CN100433377C

CN100433377C - 具有粘贴反射层的氮化物发光元件

Info

Publication number: CN100433377C
Application number: CNB031566693A
Authority: CN
Inventors: 谢明勋; 刘文煌; 周铭俊
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: CN1591916A

Abstract

本发明公开一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其藉由一透明粘结层将氮化物发光叠层及金属反射层粘结在一起，使得射向金属反射层的光线能够藉由反射带出，以提高发光元件的亮度。

Description

具有粘贴反射层的氮化物发光元件

技术领域

本发明关于一种发光元件，尤其关于一种粘贴反射层的氮化物发光元件。

背景技术

发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。如何提高发光二极管的亮度，是在发光二极管的制造上的重要课题。

传统上增加氮化物发光元件亮度的方法为在透明基板上镀上氧化反射层，使得由发光叠层射向氧化反射层的光线能藉由该氧化反射层带出。然而该反射层的反射效果并非是全面的，仅能反射垂直射入及特定波长的光线，反射效率较差，另外在后续工艺中，氧化反射层常会因外力而剥离，使得反射效率大大降低。

另外，传统上常在透明基板上镀上金属层达到反射的功能，使得由发光叠层射向金属反射层的光线能藉由该金属反射层带出，其反射效率较氧化反射层佳，但是基板与金属之间的作用力不够强，金属附著效果差，为了提升其附着力，常在基板与金属反射层之间加上一层钛或铬，以提升其附着性，但是钛或铬会吸光，因此整体的反射率就大大降低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供具有粘贴反射层的氮化物发光元件，在其工艺中，藉使用一透明粘贴层，粘贴氮化物发光叠层与一反射层，使得光穿透该透明粘贴层，射向反射层，其中，于该透明粘贴层的上下表面分别存在一反应层，该反应层分别与氮化物发光叠层以及反射层相接，该反应层与该透明粘贴层经过加压加温形成反应，以增强粘贴面的作用力，提高机械强度。该射向反射层的光线能够藉由反射带出，以提高发光元件的亮度。

依本发明一优选实施例具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含一第一基板、形成于该基板上的一金属反射层、形成于该金属反射层上的一第一反应层、形成于该第一反应层上的一透明粘贴层、形成于该透明粘贴层上的一第二反应层、形成于该第二反应层上的一第二基板、形成于该第二基板上的一氮化物第一接触层，其中，该氮化物第一接触层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域、形成于该第一表面区域上的氮化物第一束缚层、形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层、形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层、形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层、形成于该氮化物第二接触层上的一透明导电层、形成于该透明导电层上的一第一接线电极、以及形成于该第二表面区域上的一第二接线电极。

前述第一基板，包含选自于Si、GaAs、玻璃、石英、GaP、GaAsP、AlGaAs或金属所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二基板，包含选自Al₂O₃、SiC、ZnO或GaN；前述透明粘贴层包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)或过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一反应层包含选自于SiN_x、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二反应层包含选自于SiN_x、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属反射层包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一束缚层包含选自AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述发光层包含选自GaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二束缚层包含选自AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一或第二接触层，包含选自于GaN、InGaN或AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料。

根据本发明，提供一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：一金属反射层，其中金属反射层包含一上表面及一下表面；形成于金属反射层上表面上的一第一反应层；形成于第一反应层上的一透明粘贴层；形成于透明粘贴层上的一第二反应层；形成于第二反应层上的氮化物发光叠层，其中，氮化物发光叠层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；形成于第一表面区域上的一第一接线电极；以及形成于第二表面区域上的一第二接线电极。

根据本发明，提供一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：金属反射层；形成于金属反射层上的第一反应层；形成于第一反应层上的透明粘贴层；形成于透明粘贴层上的第二反应层；形成于第二反应层上的一基板；形成于基板上的氮化物第一接触层，其中氮化物第一接触层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；形成于第一表面区域上的氮化物第一束缚层；形成于氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；形成于氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；形成于氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；形成于第二表面区域上的一第一接线电极；以及形成于氮化物第二接触层上的一第二接线电极。

根据本发明，提供一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：一第一基板；形成于第一基板上的一金属反射层；形成于金属反射层上的一第一反应层；形成于第一反应层上的一透明粘贴层；形成于透明粘贴层上的一第二反应层；形成于第二反应层上的一透明导电层，其中，透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；形成于第一表面区域上的氮化物第一接触层；形成于氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层；形成于氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；形成于氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；形成于氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；形成于第二表面区域上的一第一接线电极；以及形成于氮化物第二接触层上的一第二接线电极。

