TW201006008A - Light emiting diod chip package - Google Patents

Description

,c/d 201006008 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光二極體晶片封裝，且特別是 有關於一種可發出白光的發光二極體晶片封裝。 【先前技術】

發光二極體晶片封裝(light-emitting diode (LED) chip package)具有使用壽命長、體積小、不易破裂、低熱量輸 出以及低能量耗損（驅動電壓及驅動電流低）等優點，因此 發光二極體晶片封裝已被廣泛地應用於各種指示燈、家用 產品之光源以及各式儀器之中。近年來，發光二極體晶片 封裝的發展趨勢主要朝向多色彩以及高亮度的方向邁進。 因此，發光二極體晶片封裝的應用領域更是延伸至大型戶 外顯示看板、交通號誌等領域之中。具有節能及環保優點 的發光二極體晶片封裝極可能成為未來最主要的發光光 源。 隨著資訊工業與半導體技術的發展，平面顯示器已經 取代傳統的陰極射線顯示器而成為顯示器市場的主流，其 中又以液晶顯示H為最普及的商品。液晶顯示器採用無^ 自行發光雜晶分子做為顯示媒介，因此液晶顯示器二 搭配適當的光源輯行顯示。在液晶顯示器絲中 二極體晶片封裝具有前段所述的優點而成為常見的選^。 是與’液轉示器較佳 σ /長之可見光的白光光源搭配配置，以呈 201006008』 現較佳的顯示晝質。一般而言’為了使各種波長的可見光 混合以獲得白光光源，常見的方式是將適於發出紅、綠盘 藍^色可見光的發光二極體晶片封裝組裝在—起並配置ς 全彩液晶顯示器中。然而，發光二極體晶片封裝的使用數 量越多，則所需成本以及裝置體積都會隨之增加而對液晶 顯示器的產能造成負面的影響。 因此，一種白光發光二極體封裝被提出。白光發光二 • 極體封裝由一適於發出藍光的發光二極體晶片與一^雜磷 光粉所組成。在此設計中，摻雜磷光粉在藍光的激發下可 以釋放出黃光，其中黃光與藍光的混合便可以獲得與白光 相當接近的光源。如此一來，單一顆白光發光二極體封裝 就可以提供白光光源而有助於減少發光二極體封裝的使用 數量及配置體積。 然而，人眼所能察覺的光波波長約是4〇〇 nm至7〇〇 nm，其中藍光的波長約為435 nm至480 nm ,而黃光的波 長約為580 nm至595 nm。因此，上述的白光發光二極體 攀職所發出的自光可能缺乏部份波錄長的光，像是紅 光。換言之，以藍光的發光二極體晶片與摻雜磷光粉所組 成的白光發光二極體作為顯示光源時可能無法真實的呈現 紅色的影像。 【發明内容】 本發明是提供一種發光二極體封裝，以解決習知的白 光發光二極體晶片封裝無法發出混有各種可見光波長的白 6 /c/d 201006008 光之問題。 本發明提出一種發光二極體晶片封裝，其包括一承载 器、一第—發光二極體晶片、一第二發光二極體晶片以及 「封裝膠體。第一發光二極體晶片配置於承載器上並電性 連接承載器，其中第一發光二極體晶片適於發出一第一光 線第_發光—極體晶片配置於承載器上並電性連接承載 ° ’、中第一發光一極體晶片適於發出一第二光線。封裝 膠體具有-摻雜麟光粉並包覆第—發光二極體晶片與第二 f光—極體晶片’其中第—光線適於激發摻雜磷光粉以發 出一第三光線。 =本發明之—實施财，上述之承顧包括—基板以 =體電路(integrated circuit，IC)。積體電路實質上配置 金i丰電性連接至基板’且積體電路包括多個互補式 曰°第—發光二極體晶片與第二發光二極體 就胺歷储^时脑频魏。在2(rc時，基板的線性 個於2喻6。舉例而言，積體電路具有多 片藉由第-接塾電性與第二發光二極體晶 體晶片封裝iffί 積財路。