CN103367604A - 发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一发光元件，其包含一基板；一第一半导体发光结构位于基板上，其中第一半导体发光结构包含一具有一第一导电性的第一半导体层、一具有一第二导电性的第二半导体层，及一第一活性层位于第一半导体层及第二半导体层之间，其中第一活性层可发出一具第一主波长的第一光线；以及一第一热敏层位于第一光线行进路径上，其中第一热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
Description
技术领域
本发明涉及一发光元件，尤其是涉及一包含热敏层的发光元件。
背景技术
发光二极管(LED)是一种固态半导体元件，发光二极管(LED)包含一发光元件结构，其中发光元件结构至少包含一p型半导体层、一n型半导体层与一活性层，其中活性层形成于p型半导体层与n型半导体层之间。发光元件的结构包含由三-五族元素组成的化合物半导体，例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)，其发光原理是在一外加电场作用下，利用n型半导体层所提供的电子与p型半导体层所提供的空穴在活性层的p-n接面附近复合，将电能转换成光能，但是在复合过程中，部分电能会变成热能损失，进而造成诸多光电特性的改变，例如发光效率下降。
目前LED在照明上要达到高演色性和高效率的需求，大都使用红光芯片搭配蓝光芯片并加上荧光粉来发出白光。但是当外加电流通入LED后，由于部分电能会变成热能，随着电流持续的通入，热能会持续累积。累积下来的热能会使LED的芯片温度升高，发光效率下降，其中热对红光芯片的发光效率较蓝光芯片的发光效率影响大。
如图1A所示，随着外加电流通入LED后，LED的芯片温度由原先的室温25℃升到75℃，因红光芯片和蓝光芯片对温度所产生的光衰不同，此现象导致LED在室温25℃下和达成热平衡时的色温不一致，使整体照明装置色温点偏移，造而造成照明装置失效。
图1B是现有的红光芯片亮度对温度的关系图。如图1B所示，随着外加电流通入红光芯片后，红光芯片温度由原先的室温25℃升到85℃以上，亮度随着温度升高而衰减，其亮度对温度的衰减率约为-0.87%/degC。图1C是现有的红光芯片发光波长对温度的关系图。如图1C所示，随着外加电流通入红光芯片后，红光芯片温度由原先的室温25℃升到85℃以上，发光波长随着温度升高而往长波长漂移，当温度由25℃升到100℃时，红光芯片的发光波长约增加5.7nm。
目前一般的解决方式是利用电控的方式，解决LED刚通入电流时与达到热平衡时的色温差异，但是此方式将会造成LED灯泡制造成本上的增加。
发明内容
为解决上述问题，依据本发明一实施例的一发光元件，包含一基板；一第一半导体发光结构位于基板上，其中第一半导体发光结构包含一具有一第一导电性的第一半导体层、一具有一第二导电性的第二半导体层，及一第一活性层位于第一半导体层及第二半导体层之间，其中第一活性层可发出一具第一主波长的第一光线；以及一第一热敏层位于第一光线行进路径上，其中第一热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
附图说明
图1A是现有的发光元件亮度对温度的关系图；
图1B是现有的红光芯片亮度对温度的关系图；
图1C是现有的红光芯片发光波长对温度的关系图；
图2是本发明第一实施例的发光元件；
图3是本发明热敏材料的透明度对温度的关系图；
图4是本发明第一实施例的发光元件；
图5是本发明第一实施例的发光元件；
图6是本发明第二实施例的发光元件；
图7是本发明第二实施例的发光元件；
图8是本发明第二实施例的发光元件；
图9是本发明第二实施例的发光元件；
图10是本发明第二实施例的发光元件；
图11是本发明第二实施例的发光元件；
图12是本发明第二实施例的发光元件；
图13是本发明第二实施例的发光元件；
图14是本发明第二实施例的发光元件；
图15是本发明第二实施例的发光元件；
图16是本发明第二实施例的发光元件；
图17是本发明第三实施例的发光元件；
图18是本发明第三实施例的发光元件；
图19是本发明第三实施例的发光元件；
图20是本发明的发光元件亮度对温度的关系图；
图21是本发明的发光元件发光波长对温度的关系图。
主要元件符号说明
发光元件1、2、3
第一热敏层18、28、38
