TW511302B - Optoelectric element - Google Patents

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Leth Nicolaas Joseph Marti Van
Cornelis Gerardus Visser
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Description

>11302 五 發明説明 本發明係關於一種含有半導體基體的光電元件，此一半 導體基體係提供於電氣絕緣材料所形成之基板上，並且覆 蓋一層發光層，以將半導體基體產生之第一種波長範圍的 電磁輻射，轉換成不同波長的可見光。 本發明亦關於一種用發光層覆蓋光電元件的方法。 月，J文中所提到的光電元件係揭示於美國專利5，8 1 37 5 2。 在已知的光電元件中，半導體基體與基板形成發光二極體 的局部。發光層將發光二極體所產生的紫外光與藍光轉換 成不同波長範圍的可見光。如此一來，這些發光二極體便 可以做成適合用於要求不同顏色可見光的不同應用中。然 而’問題是通常很難以獲得輕易控制的緊密接觸層且實質 上均勻厚度的方式，將發光層運用於光電元件上。 因此，本發明的目的在以相當簡單的方式，提供一含有 均勻厚度之緊密接觸發光層的光電元件。 為了達到此一目的，如開始段落所描述之光電元件，根 據本發明’其特徵為使導電層位於基板與發光層之間，而 在光電元件運作期間，所選擇之電導率X使經過導電層的 電流，最多為經過半導體元件電流的5 〇/0。 實際上’導電層通常與光電元件之不同電極互相連接。 而此層的電導率是選擇得如此低，以致於此層不致造成光 電元件之電極間的短路，而且也幾乎不對光電元件的功能 造成不利地影響。令人驚訝的是，同時已經發現電導率夠 高’可以從適當地選擇的研磨漿中，藉由電泳來沈積發光 材料，而在此過程中，導電層是當作電極之一。如此一來 -4- ΐ紙張尺度適用中國國家標準(CN6) A4規格(2ι〇χ 2的公董) >113U2 A7
發明説明
，便可輕易地提供均勻厚度、形成光電元件之部分的緊密 接觸層，而且光電元件的光電性質也不會不利地受到此〜 導電層的影響。 已經發現根據本發明之光電元件，在光電元件運作期間 ，可以使經過導電層的電流最多為通過半導體元件電产 10%。 "L 的 如果導電層對半導體元件所產生的電磁輻射是透明的話 ’根據本發明之光電元件具有相當高的效率。 使用根據本發明光電元件之具體實施例達到理想的結果 ，其中導電層包含一透明的氧化物，更特定言之，此一氧 化物選自由銦錫氧化物、銻錫氧化物與氧化錫所形成之族。 使用根據本發明光電元件之具體實施例也達到理想的結 果’其中半導體基體形成發光二極體的局部。 在此一敘述之第二段中所提到的方法，為了覆蓋含有提 供於電氣絕緣基板上之半導體基體的光電元件，根據本發 明，此一方法包括一個步驟，其中基板覆蓋一導電層，之 後至少使該基板與用電泳沈積於導電層表面上之發光材料 的懸浮體接觸，此一導電層的電導率X比懸浮體高，但比 半導體元件的低，以該導電層作為第一個電極，第二個電 極則存在於懸浮體中，並保持電極之間的電位差。 已經發現此一方法非常適合用來覆蓋含有發光二極體的 光電元件。 也已經發現根據本發明之方法，可以有利方便地應用於 與載板連接的光電元件，而此一載板上亦提供許多光電元 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
511302 A7 B7 五、發明説明（3 件’使所有這些光電元件可以同時覆蓋一發光層。 圖式簡單說明： 參考下文所敘述之具體實施例，本發明之此等與其他態 樣將會闡明，且變得顯而易見。 在圖中： 圖1顯示根據本發明方法之一步驟的實例，以及 圖2顯示根據本發明之光電元件的實例。 發明詳細說明·· 圖1中’ LF表示一導電材料之載板。a表示一熱沈（散熱 片），其提供於載板LF的孔中，並由金屬製成。在熱沈a 上，提供一由覆蓋一層鋁之矽晶圓所组成的次基體 (submount) B。次基體B的末端連接於各個焊線，每條焊 線並連接到載板LF。D表示一含有基板的發光二極體，此 一基板由電氣絕緣之陶瓷材料所製成，其上並提供一些含 有半導體材料的磊晶層。這些磊晶層共同形成半導體基體 ° C表示在發光二極體D與次基體b之間形成電氣接觸的焊 球。