TWI535070B - 發光元件 - Google Patents

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Description

發光元件
本發明係關於一發光元件，尤其是一包含熱敏層的發光元件。
發光二極體(LED)是一種固態半導體元件，發光二極體(LED)包含一發光元件結構，其中發光元件結構至少包含一p型半導體層、一n型半導體層與一活性層，其中活性層形成於p型半導體層與n型半導體層之間。發光元件的結構包含由三-五族元素組成的化合物半導體，例如磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)，其發光原理是在一外加電場作用下，利用n型半導體層所提供的電子與p型半導體層所提供的電洞在活性層的p-n接面附近複合，將電能轉換成光能，但是在複合過程中，部份電能會變成熱能損失，進而造成諸多光電特性的改變，例如發光效率下降。
目前LED在照明上要達到高演色性和高效率的需求，大都使用紅光晶片搭配藍光晶片並加上螢光粉來發出白光。但是當外加電流通入LED後，由於部份電能會變成熱能，隨著電流持續的通入，熱能會持續累積。累積下來的熱能會使LED的晶片溫度升高，發光效率下降，其中熱對紅光晶片的發光效 率較藍光晶片的發光效率影響大。
如圖1所示，隨著外加電流通入LED後，LED的晶片溫度由原先的室溫25℃升到75℃，因紅光晶片和藍光晶片對溫度所產生的光衰不同，此現象導致LED在室溫25℃下和達成熱平衡時的色溫不一致，使整體照明裝置色溫點偏移，造而造成照明裝置失效。
圖1A係習知之紅光晶片亮度對溫度的關係圖。如圖1A所示，隨著外加電流通入紅光晶片後，紅光晶片溫度由原先的室溫25℃升到85℃以上，亮度隨著溫度升高而衰減，其亮度對溫度之衰減率約為-0.87%/degC。圖1B係習知之紅光晶片發光波長對溫度的關係圖。如圖1B所示，隨著外加電流通入紅光晶片後，紅光晶片溫度由原先的室溫25℃升到85℃以上，發光波長隨著溫度升高而往長波長漂移，當溫度由25℃升到100℃時，紅光晶片之發光波長約增加5.7nm。
目前一般的解決方式是利用電控的方式，解決LED剛通入電流時與達到熱平衡時的色溫差異，但是此方式將會造成LED燈泡製造成本上的增加。
依據本發明一實施例的一發光元件，包含一基板；一第一半導體發光結構位於基板上，其中第一半導體發光結構包含一具有一第一導電性的第一半導體層、一具 有一第二導電性的第二半導體層，及一第一活性層位於第一半導體層及第二半導體層之間，其中第一活性層可發出一具第一主波長之第一光線；以及一第一熱敏層位於第一光線行進路徑上，其中第一熱敏層具有一材料特性隨溫度變化而變化。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，請參照下列描述並配合圖2至圖5之圖示。依據本發明第一實施例之一發光元件1之剖面圖，如圖2所示，本發明第一實施例之發光元件1，包含一基板11；一第一半導體發光結構10位於基板11上，其中第一半導體發光結構10包含一具有一第一導電性的第一半導體層12、一具有一第二導電性的第二半導體層16，及一第一活性層14位於第一半導體層12及第二半導體層16之間，其中第一活性層14可發出一具第一主波長之第一光線14a；以及一第一熱敏層18位於第一光線14a行進路徑上，其中此熱敏層具有一材料特性隨溫度變化而變化。
第一半導體發光結構10之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。於本發明之一實施例中，第一半導體層12之第一導電性與第二半導體層16 之第二導電性不同，例如第一半導體層12可為一n型半導體層，第二半導體層16可為一p型半導體層。來自於n型半導體層的電子與來自於p型半導體層的電洞在一外加電流驅動之下，在第一活性層14復合，發出第一光線14a。形成第一半導體發光結構10的方法沒有特別限制，除了有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)，亦可使用分子束磊晶(MBE)，氫化物氣相沉積法(HVPE)，蒸鍍法和離子電鍍方法。基板11包含鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)、藍寶石(sapphire)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、氧化二鋁鋰(LiAlO2)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)材料，可用以承載及/或成長第一半導體發光結構10。
