TWI557943B - 發光元件的電極結構 - Google Patents

Description

發光元件的電極結構

本發明是有關於一種電極結構，且特別是有關於一種發光元件的電極結構。

一般來說，發光二極體的結構是由磊晶結構與P型電極及N型電極所組成，而P型電極會與磊晶結構中的P型半導體層電性連接，且N型電極會與磊晶結構中的N型半導體層電性連接。一般為了製程的方便，通常會配置連續式的N型電極和P型電極；然而，連續式的電極設計，會使得電極面積所占的比例較高，進而降低了發光區域。因此，連續式的電極設計容易造成發光二極體發光效率較差。再者，若配置分散式的N型電極和P型電極，則會使得電極面積不足，容易造成P-N介面的順向電壓升高及接面溫度(Junction Temperature)升高。

本發明提供一種發光元件的電極結構，可有效提升發光 二極體發光效率，且又可有效降低順向電壓。

本發明的發光元件的電極結構，其包括多個第一電極以及多個第二電極。第一電極電性連接發光元件且第一電極彼此分離。第二電極電性連接發光元件且與第一電極位於同側。第二電極彼此分離，且第二電極具有至少兩種不同的俯視輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的每一第一電極的俯視輪廓為點狀。

在本發明的一實施例中，上述的第一電極呈等間距排列且鄰近於發光元件的同一側邊。

在本發明的一實施例中，上述的第二電極的俯視輪廓為一點狀與一線狀的組合。

在本發明的一實施例中，上述的俯視輪廓為點狀的這些第二電極定義為多個點狀電極，而俯視輪廓為線狀的這些第二電極定義為多個線狀電極。

在本發明的一實施例中，上述的單一線狀電極的俯視面積為單一點狀電極的俯視面積的5~20倍。

在本發明的一實施例中，上述的線狀電極位於點狀電極之間。

在本發明的一實施例中，上述的點狀電極位於線狀電極之間。

在本發明的一實施例中，上述的點狀電極與線狀電極交錯排列。

在本發明的一實施例中，上述的線狀電極具有一延伸方向，而點狀電極沿著線狀電極的延伸方向排列。

在本發明的一實施例中，上述的第一電極與第二電極對應設置，且第一電極的個數等於第二電極中點狀電極與線狀電極所排列的行數。

在本發明的一實施例中，上述的鄰近的二個第二電極中的點狀電極之間的距離等於或大於鄰近的二個第一電極之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件的電極結構更包括一第一接墊以及一第二接墊。第一接墊配置於發光元件的一側且電性連接第一電極。第二接墊電性連接第二電極且與第一接墊位於發光元件的同側，其中發光元件的邊緣與第一接墊及第二接墊的邊緣切齊。

在本發明的一實施例中，上述的一第一電極為P型電極，而每一第二電極為N型電極。

基於上述，由於本發明的發光元件的電極結構，其第二電極具有至少兩種不同俯視輪廓，因此可有效使電流分布更為均勻，亦不影響發光元件的出光效率，進而可有效降低順向電壓。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧發光元件

101‧‧‧第一型半導體層

102‧‧‧發光層

103‧‧‧第二型半導體層

100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧電極結構

110a、110b、110c、110d‧‧‧第一電極

120a、120b、120c、120d‧‧‧第二電極

122a、122b、122c、122d‧‧‧點狀電極

124a、124b、124c、124d‧‧‧線狀電極

140a‧‧‧第一接墊

150a‧‧‧第二接墊

210‧‧‧絕緣層

220‧‧‧封裝基板

圖1A繪示為本發明的一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。

圖1B繪示為沿圖1A之線I-I’的剖面示意圖。

圖2A繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。

圖2B繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。

圖3繪示為本發明的又一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。

圖4繪示為本發明的又一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。

圖5繪示為沿圖1A之線I-I’又一實施例的剖面示意圖。

圖1A繪示為本發明的一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。圖1B繪示為沿圖1A之線I-I’的剖面示意圖。請參考圖1A與圖1B，在本實施例中，發光元件100的電極結構100a包括多個第一電極110a(圖1A中示意地繪示四個)以及多個第二電極120a(圖1A中示意地繪示十個)。第一電極110a電性連接發光元件100且第一電極110a彼此分離。第二電極120a 電性連接發光元件100且與第一電極110a位於同側。第二電極120a彼此分離，且第二電極120a具有至少兩種不同的俯視輪廓。如圖1A所示，於本實施例中，第二電極120a具有兩種不同的俯視輪廓。

