实现了高发光效率并减小了覆盖区。
7.4)根据实施方案7C的发光元件
图19中的A是根据本发明技术的实施方案7C的发光元件的剖视图。发光元件190的第一电极14的外周部分14p相对于第二绝缘层148的外周侧表面148s设置在内侧，覆盖有保护层35，并暴露于外部。
利用这种构造，即便当第一电极部分14由易腐蚀材料制成时，也能抑制材料腐蚀。进一步地，当使用利用镀层生长(镀层联接)的方法作为将衬垫电极53和第三电极55连接至衬底的方法时，能防止剩余镀层从第一电极14 或金属层17生长到发光元件190的上表面或侧表面上。
7.5)根据实施方案7D的发光元件
图19中的B是根据本发明技术的实施方案7D的发光元件的剖视图。如在实施方案7B(参考图18的A和B)中那样，发光元件260包括透明电极 164，作为其第一电极。如在上述实施方案7C中那样，透明电极164的外周部分164p相对于第二绝缘层148的外周侧表面148s设置在内侧，并覆盖有保护层35。
7.6)根据实施方案7E和7E的发光元件
图20中的A是根据本发明技术的实施方案7E的发光元件的剖视图。在发光元件270中，保护层35以以下方式形成于第一导电型层11上：形成了金属层17和第一导电型层11各自的部分未被连续覆盖的无覆盖区域R。第一电极部分214设置在保护层35的无覆盖区域R内。
例如，当第二电极部分(衬垫电极53)和第三电极55通过镀层生长联接至衬底上的端子电极，同时利用该镀层联接，能通过从金属层17镀层生长形成第一电极部分214。这样，能简化制造发光元件的步骤，并能降低制造成本。应注意，在该实施方案中，只要例如在通过光刻和蚀刻形成包括无覆盖区域R 的保护层35之后进行镀层联接，便不会有问题。
替代地，如在根据图20的B中图示的实施方案7E的发光元件280中那样，可首先进行镀层联接，使得在形成保护层35之前形成第一电极部分214。在这种情况下，可在第一导电型层11的基本上整个外周部分形成第一电极部分214，当然，不一定必须在整个外周部分上形成第一电极部分214。
如以上在实施方案7A中描述的那样，根据实施方案7E和7E的发光元件的每一个的第一电极部分214可具有暴露的侧表面214s，且侧表面214s的轮廓可与第二绝缘层148的外周侧表面148s的所述部分的轮廓一致。
应注意，与以上描述的实施方案7A至7E的发光表面S2相似，更在先实施方案1至6的发光表面S2的每一个可具有任意或规则突起和凹陷。
8.其它实施方案
本发明并不限于以上描述的实施方案，而是可在其它各种实施方案中执行。
例如，上述发光单元包括对应于彼此不同的发光波段的三个发光元件，但只要设置一个或多个发光元件便不会有问题。
以上描述的实施方案的特征中的至少两种特征可彼此组合。
应注意，本发明技术还可采用以下这种构造。
(1)一种发光元件，包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面；
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层；
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层；
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应；以及
金属层，其至少与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘。
(2)根据项(1)所述的发光元件，其中所述第一绝缘层和所述金属层具有层叠结构，并覆盖整个所述半导体层侧表面。
(3)根据项(1)或(2)所述的发光元件，其中所述第二导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第二电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面。
(4)根据项(3)所述的发光元件，其中
所述第一电极部分包括能连接至衬底的第一连接导电部分，所述发光元件安装至该衬底上，以及
所述金属层连接至所述第一连接导电部分。
(5)根据项(4)所述的发光元件，其中
所述第二电极部包括穿过所述第一绝缘层形成的第二连接导电部分，以及
所述金属层连接至所述第二连接导电部分。
(6)根据项(1)或(2)所述的发光元件，其中所述第一导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第一电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面。
(7)根据项(6)所述的发光元件，其中所述第一电极部分横跨所述第一绝缘层的发光表面侧的端表面连接至所述金属层。
(8)根据项(6)所述的发光元件，其中
所述第一电极部分包括穿过所述第一绝缘层形成的连接导电部分，以及
所述金属层连接至所述连接导电部分。
(9)根据项(1)至(8)中的任一项所述的发光元件，还包括第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间。
(10)根据项(1)所述的发光元件，其中
所述第一导电型层为p型半导体层，以及
所述第二导电型层为n型半导体层。
(11)根据项(1)所述的发光元件，其中
所述第一导电型层为n型半导体层，且
