TWI533749B - 具有多數個發光單元的發光裝置 - Google Patents

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Description

具有多數個發光單元的發光裝置
本發明是關於發光裝置(light emitting device)，且更特定而言是關於具有多個發光單元(light emitting cell)的發光裝置。
發光二極體為電致發光(electroluminescence)半導體裝置，其藉由重新組合電子與電洞(hole)而發光。發光二極體已普遍用作顯示裝置及背光(backlight)。與白熾燈(incandescent lamp)或螢光燈(fluorescent lamp)相比，發光二極體顯示裝置的功耗低且壽命長，因而發光二極體可代替白熾燈及螢光燈，其使用領域已擴展至一般照明。世人一直試圖改良高電壓發光二極體之每晶片面積之發光輸出，以及改良發光二極體之可靠性。
大體而言，在正向電流流過時，發光二極體可被驅動且發光，於是發光二極體可根據交流(alternating current，AC)電源下之電流方向而反覆接通及斷開。因此，當發光二極體直接連接至AC電源時，其可能無法持續發光，且可能容易因反向電流而 損壞。
為解決此問題，頒予Sakai等人之美國專利第7,417,259號中揭露直接連接至高電壓AC電源之發光二極體。除此之外，已開發各種結構之發光二極體。
根據美國專利第7,417,259號，在諸如藍寶石基板等絕緣基板上使用金屬配線以二維方式串列連接發光二極體，從而形成發光二極體陣列。所述兩個發光二極體陣列以反並列(anti-parallel)方式連接於基板上，使得所述發光二極體陣列在自AC電源施加電流時連續發光。
同時，根據美國專利第7,417,259號，在AC電源之半個週期內驅動一陣列，在AC電源之下一半週期內驅動另一陣列。亦即，在AC電源之相位改變時，發光二極體中之發光單元的一半被驅動。因此，發光單元之使用率不超過50%。
同時，由Lee等人申請之美國專利申請公開案第2008/0017871號中揭露一種發光二極體，其是藉由在使用基板上之發光單元製成之橋式整流器(bridge rectifier)之兩個節點之間安置串列連接之發光單元陣列組態而成，且由AC電源來驅動。根據美國專利申請公開案第1008/0017871號，無論AC電源之相位如何，連接至橋式整流器之發光單元陣列均執行全波光發射，因而可增加發光單元之使用率。
然而，當連接至橋式整流器之發光單元增多時，可能會將高反向電壓施加於橋式整流器中之特定發光單元，因而橋式整 流器中之發光單元可能損壞，進而損壞發光二極體。大體而言，當施加於發光單元之反向電壓超過3Vf時，發光單元受到損壞之可能性可能會增加。為防止發光單元損壞，可減少連接至橋式整流器之發光單元陣列中之發光單元。然而這樣可能難以提供在高電壓AC電源下驅動之發光二極體。或者，可藉由增多形成橋式整流器之發光單元來減小反向電壓。然而，此做法可能使發光單元之使用率降級。
本發明之例示性實施例提供一種發光裝置，其能夠增加發光單元之使用率。
本發明之例示性實施例亦提供一種發光裝置，其能夠改良發光單元之對準與連接結構，使施加於單一發光單元之反向電壓最小化，同時增加發光單元之使用率。
本發明之例示性實施例亦提供一種發光裝置，其能夠增加在特定驅動電壓下驅動之發光單元的數目。
本發明之例示性實施例亦提供一種發光裝置，其中多個發光單元對準於四邊形形狀之發光二極體晶片上，以便增加發光裝置之發光面積，同時發光單元有效地互連。
本發明之其他特徵將在隨後描述中陳述，且部分地將從描述中顯而易見，或可藉由實踐本發明而瞭解。
本發明之例示性實施例揭露一種發光裝置，其包含至少 三對半波發光單位，每一對包含連接至第二半波發光單位之端子的第一半波發光單位之端子，所述端子具有相同極性，一個半波發光單位對之連接端子之極性與鄰近半波發光單位之連接端子的極性相反。所述發光裝置亦包含至少兩個全波發光單位，各自連接至鄰近對之半波發光單位。半波發光單位及全波發光單位各自具有至少一發光單元，半波發光單位各自具有第一端子及第二端子，全波發光單位各自具有與第一端子相同極性之第三端子以及與第二端子相同極性之第四端子，且每一全波發光單位之第三端子連接至鄰近半波發光單位之第二端子，且第四端子連接至鄰近半波發光單位之第一端子。
本發明之例示性實施例亦揭露一種發光裝置，其包含：基板；至少一第一電極墊，其配置於所述基板上；至少一第二電極墊，其配置於所述基板上；多個半波發光單元，其配置於所述基板上；多個全波發光單元，其配置於所述基板上；多個連接器，其電連接所述半波發光單元與所述全波發光單元，其中所述多個半波發光單元包含至少兩個第一分支半波發光單元及至少一第一合併半波發光單元，所述多個全波發光單元各自電連接至所述至少兩個第一分支半波發光單元及所述至少一第一合併半波發光單元，且所述至少兩個第一分支半波發光單元、所述至少一第一合併半波發光單元以及所述全波發光單元經組態以在將交流(AC)功率供應至第一電極墊及第二電極墊時的AC功率之第一半週期期間發光。
本發明之例示性實施例亦揭露一種發光裝置，其包含：第一列，其包含第一發光單元及第二發光單元；第二列，其包含第三發光單元及第四發光單元；第三列，其包含第五發光單元及第六發光單元；以及第一行，其包含第七發光單元及第八發光單元。
應瞭解，前述一般描述及以下詳細描述均為例示性及闡釋性的，意在進一步闡釋所主張之本發明。
100：20a‧‧‧第一電極墊
20b‧‧‧第二電極墊
21‧‧‧基板
25‧‧‧下部半導體層
27‧‧‧主動層
29‧‧‧上部半導體層
30a、30b‧‧‧第一分支半波發光單元
30c‧‧‧第一合併半波發光單元
31‧‧‧透明電極層
34‧‧‧p電極
35、35a‧‧‧n電極
37‧‧‧配線
40a、40b‧‧‧第二分支半波發光單元
40c‧‧‧第二合併半波發光單元
50a、50b‧‧‧全波發光單元
100、200‧‧‧發光單元
1000、2000、3000、4000、5000、6000‧‧‧發光裝置
a1、a2‧‧‧全波發光單位
c1、c2、c3、c4‧‧‧中心節點
h1、h2、h3、h4‧‧‧半波發光單位
i1、i2、i3、i4‧‧‧電流路徑
n1‧‧‧第一節點
n2‧‧‧第二節點
n3、n4、n5、n6‧‧‧節點
t1、t2‧‧‧端子
包含附圖以提供對本發明之進一步理解，且附圖併入且構成本說明書之一部分，附圖說明本發明之實施例，且連同描述一起用以闡釋本發明之原理。
圖1為根據本發明第一例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖2A及圖2B為用於闡釋圖1所示之發光裝置之操作的圖。
圖3為根據本發明之經修改第一例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖4為根據本發明第二例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖5A及圖5B為用於闡釋圖4所示之發光裝置之操作的圖。
圖6為根據本發明第三例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖7為根據本發明第四例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖8A及圖8B為用於闡釋圖7所示之發光裝置之操作的圖。
圖9為根據本發明第五例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖10為根據本發明第六例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖11為根據本發明例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖12為根據本發明例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖13為根據本發明例示性實施例之發光裝置的電路圖。
圖14為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖15為沿圖14所示之發光裝置之線A-A截取之橫截面圖。
圖16為圖14所示之發光裝置之等效電路圖。
圖17為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖18為沿圖17所示之發光裝置之線A-A截取之橫截面圖。
圖19為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖20為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖21為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖22為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖23為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖24為圖23所示之發光裝置之等效電路圖。
