TWI595629B - 發光裝置 - Google Patents

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Description

發光裝置
本發明係關於一種發光裝置,更具體而言,係關於一種可調整操作電壓之發光裝置。
固態發光元件中之發光二極體元件(Light Emitting Diode;LED)具有低耗電量、低發熱量、操作壽命長、耐撞擊、體積小、反應速度快、以及可發出穩定波長的色光等良好光電特性,因此常應用於家電、儀表之指示燈及光電產品等領域。隨著光電科技的進步,固態發光元件在提升發光效率、使用壽命以及亮度等方面已有長足的進步,預期能在不久的將來成為未來發光元件的主流。
一般而言,一發光陣列包含複數個彼此電性連接之發光二極體,發光陣列被設計在一預定電流下具有一特定的操作電壓以發光。然而,在製作發光二極體的過程中,發光二極體實際的操作電壓可能會與所設定的操作電壓有些偏異。
本發明一實施例係提供一發光裝置。發光裝置包含一發光陣列,發光陣列包含一第一發光單元及一與第一發光單元串聯 電性連接的第二發光單元;至少二第一打線電極,形成在第一發光單元上;及至少二第二打線電極,形成在第二發光單元上。至少二第一打線電極之其中之一為一浮動電極,及至少二第二打線電極之其中之一為一浮動電極。發光陣列藉由二第一打線電極與二第二打線電極而發光。
本發明另一實施例提供另一發光裝置。發光裝置包含複數個彼此串聯電性連接的發光二極體。在一預定電流下,發光裝置的操作電壓至少可在三個範圍內調整。
本發明另一實施例係提供一發光裝置。發光裝置包含一發光陣列,發光陣列包含一第一發光單元及一與第一發光單元電性串聯連接的第二發光單元;以及一第一接點以及一第二接點,分別設置在該第一發光單元上;當該第二接點有電流通過但該第一接點未有電流通過時,該第一發光單元被設定為不發光。
本發明之實施例會被詳細地描述,並且繪製於圖式中,相同或類似的部分會以相同的號碼在各圖式以及說明出現。
第1圖揭露本發明第一實施例之一發光裝置100。發 光裝置包含一發光陣列10,發光陣列10包含一第一發光單元101、一第二發光單元102、及一第三發光單元103。第一、第二、及第三發光單元101、102、103藉由一電性連接結構3而彼此電性串聯連接。第三發光單元103設置在第一及第二發光單元101、102之間。第一、第二、及第三發光單元101、102、103藉由磊晶成長且/或連結方式以形成在一單一基板上或是形成在各自的基板上。當發光單元形成在各自的基板上,可進一步將基板彼此結合在一起。連結方式包含但不限於金屬連結、共晶結合、膠結合以及熔合結合。在本實施例中,發光陣列10具有兩端點,用以接收來自電源供應器之訊號。電源供應器可提供交流電流或直流電流。第一發光單元101包含一第一發光二極體1011,位於發光陣列10之一端點;及第二發光單元102包含一第二發光二極體1021,位於發光陣列10之另一端點。第一、第二發光二極體1011、1021用以接收訊號以發光。例如,如第1圖所示,發光陣列10之兩端點設置於發光裝置100的相反兩側或兩相對的斜對角上。
第2A圖顯示沿著第1圖剖面線AA’的剖面圖。如第1圖和第2A圖所示,每一第一、第二發光二極體1011、1021具有一第一半導體層501;一第二半導體層503;及一位於第一、第二半導體層501、503間之發光 層502。發光裝置100更包含二第一打線電極211、212,各自形成於第一發光二極體1011之第一、第二半導體層501、503;及二第二打線電極221、222,各自形成於第二發光二極體1021之第一、第二半導體層501、503。第一、第二、及第三發光單元101、102、103藉由一溝渠4而隔開。電性連接結構3連接第一發光二極體1011至第三發光單元103,且更連結至第二發光二極體1021。在一實施例中,第三發光單元103包含複數個彼此串聯、並聯或串並聯連接的發光二極體。
