CN101118920B - 次粘着基台式及具有阻抗元件的高压发光二极管晶片 - Google Patents

次粘着基台式及具有阻抗元件的高压发光二极管晶片 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种具有多段临界电压的高压发光二极管电路及其二极管发光装置，尤其是一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路。其中高压发光二极管晶片包含有：第一基材；至少一第一发光二极管，形成于第一基材上；及至少一阻抗元件，形成于第一基材上且电性串联于第一发光二极管的一端。高压发光二极管晶片可进一步结合于二极管发光装置中。又高压发光二极管晶片可转换形成具有多段临界电压的高压发光二极管电路。

Description

次粘着基台式及具有阻抗元件的高压发光二极管晶片
技术领域
本发明涉及一种应用于高功率的发光二极管，特别是涉及一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode；LED)随着材料科技进步，在发光颜色及亮度的进展已不可同日而语，各种发光二极管显示技术已趋近全彩化与高亮度化，发光二极管更有希望成为照亮人类生活的新世代的照明设备。
近年来，由于发光二极管发光效率等产品特性持续的改善，使得发光二极管的应用市场大幅度成长。发光二极管之所以能有如此高的市场成长率，主要的成长动力有二点，首先是在发光二极管显示器背光源市场中发光二极管与冷阴极射线管(Codex Committee on Food Labelling；CCFL)之间的替代；其次是在一般光源市场中发光二极管与白炽灯泡与荧光灯之间的替代。在上述两个成长动力市场中，发光二极管均具有环保、节能及色彩表现性佳的产品优势，其中如“欧盟2006年禁用汞”的环保法规更是驱动市场成长的主要原因。
在目前的二极管照明产品中，高压的发光二极管其采用串联电路设计时，若其中一颗发光二极管发生故障，将导致整个装置无法使用，此时需要将发生故障的发光二极管取下更换新或整组报废更新，在使用上及产品稳定度上显然存在有不便与不足。
美国专利公告号第US6830358号，其揭露的发光二极管电路虽然可使用在直流或交流电源环境中，但是其为分立元件(discrete component)，尺寸亦较庞大，不符合短小轻薄的设计趋势。
另外，美国专利公开号第20050254243号，其揭露的发光二极管电路虽然是以晶片制程制造，可以缩小尺寸体积，但是其仅可操作于交流电压环境中，且同极性的发光二极管均采用串联方式连接，故在其中一颗发光二极管发生故障时，将会导致其余的发光二极管无法继续提供照明，在使用上亦不方便。
由于现有习知技术是采用发光二极管串联的设计并无阻抗元件，因此其操作电压仅能操作于发光二极管其临界电压(Vth)的倍数，不具有操作于更细部电压的功能。尤其是发光二极管串联的设计是为单一回路的设计，因此仅能操作于单一高压(Vth*串联的发光二极管数量N)的环境下，而不具有多段临界电压操作的特性。
由此可见，上述现有的发光二极管电路及其二极管发光装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的发光二极管电路及其二极管发光装置所存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路，能够改进一般现有的发光二极管电路及其二极管发光装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的发光二极管电路及其二极管发光装置存在的缺陷，而提供一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路，又通过并联回路与阻抗元件的阻值设计，使二极管可以操作于任一特定的直流或交流电压环境中，并且具有多段临界电压启动的特性，藉此可以提升发光二体电路的使用便利性，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其包含有：一第一基材；至少一第一发光二极管，形成于该第一基材上；至少一第二发光二极管，形成于该第一基材上，该第二发光二极管的极性与该第一发光二极管相反，且该第二发光二极管是与该第一发光二极管并联；以及至少一阻抗元件，形成于该第一基材上且电性串联于该第一发光二极管或该第二发光二极管的一侧。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其中所述的阻抗元件是为一二极管元件、一电阻元件或一容抗元件。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片，其包含有：一第二基材，该第二基材上形成有复数条导线；至少一发光二极管晶片，形成于第二基材上，其具有：一第一基材；及至少一第一发光二极管，形成于该第一基材上且电性连接于该些导线；至少一第二发光二极管，形成于该第一基材或该第二基材上，该第二发光二极管的极性与该第一发光二极管相反且该第二发光二极管是与该第一发光二极管并联且电性连接；以及至少一阻抗元件，形成于该第二基材上，该阻抗元件是电性连接于该些导线且电性串联于该第一发光二极管或该第二发光二极管的一侧。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其中所述的第二基材是选自印刷电路板(PCB)、硅基材及陶瓷所组成的群组之一。
