CN207637833U - 具有侧面反射层的发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有侧面反射层的发光二极管。根据一个实施例的发光二极管包括:基板,具有侧面;半导体叠层,布置于基板下部,且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层、以及夹设于第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的活性层;欧姆反射层,电连接于第二导电型半导体层;第一凸起焊盘及第二凸起焊盘,布置于欧姆反射层下部,分别电连接于第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;侧面反射层,覆盖基板的侧面;覆盖层,覆盖基板的上表面及侧面反射层。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管,尤其涉及一种使用侧面反射层而减小光束发散角(Angle of Beam Spread)的发光二极管。
背景技术
由于III族元素的氮化物,如氮化镓(GaN)、氮化铝(A1N)等一般具有良好的热稳定性且具有直接跃迁型能带(band)结构,因此近来作为可见光及紫外线领域的光源用物质而备受瞩目。尤其,利用氮化铟镓(InGaN)的蓝色发光二极管及绿色发光二极管应用于大规模天然色平板显示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、相机闪光灯、高分辨率输出***及光通信等多种应用领域。并且,由于发光二极管发射的光具有良好的直进性,因此最近被广泛应用于汽车用前照灯。
发光二极管需要根据应用领域调节光束发散角。尤其,应用于汽车用前照灯或闪光灯的发光二极管的光束发散角越小越有利。而且,像LED电视等产品,在使用通过透镜分散光的背光源模块的情况下,从发光二极管的侧面发射的光难以通过透镜向外发射,从而可能造成光损失增加。因此,需要将向发光二极管的侧面行进的光反射后,在窄的光束发散角范围内发射。
为了反射向侧面行进的光,需要研究一种在发光二极管的侧面形成反射层的技术。
但是发光二极管的侧面包括通过划线工艺等形成的粗糙面,在这种粗糙面形成反射层的情况下,反射率可能相对较低。因此,需要一种能够提高在包括粗糙面的发光二极管侧面形成的侧面反射层的反射率的技术。
并且,在发光二极管的侧面形成金属层的情况下,在使用焊料的表面贴装技术(SMT:surface mount technology)中可能会发生问题。即,由于焊料与金属层的亲和力良好,可能造成焊料沿着金属层上升至发光二极管的侧面。因此,焊料与金属层结合并使金属层受损。金属层的损伤会造成反射效率的降低、指向特性的变更等光学特性不良。
进而,受沉积技术限制,在侧面形成的反射层发生粘结不良,从而从发光二极管剥离的可能性较大。因此,需要能够使反射层稳定地固定于发光二极管的侧面的技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种减小从侧面发出的光量而能够减小光束发散角的发光二极管。
本实用新型所要解决的另一技术问题在于,提供一种可改善在包括粗糙面的发光二极管的侧面形成的侧面反射层的反射率的发光二极管。
本实用新型所要解决的又一技术问题在于,提供一种即使包括侧面反射层也能够实现使用焊料的表面贴装的发光二极管。
本实用新型所要解决的又一技术问题在于,提供一种可以稳定地维持侧面反射层的发光二极管。
根据本实用新型的实施例,提供如下的发光二极管,包括:具有侧面的基板;半导体叠层,布置于所述基板下部,且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层、以及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层;欧姆反射层,电连接于所述第二导电型半导体层;第一凸起焊盘及第二凸起焊盘,布置于所述欧姆反射层下部,且分别电连接于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;侧面反射层,覆盖所述基板的侧面;以及覆盖层,覆盖所述基板的上表面及所述侧面反射层。
通过侧面反射层反射向基板侧面行进的光,从而可以减小发光二极管的光束发散角。进而,利用覆盖层可以使侧面反射层与基板坚固地结合,进而可以提供结构稳定的发光二极管。
另外,所述发光二极管还可以包括夹设于所述基板的侧面与所述侧面反射层之间的透光性物质层。通过在基板侧面与侧面反射层之间布置透光性物质层,可以提高侧面反射层的粘结力,进而,可以提高侧面反射层的反射率。
所述基板包括四个侧面,所述透光性物质层及侧面反射层可以覆盖所述基板的四个侧面。因此,在活性层生成的大部分光可以通过基板的上表面向外部发出。
所述透光性物质层可以为如透明电极或者绝缘膜等的无机材料层,例如,可以包括ITO、ZnO、Si3N4、SiNx、SiON或者SiO2。通过使用这些物质层可以形成全方向反射器(ODR)。
进而,所述透光性物质层及所述侧面反射层的下部端部可以相互对齐。
另外,所述侧面反射层可以包括反射金属层及阻挡层。阻挡层保护反射金属层。
在一个实施例中,所述反射金属层及阻挡层的上部端部可以位于所述基板的上表面外侧。因此,通过基板上表面发出的光可以不被反射金属层反射而向外部发射。
另外,所述阻挡层的上部端部可以位于高于所述反射金属层的上部端部的位置。
另外,所述基板的侧面可以包括相对于所述第一导电型半导体层的上表面垂直的侧面,以及相对于所述垂直的侧面倾斜的侧面。在一个实施例中,所述倾斜的侧面可以比所述垂直的侧面更远离所述基板的上表面。
所述倾斜的侧面可以相对于所述垂直的侧面具有大约10度以上的倾斜角。
另外,所述倾斜的侧面可以是通过划线工艺形成的面,所述垂直的侧面可以是通过裂片形成的面。通过裂片形成的面比通过划线工艺形成的面更光滑。因此,所述倾斜的侧面是比所述垂直的侧面更粗糙的面。
另外,所述覆盖层可以包括SiO2、SiNx、SiON、ITO、底涂剂或SOG。
另外,所述发光二极管可以包括布置于所述第一导电型半导体层上的台面。所述台面包括所述活性层及所述第二导电型半导体层,且从所述侧面隔开。并且,所述侧面反射层可以从所述台面沿横向隔开而布置。
并且,所述发光二极管还可以包括:下部绝缘层,覆盖所述欧姆反射层,并包括第一开口部及第二开口部,所述第一开口部使所述第一导电型半导体层暴露,所述第二开口部使所述欧姆反射层暴露;第一焊盘金属层,布置于所述下部绝缘层上,且通过所述第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层;第二焊盘金属层,布置于所述下部绝缘层上,且通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层;以及上部绝缘层,覆盖所述第一焊盘金属层及所述第二焊盘金属层,且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部,其中,所述第一凸起焊盘与第二凸起焊盘布置于所述上部绝缘层上,而通过所述上部绝缘层的第一开口部及第二开口部分别连接于所述第一焊盘金属层及所述第二焊盘金属层。
另外,所述台面可以包括贯通孔,所述贯通孔贯通第二导电型半导体层及活性层,而使第一导电型半导体层暴露,且所述第一焊盘金属层可以电连接于通过所述贯通孔暴露的第一导电型半导体层。
进而,所述台面还可以包括使所述第一导电型半导体层从侧面暴露的凹陷部,且所述第一焊盘金属层可以电连接于通过所述凹陷部暴露的第一导电型半导体层。
并且,所述台面可以具有边角被切割的形状,且所述第一焊盘金属层可以在所述台面的边角附近电连接于所述第一导电型半导体层。
所述发光二极管还可以包括在所述欧姆反射层的周围与所述第二导电型半导体层欧姆接触的欧姆氧化物层。通过采用欧姆氧化物层可以减小接触电阻,而降低正向电压。
所述发光二极管还可以包括布置于所述基板上部的波长转换器。所述波长转换器可以包括波长转换片或者陶瓷板荧光体。尤其,陶瓷板荧光体具有高耐热性,即使在高温环境中也长时间不变色,且可以长时间使用。
进而,所述波长转换器可以通过粘结剂粘结于所述覆盖层。
根据本实用新型的又一实施例,提供包括前文所述的发光二极管的发光模块、安转有前照灯的汽车、安转有相机闪光灯的移动设备或照明。
另外,根据本实用新型的又一实施例,提供包括前文说明的发光二极管,及在所述发光二极管上部布置的透镜的光源模块。
根据本实用新型的实施例,通过采用侧面反射层可将朝向发光二极管的侧面的光反射,进而可以提供光束发散角较小的发光二极管。进而,通过形成覆盖侧面反射层及基板的上表面的覆盖层,可使侧面反射层与基板在结构上稳定地结合,进而可以防止侧面反射层的剥离。
关于本实用新型的其他特征及技术优点,将会通过详细说明进一步明确。
附图说明
图1是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管的示意性平面图。
图2是沿图1的截取线A-A截取的剖面图。
图3是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图4是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图5是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图6是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图7是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图8是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图9a、图9b、图10a、图10b、图11a、图11b、图12a、图12b、图13a、图13b、图14a、图14b、图15a、图15b、图16a、图16b、图17a、图17b、图17c及图17d是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管制造方法的示意性图。
图18a、图18b、图18c及图18d是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管制造方法的示意性剖面图。
图19a、图19b、图19c及图19d是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管制造方法的示意性剖面图。
图20是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光模块的示意性剖面图。
图21是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性平面图。
图22是沿图21的截取线A-B截取的剖面图。
