CN1819254A - 发光二极管芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管芯片，在一基板上形成有一发光层，以成为一单颗的发光二极管，而发光层被凿设有至少一隔离通道，隔离通道将延伸至基板表面，使发光层被分割成多个发光单元，而每一发光单元皆包括有一第一电极及一第二电极，其中一发光单元的第二电极电性连接于一邻近的发光单元的第一电极，以使所有的发光单元相互串联。当发光二极管芯片连接一工作电压时，不仅可提高能源使用效率及发光效率，又可有效缩减发光二极管芯片的体积。

Description

发光二极管芯片

技术领域

本发明涉及一种二极管，特别是涉及一种发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管(LED；Light-Emitting Diode)由于具备寿命长、体积小、发热量低、耗电量少、反应速度快、无幅射及单色性发光的特性及优点，被广泛应用于指示灯、广告看板、交通指示灯、汽车车灯、显示器面板、通信工具、消费电子等各项产品中。

常用发光二极管，例如平面型发光二极管，如图1所示，其发光二极管10主要于一宽度为W的基板11表面形成有一发光层13，该发光层13内具有一可产生光源效果的PN界面135，且于发光层13的适当位置分别设有一第一电极151及一第二电极153。当第一电极151及第二电极153之间连接一供给电压V₁时，其PN界面135将可产生一投射光源。

由于一般发光二极管10所能适用的工作电压与电源供应器所提供的供给电压V₁并不相同，因此，习用发光二极管(D₁₀)10将串联一电阻R₁，通过电阻R₁的能源消耗以适用于供给电压V₁，如图1A所示。

例如，一般平面型发光二极管(D₁₀)10的工作电压为3.5V，而电源供应器所提供的供给电压V₁却为12V，因此，必须通过所串联的电阻R₁来消耗多余的供给电压8.5V。但此结构将损耗过多的供给能源，不利于提升发光效率。

另外，也可将多个单颗的发光二极管201、202、203串联，以形成一发光二极管芯片20，如图2及图2A所示。将第一发光二极管(D₂₀₁)201的第二电极253电性连接第二发光二极管(D₂₀₂)202的第一电极255，而第二发光二极管(D₂₀₂)202的第二电极256则电性连接第三发光二极管(D₂₀₃)203的第一电极257，最后再将第一发光二极管(D₂₀₁)201的第一电极251及第三发光二极管(D₂₀₃)203的第二电极259电性连接一供给电压V₁。由于三颗发光二极管201、202、203的工作电压分别为3.5V，而串联后其总工作电压为10.5V，因此，发光二极管芯片20所需串联的电阻R₂仅需消耗约1.5V的供给电压，藉此可充分利用供给电压V₁，以达到减少能源损耗及提高发光效率的目的。

但此种发光二极管芯片20构造将使用到三颗基板11宽度皆为W的发光二极管201、202、203，其芯片体积将大幅增加，而不利于产品设计的小型化。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题，在于提供一种发光二极管芯片，可有效解决上述常用发光二极管芯片所面临的技术困难点。

本发明所要解决的次要技术问题，在于提供一种发光二极管芯片，将一单颗的发光二极管分割成多个发光单元，并串联所有的发光单元，以成为一发光二极管芯片，以控制发光二极管芯片的体积大小，并有效提高能源的使用效率及发光效率。

本发明所要解决的又一技术问题，在于提供一种发光二极管芯片，可有效降低发光二极管芯片的体积大小，以适用于轻薄短小的发光装置中。

为达上述目的，本发明提供了一种发光二极管芯片，其于一基板上形成有至少一发光层，而该发光层将被凿设有至少一可延伸至该基板的隔离通道，致使发光层可被分割成多个发光单元，每一个发光单元皆包括有一第一电极及一第二电极，其中每一发光单元的第二电极将可与邻近发光单元的第一电极电性连接，使所有发光单元相互串联。

