发光元件制造技术

本发明专利技术关于一种发光元件，包含：基板；以及发光结构形成于基板之上。此发光结构包含：具有第一发光波长的第一活性层，及具有第二发光波长的第二活性层；其中第一活性层与第二活性层交互堆迭以形成发光结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于ー种发光元件，特別是关于ー种具有第一活性层与第二活性层交互堆迭的发光元件。
技术介绍
近年来，由于磊晶与制程技术的进歩，使发光二极管(light emitting diode，简称LED)成为极具潜力的固态照明光源之一。由于物理机制的限制，LED仅能以直流电驱动， 因此，任何以LED作为光源的照明设计中，都需要搭配整流及降压等电子元件，以将电力公司直接提供的交流电转换为LED可使用的直流电源。然而增加整流及降压等电子元件，除造成照明成本的増加外，整流及降压等电子元件的低交流直流转换效率、偏大的体积等均会影响LED使用于日常照明应用时的可靠度与使用寿命。交流发光二极管(ACLED)元件不需外加整流与降压等电子元件便可直接于交流电源下操作，未来极有潜カ成为定点固态照明的主要产品。LED发光强度会随温度升高而亮度下降，此现象通常是电子漏电所造成。一般为了减少电子漏电的问题，通常会増加P-型(p-type)局限层的载子浓度，或成长能隙较高材料以提高局限电子的能力。但大部份情况下，P-型局限层的载子浓度提高程度有限；且当 P-型局限层的载子浓度提高吋，由于半导体材料的扩散效应会使高浓度的P型载子向浓度较低的活性层扩散，影响发光品质。
技术实现思路
本专利技术提出ー种发光元件，包含基板；以及发光结构形成于基板之上。此发光结构包含具有第一发光波的第一活性层，且为量子井结构；及具有第二发光波长的第二活性层，且为量子井结构；其中第一活性层与第二活性层交互堆迭以形成此发光结构。本专利技术提出ー种发光元件，此发光元件具有ー种发光结构，此发光结构经过任意不同制程步骤后所量测的温度系数TC变异不大。本专利技术提出ー种发光元件，此发光元件经第一种特定制程步骤后具有第一温度系数TC1 ；此发光元件经第二种特定制程步骤后具有第二温度系数TC2,且二者差异值的绝对值小于0. 12% /K。附图说明图1为本专利技术所掲示的发光元件磊晶结构100的发光结构示意图。图2为本专利技术所掲示的发光元件磊晶结构200的发光结构示意图。图3为本专利技术所掲示的发光元件磊晶结构300的发光结构示意图。图4描述本专利技术实施例的背光模组结构400。图5描述本专利技术实施例的照明装置结构500。主要元件符号说明1 发光元件11:第一导电型半导体层12:发光结构13:第二导电型半导体层100，200，300 磊晶结构100a:第一活性层IOOb 第二活性层400:背光模组装置410,510 光源装置420 光学装置430、520 电源供应系统500:照明装置530 控制元件实施方式本专利技术为解决LED发光强度会随温度升高而亮度下降的现象，提出于发光结构中成长ニ个不同波长的活性层的方法。基于能态理论电子占据低能阶(即较长波长)活性层的机率较大，当温度升高时电子能量也相对升高，电子由低能阶往高能阶跃迁的机率加大，故提供较高能阶(即较短波长)活性层供电子跃迁之用。通常以发光元件温度系数(Temperature Coefficient, TC)来表示LED发光强度随温度升高而亮度下降的程度，其定义如下若发光元件于温度T1时光通量为fv流明，于温度T2时光通量为f2流明；将T1时光通量标准化(normalized)为1，则T2时光通量标准化 (normalized)为(ち/も)；则此发光元件温度系数(Temperature Coefficient，TC)可以下列公式表示，且其值小于0:TC =((T2时标准化光通量)-(T1时标准化光通量))/ (T2-T1)/ (T1时标准化光通量)= ((f2/f\)-1) / (T2-T1)------公式(1)如图1所示，为本专利技术所掲示的发光元件1磊晶结构100中发光结构12的示意图， 其中发光结构12位于第一导电型半导体层11及第ニ导电型半导体层13之间。