CN114256398B - 发光二极管及发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管,其包括外延结构、第一电极和第二电极,外延结构包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层,第一电极位于外延结构上且电连接第一半导体层,第二电极位于外延结构上且电连接第二半导体层,第二电极包括起始部和连接于起始部的延伸部,延伸部具有弧形部,从发光二极管的上方朝向外延结构俯视,弧形部具有第一弧形边与第二弧形边,第一弧形边的第一曲率半径小于第二弧形边的第二曲率半径,第一弧形边和第二弧形边朝向同一方向,第一弧形边的圆心到第二弧形边的圆心的距离小于等于5μm。借此,可加宽转角处弧形部的宽度,改善弧形区域的电流拥堵状况,增加载流子的注入面积,避免转角处烧伤。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,特别涉及一种发光二极管及发光装置。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)为半导体发光元件,通常是由如GaN、GaAs、GaP、GaAsP等半导体制成,其核心是具有发光特性的PN结,在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。发光二极管具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点,被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来,LED已在日常生活中得到广泛应用,例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域,同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。
目前的LED芯片在金属电极(pad)连接指状电极(finger)的地方容易聚集较高浓度的载流子,造成电流拥堵,特别是在长期老化过程中,该电流拥堵处存在烧伤的风险,最终导致LED芯片性能降低甚至损坏。
因此,如何优化延展电极的图形化设计已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。
发明内容
本发明提供一种发光二极管,其包括外延结构、第一电极和第二电极。
外延结构包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层。第一电极位于外延结构上,且电连接第一半导体层。第二电极位于外延结构上,且电连接第二半导体层。第二电极包括起始部和连接于起始部的延伸部,延伸部至少具有一弧形部。其中,从发光二极管的上方朝向外延结构俯视,弧形部具有相对的第一弧形边与第二弧形边,第一弧形边具有第一曲率半径,第二弧形边具有第二曲率半径,第一曲率半径小于第二曲率半径,第一弧形边和第二弧形边朝向同一方向,第一弧形边的圆心到第二弧形边的圆心的距离小于等于5μm。
在一实施例中,所述第一弧形边是截取自第一圆上的部分圆弧,所述第二弧形边是截取自第二圆上的部分圆弧,所述第一弧形边与所述第二弧形边的圆心分别是所述第一圆与所述第二圆的圆心。
在一实施例中,从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视,所述第一弧形边的圆心与所述第二弧形边的圆心重合。
在一实施例中,所述第一弧形边的圆心到所述第二弧形边的圆心的距离大于等于1μm。
在一实施例中,所述第一弧形边的弧长小于等于所述第一圆的周长的1/4,所述第二弧形边的弧长小于等于所述第二圆的周长的1/4。
在一实施例中,所述第一圆内切于所述第二圆。
在一实施例中,将所述第一圆和所述第二圆的交点定义为第一点,所述第二圆上距离所述第一点最远的点定义为第二点,第一点与第二点的连线定义为竖直线段,从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视,过所述第二点且垂直于所述竖直线段的直线穿过所述起始部的几何中心点。
在一实施例中,所述第一弧形边的弧长占所述第一圆的周长的比例小于所述第二弧形边的弧长占所述第二圆的周长的比例。
在一实施例中,从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视,所述第一圆的圆心、所述第二圆的圆心和所述起始部的几何中心点位于同一直线上。
