TWI818374B - 發光裝置及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種發光裝置。發光裝置包括基板與發光二極體晶片。發光二極體晶片包括第一電極與第二電極，透過第一電極與第二電極以覆晶形式設置於該基板上。發光二極體晶片更包括複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件。第一微型導電連接件圖案化排列在第一電極的表面上且設置於基板與發光二極體晶片之間，且第二微型導電連接件圖案化排列在第二電極的表面上且設置於基板與發光二極體晶片之間。

Description

發光裝置及其形成方法

本揭露是關於一種發光裝置及其形成方法，特別是關於一種包括微型導電連接件的發光裝置及其形成方法。

發光二極體（light-emitting diodes, LEDs）是一種發光裝置，可在施加電壓時發出光線。氮化物發光二極體常作為產生藍光或綠光的半導體光學元件。在考量化合物的晶格匹配性的情況下，一般會在藍寶石基板上成長氮化物半導體材料，再形成電極結構以形成氮化物發光二極體。傳統上，在以打線接合（wire bonding）製成的發光二極體結構中，發光二極體的電極會遮蔽一部分的光線而降低發光二極體的出光效率。有鑑於此，逐漸發展出發光二極體的覆晶（flip chip）結構以防止發光二極體的自身結構影響出光效率。

在發光裝置的演進過程中，為了滿足高解析度的需求並達到較高的產能，發光裝置的尺寸不斷地微縮化，導致發光裝置的製程面臨許多未能解決的難題。雖然現有的發光裝置普遍符合它們的需求，但並不是在所有方面皆令人滿意。因此，仍需要針對發光裝置的結構及其形成方法進行改良，以製造出符合產品需求的發光裝置。

根據本揭露的一些實施例，提供一種發光裝置。發光裝置包括基板與發光二極體晶片。發光二極體晶片包括第一電極與第二電極。發光二極體晶片透過第一電極與第二電極以覆晶形式設置於該基板上。發光二極體晶片更包括複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件。第一微型導電連接件圖案化排列在第一電極的表面上且設置於基板與發光二極體晶片之間，且第二微型導電連接件圖案化排列在第二電極的表面上且設置於基板與發光二極體晶片之間。當發光二極體晶片具有襯底結構，第一微型導電連接件與第二微型導電連接件的厚度為10μm至30μm。當發光二極體晶片不具有襯底結構，第一微型導電連接件與第二微型導電連接件的厚度為2μm至5μm。

根據本揭露的一些實施例，提供一種發光裝置的形成方法。發光裝置的形成方法包括提供發光二極體晶片，發光二極體晶片包含第一電極與第二電極；以及提供轉印層，轉印層的表面上設置有間隔排列的複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件，且將轉印層上一部分的第一微型導電連接件及一部分的第二微型導電連接件分別轉印至發光二極體晶片的第一電極與第二電極的表面上，以於第一電極表面上形成圖案化排列的複數個第一微型導電連接件以及於第二電極表面上形成圖案化排列的複數個第二微型導電連接件。發光裝置的形成方法更包括接合發光二極體晶片至基板上，使第一微型導電連接件與第二微型導電連接件設置於基板與發光二極體晶片之間。

以下實施例中參照所附圖式提供詳細敘述。

以下說明本發明實施例之發光裝置及其形成方法。然而，應能理解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明，而並非用以侷限本發明的範圍。再者，在本發明實施例之圖式及說明內容中係使用相同的標號來表示相同或相似的部件。

現有常見的發光裝置所使用的封裝製程中，僅使用單一焊球（solder ball）來接合發光二極體晶片的電極與基板上的導電部。然而，在進行接合製程時，接合製程對焊球施加的壓力可能會造成個別的焊球從發光二極體晶片的電極與基板的導電部之間的區域外溢而發生爬膠（glue crawling）的現象，因此導致相鄰的焊球之間形成短路而影響發光裝置的性能。相較之下，本揭露實施例所提供的發光裝置中，透過在發光二極體晶片的電極與基板的導電部之間設置多個微型導電連接件，可防止微型導電連接件溢散而造成短路的問題，且若有其中一個微型導電連接件於接合後接觸不良，位於相同發光二極體晶片的電極與基板上相同的導電部之間的其他微型導電連接件也可補償接觸不良的微型導電連接件的功能。

第1A至1D圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的發光裝置100、200與300的剖面圖；且第2A與2B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的發光二極體晶片102剖面圖。

參照第1A至1D圖，發光裝置100包括基板108與發光二極體晶片102。發光二極體晶片102包括第一電極103a與第二電極103b。發光二極體晶片102係透過第一電極103a與第二電極103b以覆晶（flip-chip）形式設置於基板108上。在一些實施例中，如第1A與1B圖所示，基板108可為電路基板，例如燈具、照明裝置的電路基板、車燈的電路基板或應用在LCD顯示器之背光模組的電路基板。在一些實施例中，基板108可為LED顯示器的電路基板，例如薄膜電晶體基板或含有導電線路的玻璃基板、石英基板或矽基板等具導電結構的基板。在一些實施例中，如第1C圖所示，基板108為LED封裝體（LED package）的導電支架（亦即，正、負支架）的一部分，將於下文進一步詳細描述導電支架。再者，發光二極體晶片102可以是發出藍光、紅光或綠光的發光二極體晶片。

