[发明专利]白光发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种半导体光电元件，且特别是有关于一种可发出白光的白光发光元件及其制造方法(WHITE LIGHT EMITTING DEVICE ANDPRODUCING METHOD THEREOF)。

背景技术

相较于传统的日光灯与白热灯泡，发光二极管的使用寿命较长，具有反应速度快、体积小、省电、低污染(不含水银)等优点，已逐渐取代传统日光灯与白炽灯泡。

白光是一多种色系的混合光，其主要包括红、蓝以及绿三种色光成分。目前的白光发光二极管，多是采用蓝色chip加上黄色荧光粉的结构。其虽有不错的发光效率，但色度范围较窄，无法满足高色度的范围。

图1为现有的白光发光二极管10的剖面结构图。请参照图1，现有的白光发光二极管10的结构包括电路基板101、芯片基板106、电极103a、103b、电洞源层107、蓝光主动层109以及电子源层111。在透明保护层105内含荧光粉材料(例如是黄色荧光粉或是红色与绿色的荧光粉)，用来保护电极103a、103b、电洞源层107、蓝光主动层109以及电子源层111。

此现有的白光发光二极管10的发光原理是以此一个发光源所发出的蓝色光，通过荧光粉材料吸收而激发出黄色色光或是红色与绿色色光。再与蓝光主动层109所发出的蓝色色光混合后以发出白光。然而，现有的白光发光二极管10色度范围较窄，当运用在色度需求较宽的设备，例如是显示器面板上，将无法提供足够的色度范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种白光发光元件及其制造方法。此白光发光元件采用单晶结构设计，可以降低结构复杂度，节省成本，并可增加色域范围，使色彩有改多的饱和度。

本发明还提供一种白光发光元件，包括基板、短波长发光源、保护层、第一结构以及第二结构。短波长发光源配置在该基板上，用以产生第一光源。保护层覆盖在该短波长发光源上，且该第一光源可穿透该保护层。第一结构配置在该保护层上，用以产生第二光源，且该第一结构包含第一量子井层与透光层，该第一量子井层配置在该保护层上，该透光层配置在该第一量子井上。第二结构配置在该第一结构上，用以产生第三光源。其中，通过该第一光源、该第二光源及该第三光源的混光进而产生白光源。

本发明提供一种白光发光元件的制造方法，包含以下步骤：提供一基板；形成短波长发光源于该基板上，以产生第一光源；形成一保护层覆盖该短波长发光源上；形成第一结构于该保护层上，以产生第二光源；形成第二结构于该第一结构上以产生第三光源以及混合该第一光源、该第二光源及该第三光源以产生白光源。

本发明所提供的白光发光元件为一单晶结构，相较于现有的白光发光二极管具有较简单的电极设计，且耗电量低可达到省电的效果。另外，因为本发明提出的白光发光元件制造成本较低更适合量产制造。而且，此白光发光元件所发出的白光是混合红、蓝、绿光所形成的白色色光，其白色色光具有较佳的色度。

附图说明

图1为现有的白光发光二极管的剖面结构图。

图2为依照本发明第一实施例的一种白光发光元件的剖面结构图。

图3为依照本发明第二实施例的一种白光发光元件的剖面结构图。

图4为依照本发明第三实施例的一种白光发光元件的剖面结构图。

图5为依照本发明第四实施例的一种白光发光元件的剖面结构图。

图6为依照本发明一实施例的白光发光元件的制造方法流程图。

主要元件符号说明：

10：现有的白光发光二极管

101：基板

103a、103b：电极

105：透明保护层

106、206、306、406、506：芯片基板

107：电洞源层

109：蓝光主动层

111：电子源层

20、30、40、50：白光发光元件

201、301、401、501：电路基板

203a、303a、403a、503a：第一电极

203b、303b、403b、503b：第二电极

205、223、305、405、505：保护层

206、306、406、506：芯片基板

207、307、407、507：短波长发光源

209、309、409、509：第一结构

211、311、411、511：电洞源层

213、313、413、513：主动层

215、315、415、515：电子源层

217、317、417、517：第一量子井层