如圖1B所示，本實施例的發光元件100包括一第一型半導體層101、一發光層102以及一第二型半導體層103，其中發光層102位於第一型半導體層101與第二型半導體層103之間。第一電極110a與第一型半導體層101接觸且電性連接，而第二電極120a與第二型半導體層103接觸且電性連接。此處，第一型半導體層101例如是P型半導體層，而第二型半導體層103例如是N型半導體層；另一方面，與第一型半導體層101電性連接的第一電極110a則為P型電極，而與第二型半導體層103電性連接的第二電極120a則為N型電極，但本發明並不以上述實施例為限。

詳細來說，如圖1A所示，本實施例中的每一第一電極110a的俯視輪廓為點狀，且第一電極110a具有相同的俯視輪廓，其中第一電極110a的俯視輪廓例如是方點狀或圓點狀，較佳為圓點狀可具有較低的電阻以得到較好的電性連接。此處，第一電極110a呈等間距排列且鄰近於發光元件100的同一側邊。而，第二電極120a的俯視輪廓為一點狀與一線狀的組合，例如是方點狀或圓點狀與線狀的組合，較佳為圓點狀與線狀的組合，可具有較低的電阻以得到較好的電性連接。

更具體來說，在本實施例中，俯視輪廓為點狀的第二電 極120a定義為多個點狀電極122a(圖1A中示意地繪示八個)，而俯視輪廓為線狀的第二電極120a定義為多個線狀電極124a(圖1A中示意地繪示二個)。此處，線狀電極124a位於點狀122a之間，使位於中央的線狀電極124a可以提供較好的電性連接，而位於兩側的點狀電極122a可以增加側邊的電流通過以得到較好的電流分布。特別說明的是，此處單一線狀電極124a的俯視面積為單一點狀122a的俯視面積的5~20倍，小於5倍會使線狀電極124a無法提供較好電性連接，大於20倍則使線狀電極124a的面積太大，降低了發光區域。

更具體來說，線狀電極124a具有一延伸方向，且點狀電極122a排列成多個行且沿著線狀電極124a的延伸方向呈等間距排列，但亦可不呈等間距排列。如圖1A所示，點狀電極122a排列成兩行。此外，此處每一線狀電極124a具體化為一連續性線狀電極，但並不以此為限。特別是，第一電極110a與第二電極120a對應設置，且第一電極110a的個數等於第二電極120a中點狀電極122a與線狀電極124a所排列的行數，透過對應設置可將電流均勻地導入第一型半導體層101與第二型半導體層103，減少電流集聚的問題。此處，第一電極110a為四個，而點狀電極122a與線狀電極124a共排列成四行。特別說明的是，鄰近的二個點狀電極122a之間的距離等於或大於鄰近的二個第一電極110a之間的距離，藉由此設計，可以有效地將電流導到發光元件100的邊緣區域，使電流分布均勻。

由於本實施例的發光元件100的電極結構100a，其第二電極120a具有至少兩種不同俯視輪廓，如點狀與線狀，因此可有效使電流分布更為均勻，進而可有效降低順向電壓。

圖2A繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。請同時參考圖2A與圖1A，本實施例的發光元件100的電極結構100b與圖1A中的發光元件100的電極結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的第二電極120b的點狀電極122b與線狀電極124b交錯排列。更具體來說，點狀電極122b排列呈兩行，而線狀電極124b與點狀電極122b交錯排列。透過交叉排列的設計，可增加側向出光，進而擴大發光元件100的出光視角(viewing angle)。於其他實施例中，亦可以如圖2B所示，點狀電極122b是位於線狀電極124b之間，透過此設計，可使正向出光大於側向出光，發光元件100的出光視角(viewing angle)可控制於+/- 70deg的範圍中，此仍屬於本發明所欲保護之範圍。

圖3繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。請同時參考圖3與圖1A，本實施例的發光元件100的電極結構100c與圖1A中的發光元件100的電極結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的每一第二電極120c的線狀電極124c為一非連續性線狀電極。更具體來說，每一線狀電極124c是由兩小段的線狀電極所構成，其中這兩小段的線狀電極彼此分開且沿著同一延伸方向排列成行，藉由此設計，可減少 線狀電極的遮光問題。

圖4繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的俯視示意圖。請同時參考圖4與圖1A，本實施例的發光元件100的電極結構100d與圖1A中的發光元件100的電極結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的每一點狀電極122d與每一線狀電極124d交錯排列。更具體來說，點狀電極122d與線狀電極124d間隔成行排列，可以提供發光元件100更均勻的電流分布。