若發光二極體晶片102的長寬約100μm至約300μm之間且厚度約70μm至約200μm之間，則發光二極體晶片102可稱為次毫米發光二極體（mini LED）。在一些實施例中，如第2A圖所示，作為次毫米發光二極體的發光二極體晶片102由上而下可依序包括襯底結構102a、第一導電型半導體層102b、發光層102c、第二導電型半導體層102d與保護層102e。詳細而言，發光層102c夾設於第一導電型半導體層102b與第二導電型半導體層102d之間以構成一半導體疊層。發光二極體晶片102更包括第一電極103a與第二電極103b分別形成於第二導電型半導體層102d與第一導電型半導體層102b上，並分別與第二導電型半導體層102d與第一導電型半導體層102b直接接觸。保護層102e形成於未被第一電極103a與第二電極103b覆蓋的第一導電型半導體層102b與第二導電型半導體層102d一部分的表面上，且順應地延伸至發光層102c與第二導電型半導體層102d的側壁上。

根據本揭露的一些實施例，襯底結構102a可為第一導電型半導體層102b、發光層102c、第二導電型半導體層102d的成長基板或是承載體。襯底結構102a可以是藍寶石基板、碳化矽（SiC）基板、矽基板或砷化鎵（GaAs）等。第一導電型半導體層102b可為n型半導體層，且第二導電型半導體層102d可為p型半導體層。第一導電型半導體層102b、發光層102c、第二導電型半導體層102d可包含III-V族半導體材料，例如Al _xIn _yGa _{（ 1-x-y ）}N或Al _xIn _yGa _{（ 1-x-y ）}P，其中0≦x、y≦1、（x+y）≦1。依據所使用材料的性質，發光二極體晶片102發出紅外光、紅光、綠光、藍光、近紫外光、或是紫外光。例如，半導體疊層（即，第一導電型半導體層102b、發光層102c與第二導電型半導體層102d）材料為AlInGaP系列材料時，可發出波長介於610 nm及650 nm之間的紅光。當半導體疊層（即，第一導電型半導體層102b、發光層102c與的二導電型半導體層102d）材料為InGaN系列材料時，可發出波長介於400 nm及490 nm之間的藍光，或波長介於530 nm及570 nm之間的綠光。當半導體疊層（即，第一導電型半導體層102b、發光層102c與第二導電型半導體層102d）材料為AlGaN系列或AlInGaN系列材料時，可發出波長介於400 nm及250 nm之間的紫外光。

根據本揭露的一些實施例，保護層102e可包括任何合適的絕緣材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、環氧樹脂（epoxy）、其它合適的絕緣材料或前述之組合。

此外，根據本揭露的一些實施例，第一電極103a與第二電極103b的材料可以是任何合適的導電材料，例如金屬或金屬合金。

在其他實施例中，若發光二極體晶片102的長寬小於約100μm且厚度約6μm至約15μm之間，則發光二極體晶片102可稱為微發光二極體（micro LED）。在一些實施例中，第2B圖所示作為微發光二極體的發光二極體晶片102與第2A圖所示作為次毫米發光二極體的發光二極體晶片102相似，但第2B圖中的發光二極體晶片102不具有襯底結構102a，以使得作為微發光二極體的發光二極體晶片102整體的尺寸更小。

再次參照第1A圖，發光二極體晶片102更包括複數個第一微型導電連接件106a與複數個第二微型導電連接件106b。第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別圖案化排列在第一電極103a與第二電極103b的表面上，且第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b更設置於基板108與發光二極體晶片102之間。根據本揭露的各種實施例，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b在第一電極103a與第二電極103b的表面上可呈現一維排列或二維排列。

應能理解的是，本文所使用的「一維排列」或「二維排列」一詞指的是在第1A圖中的X方向與Y方向上排列而成的一維陣列或二維陣列。換言之，根據本揭露的實施例，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b在第1A圖中的Z方向上僅會以一排的方式設置，而不會出現第一微型導電連接件106a或第二微型導電連接件106b在Z方向上重疊的情況。

另一方面，在一些實施例中，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b可不存在於發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b之間。

根據本揭露的一些實施例，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的厚度可介於約2μm至約30μm之間的範圍。一般而言，發光二極體晶片102的尺寸越小，所使用的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的尺寸也越小，且第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的設置數量也隨之增加。相反地，發光二極體晶片102的越大，所使用的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的尺寸也越大，且第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的設置數量也隨之減少。在一些特定的實施例中，當發光二極體晶片102具有襯底結構（如第2A圖所示的發光二極體晶片102），第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的厚度可介於約10μm至約30μm之間的範圍。在其他特定的實施例中，當發光二極體晶片102不具有襯底結構（如第2B圖所示的發光二極體晶片102），第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的厚度可介於約2μm至約5μm之間的範圍。

在一些實施例中，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的材料可包括金屬或金屬合金。根據一些實施例，金屬可為金、銀或錫。根據一些實施例，金屬合金可為SnBi、SnAgCu或SnCu。

在一些實施例中，基板108上設置有至少一第一導電部109a與至少一第二導電部109b。雖然第1A圖所示的發光裝置100的剖面圖中僅繪示出基板108上各設置有一個第一導電部109a與一個第二導電部109b，但本揭露不以此為限。在其他實施例中，可於基板上108設置更多的第一導電部109a與第二導電部109b，例如2個、3個、4個或4個以上。

