CN106952991A - 芯片级封装发光装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种芯片级封装发光装置及其制造方法，发光装置包含覆晶式LED芯片与封装构造，其中封装构造包含软性缓冲结构、荧光结构及透光结构。软性缓冲结构包含顶部及侧部，顶部形成于覆晶式LED芯片的上表面，侧部形成于覆晶式LED芯片的立面，顶部具有凸状曲面，而侧部具有连接凸状曲面的外缘面；荧光结构沿着凸状曲面及外缘面而形成于软性缓冲结构上；透光结构形成于荧光结构上，且其硬度不小于软性缓冲结构的硬度。藉此，覆晶式LED芯片与封装构造之间具有较佳的附着性；发光装置具有较佳的可靠度、空间色均匀性、色温分级集中度及发光效率。

Description

芯片级封装发光装置及其制造方法

技术领域

本发明有关一种发光装置及其制造方法，特别关于一种具有覆晶式(flip-chip)LED芯片的芯片级封装发光装置及其制造方法。

背景技术

LED(发光二极管)芯片系普遍地使用来提供照明、显示或指示用的光源，而LED芯片通常会设置于一封装构造(其中可包含荧光材料)中，以成为一发光装置。

随着LED技术的发展，芯片级封装(chip-scale package，CSP)发光装置以其明显的优势于近年开始受到广大的重视。以最广泛被使用的白光CSP发光装置为例，其通常由一蓝光LED芯片与一包覆LED芯片的荧光结构所组成；其中，蓝光LED芯片通常为一覆晶式LED芯片，具有从上表面与侧部立面发出蓝光的特性，又，荧光结构需将上表面与侧部立面所发出的蓝光均匀地转换波长，使通过荧光结构后所产生的不同波长的光线以适当比例混合后形成均匀的白光；为达成此均匀地转换波长的目的，荧光结构需在上表面与侧部立面具有相同的厚度，此即所谓共形化分布(conformal coating)的荧光结构。

相较于传统支架型LED与陶瓷基板型LED，CSP发光装置具有以下优点：(1)不需要金线及额外的支架或陶瓷基板等副载具(submount)，因此可明显节省材料成本；(2)因省略了支架或陶瓷基板等副载具，可进一步降低LED芯片与散热板之间的热阻，因此在相同操作条件下将具有较低的操作温度，或进而增加操作功率；(3)较低的操作温度可使LED具有较高的芯片量子转换效率；(4)大幅缩小的封装尺寸使得在设计模块或灯具时，具有更大的设计弹性；(5)具有小发光面积，因此可缩小光展量(Etendue)，使得二次光学更容易设计，亦或藉此获得高发光强度(intensity)。

然而，CSP发光装置因为不需额外的基板或支架等副载具，故CSP发光装置中的荧光结构仅与LED芯片相接触；由于两者之间的接触面积相当有限，往往导致两者之间的结合力道不足；又LED芯片与荧光结构的热膨胀系数通常具有明显的差异，在发光装置操作时所产生的温度变化下，热膨胀系数的不匹配所引起的内应力将使接合力道已不足的荧光结构容易从LED芯片上剥离(delamination)，导致CSP发光装置失效。这项先天上的特性严重影响了现有CSP发光装置的可靠度性能。

再者，现有CSP发光装置在制造的过程中，会先将荧光材料混合于黏合材料(binder)中，例如高分子材料，再透过模造成型(molding)、印刷(printing)或喷涂(spraying)等方法来形成荧光结构；当荧光材料混合于高分子材料中时，将形成荧光胶体(phosphor slurry)，以此进行荧光结构的制造时，对荧光结构几何尺寸的控制需要很高的精准度，才能获得精确的发光颜色控制；又，现有方法仅能控制荧光结构的几何外型尺寸，而难以控制荧光材料在荧光胶体(或荧光结构)内的分布状态，而荧光材料的分布状态却是决定其发光性能的关键因素。因此，这两项先天物理特性使得荧光材料难以形成共形化分布(conformal coating)，故增加了CPS发光装置在大量制作上达到光学一致性的难度。

例如以荧光胶体透过模造成型(或印刷)进行CSP发光装置的荧光结构制作时，多个LED芯片(形成一LED芯片阵列)与模具内表面(或与印刷刮刀及钢板)之间的相对位置的误差，将造成多个LED芯片上表面及立面所形成的荧光结构的厚度一致性不足；同时，后续若须以切割分离多个CSP发光装置时，荧光结构的切割位置的误差将使LED芯片立面上的荧光结构的厚度难以控制；再加上无法有效控制荧光材料在胶体内的分布；这些因素造成了无法形成共形化分布(conformal coating)的荧光材料，使LED芯片所发射出的光线经过荧光结构后，其颜色不一致，因而造成空间色均匀性(spatial color uniformity)不佳，且色温(Correlated Color Temperature，CCT)分级(binning)集中度亦不佳，导致生产良率下降。

