[实用新型]可控制区域电流密度的发光二极管

说明书

本实用新型涉及一种发光二极管，尤指一种具有电流阻隔层而可控制区域电流密度的发光二极管，其主要是在正面电极与LED磊晶层之间或背面电极与基板之间另设有一电流阻隔层，以规划电流流动分布区域。

发光二极管(LED；Light-Emitting Diode)由于具有寿命长、体积小、发热量低、耗电量小、反应速度快、及单色光发光的特性及优点，所以自1960年代起发展至今，不管在电脑外围设备、时钟显示器、仪器仪表上、或在通信业、信息业及消费性电子产品上都被大量使用。但LED若欲应用在户外时，高亮度特性是必须被要求的，对此行业界都在LED材料上努力发展，欲寻找出一种高亮度发光二极管的新材料，如台湾地区专利公告第291610号《高亮度发光二极管及其制作方法》、第232753号《高亮度发光二极管的制作》、或第275970号《增进亮度、方向性的发光二极管》等。

请参见图1，其为传统发光二极管LED的构造剖视图；一般LED都包括有一基板12、一具有p-n界面的LED磊晶层14、一正面电极16及一背面电极18，而在正面电极16与背面电极18之间流动的电流(如虚线所示)将流经LED磊晶层14，且在p-n界面间发射光源(如箭头实线所示)，藉此执行发光二极管的发光功效。由于电流本身具有以最短线路选择流动的物理特性，故在正面电极16的底下位置将是电流密度较高、发光亮度效率最高的位置，而其他位于非正面电极16底下的位置虽然也有电流流过，但是相对电流流动密度较低、发光亮度也较暗的区域。由于正面电极16一般都会吸收或阻隔光线的穿透，所以在正面电极16底下位置的p-n界面所发射出的正面光将无法穿透而过(如箭头短实线所示)，因此该发光二极管只能藉由侧面光及非正面电极区域的正面光以透射光源，故整个发光亮度的损失极为可观。

对此，美国专利第5,153,889号《Semiconductor light emittingdevice》或台湾地区专利公告第264573号《具有电流阻隔层的发光二极管》中都有比较进步的改进结构技术披露。请参阅图2，其为美国专利第5,153,889号的构造剖视图，其主要结构是由一n型电极28、一n型砷化镓基板22、一由下限制层244、活化层242及上限制层246所构成的双异质结构、一顶层25、一p型电极26及一电流阻隔层20所组合而成，双异质结构可将电流均匀分布，通过整个活化层242，而电流阻隔层20的设置则可让电流避开p型电极26的底下位置，藉此可在其它位置增加其电流密度及发光效率。但是，这种构造的电流阻隔层20是设于磊晶成长制作时，故生产制作上较为繁琐且不方便，增加制作上的困难。因此，如何设计出一种发光二极管构造，不仅具有电流阻隔层以规划电流密度分布区域来增加特定区域的发光亮度，且又可简化制作上的麻烦，长久以来一直是使用者的殷切盼望。

本实用新型的主要目的是提供一种可控制区域电流密度的发光二极管，其主要是在磊晶成长完成后而在欧姆电极制作之前，在LED磊晶层及基板的适当位置上形成一电流阻隔层，在极为简易的制造过程之间即可完成此电流阻隔层，不仅具有电流阻隔层的优点，又不会增加制造过程的麻烦。

本实用新型的次要目的是提供一种可控制区域电流密度的发光二极管，其电流阻隔层可分别设于正面电极及背面电极内，可确实容易地规划电流集中分布的区域位置，而在其特定区域提高其发光亮度效率。

本实用新型的又一目的是提供一种可控制区域电流密度的发光二极管，其电流阻隔层可适应实际需要而设置于相对LED磊晶层与基板的适当位置，可轻易规划欲发光的区域位置来让电流集中通过。

本实用新型的目的是这样实现的：其主要构造包括有：一基板；一成长于该基板上而具有一P-N界面的发光二极管(LED)磊晶层，其P-N界面可在电流通过时产生发射光源；一形成于LED磊晶层顶层部分表面的正面电流阻隔层；一形成于该正面电流阻隔层上的正面电极，而该正面电极的部分区域可直接连接该LED磊晶层；一形成于基板底层部分表面的背面电流阻隔层；以及一形成于该背面电流阻隔层底层的背面电极，而该背面电极的部分区域可直接连接该基板。

其中背面电流阻隔层的作用面积大于该正面电流阻隔层。

其中该正面电极复盖整个正面电流阻隔层，致使正面电极连接该LED磊晶层的部分区域成环状态样。

其中该正面电流阻隔层可连接LED磊晶层整个侧边，致使正面电极仅有一侧边连接该LED磊晶层。

其中该背面电极复盖整个背面电流阻隔层，致使背面电极连接该基板的部分区域成环状态样。