CN1976066A

CN1976066A - 具有微反射结构载体的发光元件

Info

Publication number: CN1976066A
Application number: CNA031566685A
Authority: CN
Inventors: 谢明勋; 刘文煌
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: CN1976066B

Abstract

本发明公开一种具有微反射结构载体的发光元件，该元件具有一微反射结构的载体，藉由该微反射结构的载体，将由发光层射向该载体的光反射后导出，以提高发光元件的发光效率。

Description

具有微反射结构载体的发光元件

技术领域

本发明关于一种发光元件，尤其关于一种具有微反射结构载体的发光元件。

背景技术

发光元件的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、激光二极管、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。在此技艺中，目前技术人员重要课题之一为如何提高发光元件的发光效率。

于美国专利公开第2002/0017652号中，公开一种具有埋藏式微反射结构AlGalnP发光元件，如图1所示，其利用蚀刻技术，将一发光元件的外延生长层(磊晶层)蚀刻成一微反射结构，该微反射结构包含半圆球形、金字塔形或角锥形等，接着沉积一金属反射层于该外延生长层上，再将微反射结构外延生长层的顶端与一导电载体(硅晶片)键结在一起，再移除原先外延生长层的不透明基板，使得射向该不透明基板的光线可以射出。该微反射结构可将射向反射结构的光线经由反射带出，以提高发光元件的亮度。由于该发光元件仅靠反射结构的顶端与该载体局部相接合，接触面积较小，此结构的机械强度不够强，易造成接合面剥离。

另外，对外延生长层进行蚀刻形成该微反射结构，因此该外延生长层必须成长到足够的厚度，否则蚀刻形成的微反射结构，无法达成光反射的功能，但是厚外延生长层成长需花费较长的时间，不仅耗时，成本也相对提高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有微反射结构载体的发光元件，该发光元件具有一微反射结构载体，该微反射结构载体是利用蚀刻技术，将一载体蚀刻成具有微反射结构的载体，该微反射结构包含半圆球形、金字塔形或角锥形，再于该载体上形成一反射层，再利用一透明粘接层与一发光叠层粘接在一起；其中不需耗时进行外延生长程序，仅利用一载体便可达到足够的厚度来形成该特定几何图案，因此可达到降低成本，提升亮度的目的。

本发明的另一目的在于提供一种具有微反射结构载体的发光元件，其利用该透明粘接层与发光叠层各面紧密接合，如此可以提升其机械强度，避免接合面剥离，简化制程，增加信赖度。

依本发明一优选实施例一种具有微反射结构载体的发光元件，包含一具有微反射结构载体、形成于该具有微反射结构载体上的一反射层、形成于该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结层、形成于该透明粘结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一第一接触层、形成于该第一接触层上的一第一束缚层、形成于该第一束缚层上的一发光层、形成于该发光层上的一第二束缚层、形成于该第二束缚层上的一第二接触层、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极、以及形成于该第二接触层上的一第二接线电极。

前述的微反射结构包含选自半圆球形、金字塔形或角锥形所构成形状中的至少一种形状；前述微反射结构载体，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所构成材料组群中的至少一种材料；前述的透明氧化导电层包含选自氧化铟锡、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；前述的反射层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、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AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及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AlGaInP、GaN、InGaN及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AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二接触层，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一接触层，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述透明粘结层包含选自于聚酰亚胺(Pl)、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。

