專利名稱：發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術：
一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，以避免出光強度減弱。此外，當發(fā)光 二極管尺寸愈大時，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, MQW),因吸光效應而使出光效率降低。
圖1為傳統(tǒng)發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)。如圖所示，固著面1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或一側(cè)向出光面5。 此封裝方式缺點為當發(fā)光二極管芯片尺寸愈大時，有愈多反射光經(jīng)過發(fā)光層 中的多重量子阱結(jié)構(gòu)，因吸光效應而使出光效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，此封裝結(jié)構(gòu)包含一發(fā)光元件及一 載體。其中該發(fā)光元件固著于一透明基板上，透過一連接材料將該發(fā)光元件 連接于一載體上，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。于一較佳實施例中，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)明提供一種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，將至少 一發(fā)光元件以側(cè)立的封裝 方式，讓元件底部成為一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)明提供一種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，使用 一連接材料將至少一 固著于 一透明基板上所形成的發(fā)光元件連接于一載體上，其中該透明基板第一平面 與該載體間的夾角不等于零度。于一較佳實施例中，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)(Diffoser) 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)后從單一側(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)明提供一種發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)的應用，將多個發(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。當多個封裝結(jié)構(gòu)搭配具有不同功能 需求的薄膜材料設計，可應用于液晶顯示器的背光源。
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)的應用，將多個具有側(cè)發(fā)光式發(fā)光元 件的封裝結(jié)構(gòu)所發(fā)出的光，導入一導光板，其中往下的光經(jīng)由一反射層反射 回導光板內(nèi)，最后所有光經(jīng)由薄膜材料射出，可應用于液晶顯示器的背光源。


圖1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7是顯示本發(fā)明另 一實施例的側(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)明實施例應用于液晶顯示器背光源的設計結(jié)構(gòu)側(cè)視圖； 圖9是顯示本發(fā)明實施例另一種應用于液晶顯示器背光源的設計結(jié)構(gòu)側(cè) 視圖。
附圖標記說明 1-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、 40 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
201、 301 生長基4反
202、 302~外延結(jié)構(gòu)
202a、 302a 第一導電性半導體
202b、 302b 有源層
202c、 302c 第二導電性半導體
203、 303、 403、 503、 606、 607 電極 404~透明基板 404a 透明基板第一平面
404b 透明基板第二平面 504 內(nèi)含焚光粉體的透光基板 505 焚光粉層
601、 701、 801、 902 載體
602、 703、 802、 901 反射層 603~平臺
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
具體實施例方式
本發(fā)明揭示一種發(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) 為于生長基板201上利用例如有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)生長外延 結(jié)構(gòu)202，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導電性半導體層202a, —有源層 202b及一第二導電性半導體層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)為于生長基板301上，利用例如有機金屬化學氣相 沉積法(MOCVD)生長外延結(jié)構(gòu)302，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導電性半 導體層302a, —有源層302b及一第二導電性半導體層302c;再將部份外延 結(jié)構(gòu)302由上而下蝕刻至生長基板的一部分，然后于外延結(jié)構(gòu)302之上形成 電極3(B，以形成一發(fā)光二極管芯片300。
圖4所示為一發(fā)光元件400的示意圖。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)光元件400。以發(fā)光 二極管芯片200結(jié)構(gòu)為例，其結(jié)構(gòu)包含一生長基板201; ■ —外延結(jié)構(gòu)202 形成于生長基板201上，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導電性半導體層 202a， 一有源層202b及一第二導電性半導體層202c;及一電極203，形成 于外延結(jié)構(gòu)202上。
圖5所示為一發(fā)光元件500的示意圖。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)含熒光粉體的透明基板504上，形成一 發(fā)光元件500。以發(fā)光二極管芯片200結(jié)構(gòu)為例，其結(jié)構(gòu)包含一生長基板201; 一外延結(jié)構(gòu)202形成于生長基板201上，其中外延結(jié)構(gòu)至少包含一第一導電 性半導體層202a, —有源層202b及一第二導電性半導體層202c;及一電極 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 蓋一層熒光粉層505，即形成一發(fā)光元件500。
