CN100392873C - 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 - Google Patents
叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100392873C CN100392873C CNB011396911A CN01139691A CN100392873C CN 100392873 C CN100392873 C CN 100392873C CN B011396911 A CNB011396911 A CN B011396911A CN 01139691 A CN01139691 A CN 01139691A CN 100392873 C CN100392873 C CN 100392873C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led wafer
- light
- light led
- blue
- stacked
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种叠置晶片全彩色发光二极管(light emitteddiode，LED)的封装结构及方法，主要利用封装技术，将不同颜色的LED以金属氧化物透明导电层及金属反射层将二种以上的单色LED以热或超声波使之叠置而作晶片接合(die bond)，使下层的单色光通过透明导电层与其上的另一单色光混波而产生另一种颜色的光源。为使各色光能充分利用，最下一层以金属反射层接合，以向上反射各色光而增强光强度。在近距离的显示为得白色光及全彩色光，利用三原色叠置而得一全彩色LED。在远距离时则使用分开的两颗LED，其一例如为黄、蓝；另一红、绿的光源。
Description
技术领域
本发明涉及一种全彩色发光二极管的封装结构及方法，特别涉及一种叠置晶片而使单色光混波为彩色光源而供应全彩色显示的LED。
背景技术
发光二极管(Light Emitted Diode，LED)是半导体材料制成的器件，也是一种极小的固态光源，可将电能转化为光。不但体积小，且寿命长、驱动电压低、反应速率快、抗震性好，能够配合各种应用设备的轻、薄及小型化的需求，早已成为日常生活中十分普及的产品。
发光二极管是利用各种化合物半导体材料及器件结构的变化，设计出红、橙、黄、绿、蓝、紫等各种颜色，以及红外、紫外等不可见光的LED。适合制作1000mcd以上高亮度LED的材料，波长由长至短分别是AlGaAs、InGaAlP和InGaN。
AlGaAs适合制作高亮度红光及红外光LED、商业上以LPE磊晶法进行批量生产，以使用双异质接面结构(DH)为主。
InGaAlP适合高亮度红、橘、黄及黄绿光LED，商业上以MOVPE磊晶法进行批量生产，使用双异质接面及量子井(Quantum Well)结构。公知的黄光LED晶片10的结构如图1所示，图1中的正极接线垫1接正极，其通常为金(Au)，并以金属蒸镀法形成。基板13为n型GaAs或GaP，基板13上再利用气相磊晶或液相磊晶技术，磊晶上一层P型InGaAlP磊晶层14，再利用金属蒸镀法蒸镀Al或Au形成接负极的负极接线垫12。
InGaN适合高亮度深绿、蓝、紫外光LED，以高温MOVPE磊晶法批量生产，也使用双异质接面及量子井结构，效率比前两者高。公知的绿光或蓝光LED晶片20的结构如图2所示，图2中n型InGaN磊晶层24及p型InGaN磊晶层25是以气相磊晶或液相磊晶技术磊晶于可透光的蓝宝石(sapphire)基板23上。正极接线垫21为p型InGaN，接正极，n型InGaN则形成负极接线垫22，接负极。但也可先磊晶p型InGaN磊晶层25，再磊晶n型InGaN磊晶层24。与图1不同之处在于加上蓝宝石基板23后，负极接线垫22的位置也不同，但蓝宝石基板23并非必要的。
为得到红、绿、蓝或黄光以外的颜色，如图3所示的色彩图(Chromaticity diagram)，调整红、绿、蓝三原色LED的亮度，将可得到不同的颜色。如沿图中AB线调整蓝、黄LED的亮度，在中间AB与CD线交合处将可得白光；远离中点而靠近A点可得带蓝的颜色。若有红、蓝、绿三原色，通过整合各色的亮度，即可得全彩色的光源。公知技术如图4所示，以红、绿、蓝三原色的LED晶片401、402、403并排或排成阵列以晶片接合(die bond)安装在PC板上，由红光正极R+406供应红光的电源，经PC板405的接地404接至负极，其它绿、蓝光也以同样的方式连接电源，如图5所示。一般皆以约20mA的电流源供应固定电流，例如红色LED401为20mA，电压约为2V；绿色LED402为20mA，电压约为3.5V；蓝色LED403为20mA，电压约为3.5V可得白色光，其所耗功率约为180mW(20×2+20×3.5+20×3.5＝180mW)。若需全彩色，则电流仍为20mA，由开关601、602、603分别控制各色晶片的点亮时间，视积分时间而组合各种颜色，其等效电路如图6所示。以上公知的全彩色LED的封装结构，完全以20mA电流供应，而以点亮时间长短不同而组合成各种颜色的方法，其控制甚难精确，电源控制IC设计亦甚复杂。且电流固定，发热量大而散热不易，使LED的寿命减短，近场(近距离观看)仍可见三种颜色，仅能提供远场(Farfield)观看全彩色。但一般显示装置多在室内近距离观看，故不符合市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全色彩的半导体LED叠置封装结构，适合近场及远场显示。
本发明的另一目的在于提供一种具有反射层全彩色的半导体LED叠置封装结构，以增强光强度。
本发明的又一目的在于提供一种利用金属氧化物透明导电层接合多晶片制成叠置结构的光源，其解像度(resolution)好，适合近场或远场观看的半导体LED叠置封装结构。
本发明的再一目在于提供一种制造全彩色半导体LED叠置封装结构，减少封装体积。
本发明还有一目的在于提供一种全色彩半导体LED叠置封装结构，以控制各LED电流的大小而控制光强度以合成不同颜色的光源，使功率减少，而增加散热效率。