如第1A圖所示，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別設置於第一導電部109a與第二導電部109b上，且第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別夾設於發光二極體晶片102的第一電極103a與第一導電部109a之間以及發光二極體晶片102的第二電極103b與第二導電部109b之間。如此一來，發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b可透過第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別與基板108上的第一導電部109a與第二導電部109b電性連接。再者，根據一些實施例，如第1A圖所示，發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b之間沒有設置第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b，且基板108上的第一導電部109a與第二導電部109b之間也沒有設置第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b。

在一些實施例中，第一導電部109a與第二導電部109b的厚度可為約5μm至約30μm。根據一些實施例，第一導電部109a與第二導電部109b的材料可包括任何合適的導電材料，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鎢（W）、鈦（Ti）、鉭（Ta）、氮化鈦（TiN）、氮化鉭（TaN）、矽化鎳（NiSi）、矽化鈷（CoSi）、碳化鉭（TaC）、矽氮化鉭（TaSiN）、碳氮化鉭（TaCN）、鋁化鈦（TiAl），鋁氮化鈦（TiAlN）、其他適合的導電材料或前述之組合。根據一些實施例，第一導電部109a與第二導電部109b可內嵌於基板108中。

根據本揭露的實施例，基板108與發光二極體晶片102之間設置有複數個第一微型導電連接件106a與複數個第二微型導電連接件106b。具體而言，在發光二極體晶片102的第一電極103a與基板108上的第一導電部109a之間設置有多個第一微型導電連接件106a，且在發光二極體晶片102的第二電極103b與基板108上的第二導電部109b之間設置有多個第二微型導電連接件106b。由於微型導電連接件在進行接合時僅會發生輕微的形變，可避免微型導電連接件在接合發光二極體晶片時溢散而造成短路的問題。此外，若有其中一個微型導電連接件（例如，其中一個第一微型導電連接件106a或其中一個第二微型導電連接件106b）於接合之後接觸不良，位於發光二極體晶片與基板之間的其他微型導電連接件（例如，其他第一微型導電連接件106a或其他第二微型導電連接件106b）也可補償接觸不良的微型導電連接件的功能。

再次參照第1A圖，在一些實施例中，發光裝置100可更包括反射膠112。根據一些實施例，反射膠112填充於基板108與發光二極體晶片102之間且圍繞發光二極體晶片102。反射膠112可將發光二極體晶片102發出的光線反射至發光裝置100的出光面（例如，發光裝置100在Z方向最頂部的表面），以提升發光裝置100的出光效率。

再者，如第1A圖所示，在一些實施例中，反射膠112可更填充於第一微型導電連接件106a之間的空隙及第二微型導電連接件106b之間的空隙。詳細而言，發光二極體晶片102的第一電極103a及第二電極103b與基板108上的第一導電部109a及第二導電部109b之間分別設置有多個第一微型導電連接件106a及多個第二微型導電連接件106b。因此，反射膠112可延伸至多個第一微型導電連接件106a之間的空隙及多個第二微型導電連接件106b之間的空隙並填充這些空間。不僅如此，在一些實施例中，反射膠112可更填充於第一電極103a與第二電極103b之間的空間，及第一導電部109a與第二導電部109b之間的空間。

在一些實施例中，反射膠112的材料包括反射材料與樹脂，例如反射膠112為含有反射材料的矽膠（silicone）混合物或含有反射材料之環氧樹脂（epoxy）混合物。例如，在一些實施例中，反射材料可為氧化鈦（TiO ₂）、氧化鋁（Al ₂O ₃）、氧化矽（SiO _x）、氧化鋯、氧化鎂、氧化鋅、氮化硼等或前述之組合。

再次參照第1A圖，在一些實施例中，發光裝置100可更包括光學膜層114。光學膜層114設置於發光二極體晶片102上且圍繞發光二極體晶片102。在一些實施例中，如第1A圖所示，光學膜層114可更設置於反射層112上。在一些實施例中，光學膜層114可包括透明保護層、色轉換層、濾光層等或前述之組合。

根據一些實施例，透明保護層的材料可包括透明的聚合物材料。具體而言，透明的聚合物材料對於波長介於200nm至1100nm之間的光具有高穿透率，例如可具有大於90%的光穿透率或可具有大於95%的光穿透率。例如，上述的聚合物材料可包括聚甲基丙烯酸甲脂（polymethyl methacrylate, PMMA）、乙烯對苯二甲酸酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚苯乙烯（polystyrene, PS）、聚乙烯（polypropylene, PP）、尼龍（polyamide, PA）、聚碳酸酯（polycarbonate, PC）、聚亞醯胺（polyimide, PI）、聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）、環氧樹脂（epoxy）以及矽膠（silicone）等或前述之組合。

根據一些實施例，色轉換層可包括含有色轉換材料分布於其中的聚合物材料，色轉換材料如量子點（quantum dot, QD）材料或螢光粉材料，且聚合物材料如前文所述的聚合物材料。

在一些實施例中，量子點材料可包括CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、CsPbX ₃（其中，X為氯、溴、碘或其組合）、Cs ₄PbX ₆（其中，X為氯、溴、碘或其組合）或前述之組合。

