CN100350643C - 具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件 - Google Patents
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Abstract
一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，该元件包括一导电基板；一发光叠层；一金属层形成于该导电基板上；一反射层形成于该发光叠层之上；一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料粘结该金属层及该反射层，该欧姆金属块分别与该金属层及该反射层形成欧姆接触。此结构可简化发光二极管制造工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，特别是涉及一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件。
背景技术
发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通号志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。在此技艺中，目前技术人员重要课题之一为如何提高发光二极管的亮度，另一重要课题为如何降低发光二极管的制造成本。
于台湾专利公告第474094号揭露一种发光二极管及其制法，利用一透明绝缘粘接层，将一发光二极管叠层与一透明基板接合在一起。由于粘接层不导电，因此该先前技艺方法仅适用于两电极位于同一侧的发光二极管，无法应用于电极位于发光二极管上下表面的发光二极管。又由于两电极需位于同一侧，因此制造工艺中须加上蚀刻的步骤，将部分的发光二极管叠层移除，不仅浪费材料，同时增加制造工艺的复杂性。
发明内容
本申请发明人于思考如何解决前述的缺点时，获得一发明灵感，认为若藉使用一欧姆金属凸块的有机粘结层连结一发光叠层与一导电基板，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，藉由该粘结材料粘结该导电基板及该发光叠层，该欧姆金属凸块分别与该导电基板及该发光叠层形成欧姆接触，如此，即可解决前述的粘接层不导电，无法应用于垂直结构的发光二极管的问题，同时制造程序中不需要经过蚀刻步骤形成电极，简化制造工艺，降低制造成本。
本发明的主要目的在于提供具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管，其利用一欧姆金属凸块有机粘结层连结一导电基板与一发光叠层，在其制造工艺中，藉使用一欧姆金属凸块有机粘结层，连结一发光叠层与一导电基板；另外，由于该欧姆金属凸块有机粘结层中有一欧姆金属凸块，因此藉由该欧姆金属凸块分别与该导电基板及该发光叠层形成欧姆接触，使得电流能够导通。由于此制法无前述先前技艺的问题，因而能够达到简化制造工艺，降低成本的目的。
依本发明一优选实施例具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，包括一导电基板；一发光叠层；一金属层形成于该导电基板上；一反射层形成于该发光叠层之上；以及一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属层包括一欧姆金属凸块以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，以该粘结材料粘结该金属层及该反射层，以该欧姆金属凸块分别与该金属层及该反射层形成欧姆接触。
前述导电基板，包括选自GaP、GaAsP、AlGaAs、Si、SiC及Ge所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；前述粘结材料包括选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)或过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属凸块包括选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述的反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn或氧化铟锡所构成材料组群中的至少一种材料；前述的金属层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述发光叠层，包括选自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
附图说明
图1为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管；
图2为一示意图，显示依本发明另一优选实施例的一种具有具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管；
图3为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种具有具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管。
简单符号说明
1 发光二极管
10 导电基板
11 金属层
12 欧姆金属凸块有机粘结层
121 欧姆金属凸块
122 粘结材料
13 反射层
14 透明导电层
15 第一接触层
16 第一束缚层
17 发光层
18 第二束缚层
19 第二接触层
20 第一电极
21 第二电极
2 发光二极管
210 导电基板
211 欧姆金属凸块有机粘结层
2111 欧姆金属凸块
2112 粘结材料
212 反射层
213 透明导电层
214 第一接触层
215 第一束缚层
216 发光层
217 第二束缚层
218 第二接触层
220 第一电极
221 第二电极
3 发光二极管
310 金属基板
311 欧姆金属凸块有机粘结层
3111 欧姆金属凸块
3112 粘结材料
312 反射层
313 透明导电层
314 第一接触层
315 第一束缚层
316 发光层
317 第二束缚层
318 第二接触层
319 电极
具体实施方式
请参阅图1，依本发明一优选实施例具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件1，包括一第一电极20、形成于该第一电极上的一导电基板10、形成于该导电基板上的一金属层11、形成于该金属层上的一欧姆金属凸块有机粘结层12，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块121以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料122，该粘结材料与部分金属层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属层形成欧姆接触、形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层13，其中该粘结材料与部分反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份反射层形成欧姆接触、形成于该反射层上的一透明导电层14、形成于该透明导电层上的一第一接触层15、形成于该第一接触层上的一第一束缚层16、形成于该第一束缚层上的一发光层17、形成于该发光层上的一第二束缚层18、形成于该第二束缚层上的一第二接触层19、以及形成于该第二接触层上的一第二电极21。上述的反射层的功能在提高亮度，因此也可移除，并不会影响本发明的实施。若移除上述的反射层，则上述的金属层也可以一金属反射层替代之作为反射的功能。
请参阅图2，依本发明一优选实施例具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管2，包括一第一电极220、形成于该第一电极上的一导电基板210、形成于该导电基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层211，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块2111以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料2112，该粘结材料与部分导电相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份导电基板形成欧姆接触、形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层212，其中该粘结材料与部分反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份反射层形成欧姆接触、形成于该反射层上的一透明导电层213、形成于该透明导电层上的一第一接触层214形成于该第一接触层上的一第一束缚层215、形成于该第一束缚层上的一发光层216、形成于该发光层上的一第二束缚层217、形成于该第二束缚层上的一第二接触层218、以及形成于该第二接触层上的一第二电极221。上述的反射层可以一金属层取代之，并与该欧姆金属凸块形成欧姆接触