根据本发明，提供一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：金属散热层；形成于金属散热层上的第一基板；形成于第一基板上的金属反射层；形成于金属反射层上的第一反应层；形成于第一反应层上的透明粘贴层；形成于透明粘贴层上的第二反应层；形成于第二反应层上的透明导电层，其中透明导电层的上表面包含第一表面区域与第二表面区域；形成于第一表面区域上的氮化物第一接触层；形成于氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层；形成于氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；形成于氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；形成于氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；形成于第二表面区域上的第一接线电极；以及形成于氮化物第二接触层上的第二接线电极。

附图说明

图1为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件；

图2为一示意图，显示依本发明另一优选实施例的一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件；

图3为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件；

图4为一示意图，显示依本发明再一优选实施例的一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件；以及

图5为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件。

附图中的附图标记说明如下：

1发光元件 10第一基板

11金属反射层 120第一反应层

121透明粘贴层 122第二反应层

13第二基板 14氮化物第一接触层

150氮化物第一束缚层 151氮化物发光层

152氮化物第二束缚层 16氮化物第二接触层

17第一接线电极 18第二接线电极

2发光元件 20金属散热层

3发光元件 4氮化物发光元件

40第一基板 41金属反射层

420第一反应层 421透明粘贴层

422第二反应层 43透明导电层

44氮化物第一接触层 450氮化物第一束缚层

451氮化物发光层 452氮化物第二束缚层

46氮化物第二接触层 47第一接线电极

48第二接线电极 5发光元件

501金属散热层 50第一基板

51金属反射层 520第一反应层

521透明粘贴层 522第二反应层

53透明导电层 54氮化物第一接触层

550氮化物第一束缚层 551氮化物发光层

552氮化物第二束缚层 56氮化物第二接触层

57第一接线电极 58第二接线电极

具体实施方式

本案发明人于思考如何解决前述的缺点时，获得一发明灵感，认为若藉使用一透明粘贴层粘贴前述的金属反射层与发光叠层，光在经由发光叠层产生后，穿过透明粘结层，直接由该金属反射层产生反射，再由发光叠层将光线带出。另外，本发明于该发光叠层以及金属反射层与透明粘贴层相接的表面分别具有一反应层，该反应层可增强粘贴面的作用力，提高机械强度，将可避免前述中产生剥离的缺点。

另外亦可于该金属反射层另一面电镀一金属散热层，以达到散热的效果，将更可提高发光二极管的亮度。

请参阅图1，依本发明一优选实施例具有粘贴反射层的氮化物发光元件1，包含一第一基板10、形成于该基板上的一金属反射层11、形成于该金属反射层上的一第一反应层120、形成于该第一反应层上的一透明粘贴层121、形成于该透明粘结层上的一第二反应层122、形成于该第二反应层上的一第二基板13、形成于该第二基板上的氮化物第一接触层14，其中，该氮化物第一接触层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域、形成于该第一表面区域上的氮化物第一束缚层150、形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层151、形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层152、形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层16、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极17、以及形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极18。

请参阅图2，依本发明另一优选实施例具有粘贴反射层的氮化物发光元件2，其结构与前一优选实施例的氮化物发光元件相似，其不同处在于将前一优选实施例的第一基板10以一金属散热层20取代，藉由该金属基板达到发光元件散热的功效。

请参阅图3，其结构与第一优选实施例的氮化物发光元件相似，其不同处在于将第一优选实施例的第一基板10移除。

请参阅图4，依本发明再一优选实施例具有粘贴反射层的氮化物发光元件4，包含一第一基板40、形成于该基板上的一金属反射层41、形成于该金属反射层上的一第一反应层420、形成于该第一反应层上的一透明粘贴层421、形成于该透明粘结层上的一第二反应层422、形成于该第二反应层上的一透明导电层43，其中，该透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域、形成于该第一表面区域上的氮化物第一接触层44、形成于该氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层450、形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层451、形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层452、形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层46、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极47、以及形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极48。

请参阅图5，依本发明又一优选实施例具有粘贴反射层的氮化物发光元件5，包含一金属散热层501、形成于该金属基板上的一第一基板50、形成于该基板上的一金属反射层51、形成于该金属反射层上的一第一反应层520、形成于该第一反应层上的一透明粘贴层521、形成于该透明粘结层上的一第二反应层522、形成于该第二反应层上的一透明导电层53，其中，该透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域、形成于该第一表面区域上的氮化物第一接触层54、形成于该氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层550、形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层551、形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层552、形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层56、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极57、以及形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极58。前述的各实施例中，可在该氮化物第二接触层之上，第二接线电极之下各形成一透明导电层，作为一欧姆接触层以及电流分布层。

