具有多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光二極體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的例示性實(shí)施例涉及一種發(fā)光二極體，且更特定而言，涉及一種具有多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光二極體。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極體廣泛用于顯示裝置以及背光單元。相比于現(xiàn)有白熾燈或熒光燈，在發(fā)光二極體具有低功率消耗以及長(zhǎng)壽命的情況下，發(fā)光二極體已通過(guò)替換現(xiàn)有白熾燈、熒光燈以及類(lèi)似者而將應(yīng)用范圍擴(kuò)展至一般照明。
[0003]發(fā)光二極體可由正向電流(forward current)驅(qū)動(dòng)，且因此根據(jù)在交流電流(alternating current ；AC)下所提供的電流的方向重復(fù)開(kāi)/關(guān)操作。因此，當(dāng)發(fā)光二極體直接連接至AC源時(shí)，發(fā)光二極體可能不能連續(xù)地發(fā)光，且可能易于受到反向電流損害。此夕卜，可由預(yù)定正向電壓驅(qū)動(dòng)單一發(fā)光二極體，且因此可能不能在高電壓條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極體。
[0004]已開(kāi)發(fā)能夠在高電壓AC條件下驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極體。此發(fā)光二極體可包含具有實(shí)質(zhì)上正方形或矩形形狀且由互連線(xiàn)彼此串聯(lián)連接的多個(gè)發(fā)光單元，且因此，發(fā)光二極體可由高電壓驅(qū)動(dòng)。另外，發(fā)光單元的串聯(lián)陣列可連接至諸如橋式整流器(bridge rectifier)的整流器電路，藉此提供可由AC源驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極體。
[0005]然而，具有多個(gè)發(fā)光單元的典型發(fā)光二極體可能具有相對(duì)較低的發(fā)亮效率。
[0006]韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)案第2011-0024762A號(hào)揭示用于改良光提取效率的技術(shù)，其中凹凸圖案(convex-concave pattern)形成于基板上，如形成于圖案化的藍(lán)寶石基板(patternedsapphire substrate ；PSS)中，使得半導(dǎo)體層可生長(zhǎng)于凹凸圖案上。然而，此技術(shù)僅經(jīng)由形成凹凸圖案而在改良光提取效率方面具有限制。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)章節(jié)中所揭示的以上資訊僅為了增強(qiáng)理解本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，且因此其可含有并不形成現(xiàn)有技術(shù)的任何部分、亦并非現(xiàn)有技術(shù)可向本領(lǐng)域技術(shù)人員所暗示的內(nèi)容的資訊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問(wèn)題
[0009]本發(fā)明的例示性實(shí)施例提供一種具有經(jīng)改良的光提取效率的發(fā)光二極體。
[0010]本發(fā)明的例示性實(shí)施例亦提供一種包含多個(gè)發(fā)光單元且具有經(jīng)改良的光提取效率的發(fā)光二極體。
[0011]本發(fā)明的例示性實(shí)施例亦提供一種能夠減少由發(fā)光二極體的組件造成的光損失的發(fā)光二極體。
[0012]本發(fā)明的額外特征將在以下描述中闡述，且將部分地自描述顯而易見(jiàn)，或可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而獲悉。
[0013]技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的例示性實(shí)施例提供一種發(fā)光二極體，其包含安置于基板上的發(fā)光單元，以及將發(fā)光單元彼此連接的導(dǎo)線(xiàn)，其中發(fā)光單元各自包含具有兩個(gè)銳角以及兩個(gè)鈍角的平行四邊形形狀(parallelogram-shaped)的發(fā)光單元，或具有三個(gè)銳角的三角形發(fā)光單元。
[0015]本發(fā)明的例示性實(shí)施例提供一種制造發(fā)光二極體的方法，方法包含制備基板；在基板上形成包含第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、主動(dòng)層以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的堆迭；以及圖案化堆迭以形成發(fā)光單元。發(fā)光單元各自包含具有兩個(gè)銳角以及兩個(gè)鈍角的平行四邊形形狀的發(fā)光單元，或具有三個(gè)銳角的三角形發(fā)光單元。