第一熱敏層18的材料特性包含透明度，且透明度可隨溫度變化而變化，與溫度成一正比關係，亦即透明度會隨著溫度升高而增加。第一熱敏層18的材料包含有機化合物或是無機化合物，其中有機化合物包含酯類或是酚類，例如結晶紫內酯、孔雀綠內酯、甲酚紅，或是包含金屬有機配位化合物，例如銅配位化合物，或是包含液晶。無機化合物包含無機鹽類，例如釩酸鹽、鉻酸鹽，或是包含無機晶體，例如碘化汞、碘化銀、氧化釩。使用有機化合物或是無機化合物做為第一熱敏層 18的材料時，此材料會因發光元件1的溫度變化而改變其本身的透明度。如圖3所示，此材料的透明度會隨著溫度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重複使用，當溫度下降時，就回復到升溫前的透明度。發光元件1藉由第一熱敏層18的透明度對溫度的特性來解決發光元件1因溫度所造成色溫不一致的問題。
如圖2和圖3所示，本發明之一實施例係藉由第一熱敏層18在低溫(例如25℃)時低透明度的特性，阻擋部份發光元件1所發出的第一光線14a，使較少的第一光線14a通過第一熱敏層18。再參考圖3和圖4所示，當發光元件1由一第一電極12e與一第二電極16e通入電流後，發光元件1之溫度將由原先的低溫(例如25℃)升到高溫(例如85℃)，此時第一熱敏層18的透明度會隨著溫度升高而增加，故可讓較多的第一光線14a通過。綜合上述，本發明之一實施例係藉由第一熱敏層18之透明度在高溫(例如85℃)時比在低溫(例如25℃)時高的特性，配合發光元件1之亮度在高溫(例如85℃)時比在低溫(例如25℃)時低的特性來減少發光元件1色溫之變異。
依據本發明之另一實施例，發光元件1之第一熱敏層18的材料特性包含折射率，其中第一熱敏層18包含一具第一折射率之第一材料，例如液晶，及一具第二折 射率之第二材料，例如樹脂，其中第一折射率與第二折射率可隨溫度變化而變化，當第一活性層14接面溫度在60℃以下時，第一折射率不同於第二折射率，當第一活性層14接面溫度在60℃以上時，第一折射率與第二折射率之間實值上的差異小於10%。藉由第一折射率與第二折射率在低溫(例如25℃)時折射率差異大於10%的特性，可散射部份發光元件1所發出的第一光線14a，使較少的第一光線14a通過第一熱敏層18。當發光元件1由第一電極12e與第二電極16e通入電流後，發光元件1之溫度將由原先的低溫(例如25℃)升到高溫(例如85℃)，此時第一折射率與第二折射率之間的折射率差異小於10%，可讓較多的第一光線14a通過。綜合上述，本發明之另一實施例係藉由第一材料之第一折射率與第二材料之第二折射率在高溫(例如85℃)時的差異小於10%的特性，配合發光元件1之亮度在高溫(例如85℃)比在低溫(例如25℃)時低的特性來減少發光元件1色溫之變異。
依據本發明之另一實施例，發光元件1之第一熱敏層18可以是液晶，其材料特性包含液晶分子的排列，其中液晶分子排列的方式可隨溫度變化而變化。此液晶類熱敏材料為一複數層狀結構，其中液晶分子的長軸在單一層狀結構內會相互平行，但在鄰近層狀結構之間， 液晶分子的長軸方向會有偏移，整體而言，液晶分子在複數層狀結構之間會形成一螺旋結構，且層與層之間具有一週期性的螺距，溫度變化會使螺距改變，而不同的螺距會反射不同波長的光。利用此特性，在低溫(例如25℃)時散射較多的第一光線14a，在高溫(例如85℃)時則使較多的第一光線14a可以穿透，配合發光元件1之亮度在高溫(例如85℃)比在低溫(例如25℃)時低的特性來減少發光元件1色溫之變異。
如圖5所示，本發明第一實施例之發光元件1的第一熱敏層18可位於第一半導體發光結構10的至少一表面10s上，較佳地係與第一半導體發光結構10的至少一表面10s相接觸。
依據本發明第二實施例之一發光元件2之剖面圖，如圖6所示，本發明第二實施例之發光元件2，包含一基板21；一第一半導體發光結構20位於基板21上，其中第一半導體發光結構20包含一具有一第一導電性的第一半導體層22、一具有一第二導電性的第二半導體層26，及一第一活性層24位於第一半導體層22及第二半導體層26之間，其中第一活性層24可發出一具第一主波長之第一光線24a；一透光層23包覆第一半導體發光結構20；以及一第一熱敏層28位於第一光線24a行進路徑上，其中此熱敏層具有一材料特性隨溫度變化而 變化。