此外，若采用喷涂方式来制作荧光结构时，虽可避免在模造成型(或印刷工艺)中LED芯片在对位误差上所遭遇的相关问题，但荧光材料在喷涂时却因重力的作用而不易附着在LED芯片的垂直立面，导致荧光材料不易在立面上形成连续分布，这将造成在LED芯片的立面上荧光材料在高分子材料中不连续，虽然高分子材料可在立面形成连续分布透明结构，但因局部缺乏荧光材料以致产生较大面积连续性的光学上的透明“空孔”，使蓝光从空孔泄漏，即未经过荧光材料波长转换而直接穿透封装构造，造成CSP发光装置侧面容易泄漏蓝光，以致CSP发光装置正面光线与侧面光线的颜色不一致而形成蓝晕，因此，现有喷涂工艺亦无法形成共形化分布(conformal coating)的荧光材料；又，若采用喷涂方式于LED芯片的上表面形成较薄的荧光结构时，因荧光材料与高分子材料已预混合形成荧光胶体，荧光材料(通常为颗粒状)本身的聚集现象(particle aggregation)将使荧光材料出现明显的分布不连续，此亦会形成荧光材料的空孔，造成光斑(蓝光斑点)现象；因此，采用喷涂方式制作CSP发光装置时，空孔所造成的蓝光泄漏会使局部区域蓝光强度过高，除了会使空间色均匀性不佳之外，亦会增加蓝光对人眼造成的伤害；同时，不一致的荧光材料分布会使色温分级集中度不佳；又，蓝光大量泄漏将使荧光材料无法有效转换蓝光波长，也会造成光转换效率的下降。

有鉴于此，提供一种可增强荧光结构与LED芯片接口的附着力(即改善发光装置的可靠度)，并增加CSP发光装置空间色均匀性、提升色温分级集中度与提升发光效率等的技术方案，为目前业界发展CSP发光装置制造技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种发光装置及其制造方法，其能改善发光装置的可靠度、空间色均匀性、色温分级集中度及发光效率，且可具有小发光面积及低热阻。

为达上述目的，本发明所揭露的一种发光装置包含一LED芯片与一封装构造，其中该封装构造包含一缓冲结构、一荧光结构及一透光结构；该LED芯片为一覆晶式LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；该缓冲结构为一相对软性材质，亦可称为软性缓冲结构，可由例如一高分子材料制成，其包含一顶部及一侧部，该顶部形成于该上表面上，而该侧部形成于该立面上，该顶部具有一凸状曲面，而该侧部具有一连接该凸状曲面的外缘面；该荧光结构沿着该凸状曲面及该外缘面，形成于该软性缓冲结构上，该荧光结构通常包含一高分子材料(例如硅胶、环氧树脂或橡胶等)及一荧光材料；该透光结构形成于该荧光结构上，其中该透光结构的一硬度不小于该软性缓冲结构的一硬度。

为达上述目的，本发明所揭露的一种发光装置的制造方法包含：放置多个LED芯片于一离型材料上，以形成一LED芯片阵列；形成多个封装构造于该等LED芯片上，该等封装构造彼此相连；以及切割该等封装构造。此外，在切割该等封装构造之前或之后，移除该离型材料。

上述形成该等封装构造于该等LED芯片上的步骤更包含：形成多个软性缓冲结构于该等LED芯片上，并使得各该软性缓冲结构的一顶部设置于各该LED芯片的一上表面、且使各该软性缓冲结构的一侧部设置于各该LED芯片的一立面，其中该顶部具有一凸状曲面，而该侧部具有一连接该凸状曲面的外缘面；沿着该等软性缓冲结构的该等凸状曲面及该等外缘面，形成多个荧光结构于该等软性缓冲结构上，其中，可选择性地采用可分别沉积荧光材料与高分子材料的方法形成多个荧光结构；及形成多个透光结构于该等荧光结构上，其中该透光结构的一硬度不小于该软性缓冲结构的一硬度。

