TW201349599A - 發光單元及其發光模組 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種發光單元，包括一磊晶疊層、至少一第一電極、至少一第二電極、一第一接合墊及一第二接合墊。磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，第一半導體層具有一暴露部，暴露於第二半導體層及發光層。第一電極設置於暴露部。第二電極設置於第二半導體層。第一接合墊連接第一電極。第二接合墊連接第二電極。本發明另揭露二種不同結構之發光單元，以及應用上述發光單元之發光模組。
Description
本發明係關於一種發光單元及其發光模組，特別關於一種不須打線的LED發光單元及其發光模組。
發光二極體（Light Emitting Diode, 以下簡稱LED）封裝之目的是為了確保LED 晶片正確地做電性連接，並保護LED 晶片減低其受到機械、熱、潮溼等種種的外來因素影響。現行的LED封裝，依據不同的應用場合、不同的產品外形及尺寸、散熱方案和發光效果等，而具有多樣化的封裝形式。
習知之LED封裝技術，需藉由一封裝體來承載LED 晶粒，但因封裝體的熱傳導係數低，且LED 晶粒與封裝體兩者熱膨脹係數不一致，導致在高溫環境下，元件容易損壞。
再者，習知封裝製程係以打金線（Wire Bonding）的方式連結發光二極體與基板或導線架。此種打線鍵合製程是利用熱壓合、超音波楔合或以超音波輔助的熱壓合方式，把直徑約25μm 的金線或鋁線的兩端分別連結到晶片及基板或導線架上。然而，此製程容易發生晶粒電極上的打線附著力不足以及打線斷裂等問題，使得元件的可靠度下降。另外，LED 之出光量也會因金線的遮光效應而有所減少。
另一種習知之封裝技術為覆晶焊接，覆晶（Flip-Chip）LED之晶粒倒置且不須打線，直接接合於基板上，由於沒有金線及電極阻擋其發光量，故可提高LED發光效率，且熱傳導效果佳。但覆晶LED係以黏晶（Die Bonding）方式與基板接合，其接合之PN電極最大只可同於LED 晶粒的大小，所以黏晶時需使用高精密的黏晶機台，所需成本昂貴。
因此，如何提供一種不需打線、不需封裝體且易於焊接之發光單元及發光模組，以解決上述習知技術之缺失，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種不需打線、不需封裝體且易於焊接之發光單元及發光模組，以解決上述習知技術之缺失。
為達上述目的，依據本發明之一種發光單元包括一磊晶疊層、至少一第一電極、至少一第二電極、一第一接合墊及一第二接合墊。磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，第一半導體層具有一暴露部，暴露於第二半導體層及發光層。第一電極設置於暴露部。第二電極設置於第二半導體層。第一接合墊連接第一電極。第二接合墊連接第二電極。
為達上述目的，依據本發明之另一種發光單元包括一透明導電層、一磊晶疊層、一第二電極、一第一接合墊及至少一第二接合墊。磊晶疊層設置於透明導電層，磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層。第二電極設置於第二半導體層。第一接合墊連接透明導電層。第二接合墊連接第二電極。
在一實施例中，第一接合墊及第二接合墊之面積為發光單元表面積的50%以上。
為達上述目的，依據本發明之另一種發光單元包括一磊晶疊層、複數第一電極、複數第二電極、一第一導電溝及一第二導電溝。磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，第一半導體層具有複數暴露部，暴露於第二半導體層及發光層。第一電極設置於暴露部。第二電極設置於第二半導體層。第一導電溝連接第一電極。第二導電溝連接第二電極。
