CN106910758B - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，包括一基板、多个发光单元、一绝缘层、一电流分布层及一反射层。基板具有一上表面。发光单元配置在上表面上，且包括至少一第一发光二极管及至少一第二发光二极管。第一发光二极管的一第一侧壁与第二发光二极管的一第二侧壁彼此相邻且定义出一暴露出部分上表面的凹部。绝缘层至少覆盖第一侧壁与第二侧壁上。电流分布层覆盖凹部且至少覆盖部分第二发光二极管。反射层覆盖电流分布层，且电性连接第一发光二极管与第二发光二极管。

Description

发光装置
技术领域
本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种以发光二极管作为光源的发光装置。
背景技术
随着发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的技术发展，发光二极管已逐渐地取代传统灯泡而被应用于照明领域。由于现有的发光二极管采用直流电驱动，所以只能应用于直流电驱动的环境；或者，需要使用交流-直流电源转换器以及变压器将市用交流电转换成低压直流电，才能够提供给发光二极管使用。
然而，一般的市售用电均为110V/220V的交流电，因此，现有采用直流电的发光二极管存在着使用不方便的问题。承上述，有研究者发明了交流发光二极管(AC LED)或是高压发光二极管(HV LED)，交流发光二极管无需额外的变压器、整流器或驱动电路，直接使用交流电就可对交流发光二极管进行驱动，而高压发光二极管，则无须转换成低压直流电，可使用一般直流电进行驱动，藉此减少变压器所产生的能量损耗。
目前的交流/高压发光二极管都是在尺寸相当微小的单晶片上形成发光二极管单元矩阵以及内连线线路，利用内连线线路串联或并联多个发光二极管单元，以使交流/高压发光二极管具备可调整电压及电流的特性。一般来说，内连线线路通常是采用透明导导电材料，如铟锡氧化物(ITO)所组成。由于此内连线线路仅可提供电性连接的功效，因此在相邻两发光二极管单元的桥接处的发光效率较低。
发明内容
本发明提供一种发光装置，可增进相邻两发光二极管的桥接处的光反射效果，以提升整体发光装置的发光效率。
本发明提出一种发光装置，其包括一基板、多个发光单元、一绝缘层、一电流分布层及一反射层。基板具有一上表面。发光单元配置在基板的上表面上。发光单元包括至少一第一发光二极管以及至少一第二发光二极管。第一发光二极管的一第一侧壁与第二发光二极管的一第二侧壁彼此相邻且定义出一凹部，且凹部暴露出基板的部分上表面。绝缘层至少覆盖第一发光二极管的第一侧壁与第二发光二极管的第二侧壁上。电流分布层覆盖凹部，且至少覆盖部分第二发光二极管。反射层覆盖电流分布层，且电性连接第一发光二极管与第二发光二极管。
在本发明的一实施例中，上述的发光装置还包括一阻障层，配置在反射层上。
在本发明的一实施例中，上述的阻障层的材质包括钨、钨化钛或钨化钛/铂。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层还覆盖被凹部所暴露出的基板的部分上表面，且电流分布层延伸覆盖部分第一发光二极管。
在本发明的一实施例中，上述的电流分布层并未覆盖第一发光二极管。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层还覆盖被凹部所暴露出的基板的部分上表面。在本发明的一实施例中，上述的基板的上表面具有一凹陷，凹陷对应凹部设置，且绝缘层还延伸至凹陷内且覆盖凹陷。
在本发明的一实施例中，上述的基板的上表面具有一凹陷，凹陷对应凹部设置，而绝缘层还延伸至凹陷内且未覆盖凹陷的一底部，电流分布层还覆盖凹陷的底部。
在本发明的一实施例中，上述的第一发光二极管包括一第一半导体元件层、一第一电极以及一第二电极，第一半导体元件层包括一第一半导体层、一第一发光层以及一第二半导体层。第一发光层配置在第一半导体层与第二半导体层之间。第一电极位于第一半导体层上，且第二电极位于第二半导体层上。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层还覆盖部分第一半导体层，而电流分布层还覆盖部分第一电极。
在本发明的一实施例中，上述的发光装置还包括一阻障层，其中阻障层配置在反射层上以及第一发光二极管的第二电极与第二半导体层之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二发光二极管包括一第二半导体元件层以及一第三电极，第二半导体元件层包括一第三半导体层、一第二发光层以及一第四半导体层。第二发光层配置在第三半导体层与第四半导体层之间，第三电极位于第三半导体层上。绝缘层还覆盖部分第四半导体层。电流分布层覆盖部分第四半导体层，且电流分布层与第四半导体层形成欧姆接触。
在本发明的一实施例中，上述的第一发光二极管的第一侧壁与第二发光二极管的第二侧壁分别为一倾斜侧壁或一垂直侧壁。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层的材质包括氧化硅或氧化钛。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层是由两种以上不同折射率材料所组成。