在操作上,二第一打線電極211、212的其中之一為一浮動電極,且二第二打線電極221、222的其中之一為一浮動電極;亦即在二第一打線電極211、212中以及在二第二打線電極221、222中,只有一個第一打線電極與一個第二打線電極會電連接至電源供應器(圖未示)。藉由連接至電源供應器的一個第一打線電極與一個第二打線電極,第一、第二、及第三發光單元101、102、103因而發光。在此實施例中,發光陣列10藉由二第一打線電極211、212與二第二打線電極221、222而發光;且,在一預定電流下,發光陣列10的操作電壓(或電阻)可藉由二第一打線電極211、212及二第二打線電極221、222間之連接方式而調整。假設第一發光單元101在一預定電流下的操作電壓為V1(或電阻為R1);第 二發光單元102在該預定電流下的操作電壓為V2(或電阻為R2);第三發光單元103在該預定電流下的操作電壓為V3(或電阻為R3)。當第一打線電極211及第二打線電極222電連接至電源供應器或其他電路或電路網絡(network),發光陣列10在預定電流下的操作電壓為V1+V2+V3(或電阻R1+R2+R3)。當第一打線電極211及第二打線電極221電連接至電源供應器,發光陣列10在預定電流下的操作電壓為V1+V3(或電阻R1+R3)。當第一打線電極212及第二打線電極222電連接至電源供應器,發光陣列10在預定電流下的操作電壓為V2+V3(或電阻R2+R3)。當第一打線電極212及第二打線電極221電連接至電源供應器,發光陣列10在預定電流下的操作電壓為V3(或電阻R3)。在此實施例中,在一預定電流下,發光陣列10的操作電壓可在四個範圍或三個範圍(如果V1=V2或R1=R2)調整。在一實施例中,依據實際情況,第一打線電極及第二打線電極211、212、221、222的數目可多於兩個。因此,在一預定電流下,發光陣列10的操作電壓可在多個範圍下調整。
需注意的是,由於本發明中複數個打線電極的配置,即使發光單元的操作電壓發生變異,發光陣列在一預定電流下的操作電壓仍可藉由選擇性地選用打線電極來作調整,以達到所需要之電壓。發光陣列10的操作電壓 之三或四個範圍中,任兩個範圍的差別介於1V至10V。第1圖之等效電路顯示於第2B圖中。
第3圖和第4圖揭露本發明第二實施例之發光裝置200。第二實施例之發光裝置200與第一實施例之發光裝置100具有相似結構。第一發光單元101更包含一第三發光二極體1012,鄰近於第一發光二極體1011;第二發光單元102更包含一第四發光二極體1022,鄰近於第二發光二極體1021。每一第三、第四發光二極體1012、1022包含一第一半導體層501;一第二半導體層503;及一位於第一、第二半導體層501、503間之發光層502。第一打線電極212形成於第三發光二極體1012之第一半導體層501上。第二打線電極221形成於第四發光二極體1022之第二半導體層503上。同樣地,當第一打線電極211及第二打線電極222電連接至電源供應器,發光陣列20在預定電流下的操作電壓為V1+V2+V3。當第一打線電極211及第二打線電極221電連接至電源供應器,發光陣列20在預定電流下的操作電壓為V1+V3。當第一打線電極212及第二打線電極222電連接至電源供應器,發光陣列20在預定電流下的操作電壓為V2+V3(或電阻R2+R3)。當第一打線電極212及第二打線電極221電連接至電源供應器,發光陣列20在預定電流下的操作電壓為V3
發光二極體的發射光譜可藉由改變發光二極體中一層或多層的物理性或化學性設置而控制。發光二極體可由多數個材料所組成,例如磷化鋁銦鎵(aluminum gallium indium phosphide,AlGaInP)系列、氮化鋁銦鎵(aluminum gallium indium nitride,AlGaInN)系列、或氧化鋅(zinc oxide,ZnO)系列。發光層可為單一異質結構(single heterostructure,SH)、雙異質結構(double heterostructure,DH)、雙側雙異質結構(double-side double heterostructure,DDH)、多層量子井(multi-quantum well,MQW)。此外,發射光波長可藉由改變量子井的數量而控制。
