TWI292630B - Light emitting device covered with reflective structure and method of making the same - Google Patents

Description

Ϊ292630 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ，本發明與—種發光裝置有關，制是有關於—種具反射層包 復的發光二極體裝置。 【先前技術】 首务光二極體（light emitting diode; LED)是一種可發光的半 ^體光電元件’其構造如第1圖所示。該發光二極體1〇，係包含 ^板11，-第-半導體層12’（N型半導體層）形成於該基 主、酋之表面上，一主動層13，以及一第二半導體層14，（P型 體層）依序堆疊於該第一半導體層12，之上。盆發光原理 =利用電子與制在P-N介面結合的過程中，以光的形式J出能 =放出足夠的光子’以達顺明效果。由於發光二極體體積小、 巧輕^發光效率高、製造成本低，因此，目前已翻來製作顯 =、父通號諸以及光纖通訊的光源。但是目前發光二極體的 出，率卻紐術仍須突破的瓶頸，乃因經由載體結合所發出的 =，成輻射狀散射，並不會規則地全往光取出方向發射， j發光二極體元件亮度無法達到翻之效果，並且也因光 射產生了過多的熱能。 鑒於以上之概念，為克服光取出效率低的缺點， 些文獻揭露出LED的改良技術，然而這些技術都各具有' ， !^，J ^ Patent ^155^99 ☆為MUler f ’揭露—種高折射率與低折射率材 = 複數週期 distributed Bragg reflector(DBR)結構，作為 TFn 反射層，用以增進發光二極體的光取出效率。 ，、、、仙之 另-實施例係中觀㈣541，728號專利揭示 晶片發光二極體的台面壁上形成一高反射性介電 片 介電質堆疊係由交錯的低折射率I及高折射率層 ^ 堆疊會反射料二極體晶片内人射於有塗層之台面壁之 一大部分，而改變其方向，故可降低穿透台面壁的光損耗Y本項 1292630 一先知耗$見象仍$會在其他側表面上發生，再者高反射 =電質堆疊只能使用在具特定傾斜範圍之 使用-般微影製程加工，製程上所耗之成本極大。μ隹且乃 具有國以= 專利所揭示之-種 線，升發光之效果===== 二極體光取出效益之改善仍屬有=民先‘ 射金屬層之高效率發光二極體結構，並發展二-種 出的光，是對卿u層亦無法反射經由發光二極體側面透 益之改善仍屬有限。 光學及射晅沾am fcK 1之反先、、、σ構可知，不論是以DBR或是 上述所提及之:祕/+自只能反射部分或是特定波長的光線；而且 須ί :繁翻微景_魏程，所以， r構製程的忿構：合失產=新Τί之善需光，回收效率與簡化反 【發明内容】 而衣 本發明係提出-種麟—發光裝置的 ， -反光層於該發光裝置，其包含下列步驟 根據上述影目# t ’更化柯塑層；以及移除該模仁。 與雷射晶片。心Ή發絲置係為-發光二極體晶片（Die) 與雷ίίΐ述構想，其中該發光裝置係為複數個發光二極體晶片 根據上述構想，其中該發絲置係為晶圓級(wafer-level)之 1292630 發光二極體與雷射晶片。 根據上述構想，其所形成之該發光 式構裝（wire-bonding)、覆晶式構裝（f x. 構衣結構可為打線 (waier-level packaging)之結構其^之Chlp)與晶圓級構裝 根據上述構想，其中該模仁為一且 選自於金、銀、銅、鐵、錫、銘、鈦、鍵有ζ熱，之材質，其係 辞、石夕、藍寳石、陶t以及高分子Hi鉻、錯、鎵、錯、鎳、 :上其，可塑層係為—具有塑性 貝之材科，其材質係選自於貝生 (P〇lydimethylsiloxane，PDMS )、聚 ' ;:$ 冗氧垸 (Polymethy卜methacrylate，醜）、‘气西: $ ,(;tr"hane elasWs)' 乙_貝、氣乙烯類、氨酯類、酯類以及有機氟類其中之一。、 分法根Si構想’其中該塗佈該可塑層與該反光層之係使用旋 主法、"ι4貝法、射出成形法與壓膜法其中之一。 =上述構想，其中該軟化該可塑層係使用加 與添加塑化劑法其中之一。 以 根據上述構想，其中該硬化該可塑層係使用降溫法、曝光法 人添加硬化劑法其中之一。 根據上述構想，其中更包含去除該反光層之一部份。 根，上述構想，其中該去除該反光層之該部分係使用微影蝕 =二、軟微影蝕刻法、壓印法、雷射加工法、離子束加工法與微 刀削加工法其中之一。 本發明更提出一種發光裝置，其係包含：一基板；一第一半 俨^層，其係形成於該基板上，且包含一第一電極；一第二半導 ，其係形成於該第一半導體層上，且包含一第二電極；一主 其^ ^其係位在該第一與該第二半導體層之間；以及一反光層， ς糸形成於該基板、該第一半導體層、該第二半導體層與該主動 曰之侧邊與上邊之外表面上。 1292630 根據上述構想，其中該 結構與單一材科所形成之結"構其㈢之結構係為複合材料所形成之 根據上述構想，其中、二又之~。 反光材料。 