如圖6所示，透光層23包含一透光材料231，透光材料231可以為有機材料或是無機材料，其中有機材料包含環氧樹脂(epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或是矽膠樹脂(silicone)，無機材料包含玻璃。形成透光層23的方法沒有特別限制，除了灌注式，亦可使用低壓移送成型或是粘結。來自第一半導體發光結構20的第一光線24a可經由透光層23穿透到環境中。透光層23亦可提供電氣絕緣與耐熱性，避免第一半導體發光結構20直接曝露於環境中。
第一半導體發光結構20之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。於本發明之一實施例中，第一半導體層22之第一導電性與第二半導體層26之第二導電性不同，例如第一半導體層22可為一n型半導體層，第二半導體層26可為一p型半導體層。來自於n型半導體層的電子與來自於p型半導體層的電洞在一外加電流驅動之下，在第一活性層24復合，發出第一光線24a。形成第一半導體發光結構20的方法沒有特別限制，除了有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)，亦可使用分子束磊晶(MBE)，氫化物氣相沉積法(HVPE)，蒸鍍法和離子電鍍方法。
第一半導體發光結構20可藉由膠材黏結或是金屬接合的方式形成於基板21上，其中基板21包含一導電材料，例如金屬。第一半導體發光結構20更包含一第一電極22e與一第二電極26e，其中第一電極22e與第二電極26e的位置沒有特別限制，除了如圖6所示位於第一半導體發光結構20的同一側，形成一水平電極結構，第一電極22e與第二電極26e亦可位於第一半導體發光結構20的不同側，形成一垂直電極結構。如圖6所示，當第一電極22e與第二電極26e位於第一半導體發光結構20的同一側時，第一電極22e與第二電極26e之間的一空穴232可以為不導電的膠材或是空氣。
第一熱敏層28的材料特性包含透明度，且透明度可隨溫度變化而變化，與溫度成一正比關係，亦即透明度會隨著溫度升高而增加。第一熱敏層28的材料包含有機化合物或是無機化合物，其中有機化合物包含酯類或是酚類，例如結晶紫內酯、孔雀綠內酯、甲酚紅，或是包含金屬有機配位化合物，例如銅配位化合物，或是包含液晶。無機化合物包含無機鹽類，例如釩酸鹽、鉻酸鹽，或是包含無機晶體，例如碘化汞、碘化銀、氧化釩。使用有機化合物或是無機化合物做為第一熱敏層28的材料時，此材料會因發光元件2的溫度變化而改變其本身的透明度。如圖3所示，此材料的透明度會隨 著溫度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重複使用，當溫度下降時，就回復到升溫前的透明度。發光元件2藉由第一熱敏層28的透明度對溫度的特性來解決發光元件2因溫度所造成色溫不一致的問題。
如圖6所示，本發明之一實施例係藉由第一熱敏層28在低溫(例如25℃)時低透明度的特性，阻擋部份發光元件2所發出的第一光線24a，使較少的第一光線24a通過第一熱敏層28。發光元件2可藉由基板21通入一電流於第一半導體發光結構20之第一電極22e與第二電極26e。當通入電流後，發光元件2之溫度將由原先的低溫(例如25℃)升到高溫(例如85℃)，此時第一熱敏層28的透明度會隨著溫度升高而增加，故可讓較多的第一光線24a通過第一熱敏層28。綜合上述，本發明之一實施例係藉由第一熱敏層28之透明度在高溫(例如85℃)時比在低溫(例如25℃)時高的特性，配合發光元件2之亮度在高溫(例如85℃)比在低溫(例如25℃)時低的特性來減少發光元件2色溫之變異。
依據本發明之另一實施例，發光元件2之第一熱敏層28的材料特性包含折射率，其中第一熱敏層28包含一具第一折射率之第一材料，例如液晶，及一具第二折射率之第二材料，例如樹脂，其中第一折射率與第二折射率可隨溫度變化而變化，當第一活性層24接面溫度 在60℃以下時，第一折射率不同於第二折射率，當第一活性層24接面溫度在60℃以上時，第一折射率與第二折射率之間實值上的差異小於10%。
