CN103427008B - 发光单元及其发光模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种发光单元，包括一外延叠层、至少一第一电极、至少一第二电极、一第一接合垫及一第二接合垫。外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层，第一半导体层具有一暴露部，暴露于第二半导体层及发光层。第一电极设置于暴露部。第二电极设置于第二半导体层。第一接合垫连接第一电极。第二接合垫连接第二电极。本发明还揭露两种不同结构的发光单元，以及应用上述发光单元的发光模块。

Description

发光单元及其发光模块

技术领域

本发明涉及一种发光单元及其发光模块，特别涉及一种不须打线的LED发光单元及其发光模块。

背景技术

发光二极管（LightEmittingDiode,以下简称LED）封装的目的是为了确保LED芯片正确地做电性连接，并保护LED芯片减低其受到机械、热、潮湿等种种的外来因素影响。现行的LED封装，依据不同的应用场合、不同的产品外形及尺寸、散热方案和发光效果等，而具有多样化的封装形式。

现有的LED封装技术，需通过一封装体来承载LED晶粒，但因封装体的热传导系数低，且LED晶粒与封装体两者热膨胀系数不一致，导致在高温环境下，元件容易损坏。

再者，现有封装工艺是以打金线（WireBonding）的方式连接发光二极管与基板或导线架。此种打线键合工艺是利用热压合、超音波楔合或以超音波辅助的热压合方式，把直径约25μm的金线或铝线的两端分别连接到芯片及基板或导线架上。然而，此工艺容易发生晶粒电极上的打线附着力不足以及打线断裂等问题，使得元件的可靠度下降。另外，LED的出光量也会因金线的遮光效应而有所减少。

另一种现有的封装技术为覆晶焊接，覆晶（Flip-Chip）LED的晶粒倒置且不须打线，直接接合于基板上，由于没有金线及电极阻挡其发光量，故可提高LED发光效率，且热传导效果佳。但覆晶LED是以黏晶（DieBonding）方式与基板接合，其接合的PN电极最大只可同于LED晶粒的大小，所以黏晶时需使用高精密的黏晶机台，所需成本昂贵。

因此，如何提供一种不需打线、不需封装体且易于焊接的发光单元及发光模块，以解决上述现有技术的缺陷，实为相关技术领域人员目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种不需打线、不需封装体且易于焊接的发光单元及发光模块，以解决上述现有技术的缺陷。

为达上述目的，依据本发明的一种发光单元包括一外延叠层、至少一第一电极、至少一第二电极、一第一接合垫及一第二接合垫。外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层，第一半导体层具有一暴露部，暴露于第二半导体层及发光层。第一电极设置于暴露部。第二电极设置于第二半导体层。第一接合垫连接第一电极。第二接合垫连接第二电极。

为达上述目的，依据本发明的另一种发光单元包括一透明导电层、一外延叠层、一第二电极、一第一接合垫及至少一第二接合垫。外延叠层设置于透明导电层，外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层。第二电极设置于第二半导体层。第一接合垫连接透明导电层。第二接合垫连接第二电极。

在一实施例中，第一接合垫及第二接合垫的面积为发光单元表面积的50%以上。

为达上述目的，依据本发明的另一种发光单元包括一外延叠层、多个第一电极、多个第二电极、一第一导电沟及一第二导电沟。外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层，第一半导体层具有多个暴露部，暴露于第二半导体层及发光层。第一电极设置于暴露部。第二电极设置于第二半导体层。第一导电沟连接第一电极。第二导电沟连接第二电极。

在一实施例中，发光单元还包括一绝缘层，绝缘层设置于第一电极及第二电极的间。

在一实施例中，第一电极及/或第二电极具有一反射部。

在一实施例中，发光单元还包括一钝化层，覆盖部分第一半导体层、部分发光层及部分第二半导体层。其中，发光单元还可包括一反射层，反射层覆盖钝化层。

在一实施例中，外延叠层具有一斜面，第二半导体层的设置面积小于发光层，发光层的设置面积小于第一半导体层。

在一实施例中，发光单元还包括一基板，外延叠层设置于基板。其中，外延叠层及/或基板的表面具有粗糙化结构。

在一实施例中，发光单元还包括一光转换层，外延叠层设置于光转换层。

在一实施例中，发光单元还包括一光转换层，光转换层包覆外延叠层、第一接合垫与第二接合垫，或透明导电层、外延叠层、第一接合垫与第二接合垫，或外延叠层、第一导电沟与第二导电沟。

