TWI414084B

TWI414084B - 發光二極體結構

Info

Publication number: TWI414084B
Application number: TW99118075A
Authority: TW
Inventors: Meng Yuan Hong; Min Hsun Hsieh; Hsin Mao Liu
Original assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2013-11-01
Also published as: TW201145562A

Description

發光二極體結構

本發明係關於一種發光元件，更具體而言，係關於一種利用磁場使磊晶層內電流均勻分布的發光元件。

近年來，隨著發光二極體應用的增加，各種增加發光二極體光摘出效率的方法一一被提出。欲增進光摘出效率所面臨的問題之一，為發光二極體電極間傳輸電流分布不均勻，所造成局部區域中電流密度過高(current crowding)問題。因為兩電極間電流分布的不均勻，使得操作電流增加而導致在特定區域的電流密度過高，進而導致發光二極體的總體發光效率降低。

請見第1圖，為一習知垂直式發光二極體100(vertical light emitting diode)結構之示意圖，包含一基板101、一磊晶結構102以及兩電極103與104，其中磊晶結構102包含一第一電性半導體層102a、一主動層102b以及一第二電性半導體層102c，電極103形成於磊晶結構102的上表面，電極104形成於基板101下方，電極103以及電極104具有相異電性，以提供電流流經主動層102b，使主動層102b中的電子電洞彼此複合(recombination)，釋放出一定波長的光子而使發光二極體100發光。基板101則供形成電極103與104以及磊晶結構102所用。

基於電子運動的傾向，於垂直式發光二極體100中，可發現電子會傾向流過兩電極103與104間的最低電阻路徑。換言之，於第1圖中，磊晶結構102內與兩電極103與104間最短路徑接近的區域會通過較大密度的電流，形成一高電流密度區域AREA 1，於此情形下，不但AREA 1中會通過過大電流，導致過熱而降低發光效率，且AREA 1之外的區域則因為通過電子較少，使得發光二極體100的整體光摘出效率下降。

請見第2圖，為另一習知的水平式發光二極體200(horizontal light emitting diode)結構之示意圖，發光二極體結構200包含一基板201、一磊晶結構202、兩電極203、204以及一電流分散層205，其中磊晶結構202包含一第一電性半導體層202a、一主動層202b以及一第二電性半導體層202c。兩電極203與204分別與電流分散層205以及第二電性半導體層202c電連接，電極203以及204具有相異電性，電極203形成於電流分散層205上，電極204形成於第二電性半導體層202c上，電極203以及204均位於磊晶結構202的上表面。一般來說，電極203以及204會位於磊晶結構202上表面，二者間有高度差，電流經第一電極203透過電流分散層205進行電流分散，再流經磊晶結構202的內部，使磊晶結構202中通過電流而發光。

然而，如同第1圖所示的垂直式發光二極體100，水平式發光二極體200亦面臨相同的電流分佈不均問題。

換言之，於第2圖中，磊晶結構202中與兩電極203與204間最低電阻路徑接近的區域會通過較大密度的電流，形成高電流密度區域AREA 2，於此情形下，不但AREA 2中會通過過大電流，導致過熱而降低發光效率，且AREA 2之外的區域則因為通過電子較少，使得發光二極體200的整體光摘出效率下降。

本發明係提供一發光元件，利用一磁性元件，於發光元件內電流流動方向的垂直方向，且/或於由發光元件內高電流密度區域指向低電流密度區域的大致垂直方向施加至少一磁場，使發光元件內之電流朝低電流密度區域擴散，以增加電流分佈的均勻度，進而提升發光效率。

本發明係提供一發光元件，利用至少一磁性元件，於發光元件內電流流動方向的大致垂直方向施加至少一磁場，使發光二極體內之電流路徑更為平均分布，以提升發光效率。

本發明提供一發光元件，包含一發光二極體以及一磁性元件，發光二極體包含一磊晶結構以及兩電極，以磁性元件產生與發光二極體內電流流動方向大致垂直的一磁場，其中發光二極體與磁性元件以維持磁性傳導至發光二極體的方式耦接。

本發明提供另一發光元件，包含一發光二極體以及一變壓器，發光二極體包含一磊晶結構以及兩電極，變壓器於通電後供應發光二極體所需的直流或交流電源，並產生與發光二極體內電流流動方向大致垂直的一磁場，其中發光二極體以維持磁性傳導至發光二極體的方式與變壓器耦接。