在一些實施例中，螢光粉材料可包括無機螢光粉材料或有機螢光粉材料。例如，無機螢光粉材料可包括鋁酸鹽螢光粉、矽酸物螢光粉、硫化物螢光粉、氮化物螢光粉、氧化物螢光粉、氟化物螢光粉等或前述之組合，但不以此為限。例如，有機螢光粉可以是選自下列一種或多種化合物所組成的單分子結構、多分子結構、寡聚物（Oligomer）或聚合物（Polymer），其中化合物係具有以下基團的化合物：苝基團（perylene group）、苯并咪唑基團（benzimidazole group）、萘基團（naphthalene group）、蒽基團（anthracene group）、菲基團（phenanthrene group）、芴基團（fluorene group）、9-芴酮基團（9-fluorenone group）、咔唑基團（carbazole group）、戊二醯亞胺基團（glutarimide group）、間三聯苯基團（1,3-diphenylbenzene group）、苯並芘基團（benzopyrene group）、芘基團（pyrene group）、吡啶基團（pyridine group）、噻吩基團（thiophene group）、苯並異喹啉-1,3-二酮基團（2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione group）及/或苯並咪唑基團（benzimidazole group）。

根據一些實施例，當發光二極體晶片102為發出藍光或UV的發光二極體晶片時，可根據產品需求於光學膜層114中添加合適的螢光粉材料或量子點材料，以發出具有預期顏色的光線，例如紅光、綠光或白光。

根據一些實施例，濾光層可以是彩色濾光層，例如紅色、藍色或綠色濾光層。舉例而言，當發光二極體晶片102發出的光線為白光時，包括紅色、藍色、綠色濾光層的光學膜層114可分別濾除紅光、藍色、綠色以外的光線以使發光裝置100最終分別發出紅色、藍色、綠色的光線。

接著，參照第1B圖，第1B圖所示的發光裝置200與第1A圖所示的發光裝置100相似，但發光裝置200不包括反射膠。亦即，在一些實施例中，發光裝置200中的發光二極體晶片102沒有被反射膠所圍繞。取而代之的是，光學膜層114設置於基板108與發光二極體晶片102上且圍繞發光二極體晶片102。再者，在這些實施例中，光學膜層114填充於第一微型導電連接件106a之間的空隙及第二微型導電連接件106b之間的空隙，且更填充於第一電極103a與第二電極103b之間的空間，以及第一導電部109a與第二導電部109b之間的空間。

接著，參照第1C圖，第1C圖所示的發光裝置300與第1A圖所示的發光裝置100相似，但發光裝置300更包括座體302。如第1C圖所示，座體302可設置於基板108上且圍繞發光二極體晶片102。再者，圍繞發光二極體晶片102的座體302具有凹槽，而凹槽內的空間可用以容置發光二極體晶片102、反射膠112與光學膜層114。座體302可將發光二極體晶片102所發出的光線反射至發光裝置300的出光面（例如，發光裝置300在Z方向最頂部的表面），進而提升發光裝置300的出光效率。

在一些實施例中，座體302可包括具有高反射率的材料，例如聚鄰苯二甲醯胺（polyphthalamide, PPA）、聚醯胺(polyamide, PA)、聚對苯二甲酸丙二酯（poly(pentamethylene terephthalate), PPT）、聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚對苯二甲酸環乙酯（polycyclohexylenedimethylene terephthalate, PCT）、樹脂模塑成型（epoxy Molding Compound, EMC）材料、片狀模塑成型（sheet molding compound, SMC）材料或其他適合的高反射率樹脂或陶瓷材料。具體而言，根據一些實施例，座體302的高反射率材料對於波長介於200nm至1100nm之間的光可具有大於90%的光反射率。

在第1C圖所示的實施例中，基板108可包括與座體302所包含之上述具有高反射率的相同或不同材料。在第1C圖中，雖然基板108與座體302係繪示為個別的結構，但在其他實施例中，基板108與座體302可以是一體成形的結構，而基板108與座體302則由上述具有高反射率的相同材料所形成。

此外，如第1C圖所示，基板108包括第一導電支架304a與第二導電支架304b內嵌於基板108中，且第一導電支架304a與第二導電支架304b之間可透過基板108的一部分而彼此電性絕緣。發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b可透過第一微型導電連接件106a及第二微型導電連接件106b與內嵌於基板108中的第一、第二導電支架304a、304b電性連接。此外，根據一些實施例，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b更分別設置於第一電極103a與第一導電支架304a之間以及第二電極103b與第二導電支架304b之間。在第1C圖所示的實施例中，基板108、第一導電支架304a與第二導電支架304b於本文可共同稱為「導電支架304」。

在一些實施例中，導電支架304的第一、第二導電支架304a與304b可包括任何合適的導電材料，例如鋁（Al）、銅（Cu）、鎢（W）、鈦（Ti）、鉭（Ta）、氮化鈦（TiN）、氮化鉭（TaN）、矽化鎳（NiSi）、矽化鈷（CoSi）、碳化鉭（TaC）、矽氮化鉭（TaSiN）、碳氮化鉭（TaCN）、鋁化鈦（TiAl），鋁氮化鈦（TiAlN）、其他適合的導電材料或前述之組合。

