形態(tài)的光源。
【附圖說明】
[005引圖1為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的發(fā)光二極管燈的剖視圖。
[0059] 圖2為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的形成于底座基板上的第一電極及第二電極的電極 線立體圖。
[0060] 圖3為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的形成于底座基板的第一電極及第二電極的電極線 俯視圖。
[0061] 圖4為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的形成于底座基板上的第一電極及第二電極的電極 線立體圖。
[0062] 圖5為表示本發(fā)明所包括的超小型發(fā)光二極管元件的一實(shí)例的立體圖。
[0063] 圖6為W往的超小型電極組件的垂直剖視圖。
[0064] 圖7為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的與第一電極和第二電極相連接的超小型發(fā)光二極 管元件的主視圖及垂直剖視圖。 陽0化]圖8為在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中所包括的超小型發(fā)光二極管電極組件的立體圖。
[0066]圖9為在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中所包括的超小型發(fā)光二極管電極組件的掃描式 電子顯微鏡（SEM，scanningelectronmicroscope)照片及超小型發(fā)光二極管的藍(lán)色電致 發(fā)光照片。
[0067] 圖10為在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中所包括的超小型發(fā)光二極管電極組件的藍(lán)色電 致發(fā)光光譜。
[0068] 圖11為在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中所包括的超小型發(fā)光二極管元件的透射電子顯 微鏡（TEM，TransmissionElectronMicroscope)照片。
[0069] 圖12為表示本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的制造工序的立體圖。
[0070] 圖13為表示本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的絕緣隔板的制造工序的立體圖。
[0071] 圖14為本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)例的發(fā)光二極管燈的立體圖。
[0072]圖15為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)例的發(fā)光二極管燈的立體圖。
[0073] 圖16為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的超小型發(fā)光二極管電極組件的藍(lán)色電致發(fā)光光 譜。
[0074] 圖17為在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中所包括的超小型發(fā)光二極管元件的透射電子顯 微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0075] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)說明。
[0076] 如上所述，在W往的發(fā)光二極管燈中，通過使發(fā)光二極管元件W=維的方式直立 并安裝于電極上，并通過在發(fā)光二極管元件的上部形成電極來體現(xiàn)發(fā)光二極管燈，若發(fā)光 二極管元件為普通的發(fā)光二極管元件，則可使發(fā)光二極管元件WS維的方式直立于電極并 與電極相連接，但若發(fā)光二極管元件為納米單位的超小型發(fā)光二極管元件，則存在很難使 上述發(fā)光二極管元件W直立的方式與電極相連接。
[0077] 同時(shí)，雖需使獨(dú)立制造的發(fā)光二極管元件一一配置于圖案化的電極，但若發(fā)光二 極管元件為納米單位的超小型發(fā)光二極管元件，則存在很難使發(fā)光二極管元件W不存在不 良的方式與互不相同的兩個(gè)電極相連接的問題。