圖6為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)第一實施例的結(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)的各實施例中，為避免重復僅以發(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 一連接材料605將發(fā)光元件400的透明基板404連接于該載體601的平臺603 上，其中該透明基板第一平面404a及其平行面(第二平面404b)均立于該平 臺上，較佳地，透明基板大致上垂直于該載體的平臺。另外，發(fā)光二極管的 p、 n電極分別與載體的p電極606、 n電極607電連接，形成一發(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)生的光散出方向為全向性 (omnidirectional),其中射向透明基板第一平面404a的光會穿過透明基板， 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，可于整個封裝結(jié)構(gòu)10上方加上透鏡(lens)604, 以增加整個封裝結(jié)構(gòu)的出光效率。
圖7為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)第二實施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。載體701具有一反射
7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)(difftiser)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，成為一側(cè)發(fā)光式發(fā) 光元件的封裝結(jié)構(gòu)20。
圖8為本發(fā)明實施例應用于液晶顯示器背光源的設計結(jié)構(gòu)30的側(cè)視圖。 載體801的底部具有反射層802，將多個發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)IO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，其中每一個發(fā)光元件封裝結(jié)構(gòu)及方法與上述圖6相同，不再贅述。 當多個發(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)設計而均勻發(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)明實施例應用于液晶顯示器背光源的另一設計結(jié)構(gòu)40搭配 一偏光板卯2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，再進入液晶顯示器其它結(jié)構(gòu) 內(nèi)(如液晶層)。其中光行進方向如箭頭所示。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任 何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當以所附權(quán)利要求所限定的為準。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，包含一載體，具有一平臺；以及一發(fā)光元件，包含一透明基板，具有一第一平面及一第二平面；以及一發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成于該透明基板的該第一平面上，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)至少包含一具有p-n結(jié)的有源層，且該第一平面與該平臺間的夾角不等于0度。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中該載體與該發(fā)光元件間電連4妻。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中該第一平面及/或該第二平面面積不小于該p - n結(jié)面積。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中至少該第一平面與該p-n結(jié)二者之一與該平臺間的夾角約為45-135度。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中至少該第一平面與該p-n結(jié)二者之一與該平臺間的夾角約為90度。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一連接材料將該發(fā)光元件連接于該平臺。
7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一透鏡形成于該載體上方。
8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中該載體還包含一反射面，該反射面形成于該載體的一內(nèi)側(cè)壁。
9. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中該透明基板內(nèi)含一熒光粉體。
10. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光元件周圍可披覆一熒光粉體層。
11. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)還包含散射物質(zhì)。
12. —發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，包含一載體，該載體具有一反射層；2多個透明基板，分別具有一第一平面及一第二平面；多個發(fā)光元件，由多個發(fā)光結(jié)構(gòu)分別固著于該多個透明基板的該第一平面上；以及一連接材料，該連接材料將該多個發(fā)光元件連接于該反射層上，其中該些第一平面與該反射層間夾角不等于o度。
全文摘要
本發(fā)明揭示一發(fā)光元件的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)至少包含一發(fā)光元件及一載體。該發(fā)光元件是由一發(fā)光二極管芯片固著于一透明基板的一第一平面上，其中該發(fā)光二極管芯片至少包含一第一導電性半導體層、一有源層及一第二導電性半導體層。該載體則包含一p電極、一n電極、一平臺與一反射面?zhèn)缺?。該封裝結(jié)構(gòu)利用一連接材料將發(fā)光元件連接于載體的平臺上，其中發(fā)光元件的透明基板的第一平面與該平臺間的夾角不等于零度，較佳地約為90度。
文檔編號H01L33/00GK101499504SQ20081000322
公開日2009年8月5日 申請日期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 申請人:晶元光電股份有限公司