專利名稱：發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
—般具有透明基板的發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode ；LED)可以分為直立式(Face-up type)與倒裝式(Flip-chip type)。其中直立式發(fā)光二極管以膠材或金屬固著于載體上，倒裝式發(fā)光二極管則以金屬或焊錫做接合，其主要固著面為發(fā)光二極管的正向發(fā)光面或其平行面。由于發(fā)光二極管發(fā)光層出光為360度,所以往下的出光一般藉由反射面再反射回正向出光面或經(jīng)由透明基板出光。但透明基板的厚度不可太厚，以避免出光強(qiáng) 度減弱。此外，當(dāng)發(fā)光二極管尺寸愈大時(shí)，將有愈多反射光經(jīng)過發(fā)光層中的多重量子阱結(jié)構(gòu)(Multi Quantum Well, MQff)，因吸光效應(yīng)而使出光效率降低。圖I為傳統(tǒng)發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)。如圖所示，固著面I為發(fā)光二極管芯片100固著于載體3的一平面上，此平面與發(fā)光二極管芯片100的正向出光面4平行。往下的光藉由一反射面2再反射回正向出光面4或ー側(cè)向出光面5。此封裝方式缺點(diǎn)為當(dāng)發(fā)光二極管芯片尺寸愈大時(shí)，有愈多反射光經(jīng)過發(fā)光層中的多重量子阱結(jié)構(gòu)，因吸光效應(yīng)而使出光效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，此封裝結(jié)構(gòu)包含ー發(fā)光元件及ー載體。其中該發(fā)光元件固著于ー透明基板上，透過ー連接材料將該發(fā)光元件連接于ー載體上，其中該透明基板的第一平面與該載體間的夾角不等于零度。于ー較佳實(shí)施例中，透明基板的第一平面與該載體間的夾角約為45-135度，更佳為約90度。本發(fā)明提供ー種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，將至少ー發(fā)光元件以側(cè)立的封裝方式，讓元件底部成為ー較易出光的有效出光面。如此不但可以減少發(fā)光層的吸收，也可使出光效率大幅提升。本發(fā)明提供ー種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，使用ー連接材料將至少一固著于ー透明基板上所形成的發(fā)光元件連接于ー載體上，其中該透明基板第一平面與該載體間的夾角不等于零度。于ー較佳實(shí)施例中，透明基板的第一平面與該載體間的夾角約為45-135度，更佳為約90度。另外，添加散射物質(zhì)(Diffuser)于封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，使光因散射物質(zhì)作用產(chǎn)生散射(Scattering)后從單ー側(cè)出光,而成為側(cè)發(fā)光式發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供ー種發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，將多個(gè)發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)利用連接材料連接于具有反射層的載體上。當(dāng)多個(gè)封裝結(jié)構(gòu)搭配具有不同功能需求的薄膜材料設(shè)計(jì)，可應(yīng)用于液晶顯示器的背光源。
本發(fā)明提供ー種發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，將多個(gè)具有側(cè)發(fā)光式發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)所發(fā)出的光，導(dǎo)入ー導(dǎo)光板，其中往下的光經(jīng)由一反射層反射回導(dǎo)光板內(nèi)，最后所有光經(jīng)由薄膜材料射出，可應(yīng)用于液晶顯示器的背光源。


圖I是顯示發(fā)光元件傳統(tǒng)封裝方式；圖2是顯示本發(fā)明使用的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖3是顯示本發(fā)明另一使用的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4是顯示本發(fā)明使用的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖5是顯示本發(fā)明另一使用的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
圖6是顯示本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖7是顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的側(cè)發(fā)光式發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖8是顯示本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于液晶顯示器背光源的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖9是顯示本發(fā)明實(shí)施例另ー種應(yīng)用于液晶顯示器背光源的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。附圖標(biāo)記說明Γ固著面2 反射面3 載體4 正向出光面5 側(cè)向出光面10、20 發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)30、4(Γ液晶顯示器背光源的發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)100、200、300 發(fā)光二極管芯片400、500 發(fā)光元件2O I、3OI 生長(zhǎng)基板加2、3O2 外延結(jié)構(gòu)202a、302a 第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體202b、302b 有源層202c、302c 第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體203、303、403、503、606、607 電極404 透明基板404a 透明基板第一平面4041Γ透明基板第二平面504 內(nèi)含突光粉體的透光基板505 突光粉層⑶I、7O I、so I、9O2 載體602、703、802、901 反射層603 平臺(tái)604 透鏡
605、704、804 連接材料702 散射物質(zhì)803>903 薄膜材料902 偏光板
具體實(shí)施例方式本發(fā)明掲示ー種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖2至圖9的圖示。圖2-3為本發(fā)明實(shí)施例所使用的發(fā)光二極管芯片。如圖2所示，其結(jié)構(gòu)為于生長(zhǎng)基板201上利用例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)生長(zhǎng)外延結(jié)構(gòu)202，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202a，一有源層202b及一第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202c，然后于外延結(jié)構(gòu)202上形成電極203，以形成一發(fā)光二極管芯片200。 如圖3所示，其結(jié)構(gòu)為于生長(zhǎng)基板301上，利用例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)生長(zhǎng)外延結(jié)構(gòu)302，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層302a，一有源層302b及一第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層302c ;再將部份外延結(jié)構(gòu)302由上而下蝕刻至生長(zhǎng)基板的一部分，然后于外延結(jié)構(gòu)302之上形成電極303，以形成一發(fā)光二極管芯片300。圖4所不為一發(fā)光兀件400的不意圖。將發(fā)光二極管芯片如200或300置于一透明基板404的第一平面404a之上，以形成一發(fā)光兀件400。