在一实施例中,将所述第一圆和所述第二圆的交点定义为第一点,所述第二圆上距离所述第一点最远的点定义为第二点,所述第一圆上距离所述第一点最远的点定义为第三点,连接所述第二点与所述第三点的线段为第一线段,过所述第一线段的中点且垂直于所述第一线段的直线是穿过所述起始部的几何中心点。
在一实施例中,所述延伸部还具有直线部和连接部,所述连接部的一端连接所述起始部,另一端连接所述弧形部,所述直线部的一端连接所述弧形部未连接所述连接部的一端。
在一实施例中,所述直线部的宽度小于等于所述弧形部的宽度。
在一实施例中,所述直线部的宽度范围是2-4μm。
在一实施例中,所述第一曲率半径与所述第二曲率半径的差值等于所述直线部的宽度。
在一实施例中,所述第一曲率半径与所述第二曲率半径的差值等于所述直线部的宽度。
在一实施例中,所述连接部的宽度大于等于所述弧形部的宽度,所述连接部具有相对的第一连接边和第二连接边,所述第一连接边具有第三曲率半径,所述第二连接边具有第四曲率半径,所述第一连接边和所述第二连接边的朝向不同,所述第三曲率半径和所述第四曲率半径小于所述第一曲率半径。
在一实施例中,所述第一弧形边连接所述直线部的连接点到所述第二弧形边连接所述直线部的连接点的距离是所述弧形部的最小宽度。
在一实施例中,所述第一弧形边连接所述连接部的连接点到所述第二弧形边连接所述连接部的连接点的距离等于所述直线部的宽度的2倍。
在一实施例中,所述弧形部的宽度大于等于直线部的宽度,且小于等于2倍的直线部的宽度。
在一实施例中,所述第三曲率半径与所述第四曲率半径皆大于等于10μm。在一实施例中,所述第三曲率半径等于所述第四曲率半径。
本发明还提供一种发光装置,其采用如上任意所述的发光二极管。
本发明提供一种发光二极管及发光装置,通过对延伸部整体的优化设计,加宽转角处弧形部的宽度,改善弧形区域的电流拥堵状况,增加载流子的注入面积,避免在长期老化过程中致使转角处烧伤。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;在下面描述中附图所述的位置关系,若无特别指明,皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的俯视结构示意图;
图2是本发明提供的发光二极管的侧视结构示意图;
图3是第一实施例提供的发光二极管的第二电极的局部放大示意图;
图4是图3中B处的放大示意图;
图5至图8是是本发明第一实施例提供的发光二极管在制造过程中各阶段的俯视结构示意图;
图9是本发明第二实施例提供的发光二极管的俯视结构示意图;
图10是第二实施例提供的发光二极管的第二电极的局部放大示意图;
图11是图10中C处的放大示意图;
图12是另一实施例提供的第二电极处的结构示意图。
附图标记:
1、2-发光二极管;10-衬底;12-外延结构;121-第一半导体层;122-发光层;123-第二半导体层;14-透明导电层;16-绝缘层;161-第一开口;162-第二开口;21-第一电极;22-第二电极;220-延伸部;221-起始部;222-连接部;2221-第一连接边;2222-第二连接边;223-弧形部;2231-第一弧形边;2232-第二弧形边;224-直线部;230-直线延伸部;31-第一圆;32-第二圆;f1-第一点;f2-第二点;f3-第三点;R1-第一曲率半径;R2-第二曲率半径;R3-第三曲率半径;R4-第四曲率半径;W-直线部的宽度;L1-水平中线;L2-竖直中线;L3-第一线段;S1-距离。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。另外,术语“包括”及其任何变形,皆为“至少包含”的意思。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通等。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1、图2、图3和图4,图1是本发明第一实施例提供的发光二极管1的俯视结构示意图,图2是本发明提供的发光二极管1的侧视结构示意图,图3是第一实施例提供的发光二极管1的第二电极22的局部放大示意图,图4是图3中B处的放大示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的第一实施例提供一种发光二极管1。如图中所示,发光二极管1包括外延结构12、第一电极21和第二电极22。