前述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其中所述的陶瓷是选自氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、低温共烧陶瓷及高温共烧陶瓷所组成的群组之一。
前述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其中所述的阻抗元件是为一二极管元件、一电阻元件或一容抗元件。
借由上述技术方案，本发明具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路至少具有下列优点及进步功效：
1、本发明采用阻抗元件的阻值匹配设计，使发光二极管电路可使用的电源规格不再局限于特定电压(Vth)倍数(即3V、6V、9V、12……等等)，可以大为提升可应用的电压规格范围，非常适于实用。
3、本发明采用并联回路设计，当发光二极管电路中的发光二极管发生故障时，其余未发生故障的发光二极管仍然可以维持正常的照明，而可以大幅提升使用的便利性。
3、本发明采用多段临界电压的设计，使发光二极管可依照设计的临界电压值启动照明，而可代替以往使用开关电路进行分段控制的结构设计，能够降低照明产品的制造成本。
综上所述，本发明是有关于一种具有多段临界电压的高压发光二极管电路及其二极管发光装置，尤其是提供了一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路。其中，高压发光二极管晶片包含有：第一基材；至少一第一发光二极管，形成于第一基材上；及至少一阻抗元件，形成于第一基材上且电性串联于第一发光二极管的一端。高压发光二极管晶片可进一步结合于二极管发光装置中。又高压发光二极管晶片可转换形成具有多段临界电压的高压发光二极管电路。本发明具有阻抗元件的高压发光二极管晶片、二极管发光装置及具有多段临界电压的高压发光二极管电路，又通过并联回路与阻抗元件的阻值设计，使二极管可以操作于任一特定的直流或交流电压环境中，并且具有多段临界电压启动的特性，藉此可以提升发光二体电路的使用便利性。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管电路及其二极管发光装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片的实施例的结构剖面示意图。
图2是本发明的第一实施例及第二实施例的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其中第一发光二极管进一步串连不同阻抗元件的实施例的结构剖面示意图。
图3是本发明的一种次粘着基台式的高压发光二极管晶片的实施例的结构剖面示意图。
图4是本发明的一种二极管发光装置的实施例的结构剖面示意图。
图5是本发明的一种二极管发光装置的实施例的结构剖面示意图。
图6是本发明的一种二极管发光装置的实施例的结构剖面示意图。
图7是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的实施例的示意图。
图8是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的示意图。
图9是本发明第八实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图。
图10是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的实施例的示意图。
图11是本发明第九实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图。
10：第一基材                 20：第一发光二极管
21：N型半导体层              22：欧姆触点
23：光放射层                 24：P型半导体层
25：透明电流扩散层           26：绝缘层
27：互连金属导线             30：阻抗元件
31：萧克利二极管             32：介电层
34：第一阻抗元件             36：第二阻抗元件
40：第二发光二极管           50：第二基材
51：导线                     52：焊锡凸块
100：具有阻抗元件的高压发光二极管晶片
200：座体结构                210：本体
211：晶片基座                220：第一导线架
221：第一导线                230：第二导线架
231：第二导线                240：取光层
250：透镜
300：次粘着基台式的高压发光二极管晶片
400：发光二极管晶片          Vth1：第一临界电压
Vth2：第二临界电压           Vth3：第三临界电压
t1：第一时间                 t2：第二时间
t3：第三时间                 I：电流
V：电压
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有多段临界电压的高压发光二极管电路及其二极管发光装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