藉此，本发明的发光装置及其制造方法能至少提供以下的有益效果：相比于现有CSP发光装置的荧光结构直接地接触LED芯片，部分荧光材料(通常为一陶瓷材料，其与芯片间无黏着性)减低了高分子材料与LED芯片的接触面积，因而降低了荧光结构与LED芯片接口的附着力，而本发明所揭露的软性缓冲结构可使其本身的高分子材料完全与LED芯片接触，因此透过缓冲结构可明显提升荧光结构与LED芯片之间的结合力量(bonding force)。此外，软性缓冲结构的硬度较低，可减缓因各元件之间热膨胀系数不匹配所产生的内应力，故软性缓冲结构可作为一应力减缓结构。因此，本发明的发光装置在运作时(内部温度会明显变化)，不易有剥离(delamination)现象产生，即封装构造不易从LED芯片分离，增加了发光装置的可靠度性能。

再者，由于本发明所揭露的软性缓冲结构的侧部的外缘面为相对平缓曲面，可使LED芯片的立面所造成的断差(step)较为平缓(smooth)，相较于现有技术中荧光材料因重力的作用导致荧光材料在高分子材料中沉淀，而不易均匀附着在LED芯片的垂直立面，因此在立面上无法形成连续且共形化分布(conformal coating)的荧光材料；本发明所揭露的缓冲结构可大幅减缓因重力的作用所导致的荧光材料沉淀的现象，因此可在缓冲材料侧部形成连续分布的荧光材料，产生近似共形化分布(approximately conformal coating)的荧光结构，故而解决了CSP发光装置蓝光泄漏的问题，如此，本发明的发光装置具有较佳的空间色均匀性，也因此提升了色温分级集中度。

又，本发明的发光装置在形成荧光结构时，可采用分别沉积荧光材料与高分子材料的方法，因此可大幅减少荧光材料聚集的现象，使得在形成较薄的荧光结构时仍可获得分布均匀的荧光材料，避免了空孔的产生，因此不会产生光斑现象，同时亦可形成高密度堆栈的荧光结构。由于改善了光斑现象与蓝光的泄漏，并且具有高密度堆栈的荧光结构，因此本发明的发光装置具有较佳的荧光结构的光转换效率，故提升了整体发光效率，同时亦降低了蓝光对人眼伤害的风险。

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文系以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1A至图1C系为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的示意图；

图2系为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的示意图；

图3A至图3C系为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的示意图；及

图4A至图4F系依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的各步骤的示意图。

符号说明

1、1A、1B、1C、1D、1E 发光装置

100 LED芯片阵列

10 覆晶式LED芯片、LED芯片

11 上表面

111 边缘

12 下表面

13 立面

14 电极组

200 封装构造

20 缓冲结构、软性缓冲结构

21 顶部

211 凸状曲面

22 侧部

221 外缘面

23 光散射性微粒

30 荧光结构

31 顶部

32 侧部

321 水平段

40 透光结构

41 微结构透镜层

411 微结构

42 光散射性微粒

43 光散射层

300 离型材料

具体实施方式

请参阅图1A所示，其为依据本发明的第1较佳实施例的发光装置的示意图(剖视图)。该发光装置1A可包含一LED芯片10、一缓冲结构20、一荧光结构30及一透光结构40，而缓冲结构20、荧光结构30及透光结构40又可构成一透光的封装构造200；该些元件的技术内容将依序说明如下。

该LED芯片10为一覆晶式LED芯片，其包含一上表面11、一下表面12、一立面13及一电极组14。上表面11与下表面12为相对且相反地设置，而立面13形成于上表面11与下表面12之间、且连接上表面11与下表面12。换言之，立面13是沿着上表面11的边缘111与下表面12的边缘而形成，故立面13相对于上表面11与下表面12为环形(例如矩型环)。

电极组14设置于下表面12上，且可具有二个以上的电极。电能(图未示)可透过电极组14供应至LED芯片10内，以使LED芯片10发出光线。光线可从上表面11及立面13射出。由于LED芯片10为覆晶型式，故上表面11上未设有电极。

缓冲结构20用以缓冲各元件的热膨胀系数不匹配所产生的内应力、改善LED芯片10与封装构造200的接口附着性、且可帮助荧光结构30均匀地形成于其上以达到近似共形化分布(approximately conformal coating)等。具体而言，缓冲结构20为一相对软性材质，亦可称为软性缓冲结构20，其制造材料可为一透明的高分子材料(包含硅胶、环氧树脂或橡胶等)，软性缓冲结构20可包含一顶部21及一侧部22(两者为一体成型)，而顶部21形成且接触于LED芯片10的上表面11上，侧部22形成且接触于LED芯片10的立面13；此外，软性缓冲结构20可完整地覆盖LED芯片10的上表面11及立面13，但未有覆盖LED芯片10的电极组14。

