TWI744221B - 發光裝置 - Google Patents

Abstract

一發光裝置，包含一具有一第一電極與一第二電極的半導體發光元件、一透明材料覆蓋半導體發光元件、一可拉伸延長的電性連接結構與一電性接觸部。可拉伸延長的電性連接結構設置於透明材料之內並電性連接第一電極，並且電性接觸部設置於該透明材料之上並電性連接第二電極。

Description

發光裝置

本發明係揭露一種發光裝置，特別有關於一種包含有半導體發光元件與電性接觸部的發光裝置。

發光二極體(Light-emitting diode；LED)因為兼具節能、綠色環保、壽命長、體積小等諸多優點而在各種照明應用上逐漸取代傳統照明燈具。

部分燈具或者發光裝置會同時包含多個發光二極體於一個裝置內，因此，如何將多個發光二極體放置於同一個裝置內也成為製造燈具的重要課題。

一般常見的製造流程是先將固定數量的發光二極體形成到載板上，接著再將載板放到燈具內，而發光二極體則可以透過載板上的電路與外部電源電性連接。此種流程中，載板的尺寸形狀限制固定其上的發光二極體數量。然而，市場上有各式各樣的產品需求，不同產品通常需要不同規格的載板，載板上的電路設計以及發光二極體使用需求也不同，因此會帶來許多生產上的麻煩。

而上述設置於載板上的發光二極體更可以進一步地被封裝或與其他元件組合連接以形成一發光裝置(light-emitting device)。發光裝置可以包 含一具有至少一電路之次載體(sub-mount)；至少一焊料(solder)位於上述次載體上，藉由此焊料將上述發光元件黏結固定於次載體上並使發光元件與次載體上之電路形成電連接；以及，一電性連接結構，以電性連接兩相鄰發光元件之電極；其中，上述之次載體可以是導線架(lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate)，以方便發光裝置之電路規劃並提高其散熱效果。

一發光裝置，包含一具有一第一電極與一第二電極的半導體發光元件、一透明材料覆蓋半導體發光元件、一可拉伸延長的連接結構與一電性接觸部。可拉伸延長的電性連接結構設置於透明材料之內並電性連接第一電極，並且電性接觸部設置於該透明材料之上並電性連接第二電極。

一發光裝置，包含一第一半導體發光元件，包含一第一電極；一第二半導體發光元件，包含一第二電極；一可拉伸延長的結構連接該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件；以及一電子元件，位於該第一半導體發光元件之上，並電性連接該第一電極。

一發光裝置，包含一第一電性接觸部；一第二電性接觸部；一第三電性接觸部；一第四電性接觸部；一第一半導體發光元件，電性連接該第一電性接觸部與該第二電性接觸部，以發出一第一光場；一第二半導體發光元件，電性連接該第三電性接觸部與該第四電性接觸部，以發出一第二光場；一可拉伸延長的連接部電性連接該第一半導體發光元件群組與該第二半導體發光元件群組；一膠體，覆蓋該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件；以及一可撓式基板連接該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件；其中，該第 一光場與該第二光場不同。

2、2a、2b、2c、2d、2a0、2b0、2c0、2d0、2e、2f、24、26、28、30:發光元件

20、20a、20b:第一半導體層

22、22a、22b:第二半導體層

21:發光層

3、64:載板

4:發光疊層

5:透明材料

50、52、54:位置

62:透光膜

7:保護層

80、82:導線

9、90、92、94、96:電子元件

110、112:金屬層

200、202:電極

210、212:固定部

211、213a、213b、213c:連接部

220、222:延伸部

230、232、2320、2322、2324、2326:電性接觸部

600、602:導電結構

660、662:導電黏結部

1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000:發光裝置

1000A、1000B、3000A:次發光裝置

C1、C2、C3、C4:彎折

第1a圖為根據本發明一實施例的發光裝置示意圖；第1b圖為根據本發明之一實施例的電性連接結構示意圖；第1c圖為根據本發明之一實施例分割步驟的示意圖；第2a~2b圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；第3a~3f圖為根據本發明之一實施例的發光裝置製造流程圖；第4a~4b圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；第5a~5b圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；第6a~6c圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；第7a~7d圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；第8a~8b圖為根據本發明之一實施例的發光裝置示意圖；

