CN101752466B

CN101752466B - 发光组件

Info

Publication number: CN101752466B
Application number: CN2008101778202A
Authority: CN
Inventors: 林锦源; 杨雅兰
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: CN101752466A

Abstract

本发明公开了一种发光组件，至少包含发光叠层、位于发光叠层下方的第一透明导电氧化层、位于第一透明导电氧化层下方的透明绝缘阻绝层、位于透明绝缘阻绝层下方的第二透明导电氧化层，以及位于第二透明导电氧化层之下的金属反射层，其中金属反射层与第二透明导电氧化层形成全方位反射层(omni-directional reflector，ODR)，利用第一透明导电氧化层与发光叠层形成欧姆接触，由此提高发光组件的发光效率。

Description

发光组件

技术领域

本发明涉及一种发光组件，特别是涉及一种具有绝缘阻绝层(dielectricbarrier layer)位于第一透明导电氧化层与第二透明导电氧化层之间的发光组件结构。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode，LED)的发光原理是利用电子在n型半导体与p型半导体间移动的能量差，以光的形式将能量释放，这样的发光原理有别于白炽灯发热的发光原理，因此发光二极管被称为冷光源。此外，发光二极管具有耐久性高、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，因此现今的照明市场对于发光二极管寄予厚望，将其视为新一代的照明工具。

图1为已知的发光二极管管芯(die)结构示意图，如图1所示，已知的发光组件100，包含有导电基板10；设置于导电基板10上的金属黏结层12；位于金属黏结层上的全方位反射层14(omni-directional reflector，ODR)；位于全方位反射层12上的欧姆接触层15，此欧姆接触层15可以是透明导电材料，如透明导电氧化层或薄金属；位于欧姆接触层15上的发光叠层16；以及，设置于发光叠层16上的电极18。

在已知的发光组件100中，发光叠层16由上而下至少包含第一导电型半导体层160、发光层162，以及第二导电型半导体层164。而全方位反射层14还包含金属反射层140，其材料可以是金、银等金属材料；低折射率层142，其材料可以是二氧化硅或氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)，此外此全方位反射层14还包含多个金属欧姆接触点144(ohmic contact dot)，其贯穿上述的低折射率层142，并且分别与欧姆接触层15与金属反射层140形成电连接，由此导通电流，使发光组件100具有较良好的电性特征。

然而，在上述已知的发光组件100的制造过程中，高温工艺容易使欧姆接触层15与全方位反射层14中的低折射率层142进行反应，导致发光组件100的亮度下降：此外，为了使发光组件100具有良好导电特性而设置的金属欧姆接触点144容易吸收发光层162所发出的光线，亦导致发光组件100的发光效率降低。

此外，上述的发光组件100还可以进一步地与其它组件组合连接以形成发光装置(light-emitting apparatus)。图4为已知的发光装置结构示意图，如图4所示，发光装置600包含具有至少一电路602的次载体(sub-mount)60；至少一焊料62(solder)位于上述次载体60上，通过此焊料62将上述发光组件100黏结固定于次载体60上并使发光组件100的基板10与次载体60上的电路602形成电连接；以及，电性连接结构64，以电性连接发光组件100的电极18与次载体60上的电路602；其中，上述的次载体60可以是导线架(leadframe)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate)，以方便发光装置600的电路规划并提高其散热效果。

发明内容

本发明揭示一种发光组件，至少包含发光叠层、位于发光叠层下方的第一透明导电氧化层、位于第一透明导电氧化层下方的透明绝缘阻绝层、位于透明绝缘阻绝层下方的第二透明导电氧化层，以及金属反射层，其中金属反射层与第二透明导电氧化层形成全方位反射层(omni-directional reflector，ODR)，利用第一透明导电氧化层与发光叠层形成欧姆接触，由此提高发光组件的发光效率。