在一实施例中，发光单元还包括一第一延伸垫及一第二延伸垫，第一延伸垫连接第一接合垫或第一导电沟，第二延伸垫连接第二接合垫或第二导电沟，发光单元通过第一延伸垫及第二延伸垫与外部电性连接。其中，发光单元可还包括一透镜，覆盖外延叠层及一基板。

为达上述目的，本发明亦揭露一种发光模块包括多个发光单元及一电路板。发光单元为如上述实施例中任一项所述的发光单元。电路板具有一电路结构，发光单元的第一接合垫及第二接合垫或第一导电沟及第二导电沟设置于电路板，且电性连接电路结构。

在一实施例中，其中一发光单元通过第一接合垫及第二接合垫、或第一导电沟及第二导电沟串联另一发光单元。

在一实施例中，发光模块还包括多个透镜，透镜对应发光单元设置于电路板。

为达上述目的，本发明另揭露一种发光模块，其包括多个发光单元及一散热器。发光单元为如上述实施例中任一项所述的发光单元。发光单元具有一电路结构，发光单元的第一接合垫及第二接合垫或第一导电沟及第二导电沟设置于散热器，且电性连接电路结构。

在一实施例中，其中一发光单元通过第一接合垫及第二接合垫、或第一导电沟及第二导电沟串联另一发光单元。

在一实施例中，发光模块还包括多个透镜，透镜对应发光单元设置于散热器。

承上所述，依据本发明的发光单元及其发光模块通过大面积的第一接合垫及第二接合垫，或是大面积的第一导电沟及第二导电沟，直接与电路板或散热器接合，达到提升导热效率及简化工艺的目的。

与现有相比，因本发明的发光单元及其发光模块不需打线，因而不具有打线附着力不足或打线断裂等风险，且没有因金线的遮光而减少出光量的缺点。与现有的覆晶式发光单元相较，本发明的发光单元与基板接合时不需使用成本昂贵、高精密的黏晶机台，即可直接焊接于电路板或散热器。同时，本发明的发光单元不需塑料外壳的封装体，故可微小化，且无尺寸限制，亦无塑料外壳（例如PPA、LCP等材料）老化所产生的可靠度问题。

此外，不同实施例及实施形式的发光单元，其结构上的变化可进一步提高发光效率、发光亮度，或是简化组装，另外还可形成不同发光颜色的发光单元。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的一种发光单元的剖面示意图；

图2A～图2E为本发明第一实施例的不同实施形式的发光单元；

图3A～图3D为本发明第二较佳实施例的发光单元；

图4及图5为本发明第三较佳实施例的发光模块的剖面示意图；

图6为本发明第二较佳实施例的不同实施形式的发光单元的剖面示意图；

图7A为本发明第四较佳实施例的不同形式的发光单元的剖面示意图；

图7B为本发明第四较佳实施例的发光单元应用于发光模块的剖面示意图；

图8A及图8B为本发明第五较佳实施例的不同形式的发光单元的剖面示意图；以及

图8C为本发明第五较佳实施例的发光单元应用于发光模块的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a、1b、1c、1d：外延叠层

10a、10a’：第一导电沟

10b、10b’：第二导电沟

11、11a、11b、11c、11d：第一半导体层

111、111d：暴露部

12、12a、12c、12d：发光层

13、13a、13c、13d：第二半导体层

2a、2a’：第一电极

2b、3b’：第二电极

3a、3a’：第一接合垫

3ab：串联接合垫

3b、3b’：第二接合垫

4、4a：基板

5：钝化层

6：反射层

7、7a、7b：光转换层

8、8a：透镜

90a：第一延伸垫

90b：第二延伸垫

91、IL、IL’：绝缘层

C：电路结构

CB：电路板

H：散热器

L1、L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L3a、L3b、L4a、L4b：发光单元

LM1、LM2、LM3、LM4：发光模块

S：斜面

T：胶带

TCL：透明导电层

TX1、TX2：粗糙化结构

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种发光单元及其发光模块，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图1为本发明第一较佳实施例的一种发光单元L1的剖面示意图。如图1所示，发光单元L1包括一外延叠层1、至少一第一电极2a、至少一第二电极2b、一第一接合垫3a及一第二接合垫3b。于此，发光单元L1以一发光二极管作为其光源。

