TW201013980A - Light-emitting chip and light-emitting apparatus having such a light-emitting chip - Google Patents

Description

201013980 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光晶片，其具有 a) 至V |冑體結構，該半導體結構在被施加電壓 時會發光’且包括至少一接合區； b) 用於承載該半導體結構之載體基板。 本發明此外亦關於一種發光裝置，其具有 ❹ ❹ a)至y半導體結構’該半導體結構在被施加電昼 會發光’且包括至少一接合區，· )至>、可與$壓源相連的連接裝置，該連接裝置 與該半導體結構之接合區導電相連。 【先前技術】 此類發光曰曰片内所用之由晶圓材料構成的半導體結構 通常藉由習知的光微影法及/或乾式_法安裝在載體基板 (例如藍寶石玻璃層）上。純晶圓材料極易碎，故發光晶 片透過該㈣基㈣得錢械較性。為能料導體結構 應用在發光元件内’須將結構如上的單個或多個半導體社 構連同相應數量之載體基板一起切割成單個發光晶片^ =LED晶Μ )’藉此可將其以單個發光晶片之形 在發光裝置内。 裝 單個半導體結構或單個發光晶片須在專⑽生 内藉由接合裝置以習知方式進行配線，其巾，將可盘電壓 源相連的連接線直接與半導體結構之其中_接合區相接。 201013980 所用之接線極薄極脆，故須在該接合過程結束後立即封裳 LED晶片，以便對該線接合進行保護。 若需將多個採用-定布置方式之單個半導體結構或發 光晶片彼此相接（例如串聯或並聯），則情形將更為複雜， 為此須將第一半導體結構之其中一接合區與第二半導體沾 構之其中—接合區相接。在此情況下，藉由極細之接線所。 建立的接合报快即會到達其極限。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種開篇所述類型的發光晶 片，該發光晶片更易於操作，製成後亦更易於安裝。曰日 ，開篇所述類型之發光晶片而言，達成該目： 万案如下： 、a。）肖载體基板在至少—突出在該半導體結構之外的 平面區上具有一接觸層，該接觸層與該半導體結構之接合 區導電相連。 α 故載體基板之有效表面不僅用於容置半導體結構，亦 用作接觸層之基底。藉由此接觸層可為發光晶片進行電氣 :右該接觸層足夠大，則可藉由較之細 更穩定之電連接來進行此種配線。 更了靠及 構之=者係將該接觸層布置在載體基板突出在半導體結 ::平面區上。藉此可使接觸層具有與半導體結構之 …玄接觸層相連的接合區相同的空間定向。 本發明之有利改良方案由各附屬項給出。 201013980 根據有利方案’該接觸層基本平行於半導體結構之與 、 該接觸層相連的接合區延伸。 就該發光晶片的製造而言，有利者係藉由對金屬或金 屬合金（特定言之為銅合金、金合金、銀合金或鋁合金） 進仃真空沈積獲得該接觸層。在此情況下可採用習知技術。 就該發光晶片在發光元件内的後續安裝而言有利者 1使該接觸層提供_接觸面，該接觸面之面積佔該半導體 結構之最大有效界面之面積的約2〇%至約8〇%，較佳約鳩 至:抓’更㈣4G%至約帆，尤佳約5Q%。藉此可提 ^、相對於半導體結構之大小而言易於接觸的接觸面。 :由下述方式可在該接觸層與一接合區之間建立良好 區2的電連接’即：該接觸層藉由導電材料片與該接合 其中’若該材料片包含金屬粒子 或銀粒子或其混合…㈣。。之為銅粒子 ©更佳者係為，該等金 言之為一八金屬粒子均勻分布在一基材（特定 :—組分材料’較佳為二組分 枓片可以習知方式壓印在發光晶片上。 此種材 作為替代方案，該扯 合金（特定言之為銅片可有利地藉由對金屬或金屬 行真空沈積而獲得。 I合金、銀合金或鋁合金）進 就該發光晶片之機械 田 體基板之厚度為該半導戰谷1而言，有利者係使該載 倍，較佳為20倍至約3〇Τ構之高度的約10倍至約60 七。在將藍寶石破璃用作載體基 201013980 板之情況下’藉此特定言之可使該發光晶片滿足機械穩定 性方面的較高要求。 