CN105185886A - 发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有关于一种发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件，本发明提供一种发光二极管组件，发光二极管组件倒覆于一封装基板并与其电性连接，而形成覆晶式发光二极管封装组件。发光二极管组件主要于一第二型掺杂层及一反射层之间设置一奥姆接触层及一平坦缓冲层，奥姆接触层提升第二型掺杂层与反射层间的奥姆接触特性，而且不影响发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件的发光效率。平坦缓冲层设置于奥姆接触层与反射层之间，可平整奥姆接触层，使反射层可平整地附着于平坦缓冲层，可使反射层达到镜面反射的效果，并减少反射光源产生散射的现象。

Description

发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件
本发明是2012年01月18日所提出的申请号为201210020741.7、发明名称为《发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装元件》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及有一种发光二极管组件，特别是指一种具有良好的奥姆接触特性及良好的发光效率的发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件。
背景技术
电能为现今不可或缺的能源之一，举凡照明装置、家庭电器、通讯装置、交通传输、或是工业设备等，若缺乏电能将无法运作。而目前全球的能源多半是利用燃烧石油或是煤等，而石油或煤并不是取的不尽的，若不积极的寻找替代能源，等到石油或煤耗尽时，全球将陷入能源危机。为了因应目前的能源危机，除了积极开发各式的再生能源之外，必须节约使用能源，并且有效的使能源，以让能源的使用效率提升。
以照明设备为例，照明设备为人类生活中不可或缺，随着技术的发展，具有更好照度及更省电的照明工具也逐渐应运而生。目前一种新兴的照明光源为发光二极管。发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)与传统光源比较，发光二极管是具有体积小、省电、发光效率佳、寿命长、操作反应速度快、且无热辐射与水银等有毒物质的污染等优点，因此近几年来，发光二极管的应用面已极为广泛。过去由于发光二极管的亮度还无法取代传统的照明光源，但随着技术领域的不断提升，目前已研发出高照明辉度的发光二极管(高功率LED)，其足以取代传统的照明光源。
发光二极管的磊晶结构为由P型及N型氮化镓是半导体层及发光层所组成。发光二极管的发光效率高低是取决于发光层的量子效率，以及该发光二极管的光取出效率。增加量子效率的方法主要是改善发光层的长晶质量及其结构设计，而增加光取出效率的关键则在于减少发光层所发出的光源在发光二极管内部反射所造成的能量损失。
一般发光二极管的P型半导体层与反射层间，依照P型半导体层的半导体材料的性质与反射层所使用的金属的功函数，而形成奥姆接触或萧特基接触。当奥姆接触的电阻值太高时，会影响发光二极管的操作特性，所以必须降低奥姆接触的电阻值，因此可于P型半导体层与反射层设置奥姆接触层，以改善P型半导体层与反射层间的奥姆接触特性。现有奥姆接触层是使用Ni/Au奥姆接触层，并对奥姆接触层进行热处理以形成良好的奥姆接触。但是Ni/Au奥姆接触层对光的吸收率较高，且P型半导体层与Ni/Au奥姆接触层的间接口会因热处理而粗糙化，并无法反射光线，所以发光二极管的反射效率会降低。
为了解决上述问题，请参阅图1，是现有发光二极管组件的结构图。如图所示，于P型半导体层10’与反射层12’设置一奥姆接触层11’，奥姆接触层11’是使用单层金属氧化物层，并达到高导电度，虽然奥姆接触层11’具有高导电度，但是其穿透率降低，导致发光二极管的发光效率降低；如果奥姆接触层11’具有高穿透率，但是其导电度降低，导致奥姆接触层11’的奥姆接触效果不佳。所以现有设置单层金属氧化物层为奥姆接触层11’，无法同时维持具有良好的奥姆接触特性及良好的发光效率。
有鉴于上述问题，本发明提供一种发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件，发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件具有良好的奥姆接触特性，并且使发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件维持良好的发光效率。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种发光二极管组件，该发光二极管组件能有效提升发光二极管组件的奥姆接触特性，而且同时维持良好发光效率。
本发明的技术方案：一种发光二极管组件，是包含：
一组件基板；
一第一型掺杂层，配置于该组件基板上；
一发光层，配置于该第一型掺杂层上；
