TWI387140B - 發光二極體 - Google Patents

Description

發光二極體

本發明是有關於一種電子元件，且特別是有關於一種發光二極體(Light Emitting Diode，LED)。

傳統的照明燈具一般都採用金屬鹵化物燈、白熾燈、水銀燈與高壓鈉燈等燈泡，但是這類燈泡的耗電量相當大，需要付出相當多的金錢來支付電費，而且也不符合現今節能減碳的環保訴求。

為了解決傳統的照明燈具耗電量太大的問題，現今科技已發展出一種耗電量很低的發光體：發光二極體。發光二極體不僅具有低耗電量及省電的優點，同時還具有體積小、驅動電壓低與不含汞等優點。因此，發光二極體已廣泛地使用在現在社會中。

本發明的主要目的是提供一種發光二極體，其至少二個導電接腳的材質互不相同，且在這些導電接腳之間填充電解質材料。

本發明提出一種發光二極體，包括一對電極、一晶片、一封膠體、一對第一導電接腳、至少一導電接腳組以及多個電解質材料。晶片電性連接這些電極，而封膠體包覆這些電極與晶片。這些第一導電接腳分別電性連接這些電極，而導電接腳組配置於這些第一導電接腳之間，並包括一對彼此電性連接的第二導電接腳。其中一第二導電接腳的材質不同於其中一第一導電接腳的材質，而各個第一導電接腳與其中一第二接腳之間存有一第一填充間隙。這些電解質材料填充於這些第一填充間隙內。

本發明藉由這些第一導電接腳、第二導電接腳以及電解質材料，能讓發光二極體發光。因此，即使電池或市電等外部電源沒有供給電能，本發明的發光二極體仍然可以發光，而不受外部電源的限制。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1A是本發明第一實施例之發光二極體的側視示意圖。請參閱圖1A，本實施例的發光二極體100包括一晶片110、一對電極120a、120b以及一封膠體130，其中晶片110電性連接這些電極120a、120b，而封膠體130則包覆這些電極120a、120b與晶片110。

晶片110例如是由半導體材料所製成，其中此半導體材料的成分可含有III-V族元素，例如砷、鎵或鍺。晶片110在接收電能時會發出光線，如此發光二極體100得以發光。可見，晶片110為發光二極體100的核心元件。此外，電極120a可為一金屬座，而晶片110配置於金屬座(即電極120a)上，並且電性連接電極120a。

承上述，晶片110可以透過打線連接(wire bonding)的方式電性連接另一個電極120b。詳細而言，發光二極體100可更包括一鍵合導線140，而鍵合導線140電性連接於電極120a與電極120b之間。因此，透過鍵合導線140，晶片110得以電性連接這些電極120a、120b。

發光二極體100更包括一對第一導電接腳150a、150b，而這些第一導電接腳150a、150b分別電性連接這些電極120a、120b。詳言之，第一導電接腳150a電性連接電極120a，而第一導電接腳150b電性連接電極120b。此外，第一導電接腳150a、150b二者的材質可以彼此相同，且第一導電接腳150a、150b的材質可以是銅或碳，或是由氫氧化鎳合金或其他合金材料所製成。

發光二極體100還包括一導電接腳組160與多個電解質材料170。導電接腳組160配置這些第一導電接腳150a、150b之間，並包括一對彼此電性連接的第二導電接腳162a、162b以及一電性連接於這些第二導電接腳162a、162b之間的導電條164，其中第二導電接腳162a鄰近第一導電接腳150a，而第二導電接腳162b鄰近第一導電接腳150b。此外，這些第二導電接腳162a、162b的材質可以彼此相同。

第二導電接腳162a、162b的材質不同於第一導電接腳150a、150b的材質，例如第二導電接腳162a、162b的材質為鋅、鐵或鐵鎘合金，而第一導電接腳150a、150b的材質為銅、碳或氫氧化鎳合金。因此，第一導電接腳150a、150b與第二導電接腳162a、162b二者的化學電位(chemical potential)並不相同。舉例而言，第一導電接腳150a、150b與第二導電接腳162a、162b之間的化學電位可相差在0.4伏特至1.5伏特之間。

