相關(guān)分案申請

本申請案是發(fā)明名稱為“發(fā)光元件”，申請?zhí)枮?01210574681.3的發(fā)明專利申請案的分案申請,原申請案的申請日是2012年12日26日。

本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光元件，且特別是有關(guān)于一種可增加出光效率(light-emittingefficiency)的發(fā)光元件。

背景技術(shù)：

一般而言，在制作發(fā)光二極管晶圓時，通常是先提供一基板，利用磊晶成長方式，在基板上形成一磊晶結(jié)構(gòu)，接著在磊晶結(jié)構(gòu)上配置電極以提供電能，便可利用光電效應(yīng)而發(fā)光。之后，利用微影蝕刻技術(shù)在磊晶結(jié)構(gòu)中形成多個縱橫交錯的切割道。其中，每相鄰的二縱向的切割道與相鄰的二橫向的切割道共同定義出一發(fā)光二極管晶粒。之后，進(jìn)行后段的研磨與切割制程，將發(fā)光二極管晶圓分成許多的發(fā)光二極管晶粒，進(jìn)而完成發(fā)光二極管的制作。

由于利用現(xiàn)有的切割技術(shù)所獲得的發(fā)光二極管的側(cè)壁為平面狀，加上發(fā)光二極管的材料與空氣的折射率差異，因此從發(fā)光二極管所發(fā)出的光只有少數(shù)可從其側(cè)面出射，大部分的光會在發(fā)光二極管側(cè)面處產(chǎn)生全反射，而無法進(jìn)一步利用由側(cè)面出射的光，影響發(fā)光二極管的側(cè)面的出光效率，進(jìn)而降低發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。因此，如何改善發(fā)光二極管側(cè)面出光量來提升整體的出光效率便成為了目前亟需解決的問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，具有形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上的粗糙結(jié)構(gòu)，可有效提升整體的出光效率。

本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，其包括一基板、一光電結(jié)構(gòu)以及一粗糙結(jié)構(gòu)?；寰哂斜舜讼鄬Φ囊簧媳砻媾c一下表面以及一連接上表面與下表面的環(huán)狀側(cè)表面，光電結(jié)構(gòu)配置在基板的上表面上，粗糙結(jié)構(gòu)形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上?；宓暮穸扰c粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于1且小于20。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的基板的厚度與粗糙結(jié)構(gòu)的厚度的比值大于等于3且小于等于10。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)的厚度大于等于10微米且小于等于50微米。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近基板的上表面的一側(cè)至基板的上表面的距離大于等于10微米且小于等于150微米。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)相對鄰近基板的下表面的一側(cè)至基板的下表面的距離大于等于0微米且小于等于100微米。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)包括一環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)包括多個環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)是以不等間距形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)之間部分重疊。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的粗糙結(jié)構(gòu)是由一非周期性圖案所組成。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光元件為一覆晶式發(fā)光元件。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的光電結(jié)構(gòu)包括一第一電極、一第二電極、一第一型半導(dǎo)體層、一第二型半導(dǎo)體層以及一發(fā)光層。發(fā)光層位于第一型半導(dǎo)體層與第二型半導(dǎo)體層之間，且第一電極與第二電極分別配置在第一型半導(dǎo)體層與第二型半導(dǎo)體層上。

基于上述，由于本發(fā)明的發(fā)光元件具有粗糙結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)光電結(jié)構(gòu)發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)來增加光的散射，可避免射至發(fā)光元件的側(cè)面的光產(chǎn)生全反射，進(jìn)而可提升整體發(fā)光元件的出光效率。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所示附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；

圖2a示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；

圖2b示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的基板與粗糙結(jié)構(gòu)相對位置的示意圖；

圖3示出為本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；

圖4示出為本發(fā)明的再一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖；

圖5示出為本發(fā)明的一種發(fā)光元件覆晶結(jié)合于一承載板的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100a、100b、100c、100d、100e：發(fā)光元件；

