TW201929271A

TW201929271A - 發光二極體封裝

Info

Publication number: TW201929271A
Application number: TW106144959A
Authority: TW
Inventors: 吳明憲; 蔡曜駿; 趙嘉信; 方彥翔; 林奕辰; 葉瀞雅
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-07-16
Also published as: CN109950380A; CN109950380B; TWI661585B

Abstract

一種發光二極體封裝，包括線路層、遮光層、多個發光二極體以及封裝層。線路層的厚度小於100微米。遮光層位於線路層上。遮光層具有多個開口。發光二極體配置於線路層上且位於遮光層的開口內。發光二極體與線路層電性連接。封裝層覆蓋遮光層。封裝層的折射率介於1.4至1.7之間。封裝層的楊氏模量大於或等於1GPa。封裝層的厚度大於發光二極體的厚度。

Description

發光二極體封裝

本發明是有關於一種光電元件結構及其製造方法，且特別是有關於一種發光二極體封裝及其製造方法。

發光二極體（light emitting diode；LED）具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝多色彩及高亮度發展，因此其應用領域已擴展至大型戶外看板、交通號誌燈及相關領域。在未來，發光二極體甚至可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。

一般具有發光二極體的顯示裝置中，通常可以藉由表面安裝元件（surface mount devices；SMD）技術或晶片直接封裝（chip on board；COB）技術將發光二極體配置於線路基板上。然而，在表面安裝元件技術中，受限於封裝體尺寸可能會造成週期微縮不易，並且，其發光二極體的排列方式可能會造成色偏，或在不同的視角上產生色差，進而影響顯示品質。另外，在晶片直接封裝技術中，由於是將發光二極體晶粒直接封裝於具有驅動元件的線路基板上，因此，在檢測上較為困難且較難修補(repair)，故封裝成本較高。因此，如何藉由發光二極體封裝的結構或其製造方式的改良，以提升其產品的良率及可靠度，以降低製造成本，且又具有較佳的顯示品質，實已成目前亟欲解決的課題。

本發明提供一種發光二極體封裝及其製造方法，其具有較佳的顯示品質及較低的成本。

本發明一實施例提供一種發光二極體封裝，其包括線路層、遮光層、多個發光二極體以及封裝層。線路層的厚度小於100微米(micrometer；μm)。遮光層位於線路層上。遮光層具有多個開口。發光二極體配置於線路層上且位於遮光層的開口內。發光二極體與線路層電性連接。封裝層覆蓋遮光層。封裝層的折射率介於1.4至1.7之間。封裝層的楊氏模量（Young's modulus）大於或等於1十億帕斯卡（gigapascal；GPa）。封裝層的厚度大於發光二極體的厚度。

本發明一實施例提供一種發光二極體封裝的製造方法，其包括以下步驟。於暫時載板上形成線路層。線路層具有第一表面與相對於第一表面的第二表面，且第二表面面向暫時載板。於線路層的第一表面上形成遮光層。遮光層具有第一開口以及多個第二開口，其中第一開口暴露出部分的暫時載板。於線路層上配置多個發光二極體。發光二極體位於開口內，且發光二極體電性連接至線路層。於暫時載板上形成封裝層，以覆蓋遮光層以及多個發光二極體。移除暫時載板，以暴露出線路層的第二表面。於線路層的第二表面上形成多個連接墊。進行單體化製程，以構成多個發光二極體封裝。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1J是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。圖1K是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的上視示意圖。圖1L是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的下視示意圖。圖1M是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的電路圖。

首先，請參照圖1A，提供暫時載板10。暫時載板10的材質可為玻璃、石英、晶圓、有機聚合物或是金屬等等。其他合適的材料也可以作為暫時載板10，只要前述的材料能夠承載在其之上所形成的膜層或構件，且能夠承受後續的製程即可，於本發明中並不加以限制。

接著，請參照圖1B，於暫時載板10上形成線路層110。線路層110具有第一表面110a與相對於第一表面110a的第二表面110b，且第二表面110b與暫時載板10接觸。具體而言，線路層110的製作方法可例如包括下列步驟。首先，可以藉由沉積製程或其他適宜的製程以在暫時載板10上形成導電物質。然後，可以藉由微影及蝕刻等類似的圖案化製程，以將暫時載板10上的導電物質圖案化，以形成線路層110。一般而言，藉由上述的形成方式，可以使線路層110的厚度小於100微米。然而，本發明對於線路層110的形成方式及厚度並不加以限制。此外，基於導電性的考量，線路層110一般是使用金屬材料，然本發明不限於此。根據其他實施例，線路層110也可以使用其他導電材料，其例如是包括合金、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、石墨烯、奈米炭管、其他合適的導電材料或是上述至少二者材料的堆疊層。

