TW201201419A - Wafer-type light emitting device having precisely coated wavelength-converting layer - Google Patents

Description

201201419 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種具有精密塗佈 、本發明係關於一種發光裝置，尤其係關於 之波長轉換層的晶圓式發光裝置。 【先前技術】

」習知發光二極體的結構中，為了轉換發射光的波長，往往 二在毛光二極體上塗佈螢光層，故此f光層亦稱為波長轉換層。 =而，由於螢光層的塗佈量難以被精密控制，所以經常會導致 光層的厚度過魏者過厚’並因此造成發光二極體的製造良 =及製造成本的浪費。因此，為了提升製造良率並且降低製造 成本，吾人亟需一種精密塗佈有波長轉換層的發光裝置。 【發明内容】 本發明係關於一種晶圓式發光裝置，其包含：一基底；一 多個發光半導體’形成在該基底上；—或多個框架，配置在該發 ，半導體的上方；以及-或多層波長轉換層，施加在藉由該一▲ C框侷限的該航半導體上，其中該關式發光裝置被切 副成複數個分離的個別發光單元。

士發明之其他實施樣態以及優點可從以下與用以例示本發明 原理範例之隨附圖式相結合的詳細說明而更顯明白。 X 【實施方式】 在本發明中，以晶圓形式來製造整塊(bulk)發光裝置，然後再 將此種整塊發光裝置切割成複數個分離的個別發光單元，在以下 士發明之各種實酬巾皆贼此觀徵。圖卩顯祕照本發明之 Λ施例之具有域之發絲置在進行晶圓等級製料的電子顯微 影像。吾人可在晶财級的發光裝置製作完成之後，透過切宝，】程 ^，而獲得具有框架之複數個分離的個別發光單元。本發明所揭 路之框架可作為在填人螢光體混合液時的溢流壩，以錢光體混 合液在填入後可被框架所侷限」，.而.不會溢流到其他不期望填入螢 光體混合液的區域，並且藉由框架内的螢光體轉換出光後，可獲 201201419 付白光發光之效果、促進相_色溫(CCT，c_福c— ^，l±' 1 ^ 田伽2ΐΤ^詳田。尤明本發明之各種實施例。為了便於說明，將利 ^ 來描述整個晶圓式發光裝置的結構。舉例 割絲i另^光^實施例之晶圓式發光裝置所切 架半導體ί〇=二=::

