TWI404241B - 發光二極體及其封裝方法 - Google Patents

Description

發光二極體及其封裝方法

本發明是有關於一種發光二極體及其封裝方法，且特別是有關於一種可雙面發光的發光二極體及其封裝方法。

發光二極體因具有省電與體積小之特性，目前已被廣泛用於製作各種大小尺寸的陣列發光模組，以應用於資訊、通訊與消費性電子產品的指示燈與顯示裝置。

雙面發光的發光模組可應用於LED廣告顯示幕或掀蓋式手機等需要雙面板的電子產品，利用一片可雙面發光的面板可達到節省製造成本、降低重量及厚度的效果。

然而，傳統發光二極體模組的封裝製程，不論是利用單顆LED燈封裝、表面接著封裝(surface-mount device;SMD)或覆晶封裝，在最後階段皆需將成品焊設於印刷電路板，以連結電子電路結構。然而，發光晶片固設於不透明的印刷電路板上，即無法達成雙面發光的目的。

此外，一個發光模組可能同時具有多個不同顏色的發光二極體晶粒。以做為背光模組的白光發光二極體模組為例，將紅藍綠三色發光二極體晶粒組成白光發光模組，因不同顏色晶粒的磊晶材料不同，連帶使電壓特性也隨之不同，控制線路的設計也更為複雜。

因此，需要一種能滿足發光模組複雜的電路設計需求，並達成雙面發光目的之發光二極體模組及其封裝方法。

本發明之實施方式提供可雙面發光發光二極體及其封裝方法。

根據本發明一實施方式，提出一種發光二極體，包括透明基板、第一透明導電層、第二透明導電層、多個金屬線路及發光二極體晶片。

第一透明導電層及第二透明導電層分別設置於透明基板之一區域上且彼此之間為電性絕緣。多個金屬線路分別設置於第一透明導電層及第二透明導電層上且覆蓋部分第一透明導電層及部分第二透明導電層。發光二極體晶片設置於金屬線路上並與金屬線路電性連接。發光二極體晶片適於發出一光線，且部分光線朝向透明基板射出。

依照本實施方式之一實施例，發光二極體封裝方法包括於透明基板上鍍上透明導電材料，並蝕刻透明導電材料以分別形成第一透明導電層及第二透明導電層。多個金屬線路分別沉積在部份第一透明導電層及部份第二透明導電層上。將發光晶片設置於金屬線路上，使發光晶片與金屬線路電性連通。

根據本發明另一實施方式，提出一種發光二極體，包括透明基板、透明導電圖案層、第一金屬線路層及第二金屬線路層、絕緣層以及發光二極體晶片。透明導電圖案層設置於透明基板上，第一金屬線路層及第二金屬線路層交叉設置在透明導電圖案層上，且第二金屬線路與第一金屬線路彼此之間具有絕緣層，用以電性隔離第一金屬線路及第二金屬線路。發光二極體晶片設置在第一金屬線路及第二金屬線路上且與第一金屬線路及第二金屬線路電性連接。發光二極體晶片適於發出一光線，且部分光線朝向透明基板射出。

依照本實施方式之一實施例，發光二極體封裝方法包括於透明基板上鍍上透明導電材料，並蝕刻透明導電材料以形成透明導電圖案。第一金屬線路沉積於一部份透明導電圖案上，第二金屬線路沉積於另一部份透明導電圖案上，使第一金屬線路與第二金屬線路交叉設置在透明導電圖案層上，並利用設置在第一金屬線路及第二金屬線路之間的絕緣層電性隔離第一金屬線路及第二金屬線路。發光二極體晶片設置在第一金屬線路及第二金屬線路上，且分別與第一金屬線路及第二金屬線路電性連接。

請參照第1A-1D圖，為依照本發明一實施方式之發光二極體的製造流程剖面結構示意圖。

首先如第1A圖所示，提供一透明基板100，於透明基板100上形成一層透明導電材料層110。透明導電材料層110的形成方法例如可為蒸鍍法，其厚度可為1600～2100埃()，阻值約為10歐姆(Ω)第1B圖係繪示於第1A圖所示的透明導電材料層上形成第一透明導電層及第二透明導電層的剖面示意圖。透明導電材料層110以蝕刻方式形成第一透明導電層113及第二透明導電層114。蝕刻透明導電材料層的方法例如可為微影蝕刻法。

第1C圖係繪示於第1B圖所示的第一透明導電層及第二透明導電層上沉積金屬線路的剖面示意圖。分別在部份第一透明導電層113上沉積金屬線路133，及部份第二透明導電層114上沉積第二金屬線路134。

