1302757 九、發明說明： ，【發明所屬之技術領域】 : %本發明係有關於一種發光二極體結構，特別是一種具焊墊反射層之發光 '極體結構，其係驅使發光二極體提升發光效能。 【先前技術】 按，現今發光二極體產業為光電產業中最為發展蓬勃之其中之一產 業，發光二極體依據電極設置之位置分類包含垂直電極結構之發光二極體 與橫向電極結構之發光二極體等，不論是垂直電極結構或是橫向電極結構 之發光一極體，其焊塾(bond pad)或電極皆會吸收發光層所發出之光線， 如此會降低原本發光二極體應該有之發光效能，且光線被焊墊或電極吸收 後會轉成熱能而導致焊墊或電極會溫度逐漸升高，甚至發生過熱之情況。 以下為習知發光二極體結構之結構示意圖，以祕說明垂直電極結構之發 光二極體結構與橫向電極結構之發光二極體結構於統被_或電極吸收 之情況。 立請參閱第:A圖，係為習知橫向電極結構之發光二極體結構的結構示 :圖如圖所不，省知發光二極體結構係一發光二極體晶#⑽包含有一 苐=反射層1G2、-基板1G4、— N型半導體層⑽、—發光層⑽、一 p 、一透明導電層112、一峨114與-負電極116，其中 導體層⑽設置於細4之上，發光層服設置 112之上，負》116設_日G二上’正電極114設置於透明導電層 P型半導卵m比炎 導體層106之上。N型半導體層106與 光層1G8亦為氮蝴半導體。 偏昼電屋攸正電極進人， 細⑽與㈣蝴⑽了H112、p㈣體層⑽、 電壓迴路於發光二極體晶片 、電極116而導出，如此形成一 中。偏壓電壓於工作電壓下所產生之電壓 5 1302757 迴路會衍生工作電流，以用於驅使發光層藉由工作電流所帶動之電子電洞 於PN接合面之發光層108結合而發光。第一反射層1〇2設置於基板之 下’以讓發光層108所發出之光線通過基板1〇4後經由第一反射層102反 射出去。 如第一 B圖所示，發光二極體封裝結構係一發光二極體晶片100設置 於一封裝體118中。由於發光層108氮化鎵系半導體所以發光層108所發 出之光線為藍光，因此發光二極體晶片1〇〇藉由封裝體118之材料包含螢 光粉’以使藍光轉化為黃光，用於藍光混合黃光而形成白光。但正電極114 與負電極116會吸收發光層1〇8所發射之光線，如此將使設置於發光二極 體晶片100外部之封裝體118因部分藍光被電極吸收而降低藍光轉化成黃 光之效能，且因部分藍光被電極吸收，所以藍光之強度也降低了。如此發 光一極體晶片1〇〇將會因為部份藍光被電極吸收而降低發白光之效能。如 第C圖所示，發光一極體晶片1〇〇於發光層1⑽發光時將會有部分光線 反射發射至正電極114與負電極116而被正電極114與負電極116所吸 立口月參閱第一 A圖’係為習知垂直電極結構之發光二極體結構的結構示 思圖。其中第二A圖與第-a圖之最大的不同係第—A圖設置正電極ιΐ4 與負電極116於發光二極體
光波長轉換基板220為掺雜N型砸化辞 一電極220。其 一 N型透明導電接合層216、一光 中發光層210為氮化鎵系半導體， 或N型碲化鋅。 1302757 導電基板204為基底，其他各層依金屬反射層2〇6、透明導電層2〇8、 P型接觸層210、發光層212、N型接觸層214與N型透明導電接合層216 之順序，以設置於導電基板2〇4之上。光波長轉換基版218係經由熱接合 技術，以與N型透明導電接合層216接合，第一電極2〇2係設置於導電基 板204之下’第二電極220係設置於光波長轉換基板gw之上。發光層212 為一多重量子井(Multiple Quantun Well，MQW)活化層，其藉由第一電極 202與第二電極22〇連接適當之偏壓電壓，設置於pN接合面之發光層2ι〇 =因此發出藍光。光波長轉換基板218將會吸收到藍光，並將藍光轉化為 頁光，以混合藍光為白光。發光二極體2〇〇之光行進路線的示意圖係如第 二B圖所示。 雖然不論垂直電極結構或橫向電極結構之發光二極體結構皆設置有一 層反射層於發光二極體晶片之下半部，但是設置於發光二極體結構上側之 電極仍然會吸收部份發光層所發出之光線或部份反射層所反射之光線。如 此仍然會因為電極吸收部份發光層所發出之光線或部份反射層所反射之光 線’進一步導致發光二極體結構降低發光效能。 