请配合参阅图1B(省略荧光结构及透光结构的发光装置的剖视图)，顶部21包括一凸状曲面211(即顶部21的上表面)，且凸状曲面211的最高点系靠近或对齐LED芯片10的上表面11的中心点，而凸状曲面211的最低点系靠近或对齐上表面11的边缘111；因缓冲结构20较佳地由高分子材料组成，其受材料内聚力的作用后通常会形成一凸状结构，使顶部21具有凸状曲面211。较佳地，凸状曲面211的最高点至上表面11的距离系小于LED芯片10的厚度的一半，换言之，凸状曲面211可以不是一半球面。

该侧部22包含一连接该凸状曲面211的外缘面221(即侧部22的上表面)，而较佳地外缘面221与凸状曲面211系连续地相连接；也就是，在两者的交界在线，外缘面221的曲率与凸状曲面211的曲率为实质相同。连续地连接的外缘面221与凸状曲面211有益于后述的荧光结构30的形成。

外缘面221与凸状曲面211可在LED芯片10的上表面11的边缘111处相连接，故边缘111相切或邻近于凸状曲面211及外缘面221；也就是，边缘111与“外缘面221及凸状曲面211之间的交界线”相平行地或接近平行地偏移，而较佳地此偏移量可在工艺能力下为最小者。

外缘面221较佳地可包含一凹状曲面(如图所示)，换言之，外缘面221的曲率与凸状曲面211曲率为相反。此外，外缘面221系越远离LED芯片10的立面13时越接近水平(其曲率最终亦趋近于零)。此种外缘面221更有益于后述的荧光结构30的形成。另一实施例中(图未示)，外缘面221可包含一倾斜平面或一凸状曲面。

较佳地，形成该缓冲结构20的方法可为：将一高分子材料，例如硅胶，喷洒(spray)至LED芯片10上，以使得高分子材料附着在LED芯片10的上表面11及立面13。藉由高分子材料本身的表面张力及内聚力，于高分子材料固化后可形成具有顶部21及侧部22的软性缓冲结构20。

软性缓冲结构20具有较小的硬度，以能减缓各元件之间因热膨胀系数不匹配所产生的内应力的影响，因而减缓内应力所造成的剥离(delamination)现象。而当软性缓冲结构20的硬度过大时，会降低其减缓内应力的效果，故硬度较佳地不大于A80的萧氏硬度(Shore Hardness)。软性缓冲结构20的硬度主要由软性缓冲结构20的制造材料来决定，故依据所需的硬度来选择适合的制造材料。举例而言，软性缓冲结构20的制造材料可为一透明的高分子材料(包含硅胶、环氧树脂或橡胶等)，然后从不同种类的高分子材料来选择一硬度合乎要求者。

荧光结构30可改变“从LED芯片10所发出、然后通过软性缓冲结构20的光线”的波长。具体而言，荧光结构30系沿着软性缓冲结构20的凸状曲面211及外缘面221、形成于软性缓冲结构20上。

请配合参阅图1C(省略透光结构的发光装置的剖视图)，荧光结构30也可视为包含一顶部31及一侧部32，顶部31形成于软性缓冲结构20的顶部21上，而侧部32形成于软性缓冲结构20的侧部22上。此外，由于顶部21的凸状曲面211及侧部22的外缘面221可为连续地连接，荧光结构30的顶部31及侧部32亦可较连续、平顺地相连接。

由于外缘面221为一相对平缓曲面，可使LED芯片10的立面13所造成的断差(step)较为平缓(smooth)，因此，在采用喷涂等类似方法来形成荧光结构30时，缓冲结构20可大幅减缓因重力的作用所导致的荧光材料沉淀的现象，使荧光材料可连续分布于缓冲结构20的顶面211与外缘面221，产生近似共形化分布(approximately conformal coating)的荧光结构30；换言之，荧光结构30可为薄膜状结构，系基本上共形于(substantially conformto)软性缓冲结构20的外型，而近似共形于LED芯片10的外型，由此形成的连续荧光结构30可解决CSP发光装置1A蓝光泄漏的问题。

