CN102082218A - 发光二极管及其装置、封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种发光二极管及其装置、封装方法，透明基板发光二极管包括透明基板、多个透明导电层、多个金属线路及发光二极管芯片。发光二极管芯片适于发出一光线，且部分光线朝向透明基板射出。发光二极管封装方法包括于透明基板上形成透明导电层；蚀刻透明导电层以形成导电图案；沉积金属于部份透明导电层上以形成交叉金属线路；以及设置发光芯片于金属线路上，使发光芯片与金属线路电性连通。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管及其封装方法，且特别是有关于一种可双面发光的发光二极管及其封装方法。
背景技术
发光二极管因具有省电与体积小的特性，目前已被广泛用于制作各种大小尺寸的阵列发光模块，以应用于信息、通讯与消费性电子产品的指示灯与显示装置。
双面发光的发光模块可应用于LED广告显示屏或掀盖式手机等需要双面板的电子产品，利用一片可双面发光的面板可达到节省制造成本、降低重量及厚度的效果。
然而，传统发光二极管模块的封装制程，不论是利用单颗LED灯封装、表面接着封装(surface-mount device；SMD)或覆晶封装，在最后阶段皆需将成品焊设于印刷电路板，以连结电子电路结构。然而，发光芯片固设于不透明的印刷电路板上，即无法达成双面发光的目的。
此外，一个发光模块可能同时具有多个不同颜色的发光二极管晶粒。以做为背光模块的白光发光二极管模块为例，将红蓝绿三色发光二极管晶粒组成白光发光模块，因不同颜色晶粒的磊晶材料不同，连带使电压特性也随之不同，控制线路的设计也更为复杂。
因此，需要一种能满足发光模块复杂的电路设计需求，并达成双面发光目的的发光二极管模块及其封装方法。
发明内容
本发明的目的在于提供可双面发光发光二极管及其装置、封装方法。
根据本发明一实施方式，提出一种发光二极管，包括透明基板、第一透明导电层、第二透明导电层、多个金属线路及发光二极管芯片。
第一透明导电层及第二透明导电层分别设置于透明基板的一区域上且彼此之间为电性绝缘。多个金属线路分别设置于第一透明导电层及第二透明导电层上且覆盖部分第一透明导电层及部分第二透明导电层。发光二极管芯片设置于金属线路上并与金属线路电性连接。发光二极管芯片适于发出一光线，且部分光线朝向透明基板射出。
依照本实施方式的一实施例，发光二极管封装方法包括于透明基板上镀上透明导电材料，并蚀刻透明导电材料以分别形成第一透明导电层及第二透明导电层。多个金属线路分别沉积在部份第一透明导电层及部份第二透明导电层上。将发光芯片设置于金属线路上，使发光芯片与金属线路电性连通。
根据本发明另一实施方式，提出一种发光二极管装置，包括透明基板、透明导电图案层、第一金属线路层及第二金属线路层、绝缘层以及发光二极管芯片。透明导电图案层设置于透明基板上，第一金属线路层及第二金属线路层交叉设置在透明导电图案层上，且第二金属线路与第一金属线路彼此之间具有绝缘层，用以电性隔离第一金属线路及第二金属线路。发光二极管芯片设置在第一金属线路及第二金属线路上且与第一金属线路及第二金属线路电性连接。发光二极管芯片适于发出一光线，且部分光线朝向透明基板射出。
依照本实施方式的一实施例，发光二极管封装方法包括于透明基板上镀上透明导电材料，并蚀刻透明导电材料以形成透明导电图案。第一金属线路沉积于一部份透明导电图案上，第二金属线路沉积于另一部份透明导电图案上，使第一金属线路与第二金属线路交叉设置在透明导电图案层上，并利用设置在第一金属线路及第二金属线路之间的绝缘层电性隔离第一金属线路及第二金属线路。发光二极管芯片设置在第一金属线路及第二金属线路上，且分别与第一金属线路及第二金属线路电性连接。
本发明的发光二极管模块及其封装方法，能满足发光模块复杂的电路设计需求，并达成双面发光目的。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：
图1A是绘示依照本发明一实施方式的一种于透明基板上形成透明导电材料层的剖面示意图；
图1B是绘示在图1A所示的透明导电材料层上形成第一透明导电层及第二透明导电层的剖面示意图；
图1C是绘示在图1B所示的第一透明导电层及第二透明导电层上沉积金属线路的剖面示意图；
图1D是绘示在图1C所示的金属线路上设置发光二极管芯片的剖面示意图；
图2为图1D所示的发光二极管的俯视示意图；
图3A是绘示依照本发明另一实施方式的一种于透明基板上形成透明导电材料层的剖面示意图；
图3B是绘示在图3A所示的透明导电材料层上形成透明导电图案的剖面示意图；
图3C是绘示在图3B所示的透明导电图案上沉积金属线路的剖面示意图；
图3D是绘示在图3C所示的第一、第二金属线路上形成绝缘层的示意图；
图3E是绘示在图3D所示的绝缘层上形成连接第二金属线路的不同区段的金属层的剖面示意图；
图3F是绘示在图3E所示的第一金属线路及第二金属线路上的设置发光二极管芯片的剖面示意图；
图4是依照图3A-3F的流程制成的交叉线路示意图。
【主要组件符号说明】
100：透明基板 110：透明导电材料层
113：第一透明导电层 114：第二透明导电层
133：第一金属线路 134：第二金属线路
140：发光二极管芯片 150：发光二极管
200：透明基板 210：透明导电材料
212：透明导电图案 212a：图案
212b：图案 212c：图案
222：第一金属线路 223：透明基板
223a：第二金属线路 223b：区段
230：绝缘层 240：连接段
300：交叉线路 400：发光二极管芯片
具体实施方式
请参照图1A-1D，为依照本发明一实施方式的发光二极管的制造流程剖面结构示意图。
首先如图1A所示，提供一透明基板100，于透明基板100上形成一层透明导电材料层110。透明导电材料层110的形成方法例如可为蒸镀法，其厚度可为1600～2100埃
