專利名稱：白光發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，特別是涉及一種可以通過由多個互補(bǔ)色光的混合產(chǎn)生白色光源的白光發(fā)光元件，從而有利于后續(xù)工藝的進(jìn)行并產(chǎn)品合格率的提高。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED；Light-Emitting Diode)由于具有壽命長、體積小、耗電量少、反應(yīng)速度快、無輻射以及單色性發(fā)光的特性和優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于指示燈、廣告看板、交通標(biāo)志燈、汽車車燈、顯示器面板、通訊器具、消費(fèi)電子等各項(xiàng)產(chǎn)品中。其中，可產(chǎn)生白色光源的白色發(fā)光元件由于可取代白熾光源和背光源的應(yīng)用，更倍受世人期待。
目前白光發(fā)光元件的制作主要包括三種方法將紅、藍(lán)、綠三種發(fā)光元件置入同一封裝體內(nèi)，以混波方式產(chǎn)生白色光源；將黃、藍(lán)兩種發(fā)光元件置入同一封裝體內(nèi)，同樣以混波方式產(chǎn)生白色光源；以及以藍(lán)光、紫光或紫外光為光源，照射并激發(fā)熒光粉、染料或光轉(zhuǎn)換層以產(chǎn)生白色光源。
圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)利用紅、藍(lán)、綠三種元件置入同一封裝體內(nèi)以產(chǎn)生白色光源的結(jié)構(gòu)示意圖，其中發(fā)光元件13、17和19都設(shè)于同一封裝體18的同一基板11上，發(fā)光元件13、17和19各自分別外接有第一電極和第二電極。當(dāng)各發(fā)光元件的第一電極和第二電極分別提供適當(dāng)?shù)碾妷翰顣r，發(fā)光元件13將產(chǎn)生第一色光L1(例如藍(lán)光)，發(fā)光元件17將產(chǎn)生第三色光L3(例如紅光)，而發(fā)光元件19則產(chǎn)生第四色光L4(例如綠光)，L1、L3和L4經(jīng)過混波(光)作用之后，即可產(chǎn)生白色光源的白光發(fā)光元件10。
上述的現(xiàn)有發(fā)光元件雖然可以經(jīng)過各色光的適當(dāng)混合獲得白光，但卻存在有下列缺陷1、各發(fā)光元件13、17、19都在其表面設(shè)有電極，且直接在其表面經(jīng)引線程序連接引線，不僅工藝復(fù)雜，而且引線容易脫落從而導(dǎo)致產(chǎn)品次品率的上升。
2、發(fā)光元件13、17和19的發(fā)光面都設(shè)有第一電極和第二電極，它們將遮住部分光，從而會使發(fā)光效率降低。
3、發(fā)光元件13、17和19都處于同一平面上，不能有效縮減元件的平面面積，從而無法用于輕薄短小的產(chǎn)品設(shè)計中。
4、發(fā)光元件13、17和19都在同一平面上，各色光光源的發(fā)光位置互相獨(dú)立，在混色時容易出現(xiàn)混色不均的現(xiàn)象。
針對以上問題，出現(xiàn)了另一種現(xiàn)有技術(shù)的白光發(fā)光元件。如圖1B所示，將發(fā)光元件13和15垂直排列于同一封裝體內(nèi)，發(fā)光元件13和15分別外接第一電極和第二電極。當(dāng)對各發(fā)光元件的第一和第二電極提供一適當(dāng)?shù)碾妷翰顣r，發(fā)光元件13將產(chǎn)生第一色光L1(例如藍(lán)光)，發(fā)光元件15將產(chǎn)生第二色光L2(例如黃光)，通過第一色光L1和第二色光L2的互補(bǔ)光關(guān)系產(chǎn)生白光發(fā)光元件100。由于第二色光L2的光路依次由第二發(fā)光元件15進(jìn)入第一發(fā)光元件13，并由第一發(fā)光元件13的上表面投射出去，其與第一色光的投射位置相同，因此可達(dá)到兩種色光充分混合的目的。相對于圖1A所示的實(shí)施例，可以將各色光混光不均的情況減到最小。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)圖1B所示的實(shí)施例中，仍然存在有一些缺點(diǎn)1、各發(fā)光元件13、15依然在其表面直接進(jìn)行引線程序以連接引線，不僅依然存在工藝復(fù)雜和引線容易脫落的弊端，而且需要在腳架上進(jìn)行打孔和引線的操作，增加了工藝的復(fù)雜度。
2、各發(fā)光元件13、15的發(fā)光面依然有電極遮擋，導(dǎo)致發(fā)光效率不佳的情況發(fā)生。
3、在制造過程中，為了減小第一發(fā)光元件13和第二發(fā)光元件15的發(fā)光面上電極遮擋的影響，需要考慮各電極之間的對位問題，從而增加了工藝的復(fù)雜度，無法實(shí)現(xiàn)減少工藝時間和費(fèi)用的目的。