因此，本發明即在針對上述問題而提出一種具焊墊反射層之發光二極 體結構，不僅可避免電極吸收發光層所發出之光線，又可增加發光二極體 之發光效能。 【發明内容】 本發明之主要目的，在於提供一種具焊墊反射層之發光二極體結構， 其係一發光二極體晶片設置焊墊反射層於電極會吸收光線之部分，以藉由 焊墊反射層將光線反射，用於避免發光二極體晶片所設置之電極或焊墊吸 收光線’並提高發光二極體晶片之發光效能。 本發明提供一種具焊墊反射層之發光二極體結構，其包含有一發光二 極體晶片、一第一焊墊反射層與一第二焊墊反射層。發光二極體晶片包含 有一基板、一N型半導體層、一發光層、一P型半導體層、一透明導電層、 1302757 一第二電極與一第四電極，其中基板為基底，N型半導體層設置於基板之 上，發光層设置於部分N型半導體層之上，其他依p型半導體層與透明導 ' 電極層之順序設置於發光層之上，且第三電極與第四電極分別設置於透明 、 導電層與N型半導體層之上。第一焊墊反射層設置於第三電極與透明導電 層於之間’第二焊墊反射層設置於第四電極與N型半導體層之間，並更設 置一第一反射層於基板之下或基板與N型半導體層之間，以讓焊墊反射層 所反射之光線經第一反射層反射出去。如此用以提升發光二極體結構之發 光效能。 本發明另外提供一種具焊墊反射層之發光二極體結構，其包含有一發 鲁 ％二極體晶片與一第三焊塾反射層。發光二極體晶片包含-第五電極、一 基板、一 P型半導體層、一發光層、一 N型半導體層、一透明導電層與一 第六電極，其中第五電極為最底層，其他依基板、p型半導體層、發光層、 N型半導體層、透明導電層與苐六電極所述之順序，以設置於第五電極之 上。第三焊墊反射層設置於第六電極與透明導電層之間，為了反射焊墊反 射層所反射之光線，因此藉由設置一第二反射層於基板與第五電極之間或 基板與N型半雜層之間，以讓第三焊墊反射層所反射之光線經第二反射 層反射出去’用於升發光二極體結構之發光效能。 ㈣使貴審查委貞對本發明之結構概及所達狀功效更有進-步 之暸解與認識，瑾佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後： 【實施方式】 首先’請參閱第二A目，係本發明之一較佳實施例之結構示意圖。如 圖所示，本發明之發光二極體晶片3〇〇係包含一基板、一 N型半導體層 304、一發光層306、一 P型半導體層3〇8、一透明導電層31〇、一第一電極 312、-第四電極314、-第-焊墊反射層316與一第二焊塾反射層318， 其中基板302係為發光二極體晶片3〇〇之基底，n型半導體層3〇4設置於基 板302之上，發光層306設置於部分N型半導體層3〇4之上，發光層3〇6 1302757 之上。第一焊墊反射層316與第二焊墊反射層318分別設置於透明導電層 310與N型半導體層304之上；第一電極312與第四電極314分別設置於第 一焊墊反射層316與第二焊墊反射層318。 其中N型半導體層304為N型氮化鎵系半導體，且P型半導體層308 為P型氮化鎵系半導體，另外發光層306可為多重量子井(Multiple Quantun Well ’ MQW)結構。發光二極體晶片300藉由第一焊墊反射層316與第二焊 墊反射層318，用以反射發光層306所發出之光線，用於避免發光層306所 發出之光線被第一電極312與第四電極314所吸收。由於焊墊反射層會將 光線反射至基板302，因此發光二極體晶片300更可設置一第一反射層 320 ’其係如第四a圖與第五A圖所示。第一反射層320用以反射第一焊墊 反射層316與第二焊墊反射層318所反射之光線，如第四B圖與第五B圖 所示’其中第一焊蟄反射層316、第二焊墊反射層318與第一反射層320之 材料同為選自於銘、錫、銀、金、金錫合金、金鈹合金、金鍺合金、在白、 鈦、鈀、鍺、銅、鋅、鎳及上述之任意組合的其中之一。 對於第三A圖而言，第四A圖與第五A圖都更包含一層第一反射層320, 其中第四A圖之第一反射層320係設置於基板302之下，以及第五a圖之 第一反射層320係設置於基板302與N型半導體層304,以讓焊墊反射層所 反射之光線為往基板302反射時可經由第一反射層320反射。 