一第二型掺杂层，配置于该发光层上；
一奥姆接触层，配置于该第二型掺杂层上；
一平坦缓冲层，配置于该奥姆接触层上；
一反射层，配置于该平坦缓冲层上；以及
二电极，分别配置于该反射层及该第一型掺杂层。
本发明中，其中该反射层通过该平坦缓冲层达镜面反射的效果。
本发明中，其中该第一型掺杂层为N型半导体层，该第二型掺杂层为P型半导体层。
本发明中，其中该奥姆接触层为一金属薄膜或是一金属氧化物层。
本发明中，其中该奥姆接触层的光穿透率高于90％。
本发明中，其中该奥姆接触层的厚度是小于
本发明中，其中该平坦缓冲层为一光穿透率高于95％的金属氧化物层。
本发明中，其中该金属氧化物是选自氧化铟锡、氧化铈锡、氧化锑锡、氧化铟锌及氧化锌所组成的群组。
本发明中，其中该平坦缓冲层与该反射层相接的表面的均方根粗糙度是小于20埃米。
本发明中，其中该平坦缓冲层的厚度是介于500埃米与5000埃米之间。
本发明，其中该反射层是选自银、金、铝、铜所组成的群组。
本发明中，其中进一步包含一覆盖层，该覆盖层配置于该反射层上且延展至该反射层的侧壁。
一种覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，是包含：
一封装基板；
一发光二极管组件，倒覆于该封装基板而与其电性连接，该发光二极管组件包括:
一组件基板；
一第一型掺杂层，配置于该组件基板上；
一发光层，配置于该第一型掺杂层上；
一第二型掺杂层，配置于该发光层上；
一奥姆接触层，配置于该第二型掺杂层上；
一平坦缓冲层，配置于该奥姆接触层上；及
一反射层，配置于该平坦缓冲层上；以及
二电极，分别配置于该反射层及该第一型掺杂层上。
本发明中，其中该发光二极管组件是通过一共晶结构与该封装基板电性连接。
本发明具有的有益效果：本发明通过具高导电度的奥姆接触层，使得发光二极管组件的第二型掺杂层与反射层间具有良好的电流传输，有效提升发光二极管组件的奥姆接触特性。再者，本发明又利用一平坦缓冲层，平坦缓冲层设置于奥姆接触层与反射层之间，使奥姆接触层的表面平整，让反射层可以平整地附着于平坦缓冲层，藉此使反射层达到镜面反射的效果，并减少反射光源产生散射现象，以达到良好的发光效率。
进一步，本发明提供另一种覆晶式发光二极管封装组件，根据本发明的一较佳实施例的覆晶式发光二极管封装组件是包含：一封装基板；一发光二极管组件，倒覆于该封装基板而与其电性连接，该发光二极管组件包括:一组件基板；一第一型掺杂层，配置于该组件基板上；一发光层，配置于该第一型掺杂层上；一第二型掺杂层，配置于该发光层上；一奥姆接触层，配置于该第二型掺杂层上；一平坦缓冲层，配置于该奥姆接触层上；一反射层，配置于该平坦缓冲层上；以及二电极，分别配置于该反射层及该第一型掺杂层上。
本发明的覆晶式发光二极管封装组件是利用一具备良好奥姆接触特性与发光效率的发光二极管组件，将其倒覆于封装基板并作电性连接，通过封装基板的高散热性，使得发光二极管组件所产生的热能直接往外传并通过封装基板直接散出，使封装组件能具有较佳的散热效果，可提升整体的性能。
附图说明
图1为现有发光二极管组件的结构图；
图2为本发明的一较佳实施例的结构图；
图3为本发明的另一较佳实施例的结构图；
图4为本发明的另一较佳实施例的结构图；以及
图5为本发明的另一较佳实施例的结构图。
【图号对照说明】
10’P型半导体层11’奥姆接触层
12’反射层2覆晶式发光二极管封装组件
20封装基板22发光二极管组件
221组件基板222第一型掺杂层
223发光层224第二型掺杂层
225、225a奥姆接触层226、226a平坦缓冲层
227反射层228、229电极
230覆盖层24共晶结构
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
请参阅图2，是本发明的一较佳实施例的结构图；如图所示，本实施例是提供一种发光二极管组件22，发光二极管组件22是包含一组件基板221、一第一型掺杂层222、一发光层223、一第二型掺杂层224、一奥姆接触层225、一平坦缓冲层226、一反射层227及二电极228、229。第一型掺杂层222配置于组件基板221上，发光层223配置于第一型掺杂层222上，第二型掺杂层224配置于发光层223上，其中本实施例的第一型掺杂层222为N型半导体层，第二型掺杂层224为P型半导体层。然后奥姆接触层225配置于第二型掺杂层224上，其中奥姆接触层225为一金属薄膜或一金属氧化物层，其光穿透率高于90％，而且其厚度是小于5000埃米。其中金属薄膜可由金、镍、铂、铝、铬、锡、铟及其混合物或是合金物所构成；金属氧化物层是选自氧化铟锡、氧化铈锡、氧化锑锡、氧化铟锌及氧化锌所组成的群组。
接着平坦缓冲层226配置于奥姆接触层225上，其中平坦缓冲层226为一光穿透率高于95％的金属氧化物层，其中金属氧化物层是选自氧化铟锡、氧化铈锡、氧化锑锡、氧化铟锌及氧化锌所组成的群组。然后反射层227配置于平坦缓冲层226上，其中平坦缓冲层226与反射层227相接的表面的均方根粗糙度是小于20埃米，反射层227是选自银、金、铝、铜所组成的群组。最后二电极228、229分别配置于第一型掺杂层222及反射层227上。