依據本發明之另一實施例，發光元件2之第一熱敏層28可以是液晶，材料特性包含液晶分子的排列。利用此特性，在低溫(例如25℃)時散射較多的第一光線24a，在高溫(例如85℃)時使較多的第一光線24a可以穿透，配合發光元件2之亮度在高溫(例如85℃)比在低溫(例如25℃)時低的特性來減少發光元件2色溫之變異。
如圖7所示，本發明第二實施例之發光元件2的第一熱敏層28可位於第一半導體發光結構20的至少一表面20s上，較佳地係與第一半導體發光結構20的至少一表面20s相接觸。
本發明第二實施例之發光元件2更包含一波長轉換材料25位於第一光線24a行進路徑上，其中波長轉換材料25，例如螢光粉，可吸收來自第一活性層24之第一光線24a，並發出一具第三主波長之第三光線24b。如圖8所示，波長轉換材料25可掺雜於透光層23之透光材料231中。
如圖9所示，本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於第一半導體發光結構20的表面20s 上並包覆第一半導體發光結構20的至少一側壁20t。於另一實施例中，熱敏層28亦可與側壁20t相接觸。其中波長轉換材料25可掺雜於第一熱敏層28中。
如圖10所示，本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於第一半導體發光結構20的表面20s上並包覆第一半導體發光結構20的至少一側壁20t。於另一實施例中，熱敏層28亦可與側壁20t相接觸。其中波長轉換材料25可藉由一塗料，例如樹脂，形成於第一熱敏層28的至少一表面28s上。
如圖11所示，本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於第一半導體發光結構20的表面20s上並包覆第一半導體發光結構20的側壁20t。其中波長轉換材料25可藉由一塗料，例如樹脂，形成於第一半導體發光結構20的表面20s和側壁20t上。於另一實施例中，波長轉換材料25亦可與表面20s和側壁20t相接觸。
如圖12所示，本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28的材料及波長轉換材料25可掺雜於透光層23之透光材料231中。
如圖13所示，依據本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於透光層23的表面23s上，較佳地係與透光層23的表面23s相接觸。
如圖14所示，依據本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於透光層23的表面23s上，較佳地係與透光層23的表面23s相接觸，且波長轉換材料25可掺雜於透光層23之透光材料231中。
如圖15所示，依據本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於透光層23的表面23s上。於另一實施例中，熱敏層28亦可與表面23s相接觸。波長轉換材料25可藉由一塗料，例如樹脂，形成於熱敏層28靠近第一半導體發光結構20的一表面25s上。
如圖16所示，依據本發明第二實施例之發光元件2之第一熱敏層28可位於透光層23的表面23s上。於另一實施例中，熱敏層28亦可與表面23s相接觸。波長轉換材料25可藉由一塗料，例如樹脂，形成於熱敏層28遠離第一半導體發光結構20的一表面25s上。
依據本發明第三實施例之一發光元件3之剖面圖，如圖17所示，本發明第三實施例之發光元件3，包含一基板31；一第一半導體發光結構30位於基板31上，其中第一半導體發光結構30包含一具有一第一導電性的第一半導體層32、一具有一第二導電性的第二半導體層36，及一第一活性層34位於第一半導體層32及第二半導體層36之間，其中第一活性層34可發出一具第一主波長之第一光線34a；一透光層33包覆第一半導體發 光結構30；以及一第一熱敏層38位於第一光線34a行進路徑上，其中此熱敏層具有一材料特性隨溫度變化而變化。
如圖17所示，本發明第三實施例之發光元件3之第一熱敏層38可位於第一半導體發光結構30的至少一表面30s上，較佳地係與第一半導體發光結構30的至少一表面30s相接觸。
