CN102543984A - 发光装置封装件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了发光装置封装件及其制造方法。发光装置封装件可以包括在一个基底(板)上的多个发光芯片。多个发光芯片可以产生在目标颜色周围的颜色。可以通过由多个发光芯片发射的光的颜色的组合来产生目标颜色。在目标颜色周围的颜色可以具有与目标颜色的色调相同的色调并具有与目标颜色的色温不同的色温。多个发光芯片可以具有在目标颜色的色温的大约±250K内的色温。

Description

发光装置封装件及其制造方法
技术领域
本公开涉及发光装置封装件及其制造方法。
背景技术
诸如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的发光装置利用电致发光现象，即，通过将电流或电压施加到材料(半导体)而从该材料发光的现象。由于电子和空穴在有源层(即，发光层)内结合，所以有源层可以发射光，并且发射的光可以具有与有源层的能带隙对应的能量。
可以将发光芯片安装在基底上，然后，可以将荧光层涂覆在发光芯片上来制造发光装置封装件。然而，在制造单个芯片封装件并排列单个芯片封装件的典型方法中，难以减小单个芯片封装件之间的色差。这样，会增大缺陷比例。此外，会需要严格的生产管理，会降低工艺效率，并会降低成品率。也就是说，因为根据典型方法，难以减小由制造工艺中发生的变化/误差引起的发光芯片之间的色差，所以会降低产率。
发明内容
提供了减小色差并提高产率的发光装置封装件。
提供了制造所述发光装置封装件的方法。
在下面的描述中部分地阐述附加方面，部分通过描述将是明显的，或可以通过提出的实施例的实践而获知。
根据本发明的一方面，一种发光装置封装件包括：基底；以及多个发光芯片，设置在基底上，其中，所述多个发光芯片产生在目标颜色周围的颜色，所述在目标颜色周围的颜色具有与目标颜色的色调相同的色调和与目标颜色的色温不同的色温，其中，通过由所述多个发光芯片发射的光的颜色的组合来产生目标颜色。
所述多个发光芯片可以具有在目标颜色的色温的大约±250K内的色温。
目标颜色可以是与预定等级区域的中心部分对应的颜色。
可以设置至少四个发光芯片。
所述多个发光芯片可以以棋盘图案形式布置。
所述多个发光芯片可以以N×N矩阵布置，其中，N为大于或等于2的自然数。
所述多个发光芯片中的每个发光芯片可以包括独立的荧光层。
所述发光装置封装件可以是发白光装置封装件。
根据本发明的另一方面，一种制造发光装置封装件的方法包括：在晶片上形成包括多个发光单体区域的发光结构层；在晶片上形成覆盖多个发光单体区域的荧光层；将其上形成有所述多个发光单体区域和荧光层的晶片分成单体单元以形成多个发光芯片；根据所述多个发光芯片的色温对所述多个发光芯片进行分类；以及在所述多个发光芯片中选择多个芯片并将所选择的发光芯片封装在基底上，其中，所选择的发光芯片产生在目标颜色周围的颜色。
所选择的发光芯片可以具有在目标颜色的色温的大约±250K内的色温。
目标颜色可以是与预定等级区域的中心部分对应的颜色。
可以选择至少四个发光芯片来封装在基底上。
可以以棋盘图案形式将所选择的发光芯片布置在基底上。
所述多个发光芯片可以是发射白光的芯片。
附图说明
通过结合附图进行的实施例的以下描述，这些和/或其他方面将变得显而易见和更易于理解，在附图中：
图1是根据实施例的发光装置封装件的平面图；
图2至图4是示出在图1的发光装置封装件中由多个发光芯片发射的光的颜色与目标颜色之间的关系的示例的色坐标；
图5和图6是根据另一实施例的发光装置封装件的平面图；
图7A至图7D是示出根据实施例的发光装置封装件的制造方法的视图；
图8是图7A的平面图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述各种示例实施例，附图中示出了示例实施例。
将理解的是，当元件被称作“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意和所有组合。