請見第3圖，為本發明所揭露之一垂直式發光元件300的一實施例之示意圖，垂直式發光元件300包含一垂直式發光二極體301以及一磁性元件306，發光二極體301包含一基板302，一磊晶結構303以及二電性相異的一第一電極304以及一第二電極305，其中第一電極304形成於磊晶結構303的上表面，第二電極305形成於基板302下表面。本實施例中，磊晶結構303由上而下至少包含一第一電性半導體層303a，一主動層303b以及一第二電性半導體層303c，第一電性半導體層303a與第一電極304電連接，第二電性半導體層303c透過基板302與第二電極305電連接。其中主動層303b可依據需要形成多重量子井結構(multi quantum well)。磁性元件306於第二電極305下方與發光二極體301耦合。磁性元件306所需要之電源，可透過與第二電極305電連接取得。磁性元件306亦可產生複數個磁場並將之組合為一具有所需方向以及強度之磁場。本實施例中，磁性元件306係位於第二電極305之下，但亦不以此為限，將磁性元件306置於發光二極體301之上或第一電性半導體層303a與第一電極304之間，或以磁性元件306替代基板302與第二電極305，均屬可行。

本實施例中之磁性元件306，於導電後產生一射入紙面或由紙面向外射出的磁場，其磁場方向與發光二極體內的電流方向不平行，或其磁場方向和發光二極體內的電流方向大致於垂直，且/或其磁場方向與磊晶結構303內高電流密度區域指向低電流密度區域的方向大致垂直。磁場會朝垂直於磁場以及電流的方向對發光二極體301內的電子施力，因此使得電子往發光二極體301中低電流密度之方向移動，亦即使電流往原來電流路徑外之磊晶結構303分散，因而增加發光二極體301的發光效率。磁性元件306所產生的磁場，依據發光二極體301結構的不同，可為大致地水平(parallel)於主動層303b，或者與主動層303b垂直(perpendicular)。

另外，本實施例中之磁性元件306所產生之磁場亦可同時包含射出或射入紙面，以及與主動層303b水平或垂直的組合，以配合各種型態之電極配置。換言之，諸如利用磁性元件306產生複數個磁場並將之組合為一具有所需方向以及強度磁場的方法，亦可由實施例之揭露而實施，因而使發光二極體301電極間具有較佳的電流擴散以提升光摘出效率。此外，本實施例亦可選擇性的包含一磁性層(圖未示)，磁性層可置於垂直式發光二極體301中，以於電流通過磁性層時，產生另一磁場與磁性元件306產生之磁場合併以增加分散通過磊晶結構303電流的效果。磁性層可置於磊晶結構303與第一電極304之間、磊晶結構303與第二電極305之間、第一電極304上或第二電極305上，但不以此為限，任何於垂直式發光二極體301中可分散通過磊晶結構303的電流的位置上，均可具有磁性層。

請見第3(a)圖，為第3圖所揭露的半導體結構300之另一實施例之示意圖，本實施例中，係將磁性元件306封裝於和發光二極體301具有良好電性接觸或者耦接強度的封裝體307中，使得磁性元件306透過封裝材質與發光二極體結構耦接。封裝體307亦可具有良好導熱性質，作為散熱座(heat sink)以傳導磁性元件306以及發光二極體301產生之熱量。換言之，本實施例中所揭露之磁性元件306並不需要與發光二極體301直接耦接，而僅需能夠透過封裝體307產生垂直於發光二極體303內電流方向的磁場即可。

請見第3(b)圖，為第3圖所揭露的發光二極體結構300之一側面圖。磁性元件306包含至少兩組產生磁場的結構，本實施例中，為一第一磁性元件306a以及一第二磁性元件306b，但數量上亦不以此為限。依據需要的不同，分別產生垂直於電流方向射出或射入紙面或與主動層303b水平或垂直的磁場，因而於本實施例中可同時產生射入與射出紙面之磁場，使得第一電極304以及第二電極305間之電流分別受到指向發光二極體301兩側之力，而使得電流更均勻的往發光二極體301中低電流密度的區域擴散。

