CN104425539A - 发光二极管单元及发光装置 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管单元，包含一基板、一第一晶粒结构、至少一个第二晶粒结构及一第三晶粒结构。第一晶粒结构、第二晶粒结构与第三晶粒结构间隔地设于基板上，第一晶粒结构包括一第一正电极及一第一负电极，第二晶粒结构包括一第二正电极及一第二负电极，第三晶粒结构包括一第三正电极及一第三负电极。第一晶粒结构、第二晶粒结构与第三晶粒结构依序形成串联连接，且第三正电极的面积远大于第二正电极及第一正电极，第一负电极的面积远大于第三负电极及第二负电极，让使用者便于通过第一负电极、第三正电极进行发光二极管单元的线路配置，也可增加发光二极管单元的有效发光面积。

Description

发光二极管单元及发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管单元及发光装置，特别是涉及一种具有特殊电极设计的发光二极管单元及发光装置。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，简称为LED)是目前常见的半导体照明组件，已广泛运用于各式应用领域。作为不同程度的点光源(point light)，发光二极管的晶粒(die)可分为小尺寸晶粒(例如边长数百微米的晶粒)与大尺寸晶粒(例如边长超过一毫米的晶粒)，晶粒尺寸增加虽能提供较大的发光面积，但伴随而来的是大尺寸晶粒的合格率、散热及光效问题。因此，目前虽然已有边长约1.5毫米(即60mil，1mil约为25微米)的晶粒，但边长超过2毫米(即80mil)的发光二极管晶粒则较为少见。

虽然单一大尺寸晶粒属于较难实现的技术，但目前还有不同于此的技术方案，借以实现较大尺寸的单一点光源。例如，借由阵列的概念，可将多颗小尺寸的发光二极管晶粒组成一个较大的发光二极管阵列，其有效发光面积与单一颗大尺寸的发光二极管晶粒相仿，而且也能当作单一个点光源使用。中国台湾公开号第201145563号申请案提出的覆晶发光二极管晶粒阵列即属于此种技术。该申请案是在发光二极管的晶粒制作阶段，由金属图案层连接磊晶基板上的多个晶粒结构，使设置于同一个磊晶基板上的发光二极管晶粒连接为一个晶粒阵列。经由晶圆切割制程后，将发光二极管晶粒以晶粒阵列为单位切分，即可获得作为单一光源的发光二极管晶粒阵列。

但是上述申请案的缺点在于，其晶粒阵列中的每一颗晶粒的电极都采用相同的设计，未针对「单一发光源」的应用进行特别设计。举例来说，该申请案的发光二极管晶粒阵列是设计为覆晶封装，且将每个发光二极管的晶粒都电连接于电路板。但如果将上述晶粒阵列视为单一发光源使用，则应该不需要将每个晶粒的电极都电连接于电路板，只需将部分晶粒的电极电连接于到电路板即可，其他晶粒可由晶粒之间的金属图案层提供所需的电力。由于覆晶制程中，连接到电路板的电极需要一定程度的面积，以设置尺寸足够的焊料，该申请案将每个晶粒的电极都连接到电路板的设计会导致电极面积的增加，减少发光二极管晶粒的发光面积，并使发光二极管晶粒阵列的线路配置步骤过于繁复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对单一大尺寸发光应用进行特殊电极设计的发光二极管单元。

本发明发光二极管单元，包含一可透光的基板、一第一晶粒结构、至少一个第二晶粒结构及一第三晶粒结构。

该第一晶粒结构形成于该基板上，包括一第一发光体、一第一正电极及一第一负电极。该第一正电极与该第一负电极相互间隔且至少部分设于该第一发光体上，以传输该第一发光体所需的电力。

该第二晶粒结构形成于该基板上，且间隔于该第一晶粒结构，并包括一第二发光体、一第二正电极及一第二负电极。该第二正电极与该第二负电极间隔地设于该第二发光体上，以传输该第二发光体所需的电力。

