CN202523749U

CN202523749U - 具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构

Info

Publication number: CN202523749U
Application number: CN2011204568542U
Authority: CN
Inventors: 黄国瑞
Original assignee: ZHUNAN BRANCH TYNTEK Corp
Current assignee: ZHUNAN BRANCH TYNTEK Corp
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2021-11-14

Abstract

本实用新型涉及一种具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，可用于诸如一般发光二极管、高压发光二极管、交流电发光二极管等发光二极管领域；其是透过变更发光二极管原有的垂直侧边，特别是将发光二极管基板原垂直侧边制作为具有斜面，使该斜面成为具有反射功能的反射面，因而使原本可能发散逸失的光线将得以再次被反射而集中输出，进而提升发光效率。

Description

具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管结构，尤指一种具有反射光线功能的基板的发光二极管结构。

背景技术

由于近代石化能源逐渐匮乏，对节能产品需求日益扩大，因此发光二极管(LED)的技术有长足的进步。而在石油价格不稳定的条件之下，全球各个国家积极地投入节能产品的开发，将发光二极管应用于省电灯泡便是此一趋势下的产物。此外，随着发光二极管技术的进步，白光或其它颜色(例如：蓝光)发光二极管的应用也逐渐广泛，现今其应用已可包括：液晶显示器(LCD)的背光板、打印机、用于计算机的光学连接构件、指示灯、地面灯、逃生灯、医疗设备光源、汽车仪表及内装灯、辅助照明、主照明...等。

发光二极管除了由于耗电低、不含汞、寿命长、二氧化碳排放量低等优势外，全球各国政府禁用汞的环保政策，也驱使研究人员投入白光发光二极管的研发与应用。在全球环保风潮方兴未艾之际，被喻为绿色光源的发光二极管可符合全球的主流趋势，如前所指，其已普遍应用于3C产品指示器与显示装置之上；而再随着发光二极管生产良率的提高，单位制造成本也已大幅降低，因此发光二极管的需求持续增加。

承前所述，此刻开发高亮度的发光二极管已成为各国厂商的研发重点，然而当前的发光二极管仍存在缺陷，使得发光效率无法达到最佳状态。

于过去技术中，曾选择采用覆晶式结构或是垂直式电极结构来提升发光效率。由于一般发光二极管是采用将蓝宝石基板直接黏在杯座上的封装方式；然而这样的封装方式会使光在输出时，会受到黏接垫片及金属打线的阻挡而导致发光亮度降低，因此有采用覆晶式结构来改善光会被阻挡的缺陷。

还有一种改善方式则为使用电流阻挡层。一般发光二极管的电流方向为最短路径，如此将使大部分的电流皆注入P型电极下方的区域。这样将导致大部分的光聚集在P型电极下方，因而使所产生的光被P型电极所阻挡而无法大量输出，造成光输出功率下降。因此，可使用电流阻挡层(Current Blocking Layer)来改善，此方法是使用蚀刻与化学气相沉积的方式，来将绝缘体沉积于组件结构中。用来阻挡最短的路径，因此使发光二极管的电流往其余路径来流动，进而使组件的光亮度提升。

然而，该些方法并非针对发光二极管的发光层是全方向发光，而于使用上并非全方向都能采光，因此往非理想出光方向发散的光线将无法被有效利用，而形成浪费。

因此，本实用新型针对发光二极管结构而作进一步突破，使原本可能会发散逸失的光线能改变行进路径，重新集中出光，以提升发光二极管的发光效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，提供一种具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其是利用基板的侧面制作出至少一斜面部，提高发光层所散发的光抵达基板后，反射回上方集中的可能，进而增加发光效率。

本实用新型的技术方案是：一种具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其是包含：

一基板，其侧边至少具一斜面部，该斜面部与一底部相连接，该底部的长度小于一顶部；

一N型半导体层，设于该基板的上方；

一发光层，设于该N型半导体层的上方；及

一P型半导体层，设于该发光层的上方。

本实用新型中，其中该N型半导体层更进一步包含一延伸部，该延伸部位于部分该N型半导体层之上与该发光层之间，该延伸部为一梯形，且其一延伸部底部的长度小于一延伸部顶部的长度。