4、第一發(fā)光元件13和第二發(fā)光元件15并沒有直接接觸，即，在第一發(fā)光元件13和第二發(fā)光元件15之間存在一不同介質(zhì)，使得第二色光L2需經(jīng)由該介質(zhì)進(jìn)入第一發(fā)光元件13，從而形成部分反射的情形，使發(fā)光效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種白光發(fā)光元件，可有效解決上述現(xiàn)有技術(shù)的白光發(fā)光元件面臨的技術(shù)難點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種白光發(fā)光元件，其中第二發(fā)光元件的第一電極可與第二電極位于近似同一水平位置，因此有利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種白光發(fā)光元件，其通過較大面積的發(fā)光作用區(qū)域，使作用電流分布比較均勻，因此可以有效提高發(fā)光元件的使用壽命。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種白光發(fā)光元件，其中各元件垂直排列，并無需考慮各電極之間的對位問題，從而可以減小工藝難度，提高發(fā)光元件的產(chǎn)品合格率。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種白光發(fā)光元件，其中可以在第一發(fā)光元件表面堆疊設(shè)有多個各自產(chǎn)生不同色光的第二發(fā)光元件，并通過混波產(chǎn)生三波長的白色光源。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種白光發(fā)光元件，其中各元件之間并不局限于固定的組合模式，從而有利于產(chǎn)品的多樣化。
因此，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種白光發(fā)光元件，其主要包括至少一第一發(fā)光元件，其中包括有第一材料層，第一材料層的部分上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間可自然形成有可產(chǎn)生第一色光的PN界面，而且在第一材料層的部分上表面設(shè)有第一電極，而第二材料層未被第一材料層覆蓋的部分上面再設(shè)有第二電極；以及至少一第二發(fā)光元件，其中包括有第一材料層，第一材料層的下表面可通過一透光粘結(jié)層與第一發(fā)光元件的第一材料層的下表面相互粘結(jié)，而第一材料層的上表面則設(shè)有第二材料層，第一材料層和第二材料層之間可自然形成可產(chǎn)生第二色光的PN界面，而且，第二發(fā)光元件中設(shè)有至少一延伸凹槽和至少一隔離凹槽，而延伸凹槽和隔離凹槽可貫穿第二材料層和部分第一材料層，隔著隔離凹槽，在第二材料層的部分上表面分別設(shè)有第一電極和第二電極，而延伸凹槽內(nèi)則設(shè)有可與第一電極和第一材料層電連接的延伸電極。


圖1A示出了現(xiàn)有技術(shù)白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖1B示出了現(xiàn)有技術(shù)另一白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖2A示出了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；
圖2B示出了圖2A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖3A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖3B示出了圖3A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖4A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖4B示出了圖4A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖5A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖5B示出了圖5A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖6A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖6B示出了圖6A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖7A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖7B示出了圖7A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖8A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖8B示出了圖8A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖9A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖9B示出了圖9A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；圖10A示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖10B示出了圖10A所示的白光發(fā)光元件的俯視圖；具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，圖2A和2B分別示出了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，本發(fā)明的白光發(fā)光元件20主要包括第一發(fā)光元件23和第二發(fā)光元件25。其中，第一發(fā)光元件23包括有透光基板236，并在透光板236的上表面設(shè)有第一材料層231，在第一材料層231的上表面再設(shè)有第二材料層232，這樣，在第一材料層231和第二材料層232之間可自然形成一可產(chǎn)生第一色光L1(如藍(lán)光或綠光)的PN界面。而且，在第一發(fā)光元件23內(nèi)還設(shè)有至少一延伸凹槽239和至少一隔離凹槽237，該延伸凹槽239和隔離凹槽237都可以穿透第二材料層232和部分第一材料層231，并且隔著隔離凹槽237在第二材料層232的部分上表面設(shè)有第一電極233和第二電極235，而在延伸凹槽239內(nèi)設(shè)有一可與第一電極239和第一材料層231電連接的延伸電極2395。