第1a圖顯示根據本發明一實施例之一發光裝置1000一個發光裝置1000可以包含一個或者多個發光元件2。發光裝置1000包含數個發光元件2形成於載板3之上。發光元件2包含有半導體發光疊層4與電極200、202。兩相鄰的發光元件2之間透過電性連接結構(210、211、212)相連。在其他實施例中，發光元件2更包含一基板用以磊晶成長或支撐半導體發光疊層(未繪示於圖中)。參考第1b圖，電性連接結構包含兩個固定部210、212，以及連接於兩個固定部之間的連接部211。在第1a圖中，固定部210連接到電極200，固定 部212連接到電極202，而連接兩個固定部201與212的連接部211則懸掛在載板3之上。舉例而言，電性連接結構中的連接部211由導電的材料組成，例如金屬。連接部211之結構係被設計成具有彈性或可以被拉伸延長、壓縮、彎曲、折疊、及/或扭轉，因而可以容易隨著要依附物體的外型改變發光裝置1000的形狀。例如，連接部211為彎折的金屬導線，其具有類似彈簧的外型，因此，發光裝置1000可以在連接部211容忍的形變範圍內任意改變形狀，或伸張、或收縮、或扭曲，以適應要依附物體的外型。兩兩發光元件之間的距離或者相對位置可以相同或不同。連接部211可以物理性連接且電性連接兩相鄰發光元件2。連接部211也可以僅物理性連接而不電性連接兩相鄰發光元件2，亦即連接部211可以與發光元件2電絕緣或其本身為電絕緣材料，例如塑膠、矽膠或矽橡膠(silicone rubber)、氟矽橡膠(fluorosilicone rubber)、半氟化橡膠(Fluoroelastomers)與半氟化橡膠(Perfluoroelastomers)等。在此，第1a圖及第1b圖中連接部211的呈現方式僅為例示，非用以限制連接部211的具體結構。在一實施例中，部分連接部可以使用絕緣材料製作(以下稱為絕緣連接部)，以電絕緣發光裝置1000內兩相鄰發光元件。電流不會流經絕緣連接部，因此，絕緣連接部兩側的發光元件可以獨立驅動。換言之，絕緣連接部兩側的發光元件可以有以下發光型態：同/不同時、相同/不同頻率、相同/不同亮度、相同/不同色溫、相同/不同顏色。絕緣連接部兩側的發光元件總數可以相同或相異。發光裝置1000中可以包括一或二個以上的絕緣連接部。兩個絕緣連接部之間的發光元件數量可以相同或相異。兩個絕緣連接部之間可以設置一或多個導電連接部。

載板3為一承載裝置，以提供發光元件2支撐以進行後續的製程。載板3可以是硬質材料，例如陶瓷或藍寶石等。載板3也可以是具有彈性、可撓 式的材料，例如玻璃纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PC、聚苯二甲酸乙二酯(PEN)或三氮雜苯樹脂(BT)等。

參考第1c圖，完成前述結構之後，可以分割兩個相鄰固定部210、212之間的連接部211與載板3。分開的發光元件2可以獨自通電後發光，成為獨立的次發光裝置1000A與1000B。在製作上，可以先形成包含大量發光元件2的發光裝置1000(兩兩發光元件2間透過電性連接結構相連)，接著再根據需求分割發光裝置1000以形成具有特定數量及/或特定排列圖樣的發光元件2的次發光裝置。

第2a圖為根據本發明一實施例所揭露之一發光裝置2000，發光裝置2000包含形成於載板3之上的發光元件2，並且發光元件2透過電極200、202與電性連接結構(210、211、212)相連。於一實施例中，發光元件2更被透明材料5所覆蓋。電性接觸部230、232則被設置於透明材料5之上，其中，電性接觸部230透過延伸部220與固定部212相連，電性接觸部232透過延伸部222與固定部210相連。參考第2b圖，發光裝置2000具有電性接觸部230與232。發光裝置2000可以透過電性接觸部230與232與外部電源連接。於一實施例中，透明材料5為相對於發光元件2所發出的光線為透明或者半透明的材料，可以是環氧樹脂(Epoxy)或矽氧樹脂(Silicone)。透明材料5覆蓋發光元件2與電性連接結構，隔離了大部分的水氣與空氣，避免發光元件2的電極或者電性連接結構劣化，並可減輕或防止外力的衝擊。另一方面，覆蓋透明材料5之後，電性接觸部的表面為一大致平坦的表面，平坦的表面有利於製作與電性接觸部相連的電路/結構。甚者可以在透明材料5的表面上形成圖案用於裝飾或者改變光學特性(例如光場、顏色或者光強度)。在其他實施例中，透明材料5內更可以包 含有光散射材料或波長轉換材料。光散射材料系例如二氧化鈦、二氧化矽等，可以散射光線之材料。波長轉換材料係例如螢光粉，可將發光元件2發出的光線轉換成特定的波長(增加波長)。如第2b圖所示，由於透明材料5由透明或者半透明的材料所組成，因此從上視圖可以隱約地或者明顯地看到發光元件2與電性連接結構，甚至是發光元件2並未被電極200、202所覆蓋的表面。於其他實施例中，為避免發光元件2發光時在透明材料5上方形成一個局部亮點，可以在發光元件2朝向透明材料5的一表面上方覆蓋一具有遮光效果的遮光層或反光層。電性接觸部230、232的厚度大約是1200nm或介於1000nm~3000nm，並且電性接觸部可為一單層或多層之結構。為了降低電極與外部電路相接觸的電阻，電性接觸部之材料包含金屬材料，例如鈦(Ti)、鎢(W)、金(Au)、鋁(Al)、銦(In)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)等金屬或上述材料之合金。於本發明之一實施例中，電性接觸部之材料優選地包含金(Au)、銅(Cu)以外之金屬材料。

