CN103137643A - 高电压交流发光二极管结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种高电压交流发光二极管结构，其包括：电路基板；以及多个高压LED芯片。高压LED芯片包括：第一基材；粘着层；第一欧姆连接层；磊晶层；第一绝缘层；至少两第一导电板；至少两第二导电板；以及第二基材。借由本发明的实施，可以以晶圆级工艺的高压LED芯片结合较低成本的电路基板，以制作出体积小的高电压交流发光二极管结构。

Description

高电压交流发光二极管结构

技术领域

本发明涉及一种高电压交流发光二极管结构，特别是涉及一种应用于照明用的高电压交流发光二极管结构。

背景技术

美国专利公告第6,853,011号，揭露了一种发光磊晶层结构，其一端包括有一吸光型的临时基材，而另一端借由苯环丁烯粘着一透光的透明基材。然后将吸光型临时基材的部份被移除。接着发光二极管结构形成一连接通道以连接第一欧姆接触电极，以及形成一绝缘沟槽以将发光二极管结构的作用层分离成两个部分。然后，一第二欧姆接触电极形成在披覆层上、一接合金属层充填于第一通道内并成功的形成在第二欧姆接触电极上。因为两个接合金属层具有相同的高度，因此所产生的发光二极管结构能更方便的适用于覆晶结构中。

美国专利公告第6,998,642号，揭露了一种具有二个发光二极管在串联状态下的半导体结构。上述半导体结构包括了两个具有相同堆迭结构的发光二极管，并且借由绝缘沟槽使两者隔离。上述堆迭结构从底部起形成一导热基材；一绝缘保护层；一金属粘着层；一反射保护层；一P型欧姆连接磊晶层；一上披覆层；一作用层以及一下披覆层。属于两个发光二极管的两个P型欧姆接触金属电极，被形成于一个介于反射保护层及欧姆接触磊晶层间的介面上，并且被埋设于反射保护层内。

然而美国专利公告第6,853,011号虽然可以应用于覆晶结构中，但若无第二基材(submount)，则无法进行两个发光二极管间的连接，且在作覆晶工艺时，需要处理多个芯片，增加工艺复杂度。美国专利公告第6,998,642号虽然可以进行两颗发光二极管间的电性连接，但是利用金属进行接合，必须借由复杂的工艺方能达成，因此在生产效能及成本上均易产生问题。

以上现有习知技术，使用的发光二极管大多是以非晶圆级工艺制造的一般二极管，并且未考量到将多颗发光二极管进行串联、并联或串并联以符合使用的需求，因此如何达到以简单便利的方式制造高电压交流的发光二极管实为一重要课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种高电压交流发光二极管结构，所要解决的技术问题是，制作出体积小的高电压交流发光二极管结构。

本发明的目的与所要解决的技术问题是通过以下的技术方案实现：

本发明提供一种高电压交流发光二极管结构，其包括：电路基板；以及多个高压LED芯片。高压LED芯片包括：第一基材；粘着层；第一欧姆连接层；磊晶层；第一绝缘层；至少两第一导电板；至少两第二导电板；以及第二基材。本发明是要以晶圆级工艺的高压LED芯片结合较低成本的电路基板，以制作出体积小的高电压交流发光二极管结构。

本发明提供一种高电压交流发光二极管结构，其包括：一电路基板；以及多个高压LED芯片，固设且电性连接于该电路基板上并借由该电路基板使上述高压LED芯片形成一串联电路，又每一该高压LED芯片包括：一第一基材，具有一第一表面及一第二表面；一粘着层，形成于该第一表面上；至少两第一欧姆连接层，形成于该粘着层上；至少两磊晶层，任两该磊晶层间形成有一第一沟槽，每一该磊晶层具有：一下披覆层，形成于一该第一欧姆连接层上；一作用层，形成于该下披覆层上；以及一上披覆层，形成于该作用层上；一第一绝缘层，覆盖于每一该第一欧姆连接层及每一该上披覆层其裸露的表面，且形成于任两该第一欧姆连接层间，该第一绝缘层于每一该上披覆层及每一该第一欧姆连接层其裸露部处，分别形成有一第一开孔及一第二开孔；至少两第一导电板，分别形成于每一该第一开孔内，且电性连接于一该上披覆层；至少两第二导电板，分别形成于每一该第二开孔内，且电性连接于一该第一欧姆连接层；以及一第二基材，其具有一第三表面，该第三表面形成有至少两第三导电板及至少两第四导电板，又该第二基材形成有多条电路结构，用以电性连接上述第三导电板及上述第四导电板，且每一该第三导电板及每一该第四导电板分别借由焊点电性连接于相对应的该第一导电板及该第二导电板，又该第一基材为一透明基材且该粘着层为一透明粘着层，且该第三表面上于该第三导电板及该第四导电板以外的部位形成有一反射层。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该电路基板为一铝基板或一陶瓷基板。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该陶瓷基板内设有多条导热柱或多条导电柱。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中任两该高压LED芯片进一步相互并联，使该串联电路又进一步具有一并联电路。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该串联电路进一步又并联至少一该串联电路。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其进一步包括一第一导体层，其形成有至少一导体并覆盖于该第一绝缘层上，且每一该导体的两端分别电性连接于不同单元的该第二导电板或该第一导电板。

