[發明專利]高效率發光二極管

無效

• 申請號: 200910166021.X
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101989639A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 陳瑞鴻;藍培軒;藍鈺邴
• 申請（專利權）人: 福華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及發光二極管，尤指一種適用于提高出光效率的發光二極管。

背景技術

發光二極管光學效率分為內部量子效率與外部光萃取效率，內部量子效率是半導體芯片電光轉換的效能，現今一般量子轉換效率很高，此一效能主要取決于發光二極管芯片廠技術能力。而外部光萃取效率，一般而言皆較低落，是現今發光二極管整體發光效率無法提升的主要原因。

光萃取效率低落，其主要原因是不同介質所造成的全反射現象，使得光無法有效導出、而局限于LED內部。根據斯奈爾(Snell)定律，光入射到不同介質的界面會發生反射和折射的現象，入射光和折射光位于同一個平面上，并且與界面法線的夾角滿足如下關系：

n₁sinθ₁＝n₂sinθ₂

其中，n₁和n₂分別是入射介質和折射介質的折射率，θ₁和θ₂分別是入射光、折射光與界面法線的夾角，稱之為入射角和折射角。光線若從光密介質(較高折射率的介質)進入到光疏介質(較低折射率的介質)，當入射角比臨界角大時，光線會有全反射的現象，臨界角(θ_c)可從以下方程序計算：

θ_c＝arcsin(n₂/n₁)

一般發光二極管的芯片材料折射率約在2.4～2.8之間，而常用的發光二極管封裝材料環氧樹脂(epoxy)折射率約1.54，硅膠(Silicone)折射率約1.41～1.54，皆遠低于發光二極管芯片材料的折射率。光源由較高折射率的發光二極管芯片射出至折射率較低的發光二極管封裝材料，發光二極管內部的全反射將無法避免，并且將使得光萃取效率不佳。

以圖1所示的發光二極管為例，其包含有一透明封膠10、基板21、外延層結構22、第一電極23、第二電極24，外延層結構22形成于基板21上，透明封膠10則將基板21、外延層結構22、第一電極23、及第二電極24包覆于其內。其中，基板21、外延層結構22的折射率約在2.4～2.8之間，透明封膠10的折射率約1.41～1.54之間。因此，根據斯奈爾定律，光源從基板21、外延層結構22射出至透明封膠10時，將產生全反射的現象。由于光被局限于發光二極管內部，因此發光二極管材料會將光源吸收而產生熱量，更造成效能與壽命降低。因此，極有必要針對此一問題進行改善。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種高效率發光二極管，以便能有效降低發光二極管內部的全反射現象，以提高出光效率。

為達成上述目的，本發明一種高效率發光二極管，包括：一基板；一外延層結構，形成于該基板上，外延層結構內包含有一活化層，并具有一第一位置、及第二位置；一第一電極，其配置于該外延層結構的第一位置；一第二電極，其配置于該外延層結構的第二位置；以及一聚酰亞胺層，包覆住該外延層結構及該基板，致使該外延層結構所發出的光通過該聚酰亞胺層而發射出去。

本發明的另一目的是提供一種高效率發光二極管，以便能有效降低發光二極管內部的全反射現象，以提高出光效率。

為達成上述目的，本發明另外提供一種高效率發光二極管，包括：一導電基板；一外延層結構于該導電基板上；一第一電極，其配置于該外延層結構上；一第二電極，其配置于該導電基板上；以及一聚酰亞胺層，包覆住該外延層結構及該導電基板，致使該外延層結構所釋放出的光源通過該聚酰亞胺層而發射出去。

附圖說明

圖1為現有技術的發光二極管示意圖；

圖2為本發明一較佳實施例的高效率發光二極管示意圖；

圖3為本發明較佳實施例的聚酰亞胺層的化學式結構；

圖4為本發明另一較佳實施例的高效率發光二極管示意圖；

圖5為本發明較佳實施例的聚酰亞胺層的物理結構。

【主要元件符號說明】

10????透明封膠????????21??基板

22????外延層結構??????221?活化層

222???p型半導體層?????223?n型半導體層

224???第一位置????????225?第二位置

23????第一電極????????24??第二電極

25????聚酰亞胺層??????31??導電基板

251???表面????????????51??微粒

具體實施方式