发光元件的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是国际申请日为2009年10月13日、进入中国国家阶段日期为2011年5 月16日且发明名称为"发光元件"的中国发明专利申请200980145677. 1(国际申请号PCT/ CN2009/074422)的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明公开了一种发光元件，特别是关于一种在次载体上至少包含电子元件与至 少一颗发光二极管阵列巧片并且可直接用于交流电的发光元件。
【背景技术】
[000引发光二极管（li曲t-emittingdiode,LED)的发光原理是利用电子在n型半导体 与P型半导体间移动的能量差，W光的形式将能量释放，该样的发光原理有别于白巧灯发 热的发光原理，因此发光二极管被称为冷光源。此外，发光二极管具有高耐久性、寿命长、轻 巧、耗电量低等优点，因此现今的照明市场对于发光二极管寄予厚望，将其视为新一代的照 明工具，已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通标志、背光模块、路灯照明、医 疗设备等。
[0004] 图1为已知可用于交流电源的发光二极管照明元件结构示意图。如图1所示，已 知可用于交流电源的发光二极管照明元件100包含次载体（submount) 10、位于次载体10上 的发光二极管阵列巧片12,W及与上述的发光二极管阵列巧片12形成电性连接的至少一 焊垫14,其中上述的发光二极管阵列巧片12至少包含一基板120W及位于基板120上的多 个发光二极管单元122。
[0005] 若欲将上述已知可用于交流电源的发光二极管照明元件100直接取代一般照明 装置，此发光二极管照明元件100必须在100伏特至240伏特的高电压环境工作，而长时间 处于工作状态的发光二极管照明元件100容易产生温度过高的问题。在上述高温高电流 (压）的环境中，电子元件往往容易产生电致迁移效应（electronmigrationeffect),所 谓"电致迁移效应"指的是经由温度和电子风（electronwind)加乘效应所造成的金属离 子的移动。一般而言，温度愈高愈容易发生金属离子的电迁移现象。在发光二极管元件中， 电子流在高的温度下会使得金属原子从电极扩散至活性区域，诸如氧化铜锡（IndiumTin 化ide，IT0)和银等电极材料就容易有电致迁移。此外焊料（solder)或细小金属连结亦可 能因为电致迁移效应产生空洞（void)，进而导致元件断路。
[0006] 由上述描述可知，高温高电流（压）的工作环境大大地降低了可用于交流电源的 发光二极管照明元件的可靠度。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于提供一种发光元件，其至少包含次载体（submount)、至少 一位于次载体上的电子元件，W及至少一颗位于次载体上的发光二极管阵列巧片，其中上 述至少一颗发光二极管阵列巧片与电子元件形成电性连接。
[000引本发明的又一目的是提供至少一位于次载体上的焊垫化ondpad),与上述的电子 元件W及发光二极管阵列巧片形成电性连接，并且通过焊垫与高压交流电源供应器连接， W提供交流电源至发光元件。
[0009] 本发明的再一目的是提供一发光元件，其中上述的电子元件可W是整流单元、电 阻单元、电容单元或电感单元等被动元件，用W提高发光元件的效率。
[0010] 本发明公开了一种发光元件，在此发光元件中具有至少一颗发光二极管阵列巧 片，且上述发光二极管阵列巧片包含串联或并联连接的多发光二极管单元。
[0011] 本发明揭示一种发光元件，在此发光元件中具有至少一颗发光二极管阵列巧片， 且上述发光二极管阵列巧片包含多发光二极管单元，并且排列成一串接的封闭回路。
[0012] 本发明说明一种发光元件，在此发光元件中具有至少一颗发光二极管阵列巧片， 且上述发光二极管阵列巧片包含多个发光二极管单元，多个发光二极管单元排列成多个串 接封闭回路，其中任二相邻的封闭回路具有相异的串接方向，且此相邻的封闭回路具有一 共用部分。
[0013] 本发明另一方面披露了一种发光元件，其至少包含：次载体；至少一电子元件，位 于该次载体上；至少一颗藍光发光二极体阵列巧片，位于该次载体上；至少一颗红光二极 体巧片，位于该次载体上；W及导电线路，位于该次载体上，并且分别使该电子元件、该藍 光二极体阵列巧片、W及该红光二极体巧片形成电性连接。
【附图说明】
[0014] 图1为已知可用于交流电源的发光二极管照明元件结构示意图。
[0015] 图2A为本发明实施例的上视结构示意图。
[0016] 图2B为本发明实施例的侧视结构示意图。
[0017] 图2C为本发明另一实施例的侧视结构示意图。
[0018] 图3为本发明又一实施例的上视结构示意图。
[0019] 图4为本发明发光二极管阵列巧片的侧视结构示意图。
[0020] 图5A至图抓为本发明实施例中发光二极管阵列巧片的制造流程示意图。
[0021] 图6为本发明实施例中发光二极管阵列巧片的上视结构示意图。
[0022] 图7A与图7B为本发明实施例中发光二极管阵列巧片的电路示意图。