本发明又提供一种高电压交流发光二极管结构，其包括：一电路基板；以及多个高压LED芯片，固设且电性连接于该电路基板上并借由该电路基板使上述高压LED芯片形成一串联电路，又每一该高压LED芯片包括：一第一基材，具有一第一表面及一第二表面；一粘着层，形成于该第一表面上；至少两第一欧姆连接层，形成于该粘着层上；至少两磊晶层，每一该磊晶层具有：一下披覆层，形成于一该第一欧姆连接层上；一作用层，形成于该下披覆层上；一上披覆层，形成于该作用层上以及一第二沟槽，垂直贯穿该上披覆层及该作用层，又局部贯穿该下披覆层；一第二绝缘层，覆盖于每一该上披覆层上，并形成于任两该磊晶层及任两该第一欧姆连接层间，该第二绝缘层于该上披覆层上及该第二沟槽内侧，分别形成有一第三开孔及一第四开孔；至少两第五导电板，分别形成于每一该第三开孔内，且电性连接于一该上披覆层；以及至少两第六导电板，分别形成于每一该第四开孔内，其具有向下延伸的一延伸部，该延伸部垂直贯穿该磊晶层，且电性连接于该第一欧姆连接层。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该电路基板为一铝基板或一陶瓷基板。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该陶瓷基板内设有多条导热柱或多条导电柱。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中任两该高压LED芯片进一步相互并联，使该串联电路又进一步具有一并联电路。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该串联电路进一步又并联至少一该串联电路。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第二沟槽内形成有该第二绝缘层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第一基材为一透明基材及该粘着层为一透明粘着层，且该第二表面上形成有一反射层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该粘着层为一透明粘着层，且该第一基材与该粘着层间形成有一反射层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于进一步包括一第二基材，其具有一第三表面，该第三表面形成有至少两第三导电板及至少两第四导电板，又该第二基材形成有多条电路结构，用以电性连接上述第三导电板及上述第四导电板，且每一该第三导电板及每一该第四导电板，分别借由焊点电性连接于相对应的该第五导电板及该第六导电板，又该第一基材为一透明基材且该粘着层为一透明粘着层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第二基材上，在上述第三导电板及上述第四导电板以外的部位形成有一反射层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其中该第二绝缘层上形成有一反射层。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中上述第五导电板及上述第六导电板的表面高度，为相同水平的高度。

前述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其进一步包括一第二导体层，其形成有至少一导体并覆盖于该第二绝缘层上，且每一该导体的两端分别电性连接于不同单元的该第五导电板或该第六导电板。

