發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，包含一發(fā)光二極管單元及至少一鍍覆膜。發(fā)光二極管單元包含若干表面及一出光面。至少一鍍覆膜形成于部分的表面上。鍍覆膜用以阻擋或反射發(fā)光二極管單元發(fā)射的部分光線，進(jìn)而增益發(fā)光二極管單元透過(guò)出光面發(fā)射的光線。
【專利說(shuō)明】發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種發(fā)光二極管的發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，尤其是指一種發(fā)光二極管的正向光增益結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管逐漸受到照明產(chǎn)業(yè)的重視，其能耗、發(fā)光效率及生命周期等特性皆優(yōu)于傳統(tǒng)照明裝置；且其能使用光微影(Photolithography)技術(shù)制作,故能與集成電路(IC)的制程高度整合。因此在現(xiàn)代的電子器件中，以發(fā)光二極管為背光源相當(dāng)常見(jiàn)。
[0003]發(fā)光二極管基本包含無(wú)機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)發(fā)光二極管。有機(jī)發(fā)光二極管因先天材料的限制，其發(fā)光效率及信賴度等特性仍無(wú)法及于無(wú)機(jī)發(fā)光二極管，因此目前在照明應(yīng)用方面仍以無(wú)機(jī)發(fā)光二極管為大宗。
[0004]已知無(wú)機(jī)發(fā)光二極管由多層半導(dǎo)體層所組成。而在一最基本的無(wú)機(jī)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中，大致具有一 P型半導(dǎo)體層及一 N型半導(dǎo)體層。P型半導(dǎo)體層及一 N型半導(dǎo)體層相接合而形成一 P-N接面(P-N JUNCT1N)。透過(guò)外界電流的驅(qū)動(dòng)，由P型半導(dǎo)體層提供的電子及由N型半導(dǎo)體層提供的電洞結(jié)合于P-N接面而發(fā)光。
[0005]上述的無(wú)機(jī)發(fā)光二極管中，由P-N接面所發(fā)射出的光線包含正向光及側(cè)向光。然而，受限于制程及幾何結(jié)構(gòu)，實(shí)際上正向光的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)大于側(cè)向光的發(fā)光強(qiáng)度。因此如何對(duì)正向光的增益為一必需考慮的課題。
[0006]為增益正向光，各種已知技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。例如有利用額外增設(shè)的一反射結(jié)構(gòu)與原有的發(fā)光二極管晶粒結(jié)合，借以使側(cè)向光路徑被反射而朝正向光方向集中，進(jìn)而增加發(fā)光亮度；或改變發(fā)光二極管晶粒本體的結(jié)構(gòu)，使由P-N接面發(fā)射的光線朝正向光方向集中。
[0007]在上述的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)中，不論是額外增設(shè)的反射結(jié)構(gòu)，或使發(fā)光二極管本體晶粒本體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，其制程甚為復(fù)雜且需增加額外的設(shè)備，此皆導(dǎo)致制造成本的提聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)。直接在一發(fā)光二極管單元除出光面外的部分表面上形成至少一鍍覆膜。鍍覆膜可以是單層或多層結(jié)構(gòu)，其可阻擋或反射發(fā)光二極管單元發(fā)射的側(cè)向光，進(jìn)而可減少側(cè)向的雜散光或使側(cè)向光路徑改變朝向出光面方向，借此增加發(fā)光二極管單元的發(fā)光強(qiáng)度。
[0009]本發(fā)明的一方面在提供一種發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，包含一發(fā)光二極管單元以及至少一鍍覆膜。發(fā)光二極管單元包含若干表面及一出光面。至少一鍍覆膜形成于部分的表面上，且鍍覆膜阻擋或反射發(fā)光二極管單元發(fā)射的部分光線，進(jìn)而增益發(fā)光二極管單元透過(guò)出光面發(fā)射的光線。
[0010]在一實(shí)施例中，鍍覆膜為單層或二層以上于部分表面上依序形成的鍍覆膜。其中，各鍍覆膜的厚度可介于0.1微米至20微米，且這些鍍覆膜厚度總合亦介于0.2微米至20微米。另外，鍍覆膜材質(zhì)為一高分子材質(zhì)、無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)或金屬材質(zhì)。為金屬材質(zhì)時(shí)，可為鋁、白金、黃金、銀、鋅或銅。無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)可為氧化鋯、二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化硅、氮化招、氧化招。
[0011]在另一實(shí)施例中，發(fā)光二極管單元發(fā)射至少一正向光及一側(cè)向光，且隔離膜阻擋或反射發(fā)光二極管單元發(fā)射的側(cè)向光。此外，發(fā)光二極管單元可為一垂直電極型發(fā)光二極管單元、一水平電極型發(fā)光二極管單元或一覆晶型發(fā)光二極管單元。另外，若干表面中的部分表面可為一傾斜面或一垂直面。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0013]圖2A繪示依據(jù)圖1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)另一實(shí)施例的剖視圖；