请一并参阅图3，是本发明的另一较佳实施例的结构图；如图所示，上述实施例所提供的发光二极管组件22是用于一覆晶式发光二极管封装组件2，覆晶式发光二极管封装组件2是包含一封装基板20及发光二极管组件22，发光二极管组件22是倒覆于封装基板20，并与封装基板20电性连接，其中发光二极管组件22是通过共晶结构24与封装基板20电性连接。
上述实施例的第二型掺杂层224与反射层227间的奥姆接触特性主要透过奥姆接触层225提升。因奥姆接触层225具有高导电度，有效提升第二型掺杂层224及反射层227间的电流传导，进而提升第二型掺杂层224与反射层227间的奥姆接触特性。
但因奥姆接触层225具有高导电度的特性，导致奥姆接触层225的光穿透率降低，为了维持奥姆接触层225的光穿透率，奥姆接触层225的厚度是小于5000埃米，如此发光层223所发出的光源不会被奥姆接触层225吸收太多，进而不会影响发光二极管组件22的发光效率。
又因奥姆接触层225的厚度很薄，奥姆接触层225的表面较为粗糙，为了避免反射光源受奥姆接触层225的表面影响而产生散射现象，所以本实施例透过平坦缓冲层226修补奥姆接触层225的表面，平坦缓冲层226的厚度是介于500埃米与5000埃米之间，有效减少反射光源受第一奥姆接触层225的表面影响而产生散射的现象。然后平坦缓冲层226与反射层227相接的表面的均方根粗糙度小于20埃米，使反射层227可平整附着于平坦缓冲层226，反射层227可通过平坦缓冲层226达到镜面反射的效果。
本实施例的奥姆接触层225的厚度较薄，奥姆接触层225的光穿透率高于90％，所以发光层223所发出的光源不会被奥姆接触层225吸收太多，大部份光源可穿透奥姆接触层225。而且平坦缓冲层226的光穿透率高达95％以上，大部分光源仍可从平坦缓冲层226穿透至反射层227，所以不会影响发光二极管组件22的发光效率。
本发明与现有技术相较，现有技术只于反射层与第二型掺杂层设置单层金属氧化物层为奥姆接触层，为了使奥姆接触层达到高导电度，但使其光穿透率降低，导致发光二极管组件的发光效率降低，进而使覆晶式发光二极管封装组件的发光效率降低；如果薄化奥姆接触层，奥姆接触层的表面粗糙，容易使反射光源受奥姆接触层的表面影响而产生散射。所以本发明的发光二极管组件22使用平坦缓冲层226设置于薄的奥姆接触层225，减少反射光源受奥姆接触层225的表面而产生散射的现象。而且本实施例的奥姆接触层225可使第二型掺杂层224与反射层227间具有良好的奥姆接触特性，更不会影响发光二极管组件22的发光效率，进而不会影响覆晶式发光二极管封装组件2。
请参阅图4，是本发明的另一较佳实施例的结构图；如图所示，承图2的实施例，发光二极管组件22更包含一覆盖层230，覆盖层230配置于反射层227与电极229之间，且延伸至反射层227的侧壁。覆盖层230是防止反射层227的金属离子发生迁移现象。
请参阅图5，是本发明的另一较佳实施例的结构图；如图所示，本实施例提供另一种发光二极管组件22，本实施例的发光二极管组件22与图2的发光二极管组件不同在于，本实施例的发光二极管组件22设置复数奥姆接触层225a及复数平坦缓冲层226a，该些奥姆接触层225a及该些平缓冲层226a相互堆栈，每一奥姆接触层225a同样具有高导电度及高折射率的特性，所以发光层223所发出的部分光源于到达反射层227前，已被该些奥姆接触层225a折射，以增加覆晶式发光二极管封装组件2的发光效率。然后该些平坦缓冲层226a有平整每一奥姆接触层225a的功用，以防止反射光源受每一奥姆接触层225a的表面影响而产生散射现象。
综上所述，本发明提供一种发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件，发光二极管组件倒覆于封装基板而与其封装基板电性连接，形成覆晶式发光二极管封装组件。发光二极管组件具有奥姆接触层及平坦缓冲层，奥姆接触层提升第二型掺杂层与反射层间的电流传输，进而提升发光二极管组件的奥姆接触特性。然后平坦缓冲层是使奥姆接触层的表面平整，平坦缓冲层与反射层相接的表面平整，使反射层可平整地附着于平坦缓冲层，以使反射层达到镜面反射的效果，并减少反射光源产生散射现象。所以本发明的发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件透过设置奥姆接触层及平坦缓冲层，不但使发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件具有良好的奥姆接触特性，而且不会影响发光二极管组件及覆晶式发光二极管封装组件的发光效率。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (23)

1.一种发光二极管组件，其特征在于，是包含：
一第一型掺杂层；
一第二型掺杂层；
一发光层，配置于所述第一型掺杂层与所述第二型掺杂层之间；
一奥姆接触层；
一平坦缓冲层；
一反射层，所述奥姆接触层、所述平坦缓冲层与所述反射层堆栈于所述第二型掺杂层上，其中所述奥姆接触层配置于所述第二型掺杂层上，而所述平坦缓冲层位于所述奥姆接触层与所述反射层之间，且所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面的均方根粗糙度小于所述奥姆接触层的表面的粗糙度；以及