請見第4圖，為本發明所揭露之一水平式發光元件400(horizontal light emitting diode)的一示意圖，包含一水平式發光二極體401以及一磁性元件406，水平式發光二極體401包含一基板402，一磊晶結構403以及二電性相異的第一電極404以及第二電極405，其中第一電極404形成於磊晶結構403上表面之一側，第二電極405形成於磊晶結構403上表面之另一側，兩電極404以及405間具有高度差，使得第一電極404與第二電極405間之電流流經磊晶結構403內部。本實施例中，磊晶結構403由上而下至少包含一第一電性半導體層403a，一主動層403b以及一第二電性半導體層403c，第一電性半導體層403a與第一電極404電連接，第二電性半導體層403c與第二電極405電連接。主動層403b可依據需要形成複數量子井(multi quantum well)。磁性元件406於基板402下方與基板402耦合，磁性元件406所需要之電源可透過與第二電極405電連接取得。本實施例中，發光二極體401靠近第二電極405側具有一通道407穿透基板至磁性元件406，第二電極405沿通道407向磁性元件406延伸，以與磁性元件406電性連接，磁性元件406亦可以佈植(implanting)或接合導線(bonding)的方式，使磁性元件406取得來自第二電極405的電源。但亦不以此為限。磁性元件406可以替代性地由第一電極404或是外部電源中取得電源，其絕緣方式亦可依據需要而以發光二極體習知製程或結構中的其他方式實施。本實施例中，磁性元件406係位於基板402之下，但亦不以此為限，將磁性元件406置於發光二極體401之上、磊晶結構403與第一電極404之間或磊晶結構403與基板402之間，或以磁性元件406替代基板402，亦屬可行。此外，本實施例亦可選擇性的包含一磁性層(圖未示)，磁性層可置於發光二極體401中，以於電流通過磁性層時，產生另一磁場與磁性元件406產生之磁場合併以增加分散通過磊晶結構403電流的效果。磁性層可置於磊晶結構403與第一電極404之間、磊晶結構403與第二電極405之間、磊晶結構403與基板402之間、第一電極404上或第二電極405上，但自然不以此為限，任何於發光二極體401中可分散通過磊晶結構403的電流的位置上，均可產生或置入磁性層。

請見第4(a)圖，為第4圖中所揭示之實施例之一上視圖。本實施例中之磁性元件406，依據需要的不同，於導電後產生一射入紙面或由紙面向外射出的磁場。依據霍爾定律(Hall Effect)，磁場會朝垂直於磁場以及電流的方向對電子施力，因此使得電子往發光二極體中低電流密度之區域擴散，亦即使電流往原來電流路徑外之磊晶結構其他部分分散，因而增加發光二極體的發光效率。磁性元件406所產生的磁場，依據發光二極體結構的不同，可大致地水平(parallel)於主動層或者與主動層垂直(perpendicular)。

此外，本實施例中之磁性元件406所產生之磁場可同時包含射出或射入紙面，以及與主動層水平或垂直的組合，配合各種型態之電極配置，可使電極具有較佳電流擴散以提升效率。

請見第4(b)圖，為第4圖所揭露之發光二極體結構之另一實施例之示意圖。本實施例中，係將磁性元件406封裝於和發光二極體401具有良好電性接觸或者耦接強度的封裝體408中，使得磁性元件406透過封裝體408與發光二極體401耦接，封裝體408亦可具有良好導熱性質，以作為散熱座(heat sink)來傳導磁性元件406以及發光二極體401產生之熱量。換言之，本實施例中所揭露之磁性元件406並不需要與發光二極體401直接耦接，而僅需能產生大致垂直於發光二極體401內電流方向磁場。另外，請見第4(c)圖，為第4圖所揭露的發光元件400之一側面圖。磁性元件406包含至少兩組產生磁場的結構，本實施例中，為一第一磁性元件406a以及一第二磁性元件406b，但亦不以此為限。依據需要的不同，分別產生垂直於電流方向射出或射入紙面或與主動層403b水平或垂直的磁場，因而於本實施例中可同時產生射入與射出紙面之磁場，使得第一電極404以及第二電極405間之電流分別受到朝向發光二極體401兩側之力，而使得電流更均勻地往磊晶結構403中低電流密度的區域擴散。