阻值约为10欧姆(Ω)
图1B是绘示在图1A所示的透明导电材料层上形成第一透明导电层及第二透明导电层的剖面示意图。透明导电材料层110以蚀刻方式形成第一透明导电层113及第二透明导电层114。蚀刻透明导电材料层的方法例如可为微影蚀刻法。
图1C是绘示在图1B所示的第一透明导电层及第二透明导电层上沉积金属线路的剖面示意图。分别在部份第一透明导电层113上沉积金属线路133，及部份第二透明导电层114上沉积第二金属线路134。
图1D是绘示在图1C所示的金属线路上设置发光二极管芯片的剖面示意图。将发光二极管芯片140设置于第一金属线路133及第二金属线路134上，使发光二极管芯片140与第一金属线路133及第二金属线路134电性连通。发光二极管芯片以覆晶方式设置于金属线路上，设置之方法包括以银胶设置或以共晶接合方式将发光二极管芯片固定于金属线路上。
图2为图1D所示的发光二极管的俯视示意图。图2的1D剖线的剖面结构如图1D所示。发光二极管150包括透明基板100、第一透明导电层113、第二透明导电层114、第一金属线路133、第二金属线路134及发光二极管芯片140。
第一透明导电层113及第二透明导电层114分别设置于透明基板100的一区域上且彼此之间为电性绝缘。第一金属线路133设置于第一透明导电层113上，覆盖部分第一透明导电层113；第二金属线路134设置于第二透明导电层114上且覆盖部分第二透明导电层114。发光二极管芯片140设置于第一金属线路133及第二金属线路134上并与上述金属线路电性连接。发光二极管芯片140适于发出一光线，且部分光线朝向透明基板射出。
依照本实施方式的实施例，透明基板可为玻璃基板、塑料基板或可挠式基板，透明基板的厚度可为1.1微米。透明导电层可为氧化铟锡(indium Tin oxide；ITO)导电层。金属线路的材料例如可为金、铝、铜或其合金。
请参照图3A-3F，为依照本发明另一实施方式的发光二极管的制造流程剖面结构示意图。
图3A是绘示在透明基板上形成透明导电材料层的剖面示意图。透明基板200上镀上透明导电材料210。透明导电材料210的形成方法例如可为蒸镀法，其厚度可为1600～2100埃
阻值约为10欧姆(Ω)。
图3B为蚀刻透明导电材料210以形成透明导电图案的剖面示意图。透明导电材料210经蚀刻形成图案212a部份、图案212b部份及图案212c部份。蚀刻透明导电材料层的方法例如可为微影蚀刻法。
图3C为在透明导电图案层212上沉积金属线路的示意图。第一金属线路222沉积于部份透明导电图案的图案212c上，第二金属线路223的区段223a部份地沉积于图案212a上，第二金属线路223的区段223b部份地沉积于图案212b上。
图3D为在第一金属线路222上形成绝缘层的示意图。绝缘层230覆盖于部份第一金属线路222之上，并延伸跨设部分第二金属线路223的区段223a及区段223b之上。
图3E为在绝缘层上形成金属层，以连接第二金属线路223的区段223a及区段223b的示意图。沉积一金属层于部份绝缘层230、第二金属线路223的区段223a及区段223b上，形成一连接段240，以连接第二金属线路223的区段223a及区段223b。连接段240使第一金属线路222与第二金属线路223交叉设置在透明导电图案层上，并利用设置在第一金属线路222及第二金属线路223之间的绝缘层230电性隔离第一金属线路222及第二金属线路223。
图3F为发光二极管芯片设置在第一金属线路及第二金属线路上的示意图。第一金属线路222及第二金属线路223分别延伸连接至一正极及一负极，将发光二极管芯片设置于正极及负极上，与第一金属线路及第二金属线路电性连接。
图4是依照图3A-3F的流程，制成的交叉线路300，包括透明基板200、透明导电图案层212、第一金属线路222及第二金属线路223、绝缘层230以及发光二极管芯片400。透明导电图案层212设置于透明基板200上，第一金属线路222及第二金属线路223交叉设置在透明导电图案层212上，且第二金属线路223与第一金属线路222彼此之间具有绝缘层230，用以电性隔离第一金属线路222及第二金属线路223。
发光二极管芯片400设置在第一金属线路222及第二金属线路223上且与第一金属线路222及第二金属线路223电性连接。发光二极管芯片400以覆晶方式设置于金属线路上，设置的方法包括以银胶设置或以共晶接合方式将发光芯片固定于金属线路上。发光二极管芯片400适于发出一光线，且部分光线朝向透明基板射出。
依照本实施方式的实施例，透明基板可为玻璃基板、塑料基板或可挠式基板，透明基板的厚度可为1.1微米。透明导电层可为氧化铟锡(indium Tin oxide；ITO)导电层。金属线路的材料例如可为金、铝、铜或其合金。绝缘层的材质例如可为二氧化硅、二氧化氮或一般常用的绝缘材料。
应注意的是，上述的第一金属线路、第二金属线路、绝缘层、金属线路图案或发光芯片的形状、位置、大小、数量及正、负极配置在此仅为例示，是用以说明本发明的实施例，而非用以限定本发明的范围。
虽然本发明已以数实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。
Claims (26)
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
一透明基板；
一第一透明导电层，设置于该透明基板的一区域上；
一第二透明导电层，设置于该透明基板的另一区域上且与该第一透明导电层电性绝缘；
多个金属线路，分别设置于该第一透明导电层及该第二透明导电层上，且覆盖部分该第一透明导电层及该第二透明导电层；以及