该第三晶粒结构，形成于该基板上，且间隔于该第一晶粒结构及该第二晶粒结构，并包括一第三发光体、一第三正电极及一第三负电极。该第三正电极与该第三负电极相互间隔且至少部分设于该第三发光体上，以传输该第三发光体所需的电力。

其中，该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构依序形成串联连接，且该第三正电极的面积远大于该第二正电极及该第一正电极的面积，该第一负电极的面积远大于该第三负电极及该第二负电极的面积。

较佳地，该第二晶粒结构的数量为多个，所述第二晶粒结构彼此相互间隔且间隔于该第一晶粒结构与该第三晶粒结构，且所述第二晶粒结构彼此串联连接，并串接于该第一晶粒结构与该第三晶粒结构之间。

更佳地，该第三正电极的面积至少为该第二正电极或该第一正电极的面积的2倍，且该第一负电极的面积至少为该第三负电极或该第二负电极的面积的2倍。

进一步来说，该第三正电极与该第一负电极的面积均不小于0.4平方毫米，该第三正电极与该第一负电极的材质选自铜、锡、金、镍、钛、铬、铝、铂、银及其群组，且该第一晶粒结构、所述第二晶粒结构与该第三晶粒结构的面积总和大于4平方毫米。

较佳地，该发光二极管单元还包含一可透光的第一绝缘结构，该第一绝缘结构至少设置于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构之间，并至少覆盖该第一晶粒结构的第一正电极及第一负电极以外的表面、至少覆盖该第二晶粒结构的第二正电极及第二负电极以外的表面，以及至少覆盖该第三晶粒结构的第三正电极及第三负电极以外的表面。

进一步来说，该第三正电极还设于该第一晶粒结构或该第二晶粒结构上设有该第一绝缘结构处，且该第一绝缘结构介于第三正电极与该第一晶粒结构之间或介于该第三正电极与该第二晶粒结构之间；该第一负电极还设于该第二晶粒结构或该第三晶粒结构上设有该第一绝缘结构处，且该第一绝缘结构介于该第一负电极与该第二晶粒结构之间或介于该第一负电极与该第三晶粒结构之间。

在一实施态样中，该发光二极管单元还包含一第二绝缘结构及一反光结构，该第二绝缘结构具有透光性且至少覆盖该第二晶粒结构的表面，该反光结构至少覆盖于该第二绝缘结构之上。

较佳地，该第二绝缘结构及该反光结构还覆盖于该第一晶粒结构的第一负电极以外的至少一部分，或覆盖于该第三晶粒结构的第三正电极以外的至少一部分。

在另一实施态样中，该发光二极管单元还包含一反光结构，该反光结构设置于该基板相反于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构的另一面。

本发明的另一目的，在提供一使用前述发光二极管单元的发光装置。

因此，本发明发光装置，包含一如前述的发光二极管单元及至少一封装结构。该封装结构设置于该发光二极管单元表面，并包括一波长转换层及一封装基材。该波长转换层一体成型地至少对应设置于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构，受该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构发出的光线照射后，发出相异于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构发光颜色的光线。该封装基材具透光性并覆盖该发光二极管单元与该波长转换层。

较佳地，该封装结构的数量为两个，且所述封装结构分别设置于发光二极管单元的两相反侧。

具体来说，该封装基材的主要材质为氧化铝、氧化硅或钻石。

本发明的有益效果在于：通过电极的配置，本发明发光二极管单元的第一负电极与第三正电极设置为适合外部电源电路配线的大面积电极，便于用户进行线路配置。而第一正电极、第二正电极、第二负电极、第三负电极仅为第一晶粒结构、第二晶粒结构与第三晶粒结构内部的电力传输线路，尺寸面积远小于第一负电极与第三正电极，有利于发光二极管单元的电极面积缩减，可增加发光二极管单元的有效发光面积。

此外，通过上述电极的配置，本发明发光二极管单元由一个第一晶粒结构、多个第二晶粒结构与一个第三晶粒结构形成连续串接的发光二极管晶粒阵列电路，可视为单一光源使用，而实现单一大尺寸发光源的设计。