請見第5圖，為本發明所揭露之一交流發光元件500的一示意圖，發光元件500包含一發光二極體晶片501以及一磁性元件502，發光二極體晶片501至少包含一發光二極體群組503，發光二極體群組503至少包含一對正極與負極以反向並聯方式電性相接之發光二極體單元501a以及501b，以形成發光二極體群組503。發光二極體單元501a以及501b亦可依需要包含複數個串聯的發光二極體504，或是發光二極體晶片501包含複數個串聯或是並聯的發光二極體群組503，或是上述配置的組合。發光二極體晶片501內亦可包含至少一基納二極體(Zenor diode)作為電路保護與發光之用，亦可包含一全橋式(full-bridge)或是半橋式(half-bridge)配置的橋式結構，用於電源轉換、發光或是濾波之用，或是上述配置的組合。亦可包含諸如電阻、電感、電容等被動元件，將電阻元件用於電壓以及電流調整，電容、電感元件用於保護、儲能、濾波或是電源相位調變(phase modulation)。基本上，發光二極體晶片501適用直流或交流電源，其配置可以依據電源的屬性或電壓電流強度進行設計，例如於一電力線路(power line)的配電系統(distribution system)中一額定110伏特60赫茲的住宅型配電網路下，可依據發光二極體晶片501中每一發光二極體的驅動電壓需求進行電路設計，使發光二極體晶片501得以承載額定電壓以及電力線上額外的升降壓擾動。發光二極體晶片501中的配置可以一單晶片或是以複數元件電連接的方式實現。發光二極體晶片501得與一交流電源電性連接，或是依配置連接一變壓器(Transformer)或是交流或直流轉換器(Converter)，於發光二極體501a以及501b間正負相接時，無論交流電源輸入的電壓正負狀況，發光二極體晶片501都可以發光。本實施例中，兩發光二極體501a以及501b可分別為垂直式或水平式結構，磁性元件502亦透過發光二極體晶片501或是直接與交流電源電連接，以得到一交流電源輸入。換言之，除了依據第3圖以及第4圖所揭露以直流電源供應磁性元件，例如一電磁鐵，所需電源的實施方式之外，於本實施例中，磁性元件502係以一交流電源驅動。因此，交流發光元件500依據電源輸入的輸出頻率(例如為60Hz)，依序獲得一射出與射入紙面的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使發光二極體群組503內的發光二極體中第一電極以及第二電極間之電流分別輪流受到往發光二極體兩側之力，而使得電流更均勻的往發光二極體中低電流密度的區域擴散。

此外，本實施例亦適用在其他串並架構設計的交流型發光二極體設計，或是包含一橋式結構，以將交流電源轉換為直流電源的發光二極體晶片設計。

請見第6圖，為本發明所揭露之另一發光元件600的一上視圖。發光元件600包含一發光二極體601以及一變壓器602，發光二極體601可為垂直式或者水平式發光二極體，發光二極體601可為單一發光二極體或單一晶片上包含多數個發光二極體，發光二極體601可為一直流發光二極體或一交流發光二極體。變壓器602至少包含一組線圈結構，或其他進行電壓轉換之磁力裝置，且可為直流型或交流型變壓器，變壓器602於導電後產生一射入紙面或由紙面向外射出的磁場，此磁場大致和發光二極體內的電流方向垂直，且亦大致垂直於由高電流密度區域指向低電流密度區域的方向。依據霍爾定律(Hall Effect)，磁場會朝垂直於磁場以及電流的方向對電子施力，因此使得電子往發光二極體中低電流密度之區域擴散，亦即使電流往原來電流路徑外之磊晶結構內分散，因而增加發光二極體的發光效率。變壓器602所產生的磁場，依據發光二極體結構的不同，可為大致水平(parallel)於主動層，或者與主動層垂直(perpendicular)，其中變壓器602可為一直流變壓器或一交流變壓器。

此外本實施例中之變壓器所產生之磁場可同時包含射出或射入紙面，以及與主動層水平或垂直的組合，以配合各種型態之電極配置，可使電極間具較佳電流擴散以提升效率。

本發明可依據設計上的需要，對電磁鐵或變壓器的鐵心以及線圈進行其他配置，須注意的是，本發明的目的在於利用磁性元件產生一垂直於發光二極體結構中電流方向的磁場，於此前提下，諸如增加單位線圈數，增強線圈電流，或者放入軟磁鐵等其他磁性材料，亦是可行的方法。