透光層33之材料包含有機材料或是無機材料，其中有機材料包含環氧樹脂(epoxy)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或是矽膠樹脂(silicone)，無機材料包含玻璃。形成透光層33的方法沒有特別限制，除了灌注式，亦可使用低壓移送成型或是粘結。來自第一半導體發光結構30的第一光線34a可經由透光層33穿透到環境中。透光層33亦可提供電氣絕緣與耐熱性，避免第一半導體發光結構30直接曝露於環境中。
第一半導體發光結構30之材料包含一種以上之元素選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。於本發明之一實施例中，第一半導體層32之第一導電性與第二半導體層36之第二導電性不同，例如第一半導體層32可為一n型半導體層，第二半導體層36可為一p型半導體層。來自於n型半導體層的電子與來自於p型半導體層的電洞在一外加 電流驅動之下，在第一活性層34復合，發出第一光線34a。形成第一半導體發光結構30的方法沒有特別限制，除了有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)，亦可使用分子束磊晶(MBE)，氫化物氣相沉積法(HVPE)，蒸鍍法和離子電鍍方法。
第一半導體發光結構30可藉由膠材黏結或是金屬接合的方式形成於基板31上，其中基板31包含一導電材料，例如金屬。第一半導體發光結構30更包含一第一電極32e與一第二電極36e，其中第一電極32e與第二電極36e的位置沒有特別限制，除了如圖17所示位於第一半導體發光結構30的同一側，形成一水平電極結構，第一電極32e與第二電極36e亦可位於第一半導體發光結構30的不同側，形成一垂直電極結構。如圖17所示，當第一電極32e與第二電極36e位於第一半導體發光結構30的同一側時，第一電極32e與第二電極36e之間的一空穴332可以為不導電的膠材或是空氣。
第一熱敏層38的材料特性包含透明度，且透明度可隨溫度變化而變化，與溫度成一正比關係，亦即透明度會隨著溫度升高而增加。第一熱敏層38的材料包含有機化合物或是無機化合物，其中有機化合物包含酯類或是酚類，例如結晶紫內酯、孔雀綠內酯、甲酚紅，或是包含金屬有機配位化合物，例如銅配位化合物，或是 包含液晶。無機化合物包含無機鹽類，例如釩酸鹽、鉻酸鹽，或是包含無機晶體，例如碘化汞、碘化銀、氧化釩。使用有機化合物或是無機化合物做為第一熱敏層38的材料時，此材料會因發光元件3的溫度變化而改變其本身的透明度。如圖3所示，此材料的透明度會隨著溫度升高而增加，且此材料具有可逆性，可重複使用，當溫度下降時，就回復到升溫前的透明度。發光元件3藉由第一熱敏層38的透明度對溫度的特性來解決發光元件3因溫度所造成色溫不一致的問題。
依據本發明之另一實施例，發光元件3之第一熱敏層38可以是液晶，材料特性包含折射率或液晶分子的排列。
如圖17所示，本發明第三實施例之發光元件3更包含至少一第二半導體發光結構40位於基板31上，與第一半導體發光結構30相鄰，並和第一半導體發光結構30一起被透光層33所包覆，其中第二半導體發光結構40包含一具有一第一導電性的第三半導體層42、一具有一第二導電性的第四半導體層46及一第二活性層44位於第三半導體層42及第四半導體層46之間，其中第二活性層44可發出一具第二主波長之第二光線44a，其中第二光線44a之第二主波長與第一光線34a之第一主波長不同。
第二半導體發光結構40之材料包含一種以上之元素 選自鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、磷(P)、氮(N)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、及硒(Se)所構成之群組。於本發明之一實施例中，第一半導體層42之第一導電性與第二半導體層46之第二導電性不同，例如第一半導體層42可為一n型半導體層，第二半導體層46可為一p型半導體層。來自於n型半導體層的電子與來自於p型半導體層的電洞在一外加電流驅動之下，在第一活性層44復合，發出第一光線44a。形成第二半導體發光結構40的方法沒有特別限制，除了有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)，亦可使用分子束磊晶(MBE)，氫化物氣相沉積法(HVPE)，蒸鍍法和離子電鍍方法。