圖25為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖26為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖27為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖28為繪示根據本發明例示性實施例之發光裝置的示意性平面圖。
圖29為圖28所示之發光裝置之等效電路圖。
下文中，將參見附圖描述本發明之例示性實施例。舉例提供下文將描述之本發明之例示性實施例，以便能將本發明之概念充分傳遞至熟習本發明所屬之技術者。因此，可以許多不同形式修改本發明，本發明不應限於本文陳述之實施例。圖中可能為方便而誇大層之長度及厚度。相同參考標號在整個說明書中表示相同元件。
將瞭解，當將一元件或層稱為「在另一元件或層上」或「連接至」另一元件或層時，其可直接在所述另一元件或層上或者直接連接至所述另一元件或層，或者可存在介入元件或層。相比而言，當將一元件稱為「直接在另一元件或層上」或「直接連接至」另一元件或層時，不存在介入元件或層。
在本發明之例示性實施例中，半波發光單元是指在AC電源之半個週期中被施加正向電壓且在AC電源之另一半週期中被施加反向電壓，或者在AC電源之半個週期中被施加反向電壓且在AC電源之另一半週期中被施加正向電壓的發光單元。全波發光單元是指在AC電源之整個週期中被施加正向電壓的發光單元。另外，分支半波發光單元(branch half-wave light emitting cell)是指 驅動電流以經劃分方式流過之電流路徑上的半波發光單元，合併半波發光單元(merge half-wave light emitting cell)是指驅動電流之至少一部分以經合併方式流過之電流路徑上的半波發光單元。
圖1為繪示根據本發明第一例示性實施例之發光裝置1000的示意性電路圖。
參見圖1，發光裝置1000包含藉由配線電連接於單個基板上之半波發光單位h1、h2、h3及h4中的三對，以及兩個全波發光單位a1及a2。在此情況下，如下所述，「一對」半波發光單位是指兩個半波發光單位之相同端子彼此電連接同時彼此面對。
在此組態中，半波發光單位h1、h2、h3及h4中之每一者具有至少一發光單元100，全波發光單位a1及a2中之每一者具有至少一發光單元200。當這些發光單位h1、h2、h3、h4、a1及a2中包含多個發光單元時，發光單位中之發光單元可彼此串列連接。然而，為了簡單，圖1繪示每一發光單位中僅包含一個發光單元100或200，隨後的圖中亦如此繪示。
半波發光單位h1、h2、h3及h4各自具有第一端子(例如，陽極端子)及第二端子(例如，陰極端子)，全波發光單位a1及a2各自具有極性與第一端子相同之第三端子(例如，陽極端子)及極性與第二端子相同之第四端子(例如，陰極端子)。這些第一至第四端子藉由配線彼此電連接以電連接多個發光單位，從而形成如圖1中所示之電路。
在此組態中，「陽極端子」及「陰極端子」為發光單元之 兩個端子，電流經由所述端子輸入至每一發光單元及自每一發光單元輸出。舉例而言，若端子藉由配線連接，則陽極端子可為p型半導體層(未圖示)、形成於p型半導體層上之透明電極層或形成於p型半導體層或透明電極層上之電極襯墊(electrode pad)，陰極端子可為發光單元之n型半導體層(未圖示)或形成於n型半導體層上之電極襯墊。
舉例而言，半波發光單位h1、h2、h3及h4之第一端子可為p型電極襯墊，其第二端子可為n型電極襯墊，全波發光單位a1及a2之第三端子可為p型電極襯墊，其第四端子可為n型電極襯墊。然而，本發明不限於此，配線可直接形成於電極襯墊之位置處，而非單獨形成。
再參見圖1，所述三對半波發光單位(即，第一列、第二列及第三列之半波發光單位)定位於第一節點n1與第二節點n2之間，每一對中的半波發光單位的相同極性之端子彼此電連接。一對發光單位之端子的極性與鄰近於其之另一對發光單位之端子的極性相反。
另外，全波發光單位電連接於一對半波發光單位h1及h2與另一對半波發光單位h3及h4之間，亦即，全波發光單位電連接至鄰近的兩對半波發光單位。亦即，第一全波發光單位a1連接於第一列及第二列之半波發光單位對之間，第二全波發光單位a2連接於第二列及第三列之半波發光單位對之間。
在此情況下，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位 a2之第三端子在中心節點c1處彼此電連接，第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c1處彼此電連接。
亦即，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第三端子電連接至半波發光單位h3及h4之第二端子，而第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第四端子電連接至另兩對的半波發光單位h1及h2之第一端子。換言之，第一全波發光單位及第二全波發光單位之每一端子分別電連接至半波發光單位的彼此電連接之具有相同極性之端子。因此，每一全波發光單位之第三端子連接至每一鄰近半波發光單位之第二端子，每一全波發光單位之第四端子電連接至每一鄰近半波發光單位之第一端子。
舉例而言，第一全波發光單位a1之第三端子電連接至第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子，第一全波發光單位a1之第四端子電連接至第一列之半波發光單位h1及h2之第一端子。
此外，鄰近的兩對半波發光單位中之一者兩側末端的端子分別電連接至另一對之兩側末端的端子。舉例而言，第二列之半波發光單位h3及h4之第一端子分別在第一節點n1及第二節點n2處電連接至第一列及第三列之其他半波發光單位h1及h2之第二端子。
同時，發光裝置1000可具有用於連接至外部電源之端子t1及t2，其中端子t1及t2可分別電連接至第一節點n1及第二節點n2。在此情況下，端子t1連接至半波發光單位h3之第一端子及半波發光單位h1之第二端子，且端子t2連接至半波發光單位h4之第 一端子及半波發光單位h2之第二端子。
下文中，將參見圖2A及圖2B描述發光裝置1000之操作。
圖2A及圖2B繪示在交流(alternating current，AC)電壓之正半週期(下文中，稱為第一週期)及負半週期(下文中，稱為第二週期)中被驅動之發光單位以及對應的電流路徑。
首先，如圖2A所示，當將正電壓施加於端子t1時(即，第一週期)，形成電流路徑i1及i2，電流經過所述電流路徑自端子t1經由第一端子連接至端子t1的半波發光單位(h3，第二列)、第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2以及半波發光單位(h2，第一列及第三列)流入端子t2，從而自半波發光單位h2及h3及全波發光單位a1及a2發光。亦即，自八個發光單位中之五個發光，因而發光單位之使用率變為5/8=62.5%。在此情況下，發光單位之「使用率」意謂驅動發光單位之數目與組態整個發光裝置1000之發光單位之數目的比率。
接著，如圖2B所示，當將正電壓施加於端子t2時(即，第二週期)，形成電流路徑i3及i4，電流經過所述電流路徑自端子t2經由第一端子連接至端子t2的半波發光單位(h4，第二列)、第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2以及半波發光單位(h1，第一列及第三列)流入端子t1，從而自半波發光單位h1及h4及全波發光單位a1及a2發光。亦即，自八個發光單位中之五個發光，因而發光單位之使用率變為5/8=62.5%。
亦即，在將正電壓施加於端子t1時半波發光單位h2及h3 以及所有全波發光單位a1及a2發光，且在將正電壓施加於端子t2時，其它半波發光單位h1及h4以及所有全波發光單位a1及a2發光。因此，半波發光單位h1及h4以及半波發光單位h2及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，且全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在兩個週期期間發光。
因此，根據本發明之第一例示性實施例，與作為根據先前技術之AC驅動型發光二極體對準的反向極性對準(50%)或橋式對準(大體上60%)相比，發光單位之使用率可增加至62.5%。此外，當所有半波發光單位具有單個發光單元時，發光單元之使用率可最大化。
接著，根據本發明之第一例示性實施例，將描述施加於半波發光單位h1、h2、h3及h4之反向電壓。
在半波發光單位h2及h3以及全波發光單位a1及a2藉由將正電壓施加於端子t1而發光的第一週期期間，將正向電壓施加於半波發光單位h2及h3以及全波發光單位a1及a2，且將反向電壓施加於半波發光單位h1及h4。
在此情況下，施加於半波發光單位h1之反向電壓等於施加於連接至其第一端子之全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於連接至其第二端子之半波發光單位h3之正向電壓的和。類似地，施加於半波發光單位h4之反向電壓等於施加於一全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於一半波發光單位h2之正向電壓的 和。亦即，當每一全波發光單位a1及a2之正向電壓及每一半波發光單位h2及h3的正向電壓為例如Vf時，施加於半波發光單位h1或h4之反向電壓變為Vf+Vf=2Vf。
