CN102403432B

CN102403432B - 发光结构及其制造方法

Info

Publication number: CN102403432B
Application number: CN201010282957.1A
Authority: CN
Inventors: 许嘉良
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: CN102403432A

Abstract

本发明公开了一种发光结构及其制造方法。该发光结构包含半导体发光元件，此半导体发光元件包含第一接点与第二接点。上述的发光结构又包括第一电极电连接第一接点与第二电极电连接第二接点，且第一电极与第二电极形成凹面。其中半导体发光元件位于凹面内。

Description

发光结构及其制造方法

技术领域

本发明主要涉及发光结构与其制造方法，此发光结构包含半导体发光元件与电极。其电极形成凹面，可将半导体发光元件所发出的光加以反射，进而提升半导体发光元件的出光效率。透过本发明的制造方法，可以更有效率的完成封装与波长转换材料涂布的工艺。

背景技术

目前常见的发光结构工艺是将如发光二极管的发光元件在完成外延工艺后，透过切割的方式形成单一的管芯，接着再将管芯个别安置在次载体上，此次载体可以是导线架(leadframe)或大尺寸镶嵌基底(mountingsubstrate)，以进行引线、焊接、荧光粉覆盖与后续封装工艺。由于上述的工艺需要多道步骤完成，不仅耗时，且大幅增加生产成本。

发明内容

本发明提供一种发光结构，其包含半导体发光元件，此半导体发光元件包含第一接点与第二接点。上述的发光结构又包括第一电极电连接第一接点与第二电极电连接第二接点，且第一电极与第二电极形成凹面。其中半导体发光元件位于凹面内。

本发明又披露一种发光结构的制造方法，其步骤至少包括：提供载板，提供多个半导体发光元件于载板上；形成表面为曲面的胶层于半导体发光元件的侧壁；与形成金属层于胶层上。金属层在胶层上形成相应的曲面，并进一步形成第一电极与第二电极。去除胶层与载板使得第一电极与第二电极所形成的凹面可反射半导体发光元件所射出的光线。

附图说明

图1A-1G显示为本发明实施例的制造流程；

图2为本发明实施例；

图3为本发明的又一实施例；

图4A-4G显示为本发明又一实施例的制造流程；

附图标记说明

10：载板；

20：半导体发光元件；

30：胶层；

50：发光结构；

60：波长转换层；

70：封装层；

200：第一表面；

201：第一接点；

202：第二接点；

204：走道区；

400a：第一电极；

400b：第二电极；

402：沟槽；

405：凹面；

具体实施方式

本发明揭示一种发光结构及其制作方法。图1A至图1G为根据本发明实施例制造流程的结构示意图。如图1A所示，提供载板10，在载板10上有多个半导体发光元件20。半导体发光元件20之间有走道区204。上述多个半导体发光元件20可发出具有相同或不同波长的光，其发光范围可从紫外光至红外线。半导体发光元件20可为发光二极管，包含第一表面200，其中第一表面200至少包含第一接点201与第二接点202可将电流传至半导体发光元件20中使其发光。载板10可为半导体发光元件20的生长基板，例如蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)或砷化镓(GaAs)等，多个半导体发光元件20可透过已知的半导体生长技术形成在载板10上。

接着，如图1B所示，形成胶层30于走道区204。此胶层30主要形成于半导体发光元件20的侧壁并形成表面301。其中上述胶层30可以利用旋转涂布、印刷或铸模灌胶等方式形成，且胶层30的材料可为弹性材料，例如为硅橡胶(siliconerubber)、硅树脂(siliconeresin)、硅胶、弹性聚氨酯(PU)、多孔聚氨酯(PU)、丙烯酸橡胶(acrylicrubber)或管芯切割胶，如蓝膜或紫外(UV)胶。胶层30形成的过程中可能会有部分覆盖半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202，此时，可如图1C所示以抛光工艺(polishprocess)，将覆盖半导体发光元件20的部分胶层30移除，露出半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202。