将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称作第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如“在...之下”、“在...下方”、“下面的”、“在...上方”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其他元件或特征“上方”。因而，示例性术语“在...下方”可包括“在...上方”和“在...下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其他方位)，并对在这里使用的空间相对描述语做出相应的解释。
这里使用的术语仅为了描述具体实施例的目的，而不意图限制示例实施例。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在此参照作为示例实施例的理想实施例(和中间结构)的示意图的剖视图来描述示例实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，示例实施例不应该被解释为局限于在此示出的区域的具体形状，而将包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出为矩形的注入区域将通常在其边缘具有倒圆或弯曲的特征和/或具有注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样，通过注入形成的埋区会导致在埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在图中示出的区域本质上是示意性的，它们的形状并不意图示出装置的区域的实际形状，也不意图限制示例实施例的范围。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而将不以理想的或者过于形式化的含义来解释它们。
在下文中，将参照附图详细地描述根据实施例的发光装置封装件及其制造方法。在附图中，为了示出的清楚，夸大了层和区域的尺寸。相同的附图标记始终表示相同的元件。
图1是根据实施例的发光装置封装件的平面图。
参照图1，可以在基底100上设置多个发光芯片，例如，可以设置四个发光芯片200a至200d。基底可以是印刷电路板(PCB)基底。发光芯片200a至200d可以分别包括发光单体20a至20d以及覆盖发光单体20a至20d的荧光层30a至30d。发光芯片200a至200d可以是产生预定目标颜色周围的颜色的芯片。目标颜色周围的颜色的色调与目标颜色的色调可以相同，但目标颜色周围的颜色的色温与目标颜色的色温可以不同。例如，多个发光芯片200a至200d的色温可以在目标颜色的色温的大约±250K内。随后将详细地描述由发光芯片200a至200d发射的光的颜色与目标颜色之间的色温关系。发光装置封装件可以通过将由发光芯片200a至200d发射的光的颜色组合来产生目标颜色。尽管发光芯片200a至200d中每个发光芯片的色温稍微偏离目标颜色的色温，但通过将由发光芯片200a至200d发射的光的颜色组合，可以实现目标颜色，随后将对此进行详细的描述。
可以以棋盘图案形式布置发光芯片200a至200d。例如，可以以2×2矩阵布置发光芯片200a至200d。然而，可以将发光芯片的数量增加为多于四个。在这种情况下，可以以3×3矩阵或4×4矩阵布置发光芯片。即，可以以N×N矩阵布置发光芯片，其中，N可以是大于2或等于2的自然数。
例如，图1的发光装置封装件可以是发白光装置封装件。在这种情况下，发光单体20a至20d可以是发蓝光单体。荧光层30a至30d可以是由黄色荧光材料形成的层。可选择地，发光单体20a至20d可以是发射紫外线的单体，荧光层30a至30d可以是混合有RGB(红、绿和蓝)荧光材料的层。发光单体20a至20d与荧光层30a至30d可以彼此组合以产生白光。然而，由发光单体20a至20d发射的光的颜色以及荧光层30a至30d的颜色不限于上述实施例。如果通过发光单体20a至20d与荧光层30a至30d的组合发射白光，则可以对两种元件的颜色做各种改变。此外，根据实施例的发光装置封装件可以发射与白色不同的颜色的光。
