TWI478386B - 白光led - Google Patents
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Description
本發明涉及一種白光LED。
由氮化鎵半導體材料製成的高效藍光、綠光和白光發光二極體具有壽命長、節能、綠色環保等顯著特點，已被廣泛應用於大螢幕彩色顯示、汽車照明、交通訊號、多媒體顯示和光通訊等領域，特別是白光發光二極體在照明領域具有更廣闊的發展潛力。
先前的白光LED主要採用以下兩種結構。一種是在藍光LED上塗覆發黃光的螢光粉。所述藍光LED發出的部分藍光被螢光粉吸收發出黃光，另一部分藍光與螢光粉發出的黃光混合，從而可以得到白光。然而，由於這種白光LED需要利用螢光粉進行二次量子轉化才能混合出白光，故，這種結構的白光LED的發光效率較低。另一種是將紅、綠、藍三種基色的LED芯片層疊設置在一起。同時點亮所述三種基色的LED，從而混合紅、綠、藍三種基色獲得白光。然而，由於這種白光LED需要將三種基色的LED芯片層疊設置在一起，故，這種結構的白光LED的製備方法較為複雜且成本較高。
有鑒於此，提供一具有較高發光效率的新型白光LED實為必要。
一種白光LED，包括：三個第一LED半導體結構和一個第二LED半
導體結構，每一LED半導體結構包括依次層疊設置的一第一半導體層、一活性層和一第二半導體層，所述三個第一LED半導體結構和第二LED半導體結構共用所述第一半導體層，每一LED半導體結構的活性層設置在所述第一半導體層的一第一表面且間隔設置，所述三個第一LED半導體結構中的活性層設置在所述第二LED半導體結構中的活性層的四周，所述三個第一LED半導體結構分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，所述第二LED半導體結構為一光柵。
一種白光LED，包括：三個第一LED半導體結構和一個第二LED半導體結構，每一LED半導體結構包括依次層疊設置的一基底、一第一半導體層、一活性層和一第二半導體層，所述三個第一LED半導體結構和第二LED半導體結構共用所述基底，每一LED半導體結構的第一半導體層設置在所述基底的一第一表面且間隔設置，所述三個第一LED半導體結構的第一半導體層設置在所述第二LED半導體結構的第一半導體層的四周，所述三個第一LED半導體結構分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，所述第二LED半導體結構為一光柵。
一種白光LED，包括：所述三個發光單元分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，每一發光單元均具有一出光面，所述三個發光單元發出的光線匯聚於一個焦點；所述光柵結構設置於所述三個發光單元的焦點，該光柵結構具有一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層，所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層依次層疊設置，所述光柵結構具有一出光面以及複數個與所述出光面相交的入光面，每一發光單元的出光面正對所述光柵結構的
入光面，所述光柵結構的出光面設置在所述第二半導體層遠離活性層的表面。
相較先前技術，本發明提供的白光LED無需利用螢光粉進行二次量子轉化，故，該結構的白光LED具有較高的發光效率。其次，本發明提供的白光LED也無需將三種基色的LED芯片層疊設置在一起，而是將三種基色的LED芯片設置在同一平面上，並通過光柵結構將三基色的光線混合從而獲得白光，故，該結構的白光LED的製備方法較為簡單且成本較低。
10；20‧‧‧白光LED
100‧‧‧基底
110；210‧‧‧第一半導體層
120；170；220‧‧‧活性層
130；180；230；270‧‧‧第二半導體層
140；240‧‧‧第一反射層
150；250‧‧‧第一電極
160；260‧‧‧第二電極
182；272‧‧‧本體
184；274‧‧‧第一三維奈米結構
L1；L2；L3；L4；L5；L6‧‧‧發光單元
G1；G2‧‧‧光柵結構
圖1為本發明第一實施例提供的白光LED的俯視圖。
圖2為本發明第一實施例提供的白光LED沿圖1中的直線II-II’剖開的剖面圖。
圖3為本發明第一實施例提供的白光LED中第一半導體層表面上的第一區域及第二區域的組合圖。