为实现上述目的，改进一般全色彩LED的缺点，本发明的叠置三原色发光二极管(LED)的封装结构，适合近场(近距离)显示。是利用金属反射层及透明导电层将红、蓝、绿三种颜色的LED晶片直接叠置结合于PC板上，而制成彩色光LED。其至少包括：(a)一PC基板，其上镀一层金属反射层并形成图案，包含晶片接合垫、一红光正极接线垫、一蓝光正极接线垫、一绿光正极接线垫及一公共负极接线垫；(b)第一红光LED晶片，具有一透明导电层的红光正极及一金属反射层的红光负极，该红光正极的一侧有方形金属反射层作红光正极接线垫及反射红光，该红光LED晶片直接叠置于PC板的晶片接合垫上，并予以结合；(c)第二蓝光LED晶片，具有一透明导电层的蓝光负极及一透明导电层的蓝光正极，该蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射红光和蓝光，并具有一长条形金属反射层作负极接线垫，该蓝光LED晶片直接叠置于前述红光LED晶片上，并予以结合；(d)第三绿光LED晶片，具有一透明导电层的绿光正极及一透明导电层的绿光负极，该绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作绿光正极接线垫及反射红光和蓝光，并具有一方形金属反射层的绿光负极作接线垫，该绿光LED晶片直接叠置于前述蓝光LED晶片上，并予以结合；(e)数条金属线将该第一红光LED晶片、该第二蓝光LED晶片及该第三绿光LED晶片上的正极接线垫及负极接线垫分别连接至PC板上的正极接线垫及负极接线垫上。
上述PC板上的金属反射层及接线垫是铜或金，其厚度为1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃。上述红光LED晶片是P型InGaP磊晶在n型GaAS基板上的pn结二极管，其大小是400μm-1000μm的长方形。上述红光LED晶片的红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫及反射红光。上述蓝光LED晶片是在透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为300μm-900μm的长方形。上述蓝光LED晶片的蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射红光及蓝光，负极是蚀刻除去一长条形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。上述绿光LED晶片是在透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为200μm-800μm的正方形。上述绿光LED晶片的绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作绿光正极接线垫及反射红光及蓝光，负极是蚀刻除去一方形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。上述金属反射层是铝或金，其厚度为1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃。上述透明导电层是氧化铟(In2O3)或氧化锡(SnO2)及其它透明导电层，厚度为500埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃。该方形正极的金属反射层是铝或金，其宽度为50-200μm，较佳为100μm。上述叠置结合是加热基底至450-550℃的金属共熔点，而熔合结合；或以超声波熔合结合；或以透明粘胶粘合。
本发明的另一适合远场(Far field)观看的叠置发光二极管(LED)的封装结构是叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构。是利用金属反射层及透明导电层将黄光LED晶片及蓝光LED晶片叠置结合于PC板上，另将红光LED晶片及绿光LED晶片叠置结合于PC板上相邻的位置而成并列封装的彩色光LED。其至少包括：(a)一PC基板，其上镀一层金属反射层并形成图案，包含晶片接合垫、一红光正极接线垫、一蓝光正极接垫、一黄光正极接线垫、一绿光正极接线垫、及一公共负极接线垫；(b)一第一黄光LED晶片，具有一金属反射层的黄光负极及一透明导电层的黄光正极，该黄光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作黄光正极接线垫及反射黄光；(c)一第二蓝光LED晶片，具有一透明导层的蓝光负极及一透明导电层的蓝光正极，该蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射黄光和蓝光，并具有一长条方形的金属反射层作负极接线垫，该蓝光LED晶片直接叠置于前述黄光LED晶片上，并予以结合；(d)一第三红光LED晶片，具有一金属反射层的红光负极及一透明导电层红光正极，该红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫及反射红光；(e)一第四绿光LED晶片，具有一透明导电层的绿光正极及一透明导电层的绿光负极，该绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作绿光正极接线垫及反射红光及绿光，并具有一长条形金属反射层的绿光负极作接线垫，该绿光LED晶片直接叠置于前述红光LED晶片上，并予以结合；(f)数条金属线将该第一红黄光LED晶片、该第二蓝光LED晶片、该第三红光LED晶片及该第四绿光LED晶片上的正极接线垫及负极接线垫分别连接至PC板上的正极接线垫及负极接线垫上。
附图说明
图1是公知的黄光LED晶片的结构；
图2是公知蓝光或绿光晶片的结构；
图3是色彩图(chromaticity diagram)；
图4是公知技术的彩色LED的三原色并列封装结构平面图；
图5是图4沿A-A线的剖面图；
图6是图4的等效电路及其偏压方法；
图7是本发明所揭示的适合近距离用的叠置三原色的彩色LED封装结构平面图；
图8是图7沿A-A线的叠置的三原色的彩色LED封装结构的剖面图；
图9是图7沿B-B线的叠置的三原色的彩色LED封装结构的剖面图；
图10是图7沿C-C线的叠置的三原色的彩色LED封装结构的剖面图；
图11是图7的叠置三原色的彩色LED封装的等效电路及其偏压方法；