外延叠层1依序包括一第一半导体层11、一发光层12及一第二半导体层13，通过蚀刻发光层12及第二半导体层13以暴露出部分的第一半导体层11，可使得第一半导体层11具有一暴露部111，暴露于第二半导体层13及发光层12。第一半导体层11及第二半导体层13可分别为一N型外延层及一P型外延层，当然其亦可互换，于此并不加以限制。详而言之，本实施例中的外延叠层1可成长、设置于一基板4上，基板4较佳可为一绝缘透明基板，于此以一蓝宝石基板为例说明。

第一电极2a设置于第一半导体层11所暴露出的暴露部111，第二电极2b设置于第二半导体层13。具体而言，第一电极2a及第二电极2b皆相对于基板4设置于外延叠层1的另一侧，用以形成奥姆接触。并且于本实施例中，基板4为发光单元L1的出光面，第一电极2a及/或第二电极2b可具有一反射部（图未显示），例如但不限为电镀形成的金属层，其作用在于反射外延叠层1所发出的光线，以提升出光面（基板4）的亮度。

第一接合垫3a及第二接合垫3b可由蒸镀或电镀等方式形成。第一接合垫3a连接第一电极2a，第二接合垫3b连接第二电极2b。于此，第一接合垫3a及第二接合垫3b的面积为发光单元L1表面积的50%以上。通过第一接合垫3a连接第一电极2a，第二接合垫3b连接第二电极2b，可形成大面积的PN接触电极，使得发光单元L1不需使用高精密的黏晶机台，即可与电路板直接焊接。

于此，发光单元L1还可包括一钝化层5，其覆盖部分第一半导体层11、部分发光层12及部分第二半导体层13，以确保第一半导体层11、部分发光层12及部分第二半导体层13不会被氧化及误触。钝化层5的材料可为氮化硅、二氧化硅、聚合物、苯环丁烯(BCB)或光阻剂等，本发明不予以限制。

以下请参考图2A～图2E，其为本发明第一实施例的不同实施形式的发光单元。如图2A所示，与图1显示的第一实施例相较，其外延叠层1a侧边具有一斜面S，且第二半导体层13a的设置面积小于发光层12a，发光层12a的设置面积又小于第一半导体层11a，换句话说，越靠近出光面（基板4）的层，其设置面积越大，因而可增加出光面积，提升发光单元L1a的光取出效率。

另参考图2B所示，相较于图1所示实施例，发光单元L1b可还包括一反射层6，覆盖钝化层5。反射层6可例如为电镀形成的金属层，其可与第一电极2a及第二电极2b具有的反射部（图未显示）材质相同，两者的设置皆为了反射外延叠层1所发出的光线，以使光线集中从出光面（基板4）射出。

图2C及图2D显示一发光单元L1c及一发光单元L1d，其基板4或外延叠层1b中任一层（于此以第一半导体层11b为例）的表面（上表面或下表面皆可）分别具有粗糙化结构TX1、TX2。相较于光滑表面，当光线经数次撞击具粗糙化结构TX1、TX2的表面后，以小于斯乃尔定律（Snell’slaw）的临界角（CriticalAngle）的角度撞击表面的光线可大幅度地增加。藉此作用下，便可提高发光单元L1c、L1d的光取出效率。

图2E中的发光单元L1e，与图1相较还包括一光转换层7，光线经由光转换层7，可转换并混合成不同颜色的光线。外延叠层1可设置于设有光转换层7的基板4，当然，也可直接设置于光转换层7，于此图2E中以前者为例，直接将光转换层7形成于基板4。而若为后者的实施形式时，则须先以激光剥离（LaserLift-off）、蚀刻、或化学机械研磨（ChemicalMechanicalPolishing,CMP）等方式移除外延叠层1成长的基板4，再将光转换层7形成于外延叠层1。光转换层7可以喷洒、点胶、接合或贴合等方式形成，其材质可例如但不限于为多重量子井（MQWs）、陶瓷磷光体（CeramicPhosphor）、磷玻璃（PhosphorinGlass）或量子点荧光材料（QuantumDotsPhosphor）等。