圖4為本發明第一實施例提供的白光LED光柵結構中第二半導體層表面上的第一三維奈米結構的結構圖。
圖5為本發明第一實施例提供的白光LED光柵結構中第二半導體層表面上的第一三維奈米結構的掃描電鏡照片。
圖6為本發明第二實施例提供的白光LED的俯視圖。
圖7為本發明第二實施例提供的白光LED沿圖6中的直線VI-VI’剖開的剖面圖。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種白光LED10，包括：三個發光單元L1、L2、L3及一個光柵結構G1。所述發光單元L1、L2、L3及光柵結構G1均為一LED半導體結構。所述發光單元L1、L2、L3及光柵結構G1處於同一平面上，且所述發光單元L1、L2、L3圍繞所述光柵結構G1設置。所述發光單元L1、L2、L3分別為紅、綠、藍三基色的LED芯片。每一發光單元L1、L2、L3包括：一基底100、一第一半導體層110、一活性層120、一第二半導體層130、一第一反射層140、一第一電極150以及一第二電極160。所述光柵結構G1包括：一基底100、一第一半導體層110、一活性層170、以及一第二半導體層180。所述發光單元L1、L2、L3及所述光柵結構G1為一體結構，即，該發光單元L1、L2、L3與所述光柵結構G1中的基底100為一體結構；該發光單元L1、L2、L3與所述光柵結構G1中的第一半導體層110也為一體結構，另外，所述發光單元L1、L2、L3共用所述第一電極150。
每一發光單元L1、L2、L3均具有一出光面(圖為標示)。本實施例中，所述發光單元L1、L2、L3的出光面設置於相對所述光柵結構G1的一側。所述光柵結構G1具有一出光面以及複數個入光面(圖為標示)，所述光柵結構G1的出光面與入光面相交，且每一發光單元L1、L2、L3的出光面正對所述光柵結構G1的入光面。所述光柵結構G1的出光面為所述白光LED的出光面。本實施例中，所述光柵結構G1的出光面與光柵結構G1的入光面相互垂直。
在所述發光單元L1或L2或L3中，所述第一半導體層110、活性層120、第二半導體層130以及第一反射層140依次層疊設置於所述
基底100的表面，且所述第一半導體層110與所述基底100接觸設置。所述第一電極150與所述第一半導體層110電連接，所述第二電極160與所述第二半導體層130電連接。
在所述光柵結構G1中，所述第一半導體層110、活性層170以及第二半導體層180依次層疊設置於基底100的表面，且所述第一半導體層110與所述基底100接觸設置。所述第二半導體層180遠離活性層170的表面為所述白光LED10的出光面。
所述發光單元L1、L2、L3及光柵結構G1中的基底100主要起支撐作用，該基底100具有一支持外延生長的外延生長面。所述基底100的厚度為300至500微米，所述基底100的材料可以為SOI(silicon on insulator，絕緣基底上的矽)、LiGaO2、LiAlO2、Al2O3、Si、GaAs、GaN、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlP、AlAs、AlSb、AlN、GaP、SiC、SiGe、GaMnAs、GaAlAs、GaInAs、GaAlN、GaInN、AlInN、GaAsP、InGaN、AlGaInN、AlGaInP、GaP：Zn或GaP：N等。所述基底100的材料可根據所述需要生長的半導體層的材料進行選擇，所述基底100的材料與所述半導體層的材料具有較小的晶格失配及相近的熱膨脹係數，從而可以減少生長的半導體層中的晶格缺陷，提高其質量。本實施例中，由於所述發光單元L1、L2、L3與所述光柵結構G1的基底100為一體結構，故，所述發光單元L1、L2、L3與光柵結構G1的基底100為一連續的整體結構，其厚度為400微米，材料為藍寶石。
所述發光單元L1、L2、L3及光柵結構G1中的第一半導體層110設置於所述基底100的外延生長面。所述第一半導體層110、第二半導體層130分別為N型半導體層和P型半導體層兩種類型中的一種