前述第一基板，包含选自于Si、GaAs、玻璃、石英、GaP、GaAsP、AlGaAs或金属所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二基板，包含选自Al₂O₃、SiC、ZnO或GaN；前述透明粘结层包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)或过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一反应层包含选自于SiN_x、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二反应层包含选自于SiN_x、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属散热层，包含选自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；前述金属反射层，包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一束缚层包含选自AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述发光层包含选自GaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二束缚层包含选自AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一或第二接触层包含选自于GaN、InGaN或AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料。

本发明的发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。

虽然本发明的发光二极管已以优选实施例公开于上，但是本发明的范围并不限于上述优选实施例，应以所述权利要求所确定的为准。因此本领域技术人员在不脱离本发明的权利要求及精神的情况下，应当可做任何改变。

Claims

1.一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：

一金属反射层，其中，该金属反射层包含一上表面及一下表面；

形成于该金属反射层上表面上的一第一反应层；

形成于该第一反应层上的一透明粘贴层；

形成于该透明粘贴层上的一第二反应层；

形成于该第二反应层上的氮化物发光叠层，其中，该氮化物发光叠层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；

形成于该第一表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该第二表面区域上的一第二接线电极。

2.如权利要求1所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，还包含形成于该金属反射层下表面的一第一基板。

3.如权利要求1所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，还包含形成于该金属反射层下表面的一金属散热层。

4.如权利要求1所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，还包含形成于该第二反应层及发光叠层间的一透明导电层。

5.如权利要求1所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，还包含形成于该第二反应层及发光叠层间的一基板。

6.如权利要求2所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，还包含形成于该第一基板下表面的一金属散热层。

7.一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：

一金属反射层；

形成于该金属反射层上的一第一反应层；

形成于该第一反应层上的一透明粘贴层；

形成于该透明粘贴层上的一第二反应层；

形成于该第二反应层上的一基板；

形成于该基板上的氮化物第一接触层，其中，该氮化物第一接触层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；

形成于该第一表面区域上的氮化物第一束缚层；

形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；

形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；

形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；

形成于该第二表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极。

8.如权利要求7所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，还包含：

一第一基板，形成于该金属反射层下。

9.如权利要求7所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，还包含：

一金属散热层，形成于该金属反射层下。

10.一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：

一第一基板；

形成于该第一基板上的一金属反射层；

形成于该金属反射层上的一第一反应层；

形成于该第一反应层上的一透明粘贴层；

形成于该透明粘贴层上的一第二反应层；

形成于该第二反应层上的一透明导电层，其中，该透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；

形成于该第一表面区域上的氮化物第一接触层；

形成于该氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层；

形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；

形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；

形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；

形成于该第二表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极。

11.一种具有粘贴反射层的氮化物发光元件，包含：

一金属散热层；

形成于该金属散热层上的一第一基板；

形成于该第一基板上的一金属反射层；

形成于该金属反射层上的一第一反应层；

形成于该第一反应层上的一透明粘贴层；

形成于该透明粘贴层上的一第二反应层；

形成于该第一表面区域上的氮化物第一接触层；

形成于该氮化物第一接触层上的氮化物第一束缚层；

形成于该氮化物第一束缚层上的氮化物发光层；

形成于该氮化物发光层上的氮化物第二束缚层；

形成于该氮化物第二束缚层上的氮化物第二接触层；

形成于该第二表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该氮化物第二接触层上的一第二接线电极。

12.如权利要求10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料。

13.如权利要求2、8、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该第一基板包含选自Si、GaAs、玻璃、石英、GaP、GaAsP、AlGaAs及金属所构成材料组群中的至少一种材料。

14.如权利要求1、7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该金属反射层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。

15.如权利要求3、6、9或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该金属散热层包含选自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。

16.如权利要求8所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，形成于该第二反应层上的该基板包含选自Al₂O₃、SiC、ZnO及GaN所构成材料组群中的至少一种材料。

17.如权利要求1、7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该透明粘贴层包含选自于聚酰亚胺、苯并环丁烷及过氟环丁烷所构成材料组群中的至少一种材料。

18.如权利要求1、7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该第一反应层包含选自于SiN_x、Ti及Cr所构成材料组群中的至少一种材料。

19.如权利要求1、7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该第二反应层包含选自于SiN_x、Ti及Cr所构成材料组群中的至少一种材料。

20.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该氮化物第一接触层包含选自于GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料。

21.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该氮化物第一束缚层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。

22.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该氮化物发光层包含选自于GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。

23.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该氮化物第二束缚层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。

24.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该氮化物第二接触层包含选自于GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料。

25.如权利要求5、7、9所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该基板包含选自Al₂O₃、SiC、ZnO及GaN所构成材料组群中的至少一种材料。

26.如权利要求7、10或11所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中包含在该氮化物第二接触层之上，该第二接线电极之下形成一透明导电层。

27.如权利要求26所述的具有粘贴反射层的氮化物发光元件，其中，该透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料。