发光二极管元件及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管元件及其驱动方法，该发光二极管元件包括基板、第一发光单元、第二发光单元、第一电极对以及第二电极对。其中，第一发光单元设置于基板上，且第二发光单元设置于第一发光单元上。第一电极对设置于第一发光单元上，且与第一发光单元电连接。第二电极对设置于第二发光单元上，且与第二发光单元电连接。上述发光二极管元件适于通过交流驱动信号来驱动，以使第一发光单元及第二发光单元交替发光，进而获得适当色温的白光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种白光发光二极管 元件及其驱动方法。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)属于半导体元件，其发光芯片的材料一 般可使用III-V族化学元素，如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等化合物半 导体。利用对这些化合物半导体施加电流，通过电子-空穴对的结合，可将电能转为光能， 而以特定波段的光波释出，达到发光的效果。由于发光二极管的发光现象是属于冷性发光， 而非通过加热发光，因此发光二极管的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(idling time)。此外，发光二极管具有反应速度快(约为10-9秒)、体积小、用电省、污染低(不含水 银)、可靠度高、适合批量生产等优点，因此其所能应用的领域十分广泛，如扫描仪的灯源、 液晶屏幕的背光源，或是照明设备等。另外，发光二极管也可产生白光光源，此原理乃利用 不同波段的光波加以混光而得到白光光源。由于发光二极管具有上述优点，因此如何制造 出白光的发光二极管元件，用以取代传统的日光灯与白炽灯泡，乃成为如今一个非常重要 的研发课题。目前公知的白光发光二极管元件主要是利用蓝光发光二极管芯片搭配上黄色荧 光粉所构成，当发光二极管元件中的黄色荧光粉受到蓝光发光二极管芯片所发出的蓝光激 发后，会产生黄光，而蓝光与黄光混合后即可获得白光。由于上述技术是采用蓝光发光二极 管芯片搭配黄色荧光粉，因此所混成的白光会有显色性不佳的问题。除了上述的白光产生 机制外，白光发光二极管元件也可由紫外光发光二极管芯片搭配红色、绿色及蓝色荧光粉 所组成，当红色、绿色及蓝色荧光粉被紫外光发光二极管芯片所发出的紫外光激发后，会发 出红光、绿光及蓝光，而红光、绿光及蓝光混合后即可获得白光。然而，由于目前仍无法有效 提升紫外光发光二极管芯片的发光强度，使得此搭配设计难以实行。为了避免上述显色性不佳、发光强度不足等问题，另一种直接使用红光、绿光以及 蓝光发光二极管芯片以混成白光的技术已被提出。由于上述结构必须使用到三个发光二极 管芯片，因此其成本大幅提高。此外，用以同时驱动三个发光二极管芯片的电路设计较为复 杂，使得上述结构在推广及制造上均面临障碍。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是提供一种具有至少两个发光单元的发光二极 管元件，以解决上述问题。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种发光二极管元件的驱动方法，其通过 提供正极性及负极性驱动信号至发光二极管元件中的多个发光单元，以使各发光单元交替 发光。为解决上述技术问题，本专利技术的一种发光二极管元件，包括基板、第一发光单元、第二发光单元、第一电极对以及第二电极对。其中，第一发光单元设置于基板上，且第二发 光单元设置于第一发光单元上。第一电极对设置于第一发光单元上，且与第一发光单元电 连接。第二电极对设置于第二发光单元上，且与第二发光单元电连接。所述基板的材质可包括氧化铝(Sapphire)、碳化硅(6H_SiC或4H_SiC)、硅(Si)、 氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)或尖晶石(MgAl204)。所述第一发光单元包括第一半导体层、第一主动层以及第二半导体层。其中，第一 主动层设置于第一半导体层上，且第二半导体层设置于第一主动层上；第一半导体层与第 二半导体层的掺杂型态不同。另外，第一半导体层包括缓冲层、第一接触层以及第一被覆 层。