请参阅图3，依本发明一优选实施例具有欧姆金属凸块有机粘结层的发光二极管3，包括一金属基板310、形成于该金属基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层311，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块3111以及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料3112，该粘结材料与部分金属基板相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属基板形成欧姆接触、形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层312，其中该粘结材料与部分反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份反射层形成欧姆接触、形成于该反射层上的一透明导电层313、形成于该透明导电层上的一第一接触层314、形成于该第一接触层上的一第一束缚层315、形成于该第一束缚层上的一发光层316、形成于该发光层上的一第二束缚层317、形成于该第二束缚层上的一第二接触层318、以及形成于该第二接触层上的一电极319。
前述导电基板，包括选自GaP、GaAsP、AlGaAs、Si、SiC及Ge所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；前述金属基板，包括选自Cu、Al、Mo及金属基质复合材料(Metal Matrix Composites，MMC)载体所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料，其中该金属基质复合材料载体于一具有孔洞的载体中充填入适合的金属基质，使得该金属基质复合材料载体具有可调变的热传系数或热膨胀系数特征。前述粘结材料包括选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)及过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属凸块包括选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述的反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn及氧化铟锡所构成材料组群中的至少一种材料；前述的金属层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述的金属反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述的透明导电层，包括选自氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一束缚层，包括选自AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述发光层，包括选自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二束缚层，包括选自AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二接触层，包括选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一接触层，包括选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
Claims (34)
1、一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，至少包括：
一导电基板；
形成于该导电基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块，及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料与一部分导电基板相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份导电基板形成欧姆接触；以及
形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一发光叠层，其中该粘结材料与一部分发光叠层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份发光叠层形成欧姆接触。
2、如权利要求1所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，还包括于该导电基板与该欧姆金属凸块有机粘结层之间形成一金属层，该金属层分别与该欧姆金属凸块形成欧姆接触，与该粘结材料相粘结。
3、如权利要求1所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，还包括于该欧姆金属凸块有机粘结层与该发光叠层之间形成一反射层。
4、如权利要求2所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该金属层也可以用金属反射层替换。
5、如权利要求1所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该导电基板，包括选自GaP、GaAsP、AlGaAs、Si、Ge及SiC所构成材料组群中的至少一种材料。
6、如权利要求1所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该欧姆金属凸块包括选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
7、如权利要求1所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该粘结材料包括选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)及过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料。
8、如权利要求2所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该金属层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
9、如权利要求3所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn及氧化铟锡所构成材料组群中的至少一种材料。
10、一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，至少包括：
一金属基板；
形成于该金属基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块，及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料与一部分金属基板相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属基板形成欧姆接触；以及
形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一发光叠层，其中该粘结材料与一部分发光叠层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份发光叠层形成欧姆接触。
11、如权利要求10所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，还包括于该欧姆金属凸块有机粘结层与该发光叠层之间形成一反射层。
12、如权利要求10所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该金属基板，包括选自Cu、Al、Mo及金属基质复合材料载体所构成材料组群中的至少一种材料。
13、如权利要求10所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该欧姆金属凸块包括选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