另需强调者，虽图2A～图2E中仅分别显示第一实施例的其中一实施形式，然实际运用时，亦可同时应用所有的变化形式于同一实施例中，本发明并无限制。

复请参考图3A～图3D所示，其为本发明第二较佳实施例的不同实施形式的发光单元。与图1相较，图3A的发光单元L2a还包括一胶带T，第一接合垫3a及第二接合垫3b或为设置于胶带T。胶带T可例如为一热移除胶带，暂时性地贴合固定部份结构，当遇热黏性降低后，即可轻易地将部份结构取下，进行后续组装工艺。于此是以图1的发光单元L1的结构为基础说明后续形式变化，当然，图2A～图2E中的发光单元形式，也可应用于此。

图3B的发光单元L2b除了还包括一胶带T之外，相较于图3A还包括了一光转换层7a，光转换层7a与图2E中的光转换层7的不同之处在于，光转换层7a包覆外延叠层1、第一接合垫3a与第二接合垫3b，而非仅设置于基板4或外延叠层1的一面。光转换层7a可与光转换层7为相同或不同的材质，并以相同或不同方式形成，且同一实施例中可同时具有光转换层7a及光转换层7，经光转换层7a及光转换层7转换后的出射光波长可为相同或不同，藉以调整发光单元L2b的发光颜色。

图3C的发光单元L2c则相较于图3A还包括了一透镜8，设置于胶带T上，外延叠层1、第一电极2a、第二电极2b、第一接合垫3a、一第二接合垫3b及基板4等结构容置于透镜8与胶带T之间。简单来说，发光单元L2c的结构由透镜8及胶带T共同封装图1的发光单元L1以形成。其中，透镜8的材质可为硅氧树脂，其设置成型的方式可以是模塑成型（Molding）或黏合成型，并且成型时可掺杂荧光粉材料，使透镜8模塑成型为一荧光透镜，其同样可进行光波长的转换。

值得一提的是，若发光单元同时具有光转换层7a及荧光的透镜8时，可让两者包含不同颜色的荧光粉，并藉以设计光线经转换、混合后射出的颜色。如图3D所示，胶带T经移除后的发光单元L2d包括一光转换层7a及一荧光的透镜8，因而可具有上述功效。其中，本实施例的透镜8覆盖外延叠层1、基板4及光转换层7a。此外，图3D的发光单元L2d还包括一第一延伸垫90a及一第二延伸垫90b，第一延伸垫90a连接第一接合垫3a，第二延伸垫90b连接第二接合垫3b。第一延伸垫90a、第二延伸垫90b之间可具有一绝缘层91，以确保各结构之间有正确的电性连接。第一延伸垫90a及第二延伸垫90b为大面积的延伸电极，发光单元L2d可通过第一延伸垫90a及第二延伸垫90b串联或并联一电子元件（图未示），例如电连接一电源、或是串联、并联另一发光单元等。

图4及图5为本发明第三较佳实施例的发光模块LM1、LM2的剖面示意图，其分别显示应用上述发光单元L2d的发光模块LM1、LM2。

发光模块LM1包括多个发光单元L2d及一电路板CB，于此以包括二发光单元L2d为例，然发光单元L2d亦可为说明书中所述任一实施例或实施形式的发光单元，本发明并不限。电路板CB与发光单元L2d电性连接，发光单元L2d的间的串并联由电路板CB的电路结构C设计其电性连接关系。具体而言，电路板CB具有预先配置的电路结构C，发光单元L2d的第一接合垫3a及第二接合垫3b分别通过第一延伸垫90a、第二延伸垫90b与电路结构C电性连接而设置于电路板CB上。左侧的发光单元L2d的第一电极2a及右侧的发光单元L2d的第二电极2b，通过第一接合垫3a、第一延伸垫90a、电路结构C、第二延伸垫90b及第二接合垫3b而电性连接，以此类推，即可完成发光模块LM1中发光单元L2d的串并联。