類似地，在半波發光單位h1及h4以及全波發光單位a1及a2藉由將正電壓施加於端子t2而發光的第二週期中將反向電壓施加於半波發光單位h2及h3，且施加於半波發光單位h2或h3之反向電壓等於施加於一全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於一半波發光單位h4或h1之正向電壓的和(例如，2Vf)。
另外，當半波發光單位h1、h2、h3及h4經組態以包含相同數目之發光單元100時，施加於這些半波發光單位h1、h2、h3及h4之反向電壓取決於全波發光單位a1及a2中之發光單元200的數目。因此，可藉由控制全波發光單位a1及a2中之發光單元之數目來提供對於反向電壓而言安全的發光裝置。舉例而言，可考慮半波發光單位之反向電壓來選擇全波發光單位中之發光單元的數目，優選在1至10的範圍內。
如上所述，根據本發明之例示性實施例，可藉由使用半波發光單位h1、h2、h3及h4及全波發光單位a1及a2且控制發光單元之數目來提供對於反向電壓而言安全的能夠增加其中發光單位之使用率的發光裝置。
根據本發明之另一態樣，第一例示性實施例可如圖3所示來實施，其是自圖1所示之發光二極體陣列修改。
如圖3所示，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位 a2之第四端子可在中心節點c1處彼此電連接，且同時可共同連接至第二列之半波發光單位h3及h4之第一端子。另一方面，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第三端子可電連接至第一列及第三列之半波發光單位h1及h2之第二端子，且第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子可分別在第一節點n1及第二節點n2中之每一者處電連接至第一列及第三列之另一半波發光單位h1及h2之第一端子。
在如圖3所示之組態的情況下，發光單位之使用率如圖1所示變為62.5%，且施加於每一半波發光單位h1、h2、h3及h4之反向電壓等於施加於一全波發光單位之正向電壓與施加於一半波發光單位之正向電壓的和。
下文中，將參見圖4描述根據本發明第二例示性實施例之發光裝置2000。然而為簡化闡述，將不再贅述與第一例示性實施例重複之組件。
類似於發光裝置1000，根據本發明第二例示性實施例之發光裝置2000包含多個半波發光單位h1、h2、h3及h4以及全波發光單位a1及a2，其在單一基板上藉由配線而電連接。然而，發光裝置2000不同於包含兩個全波發光單位a1及a2之發光裝置1000之處在於其包含三個全波發光單位，且進一步包含第四列之一對半波發光單位h3及h4。
詳言之，四對半波發光單位安置於第一節點n1與第二節點n2之間，且一全波發光單位a1或a2分別連接於一對半波發光 單位h1及h2與另一對半波發光單位h3及h4之間。亦即，第一全波發光單位a1連接於第一列及第二列之半波發光單位對之間，第二全波發光單位a2連接於第二列及第三列之半波發光單位對之間，且第三全波發光單位a1連接於第三列及第四列之半波發光單位對之間。
在此組態中，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端子在中心節點c1處彼此電連接，且第二全波發光單位及第三全波發光單位之第四端子在中心節點c2處彼此電連接。另外，第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c1處彼此電連接，且第三列之半波發光單位h1及h2之第一端子在中心節點c2處彼此電連接。
亦即，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第三端子電連接至第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子，而第二全波發光單位a1及第三全波發光單位a2之第四端子電連接至第三列之半波發光單位h1及h2之第一端子。另外，第一全波發光單位a1之第四端子電連接至第一列之半波發光單位h1及h2之第一端子，且第三全波發光單位a1之第三端子電連接至第四列之半波發光單位h3及h4之第二端子。
另外，第二列及第四列之半波發光單位h3及h4之第一端子分別在第一節點n1及第二節點n2處電連接至第一列及第三列之另一半波發光單位h1及h2之第二端子。
下文中，將參見圖5A及圖5B描述發光裝置2000之操作。
圖5A及圖5B繪示在AC電壓之第一週期及第二週期驅動之發光單位及對應的電流路徑。
首先，如圖5A所示，當將正電壓施加於端子t1時，自第二列及第四列之半波發光單位h3、第一列及第三列之半波發光單位h2以及第一至第三全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十一個發光單位中之七個發光，因而發光單位之使用率變為7/11=63.6%。
隨後，如圖5B所示，當將正電壓施加於端子t2時，自第二列及第四列之半波發光單位h4、第一列及第三列之半波發光單位h1以及第一至第三全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十一個發光單位中之七個發光，因而發光單位之使用率變為7/11=63.6%。
亦即，在將正電壓施加於端子t1時，半波發光單位h2及h3以及所有全波發光單位a1及a2發光，且在將正電壓施加於端子t2時，其它半波發光單位h1及h4以及所有全波發光單位a1及a2發光。因此，半波發光單位h1及h4以及全波發光單位h2及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，且第一至第三全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在兩個週期期間發光。
因此，根據本發明之第二例示性實施例，與第一例示性實施例中之62.5%相比，發光單位之使用率可進一步增加至63.6%。
接著，根據本發明之第二例示性實施例，將描述施加於半波發光單位h1、h2、h3及h4之反向電壓。
在半波發光單位h2及h3以及全波發光單位a1及a2藉由將正電壓施加於端子t1而發光的第一週期期間，將正向電壓施加於半波發光單位h2及h3以及全波發光單位a1及a2，且將反向電壓施加於半波發光單位h1及h4，且施加於半波發光單位h1及h4之反向電壓等於施加於一全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於一半波發光單位h2或h3之正向電壓的和。亦即，當每一全波發光單位a1及a2及每一半波發光單位h2及h3的正向電壓為例如Vf時，施加於半波發光單位h1或h4之反向電壓變為2Vf。
類似地，在半波發光單位h1及h4以及全波發光單位a1及a2藉由將正電壓施加於端子t2而發光的第二週期中，將反向電壓施加於半波發光單位h2及h3，且施加於半波發光單位h2或h3之反向電壓等於施加於一全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於一半波發光單位h4或h1之正向電壓的和。
如上所述，根據本發明之第二例示性實施例，可藉由使用半波發光單位h1、h2、h3及h4及全波發光單位a1及a2以及控制發光單元之數目來提供對於反向電壓而言安全的能夠增加其中發光單位之使用率的發光裝置。
下文中，將參見圖6描述根據本發明第三例示性實施例之發光裝置3000。然而為簡化闡述，將不再贅述與上文提及之例示性實施例重複之組件。
類似於發光裝置2000，根據本發明第三例示性實施例之發光裝置3000包含多個半波發光單位h1、h2、h3及h4以及全波發光單位a1及a2，其在單一基板上藉由配線而電連接。然而，發光裝置3000不同於發光裝置2000之處在於其包含四個全波發光單位，且進一步包含第五列之半波發光單位h1及h2。
詳言之，五對半波發光單位安置於第一節點n1與第二節點n2之間，且一全波發光單位a1或a2分別連接於一對半波發光單位h1及h2與另一對半波發光單位h3及h4之間。亦即，第一全波發光單位a1連接於第一列及第二列之半波發光單位對之間，第二全波發光單位a2連接於第二列及第三列之半波發光單位對之間，第三全波發光單位a1連接於第三列及第四列之半波發光單位對之間，且第四全波發光單位a2連接於第四列及第五列之半波發光單位對之間。
在此組態中，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端子在中心節點c1處彼此電連接，第二全波發光單位及第三全波發光單位之第四端子在中心節點c2處彼此電連接，且第三全波發光單位及第四全波發光單位之第三端子在中心節點c3處彼此電連接。另外，第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c1處彼此電連接，第三列之半波發光單位h1及h2之第一端子在中心節點c2處彼此電連接，且第四列之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c3處彼此電連接。