图23是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图24是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图25是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图26是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图27是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性剖面图。
图28a、图28b及图29a至图29e是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管800制造方法的平面图及剖面图。图28a是平面图,图28b是沿图28a的截取线A-A截取的剖面图。
图30是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管的示意性平面图。
图31是沿图30的截取线A-A截取的剖面图。
图32a及图32b是用于说明图30的发光二极管的多种示例的局部放大剖面图。
图33是用于说明根据本实用新型的一个实施例的光源模块的示意性剖面图。
图34是图示安装有应用根据本实用新型的实施例的发光二极管的前照灯的车辆的示意性立体图。
图35是图示安装有应用根据本实用新型的实施例的发光二极管的相机闪光灯的移动设备的示意性立体图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本实用新型的实施例。为了将本实用新型的思想充分传递给本领域技术人员,作为示例提供以下介绍的实施例。因此,本实用新型并不限定于如下所述的实施例,其可以具体化为其他形态。另外,在附图中,可能为了便利而夸张图示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且,当记载到某构成要素位于其他构成要素的“上部”或“上”时,不仅包括各部分均“直接”位于在其他构成要素的“上部”或“上”的情形,还包括各构成要素与其他构成要素之间夹设有另一构成要素的情形。在整个说明书中,相同的附图符号表示相同的构成要素。
图1是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管100的示意性平面图,图2是沿图1的截取线A-A截取的剖面图。
参照图1及图2,所述发光二极管包括:基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b、粗糙度缓冲层(或者透光性物质层)53、以及侧面反射层41。第一导电型半导体层23、活性层25以及第二导电型半导体层27形成半导体叠层30。并且,所述发光二极管还可以包括欧姆氧化物层29。
所述基板21为可以使氮化镓系半导体层生长的基板,例如可以是蓝宝石基板或者氮化镓系基板。蓝宝石基板可以以相对较低的成本使氮化镓系半导体层生长。另外,由于氮化镓系基板具有与第一导电型半导体层23相同或相似的折射率,因此从活性层25发射的光可不经历大幅度的折射率变化而射入基板,从而可以提高光效。基板21的上表面具有粗糙面R,并且光通过粗糙面R向外部发射。因此,可以提高发光二极管的光提取效率。但本实用新型不限定于此,可以忽略粗糙面R,基板21的上表面可是平坦的面。
活性层25到基板21上表面的距离越远,光的光束发散角越小。此距离为50um以上,虽然不特别限定上限值,但是例如可以为500um以下,进一步地可以为300um以下。不特别限定基板21的大小并且可以多样地选择。
本实施例中,虽然对基板21是生长基板的情况进行了说明,但并不限定于此,也可是在专门的生长基板上生长的相对较厚的氮化镓系半导体层。或者也可使用第一导电型半导体层23的连续的层代替基板。可以去除专门的生长基板。
在本实施例中,基板21可具有垂直于基板21的下表面的侧面和倾斜于垂直的侧面的倾斜的侧面。这种情况下,垂直的侧面相对于倾斜的侧面距离基板21的上表面更近。并且,垂直的侧面与倾斜的侧面所形成的角度大致可以为10度以上。垂直的侧面的倾斜角度可以通过划线决定,应用使用激光的划线工艺的情形相比于应用使用刀片的划线工艺的情形,所形成的倾斜更陡。垂直的侧面可以通过裂片形成。利用划线工艺形成的倾斜的侧面相比于通过裂片形成的垂直的侧面可能是更粗糙的面。垂直的侧面与倾斜的侧面之间的界线使用虚线表示。垂直的侧面与倾斜的侧面可形成于基板21的所有四个侧面。
第一导电型半导体层23可以布置于基板21上。尤其,第一导电型半导体层23靠近基板21的倾斜的侧面而布置。第一导电型半导体层23可以是在基板21上生长成的层,并且可以是氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层23可以是掺杂有杂质如Si的氮化镓系半导体层。在此,虽然对第一导电型半导体层23与基板21区别的情况进行了说明,但是可以不明确区分两者之间的界线。尤其,在基板21与第一导电型半导体层23为相同材质的情况下,基板21与第一导电型半导体层23的界线难以明确区分。另外,如图所示,所述倾斜的侧面的一部分可以包括第一导电型半导体层23。
台面M被布置于第一导电型半导体层23上。台面M可以限定于被第一导电型半导体层23所包围的区域内侧而布置,因此,第一导电型半导体层的边缘部位附近区域可能不被台面M所覆盖,而暴露于外部。
台面M包括第二导电型半导体层27及活性层25。并且,台面M可以包括第一导电型半导体层23的一部分厚度。所述活性层25夹设于第一导电型半导体层23与第二导电型半导体层27之间。活性层25可以具有单一量子阱结构或多量子阱结构。活性层25内阱层的组成及厚度决定生成的光的波长。尤其,通过调节阱层的组成,可以提供生成紫外线、蓝色光或绿色光的活性层。
另外,第二导电型半导体层27可以是掺杂有p型杂质,例如Mg的氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层23及第二导电型半导体层27可以分别为单层,然而并不限定于此,也可以是多层,并且也可以包括超晶格层。第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27可以利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)等公知方法在腔室内的基板21上生长而形成。
台面M以距离第一导电型半导体层23越远面积越小的方式具有倾斜的侧面。台面M的倾斜相比于基板21的倾斜可以更平缓。但本实用新型并不限定于此,也可能是基板21的倾斜的侧面相比于台面M的侧面更平缓。
另外,台面M可以包括贯通第二导电型半导体层27及活性层25而使第一导电型半导体层23暴露的贯通孔30a。贯通孔30a被第二导电型半导体层27及活性层25包围。台面M可以具有大体为矩形的形状,并且可以具有边角被切割的形状。并且,台面M可以包括使第一导电型半导体层23暴露的凹陷部30b。凹陷部30b被第二导电型半导体层27及活性层25部分包围。凹陷部30b可以布置于台面M的所有四个侧面,然而并不限定于此,也可限定于一至三个侧面而布置。贯通孔30a及凹陷部30b的侧壁可以与台面M的侧面相似地倾斜。并且,这些侧壁的倾斜相比于基板21的侧面倾斜可以更平缓。
另外,欧姆反射层31布置于台面M上部而与第二导电型半导体层27接触。欧姆反射层31可以在台面M上部区域跨过台面M的几乎全部的区域而布置。例如,欧姆反射层31可覆盖台面M上部区域的80%以上,进而可以覆盖90%以上的区域。
欧姆反射层31可以包括具有反射性的金属层,因此,可以将在活性层25生成而向欧姆反射层31行进的光向基板21侧反射。例如,欧姆反射层31可利用单一反射金属层形成,然而并不限定于此,也可包括欧姆层及反射层。可以使用Ni等金属层作为欧姆层,且可以使用Ag或Al等反射率高的金属层作为反射层。并且,欧姆反射层31可包括阻挡层(barrierlayer),例如,可包括Ni、Ti及Au。例如,欧姆反射层可具有Ni/Ag/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的层叠结构。
在本实施例中,虽然对欧姆反射层31为金属层的多层结构的情形进行了说明,但并不限定于此。例如,可以将ITO或ZnO等透明氧化物层形成为欧姆层,并其上形成Ag或A1等反射层,且可以在透明氧化物层与反射层之间布置SiO2等介电层。但是,介电层提供允许透明氧化物层与反射层的电连接的通路。通过在透明氧化物层与金属反射层之间布置SiO2等介电层而可以进一步提高欧姆反射层的反射率。
另外,欧姆氧化物层29可以覆盖所述欧姆反射层31周边的台面M。欧姆氧化物层29可利用透明氧化物层,例如氧化铟锡(IindiumTin Oxide,ITO)或ZnO等形成。欧姆氧化物层29的侧面可以与台面M的侧面大致对齐。通过在欧姆反射层31的周围布置欧姆氧化物层29可以扩大欧姆接触区域,据此可以降低发光二极管的正向电压。
下部绝缘层33覆盖台面M、欧姆氧化物层29及欧姆反射层31。并且,下部绝缘层33可以沿台面M边缘覆盖台面M的侧面,并且可以覆盖暴露于台面M边缘的第一导电型半导体层23的一部分。下部绝缘层33在贯通孔30a内覆盖贯通孔30a的侧壁,且覆盖凹陷部30b的侧壁。
另外,下部绝缘层33具有使第一导电型半导体层23暴露的第一开口部33a,以及使欧姆反射层31暴露的第二开口部33b。第一开口部33a可以布置于贯通孔30a及凹陷部30b。并且,下部绝缘层33可以沿台面M边缘使第一导电型半导体层23暴露。
下部绝缘层33的第二开口部33b使欧姆反射层31暴露。可以形成多个第二开口部33b,且这些第二开口部33b可以布置于台面M一侧的边缘部位附近。
下部绝缘层33可以利用SiO2或Si3N4的单层形成,然而并不限定于此。例如,下部绝缘层33可以具有包括氮化硅膜和氧化硅膜的多层结构,并且也可以包括将氧化硅膜及氧化钛膜等折射率互不相同的介电层交替层叠的分布式布拉格反射器。
另外,第一焊盘金属层35a布置于所述下部绝缘层33上,且通过下部绝缘层33而与台面M及欧姆反射层31绝缘。第一焊盘金属层35a通过下部绝缘层33的第一开口部33a与第一导电型半导体层23接触。第一焊盘金属层35a可以包括:在台面M边缘处与第一导电型半导体层23接触的外部接触部;以及在贯通孔30a内与第一导电型半导体层23接触的内部接触部。外部接触部可以形成于在台面M边缘处形成的凹陷部30b附近,并且,可以形成于台面M的四个边角附近。可以使用内部接触部及外部接触部中的至少一个接触部,并且通过将这些接触部全部使用而可以提高发光二极管的电流分散性能。
另外,第二焊盘金属层35b在下部绝缘层33上布置于台面M的上部区域,且通过下部绝缘层33的第二开口部33b电连接于欧姆反射层31。第二焊盘金属层35b可以被第一焊盘金属层35a包围,且可以在两者之间形成边界区域35ab。下部绝缘层33从边界区域35ab暴露,,且该边界区域35ab被后述的上部绝缘层37覆盖。
