TW201327922A - 發光二極體及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
提供一基板，該基板包含貼設於其表面的電極層、形成於其上表面的反射杯及貫穿其上下表面的通道，該反射杯中部形成一朝上敞開的凹杯；設置一LED晶片於該凹杯內，所述基板、反射杯及LED晶片共同形成一承載結構；形成一第一封裝層於該反射杯上，該第一封裝層摻雜第一螢光粉，該第一封裝層覆蓋凹杯並與基板之間留有一空間；通過通道往凹杯內注入流體材料形成第二封裝層，該第二封裝層摻雜第二螢光粉，該第二螢光粉的激發效率高於第一螢光粉的激發效率。
Description
本發明涉及一種發光二極體及其製作方法。
LED（Light Emitting Diode,發光二極體）產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，發光二極體產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點，已被使用在照明用途上。
現有的發光二極體為使得發光二極體封裝結構具有高演色性的特性，通常會使用藍色光源，紅色螢光粉以及綠色螢光粉的結構。然而，紅色螢光粉的受激發效率通常低於綠色螢光粉，倘若將紅色螢光粉以及綠色螢光粉均勻地混合於封裝膠體中，則容易會有綠色多於紅色的問題發生，最終導致LED的出光顏色出現偏差，影響其出光效果。
有鑒於此，本發明提供一種可減輕出光顏色出現偏差現象的發光二極體及其製作方法。
一種發光二極體的製作方法，其包括如下步驟：
提供一基板，該基板包含貼設於其表面的電極層、形成於其上表面的反射杯及貫穿其上下表面的通道，該反射杯中部形成一朝上敞開的凹杯；設置一LED晶片於該凹杯內，所述基板、反射杯及LED晶片共同形成一承載結構；形成一第一封裝層於該反射杯上，該第一封裝層摻雜第一螢光粉，該第一封裝層覆蓋凹杯並與基板之間留有一空間；通過通道往凹杯內注入流體材料形成第二封裝層，該第二封裝層摻雜第二螢光粉，該第二螢光粉的激發效率高於第一螢光粉的激發效率。
一種發光二極體，其包括基板、貼設於基板表面的電極層、形成於基板表面的反射杯，該反射杯形成一凹杯，還包括設置於該凹杯內的晶片、覆蓋該反射杯的第一封裝層以及覆蓋LED晶片表面的第二封裝層，該第一封裝層摻雜有第一螢光粉，該第二封裝層摻雜有第二螢光粉，該第二螢光粉的激發效率高於第一螢光粉的激發效率。
由於該第一螢光粉與該第二螢光粉分別摻雜在第一封裝層與第二封裝層內，故當第一螢光粉與第二螢光粉具有不同受激發效率時，可因為距離晶片不同距離而受到不同照射。因此，通過調節第一封裝層與第二封裝層相對於晶片的距離，可有效改善兩種螢光粉激發不均勻的問題，使可減輕發光二極體出光顏色出現的偏差現象。
請參閱圖1-6，本發明發第一實施例的光二極體70的製作方法主要包括如下各步驟：
步驟一：如圖1-2所示，提供一基板10，其呈一長方形板體狀。該基板10由陶瓷、塑膠或其他絕緣材料製成。貼設一電極層20於該基板10的上表面，並由一空隙隔開成為彼此絕緣的第一電極21與第二電極22。該第一電極21、第二電極22分別從基板10的水準延伸方向的相對兩端凸出作為發光二極體70的電極與外部電源連接。形成一反射杯30於該基板10上。該反射杯30呈一環形，其中間形成一上端敞開並由基板10向開口略微擴大的凹杯31，從該凹杯31中暴露出該基板10、第一電極21、第二電極22的一部分。該反射杯30的內表面，即圍成凹杯31的表面鍍有高反射率材料。該基板10包含至少兩通道11貫穿其上下兩個表面。在本實施例中，該基板10包含四個通道11。該四通道11分佈於基板10的對應於凹杯31的部分，並從基板10的上表面垂直開設至下表面。當然，該通道11不限於垂直該基板10的表面開設，只要能貫通基板10的下表面與凹杯31即可。該電極層20的延伸避開該四個通道11。
步驟二：如圖3所示，搭載一LED晶片40於該凹杯31內，並與該第一電極21、第二電極22達成電性連接。該LED晶片40可通過共晶或覆晶的方式與該第一電極21、第二電極22達成電性連接。在本實施例中，該LED晶片40安裝於第一電極21上，並由若干導線41實現晶片40與第一電極21、第二電極22的電性連接，從而形成一發光二極體承載結構100。該晶片40的高度不高於該反射杯30的高度。
步驟三：如圖4所示，提供一第一封裝層50，其材質可以樹脂材料（Resin）、矽膠（Silicone）、高分子聚合物(Polymer)、亞克力、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或塑膠等。該第一封裝層50為一螢光膜，其內摻雜有第一螢光粉51。在本實施例中，該第一螢光粉51為紅色螢光粉，如氮化物螢光粉。該第一封裝層50可通過注塑制模製成，其具有相對的第一表面501及第二表面502。將該承載結構100倒置，使晶片40與第一封裝層50相對，也即是反射杯30位於下方，基板10位於上方。在第一封裝層50固化前，將該倒置的承載結構100從第一封裝層50的第二表面502插入該第一封裝層50中，使該第一封裝層50覆蓋反射杯30遠離基板10的一端。該第二表面502與基板10相隔一段距離，使得第一封裝層50與基板10之間留有一空間收容該晶片40。也即是該第一封裝層50與該晶片40不接觸。由於第一封裝層40通過注塑制模製成，並於固化前與反射杯30組合，第一表面501始終保持為一平面，可避免由於封裝材料自身的因素產生凹面或凸面。由於該第一封裝層50平整的形狀，進而確保第一螢光粉51的均勻性，保證光線經過該第一封裝層50後具有良好的出射效果。
