TWI712183B - 發光元件 - Google Patents

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TWI712183B TW105133501A TW105133501A TWI712183B TW I712183 B TWI712183 B TW I712183B TW 105133501 A TW105133501 A TW 105133501A TW 105133501 A TW105133501 A TW 105133501A TW I712183 B TWI712183 B TW I712183B
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Abstract

一發光元件包含一半導體疊層；一電極墊包含一周界位於半導體疊層上；以及一延伸電極連接至電極墊，其中延伸電極包含一第一部份延伸自電極墊之周界以及一第二部份遠離於電極墊，第一部份包含一第一邊及一第二邊，第一邊係與第二邊相對，第一邊包含一第一弧線具有一第一曲率半徑，第一曲率半徑係大於10 μm。

Description

發光元件
本發明係關於一種發光元件，且特別係關於一種發光元件，其包含一電極墊及一延伸電極延伸自電極墊。
發光二極體(LED)為一廣泛使用之固態發光元件。發光二極體(LED)包含一p型半導體層，一n型半導體層，以及一活性層位於p型半導體層及n型半導體層之間以發出一光線。LED的原理為提供一電流予LED以將電子及電洞注入於活性層中，使電能轉為光能。電子及電洞於活性層中結合以發出光線。
一發光元件包含一半導體疊層；一電極墊包含一周界位於半導體疊層上；以及一延伸電極連接至電極墊，其中延伸電極包含一第一部份延伸自電極墊之周界以及一第二部份遠離於電極墊，第一部份包含一第一邊及一第二邊，第一邊係與第二邊相對，第一邊包含一第一弧線具有一第一曲率半徑，第一曲率半徑係大於10 μm。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，請參照下列實施例之描述並配合相關圖示。惟，以下所示之實施例係用於例示本發明之發光元件，並非將本發明限定於以下之實施例。又，本說明書記載於實施例中的構成零件之尺寸、材質、形狀、相對配置等在沒有限定之記載下，本發明之範圍並非限定於此，而僅是單純之說明而已。且各圖示所示構件之大小或位置關係等，會由於為了明確說明有加以誇大之情形。更且，於以下之描述中，為了適切省略詳細說明，對於同一或同性質之構件用同一名稱、符號顯示。
第1A圖係本發明一實施例中所揭示之一發光元件1的結構示意圖。第1B圖係第1A圖之沿著A-A’線的發光元件1的剖面圖。第1C圖係第1A圖之沿著B-B’線的發光元件1的剖面圖。如第1A圖所示，發光元件1為一水平式發光元件，包含一基板10；一半導體疊層12位於基板10上；多個電流侷限區211，211’，212位於半導體疊層12上；一透明導電層22位於半導體疊層12上；一第一電極14；一第二電極16；以及一保護層20具有多個開口201，202以露出第一電極14及第二電極16。
第一電極14及第二電極16可位於基板10的相同側或是基板10的相對側。第1A圖至第1C圖揭示第一電極14及第二電極16位於基板10之相同側的實施例。如第1B圖及第1C圖所示，半導體疊層12包含一第一半導體層121，一第二半導體層122，以及一活性層123位於第一半導體層121及第二半導體層122之間。第一半導體層121及第二半導體層122具有不同的導電型態、電性、極性，或摻雜的元素以提供電子或電洞。具體而言，第一半導體層121包含n型或p型半導體，當第一半導體層121為n型半導體時，第二半導體層122 可為p型半導體，或是當第一半導體層121為p型半導體時，第二半導體層122可為n型半導體。活性層123係形成於第一半導體層121及第二半導體層122之間。活性層123可將電能轉換成光能。改變半導體疊層12之一層或多層的物理及化學組成以調整光線的波長。半導體疊層12的材料包含鋁鎵銦磷(AlGaInP)或鋁鎵銦氮(AlGaInN)。活性層123包含單異質結構(single heterostructure, SH)，雙異質結構(double heterostructure, DH)，雙側雙異質結構( double-side double heterostructure, DDH)，或多層量子井結構(multi-quantum well, MQW)。具體而言，活性層123之材料可為中性、p型或n型電性的半導體。當一電流通過半導體疊層12時，活性層123可發出一光線。當活性層123包含鋁鎵銦磷(AlGaInP)系列之材料時，活性層123發出琥珀色系列之光線，例如紅光、橘光、或黃光；當活性層123包含鋁鎵銦氮(AlGaInN)系列之材料時，活性層123發出藍光、綠光、或紫外光。本實施例係以具有鋁鎵銦氮(AlGaInN)系列之材料的半導體疊層12為例示。此疊層可藉由多種方法形成，例如有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、分子束磊晶法(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)。