在一些實施例中，於形成線路層110於暫時載板10上之前，可以在暫時載板10上形成去黏合層（未繪示），去黏合層例如是光熱轉換（light to heat conversion；LTHC）離型層或其他適宜材料，以於之後的製程中可以提升暫時載板10以及線路層110之間的離型性（releasability）。

接著，請參照圖1C，在形成線路層110之後，於線路層110上形成遮光層120。一般而言，遮光層120的材質可以是樹脂、介電材料或金屬等，且形成遮光層120的方式可以包括曝光製程、顯影製程、或者鍍膜製程，以形成多個第一開口121以及多個第二開口122。第一開口121及第二開口122貫穿線路層110，以至少暴露出暫時載板10。並且，第二開口122更暴露出線路層110的部分第一表面110a及側壁110c。在本實施例中，第一開口121例如可以為一溝渠，且溝渠狀的第一開口121可以環繞多個第二開口122，且在後續的製程中，溝渠狀的第一開口121基本上可以定義出發光二極體封裝100的尺寸。

在本實施例中，第一開口121暴露出線路層110的側壁110c，但本發明不限於此。在其他實施例中，遮光層120在第一開口121內也可以覆蓋線路層110的側壁110c。

接著，請參照圖1D，以將多個第一發光二極體131配置於線路層110上，且第一發光二極體131位於對應的第二開口122內。第一發光二極體131的配置例如可以藉由巨量轉移製程（mass transfer process）進行，但本發明不限於此。

接著，請參照圖1E，可以藉由類似於第一發光二極體131的配置方式，依序將多個第二發光二極體132與多個第三發光二極體133（繪示於圖1K）配置於線路層110上。第一發光二極體131、第二發光二極體132與第三發光二極體133分別位於不同的第二開口122內。

在本實施例中，發光二極體131、132、133可以為具有橫向（lateral）結構的發光二極體，且發光二極體131、132、133可以覆晶接合（flip-chip bonding）的方式，以藉由連接端子141以與對應的線路層110電性連接，連接端子141例如為焊球，但本發明不限於此。

在本實施例中，發光二極體131、132、133的出光頂面130a可以與遮光層120的遮光頂面120a齊平，但本發明不限於此。在其他實施例中，發光二極體131、132、133的出光頂面130a可以低於遮光層120的遮光頂面120a。也就是說，出光頂面130a與第一表面110a之間的距離可以小於遮光頂面120a與第一表面110a之間的距離。

接著，請同時參照圖1E與圖1F，在將發光二極體131、132、133配置於線路層110上且電性連接之後，於暫時載板10上形成具有透光性質的封裝層150，以覆蓋遮光層120以及發光二極體131、132、133。並且，封裝層150可以更填入遮光層120的第一開口121與第二開口122內，以覆蓋第一開口121與第二開口122所暴露出的暫時載板10。在本實施例中，封裝層150的形成方法例如是藉由塗佈法、黏合法、溶膠凝膠法（Sol-Gel method）或壓合法以將透明封裝材料形成於遮光層120以及發光二極體131、132、133上，且透明封裝材料更填入於第一開口121與第二開口122內。然後，可以依據透明封裝材料的性質進行光聚合（photopolymerization）或烘烤（baking）製程，使透明封裝材料固化而形成具有光穿透性的封裝層150。封裝層150的材質可以為具有鏈狀結構的碳氫聚合物（polymer）材料，例如橡膠系列膠材、壓克力系列膠材或矽樹脂系列膠材，但本發明不限於此。封裝層150的楊氏模量可以大於或等於1GPa，以降低被封裝層150所包封的發光二極體131、132、133及線路層110受損的可能。一般而言，封裝層150的折射率介於1.4至1.7之間，但本發明不限於此。

接著，請同時參照圖1F與圖1G，在形成封裝層150之後，可以藉由剝離製程（debonding process）移除暫時載板10，以暴露出線路層110的第二表面110b。換言之，本實施例的發光二極體封裝100（繪示於圖1J）可以為不具有基板的無基板封裝件（substrateless package）。

在本實施例中，可以藉由機械的方式以將暫時載板10自線路層110的第二表面110b上移除，但本發明不限於此。以暫時載板10與線路層110之間具有去黏合層的實施方式為例，可以將熱能或光能（例如：加熱或紫外光（UV光）照射）施加於去黏合層。如此一來，可以使去黏合層失去黏著性，而可以使暫時載板10容易地從線路層110的第二表面110b上剝離。