附图说明

图1为一示意图，显示一现有技艺的埋藏式微反射器AlGaInP发光元件；

图2为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件；

图3为一示意图，显示依本发明另一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件；以及

图4为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件。

附图中的附图标记说明如下：

1发光元件 10微反射结构载体

11反射层 100第一反应层

101透明粘结层 102第二反应层

12透明导电层 13第一接触层

14第一束缚层 15发光层

16第二束缚层 17第二接触层

18第一接线电极 19第二接线电极

2发光元件 20微反射结构载体

21反射层 200第一反应层

201透明粘结层 202第二反应层

203透明载体 22透明导电层

23第一接触层 24第一束缚层

25发光层 26第二束缚层

27第二接触层 28第一接线电极

29第二接线电极 3发光元件

30微反射结构载体 31反射层

300第一反应层 301透明导电粘结层

302第二反应层 32透明导电层

33第一接触层 34第一束缚层

35发光层 36第二束缚层

37第二接触层 38第一接线电极

39第二接线电极

具体实施方式

本发明人于思考如何解决前述的问题时，认为若利用一种具有微反射结构载体的发光元件，该发光元件具有一微反射结构载体，该微反射结构载体是利用蚀刻技术，将一载体蚀刻成具有微反射结构的载体，再于该载体上形成一反射层，再利用一透明粘接层与一发光叠层粘接在一起。由于本发明不需成长厚的外延生长层便可利用该载体形成微反射结构，因此可达到降低成本，提升亮度的目的。再者本发明以一透明粘接层将载体与发光叠层的一表面粘接在一起，而不是前述现有技艺仅靠反射器的顶端与载体局部相接合，因此更可解决结构的机械强度不够强的缺点。

请参阅图2，依本发明一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件1，包含一微反射结构载体10、形成于该微反射结构载体10上的一反射层11、形成于该反射层上的一第一反应层100、形成于该第一反应层上的一透明粘结层101、形成于该透明粘结层101上的一第二反应层102、形成于该第二反应层102上的一透明导电层12，其中，该透明导电层12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触层13、形成于该第一接触层上的一第一束缚层14、形成于该第一束缚层上的一发光层15、形成于该发光层上的一第二束缚层16、形成于该第二束缚层上的一第二接触层17、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极18、以及形成于该第二接触层上的一第二接线电极19。前述的第一反应层及第二反应层的目的在于辅助该透明粘接层与反射层或透明导电层之间的结合力。

请参阅图3，依本发明另一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件2，包含一微反射结构载体20、形成于该微反射结构载体20上的一反射层21、形成于该反射层21上的一第一反应层200、形成于该第一反应层200上的一透明粘结层201、形成于该透明粘结层201上的一第二反应层202、形成于该第二反应层202上的一透明载体203、形成于该透明载体203上的一透明导电层22，其中，该透明导电层22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触层23、形成于该第一接触层23上的一第一束缚层24、形成于该第一束缚层24上的一发光层25、形成于该发光层25上的一第二束缚层26、形成于该第二束缚层上的一第二接触层27、形成于该第二表面区域上的一第一接线电极28、以及形成于该第二接触层上的一第二接线电极29。前述的第一反应层及第二反应层的目的在于辅助该透明粘接层与反射层或第二载体之间的结合力。

请参阅图4，依本发明另一优选实施例的一种具有微反射结构载体的发光元件3，包含一微反射结构导电载体30、形成于该微反射结构载体30上表面上的一反射层31、形成于该反射层31上的一第一反应层300、形成于该第一反应层300上的一透明导电粘结层301、形成于该透明导电粘结层301上的一第二反应层302、形成于该第二反应层302上的一透明导电层32、形成于该透明导电层32上的一第一接触层33、形成于该第一接触层33上的一第一束缚层34、形成于该第一束缚层34上的一发光层35、形成于该发光层35上的一第二束缚层36、形成于该第二束缚层36上的一第二接触层37、形成于该微反射结构载体下表面上的一第一接线电极38、以及形成于该第二接触层37上的一第二接线电极39。前述的透明导电粘接层具有导电的功能；前述的第一反应层及第二反应层的目的在于辅助该透明导电粘接层与反射层或透明导电层之间的结合力，同时使其接合面形成欧姆接触。

前述的三个实施例中，亦可于第二接线电极与第二接触层之间形成一透明导电层；前述的微反射结构包含选自半圆球形、金字塔形或角锥形所构成形状中的至少一种形状；前述微反射结构载体，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所构成材料组群中的至少一种材料；前述微反射结构导电载体，包含选自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；前述透明载体，包含选自于GaP、SiC、Al₂O₃或玻璃所构成材料组群中的至少一种材料；前述反射层，包含选自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、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；前述的透明导电层包含选自氧化铟锡、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；前述第一束缚层，包含选自AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及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AlGaInP、GaN、InGaN及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AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二接触层，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一接触层，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一材料；前述透明粘结层包含选自于聚酰亚胺(Pl)、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；前述透明导电粘结层包含选自于本征导电高分子(Intrinsically conducting polymer)或高分子中掺杂导电材质所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。在一实施例中，导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料。