。具體地，當該第一半導體層110為N型半導體層時，第二半導體層130為P型半導體層；當該第一半導體層110為P型半導體層時，第二半導體層130為N型半導體層。所述N型半導體層起到提供電子的作用，所述P型半導體層起到提供空穴的作用。N型半導體層的材料包括N型氮化鎵、N型砷化鎵及N型磷化銅等材料中的一種或幾種。P型半導體層的材料包括P型氮化鎵、P型砷化鎵及P型磷化銅等材料中的一種或幾種。所述第一半導體層110的厚度為1微米至5微米。本實施例中，所述發光單元L1、L2、L3與光柵結構G1中的第一半導體層110也為一連續的整體結構，其材料為N型氮化鎵，且所述發光單元L1、L2、L3與光柵結構G1中的第一半導體層110完全覆蓋所述基底100的外延生長面。
可選擇地，一緩衝層(圖未示)可以設置於基底100和第一半導體層110之間，並與所述基底100和第一半導體層110分別接觸，此時第一半導體層110靠近基底100的表面與緩衝層接觸。所述緩衝層有利於提高所述第一半導體層110的外延生長質量，減少晶格缺陷。所述緩衝層的厚度為10奈米至300奈米，其材料可以為氮化鎵或氮化鋁等。
所述第一半導體層110遠離基底100的表面按其功能可區分為第一區域(未標示)、第二區域(未標示)及第三區域(未標示)，其中，所述第一區域用於設置所述發光單元L1、L2、L3的活性層120；所述第二區域用於設置所述光柵結構G1的活性層170；所述第三區域用於設置所述發光單元L1、L2、L3的第一電極150。所述第一區域的數量等於所述發光單元L1、L2、L3的數量；所述第二區域的數量等於所述光柵結構G1的數量；所述第三區域的
數量等於所述第一電極150的數量。所述第一區域圍繞所述第二區域設置，並與所述第二區域間隔設置，且每一第一區域到第二區域的距離相等。每一第一區域到第二區域的距離為1微米到1毫米。所述第一區域及第二區域的形狀可以為三角形、正方形、矩形、圓形、圓弧形等規則或不規則的幾何圖形。優選地，所述第一區域的形狀及面積相等。請一併參照圖3，所述第一區域及第二區域可以是正方形與正方形的組合、三角形與三角形的組合、正方形與三角形的組合以及圓弧形與圓形的組合等。
所述發光單元L1、L2、L3中的活性層120設置於所述第一半導體層110的第一區域。優選地，所述活性層120和第一半導體層110的接觸面積與第一區域的面積相等。即，每一發光單元L1、L2、L3中的活性層120完全覆蓋所述第一半導體層110的一個第一區域。本實施例中，包括三個活性層120，所述三個活性層120分別設置於所述第一半導體層110的三個第一區域。每一活性層120為包含一層或多層量子阱層的量子阱結構(Quantum Well)。所述活性層120用於提供光子。所述活性層120的材料為氮化鎵、氮化銦鎵、氮化銦鎵鋁、砷化稼、砷化鋁稼、磷化銦鎵、磷化銦砷或砷化銦鎵中的一種或幾種，其厚度為0.01微米至0.6微米。可以理解，可以在所述各個活性層120中摻雜不同的元素，從而獲得紅、綠、藍三基色的光。本實施例中，所述活性層120為兩層結構，包括一氮化銦鎵層及一氮化鎵層，其厚度約為0.03微米。所述光柵結構G中的活性層170設置於所述第一半導體層110的第二區域。優選地，所述活性層170和第一半導體層110的接觸面積與第二區域的面積相等。即，所述活性層170完全覆蓋所述第一半導體層110的第二區域。本實施例中，所述活性層170的材料及厚度與
所述活性層120的材料及厚度相同，即，所述活性層170也為兩層結構，包括一氮化銦鎵層及一氮化鎵層，其厚度約為0.03微米。
所述發光單元L1、L2、L3中的第二半導體層130設置於所述活性層120遠離基底100的表面，優選地，所述第二半導體層130覆蓋所述活性層170遠離基底100的整個表面。所述第二半導體層130的厚度為0.1微米~3微米。所述第二半導體層130可為N型半導體層或P型半導體層兩種類型，並且所述第二半導體層130與第一半導體層110分屬兩種不同類型的半導體層。本實施例中，所述第二半導體層130為鎂(Mg)摻雜的P型氮化鎵，其厚度為0.3微米。
請參考圖4及圖5，所述光柵結構G1中的第二半導體層180設置於所述活性層170遠離基底100的表面，優選地，所述第二半導體層180覆蓋所述活性層170遠離基底100的整個表面。所述光柵結構G1中的第二半導體層180與所述發光單元L1、L2、L3中的第二半導體層130的結構基本相同，不同之處在於，所述第二半導體層180遠離活性層170的表面設置有複數個第一三維奈米結構184，即，所述第二半導體層180包括一本體182以及複數個第一三維奈米結構184。