參照第1D圖，在一些實施例中，內嵌於基板108中的第一導電支架304a與第二導電支架304b可更突出於基板108之上。此外，在這些實施例中，反射膠112可覆蓋第一導電支架304a與第二導電支架304b突出於基板108之上的部分的側壁。從基板108突出的第一導電支架304a與第二導電支架304b可進一步抬升發光二極體晶片102，以降低反射膠112包覆圍繞發光二極體晶片102側表面的高度，進而提升發光裝置300的出光效率。

第3、4A至4C圖是根據本揭露的一些實施例，繪示出於發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b上設置複數個微型導電連接件的示意圖。首先，如第3圖所示，提供發光二極體晶片102，發光二極體晶片102包括第一電極103a與第二電極103b。發光二極體晶片102設置於承載基板101上。根據一些實施例，承載基板101的材料可包括石英、玻璃、不鏽鋼、藍寶石、其他合適的材料或前述的組合，但不限於此。

參照第4A圖，提供轉印層104。轉印層104的表面上設置有複數個微型導電連接件106，且微型導電連接件106彼此間隔排列於轉印層104的表面上。根據一些實施例，轉印層104可為包括高分子材料且具有黏性的彈性體，例如具有黏性的彈性聚合物材料。在一些實施例中，具有黏性的彈性聚合物材料可包括聚矽氧烷基材料，例如聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）。由於轉印層104可具有黏性，微型導電連接件106可暫時地貼附於轉印層104的表面上。

接著，如第4B圖所示，進行轉印製程以將轉印層104上的微型導電連接件106轉印至發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b的表面上。詳細而言，根據一些實施例，在迴焊環境下進行熱壓接合步驟以將微型導電連接件106轉印至發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b的表面上。在一些特定的實施例中，轉印製程可以於氮氣環境或甲酸環境下進行。在一些實施例中，在約90℃至約160℃之間的溫度下進行轉印製程中熱壓接合的步驟。在一些實施例中，熱壓接合的步驟對微型導電連接件106施加約0.1MPa至約1.0MPa的壓力，以將微型導電連接件106從轉印層104轉移至發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b的表面上。

在迴焊環境下進行的轉印製程可使微型導電連接件106的材料與第一電極103a及第二電極103b的材料之間形成共價鍵結。因此，微型導電連接件106與第一電極103a及第二電極103b之間的附著程度會大於微型導電連接件106與轉印層104之間的附著程度，故而微型導電連接件106可從轉印層104的表面上脫附並附著至第一電極103a及第二電極103b的表面上。

轉印製程之後，如第4C圖所示，轉印至發光二極體晶片102的第一電極103a表面上的微型導電連接件106於本文稱為第一微型導電連接件106a，且轉印至發光二極體晶片102的第二電極103b表面上的微型導電連接件106於本文稱為第二微型導電連接件106b。如第4C圖所示，轉印層104表面上的微型導電連接件106並未全數轉印至第一電極103a與第二電極103b的表面上。在轉印製程中沒有與第一電極103a與第二電極103b的表面接觸的微型導電連接件106仍保留在轉印層104的表面上。因此，在轉印製程之後，根據一些實施例，微型導電連接件106僅存在於第一電極103a與第二電極103b的表面上，而不存在於發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b之間。

第4D與4E圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同配置的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的發光裝置上視圖。同前文所述，發光二極體晶片102可具有不同的尺寸（例如，尺寸為約100μm至約300μm之間為次毫米發光二極體，且尺寸小於約100μm為微發光二極體）。可根據發光二極體晶片102的尺寸而選擇第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b的尺寸以及設置的數量。例如，根據一些實施例，如第4D圖所示，當發光二極體晶片102屬於微發光二極體時（亦即，不具有襯底結構的發光二極體晶片102），可設置尺寸較小的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b（例如，厚度為約2μm至約5μm之間），且可於第一電極103a與第二電極103b的表面上設置較多的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b。根據一些其他的實施例，如第4E圖所示，當發光二極體晶片102屬於次毫米發光二極體時（亦即，具有襯底結構的發光二極體晶片102），可設置尺寸較大的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b（例如，厚度為約10μm至約30μm之間），且可於第一電極103a與第二電極103b的表面上設置較少的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b。

此外，同前文所述，在轉印製程之後，第一電極103a與第二電極103b的表面上設置有圖案化排列的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b。在一些實施例中，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b在第一電極103a與第二電極103b的表面上各呈現的是一維排列（如第4E圖所示）或二維排列（如第4D圖所示）。再者，雖然在第4D與4E圖中第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別是均勻地排列在第一電極103a與第二電極103b的表面上，但本揭露並非以此為限。在其他實施例中，第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b也可以是不均勻地排列在第一電極103a與第二電極103b的表面上。

第5、6A至6D圖是根據本揭露的一些實施例，繪示出形成發光裝置的過程中各個中間階段的剖面圖。根據一些實施例，如第5圖所示，提供基板108，且基板108上設置有第一導電部109a與第二導電部109b。再者，在一些實施例中，可於基板108與第一導電部109a及第二導電部109b上塗佈助焊材料110。助焊材料110一般具有較高的黏性，因此有助於在後續接合發光二極體晶片102與基板108時，使排列於發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b表面上的第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b分別對準至基板108上的第一導電部109a與第二導電部109b。再者，助焊材料110可使第一微型導電連接件106a、第二微型導電連接件106b、第一導電部109a與第二導電部109b的焊接面保持潔淨且具有較好的潤滑性，以提升第一微型導電連接件106a及第一導電部109a與第二微型導電連接件106b及第二導電部109b之間的接合程度。

