一种覆晶型的发光二极管结构与制作方法技术

一种覆晶型的发光二极管结构与制作方法，包含一蓝绿光层、一接合层与一红光层，该蓝绿光层具有一绿色光激光发光结构与一蓝色电激光发光结构，而该红光层具有一红色光激光发光结构；本发明专利技术的制作方法的其一为让一蓝宝石接合层作为该接合层，并双面磊晶成长形成该蓝绿光层与该红光层；其二为分别使用磊晶成长该蓝绿光层与该红光层后，再利用该接合层连接；据此，一外加电压激发该蓝色电激光发光结构产生一蓝光，该蓝光激发该绿色光激光发光结构产生一绿光，该蓝光、该绿光激发该红色光激光发光结构产生一红光，可达到三原色光谱的显色品质，且本发明专利技术全为固态半导体材料，相对于荧光粉而言，没有光衰与信赖度问题。没有光衰与信赖度问题。没有光衰与信赖度问题。

【技术实现步骤摘要】
一种覆晶型的发光二极管结构与制作方法


[0001]本专利技术有关于液晶显示器背光源，尤其有关于具有三原色光谱的液晶显示器背光源的发光二极管结构与制作方法。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管液晶显示器(TFT_LCD)的发光原理为让一背光源通过三原色的彩色滤光片(Color
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Filter)，TFT
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LCD控制三原色各自的光通过率，达成一个混光像素(Pixel)而可显示各种颜色。目前普遍使用的彩色滤光片的背光源为白光LED，其为利用蓝光LED晶粒产生蓝光，再让绿色荧光粉与红色荧光粉涂布于LED表面或于LED外部以荧光薄膜方式存在，再以蓝光激发绿色荧光粉与红色荧光粉而混色形成白光。
[0003]又如美国专利公告第US 9.214,601 B1号专利，则揭露了一种结构，为以电激发光产生400nm波长的紫光，再利用光激发光产生蓝光与绿光，再利用红色发光物质、光激发红色磷光发光物质来发出红光，因此可以产生高度演色性的白光。
[0004]如上所述的背光源，皆会使用到荧光粉，然而，荧光粉普遍存在光谱较宽(色纯度低、色阶少、演色性差)与信赖度(衰退老化)较差的问题。
[0005]为改善荧光粉存在的光谱过宽与信赖度问题，也有以三颗红(R)、绿(G)、蓝(B)的LED当背光光源，由于蓝、绿光LED为氮化物材料(AlGaInN)，而红光LED为磷化物与砷化物的四元材料(AlGaInP、AlGaAs)。使用三颗LED(R、G、B)可得到较窄光谱宽度，有利于显示器的色彩饱和度；但缺点为成本较高(需三颗LED晶粒)与需要两种驱动电压(红光的四元材料的驱动电压较低～2V、蓝绿光的氮化物材料的驱动电压较高～3V)。另外，因三颗LED晶粒在空间配置上需要并排，无法于同一微小平面同时混合出光。其电路较复杂、体积较大、成本较高、另外三颗LED晶粒较一颗LED晶粒有较高的失效机率。
[0006]另外，PCT专利：WO 00/76005 A1揭露一种主结构为氮化物AlGaInN化合物半导体的蓝光LED，当电流通过时以电激发蓝色活性层(Active Region
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1)发出蓝光；而副结构为四元化合物半导体结构(AlGaInP磷化物)，其为黄色活性层(Active Region
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2)，利用主结构发出较高能量的蓝光为激发光源(Primary Source)，激发副结构的黄色活性层产生黄光(Secondary Source)，黄光与穿透的蓝光进行混合形成白光。
[0007]然而，请参阅图1所示，为四元磊晶的红色光激光发光结构的能带图，其为一多重量子井，包含两侧的局限层(Confinement Layer)1、多个位能井(WELL)2与多个位能障(Barrier)3，因为四元材料AlGaInP需成长于晶格匹配的GaAs基板，此时局限层1、位能障3的最高能隙材料组成为Al
0.5
In
0.5
P，其能隙(Eg)约为2.5eV，此材料会吸收492nm以下的波长，而蓝光460nm能量为＝2.7eV，因此四元化合物半导体结构(AlGaInP磷化物)的位能障3与局限层1会吸收大量的蓝光而造成无发光的损耗，因此四元磊晶的红色光激光发光结构的发光效率较低没有商业利用的价值。