外延结构12是设置在衬底10上。衬底10可为透明性衬底或者非透明衬底或者半透明衬底,其中透明性衬底或者半透明衬底可以允许发光层122辐射出的光穿过衬底10到达衬底10的远离外延结构12的一侧,例如衬底10可以是蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、玻璃衬底中的任意一种。
在一些实施例中,可以采用组合式的图形化衬底,该衬底10的图形为一系列的凸起结构,该凸起结构可以为一层或者多层结构,包含至少一层折射率低于衬底10的折射率的光萃取层,该光萃取层的厚度大于该凸起结构的高度的一半,更利于发光二极管1的出光效率。优选地,该凸起结构呈炮弹状结构,光萃取层的材料可以为折射率优选小于1.6,例如可以选用SiO2等。在一些实施例中,衬底10可以进行减薄或者移除形成薄膜型的芯片。
外延结构12包括由下至上依次层叠的第一半导体层121、发光层122和第二半导体层123。
第一半导体层121形成于衬底10上,作为在衬底10上生长的层,可以是掺杂了n型杂质,例如Si的氮化镓类半导体层。在一些实施例中,在第一半导体层121与衬底10之间设置还可缓冲层。在其他实施例中,第一半导体层121还可以通过粘结层与衬底10进行连结。
发光层122可以为量子阱结构(Quantum Well,简称QW)。在一些实施例中,发光层122也可以为多重量子阱结构(Multiple Quantum Well,简称MQW),其中多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(Well)和多个量子阻障层(Barrier)。此外,发光层122内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。特别是,通过调节阱层的组成可以提供生成紫外线、蓝色光、绿色光等不同色光的发光层122。
第二半导体层123可以是掺杂了p型杂质,例如Mg的氮化镓类半导体层。虽然第一半导体层121和第二半导体层123分别可以是单层结构,但本案不限于此,也可以是多重层,还可以包括超晶格层。此外,在其他实施例中,在第一半导体层121是掺杂了p型杂质的情况下,第二半导体层123可以是掺杂n型杂质,即第一半导体层121为P型半导体层,第二半导体层123为N型半导体层。
第一电极21与第二电极22均位于外延结构12上,且分别电连接第一半导体层121与第二半导体层123。第二电极22包括起始部221和连接于起始部221的延伸部220。延伸部220至少具有一个弧形部223。
如图1和图2所示,发光二极管1还可包括透明导电层14和绝缘层16。
透明导电层14位于第二半导体层123上,其几乎是整面地覆盖在第二半导体层123的上方,用于扩展电流,使得电流分布更为均匀,提升发光二极管1的出光性能。透明导电层14可采用透明导电材料;通过使用导电性氧化物的透明导电层14,可以提高发光二极管1芯片的可靠性。作为示例,透明导电材料可包含铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)、锌铟氧化物(indium zinc oxide,IZO)、氧化铟(indium oxide,InO)、氧化锡(tin oxide,SnO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide,CTO)、锡锑氧化物(antimony tin oxide,ATO)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide,AZO)、锌锡氧化物(zinc tin oxide,ZTO)、氧化锌掺杂镓(galliumdoped zinc oxide,GZO)、氧化铟掺杂钨(tungsten doped indium oxide,IWO)或者氧化锌(zinc oxide,ZnO),但本公开实施例并非以此为限。
绝缘层16覆盖外延结构12,其位于第二半导体层123之上、第一半导体层121的台面之上以及外延结构12的侧壁之上,且绝缘层16还覆盖至透明导电层14,绝缘层16还可以覆盖在外延结构12周围的衬底10表面上。绝缘层16具有第一开口161和第二开口162,第一开口161用于露出第一半导体层121,第二开口162用于露出第二半导体层123,以使得第一电极21通过第一开口161电连接第一半导体层121,第二电极22通过第二开口162电连接第二半导体层123。
