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發光裝置的制造方法_5

文檔序(xu)號(hao):8316470閱讀:來源:國知局
含一中間層146及導電黏著材料1420、1440。中間層146有助于強化導電黏著材料1420、1440與絕緣層122、124間的結合。中間層146具有一側,與電極142、144及絕緣層122、124、126相連;以及具有另一側,與導電黏著材料1420、1440相連。發光元件2可通過電極142、144、中間層146與導電黏著材料1420、1440與外部電路電連接。電極142、144的材料可以包含金、銅、錫、銀、鈦、鉑、鎳或其合金。中間層146的材料可選用適于電鍍時作為晶種層的金屬,例如鈦、銅、鎳、銀、錫、金或其組合。中間層146也可為一銀膏,其包含多個顆粒尺寸為5nm至500nm間的銀或銀合金粒子。
[0127]此外,即使導電黏著材料1420、1440與電極142、144間及導電黏著材料1420、1440與絕緣層122、124、126間沒有中間層146,導電黏著材料1420、1440也可直接連接電極142、144及絕緣層122、124。導電黏著材料1420、1440除了提供發光元件2與外部的電連接之外,也具有足夠的黏著性,可使發光元件2不需使用焊料即可固定在承載板40上(參照圖15)。因此,可省略焊料以及回焊(reflow)的步驟,降低制作工藝成本。需注意的是,若有需要,焊料仍可施加于導電黏著材料1420、1440與承載板40之間。導電黏著材料1420、1440可以在溫度低于300°C以及壓力0.2?20Mpa的條件下與電極142、144貼合。或者,可以在溫度230°C及壓力5Mpa的條件下與電極142、144進行貼合。也就是,該導電黏著材料具有以小于300°C的狀態轉換溫度。在一實施例中,導電黏著材料1420、1440可以在溫度低于300°C或者在800°C?250°C的溫度下不需施以額外的壓力即可以與電極142、144貼合。同樣地,導電黏著材料1420、1440與承載板40的連接條件可以參照上述導電黏著材料1420、1440與電極142、144的任一貼合條件(加壓或/及加熱)。導電黏著材料于后續會再詳細描述。
[0128]圖19c、圖19e的發光裝置1000具有與圖19a類似的結構,其中相同的符號或是記號表示具有類似或是相同的元件、裝置或步驟。如圖19c所示,光學元件6具有一矩形的剖面。如圖19e所示,透明支撐元件4的寬度比光學元件6的寬度略大,因而改變從透明支撐元件4的側邊離開發光裝置1000的光線的行進方向以及出光量,因而形成不同于圖19a與圖19c中發光裝置1000的光場。圖19b、圖19d、圖19f的發光裝置1000分別具有與圖19a、圖19c、圖19e類似的結構,但發光裝置1000內不包含波長轉換材料。在本發明的各實施例中,波長轉換材料也可選擇性地散布(disperse)于透明支撐元件4內。
[0129]參照圖20a?圖20f,圖20a?圖20f的發光裝置1000具有與圖19a?圖19f類似的結構,其中相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。圖20a?圖20f的發光裝置1000不設置絕緣層122、124以及126及中間層146。此外,導電黏著材料1420、1440僅形成于電極142、144之上并具有與電極142、144相同或不同的面積(例如:大于或小于)。當發光裝置1000通過導電黏著材料1440、1420固定于承載板(圖未式)時,可設計導電黏著材料1440、1420的厚度以增加與承載板間的連結強度。增加導電黏著材料1440、1420的厚度也可幫助發光裝置100所產生的熱傳至外界環境。在一實施例中,導電黏著材料1440、1420具有一大于10 μ m的厚度,或者具有一不小于20 μ m且不大于100 μ m的厚度。導電黏著材料1440、1420的厚度至少為電極142、144厚度的5倍以上或10倍以上以增加結構強度。
[0130]如圖21a與圖21b所示,可于透明支撐元件4與光學元件6之間加入光學層12,通過調整光學層12的成分與結構,可以達到需要的反射率及/或光場。光學層12的詳細描述可參考圖12的說明,為簡潔故,將不在此撰述。
[0131]參照圖22a及圖22b,發光裝置1000具有與圖19a及圖19b類似的結構,其中相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。圖22a及圖22b的發光裝置1000包含覆蓋于發光元件2上的透明支撐元件4,但在透明支撐元件4上沒有覆蓋一光學元件6。圖22c及圖22d的發光裝置1000具有與圖20a及圖20b類似的結構。圖22c及圖22d的發光裝置1000包含覆蓋于發光元件2上的透明支撐元件4,但在透明支撐元件4上沒有再覆蓋一光學元件6。圖22e的發光裝置1000包含一波長轉換層30位于發光元件2及透明支撐元件4之間。