虽然未在图1中示出，但还可以在基底100上设置覆盖荧光层30a至30d的包封材料，然后，可以在包封材料上设置透镜。例如，包封材料可以包括含有分散剂的硅树脂。
图2至图4是示出在图1的发光装置封装件中由多个发光芯片发射的光的颜色与目标颜色之间的关系的示例的色坐标。在图2至图4中，根据实施例的发光装置封装件发射白光。
参照图2，色坐标中的白色区域可分为多个等级(rank)区域R1至R8。多个等级区域R1至R8具有彼此相同的颜色(色调)，但具有彼此不同的色温和亮度。即，色坐标中的白色区域可根据色温和亮度分为多个等级区域R1至R8。图1中描述的目标颜色可以是预定等级区域R5的中心部分C0，多个发光芯片200a至200d可以是分别产生目标颜色C0(即，等级区域R5的中心部分)周围的第一颜色C1、第二颜色C2、第三颜色C3和第四颜色C4的芯片。多个发光芯片200a至200d可以分别与周围的颜色C1至C4对应。与多个发光芯片200a至200d分别对应的周围的颜色C1至C4可以以相似的距离与目标颜色C0分隔开。
如上所述，当发光装置封装件由多芯片封装件构成时，可以产生分别由多个发光芯片200a至200d产生的颜色C1至C4的中间颜色，即，目标颜色C0。尽管多个发光芯片200a至200d中每个发光芯片的色温稍微偏离目标颜色C0的色温，但由于可以通过将多个发光芯片200a至200d发射的光的颜色组合来实现目标颜色C0，所以可以解决芯片之间的色差的问题。因此，可以容易地实现期望的颜色。此外，由于可以将在现有技术中被归为缺陷芯片的芯片用作好芯片，所以可以降低缺陷比例并可以提高成品率。
具体地讲，与多个发光芯片200a至200d对应的周围的颜色C1至C4中的第一颜色C1和第三颜色C3可关于目标颜色C0彼此面对(对称关系)，第二颜色C2和第四颜色C4可关于目标颜色C0彼此面对(对称关系)。此外，当菱形区域(或半菱形区域)被限定在关于中心目标颜色C0的大约±250K内时，周围的颜色C1至C4可以对应于菱形区域(或半菱形区域)的顶点，或者四个颜色设置在大约顶点处。当满足该条件时，通过多个发光芯片200a至200d可以容易地实现目标颜色C0。
参照图2描述的发光芯片200a至200d的颜色(位置)仅是示例性的。因此，如下面参照图3和图4所描述的，可以对所述颜色(位置)做各种改变。
参照图3，如果将等级区域R5的中心部分C0周围的颜色C1至C4称作第一组颜色C1至C4，则可以在第一组颜色C1至C4之间设置第二组颜色C1’至C4’。图1中的多个发光芯片200a至200d可以产生第一组颜色C1至C4。可选择地，多个发光芯片200a至200d可以产生第二组颜色C1’至C4’。此外，在一些情况下，多个发光芯片200a至200d中的三个发光芯片可以产生第一组颜色中的三个颜色(C1至C4中的三个)，多个发光芯片200a至200d中剩下的一个发光芯片可以产生第二组颜色中的一个颜色(C1’至C4’中的一个)。在这种情况下，剩下的一个发光芯片可以产生与第一组颜色C1至C4中未选择的颜色相邻的颜色。例如，多个发光芯片200a至200d中的三个发光芯片可以产生与第一组颜色C1、C2和C3对应的颜色，剩下的一个发光芯片可以产生与第二组颜色C3’或C4’对应的颜色。
参照图4，可以在比上述第一组颜色C1至C4和第二组颜色C1’至C4’更远离目标颜色C0的位置处设置第三组颜色C11至C14和第四组颜色C11’至C14’。图1中的多个发光芯片200a至200d可以是具有第三组颜色C11至C14的芯片或者可以是具有第四组颜色C11’至C14’的芯片。可选择地，多个发光芯片200a至200d中的三个发光芯片可以产生第三组颜色C11至C14中的三个颜色(C11至C14中的三个)，剩下的一个发光芯片可以产生第四组颜色C11’至C14’中的一个颜色(C11’至C14’中的一个)。当图1中的多个发光芯片200a至200d是产生第三组颜色C11至C14或第四组颜色C11’至C14’的芯片时，多个发光芯片200a至200d的颜色可以组合而实现目标颜色C0。虽然在现有技术中，与第三组颜色C11至C14和第四组颜色C11’至C14’对应的芯片被归为缺陷芯片，但在当前实施例中可以将与第三组颜色C11至C14和第四组颜色C11’至C14’对应的芯片用作好芯片。如上所述，根据实施例，由于可以将被归为缺陷芯片的芯片用作好芯片，所以可以提高成品率。
