專利名稱：三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光二極管是近代科學(xué)發(fā)展中的一件重要產(chǎn)品，早在四十年前，紅光二極管的誕生使得III-V族材料的研究獲得極大的推進(jìn)，隨之綠光及黃光二極管的研制成功，使得相關(guān)產(chǎn)業(yè)投入各項(xiàng)產(chǎn)品的研究、開發(fā)與制造。近年來，更以氮化鋁銦鎵一族的材料得到亮度極高的藍(lán)光及綠光二極管，使得紅、藍(lán)、綠三種基本原色的光源齊備，而全彩色的夢想得以實(shí)現(xiàn)。
于是，目前的發(fā)光元件，可借由三個(gè)發(fā)光二極管芯片個(gè)別發(fā)光或二個(gè)、三個(gè)共同混色發(fā)光，以達(dá)到發(fā)出各色光或白光的功效。
如圖1、圖2所示，是目前產(chǎn)業(yè)將紅光R、藍(lán)光B、綠光G三原色發(fā)光二極管封裝組成全彩發(fā)光二極管1的立體圖及俯視圖，由于紅光R、藍(lán)光B、綠光G三原色發(fā)光二極管芯片是單獨(dú)成型，然后再在封裝時(shí)，將其排列以芯片接合(die bond)固定在PC板11上。但此一制程必須很精準(zhǔn)的將紅光R、藍(lán)光B、綠光G三原色發(fā)光二極管芯片對位后再打線12，才能達(dá)到預(yù)期的全彩效果，因此對于封裝廠而言，是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)，所以，封裝廠必須花費(fèi)很多時(shí)間在三原色的定位，相對地增加封裝成本。再者，受限于設(shè)備，其定位的準(zhǔn)確度仍然無法達(dá)到良好狀態(tài)，相對地影響全彩發(fā)光元件的效果。
再者，紅光R、藍(lán)光B、綠光G三原色芯片，是呈同一平面分開排列狀，其結(jié)合不夠緊密，混波效果不佳，致使近距離觀看時(shí)，仍可看到紅光R、藍(lán)光B、綠光G三個(gè)顏色，使全彩效果降低。
雖然，有諸多業(yè)者朝著將三原色發(fā)光二極管在同一基板上成長，但是，各原色發(fā)光二極管僅能被長在適當(dāng)?shù)幕迳?，因?yàn)橐粋€(gè)半導(dǎo)體基板基本上適合于形成兩種有較近光譜的LED激發(fā)光，例如紅光R和綠光G的發(fā)光二極管，或綠光G和藍(lán)光B的發(fā)光二極管。結(jié)果，盡管紅光R和綠光G二極管可以被制作在相同的基板上，但是要將藍(lán)光B二極管制作在前述相同的基板上，目前仍然是很困難的。雖然很多研究朝此三原色芯片成長為一體的方向進(jìn)行，但離可供產(chǎn)業(yè)利用階段，仍有一段距離，尤其不同色芯片成長時(shí)需用不同基板，而如果反復(fù)蝕刻該成長基板，使各層色光能夠射出來，在制程上是否符合經(jīng)濟(jì)效益，尚待考驗(yàn)。此外，如果將三原色芯片有接合堆疊成三層的發(fā)光元件，則其發(fā)光效率及散熱性亦是一大考驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，本發(fā)明使紅、藍(lán)、綠芯片結(jié)合成一顆全彩發(fā)光二極管元件，解決封裝廠對于三原色芯片對位的困擾，能夠?qū)⑷拾l(fā)光元件直接與電源連接后，即可進(jìn)行封裝作業(yè)，提高制程經(jīng)濟(jì)效益，使三原色芯片的結(jié)合更緊密，精確混波為彩色光源，并可近距離觀看。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其特征在于，包括一基底，由紅光發(fā)光二極管芯片構(gòu)成；一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片及一綠光發(fā)光二極管芯片，為獨(dú)立的發(fā)光元件，兩者并列疊置結(jié)合在所述紅光發(fā)光二極管的表面，且部分遮蓋紅光發(fā)光二極管芯片，而預(yù)留有紅光射出面，以形成一全彩發(fā)光二極管元件。