根據一些實施例，助焊材料110可包括具有高揮發性的助焊劑，例如水溶性助焊劑。在一些實施例中，水溶性助焊劑可包括松香水。在一些其他的實施例中，助焊材料110可包括不具揮發性的助焊劑，例如非導電型黏著材料（non-conductive adhesive, NCA）。在一些實施例中，非導電型黏著材料可包括環氧樹脂。在助焊材料110包括不具揮發性的助焊劑的實施例中，助焊材料110在完成接合製程之後將保留於基板108與第一導電部109a及第二導電部109b上。

接著，參照第6A與6B圖，接合發光二極體晶片102至基板108上，使第一微型導電連接件106a與第二微型導電連接件106b設置於基板108與發光二極體晶片102之間。如第6A與6B圖所示，可在如前文所述的轉印製程條件下（亦即，迴焊環境下），將第一微型導電連接件106a及第二微型導電連接件106b分別熱壓接合至基板108上的第一導電部109a與第二導電部109b，以使發光二極體晶片102接合至基板108上 。

接著，參照第6C圖，在一些實施例中，將發光二極體晶片102接合至基板108之後，可從發光二極體晶片102移除承載基板101。可利用任何合適的方法移除承載基板101。例如，在承載基板101為藍寶石基板的實施例中，可利用雷射剝離製程（laser lift-off process, LLO process）移除承載基板101。

如第6D圖所示，根據一些實施例，助焊材料110可包括具有高揮發性的助焊劑，故而在進行發光二極體晶片102與基板108的接合製程溫度下，助焊材料110可逐漸揮發。因此，在完成接合製程之後，助焊材料110將不會保留於基板108上。然而，在一些實施例中，為了使基板108與發光二極體晶片102之間的空間保持潔淨，可利用水或合適的化學物質清洗基板108，以防止助焊材料110於基板108上殘留。

第7A與7B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出形成具有不同輪廓的反射膠112的剖面圖。在一些實施例中，在完成前述的接合製程之後，可形成反射膠112。如第7A與7B圖所示，反射膠112填充於基板108與發光二極體晶片102之間且圍繞發光二極體晶片102。根據一些實施例，反射膠112可更填充於第一微型導電連接件106a之間的空隙及第二微型導電連接件106b之間的空隙。詳細而言，發光二極體晶片102的第一電極103a及第二電極103b與基板108上的第一導電部109a及第二導電部109b之間分別設置有多個第一微型導電連接件106a及多個第二微型導電連接件106b。因此，反射膠112可延伸至多個第一微型導電連接件106a之間的空隙及多個第二微型導電連接件106b之間的空隙並填充這些空間。不僅如此，在一些實施例中，反射膠112可更填充於第一電極103a與第二電極103b之間的空間，及第一導電部109a與第二導電部109b之間的空間。

如第7A圖所示，根據一些實施例，反射膠112可具有內凹的頂表面，且一部分的反射膠112可包覆發光二極體晶片102的側面。根據一些其他的實施例，如第7B圖所示，反射膠112也可具有實質上平坦的頂表面。根據一些實施例，如第1A圖所示，可接續在反射層112上設置圍繞發光二極體晶片102的光學膜層114。

第8A至8C圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同形狀的導電部或微型導電連接件的發光裝置局部剖面圖。首先，參照第8A圖，第8A圖為第7A圖所示的實施例的局部剖面圖。在一些實施例中，反射膠112以第一高度112h1圍繞發光二極體晶片102。更具體而言，反射膠112以第一高度112h1包覆圍繞發光二極體晶片102的側面。再者，在一些實施例中，反射膠112的第一高度112h1所在的位置不超過發光二極體晶片102整體厚度的約1/4（即，第8A圖中所示的局部厚度102T）。若反射膠112包覆發光二極體晶片102的側面的第一高度所在的位置過高，發光二極體晶片102發出的光線可能會穿過反射膠112並於反射膠112的表面發生全反射而被反射至發光裝置出光面的反方向，進而降低發光裝置的出光效率。因此，根據本揭露的實施例，反射膠112包覆圍繞發光二極體晶片102的第一高度不超過發光二極體晶片102厚度的約1/4，可減少發光二極體晶片102發出的光線發生全反射的現象，進而提升發光裝置的出光效率。

此外，根據本揭露的實施例，由於反射膠112可填充於第一微型導電連接件106a之間的空隙與第二微型導電連接件106b之間的空隙，可進一步降低反射膠112包覆圍繞發光二極體晶片102的第一高度112h1，因而避免發光二極體晶片102發出的光線穿過反射膠112並於反射膠112的表面發生全反射。