[0014]圖2B繪示依據(jù)圖2A中的發(fā)光二極管單元所發(fā)射光線的另一實(shí)施例示意圖；
[0015]圖3繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例示意圖；
[0016]圖4繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)的再一實(shí)施例示意圖；
[0017]圖5繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)的又一實(shí)施例示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參照?qǐng)D1及，圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100立體示意圖。發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100包含一發(fā)光二極管單元110以及至少一鍍覆膜120。
[0019]發(fā)光二極管單元110可為垂直電極型或水平電極型。圖1中以一水平電極型發(fā)光二極管單元I1為例示。發(fā)光二極管單元110并包含電極131及電極132以為導(dǎo)電之用。發(fā)光二極管單元110可包含一基板(未繪示)或無(wú)基板。
[0020]發(fā)光二極管單元110由多層半導(dǎo)體疊合而成，其至少包含一 P型半導(dǎo)體層111及一 N型半導(dǎo)體層112。一 PN接面A形成于P型半導(dǎo)體層111及一 N型半導(dǎo)體層112接合處。
[0021]發(fā)光二極管單元110形成一六面體結(jié)構(gòu)，其包含五個(gè)表面IlOa?IlOe及一出光面IlOf。在此等結(jié)構(gòu)中，表面IlOa?IlOd大致垂直于PN接面A，而出光面IlOf及表面IlOe大致平行于PN接面A。以此視之，表面IlOa?IlOd可視為發(fā)光二極管單元110所形成的六面體結(jié)構(gòu)的側(cè)表面，而出光面IlOf及表面IlOe則分別為六面體結(jié)構(gòu)的上下表面。
[0022]鍍覆膜120形成的方式可用蒸鍍、濺鍍或其他方式形成于表面IlOa?IlOd上，其材質(zhì)可為一高分子材質(zhì)、無(wú)機(jī)材質(zhì)或金屬材質(zhì)。當(dāng)使用金屬材質(zhì)時(shí)，可為鋁、白金、黃金、銀、鋅或銅。鍍覆膜120目的為阻擋或反射發(fā)光二極管單元110的部分出光，其厚度介于0.1微米至20微米。在此厚度區(qū)間內(nèi)，具有良好的阻擋或反射光線的效果。
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D2A，圖2A繪示依據(jù)圖1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100另一實(shí)施例的剖視圖。本發(fā)明的鍍覆膜層數(shù)不受限制，可為單層膜結(jié)構(gòu)或多層膜結(jié)構(gòu)。較佳地，如圖2A所繪示，是使用一三層膜結(jié)構(gòu)。在如圖1中的表面IlOa?IlOd上，形成有第一鍍覆膜121、第二鍍覆膜122以及第三鍍覆膜123。第一鍍覆膜121、第二鍍覆膜122以及第三鍍覆膜123分別依序疊合于表面IlOa?IlOd上。
[0024]第一鍍覆膜121、第二鍍覆膜122以及第三鍍覆膜123分別可為高分子材質(zhì)、無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)或金屬材質(zhì)。較佳地，第一鍍覆膜121及第三鍍覆膜123選取高分子材質(zhì)，而第二鍍覆膜122選取一金屬材質(zhì)。當(dāng)使用金屬材質(zhì)時(shí),可為招、白金、黃金、銀、鋅或銅。第一鍍覆膜121、第二鍍覆膜122或第三鍍覆膜123亦可選用無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)，無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)可為氧化錯(cuò)、二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化娃、氮化招或氧化招。
[0025]第一鍍覆膜121及第三鍍覆膜123選取高分子材質(zhì)時(shí)，可達(dá)到保護(hù)效果(如電性絕緣、抗?jié)窦翱寡醯?，借此對(duì)發(fā)光二極管單元110及第二鍍覆膜122形成抗?jié)?、抗氧化的保護(hù)作用，增加發(fā)光二極管單元HO的壽命。
[0026]大致上，發(fā)光二極管單元110由PN接面A發(fā)出一正向光LI及一側(cè)向光L2。在此實(shí)施例中的配置，當(dāng)側(cè)向光L2發(fā)射至第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)時(shí)，為第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)所阻擋，而抑制了側(cè)向光L2的出光。更精確言之，主要是受到第二鍍覆膜122的阻擋。此時(shí)，正向光LI基于側(cè)向光L2被抑制，進(jìn)而減少了雜散光的影響，而促進(jìn)了正向光LI的發(fā)光強(qiáng)度。第一鍍覆膜121、第二鍍覆膜122以及第三鍍覆膜123各自厚度可介于0.1微米至20微米。當(dāng)使用三層鍍覆膜結(jié)構(gòu)時(shí)，其總厚度控制在0.2微米至20微米，借此得到較佳的擋光效果。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D2B，圖2B依據(jù)圖2A中的發(fā)光二極管單元110所發(fā)射光線的另一實(shí)施例示意圖。在圖2B中，當(dāng)側(cè)向光L2發(fā)射至第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)時(shí)，為第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)所反射，而改變了側(cè)向光L2的光線路徑。更精確言之，主要是受到第二鍍覆膜122的反射而改變了光線的路徑，使側(cè)向光L2往正向光LI方向集中，借此可增加發(fā)光強(qiáng)度。在圖2B中，第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)各層的材質(zhì)、厚度如前述圖2A中的實(shí)施例所提及，此不再贅述。
