JP2008172225A - 発光ダイオードアレイの製作方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】公知技術の大面積発光ダイオードの歩留まり不良を改善する発光ダイオードアレイの製作方法を提供する。
【解決手段】最初に発光ダイオードチップを用意し、該発光ダイオードチップは発光ダイオードエピタクシー層を含む基板であり、更に発光ダイオードチップをカットして複数の発光ダイオードスティックを形成した後、各二つの発光ダイオードスティック間に一つの間隔層を粘着して発光ダイオードアレイを形成する。
【選択図】 図１Ｃ

Description

本発明は一種の発光ダイオード(Light Emitting Diode, LED)デバイスの製作方法に関するものであり、特に、発光ダイオード片をカットしてスティックにした後、各二つの発光ダイオードスティック間に一つの間隔層を粘着し発光ダイオードアレイを形成する、発光ダイオードアレイ(LED Arrey)の製作方法である。
数年来、発光ダイオードの発光効率が絶え間なく向上するのに伴い、発光ダイオードは徐々に伝統的な蛍光灯や白熱電球に取って代わり、発光ダイオードの製作もまた高効率と大面積の発展傾向にある。しかしながら、発光ダイオードの面積が増大しているが欠陥(defect)密度が下降しない状況において、発光ダイオードの歩留まりは面積の増大に伴い下降している。
前述した公知の大面積発光ダイオードの欠陥密度が下降しない状況では、大面積発光ダイオードの歩留まり不良を招く故に、発光ダイオードアレイの製作方法を提案する必要性が生まれた。これにより、公知の大面積発光ダイオードデバイスを代替し、大面積発光ダイオードの歩留まり不良の問題を改善する。
本発明の目的は、一種の発光ダイオードアレイの製作方法を提供することにある。それは、発光ダイオードチップをカットして複数の発光ダイオードスティックとし、各二つの発光ダイオードスティック間に一つの間隔層を粘着し、発光ダイオードアレイを形成する。
本発明のもう一つの目的は、同一色の光の発光ダイオードスティックを使用し、発光ダイオードスティックは、赤色光、青色光、緑色光の発光ダイオードスティックの内の一つとし、単色の発光ダイオードアレイを形成することにある。もし赤色光、青色光、緑色光の発光ダイオードスティックを順に配列するなら、白色光の発光ダイオードアレイを形成することができる。
本発明の別の目的は、電極を含む発光ダイオードアレイを一つの金属棒によって各発光ダイオードスティックの電極と接合することにある。
前述の目的に基づき、本発明は一種の発光ダイオードアレイの製作方法を提供する。まず、発光ダイオードチップを用意し、該発光ダイオードチップは、発光ダイオードエピタクシー層を含む基板であり、再に発光ダイオードチップをカットして複数の発光ダイオードスティックとし、その後各二つの発光ダイオードスティック間に一つの間隔層を粘着して発光ダイオードアレイを形成する。
本発明の発光ダイオードアレイの製作方法は、歩留まりを高めることができ、また、単色の光の発光ダイオードアレイを形成でき、且つ、発光ダイオードスティックに抗反射処理を施すと、発光ダイオードデバイスの光の全反射を防ぐことができ、発光ダイオードスティックに高反射処理を施すことにより、同一方向に光を放出することができ、光の指向性を高めることを特徴とする。
本発明の実施例の詳細説明は次のとおりである。しかし、これらの詳細説明の他、本発明は広範に他の実施例に応用することが可能である。即ち、本発明の範囲は提示した実施例に制限されるものではなく、本発明の提出した特許登録申請範囲を基準とする。
また、更にはっきりした説明及び更に本発明を理解し易くする為に、図面内の各部分はその対応するサイズに基づいて描写せず、サイズをその他関連尺度と比較すると既に誇張された尺度となっているものもある。また関連のない詳細部分は図面を簡潔にする為に完全に描写されていない。
図１Ａから図１Ｂの見取図は、本発明実施例の発光ダイオードアレイの製作方法である。まず、複数の発光ダイオードスティックを用意する。即ち、図１Ａに示すとおり、発光ダイオードチップ１１０を用意し、該発光ダイオードチップ１１０は発光ダイオードエピタクシー層１１１を含む基板１１２であり、基板１１２は導電基板または非導電基板の何れか一つとし、発光ダイオードエピタクシー層１１１は順に、第一型半導体層、主動層、第一型に相反する第二型半導体層を含む。その後更に発光ダイオードチップ１１０をカットして複数の発光ダイオードスティック１１５を形成する。これは図１Ｂに示すとおりである。