技术实现思路

[0008]爰此，本专利技术的主要目的在于揭露一种覆晶型的发光二极管结构与制作方法，以满足车用环境下的高温、低温与长期震动条件下的使用需求。
[0009]本专利技术揭露了一种覆晶型的发光二极管结构，其包含一蓝绿光层、一红光层与一接合层，其中该蓝绿光层具有一以氮化物磊晶成长的蓝色电激光发光结构与一以氮化物磊晶成长的绿色光激光发光结构，该红光层具有一以氮化物磊晶成长的红色光激光发光结构。该绿色光激光发光结构设置于该蓝色电激光发光结构上，该接合层位于该红色光激光发光结构与该绿色光激光发光结构之间，且该接合层接合固定该红色光激光发光结构与该绿色光激光发光结构。又该蓝色电激光发光结构被一外加电压激发而产生一蓝光，该蓝光激发该绿色光激光发光结构产生一绿光，该蓝光、该绿光激发该红色光激光发光结构产生一红光。
[0010]又本专利技术揭露的制作方法，在一实施例中，其步骤包含：备制一能够双面磊晶成长的蓝宝石接合层，该蓝宝石接合层作为该接合层使用，于该蓝宝石接合层的一侧上，依序形成该绿色光激光发光结构的一第一局限层、一绿色活性层与一第二局限层与该蓝色电激光发光结构的一N型半导体层、一蓝色活性层与一P型半导体层；以及于该蓝宝石接合层的另一侧上，依序形成该红色光激光发光结构的一第一局限层、一红色活性层与一第二局限层。
[0011]而在另一实施例中，本专利技术揭露的制作方法的步骤包含：于一蓝宝石基板的一侧上，依序形成该绿色光激光发光结构的该第一局限层、该绿色活性层与该第二局限层与该蓝色电激光发光结构的该N型半导体层、该蓝色活性层与该P型半导体层；接着于一可成长氮化物的基板上，依序形成该红色光激光发光结构的该第二局限层、该红色活性层与该第一局限层；利用该接合层连接(键结或粘结)固定该红色光激光发光结构的该第一局限层与该蓝宝石基板；以及减薄或去除该基板，以减少该基板的吸光。
[0012]据此，本专利技术揭露的覆晶型可发出三原色(绿光、蓝光与红光)光谱的发光二极管结构，为以该外加电压激发该蓝色电激光发光结构产生该蓝光，再以该蓝光激发该绿色光激光发光结构产生该绿光，再以该蓝光与该绿光激发该红色光激光发光结构产生该红光，此时未被吸收而穿透射出的该蓝光、该绿光，会与该红光混光形成三原色光谱，其为由全固态半导体材料组成，没有使用荧光粉，具有高信赖度、较窄半高宽的三原色光谱、单一蓝光电路、同一平面均匀发光的特性，可满足车用环境下的高温、低温与长期震动条件下的使用需求。
附图说明
[0013]图1，为习知四元磊晶的红色光激光发光结构的能带图；
[0014]图2，为本专利技术第一实施例的结构断面示意图；
[0015]图3，为本专利技术不同绿色活性层厚度的发光强度示意图；
[0016]图4，为本专利技术三原色的发光强度示意图；
[0017]图5，为本专利技术第二实施例的结构断面示意图；
[0018]图6，为本专利技术第二实施例的半成品结构断面示意图一；
[0019]图7，为本专利技术第二实施例的半成品结构断面示意图二；
[0020]图8，为本专利技术第二实施例的半成品结构断面示意图三。
具体实施方式
[0021]为对本专利技术的特征、目的及功效，有着更加深入的了解与认同，兹列举一较佳实施例并配合附图说明如后：
[0022]请参阅图2所示，为本专利技术第一实施例，本专利技术揭露了一种覆晶型的发光二极管结构，其包含一以氮化物磊晶成长的蓝色电激光发光结构10、一以氮化物磊晶成长的绿色光激光发光结构20、一以氮化物磊晶成长的红色光激光发光结构30与一蓝宝石接合层40(结合层)。其中，该蓝色电激光发光结构10与该绿色光激光发光结构20作为一蓝绿光层的蓝绿磊晶结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种覆晶型的发光二极管结构，其特征在于，包含：一蓝绿光层，该蓝绿光层具有一以氮化物磊晶成长的蓝色电激光发光结构与一以氮化物磊晶成长的绿色光激光发光结构，该绿色光激光发光结构设置于该蓝色电激光发光结构上，且该蓝色电激光发光结构被一外加电压激发而产生一蓝光，该蓝光激发该绿色光激光发光结构产生一绿光；一红光层，该红光层具有一以氮化物磊晶成长的红色光激光发光结构，该蓝光、该绿光激发该红色光激光发光结构产生一红光；以及一接合层，该接合层位于该红色光激光发光结构与该绿色光激光发光结构之间，且该接合层接合固定该红色光激光发光结构与该绿色光激光发光结构。2.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该接合层为一蓝宝石接合层，且该绿色光激光发光结构与该红色光激光发光结构分别以磊晶成长形成于该蓝宝石接合层的两侧。3.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该接合层为一连接接合层，该连接接合层连接固定该红色光激光发光结构与该绿色光激光发光结构，且该绿色光激光发光结构为形成于一蓝宝石基板上，而该连接接合层粘结固定该红色光激光发光结构与该蓝宝石基板。4.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该蓝色电激光发光结构为选用氮化铝铟镓制成，且该蓝色电激光发光结构包含依序堆叠的一N型半导体层、一蓝色活性层与一P型半导体层。5.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该绿色光激光发光结构为选用氮化铝铟镓，该绿色光激光发光结构包含依序堆叠的一第一局限层、一绿色活性层与一第二局限层。6.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该红色光激光发光结构为选用氮化铝铟镓制成，该红色光激光发光结构包含依序堆叠的一第一局限层、一红色活性层与一第二局限层。7.一种覆晶型的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，步骤包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈復邦，赖俊铭，蔡增光，黄国欣，
申请(专利权)人：联嘉光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：