如上所述，可以将发光芯片的数量增加为多于四个。在这种情况下，可以将发光芯片封装成具有3×3矩阵、4×4矩阵等的多芯片封装件。以3×3矩阵或4×4矩阵布置的多芯片封装件的示例在图5和图6中被示出。图5示出了以3×3矩阵布置发光芯片200的结构，图6示出了以4×4矩阵布置发光芯片200的结构。
图7A至图7D是示出根据实施例的发光装置封装件的制造方法的视图。图7A至图7C是剖视图，图7D是平面图。
参照图7A，可以在晶片10上形成多个发光单体20。虽然在附图中简单地示出了发光单体20，但每个发光单体20可以包括第一导电类型半导体、有源层和第二导电类型半导体顺序地堆叠的结构。第一导电类型半导体可以是N型半导体，第二导电类型半导体可以是P型半导体，反之亦然。有源层可以是其中电子和空穴结合以发射光的发光层。除第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层之外，每个发光单体20还可以包括其他材料层。此外，可以对发光单体20的每个结构进行各种改变。多个发光单体20可以是多个发光单体区域，它们可以构成一个发光结构层。即，多个发光单体20可以是发光结构层的多个发光单体区域。
可以在晶片10上形成荧光层30以覆盖多个发光单体20。由于以晶片级形成荧光层30，所以可以在整个晶片10上容易地以均匀的厚度形成荧光层30。
例如，图7A的俯视图(平面图)可以与图8相同。图7A中的荧光层30未在图8中示出。
参照图7B，可以将其上形成有多个发光单体20和荧光层30的晶片10分成多个单体单元以形成多个发光芯片200。因产品制造工艺过程中产生的误差，所以多个发光芯片200会具有色差/颜色分散。即，虽然多个发光芯片200具有相同的颜色(例如，白色)，但多个发光芯片200会具有彼此不同的色温和亮度。
参照图7C，可以根据色温将多个发光芯片200分类。例如，在该工艺中，可以根据多个发光芯片200的色温将多个发光芯片200分成多个颜色组C1至C4。这里，多个颜色组C1至C4可以对应于图2中的四个周围的颜色C1至C4。该工艺可以与LED制造工艺中的分档(bin)工艺不同。
参照图7D，可以从在前面工艺中被分为多个颜色组C1至C4的多个发光芯片200中选择多个发光芯片200a至200d，以将选择的发光芯片200a至200d安装在一个基底100上。这里，选择的发光芯片200a至200d可以是与图2中的四个周围的颜色C1至C4分别对应的芯片。这样，选择的发光芯片200a至200d可以产生四个周围的颜色C1至C4的中间颜色，即，目标颜色C0。选择的发光芯片200a至200d可以具有在目标颜色C0的色温的大约±250K内的色温。随后将详细地描述选择的发光芯片200a至200d与目标颜色C0之间的色温关系。图7D中的标记20a至20d和30a至30d分别代表选择的发光芯片200a至200d的发光单体和荧光层。
图7D中的选择的发光芯片200a至200d产生的颜色不限于图2中的四个周围的颜色C1至C4，而是可以对所述颜色进行各种改变。由于已参照图3和图4对此进行了描述，所以将省略对此的重复描述。
然后，虽然未示出，但可以在基底100上形成覆盖荧光层30a至30d的包封材料。例如，可以由包含分散剂的硅树脂来形成包封材料。可以在包封材料上设置透镜。
如上所述，根据实施例，可以制造能减小发光芯片之间的色差/颜色分散并提高产率的发光装置封装件。
此外，在图7C的工艺中，可以将一些发光芯片200分成能够产生目标颜色C0的芯片。这样，可以单独地收集能够产生目标颜色C0的发光芯片，然后将所述发光芯片安装在基底上。在这种情况下，彼此一起安装在基底上的多个发光芯片200也可以产生目标颜色C0。
此外，在图7A的工艺中，不是形成彼此分开的多个发光单体20，而是可以形成一个“发光结构层”(堆叠结构)，然后，可以将发光结构层分成多个发光单体。即，可以形成包括多个发光单体区域的发光结构层。在这种情况下，可以作为接连的工艺在发光结构层上形成荧光层。然后，可以将其上形成有发光结构层和荧光层的基底分成单体单元，以形成与图7B中的多个发光芯片相似的多个发光芯片。然后，可执行图7C和图7D的工艺。
