专利名称：发光二极管数组及其制作方法
技术领域：
本发明有关于发光二极管数组及其制作方法，特别是指在可导电基板上形成串联或并联的发光二极管数组，以提高生产效率。
背景技术：
随着科技的进步，于日常生活中传统使用的许多电子产品皆已逐渐被汰换更新，譬如计算机屏幕已渐渐从阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)汰换为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，另外一项日常生活用品之重大变革就应属发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，其为半导体材料制成的发光组件，它的发光原理与结构等皆与传统钨丝灯泡及日光灯不同，且发光二极管具有体积小、可大量生产、高可靠度、可视性极佳、耐冲撞、颜色多、用电省、低污染、反应速度快、容易配合应用上的需求制成极小或数组式大型元件等优点，例如汽车、通讯产业、计算机、交通信号、显示器等，适用范围颇广，其使用寿命更可长达十万小时以上，比寿命约一千小时的钨丝灯泡或约五千小时的日光灯高出甚多，基于上述的诸多发光二极管的优点，故发光二极管渐已取代传统的钨丝灯泡及日光灯。
现有技术运用发光二极管要组成数组的发光体时，如图1A及图1B所示，其组装方式将已封装好的多个发光二极管灯泡10，一颗颗的进行串/并联，发光二极管灯泡10使用一罩体12将发光二极管芯片20封装在内，发光二极体芯片20包含有一基板22，基板22上有一N型半导体层24，N型半导体层24上有一P型半导体层26，而N3型半导体层24及P型半导体层26上分别有一电极27与一电极29，电极27与电极29由两导线14分别与一负极接脚15及一正极接脚16电性相连接。
图1A图所示，为现有的串联发光二极管灯泡为发光二极体数组的结构剖视示意图；如图所示，第一个发光二极管灯泡10的正极接脚16与电源正极19相接，第一个发光二极体灯泡10的负极接脚15与第二个发光二极管灯泡1D的正极接脚16相接，第二个发光二极管灯泡10的负极接脚15与下一个发光二极管灯泡10的正极接脚16相接，依此类推，而最后一个发光二极管灯泡10的负极接脚15与电源负极17相接；而图1B所示，为现有的并联发光二极管灯泡为发光二极管数组的结构剖视示意图；如图所示，每一发光二极管灯泡10的正极接脚16、负极接脚15分别与电源正极19、电源负极17电性相接，上述现有的由串并联封装好的发光二极体灯泡10组装成的发光二极管数组，占用的面积大，组装时间相当耗费，组装效率低，对讲求工作效率的现今时代是不符合工作效益。
因此，本发明即在针对上述问题而提出一种发光二极管数组及其制作方法，可提高制作发光二极管数组的效率，降低成本，以解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的，提供一种于可导电基板上形成多个发光二极管，并且直接串接或并联在一起，以简便制作发光二极管数组的制程、提高效率进而降低生产成本。
本发明发光二极管数组及其制作方法，其于一可导电基板上形成一阻隔层，之后再于阻隔层上形成多个发光二极体，发光二极管的一第一导电型半导体层形成于阻隔层上，阻隔层可为一P型半导体层或一本质半导体层，而每一发光二极管的第一导电型半导体层由一导线与另一发光二极管的第二导电型半导体层电性相接，以将多个发光二极管串接在一起，或者亦可将每一发光二极管的第一导电型半导体层与第二导电型半导体层分别连接导线，以可分别连接一电源之一正极与一负极，即多个该发光二极管形成并联，如此即可直接于可导电基板上串联或并联发光二极管，制作成发光二极管数组，而提高生产效率进而降低成本。
图1A为现有的串联发光二极管灯泡为发光二极管数组的结构剖视示意图；图1B为现有的并联发光二极管灯泡为发光二极管数组的结构剖视示意图；图2A至图2F为本发明实施例的各步骤构造的剖视示意图；以及图3为本发明另一实施例的发光二极管数组结构的剖视示意图。
图号说明10 发光二极管灯泡 12 罩体 14 导线15 负极接脚 16 正极接脚 17 电源负极19 电源正极 20 发光二极管芯片 22 基板24 N型半导体层26 P型半导体层 27 电极29 电极 30 可导电基板 35 阻隔层40 发光二极管 42 第一导电型半导体层 44 电极45 发光层 47 第二导电型半导体层 48 沟槽49 电极 50 导线 55 导线57 导线 60 发光二极管数组 70 罩体72 负极接脚 74 正极接脚具体实施方式
本发明是由在可导电基板上先形成阻隔层，之后于阻隔层上形成多个发光二极管，且将发光二极管相串联或并联在一起为一数组，如此可提高发光二极管数组的生产效率。