第3a~3f圖顯示根據本發明之一實施例的次發光裝置3000A之製造流程圖。複數個發光元件2a、2b、2c、2d、2a0、2b0、2c0及2d0被設置於載板3之上，並且彼此電性連接，如第3a圖所示。在圖中，在Y方向上排列的發光元件可以透過連接部213a與213b相連，例如發光元件2a、2c之間透過連接部213b相連，發光元件2b、2d之間藉由連接部213c連接。在X方向上排列的發光元件可以藉由連接部211連接，例如發光元件2c、2d之間係藉由連接部211連接。接著如第3b~3c圖所示(為了簡化圖面，省略部分元件)，在發光元件2a、2c上形成延伸部220，以及在發光元件2b、2d處形成延伸部222，如第3b圖所示。接著在發光元件與載板3之上覆蓋透明材料5，如第3c圖所示。參考第3b~3d圖，透過刀具、雷 射等切割工具，沿著切割線L1與L2(如第3b圖所示，L1穿過延伸部220左側的連接部211，L2穿過延伸部222右側的連接部211)切割發光結構3000以形成次發光裝置3000A。次發光裝置3000A中包含有發光元件2a、2b、2c、2d。延伸部220、222可以延伸到透明材料5的表面(如第3c圖所示)或露出於透明材料5的表面(延伸部220、222可以高於、低於、或切齊透明材料5的上表面)，因此可以在未被透明材料5覆蓋的延伸部220、222上形成電性接觸部230、232。透過突出的電性接觸部230、232，次發光裝置3000A可以更容易與外部電源或電路形成電連接。於前述切割步驟中，連接部211會被切斷，因此在次發光裝置3000A的側壁可以看到外露的連接部211(如第3d圖所示)。透明材料5的厚度較佳地大於連接部211的高度，例如，透明材料5的厚度為連接部211高度的2~10倍，或其厚度需足以覆蓋及/或保護連接部211及發光元件。

次發光裝置3000A包含發光元件2a~2d。如第3e圖所示，延伸部220設置於發光元件2a與電性接觸部230之間，延伸部220設置於發光元件2c與電性接觸部230之間，延伸部222設置於發光元件2b與電性接觸部232之間，延伸部222設置於發光元件2d與電性接觸部232之間。

以上實施例中次發光裝置3000A雖包含發光元件2a~2d，惟本發明並不限於此，次發光裝置3000A中可以包含更多或更少的發光元件。例如，次發光裝置3000A除發光元件2a~2d外，更包含發光元件2a0、2c0，如第3f圖所示。延伸部222可以設置於發光元件2a0、2c0的固定部212之上，或設置於連接發光元件2a0、2c0之間的連接部213a之上。延伸部220上再如第3d圖的結構連接至電性接觸部230。本實施例中，發光元件2a~2d發光時發光元件2a0、2c0不會發光。於另一實施例中，次發光裝置3000A除發光元件2a~2d外，更包含發光元件2b0、2d0於其 中(參考第3f圖)。延伸部222電性設置於發光元件2b0、2d0的固定部210上，發光元件2b與2d得依序透過固定部210、連接部211、位於發光元件2b0、2d0之上的固定部210與延伸部220和電性接觸部230電性連接。於本實施例中，讓發光元件2a~2d發光時，發光元件2b0、2d0可以不發光。換言之，次發光裝置3000A中的所有發光元件可以一同發光，也可以僅有部份發光(部分不發光)，此時不發光的元件(例如前述實施例中發光元件2a0~2d0)僅作為發光元件2a~2d與外部電性連接路徑上的一部分。