本实用新型中，其中该延伸部的二侧边连接于该发光层的二侧边，更进一步与该P型半导体层的二侧相连接，且该延伸部、该发光层与该P型半导体层的二侧边分别呈一平面。

本实用新型中，其中该N型半导体层、该发光层及该P型半导体层的厚度为6～7微米。

本实用新型中，其中该斜面部位于该基板侧边由底向上20～50微米处。

本实用新型中，更进一步包含一电流阻断层，设于该P型半导体层的上方，其具有复数个贯穿孔洞，该些贯穿孔洞与该P型半导体层相接触，且每一该些贯穿孔洞之内设置一导电填充层。

本实用新型中，更进一步包含一透明导电层，设于该电流阻断层的上方。

本实用新型中，更进一步包含一P型电极，位于该透明导电层的上方，且设置于不对应该些贯穿孔洞。

本实用新型中，其中该导电填充层与该透明导电层是可为一体成形者。

本实用新型具有的有益效果：本实用新型是揭示一种具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其是包含一基板，其侧边至少具一斜面部，该斜面部与一底部相连接，该底部的长度小于一顶部；一N型半导体层，设于该基板的上方；一发光层，设于该N型半导体层的上方；及一P型半导体层，设于该发光层的上方。

附图说明

图1：其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；

图2：其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图；及

图3：其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图。

【图号对照说明】

10 基板 101 斜面部

102 底部 103 顶部

20N 型半导体层 201 延伸部

202 延伸部底部 203 延伸部顶部

30 发光层 40P 型半导体层

50P 型电极 60N 型电极

70 电流阻断层 701 贯穿孔洞

702 导电填充层 80 透明导电层

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

于先前技术的该些发光二极管结构，其因为发光二极管的发光层所发的光皆为全向性。因此有部份的光可能会向非理想出光方向发射出去，些光对无法提高发光效率而造成浪费。故本实用新型藉由结构上的改良来集中该些逸失的光。且此发光二极管结构应用广泛，除了一般基础的发光二极管之外，亦适合用于高压发光二极管(HVLED)、交流电发光二极管(ACLED)等领域。

首先，请参考图1，本实用新型的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构是包含一基板10；至少一斜面部101；一N型半导体层20；一发光层30；及一P型半导体层40。

其中，该斜面部101位于该基板10的侧边，且其与一底部102相连接，该底部102的长度小于一顶部103；该N型半导体层20设于该基板10的上方；该发光层30，设于该N型半导体层20的上方；而该P型半导体层40，则设于该发光层30的上方。

除了上述组件之外，再请参考图1，本实用新型的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构更进一步包含一P型电极50及一N型电极60；其中，该P型电极50设置于该P型半导体层40上方，该N型电极60则设置于该N型半导体层20的上方。

本实用新型的关键技术特征为透过改变基板10的结构而提升发光二极管的发光效率。再请参考图1，该基板10的侧面有该斜面部101，且由于其与该底部102相连接，该底部102的长度小于而顶部103，因此该斜面部101为上宽下窄地往内缩。由于发光层30所发的光皆为全向性，因此有部分的光往该基板10行进，然而此为发光组件的出光反向，因此无助于增加发光效率。故本实用新型的基板10侧边设有该斜面部101，便可增加光的反射机率，其中，该斜面部101的斜面为基板10侧边由底向上20～50微米处。如此可使发光亮度更为集中，使得发光效率获得提升。

上述实施例乃发光二极管藉由改变基板的结构而提升发光效率，除此之外，透过改变发光二极管侧边的结构，由垂直侧边改良为具斜面部、进而增加光线反射而提升发光效率的概念，亦可延伸至发光二极管的其余垂直侧边。

请参考图2，本实用新型中，该N型半导体层20更进一步包含一延伸部201，该延伸部位于部分该N型半导体层20之上与该发光层30之间，该延伸部201为一梯形，且其一延伸部底部202的长度小于一延伸部顶部203的长度；其中该延伸部201的二侧边连接于该发光层30的二侧边，更进一步与该P型半导体层40的二侧相连接，且该延伸部201、该发光层30与该P型半导体层40的二侧边分别呈一平面。

于此实施例中，除了前述的基板10改良结构外，于该P型半导体层40、该发光层30及该N型半导体层20的部分，也就是指延伸部201于侧边相连延续的这一面，亦做相同的内缩改良结构，透过将原本的垂直侧壁透过蚀刻的方式，削切为上宽下窄往内缩的结构，使光欲往水平方向发散逸失出去时，将会因该结构斜面的影响，而提高发生反射或全反射的可能，使光改往上方行进，因而使所产生的光能集中输出，发光效率也因此而提升。

