CN103887394A - 覆晶式发光元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种覆晶式发光元件，可提升整体的发光效率。本发明提供一种覆晶式发光元件，其包括一基板、一第一型半导体层、一发光层、一第二型半导体层、一第一电极、一第二电极、一透明导电层以及多个反射粒子。基板具有一上表面，第一型半导体层配置在基板的上表面，发光层配置在第一型半导体层上，第二型半导体层配置在发光层上，第一电极配置在第一型半导体层上，第二电极配置在第二型半导体层上，透明导电层配置在第二电极与第二型半导体层之间，其中透明导电层与第二电极之间具有一接触界面。反射粒子至少分布在接触界面上且与第二电极以及透明导电层电性连接。

Description

覆晶式发光元件

技术领域

本发明是有关于一种发光元件，且特别是有关于一种覆晶式发光元件。

背景技术

发光二极管具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来，发光二极管已朝高功率发展，因此其应用领域已扩展至道路照明、大型户外看板、交通信号灯及相关领域。在未来，发光二极管甚至可能成为兼具省电及环保功能的主要照明光源。

一般来说，为了增加发光二极管的发光效率，通常会增设一反射层，其中反射层是通过一粘着层而贴附在一磊晶结构与一电极之间。然而，粘着层的使用会影响磊晶结构与反射层之间的反射效率，进而降低整体发光二极管的发光效率，同时粘着层亦会影响磊晶结构与电极之间的电性传导效率。因此，如何在不影响发光二极管电性传导效率的情况下有效提升发光二极管的发光效率便成为了目前亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种覆晶式发光元件，可提升整体的发光效率。

本发明提供一种覆晶式发光元件，其包括一基板、一第一型半导体层、一发光层、一第二型半导体层、一第一电极、一第二电极、一透明导电层以及多个反射粒子。基板具有一上表面，第一型半导体层配置在基板的上表面，发光层配置在第一型半导体层上，第二型半导体层配置在发光层上，第一电极配置在第一型半导体层上，第二电极配置在第二型半导体层上，透明导电层配置在第二电极与第二型半导体层之间，其中透明导电层与第二电极之间具有一接触界面。反射粒子至少分布在接触界面上且与第二电极以及透明导电层电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极的材质选自银、铝、铂、金、镍及铬所组成的群组中的至少一种金属。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子的材质与第二电极的材质相同。

在本发明的一实施例中，上述的每一反射粒子的粒径介于1纳米至500纳米之间。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子通过溅镀、轰击、碰撞、植入、嵌入、扩散或反应而至少分布在接触界面上。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极在基板上的正投影面积等于透明导电层在基板上的正投影面积。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子还分布在第二电极内、透明导电层内或第二电极与透明导电层内。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极在基板上的正投影面积大于透明导电层在基板上的正投影面积。

在本发明之一实施例中，上述的反射粒子还分布在第二电极内、透明导电层内或第二电极与透明导电层内。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子还分布在第二型半导体层内、第二型半导体层与第二电极的接触界面上或第二型半导体层内及第二型半导体层与第二电极的接触界面上。

在本发明的一实施例中，上述的透明导电层的材质是由至少两种以上不同导电度的材质所组成。

在本发明的一实施例中，上述的覆晶式发光元件还包括一绝缘层，至少覆盖部分透明导电层、部分第二型半导体层、部分发光层以及部分第一型半导体层，其中第二电极覆盖透明导电层与部分绝缘层。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子还分布在第二电极内、透明导电层内或第二电极与透明导电层内。

在本发明的一实施例中，上述的反射粒子还分布在绝缘层内、绝缘层与第二电极的接触界面上或绝缘层内及绝缘层与第二电极的接触界面上。

在本发明的一实施例中，上述的绝缘层还延伸覆盖基板的部分上表面。

在本发明的一实施例中，上述的绝缘层包括一单层或多层材质，且绝缘层的材质选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅与氮化铝及其组合所组成的族群。

基于上述，由于本发明的覆晶式发光元件具有至少分布在透明导电层与第二电极之间的接触界面上的反射粒子，且反射粒子、第二电极以及透明导电层电性连接。因此，相较于现有技术通过粘着层将一反射层粘附在磊晶结构与电极之间的发光二极管而言，本发明的覆晶式发光元件是以反射粒子取代粘着层，因此无需设置粘着层，且可通过反射粒子得到较佳的反射效果、散射效果及导电性，进而可提高整体覆晶式发光元件的发光效率与电性传导。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图；

