发光装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光元件及其制作方法以及一种发光元件阵列及其制作方法，特别是涉及一种发光装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]现有发光二极管(LED)封装技术是先在芯片座(sub-mount)上点胶，再将发光二极管芯片固定于芯片座上，进而形成一发光二极管元件，此步骤称为固晶(Die Bonding)。固晶胶材主要为具导电性的银胶或其他非导电性环氧树脂。之后将发光二极管元件组合于电路板上。倒装(flip chip)式的发光二极管使二极管结构中的p型半导体导电层与η型半导体导电层，暴露于同一侧，以能将阴、阳极电极制作于二极管结构的同一侧上，因而可直接将设置有阴、阳极电极的发光二极管结构覆置于一锡料(solder)上。如此，能免除采用传统金属拉线(wire bonding)的需求。然而现有的倒装式发光二极管仍需通过切割、固晶等封装步骤，才能与电路板连结。因此，若倒装式发光二极管的电极具有足够大的接触面积，便能够省略现有的封装步骤。
[0003]一般传统LED的操作电流约为数十至数百个毫安培(mA)，但亮度往往不足以应付一般照明所需。若组合大量的LED以提高亮度，则LED照明元件的体积将增加而导致市场上的竞争性降低。因此，提升单颗LED的管芯亮度，成为必然的趋势。然而，当LED朝向高亮度发展时，单一 LED的操作电流及功率增加为传统LED的数倍至数百倍，例如，一个高亮度的LED的操作电流约为数百毫安培至数个安培，使得LED所产生的热问题不容忽视。LED的性能会因为“热”而降低，例如热效应会影响LED的发光波长，半导体特性也因热而产生亮度衰减，更严重时甚至造成元件损坏。因此，高功率LED如何散热成为LED的重要议题。
[0004]美国专利申请号2004/0188696 以及 2004/023189 (为 2004/0188696 的分割案)中分别揭示了一种使用表面黏着技术(Surface Mount Technology, SMT)的LED封装结构与方法，其中每一封装结构含有一 LED芯片。每一 LED芯片先以倒装的形式，通过凸块(bonding bump)黏着于在一芯片座(sub-mount)的前侧(front side)上。在芯片座中具有预先凿出的开孔阵列，并填以金属以形成通道阵列(via array)。此芯片的电极可通过此通道阵列连接至芯片座的具有锡料的后侧(back side) ο此通道阵列亦可作为LED芯片的散热路径。在每一 LED芯片与次基板黏着之后，再将次基板切割，以进行后续的LED封装。
[0005]然而，在美国专利申请号2004/0188696以及2004/023189中的芯片座，需凿出填以金属的通道阵列(via array)，增加制作工艺成本。此外，每一 LED芯片黏着于芯片座的步骤，也会增加制作的复杂度。因此，若能具有一种发光二极管，不需芯片座，亦具有良好的散热路径，可在市场上具有优势。
【发明内容】
[0006]本发明揭示一种发光装置的制造方法，其包含步骤:提供一第一载板，其具有多个第一金属接触；提供一基材；形成多个发光叠层以及多个沟槽于基材上，其中多个发光叠层通过多个沟槽与彼此分离；连接多个发光叠层与第一载板；形成一封装材料共同地位于多个发光叠层上；以及切割第一载板以及封装材料以形成多个管芯级的发光元件单元。
[0007]于本发明的一实施例中，发光装置的制造方法还包含形成一第一波长转换层于一第一发光叠层上，第一波长转换层将第一发光叠层发出的光转换为一第一光；形成一第二波长转换层于一第二发光叠层上，第二波长转换层将第二发光叠层发出的光转换为一第二光；以及提供一个第三发光叠层，第三发光叠层的上方并未有任何波长转换材料，其中第一发光叠层、第二发光叠层以及第三发光叠层发出的光为蓝光，第一光为绿光且第二光为红光。
【附图说明】
[0008]图1A至图1D为本发明实施例的发光二极管制作方法的示意图；
[0009]图1E及图1F分别为本发明实施例的发光二极管的应用示意图；
[0010]图2A至图2D为本发明实施例的发光二极管阵列制作方法的示意图；
[0011]图2E为本发明实施例的发光二极管阵列与电路板连结的示意图；
[0012]图2F及图2G为本发明实施例的发光二极管阵列的封装示意图；
[0013]图3A至图3G为本发明实施例的发光装置的制造方法流程各阶段所对应的剖视图；
[0014]图4A为如图3F所示的发光元件阵列以倒装的形式与电路载板连接的俯视图；
[0015]图4B为本发明实施例的管芯级的红绿蓝发光元件单元包含如图3G所示的红绿蓝发光元件群组的俯视图；
