CN106169529B - 高效率发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管，包含：发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于活性层的上表面上的第一导电型半导体层；至少一个第一电极，其与第一导电型半导体层电连接；电流阻断层，其位于发光结构体的下表面上；及第二电极，其与第二导电型半导体层电连接，第二电极包含：第一反射金属层；及第二反射金属层；且第二反射金属层与第二导电型半导体层之间的接触电阻大于第一反射金属层与第二导电型半导体层之间的接触电阻。由此，可减少顺向电压，增加输出电力，并改善发光二极管的可靠性。

Description

高效率发光二极管
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，特别是涉及一种包含反射金属层而光提取效率得到改善的发光二极管。
背景技术
发光二极管(LED)是将电能转换为光的固体状态元件。发光二极管广泛地应用于背光单元的各种光源、照明设备、信号器、大型显示器等。随着照明用LED市场扩大且其应用范围扩大到高电流、高功率装置，需要开发一种用以提高电极电连接外部结构(例如模块)至LED的半导体层的可靠性且提高发光二极管的光提取效率的电极技术。
发明内容
[发明欲解决的课题]
本发明所欲解决的课题在于提供一种可通过防止障壁金属层的光吸收以改善光提取效率的发光二极管。
本发明所欲解决的另一课题在于提供一种在第二导电型半导体层的下表面上包含具有不同电接合特性的区域以改善电流分散效率的发光二极管。
本发明所欲解决的又一课题在于提供一种防止连接到第二导电型半导体层的电极剥离以改善可靠性的发光二极管。
[解决课题的手段]
本发明的一实施例的发光二极管包含：发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；至少一个第一电极，其与所述第一导电型半导体层电连接；电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；及第二电极，其与所述第二导电型半导体层电连接；所述第二电极包含：第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；及第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面与所述第一反射金属层的下表面，且与所述第二导电型半导体层的一部分相接；且所述第二反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻可大于所述第一反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻。
本发明的另一实施例的发光二极管包含：发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；至少一个第一电极，其位于所述发光结构体的上表面上，与所述第一导电型半导体层电连接；电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；及第二电极，其位于所述发光结构体的下表面上，与所述第二导电型半导体层电连接；所述第二电极包含：第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；及第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面与所述第一反射金属层的下表面；且所述电流阻断层与所述第二反射金属层之间的接着力可大于所述电流阻断层与所述第一反射金属层之间的接着力。
[发明效果]
根据本发明的实施例，发光二极管的第二导电型半导体层的下表面可包含具有不同电接合特性的区域，从而可改善电流分散效率。由此，可减少顺向电压，增加输出电力。另外，可通过电流阻断层与第二反射金属层之间的较高接着力以防止第二电极的剥离，从而可改善发光二极管的可靠性。
附图说明
图1(a)及图1(b)是用以说明本发明的一实施例的发光二极管的俯视图。
图2是用以说明本发明的一实施例的发光二极管的剖面图。
图3是图2的发光二极管的部分I的放大图。
图4(a)及图4(b)是对本发明的一实施例的发光二极管与现有的发光二极管的性能进行比较的图表。
图5是用以说明本发明的另一实施例的发光二极管的剖面图。
图6是用以说明本发明的又一实施例的发光二极管的剖面图。
图7是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于照明装置的分解立体图。
图8是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于显示装置的剖面图。
图9是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于显示装置的剖面图。