[0028]請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100的另一實(shí)施例示意圖。在圖3中，發(fā)光二極管單元110采用一覆晶型發(fā)光二極管的形式。與圖2A不同的是，由PN接面A的發(fā)出的正向光LI為與電極131及電極132所在面的相反方向，借此避免光線被電極131及電極132阻擋，可獲致更好的發(fā)光強(qiáng)度。第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)可阻擋或反射側(cè)向光L2以增加正向光LI的發(fā)光強(qiáng)度，其各層的材質(zhì)、厚度如前述實(shí)施例所提及，此不再贅述。
[0029]請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100的再一實(shí)施例示意圖。在本發(fā)明中，發(fā)光二極管單元110的電極布置型式未受到限制。可使用如圖2A中所繪示的平面電極型或如本實(shí)施例所示的垂直電極型。在圖4中，電極131及電極132作為導(dǎo)電之用。第一、第二或第三鍍覆膜(121、122、123)可阻擋或反射側(cè)向光L2以增加正向光LI的發(fā)光強(qiáng)度，其各層的材質(zhì)、厚度如前述實(shí)施例所提及，此不再贅述。
[0030]請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5繪示依據(jù)圖2A的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)100又一實(shí)施例示意圖。圖5中，為了得到更好的光增益效果，表面IlOa?IlOd可設(shè)計(jì)成傾斜面，可具有多種反射角度變化，借此得到更好的反射效果。
[0031]綜合以上，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)。發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)包含一發(fā)光二極管單元以及至少一鍍覆膜。鍍覆膜形成于發(fā)光二極管單元的部分表面上，供阻擋或反射由PN接面發(fā)射出的側(cè)向光，以增加正向光發(fā)光強(qiáng)度而提高發(fā)光效率。本發(fā)明的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)制程簡(jiǎn)易，直接以市售的發(fā)光二極管晶粒即可制作而成，不需再額外治具，可降低制作成本及工時(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一發(fā)光二極管單兀，其包含若干表面及一出光面；以及 至少一鍍覆膜，形成于部分的所述表面上，該鍍覆膜阻擋或反射該發(fā)光二極管單元發(fā)射的部分光線，進(jìn)而增益該發(fā)光二極管單元透過(guò)該出光面發(fā)射的光線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，該鍍覆膜為單層或二層以上于部分所述表面上依序形成的鍍覆膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鍍覆膜厚度總合介于0.2微米至20微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該鍍覆膜厚度介于0.1微米至20微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鍍覆膜材質(zhì)為一高分子材質(zhì)、無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)或金屬材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬材質(zhì)為鋁、白金、黃金、銀、鋅或銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，該無(wú)機(jī)化合物材質(zhì)為氧化錯(cuò)、二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化娃、氮化招、氧化招。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā)光二極管單元發(fā)射至少一正向光及一側(cè)向光，且所述隔離膜阻擋或反射該發(fā)光二極管單元發(fā)射的該側(cè)向光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā)光二極管單元為一垂直電極型發(fā)光二極管單元、一水平電極型發(fā)光二極管單元或一覆晶型發(fā)光二極管單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光二極管發(fā)光增益結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述表面中部分表面為一傾斜面或一垂直面。
【文檔編號(hào)】H01L33/60GK104518074SQ201310549866
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月1日
【發(fā)明者】邢陳震侖, 洪榮豪, 林鼎堯 申請(qǐng)人:葳天科技股份有限公司