发光模块LM2包括多个发光单元L2d及一散热器H，于此同样以包括二发光单元L2d为例，然发光单元L2d亦可为说明书中所述任一实施例或实施形式的发光单元，本发明并不限。散热器H具有一预先配置的电路结构C，发光单元L2d的第一接合垫3a及第二接合垫3b设置于散热器H，且分别通过第一延伸垫90a、第二延伸垫90b电性连接电路结构C。同发光模块LM1，发光单元L2d可通过电路结构C而与另一发光单元L2d串联或并联。

于此，发光模块LM1、LM2中发光单元L2d的第一接合垫3a、第二接合垫3b与第一延伸垫90a、第二延伸垫90b的间可具有一绝缘层91，以确保各结构的间有正确的电性连接。

由于上述的发光模块LM1、LM2直接接合至电路板CB或散热器H，而不须经由基板4或光转换层7散热，故可大幅提升发光模块LM1、LM2的导热速率，因而具有低热阻的特性。

另外，图6为本发明第二较佳实施例的发光单元L2e的剖面示意图。如图6所示，发光单元L2e将一发光单元的第一接合垫3a及另一发光单元的第一接合垫3b接合，或者直接于一发光单元的第一电极2a及另一发光单元的第二电极2b的间形成一串联接合垫3ab，俾使透镜8a可一次封装二互相接合的发光单元于电路板CB，而形成发光单元L2e。利用此设计，可减少透镜8a的使用成本。还须说明的是，本发明并无限制利用串联接合垫3ab串联的发光单元数量，于此虽以二发光单元为例，然也可接续串接更多的发光单元。

另请参考图7A所示，其为本发明第四较佳实施例的不同形式的发光单元L3a、L3b的剖面示意图。本实施例中，发光单元L3a包括一透明导电层TCL、一外延叠层1c、一第二电极2b、至少一第一接合垫3a’及一第二接合垫3b’。外延叠层1c成长的基板（图未示）被移除后，外延叠层1c可设置于透明导电层TCL，外延叠层1c依序包括一第一半导体层11c、一发光层12c及一第二半导体层13c。第二电极2b设置于第二半导体层13c。

发光单元L3a与第二实施例的发光单元L2a相较，发光单元L3a以透明导电层TCL取代发光单元L2a的绝缘的基板4，因此，本实施例只要通过至少一第一接合垫3a’连接透明导电层TCL即可电性连接第一半导体层11c。并且，第二接合垫3b’连接第二电极2b。

本实施例的发光单元L3a虽如前述实施例，其第一接合垫3a’及第二接合垫3b’皆位于发光单元的同一面，但本实施例的电极（第二电极2b及透明导电层TCL）实质上位于发光单元L3a的不同面，因此，本实施例中，外延叠层1c内部的电流，直线、垂直的通过外延叠层1c的每个部份。相较于前述实施例，因前述发光单元的正负两个电极乃设在同一面，当电流通过第一半导体层11时，电流必须由垂直顺流改成水平横流且集中在弯曲处，导致P-N接面上部份的电子层和电洞层无法有效地被使用，因而降低发光效率。再者，电流的弯曲集中处会产生较多的热，使晶格缺陷范围延伸，造成发光单元的亮度随的递减，进而影响了发光单元的寿命。倘若要延长发光单元的寿命，就必须降低输入发光单元的电流，如此更限制了发光单元的发光亮度。简而言的，发光单元L3a的电流分布较为均匀，可大幅提升发光单元L3a的亮度。

由于外延叠层1c、一第二电极2b、第一接合垫3a’及一第二接合垫3b’的变化形式皆如同前述实施例所述，于此遂不再全部重复说明，请参考第一实施例及第二实施例的变化形式，并以图7A的发光单元L3a为基本结构来类推。举例而言，发光单元L3b可还包括一光转换层7b（类似于图3B的光转换层7a），光转换层7b包覆透明导电层TCL、外延叠层1c、第一接合垫3a’与第二接合垫3b’。