本發明中所述之磁性元件、磁性層以及變壓器，可透過發光二極體之製程，利用磊晶(epoxy)，塗佈(coating)，印刷(printing)，金屬接合(metal bonding)，晶圓接合(wafer bonding)以及嵌入(embedded)等方式，以形成一金屬層，或是得以產生垂直於發光二極體內電流方向磁場的磁性結構。磁性結構得由下列之材質中選出：氧化鈦(TiO₂ )、氧化鐵鎂(MgFe₂ O₄ )以及氧化鐵鎳(NiFe₂ O₄ )，或更進一步包含強鐵性材料：Rb、Rn、Nd、Fe、Pg、Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Sb、Pt、Pd、Ti、Ru、Ag以及Alloy；陶瓷性材料：Mn、Fe、Co、Cu的氧化物、V、Cr₂ O₃ 、CrS、MnS、MnSe或Mn、Fe、Co、Ni的氟化物、或V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu的氯化物或Cu、CrSb、MnAs、MnBi的溴化物，但亦不以此為限。磁性結構之材料亦可為摻雜過渡金屬之透明導電材料，例如以氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO)等摻雜Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Pd、Ti、Ru或Ag等。

磁性結構可作為發光二極體的基板(substrate)、次基板(submount)、承載座(holder)、接腳(slug)、磁性層(magnetic film)，但亦不以此為限。

上述之諸實施例，其中所述之第一半導體層、第二半導體層以及主動層之材料係包含III-V族化合物，例如氮化鎵系列或磷化鎵系列之材料。所述之成長基板例如為包括至少一種材料選自於藍寶石、碳化矽、氮化鎵、以及氮化鋁所組成之群組。所述之n型半導體層、p型半導體層以及主動層可為單層或多層結構，例如為超晶格結構。另外，本發明之所述之發光二極體晶片並不限於以接合方式直接接合或藉由一介質接合至一導熱或導電基板，其他形成方式，例如以成長方式成長於所述之成長基板上亦屬本發明之範圍。

所述之電流分散層包含透明金屬氧化物，例如為氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO)。所述之成長基板例如為包括至少一種透明材料或絕緣材質選自於藍寶石、碳化矽、氮化鎵、以及氮化鋁所組成之群組。所述之支持基板例如為包括透明材料選自於磷化鎵、藍寶石、碳化矽、氮化鎵、以及氮化鋁所組成之群組；或例如為包括導熱材料選自於鑽石、類鑽碳(DLC)、氧化鋅、金、銀、鋁等材質所組成之群組。所述之非單晶相接合層包含至少一種材料選自於金屬氧化物、非金屬氧化物、高分子聚合物、金屬、或金屬合金所組成之群組。

