[发明专利]具有宽视角的发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制造方法，且特别涉及一种具有宽视角的发光二极管及其制造方法。

背景技术

目前氮镓类的发光二极管，例如GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN，由于半导体与空气介面的折射系数差异会造成全反射(total reflection)现象，因此会限制发光二极管的辐射张角，亦即视角(viewing angle)。因此，如何提高发光二极管的视角即为此领域的技术人员所欲解决的问题。

美国专利公开号码US 2009/0085053，标题为“light emitting diode package with large viewing angle”，揭露一种具有大视角的发光二极管封装。该揭露内容是利用封装技术以提升发光二极管的视角。请参照图1，其所绘示为现有发光二极管封装的示意图。此发光二极管封装包括基板(substrate)30、LED芯片(LED chip)32、透明的壳本体(transparent housing body)33、磷光剂基质(phosphor matrix)34、与外部反射装置(outer reflector)36。

基板30具有一上表面(upper surface)38与一下表面(lower surface)40，并具有一第一电极42与一第二电极44。而LED芯片32固定在基板30上表面38，并且具有一正电极321与一负电极322。利用一导线(wire)46分别将正电极321连接至基板30的第一电极42，以及将负电极322连接至基板30的第二电极44。

透明的壳本体33位于基板30的上表面38并且具有一凹洞(cavity)39，而LED芯片32位在凹洞39里。再者，磷光剂基质34添加于凹洞39内，因此，LED芯片32所发出的光可以穿过磷光剂基质34并转换成为白光，而白光可以穿过透明的壳本体33侧面。再者，外部反射装置36可以反射由透明的壳本体33侧面所发射的白光，并提高LED芯片32的光强度。

由该揭露内容可知，现有的发光二极管封装其视角可由120度提升至约140度。

美国专利号码US 6570190，标题为“LED having angled sides for increased side light extraction”，揭露一种利用LED的斜边来增加侧光的撷取。请参照图2，其所绘示为现有发光二极管示意图。此发光二极管包括P型掺杂(p-type doped)与N掺杂的磊晶层(epitaxial layer)10。此P型掺杂与N掺杂的磊晶层10中可提供PN接面的区域或称作用层(active layer)11。透明的基板(transparent substrate)12以及透光层(window layer)13位于P型掺杂(p-type doped)与N掺杂的磊晶层(epitaxial layer)10的二侧。上下欧姆接触(ohmic contact)14、15位于透明基板12以及透光层13表面。而上表面17大于作用层11。再者，发光二极管的侧边(sidewall)16与垂直方向的夹角为β。

现有的发光二极管，利用其侧壁16的斜边构造，使得侧向传递的光束18、19可以经由多次折射而射向发光二极管表面17或者经反射侧壁射出。

再者，2010年固态电子期刊第509-515页(Solid-State Electronics 54(2010)509-515)，揭露一种制作于透镜图样的蓝宝石基板上的增强射出角的蓝光二极管芯片“Enhancement in emission angle of the blue LED chip fabricated on lens patterned sapphire(0001)”。其是利用特殊图样的蓝宝石基板达成具有宽视角的发光二极管。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有宽视角的发光二极管。利用柱状结构，使得作用层产生的光会被局限在柱状结构中，并且经由具有次微米二维曲面结构的透明导电层，使得发光二极管得出射光具备宽视角。

本发明提出一种发光二极管，包括：一基板；多个柱状结构，形成于该基板上，每一该柱状结构中均包括一第一型半导体层、一作用层、与一第二型半导体层，其中该第一型半导体层是形成于该基板上，且该些柱状结构是利用该第一型半导体层达成电气的连接关系；一填充结构形成于该些柱状结构之间；一透明导电层，覆盖于该填充结构与该些柱状结构中该第二型半导体层所形成的一表面上；一第一电极接触于该透明导电层；以及一第二电极接触于该第一型半导体层。