图12是本发明所揭示的适合远距离的叠置双晶并列封装结构平面图；
图13是图12沿A-A线的剖面图；
图14是图12沿B-B线的剖面图；
图15是图12的叠置双晶并列封装的等效电路及其偏压方法。
附图主要标记分别是：
10：黄光晶片
11：黄光LED正极(Y+)
12：Al或Au负极(Y-)
13：n-GaAs或GaP基板
14：p-InGaAlP磊晶层
20：蓝光或绿光晶片
21：黄光或绿光LED正极(B+或G+)
22：Al或Au负极(B-或G-)
23：蓝宝石(Al2O3)基板
24：n型InGaN磊晶
25：p型InGaN磊晶
401：红光晶片
402：绿光晶片
403：蓝光晶片
404：金属层
405：PC板
406：红光正极(R+)接线垫
407：绿光正极(G+)接线垫
408：蓝光正极(B+)接线垫
601：红光LED开关
602：绿光LED开关
603：蓝光LED开关
701：公共接地电极接线垫
801：反射层及红光负极(R-)
802：透明导电层
803：透明导电层
804：蓝光正极(B+)接线垫
805：蓝宝石
901：蓝光LED负极(B-)
902：绿光LED负极(G-)
121：Al或Au黄光LED正极(Y+)
132：黄光LED负极(Y-)
133：透明导电层
具体实施方式
本发明的内容可通过下述的实施例与其相关附图阐述说明。本发明使用的各种LED材料并无限制，只要是能发出红、绿、蓝三原色及黄色的LED晶片皆可用。晶片可以用公知的方法生产，并依据本发明所定规格(大小、偏压值、亮度、颜色、金属接触材料等)制造即可。依据本发明的结构在封装前，应先测量并予以分等分类、把相同等级或同类者(如偏压、亮度、颜色)用于同一封装。
本发明包含一印刷电路板，其上有金属反射层的图案以作晶片接合(die bond)之需，第一晶片结合后，第二晶片即叠置于第一晶片之上作晶片结合，结合方法可以用热熔合、超声波熔合或以透明粘胶粘合。第三晶片再结合于第二晶片之上，最后进行连线将正极连至电源上，负极连至公共的接地端。
图7是本发明适合近距离用的叠置三原色的彩色LED装结构的第一实施例的平面图；图8是图7沿A-A线的剖面图。在PC板405上表面溅镀或蒸镀或电镀一层金属反射层801，以溅镀一层约为1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃的铜(Cu)或金(Au)形成。然后，准备第一红光LED晶片401，可由P型InGaAlP/n型GaAs或其它材料以公知技术制成。基底溅镀或蒸镀有1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃的铜(Cu)或金(Au)。上层蒸镀或溅镀有200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层802，在一侧并有溅镀一宽度为50μm-200μm，较佳为100μm的带状金属反射层406以将红光反射并作为红光LED的正极，一方面免除红光单独向前发射形成干扰，另一方面则可反射红光使其经由PC板上的反射层801向上反射与其它光混合以充分利用红光能量。此红光LED晶片401的大小约为400μm-1000μm，然后以加热基底至金属的共熔点(eutectic point)，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合，结合红光晶片401及PC板。基底的反射层801连接至PC板的接地公共电极701，亦即红光的接地电极。第二蓝光晶片403则将n型InGaN磊晶在可透光的蓝宝石805上，再在其上磊晶P型InGaN，皆以movpe技术制得，再在基底及上层皆溅镀或蒸镀厚200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层802及803，在一侧也溅镀一宽100μm的金属反射层804，如铜(Cu)或金(Au)，以将蓝光及红光反射回来，并作为蓝光的正极，一方面免除蓝光与红光混合的光向前发射形成干扰，另一方面则可将蓝光及红光反射使其经由PC板上的金属反射层向上反射而与绿光混合充分利用蓝光及红光的能量。另外，蚀刻除去一约100μm×100μm的P型InGaN，在其上镀一层铜(Cu)或金(Au)的金属反射层以反射红光及作为蓝光的负极901，如图7及图9所示。此蓝光晶片的大小约为300μm-900μm，然后以加热基板至金属的共熔点(eutectic point)，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合结合此蓝光晶片403及红光晶片401。第三绿光晶片402是在可透光的蓝宝石805上磊晶n型InGaN及P型InGaN而得，也可以用公知技术制得，再在基底及上层皆溅镀或蒸镀厚200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层，上层的透明导电层即作为绿光正极，另以蚀刻去除一约100μm×100μm的P型InGaN，在其上镀一层铜(Cu)或金(Au)的金属反射层902以反射红光及蓝光以免其向前发射而形成干扰，并可将反射的红光及蓝光经由PC板上的金属反射层向上反射而与绿光混合，以充分利用红光及蓝光的能量，此金属反射层902也作为绿光负极，如图7及图9所示。此绿光晶片的大小约为200μm-800μm，然后以加热基板至金属的共熔点(eutectic point)，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合结合此绿光晶片402及蓝光晶片403，如图8、图9、图10所示。以金属连线(wire bond)将晶片上的红光、绿光、蓝光正极分别连接至PC板上的红光、绿光、蓝光正极，将蓝光、绿光负极分别连接至PC板上的接地电极701，如图7、图10所示。再以透明塑料材料密封即完成本发明第一实例的封装，其等效电路如图11所示。
本发明是调变各色晶片的偏压以改变其电流而得不同的光强度予以混合，而得到不同颜色的光(参考图3的彩色变化)。不但可以节省能源、且解像度(resolution)高，增加彩色品质，且不需全以大电流发光而可以减少发热量，其散热较佳，可增加晶片寿命。