第1D圖係繪示於第1C圖所示的金屬線路上設置發光二極體晶片的剖面示意圖。將發光二極體晶片140設置於第一金屬線路133及第二金屬線路134上，使發光二極體晶片140與第一金屬線路133及第二金屬線路134電性連通。發光二極體晶片以覆晶方式設置於金屬線路上，設置之方法包括以銀膠設置或以共晶接合方式將發光二極體晶片固定於金屬線路上。

第2圖為第1D圖所示之發光二極體的俯視示意圖。第2圖之1D剖線之剖面結構如第1D圖所示。發光二極體150包括透明基板100、第一透明導電層113、第二透明導電層114、第一金屬線路133、第二金屬線路134及發光二極體晶片140。

第一透明導電層113及第二透明導電層114分別設置於透明基板100之一區域上且彼此之間為電性絕緣。第一金屬線路133設置於第一透明導電層113上，覆蓋部分第一透明導電層113；第二金屬線路134設置於第二透明導電層114上且覆蓋部分第二透明導電層114。發光二極體晶片140設置於第一金屬線路133及第二金屬線路134上並與上述金屬線路電性連接。發光二極體晶片140適於發出一光線，且部分光線朝向透明基板射出。

依照本實施方式之實施例，透明基板可為玻璃基板、塑膠基板或可撓式基板，透明基板之厚度可為1.1微米。透明導電層可為氧化銦錫(indium Tin oxide;ITO)導電層。金屬線路之材料例如可為金、鋁、銅或其合金。

請參照第3A-3F圖，為依照本發明另一實施方式之發光二極體的製造流程剖面結構示意圖。

第3A圖係繪示於透明基板上形成透明導電材料層的剖面示意圖。透明基板200上鍍上透明導電材料210。透明導電材料210的形成方法例如可為蒸鍍法，其厚度可為1600～2100埃()，阻值約為10歐姆(Ω)。

第3B圖為蝕刻透明導電材料210以形成透明導電圖案之剖面示意圖。透明導電材料210經蝕刻形成圖案212a部份、圖案212b部份及圖案212c部份。蝕刻透明導電材料層的方法例如可為微影蝕刻法。

第3C圖為於透明導電圖案層212上沉積金屬線路之示意圖。第一金屬線路222沉積於部份透明導電圖案之圖案212c上，第二金屬線路223之區段223a部份地沉積於圖案212a上，第二金屬線路223之區段223b部份地沉積於圖案212b上。

第3D圖為於第一金屬線路222上形成絕緣層之示意圖。絕緣層230覆蓋於部份第一金屬線路222之上，並延伸跨設部分第二金屬線路223之區段223a及區段223b之上。

第3E圖為於絕緣層上形成金屬層，以連接第二金屬線路223之區段223a及區段223b的示意圖。沈積一金屬層於部份絕緣層230、第二金屬線路223之區段223a及區段223b上，形成一連接段240，以連接第二金屬線路223之區段223a及區段223b。連接段240使第一金屬線路222與第二金屬線路223交叉設置在透明導電圖案層上，並利用設置在第一金屬線路222及第二金屬線路223之間的絕緣層230電性隔離第一金屬線路222及第二金屬線路223。

第3F圖為發光二極體晶片設置在第一金屬線路及第二金屬線路上的示意圖。第一金屬線路222及第二金屬線路223分別延伸連接至一正極及一負極，將發光二極體晶片設置於正極及負極上，與第一金屬線路及第二金屬線路電性連接。

第4圖係依照第3A-3F圖之流程，製成之交叉線路300，包括透明基板200、透明導電圖案層212、第一金屬線路222及第二金屬線路223、絕緣層230以及發光二極體晶片400。透明導電圖案層212設置於透明基板200上，第一金屬線路222及第二金屬線路223交叉設置在透明導電圖案層212上，且第二金屬線路223與第一金屬線路222彼此之間具有絕緣層230，用以電性隔離第一金屬線路222及第二金屬線路223。

發光二極體晶片400設置在第一金屬線路222及第二金屬線路223上且與第一金屬線路222及第二金屬線路223電性連接。發光二極體晶片400以覆晶方式設置於金屬線路上，設置之方法包括以銀膠設置或以共晶接合方式將發光晶片固定於金屬線路上。發光二極體晶片400適於發出一光線，且部分光線朝向透明基板射出。

依照本實施方式之實施例，透明基板可為玻璃基板、塑膠基板或可撓式基板，透明基板之厚度可為1.1微米。透明導電層可為氧化銦錫(indium Tin oxide;ITO)導電層。金屬線路之材料例如可為金、鋁、銅或其合金。絕緣層之材質例如可為二氧化矽、二氧化氮或一般常用的絕緣材料。