图2为本发明的另一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图；

图3为本发明的又一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图；

图4为本发明的再一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图。

附图标记说明：

100a、100b、100c、100d：覆晶式发光元件；

110：基板；

112：上表面；

120：第一型半导体层；

130：发光层；

140：第二型半导体层；

150：第一电极；

160a、160b、160c、160d：第二电极；

170a、170b、170c、170d：透明导电层；

180a、180b、180c、180d：反射粒子；

190c、190d：绝缘层；

C1、C2、C3：接触界面。

具体实施方式

图1为本发明的一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图。请参考图1，本实施例的覆晶式发光元件100a包括一基板110、一第一型半导体层120、一发光层130、一第二型半导体层140、一第一电极150、一第二电极160a、一透明导电层170a以及多个反射粒子180a。

详细来说，基板110具有一上表面112，第一型半导体层120配置在基板110的上表面112，发光层130配置在第一型半导体层120上，第二型半导体层140配置在发光层130上，第一电极150配置在第一型半导体层120上，第二电极160a配置在第二型半导体层140上，透明导电层170a配置在第二电极160a与第二型半导体层140之间，其中透明导电层170a与第二电极160a之间具有一接触界面C1。反射粒子180a至少分布在接触界面C1上且与第二电极160a以及透明导电层170a电性连接。

更具体来说，在本实施例中，第二电极160a的材质例如是选自银、铝、铂、金、镍及铬所组成的群组中的至少一种金属，意即第二电极160a可具有反射的效果。特别是，反射粒子180a的材质与第二电极160a的材质可例如是相同，举例来说，反射粒子180a的材质可以是银。每一反射粒子180a的粒径例如为介于1纳米至500纳米之间。此处，反射粒子180a可通过溅镀、轰击、碰撞、植入、嵌入、扩散或反应而至少分布在接触界面C1上。如图1所示，反射粒子180a可还分布在第二电极160a内。当然，在其他未示出的实施例中，反射粒子180a可还分布在透明导电层170a内或第二电极160a与透明导电层170a内，在此并不加以限制。

由于本实施例的反射粒子180a的材质可与第二电极160a的材质相同，因此反射粒子180a除了可具有反射的效果外亦具有导电性，而第二电极160a亦同时具有导电及反射的效果。再者，反射粒子180a至少分布在透明导电层170a与第二电极160a之间的接触界面C1，意即此接触界面C1为一非平坦表面，因此发光层130所发出的光(未示出)在此除了会受到反射粒子180a的反射效果外，接触界面C1亦会使光产生散射作用。如此一来，可有效提升整体覆晶式发光元件100a的发光效率。

此外，本实施例的第二电极160a在基板110上的正投影面积实质上等于透明导电层170a在基板110上的正投影面积，其中第二电极160a与透明导电层170a暴露出部分第二型半导体层140。透明导电层170a的材质例如是由至少两种以上不同导电度的材质所组成，举例来说，如氧化铟锡、氧化铟锌或氧化锌掺杂铝，但并不以此为限。

由于本实施例的覆晶式发光元件100a具有至少分布在透明导电层170a与第二电极160a之间的接触界面C1上的反射粒子180a，且反射粒子180a、第二电极160a以及透明导电层170a电性连接。因此，相较于现有技术通过粘着层将反射层粘附在发光层上的发光二极管结构而言，本实施例的覆晶式发光元件100a无需设置粘着层，且可通过反射粒子180a得到较佳的反射效果、散射效果及导电性，进而可提高整体覆晶式发光元件100a的发光效率与电性传导。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2为本发明的另一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图。请参考图2，本实施例的覆晶式发光元件100b与图1的覆晶式发光元件100a相似，其不同之处在于：本实施例的第二电极160b在基板110上的正投影面积大于透明导电层170b在基板110上的正投影面积，其中第二电极160b延伸覆盖透明导电层170b所暴露出的部分第二型半导体层140。也就是说，本实施例的覆晶式发光元件100b可具有较大的反射面积。再者，在本实施例中，如图2所示，反射粒子180b除了分布在透明导电层170b与第二电极160b之间的接触界面C1外，反射粒子180b可还分布在第二电极160b内与第二电极160b及第二型半导体层140的接触界面C2上。当然，在其他未示出的实施例中，反射粒子180b可还分布在第二型半导体层140内、第二型半导体层140内及第二型半导体层140与第二电极160b的接触界面C2上、第二电极160b内、透明导电层170b内、第二电极160b与透明导电层170b内或上述状态的组合，在此并不加以限制。