图12是本发明适合远距离用的叠置黄蓝及红绿双晶并列彩色LED的封装结构的第二实施例的平面图。为简化熔合结合作业及节省电源(不必用三颜色晶片，可仅用两个二颜色晶片发光即可得白光或其它颜色)，在远距离的显示时以双晶并列的封装结构即可满足需求。参考图12及图13，图13是图12沿A-A线的剖面图。在PC板405上表面溅镀蒸镀或电镀一层金属反射层801，厚约1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃的铜(Cu)或金(Au)。然后准备第一红光LED晶片401，可由P型InGaAlP/n型GaAS或其它材料以公知技术制成。基底溅镀或蒸镀有1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃的铜(Cu)或金(Au)801。上层蒸镀或溅镀有200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层803，在一侧并溅镀一宽100μm的带状铜(Cu)或金(Au)金属反射层406以将红光反射，并作为红光LED的正极，一方面免除红光单独向前发射形成干扰，另一方面可将红光反射后其经由PC板上的反射层801向上将其反射而与绿光混合以充分利用红光的能量。此红光LED晶片401的大小约为300μm-700μm，然后以加热基底至金属的共熔点，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合结合晶片401及PC板，基底的反射层801连接至PC板的接地公共电极701，亦即红光的负极。准备第二绿光LED晶片402，是以公知技术将n型InGaN/P型InGaN磊晶在蓝宝石805上，再在基底及上层皆溅镀或蒸镀厚约200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层，上层的透明导电层即作为绿光正极，另以蚀刻去除一约100μm×100μm的P型InGaN而在其上镀一层铜(Cu)或金(Au)的金属反射层902以反射红光，以免其向前发射而形成干扰，并可将反射的红光经由PC板上的金属反射层再向上反射而与绿光混合以充分利用红光的能量，此金属反射层902也作为绿光负极，如图12及图13所示。然后以加热基底至金属的共熔点，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合结合晶片403及晶片131呈叠置的结合。准备第三黄光LED晶片131，可由n型GaAs/P型InGaAlP或其它材料以公知技术制成，基底溅镀或蒸镀有1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃的铜(Cu)或金(Au)作反射层及黄光负极132，上层蒸镀或溅镀有200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层133，在一侧并溅镀一宽约100μm的带状铜(Cu)或金(Au)金属反射层134以将黄光反射，并作为黄光LED正极。一方面免除黄光单独向前发射形成干扰，另一方面可将黄光反射使其经由PC板上的反射层801向上将黄光与蓝光混合以充分利用黄光的能量。此黄光LED晶片131的大小约为300μm-1000μm。然后以加热基底至金属的共熔点，例如450-550℃，或利用超声波以熔合或以透明粘胶粘合结合晶片131及PC板，基底的反射层801连接至PC板的接地电极701，并即黄光的负极。再准备第四蓝光LED晶片403，是以公知技术将n型InGaN/P型InGaN磊晶在蓝宝石805上，在基底及上层皆溅镀或蒸镀厚约200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃的透明导电层，上层透明导电层即作为蓝光正极。以蚀刻去除一约100μm×100μm的P型InGaN而在其上镀一层铜(Cu)或金(Au)的金属反射层901以反射黄光，以免其向前发射而形成干扰，并可将反射的黄光经由PC板上的金属反射层再向上反射而与蓝光混合以充分利用黄光的能量，此金属反射层901亦作为蓝光负极。然后以加热基底至金属的共熔点，例如450-550℃，或以超声波或以透明粘胶将置于黄光晶片131上的蓝光晶片403熔合或粘合结合，如图12及图13所示。最后以金属连线(wire bond)将晶片上的黄光、蓝光、绿光及红光正极分别连接至PC板上的黄光、蓝光、绿光及红光正极，蓝光、绿光负极分别连接至PC板上的接地电极701，如图12所示。再以透明塑料材料密封即完成本发明第二实施例的封装。其等效电路如图15所示。
本发明第二实施例的调变各色晶片的偏压以改变其电流而得不同的光强度予以混合而得不同颜色的光(参考图3的AB线及CD线的彩色变化)，不但可以减少发热量，其散热亦较佳，可增加晶片寿命。
本发明的第三实施例是利用图7及图12的左半部黄、蓝晶片叠置或右半部红、绿晶片叠置的结构通过调整其偏压以一固定的电流值使其发出白光。如图3的AB线与CD线交会点(White白光)而得白光LED供照明之用。本发明第三实施例不限于使用叠置黄光LED晶片及蓝光LED晶片或叠置红光LED晶片及绿光LED晶片，只要两者发射波长为互补者(亦即混合后为白光的二种颜色，可如图3得到)皆可。实例中的红色、绿色、蓝色、黄色光LED不限于上述材料，也可是其它材料，且也不限于单纯的二极管，可以是量子井结构。
以上所述是本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明，凡其它不脱离本发明所揭示的精神下完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的范围内。
Claims (34)
1.一种叠置三原色发光二极管的封装结构，是利用金属反射层及透明导电层将红、蓝、绿三种颜色的LED晶片直接叠置结合于PC板上而形成彩色光LED，其特征在于：至少包括：
(a)：一PC基板，其上镀一层金属反射层并形成图案，包含晶片接合垫、一红光正极接线垫、一蓝光正极接线垫、一绿光正极接线垫、及一公共负极接线垫；
(b)：第一红光LED晶片，具有一透明导电层的红光正极及一金属反射层的红光负极，该红光正极的一侧有一方形金属反射层兼作红光正极接线垫，该红光LED晶片直接叠置于PC板的晶片接合垫上；