<第一实施例--具有阻抗元件的高压发光二极管晶片一>
请参阅图1所示，是本发明的一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片的实施例的结构剖面示意图。本发明较佳实施例的一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，是操作于一直流电压源的环境中，其包含有：一第一基材10、至少一第一发光二极管20以及至少一阻抗元件30；其中：
该第一基材10，其为绝缘与耐热材质所构成。
该第一发光二极管20，形成于第一基材10上，其具有：N型半导体层21、欧姆触点22、光放射层23、P型半导体层24、透明电流扩散层25、绝缘层26及互连金属导线27，其中第一发光二极管20是为一具有多重量子井二极管(Multi-Quantum Well；MQW)结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(Electron blacking layer)结构。
该阻抗元件30，形成于第一基材10上且电性串联于第一发光二极管20的一端，其中阻抗元件30为二极管元件，其具有：N型半导体层21、欧姆触点22、萧克利二极管31、绝缘层26及互连金属导线27。但阻抗元件30亦可以为电阻元件，而二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pn junction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductor heterojunction)、有机发光二极管(organicelectro-luminescent materials)或高分子发光二极管(polymerelectro-luminescent materials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contact resistance)或薄膜绕线式电阻。
<第二实施例--具有阻抗元件的高压发光二极管晶片二>
将第一实施例具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其中的第一发光二极管20进一步并联极性相反的第二发光二极管40后，即可操作于一交流电压源的环境中，其包含有：一第一基材10、至少一第一发光二极管20、至少一阻抗元件30以及至少一第二发光二极管40；其中：
该第一基材10，其为绝缘与耐热材质所构成。
该第一发光二极管20，形成于第一基材10上，其具有：N型半导体层21、欧姆触点22、光放射层23、P型半导体层24、透明电流扩散层25、绝缘层26及互连金属导线27，其中第一发光二极管20是为一具有多重量子井二极管结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(electronblacking layer)结构。
该第二发光二极管40，形成于第一基材10上，第二发光二极管40的极性与第一发光二极管20相反，且第二发光二极管40是与第一发光二极管20并联。
该阻抗元件30，形成于第一基材10上且电性串联于第一发光二极管20或第二发光二极管40的一侧，其中阻抗元件30包含有：N型半导体层21、欧姆触点22、介电层32、绝缘层26及互连金属导线27。又该阻抗元件30可以为二极管元件、电阻元件或容抗元件，而二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pn junction)、萧克利二极管(Schockleydiode)、异质接面二极管(semiconductor heterojunction)、有机发光二极管(organic electro-luminescent materials)或高分子发光二极管(polymer electro-luminescent materials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(ohmic contact resistance)或薄膜绕线式电阻。
请参阅图2所示，是本发明的第一实施例及第二实施例的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其中第一发光二极管进一步串连不同阻抗元件的实施例的结构剖面示意图。本发明的第一实施例及第二实施例的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其藉由串连多数个阻抗元件30可以达到多种不同操作电压的特性。且将阻抗元件30与发光二极管制作成一单体，将可使得高压发光二极管在使用及更换上更为方便。
<第三实施例--次粘着基台式的高压发光二极管晶片一>
请参阅图3所示，是本发明的一种次粘着基台(Submount)式的高压发光二极管晶片的实施例的结构剖面示意图。本实施例的高压发光二极管晶片，是操作于一直流电压源的环境中，其包含有：一第二基材50、至少一发光二极管晶片400以及至少一阻抗元件30其中：