這些第一導電接腳150a、150b分別與這些第二接腳162a、162b之間存有一第一填充間隙G1，而這些電解質材料170填充於這些第一填充間隙G1內。電解質材料170例如是尚未解離的離子化合物，而電解質材料170可以是氯化鎂、氯化鈉或氯化銨等未被溶解的結晶鹽。因此，電解質材料170本身並不具有導電性，且需要在被水或其他溶劑(例如有機溶劑)溶解之後，電解質材料170才會被解離而具有導電性。

當被水或其他溶劑滴入電解質材料170時，由於第一導電接腳150a、150b與第二導電接腳162a、162b二者的化學電位並不相同，且電解質材料170被解離，因此第一導電接腳150a、150b、第二導電接腳162a、162b以及被解離的電解質材料170能形成二個串聯的伏打電池(Voltaic pile)。這樣第一導電接腳150a、150b可以輸出電能至電極120a、120b，而透過電極120a、120b，晶片110得以接收電能而發出光線。

圖1B是圖1A中線I-I的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B，第一導電接腳150a、150b與第二導電接腳162a、162b的形狀基本上皆彼此相同，而第一導電接腳150a、150b皆具有一第一內凹弧面S1，第二導電接腳162a、162b皆具有一第二內凹弧面S2。

第一內凹弧面S1與第二內凹弧面S2彼此面對面，而第一填充間隙G1位於第一內凹弧面S1與第二內凹弧面S2。由於第一內凹弧面S1與第二內凹弧面S2都是弧面，因此第一填充間隙G1的形狀大體上與圓柱體相似，且第一填充間隙G1能容納較多的電解質材料170。

發光二極體100所發出的光線，其強弱會受到離子數量的多寡而影響，而電解質材料170所提供的離子數量越多，發光二極體100的亮度越高。由此可見，由於第一填充間隙G1容納較多的電解質材料170，因此電解質材料170所能提供的離子數量也越多，故發光二極體100能發出較強亮度的光線。

圖2是本發明第二實施例之發光二極體的側視示意圖。請參閱圖2，本實施例之發光二極體200也包括晶片110、一對電極120a、120b、封膠體130以及一對第一導電接腳150a、150b，而上述發光二極體200的元件，其材質、功能、彼此之間的配置及連接關係皆於第一實施例相同，故不再重複贅述，而以下將偏重介紹發光二極體200與發光二極體100二者的差異。

發光二極體200包括多個導電接腳組160，而這些導電接腳組160都配置於第一導電接腳150a、150b之間，且彼此並列。其中一個導電接腳組160的第二導電接腳162a與另一導電接腳組160的第二導電接腳162b之間存有一第二填充間隙G2，而這些電解質材料170分別填充於第一填充間隙G1內與第二填充間隙G2內。

另外，同一個導電接腳組160的第二導電接腳162a、162b之材質彼此不同，所以緊鄰第二填充間隙G2二側的第二導電接腳162a、162b之材質也彼此不同，例如第二導電接腳162a的材質為碳或氫氧化鎳合金，而第二導電接腳162b的材質為銅或鐵鎘合金。因此，第二導電接腳162a、162b二者的化學電位並不相等。

由此可知，第一導電接腳150a、150b、第二導電接腳162a、162b以及這些電解質材料170能形成三個串聯的伏打電池，以產生更高電壓的電能。這樣第一導電接腳150a、150b可以輸出更大的電能至電極120a、120b，讓晶片110發出更強亮度的光線，進而提高發光二極體200的亮度。

值得一提的是，雖然圖2所示的導電接腳組160之數量為二個，但在其他未繪示的實施例中，導電接腳組160之數量可為三個或是超過三個。因此，圖2所示的導電接腳組160之數量僅供舉例說明，並非限定本發明。

