(57)【要約】      （修正有）【課題】三元化合物反射構造を有する発光ダイオードを提供する。【解決手段】三元化合物反射構造を有する発光ダイオードは、透明基板に順に積層配置されるＮ型半導体層１１、多重量子井戸１２、Ｐ型半導体層１３及び電流拡散層１４を含み、該Ｎ型半導体層上にＮ型電極を配置し、該Ｐ型半導体層上にＰ型電極１６を配置し、電流ブロック層を該電流拡散層及び該Ｎ型半導体層の間に配置し、該Ｐ型電極の直下及び該多重量子井戸の一側に位置させ、該透明基板の底面にブラッグ反射層を設け、該ブラッグ反射層は、対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２化合物からなる膜層である。これにより、発光ダイオードの総反射率を大幅に向上させ、発光輝度を向上して電力を節約する効果を達成する。【選択図】図１
0003222733.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に積層されるＮ型半導体層と、
前記Ｎ型半導体層上に積層される多重量子井戸と、
前記多重量子井戸上に積層されるＰ型半導体層と、
前記Ｐ型半導体層上に積層される電流拡散層と、
前記Ｎ型半導体層上に配置されるＮ型電極と、
前記Ｐ型半導体層上に配置されるＰ型電極と、
前記電流拡散層及び前記Ｎ型半導体層の間に配置され、前記Ｐ型電極の直下且つ前記多重量子井戸の一側に位置する電流ブロック層と、
前記透明基板の底面に配置され、且つ対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２化合物からなる膜層であるブラッグ反射層と、
を含み、前記ＮｂＴｉＯＸは、新たな応用の三元化合物であり、そのｎ／ｋ値の調整可能範囲が大きく、且つコーティング後に霧化現象を生じ難い、三元化合物反射構造を有する発光ダイオード。
【請求項２】
前記電流拡散層は、透明導電層であり、材質は、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxides）である請求項１に記載の三元化合物反射構造を有する発光ダイオード。
【請求項３】
前記電流ブロック層の材質は、ＳiＯ２である請求項１に記載の三元化合物反射構造を有する発光ダイオード。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、発光ダイオードの構造方面の技術分野に関し、特に、発光ダイオードの総反射率を大幅に高め、発光輝度を高めて電力を節約する等の効果を達成する三元化合物反射構造を有する発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
早期の発光ダイオードの構造は、図１に示すように、透明基板１０、Ｎ型半導体層１１、多重量子井戸１２、Ｐ型半導体層１３、電流拡散層１４、Ｎ型電極１５、Ｐ型電極１６、および電流ブロック層１７から構成され、該Ｎ型半導体層１１が該透明基板１０上に積層され、該多重量子井戸１２が該Ｎ型半導体層１１上に積層され、該Ｐ型半導体層１３が該多重量子井戸１２上に積層され、該電流拡散層１４が該Ｐ型半導体層１３上に積層され、該Ｎ型電極１５が該Ｎ型半導体層１１上に配置され、該Ｐ型電極１６が該Ｐ型半導体層１３上に配置され、該電流ブロック層１７が該電流拡散層１４及び該Ｎ型半導体層１１の間に配置され、該Ｐ型電極１６の直下かつ該多重量子井戸１２の一側に配置されている。
該発光ダイオードが発光する時、該光源は、大部分が該透明基板１０を透過するので、該光源は大量の散逸現象を形成し、それによって発光ダイオードの使用時の輝度が弱められる。
【０００３】
上記光源の大量の散逸現象を改善するために、ある業者は、図２に示すように、従来の発光ダイオードの構造を開発しており、それは、主に、上記の透明基板１０の底面に該透明基板１０を透過した光源を反射するためのブラッグ反射層１８を設け、光源の大量の散逸を防止している。該従来の発光ダイオード構造のブラッグ反射層１８は、ＴＩＯ２／ＳiＯ２またはＮＢ２Ｏ５／ＳiＯ２等の複数の二元化合物を対にして積み重ねた膜層であり、コーティング後の膜層は、発霧するので、反射率に影響を及ぼし、該発光ダイオードの総反射率が最高９８％までしか達することができず、この反射率は、その発光輝度に影響し、図３のＴＩＯ２／ＳiＯ２膜で該ブラッグ反射層１８を構成した発光ダイオードのスペクトル図を参照できる。
【０００４】