第二热敏层48
第一半导体发光结构10、20、30
表面10s、20s、23s、25s、28s、40s
侧壁20t
第二半导体发光结构40
基板11、21、31
第一半导体层12、22、32
第三半导体层42
第一电极12e、22e、32e
第三电极42e
第一活性层14、24、34
第二活性层44
第二电极16e、26e、36e
第四电极46e
第二半导体层16、26、36
第四半导体层46
透光层23、33
透光材料231
空穴232、332、432
波长转换材料25、35、45
第一光线14a、24a、34a
第二光线44a
第三光线24b、44b
第四光线34b、34d
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列描述并配合图2至图5的图示。依据本发明第一实施例的一发光元件1的剖视图，如图2所示，本发明第一实施例的发光元件1，包含一基板11；一第一半导体发光结构10位于基板11上，其中第一半导体发光结构10包含一具有一第一导电性的第一半导体层12、一具有一第二导电性的第二半导体层16，及一第一活性层14位于第一半导体层12及第二半导体层16之间，其中第一活性层14可发出一具第一主波长的第一光线14a；以及一第一热敏层18位于第一光线14a行进路径上，其中此热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
第一半导体发光结构10的材料包含一种以上的元素选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)、及硒(Se)所构成的群组。于本发明的一实施例中，第一半导体层12的第一导电性与第二半导体层16的第二导电性不同，例如第一半导体层12可为一n型半导体层，第二半导体层16可为一p型半导体层。来自于n型半导体层的电子与来自于p型半导体层的空穴在一外加电流驱动之下，在第一活性层14复合，发出第一光线14a。形成第一半导体发光结构10的方法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（MOCVD），也可使用分子束外延（MBE），氢化物气相沉积法（HVPE），蒸镀法和离子电镀方法。基板11包含锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氧化二铝锂(LiAlO2)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)材料，可用以承载及/或成长第一半导体发光结构10。
第一热敏层18的材料特性包含透明度，且透明度可随温度变化而变化，与温度成一正比关系，亦即透明度会随着温度升高而增加。第一热敏层18的材料包含有机化合物或是无机化合物，其中有机化合物包含酯类或是酚类，例如结晶紫内酯、孔雀绿内酯、甲酚红，或是包含金属有机配位化合物，例如铜配位化合物，或是包含液晶。无机化合物包含无机盐类，例如钒酸盐、铬酸盐，或是包含无机晶体，例如碘化汞、碘化银、氧化钒。使用有机化合物或是无机化合物做为第一热敏层18的材料时，此材料会因发光元件1的温度变化而改变其本身的透明度。如图3所示，此材料的透明度会随着温度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重复使用，当温度下降时，就回复到升温前的透明度。发光元件1通过第一热敏层18的透明度对温度的特性来解决发光元件1因温度所造成色温不一致的问题。
如图2和图3所示，本发明的一实施例是通过第一热敏层18在低温(例如25℃)时低透明度的特性，阻挡部分发光元件1所发出的第一光线14a，使较少的第一光线14a通过第一热敏层18。再参考图3和图4所示，当发光元件1由一第一电极12e与一第二电极16e通入电流后，发光元件1的温度将由原先的低温(例如25℃)升到高温(例如85℃)，此时第一热敏层18的透明度会随着温度升高而增加，故可让较多的第一光线14a通过。综合上述，本发明的一实施例是通过第一热敏层18的透明度在高温(例如85℃)时比在低温(例如25℃)时高的特性，配合发光元件1的亮度在高温(例如85℃)时比在低温(例如25℃)时低的特性来减少发光元件1色温的变异。
