CN101459190B - 交流发光装置及其制法 - Google Patents

交流发光装置及其制法 Download PDF

Info

Publication number
CN101459190B
CN101459190B CN2008101727573A CN200810172757A CN101459190B CN 101459190 B CN101459190 B CN 101459190B CN 2008101727573 A CN2008101727573 A CN 2008101727573A CN 200810172757 A CN200810172757 A CN 200810172757A CN 101459190 B CN101459190 B CN 101459190B
Authority
CN
China
Prior art keywords
active layers
illuminator
those
micromeritics
making
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.)
Active
Application number
CN2008101727573A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101459190A (zh
Inventor
林明德
颜玺轩
叶文勇
林明耀
黄胜邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epistar Corp
Original Assignee
Epistar Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epistar Corp filed Critical Epistar Corp
Priority to CN2008101727573A priority Critical patent/CN101459190B/zh
Publication of CN101459190A publication Critical patent/CN101459190A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101459190B publication Critical patent/CN101459190B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明公开一种交流发光装置及其制法，该交流发光装置包括：基材；交流微晶粒发光模块，形成于该基材上，至少具有两个微晶粒，且每个微晶粒均至少具有两层的主动层；以及导电结构，电性连接各微晶粒，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负半波轮流发光。本发明的交流发光装置利用每一微晶粒均具有至少两层主动层，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负波轮流发光，实现全发光面积可全时发光、均匀地发光，同时不使用荧光粉，并可缩小发光装置的体积，获得更好的混光及全时发光效果。