在一些實施例中，如第8A圖所示，反射膠112可包括圍繞發光二極體晶片102的平坦表面112S2。平坦表面112S2可低於發光二極體晶片102的底面。換言之，反射膠112的平坦表面112S2可低於發光二極體晶片102的第一電極103a與第二電極103b的底面。再者，在一些實施例中，反射膠112可包括傾斜面112S1。傾斜面112S1連接發光二極體晶片102的側面與反射膠112的平坦表面112S2。根據一些實施例，反射膠112的第一高度112h1隨著遠離發光二極體晶片102的側面可逐漸減少至第二高度112h2。然而，在第7B圖所示的實施例中，由於反射膠112具有實質上平坦的表面，反射膠的第一高度112h1與第二高度112h2可相同。在一些實施例中，反射膠112的第二高度112h2可介於約40μm至約60μm之間。若反射膠112的高度不足，對於發光二極體晶片102所發出的光線可能無法達到所欲的反射效果。若反射膠112的高度過大，反射膠112則可能會過度包覆圍繞發光二極體晶片102的側面，使得發光二極體晶片102發出的光線不易朝發光裝置出光面的方向射出，進而降低發光裝置的出光效率。

參照第8B圖，在一些其他的實施例中，基板108上可具有多個第一導電部109a與多個第二導電部109b，且每個第一微型導電連接件106a與每個第二微型導電連接件106b分別設置於一個第一導電部109a與一個第二導電部109b上。亦即，一個第一微型導電連接件106a對應至基板108上的一個第一導電部109a，且一個第二微型導電連接件106b對應至基板108上的一個第二導電部109b。

雖然本文的微型導電連接件106、第一微型導電連接件106a與第一微型導電連接件106b於圖式中是繪示為具有球狀構造，但本揭露並非以此為限。在一些其他的實施例中，如第8C圖所示，第一微型導電連接件106a與第一微型導電連接件106b也可為柱狀構造。在第8C圖中，第一微型導電連接件106a與第一微型導電連接件106b的厚度106T（亦即，第一微型導電連接件106a與第一微型導電連接件106b於第8C圖中Z方向上的尺寸）即為前文所描述的厚度，於此不再重複說明。

第9A與9B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的光學膜層114的發光裝置100剖面圖。根據一些實施例，在形成反射膠112之後，可進一步形成光學膜層114而完成發光裝置100。參照第9A圖，在一些實施例中，光學膜層114可設置於發光二極體晶片102上且圍繞發光二極體晶片102。此外，在一些實施例中，光學膜層114更設置於反射膠112上。

參照第9B圖，根據本揭露的其他實施例，也可於發光二極體晶片102的側面與頂面順應地形成光學膜層116，且光學膜層116可露出反射膠112一部分的表面。詳細而言，在第9B圖所示的實施例中，光學膜層116形成於發光二極體晶片102上且延伸至發光二極體晶片102的側面直到實體接觸反射膠112。

根據本揭露所提供的實施例，發光二極體晶片包括複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件。複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件分別圖案化排列在第一電極與第二電極的表面上，且更設置於基板與發光二極體晶片之間。透過在發光二極體晶片的電極與基板的導電部之間設置多個微型導電連接件，可使得後續填充的反射膠延伸至微型導電連接件之間的空隙，進而降低反射膠包覆圍繞發光二極體晶片側面的高度。如此一來，可避免發光二極體晶片發出的光線穿越反射膠並於反射膠的表面發生全反射而降低發光裝置出光效率的問題。再者，與傳統使用單一焊球來接合基板與發光二極體晶片的發光裝置相比，透過在基板與發光二極體晶片之間設置多個微型導電連接件，可防止微型導電連接件於接合步驟之後溢散而造成短路的問題，因為微型導電連接件於接合步驟時僅會發生輕微的形變。不僅如此，若發光裝置中的其中一個微型導電連接件於接合後接觸不良，位於相同發光二極體晶片的電極與基板上相同的導電部之間的其他微型導電連接件也可補償接觸不良的微型導電連接件的功能。

雖然已詳述本發明的一些實施例及其優點，應能理解的是，在不背離如本發明之保護範圍所定義的發明之精神與範圍下，可作各種更動、取代與潤飾。例如，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應能輕易理解在不背離本發明的範圍內可改變此述的許多部件、功能、製程與材料。再者，本申請的範圍並不侷限於說明書中所述之製程、機器、製造、物質組成、方法與步驟的特定實施例。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明輕易理解，現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、方法或步驟，只要可以與此述的對應實施例實現大抵相同功能或達成大抵相同結果者皆可根據本發明實施例使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、方法或步驟。

100,200,300:發光裝置 101:承載基板 102:發光二極體晶片 102a:襯底結構 102b:第一導電型半導體層 102c:發光層 102d:第二導電型半導體層 102e:保護層 102T:局部厚度 103a:第一電極 103b:第二電極 104:轉印層 106:微型導電連接件 106a:第一微型導電連接件 106b:第二微型導電連接件 106T:厚度 108:基板 109a:第一導電部 109b:第二導電部 110:助焊材料 112:反射膠 112h1,112h2:高度 112S1:傾斜面 112S2:平坦表面 114,116:光學膜層 302:座體 304:導電支架 304a:第一導電支架 304b:第二導電支架