[0132]在本發明中,圖1a?圖2b、圖6?圖8、圖9e?圖9h、圖1Oa?圖10b、圖12、圖14a?圖15、圖19a?圖19f、圖20a?圖20f、圖21a?圖21b、圖22a?圖22e的實施例中,雖然僅包含單一發光元件2,但也可以設置多個發光元件2于單一個發光裝置內,且多個發光元件2可以發出一種或多種的光線。并且在個別實施例中,各元件的調整或者變形,都可以依據不同的需求應用在別的實施例中。
[0133]圖23a?圖26e顯示導電黏著材料形成于發光元件上的不同實施例的制造流程示意圖。在圖23a?圖26e中,雖以發光元件為例,但相同的制造流程也可適用于其他的電子元件,如電容、電阻、電感、二極管或集成電路等非發光元件。需注意的是,導電黏著材料因其性質或廠牌不同,形成于發光元件上的方法也可能不同。例如:在圖23a?圖24c中的實施例,導電黏著材料可以是膠體狀,適于利用印刷方式形成于發光元件上;在圖25a?圖27f中的實施例,導電黏著材料先形成膜再與發光元件接合。以下將針對不同實施例做詳細描述。
[0134]如圖23a所示,多個發光元件2設置在第一暫時載板71上且暴露出電極142、144。接著,提供導電黏著材料1420、1440。在此實施例中,導電黏著材料1420、1440為一導電黏著膠。導電黏著膠為一金屬膠體,其包含具有包覆體(capping agent)的金屬顆粒分散于一膠體中。金屬顆粒包含金、銀、銅、鎳、鉑、鈀、鐵、鎳其合金或其混和物。金屬顆粒的顆粒尺寸為5nm至500nm。包覆體包覆于金屬顆粒外以防止在制作具有納米尺寸的金屬顆粒時金屬顆粒彼此聚集(coalesce),且進一步控制金屬顆粒的尺寸。包覆體可為一有機胺;例如:十六燒基胺(hexadecylamine);硫醇(th1l),例如:dodecaneth1l ;或卩比啶(pyridine),例如;triazolopyridine或tepyridiner。膠體包含熱塑性黏著劑或熱固性黏著劑。
[0135]如圖23b所示,利用網版印刷方式將導電黏著膠1420、1440分別形成于電極142、144上。接著,在一介于70?250°C的第一溫度下加熱固化導電黏著膠1420、1440。需注意的是,在加熱前,導電黏著膠1420、1440呈現一膠體狀;加熱后,部分包覆體會被移除且使導電黏著膠1420、1440硬化且呈現一半固化狀。此外,當包覆體被移除時,金屬顆粒會聚集且可形成一具有一第一孔隙率的多孔隙的膜層。在本實施例中,因使用網版印刷,因此導電黏著膠1420、1440具有一凹凸上表面以及一弧形側表面。若使用鋼板印刷,則導電黏著膠1420、1440通常具有一平整上表面。
[0136]如圖23c所示,將多個具有導電黏著膠1420、1440的發光元件2翻轉并排列在第二暫時載板72上。于此步驟中,導電黏著膠1420、1440僅與第二暫時載板72暫時接觸。之后,移除第一暫時載板71。
[0137]如圖23d所示,將多個發光元件2從第二暫時載板72轉移至承載板40上。接著,在一介于150?200°C的第二溫度下加熱導電黏著膠1420、1440。此時,剩余的包覆體會部分或全部被移除,因此導電黏著膠1420、1440被完全或幾乎完全固化且使得多個發光元件2固定于承載板40上。同樣地,當剩余的包覆體被移除時,多孔隙的膜層可進一步形成具有一第二孔隙率的膜層或者形成一無孔隙的膜層。第二孔隙率通常小于第一孔隙率。需注意的是,相較于單一取放(pick and place)制作工藝,通過以上方法,多個發光元件2可同時一次性地(volumn transfer)固定于承載板40上。此外,本實施例的方法,可以不使用焊錫,通過導電黏著膠1420、1440即可使多個發光元件2固定于承載板40上。在此實施例中,在第二溫度的加熱過程中(第二溫度大于第一溫度),可以不施加其他外力于發光元件2上即可將其固定于承載板40上。由于導電黏著膠1420、1440具有一小于300°C的狀態轉換溫度,根據不同的需求,導電黏著膠1420、1440可從膠體狀轉換成半固化狀、半固化狀轉換成固化狀或是膠體狀轉換成固化狀。
[0138]圖24a?圖24c為根據本發明另一實施例的制造流程示意圖。與其他實施例相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置,將不再贅述。在此實施例中,導電黏著材料也為一導電黏著膠。導電黏著膠的描述可參考前述實施例中的描述。
[0139]如圖24a所示,多個發光疊層201外延成長于一成長基板801(例如:藍寶石、SiC、GaN、GaP或GaAs等)上。一溝槽802形成于兩相鄰發光疊層201之間。