110：基板；

112：上表面；

114：下表面；

116：環(huán)狀側(cè)表面；

120a、120b：光電結(jié)構(gòu)；

121a、121b：第一電極；

123a、123b：第二電極；

125a、125b：第一型半導(dǎo)體層；

127a、127b：第二型半導(dǎo)體層；

129a、129b：發(fā)光層；

130a、130b1、130b2：粗糙結(jié)構(gòu)；

130c、130d：環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)；

200：承載板；

d1、d2：距離；

t：厚度；

t：厚度。

具體實(shí)施方式

圖1示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖。請參考圖1，在本實(shí)施例中，發(fā)光元件100a包括一基板110、一光電結(jié)構(gòu)120a以及一粗糙結(jié)構(gòu)130a?；?10具有彼此相對的一上表面112與一下表面114以及一連接上表面112與下表面114的環(huán)狀側(cè)表面116，光電結(jié)構(gòu)120a配置在基板110的上表面112上，粗糙結(jié)構(gòu)130a形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上。特別是，基板110的厚度t與粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t的比值例如是大于1且小于20。

更具體來說，光電結(jié)構(gòu)120a例如是由一第一電極121a、一第二電極123a、一第一型半導(dǎo)體層125a、一第二型半導(dǎo)體層127a以及一發(fā)光層129a所組成，用以產(chǎn)生光線。此處，第一型半導(dǎo)體層125a、發(fā)光層129a以及第二型半導(dǎo)體層127a例如是通過磊晶成長的方式依序形成在基板110的上表面112上。第一型半導(dǎo)體層125a、第二型半導(dǎo)體層127a以及發(fā)光層129a的材料例如是選自磷化鋁鎵銦(algainp)、氮化鋁(aln)、氮化鎵(gan)、氮化鋁鎵(algan)、氮化銦鎵(ingan)與氮化鋁銦鎵(alingan)及其組合所組成的族群。第一電極121a與第二電極123a的材質(zhì)例如是金屬或金屬合金等導(dǎo)體材料所構(gòu)成，其中第一電極121a與第二電極123a分別配置在第一型半導(dǎo)體層125a與第二型半導(dǎo)體層127a上。為了增加光取出效率，必須避免光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光層129a所發(fā)出的光線被基板110吸收，因此本實(shí)施例的基板110的材質(zhì)例如是一透明材料，其中透明材料選自于藍(lán)寶石(sapphire)、碳化硅(sic)、硅(si)、砷化鎵(gaas)、氧化鋅(zno)以及具有六方體系結(jié)晶材料所構(gòu)成群組中的一種材料而形成。特別是，粗糙結(jié)構(gòu)130a例如是通過一隱形雷射法(stealthdicing)的切割技術(shù)形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，用以散射來自于發(fā)光層129a的光線。較佳地，基板110的厚度t與粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t的比值大于等于3且小于等于10。此處，粗糙結(jié)構(gòu)130a的厚度t例如是大于等于10微米且小于等于50微米，粗糙結(jié)構(gòu)130a相對鄰近基板110的上表面112的一側(cè)至基板110的上表面112的距離d1例如是大于等于10微米且小于等于150微米，粗糙結(jié)構(gòu)130a相對鄰近基板110的下表面114的一側(cè)至基板110的下表面114的距離d2例如是大于等于0微米且小于等于100微米。

再者，本實(shí)施例的粗糙結(jié)構(gòu)130a例如是一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)，其中此環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)可為一環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，粗糙結(jié)構(gòu)也可為其他型態(tài)的結(jié)構(gòu)類型。在此必須說明的是，下述實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，下述實(shí)施例不再重復(fù)贅述。