借由本发明的实施，至少可达到下列进步功效：

1、可以以晶圆级工艺的高压LED芯片结合较低成本的电路基板，以制作出体积小的高电压交流发光二极管结构。

2、可以更容易且快速形成高电压交流发光二极管结构。

3、可以组合出更具多样性的高电压交流发光二极管结构。

为了使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。

附图说明

图1A为本发明实施例的一种高电压交流发光二极体结构示意图。

图1B为本发明实施例的一种串联等效电路图。

图2A为本发明实施例的一种串联后又并联的等效电路结构一。

图2B为本发明实施例的一种串联后又并联的等效电路结构二。

图3为本发明实施例的一种高压LED芯片，其完成单元分割后的剖视图。

图4A为图3进行第一次蚀刻前的制作方法实施例图。

图4B为图4A完成后再次进行第二次蚀刻的制作方法实施例图。

图5为图3进一步完成第一绝缘层及导电板后的剖视实施例图。

图6A为本发明实施例的一种高压LED芯片进一步结合一第二基材的剖视图。

图6B为图6A的俯视实施例图。

第6C图为第6A图的等效电路图。

图7A为本发明的一种高压LED芯片，其进一步形成一第一导体层的剖视实施例图。

图7B为图7A的俯视实施例图。

图8为本发明的一种高压LED芯片，已完成单元分割、磊晶层分割及第二沟槽制作后的剖视实施例图。

图9为本发明的一种高压LED芯片进一步结合一第二基材的剖视实施例图。

图10为本发明的一种高压LED芯片进一步形成一第二导体层的剖视实施例图。

图11A至图11G分别为本发明的各种高压LED芯片的等效电路实施例图。

【主要元件符号说明】

100高电压交流发光二极管结构        200电路基板

300、301、302高压LED芯片

400串联电路                        21第一基材

211第一表面                        212第二表面

22粘着层                           23、23’第一欧姆连接层

231裸露部                          24磊晶层

241下披覆层                        242作用层

243上披覆层                        25第一绝缘层

251第一开孔                        252第二开孔

26第一导电板                       27第二导电板

28发光二极管                       291第一沟槽

292第二欧姆连接层                  293第一导体层

31第二绝缘层                       32第五导电板

33第六导电板                       331延伸部

34第二沟槽                         35第三开孔

36第四开孔                         37第二导体层

50第二基材                         51第三表面

52第三导电板                       53第四导电板

60焊点                             A1、A2、A3单元

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段以及其功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的高电压交流发光二极管的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1A为本发明实施例的一种高电压交流发光二极管结构示意图。图1B为本发明实施例的一种串联等效电路图。图2A为本发明实施例的一种串联后又并联的等效电路结构一。图2B为本发明实施例的一种串联后又并联的等效电路结构二。

如图1A所示，本实施例为一种高电压交流发光二极管结构100，其包括：一电路基板200；以及多个高压LED芯片300。其中高压LED芯片300是代表以下不同实施例的高压LED芯片301及高压LED芯片302。

电路基板200，其可以为一铝基板或一陶瓷基板，当高压LED芯片300结合于电路基板200时，电路基板200体积要比高压LED芯片300大上许多，因此可以借由电路基板200提供高压LED芯片300所需的电路连接，进而设计出多样性的串并联电路，所以可以更容易且快速的组合出更具多样性的高电压交流发光二极管结构100。

除了提供电路连接外，电路基板200同时也提供散热的功能。再者，当电路基板200为一陶瓷基板时，陶瓷基板的基板内可以进一步设有多条导热柱或多条导电柱，以使高压LED芯片300工作产生的热能有效的传递，同时也使高压LED芯片300的电极能顺利的延伸到陶瓷基板的另一侧面。

如图1B所示，多个高压LED芯片300，固设且电性连接于电路基板200上并借由电路基板200提供的多样化电路连接，使多个高压LED芯片300形成一串联电路400，当高压LED芯片300为交流形式的高压LED芯片300时，更可成为高电压交流发光二极管结构100，此为本实施例的串联电路400最基本结构。

如图2A及图2B所示，除了上述的最基本结构外，还可以将任两个高压LED芯片300进一步彼此相互并联，使串联电路400又进一步具有至少一并联电路，或者亦可使串联电路400进一步又并联至少一串联电路400，借此以组合出多样的高电压交流电路。

以下将详述高压LED芯片300的结构，并且在以下各实施例中，高压LED芯片300的各层结构是以现有习知的半导体成型技术加以制造，其细节将不再赘述。又为避免冗长的描述，特将『蚀刻工艺』或『蚀刻方式』等用词，定义为涵盖整个完整黄光工艺的简称。又高压LED芯片300可形成多维的阵列，并非限定于实施例中的数量，以上合先叙明。

【高压LED芯片300第一实施例】

图3为本发明实施例的一种高压LED芯片，其完成单元分割后的剖视图。图4A为图3进行第一次蚀刻前的制作方法实施例图。图4B为图4A完成后再次进行第二次蚀刻的制作方法实施例图。图5为图3进一步完成第一绝缘层及导电板后的剖视实施例图。图6A为本发明实施例的一种高压LED芯片进一步结合一第二基材的剖视图。图6B为图6A的俯视实施例图。图6C为图6A的等效电路图。图7A为本发明的一种高压LED芯片，其进一步形成一第一导体层的剖视实施例图。图7B为图7A的俯视实施例图。

一般高压LED芯片300的制造，是以半导体工艺方式，将尚未进行单元分割及未完成其它绝缘层及导电板的前工艺高压LED芯片形成于一晶圆(wafer)上。但实际高压LED芯片300应用时，由于晶圆厚度过厚且具有不透光的特性，因此无法加以应用而必须去除。所以晶圆只是制造高压LED芯片300过程中一临时性的基材，也就是临时基材。

