TWI474513B - 發光二極體 - Google Patents

Description

發光二極體

本發明是有關於一種發光二極體。

隨著科技技術的進步，使得發光二極體及其相關應用愈加廣泛使用，更憑藉其具有效率高、壽命長、不易破損等傳統光源無法與之比較的優點，儼然成為21世紀的新型光源，提升日常生活上的便利性。

在目前發光二極體的製程中，係使用乾式蝕刻機把表面的P型層部分區域挖除，露出底下的N型層，再分別於在P及N型層上製作焊墊，從而電性連接至外部電壓源，使得電流可以導通而發光。

請同時參照第1A圖與第1B圖，第1A圖繪示習知技術中之一種發光二極體的上視圖，第1B圖繪示第1A圖之發光二極體沿1-1’線之剖面圖。如圖所示，發光二極體100包含一基板110、一N型層120、一P型層130、一N型焊墊140以及一P型焊墊150。N型層120位於基板110上，而P型層130位於N型層120上。N型焊墊140與P型焊墊150分別位於N型層120與P型層130上方，用以進行打線製程並且電性連接至外部電壓源。

然而，上述習知技術在小尺寸製程中，往往限縮P型層及N型層相接觸之PN接面，致使有效發光區顯得相對不足，並且於遮光效應的影響下，從而無法提供有效之亮度。

有鑒於此，目前所需求的是一種可增加有效發光區以提升整體亮度的發光二極體，以提升其製程良率、降低成本，從而更可適切地整合於現今規格日趨縮小化的光源、多媒體及顯示電子產品中。

因此，本發明之一目的是在提供一種發光二極體，用以藉由將N型焊墊與P型焊墊配置於P型層上方，進而增加有效發光區，以降低製作成本以及提升整體發光亮度。

本發明之一方面係提出一種發光二極體，至少包含一基板、一N型層、一P型層、一N型焊墊、一P型焊墊以及一絕緣層。N型層位於基板上，而P型層位於N型層上。N型焊墊包含一第一部以及一第二部，其中第一部位於N型層上，第二部與第一部相互連接，並且第二部延伸至P型層上方。P型焊墊位於P型層上。絕緣層位於N型焊墊與P型層之間。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免造成本發明不必要的限制。

請同時參照第2A圖及第2B圖，第2A圖繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體的上視圖，第2B圖繪示第2A圖之發光二極體沿2-2’線之剖面圖。如圖所示，發光二極體200至少包含一基板210、一N型層220、一P型層230、一N型焊墊240、一P型焊墊250以及一絕緣層260。N型層220位於基板210上，而P型層230位於N型層220上。N型焊墊240包含一第一部242以及一第二部244，其中第一部242位於N型層220上，第二部244與第一部242相互連接，並且第二部244延伸至P型層230上方。P型焊墊250位於P型層230上。絕緣層260則位於N型焊墊240與P型層230之間。

於本發明之一實施例中，N型焊墊240之第二部244的面積相對大於N型焊墊240之第一部242的面積；於本發明之另一實施例，N型焊墊240在外觀上具有一L形。

然而，藉由絕緣層260所形成之配置結構，可有效地將N型金屬焊墊240引導至P型層230上方，進而擴張增加N型層220與P型層230於基板210上的面積。所以，N型層220與P型層230相接處之PN接面的面積範圍得以大幅增加，從而提升當在發光二極體200的正負極兩端施予電壓，產生電流而致使更多電子與電洞相互結合，以增加其發光量。

更進一步來說，絕緣層260包含一第一段262以及一第二段264。第一段262形成於N型焊墊240的第一部242與P形層230之間。第二段264連接第一段262，且形成於N型焊墊240的第二部244與P形層230之間。於本發明之一實施例中，絕緣層260之第二段264的面積相對大於絕緣層260之第一段262的面積。並且，於本發明之另一實施例中，絕緣層260之外觀上則呈現一L型。