藉由蝕刻部分的半導體疊層12移除部分第二半導體層122及活性層123，以露出第一半導體層121之一表面。第一電極14係形成於第一半導體層121露出之表面，並與第一半導體層121形成電連接。第二電極16係形成於第二半導體層122之表面，並與第二半導體層122形成電連接。
多個電流侷限區211，211’位於第一半導體層121上，以及一電流侷限區212位於第二半導體層122上，以避免注入於第一電極14及第二電極16之電流聚集於第一電極14及第二電極16之下。電流侷限區211，211’，212之材料包含絕緣材料，例如氧化矽，氮化矽，或氧化鋁。電流侷限區211，211’，212之結構可為單層或是多層交疊，例如布拉格反射層(DBR)。
透明導電層22位於電流侷限區212上及/或第二半導體層122之表面上，以使注入於第一電極14及第二電極16之電流均勻地擴散至第二半導體層122之整層表面。由於透明導電層22位於發光元件1之光摘出面上，較佳地選擇具有透光性的導電材料以做為透明導電層22。具體而言，透明導電層22較佳地選擇一金屬氧化物，其至少包含一元素選自於鋅、銦、或錫，例如氧化鋅(ZnO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或鎵鋅氧化物(GZO)。一金屬薄膜亦可以做為透明導電層22。較佳地，透明導電層22對於活性層123所發出的光線具有高透光性，例如60%以上、70%以上、75%以上、80%以上，或更高，以及為具有高導電性的材料。
於本發明之一實施例中，電流侷限區212位於第二電極16及半導體疊層12之間，其包含一開口2120以露出第二半導體層122之表面，覆蓋於電流侷限區212上的透明導電層22包含一開口220以露出第二半導體層122之表面，透明導電層22之開口220包含一寬度與電流侷限區212之開口2120的寬度相同。換言之，如第1B圖所示，電流侷限區212之一側表面2120s與透明導電層22之一側表面220s大致位於同一平面上。
於本發明之另一實施例中，電流侷限區212位於第二電極16及半導體疊層12之間，其包含一開口2120以露出第二半導體層122之表面，覆蓋於電流侷限區212上的透明導電層22包含一開口220以露出第二半導體層122之表面，透明導電層22之開口220包含一寬度大於電流侷限區212之開口2120的寬度。換言之，透明導電層22之側表面220s係位於電流侷限區212之側表面2120s以外之處。電流侷限區212之側表面2120s包含一斜率。側表面2120s與第二半導體層122的表面之間的夾角為一銳角。
於本發明之另一實施例中，電流侷限區212位於第二電極16及半導體疊層12之間，其包含一開口2120以露出第二半導體層122之表面，此實施例與上述實施例之差異為於一側面圖上，電流侷限區212之側表面2120s包含兩個不同斜率的表面區，其中較接近第二半導體層122之表面的一表面區具有一斜率大於另一表面區。
如第1圖所示，發光元件1於一上視圖上包含一矩形，具有一镸邊及一短邊。第一電極14包含一第一電極墊141；以及一或多個第一延伸電極142延伸自第一電極墊141，且以沿著平行於發光元件1之镸邊的方向上朝第二電極墊161延伸。第二電極16包含一第二電極墊161；以及一或多個第二延伸電極162延伸自第二電極墊161，且以沿著平行於發光元件1之镸邊的方向上朝第一電極墊141延伸。相對於通過發光元件1之中心點的水平線、垂直線、或是對角線上，第一電極14及第二電極16可以配置為一對稱結構。
於本發明之另一實施例中，如第1A圖所示，第一電極墊141和第二半導體層122之一側邊之間包含一第一最短距離，第一延伸電極142和第二半導體層122之一側邊之間包含一第二最短距離，第一最短距離大於或小於第二最短距離。於本發明之另一實施例中，第一最短距離與第二最短距離相同。
於本發明之另一實施例中，第一電極14可包含複數個第一電極墊141；以及一或多個第一延伸電極142延伸自每一個第一電極墊141。第二電極16可包含複數個第二電極墊161；以及一或多個第二延伸電極162延伸自每一個第二電極墊161。
於本發明之另一實施例中，保護層20覆蓋於半導體疊層12、第一電極14及第二電極16之表面上。保護層20包含開口201，202以分別露出第一電極墊141及第二電極墊161之部分上表面。保護層20包含絕緣材料，例如氧化矽，氮化矽，或氧化鋁。保護層20可為單層結構或是多層結構。於本發明之另一實施例中，保護層20包含開口201，202以完全露出第一電極墊141及第二電極墊161之上表面，且保護層20分別與第一電極墊141及第二電極墊161相隔一距離。