所述第一三維奈米結構184可以為條形凸起結構、點狀凸起結構或條形凸起結構與點狀凸起結構的組合等等。所述條形凸起結構為從所述第二半導體層180的本體182向外延伸出的條形凸起實體。所述條形凸起結構的橫截面可以是三角形、方形、矩形、梯形、弓形、半圓形、M形或其他形狀。所述點狀凸起結構為從所述第二半導體層180的本體182向外延伸出的點狀凸起實體。所述點狀凸起結構的形狀為球形、橢球形、單層棱臺、多層棱臺、單層
棱柱、多層棱柱、單層圓臺、多層圓臺或其他不規則形狀。所述複數個第一三維奈米結構184可以以陣列的形式分佈。所述陣列形式分佈指所述複數個第一三維奈米結構184可以按照等間距排布、同心圓環排布或同心回形排布，形成所述第二半導體層180圖案化的結構。
本實施例中，所述光柵結構G1包括複數個條形的第一三維奈米結構184；該複數個條形的第一三維奈米結構184以等間距排列，且相鄰兩個條形的第一三維奈米結構184之間的距離約為100奈米到200奈米，優選地，相鄰兩個條形的第一三維奈米結構184之間的距離約為140奈米；所述條形的第一三維奈米結構184的橫截面為半圓形，且該半圓形的半徑為100奈米到200奈米，優選地，該半圓形的半徑約為160奈米；所述條形的第一三維奈米結構184與所述第二半導體層180的本體182為一體結構。
所述發光單元L1、L2、L3中的第一反射層140分別設置於每一發光單元L1、L2、L3中的第二半導體層130遠離活性層120的表面，優選地，所述第一反射層140覆蓋所述第二半導體層130遠離活性層120的整個表面。所述第一反射層140的材料可為鈦、銀、鋁、鎳、金或其任意組合。當發光單元L1、L2、L3中的活性層120中產生的光線到達該第一反射層140後，所述第一反射層140可將光線反射，從而使光線從發光單元L1、L2、L3相對所述光柵結構G1一側的出光面射出。
所述發光單元L1、L2、L3中的第一電極150與所述第一半導體層110電連接。本實施例中，所述第一電極150設置於所述第一半導體層110的第三區域，並覆蓋該第三區域的部分表面。所述第一
電極150的數量取決於所述發光單元L1、L2、L3中的中第一半導體層110的設置方式。本實施例中，由於所述發光單元L1、L2、L3中的第一半導體層110為一體結構，故，僅需要設置一個第一電極150。所述第一電極150與每一發光單元L1、L2、L3中的活性層120間隔設置。所述第一電極150可以為N型電極或P型電極，其與第一半導體層110的類型相同。所述第一電極150為一層的整體結構，其材料為鈦、銀、鋁、鎳、金或其任意組合。本實施例中，所述第一電極150為兩層結構，一層為厚度15奈米的鈦，另一層為厚度200奈米的金。
每一發光單元L1、L2、L3中的第二電極160分別與每一發光單元L1、L2、L3中的第二半導體層130電連接。所述第二電極160類型可以為N型電極或P型電極，其與第二半導體層130的類型相同。所述第二電極160的形狀不限，可根據實際需要進行選擇。所述第二電極160為一層結構，其材料為鈦、銀、鋁、鎳、金或其任意組合，也可為ITO或奈米碳管膜。本實施例中，所述第二電極160為P型電極。所述第二電極160為兩層結構，一層為厚度為15奈米的鈦，另一層為厚度為100奈米的金，形成一鈦/金電極。
進一步的，可在每一發光單元L1、L2、L3中第一半導體層110靠近活性層120的表面、基底100靠近第一半導體層110的表面或所述活性層120靠近第二半導體層130的表面同時或分別設置一第二三維奈米結構(圖未示)，所述第二三維奈米結構與所述第一三維奈米結構184的結構可相同或不同，即，該第二三維奈米結構也可以為條形凸起結構、點狀凸起結構或條形凸起結構與點狀凸起結構的組合等等。可以理解，該複數個第二三維奈米結構的設
置，可以增加所述活性層120、第一半導體層110及第二半導體層130之間的接觸面積，進而提高了空穴與電子的複合幾率，增加了產生光子的數量，從而可以進一步提高每一發光單元L1、L2、L3的發光效率。
此外，還可以在所述基底100遠離第一半導體層110的表面以及每一發光單元L1、L2、L3遠離光柵結構G1的一側設置一第二反射層(圖未示)，所述第二反射層的結構可以與所述第一反射層的結構相同。當發光單元L1、L2、L3中的活性層120中產生的光線到達該第二反射層後，所述第二反射層可將光線反射，從而使之從所述發光單元L1、L2、L3相對光柵結構G1一側的出光面射出，進而可提高所述發光單元L1、L2、L3的出光效率。
