[實用新型]一種能提高光提取效率的發光二極管

有效

• 申請號: 201020697903.7
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN201918418U
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 張雪亮;吳東海
• 申請（專利權）人: 同方光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/58;H01L33/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及光電技術領域，特別是具有正向光導出結構的發光二極管。

背景技術

半導體發光二極管被廣泛應用于固態照明光源，其綠色節能的特點被普遍關注，其具有發熱量低、耗電量小、壽命長、反應速度快、體積小可平面封裝等優點，特別是以氮化物為基礎的藍色發光二極管的研制成功，使得發光二極管可以實現全色彩發光，并逐步邁向白光照明時代。目前發光二極管在汽車內外燈光、顯示器背光、室外景觀照明，便攜式系統閃光燈、投影儀光源、廣告燈箱、電筒、交通燈等領域都有廣泛應用。

就發光二極管技術發展而言，目前最重要的課題是如何提高發光二極管的亮度。要提高發光二極管的亮度，就要提高發光二極管的內部量子效率及光取出效率。內部量子效率代表電子轉換成光子的效率，其重點在于調整提高發光結構層的晶體質量，目前隨著晶體外延生長技術的提高，已經可以將內部量子效率提升至90％甚至更高；而光取出效率則與物理現象有關。根據光的折射原理，光從光密介質射到光疏介質的界面時，光要離開法線折射，當入射角增加到某種情形時，折射線將沿表面進行，即折射角為90度，該入射角稱為臨界角，若入射角大于臨界角，則無折射，全部光線均返回光密介質，此現象就出項了光的全反射。由于制備發光二極管的半導體材料與空氣的折射率差值大，導致光的出射角度小且界面反射率高，這樣，有源區發出的光只有一部分被提取出來，其余的光則會被反射回半導體材料內部，經過多次反射后被吸收，從而造成光提取效率不高的問題，致使發光二極管的外量子效率低。

現有技術中，為了提高發光二極管的光提取效率，本行業工程技術人員做了大量的努力。如中國專利公開號為CN?101515622A的“表面粗化的發光二極管芯片及其制造方法”，它通過在襯底正面形成錐狀的光學微結構來提高發光二極管的光提取效率；中國專利公開號為CN?101533879A的“可增加發光效率的發光二極管”，它通過在發光二極管底部增加光學層的方法來提高發光效率；中國專利公開號為CN?1945862A的“高提取效率的半導體發光二極管結構及其制備方法”，它通過在發光二極管表面蒸鍍增透膜的方法來提高發光二極管的亮度。上述現有技術都是在發光二極管的第一層面通過各種不同方法來提高發光二極管的光提取效率，而在發光二極管的第二層面如何來提高其光提取效率，現有技術中還沒有相關報道。

發明內容

為了填補上述現有技術的空白，本實用新型的目的是提供一種能提高光提取效率的發光二極管。它通過位于發光二極管第二層面的正向光導出結構來提升發光二極管的亮度，提高發光二極管的光提取效率。

為了達到上述發明目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現：

一種能提高光提取效率的發光二極管，它包括基板以及置于基板上方的依次由N型半導體層、發光層、P型半導體層和透明導電層組成的發光結構。透明導電層上的一端置有P型電極，在N型半導體層上、與P型電極相對的另一端置有N型電極。其結構特點是，所述P型半導體層和透明導電層之間置有正向光導出結構，正向光導出結構為等間距矩陣排列的數多個小凸塊。

在上述發光二極管中，所述正向光導出結構采用對所發出的光為透明的且對光的折射率大小介于P型半導體層和透明導電層折射率之間的材料。

在上述發光二極管中，所述小凸塊的高度為0.1-10μm，小凸塊的底部直徑為1-10μm，小凸塊的之間的間距為1-10μm。

本實用新型由于采用了上述的結構，通過在發光二極管P型半導體層與透明導電層之間制作一層正向光導出結構，利用該正向光導出結構避免光在P型半導體層與透明導電層界面發生全反射的幾率，進而提高光進入透明導電層的幾率。本實用新型同時利用小凸塊構成的不平整面，使光能夠多角度的穿過該小凸塊和該折射層折射出去，而使發光二極管的亮度得以提升。將本實用新型與現有技術中的在發光二極管第一層面提高光提取效率的技術相結合，能更大程度的提升發光二極管的光提取效率。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式