在下文中，将简要地描述当前实施例中选择的多个发光芯片200a至200d与目标颜色C0之间的色温关系。
在当前实施例中选择的多个发光芯片200a至200d可以具有在目标颜色C0的色温的大约±250K内的色温。多个发光芯片200a至200d具有在目标颜色C0的色温的大约±250K内的色温，该事实可以表示以下事实：多个发光芯片200a至200d的色温相对于目标颜色C0在麦克亚当7阶内。在典型工艺中随机选择的发光芯片的色温相对于中心颜色(即，目标颜色)会在麦克亚当7阶之外。此外，由于典型工艺中选择的发光芯片的色温的位置随机，所以会难以确保优异的质量。然而，像当前实施例一样，当满足麦克亚当7阶的条件时，即，当满足多个选择的发光芯片的色温在目标颜色C0的色温的大约±250K内的条件时，当多个选择的发光芯片产生目标颜色C0周围的颜色时，可容易地获得优异的质量。
虽然已参照本发明构思的示例性实施例具体地示出和描述了本发明构思，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，在此可以在形式和细节上做各种改变。例如，对本领域普通技术人员明显的是，可以对根据本发明实施例的发光装置封装件的结构及发光装置封装件的制造方法做各种改变。此外，除了发白光装置之外，本发明构思的理念还可以等同地应用到产生不同颜色的发光装置。因此，本发明构思的范围不受对本发明构思的详细描述的限制，而是由权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种发光装置封装件，所述发光装置封装件包括：
基底；以及
多个发光芯片，设置在基底上，
其中，所述多个发光芯片产生在目标颜色周围的颜色，所述在目标颜色周围的颜色具有与目标颜色的色调相同的色调和与目标颜色的色温不同的色温，
其中，通过由所述多个发光芯片发射的光的颜色的组合来产生目标颜色。
2.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，所述多个发光芯片具有在目标颜色的色温的±250K内的色温。
3.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，目标颜色是与预定等级区域的中心部分对应的颜色。
4.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，设置至少四个发光芯片。
5.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，所述多个发光芯片以棋盘图案形式布置。
6.如权利要求5所述的发光装置封装件，其中，所述多个发光芯片以N×N矩阵布置，其中，N为大于或等于2的自然数。
7.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，所述多个发光芯片中的每个发光芯片包括独立的荧光层。
8.如权利要求1所述的发光装置封装件，其中，所述发光装置封装件是发白光装置封装件。
9.一种制造发光装置封装件的方法，所述方法包括：
在晶片上形成包括多个发光单体区域的发光结构层；
在晶片上形成覆盖多个发光单体区域的荧光层；
将其上形成有所述多个发光单体区域和荧光层的晶片分成单体单元以形成多个发光芯片；
根据所述多个发光芯片的色温对所述多个发光芯片进行分类；以及
在所述多个发光芯片中选择多个芯片并将所选择的发光芯片封装在基底上，
其中，所选择的发光芯片产生在目标颜色周围的颜色。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所选择的发光芯片具有在目标颜色的色温的±250K内的色温。
11.如权利要求9所述的方法，其中，目标颜色是与预定等级区域的中心部分对应的颜色。
12.如权利要求9所述的方法，其中，选择至少四个发光芯片来封装在基底上。
13.如权利要求9所述的方法，其中，以棋盘图案形式将所选择的发光芯片布置在基底上。
14.如权利要求9所述的方法，其中，所述多个发光芯片是发射白光的芯片。
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