[0140]如圖24b所示,利用網版印刷方式分別將導電黏著膠1420、1440形成于電極142、144上。接著,在一介于70?250°C的第一溫度下加熱固化導電黏著膠1420、1440。之后,沿著溝槽802分開多個發光疊層201以形成多個彼此各自獨立且仍保有部分成長基板811的發光兀件2。同樣地,如圖23b所不,導電黏著膠1420、1440也具有一凹凸上表面以及一弧形側表面
[0141]如圖24c所示,將多個發光元件2放置于承載板40上。在一介于150?200°C的第二溫度下加熱導電黏著膠1420、1440,使導電黏著膠1420、1440被固化且使得多個發光元件2因此固定于承載板40上。
[0142]圖25a?圖25c為根據本發明另一實施例的制造流程不意圖。如圖25a所不,提供多個發光元件2于一第一暫時基板71上以暴露出電極142、144。接著,提供導電黏著材料1480。在此實施例中,導電黏著材料為一膜層(Film)。導電黏著材料1480包含一基材1481及導電黏著膜1482形成于基材上。可利用涂布(spin coating)或噴涂(spray)等方式將導電黏結膠形成于基材1481上以形成一導電黏著膜1482。導電黏著膜1482包含膠體及具有包覆體(capping agent)的金屬顆粒。金屬顆粒包含金、銀、銅、镲、鉬、鈕、鐵、其合金或其混和物。金屬顆粒顆粒尺寸可為5nm至500nm。包覆體包覆于金屬顆粒外以防止在制作具有納米尺寸的金屬顆粒時金屬顆粒彼此聚集(coalesce),且進一步控制金屬顆粒的尺寸。包覆體可為一有機胺;例如:十六燒基胺(hexadecylamine);硫醇(th1l),例如:dodecaneth1l ;或卩比啶(pyridine),例如;triazolopyridine 或 tepyridiner。膠體包含熱塑性黏著劑或熱固性黏著劑。
[0143]如圖25b所示,將多個發光元件2的電極142、144固定在導電黏著膜1482上移除第一暫時載板71。之后,進行加熱加壓(70?250°C以及0.2?20Mpa)步驟使得導電黏著膜1482可與電極142、144相結合。如圖25c所示,當分離導電黏著材料1480與多個發光元件2時,與發光元件2相接觸的導電黏著膜1482會同時轉移至電極142、144上,因此發光元件2即具有導電黏著膜1420、1440。
[0144]如圖25d所示,將具有導電黏著膜1420、1440的發光元件2放置于承載板40并進行一加熱或加熱加壓(150?200°C,0.2?20Mpa)的制作工藝以使發光元件2固定于承載板40上。由于承載板40上具有電路(圖未示),因此發光元件2通過導電黏著膜1420、1440直接與承載板40上的電路形成電連接。需注意的是,在加熱后,部分或全部的包覆體會被移除,使得導電黏著膜具有不同的性質(例如:孔隙率改變、顏色改變或黏度改變)。
[0145]圖26a?圖26e為根據本發明另一實施例導電黏著材料與發光元件接合的制造方法流程剖視圖。相同的符號或是記號表示類似或是相同的元件或裝置。同樣的,在此實施例中,導電黏著材料1480包含一基材1481及導電黏著膜1482形成于基材1481上。導電黏著材料1480的描述可參考前述實施例中的描述。
[0146]如圖26a所示,多個發光疊層201外延成長于一成長基板801(例如:藍寶石、SiC、GaN、GaP或GaAs等)上。一溝槽802形成于兩發光疊層201之間。
[0147]如圖26b所示,多個發光元件2的電極142、144固定在導電黏著膜1482上,并加熱加壓(70?250°C以及0.2?20Mpa)使得導電黏著膜1482可與電極142、144相結合。
[0148]如圖26c所示,沿著溝槽802分開多個發光疊層201以形成彼此各自獨立且具有成長基板811的多個發光元件2。如圖26d所示,當分離導電黏著材料1480與多個發光元件2時,與發光元件2相接觸的導電黏著膜1482會同時轉移至電極142、144上,因此發光元件2即具有導電黏著膜1420、1440。
[0149]如圖26e所示,將具有導電黏著膜1420、1440的發光元件2放置于承載板40并進行一加熱或加熱加壓(150?200°C,0.2?20Mpa)的制作工藝以使發光元件2固定于承載板40上。由于承載板40上具有電路(圖未示),因此發光元件2通過導電黏著膜1420、1440直接與承載板40上的電路形成電連接。
[0150]圖27a?圖27f為根據本發明一實施例中的發光裝置制造方法的流程剖視圖,如圖27a?圖27b所示,先在載板20上形成多個
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