從上述流程中可以得知，為了要製造次發光裝置，要先在相鄰發光元件之間設置連接部，如第3a圖所示。然而，次發光裝置可能不會使用到所有的連接部，因此，製造這些不被使用的連接部是不需要的。舉例來說，在第3a圖中要製造一個包含發光元件2a、2b、2c、2d的次發光裝置時，會沿著切割線L1與L2切割，此時被切割過的連接部211(例如，位於發光元件2d與2d0之間的連接部211)以及不在次發光裝置內的連接部(例如連接部213a)並沒有存在的必要。因此，在其他實施例中，只製造不會被截斷或必須的連接部，例如發光元件2c與2d之間的連接部211與發光元件2b與2d之間的連接部213c。

以下將搭配第3b~3e圖說明發光裝置中電流的流動方式。參考第3d圖，若致動發光裝置3000或者次發光裝置3000A，電流首先進入電性接觸部232，再由電性接觸部232向下分別經過第3b圖中分別與發光元件2b與發光元件2d相連的延伸部222。其中，流入發光元件2d的電流會經過連接部211往發光元件2c流動，再向上流入延伸部220；流入發光元件2b的電流會經過連接部211往發光元件2a流動，再向上流入延伸部220。如第3d圖所示，流入發光元件2a的延伸部220及發光元件2c的延伸部220之電流會再匯集至電性接觸部230。參考第3e圖的下方 圖式，流入發光裝置3000或者次發光裝置3000A的電流會從依序流經接觸部232、延伸部222、固定部212、電極200及半導體發光疊層4。參考第3e圖的上方圖式，流出發光裝置3000或者次發光裝置3000A的電流會依序流經半導體發光疊層4、電極200、固定部210、延伸部220與接觸部230。

在其他實施例中，也可以在別的位置設置電路以連接特定的發光元件加以控制，使得發光元件彼此之間電性連接的部分(例如：連接部211、213)不需完全設置於載板3上的同一個平面上，例如，連接部可以設置在載板3的上表面及/或下表面。參考第4a~4b圖，將第3a圖的發光裝置3000覆蓋透明材料5後，於對應發光元件2c、2d0的固定部212與發光元件2d的固定部210的位置50、52、54上可以製作貫穿透明材料5的延伸部220、222。於透明材料5的表面上可以形成電性接觸部230、232、234以及形成連接部211於電性接觸部230、232之間。藉由位於位置50、54之上的電性接觸部230、234輸入電流以導通發光元件2d與2d0。電流依序經由電性接觸部230、透明材料5上的連接部211、電性接觸部232、發光元件2d、被透明材料5覆蓋的連接部211、發光元件2d0與電性接觸部234。藉由這樣的結構，電性接觸部230與232之間的電性連接不需要受限於載板3的表面大小限制，而可以製作在透明材料5之上。透明材料5，可以是相對發光元件2為透光材料的膠材，例如矽膠或透光膠材，而可以達到透光又保護發光元件的作用。需要注意的是，雖然可以在透明材料5的表面形成電性接觸部，但是為了不要遮擋光線，電性接觸部230、232、234的材料可以選用透光性較佳的材料、減少電性接觸部的面積，及/或是儘量將電性接觸部設置在不與發光元件出光方向重疊的位置上。換言之，藉由透明材料5之上的連接部可以實現電性接觸部間的電性連接。相較於連接部和發光元件一同設置於同一平面上時要避開不欲連接的發 光元件或結構，連接部可以直接跨越發光元件的上方，同時也能在透明材料5的表面直接觀察連接部是否有斷裂的情況。