接著，請參照圖1H，於線路層110的第二表面110b上形成多個連接墊160，各個連接墊160可以藉由線路層110以與對應的發光二極體131、132、133電性連接。具體而言，連接墊160的製作方法可例如包括下列步驟。首先，可以藉由沉積製程或其他適宜的製程以在線路層110的第二表面110b上形成導電物質。然後，可以藉由微影及蝕刻等類似的圖案化製程，以將第二表面110b上的導電物質圖案化，以形成連接墊160。然而，本發明對於連接墊160的形成方式並不加以限制。此外，基於導電性的考量，連接墊160一般是使用金屬材料，然本發明不限於此。根據其他實施例，連接墊160也可以使用其他導電材料，其例如是包括合金、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、石墨烯、奈米炭管、其他合適的導電材料或是上述至少二者材料的堆疊層。另外，在一些實施例中，連接墊160上還可以具有鍍有鎳、鈀、金等金屬層或合金層的鍍層，以提升連接墊160與其他膜層或元件之間的接合力。

接著，請同時參照圖1I與圖1J。如圖1I所示，可以藉由單體化製程（singulation process），以形成多個如圖1J所示發光二極體封裝100。舉例而言，可以藉由水刀切割（water jet cutter）技術、雷射切割（laser cutting）技術或機械切割（mechanical cutting）技術，以移除第一開口121內的封裝層150，而形成多個發光二極體封裝100。值得注意的是，在進行單體化製程之後，相似的元件符號將用於單體化後的元件。舉例而言，單體化後的線路層110被稱為線路層110，單體化後的發光二極體131、132、133被稱為發光二極體131、132、133，單體化後的封裝層150被稱為封裝層150，單體化後的連接墊160被稱為連接墊160等，諸如此類。其他單體化後的元件將依循上述相同的元件符號規則，於此不加以贅述。

請同時參照圖1J至圖1M，經過上述製程後即可大致上完成本實施例的發光二極體封裝100的製作。值得注意的是，為求精簡以簡單表示，圖1K僅繪示了發光二極體131、132、133與遮光層120。並且，圖1L僅繪示了多個連接墊160之間的位置關係，但多個連接墊160之間的位置關係可以依據線路設計上的需求進行調整，於本發明中並不加以限制。

上述的發光二極體封裝100可以包括線路層110、遮光層120、多個發光二極體131、132、133、封裝層150以及多個連接墊160。線路層110具有第一表面110a與相對於第一表面110a的第二表面110b。線路層110的厚度小於100微米。遮光層120位於線路層110的第一表面110a上。遮光層120具有多個開口。發光二極體131、132、133配置於線路層110的第一表面110a上且位於遮光層120的開口內。發光二極體131、132、133與線路層110電性連接。封裝層150覆蓋遮光層120以及發光二極體131、132、133。封裝層150的折射率介於1.4至1.7之間。封裝層150的楊氏模量大於或等於1 GPa。封裝層150的厚度大於發光二極體131、132、133的厚度。多個連接墊160位於所述線路層110的第二表面110b上，連接墊160的數量大於發光二極體131、132、133的數量。

在本實施例中，封裝層150為絕緣材質，且封裝層150更填入配置發光二極體131、132、133的第二開口122（繪示於圖1E）內，以進一步覆蓋開口所暴露出的線路層110。

在本實施例中，連接墊160的數量與發光二極體131、132、133的數量的差值為1。以圖1J至圖1M所繪示的實施例為例，多個發光二極體131、132、133包括第一發光二極體131、第二發光二極體132以及第三發光二極體133，多個連接墊160包括第一連接墊161、第二連接墊162、第三連接墊163以及共用接墊164。第一連接墊161電性連接至第一發光二極體131的陰極。第二連接墊162電性連接至第二發光二極體132的陰極。第三連接墊163電性連接至第三發光二極體133的陰極。並且，共用接墊164電性連接至第一發光二極體131的陽極、第二發光二極體132的陽極以及第三發光二極體133的陽極。也就是說，在本實施例中，多個發光二極體131、132、133是採用共陽極的方式配置，但本發明不限於此。在其他可行的實施例中，多個發光二極體131、132、133是採用共陰極的方式配置，於本發明中並不加以限制。

在本實施例中，第一發光二極體131、第二發光二極體132以及第三發光二極體133可以分別發出不同顏色的光，且第一發光二極體131、第二發光二極體132以及第三發光二極體133可以是採用三角形交錯排列（Delta）的配置方式。如此一來，各個發光二極體131、132、133與發光二極體封裝100的邊界100a之間的最短距離不會具有太大的差距，因而可以提升顯示品質。

圖2A至圖2J是依照本發明的第二實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。圖2K是依照本發明的第二實施例的發光二極體封裝的上視示意圖。在本實施例中，發光二極體封裝200的製造方法與發光二極體封裝100的製造方法相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。具體而言，圖2A至圖2J繪示接續圖1B的步驟的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。