依据本发明的另一实施例，发光元件1的第一热敏层18的材料特性包含折射率，其中第一热敏层18包含一具第一折射率的第一材料，例如液晶，及一具第二折射率的第二材料，例如树脂，其中第一折射率与第二折射率可随温度变化而变化，当第一活性层14接面温度在60℃以下时，第一折射率不同于第二折射率，当第一活性层14接面温度在60℃以上时，第一折射率与第二折射率之间实值上的差异小于10%。通过第一折射率与第二折射率在低温(例如25℃)时折射率差异大于10%的特性，可散射部分发光元件1所发出的第一光线14a，使较少的第一光线14a通过第一热敏层18。当发光元件1由第一电极12e与第二电极16e通入电流后，发光元件1的温度将由原先的低温(例如25℃)升到高温(例如85℃)，此时第一折射率与第二折射率之间的折射率差异小于10%，可让较多的第一光线14a通过。综合上述，本发明的另一实施例是通过第一材料的第一折射率与第二材料的第二折射率在高温(例如85℃)时的差异小于10%的特性，配合发光元件1的亮度在高温(例如85℃)比在低温(例如25℃)时低的特性来减少发光元件1色温的变异。
依据本发明的另一实施例，发光元件1的第一热敏层18可以是液晶，其材料特性包含液晶分子的排列，其中液晶分子排列的方式可随温度变化而变化。此液晶类热敏材料为一多层状结构，其中液晶分子的长轴在单一层状结构内会相互平行，但在邻近层状结构之间，液晶分子的长轴方向会有偏移，整体而言，液晶分子在多层状结构之间会形成一螺旋结构，且层与层之间具有一周期性的螺距，温度变化会使螺距改变，而不同的螺距会反射不同波长的光。利用此特性，在低温(例如25℃)时散射较多的第一光线14a，在高温(例如85℃)时则使较多的第一光线14a可以穿透，配合发光元件1的亮度在高温(例如85℃)比在低温(例如25℃)时低的特性来减少发光元件1色温的变异。
如图5所示，本发明第一实施例的发光元件1的第一热敏层18可位于第一半导体发光结构10的至少一表面10s上，较佳地是与第一半导体发光结构10的至少一表面10s相接触。
依据本发明第二实施例的一发光元件2的剖视图，如图6所示，本发明第二实施例的发光元件2，包含一基板21；一第一半导体发光结构20位于基板21上，其中第一半导体发光结构20包含一具有一第一导电性的第一半导体层22、一具有一第二导电性的第二半导体层26，及一第一活性层24位于第一半导体层22及第二半导体层26之间，其中第一活性层24可发出一具第一主波长的第一光线24a；一透光层23包覆第一半导体发光结构20；以及一第一热敏层28位于第一光线24a行进路径上，其中此热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
如图6所示，透光层23包含一透光材料231，透光材料231可以为有机材料或是无机材料，其中有机材料包含环氧树脂(epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或是硅胶树脂(silicone)，无机材料包含玻璃。形成透光层23的方法没有特别限制，除了灌注式，也可使用低压移送成型或是粘结。来自第一半导体发光结构20的第一光线24a可经由透光层23穿透到环境中。透光层23也可提供电气绝缘与耐热性，避免第一半导体发光结构20直接曝露于环境中。
第一半导体发光结构20的材料包含一种以上的元素选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)、及硒(Se)所构成的群组。于本发明的一实施例中，第一半导体层22的第一导电性与第二半导体层26的第二导电性不同，例如第一半导体层22可为一n型半导体层，第二半导体层26可为一p型半导体层。来自于n型半导体层的电子与来自于p型半导体层的空穴在一外加电流驱动之下，在第一活性层24复合，发出第一光线24a。形成第一半导体发光结构20的方法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（MOCVD），也可使用分子束外延（MBE），氢化物气相沉积法（HVPE），蒸镀法和离子电镀方法。
第一半导体发光结构20可通过胶材粘结或是金属接合的方式形成于基板21上，其中基板21包含一导电材料，例如金属。第一半导体发光结构20还包含一第一电极22e与一第二电极26e，其中第一电极22e与第二电极26e的位置没有特别限制，除了如图6所示位于第一半导体发光结构20的同一侧，形成一水平电极结构，第一电极22e与第二电极26e也可位于第一半导体发光结构20的不同侧，形成一垂直电极结构。如图6所示，当第一电极22e与第二电极26e位于第一半导体发光结构20的同一侧时，第一电极22e与第二电极26e之间的一空穴232可以为不导电的胶材或是空气。
