[发明专利]电极结构及其发光元件

说明书

技术领域

本发明是关于一种电极结构及其发光元件，特别是关于一种电极结构及发光元件，其通过并联电极设计以避免电流集中问题因而消除过热现象，以便大幅地提升发光元件的可靠度。

背景技术

半导体发光元件，(例如发光二极管)已经被广泛地应用在各种交通标志、车用电子、液晶显示器背光模块以及一般照明等。发光二极管基本上是在基板上依序形成n型半导体层、发光区域、p型半导体层，并采用在p型半导体层及n型半导体层上形成电极，通过自半导体层注入的空穴与电子再结合，在发光区域上产生光束，其通过p型半导体层上的透光性电极或基板射出发光二极管。用于制造可见光发光二极管的常用材料包括各种III-V族化合物，包括用于制造绿、黄、橙或红光发光二极管的磷化铝镓铟(AlGaInP)以及用于制造蓝光或紫外光发光二极管的氮化镓(GaN)，其中氮化镓发光二极管是生长在蓝宝石基板上。

图1及图2所示为现有的氮化物发光元件30。图1是该氮化物发光元件30的俯视图，图2是图1的剖示图。现有氮化物发光元件30包括蓝宝石基板32、n型氮化物半导体层34、发光层36、p型氮化物半导体层38、接触层40、p型电极42、以及n型电极44。n型电极44形成于n型氮化物半导体层34的上表面，而p型电极42则形成于接触层40的上表面。

现有氮化物发光元件30具有电流聚集现象，也就是在p型电极42与n型电极44之间电流并非均匀分布，而是集中在邻近n型电极44的发光层36的局部区域46。此电流聚集现象不仅增加发光二极管的顺向电压，也同时减少远离n型电极44的发光层36另一侧的发光效率，其降低发光元件30的整体亮度。再者，在电流集中的局部区域46上，热量逐渐产生并在此累积，产生过热现象，其大幅地降低发光二极管的可靠度。

图3及图4所示现有的发光二极管阵列，公开于美国专利公开案US2005/0224822。该发光二极管阵列的制备是使用蚀刻或其他分割方式形成沟槽，并填入绝缘材料17于沟槽而将发光迭层(由第一导电型半导体层14、发光层15及第二导电型半导体层16构成)分割成多个发光二极管1a及1b，再通过导线20电气串联相邻的发光二极管1a及1b的第一电极18及第二电极19，而形成串联的发光二极管阵列，如图4所示。

发明内容

本发明提供一种电极结构及发光元件，其通过并联电极设计以避免电流集中问题因而消除过热现象，以便大幅地提升发光元件的可靠度。

本发明的电极结构包含至少两个第一电极以及至少两个第二电极，各第一电极具有至少一第一接垫及至少一第一延伸导线，该第一延伸导线的一端连接于该第一接垫，该至少两个第一电极彼此无电性连接，各第二电极具有至少一第二接垫及至少一第二延伸导线，该第二延伸导线的一端连接于该第二接垫，该至少两个第二电极彼此无电性连接。

本发明的发光元件包含一基板、设置于该基板上的一堆叠结构，设置于该堆叠结构内的一凹槽、设置于该凹槽内的至少两个第一电极以及设置于该堆叠结构上的至少两个第二电极。该堆叠结构包含设置于该基板上的一第一导电型半导体层、设置于该第一导电型半导体层上的一发光结构以及设置于该发光结构上的一第二导电型半导体层。该凹槽设置于该堆叠结构内且暴露该第一导电型半导体层。该至少两个第一电极设置于该凹槽内的第一导电型半导体层上，各第一电极具有至少一第一接垫及至少一第一延伸导线，该第一延伸导线的一端连接于该第一接垫，该至少两个第一电极彼此无电性连接。该至少两个第二电极设置于该第二导电型半导体层上，各第二电极具有至少一第二接垫及至少一第二延伸导线，该第二延伸导线的一端连接于该第二接垫，该至少两个第二电极彼此无电性连接。

本发明的电极结构采用多个电极设计，其可提供多重电流路径以解决现有的电流聚集现象，以便降低发光二极管的顺向电压，避免产生过热现象。并且，该发光元件可视为至少两个发光二极管5并联于外部电源，而并联发光二极管的整体电阻小于个别发光二极管，因此本发明可使用较小的外部电压源。

上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求范围内的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域中的普通技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例作为修改或设计其它结构或制造工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中的普通技术人员也应了解，这类等效结构无法脱离权利要求所界定的本发明的精神和范围。

附图说明

通过参照前述说明及下列附图，本发明的技术特征及优点得以获得完全了解。