具有微反射結構層的發光元件的製作方法
2023-04-24 07:10:01
專利名稱：具有微反射結構層的發光元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光組件，尤其是涉及一種具有微反射結構層的發光組件。
發光組件的應用頗為廣泛，例如，可應用於光學顯示裝置、雷射二極體、交通信號、信息儲存裝置、通訊裝置、照明裝置、以及醫療裝置。在此技術中，目前技術人員重要課題之一為如何提高發光組件的發光效率。
背景技術：
於美國專利公開第2002/0017652號中，揭露一種具有埋藏式微反射結構AlGaInP發光組件，如圖1所示，其利用蝕刻技術，將發光組件的外延層蝕刻成微反射結構，該微反射結構包含半圓球形、金字塔形或角錐形等，接著沈積金屬反射層於該外延層上，再將微反射結構外延層的頂端與導電載體(矽晶片)鍵結在一起，再移除原先外延層的不透明基板，使得射向該不透明基板的光線可以射出。該微反射結構可將射向反射結構的光線經由反射帶出，以提高發光組件的亮度。由於該發光組件僅靠反射結構的頂端與該載體局部相接合，接觸面積較小，此結構的機械強度不夠強，易造成接合面剝離。
另外，對外延層進行蝕刻形成該微反射結構，因此該外延層必須成長到足夠的厚度，否則蝕刻形成的微反射結構，無法達成光反射的功能，但是厚外延層成長需花費較長的時間，不僅耗時，成本也相對提高。
發明內容
本案發明人於思考如何解決前述的問題時，認為若利用一種具有微反射結構層的發光組件，該發光組件具有微反射結構層，該微反射結構層是利用壓鑄、蝕刻或蒸鍍等技術，形成一金屬微反射結構層，再利用透明粘接層將微反射結構層與發光迭層粘接在一起。由於本發明不需如已知技術中成長厚的外延層再蝕刻該外延層等步驟，因此可達到降低成本，提升亮度的目的。再者本發明以透明粘接層將微反射結構層與發光迭層的表面粘接在一起，而不是如前述已知技術僅靠反射器的頂端與載體局部相接合，因此更可解決結構的機械強度不夠強的缺點。
本發明的主要目的在於提供一種具有微反射結構層的發光組件，該發光組件具有微反射結構層，該微反射結構層的形成方法例如是利用壓鑄技術，以具有預定圖案的母模將金屬反射層壓鑄成微反射結構層，其中該微反射結構層的外型包含半圓球形、金字塔形或角錐形等幾何圖案；接著再利用透明粘接層將該微反射結構層與發光迭層粘接在一起；其中不需耗時進行外延程序，僅需對金屬層進行壓鑄程序，來形成該特定幾何圖案，因此可達到降低成本，提升亮度的目的。
本發明的另一目的在於提供一種具有微反射結構層的發光組件，其利用該透明粘接層能與發光迭層各面緊密接合的特性，使得微反射結構層、透明粘接層與發光迭層之間接合強度增加，如此可以提升其機械強度，避免接合面剝離，簡化製程，增加信賴度。
依本發明較佳實施例一種具有微反射結構層的發光組件，包含基板、形成於該基板上的微反射結構層、形成於該微反射結構層上的第一反應層、形成於該第一反應層上的透明粘結層、形成於該透明粘結層上的第二反應層、形成於該第二反應層上的透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含第一表面區域與第二表面區域、形成於該第一表面區域上的第一接觸層、形成於該第一接觸層上的第一束縛層、形成於該第一束縛層上的發光層、形成於該發光層上的第二束縛層、形成於該第二束縛層上的第二接觸層、形成於該第二表面區域上的第一接線電極、以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極。
前述的基板，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料；前述的透明氧化導電層系包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料；前述的微反射結構層系包含選自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn或氧化銦錫所構成材料組群中的至少一種材料；前述的微反射結構的外型包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形等幾何圖案所構成形狀中的至少一種形狀；前述第一束縛層，系包含選自AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述發光層，系包含選自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層，系包含選自AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述透明粘結層系包含選自於聚醯亞胺(PI)、苯並環丁烷(BCB)或全氟環丁烷(PFCB)所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料。
圖1顯示一已知技術的埋藏式微反射器AlGaInP發光組件；圖2顯示依本發明一較佳實施例的一種具有微反射結構層的發光組件；圖3顯示依本發明另一較佳實施例的一種具有微反射結構層的發光組件；圖4顯示依本發明又一較佳實施例的一種具有微反射結構層的發光組件。
符號說明1 發光組件10基板11微反射結構層100 第一反應層101 透明粘結層102 第二反應層12透明導電層13第一接觸層14第一束縛層15發光層
16第二束縛層17第二接觸層18第一接線電極19第二接線電極2 發光組件20基板21微反射結構層200 第一反應層201 透明粘結層202 第二反應層203 透明載體22透明導電層23第一接觸層24第一束縛層25發光層26第二束縛層27第二接觸層28第一接線電極29第二接線電極3 發光組件30導電基板31微反射結構層300 第一反應層301 透明導電粘結層302 第二反應層32透明導電層33第一接觸層34第一束縛層35發光層36第二束縛層37第二接觸層
38第一接線電極39第二接線電極具體實施方式
請參閱圖2，依本發明較佳實施例一種具有微反射結構層的發光組件1，包含基板10、形成於該基板10上的微反射結構層11，該微反射結構層是利用壓鑄技術，以具有預定圖案的母模將金屬反射層壓鑄成微反射結構層，其中該母模的預定圖案包含凸起的半圓球形、金字塔形或角錐形等幾何圖案或其組合圖案，而母模的製法為於載體上鍍上一層高分子材料，例如聚醯亞胺，接著再以蝕刻技術將該層高分子材料初步蝕刻成前述預定圖案，亦可於蝕刻後再進行加熱程序，將蝕刻完成後的圖案例如矩形，經過熱融後成為凸起的半圓球形。而該微反射結構層經過壓鑄後的外型便成為凹陷的半圓球形、金字塔形或角錐形等幾何圖案；接著再於該微反射結構層上形成第一反應層100、形成於該第一反應層上的透明粘結層101、形成於該透明粘結層101上的第二反應層102、形成於該第二反應層102上的透明導電層12，其中，該透明導電層12的上表面包含第一表面區域與第二表面區域、形成於該第一表面區域上的第一接觸層13、形成於該第一接觸層上的第一束縛層14、形成於該第一束縛層上的發光層15、形成於該發光層上的第二束縛層16、形成於該第二束縛層上的第二接觸層17、形成於該第二表面區域上的第一接線電極18、以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極19。前述的第一反應層及第二反應層的目的在於輔助該透明粘接層與微反射結構層或透明導電層之間的結合力。