(c)：第二蓝光LED晶片，具有透明导电层的蓝光负极及一透明导电层的蓝光正极，该蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层兼作蓝光正极接线垫，并具有一长条金属反射层作负极接线垫，该蓝光LED晶片直接叠置于前述红光LED晶片上；
(d)：第三绿光LED晶片，具有一透明导电层的绿光正极及一透明导电层的绿光负极，该绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层兼作绿光正极接线垫，并具有一方形金属反射层的绿光负极作接线垫，该绿光LED晶片直接叠置于前述蓝光LED晶片上；
(e)：数条金属线将该第一红光LED晶片，该第二蓝光LED晶片及该第三绿光LED晶片上的正极接线垫及负极接线垫分别连接至PC板上的正极接线垫及负极接线垫上。
2.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该PC板上的金属反射层及接线垫是铜或金，其厚度为1000埃-20000埃，较佳为2000埃-5000埃。
3.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该红光LED晶片是P型InGaP磊晶在n型GaAS基板上的pn结二极管，其大小为400μm-1000μm的长方形。
4.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该红光LED晶片的红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫。
5.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该蓝光LED晶片是透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为300μm-900μm的长方形。
6.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该蓝光LED晶片的蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射红光及蓝光，负极是蚀刻除去一长条形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。
7.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该绿光LED晶片是在透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为200μm-800μm的正方形。
8.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该绿光LED晶片的绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射红光及蓝光，负极是蚀刻除去一方形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。
9.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该金属反射层是铜或金，其厚度为1000μm-20000μm，较佳2000μm-5000μm。
10.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该透明导电层氧化铟或氧化锡，厚度为200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃。
11.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：该方形的正极的金属反射层及负极接线垫是铝或金，其宽度为50μm-200μm，较佳为100μm。
12.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：叠置结合是加热基底至450-550℃的金属共熔点而熔合结合的。
13.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：叠置结合是以超声波熔合结合。
14.根据权利要求1所述的叠置三原色发光二极管的封装结构，其特征在于：叠置结合是以透明粘胶粘合。
15.一种叠置三原色发光二极管封装的偏压方法，其特征在于：利用调变偏压分别供应红光LED、蓝光LED及绿光LED，使其光强度改变而改变其彩色。
16.一种叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，是利用金属反射层及透明导电层将黄光LED晶片及蓝光LED晶片叠置结合于PC板上，另将红光LED晶片及绿光LED晶片叠置结合于PC板上相邻的位置而成并列封装的彩色光LED，其特征在于：至少包括：
(a)：一PC基板，其上镀一层金属反射层并形成图案，包含晶片接合垫、一红光正极接线垫、一蓝光正极接线垫、一黄光正极接线垫、一绿光正极接线垫、及一公共负极接线垫；
(b)：一第一黄光LED晶片，具有一金属反射层的黄光负极及一透明导电层的黄光正极，该黄光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作黄光正极接线垫及反射黄光；
(c)：一第二蓝光LED晶片，具有一透明导层的蓝光负极及一透明导电层的蓝光正极，该蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射黄光及蓝光，并具有一长条方形的金属反射层作负极接线垫，该蓝光LED晶片直接叠置于前述黄光LED晶片上，予以结合；
(d)：一第三红光LED晶片，具有一金属反射层的红光负极及一透明导电层的红光正极，该红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫及反射红光；
(e)：一第四绿光LED晶片，具有一透明导电层的绿光正极及一透明导电层的绿光负极，该绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作绿光正极接线垫及反射红光及绿光，并具有一长条形金属反射层的绿光负极作接线垫，该绿光LED晶片直接叠置于前述红光LED晶片上予以结合；