使用於成長或支持發光結構單元的材料可包括單一材料或複合材料。單一材料可包括但不限於鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、鋁酸鋰(LiAlO2)、氧化鋅ZnO、碳化鎵(GaN)、碳化鋁(AlN)、玻璃、鑽石、CVD鑽石、類鑽碳(diamond-like carbon)。複合材料包括上述單一材料之組合。
本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明,並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。
10、20‧‧‧發光陣列
100、200‧‧‧發光裝置
101‧‧‧第一發光單元
1011‧‧‧第一發光二極體
1012‧‧‧第三發光二極體
102‧‧‧第二發光單元
1021‧‧‧第二發光二極體
1022‧‧‧第四發光二極體
103‧‧‧第三發光單元
211‧‧‧第一打線電極
212‧‧‧第一打線電極
221‧‧‧第二打線電極
222‧‧‧第二打線電極
3‧‧‧電性連接結構
4‧‧‧溝渠
501‧‧‧第一半導體層
502‧‧‧發光層
503‧‧‧第二半導體層
第1圖顯示本發明第一實施例之一發光裝置之一平面圖。
第2A圖顯示本發明第一實施例之一發光裝置之一剖面圖。
第2B圖顯示本發明第一實施例之一發光裝置之一電路圖。
第3圖顯示本發明第二實施例之一發光裝置之一平面圖。
第4圖顯示本發明第二實施例之一發光裝置之一剖面圖。
10‧‧‧發光陣列
100‧‧‧發光裝置
101‧‧‧第一發光單元
1011‧‧‧第一發光二極體
102‧‧‧第二發光單元
1021‧‧‧第二發光二極體
103‧‧‧第三發光單元
211‧‧‧第一打線電極
212‧‧‧第一打線電極
221‧‧‧第二打線電極
222‧‧‧第二打線電極
3‧‧‧電性連接結構

Claims (9)

  1. 一種發光裝置,包含:一發光陣列,包含一第一發光單元及與該第一發光單元電性串聯連接的一第二發光單元;以及一第一接點以及一第二接點,分別設置在該第一發光單元上;當該第二接點有電流通過但該第一接點未有電流通過時,該第一發光單元被設定為不發光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該第一接點或該第二接點為一電流注入點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置,其中,該第一接點係為一第一打線電極與該第二接點係為一第二打線電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置,更包含:一電性連接結構,連接該第一發光單元及該第二發光單元;其中該第二打線電極具有一寬度,該電性連接結構具有小於該寬度之線寬。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置,其中,該二打線電極包含一上表面,該電性連接結構連接該第二打線電極且未覆蓋該上表面。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置,其中,該第一發光單元包含一第一發光二極體,該第一發光二極體包含一第一半導體層、一第二半導體層以及一活性層位於該第一半導體層與該第二半導體層之間;其中該第一打線電極與該第二打線電極分別位於該第一發光二極體的該些不同半導體層上。
  7. 如申請專利範圍第4所述之發光裝置,更包含:一第三打線電極,位於該第二發光單元上;以及一第四打線電極,位於該第二發光單元上。
  8. 如申請專利範圍第7所述的發光裝置,其中,當該第三打線電極有電流通過但該第四打線電極未有電流通過時,該第二發光單元被設定為不發光。
  9. 如申請專利範圍7所述的發光裝置,其中,該第二發光單元 包含一第二發光二極體,該第二發光二極體包含一第一半導體層、一第二半導體層以及一活性層位於該第一及該第二半導體層之間;該第三打線電極與該第四打線電極分別位於該第二發光二極體的該些不同半導體層上。
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