亦即，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之 第三端子電連接至第二列之半波發光單位h3及h4之第二端子，第二全波發光單位a1及第三全波發光單位a2之第四端子電連接至第三列之半波發光單位h1及h2之第一端子，且第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第三端子電連接至第四列之半波發光單位h3及h4之第二端子。另外，第一全波發光單位a1及第四全波發光單位a1之第四端子中之每一者電連接至第一列及第五列之半波發光單位h1及h2之第一端子。
另外，第二列及第四列之半波發光單位h3及h4之第一端子分別在第一節點n1及第二節點n2處電連接至第一列、第三列及第五列之其他半波發光單位h1及h2之第二端子。
在本例示性實施例中，當將正電壓施加於端子t1時，第二列及第四列之半波發光單位h3、第一列、第三列及第五列之半波發光單位h2以及第一至第四全波發光單位a1及a2發光，且當將正電壓施加於端子t2時，第二列及第四列之半波發光單位h4、第一列、第三列及第五列之半波發光單位h1以及第一至第四全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十四個發光單位中之九個發光，因而發光單位之使用率變為9/14=64.3%。
亦即，半波發光單位h1及h4以及半波發光單位h2及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，且第一至第四全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在兩個週期期間發光，因而與第二例示性實施例中之63.6%相比，根據本發明第三例示性實施例之發光單位的使用率可進一步增加至 64.3%。
同時，根據本發明之第三例示性實施例，類似於第二例示性實施例，施加於半波發光單位h1、h2、h3及h4之反向電壓等於施加於一全波發光單位a1或a2之正向電壓與施加於一半波發光單位之正向電壓的和。
如以上第一至第三例示性實施例中，本發明可基於圖1之發光二極體陣列，藉由另外將一對半波發光單位及連接至其之一全波發光二極體添加至電路下之一部分(列)，而以不同方式實施發光裝置。根據本發明之發光裝置之發光單位的使用率如以下表1。
亦即，如表1中描述，與先前技術相比，根據本發明之發光裝置可增加發光單位之使用率，從而即使使用較少總數之發光單位亦可提供相同量的光。
下文中，將參見圖7描述根據本發明第四例示性實施例 之發光裝置4000。然而為簡化闡述，將不再贅述與上文提及之例示性實施例重複之組件。
根據本發明第四例示性實施例之發光裝置4000經組態以包含電連接於鄰近的兩對半波發光單位之末端端子之間的額外的全波發光單位a1及a2，以及與三對半波發光單位之末端端子具有相同極性之端子電連接至三對半波發光單位中之每一者之末端端子的額外的半波發光單位。
此處，全波發光單位a1或a2中之每一者之兩個端子電連接於一對半波發光單位h1及h2與其它對半波發光單位h3及h4之間。亦即，全波發光單位之第三端子連接至半波發光單位之第二端子，且全波發光單位之第四端子電連接至半波發光單位之第一端子。
亦即，發光裝置4000實質上與發光裝置1000之發光二極體陣列相同，但發光裝置4000進一步包含第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2，其第四端子在中心節點c2處彼此電連接，且三個半波發光單位(第三行之h1及h3)各自電連接至第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第三端子以及中心節點c2。
詳言之，參見圖7，在中心節點c1處電連接之一對全波發光單位安置於第一行及第二行之半波發光單位之間，且在中心節點c2處電連接之一對全波發光單位安置於第二行及第三行之半波發光單位之間。
在此組態中，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端子在中心節點c1處彼此電連接，且第三全波發光單位及第四全波發光單位之第四端子在中心節點c2處彼此電連接。另外，第一行及第二行之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c1處彼此電連接，且第二行及第三行之半波發光單位h4及h3之第一端子亦在中心節點c2處彼此電連接。
亦即，安置於第一行及第二行之半波發光單位之間的第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第三端子連接至第一行及第二行之半波發光單位h3及h4之第二端子，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第四端子連接至第一行及第二行之半波發光單位h1及h2之第一端子，安置於第二行及第三行之半波發光單位之間的第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第三端子連接至第二行及第三行之半波發光單位h1及h2之第二端子，且第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第四端子連接至第二行及第三行之半波發光單位h3及h4之第一端子。
另外，一個半波發光單位分別電連接於第一全波發光單位a1之第四端子與第三全波發光單位a2之第三端子之間，以及第二全波發光單位a2之第四端子與第四全波發光單位a2之第三端子之間。
另外，安置於第一行中之三個半波發光單位在第一節點n1處電連接，且安置於第三行中之三個半波發光單位在第二節點n2處電連接。
下文中，將參見圖8A及圖8B描述發光裝置4000之操作。
圖8B及圖8B各自繪示在AC電壓之第一週期及第二週期驅動之發光單位及對應的電流路徑。
當將正電壓施加於端子t1時，電流如圖8A中之箭頭所示而流動(見i1及i2)，且自安置於第一行及第三行中之半波發光單位h3、安置於第二行中之半波發光單位h2以及第一至第四全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十三個發光單位中之八個發光，因而發光單位之使用率變為8/13=61.5%。
另一方面，當將正電壓施加於端子t2時，電流如圖8B中之箭頭所示而流動(見i3及i4)，且自安置於第一行及第三行中之半波發光單位h1、安置於第二行中之半波發光單位h4以及第一至第四全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十三個發光單位中之九個發光，因而發光單位之使用率變為9/13=69.2%。
亦即，半波發光單位h1及h4以及半波發光單位h2及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，且第一至第四全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在兩個週期期間發光。
因此，在本發明第四例示性實施例的情況下，在AC電壓之第一週期及第二週期驅動之半波發光單位h1、h2、h3及h4之數目彼此不同，因而發光單位之使用率根據AC電壓之週期而存在差異。因此，當與第一例示性實施例之發光裝置1000進行比較時，發光裝置4000中之發光單位之使用率在第一週期期間可較低，且 發光單位之使用率在第二週期期間可較高。然而，當考慮第一週期及第二週期之平均值時，發光裝置4000之發光單位之使用率為(61.5+69.2)/2=65.35%，其高於發光裝置1000之發光單位之使用率62.5%。
同時，施加於發光裝置4000中之一個半波發光單位h1、h2、h3或h4之最大反向電壓(其為施加於安置於第二行中之半波發光單位h2或h4之反向電壓)等於施加於兩個全波發光單位a1及a2之正向電壓與施加於一個半波發光單位h2或h4之正向電壓的和。亦即，舉例而言，當每一全波發光單位a1及a2及每一半波發光單位h2及h4的正向電壓為Vf時，施加於發光裝置4000中之一個發光單位之最大反向電壓的量值變為2Vf+Vf=3Vf。
因此，根據本發明之第四例示性實施例，施加於一個半波發光單位之最大反向電壓可稍微高於第一例示性實施例之反向電壓。然而，可提供一種發光裝置，其能夠藉由控制半波發光單位h1、h2、h3及h4以及全波發光單位a1及a2中之發光單元的數目來減少損壞發光二極體之風險，且增加其中發光單位之使用率。
下文中，將參見圖9描述根據本發明第五例示性實施例之發光裝置5000。然而為簡化闡述，將不再贅述與上文提及之例示性實施例重複之組件。
在圖9中，根據本發明第五例示性實施例之發光裝置5000經組態以進一步包含與三對半波發光單位之端子之一端具有相同極性之端子電連接至三對半波發光單位中之每一者之末端端 子的額外的半波發光單位對、電連接於鄰近的兩對半波發光單位之末端端子之間的額外的全波發光單位a1及a2，以及電連接至與半波發光單位之末端端子連接之鄰近兩對半波發光單位的額外的全波發光單位。
此處，全波發光單位a1或a2中之每一者之兩個端子電連接於一對半波發光單位h1及h2與其它對半波發光單位h3及h4之間。亦即，全波發光單位之第三端子連接至半波發光單位之第二端子，且全波發光單位之第四端子電連接至半波發光單位之第一端子。