本發明之另一目的在於提供一種開篇所述類型的發光 波置’该發光裝置就安裝在其内部的發光晶片而言不易受 損。 就開篇所述類型之發光裝置而言，達成該目的之解決 方案如下： c) 設置有至少一如請求項1至10中任一項之發光晶 片； d) 該連接裝置與該發光晶片之接觸層導電相連。 在此情況下’可藉由該連接裝置及該接觸層透過穩定 及持久的連接為該發光晶片進行電氣配線，而無需再藉由 細接線直接透過半導體結構之接合區來進行該電氣配線。 根據有利方案，該發光晶片由一印刷電路板承載，其 中，該連接裝置設計為該印刷電路板上的連接片。單獨— 個P刷電路板上特定言之可布置多個發光晶片，藉此可實 現高亮度模組。 若設置一光導元件，且以某種方式布置發光晶片，使 其所發出的光被導入該光導元件，則可取得良好的大面積 照明效果。 若需對一物件進行平面照明，則有利者係將該光導元 件設計成板狀。纟此情況下可將發光^晶片布置在該光導元 件之窄面的側旁，藉此可將該導光板的整個主表面用作光 源。 _ 201013980 作為替代方案，亦可將發光晶片布置在該光導 主表面上的槽内》 件之 根據有利方案，在該發光晶片的至少一側對 至>、局部分布的反射層，該反射層朝光導 = 反射發光晶片所發之冰 叶 ^ σ丨之方向 ，一. 藉此可對發光晶片所發出的光推 订有效利用。 j九進 ❹ 在此情況下，藉由光導材料使發光晶片與 少部分耦合，亦為有利之舉。 导兀件至 右该光導材料為;g夕材粗，姓a 材枓特疋S之為矽油，則同時亦 可為發光晶片散熱。 右"該發先晶片所癖^ aU AA 'ri> Ε μ — I之光的波長與預期波長不符，則可 :"下述方式對3波長進行調節，即：該發光裝置包括一 發光材料層’該發光材料層内較佳均勾分布有磷光粒子， 3玄等鱗光粒子吸收路杏曰^ %找 發先曰曰片所發之光，自身則發其他波長 的光。 ”此種碟光粒子含磷，會將落在其上的輻射吸收，並以 I 其他（更長）波長發射輻射。因此，藉由對磷光 粒子或磷光粒子混合物進行適當選擇，可將發光晶片所發 出的輻射轉變為具有其他光譜的輻射。 根據有利方案，若該發光晶片與散熱元件導熱相連， 則可促進該發光晶片的散熱。 釦至^ 半導體結構發第一顏色的光，至少一半導體 結構發第二顏色的光’至少—半導體結構發第三顏色的 光，則可藉由該發光裝置產生多種混色的光。 9 201013980 其中，若該第 ，該第—顏色為綠色，該 藉由此種方式基本上可產 顏色為紅色 第三顏色為藍色’則特別有利。 生可見光譜之全部顏色的光。 【實施方式】 圖1及圖2展矛 _ 下一整體用10表示的發光晶片，該發光 晶片包括一半導體级m , 賤〜構12。半導體結構12由三層構成。 圖斤’、&層Η係一 η型層，由n-GaN或n-InGaN 16 MQW^oMQW#, Multiple Quantum WeU (多里子井）’’之簡稱。MQW材料構成一超晶格，該 超晶格具有隨超晶格結構發生變化的電子帶結構，且相應 以其他波長發光。藉由對該MQW層進行選擇，可對該p_n 半V體^構12所發出之輻射的光譜施加影響。頂層1 8由p 型III_V半導體材料（例如p-GaN)製成。 半導體結構12具有一從俯視角度看呈卩形的環行梯級 20’其梯級面22與]MQW層16間隔一定距離。在此情況下， η型層14在梯級面22區域内側向突出在MqW層丨6及p 型層1 8之外。梯級面22被一相應呈u形的真空沈積印刷 導線24覆蓋’該印刷導線24具有兩個平行延伸的並聯印 刷導線24a、24b及一垂直於此兩個印刷導線延伸的印刷導 線24c (參見圖2 )。印刷導線24c構成一用於接合„型層 14的η型接合區。 為能對ρ型層1 8進行接合’除被υ形印刷導線24包 圍的區域26外’該ρ型層之頂面上亦設置有真空沈積印刷 201013980 導線28，該印刷導線構成一用於接合p型層丨8的p型接合 區。在p型層18之表面有三條印刷導線3〇a、3〇b、自 導電面28並排延伸至p型層18之區域26内。如圖2所示， 兩條外側印刷導線3〇a及30c之自由端分別朝中間印刷導線 30b方向彎曲90°。