請參閱圖3，依本發明另一較佳實施例一種具有微反射結構層的發光組件2，包含基板20、形成於該基板20上的微反射結構層21，該微反射結構層的形成方法與微反射結構層11的形成方法相似、形成於該微反射結構層21上的第一反應層200、形成於該第一反應層200上的透明粘結層201、形成於該透明粘結層201上的第二反應層202、形成於該第二反應層202上的透明載體203、形成於該透明載體203上的透明導電層22，其中，該透明導電層22的上表面包含第一表面區域與第二表面區域、形成於該第一表面區域上的第一接觸層23、形成於該第一接觸層23上的第一束縛層24、形成於該第一束縛層24上的發光層25、形成於該發光層25上的第二束縛層26、形成於該第二束縛層上的第二接觸層27、形成於該第二表面區域上的第一接線電極28、以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極29。前述的第一反應層及第二反應層的目的在於輔助該透明粘接層與反射層或第二載體之間的結合力。
請參閱圖4，依本發明另一較佳實施例一種具有微反射結構層的發光組件3，包含導電基板30、形成於該導電基板30上表面上的微反射結構層31，該微反射結構層的形成方法與微反射結構層11的形成方法相似、形成於該微反射結構層31上的第一反應層300、形成於該第一反應層300上的透明導電粘結層301、形成於該透明導電粘結層301上的第二反應層302、形成於該第二反應層302上的透明導電層32、形成於該透明導電層32上的第一接觸層33、形成於該第一接觸層33上的第一束縛層34、形成於該第一束縛層34上的發光層35、形成於該發光層35上的第二束縛層36、形成於該第二束縛層36上的第二接觸層37、形成於該導電基板下表面上的第一接線電極38、以及形成於該第二接觸層37上的第二接線電極39。
前述的透明導電粘接層具有導電的功能；前述的第一反應層及第二反應層的目的在於輔助該透明導電粘接層與微反射結構層或透明導電層之間的結合力，同時使其接合面形成奧姆接觸。
前述的三個實施例中，亦可於第二接線電極與第二接觸層之間形成透明導電層；前述的三個實施例中，母模的形成方法亦可以金屬基板，經由雷射加工後，形成該凸起的半圓球形、金字塔形或角錐形等幾何圖案或其組合圖案，另外其它於鑄造技術中母模的形成方法，亦可用來製造該微反射結構的母模；前述微反射結構層的形成方法除了壓鑄方法外，亦可以蝕刻或蝕刻後再蒸鍍等方法形成；前述基板，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料；前述導電基板，系包含選自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述透明載體，系包含選自於GaP、SiC、Al2O3或玻璃所構成材料組群中的至少一種材料；前述微反射結構層，系包含選自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn、AuZn或氧化銦錫所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述的微反射結構包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形所構成形狀中的至少一種形狀；前述的透明導電層，系包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層，系包含選自AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述發光層，系包含選自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層，系包含選自AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述透明粘結層系包含選自於聚醯亞胺(PI)、苯並環丁烷(BCB)或全氟環丁烷(PFCB)所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述的透明導電粘結層包含選自於自發性導電高分子(Intrinsically conducting polymer)或高分子中摻雜導電材質所構成材料組群中的至少一種材料；前述的導電材質包含選自於氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅、氧化鋅錫、Au及Ni/Au所構成材料組群中的至少一種材料。
雖然本發明的發光組件已以較佳實施例揭露於上，然本發明的範圍並不限於上述較佳實施例，例如微反射結構層的形成方法除了本發明揭露的壓鑄方法，亦可以蝕刻或蝕刻後再蒸鍍等方法形成該微反射結構；因此應以所述權利要求所界定為準。因此任何熟知此項技術者，在不脫離本發明的權利要求及精神下，當可做任何改變。
權利要求
1.一種具有微反射結構層的發光組件，包含基板；微反射結構層，形成於該基板的上；透明粘接層，形成於該微反射結構層的上；以及發光迭層，形成於該透明粘接層的上。
2.如權利要求1所述的具有微反射結構層的發光組件，其中於該反射層與該透明粘接層之間進一步包含第一反應層。
3.如權利要求1所述的具有微反射結構層的發光組件，其中於該透明粘接層與該發光迭層之間進一步包含第二反應層。
4.如權利要求1所述的具有微反射結構層的發光組件，其中於該發光迭層的同一正面形成第一電極及第二電極。
5.如權利要求1所述的具有微反射結構層的發光組件，其中分別於該發光迭層的正面及基板反面形成第一電極及第二電極。
6.一種具有微反射結構層的發光組件，包含基板；形成於該基板上的微反射結構層；形成於該微反射結構層上的第一反應層；形成於該第一反應層上的透明粘結層；形成於該透明粘結層上的第二反應層；形成於該第二反應層上的透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含第一表面區域與第二表面區域；形成於該第一表面區域上的第一接觸層；形成於該第一接觸層上的第一束縛層；形成於該第一束縛層上的發光層；形成於該發光層上的第二束縛層；形成於該第二束縛層上的第二接觸層；形成於該第二表面區域上的第一接線電極；以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極。