另外，所述複數個發光單元及光柵結構也不限於共用所述基底100、第一半導體層110及第一電極150，只要保證複數個發光單元與所述光柵結構處於同一水平面上，且每一發光單元到光柵結構的距離基本相等即可。即，所述複數個發光單元及光柵結構為相互獨立的結構。所述發光單元到光柵結構的距離為1微米到1毫米。可以理解，當每一發光單元及光柵結構為相互獨立的結構時，每一發光單元均要配置一個第一電極。此外，所述光柵結構不限於本發明第一實施例中的結構，也可以僅由一表面具有複數個三維奈米結構的透明的介質層組成。另外，每一發光單元及光柵結構的形狀可以為三角形、正方形、矩形、圓形、圓弧形等規則或不規則的幾何圖形。優選地，每一發光單元的形狀及面積相等。例如，所述發光單元及光柵結構可以是正方形與正方形的組合、三角形與三角形的組合、正方形與三角形的組合以及圓弧形與
圓形的組合等等。
本發明第一實施例提供的白光LED10在使用時，可以通過所述第一電極150及每一發光單元L1、L2、L3中的第二電極160向每一發光單元L1、L2、L3施加一定的電壓。此時，每一發光單元L1、L2、L3中的活性層120會由於電子和空穴的複合而分別產生紅、綠、藍三基色的光線。一方面，大部分三基色的光線會由於第一反射層及第二反射層的反射而分別從所述發光單元L1、L2、L3相對光柵結構G1一側的出光面射出，並進入所述光柵結構G1中進行混合。另一方面，由於所述光柵結構G1具有複數個第一三維奈米結構184，故，該光柵結構G1可以將三基色的光線轉變成垂直於第二半導體180表面的光線射出，並在光柵結構G1的出光面進行進一步混合，從而產生白光。具體地，從發光單元L1、L2、L3中射出的光線經過空氣以及光柵結構G1的兩次折射後，會改變入射角的大小，從而使一部分光線的入射角小於臨界角而從所述光柵結構G1的出光面上射出。另外，還可以容易地通過控制施加到每一發光單元L1、L2、L3電壓的大小，從而獲得不同顏色的光線。
請參閱圖6，本發明第二實施例提供一種白光LED20，包括：三個發光單元L4、L5、L6及一個光柵結構G2。所述發光單元L4、L5、L6及光柵結構G2間隔設置於同一平面上。該三個發光單元L4、L5、L6圍繞所述光柵結構G2設置，且所述三個發光單元L4、L5、L6到所述光柵結構G2的距離相等。所述發光單元L4、L5、L6到所述光柵結構G2的距離為1微米到1毫米。所述發光單元L4、L5、L6也分別為紅、綠、藍三基色的LED芯片。
請參閱圖7，每一發光單元L4、L5、L6包括：一第一半導體層210、一活性層220、一第二半導體層230、一第一反射層240、一第一電極250以及一第二電極260。所述第一半導體層210、活性層220、第二半導體層230以及第一反射層240依次層疊設置於所述第一電極250的表面，且所述第一半導體層210與所述第一電極250接觸設置且與所述第一電極250電連接。所述第二電極260與所述第二半導體層230電連接。所述發光單元L4、L5、L6相對所述光柵結構G2的一側為所述發光單元L4、L5、L6的出光面。
所述發光單元L4、L5、L6中的第一半導體層210、活性層220、第二半導體層230、第一反射層240、第一電極250以及第二電極260的材料與本發明第一實施例中的第一半導體層110、活性層120、第二半導體層130、第一反射層140、第一電極150以及第二電極160的材料相同。
所述光柵結構G2的結構與所述發光單元L4、L5、L6的結構基本相同。不同之處在於，所述光柵結構G2中的第二半導體層230遠離所述活性層220的表面具有複數個第一三維奈米結構274。所述第一三維奈米結構274為所述第二半導體層230本體272向外延伸的凸出實體。所述本體272設置有複數個第一三維奈米結構274的表面為所述光柵結構G2的出光面，即，所述白光LED20的出光面。所述本體272垂直於所述光柵結構G2出光面的表面為所述光柵結構G2的入光面，且每一發光單元L4、L5、L6的出光面正對所述光柵結構G2的入光面。所述第一三維奈米結構274與本發明第一實施例中的第一三維奈米結構184相同。
進一步的，可以分別在所述發光單元L4、L5、L6中第一電極250
遠離活性層220的表面設置一第二反射層(圖未示)，所述第二反射層的結構可以與所述第一反射層的結構相同。當發光單元L4、L5、L6中的活性層220中產生的光線到達該第二反射層後，所述第二反射層可將光線反射，從而使之從所述發光單元L4、L5、L6相對光柵結構G2一側的出光面射出，進而可提高所述發光單元L4、L5、L6的出光效率。
