CN100472828C - 白光发光二极管的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种白光发光二极管的制作方法，其包括以下步骤：(A)提供一基座；(B)将一发光二极管晶粒设置于所述基座上；(C)将一呈围绕壁状的外荧光壁设置于所述基座上，并围绕所述的发光二极管晶粒；以及(D)将一内荧光层设置于所述的外荧光壁所围绕界定的容置空间中，并填满所述容置空间。本发明是将荧光层的制作分为二个步骤来加以完成，先设置一围绕壁状的外荧光壁于发光二极管晶粒的周围，再在外荧光壁所界定的容置空间内形成一内荧光层以构成一厚度均匀的完整荧光层，借由设置外荧光壁来预先界定完整荧光层的外形，可控制完整荧光层的厚度具有一致性，而可使白光发光二极管可发出均匀的白光，解决了以往发光二极管发出白光均匀性不佳的问题。

Description

白光发光二极管的制作方法

技术领域

本发明涉及一种白光发光二极管的制作方法，特别是涉及一种可以发出均匀白光的发光二极管的萤光层制作方法。

背景技术

发光二极管(即二极体)具有体积小、重量轻、耐震性佳，及反应速度快等优点，可广泛地作为各种指示器及显示器的光源。尤其近年来所发展出的白光发光二极管，具有取代一般的钨丝灯泡或日光灯管以作为照明光源的趋势。

美国专利第5,998,925号专利案提出了一种技术方案，其是利用蓝光发光二极管晶粒搭配萤光层的白光发光二极管，运用萤光层可吸收发光二极管晶粒所发出的部分蓝光并将其转换为黄光，使萤光层所转换出的黄光可与发光二极管晶粒所发出的另一部份未被吸收的蓝光混色形成白光。

请参阅图1所示，为上述美国专利第5,998,925号专利的白光发光二极管的一示意图。其中，萤光层13的制作方法，是将热固型树脂与萤光材料事先加以混合成一液态混合物，并利用点胶设备将所述液态混合物点覆于基座11上的发光二极管晶粒12周围，并经由烘烤使所述液态混合物固化以形成萤光层13。

然而，由于上述利用点胶设备形成萤光层13的方式，会造成萤光层13在发光二极管晶粒12的上方及侧方的厚度不一致，使得白光发光二极管所发出的白光产生不均匀的现象。

因此，为了解决上述白光不均匀的现象，美国专利第6,650,044号专利案采用了一种利用模板(stencil)印刷来制作萤光层的方法。

请参阅图2与图3所示，所述的方法，是将一具有复数开孔241的模板24贴靠于一形成有复数发光二极管晶粒22的基板21上，使发光二极管晶粒22对应地位于开孔241之内，然后将包含热固型树脂与萤光材料的液态混合物通过开孔241涂布于发光二极管晶粒22的周围以形成萤光层23，然后将模板24与基板21分离，并加热使萤光层23固化。

借由预先定义模板24的厚度实质上等于发光二极管晶粒22的高度加上萤光层23的厚度，且开孔241的宽度实质上等于发光二极管晶粒22的宽度加上两倍的萤光层23的厚度，可使萤光层23在发光二极管晶粒22上方与侧方的厚度一致，以使发光二极管所发出的白光具有良好的均匀性。