所述第二导电型层为p型半导体层。
(12)根据项(6)所述的发光元件，还包括用于外部连接的第三电极部分，该第三电极部分连接至所述金属层。
(13)根据项(12)所述的发光元件，还包括第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，其中
所述金属层具有开口，
所述第二绝缘层具有：
第一开口，其面向所述金属层的所述开口，以及
第二开口，
所述第二电极部分设置在所述第二绝缘层上以通过所述金属层的所述开口和所述第一开口与所述第二导电型层接触，且
所述第三电极部设置在所述第二绝缘层上以通过所述第二开口与所述金属层接触。
(14)根据项(13)所述的发光元件，其中所述第二电极部分和所述第三电极部分配置成使得所述第二电极部分的一部分和所述第三电极部分的一部分位于所述第二绝缘层上的公共平面内。
(15)根据项(12)至(14)中的任一项所述的发光元件，其中所述第一电极部分包括透明电极。
(16)根据项(12)至(15)中的任一项所述的发光元件，其中
所述第二绝缘层具有形成所述发光元件的侧表面的外周侧表面，
所述第一电极部分具有暴露的侧表面，且
该暴露的侧表面的轮廓与所述第二绝缘层的所述外周侧表面的一部分的轮廓一致。
(17)根据项(12)至(15)中的任一项所述的发光元件，还包括覆盖所述第一导电型层的保护层，其中
所述第二绝缘层具有形成所述发光元件的侧表面的外周侧表面，且
所述第一电极部分的外周部分相对于所述第二绝缘层的所述外周侧表面设置在内侧，并覆盖有所述保护层。
(18)根据项(12)所述的发光元件，还包括保护层，该保护层包括无覆盖区域，在该无覆盖区域中，所述金属层的一部分和所述第一导电型层的一部分未被连续覆盖，该保护层形成于所述第一导电型层上，
其中所述第一电极部分设置在所述保护层的所述无覆盖区域内。
(19)一种发光单元，包括：
衬底，其包括引线；
发光元件；以及
联接部分，其将所述发光元件联接至所述衬底上的所述引线，所述发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，以及
金属层，其至少与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘。
(20)根据项(19)所述的发光单元，其中所述联接部分或所述引线由银、铜、铅、锡、金、镍、钯或这些金属中的至少两种的合金制成。
(21)一种发光面板装置，包括：
发光面板，其包括多个发光元件；以及
驱动电路，其驱动所述多个发光元件，所述多个发光元件包括至少一个发光元件，该至少一个发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，以及
金属层，其至少与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘。
(22)根据项(21)所述的发光面板装置，还包括衬底，所述多个发光元件以矩阵形式设置在该衬底上。
(23)根据项(21)或(22)所述的发光面板装置，其中
所述第一导电型层为p型半导体层，且
所述驱动电路配置成对所述第一电极部分施加正电压以使所述发光元件发光。
(24)根据项(21)所述的发光面板装置，其中
所述驱动电路配置成控制施加正电压的定时，使得交替地向所述第一电极部分和所述第二电极部分施加正电压，并使得向所述第一电极部分施加正电压的时间段长于向所述第二电极部分施加正电压的时间段。
(25)根据项(24)所述的发光面板装置，其中
所述第一导电型层为n型半导体层，
所述第二导电型层为p型半导体层，且
所述驱动电路配置成在不发光时间段期间向第一电极施加正电压，而在发光时间段期间向第二电极施加正电压。
(26)一种用于驱动发光面板装置的方法，所述发光面板装置包括：
发光面板，其包括多个发光元件，以及
驱动电路，其驱动所述多个发光元件，所述多个发光元件包括至少一个发光元件，该至少一个发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，以及
金属层，其至少与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘，所述用于驱动发光面板装置的方法包括使所述驱动电路：
向所述第一电极部分施加正电压；
向所述第二电极部分施加正电压；以及
控制施加电压的定时，使得交替地向所述第一电极部分和所述第二电极部分施加正电压，并使得向所述第一电极部分施加正电压的时间段长于向所述第二电极部分施加正电压的时间段。
(27)根据项(26)所述的用于驱动发光面板装置的方法，其中
所述发光面板包括衬底，所述多个发光元件以矩阵形式设置在该衬底上，
所述第一导电型层为n型半导体层，
所述第二导电型层为p型半导体层，且
所述用于驱动发光面板装置的方法包括使所述驱动电路在不发光时间段期间向所述第一电极施加正电压，而在发光时间段期间向所述第二电极部分施加正电压。
附图标记列表
1 发光单元
3 显示装置(发光面板装置)
10(10R、10G、10B)60、110、160、170、180、190、260、270、280 发光元件
11、41 第一导电型层
12、42 有源层
13、43 第二导电型层
14、24、44、164、214 第一电极
15、45 第二电极
16、26、46 第一绝缘层
17、27、47、117、247 金属层