可以理解，所述三個發光單元L4、L5、L6及所述光柵結構G2也不限於上述設置方式，只要使所述三個發光單元發出的光線匯聚於一個焦點，且使所述光柵結構G2設置於所述焦點即可。另外，所述發光單元L4、L5、L6也不限於LED，也可以使用紅、綠、藍三基色的OLED芯片或其他三基色的發光單元。
另，所述發光單元L4、L5、L6及光柵結構G2也可以為一體結構，即，此時，所述發光單元L4、L5、L6及光柵結構G2中的第一半導體層210可以為一體結構，且發光單元L4、L5、L6及光柵結構G2中第一電極250也為一體結構。
本發明第二實施例提供的白光LED20在使用時，可以通過每一發光單元L4、L5、L6中的第一電極250及第二電極260向每一發光單元L4、L5、L6施加一定的電壓。此時，每一發光單元L1、L2、L3中的活性層220會由於電子和空穴的複合而分別產生紅、綠、藍三基色的光線。一方面，大部分三基色的光線會由於第一反射層及第二反射層的反射而分別從所述發光單元L4、L5、L6相對光柵結構G2一側的出光面射出，並進入所述光柵結構G2中進行混合。另一方面，由於所述光柵結構G2具有複數個三維奈米結構274，故，該光柵結構G2可以將所述三基色的光線轉變成垂直於
白光LED2出光面的光線射出並在白光LED2的出光面上進一步混合，從而產生白光。另外，還可以容易地通過控制施加到每一發光單元4、L5、L6電壓的大小，從而獲得不同顏色的光線。
本發明實施例提供的白光LED具有以下優點。首先，本發明實施例提供的白光LED無需利用螢光粉進行二次量子轉化，故，該結構的白光LED具有較高的發光效率。其次，本發明實施例提供的白光LED也無需將三種基色的LED芯片層疊設置在一起，而是將三種基色的LED芯片設置在同一水平面上，故，該結構的白光LED的製備方法較為簡單且成本較低。最後，還可以容易地通過控制施加到每一發光單元上的電壓的大小，從而獲得不同顏色的光線。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧白光LED
110‧‧‧第一半導體層
140‧‧‧第一反射層
150‧‧‧第一電極
160‧‧‧第二電極
L1；L2；L3‧‧‧發光單元
G1‧‧‧光柵結構
Claims (23)
- 一種白光LED，其改良在於，包括：三個第一LED半導體結構和一個第二LED半導體結構，每一LED半導體結構包括依次層疊設置的一第一半導體層、一活性層和一第二半導體層，所述三個第一LED半導體結構和第二LED半導體結構共用所述第一半導體層，每一LED半導體結構的活性層設置在所述第一半導體層的一第一表面且間隔設置，所述三個第一LED半導體結構中的活性層設置在所述第二LED半導體結構中的活性層的四周，所述三個第一LED半導體結構分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，所述第二LED半導體結構為一光柵，所述三個第一LED半導體結構所發射的光線可進入所述光柵中進行混合，從而在所述光柵中形成白光出射。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，每一第一LED半導體結構中的活性層到所述第二LED半導體結構中的活性層的距離相等，且所述第一LED半導體結構中的活性層到所述第二LED半導體結構中的活性層的距離為1微米到1毫米。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，所述活性層的形狀為三角形、正方形、矩形、圓形或圓弧形。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，所述白光LED進一步包括一基底，所述基底完全覆蓋所述第一半導體層的一第二表面，所述第一表面與所述第二表面相對設置。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，所述白光LED進一步包括一第一電極，所述第一電極完全包覆於所述第一半導體層的一第二表面，所述第一表面與所述第二表面相對設置。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，所述白光LED進一步包括一第一反射層，所述第一反射層完全包覆於所述第一電極遠離第一半導體層的表面。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，每一第一LED半導體結構進一步包括一第二反射層，所述第二反射層完全包覆所述第二半導體層遠離活性層的表面。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，所述第二LED半導體結構中的第二半導體層遠離活性層的表面具有複數個第一三維奈米結構。