(f)：数条金属线将该第一红黄光LED晶片，该第二蓝光LED晶片，该第三红光LED晶片及该第四绿光LED晶片上的正极接线垫及负极接线垫分别连接至PC板上的正极接线垫及负极接线垫上。
17.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该PC板上的金属反射层及接线垫是铜或金，其厚度为1000埃-20000埃，较佳为3000埃-8000埃。
18.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该黄光LED晶片是P型InGaAlP磊晶在n型GaAS基板上的pn结二极管，其大小为300μm-1000μm的长方形。
19.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该黄光LED晶片的黄光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作黄光正极接线垫及反射黄光。
20.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该蓝光LED晶片是在透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为300μm-900μm的正方形。
21.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该蓝光LED晶片的蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫及反射，负极是蚀刻除去一方形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。
22.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该红光LED晶片是P型InGaAlP磊晶在n型GaAS基板上的pn结二极管，其大小为300μm-700μm的长方形。
23.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该红光LED晶片的红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫及反射红光。
24.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该蓝光LED晶片的蓝光正极的一侧具有一方形的金属反射层作蓝光正极接线垫作反射黄光，负极是蚀刻除去一方形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。
25.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该红光LED晶片是P型InGaP磊晶在n型GaAs基板上的pn结二极管，其大小为400μm-1000μm的长方形，其中该红光LED晶片的红光正极的一侧具有一长条形的金属反射层作红光正极接线垫及反射红光。
26.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该绿光LED晶片是在透明的蓝宝石上磊晶n型InGaN及P型InGaN所得的pn结二极管，其大小为200μm-600μm的正方形。
27.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该绿光LED晶片的绿光正极的一侧具有一方形的金属反射层作绿光正极接线垫及反射红光，负极是蚀刻除去一方形的P型InGaN后溅镀一层金属反射层作负极接线垫。
28.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该金属反射层是铝或金，其厚度为1000埃-20000埃，较佳2000埃-5000埃。
29.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该透明导电层是氧化铟或氧化锡，厚度为200埃-10000埃，较佳为500埃-1000埃。
30.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：该方形正极的金属反射层及负极接线垫是铝或金，其宽度为50μm-200μm，较佳为100μm。
31.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：叠置结合是加热基底至450-550℃的金属共熔点而熔合结合。
32.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：叠置结合是以超声波熔合结合。
33.根据权利要求16所述的叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED的封装结构，其特征在于：叠置结合是透明胶粘合。
34.一种叠置黄光LED晶片、蓝光LED晶片与红光LED晶片、绿光LED晶片并列构成彩色LED封装的偏压方法，其特征在于：利用调变偏压分别供应红光LED、蓝光LED及绿光LED，使其光强度改变而改变其彩色。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011396911A CN100392873C (zh) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011396911A CN100392873C (zh) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1423345A CN1423345A (zh) | 2003-06-11 |
| CN100392873C true CN100392873C (zh) | 2008-06-04 |
Family