另外，第二發(fā)光元件25包括一導(dǎo)電基板256，導(dǎo)電基板256的下表面設(shè)有第一電極253，而其上表面設(shè)有第一材料層251。第一材料層251和第二材料層252之間可自然形成一可產(chǎn)生第二色光L2(例如黃光)的PN界面，而第二材料層252的部分上表面再設(shè)有第二電極255。
而且，在第二發(fā)光元件25未被第二電極255覆蓋的部分上表面還可設(shè)有一透光絕緣層26，透光絕緣層26的高度可近似于第二電極255，并在其上表面設(shè)有第一供電電路281，相對于第二電極255的上表面設(shè)有第二供電電路282。
接著，第一發(fā)光元件23以倒裝芯片方式(Flip-Chip)置于第二發(fā)光元件25的上表面，第一發(fā)光元件23的第一電極233可電連接第一供電電路281，而第一發(fā)光元件23的第二電極235則可電連接第二供電電路282。
第二發(fā)光元件25所產(chǎn)生的第二色光L2將依次經(jīng)由第二發(fā)光元件25的第二材料層252、透光絕緣層26和第一發(fā)光元件23透射出去，與第一發(fā)光元件23所產(chǎn)生的第一色光L1的出射面幾乎完全相同，因此可以實(shí)現(xiàn)將兩色光充分混合以形成白光光源的目的。
由于本發(fā)明第一發(fā)光元件23具有接近同一水平高度的第一電極233和第二電極235，因此可輕易置放并連接到第一供電電路281和第二供電電路282上，而不必象現(xiàn)有技術(shù)的倒裝芯片方式需要使用大小不一的錫球，因此有利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。而且，由于后續(xù)的引線程序都在第一供電電路281和第二供電電路282上進(jìn)行，并非直接在第一發(fā)光元件23上進(jìn)行，這不僅可以避免因引線程序而損壞發(fā)光元件的弊端而有利于提高產(chǎn)品的合格率，還有助于后續(xù)封裝工序的進(jìn)行。由于第一發(fā)光元件23的第一電極233和第二電極235都位于第一發(fā)光元件23的同一水平面上，不會有阻擋出光面的情況發(fā)生，而第二發(fā)光元件25的第一電極253位于導(dǎo)電基板256的下方，而第二電極255又與第一發(fā)光元件23的第二電極235共用第二供電電路282，這樣，第二發(fā)光元件25的電極位置便無需考慮對位問題，使得工藝得到簡化，提高產(chǎn)品的合格率。
當(dāng)然，為了加強(qiáng)隔離凹槽237的電隔離作用，隔離凹槽237也可以設(shè)有一具有絕緣特性的隔離層2375。并且，第一發(fā)光元件23的材料可以為氮化合物，例如，氮銦化鎵(InGaN)、氮化鎵(GaN)或氮化鋁鎵銦(AlGaInN)等，第二發(fā)光元件25的材料可以為四元化合物或三元化合物，例如磷化砷鎵(GaAsP)、砷化鋁鎵(AlGaAs)或磷化鋁鎵銦(AlGaInP)等材料，而透光基板236則可選擇透光性能好的材料，例如玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅、磷化鎵、磷砷化鎵、硒化鋅、硫化鋅、硒硫化鋅、石英及其組合形式中的一種。
圖3A和3B分別示出了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，在該實(shí)施例中，主要是在前述實(shí)施例的第一發(fā)光元件23的透光基板236的下表面通過一透光粘結(jié)層26而固設(shè)有第四發(fā)光元件39，第四發(fā)光元件39可以為氮化合物發(fā)光元件，同樣也可以包括有透光基板396、第一材料層391、第二材料層392、第一電極393和第二電極395，從而產(chǎn)生第四色光L4(例如藍(lán)色或綠色)。
由于第四發(fā)光元件39不必象第一發(fā)光元件23那樣需要執(zhí)行倒裝芯片程序，因此，其第一電極393和第二電極395可以不必設(shè)為同一水平高度。
而且，前述實(shí)施例的第二發(fā)光元件25也可用一第三發(fā)光元件37取代，第三發(fā)光元件37與第二發(fā)光元件一樣，可以是四元化合物發(fā)光元件或三元發(fā)光元件，同樣具有第一電極373和第二電極375，第二電極375也可通過第二供電電路282與第一發(fā)光元件23的第二電極235為共用電極。第三發(fā)光元件37將產(chǎn)生第三色光L3，例如紅光、黃光或綠光，這樣，L1(藍(lán)光)、L3(紅光)和L4(綠光)可混合為具有三波長的白色光源，形成更接近自然光源的白光。
當(dāng)然，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第一發(fā)光元件23也可選擇為三元化合物發(fā)光元件或四元化合物發(fā)光元件，產(chǎn)生對應(yīng)綠光的L1，而第四發(fā)光元件39同樣設(shè)計為藍(lán)光發(fā)光元件(L4)，第三發(fā)光元件37同樣為紅光發(fā)光元件(L3)，這樣，L1(綠光)、L3(紅光)和L4(藍(lán)光)同樣可達(dá)到具有三波長的白色光源。
另外，圖4A和4B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，在該實(shí)施例中，主要是在第三發(fā)光元件(或第二發(fā)光元件)47的上表面堆疊設(shè)有多個其它發(fā)光元件，例如第一A發(fā)光元件(第一發(fā)光元件)23和第一B發(fā)光元件(第三發(fā)光元件或第四發(fā)光元件)49。其中，第一B發(fā)光元件49和前述的第一發(fā)光元件一樣，至少包括有透光基板496、隔離凹槽497、延伸凹槽499、延伸電極4995、第一電極493和第二電極495，并以倒裝芯片的方式固設(shè)于第三發(fā)光元件47上表面的兩個不同側(cè)邊。同時，在第三發(fā)光元件47中，在導(dǎo)電基板476的下表面設(shè)有透光絕緣層46，而未被透光絕緣層46覆蓋的部分上表面成為裸露區(qū)465，在裸露區(qū)465的適當(dāng)位置分別設(shè)有第一供電電路481和第二供電電路482，并在裸露區(qū)465上設(shè)有第三發(fā)光元件47的第二電極475。
當(dāng)?shù)谝籄發(fā)光元件(第一發(fā)光元件)23和第一B發(fā)光元件(第四發(fā)光元件)49以倒裝芯片方式固設(shè)于第三發(fā)光元件47的上表面時，第一A發(fā)光元件23的第一電極233與第二供電電路482電連接，第一B發(fā)光元件49的第一電極493與第一供電電路481電連接，而第一A發(fā)光元件23和第一B發(fā)光元件49的第二電極235、495同時與第三發(fā)光元件47的第二電極475電連接。這樣，當(dāng)工作電流作用時，第一A發(fā)光元件23所產(chǎn)生的第一色光L1(藍(lán)光)、第三發(fā)光元件47所產(chǎn)生的第三色光L3(紅光)和第一B發(fā)光元件49所產(chǎn)生的第四色光L4(綠光)可混波為具有三波長的白色光源。
而且，如果第三發(fā)光元件47的導(dǎo)電基板476由透光材料制成，例如，磷化鎵(GaP)，導(dǎo)電基板476的下表面也可設(shè)有反光層478，以將投射至此的第三色光L3反射到正確的出射光位置，以增加發(fā)光亮度。
本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有三波長的白光發(fā)光元件，并且第一色光L1和第三色光L3與第四色光L4的部分出射光的位置相同，從而產(chǎn)生一全波長且各色光混色均勻的白色光源。當(dāng)然，第一B發(fā)光元件49可以是氮化合物發(fā)光元件、四化合物發(fā)光元件或三化合物發(fā)光元件，這些都同樣能產(chǎn)生綠光L4。
在又一實(shí)施例中，如果第一B發(fā)光元件49由四元化合物或三元化合物形成，而將可產(chǎn)生第三色光L3的第三發(fā)光元件的基板換為透光基板496，例如磷化鎵(GaP)等，而所產(chǎn)生的第三色光L3可設(shè)計為一紅光，搭配第一色光L1的藍(lán)光和第二色光L2產(chǎn)生的黃光，同樣可以混波為具有三波長的白色光源。
圖5A和5B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，其與圖4A所示的實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，第三發(fā)光元件(或第二發(fā)光元件)57以第一發(fā)光元件23和第四發(fā)光元件49為承載基板，因此可以預(yù)先去除原來的導(dǎo)電基板(476)，并在第一材料層571的下表面設(shè)有反光層578，同樣可以反射第三色光L3以增加發(fā)光亮度。原來的第三發(fā)光元件的第二電極(475)也可設(shè)計為第三供電電路583，并可同時與第一發(fā)光元件23的第二電極235、第四發(fā)光元件49的第二電極495以及第二發(fā)光元件57的第二電極575電連接。
當(dāng)然，在不同實(shí)施例中，第一發(fā)光元件23、第三發(fā)光元件(或第二發(fā)光元件)57和第四發(fā)光元件49都可由氮化合物發(fā)光元件、四元化合物發(fā)光元件或三元化合物發(fā)光元件中的一種形成。
本發(fā)明的實(shí)施例示出了具有三波長的白光發(fā)光元件，并且第一色光L1和第四色光L4與第三色光L3的出光面相同，從而產(chǎn)生一全波長且各色光混色均勻的白色光源。
圖6A和6B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，在該實(shí)施例中，將第一發(fā)光元件63和第二發(fā)光元件65分別按垂直方式層疊，并在第一發(fā)光元件63的第二材料層632上表面固設(shè)有透光導(dǎo)電層637，并在透光導(dǎo)電層637的部分上表面固設(shè)有金屬凸點(diǎn)粘結(jié)層66或?qū)щ娬辰Y(jié)層，該金屬凸點(diǎn)粘結(jié)層66以倒裝芯片方式附著于透光導(dǎo)電層637的部分上表面，從而使得第二發(fā)光元件65的第二材料層652與透光導(dǎo)電層637電連接。在透光導(dǎo)電層637的部分上表面設(shè)有第二電極635，該第二電極635是第一發(fā)光元件63和第二發(fā)光元件65的共用第二電極，從而可以減少引線次數(shù)，降低工藝難度、時間和成本。
在該實(shí)施例中，可以去除第二發(fā)光元件65的基板，而將第二發(fā)光元件65的第一電極653直接粘結(jié)到第一材料層651的下表面，由此可以減小白光發(fā)光元件的體積。
由于第一發(fā)光元件63并不以倒裝芯片方式與第二發(fā)光元件65相堆疊，無需特別考慮第一電極633和第二電極635的相對水平高度，因此，在該實(shí)施例中，第一電極633可以設(shè)于第一材料層631部分裸露區(qū)的上表面。而且，由于第一發(fā)光元件63的透光基板636具有透光性，再搭配第二發(fā)光元件65移除吸光的原有基板，因此，第一發(fā)光元件63產(chǎn)生的第一色光L1(如藍(lán)光)和第二色光L2(如黃光)可向上下兩表面投射，并各自混波以產(chǎn)生白色光源，從而擴(kuò)大白色發(fā)光元件的應(yīng)用形式。
另外，圖7A和7B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，該實(shí)施例是圖3A所示的實(shí)施例的一個變形，將第一發(fā)光元件(或第四發(fā)光元件)63通過透光粘結(jié)層76固設(shè)于第二發(fā)光元件(或第三發(fā)光元件)75的下表面，而圖3A所示的實(shí)施例中，第三發(fā)光元件(37)被一供電基板78取代。其中，供電基板78的上表面分別設(shè)有第一供電電路781和第二供電電路782，而第二發(fā)光元件75的第一電極753可以按倒裝芯片方式與第一供電電路781電連接，第二發(fā)光元件75的第二供電電路755同樣以倒裝芯片的方式與第二供電電路782電連接。
圖8A和圖8B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，第一發(fā)光元件(或第四發(fā)光元件)63的下表面設(shè)有多個第二發(fā)光元件(第二A發(fā)光元件)75或第三發(fā)光元件(第二B發(fā)光元件)87，并且在供電基板78的上表面設(shè)有相互隔離的第一供電電路781、第二供電電路782、第三供電電路783和第四供電電路784，第二A發(fā)光元件75和第二B發(fā)光元件87分別以芯片倒裝的方式固設(shè)于供電基板78的上表面，并且其第一電極753(873)和第二電極755(875)分別電連接于相對應(yīng)的供電電路781～784，從而同樣可以產(chǎn)生具有三波長的白色光源。
同理，圖9A和9B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，本實(shí)施例是上述的圖7A和圖8A所示的實(shí)施例的變形，在供電基板78上設(shè)有第二發(fā)光元件(或第三發(fā)光元件)75，而第二發(fā)光元件75上再分別固設(shè)有第一發(fā)光元件83和第四發(fā)光元件39，同樣可以實(shí)現(xiàn)具有三波長的白色光源。
最后，圖10A和10B分別示出了按照本發(fā)明又一實(shí)施例的白光發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)截面圖和俯視圖。如圖所示，本實(shí)施例是上述的圖6A所示的實(shí)施例的變形，其不同之處在于，將原來的第一發(fā)光元件63改為芯片倒裝型的第一發(fā)光元件93，并以芯片倒裝的方式固設(shè)于供電基板78上。而且，上述實(shí)施例的隔離凹槽(2375)也可用延伸絕緣層938取代，延伸絕緣層938和第一材料層931電連接，這同樣可以使第一電極933和第二電極935具有近似的同一水平高度，從而有利于芯片倒裝程序的進(jìn)行。
當(dāng)然，在本發(fā)明各附圖和前述的實(shí)施例中雖然都是用N型化合物作為第一材料層，以P型化合物作為第二材料層，但在不同的實(shí)施例中，第一材料層也可設(shè)計為P型化合物，第二材料層為N型化合物，這同樣可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
綜上所述，本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，尤其是涉及一種可以通過多個互補(bǔ)色光的混合作用產(chǎn)生白色光源的白光發(fā)光元件，從而有利于后續(xù)工藝的進(jìn)行和產(chǎn)品合格率的提高。
上面的描述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，按照本發(fā)明申請專利范圍所述的形狀、結(jié)構(gòu)、特征和精神所做的各種修改和變化均應(yīng)包括在本發(fā)明的專利申請范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種白光發(fā)光元件，其特征在于，包括有至少一第一發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的部分上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間自然形成可產(chǎn)生第一色光的PN界面，而且，在第一材料層的部分上表面設(shè)有第一電極，在第二材料層未被第一材料層覆蓋的部分上表面再設(shè)有第二電極；以及至少一第二發(fā)光元件，包括有第一材料層，第二材料層的下表面可通過一透光粘結(jié)層與該第一發(fā)光元件的第一材料層的下表面相互粘結(jié)，而第一材料層的上表面固設(shè)有第二材料層，第一材料層和第二材料層之間可自然形成產(chǎn)生第二色光的PN界面，而且，第二發(fā)光元件中設(shè)有至少一延伸凹槽和至少一隔離凹槽，而延伸凹槽和隔離凹槽可貫穿第二材料層和部分第一材料層，隔著隔離凹槽并在第二材料層的部分上表面分別設(shè)有第一電極和第二電極，而延伸凹槽內(nèi)設(shè)有可與第一電極和第一材料層電連接的延伸電極。
2.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括有一供電基板，其一表面分別設(shè)有第一供電電路和第二供電電路，第一供電電路可與該第二發(fā)光元件的第一電極電連接，而第二供電電路與該第二發(fā)光元件的第二電極電連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括一透光基板，固設(shè)于第一發(fā)光元件的第一材料層的下表面，再經(jīng)由透光基板的下表面連接該透光粘結(jié)層。
4.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件可以由氮化合物、四元化合物和三元化合物其中的一種材料制成。
5.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件可以由氮化合物材料制成。
6.按照權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該供電基板可以是散熱效果好且熱膨脹系數(shù)與該第二發(fā)光元件相近的材料制成。
7.按照權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件以倒裝芯片方式固設(shè)于該供電基板的第一供電電路和第二供電電路上。
8.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件的第一電極和第二電極具有近似的同一水平高度。
9.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光和第二色光是互補(bǔ)光。
10.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，而該第二色光為黃光。
11.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該隔離凹槽也可設(shè)計為一延伸絕緣層，該延伸絕緣層設(shè)于該延伸凹槽內(nèi)，并在延伸絕緣層之間再設(shè)有該延伸電極。
12.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括一可產(chǎn)生第三色光的第三發(fā)光元件，其下表面設(shè)有第一電極，而部分上表面設(shè)有透光絕緣層，透光絕緣層的上表面可再設(shè)有可與該第二發(fā)光元件的第一電極電連接的第一供電電路，而且，其上表面未被該透光絕緣層覆蓋的部分位置設(shè)有第二電極，第二電極可與該第二發(fā)光元件的第二電極電連接。
13.按照權(quán)利要求12所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件還包括有一透光基板，設(shè)于該第二發(fā)光元件的第一材料層的下表面和該透光粘結(jié)層之間，而且，該第三發(fā)光元件的第二電極上表面也可以設(shè)有第二供電電路，通過第二連接電路電連接于該第二發(fā)光元件的第二電極。
14.按照權(quán)利要求12所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為綠光，第二色光為藍(lán)光，而第三色光為紅光。
15.按照權(quán)利要求12所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，第二色光為綠光，而第三色光為紅光。
16.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件的下表面可固設(shè)有多個第二發(fā)光元件。
17.按照權(quán)利要求16所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件以兩個為最佳，并可定義為第二A發(fā)光元件和第二B發(fā)光元件，分別固設(shè)于該第一發(fā)光元件的下表面的不同兩側(cè)邊，而第二A發(fā)光元件可產(chǎn)生該第二色光，第二B發(fā)光元件可產(chǎn)生第三色光。
18.按照權(quán)利要求17所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，第二色光為紅光，而第三色光則可選擇為黃光和綠光其中之一。
19.按照權(quán)利要求17所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括一供電基板，供電基板的上表面設(shè)有可與該第二A發(fā)光元件的第一電極電連接的第一供電電路、可與該第二A發(fā)光元件的第二電極電連接的第二供電電路、可與該第二B發(fā)光元件的第一電極電連接的第三供電電路、可以該第二B發(fā)光元件的第二電極電連接的第四供電電路。
20.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件的下表面可固設(shè)有多個第一發(fā)光元件。
21.按照權(quán)利要求20所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件以兩個為較佳，并可定義為第一A發(fā)光元件和第一B發(fā)光元件，分別固設(shè)于該第二發(fā)光元件下表面的不同兩側(cè)邊，而第一A發(fā)光元件可產(chǎn)生第一色光，第一B元件可產(chǎn)生第四色光。
22.按照權(quán)利要求21所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，第二色光為紅光，而第三色光為綠光。
23.按照權(quán)利要求21所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光和第二色光可以都為藍(lán)光，而第三色光為黃光。
24.按照權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件的上表面還設(shè)有一反光層。
25.一種白光發(fā)光元件，其特征在于，包括有至少一第一發(fā)光元件，包括有一透光基板，在透光基板的上表面設(shè)有第一材料層，第一材料層的上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間自然形成可產(chǎn)生第一色光的PN界面，而且，第一發(fā)光元件中還設(shè)有至少一延伸凹槽和至少一隔離凹槽，而延伸凹槽和隔離凹槽可貫穿第二材料層和部分第一材料層，隔著隔離凹槽并在第二材料層的部分上表面分別設(shè)有第一電極和第二電極，而延伸凹槽內(nèi)設(shè)有可與第一電極和第一材料層電連接的延伸電極，而且，透光基板的下表面還設(shè)有透光導(dǎo)電層；以及至少一第二發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的下表面可通過至少一導(dǎo)電粘結(jié)凸點(diǎn)與該透光導(dǎo)電層相互粘結(jié)，該透光導(dǎo)電凸點(diǎn)可與透光基板的下表面相互粘結(jié)，而該第一材料層的上表面固設(shè)有第二材料層，第一材料層和第二材料層之間自然形成可產(chǎn)生第二色光的PN界面，而且，第二材料層的部分上表面設(shè)有第一電極，而在該透光導(dǎo)電層上設(shè)有第二電極。
26.按照權(quán)利要求25所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括一供電基板，其一表面分別設(shè)有第一供電電路和第二供電電路，第一供電電路可與該第一發(fā)光元件的第一電極電連接，而第二供電電路則與該第一發(fā)光元件的第二電極電連接。
27.按照權(quán)利要求25所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該導(dǎo)電粘結(jié)凸點(diǎn)也可以是一導(dǎo)電粘結(jié)層。
28.按照權(quán)利要求25所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件和該第二發(fā)光元件可分別為氮化合物、四元化合物和三元化合物其中之一的材料制成。
29.按照權(quán)利要求26所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件以倒裝芯片方式固設(shè)于該供電基板的第一供電電路和第二二供電電路上。
30.按照權(quán)利要求25所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光、而該第二色光為黃光。
31.按照權(quán)利要求25所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該隔離凹槽也可設(shè)計為一延伸絕緣層，該延伸絕緣層設(shè)于該延伸凹槽內(nèi)，并在延伸絕緣層之間再設(shè)有該延伸電極。
32.一種白光發(fā)光元件，其特征于，包括有至少一第一發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的部分上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間自然形成有可產(chǎn)生第一色光的PN界面，而且，在第一材料層的部分上表面設(shè)有第一電極，在第二材料層未被第一材料層覆蓋的部分上表面再設(shè)有第二電極，在第二電極的上表面還設(shè)有一透光導(dǎo)電層；以及至少一第二發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的下表面可通過至少一導(dǎo)電粘結(jié)凸點(diǎn)與該透光導(dǎo)電層相互粘結(jié)，該透光導(dǎo)電凸點(diǎn)可與透光基板的下表面相互結(jié)合，而該第一材料層的上表面固設(shè)有第二材料層，第一材料層和第二材料層之間自然形成可產(chǎn)生第二色光的PN界面，而且，在第二材料層的部分上表面設(shè)有第一電極，而在該透光導(dǎo)電層上設(shè)有第二電極。
33.按照權(quán)利要求32所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該導(dǎo)電粘結(jié)凸點(diǎn)也可以是一導(dǎo)電粘結(jié)層。