稷合材料至少包含-非導電材料與- 根據上述構想，其中兮置 料。 早一材料係為一非導電性質之反光材 根據上述構想，其中該反 基板、該第一半導體p、k ^、具有一黏著性材料而與該 著。 ^辦遠主動層與該第二半導體層之外表面黏 根據上述構想，本發明之發 根據上述構想，其中該反包卜構裝結構。 【實施方式】 千名反切係為該魏結構之-部份。 光声具反光層之發光裝置之製作方絲—且有反 尤層=構之，先裝置，本發明搭配圖示說明如下：…、有反 發光』置：弟包明之:具，面的反光層結構之 板10之上；·4ϋ η基ϋ，—半導體層丨2，位在該基 二丰導雜爲m動層13，位在该弟一半導體層12之上以及一第 ^體每14 ’位在該主動層13之上；中久古女筮—μ 一 體層12與14上分&丨jl古皆伽户—二、 〜第一與弟二半導 美杯11、铱ΐ 具有一與弟二電極15與16,而且上述之 \弟一半導體層12、主動層13以及第二半導體層14之奸 面係由—反光層結構21所包覆。其中該反光層結ί 更匕έ 一黏著材料層21a與一反光材料層2ib。 曰 其中該反光材料層21b與該黏著材料層2la所相q 中之一。其中該反光層結構係具有非導電性 凊參閱第3圖（a)到（g)所示，本發明之另一目的#氧接 f用於發光裝置的製造方法，其主要特徵在於形成-反光層^構 21於該發光裝置10，該方法包含下列步驟：提供一模仁31= ^第 1292630 3圖（a)所示；塗佈一可塑層32於該模仁31之上，如第3圖（b) 所示；塗佈一反光層結構21於該可塑層32之上，如第3圖（c)所 示；軟化該可塑層32，如第3圖（d)所示；提供一發光裝置， 如第3圖（e)所示；將該模仁31以及其上之可塑層32與反光厣鈐 構21壓印於該發光裝置10上，使得該模仁31上之該^光層 21因可塑層32軟化後產生形變而能包覆於該發光裝置1〇之外表 上，如第3圖（f)所示；以及待該可塑層32硬化後，移除該槿二 31 ’如第3圖（g)所示。 、 在上述之步驟中，其中第3圖（e)所提及的發光裝置1〇 指一發光二極體晶片（Die)、雷射晶片、複數個發光二極體晶片 晶圓級(wafer-level)之發光二極體其中之一。而且該發光裝3 之構裝結構可為打線式構裝（wire—b〇nding)、 ^ aiip-chip)^0ηθ®(wafer-level packaging) ...如第3圖（a)到（f)之步驟所示之模仁31，其係為一呈古 導熱性質之材料，其係含有金、銀、銅、鐵、錫、心、欽、^ =鍺、鎵、錯、錄、鋅、石夕、藍寶石、陶变、高分子及 其中之一。如第3圖（a)至,J⑴之步驟所示之可塑^^，、盆: ，-具有塑性性質與彈性性質之㈣，其材質係^2 氧烷（Polydimethylsiloxane’PDMS )、聚甲其石^一 土夕 (Polymethy 1-methacrylate ,ΡΜΜΑ )、聚 $ 西匕酉夂甲酉曰 (Polyurethane elastomers) ^ ^ mm > f f第=員、、氨醋類、醋類、有機氟類及其組合^二， 與該反光躲構21之步_為㈣法、^塑層32 膜法以及其組合其中之一。如第3圖⑷法、厪 化該可塑層32之步驟係偏加熱法、曝光法、、f中該軟 其組合其巾之-。而該硬倾可麵32之 ^制法或及 光法、添加硬化劑法或及其組合其中之_。~ '、㈣降溫法、 1292630 請參照第3 ffl (h)，上述之本發明所提供之一種用於發光裝 置的製造方法’其更包含-去除該反光層結構21之―部份 驟，以配合發光裝置10之外部結構(如第3圖⑸所示）。其中該 去除該反光層之該部分之步驟，係可於該反光層結構21壓印到該 發光裝置之刚（如=3 11(e)所示）進行，亦可於該反光躲印至該 ，反光層之後(如第3圖（g)所示）進行。其中該去除該反光層結構 21之該部分係使用微影姓刻法、軟微影飯刻法、壓印法、雷射加 工法、離子束加工法、微切削加工法或及其組合其中之一。 請參照第4圖，本發明之係為利用上述之步驟，完成一 3層結，萝21之發置1 士〇。該方法之主要特徵在於該反光層結 之匕復，可配光裝置10之外表形狀，將該反光層結構 21貼合於該發光裝置10之外表面之任意位置。 、 基=本U之應用’上述之各貫施例係為本發明之舉例說明 之 ίϊΖ Ϊ能以本發明之實施範圍；任何熟悉本領域之技 ^仕，在不脫離本發明之精神範_，都可以任意更動或潤飾 之發絲置之結敝合與其製造過程之方法崎到較佳 不脫離本發明之所涵蓋之專利保護範圍。 為了參考本案之實施例後能對本發明有較佳的妹夫昭 ，其中相同的树符號代表相同之部分或元ϊ， =1圖顯不一傳統發光二極體堆疊結構示意圖； 、 | 2圖顯示本發明之-具反光層之發絲置之示 之圖，明本發明之具反光層結構之發;裝置 【主第要==1讓魏：簡4虹之示意圖。 γ，10發光二極體 12，12第一半導體層 14，14第二半導體層 11 ，11基板 13 13主動層 15第一電極 10 1292630 16第二電極 21a黏著材料層 31模仁 41熱源 21反光層結構 21b反光材料層 32塑性層 42雷射光源

