[发明专利]一种发光二极管装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管（Light Emitting Diode，LED），尤其涉及一种用于薄膜晶体管液晶显示器中的具有静电放电防护功能的发光二极管装置。

背景技术

发光二极管是一种固态半导体发光元件，其利用PN结（PN junction）内分离的两种载子，即，带负电荷的自由电子与带正电荷的空穴相互结合，并释放光子而发光工作。发光二极管具有发光效率高、体积小、寿命长、污染低等特性，于照明、背光及显示等领域具有广阔的应用前景。

由于发光二极管装置在静电或反向电压下通常是很脆弱的，为了保护发光二极管不被静电或反向电压击穿，现有技术中的一种解决方案是在于，设计稳压二极管使电流可以反向流动，例如，稳压二极管通常采用齐纳二极管（Zener diode），将齐纳二极管与发光二极管芯片平行固定于基板上，然而，现有的齐纳二极管其表面往往设置为黑色以利于导热，因此不可避免地会产生吸光作用，进而导致发光二极管的发光效率降低。此外，齐纳二极管还会遮挡部分光线的传播通路，降低了产品的光通量和光强等指标。现有技术中的另一种解决方案是在于，将齐纳二极管设置在发光二极管芯片的背面，即，齐纳二极管和发光二极管芯片分别位于金属支架的两侧，虽然该方案也可实现静电放电（Electronic Static Discharge，ESD）防护功能，但是该架构的机械强度较弱，而且制程工艺非常复杂，制造成本较高。

有鉴于此，如何对现有发光二极管装置的架构进行改进，以消除上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的发光二极管装置在设计时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、可实现静电放电防护功能的发光二极管装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种具有静电放电（Electronic Static Discharge，ESD）防护功能的发光二极管装置，包括：

一基板；以及

一发光二极管芯片，包含：

一N型半导体层，位于所述基板的上方，所述N型半导体层的内部包含多个带负电荷的自由电子；

一P型半导体层，位于所述N型半导体层的上方，所述P型半导体层的内部包含多个带正电荷的空穴；

一N型焊垫，位于所述N型半导体层的上方，且与所述N型半导体层的上表面相接触；

一P型焊垫，位于所述P型半导体层的上方，且与所述P型半导体层的上表面相接触，所述N型焊垫和所述P型焊垫分别位于所述基板的相对两侧；以及

一屏蔽组件，位于所述N型焊垫和所述P型焊垫之间，用以抵消因静电放电所产生的电场，从而对所述发光二极管装置进行静电放电防护。

在其中的一实施例中，屏蔽组件包括：一绝缘部；以及一金属部，设置于所述绝缘部的上方，通过所述金属部来屏蔽所述发光二极管装置内的静电放电。

在其中的一实施例中，所述发光二极管芯片还包括一钝化层，位于所述N型焊垫和所述P型焊垫的周边以及所述P型半导体层的上方。

在其中的一实施例中，所述钝化层包括一阶梯部，且所述绝缘部设置于所述阶梯部的上方。

在其中的一实施例中，该发光二极管芯片还包括一透明接触层，位于所述钝化层与所述P型半导体层之间。

在其中的一实施例中，所述P型半导体层和所述N型半导体层均由氮化镓材质制成。

在其中的一实施例中，所述P型焊垫和所述N型焊垫的形状为圆形、方形或十字形。

在其中的一实施例中，所述基板由蓝宝石衬底材质制成。

在其中的一实施例中，该发光二极管装置还包括一光学反射层，贴合于所述基板的下表面。

在其中的一实施例中，所述发光二极管装置还包括一透明封胶，用以密封所述发光二极管芯片。

采用本发明的具有静电放电防护功能的发光二极管装置，将带有负电荷自由电子的N型半导体层设置于基板的上方，并将带有正电荷空穴的P型半导体层设置在N型半导体层的上方，N型焊垫且N型半导体层的上表面直接接触，P型焊垫与P型半导体层的上表面直接接触，并且设置一屏蔽组件于N型焊垫和P型焊垫之间，从而通过该屏蔽组件来抵消掉因静电放电所产生的电场，从而对发光二极管装置进行静电放电防护。相比于现有技术，本发明不仅可提升发光二极管芯片的抗静电放电能力，而且比并联齐纳二极管方式的架构提升发光二极管亮度5%以上。此外，本发明还可提升发光二极管的机械强度并降低制造成本。

附图说明