荧光结构30系包含荧光材料、及固定荧光材料的黏合材料(例如可透光的高分子材料)。荧光结构30可藉由如申请人先前提出的公开号US2010/0119839的美国专利申请案(对应于证书号I508331的台湾专利)所揭露的方法来形成，该美国及台湾专利申请案的技术内容以引用方式全文并入本文；该方法可分别地沉积荧光材料与高分子材料，在适当的参数控制下可大幅降低荧光材料聚集(particle aggregation)的现象，使得荧光结构30的荧光材料在分布上具有良好的均匀性，可避免因分布不连续所产生的空孔而造成蓝光的泄漏(即光斑现象)，也因此降低了蓝光对人眼伤害的风险；同时，亦可形成高荧光材料堆栈密度的荧光结构30，高堆栈密度且分布均匀的荧光结构30可具有较佳的光转换效率。此外，上述方法可重复该些工艺一层一层地形成所需的堆栈顺序，例如不同荧光材料的堆栈顺序、或不同折射系数的高分子材料的堆栈顺序，如此可使荧光结构30进一步获得更佳的光汲取效率或光转换效率。

由于本发明的荧光结构30是由荧光材料与高分子材料所形成(现有CSP发光装置的荧光结构亦是)，若荧光结构30直接接触并形成于LED芯片10上时，部分荧光材料(通常为一陶瓷材料，其与LED芯片10间无黏着性)将减低高分子材料与LED芯片10的接触面积，因而降低了荧光结构30与LED芯片10接口的附着力；在荧光结构30与LED芯片10之间设置了缓冲结构20后，可使缓冲结构20本身的高分子材料完全与LED芯片10接触，因而明显提升了荧光结构30与LED芯片10之间的结合力量(bonding force)。

请复参阅图1A，透光结构40用以保护荧光结构30，使得环境中的物质不易影响到荧光结构30。因此，透光结构40系形成于荧光结构30上，以覆盖荧光结构30。透光结构40的厚度可较大，且透光结构40可不用共形于荧光结构30、软性缓冲结构20的外型而形成；透光结构40的上表面还可为平面者，以利于机械手臂等装置来抓取。

透光结构40的硬度不小于软性缓冲结构20的硬度，且较佳地，透光结构40会硬于软性缓冲结构20，以使得透光结构40具有较佳的刚性，进而提供生产上足够的可操作性。透光结构40的硬度较佳地不小于D30的萧氏硬度。

透光结构40的硬度主要由透光结构40的制造材料来决定，故依据所需的硬度来选择适合的制造材料。举例而言，透光结构40的制造材料可为一高分子材料(包含硅胶、环氧树脂或橡胶等)，然后从不同种类的高分子材料来选择一硬度合乎要求者。

综合上述，发光装置1A至少可提供以下技术特点：

1、相比于荧光结构30(及现有CSP发光装置的荧光结构)直接地接触LED芯片10，部分荧光材料(通常为一陶瓷材料，其与LED芯片10之间无黏着性)减低了树脂材料与LED芯片10的接触面积，因而降低了荧光结构30与LED芯片10接口的附着力，缓冲结构20可使其本身的树脂材料完全与LED芯片10接触，因此透过缓冲结构20可明显提升荧光结构30与LED芯片10之间的结合力量。又，由于软性缓冲结构20的硬度较低，可减缓因各元件之间热膨胀系数不匹配所产生的内应力。如此，发光装置1A运作时的温度变化虽会产生内应力，但在缓冲结构20提升结合力量与减缓内应力之下，该内应力不易使封装构造200从LED芯片10上分离；换言之，发光装置1A运作时，不易有剥离(delamination)现象产生，显著地增加了可靠度性能。

2、由于软性缓冲结构20的侧部22的外缘面221为相对平缓曲面，可使LED芯片10的立面13所造成的断差(step)较为平缓(smooth)，在采用喷涂等类似方法形成荧光结构30时，相较于直接喷涂在LED芯片10的垂直立面13上而使荧光材料因重力的作用导致荧光材料在高分子材料中沉淀，造成不易均匀附着在LED芯片10的垂直立面13而无法形成连续且共形化分布(conformal coating)的荧光材料；发光装置1A的缓冲结构20可大幅减缓因重力的作用所导致的荧光材料沉淀的现象，因此可在缓冲材料20侧部22上形成连续分布的荧光材料，产生近似共形化分布(approximately conformal coating)的荧光结构30，即荧光结构30可均匀地于形成在外缘面221上。因此，无论是在顶部21或侧部22上，荧光结构30都可具有均匀的荧光材料分布及均匀的厚度。如此，发光装置1A可避免于LED芯片10侧部因荧光材料不连续所产生的空孔而造成蓝光泄漏，降低了对人眼产生伤害的风险，也因此发光装置1A亦具有良好的空间色均匀性，并提升了色温分级集中度与其发光效率。