此外，相较于该基板10厚达约100微米，其该斜面部101为其由底面向上约20～50微米处，该N型半导体层20、该发光层30及该P型半导体层40所厚度为6～7微米；因此，虽然本实用新型中，该斜面部101与该延伸部201、该发光层30与该P型半导体层40的二侧边的平面皆有反射光线的功能，但其中，该斜面部101系方为光线反射的主要组件。

而为了再次提升发光二极管的发光效率，请参考图3，本实用新型可更进一步包含一电流阻断层70、复数个贯穿孔洞701、复数个导电填充层702及一透明导电层80；其中，该电流阻断层70设于该P型半导体层40的上方；该些贯穿孔洞701位于该电流阻断层70，且该些贯穿孔洞701与该P型半导体层40相接触，至于该些导电填充层702，则是设置于该些贯穿孔洞701之内。

而该透明导电层80设于该电流阻断层70的上方、P型电极50的下方。其中，该P型电极50不对应覆盖该些贯穿孔洞701。

于本实用新型的较佳实施例中，待电流通过该透明导电层80之后，接着到达该电流阻断层50。由于该电流阻断层70的为绝缘体，因此电流将难以通过该电流阻断层70。然而，本案的电流阻断层50虽然全面性地设置于该透明导电层80与该P型半导体层40之间，但其具有的该些贯穿孔洞701仍可让电流通过。

该些贯穿孔洞701当中，即为该些导电填充层702，该些导电填充层702的材质为导电性材料。由于该导电填充层702与该透明导电层80可为一体成形者，因此该些导电填充层702可藉由将该透明导电层80延伸至该些贯穿孔洞701中，形成该些导电填充层702，亦可独立选用其它具导电性的材料填入为该些导电填充层702。

由于该些贯穿孔洞701均匀分散于该电流阻断层70，因此当电流经由该些贯穿孔洞701中的该些导电填充层80而继续往电流方向行进时，将是较均匀地抵达该P型半导体层40。由于可确保电流均匀地抵达该P型半导体层40，因此意味着可确保大量的电子由该N型半导体层20均匀地注入到该P型半导体层40，大量的电洞由该P型半导体层40均匀地注入到该N型半导体层20。在电子、电洞移动的情况下，该发光层30即可均匀地出光，而非集中于部分区域。

除此之外，为确保光源所产生的光能顺利发散出本发明的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，该P型电极50设置于该透明导电层80的上方，且设置于不对应该些贯穿孔洞701。在此设计之下，该P型电极50下方隔着透明导电层80，完全对应到一不包含贯穿孔洞701的部分电流阻断层70，如此一来可避免电流于该P型电极50的正下方流通，使出光时反遭到该P型电极50阻挡的可能性降到最小，确保良好的出光效率。

综上所述，透过本实用新型的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，原本有可能发散逸失的光将会重新往发光二极管结构的上方集中输出，减少因全方向发散光线的发光原理而造成的损失，进而达到发光效率提升的目的；再透过透明导电层与贯穿孔洞的电流阻断层适当搭配，应能得到良好的出光效率。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其是包含：

一N型半导体层，设于该基板的上方；

一发光层，设于该N型半导体层的上方；及

一P型半导体层，设于该发光层的上方。

2.如权利要求1所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其中该N型半导体层更进一步包含一延伸部，该延伸部位于部分该N型半导体层之上与该发光层之间，该延伸部为一梯形，且其一延伸部底部的长度小于一延伸部顶部的长度。

3.如权利要求2所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其中该延伸部的二侧边连接于该发光层的二侧边，更进一步与该P型半导体层的二侧相连接，且该延伸部、该发光层与该P型半导体层的二侧边分别呈一平面。

4.如权利要求1所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其中该N型半导体层、该发光层及该P型半导体层的厚度为6～7微米。

5.如权利要求1所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其中该斜面部位于该基板侧边由底向上20～50微米处。

6.如权利要求1所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，更进一步包含一电流阻断层，设于该P型半导体层的上方，其具有复数个贯穿孔洞，该些贯穿孔洞与该P型半导体层相接触，且每一该些贯穿孔洞之内设置一导电填充层。

7.如权利要求7所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，更进一步包含一透明导电层，设于该电流阻断层的上方。

8.如权利要求8所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，更进一步包含一P型电极，位于该透明导电层的上方，且设置于不对应该些贯穿孔洞。

9.如权利要求7所述的具有反射功能的斜面基板的发光二极管结构，其特征在于，其中该导电填充层与该透明导电层是为一体成形者。