Description

交流发光装置及其制法
本发明是中国专利申请号为200610067030.X，申请日为2006年3月31日，发明名称为“交流发光装置及其制法”的专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明是关于一种发光装置，特别是关于一种交流发光装置及其制法。 
背景技术
不同于白炽灯发光原理，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的发光原理主要是在可发光物质上施加电流，达到发光效果，所以发光二极管被称为冷光源(Cold light)。由于发光二极管具有耐久性高、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，且不含水银等有害物质，因此应用LED的固态照明成为未来全球照明产业及半导体产业的重要研发目标。常见的应用方向包括：白光照明、指示灯、车用信号灯与照明灯、手电筒以及LED背光模块、投影机光源、户外显示器等显示器应用。 
在以往的照明应用中，最重要的白光必须使用日亚荧光粉专利工序才能完成。但是对业界而言，除了必须支付专利费之外，荧光粉配比与覆盖工序产生的白光色温偏高会降低其操作寿命，甚至因温度过高而失效，且这种现有技术不易控制封装，增加了量产的难度。 
另外，中国台湾专利申请第093126201号提出一种具有交流回路发光二极管晶粒结构。该专利至少包括：在一芯片(chip)上形成一组交流微晶粒发光二极管模块，且该交流微晶粒发光二极管模块由两个微晶粒发光二极管反向正负并联，施加一交流电，使该两个微晶粒发光二极管依正负半波作动点亮，解决现有技术中正向直流点亮、反向不点亮，直接运用交流电作为电力供应，大幅提高发光二极管的应用。 
但是，该专利采用平面阵列设计，发光二极管的每颗微小晶粒仅能在一个交流电周期内顺向或逆向偏压条件下发光，即在每一瞬间发 光面积仅占芯片表面积的一半，而另一半面积中的微小晶粒处于休息状态，因此会造成发光区域的浪费。如果要获得对等全平面的亮度，则必须将电流密度提高一倍。 
同时由于该专利中的微小晶粒呈等腰直角三角形形状，且两边边长仅70微米左右，在追求产品微型化、缩小发光二极管尺寸时，势必面临微小晶粒尺寸过小导致加工困难的窘境。另外，该专利仍需应用日亚荧光粉专利，也存在上述色温偏高与封装控制不易等问题。 
因此，如何开发一种可以解决上述现有技术的各种缺点，提供全发光面积可全时发光、均匀发光、色温低、色温控制有较高重叠区域、不需使用日亚荧光粉专利的技术，并且能够降低制造难度与相对增加量产的可控制性，从而提高产业利用价值的交流发光装置，已成为目前亟待解决的问题。 
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种全发光面积可全时发光的交流发光装置及其制法。 
本发明的另一目的在于提供一种无须使用荧光粉的交流发光装置及其制法。 
本发明的又一目的在于提供一种可缩小体积的交流发光装置及其制法。 
本发明的再一目的在于提供一种可均匀发光的交流发光装置。 
为实现上述及其它目的，本发明提供一种交流发光装置，该交流发光装置包括：一基材；一交流微晶粒发光模块，形成于该基材上，至少具有两个微晶粒，且每个微晶粒均至少具有两层的主动层；以及一导电结构，电性连接各微晶粒，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负半波轮流发光。 
上述该基材可选自一芯片或一绝缘基片。该主动层是一发光活性层。该导电结构至少包括连接于两个微晶粒之间例如是导电架桥导体。 
各微晶粒与其各主动层之间的电性连接包括串联与并联。各微晶粒可具有相同波长，从而发出同色单色光；或者各微晶粒具有相异波长，从而形成混光非单色光。该微晶粒的各主动层可具有相异波长，以形成混光白光与非单色光的组合。依上述组合变化，可使各微晶粒的同层主动层依交流电正负半波轮流发光，或者各微晶粒的不同层主动层依交流电正负半波轮流发光。 
另外，形成于基材上至少具有两层主动层的各微晶粒，可通过倒装芯片技术(Flip Chip)、芯片粘贴技术(wafer bonding)或磊晶技术制成。 
本发明还涉及一种交流发光装置，该交流发光装置包括：一基材；多个交流微晶粒发光模块，形成于该基材上，各交流微晶粒发光模块均至少具有两个微晶粒，且每个微晶粒均至少具有两层主动层；以及一导电结构，分别电性连接各交流微晶粒发光模块、各微晶粒，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负半波轮流发光。 
上述各微晶粒的至少一主动层依桥式整流器(Bridge Rectifier)中二极管(Diode)电路结构排列方式进行排列，并相互电性连接形成一个或多个桥式发光单元。另外，各桥式发光单元可呈矩阵排列，且中央区域的桥式发光单元数量大于各外围桥式发光单元数量。还可包括设置于矩阵排列两个对角处的导电电极，且该导电电极与各桥式发光单元相互串联，供接置交流电电源。 