另如图7B所示，其为本发明第四较佳实施例的发光模块LM3的剖面示意图。图7B显示同时应用上述发光单元L3a、L3b的发光模块LM3。如同第三较佳实施例的发光模块LM1、LM2，发光模块LM3可包括多个发光单元及一具有电路结构C的电路板CB，于此以包括二发光单元L3a、L3b为例。本实施例中，二发光单元L3a、L3b分别还包括一第一延伸垫90a、一第二延伸垫90b及一透镜8，其中发光单元L3a、L3b的第一延伸垫90a及第二延伸垫90b与电路结构C电性连接，以达成二发光单元L3a、L3b的间的串接。

图8A及图8B为本发明第五较佳实施例的不同形式的发光单元L4a、L4b的剖面示意图。

如图8A所示，发光单元L4a包括一外延叠层1d、多个第一电极2a’、多个第二电极2b’、一第一导电沟10a及一第二导电沟10b。

外延叠层1d依序包括一第一半导体层11d、一发光层12d及一第二半导体层13d。其中，通过蚀刻工艺蚀刻部分发光层12d及第二半导体层13d，第一半导体层11d具有多个暴露部111d，暴露于第二半导体层13d及发光层12d。于此，发光单元L4a是以具有四个暴露部111d、二第一电极2a’以及二第二电极2b’为例，但本发明并不限暴露部111d、第一电极2a’以及第二电极2b’的数量。于此，两第一电极2a’设置于其中两暴露部111d，第二电极2b’设置于第二半导体层13d。

第一导电沟10a及第二导电沟10b为导电材料所形成，较佳地具有反射部（图未示），例如具有金属涂层。第一导电沟10a连接两第一电极2a’，第二导电沟10b连接两第二电极2b’。

再者，第一导电沟10a及第二导电沟10b与外延叠层1d之间可设有一绝缘层IL，用以绝缘第一导电沟10a、第二导电沟10b、第一电极2a’及第二电极2b’。于此，绝缘层IL可完全覆盖外延叠层1d，且绝缘层IL可为氧化硅、氮化硅、绝缘层上硅（Silicon-on-Insulator,SOI）、聚合物、苯环丁烯(BCB)、光阻剂或硅氧树脂等材质。

本实施例应用的发光单元L4a，虽然其外延叠层1d内部的电流，并非直线、垂直的通过外延叠层1d。但本实施例的发光单元L4a因具有多个暴露部111d、多个第一电极2a’及多个第二电极2b’，其内部电流分布较为均匀。相较于前述实施例，虽电流通过第一半导体层11时仍须弯曲，不过由于无法有效利用的电子层和电洞层降低了，故发光单元L4a的发光亮度可达到提升。

另外，图8B所示的发光单元L4b，其绝缘层IL’、第一导电沟10a’及第二导电沟10b’的形式与图8A所示的发光单元L4a不同。于此，绝缘层IL’的高度与外延叠层1d的高度相同，当然，于其它实施形式中，绝缘层IL’的高度也可低于外延叠层1d。如此一来，可减少绝缘层IL’、第一导电沟10a’及第二导电沟10b’的使用量，并且使工艺较为简单。

需特别说明的是，第一导电沟10a、10a’及第二导电沟10b、10b’虽从剖面图来看呈线状，然而实际上其可为线状或片状的导电金属。并且，本发明并不限制第一导电沟10a、10a’及第二导电沟10b、10b’的剖面宽度，其沿伸至第一电极2a’或第二电极2b’的部份可如图8A中的细沟槽，也可令其宽度与第一电极2a’及第二电极2b’相近、甚至相同，以提高第一导电沟10a、10a’及第二导电沟10b、10b’的导电面积。

此外，本实施例的其余实施形式可参考前述实施例对应变化，例如外延叠层1d可具有斜面或粗糙结构（图未示）、去除基板4（图未示）、还包括光转换层（图未示）、还包括第一延伸垫（图未示）及第二延伸垫（图未示）、还包括一荧光透镜（如图8C）等。

再请参照图8C，其显示本发明第五较佳实施例的发光单元L4a、L4b应用于发光模块LM4的剖面示意图。发光模块LM4可包括多个发光单元及一具有电路结构C的电路板CB，于此以包括两发光单元L4a、L4b为例。发光单元L4a、L4b的第一导电沟10a、10a’及第二导电沟10b、10b’设置于电路板CB，且电性连接电路结构C。通过电路结构C，两发光单元L4a、L4b可彼此串接。再于电路板CB上对应发光单元L4a、L4b的位置成型两透镜8，即可完成发光模块LM4。