绝缘层16根据涉及的位置具有不同的功效,例如覆盖外延结构12侧壁用于防止导电材料泄露电连通第一半导体层121和第二半导体层123,减少发光二极管1的短路异常,但本公开实施例并非以此为限。绝缘层16的材料包含非导电材料。非导电材料优选地为无机材料或是介电材料。无机材料可以包含硅胶(Silicone)。介电材料包含氧化铝(AlO)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化钛(TiOx)、或氟化镁(MgFx)可以是电绝缘材料。例如,绝缘层16可以是二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铌、钛酸钡或者其组合,其组合例如可以是两种材料重复堆叠形成的布拉格反射镜(DBR)。
从发光二极管1的上方朝向外延结构12俯视,即如图1、图3所示,弧形部223具有相对的第一弧形边2231与第二弧形边2232。第一弧形边2231具有第一曲率半径R1,第二弧形边2232具有第二曲率半径R2,第一曲率半径R1小于第二曲率半径R2。第一弧形边2231和第二弧形边2232朝向同一方向,即第一弧形边2231和第二弧形边2232的凸起方向是背离第一电极21的方向。第一弧形边2231的圆心到第二弧形边2232的圆心的距离S1小于等于5μm。通过上述对第一弧形边2231与第二弧形边2232的优化设计,加宽弧形部223的宽度,改善此弧形区域的电流拥堵状况,增加载流子的注入面积,避免在长期老化过程中弧形部223发生烧伤。
所述第一弧形边2231与第二弧形边2232的圆心是指第一弧形边2231所在的圆与第二弧形边2232所在的圆的圆心。具体来说,如图3所示,第一弧形边2231是截取自第一圆31(图中以虚线表示)上的部分圆弧,第二弧形边2232是截取自第二圆32(图中以虚线表示)上的部分圆弧。所述第一弧形边2231的圆心与和述第二弧形边2232的圆心分别是所述第一圆31的圆心和所述第二圆32的圆心。所述第一曲率半径R1是第一圆31的半径,所述第二曲率半径R2是第二圆32的半径。
在一实施例中,如图3所示,第一圆31是内切于第二圆32。较佳的,第一弧形边2231的圆心与第二弧形边2232的圆心的距离S1大于等于1μm,使得弧形部223的宽度沿其延伸方向逐渐缩小,此种渐变程度有利于进一步改善弧形部223的电流拥堵状况。
在一实施例中,第一弧形边2231的弧长小于等于第一圆31的周长的1/4,第二弧形边2232的弧长小于等于第二圆32的周长的1/4。在本实施例中,如图1和图3所示,发光二极管1的宽度尺寸是小于9mil,较佳的第一弧形边2231的弧长小于等于第一圆31的周长的1/6,第二弧形边2232的弧长小于等于第二圆32的周长的1/5;更佳的,第一弧形边2231的弧长占第一圆31的周长的比例小于第二弧形边2232的弧长占第二圆32的周长的比例,也就是说,如果第一弧形边2231的弧长占第一圆31的周长的比例为10%,则第二弧形边2232的弧长占第二圆32的周长的比例就大于10%。
进一步的,将第一圆31和第二圆32的交点(切点)定义为第一点f1,第二圆32上距离第一点f1最远的点定义为第二点f2(第二点f2与第一点f1的连线经过第二圆32的圆心),第一点f1与第二点f2的连线定义为竖直线段。从发光二极管1的上方朝向外延结构12俯视,过第二点f2且垂直于第一点f1与第二点f2的连线(即竖直线段)的直线是穿过起始部221的几何中心点,该直线是起始部221的水平中线。较佳的,第二点f2与起始部221的几何中心点重合。借此设置,使得延伸部220从起始部221的水平中线上方延伸而出,且搭配分别取自第一圆31与第二圆32上的第一弧形边2231和第二弧形边2232设置,进一步提升电流扩展能力,改善电流拥堵状况。
此外,若是受到其它因素的干扰,起始部221发生偏移的情况,此时,过第二点f2且垂直于竖直线段的直线与起始部221的几何中心点之间存在一定距离,也可实现弧形部223的宽度渐变的效果。
进一步的,从发光二极管1的上方朝向外延结构12俯视,第一圆31的圆心、第二圆32的圆心和起始部221的几何中心点位于同一直线上。起始部221的两侧均延伸出延伸部220,即起始部221的左右两侧都设置有延伸部220,两个延伸部220是以连接第一圆31的圆心和起始部221的几何中心点的直线为镜像对称结构。借由左右两侧的延伸部220设置,可进一步提升电流扩展能力,改善电流拥堵状况。
