发光元件制造技术

本发明专利技术关于一种发光元件，该发光元件包含基板；发光叠层，形成于该基板上；以及透光粘结层，形成于该发光元件的内部或出光表面上，该透光粘结层内含光学结构，其中该光学结构的折射率相异于该透光粘结层的折射率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种发光元件，具有内含光学结构的透光粘结层。
技术介绍
半导体发光元件已广泛应用于各领域，例如，光学显示装置、激光二极 管、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置等。但 如何提高发光元件的发光效率，目前仍为一发展的重要课题。如图1所示，由Snell定律的关系可知，当光在发光二极管内行进时， 只有在临界角0c内才可以被射出，超过此临界角的入射光线会被全反射回 发光二极管内而可能被吸收。换言之，当发光二极管所发出的光由折射率高 的介质进入折射率低的介质时，由发光二极管发光层所产生的光线，需在20c 角度所形成的圆锥范围内才可顺利折射出发光二极管。也就是发光二极管所 发出的光由高折射率的发光二极管外延层进入低折射率的环境中，例如基板环境中，但有一部分入射角大于临界角的入射光线被反射回发光二极管外延 层，且由于发光二极管外延层周围皆为低介质材料，因此部分光线经由内部 来回反射最后被完全吸收而消失。已知的技术披露一种具有埋藏式微反射器的发光元件，其利用蚀刻技 术，将一发光元件的外延层蚀刻成一微反射结构，此微反射结构为半圓球形、 金字塔形、或角锥形，接着沉积金属反射层于微反射结构外延层上，再将微 反射结构外延层的顶端与导电载体(硅芯片)接合在一起，之后，移除原先外 延层的不透光基板。通过此埋藏式微反射器，使得所有由发光层产生射向微 反射器的光线皆反射回外延层，并由垂直发光二极管出光面的方向射出，而 不会受到临界角的限制。
技术实现思路
本专利技术在于提供发光元件包含内含光学结构的透光粘结层。本专利技术的一方面在于提供发光元件包含基板、发光叠层、以及内含波长 转换结构及/或光散射结构的透光粘结层形成于此发光元件的内部或出光表面。于本专利技术的一实施例，此波长转换结构包含至少 一种材料选自于蓝色荧 光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、硒化锌、硒化镉锌、碲化锌、 III族磷化物、III族砷化物、以及III族氮化物所组成的组。于本专利技术的另 一实施例，光散射结构包含至少一种透光材料选自氧化铟锡(ITO)、氧化钛(Ti02)、氧化硅(SiO。、氮化硅(SiN)、氮化铝(A1N)、以及 聚合物(polymer)所组成的组。于本专利技术的另一实施例，此发光叠层包含散射表面邻近于此透光粘结 层，并且，此透光粘结层位于此基板及此发光叠层之间。于本专利技术的另一实施例，所述的基板为透光基板，包含至少一种材料选 自于GaP、 SiC、 A1203、以及玻璃所组成的组。于本专利技术的另一实施例，所述的发光叠层，包含至少一种材料选自于 AlGalnP、 A1N、 GaN、 AlGaN、 InGaN、及AlInGaN所组成的组。于本专利技术的另 一实施例，所述的透光粘结层包含至少一种材料选自于聚 酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、及氧化铟锡所组成的 组。于本专利技术的另一实施例，所述的散射表面为粗化面。于本专利技术的另一实施例，所述的粗化表面包含多个微凸起，这些微凸起 的剖面图案包含至少一种图案选自于半圆球形、金字塔形、及角锥形所组成 的组。于本专利技术的另一实施例，所述的粗化表面包含凹凸表面。 于本专利技术的另一实施例，其中所述的发光叠层包含第一半导体层；发光 层；第二半导体层。所述的第一半导体形成于所述的基板上，并具有一散射表面；所述的发光层形成于部分的所述的第一半导体层上；所述的第二半导体层形成于所述的发光层上。于本专利技术的另 一实施例，所述的第二半导体层具有另 一散射表面。 于本专利技术的另一实施例，所述的发光元件包含第一电极及第二电极。所述的第一电极形成于所述的第一半导体层上，并且所述的第二电极形成于所述的第二半导体层上。于本专利技术的另 一 实施例，所述的发光元件包含第 一透光导电层形成于所 述的第一电极及第一半导体层之间；以及第二透光导电层于所述的第二电极 及第二半导体层之间。于本专利技术的另一实施例，所述的发光元件包含第一电极及第二电极分别 形成于所述的发光叠层的上表面及所述的基板的下表面。于本专利技术的另 一实施例，所述的发光元件包含第 一透光导电层形成于所 述的第一电极及所述的发光叠层之间以及第二透光导电层形成于所述的第 二电极及所述的基板之间。于本专利技术的另 一 实施例，所述的透光导电层的材料包含选自氧化铟锡、 氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌铝、氧化锌锡、金、以及镍/金所构成组中的至 少 一种材料或其它可代替的材料。