附图说明

图1是一俯视图，说明本发明发光二极管单元的第一较佳实施例；

图2是沿图1的II-II方向的剖面示意图；

图3是沿图1的III-III方向的剖面示意图；

图4是沿图1的IV-IV方向的剖面示意图；

图5是该发光二极管单元的等效电路图；

图6是该发光二极管单元的第一实施例的变化实施态样；

图7是一侧视示意图，说明该发光二极管单元应用于一发光装置的实施态样；

图8是一侧视示意图，说明该发光装置应用为一照明模组的实施态样；

图9是一侧视示意图，说明该照明模组应用为一灯具的实施态样；

图10是一俯视图，说明本发明发光二极管单元的第二较佳实施例；

图11是沿图10的XI-XI线的剖面示意图；

图12是沿图10的XII-XII线的剖面示意图；

图13是一俯视图，说明本发明发光二极管单元的第三较佳实施例；

图14是沿图13的XIV-XIV线的剖面示意图；

图15是沿图13的XV-XV线的剖面示意图；

图16是沿图13的XVI-XVI线的剖面示意图；

图17是一俯视图，说明本发明发光二极管单元的第四较佳实施例；

图18是沿图17的XVIII-XVIII线的剖面示意图；及

图19是沿图17的XIX-XIX线的剖面示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的四个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

第一实施例

参阅图1至图4，为本发明发光二极管单元1的第一较佳实施例。本实施例中，发光二极管单元1是采用发光二极管晶粒阵列技术，内含多个发光二极管晶粒，可整合作为单一发光源使用。

具体来说，于第一实施例中，发光二极管单元1可向四面八方放射光线，并包含一可透光的基板11、一第一晶粒结构12、至少一个第二晶粒结构13、一第三晶粒结构14、一第一绝缘结构15及多个连接部16。以下，假定发光二极管单元1可发出蓝光，所以其材质是以蓝光发光二极管为例进行说明，但发光二极管单元1的构造、材质与发光颜色可视需要而调整，例如可以使用砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、砷铝化镓(GaAlAs)、磷铝化镓铟(AlGaInP)材质制成的红外线、红光、黄光等各式发光二极管，因此不以后叙内容的蓝光发光二极管类型为限。

基板11具有可透光性，为上述第一晶粒结构12、第二晶粒结构13、第三晶粒结构14、第一绝缘结构15、连接部16制作过程中的承载基板，例如可使用蓝宝石基板(sapphire substrate)，但不以此为限。

第一晶粒结构12由半导体磊晶技术(epitaxial growthtechnique)与半导体制程技术形成于基板11上，并包括一第一发光体121、一第一正电极122及一第一负电极123。第一正电极122与第一负电极123相互间隔且至少部分设于第一发光体121上，以传输第一发光体121所需的电力。

具体来说，第一发光体121为光线放射的主要结构，由下而上依序为一第一负型半导体层124、一第一主发光层125及一第一正型半导体层126的堆栈结构。此处，作为蓝光发光二极管，第一发光体121可采用氮化镓(GaN)作为主要材质，因此第一负型半导体层124的主要材质为N型氮化镓，第一正型半导体层126的主要材质为P型氮化镓，第一主发光层125则内含多层氮化镓堆栈形成的多重量子阱(multi-quantum well)，为蓝光放射的主要区域。

其中，第一负型半导体层124还由蚀刻技术(etching)凹陷制成一第一凹陷部127，供第一负电极123设置其上。第一正电极122则设置于第一正型半导体层126表面，其间隔于第一负电极123，且大致呈指叉式电极(finger electrode)分布，两者配合可传输第一发光体121所需的电力。

第二晶粒结构13彼此相互间隔地形成于基板11上，且间隔于第一晶粒结构12与第三晶粒结构14，本实施例中，所述第二晶粒结构13的数量为四个，且所述四个第二晶粒结构13是以排列为「田」字状为例进行说明，但第二晶粒结构13的数量与排列方式不以特定方式为限，例如可以是一到三个或多于四个，因此以下说明仅用于解释本发明的实施方式，不应以此限制本发明的实施范围。