在一实施例中,如图3所示,延伸部220还具有直线部224和连接部222。连接部222的一端连接起始部221,另一端连接弧形部223。连接部222的宽度大于等于弧形部223的宽度。直线部224的一端连接弧形部223未连接连接部222的一端。换言之,以起始部221为起点,向第一电极21的延伸方向起,依序设置有连接部222、弧形部223以及直线部224。直线部224的宽度W范围可以是2-4μm,包括2μm和4μm。较佳的,第一曲率半径R1与第二曲率半径R2的差值等于直线部224的宽度W,即R2-R1=W。直线部224的宽度W小于等于弧形部223的宽度。弧形部223的宽度是沿着延伸方向逐渐缩小的,弧形部223连接至直线部224处的宽度是弧形部223的最小宽度,即第一弧形边2231连接直线部224的连接点到第二弧形边2232连接直线部224的连接点的距离是弧形部223的最小宽度。更佳的,弧形部223的宽度大于等于直线部224的宽度W,并且小于等于2倍的直线部224的宽度W。
所述弧形部223的宽度是指取第一弧形边2231上的任意一点定为第四点,过该第四点做第一弧形边2231的第一切线,过该第四点做垂直于第一切线的直线,该直线与第二弧形边2232的交点为第五点,第四点与第五点之间的距离即为弧形部223的宽度。
如图3和图4所示,连接部222具有相对的第一连接边2221和第二连接边2222。第一连接边2221具有第三曲率半径R3,第二连接边2222具有第四曲率半径R4。第一连接边2221和第二连接边2222的朝向不同,第一连接边2221的凸起方向是背离第一电极21的方向,第二连接边2222的凸起方向是靠近第一电极21的方向。第三曲率半径R3和第四曲率半径R4均小于第一曲率半径R1。较佳的,第三曲率半径R3与第四曲率半径R4皆大于等于10μm,更佳的,第三曲率半径R3等于第四曲率半径R4,可以为10μm、15μm等。
请参阅图5至图8,图5至图8是是本发明第一实施例提供的发光二极管1在制造过程中各阶段的俯视结构示意图。图5至图8中各图的阴影填充部分为当前图对应的制程相较于上一图对应的制程多出的结构。
首先,参照图5,在衬底10上形成包括第一半导体层121、发光层122以及第二半导体层123的外延结构12。接着,由第二半导体层123开始蚀刻,直至蚀刻至第一半导体层121,形成通孔,以露出第一半导体层121。此外,可以选择性地去除外延结构12的边缘部分,进一步露出衬底10,以便于后续切割等制程。
其次,参照图6,在第二半导体层123上形成透明导电层14,用于扩展电流,提升发光二极管1的可靠性。透明导电层14上形成有开口,一部分开口用于露出第二半导体层123,另一部分开口用于露出第一半导体层121。透明导电层14不会接触至第一半导体层121。
接着,参照图7,在外延结构12上形成绝缘层16。绝缘层16覆盖外延结构12和透明导电层14。绝缘层16具有第一开口161和第二开口162,第一开口161和第二开口162分别露出第一半导体层121与第二半导体层123,以便于后续电极的设置。绝缘层16主要起到隔绝电性与保护内部元件的作用。
最后,参照图8,在绝缘层16上形成第一电极21和第二电极22。第一电极21通过第一开口161电连接第一半导体层121,第二电极22通过第二开口162电连接第二半导体层123。优选的,第二电极22的起始部221覆盖透明导电层14的开口,增强第二电极22与透明导电层14的粘性,避免第二电极22与透明导电层14发生脱落。图8中分别以不同阴影填充图案示出第一电极21与第二电极22。
请参阅图9、图10和图11,图9是本发明第二实施例提供的发光二极管2的俯视结构示意图,图10是第二实施例提供的发光二极管2的第二电极22的局部放大示意图,图11是图10中C处的放大示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的第二实施例提供一种发光二极管2。需要说明的是,本实施例所示的发光二极管2与第一实施例所示的发光二极管1的相同部分不再过多赘述。在本实施例中,发光二极管2是较宽的,其宽度尺寸大于等于9mil。针对此种发光二极管2,延伸部220可采用如下的设计方式:
从发光二极管2的上方朝向外延结构12俯视,即如图10所示,弧形部223的第一弧形边2231和第二弧形边2232是分别截取自第一圆31(图中以虚线表示)和第二圆32(图中以虚线表示)上的部分圆弧。第一圆31内切于第二圆32,将第一圆31和第二圆32的交点(切点)定义为第一点f1,第二圆32上距离第一点f1最远的点定义为第二点f2(第一点f1与第二点f2的连接经过第二圆32的圆心),第一圆31上距离第一点f1最远的点定义为第三点f3(第一点f1与第三点f3的连接经过第一圆31的圆心),连接第二点f2与第三点f3的线段为第一线段L3,过第一线段L3的中点且垂直于第一线段L3的直线是穿过起始部221的几何中心点。