第二半導體發光結構40可藉由膠材黏結或是金屬接合的方式形成於基板31上。第二半導體發光結構40更包含一第三電極42e與一第四電極46e，其中第三電極42e與第四電極46e的位置沒有特別限制，除了如圖17所示位於第二半導體發光結構40的同一側，形成一水平電極結構，第三電極42e與第四電極46e亦可位於第二半導體發光結構40的不同側，形成一垂直電極結構。如圖17所示，當第三電極42e與第四電極46e位於第二半導體發光結構40的同一側時，第三電極42e與第四電極46e之間的一空穴432可以為不導電的膠材或是空氣。
如圖17所示，第一半導體發光結構30之第一光線 34a與第二半導體發光結構40之第二光線44a可混合發出一具第四主波長之第四光線34b，其中第一光線34a可為紅光、第二光線44a可為藍光、第四光線34b可為白光。
如圖18所示，本發明第三實施例之發光元件3更包含一第二熱敏層48位於第二半導體發光結構40的至少一表面40s上，較佳地係與第二半導體發光結構40的至少一表面40s相接觸，其中第二熱敏層48包含與第一熱敏層38不同之材質。於本發明一實施例中，第二熱敏層48與第一熱敏層38之厚度不同。於本發明一實施例中，可針對第一半導體發光結構30與第二半導體發光結構40對溫度具有不同程度光衰的現象，利用包含不同之材料或不同之厚度的第一熱敏層38與第二熱敏層48來調控第一半導體發光結構30與第二半導體發光結構40的亮度，減少發光元件3色溫之變異。
依據本發明之一實施例，發光元件3可藉由基板31通入電流於第一半導體發光結構30之第一電極32e與第二電極36e、及第二半導體發光結構40之第三電極42e與第四電極46e。因第一半導體發光結構30與第二半導體發光結構40對於溫度有不同的光衰程度，當發光元件3之溫度由原先的室溫(例如25℃)升溫到較高溫(例如85℃)時，第一光線34a(例如為紅光)之亮度對於升溫所產生的 光衰大於第二光線44a(例如為藍光)之亮度對於升溫所產生的光衰。針對第一半導體發光結構30和第二半導體發光結構40不同光衰的現象，藉由第一熱敏層38和第二熱敏層48可減少發光元件3在室溫下和通電後達成熱平衡時的色溫變異。
如圖19所示，本發明第三實施例之發光元件3更包含一波長轉換材料45位於第二光線44a行進路徑上。於本發明之一實施例中，波長轉換材料45可藉由一塗料，例如樹脂，位於第二半導體發光結構40的至少一表面40s上，較佳地係與第二半導體發光結構40的至少一表面40s相接觸。波長轉換材料45，例如螢光粉，可吸收來自第二活性層44之第二光線44a，並發出一具第三主波長之第三光線44b。第一半導體發光結構30之第一光線34a與第二半導體發光結構40之第三光線44b可混合發出一具第四主波長之第四光線34d，其中第一光線34a可為紅光、第三光線44b可為白光、第四光線34d可為白光。
圖20係本發明之發光元件亮度對溫度的關係圖。如圖20所示，隨著外加電流通入發光元件後，發光元件溫度由原先的室溫25℃升到85℃以上，發光元件在25℃之亮度約為圖1A所示紅光晶片亮度的50~85%，但本發明之發光元件亮度對溫度之衰減率約為0.05~0.4%。圖21係本發明之發光元件 發光波長對溫度的關係圖。如圖21所示，隨著外加電流通入發光元件後，發光元件溫度由原先的室溫25℃升到85℃以上，當溫度由25℃升到100℃時，發光元件之發光波長約增加2~3nm。
以上各圖式與說明雖僅分別對應特定實施例，然而，各個實施例中所說明或揭露之元件、實施方式、設計準則、及技術原理除在彼此顯相衝突、矛盾、或難以共同實施之外，吾人當可依其所需任意參照、交換、搭配、協調、或合併。
雖然本發明已說明如上，然其並非用以限制本發明之範圍、實施順序、或使用之材料與製程方法。對於本發明所作之各種修飾與變更，皆不脫本發明之精神與範圍。
1、2、3‧‧‧發光元件
18、28、38‧‧‧第一熱敏層
48‧‧‧第二熱敏層
10、20、30‧‧‧第一半導體發光結構
10s、20s、23s、25s、28s、40s‧‧‧表面
20t‧‧‧側壁
40‧‧‧第二半導體發光結構
11、21、31‧‧‧基板
12、22、32‧‧‧第一半導體層
42‧‧‧第三半導體層
12e、22e、32e‧‧‧第一電極
42e‧‧‧第三電極
14、24、34‧‧‧第一活性層
44‧‧‧第二活性層
16e、26e、36e‧‧‧第二電極