具体来说，各第二晶粒结构13包括一第二发光体131、一第二正电极132及一第二负电极133。类似第一发光体121，第二发光体131的主要材质为氮化镓，由下而上依序为一第二负型半导体层134、第二主发光层135及第二正型半导体层136，且于第二负型半导体层134处凹陷形成一第二凹陷部137。第二正电极132与第二负电极133间隔地设于该第二发光体131上，大致呈指叉式电极分布，且分别设置于第二正型半导体层136与第二负型半导体层134处，以传输该第二发光体131所需的电力。

第三晶粒结构14也形成于基板11上，其间隔于第一晶粒结构12及所述第二晶粒结构13，且类似第一晶粒结构12及所述第二晶粒结构13，其主要材质也是氮化镓，并包括一第三发光体141、一第三正电极142及一第三负电极143。第三发光体141同样地包括依序堆栈的一第三负型半导体层144、一第三主发光层145及一第三正型半导体层146，并于第三负型半导体层144处凹陷形成一供第三负电极143设置的第三凹陷部147。第三正电极142与第三负电极143相互间隔且至少部分地设于该第三发光体141上，分别设置于第三正型半导体层146与第三负型半导体层144上，以传输该第三发光体141所需的电力。

第一绝缘结构15以具有可透光性的绝缘材质制作，例如可以是氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)等材质，其至少设置于第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14之间的区域，并至少覆盖该第一晶粒结构12的第一正电极122及第一负电极123以外的表面、至少覆盖第二晶粒结构13的第二正电极132及第二负电极133以外的表面，以及至少覆盖第三晶粒结构14的第三正电极142及第三负电极143以外的表面，使得第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14以及其电极之间保持电性绝缘，以确保所述晶粒结构的正常运作。

连接部16用于使各个晶粒结构之间电性连接，其主要设置于第一绝缘结构15的表面，并连接各个晶粒结构之间的电极，使得第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14可形成串接结构。

本实施例中，所述四个第二晶粒结构13通过连接部16的设置，而彼此形成串联连接的连接关系。此外，所述第二晶粒结构13还通过连接部16串接于第一晶粒结构12与第三晶粒结构14之间，使得第一晶粒结构12、所述第二晶粒结构13以及第三晶粒结构14形成六个连续串联连接的发光二极管晶粒阵列。

进一步来说，若将图1的六个晶粒结构区分为左下、左中、左上、右下、右中、右上等部分，则左下的第一晶粒结构12的第一正电极122通过一个纵向的连接部16连接于左中的第二晶粒结构13的第二负电极133，而让左下的第一晶粒结构12的正极连接于左中的第二晶粒结构13的负极，使两者形成串接。类似地，左中的第二晶粒结构13通过连接部16与左上的第二晶粒结构13形成串接，左上的第二晶粒结构13通过一横向的连接部16与右上的第二晶粒结构13形成串接，右上的第二晶粒结构13通过一纵向的连接部16与右中的第二晶粒结构13形成串接，右中的第二晶粒结构13再通过另一连接部16，使其第二正电极132连接于右下的第三晶粒结构14的第三负电极143，而形成串接。

参照图5，根据上述方式，此六个晶粒结构是依序形成串接的发光二极管晶粒电路，从正极出发依序为右下、右中、右上、左上、左中、左下的晶粒结构。其中，位于此串接电路两端的分别是第一晶粒结构12与第三晶粒结构14。

由于本实施例要将此六个发光二极管晶粒所组成的阵列视为单一发光源使用，不需要分别控制此六个晶粒结构的发光型态，因此本发明发光二极管单元1是将第三正电极142的面积配置为远大于所述第二正电极132及第一正电极122的面积(例如第三正电极142的面积至少为第二正电极132或第一正电极122的面积的2倍以上，但不以此面积比例为限)，并将第一负电极123的面积配置为远大于该第三负电极143及所述第二负电极133的面积(例如第一负电极123的面积至少为第三负电极143或第二负电极133的面积的2倍以上，但不以此面积比例为限)。据此，与外部电源连接时，大面积的第三晶粒结构14的第三正电极142可供外部电源的正极连接，且大面积的第一晶粒结构12的第一负电极123可供外部电源的负极连接，而小面积的第一正电极122、第二正电极132、第二负电极133、第三负电极143只进行发光二极管单元1内部的电力传输功能。据此，所述电极的配置可减少发光二极管单元1的整体电极面积，提升所述晶粒结构的有效发光面积，且便于使用者通过面积增大的第一负电极123、第三正电极142进行发光二极管单元1的电路配线。