因此，發光裝置5000實質上與發光裝置4000之發光二極體陣列相同，但發光裝置5000包含第一行至第四行之半波發光單位及三對全波發光單位。亦即，發光裝置5000進一步包含第五全波發光單位a1及第六全波發光單位a2，其第三端子在中心節點c3處彼此電連接，且三個半波發光單位(第四行之h2及h4)各自電連接至第五全波發光單位a1及第六全波發光單位a2之第四端子以及中心節點c3。
詳言之，在中心節點c1處彼此電連接之一對全波發光單位安置於第一行及第二行之半波發光單位之間，在中心節點c2處彼此電連接之一對全波發光單位安置於第二行及第三行之半波發光單位之間，且在中心節點c3處彼此電連接之一對全波發光單位安置於第三行及第四行之半波發光單位之間。
另外，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端 子在中心節點c1處彼此電連接，第三全波發光單位及第四全波發光單位之第四端子在中心節點c2處彼此電連接，且第五全波發光單位及第六全波發光單位之第三端子在中心節點c3處彼此電連接。另外，第一行及第二行之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c1處彼此電連接，第二行及第三行之半波發光單位h4及h3之第一端子在中心節點c2處彼此電連接，且第三行及第四行之半波發光單位h3及h4之第二端子在中心節點c3處彼此電連接。
亦即，安置於第一行及第二行之半波發光單位之間的第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第三端子連接至第一行及第二行之半波發光單位h3及h4之第二端子，第一全波發光單位a1及第二全波發光單位a2之第四端子連接至第一行及第二行之半波發光單位h1及h2之第一端子，安置於第二行及第三行之半波發光單位之間的第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第三端子連接至第二行及第三行之半波發光單位h1及h2之第二端子，第三全波發光單位a1及第四全波發光單位a2之第四端子連接至第二行及第三行之半波發光單位h3及h4之第一端子，安置於第三行及第四行之半波發光單位之間的第五全波發光單位a1及第六全波發光單位a2之第三端子連接至第三行及第四行之半波發光單位h3及h4之第二端子，且第五全波發光單位a1及第六全波發光單位a2之第四端子連接至第三行及第四行之半波發光單位h1及h2之第一端子。
另外，一個半波發光單位分別連接於第三全波發光單位 a2之第三端子與第五全波發光單位a1之第四端子之間，以及第四全波發光單位a1之第三端子與第六全波發光單位a2之第四端子之間。
另外，安置於第一行中之三個半波發光單位在第一節點n1處電連接，且安置於第四行中之三個半波發光單位在第二節點n2處電連接。
同時，當將正電壓施加於端子t1以連接至外部電源時，自安置於第一行及第三行中之半波發光單位h3、安置於第二行及第四行中之半波發光單位h2以及第一至第六全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十八個發光單位中之十二個發光，因而發光單位之使用率變為12/18=66.7%。
同時，當將正電壓施加於端子t2時，自安置於第二行及第四行中之半波發光單位h4、安置於第一行及第三行中之半波發光單位h1以及第一至第六全波發光單位a1及a2發光。亦即，自十八個發光單位中之十二個發光，因而發光單位之使用率變為12/18=66.7%。
亦即，半波發光單位h1及h4以及其它半波發光單位h2及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，且第一至第六全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在所有週期期間發光，因而與第四例示性實施例不同，根據本發明第五例示性實施例之發光單位的使用率可在AC電壓之第一週期及第二週期中皆增加至66.7%。
同時，當每一全波發光單位a1及a2及每一半波發光單位h1、h2、h3及h4之正向電壓為Vf時，施加於發光裝置5000中之一個半波發光單位之最大反向電壓(其為施加於安置於第二行及第三行中之每一者中之半波發光單位之反向電壓)的量值變為3Vf。
因此，根據本發明之第五例示性實施例，可藉由控制半波發光單位h1、h2、h3及h4及全波發光單位a1及a2中之發光單元之數目來提供對於反向電壓而言安全的能夠增加其中發光單位之使用率的發光裝置。
另外，如圖13所示，可藉由進一步增加半波發光單位之數目及全波發光單位之數目來進一步增加發光單位之使用率。
亦即，如以上第四至第五例示性實施例中，熟習此項技術者可基於圖1之發光二極體陣列，藉由另外將一對全波發光單位及連接至其之多個半波發光二極體添加至電路下之一正確部分(行)，而以不同方式實施根據本發明之發光裝置。
下文中，將參見圖10描述根據本發明第六例示性實施例之發光裝置6000。然而為簡化闡述，將不再贅述與上文提及之例示性實施例重複之組件。
類似於發光裝置2000或發光裝置4000，根據本發明之發光裝置6000包含多個半波發光單位h1、h2、h3及h4以及全波發光單位a1及a2，其在單一基板上藉由配線而電連接。然而，不同於發光裝置2000包含第一行及第二行之半波發光單位及安置於其間 的三個全波發光單位的情況，發光裝置6000包含第一行、第二行及第三行之半波發光單位及各自安置於其間的總共六個全波發光單位。同時，發光裝置6000可組態為進一步將三個半波發光單位包含至發光裝置4000之發光二極體陣列下方之一部分(第四列)的結構。
詳言之，相同端子在中心節點c1及c2處彼此電連接的三個全波發光單位安置於第一行及第二行之半波發光單位之間，且相同端子在中心節點c3及c4處彼此電連接的三個全波發光單位安置於第二行及第三行之半波發光單位之間。
此處，全波發光單位a1或a2中之每一者之兩個端子電連接於一對半波發光單位h1及h2與其它對半波發光單位h3及h4之間。
另外，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端子在中心節點c1處彼此電連接，第二全波發光單位及第三全波發光單位之第四端子在中心節點c2處彼此電連接，第四全波發光單位及第五全波發光單位之第四端子在中心節點c3處彼此電連接，且第五全波發光單位及第六全波發光單位之第三端子在中心節點c4處彼此電連接。
另外，第一行及第二行之半波發光單位(第二列之h3及h4)之第二端子亦在中心節點c1處彼此電連接，第一行及第二行之半波發光單位(第三列之h1及h2)之第一端子亦在中心節點c2處彼此電連接，第二行及第三行之半波發光單位(第二列之h4及 h3)之第一端子亦在中心節點c3處彼此電連接，且第二行及第三行之半波發光單位(第三列之h2及h1)之第二端子亦在中心節點c4處彼此電連接。
亦即，第一全波發光單位及第二全波發光單位之第三端子電連接至第一行及第二行之半波發光單位(第二列之h3及h4)之第二端子，第二全波發光單位及第三全波發光單位之第四端子電連接至第一行及第二行之半波發光單位(第三列之h1及h2)之第一端子，第四全波發光單位及第五全波發光單位之第四端子電連接至第二行及第三行之半波發光單位(第二列之h4及h3)之第一端子，且第五全波發光單位及第六全波發光單位之第三端子電連接至第二行及第三行之半波發光單位(第三列之h2及h1)之第二端子。
另外，安置於第一行中之四個半波發光單位在第一節點n1處電連接，且安置於第三行中之四個半波發光單位在第二節點n2處電連接。
同時，當將正電壓施加於端子t1以連接至外部電源時，自安置於第一行及第三行中之半波發光單位h3、安置於第二行中之半波發光單位h2以及第一至第六全波發光單位a1及a2發光。
另一方面，當將正電壓施加於端子t2時，自安置於第一行及第三行中之半波發光單位h1、安置於第二行中之半波發光單位h4以及第一至第六全波發光單位a1及a2發光。
亦即，半波發光單位h1及h4以及其它半波發光單位h2 及h3根據AC電源之相位在第一週期及第二週期期間交替發光，第一至第六全波發光單位a1及a2無論AC電源之相位如何改變均在兩個週期期間發光，且根據本發明之第六例示性實施例，自總共18個發光單位中之13個發光單位發光，因而發光單位之使用率變為13/18=72.2%，且發光單位的使用率可進一步增加為大於第二例示性實施例之發光單位的使用率。
同時，當每一全波發光單位a1及a2及每一半波發光單位h1、h2、h3及h4之正向電壓為Vf時，施加於發光裝置6000中之一個半波發光單位之最大反向電壓(其為施加於安置於第二行中之半波發光單位h2或h4之反向電壓)的量值變為3Vf。
因此，根據本發明之第六例示性實施例，可藉由控制半波發光單位h1、h2、h3及h4及全波發光單位a1及a2中之發光單元之數目來提供對於反向電壓而言安全的能夠增加其中發光單位之使用率的發光裝置。
根據本發明之另一態樣，可藉由包含具有來自上文提及之例示性實施例之結構中之至少一者的多個發光二極體陣列且電連接所述多個結構來組態發光裝置。圖11及圖12中繪示發光裝置之實例。
圖11繪示其中圖1及圖3之發光二極體陣列串列連接的結構。然而，為簡化說明，僅繪示發光單元100及200，而不繪示每一半波發光單位及每一全波發光單位。