1λ；Τ〇6 ： ^ 1〇6 ^ ： I ΐίίΓ Λ架102 ’配置在發光半導體103的上方；以及Ϊ ίϊ 觸晴謂體103上。 100。以下在久：裝置切·複數個分離_職光單元 間的關係 不再贅述晶®式發絲置與發光單元之 波長，與 增加出光效率。再者，五人的表面可被祕化，以 熱處理的溫度可介於約咐盥J;皮=進行熱處理，而 精密喷注法、二=法=拖^法、精密壓印法、 機化學品(例如石夕綱樹脂及/1=層101可包含與一或多種有 外，在混合倾麵的縣體顆粒。此 正己燒、異丙醇等等的稀4化二%m如甲苯、庚貌、 玻璃混合的螢光體顆粒。=^轉換層1G1可包含與 品(或玻璃)的重量比為約0.6〜8，^，°以粒比上有機化學 有機化學品(或玻璃)的量s 〇6 :丨5 s里计，、螢光體顆粒的量： 長轉換層係在具有約10(rc至約5 .、上述與玻璃混合的波 長轉換層可具有例如但不限凸 视圍的溫度下被施加。波 於凸面、凹面、平面、或角錐的形狀， 201201419 圖1所示之波長轉換層10丨即具有凸面形狀。波長轉換層1〇1可 具有約1微米至約200微米的厚度，較佳為約1〇微米至約1〇〇微 米。發光單元100能夠發射具有約2〇〇臟至約5〇〇 nm之峰值波 長範圍的光。框架102係由一透明材料所製成，例如環氧樹脂、 =酮樹脂、聚醯亞胺樹脂、玻璃、石英、壓克力(acryl)樹脂(例如 承甲基丙烯酸曱酯(PMMA，polymethylmethacrylate)等等）、聚碳酸 酯(PC)樹脂、SU-8光阻、BCB光阻、或聚對二曱苯(parylene)樹脂。 或者，框架102亦可為單一金屬層或多重金屬層。框架1〇2可藉 由下列至少其中一種方法來配置：旋轉塗佈、浸潰塗佈、化學氣 φ 相沉積、熱蒸鍍、以及電子束蒸鍍。框架102可具有約0.1微米至 約200微米的厚度，較佳為約2微米至約1〇〇微米。基底1〇6可 為例如金屬、陶瓷、或半導體的不透光基底。圖χ所示之發光單 几100為垂直式發光元件。吾人可將一光擴散層(未顯示)配置在波 長轉換層101上。 、如圖式所示，在本發明之各種實施例中，框架除了可配置在 發光半導體的上方以外，更可延伸涵蓋發光半導體的侧邊部位。 當，架延伸涵蓋發光半導體的侧邊部位時，波長轉換層可或可不 覆^發光半導體的側邊部位，例如，在圖丨中，波長轉換層係不 駐發光半導體賴邊部位；而在圖2巾，波長祕層係覆蓋發 _ 光半導體的側邊部位。 圖2顯示自依照本發明之一實施例之晶圓式發光裝置所切割 分離^個別發光單元3〇〇的概略剖面圖。圖2所示之發光單元3〇〇 為水平式發光元件。如圖2所示，發光單元300包含：基底3〇6 ; =光半導體303，形成在基底306上；框架3〇2，配置在發光半導 體303的上方；以及波長轉換層3〇1，施加在藉由框架3〇2所侷限 ^發光半導體303上。在發光單元300的發光半導體303上設置 第一焊墊305a(其係設置在n型半導體層3〇3a上)以及第二焊墊 305b(其係设置在p型半導體層3〇3c上)。發光半導體go〗可包含. P型半導體|303c，形成在基底3〇6上；活化層3〇3b，配置在p 型半導體層303c上；以及n型半導體層3〇3a，配置在活化層3〇3b 201201419 上。在本發明之其他實關巾岐辭導射可具有姻2所示 之么光半‘體303相同或相似的結構。此外，吾人可將反層π? ，置在基底306與發光半導體3〇3之間，具體而言，反射層3〇7 =於基底306與p型半導體層3〇3c之間。反射層3()7亦適用於 Γίΐ他實施例。雖然在圖2中沒有顯示，但與波長轉換層 刑车發光半導體3G3的表破可被祕化，具體而言，η ίίϊί層&的表面可被祕化。此外，在本發明之實施例中， 圓川、層此夠覆蓋框架的—部分’而不溢出框架所侷限的範 t ’在圖2中’波長轉換層3〇1可覆蓋位於圖式右側之框 木302的一部分而不溢出框架302 〇 八離，自，照本發明之—實施例之晶圓式發光裝置所切割 光单兀1100的概略剖面圖。如圖3戶斤示，發光單元 换斧=基ΐ Γ06、發光半導體1103、框架膽、以及波長轉 no曰長轉換層11G1 *有凹面的形狀，在發光單元 1100的發光半導體1103上設置焊墊11〇5。 