第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b可以在相同工艺中使用相同材料而一起形成。第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b可以包括如A1层等欧姆反射层,且欧姆反射层可以在Ti、Cr或Ni等的粘结层上形成。并且,在所述欧姆反射层上可以形成Ni、Cr、Au等的单层或复合层结构的保护层。第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b例如可以具有Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的多层结构。
上部绝缘层37覆盖第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b。并且,上部绝缘层37可以沿台面M边缘覆盖第一导电型半导体层23。但是,上部绝缘层37可以沿基板21的边缘部位使第一导电型半导体层23暴露。
另外,上部绝缘层37具有使第一焊盘金属层35a暴露的第一开口部37a,以及使第二焊盘金属层35b暴露的第二开口部37b。第一开口部37a及第二开口部37b可以布置于台面M上部区域,且可以彼此相向布置。尤其,第二开口部37b可以限定于第二焊盘金属层35b上部区域内而布置。
在本实施例中,虽然图示并说明第二开口部37b使下部绝缘层33的第二开口部33b的上部区域全部暴露的情形,但上部绝缘层的第二开口部37b及下部绝缘层33的第二开口部33b也可以在水平方向相互隔开。即,第二开口部33b可布置于第二开口部37b的外部,且多个第二开口部37b也可以与第二开口部33b在水平方向隔开布置。
上部绝缘层37可利用SiO2或Si3N4的单层形成,然而并不限定于此。例如,上部绝缘层37也可以具有包括氮化硅膜及氧化硅膜的多层结构,且还可以包括将氧化硅膜及氧化钛膜等折射率相互不同的介电层交替层叠的分布式布拉格反射器。
另外,第一凸起焊盘39a电连接于通过上部绝缘层37的第一开口部37a暴露的第一焊盘金属层35a,第二凸起焊盘39b电连接于通过第二开口部37b暴露的第二焊盘金属层35b。如图1及图2所示,第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b分别可以限定于第一开口部37a及第二开口部37b内而布置,然而并不限定于此,也可以将第一开口部37a及第二开口部37b全部覆盖而密封。
第一凸起焊盘39a通过第一焊盘金属层35a电连接于第一导电型半导体层23,且第二凸起焊盘39b通过第二焊盘金属层35b及欧姆反射层31电连接于第二导电型半导体层27。可以省略第二焊盘金属层35b,且第二凸起焊盘39b也可以直接与欧姆反射层31连接。
如图1所示,第二凸起焊盘39b可以限定于第二焊盘金属层35b的上部区域内而布置。但本实用新型并不限定于此,第二凸起焊盘39b的一部分也可以与第一焊盘金属层35a重叠。但是,上部绝缘层37布置于第一焊盘金属层35a及第二凸起焊盘39b之间,使第一焊盘金属层35a与第二凸起焊盘39b绝缘。
另外,侧面反射层41布置于基板21的侧面上。侧面反射层41不仅覆盖基板21的垂直的侧面,还覆盖倾斜的侧面。并且,侧面反射层41可以覆盖第一导电型半导体层23的侧面。
侧面反射层41可以将基板21四个侧面全部覆盖,然而本实用新型并不限定于此,也可覆盖一至三个侧面。
另外,侧面反射层41与台面M横向隔开。进而,如图2的被放大部分所示,侧面反射层41与第一焊盘金属层35a横向隔开。尤其,侧面反射层41可以位于高于台面M上表面的位置,因此,位于高于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的位置。例如,侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐,且如虚线所示,可位于高于第一导电型半导体层23的暴露面的位置。因此,台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的一部分可以在侧面反射层41与上部绝缘层37之间暴露于外部。
侧面反射层41可以包括Ag或A1的金属反射层,且Ni和/或Ti等阻挡层可以布置于金属反射层上。并且,为了防止氧化,可以在阻挡层上布置Au等防氧化膜。并且,作为阻挡层也可以包括Ni及Mo。进而,为改善金属反射层的粘结特性,可以在金属反射层与基板21之间布置Ni或Ti等粘结层。例如,侧面反射层41可以使用(Ni)/Ag/Ni/Ti/Au、(Ni)/Ag/Ni/Mo/Ni/Mo或(Ni)/Ag/Ni/Mo/Ag/SiO2等。进而,侧面反射层41并不限定于金属反射层,也可以包括分布式布拉格反射器(DBR),或者全向反射器ODR(omni-directional reflector)。
通过使侧面反射层41限定于基板21及第一导电型半导体层23的侧面而布置,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a直接连接(短路),因此,可减小侧面反射层41造成的电干涉。
侧面反射层41包括金属反射层,在该金属反射层与第一焊盘金属层35a重叠的情况下,通过上部绝缘层37内的针孔或裂纹等缺陷,侧面反射层41可能与第一焊盘金属层35a发生并不期望的电连接。这种情况下,如正向电压之类的发光二极管的电特性可能根据侧面反射层41与第一焊盘金属层35a的接触与否而发生较大变化,因此,在制造的发光二极管间可能发生较大的电特性偏差。与此相反,根据本实用新型的实施例,通过使侧面反射层41与第一焊盘金属层35a隔开,可以大量制造电特性偏差较小的发光二极管。
另外,粗糙度缓冲层53夹设于基板21的侧面与侧面反射层41之间。粗糙度缓冲层53可以将基板21垂直的侧面及倾斜的侧面全部覆盖。并且,粗糙度缓冲层53可以如侧面反射层41一样与台面M横向隔开。粗糙度缓冲层53可以覆盖与侧面反射层41大致相似的区域,且限定于基板21侧面上而布置,以使基板21的上表面及下表面暴露。
进而,在本实施例中,粗糙度缓冲层53可以与上部绝缘层37及下部绝缘层33隔开。
粗糙度缓冲层53可以利用ITO或SiO2等透明氧化物层或氮化物层形成。粗糙度缓冲层53可以以表面粗糙度Ra为2nm以下的方式形成。并且,粗糙度缓冲层53可以执行粘结层的功能,以提高侧面反射层41的粘结力。
在磨削蓝宝石基板的情况下,形成难以测定表面粗糙度的程度的粗糙表面。在这种粗糙表面形成金属反射层的情况下,使光(波长450nm)从蓝宝石基板侧射入而测定金属反射层的反射率的结果,确认为表现出大约50%的反射率。但是在形成金属反射层前,形成SiO2层而使表面粗糙度Ra为约2nm时,确认金属反射层的反射率增加至约70%。
即,通过在粗糙表面形成ITO或SiO2层等粗糙度缓冲层,可以提高其上生成的金属反射层的反射率。
进而,通过在侧面反射层41与基板21之间布置透明的粗糙度缓冲层53,可以形成全方向反射层(Omni directional reflector:ODR)。
图3是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管200的示意性剖面图。
参照图3,根据本实施例的发光二极管200与参照图1及图2说明的发光二极管100大致相似,区别为上部绝缘层37覆盖基板21的倾斜的侧面而起到粗糙度缓冲层的作用。
即,上部绝缘层37将在台面M边缘暴露的第一导电型半导体层23全部覆盖,进而,覆盖第一导电型半导体层23的侧面及基板21的倾斜的侧面。但是,上部绝缘层37不覆盖基板21的垂直的侧面。
另外,侧面反射层41可以与基板21的垂直的侧面直接接触,且覆盖倾斜的侧面上的上部绝缘层37。这种情况下,侧面反射层41的下部端部也可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐,但是如虚线所示,也可以位于更下方的位置。但是,侧面反射层41的下部端部与上部绝缘层37的水平面对齐或位于其上。
图4是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管300的示意性剖面图。
参照图4,根据本实施例的发光二极管300与参照图1及图2说明的发光二极管100大致相似,差异为倾斜的侧面相比于垂直的侧面更靠近基板21的上表面侧而布置。倾斜的侧面可以与基板21的上表面相邻,且垂直的侧面可以与第一导电型半导体层23相邻。
另外,垂直的侧面及倾斜的侧面被侧面反射层41所覆盖,粗糙度缓冲层53夹设于基板21的侧面及侧面反射层41之间。
由于倾斜的侧面布置于基板21的上表面侧,根据本实施例的发光二极管300可以具有小于图1及图2的发光二极管100的光束发散角。
图5是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管400的示意性剖面图。
参照图5,根据本实施例的发光二极管400与参照图4说明的发光二极管300大致相似,差异为侧面反射层41及粗糙度缓冲层53部分覆盖基板21的上表面。即,侧面反射层41向基板21的上表面延长,而沿基板21的上表面边缘部位覆盖基板21的上表面。并且,粗糙度缓冲层53也向基板21的上表面侧延长,而夹设于侧面反射层41及基板的上表面之间。在本实施例中,粗糙度缓冲层53形成于基板21上表面一部分。
由于侧面反射层41覆盖基板21上表面的边缘部位,所以根据本实施例的发光二极管400可以具有小于发光二极管300的光束发散角。
图6是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管500的示意性剖面图。
参照图6,根据本实施例的发光二极管500与参照图5说明的发光二极管400大致相似,差异为粗糙度缓冲层53的布置。
即,在本实施例中,粗糙度缓冲层53覆盖基板21的倾斜的侧面,而不覆盖垂直的侧面。进而,粗糙度缓冲层53可以覆盖基板21的整个上表面。另外,侧面反射层41可以与垂直的侧面直接接触,且覆盖倾斜的侧面上的粗糙度缓冲层53。
在本实施例中,也可以忽略基板21上表面的粗糙面R,然而并不限定于此。
图7是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管600的示意性剖面图。
参照图7,根据本实施例的发光二极管600与参照图6说明的发光二极管100大致相似,差异为侧面反射层41沿基板21上表面的边缘部位部分覆盖基板21的上表面。
通过使侧面反射层41覆盖基板21的上表面可以调节发光二极管的光束发散角。
图8是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管700的示意性剖面图。
参照图8,根据本实施例的发光二极管700与参照图1及图2说明的发光二极管100大致相似,差异为基板21的侧面没有倾斜的侧面,仅有垂直的侧面。侧面反射层41及粗糙度缓冲层53形成于垂直的侧面上。
并且,在本实施例中,虽然图示了侧面反射层41及粗糙度缓冲层53限定于基板21的侧面上的情形,然而侧面反射层41及粗糙度缓冲层53也可以沿基板21的边缘部位部分覆盖基板21的上表面。
