[发明专利]发光二极管装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光装置，特别是关于一种发光二极管装置。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode，LED)是一种由半导体材料制作而成的发光元件。由于发光二极管属冷发光，具有耗电量低、元件寿命长、反应速度快等优点，再加上体积小容易制成极小或阵列式的元件，因此近年来，随着技术不断地进步，其应用范围涵盖了电脑或家电产品的指示灯、液晶显示器的背光源乃至交通号志或是车用指示灯，甚至将来亦有机会作为照明用的光源。

然而，发光二极管仍然存在着一些待改善的问题，例如散热、发光功率不足及发光效率不佳等问题，皆是现今发光二极管尚无法全面取代光源用途的缺点。

除上述缺点之外，请参照图1A，其图1A为常规的发光二极管装置的示意图。常规的一种发光二极管装置1所发出的光线主要是集中于其光轴OS1附近，意即，越接近光轴OS1的区域，光线的强度越强。因此，发光二极管装置1适用于小角度、能量集中的照明器材，例如手电筒、台灯或交通号志。倘若应用于液晶显示器的背光源时，则必须搭配导光板及扩散板的使用，以提供液晶显示面板均匀的背光源。

另外，请参照图1B，其为常规的另一种发光二极管装置的示意图。常规的一种发光二极管装置2为了能提供均匀且具有大范围的发光面积，其利用透镜21以覆盖发光二极管元件22。透镜21在靠近光轴OS2的周围具有凹部211，并通过凹部211将发光二极管22所产生的光线有效地予以折射，使其远离光轴OS2的后再射出透镜21，由此增加其发光面积。

承上所述，虽然上述方式增加了发光二极管的发光面积，然而一般的发光二极管所造成的光场形状为圆形，如图1C所示，当多个发光二极管3同时排列在一起并发光时，其光场形状将会有重叠区域A01的产生，如此一来，光强度不均匀的现象仍然无法改善。

援因于此，如何提供一种能够调整光场形状及光场强度分布的发光二极管装置及其制造方法，实属当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够产生均匀的光强度分布的发光二极管装置及其制造方法。

本发明的另一目的为提供一种能够配合其应用场合不同，而可调整设计其光场形状的发光二极管装置及其制造方法。

缘是，为达上述目的，依据本发明的一种发光二极管装置包括导热基板、第一半导体层、发光层以及第二半导体层。第一半导体层形成于导热基板之上，发光层形成于第一半导体层上，而第二半导体层形成于发光层上。其中第二半导体层的出光面具有多个台阶凸块。

为达上述目的，依据本发明的一种发光二极管装置的制造方法包括以下步骤：形成第一半导体层于导热基板之上；形成发光层于第一半导体层上；形成第二半导体层于发光层上；以及移除部分的第二半导体层，并于第二半导体层的出光面形成多个台阶凸块。

为达上述目的，依据本发明的另一种发光二极管装置的制造方法包括以下步骤：形成第一半导体层于原始基板上；形成发光层于第一半导体层上；形成第二半导体层于发光层上；将导热基板与第二半导体层结合；移除原始基板；以及移除部分的第一半导体层，并于第二半导体层的出光面形成多个台阶凸块。

承上所述，因依据本发明的一种发光二极管装置及其制造方法，在发光二极管装置的出光面的半导体层上形成台阶凸块，而台阶凸块可为二元光学(Binary optical)凸块，因此可通过台阶凸块将发光层所射出的光束的光场形状，调整为所需要的三角形、四边形或其他形状，并且可调整各台阶凸块的设计，以达到使光束均匀分布的目的。又再者，除了台阶凸块的设计之外，亦可在发光路径上另外设置一适当的透镜(lens)，亦即，将透镜设置于台阶凸块与光束照射的目的物之间，由此调整光束的光学特性，而使得应用更为广泛。

附图说明

图1A为常规的发光二极管装置的示意图。

图1B为常规的另一种发光二极管装置的示意图。

图1C为常规的发光二极管所造成的光场形状的示意图。

图2A为依据本发明优选实施例的一种发光二极管装置的示意图。

图2B至图2D为图2A中虚线圆部分的各种台阶凸块的剖面示意图。

图3A与图3B为依据本发明优选实施例的发光二极管所造成的光场形状的示意图。

图4为依据本发明优选实施例的一种发光二极管装置的另一示意图。

图5为依据本发明第一实施例的一种发光二极管装置的制造方法的流程图。

图6A至图6D为与图5配合的发光二极管装置的示意图。

图7为图5中步骤S04的详细步骤流程。