较佳地，上述第一正电极122、第一负电极123、第二正电极132、第二负电极133、第三正电极142、第三负电极143的材质可选自铜、锡、金、镍、钛、铬、铝、铂、银及其群组，且第一负电极123、第三正电极142的面积均不小于0.4平方毫米，以方便发光二极管单元1作为覆晶使用时，通过第一负电极123、第三正电极142连接于电路板的配线。

因此，如上所述，本实施例的发光二极管单元1通过晶粒结构的电极配置，可将多个晶粒结构相互串接而形成单一发光源使用，例如将第一晶粒结构12、多个第二晶粒结构13与第三晶粒结构14串接后，使其面积总和大于4平方毫米，而实现单一大尺寸的点状发光源。

要特别说明的是，本实施例中，第一负电极123、第三正电极142只分布于第一晶粒结构12与第三晶粒结构14之上。但如果第一晶粒结构12与第三晶粒结构14的面积过小(例如只略大于0.4平方毫米)，不便于第一负电极123、第三正电极142的设置，因此本实施例也可以设计为将第三正电极142还设于第一晶粒结构12或第二晶粒结构13上设有第一绝缘结构15处，且该第一绝缘结构15介于第三正电极142与该第一晶粒结构12之间或介于该第三正电极142与该第二晶粒结构13之间；该第一负电极123还设于该第二晶粒结构13或该第三晶粒结构14上设有该第一绝缘结构15处，且该第一绝缘结构15介于该第一负电极123与该第二晶粒结构13之间或介于该第一负电极123与该第三晶粒结构14之间。

也就是说，本实施例可以在第一晶粒结构12与第三晶粒结构14的邻近晶粒结构(例如左中、右中的第二晶粒结构13)的表面设置所述第一绝缘结构15后，让第一负电极123、第三正电极142分别延伸至左中、右中的第二晶粒结构13的区域，并使第一负电极123、第三正电极142与左中、右中的第二晶粒结构13的第二发光体131、第二正电极132及第二负电极133保持电性绝缘，也能让第一负电极123、第三正电极142作为外部电源接线时的主要电极，并维持发光二极管单元1的正常运作。

此外，依上述说明，本实施例中第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14在第一正电极122、第一负电极123、第二正电极132、第二负电极133、第三正电极142、第三负电极143以外的表面，均由第一绝缘结构15覆盖，以达到绝缘及保护的效果。但本实施例还可进一步将第一绝缘结构15覆盖于第一正电极122、第二正电极132、第二负电极133及第三负电极143，也就是只剩下具有后续电路布线功能的第一负电极123及第三正电极142裸露于第一绝缘结构15之外，以提供更进一步的绝缘、保护效果。

再者，本实施例中，第一晶粒结构12的第一正电极122、第二晶粒结构13的第二正电极132、第二负电极133与第三晶粒结构14的第三负电极143虽以指叉式电极为例进行说明，但所述电极的形状与分布位置可视需要而调整，不以本实施例公开的内容为限。

参照图6，本实施例中，发光二极管单元1的基板11还可于相反于第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14的表面，通过表面处理技术或光子晶体技术(photonic crystal)，形成多个图案化结构111，可减少光线全反射的机率，提升发光二极管单元1的整体亮度。