[0078] 進(jìn)而，在使發(fā)光二極管元件W=維的方式直立并安裝于電極上，并在發(fā)光二極管 元件的上部形成電極的情況下，存在如下問題，在發(fā)光二極管元件的活性層產(chǎn)生的光子在 具有折射率的差異的界面因全反射而被困在活性層的內(nèi)部或者因被電極所阻擋而無法向 外部提取并在發(fā)光二極管元件的上述活性層的內(nèi)部被吸收，從而導(dǎo)致光提取效率下降。
[0079] 對(duì)此，在本發(fā)明的第一實(shí)例中，通過提供利用超小型發(fā)光二極管電極組件的發(fā)光 二極管燈來探索出解決上述問題的方法，其中，上述利用超小型發(fā)光二極管電極組件的發(fā) 光二極管燈包括：支撐體；底座基板，設(shè)于上述支撐體的內(nèi)部；W及超小型發(fā)光二極管電極 組件，包括第一電極、第二電極及多個(gè)超小型發(fā)光二極管元件，上述第一電極形成于上述底 座基板上，上述第二電極W與上述第一電極相隔開的方式形成于與上述第一電極相同的平 面上，上述多個(gè)超小型發(fā)光二極管元件與上述第一電極和上述第二電極運(yùn)雙方均連接，上 述超小型發(fā)光二極管元件在外部面包括絕緣覆膜，上述絕緣覆膜至少覆蓋上述超小型發(fā)光 二極管元件的活性層部分的整個(gè)外部面，上述絕緣覆膜用于防止因超小型發(fā)光二極管元件 的活性層和電極相接觸而發(fā)生電路短路。
[0080] 由此，可克服W往的當(dāng)W超小型發(fā)光二極管元件直立的=維形狀使超小型發(fā)光二 極管元件與電極相結(jié)合時(shí)難W使超小型發(fā)光二極管元件直立的問題及很難使超小型發(fā)光 二極管元件與互不相同的電極W-對(duì)一對(duì)應(yīng)的方式相結(jié)合的難點(diǎn)。
[0081] 并且，由于與電極相連接的超小型發(fā)光二極管元件的方向性，導(dǎo)致在超小型發(fā)光 二極管元件的活性層產(chǎn)生的光子中向大氣中放射的光子的數(shù)量增加，從而可提高超小型發(fā) 光二極管電極組件的光提取效率。進(jìn)而，可使發(fā)光二極管燈所包括的一部分超小型發(fā)光二 極管的不良所導(dǎo)致的發(fā)光二極管燈的功能下降最小化。
[0082] 圖1為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的發(fā)光二極管燈的剖視圖，在支撐體150的內(nèi)部設(shè)置 底座基板160山支撐體150的內(nèi)部還包括形成于上述底座基板160d上的超小型發(fā)光二極管 電極組件160。并且，巧光體170可設(shè)于支撐體150的剩余空間。
[0083] 首先，說明上述支撐體150。只要是通常用于發(fā)光二極管燈的支撐體，則可不受限 制地用作本發(fā)明的支撐體，優(yōu)選地，上述支撐體的材料可W為選自由有機(jī)樹脂、陶瓷、金屬 及無機(jī)樹脂組成的組中的一種W上的材料，并且上述材料可W為透明材料或不透明材料。 上述支撐體150的內(nèi)部體積可WW與排列超小型發(fā)光二極管元件的電極尺寸及排列密度 成正比的方式改變。并且，上述支撐體150的內(nèi)部體積也可根據(jù)上述支撐體的厚度來改變。 上述支撐體的厚度在支撐體的所有位置均相同，或者可在支撐體的一部分位置不同?？蓪?上述支撐體的厚度設(shè)計(jì)成可根據(jù)目的而不同，本發(fā)明并不對(duì)此進(jìn)行特別限制。優(yōu)選地，上述 支撐體的形狀可呈杯子形狀。
[0084]接著對(duì)上述底座基板160d進(jìn)行說明，上述底座基板160d的材料可W為選自由玻 璃、塑料、陶瓷及金屬組成的組中的一種W上的材料，但并不限定于上述記載。上述底座基 板160d的材料可與上述支撐體150的材料相同，也可采用底座基板和支撐體呈一體的材 料。優(yōu)選地，底座基板的材料可W為透明的材料。并且，優(yōu)選地，底座基板的材料可W為可 彎曲的材料。在本發(fā)明中，并不特別限制上述超小型發(fā)光二極管電極組件中的底座基板的 面積，底座基板的尺寸可根據(jù)應(yīng)用范圍為點(diǎn)光源還是面光源來可在微米到米的單位范圍變 化。上述底座基板的厚度可W為100ym至1mm，但并不限定于此，上述底座基板的厚度可根 據(jù)包括上述底座基板的支撐體150的材料、支撐體150的內(nèi)部體積、形成于下述中將要說明 的底座基板的電極的配置方式或所配置的上述電極的區(qū)域的面積來改變。 陽0化]接著，對(duì)形成于上述底座基板160d上的超小型發(fā)光二極管電極組件160a、160b、 160c進(jìn)行說明。
[0086]首先，對(duì)第一電極160a、第二電極16化進(jìn)行說明，上述第一電極160a形成于底座 基板160d上，上述第二電極16化W與上述第一電極相隔開的方式形成于與第一電極160a 相同的平面上。
