TWI632697B - Light-emitting diode with continuous electrode structure - Google Patents

Abstract

本發明包含依序堆疊的一負極、一基板、一黏著層、一絕緣層與一反射層，該反射層上堆疊一P型半導體層、一發光層與一N型半導體層而構成一發光二極體發光層，並該反射層上更堆疊一與該發光二極體發光層保持一間隙的一正極，且本發明更包含一貫穿該絕緣層且間隔該絕緣層貫穿該反射層、該P型半導體層與該發光層的電連接結構，讓該電連接結構電性連接該黏著層與該N型半導體層，並該電連接結構具有一圖案分布，該圖案分布為複數並排排列的條狀結構，據此，本發明藉由該圖案分布的外形，有效減少該絕緣層的失效面積，且邊緣的發光平均，並其為連續介面，方便微影蝕刻以及鍍膜製程的進行。

Description

具連續電極結構的發光二極體

本發明有關於發光二極體的光源結構，尤其有關於具連續電極結構的發光二極體結構。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是一種冷光發光元件，其發光原理是在III-V族化合物半導體材料上施加順向偏壓(電流)，利用二極體內電子與電洞互相結合，而將能量轉換為光的形式，能量釋出時便可以發光，且使用久也不會像白熾燈泡般地發燙。發光二極體的優點在於體積小、壽命長、驅動電壓低、反應速率快、耐震性特佳，能夠配合各種設備的輕、薄及小型化的需求，早已成為日常生活中十分普及的產品。

要讓發光二極體發出白光，利用螢光粉產生其他顏色的光再進行混色，為目前的主流方式，而為了避免電極干擾螢光粉的塗布，如「圖1」與「圖2」所示，其揭露了一種發光二極體結構，如圖所示，其包含一負極1、一基板2、一黏著層3、一絕緣層4、一反射層5、一P型半導體層6、一發光層7與一N型半導體層8與一正極9等等結構，且利用複數穿透電極10連結該N型半導體層8與該負極1，以提供該N型半導體層8所需的電壓供給，該N型半導體層8的表面直接作為出光面，因此出光面沒有設置任何電極，也就沒有電極干擾螢光粉塗布的問題。

然而請一併參閱「圖3」所示，此一結構，其設置的該複數穿透電極10的對應區域11，會減少該發光層7的有效發光區域，而降低發光效率，且其邊緣12的發光較為不均勻。

爰此，本發明之主要目的在於提供一種具連續電極結構的發光二極體，可減少無效的發光面積，增加發光區域同時降低製程難度，可有效降低成本。

本發明為一種具連續電極結構的發光二極體，其包含一基板、一負極、一黏著層、一絕緣層、一反射層、一正極、一發光二極體發光層與一電連接結構。其中該負極形成於該基板下，該黏著層則形成於該基板上，該絕緣層形成於該黏著層上，而該反射層形成於該絕緣層上，該發光二極體發光層與該正極分別形成於該反射層上且保持一間隙，並該發光二極體發光層包含依序堆疊於該反射層上的一P型半導體層、一發光層與一N型半導體層。

該電連接結構為貫穿該絕緣層且間隔該絕緣層貫穿該反射層、該P型半導體層與該發光層，讓該電連接結構電性連接該黏著層與該N型半導體層，亦即該電連接結構與該反射層、該P型半導體層、該發光層之間不導電，並該電連接結構具有一圖案分布，該圖案分布為複數並排排列的條狀結構。

據此，本發明可以藉由該圖案分布的外形，有效減少該絕緣層所導致的失效面積，且由於邊緣與電流擴散路徑相仿，故邊緣發光較為平均，並條狀的連續電極結構為連續介面，相較習知的不連續介面，在製程上較易處理，方便微影蝕刻以及鍍膜製程的進行。