34.按照權(quán)利要求32所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光是藍(lán)光，而該第二色光是黃光。
35.一種白光發(fā)光元件，其特征在于，包括有至少一第一發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的部分上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間自然形成有可產(chǎn)生第一色光的PN界面，而且，第一發(fā)光元件中設(shè)有至少一延伸凹槽和至少一隔離凹槽，而延伸凹槽和隔離凹槽可貫穿第二材料層和部分第一材料層，隔著隔離凹槽并在第二材料層的部分上表面分別設(shè)有第一電極和第二電極，而延伸凹槽內(nèi)設(shè)有可與第一電極和第一材料層電連接的延伸電極；以及至少一第二發(fā)光元件，包括有第一材料層，第一材料層的上表面再設(shè)有第二材料層，而第一材料層和第二材料層之間自然形成可產(chǎn)生第二色光的PN界面，而且，在第一材料層的下表面設(shè)有第一電極，而在第一材料層的部分上表面設(shè)有一透光絕緣層，透光絕緣層的上表面再設(shè)有可與該第一發(fā)光元件的第一電極電連接的第一供電電路，第一材料層上表面未被該透光絕緣層覆蓋的部分位置設(shè)有第二電極，第二電極可與該第一發(fā)光元件的第二電極電連接。
36.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括有一透光基板，固設(shè)于該第一發(fā)光元件的第一材料層的下表面。
37.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，還包括有一導(dǎo)電基板，固設(shè)于第二發(fā)光元件的第一材料層的下表面和其第二電極之間。
38.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件可以由氮化合物、四元化合物和三元化合物其中之一的材料制成。
39.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件以倒裝芯片方式固設(shè)于該第二發(fā)光元件的上表面。
40.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件的第一電極和第二電極具有近似的同一水平高度。
41.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光和第二色光為互補(bǔ)光。
42.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，而該第二色光為黃光。
43.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該隔離凹槽也可設(shè)計為一延伸絕緣層，該延伸絕緣層設(shè)有該延伸凹槽內(nèi)，并在延伸絕緣層之間再設(shè)有該延伸電極。
44.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件的下表面還設(shè)有一反光層。
45.按照權(quán)利要求35所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第二發(fā)光元件的上表面還固設(shè)有多個第一發(fā)光元件。
46.按照權(quán)利要求45所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一發(fā)光元件以兩個為最佳，并可定義為第一A發(fā)光元件和第一B發(fā)光元件，分別固設(shè)于該第二發(fā)光元件的上表面的不同兩側(cè)邊，而第一A發(fā)光元件可產(chǎn)生該第一色光，第一B發(fā)光元件可產(chǎn)生第四色光。
47.按照權(quán)利要求46所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，第二色光為紅光，而第四色光為綠光。
48.按照權(quán)利要求46所述的白光發(fā)光元件，其特征在于，該第一色光為藍(lán)光，第二色光為黃光，而第四色光為紅光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，特別是涉及一種通過多個互補(bǔ)色光的混合產(chǎn)生白色光源的白光發(fā)光元件，其主要是在可投射出第一色光的第一發(fā)光元件表面固設(shè)至少一可投射出第二色光或第三色光的第二發(fā)光元件，通過垂直排列混合互補(bǔ)的第一色光和第二色光產(chǎn)生較為均勻的白色光源，而第二發(fā)光元件中包括第一材料層和第二材料層，并設(shè)有至少一延伸凹槽和一隔離凹槽，延伸凹槽和隔離凹槽可貫穿第二材料層和部分第一材料層，隔著隔離凹槽在第二材料層的部分表面分別設(shè)有第一電極和第二電極，并且在延伸凹槽內(nèi)設(shè)有可與第一電極和第一材料層電連接的延伸電極，這樣，第一電極和第二電極可自然形成同水平高度，從而有利于后續(xù)工藝的進(jìn)行和產(chǎn)品合格率的提高。
文檔編號H01L33/00GK1588654SQ20041005727
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月30日
發(fā)明者林明德, 林三寶 申請人:光磊科技股份有限公司