该第二基材50，在其一表面上形成有复数条导线51，而导线51与互连金属导线27之间设置有焊锡凸块52，其中第二基材50实务上可采用印刷电路板(PCB)、硅基材及陶瓷，而陶瓷又可区分为氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、低温共烧陶瓷及高温共烧陶瓷。
该发光二极管晶片400，是形成于第二基材50上，其具有：一第一基材10；及至少一第一发光二极管20，形成于第一基材10上且电性连接于该些导线51。第一发光二极管20，形成于第一基材10上，其具有：N型半导体层21、欧姆触点22、光放射层23、P型半导体层24、透明电流扩散层25、绝缘层26及互连金属导线27，其中第一发光二极管20是为一具有多重量子井二极管结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(Electron blacking layer)结构。
该阻抗元件30，形成于第二基材50上，其是电性连接于导线51且电性串联于第一发光二极管20的一侧。又阻抗元件30可为一二极管元件，其包含有：N型半导体层21及P型半导体层24。又阻抗元件30亦可以为一电阻元件。又二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pnjunction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductor heterojunction)、有机发光二极管(organicelectro-luminescent materials)或高分子发光二极管(polymerelectro-luminescent materials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contact resistance)或薄膜绕线式电阻。
<第四实施例--次粘着基台式的高压发光二极管晶片二>
将第三实施例的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其中的第一发光二极管20进一步并联极性相反的第二发光二极管40后，即可操作于一交流电压源的环境中。本实施例的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其包含有：一第二基材50、至少一发光二极管晶片400、至少一第二发光二极管40以及至少一阻抗元件30；其中：
该第二基材50，在其一表面上形成有复数条导线51，而导线51与互连金属导线27之间设置有焊锡凸块52，其中第二基材50实务上可采用印刷电路板(PCB)、硅基材及陶瓷所组成的群组之一。而陶瓷又可选自氧化铝)、氮化铝、氧化铍、低温共烧陶瓷及高温共烧陶瓷所组成的群组之一。
该发光二极管晶片400，是形成于第二基材50上，其具有：一第一基材10；及至少一第一发光二极管20，形成于第一基材10上且电性连接于该些导线51。第一发光二极管20，形成于第一基材10上，其是电性连接于导线51，其具有：N型半导体层21、欧姆触点22、光放射层23、P型半导体层24、透明电流扩散层25、绝缘层26及互连金属导线27，其中第一发光二极管20是为一具有多重量子井二极管结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(Electron blacking layer)结构。
该第二发光二极管40，形成于第一基材10或第二基材50上(如第四实施例所示)，第二发光二极管40的极性与第一发光二极管20相反，且第二发光二极管40是与第一发光二极管20并联且电性连接。第二发光二极管40的结构、特性与功效是与第一发光二极管20相同，故此不再赘述。
该阻抗元件30，形成于第二基材50上，其是电性连接于导线51且电性串联于第一发光二极管20或第二发光二极管40的一侧。该阻抗元件30包含有：N型半导体层21、P型半导体层24、介电层32、绝缘层26及导线51。又，该阻抗元件30亦可以为二极管元件、电阻元件或容抗元件。二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pn junction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductorheterojunction)、有机发光二极管(organic electro-luminescentmaterials)或高分子发光二极管(polymer electro-luminescentmaterials)。电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contactresistance)或薄膜绕线式电阻。
<第五实施例--二极管发光装置一>
请参阅图4所示，是本发明的一种二极管发光装置的实施例结构剖面示意图。本实施例的二极管发光装置，是操作于一直流电压源的环境中，其包含有：一座体结构200、至少一具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100、一取光层240以及一透镜250；其中：
上述的座体结构200，其具有：一本体210、至少二导线架，例如第一导线架220及第二导线架230。
该本体210，在本体210内形成有一晶片基座211，而晶片基座211用以承载具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100。