在一實施例中，發光單元更包括一絕緣層，絕緣層係設置於第一電極及第二電極之間。
在一實施例中，第一電極及/或第二電極具有一反射部。
在一實施例中，發光單元更包括一鈍化層，覆蓋部分第一半導體層、部分發光層及部分第二半導體層。其中，發光單元還可包括一反射層，反射層覆蓋鈍化層。
在一實施例中，磊晶疊層具有一斜面，第二半導體層的設置面積小於發光層，發光層的設置面積小於第一半導體層。
在一實施例中，發光單元更包括一基板，磊晶疊層係設置於基板。其中，磊晶疊層及/或基板之表面具有粗糙化結構。
在一實施例中，發光單元更包括一光轉換層，磊晶疊層係設置於光轉換層。
在一實施例中，發光單元更包括一光轉換層，光轉換層係包覆磊晶疊層、第一接合墊與第二接合墊，或透明導電層、磊晶疊層、第一接合墊與第二接合墊，或磊晶疊層、第一導電溝與第二導電溝。
在一實施例中，發光單元更包括一第一延伸墊及一第二延伸墊，第一延伸墊連接第一接合墊或第一導電溝，第二延伸墊連接第二接合墊或第二導電溝，發光單元藉由第一延伸墊及第二延伸墊與外部電性連接。其中，發光單元可更包括一透鏡，覆蓋磊晶疊層及一基板。
為達上述目的，本發明亦揭露一種發光模組包括複數發光單元及一電路板。發光單元係為如上述實施例中任一項所述之發光單元。電路板具有一電路結構，發光單元之第一接合墊及第二接合墊或第一導電溝及第二導電溝係設置於電路板，且電性連接電路結構。
在一實施例中，其中一發光單元藉由第一接合墊及第二接合墊、或第一導電溝及第二導電溝串聯另一發光單元。
在一實施例中，發光模組更包括複數透鏡，透鏡對應發光單元設置於電路板。
為達上述目的，本發明另揭露一種發光模組包括複數發光單元及一散熱器。發光單元係為如上述實施例中任一項所述之發光單元。發光單元具有一電路結構，發光單元之第一接合墊及第二接合墊或第一導電溝及第二導電溝係設置於散熱器，且電性連接電路結構。
在一實施例中，其中一發光單元藉由第一接合墊及第二接合墊、或第一導電溝及第二導電溝串聯另一發光單元。
在一實施例中，發光模組更包括複數透鏡，透鏡對應發光單元設置於散熱器。
承上所述，依據本發明之發光單元及其發光模組係藉由大面積的第一接合墊及第二接合墊，或是大面積的第一導電溝及第二導電溝，直接與電路板或散熱器接合，達到提升導熱效率及簡化製程之目的。
與習知相較，因本發明之發光單元及其發光模組不需打線，因而不具有打線附著力不足或打線斷裂等風險，且沒有因金線的遮光而減少出光量的缺點。與習知之覆晶式發光單元相較，本發明之發光單元與基板接合時不需使用成本昂貴、高精密的黏晶機台，即可直接焊接於電路板或散熱器。同時，本發明之發光單元不需塑膠外殼之封裝體，故可微小化，且無尺寸限制，亦無塑膠外殼（例如PPA、LCP等材料）老化所產生的可靠度問題。
此外，不同實施例及實施態樣的發光單元，其結構上的變化可進一步提高發光效率、發光亮度，或是簡化組裝，另外還可形成不同發光顏色的發光單元。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種發光單元及其發光模組，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
圖1為本發明第一較佳實施例之一種發光單元L1的剖面示意圖。如圖1所示，發光單元L1包括一磊晶疊層1、至少一第一電極2a、至少一第二電極2b、一第一接合墊3a及一第二接合墊3b。於此，發光單元L1係以一發光二極體作為其光源。
磊晶疊層1依序包括一第一半導體層11、一發光層12及一第二半導體層13，藉由蝕刻發光層12及第二半導體層13以暴露出部分之第一半導體層11，可使得第一半導體層11具有一暴露部111，暴露於第二半導體層13及發光層12。第一半導體層11及第二半導體層13係可分別為一N型磊晶層及一P型磊晶層，當然其亦可互換，於此並不加以限制。詳而言之，本實施例中之磊晶疊層1可成長、設置於一基板4上，基板4較佳可為一絕緣透明基板，於此係以一藍寶石基板為例說明。