[0023] 图8为本发明实施例中发光二极管阵列巧片的另一电路示意图。
[0024] 附图标记说明
[0025] 100照明元件 10次载体
[0026]12发光二极管阵列巧片 14焊垫
[0027]120基板 122发光二极管单元
[002引 200发光元件 20次载体
[0029] 21反射层 22电子元件
[0030] 23波长转换层 24发光二极管阵列巧片
[0031] 25封装胶材 26焊垫
[0032] 28导电线路 300发光元件
[0033] 30次载体 31整流元件
[0034] 32发光二极管阵列巧片 34电阻
[0035] 36电容 38焊垫
[0036] 39导电线路 400发光二极管阵列巧片
[0037] 40基板 42发光二极管单元
[003引 44电极 46电性连接结构
[0039] 500发光二极管阵列巧片 50基板
[0040] 52外延叠层 520第一导电型半导体层
[0041] 522活性层 524第二导电型半导体层
[0042] 54二极管单元 540发光二极管单元
[0043] 540'发光二极管单元542整流二极管单元
[0044] 56电极 58电性连接结构
[0045] 580绝缘层 582金属层
[0046] 542a整流二极管单元 54化整流二极管单元
[0047] 542c整流二极管单元 542d整流二极管单元
[0048] 56a电极 5化电极
【具体实施方式】
[0049] 本发明揭示一种发光元件。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列描 述并配合图2A至图8的图示。
[0化日]图2A为本发明实施例的上视结构示意图，图2B为本发明实施例的侧视结构示意 图，如图2A与图2B所示，发光元件200至少包含次载体（submount) 20、至少一位于次载体 20上的电子元件22、多颗位于次载体20上发光二极管阵列巧片（li曲t-emitting array chip)24、至少一位于次载体20上的焊垫26, W及位于次载体20上的导电线路（comluctive trace) 28 W串联或并联的方式电性连接上述的电子元件22、发光二极管阵列巧片24与焊 垫26 ;其中，任二相邻发光二极管阵列巧片24之间具有一间距D，并且间距D大于10ym; 优选为大于100ym ;而上述焊垫26与一交流电电源供应器（图未示）形成电性连接，其中 此交流电电源供应器提供一般家用100V至240V的高压交流电至上述发光元件200。
[0化1] 上述的电子元件22可W是至少一种单元，其选自电阻、电容、电感等被动元件(passive element)所构成的组。
[0化2] 图2C为本发明另一实施例结构示意图，如图2C所示，本发明的发光元件200亦包 含位于次载体20上的反射层21，用W反射发光二极管阵列巧片24所发出的光线，而次载 体20上更具有碗杯状凹陷结构29W容纳上述的电子元件22或发光二极管阵列巧片24; 此外，上述的发光元件200还包含位于发光二极管阵列巧片24上的波长转换层23W及位 于次载体20上且至少覆盖上述发光二极管阵列巧片24的封装胶材25。
[0化3] 图3为本发明另一实施例的上视结构示意图，如图3所述，发光元件300至少包含 次载体30、位于次载体30上的整流元件31、多颗位于次载体30上的发光二极管阵列巧片 32、至少一位于次载体30上与发光二极管阵列巧片32串联的电阻34、至少一位于次载体 30上与发光二极管阵列巧片32与电阻34串联的电容36、至少一位于次载体30上的焊垫 38,W及位于次载体30上的导电线路39用W使上述的整流元件31、发光二极管阵列巧片 32、电容34、电阻36与焊垫38形成电性连接；其中，整流元件31包含至少一具有低导通电 压及高逆向偏压的二极管单元排列而成的桥式整流回路，通过此整流元件31将交流电源 供应器所提供的正弦波交流电（AC)转换为脉冲式直流电（pulsedDC)后供发光元件300利 用；其中，具有低导通电压高逆向偏压的二极管单元可W是基纳二极管狂enerDiode)或 萧特基二极管（SchottkyDiode);其材料选自包含III-V族化合物或IV族元素，例如氮化 嫁（GaN)系列材料、磯化侣嫁铜（AlGaIn巧系列材料、或娃。其中，任二相邻发光二极管阵 列巧片32之间具有大于10ym的间距，优选为大于100ym的间距；此外，上述焊垫38与一 交流电电源供应器（图未示）形成电性连接，其中上述的交流电电源供应器（图未示）提 供为一般家用100V至240V的高压交流电的电源至上述发光元件300。
[0化4]图4为上述实施例中发光二极管阵列巧片的侧视结构示意图，如图4所示，发光二 极管阵列巧片400包含基板40、位于基板40上的多个发光二极管单元（li曲t-emitting diodeunit)42、位于基板40上的至少两个电极44,W及W同向串联或并联方式使多个发 光二极管单元42与电极44形成电性连接的电性连接结构46 ;其中，上述连接结构46可W 是金属线（wire)或金属层，而上述的电极44用W与本发明发光元件次载体上的导电线路 形成电性连接（图未示）；不仅如此，此发光二极管阵列巧片400可通过控制发光二极管单 元42的数量与连接方式使发光二