第一热敏层28的材料特性包含透明度，且透明度可随温度变化而变化，与温度成一正比关系，亦即透明度会随着温度升高而增加。第一热敏层28的材料包含有机化合物或是无机化合物，其中有机化合物包含酯类或是酚类，例如结晶紫内酯、孔雀绿内酯、甲酚红，或是包含金属有机配位化合物，例如铜配位化合物，或是包含液晶。无机化合物包含无机盐类，例如钒酸盐、铬酸盐，或是包含无机晶体，例如碘化汞、碘化银、氧化钒。使用有机化合物或是无机化合物做为第一热敏层28的材料时，此材料会因发光元件2的温度变化而改变其本身的透明度。如图3所示，此材料的透明度会随着温度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重复使用，当温度下降时，就回复到升温前的透明度。发光元件2通过第一热敏层28的透明度对温度的特性来解决发光元件2因温度所造成色温不一致的问题。
如图6所示，本发明的一实施例是通过第一热敏层28在低温(例如25℃)时低透明度的特性，阻挡部分发光元件2所发出的第一光线24a，使较少的第一光线24a通过第一热敏层28。发光元件2可通过基板21通入一电流于第一半导体发光结构20的第一电极22e与第二电极26e。当通入电流后，发光元件2的温度将由原先的低温(例如25℃)升到高温(例如85℃)，此时第一热敏层28的透明度会随着温度升高而增加，故可让较多的第一光线24a通过第一热敏层28。综合上述，本发明的一实施例是通过第一热敏层28的透明度在高温(例如85℃)时比在低温(例如25℃)时高的特性，配合发光元件2的亮度在高温(例如85℃)比在低温(例如25℃)时低的特性来减少发光元件2色温的变异。
依据本发明的另一实施例，发光元件2的第一热敏层28的材料特性包含折射率，其中第一热敏层28包含一具第一折射率的第一材料，例如液晶，及一具第二折射率的第二材料，例如树脂，其中第一折射率与第二折射率可随温度变化而变化，当第一活性层24接面温度在60℃以下时，第一折射率不同于第二折射率，当第一活性层24接面温度在60℃以上时，第一折射率与第二折射率之间实值上的差异小于10%。
依据本发明的另一实施例，发光元件2的第一热敏层28可以是液晶，材料特性包含液晶分子的排列。利用此特性，在低温(例如25℃)时散射较多的第一光线24a，在高温(例如85℃)时使较多的第一光线24a可以穿透，配合发光元件2的亮度在高温(例如85℃)比在低温(例如25℃)时低的特性来减少发光元件2色温的变异。
如图7所示，本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于第一半导体发光结构20的至少一表面20s上，较佳地是与第一半导体发光结构20的至少一表面20s相接触。
本发明第二实施例的发光元件2还包含一波长转换材料25位于第一光线24a行进路径上，其中波长转换材料25，例如荧光粉，可吸收来自第一活性层24的第一光线24a，并发出一具第三主波长的第三光线24b。如图8所示，波长转换材料25可掺杂于透光层23的透光材料231中。
如图9所示，本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于第一半导体发光结构20的表面20s上并包覆第一半导体发光结构20的至少一侧壁20t。于另一实施例中，热敏层28也可与侧壁20t相接触。其中波长转换材料25可掺杂于第一热敏层28中。
如图10所示，本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于第一半导体发光结构20的表面20s上并包覆第一半导体发光结构20的至少一侧壁20t。在另一实施例中，热敏层28也可与侧壁20t相接触。其中波长转换材料25可通过一涂料，例如树脂，形成于第一热敏层28的至少一表面28s上。
如图11所示，本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于第一半导体发光结构20的表面20s上并包覆第一半导体发光结构20的侧壁20t。其中波长转换材料25可通过一涂料，例如树脂，形成于第一半导体发光结构20的表面20s和侧壁20t上。于另一实施例中，波长转换材料25也可与表面20s和侧壁20t相接触。