習知

1‧‧‧負極

2‧‧‧基板

3‧‧‧黏著層

4‧‧‧絕緣層

5‧‧‧反射層

6‧‧‧P型半導體層

7‧‧‧發光層

8‧‧‧N型半導體層

9‧‧‧正極

10‧‧‧穿透電極

11‧‧‧對應區域

12‧‧‧邊緣

本發明

20‧‧‧基板

21‧‧‧負極

22‧‧‧黏著層

23‧‧‧絕緣層

24‧‧‧反射層

241‧‧‧反射鏡保護層

242‧‧‧反射鏡

25‧‧‧正極

26‧‧‧發光二極體發光層

261‧‧‧P型半導體層

262‧‧‧發光層

263‧‧‧N型半導體層

264‧‧‧鋸齒狀結構

27‧‧‧電連接結構

272‧‧‧不發光區域

273‧‧‧邊緣區域

28‧‧‧歐姆接觸層

29‧‧‧間隙

圖1，為習知穿透電極圖案分布剖視示意圖。

圖2，為習知發光二極體結構剖視示意圖。

圖3，為習知發光區域的光場分布示意圖。

圖4，為本發明穿透電極圖案分布剖視示意圖。

圖5，為本發明發光二極體結構剖視示意圖。

圖6，為本發明發光區域的光場分布示意圖。

為俾使 貴委員對本發明之特徵、目的及功效，有著更加深入之瞭解與認同，茲列舉一較佳實施例並配合圖式說明如后：請參閱「圖4」與「圖5」所示，本發明為一種具連續電極結構的發光二極體，其包含一基板20、一負極21、一黏著層22、一絕緣層23、一反射層24、一正極25、一發光二極體發光層26與一電連接結構27。其中該負極21形成於該基板20下，該黏著層22則形成於該基板20上，該基板20可以選用導電的材質如矽、鍺、銅、銅鎢…等，該黏著層22可以選用如金銦合金、金錫合金、鎳錫合金、金…等之可以導電的材質，並為用於黏結該基板20與該絕緣層23、該電連接結構27，並該發光二極體發光層26包含依序堆疊於該反射層24上的一P型半導體層261、一發光層262與一N型半導體層263。

該電連接結構27為貫穿該絕緣層23且間隔該絕緣層23貫穿該反射層24、該P型半導體層261與該發光層262，讓該電連接結構27電性連接該黏著層22與該N型半導體層263，該電連接結構27只要選用可以導電的材質即可，而該絕緣層23主要是金屬氧化物、金屬氮化物、高分子聚合物…等製成，亦即該電連接結構27與該反射層24、該P型半導體層261、該發光層262 之間不導電即可，並該電連接結構27具有一圖案分布，該圖案分布為複數並排排列的條狀結構。

而該反射層24形成於該絕緣層23上，該反射層24更可以包含一反射鏡保護層241，其可以選用如鎳、鉑、鎢、鈦或以上之金屬相互合金，與一反射鏡242，其可以選用如鎳、銀、鎳銀合金、鋁、鋁銀合金，該反射鏡242為形成於該P型半導體層261之下，且該反射鏡保護層241包覆該反射鏡242，藉以避免該反射鏡242氧化而可維持良好的反射率。又該反射鏡242與該P型半導體層261之間可以更形成一歐姆接觸層28，該歐姆接觸層28可以選用鎳、銀、鎳銀合金、氧化銦錫，以降低接觸阻抗。

該發光二極體發光層26與該正極25為分別形成於該反射層24上且保持一間隙29，亦即該發光二極體發光層26與該正極25沒有直接接觸，該發光二極體發光層26可以依據需求選用三族氮化物、三族磷化物、三族砷化物等等材料，且該N型半導體層263的表面可以更形成一鋸齒狀結構264，以增加光取出率。

請參閱「圖6」所示，其設置的該電連接結構27的圖案分布為至少一條狀而形成連續電極結構，其對應的不發光區域272亦為條狀，與習知比較之下(如圖3)，其失效面積較小，亦即有效發光區域較大。且邊緣區域273的發光較為均勻。

因而本發明的優點至少包含：

1.藉由該圖案分布的外形，有效減少該絕緣層所導致的失效面積。

2.發光區域的邊緣與電流擴散路徑相仿，故發光區域的邊緣發光較為平均。

3.本發明的採用條狀的連續電極結構，其為連續介面，相較習知的不連續介面，在製程上較易處理，方便微影蝕刻以及鍍膜製程的進行。

綜上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明之實施範圍，即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明申請專利範圍所涵蓋。

Claims (4)

1. 一種具連續電極結構的發光二極體，其包含：一基板；一負極，該負極形成於該基板下；一黏著層，該黏著層形成於該基板上；一絕緣層，該絕緣層形成於該黏著層上；一反射層，該反射層形成於該絕緣層上；一正極；一發光二極體發光層，該發光二極體發光層與該正極分別形成於該反射層上且保持一間隙，並該發光二極體發光層包含依序堆疊於該反射層上的一P型半導體層、一發光層與一N型半導體層；以及一電連接結構，該電連接結構為貫穿該絕緣層且間隔該絕緣層貫穿該反射層、該P型半導體層與該發光層，讓該電連接結構電性連接該黏著層與該N型半導體層，並該電連接結構具有一圖案分布，該圖案分布為複數並排排列的條狀結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具連續電極結構的發光二極體，其中該N型半導體層的表面更形成一鋸齒狀結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具連續電極結構的發光二極體，其中該反射層更包含一反射鏡保護層與一反射鏡，該反射鏡形成於該P型半導體層之下，且該反射鏡保護層包覆該反射鏡。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具連續電極結構的發光二極體，其中該反射鏡與該P型半導體層之間更形成一歐姆接觸層。