應注意的是，上述之第一金屬線路、第二金屬線路、絕緣層、金屬線路圖案或發光晶片的形狀、位置、大小、數量及正、負極配置在此僅為例示，係用以說明本發明之實施例，而非用以限定本發明之範圍。

雖然本發明已以數實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．透明基板

110．．．透明導電材料層

113‧‧‧第一透明導電層

114‧‧‧第二透明導電層

133‧‧‧第一金屬線路

134‧‧‧第二金屬線路

140‧‧‧發光二極體晶片

150‧‧‧發光二極體

200‧‧‧透明基板

210‧‧‧透明導電材料

212‧‧‧透明導電圖案

212a‧‧‧圖案

212b‧‧‧圖案

212c‧‧‧圖案

222‧‧‧第一金屬線路

223‧‧‧第二金屬線路

223a‧‧‧區段

223b‧‧‧區段

230‧‧‧絕緣層

240‧‧‧連接段

300‧‧‧交叉線路

400‧‧‧發光二極體晶片

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1A圖係繪示依照本發明一實施方式的一種於透明基板上形成透明導電材料層的剖面示意圖。

第1B圖係繪示於第1A圖所示的透明導電材料層上形成第一透明導電層及第二透明導電層的剖面示意圖。

第1C圖係繪示於第1B圖所示的第一透明導電層及第二透明導電層上沉積金屬線路的剖面示意圖。

第1D圖係繪示於第1C圖所示的金屬線路上設置發光二極體晶片的剖面示意圖。

第2圖為第1D圖所示之發光二極體的俯視示意圖。

第3A圖係繪示依照本發明另一實施方式的一種於透明基板上形成透明導電材料層的剖面示意圖。

第3B圖係繪示於第3A圖所示的透明導電材料層上形成透明導電圖案的剖面示意圖。

第3C圖係繪示於第3B圖所示的透明導電圖案上沉積金屬線路之剖面示意圖。

第3D圖係繪示於第3C圖所示的第一、第二金屬線路上形成絕緣層之示意圖。

第3E圖係繪示於第3D圖所示的絕緣層上形成連接第二金屬線路之不同區段的金屬層之剖面示意圖。

第3F圖係繪示於第3E圖所示的第一金屬線路及第二金屬線路上的設置發光二極體晶片的剖面示意圖。

第4圖係依照第3A-3F圖之流程製成之交叉線路示意圖。

100．．．透明基板

113．．．第一透明導電層

114．．．第二透明導電層

133．．．第一金屬線路

134．．．第二金屬線路

140．．．發光二極體晶片

150．．．發光二極體

Claims (14)

1. 一種發光二極體裝置，包括：一透明基板；一透明導電圖案層，設置於該透明基板上；一第一金屬線路及一第二金屬線路，交叉設置在該透明導電圖案層上，該第二金屬線路與該第一金屬線路彼此電性絕緣；一絕緣層，設置在該第一金屬線路及該第二金屬線路之間，用以電性隔離該第一金屬線路及該第二金屬線路；以及一發光二極體晶片，設置在該第一金屬線路及該第二金屬線路上且與該第一金屬線路及該第二金屬線路電性連接，該發光二極體晶片適於發出一光線，且部分該光線朝向該透明基板射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該透明基板為一玻璃基板、一塑膠基板或一可撓式基板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該第一透明導電層及該第二透明導電層的材料包括銦錫氧化物(ITO)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該金屬線路之材質包括包括金、鋁、銅或其合金。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體裝置，其中該絕緣層包括二氧化矽或二氧化氮。
6. 一種發光二極體的封裝方法，包括：提供一透明基板；形成一透明導電圖案層於該透明基板上；形成一第一金屬線路及一第二金屬線路，交叉設置在該透明導電圖案層上，該第二金屬線路與該第一金屬線路彼此電性絕緣；以及設置一絕緣層於在該第一金屬線路及該第二金屬線路之間，電性隔離該第一金屬線路及該第二金屬線路；以及設置一發光二極體晶片於該第一金屬線路及該第二金屬線路上且與該第一金屬線路及該第二金屬線路電性連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中形成該透明導電圖案層之材質為銦錫氧化物。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中該透明導電圖案層之厚度為1600~2100埃(Å)。
9. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中該透明導電圖案層之阻值為10歐姆(Ω)。
10. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中形成該透明導電圖案層之方法包括一曝光顯影製程。
11. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中形成該透明導電圖案層之方法包括一蝕刻製程。
12. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中形成該第一金屬線路及該第二金屬線路之材質包括金、鋁、銅或其合金。
13. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中形成該絕緣層之材質包括二氧化矽或二氧化氮。
14. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中設置該發光二極體晶片之方法包括以銀膠或共晶接合方式將該發光二極體晶片設置於該第一金屬線路與該第二金屬線路上。