二电极，分别配置于所述反射层及所述第一型掺杂层上。
2.一种发光二极管组件，其特征在于，是包含：
一第一型掺杂层；
一第二型掺杂层；
一发光层，配置于所述第一型掺杂层与所述第二型掺杂层之间；
多个奥姆接触层及多个平坦缓冲层，堆栈于所述第二型掺杂层上；
一反射层，配置于最顶层的平坦缓冲层上；以及
二电极，分别配置于所述反射层及所述第一型掺杂层。
3.如权利要求2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层的数量与所述平坦缓冲层的数量相同。
4.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面具有镜面反射的效果。
5.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层为一金属薄膜或是一金属氧化物层。
6.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层的光穿透率高于90％。
7.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层的厚度是小于5000埃米
8.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层为一光穿透率高于95％的金属氧化物层。
9.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面的均方根粗糙度是小于20埃米。
10.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层的厚度是介于500埃米与5000埃米之间。
11.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中进一步包含一覆盖层，所述覆盖层配置于所述反射层上且延展至所述反射层的侧壁。
12.如权利要求1或2所述的发光二极管组件，其特征在于，其中所述发光层位于所述组件基板与所述反射层之间，且所述发光层所发出的部分光源穿透所述奥姆接触层与所述平坦缓冲层而被所述反射层反射。
13.一种覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，是包含：
一封装基板；
一发光二极管组件，倒覆于所述封装基板而与其电性连接，所述发光二极管组件包括:
一第一型掺杂层；
一第二型掺杂层；
一发光层，配置于所述第一型掺杂层与所述第二型掺杂层之间；
一奥姆接触层；
一平坦缓冲层；
一反射层，所述奥姆接触层、所述平坦缓冲层与所述反射层堆栈于所述第二型掺杂层上，其中所述奥姆接触层配置于所述第二型掺杂层上，而所述平坦缓冲层位于所述奥姆接触层与所述反射层之间，且所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面的均方根粗糙度小于所述奥姆接触层的表面的粗糙度；以及
二电极，分别配置于所述反射层及所述第一型掺杂层上。
14.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述发光二极管组件是通过一共晶结构与所述封装基板电性连接。
15.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面具有镜面反射的效果。
16.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层为一金属薄膜或是一金属氧化物层。
17.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层的光穿透率高于90％。
18.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述奥姆接触层的厚度是小于5000埃米
19.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层为一光穿透率高于95％的金属氧化物层。
20.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层与所述反射层相接的表面的均方根粗糙度是小于20埃米。
21.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述平坦缓冲层的厚度是介于500埃米与5000埃米之间。
22.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中进一步包含一覆盖层，所述覆盖层配置于所述反射层上且延展至所述反射层的侧壁。
23.如权利要求11所述的覆晶式发光二极管封装组件，其特征在于，其中所述发光层位于所述组件基板与所述反射层之间，且所述发光层所发出的部分光源穿透所述奥姆接触层与所述平坦缓冲层而被所述反射层反射。
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