而本發明中的發光二極體結構，更可進一步包含有機發光二極體(Organic light-emitting diode)。

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。

100．．．垂直式發光二極體

101．．．基板

102．．．磊晶結構

103、104．．．電極

200．．．水平式發光二極體

201．．．基板

202．．．磊晶結構

203、204．．．電極

205．．．電流分散層

300．．．垂直式發光二極體結構

301．．．垂直式發光二極體

302．．．基板

303．．．磊晶結構

303a．．．第一電性半導體層

303b．．．主動層

303c．．．第二電性半導體層

304．．．第一電極

305．．．第二電極

306．．．磁性元件

306a．．．第一磁性元件

306b．．．第二磁性元件

307．．．封裝體

400．．．水平式發光二極體結構

401．．．水平式發光二極體

402．．．基板

403．．．磊晶結構

403a．．．第一電性半導體層

403b‧‧‧主動層

403c‧‧‧第二電性半導體層

404‧‧‧第一電極

405‧‧‧第二電極

406‧‧‧磁性元件

406a‧‧‧第一磁性元件

406b‧‧‧第二磁性元件

407‧‧‧通道

408‧‧‧封裝體

501‧‧‧發光二極體晶片

501a、501b‧‧‧發光二極體

502‧‧‧磁性元件

503‧‧‧發光二極體群組

504‧‧‧發光二極體

600‧‧‧發光二極體結構

601‧‧‧發光二極體

602‧‧‧變壓器

第1圖顯示一習知垂直式發光二極體100結構之示意圖。

第2圖顯示另一習知的水平式發光二極體200結構之示意圖。

第3圖顯示本發明所揭露之一垂直式發光元件300的一實施例之示意圖。

第3(a)圖顯示第3圖所揭露的發光元件300之另一實施例之示意圖。

第3(b)圖顯示第3圖所揭露的發光元件300之一側面圖。

第4圖顯示本發明所揭露之一水平式發光元件400的一示意圖。

第4(a)圖顯示第4圖中所揭示之水平式發光元件400之一實施例之上視圖。

第4(b)圖顯示第4圖所揭露之水平式發光元件400之另一實施例之一示意圖。

第4(c)圖顯示第4圖所揭露之水平式發光元件400之一側面圖。

第5圖顯示本發明所揭露之一交流發光元件500的一示意圖。

第6圖顯示本發明所揭露之另一發光元件600的一上視圖。

400．．．水平式發光元件

401．．．水平式發光元件

402．．．基板

403．．．磊晶結構

403a．．．第一電性半導體層

403b．．．主動層

403c．．．第二電性半導體層

404．．．第一電極

405．．．第二電極

406．．．磁性元件

407．．．通道

Claims

一種發光元件，包含：一發光二極體，包含一磊晶結構、一基板、一第一電極以及一第二電極，該磊晶結構包含一第一電性接觸層、一主動層以及一第二電性接觸層，該第一電性接觸層與該第一電極電連接，該第二電性接觸層與該基板電連接，該基板與該第二電極電連接，該主動層位於該第一電性接觸層以及該第二電性接觸層之間；以及一磁性元件，與該發光二極體耦接，該磁性元件導通後於該磊晶結構內施加複數個磁場。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁場方向大致垂直於由該磊晶結構內高電流密度區域指向低電流密度區域的方向。
如申請專利範圍第2項所述之發光元件，其中該磁場大致垂直於該磊晶結構內電流流動的方向。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁場係為下列之一及其組合：大致垂直射出該發光二極體的磁場、大致垂直射入該發光二極體的磁場、大致水平該主動層的磁場以及大致垂直該主動層的磁場。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該複數個磁場形成具有特定方向與強度的一總磁場。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件包含兩磁性單元，該等磁性單元分別產生大致垂直射出該發光二極體的磁場以及大致垂直射入該發光二極體的磁場。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件依據輸入電源的方向以及輸出頻率，產生大致垂直射出與射入該發光二極體結構的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使該發光二極體中一電流路徑上之電子朝向該磊晶結構兩側低電流密度區擴散。
如專利申請範圍第2項所述之發光元件，其中該磁性元件依據電源輸入的輸出頻率，產生大致垂直射出與射入該發光二極體結構的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使該發光二極體中電流路徑上之電子依序受到朝向該磊晶結構中一第一低電流密度方向以及一第二低電流密度方向之力。
如專利申請範圍第6項所述之發光元件，其中該磁性元件依據電源輸入的輸出頻率，產生大致垂直射出與射入該發光二極體結構的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使該發光二極體中電流路徑上之電子依序受到朝向該磊晶結構中一第一低電流密度方向以及一第二低電流密度方向之力。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該發光二極體為一垂直式發光二極體。
如專利申請範圍第6項所述之發光元件，其中該發光二極體為一垂直式發光二極體。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該發光二極體為一水平式發光二極體。
如專利申請範圍第6項所述之發光元件，其中該發光二極體為一水平式發光二極體。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該發光二極體具有一電性通道，該第二電極透過該電性通道與該磁性元件電連接。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件係為該發光二極體中之一元件，該元件為下列之一者及其組合：一基板(substrate)、一次基板(submount)、一承載座(holder)、一接腳(slug)以及一磁性層(magnetic film)。
