专利名称：具有梯形侧边斜面的发光二极管结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管结构，尤指一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构。
背景技术：
由于近代石化能源逐渐匮乏，对节能产品需求日益扩大，因此发光二极管(LED)的技术有长足的进步。而在石油价格不稳定的条件之下，全球各个国家积极地投入节能产品的开发，将发光二极管应用于省电灯泡便是此一趋势下的产物。此外，随着发光二极管技术的进步，白光或其它颜色(例如蓝光)发光二极管的应用也逐渐广泛，现今其应用已可包括液晶显示器(IXD)的背光板、打印机、用于计算机的光学连接构件、指示灯、地面灯、 逃生灯、医疗设备光源、汽车仪表及内装灯、辅助照明、主照明...等。发光二极管除了由于耗电低、不含汞、寿命长、二氧化碳排放量低等优势外，全球各国政府禁用汞的环保政策，也驱使研究人员投入白光发光二极管的研发与应用。在全球环保风潮方兴未艾之际，被喻为绿色光源的发光二极管可符合全球的主流趋势，如前所指，其已普遍应用于3C产品指示器与显示装置之上；而再随着发光二极管生产良率的提高，单位制造成本也已大幅降低，因此发光二极管的需求持续增加。承前所述，此刻开发高亮度的发光二极管已成为各国厂商的研发重点，然而当前的发光二极管仍存在缺陷，使得发光效率无法达到最佳状态。于过去技术中，曾选择采用覆晶式结构或是垂直式电极结构来提升发光效率。由于一般发光二极管是采用将蓝宝石基板直接黏在杯座上的封装方式；然而这样的封装方式会使光在输出时，会受到黏接垫片及金属打线的阻挡而导致发光亮度降低，因此有采用覆晶式结构来改善光会被阻挡的缺陷。还有一种改善方式则为使用电流阻挡层。一般发光二极管的电流方向为最短路径，如此将使大部分的电流皆注入P型电极下方的区域。这样将导致大部分的光聚集在P型电极下方，因而使所产生的光被P型电极所阻挡而无法大量输出，造成光输出功率下降。因此，可使用电流阻挡层(Current Blocking Layer)来改善,此方法是使用蚀刻与化学气相沉积的方式，来将绝缘体沉积于组件结构中。用来阻挡最短的路径，因此使发光二极管的电流往其余路径来流动，进而使组件的光亮度提升。然而，该些方法并非针对发光二极管的发光层是全方向发光的特性，而发光二极管于使用上并非全方向都能采光，因此往非理想出光方向发散的光线将无法被有效利用，形成能量的浪费。因此，本实用新型针对发光二极管结构的做进一步突破，以结构上的特殊设计使光得以由上方大量出光，以提升发光二极管的发光效率。
实用新型内容本实用新型的主要目的，是提供一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其具有梯形侧边斜面，使部分发光层所产生的光可经由斜面产生折射，使光能较均匀地发散，提高出光效率。本实用新型的次要目的，是提供一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其上层表面积小于下层，因此发光层的侧边部分可以直接向上方出光，而不需经由半导体层的影响而造成光衰减。本实用新型的技术方案是一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其是包含:一光学反射层；一 P型半导体层，是设于该光学反射层的上方；一发光层，是设于该P型半导体层的上方；及一 N型半导体层，是设于该发光层的上方；其中，该光学反射层的一底部长度大于该N型半导体层的一顶部。本实用新型中，其中该光学反射层的二侧边是连接于该P型半导体层的二侧边，更进一步与该发光层及该N型半导体层的二侧边相连接，且该光学反射层、该P型半导体层、该发光层与该N型半导体层的二侧边分别呈一平面。本实用新型中，更进一步包含一金属导电层，是设于该光学反射层的下方。本实用新型中，更进一步包含一基板，是设于该金属导电层的下方。本实用新型具有的有益效果透过本实用新型的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，该发光层20所产生的光亮将可集中由发光二极管的上方均匀发散，且减少光行进中所会受到的遮蔽，进而提高发光二极管的出光效率。
图I :其为本实用新型的一较佳实施例的结构示意图。图号对照说明ION型半导体层101顶部20发光层30P型半导体层40光学反射层401底部50金属导电层60基板70N型电极 80P型电极具体实施方式
为使对本实用新型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，说明如下于先前技术的该些发光二极管结构，其因为发光二极管的发光层所发的光皆为全向性。因此有部份的光可能会向非理想出光方向发射出去，些光对无法提高发光效率而造成浪费。故本实用新型藉由结构上的改良来集中并提升发光效率。且此发光二极管结构应用广泛，除了一般基础的发光二极管之外，亦适合用于高压发光二极管(HVLED)、交流电发光二极管(ACLED)等领域。首先请参考图1，本实用新型的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其包含一光学反射层40 P型半导体层30 发光层20 N型半导体层10 ;—底部401及一顶部101。