对应上述交流发光装置，本发明还提供两种交流发光装置制法，第一种制法包括：制备一基材；在该基材上至少形成两层主动层；在该主动层形成多个开口，外露该基材；在该主动层外缘包覆一保护层；形成多个导电端子并穿过该保护层，与该主动层相互电性连接；以及在该开口形成多个导电结构，电性连接各主动层，使各主动层在施加交流电后，依该交流电正负半波轮流发光。 
第二种制法包括：制备一第一基材；在该第一基材上形成一第一主动层；去掉该第一基材并接置该第一主动层在一第二基材上；在该第一主动层上形成一第二主动层，且在该第一主动层与第二主动层之间形成一连接层；形成多个贯穿第一主动层和第二主动层至外露该基材的开口；在该第一主动层与第二主动层外缘包覆一保护层；形成多个导电端子并穿过该保护层，与该第一主动层与第二主动层相互电性连接，该导电端子与该第一主动层与第二主动层电性连接后形成一微晶粒，每个微晶粒的各主动层之间的电性连接方式为并联；以及在该开口形成多个导电结构，电性连接该第一主动层与第二主动层，使该 第一主动层与第二主动层施加交流电后，依该交流电正负半波轮流发光。 
再者，本发明还涉及一种交流发光装置，该交流发光装置至少包括：一基材；一桥式发光单元，该桥式发光单元包括：形成于该基材上的多个交流发光二极管微晶粒，各微晶粒依桥式整流器中二极管电路结构排列方式进行排列；以及一导电结构，分别电性连接各微晶粒，使各微晶粒可依交流电正负半波轮流发光。该交流发光装置也可以包括多个相互电性连接的桥式发光单元，各桥式发光单元呈矩阵排列，且中央区域的桥式发光单元数量大于各外围桥式发光单元数量。借此可提供全发光面积的均匀发光效果。另外，该交流发光装置还包括：设置于矩阵排列两对角处的导电电极，且该导电电极与各桥式发光单元相互串联，供接置交流电电源。 
本发明的交流发光装置利用每一微晶粒均具有至少两层主动层，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负波轮流发光，实现全发光面积可全时发光、均匀地发光，同时不使用荧光粉，并可缩小发光装置的体积，获得更好的混光及全时发光效果。 
附图说明
图1A及图1B是本发明交流发光装置的剖面及部分放大示意图； 
图2A及图2B是本发明交流发光装置的作动示意图； 
图3A及图3B是图2A及图2B的等效电路图，显示了本发明交流发光装置的作动示意图； 
图4是本发明的多个交流发光装置应用在一芯片上的俯视图； 
图5A及图5B是本发明交流发光装置的另一作动示意图； 
图6A及图6B是图5A及图5B的等效电路图，显示了本发明交流发光装置另一作动示意图； 
图7是本发明的多个交流发光装置的三层等效电路图； 
图8是本发明的多个交流发光装置微晶粒的至少一主动层依桥式整流器中二极管电路结构排列方式进行排列的基本电路图； 
图9A及图9B是图8电路结构排列方式应用在一芯片时，施以交流电正、负半周电流的状态示意图； 
图10A及图10B是图8电路结构排列方式视为一个桥式发光单元，并以多个桥式发光单元应用在一芯片时，施以交流电正、负半周电流的状态示意图； 
图11A至图11D是本发明的多个交流发光装置微晶粒的至少一主动层依桥式整流器中二极管电路结构排列方式进行排列的各种实施方式的电路图； 
图12A至图12E是本发明交流发光装置制法的结构流程图；以及 
图13A至图13F是本发明交流发光装置制法的另一结构流程图。 
具体实施方式
实施例
本发明公开一种适用于芯片(chip)上的交流发光装置，该交流发光装置由外加的交流电(AC power)产生单色光源或白色光源或非单色光源供用户利用，该单色光源或非单色光源以全时发光状态表现于该芯片的出光表面。其中，该交流电是一般市电，依各国电气标准，其电压为110V(伏特)、100V或220V，频率为60Hz(赫兹)或50Hz。 
图1A及图1B是以剖面图表示本发明交流发光装置的结构，图中以单个交流发光装置的实施形态作结构说明。该交流发光装置至少包括：一基材1、一形成于该基材1上的交流微晶粒发光模块2以及一提供电性连接效果的导电结构3。 
该基材1是上述芯片或绝缘基片，如Al2O3、GaAs、GaP、SiC等。 
该交流微晶粒发光模块2为了清楚地以附图表现，图1B是放大图，其至少具有两个微晶粒20a及20b，且每个微晶粒20a及20b均至少具有两层主动层(如图中所示的上主动层200a及200b以及下主动层201a及201b)，其中，该主动层是一发光活性层，且该微晶粒20a及20b的各主动层均具有个别的欧姆电极202a、202b、203a、203b、204a、204b、205a及205b，外加的交流电经由该欧姆电极202a、202b、203a、203b、204a、204b、205a及205b即可使该主动层发出光源，另外，形成于基材1上具有至少两层主动层的各微晶粒20a及20b，可通过倒装芯片技术(Flip Chip)、芯片粘贴技术(wafer bonding)或磊晶技术制成。 
该导电结构3电性连接各微晶粒20a及20b，使各微晶粒20a及 20b的各主动层在施加交流电后，可依该交流电正负波轮流发光，其中，该导电结构3至少包括连接于两个微晶粒之间的导体30b，如图1A所示的导电结构3还包括：接置交流电的导体30a及30c，该导体30a、30b及30c是一导电架桥。 
