專利名稱：一種發光組件及具有此發光組件的發光裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光裝置，尤其涉及一種具有集成金屬半導體場效晶體管與發光二極管的發光組件的發光裝置。
背景技術：
發光二極管(Light Emitting Diode ；LED)是利用半導體外延技術制成的一種二極管，其在順向偏壓下，可使電流通過其內部，從而使得發光二極管內部的電子與空穴復合而發光。發光二極管在常溫下，具有壽命長、省電、污染低、輕薄短小、不易破損、開關速度快及可靠性高等特點。因此，越來越多的發光裝置利用發光二極管做為發光組件。不過，發光二極管的發光效率會受溫度的影響而下降，并且在高溫時，在同樣的電壓值下，使得更多的電流通過發光二極管時，產生更高的熱。這樣惡性循環，不但耗電，還使得發光二極管的壽命縮短。因此，一般利用發光二極管的發光裝置，必須花費相當多的額外成本在散熱上。半導體外延技術亦可制作場效晶體管。美國專利第4，777，516號揭示先后形成于同一個基板上的三族砷化物發光二極管及場效晶體管，其中場效晶體管由一砷化鎵層施以硅離子布植而形成；美國專利第7，432，538號、美國專利第7，750，351號及美國專利第7，981，744號則揭示形成于一個基板上的三族氮化物場效晶體管。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供一種發光組件，其于同一個基板上，集成發光二極管與金屬半導體場效晶體管，并且通過電路圖案使金屬半導體場效晶體管來控制通過發光二極管的電流，以防止發光二極管的溫度過高而縮短壽命。其中，金屬半導體場效晶體管包括一第I半導體層、一第2半導體層形成于所述第I半導體層一端的表面處、一第3半導體層形成于所述第I半導體層相對于第2半導體層之另一端的表面處、一閘極電極與第I半導體層形成蕭基接觸、一汲極電極與第2半導體層形成歐姆接觸以及一源極電極與第3半導體層形成歐姆接觸。在本發明的一實施例中，所述第I到第3半導體層為n型氮化鎵系半導體層。在本發明的一實施例中，所述金屬半導體場效晶體管與基板之間，還包括第4半導體層、主動層、第5半導體層以及緩沖層，其中第4半導體層為p型氮化鎵層，并且第5半導體層為n型氮化鎵層。在本發明的一實施例中，所述的閘極電極包括鎢、鉬、金、鎳、鋁所組成的群組中的任一或組合，并且所述的源極電極與汲極電極包括鈦、鋁、鎳、金、鉻所組成的群組中的任一或組合。在本發明的一實施例中，第2半導體層及第3半導體層的摻雜濃度與第I半導體層不同。本發明提供一種發光裝置，包括一基板、一第I發光二極管、一第I電流穩定單兀以及可配置于發光裝置內或發光裝置外的電源。其中第I發光二極管形成于所述基板上，并且所述第I發光二極管接收并依據來自所述電源的電流而發光。所述第I電流穩定單元電性連接于所述第I發光二極管與所述電源之間，并且所述第I電流穩定單元包括一第I晶體管；第I晶體管為前述的金屬半導體場效晶體管，與所述第I發光二極管形成并集成于所述基板上，所述第I晶體管通過其閘極電極的電壓，經由電路圖案控制通過所述第I發光二極管的電流的大小。綜上所述，本發明提供一種具有集成發光二極管與金屬半導體場效晶體管的發光組件的發光裝置，且所述發光組件通過電路圖案使金屬半導體場效晶體管耦接發光二極管，以控制通過發光二極管的電流，并且抑制發光二極管的溫度，使其不會因過熱而縮短壽命，并且減少發光裝置散熱所需的成本；如果將金屬半導體場效晶體管的閘極電極耦接至其汲極電極，則可構成蕭基二極管，具有整流及抵抗靜電放電等功效。更進一步，由于金屬半導體場效晶體管與發光二極管形成/集成于同一個基板上，節省了發光裝置的制造成本。