图9至图17是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管制造方法的平面图及剖面图。图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a、图15a及图16a为平面图,图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b、图15b及图16b为沿各个平面图的截取线A-A截取的剖面图。
首先,参照图9a及图9b,包括第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27的半导体叠层30生长于基板21上,欧姆氧化物层29形成于其上。
基板21可以是蓝宝石基板或氮化镓系基板。如果是氮化镓基板,则例如n型杂质的掺杂浓度可以是7E17~9E17/cm3。另外,第一导电型半导体层23中的n型杂质掺杂浓度,例如可以是9E18~2E19/cm3。
第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27可以使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)等公知方法而在腔室内的基板21上生长。
另外,欧姆氧化物层29例如可以利用ITO或ZnO等形成。欧姆氧化物层29可以利用电子束蒸发法或溅射法生成,并可以覆盖第二导电型半导体层27且与第二导电型半导体层27欧姆接触。
参照图10a及图10b,对欧姆氧化物层29及半导体叠层30进行图案化而形成台面M。随着台面M的形成,第一导电型半导体层23在台面M周围被暴露。并且,台面M具有贯通孔30a及凹陷部30b,且可以以边角被切割的形状形成。欧姆氧化物层29覆盖台面M的几乎大部分上部区域,且具有与台面M相同的平面形状。
在本实施例中,欧姆氧化物层29可以利用使用光致抗蚀图案的湿法蚀刻工艺被图案化,且半导体叠层30可使用干式蚀刻工艺被图案化。然而本实用新型并不限定于此,欧姆氧化物层29及半导体叠层30也可以全部使用干式蚀刻工艺进行图案化。另外,在欧姆氧化物层29及半导体叠层30的图案化工艺中可以继续使用相同的光致抗蚀剂图案。
参照图11a及图11b,对欧姆氧化物层29进行图案化而使第二导电型半导体层27暴露,并在暴露的区域形成欧姆反射层31。欧姆反射层31包括Ag或A1等金属反射层,且可以包括Ni等欧姆金属层。关于欧姆反射层31的材料,在上文中已经参照图1及图2进行了说明,为避免重复而省略详细说明。欧姆反射层31可以使用电子束蒸发法或溅射法而形成。
参照图12a及图12b,形成覆盖欧姆氧化物层29及欧姆反射层31的下部绝缘层33。并且,下部绝缘层33还覆盖台面M的侧面,且覆盖贯通孔30a的侧面。另外,下部绝缘层33具有使第一导电型半导体层23暴露的第一开口部33a,以及使欧姆反射层31暴露的第二开口部33b。
第一开口部33a例如可以在贯通孔30a内形成,并且可以在凹陷部30b附近形成。进而,下部绝缘层33可以沿台面M的边缘而覆盖第一导电型半导体层23的一部分。因此,第一导电型半导体层23可以沿台面M周围被部分暴露。
第二开口部33b在台面M上位于的欧姆反射层31上。多个第二开口部33b可以倾向于台面M的一侧而分布。欧姆反射层31通过第二开口部33b而被暴露。在本实施例中,图示了五个第二开口部33b,然而并不限定于此,可形成一个第二开口部33b,也可形成两个以上的第二开口部33b。
参照图13a及图13b,在下部绝缘层33上形成第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b。第一焊盘金属层35a电连接于通过第一开口部33a暴露的第一导电型半导体层23,第二焊盘金属层35b电连接于从第二开口部33b暴露的欧姆反射层31。
第一焊盘金属层35a可以通过贯通孔30a及凹陷部30b附近的第一开口部30a连接于第一导电型半导体层23,进而,可以在台面M的边角附近连接于第一导电型半导体层23。第一焊盘金属层35a可以具有:通过贯通孔30a与第一导电型半导体层23接触的内部接触部;以及在台面M周围与第一导电型半导体层23接触的外部接触部。由于第一焊盘金属层35a具有内部接触部及外部接触部,可以使电流经过台面M全区域而均匀分散。
另外,第二焊盘金属层35b可以被第一焊盘金属层35a包围,且在第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b之间可以形成边界区域35ab。第二焊盘金属层35b可以覆盖第二开口部33b,且可以限定于台面M区域上而布置。
第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b例如可以通过分离工艺(lift-off)而由相同材料形成,因此,可以布置于相同水平上。
参照图14a及图14b,在第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b上形成上部绝缘层37。上部绝缘层37具有使第一焊盘金属层35a及第二焊盘金属层35b暴露的第一开口部37a及第二开口部37b。上部绝缘层37可以覆盖台面M周围的下部绝缘层33,且可以沿台面M的边缘使第一导电型半导体层23暴露。在台面M的凹陷部30b及边角附近形成的第一焊盘金属层35a的外部接触部也被上部绝缘层37覆盖。
另外,第二开口部37b可以限定于第二焊盘金属层35b的上部区域内而布置。第一开口部37a限定于第一焊盘金属层35a的上部区域内而布置,虽然并不必须限定于此,但是也可以限定于台面M的上部区域内而布置。第一开口部37a及第二开口部37b相互隔开。
在本实施例中,虽然对第一开口部37a及第二开口部37b分别形成一个的情形进行了说明,但是可以形成多个第一开口部37a及多个第二开口部37b。
并且,虽然图示为第二开口部37b形成于下部绝缘层33的第二开口部33b上部而相互重叠的情形,但是第二开口部33b也可以与第二开口部37b沿水平方向隔开而相互不重叠。
参照图15a及图15b,在上部绝缘层37的第一开口部37a及第二开口部37b内形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b。第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b例如可以利用AuSn形成。第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b是在将发光二极管贴装于基座(submount)或引线框架(lead frame)时焊接在基座或引线框架的焊盘。第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b可以通过分离(lift-off)等公知技术形成。
在本实施例中,虽然对第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b分别形成于在第一开口部37a及第二开口部37b内的情形进行了说明,但不限定于此,也可以完全覆盖第一开口部37a及第二开口部37b而密封第一开口部37a及第二开口部37b。
参照图16a及图16b,形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后,打磨基板21的下表面而减小基板21的厚度,在打磨后的下表面形成粗糙面R。基板21的下表面可以使用研磨(lapping)和/或抛光(polishing)技术打磨,并且可以使用干式蚀刻及湿式蚀刻技术而形成粗糙面R。在若干实施例中,也可以省略形成粗糙面R的工艺。
接着,参照图17,对在基板21侧面形成侧面反射层41的技术进行说明。图17是用于说明根据本实用新型的一个实施例的形成发光二极管100的侧面反射层41的方法的示意性剖面图。虽然图17图示了参照前面的图9至图16而制造的两个发光二极管的区域,但是基板21上可以形成更多数量的发光二极管区域,且在各发光二极管区域可以形成台面M、第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b。
参照图17a,形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后,自第一导电型半导体层23侧向基板21内部形成划线槽LS。划线槽LS形成于发光二极管的分割区域,因此,多个划线槽LS可以以网格状形成于基板21上。划线槽LS可以使用激光形成,或者也可以使用刀片形成。
另外,在基板21的上表面上,例如,在形成粗糙面R的基板21上例如涂覆遮盖(masking)物质51。遮盖物质51可使用旋转涂覆等技术形成于基板21上。遮盖物质51例如可利用光刻胶膜形成。
参照图17b,在蓝膜(blue tape)等可延展膜上进行裂片(breaking)而按个别发光二极管区域进行分离,并使之延展而使个别发光二极管区域相互隔开。然后,可以将分离的个别发光二极管区域转移到支撑体61上而使其贴附。例如,可以使用高分子(polymer)或聚酰亚胺薄膜(polyimide film)或其他支撑基板作为支撑体61。个别发光二极管区域可以转移到高分子或聚酰亚胺薄膜,或者可以单独贴附或转移到支撑基板等。此时,台面M可以陷于支撑体61内,因此,在台面M周围暴露的第一导电型半导体层23可以与支撑体61的上表面接触。然而本实用新型并不限定于此,可以在发光二极管区域调节与支撑体61接触的部分,且第一导电型半导体层23的一部分厚度也可以陷于支撑体61内。
另外,个别发光二极管区域的基板21侧面可以形成利用激光划线形成的倾斜的侧面与通过裂片形成的垂直面。利用划线槽LS形成的倾斜的侧面比通过裂片形成的垂直的侧面形成为更粗糙的表面。为改善上述粗糙的表面的粗糙度,可以使用磷酸或盐酸蚀刻表面,但是对表面粗糙度的改善是有限度的。
参考图17c,在个别发光二极管区域上沉积粗糙度缓冲层53,接着沉积侧面反射层41。粗糙度缓冲层53例如可以使用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)或溅射技术而沉积如ITO或SiO2。侧面反射层41包括Ag或A1等金属反射层。侧面反射层41的具体结构及材料同参照图1及图2的说明,为避免重复而省略具体说明。
在倾斜的侧面及垂直的侧面,粗糙度缓冲层53及侧面反射层41以大致均匀的厚度形成于基板21侧面。由于第一导电型半导体层23的暴露面被支撑体61遮盖,进而防止在第一导电型半导体层23的暴露面形成粗糙度缓冲层53及侧面反射层41。因此,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图17d,通过去除遮盖物质51,可以去除在基板21上部形成的侧面反射层41,通过从支撑体61分离而完成发光二极管100。
另外,在本实施例中,划线槽LS可以使用激光形成,也可以利用刀片形成。在使用刀片的情况下,可以形成倾斜更平缓的基板21侧面的倾斜面。
并且,在本实施例中,虽然对在形成第一凸起焊盘39a与第二凸起焊盘39b后形成划线槽LS的情形进行了说明,但划线槽LS也可以在形成上部绝缘层37之前形成。这种情况下,可以在划线槽LS内部形成上部绝缘层37,因此,可以制造如图3所示的实施例的发光二极管200。
另外,通过提前图案化所述遮盖物质51,从而侧面反射层41及粗糙度缓冲层53可以沿基板21上表面的边缘部位而部分覆盖基板21上面。