本发明交流发光装置的作动方式是以两个交流发光装置的实施形态作说明。图2A及图2B是施加交流电后的状态。请同时配合图3A及图3B所示，其是本发明交流发光装置的等效电路图(分别对应该图2A及图2B)，其中，各主动层(上主动层200及下主动层201)等同一发光二极管(LED)，具有P/N结构，因此，各微晶粒20的上主动层200与下主动层201形成一并联状态，经由导电结构3电性连接的各微晶粒20之间，如图3A及图3B所示形成一串联状态。 
如图2A及图3A所示，它是该交流电的正半周电流流过该交流发光装置的发光状态，当该交流电的正半周电流输入时，各微晶粒20的上主动层200是顺向，正半周电流是如图3A所示的箭头，经由各微晶粒20的上主动层200使各上主动层200发出光源，当该交流电的负半周电流输入时，如图2B及图3B所示，各微晶粒20的下主动层201是顺向，负半周电流是如图3B所示的箭头，经由各微晶粒20的下主动层201使各下主动层201发出光源。以本发明的等效电路图可看出，本发明是以等同于上下堆栈的两个发光二极管接收交流电的正、负半周电流，使本发明的装置不论是在交流电的正半周电流或负半周电流通过时，都会发出光源，各微晶粒20的同层主动层(上主动层200或下主动层201)依交流电正负半波轮流发光。 
如图4所示，当本发明的多个装置相互交错排列应用在一芯片并施加交流电时，可使该平面(芯片的出光表面)以频率60Hz的方式交替发光。其中，各微晶粒20可以是具有相同或相异的波长，也就是发出的光源是相同或不相同的颜色(各主动层也可以是具有相同或相异的波长)，如果是相异波长的微晶粒20，如上主动层为绿色，下主动层为红色，可因上主动层及下主动层交替发光的方式，达到混光的效果(红光加绿光)。例如，以波长为485至500nm的绿光(上主动层)搭配波长为580至620nm的红光(下主动层)，即通过上主动层与下主动层发出的交错闪烁的光线混合成近似为白光的效果(与黑体辐射曲线有多处重叠)。 因此，本发明不仅提供一种可全时发光的装置，还提供一种可依用户需求自行调配发光光源颜色的装置(如单色光源或非单色光源)，因此不需要通过荧光粉调配出白色光源。 
图5A及图5B是本发明交流发光装置的另一实施形态，其等效的电路图如图6A及图6B所示，其中，各主动层(上主动层200c及200d及下主动层201c及201d)是等同一发光二极管，具有P/N结构(上主动层200c及200d为P型结构及下主动层201c及201d为N型结构)，因此，各微晶粒20c及20d的上主动层200c及200d与下主动层201c及201d形成一并联状态，经由导电结构3电性连接的各微晶粒20c及20d形成一串联状态。 
如图5A及图6A所示，它是该交流电的正半周电流流经该交流发光装置的发光状态，当该交流电的正半周电流输入时，彼此相邻的微晶粒20c及20d不同层的主动层是顺向(微晶粒20c上主动层200c及微晶粒20d与下主动层201d)，正半周电流是如图6A所示的箭头，经由各微晶粒20c及20d的不同层主动层使各不同层主动层发出光源；当该交流电负半周电流输入时，如图5B及图6B所示，彼此相邻的微晶粒20c及20d的不同层主动层是顺向(微晶粒20d上主动层200d及微晶粒20c与下主动层201c)，负半周电流是如图6B所示的箭头，经由各微晶粒20c及20d的不同层主动层使各不同层主动层发出光源。从本发明的等效电路图可看出，本发明如同上一实施形态以等同上下堆栈的两个发光二极管接收交流电的正、负半周电流，使本发明的装置不论是在交流电的正半周电流或负半周电流通过时，都会发出光源，与图2A、图2B、图3A及图3B的实施形态不同之处在于各微晶粒20c及20d的不同层主动层是依交流电正负半波轮流发光，但本发明的多个装置相互交错排列应用在一芯片并施以交流电时，也可使得该平面(芯片的出光表面)全时发光。 
上述各微晶粒20c及20d也如同上一实施形态具有相同或相异的波长(各主动层也可实施为具有相同或相异的波长)，也就是发出的光源是相同或不相同的颜色，如果实施为相异波长的微晶粒20c及20d，如上主动层200c及200d为绿色，下主动层201c及201d为红色，则可因不同主动层交替发光的方式(上主动层200c→下主动层201d或上主动层200d→下主动层201c)，达到混光的效果(红光加绿光，其混光的等同于上一实施形态，在此不再赘述)。另外，由于上主动层200c及200d与下主动层201c及201d发出的光源为不相同的颜色，更可达到120Hz的频率(60Hz×2)，该发光频率已超过人类可识别的最高频率100Hz，因此可使混光出来的视觉效果更加均匀，并且还提供一较柔和的可视效果。因此，本实施形态提供一种可全时发光、可依用户需求自行调配发光光源颜色的装置，且发出的光线更加均匀及柔和，给用户提供一最佳视觉效果。 