於本發明之另一實施例中，發光元件1包含一矩形，具有多個側邊，其包含一長邊及一短邊；以及由長邊及短邊相交形成的一角落。第一電極墊141位於第一角落，第二電極墊161位於第二角落。第一角落及第二角落位於發光元件1之一對角線上。一或多個第一延伸電極142延伸自第一電極墊141，且以沿著平行於發光元件1之镸邊及/或短邊的方向上朝第二電極墊161延伸。一或多個第二延伸電極162延伸自第二電極墊161，且以沿著平行於發光元件1之镸邊及/或短邊的方向上朝第一電極墊141延伸。具體而言，第二延伸電極162沿著長邊延伸並包圍第一電極14。
於本發明之一實施例中，電極墊141，161各包含一尺寸，例如寬度，其大於延伸電極142，162之寬度，以使得電極墊141，161可連接至一導線，焊料凸點或其他可替換之結構。電極墊141，161位於發光元件1之光摘出面的相對側或角落。延伸電極142，162自電極墊141，161延伸以使注入之電流均勻地擴散至發光元件1之整體。
於本發明之一實施例中，電極墊141，161及延伸電極142，162係於同一步驟或是不同步驟中形成於光摘出面上。電極墊141，161及/或延伸電極142，162包含一厚度位於0.5 μm及5 μm之間。
如第1 A圖至第1C圖所示，第一電極14包含第一電極墊141；以及第一延伸電極142延伸自第一電極墊141。第一電極墊141可做為封裝製程的打線墊或焊墊，包含一周界1410。於發光元件1的上視圖上，第一電極墊141之周界1410可為圓形、橢圓形、或矩形。第二電極16包含第二電極墊161；以及第二延伸電極162延伸自第二電極墊161。第二電極墊161包含一周界1610，於發光元件1的上視圖上，第二電極墊161之周界1610可為圓形、橢圓形、或矩形。
如第1 B圖所示，複數個電流侷限區211’係不連續地形成於第一半導體層121之表面上。複數個電流侷限區211’及電流侷限區211係不連續地形成於第一半導體層121之表面上。第一電極墊141及第一延伸電極142覆蓋電流侷限區211及複數個電流侷限區211’。 電流侷限區211為一周界2110所環繞，第一電極墊141為一周界1410所環繞，第一電極墊141之周界1410係形成於電流侷限區211之周界2110的內側。第一延伸電極142包含一第一部份1421延伸自第一電極墊141之周界1410，並延伸於電流侷限區211的周界2110之外。換言之，第一延伸電極142之第一部份1421係形成於電流侷限區211之一區域P1上及第一半導體層121之一區域P2上。於發光元件1之上視圖上或發光元件1之側視圖上，位於電流侷限區211之區域P1上的第一部份1421之一部份具有一表面積大於位於第一半導體層121之區域P2上的第一部份1421之另一部份的表面積。第一部份1421的上表面完全地為保護層20所覆蓋。第一電極墊141的上表面積係部分地露出於保護層20的開口201。
如第1 C圖所示，電流侷限區212之開口2120係為電流侷限區212之側表面2120s所環繞，透明導電層22之開口220為透明導電層22之側表面220s所環繞，電流侷限區212之側表面2120s及透明導電層22之側表面220s大致位於相同的水平面上。第二電極墊161為周界1610所環繞，周界1610係位於電流侷限區212之側表面2120s的外側及透明導電層22之側表面220s的外側。第二電極墊161係形成於電流侷限區212的開口2120中及/或透明導電層22的開口220中。第二延伸電極162包含一第一部份1621延伸自第二電極墊161之周界1610，且形成於電流侷限區212及透明導電層22上。第一部份1621係形成於電流侷限區212之開口2120的外側及/或透明導電層22之開口220的外側。第一部份1621之一上表面係完全地為保護層20所覆蓋。第二電極墊161之一上表面係部分地裸露於保護層20之開口202。
第2圖係本發明一實施例中所揭示之發光元件1之第一電極14的部分放大圖。於本實施例中，第一電極墊141可為圓形或橢圓形，於發光元件1之上視圖上，第一電極墊141之周界1410可由一連續的曲線所構成。當第一電極墊141之周界1410包含圓形時，電極墊之周界1410包含具有一曲率半徑之一個曲線。當第一電極墊141為橢圓形時，電極墊之周界1410包含具有不同曲率半徑之多個曲線。
於本發明之另一實施例中，當電極墊為矩形時，如第2圖所示，矩形之一角落可為一圓弧。具體而言，當電極墊為矩形時，周界1410之每一角落包含具有一曲率半徑之一曲線。換言之，於發光元件1之上視圖，第一電極墊141之周界1410可由多個曲線及多個直線所構成。如第2圖所示，每一曲線之一端係連接於多個直線中的一個，每一曲線之另一端係連接於多個直線中的另一個。