[0087]上述"底座基板上"意味著第一電極及第二電極中的一個(gè)W上的電極可直接形成 于底座基板的表面或者可WW與底座基板相隔開的方式形成于底座基板的上部。具體地， 如圖1所示，第一電極160a和第二電極16化可直接形成于底座基板160d的表面。
[008引W第一電極160a為例，上述第一電極160a的形成物質(zhì)可W是選自由侶、鐵、銅、 金及銀組成的組中的一種W上的金屬物質(zhì)，或者是選自由銅錫氧化物（口0,IndiumTin Oxide)、化0:A1及碳納米管（CNT)導(dǎo)電性聚合物（polymer)復(fù)合體組成的組中的一種W 上的透明物質(zhì)。在上述第一電極160aW兩種W上的物質(zhì)形成的情況下，優(yōu)選地，第一電極 160a可W為兩種W上的物質(zhì)層疊的結(jié)構(gòu)。更加優(yōu)選地，第一電極160a可W為鐵、金等兩種 物質(zhì)層疊的電極。但是，第一電極160a并不局限于上述記載。優(yōu)選地，第一電極160a的寬 度可W為100皿至50ym，厚度可W為10皿至IOym，但是，第一電極160a的寬度及厚度并 不局限于上述記載，可考慮所體現(xiàn)的發(fā)光二極管燈的大小、與在下述中將要說明的電極相 連接的超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度等來改變。
[0089]W第二電極16化為例，上述第二電極16化的形成物質(zhì)可W是為選自由侶、鐵、銅、 金及銀組成的組中的一種W上的金屬物質(zhì)，或者是選自由銅錫氧化物、化0:A1及碳納米管 (CNT)導(dǎo)電性聚合物復(fù)合體組成的組中的一種W上的透明物質(zhì)。在上述第二電極16化W兩 種W上的物質(zhì)形成的情況下，優(yōu)選地，第二電極16化可W為兩種W上的物質(zhì)層疊的結(jié)構(gòu)。 更加優(yōu)選地，第二電極16化可W為鐵、金等兩種物質(zhì)層疊的電極。但是，第二電極16化并 不局限于上述記載。優(yōu)選地，第二電極的寬度可W為100皿至50ym，厚度可W為10皿至 lOym。但是，第二電極16化的寬度及厚度并不局限于上述記載，可考慮所體現(xiàn)的發(fā)光二 極管燈的大小、與在下述中將要說明的電極相連接的超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度等來改 變。
[0090] 上述第一電極和第二電極可W為相同或不同的物質(zhì)，第一電極和第二電極的寬度 和厚度可相同或不同。
[0091] 另一方面，可用于包括本發(fā)明的發(fā)光二極管燈所包括的超小型發(fā)光二極管電極組 件的第一電極和第二電極的電極線只要滿足使第一電極和第二電極W相互隔開的方式形 成于相同平面上來可安裝超小型發(fā)光二極管則可使用，可根據(jù)目的來改變?cè)谙嗤钠矫嫔?相互隔開的第一電極和第二電極的具體配置，因而在本發(fā)明中并不對(duì)此進(jìn)行特殊限制。。
[0092] 具體地，圖2為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例來形成于底座基板上的第一電極及第二 電極的電極線立體圖，第一電極213、214和第二電極233、234均可直接形成于底座基板200 的表面，第一電極214和第二電極234可WW相互交替配置的方式在相同平面上隔開配置， 在運(yùn)種形狀的電極線中，用于安裝超小型發(fā)光二極管元件的區(qū)域可W為包括第一電極214 及第二電極243的電極線244的區(qū)域。
[0093] 并且，圖3為本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例的形成于底座基板的第一電極及第二電極的電 極線俯視圖，第一電極212、215和第二電極232、235均可直接形成于底座基板201的表面， 第一電極215和第二電極235可WW螺旋的方式配置來在相同的平面上相隔開，包括第一 電極215及第二電極235的電極線245區(qū)域可W為可實(shí)際安裝超小型發(fā)光二極管元件的區(qū) 域。
[0094] 如上所述，在W相互交替的方式配置或W螺旋的方式配置來構(gòu)成電極線的情況 下，可提高可通過在面積有限的底座基板200、201 -次性排列超小型發(fā)光二極管來獨(dú)立驅(qū) 動(dòng)的單位電極的驅(qū)動(dòng)面積，從而可增加安裝于單位電極的超小型發(fā)光二極管的數(shù)量。由于 運(yùn)可隨著通過增加在單位面積內(nèi)所包括的發(fā)光二極管元件的數(shù)量來提高發(fā)光強(qiáng)度，因此上 述配置方法可用于單位面積所需的亮度高的多種光電元件。