3、在形成发光装置1A的荧光结构30时，可采用分别沉积荧光材料与高分子材料的方法，因此可大幅减少荧光材料聚集的现象，使得在形成较薄的荧光结构30时仍可获得分布均匀的荧光材料，避免了空孔的产生，因此不会产生光斑现象，同时亦可形成高密度堆栈的荧光结构30。由于改善了光斑现象与蓝光的泄漏，并且具有高密度堆栈的荧光结构，因此本发明的发光装置具有较佳的荧光结构的光转换效率，故提升了整体发光效率，同时亦降低了蓝光对人眼伤害的风险。

4、透光结构40的折射系数可选择小于荧光结构30的折射系数，其又可选择小于软性缓冲结构20的折射系数；换言之，封装构造200可落实折射系数的匹配，系封装构造200的折射系数越远离LED芯片10时越接近外界(空气)的折射系数，可减少在光路径上因为折射系数的差异而在材料接口上的全反射。如此，可提升发光装置1A的光汲取效率。

5、透光结构40可不包含荧光材料于其内，故透光结构40的尺寸误差不会影响到光线的波长转换的一致性；换言之，最终形成透光结构40(或发光装置1A)外形尺寸的工艺(例如切割、模造成型…等)具有一定的加工公差，发光装置1A的空间色均匀性与色温分级集中度几乎不会因为受到该些加工公差的影响而降低。

6、软性缓冲结构20、荧光结构30及透光结构40所构成的封装构造200在长度及宽度上仅略大于LED芯片10，且LED芯片10下方不需要设置一副载具(submount，图未示)，故发光装置1A可作为小尺寸的芯片级封装的发光装置。另外，依据应用需求，封装构造200的侧面(全部或部分)上可选择地设置一反射结构，以进一步控制发光装置1A的发光角度。

以上是发光装置1A的技术内容的说明，接着说明依据本发明其它实施例的发光装置的技术内容，而各实施例的发光装置的技术内容应可互相参考，故相同的部分将省略或简化。

请参阅图2所示，其为依据本发明的第2较佳实施例的发光装置的示意图。第2实施例的发光装置1B与前述发光装置1A不同处至少在于，发光装置1B的透光结构40更包含一微结构透镜层41，其为透光结构40的一部分，且可与透光结构40的其它部分一体成型。微结构透镜层41可包含规则或任意排列的多个微结构411，且该等微结构411可为半球状、角锥状、柱状、圆锥状等形状、或是为粗糙表面。

藉此，微结构透镜层41可使光线不易反射回透光结构40中，帮助光线离开透光结构40，可增加光汲取效率，进而提升发光装置1B的发光效率。

请参阅图3A至图3C所示，其为依据本发明的第3较佳实施例的发光装置的示意图。第3实施例的发光装置1C与前述发光装置1A不同处至少在于，发光装置1C的软性缓冲结构20可包含一光散射性微粒23(如图3A所示)，而透光结构40亦可包含一光散射性微粒42(如图3B及图3C所示)。软性缓冲结构20及透光结构40亦可同时包含各自的光散射性微粒(图未示)。

该光散射性微粒23及42可使光线散射，进而提升发光装置1C的空间色均匀性等；光散射性微粒23及42可为二氧化钛(TiO₂)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO₂)或三氧化二铝(Al₂O₃)等。此外，光散射性微粒23可均匀地分布于软性缓冲结构20中，而光散射性微粒42可均匀地分布于透光结构40中(如图3B所示)。另外如图3C所示，光散射性微粒42亦可集中地分布于透光结构40的某一部分，以构成一光散射层43；换言之，透光结构40可包含一光散射层43，而光散射层43可覆盖荧光结构30并包含该光散射性微粒42。

上述各实施例的发光装置1A至1C中，软性缓冲结构20、荧光结构30及/或透光结构40可为一单层或多层结构。若为单层结构时，其由制造材料经一次固化而形成者，故各部分为一体成型；若为多层结构时，其由制造材料分次固化而形成者，故各部分非一体成型。

接着将说明依据本发明的发光装置的制造方法，该制造方法可制造出相同或类似于上述实施例的发光装置1A至1C，故制造方法的技术内容与发光装置1A至1C的技术内容可相互参考。