另外，由箭頭繪示對應於將正電壓施加於端子t1時的電 流路徑i1及i2。
根據圖11所示之組態，與圖1及圖3之發光二極體陣列中相同，發光單位之使用率變為62.5%。
類似地，圖12為藉由串列連接根據圖7所示之第四例示性實施例之多個發光二極體陣列來組態發光裝置的圖。
根據圖12所示之組態，發光單位之使用率類似於圖7之發光二極體陣列由其自身組態的情況。詳言之，當將正電壓施加於端子t1時發光單位之使用率變為26/39=66.7%，且當將正電壓施加於端子t2時發光單位之使用率變為25/39=64.1%。
亦即，當如圖12所示組態發光裝置時，在AC電壓之第一週期及第二週期驅動之半波發光單位100之數目彼此不同，因而發光裝置造成發光單位之使用率的差異。
同時，當圖12所示之電路組態實施為具有預定面積之基板上的多個發光單位(或發光單元)時，所述多個發光單位(或發光單元)可經由節點n2與節點n3之間的連接及節點n4與節點n5之間的連接來安置。
舉例而言，如圖12所示，將39個發光單元劃分為基板上之三個區域(上部區域、中間區域、下部區域)。當想要根據所施加電壓之量值來增加發光單元之數目時，此做法可有利於增加基板上之發光區域的使用率。
下文中，將參見圖13描述根據本發明之發光裝置的另一例示性實施例。同時，為了簡單起見，圖13繪示一個發光單元而 非每一全波發光單位及每一半波發光單位。
與第四例示性實施例及第五例示性實施例中相同，根據本發明之發光單位將額外的半波發光單位(或半波發光單位對)及全波發光單位持續添加至圖1所示之基本結構，從而可增加被驅動發光單位之數目與整個發光單位之數目的比率。
另外，當將電路組態實施為實際基板上之多個發光單位(或發光單元)時，整個基板上之發光區域之使用率可根據配線連接方案而進一步增加。
參見圖13，根據本發明另一例示性實施例之發光裝置包含第一至第九行之半波發光單位及安置於鄰近兩個半波發光單位之行之間(例如，第一行與第二行之間、第二行與第三行之間等)的全波發光單位。
在此情況下，當想要如圖13所示在實際基板上實施圖13之發光裝置時，第一行至第三行之半波發光單位及其間的全波發光單位可經分組為屬於第一區域，第四行至第六行之半波發光單位及其間的全波發光單位可經分組為屬於第二區域，且第七行至第九行之半波發光單位及其間的全波發光單位可經分組為屬於第三區域。第二區域可安置於第一區域下方，且第三區域可安置於第二區域下方。
另外，在基板上安置發光單位之後，在第一區域與第二區域之間及第二區域與第三區域之間形成配線時，其可經形成以將安置於第一區域之右上端之半波發光單位連接至安置於第二區 域之右下端之半波發光單位，將安置於第一區域之右側中間之半波發光單位連接至安置於第二區域之右側中間之半波發光單位，且將安置於第一區域之右下端之半波發光單位連接至安置於第二區域之右上端之半波發光單位。
類似地，配線可經形成以將安置於第二區域之左上端之半波發光單位連接至安置於第三區域之左下端之半波發光單位，將安置於第二區域之左側中間之半波發光單位連接至安置於第三區域之左側中間之半波發光單位，且將安置於第二區域之左下端之半波發光單位連接至安置於第三區域之左上端之半波發光單位。另外，一個全波發光單位可安置於在第一區域與第二區域之間延伸之三個配線中的兩者之間，且分別連接至所述兩個配線。類似地，一個全波發光單位可安置於在第二區域與第三區域之間延伸之三個配線中的兩者之間，且分別連接至所述兩個配線。
當安置於基板上的發光單位被劃分為第一至第三區域之群組且各別區域之間如圖13所示形成配線連接時，具有較高整合度之許多發光單位可形成於基板上，因而可進一步增加在驅動發光裝置時整個基板上的發光區域之使用率。
另外，在圖13中，所有發光單位可經分組以使得其安置於第一至第三區域中。然而，隨著所添加半波發光區域及全波發光區域之數目增加，可增加區域之數目，諸如第四區域、第五區域、第六區域或類似區域，使得發光區域可安置於這些區域中。然而在此情況下，配線連接方案可具有與前述描述中相同的大體 結構。
另外，圖13繪示安置於每一區域中之發光單位與圖7所示之結構相同。然而，根據例示性實施例，安置於每一區域中之發光單位可與圖10所示之結構相同。然而在此情況下，形成於各別區域之間的配線為四條。
圖14為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖。圖15為沿圖14之線A-A截取的橫截面圖，且圖16為圖14之等效電路圖。
參見圖14，發光裝置包含基板21、第一電極墊20a及第二電極墊20b、第一分支半波發光單元30a及30b、第一合併半波發光單元30c、第二分支半波發光單元40a及40b、第二合併半波發光單元40c、全波發光單元50a及50b以及配線37。另外，透明電極層31、p電極34以及n電極35可安置於每一發光單元上。另外，發光裝置可包含絕緣層(未圖示)或保護層。
基板21可為諸如藍寶石等絕緣基板，但不限於此，因此，基板可為上面形成有絕緣層的導電基板。另外，基板21可為用於生長化合物半導體層之生長基板，但不限於此，因此可為附接在生長於生長基板上之化合物半導體層上的支撐基板。基板21可為實質上四邊形形狀，且如圖所示可為矩形形狀。
半波發光單元30a、30b、30c、40a、40b及40c以及全波發光單元50a及50b配置於基板21上，且如圖15所示，其中每一者包含第一導電性類型下部半導體層25、主動層27以及第二導 電性類型上部半導體層29。主動層27可具有單量子井結構或多量子井結構，且其材料及組合物是根據所需發光波長而選擇。舉例而言，主動層可由基於AlInGaN之化合物半導體(例如，InGaN)製成。同時，下部半導體層25及上部半導體層29可由具有比主動層27大的能帶隙之材料製成，且可由基於AlInGaN之化合物半導體(例如，GaN)製成。
同時，緩衝層(未圖示)可***於下部半導體層25與基板21之間。緩衝層可彼此間隔開，但不限於此。當緩衝層由具有較大絕緣性質或電阻的材料製成時，其可彼此連接。
如圖所示，上部半導體層29安置於下部半導體層25之某個區域上，且主動層27***於上部半導體層29與下部半導體層25之間。此外，透明電極層31可安置於上部半導體層29上。透明電極層31可由諸如氧化銦錫(ITO)、Ni/Au等材料製成。
下部半導體層25及上部半導體層29可各自為n型半導體層及p型半導體，反之亦然。本例示性實施例描述下部半導體層25變為n型半導體層且上部半導體層29變為p型半導體層。因此，n電極35安置於下部半導體層25上，且p電極34安置於上部半導體層29或透明電極層31上。
作為用於自外部電源(例如，AC電源)供應功率之墊的第一電極墊20a及第二電極墊20b可為可供(例如)結合線(bonding wire)結合的墊。發光裝置由施加於第一電極墊20a及第二電極墊20b之功率驅動。第一電極墊20a及第二電極墊20b可安置於基板 21之相對側的邊緣附近。第一電極墊20a及第二電極墊20b可直接形成於基板21上，但不限於此。如圖所示，第一電極墊20a及第二電極墊20b可分別形成於合併半波發光單元40c及30c上。舉例而言，第一電極墊20a可安置在安置於基板21之第一側之邊緣處的第二合併半波發光單元40c之下部半導體層25上，且第二電極墊20b可安置在安置於基板21之與第一側相對之第二側之邊緣處的第一合併半波發光單元30c之下部半導體層25上。在此情況下，第一電極墊20a及第二電極墊20b可各自分別安置於合併半波發光單元40c及30c之n電極上，且充當n電極。
第一分支半波發光單元30a及30b分別電連接至第一電極墊20a。亦即，第一分支半波發光單元30a經由配線37連接至第一電極墊20a，且第一分支半波發光單元30b經由另一配線37連接至第一電極墊20a。舉例而言，第一分支半波發光單元30a及30b之p電極34可各自經由配線37連接至第一電極墊20a。
同時，全波發光單元50a連接至第一分支半波發光單元30a，且全波發光單元50b連接至第一分支半波發光單元30b。如圖所示，第一分支半波發光單元30a及30b各自連接至全波發光單元50a及50b之p電極34。
另外，全波發光單元50a及50b同樣連接至第一合併半波發光單元30c。亦即，全波發光單元50a及50b之每一n電極35經由配線37連接至第一合併半波發光單元30c之p電極34。
同時，第二分支半波發光單元40a及40b分別電連接至 第二電極墊20b。亦即，第二分支半波發光單元40a經由配線37連接至第二電極墊20b，且第二分支半波發光單元40b經由另一配線37連接至第二電極墊20b。舉例而言，第二分支半波發光單元40a及30b之p電極34可各自經由配線37連接至第二電極墊20b。
此外，全波發光單元50a連接至第二分支半波發光單元40a，且全波發光單元50b連接至第二分支半波發光單元40b。如圖所示，第二分支半波發光單元40a及40b各自連接至全波發光單元50a及50b之p電極34。
另外，全波發光單元50a及50b同樣連接至第二合併半波發光單元40c。亦即，全波發光單元50a及50b之每一n電極35經由配線37連接至第二合併半波發光單元40c之p電極34。