本发明可有效提高能源的使用效率及发光效率，降低发光二极管芯片的体积，以适用于轻薄短小的发光装置。

附图说明

图1为常用发光二极管的构造截面图；

图1A为常用发光二极管的电路示意图；

图2为常用发光二极管芯片的构造截面图；

图2A为常用发光二极管芯片的电路示意图；

图3为本发明发光二极管芯片一较佳实施例的构造截面图；

图3A为本发明如图3所示实施例的电路示意图；

图3B为本发明如图3所示实施例的构造俯视图；

图4为本发明发光二极管芯片又一实施例的构造截面图；

图4A为本发明如图4所示实施例的电路示意图；

图4B为本发明如图4所示实施例的构造俯视图。

其中，附图标记：

10    发光二极管          11    基板

13    发光层              135   PN界面

151   第一电极            153   第二电极

20    发光二极管芯片      201   第一发光二极管

202   第二发光二极管      203   第三发光二极管

251   第一电极            253   第二电极

255   第一电极            256   第二电极

257   第一电极            259   第二电极

30    发光二极管芯片      31    基板

33    发光层              331   第一发光单元

332   第二发光单元        333   第三发光单元

335   PN界面              351   第一电极

353   第二电极            355   第一电极

356   第二电极            357   第一电极

359   第二电极            37    隔离通道

39    引线                40    发光二极管芯片

41    二极管基板          42    永久基板

43    发光层              431   第一发光单元

432   第二发光单元        433   第三发光单元

434   第四发光单元        435   第五发光单元

47    隔离通道

具体实施方式

为对本发明的结构特征及所实现的功效有更进一步的了解与认识，配合较佳的实施例及附图详细说明如后：

首先，请参阅图3、图3A及图3B，其分别为本发明发光二极管芯片一较佳实施例的构造截面图、俯视图及电路示意图；如图所示，本发明发光二极管芯片30主要在一基板31的表面形成有一发光层33，发光层33中具有一可产生光源效果的PN界面335，犹如一般常用单颗的发光二极管，基板31的宽度可为W，而发光层33将被凿设有至少一隔离通道37。例如在此实施例中的两个隔离通道37，每一隔离通道37将可延伸至基板31表面或深入基板31中，以裸露部分的基板31，将发光层33分割成多个发光单元，例如第一发光单元(D₃₃₁)331、第二发光单元(D₃₃₂)332及第三发光单元(D₃₃₃)333。

而第一发光单元331的第二电极353将可通过一引线39或一覆晶方式而电性连接第二发光单元332的第一电极355，第二发光单元332的第二电极356则同样通过引线39或覆晶方式而电性连接第三发光单元333的第一电极357，使第一发光单元(D₃₃₁)331、第二发光单元(D₃₃₂)332及第三发光单元(D₃₃₃)333串联。

第一发光单元331的第一电极351及第三发光单元333的第二电极359之间将可串联一电阻R₃及一电源供应器所提供的供给电压V₁。若发光层33为一般的平面型发光二极管构件，其工作电压为3.5V，则第一发光单元(D₃₃₁)331、第二发光单元(D₃₃₂)332及第三发光单元(D₃₃₃)333的工作电压也分别为3.5V，在其串联后，其总工作电压约为10.5V，与常用利用三个单颗发光二极管所组成的发光二极管芯片(20)的总工作电压相同。而供给电压V₁在相同的12V的情况下，其串联电阻R₃的电阻值将与常用电阻R₂相同，并远低于电阻R₁的电阻值。因此，串联电阻R₃所消耗的部分供给电压V₁将可有效降低，可充分利用供给电压V₁，以实现有效提高能源使用效率及发光效率的目的。

又由于本发明的发光二极管芯片30可直接以一单颗的发光二极管来完成，其基板31的宽度仅为单颗发光二极管(10)的宽度W，相较于常用发光二极管芯片(20)的基板总宽度3W，明显降低。因此，本发明所提供的发光二极管芯片30还可适用于轻薄短小的发光装置中。

另外，虽然上述实施例中，其供给电压V₁以12V为代表，但在一般插灯、嵌灯、车用灯、牌照灯、投射灯、杯灯、MR-16灯或E-27筒灯等LED灯中，其供给电压V₁源还可为6V、48V或其它电压值，而本发明所凿设的隔离通道37个数及所形成的发光单元331～333个数也可相对而予以变化。例如若使用于48V的供给电压中，其所凿设的隔离通道37个数即可设定为12个，而所形成的发光单元331～333个数即可自然成为13个，以符合供给电压为48V的要求。当然，其基板31的宽度W也可适时予以调整，并不以常用的单颗发光二极管基板宽度为限。

虽然前述实施例中，其发光层33以平面型发光层为例，例如以蓝宝石(Sapphire)或碳化硅(SiC)为基板的发光层，但其发光层33也可选择为一砷镓化铝(AlGaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)或磷化铝镓铟的同质结构、单异质结构、双异质结构、量子井结构的材质形成。

最后，请参阅图4、图4A及图4B，其分别为本发明发光二极管芯片又一实施例的构造截面图、俯视图及电路示意图；如图所示，本发明发光二极管芯片40的发光层43主要可选择为一由砷镓化铝(AlGaAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)或磷化铝镓铟的同质结构、单异质结构、双异质结构、量子井结构的材质形成，为一四元型发光层或一三元型发光层。同样可在发光层43内凿设有多个隔离通道47，每一隔离通道47将可同时穿过发光层43及原本承载发光层43的二极管基板41，并延伸至可承载二极管基板41的永久基板42表面或深入永久基板42，且因此而将发光层43及二极管基板41分割成多个发光单元，例如第一发光单元(D₄₃₁)431、第二发光单元(D₄₃₂)432、第三发光单元(D₄₃₃)433、第四发光单元(D₄₃₄)434及第五发光单元(D₄₃₅)435，且其中一发光单元的第二电极同样可电性连接于邻近另外一发光单元的第一电极，使发光二极管芯片40的每一个发光单元431～435串联，并可串联一电阻R₄及一电源供应器的供给电压V₁。

由于四元型发光层或三元型发光层43的工作电压一般为2V，为了搭配12V的供给电压V₁，因此，在宽度为W的永久基板42上可分割成五个发光单元431～435，同样可达到提高能源使用效率、提高发光效率及有效缩减发光二极管芯片体积的目的。

当然，为了可提高发光效率或散热效果，其二极管基板41或永久基板42可选择为一散热材质、一绝缘材质或一透光材质制成，例如可选择为一陶瓷、玻璃、氮化铝、碳化硅、氧化铝、环氧树脂、尿素树脂、塑料、金刚石、氧化铍、氮化硼、电路板、印刷电路板、PC板、含金属化合物、GaP基板、玻璃(Glass)、蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、磷砷化镓(GaAsP)、硒化锌(ZnSe)、硫化锌(ZnS)、硒硫化锌(ZnSSe)或石英。

综上所述，当知本发明涉及一种发光二极管芯片，不仅可提高能源使用效率及发光效率，又可有效缩减发光二极管芯片的体积。作用区域以有效提高发光亮度及使用寿命的发光组件。故本发明实为一具有新颖性、创造性及实用性，应符合专利法专利申请条件无疑。

上述仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求所述的形状、构造、特征及精神所作的等效变化与修改，均应包括于本发明之内。

Claims (6)

1、一种发光二极管芯片，其特征在于，于一基板上形成有至少一发光层，而该发光层被凿设有至少一可延伸至该基板的隔离通道，使发光层被分割成多个发光单元，每一个发光单元皆包括有一第一电极及一第二电极，其中一发光单元的第二电极与邻近发光单元的第一电极电性连接，并使所有发光单元相互串联。

2、如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，该基板及该发光层可共同组成为一单颗的发光二极管。

3、如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，该发光层可选择为一平面型发光层、一四元型发光层、一三元型发光层的其中之一。

4、如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，该基板为一二极管基板，并可固设于一永久基板上，而该二极管基板也设有该隔离通道，该隔离通道可延伸至永久基板。

5、如权利要求4所述的发光二极管芯片，其特征在于，该永久基板可选择由一散热材质、一绝缘材质、一透光材质的其中之一制成。

6、如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，该发光二极管芯片还可电性连接一供给电压，并依据该供给电压而决定该发光层所需分割的发光单元个数。

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