一般去除临时基材的方法中，蚀刻方式是最常使用的一种，为了保护高压LED芯片300在蚀刻过程中，不会因蚀刻过度而造成高压LED芯片300的损伤，因此会设置一蚀刻终止层。蚀刻终止层在晶圆蚀刻的过程中，大部分亦会被蚀刻掉，借由蚀刻终止层的作用，可以达到保护高压LED芯片300的功效。完成上述工艺后，即可产生前工艺的高压LED芯片。如图3至图7B所示，本实施例为一种高压LED芯片301，其包括：一第一基材21、一粘着层22、至少两第一欧姆连接层23、至少两磊晶层24、一第一绝缘层25、至少两第一导电板26以及至少两第二导电板27。

第一基材21，具有一第一表面211及一第二表面212，第一基材21主要是用以支撑整个高压LED芯片301。第一基材21可以为一单晶体、一多晶体或一非晶体结构的基材，例如玻璃(glass)、蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)、硒化锌(ZnSe)、硫化锌(ZnS)或硒硫化镅(AmSSe)…等材料所制成的基材。此外，第一基材21可以为一透明基材或一非透明基材，其主要是依照高压LED芯片301的出光方向或反射层的设计而考量，若要同时引导出向上/向下的双向出光，则第一基材21必须为一透明基材。

粘着层22，形成于第一表面211上，其用以结合第一基材21及第一欧姆连接层23。粘着层22可选自一苯环丁烯(B-stagedbenzocyclobutene，BCB)、一环氧树脂(epoxy)、一硅胶(silicone)、一聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacry，PMMA)、一聚合物(polymer)及一旋转涂布玻璃(Spin-on glass，SOG)…等其中的一种材质。粘着层22可以为一透明粘着层22或一非透明粘着层22，其亦依照高压LED芯片301的出光方向或反射层的设计而考量，若要同时引导出向上/向下双向出光，则粘着层22必须为一透明粘着层22。

如图3所示，发光二极管28包括第一欧姆连接层23及磊晶层24，其均设置于相同的第一基材21及粘着层22上，因此单元分割仅需针对第一欧姆连接层23及磊晶层24进行分割，并形成例如A1、A2、A3…等单元。

如图4A所示，第一欧姆连接层23形成于粘着层22上，第一欧姆连接层23可以为一P型欧姆连接层，而且原本在晶圆上成型的第一欧姆连接层23，其可借由蚀刻方式，以区分出不同的单元。

如图3所示，磊晶层24，其为一发光二极管28单体，其亦借由蚀刻的方式以区分出不同的单元。磊晶层24亦借由蚀刻工艺以形成第一沟槽291。第一沟槽291的形成，将使得第一欧姆连接层23产生一局部裸露的裸露部231，因而能方便第二导电板27的设置，也因为第二导电板27的设置，所以不同单元的发光二极管28，能方便的进行串/并联的设计，因而使得高电压的发光二极管28得以轻易的制成。

如图3、图4A及图4B所示，第一欧姆连接层23的单元分割及第一沟槽291的制作，可以借由不同的蚀刻步骤达成的。在众多蚀刻步骤中，第一次蚀刻，是先蚀刻出与两个第一欧姆连接层23间相同大小及相对位置的缺口，第二次蚀刻，是在第一次蚀刻后再蚀刻出第一沟槽291的大小，此种方式可使工艺较为简便。

如图5所示，每一磊晶层24，其至少具有：一下披覆层241、一作用层242以及一上披覆层243。每一下披覆层241，形成于一第一欧姆连接层23上，下披覆层241可以为一P型磷化铝铟镓(AlGaInP)披覆层。作用层(activelayer)242，形成于下披覆层241上，其可以为一单异质结构(Single Hetero-structure，SH)、一双异质结构(Double Hetero-structure，DH)或一多量子阱结构(Multiple Quantum Wells，MQW)。上披覆层243，形成于作用层242上，上披覆层243可以为一N型磷化铝铟镓披覆层。上披覆层243与第一导电板26间，亦可进一步形成有一第二欧姆连接层292。

第一绝缘层25例如氧化硅(SiO)的材质，其覆盖于每一第一欧姆连接层23及每一上披覆层243其裸露的表面，并形成于任两第一欧姆连接层23间。借由第一绝缘层25的设置，除了可使不同单元的发光二极管28完全隔离不互相影响外，亦可确保发光二极管28不受外界环境，例如：水气或湿气的影响而减损寿命。