接續圖1B，請參照圖2A，在本實施例中，在形成線路層110之後，於暫時載板10上形成遮光層220。遮光層220具有第一開口221、第二開口222以及第三開口224（繪示於圖2K）。第一開口221及第二開口222貫穿線路層110，以至少暴露出暫時載板10。第三開口224為貫穿遮光層220的通孔，以暴露出未被線路層110所覆蓋的暫時載板10。除此之外，第二開口222可以更暴露出線路層110的部分第一表面110a及側壁110c。在本實施例中，第一開口221例如可以為一溝渠，且溝渠狀的第一開口221可以環繞多個第二開口222，且在後續的製程中，溝渠狀的第一開口221基本上可以定義出發光二極體封裝200的尺寸。

在本實施例中，第一開口221暴露出線路層110的側壁110c，但本發明不限於此。在其他實施例中，遮光層220在第一開口221內也可以覆蓋線路層110的側壁110c。

在本實施例中，遮光層220的材質或形成方式可以與前述實施例的遮光層120的材質或形成方式類似，但本發明不限於此。

接著，請參照圖2B，將多個第一發光二極體231配置於線路層110上，且第一發光二極體231位於對應的第二開口222內。在本實施例中，第一發光二極體231的配置方式可以與前述實施例的第一發光二極體131的配置方式類似，故於此不加以贅述。

接著，請參照圖2C，可以藉由類似於第一發光二極體231的配置方式，依序將多個第二發光二極體232與多個第三發光二極體233（繪示於圖2K）配置於線路層110上。第一發光二極體231、第二發光二極體232與第三發光二極體233分別位於不同的第二開口222內。

在本實施例中，發光二極體231、232、233可以為具有垂直（vertical）結構的發光二極體，以使發光二極體231、232、233與對應的線路層110電性連接。在一些實施例中，發光二極體231、232、233與線路層110之間可以具有導電黏著層242，導電黏著層242例如為焊墊或導電黏著膜（Conductive Film；CF），但本發明不限於此。

接著，請參照圖2D，於暫時載板10上形成介電層270。在本實施例中，介電層270的形成方法例如是藉由塗佈法、黏合法、溶膠凝膠法（Sol-Gel method）或壓合法以將介電材料填入第二開口222內。然後，可以依據介電材料的性質進行光聚合（photopolymerization）或烘烤（baking）製程，使介電材料固化而形成介電層270，以至少將發光二極體231、232、233與線路層110之間的電性連接點包封住，以避免與前述的電性連接點與其他具有導電性的膜層接觸。介電層270的材質可以為具有鏈狀結構的碳氫聚合物（polymer）材料，例如橡膠系列膠材、壓克力系列膠材或矽樹脂系列膠材，但本發明不限於此。

接著，請參照圖2E，形成穿透式電極層271。穿透式電極層271覆蓋發光二極體231、232、233的出光頂面230a以及發光二極體231、232、233之間的遮光層220，且更填入遮光層220的第三開口224內。也就是說，多個發光二極體231、232、233可以藉由穿透式電極層271而彼此電性連接。穿透式電極層271的材質包括金屬氧化物，例如是氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO）、氧化銦鋅（Indium-Zinc Oxide；IZO）、氧化鎵鋅（Gallium-Zinc Oxide；GZO）、氧化鋅錫（Zinc-Tin Oxide；ZTO）或氧化銦錫（Indium-Tin Oxide；ITO）、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層，但本發明不限於此。

接著，請參照圖2F，於暫時載板10上形成具有透光性質的封裝層150 ，並填入於第一開口221，以覆蓋位於線路層110上的遮光層220以及穿透式電極層271。

接著，請參照圖2G，移除暫時載板10，以暴露出線路層110的第二表面110b。

接著，請參照圖2H，於線路層110的第二表面110b上形成多個連接墊160，各個連接墊160可以藉由線路層110以與對應的發光二極體231、232、233電性連接。

接著，請同時參照圖2I與圖2J。如圖2I所示，可以藉由單體化製程（singulation process），以形成多個如圖2J所示發光二極體封裝200。值得注意的是，在進行單體化製程之後，相似的元件符號將用於單體化後的元件。舉例而言，單體化後的線路層110被稱為線路層110，單體化後的發光二極體231、232、233被稱為發光二極體231、232、233，單體化後的介電層270被稱為介電層270，單體化後的穿透式電極層271被稱為穿透式電極層271，單體化後的封裝層150被稱為封裝層150，單體化後的連接墊160被稱為連接墊160等，諸如此類。其他單體化後的元件將依循上述相同的元件符號規則，於此不加以贅述。