ID=4675345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB011396911A Expired - Fee Related CN100392873C (zh) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100392873C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109860163A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-07 | 武汉华尚绿能科技股份有限公司 | 一种双面发光灯芯一体led |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100379037C (zh) * | 2004-01-06 | 2008-04-02 | 晶元光电股份有限公司 | 发光二极管结构 |
| EP1811580A4 (en) * | 2004-10-21 | 2012-05-23 | Ube Industries | LUMINOUS DIODE ELEMENT, PLATE FOR LIGHT DIODE, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT DIODE ELEMENT |
| US7045375B1 (en) * | 2005-01-14 | 2006-05-16 | Au Optronics Corporation | White light emitting device and method of making same |
| CN100433380C (zh) * | 2005-04-11 | 2008-11-12 | 新世纪光电股份有限公司 | 具有发光二极管的白光发光装置及其应用 |
| JP4535928B2 (ja) | 2005-04-28 | 2010-09-01 | シャープ株式会社 | 半導体発光装置 |
| CN100411211C (zh) * | 2006-10-10 | 2008-08-13 | 华中科技大学 | 单片集成白光二极管 |
| CN102543988B (zh) * | 2012-03-02 | 2014-06-25 | 大连理工大学 | 金属支撑垂直结构无荧光粉白光led的制备方法 |
| CN102820416B (zh) * | 2012-09-10 | 2015-04-01 | 天津三安光电有限公司 | 暖白光发光二极管及其制作方法 |
| US11527519B2 (en) | 2017-11-27 | 2022-12-13 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED unit for display and display apparatus having the same |
| US10892296B2 (en) | 2017-11-27 | 2021-01-12 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device having commonly connected LED sub-units |
| US20190164945A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-30 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode for display and display apparatus having the same |
| US10892297B2 (en) | 2017-11-27 | 2021-01-12 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode (LED) stack for a display |
| CN108010932B (zh) * | 2017-11-29 | 2019-10-29 | 北京工业大学 | 一种全色堆栈式外延的Micro-LED阵列制备方法 |
| US10748881B2 (en) | 2017-12-05 | 2020-08-18 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
| US10886327B2 (en) | 2017-12-14 | 2021-01-05 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting stacked structure and display device having the same |
| US11552057B2 (en) | 2017-12-20 | 2023-01-10 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED unit for display and display apparatus having the same |
| US11522006B2 (en) | 2017-12-21 | 2022-12-06 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting stacked structure and display device having the same |
| US11552061B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-01-10 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
| US11114499B2 (en) | 2018-01-02 | 2021-09-07 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Display device having light emitting stacked structure |
| US10784240B2 (en) | 2018-01-03 | 2020-09-22 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting device with LED stack for display and display apparatus having the same |