18、28、48 第二绝缘层
19、52、53 衬垫电极
29 导电薄膜
34 连接部分
35 保护层
51 凸起
55 第三电极
100、200、320 衬底
101、201、202 引线
102、203、204 联接部分
310 显示面板(发光面板)
S1 半导体层侧表面
S2 发光表面。

Claims (20)

1.一种发光元件，包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面；
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层；
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层；
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应；
金属层，其至少与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的所述相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘，
用于外部连接的第三电极部分，所述第三电极部分连接至所述金属层，以及
第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，
其中所述第一导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第一电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面，以及
其中所述金属层具有开口，
所述第二绝缘层具有：
第一开口，其面向所述金属层的所述开口，以及
第二开口，
所述第二电极部分设置在所述第二绝缘层上以通过所述金属层的所述开口和所述第一开口与所述第二导电型层接触，且
所述第三电极部设置在所述第二绝缘层上以通过所述第二开口与所述金属层接触。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述第一绝缘层和所述金属层具有层叠结构，并覆盖整个所述半导体层侧表面。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述第一电极部分横跨所述第一绝缘层的第二表面侧的端表面连接至所述金属层。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其中
所述第一电极部分包括穿过所述第一绝缘层形成的连接导电部分，以及
所述金属层连接至所述连接导电部分。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其中
所述第一导电型层为p型半导体层，且
所述第二导电型层为n型半导体层。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其中
所述第一导电型层为n型半导体层，且
所述第二导电型层为p型半导体层。
7.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述第二电极部分和所述第三电极部分配置成使得所述第二电极部分的一部分和所述第三电极部分的一部分位于所述第二绝缘层上的公共平面内。
8.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述第一电极部分包括透明电极。
9.根据权利要求1所述的发光元件，其中
所述第二绝缘层具有形成所述发光元件的侧表面的外周侧表面，
所述第一电极部分具有暴露的侧表面，且
该暴露的侧表面的轮廓与所述第二绝缘层的所述外周侧表面的一部分的轮廓一致。
10.根据权利要求1所述的发光元件，还包括覆盖所述第一导电型层的保护层，其中
所述第二绝缘层具有形成所述发光元件的侧表面的外周侧表面，且
所述第一电极部分的外周部分相对于所述第二绝缘层的所述外周侧表面设置在内侧，并覆盖有所述保护层。
11.根据权利要求1所述的发光元件，还包括保护层，该保护层包括无覆盖区域，在该无覆盖区域中，所述金属层的一部分和所述第一导电型层的一部分未被连续覆盖，该保护层形成于所述第一导电型层上，
其中所述第一电极部分设置在所述保护层的所述无覆盖区域内。
12.一种发光单元，包括：
衬底，其包括引线；
发光元件；以及
联接部分，其将所述发光元件联接至所述衬底上的所述引线，所述发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，
金属层，其与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的所述相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘，
用于外部连接的第三电极部分，所述第三电极部分连接至所述金属层，以及
第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，
其中所述第一导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第一电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面，以及