请参阅图4A至图4F所示，其为依据本发明的第4较佳实施例的发光装置的制造方法的各步骤的示意图。该制造方法至少包含三步骤：放置多个LED芯片10于一离型材料300上；形成多个封装构造200于该等LED芯片10上；以及切割该等封装构造200。以下将配合各图式来进一步说明各阶段的技术内容。

如图4A所示，首先准备一离型材料(例如离型膜)300，而该离型材料300还可放置于一支撑结构(例如硅基板或玻璃基板，图未示)上；接者，将多个LED芯片10(图式系以两个LED芯片10为例示)放置在离型材料300上，以形成一LED芯片阵列100。较佳地，各LED芯片10的电极组14可陷入至离型材料300中，使LED芯片10的下表面12被离型材料300遮蔽。

如图4B至图4D所示，在该等LED芯片10放置好后，接着形成多个封装构造200于该等LED芯片10上，而该等封装构造200彼此相连。而形成封装构造200于LED芯片10的过程中，可包含三个次步骤：

首先，如图4B所示，形成多个软性缓冲结构20于该等LED芯片10上。也就是，将该等软性缓冲结构20的一制造材料喷洒(spray)至该等LED芯片10上，以使得制造材料附着在LED芯片10的上表面11及立面13(离型材料300上亦会附着有制造材料)。藉由制造材料本身的表面张力及内聚力，制造材料固化后可形成例如第1实施例所述的软性缓冲结构20(具有顶部21及侧部22)。此外，所形成的软性缓冲结构20的最高点会自然地对准LED芯片10的上表面11的中心点。

除了藉由喷洒外，亦可藉由旋转涂布(spin coating)等适合方式将软性缓冲结构20的制造材料附着至LED芯片10上。此外，亦可在制造材料中混入光散射性微粒23(如图3A所示)，使得所形成的软性缓冲结构20包含光散射性微粒23。

接着，如图4C所示，沿着该等软性缓冲结构20的该等凸状曲面211及该等外缘面221，形成多个荧光结构30于该等软性缓冲结构20上。荧光结构30的形成例如可藉由申请人先前提出的公开号US2010/0119839的美国专利申请案(对应于证书号I508331的台湾专利)所揭露的方法，即：先将该等LED芯片10及该等软性缓冲结构20放置于一工艺腔室(图未示)中，然后将一荧光材料及一高分子材料分别地沉积至该等软性缓冲结构20上。可以先沉积一层密集及均匀分布的荧光材料后，再沉积一层高分子材料作为黏合材料(binder)，以固定荧光材料；反之亦可。此外，在沉积荧光材料时，工艺腔室内可为真空状态，以更好地沉积荧光材料。

此外，以上述方法(或喷涂等方法)形成荧光结构30时，虽然在“放置多个LED芯片10于离型材料300上以形成一LED芯片阵列100”的步骤中难以避免会产生放置位置的误差，但各荧光结构30仍可均匀地且对称地形成于各LED芯片10上，并不会受到对位误差的影响而减低了该些荧光结构30的均匀性与对称性，此特性相当有益于稳定且大量地生产；相对地，若采用模造成型与印刷等方法制作荧光结构时，并不具备此优点，对位误差将强烈影响其均匀性与对称性。

下一步将如图4D所示，形成多个透光结构40于该等荧光结构30上。在形成透光结构40时，可将透光结构40的制造材料喷洒至荧光结构30上，然后以加热等方式使制造材料固化。除了藉由喷洒外，亦可藉由旋转涂布、模造成型或点胶等适合方式将透光结构40的制造材料附着至荧光结构30上。此外，亦可在制造材料中混入光散射性微粒42(如图3B所示)，使得所形成的透光结构40包含光散射性微粒42。

若所形成的透光结构40欲包含微结构透镜层41(如图2所示)时，可在透光结构40的形成的同时或之后，将微结构透镜层41形成于透光结构40上。此外，藉由模造成型，可将微结构透镜层41与透光结构40同步形成出。

藉此，该等封装构造200形成并覆盖该等LED芯片10，而该等封装构造200为一体相连。然后，可如图4E所示，将离型材料300从LED芯片10及封装构造200下方移除，并如图4F所示，切割相连的该等封装构造200，以得到相互分离的多个发光装置1；亦可先切割封装构造200后，再移除离型材料300。