圖1是本發明一實施例提供的發光裝置100及晶體管Ml的實體示意圖。圖2是本發明一實施例提供的晶體管的汲極電壓與電流關系的特性曲線。圖3A是本發明一實施例提供的發光裝置300的示意圖。圖3B是本發明一實施例提供的發光裝置300的另一示意圖。圖4是本發明一實施例提供的發光裝置400的示意圖。圖5是本發明一實施例提供的發光裝置500的示意圖。圖6是本發明一實施例提供的發光裝置600的示意圖。圖7A是本發明一實施例提供的發光裝置700的示意圖。圖7B是圖7A實施例提供的惠斯登電橋整流電路122的示意圖。圖8是本發明一實施例提供的發光裝置800的示意圖。圖9是本發明一實施例提供的發光裝置900的示意圖。圖10是本發明一實施例提供的發光裝置1000的示意圖。圖11是本發明一實施例提供的發光裝置1100的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的一種具有集成發光二極管與金屬半導體場效晶體管的發光組件的發光裝置作進一步詳細的說明。請參圖1所示，圖1是本發明一實施例提供的發光裝置100的實體示意圖。發光裝置100包括一電流穩定單兀110、一電源120及一發光二極管Dl,其中發光二極管Dl形成于基板10上。基板10可使用藍寶石(sapphire)基板或砂基板等。另外，在發光二極管的制程中，發光二極管的結構上還包括一緩沖層20、一半導體層30、一主動層(MultipleQuantum Well ；MQff)40>一半導體層 50、一透明導電層(Transparent Conductive Layer ；TCL)60等。其中，緩沖層20通常通過例如氮化鋁的材質包括氮化鋁(AlN)來形成，而半導體層30的材質包括例如為n型氮化鎵(n-GaN)系半導體層，并且半導體層50的材質包括例如為P型氮化鎵(P-GaN)系半導體層。陽極電極Pl接觸透明導電層60，并且陰極電極NI通過蝕刻技術接觸半導體層30。電流穩定單元110包括一晶體管Ml，所述晶體管Ml是通過類似于二極管Dl的制程，在基板10上形成的金屬半導體場效晶體管(Metal Semiconductor Field EffectDiode ;MESFET)，所述晶體管Ml的結構除了包括前述的緩沖層20、半導體層30、主動層40、半導體層50外，在半導體層50上，再形成一層半導體層70，其中半導體層70的材質為η型氮化鎵(n-GaN)系半導體層。更進一步，在半導體層70上再形成一層半導體層80，然后通過蝕刻技術，形成分開的半導體層81及半導體層83，其中半導體層80及其所形成的半導體層81及83的材質亦為η型氮化鎵系半導體。再接著，閘極電極GT與半導體層70形成蕭基接觸(Schottky contact),并且汲極電極DN及源極電極SR分別與半導體層81及83形成歐姆接觸(ohmic contact)。在本發明一實施例中，閘極電極GT包括鎢、鉬、金、鎳、鋁所組成的群組中的任一或組合，例如鎢(W)、鉬金(Pt/Au)合金、以及鎳鋁(Ni/Al)合金等，而汲極電極DN與源極電極SR包括鈦、鋁、鎳、金所組成的群組中的任一或組合，例如鈦鋁(Ti/Al)合金以及鈦鋁鎳金(Ti/Al/Ni/Au)合金等。圖2是本發明一實施例提供的的金屬半導體場效晶體管(也就是晶體管Ml)的汲極電壓與電流關系的特性曲線。請參照圖1和圖2，在本實施例中，若晶體管Ml的閘極電極GT的閘極電壓Vg為固定值，例如閘極電壓Vg為O時，并且若發光二極管Dl的溫度上升，造成晶體管Ml的汲極電極DN的汲極電壓Vd上升至超過夾止電壓Vp時，晶體管Ml就會進入飽和區。於是，除非汲極電壓Vd超過臨界的崩潰電壓Vbf Vb6，經過發光二極管Dl與晶體管Ml的電流ID就不再隨著汲極電壓Vd的升高而上升。根據圖2所顯示的特性曲線，在本發明一實施例中，晶體管Ml進入飽和區時，可利用控制閘極電極GT的閘極電壓Vg來抑制通過發光二極管Dl的電流ID。例如，若要使通過發光二極管Dl的電流ID較大，則設定較高的閘極電壓Vg，例如為0V。若要使通過發光二極管Dl的電流ID較小，則設定較低的閘極電壓Vg，例如為-2.5V。另一方面，為使得可直接通過制程來達到抑制電流ID的目的，在本實施例中，也可通過閘極電極GT與源極電極SR的直接耦接，使得晶體管Ml固定作用在飽和區。此時，若發光二極管Dl的溫度隨著環境溫度的上升而升高，造成汲極電壓Vd的電壓上升，電流ID則不會隨著汲極電壓Vd的上升而改變，進而防止發光二極管Dl的溫度再上升的現象。進一步地，半導體層80與半導體層70可以調整成例如不同摻雜濃度的η型氮化鎵的半導體。