続いて図１Ｃに示すとおり、一つの間隔層２０を各二つの発光ダイオードスティック１１５中に接合する。接合方法は、例えば粘着接合(glue bonding)方式とすることも可能であり、間隔層２０の材質は、シリコン(silicon)等の半導体材質や、セラミック(ceramic)等の材質とする。また、間隔層２０の両側は、高反射処理によって高反射層（未図示）を形成することも可能であり、更に発光ダイオードスティックと接合する。前記高反射層は、高反射金属層または高反射多層膜とし、高反射金属層の材質は、金、アルミ、銀、またはその合金の何れか一つであり、発光ダイオードが発する光を同一方向に放出させて発光ダイオードの指向性を向上させる。
もし単色の光の発光ダイオードアレイを形成したいなら、使用するスティックは同一色の光の発光ダイオードスティックにしなければならず、発光ダイオードスティックは赤色光、青色光、若しくは緑色光の発光ダイオードスティックの何れか一つである。白色光の発光ダイオードアレイを形成したいなら、赤色光、青色光、及び緑色光の発光ダイオードスティックを順に配列して白色光の発光ダイオードアレイを形成する。
その後、適当な長さに発光ダイオードアレイをカットし発光ダイオードデバイス１００を形成する。
図２Ａから図２Ｂの見取図は、本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイの電極接合方法を示す。前述方法により製作した発光ダイオードデバイス１００は、図２Ａに示すとおりであり、発光ダイオードスティック１１５は、発光ダイオードエピタクシー層１１１及び電極１０７を含む基板１１２であり、更に金属棒(bar)１２０によって各発光ダイオードスティック１１５の電極１０７と接合し、これは図２Ｂ（側面図）に示すとおりであり、逐一ワイヤ接合(wire bonding)をする必要がない。
図３Ａから図３Ｂの見取図は、本発明のもう一つの実施例に関する発光ダイオードスティックの製作方法である。まず、図３Ａに示すとおり、発光ダイオードチップ２１０を用意し、該発光ダイオードチップ２１０は、発光ダイオードエピタクシー層２１１を含む基板２１２であり、発光ダイオードエピタクシー層２１１は順に一つの第一型半導体層と、一つの主動層と、一つの第一型に相反する第二型半導体層とを含む。基板２１２は非導電基板でも導電基板でもよい。
その後、図３Ｂに示すとおり、発光ダイオードチップ２１０をカットして複数の発光ダイオードスティック２１５を形成した後は、図３Ｃに示すとおり、更に複数の間隔層(space layer)２０を用意する。各二つの発光ダイオードスティック２１５中に一つの間隔層２０を挟み、該間隔層２０の高さは発光ダイオードスティック２１５より低くしなければならない。間隔層２０の材質はシリコン(silicon)等の半導体材質や、セラミック(ceramic)等の材質とする。その後、挟み具２２５によってこれらの発光ダイオードスティック２１５と間隔層２０を挟み込み固定し、更に発光ダイオードスティック２１５の表面及び露出した側面において製造工程を実施する。
発光ダイオードスティックの露出した側面及び表面に対し、抗反射処理を施すことにより光効率を高めることができる。抗反射処理は、粗化処理、及び抗反射コーティング(Anti-Reflection Coating, AR coating)を含み、発光ダイオードスティックの発する光の全反射を防止し、光効率を高め、高効率発光ダイオードスティック（未図示）を形成する。前述方法で、発光ダイオードスティックの露出した側面において高反射処理を行い高反射層を形成することにより、発光ダイオードスティックの光を同一方向に放出させ、光の指向性を高め、高指向性発光ダイオードスティック（未図示）を形成する。前記高反射層は、高反射金属層または高反射多層膜の何れか一つであり、高反射層が高反射金属層である時、高反射金属層と発光ダイオードエピタクシー層の間に更に一つの透明介電層を形成し、これが高反射層と発光ダイオードエピタクシー層の短絡を防止する。その後、発光ダイオードスティックを接合して発光ダイオードアレイを形成し、更に適当な長さにカットして発光ダイオードデバイスを作る。
この方法を使って形成した発光ダイオードアレイは、直接カットして大面積発光ダイオードデバイスを形成するのではなく、歩留まりを高めることができる。この他、本方法は、単色の光の発光ダイオードアレイを形成でき、赤色光、青色光、及び緑色光の発光ダイオードスティックを組み合わせて白色光の発光ダイオードアレイを形成することができる。発光ダイオードスティックの表面及び露出した側面に対して抗反射処理を施すと、発光ダイオードデバイスの光の全反射を防ぐことができ、光効率を高められ、形成される発光ダイオードアレイの光効率を向上できる。発光ダイオードスティックの露出した側面に対し高反射処理を施すことにより、発光ダイオードスティックの光は高反射層を経て反射し、光は同一方向に放出され、光の指向性を高め、また形成される発光ダイオードアレイの指向性を向上できる。