将过起始部221的几何中心点做水平方向的直线定义为起始部221的水平中线L1,过起始部221的几何中心点做竖直方向的直线定义为起始部221的竖直中线L2。前述垂直于第一线段L3的直线与起始部221的水平中线L1相互重合。较佳的,起始部221的两侧均延伸出延伸部220,即起始部221的左右两侧都设置有延伸部220,两个延伸部220是以竖直中线L2为镜像对称结构。更佳的,左右两侧的延伸部220均是从起始部221的水平中线L1延伸出来。起始部221还可自竖直中线L2的方向另延伸出一个直线延伸部230,第一圆31与第二圆32分别相切于直线延伸部230的两个直线边。
较佳的,第一弧形边2231的弧长等于第一圆31的周长的1/4,第二弧形边2232的弧长等于第二圆32的周长的1/4。第一弧形边2231连接直线部224的连接点到第二弧形边2232连接直线部224的连接点的距离等于直线部224的宽度W;第一弧形边2231连接连接部222的连接点到第二弧形边2232连接连接部222的连接点的距离等于直线部224的宽度W的2倍,即第一线段L3的长度为2倍的直线部224的宽度W。换言之,弧形部223沿延伸方向的起始端宽度为2W,末端宽度为W,即弧形部223的宽度大于等于直线部224的宽度W,并且小于等于2倍的直线部224的宽度W。
连接部222的第一连接边2221和第二连接边2222的朝向不同,进一步的,如图11所示,第一连接边2221和第二连接边2222呈类“八”字型。第一连接边2221的第三曲率半径R3等于第二连接边2222的第四曲率半径R4,可以是10μm、15μm等。
此外,在其他实施例中,第一圆31也可是不内切于第二圆32,例如:第一弧形边2231的圆心可以与第二弧形边2232的圆心重合,即第一弧形边2231的圆心到第二弧形边2232的圆心的距离为0,得到的弧形部223则具有固定宽度,不再是渐变的宽度,此时的弧形部223面积做到最小,光吸收影响降至最低,提升整体发光亮度。第一圆31的直径可以是依据芯片尺寸及芯片的使用环境而预先确定。
在一实施例中,如图12所示,起始部221的左右两侧分别延伸出延伸部220,仅有左侧的延伸部220具有弧形部223,即左侧的延伸部220自延伸方向起依序为连接部222、弧形部223以及直线部224。右侧的延伸部220则是连接部222直接连接于直线部224。借此,也可实现改善弧形区域的电流拥堵状况,增加载流子的注入面积。
本发明还提供一种发光装置,该发光装置采用上述任意实施例提供的发光二极管1、2,其具体结构与技术效果不再赘述。
补充说明的是,有关第一圆31与第二圆32的圆心距离L1的量测方法可采用如下方式:用SEM(扫描电子显微镜)或AFM(金相显微镜)等设备对芯片进行拍摄,接着使用对应于该设备的量测软件,在第一弧形边2231上通过三点画圆的方式得到第一圆31及其圆心,在第二弧形边2232上通过三点画圆的方式得到第二圆32及其圆心,接着,便直接测量第一圆31的圆心与第二圆32的圆心之间的距离L1。
此外,上述的第一弧形边2231和第二弧形边2232不限定于弧形,其亦可以是用直线代替,如第一弧形边2231采用直线和第二弧形边2232仍为弧形所构成的弧形部223;第一弧形边2231和第二弧形边2232还可是由多段渐变倾斜的直线相互连接而形成的边等等。
综上所述,本发明提供的一种发光二极管1、2及发光装置,通过对延伸部220整体的优化设计,加宽转角处弧形部223的宽度,改善弧形区域的电流拥堵状况,增加载流子的注入面积,避免在长期老化过程中致使转角处烧伤。
另外,本领域技术人员应当理解,尽管现有技术中存在许多问题,但是,本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进,而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解,对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种发光二极管,其特征在于:所述发光二极管包括:
外延结构,包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层;
第一电极,位于所述外延结构上,且电连接所述第一半导体层;
第二电极,位于所述外延结构上,且电连接所述第二半导体层,所述第二电极包括起始部和连接于所述起始部的延伸部,所述延伸部至少具有一弧形部;