请参阅图2A至图2E，本发明实施例的各步骤构造的剖视示意图；如图所示，首先如图2A所示，提供一可导电基板30，其可选自于砷化镓(GaAs)；接着，如图2B所示，依序于可导电基板30上形成一阻隔层35、一第一导电型半导体层42、一发光层45及一第二导电型半导体层47，阻隔层35可为一P型半导体层，而第一导电型半导体层42可为一N型半导体层，两者可选自于砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铟镓(InGaP)、磷化铝铟(AlInP)、磷化铝铟镓(AlInGaP)、砷化铝铟镓(AlInGaAs)、砷化铝(AlAs)，发光层45可选自于磷化铝铟镓(AlInGaP)，而第二导电型半导体层47可为P型半导体层，其可选自于砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铟镓(InGaP)、磷化铝铟(AlInP)、磷化铝铟镓(AlInGaP)、砷化铝铟镓(AlInGaAs)、砷化铝(AlAs)、磷化镓(GaP)。
之后，如图2C所示，进行蚀刻形成多个沟槽48，而形成互相区隔的多个发光二极管40；然后，如图2D所示，分别形成两电极44、49于发光二极管40的第一导电型半导体层42和一第二导电型半导体层47上；接续，如图2E所示，串接多个该发光二极管40，其串接方式形成多个导线50，每一导线50形成电性连接于一发光二极管40的电极44与另一发光二极管40的电极49，依照此方法依序串接发光二极管40，如此即形成一发光二极管数组60。
最后，如图2F所示，连接发光二极管数组60串接的第一发光二极管40的导线55至一正极接脚74，导线55为形成连接于串接的第一发光二极管40的电极49，而发光二极体数组60串接的最后一发光二极管40的导线57为连接至一负极接脚72，导线57形成连接于串接的最后的发光二极体40的电极44，于导线55、57连接至正/负接脚74、72后，由一罩体70将发光二极管数组60封装，而正/负极接脚74、72伸出于罩体70外，以可与电源的正/负极相接，本发明可直接于可导电基板30上形成多个发光二极管40，以串联形成发光二极管数组60，如此可降低制作生产发光二极管数组60的制程，提高生产效率，进而降低生产成本。
当正/负极接脚74、72接上电源的正/负极供应电源时，对发光二极管40而言为顺向偏压(Forward Bias)，电流将从正极接脚74出发，依序流经发光二极管40的第二导电型半导体层47(P型半导体层)、发光层45与第一导电型半导体层42(N型半导体层)，此时发光二极管40即会发出光线，此时因为本发明在可导电基板30上形成阻隔层35(P型半导体层)，对于阻隔层35及发光二极管40的第一导电型半导体层42(N型半导体层)而言，外加电源如同逆向偏压(Reverse Bias)，所以电流无法流过第一导电型半导体层42与阻隔层35的接合面(N-P接面)，故电流会流向导线50至下一发光二极管40的第二导电型半导体层47，如此直至流到最后串接之一发光二极管40的电极44，而到负极接脚72，形成一电路循环，阻隔层35可由P型半导体层替换为一本质半导体层或具有可与第一导电型半导体层42接面产生电位差，以阻隔电流经过的材料结构层，作为阻隔层，而基板可不限定为任何材质。
请参阅图3，为本发明另一实施例的发光二极管数组结构的剖视示意图；如图所示，此实施例不同于上一实施例在于将多个该发光二极管40以并联的方式形成发光二极管数组60，即每一发光二极管40的电极49利用导线50互相电性相连接，而电极44亦同，以并联在一起，此外，一发光二极管40的电极49由导线55与正极接脚74电性连接，而另一发光二极管40的电极44由导线57与负极接脚72电性连接，其余结构皆与上一实施例同。
综上所述，本发明发光二极管数组及其制作方法，主要是于可导电基板30上形成一阻隔层35，而阻隔层35上形成有多个发光二极管40，多个该发光二极管40互相串联或并联排列，而形成发光二极管数组60，阻隔层35与发光二极管40的第一导电型半导体层42的接合面，会产生大电位差，而产生阻隔电流的作用，迫使电流要往导线50流动，至下一发光二极管40的第二导电型半导体层47，即可形成一回路，让发光二极管数组60动作发光，本发明因可直接在可导电基板30上形成多个发光二极管40，且串接或并联多个该发光二极管40，而形成发光二极管数组60，如此可不必像现有技术般，使用多个发光二极管灯泡组装成发光二极管数组，故本发明可降低生产发光二极管数组60的制程，而提高生产效率，进而降低成本，且生产出的发光二极体数组60体积较小故美观。
权利要求
1.一种发光二极管数组，其特征在于，包含一可导电基板；一阻隔层，设于该可导电基板上；以及多个发光二极管，设于该阻隔层上，该发光二极管相互串接排列为一数组，该任一发光二极管更包含有一第一导电型半导体层设于该阻隔层上及一第二导电型半导体层设于该第一导电型半导体层上。
2.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，该阻隔层可为一P型半导体层。
3.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，该阻隔层可为一本质半导体层。
