[發明專利]半導體發光裝置

無效

• 申請號: 200610074660.X
• 申請日: 2006-04-21
• 公開（公告）號: CN101060148A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 謝明勛
• 申請（專利權）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波;侯宇

技術領域

本發明涉及一種半導體發光裝置，特別是涉及一種具有外接光摘出區的半導體發光裝置，此光摘出區的截面積大于發光層的面積。

背景技術

發光二極管(Light?Emitting?Diode；LED)為一種固態物理半導體元件，其至少包含pn結(pn?junction)，此pn結形成于p型與n型半導體層之間。當于pn結上施加一定程度的偏壓時，p型半導體層中的空穴與n型半導體層中的電子將會結合而釋放出光。此光產生的區域一般又稱為發光區(activeregion)。發光區發光的色彩取決于構成pn結的材料，例如，AlInGaP系列的LED可以發出紅色至綠色范圍的光，III-V氮化物系列的LED可以發出綠光至紫外光。

一般來說，發光層的結構可分為單異質結構(single?heterostructure；SH)、雙異質結構(double?heterostructure；DH)、雙側雙異質結構(double-side?doubleheterostructure；DDH)、以及多層量子井(multi-quantum?well；MQW)等，然而，此等結構的基本原理仍遵循pn結的機制。一個商品化的LED產品的結構中，除了pn結外，尚會包含生長基板(growth?substrate)、緩沖層(bufferlayer)、電極、反射層、導線、及/或熒光粉等。

發光層所產生的光朝各個方向前進。然而，使用者通常僅需要特定方向的光，而需要利用反射層或鏡面反射部分的光線。此外，LED材料與環境介質間的折射系數差異會造成照射在LED邊界的光線在特定入射角下遭到全反射。一般來說，上述各種形式的被反射光難以避免地會再行經LED內部。

如圖1A所示，現有發光二極管100包括基板110與外延層130。外延層130中包括發光層131。發光層131在承受一偏壓下會朝各個方向發射光線。外延層130與基板110間形成反射層150以反射來自發光層131的光線。

射線R₁射向發光二極管100上方，當環境介質的折射系數小于發光二極管100的折射系數，且入射角大于臨界角，射線R₁會在外延層130的邊界全反射而返回外延層130內部。當射線R₁穿過發光層131時，部分的射線R₁會被發光層131吸收。另一部份未被吸收的射線R₁會照射到反射層150且被反射向上而再次穿過發光層131。如此，射線R₁于外延層130內震蕩并反復行經發光層131而逐漸被吸收。于相同機制下，射向發光二極管100下方的射線R₂亦于外延層130內震蕩并反復行經發光層131而逐漸被吸收。

如圖1B所示，發光二極管100的基板110與外延層130間不形成反射層，且基板110相對于發光層131所發的光為透明。基板110下方可以設置鏡面(未顯示)或僅為空氣。自基板110的底面被反射的射線R₃，若以大于臨界角Θ_C的入射角Θ_I照射基板110的側壁，射線R₃將被反射回外延層130內部。部分返回外延層130的射線R₃為發光層131所吸收。如上所述，射線R₃于外延層130的邊界可能會被全反射而返回外延層130內部，并于外延層130內震蕩并反復行經發光層131而逐漸被吸收。

被發光層131所吸收的光線于某些程度上勢將降低發光二極管100的光摘出效率(light?extraction?efficiency)。

發明內容

本發明提供一種半導體發光裝置以及一種發光二極管封裝結構，可以減少被發光層吸收的光線。

本發明的半導體發光裝置包含發光結構與外接的透光載體。發光結構至少包含由二種相異半導體層所構成的發光層以及透光基板。透光載體與發光結構于透光基板的側相連接，且透光載體的面積大于發光層的面積。半導體層承受偏壓時會發出光線。部分光線會透過透光基板射入透光載體。透光載體可以增加發光結構的光摘出效率。

本發明的發光二極管封裝結構至少包含透光載體、基座、正極支架、與負極支架。透光載體固定于基座上。透光載體與基座間可以選擇地設置反射結構。透光載體用以承載發光二極管管芯，且透光載體的面積大于發光二極管管芯中發光層的面積。發光二極管管芯的正負極分別電連接至正極支架與負極支架。

附圖說明

圖1A及1B為顯示現有發光二極管內的光跡圖。