[0095] 并且，根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)例，上述第二電極可WW與第一電極相隔開的方 式形成于底座基板的上部。
[0096] 具體地，圖4為本發(fā)明優(yōu)選一實(shí)例的形成于底座基板上的第一電極及第二電極的 電極線的立體圖，雖然第一電極211直接形成于底座基板202的表面，但第二電極231、236 可WW與底座基板202相隔開的方式形成于底座基板202的上部，第一電極216通過連接 電極來與第一電極211相連接，并且第一電極216可WW與第一電極211相隔開的方式形 成于底座基板202的上部，第一電極216和第二電極236可在相同的平面上W相互交替的 方式配置，從而形成第一電極216和第二電極236相隔開的電極線246。
[0097] 另一方面，圖2至圖4示出本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例，但本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明 可WW兩個(gè)電極具有規(guī)定間隔的可想象得到的所有結(jié)構(gòu)來W多種方式變形實(shí)施。
[0098] W下，在本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例中，重點(diǎn)說明第一電極和第二電極在相同的平面上 W相互交替的方式配置的形狀。但是，第一電極和第二電極可直接形成于底座基板的表面 或者第一電極和第二電極可WW與底座基板的表面相隔開的方式形成，并且，第一電極和 第二電極可不位于相同的平面。
[0099] 接著，對(duì)超小型發(fā)光二極管元件進(jìn)行說明。
[0100] 本發(fā)明可使用的超小型發(fā)光二極管元件只要是通常用于照明或顯示器的超小型 發(fā)光二極管元件，則均可用作本發(fā)明的超小型發(fā)光二極管元件，優(yōu)選地，上述超小型發(fā)光二 極管元件的長(zhǎng)度可W為IOOnm至lOym，更加優(yōu)選地，超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度可W為 SOOnm至5ym。若超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度小于lOOnm，則很難制造出高效率的發(fā)光二 極管元件，若超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度大于10ym，則有可能使發(fā)光二極管元件的發(fā)光 效率下降。超小型發(fā)光二極管元件的形狀可W為圓柱、正六面體等多種形狀，優(yōu)選地，超小 型發(fā)光二極管元件可呈圓柱形狀，但并不局限于此。 陽101] 另一方面，在按照超小型發(fā)光二極管元件的縱橫比來使后述的超小型發(fā)光二極管 元件與電極相連接的工序中，即使向電極線施加電壓也很難使超小型發(fā)光二極管元件自動(dòng) 整列。由此，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選一實(shí)例，本發(fā)明所包括的超小型發(fā)光二極管元件的縱橫比可W 為1. 2~100,優(yōu)選地，可W為1. 2~50,更加優(yōu)選地，可W為.5~20,尤其優(yōu)選地，可W為 1. 5~10。若超小型發(fā)光二極管元件的縱橫比小于1. 2,則即使向電極線施加電源也不一定 會(huì)使超小型發(fā)光二極管元件自動(dòng)整列，若超小型發(fā)光二極管元件的縱橫比大于100,則雖可 導(dǎo)致用于自動(dòng)整列的電源的電壓降低，但當(dāng)通過干法蝕刻制造超小型發(fā)光二極管時(shí)，由于 蝕刻工序自身的界限而很難制造縱橫比大于100的元件。 陽10引 W下，在說明超小型發(fā)光二極管元件的過程中上方"、"下方"、"上"、"下"、"上部" 及"下部"意味著W包括超小型發(fā)光二極管元件的各層為基準(zhǔn)的垂直方向上的上、下方向。 陽103] 本發(fā)明的燈所包括的超小型發(fā)光二極管元件包括：第一電極層；第一導(dǎo)電性半導(dǎo) 體層，形成于上述第一電極層上；活性層，形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層上；第二導(dǎo)電性 半導(dǎo)體層，形成于上述活性層上；W及第二電極層，形成于上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層上。 [0104] 具體地，圖5為表示本發(fā)明所包括的超小型發(fā)光二極管元件的立體圖，上述超小 型發(fā)光二極管元件包括：活性層22,形成于第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21上，上述第一導(dǎo)電性半 導(dǎo)體層21形成于第一電極層11上；第二導(dǎo)電形半導(dǎo)體層23,形成于上述活性層22上；第 二電極層12,形成于上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23上。
[01化]首先，對(duì)第一電極層11進(jìn)行說明。
[0106] 第一電極層11可使用被用作普通的發(fā)光二極管元件的電極的金屬或金屬氧化 物，優(yōu)選地，可單獨(dú)或混合使用銘（化）、鐵（Ti)、侶（Al)、金（Au)、儀（Ni)、氧化銅錫及它們 的氧化物或合金等，但并不局限于此。優(yōu)選地，上述第一電極層的厚度可W為！~lOOnm，但 并不局限與此。在發(fā)光二極管元件包括第一電極層的情況下，存在如下優(yōu)點(diǎn)，即，可WW低 于在第一半導(dǎo)體層和電極線的連接部位形成金屬歐姆層的工序中所需的溫度來接合。
[0107] 接著，對(duì)形成于上述第一電極層11上的第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21進(jìn)行說明。例 如，上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21可包括n型半導(dǎo)體層。在上述超小型發(fā)光二極管元件 為藍(lán)色發(fā)光元件的情況下，上述n型半導(dǎo)體層可選擇由結(jié)構(gòu)式IrixAlyGaiXyN(0《X《1、 0《y《1、0《x+y《1)表示的半導(dǎo)體材料，例如可選擇氮化侶銅嫁、氮化嫁（GaN)、氮化侶 嫁（AlGaN)、氮化銅嫁（InGaN)、氮化侶（AlN)、氮化銅化N)中的一種W上，并且，可涂敷有 第一導(dǎo)電性滲雜物（例如，Si、Ge、Sn等）。優(yōu)選地，上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21的厚度可 W為500皿~5ym，但并不局限于此。上述超小型發(fā)光二極管所發(fā)出的光的顏色并不局限 于藍(lán)色，因此在發(fā)出的光的顏色不同的情況下，可將其他種類的III-V族半導(dǎo)體物質(zhì)用作n 型半導(dǎo)體層，運(yùn)并未受限制。
[0108] 接著，對(duì)形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21上的活性層22進(jìn)行說明。在上述超小 型發(fā)光二極管元件為藍(lán)色發(fā)光元件的情況下，上述活性層22形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo) 體層21上，并且上述活性層22可W為單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)?？稍谏鲜龌钚詫?2 的上方和/或下方形成涂敷有導(dǎo)電性滲雜物的覆層（未圖示），上述涂敷有導(dǎo)電性滲雜物的 覆層可體現(xiàn)為氮化侶嫁層或氮化侶銅嫁層。此外，氮化侶嫁、AlInGaN等的物質(zhì)也可用作活 性層12,運(yùn)是理所當(dāng)然的。當(dāng)向運(yùn)種活性層22施加電場(chǎng)時(shí)，借助電子-空穴對(duì)的結(jié)合來產(chǎn) 生光。優(yōu)選地，上述活性層的厚度可W為10~200皿，但并不局限與此。上述活性層的位置 可根據(jù)發(fā)光二極管種類來改變。由于上述超小型發(fā)光二極管所發(fā)出的光的顏色并不局限于 藍(lán)色，因此在發(fā)出的光的顏色不相同的情況下，可將其他種類的III-V族半導(dǎo)體物質(zhì)用作n 型半導(dǎo)體層，運(yùn)并不受限制。
[0109] 接著，對(duì)形成于上述活性層22上的第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23進(jìn)行說明。在上述超小 型發(fā)光二極管元件為藍(lán)色發(fā)光元件的情況下，在上述活性層22上形成第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體 層23,上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23可體現(xiàn)為至少一個(gè)P型半導(dǎo)體層，上述P型半導(dǎo)體層可 選擇由結(jié)構(gòu)式IrixAlyGaiXyN(〇《X《1、0《y《1、0《