惟上述的方法只能适用于不需打金线连接的覆晶(flip chip)，而不能使用在一般采用打金线连接的晶粒上。

并且，在实际制作时，当模板24与基板21分离时，开孔241边缘会牵引萤光层23而造成萤光层23的边缘产生缺陷，以致于影响发光二极管所发出白光的均匀性。

由此可见，上述现有的白光发光二极管的制作方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的制作方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的白光发光二极管的制作方法，便成了当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的白光发光二极管的制作方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的白光发光二极管的制作方法，能够改进一般现有的制作方法，使其更具有实用性。经过不断研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的白光发光二极管的制作方法存在的缺陷，而提供一种新的可发出均匀白光的发光二极管的制作方法，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种白光发光二极管的制作方法，其包括以下步骤：(A).提供一基座；(B).将一发光二极管晶粒设置于所述基座上；(C).将一呈围绕壁状的外萤光壁设置于所述基座上，并围绕所述发光二极管晶粒；以及(D).将一内萤光层设置于所述外萤光壁所围绕界定的容置空间中，并填满所述容置空间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)及步骤(D)中的所述外萤光壁与所述内萤光层包含相同的萤光材料及混合比例，所述萤光材料用来将所述发光二极管晶粒所发出的光线转换为波长相异的另一光线。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)中，所述外萤光壁的顶面至所述发光二极管晶粒的顶面的垂直距离实质上相等于所述外萤光壁的外壁面至所述发光二极管晶粒的侧面的水平距离。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)中的所述外萤光壁是预先制作成形，再设置于所述基座上。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)中，所述外萤光壁是以热硬化方式预先制作成形。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)中，所述外萤光壁是以射出成形方式预先制作成形。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(D)中，所述内萤光层是以点胶方式形成。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(D)中，还对所述内萤光层进行加热固化。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(D)中，还对所述内萤光层施以紫外光照射固化。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(C)之后，还将所述发光二极管晶粒与所述基座以打线接合方式形成电连接。

前述的白光发光二极管的制作方法，其中所述的步骤(B)中的所述发光二极管晶粒与所述基座是以覆晶接合方式形成电连接。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种白光发光二极管的制作方法，其是将萤光层的制作分为二步骤来加以完成，先设置一围绕壁状的外萤光壁于发光二极管晶粒的周围，再在外萤光壁所界定的容置空间内形成一内萤光层以构成一完整萤光层。借由设置外萤光壁来预先界定完整萤光层的外形，可以控制完整萤光层的厚度具有一致性，可以解决以往发光二极管所发出的白光均匀性不佳的问题。

于是，本发明白光发光二极管的制作方法，包括下列步骤：

(A)提供一基座；

(B)将一发光二极管晶粒设置于所述基座上；

(C)将一围绕壁状的外萤光壁设置于所述基座上并围绕所述发光二极管晶粒，如晶粒是需要先打金线连接，可以先完成打金线连接到必要的连接点；

(D)将一内萤光层设置于所述外萤光壁所界定的容置空间内并填满所述容置空间。

借由上述技术方案，本发明白光发光二极管的制作方法至少具有下列优点：借由设置一外萤光壁于基座上的发光二极管周围，以预先界定完整萤光层的外形，再将内萤光层设置于外萤光壁所界定的容置空间内，可使完整萤光层的厚度在发光二极管晶粒上方与侧方具有一致性，进而使发光二极管所发出的白光在各个方向上具有良好的均匀性。

综上所述，本发明新颖的白光发光二极管的制作方法，可以发出均匀的白光，解决了以往发光二极管所发出的白光均匀性不佳的问题。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的白光发光二极管的制作方法具有增进的功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有以往的发光二极管的一侧视剖面图。

图2是现有以往的利用模板印刷于一发光二极管晶粒上形成一萤光层的一示意图。

图3是现有以往的利用模板印刷形成萤光层的发光二极管的一侧视剖面图。

图4是本发明发光二极管的萤光层制作方法最佳实施例的一流程图。

图5是本最佳实施例的一侧视剖面图，说明将一发光二极管晶粒设置于一基座上。

图6是本最佳实施例的一示意图，说明将一外萤光壁设置于所述基座上并围绕所述发光二极管晶粒。

图7是图6中将一外萤光壁设置于所述基座上并围绕所述发光二极管晶粒的一侧视剖面图。

图8是本最佳实施例的一侧视剖面图，说明利用打线接合方式使所述发光二极管晶粒及所述基座电连接。

图9是本最佳实施例的一侧视剖面图，说明利用覆晶接合方式使所述发光二极管晶粒及所述基座电连接。

图10是本最佳实施例的一侧视剖面图，说明将一内萤光层设置于所述外萤光壁所围绕界定出的一容置空间中。

具体实施方式

为更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及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的白光发光二极管的制作方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图4及图5所示，本发明较佳实施例的白光发光二极管的制作方法，主要包括以下步骤：

首先，步骤41先提供基座31；

然后，步骤42中，将发光二极管晶粒(以下简称晶粒)32粘设于基座31上。其粘设方式是先将作为粘着材料的银胶点设于基座31上，然后再将晶粒32设置在银胶上，最后使银胶受热固化而成。所述的晶粒粘设方式也可采用以往的共析合金(Eutectic)接合。