第3a~3d圖或第4a~4b圖中揭露之實施例可以一次性的設置多個發光元件2於載板3之上，藉由選擇性的設置電性連接結構及/或者電性接觸部以點亮特定發光元件2，可以產生特定光場。更可以透過不同的分割方式形成一個或者多個具有一個或者多個發光元件2的次發光裝置。而發光元件2是可以發出同調性光的半導體發光元件，所發出的光線可以是可見光或者不可見光。分割後所形成的發光裝置內，可以包含複數個發出相同或不同光學特徵(例如主波長、峰值波長、光強度、光場分布等特徵)的可見光的發光元件2，又或者是複數個發出具有相同或不同光學特徵的不可見光的發光元件2。此外，可以選擇性地先在特定的發光元件2或者區域上覆蓋波長轉換材料後再覆蓋透明材料5。波長轉換材料受到來自發光元件2光線的激發可以產生其他波長的光線，例如，發光元件產生的藍光可以激發黃色波長轉換材料發出黃光，黃光與未被轉換的藍光適當地混合可以產生白光。在其他實施例中，透明材料5內也可以包含波長轉換材料，或是擴散粒子以反射或者散射光線，又或是同時包含波長轉換材料與擴散材料。前述的次發光裝置後還可以在載板3相對於出光面的一側加上黏性材料，例如雙面膠，或者掛勾，並在同側供電裝置(例如：電池或太陽能板之類的光電轉換裝置)，使得整個裝置在不破壞牆面的情況下可以被黏貼/設置在牆上以提供照明。

上述實施例中，發光裝置或次發光裝置都可以藉由外部電力以發光，而外部電力包括交流市電、太陽能電池、以及電池。如第5a圖所示之發光裝置4000之剖面示意圖，載板64與導電結構600、602以及透光膜62形成一個空 間，空間內含有發光裝置1000設置於載板64上，發光裝置1000包含發光元件2、載板3與電性連接結構。導電結構600、602上分別有導電黏結部660、662與固定部210、212電性連接以及連接部211相連，但發光元件2仍是透過導電黏結部660、662與導電結構600、602和電源電性連接。在其他實施例中，導電黏結部660、662僅與固定部210、212電性連接，並且不與連接部211相連。在這個實施例中，載板3、64可以根據需求選擇不能彎折的硬質材料或者是可供彎折的軟性材料，例如可以彎折到曲率半徑介於0.38~0.45公分的聚苯二甲酸乙二酯(PEN)載板。發光裝置4000可以模組化地安裝於發光裝置之中，例如燈管、燈泡、背光模組等。透過導電結構600、602與發光裝置的對應部分電性連接，導電結構600、602可以直接連接到供電裝置，也可以在表面或者內部可以另外設置有金屬接點、金屬線等電路裝置以電性連接到供電裝置(未繪示於圖中)，供電裝置例如太陽能等光電轉換裝置或者電池，以作為可移動式、手持式的照明裝置，其中的電池也可以是可彎折的材料。透光膜62對於發光元件2所發出的光具有良好的透光性，例如大於80%的光線可以穿過透光膜62而不會被吸收。透光膜62也可以包含有擴散顆粒將光線散射以提供更廣的照明範圍或更好的品質的光(例如，均勻的光色、較低的眩光)，又或者透光膜62內包含有一種或者多種的波長轉換材料，可以產生不同的色光，這些色光可以與來自發光元件的光線混合或彼此混合後(不包含來自發光元件的光線)產生其他顏色的色光。參考第5b圖，一個連接部211在一個水平方向上連接相鄰的固定部210與212，一個連接部211於垂直方向上連接相鄰的固定部210。而位於相鄰固定部之間的連接部211更包含有複數個曲線形的彎折(例如圖中的C1、C2、C3與C4)，此彎折的全部或者部分會位於鄰近的固定部201及/或212的上方，或者是位於載板3上並未 被發光元件2所覆蓋的區域。第5a圖所示的是發光元件2、連接部211與相鄰固定部(201與212)之間一維(在單一方向上)的連接方式；第5b圖所示的是發光元件2、連接部211與相鄰固定部(210與210、210與212)之間二維(在兩個方向上)的連接方式。其他實施例中，更可以在部分或者全部區域內增加第三個方向上的連結，例如從發光元件2往靠近或遠離透光膜62的方向設置連結裝置或疊放發光元件，而連結的方式除了可以是前述的彈性結構外，也可以是透過焊料、金屬結合層、電線等手法進行連接。