用於接觸半導體結構12之該等印刷導線的布局可根據 具體應用領域及該半導體結構之功率發生變化且可以習 知方式與相關要求相匹配。原則上任何一種施加電壓時會 發光的半導體結構均可安裝在發光晶片1〇中。 半導體結構之區域26的面積為28”mx28〇_至 刪_。半導體結構12之高度為約5_至1〇 μηι。 '炸两蚵荆金合金進行直 沈積而獲得。作為替代方索 〇 , 督代方案亦可使用銀合金或鋁合金 α在η型接合區24c及p型接合區9 ^ £ 28之區域内使用經摻 φ 、金，以便連接P型層或η型層。 半導體結構12由一裁辦美也μ 為亦mu 載體基板32承載。載體基板32 為亦稱剛玉玻璃（Al2〇3玻璃）” ^ 藍窨；涵B丨 的藍寶石玻璃。若使 監寶石玻璃，則該载體基板32之 但亦可採用其他厚度，例如介二…丄°0叫至1 的厚度。以半導體結構12之高度為炎昭㈣與600叫之 厚，則發丼日η ,Λ A 又馮參照，载體基板32 則發先曰曰片10愈堅固，後續使 明單元）時貝彳t & % $ 特別是將其裝入j 之高度與載體基板32之厚度之間半導體結構】

’刊比例為1:1 0左右J 201013980 1 : 6 0左右 較佳為1:20左右至1:3〇左右。 作為替代方案’載體基板32亦可由非摻雜晶圓材料構 成，半導體結構12藉由習知技術安裝在該晶圓材料上。在 此情況下’半導體結構ί2與載體基板32相連成一整體。 載體基板32在印刷導線24a 一側及印刷導線24b 一側 與半導體結構12齊平。载體基板32在p型層18之p型接 合區28 一側及n型層14之η型接合區24C —側則分別藉由 第一^平面區34及第二平面區36突出在半導體結構Μ之外。 ❹ 该載體基板在料平面區34及36上分別具有用銅金 合金真空沈積製成的第-接觸層38及第二接觸層你作為 替代方案’接觸層38、40亦可採用銀合金、鋁合金或金， 或視情況採用經摻雜的金。 第-接觸層38 II由由導電材料構成之第一材料片芯 :半導體結構12之？型接合區28導電相連。與之相應， 接觸層4〇藉由由導電材料構成之第二材料片44與半 體結構12之η型接合區％導電相連。第一及第二材料 2 44可藉由對黏性導電材料進行硬化處理而獲得。 材料片42、44之材料内可均句分布銅粒子或銀粒 、混合物。可將二組分材料（如二組分黏著劑）用作材料 月42 ' 44之基材。 :乍為替代方案，亦可藉由對銅金合金、銀合金或銘合 進行真空沈積獲得材料片 ^ 金製造材料片42、44。 44’或視情況用㈣雜的 除去被第一及第二材料片42'44覆蓋的區域不算，第 12 201013980 及第一接觸層38及40仍具有較大之第一接觸面46及第 接觸面48。實踐結果表明，若此兩個接觸面之面積佔半 導體、、、°構12之最大有效界面之面積的約20%至約80%，較 1 ’勺30/。至約7〇% ’更佳約至約’尤佳約別％， 則特別有利’在本實施例中，該最大有效界面係由η型層 14朝向载體基板32的外表面5〇(參見圖規定。第一及