第一绝缘层25在每一上披覆层243及每一第一欧姆连接层23其裸露部231处，分别形成有一第一开孔251及一第二开孔252，第一开孔251及第二开孔252是在第一绝缘层25制作完成后，再以蚀刻方式加以制成。

第一导电板26，分别形成于每一单元的第一开孔251内，且电性连接于相对应的上披覆层243。第二导电板27，分别形成于每一单元的第二开孔252内，且电性连接于相对应的第一欧姆连接层23。借由第一导电板26及第二导电板27的设置以提供电力，使得磊晶层24能接收电力产生发光的作用。

当高压LED芯片301设计成一面上(face up)结构时。此时将第一基材21设计为一透明基材，且将粘着层22设计为一透明粘着层22，并且在第一基材21的第二表面212上形成一反射层(图未示)，将可借由反射层将磊晶层24所发的光进行反射，如此可使高压LED芯片301达到较佳的出光效率。除此之外，亦可只将粘着层22设计成为一透明粘着层22，并且将反射层(图未示)形成于第一基材21与粘着层22之间，如此亦可达到光反射的作用，同样的使得高压LED芯片301达到较佳的出光效率。

如图6A至图6C所示，高压LED芯片301，进一步包括一第二基材50，如此可产生一覆晶结构(flip-chip)。在覆晶结构中，第一基材21为一透明基材且粘着层22为一透明粘着层22。第二基材50其至少具有一第三表面51，第三表面51形成有至少两第三导电板52及至少两第四导电板53，每一第三导电板52及第四导电板53，分别借由焊点60电性连接于相对应的第一导电板26及第二导电板27。

第三导电板52及第四导电板53间，除了可以直接将导电板的面积扩大，而使彼此互相电性连接外，亦可在第二基材50形成有多条电路结构(图未示)，以使第三导电板52及第四导电板53间电性连接。借由上述的连接方式可形成复杂的电路结构。使用第二基材50的优点，将使得不同发光二极管28间的串/并电路得以在第二基材50上进行。由于第二基材50的面积及厚度可以有较大的弹性，因此足以应付非常复杂的电路结构。当复杂的电路结构可以实践时，高压LED芯片301的应用将更具多样性。

第二基材50可以为一硅基材(silicon substrate)、一印刷电路板/印刷电路多层板(Printed Circuit Board，PCB)或一陶瓷基材(ceramicsubstrate)。例如：氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、低温共烧多层陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic，LTCC)或高温共烧多层陶瓷(High Temperature Cofired Ceramic，HTCC)…等基材。

在覆晶结构的设计中，为了使发光二极管28有较佳的出光效率，可在第二基材50的第三表面51上，在第三导电板52及第四导电板53以外的部位，进一步形成一反射层。亦可在第一绝缘层25上，也就是第一绝缘层25裸露的表面上形成有一反射层。

上述的各个反射层，可选自于一铝(Al)、一银(Ag)及一金(Au)…等其中的一材质加以制成。制作反射层时必须注意，若反射层为一导电材质时，反射层不能与第三导电板52或第四导电板53接触，亦不能与第一导电板26或第二导电板27接触，而且反射层最好能与各个导电板保持一定的间隙，以避免各个导电板间产生短路的现象。

如图7A及图7B所示，高压LED芯片301，其进一步包括一第一导体层293，其形成有至少一条导体并覆盖于第一绝缘层25上，且每一导体的两端分别电性连接于不同单元的第二导电板27及第一导电板26。如此将可轻易的将不同的发光二极管28进行串联/并联。借由第一绝缘层25的支撑，使得第一导体层293亦能进行复杂的电路布局设计。

借此，可将高压LED芯片301可借由反向并联至少两个发光二极管28，以构成交流型的高压LED芯片301，再将交流型的高压LED芯片301透过电路基板200提供的多样化电路连接，以构成具有串联、并联或串并联交流型的高压LED芯片301的高电压交流发光二极管结构。

【高压LED芯片第二实施例】

图8为本发明的一种高压LED芯片，已完成单元分割、磊晶层分割及第二沟槽制作后的剖视实施例图。图9为本发明的一种高压LED芯片进一步结合一第二基材的剖视实施例图。图10为本发明的一种高压LED芯片进一步形成一第二导体层的剖视实施例图。图11A至图11G分别为本发明的各种高压LED芯片的等效电路实施例图。