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

虽然本发明的发光元件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，应以所附权利要求书所确定的为准。因此本领域技术人员在不脱离本发明的权利要求的范围及精神的情况下，当可做任何改变。

Claims

1.一种具有微反射结构载体的发光元件，包含：

一微反射结构载体；

一反射层，形成于该微反射结构载体之上；

一透明粘接层，形成于该反射层之上；以及

一发光叠层，形成于该透明粘接层之上。

2.如权利要求1所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中于该反射层与该透明粘接层之间还包含一第一反应层。

3.如权利要求1所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中于该透明粘接层与该发光叠层之间还包含一第二反应层。

4.如权利要求1所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中于该发光叠层的同一正面形成一第一电极及一第二电极。

5.如权利要求1所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中分别于该发光叠层的正面及微反射结构载体反面形成一第一电极及一第二电极。

6.一种具有微反射结构载体的发光元件，包含：

一微反射结构载体；

形成于该微反射结构载体上的一反射层；

形成于该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结层；

形成于该透明粘结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一第一接触层；

形成于该第一接触层上的一第一束缚层；

形成于该第一束缚层上的一发光层；

形成于该发光层上的一第二束缚层；

形成于该第二束缚层上的一第二接触层；

形成于该第二表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该第二接触层上的一第二接线电极。

7.一种具有微反射结构载体的发光元件，包含：

一微反射结构载体；

形成于该微反射结构载体上的一反射层；

形成于该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结层；

形成于该透明粘结层上的一第二反应层；

形成于该第二反应层上的一透明载体；

形成于该透明载体上的一透明导电层，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一第一接触层；

形成于该第一接触层上的一第一束缚层；

形成于该第一束缚层上的一发光层；

形成于该发光层上的一第二束缚层；

形成于该第二束缚层上的一第二接触层；

形成于该第二表面区域上的一第一接线电极；以及

形成于该第二接触层上的一第二接线电极。

8.一种具有微反射结构载体的发光元件，包含：

一微反射结构导电载体；

形成于该微反射结构导电载体上的一反射层；

形成于该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导电粘结层；

形成于该透明导电粘结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；

形成于该透明导电层上的一第一接触层；

形成于该第一接触层上的一第一束缚层；

形成于该第一束缚层上的一发光层；

形成于该发光层上的一第二束缚层；

形成于该第二束缚层上的一第二接触层；

形成于该微反射结构载体下表面上的一第一接线电极；以及

形成于该第二接触层上的一第二接线电极。

9.如权利要求1、6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该微反射结构形状，包含选自半圆球形、金字塔形或角锥形所构成形状中的至少一种形状或其他可替代的形状。

10.如权利要求1、6或7所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该微反射结构载体，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

11.如权利要求8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该微反射结构导电载体，包含选自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

12.如权利要求7所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该透明载体，包含选自于GaP、SiC、Al₂O₃或玻璃所构成材料组群中的至少一种材料或其它可替代的材料。

13.如权利要求1、6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该反射层，包含选自Sn、Al、Pt、Zn、Ag、Ti、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。

14.如权利要求1、6或7所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该透明粘结层包含选自于聚酰亚胺、苯并环丁烷或过氟环丁烷所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

15.如权利要求2、6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该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。

16.如权利要求3、6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该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。

17.如权利要求8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该透明导电粘结层包含选自于本征导电高分子或高分子中掺杂导电材质所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

18.如权利要求17所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料。

19.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该第一束缚层，包含选自于AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

20.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该发光层，包含选自于AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGAN所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

21.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该第二束缚层，包含选自于AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

22.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该第一接触层包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

23.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该第二接触层，包含选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。

24.如权利要求6、7或8所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，还于该第二接线电极与该第二接触层之间形成一透明导电层。

25.如权利要求6、7、8或24所述的一种具有微反射结构载体的发光元件，其中该透明导电层，包含选自氧化铟锡、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或其它可替代的材料。