これに鑑み、本考案者は、上記問題について、深く構想し、且つ積極的に試作改良して本考案に想到した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０７１０８
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の目的は、従来の発光ダイオード構造に存在するＴＩＯ２／ＳiＯ２又はＮＢ２Ｏ５／ＳiＯ２等の二元化合物からなるブラッグ反射層のコーティング後の膜層が発霧し、反射率に影響して、発光輝度を低下させる問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の三元化合物反射構造を有する発光ダイオードは、透明基板、Ｎ型半導体層、多重量子井戸、Ｐ型半導体層、電流拡散層、Ｎ型電極、Ｐ型電極、電流ブロック層及びブラッグ反射層を含む。該Ｎ型半導体層は、該透明基板上に積層される。
該多重量子井戸は、該Ｎ型半導体層上に積層される。該Ｐ型半導体層は、該多重量子井戸上に積層される。該電流拡散層は、該Ｐ型半導体層上に積層される。該Ｎ型電極は、該Ｎ型半導体層上に配置される。該Ｐ型電極は、該Ｐ型半導体層上に配置される。該電流ブロック層は、該電流拡散層及び該Ｎ型半導体層の間に配置され、該Ｐ型電極の直下且つ該多重量子井戸の一側に位置する。
該ブラッグ反射層は、対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２化合物からなる膜層であり、該ＮｂＴｉＯＸは、新たな応用の三元化合物であり、そのｎ／ｋ値の調整可能範囲は大きく、且つコーティング後に霧化現象を生じ難い。
【考案の効果】
【０００８】
本考案が提供する三元化合物反射構造を有する発光ダイオードは、該ブラッグ反射層が対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２化合物からなる膜層であるという設計によって、該ＮｂＴｉＯＸのｎ／ｋ値の調整可能範囲が大きいだけでなく、更に、Ｎ値が調整可能である特性により、プロセスの調整により大きな自由度をもたせることができ、従って、その反射率を向上させることができる。
また、該ＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２からなるブラッグ反射層は、柱状結晶を形成し難いので、霧化現象を発生し難く、従って、該ＮｂＴｉＯＸは、ＮｂＯＸの低い吸収係数の利点を兼ね備えるだけでなく、更に、ＴｉＯＸの霧化し難い利点を有し、該発光ダイオードの総反射率を９９．８％まで達成させ、従来の輝度に比較して１．１３％向上でき、相対して電力エネルギーを１．１３％節約できる。
また、本考案の発光ダイオードは、該三元化合物を有するブラッグ反射層の作用によって、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の範囲において、局限性が更に良好であって、その他の波長域のノイズの進入を有することがなく、従って、発光が更に集中する。また、該発光ダイオードに更に良好な発散角度をもたせ（大きな角度の入射でもよい）、照明範囲を更に広くさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】早期の発光ダイオードの構造の説明図である。
【図２】従来の発光ダイオードの構造の説明図である。
【図３】従来のＴＩＯ２／ＳiＯ２膜でブラッグ反射層を構成したスペクトル図である。
【図４】本考案の発光ダイオードの構造の説明図である。
【図５】本考案のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２膜でブラッグ反射層を構成した発光ダイオードのスペクトル図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図４、図５に示すように、本考案の三元化合物反射構造を有する発光ダイオードは、透明基板２０、Ｎ型半導体層２１、多重量子井戸２２、Ｐ型半導体層２３、電流拡散層２４、Ｎ型電極２５、Ｐ型電極２６、電流ブロック層２７及びブラッグ反射層２８を含む。
【００１１】
該Ｎ型半導体層２１（Ｎ−Ｇａｎ）は、該透明基板２０上に積層され、電子を提供する。
【００１２】
該多重量子井戸２２（Multiple  Quantum  Well，ＭＱＷ）は、該Ｎ型半導体層２１上に積層され、電子及び正孔を更に容易に１つに局限させて発光強度を増加できる。