如果本发明交流发光装置为三层主动层结构，其实施方式如图7所示，该图是一等效电路(一主动层同上述与一发光二极管等效)，在交流电正半周电流通过时，如箭头所示，该交流电正半周电流流经的各主动层都会发光(交流电负半周电流流经的路线可以正半周电流流经的路径轻易推及，在此不再赘述)。此三层结构的实施方式是第一层L1发出绿色光源(混为白光最需要的色系)，第二层L2发出蓝色光源(混为白光第二需要的色系)，第三层L3发出红色光源(混为白光第三需要的色系)。在交流电正半波电流通过时的颜色依次为蓝色、绿色、绿色、红色、蓝色、绿色、绿色、红色；在交流电负半波电流通过时的颜色为蓝色、绿色、绿色、红色、蓝色、绿色、绿色、红色，因此，本发明交流发光装置可在交流电正、负半周电流流经的主动层利用各种颜色的相互搭配达到混光效果，另外，此三层主动层的结构如果要将发出的光源混成近似为白光的效果，其实施方式是波长535nm的绿光、波长460nm的蓝光以及波长630nm的红光相互搭配，需要说明的是，如果实际以此三层或多层主动层作混光时，可依实际需求作色温调变(例如将其中的某个或某些主动层以短路的方式使其不会发光)，以符合实际的混光需求。 
另外，如图8所示，本发明中的微晶粒的至少一主动层可依桥式整流器(Bridge Rectifier)中二极管(Diode)电路结构排列方式进行排列，且各主动层之间相互电性连接(一主动层同上述与一发光二极管等效)，其实施方式以两层或三层的混光效果为最佳(两层及三层的配色方式与上述方式相同，在此不再赘述)。 
再如图8所示，分别将上述电路结构排列方式中电性连接的各个 线路定义为第一线路C1、第二线路C2、第三线路C3、第四线路C4以及第五线路C5以方便说明。其中，各线路主动层(与发光二极管等效)的发光颜色及数量可依用户需求自行搭配，其实施方式是第一线路C1、第二线路C2、第四线路C4以及第五线路C5分别设置10个至少一层的主动层，而第三线路C3设置22个至少一层的主动层。此电路结构排列方式承受交流电逆向偏压的主动层个数约为交流电顺向偏压的一半，因此，此结构如果以多个主动层同时承受交流电的逆向偏压时，会由每个主动层平均承受(一个主动层可承受的逆向偏压约为10～15V)，因此结构不会因逆向偏压过大使得主动层被击穿造成短路的情况发生。另外，如果要实现白光混光效果，请参考上述实施方式，图8的特征除了可自行搭配主动层的发光颜色及数量外，更可将交流电正半周电流流经的第二线路C2、第三线路C3以及第四线路C4设置为如图9A所示，另外将交流电负半周电流流经的第五线路C5、第三线路C3以及第一线路C1设置为如图9B所示，以此方法设置该线路的目的，在于将交流电正、负半周电流都会流过的第三线路置放在一芯片的出光表面，可使得该芯片出光表面的主要发光区域在导电电极E1及E2接置交流电电源后(该导电电极E1及E2与该线路相互电性连接)，具有全时发光的效果。也正因为第三线路C3的多个至少一层的主动层不论在交流电正半周或负半周都会发光，因此可减少现有技术中需要主动层的数量(以上述为例，现有技术中的主动层在交流电正、负半周都需要22个，总数量为44个，本发明只需要22个主动层即可达到全时发光的效果)。 
再者，更可将上述主动层(与发光二极管等效)电路结构排列方式视为一个桥式发光单元B1(如图8所示)，也就是一桥式发光单元B1是一微晶粒的至少一主动层依桥式整流器中二极管电路结构排列方式进行排列，并相互电性连接。以多个桥式发光单元B1如图10A及图10B所示的矩阵方式设置在一芯片的出光表面(其实施方式是中央区域桥式发光单元B1的数量大于各外围桥式发光单元B1的数量)，且在该矩阵的两对角设置供交流电电源接置的导电电极E3及E4，(该导电电极E3及E4与该桥式发光单元B1以串联方式相互电性连接)，可在接置交流电电源后，使该芯片出光表面的大部分区域，不论是在交流电正半周(如 图10A所示)或负半周(如图10B所示)都会有电流通过，使其具有全时发光的效果。 
上述电路结构可应用在单层主动层的微晶粒构成的交流发光装置中，例如在一基材上形成由多个交流发光二极管微晶粒组成的桥式发光单元，各微晶粒依桥式整流器(Bridge Rectifier)中二极管(Diode)电路结构排列方式进行排列，并通过一导电结构分别电性连接各微晶粒，使各微晶粒可依交流电正负半波轮流发光。也可包括多个相互电性连接的桥式发光单元，各桥式发光单元呈矩阵排列，且中央区域桥式发光单元数量大于各外围桥式发光单元数量，借此可提供全发光面积的均匀发光效果。另外，它还包括设置在矩阵排列两对角处的导电电极，且该导电电极与各桥式发光单元相互串联，供接置交流电电源。由于其电路结构与上述相同，因此不再搭配附图赘述。 
如图11A所示，混光颜色(混光色温)调变，也可通过在第三线路C3(也就是恒亮区域，因交流电正负半波都会通过第三线路C3)以串联多个相同波长(颜色)的微晶粒的至少一主动层，再通过相互并联的电性连接方式实现，如图中所示，该第三线路C3中由实施为红光的多个微晶粒的至少一主动层发光线路C30、实施为绿光的多个微晶粒的至少一主动层发光线路C31以及实施为蓝光的多个微晶粒的至少一主动层发光线路C32相互并联形成，这样，即可通过控制不同颜色的发光线路C30、C31以及C32操作电压的方式，改变不同色光的输出功率，从而达到控制混光色温的目的，但是，此实施例中仅以范例作说明，并不限制实际可实施的数量及波长。 
但是，上述每一发光线路C30、C31以及C32的实施方式，也可如图11B所示，分别实施为多个相异波长(颜色)的微晶粒的至少一主动层相互串联的形态，也可以上述混光色温的调变手段，达到控制混光色温的目的。 
