[发明专利]发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种发光二极管及其制造方法，且特别是有关于一种包含多个经由单一基板上的内连线(interconnection)互相连接的发光单元(light emitting cell)的发光二极管，及其制造方法。

背景技术

氮化镓(GaN)型发光二极管(LED)已经使用于包括全彩发光二极管显示器(full color LED display)、发光二极管交通号志板、白光发光二极管等等的广泛应用。近年来，发光效率(luminous efficacy)高于现有的萤光灯(fluorescent lamp)的白光发光二极管预期将在通用照明领域超越现有的萤光灯。

发光二极管可藉由正向电流(forward current)驱动来发光且需要直流电的供应。因此，当发光二极管直接连接到交流电(alternating current，AC)源时，发光二极管将根据电流的方向重复开/关(on/off)操作，因而无法连续发光且可能容易被反向电流(reverse current)损坏。

为了解决发光二极管的此种问题，由酒井(Sakai)等人所提出的WO2004/023568(A1)(名为“具有发光元件的发光装置(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)”)揭露一种可透过直接连接到高电压交流电源来使用的发光二极管。

上述WO2004/023568(A1)的交流电发光二极管包括多个经由交流电源所驱动的空气桥内连线(air bridge interconnection)所互相连接的发光元件。这样的空气桥内连线可能会很容易被外力打断，并且可能由于受外力变形而造成短路。

为了解决空气桥内连线的此种缺点，例如第10-069023号及第10-1186684号的韩国专利中公开一种交流电发光二极管。

图1是一种包含多个发光单元的典型发光二极管的示意平面图，而图2及图3是沿着图1的线A-A所截取的剖面图。

参照图1及图2，发光二极管包括基板21、包含S1、S2的多个发光单元26、透明电极层31、绝缘层33、及内连线35。此外，每一个发光单元26包括下半导体层25、主动层27及上半导体层29，且缓冲层23可插置于基板21与发光单元26之间。

发光单元26藉由图案化在基板21上成长的下半导体层25、主动层27及上半导体层29而形成，且透明电极层31形成于每一个发光单元S1、S2上。在每一个发光单元26中，藉由部分移除主动层27及上半导体层29而部分曝露下半导体层25的上表面，以连接到内连线35。

接着，绝缘层33经形成以覆盖发光单元26。绝缘层33包括覆盖发光单元26的侧表面的侧绝缘层33a及覆盖透明电极层31的绝缘保护层33b。绝缘层33经形成而具有藉以曝露部分的透明电极层31的开口(opening)及藉以曝露下半导体层25的开口。然后，内连线35形成于绝缘层33上，其中内连线35的第一连接部(connection section)35p经由绝缘层33的开口连接到一个发光单元S1的透明电极层31，且内连线35的第二连接部35n经由绝缘层33的其他开口连接到与发光单元S1相邻的另一个发光单元S2的下半导体层25。第二连接部35n连接到藉由部分移除主动层27及上半导体层29而曝露的下半导体层25的上表面。

在现有技术中，内连线35形成于绝缘层33上，因此可避免受到外力而变形。此外，因为内连线35藉由侧绝缘层33a与发光单元26分开，所以能够避免发光单元26因内连线35而短路。

然而，这样的现有发光二极管对于发光单元26区域中的电流散布可能有其限制。尤其，电流可能集中在连接到透明电极层31的内连线35的一端的下方，而非均匀散布在发光单元26的区域中。电流聚集(current crowding)可能随着电流密度逐渐增加而变得严重。

此外，这样的现有发光二极管可能具有主动层27中所产生的一部分的光可能被内连线35吸收及损耗的问题，且可能需要增加绝缘层33的厚度以避免形成诸如针孔(pin-holes)之类的缺陷。

此外，由于为了第二连接部35n的电性连接而曝露下半导体层25的上表面的一部分，所以主动层27及上半导体层29被部分移除，且因而可能减少有效发光区域。

为了避免电流聚集，可在透明电极层31与发光单元26之间配置电流阻挡层30以避免内连线35的连接端下方的电流聚集。

图3是相关技术中的一种包含电流阻挡层30的发光二极管的剖面图。