實務上，發光二極 第-連接導線;連=線’其中第-接墊藉由 積體電第電路還可以具有多個第二接塾， 體晶“更㈡第電性 第二連鱗線電性連接至=接轉，射第二接墊藉由 7 201006008 iuC/d 在本發明之一實施例中，上述之第一光線之一波長實 質上為350nm至490nm。 只 在本發明之一實施例中’上述之第二光線之—波長實 質上為490 nm至700 nm。 在本發明之一實施例中’上述之第三光線之一波長實 質上為500 nm至700 nm。 在本發明之一實施例中，上述之第一光線為藍光，該 φ 第二光線為紅光，而該第三光線為黃光。^ 在本發明之一實施例中’上述之摻雜磷光粉分布於第 一發光二極體晶片周邊。 在本發明之一實施例中’上述之封裝膝體包括—第一 封裝膠體以及一第二封裝膠體。第一封裝膠體包覆第一發 光二極體晶片’其中摻雜鱗光粉摻雜於第一封裝膠體中。 弟二封裝膝體則包覆第一發光二極體晶片以及第二發光二 極體晶片。 Χ 一 在本發明之一實施例中，上述之摻雜磷光粉之材質包 _ 括釔鈦釓系磷光材料、铽鋁鎵系磷光材料、硫化物系磷光 材料、氮化物系磷光材料或上述之組合。 在本發明之一實施例中，上述之承載器為一印刷電路 板。 在本發明之一實施例中，上述之承載器為一導線架。 本發明採用兩個適於分別發出一第一光線與一第二 光線光的發光二極體晶片配置於積體電路上。同時，發光 二極體晶片封裝的封裝膠體中摻財適於被第—光線激發 201006008 , iuc/α 而發出第二光線的磷光粉。因此，本發明之發光二極體晶 ^封裝可以發出由第’光線、第二光線以及第三光線所混 合出=的光。在此，這個混合光幾乎涵蓋了所有可見光的 波長範圍，而使本發明之發光二極體晶片封裝適於應用至 液晶顯示器中以提升液晶顯示器的顯示品質。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 籲 明如下。 》 【實施方式】 圖1繪示為本發明之一實施例的發光二極體晶片封 裝。請參照圖1，發光二極體晶片封裝1〇〇包括一承載器 110、一第一發光二極體晶片13〇、一第二發光二極體晶 140以及封裝膠體150。承載器110實質上包括一基板112 與一積體電路114。在本實施例中，基板11〇在2〇。〇時的 線性熱膨脹係數例如為2〇xl〇-6，但本發明不限於此。積體 電路114配置於承载器1〇〇中並電性連接至基板ιΐ2，其 中積體電路114實質上包括多個互補式金氧半導體元件 (complementary metai_oxide-semiconductor，CMOS)(未、汾 示）。舉例而言，積體電路114可以是一個具有多個CM〇as 元件的碎基板。 第一發光二極體晶片130與第二發光二極體晶片14〇 皆電性連接至承载器110。具體來說，第-發光二極體晶 片130配置於積體電路114上並電性連接至積體電路 201006008wd 114。第一發光二極體晶片140也是配置於積體電路“A 上並電性連接至積體電路H4。另外，封裝膠體15〇具有 一摻雜磷光粉152並包覆積體電路114、第一發光二極體 晶片130以及第二發光二極體晶片14〇。 參 在本實施例中，第一發光二極體晶片130適於發出一 第一光線L1，而第二發光二極體晶片14〇適於發出一第二 光線L2。同時，本實施例的第一光線L1可以激發摻雜磷 光粉152以發出一第三光線L3。換言之，由第一發^二極 體晶片130發出的第一光線〇具有足夠的能量以激發摻 雜磷光粉152。在本實施中，第一光線L卜第二光線l2 以及第二光線L3實質上都是可見光。假設第一光線u、 第二光線L2以及第三光線L3分別具有不同的波長，則第 -光線L1、第二光線L2以及第三光線L3的混 是白光。 實務上，本實施例的第一光線L1的波長例如是35〇 nm至490 ’而第三光線L2的波長則例如是5〇〇nm至7⑻ 腿。因此’第一光線]^例如是藍光，而第三光線L3例如 是黃光。第-光線U與第三光線L3之混合光可以視為白 光。