上述所有的单层单色结构(如图8、图11A及图11B)，可以数量为至少两个且通过倒装芯片方式或芯片粘贴方式相互叠合电性连接，如图11C所示，以一单层发光颜色为红色的结构F1以及一单层发光颜色为绿色的结构F2相互叠合并电性连接作示意，每一单层单色结构(如单层发光颜色为红色的结构F1或单层发光颜色为绿色的结构F2)具有 两个通过倒装芯片方式或芯片粘贴方式相互电性连接的电性连接垫P1及P2(电性连接垫的设置处并无限定，只要可以实施即可)，因此，这种以相互叠合电性连接的方式，还可以上述混光色温的调变手段，达到控制混光色温的目的，且各单层单色结构中的微晶粒的至少一主动层的实施数量，可为适应不同色光发光强度需求作调整。 
另外，第三线路C3中，又可实施如图11D所示，以多个相同或相异波长(颜色)的微晶粒的两个主动层相互串联后形成的发光线路C33及C34通过并联方式相互电性连接，即可以上述混光色温的调变手段，达到控制混光色温的目的。 
本发明的主动层(如同上述与一发光二极管等效)不须外加负载即可直接应用在开关电路或指示灯等相关电路，可以多个主动层并联或以多个并联后再进行串联形成不同应用的照明设备。另外，此主动层也可应用在如美国第2005001537、2004246696号、日本第2004333583号专利案公开的装置背光源(LCD Backlight)中。此主动层又可应用在多种工序，如5ΦLED导线架罐胶封装制成、Super Flux导线架罐胶封装制成、倒装芯片、陶瓷基片与铝基片的相关工序、PPA点胶、注射封装制成或To金属壳封装制成等。 
本发明还提供一种对应上述交流发光装置的制法，如图12A至图12E所示，为配合上述实施形态，此制法也以两个交流发光装置的附图作说明。如图12A所示，该制法先制备一基材1，并在该基材1上以磊晶方式依次形成至少两层的主动层(如图中所示的上主动层200及下主动层201)，其中，该主动层相接P型发光层(上主动层200)以及N型发光层(下主动层201)，该P型发光层以及N型发光层等同于发光二极管P/N结构，该P型发光层以及N型发光层的实施方式是分别为P-InGaN(氮化铟镓)以及N-InGaN(氮化铟镓)。接着如图12B所示，通过黄光微影与蚀刻技术在该主动层(上主动层200及下主动层201)形成多个开口4，外露该基材1。再如图12C所示，在该主动层(上主动层200及下主动层201)外缘包覆一保护层5，此保护层5可避免漏电，其成份是非导电材料，如SiOx或SiNx等。接着如图12D所示，穿过该保护层5形成多个导电端子6a、6b、6c及6d，与该主动层(上主动层200及下主动层201)相互电性连接。最后如图12E所示，在该开口4形成 多个导电结构3电性连接各主动层(上主动层200及下主动层201)，使各主动层(上主动层200及下主动层201)在通电后依交流电正负半波轮流发光。该导电结构3至少包括连接该开口两侧主动层的导体。此制法提及的基材1、主动层(上主动层200及下主动层201)及导电结构3，与图2A、图2B、图3A及图3B的实施方式相同，在此不再赘述。 
该导电端子6a、6b、6c及6d以蒸镀方式形成，其方式是一欧姆电极，与该主动层(上主动层200及下主动层201)在电性连接后形成一微晶粒20，此微晶粒20也如同上述可实施为具有相同或相异的波长。 
如图13A至图13F所示，它是本发明公开的另一种对应上述交流发光装置的制法，也配合上述实施形态，以两个交流发光装置的作说明。该制法先制备一第一基材(未标出)，并在该第一基材上形成一第一主动层70，再去掉该第一基材，并如图13A所示，在一第二基材8上接置该第一主动层70。接着如图13B所示，在该第一主动层70上形成一第二主动层71，且在该第一主动层70与第二主动层71之间形成一连接层72，该连接层72的成份是导电材料与非导电材料，且是可透光材料。再如图13C所示，在该第一主动层70与第二主动层71通过黄光微影与蚀刻技术形成多个开口9，外露该第二基材8。接着如图13D所示，在该第一主动层70与第二主动层71的外缘包覆一保护层10，此保护层10可避免漏电，其成份是非导电材料，如SiOx或SiNx等。再如图13E所示，穿过该保护层10形成多个导电端子6e、6f、6g及6h，与该第一主动层70与第二主动层71相互电性连接。最后如图13F所示，在该开口9形成多个导电结构3，该导电结构3至少包括连接该开口两侧的第一主动层及第二主动层导体，电性连接该第一主动层70与第二主动层71，使该第一主动层70与第二主动层71在施加交流电后，依该交流电正负半波轮流发光。此制法提及的第二基材8、主动层(第一主动层71与第二主动层72)及导电结构3，如同图2A、图2B、图3A及图3B的实施方式，在此不再赘述。 
此制法的导电端子6e、6f、6g及6h如同上一制法以蒸镀方式形成，其实施方式是一欧姆电极，其与该主动层(第一主动层71与第二主动层72)在电性连接后形成一微晶粒20，此微晶粒20如同上述可实施为具有相同或相异的波长。 
综上所述，本发明的交流发光装置利用每一微晶粒均具有至少两层主动层(最佳实施形态为两层或三层)，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负波轮流发光，达到全发光面积可全时发光的特性，并利用本发明的主动层基本结构应用在不同的电路排列方式，获得更好的混光及全时发光效果。 