在這里，閘極電壓Vg為固定值，例如為OV的情況下，可通過對半導體層70與半導體層80進行不同濃度的摻雜，或是調整半導體層70的通道厚度及寬度等，來控制電流ID的大小。根據上述可知，若在基板10上，形成發光二極管Dl與包括金屬半導體晶體管(即晶體管Ml)的電流穩定單元110，可以通過電路圖案調整晶體管Ml的閘極電壓，控制流過發光二極管Dl的電流，用來防止發光二極管Dl因電流過大而發生過熱的情形。下面就以不同電路示意圖的實施例來介紹更詳細的實施方式。圖3Α是本發明一實施例提供的發光裝置300的示意圖。請參照圖1和圖3Α，圖3Α實施例為圖1實施例的等效電路，在這種相同的代號代表相同或相似的組件，并且請將圖3A與圖1 一同對照。本實施例中，發光裝置300包括一電流穩定單兀110、一電源120及一發光二極管Dl。發光二極管Dl接收并依據來自電源120的電流ID而發光，電流穩定單元110則電性連接于發光二極管Dl與電源120之間。具體來說，發光二極管Dl的陽極電極Pl耦接電源120的第I端。電流穩定單元110包括一晶體管M1，晶體管Ml的汲極電極DN耦接發光二極管Dl的陰極電極NI，晶體管Ml的閘極電極GT耦接晶體管Ml的源極電極SR，并且晶體管Ml的源極電極SR耦接電源120的第2端。在本發明一實施例中，電源120為直流電源，并且電源120的第I端為電源電壓，以及電源120的第2端為接地電壓。圖3B是本發明一實施例提供的發光裝置300的另一示意圖。發光裝置300包括一電流穩定單兀110、一電源120及一發光二極管D1。本實施例與圖3A實施例大致相同，與圖3A實施例不同的是，晶體管Ml的閘極電極是通過單獨接收控制電壓Vc，來控制電流ID的大小。圖4是本發明一實施例提供的發光裝置400的示意圖。請參照圖4，發光裝置400包括一電流穩定單兀110、一電源120及一發光二極管D1。和圖3A實施例相比較,本實施例的發光裝置400的電流穩定單元110更包括一晶體管M2電性連接于晶體管Ml與電源120之間。晶體管M2的汲極電極耦接晶體管Ml的源極電極，晶體管M2的閘極電極耦接晶體管M2的汲極電極，并且晶體管M2的源極電極耦接電源120的第2端。這樣通過在電流穩定單元110中加入上述晶體管M2，可以增強發光裝置400抵抗靜電放電(Electro-StaticDischarge ；ESD)的能力。進一步地，晶體管M2可以像晶體管Ml —樣，形成于如圖1實施例的基板10上。此外，請參照圖5，圖5是本發明一實施例提供的發光裝置500的示意圖。發光裝置500包括一電流穩定單兀110、一電源120及一發光二極管D1。本實施例與圖4實施例大致相同，不同的是，在圖4實施例中電流穩定單元110的晶體管M2，在本實施例中是用蕭基二極管DS替代，其中蕭基二極管DS的陽極電極耦接晶體管Ml的源極電極，并且蕭基二極管DS的陰極電極耦接電源120的第2端。圖6是本發明一實施例提供的發光裝置600的示意圖。請參照圖6，發光裝置600包括一電流穩定單元110、一半波整流電壓源620以及一發光二極管D1。本實施例的半波整流電壓源620通過一交流電源VA、一二極管D6及一電壓延遲下降電路123，來形成直流電源。其中，二極管D6電性連接于交流電源VA與電壓延遲下降電路123之間。進一步地，電壓延遲下降電路123包括一電容Cl及一電阻Rl，并且電容Cl與電阻Rl共同電性連接于二極管D6與交流電源VA之間。在本發明一實施例中，所述二極管D6可例如為數個串聯的蕭基二極管，并且通過與電壓延遲下降電路123的電性連接，形成半波峰值整流電路，來達到提供直流電源至發光二極管Dl的目的。圖7A是本發明一實施例提供的發光裝置700的示意圖。請參照圖7A，發光裝置700包括一電流穩定單元110、一全波整流電壓源720以及一發光二極管D1。發光裝置700的全波整流電壓源720和圖6實施例的半波整流電壓源620 —樣，也可以提供直流電源至發光二極管D1。不同的是，本實施例的發光裝置700的全波整流電壓源720通過一惠斯登電橋(Wheatstone bridge)整流電路122與電壓延遲下降電路123電性連接來構成。