综上所述，依据本发明的发光单元及其发光模块通过大面积的第一接合垫及第二接合垫，或是大面积的第一导电沟及第二导电沟，直接与电路板或散热器接合，达到提升导热效率及简化工艺的目的。

与现有相较，因本发明的发光单元及其发光模块不需打线，因而不具有打线附着力不足或打线断裂等风险，且没有因线的遮光而减少出光量的缺点。与现有的覆晶式发光单元相较，本发明的发光单元与基板接合时不需使用成本昂贵、高精密的黏晶机台，即可直接焊接于电路板或散热器。同时，本发明的发光单元不需塑料外壳的封装体，故可微小化，且无尺寸限制，亦无塑料外壳（例如PPA、LCP等材料）老化所产生的可靠度问题。

此外，不同实施例及实施形式的发光单元，其结构上的变化可进一步提高发光效率、发光亮度，或是简化组装，另外还可形成不同发光颜色的发光单元。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求书的范围中。

Claims (47)

1.一种发光单元，包括：

一外延叠层，该外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层，该第一半导体层具有一暴露部，该暴露部暴露于该第二半导体层及该发光层；

至少一第一电极，设置于该暴露部；

至少一第二电极，设置于该第二半导体层；

一第一接合垫，连接该第一电极；以及

一第二接合垫，连接该第二电极；

其中该第一电极及/或该第二电极具有一反射部。

2.如权利要求1所述的发光单元，其中该第一接合垫及该第二接合垫的面积为该发光单元表面积的50％以上。

3.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一钝化层，该钝化层覆盖部分该第一半导体层、部分该发光层及部分该第二半导体层。

4.如权利要求3所述的发光单元，其中该发光单元还包括一反射层，该反射层覆盖该钝化层。

5.如权利要求1所述的发光单元，其中该外延叠层具有一斜面，且该第二半导体层的设置面积小于该发光层，以及该发光层的设置面积小于该第一半导体层。

6.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一基板，该外延叠层设置于该基板。

7.如权利要求6所述的发光单元，其中该外延叠层及/或该基板的表面具有粗糙化结构。

8.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该外延叠层设置于该光转换层。

9.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该光转换层包覆该外延叠层、该第一接合垫与该第二接合垫。

10.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一第一延伸垫及一第二延伸垫，该第一延伸垫连接该第一接合垫，该第二延伸垫连接该第二接合垫，该发光单元通过该第一延伸垫及该第二延伸垫与外部电性连接。

11.如权利要求1所述的发光单元，其中该发光单元还包括一透镜，该透镜覆盖该外延叠层及一基板。

12.一种发光单元，包括：

一透明导电层；

一外延叠层，设置于该透明导电层，该外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层；

一第二电极，设置于该第二半导体层；

至少一第一接合垫，连接该透明导电层；以及

一第二接合垫，连接该第二电极。

13.如权利要求12所述的发光单元，其中该第一接合垫及该第二接合垫的面积为该发光单元表面积的50％以上。

14.如权利要求12所述的发光单元，其中该第二电极具有一反射部。

15.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一钝化层，该钝化层覆盖部分该第一半导体层、部分该发光层及部分该第二半导体层。

16.如权利要求15所述的发光单元，其中该发光单元还包括一反射层，该反射层覆盖该钝化层。

17.如权利要求12所述的发光单元，其中该外延叠层具有一斜面，且该第二半导体层的设置面积小于该发光层，以及该发光层的设置面积小于该第一半导体层。

18.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一基板，该外延叠层设置于该基板。

19.如权利要求18所述的发光单元，其中该外延叠层及/或该基板的表面具有粗糙化结构。

20.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该外延叠层设置于该光转换层。

21.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该光转换层包覆该透明导电层、该外延叠层、该第一接合垫与该第二接合垫。

22.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一第一延伸垫及一第二延伸垫，该第一延伸垫连接该第一接合垫，该第二延伸垫连接该第二接合垫，该发光单元通过该第一延伸垫及该第二延伸垫与外部电性连接。