Claims (66)

1.一种交流发光装置，其特征在于，该交流发光装置包括：
一基材；
一交流微晶粒发光模块，形成于该基材上，至少具有两个微晶粒，且每个微晶粒均具有上下堆栈而成的至少两层的主动层，各主动层之间以连接层连接；以及
一导电结构，电性连接各微晶粒，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负半波轮流发光；
其中，各微晶粒的各主动层之间形成一并联状态，经由导电结构电性连接的各微晶粒之间，形成一串联状态。
2.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该基材是一芯片。
3.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该基材是一绝缘基片。
4.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些主动层是发光活性层。
5.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该导电结构至少包括连接于两个微晶粒之间的导体。
6.如权利要求5所述的交流发光装置，其特征在于，该导体是一导电架桥。
7.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒具有相同的发光波长。
8.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒具有相异的发光波长。
9.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒其各主动层具有相同的发光波长。
10.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒其各主动层具有相异的发光波长。
11.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒其各主动层均具有各自的欧姆电极。
12.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒的同层主动层依交流电正负波轮流发光。
13.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒的不同层主动层依交流电正负波轮流发光。
14.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于，该交流发光装置至少具有两层主动层的各微晶粒以倒装芯片技术、芯片粘贴技术或磊晶技术制成。
15.一种交流发光装置，其特征在于，该交流发光装置包括：
一基材；
多个交流微晶粒发光模块，形成于该基材上，各交流微晶粒发光模块均具有多个微晶粒，且每个微晶粒均具有上下堆栈而成的至少两层主动层，各主动层之间以连接层连接；以及
一导电结构，电性连接各微晶粒，使各微晶粒的各主动层可依交流电正负半波轮流发光；
其中，各微晶粒的各主动层之间形成一并联状态，经由导电结构电性连接的各微晶粒之间，形成一串联状态。
16.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该基材是一芯片。
17.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该基材是一绝缘基片。
18.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些主动层是发光活性层。
19.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该导电结构至少包括连接于两个微晶粒之间的导体。
20.如权利要求19所述的交流发光装置，其特征在于，该导体是一导电架桥。
21.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒具有相同的发光波长。
22.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒具有相异的发光波长。
23.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒其各主动层均具有各自的欧姆电极。
24.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒的其同层主动层依交流电正负波轮流发光。
25.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该些微晶粒的其不同层主动层依交流电正负波轮流发光。
26.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该交流发光装置至少具有两层主动层的各微晶粒以倒装芯片技术或芯片粘贴技术制成。
27.如权利要求15所述的交流发光装置，其特征在于，该交流发光装置至少具有两层主动层的各微晶粒以磊晶技术制成。
28.一种交流发光装置制法，其特征在于，该交流发光装置制法包括：
制备一基材；
在该基材上形成上下堆栈的至少两层主动层，各主动层之间以连接层连接；
在该些主动层形成多个开口，外露该基材；
在该些主动层外缘包覆一保护层；
形成多个导电端子并穿过该保护层，与该些主动层相互电性连接，该些导电端子与该些主动层电性连接后形成多个微晶粒；以及
在该些开口形成多个导电结构，电性连接各主动层，使各主动层在施加交流电后，依该交流电正负半波轮流发光；
其中，各微晶粒的各主动层之间形成一并联状态，经由导电结构电性连接的各微晶粒之间，形成一串联状态。
29.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该基材是一芯片。
30.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该基材是一绝缘基片。
31.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些主动层是发光活性层。
32.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电结构至少包括连接该开口两侧主动层的导体。
33.如权利要求32所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导体是导电架桥。
34.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒具有相同的发光波长。
35.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒具有相异的发光波长。
36.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒各主动层具有相同的发光波长。
37.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒各主动层具有相异的发光波长。
38.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒的其同层主动层依交流电正负波轮流发光。
39.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒的其不同层主动层依交流电正负波轮流发光。
40.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电端子以蒸镀方式形成。
41.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电端子是欧姆电极。
42.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该交流发光装置制法至少在该基材的一表面上以磊晶方式依次形成该些主动层。
43.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，在该些主动层以黄光微影与蚀刻技术形成该些开口。
44.如权利要求28所述的交流发光装置制法，其特征在于，该保护层成份是非导电材料。
45.如权利要求44所述的交流发光装置制法，其特征在于，该非导电材料是SiOx或SiNx。
46.一种交流发光装置制法，其特征在于，该交流发光装置制法包括：
制备一第一基材；
在该第一基材上形成一第一主动层；
去掉该第一基材，并接置该第一主动层在一第二基材上；
在该第一主动层上形成一第二主动层，且在该第一主动层与第二主动层之间形成一连接层；
形成多个贯穿该第一主动层和该第二主动层至外露该第二基材的开口，并形成多个被分离的第一主动层和第二主动层，每一该些被分离的第一主动层与对应的其中一被分离的该些第二主动层上下堆栈于该第二基材之上；
在该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层外缘包覆一保护层；
形成多个导电端子并穿过该保护层，与该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层相互电性连接，该些导电端子与该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层电性连接后形成多个微晶粒，每个微晶粒的各主动层之间的电性连接方式为并联；以及
在该些开口形成多个导电结构，电性连接该些微晶粒的该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层，使该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层施加交流电后，依该交流电正负半波轮流发光。
47.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该第一基材是一芯片。
48.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该第一基材是绝缘基片。
49.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该第二基材是一绝缘基片。
50.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些被分离的第一主动层是发光活性层。
51.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些被分离的第二主动层是发光活性层。
52.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电结构至少包括连接该开口两侧该被分离的第一主动层及该被分离的第二主动层的多个导体。
53.如权利要求52所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导体是导电架桥。
54.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒具有相同的发光波长。
55.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒具有相异的发光波长。
56.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒其该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层具有相同的发光波长。
57.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层具有相异的发光波长。
58.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些微晶粒的该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层依交流电正负波轮流发光。
59.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，相邻微晶粒的该些被分离的第一主动层与该些被分离的第二主动层依交流电正负波以不同层的方式轮流发光。
60.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电端子以蒸镀方式形成。
61.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该些导电端子是多个欧姆电极。
62.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该连接层成份是导电材料或非导电材料。
63.如权利要求62所述的交流发光装置制法，其特征在于，该连接层是可透光材料。
64.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，在该第一主动层与该第二主动层以黄光微影与蚀刻技术形成该些开口。
65.如权利要求46所述的交流发光装置制法，其特征在于，该保护层成份是非导电材料。
66.如权利要求65所述的交流发光装置制法，其特征在于，该非导电材料是SiOx或SiNx。
CN2008101727573A 2005-05-20 2006-03-31 交流发光装置及其制法 Active CN101459190B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101727573A CN101459190B (zh) 2005-05-20 2006-03-31 交流发光装置及其制法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200510071831 2005-05-20
CN200510071831.9 2005-05-20
CN2008101727573A CN101459190B (zh) 2005-05-20 2006-03-31 交流发光装置及其制法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200610067030XA Division CN100508204C (zh) 2005-05-20 2006-03-31 交流发光装置及其制法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101459190A CN101459190A (zh) 2009-06-17
CN101459190B true CN101459190B (zh) 2012-05-09