- 如請求項第8項所述的白光LED，其中，所述第一三維奈米結構為條形凸起結構、點狀凸起結構或條形凸起結構與點狀凸起結構的組合。
- 如請求項第9項所述的白光LED，其中，所述條形凸起結構的橫截面為三角形、方形、矩形、梯形、弓形、半圓形或M形。
- 如請求項第9項所述的白光LED，其中，所述條形凸起結構以等間距排列，且相鄰兩個條形凸起結構之間的距離為100奈米到200奈米。
- 如請求項第9項所述的白光LED，其中，所述條形凸起結構的橫截面為半圓形，且該半圓形的半徑為100奈米到200奈米。
- 如請求項第9項所述的白光LED，其中，所述點狀凸起結構的形狀為球形、橢球形、單層棱臺、多層棱臺、單層棱柱、多層棱柱、單層圓臺或多層圓臺。
- 如請求項第1項所述的白光LED，其中，每一第一LED半導體結構中第一半導體層靠近活性層的表面或活性層靠近第二半導體層的表面具有複數個第二三維奈米結構。
- 一種白光LED，其改良在於，包括：三個第一LED半導體結構和一個第二LED半導體結構，每一LED半導體結構包括依次層疊設置的一基底、一第一半導體層、一活性層和一第二半 導體層，所述三個第一LED半導體結構和第二LED半導體結構共用所述基底，該基底具有一第一表面，每一LED半導體結構的第一半導體層設置在所述基底的一第一表面且間隔設置，所述三個第一LED半導體結構的第一半導體層設置在所述第二LED半導體結構的第一半導體層的四周，所述三個第一LED半導體結構分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，所述第二LED半導體結構為一光柵，所述三個第一LED半導體結構所發射的光線可進入所述光柵中進行混合，從而在所述光柵中形成白光出射。
- 如請求項第15項所述的白光LED，其中，每一第一LED半導體結構的第一半導體層到所述第二LED半導體結構的第一半導體層的距離相等，且所述第一LED半導體結構的第一半導體層到所述第二LED半導體結構的第一半導體層的距離為1微米到1毫米。
- 如請求項第15項所述的白光LED，其中，每一第一LED半導體結構進一步包括一第一反射層，所述第一反射層完全包覆所述第二半導體層遠離活性層的表面。
- 如請求項第15項所述的白光LED，其中，所述白光LED進一步包括一第二反射層，所述第二反射層完全覆蓋所述基底的第二表面，所述第二表面與第一表面相對設置。
- 一種白光LED，其改良在於，包括三個發光單元以及一光柵結構；所述三個發光單元分別為紅、綠、藍三基色的發光單元，每一發光單元均具有一出光面，所述三個發光單元發出的光線匯聚於一個焦點；所述光柵結構設置於所述三個發光單元的焦點，該光柵結構具有一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層，所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層依次層疊設置，所述光柵結構具有一出光面以及複數個與所述出光面相交的入光面，每一發光單元的出光面正對所述光柵結構的入光面，所述光柵結構的出光面設置在所述第二半導體層遠離活性 層的表面，所述三個發光單元所發射的光線可進入所述光柵結構中進行混合，從而在所述光柵結構中形成白光出射。
- 如請求項第19項所述的白光LED，其中，所述光柵結構的出光面具有複數個第一三維奈米結構。
- 如請求項第20項所述的白光LED，其中，所述第一三維奈米結構為條形凸起結構、點狀凸起結構或條形凸起結構與點狀凸起結構的組合。
- 如請求項第19項所述的白光LED，其中，所述光柵結構進一步包括一第一反射層，該第一反射層覆蓋所述第一半導體層遠離所述活性層的表面。
- 如請求項第19項所述的白光LED，其中，所述光柵結構進一步包括一基底，該基底完全覆蓋所述第一半導體層遠離所述活性層的表面。
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