[发明专利]发光二极管装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)装置，特别是涉及一种可提高光取出 效率，亦可藉由透光层控制电流分散达到电流分布最佳化结果，另还可避 免注入电流流经金属电极下方活性层进一步提高发光效能的发光二极管装 置。

背景技术

请参阅图1所示，是一般现有的发光二极管的剖面示意图。在一般发光 二极管100中，基板102的表面上依序堆叠有缓冲层104、未掺杂氮化镓层 106、第一导电型氮化镓层108、活性层110、第二导电型氮化镓层112、以 及透光导电氧化物薄膜116，其中，透光导电氧化物薄膜116、第二导电型氮 化镓层112及活性层110的堆叠结构的一部分遭蚀刻移除，而暴露出此堆 叠结构遭移除部分下方的第一导电型氮化镓层108，如图1所示的结构。然 后，第一导电型接触电极118与第二导电型接触电极120分别设置在第一导 电型氮化镓层108的暴露部分的一部分与部分的透光导电氧化物薄膜116 上。

在此发光二极管100的结构中，第二导电型氮化镓层112上所设置的 单层透光导电氧化物薄膜116具有高穿透率低阻值的优点，且透光导电氧 化物薄膜116常用的材料例如为氧化铟锡(ITO)与氧化锌(ZnO)等。然而使 用单层透光导电氧化物薄膜无法解决材料间折射系数差异造成光被局限的 效应，亦无法避免电流直接由金属电极注入电极下方活性层，造成光被电 极吸收的的效果。

在发光二极管的发展趋势中，高发光效率的发光二极管一直是人们追 求的方向。然而，在发光二极管的结构中，受到材料层本身对光的吸收、不 同材料层界面之间的光反射效应、以及材料层界面之间光的全反射临界角 损失等现象的影响，而导致发光二极管的发光效率大幅下降。因此，在追求 高发光效率的发光二极管的趋势下，此一传统发光二极管结构的光取出效 率尚有相当大的改善空间。

由此可见，上述现有的发光二极管在结构与使用上，显然仍存在有不 便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商 莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完 成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急 欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的发光二极管装置，实属当前 重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的发光二极管存在的缺陷，本发明人基于从事此类产 品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加 以研究创新，以期创设一种新型结构的发光二极管装置，能够改进一般现 有的发光二极管，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复 试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种 新型结构的发光二极管装置，所要解决的技术问题是使其利用折射系数渐 变式的多层透光氮氧化物结构来取代传统的单层透光导电氧化物薄膜，如 此一来，可以降低不同材料界面间的光反射效应以及不同材料界面间光的 全反射临界角损失等现象，而可增加发光二极管装置的光取出效率；另外亦 可藉由这些透光层控制电流分散，达到电流分布最佳化的结果，非常适于 实用。

本发明的另一目的在于，提供一种发光二极管装置，所要解决的技术 问题是使其折射系数渐变式的多层透光结构中的较高阻值氮化物层设有至 少一接触洞，因此不仅可降低氮化物层对发光二极管装置的电特性影响，更 可适当调整金属电极下氮化物层的阻抗大小及布局来达到电流阻障 (Current Blocking)的效果，如此可以避免注入电流流经金属电极下方活 性层，进一步提高发光二极管装置的发光效能，从而更加适于实用。