[发明专利]高效率发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管，尤指一种适用于提高出光效率的发光二极管。

背景技术

发光二极管光学效率分为内部量子效率与外部光萃取效率，内部量子效率是半导体芯片电光转换的效能，现今一般量子转换效率很高，此一效能主要取决于发光二极管芯片厂技术能力。而外部光萃取效率，一般而言皆较低落，是现今发光二极管整体发光效率无法提升的主要原因。

光萃取效率低落，其主要原因是不同介质所造成的全反射现象，使得光无法有效导出、而局限于LED内部。根据斯奈尔(Snell)定律，光入射到不同介质的界面会发生反射和折射的现象，入射光和折射光位于同一个平面上，并且与界面法线的夹角满足如下关系：

n₁sinθ₁＝n₂sinθ₂

其中，n₁和n₂分别是入射介质和折射介质的折射率，θ₁和θ₂分别是入射光、折射光与界面法线的夹角，称之为入射角和折射角。光线若从光密介质(较高折射率的介质)进入到光疏介质(较低折射率的介质)，当入射角比临界角大时，光线会有全反射的现象，临界角(θ_c)可从以下方程序计算：

θ_c＝arcsin(n₂/n₁)

一般发光二极管的芯片材料折射率约在2.4～2.8之间，而常用的发光二极管封装材料环氧树脂(epoxy)折射率约1.54，硅胶(Silicone)折射率约1.41～1.54，皆远低于发光二极管芯片材料的折射率。光源由较高折射率的发光二极管芯片射出至折射率较低的发光二极管封装材料，发光二极管内部的全反射将无法避免，并且将使得光萃取效率不佳。

以图1所示的发光二极管为例，其包含有一透明封胶10、基板21、外延层结构22、第一电极23、第二电极24，外延层结构22形成于基板21上，透明封胶10则将基板21、外延层结构22、第一电极23、及第二电极24包覆于其内。其中，基板21、外延层结构22的折射率约在2.4～2.8之间，透明封胶10的折射率约1.41～1.54之间。因此，根据斯奈尔定律，光源从基板21、外延层结构22射出至透明封胶10时，将产生全反射的现象。由于光被局限于发光二极管内部，因此发光二极管材料会将光源吸收而产生热量，更造成效能与寿命降低。因此，极有必要针对此一问题进行改善。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高效率发光二极管，以便能有效降低发光二极管内部的全反射现象，以提高出光效率。

为达成上述目的，本发明一种高效率发光二极管，包括：一基板；一外延层结构，形成于该基板上，外延层结构内包含有一活化层，并具有一第一位置、及第二位置；一第一电极，其配置于该外延层结构的第一位置；一第二电极，其配置于该外延层结构的第二位置；以及一聚酰亚胺层，包覆住该外延层结构及该基板，致使该外延层结构所发出的光通过该聚酰亚胺层而发射出去。

本发明的另一目的是提供一种高效率发光二极管，以便能有效降低发光二极管内部的全反射现象，以提高出光效率。

为达成上述目的，本发明另外提供一种高效率发光二极管，包括：一导电基板；一外延层结构于该导电基板上；一第一电极，其配置于该外延层结构上；一第二电极，其配置于该导电基板上；以及一聚酰亚胺层，包覆住该外延层结构及该导电基板，致使该外延层结构所释放出的光源通过该聚酰亚胺层而发射出去。

附图说明

图1为现有技术的发光二极管示意图；

图2为本发明一较佳实施例的高效率发光二极管示意图；

图3为本发明较佳实施例的聚酰亚胺层的化学式结构；

图4为本发明另一较佳实施例的高效率发光二极管示意图；

图5为本发明较佳实施例的聚酰亚胺层的物理结构。

【主要元件符号说明】

10    透明封胶        21  基板

22    外延层结构      221 活化层

222   p型半导体层     223 n型半导体层

224   第一位置        225 第二位置

23    第一电极        24  第二电极

25    聚酰亚胺层      31  导电基板

251   表面            51  微粒

具体实施方式