第二接觸面46、48在此處所示之實施例中大小不同，但亦 可同樣大。 在通向半導體結構12之Ρ型接合區28的第一接觸層 38及第—材料片42與半導體結構η之間設置有一介電質 52,該介電質可防止半導體結構12之各層14、16及18之 間產生導電連接。 藉由以上措施整體上可將發光晶片1〇構建成相當堅固 的結構單元，該結構單元可藉由其ρ及第二接觸面46及 48與電壓源相連。 '圖3及圖4展示一改良發光晶片1〇，，其中該改良發 光晶片與發光晶片1G之元件相同的元件用相同㈣符號表 示。發光晶片10，具有兩個彼此串聯之半導體結構…及 12b’為此須藉由第三材料片54將圖3及圖4所示之左側 半導體結構⑽印刷導線24c與第二半導體結構⑶之導 電面28相連，該第三材料片跨越此兩個半導體結構12a及 之間的距離。該距離之數量級為⑽第三材料片 則由上文針對第一及第二材料片42及44所說明之材料 中的一種構成。 13 201013980 據此在發光晶片ίο,中，帶有第—接觸面46的第一 接觸層38布置在半導體結構⑵之㈣接合區28—側的旁 邊，帶有第二接觸面48的第二接觸層4〇布置在半 構1 2b之n型接合區24c —側的旁邊。 圖5展示—第一發光單元56。該發光單元“具有三個 並聯發光晶片l0a、1〇b及1〇c。為此須藉由剛性或柔性之 第—連接片58使此三個發光晶片10a、1〇b、1〇c的第—接 觸層38彼此導電相連。為此須將第—連接片58與此三個 發光晶片10a、l0b、1〇c的第一接觸面46焊接起來或藉由❹ 習知之黏性導電膏將其黏接起來。與之相應，此三個發光 晶片l〇a、l〇b' 10c的第二接觸層4〇亦藉由同樣為剛性或 柔性之第二連接片6〇彼此導電相連。為此須將第二連接片 60與此二個發光晶片1〇a、1〇b、1〇c的第二接觸面竹焊接 起來或在其之間建立導電黏接連接。 圖6展示一經改良的第二發光單元62,在該發光單元 中，四個發光晶片l〇a、l〇b、10c及10d以上述方式彼此並 聯。與圖5所示之第一發光單元56的不同之處在於在該 ❹ 第二發光單元60中，每隔一個發光晶片即有一發光晶片作 為第一發光晶片10a及l〇c或1 〇b及l〇d在連接片58及6〇 之另一面與該等連接片相連。藉由此種方式可相對於第一 發光單元56提高發光元件62在空間内的發光效率。其中， 發光晶片10a及10c所採用的布置方式使其接觸面46及48 與發光晶片1 Ob及10d之有效面50指向相同方向。 圖7展示一第三發光單元64。在該發光單元中，= 14 201013980 發光晶片H)a、H)b及！ 0c藉由兩個印刷導線⑹、⑽彼此 串聯。發光“ H)a之第一接觸層38與第—連接片“相 連’第三發光晶片10c之第二接觸層4〇與第二連接片 相連。該等連接片68及70隨後可盥雷厭.s 思1无j輿電壓源之終端線夾連 接。 圖8、圖9及圖1〇展示-第四發光單元72,該發光單 兀具有-狭長的剛性印刷電路板74,該印刷電路板由塑料 e ❷ 構成，且配有多個發光晶片1〇，附圖對其中三個發光晶片 10a、10b及l〇c進行了圖示。 印刷電路板74具有多個等距分布的穿孔％，該竿穿孔 之大小足以在其内部各安置一半導體結構Η。 在印刷電路板74之接觸面78上，穿 z 牙札7 6之間安梦右 U形印刷導線80，該算印刷邋砬叮p丄 裝有 〜印刷導線可藉由對銅金合金、銀合 ' "進仃真空沈積而獲得。在印刷電路板74 末端區域内各設置有—狹長連接片82，圖8至圖 ： 中一連接片進行了圖示。 對 發光晶片10在印刷電路板74上之布置方式如 半導體結構12分別伸人—穿孔76 (參見圖8)内，下.其 印刷導線80及連接片82彼此串聯。若印刷導 且错由 用適當之延伸方十、相應採 方式，則自然亦可將該等發光晶片1〇 圖1〇所干本总並聯。 斤者係為印刷電路板74與其連接面7 面84的俯相4目對一 。在Ρ刷電路板7 4上存在該等穿孔 況下，第四路本留- 6之情 發先单tl 72亦可透過該面發光。 圖11展示-第五發光單元86，其中 放尤早7L與第 15 201013980 四發先早疋72之元件相同的元件用相同元件符號表 第五發光單元86中’兩個發光晶片1〇a及⑽藉 —

個U形印刷導線8G及連接片82彼此串聯。u形印刷 80之基邊80a的長度大於第四發光單元”之印刷導線⑽， 故側邊80b及80c之間的距離亦大於第四發光單元μ之运’ 刷導線80。印刷電路板74在側邊8〇b及8〇c之間具有—17 孔88’藉此可在製造印刷電路板74時達到節省材料之目的穿 圖12展示一第六發光單元9〇,該發光單元與第五發光 單元86基本相同，但其具有三個藉由印刷導線8〇及連接 片82彼此串聯的發光晶片1 〇a、1 〇匕及1 〇c。 圖13及圖14展示一帶發光結構94的第一照明單元 92，該發光結構包括一用於承載發光單元％的緊固件％， 該發光單元可由第一至第六發光單元56、62、64、72、86 或90中的任意一種發光單元構成。發光結構94以習知方 式與電壓源連接，故此處不再加以贅述。