该第一导线架220与第二导线架230，其是由金属材质所构成，每一导线架是独立且互不电性连结，又每一导线架是固设于本体210上。
上述的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100(如本发明第一实施例的结构)，其第一基材10是固设于晶片基座211内，而至少一第一发光二极管20是形成于第一基材10上，其一端藉由第一导线221电性连接于第一导线架220，其中具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100特别可由红色、蓝色及绿色的二极管晶片加以组合，但并不限于三种颜色的二极管晶片。
该阻抗元件30，是形成于第一基材10上，其一端电性串联于第一发光二极管20的另一端，而阻抗元件30的另一端是藉由第二导线231电性连接于第二导线架230。
上述的取光层240，是为一高透光的透明树脂或一透明胶体，其是用以覆盖于晶片基座211内的已完成导线连结的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100上，而取光层240可进一步掺入一扩散粉；另外，在取光层240上更可形成光波转换层。
上述的透镜250，是用以结合于本体210且覆盖于晶片基座211上，以使具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100发光时产生最佳的光场分布效果，而透镜250可以为玻璃、透明塑胶或硅胶的材质。
另外，上述的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片100中，更包含有至少一第二发光二极管40(如第二实施例的结构)，形成于第一基材10上，而第二发光二极管40的极性与第一发光二极管20相反且相互并联，以操作于一交流电源环境中。
<第六实施例--二极管发光装置二>
请参阅图5所示，是本发明的一种二极管发光装置的实施例的结构剖面示意图。本发明的一种二极管发光装置，其包含有：一座体结构200、至少一次粘着基台式的高压发光二极管晶片300、一取光层240以及一透镜250；其中：
上述的座体结构200，其具有：一本体210、至少二导线架，例如第一导线架220及第二导线架230。
该本体210，是在本体210内形成有一晶片基座211，而晶片基座211用以承载次粘着基台式的高压发光二极管晶片300。
该第一导线架220与第二导线架230，是由金属材质所构成，每一导线架是独立且互不电性连结，又每一导线架是固设于本体210上。
上述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片300(如本发明第三实施例的结构)，其包含有：一第一基材10、至少一第一发光二极管20及至少一阻抗元件30。
该第一基材10，是固设于晶片基座211内，而第一发光二极管20，形成于第一基材10上，其一端藉由一第一导线221电性连接于一第一导线架220，其中次粘着基台式的高压发光二极管晶片300特别可由红色、蓝色及绿色的二极管晶片加以组合，但不限于三种颜色的二极管晶片。
该阻抗元件30，形成于第二基材50上，其一端电性串联于第一发光二极管20的另一端，而阻抗元件30的另一端是藉由一第二导线231电性连接于第二导线架230。
上述的取光层240，是为一高透光的透明树脂或一透明胶体，其是用以覆盖于晶片基座211内的已完成导线连结的次粘着基台式的高压发光二极管晶片300上，而取光层240可进一步掺入一扩散粉；另外，在取光层240上更可形成一光波转换层。
上述的透镜250，是用以结合于本体210且覆盖于晶片基座211上，以使次粘着基台式的高压发光二极管晶片300发光时产生最佳的光场分布效果，而透镜250可以为玻璃、透明塑胶或硅胶的材质。
另外，上述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片300中更包含至少一第二发光二极管40(如第四实施例的结构)，形成于第一基材10或第二基材50上，而第二发光二极管40的极性与第一发光二极管20相反且相互并联，以操作于一交流电源环境中。
<第七实施例--二极管发光装置三>
请参阅图6所示，是本发明的一种二极管发光装置的实施例的结构剖面示意图。本发明的一种二极管发光装置，其包含有：一座体结构200、至少一发光二极管晶片400、至少一阻抗元件30、一取光层240以及一透镜250；其中：
上述的座体结构200，其具有：一本体210、至少二导线架例如第一导线架220及第二导线架230。
该本体210，在本体210内形成有一晶片基座211，而晶片基座211用以承载发光二极管晶片400。
该第一导线架220与第二导线架230，其是由金属材质所构成，每一导线架是独立且互不电性连结，又每一导线架是固设于本体210上。
上述的发光二极管晶片400，其包含有：第一基材10，固设于晶片基座211内；以及至少一第一发光二极管20，其形成于第一基材10上，其一端藉由第一导线221电性连接于第一导线架220。该发光二极管晶片400至少包含一红色、一蓝色及一绿色的二极管晶片。或者发光二极管晶片400是具有至少二种发光颜色，且覆盖于该发光二极管晶片400上的该取光层进一步掺入有一扩散粉。或者发光二极管晶片400是为一发蓝光的发光二极管晶片400，且覆盖于发光二极管晶片400上的取光层上进一步覆盖有一光波转换层。