其中，惠斯登電橋整流電路122的兩輸入端分別耦接交流電源VA的兩端。進一步地，電壓延遲下降電路123包括一電容Cl與一電阻Rl，并且電容Cl與電阻Rl共同電性連接于惠斯登電橋整流電路122的兩輸出端之間。圖7B是圖7A實施例的惠斯登電橋整流電路122的不意圖。請參照圖7B,惠斯登電橋整流電路122包括一整流二極管DA1、一整流二極管DA2、一整流二極管DA3以及一整流二極管DA4，以及一電流穩定單元1221、一電流穩定單元1222、一電流穩定單元1223及一電流穩定單元1224。由于整流二極管DAf DA4可為發光二極管，因此也可通過電流穩定單元122廣1224與電路圖案來調整通過整流二極管DAf DA4上的電流。其中，電流穩定單元122Γ1224的結構可與圖3A、圖3B、圖4或圖5實施例的電流穩定單元110相同。具體來說，整流二極管DAl的陽極電極耦接惠斯登電橋整流電路122的輸入端INl (即，交流電源VA的第一端)，并且電流穩定單元1221電性連接于整流二極管DAl與惠斯登電橋整流電路122的輸出端01之間；整流二極管DA2的陽極電極耦接惠斯登電橋整流電路122的第2輸入端IN2 (即，交流電源VA的第2端)，并且電流穩定單元1222電性連接于整流二極管DA2與惠斯登電橋整流電路122的輸出端01之間；整流二極管DA3的陽極電極耦接惠斯登電橋整流電路122的輸出端02，并且電流穩定單元1223電性連接于整流二極管DA3與惠斯登電橋整流電路122的輸入端IN2之間；整流二極管DA4的陽極電極耦接惠斯登電橋整流電路122的輸出端02，并且電流穩定單元1224電性連接于整流二極管DA4與惠斯登電橋整流電路122的輸入端INl之間。值得一提的是，圖6實施例的電阻R1、電容Cl及二極管D6，與圖7A實施例的電阻R1、電容Cl及圖7B實施例的整流二極管DAfDA4，都可以形成/集成于如圖1實施例的基板10上。不過，由于電容Cl在應用時，其電容值通常需要較寬的范圍以供調整，所以電容Cl也可通過位于基板10的外部的電容來構成，以使得電容Cl的電容值不受到制程的限制。另外，二極管D6與 整流二極管DAfDA4也可通過如同圖1實施例的金屬半導體場效晶體管來構成。其中，金屬半導體場效晶體管的閘極電極耦接到其汲極電極形成二極管的陽極電極，并且金屬半導體場效晶體管的源極電極形成二極管的陰極電極。另外，整流二極管DAf DA4也可為形成于基板10上的發光二極管或是蕭基二極管。圖8是本發明一實施例提供的發光裝置800的示意圖。請參照圖8，發光裝置800包括一電流穩定單兀110、一電流穩定單兀111、一電源120、一發光二極管Dl和一發光二極管D2。在本發明實施例中，電流穩定單元110可包括晶體管Ml及M2，并且電流穩定單元111可包括晶體管M3及M4。此外，晶體管M1、M2、M3及M4可為如圖1實施例的金屬半導體場效晶體管，并且形成于如圖1實施例的基板10上。晶體管Ml及M3的汲極電極分別耦接二極管Dl及D2的陰極電極，并且晶體管M2及M4的源極電極分別耦接電源120的相對兩端。在此，晶體管Ml及M3的閘極電極分別耦接晶體管Ml及M3的源極電極，晶體管M2及M4的汲極電極分別耦接晶體管Ml及M3的源極電極，并且晶體管M2及M4的閘極電極分別耦接晶體管M2及M4的汲極電極。在本實施例中，電源120為交流電源。電源120在正電壓半周期時，電流ID的電流路徑從電源120的第I端，經過二極管Dl及電流穩定單元110，至電源120的第2端來形成。此時，若二極管Dl為發光二極管時,二極管Dl就會因電流ID的通過而發光。另一方面，電源120在負電壓半周期時，電流ID的電流路徑從電源120的第2端，經過二極管D2及電流穩定單元111，至電源120的第I端形成。此時，若二極管D2為發光二極管時，二極管D2就會因電流ID的通過而發光。