請同時參照圖2J至圖2K，經過上述製程後即可大致上完成本實施例的發光二極體封裝200的製作。值得注意的是，為求精簡以簡單表示，圖2K僅繪示了發光二極體231、232、233、遮光層220、遮光層220的第三開口224以及穿透式電極層271。穿透式電極層271覆蓋於發光二極體231、232、233與遮光層220上，且填入遮光層220的第三開口224內。

本實施例的發光二極體封裝200與圖1J至圖1M中的發光二極體封裝100類似，差異在於：發光二極體231、232、233可以為具有垂直結構的發光二極體。穿透式電極層271覆蓋於多個發光二極體231、232、233的出光頂面230a上且填入遮光層220的第三開口224內，以使多個發光二極體231、232、233藉由穿透式電極層271以與共用接墊164電性連接。

類似於發光二極體封裝100中的多個發光二極體131、132、133，在本實施例中，多個發光二極體231、232、233可以是採用共陽極的方式配置，但本發明不限於此。在其他可行的實施例中，多個發光二極體231、232、233是採用共陰極的方式配置，於本發明中並不加以限制。

在本實施例中，第一發光二極體231、第二發光二極體232以及第三發光二極體233可以分別發出不同顏色的光，且第一發光二極體231、第二發光二極體232以及第三發光二極體233可以是採用三角形交錯排列（Delta）的配置方式。如此一來，各個發光二極體231、232、233與發光二極體封裝200的邊界200a之間的最短距離不會具有太大的差距，因而可以提升顯示品質。

圖3A至圖3I是依照本發明的第三實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。圖3J是依照本發明的第三實施例的發光二極體封裝的下視示意圖。在本實施例中，發光二極體封裝300的製造方法與發光二極體封裝100、200的製造方法相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。具體而言，圖3A至圖3I繪示接續圖1B的步驟的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。

接續圖1B，請參照圖3A，在本實施例中，在形成線路層110之後，於線路層110上形成元件層380，且電性連接至線路層110。元件層380可以包括多個由主動元件及導線所構成的驅動電路單元。主動元件例如為電晶體，而導線例如為彼此電性分離的掃描線及資料線，但本發明不限於此。另外，依據線路設計（layout）上的需求，元件層380也可以包括電容、電阻或其他類似的被動元件，以用於調整電子訊號的電壓、電流或延遲。而前述的導線、主動元件、被動元件或其他位於元件層380內的電子元件可以藉由一般的半導體製程所形成，於此不加以贅述。

接著，請參照圖3B，在形成元件層380之後，於線路層110上形成遮光層320，以包覆位於線路層110上的元件層380，且覆蓋部分的線路層110。遮光層320具有多個第一開口321以及多個第二開口322。第一開口321及第二開口322貫穿線路層110，以至少暴露出暫時載板10。並且，第二開口322更暴露出線路層110的部分第一表面110a及側壁110c。在本實施例中，第一開口321例如可以為一溝渠，且溝渠狀的第一開口321可以環繞多個第二開口322，且在後續的製程中，溝渠狀的第一開口321基本上可以定義出發光二極體封裝300的尺寸。

在本實施例中，第一開口321暴露出線路層310的側壁110c，但本發明不限於此。在其他實施例中，遮光層320在第一開口321內也可以覆蓋線路層110的側壁110c。

在本實施例中，遮光層320的材質或形成方式可以與前述實施例的遮光層120的材質或形成方式類似，但本發明不限於此。

接著，請參照圖3C，將多個第一發光二極體131配置於線路層110上，且第一發光二極體131位於對應的第二開口322內。在本實施例中，第一發光二極體131的配置方式可以與前述實施例的第一發光二極體131的配置方式類似，故於此不加以贅述。

接著，請參照圖3D，可以藉由類似於第一發光二極體131的配置方式，依序將多個第二發光二極體132與多個第三發光二極體133（如圖1K所繪示）配置於線路層110上。第一發光二極體131、第二發光二極體132與第三發光二極體133分別位於不同的第二開口322內。

在本實施例中，發光二極體131、132、133可以為具有橫向結構的發光二極體，且發光二極體131、132、133可以覆晶接合的方式，以藉由連接端子141以與對應的線路層110電性連接，而與元件層380電性連接。

接著，請同時參照圖3D與圖3E，在將發光二極體131、132、133配置於線路層110上且電性連接之後，於暫時載板10上形成具有絕緣性質的封裝層150，並填入於第一開口321與第二開口322內，以覆蓋遮光層320以及發光二極體131、132、133。