如第2圖所示，第一延伸電極142之第一部份1421係延伸自第一電極墊141之周界1410，第一延伸電極142之第二部份1422係遠離於第一電極墊141，第一部份1421包含一第一邊1423及一第二邊1425。第一部份1421包含一特徵不同於第二部份1422之一特徵。此特徵包含材料、形狀、或尺寸，例如寬度或厚度。舉例而言，第一部份1421包含連接至第一電極墊141之周界1410的一端，以及遠離於第一電極墊141之周界1410的另一端。連接至第一電極墊141之周界1410的一端包含一寬度或一厚度大於遠離於第一電極墊141之周界1410的另一端之一寬度或一厚度，其中第一延伸電極142之第一部份1421的寬度或厚度係自連接於第一電極墊141之周界1410的一端往遠離於第一電極墊141之周界1410的另一端逐漸變小。連接於第一延伸電極142之第一部份1421的第一延伸電極142之第二部份1422的一端，其包含一寬度與遠離於第一延伸電極142之第一部份1421之另一端的寬度大致相同或不同。連接於周界1410之第一部份1421之一端的寬度係大於第二部份1422之一端的寬度及/或第二部份1422之另一端的寬度。遠離於周界1410之第一部份1421之另一端的寬度係等於或大於第二部份1422之一端的寬度及/或第二部份1422之另一端的寬度。
於本發明之一實施例中，第一部份1421之第一邊1423可為一直線或一弧線及/或第一部份1421之第二邊1425可為一直線或一弧線。直線包含一長度位於0.5 μm及30 μm之間，較佳位於5 μm及15 μm之間，更佳位於6 μm及10 μm之間。
於本發明之一實施例中，第一部份1421之第一邊1423或第二邊1425係由具有一曲率半徑之一弧線所構成，其中弧線之一端係與第一電極墊141之周界1410相接觸，弧線之另一端係與第二部份1422的一邊相接觸。
第2圖係為本發明之一實施例，第一邊1423包含一具有一第一曲率半徑R1之第一弧線，第二邊1425包含一具有一第二曲率半徑R2之第二弧線，第一曲率半徑R1及第二曲率半徑R2係分別大於10 μm。較佳地，第一曲率半徑R1及第二曲率半徑R2係分別大於15 μm及小於50 μm，更佳地，係分別大於15 μm及小於30 μm。於本發明之一實施例，第一曲率半徑R1與第二曲率半徑R2係相同，或是第一曲率半徑R1與第二曲率半徑R2係不同。
於本發明之另一實施例中，第一電極墊141包含一寬度小於60 μm，第一邊1423及/或第二邊1425包含一第一曲率半徑R1大於10 μm。
於本發明之另一實施例中，第一電極墊141包含一寬度等於或大於60 μm，第一邊1423及/或第二邊1425包含一第一曲率半徑R1大於15 μm。
第一曲率半徑R1或第二曲率半徑R2係為一虛擬圓的一半徑所定義。繪製所述虛擬圓的一切線以接觸第一邊1423或第二邊1425之一點，此點與所述虛擬圓的圓心之間的距離被定義為第一曲率半徑R1或第二曲率半徑R2。
於本發明之另一實施例中，第一弧線係為具有第一曲率半徑R1的虛擬圓之周界的一部分，第二弧線係為具有第二曲率半徑R2的虛擬圓之周界的一部分。於本發明之另一實施例中，第一邊1423僅包含一個具有一第一曲率半徑R1的第一弧線，第二邊1425僅包含一個具有一第二曲率半徑R2的第二弧線。
發光元件的故障可為靜電放電（ESD）或過度電性應力（EOS）的電流過載所導致。電流過載，例如突波(surge)或高電流注入，所導致的局部電流集中，容易聚集在傳統發光元件的電極尖角。電流聚集會降低發光元件對於靜電放電（ESD）或過度電性應力（EOS）的耐受力，並且對發光元件造成損害，例如電極的金屬遷移或擴散，以及磊晶的擊穿(breakdown)。於本發明的一實施例中，具有圓形或橢圓形的電極墊形狀，或是具有圓弧角的矩形電極墊形狀使得自第一電極14和第二電極16注入之電流均勻地流至半導體層的整個表面，並提高發光元件對於靜電放電（ESD）的耐受力。
延伸電極之第一部份的第一邊及/或第二邊具有圓弧的形狀，其可改善發光元件對於靜電放電（ESD）的耐受力及過度電性應力（EOS）的承受力，以避免電流局部聚集於電極。於靜電放電測試(ESD test)中，將一電源以反向串聯之方式連接至一發光元件，並施以一突波電壓(反向電壓) 至發光元件，具有上述設計的發光元件之靜電崩潰電壓(靜電放電ESD的耐受力) 可被提升。
於發光元件之應用領域上，發光元件的靜電破壞特性是非常重要的課題。具體而言，具有耐受源自於封裝元件之靜電的元件設計是用於改善終端產品良率及可靠度的一項重要指標。尤其，近來發光元件被應用於惡劣的環境中，例如戶外顯示屏及車燈，使得靜電特性日趨重要。因此，發光元件之合適的電極設計是用以改善靜電放電（ESD）耐受力的方法之一。於本發明之一實施例中，當施予一靜電於發光元件之第一電極及第二電極的電極墊時，一局部電流密度可能超過延伸電極之第二部份的載體能力。發光元件之延伸電極的靜電放電（ESD）耐受力取決於延伸電極之尺寸，例如寬度或面積。延伸電極的寬度越寬，延伸電極的靜電放電（ESD）耐受力越佳。但是延伸電極的金屬材料對於發光元件所發出之光線具有吸光性。延伸電極的寬度越寬，光摘出效率越低。改善靜電放電（ESD）耐受力的需求與改善光摘出效率的需求係互相違背的。本發明提出一電極具有一結構，例如延伸電極的第一部份，其具有一截面積介於電極墊的截面積及延伸電極之第二部份的截面積之間，及具有一特定的曲率半徑以改善發光元件的靜電放電（ESD）耐受力。