圖9是本發明一實施例提供的發光裝置900的示意圖。請參照圖9，發光裝置900包括一電流穩定單兀110、一電流穩定單兀111、一電源120、一發光二極管Dl及一發光二極管D2。發光裝置900與圖8實施例的發光裝置800相似。與圖8實施例不同的是，發光裝置900的二極管Dl的陽極電極耦接二極管D2的陰極電極，并且二極管Dl的陰極電極耦接二極管D2的陽極電極。如此在實體的配置上，二極管Dl與D2形成的位置可以更具彈性。例如，如圖9所示，所述的發光二極管Dl與發光二極管D2為若干二極管Dl及若干二極管D2，其可配置于同一區域，并且以成對交錯的方式排列。像這樣，不論電源120在正電壓半周期或負電壓半周期，雖然若干二極管Dl與D2輪流發光，但由于光源緊密交織，進而可模擬出更集中的連續光源的效果。圖10是本發明一實施例提供的發光裝置1000的示意圖。請參照圖10，發光裝置1000包括一電流穩定單元110及111、電源120以及至少一二極管D1、至少一二極管D2、至少一二極管D3、至少一二極管D4及至少一二極管D5。本實施例也可參照至圖8實施例，相同的代號代表相同或相似的組件。其中，電流穩定單元110可包括晶體管Ml及M2，并且電流穩定單元111可包括晶體管M3及M4。在此，晶體管Ml及M3的閘極電極分別耦接晶體管Ml及M3的源極電極，晶體管M2及M4的汲極電極分別耦接晶體管Ml及M3的源極電極，并且晶體管M2及M4的閘極電極分別耦接晶體管M2及M4的汲極電極。進一步說明，二極管D2電性連接于二極管Dl與電流穩定單元110之間，二極管D2的陽極電極耦接二極管Dl的陰極電極，并且二極管D2的陰極電極耦接晶體管Ml的汲極電極。二極管D3的陽極電極耦接二極管D2的陽極電極，并且二極管D3的陰極電極耦接晶體管M3的汲極電極。二極管D4電性連接于二極管Dl與電源120之間，二極管D4的陽極電極耦接電源120的第I端，并且二極管D4的陰極電極耦接二極管Dl的陽極電極。此外，二極管D5的陽極電極耦接電源120的第2端，并且二極體D5的陰極電極耦接二極管Dl的陽極電極。在本發明一實施例中，二極管D2、D3、D4及D5可以是發光二極管也可以是蕭基二極管，并且形成于如圖1實施例的基板10上。在本實施例中，電源120為交流電源，電源120在正電壓半周期時，從電源120的第I端，經過二極管D4、Dl及D2，并經過電流穩定單元110，至電源120的第2端形成電流ID的電流路徑。同樣，電源120在負電壓半周期時，從電源120的第2端、經過二極管D5、Dl及D3，再經過電流穩定單元111，至電源120的第I端形成電流ID的另一電流路徑。由于本實施例中的電流路徑上有若干組的二極管，因此發光裝置1000可適用在高電壓的情況下。此外，D2 D5可通過如圖1實施例的金屬半導體場效晶體管來構成，其耦接方式已于圖6與圖7B實施例中說明，在此不再重復敘述。圖11是本發明一實施例提供的發光裝置1100的示意圖。請參照圖11，發光裝置1100包括電流穩定單元110、111、112、113、114及一電源120以及一二極管D1、一二極管D2、一二極管D3、一二極管D4及一二極管D5。發光裝置1100與圖10實施例的發光裝置1000類似，相同的代號代表相同或相似的組件。與圖10實施例不同的是，發光裝置1100還包括電流穩定單元112、113及114。電流穩定單元112電性連接于二極管D4與二極管Dl之間，電流穩定單元113電性連接于二極管D5與二極管Dl之間，并且電流穩定單元114電性連接于二極管Dl與二極管D2之間。更進一步，電流穩定單元112、113及114分別包括晶體管M5、M7及M9。其中，晶體管M5及WJ的汲極電極分別耦接二極管D4及二極管D5的陰極電極，并且晶體管M9的汲極電極耦接二極管Dl的陰極電極。此外，電流穩定單元112、113及114可分別包括晶體管M6、M8及M10，晶體管M6、M8的源極電極共同耦接晶體管Dl的陽極電極，并且晶體管MlO的源極電極耦接晶體管D2及D3的陽極電極。如同圖4實施例的電流穩定單元110 —樣，晶體管M5、M7及M9的閘極電極分別耦接晶體管M5、M7及M9的源極電極。晶體管M6、M8及MlO的汲極電極分別耦接晶體管M5、M7及M9的源極電極，并且晶體管M6、M8及MlO的閘極電極分別耦接晶體管M6、M8及MlO的汲極電極。在本實施例中，二極管Dl為發光二極管，而二極管D2 D5可為蕭基二極管。