发光元件制造技术

本发明专利技术提出一种发光元件。该发光元件包含发光二极管芯片、基板以及接合层，其中，发光二极管芯片包含多个发光二极管单元、多个电极以及至少一电性连接层。发光二极管单元间经电性连接层彼此电性连接，并通过接合层与基板接合；基板内具有多个通道，其上具有多个外部电极以供应发光元件发光所需电力。

【技术实现步骤摘要】
发光元件 本申请针对是申请日为2010年10月12日、申请号为201010506242. X、专利技术名称 为发光元件的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种发光元件及其制造方法，更具体而言，是涉及一种利用外部电极 提升出光效率的发光元件。
技术介绍
近年来，由于外延与工艺技术的进步，使发光二极管（light emitting diode,简 称LED)成为极具潜力的固态照明光源之一。基于物理机制的限制，LED仅能以直流电驱动， 因此，任何以LED作为光源的照明设计中，都需要与整流及降压等电子元件搭配，以将电力 公司直接提供的交流电转换为LED可使用的直流电源。然而增加整流及降压等电子元件， 除造成照明成本的增加外，整流及降压等电子元件的低交流直流转换效率、偏大的体积等 均会影响LED使用于日常照明应用时的可靠度与使用寿命。 交流发光二极管（ACLED)元件不需外加整流与降压等电子元件便可直接操作于 交流电源，未来极有潜力成为定点固态照明的主要产品。而ACLED适用的操作瓦数、芯片尺 寸、效率与良率提升等因素对于该元件未来的实用性与普及性则有着举足轻重的影响。 ACLED目前主要有两种结构：其一为在电路上做反向串并联的设计，另一为在电 路上做惠氏电桥（桥式电路）的设计。反向串并联的设计于操作时仅有50%的LED管芯被 点亮，而惠氏电桥（桥式电路）的设计则于同一时间内能点亮桥式结构中一半的管芯以及 桥式电路所电连接的管芯。相较之下，惠氏电桥（桥式电路）的设计可增加发光面积，有利 于ACLED效率提升。 然而在ACLED结构中，不论反向串并联的设计或是惠氏电桥（桥式电路）的设计 皆需要LED管芯间的电性连接层。如图1所示，为已知的AC LED电极配置方式示意图，其 中电极32为ACLED中的电性连接层，而la?lk，lm，In, lp，lq，lr等则为ACLED管芯未被 电极覆盖的发光区域。由图1所示可以发现，ACLED中各管芯间的电性连接层遮蔽了管芯 相当比例的发光区域，而此电性连接结构同时也造成区域性遮光致使发光效率大幅降低。
技术实现思路
本专利技术提出具有低遮光效应的发光二极管及其制造方法。 本专利技术提出一种发光兀件，其包含发光二极管芯片、基板以及接合层，其中发光二 极管芯片包含多个发光二极管单元、多个电极以及至少一电性连接层，发光二极管单元间 经电性连接层彼此电性连接，并通过接合层与基板接合；基板内具有多个通道，其上具有多 个外部电极以供应发光元件发光所需电力。 本专利技术还提出一种发光元件，包括发光二极管芯片、次载体（sub-mount)以及至 少一导电材（solder)。次载体可具有至少一电路，导电材位于次载体上，通过导电材将发光 二极管芯片粘结及/或固定于次载体上，并使发光二极管芯片与次载体形成电性连接。其 中，次载体可以是导线架（lead frame)或大尺寸镶嵌基底（mounting substrate),以方便 发光二极管结构的电路规划并提高其散热效果。 本专利技术另提出一种发光元件，透过电性连接结构的排列，电性连接发光二极管芯 片内的各发光二极管单元，以使各发光二极管单元间彼此串联，并联或串并联接；各发光二 极管单元间亦可电性连接为惠氏电桥（桥式电路）。此外，亦可于各发光二极管单元间填入 突光粉及/或散射粒子（scattering particle),以增加发光二极管元件的发光效率，并/ 或进行光线波长转换以实现混光。 本专利技术另提出形成发光元件的方法。首先，在生长基板上形成η型半导体层、有源 层以及Ρ型半导体层；除去部分η型半导体层、有源层以及ρ型半导体层以形成多个发光二 极管单元；除去每一发光二极管单元内部分的有源层以及Ρ型半导体层，以暴露η型半导 体层的部分上表面；于η型半导体层暴露的表面形成η型电极，在ρ型半导体层的表面形 成Ρ型电极；于发光二极管单元间形成绝缘结构；于发光二极管单元间形成电性连接结构； 涂布绝缘材料于发光二极管芯片具有电性连接结构的一侧；于发光二极管芯片相对于绝缘 结构的另一侧形成反射层；于反射层相对于发光二极管芯片的另一侧形成接合层（bonding layer);利用接合层与永久基板接合；于生长基板内与发光二极管芯片电极的对应处形成 多个通道；透过多个通道电性连接发光二极管芯片的电极至生长基板的对侧；于生长基板 的对侧上对应多个通道的部分，分别形成对应发光二极管芯片电极的多个外部电极。 