圖5繪示為本發明的另一實施例之一種發光元件的電極結構的剖視示意圖。請同時參考圖5與圖1B，本實施例的發光元件100的電極結構100e與圖1B中的發光元件100的電極結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：發光元件100的電極結構100e更包括一第一接墊140a以及第二接墊150a。

第一接墊140a配置於發光元件100的一側且電性連接第一電極110a。第二接墊150a電性連接第二電極120a且與第一接墊140a位於發光元件100的同側，其中第一接墊140a與第二接墊150a之間電性絕緣，且發光元件100的邊緣與第一接墊140a和第二接墊150a的邊緣切齊。特別的是，其中第二接墊150a的俯視面積大於第一接墊140a的俯視面積，使具有至少兩種不同俯視輪廓的第二電極120a與第二接墊150a能具有較佳的連接。

在本實施例中，第一接墊140a與第二接墊150a設置的目的在於增加第一電極110a與第二電極120a與外部電路(未繪示) 的接觸面積，且可使發光元件100產生的熱經由第一接墊140a與第二接墊150a而快速逸散至外面。為了使第一電極110a與第二電極120a電性絕緣以及第一接墊140a與第二接墊150a電性絕緣，亦可設置如圖5中的絕緣層210。當第一接墊140a與第二接墊150a與一封裝基板220相接合時，封裝基板220的邊緣可與第一接墊140a與第二接墊150a的邊緣切齊，以達到封裝體具有較小的體積。此外封裝基板的種類不無限制，可為具貫孔的陶瓷基板、矽基板、玻璃基板、藍寶石基板或是印刷電路板，在應用上，只要透過封裝基板220提供外部電路(圖未示)即可使上述的結構發光。

綜上所述，由於本發明的發光元件的電極結構，其第二電極具有至少兩種不同俯視輪廓，因此可有效使電流分布更為均勻，進而可有效降低順向電壓。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧發光元件

100a‧‧‧電極結構

110a‧‧‧第一電極

120a‧‧‧第二電極

122a‧‧‧點狀電極

124a‧‧‧線狀電極

Claims (14)

1. 一種發光元件的電極結構，包括：多個第一電極，電性連接該發光元件，其中該些第一電極彼此分離；以及多個第二電極，電性連接該發光元件且與該些第一電極位於同側，其中該些第二電極彼此分離，且該些彼此分離的第二電極分別具有至少兩種不同的俯視輪廓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件的電極結構，其中各該第一電極的俯視輪廓為點狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件的電極結構，其中該些第一電極呈等間距排列且鄰近於該發光元件的同一側邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件的電極結構，其中該些第二電極的俯視輪廓為一點狀與一線狀的組合。
5. 如申請專利範圍第4項所述的發光元件的電極結構，其中俯視輪廓為該點狀的該些第二電極定義為多個點狀電極，而俯視輪廓為該線狀的該些第二電極定義為多個線狀電極。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件的電極結構，其中單一該線狀電極的俯視面積為單一點狀電極的俯視面積的5~20倍。
7. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件的電極結構，其中該些線狀電極位於該些點狀電極之間。
8. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件的電極結構，其中 該些點狀電極位於該些線狀電極之間。
9. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件的電極結構，其中該些點狀電極與該些線狀電極交錯排列。
10. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件的電極結構，其中該些線狀電極具有一延伸方向，而該些點狀電極沿著該些線狀電極的延伸方向排列。
11. 如申請專利範圍第10項所述的發光元件的電極結構，其中該些第一電極與該些第二電極對應設置，且該些第一電極的個數等於該些第二電極中該些點狀電極與該些線狀電極所排列的行數。
12. 如申請專利範圍第10項所述的發光元件的電極結構，其中鄰近的二個該些第二電極中的該些點狀電極之間的距離等於或大於鄰近的二個該些第一電極之間的距離。
13. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件的電極結構，更包括：一第一接墊，配置於該發光元件的一側且電性連接該些第一電極；以及一第二接墊，電性連接該些第二電極且與該些第一接墊位於該發光元件的同側，其中該第一接墊與該第二接墊之間電性絕緣，且該發光元件的邊緣與該第一接墊和該第二接墊的邊緣切齊。
14. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件的電極結構，其中各該第一電極為P型電極，而各該第二電極為N型電極。