照明單元92包括一由透明丙烯酸玻璃構成的平直導光 板98。導光板98亦可由其他的均勻透光材料製成，例如玻 璃或環氧樹脂。導光板98較佳呈清晰透明狀。 導光板98在其窄面1〇〇上具有一殼體1〇2，該殼體具 有一呈拋物線狀彎曲的殼體壁丨〇4及多個此處未專門用元 件符號表示的端壁，該殼體壁及該等端壁界定一内腔1〇6。 發光結構94布置在該内腔中。 殼體102之内腔106内充滿如圖14所示之液態矽油1〇8 形式的光導液體’該光導液體用於將發光結構94所發射的 16 201013980 光導向導光板98之窄面100。該矽油1〇8同時亦將發光結 構94所產生的熱量向外導散至殼體1〇2之殼體壁。 發光結構94之緊固件96係用導熱性能良好的材料製 成，且與殼體壁104導熱耦合，該殼體壁自身亦由導熱性 能良好的材料構成。殼體壁1〇4在其外表面11〇具有一散熱 元件112 β亥政熱元件吸收熱量，並將其向外排放到周圍環 境中。 殼體22之内表面114配有-反射層116,藉由該反射 層亦可將發光結構94朝導光板98之反向發射的光反射到 該導光板或其窄面100上。圖14用箭頭118對此進行了圖 示。 導光板98之窄面100上布置有一耦合裝置12〇 ’其外 側由殼體102界定。該耦合裝置包括一與導光板％之窄面 100直接相鄰的透鏡板122，該透鏡板係用丙烯酸玻璃製 成，包括多個平凸聚光透鏡124。該等聚光透鏡124將發光 _ 結構94所發出的光對準導光板98。 耦合裝置120此外亦包括一發光材料層126，若朝導光 板98之窄面100方向觀之，該發光材料層係布置在透鏡板 122之則。該發光材料層包括精細之磷光粒子1 28 ,該等磷 光粒子均勻分布在一未專門用元件符號表示的矽油内。磷 光粒子128係用具有色心之透明固體材料製成。碟光粒子 128亦可為多種不同類型之磷光粒子的混合物。 該等發光晶10之由p-GaN/n_InGa_成的半導體结 構12被施加電壓時會發紫外光及42〇11111至48〇nm之波長 17 201013980 $巳圍内的藍光。藉由對磷光粒子或填光粒子混合物進行適 當選擇’可將發光結構94發出的帛射轉變為具有與預期光 譜匹配之光譜的輻射；|例而言’藉此可產生白光。若不 採用發光材料層126，則照明單元92發藍光。 耦合裝置120此外亦包括一薄丙烯酸板13〇，藉由該丙 稀酸板可避免發光材料^ 126之含攝光粒子128的石夕油與 殼體1 02之内腔丨〇6中的矽油發生混合。 在第一照明單元92之此處未專門進行圖示的改良方案 中，導光板98之其他窄面上亦以相同方式布置有發光結構❹ 94 ° 殼體102之如圖14所示之截面的實際寬度可介於幾 mm 〃好；cm之間，藉此可使該殼體配合相應厚度之導光 板98共同發揮作用。該厚度向上亦可達到3咖，但亦可根 據預期應用採用3 cm以上之厚度。 圖15展不一第二照明單元i32，該照明單元與第一照 明早70 9 2之元件相同的元件用相同元件符號表示。 如圖15所示，發光結構94布置在一槽ι34内，該槽❹ 設置在導光板98之主表面136。每個槽壁138、14〇上均設 置有一耗合敦置12〇。槽底142上安裝有反射膜144，在導 光板98内。p落在反射膜114上的轄射會被該反射膜反射回 導光板9 8内。 槽底142上没置有兩個朝該槽底傾斜延伸的反射面丨46 及148’該等反射面相交於槽134之中心，並自此處朝反射 膜144方向延伸。 18 201013980 槽134被一護羞〗4 更盍150封閉，發光結構％之緊固件％ 穿過該護蓋與安襞在〇。 t 導先板98外側的散熱板152導熱相 連。 槽134内充矽油， ”玄石夕油將發光結構94所產生的 熱量朝護蓋150方向導散。鳟某 口隻疏150在其指向槽底m2 — 侧具有一反射層154。蕤由应虹二 猎甶反射面146、148及反射層154 可使發光結構94朝盆妯古a政，… ，、他方向發出的輻射轉向耦合裝置120 或槽壁138、140。圖μ田本_ ,友