图10是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于头灯的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。以下所述的实施例是为了可将本发明的思想充分地传达给本发明所属的技术领域的普通技术人员而提供的示例。因此，本发明并不限定于以下所说明的实施例，也能够以其他形态具体化。并且，在附图中，为方便起见，也可夸张地表示构成要素的宽度、长度、厚度等。另外，在记载为一个构成要素处于其他构成要素的“上部”或“上”的情况下，不仅包含各部分处于其他部分的“正上部”或“正上方”的情况，而且还包含在各构成要素与其他构成要素之间介置有另一构成要素的情况。在整篇说明书中，相同的参照符号表示相同的构成要素。
本发明的一实施例的发光二极管包含：发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；至少一个第一电极，其与所述第一导电型半导体层电连接；电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；及第二电极，其与所述第二导电型半导体层电连接；所述第二电极包含：第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；及第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面与所述第一反射金属层的下表面，且与所述第二导电型半导体层的一部分相接；且所述第二反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻可大于所述第一反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻。
所述第一反射金属层与所述电流阻断层隔开。
所述第二反射金属层包含Al层，所述Al层可与所述电流阻断层、所述第一反射金属层及所述第二导电型半导体层相接。
所述发光二极管还包含位于所述第二反射金属层的下表面上的障壁金属层，所述障壁金属层可包含Ni。
所述电流阻断层包含与所述第二导电型半导体层相接的第一区域，所述第一反射金属层包含与所述第二导电型半导体层相接的第二区域，所述第二反射金属层包含与所述第二导电型半导体层相接的第三区域，所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域可分别具有不同的电接合特性。
所述第三区域与所述第二反射金属层可具有肖特基接合特性。
所述第三区域的面积可小于所述第二区域的面积。
所述第二反射金属层的一部分可覆盖所述电流阻断层的侧面。
所述电流阻断层的侧面可包含倾斜面。
所述第二反射金属层的突出部较所述发光结构体的侧面突出。
所述发光二极管还可包含位于所述发光结构体的上表面及侧面上的绝缘层。
所述电流阻断层的一部分可位于所述突出部的上表面上。
所述绝缘层与所述电流阻断层可彼此相接。
所述绝缘层与所述电流阻断层可由相同的物质形成。
在一些实施例中，所述第一电极可包含电极垫及上部延伸部，所述上部延伸部可包含与所述电流阻断层重叠的区域。另外，在所述上部延伸部与所述电流阻断层重叠时，所述电流阻断层的宽度大于所述上部延伸部的宽度，以使所述电流阻断层的部分在宽度方向上位于所述上部延伸部的两侧上方。特别是，在宽度方向上位于所述上部延伸部的两侧上方的所述电流阻断层的部分的宽度与所述上部延伸部的宽度相同或大于所述上部延伸部的宽度。通过将电流阻断层的宽度设为上部延伸部的宽度的3倍以上，可使电流均匀地分散到发光二极管的广阔区域，由此可提高光输出。
本发明的另一实施例的发光二极管包含：发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；至少一个第一电极，其位于所述发光结构体的上表面上，与所述第一导电型半导体层电连接；电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；及第二电极，其位于所述发光结构体的下表面上，与所述第二导电型半导体层电连接；所述第二电极包含：第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；及第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面与所述第一反射金属层的下表面；且所述电流阻断层与所述第二反射金属层之间的接着力可大于所述电流阻断层与所述第一反射金属层之间的接着力。
所述第二反射金属层可包含Al。
所述第二反射金属层的一部分覆盖所述电流阻断层的侧面，可使所述电流阻断层从所述第一反射金属层分离。
图1(a)、图1(b)、图2、图3、图4(a)及图4(b)是用以说明本发明的一实施例的发光二极管的俯视图、剖面图及图表。图1(a)是从发光二极管的上部观察所得的俯视图，图1(b)是从上部观察发光二极管中的下文将说明的第二反射金属层的下部结构所得的俯视图。图2是表示与图1(a)及图1(b)的A-A′线对应的部分的剖面的剖面图，图3是图2的部分I的放大图。图4(a)是对本发明的一实施例的发光二极管的顺向电压与现有的发光二极管的顺向电压进行比较的图表，图4(b)是对本发明的一实施例的发光二极管的输出电力与现有的发光二极管的输出电力进行比较的图表。