不過’人眼可辨識的可見光之波長範圍約自彻腿 至700 nm，所以第一光線u與第三光線u的混合光可能 缺乏較長波長而無法呈現純白色的光。 ，為了解決這樣的問題，發光二極體晶片封裝100具有 第二發光二極體晶片14〇,其適於發出波長約為柳励至 腕的第二光線L2。亦即，第二光線L2實務上為紅光。 201006008 /d 在第二發光二極體晶片14G軸置之T， :::出的混合光實際上混有人眼可以 波長範圍的可見光。因此，發光二極 分裡 ?的=，得良好的補償。換言二== s曰片140疋用以提供一補償光線以使發光二極體封裝議 之顏色獲得調整。#然:，本㈣m L2不以紅光為限。

在本實施例中，發光二極體晶片封裝⑽可 有短波長、巾間波長以及長波長可見光之白光。因此;發 光二極體晶片封裝100應用至液晶顯示器時，不需與其他 色光的發光二極體封裝共同組裝就可以提供理想的白光光 源。若習知的設計必須使用三個不同色光的彩色發光二極 體封裝以提供給液晶顯示器一白光光源，則本實施例僅需 使用一個發光二極體晶片封裝10()就可將之取代。也就是 說，在相同的液晶顯示器中，發光二極體晶片封裝100所 使用的數量僅為習知設計的三分之一。因此，本實施例的 發光二極體封裝100非但提供理想的白光更有助於簡化裝 置的設計，特別是當此裝置需要純白白光作為光源時。 具體而言，本實施例所使用的摻雜磷光粉152可被激 發而發出黃光，其可以是釔钕釓系填光材料、錢鋁鎵系磷 光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷光材料或上述之 組合。當然’摻雜磷光粉152在其他的實施例中也可以選 用其他的碟光材料。更具體而言，紀鈥此系填光材料之化 學結構式例如是(Y^x，Gdx)3Al5〇12 : Ce，而铽鋁鎵系磷光 11 201006008^ =料之，學結構式例如是Wd叫5〇12 : & (Tbi_x.y, Gdx, YV).A1 π l e 。. y 5〇12 . Ce。另外，硫化物系磷光材料例 如疋laS . Ce以及(Τ1。 ^ ,a „ c. ( ai'x，srx)S : Eu。氮化物系磷光材料則例 如疋㈣1伽扯以及sr-Si_0_N(cl):Eu。 所二—光線L1、第二光線L2以及第三光線u 二二及光線所呈現顏色皆為舉例說明，本發 篦-二\為限。任何形式的發光二極體晶片，其發出之 山具有足夠的能量以激發摻雜磷光粉152而發 曰13都可以選用為本實施例之第一發光二極體 —土同樣地’任何形式的發光二極體晶片，其可發 出弟:光線U以補償第—光線L1與第二光線L3之混合 光所人缺的波長範圍都可被選用為第二發光二極體晶片 140如—此-來’本實施例之第一光線li、第二光線u 以及第三光線L 3便可以混合出理想的白光。 Φ 值得—提的是，在發光二極體晶片封裝1〇〇中，封裝 膠體⑼包覆積體電路m、第-發光二極體晶片130以 及第-發光二極體晶片H0。此外，摻雜填光粉152是換 雜於封裳膠體15G當中。在此’摻雜磷光粉152是以隨機 地散佈於封歸體㈣巾為例，但本發明並不限於此。另 外’封裝軸15G的外觀實質上為—透餘結構以使得發 光二極體晶片封裝10〇的出光效果更進一步的提昇。在其 他實施例中，隨著不同產品的需求，封裝膠體150的外觀 也可'以是其他的形狀。 詳言之，本實施例的積體電路114具有多個第一接墊 12 201006008 ,d 122A與多個第二接墊122B。第一發光二極體晶片130與 第二發光二極體晶片140藉由第一接墊122A電性連接至 積體電路114，而積體電路114則例如是藉由第二接塾 122B電性連接至承載器11〇之基板112。發光二極體晶片 封裝100更包括多個第一連接導線160A與第二連接導線 160B。第一接墊Π2Α藉由第一連接導線160A電性連接 至第一發光二極體晶片130與第二發光二極體晶片140。 φ 同時，第二接墊122B則是藉由第二連接導線160B電性連 接至承載器110之基板112。