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Claims (1)

1292630 十、申請專利範圍： L古，用於—發絲置的製造方法，其包含形成—反光層於該發 先裝置，其包含下列步驟； 提供一模仁； 塗佈一可塑層於該模仁之上； 塗佈一反光層於該可塑層之上； 軟化該可塑層； 將該模仁壓印_發絲置上，使賊仁上之該反光層因 可J層形變而包覆於該發光裝置之外表上，· 硬化該可塑層；

移除該模仁。 ’其中該發光裝置係為一發光二 ’其中該發光裝置係為複數個發 2·如申請專利範圍第1項之方法 極體晶片（Die)與雷射晶片。 3.如申請專利範圍第1項之方法 光二極體晶片與雷射晶片。 4·，申凊專利範圍第1項之方法，其中該發光裝置係為晶圓級 (wafer - level)之發光二極體與雷射晶片。

5· ^申印專利顧帛1項之方法，形成之該發光裝置之構裝 、，構可為打線式構裝(wire-bQnding)、覆晶式構裝（flip_chip) 與晶圓級構裝（wafer-level packaging)之結構並中之一。 6·如申=專利範圍第1項之方法，其中該模仁為一具有導熱性質 之材貝其係含有於金、銀、銅、鐵、錫、|呂、欽、皱、絡、 鍺、鎵、m、鋅、;5夕、藍寶石、喊以及高分子與其任意 組合其中之一。 w、 ^ •如申請專利範圍第1之方法，其中該可塑層係為一具有塑性性 質與彈性性質之材料，其材質係含有聚二甲基矽氧烷 (Polydimeiihylsiloxane，PDMS)、聚曱基丙浠酸甲酯 (Polymethy卜methacrylate，PMMA)、聚氨酯彈性體 (Polyurethane elastomers)、苯乙烯類、稀经類、雙烯類、 12