参照图1(a)、图1(b)、图2及图3，本实施例的发光二极管包含发光结构体110、第一电极120、电流阻断层130、第二电极，进而，还可包含绝缘层170及基板160。
发光结构体110可包含：第二导电型半导体层113；活性层112，其位于第二导电型半导体层113的上表面上；及第一导电型半导体层111，其位于活性层112的上表面上。第一导电型半导体层111、活性层112及第二导电型半导体层113可包含III-V类化合物半导体，例如可包含如(Al、Ga、In)N的氮化物类半导体。第一导电型半导体层111可包含n型杂质(例如Si)，第二导电型半导体层113可包含p型杂质(例如Mg)。另外，也可与上述内容相反。活性层112可包含多量子阱结构(MQW)，能够以射出所期望的峰值波长的光的方式确定其组成比。活性层112特别是可选择InGaN井层以射出蓝色光或近紫外线。
发光结构体110可通过在成长基板(未图示)上依序积层第一导电型半导体层111、活性层112、及第二导电型半导体层113而形成。成长基板可为任何能够使第一导电型半导体层111、活性层112、及第二导电型半导体层113成长在其上的基板，例如可为蓝宝石基板、碳化硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板、硅基板等。特别是，在本实施例中，成长基板可为经图案化的蓝宝石基板(PSS)。成长基板可从发光结构体去除，在此情况下，发光结构体110的上表面可具有与基板的图案对应的形状。具体而言，在成长基板包含弯曲的图案的情况下，发光结构体110的上表面也可包含弯曲的形状。
发光结构体110的侧面可包含倾斜面。参照图2，所述倾斜面可与所述第一导电型半导体层111的下表面具有90°以下的角度，例如可为60°。发光结构体110的倾斜面发挥改善在发光结构体110形成的光的外部射出的作用。倾斜面可通过用以将发光二极管个别化的切割制程而形成，或可通过蚀刻制程形成。
第一电极120可位于发光结构体110的上表面上。第一电极120可为至少一个以上，可与第一导电型半导体层111电连接。第一电极120可为Ni、Al、Au、Cr等的单层结构或复合层结构。第一电极120可通过在发光结构体110的上表面上沉积金属物质并对其进行图案化而形成。
第一电极120的下表面与第一导电型半导体层111的上表面相接。在第一导电型半导体层111的上表面包含图案的情况下，第一电极120的上表面可包含与第一导电型半导体层111的上表面的图案对应的形状。例如，在第一导电型半导体层111的上表面包含弯曲的图案的情况下，位于所述弯曲的图案上的第一电极120的上表面也可包含弯曲的形状。在此情况下，当导线接合到第一电极120时，导线可通过第一电极120的上表面的形状而稳定地接着到第一电极120。
第一电极120可包含至少一个接合垫121及上部延伸部122。
接合垫121发挥使施加在发光结构体110的电流向外部流出的作用。在本实施例中，接合垫121能够以与发光结构体110的一侧面邻接的方式定位。具体而言，第一导电型半导体层111包含第一侧面111a、及位于与第一侧面111a相反方向的第二侧面111b，接合垫121能够以与第一侧面111a邻接的方式定位。在本实施例中，接合垫121为两个，但并非必须限定于此，也可为一个或三个以上。
上部延伸部122能够从接合垫121延伸。上部延伸部122发挥防止施加在发光二极管的电流集中到接合垫121附近的作用。具体而言，上部延伸部122的一部分可沿第一导电型半导体层111的四个侧面而定位。进而，上部延伸部122的另一部分可位于邻接于第二侧面111b的上部延伸部122与接合垫121之间。
电流阻断层130可位于发光结构体110的下表面上。电流阻断层130的至少一部分可在垂直方向上与第一电极120重叠。电流阻断层130可包含与第二导电型半导体层113相接的第一区域113a。电流阻断层130可发挥防止施加在发光二极管的电流集中到第一电极120周围的半导体层而降低电流分散效率的作用。另外，第一区域113a可在垂直方向上与第一电极120重叠。在此情况下，可更有效地改善电流集中现象。特别是，通过使电流阻断层130的宽度宽于上部延伸部122的宽度，可使电流有效地分散而改善光输出。特别是，在使电流阻断层130与上部延伸部122重叠时，在宽度方向上位于上部延伸部122的两侧上的电流阻断层130的宽度至少可超过上部延伸部122的宽度。因此，电流阻断层130的宽度可超过上部延伸部122的宽度的3倍，此时，光输出大幅提高。例如，在第一电极120的上部延伸部122的宽度为15μm的情况下，电流阻断层130的宽度超过约45μm，上部延伸部122可配置于电流阻断层130的中央区域的上部。然而，如果电流阻断层130的宽度过大，则顺向电压增加，因此优选为将电流阻断层130的宽度调节为上部延伸部122的宽度的4倍以下。调节上部延伸部122及配置在其下方的电流阻断层130的宽度的情况可应用于上部延伸部122的所有区域，也可应用于一部分区域。特别是，相较位于发光二极管的边缘的上部延伸部122及电流阻断层130，宽度调整可应用于位于发光二极管的内侧的上部延伸部122及电流阻断层130，例如将邻接于第二侧面111b的上部延伸部122的部分与接合垫121连接的上部延伸部122。