據此，發光裝置1100不但可應用于高電壓的情形下，并且發光的位置，可更集中于二極管Dl所配置的區域上。此外，D2 D5可通過如圖1實施例的金屬半導體場效晶體管來構成，其耦接方式已于圖6與圖7B實施例中說明，在此不再重復敘述。進一步地，圖8、圖9及圖10實施例的晶體管Μ2 Μ，與圖11實施例的晶體管M2110，都可以如圖1實施例的晶體管Ml同樣為金屬半導體場效晶體管，并形成于如圖1實施例的基板10上。此外，圖8、圖9及圖10實施例的M2及M4，以及圖11實施例的晶體管M2、M4、M6、M8及M10，都可以蕭基二極管代替，其耦接方式與圖5實施例關于蕭基二極管的說明相似，在此不再重復敘述。另外，圖8、圖9及圖10實施例的電流穩定單元110及111的Ml及M3，以及圖11實施例的電流穩定單元112 1·14的M1、M3、M5、M7及M9，上述各晶體管可如同圖3B實施例，直接通過其閘極電極接收控制電壓，來控制通過發光裝置的發光二極管的電流大小。此外，上述各實施例的電流穩定單元11(Γ114可依據實際應用的需求，其中的晶體管Ml、M3、M5、M7及M9的數量,可只包括一個,或者是在其它實施例中包括若干個疊加。此外，上述各實施例的電流穩定單元11(Γ114也可依據實際應用的需求，其中用來抵抗靜電放電的晶體管Μ2、Μ4、Μ6、Μ8及Μ10，在其它實施例中也可不提供，或者是在其它實施例中，可提供例如若干個晶體管Μ2、Μ4、Μ6、Μ8及MlO疊加于電流穩定單元11(Γ114中。綜上所述，本發明提供一種發光裝置，其包括一發光二極管與耦接發光二極管的一電流穩定單元，其中的電流穩定單元包括上述的金屬半導體場效晶體管。通過電路圖案控制金屬半導體場效晶體管的閘極電壓，或是將金屬半導體場效晶體管的閘極電極耦接至其源極電極，可控制流過發光二極管的電流，用來防止發光二極管過熱而縮短壽命，并且減少發光裝置散熱所需的成本；如果將金屬半導體場效晶體管的閘極電極耦接至其汲極電極，則可構成蕭基二極管，具有整流及抵抗靜電放電等功效。另一方面，金屬半導體場效晶體管與發光二極管可形成于同一個基板上；這樣的話，也節省了制造具有控制通過發光二極管的電流的特性的發光裝置的成本。此外，本發明也可將構成直流電源的組件，整合到前述基板上。這樣一來，更可達到節省制造發光裝置的成本的目的。應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種發光組件，其特征在于，包括: 一基板； 一第I發光二極管，形成于所述基板上；及 一第I晶體管，形成于所述基板上，所述第I晶體管包括: 一第I半導體層； 一第2半導體層,形成于所述第I半導體層一端的表面處； 一第3半導體層，形成于所述第I半導體層相對于所述第2半導體層的另一端的表面 處； 一閘極電極，與所述第I半導體層形成蕭基接觸； 一汲極電極，與所述第2半導體層形成歐姆接觸；及 一源極電極，與所述第3半導體層形成歐姆接觸。
2.如權利要求1所述的發光組件，其特征在于，所述第1、第2以及第3半導體層為n型氮化鎵系半導體。
3.如權利要求1所述的發光組件，其特征在于，所述第I晶體管與所述基板之間，還包括一第4半導體層、一主動層、一第5半導體層以及一緩沖層，其中所述第4半導體層為一P型氮化鎵系半導體，且所述第5半導體層為一 n型氮化鎵系半導體。
4.如權利要求1所述的發光組件，其特征在于，所述閘極電極包括鎢、鉬、金、鎳、鋁所組成的群組中的任一或組合，且所述源極電極與所述汲極電極包括鈦、鋁、鎳、金、鉻所組成的群組中的任一或組合。
5.如權利要求1所述的發光組件，其特征在于，所述第2半導體層及第3半導體層的摻雜濃度與所述第I半導體層不同。
6.如權利要求1所述的發光組件，其特征在于，所述發光組件更包括一電極圖案，將所述第I晶體管電性連接為一第I電流穩定單元，并將所述第I電流穩定單元電性耦接于所述第I發光二極管。
7.一種發光裝置，其特征在于，包括: 如權利要求1所述的發光組件； 一電路圖案，將所述第I晶體管電性連接為一第I電流穩定單元，并將所述第I電流穩定單元電性耦接于所述第I發光二極管；及 一電源，通過所述電路圖案電性連接所述第I發光二極管與所述第I電流穩定單元。