在本发明的一实施例中，上述的电流分布层的材质包括镍/金、氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌或上述的组合。
在本发明的一实施例中，上述的反射层的材质包括银、钛、铝、金、铬、镍、铂或其合金。
在本发明的一实施例中，上述的反射层是由多层具有不同反射率材料的金属或金属合金所组成。
在本发明的一实施例中，上述的第一发光二极管与第二发光二极管以串联或并联的方式电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的第一发光二极管与第二发光二极管可为一覆晶式发光二极管。
基于上述，本发明的反射层除了可具有电性效能以电性连接相邻两发光二极管之外，也具有高反射效率可反射从发光二极管的发光层所发出的光线。因此，相较于现有的高压发光二极管而言，本发明的发光装置可具有较佳的发光效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。
附图说明
图1示出为本发明的一实施例的一种发光装置的剖面的示意图；
图2示出为本发明的另一实施例的一种发光装置的剖面的示意图；
图3示出为本发明的又一实施例的一种发光装置的剖面的示意图；
图4示出为本发明的再一实施例的一种发光装置的剖面的示意图；
图5示出为本发明的更一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。
附图标记说明：
100a、100b、100c、100d、100e：发光装置；
110a、110b：基板；
112a、112b：上表面；
113b：凹陷；
115b：底部；
120：发光单元；
120a：第一发光二极管；
120b：第二发光二极管；
121a：第一半导体层；
121b：第三半导体层；
122a：第一半导体元件层；
122b：第二半导体元件层；
123a：第二半导体层；
123b：第四半导体层；
124a：第一电极；
124b：第三电极；
125a：第一发光层；
125b：第二发光层；
126a：第二电极；
127a：第一侧壁；
127b：第二侧壁；
130a、130b、130c、130d、130e：绝缘层；
140a、140b、140c、140d、140e：电流分布层；
150a、150b：反射层；
160：阻障层；
C：凹部。
具体实施方式
图1示出为本发明的一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。请参考图1，在本实施例中，发光装置100a包括一基板110a、多个发光单元120、一绝缘层130a、一电流分布层140a及一反射层150a。基板110a具有一上表面112a。发光单元120a配置在基板110a的上表面112a上。发光单元120包括至少一第一发光二极管120a(图1中仅示意地示出一个)以及至少一第二发光二极管120b(图1中仅示意地示出一个)。第一发光二极管120a的一第一侧壁127a与第二发光二极管120b的一第二侧壁127b彼此相邻且定义出一凹部C，且凹部C暴露出基板110a的部分上表面112a。绝缘层130a至少覆盖第一发光二极管120a的第一侧壁127a与第二发光二极管120b的第二侧壁127b上。电流分布层140a覆盖凹部C，且至少覆盖部分第二发光二极管120b。反射层150a覆盖电流分布层140a，且电性连接第一发光二极管120a与第二发光二极管120b。
更具体来说，本实施例的第一发光二极管120a包括一第一半导体元件层122a、一第一电极124a以及一第二电极126a。第一发光二极管120a的第一半导体元件层122a是由一第一半导体层121a、一第一发光层125a以及一第二半导体层123a所组成。第一发光层125a配置在第一半导体层121a与第二半导体层123a之间。第一电极124a位于第一半导体层121a上且绝缘层130a还覆盖部分第一半导体层121a。第二发光二极管120b包括一第二半导体元件层122b以及一第三电极124b。第二发光二极管120b的第二半导体元件层122b是由一第三半导体层121b、一第二发光层125b以及一第四半导体层123b所组成。第二发光层125b配置在第三半导体层121b与第四半导体层123b之间。第三电极124b位于第三半导体层121b上。绝缘层130a还覆盖部分第四半导体层123b以及被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a。也就是说，绝缘层130a为一连续的膜层以覆盖第一侧壁127a、第二侧壁127b以及被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a。电流分布层140a覆盖部分第一电极124a与第二半导体层123a以及第二发光二极管120b的第二半导体元件层122b。特别是，电流分布层140a覆盖部分第四半导体层123b，且电流分布层140a与第四半导体层123b形成欧姆接触。反射层150a还覆盖位于第二半导体层123a上的电流分布层140a，且第二电极126a位于反射层150a上。特别是，反射层150a电性连接第一发光二极管120a的第一电极124a与第二发光二极管120b的第二半导体元件层122b。此处，第一发光二极管120a与第二发光二极管120b分别为一覆晶式发光二极管。在本实施例中，第一发光二极管120a的第一侧壁127a与第二发光二极管120b的第二侧壁127b分别为一垂直侧壁。