前述實施例中，發光裝置可以包含多個設置於載板3之上的發光元件，透明材料5並覆蓋於載板3與發光元件之上，而在透明材料5的表面上更可以如第4a~4b圖所示設置導電用的電性接觸部。參考第6a及第6b圖，發光裝置5000包含載板3、透明材料5與被透明材料5所包覆的發光元件(未繪示於圖中)。電性接觸部230與232分別電性連接到發光元件的兩個不同(電性)的半導體層。電性接觸部230與232被保護層7所環繞，使得電性接觸部230與232彼此電性隔絕。於實施例中，電性接觸部232的下方部分被保護層7所環繞，電性接觸部232的上方部分與電性接觸部230位於不同的平面上，且上方部分的面積、寬度大於下方部分。但在別的實施例中電性接觸部230與232可以設置於同一個平面上，但是仍不直接接觸。導線80與電性接觸部230相連接，而導線82與電性接觸部232之間透過電子元件9相連，並且導線82與電子元件9都設置於保護層7之上。在本實施例中，電子元件9在特定的情況下可以影響進入發光元件的電流值。例如，電子元件9是一個負溫度係數(NTC，Negative Temperature Coefficient)或正溫度係數(PTC，Positive Temperature Coefficient)的熱敏電阻，當電子元件9感受到的溫度上升時，電子元件9的電阻值便會改變，造成進入發光元件的電流值隨 之變化。藉由改變熱敏電阻(電子元件9)與發光元件之間的連接方式(串聯、並聯、串聯+並聯)，可以增加或者減少進入發光元件的電流，以改變發光元件的發光亮度。電子元件9也可以是保護裝置，例如保險絲，使得過大的電流(超出發光元件所能耐受範圍)經過導線82要經過電性接觸部232進入發光元件的時候，電子元件9會先熔斷而造成斷路使得電流不會進入發光元件。雖然會使得部分發光元件無法點亮，但可以避免過大的電流流入其他發光元件，進而達到保護整體發光裝置的效果。於其他實施例中，電子元件9可以是熔點低於導線82的熔點或者低於電性接觸部230與232的熔點的材料。當通過過大電流造成高溫，或者元件操作時溫度異常上升的時候，電子元件9都可以熔斷以形成開路而保護相連的發光元件，避免發光元件操作在異常的條件下而損毀。第6b圖為發光裝置5000的上視示意圖，6a圖的結構為6b圖中沿著AA’線的剖面示意圖。如第6b圖所示，電性接觸部232經由電子元件9與導線82相連。如第6a圖所示，電子元件9與電性接觸部232的側壁相接觸。在其他實施例中，發光元件上不覆蓋透明材料5，保護層7與導線80、82等結構與發光元件同樣設置在載板3上，並直接接觸發光元件。參考第6c圖所示，保護層7電性隔絕導線82與第一半導體層20、電性隔絕電性接觸部230與電性接觸部232、以及電性隔絕電子元件9與第二半導體層22，並與第一半導體層20及第二半導體層22相接，其中保護層7還接觸並覆蓋第二半導體層22的側壁。雖然在第6c圖中，發光層21位於第一半導體層20之上並與第二半導體層22的面積等大，更與保護層7直接接觸，但是在其他實施例中，發光層21也可以與第一半導體層20的面積等大。

第7a~7b圖顯示為本發明的另一個實施例，發光裝置6000在透明材料5與載板3之上覆蓋有保護層7，而發光元件(未繪示於圖中)被透明材料5 所包覆，保護層7上設置有電路結構提供路徑以輸入電流到發光裝置6000內的發光元件。電路結構包含導線80、導線82、位導線82兩側的電性接觸部2320、2322，以及電性連接導線與電性接觸部的電子元件90、92。導線80電性連接位於兩側的電性接觸部230。保護層7覆蓋電性接觸部230、2320、2322至少一部份的側壁，電子元件90、92分別覆蓋導線82的兩個側壁的一部分，並覆蓋電性接觸部2320、2322的一部份上表面。參考第7b圖，電性接觸部2320、2322、2324、2326分別位於導線82的周圍，彼此之間不直接接觸但都電性連接到同一電性的半導體層，例如p型半導體層或者n型半導體層，並各自透過電子元件90、92、94、96連接到導線82，使得電流可以由導線82經電子元件與電性接觸部再流入發光元件。相較於電流直接從導線82進入發光層，第7a、7b圖中的結構可以讓電流分散到各個電性接觸部2320、2322、2324、2326再進入發光層。