随后，如图1D所示，形成金属层40于胶层30与半导体发光元件20上。此金属层40可以利用电镀、蒸镀或溅镀等方式形成，且金属层40的材料可选自铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或其合金等具导电性并高反射率的材料。由于金属层40形成时乃是依循其下方组成物的形状，因此，在胶层30上的金属层40会沿着胶层30的表面301形成相应面401，并与半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202接触。其中该相应面401可为曲面、斜面、或部分曲面与部分斜面的组合。

接着，如图1E所示，可以黄光(photolithography)与蚀刻技术图案化金属层40形成多个沟槽402，其中位于半导体发光元件20上方的沟槽402可将半导体发光元件20上方的金属层40分隔成第一电极400a与第二电极400b。第一电极400a电连接第一接点201，第二电极400b电连接第二接点202。位于走道区204上方的沟槽402可将两相邻半导体发光元件20间电性隔离。

随后，如图1F所示，可以激光剥离、蚀刻等方式将载板10移除，最后再如图1G所示将胶层30移除，使得第一电极400a与第二电极400b的相应面401露出并完成多个发光结构50。在此要特别提出的是，此发光结构50所包含的第一电极400a与第二电极400b由于具有导电功能，因此可经由与第一电极400a电连接的第一接点201以及与第二电极400b电连接的第二接点202将外部电流导入半导体发光元件20中并使其发光。因此不需再以如黄光导线接合、引线接合的方式将导线接到发光元件的第一接点201与第二接点202。又由于第一电极400a与第二电极400b的相应面401形成凹面405，而此凹面405为具有反射功能的金属表面，因此当位于此凹面405内的半导体发光元件20自半导体发光元件20的一侧出光面206发出光线15(以虚线表示)时，相应面401会将光线15反射以增加半导体发光元件20的整体出光效率。

接着，可进一步以波长转换层60包覆半导体发光元件20，如图2所示。其中上述波长转换层60可以旋转涂布、沉积、点胶、刮刀或铸膜灌胶等方式制成。波长转换层60包含至少一种材料选自于蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉、硒化锌、硒化镉锌、III族磷化物、III族砷化物、以及III族氮化物所组成的材料群组。所述的蓝色荧光粉是指能将入射至荧光粉的光线转换为蓝光的荧光粉；其他诸如黄色荧光粉、绿色荧光粉、及红色荧光粉亦具有类似的意义。各荧光粉材料及其组成属该领域的已知技术，不在此赘述。波长转换层60可以将半导体发光元件20所发出第一波长全部或部分转换为第二波长。在完成波长转换层60包覆后，也可以如点胶的方式在发光结构50上形成封装层70。封装层70可设计成具有透镜效果的结构，以增加出光效率。

图3显示本发明的另一实施例，主要是将上述图2所示完成封装的发光结构50置于次载体80上，此次载体80可为印刷电路板或具有内连栓塞(viaplug)的载板。通过此具有设计电路的次载体80将控制信号导入发光结构50。发光结构50可以如高周波焊接工艺将其焊于载体80上。

图4A至图4G为本发明另一实施例制造流程的示意图。如图4A所示，提供载板10，并可以旋转涂布、蒸镀或印刷等方式形成上下表面具黏性的连接层12以将多个半导体发光元件20固定在载板10上。多个半导体发光元件20之间具有多个走道区204。上述多个半导体光电元件20可发出具有相同或不同波长的光，其发光范围可从紫外光至红外线。半导体发光元件20可为发光二极管，至少包含第一接点201与第二接点202将电流传至半导体发光元件20中使其发光。载板10可为临时基板，多个半导体发光元件20可先在他处制作完成后，再转移至载板10上。上述载板10的材料可选自硅橡胶(silicone)、玻璃、石英、陶瓷或合金。

接着，如图4B所示，形成胶层30于走道区204。此胶层30主要形成于半导体发光元件20的侧壁并形成表面301。其中上述胶层30可以利用旋转涂布、印刷或铸模灌胶等方式形成，且胶层30的材料可为弹性材料，例如为硅橡胶(siliconerubber)、硅树脂(siliconeresin)、硅胶、弹性PU、多孔PU、丙烯酸橡胶(acrylicrubber)或管芯切割胶，如蓝膜或UV胶。胶层30形成的过程中可能会有部分覆盖半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202，此时，可如图4C所示以抛光工艺(polishprocess)，将覆盖半导体发光元件20的部分胶层30移除，使半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202露出。