【００１３】
該Ｐ型半導体層２３（Ｐ−Ｇａｎ）は、該多重量子井戸２２上に積層され、正孔を提供する。
【００１４】
該電流拡散層２４は、該Ｐ型半導体層２３上に積層される透明導電層であり、材質は、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxidesの略記であり、酸化インジウムスズの透明半導体導電膜である）であり、限流を迅速、均等に拡散分布させ、電子のアクティブ性能を向上させることができる。
【００１５】
該Ｎ型電極２５は、該Ｎ型半導体層２１上に配置される。
【００１６】
該Ｐ型電極２６は、該Ｐ型半導体層２３上に配置される。
【００１７】
該電流ブロック層２７（Current  Block  Layer，ＣＢＬ）は、材質がＳiＯ２であり、且つ該電流拡散層２４及び該Ｎ型半導体層２１の間に配置され、該Ｐ型電極２６の直下及び該多重量子井戸２２の一側に位置し、電流をＰ型電極２６の下方から該多重量子井戸２２の中に流入させず、電流を強制的に該電流拡散層２４に拡散させ、電子が透明領域の下方で複合して光子を発生できる。
【００１８】
該ブラッグ反射層２８（Distributed  Bragg  Reflector，ＤＢＲ）は、該透明基板２０の底面に配置され、対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２等の三元及び二元化合物からなる膜層であり、該ＮｂＴｉＯＸは、新たな応用の三元化合物であり、そのｎ／ｋ値の調整可能範囲は、従来の二元化合物よりも大きくなり、該ＮｂＴｉＯＸのｎ／ｋ値の調整は、ＮｂとＴｉの割合により変更でき、ｎが光学屈折率（refractive index）であり、ｋが減衰係数（extinction  coefficient）であり、Ｎｂ、Ｔｉ割合は、製法により変更することができる。
【００１９】
本考案が提供する三元化合物反射構造を有する発光ダイオードは、該ブラッグ反射層２８は、対を成して積層された複数のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２等の三元及び二元化合物からなる膜層の特性によって、該ＮｂＴｉＯＸのｎ／ｋ値の調整可能範囲が大きいだけでなく、更に、Ｎ値が調整可能である特性により、プロセスの調整により大きな自由度をもたせることができ、従って、その反射率を向上させることができ、且つ該ＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２からなるブラッグ反射層は、柱状結晶を形成し難いので、霧化現象を発生し難く、従って、該ＮｂＴｉＯＸは、ＮｂＯＸの低い吸収係数の利点を兼ね備えるだけでなく、更に、ＴｉＯＸの霧化し難い利点を有し、該発光ダイオードの総反射率を９９．８％まで達成させ、従来の輝度に比較して１．１３％向上でき、相対して電力エネルギーを１．１３％節約できる。
また、本考案の発光ダイオードは、該三元化合物を有するブラッグ反射層２８の作用によって、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の範囲において、局限性が更に良好であって、その他の波長域のノイズの進入を有することがなく、従って、発光が更に集中することができる。また、該発光ダイオードに更に良好な発散角度をもたせ（大きな角度の入射でもよい）、照明範囲を更に広くさせることができる。図５のＮｂＴｉＯＸ／ＳiＯ２膜で該ブラッグ反射層２８を形成した発光ダイオードのスペクトル図を参考とすることができる。
【００２０】
上記を総合し、本考案は、上記利点及び実用価値を有し、且つ同類製品に未だ類似製品の発表が見られない。
【符号の説明】
【００２１】
１０  透明基板
１１  Ｎ型半導体層
１２  多重量子井戸
１３  Ｐ型半導体層
１４  電流拡散層
１５  Ｎ型電極
１６  Ｐ型電極
１７  電流ブロック層
１８  ブラッグ反射層
［本考案］
２０  透明基板
２１  Ｎ型半導体層
２２  多重量子井戸
２３  Ｐ型半導体層
２４  電流拡散層
２５  Ｎ型電極
２６  Ｐ型電極
２７  電流ブロック層
２８  ブラッグ反射層
【図１】
0003222733.tif 000003
【図２】
0003222733.tif 000004
【図３】
0003222733.tif 000005
【図４】
0003222733.tif 000006
【図５】
0003222733.tif 000007