也就是说，第一侧壁127a与第二侧壁127b相互平行设置。当然，在其他未示出的实施例中，第一发光二极管120a的第一侧壁127a与第二发光二极管120b的第二侧壁127b也可分别为一倾斜侧壁，在此并不加以限制。再者，本实施例的绝缘层130a例如是一单层材料结构层，其中绝缘层130的材质例如是氧化硅或氮化钛。当然，在其他未示出的实施例中，绝缘层130a也可是由两种以上不同折射率材料所组成，在此并不加以限制。此外，本实施例的电流分布层140a的材质例如是镍/金、氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌或上述的组合，其中电流分布层140a具有良好电流分散功能。此处，电流分布层140a也具有电性连接第一发光二极管120a的第一电极124a与第二发光二极管120b的第二半导体元件层122b。
特别是，在本实施例中，反射层150a除了具有高反射效率外，也具有电性效能可电性连接第一发光二极管120a与第二发光二极管120b。也就是说，本实施例的第一发光二极管120a与第二发光二极管120b可通过反射层150a以串联或并联的方式来彼此电性连接。此处，反射层150a可为一单一金属层，其中反射层150a的材质例如是银、钛、铝、金、铬、镍、铂或其合金。当然，在其他未示出的实施例中，反射层150a也可由多层具有不同反射率材料的金属或金属合金所组成，在此并不加以限制。
另外，为了防止金属扩散，以更进一步提高整体发光装置100a的发光效率，本实施例的发光装置100a可还包括一阻障层160，其中阻障层160配置在反射层150a上。也就是说，阻障层160也跨接第一发光二极管120a的第一电极124a与第二发光二极管120b的第四半导体层123b，以及配置在第一发光二极管120a的第二电极126a与第一半导体元件层122a的第二半导体层123a之间。此处，阻障层160的材质例如是钨、钨化钛或钨化钛/铂，其中上述的阻障层160所采用的材质除了可作为扩散障碍外，也是良好的反射金属。
由于本实施例的反射层150a除了可具有电性效能，以电性连接相邻的第一发光二极管120a与第二发光二极管120b之外，也具有高反射效率，可反射从第一发光二极管120a与第二发光二极管120b的第一发光层123a与第二发光层123b所发出的光线。因此，相较于现有采用透明导电材料作为内连线线路的高压发光二极管而言，本实施例在相邻两第一发光二极管120a与第二发光二极管120b的桥接处可具有较佳的反射效率。如此一来，本实施例的发光装置100a可具有较佳的发光效率。此外，本实施例的配置在反射层150a上的阻障层160除了可作为扩散障碍外，也具有良好的反射效果。故，阻障层160的设置也有助于提升整体发光装置100a的发光效率。
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
图2示出为本发明的另一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。请参考图2，本实施例的发光装置100b与图1的发光装置100a相似，其不同之处在于：本实施例的发光装置100b的电流分布层140b覆盖被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a，但并未覆盖第一发光二极管120a的第一电极124a。也就是说，电流分布层140b接触反射层150b、第二发光二极管120b的第四半导体层123b、绝缘层130b以及被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a。此处，绝缘层130b为一非连续的膜层，其仅覆盖第一侧壁127a与第二侧壁127b。
图3示出为本发明的又一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。请参考图3，本实施例的发光装置100c与图2的发光装置100b相似，其不同之处在于：本实施例的发光装置100c的绝缘层130c还覆盖被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a。也就是说，绝缘层130c为一连续的膜层以覆盖第一侧壁127a、第二侧壁127b以及被凹部C所暴露出的基板110a的部分上表面112a。电流分布层140c仅接触反射层150b、第二发光二极管120b的第四半导体层123b以及绝缘层130c。
图4示出为本发明的再一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。请参考图4，本实施例的发光装置100d与图2的发光装置100b相似，其不同之处在于：本实施例的发光装置100d的基板110b的上表面112b具有一凹陷113b，其中凹陷113b对应凹部C设置，且绝缘层130d还延伸至凹陷113b内且覆盖凹陷113b。也就是说，绝缘层130d为一连续的膜层以覆盖第一侧壁127a与第二侧壁127b并延伸凹陷113b内且至且覆盖凹陷113b。电流分布层140d仅接触反射层150b、第二发光二极管120b的第四半导体层123b以及绝缘层130d。