接着，请参阅图4、图6及图7所示，步骤43是将一围绕壁状的外萤光壁33设置于基座31上并且围绕晶粒32。

外萤光壁33是预先单独以热硬化(thermo set)方式将含有适当比例萤光材料的树脂固化成形或是以射出成形而得。由于外萤光壁33的主要功能是用来界定一完整萤光层的外形及厚度，因此，外萤光壁33的外形是对应于晶粒32的外形，在本实施例中，由于晶粒32为方形，因此外萤光壁33的形状也以方形为代表。

请参阅图6及图7所示，为了要使完整萤光层的厚度一致，先要使晶粒32位于外萤光壁33所界定的容置空间331底处的中心位置，并要预先调整外萤光壁33的宽度w以及高度h，以使外萤光壁33的外壁面至晶粒32侧面的水平距离d2，实质上相等于外萤光壁33顶面至晶粒32顶面的垂直距离d1。

接着，请参阅图8所示，在步骤44中，将晶粒32的一电极或二电极(视所述晶粒32的种类为单电极或双电极朝上而定)分别与基座31上的二间隔设置的导电部311电连接。需要说明的是，晶粒32与基座31电连接的方式不限于图中所示的打线接合(wire bond)，也可利用覆晶(flip chip)接合方式使晶粒32与基座31电连接，如图9所示，在利用覆晶接合方式中，无须有打线连接的动作。经由导电部311与外部电源电连接可用以驱动晶粒32发光。

然后，请参阅图4及图10所示，在步骤45中，将与外萤光壁33含有相同萤光材料及比例的树脂点覆于外萤光壁33所界定出的容置空间331中，并对所述的树脂予以加热固化或以紫外光照射固化以形成一包覆晶粒32顶面与侧面的内萤光层34。

上述包含于外萤光壁33及内萤光层34的萤光材料可吸收晶粒32所发出的部份的蓝光，并将所述部份的蓝光转换为黄光。由于蓝光与黄光为互补色光，因此，黄光可与另一部份未被萤光材料吸收的蓝光混色形成白光。

归纳上述，借由预先单独制作外萤光壁33，再将外萤光壁33设置于晶粒32周围，然后配合将内萤光层34设置于外萤光壁33所界定的容置空间331中，使外萤光壁33与内萤光层34所构成的完整萤光层在晶粒32的上方与侧方的厚度一致，以使混合后的白光在各个方向上具有良好的均匀性，确实能够达到本发明的功效。

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露如上，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技术内容作出些许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 (10)

1、一种白光发光二极管的制作方法，其特征在于其包括以下步骤：

(A).提供一基座；

(B).将一发光二极管晶粒设置于所述基座上；

(C).将一呈围绕壁状的外萤光壁设置于所述基座上，并围绕所述发光二极管晶粒，所述外萤光壁的顶面至所述发光二极管晶粒的顶面的垂直距离等于所述外萤光壁的外壁面至所述发光二极管晶粒的侧面的水平距离；以及

(D).将一内萤光层设置于所述外萤光壁所围绕界定的容置空间中，并填满所述容置空间，

所述外萤光壁与所述内萤光层包含相同的萤光材料及混合比例。

2、根据权利要求1所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述萤光材料用来将所述发光二极管晶粒所发出的光线转换为波长相异的另一光线。

3、根据权利要求1所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(C)中的所述外萤光壁是预先制作成形，再设置于所述基座上。

4、根据权利要求3所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(C)中，所述外萤光壁是以热硬化方式预先制作成形。

5、根据权利要求3所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(C)中，所述外萤光壁是以射出成形方式预先制作成形。

6、根据权利要求1所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(D)中，所述内萤光层是以点胶方式形成。

7、根据权利要求6所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(D)中，还对所述内萤光层进行加热固化。

8、根据权利要求6所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(D)中，还对所述内萤光层施以紫外光照射固化。

9、根据权利要求1所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(C)之后，还将所述发光二极管晶粒与所述基座以打线接合方式形成电连接。

10、根据权利要求1所述的白光发光二极管的制作方法，其特征在于其中所述的步骤(B)中的所述发光二极管晶粒与所述基座是以覆晶接合方式形成电连接。

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