8.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述第I晶體管的閘極電極接收一控制電壓。
9.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述第I晶體管的閘極電極耦接所述第I晶體管的源極電極。
10.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述第I電流穩定單元還包括一蕭基二極管，電性連接于所述第I晶體管與所述電源之間，所述蕭基二極管的陽極電極耦接所述第I晶體管的源極電極。
11.如權利要求10所述的發光裝置，其特征在于，所述蕭基二極管形成于所述基板上。
12.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述第I電流穩定單元還包括一第2晶體管，電性連接于所述第I晶體管與所述電源之間，所述第2晶體管的汲極電極耦接所述第I晶體管的源極電極，所述第2晶體管的閘極電極耦接所述第2晶體管的汲極電極，且所述第2晶體管的源極電極耦接所述電源。
13.如權利要求12所述的發光裝置，其特征在于，所述第2晶體管的結構與所述第I晶體管相同，且所述第2晶體管形成于所述基板上。
14.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述電源為直流電源，可配置于所述發光裝置外或發光裝置內。
15.如權利要求7所述的發光裝置，其特征在于，所述電源為交流電源，可配置于所述發光裝置外或發光裝置內。
16.如權利要求15所述的發光裝置，其特征在于，還包括: 一第2 二極管；及 一第2電流穩定單元，電性連接于所述第2 二極管與所述電源之間， 其中所述第I發光二極管于正電壓半周期導通，所述第2 二極管于負電壓半周期導通。
17.如權利要求16所述的發光裝置，其特征在于，所述第I發光二極管與所述第2二極管為成對交錯配置。
18.如權利要求16所述的發光裝置，其特征在于，所述第2電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
19.如權利要求16所述的發光裝置，其特征在于，所述第2二極管為一發光二極管，且所述第2 二極管形成于所述基板上。
20.如權利要求 15所述的發光裝置，其特征在于，還包括: 一第2 二極管以及一第3 二極管，電性連接于所述第I發光二極管的一端與所述電源之間，其中所述第I電流穩定單元電性連接于所述第2 二極管與所述電源之間，所述第2 二極管僅于正電壓半周期導通，并且所述第3 二極管僅于負電壓半周期導通； 一第4 二極管以及一第5 二極管，電性連接于所述第I發光二極管的另一端與所述電源之間，其中所述第4 二極管僅于正電壓半周期導通，并且所述第5 二極管僅于負電壓半周期導通 '及 一第2電流穩定單元，電性連接于所述第3 二極管與該電源之間。
21.如權利要求20所述的發光裝置，其特征在于，所述第2電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
22.如權利要求20所述的發光裝置，其特征在于，還包括: 第3電流穩定單元，電性連接于所述第4 二極管與所述第I發光二極管之間； 第4電流穩定單元，電性連接于所述第5 二極管與所述第I發光二極管之間；及 第5電流穩定單元，電性連接于所述第I發光二極管與所述第2 二極管之間。
23.如權利要求22所述的發光裝置，其特征在于，所述第3電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
24.如權利要求22所述的發光裝置，其特征在于，所述第4電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
25.如權利要求22所述的發光裝置，其特征在于，所述第5電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