第3圖係具有不同曲率半徑之發光元件的過度電性應力(Electrical Over Stress, EOS)測試圖。多個發光元件於一電流注入下被測試。當注入之電流超過發光元件之耐受力時，觀察量測得到的電壓急遽上升，代表此發光元件係失效。如第3圖所示，具有較大曲率半徑的發光元件，其具有較高的過度電性應力（EOS）之承受力。發光元件的過度電性應力（EOS）承受力和曲率半徑具有正比例關係。例如，相較於具有10 μm之曲率半徑的發光元件，具有30 μm之曲率半徑的發光元件在過度電性應力(Electrical Over Stress, EOS)測試中，其可承受較高之電流，因此可避免元件被擊穿。具有本發明之電極結構的發光元件可達到良好的電流擴散效果。本發明之一發光元件可以減少光損失，並提供一較高的過度電性應力（EOS）承受力及一較佳的靜電放電（ESD）耐受力。
第4圖係本發明一實施例中所揭示之發光元件1之第二電極16的部分放大圖。如第4圖所示，第二電極16包含第二電極墊161；以及一或多個第二延伸電極162延伸自第二電極墊161。第二電極墊161可為圓形、橢圓形、或具有圓弧角之矩形，包含一周界1610。第二延伸電極162包含一第一部分1621延伸自第二電極墊161之周界1610，及一第二部份1622遠離於第二電極墊161。
第二延伸電極162之第一部分1621包含一第一邊1623及一第二邊1625。第一部份1621包含一特徵不同於第二部份1622。此特徵包含材料、形狀、或尺寸，例如寬度或厚度。舉例而言，第一部份1621包含連接至第二電極墊161之周界1610的一端，以及遠離於第二電極墊161之周界1610的另一端。連接至第二電極墊161之周界1610的一端包含一寬度或一厚度大於遠離於第二電極墊161之周界1610的另一端之一寬度或一厚度。第二延伸電極162之第二部份1622的一端連接於第二延伸電極162之第一部份1621，其包含一寬度與第二部份1622的另一端的寬度大致相同，另一端係遠離於第二延伸電極162之第一部份1621。連接於周界1610之第一部份1621之一端的寬度係大於第二部份1622之一端的寬度及/或第二部份1622之另一端的寬度。遠離於周界1610之第一部份1621之另一端的寬度係等於或大於第二部份1622之一端的寬度及/或第二部份1622之另一端的寬度。
於本發明之一實施例中，第二延伸電極162之第一部份1621的第一邊1623可為一直線或一弧線，及/或第二延伸電極162之第一部份1621的第二邊1625可為一直線或一弧線。
於本發明之一實施例中，第一邊1623包含一具有一第一曲率半徑R1’之第一弧線，第二邊1625包含一具有一第二曲率半徑R2’之第二弧線，第一曲率半徑R1’或第二曲率半徑R2’係大於10 μm。較佳地，第一曲率半徑R1’或第二曲率半徑R2’係大於15 μm及小於50 μm，更佳地，係大於15 μm及小於30 μm。於本發明之一實施例中，第一曲率半徑R1’ 與第二曲率半徑R2’相同，或是第一曲率半徑R1’係與第二曲率半徑R2’不同。第4圖係例示第一曲率半徑R1’大於第二曲率半徑R2’。
第一曲率半徑R1’或第二曲率半徑R2’係藉由一虛擬圓的一半徑來定義。繪製所述虛擬圓的一切線以接觸第一邊1623或第二邊1625之一點，此點與所述虛擬圓的圓心之間的距離被定義為第一曲率半徑R1’或第二曲率半徑R2’。
於本發明之一實施例中，第一邊1623之第一弧線係為具有第一曲率半徑R1’之虛擬圓之周界的一部分，第二邊1625之第二弧線係為具有第二曲率半徑R2’之虛擬圓之周界的一部分。於本發明之另一實施例中，第一邊1623僅包括一個第一弧線，其具有單一個第一曲率半徑R1’， 第二邊1625僅包括一個第二弧線，其具有單一個第二曲率半徑R2’ 。
第5圖係本發明另一實施例中所揭示之一發光元件之電極16’的部分放大圖。電極16’可位於半導體層上，例如n型半導體層或p型半導體層，以使注入之電流通過半導體層。於此實施例中，電極16’包含電極墊161’以及複數個延伸自電極墊161’之一周界1610’的延伸電極162’，162”， 複數個延伸電極162’，162”之每一個包含一第一部份1621’，1621”直接連接於電極墊161’ 之周界1610’，以及一第二部份1622’，1622”遠離於電極墊161’ 之周界1610’。 延伸電極162’，162”之第一部份1621’，1621”包含相同或不同之曲率半徑。例如，延伸電極162’ 之第一部份1621’ 包含一曲率半徑與延伸電極162” 之第一部份1621” 之一曲率半徑不同，或與延伸電極162” 之第一部份1621” 之一曲率半徑相同，其中延伸電極162”係彎折且以遠離於電極墊161’之方向延伸，延伸電極162”之第二部份1622’包含一直線且以遠離於電極墊161’之方向延伸。
如第5圖所示，電極墊161’之周界1610’包含一第三曲率半徑R3’大於延伸電極162”之第一部份1621” 之第二邊1625”的曲率半徑，第三曲率半徑R3’係不同於延伸電極162”之第一部份1621” 之第一邊1623”的曲率半徑，例如第三曲率半徑R3’係大於延伸電極162”之第一部份1621” 之第一邊1623”的曲率半徑。延伸電極162”之第一部份1621” 之第二邊1625”的曲率半徑中心點不與電極墊161’之第三曲率半徑中心點重合。