第一電極2a設置於第一半導體層11所暴露出之暴露部111，第二電極2b設置於第二半導體層13。具體而言，第一電極2a及第二電極2b皆相對於基板4設置於磊晶疊層1的另一側，用以形成歐姆接觸。並且於本實施例中，基板4為發光單元L1之出光面，第一電極2a及/或第二電極2b可具有一反射部（圖未顯示），例如但不限為電鍍形成之金屬層，其作用在於反射磊晶疊層1所發出的光線，以提升出光面（基板4）的亮度。
第一接合墊3a及第二接合墊3b可由蒸鍍或電鍍等方式形成。第一接合墊3a連接第一電極2a，第二接合墊3b連接第二電極2b。於此，第一接合墊3a及第二接合墊3b之面積為發光單元L1表面積的50%以上。藉由第一接合墊3a連接第一電極2a，第二接合墊3b連接第二電極2b，可形成大面積的PN接觸電極，使得發光單元L1不需使用高精密的黏晶機台，即可與電路板直接焊接。
於此，發光單元L1還可包括一鈍化層5，其覆蓋部分第一半導體層11、部分發光層12及部分第二半導體層13，以確保第一半導體層11、部分發光層12及部分第二半導體層13不會被氧化及誤觸。鈍化層5之材料可為氮化矽、二氧化矽、聚合物、苯環丁烯(BCB)或光阻劑等，本發明不予以限制。
以下請參考圖2A～圖2E，其為本發明第一實施例之不同實施態樣的發光單元。如圖2A所示，與圖1顯示之第一實施例相較，其磊晶疊層1a側邊具有一斜面S，且第二半導體層13a的設置面積小於發光層12a，發光層12a的設置面積又小於第一半導體層11a，換句話說，越靠近出光面（基板4）的層，其設置面積越大，因而可增加出光面積，提升發光單元L1a的光取出效率。
另參考圖2B所示，相較於圖1所示實施例，發光單元L1b可更包括一反射層6，覆蓋鈍化層5。反射層6可例如為電鍍形成之金屬層，其可與第一電極2a及第二電極2b具有之反射部（圖未顯示）材質相同，兩者的設置皆為了反射磊晶疊層1所發出的光線，以使光線集中從出光面（基板4）射出。
圖2C及圖2D顯示一發光單元L1c及一發光單元L1d，其基板4或磊晶疊層1b中任一層（於此以第一半導體層11b為例）之表面（上表面或下表面皆可）分別具有粗糙化結構TX1、TX2。相較於光滑表面，當光線經數次撞擊具粗糙化結構TX1、TX2之表面後，以小於斯乃爾定律（Snell’s law）之臨界角（Critical Angle）的角度撞擊表面的光線可大幅度地增加。藉此作用下，便可提高發光單元L1c、L1d的光取出效率。
圖2E中之發光單元L1e，與圖1相較更包括一光轉換層7，光線經由光轉換層7，可轉換並混合成不同顏色的光線。磊晶疊層1可設置於設有光轉換層7之基板4，當然，也可直接設置於光轉換層7，於此圖2E中係以前者為例，直接將光轉換層7形成於基板4。而若為後者之實施態樣時，則須先以雷射剝離（Laser Lift-off）、蝕刻、或化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing, CMP）等方式移除磊晶疊層1成長之基板4，再將光轉換層7形成於磊晶疊層1。光轉換層7可以噴灑、點膠、接合或貼合等方式形成，其材質可例如但不限於為多重量子井（MQWs）、陶瓷燐光體（Ceramic Phosphor）、磷玻璃（Phosphor in Glass）或量子點螢光材料（Quantum Dots Phosphor）等。
另需強調者，雖圖2A～圖2E中僅分別顯示第一實施例之其中一實施態樣，然實際運用時，亦可同時應用所有的變化態樣於同一實施例中，本發明並無限制。
復請參考圖3A～圖3D所示，其為本發明第二較佳實施例之不同實施態樣之發光單元。與圖1相較，圖3A之發光單元L2a更包括一膠帶T，第一接合墊3a及第二接合墊3b或係設置於膠帶T。膠帶T可例如為一熱移除膠帶，暫時性地貼合固定部份結構，當遇熱黏性降低後，即可輕易地將部份結構取下，進行後續組裝製程。於此係以圖1之發光單元L1的結構為基礎說明後續態樣變化，當然，圖2A～圖2E中之發光單元態樣，也可應用於此。