如此一來，第一發光二極體 晶片130與第二發光二極體晶片140便可以藉由這些接墊 122A與122B以及這些連接導線160A與160B電性連接至 承載器110。當發光二極體晶片封裝100被開啟時，對應 的控制訊號便可由承載器110上個別地傳輸至第一發光二 極體晶片130與第二發光二極體晶片140。 在本實施例中，承載器110之基板112是一印刷電路 板’也就是說發光二極體晶片封裝100為一晶片配置於電 ® 路板(Chip On Board, COB)的發光二極體晶片封裝設計。在 其他實施例中’承載器110也可以是導線架的設計，而使 發光二極體晶片封裝100為導線架式發光二極體晶片封 裝。此外，發光二極體晶片封裴1〇〇可以更包括一封裝殼 體(未繪示）。此封裝殼體(未繪示)可以包圍第一發光二極體 晶片130、第二發光二極體晶片140以及封裝膠體150,且 此封裝殼體(未繪示）可以具有一出光口以使第一光線L1、 第二光線L2與第三光線L3自出光口發散出去。 13 201006008oc/d 圖2繪示為本發明之另一實施例的發光二極體晶片封 裝。請參照圖2，發光二極體晶片封裝200的設計與發光 二極體晶片封裝1〇〇相似’在此相同的元件將以相同的符 號標示而不另贅述。發光二極體晶片封裝200與發光二極 體晶片封裝100之不同之處在於封裝膠體25〇的設計。在 本實施例中，封裝膠體25〇包括一第一封裝膠體25〇A與 一第二封裝膠體250B。第一封裝膠體250A包覆第一發光 • 二極體晶片130，其中摻雜磷光粉252摻雜於第一封裝膠 體250A中。另外，第二封裝膠體25〇B則包覆第一發光二 極體晶片130、第二發光二極體晶片14〇與積體電路114。 在發光二極體晶片封裝200中，第一封裝膠體25〇A 包覆住第一發光二極體晶片130且摻雜磷光粉252僅摻雜 於第一封裴膠體250A中。因此，摻雜磷光粉252分布於 第一發光二極體晶片130周圍，而使得摻雜磷光粉252可 以有效率地被第一發光二極體晶片13〇所發出的第一光線 L1激發。摻雜磷光粉252的發光效率便可以進—步被提升 ❹爾二極體晶繼200具有更好的出光品 實施例中，為了達到較高的激光效率，摻雜嶙光粉M2例 如是隨機地散布於第一封裝膠體25〇A中。 中，摻_光粉252還可更為集中地分布於第m 體晶片130上方，然而本發明不限於此。 一進一步而言，發光二極體晶片封裝2〇〇可以發出一具 ^波長、中間波長以及長波長可見光之白光。^此，發 光-極體晶片封裝2 〇 〇應用於彩色液晶顯示器中可以提供 14 uc/d 201006008 適當的白光光源，並使彩色液晶顯示器呈現優越的顯示品 質。 ‘ 綜上所述，本發明之發光二極體封裝具有兩個發光二 極體晶片，此兩晶片分別適於發出一短波長的第一光線以 及長波長的第二光線。第一光線具有足夠的能量可激發 封裝膠體巾的摻_光粉以發出—具有中間波長的第三光 線。因此，發光二極體晶片封裝可以發出混有第一光線、 第二光線及第三光線的白光。本發明的發 用於液晶顯示科，有助於提昇顯示⑽顯以^應 ==二極體封裝僅需單一一個就可以提供適當的 白先先源，而不需與其它色光的彩色發光二極體 2 =配以’本發明的發光二極體晶片封裝應 曰曰.，、、員不态或其他需要白光光源的電子裝置時，有助於二夜 裝置體積。 、郎省 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上’然其 限疋本發明’任何所屬技術領域巾具有通常知識者，，以 脫離本發明之精神和範_，當可作些許之更動’ ^不 =本發明之保護範圍當視後附之申請專利範^界定者 裝 圖式簡單說明】 圖1繪示為本發明 之一實施例的發光二極體晶片 封 晶片封 圖2繪不為本發明之另—實施例的發光二極體 15 201006008』 裝。 【主要元件符號說明】 100、200 :發光二極體晶片封裝 110 :承載器 112 :基板 114 :積體電路 122A:第一接墊 122B:第二接墊 130 :第一發光二極體晶片 140 :第二發光二極體晶片 150、250 :封裝膠體 152、252 :摻雜磷光粉 160A :第一連接導線 160B :第二連接導線 250A :第一封裝膠體 φ 250B:第二封裝膠體 L1 第一光線 L2 第二光線 L3 第三光線 16

Claims (1)

1. 201006008 c/d 十、申請專利範圍： 、載器種發光二極，，包括： 接該丄發連 光線· 观遐日曰月週於發出'一第一 接料極體晶片’配置於該承載紅並電性連 光Ϊ. 中該弟二發光二極體晶片適於發出一第二 尤綠，以及 極體光粉並包覆該第一發光二 激極體晶片，其中該第—光線適於 激發該捧雜填光粉以發出—第二光線。 2· >申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片封 I 襄’其中鮮顧包括—基板以及—積體電路，該積體電 ，配置於縣板上並電㈣接至該基板，該積體電路包括 夕個互補式金氧半導體元件，且該第—發光二極體晶片與 該第一發光二極體晶片電性連接至該積體電路。 3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片封 裝’其中在20T：時’該基板的線性熱膨脹係數小於2〇χ1〇_6。 4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片封 裝，其中該積體電路具有多個第一接墊，而該第一發光二 極體晶片與該第二發先二極體晶片藉由該些第一接墊電性 連接至該積體電路。 5·如申請專利範圍第4項所述之發光二極體晶片封 17 201006008』 裝，更包括多條第一連接導線，其中該些第一接墊藉由誃 些第一連接導線電性連接至該第一發光二極體晶片二= 第二發光二極體晶片。 6.如申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片封 裝’其中該積體電路具有多個第二接墊’該積體電 該些第二接墊電性連接至該基板。 曰 7·如申請專利範圍第6項所述之發光二極體晶片封

   裝，更，括多條第二連接導線，該些第二接塾藉由該些第 二連接導線電性連接至該基板。 °·戈口Ts月專利範圍第1項所述之發光二極體晶片圭 裳，其中該第二光線之—波長實質上為350 nm至490腿 9.如巾4專利範圍第〗項所述之發光二極體晶片圭 裝，其中該第二上光線之一波長實質上為49〇腿至7〇〇說 10‘如申清專利範圍第J項所述之發光二極體晶片圭 裝’其中該第气光線之一波長實質上為500 nm至700朦 括l如:清專利範圍第1項所述之發光二極體晶片全 二4· 光線為藍光，該第二光線為紅光，而該筹 二光線為黃光。 f=m專利範圍第1項所述之發光二極體晶片封 ^ &尤私刀布於该第—發光二極體晶片周邊。 F，ιφ特Γ專利範圍第1項所述之發光二極體晶片封 裝其中該封裝膠體包括： 一第一封裝膠體，包覆該 該摻_光粉摻雜於該第-封裝膠ϊίτΐΓ 18 201006008』 筮-恭封巢膠體’包覆該第一發光二極體晶片以及該 弟一發先二極體晶片。 驻，甘*如申晴專利範園第1項所述之發光二極體晶片封 ^八該摻雜磷光粉之材質包括釔斂釓系磷光材料、铽 在呂鎵系磷光材料、硫化物系構光材料、氮化物系磷光材料 或上述之組合。 15. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片封 ❹ 裝’其中該承載器為一印刷電路板。 ， 16. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片封 裝，其中該承載器為一導線架。

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