前述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其中疊置結(jié)合的紅、藍(lán)、綠三個(gè)發(fā)光二極管芯片分別設(shè)有p、n電極端，以調(diào)變各色芯片的偏壓改變其電流而得到不同的光強(qiáng)度并混合而得到不同顏色的光。
前述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其中藍(lán)、綠光發(fā)光二極管是呈對角形態(tài)，疊置結(jié)合在紅光發(fā)光二極管芯片的表面。
前述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其中藍(lán)、綠光發(fā)光二極管是呈平行直線形態(tài)，疊置結(jié)合在紅光發(fā)光二極管芯片的表面。
本發(fā)明使紅、藍(lán)、綠芯片結(jié)合成一顆全彩發(fā)光二極管元件，解決封裝廠對于三原色芯片對位的困擾，能夠?qū)⑷拾l(fā)光元件直接與電源連接后，即可進(jìn)行封裝作業(yè)，提高制程經(jīng)濟(jì)效益，使三原色芯片的結(jié)合更緊密，精確混波為彩色光源，并可近距離觀看。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有全彩LED的立體示意圖。
圖2是圖1所示全彩LED的俯視圖。
圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的俯視圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的俯視圖。
圖5是本發(fā)明又一實(shí)施例的俯視圖。
圖6是本發(fā)明的順向偏壓電路圖。
圖7是本發(fā)明的逆向偏壓電路圖。
圖8是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
圖中標(biāo)號說明2全彩發(fā)光二極管元件 21紅光發(fā)光二極管芯片22藍(lán)光發(fā)光二極管芯片23綠光發(fā)光二極管芯片24接合部211射出面R紅光 B藍(lán)光G綠光具體實(shí)施方式
首先，請參閱圖3所示，本發(fā)明所示的全彩發(fā)光二極管2，包括有紅光發(fā)光二極管芯片21、藍(lán)光發(fā)光二極管芯片22及綠光發(fā)光二極管芯片23等三原色芯片構(gòu)成；上述各色芯片21、22、23皆是包括一p型半導(dǎo)體層與n型半導(dǎo)體層接合而成。由于紅光的波長最長，因此本發(fā)明采用紅光發(fā)光二極管芯片21為基底，然后將藍(lán)光發(fā)光二極管芯片22及綠光發(fā)光二極管芯片23兩顆獨(dú)立發(fā)光元件，并列疊置結(jié)合在前述紅光發(fā)光二極管21的表面，且部分遮蓋紅光發(fā)光二極管芯片21，使其表面仍預(yù)留有紅光射出面211。由于，藍(lán)、綠芯片22、23皆是透明半導(dǎo)體，因此基底的紅光R除了可由不遮蓋的射出面211射出外，亦可經(jīng)藍(lán)光B、綠光G芯片將紅光射出。
圖3所示的實(shí)施例，是將藍(lán)光發(fā)光二極管芯片22及綠光發(fā)光二極管芯片23以對角形態(tài)，疊置結(jié)合在紅光發(fā)光二極體芯片21的上表面，這種配置兼顧三色光混波時(shí)的均勻性，為較佳實(shí)施樣態(tài)。當(dāng)然，如有其他需要，亦可如圖4或圖5所示，將藍(lán)光、綠光兩顆芯片22、23以平行直線形態(tài)配置在紅光芯片21表面中間或偏向其中一側(cè)皆可。至于，其他諸多排列配設(shè)，容不贅述。
上述紅光、藍(lán)光、綠光三原色芯片，可以現(xiàn)有芯片制成方法生產(chǎn)，并依本發(fā)明所需的大小、偏壓值、亮度、顏色及金屬接觸材料等制造即可。
而第二層的兩顆芯片22、23疊置結(jié)合在第一層的紅光發(fā)光二極管芯片21之上，其結(jié)合方法可用熱熔合、超音波熔合或以透明黏膠等構(gòu)成的接合部24。