第6圖係為依本發明另一實施例之一燈泡600之結構示意圖。燈泡600包括一燈罩602、一反射鏡604、一發光模組610、一燈座612、一散熱片614、一連接部616以及一電連接元件618。發光模組610包含一承載部606，以及一或複數個發光單元608位於承載部606上，其中一或複數個發光單元608可為前述實施例中的發光元件1。
本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。
1‧‧‧發光元件 10‧‧‧基板 12‧‧‧半導體疊層 121‧‧‧第一半導體層 122‧‧‧第二半導體層 123‧‧‧活性層 14‧‧‧第一電極 141‧‧‧第一電極墊 1410‧‧‧周界 142‧‧‧第一延伸電極 1421‧‧‧第一部份 1422‧‧‧第二部份 1423‧‧‧第一邊 1425‧‧‧第二邊 16‧‧‧第二電極 16’‧‧‧電極 161‧‧‧第二電極墊 161’‧‧‧電極墊 1610‧‧‧周界 1610’‧‧‧周界 162‧‧‧第二延伸電極 162’‧‧‧延伸電極 162”‧‧‧延伸電極 1621‧‧‧第一部份 1621’‧‧‧第一部份 1621”‧‧‧第一部份 1622‧‧‧第二部份 1622’‧‧‧第二部份 1622”‧‧‧第二部份 1623‧‧‧第一邊 1623”‧‧‧第一邊 1625‧‧‧第二邊 1625”‧‧‧第二邊 20‧‧‧保護層 201‧‧‧開口 202‧‧‧開口 211‧‧‧電流侷限區 2110‧‧‧周界 2120‧‧‧開口 2120s‧‧‧側表面 211’‧‧‧電流侷限區 212‧‧‧電流侷限區 22‧‧‧透明導電層 220‧‧‧開口 220s‧‧‧側表面 P1‧‧‧區域 P2‧‧‧區域 R1‧‧‧第一曲率半徑 R1’‧‧‧第一曲率半徑 R2‧‧‧第二曲率半徑 R2’‧‧‧第二曲率半徑 R3’‧‧‧第三曲率半徑 600‧‧‧燈泡 602‧‧‧燈罩 604‧‧‧反射鏡 606‧‧‧承載部 608‧‧‧發光單元 610‧‧‧發光模組 612‧‧‧燈座 614‧‧‧散熱片 616‧‧‧連接部 618‧‧‧電連接元件
第1A圖係本發明一實施例所揭示之一發光元件的上視圖。
第1B圖係第1A圖之沿著A-A’線的發光元件剖面圖。
第1C圖係第1A圖之沿著B-B’線的發光元件剖面圖。
第2圖係本發明一實施例中，第1A圖所揭示之發光元件的部分放大圖。
第3圖係具有不同曲率半徑之發光元件的過度電性應力(Electrical Over Stress, EOS)。
第4圖係本發明一實施例中，第1A圖所揭示之發光元件的部分放大圖。
第5圖係本發明一實施例中，第1A圖所揭示之發光元件的部分放大圖。
第6圖係本發明一實施例中所揭示之一燈泡。
1‧‧‧發光元件
10‧‧‧基板
12‧‧‧半導體疊層
121‧‧‧第一半導體層
122‧‧‧第二半導體層
14‧‧‧第一電極
141‧‧‧第一電極墊
1410‧‧‧周界
142‧‧‧第一延伸電極
1421‧‧‧第一部份
1422‧‧‧第二部份
16‧‧‧第二電極
161‧‧‧第二電極墊
162‧‧‧第二延伸電極
1610‧‧‧周界
20‧‧‧保護層
201‧‧‧開口
202‧‧‧開口
211‧‧‧電流侷限區
211’‧‧‧電流侷限區
2110‧‧‧周界
212‧‧‧電流侷限區
2120‧‧‧開口
220‧‧‧開口

Claims (10)

  1. 一發光元件，包含：一半導體疊層；一電極墊包含一周界位於該半導體疊層上；以及一延伸電極連接至該電極墊，其中該延伸電極包含一第一部份延伸自該電極墊之該周界以及一第二部份遠離於該電極墊，該第一部份包含一第一邊及一第二邊，該第一邊係與該第二邊相對，該第一邊包含一第一弧線具有一第一曲率半徑，該第一曲率半徑係大於10μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第二邊包含一第二弧線具有一第二曲率半徑，該第二曲率半徑係大於10μm。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的發光元件，其中該第一曲率半徑或該第二曲率半徑係大於15μm。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的發光元件，其中該第一曲率半徑或該第二曲率半徑係大於30μm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該延伸電極之該第一部份之一端係連接至該電極墊，其包含一寬度大於該第一部份之另一端，該另一端連接至該延伸電極之該第二部份。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該電極墊之該周界包含圓形或矩形，該矩形包含一圓弧角。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第一弧線之一端與該電極墊之該周界相接觸，及該第一弧線之另一端與該第二部份之一邊相接觸。