接著，請同時參照圖3E與圖3F，在形成封裝層150之後，移除暫時載板10，以暴露出線路層110的第二表面110b。

接著，請參照圖3G，於線路層110的第二表面110b上形成多個連接墊360，各個連接墊360可以藉由線路層110以與對應的發光二極體131、132、133及元件層380電性連接。連接墊360的材質或形成方式可以類似於前述實施例中的連接墊160的材質或形成方式（如圖1H所繪示的步驟），故於此不加以贅述。

接著，請同時參照圖3H與圖3I。如圖3H所示，可以藉由單體化製程（singulation process），以形成多個如圖3I所示發光二極體封裝300。值得注意的是，在進行單體化製程之後，相似的元件符號將用於單體化後的元件。舉例而言，單體化後的線路層110被稱為線路層110，單體化後的元件層380被稱為元件層380，單體化後的遮光層320被稱為遮光層320，單體化後的發光二極體131、132、133被稱為發光二極體131、132、133，單體化後的封裝層150被稱為封裝層150，單體化後的連接墊360被稱為連接墊360等，諸如此類。其他單體化後的元件將依循上述相同的元件符號規則，於此不加以贅述。

請同時參照圖3I，經過上述製程後即可大致上完成本實施例的發光二極體封裝300的製作。值得注意的是，為求精簡以簡單表示，圖3J僅繪示了多個連接墊360之間的位置關係，但多個連接墊360之間的位置關係可以依據線路設計上的需求進行調整，於本發明中並不加以限制。

本實施例的發光二極體封裝300與圖1J至圖1M中的發光二極體封裝100類似，差異在於：發光二極體封裝300更包括元件層380，且連接墊360的數量與發光二極體131、132、133的數量的差值為3。

在本實施例中，元件層380包括多個主動元件（未繪示）、掃描線（未繪示）、多條資料線（未繪示）、電源線（未繪示）以及接地線（未繪示），且多個連接墊360包括多個資料連接墊365、掃描連接墊366、電源連接墊367以及共用接墊364，熟知此領域者能完成電路之配置，在此不多贅述。其中，資料連接墊365的數量與發光二極體131、132、133的數量相同。

圖4A至圖4I是依照本發明的第四實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。在本實施例中，發光二極體封裝400的製造方法與發光二極體封裝100的製造方法相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。具體而言，圖4A至圖4I繪示接續圖1B的步驟的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。

接續圖1B，請參照圖4A，在本實施例中，在形成線路層110之後，於線路層110上形成元件層480，且電性連接至線路層110。在本實施例中，元件層480的配置方式可以與前述實施例的元件層380的配置方式類似，差別在於：元件層480完全覆蓋線路層110的第一表面110a，且元件層480可以暴露出未被線路層110所覆蓋的部分暫時載板10。

接著，請參照圖4B，在形成元件層480之後，於元件層480上形成遮光層420。遮光層420具有多個第一開口421以及多個第二開口422。第一開口421暴露出部分的未被元件層480與線路層110所覆蓋的暫時載板10，且第二開口422暴露出部分的元件層480。在本實施例中，第一開口421例如可以為一溝渠，且溝渠狀的第一開口421可以環繞多個第二開口422，且在後續的製程中，溝渠狀的第一開口421基本上可以定義出發光二極體封裝400的尺寸。

在本實施例中，第一開口421暴露出線路層110的側壁110c，但本發明不限於此。在其他實施例中，遮光層420在第一開口421內也可以覆蓋線路層110的側壁110c。

在本實施例中，遮光層420的材質或形成方式可以類似於前述實施例中的遮光層120的材質或形成方式，但本發明不限於此。

接著，請參照圖4C，將多個第一發光二極體131配置於元件層480上，且第一發光二極體131位於對應的第二開口422內。

接著，請參照圖4D，可以藉由類似於第一發光二極體131的配置方式，依序將多個第二發光二極體132與多個第三發光二極體133（如圖1K所繪示）配置於元件層480上。第一發光二極體131、第二發光二極體132與第三發光二極體133分別位於不同的第二開口422內。

在本實施例中，發光二極體131、132、133可以為具有橫向結構的發光二極體，且發光二極體131、132、133可以覆晶接合的方式，以藉由連接端子141以與對應的元件層480電性連接，而與線路層110電性連接。

接著，請參照圖4D與圖4E，在將發光二極體131、132、133配置於線路層110上且電性連接之後，於暫時載板10上形成具有絕緣性質的封裝層150，並填入於第一開口421與第二開口422內，以覆蓋遮光層420以及發光二極體131、132、133。

接著，請同時參照圖4E與圖4F，在形成封裝層150之後，移除暫時載板10，以暴露出線路層110的第二表面110b。

接著，請參照圖4G，於線路層110的第二表面110b上形成多個連接墊360，各個連接墊360可以藉由線路層110以與對應的發光二極體131、132、133及元件層480電性連接。