其中，缓冲层设置于基板上，且第一接触层设置于缓冲层上，而第一被覆层设置于第一 接触层上。此外，第二半导体层包括第二被覆层以及第二接触层。其中，第二被覆层设置于 第一主动层上，且第二接触层设置于第二被覆层上。所述第二发光单元包括第三半导体层、第二主动层以及第四半导体层。其中，第二 主动层设置于第三半导体层上，而第四半导体层设置于第二主动层上，且第三半导体层与 第四半导体层的掺杂型态不同。 所述第三半导体层包括第三接触层以及第三被覆层。其中，第三接触层设置于第 一发光单元上，且第三被覆层设置于第三接触层上。此外，第四半导体层包括第四被覆层以 及第四接触层。其中，第四被覆层设置于第二主动层上，且第四接触层设置于第四被覆层 上。所述第一电极对可包括第一正电极以及第一负电极。其中，第一正电极与第一负 电极电绝缘。此外，发光二极管元件还可进一步包括第一透明导电层。其中，第一透明导电 层设置于第一发光单元上，并与第一正电极电连接。所述第二电极对可包括第二正电极以及第二负电极。其中，第二正电极与第二负 电极电绝缘。此外，发光二极管元件还可进一步包括第二透明导电层。其中，第二透明导电 层设置于第二发光单元上，并与第二正电极电连接。另外，本专利技术的一种发光二极管元件的驱动方法，适于驱动发光二极管元件。其 中，发光二极管元件具有至少一个第一发光单元与至少一个第二发光单元，且第一发光单 元与第二发光单元反向并联，而发光二极管元件的驱动方法包括提供驱动信号至发光二 极管元件，由于驱动信号具有多个正极性驱动信号以及多个负极性驱动信号，故可使第一 发光单元与第二发光单元交替地发出第一光线以及第二光线。所述发出第一光线与发出第二光线的间隔时间可小于1/30秒。所述正极性驱动信号与负极性驱动信号的持续时间以及振幅可为相同，也可为不 同，如此可以调整第一光线与第二光线的持续时间以及发光强度，以达成最佳的混光状态。上述的中，主要是通过这些(两个以上)发光单元 交替发出不同波长的光线，以获得特定的色光。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1A是依照本专利技术一实施例发光二极管元件的剖面示意图；图1B是图1A的发光二极管元件的一种接线方式及其等效电路；5 图2是依照本专利技术一实施例发光二极管元件的驱动方法示意图； 图3是图2中驱动信号的较佳实施例。 图中附图标记说明 100为发光二极管元件，110为基板， 122为第一半导体层，122a为缓冲层，122c为第一被覆层，124为第一主动层， 126a为第二被覆层，126b为第二接触层， 132为第三半导体层，132a为第三接触层， 134为第二主动层， 136为第四半导体层，140为第一电极对， 150为第二电极对， 160为第一透明导电层， Vu、\2为低电压，136b为第四接触层， 144为第一负电极， 154为第二负电极， 乂^^为电源，210为发光二极管元件，212为第一发光单元， 220为驱动信号， 220a为驱动信号，120为第一发光单元， 122b为第一接触层， 126-第二半导体层， 130为第二发光单元， 132b为第三被覆层， 136a为第四被覆层， 142为第一正电极， 152为第二正电极， 170为第二透明导电层， VH1>VH2为高电压，214为第二发光单元， 220b为驱动信号。具体实施例方式图1A是依照本专利技术一实施例发光二极管元件的剖面示意图。参照图1A所示，本 实施例的发光二极管元件100包括基板110、第一发光单元120、第二发光单元130、第一电 极对140以及第二电极对150。其中，第一发光单元120设置于基板110上，且第二发光单 元130设置于第一发光单元120上。第一电极对140设置于第一发光单元120上，且与第 一发光单元120电连接。第二电极对150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管元件，其特征在于：包括：基板；第一发光单元，设置于该基板上；第二发光单元，设置于该第一发光单元上；第一电极对，设置于该第一发光单元上，且与该第一发光单元电连接；以及第二电极对，设置于该第二发光单元上，且与该第二发光单元电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武良文，陈铭胜，简奉任，
申请(专利权)人：山东璨圆光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]