图3为本发明的又一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图。请参考图3，本实施例的覆晶式发光元件100c与图1之覆晶式发光元件100a相似，其不同之处在于：本实施例的覆晶式发光元件100c还包括一绝缘层190c，其中绝缘层190c至少覆盖部分透明导电层170c、部分第二型半导体层140、部分发光层130以及部分第一型半导体层120。特别是，第二电极160c覆盖透明导电层170c与部分绝缘层190c，意即第二电极160c在基板110上的正投影面积大于透明导电层170c在基板110上的正投影面积。故，本实施例的覆晶式发光元件100c可具有较大的反射面积。再者，在本实施例中，如图3所示，反射粒子180c除了分布在透明导电层170c与第二电极160c之间的接触界面C1外，反射粒子180c可还分布在绝缘层190c与第二电极160c的接触界面C3上。当然，在其他未示出的实施例中，反射粒子180c可还分布在第二电极160c内、透明导电层170c内、第二电极160c与透明电极170c内、绝缘层190c内、绝缘层190c内及绝缘层190c与第二电极160c的接触界面C3上或上述状态的组合，在此并不加以限制。此外，本实施例的绝缘层190c例如是至少包括一单层或多层材质，且绝缘层的材质选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅与氮化铝及其组合所组成的族群，可有效提高整体覆晶式发光元件100c的发光效率。此处，绝缘层190c的设置除了可以使第二电极160c跨置在绝缘层190c上以增加反射面积外，亦可使第二电极160c与第一电极150之间具有较佳的电性绝缘效果。

图4为本发明的再一实施例的一种覆晶式发光元件的剖面示意图。请参考图4，本实施例的覆晶式发光元件100d与图3的覆晶式发光元件100c相似，其不同之处在于：本实施例的绝缘层190d还延伸覆盖基板110的部分上表面112，也就是说，绝缘层190d覆盖部分透明导电层170d、部分第二型半导体层140、部分发光层130、部分第一型半导体层120以及基板110的部分上表面112。此处，绝缘层190d的设置除了可以使第二电极160d跨置在绝缘层190d上以增加反射面积外，亦可使第二电极160d与第一电极150之间具有较佳的电性绝缘效果。

综上所述，由于本发明的覆晶式发光元件具有至少分布在透明导电层与第二电极之间的接触界面上的反射粒子，且反射粒子、第二电极以及透明导电层电性连接。因此，相较于现有技术通过粘着层将一反射层粘附于磊晶结构与电极之间的发光二极管而言，本发明的覆晶式发光元件是以反射粒子取代粘着层，因此无需设置粘着层，且可通过反射粒子得到较佳的反射效果、散射效果及导电性，进而可提高整体覆晶式发光元件的发光效率与电性传导。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种覆晶式发光元件，其特征在于，包括：

一基板，具有一上表面；

一第一型半导体层，配置在该基板的该上表面；

一发光层，配置在该第一型半导体层上；

一第二型半导体层，配置在该发光层上；

一第一电极，配置在该第一型半导体层上；

一第二电极，配置在该第二型半导体层上；

一透明导电层，配置在该第二电极与该第二型半导体层之间，其中该透明导电层与该第二电极之间具有一接触界面；以及

多个反射粒子，至少分布在该接触界面上且与该第二电极以及该透明导电层电性连接。

2.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该第二电极的材质选自银、铝、铂、金、镍及铬所组成的群组中的至少一种金属。

3.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子的材质与该第二电极的材质相同。

4.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，各该反射粒子的粒径介于1纳米至500纳米之间。

5.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子通过溅镀、轰击、碰撞、植入、嵌入、扩散或反应而至少分布在该接触界面上。

6.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该第二电极在该基板上的正投影面积等于该透明导电层在该基板上的正投影面积。

7.根据权利要求6所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子还分布在该第二电极内、该透明导电层内或该第二电极与该透明导电层内。

8.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该第二电极在该基板上的正投影面积大于该透明导电层在该基板上的正投影面积。

9.根据权利要求8所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子还分布在该第二电极内、该透明导电层内或该第二电极与该透明导电层内。

10.根据权利要求8或9所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子还分布在该第二型半导体层内、该第二型半导体层与该第二电极的接触界面上或该第二型半导体层内及该第二型半导体层与该第二电极的接触界面上。

11.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该透明导电层的材质是由至少两种以上不同导电度的材质所组成。

12.根据权利要求1所述的覆晶式发光元件，其特征在于，还包括一绝缘层，至少覆盖部分该透明导电层、部分该第二型半导体层、部分该发光层以及部分该第一型半导体层，其中该第二电极覆盖该透明导电层与部分该绝缘层。

13.根据权利要求12所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子还分布在该第二电极内、该透明导电层内或该第二电极与该透明导电层内。

14.根据权利要求12或13所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该些反射粒子还分布在该绝缘层内、该绝缘层与该第二电极的接触界面上或该绝缘层内及该绝缘层与该第二电极的接触界面上。

15.根据权利要求12所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该绝缘层还延伸覆盖该基板的部分该上表面。

16.根据权利要求12所述的覆晶式发光元件，其特征在于，该绝缘层至少包括一单层或多层材质，该绝缘层的材质选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅与氮化铝及其组合所组成的族群。

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