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的發光元件，其中該延伸電極之該第一部份包含一厚度或一寬度自該電極墊之該周界往該延伸電極之該第二部份逐漸變小。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包含一電流侷限區位於該電極墊及該半導體疊層之間，其中該第一部份包含一部份位於該電流侷限區上及另一部分直接位於該半導體疊層上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包含一電流侷限區位於該電極墊及該半導體疊層之間，其中該電流侷限區包含一開口以露出該半導體疊層，該第一部份係位於該開口之外。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWD180530S (zh) * 2016-05-09 2017-01-01 晶元光電股份有限公司 發光二極體陣列之部分
US10475962B2 (en) 2017-02-15 2019-11-12 Epistar Corporation Optoelectronic device
CN109427935A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种虚拟n电极的发光二极管及其制作方法
CN110534623B (zh) * 2019-09-03 2021-06-11 厦门乾照光电股份有限公司 Led芯片及其制作方法
CN112086544A (zh) * 2020-09-25 2020-12-15 厦门三安光电有限公司 半导体发光元件和发光装置
CN113659052B (zh) * 2021-08-16 2023-08-01 泉州三安半导体科技有限公司 一种发光二极管、发光模块及显示装置
CN114050209B (zh) * 2021-10-26 2024-01-09 厦门三安光电有限公司 发光二极管
CN114256398B (zh) * 2021-11-23 2023-08-04 泉州三安半导体科技有限公司 发光二极管及发光装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120168801A1 (en) * 2009-07-10 2012-07-05 Industrial Technology Research Institute Light emitting device and package structure thereof

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7511311B2 (en) * 2002-08-01 2009-03-31 Nichia Corporation Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
KR100499129B1 (ko) * 2002-09-02 2005-07-04 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
CN100524855C (zh) * 2004-03-31 2009-08-05 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体发光元件
KR100833309B1 (ko) * 2006-04-04 2008-05-28 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자
JP4882792B2 (ja) * 2007-02-25 2012-02-22 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
KR100809220B1 (ko) * 2007-02-01 2008-02-29 삼성전기주식회사 반도체 발광소자
US8872204B2 (en) * 2007-11-23 2014-10-28 Epistar Corporation Light-emitting device having a trench in a semiconductor layer
US20100025705A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Huga Optotech Inc. High efficiency lighting device and manufacturing method thereof
WO2011083923A2 (en) * 2010-01-07 2011-07-14 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode having electrode pads