_ 用表不輻射傳播的箭頭丨丨8對此進 行了圖示。 藉由接觸層38及40及其所提供的接觸面46及48可 對發光晶片H)進行電氣配線，而無需㈣易損之線接合。 與電氣系統之間的連接可藉由更安全之方法及更可靠之電 連接（例如焊接法及焊接連接）而實現。 發光晶片1〇、10,之堅固度使其在可操作性方面可與電 子領域之習知SMD器件（例如電阻器或電容器）相媲美。 藉由接觸層38及40並結合材料片42及44可實現極 佳之散熱效果’故視情況亦可在使用發光晶片ι〇、1〇，時不 採：如照明單it 9…32所採取的導熱液體散熱措施。根 據改良方案，為此可視情況將接觸層38及40與一散熱 元件導熱相連。 相對於半導體結構12之輻射面而言，發光晶片1〇、 之輻射面因載體基板32之存在而有所增大。該載體基板透 過其遠離半導體結構丨2的整個外表面發光。視情況可對此 表面進行糙化處理，以便進一步對散射效應加以利用。 19 201013980 與傳統LED 各發光單元56、 結論。 不同’發光晶片10、10,係為獨立 62、64、72 ' 86或90的圖示中 器件，自 可得出此 叮將多個發光晶片1〇、1〇,以任意方式彼 獲得無限之實際應料能性。 接從而 實際應用日卑，¥ 用日可亦可在不設置導光板98之情況下對 13及圖14之袼出r对如圖 之發先早疋92或如圖15之發光單元132進行使

It况下，可使散熱元件112或152及相關殼體與罝 ❿ 體%<境條件匹配’從而實現對該等元件的定製。 ’、 發光單元56、62、64、72、86及90内均存在多個發 光晶片1〇。該等發光晶片可具有發紅光、綠光及藍光之不 同半導體結構12 ’在此情況下’發光單元56、62、64' 72 ' 86 = 即構成RGB發光單元。若照明單元92或132之發 光单凡95係由此種RGB發光單元56、62、64、72、％或 ❹ 90構成則可在照明單元92或丨32内放棄使用帶磷光粒子 128的發光材料層126 ’而代之以擴散層156，該擴散層通 命以溥膜形式出現。圖14及圖15用帶括號的元件符號156 對此進行了圖示。在此情況下’藉由將發射相應之光的發 光晶片1 0的紅光、綠光及藍光混合，即可產生白光。 根據另一未專門加以圖示的改良方案，層126由碎油 構成’不含磷光粒子128 ’視情況可附加設置擴散層156。 藉由對紅光發光晶片1〇、綠光發光晶片或藍光發光 晶片1〇進行相應控制，基本上可產生任意顏色的光。 根據一實施例，在將發光單元56、62、64、72、86或 20 201013980 9〇汉a十A RGB發光單元之情況下，兩個相鄰發光晶片ι〇 彼此間隔3 mm至7 mm布置，較佳彼此間隔5麵布置。 右單色發光晶片10僅能沿一方向發光，則亦可將該等 發，晶片交替布置在一載體介質的相對^上，從而使發 光單元95可朝所有空間方向發光。 在用RGB發光單元95構建照明裝置92及132之情況 下，可使用多個每個功率在i瓦以上的發光晶片1〇，而無 需採取辅助措施來確保紅％、綠光及藍光之均勾混合及該 混光在導光板98内之有效導入。使用傳統之高效發^二極 體時，往往須用複雜設備對單個發光晶片所發之光進行混 合’方能實現均勻的複輻射。 【圖式簡單說明】 、圖1為一帶半導體結構之發光晶片之第一實施例的側 視圖； 圖2為圖1所示之發光晶片的俯視圖； 圖3為該發光晶片之第二實施例的側視圖其中，該 發光晶片包括兩個半導體結構； 圖4為圖3所示之發光晶片的俯視圖； 圖5為第一發光單元之俯視圊，該發光單元包括三個 圖1所不之發光晶片，該等發光晶片藉由兩個連接片彼 此並聯； —圖6為第二發光單元之俯視圖，其中，四個如圖"斤 不之發光晶片交替布置在兩個連接片的相對兩面上； 21 201013980 圖7為第三發光單元之俯視圖，該發光單元包括三個 如圖1所示之發氺a μ » β 6 , r九日日片’ S亥專發光晶片彼此串聯； 為第四發光單元沿圖9及圖10之切割線 截取的剖視圖，該益·^止U / 發光早7C之印刷電路板的其中一面上配 有多個如圖1所示之發光晶片； 圖9為如圖8所示之印刷電路板配備發光晶片之接觸 面的俯視圖；