其中，该P型半导体层30，是设于该光学反射层40的上方；该发光层20，是设于该P型半导体层30的上方；及该N型半导体层10，是设于该发光层20的上方；该底部401为该光学反射层40横切面的下边缘长度；而该顶部101则为该N型半导体层10横切面的上边缘长度。除了上述组件之外，再请参考图I，本实用新型的具有梯形侧边斜面的发光二极管 结构更进一步包含一金属导电层50 ;—基板60 N型电极70及一 P型电极80 ;其中，该金属导电层50是设于该光学反射层40的下方；该基板60是设于该金属导电层50的下方；该P型电极80是设于该金属导电层50的上方；而至于该N型电极70，则是设于该N型半导体层10的上方。本实用新型的关键技术特征为透过改变结构而提升发光二极管的发光效率。再请参考图1，本实用新型中，除了该底部401长度小于该顶部101之外，该光学反射层40的二侧边是连接于该P型半导体层30的二侧边，并更进一步与该发光层20及该N型半导体层10的二侧边相连接。除此之外，该光学反射层40、该P型半导体层30、该发光层20与该N型半导体层10的二侧边分别呈一平面。在此结构之下，本实用新型于该光学反射层40以上至该N型半导体10以下，以横切面观之，其为一上窄下宽的梯形结构。而该金属导电层50的一侧边与该光学反射层40的一侧边相连接，因制程上的结果而亦为一平滑斜面。于前述的结构之下，本实用新型的光亮自发光层20产生后，由于光线是全向性发光，因此有部分的光将往发光二极管的侧边行进，而此些光透过本实用新型于侧边的斜面设计，当部分光欲由侧边平行发散出时，将会受到侧边斜面的影响而发生折射。而该些折射的光可提高发光二极管靠近边缘部分的光强度，使光发散的范围更广且均匀。而除了往两侧平行行进的光线之外，部分光线则是往该发光层20的下方行进，此时透过该光学反射层40的反射功能,原本将由发光二极管下方发散的光将可被直接反射往发光二极管上方行进，回到了理想的出光方向，此亦达到光亮集中出光的效果。至于侧边的斜面结构除了上述折射的功能之外，还有减少该发光层20受到上层其余层面的遮蔽而遭削弱出光效果的功能。于本实用新型的结构中，该发光层20的边缘将不会被该N型半导体层10遮蔽；虽然该N型半导体层10可容许光线通过，但多少会有光亮在此层被吸收，使光亮度减少。而透过本实用新型的结构，该发光层20的周边光线可不受遮蔽而顺利出光。除了在设计上针对集中光线方向而为的结构改良之外，本实用新型为使电流可确实导通，因此在该光学反射层40的下方设置有该金属导电层50。本实用新型于应用时，电流自该P型电极80流入，经位于其下的该金属导电层50传导，再向上分别流经该光学反射层40、该P型半导体层30、该发光层20及该N型半导体层10，最后再由该N型电极70导出，故本实用新型的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构为一具有可行性的结构。透过此具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，该发光层20所产生的光亮将可集中由发光二极管的上方均匀发散，且减少光行进中所会受到的遮蔽，进而提高发光二极管的出光效率。[0040]综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型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 本实用新型的权利要求范围内。
权利要求1.一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其特征在于，其是包含 一光学反射层； 一 P型半导体层，是设于该光学反射层的上方； 一发光层，是设于该P型半导体层的上方；及 一 N型半导体层，是设于该发光层的上方； 其中，该光学反射层的一底部长度大于该N型半导体层的一顶部。
2.如权利要求I所述的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其特征在于，其中该光学反射层的二侧边是连接于该P型半导体层的二侧边，更进一步与该发光层及该N型半导体层的二侧边相连接，且该光学反射层、该P型半导体层、该发光层与该N型半导体层的二侧边分别呈一平面。
3.如权利要求I所述的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其特征在于，更进一步包含一金属导电层，是设于该光学反射层的下方。
4.如权利要求I所述的具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，其特征在于，更进一步包含一基板，是设于该金属导电层的下方。
专利摘要本实用新型涉及一种具有梯形侧边斜面的发光二极管结构，可用于诸如一般发光二极管、高压发光二极管、交流电发光二极管等发光二极管领域；其发光区域非具有垂直侧边，而是为平滑斜面；透过其光学反射层、P型半导体层、发光层与N型半导体层等层面的侧边所共同延续出的平滑面，配合光学反射层的功能，使光线可以由发光二极管的上方均匀出光。且透过暴露出部分发光层的设计，亦减少光线遭遮蔽而遭吸收减弱的效果，进而同时增加发光二极管的出光效率。
文档编号H01L33/24GK202363508SQ20112045680
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者黄国瑞 申请人:鼎元光电科技股份有限公司竹南分公司