于本专利技术的另一实施例，所述的发光叠层及透光粘结层具有相异的折射 率，以提高光取出效率进而改善发光效率。附图说明图1为说明Snell定律的示意图； 图2为符合本专利技术的光场示意图； 图3为示意图，揭示符合本专利技术一实施例的发光元件； 图4为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图5为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图6为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图7为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图8为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图9A为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图9B为示意图，揭示符合本专利技术另 一 实施例的发光元件； 图10为示意图，揭示符合本专利技术另一实施例的发光元件； 图11A及11B为示意图，揭示运用本专利技术发光元件的封装结构； 图11C为示意图，揭示运用本专利技术发光元件的显示装置。主要元件符号说明100、200、 300、 510、 611发光元件110、112基板110a、110b、 122、 136a散射表面120透光粘结层121波长转换结构123光散射结构130发光叠层132第一半导体层134发光层136第二半导体层140第一电极150第二电极180第一透光导电层190第二透光导电层500封装结构520载板530电路装置540连接线600显示装置610发光装置620散光装置630液晶装置640滤光装置具体实施例方式图2为根据本专利技术的光场示意图，当由发光层13产生的光线1A射向散 射表面S时，光线1A的一部分折射穿过基板形成光场1B,光线1A的另一 部分被散射表面散射成光场1C。经过散射表面S散射后，被导回发光层13 的散射光线，如果在临界角范围内，可直接经由发光层表面取出，进而提高 光摘出效率。如果导回发光层13的散射光线大于临界角，会再经过散射表 面S的散射而改变射向发光层的入射角。因此，无论经过多少次的全反射， 经过散射表面S散射后，即可增加光取出的机率，进而改善光取出效率。图3揭示符合本专利技术一实施例的发光元件剖面示意图。发光元件100包 含基板110、透光粘结层120、发光叠层130、第一电极140、以及第二电极 150。于一实施例中，基板110为透光基板，其材料可为选自于GaP、 SiC、 A1203、及玻璃所构成组中的至少一种。透光粘结层120形成于基板IIO上， 其材料可为非晶质或软质透光材料，例如选自于聚酰亚胺(PI)、笨并环丁烯 (BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、及氧化铟锡所构成组中的至少一种。发光叠层 130包含第一半导体层132、发光层134、以及第二半导体层136。其中，发 光叠层130的折射率不同于透光粘结层120的折射率。第一半导体层132通过透光粘结层120与基板110接合，并具有散射表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包含：　基板；　发光叠层，形成于该基板上；以及　透光粘结层，形成于该发光元件的内部或出光表面上，该透光粘结层内含光学结构，其中该光学结构的折射率相异于该透光粘结层的折射率。

【技术特征摘要】
US 2007-8-14 11/893,2201.一种发光元件，包含基板；发光叠层，形成于该基板上；以及透光粘结层，形成于该发光元件的内部或出光表面上，该透光粘结层内含光学结构，其中该光学结构的折射率相异于该透光粘结层的折射率。2. 如权利要求1所述的一种发光元件，其中该内含光学结构的透光粘结 层形成于该基板与该发光叠层之间。3. 如权利要求l所述的一种发光元件，其中该光学结构包含至少一结构 择自由波长转换结构及光散射结构所组成的组。4. 如权利要求3所述的一种发光元件，其中该波长转换结构包含至少一 种材料选自于蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、竭化锌、竭化镉锌、iii族磷化物、ni族砷化物、以及m族氮化物所组成的材料组。5. 如权利要求3所述的一种发光元件，其中该光散射结构包含至少一种材料选自氧化铟锡、氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮化铝、以及聚合物所组成 的组。6. 如权利要求l所述的一种发光元件，其中该基板为透光基板，包含选 自于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明勋，徐大正，彭韦智，李亚儒，吕琪玮，杨雅兰，苏英阳，蔡孟伦，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]