接著，請同時參照圖4H與圖4I。如圖4H所示，可以藉由單體化製程，以形成多個如圖4I所示發光二極體封裝400。值得注意的是，在進行單體化製程之後，相似的元件符號將用於單體化後的元件。舉例而言，單體化後的線路層110被稱為線路層110，單體化後的元件層480被稱為元件層480，單體化後的遮光層420被稱為遮光層420，單體化後的發光二極體131、132、133被稱為發光二極體131、132、133，單體化後的封裝層150被稱為封裝層150，單體化後的連接墊360被稱為連接墊360等，諸如此類。其他單體化後的元件將依循上述相同的元件符號規則，於此不加以贅述。

請同時參照圖3I至圖3J，經過上述製程後即可大致上完成本實施例的發光二極體封裝400的製作。本實施例的發光二極體封裝400與圖3I至圖3J中的發光二極體封裝300類似，差異在於：元件層480位於發光二極體131、132、133與線路層110之間，且發光二極體131、132、133藉由元件層480以電性連接至線路層110。

圖5A至圖5H是依照本發明的第五實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。在本實施例中，發光二極體封裝500的製造方法與發光二極體封裝100的製造方法相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。具體而言，圖5A至圖5H繪示接續圖1C的步驟的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。

接續圖1C，請參照圖5A，在本實施例中，在形成遮光層120之後，將多個發光二極體530配置於線路層110上，且這些發光二極體530分別位於對應的第二開口122內。在本實施例中，發光二極體530的配置方式可以與前述實施例的發光二極體131、132、133的配置方式類似，差別在於：這些發光二極體530可以分別發出相同顏色的光，且發光二極體530的出光頂面530a低於遮光層120的遮光頂面120a。也就是說，出光頂面530a與第一表面110a之間的距離小於遮光頂面120a與第一表面110a之間的距離。

在本實施例中，發光二極體530可以為具有橫向結構的發光二極體，且發光二極體530可以覆晶接合的方式，以藉由連接端子141以與對應的線路層110電性連接，連接端子141例如為焊球，但本發明不限於此。

接著，請參照圖5B，於部分發光二極體530上形成第一光轉換層591。

接著，請參照圖5C，於其他的部分發光二極體530上形成第二光轉換層592。

在本實施例中，第一光轉換層591及/或第二光轉換層592例如是量子點或螢光粉材料，然本發明不限於此。只要是在發光二極體530為單一發光顏色的情況下，能藉由第一光轉換層591及/或第二光轉換層592將單一發光顏色轉換而能顯示三種不同的顏色之發光二極體530/光轉換層的組合均可。舉例而言，在本實施例中，發光二極體530可以發出藍光，而位於部分發光二極體530上的第一光轉換層591可以吸收藍光而放出紅光，且位於部分發光二極體530上的第二光轉換層592可以吸收藍光而放出綠光。

在其他實施例中，也可以具有第三光轉換層（未繪示），且第三光轉換層可以位於部分發光二極體530上。舉例而言，發光二極體530可以發出近紫外（near-UV）光，而位於部分發光二極體530上的第一光轉換層591可以吸收近紫外光而放出紅光，位於另一部分發光二極體530上的第二光轉換層592可以吸收近紫外光而放出綠光，且位於又一部分發光二極體530上的第三光轉換層可以吸收近紫外光而放出藍光。

在本實施例中，光轉換層591、592的轉換層頂面590a可以與遮光層120的遮光頂面120a齊平，但本發明不限於此。在其他實施例中，光轉換層591、592的轉換層頂面590a可以低於遮光層120的遮光頂面120a。也就是說，轉換層頂面與第一表面110a之間的距離可以小於遮光頂面120a與第一表面110a之間的距離。

接著，請參照圖5D，於暫時載板10上形成具有絕緣性質的封裝層150，並填入於第一開口121與第二開口122內，以覆蓋光轉換層591、592、遮光層120以及發光二極體530。

接著，請參照圖5E，移除暫時載板10，以暴露出線路層110的第二表面110b。

接著，請參照圖5F，於線路層110的第二表面110b上形成多個連接墊160，各個連接墊160可以藉由線路層110以與對應的發光二極體530電性連接。

接著，請同時參照圖5G與圖5H。如圖5G所示，可以藉由單體化製程，以形成多個如圖5H所示發光二極體封裝500。值得注意的是，在進行單體化製程之後，相似的元件符號將用於單體化後的元件。舉例而言，單體化後的線路層110被稱為線路層110，單體化後的發光二極體530被稱為發光二極體530，單體化後的光轉換層591、592被稱為光轉換層591、592，單體化後的封裝層150被稱為封裝層150，單體化後的連接墊160被稱為連接墊160等，諸如此類。其他單體化後的元件將依循上述相同的元件符號規則，於此不加以贅述。