4.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，该第一导电型半导体层可为一N型半导体层，该第二导电型半导体层可为一P型半导体层。
5.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层更设有一导线，该导线与另一该发光二极管的该第二导电型半导体层电性相连接，使每一该发光二极管相串接。
6.如权利要求5所述的发光二极管数组，其特征在于，该发光二极管的该第一导电型半导体层更包含有一电极，该第一导电型半导体层的该导线连接于该电极。
7.如权利要求5所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第二导电型半导体层更包含有一电极，该第二导电型半导体层的该导线连接于该电极。
8.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，第一串接的该发光二极管的该第一导电型半导体层与最后串接的该发光二极管的该第二导电型半导体层，分别与两接脚电性相连接，该发光二极管数组套设有一罩体，而该两接脚伸出于该罩体外。
9.如权利要求1所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层之间更包含有一发光层。
10.一种发光二极管数组制造方法，其特征在于，包括有下列步骤提供一可导电基板；形成一阻隔层于该可导电基板上；形成多个发光二极管于该阻隔层上，该任一发光二极管更包含有一第一导电型半导体层设于该阻隔层上及一第二导电型半导体层设于该第一导电型半导体层上；以及串接多个该发光二极管为一数组。
11.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该阻隔层可为一P型半导体层。
12.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该阻隔层可为一本质半导体层。
13.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该第一导电型半导体层可为一N型半导体层，该第二导电型半导体层可为一P型半导体层。
14.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，于形成该发光二极管的步骤中，包括有下列步骤形成该第一导电型半导体层于该阻隔层上；形成该第二导电型半导体层于该第一导电型半导体层上；以及蚀刻该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层，形成多个该发光二极管。
15.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，于串接多个该发光二极管的步骤中，更包含有一步骤，其形成多个导线，每一该导线形成连接于每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与另一该发光二极管的该第二导电型半导体层，使多个该发光二极管相串接。
16.如权利要求15所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层上更形成有一电极，该导线形成连接于该电极。
17.如权利要求15所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第二导电型半导体层上更形成有一电极，该导线形成连接于该电极。
18.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层之间更形成有一发光层。
19.如权利要求10所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，于串接多个该发光二极管的步骤后，更包含有一步骤，其电性连接第一串接的该发光二极管的该第一导电型半导体层至一接脚，最后串接的该发光二极管的该第二导电型半导体层与另一接脚电性相连接，该发光二极体数组套设有一罩体，而该两接脚伸出于该罩体外。
20.一种发光二极管数组，其特征在于，包含有一可导电基板；一阻隔层，设于该可导电基板上；以及多个发光二极管，设于该阻隔层上，该发光二极管相互并接排列为一数组，该任一发光二极管更包含有一第一导电型半导体层设于该阻隔层上及一第二导电型半导体层设于该第一导电型半导体层上。
21.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，该阻隔层可为一P型半导体层。
22.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，该阻隔层可为一本质半导体层。
23.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，该第一导电型半导体层可为一N型半导体层，该第二导电型半导体层可为一P型半导体层。