随后，如图4D所示，形成金属层40于胶层30与半导体发光元件20上。此金属层40可以利用电镀、蒸镀或溅镀等方式形成，且金属层40的材料可选自铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或其合金等具导电性并高反射率的材料。由于金属层40形成时乃是依循其下方组成物的形状，因此，在胶层30上的金属层40会沿着胶层30的表面301形成相应面401。金属层40与半导体发光元件20的第一接点201与第二接点202接触。其中相应面401可为曲面、斜面、或部分曲面与部分斜面的组合。

接着，如图4E所示，可以黄光(photolithography)与蚀刻技术图案化金属层40形成多个沟槽402，其中位于半导体发光元件20上方的沟槽402可将半导体发光元件20上方的金属层40分隔成第一电极400a与第二电极400b。第一电极400a电连接第一接点201，同样地，第二电极400b电连接第二接点202。位于走道区204上方的沟槽402可将两相邻半导体发光元件20间电性隔离。

随后，如图4F所示，可以激光剥离、蚀刻等方式将载板10与连接层12移除，最后再如图4G所示将胶层30移除，使得第一电极400a与第二电极400b的相应面401露出并完成多个发光结构50。在此要特别提出的是，此发光结构50所包含的第一电极400a与第二电极400b由于具有导电功能，因此可经由与第一电极400a电连接的第一接点201以及与第二电极400b电连接的第二接点202将外部电流导入半导体发光元件20使其发光。因此不需再以如黄光导线接合、引线接合的方式将导线接到发光元件的第一接点201与第二接点202。又由于第一电极400a与第二电极400b的相应面401形成凹面405，而此凹面405为具有反射功能的金属表面。因此当位于此凹面405内的半导体发光元件20自半导体发光元件20的一侧出光面206发出光线15(以虚线表示)时，相应面401会将光线15反射以增加半导体发光元件20的整体出光效率。

本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更皆不脱离本发明的精神与范围。

Claims

1.一种发光结构，包含：

半导体发光元件包含第一表面及相对于该第一表面的第二表面，其中该第一表面具有第一接点及第二接点；

第一电极电连接该第一接点；以及

第二电极电连接该第二接点，该第一电极与该第二电极共同形成凹面；

其中该半导体发光元件位于该凹面内，该第二表面与该第一电极及该第二电极位于同一水平面，且该第一电极及该第二电极为实心金属结构。

2.如权利要求1所述的发光结构，其中该发光结构进一步包含沟槽，以分隔该第一电极与该第二电极，而且该第一电极和该第二电极连接所述第一接点和第二接点的表面的相反表面为平坦表面。

3.如权利要求1所述的发光结构，其中该发光结构进一步包含波长转换层，以包覆该半导体发光元件。

4.如权利要求3所述的发光结构，其中该发光结构进一步包含封装层。

5.如权利要求4所述的发光结构，其中该封装层具有透镜效果，用于增加该发光结构的出光效率。

6.如权利要求1所述的发光结构，其中该第一电极与该第二电极共同形成于该凹面相对之一平坦表面，该平坦表面系用以直接结合且电性连接于具有电路的一次载体。

7.如权利要求6所述的发光结构，其中该凹面及平坦表面之间为实心金属结构。

8.一种发光结构的制造方法，包含：

提供载板；

提供多个半导体发光元件于该载板上；

形成胶层于该多个半导体发光元件的侧壁，其中该胶层具有表面；

形成金属层于该胶层及该多个半导体发光元件上，其中该金属层具有相应面朝向该胶层的该表面；

图案化该金属层以形成多个电极对应各该多个半导体发光元件；

去除该载板；以及

移除该胶层以露出该相应面，其中该相应面为凹面，且该多个半导体发光元件位于该凹面上。

9.如权利要求8所述的发光结构的制造方法，进一步形成波长转换层及/或封装层在该多个半导体发光元件上。