搭配所附圖式閱讀後續的詳細敘述與範例將能更全面地理解本發明實施例，其中： 第1A至1D圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的發光裝置剖面圖。 第2A與2B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的發光二極體晶片剖面圖。 第3、4A至4C圖是根據本揭露的一些實施例，繪示出於發光二極體晶片的電極上設置複數個微型導電連接件的示意圖。 第4D與4E圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同配置的微型導電連接件的發光裝置上視圖。 第5、6A至6D圖是根據本揭露的一些實施例，繪示出形成發光裝置的過程中各個中間階段的剖面圖。 第7A與7B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出形成具有不同輪廓的反射膠的剖面圖。 第8A至8C圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同形狀的導電部或微型導電連接件的發光裝置局部剖面圖。 第9A與9B圖是根據本揭露的各種實施例，繪示出具有不同結構的光學膜層的發光裝置剖面圖。

100:發光裝置

102:發光二極體晶片

103a:第一電極

103b:第二電極

106a:第一微型導電連接件

106b:第二微型導電連接件

108:基板

109a:第一導電部

109b:第二導電部

112:反射膠

114:光學膜層

Claims (20)

1. 一種發光裝置，包括： 一基板；以及 一發光二極體晶片，包含： 一第一電極與一第二電極，該發光二極體晶片透過該第一電極與該第二電極以覆晶形式設置於該基板上； 複數個第一微型導電連接件，圖案化排列在該第一電極的表面上且設置於該基板與該發光二極體晶片之間；以及 複數個第二微型導電連接件，圖案化排列在該第二電極的表面上且設置於該基板與該發光二極體晶片之間； 其中當該發光二極體晶片具有一襯底結構，該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件的厚度為10μm至30μm；且 當該發光二極體晶片不具有一襯底結構，該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件的厚度為2μm至5μm。
2. 如請求項1之發光裝置，其中該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件於該第一電極和該第二電極的表面上各分別是一維或二維排列。
3. 如請求項1之發光裝置，其中該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件不存在於該發光二極體晶片之該第一電極與該第二電極之間。
4. 如請求項1之發光裝置，其中該些第一微型導電連接件及該些第二微型導電連接件的材料包括金屬。
5. 如請求項1之發光裝置，其中該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件的形狀包括柱體或球體。
6. 如請求項1之發光裝置，其中該些第一微型導電連接件設置於該基板上的至少一第一導電部上，且該些第二微型導電連接件設置於該基板上的至少一第二導電部上。
7. 如請求項6之發光裝置，其中每個第一微型導電連接件對應設置於該至少一第一導電部的其中之一上，且每個第二微型導電連接件對應設置於該至少一第二導電部的其中之一上。
8. 如請求項7之發光裝置，其中該些第一導電部及該些第二導電部的厚度為5μm至30μm。
9. 如請求項1之發光裝置，更包括一反射膠，填充於該基板與該發光二極體晶片之間且圍繞該發光二極體晶片，該反射膠以一第一高度圍繞該發光二極體晶片。
10. 如請求項9之發光裝置，其中該反射膠的該第一高度所在的位置不超過該發光二極體晶片厚度的1/4。
11. 如請求項9之發光裝置，其中該反射膠包括圍繞該發光二極體晶片的一平坦表面，該平坦表面低於該發光二極體晶片之一底面。
12. 如請求項11之發光裝置，其中該反射膠更包括一傾斜面，該傾斜面連接該發光二極體晶片的一側面與該平坦表面，且該反射膠的該第一高度隨著遠離該發光二極體晶片的該側面而減少。
13. 如請求項1之發光裝置，更包括一光學膜層，設置於該發光二極體晶片上且圍繞該發光二極體晶片。
14. 如請求項12之發光裝置，其中該光學膜層包括透明保護層、色轉換層、濾光層或前述之組合。
15. 一種發光裝置的形成方法，包括： 提供一發光二極體晶片，該發光二極體晶片包含一第一電極與一第二電極； 提供一轉印層，該轉印層的表面上設置有間隔排列的複數個第一微型導電連接件與複數個第二微型導電連接件，將該轉印層上一部分的該些第一微型導電連接件及一部分的該些第二微型導電連接件分別轉印至該發光二極體晶片的該第一電極與該第二電極的表面上，以於該第一電極表面上形成圖案化排列的複數個第一微型導電連接件以及於該第二電極表面上形成圖案化排列的複數個第二微型導電連接件；以及 接合該發光二極體晶片至一基板上，使該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件設置於該基板與該發光二極體晶片之間。
16. 如請求項15之發光裝置的形成方法，其中該轉印層是在一迴焊環境下對該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件加壓，以將該轉印層上該部分的該些第一微型導電連接件及該部分的該些第二微型導電連接件分別轉印至該發光二極體晶片的該第一電極與該第二電極的表面上。
17. 如請求項15之發光裝置的形成方法，其中該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件於該第一電極和該第二電極的表面上分別為一維或二維排列。
18. 如請求項15之發光裝置的形成方法，其中當該發光二極體晶片具有一襯底結構， 該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件的厚度為10μm至30μm；且當該發光二極體晶片不具有一襯底結構，該些第一微型導電連接件與該些第二微型導電連接件的厚度為2μm至5μm。
19. 如請求項15之發光裝置的形成方法，更包括形成一反射膠，該反射膠填充於該基板與該發光二極體晶片之間且圍繞該發光二極體晶片，其中該反射膠以一第一高度圍繞該發光二極體晶片。
20. 如請求項19之發光裝置的形成方法，其中該反射膠的該第一高度所在的位置不超過該發光二極體晶片厚度的1/4。