如图12所示，本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28的材料及波长转换材料25可掺杂于透光层23的透光材料231中。
如图13所示，依据本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于透光层23的表面23s上，较佳地是与透光层23的表面23s相接触。
如图14所示，依据本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于透光层23的表面23s上，较佳地是与透光层23的表面23s相接触，且波长转换材料25可掺杂于透光层23的透光材料231中。
如图15所示，依据本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于透光层23的表面23s上。于另一实施例中，热敏层28也可与表面23s相接触。波长转换材料25可通过一涂料，例如树脂，形成于热敏层28靠近第一半导体发光结构20的一表面25s上。
如图16所示，依据本发明第二实施例的发光元件2的第一热敏层28可位于透光层23的表面23s上。于另一实施例中，热敏层28也可与表面23s相接触。波长转换材料25可通过一涂料，例如树脂，形成于热敏层28远离第一半导体发光结构20的一表面25s上。
依据本发明第三实施例的一发光元件3的剖视图，如图17所示，本发明第三实施例的发光元件3，包含一基板31；一第一半导体发光结构30位于基板31上，其中第一半导体发光结构30包含一具有一第一导电性的第一半导体层32、一具有一第二导电性的第二半导体层36，及一第一活性层34位于第一半导体层32及第二半导体层36之间，其中第一活性层34可发出一具第一主波长的第一光线34a；一透光层33包覆第一半导体发光结构30；以及一第一热敏层38位于第一光线34a行进路径上，其中此热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
如图17所示，本发明第三实施例的发光元件3的第一热敏层38可位于第一半导体发光结构30的至少一表面30s上，较佳地是与第一半导体发光结构30的至少一表面30s相接触。
透光层33的材料包含有机材料或是无机材料，其中有机材料包含环氧树脂(epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或是硅胶树脂(silicone)，无机材料包含玻璃。形成透光层33的方法没有特别限制，除了灌注式，也可使用低压移送成型或是粘结。来自第一半导体发光结构30的第一光线34a可经由透光层33穿透到环境中。透光层33也可提供电气绝缘与耐热性，避免第一半导体发光结构30直接曝露于环境中。
第一半导体发光结构30的材料包含一种以上的元素选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)、及硒(Se)所构成的群组。于本发明的一实施例中，第一半导体层32的第一导电性与第二半导体层36的第二导电性不同，例如第一半导体层32可为一n型半导体层，第二半导体层36可为一p型半导体层。来自于n型半导体层的电子与来自于p型半导体层的空穴在一外加电流驱动之下，在第一活性层34复合，发出第一光线34a。形成第一半导体发光结构30的方法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（MOCVD），也可使用分子束外延（MBE），氢化物气相沉积法（HVPE），蒸镀法和离子电镀方法。
第一半导体发光结构30可通过胶材粘结或是金属接合的方式形成于基板31上，其中基板31包含一导电材料，例如金属。第一半导体发光结构30还包含一第一电极32e与一第二电极36e，其中第一电极32e与第二电极36e的位置没有特别限制，除了如图17所示位于第一半导体发光结构30的同一侧，形成一水平电极结构，第一电极32e与第二电极36e也可位于第一半导体发光结构30的不同侧，形成一垂直电极结构。如图17所示，当第一电极32e与第二电极36e位于第一半导体发光结构30的同一侧时，第一电极32e与第二电极36e之间的一空穴332可以为不导电的胶材或是空气。