圖1〇為如圖8所示之印刷電路板與該接觸面相對一面 的俯視圖； Q 圖π為第五發光單元之如圖9所示的俯視圖； 圖12為第六發光單元之如圖9及圖11所示的俯視圖； 圖13為一帶導光板之發光元件的俯視圖’藉由發光單 元將光導入該導光板之邊緣内； 圖Μ為如圖π所示之發光元件沿圖13之切割線 XIV-XIV截取的剖視圖；及 圖15為一帶導光板之改良發光元件的剖視圖，其中， 一發光單元布置在一導光板的槽内。 φ 【主要元件符號說明】 1 〇 :發光晶片 10':發光晶片 10a :發光晶片 10b :發光晶片 10c :發光晶片 22 201013980 l〇d :發光晶片 1 2 :半導體結構 12a :半導體結構 12b :半導體結構 14:底層/η型層 16 :中間層/MQW層 1 8 :頂層/ρ型層 20 :梯級 參 22 :梯級面 24 :印刷導線 24a :印刷導線 24b :印刷導線 24c :印刷導線/η型接合區 26 :區域 28 :印刷導線/導電面/ρ型接合區 3 0 a .印刷導線 m w 30b :印刷導線 3 0 c .印刷導線 32 :載體基板 34 :平面區 36 :平面區 38 :接觸層 40 :接觸層 42 :材料片 23 201013980 44 ·材料片 46 :接觸面 48 :接觸面 50 :外表面/有效面 52 :介電質 5 4 ·材料片 56 :發光單元 58 :連接片

60 :連接片 62 :發光單元/發光元件 64 :發光單元 66a :印刷導線 66b :印刷導線 68 :連接片 70 :連接片 72 :發光單元

7 4 :印刷電路板 76 :穿孔 7 8 :印刷電路板之接觸面/連接面 8 0 .印刷導線 80a :基邊 80b :側邊 80c :側邊 82 :連接片 24 201013980 84 :印刷電路板的面 86 :發光單元 88 :穿孔 90 :發光單元 92 :照明單元/發光單元/照明裝置 94 :發光結構 95 :發光單元

96 :緊固件 9 8 :導光板 100 :窄面 102 :殼體 104 :殼體壁 1 06 :内腔 I 0 8 :矽油 110 :外表面 II 2 :散熱元件 114 :内表面 11 6 :反射層 11 8 :箭頭 120 :耦合裝置 122 :透鏡板 124 :聚光透鏡 126 :發光材料層 1 2 8 :構光粒子 25 201013980 1 3 0 ··丙烯酸板 132 :照明單元/發光單元/照明裝置 134 :槽 136 :主表面 1 3 8 :槽壁 140 :槽壁 142 :槽底 144 :反射膜 1 4 6 :反射面 148 ··反射面 150 :護蓋 152 :散熱板/散熱元件 1 5 4 :反射層 156 :擴散層

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Claims (1)