如圖所示，導線82跟發光元件之間有著多組電子元件與電性接觸部的組合(例如，電性接觸部2320與電子元件90，然而組合的數量並不限於圖中所示，可以更多或更少，但至少存在兩個組合)，只要其中一個組合能夠正常導通便能使發光元件發光，即使其中一組製造時出現斷路而無法導通電流，其他組電子元件與電性接觸部還是能正常運作以提供電流導通路徑。再者，當電子元件與電性接觸部的組合都正常接觸的時候，電流會分散到各個組合所形成的路徑後再進入發光元件，同時也能增加發光元件的電流散佈(current spreading)效果，進而增加發光效率。發光裝置6000可以包含一個或多個發光元件。若發光裝置6000包含數個發光元件，位於發光裝置6000一側的電子元件90、92與電性接觸部2320、2322與一個發光元件相連；位於發光裝置6000另一側的電子元件94、96與電性接觸部2324、2326則分別連接到不同的發光元件，如第 7c~7d圖所示。在第7c圖中，發光裝置6000的內包含一個發光元件電性連接到電子元件90、92，發光元件的第二半導體層22與電性接觸部2320、2322連接，第一半導體層20位於第二半導體層22與載板3之間並經過電性接觸部230與導線80相連。發光層(未繪於圖中)則位於第一半導體層20與第二半導體層22之間。在第7d圖中，發光裝置6000內包含兩個分開的發光單元，發光層(未繪於圖中)分別位於第一半導體層20a與第二半導體層22a之間，以及位於第一半導體層20b與第二半導體層22b之間，其中電性接觸部2324連接到二半導體層22a，而電性接觸部2326連接到二半導體層22b。第二半導體層22a僅覆蓋部分的第一半導體層20a，而第二半導體層22b僅覆蓋部分的第一半導體層20b。透明材料5則同時覆蓋第一半導體層20a、20b與第二半導體層22a、22b的側壁以及至少部份第一半導體層20a、20b未被第二半導體層22a、22b覆蓋的表面。第7c~7d圖中發光元件的第一半導體層與第二半導體層的大小可以相同，使得透明材料5僅覆蓋第一半導體層與第二半導體層的側壁，或是第一半導體層與第二半導體層的大小不同，使得透明材料5除了覆蓋側壁之外，也覆蓋了第一半導體層的部分表面，例如第7d圖中的第一半導體層20a、20b都有部分的表面被透明材料5所覆蓋。於其他實施例中，保護層7不僅覆蓋第二半導體層與電性接觸部相接的一側的表面，更覆蓋第二半導體層部分的側表面。而第7d圖中包含第一半導體層20a與第二半導體層22a的左側發光單元，與包含第一半導體層20b與第二半導體層22b的右側發光單元。發光單元可以發出具有相同或者不同光學特徵的光線，光學特徵可以是光的波長(或主波長)、波峰、波形、光強度或光場分布。

第6a~6b圖中的電性接觸部232設置於導線82的單一側，第7a~7b圖中的接觸部2320~2326設置於導線82的左右兩側。在其他實施例中，兩種電路 結構可以存在於同一個發光裝置內，使得一部分發光元件透過例如第6a~6b圖中的結構與外部電性連接，而另一部分的發光元件則透過例如第7a~7b圖中的結構與外部電性連接。換言之，在單一個發光裝置內，電性接觸部232可以設置於導線82的單一側，也可以同時設置於導線82的左右兩側。此外，在前面的實施例中，一個發光裝置內可以設置單一種或多種的電子元件，例如，電子元件可以包括熱敏電阻與保險絲，也可以包含開關元件，例如電晶體。

前述的各個實施例中，一個發光裝置可以包含單一種或者多種發光元件，因此一個發光裝置可以提供單一種色光，或者多種色光、或者混合的色光。例如，前述實施例中的發光裝置可以具有紅光、藍光、綠光的發光元件，這些發光元件可以透過其他電子元件(例如，電晶體)被獨立控制並組成顯示器中的一個畫素(pixel)。

此外，作為保險絲用途的電子元件9除可以設置於透明材料5的表面，也可以設置在其他位置以達到類似或相同的保護功用。參考第8a及第8b圖的發光裝置7000，發光元件2的電極200、202與電性接觸部230、232之間設置了金屬層110、112。於一實施例中，電性接觸部230、232包含銅，金屬層110、112包含低熔點的金屬或合金(例如：銀銅合金或鉛銻合金)，而電極200、202包含銅、鎳、金、鉛、銻、銀等金屬。參考第8b圖，發光元件24、26、28、30之間透過導線80、82相連接，發光元件24、26、28、30的結構與第8a圖的發光元件2的結構相似，在每一個發光元件內的電極與電性接觸部之間都設置有金屬層。當電流從發光元件24往發光元件30流動時，若其中一個發光元件，例如發光元件26，毀損或者發光元件26的電極200、202之間短路時，便會產生熱量並足以使金屬層110與112熔融，造成電性接觸部230、232與發光元件26之間形成開路，通過 導線80、82的電流便不會流入發光元件26，而是直接經由導線流入發光元件28。藉由金屬層110、112設置於電極與發光元件之間，可以使得電流不會因為電路上其中一個發光元件的損壞，便造成其他發光元件無法正常點亮的情況而達到保護整體電路的用途。