以發(fā)光二極管芯片200結(jié)構(gòu)為例，其結(jié)構(gòu)包含一生長(zhǎng)基板201 ;—外延結(jié)構(gòu)202形成于生長(zhǎng)基板201上，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202a，一有源層202b及一第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202c ;及一電極203，形成于外延結(jié)構(gòu)202上。圖5所不為ー發(fā)光兀件500的不意圖。將與發(fā)光二極管芯片200或300相同結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片置于一內(nèi)含突光粉體的透明基板504上,形成一發(fā)光兀件500。以發(fā)光二極管芯片200結(jié)構(gòu)為例，其結(jié)構(gòu)包含一生長(zhǎng)基板201 ; —外延結(jié)構(gòu)202形成于生長(zhǎng)基板201上，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202a，一有源層202b及一第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層202c ;及ー電極203，形成于外延結(jié)構(gòu)202上。接著，于發(fā)光二極管芯片200上方及周圍覆蓋ー層突光粉層505,即形成一發(fā)光兀件500。圖6為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。前述的發(fā)光元件400或500結(jié)構(gòu)皆可使用于本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的各實(shí)施例中，為避免重復(fù)僅以發(fā)光元件400作為代表。如圖6所示，一具有反射面內(nèi)壁602的載體601，利用ー連接材料605將發(fā)光元件400的透明基板404連接于該載體601的平臺(tái)603上，其中該透明基板第一平面404a及其平行面(第ニ平面404b)均立于該平臺(tái)上，較佳地，透明基板大致上垂直于該載體的平臺(tái)。另外，發(fā)光ニ極管的P、η電極分別與載體的P電極606、η電極607電連接,形成ー發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)10。發(fā)光二極管芯片的有源層所產(chǎn)生的光散出方向?yàn)槿蛐?omnidirectional)，其中射向透明基板第一平面404a的光會(huì)穿過透明基板，并由透明基板的第二平面404b射出，經(jīng)由載體的該反射面內(nèi)壁602反射后，再離開該封裝結(jié)構(gòu)10。另外，可于整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)10上方加上透鏡(lens)604，以增加整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的出光效率。圖7為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。載體701具有一反射面703，以連接材料704將發(fā)光元件400的透明基板404立于載體701上，較佳地，與該載體701大致上垂直。發(fā)光二極管的p/n電極分別與載體的p/n電極電連接，并將封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部充填散射物質(zhì)(diffuser) 702，使發(fā)光元件所產(chǎn)生的光線因散射物質(zhì)而產(chǎn)生散射(Scattering)。最后，所有光線(如圖中箭頭所示)穿透該透明基板404并由其第二平面404b射出，成為ー側(cè)發(fā)光式發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)20。圖8為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于液晶顯示器背光源的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)30的側(cè)視圖。載體801的底部具有反射層802，將多個(gè)發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)10利用連接材料804連接于該載體801內(nèi)，且發(fā)光二極管的p/n電極分別與載體的p/n電極電連接,其中姆ー個(gè)發(fā)光兀件封裝結(jié)構(gòu)及方法與上述圖6相同，不再贅述。當(dāng)多個(gè)發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)所發(fā)出的光藉由具有不同功能的薄膜材料803 (如棱鏡片，Prism Sheet)設(shè)計(jì)而均勻發(fā)出所需的混合光，即可作為液晶顯示器背光源的結(jié)構(gòu)30。圖9為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于液晶顯示器背光源的另ー設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)40搭配ー偏光板902的示意圖。一底部具有反射層901的偏光板(Polarizer) 902，其最上層覆蓋薄膜材料 903。搭配多個(gè)側(cè)發(fā)光式發(fā)光元件的封裝體20所組成的液晶顯示器背光源40后，背光源40所發(fā)出的側(cè)向光被導(dǎo)入偏光板902內(nèi)(如圖中箭頭所示)，其中往下的光經(jīng)由其反射層901再反射回偏光板內(nèi)，最后所有光經(jīng)混合及偏極化后由薄膜材料903射出，再進(jìn)入液晶顯示器其它結(jié)構(gòu)內(nèi)(如液晶層)。其中光行進(jìn)方向如箭頭所示。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例掲示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以所附權(quán)利要求所限定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，包含 透明基板，具有第一平面及第二平面； 發(fā)光元件，設(shè)置于該第一平面上，并會(huì)發(fā)出光線穿過該第二平面；以及載體，透過連接材料與該透明基板超出該發(fā)光結(jié)構(gòu)的一端相連接，且該載體與該第一平面的夾角約為45-135度。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該載體與該發(fā)光元件電連接。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光元件具有有源層，且該第一平面的面積不小于該有源層的面積。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該載體與該第一平面的夾角約為90度。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該透明基板包含熒光粉體。
6.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光元件包含熒光粉層。
7.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光元件包含基板。
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光元件產(chǎn)生的光為全向性。
9.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該載體包含反射層。
10.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，還包含透鏡。
全文摘要
本發(fā)明揭示一發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，包含一透明基板，具有一第一平面及一第二平面；一發(fā)光元件，設(shè)置于該第一平面上，并會(huì)發(fā)出光線穿過該第二平面；以及一載體，透過一連接材料與該透明基板超出該發(fā)光結(jié)構(gòu)的一端相連接，且該載體與該第一平面的夾角約為45-135度。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102820410SQ201210298160
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2008年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者許嘉良 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司