其中所述金属层具有开口，
所述第二绝缘层具有：
第一开口，其面向所述金属层的所述开口，以及
第二开口，
所述第二电极部分设置在所述第二绝缘层上以通过所述金属层的所述开口和所述第一开口与所述第二导电型层接触，且
所述第三电极部设置在所述第二绝缘层上以通过所述第二开口与所述金属层接触。
13.根据权利要求12所述的发光单元，其中所述联接部分或所述引线由银、铜、铅、锡、金、镍、钯或这些金属中的至少两种的合金制成。
14.一种发光面板装置，包括：
发光面板，其包括多个发光元件；以及
驱动电路，其驱动所述多个发光元件，所述多个发光元件包括至少一个发光元件，该至少一个发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，
金属层，其与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的所述相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘，
用于外部连接的第三电极部分，所述第三电极部分连接至所述金属层，以及
第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，
其中所述第一导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第一电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面，以及
其中所述金属层具有开口，
所述第二绝缘层具有：
第一开口，其面向所述金属层的所述开口，以及
第二开口，
所述第二电极部分设置在所述第二绝缘层上以通过所述金属层的所述开口和所述第一开口与所述第二导电型层接触，且
所述第三电极部设置在所述第二绝缘层上以通过所述第二开口与所述金属层接触。
15.根据权利要求14所述的发光面板装置，还包括衬底，所述多个发光元件以矩阵形式设置在所述衬底上。
16.根据权利要求14所述的发光面板装置，其中
所述第一导电型层为p型半导体层，且
所述驱动电路配置成对所述第一电极部分施加正电压以使所述发光元件发光。
17.根据权利要求15所述的发光面板装置，其中
所述驱动电路配置成控制施加正电压的定时，使得交替地向所述第一电极部分和所述第二电极部分施加所述正电压，并使得向所述第一电极部分施加所述正电压的时间段长于向所述第二电极部分施加所述正电压的时间段。
18.根据权利要求17所述的发光面板装置，其中
所述第一导电型层为n型半导体层，
所述第二导电型层为p型半导体层，且
所述驱动电路配置成在不发光时间段期间向第一电极施加所述正电压，而在发光时间段期间向第二电极施加所述正电压。
19.一种用于驱动发光面板装置的方法，所述发光面板装置包括：
发光面板，其包括多个发光元件，以及
驱动电路，其驱动所述多个发光元件，所述多个发光元件包括至少一个发光元件，该至少一个发光元件包括：
半导体层，包括：
有源层，
第一导电型层，以及
第二导电型层，所述半导体层具有半导体层侧表面，该半导体层侧表面包括：
所述有源层的侧表面，
所述第一导电型层的侧表面，以及
所述第二导电型层的侧表面，
第一电极部分，其连接至所述第一导电型层，
第二电极部分，其连接至所述第二导电型层，
第一绝缘层，其至少与所述半导体层侧表面的一部分接触，所述半导体层侧表面的所述部分与所述有源层的侧表面的一部分对应，
金属层，其与所述第一绝缘层的相对表面接触，所述第一绝缘层的所述相对表面面向所述有源层的侧表面，所述金属层传导至所述第一电极部分并与所述第二电极部分绝缘，
用于外部连接的第三电极部分，所述第三电极部分连接至所述金属层，以及
第二绝缘层，该第二绝缘层形成为使得所述金属层设置在所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，
其中所述第一导电型层具有：
第一表面，其与所述有源层接触，以及
第二表面，其位于相对于所述第一表面的相对侧，且所述第一电极部分连接至所述第二表面，所述第二表面用作发光表面，以及
其中所述金属层具有开口，
所述第二绝缘层具有：
第一开口，其面向所述金属层的所述开口，以及
第二开口，
所述第二电极部分设置在所述第二绝缘层上以通过所述金属层的所述开口和所述第一开口与所述第二导电型层接触，且
所述第三电极部设置在所述第二绝缘层上以通过所述第二开口与所述金属层接触，
所述用于驱动发光面板装置的方法包括使所述驱动电路：
向所述第一电极部分施加正电压；
向所述第二电极部分施加所述正电压；以及
控制施加所述电压的定时，使得交替地向所述第一电极部分和所述第二电极部分施加所述电压，并使得向所述第一电极部分施加所述电压的时间段长于向所述第二电极部分施加所述电压的时间段。
20.根据权利要求19所述的用于驱动发光面板装置的方法，其中
所述发光面板包括衬底，所述多个发光元件以矩阵形式设置在该衬底上，
所述第一导电型层为n型半导体层，
所述第二导电型层为p型半导体层，且
所述用于驱动发光面板装置的方法包括使所述驱动电路在不发光时间段期间向所述第一电极施加所述正电压，而在发光时间段期间向所述第二电极部分施加所述正电压。
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