本发明的另一目的在于利用透明绝缘阻绝层以避免第一透明导电氧化层、第二金属透明导电氧化层与金属反射层于高温制造过程中交互发生作用进而发生的吸光或遮光问题。

以下通过具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为已知的发光二极管管芯结构示意图。

图2为本发明实施例的结构示意图。

图3为本发明另一实施例的结构示意图。

图4为已知的发光装置结构示意图。

附图标记说明

100：发光组件 10：导电基板

12：金属黏结层 14：全方位反射层

15：欧姆接触层 16：发光叠层

18：电极 160：第一导电型半导体层

162：发光层 164：第二导电型半导体层

140：金属反射层 142：低折射率层

144：金属欧姆接触点 200：发光组件

20：导电基板 22：黏结层

24：全方位反射层 26：第一透明导电氧化层

28：发光叠层 30：电极

240：第二透明导电氧化层 242：金属反射层

280：第一导电型半导体层 282：发光层

284：第二导电型半导体层 32：透明绝缘阻绝层

320：通孔3 00：发光组件

40：基板4 2：黏结层

44：全方位反射层 46：第一透明导电氧化层

48：发光叠层 50：透明绝缘阻绝层

440：第二透明导电氧化层 442：金属反射层

480：第一导电型半导体层 482：发光层

484：第二导电型半导体层 52：第一电极

54：第二电极 600：发光装置

60：次载体 602：电路

62：焊料 64：电性连接结构

具体实施方式

以下配合附图说明本发明的实施例。

图2为本发明的实施例结构示意图，如图2所示，发光组件200包含导电基板20、设置于导电基板20上的黏结层22、位于黏结层22上的全方位反射层24(omni-directional reflector，ODR)、位于上述全方位反射层24上的第一透明导电氧化层26、设置于第一透明导电氧化物层26的发光叠层28；以及，位于发光叠层28上的电极30；其中，上述全方位反射层24与第一透明导电氧化层26间还包含透明绝缘阻绝层32，而全方位反射层24由上而下还包含第二透明导电氧化层240以及金属反射层242。此外，发光叠层28由上而下至少包含第一导电型半导体层280、发光层282，以及第二导电型半导体层284，其中上述发光叠层28的可以选自材料包含铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、磷(P)、砷(As)或氮(N)等III-V族的半导体材料，诸如氮化镓(GaN)系列材料、磷化铝镓铟(AlGaInP)系列材料或砷化镓(GaAs)材料等；而发光层282的结构可以是选自单异质结构(single heterostructure，SH)、双异质结构(double heterostructure，DH)、双侧双异质结构(double-side doubleheterostructure，DDH)或多重量子阱(multi-quantum well，MQW)。

在本实施例中，导电基板20的材料可以是例如硅(silicon)的半导体材料、例如氧化锌(ZnO)等陶瓷材料或例如铜、铝、钼等金属材料或上述材料的组合；黏结层22的材料选自铟、锡、金、铝、银及上述金属的合金；第一透明导电氧化层26与第二透明导电氧化层240的材料选自氧化铟锡(IndiumTin Oxide，ITO)、氧化铝锌(Aluminum Zinc Oxide，AZO)、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌(ZnO)、及氧化锌锡所构成的材料群组，其中第一透明导电氧化层26的晶粒尺寸(grain size)、折射率(reflective index)等特性与第二透明导电氧化层240不同；在本实施例中，第一透明氧化层26的平均晶粒尺寸相较于第二透明导电氧化层240较大，而第一透明氧化层26的折射率相较于第二透明导电氧化层240则较小；再者，金属反射层242的材料可以是铟(In)、锡(Sn)、铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、锌(Zn)、银(Ag)、钛(Ti)、铅(Pb)、锗(Ge)、铜(Cu)、镍(Ni)、铍化金(AuBe)、锗化金(AuGe)、锌化金(AuZn)、锡化铅(PbSn)等高反射金属；而上述的透明绝缘阻绝层32的材料可以是二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN_x)或氧化铝(Al₂O₃)等，其厚度约为5至300nm。

除此之外，为了达到良好的电性导通，在本实施例中的透明绝缘阻绝层32上还包含一个或一个以上的通孔320，其中第一透明导电氧化层26填入上述的通孔320之中，并且与第二透明导电氧化层240相接触并且形成电性连接，在本实施例中，通孔320的面积小于透明绝缘阻绝层32面积的百分之四十，优选者为小于透明绝缘阻绝层32面积的百分之五。

在本实施例中，由于利用第一透明导电氧化层26作为欧姆接触层与发光叠层28形成欧姆接触，此外，上述的第一透明导电氧化层26亦与位于上述全方位反射层24上的第二透明导电氧化层240形成电连接，因此无须使用吸光材料加强发光组件200电性，亦降低发光层282所发出的光线被吸收的机会；再者，由于第一透明导电氧化层26与全方位反射层24上的第二透明导电氧化层240间具有透明绝缘阻绝层32，用以防止第一透明导电氧化层26与第二透明导电氧化层240于制造发光组件过程中的高温环境发生反应，由此提高发光组件200的亮度。

图3为本发明的另一实施例结构示意图，如图3所示，发光组件300包含基板40、设置于基板40上的黏结层42、位于黏结层42上的全方位反射层44(omni-directional reflector，ODR)、位于上述全方位反射层44上的第一透明导电氧化层46，以及，设置于第一透明导电氧化物层46的发光叠层48；其中，上述全方位反射层44与第一透明导电氧化层46间还包含透明绝缘阻绝层50，而全方位反射层44由上而下还包含第二透明导电氧化层440以及金属反射层442。