14、如权利要求10所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该粘结材料包括选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)及过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料。
15、如权利要求11所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn及氧化铟锡所构成材料组群中的至少一种材料。
16、一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，至少包括：
一第一电极；
形成于该第一电极上的一导电基板；
形成于该导电基板上的一金属层；
形成于该金属层上的一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块，及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料与一部分金属层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属层形成欧姆接触；
形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层，其中该粘结材料与一部分反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份反射层形成欧姆接触；
形成于该反射层上的一透明导电层；
形成于该透明导电层上的一第一接触层
形成于该第一接触层上的一第一束缚层；
形成于该第一束缚层上的一发光层；
形成于该发光层上的一第二束缚层；
形成于该第二束缚层上的一第二接触层；以及
形成于该第二接触层上的一第二电极。
17、如权利要求16所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该金属层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
18、一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，至少包括：
一第一电极
形成于该第一电极上的一导电基板；
形成于该导电基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块，及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料与一部分导电基板相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份导电基板形成欧姆接触；
形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层，其中该粘结材料与一部分金属反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属反射层形成欧姆接触；
形成于该反射层上的一透明导电层；
形成于该透明导电层上的一第一接触层；
形成于该第一接触层上的一第一束缚层；
形成于该第一束缚层上的一发光层；
形成于该发光层上的一第二束缚层；
形成于该第二束缚层上的一第二接触层；以及
形成于该第二接触层上的一第二电极。
19、如权利要求16或18所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该导电基板，包括选自GaP、GaAsP、AlGaAs、Si、Ge及SiC所构成材料组群中的至少一种材料。
20、如权利要求16或18所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中可包括在该第二接触层之上，第二电极之下形成一透明导电层。
21、如权利要求20所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Be/Au、Ge/Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料。
22、一种具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，至少包括：
一金属基板；
形成于该金属基板上的一欧姆金属凸块有机粘结层，其中该欧姆金属凸块有机粘结层包括一欧姆金属凸块，及分布于该欧姆金属凸块周围的一粘结材料，该粘结材料与一部分金属基板相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份金属基板形成欧姆接触；
形成于该欧姆金属凸块有机粘结层上的一反射层，其中该粘结材料与一部分反射层相粘结，该欧姆金属凸块与另一部份反射层形成欧姆接触；
形成于该反射层上的一透明导电层；
形成于该透明导电层上的一第一接触层；
形成于该第一接触层上的一第一束缚层；
形成于该第一束缚层上的一发光层；
形成于该发光层上的一第二束缚层；
形成于该第二束缚层上的一第二接触层；以及
形成于该第二接触层上的一第一电极。
23、如权利要求22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该金属基板，包括选自Cu、Al、Mo及金属基质复合材料载体所构成材料组群中的至少一种材料。
24、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该欧姆金属凸块包括选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn及AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
25、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该粘结材料包括选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)及过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料。
26、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该反射层包括选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn、AuZn及氧化铟锡所构成材料组群中的至少一种材料。
27、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Be/Au、Ge/Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料。
28、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该第一接触层包括选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
29、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该第一束缚层包括选自于AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
30、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该发光层包括选自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
31、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该第二束缚层包括选自AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
32、如权利要求16、18或22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该第二接触层包括选自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所构成材料组群中的至少一种材料。
33、如权利要求22所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中可包括在该第二接触层之上，第一电极之下形成一透明导电层。
34、如权利要求33所述的具有欧姆金属凸块的有机粘结发光元件，其中，该透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Be/Au、Ge/Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料。
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