[发明专利]发光二极管

说明书

技术领域

本发明有关于一种发光二极管(light emitting diode；LED)，且特别有关于一种可增加发光效率的发光二极管。

背景技术

目前制作LED的业者倾向于研究提高LED发光效率的方法。在LED的装置中，其发光效率不佳的一个重要因素在于，部分自发光层产生的光线会在外延层与环境气体的界面处全反射导致光线无法射出至LED外。再者，被外延层反射而无法导出的光线将又可能在LED的内被全反射，如此，将在LED中产生热能，进而导致LED装置的发光效率与性能的降低。

Lester于美国专利第6,091,085号揭露一种改善发光效率的LED。如1图所示，LED装置110包括蓝宝石基底112。在蓝宝石基底112上方形成n型GaN外延层13，在n型GaN外延层13上方形成p型GaN外延层14。并且，在n型GaN外延层13与p型GaN外延层14之间形成发光层18。在p型GaN外延层14上方形成透明电极层15，在n型GaN外延层13上方形成电极层16。n型GaN外延层13形成之前，粗糙化(roughen)蓝宝石基底112表面，藉以在蓝宝石基底112表面形成凸部118及凹部119。基底表面的凹凸部118、119散射(scatter)光线，部分被散射的光111及113可导出LED装置110之外。由于凹凸部118、119改变光的反射角度，因此增加光被导出的机率，进而改善LED发光效率。

另有其他习知技术用以增加LED的发光效率，举例而言，将LED芯片表面粗糙化以增加光射出LED的机率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种增加发光效率的发光二极管。

本发明的一实施例提供一种发光二极管，包括：基底，该基底具有至少一凸出部或光通道；第一材料层，在该基底上方；第二材料层，在该第一材料层上方；以及发光层，在该第一材料层及该第二材料层之间；其中，该凸出部或光通道的折射率与该第一材料层、该第二材料层、与该发光层中至少其一的折射率不同，且该凸出部或光通道，穿过该发光层。于数个具体例中，凸出部或光通道的材料与基底相同或相异，此外，此材料为二氧化硅、氮化硅、或此二者的组合。

本发明另一实施例提供一种发光二极管的形成方法，包括：提供基底，该基底具有至少一凸出部或光通道；在该基底上方形成第一材料层；在该第一材料层上方形成第二材料层；以及在该第一材料层及该第二材料层之间形成发光层；其中，该凸出部或光通道的折射率不同于该第一材料层及该第二材料层的折射率，且该凸出部或光通道穿过该发光层。

附图说明

图1是绘示习知的发光二极管装置的剖面图；

图2A至6B是绘示本发明的各种实施例的发光二极管的剖面图。

主要元件符号说明

13、14～外延层；             18～发光层；

15～透明电极层；             16～电极层；

110～LED；                   111、113～光

112～蓝宝石基底；            118～凸部；

119～凹部；                  200～LED；

210～基底；                  211～第一材料层；

212～第二材料层；            213～发光层；

220～凸出部；                230～透明导电层；

231～第一电极层；            232～第二电极层；

L1、L2～光。

具体实施方式

以下实施例将伴随着图式说明本发明的概念，在图式或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在图式中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟习此技艺的人士所知的形式，此外，当叙述一层位于一基板或是另一层上时，此层可直接位于基板或是另一层上，或是其间亦可有中介层。

图2A至6B是绘示本发明的各种实施例的发光二极管的剖面图。请参照图2A，本发明实施例的可增加发光效率的发光二极管(LED)200制作于基底210上。基底210较佳为透明绝缘基底，例如蓝宝石与二氧化硅。然而，本实施例并不排除使用如碳化硅(SiC)等的导电基板。基底210具有至少一个凸出部或光通道220。在一例子中，于基底210上形成图案化的光致抗蚀剂层，接着藉由干式或湿式蚀刻法蚀刻基底210以形成凸出部220。