[发明专利]一种发光组件及具有此发光组件的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种具有集成金属半导体场效晶体管与发光二极管的发光组件的发光装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode；LED)是利用半导体外延技术制成的一种二极管，其在顺向偏压下，可使电流通过其内部，从而使得发光二极管内部的电子与空穴复合而发光。发光二极管在常温下，具有寿命长、省电、污染低、轻薄短小、不易破损、开关速度快及可靠性高等特点。因此，越来越多的发光装置利用发光二极管做为发光组件。

不过，发光二极管的发光效率会受温度的影响而下降，并且在高温时，在同样的电压值下，使得更多的电流通过发光二极管时，产生更高的热。这样恶性循环，不但耗电，还使得发光二极管的寿命缩短。因此，一般利用发光二极管的发光装置，必须花费相当多的额外成本在散热上。

半导体外延技术亦可制作场效晶体管。美国专利第4,777,516号揭示先后形成于同一个基板上的三族砷化物发光二极管及场效晶体管，其中场效晶体管由一砷化镓层施以硅离子布植而形成；美国专利第7,432,538号、美国专利第7,750,351号及美国专利第7,981,744号则揭示形成于一个基板上的三族氮化物场效晶体管。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种发光组件，其于同一个基板上，集成发光二极管与金属半导体场效晶体管，并且通过电路图案使金属半导体场效晶体管来控制通过发光二极管的电流，以防止发光二极管的温度过高而缩短寿命。

其中，金属半导体场效晶体管为常开型晶体管，金属半导体场效晶体管包括一第1半导体层、一第2半导体层形成于所述第1半导体层一端的表面处、一第3半导体层形成于所述第1半导体层相对于第2半导体层之另一端的表面处、一闸极电极与第1半导体层形成萧基接触、一汲极电极与第2半导体层形成欧姆接触以及一源极电极与第3半导体层形成欧姆接触。其中第2半导体层及第3半导体层的掺杂条件与第1半导体层的掺杂条件不同；所述第2半导体层及第3半导体层之间的间隔暴露出所述第1半导体层。

在本发明的一实施例中，所述第1到第3半导体层为n型氮化镓系半导体层。

在本发明的一实施例中，所述金属半导体场效晶体管与基板之间，还包括第4半导体层、主动层、第5半导体层以及缓冲层，其中第4半导体层为p型氮化镓层，并且第5半导体层为n型氮化镓层。

在本发明的一实施例中，所述的闸极电极包括钨、铂、金、镍、铝所组成的群组中的任一或组合，并且所述的源极电极与汲极电极包括钛、铝、镍、金、铬所组成的群组中的任一或组合。

在本发明的一实施例中，第2半导体层及第3半导体层的掺杂浓度与第1半导体层的掺杂浓度不同。

本发明提供一种发光装置，包括一基板、一第1发光二极管、一第1电流稳定单元以及可配置于发光装置内或发光装置外的电源。其中第1发光二极管形成于所述基板上，并且所述第1发光二极管接收并依据来自所述电源的电流而发光。所述第1电流稳定单元电性连接于所述第1发光二极管与所述电源之间，并且所述第1电流稳定单元包括一第1晶体管；第1晶体管为前述的金属半导体场效晶体管，与所述第1发光二极管形成并集成于所述基板上，所述第1晶体管通过其闸极电极的电压，经由电路图案控制通过所述第1发光二极管的电流的大小。

综上所述，本发明提供一种具有集成发光二极管与金属半导体场效晶体管的发光组件的发光装置，且所述发光组件通过电路图案使金属半导体场效晶体管耦接发光二极管，以控制通过发光二极管的电流，并且抑制发光二极管的温度，使其不会因过热而缩短寿命，并且减少发光装置散热所需的成本；如果将金属半导体场效晶体管的闸极电极耦接至其汲极电极，则可构成萧基二极管，具有整流及抵抗静电放电等功效。更进一步，由于金属半导体场效晶体管与发光二极管形成/集成于同一个基板上，节省了发光装置的制造成本。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的发光装置100及晶体管M1的实体示意图。

图2是本发明一实施例提供的晶体管的汲极电压与电流关系的特性曲线。

图3A是本发明一实施例提供的发光装置300的示意图。

图3B是本发明一实施例提供的发光装置300的另一示意图。

图4是本发明一实施例提供的发光装置400的示意图。

图5是本发明一实施例提供的发光装置500的示意图。

图6是本发明一实施例提供的发光装置600的示意图。

图7A是本发明一实施例提供的发光装置700的示意图。