[0016]本發(fā)明的例示性實(shí)施例提供一種包含安置于基板上的發(fā)光單元的發(fā)光二極體。發(fā)光單元各自包含具有兩個(gè)銳角以及兩個(gè)鈍角的平行四邊形形狀的發(fā)光單元，或具有三個(gè)銳角的三角形發(fā)光單元，基板包含凹凸圖案，其包含由其第一表面上的凸面界定的凸面以及凹面，且凹凸圖案安置于基板的第一表面上的第一區(qū)域中，且包含安置于凹凸圖案的表面上的細(xì)凸面(fine convexities)以及凹面。
[0017]應(yīng)理解，前述一般描述以及以下詳細(xì)描述皆為例示性以及解釋性的，且意欲提供如所主張的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0018]自結(jié)合附圖的以下例示性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上以及其他形式、特征以及優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見(jiàn)。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的示意性平面圖。
[0020]圖2為根據(jù)圖1的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的沿著線(xiàn)1-V截取的剖視圖。
[0021]圖3為平行四邊形形狀的發(fā)光單元的示意性平面圖。
[0022]圖4為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的示意性平面圖。
[0023]圖5為根據(jù)圖4的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的沿著線(xiàn)1-V截取的剖視圖。
[0024]圖6(a)以及圖6(b)為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的示意性平面圖。
[0025]圖7 (a)、圖 7 (b)、圖 7 (C)、圖 7 (d)、圖 7 (e)、圖 7 (f)、圖 7 (g)、圖 7 (h)、圖 7 ⑴以及圖7(j)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0026]圖8、圖9以及圖10為用于蝕刻的罩幕圖案的示意性平面圖。
[0027]圖11為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的凹凸圖案的平面圖。
[0028]圖12為圖11中所顯示的凹凸圖案的透視圖。
[0029]圖13(a)以及圖13(b)分別為說(shuō)明通過(guò)形成于發(fā)光二極體的下部部分處的凹凸圖案以及隔離區(qū)域內(nèi)的凹凸圖案自主動(dòng)層在各種方向上發(fā)射的光的反射的圖。
[0030]圖14(a)、圖14(b)、圖14 (C)、圖14(d)以及圖14(e)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0031]圖15(a)、圖15(b)、圖15(c)以及圖15(d)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0032]圖16(a)、圖16(b)、圖16(c)以及圖16(d)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0033]圖17為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的凹凸圖案的平面圖。
[0034]圖18(a)、圖18(b)、圖18(c)以及圖18(d)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0035]圖19(a)、圖19(b)、圖19(c)以及圖19(d)為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的制造發(fā)光二極體的方法的剖視圖。
[0036]圖20以及圖21為在于凹凸圖案制備實(shí)例I以及2中所制備的凹凸圖案上生長(zhǎng)磊晶層之后凹凸圖案的橫截面SEM影像。
[0037]圖22 (a)、圖22 (b)以及圖22 (C)為具有在凹凸圖案制備實(shí)例3中所制備的凹凸圖案的基板的SEM影像。
[0038]圖23為描繪發(fā)光二極體制備實(shí)例2以及3中所制備的發(fā)光二極體的電流輸出的曲線(xiàn)圖。
[0039]圖24(a)以及圖24(b)為具有在凹凸圖案制備實(shí)例4中所制備的凹凸圖案的基板的SEM影像。
【具體實(shí)施方式】
[0040]將參看附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的例示性實(shí)施例。應(yīng)理解，僅通過(guò)說(shuō)明給出以下的例示性實(shí)施例，以向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。因此，本發(fā)明并不限于以下的例示性實(shí)施例，且可以不同方式體現(xiàn)。另外，貫穿本說(shuō)明書(shū)，將由相似參考編號(hào)表示相似組件，且為了清晰起見(jiàn)，可能夸示某些元件、層或特征的寬度、長(zhǎng)度以及厚度。