此外，发光叠层48由上而下至少包含第一导电型半导体层480、发光层482，以及第二导电型半导体层484，在上述的发光叠层48中，具有暴露第二导电型半导体层484的表面；而第一电极52与第二电极54分别位于第一导电型半导体层480与暴露第二导电型半导体层484的表面上，其中上述发光叠层28的可以选自材料包含铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、磷(P)、砷(As)或氮(N)等III-V族的半导体材料，诸如氮化镓(GaN)系列材料、磷化铝镓铟(AlGaInP)系列材料或砷化镓(GaAs)材料等；而发光层282的结构可以选自单异质结构(single heterostructure，SH)、双异质结构(double heterostructure，DH)、双侧双异质结构(double-side double heterostructure，DDH)或多重量子井(multi-quantum well，MQW)。

在本实施例中，基板40可以是例如硅(silicon)、砷化镓(GaAs)等半导体材料、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al₂O₃)等陶瓷材料或铜、铝、钼等金属材料或上述材料组合的材料；黏结层42则可以是铟、锡、金、铝、银、上述金属的合金或聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)与过氟环丁烷(PFCB)等物质；第一透明导电氧化层46与第二透明导电氧化层440的材料选自氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铝锌(Aluminum Zinc Oxide，AZO)、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌(ZnO)、及氧化锌锡所构成的材料群组，其中第一透明导电氧化层46的晶粒尺寸(grain size)、折射率(reflective index)等特性与第二透明导电氧化层440不同，在本实施例中，第一透明氧化层46的平均晶粒尺寸相较于第二透明导电氧化层440较大，而第一透明氧化层46的折射率相较于第二透明导电氧化层440则较小；再者，金属反射层442的材料可以是铟(In)、锡(Sn)、铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、锌(Zn)、银(Ag)、钛(Ti)、铅(Pb)、锗(Ge)、铜(Cu)、镍(Ni)、铍化金(AuBe)、锗化金(AuGe)、锌化金(AuZn)、锡化铅(PbSn)等高反射金属；而上述的透明绝缘阻绝层50的材料可以是二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN_x)或氧化铝(Al₂O₃)等，其厚度约为5至300nm。

在本实施例中，由于第一透明导电氧化层46与全方位反射层44中的第二透明导电氧化层440间具有透明绝缘阻绝层50，用以防止第一透明导电氧化层46与第二透明导电氧化层440于制造发光组件过程中的高温环境发生反应，由此提高发光组件300的亮度。

以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的保护范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的等同变化或修饰，仍应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种发光组件，至少包含：

发光叠层；

第一透明导电氧化层，与该发光叠层相连接并形成欧姆接触；

透明绝缘阻绝层，与该第一透明导电氧化层相连接；

第二透明导电氧化层，与该透明绝缘阻绝层相连接；以及

金属反射层，与该第二透明导电氧化层相连接，其中该第二透明导电氧化层与该金属反射层形成全方位反射层。

2.如权利要求1所述的发光组件，还包含基板，与该全方位反射层相连接。

3.如权利要求2所述的发光组件，还包含黏结层，位于该基板与该全方位反射层之间。

4.如权利要求1所述的发光组件，其中该透明绝缘阻绝层具有至少一通孔，该第二透明导电氧化层填充于该通孔中并与该第一透明导电氧化层接触且形成电连接。

5.如权利要求4所述的发光组件，其中该通孔的面积小于该透明绝缘阻绝层面积的40％。

6.如权利要求1所述的发光组件，其中该第一透明导电氧化层具有第一折射率，而该第二透明导电氧化层具有第二折射率，其中该第一折射率与该第二折射率相异。

7.如权利要求1所述的发光组件，其中该第一透明导电氧化层与该第二透明导电氧化层的材料可以是一种或一种以上的物质，其选自氧化铟锡、氧化铝锌、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、及氧化锌锡所构成的材料群组。

8.如权利要求1所述的发光组件，其中该透明绝缘阻绝层的材料为二氧化硅、氮化硅或氧化铝。

9.如权利要求1所述的发光组件，该金属反射层的材料为铟、锡、铝、金、铂、锌、银、钛、铅、锗、铜、镍、铍化金、锗化金、锌化金、锡化铅或其合金。

10.如权利要求3所述的发光组件，该黏结层选自铟、锡、金、铝、银及其合金、聚酰亚胺、苯并环丁烯与过氟环丁烷所构成材料族群中的至少一种材料。