Family

ID=40769921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101727573A Active CN101459190B (zh) 2005-05-20 2006-03-31 交流发光装置及其制法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101459190B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105023986B (zh) * 2014-04-18 2018-02-02 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Led发光器件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200501464A (en) * 2004-08-31 2005-01-01 Ind Tech Res Inst LED chip structure with AC loop

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200501464A (en) * 2004-08-31 2005-01-01 Ind Tech Res Inst LED chip structure with AC loop

Also Published As

Publication number Publication date
CN101459190A (zh) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100508204C (zh) 交流发光装置及其制法
KR100858319B1 (ko) 교류 발광 소자
US7474681B2 (en) Alternating current light-emitting device
US9985074B2 (en) Light-emitting device
JP4945112B2 (ja) Ｌｅｄ照明装置
CN101839403B (zh) 用于交流驱动的发光装置
CN103912806B (zh) 发光模块以及包括该发光模块的照明装置
CN103189980A (zh) 多芯片led器件
TWI420048B (zh) 光源模組
CN102270626A (zh) 多晶封装发光二极管
CN101459190B (zh) 交流发光装置及其制法
CN100341163C (zh) 白光发光二极管单元
CN2682276Y (zh) 白光发光二极管组合装置
CN111180433B (zh) 发光二极管模组、显示阵列及其制作方法
CN100380688C (zh) 混色发光二极管
JP2002158376A (ja) 発光ダイオード照明装置
TWI385782B (zh) 白光發光元件
CN110133912A (zh) 一种led背光器件及背光模组
CN102086978A (zh) 交流驱动多波长发光组件
CN209675330U (zh) 一种led光源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JINGYUAN OPTOELECTRONICS CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: FINANCIAL GROUP LEGAL PERSON INDUSTRIAL TECHNOLOGY INST.

Effective date: 20111117

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20111117

Address after: Hsinchu City, Taiwan, China

Applicant after: Jingyuan Optoelectronics Co., Ltd.

Address before: Hsinchu County, Taiwan, China

Applicant before: Industrial Technology Research Institute

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant