具透明封裝體的發(fā)光二極管元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種具透明封裝體的發(fā)光二極管元件及其制造方法，發(fā)光二極管元件的形成方法包含：提供一透明基底；形成多組電極引腳于上述透明基底上，其中每一組電極引腳分別包含兩電極引腳；提供多個(gè)LED管芯固定于上述透明基底上，其中每一上述LED管芯包含兩個(gè)電極；提供多組金屬線，其中每一組金屬線分別包含兩金屬線對(duì)應(yīng)地連接上述每一LED管芯的上述兩電極至上述兩電極引腳；以及切割上述透明基底以形成多個(gè)上述發(fā)光二極管元件。
【專利說(shuō)明】具透明封裝體的發(fā)光二極管元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種具透明封裝體的發(fā)光二極管元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode ；LED)具有耗能低、低發(fā)熱、操作壽命長(zhǎng)、防震、體積小、反應(yīng)速度快以及輸出的光波長(zhǎng)穩(wěn)定等良好光電特性，因此適用于各種照明用途。隨著發(fā)光二極管朝向高功率發(fā)展，LED整體元件的操作溫度將隨之升高，傳統(tǒng)封裝如圖1A所示因散熱不佳容易造成在高功率應(yīng)用時(shí)的發(fā)光效率下降。又如圖1B所示的LED元件是將LED管芯101設(shè)置于一散熱器(heat sink) 102上后，再經(jīng)由金屬線104a、104b打線(bonding)電連接至兩電極接腳103a、103b，此種設(shè)計(jì)仰賴散熱器102散熱，以及金屬打線的制作工藝，造成相當(dāng)?shù)某杀?。又以上的設(shè)計(jì)在水平方向的光場(chǎng)不佳，往往需再增設(shè)光學(xué)元件于LED元件上以改善水平方向的光場(chǎng)均勻性，造成成本支出及應(yīng)用上體積或厚度的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)光二極管元件的形成方法包含:提供一透明基底；形成多組電極引腳于上述透明基底上，其中每一組電極引腳分別包含兩電極引腳；提供多個(gè)LED管芯固定于上述透明基底上，其中每一 LED管芯包含兩個(gè)電極；提供多組金屬線，其中每一組金屬線分別包含兩金屬線對(duì)應(yīng)地連接上述每一 LED管芯的上述兩電極至上述兩電極引腳；以及切割上述透明基底以形成多個(gè)上述發(fā)光二極管元件。
[0004]本發(fā)明是公開(kāi)一種發(fā)光裝置，包含:一第一發(fā)光二極管元件；一第二發(fā)光二極管元件；一第三發(fā)光二極管元件；以及一載體具有一第一表面，其中，上述第一發(fā)光二極管元件、上述第二發(fā)光二極管元件、及上述第三發(fā)光二極管元件均設(shè)于上述第一表面上且以一交錯(cuò)的方式配置；其中，上述第一表面以一二維的笛卡兒座標(biāo)系(two-dimensionalCartesian coordinate system)包含一虛擬的x座標(biāo)及y座標(biāo)(Xi, y」)，其中i, j為實(shí)數(shù)以表示其上任一點(diǎn)的位置，其中上述第一、第二、及第三發(fā)光二極管元件分別大致在(X11Y1), (x2, Y2), (x3, Y1)的位置，而大致在(X2J1)的位置上并沒(méi)有配置任何發(fā)光二極管元件。
[0005]本發(fā)明是公開(kāi)一種發(fā)光二極管元件包含:一第一透明基底；一第二透明基底連接于上述第一透明基底；一組電極引腳包含兩電極引腳介于上述第一透明基底與上述第二透明基底之間；以及一 LED管芯具有兩個(gè)電極，置于上述第一透明基底與上述第二透明基底之間，其中，上述LED管芯的上述兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)連接于上述兩電極引腳。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1A所示為傳統(tǒng)發(fā)光二極管的封裝。
[0007]圖1B所示為傳統(tǒng)具散熱設(shè)計(jì)的發(fā)光二極管元件。[0008]圖2a-圖2d所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例。
[0009]圖3a-圖3d所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第二實(shí)施例。
[0010]圖4a-圖4d所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第三實(shí)施例。
[0011]圖5a-圖5d所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第四實(shí)施例。
[0012]圖6a-圖6b所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第五實(shí)施例。
[0013]圖7a-圖7e所示為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第六實(shí)施例。
[0014]圖8所示為一現(xiàn)有的背光模塊。
[0015]圖9所示為本發(fā)明的第七實(shí)施例，說(shuō)明使用本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管元件構(gòu)成背光模塊的情形。
[0016]符號(hào)說(shuō)明
[0017]101:LED 管芯;102:散熱器;103a, 103b:電極接腳;104a, 104b:金屬線;
[0018]20,200:發(fā)光二極管元件；201:LED管芯；201a，201b:電極；202a:透明基底;203a、203b:電極引腳;204a, 204b:金屬線;
[0019]30,300:發(fā)光二極管元件；301:LED管芯；301a，301b:電極；302a:透明基底;303a、303b:電極引腳;304a, 304b:金屬線;307:熒光粉層;308:封裝材料;315:凹槽；
[0020]40,400:發(fā)光二極管元件；401:LED管芯；401a，401b:電極；402a:第一透明基底;402b:第二透明基底;403a, 403b:電極引腳;405:封裝材料;
[0021]501:LED 管芯;502a:透明基底;503a, 503b:電極引腳;509, 509X, 509Y:自散熱層；510:絕緣層；
[0022]60:發(fā)光二極管兀件;601:藍(lán)光管芯;601，:紅光LED管芯;611,61 Ia,61 Ib:光學(xué)元件；
[0023]70,700:發(fā)光二極管元件；701:LED管芯；701a，701b:電極；702a:透明基底層;703a, 703b:電極引腳;708:封裝材料;709:自散熱層;712:基板;720:載體；721:基座；722a，722b:外部電源接腳；722a’，722b’:電源供應(yīng)墊；723:凹槽；
[0024]800:發(fā)光二極管元件；821:照明面；831:光學(xué)元件；
[0025]900:背光模塊;920:載體;923:凹槽;930:光場(chǎng)情形
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖2a_圖2d為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例，其形成方法包含:如圖2a所示，提供一透明基底202a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)、CVD鉆石、及氮化鋁(AlN);形成多組電極引腳203于透明基底上，每一組電極引腳203分別包含兩電極引腳203a、203b ;提供多個(gè)LED管芯201通過(guò)一粘接材料粘接于透明基底202a上，其中，每一 LED管芯201具有兩個(gè)電極201a、201b，并與其對(duì)應(yīng)的兩電極引腳203a、203b隔開(kāi)一距離，其情形如圖2b所示；提供多組金屬線204，每一組金屬線204分別包含兩金屬線204a，204b對(duì)應(yīng)地連接每一 LED管芯201的兩電極201a、201b至電極引腳203a、203b ;然后，如圖2c所示，切割透明基底202a以形成多個(gè)發(fā)光二極管元件20 ;最后，如圖2d所示，以一封裝材料205,例如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)包覆每一發(fā)光二極管元件20,封裝材料205內(nèi)可選擇性地散布有熒光粉(圖未示)。其中，前述切割的步驟亦可于封裝材料205包覆發(fā)光二極管元件的后進(jìn)行。另外，亦可選擇性地先形成多的凹槽(圖未示)于透明基底202a上，每一凹槽對(duì)應(yīng)于每一 LED管芯201設(shè)置的位置，并使LED管芯201置放于凹槽內(nèi)。
[0027]圖2d為依本發(fā)明第一實(shí)施例所形成的發(fā)光二極管元件200，包含一透明基底202a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)、CVD鉆石、及氮化鋁(AlN);—組電極引腳203于透明基底202a上，包含兩電極引腳203a，203b ;一 LED管芯201置于透明基底202a上，LED管芯201與兩電極引腳203a，203b隔開(kāi)一距離，且LED管芯201具有兩個(gè)電極201a，201b ；一組金屬線204，包含兩金屬線204a，204b對(duì)應(yīng)地連接LED管芯201的兩電極201a，201b至電極引腳203a, 203b ;及一封裝材料205,例如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)封裝于元件20外圍，即封裝材料205封裝于透明基底202a、LED管芯201、兩電極引腳203a，203b及兩金屬線204a，204b外圍，并露出部分的兩電極引腳203a，203b。此封裝材料205內(nèi)可選擇性地散布有熒光粉(圖未示)。另外，此透明基底202a對(duì)于LED管芯201亦可選擇性地包含一供LED管芯201置放的凹槽(圖未示)，使LED管芯201置放于其中。
[0028]本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第二實(shí)施例如圖3a_圖3d所示，本實(shí)施例為第一實(shí)施例的變化。本實(shí)施例發(fā)光二極管元件的形成方法包括:如圖3a所示，提供一透明基底302a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN);形成多個(gè)凹槽315 ;形成多組電極引腳303于透明基底上，每一組電極引腳303分別包含兩電極引腳303a、303b ；在透明基底302a上形成一熒光粉層307且涂布于凹槽315及其側(cè)壁，其中，熒光粉層307可為混合突光粉于一如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)的封裝材料中；提供多個(gè)LED管芯301通過(guò)一粘接材料粘接于透明基底302a上，其中，每一 LED管芯301具有兩個(gè)電極301a、301b，并與其對(duì)應(yīng)的兩電極引腳303a、303b隔開(kāi)一距離，其情形如圖3b所示；提供多組金屬線304，每一組金屬線304分別包含兩金屬線304a，304b對(duì)應(yīng)地連接每一 LED管芯301的兩電極301a、301b至電極引腳303a、303b ;然后，如圖3c所示，切割透明基底302a以形成多個(gè)發(fā)光二極管元件30，最后，如圖3d所示，以一封裝材料308包覆LED管芯301、凹槽315、及/或透明基板302a上，由于透明基底302a以及LED管芯301的間已先設(shè)有熒光粉層307,因此于本發(fā)明的一實(shí)施例中，還可選擇一含有與突光粉層307相同的突光粉的封裝材料308覆蓋于LED管芯301曝露的部分，使LED管芯301完全為包含熒光粉的封裝材料308所包覆。于本實(shí)施例，封裝材料308完整覆蓋凹槽315的開(kāi)口。與上述第一實(shí)施例不同，如此封裝材料308大致平整貼附于透明基底302a上并覆蓋LED管芯301，有利于元件的薄化或后續(xù)若欲于其上施加光學(xué)元件的便利。其中，前述切割的步驟也可于封裝材料308包覆發(fā)光二極管元件之后進(jìn)行。
[0029]因此，依本第二實(shí)施例可形成一發(fā)光二極管元件300包含:一透明基底302a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN)，透明基底302a具有一凹槽315 ;一熒光粉層307在透明基底302a上且涂布于凹槽315及其側(cè)壁；一組電極引腳303于透明基底302a上，包含兩電極引腳303a，303b ;一 LED管芯301置于透明基底302a上且位于凹槽315中，LED管芯301與兩電極引腳303a，303b隔開(kāi)一距離，且LED管芯301具有兩個(gè)電極301a，301b ;一組金屬線304，包含兩金屬線304a，304b對(duì)應(yīng)地連接LED管芯301的兩電極301a，301b至電極引腳303a，303b ;及一封裝材料308包覆LED管芯301、凹槽315、及/或透明基板302a上。封裝材料308例如為環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)。此封裝材料308內(nèi)可選擇性地散布有熒光粉(圖未示)，此熒光粉可與熒光粉層307中的熒光粉相同。
[0030]本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第三實(shí)施例如圖4a_圖4d所示。本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件的形成方法包含:如圖4a所示，提供一第一透明基底402a包含一透明材料，此透明材料可以為如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN);提供多個(gè)LED管芯401并將其固定于第一透明基底402a上，每一 LED管芯401具有兩個(gè)電極401a，401b ;如圖4b所示，提供一第二透明基底402b包含一透明材料，此透明材料的選擇可如上述第一透明基底402a，且可與第一透明基底402a相同或不同；形成多組電極引腳403于第二透明基底402b上，每一組電極引腳403分別包含兩電極引腳403a，403b ;接著，如圖4c所示，將第一透明基底402a與第二透明基底402b對(duì)位接合，使每一 LED管芯401的兩個(gè)電極401a，401b分別與兩電極引腳403b，403a接觸；切割接合的第一透明基底402a與第二透明基底402b以形成多個(gè)發(fā)光二極管元件40，最后，如圖4d所示，以一封裝材料405，例如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)封裝于每一元件40外圍，即封裝材料405包覆接合的第一透明基底402a與第二透明基底402b，并露出部分的兩電極引腳403a，403b，此環(huán)氧樹(shù)脂或硅膠內(nèi)可選擇性地散布有突光粉(圖未不)。另外，此第一透明基底402a對(duì)于每一 LED管芯401也可選擇性地先形成一供LED管芯401置放的凹槽(圖未示)，使LED管芯401置放于其中。
[0031]因此，依本第三實(shí)施例可形成一發(fā)光二極管元件400包含:一第一透明基底402a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN)第二透明基底402b包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN)，第二透明基底402b連接于第一透明基底402a ;—組電極引腳403包含兩電極引腳403a，403b，介于該第一透明基底與該第二透明基底之間；及一 LED管芯401具有兩個(gè)電極401a，401b,置于第一透明基底402a與第二透明基底402b之間，其中，LED管芯401的兩個(gè)電極401a，401b對(duì)應(yīng)地連接于兩電極引腳403a，403b。
[0032]本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第四實(shí)施例如圖5a_圖5d所示，包含一「自散熱」(“self-heat dissipating”)的設(shè)計(jì)。本實(shí)施例可以前述第一至第三實(shí)施例中的任一為基礎(chǔ)，結(jié)合本實(shí)施例的自散熱層結(jié)構(gòu)以提高發(fā)光二極管元件的散熱效率。本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件的形成方法包含:如圖5a所示，提供一透明基底502a包含一透明材料，透明基底502a可以例如是前述各實(shí)施例中的透明基底202a、透明基底302a、第一透明基底402a、及第二透明基底402b中的任一，于透明基底502a上形成一自散熱層509包含一透明高導(dǎo)熱材料(例如熱導(dǎo)率Thermal Conductivity>100ff/mK),此材料可兼具有高熱福射的特性。自散熱層509形成于透明基底502a上可提高發(fā)光元件的散熱效率。自散熱層509可以為導(dǎo)電材料，例如為薄金屬或合金或含碳的導(dǎo)電材料。薄金屬或合金可選用錫(Sn)、鋁(Al)、金(Au)、鉬(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(Ti)、錫(Pb)、銅(Cu)、鎳(Ni)、或上述金屬的合金。含碳的導(dǎo)電材料可為包含碳組成接近或等于100%的導(dǎo)電材料,例如石墨烯(Graphene)。于一實(shí)施例中，自散熱層509包含非導(dǎo)電材料，例如含碳的非導(dǎo)電材料可為碳組成接近或等于100%的非導(dǎo)電材料,例如鉆石或類鉆碳(Diamond-like Carbon;DLC)。此自散熱層509可以為整層形成于透明基底502a上，或如圖5a所示，以例如光刻蝕刻方法，形成多個(gè)條紋圖案509Y，或如圖5b所示，形成網(wǎng)狀圖案，包括多個(gè)的縱向條紋圖案509Y及多個(gè)的橫向條紋圖案509X。以第一或第二實(shí)施例中的任一為例,貝U如同圖5c所不,一樣形成電極引腳503a,503b于透明基底502a上,并如前述所示,依序完成各步驟如圖5d所示。須注意的是，當(dāng)自散熱層509為導(dǎo)電材料時(shí)，為避免短路，可形成一絕緣層510于透明基底502a與LED管芯501之間，以電性隔絕自散熱層509與LED管芯501。相對(duì)于傳統(tǒng)封裝技術(shù)在導(dǎo)線架(leadframe)、金屬打線、固晶材料等方向思索解決散熱問(wèn)題，但其效果未必良好。本發(fā)明自散熱層結(jié)構(gòu)結(jié)合于前述各實(shí)施例的透明基底上，提供發(fā)光二極管元件較大的散熱面積及良好的散熱機(jī)制(與空氣接觸的傳導(dǎo)及對(duì)流)，具有極佳的散熱效益。另外，當(dāng)自散熱層為導(dǎo)電材料且形成如圖5a的多的條紋圖案509Y時(shí)，部分的線條紋圖案509Y也可選擇性地與電極引腳503a，503b相接觸，提供另一經(jīng)由電極引腳503a，503b散熱的散熱路徑；當(dāng)自散熱層為非導(dǎo)電材料時(shí)，例如鉆石，因無(wú)須考量短路問(wèn)題，則不論自散熱層的圖形，自散熱層自也可選擇性地與電極引腳503a，503b相接觸。
[0033]本發(fā)明第五實(shí)施例如圖6a_圖6b所示，并可結(jié)合應(yīng)用于前述第一至第四實(shí)施例中。如圖6a所示前述各實(shí)施例均可將各發(fā)光二極管元件中的LED管芯數(shù)目調(diào)整至包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的LED管芯，例如同時(shí)設(shè)置藍(lán)光LED管芯601與紅光LED管芯601’于一發(fā)光二極管元件中，其中藍(lán)光LED管芯601的部分可以如前述第二實(shí)施例中，在透明基底602a、602b分別形成凹槽(圖未示)并涂布黃色熒光粉(圖未示)，以達(dá)成暖白光的發(fā)光二極管元件60。另外，如圖6b所示，亦可以在發(fā)光二極管元件600 (為一發(fā)光二極管元件，例如前述第二或第三實(shí)施例的側(cè)視圖)的透明基底外圍再設(shè)置光學(xué)元件611，包括光學(xué)元件611a或光學(xué)元件611b中任一或兩者，其中光學(xué)元件611a及611b包含半球體夾置發(fā)光二極管元件600的相對(duì)側(cè)，增加發(fā)光二極管元件600的出光效率。
[0034]本發(fā)明第六實(shí)施例如圖7a_圖7e所示，本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件的形成方法包含:如圖7a所示，提供一透明基底702a包含一透明材料，此透明材料的選擇可如第一實(shí)施例中透明基底202a所述；如圖7b左方所示，在透明基底702a上形成一自散熱層709，包含一透明高導(dǎo)熱材料，并可兼具有高熱輻射的特性?；诒苊舛搪返目剂?，本實(shí)施例的自散熱層為非導(dǎo)電材料，例如含碳的非導(dǎo)電材料可為碳組成接近或等于100%的非導(dǎo)電材料，例如鉆石或類鉆碳(Diamond-like Carbon)。然后在透明基底702a上形成多組電極引腳703于自散熱層709上，每一組電極引腳703分別包含兩電極引腳703a，703b;此多組電極引腳703可由例如以蒸鍍等方法形成之一金屬層，再以光刻蝕刻方法，形成多組電極引腳703;接著，如圖7b右方所示，提供多個(gè)LED管芯701設(shè)置于一基板712上，基板712于一實(shí)施例為一藍(lán)膜(blue tape)。將透明基底702a與基板712對(duì)位接合，使每一 LED管芯701的兩個(gè)電極701a，701b分別與兩電極引腳703b，703a接觸并固定于透明基底702a上，并使LED管芯701與基板712分離，其中，基板712如為藍(lán)膜(blue tape)，可加熱藍(lán)膜使其粘性降低而與LED管芯701分離，其結(jié)果如圖7c所示；然后切割與LED管芯701接合的透明基底702a以形成多個(gè)發(fā)光二極管元件70，如圖7d左方所示，最后以一封裝材料708，例如環(huán)氧樹(shù)月旨(Epoxy)或娃膠(silicone)封裝于每一元件70外圍，形成如圖7d右方所示的發(fā)光二極管元件700，此環(huán)氧樹(shù)脂或硅膠內(nèi)亦可選擇性地散布有熒光粉(圖未示)。另外，此透明基底702a對(duì)于每一 LED管芯701亦可選擇性地先形成一供LED管芯701置放的凹槽(圖未示)，使LED管芯701置放于其中，甚至如圖3a-圖3d的第二實(shí)施例，亦可使上述熒光粉布于凹槽中且使LED管芯701置放于凹槽中且位于熒光粉上。
[0035]如圖7e所示，本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件700可與一載體(carrier) 720相配合使用。此載體720包含一基座(base) 721，及兩外部電源接腳722a，722b固定于基座721，其中基座721包含有一凹槽(socket) 723可供本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件700插入固定。兩外部電源接腳722a，722b分別各自有一延伸部設(shè)置于凹槽723中，形成兩電源供應(yīng)墊(power supply pad) 722a’，722b’，當(dāng)發(fā)光二極管元件700插入凹槽723中時(shí),其兩電極引腳703a，703b分別與兩電源供應(yīng)墊722a’，722b’相接觸，故而外部電源可由兩外部電源接腳722a，722b經(jīng)由兩電源供應(yīng)墊722a’，722b ’而供應(yīng)給發(fā)光二極管元件700。除此之外，基座721亦可設(shè)計(jì)成一散熱器(heat sink)包含一高導(dǎo)熱材料,故而如同圖5a_5d的第四實(shí)施例所提及，除了自散熱層709于透明基底702a上，可提供良好的散熱路徑外，由于自散熱層709與兩電極弓I腳703a，703b接觸，又兩電極弓I腳703a，703b與兩電源供應(yīng)墊722a’，722b ’接觸，又兩電源供應(yīng)墊722a’，722b’設(shè)于凹槽723中并與基座721接觸，故當(dāng)基座721設(shè)計(jì)成一散熱器時(shí)，以上將形成另一散熱路徑，有助于散熱。而設(shè)計(jì)上，亦可使自熱散層709插于凹槽723中時(shí)直接與基座721接觸形成一散熱路徑。
[0036]本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件700具有垂直及插拔式的特征，故除了上述優(yōu)點(diǎn)外，由于此垂直的特征，即發(fā)光二極管元件700插于凹槽723時(shí)LED管芯701與載體720上表面S垂直，提供發(fā)光二極管元件700較大的散熱面積及良好的散熱機(jī)制(與空氣接觸的傳導(dǎo)及對(duì)流)，特別是自散熱層709設(shè)置于透明基底702a上所帶來(lái)的散熱效益。以一般的LED管芯而言，其發(fā)光二極管由P型與η型半導(dǎo)體層間夾置主動(dòng)層(active layer)堆迭構(gòu)成，主要發(fā)光面即一垂直于P型半導(dǎo)體層、主動(dòng)層、及η型半導(dǎo)體層堆迭方向的平面；或以出光量來(lái)看，一般LED管芯的側(cè)面出光量約小于總出光量的20%,故主要發(fā)光面的出光量約大于總出光量的80%,或若為雙面出光則為約大于總出光量的40%,即主要發(fā)光面的出光量至少約大于一發(fā)光二極管總出光量的30%。故以本實(shí)施例而言,LED管芯701的主要發(fā)光面(垂直于P型半導(dǎo)體層、主動(dòng)層、及η型半導(dǎo)體層堆迭方向的平面，或出光量至少約大于一發(fā)光二極管總出光量的30%的平面)即大致垂直于載體720上表面S，而與周圍空氣有較大的接觸面積，有助于散熱。而插拔式的設(shè)計(jì)省去打線(bonding)的制作工藝成本并使修繕具有彈性。
[0037]因此，如圖7d右方所示，依本第六實(shí)施例可形成一發(fā)光二極管元件700包含:一透明基底702a包含一透明材料，如玻璃、藍(lán)寶石(Al2O3)XVD鉆石、及氮化鋁(AlN)自散熱層709包括一透明高導(dǎo)熱材料于透明基底702a上；一組電極引腳703于自散熱層709上，電極引腳703包含兩電極引腳703a，703b ;一 LED管芯701置于透明基底702a上且位于自散熱層709上，LED管芯701具有兩個(gè)電極701a，701b對(duì)應(yīng)地連接至電極引腳703b，703a ；及一封裝材料708,例如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)或娃膠(silicone)封裝于元件70外圍,封裝材料708包覆LED管芯701及/或透明基板702a。
[0038]而相對(duì)于傳統(tǒng)的光源設(shè)備，本發(fā)明的垂直設(shè)計(jì)可有效改善水平方向的光場(chǎng)并減少應(yīng)用上體積或厚度的問(wèn)題。以應(yīng)用于顯示設(shè)備的背光模塊(Backlight)為例，圖8所示為一現(xiàn)有的背光模塊。因?yàn)槭褂靡话悻F(xiàn)有的發(fā)光二極管兀件800,其封裝往往使光場(chǎng)偏于垂直出光，即在垂直方向(如圖中實(shí)線箭頭方向)有相對(duì)較多的出光。而為使照明面821有較均勻的光分布，則須仰賴另行增設(shè)如圖所示的光學(xué)元件831以調(diào)整光場(chǎng)，使部分出光轉(zhuǎn)為水平方向(如圖中虛線箭頭)，而造成背光模塊整體厚度h因光學(xué)元件831而變厚，且體積增加。相對(duì)地，當(dāng)本發(fā)明的發(fā)光二極管元件應(yīng)用于光源設(shè)備時(shí)，如圖9的本發(fā)明第七實(shí)施例所示，上述圖7a_7e的發(fā)光二極管元件700應(yīng)用于如背光模塊(Backlight) 900時(shí)，因?yàn)橥该骰准按怪睜顟B(tài)的設(shè)計(jì)，故在水平方向有良好出光。在圖9中每一發(fā)光二極管元件700垂直插入固定于載體(carrier) 920上的一凹槽923,且其光場(chǎng)如圖中光場(chǎng)情形930所示，由于透明基底及垂直狀態(tài)設(shè)計(jì)，故在水平方向有良好出光，不需再增設(shè)任何光學(xué)元件即可在水平方向有均勻的光分布。故而背光模塊整體厚度大致僅為h’的管芯的大小等級(jí)。載體(carrier) 920的設(shè)計(jì)大致為如圖7e的載體(carrier) 720所示,值得注意的是,載體(carrier) 920上發(fā)光二極管元件700的配置可以交錯(cuò)的方式配置，如以一個(gè)二維的笛卡兒座標(biāo)系(two-dimensional Cartesian coordinate system)來(lái)說(shuō)明，載體(carrier)920上凹槽923所在的平面S可以一虛擬的X座標(biāo)及y座標(biāo)來(lái)說(shuō)明其上任一點(diǎn)的位置，SP(Xi, Yj)，其中i，j為實(shí)數(shù)。如圖所示的X1, X2, X3…及yi，y2, …等可標(biāo)示出其上各發(fā)光二極管元件700的位置，則如圖所示，X1 (及X3)上的兩個(gè)發(fā)光二極管元件與X2上的兩個(gè)發(fā)光二極管元件位在交錯(cuò)的I軸位置(即X1 (及X3)上的兩個(gè)發(fā)光二極管元件在yi及y3，而X2上的兩個(gè)發(fā)光二極管元件在y2及y4)，或換句話說(shuō)，有三個(gè)發(fā)光二極管元件分別大致位在(X1, Y1)，(x2,12)，(x3, Y1)的位置，而大致在(x2，Y1)的位置上并沒(méi)有配置發(fā)光二極管元件，因?yàn)槿鐖D所示，(x2，yi)的位置可由大致位在(x2，y2)的位置的發(fā)光二極管元件所發(fā)出的光將其補(bǔ)足，如此的配置可進(jìn)一步讓水平方向的光分布更均勻。
[0039]因此,依本第七實(shí)施例可形成一光源設(shè)備，例如為一背光模塊(Backlight) 900包含:一第一發(fā)光二極管元件；一第二發(fā)光二極管元件；一第三發(fā)光二極管元件，一載體920具有一第一表面S,第一發(fā)光二極管兀件、第二發(fā)光二極管兀件、及一第三發(fā)光二極管兀件均設(shè)于第一表面S上且其配置以一交錯(cuò)的方式配置，第一表面S以一二維的笛卡兒座標(biāo)系(two-dimensional Cartesian coordinate system)包含一虛擬的x座標(biāo)及y 座標(biāo)(Xi, y」)，其中i，j為實(shí)數(shù)以表示其上任一點(diǎn)的位置，第一、第二、及第三發(fā)光二極管元件分別大致在(X11Y1), (x2，y2)，(x3, Y1)的位置，而大致在(X2J1)的位置上并沒(méi)有配置發(fā)光二極管元件。
[0040]在上述各不同實(shí)施例中，具有相同功用的元件于各實(shí)施例雖具有不同的圖示標(biāo)號(hào)，其具有的物理、化學(xué)、或電學(xué)等特性，除非于各別實(shí)施例有特別限定，應(yīng)認(rèn)為具有相同或類似相關(guān)特性，而勿須于各實(shí)施例一一贅述。
[0041]上述實(shí)施例僅為例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者均可在不違背本發(fā)明的技術(shù)原理及精神的情況下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改及變化。因此本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍如所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管元件的形成方法，包含: 提供一透明基底； 形成多組電極引腳于該透明基底上，其中每一組電極引腳分別包含兩電極引腳； 提供多個(gè)LED管芯固定于該透明基底上，其中每一該LED管芯包含兩個(gè)電極； 提供多組金屬線，其中每一組金屬線分別包含兩金屬線對(duì)應(yīng)地連接每一該LED管芯的該兩電極至該兩電極引腳；以及 切割該透明基底以形成多個(gè)該發(fā)光二極管元件。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件的形成方法，還包括形成一包括一透明高導(dǎo)熱材料的自散熱層位于該透明基底上，且每一該LED管芯位于該自散熱層上。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管元件的形成方法，其中該自散熱層包括薄金屬或合金或含碳的非導(dǎo)電材料或含碳的導(dǎo)電材料。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管兀件的形成方法,還包括提供一載體包括一散熱器與該自散熱層接觸，或該自散熱層與該兩電極引腳接觸。
5.一種發(fā)光二極管元件包含: 第一透明基底； 第二透明基底，連接于該第一透明基底； 一組電極引腳，包含兩電極引腳介于該第一透明基底與該第二透明基底之間；以及LED管芯，具有兩個(gè)電極，置于該第一透明基底與該第二透明基底之間，其中，該LED管芯的該兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)連接于該兩電極引腳。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管兀件,還包括一透明高導(dǎo)熱材料的自散熱層，位于該第一透明基底或該第二透明基底上，且該LED管芯位于該自散熱層上。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管元件，其中該自散熱層包括薄金屬或合金或含碳的非導(dǎo)電材料或含碳的導(dǎo)電材料。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管元件，其中該含碳的非導(dǎo)電材料包括鉆石、類鉆碳，該含碳的導(dǎo)電材料包括石墨烯。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管兀件,還包括一載體包括一散熱器與該自散熱層接觸，或該自散熱層與該兩電極引腳接觸。
10.一種發(fā)光裝置，包含: 第一發(fā)光二極管元件； 第二發(fā)光二極管元件； 第三發(fā)光二極管元件，以及 載體，具有第一表面，其中，該第一發(fā)光二極管元件、該第二發(fā)光二極管元件、及該第三發(fā)光二極管元件均設(shè)于該第一表面上且以一交錯(cuò)的方式配置； 其中，該第一表面以一 二維的笛卡兒座標(biāo)系(two-dimensional Cartesiancoordinate system)包含一虛擬的x座標(biāo)及y座標(biāo)(Xi, y」)，其中i, j為實(shí)數(shù)以表示其上任一點(diǎn)的位置，其中該第一、第二、及第三發(fā)光二極管元件分別大致在(X11Y1), (x2, Y2), (x3, Y1)的位置，而大致在(X2J1)的位置上并沒(méi)有配置任何發(fā)光二極管元件。
【文檔編號(hào)】H01L33/64GK103985808SQ201410045556
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】謝明勛 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司