圖3B之發光單元L2b除了更包括一膠帶T之外，相較於圖3A更包括了一光轉換層7a，光轉換層7a與圖2E中之光轉換層7的不同之處在於，光轉換層7a係包覆磊晶疊層1、第一接合墊3a與第二接合墊3b，而非僅設置於基板4或磊晶疊層1之一面。光轉換層7a可與光轉換層7為相同或不同的材質，並以相同或不同方式形成，且同一實施例中可同時具有光轉換層7a及光轉換層7，經光轉換層7a及光轉換層7轉換後的出射光波長可為相同或不同，藉以調整發光單元L2b之發光顏色。
圖3C之發光單元L2c則相較於圖3A更包括了一透鏡8，設置於膠帶T上，磊晶疊層1、第一電極2a、第二電極2b、第一接合墊3a、一第二接合墊3b及基板4等結構係容置於透鏡8與膠帶T之間。簡單來說，發光單元L2c之結構係由透鏡8及膠帶T共同封裝圖1之發光單元L1以形成。其中，透鏡8之材質可為矽氧樹脂，其設置成型的方式可以是模塑成型（Molding）或黏合成型，並且成型時可摻雜螢光粉材料，使透鏡8模塑成型為一螢光透鏡，其同樣可進行光波長的轉換。
值得一提的是，若發光單元同時具有光轉換層7a及螢光的透鏡8時，可讓兩者包含不同顏色之螢光粉，並藉以設計光線經轉換、混合後射出的顏色。如圖3D所示，膠帶T經移除後的發光單元L2d係包括一光轉換層7a及一螢光之透鏡8，因而可具有上述功效。其中，本實施例之透鏡8係覆蓋磊晶疊層1、基板4及光轉換層7a。此外，圖3D之發光單元L2d還更包括一第一延伸墊90a及一第二延伸墊90b，第一延伸墊90a連接第一接合墊3a，第二延伸墊90b連接第二接合墊3b。第一延伸墊90a、第二延伸墊90b之間可具有一絕緣層91，以確保各結構之間有正確的電性連接。第一延伸墊90a及第二延伸墊90b為大面積的延伸電極，發光單元L2d可藉由第一延伸墊90a及第二延伸墊90b串聯或並聯一電子元件（圖未示），例如電連接一電源、或是串聯、並聯另一發光單元等。
圖4及圖5為本發明第三較佳實施例之發光模組LM1、LM2之剖面示意圖，其分別顯示應用上述發光單元L2d 之發光模組LM1、LM2。
發光模組LM1包括複數發光單元L2d及一電路板CB，於此以包括二發光單元L2d為例，然發光單元L2d亦可為說明書中所述任一實施例或實施態樣之發光單元，本發明並不限。電路板CB與發光單元L2d電性連接，發光單元L2d之間的串並聯係由電路板CB之電路結構C設計其電性連結關係。具體而言，電路板CB具有預先配置之電路結構C，發光單元L2d之第一接合墊3a及第二接合墊3b係分別透過第一延伸墊90a、第二延伸墊90b與電路結構C電性連接而設置於電路板CB上。左側之發光單元L2d的第一電極2a及右側之發光單元L2d的第二電極2b，係藉由第一接合墊3a、第一延伸墊90a、電路結構C、第二延伸墊90b及第二接合墊3b而電性連接，以此類推，即可完成發光模組LM1中發光單元L2d的串並聯。
發光模組LM2包括複數發光單元L2d及一散熱器H，於此同樣以包括二發光單元L2d為例，然發光單元L2d亦可為說明書中所述任一實施例或實施態樣之發光單元，本發明並不限。散熱器H具有一預先配置之電路結構C，發光單元L2d之第一接合墊3a及第二接合墊3b係設置於散熱器H，且分別透過第一延伸墊90a、第二延伸墊90b電性連接電路結構C。同發光模組LM1，發光單元L2d可藉由電路結構C而與另一發光單元L2d串聯或並聯。
於此，發光模組LM1、LM2中發光單元L2d之第一接合墊3a、第二接合墊3b與第一延伸墊90a、第二延伸墊90b之間可具有一絕緣層91，以確保各結構之間有正確的電性連接。
由於上述之發光模組LM1、LM2係直接接合至電路板CB或散熱器H，而不須經由基板4或光轉換層7散熱，故可大幅提升發光模組LM1、LM2的導熱速率，因而具有低熱阻的特性。
