[发明专利]发光二极管元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管元件，尤其是涉及一种具有高出光效率的阵列式发光二极管元件。

背景技术

发光二极管(LED)的发光原理和结构与传统光源并不相同，具有耗电量低、元件寿命长、无需暖灯时间、反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用需求制成极小或阵列式的元件，在市场上的应用颇为广泛。例如，光学显示装置、激光二极管、交通号志、数据存储装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置等。

现有的高压发光二极管元件1，如图1A与图1B所示，包含一透明基板10、多个发光二极管单元12以二维方向延伸，紧密排列形成于透明基板10上，每一个发光二极管单元的外延叠层120包含一第一半导体层121、一活性层122、以及一第二半导体层123。由于透明基板10不导电，因此于多个发光二极管单元外延叠层120之间由蚀刻形成沟槽14后可使各发光二极管单元12彼此绝缘，另外再通过部分蚀刻多个发光二极管单元外延叠层120至第一半导体层121以形成部分暴露区域。接着，再分别于相邻的发光二极管单元外延叠层120的第一半导体层121的暴露区域以及第二半导体层123上形成一导电配线结构19，包含第一电极18以及第二电极16。第一电极18与第二电极16分别各自又包含第一电极延伸部180与第二电极延伸部160，分别形成于相邻发光二极管单元外延叠层120的第一半导体层121与第二半导体层123之上，协助电流均匀分散流入半导体层中。通过导电配线结构19选择性连接于多个相邻的发光二极管单元12的第二半导体层123以及第一半导体层121，使得多个发光二极管单元12之间形成串联或并联的电路。其中，导电配线结构19下方可以是空气，也可以在形成导电配线结构19之前，预先在发光二极管单元12的外延层部分表面及相近的发光二极管单元12外延层间以化学气相沉积方式(CVD)、物理气相沉积方式(PVD)、溅镀(sputtering)等技术沉积形成绝缘层13，作为外延层的保护与相近发光二极管单元12间的电性绝缘。绝缘层13的材质较佳例如可以是氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN_x)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化二钽(Tantalum pentoxide,Ta₂O₅)等材料或其复合组合。

然而，通过导电配线结构19进行发光二极管单元12间的电路连结时，由于发光二极管单元12与之间的沟槽14高低差距颇大，在形成导电配线结构19时容易产生导线连结不良或断线的问题，进而影响元件的良率。

此外，上述的发光二极管元件1还可以进一步地与其他元件组合连接以形成一发光装置(light-emitting apparatus)。图2为现有的发光装置结构示意图，如图2所示，一发光装置100包含一具有至少一电路101的次载体(sub-mount)110，将上述发光二极管元件1粘结固定于次载体110上；以及，一电连接结构104，以电连接发光元件1的第一电极衬垫16’、第二电极衬垫18’与次载体110上的电路101；其中，上述的次载体110可以是导线架(lead frame)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate)，以方便发光装置100的电路规划并提高其散热效果。上述的电连接结构104可以是焊线(bonding wire)或其他连结结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光二极管元件，尤其是关于一种具有高出光效率的发光二极管元件。

为达上述目的，本发明的一实施例提供一种发光二极管元件，其包含一基板，具有一第一表面；多个发光二极管单元，形成在第一表面上，每一个发光二极管单元包含一第一半导体层、一第二半导体层，形成在第一半导体层上、以及一活性层，形成在第一半导体层与第二半导体层之间；以及多个导电配线结构，彼此完全分离，一端分别形成在第二半导体层上，直接接触第二半导体层，并通过第二半导体层彼此电性连结；其中，上述多个导电配线结构另一端分别形成在另一发光二极管单元上，直接接触另一发光二极管单元所包含的上述多个半导体层其中之一。