如图8至图10所示，本实施例为一种高压LED芯片302，其包括：一第一基材21、一粘着层22、至少两第一欧姆连接层23’、至少两磊晶层24、一第二绝缘层31、至少两第五导电板32以及至少两第六导电板33。

本实例的高压LED芯片302，可以使用类似第一实施例中，将涂有粘着层22的第一基材21与形成于晶圆上的前工艺发光二极管28结合。然后再将临时基材及蚀刻终止层以蚀刻等方式去除，以得到尚未进行单元分割的高压LED芯片。

第一基材21，具有一第一表面211及一第二表面212，第一基材21主要是用以支撑整个高压LED芯片302。第一基材21可以为一单晶体、一多晶体或一非晶体结构的基材，例如玻璃、蓝宝石、碳化硅、磷化镓、磷砷化镓、硒化锌、硫化锌或硒硫化镅...等材料所制成的基材。此外、第一基材21可以为一透明基材或一非透明基材，其主要是依照高压LED芯片302的出光方向或反射层的设计而考量，若要同时引导出向上/向下的双向出光，则第一基材21必须为一透明基材。

粘着层22，形成于第一表面211上，其用以结合第一基材21及第一欧姆连接层23’。粘着层22选自一苯环丁烯、一环氧树脂、一硅胶、一聚甲基丙烯酸甲酯、一聚合物及一旋转涂布玻璃等其中的一材质。粘着层22可以为一透明粘着层22或一非透明粘着层22，其亦依照高压LED芯片302的出光方向或反射层的设计而考量，若要同时引导出向上/向下双向出光，则粘着层22必须为一透明粘着层22。

如图8所示，本实施例的每一高压LED芯片302亦共用第一基材21及粘着层22，因此单元分割亦仅针对第一欧姆连接层23’及磊晶层24进行分割，分割后亦可形成例如A1、A2、A3...等单元。

第一欧姆连接层23’，形成于粘着层22上。第一欧姆连接层23’可以为一P型欧姆连接层。原本在晶圆上成型的第一欧姆连接层23’，其可借由蚀刻方式，以区分出不同的单元。

磊晶层24，其为一发光二极管单体，其亦借由蚀刻的方式以区分出不同的单元。每一磊晶层24，其具有：一下披覆层241、一作用层242、一上披覆层243以及一第二沟槽34。

每一下披覆层241，形成于一第一欧姆连接层23’上，下披覆层241为一P型磷化铝铟镓披覆层。作用层242，形成于下披覆层241上，其可以为一单异质结构、一双异质结构或一多量子阱结构。上披覆层243，形成于作用层242上，上披覆层243可以为一N型磷化铝铟镓披覆层。

第二沟槽34，是以蚀刻方式加以制成，第二沟槽34垂直贯穿上披覆层243及作用层242，又局部贯穿下披覆层241，借由第二沟槽34的间隙，可以使第二沟槽34两侧的作用层242、上披覆层243产生电性隔离的作用。为了工艺上制造的方便，第二沟槽34可以围绕的方式形成于第六导电板33的周边，以使作用层242能被有效的电性隔离，使得第六导电板33的延伸部331能顺利的将电力传导至第一欧姆连接层23’。又为了使后续工艺更容易操作，因此在制作第二绝缘层31时，可一并将第二沟槽34内填满第二绝缘层31。

第二绝缘层31例如氧化硅的材质，其覆盖于每一上披覆层243其裸露的表面，并形成于任两磊晶层24及任两第一欧姆连接层23’间。借由第二绝缘层31的设置，除了可使不同单元的发光二极管完全隔离不互相影响外，亦可确保发光二极管不受外界环境，例如：水气或湿气的影响而减损寿命。第二绝缘层31在上披覆层243上及第二沟槽34内侧，分别形成有一第三开孔35及一第四开孔36，第三开孔35及第四开孔36是在第二绝缘层31制作完成后，再以蚀刻方式加以制成。

第五导电板32，分别形成于每一第三开孔35内，且电性连接于相对应的上披覆层243。又上披覆层243与第五导电板32间，可再形成一第二欧姆连接层292。第六导电板33，分别形成于每一第四开孔36内，其具有向下延伸的一延伸部331，延伸部331垂直贯穿磊晶层24，且电性连接于相对应的第一欧姆连接层23’。借由第五导电板32及第六导电板33的设置以提供电力，使得磊晶层24能接收电力产生发光的作用。