46e‧‧‧第四電極
16、26、36‧‧‧第二半導體層
46‧‧‧第四半導體層
23、33‧‧‧透光層
231‧‧‧透光材料
232、332、432‧‧‧空穴
25、35、45‧‧‧波長轉換材料
14a、24a、34a‧‧‧第一光線
44a‧‧‧第二光線
24b、44b‧‧‧第三光線
34b、34d‧‧‧第四光線
圖1係習知之發光元件亮度對溫度的關係圖。
圖1A係習知之紅光晶片亮度對溫度的關係圖。
圖1B係習知之紅光晶片發光波長對溫度的關係圖。
圖2係本發明第一實施例之發光元件。
圖3係本發明熱敏材料之透明度對溫度的關係圖。
圖4係本發明第一實施例之發光元件。
圖5係本發明第一實施例之發光元件。
圖6係本發明第二實施例之發光元件。
圖7係本發明第二實施例之發光元件。
圖8係本發明第二實施例之發光元件。
圖9係本發明第二實施例之發光元件。
圖10係本發明第二實施例之發光元件。
圖11係本發明第二實施例之發光元件。
圖12係本發明第二實施例之發光元件。
圖13係本發明第二實施例之發光元件。
圖14係本發明第二實施例之發光元件。
圖15係本發明第二實施例之發光元件。
圖16係本發明第二實施例之發光元件。
圖17係本發明第三實施例之發光元件。
圖18係本發明第三實施例之發光元件。
圖19係本發明第三實施例之發光元件。
圖20係本發明之發光元件亮度對溫度的關係圖。
圖21係本發明之發光元件發光波長對溫度的關係圖。
1‧‧‧發光元件
18‧‧‧第一熱敏層
10‧‧‧第一半導體發光結構
10s‧‧‧表面
11‧‧‧基板
12‧‧‧第一半導體層
12e‧‧‧第一電極
14‧‧‧第一活性層
16‧‧‧第二半導體層
16e‧‧‧第二電極

Claims (10)

  1. 一發光元件，其包含：一基板；一第一半導體發光結構位於該基板上，其中該第一半導體發光結構包含一具有一第一導電性的第一半導體層、一具有一第二導電性的第二半導體層，及一第一活性層位於該第一半導體層及該第二半導體層之間，其中該第一活性層可發出一具第一主波長之第一光線；以及一第一熱敏層位於該第一光線行進路徑上，其中該第一熱敏層具有一光學特性隨溫度變化而變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包含一第二半導體發光結構位於該基板上，與該第一半導體發光結構相鄰，其中該第二半導體發光結構包含一具有第一導電性的第三半導體層、一具有第二導電性的第四半導體層及一第二活性層位於該第三半導體層及該第四半導體層之間，其中該第二活性層可發出一具第二主波長之第二光線，該第二主波長與該第一主波長之波長不同。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光元件，更包含一第二熱敏層位於該第二半導體發光結構的一表面上，其中該第二熱敏層之材料及/或厚度與該第一熱敏層不同。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的發光元件，更包含一波長轉換材料位於該第二光線行進路極上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該光學特性包含透明度與折射率至少其一。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光元件，其中該透明度與溫度成一正比關係。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第一熱敏層包含有機化合物，或是無機化合物，或是液晶。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第一熱敏層包含一具第一折射率之第一材料及一具第二折射率之第二材料。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光元件，其中在該第一活性層接面溫度60℃以上時，該第一折射率與該第二折射率之間實值上的差異小於10%。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的發光元件，其中該第一材料包含液晶，該第二材料包含樹脂。
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