电流阻断层130可具有绝缘性且可包含绝缘性物质。例如，电流阻断层130可包含SiOx或SiNx，或者还可包含积层折射率不同的绝缘性物质层而形成的分布布拉格反射器(DBR)。亦即，电流阻断层130可对具有固定波长的光具有透光性，也可具有光反射性。电流阻断层130也可使用化学气相沉积(CVD)等技术形成为单层或多层。
电流阻断层130可包含使第二导电型半导体层113露出的至少一个开口部130a。参照图1(b)，开口部130a可为四边形，但并不限定于此，也可为圆形。开口部130a可使用遮罩形成，或在蒸镀电流阻断层130后通过蚀刻形成，但并不限定于此。
电流阻断层130的侧面可包含倾斜面。参照图2及图3，电流阻断层130的下表面与电流阻断层130的侧面所形成的角度可大于90°且小于180°。在电流阻断层130的侧面包含倾斜面的情况下，下文将述的第二反射金属层142中的覆盖电流阻断层130的侧面的部分沿电流阻断层130侧面的倾斜面而定位，从而可使在活性层112产生的光更有效地向发光结构体110的上部反射。另外，所述结构可增加电流阻断层130与第二反射金属层142之间的接合面积，因此可提高发光二极管的机械可靠性。
第二电极可位于发光结构体110的下表面。第二电极可与第二导电型半导体层113电连接。第二电极可包含第一反射金属层141、第二反射金属层142及障壁金属层143。
第一反射金属层141可与第二导电型半导体层113相接。进而，第一反射金属层141可与第二导电型半导体层113形成欧姆接触。第一反射金属层141包含通过开口部130a而与第二导电型半导体层113形成欧姆接触的第二区域113b。第一反射金属层141能够以与电流阻断层130隔开的方式定位。
第一反射金属层141可包含使在发光结构体110产生的光反射的金属或合金。例如，第一反射金属层141可包含Ag、Ag合金、Ni/Ag、NiZn/Ag、TiO/Ag、Ni/Ag/Ni/Ti层，可进行蒸镀及图案化而形成。特别是，在第二导电型半导体层113为p型半导体层时，Ni层与第二导电型半导体层113形成欧姆接触。Ni层对在发光结构体110产生的光的反射率较低而使Ag的反射率下降，因此Ni层厚度较薄。第一反射金属层141可利用电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅镀法(sputter)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)等技术形成。
第二反射金属层142可覆盖电流阻断层130及第一反射金属层141。具体而言，第二反射金属层142能够覆盖电流阻断层130的下表面与侧面、及第一反射金属层141的下表面与侧面。第二反射金属层142可与电流阻断层130及第一反射金属层141相接。进而，第二反射金属层142可通过开口部130a而与第二导电型半导体层113的一部分相接。具体而言，第二反射金属层142包含第三区域113c，所述第三区域113c在第一反射金属层141及电流阻断层130之间而与第二导电型半导体层113的下部露出的区域相接。
第二反射金属层142可位于电流阻断层130与下文将述的障壁金属层143之间及/或第一反射金属层141与障壁金属层143之间。
第二反射金属层142可包含反射率与第一反射金属层141的金属不同的其他金属。具体而言，在第一反射金属层141包含Ag的情况下，第二反射金属层142可包含Al。Ag的反射率为约98.9％，Al的反射率为约90.3％。
参照图1(a)、图1(b)、图2及图3，第一区域113a、第二区域113b及第三区域113c可分别具有不同的电接合特性，进而，也可具有不同的反射特性。具体而言，根据第一区域113a、第二区域113b及第三区域113c的不同的电接合特性而各区域的接触电阻会不同。
第三区域113c(即，第二反射金属层142)与第二导电型半导体层113的接触电阻可大于第二区域113b(即，第一反射金属层141)与第二导电型半导体层113的接触电阻。因此，第二反射金属层142不仅可执行使光反射的作用，而且可同时执行使电流分散而减少顺向电压的作用。
第二反射金属层142可由功函数大于第一反射金属层141的金属形成。具体而言，第二反射金属层142可与第二导电型半导体层113实现肖特基接合。如果电流阻断层130与第二导电型半导体层113相接的第一区域113a面积变广，则会缩小在第二电极反射的面积而降低光提取效率。相反地，如果第一区域113a变窄，则发光二极管的电流分散效率变低。在第二反射金属层142在第三区域113c实现肖特基接合的情况下，大部分电流可通过欧姆接触的第二区域113b而施加到第二电极。另外，第三区域113c可同时发挥使在发光结构体110产生的光反射的作用，因此如上所述的结构既可将电流阻断层130的面积最小化又可改善电流分散效率及光提取效率。