一发光二极管芯片，设置于该金属线路上并与该金属线路电性连接，该发光二极管芯片适于发出一光线，且部分该光线朝向该透明基板射出。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该透明基板包括一玻璃基板、一塑料基板或一可挠式基板。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一透明导电层及该第二透明导电层的材料包括铟锡氧化物。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该金属线路的材质包括金、铝、铜或其合金。
5.一种发光二极管装置，其特征在于，包括：
一透明基板；
一透明导电图案层，设置于该透明基板上；
一第一金属线路及一第二金属线路，交叉设置在该透明导电图案层上，该第二金属线路与该第一金属线路彼此电性绝缘；
一绝缘层，设置在该第一金属线路及该第二金属线路之间，用以电性隔离该第一金属线路及该第二金属线路；以及
一发光二极管芯片，设置在该第一金属线路及该第二金属线路上且与该第一金属线路及该第二金属线路电性连接，该发光二极管芯片适于发出一光线，且部分该光线朝向该透明基板射出。
6.根据权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，该透明基板为一玻璃基板、一塑料基板或一可挠式基板。
7.根据权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，该第一透明导电层及该第二透明导电层的材料包括铟锡氧化物。
8.根据权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，该金属线路的材质包括包括金、铝、铜或其合金。
9.根据权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，该绝缘层包括二氧化硅或二氧化氮。
10.一种发光二极管的封装方法，其特征在于，包括：
提供一透明基板；
形成一第一透明导电层于该透明基板的一区域上；
形成一第二透明导电层于该透明基板的另一区域上，且与该第一透明导电层电性绝缘；
形成多个金属线路，分别设置于该第一透明导电层及该第二透明导电层上，且覆盖部分该第一透明导电层及该第二透明导电层；以及
设置一发光二极管芯片于该些金属线路上，并与该些金属线路电性连接。
11.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该透明导电层的材质为铟锡氧化物。
12.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，该透明导电层的厚度为1600～2100埃。
13.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，该第一透明导电层及该第二透明导电层的阻值为10欧姆。
14.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该第一透明导电层及该第二透明导电层的方法包括一曝光显影制程。
15.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该第一透明导电层及该第二透明导电层的方法包括一蚀刻制程。
16.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该些金属线路的材质包括金、铝、铜或其合金。
17.根据权利要求10所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，设置该发光二极管芯片的方法包括以银胶或共晶接合方式将该发光二极管芯片设置于该些金属线路上。
18.一种发光二极管的封装方法，其特征在于，包括：
提供一透明基板；
形成一透明导电图案层于该透明基板上；
形成一第一金属线路及一第二金属线路，交叉设置在该透明导电图案层上，该第二金属线路与该第一金属线路彼此电性绝缘；以及
设置一绝缘层于在该第一金属线路及该第二金属线路之间，电性隔离该第一金属线路及该第二金属线路；以及
设置一发光二极管芯片于该第一金属线路及该第二金属线路上且与该第一金属线路及该第二金属线路电性连接。
19.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该透明导电图案层的材质为铟锡氧化物。
20.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，该透明导电图案层的厚度为1600～2100埃。
21.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，该透明导电图案层的阻值为10欧姆。
22.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该透明导电图案层的方法包括一曝光显影制程。
23.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该透明导电图案层的方法包括一蚀刻制程。
24.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该第一金属线路及该第二金属线路的材质包括金、铝、铜或其合金。
25.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，形成该绝缘层的材质包括二氧化硅或二氧化氮。
26.根据权利要求18所述的发光二极管的封装方法，其特征在于，设置该发光二极管芯片的方法包括以银胶或共晶接合方式将该发光二极管芯片设置于该第一金属线路与该第二金属线路上。
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