另外，圖6為本發明第二較佳實施例之發光單元L2e之剖面示意圖。如圖6所示，發光單元L2e係將一發光單元之第一接合墊3a及另一發光單元之第一接合墊3b接合，或者直接於一發光單元之第一電極2a及另一發光單元之第二電極2b之間形成一串聯接合墊3ab，俾使透鏡8a可一次封裝二互相接合之發光單元於電路板CB，而形成發光單元L2e。利用此設計，可減少透鏡8a的使用成本。還須說明的是，本發明並無限制利用串聯接合墊3ab串聯的發光單元數量，於此雖以二發光單元為例，然也可接續串接更多的發光單元。
另請參考圖7A所示，其為本發明第四較佳實施例之不同態樣之發光單元L3a、L3b的剖面示意圖。本實施例中，發光單元L3a包括一透明導電層TCL、一磊晶疊層1c、一第二電極2b、至少一第一接合墊3a’及一第二接合墊3b’。磊晶疊層1c成長之基板（圖未示）被移除後，磊晶疊層1c可設置於透明導電層TCL，磊晶疊層1c依序包括一第一半導體層11c、一發光層12c及一第二半導體層13c。第二電極2b設置於第二半導體層13c。
發光單元L3a與第二實施例之發光單元L2a相較，發光單元L3a以透明導電層TCL取代發光單元L2a之絕緣的基板4，因此，本實施例只要透過至少一第一接合墊3a’連接透明導電層TCL即可電性連接第一半導體層11c。並且，第二接合墊3b’連接第二電極2b。
本實施例之發光單元L3a雖如前述實施例，其第一接合墊3a’及第二接合墊3b’皆位於發光單元的同一面，但本實施例之電極（第二電極2b及透明導電層TCL）實質上係位於發光單元L3a的不同面，因此，本實施例中，磊晶疊層1c內部的電流，係直線、垂直的通過磊晶疊層1c的每個部份。相較於前述實施例，因前述發光單元的正負兩個電極乃設在同一面，當電流通過第一半導體層11時，電流必須由垂直順流改成水平橫流且集中在彎曲處，導致P-N接面上部份的電子層和電洞層無法有效地被使用，因而降低發光效率。再者，電流的彎曲集中處會產生較多的熱，使晶格缺陷範圍延伸，造成發光單元的亮度隨之遞減，進而影響了發光單元的壽命。倘若要延長發光單元的壽命，就必須降低輸入發光單元的電流，如此更限制了發光單元的發光亮度。簡而言之，發光單元L3a的電流分布較為均勻，可大幅提升發光單元L3a的亮度。
由於磊晶疊層1c、一第二電極2b、第一接合墊3a’及一第二接合墊3b’之變化態樣皆如同前述實施例所述，於此遂不再全部重複說明，請參考第一實施例及第二實施例之變化態樣，並以圖7A之發光單元L3a為基本結構來類推。舉例而言，發光單元L3b可更包括一光轉換層7b（類似於圖3B之光轉換層7a），光轉換層7b係包覆透明導電層TCL、磊晶疊層1c、第一接合墊3a’與第二接合墊3b’。
另如圖7B所示，其為本發明第四較佳實施例之發光模組LM3之剖面示意圖。圖7B係顯示同時應用上述發光單元L3a、L3b之發光模組LM3。如同第三較佳實施例之發光模組LM1、LM2，發光模組LM3可包括複數發光單元及一具有電路結構C之電路板CB，於此以包括二發光單元L3a、L3b為例。本實施例中，二發光單元L3a、L3b分別更包括一第一延伸墊90a、一第二延伸墊90b及一透鏡8，其中發光單元L3a、L3b的第一延伸墊90a及第二延伸墊90b與電路結構C電性連接，以達成二發光單元L3a、L3b之間的串接。
圖8A及圖8B為本發明第五較佳實施例之不同態樣之發光單元L4a、L4b的剖面示意圖。
如圖8A所示，發光單元L4a包括一磊晶疊層1d、複數第一電極2a’、複數第二電極2b’、一第一導電溝10a及一第二導電溝10b。
磊晶疊層1d依序包括一第一半導體層11d、一發光層12d及一第二半導體層13d。其中，藉由蝕刻製程蝕刻部分發光層12d及第二半導體層13d，第一半導體層11d具有複數暴露部111d，暴露於第二半導體層13d及發光層12d。於此，發光單元L4a係以具有四個暴露部111d、二第一電極2a’以及二第二電極2b’為例，但本發明並不限暴露部111d、第一電極2a’以及第二電極2b’之數量。於此，二第一電極2a’設置於其中二暴露部111d，第二電極2b’設置於第二半導體層13d。
第一導電溝10a及第二導電溝10b為導電材料所形成，較佳地具有反射部（圖未示），例如具有金屬塗層。第一導電溝10a連接二第一電極2a’，第二導電溝10b連接二第二電極2b’。
再者，第一導電溝10a及第二導電溝10b與磊晶疊層1d之間可設有一絕緣層IL，用以絕緣第一導電溝10a、第二導電溝10b、第一電極2a’及第二電極2b’。於此，絕緣層IL可完全覆蓋磊晶疊層1d，且絕緣層IL可為氧化矽、氮化矽、絕緣層上矽（Silicon-on-Insulator, SOI）、聚合物、苯環丁烯(BCB)、光阻劑或矽氧樹脂等材質。
本實施例應用之發光單元L4a，雖然其磊晶疊層1d內部的電流，並非直線、垂直的通過磊晶疊層1d。但本實施例之發光單元L4a因具有多個暴露部111d、多個第一電極2a’及多個第二電極2b’，其內部電流分布較為均勻。相較於前述實施例，雖電流通過第一半導體層11時仍須彎曲，不過由於無法有效利用的電子層和電洞層降低了，故發光單元L4a的發光亮度可達到提升。
另外，圖8B所示之發光單元L4b，其絕緣層IL’、第一導電溝10a’及第二導電溝10b’之態樣與圖8A所示之發光單元L4a不同。於此，絕緣層IL’的高度係與磊晶疊層1d的高度相同，當然，於其他實施態樣中，絕緣層IL’的高度也可低於磊晶疊層1d。如此一來，可減少絕緣層IL’、第一導電溝10a’及第二導電溝10b’的使用量，並且使製程較為簡單。
需特別說明的是，第一導電溝10a、10a’及第二導電溝10b、10b’雖從剖面圖來看係呈線狀，然實際上其可為線狀或片狀之導電金屬。並且，本發明並不限制第一導電溝10a、10a’及第二導電溝10b、10b’之剖面寬度，其沿伸至第一電極2a’或第二電極2b’的部份可如圖8A中之細溝槽，也可令其寬度與第一電極2a’及第二電極2b’相近、甚至相同，以提高第一導電溝10a、10a’及第二導電溝10b、10b’的導電面積。
此外，本實施例之其餘實施態樣可參考前述實施例對應變化，例如磊晶疊層1d可具有斜面或粗糙結構（圖未示）、去除基板4（圖未示）、更包括光轉換層（圖未示）、更包括第一延伸墊（圖未示）及第二延伸墊（圖未示）、更包括一螢光透鏡（如圖8C）等。
再請參照圖8C，其係顯示本發明第五較佳實施例之發光單元L4a、L4b應用於發光模組LM4之剖面示意圖。發光模組LM4可包括複數發光單元及一具有電路結構C之電路板CB，於此以包括二發光單元L4a、L4b為例。發光單元L4a、L4b之第一導電溝10a、10a’及第二導電溝10b、10b’係設置於電路板CB，且電性連接電路結構C。藉由電路結構C，二發光單元L4a、L4b可彼此串接。再於電路板CB上對應發光單元L4a、L4b的位置成型二透鏡8，即可完成發光模組LM4。
綜上所述，依據本發明之發光單元及其發光模組係藉由大面積的第一接合墊及第二接合墊，或是大面積的第一導電溝及第二導電溝，直接與電路板或散熱器接合，達到提升導熱效率及簡化製程之目的。
與習知相較，因本發明之發光單元及其發光模組不需打線，因而不具有打線附著力不足或打線斷裂等風險，且沒有因金線的遮光而減少出光量的缺點。與習知之覆晶式發光單元相較，本發明之發光單元與基板接合時不需使用成本昂貴、高精密的黏晶機台，即可直接焊接於電路板或散熱器。同時，本發明之發光單元不需塑膠外殼之封裝體，故可微小化，且無尺寸限制，亦無塑膠外殼（例如PPA、LCP等材料）老化所產生的可靠度問題。
此外，不同實施例及實施態樣的發光單元，其結構上的變化可進一步提高發光效率、發光亮度，或是簡化組裝，另外還可形成不同發光顏色的發光單元。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1a、1b、1c、1d．．．磊晶疊層
10a、10a’．．．第一導電溝
10b、10b’．．．第二導電溝
11、11a、11b、11c、11d．．．第一半導體層
111、111d．．．暴露部
12、12a、12c、12d．．．發光層
13、13a、13c、13d．．．第二半導體層
2a、2a’．．．第一電極
2b、3b’．．．第二電極
3a、3a’．．．第一接合墊
3ab．．．串聯接合墊
3b、3b’．．．第二接合墊
4、4a．．．基板
5．．．鈍化層
6．．．反射層
7、7a、7b．．．光轉換層
8、8a．．．透鏡
90a．．．第一延伸墊
90b．．．第二延伸墊
91、IL、IL’．．．絕緣層
C．．．電路結構
CB．．．電路板
H．．．散熱器
L1、L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L3a、L3b、L4a、L4b．．．發光單元
LM1、LM2、LM3、LM4．．．發光模組
S．．．斜面
T．．．膠帶
TCL．．．透明導電層
TX1、TX2．．．粗糙化結構
圖1為本發明第一較佳實施例之一種發光單元的剖面示意圖；
圖2A～圖2E為本發明第一實施例之不同實施態樣的發光單元；
圖3A～圖3D為本發明第二較佳實施例之發光單元；
圖4及圖5為本發明第三較佳實施例之發光模組的剖面示意圖；
圖6為本發明第二較佳實施例之不同實施態樣的發光單元之剖面示意圖；
圖7A為本發明第四較佳實施例之不同態樣之發光單元的剖面示意圖；
圖7B為本發明第四較佳實施例之發光單元應用於發光模組的剖面示意圖；
圖8A及圖8B為本發明第五較佳實施例之不同態樣之發光單元的剖面示意圖；以及
圖8C為本發明第五較佳實施例之發光單元應用於發光模組的剖面示意圖。
圖2A～圖2E為本發明第一實施例之不同實施態樣的發光單元；
圖3A～圖3D為本發明第二較佳實施例之發光單元；
圖4及圖5為本發明第三較佳實施例之發光模組的剖面示意圖；
圖6為本發明第二較佳實施例之不同實施態樣的發光單元之剖面示意圖；
圖7A為本發明第四較佳實施例之不同態樣之發光單元的剖面示意圖；
圖7B為本發明第四較佳實施例之發光單元應用於發光模組的剖面示意圖；
圖8A及圖8B為本發明第五較佳實施例之不同態樣之發光單元的剖面示意圖；以及
圖8C為本發明第五較佳實施例之發光單元應用於發光模組的剖面示意圖。
1．．．磊晶疊層
11．．．第一半導體層
111．．．暴露部
12．．．發光層
13．．．第二半導體層
2a．．．第一電極
2b．．．第二電極
3a．．．第一接合墊
3b．．．第二接合墊
4．．．基板
5．．．鈍化層
L1．．．發光單元
Claims (22)
- 一種發光單元，包括：
一磊晶疊層，該磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，該第一半導體層具有一暴露部，暴露於該第二半導體層及該發光層；
至少一第一電極，設置於該暴露部；
至少一第二電極，設置於該第二半導體層；
一第一接合墊，連接該第一電極；以及
一第二接合墊，連接該第二電極。
- 一種發光單元，包括：
一透明導電層；
一磊晶疊層，設置於該透明導電層，該磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層；
一第二電極，設置於該第二半導體層；
至少一第一接合墊，連接該透明導電層；以及
一第二接合墊，連接該第二電極。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之發光單元，其中該第一接合墊及該第二接合墊之面積為該發光單元表面積的50%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之發光單元，該第一電極及/或該第二電極具有一反射部。
- 一種發光單元，包括：