請參考圖2a示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件100b的粗糙結(jié)構(gòu)130b1也可為一環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。或者是，請參考圖2b，其中圖2b示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的基板與粗糙結(jié)構(gòu)相對位置的示意圖。為了方便說明起見，圖2b的基板110是以立體結(jié)構(gòu)來表示，其中粗糙結(jié)構(gòu)130b2為一在不同水平面的環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。特別是，粗糙結(jié)構(gòu)130a、130b1、130b2例如是由一非周期性圖案所組成，而此非周期性圖案例如是條狀圖案。當(dāng)然，在其他未示出的實(shí)施例中，粗糙結(jié)構(gòu)130a、130b1、130b2也可由一周期性圖案所組成，而此周期性圖案例如是弦波圖案、鋸齒圖案或方波圖案。

此外，請參考圖3示出為本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件100c的粗糙結(jié)構(gòu)也可為多個環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c，其中這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c由非周期性圖案所組成，且是環(huán)狀連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，在其他未示出的實(shí)施例中，該些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c也可是環(huán)狀非連續(xù)粗糙結(jié)構(gòu)。再者，此處這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c是以等間距形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，也就是說這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c彼此之間不重疊。需說明的是，雖然在圖3中標(biāo)示每一環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c的厚度皆為t，但實(shí)質(zhì)上厚度t為一具有特定范圍的數(shù)值(即大于等于10微米且小于等于50微米)，因此相鄰兩環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c的厚度t不一定相同。

或者是，請參考圖4示出為本發(fā)明的再一實(shí)施例的一種發(fā)光元件的示意圖，發(fā)光元件100d的這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d也可以不等間距形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，因此這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d彼此之間可完全重疊、部分重疊或不重疊。如圖4所示，在此這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d之間有部分重疊及完全不重疊，且相鄰兩環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130d的厚度t不一定相同。

此外，在其他未示出的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可參照前述實(shí)施例的說明，依據(jù)實(shí)際需求調(diào)整或改變粗糙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以達(dá)到所需的技術(shù)效果，此處不再逐一贅述。

由于本實(shí)施例在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上形成有粗糙結(jié)構(gòu)130a、130b1、130b2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d，因此當(dāng)光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光層129a發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)130a、130b1、130b2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d來增加光的散射，可有效提升整體發(fā)光元件100a、100b、100c、100d的出光效率。此外，本實(shí)施例的粗糙結(jié)構(gòu)130a、130b1、130b2或這些環(huán)狀粗糙結(jié)構(gòu)130c、130d是形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上，因此并不會影響到光電結(jié)構(gòu)120a的發(fā)光面積。

圖5示出為本發(fā)明的一種發(fā)光元件覆晶結(jié)合于一承載板的示意圖。請參考圖5，本實(shí)施例的發(fā)光元件100e與圖1的發(fā)光元件100a相似，其不同之處在于：發(fā)光元件100e的光電結(jié)構(gòu)120b的第一型半導(dǎo)體層125b、發(fā)光層129b、第二型半導(dǎo)體層127b是依序配置在基板110的上表面112上，且第一電極121b與第二電極123b分別配置在第一型半導(dǎo)體層125b與第二型半導(dǎo)體層127b上。特別是，本實(shí)施例的發(fā)光元件100e是以覆晶接合的方式配置在一承載板200上，因此本實(shí)施例適用于高功率的發(fā)光元件的封裝。由于本實(shí)施例發(fā)光層129b發(fā)出的正向光線會通過基板110，因此，可通過形成在基板110的環(huán)狀側(cè)表面116上的粗糙結(jié)構(gòu)130a來造成光的散射，以增加發(fā)光元件100e的正向與側(cè)向出光。

綜上所述，由于本發(fā)明在基板的環(huán)狀側(cè)表面上形成有粗糙結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)光電結(jié)構(gòu)的發(fā)光層發(fā)出光線時，可通過此粗糙結(jié)構(gòu)使光線散射而增加出光的機(jī)率，以增加整體發(fā)光元件的出光量，進(jìn)而有效提升整體發(fā)光元件的出光效率。此外，由于本發(fā)明的粗糙結(jié)構(gòu)是形成在基板的環(huán)狀側(cè)表面上，因此并不會影響到光電結(jié)構(gòu)的發(fā)光面積。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。