在本实施例中,对利用使用遮盖物质51的分离技术(lift-off)去除在基板21上部形成的粗糙度缓冲层53及侧面反射层41的情形进行了说明。然而本实用新型并不一定限定于此,为去除基板21上表面形成的粗糙度缓冲层53及侧面反射层41也可使用剥离(peel-off)技术等多样的技术形式。
图18是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管300的制造方法的剖面图。与上文中的参照图9至图16的说明相同,在基板21上形成发光二极管区域,且在各发光二极管区域形成台面M及第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b。
参照图18a,形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b之后,在形成有粗糙面R的基板21上例如涂覆遮盖物质51。遮盖物质51可以使用旋转涂覆等技术形成于基板21上。
然后,从基板21的上表面侧,即从遮盖物质51侧向基板21内部形成划线槽LS。划线槽LS形成于发光二极管的分割区域,因此,多个划线槽LS可以在基板21上形成为网格状。划线槽可以使用激光而形成,且为了去除在基板21侧面形成的碎屑(debris)并缓和由于激光产生的基板21表面的粗糙度,可以执行盐酸和/或磷酸处理等化学处理。
参照图18b,与参照图17b的说明相同,在蓝膜等可延展膜上按个别发光二极管区域进行分离并使之延展,从而可以使个别发光二极管区域相互隔开。然后,转移分离的个别发光二极管区域并贴附于支撑体61上。
另外,个别发光二极管区域的基板21侧面可形成利用激光划线形成的倾斜面以及通过裂片形成的垂直面。
参照图18c,在个别发光二极管区域上沉积粗糙度缓冲层53及侧面反射层41。粗糙度缓冲层53可以使用PECVD或者溅射技术沉积,侧面反射层41例如可使用溅射技术沉积。粗糙度缓冲层53例如包括ITO或SiO2,侧面反射层41包括Ag或A1等金属反射层。侧面反射层41的具体结构及材料同参照图1及图2的说明,为避免重复省略具体说明。
粗糙度缓冲层53及侧面反射层41可以在倾斜的侧面及垂直的侧面以大致均一的厚度形成于基板21的侧面。由于第一导电型半导体层23的暴露面被支撑体61遮盖,所以防止粗糙度缓冲层53及侧面反射层41在第一导电型半导体层23的暴露面形成。因此,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a重叠,且使粗糙度缓冲层53也与台面M沿水平方向隔开。
参照图18d,通过去除遮盖物质51,可以去除在基板21上部形成的侧面反射层41,且通过从支撑体61分离而完成发光二极管300。
另外,在本实施例中,虽然对使用激光形成划线槽LS的情形进行了说明,但是也可以利用刀片形成划线槽LS。这种情况下,可以使基板21侧面的倾斜面的倾斜更平缓。
并且,在本实施例中,虽然对遮盖物质51覆盖基板21的前表面的情形进行了说明,但是在进行划线工艺前可以对遮盖物质51进行图案化以使划线槽暴露。据此,可以使基板21的上表面在划线槽LS附近暴露。结果,粗糙度缓冲层53及侧面反射层41可以覆盖沿基板21的边缘部位暴露的基板21上表面,因此可提供图5的发光二极管400。
并且,在本实施例中,虽然对利用使用遮盖物质51的分离(lift-off)技术,去除在基板21上表面沉积的粗糙度缓冲层53及侧面反射层41的情形进行了说明,但是也可以使用剥离(peel-off)技术去除。
图19是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管600的制造方法的示意性剖面图。
与前文的参照图9至图16的说明相同,在基板21上形成发光二极管区域,且在各发光二极管区域形成台面M及第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b。另外,在本实施例中,图示中虽然省略了粗糙面R,但是基板21上表面也可以形成粗糙面。
参照图19a,在形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后,在基板21上表面形成划线槽LS。划线槽LS形成于发光二极管的分割区域,因此,多个划线槽LS可以以网格形状形成于基板21上。
接着,粗糙度缓冲层53覆盖基板21上表面。并且,粗糙度缓冲层53还形成于划线槽LS内。粗糙度缓冲层53可以使用PECVD或者溅射技术形成,例如,可以利用SiO2层形成。
接着,在基板21上例如形成遮盖物质51。遮盖物质51使用旋转涂覆等技术而形成于基板21上,然后可以被图案化。例如,遮盖物质51可以使用光致抗蚀剂图案形成,且可以使划线槽LS暴露。
在图18的实施例中,在形成遮盖物质51后形成划线槽LS,但是在本实施例中,差异为在形成遮盖物质51前形成划线槽LS及粗糙度缓冲层53。
参照图19b,如参照图17b的说明,在蓝膜等可延展膜上可以按个别发光二极管区域进行分离并使之延展,从而使个别发光二极管区域相互隔开。然后,转移分离的个别发光二极管区域而贴附于支撑体61上。
另外,个别发光二极管区域的基板21侧面可以形成有通过划线形成的倾斜面与通过裂片形成的垂直面。
参照图19c,在个别发光二极管区域上沉积侧面反射层41。侧面反射层41例如可以使用溅射技术而沉积。侧面反射层41包括Ag或A1等金属反射层。侧面反射层41的具体结构及材料同参照图1及图2的说明,为避免重复省略具体说明。
侧面反射层41可以与垂直的侧面直接接触,且在倾斜的侧面上覆盖粗糙度缓冲层53。进而,侧面反射层41沿基板21上表面的边缘部位而部分覆盖粗糙度缓冲层53,且覆盖遮盖物质51。另外,由于第一导电型半导体层23的暴露面被支撑体61遮盖,从而防止在第一导电型半导体层23的暴露面形成侧面反射层41。因此,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图19d,通过去除遮盖物质51可以去除在基板21上部形成的侧面反射层41,且通过从支撑体61分离而完成发光二极管600。
在本实施例中,虽然对通过图案化遮盖物质51使侧面反射层41沿基板21上表面的边缘部位部分覆盖粗糙度缓冲层53的情形进行了说明,但是遮盖物质51也可以将基板21上表面上部全部覆盖。据此,可以提供侧面反射层41限定于基板21侧面上的发光二极管500。
另外,在本实施例中,虽然对使用激光形成划线槽LS的情形进行了说明,但是划线槽LS也可以使用刀片形成。这种情况下,可以使基板21侧面的倾斜面的倾斜更平缓。
另外,在本实施例中,虽然对使用分离(lift-off)技术去除在基板21上表面沉积的侧面反射层41的情形进行了说明,但是也可以使用剥离技术去除。
上文中,对通过使用激光的划线工艺或使用刀片的划线工艺而形成侧面反射层41的多种技术的情况进行了说明。
另外,可以利用在基板21内部形成焦点的隐形激光而分割基板21,在这种情况下,基板21的侧面可以以具有垂直的侧面的形式形成。因此,可以通过使用隐形激光的切割技术而制造图8的发光二极管700。根据隐形激光的照射,沿基板21的侧面可以以上下反复的形式形成带状的粗糙表面及光滑表面,且粗糙度缓冲层53可以缓和粗糙表面的粗糙度而改善侧面反射层41的反射率。
图20是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光模块的示意性剖面图。
参照图20,所述发光模块包括支撑基板71、发光二极管100以及波长转换器81。并且,所述发光模块还可以包括白色阻挡层75。
发光二极管100为上文中参照图1及图2说明的发光二极管,且此发光二极管100使用第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b而倒装焊接于布置有第一焊盘73a及第二焊盘73b的支撑基板71上。支撑基板71例如可为基座、印刷电路板或者引线框架等。
另外,白色阻挡层(white wall)75可以覆盖发光二极管100的侧面。白色阻挡层75例如可以在硅树脂、环氧树脂、环氧模塑料(EMC)或有机硅模塑料(SMC)中混合TiO2等而形成。白色阻挡层75可能随着时间经过而在内部形成裂痕等瑕疵。因此,在没有侧面反射层41的情况下使白色阻挡层75直接形成于发光二极管的侧面时,从发光二极管发射的光可能产生通过白色阻挡层75向外部发射的光泄露。然而本实用新型可提供如下的发光模块,通过在发光二极管侧面形成侧面反射层41,使光长时间内不发生泄露。
另外,可以在发光二极管100上部布置波长转换器81。波长转换器81可以是荧光体片或波长转换板(wavelength converting plate)等,然而并不限定于此,也可以混合树脂及荧光体而在发光二极管100上直接形成。波长转换器81可以包括陶瓷板荧光体(ceramicplate phosphor),尤其,可以包括荧光体玻璃(phosphor in glass;PIG)或SiC荧光体。因此,可以防止高温环境下的变色,从而可以提供可长时间使用的波长转换器。
虽然波长转换器81可以使用粘结剂而贴附于发光二极管100上,但是也可以贴附于白色阻挡层75上或者布置于其他构成要素上。因此,波长转换器81也可以从发光二极管100隔开而布置于发光二极管100上部。
在本实施例中,虽然以发光二极管100为例进行了说明,但是也可以使用其他发光二极管200、300、400、500、600、700。
根据本实施例的发光模块可以使用于汽车前照灯,相机闪光灯或者照明等。
在本实施例中,虽然对波长转换器81在发光模块内布置于发光二极管100上的情况进行了说明,但是波长转换器81也可以直接贴附于发光二极管100。
图21是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管800的示意性平面图,并且是从第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b侧观察的平面图,图22是沿图21的截取线A-A截取的剖面图。
参照图21及图22,所述发光二极管800包括基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b、侧面反射层41及保护层43。并且,所述发光二极管800包括波长转换器81,且可以包括粘结剂171。第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27形成半导体叠层30。进而,所述发光二极管800还可以包括透明欧姆层29。
由于所述基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b与参照图1及图2的说明类似,为避免重复而省略详细说明。并且,在第一导电型半导体层23上布置有台面M,且由于台面M也与参照图1及图2进行的说明类似,省略详细说明。
另外,侧面反射层41布置于基板21的侧面上。侧面反射层41不仅覆盖基板21的垂直的侧面,而且覆盖倾斜的侧面。并且,侧面反射层41可以覆盖第一导电型半导体层23的侧面。侧面反射层41可以覆盖基板21的全部四个侧面,然而本实用新型并不限定于此,也可以覆盖一至三个侧面。