又，三顆芯片分別設(shè)有p、n電極端，當(dāng)疊置結(jié)合后，接著進(jìn)行打線將其p電極端連至電源上，n電極端連至共用的接地端，如圖6的電路圖所示，以調(diào)變各色芯片21、22、23的順向偏壓改變其電流而得到不同的光強(qiáng)度予以混合而得到不同顏色的光。反之，如圖7所示，不同電極的接法，則可以調(diào)變各色芯片的逆向偏壓改變其電流而得到不同的光強(qiáng)度予以混合而得到不同顏色的光。
圖8所示，為本發(fā)明封裝的示意圖，由于本發(fā)明的紅光R、藍(lán)光B、綠光R三原色芯片21、22、23在封裝透明罩3之前，即已疊置成型為一顆全彩發(fā)光二極管2。因此在封裝時(shí)勿須再對位，能夠逕行封裝作業(yè)，其不僅各色光定位準(zhǔn)確，且因三顆芯片是疊置成型，所以三原色結(jié)合更為緊密，如此，在近距離觀看時(shí)，較不易看見三種顏色，達(dá)到預(yù)期混波為彩色光源的功效。
由上所述，本發(fā)明以疊置結(jié)合方式將三顆原色芯片21、22、23形成一全彩發(fā)光二極管元件2的模態(tài)，如此一來，不僅使封裝制程更為便捷，且疊置構(gòu)造的光源，因更為緊密結(jié)合，混波效果亦得到提高。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
綜上所述，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用實(shí)用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)發(fā)明專利要件的規(guī)定，故依法提起申請。
權(quán)利要求
1.一種三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其特征在于，包括一基底，由紅光發(fā)光二極管芯片構(gòu)成；一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片及一綠光發(fā)光二極管芯片，為獨(dú)立的發(fā)光元件，兩者并列疊置結(jié)合在所述紅光發(fā)光二極管的表面，且部分遮蓋紅光發(fā)光二極管芯片，而預(yù)留有紅光射出面，以形成一全彩發(fā)光二極管元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其特征在于所述疊置結(jié)合的紅、藍(lán)、綠三個(gè)發(fā)光二極管芯片分別設(shè)有p、n電極端，以調(diào)變各色芯片的偏壓改變其電流而得到不同的光強(qiáng)度并混合而得到不同顏色的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其特征在于所述藍(lán)、綠光發(fā)光二極管是呈對角形態(tài)，疊置結(jié)合在紅光發(fā)光二極管芯片的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，其特征在于所述藍(lán)、綠光發(fā)光二極管是呈平行直線形態(tài)，疊置結(jié)合在紅光發(fā)光二極管芯片的表面。
全文摘要
一種三原色疊置成型的全彩發(fā)光二極管，包括一基底，由紅光發(fā)光二極管芯片構(gòu)成；一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片及一綠光發(fā)光二極管芯片，為獨(dú)立的發(fā)光元件，兩者并列疊置結(jié)合在所述紅光發(fā)光二極管的表面，且部分遮蓋紅光發(fā)光二極管芯片，而預(yù)留有紅光射出面，以形成一全彩發(fā)光二極管元件。本發(fā)明使紅、藍(lán)、綠芯片結(jié)合成一顆全彩發(fā)光二極管元件，解決封裝廠對于三原色芯片對位的困擾，能夠?qū)⑷拾l(fā)光元件直接與電源連接后，即可進(jìn)行封裝作業(yè)，提高制程經(jīng)濟(jì)效益，使三原色芯片的結(jié)合更緊密，精確混波為彩色光源，并可近距離觀看。
文檔編號H01L25/075GK1755953SQ20041008021
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者汪培值, 張盼梓, 黃文傑 申請人:華上光電股份有限公司