而且，可使用包含Al的第二反射金属层142，并且使第二反射金属层142与第二导电型半导体层113实现欧姆接触。然而，在此情况下，为了使第二反射金属层142与第二导电型半导体层113实现欧姆接触，需要在700度以上的高温下进行热处理制程。此时，会发生发光结构体110因热而受损的问题。然而，在本发明的实施例中，只要第二反射金属层142具有光反射特性，则容许所述第二反射金属层142肖特基接合到第二导电型半导体层113，而并非欧姆接触到第二导电型半导体层113。因此，可省略所述第二反射金属层142的热处理制程，可将在发光结构体110产生的光中的通过第二电极而反射的光量最大化。即，与无第二反射金属层142的情况相比，可增加可反射光的第二电极的有效面积，因此可改善光提取效率。
第三区域113c的面积可小于第二区域113b的面积。因此，与第二导电型半导体层113肖特基接合的第三区域113c的面积较小，故而可减少发光二极管的整体电阻，因此顺向电压Vf会变得更低。
另一方面，在电流阻断层130包含分布布拉格反射器(DBR)的情况下，电流阻断层130可反射较广的波段的光。特别是，在从活性层112射出近紫外线等光的情况下，也可利用分布布拉格反射器(DBR)进行反射，从而可改善光提取效率。另一方面，位于电流阻断层130的下方的第二反射金属层142反射透过电流阻断层130的光而改善光提取效率。特别是，在电流阻断层130为分布布拉格反射器(DBR)的情况下，所述第二反射金属层142可与电流阻断层130一同反射从活性层112发出的几乎所有波段的光。例如，在从活性层112发出的光为近紫外线的情况下，可利用所述电流阻断层130与第二反射金属层142保持较高的反射率。进而，所述第二反射金属层142与电流阻断层130的组合对以各种入射角入射到电流阻断层130的光也可保持较高的反射率。
另一方面，第二反射金属层142与电流阻断层130之间的接着力可大于第一反射金属层141与电流阻断层130之间的接着力。具体而言，在第一反射金属层141包含Ag、第二反射金属层142包含Al的情况下，第二反射金属层142的Al与电流阻断层130之间的接着力可大于第一反射金属层141的Ag与电流阻断层130之间的接着力。第二反射金属层142的一部分可覆盖电流阻断层130的下表面及侧面。因此，可通过第二反射金属层142反射透过电流阻断层130的下表面及侧面的光。而且，第二反射金属层142可代替与电流阻断层130接着力较弱的第一反射金属层141而与电流阻断层130相接，因此可改善第二电极从电流阻断层130剥离的问题，从而发光二极管的可靠性提高。
第二反射金属层142可利用电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅镀法(sputter)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)等技术形成。
障壁金属层143可位于第二反射金属层142的下表面上。障壁金属层143可通过第二反射金属层142而远离第一反射金属层141及电流阻断层130。在障壁金属层143与电流阻断层130相接的情况下，通过电流阻断层130的光可吸收到障壁金属层143中。然而，具有相对高于障壁金属层143的反射率的第二反射金属层142配置到电流阻断层130与障壁金属层143之间，因此可防止光被障壁金属层143吸收而损失的情况。
障壁金属层143发挥防止第一反射金属层141的Ag向第一反射金属层的外部扩散的作用。障壁金属层143可由Ni、Cr、Ti、Pt、Au或所述Ni、Cr、Ti、Pt、Au的复合层形成。例如，参照图3，障壁金属层143可包含反复积层Ni层143a及Ti层143b而成的结构。所述障壁金属层143、特别是Ni层143a对从活性层112射出的光的吸收率较高，故而需防止从活性层112射出的光入射到Ni层143a。为此，本发明的实施例将第二反射金属层142配置到电流阻断层130与障壁金属层143之间，另外，以第二反射金属层142与第二导电型半导体层113相接的方式配置而防止Ni层143a与第二导电型半导体层113直接接触。障壁金属层143可利用电子束蒸镀法、真空蒸镀法、溅镀法(sputter)或有机金属化学气相沉积(MOCVD)等技术而形成。
本发明的发光二极管还可包含绝缘层170。绝缘层170可位于发光结构体110的上表面及侧面上。绝缘层170发挥保护发光结构体110免受外部冲击及污染物质的影响的作用。绝缘层170可包含使第一电极120露出的至少一个开口部170a。第一电极120可通过开口部170a露出到外部而连接到导线等。绝缘层170可包含SiOx或SiNx，但并非必须限定于此。进而，绝缘层170可为与电流阻断层130相同的物质。
本发明的发光二极管还可包含基板160。基板160可位于障壁金属层143的下表面上。基板160可发挥保护障壁金属层143的作用。另外，基板160可发挥为了从发光结构体110分离基板(未图示)而支撑发光结构体110的作用。基板160可包含Cu等导电性金属。参照图2，基板160可通过接着性物质150而位于障壁金属层143的下表面上。接着性物质150可包含AuSn等接合金属。
参照图4(a)及图4(b)，表示本发明的发光二极管与现有的发光二极管相比，顺向电压Vf及输出电力(Power)提高。具体而言，使用本发明的发光二极管作为实施例，使用除不包含第二反射金属层142以外与本发明的发光二极管相同的现有发光二极管作为比较例。各发光二极管的尺寸为1000μm×1000μm，第一反射金属层141由Ni/Ag/Ni/Ti构成，电流阻断层130由SiO2 构成，障壁金属层143由Ti/Ni(14层，1.4μm)及Au构成，实施例还包含第二反射金属层142，第二反射金属层142由Al构成。