以上に述べた実施例は、本発明の技術思想及び特徴のみを説明しただけであり、その目的は、これらの技術の熟練者に本発明の内容を理解させ実施して戴くことにあり、これにより本発明の特許範囲を制限するものではなく、即ち、本発明が開示する精神によって為された同等変化や修飾は全て、本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイ製作方法の見取図 本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイ製作方法の見取図 本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイ製作方法の見取図 本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイの電極接合方法の見取図 本発明の実施例に関する発光ダイオードアレイの電極接合方法の見取図 本発明のもう一つの実施例に関する発光ダイオードスティックの製作方法の見取図 本発明のもう一つの実施例に関する発光ダイオードスティックの製作方法の見取図 本発明のもう一つの実施例に関する発光ダイオードスティックの製作方法の見取図
符号の説明
２０ 間隔層
１００ 発光ダイオードデバイス
１０７ 電極
１１１ 発光ダイオードエピタクシー層
１１２ 基板
１１５ 発光ダイオードスティック
１２０ 金属棒
２１０ 発光ダイオードチップ
２１１ 発光ダイオードエピタクシー層
２１２ 基板
２１５ 発光ダイオードスティック
２２５ 挟み具

Claims (7)

  1. 発光ダイオードアレイの製作方法は、複数の発光ダイオードスティックを用意するステップと、一つの間隔層を各二つの発光ダイオードスティック中に接合して発光ダイオードアレイを形成するステップを含むことを特徴とする、発光ダイオードアレイの製作方法。
  2. 前記複数の発光ダイオードスティックは一つの発光ダイオードチップをカットしたもので、該発光ダイオードチップは発光ダイオードエピタクシー層を含む一つの基板であり、該発光ダイオードエピタクシー層は順に、一つの第一型半導体層と、一つの主動層と、一つの第一型に相反する第二型半導体層を含み、また該基板は導電基板もしくは非導電基板の何れか一つであることを特徴とする、請求項１記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
  3. 前記複数の発光ダイオードスティックの種類は、赤色光、青色光、緑色光の発光ダイオードスティックの何れか一つであり、単色の光の発光ダイオードアレイを形成することを特徴とする、請求項１記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
  4. 前記の複数の発光ダイオードスティックを接合するステップでは、順に赤色光、青色光、緑色光の発光ダイオードスティックを接合して白色光の発光ダイオードアレイを形成することを特徴とする、請求項１記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
  5. 前記間隔層の両側には高反射処理によって形成する高反射層を備えることを特徴とする、請求項１記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
  6. 前記発光ダイオードアレイの製作方法は更に、高反射層と発光ダイオードスティックの間に一つの透明介電層を形成することを含み、これにより該高反射層と該発光ダイオードスティックの短絡を防止することを特徴とする、請求項５記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
  7. 前記発光ダイオードスティックの形成方法には、発光ダイオードチップをカットして複数の発光ダイオードスティックを形成し、該発光ダイオードチップは発光ダイオードエピタクシー層を含む基板とするステップと、挟み具によって複数の発光ダイオードスティックを挟み込み固定し、各二つの発光ダイオードスティック中には一つの間隔層を挟み、該間隔層の高さは発光ダイオードスティックより低くするステップと、抗反射処理を複数の発光ダイオードスティックの表面と露出した側面に施すステップを含むことを特徴とする、請求項１記載の発光ダイオードアレイの製作方法。
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