图5示出为本发明的更一实施例的一种发光装置的剖面的示意图。请参考图5，本实施例的发光装置100e与图4的发光装置100d相似，其不同之处在于：本实施例的发光装置100e的绝缘层130e还延伸至凹陷113b内且未覆盖凹陷113b的一底部115b。也就是说，绝缘层130e为一非连续的膜层，其仅覆盖第一侧壁127a与第二侧壁127b并延伸至凹陷113b内。电流分布层140e接触反射层150b、第二发光二极管120b的第四半导体层123b、绝缘层130e以及凹陷113b的底部115b。
值得一提的是，本发明并不限定发光装置100b、100c、100d、100e中电流分布层140b、140c、140d、140e的电性传导状态，虽然此处所提及的电流分布层140b、140c、140d、140e具体化为不具有电性传导的功能，意即第一发光二极管120a的第一电极124a与第二发光二极管120b的第二半导体元件层122b不通过电流分布层140b、140c、140d、140e来电性连接，而是通过反射层150b来达到电性传导的功效。但，在其他未示出的实施例中，也可选用于如前述实施例所提及的具有电性传导功能的电流分布层140a，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而选用前述构件，以达到所需的技术效果。
综上所述，本发明的反射层除了可具有电性效能以电性连接相邻两发光二极管之外，也具有高反射效率可反射从发光二极管的发光层所发出的光线。因此，相较于现有的高压发光二极管而言，本发明的发光装置可具有较佳的发光效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (30)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
多个发光单元，配置在该基板上，该些发光单元包括：
至少一第一发光二极管；以及
至少一第二发光二极管，与该第一发光二极管彼此分离，部分该基板暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间；
一绝缘层，位于该基板上且至少覆盖该第一发光二极管的一第一侧壁与该第二发光二极管的一第二侧壁；以及
一反射导电叠层，配置于该绝缘层上，并电性连接该第一发光二极管与该第二发光二极管，该反射导电叠层包括相互堆叠的一电流分布层及一反射层。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层是由两种以上不同折射率的材料所组成。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层还覆盖在该被暴露的部分该基板上。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层还包括一阻障层。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，该反射层位于该绝缘层与该阻障层之间。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层电性连接该第一发光二极管的一第一半导体层与该第二发光二极管的一第二半导体层，而使该第一发光二极管与该第二发光二极管串联。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，在该第二发光二极管的一剖面上，该反射导电叠层实质上覆盖整个该第二半导体层。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层覆盖该被暴露的部分该基板及至少部分该第一半导体层。
9.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层覆盖至少部分该第一半导体层。
10.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，该反射层覆盖至少部分该第一半导体层。
11.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
多个发光单元，配置于该基板上，该些发光单元包括：
至少一第一发光二极管；以及
至少一第二发光二极管，与该第一发光二极管彼此分离，部分该基板暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间；
一绝缘层，位于该基板上且至少覆盖该第一发光二极管的一第一侧壁与该第二发光二极管的一第二侧壁上；以及
一反射导电叠层，配置于该绝缘层上，并电性连接该第一发光二极管与该第二发光二极管，该反射导电叠层包括：
一电流分布层，至少覆盖部分该第二发光二极管；以及
多层导电层，覆盖该电流分布层。
12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于，该电流分布层延伸覆盖部分该第一发光二极管。
13.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于，该电流分布层延伸覆盖暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的该基板上。
14.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层更覆盖暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的该基板上。
15.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
至少一第一发光二极管及至少一第二发光二极管，配置于该基板上且彼此分离，部分该基板暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间；
一绝缘层，位于该基板上且至少覆盖该第一发光二极管的一第一侧壁与该第二发光二极管的一第二侧壁；以及
一反射导电叠层，配置于该绝缘层上，该反射导电叠层电性连接该第一发光二极管的一第一半导体层及该第二发光二极管的一第二半导体层，而使该第一发光二极管与该第二发光二极管串联，其中在该第二发光二极管的一剖面上，该反射导电叠层实质上覆盖整个该第二半导体层。
16.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层是由两种以上不同折射率的材料所组成。
17.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层更包括一阻障层。
18.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层更覆盖暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的该基板上。
19.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层覆盖至少部分该第一半导体层。
20.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
至少一第一发光二极管及至少一第二发光二极管，配置于该基板上且彼此分离，部分该基板暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间；
一绝缘层，位于该基板上且至少覆盖该第一发光二极管的一第一侧壁与该第二发光二极管的一第二侧壁上；以及
一反射导电叠层，配置于该绝缘层上，并电性连接该第一发光二极管的一第一半导体层及该第二发光二极管的一第二半导体层，该反射导电叠层覆盖至少部分该第一半导体层及至少部分该第二半导体层，其中该反射导电叠层包括相互堆叠的一反射层及一阻障层。
21.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层是由两种以上不同折射率的材料所组成。
22.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该反射导电叠层更包括一电流分布层，该电流分布层配置于该绝缘层与该阻障层之间。
23.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层更覆盖暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的该基板上。
24.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，该反射层位在该绝缘层与该阻障层之间。
25.一种发光装置，其特征在于，包括：
一基板；
至少一第一发光二极管及至少一第二发光二极管，配置于该基板上且彼此分离，部分该基板暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间，其中该第一发光二极管包括一第一半导体层、一第二半导体层及位于该第一半导体层及该第二半导体层之间的一第一发光层，该第二发光二极管包括一第三半导体层、一第四半导体层及位于该第三半导体层及该第四半导体层之间的一第二发光层；
一绝缘层，位于该基板上且至少覆盖该第一发光二极管的一第一侧壁与该第二发光二极管的一第二侧壁；以及
一导电连接层，包括一金属反射层，该导电连接层配置于该绝缘层上，并电性连接该第一半导体层及该第四半导体层，其中在该第二发光二极管的一剖面上，该导电连接层实质上覆盖在该第四半导体层上，
其中该第一发光二极管更包括一电流分散层及一光反射层，该电流分散层电性连接该第二半导体与该光反射层，且在该第一发光二极管的一剖面上，该光反射层实质上覆盖在该第二半导体层上。
26.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层是由两种以上不同折射率的材料所组成。
27.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于，该导电连接层更包括一电流分布层，该电流分布层与该金属反射层相互堆叠。
28.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于，该第一发光二极管更包括一扩散障碍层，该光反射层位在该电流分散层与该扩散障碍层之间。
29.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于，该绝缘层更覆盖暴露于该第一发光二极管与该第二发光二极管之间的该基板上。
30.根据权利要求25所述的发光装置，其特征在于，该导电连接层更包括一阻障层，该阻障层与该金属反射层相互堆叠。
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