在切割相连的封装构造200时，刀具(图未示)较佳地可从软性缓冲结构20的外缘面221的曲率/斜率较小处的上方向下切(也就是从远离LED芯片10的立面13处向下切)。因此，刀具切断处为荧光结构30的侧部32的水平段321。如此，纵然切割位置有误差，亦难以影响发光装置1的空间色均匀性，原因在于：切割位置的误差虽会导致发光装置1的荧光结构30具有不对称的水平段321，但LED芯片10所发出的光线很少会通过水平段321，故水平段321的多寡对于空间色均匀性的影响很小。

综合上述，发光装置的制造方法可批次生产大量的发光装置1，每个发光装置1都可如前述实施例的发光装置般具有良好的可靠度、空间色均匀性、色温分级集中度、发光效率等，且可作为小尺寸的芯片级封装的发光装置。

此外，发光装置的制造方法可不需使用模具，因此制造方法可轻易地应用于各种尺寸的LED芯片10。也就是，该制造方法应用至不同尺寸的LED芯片10时，可不需准备一个已制作好的符合该尺寸的模具，故其尺寸适用性广泛，可减少成本。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (15)

1.一种发光装置，包含：

一覆晶式LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；

一软性缓冲结构，包含一顶部及一侧部，该顶部形成于该上表面上，而该侧部形成于该立面上，该顶部具有一凸状曲面，而该侧部具有一连接该凸状曲面的外缘面；

一荧光结构，沿着该凸状曲面及该外缘面，形成于该软性缓冲结构上；以及

一透光结构，形成于该荧光结构上，其中该透光结构的一硬度不小于该软性缓冲结构的一硬度。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该覆晶式LED芯片的该上表面具有一边缘，而该凸状曲面及该外缘面在该边缘处连接，且该边缘相切或邻近于该凸状曲面及该外缘面。

3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该外缘面包含一凹状曲面、一倾斜平面或一凸状曲面。

4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该软性缓冲结构的该硬度不大于A80的萧氏硬度，而该透光结构的该硬度不小于D30的萧氏硬度。

5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该软性缓冲结构及该透光结构的每一者的制造材料为一高分子材料，包含硅胶、环氧树脂或橡胶。

6.如权利要求1至5的任一项所述的发光装置，其特征在于，该透光结构更包含一微结构透镜层。

7.如权利要求1至5的任一项所述的发光装置，其特征在于，该软性缓冲结构及该透光结构的至少一者包含一光散射性微粒。

8.如权利要求1至5的任一项所述的发光装置，其特征在于，该透光结构包含一光散射层，该光散射层覆盖该荧光结构并包含一光散射性微粒。

9.如权利要求1至5的任一项所述的发光装置，其特征在于，该软性缓冲结构、该荧光结构及该透光结构的至少一者为一单层或多层结构。

10.一种发光装置的制造方法，包含：

放置多个覆晶式LED芯片于一离型材料上，以形成一覆晶式LED芯片阵列；

形成多个封装构造于该等覆晶式LED芯片上，该等封装构造彼此相连；以及

切割该等封装构造；

其中，在切割该等封装构造之前或之后，移除该离型材料；

其中，形成该等封装构造于该等覆晶式LED芯片上的步骤包含：

形成多个软性缓冲结构于该等覆晶式LED芯片上，并使得各该软性缓冲结构的一顶部设置于各该覆晶式LED芯片的一上表面、且使各该软性缓冲结构的一侧部设置于各该覆晶式LED芯片的一立面，其中该顶部具有一凸状曲面，而该侧部具有一连接该凸状曲面的外缘面；

沿着该等软性缓冲结构的该等凸状曲面及该等外缘面，形成多个荧光结构于该等软性缓冲结构上；及

形成多个透光结构于该等荧光结构上，其中该透光结构的一硬度不小于该软性缓冲结构的一硬度。

11.如权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该等软性缓冲结构于该等覆晶式LED芯片上的步骤更包含：将该等软性缓冲结构的一制造材料喷洒或旋转涂布至该等覆晶式LED芯片上。

12.如权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该等荧光结构于该等软性缓冲结构上的步骤更包含：将该等覆晶式LED芯片及该等软性缓冲结构放置于一工艺腔室中；以及将一荧光材料及一高分子材料分别地沉积至该等软性缓冲结构上。

13.如权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该等透光结构于该等荧光结构的步骤更包含：将该等透光结构的一制造材料喷洒、旋转涂布、模造成型或点胶至该等荧光结构上。

14.如权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该等透光结构于该等荧光结构上的步骤更包含：形成多个微结构透镜层于该等透光结构上。

15.如权利要求14所述的发光装置的制造方法，其特征在于，该等微结构透镜层与该等透光结构以模造成型同步形成出。