一磊晶疊層，該磊晶疊層依序包括一第一半導體層、一發光層及一第二半導體層，該第一半導體層具有複數暴露部，暴露於該第二半導體層及該發光層；
複數第一電極，設置於該些暴露部；
複數第二電極，設置於該第二半導體層；
一第一導電溝，連接該些第一電極；以及
一第二導電溝，連接該些第二電極。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光單元，該些第一電極及/或該些第二電極具有一反射部。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光單元，更包括一絕緣層，該絕緣層係設置於該些第一電極及該些第二電極之間。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一鈍化層，覆蓋部分該第一半導體層、部分該發光層及部分該第二半導體層。
- 如申請專利範圍第8項所述之發光單元，更包括一反射層，覆蓋該鈍化層。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，其中該磊晶疊層具有一斜面，且該第二半導體層的設置面積小於該發光層，以及該發光層的設置面積小於該第一半導體層。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一基板，該磊晶疊層係設置於該基板。
- 如申請專利範圍第11項所述之發光單元，其中該磊晶疊層及/或該基板之表面具有粗糙化結構。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一光轉換層，該磊晶疊層係設置於該光轉換層。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一光轉換層，該光轉換層係包覆該磊晶疊層、該第一接合墊與該第二接合墊，或透明導電層、該磊晶疊層、該第一接合墊與該第二接合墊，或該磊晶疊層、該第一導電溝與該第二導電溝。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一第一延伸墊及一第二延伸墊，該第一延伸墊連接該第一接合墊或該第一導電溝，該第二延伸墊連接該第二接合墊或該第二導電溝，該發光單元藉由該第一延伸墊及該第二延伸墊與外部電性連接。
- 如申請專利範圍第1、2或5項所述之發光單元，更包括一透鏡，覆蓋該磊晶疊層及一基板。
- 一種發光模組，包括：
複數發光單元，該些發光單元係為如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之發光單元；以及
一電路板，具有一電路結構，該些發光單元之該第一接合墊及該第二接合墊或該第一導電溝及該第二導電溝係設置於該電路板，且電性連接該電路結構。
- 如申請專利範圍第17項所述之發光模組，其中一該發光單元藉由該第一接合墊及該第二接合墊、或該第一導電溝及該第二導電溝串聯另一該發光單元。
- 如申請專利範圍第17項所述之發光模組，更包括複數透鏡，該些透鏡對應該些發光單元設置於該電路板。
- 一種發光模組，包括：
複數發光單元，該些發光單元係為如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之發光單元；以及
一散熱器，具有一電路結構，該些發光單元之該第一接合墊及該第二接合墊或該第一導電溝及該第二導電溝係設置於該散熱器，且電性連接該電路結構。
- 如申請專利範圍第20項所述之發光模組，其中一該發光單元藉由該第一接合墊及該第二接合墊、或該第一導電溝及該第二導電溝串聯另一該發光單元。
- 如申請專利範圍第20項所述之發光模組，更包括複數透鏡，該些透鏡對應該些發光單元設置於該電路板。
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