八μ Li! 5Γ自依照本發明之—實施例之晶圓式發光裝置所切割 單元襲的概略剖關。如®4所示，發光單元 加12^基ί 12G6、發光半導體12G3、第—框架12G2a、第二框 ΐ ΐ力U 轉換層1201a、以及第二波長轉換層1201b。 ί； i2〇2a 區域上施加第一波長轉換層聽， =ΐΐίίΐ架12G2b所侷限的發光半導體1期之區域上施加 b’因此’位於第二框架1雇内的第二波長 ιϋ \ 0flb 盖位於第—框架1202a内的第一波長轉換層 + « 0 1200 分離明之—實施例之晶圓式發光裝置所切割 300 ^ 1306 . ；3〇3 . 13〇Γ 、曰 以及弟—波長轉換層13Glb。圖5之實施例係類似於 201201419 圖4之實施例，但圖5之第一波長轉換層13〇1&與第二波長轉換 層1301b係严加在同一框架(即，框架13〇2)内。第二波長轉換層 . U01b係覆蓋在第一波長轉換層1301a上，即可形成多層（重疊)波 長轉換層。在發光箪元1300的發光半導體1303上設置焊墊13〇5。 寺圖6顯示自依照本發明之一實施例之晶圓式發光裝置所切割 分離之個別發光單元14〇〇的概略剖面圖。如圖6所示，發光單元 1400包含基底1406、發光半導體14〇3、框架1402、第一波長轉 換層1401a以及弟一波長轉換層1401b。配置在發光半導體1403 上方的框架1402可將發光半導體14〇3分隔成兩個區域，並且分 φ 別在此兩區域内施加第一波長轉換層1401a、第二波長轉換層 14^b’而在發光半導體1403上形成多層(並列)波長轉換層。在發 光單元1400的發光半導體1403上設置焊墊1405。 圖7顯示自依照本發明之一實施例之晶圓式發光裝置所切割 分離之個別發光單元1500的概略剖面圖。如圖7所示，發光單元 l5〇〇L包含：基底1506 ;第一發光半導體1503a，形成在基底1506 上，第發光半導體1503b’形成在基底1506上；第一框架1502a， 配置在第一發光半導體15〇3a的上方；第二框架15〇2b，配置在第 =發光半導體1503b的上方；第一波長轉換層15〇la，施加在藉由 第一框架15〇2a所侷限的第一發光半導體15〇3a上；以及第二波 驗長轉換層1501b’施加在藉由第二框架15〇2b所侷限的第二發光半 導體1503b上。第-焊墊1505a被設置在發光單元i5〇〇的第一發 ，半導體1503a上；而第二焊墊15〇5b被設置在發光單元15〇〇的 第二發光半導體1503b上。在圖7之實施例中，第一波長轉換層 15=a以及第二波長轉換層15〇113分別被施加至第一框架15〇以以 及第二框架15〇2b内，然而，吾人亦可將圖6之實施例應用在圖7 •，實關上’具體而言，可在圖7之第-發辭導體15G3a以及 第二發光半導體1503b的上方分別設置圖6之框架，而分別在第 一發光半導體1503a以及第二發光半導體15〇3b上形成多層(並列) 波長轉換層，或者，吾人可將圖4或圖5之實施例應用在圖7之 實施例上’而分別在第一發光半導體15〇3a以及第二發光半導體 201201419 ° _，目7之實施例亦可包 為相層第-波長轉換層與第二波長轉換層可 枯蔽已參考佳實施例及圖式詳加說明，但孰習本項 種:改發明之精神與範蜂的情況下，可進行各 仍落入本雜 【圖式簡單說明】 分離賴磁置所切割 分心施例之賴舰置所切割 分離補之關式發絲置所切割 分離㈣之-實關之邮式發战置所切割 圖5 ϋ 的概略剖面圖； 分離:個別Ϊ光發明之一實施例之晶圓式發光裝置所切割 圖6顯示自依昭^略剖面圖； 分離之個別發絲：、f發明之一實施例之晶圓式發光裝置所切割 圖7顯示 1①的概略剖面圖； 分離:個別Ϊ光本發明之一實施例之晶圓式發光裳置所切割 圖8顯示依昭太双略°】面圖，及 晶圓等級製作_、:ii㈣之實施例之具有框架之發絲置在進行 τ的电子顯微影像。 【主要元件符號說明 100 發光單元 101 …波長轉_換層 102 框架 .- — - 201201419

