具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構的製作方法

2023-10-08 02:21:14 1

專利名稱：具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光二極體結構，尤指一種具有反射光線功能的基板的發光
二極體結構。
背景技術：
由於近代石化能源逐漸匱乏，對節能產品需求日益擴大，因此發光二極體(LED)的技術有長足的進步。而在石油價格不穩定的條件之下，全球各個國家積極地投入節能產品的開發，將發光二極體應用於省電燈泡便是此一趨勢下的產物。此外，隨著發光二極體技術的進步，白光或其它顏色(例如藍光)發光二極體的應用也逐漸廣泛，現今其應用已可包括液晶顯示器(IXD)的背光板、印表機、用於計算機的光學連接構件、指示燈、地面燈、逃生燈、醫療設備光源、汽車儀表及內裝燈、輔助照明、主照明...等。 發光二極體除了由於耗電低、不含汞、壽命長、二氧化碳排放量低等優勢外，全球各國政府禁用汞的環保政策，也驅使研究人員投入白光發光二極體的研發與應用。在全球環保風潮方興未艾之際，被喻為綠色光源的發光二極體可符合全球的主流趨勢，如前所指，其已普遍應用於3C產品指示器與顯示裝置之上；而再隨著發光二極體生產良率的提高，單位製造成本也已大幅降低，因此發光二極體的需求持續增加。承前所述，此刻開發高亮度的發光二極體已成為各國廠商的研發重點，然而當前的發光二極體仍存在缺陷，使得發光效率無法達到最佳狀態。於過去技術中，曾選擇採用覆晶式結構或是垂直式電極結構來提升發光效率。由於一般發光二極體是採用將藍寶石基板直接黏在杯座上的封裝方式；然而這樣的封裝方式會使光在輸出時，會受到黏接墊片及金屬打線的阻擋而導致發光亮度降低，因此有採用覆晶式結構來改善光會被阻擋的缺陷。還有一種改善方式則為使用電流阻擋層。一般發光二極體的電流方向為最短路徑，如此將使大部分的電流皆注入P型電極下方的區域。這樣將導致大部分的光聚集在P型電極下方，因而使所產生的光被P型電極所阻擋而無法大量輸出，造成光輸出功率下降。因此，可使用電流阻擋層(Current Blocking Layer)來改善,此方法是使用蝕刻與化學氣相沉積的方式，來將絕緣體沉積於組件結構中。用來阻擋最短的路徑，因此使發光二極體的電流往其餘路徑來流動，進而使組件的光亮度提升。然而，該些方法並非針對發光二極體的發光層是全方向發光，而於使用上並非全方向都能採光，因此往非理想出光方向發散的光線將無法被有效利用，而形成浪費。因此，本實用新型針對發光二極體結構而作進一步突破，使原本可能會發散逸失的光線能改變行進路徑，重新集中出光，以提升發光二極體的發光效率。

實用新型內容本實用新型的主要目的，提供一種具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其是利用基板的側面製作出至少一斜面部，提高發光層所散發的光抵達基板後，反射回上方集中的可能，進而增加發光效率。本實用新型的技術方案是一種具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其是包含一基板，其側邊至少具一斜面部，該斜面部與一底部相連接，該底部的長度小於一頂部；— N型半導體層,設於該基板的上方；一發光層，設於該N型半導體層的上方；及一 P型半導體層，設於該發光層的上方。本實用新型中，其中該N型半導體層更進一步包含一延伸部，該延伸部位於部分該N型半導體層之上與該發光層之間，該延伸部為一梯形，且其一延伸部底部的長度小於一延伸部頂部的長度。·本實用新型中，其中該延伸部的二側邊連接於該發光層的二側邊，更進一步與該P型半導體層的二側相連接，且該延伸部、該發光層與該P型半導體層的二側邊分別呈一平面。本實用新型中，其中該N型半導體層、該發光層及該P型半導體層的厚度為6 7微米。本實用新型中，其中該斜面部位於該基板側邊由底向上20 50微米處。本實用新型中，更進一步包含一電流阻斷層，設於該P型半導體層的上方，其具有複數個貫穿孔洞，該些貫穿孔洞與該P型半導體層相接觸，且每一該些貫穿孔洞之內設置一導電填充層。本實用新型中，更進一步包含一透明導電層，設於該電流阻斷層的上方。本實用新型中，更進一步包含一 P型電極，位於該透明導電層的上方，且設置於不對應該些貫穿孔洞。本實用新型中，其中該導電填充層與該透明導電層是可為一體成形者。本實用新型具有的有益效果本實用新型是揭示一種具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其是包含一基板，其側邊至少具一斜面部，該斜面部與一底部相連接，該底部的長度小於一頂部；一 N型半導體層，設於該基板的上方；一發光層，設於該N型半導體層的上方；及一 P型半導體層，設於該發光層的上方。

圖I :其為本實用新型的一較佳實施例的結構示意圖；圖2 :其為本實用新型的一較佳實施例的結構示意圖；及圖3 :其為本實用新型的一較佳實施例的結構示意圖。圖號對照說明10基板101斜面部102底部103頂部20N型半導體層 201延伸部202延伸部底部 203延伸部頂部30發光層40P型半導體層[0033]50P型電極60N型電極70電流阻斷層 701貫穿孔洞702導電填充層 80透明導電層
具體實施方式
為使對本實用新型的結構特徵及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下於先前技術的該些發光二極體結構，其因為發光二極體的發光層所發的光皆為全向性。因此有部份的光可能會向非理想出光方向發射出去，些光對無法提高發光效率而造成浪費。故本實用新型藉由結構上的改良來集中該些逸失的光。且此發光二極體結構應用廣泛，除了一般基礎的發光二極體之外，亦適合用於高壓發光二極體(HVLED)、交流電發光二極體(ACLED)等領域。 首先，請參考圖1，本實用新型的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構是包含一基板10 ;至少一斜面部101 N型半導體層20 發光層30 ;及一 P型半導體層40。其中，該斜面部101位於該基板10的側邊，且其與一底部102相連接，該底部102的長度小於一頂部103 ;該N型半導體層20設於該基板10的上方；該發光層30,設於該N型半導體層20的上方；而該P型半導體層40，則設於該發光層30的上方。除了上述組件之外，再請參考圖1，本實用新型的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構更進一步包含一 P型電極50及一 N型電極60 ;其中，該P型電極50設置於該P型半導體層40上方，該N型電極60則設置於該N型半導體層20的上方。本實用新型的關鍵技術特徵為透過改變基板10的結構而提升發光二極體的發光效率。再請參考圖1，該基板10的側面有該斜面部101，且由於其與該底部102相連接，該底部102的長度小於而頂部103，因此該斜面部101為上寬下窄地往內縮。由於發光層30所發的光皆為全向性，因此有部分的光往該基板10行進，然而此為發光組件的出光反向，因此無助於增加發光效率。故本實用新型的基板10側邊設有該斜面部101，便可增加光的反射機率，其中，該斜面部101的斜面為基板10側邊由底向上20 50微米處。如此可使發光亮度更為集中，使得發光效率獲得提升。上述實施例乃發光二極體藉由改變基板的結構而提升發光效率，除此之外，透過改變發光二極體側邊的結構，由垂直側邊改良為具斜面部、進而增加光線反射而提升發光效率的概念，亦可延伸至發光二極體的其餘垂直側邊。請參考圖2，本實用新型中，該N型半導體層20更進一步包含一延伸部201，該延伸部位於部分該N型半導體層20之上與該發光層30之間，該延伸部201為一梯形，且其一延伸部底部202的長度小於一延伸部頂部203的長度；其中該延伸部201的二側邊連接於該發光層30的二側邊，更進一步與該P型半導體層40的二側相連接，且該延伸部201、該發光層30與該P型半導體層40的二側邊分別呈一平面。於此實施例中，除了前述的基板10改良結構外，於該P型半導體層40、該發光層30及該N型半導體層20的部分，也就是指延伸部201於側邊相連延續的這一面，亦做相同的內縮改良結構，透過將原本的垂直側壁透過蝕刻的方式，削切為上寬下窄往內縮的結構，使光欲往水平方向發散逸失出去時，將會因該結構斜面的影響，而提高發生反射或全反射的可能，使光改往上方行進，因而使所產生的光能集中輸出，發光效率也因此而提升。此外，相較於該基板10厚達約100微米，其該斜面部101為其由底面向上約20 50微米處，該N型半導體層20、該發光層30及該P型半導體層40所厚度為6 7微米；因此，雖然本實用新型中，該斜面部101與該延伸部201、該發光層30與該P型半導體層40的二側邊的平面皆有反射光線的功能，但其中，該斜面部101系方為光線反射的主要組件。而為了再次提升發光二極體的發光效率，請參考圖3，本實用新型可更進一步包含一電流阻斷層70、複數個貫穿孔洞701、複數個導電填充層702及一透明導電層80 ;其中，該電流阻斷層70設於該P型半導體層40的上方；該些貫穿孔洞701位於該電流阻斷層70，且該些貫穿孔洞701與該P型半導體層40相接觸，至於該些導電填充層702，則是設置於該些貫穿孔洞701之內。而該透明導電層80設於該電流阻斷層70的上方、P型電極50的下方。其中，該P 型電極50不對應覆蓋該些貫穿孔洞701。於本實用新型的較佳實施例中，待電流通過該透明導電層80之後，接著到達該電流阻斷層50。由於該電流阻斷層70的為絕緣體，因此電流將難以通過該電流阻斷層70。然而，本案的電流阻斷層50雖然全面性地設置於該透明導電層80與該P型半導體層40之間，但其具有的該些貫穿孔洞701仍可讓電流通過。該些貫穿孔洞701當中，即為該些導電填充層702，該些導電填充層702的材質為導電性材料。由於該導電填充層702與該透明導電層80可為一體成形者，因此該些導電填充層702可藉由將該透明導電層80延伸至該些貫穿孔洞701中，形成該些導電填充層702，亦可獨立選用其它具導電性的材料填入為該些導電填充層702。由於該些貫穿孔洞701均勻分散於該電流阻斷層70，因此當電流經由該些貫穿孔洞701中的該些導電填充層80而繼續往電流方向行進時，將是較均勻地抵達該P型半導體層40。由於可確保電流均勻地抵達該P型半導體層40，因此意味著可確保大量的電子由該N型半導體層20均勻地注入到該P型半導體層40，大量的電洞由該P型半導體層40均勻地注入到該N型半導體層20。在電子、電洞移動的情況下，該發光層30即可均勻地出光，而非集中於部分區域。除此之外，為確保光源所產生的光能順利發散出本發明的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，該P型電極50設置於該透明導電層80的上方，且設置於不對應該些貫穿孔洞701。在此設計之下，該P型電極50下方隔著透明導電層80，完全對應到一不包含貫穿孔洞701的部分電流阻斷層70，如此一來可避免電流於該P型電極50的正下方流通，使出光時反遭到該P型電極50阻擋的可能性降到最小，確保良好的出光效率。綜上所述，透過本實用新型的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，原本有可能發散逸失的光將會重新往發光二極體結構的上方集中輸出，減少因全方向發散光線的發光原理而造成的損失，進而達到發光效率提升的目的；再透過透明導電層與貫穿孔洞的電流阻斷層適當搭配，應能得到良好的出光效率。綜上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用來限定本實用新型實施的範圍，凡依本實用新型權利要求範圍所述的形狀、構造、特徵及精神所為的均等變化與修飾，均應包括於本實用新型的權利要求範圍內。
權利要求1.一種具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其是包含 一基板，其側邊至少具一斜面部，該斜面部與一底部相連接，該底部的長度小於一頂部; 一 N型半導體層，設於該基板的上方； 一發光層，設於該N型半導體層的上方；及 一 P型半導體層，設於該發光層的上方。
2.如權利要求I所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其中該N型半導體層更進一步包含一延伸部，該延伸部位於部分該N型半導體層之上與該發光層之間，該延伸部為一梯形，且其一延伸部底部的長度小於一延伸部頂部的長度。
3.如權利要求2所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其中該延伸部的二側邊連接於該發光層的二側邊，更進一步與該P型半導體層的二側相連接，且該延伸部、該發光層與該P型半導體層的二側邊分別呈一平面。
4.如權利要求I所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其中該N型半導體層、該發光層及該P型半導體層的厚度為6 7微米。
5.如權利要求I所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其中該斜面部位於該基板側邊由底向上20 50微米處。
6.如權利要求I所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，更進一步包含一電流阻斷層，設於該P型半導體層的上方，其具有複數個貫穿孔洞，該些貫穿孔洞與該P型半導體層相接觸，且每一該些貫穿孔洞之內設置一導電填充層。
7.如權利要求7所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，更進一步包含一透明導電層，設於該電流阻斷層的上方。
8.如權利要求8所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，更進一步包含一 P型電極，位於該透明導電層的上方，且設置於不對應該些貫穿孔洞。
9.如權利要求7所述的具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，其特徵在於，其中該導電填充層與該透明導電層是為一體成形者。
專利摘要本實用新型涉及一種具有反射功能的斜面基板的發光二極體結構，可用於諸如一般發光二極體、高壓發光二極體、交流電發光二極體等發光二極體領域；其是透過變更發光二極體原有的垂直側邊，特別是將發光二極體基板原垂直側邊製作為具有斜面，使該斜面成為具有反射功能的反射面，因而使原本可能發散逸失的光線將得以再次被反射而集中輸出，進而提升發光效率。
文檔編號H01L33/20GK202523749SQ20112045685
公開日2012年11月7日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者黃國瑞 申請人:鼎元光電科技股份有限公司竹南分公司