[發(fā)明專利]具有擴(kuò)展電極的發(fā)光二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210423346.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN102903819A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)軍朋;李水清;楊力勛;梁興華;鄭高林;鐘志白
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/38
• 分類號(hào): H01L33/38
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有擴(kuò)展電極的發(fā)光二極管，特別是一種具有提高出光效率和改善出光均勻性的電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管。??

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED）經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛用于顯示、指示、背光、照明等不同領(lǐng)域。

目前很多發(fā)光二極管采用金屬電極指形結(jié)構(gòu)進(jìn)行電流擴(kuò)展，從而提高器件的發(fā)光效率。如圖1所示，為美國(guó)專利US5698865公開的一種電極結(jié)構(gòu)圖，?發(fā)光二極管出光面上分布有金屬指形電極7。為了達(dá)到良好的電流擴(kuò)展效果，其寬度一般都在1um以上。但是金屬不透明，指形電極結(jié)構(gòu)帶來(lái)了減小發(fā)我面種的缺點(diǎn)，因此大大影響了出光效率，并且由于電極的擋光造成了出光的不均勻分布。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種提高出光效率和改善均勻性的發(fā)光二極管設(shè)計(jì)方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種具有擴(kuò)展電極的發(fā)光二極管，包括半導(dǎo)體發(fā)光疊層、電極，其特征在于：所述電極位于發(fā)光二極管出光面，包含接觸電極和指形電極，所述部分或全部指形電極的寬度為亞微米級(jí)。

進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體發(fā)光疊層發(fā)光有光通過(guò)所述指形電極時(shí)產(chǎn)生光的衍射或者干涉。

優(yōu)選地，所述指形電極部分的寬度與發(fā)光波長(zhǎng)接近，不超過(guò)發(fā)光主波長(zhǎng)的兩倍，其厚度也不能超過(guò)發(fā)光峰值波長(zhǎng)的兩倍，這樣可以利用光的衍射和干涉提高出光效率。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述指形電極的寬度為小于或等于800nm。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述指形電極的寬度接近或等于所述發(fā)光二極管發(fā)光峰值波長(zhǎng)。

優(yōu)選地，所述指形電極包圍的面積大于等于發(fā)光二極管出光面面積的一半。

優(yōu)選地，所述接觸電極包括兩個(gè)接觸點(diǎn)，所述指形電極由第一接觸點(diǎn)向第二個(gè)接觸點(diǎn)延伸。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，為更好的電流擴(kuò)展，所有的指形電極都由接觸點(diǎn)引出，并有多個(gè)指形電極部分來(lái)提高電流擴(kuò)展能力。對(duì)于p面為出光面的發(fā)光二極管，可在外延層和金屬電極之間加入透明電極層以提升電流擴(kuò)展能力。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述指形電極在距離接觸點(diǎn)最遠(yuǎn)處的寬度可大于接近接觸點(diǎn)處的寬度，以使電流可以擴(kuò)展到遠(yuǎn)離接觸點(diǎn)的部分。

優(yōu)選地，所述出光面電極為金屬電極或氧化物電極，其材料可選自Au,?Pt,?Cu,?Al,?Ti,?Ni,?Cr,?金屬氧化物或者上述材料的任意組合。

本發(fā)明考慮了光的干涉、衍射特性，指形電極部分采用了亞微米寬度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于光的衍射特性，在此結(jié)構(gòu)中光可以繞過(guò)指形電極部分出射，不被其所阻擋，從而提到了發(fā)光二極管的出光效率。同時(shí)，為了有效地?cái)U(kuò)展電流，采用了多個(gè)亞微米級(jí)指形電極部分，從而可以改善出光均勻性。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。

圖1為現(xiàn)有的典型發(fā)光二極管的電極俯視圖(US5698865)。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。

圖3為圖2所示的發(fā)光二極管中所涉及的出光面電極結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖4為圖3所示電極結(jié)構(gòu)的局部放大圖。

圖5為現(xiàn)有方案的出光效果模擬圖。

圖6為圖3所示方案的出光效果模擬圖。

具體實(shí)施方式

下面實(shí)施例公開了一種具有擴(kuò)展電極的發(fā)光二極管，包括半導(dǎo)體發(fā)光疊層和電極結(jié)構(gòu)。其中位于出光面的電極結(jié)構(gòu)包括一些系列寬度為亞微米級(jí)的擴(kuò)展電極和用于注入電流的球狀接觸電極。所有的指形電極都由接觸點(diǎn)引出，當(dāng)光從發(fā)光二極管的出光面射出時(shí)，在亞微米級(jí)的擴(kuò)展電極處產(chǎn)生光的衍射或者干涉，繞過(guò)指形電極部分出射，從而不被其所阻擋，提到了發(fā)光二極管的出光效率。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施做進(jìn)一步說(shuō)明。在該實(shí)施例中以垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管為例進(jìn)行說(shuō)明。

如圖2所示，一種發(fā)光二極管，包含：導(dǎo)電基板21，基板上方沉積有半導(dǎo)體發(fā)光疊層，依次為p型半導(dǎo)體層22、MWQ發(fā)光層23和n型半導(dǎo)體層24，n型半導(dǎo)體層上表面為出光面25。在其上制作電極圖形，發(fā)光二極管的對(duì)角分布有兩個(gè)球狀接觸電極26，從接觸點(diǎn)延伸出指形電極部分27，其寬度約等于發(fā)光主波長(zhǎng)。圖3為出光面的俯視圖，從圖中可看出由指形電極27圍成的面積占據(jù)了發(fā)光二極管發(fā)光面的大部分區(qū)域。圖4是為了清楚地表示電極結(jié)構(gòu)而進(jìn)行的放大，指形電極27的寬度接近出光主波長(zhǎng)，且接近球狀接觸電極26處的寬度略小于遠(yuǎn)離球狀接觸電極26處的寬度。