参照图7，本实施例的发光二极管单元1可用于制作一白光光源的发光装置2。具体来说，发光装置2包含一发出蓝光的发光二极管单元1及至少一个(此处为两个)分别设置于发光二极管单元1表面（此处为两相反侧）的封装结构21，封装结构21均包括一波长转换层211及一封装基材212。该波长转换层211内含荧光粉(此处波长转换层211是采用荧光粉片，内含黄色荧光粉)，其一体成型地至少对应设置于第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14，受第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14发出的光线照射后，发出相异于该第一晶粒结构12、该第二晶粒结构13与该第三晶粒结构14发光颜色的光线(黄光)。据此，发光二极管单元1的蓝光与波长转换层211的黄光可混成白光，而作为白光光源应用。

封装基材212则采用具透光性佳且导热特性佳的材质，其覆盖发光二极管单元1与波长转换层211，且于表面形成周期性的图案化结构，同样可减少光反射的机率，提升发光装置2的亮度。本实施例中，封装基材212的主要材质可采用蓝宝石基板(主要材质为氧化铝，热传导系数约为45瓦/米/度)、石英基板(主要材质为氧化硅，热传导系数约为1.5瓦/米/度)或钻石基板(主要材质为碳，热传导系数远大于1000瓦/米/度)，相较于传统使用树脂(热传导系数远小于1瓦/米/度)作为封装材料，可提升发光装置2的散热效果。

参照图8、图9，上述发光装置2可进一步运用于灯具4的制作。具体来说，可由一密封体31(此处为玻璃)将发光装置2包覆于内，并由一供电模组42(如图中的导线端子)连接于发光装置2，而制成一照明模组3。该照明模组3可视为一较大的点光源，因此配合一灯罩41后，即可作为照明用的灯具4使用。另一方面，该照明模组3也可以取代传统灯泡中的钨丝，制出以发光二极管为发光源的新式灯泡。

第二实施例

参阅图2、图10、图11与图12，为本发明发光二极管单元1的第二较佳实施例。其中，图2、图11与图12分别是图10中II-II线、XI-XI线与XII-XII线的剖面示意图。此处，发光二极管单元1与第一实施例不同，属于单面发光型的发光源，其光线照射大致是由发光二极管晶粒产生的光线穿过基板11而出，视觉上类似从基板11底面发光，且构造相较于第一较佳实施例该发光二极管单元1还包含一第二绝缘结构17及一反光结构18。

具体而言，本实施例中第二绝缘结构17具有透光性且至少覆盖该第二晶粒结构13的表面(此处是覆盖于所述第二晶粒结构13、第一绝缘结构15的表面)，而反光结构18则至少覆盖于该第二绝缘结构17之上(此处只覆盖于该第二绝缘结构17之上)。据此，第二晶粒结构13产生的光线可由反光结构18反射，而朝向基板11照射并穿透于外，以实现单面发光的光源类型。此外，上述第二绝缘结构17及一反光结构18还可以进一步设置于第一晶粒结构12与第三晶粒结构14之上，例如覆盖于该第一晶粒结构12的第一负电极123以外的至少一部分，或覆盖于该第三晶粒结构14的第三正电极142以外的至少一部分。例如，本实施例是将第二绝缘结构17及一反光结构18层叠于第一正型半导体层126、第一正电极122、第三负型半导体层144与第三负电极143之上，并使反光结构18与第一负电极123、第三正电极142之间保持电性绝缘，因此延伸至第一正型半导体层126、第一正电极122、第三负型半导体层144与第三负电极143之上的反光结构18部分可有效增加其反光面积。

举例来说，上述反光结构18可以采用金属材质制作(例如银、铝等具有高反射率的金属)，或者采用多层式的布拉格反射结构(Braggreflector)，其都具有优良的反光效果。此外，根据此设计，使用者也可以将第二实施例的发光二极管单元1设计为单面发光的发光装置、照明模组等应用。较佳地，本实施例的发光二极管单元1较适合应用覆晶制程。

第三实施例

参阅图13至图16，为本发明发光二极管单元1的第三较佳实施例。此处，发光二极管单元1也是作为单面发光型的发光源使用，但光线照射的方向与第二实施例相反，主要是从晶粒侧发光。于构造部分，相较于第一实施例，第三实施例的发光二极管单元1还包含一设置于基板11相反于第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14的另一面的反光结构18，该反光结构18可以是前述的金属反射结构或布拉格反射结构。据此，第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14发出的光线被反光结构18反射之后，会朝远离基板11的另一侧照射，而实现单面发光的发光源设计。根据此设计，使用者也可以将第三实施例的发光二极管单元1设计为单面发光的发光装置、照明模组等应用。而较佳地，本实施例的发光二极管单元1较适合使用打线封装制程。

第四实施例

参阅图17至图19，为本发明发光二极管单元1的第四较佳实施例。其中，第一晶粒结构12与第三晶粒结构14的剖面示意图可参照图18与图19，而第二晶粒结构13的剖面示意图可参照图3与图4。

本实施例中，发光二极管单元1发出的光线是向四面八方放射，因此其发光型态较类似第一较佳实施例的发光二极管单元1。但在构造方面，第四较佳实施例的设计是要增加第一晶粒结构12的有效发光面积，并提升第三晶粒结构14中电流通过第三主发光层145的扩散分布效果，以增加发光二极管单元1的整体亮度，因此第四较佳实施例中第一晶粒结构12与第三晶粒结构14的晶粒构造、电极配置与绝缘结构配置均不同于第一实施例。

参照图1、图2、图17与图18，首先说明第四实施例中第一晶粒结构12与第一实施例的差异处。于晶粒结构部分，第四实施例通过蚀刻技术形成的第一凹陷部127比例较少，保留较多的第一正型半导体层126与第一主发光层125，此种晶粒结构类似于第二晶粒结构13，能确实地增加第一晶粒结构12的有效发光面积。而在电极与绝缘结构部分，第四较佳实施例维持第一负电极123面积远大于第一正电极122的设计，但由于第一正型半导体层126的面积增加，因此本实施例将第一负电极123、第一正电极122与第一正型半导体层126配置为部分重叠(图中标示符号A处)，也就是说将第一负电极123部分地延伸至第一正电极122与第一正型半导体层126之上，并在第一负电极123重叠于第一正电极122、第一正型半导体层126的部分的下方设置第一绝缘结构15，而让第一负电极123可与第一正电极122、第一正型半导体层126保持电性绝缘。据此，可在维持第一负电极123的面积的前提下，增加第一晶粒结构12的有效发光面积。

参照图1、图2、图17、图18，在第三晶粒结构14部分，本实施例将第三晶粒结构14的第三凹陷部147与第三负电极143部分地延伸至第三正电极142之下，并在第三正电极142重叠于第三负电极143、第三负型半导体层144的部分的下方设置第一绝缘结构15，而让第三正电极142可与第三负电极143、第三负型半导体层144保持电性绝缘。由于本实施例将小面积的第三负电极143的延伸长度增加，可在第三晶粒结构14的有效发光面积微幅减少的情况下，改善第三负电极143对第三晶粒结构14的第三主发光层145电流扩散分布效果，而提升第三晶粒结构14的亮度。

如上所述，本第四实施例通过晶粒结构、电极与绝缘结构的配置调整，可在保持第一负电极123、第三正电极142的设置面积的前提下，增加发光二极管单元1的有效发光面积并提升电流扩散分布效果。

综合上述四个实施例，本发明发光二极管单元1通过电极的适当配置，将第一负电极123与第三正电极142设置为大面积的电极，便于用户的线路配置。而第一正电极122、第二正电极132、第二负电极133、第三负电极143仅为第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14内部的电力传输线路，尺寸面积远小于第一负电极123与第三正电极142，有利于发光二极管单元1的电极面积缩减，可增加发光二极管单元1的有效发光面积。

此外，通过上述电极的配置，本发明发光二极管单元1的第一晶粒结构12、第二晶粒结构13与第三晶粒结构14形成连续串接的电路，可视为单一点光源使用，其可为向任意方向照射光线的光源，或是主要朝单一方向照射光线的光源，可实现单一大尺寸点状发光源的设计。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请权利要求书范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种发光二极管单元，包含一可透光的基板、一第一晶粒结构、至少一个第二晶粒结构及一第三晶粒结构，其特征在于：

该第一晶粒结构形成于该基板上，包括一第一发光体、一第一正电极及一第一负电极，该第一正电极与该第一负电极相互间隔且至少部分设于该第一发光体上，以传输该第一发光体所需的电力，

该第二晶粒结构形成于该基板上，且间隔于该第一晶粒结构，并包括一第二发光体、一第二正电极及一第二负电极，该第二正电极与该第二负电极间隔地设于该第二发光体上，以传输该第二发光体所需的电力，

该第三晶粒结构形成于该基板上，且间隔于该第一晶粒结构及该第二晶粒结构，并包括一第三发光体、一第三正电极及一第三负电极，该第三正电极与该第三负电极相互间隔且至少部分设于该第三发光体上，以传输该第三发光体所需的电力，

其中，该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构依序形成串联连接，且该第三正电极的面积远大于该第二正电极及该第一正电极的面积，该第一负电极的面积远大于该第三负电极及该第二负电极的面积。

2.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该第二晶粒结构的数量为多个，所述第二晶粒结构彼此相互间隔且间隔于该第一晶粒结构与该第三晶粒结构，且所述第二晶粒结构彼此串联连接，并串接于该第一晶粒结构与该第三晶粒结构之间。

3.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该第三正电极与该第一负电极的面积均不小于0.4平方毫米。

4.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该第三正电极与该第一负电极的材质选自铜、锡、金、镍、钛、铬、铝、铂、银及其群组。

5.根据权利要求2所述的发光二极管单元，其特征在于：该第一晶粒结构、所述第二晶粒结构与该第三晶粒结构的面积总和大于4平方毫米。

6.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该发光二极管单元还包含一可透光的第一绝缘结构，该第一绝缘结构至少设置于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构之间，并至少覆盖该第一晶粒结构的第一正电极及第一负电极以外的表面、至少覆盖该第二晶粒结构的第二正电极及第二负电极以外的表面，以及至少覆盖该第三晶粒结构的第三正电极及第三负电极以外的表面。

7.根据权利要求6所述的发光二极管单元，其特征在于：该第三正电极还设于该第一晶粒结构或该第二晶粒结构上设有该第一绝缘结构处，且该第一绝缘结构介于第三正电极与该第一晶粒结构之间或介于该第三正电极与该第二晶粒结构之间；该第一负电极还设于该第二晶粒结构或该第三晶粒结构上设有该第一绝缘结构处，且该第一绝缘结构介于该第一负电极与该第二晶粒结构之间或介于该第一负电极与该第三晶粒结构之间。

8.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该发光二极管单元还包含一第二绝缘结构及一反光结构，该第二绝缘结构具有透光性且至少覆盖该第二晶粒结构的表面，该反光结构至少覆盖于该第二绝缘结构之上。

9.根据权利要求8所述的发光二极管单元，其特征在于：该第二绝缘结构及该反光结构还覆盖于该第一晶粒结构的第一负电极以外的至少一部分，或覆盖于该第三晶粒结构的第三正电极以外的至少一部分。

10.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该发光二极管单元还包含一反光结构，该反光结构设置于该基板相反于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构的另一面。

11.根据权利要求1所述的发光二极管单元，其特征在于：该第三正电极的面积至少为该第二正电极或该第一正电极的面积的2倍，且该第一负电极的面积至少为该第三负电极或该第二负电极的面积的2倍。

12.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包含：

一如权利要求1至11中任一项所述的发光二极管单元；及

至少一封装结构，其设置于该发光二极管单元表面，并包括一波长转换层及一封装基材，该波长转换层一体成型地至少对应设置于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构，受该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构发出的光线照射后，发出相异于该第一晶粒结构、该第二晶粒结构与该第三晶粒结构发光颜色的光线，该封装基材具透光性并覆盖该发光二极管单元与该波长转换层。

13.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于：该封装结构的数量为两个，且所述封装结构分别设置于发光二极管单元的两相反侧。

14.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于：该封装基材的主要材质为氧化铝、氧化硅或钻石。