[发明专利]发光二极管元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光元件，且特别是涉及一种发光二极管(LED)元件。

背景技术

随着发光二极管应用在照明、汽车头灯等高亮度需求的产品上，发光二极管芯片的操作功率也需随之增加。但是由于输入发光二极管的电功率大约有80％转为热能，而只有20％转为光能。因此，发光二极管芯片所产生的热愈来愈多，而导致发光二极管芯片的散热需求也愈来愈高。

请参照图1，其绘示一种现有发光二极管元件的剖视图。现有技术揭示了一种发光二极管元件100，其具有金属散热基座102的设计，用于解决发光二极管芯片106的散热需求。在此发光二极管元件100中，金属薄膜104设置在金属散热基座102的表面上。而发光二极管芯片106则以部分嵌设于金属薄膜104的方式，固定在金属散热基座102之上。电极垫122与128则通过粘着层116而分别设置在发光二极管芯片106的两侧的金属薄膜104上。

发光二极管芯片106主要包含基板110、发光外延结构108、以及两个电极112与114。其中，发光外延结构108设置在基板110上，电极112与114则设置在发光外延结构108上。另一方面，电极垫122包含绝缘层118与导电层120，其中导电层120设置在绝缘层118上。同样地，电极垫128包含绝缘层124与导电层126，其中导电层126设置在绝缘层124上。

在发光二极管元件100中，通过打线接合(wire bonding)方式，而以导线130与132，分别连接发光二极管芯片106的电极112与电极垫122的导电层120、以及电极114与电极垫128的导电层126。

在此现有发光二极管元件100架构中，通过将大部分的发光二极管芯片106嵌入金属散热座102上的金属薄膜104中，可有利于发光二极管芯片106在操作中所产生的热量经由下方的金属薄膜104与金属散热座102的传导而散逸。由此散热设计，可大幅提升发光二极管元件100的散热效能。

然而，虽然发光二极管芯片106的发光外延结构108中的发光层并未嵌入金属薄膜104中。但是，由于发光二极管芯片106的大部分基板110嵌入金属薄膜104中，因此发光外延结构108的发光层朝下方基板110所发出的光，会因包覆在基板110侧面的金属薄膜104的不透光特性而被限制在发光二极管芯片106内。举例而言，发光外延结构108的发光层朝下所发出的光可能会在基板110内进行多次反射，而可能无法射出发光二极管芯片106，或者产生严重的能量耗损而致使出射的光强度大幅减弱。如此一来，发光二极管芯片106的光取出效率减少，导致发光效率明显降低。

此外，突设于金属薄膜104上的电极垫122与128设计，也会影响发光二极管芯片106的侧向出光，进而会降低发光二极管元件100的整体亮度。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种发光二极管元件，其发光二极管芯片的基板侧面的非平滑面未完全嵌入下方的散热基座中，而具有突出于所嵌设的表面的暴露部分。如此一来，外延结构朝下所发出的光可顺利经由基板侧面而出射至外界。故可提高发光二极管元件的整体亮度。

本发明的另一目的在于提供一种发光二极管元件，其发光二极管芯片的基板侧面的下部区、以及中段区及/或上部区具有非平滑面，因此外延结构所发出的光也可经由基板侧面的中段区及/或上部区射出。故，可进一步提高发光二极管芯片的光取出效率。

本发明的又一目的在于提供一种发光二极管元件，其发光二极管芯片的部分基板直接嵌设于散热基座中，因此可通过散热基座将发光二极管芯片运转时所产生的热量有效导出。故，发光二极管元件具有极为优异的散热能力。

根据本发明的上述目的，提出一种发光二极管元件。此发光二极管元件包含一散热基座以及一发光二极管芯片。散热基座具有一凹陷部，其中此凹陷部包含一嵌入部、以及一倾斜侧面与前述的嵌入部接合。发光二极管芯片包含一基板部分嵌入前述的嵌入部中。其中，前述基板的侧面的下部区具有第一非平滑面，且此第一非平滑面具有一暴露部分突出于前述的嵌入部。其中，下部区的底边与基板的底面接合。

依据本发明的一实施例，上述的散热基座包含一金属基座、一反射层以及一陶瓷层。前述的反射层设于金属基座上。陶瓷层设于反射层上，其中上述的基板部分嵌设于此陶瓷层中。

依据本发明的另一实施例，上述的第一非平滑面具有一不规则状凹凸结构或一规则状凹凸结构。