7.一種具有微反射結構層的發光組件，包含基板；形成於該基板上的微反射結構層；形成於該微反射結構層上的第一反應層；形成於該第一反應層上的透明粘結層；形成於該透明粘結層上的第二反應層；形成於該第二反應層上的透明載體；形成於該透明載體上的透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含第一表面區域與第二表面區域；形成於該第一表面區域上的第一接觸層；形成於該第一接觸層上的第一束縛層；形成於該第一束縛層上的發光層；形成於該發光層上的第二束縛層；形成於該第二束縛層上的第二接觸層；形成於該第二表面區域上的第一接線電極；以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極。
8.一種具有微反射結構層的發光組件，包含導電基板；形成於該導電基板上的微反射結構層；形成於該微反射結構層上的第一反應層；形成於該第一反應層上的透明導電粘結層；形成於該透明導電粘結層上的第二反應層；形成於該第二反應層上的透明導電層；形成於該透明導電層上的第一接觸層；形成於該第一接觸層上的第一束縛層；形成於該第一束縛層上的發光層；形成於該發光層上的第二束縛層；形成於該第二束縛層上的第二接觸層；形成於該導電基板下表面上的第一接線電極；以及形成於該第二接觸層上的第二接線電極。
9.如權利要求1、6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該微反射結構形狀，系包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形所構成形狀中的至少一種形狀或其它可替代的形狀。
10.如權利要求1、6或7所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該基板，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
11.如權利要求8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該導電基板，系包含選自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
12.如權利要求7所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該透明載體，系包含選自於GaP、SiC、Al2O3或玻璃所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
13.如權利要求1、6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該微反射結構層，系包含選自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn、AuZn或氧化銦錫所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
14.如權利要求1、6或7所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該透明粘結層系包含選自於聚醯亞胺、苯並環丁烷或全氟環丁烷所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
15.如權利要求2、6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第一反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
16.如權利要求3、6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第二反應層系包含選自於SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
17.如權利要求8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該透明導電粘結層包含選自於自發性導電高分子或高分子中摻雜導電材質所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
18.如權利要求17所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該導電材質包含選自於氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅、氧化鋅錫、Au及Ni/Au所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
19.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第一束縛層，系包含選自於AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
20.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該發光層，系包含選自於AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
21.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第二束縛層，系包含選自於AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
22.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第一接觸層系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
23.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該第二接觸層，系包含選自於GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
24.如權利要求6、7或8所述的具有微反射結構層的發光組件，於該第二接線電極與該第二接觸層之間形成透明導電層。
25.如權利要求6、7、8或24所述的具有微反射結構層的發光組件，其中該透明導電層，系包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅或氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
全文摘要
一種具有微反射結構層的發光組件，該組件系具有微反射結構層，藉由該微反射結構層，將由發光層射向該微反射結構層的光反射後導出，以提高發光組件的發光效率。
文檔編號H01L33/00GK1758493SQ20041008526
公開日2006年4月12日 申請日期2004年10月8日 優先權日2004年10月8日
發明者謝明勳 申請人:晶元光電股份有限公司