当高压LED芯片302设计成一面上结构时。此时将第一基材21设计为一透明基材，且将粘着层22设计为一透明粘着层22，并且在第一基材21的第二表面212上形成一反射层，将可借由反射层将磊晶层24所发的光进行反射，如此可使高压LED芯片302达到较佳的出光效率。除此之外，亦可只将粘着层22设计成为一透明粘着层22，并将反射层形成于第一基材21与粘着层22之间，如此亦可达到光反射的作用，同样的使得高压LED芯片302达到较佳的出光效率。

如图9所示，高压LED芯片302，进一步包括一第二基材50，如此可产生一覆晶结构。在覆晶结构中，第一基材21为一透明基材且粘着层22为一透明粘着层22。第二基材50其至少具有一第三表面51，第三表面51形成有至少两第三导电板52及至少两第四导电板53，每一第三导电板52及第四导电板53，分别借由焊点60电性连接于相对应的第五导电板32及第六导电板33。

第三导电板52及第四导电板53间，除了可以直接将导电板的面积扩大，而使彼此互相电性连接外，亦可在第二基材50形成有多条电路结构(图未示)，以使第三导电板52及第四导电板53间电性连接。借由上述的连接方式可形成复杂的电路结构。使用第二基材50的优点，将使得不同发光二极管间的串/并电路得以在第二基材50上进行。由于第二基材50的面积及厚度可以有较大的弹性，因此足以应付非常复杂的电路结构。当复杂的电路结构可以实践时，高压LED芯片302的应用将更具多样性。

第二基材50可以为一硅基材、一印刷电路板/印刷电路多层板或一陶瓷基材。例如：氧化铝、氮化铝、氧化铍低温共烧多层陶瓷或高温共烧多层陶瓷…等基材。

在覆晶结构的设计中，为了使发光二极管有较佳的出光效率，可在第二基材50的第三表面51上，在第三导电板52及第四导电板53以外的部位，进一步形成有一反射层。或者亦可在第二绝缘层31上，也就是第二绝缘层31裸露的表面上形成有一反射层。

上述的各个反射层，可选自于一铝、一银及一金…等其中的一材质加以制成。制作反射层时必须注意，若反射层为一导电材质时，反射层不能与第三导电板52或第四导电板53接触，亦不能与第五导电板32或第六导电板33接触，而且反射层最好能与各个导电板保持一定的间隙，以避免各个导电板间产生短路的现象。

为了使高压LED芯片302的各发光二极管间能更轻易的相互连接。或者为了使高压LED芯片302与第二基材50，结合的更为平整及完整，所有第五导电板32第六导电板33的表面高度，为相同水平的高度，如此将有利于工艺上的施作。

如图10所示，高压LED芯片302，进一步包括一第二导体层37，其形成有至少一条导体并覆盖于第二绝缘层31上，且每一导体的两端分别电性连接于不同单元的第五导电板32或第六导电板33。如此将可轻易的将不同的发光二极管进行串联/并联。借由第二绝缘层31的支撑，使得第二导体层37亦能进行复杂的电路布局设计。

如图11A至图11G所示，本实施例的高压LED芯片302，因为有完整的第一绝缘层25及第二绝缘层31，因此可以在各个绝缘层上制作出图11A至图11G相同或类似的复杂电路，尤其是使用第二基材50而形成覆晶结构时，相关电路的达成又更为容易。

此外，当将高压LED芯片302可借由反向并联至少两个发光二极管，以构成交流型的高压LED芯片302，再将交流型的高压LED芯片302透过电路基板200提供的多样化电路连接，以构成具有串联、并联或串并联交流型的高压LED芯片302的高电压交流发光二极管结构。

除此之外，当高压LED芯片301、302是直流型的高压LED芯片301、302时，也可以透过电路基板200提供的多样化电路连接将至少两个直流型的高压LED芯片301、302反向并联，以构成高电压交流发光二极管结构。在此泛指的是可透过电路基板200将高压LED芯片301、302连接成高电压交流发光二极管结构的任何形式，在此不再对高压LED芯片301、302连接的方式进行赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种高电压交流发光二极管结构，其特征在于其包括：

一电路基板；以及

多个高压LED芯片，固设且电性连接于该电路基板上并借由该电路基板使上述高压LED芯片形成一串联电路，又每一该高压LED芯片包括：

一第一基材，具有一第一表面及一第二表面；

一粘着层，形成于该第一表面上；

至少两第一欧姆连接层，形成于该粘着层上；

至少两磊晶层，任两该磊晶层间形成有一第一沟槽，每一该磊晶层具有：一下披覆层，形成于一该第一欧姆连接层上；一作用层，形成于该下披覆层上；以及一上披覆层，形成于该作用层上；