以上所述，本發明之發光二極體晶片300係藉由第一焊墊反射層316 與第二焊墊反射層318將發光層306所發出之光線反射，以避免第一電極 與第二電極314吸收發光層306所發出之光線，且更經由第一反射層 320進一步將焊塾反射層所反射之光線反射出去，如此更可提升發光二極體 晶片300之發光效能。 請參閱第六A圖，係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖。其中第 六A圖與第三A圖之不同係第三A圖之第二焊墊反射層318係僅反射第二 電極314下方之入射光，第六A圖之第二焊墊反射層418更反射發光層406 發射至第二電極414侧面之光線。本發明之發光二極體晶片4〇〇係設置第 9 1302757 二焊塾反射層418設置為L字型，以反射從第二電極414之下方盥麻入 射之光線。其中發光二極體.僅用第-焊塾反射層416 ::方焊= 垫反射θ b /、弟一钟反射層418所反射之光線經 射出去。第七A圖之第-反射層则設置於基板 二= :==料時’如第七B圖所示。第八A圖之第-反= 係3又置於基板概與N型半導體層綱之間，以用 料或光穿透率低之材料時，如“ B圖_。 為非透先材 九αΪΓ第第係本發明之又—較佳實施例之結構示賴。其中第 九Α圖與弟二Α圖之不同係第三八圖屬於橫向電極 謂，第九A __她、纟W繼請。她之^ 鋪晶片圖係包含有-第三電謂、一第二反射請、-基板^Γ - P型+導體層508、-發光層51()、— N型半導體層512、—透明導電層 Γ =3反射層516與—第四電極518 ’其中第三電極5°2為最: B /、各曰依第—反射層5〇4、基板5〇6、p型半導體層5〇8、發光層51〇、 N型半導體層512與透明導電層514所述之順序設置於第三電極之上， 第四電極518設置於透明導電層514之上，第三焊塾反射層516設置於第 四電極518與透明導電層514之間。 、 土板之材料為非絕緣材料，且更可為透光性材料，以讓發光層51〇 所發出^光線麟三焊墊反射層516所反射之光線，其皆經由·基板弧 並由第反射層504反射出去，如第九B圖所示。第二反射層5〇4亦為非 邑緣材料如，即可讓第一電極5〇2透過第二反射層刚與基板5〇6形成 、4接之狀〜另外第二焊墊反射層516亦為非絕緣材料，以讓透明導 電層514透過第三焊塾反射層516與第二電極518形成電性相接之狀態。 為了因應基=5G6之材料具不同光穿透率，因此當基板_之材料為非透 光材料或光穿透率低之材料時，將使第二反射層5{)4所設置之位置與基板 1302757 504所設置之位置調換’如此係如第十a圖所示。其中第十a圖之光行進路 線的示意圖係如第十B圖所示。 ' 請參閱第十一 A圖，係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖。其中 '· 第十一 A圖與第二A圖之不同係第十一 A圖之發光二極體晶片600更包含 一第三焊墊反射層622。本發明之發光二極體晶片6〇〇更設置一第三焊墊反 射層622於光波長轉換基板618與第四電極62〇之間，如此發光層612所 #出之光線通過光波長轉換基板618後，將由第三焊墊反射層622將光線 反射至一金屬反射層606,以讓光線在京金屬反射層6〇6反射出去，如第十 一 β圖所示。如此第三焊墊反射層622用以避免第四電極62Q吸收通過光 鲁 波長轉換基板618之光線，所以更提升發光二極體晶片β〇〇之發光效能。 綜上所述，本發明係為一種發光二極體結構，其可為橫向電極結構之 發光二極體結構，或為垂直電極結構之發光二極體結構。發光二極體結構 係包含有一發光二極體晶片與至少一焊墊反射層；發光二極體晶片係包含 一基板、一 Ν型半導體層、一發光層、一 ρ型半導體層、一透明導電層與 複數電極，若發光二極體結構為橫向電極結構，則焊墊反射層設置於第三 電極與Ν型半導體層之間，以及第四電極與透明導電層之間，若發光二極 體結構為垂直電極結構，則焊墊反射層設置於第六電極之下。