【附图说明】 图1为已知的AC LED电极配置方式示意图。 图2为本专利技术所披露的发光元件100的示意图。 图3A-3G为本专利技术所披露形成发光元件100的方法示意图。 图4为另一发光元件200的结构示意图。 图5为另一发光元件300的结构示意图。 图6为另一发光元件300另一实施的结构示意图。 图7A所不为另一发光兀件400的俯视图。 图7B所示为另一发光元件400的A-A' -A剖面图。 附图标记说明 100:发光元件 110:发光二极管芯片 120:绝缘层 130:反射层 140:接合层 150:永久基板 111:生长基板 112:发光二极管单元 112a:n型半导体层 112b:有源层 112c:p型半导体层 113a、113b:电极 114:绝缘结构 115:电性连接结构 116:通道 117:外部电极 200:发光元件 250:永久基板 300:发光元件 310:次载体 320:导电材 330:导热结构 400:发光元件 41U412:发光二极管单元群 420:电性接点 B、C、D:节点 B'、C'、D'：节点 【具体实施方式】 请见图2所示，为本专利技术所披露的发光元件100的示意图，发光元件100包括发光 二极管芯片110、绝缘层120、反射层130、接合层140以及永久基板150。 发光二极管芯片110 -侧的表面具有绝缘层120,以隔绝发光二极管芯片110与反 射层130、接合层（bonding layer) 140以及永久基板150间的电性传导。绝缘层120相对于 发光二极管芯片110的另一侧具有反射层130,反射层130用以将发光二极管芯片110所产 生的光线反射至同一侧，以增加发光元件1〇〇的出光效率（light extraction efficiency), 反射层130相对于发光二极管芯片110的另一侧具有接合层140,接合层140接合永久基板 150以及发光二极管芯片110。本实施例中，永久基板150可例如为娃基板。 发光二极管芯片110包括生长基板111、多个发光二极管单元112、多个电极113a 以及113b、绝缘结构114、电性连接结构115、通道116以及外部电极117。发光二极管单元 112例如可通过有机金属化学气相沉积法（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 外延成长于生长基板111上。于本实施例中，发光二极管单元112至少包括n型半导体层 112a、有源层（active lay本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光元件，包括:发光二极管芯片，包括多个发光二极管单元以及至少一电性连接层，其中该多个发光二极管单元间经该电性连接层彼此电性连接，其中每一该多个发光二极管单元具有第一半导体层、第二半导体层以及有源层；多个外部电极；多个通道，透过该多个通道电性连接该发光二极管芯片与该多个外部电极；接合层；以及次载体，通过该接合层将该发光二极管芯片与该次载体接合。

【技术特征摘要】
1. 发光元件，包括： 发光二极管芯片，包括多个发光二极管单元以及至少一电性连接层，其中该多个发光 二极管单元间经该电性连接层彼此电性连接，其中每一该多个发光二极管单元具有第一半 导体层、第二半导体层以及有源层； 多个外部电极； 多个通道，透过该多个通道电性连接该发光二极管芯片与该多个外部电极； 接合层；以及 次载体，通过该接合层将该发光二极管芯片与该次载体接合。2. 如权利要求1所述的发光元件，其中该发光二极管芯片相对于该次载体的另一侧具 有一粗化表面。3. 如权利要求1所述的发光兀件，还包括一基板位于发光二极管芯片相对于该次载体 的另一侧；其中该基板相对于该发光二极管芯片的另一侧具有一粗化表面。4. 如权利要求1所述的发光元件，其中该发光二极管芯片以及该次载体具有同一数量 级的尺寸。5. 如权利要求1所述的发光元件，其中该多个发光二极管单元间具有绝缘结构，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：许嘉良，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71