[0016]图5A为本发明实施例的发光元件阵列以倒装的形式与电路载板连接的俯视图；
[0017]图5B为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的俯视图；
[0018]图5C为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的剖视图；
[0019]图为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的俯视图；
[0020]图5E为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的剖视图；
[0021]图6A为本发明实施例的管芯级的红绿蓝发光元件单元的剖视图
[0022]图6B为图6A所示的发光元件阵列中的单颗发光元件的示意图；
[0023]图6C为本发明实施例的发光元件阵列中的单颗发光元件的示意图；
[0024]图7A至图7G为本发明实施例的一种发光装置的制造方法流程各阶段所对应的剖视图；
[0025]图7H为本发明实施例的管芯级的红绿蓝发光元件单元包含如图7G所示的红绿蓝发光元件群组的俯视图；
[0026]图71为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的剖视图；
[0027]图7J为本发明实施例的单一发光元件的管芯级的发光元件单元的俯视图；
[0028]图8A为本发明实施例的显示模块的示意图；
[0029]图8B为本发明实施例的显示模块的示意图；以及
[0030]图9为本发明实施例的灯泡元件分解图。
[0031]符号说明
[0032]发光结构...100、200a、200b、与 200c
[0033]基材…11、21
[0034]第一导电层...102
[0035]活性层...104
[0036]第二导电层...106
[0037]电极或接合垫...107a、107b
[0038]保护层...120
[0039]第一介电层...122
[0040]第二介电层….140、240
[0041]介电层...222a、222b、222c、240a、240b、240c、280
[0042]金属层...160、260a、260b、260c、162、262a、262b、262c
[0043]发光元件阵列...20、30、32、32’
[0044]基材...21
[0045]锡料...22
[0046]电路载板...13、23
[0047]透明封装材料...24
[0048]发光元件封装...25
[0049]发光元件...10、10a、10b、10c、20a、20b、20c、300、300a、300b、300c、300d、300a’、300b，、300c，、300d，
[0050]表面...102a
[0051]发光叠层...101
[0052]反射层...221
[0053]第一金属层...260、260’
[0054]第二金属层...262、262’
[0055]不透光层….290
[0056]金属接触….22
[0057]导电通道...22a
[0058]第一波长转换层...294
[0059]第二波长转换层...296
[0060]红绿蓝发光元件单元...35、36、36’、65、66、37
[0061]第一宽度...51、56’
[0062]第一长度...S2
[0063]第二宽度...(11、(11’
[0064]第二长度...d2
[0065]第一距离...S3、S3’
[0066]第二距离...S4
[0067]第三距离….S5
[0068]波长转换层...298
[0069]第一长度...SI
[0070]第一宽度...S6
[0071]填充材料...680
[0072]显示模块...76
[0073]第二电路载板...73
[0074]电路...72
[0075]照明模块...78
[0076]灯泡...80
[0077]光学透镜….82
[0078]散热槽….85
[0079]连结部...87
[0080]电连接器….88
【具体实施方式】
[0081]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更皆不脱离本发明的精神与范围。
[0082]参照图1A至图1E，为依照本发明实施例的一种发光元件的制作方法流程各阶段所对应的剖视图。在图1A中，首先形成一发光结构100，其包含一基材11、一第一导电层102以做为一包覆层、一活性层104位于第一导电层102上以作为一发光层、一第二导电层106于此活性层104上以作为另一包覆层。优选地，如图1A所示，一电极或接合垫(bondingpad) 107a位于第一导电层102的暴露的部分