請參照圖5H，經過上述製程後即可大致上完成本實施例的發光二極體封裝500的製作。本實施例的發光二極體封裝500與圖1J至圖1M中的發光二極體封裝100類似，差異在於：發光二極體530上可以具有光轉換層591、592。

綜上所述，在本發明的發光二極體封裝及其製造方法中，可以有助於微縮發光二極體封裝的尺寸。並且，相較於其他具有相同顯示屏尺寸的顯示裝置，將本發明的發光二極體封裝應用於顯示裝置時，可以提升顯示裝置的解晰度。另外，本發明的發光二極體封裝可以省略基板，也可以降低製造成本。如此一來，本發明的發光二極體封裝及其製造方法可以具有較佳的顯示品質及較低的成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300、400、500‧‧‧發光二極體封裝

100a、200a‧‧‧邊界

10‧‧‧暫時載板

110‧‧‧線路層

110a‧‧‧第一表面

110b‧‧‧第二表面

110c‧‧‧側壁

120、220、320、420‧‧‧遮光層

121、221、321、421‧‧‧第一開口

122、222、322、422‧‧‧第二開口

120a‧‧‧遮光頂面

224‧‧‧第三開口

530‧‧‧發光二極體

131、231‧‧‧第一發光二極體

132、232‧‧‧第二發光二極體

133、233‧‧‧第三發光二極體

130a、230a、530a‧‧‧出光頂面

141‧‧‧連接端子

242‧‧‧導電連黏著層

150‧‧‧封裝層

160、360‧‧‧連接墊

161‧‧‧第一連接墊

162‧‧‧第二連接墊

163‧‧‧第三連接墊

164、364‧‧‧共用接墊

365‧‧‧資料連接墊

366‧‧‧掃描連接墊

367‧‧‧電源連接墊

270‧‧‧介電層

271‧‧‧穿透式電極層

380、480‧‧‧元件層

591‧‧‧第一光轉換層

592‧‧‧第二光轉換層

590a‧‧‧轉換層表面

圖1A至圖1J是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的製造方法的剖面示意圖。圖1K是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的上視示意圖。圖1L是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的下視示意圖。圖1M是依照本發明的第一實施例的發光二極體封裝的電路圖。圖2A至圖2J是依照本發明的第二實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。圖2K是依照本發明的第二實施例的發光二極體封裝的上視示意圖。圖3A至圖3I是依照本發明的第三實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。圖3J是依照本發明的第三實施例的發光二極體封裝的下視示意圖。圖4A至圖4I是依照本發明的第四實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。圖5A至圖5H是依照本發明的第五實施例的發光二極體封裝的部分製造方法的剖面示意圖。

Claims

一種發光二極體封裝，包括：線路層，厚度小於100微米；遮光層，位於所述線路層上，且所述遮光層具有多個開口；多個發光二極體，配置於所述線路層上且位於所述遮光層的所述多個開口內，且所述多個發光二極體與所述線路層電性連接；以及封裝層，覆蓋所述遮光層，所述封裝層的折射率介於1.4至1.7之間，所述封裝層的楊氏模量大於或等於1GPa，且所述封裝層的厚度大於所述多個發光二極體的厚度。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，更包括：多個連接墊，其中所述多個連接墊與所述多個發光二極體位於所述線路層的不同側，所述多個連接墊的數量大於所述多個發光二極體的數量，且所述多個連接墊的數量與所述多個發光二極體的數量的差值為1。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，更包括：多個光轉換層，對應於部分的所述多個發光二極體配置。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，更包括：元件層，位於所述線路層上，所述元件層包括多個主動元件，且所述多個主動元件電性連接至對應的所述多個發光二極體。
如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝，其中所述遮光層包覆所述元件層。
如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝，其中所述遮光層的所述多個開口暴露出部分的所述元件層。
如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝，多個連接墊，其中所述多個連接墊與所述多個發光二極體位於所述線路層的不同側，所述多個連接墊的數量大於所述多個發光二極體的數量，且所述多個連接墊的數量與所述多個發光二極體的數量的差值為3。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，其中所述封裝層更填入所述多個開口內。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，其中所述遮光層具有通孔，且所述發光二極體封裝更包括：介電層，填入所述多個開口內以覆蓋所述多個開口所暴露出的所述線路層；以及多個連接墊，其中所述多個連接墊與所述多個發光二極體位於所述線路層的不同側；穿透式電極層，於所述遮光層、所述多個發光二極體以及所述介電層上且填入所述通孔且所述多個連接墊的其中之一藉由所述穿透式電極層電性連接至所述多個發光二極體。
如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝，其中所述發光二極體封裝為無基板封裝件。