第一热敏层38的材料特性包含透明度，且透明度可随温度变化而变化，与温度成一正比关系，亦即透明度会随着温度升高而增加。第一热敏层38的材料包含有机化合物或是无机化合物，其中有机化合物包含酯类或是酚类，例如结晶紫内酯、孔雀绿内酯、甲酚红，或是包含金属有机配位化合物，例如铜配位化合物，或是包含液晶。无机化合物包含无机盐类，例如钒酸盐、铬酸盐，或是包含无机晶体，例如碘化汞、碘化银、氧化钒。使用有机化合物或是无机化合物做为第一热敏层38的材料时，此材料会因发光元件3的温度变化而改变其本身的透明度。如图3所示，此材料的透明度会随着温度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重复使用，当温度下降时，就回复到升温前的透明度。发光元件3通过第一热敏层38的透明度对温度的特性来解决发光元件3因温度所造成色温不一致的问题。
依据本发明的另一实施例，发光元件3的第一热敏层38可以是液晶，材料特性包含折射率或液晶分子的排列。
如图17所示，本发明第三实施例的发光元件3还包含至少一第二半导体发光结构40位于基板31上，与第一半导体发光结构30相邻，并和第一半导体发光结构30一起被透光层33所包覆，其中第二半导体发光结构40包含一具有一第一导电性的第三半导体层42、一具有一第二导电性的第四半导体层46及一第二活性层44位于第三半导体层42及第四半导体层46之间，其中第二活性层44可发出一具第二主波长的第二光线44a，其中第二光线44a的第二主波长与第一光线34a的第一主波长不同。
第二半导体发光结构40的材料包含一种以上的元素选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)、镉(Cd)、及硒(Se)所构成的群组。于本发明的一实施例中，第一半导体层42的第一导电性与第二半导体层46的第二导电性不同，例如第一半导体层42可为一n型半导体层，第二半导体层46可为一p型半导体层。来自于n型半导体层的电子与来自于p型半导体层的空穴在一外加电流驱动之下，在第一活性层44复合，发出第一光线44a。形成第二半导体发光结构40的方法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（MOCVD），也可使用分子束外延（MBE），氢化物气相沉积法（HVPE），蒸镀法和离子电镀方法。
第二半导体发光结构40可通过胶材粘结或是金属接合的方式形成于基板31上。第二半导体发光结构40还包含一第三电极42e与一第四电极46e，其中第三电极42e与第四电极46e的位置没有特别限制，除了如图17所示位于第二半导体发光结构40的同一侧，形成一水平电极结构，第三电极42e与第四电极46e也可位于第二半导体发光结构40的不同侧，形成一垂直电极结构。如图17所示，当第三电极42e与第四电极46e位于第二半导体发光结构40的同一侧时，第三电极42e与第四电极46e之间的一空穴432可以为不导电的胶材或是空气。
如图17所示，第一半导体发光结构30的第一光线34a与第二半导体发光结构40的第二光线44a可混合发出一具第四主波长的第四光线34b，其中第一光线34a可为红光、第二光线44a可为蓝光、第四光线34b可为白光。
如图18所示，本发明第三实施例的发光元件3还包含一第二热敏层48位于第二半导体发光结构40的至少一表面40s上，较佳地是与第二半导体发光结构40的至少一表面40s相接触，其中第二热敏层48包含与第一热敏层38不同的材质。于本发明一实施例中，第二热敏层48与第一热敏层38的厚度不同。于本发明一实施例中，可针对第一半导体发光结构30与第二半导体发光结构40对温度具有不同程度光衰的现象，利用包含不同的材料或不同的厚度的第一热敏层38与第二热敏层48来调控第一半导体发光结构30与第二半导体发光结构40的亮度，减少发光元件3色温的变异。
依据本发明的一实施例，发光元件3可通过基板31通入电流于第一半导体发光结构30的第一电极32e与第二电极36e、及第二半导体发光结构40的第三电极42e与第四电极46e。因第一半导体发光结构30与第二半导体发光结构40对于温度有不同的光衰程度，当发光元件3的温度由原先的室温(例如25℃)升温到较高温(例如85℃)时，第一光线34a(例如为红光)的亮度对于升温所产生的光衰大于第二光线44a(例如为蓝光)的亮度对于升温所产生的光衰。针对第一半导体发光结构30和第二半导体发光结构40不同光衰的现象，通过第一热敏层38和第二热敏层48可减少发光元件3在室温下和通电后达成热平衡时的色温变异。
如图19所示，本发明第三实施例的发光元件3还包含一波长转换材料45位于第二光线44a行进路径上。于本发明的一实施例中，波长转换材料45可通过一涂料，例如树脂，位于第二半导体发光结构40的至少一表面40s上，较佳地是与第二半导体发光结构40的至少一表面40s相接触。波长转换材料45，例如荧光粉，可吸收来自第二活性层44的第二光线44a，并发出一具第三主波长的第三光线44b。第一半导体发光结构30的第一光线34a与第二半导体发光结构40的第三光线44b可混合发出一具第四主波长的第四光线34d，其中第一光线34a可为红光、第三光线44b可为白光、第四光线34d可为白光。
图20是本发明的发光元件亮度对温度的关系图。如图20所示，随着外加电流通入发光元件后，发光元件温度由原先的室温25℃升到85℃以上，发光元件在25℃的亮度约为图1B所示红光芯片亮度的50～85%，但本发明的发光元件亮度对温度的衰减率约为0.05～0.4%。图21是本发明的发光元件发光波长对温度的关系图。如图21所示，随着外加电流通入发光元件后，发光元件温度由原先的室温25℃升到85℃以上，当温度由25℃升到100℃时，发光元件的发光波长约增加2～3nm。
以上各附图与说明虽仅分别对应特定实施例，然而，各个实施例中所说明或公开的元件、实施方式、设计准则、及技术原理除在彼此显相冲突、矛盾、或难以共同实施之外，吾人当可依其所需任意参照、交换、搭配、协调、或合并。
虽然上述已说明了本发明，然而其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与制作工艺方法。对于本发明所作的各种修饰与变更，都不脱离本发明的精神与范围。
Claims (18)
1.一发光元件，其包含︰
基板；
第一半导体发光结构，位于该基板上，其中该第一半导体发光结构包含一具有一第一导电性的第一半导体层、一具有一第二导电性的第二半导体层，及一第一活性层位于该第一半导体层及该第二半导体层之间，其中该第一活性层可发出一具第一主波长的第一光线；以及
第一热敏层，位于该第一光线行进路径上，其中该第一热敏层具有一材料特性随温度变化而变化。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一热敏层与该第一半导体发光结构的至少一表面相接触。
3.如权利要求1所述的发光元件，还包含一透光层，包覆该第一半导体发光结构。
4.如权利要求3所述的发光元件，其中该第一热敏层位于该透光层及该第一半导体发光结构之间。
5.如权利要求3所述的发光元件，还包含一波长转换材料，位于该第一光线行进路径上。
6.如权利要求5所述的发光元件，其中该波长转换材料位于该透光层之间。
7.如权利要求5所述的发光元件，还包含至少一第二半导体发光结构，位于该基板上，与该第一半导体发光结构相邻，并和第一半导体发光结构一起被该透光层包覆，其中该第二半导体发光结构包含一具有第一导电性的第三半导体层、一具有第二导电性的第四半导体层及一第二活性层位于该第三半导体层及该第四半导体层之间，其中该第二活性层可发出一具第二主波长的第二光线。
8.如权利要求7所述的发光元件，其中该波长材料位于该第一半导体发光结构的一表面上。
9.如权利要求7所述的发光元件，还包含一第二热敏层，位于该第二半导体发光结构的一表面上。
10.如权利要求9所述的发光元件，其中该第二热敏层的材料及/或厚度与该第一热敏层不同。
11.如权利要求3所述的发光元件，其中该第一热敏层位于该透光层上。
12.如权利要求3所述的发光元件，还包含一波长转换材料位于该透光层上。
13.如权利要求1所述的发光元件，其中该材料特性包含透明度与折射率至少其一。
14.如权利要求13所述的发光元件，其中该透明度与温度成一正比关系。
15.如权利要求1所述的发光元件，其中该热敏层包含有机化合物，或是无机化合物，或是液晶。
16.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一热敏层包含一具第一折射率的第一材料及一具第二折射率的第二材料。
17.如权利要求16所述的发光元件，其中在活性层接面温度60℃以上时，该第一折射率与该第二折射率之间实值上的差异小于10%。
18.如权利要求17所述的发光元件，其中该第一材料包含液晶，该第二材料包含树脂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |