專利名稱：具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，尤指ー種具有不均勻側(cè)邊以提高出光效率的發(fā)
光二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于近代石化能源逐漸匱乏，對(duì)節(jié)能產(chǎn)品需求日益擴(kuò)大，因此發(fā)光二極管(LED)的技術(shù)有長(zhǎng)足的進(jìn)步。而在石油價(jià)格不穩(wěn)定的條件之下，全球各個(gè)國(guó)家積極地投入節(jié)能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，將發(fā)光二極管應(yīng)用于省電燈泡便是此ー趨勢(shì)下的產(chǎn)物。此外，隨著發(fā)光二極管技術(shù)的進(jìn)歩，白光或其它顏色(例如:藍(lán)光)發(fā)光二極管的應(yīng)用也逐漸廣泛。隨著發(fā)光二極管的技術(shù)日益成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越多。發(fā)光二極管在照明上的一些應(yīng)用，包括住宅領(lǐng)域:壁燈、夜燈(這部分應(yīng)用的亮度要求不高，因此是最早使用發(fā)光二極管光源的領(lǐng)域)、輔助照明燈、庭園燈、閱讀燈；設(shè)施領(lǐng)域:緊急指示燈，醫(yī)院用病床燈；商店領(lǐng)域:聚光燈、崁燈、桶燈、燈條；戶外領(lǐng)域:建筑外觀、太陽(yáng)能燈；以及燈光表演等。發(fā)光二極管除了由于耗電低、不含汞、壽命長(zhǎng)、ニ氧化碳排放量低等優(yōu)勢(shì)外，全球各國(guó)政府禁用汞的環(huán)保政策，也驅(qū)使研究人員投入白光發(fā)光二極管的研發(fā)與應(yīng)用。在全球環(huán)保風(fēng)潮方興未艾之際，被喻為綠色光源的發(fā)光二極管可符合全球的主流趨勢(shì)，如前所指，其已普遍應(yīng)用于3C產(chǎn)品指示器與顯示設(shè)備之上；而再隨著發(fā)光二極管生產(chǎn)良率的提高，單位制造成本也已大幅降低，因此發(fā)光二極管的需求持續(xù)增加。承前所述，此刻開(kāi)發(fā)高亮度的發(fā)光二極管已成為各國(guó)廠商的研發(fā)重點(diǎn)，然而當(dāng)前的發(fā)光二極管仍存在缺陷，使得發(fā)光效率無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)。于過(guò)去技術(shù)中，曾選擇采用覆晶式結(jié)構(gòu)或是垂直式電極結(jié)構(gòu)來(lái)提升發(fā)光效率。由于一般發(fā)光二極管是采用將藍(lán)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(huì)使光在輸出時(shí)，會(huì)受到黏接墊片及金屬打線的阻擋而導(dǎo)致發(fā)光亮度降低，因此有采用覆晶式結(jié)構(gòu)來(lái)改善光會(huì)被阻擋的缺陷。還有ー種改善方式則為使用電流阻擋層。一般發(fā)光二極管的電流方向?yàn)樽疃搪窂剑绱藢⑹勾蟛糠值碾娏鹘宰⑷隤型電極下方的區(qū)域。這樣將導(dǎo)致大部分的光聚集在P型電極下方，因而使所產(chǎn)生的光被P型電極所阻擋而無(wú)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(lái)改善,此方法是使用蝕刻與化學(xué)氣相沉積的方式，來(lái)將絕緣體沉積于組件結(jié)構(gòu)中。用來(lái)阻擋最短的路徑，因此使發(fā)光二極管的電流往其余路徑來(lái)流動(dòng)，進(jìn)而使組件的光亮度提升。然而，該些方法并非針對(duì)發(fā)光二極管的總出光面積做提升，因此本發(fā)明針對(duì)發(fā)光ニ極管結(jié)構(gòu)的做進(jìn)ー步突破，使發(fā)光二極管的側(cè)邊具有更大的出光面積，藉以提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，是提供一種具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其是發(fā)光區(qū)域側(cè)邊具有凹入部和凸出部交錯(cuò)而不均勻的表面，而透過(guò)該不均勻邊緣所提供的大出光面積，可増加出光效率。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明公開(kāi)了ー種具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其包含:一基板；ー N型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該基板的上方；一發(fā)光層，是設(shè)于該N型半導(dǎo)體層的上方 '及一 P型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該發(fā)光層的上方；其中，該N型半導(dǎo)體層的一上部、該發(fā)光層及該P(yáng)型半導(dǎo)體層的側(cè)邊邊緣具有復(fù)數(shù)個(gè)凹入部與復(fù)數(shù)個(gè)凸出部，該些凹入部與該些凸出部是交錯(cuò)排列。除此之外，于本發(fā)明中，其中該凹入部為ー圓弧或?yàn)椹`凹角，該些凹角的內(nèi)角度介于0° 160°之間。另于本發(fā)明中，更進(jìn)一歩包含一透明導(dǎo)電層，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方，其中該透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為銦錫氧化物；一全向反射鏡，是設(shè)于基板的下方；一p型電極，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方 '及一 N型電極，是設(shè)于該N型半導(dǎo)體層的上方。


圖1:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的剖面示意圖；圖2:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的俯視示意圖；圖3:其為本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施`例的立體示意圖；圖4:其為本發(fā)明的再一較佳實(shí)施例的立體示意圖；及圖5:其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的剖面示意圖。圖號(hào)對(duì)照說(shuō)明10基板20N型半導(dǎo)體層21上部30發(fā)光層40P型半導(dǎo)體層 50P型電極60N型電極71凹入部72凸出部80全向反射鏡90透明導(dǎo)電層
具體實(shí)施例方式為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)ー步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下:于先前技術(shù)的該些發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，雖曾嘗試以増加各種特殊層面，例如透明導(dǎo)電層、電流阻斷層等方式以使電流散布均勻而增加發(fā)光效率，但該些為電流控制上的調(diào)整，于結(jié)構(gòu)上的改良調(diào)整則需另行解決，故本發(fā)明提供一種透過(guò)改良結(jié)構(gòu)形體，進(jìn)而提升發(fā)光ニ極管出光效率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。且此發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，除了一般基礎(chǔ)的發(fā)光ニ極管之外，亦適合用于高壓發(fā)光二極管(HVLED)、交流電發(fā)光二極管(ACLED)等領(lǐng)域。首先，請(qǐng)參考圖1本發(fā)明的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其是包含一基板10 ；一 N型半導(dǎo)體層20 ;—上部21 ;—發(fā)光層30 ;及一 P型半導(dǎo)體層40。其中，該N型半導(dǎo)體層20，是設(shè)于該基板10的上方，且其結(jié)構(gòu)上具有一上部21 ;該發(fā)光層30，是設(shè)于該上部21的上方；而該P(yáng)型半導(dǎo)體層40，是設(shè)于該發(fā)光層30的上方。
除了上述組件之外，本發(fā)明的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更進(jìn)一歩包含一 P型電極50及一 N型電極60 ;其中，該P(yáng)型電極50設(shè)置于該P(yáng)型半導(dǎo)體層40上方,該N型電極60則設(shè)置于該N型半導(dǎo)體層20的上方。于本發(fā)明中，關(guān)鍵技術(shù)特征為該發(fā)光層30及該P(yáng)型半導(dǎo)體層40的側(cè)邊邊緣并非平滑，而是凹凸崎嶇狀。請(qǐng)參考圖2;該P(yáng)型半導(dǎo)體層40為俯視時(shí)可見(jiàn)的上層結(jié)構(gòu)，透過(guò)蝕刻的技術(shù)手段，其側(cè)邊邊緣為凹入部71和凸出部72交錯(cuò)排列，進(jìn)而使側(cè)邊邊緣呈非平滑的凹凸崎嶇狀。除此之外，其下方的發(fā)光層30(未見(jiàn)于圖中)的側(cè)邊邊緣亦為凹入部71和凸出部72交錯(cuò)排列。由于側(cè)邊為非平面，因此該發(fā)光層30及該P(yáng)型半導(dǎo)體層40的側(cè)邊比在相同直線距離長(zhǎng)度下的平面邊緣結(jié)構(gòu)更長(zhǎng)，因此可保有更大的出光面積。而基于該發(fā)光層30側(cè)邊出光面積的提升，因此可獲得到有更好的出光效率。對(duì)于該些凹入部71和凸出部72，其可為ー圓弧或是ー凹角結(jié)構(gòu)，且為了讓出光面積的提升為顯著，凹角結(jié)構(gòu)的內(nèi)角度是介于0° 160°之間，避免角度過(guò)鈍而近似于平面。請(qǐng)參考圖3，于本發(fā)明的此ー較佳實(shí)施例中，凹入部71和凸出部72在蝕刻后皆形成圓弧狀猶如波浪的結(jié)構(gòu)；而于圖4，其為本發(fā)明的另ー較佳實(shí)施例，當(dāng)中的凹入部71和凸出部72在蝕刻后則皆形成凹角狀，形成如鋸齒般的邊緣。于此些結(jié)構(gòu)中，發(fā)光層30和P型半導(dǎo)體層40的側(cè)邊的面積皆因其特殊結(jié)構(gòu)而提升，因此本發(fā)明擁有較好的出光效果。除上述結(jié)構(gòu)之外，請(qǐng)參考圖5，本發(fā)明可更進(jìn)一歩包含一全向反射鏡80及一透明導(dǎo)電層90，其中，該全向反射鏡80是設(shè)于該基板10的下方；而該透明導(dǎo)電層90是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層40的上方。該全向反射鏡80為ODR(Omnidirectional reflector),其制做為ニ氧化鈦與ニ氧化硅重復(fù)堆棧而成。其功能在于無(wú)論以任何偏振態(tài)或任何角度入射的光，都會(huì)被該全向反射鏡80反射。因此，若該發(fā)光層30所全向發(fā)散的光往基板10方向行迸，即可透過(guò)該全向反射鏡80的反射,將光重新導(dǎo)向發(fā)光二極管的上方的理想的出光方向，提升出光效率。至于該透明導(dǎo)電層90，其的材質(zhì)為銦錫氧化物，為銦氧化物(In2O3)和錫氧化物(SnO2)的混合物，通常質(zhì)量比為90%的In2O3與10% Sn02。其處于薄膜狀態(tài)時(shí)為透明無(wú)色，并且具有導(dǎo)電性。經(jīng)由電子束蒸發(fā)、物理氣相沉積，或是濺射沉積技術(shù)等方法，可制做出該透明導(dǎo)電層90。透過(guò)該透明導(dǎo)電層的設(shè)置，該P(yáng)型電極50所注入的電流可以較均勻地抵達(dá)該P(yáng)型半導(dǎo)體層40，進(jìn)而使該發(fā)光層30能較均勻地出光，提升出光效率。在此具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)之下，基于該發(fā)光層30及該P(yáng)型半導(dǎo)體層40的邊緣非為均勻平面，其側(cè)面積得以提升，故發(fā)光效率受惠于出光面面積增加而有所提高。再配合該全向反射鏡80與該透明導(dǎo)電層90的設(shè)置，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可具有良好的發(fā)光效率。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于包含: 一基板； 一 N型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該基板的上方； 一發(fā)光層，是設(shè)于該N型半導(dǎo)體層的上方；及 一 P型半導(dǎo)體層，是設(shè)于該發(fā)光層的上方； 其中，該N型半導(dǎo)體層的一上部、該發(fā)光層及該P(yáng)型半導(dǎo)體層的側(cè)邊邊緣具有復(fù)數(shù)個(gè)凹入部與復(fù)數(shù)個(gè)凸出部，該些凹入部與該些凸出部是交錯(cuò)排列。
2.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該凹入部為ー圓弧。
3.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該凹入部為ー凹角。
4.按權(quán)利要求3所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該凹角的內(nèi)角度介于0° 160°之間。
5.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于更進(jìn)一歩包含一透明導(dǎo)電層，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方。
6.按權(quán)利要求5所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為銦錫氧化物。
7.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于更進(jìn)一歩包含一全向反射鏡，是設(shè)于基板的下方。
8.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于更進(jìn)一歩包含一P型電極，是設(shè)于該P(yáng)型半導(dǎo)體層的上方。
9.按權(quán)利要求1所述的具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于更進(jìn)一歩包含一N型電極，是設(shè)于該N型半導(dǎo)體層的上方。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具不均勻側(cè)邊的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，可用于諸如一般發(fā)光二極管、高壓發(fā)光二極管、交流電發(fā)光二極管等發(fā)光二極管領(lǐng)域；其發(fā)光區(qū)域的側(cè)邊透過(guò)蝕刻的手段，制作為具有凹入部和凸出部交錯(cuò)的不均勻表面；在其結(jié)構(gòu)可達(dá)到較大的側(cè)邊出光面積之下，發(fā)光二極管的發(fā)光效率得以提升。
文檔編號(hào)H01L33/22GK103094445SQ20121011646
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者黃國(guó)瑞 申請(qǐng)人:鼎元光電科技股份有限公司