如图22所示,侧面反射层41的一部分可以沿基板21的边缘部位覆盖基板21的上表面。位于基板21上表面的侧面反射层41部分可以位于基板21的平坦面上,且粗糙面R可以限定位于被侧面反射层41所包围的区域内而布置。
另外,如图22的被放大的部分所示,侧面反射层41从第一焊盘金属层35a沿水平方向隔开。尤其,侧面反射层41可以位于高于台面M的上表面的位置,因此,可以位于高于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的位置。例如,侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐,且如虚线所示,可以位于高于第一导电型半导体层23的暴露面的位置。因此,台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面一部分可以在侧面反射层41及上部绝缘层37之间暴露于外部。
侧面反射层41可以包括Ag或A1的金属反射层,且Ni和/或Ti等阻挡层可以布置于金属反射层上。并且,为防止氧化,可以在阻挡层上布置Au等防氧化膜。并且,作为阻挡层可以包括Ni及Mo。为具有充分的反射特性,金属反射层可以具有120nm以上的厚度。进而,为了改善金属反射层的粘结特性,可以在金属反射层及基板21之间布置Ni或Ti等粘结层。侧面反射层41也可以与基板21及第一导电型半导体层23欧姆接触,或者也可以肖特基接触。
例如,侧面反射层41可以使用Ni/Ag/Ni/Ti/Au、Ni/Ag/Ni/Mo/Ni/Mo或Ag/Ni/Mo/Ag/SiO2等。进而,侧面反射层41并不限定于金属反射层。侧面反射层41可以包括分布式布拉格反射器(DBR),并且也可以是在金属反射层与基板21之间包括透明氧化物层的全方向反射层(Omni directional reflector:ODR)。
由于侧面反射层41限定于基板21及第一导电型半导体层23的侧面而布置,从而可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a直接连接(短路),因此,可以减小由侧面反射层41造成的电干涉。
侧面反射层41包括金属反射层,在该金属反射层与第一焊盘金属层35a部分重叠的情况下,通过上部绝缘层37内的针孔或裂纹等缺陷,侧面反射层41与第一焊盘金属层35a可能发生并不期望的电连接。这种情况下,正向电压等发光二极管的电特性根据侧面反射层41与第一焊盘金属层35a的接触与否可能发生较大的变化,因此,制造的发光二极管间可能发生较大的电特性偏差。与此相反,根据本实用新型实施例,通过使侧面反射层41从台面M及第一焊盘金属层35a沿横向隔开,可以大量制造电特性偏差较小的发光二极管。
另外,保护层43布置于侧面反射层41上。保护层43覆盖侧面反射层41而防止侧面反射层41的宽的面暴露于外部。并且,保护层43可以覆盖如下部分的侧面反射层41,即,这部分的所述侧面反射层41覆盖基板21的边缘部位。
保护层43例如可以利用SiO2、Si3N4或者TiO2等绝缘层或铟锡氧化物(ITO)等导电型氧化物层形成。绝缘层隔断焊料与侧面反射层41的结合而保护侧面反射层41。进而,ITO等导电型氧化物层其焊料的可湿性差,从而防止焊料向发光二极管100的侧面移动。
如图22所示,保护层43具有与侧面反射层41大致相同的形状。并且,如图22的放大部分所示,保护层43的下部端部也与侧面反射层41类似地,从第一焊盘金属层35a及台面M沿横向隔开布置。尤其,保护层43的下部端部也可以与侧面反射层41的下部端部对齐。
保护层43的厚度只要可以阻止焊料渗透就不受特别限定。例如,保护层43的厚度可以小于侧面反射层41的厚度,也可以大于侧面反射层41的厚度。
波长转换器81布置于基板21上。波长转换器81可以使用树脂及荧光体的混合物而形成于基板21上,与此不同地,可以提前制造后使用粘结体171贴附于基板21或在基板21上表面形成的侧面反射层41或保护层43上。
波长转换器81可以包括含有荧光体的树脂层、波长转换片或者陶瓷板荧光体(ceramic plate phosphor),尤其,可以包括荧光体玻璃(phosphor in glass;PIG)或者SiC荧光体。因为陶瓷板荧光体特别是在高温环境下不变色,所以可以长时间使用。
另外,波长转换器81可以包括一种或多种荧光体。例如,波长转换器81可以包括根据在活性层25生成的光发出黄色、绿色或红色的荧光体。在从活性层25发出蓝光的情况下,可以根据在波长转换器81变换的光与在活性层25形成的光的组合而实现白色光。
在本实施例中,虽然对实现白色光的发光二极管100进行了说明,但是并不受限于白色光,可以使用波长转换器81实现多种颜色的混合光。
图23是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管900的示意性剖面图。
参照图23,根据本实施例的发光二极管900与参照图21及图22说明的发光二极管800大致相似,差异为上部绝缘层37覆盖基板21的倾斜的侧面。
即,上部绝缘层37将暴露于台面M边缘的第一导电型半导体层23全部覆盖,进而,覆盖第一导电型半导体层23的侧面及基板21的倾斜的侧面。但是,上部绝缘层37不覆盖基板21的垂直的侧面。
另外,侧面反射层41覆盖基板21的垂直的侧面,且覆盖倾斜的侧面上的上部绝缘层37。在这种情况下,侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐,且如虚线所示,可位于其下方的位置。但是,侧面反射层41的下部端部与上部绝缘层37的水平面对齐,或位于其上方。
图24是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管1000的示意性剖面图。
参照图24,根据本实施例的发光二极管1000与参照图21及图22说明的发光二极管800大致相似,差异为侧面反射层41及保护层43的形成位置。即,在图21及图22的实施例中,虽然侧面反射层41覆盖基板21上表面的一部分,但在本实施例中,侧面反射层41不覆盖基板21的上表面。因此,侧面反射层41的上部端部与基板21的上表面对齐,或位于其下方。并且,保护层43不覆盖基板21的上表面,且其上部端部与基板21的上表面对齐,或位于其下方。
通过调节侧面反射层41的形成位置可以调节发光二极管的光束发散角。即,如图21的实施例,在侧面反射层41覆盖基板21的上表面的情况下,可以进一步减小光束发散角,且如本实施例,在侧面反射层41限定于基板21的侧面而布置的情况下,对比图21的的实施例可以增大光束发散角。
图25是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管1100的示意性剖面图。
参照图25,根据本实施例的发光二极管1100与参照图21及图22说明的发光二极管800大致相似,差异为基板21的垂直的侧面及倾斜的侧面的位置。即,在图21及图22的实施例中,基板21的倾斜的侧面比垂直的侧面更靠近第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b侧而布置,而在本实施例中,基板21的倾斜的侧面比垂直的侧面更靠近基板21上表面侧而布置。进而,在本实施例中,基板21的倾斜的侧面的上部端部可以与基板21的上表面对齐。
另外,侧面反射层41覆盖基板21的垂直的侧面及倾斜的侧面,进而可以沿基板21的边缘部位而覆盖上表面的一部分。并且,保护层43布置于侧面反射层41上,而覆盖侧面反射层41。
图26是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管1200的示意性剖面图。
参照图26,根据本实施例的发光二极管1200与参照图25说明的发光二极管1100大致相似,差异为侧面反射层41及保护层43的形成位置。即,在图25的实施例中,虽然侧面反射层41覆盖基板21上表面的一部分,但是在本实施例中,侧面反射层41不覆盖基板21的上表面。因此,侧面反射层41的上部端部与基板21的上表面对齐或位于其下方位置。并且,保护层43也不覆盖基板21的上表面,且其上部端部与基板21的上表面对齐或位于其下方位置。
图27是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管1300的示意性剖面图。
参照图27,根据本实施例的发光二极管1300与参照图21及图22所述的发光二极管800大致相似,差异为保护层43'由树脂形成。树脂层43'覆盖侧面反射层41。树脂层43'可以比前文所述保护层43相对更厚,因此,可以作为发光二极管的的支撑部件而使用。由于树脂层43'相对较厚,所以可以阻断焊料覆盖发光二极管1300侧面。
所述树脂层43'可以包括环氧树脂、硅树脂、环氧模塑料(EMC)或有机硅模塑料(SMC)。并且,所述树脂层43'例如可以是白色阻挡层(white wall)。白色阻挡层43'例如可以在硅树脂、环氧树脂、环氧模塑料(EMC)或有机硅模塑料(SMC)中混合TiO2等而形成。白色阻挡层43'可能随着时间的经过而在内部形成裂痕等瑕疵。因此,在没有侧面反射层41的情况下使白色阻挡层43'直接形成于发光二极管1300的侧面时,从发光二极管发射的光可能产生通过白色阻挡层43'向外部发射的光泄露。然而本实用新型可提供如下的发光元件,通过在发光二极管1300侧面形成侧面反射层41,使光长时间内不发生泄露。
波长转换器81可以使用粘结体171贴附于基板21上。如图27所示,波长转换器81可以布置于树脂层43'上部,然而并不限定于此,树脂层43'也可以覆盖波长转换器81的侧面。
图28a、图28b及图29a至图29e是用于说明根据本实用新型的一个实施例的发光二极管800的制造方法的平面图及剖面图。图28a是平面图,图28b是沿图28a的截取线A-A截取的剖面图。
首先,经过如参照图10a、图10b、图11a、图11b、图12a、图12b、图13a、图13b、图14a、图14b、图15a及图15b说明的内容的工艺,在基板21上形成包括第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27的半导体叠层30、欧姆氧化物层29、台面M、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b。
另外,参照图28a及图28b,在形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后,打磨基板21的下表面而减小基板21的厚度,在打磨后的下表面形成粗糙面R。基板21的下表面可以使用研磨和/或抛光技术打磨,且可以使用干式蚀刻及湿式蚀刻技术而形成粗糙面R。
如参照图16a及16b的说明,粗糙面R也可以形成于基板21的前表面,然而并不限定于此,如图28a及图28b所示可以限定于特定区域而形成。为了定义形成粗糙面R的区域,可以使用掩模。在形成粗糙面R的区域周围可以形成平坦面。
在本实施例中,不特别限定粗糙面R的高度。例如,粗糙面R可以具有1um以上的高度。而且,粗糙面R并不是必要的,也可以省略。