如此用以避 _ 免各電極吸收發光層所發出之光線或其他反射層所反射之光線，並由焊墊 反射層透過其他反射層將光線反射出去，以提高發光二極體之發光效能。 故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我 國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早曰賜 准專利，至感為禱。 ^惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明 具施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精 神所為之均等變化與修舞，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 11
1302757 【圖式簡單說明】 弟-八圚料㈣向電極結構之發光二極體的結構示音圖· rcB=rrrr構之發光二極體封裝結構_構示意圖； 弟一C圖係苐一A圖之光行進路線的示意圖； 第二A _習知垂直電極結構之贱二極體的結構示意圖； 第一B圖係第二A圖之光行進路線的示意圖； 第二A圖係本發明之一較佳實施例之結構示意圖； 第三B圖係第三A圖之光行進路線的示意圖； 第四A圖係本發明之另一較佳實施例之結構示意圖； 第四B圖係第四a圖之光行進路線的示意圖； 第五A圖係本發明之再一較佳實施例之結構示意圖； 弟五β圖係第五A圖之光行進路線的示意圖； 第六A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第/、B圖係弟六a圖之光行進路線的示意圖； 第七A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第七B圖係第七A圖之光行進路線的示意圖； 第八A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第八B圖係第八a圖之光行進路線的示意圖； 第九A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第九B圖係第九a圖之光行進路線的示意圖； 第十A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第十β圖係第十A圖之光行進路線的示意圖；及 第十一A圖係本發明之又一較佳實施例之結構示意圖； 第十一 B圖係第十一 a圖之光行進路線的示意圖。 12 1302757 【主要元件符號說明】 100發光二極體晶片 ' 102第一反射層 ： 104基板 ‘ 106 N型半導體層 108發光層 110 P型半導體層 112透明導電層 114正電極 p 116負電極 118封裝體 200發光二極體晶片 202第一電極 204導電基板 206金屬反射層 208透明導電層 210 P型接觸層 212發光層 • 214 N型接觸層 216 N型透明導電接合層 218光波長轉換基版 220第二電極 300發光二極體晶片 302基板 304 N型半導體層 306發光層 308 P型半導體層 13 1302757 310透明導電層 312第一電極 ^ 314第二電極 、 316第一焊墊反射層 ^ 318第二焊墊反射層 320第一反射層 400發光二極體晶片 402基板 404 N型半導體層 p 406發光層 408 P型半導體層 410透明導電層 412第一電極 414第二電極 416第一焊墊反射層 418第二焊墊反射層 420第一反射層 500發光二極體晶片 # 502第三電極 504第二反射層 506基板 508 P型半導體層 510發光層 512 N型半導體層 弓14透明導電層 516第三焊墊反射層 518第四電極 14 1302757 600發光二極體晶片 602第三電極 604基板 606金屬反射層 608透明導電層 610 P型接觸層 612發光層 614 N型接觸層 616 N型透明導電接合層 行18光波長轉換基版 620第四電極 622第三焊墊反射層