参照图4(a)，实施例的顺向电压为3.041V，比较例的顺向电压为3.104V，因此可知本发明的发光二极管的顺向电压减少。另外，参照图4(b)，实施例的输出电力为621.6mW，比较例的输出电力为615.7mW，因此可知本发明的发光二极管的输出电力增加。这表示可通过第二反射金属层142而改善光提取效率。
另一方面，将上部延伸部122的宽度固定为15μm，将电流阻断层130的宽度变为23μm、30μm、50μm及70μm而测定顺向电压(Forward Voltage，Vf)及光输出。以将电流阻断层的宽度设为23μm为基准，呈随着电流阻断层130的宽度增加而光输出提高的倾向，且Vf也略微增加。特别是，在电流阻断层130的宽度为50μm时，Vf表现出小于1％的微小增加，但光输出表现出约3.2％的较高增加。
图5是用以说明本发明的另一实施例的发光二极管的剖面图。图5的发光二极管与通过图1(a)、图1(b)、图2及图3说明的发光二极管相似，但在第一导电型半导体层111的上表面包含粗糙表面R的方面存在差异。粗糙表面R发挥防止在发光结构体110形成的光在第一导电型半导体层111的上表面反射而返回到发光二极管内部的作用，因此可改善发光二极管的光提取效率。具体而言，第一导电型半导体层111的上表面中的不与第一电极120相接的部分可包含粗糙表面R。在发光结构体110的上表面上的定位第一电极120的部分、即第一导电型半导体层111的上表面与第一电极120的下表面相接的部分包含粗糙表面R的情况下，第一电极120的物质会沿粗糙表面R而过深地扩散至发光结构体110内部。在此情况下，会降低发光二极管的内部量子效率，产生发光二极管的可靠性下降的问题。
图6是用以说明本发明的又一实施例的发光二极管的剖面图。图6的发光二极管与通过图1(a)、图1(b)、图2及图3而说明的发光二极管相似，但在第二反射金属层142的侧面较发光结构体110的侧面突出的方面存在差异。具体而言，第二反射金属层142可包含较发光结构体110的侧面突出的突出部P。第二反射金属层142的上表面面积可大于发光结构体110的下表面面积。因此，可由第二反射金属层142反射通过发光结构体110的侧面射出的光中的一部分而使其朝向发光二极管的上部。因此，可改善光提取效率。
参照图6，电流阻断层130的一部分可位于突出部P的上表面上。由此，可保护突出部P的上表面免受外部冲击及污染物质的影响。进而，绝缘层170与电流阻断层130可彼此相接。具体而言，绝缘层170的一部分可与位于突出部P的上表面的电流阻断层130相接。在此情况下，从绝缘层170的侧面及电流阻断层130的侧面到发光结构体110的距离会变大，因此可更有效地防止外部污染物质的渗透，更有效地保护发光结构体110免受外部冲击的影响。进而，绝缘层170与电流阻断层130可由相同的物质形成。例如，在电流阻断层130为SiO2的情况下，绝缘层170也可为SiO2。在此情况下，可通过绝缘层170与电流阻断层130之间的较强接着力而有效地防止绝缘层170或电流阻断层130的剥离，可更有效地防止外部污染物质向发光二极管内部渗透。
图7是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于照明装置的分解立体图。
参照图7，本实施例的照明装置包含扩散罩1010、发光元件模块1020及主体部1030。主体部1030可容纳发光元件模块1020，扩散罩1010能够以可覆盖发光元件模块1020的上部的方式配置到主体部1030上。
主体部1030可为任何形态，只要可容纳及支撑发光元件模块1020并对发光元件模块1020供给电源。例如，如图所示，主体部1030可包含主体外壳1031、电源供给装置1033、电源外壳1035、及电源连接部1037。
电源供给装置1033容纳于电源外壳1035内而与发光元件模块1020电连接，可包含至少一个集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片。所述IC芯片可对供给到发光元件模块1020的电源的特性进行调节、转换或控制。电源外壳1035可容纳支撑电源供给装置1033，内部固定有电源供给装置1033的电源外壳1035可位于主体外壳1031的内部。电源连接部1037可配置到电源外壳1035的下端而与电源外壳1035连结。由此，电源连接部1037可与电源外壳1035内部的电源供给装置1033电连接而发挥可将外部电源供给到电源供给装置1033的通路作用。
发光元件模块1020包含基板1023、及配置在基板1023上的发光二极管1021。发光元件模块1020在主体外壳1031的上部而可电连接到电源供给装置1033。
基板1023可为任何基板，只要可支撑发光二极管1021，例如可为包含配线的印刷电路板。基板1023可具有与主体外壳1031的上部的固定部对应的形态，以便可稳定地固定到主体外壳1031。发光二极管1021可包含本发明的所述实施例的发光二极管中的至少一个。