st表示發光材料之懸浮體s的微滴。此一微滴ST與熱 沈A、次基體B、觸體C以及發光二極體D的外面部分接觸 。與懸浮體接觸之熱沈A、次基體B、觸體C與發光二極體 D的外面部分提供一導電層el，其電導率選得比懸浮體的 高’但比半導體基體的低。此一懸浮體係用幫浦，在箭頭 指示的方向中做轉移，使得懸浮體在靠近發光二極體D表 面上的部分持續更新。電壓源Vg的陰極經由載板LF，且 經由焊線BD連接於導電層，使得此層形成一與懸浮體接 -6 - ¥紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' — ----- 裝 訂
k A7 B7 五 發明説明（4 觸之陰極。電壓源Vg的陽極連接到位於懸浮體中的電極e 。在電壓源所產生之電壓V的影響下，藉由電泳，發光材 料層沈積於此一導電層的表面上。 在圖1中所顯示之方法之步驟的實用具體實施例中，此 一導電層係由録錫氧化物所製成，而且具有大約5〇奈米的 厚度。此一導電層係藉由以銻錫氧化物的溶液弄濕光電元 件的表面來提供。此一光電元件含有藍寶石基板，其上並 提供一含有氮化鎵銦鋁（AlGaInN)磊晶層的半導體基體。 如果電流流經此一半導體基體，則產生藍光。所使用的懸 浮體含有錄磷酸鹽。此一懸浮體的電導率約為30〇卩“公 尺。已經發現，在200伏特電壓的影響下，發光二極體〇的 表面在50秒内，便電泳地覆蓋一層大約5〇微米的發光層。 在圖2中，對應於圖1所示之部分的部分有著相同的參考 數字。導電層EL覆蓋熱沈A、次基體β、觸體c與發光二極 體D之外面的一部份。導電層£乙接著被一發光層乙1；完全覆 蓋。結果，不只是從熱沈轉到一邊的發光二極體D表面覆 蓋一層發光材料，連往那兒垂直延伸的側面也是。為了影 響發光層產生光線的方向’在發光二極體D上提供一半球 形的的基體，此一半球形基體提供一對可見光透明的屏壁 E’以及一對可見光亦疋透明的填充物ρ。如果施加電壓於 接觸載板LF之焊線的端點，則發光二極體d產生第一種波 長範圍的電磁輻射，並由發光層將紫外光轉換成不同波長 範圍的可見光。由於屏壁E與透明填充物ρ的存在，光線本 質上以光電元件之縱軸方向流出。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. >11302 A8 B8 C8
    ==半導體基體之光電元件，該半導體 於電氣絕緣材料所形成之基板上，並且覆蓋一層發2 ，以將丰導體基體產生之第-種波長範圍的電磁轄射’ 轉換成不同波長的可見光’其特徵為該導電層係位於基 板與發光層之間，在光電元件運作期間，所選擇之電導 率X使得經過導電層的電流，最多為經過半導 流的5%。 卞电 2.如申請專利範圍第i項之光電元件，其中，纟光電元件 運作期間，經過導電層的電流最多為通過半導體元件電 流的10%。 如申明專利範圍第項之光電元件，其中該導電層對 半導體元件所產生的電磁輻射是透明的。 4·如申請專利範圍第！項之光電元件，其中該導電層含有 透明的金屬氧化物。 5·如申明專利範圍第i項之光電元件，其中導電層含有一 種或更多種氧化物，€自由銦錫氧化物、録錫氧化物與 氧化錫所形成之族。 6. 如申靖專利範圍第丨項之光電元件，其中該半導體基體 形成發光二極體的局部。 7. -種以發光層覆蓋光電元件之方法，該光電元件含有提 供於電氣絕緣基板上之半導體基體，在該方法中，基板 被覆蓋一導電層，之後至少使該基板與用電泳沈積於導 電層表Sr上之發光材料的懸浮體接觸，此一導電層的電 導率X比懸浮體高，但比半導體元件低，以該導電層作 ΐ紙張尺度適财國國家標準(CNS) A4_2iqx 297公爱) >11302 A B c D 々、申請專利範圍 ，為第一個電極，第二個電極則存在於懸浮體中，並保持 電極之間的電位差。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該光電元件包括發 光二極體。 9. 如申請專利範圍第7或8項之方法，其中該光電元件係連 接於載板，此一載板上亦提供許多光電元件。 、 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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