其中,所述弧形部具有相对的第一弧形边与第二弧形边,所述第一弧形边具有第一曲率半径,所述第二弧形边具有第二曲率半径,所述第一曲率半径小于所述第二曲率半径,所述第一弧形边和所述第二弧形边的凸起方向朝向同一方向,所述第一弧形边的圆心到所述第二弧形边的圆心的距离小于等于5μm,所述第一弧形边的圆心和所述第二弧形边的圆心不重合;
其中,所述延伸部还具有连接部,所述连接部的一端连接所述起始部,另一端连接所述弧形部,所述连接部的宽度大于等于所述弧形部的宽度,所述连接部具有相对的第一连接边和第二连接边,所述第一连接边具有第三曲率半径,所述第二连接边具有第四曲率半径,所述第一连接边和所述第二连接边的凸起方向的朝向不同,所述第三曲率半径和所述第四曲率半径小于所述第一曲率半径。
2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边是截取自第一圆上的部分圆弧,所述第二弧形边是截取自第二圆上的部分圆弧,所述第一弧形边与所述第二弧形边的圆心分别是所述第一圆与所述第二圆的圆心。
3.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边的圆心到所述第二弧形边的圆心的距离大于等于1μm。
4.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边的弧长小于等于所述第一圆的周长的1/4,所述第二弧形边的弧长小于等于所述第二圆的周长的1/4。
5.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于:所述第一圆内切于所述第二圆。
6.根据权利要求5所述的发光二极管,其特征在于:将所述第一圆和所述第二圆的交点定义为第一点,所述第二圆上距离所述第一点最远的点定义为第二点,第一点与第二点的连线定义为竖直线段,从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视,过所述第二点且垂直于所述竖直线段的直线穿过所述起始部的几何中心点。
7.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边的弧长占所述第一圆的周长的比例小于所述第二弧形边的弧长占所述第二圆的周长的比例。
8.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于:所述第一圆的圆心、所述第二圆的圆心和所述起始部的几何中心点位于同一直线上。
9.根据权利要求5所述的发光二极管,其特征在于:将所述第一圆和所述第二圆的交点定义为第一点,所述第二圆上距离所述第一点最远的点定义为第二点,所述第一圆上距离所述第一点最远的点定义为第三点,连接所述第二点与所述第三点的线段为第一线段,过所述第一线段的中点且垂直于所述第一线段的直线是穿过所述起始部的几何中心点。
10.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:所述延伸部还具有直线部,所述直线部的一端连接所述弧形部未连接所述连接部的一端。
11.根据权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:所述直线部的宽度小于等于所述弧形部的宽度。
12.根据权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:所述直线部的宽度范围是2-4μm。
13.根据权利要求10或12所述的发光二极管,其特征在于:所述第一曲率半径与所述第二曲率半径的差值等于所述直线部的宽度。
14.根据权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边连接所述直线部的连接点到所述第二弧形边连接所述直线部的连接点的距离是所述弧形部的最小宽度。
15.根据权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:所述第一弧形边连接所述连接部的连接点到所述第二弧形边连接所述连接部的连接点的距离等于所述直线部的宽度的2倍。
16.根据权利要求10所述的发光二极管,其特征在于:所述弧形部的宽度沿延伸方向起逐渐缩小。
17.根据权利要求10或16所述的发光二极管,其特征在于:所述弧形部的宽度大于等于直线部的宽度,且小于等于2倍的直线部的宽度。
18.一种发光装置,其特征在于:采用如权利要求1至17中任一项所述的发光二极管。
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