第8a及第8圖中所示的結構也可以應用於檢測結構中的瑕疵。例如施加微小的電流到結構中，藉由觀察結構中的發光元件發光與否以判定毀損發光元件或線路的所在位置。如第8b圖所示，施加一微小電流(例如0~10mA)以驅動發光裝置7000中彼此並聯的發光元件24、26、28、30。若其中一個發光元件(例如發光元件26)不會發光，但在電流路徑上位於這個發光元件前的發光元件(例如發光元件24)會發光，即可以推測不發光的發光元件中的電極200、202之間短路(或電性接觸部230、232之間短路)，使得電流點亮發光元件24後到達發光元件26，便流向短路的路徑而不會流向發光元件26。此時，若通入較大的電流以熔化位於發光元件26上的金屬層110、112，便可以使電流繼續流向下一個發光元件(例如發光元件28)。在另一個狀況中，當通入電流時，若發光元件26不會發光但發光元件24、28都會發光，就代表發光元件26中的電極200、202之間斷路(或電性接觸部230、232之間斷路)或者發光元件26自身損毀，即可檢測出瑕疵所在。當將此結構應用於顯示器中的畫素(pixel)結構時，這樣的結構設計可以避免單一個發光元件損壞時造成整個pixel無法正常操作。例如，一個畫素包含並聯的兩個紅光、並聯的兩個藍光與並聯的兩個綠光的發光元件，當其中一個發光元件，例如紅光發光元件，的正負電極間短路，可以透過輸入大電流的方式，使得電極短路的紅光發光元件與原有的線路分離，而畫素內剩餘的一個紅 光發光元件、兩個藍光發光元件與兩個綠光發光元件仍可以正常運作，避免了因為單一發光元件異常造成的畫素無法正常顯示。

第5a圖的實施例中，透光膜62位於電性連接結構與發光元件的上方。此結構也可以應用在發光裝置5000、6000以及說明書中所揭露的其他實施例。不僅第3a~3d圖或第4a~4b圖中的實施例可以搭配電池等供電裝置，類似的供電裝置也可以應用於發光裝置5000、6000以及說明書中所揭露的其他實施例。值得注意的是，所增加的透光膜或者電池等供電裝置的尺寸(寬度、長度)大致不大於該發光裝置的尺寸。

前述實施例中的各個半導體層、發光層、保護層、導線、電子元件、金屬層、電極、固定部、連接部、延伸部以及電性接觸部都可以利用沉積、蝕刻等半導體製造方法形成。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

2‧‧‧發光元件

4‧‧‧發光疊層

200、202‧‧‧電極

210、212‧‧‧固定部

211‧‧‧連接部

3‧‧‧載板

Claims (10)

1. 一發光裝置，包含：一第一半導體發光元件，包含一第一電極與一第二電極；一第二半導體發光元件；一透明材料，覆蓋該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件，並具有一表面；一電性連接結構，可拉伸延長，且完全設置於該透明材料之內並電性連接該第一電極，距離該表面有一預設距離，該電性連接結構包含一第一固定部與一連接部；以及一電性接觸部設置於該透明材料的該表面之上並電性連接該第二電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該電性連接結構更包含一第二固定部，該第一固定部與該第二固定部分別位於該連接部的相異側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第二半導體發光元件透過該電性連接結構與該第一半導體發光元件電性連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一電源供應裝置直接接觸該電性接觸部。
5. 一發光裝置，包含：一第一半導體發光元件，包含一第一電極；一第二半導體發光元件，包含一第二電極；一基板，具有一第一表面與一第二表面，該第一表面接觸該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件；一結構，可拉伸延長，並連接該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件；一電子元件，位於該第一半導體發光元件之上，並電性連接該第一電極，但未與該基板直接接觸； 以及一保護層，位於該第一表面與該電子元件之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該電子元件為熱敏電阻。
7. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，更包含一導線連接該第一電極，並且該電子元件具有一熔點低於該導線的熔點。
8. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中，該第一半導體發光元件與該第二半導體發光元件可發出不同的光場。
9. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，更包含一電性接觸部位於該保護層之上，且該電子元件具有一熔點低於該電性接觸部的熔點。
10. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，更包含一導線，並且該電子元件覆蓋該導線的側壁。

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