接着,参照图29a至图29e,对在基板21侧面形成侧面反射层41及保护层43的技术进行说明。图29a至图29e虽然图示了上文中的参照图28a及图28b而制造的两个发光二极管区域,但是基板21上将形成更多数量的发光二极管区域,且在各发光二极管区域将形成台面M、第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b。
参照图29a,在形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后,从第一导电型半导体层23侧向基板21内部形成划线槽LS。划线槽LS形成在发光二极管的分割区域,因此,多个划线槽LS可以以网格形状形成于在基板21上。
另外,在形成粗糙面R的基板21上形成光致抗蚀剂图案51。光致抗蚀剂图案51可以通过如下的方法形成,使用旋转涂覆等技术而在基板21上形成光刻胶膜后,通过光刻及显影而将该光刻胶膜图案化。据此,可以使基板21上表面的平坦区域暴露。
参照图29b,在蓝膜等可延展膜上,可以按个别发光二极管区域分离并使之延展,从而使个别发光二极管区域相互隔开。然后,转移被分离的个别发光二极管区域而贴附在紫外线固化用膜61上。此时,台面M可以陷于膜61内,因此,在台面M周围暴露的第一导电型半导体层23可以与膜61的上表面接触。然而本实用新型并不限定于此,可以在发光二极管区域调节与膜61接触的部分,且第一导电型半导体层23的一部分厚度可以陷于膜61内部。
另外,个别发光二极管区域的基板21侧面可以形成通过划线形成的倾斜面及通过裂片形成的垂直面。
参照图29c,在个别发光二级管区域上沉积侧面反射层41。侧面反射层41例如可以使用溅镀技术而沉积。侧面反射层41包括Ag或A1等金属反射层。由于侧面反射层41的具体结构及材料与参照图21及图22的说明相同,为避免重复而省略具体说明。
侧面反射层41在倾斜的侧面及垂直的侧面以大致均一的厚度形成于基板21的侧面。进而,侧面反射层41覆盖光致抗蚀剂图案51,且覆盖被光致抗蚀剂图案51暴露的基板21上表面。
另外,在沉积侧面反射层41后,连续地沉积保护层43。保护层43可以利用绝缘层或导电型氧化物层形成,例如可以使用溅镀或化学气相沉积技术形成。
另外,由于第一导电型半导体层23的暴露面被膜61遮盖,从而防止在第一导电型半导体层23的暴露面形成侧面反射层41或保护层43。因此,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图29d,通过去除光致抗蚀剂图案51,可以去除除了在基板21侧面及上表面形成的侧面反射层41及保护层43以外的光刻胶膜以及在光刻胶膜上一起形成的反射物质层及保护物质层。因此,可以形成覆盖基板21的侧面且覆盖上表面一部分的侧面反射层41及保护层43。
参照图29e,波长转换器81贴附于基板21上表面。波长转换器81可以使用粘结剂171贴附于基板21,或者也可以直接粘结于在基板21上表面形成的保护层43上。接着,通过从膜61分离个别发光二极管而完成图21的发光二极管800。
另外,在本实施例中,虽然对使用激光形成划线槽LS的情况进行了说明,但是也可以使用刀片形成划线槽LS。这种情况下,可以使基板21侧面的倾斜面更平缓地形成。
另外,在本实施例中,虽然对形成第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b后形成划线槽LS的情况进行了说明,但是也可以在形成上部绝缘层37前形成划线槽LS。在这种情况下,在划线槽LS内部可以形成上部绝缘层37,因此,可以制造如图23的实施例的发光二极管900。
另外,在本实施例中,在图29a中,虽然对形成光致抗蚀剂图案51而使基板21的上表面边缘部位区域暴露的情况进行了说明,但是光刻胶可以覆盖基板21上表面的整体,在这种情况下,可以提供图24的发光二极管1000。
并且,在上述实施例中,虽然对划线槽LS在基板21的下表面侧,即,在第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b侧形成的情况进行了说明,但是划线槽LS也可以在基板21的上表面侧形成,在这种情况下,可以制造根据图25及图26所示的发光二极管1100、1200。
进而,虽然对使用绝缘层或导电型氧化物层而形成保护层43的情况进行了说明,但是也可以使用树脂形成,因此,可以制造如图27的发光二极管1300。
另外,虽然对使用光致抗蚀剂图案51或遮盖物质而去除在基板21上表面沉积的侧面反射层41及保护层43的情况进行了说明,但是也可以使用其他方法,例如剥离(peel-off)技术去除在基板21上表面沉积的侧面反射层41及保护层43。
图30是用于说明根据本实用新型的又一实施例的发光二极管1300的示意性平面图,图31是沿图30的截取线A-A截取的剖面图,图32a及图32b是用于说明图30的发光二极管的多种示例的局部放大剖面图。
首先,参照图30及图31,根据本实施例的发光二极管1300包括基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b、透光性物质层53'、侧面反射层41及覆盖层63。并且,所述发光二极管1300同参照图22所示,也可以包括波长转换器及粘结剂171。第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27形成半导体叠层30。进而,所述发光二极管1300还可以包括透明欧姆层29。
所述基板21,第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸起焊盘39a、第二凸起焊盘39b与参照图1及图2的说明相似,为避免重复省略详细说明。而且,在第一导电型半导体层23上布置有台面M,台面M与参照图1及图2说明的内容类似,因此省略详细说明。
但是,在本实施例中,基板21的上表面可以为平坦面,并且可以省略粗糙面R。然而本实用新型并不限定于此,粗糙面R可以在基板21上表面的整体或部分形成。
另外,在基板21的侧面上,透光性物质层53'及侧面反射层41布置于基板21的侧面上。透光性物质层53'及侧面反射层41不仅覆盖基板21的垂直的侧面,还覆盖倾斜的侧面。并且,透光性物质层53'及侧面反射层41可以覆盖第一导电型半导体层23的侧面。透光性物质层53'及侧面反射层41可以将基板21的四个侧面全部覆盖,然而本实用新型并不限定于此,也可以覆盖一至三个侧面。
透光性物质层53'可以利用与参照图1及图2说明的粗糙度缓冲层53相同的材料形成。例如,透光性物质层53'可以利用ITO、ZnO等导电型氧化物层或者SiO2、Si3N4、SiNX(氮化硅)或SiON等绝缘层形成。在本实施例中,透光性物质层53'可以以50nm以下的较薄的厚度形成,进而可以以20nm以下的厚度形成。透光性物质层53'例如也可以以约10nm的厚度形成。
透光性物质层53'可以为了提高侧面反射层41的粘结力而使用,并且,可以缓和基板21的侧面的粗糙度。进而,通过在侧面反射层41与基板21之间布置透光性物质层53',可以形成全方向反射层(Omni directional reflector:ODR)。
另外,侧面反射层41布置于基板21的侧面上,且与基板21的上表面隔开。因此,向基板21的上面行进的光可以不被侧面反射层41反射,而向外部发射。
并且,如图31的放大部分所示,侧面反射层41与第一焊盘金属层35a沿水平方向隔开。尤其,侧面反射层41可以位于高于台面M的上表面的位置,因此,也可位于高于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的位置。例如,侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐,且如虚线所示,可以位于高于第一导电型半导体层23的暴露面的位置。因此,台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的一部分可以在侧面反射层41与上部绝缘层37之间暴露于外部。并且,透光性物质层53'及覆盖层63与侧面反射层41类似地,与第一焊盘金属层35a沿水平方向隔开,且可位于高于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的位置。
参照图32a,侧面反射层41可以包括Ag或A1的金属反射层41a,且Ni和/或Ti等阻挡层41b可以布置于金属反射层上。而且,为了防止氧化,可以在阻挡层上布置Au等防氧化膜。并且,作为阻挡层可以包括Ni及Mo。为了具有充分的反射特性,金属反射层41a可以具有120nm以上的厚度。
例如,侧面反射层41可以使用Ag/Ni/Mo/Ni/Mo或Ag/Ni/Mo/Ag/SiO2等。进而,侧面反射层41并不限定于在金属反射层。侧面反射层41可以包括分布式布拉格反射器(DBR),且可以为在金属反射层与基板21之间包括透明氧化物层的全方向反射层(Omnidirectionalreflector:ODR)。
通过将侧面反射层41限定于基板21及第一导电型半导体层23的侧面而布置,可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a直接接触(短路),因此,可以减小侧面反射层41造成的电干涉。
侧面反射层41包括金属反射层,在该金属反射层与第一焊盘金属层35a部分重叠的情况下,通过上部绝缘层37内的针孔或裂纹等缺陷,侧面反射层41与第一焊盘金属层35a可能发生并不期望的电连接。这种情况下,正向电压等发光二极管的电特性根据侧面反射层41与第一焊盘金属层35a的接触与否可能发生较大的变化,因此,制造的发光二极管间可能发生较大的电特性偏差。与此相反,根据本实用新型实施例,通过使侧面反射层41从台面M及第一焊盘金属层35a沿横向隔开,可以大量制造电特性偏差较小的发光二极管。
进而,反射层41a与阻挡层41b的上部端部的高度可以互不相同。如图32a及图32b所示,反射层41a的上部端部可以布置于与基板21的上表面大致相同的高度,或者,阻挡层41b的上部端部可以布置于高于基板21的上表面的位置。
另外,覆盖层63布置于侧面反射层41上,且覆盖基板21的上表面。覆盖层63覆盖侧面反射层41及基板21的上表面而在含水分等外部环境下保护侧面反射层41,进而,通过使侧面反射层41坚固地结合于基板21,从而防止侧面反射层41从基板21剥离。尤其,在形成侧面反射层41的期间,在侧面反射层41的上部端部与基板21的侧面之间可能形成缝隙。在侧面反射层41与基板21之间形成的缝隙可能成为引起侧面反射层41的剥离的源头。覆盖层63不仅覆盖侧面反射层41,也可填补在侧面反射层41与基板21之间形成的缝隙,因此,可以进一步防止在基板21侧面形成的侧面反射层41从基板21剥离。
根据本实施例的覆盖层63与参照图21及图22说明的保护层43相似,但是与保护层43的差异在于覆盖层63覆盖基板21的上表面。
覆盖层63例如可以利用底涂剂(primer)、SOG(旋涂玻璃)、SiO2、SiNX(氮化硅)、SiON或TiO2等绝缘层,或者ITO或ZnO等导电型氧化物层形成。绝缘层阻断焊料与侧面反射层41的结合而保护侧面反射层41。进而,ITO等导电型氧化物层其焊料的可湿性差,因而防止焊料向发光二极管100的侧面移动。并且,通过使用比基板21的折射率低的物质层作为覆盖层63,可以提高通过基板21上表面的光的发射效率。