23.如权利要求12所述的发光单元，其中该发光单元还包括一透镜，该透镜覆盖该外延叠层及一基板。

24.一种发光模块，包括：

多个发光单元，所述多个发光单元为如权利要求1至23中任一项所述的发光单元；以及

一电路板，具有一电路结构，所述多个发光单元的该第一接合垫及该第二接合垫设置于该电路板，且电性连接该电路结构。

25.如权利要求24所述的发光模块，其中所述发光单元的其中之一通过该第一接合垫及该第二接合垫串联所述发光单元中另外的一个。

26.如权利要求24所述的发光模块，其中该发光模块还包括多个透镜，所述多个透镜对应所述多个发光单元设置于该电路板。

27.一种发光模块，包括：

多个发光单元，所述多个发光单元为如权利要求1至23中任一项所述的发光单元；以及

一散热器，具有一电路结构，所述多个发光单元的该第一接合垫及该第二接合垫设置于该散热器，且电性连接该电路结构。

28.如权利要求27所述的发光模块，其中所述发光单元的其中之一通过该第一接合垫及该第二接合垫串联所述发光单元中另外的一个。

29.如权利要求27所述的发光模块，其中该发光模块还包括多个透镜，所述多个透镜对应所述多个发光单元设置于该电路板。

30.一种发光单元，包括：

一外延叠层，该外延叠层依序包括一第一半导体层、一发光层及一第二半导体层，该第一半导体层具有多个暴露部，所述多个暴露部暴露于该第二半导体层及该发光层；

多个第一电极，设置于所述多个暴露部；

多个第二电极，设置于该第二半导体层；

一第一导电沟，连接所述多个第一电极；以及

一第二导电沟，连接所述多个第二电极。

31.如权利要求30所述的发光单元，其中所述多个第一电极及/或所述多个第二电极具有一反射部。

32.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一绝缘层，该绝缘层设置于所述多个第一电极及所述多个第二电极之间。

33.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一钝化层，该钝化层覆盖部分该第一半导体层、部分该发光层及部分该第二半导体层。

34.如权利要求33所述的发光单元，其中该发光单元还包括一反射层，该反射层覆盖该钝化层。

35.如权利要求30所述的发光单元，其中该外延叠层具有一斜面，且该第二半导体层的设置面积小于该发光层，以及该发光层的设置面积小于该第一半导体层。

36.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一基板，该外延叠层设置于该基板。

37.如权利要求36所述的发光单元，其中该外延叠层及/或该基板的表面具有粗糙化结构。

38.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该外延叠层设置于该光转换层。

39.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一光转换层，该光转换层包覆该外延叠层、该第一导电沟与该第二导电沟。

40.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一第一延伸垫及一第二延伸垫，该第一延伸垫连接该第一导电沟，该第二延伸垫连接该第二导电沟，该发光单元通过该第一延伸垫及该第二延伸垫与外部电性连接。

41.如权利要求30所述的发光单元，其中该发光单元还包括一透镜，该透镜覆盖该外延叠层及一基板。

42.一种发光模块，包括：

多个发光单元，所述多个发光单元为如权利要求30至41中任一项所述的发光单元；以及

一电路板，具有一电路结构，所述多个发光单元的该第一导电沟及该第二导电沟设置于该电路板，且电性连接该电路结构。

43.如权利要求42所述的发光模块，其中所述发光单元的其中之一通过该第一导电沟及该第二导电沟串联所述发光单元中另外的一个。

44.如权利要求42所述的发光模块，其中该发光模块还包括多个透镜，所述多个透镜对应所述多个发光单元设置于该电路板。

45.一种发光模块，包括：

多个发光单元，所述多个发光单元为如权利要求30至41中任一项所述的发光单元；以及

一散热器，具有一电路结构，所述多个发光单元的该第一导电沟及该第二导电沟设置于该散热器，且电性连接该电路结构。

46.如权利要求45所述的发光模块，其中所述发光单元的其中之一通过该第一导电沟及该第二导电沟串联所述发光单元中另外的一个。

47.如权利要求45所述的发光模块，其中该发光模块还包括多个透镜，所述多个透镜对应所述多个发光单元设置于该电路板。