上述的阻抗元件30，固设于晶片基座211内，其一端电性串联于第一发光二极管20的另一端，又阻抗元件30的另一端是藉由一第二导线231电性连接于第二导线架230。阻抗元件30是可以为一二极管元件或一电阻元件。其中二极管元件是为一PN二极管(semiconductor pn junction)、一萧克利二极管(Schockley diode)、一异质接面二极管(semiconductorheterojunction)、一有机发光二极管(organic electro-luminescentmaterials)或一高分子发光二极管(polymer electro-luminescentmaterials)。又电阻元件是为可以为一欧姆触点电阻(Ohmic contactresistance)或一薄膜绕线式电阻。
上述的取光层240，是为一高透光的透明树脂或一透明胶体，其是用以覆盖于晶片基座211内的已完成导线连结的发光二极管晶片400上，而取光层240可进一步掺入一扩散粉。另外，在取光层240上更可形成光波转换层。
上述的透镜250，是用以结合于本体210且覆盖于晶片基座211上，以使发光二极管晶片400发光时产生最佳的光场分布效果，而透镜250可以为玻璃、透明塑胶或硅胶的材质。
另外，上述的发光二极管晶片400其更包含有至少一第二发光二极管40，形成于第一基材10上，第二发光二极管40的极性与第一发光二极管20相反且相互并联，以操作于一交流电源环境中。
<第八实施例--具有多段临界电压的高压发光二极管电路一>
请参阅图7所示，是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的实施例的示意图。本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路，是操作于一直流电压源的环境中，其包含有：p颗相互串联的第一发光二极管20与q颗阻抗元件30；其中：
该p颗相互串联的第一发光二极管20，是为一具有多重量子井二极管结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(Electron blackinglayer)结构。又具有多重量子井二极管结构的发光二极管进一步具有一电子黑化层(Electron blacking layer)结构。
该q颗阻抗元件30，每一个阻抗元件30是以一对一方式并联于该些第一发光二极管20，其中阻抗元件30可以为二极管元件或电阻元件，而二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pn junction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductorheterojunction)、有机发光二极管(organic electro-luminescentmaterials)或高分子发光二极管(polymer electro-luminescentmaterials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contactresistance)或薄膜绕线式电阻。
请结合参阅图8所示，是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的示意图。其中p的值是为大于或等于二的整数，而q的值是小于p的值(如图8所示)或等于p的值(如图7所示)。又本实施例的具有多段临界电压的高压发光二极管电路，其可以制作为一种具有多段临界电压的发光二极管集成电路。
请参阅图9所示，是本发明第八实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图。本实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图，在图9中是以3个发光二极管为例(即p＝3，q＝2)，其中第一临界电压(Vth1)小于第二临界电压(Vth2)，而第二临界电压(Vth2)小于第三临界电压(Vth3)。当电压到达第一临界电压(Vth1)时，则第一发光二极管启动，当电压到达第一临界电压(Vth1)时，则第一发光二极管启动，当电压到达第二临界电压(Vth2)时，则第一及第二发光二极管均会启动，当电压到达第三临界电压(Vth3)时，则第一、第二及第三发光二极管均会启动。通过阻抗元件的阻值匹配设计可使发光二极管电路具有多段临界电压的启动特性，如此无需使用额外的开关电路进行控制，即可达到分段启动发光二极管照明的效果，更可以进一步达到降低制造成本的目的。
<第九实施例--具有多段临界电压的高压发光二极管电路二>
请参阅图10所示，是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的实施例的示意图。本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路，是操作于一交流电压源的环境中，其包含有：p颗相互串联的第一发光二极管20、q颗第一阻抗元件34、m颗相互串联的第二发光二极管40及n颗第二阻抗元件36；其中：
该p颗相互串联的第一发光二极管20，是为一具有多重量子井二极管结构的发光二极管，且其进一步具有一电子黑化层(Electron blackinglayer)结构。
该q颗第一阻抗元件34，每一第一阻抗元件34是以一对一方式并联于一第一发光二极管20，其中第一阻抗元件34为二极管元件、电阻元件或容抗元件，而二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pnjunction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductor heterojunction)、有机发光二极管(organicelectro-luminescent materials)或高分子发光二极管(polymerelectro-luminescent materials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contact resistance)或薄膜绕线式电阻。
该m颗相互串联的第二发光二极管40，是串联于p颗相互串联的第一发光二极管20，且第二发光二极管40的极性是与第一发光二极管20相反。第二发光二极管40的结构、特性与功效是与第一发光二极管20相同，故此不再赘述。
该n颗第二阻抗元件36，每一第二阻抗元件36是以一对一方式并联于一该些第二发光二极管40，其中第二阻抗元件36为二极管元件、电阻元件或容抗元件，而二极管元件实务上可采用PN二极管(semiconductor pnjunction)、萧克利二极管(Schockley diode)、异质接面二极管(semiconductor heterojunction)、有机发光二极管(organicelectro-luminescent materials)或高分子发光二极管(polymerelectro-luminescent materials)，而电阻元件实务上可采用欧姆触点电阻(Ohmic contact resistance)或薄膜绕线式电阻。
请再结合参阅图10所示，是本发明的一种具有多段临界电压的发光二极管电路的实施例的示意图。其中p值及m值是为大于或等于二的整数，而q值是等于p的整数(如图10所示)，而n值是等于m的整数(如图10所示)。又本实施例的具有多段临界电压的高压发光二极管电路，其是为一种具有多段临界电压的发光二极管集成电路。
请参阅图11所示，是本发明第九实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图。本实施例的具有多段临界电压的发光二极管的电压-电流特性曲线图，而在图11中是以正半周交流电源举例说明，其中第一临界电压(Vth1)小于第二临界电压(Vth2)，而第二临界电压(Vth2)小于第三临界电压(Vth3)，其分别对应三个时间点(第一时间t1，第二时间t2、第三时间t3)。本发明实施例的具有多段临界电压的发光二极管电路亦可制作成集成电路。
藉由这种具有多段临界电压的高压发光二极管电路及其二极管发光装置，使发光二极管电路具有多段临界电压的启动特性，如此无需使用额外的开关电路进行控制，即可达到分段启动发光二极管照明的效果，更可以进一步达到降低制造成本的目的，且采用阻值匹配与并联设计的方式除了使发光二极管电路可应用的电压规格更为广泛之外，在部分发光二极管发生故障时，仍可继续维持正常照明，在使用上亦较为便利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其特征在于其包含有：
一第一基材；
至少一第一发光二极管，形成于该第一基材上；
至少一第二发光二极管，形成于该第一基材上，该第二发光二极管的极性与该第一发光二极管相反且该第二发光二极管是与该第一发光二极管并联；以及
至少一阻抗元件，形成于该第一基材上且电性串联于该第一发光二极管或该第二发光二极管的一侧。
2.根据权利要求1所述的具有阻抗元件的高压发光二极管晶片，其特征在于其中所述的阻抗元件是为一二极管元件、一电阻元件或一容抗元件。
3.一种次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其特征在于其包含有：
一第二基材，该第二基材上形成有复数条导线；
至少一发光二极管晶片，是形成于该第二基材上，其具有：
一第一基材；及
至少一第一发光二极管，形成于该第一基材上且电性连接于该些导线；
至少一第二发光二极管，形成于该第一基材或该第二基材上，该第二发光二极管的极性与该第一发光二极管相反且该第二发光二极管是与该第一发光二极管并联且电性连接；以及
至少一阻抗元件，形成于该第二基材上，该阻抗元件是电性连接于该些导线且电性串联于该第一发光二极管或该第二发光二极管的一侧。
4.根据权利要求3所述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其特征在于其中所述的第二基材是选自印刷电路板、硅基材及陶瓷所组成的群组之一。
5.根据权利要求4所述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其特征在于其中所述的陶瓷是选自氧化铝、氮化铝、氧化铍、低温共烧陶瓷及高温共烧陶瓷所组成的群组之一。
6.根据权利要求3所述的次粘着基台式的高压发光二极管晶片，其特征在于其中所述的阻抗元件是为一二极管元件、一电阻元件或一容抗元件。
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