TWI456800B - 電極共平面之發光二極體元件、覆晶式發光二極體封裝結構及光反射結構 - Google Patents

Claims (18)

1. 一種電極共平面之發光二極體元件，包含：一元件基板；一第一型摻雜層，其形成且設置在該元件基板上；一第二型摻雜層，其形成且設置在部分之該第一型摻雜層上，其中該第二型摻雜層與該第一型摻雜層之交界面形成一發光層以發出光；一透明導電金屬氧化物層，其形成且設置在該第二型摻雜層上供作為歐姆接觸層；至少二不同極之電極第一部，其包含：至少一第一電極第一部其形成且設置在該第一型摻雜層上以與該第一型摻雜層電性導通；及至少一第二電極第一部其穿過該透明導電金屬氧化物層而形成且設置在該第二型摻雜層上以與該第二型摻雜層電性導通，其中該至少一第一電極第一部及該至少一第二電極第一部之頂面分別位於不同之高度位置；一第一透明絕緣層，其形成且覆蓋在該元件基板、該第一型摻雜層、該第二型摻雜層及該透明導電金屬氧化物層之表面上，以使該至少一第一電極第一部及該至少一第二電極第一部能由該第一絕緣層向外顯露；一第二絕緣層，其形成且覆蓋在該第一絕緣層及該至少一第一、第二電極第一部上，該第二絕緣層之上表面為一均勻高度之平面，且該上表面上開設有至少二分開之凹槽以分別對應於該至少一第一及第二電極第一部以使該至少一第一及第二電極第一部可分別透過該至少二分開之凹槽而向外顯露，其中該至少二分開之凹槽之凹槽口為共平面；及至少二分開且不同極之電極第二部，包含至少一第一電極第二部及至少一第二電極第二部，其係利用至少一導電金屬以形成且分別填滿在該至少二分開之凹槽內供分別對應電性連結於該至少一第一電極第一部及該至少一第二電極第一部以形成至少二分開之一體式電極，且該至少二分開之電極第二部之上表面為共平面。
2. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該至少二分開之凹槽之範圍是相對地擴大至涵蓋該發光層之大部分表面，以使形成在該至少二分開之凹槽內之該至少二分開且不同極之電極第二部作為該發光層發出之光的反射層，供可反射由該發光層發出並射向該反射層之光線。
3. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該至少二分開且不同極之電極第二部係利用濺鍍方法、電鍍方法、化鍍(無電解金屬)方法中一種形成方法以沈積形成。
4. 如請求項3所述之發光二極體元件，其中該至少二分開且不同極之電極第二部在沈積形成之後，可進一步藉磨平作業以使該至少二分開且不同極之電極第二部之上表面成為共平面。
5. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該元件基板包含藍寶石基板及玻璃基板。
6. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該第一型摻雜層及第二型摻雜層皆係由一Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料所構成。
7. 如請求項6所述之發光二極體元件，其中該Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料包含氮化鎵(gallium nitride，GaN)、磷化鎵(gallium phosphide，GaP)及磷砷化鎵(gallium phosphide arsenide，GaAsP)。
8. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該透明導電金屬氧化物層之材質係選自由氧化銦錫(ITO，indium tin oxide)、氧化鈰錫(CTO，cerium tin oxide)、氧化銻錫(ATO，antimony tin oxide)、氧化鋁鋅(AZO，aluminum zinc oxide)、氧化銦鋅(IZO，indium zinc oxide)、氧化鋅(ZO，zinc oxide)所組成之族群。
9. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中當該第一型摻雜層為一N型摻雜層時，該第二型摻雜層為一P型摻雜層；其中當該第一型摻雜層為一P型摻雜層，該第二型摻雜層為一N型摻雜層。
10. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中當該至少二不同極之電極第一部以金構成時，該至少二分開且不同極之電極第二部係利用錫為導電金屬以形成且分別填滿在該至少二分開之凹槽內供分別對應電性連結於該至少二不同極之電極第一部。
11. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中當該該至少二不同極之電極第一部以鋁構成時，該至少二分開且不同極之電極第二部係先利用化鎳為導電金屬以在該至少二分開之凹槽內先形成一化鎳層供分別對應電性連結於該至少二電極第一部，再利用化金為導電金屬以在該化鎳層上形成一化金層。
12. 一種電極共平面之覆晶式發光二極體封裝結構，包含：一封裝基板；及至少一發光二極體元件，該發光二極體元件係申請專利範圍請求項1至請求項11中任一項所述之發光二極體元件，其係倒覆在該封裝基板上而與其電性連接。
13. 如請求項12所述之覆晶式發光二極體封裝結構，其中該發光二極體元件係藉由至少二導電金屬凸塊以與該封裝基板電性連接，該至少二導電金屬凸塊係分別設於該發光二極體元件之該至少二分開且不同極之電極第二部上。
14. 如請求項12所述之覆晶式發光二極體封裝結構，其中該封裝基板係一具有散熱功能之印刷電路(PCB)基板，包含：一絕緣基板，具有上、下二側表面；二線路層，分別形成並設置在該絕緣基板之二侧表面上，其中一側表面上之線路層係藉由至少二導電金屬凸塊分別設於該至少一發光二極體元件之至少二分開且不同極之電極第二部上，以使該至少一發光二極體元件藉由該至少二分開且不同極之電極第二部以電性連接在該封裝基板上；及至少二散熱孔，其穿設在該絕緣基板之二侧表面之間，該些散熱孔內設具導熱材料以將電性連接在該絕緣基板一側表面上之該發光二極體元件在操作中所產生之熱源由該絕緣基板之一側表面傳導至另一側表面而向外散熱。
15. 如請求項14所述之覆晶式發光二極體封裝結構，其中該封裝基板面向該發光二極體元件之一側表面上進一步設置一反射層，用以作為該發光二極體元件之發光層發出之光的反射層，供可反射由該發光二極體元件發出並射向該反射層之光線。
16. 如請求項15所述之覆晶式發光二極體封裝結構，其中該反射層係利用濺鍍方法、噴錫方法中一種方法以形成在該封裝基板面向該發光二極體元件之表面上。
17. 如請求項14所述之覆晶式發光二極體封裝結構，其中該些散熱孔內所設具之導熱材料包含樹脂、銀膏及導熱膏。
18. 一種光反射結構，其適用於覆晶式發光二極體元件，包含：一透明導電金屬氧化物層，其形成且設置在一發光二極體元件之半導體層上；一第一透明絕緣層，其形成且覆蓋在該透明導電金屬氧化物層上；及至少二分開且不同極之電極第二部，其包含至少一第一電極第二部及至少一第二電極第二部，其係利用至少一導電金屬形成而分別對應電性連結於該發光二極體元件之二分開之電極上；其中該至少二分開且不同極之電極第二部之上表面為共平面；其中該至少二分開且不同極之電極第二部之範圍是相對地擴大至涵蓋該發光二極體元件之半導體層之大部分表面，以使該至少二分開且不同極之電極第二部作為該發光二極體元件所發出光之反射層供反射由該發光二極體元件所發出並射向該反射層之光線。