如專利申請範圍第2項所述之發光元件，其中該磁性元件係為該發光二極體之一元件，該元件為下列之一者及其組合：一基板(substrate)、一次基板(submount)、一承載座(holder)、一接腳(slug)以及一磁性層(magnetic film)。
如專利申請範圍第6項所述之發光元件，其中該磁性元件係為該發光二極體之一元件，該元件為下列之一者及其組合：一基板(substrate)、一次基板(submount)、一承載座(holder)、一接腳(slug)以及一磁性層(magnetic film)。
如專利申請範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件可包含下列材料之一者及其組合：氧化鈦(TiO2)、氧化鐵鎂(MgFe₂ O₄ )、氧化鐵鎳(NiFe₂ O₄ )、強鐵性材料、陶瓷性材料、V、Cr₂ O₃ 、CrS、MnS、摻雜過渡金屬之透明導電材料、Mn、Fe、Co、Ni的氟化物、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu的氯化物以及Cu、CrSb、MnAs、MnBi的溴化物。
如專利申請範圍第18項所述之發光元件，其中該強鐵性材料包含Rb、Rn、Nd、Fe、Pg、Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Sb、Pt、Pd、Ti、Ru、Ag及其組合，該陶瓷性材料包含Mn、Fe、Co、Cu的氧化物及其組合，該透明導電材料包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)及其組合，該過渡金屬包含Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Pd、Ti、Ru、Ag及其組合。
一發光元件包含：一發光二極體晶片，包含複數發光二極體單元，每一該等發光二極體單元包含一磊晶結構、一第一電極以及一第二電極，該磊晶結構包含一第一電性接觸層、一主動層以及一第二電性接觸層，該第一電性接觸層與該第一電極電連接，該第二電性接觸層與該第二電極電連接，該主動層位於該第一電性接觸層以及該第二電性接觸層之間；以及一磁性元件，與該發光二極晶片耦接，於該磁性元件導通後於該等磊晶結構內施加複數個磁場。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該磁場大致垂直於該等磊晶結構內高電流密度區域指向低電流密度區域的方向。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該磁場大致垂直於該等磊晶結構內電流流動的方向。
如申請專利範圍第21項所述之發光元件，其中該磁場選自下列之一及其組合：大致垂直射出該發光二極體晶片的磁場、大致垂直射入該發光二極體晶片的磁場、與大致水平該等主動層的磁場以及大致垂直該等主動層的磁場。
如申請專利範圍第23項所述之發光元件，其中該複數個磁場形成具有特定方向與強度的一總磁場。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該發光二極體晶片至少包含一發光二極體群組，該發光二極體群組至少包含相反電極間互相聯接的兩發光二極體單元。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，該發光二極體晶片包含一基納二極體。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該等發光二極體單元至少具有一全橋式電性連接。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該等發光二極體單元具有一半橋式電性連接。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該發光二極體晶片更包含下列元件之一者及其組合：電阻、電容、電感以及電導。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該發光二極體晶片為一單晶片(Single Chip)結構。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，與一交流電源電連接，依據電源輸入的輸出頻率，產生大致垂直射出與射入該發光二極體晶片的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使該發光二極體晶片中電流路徑上之電子依序受到朝向該磊晶結構中一第一低電流密度方向以及一第二低電流密度方向之力。
如專利申請範圍第20項所述之發光元件，其中該磁性元件包含至少兩磁性單元，該等磁性單元分別產生大致垂直射出該發光二極體晶片的磁場以及大致垂直射入該發光二極體晶片的磁場。
如申請專利範圍第32項所述之發光元件，與一交流電源電連接，依據該交流電源的輸出頻率，產生大致垂直射出與射入該發光二極體結構的震盪磁場(oscillating magnetic fields)，使該發光二極體晶片中一電流路徑上之電子依序受到朝向該磊晶結構中一第一低電流密度方向以及一第二低電流密度方向之力。
如專利申請範圍第20項所述之發光元件，其中該磁性元件可作為該發光二極體晶片之一元件，該元件為下列之一者及其組合：一基板(substrate)、一次基板(submount)、一承載座(holder)、一接腳(slug)以及一磁性層(magnetic film)。
如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件係一變壓器，該變壓器為該發光元件的一電源供應系統的一部分。
如申請專利範圍第35項所述之發光元件，其中該變壓器為一交流變壓器。
如申請專利範圍第35項所述之發光元件，其中該變壓器為一直流變壓器。
如申請專利範圍第1項所述之發光元件，其中該磁性元件為一交流或直流轉換器。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該磁性元件係利用一變壓器加以實施，該變壓器為該發光元件電源供應系統的一部分。
如申請專利範圍第39項所述之發光元件，其中該變壓器為一交流變壓器。
如申請專利範圍第39項所述之發光元件，其中該變壓器為一直流變壓器。
如申請專利範圍第20項所述之發光元件，其中該磁性元件為一交流或直流轉換器。