实施例1 中，发光元件1其结构至少包含成长基板(图未示)，依序形成第一导电型半导体层11、发光结构12及第ニ导电型半导体层13于成长基板之上。其中成长基板的材料包括至少ー材料选自于砷化镓、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、硅、及锗所组成的材料群組。发光结构12由第一活性层IOOa与第二活性层IOOb交互堆迭而成，其中第一活性层IOOa为量子井结构，可发出第一发光波长X1 ；第二活性层IOOb为量子井结构，可发出第二发光波长λ 2，且X1大于入2。发光结构由ー种III-V族半导体材料所組成，此III-V族半导体材料为磷化铝镓铜系列化合物、氮化铝镓铜系列化合物或二者化合物的組合。经由多次实验数据归纳得知发光结构12由第一活性层IOOa与第二活性层IOOb 交互堆迭而成，其中当第一活性层IOOa与第二活性层IOOb总共为23η (η为大于0的整数) 层，且每ニ层第一活性层IOOa间穿插d层的第二活性层IOObGnS IOn)时，此发光结构12经过任意不同制程步骤后所形成的发光元件1量测的温度系数TC差异值的绝对值系小于0. 12% /K。其原因为当可发出较长的第一发光波长X1的第一活性层IOOa层数过多时，电子未必能填满全部能阶位置，易造成电子分布不平均。当第一活性层IOOa层数太少吋，提供电子占据的能阶位置则不足。于本实施例中，第一活性层IOOa可发出610nm波长的光，第二活性层IOOb可发出600nm波长的光；且第一活性层IOOa与第二活性层IOOb总共为23层(η = 1)，每ニ层第一活性层IOOa间穿插d层的第二活性层100b (4 ^ d ^ 10),即发光结构12由ー层第一活性层IOOa/七层第二活性层IOOb/ —层第一活性层IOOa/七层第二活性层IOOb/ —层第一活性层IOOa/六层第二活性层IOOb依序交互堆迭而成。具有此发光结构12的发光元件 1通过第一种特定制程步骤完成后，于25°C时测量其光通量为155. 7流明，于100°C时测量其光通量为81. 6流明；由公式(1)计算得到其第一温度系数(Temperature Coefficient, TC1)为-0. 65% /K。发光元件1通过第二种特定制程步骤完成后，于25°C时测量其光通量为1445流明，于100°C时测量其光通量为636流明；由公式(1)计算得到其第二温度系数 (Temperature Coefficient，TC2)为 _0. 75%/K。且第一温度系数 TC1 与第二温度系数 TC2 二者差异值的绝对值为0. 1% /K。其中第一种特定制程步骤及第ニ种特定制程步骤包含不同參数、制程条件的曝光、显影、蚀刻、蒸镀、研磨、切割等。由此实施例发现利用ニ种不同发光波长的活性层交互堆迭而成的发光结构几乎不受制程步骤影响其温度系数，即电子可均勻分布在此发光元件的发光结构中。如图2所示，为本专利技术所掲示的发光元件1磊晶结构200中发光结构12的示意图，其中发光结构12位于第一导电型半导体层11及第ニ导电型半导体层13之间。实施例 2中，发光结构12由第一活性层IOOa与第二活性层IOOb交互堆迭而成，其中第一活性层 IOOa为量子井结构，可发出第一发光波长X1 ；第二活性层IOOb为量子井结构，可发出第二发光波长λ2，且X1大于λ2。发光结构由ー种III-V族半导体材料所組成，此III-V族半导体材料为磷化铝镓铜系列化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣仁，李世昌，黄建富，王振奎，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：