26.如權利要求20所述的發光裝置，其特征在于，所述第2二極管、第3 二極管、第4 二極管以及第5 二極管為發光二極管或蕭基二極管，且形成于所述基板上。
27.如權利要求14所述的發光裝置，其特征在于，所述直流電源通過一半波整流電壓源達成，所述半波整流電壓源包括: 一交流電源； 一第6 二極管；及 一電壓延遲下降電路， 其中，所述第6二極管電性連接于所述交流電源與所述電壓延遲下降電路之間，所述電壓延遲下降電路包括一電容及一電阻，并且所述電容與所述電阻共同電性連接于所述第6二極管與所述交流電源之間。
28.如權利要求14所述的發光裝置，其特征在于，所述直流電源通過一全波整流電壓源達成，所述全波整流電壓源包括: 一交流電源； 一惠斯登電橋整流電路，所述惠斯登電橋整流電路的兩輸入端分別耦接所述交流電源的兩端； 一電壓延遲下降電路，包括一電容及一電阻，并且所述電容與所述電阻共同電性連接于所述惠斯登電橋整流電路的兩輸出端之間。
29.如權利要求27所述的發光裝置，其特征在于，所述第6二極管為一蕭基二極管，且形成于所述基板上。
30.如權利要求28所述的發光裝置，其特征在于，所述惠斯登電橋整流電路包括: 一第I整流二極管，電性連接于所述交流電源的第I端與所述惠斯登電橋整流電路的第I輸出端之間，且所述第I整流二極管的陽極電極耦接所述交流電源的第I端； 一第2整流二極管，電性連接于所述交流電源的第2端與所述惠斯登電橋整流電路的第I輸出端之間，且所述第2整流二極管的陽極電極耦接所述交流電源的第2端； 一第3整流二極管，電性連接于所述惠斯登電橋整流電路的第2輸出端與所述交流電源的第2端之間，且所述第3整流二極管的陽極電極耦接所述惠斯登電橋整流電路的第2輸出端；及 一第4整流二極管，電性連接于所述惠斯登電橋整流電路的第2輸出端與所述交流電源的第I端之間，且所述第4整流二極管的陽極電極耦接所述惠斯登電橋整流電路的第2輸出端， 其中所述第I整流二極管、所述第2整流二極管、所述第3整流二極管及所述第4整流二極管為發光二極管或蕭基二極管，且形成于所述基板上。
31.如權利要求30所述的發光裝置，其特征在于，還包括: 一第2電流穩定單元，電性連接于所述第I整流二極管與所述惠斯登電橋整流電路的第I輸出端之間； 一第3電流穩定單元，電性連接于所述第2整流二極管與所述惠斯登電橋整流電路的第I輸出端之間； 一第4電流穩定單元，電性連接于所述第3整流二極管與所述交流電源的第2端之間；及 一第5電流穩定單元， 電性連接于所述第4整流二極管與所述交流電源的第I端之間。
32.如權利要求31所述的發光裝置，其特征在于，所述第2電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
33.如權利要求31所述的發光裝置，其特征在于，所述第3電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
34.如權利要求31所述的發光裝置，其特征在于，所述第4電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電流穩定單元相同。
35.如權利要求31所述的發光裝置，其特征在于，所述第5電流穩定單元的結構與如權利要求7所述的第I電 流穩定單元相同。
全文摘要
本發明涉及一種具有發光組件的發光裝置，所述發光組件包括集成在同一基板的一發光二極管與一金屬半導體場效晶體管，并通過電路圖案以調整金屬半導體場效晶體管的閘極電極的電壓來控制通過發光二極管的電流的大小。其中，所述金屬半導體場效晶體管包括一第1半導體層；一第2半導體層形成在所述第1半導體層一端的表面處；一第3半導體層形成在所述第1半導體層相對于所述第2半導體層的另一端的表面處；一閘極電極與所述第1半導體層形成蕭基接觸、一汲極電極與所述第2半導體層形成歐姆接觸以及一源極電極與所述第3半導體層形成歐姆接觸。
文檔編號H01L27/15GK103107179SQ201310031600
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月28日 優先權日2012年2月21日
發明者黃知澍 申請人:璨圓光電股份有限公司