另一方面，於本發明之一實施例中，絕緣層260材質為二氧化矽、二氧化鈦或三氧化二鋁之透明材料。這不僅能電性隔絕N型焊墊240與P型層230，以避免產生誤動作，造成發光二極體200的損毀，亦更可藉由其材質具有可透光性，讓PN接面經由導通後所產生的光，分別經由絕緣層260之第一段262以及一第二段264散出，進而提高其總體發光亮度。

於本發明之另一實施例中，絕緣層260之材質為一多層膜反射層或是一具有一透明層與一金屬反射層之複合材料，其藉由多層鍍膜技術與光學干涉原理，致使具有較高之反射率，則能夠將PN接面所產生之光線從發光二極體200的側面導出，如此可提高整體發光亮度。此外，其中複合材料中所使用的金屬材質則可以為鋁或銀。

另外，於本發明之一實施例中，N型焊墊與P型焊墊為金屬材質，其具有較佳之導電性以連接至外部電壓源。並且，於本發明之另一實施例中，N型焊墊240之第二部244的面積，相對大於N型焊墊240之第一部242的面積，提供充足之面積，以便利進行打線。

如此一來，藉由本發明之結構設計，可有效提升發光二極體200之整體發光亮度，特別是實行於小晶粒尺寸上，其效果最為顯著。舉例來說，在製造150x240(um ² )之小尺寸的藍光LED晶粒時，一般係需在P型層與N型層上製作直徑為90(um )之打線區，就先前製程來說，則必須使用乾式蝕刻機把表面的P型層部分區域挖除，露出底下的N型層，再分別於在P及N型層上製作焊墊，以提供充足面積來予以進行打線製作，如第1A圖與第1B圖所示。這往往侷限住小尺寸藍光LED之有效發光區的面積，使其僅具有約23,000(um ² )之有效發光區的面積，往往致使無法提供有效之亮度。然而，憑藉本發明上述之發光二極體的設計結構，不僅可有效地增加PN接面，使得有效發光區的面積提高百分之二十至29,000(um ² )，同時更是能夠提高側光輸出。所以，相較於先前一般製作方式，將可確切地改善提升發光二極體於小尺寸製程中的整體亮度，進而可整合於現今日趨規格縮小化的光源或顯示產品中。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光二極體

110．．．基板

120．．．N型層

130．．．P型層

140．．．N型焊墊

150．．．P型焊墊

200．．．發光二極體

210．．．基板

220．．．N型層

230．．．P型層

240．．．N型焊墊

242．．．第一部

244．．．第二部

250．．．P型焊墊

260．．．絕緣層

262．．．第一段

264．．．第二段

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖係繪示習知技術中之一種發光二極體的上視圖

第1B圖係繪示繪示第1A圖之發光二極體沿1-1’線之剖面圖。

第2A圖係繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體的上視圖。

第2B圖繪示第2A圖之發光二極體沿2-2’線之剖面圖。

200．．．發光二極體

210．．．基板

220．．．N型層

230．．．P型層

240．．．N型焊墊

242．．．第一部

244．．．第二部

250．．．P型焊墊

260．．．絕緣層

262．．．第一段

264．．．第二段

Claims (9)

1. 一種發光二極體，至少包含：一基板；一N型層，位於該基板上；一P型層，位於該N型層上；一N型焊墊，包含：一第一部，位於該N型層上；以及一第二部，與該第一部相互連接，並且該第二部延伸至該P型層上方，該N型焊墊之該第二部的面積相對大於該N型焊墊之該第一部的面積；一P型焊墊，位於該P型層上；以及一絕緣層，位於該N型焊墊與該P型層之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該N型焊墊具有一L形外觀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該絕緣層包含：一第一段，形成於該N型焊墊的該第一部與該P形層之間；以及一第二段，連接該第一段，且形成於該N型焊墊的該第二部與該P形層之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體，其中 該絕緣層之該第二段的面積相對大於該絕緣層之該第一段的面積。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體，其中該絕緣層具有一L形外觀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該絕緣層材質為二氧化矽、二氧化鈦或三氧化二鋁之透明材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該絕緣層之材質為多層膜反射層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該絕緣層之材質為一具有一透明層與一金屬反射層之複合材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該N型焊墊與該P型焊墊為金屬材質。