24.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层更各设有一导线，该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层的该导线分别可连接一电源的一负极与一正极，即多个该发光二极管相互并接。
25.如权利要求24所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层更包含有一电极，该导线形成连接于该电极。
26.如权利要求24所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第二导电型半导体层更包含有一电极，该导线形成连接于该电极。
27.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层，分别与两接脚电性相连接，该发光二极管数组套设有一罩体，而该两接脚伸出于该罩体外。
28.如权利要求20所述的发光二极管数组，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间更包含有一发光层。
29.一种发光二极管数组制造方法，其特征在于，包括有下列步骤提供一可导电基板；形成一阻隔层于该可导电基板上；形成多个发光二极管于该阻隔层上，该任一发光二极管更包含有一第一导电型半导体层设于该阻隔层上及一第二导电型半导体层设于该第一导电型半导体层上；以及并接多个该发光二极管为一数组。
30.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该阻隔层可为一P型半导体层。
31.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该阻隔层可为一本质半导体层。
32.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，该第一导电型半导体层可为一N型半导体层，该第二导电型半导体层可为一P型半导体层。
33.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，于形成该发光二极管的步骤中，包括有下列步骤形成该第一导电型半导体层于该阻隔层上；形成该第二导电型半导体层于该第一导电型半导体层上；以及蚀刻该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层，形成多个该发光二极管。
34.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，于并接多个该发光二极管的步骤中，更包含有一步骤，其形成多个导线，每一该导线形成连接于每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层，该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层的该导线分别可与一电源的一负极与一正极电性相接，使多个该发光二极管相并接。
35.如权利要求34所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层上更形成有一电极，该导线形成连接于电极。
36.如权利要求34所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第二导电型半导体层上更形成有一电极，该导线形成连接于该电极。
37.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其特征在于，每一该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层之间更形成有一发光层。
38.如权利要求29所述的发光二极管数组制造方法，其中于并接多个该发光二极管的步骤后，更包含有一步骤，其电性连接该发光二极管的该第一导电型半导体层与该第二导电型半导体层分别至两接脚，该发光二极管数组套设有一罩体，而该两接脚伸出于该罩体外。
全文摘要
本发明有关于一种发光二极管数组及其制作方法，其于一可导电基板上形成一阻隔层，之后再于阻隔层上形成多个发光二极管，发光二极管包含有一第一导电型半导体层与一第二导电型半导体层，第一导电型半导体层形成于阻隔层上，而第二导电型半导体层形成于第一导电型半导体层上，多个该发光二极管可互相串接或并联在一起，以排列为一数组，如此可提高生产发光二极管数组的效率，进而降低生产成本，缩短生产时间。
文档编号H01L33/00GK1713403SQ20041005001
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月24日 优先权日2004年6月24日
发明者马立青, 陈欣怡, 陈毅修, 柯志明, 孟祥治, 徐顺弘 申请人:威凯科技股份有限公司