由于阻挡层41b,覆盖层63可能在基板21的上表面边缘部位部分发生高度偏差。尤其,沿基板21上表面的边缘部位,在基板21的***部分,覆盖层63的高度变得比位于基板21上表面上的覆盖层63的高度高。因此,如前文所述实施例,波长转换器81使用粘结剂171而粘结时,具有防止粘结剂流向基板21的侧面侧的效果。
覆盖层63通过在使用分离(lift-off)技术或剥离(peel-off)技术去除在基板21上表面形成的透光性物质层53'及侧面反射层41后,在基板21的侧面及上表面形成。覆盖层63例如可以使用溅镀技术,电子束沉积技术,旋转涂覆技术等形成。
如图32a所示,位于基板21侧面上的覆盖层63可以具有大致均一的厚度,且距离基板21的下表面越近厚度可能略微变小。例如,在使用溅镀技术或电子束沉积技术形成覆盖层63的情况下,在基板21上表面侧形成的覆盖层63的厚度相对更厚。与此不同,如图32b所示的覆盖层63'在基板21的侧面距离基板21的下表面越近可能越厚。例如,使用旋转涂覆等技术沉积底涂剂(primer)或SOG(旋涂玻璃)等的情况下,如图32b,靠近基板21的下表面的覆盖层63'的厚度相对大于靠近基板21上表面的覆盖层63'的厚度而形成。因此,当利用白色阻挡层(如图20的75)覆盖发光二极管的侧面时,可以有效地防止水分从基板21下表面侧通过白色阻挡层与发光二极管的交界面渗透而使波长转换器81受到损伤。进而,由于覆盖层63'在基板21下表面较厚地形成,水分从基板21下表面侧浸透至侧面反射层41及透光性物质层53'的路径变长,从而防止了水分对侧面反射层41或透光性物质层53'的损伤。
图33是用于说明根据本实用新型的一个实施例的光源模块的的示意性剖面图。
参照图33,所述光源模块包括支撑基板71、发光二极管100、波长转换器81及透镜91。发光二极管100为前文中参照图1及图2说明的发光二极管100,且此发光二极管100可以使用第一凸起焊盘39a及第二凸起焊盘39b而倒装焊接在布置有第一焊盘73a与第二焊盘73b的支撑基板71上。支撑基板71例如可以是印刷电路板。
另外,透镜91布置于发光二极管100上部。透镜91具有下表面及上表面,且下表面包括使从发光二极管100发射的光入射的凹陷部,上表面包括发射光的出射面。下表面的凹陷部可以被平坦面所包围。
另外,如图所示,上表面可以包括位于中央的凹陷部及位于其周围的凸出部。凸出部可以包围凹陷部。
所述透镜91虽然是使光分散的扩散透镜,然而本实用新型并不限定于此,可以结合多种形状的透镜91与发光二极管100而实现多种光图案。
在本实施例中,虽然对发光二极管100倒装焊接于支撑基板71的光源模块的情况进行了说明,但是其他的发光二极管(发光二极管200、发光二极管300、发光二极管400、发光二极管500、发光二极管600、发光二极管700、发光二极管800、发光二极管900、发光二极管1000、发光二极管1100、发光二极管1200或发光二极管1300)也可以安装于支撑基板71上而被使用。
所述光源模块例如可以适用于大型TV或相机闪光灯等。
图34是图示安装了适用根据本实用新型的一个实施例的发光二极管的前照灯1510的车辆1500的示意性立体图。
参照图33,根据本实用新型的一个实施例的发光二极管(发光二极管100~1300)安装在车辆1500前方而布置于前照灯部1510内。在实施例中,汽车用前照灯1510包括确保驾驶人的夜间前方视野的前照灯、雾灯等。
汽车用前照灯1510可以分别安装在车辆1500前方左右,且可以考虑驾驶人的偏好而具有多种形状。并且,在前方左右分别安装的前照灯1510可以具有相互对称的结构,然而并不一定限定于此,也可以具有相互不同的结构。
所述发光二极管可以以参照图20说明的发光模块的形态安装于前照灯1510内,然而并不限定于此,也可以以多种形态的发光模块被安装。
图35是图示安装有适用根据本实用新型的一个实施例的发光二极管的相机闪光灯2300的移动设备2000的示意性立体图。
参照图35,所述移动设备2000包括相机模块2100及闪光灯模块2300。根据本实用新型的一个实施例的发光二极管(发光二极管100~1300)安装于闪光灯模块2300内。当相机模块2100启动而拍摄被摄体时,闪光灯模块2300向被摄体照射光。
所述发光二极管可以以参照图32说明的光源模块的形态安装于相机模块2100内,然而并不限定于此,也可以使用多种形态的光源模块。
以上,已对本实用新型的多样的实施例进行了说明,然而本实用新型并不限定于这些实施例。并且,在不脱离本实用新型的技术思想的限度内,对一个实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。
Claims (25)
1.一种发光二极管,其特征在于,包括:
基板,具有侧面;
半导体叠层,布置于所述基板下部,且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层、以及夹设于所述第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的活性层;
欧姆反射层,电连接于所述第二导电型半导体层;
第一凸起焊盘及第二凸起焊盘,布置于所述欧姆反射层下部,分别电连接于所述第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;
侧面反射层,覆盖所述基板的侧面;以及
覆盖层,覆盖所述基板的上表面及所述侧面反射层。
2.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,还包括夹设于所述基板的侧面与所述侧面反射层之间的透光性物质层。
3.如权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,
所述基板包括四个侧面,
所述透光性物质层及侧面反射层覆盖所述基板的四个侧面。
4.如权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述透光性物质层包括ITO、ZnO、Si3N4、SiNx、SiON或者SiO2。
5.如权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述透光性物质层及所述侧面反射层的下部端部相互对齐。
6.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述侧面反射层包括反射金属层及阻挡层。
7.如权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,所述反射金属层及阻挡层的上部端部位于所述基板的上表面外侧。
8.如权利要求7所述的发光二极管,其特征在于,所述阻挡层的上部端部位于高于所述反射金属层的上部端部的位置。
9.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述基板包括相对于所述第一导电型半导体层的上表面垂直的侧面及相对于所述垂直的侧面倾斜的侧面,
所述倾斜的侧面比所述垂直的侧面更远离所述基板的上表面。
10.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
所述倾斜的侧面为通过划线工艺形成的面,
所述垂直的侧面为通过裂片形成的面。
11.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述覆盖层包括SiO2、SiON、SiNx、ITO、底涂剂或SOG。
12.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,
包括布置于所述第一导电型半导体层上的台面,
所述台面包括所述活性层及所述第二导电型半导体层,
所述台面从所述侧面隔开,
所述侧面反射层与所述台面沿横向隔开布置。
13.如权利要求12所述的发光二极管,其特征在于,还包括:
下部绝缘层,覆盖所述欧姆反射层,并包括第一开口部及第二开口部,所述第一开口部使所述第一导电型半导体层暴露,所述第二开口部使所述欧姆反射层暴露;
第一焊盘金属层,布置于所述下部绝缘层上,且通过所述第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层;
第二焊盘金属层,布置于所述下部绝缘层上,且通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层;以及
上部绝缘层,覆盖所述第一焊盘金属层及所述第二焊盘金属层,且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部以及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部,
其中,所述第一凸起焊盘与第二凸起焊盘布置于所述上部绝缘层上,而通过所述上部绝缘层的第一开口部及第二开口部分别连接于所述第一焊盘金属层及所述第二焊盘金属层。
14.如权利要求13所述的发光二极管,其特征在于,
所述台面包括贯通孔,所述贯通孔贯通第二导电型半导体层及活性层而使第一导电型半导体层暴露,
所述第一焊盘金属层电连接于通过所述贯通孔暴露的第一导电型半导体层。
15.如权利要求14所述的发光二极管,其特征在于,
所述台面还包括使所述第一导电型半导体层从侧面暴露的凹陷部,
所述第一焊盘金属层电连接于通过所述凹陷部暴露的第一导电型半导体层。
16.如权利要求15所述的发光二极管,其特征在于,
所述台面具有边角被切割的形状,
所述第一焊盘金属层在所述台面的边角附近电连接于所述第一导电型半导体层。
17.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,还包括:
欧姆氧化物层,在所述欧姆反射层的周围与所述第二导电型半导体层欧姆接触。
18.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,还包括:
波长转换器,布置于所述基板上部。
19.如权利要求18所述的发光二极管,其特征在于,所述波长转换器包括波长转换片或者陶瓷板荧光体。
20.如权利要求18所述的发光二极管,其特征在于,所述波长转换器通过粘结剂粘结于所述覆盖层。
21.一种发光模块,其特征在于,包括权利要求1至权利要求20中的任意一项所述的发光二极管。
22.一种光源模块,其特征在于,包括:
权利要求1至权利要求20中的任意一项所述的发光二极管,以及
布置于所述发光二极管上部的透镜。
23.一种汽车,其特征在于,安装有包括权利要求1至权利要求20中的任意一项所述的发光二极管的前照灯。
24.一种移动设备,其特征在于,安装有包括权利要求1至权利要求20中的任意一项所述的发光二极管的相机闪光灯。
25.一种照明,其特征在于,包括权利要求1至权利要求20中的任意一项所述的发光二极管。
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