| CN109659330A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-19 | 鸿利智汇集团股份有限公司 | 一种led器件及其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233204A (en) * | 1992-01-10 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Light-emitting diode with a thick transparent layer |
| CN1170383A (zh) * | 1994-12-13 | 1998-01-14 | 普林斯顿大学理事会 | 多色有机发光装置 |
| CN1215500A (zh) * | 1996-03-06 | 1999-04-28 | 普林斯顿大学理事会 | 有机器件的透明接触 |
-
2001
- 2001-12-07 CN CNB011396911A patent/CN100392873C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233204A (en) * | 1992-01-10 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Light-emitting diode with a thick transparent layer |
| CN1170383A (zh) * | 1994-12-13 | 1998-01-14 | 普林斯顿大学理事会 | 多色有机发光装置 |
| CN1215500A (zh) * | 1996-03-06 | 1999-04-28 | 普林斯顿大学理事会 | 有机器件的透明接触 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109860163A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-07 | 武汉华尚绿能科技股份有限公司 | 一种双面发光灯芯一体led |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1423345A (zh) | 2003-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100392873C (zh) | 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 | |
| US6563139B2 (en) | Package structure of full color LED form by overlap cascaded die bonding | |
| CN100379044C (zh) | 白光光源的产生方法，白光发光元件及其制造方法 | |
| US7064354B2 (en) | Color mixing light emitting diode | |
| US7414271B2 (en) | Thin film led | |
| US6841802B2 (en) | Thin film light emitting diode | |
| US8704265B2 (en) | Light emitting device package and lighting apparatus using the same | |
| CN108807356A (zh) | 一种四合一mini-LED模组、显示屏及制造方法 | |
| CN101627482A (zh) | 发光元件阵列 | |
| US20130015461A1 (en) | Light-emitting Device Capable of Producing White Light And Light Mixing Method For Producing White Light With Same | |
| JP2003197968A (ja) | 透明導電層及び反射層で直接結合されたチップの積み重ねによるフルカラー発光ダイオード光源のパッケージ構造 | |
| CN109478547A (zh) | 显示装置 | |
| JP2001177158A (ja) | 半導体発光装置及びその製造方法 | |
| JP2000349345A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0710003B2 (ja) | 混色発光半導体素子 | |
| EP1475835A2 (en) | Color mixing light emitting diode | |
| CN102779814A (zh) | 可发出白光的发光元件及其混光方法 | |
| CN2508401Y (zh) | 叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构 | |
| KR20050070349A (ko) | 다색 발광 다이오드의 제조 방법 | |
| CN100389496C (zh) | 白光发光元件及其制造方法 | |
| TWM253059U (en) | Full-color light emitting diode formed by overlapping three primary colors | |
| CN100380688C (zh) | 混色发光二极管 | |
| CN209016086U (zh) | 一种单芯多色块发光的垂直结构二极管芯片 | |
| JP5242661B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| CN211858673U (zh) | 一种倒装Micro LED全彩量子点芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080604 Termination date: 20101207 |