1. 201013980 與98.5.2α提巾所送原文㈣專·圍一致者 七、申請專利範圍： - 1.一種發光晶片，其具有 a) 至少-半導體結構（12)，該半導體結構在被施加 電壓時會發光’且包括至少一接合區（28，24c); b) 用於承載该半導體結構（12)之載體基板（32)， 其特徵在於， Ο該載體基板（32)在至少一突出在該半導體結構 (12)之外的平面區（34, 36)上具有一接觸層（38，4〇)， ^ 該接觸層與該半導體結構（12)之接合區（28, 24c)導電 相連。 2.如申請專利範圍第1項之發光晶片，其中， 該接觸層（38，40)基本平行於該半導體結構（12) 之與該接觸層相連的接合區（28，24c)延伸。 3·如申請專利範圍第1或第2項之發光晶片，其中， 該接觸層（38，40)係藉由對金屬或金屬合金（特定 Q之為銅°金'金合金、銀合金或銘合金）進行真空沈積 _ 而獲得。 4·如申明專利範圍第i到第3項任—項之發光晶片，其 中， 接觸層（38，40 )提供一接觸面（46，48 )，該接觸 面之面積佔該半導體結構（12)之最大有效界面（5〇)之 面積的約20%至約_’較佳約则至約鳩，更佳約4〇% 至約60%，尤佳約5〇% >申D月專利範圍第1到第4項任-項之發光晶片，其 27 201013980 中， 該接觸層（38’ 4〇)藉由導電材料片（ 42, 44)與該 接觸層相連的接合區（28, 24c)相連。 6·如申蜻專利範圍第5項之發光晶片，其中， 忒材料片（42 ’ 44 )包含金屬粒子，特定言之為銅粒 子或銀粒子或其混合物。 7‘如申凊專利範圍第6項之發光晶#，其中， 一該等金屬粒子均勻分布在_基材内，該基材特定言之 為一二組分材料，較佳為二組分黏著劑。 瘳 8·如申請專利範圍第5項之發光晶片，其中， 一該材料片（42, 44)係藉由對金屬或金屬合金（特定 。之為銅合金、金合金、銀合金或鋁合金）進行真空沈積 而獲得。 9.如申請專利範圍第1到第8項任一項之發光晶片，其 中， 該載體基板（32)之厚度為該半導體結構（12)之高 度的約10倍至約60倍’較佳為2〇倍至約30倍。 ® 1〇. 一種發光裝置，其具有 a) 至少一半導體結構（12 )，該半導體結構在被施加 電壓會發光，且包括至少一接合區（28，24c ); b) 至少一可與電壓源相連的連接裝置（58，60 ; 68， 7〇; 82)，該連接裝置與該半導體結構（12)之接合區（28， 24c)導電相連， 其特徵在於， 28 201013980 c) 設置有至少一如申凊專利範圍第1至第10項中任 一項之發光晶片（10’ 10'); d) 該連接裝置（58 ’ 6〇 ; 68，70 ; 82 )與該發光晶 片（10，HT)之接觸層（38，40)導電相連。 11 _如申請專利範圍第1 〇項之發光裝置，其中， 該發光晶片（10，10’）由一印刷電路板（74)承載， 其中，該連接裝置（82 )設計為該印刷電路板（)上的 連接片（82)。 ❹ 12.如申请專利範圍第1〇或第I〗項之發光裝置，其中， 設置有一光導元件（98)，該發光晶片（1〇，1〇,)採用 使其所發出的光被導入該光導元件（98)的布置方式。 1 3 ·如申請專利範圍第12項之發光裝置，其中， 該光導元件（98)呈板狀，該發光晶片（1〇, 1〇,)布 置在該光導元件（12)之窄面（100)的側旁。 14·如申請專利範圍第12或第13項之發光裝置，其中， ® 該發光晶片（10，10，）布置在該光導元件（12)之主 表面（136)上的槽（134)内。 15. 如申請專利範圍第12到第14項任一項之發光 置，其中， δ亥發光晶片（10，1 〇，）的至少一側對面設置有一至少 =部分布的反射層（丨44，146，148)，該反射層朝該光導 件（98 )内部之方向反射該發光晶片（1〇，1〇')所發之 16. 如申請專利範圍第12項到第15項任一之發光裝 29 201013980 置，其中， 該發光晶片（10 ’ 10，）藉由光導材料（1〇8)與該光導 元件（9 8 )至少部分耦合。 17. 如申請專利範圍第16項之發光裝置，其中， 該光導材料（1 0 8 )為矽材料，特定言之為矽油。 18. 如申請專利範圍第12到第17項任一項之發光裝 置，其中， 該發光裝置包括一發光材料層（126)，該發光材料層 内較佳均勻分布有磷光粒子（丨28 )，該等磷光粒子吸收該 0 發光晶片（10，10’）所發之光，自身則發其他波長的光。 19 ·如申睛專利範圍第1 〇到第丨7項任一項之發光裝 置，其中， 該發光晶片（10，1〇，）與散熱元件（112 ; 152)導熱 相連。 20·如申請專利範圍第10到第19項任一項之發光裝 置，其中， 至少一半導體結構（12)發第一顏色的光，至少一半 ⑩ 導體結構（12)發第二顏色的光，至少一半導體結構（12) 發第三顏色的光。 2 1.如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中， 該第一顏色為紅色，該第二顏色為綠色，該第三顏色 為藍色。 30