在本例示性實施例中，第一分支半波發光單元30a及30b可各自在安置於基板21之一側之邊緣處的第二合併半波發光單元40c之任一側上並列安置，且第二分支半波發光單元40a及40b可各自在安置於基板21之另一側之邊緣處的第一合併半波發光單元30c之任一側上並列安置。另外，全波發光單元50a及50b可在沿基板21之一側之邊緣並列安置的半波發光單元30a、40c及30b之間並列安置，且半波發光單元40a、30c及40b可沿基板21之另一側之邊緣並列安置。此外，為增加發光單元之使用率，全波發光單元50a及50b之發光面積可大於半波發光單元之發光面積。
在本例示性實施例中，發光裝置可相對於與兩側之水平邊緣平行且橫穿發光裝置之中心的直線具有對稱表面結構。此 外，發光裝置亦可相對於與兩側之垂直邊緣平行且橫穿發光裝置之中心的直線具有對稱表面結構。
同時，為防止發光單元中之下部半導體層25及上部半導體層29由配線37彼此電短路，可形成絕緣層(未圖示)。絕緣層覆蓋發光單元之側面，以使配線37與發光單元絕緣。另外，配線37、n電極35以及p電極34可藉由相同製程由相同材料製成。然而，形成於發光單元之間的配線37可具有相對大於p電極34及n電極35的寬度，以便改良其可靠性。
圖16為用於繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的圖14之等效電路圖。
參見圖16，當將AC功率輸入至第一電極墊20a及第二電極墊20b時，在AC功率之半週期中，正向電壓施加於第一分支半波發光單元30a及30b、全波發光單元40a及40b以及第一合併半波發光單元30c，且反向電壓施加於第二分支半波發光單元40a及40b以及第二合併半波發光單元40c。因此，經由第一電極墊20a引入之電流藉由沿由第一分支半波發光單元30a及30b提供之電流路徑劃分而流動，所述電流又經由全波發光單元50a及50b而合併入第一合併半波發光單元30c。
同時，在AC功率之另一半週期中，反向電壓施加於第一分支半波發光單元30a及30b、全波發光單元40a及40b以及第一合併半波發光單元30c，且正向電壓施加於第二分支半波發光單元40a及40b以及第二合併半波發光單元40c。因此，經由第二電極 墊20b引入之電流藉由沿由第二分支半波發光單元40a及40b提供之電流路徑劃分而流動，所述電流又經由全波發光單元50a及50b而合併入第二合併半波發光單元40c。
根據本例示性實施例，藉由使用半波發光單元及全波發光單元，可在AC驅動時增加發光單元之使用率。此外，由於施加於一個發光單元之反向電壓具有與施加於兩個發光單元之正向電壓之和類似的量值，因此進而可防止反向電壓過度增加，且防止發光單元損壞。另外，藉由提供分支電流路徑可在低驅動電壓下驅動大量發光單元。
圖17為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖，且圖18為沿圖17所示之發光裝置之線B-B截取的橫截面圖。
參見圖17及圖18，根據本例示性實施例之發光裝置實質上類似於參見圖14、圖15及圖16描述之發光裝置，但不同之處在於全波發光單元50a及50b共用n電極35a。換言之，如圖18所示，全波發光單元50a及全波發光單元50b共用下部半導體層25，且共用安置於下部半導體層25上之n電極35a。
由於全波發光單元50a及50b共用下部半導體層25，因此其無需藉由蝕刻下部半導體層25而彼此分離，且n電極35a之數目與圖16之發光裝置相比可減少。因此，藉由使全波發光單元50a及50b之面積相對較大可進一步增加發光單元之使用率。
圖19為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的 平面圖。
參見圖19，發光裝置實質上類似於參見圖17描述之發光裝置，但不同之處在於第一電極墊20a及第二電極墊20b各自經組態以包含兩個電極墊。
所述兩個第一電極墊20a安置於第二合併半波發光單元40c之下部半導體層25上，且各自分別連接至第一分支半波發光單元30a及30b。另外，所述兩個第二電極墊20b安置於第一合併半波發光單元30c之下部半導體層25上，且各自分別連接至第二分支半波發光單元40a及40b。可進一步形成連接第一電極墊20a或第二電極墊20b的n電極(未圖示)。
藉由將第一電極墊20a及第二電極墊20b各自組態為兩個單獨的電極墊，可增加本例示性實施例中之連接發光單元之線的數目。因此，引入發光二極體中之電流可有效地分佈於整個發光二極體上，且可減輕線之結合缺陷的影響，進而可改良裝置之可靠性。
參見圖20，發光裝置實質上類似於參見圖19描述之發光裝置，但不同之處在於分支半波發光單元30a、30b、40a及40b以及合併半波發光單元30c及40c的相對發光面積。
亦即，第一分支半波發光單元30a及30b具有實質上相同的發光面積，且各自具有比第一合併半波發光單元30c之發光面積小的發光面積。第一分支半波發光單元30a及30b中之每一者之發光面積可為第一合併半波發光單元30c之發光面積的約 1/2。
另外，第二分支半波發光單元40a及40b具有實質上相同的發光面積，且各自具有比第二合併半波發光單元40c之發光面積小的發光面積。第二分支半波發光單元40a及40b中之每一者之發光面積可為第一合併半波發光單元40c之發光面積的約1/2。
此外，第一分支半波發光單元30a及30b具有與第二分支半波發光單元40a及40b實質上相同的面積，且第一合併半波發光單元30c可具有與第二合併半波發光單元40c實質上相同的發光面積。
藉由使分支半波發光單元之發光面積小於合併半波發光單元之發光面積，可減少分支半波發光單元與合併半波發光單元之間的電流密度差異。
圖21為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖。
參見圖21，根據本例示性實施例之發光裝置類似於參見圖20描述之發光裝置，但不同之處在於兩個第一電極墊20a各自安置於第一分支半波發光單元30a及30b上。
亦即，第一電極墊20a中之一者安置於第一分支半波發光單元30a之上部半導體層29或透明電極層31上，且另一者安置於第一分支半波發光單元30b之上部半導體層29或透明電極層31上。因此，藉由使兩個第一電極墊20a彼此分離，與用於圖20 所示之發光裝置之線結合製程相比，可容易地執行線結合製程。
此外，如圖22所示，兩個第二電極墊20b可各自安置於第二分支半波發光單元40a及40b上。
圖23為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖，且圖24為圖23所示之發光裝置之等效電路圖。
參見圖23，根據本例示性實施例之發光裝置與參見圖14描述之發光裝置相比的不同之處在於第一電極墊20a及第二電極墊20b形成於不同的半導體層上。
亦即，在本例示性實施例中，第一電極墊20a安置於第一合併半波發光單元30c之上部半導體層29上，且第二電極墊20b安置於第二合併半波發光單元40c之上部半導體層29上。兩個第一電極墊20a可安置於第一合併半波發光單元30c之上部半導體層29上，且可藉由p電極彼此連接。另外，兩個第二電極墊20a可安置於第二合併半波發光單元40c之上部半導體層29上，且可藉由p電極彼此連接。
同時，第一分支半波發光單元30a及30b之n電極各自連接至第二電極墊20b，且第二分支半波發光單元40a及40b之n電極各自連接至第一電極墊20a。另外，第一分支半波發光單元30a及30b之p電極各自連接至全波發光單元50a及50b之n電極，且第二分支半波發光單元40a及40b之p電極亦分別連接至全波發光單元50a及50b之n電極。此外，全波發光單元50a之p電極及全波發光單元50b之p電極分別連接至第一合併半波發光單 元30c之n電極及第二合併半波發光單元40c之n電極。
如圖24所示，經由第一電極墊20a引入之電流經由第一合併半波發光單元30c分支到全波發光單元50a及50b中。另外，流過每一全波發光單元50a及50b之電流經由第一分支半波發光單元30a及30b流入第二電極墊20b。
另外，經由第二電極墊20b引入之電流經由第二合併半波發光單元40c分支至全波發光單元50a及50b中。另外，流過每一全波發光單元50a及50b之電流經由第二分支半波發光單元40a及40b流入第一電極墊20b。
亦即，在根據例示性實施例之發光裝置中，經由第一電極墊20a或第二電極墊20b引入之電流首先經過合併半波發光單元，分支至全波發光單元50a及50b中，且經過分支半波發光單元。
圖25為用於闡釋根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖。
參見圖25，根據本發明之發光裝置與參見圖23描述之發光裝置實質上相同，但不同之處在於第一電極墊20a及第二電極墊20b各自安置於分支半波發光單元上。
亦即，兩個第一電極墊20a各自安置於第二分支半波發光單元40a及40b之下部半導體層25上，且兩個第二電極墊20b各自安置於第一分支半波發光單元30a及30b之下部半導體層25上。
同時，第一電極墊20a各自連接至第一合併半波發光單元30c之p電極，且第二電極墊20b各自連接至第二合併半波發光單元40c之p電極。因此，電極墊20a及20b可形成為彼此間隔開。
圖26為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖。
參見圖26，第一電極墊20a安置於第二分支半波發光單元40a之下部半導體層25上，且第二電極墊20b安置於第一分支半波發光單元30b之下部半導體層25上。舉例而言，第一電極墊20a可安置在安置於基板21之一側之邊緣附近的第二分支半波發光單元上，且第二電極墊20b可安置在安置於基板21之與一側之邊緣相對之邊緣附近的第一分支半波發光單元30b上。