JP5087097B2 (ja) * 2010-03-08 2012-11-28 株式会社東芝 半導体発光素子
KR20110105990A (ko) * 2010-03-22 2011-09-28 삼성엘이디 주식회사 반도체 발광소자
KR20110139908A (ko) * 2010-06-24 2011-12-30 삼성엘이디 주식회사 반도체 발광소자
BR112013001623B1 (pt) * 2010-07-23 2021-02-02 Nichia Corporation elemento emissor de luz
KR101138951B1 (ko) * 2010-08-23 2012-04-25 서울옵토디바이스주식회사 발광다이오드
WO2012067311A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting diode chip having electrode pad
KR101206523B1 (ko) * 2011-01-04 2012-11-30 갤럭시아포토닉스 주식회사 상부 핑거 및 하부 핑거를 갖는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지
KR101179606B1 (ko) * 2011-03-03 2012-09-05 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자
KR20120131983A (ko) * 2011-05-27 2012-12-05 삼성전자주식회사 전류제한층을 구비한 반도체 발광 소자
KR101786094B1 (ko) * 2011-06-23 2017-10-16 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자 패키지, 및 라이트 유닛
KR20130017154A (ko) * 2011-08-10 2013-02-20 엘지디스플레이 주식회사 반도체 발광소자
WO2013024921A1 (ko) * 2011-08-17 2013-02-21 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
JP6102677B2 (ja) * 2012-12-28 2017-03-29 日亜化学工業株式会社 発光素子
KR102075983B1 (ko) * 2013-06-18 2020-02-11 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
JP2015060886A (ja) * 2013-09-17 2015-03-30 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP6458463B2 (ja) * 2013-12-09 2019-01-30 日亜化学工業株式会社 発光素子
JP6485019B2 (ja) * 2013-12-19 2019-03-20 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
TWI520373B (zh) * 2014-03-07 2016-02-01 隆達電子股份有限公司 發光二極體結構
CN204289500U (zh) * 2014-12-08 2015-04-22 惠州比亚迪实业有限公司 Led芯片

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120168801A1 (en) * 2009-07-10 2012-07-05 Industrial Technology Research Institute Light emitting device and package structure thereof

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Publication number Publication date
KR102350863B1 (ko) 2022-01-14
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US9530934B1 (en) 2016-12-27
KR102458045B1 (ko) 2022-10-21
CN107017322B (zh) 2020-03-10
KR102529625B1 (ko) 2023-05-04
KR20220147557A (ko) 2022-11-03
TWI803784B (zh) 2023-06-01

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