[0041]應(yīng)理解，當(dāng)將元件稱(chēng)作置放于另一元件“上方”或“上”時(shí)，其可直接置放于另一元件上或亦可存在介入層。換言之，應(yīng)將空間定向的表述解釋為指示相對(duì)定向，而非絕對(duì)定向。另外，應(yīng)理解，盡管本文中可使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等以將各種元件、組件、區(qū)域、層和/或區(qū)段彼此區(qū)分，但此等元件、組件、區(qū)域、層和/或區(qū)段不應(yīng)受此等術(shù)語(yǔ)限制。應(yīng)理解，出于本揭示內(nèi)容的目的，可將“X、Y以及Z中的至少一個(gè)”視為僅X、僅Y、僅Z，或兩個(gè)或兩個(gè)以上項(xiàng)X、Y以及Z的任何組合(例如，XYZ、XYY、TL、ZZ) O
[0042]圖1以及圖2分別為根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體的示意性平面圖以及示意性剖視圖，且圖3為圖1中所顯示的發(fā)光單元101的示意圖。
[0043]參看圖1、圖2以及圖3，根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的發(fā)光二極體包含基板10、多個(gè)發(fā)光單元UD 100、200以及互連線(xiàn)46。發(fā)光二極體可還包含第一電極墊片(electrodepad) 300a以及第二電極墊片300b。發(fā)光單元100、發(fā)光單元200中的每一個(gè)可包含形成于其上側(cè)上的電流散布導(dǎo)體層44、第一電極10a或第一電極200a以及第二電極10b或第二電極200b。另外，發(fā)光二極體可包含鈍化層43以及隔離層40。
[0044]基板10可為藍(lán)寶石(Al2O3)、碳化娃(SiC)、氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁(AlN)、氧化鎵(Ga2O3)或娃基板。基板10可為諸如藍(lán)寶石基板的絕緣基板，或其上形成有絕緣層的導(dǎo)電基板(conductive substrate)。
[0045]如圖式中所顯示，基板10大體上具有四角形形狀(quadrilateral shape)，例如，矩形形狀。如本文中所提及，基板10以及發(fā)光單元100、發(fā)光單元200的形狀(亦即，諸如四角形形狀、平行四邊形形狀、三角形形狀以及類(lèi)似者的形狀)為平面圖中的形狀。此處，諸如三角形形狀、四角形形狀或平行四邊形形狀的多角形形狀可包含經(jīng)稍微修改的多角形形狀。舉例而言，此多角形形狀可具有圓角部分。
[0046]如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“平行四邊形形狀”為不同于矩形形狀、具有銳角以及鈍角的四角形形狀。銳角部分可經(jīng)圓化(rounded)以具有比鈍角部分較大的曲率。另外，如本文中所使用，“三角形形狀”具有三個(gè)銳角，且三角形形狀的銳角部分亦可經(jīng)圓化。具有三個(gè)銳角的三角形形狀可為等邊三角形形狀。
[0047]由于發(fā)光單元可具有平行四邊形形狀或三角形形狀，因此發(fā)光二極體可減少發(fā)生于發(fā)光單元的側(cè)表面處的光損失，以及歸因于發(fā)光單元之間的光干擾或光吸收的光損失。
[0048]基板10可包含形成于其上部表面上且包含凹面1ac以及凸面1av的凹凸圖案10a，且置放于部分區(qū)域中的一些凹凸圖案1a中可包含形成于凹凸圖案1a表面上的細(xì)凸面以及凹面P。特定而言，具有細(xì)凸面以及凹面P的凹凸圖案1a可形成于不包含發(fā)光單元UD的下部區(qū)域的區(qū)域中，例如，形成于將發(fā)光單元UD彼此隔離的隔離凹槽G中。另外，如以下將描述，形成細(xì)凸面以及凹面P的凹凸圖案1a的區(qū)域可形成于發(fā)光單元UD的經(jīng)臺(tái)面蝕刻區(qū)域(mesa-etched reg1n)R下。細(xì)凸面以及凹面P可不規(guī)則地形成。替代性地，細(xì)凸面以及凹面P可規(guī)則地形成。
[0049]多個(gè)發(fā)光單元UD可包含:具有平行四邊形形狀的至少一發(fā)光單元100，平行四邊形形狀具有兩個(gè)銳角以及兩個(gè)鈍角；以及具有三角形形狀的至少一發(fā)光單元200。如圖1中所顯示，具有兩個(gè)銳角以及兩個(gè)鈍角的平行四邊形形狀的發(fā)光單元100可配置成兩列，使得第一列與第二列具有配置于其中的相同數(shù)目個(gè)發(fā)光單元100。
[0050]當(dāng)基板10具有矩形形狀時(shí)，平行四邊形形狀的發(fā)光單元100中的每一個(gè)的兩邊平行于基板10的兩側(cè)，且發(fā)光單元的另外兩邊并不平行于基板10的任何側(cè)。如圖3中所顯示，發(fā)光單元100包含面向于彼此的第一邊101 (見(jiàn)圖3)，以及面向于彼此的第二邊103 (見(jiàn)圖3)。此處，發(fā)光單元100配置于基板10上，使得第一邊101平行于基板10的邊緣，且第二邊103并不平行于基板10的任何邊緣。
[0051]如圖3中所顯示，界定于第一邊101與第二邊103之間的鈍角可大于90°且等于或小于135°。隨著鈍角(Θ)接近135°，發(fā)光二極體具有進(jìn)一步改良的光提取效率。因而，當(dāng)發(fā)光單元具有平行四邊形形狀時(shí)，發(fā)光單元中的每一個(gè)內(nèi)的光損失減少，藉此減少由發(fā)光單元之間的光干擾以及發(fā)光單元的光吸收造成的光損失。此處，大于135