扩散罩1010配置到发光二极管1021上，可固定到主体外壳1031而覆盖发光二极管1021。扩散罩1010可具有透光性材质，可调节扩散罩1010的形态及透光性而调节照明装置的指向特性。因此，扩散罩1010可根据照明装置的利用目的及应用形态而变形为各种形态。
图8是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于显示装置的剖面图。
本实施例的显示装置包含：显示面板2110；背光单元，其向显示面板2110提供光；及面板导件，其支撑所述显示面板2110的下部边缘。
显示面板2110并无特别限定，例如可为包含液晶层的液晶显示面板。在显示面板2110的边缘，还可配置向所述栅极线供给驱动信号的栅极驱动印制电路板(PrintedCircuit Board，PCB)。此处，栅极驱动印制电路板也可不形成于单独的PCB上而形成到薄膜晶体管基板上。
背光单元包含光源模块，所述光源模块包含至少一个基板及多个发光二极管2160。进而，背光单元还可包含底罩2180、反射片2170、扩散板2131及光学片2130。
底罩2180向上部开口而可收纳基板、发光二极管2160、反射片2170、扩散板2131及光学片2130。另外，底罩2180可与面板导件结合。基板能够以位于反射片2170的下部并由反射片2170包围的形态配置。然而，并不限定于此，在表面涂敷有反射物质的情况下，基板也可位于反射片2170上。另外，多个基板能够以并列配置的形态配置，但并不限定于此，也可形成为单个基板。
发光二极管2160可包含本发明的所述实施例的发光二极管中的至少一个。发光二极管2160可按照固定的图案规则性地排列到基板上。另外，可在各个发光二极管2160上配置透镜2210而提高从多个发光二极管2160射出的光的均匀性。
扩散板2131及光学片2130位于发光二极管2160上。从发光二极管2160射出的光可经由扩散板2131及光学片2130而以面光源形态供给到显示面板2110。
如上所述，本发明的实施例的发光二极管可应用于如本实施例的直下式(directtype)显示装置。
图9是用以说明将一实施例的发光二极管应用于显示装置的剖面图。
本实施例的具备背光单元的显示装置包含：显示面板3210，其显示图像；及背光单元，其配置到显示面板3210的背面而照射光。进而，所述显示装置包含：框架，其支撑显示面板3210，且收纳背光单元；及罩盖3240、3280，其包覆所述显示面板3210。
显示面板3210并无特别限定，例如可为包含液晶层的液晶显示面板。在显示面板3210的边缘，还可配置向所述栅极线供给驱动信号的栅极驱动PCB。此处，栅极驱动PCB也可不形成于单独的PCB上而形成到薄膜晶体管基板上。显示面板3210由位于其上下部的罩盖3240、3280固定，位于下部的罩盖3280可与背光单元连结。
向显示面板3210提供光的背光单元包含：下部罩盖3270，其上表面的一部分开口；光源模块，其配置在下部罩盖3270内部的一侧；及导光板3250，其与所述光源模块并列定位而将点光源转换为面光源。另外，本实施例的背光单元还可包含：光学片3230，其位于导光板3250上而使光扩散及聚集；及反射片3260，其配置到导光板3250的下部而使向导光板3250的下部方向行进的光向显示面板3210方向反射。
光源模块包含基板3220、及以固定间隔隔开而配置在所述基板3220的一面的多个发光二极管3110。基板3220只要为支撑发光二极管3110且电连接在发光二极管3110的基板则无限制，例如可为印刷电路板。发光二极管3110可包含至少一个本发明的所述实施例的发光二极管。从光源模块射出的光入射到导光板3250而通过光学片3230供给到显示面板3210。从发光二极管3110射出的点光源可通过导光板3250及光学片3230而变形为面光源。
如上所述，本发明的实施例的发光二极管可应用于如本实施例的侧入式(edgetype)显示装置。
图10是用以说明将本发明的一实施例的发光二极管应用于头灯的剖面图。
参照图10，所述头灯包含灯主体4070、基板4020、发光二极管4010及罩盖透镜4050。进而，所述头灯还可包含散热部4030、支撑架4060及连接部件4040。
基板4020由支撑架4060固定而配置到灯主体4070上。基板4020只要为可支撑发光二极管4010的基板则无限制，例如可为如印刷电路板的具有导电图案的基板。发光二极管4010位于基板4020上，可由基板4020支撑及固定。另外，发光二极管4010可通过基板4020的导电图案而与外部的电源电连接。另外，发光二极管4010可包含至少一个本发明的所述实施例的发光二极管。
罩盖透镜4050位于从发光二极管4010射出的光移动的路径上。例如，如图所示，罩盖透镜4050可通过连接部件4040远离发光二极管4010而配置，且可配置到将从发光二极管4010射出的光提供到所需位置的方向。可通过罩盖透镜4050而调节从头灯向外部射出的光的指向角及/或色调。另一方面，连接部件4040除将罩盖透镜4050与基板4020固定以外，还可发挥以包围发光二极管4010的方式配置而提供发光路径4045的导光体作用。此时，连接部件4040可由光反射性物质形成、或由光反射性物质涂敷。另一方面，散热部4030可包含散热销4031及/或散热风扇4033，使在驱动发光二极管4010时产生的热向外部释出。