發光二極體200可以更包括一配置於封膠體130內的螢光材料220，而螢光材料220能改變晶片110所發出的光線之波長，即螢光材料220能改變光線的顏色。舉例來說，晶片110例如能發出藍光，其中部分的藍光會穿透封膠體130與螢光材料220，而另一部分的藍光則會被螢光材料220吸收。螢光材料220能將所吸收的藍光轉換成黃光，讓發光二極體200發出由藍光與黃光混合而成的白光。

另外，螢光材料220可以只分布在封膠體130的外表面132處。如此，螢光材料220得以成為一罩蓋晶片110的螢光罩。不過，在其他未繪示的實施例中，螢光材料220可以是實質上均勻地分布在整個封膠體130中。因此，圖2所示的螢光材料220僅為舉例說明，並非限定本發明。

綜上所述，藉由這些第一導電接腳、第二導電接腳以及被解離的電解質材料所形成的伏打電池，本發明能讓發光二極體發光。即使電池或市電等外部電源沒有供給電能，本發明的發光二極體仍然可以發光。因此，當發生停電時，本發明的發光二極體適合作為緊急照明燈具或警示用的指示燈具。

雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

100、200．．．發光二極體

110．．．晶片

120a、120b．．．電極

130．．．封膠體

132．．．外表面

140．．．鍵合導線

150a、150b．．．第一導電接腳

160．．．導電接腳組

162a、162b．．．第二導電接腳

164．．．導電條

170．．．電解質材料

220．．．螢光材料

G1．．．第一填充間隙

G2．．．第二填充間隙

S1．．．第一內凹弧面

S2．．．第二內凹弧面

圖1A是本發明第一實施例之發光二極體的側視示意圖。

圖1B是圖1A中線I-I的剖面示意圖。

圖2是本發明第二實施例之發光二極體的側視示意圖。

100．．．發光二極體

110．．．晶片

120a、120b．．．電極

130．．．封膠體

140．．．鍵合導線

150a、150b．．．第一導電接腳

160．．．導電接腳組

162a、162b．．．第二導電接腳

164．．．導電條

170．．．電解質材料

G1．．．第一填充間隙

Claims (13)

1. 一種發光二極體，包括：一對電極；一晶片，電性連接該對電極；一封膠體，包覆該對電極與該晶片；一對第一導電接腳，分別電性連接該對電極；至少一導電接腳組，配置於該對第一導電接腳之間，並包括一對彼此電性連接的第二導電接腳，其中一第二導電接腳的材質不同於其中一第一導電接腳的材質，而各該第一導電接腳與其中一第二接腳之間存有一第一填充間隙；以及多個電解質材料，填充於該些第一填充間隙內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，更包括一配置於該封膠體內的螢光材料。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體，其中該螢光材料為一罩蓋該晶片的螢光罩。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中一個電極為一金屬座，該晶片配置於該金屬座上，並電性連接該金屬座。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體，更包括一電性連接於該對電極之間的鍵合導線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該些 電解質材料為氯化鎂、氯化鈉或氯化銨。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中各該第一導電接腳具有一第一內凹弧面，而各該第二導電接腳具有一第二內凹弧面，該些電解質材料分別配置於該些第一內凹弧面與該些第二內凹弧面之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中一個第一導電接腳的材質為銅或碳，而其中一個第二導電接腳的材質為鋅或鐵。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中各該第一導電接腳與其中一第二導電接腳之間的化學電位(chemical potential)相差在0.4伏特至1.5伏特之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該對第一導電接腳的材質彼此相同，而該對第二導電接腳的材質彼此相同。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中該導電接腳組更包括一電性連接於該對第二導電接腳之間的導電條。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，包括該導電接腳組的數量為多個，該些導電接腳組彼此並列，並配置於該對第一導電接腳之間，其中一導電接腳組的第二導電接腳與另一導電接腳組的第二導電接腳之間存有一第二填充間隙，而該些電解質材料分別填充於該些第一填充間隙內與該第二填充間隙內。
13. 如申請專利範圍第12項所述之發光二極體，其中同一個導電接腳組的該對第二導電接腳的材質彼此不同。