[发明专利]发光元件

说明书

本申请文件是2007年11月28日提交的发明名称为“发光元件”的第200710196122.2号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光元件，尤其是指一种具有电流分散电极的发光二极管元件。

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，具有体积小、可靠度高等优点，在市场上的应用颇为广泛。例如，光学显示装置、激光二极管、交通信号标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置等。

请参照图1A、1B，图1A所绘示为已知氮化物发光二极管1的结构俯视图，而图1B所绘示为图1A的已知氮化物发光二极管1沿A-A剖面线的结构剖面图。该已知氮化物发光二极管1的结构包含基板11、n型氮化物层12、发光层13、p型氮化物层14、p型透光电极15、n型电极16，兼具有电极垫的功能、以及p型电极垫17。电极垫是作为接收外界电流输入的结构，当电流经p型电极垫17导入后，藉p型透光电极15提高电流分散的效果以使电流均匀分布，再使电子和空穴于发光层13结合而激发出光子。但是实际上，如图1B所示，已知氮化物发光二极管的发光区域多集中在p型透光电极15靠近n型电极16的地方，造成发光效率不佳。并且，更由于电流的集中效应，使得局部区域温度升高，而减少已知发光二极管1的寿命。虽然已知技术可通过进一步提高p型透光电极15的厚度，以改善电流分散的效果，但却使得p型透光电极15的吸光率提高，透光率因而降低。为了解决上述问题，在美国专利US6,307,218号内容中，披露如图2所绘示的发光二极管2结构俯视图，另外于美国专利US6,614,056号中，亦披露如图3所绘示的发光二极管3结构俯视图。在图2中，发光二极管2具有p型电极以及n型电极，p型电极包含p型电极垫24、由电极垫向外延伸的两条第一臂状电极24a，以及夹于两条第一臂状电极之间的第二臂状电极24b。臂状电极可降低p型电极的吸光率，且可使电流经由p型电极垫24导入后再通过臂状电极分散开。n型电极包含n型电极垫25、第三臂状电极25a，以及第四臂状电极25b。由p型电极注入的电流，经由发光二极管的发光区后，再由n型电极导出。p型臂状电极24a、24b与n型臂状电极25a、25彼此交错排列。

参考图3，发光二极管3包含n型电极，具有位于发光二极管3第一侧的第一电极垫（contact）35以及n型指状电极36与第一电极垫35相连接；以及p型电极，具有位于发光二极管3第二侧的第二电极垫37以及两条与第二电极垫37相连接的指状电极38a、38b，其中第二侧与第一侧对立。再者，n型指状电极36自第一侧向第二侧延伸，p型指状电极38a、38b自第二侧向第一侧延伸，且n型指状电极36与p型指状电极38a、38b彼此交错排列。在发光元件2、3中，p型电极及n型电极通过其延伸电极交错排列的方式解决已知氮化物发光二极管1的电流分散不均，发光效率不佳的问题。

另外参考图4，在美国专利US 6,518,598号中披露发光二极管4，在发光二极管的外延结构中形成螺旋形的凹槽，再在凹槽及非凹槽的外延结构表面形成具有两种不同电性的p型金属电极41及n型金属电极42，以及与p型金属电极41及n型金属电极42相接的p型电极垫43、n型电极垫44。其中p型电极及n型电极亦成平行螺旋结构的分布，可解决已知氮化物发光二极管1的电流分散不均，发光效率不佳的问题。

在上述传统的各种发光二极管结构中，为了避免位于出光面的电极吸收由发光二极管产生的光线，其电极设计多为透光电极或者是透过各种如臂状、指状、或螺旋状电极的设计减少电极的面积，以增加出光面积。一般的电极宽度会小于电极垫的宽度，以避免电极总面积过大，以减少电极遮光面积。

发明内容

在一实施例中，提供一种发光元件，包含基板；发光叠层位于基板上，包含第一层、第二层、以及夹于第一层及第二层之间的半导体发光层；凹槽，此凹槽穿过第二层、发光层至第一层，裸露出第一层的部分表面；第一导电结构，位于凹槽中第一层的裸露表面；以及第二导电结构，位于第二层上；其中，第一导电结构包含第一电极以及第一电极垫，第一电极与该第一电极垫电连接；第二导电结构包含第二电极以及第二电极垫，第二电极与第二电极垫电连接；其中第一电极垫及第二电极垫中至少一个的面积介于1.5×10⁴μm²至6.2×10⁴μm²之间。

在一实施例中，上述的第一层包含第一导电型半导体层，该第二层包含第二导电型半导体层。