如上所述，本发明的实施例的发光二极管可应用于如本实施例的头灯、特别是车用头灯。

Claims (17)

1.一种发光二极管，包括：
发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；
至少一个第一电极，其与所述第一导电型半导体层电连接；
电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；以及
第二电极，其与所述第二导电型半导体层电连接，
其中所述第二电极包含：
第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；以及
第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面及所述第一反射金属层的下表面，且与所述第二导电型半导体层的一部分相接，且
所述第二反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻大于所述第一反射金属层与所述第二导电型半导体层之间的接触电阻，
其中所述第一反射金属层与所述电流阻断层隔开，且所述第二导电型半导体的下表面暴露于所述第一反射金属层与所述电流阻断层之间，
其中所述第二反射金属层与暴露于所述第一反射金属层与所述电流阻断层之间的所述第二导电型半导体的下表面相接。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述第二反射金属层包含Al层，所述Al层与所述电流阻断层、所述第一反射金属层及所述第二导电型半导体层相接。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，还包括位于所述第二反射金属层的下表面上的障壁金属层，所述障壁金属层包含Ni。
4.根据权利要求2所述的发光二极管，其中
所述电流阻断层包含与所述第二导电型半导体层相接的第一区域，
所述第一反射金属层包含与所述第二导电型半导体层相接的第二区域，
所述第二反射金属层包含与所述第二导电型半导体层相接的第三区域，
所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域分别具有不同的电接合特性。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中所述第三区域与所述第二反射金属层形成肖特基接合。
6.根据权利要求5所述的发光二极管，其中所述第三区域的面积小于所述第二区域的面积。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述第二反射金属层的一部分覆盖所述电流阻断层的侧面。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其中所述电流阻断层的侧面包含倾斜面。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述第二反射金属层的突出部较所述发光结构体的侧面突出。
10.根据权利要求9所述的发光二极管，还包括位于所述发光结构体的上表面及侧面上的绝缘层。
11.根据权利要求10所述的发光二极管，其中所述电流阻断层的一部分位于所述突出部的上表面上。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其中所述绝缘层与所述电流阻断层彼此相接。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其中所述绝缘层与所述电流阻断层由相同的物质形成。
14.根据权利要求1所述的发光二极管，其中：
所述第一电极包含电极垫及上部延伸部，
所述上部延伸部包含与所述电流阻断层重叠的区域，
在所述上部延伸部与所述电流阻断层重叠时，所述电流阻断层的宽度大于所述上部延伸部的宽度，以使所述电流阻断层的部分在宽度方向上位于所述上部延伸部的两侧上方，且
在宽度方向上位于所述上部延伸部的两侧上方的所述电流阻断层的部分的宽度与所述上部延伸部的宽度相同或大于所述上部延伸部的宽度。
15.一种发光二极管，包括：
发光结构体，其包含第二导电型半导体层、位于所述第二导电型半导体层的上表面上的活性层、及位于所述活性层的上表面上的第一导电型半导体层；
至少一个第一电极，其位于所述发光结构体的上表面上，与所述第一导电型半导体层电连接；
电流阻断层，其位于所述发光结构体的下表面上；以及
第二电极，其位于所述发光结构体的下表面上，与所述第二导电型半导体层电连接；
其中所述第二电极包含：
第一反射金属层，其与所述第二导电型半导体层相接；以及
第二反射金属层，其覆盖所述电流阻断层的下表面与所述第一反射金属层的下表面；且
所述电流阻断层与所述第二反射金属层之间的接着力大于所述电流阻断层与所述第一反射金属层之间的接着力。
16.根据权利要求15所述的发光二极管，其中所述第二反射金属层包含Al。
17.根据权利要求15所述的发光二极管，其中所述第二反射金属层的一部分覆盖所述电流阻断层的侧面，使所述电流阻断层从所述第一反射金属层分离。
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