同時，第一合併半波發光單元30c沿其一側之邊緣安置於第二分支半波發光單元40a與第二分支半波發光單元40b之間。另外，第二合併半波發光單元40c沿其另一側之邊緣安置於第二分支半波發光單元30b與第二分支半波發光單元30a之間。上面安置有電極墊20a及20b之分支半波發光單元40a及30b可具有實質上梯形形狀。
第一電極墊20a連接至第一合併半波發光單元30c之上部半導體層29(或p電極)及第二分支半波發光單元40b之下部半導體層25(或n電極)。同時，第二電極墊20b連接至第二合併半波發光單元40c之上部半導體層29(或p電極)及第一分支半 波發光單元30a之下部半導體層25(或n電極)。
同時，全波發光單元50a及50b安置於由半波發光單元30a、30b、30c、40a、40b及40c包圍之區域中。全波發光單元50a及50b可具有平行四邊形形狀。
另外，全波發光單元50a之p電極連接至第一合併半波發光單元30c之n電極及第二合併半波發光單元40c之n電極，且全波發光單元50a之n電極連接至第二分支半波發光單元40a之p電極及第一分支半波發光單元30a之p電極。另外，全波發光單元50b之p電極連接至第一合併半波發光單元30c之n電極及第二合併半波發光單元40c之n電極，且全波發光單元50b之n電極連接至第一分支半波發光單元30b之p電極及第二分支半波發光單元40b之p電極。全波發光單元50a之p電極可經由全波發光單元50b之p電極連接至第二合併半波發光單元40c之n電極，且全波發光單元50b之p電極可經由全波發光單元50a之p電極連接至第一合併半波發光單元30c之n電極。
根據本例示性實施例，可提供連接至諸如圖24所示之等效電路圖的電路之發光裝置。
圖27為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖。與參見圖26描述的發光裝置相比，在根據本例示性實施例之發光裝置中，發光單元之n電極及p電極之配置以相反形式形成。
亦即，參見圖27，第一電極墊20a安置於第一分支半波 發光單元30a之上部半導體層29上，且第二電極墊20b安置於第二分支半波發光單元40b之上部半導體層29上。舉例而言，第一電極墊20a可安置在安置於基板21之一側之邊緣附近的第一分支半波發光單元30a上，且第二電極墊20b可安置在安置於基板21之與一側之邊緣相對之邊緣附近的第二分支半波發光單元40b上。
同時，第二合併半波發光單元40c沿其一側之邊緣安置於第一分支半波發光單元30a與第一分支半波發光單元30b之間。另外，第一合併半波發光單元30c沿其另一側之邊緣安置於第二分支半波發光單元40b與第二分支半波發光單元40a之間。上面安置有電極墊20a及20b之分支半波發光單元30a及40b可實質上具有梯形形狀。
第一電極墊20a連接至第二合併半波發光單元40c之下部半導體層25(或n電極)及第一分支半波發光單元30b之上部半導體層29(或p電極)。同時，第二電極墊20b連接至第一合併半波發光單元30c之下部半導體層25(或n電極)及第二分支半波發光單元40a之上部半導體層29(或p電極)。
同時，全波發光單元50a及50b安置於由半波發光單元30a、30b、30c、40a、40b及40c包圍之區域中，其中全波發光單元50a及50b可具有平行四邊形形狀。
另外，全波發光單元50a之n電極連接至第一合併半波發光單元30c之p電極及第二合併半波發光單元40c之p電極，且全波發光單元50a之p電極連接至第二分支半波發光單元40a 之n電極及第一分支半波發光單元30a之n電極。此外，全波發光單元50b之n電極連接至第一合併半波發光單元30c之p電極及第二合併半波發光單元40c之p電極，且全波發光單元50b之p電極連接至第一分支半波發光單元30b之n電極及第二分支半波發光單元40b之n電極。全波發光單元50a之n電極可經由全波發光單元50b之n電極連接至第一合併半波發光單元30c之p電極，且全波發光單元50b之n電極可經由全波發光單元50a之n電極連接至第一合併半波發光單元40c之p電極。
根據本例示性實施例，可提供連接至諸如圖16所示之等效電路圖的電路之發光裝置。
圖28為繪示根據本發明另一例示性實施例之發光裝置的平面圖，且圖29為圖28所示之發光裝置之等效電路圖。
參見圖28，第一電極墊20a安置於基板21之一側之邊緣的中心附近，且第二電極墊20b安置於基板21之另一側之邊緣的中心附近。第一墊20a及第二墊20b可形成於基板21、下部半導體層25或上部半導體層29上。
第一分支發光單元30a及30b可沿基板21之一側之邊緣各自安置於第一電極墊20a之兩側，且第二分支半波發光單元40a及40b可沿基板21之另一側之邊緣各自安置於第二電極墊20b之兩側。第一電極墊20a連接至第一分支半波發光單元30a及30b之p電極，且第二電極墊20b連接至第二分支半波發光單元40a及40b之p電極。
第一分支半波發光單元30a及30b可同樣電連接至第一分支半波發光單元30a及30b。亦即，連接至第一電極墊20a之第一分支半波發光單元30a之n電極可連接至第一分支半波發光單元30a之p電極，且連接至第一電極墊20a之第一分支半波發光單元30b之n電極可連接至第一分支半波發光單元30b之p電極。則如參見圖14描述，第一分支半波發光單元30a及30b之n電極連接至全波發光單元50a及50b之p電極，且全波發光單元50a及50b之n電極連接至第一合併半波發光單元30c之p電極。如參見圖23描述，第一合併半波發光單元30c之n電極連接至全波發光單元50a及50b之p電極，且全波發光單元50a及50b之n電極連接至第一分支半波發光單元30a及30b之p電極。
連接至第二電極墊20b之第二分支半波發光單元40a及40b各自電連接至第二分支半波發光單元，且另一第二分支半波發光單元40a及40b以及第二合併半波發光單元40c以上文相對於第一分支半波發光單元30a及30b提及的次序連接至第一電極墊20a。
根據本例示性實施例，提供具有其中圖16所示電路與圖24所示電路藉由彼此重疊而連接的結構的發光裝置，其中同樣是電流路徑藉由劃分為二而流動且合併入一個合併半波發光單元中。圖中所示之箭頭表示藉由在AC功率之半週期中施加正向電壓而使電流流動的電流路徑。在此情況下，發射光之發光單元由點表示。
如圖28所示，第一合併半波發光單元30c及第二合併半波發光單元40c可交替地安置於第一電極墊20a與第二電極墊20b之間。此外，如圖28所示，根據本發明的發光裝置可相對於與兩側之水平邊緣平行且橫穿發光裝置之中心的直線具有對稱表面結構。此外，發光裝置亦可相對於與兩側之垂直邊緣平行且橫穿發光裝置之中心的直線具有對稱表面結構。
另外，在上文揭露之例示性實施例中，第一分支半波發光單元30a或30b以及第二分支半波發光單元40b或40a可安置為彼此鄰近，且可共用n電極。此外，彼此鄰近的第一合併半波發光單元30c及第二合併半波發光單元40c可共用n電極。
根據本發明，與先前技術相比，可使用具有較少數目之發光單元的發光二極體，且藉由增加其中發光單元之使用率而提供實質上相同量的光，進而可提供具有經改良產率及成本節省的發光裝置。
此外，根據本發明，藉由使施加於其中單一發光單元之反向電壓最小化，可降低損壞發光二極體之可能性，進而可提昇發光裝置針對反向電壓之穩定性。
此外，在特定驅動電壓下驅動之發光單元之數目與先前技術相比可增加。
所屬領域的技術人員將瞭解，在不背離本發明之精神或範疇之情況下可在本發明中做出各種修改及變化。因此，期望本發明涵蓋屬於所附申請專利範圍及其等效物之範疇內的對本發明 之修改及變化。
100、200‧‧‧發光單元
1000‧‧‧發光裝置
a1、a2‧‧‧全波發光單位
c1‧‧‧中心節點
h1、h2、h3、h4‧‧‧半波發光單位
n1‧‧‧第一節點
n2‧‧‧第二節點
t1、t2‧‧‧端子

Claims (3)

  1. 一種發光裝置，包括：第一列，包括第一發光單元及第二發光單元；第二列，包括第三發光單元及第四發光單元；第三列，包括第五發光單元及第六發光單元；以及第一行，包括第七發光單元及第八發光單元；其中所述第一發光單元、所述第三發光單元及所述第五發光單元在第一節點處彼此連接，其中所述第二發光單元、所述第四發光單元及所述第六發光單元在第二節點處彼此連接，且其中第七發光單元及所述第八發光單元在第三節點處連接至所述第三發光單元及所述第四發光單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中所述第二發光單元、所述第三發光單元、所述第六發光單元、所述第七發光單元及所述第八發光單元經組態以在將交流功率供應至所述第一節點及所述第二節點時在交流功率之第一半週期期間發光。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中所述第一發光單元、所述第四發光單元、所述第五發光單元、所述第七發光單元及所述第八發光單元經組態以在將交流功率供應至所述第一節點及所述第二節點時在所述交流功率之第二半週期期間發光。
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