103 發光半導體 105 焊墊 106 基底 300 發光單元 301 波長轉換層 302 框架 303 發光半導體 303a η型半導體層 303b 活化層 303c Ρ型半導體層 305a 第一焊墊 305b 第二焊墊 306 基底 307 反射層 1100 發光單元 1101 波長轉換層 1102 框架 1103 發光半導體 1105 焊墊 1106 基底 1200 發光單元 1201a 第一波長轉換層 1201b 第二波長轉換層 1202a 第一框架 1202b 第二框架 1203 發光半導體 1205 焊墊 1206 基底 1300 發光單元 1301a 第一波長轉換層 201201419 1301b 1302 1303 1305 1306 1400 1401a 1401b 1402 1403 1405 1406 1500 1501a 1501b 1502a 1502b 1503a 1503b 1505a 1505b 1506 第二波長轉換層 框架 發光半導體 焊墊 基底 發光單元 第一波長轉換層 第二波長轉換層 框架 發光半導體 焊墊 基底 發光單元 第一波長轉換層 第二波長轉換層 第一框架 第二框架 第一發光半導體 第二發光半導體 第一焊墊 第二焊墊 基底

Claims (1)

1. 201201419 七、申請專利範圍： 1.一種晶圓式發光裝置，包含： 一基底； 一或多個發光半導體，形成在該基底上； 一或多個框架，配置在該發光半導體的上方. 纖=長轉換層，施加在藉由該-或多個框架所倡限的 元。其中該晶圓式發光裝置被切割成複數個分離的個別發光單 1項所叙㉟®級絲置，其巾雜架能夠 延伸涵盍该發光半導體的側邊部位。 1項所述之晶81式發光肢，其巾該發光單元 b D Χ 、、’勺200啦至約50〇 nm之峰值波長範圍的光。 式發槪，㈣波纖 法、精密喷4,::網g法來施加，配送法、精密壓印 t11 f 1項所述之晶®式發絲置，其巾該波長轉換 層包s與—衫種有機化學品混合的螢光體顆粒。 置’其中纖體顆 圍第5項所述之晶圓式發光裝置，其中該有機化學 8^申％專利乾圍第i項所述之晶圓式發光裝置，其中該波長機 201201419 層包含與玻璃混合的螢光體顆粒。 =申二專/1補第8項所述之晶®式發光裝置，其巾該螢光體顆 粒比上該玻璃的重量比為約〇 6〜8。 項所述之晶圓式發光裂置，其中該與玻璃 “係藉由下列至少其中—種方法來施加：精密配 运法、精密壓印法、精密噴注法、以及網印法。 f觀圍第ω項所述之晶κ式發光裝置，其巾該與玻璃 二二。、'長轉換層係在具有、約i〇〇°c至約5〇〇。〇之範圍的溫度下被 1項所之晶圓式發綠置，其巾該波長轉 換層具有凸面、凹面、平面、或鱗的形狀。 ^亡二?圍第1項所述之晶圓式發光裝置，其中該框架係 田透明材料所製成。 道圍第13項所述之晶®式發絲置，其巾該透明材 =½乳樹脂、石夕酉同樹脂、聚酿亞 ^ ^ . SU-8 . BCB . ^ 1項㈣之晶圓紐絲置，射該框架係 氣相^ 其中—種方法來配置：旋轉塗佈、浸潰塗佈、化學 1相/儿積'熱蒸鍍、以及電子束蒸鍍。 項所述之晶圓式發光裝置，其中該框架為 ^金屬層或多重金屬層。.. 12 201201419 式發光裝置，其中該框架具 17.如申5月專利範圍第1項所述之晶圓 有約〇·1微米至約200微米的厚度。 ’其中該波長轉 ，更包含： 18.如申請專利範圍第1項所述之晶圓式發光裝置 換層具有約1微米至約200微米的厚度。 19_如申請專利範圍第1項所述之晶圓式發光裝置 一光擴散層，配置在該波長轉換層上。 、

   2不〇=請翻範圍第1項職之晶圓式發綠置，其巾該基底為 21.如申睛專利範圍第2〇項所述之晶 金屬、陶莞、或半導體。 _式电先裝置，其中該基底為 範圍第21項所述之晶圓式發綠置，更包含. -反射層，位於該基底與該發辭導體之間。 更W · 23. 如申請專利範圍第！項所述 轉換層相鄰接之該發光半導體的表面被置’其中與該波長 24. 如申請專利範圍第j項所 曰 轉換層進行熱處理。 曰曰工x叙置’其中對該波長 25·如申請專利範圍第24項 的溫度係介於約啊細3⑻t之$私光裝置，射該熱處理 26.如申睛專利範圍第i項 曰 導體包含： ....、 曰曰口式鲞先I置，其中該發光半 一P型半物層’形絲絲底上; .- 13 201201419 一活化層，配置在該p型半導體層上；及 一η型半導體層，配置在該活化層上。 27. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓式發光裝置，其中該波長轉 換層能夠覆蓋該框架的一部分。 28. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓式發光裝置，其中該波長轉 換層能夠覆蓋該發光半導體的側邊部位。

   八、圖式： 14