一第一绝缘层，覆盖于每一该第一欧姆连接层及每一该上披覆层其裸露的表面，且形成于任两该第一欧姆连接层间，该第一绝缘层于每一该上披覆层及每一该第一欧姆连接层其裸露部处，分别形成有一第一开孔及一第二开孔；

至少两第一导电板，分别形成于每一该第一开孔内，且电性连接于一该上披覆层；

至少两第二导电板，分别形成于每一该第二开孔内，且电性连接于一该第一欧姆连接层；以及

一第二基材，其具有一第三表面，该第三表面形成有至少两第三导电板及至少两第四导电板，又该第二基材形成有多条电路结构，用以电性连接上述第三导电板及上述第四导电板，且每一该第三导电板及每一该第四导电板分别借由焊点电性连接于相对应的该第一导电板及该第二导电板，又该第一基材为一透明基材且该粘着层为一透明粘着层，且该第三表面上于该第三导电板及该第四导电板以外的部位形成有一反射层。

2.如权利要求1所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该电路基板为一铝基板或一陶瓷基板。

3.如权利要求2所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该陶瓷基板内设有多条导热柱或多条导电柱。

4.如权利要求1所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中任两该高压LED芯片进一步相互并联，使该串联电路又进一步具有一并联电路。

5.如权利要求1所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该串联电路进一步又并联至少一该串联电路。

6.如权利要求1所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其进一步包括一第一导体层，其形成有至少一导体并覆盖于该第一绝缘层上，且每一该导体的两端分别电性连接于不同单元的该第二导电板或该第一导电板。

7.一种高电压交流发光二极管结构，其特征在于其包括：

一电路基板；以及

多个高压LED芯片，固设且电性连接于该电路基板上并借由该电路基板使上述高压LED芯片形成一串联电路，又每一该高压LED芯片包括：

一第一基材，具有一第一表面及一第二表面；

一粘着层，形成于该第一表面上；

至少两第一欧姆连接层，形成于该粘着层上；

至少两磊晶层，每一该磊晶层具有：一下披覆层，形成于一该第一欧姆连接层上；一作用层，形成于该下披覆层上；一上披覆层，形成于该作用层上；以及一第二沟槽，垂直贯穿该上披覆层及该作用层，又局部贯穿该下披覆层；

一第二绝缘层，覆盖于每一该上披覆层上，并形成于任两该磊晶层及任两该第一欧姆连接层间，该第二绝缘层于该上披覆层上及该第二沟槽内侧，分别形成有一第三开孔及一第四开孔；

至少两第五导电板，分别形成于每一该第三开孔内，且电性连接于一该上披覆层；以及

至少两第六导电板，分别形成于每一该第四开孔内，其具有向下延伸的一延伸部，该延伸部垂直贯穿该磊晶层，且电性连接于该第一欧姆连接层。

8.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该电路基板为一铝基板或一陶瓷基板。

9.如权利要求8所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该陶瓷基板内设有多条导热柱或多条导电柱。

10.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中任两该高压LED芯片进一步相互并联，使该串联电路又进一步具有一并联电路。

11.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该串联电路进一步又并联至少一该串联电路。

12.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第二沟槽内形成有该第二绝缘层。

13.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第一基材为一透明基材及该粘着层为一透明粘着层，且该第二表面上形成有一反射层。

14.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该粘着层为一透明粘着层，且该第一基材与该粘着层间形成有一反射层。

15.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于进一步包括一第二基材，其具有一第三表面，该第三表面形成有至少两第三导电板及至少两第四导电板，又该第二基材形成有多条电路结构，用以电性连接上述第三导电板及上述第四导电板，且每一该第三导电板及每一该第四导电板，分别借由焊点电性连接于相对应的该第五导电板及该第六导电板，又该第一基材为一透明基材且该粘着层为一透明粘着层。

16.如权利要求15所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中该第二基材上，在上述第三导电板及上述第四导电板以外的部位形成有一反射层。

17.如权利要求15所述的高电压交流发光二极管结构，其中该第二绝缘层上形成有一反射层。

18.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其中上述第五导电板及上述第六导电板的表面高度，为相同水平的高度。

19.如权利要求7所述的高电压交流发光二极管结构，其特征在于其进一步包括一第二导体层，其形成有至少一导体并覆盖于该第二绝缘层上，且每一该导体的两端分别电性连接于不同单元的该第五导电板或该第六导电板。

Images