步驟四：如圖5所示，待第一封裝層50固化後，自通道11往凹杯31內注入流體材料，形成第二封裝層60。該流體材料從其中一個、兩個或三個通道11注入凹杯31內由第一封裝層50與基板10夾置的空間，從餘下的三個、兩個或者一個通道11中排出該空間內的空氣。該第二封裝層60包覆晶片40，其厚度小於第一封裝層50。該第二封裝層60內包含第二螢光粉61。第二螢光粉61的激發效率大於第一螢光粉51。在本實施例中，該第二螢光粉61為綠色螢光粉，例如氮氧化物螢光粉。第二封裝層60形成後，將覆蓋於反射杯30的外側的第一封裝層50的多餘部分去掉，則可製成本實施中的發光二極體70。
請再參閱圖6，示出了製作完成的第一實施例的發光二極體70的示意圖。該發光二極體70包括一基板10、一電極層20、一反射杯30、一晶片40、一第一封裝層50以及一第二封裝層60。該晶片40搭載於有反射杯30圍設而成的凹杯31內。該基板10包含貫穿基板10並與凹杯31連通的通道11。該第二封裝層60覆蓋該晶片40，且該第二封裝層60的高度矮於該反射杯30的高度。該第一封裝層50填滿該凹杯31並覆蓋該第二封裝層60的上表面以及反射杯30的上端，並且該第一封裝層50的厚度大於第二封裝層60的厚度。該第一封裝層50內摻雜有第一螢光粉51，該第二封裝層60內摻雜有第二螢光粉61，該第二螢光粉61的激發效率大於該第一螢光粉51。該第一封裝層50形成一平整的第一表面501，該第一表面501為該發光二極體70的出光面。由於該第一封裝層50與反射杯30組合前已通過注塑制模製作成一螢光膜，且第一封裝層50以其第二表面502與反射杯30組合，故其第一表面501始終保持平整。也即是說，通過上述方法製作而成的發光二極體70具有一平整的出光面。並且由於第一封裝層50與第二封裝層60分兩個步驟形成，則兩個封裝層50、60中摻雜的第一螢光粉51與第二螢光粉61不混合。又由於覆蓋於晶片40表面的第二封裝層60摻雜的第二螢光粉61具有更高的激發效率，將受激發效率較低的第一螢光粉51設置於第一封裝層50內，而受激發效率較高的第二螢光粉61設置於第二封裝層60內，並且第一封裝層50的厚度大於第二封裝層60的厚度。如此一來，使得受激發效率較低的第一螢光粉51能受到的激發區域較大且第一螢光粉51也會受到激發第二螢光粉61射出的光線的激發，因此能使得發光二極體70出光的顏色較均勻，適合用在高演色性的照明裝置。
請再參閱圖7，示出了製作完成的第二實施例的發光二極體80的示意圖。本實施例的發光二極體80的製作方法的前面四個步驟與前一實施例的發光二極體70的製作方法的四個步驟完全相同，其不同之處在於本實施例的發光二極體80的製作方法還包括步驟五。在第二封裝層60未固化時，利用離心制程使該第二螢光粉61形成弧狀結構。由於第二封裝層60中的第二螢光粉61的比重大於膠體，因此在離心制程後，該第二螢光粉61會沉積於凹杯31底部，即基板10表面，臨近凹杯31的內周緣的位置處會沉積更多的第二螢光粉61。因此，該第二螢光粉61經過離心制程之後會形成一中間凹陷的弧形狀貼附於該凹杯31底部。該第二螢光粉61貼附於凹杯31的底部，並且第二螢光粉61形成的凹陷的弧形狀並不覆蓋晶片40的上方。因為晶片40的正向，即上方出光的光通量大於側向發光的光通量，第二螢光粉61不覆蓋於晶片40的上方則可減少光線對第二螢光粉61的激發，則可在原有基礎上增加第一螢光粉51的激發效率，使得激發效率較高的第二螢光粉61與激發效率較低的第一螢光粉51混合出更均勻顏色的光線。並且由於該第二螢光粉61呈一凹弧狀，則光線從該凹面射向第一封裝層50時，該凹弧面可將從第二螢光粉61射出的光線發散，使其以更大發散角射入第一封裝層50，以更好地激發第一螢光粉51。
上述兩實施例的發光二極體70、80，均包含第一封裝層50與第二封裝層60，該第一封裝層50摻雜有激發效率較低的第一螢光粉51，該第二封裝層60摻雜有激發效率較高的第二螢光粉61，且該第一封裝層50厚度更厚，該第二封裝層60更靠近晶片40。由此，該第一螢光粉51可被更好地激發，與第二螢光粉61的混光更均勻，使得發光二極體70、80出光顏色均勻。
10．．．基板
11．．．通道
20．．．電極層
21．．．第一電極
22．．．第二電極
30．．．反射杯
31．．．凹杯
40．．．晶片
41．．．導線
50．．．第一封裝層
501．．．第一表面
502．．．第二表面
51．．．第一螢光粉
60．．．第二封裝層
61．．．第二螢光粉
70、80．．．發光二極體
100．．．承載結構
圖1為本發明第一實施例的發光二極體的製作方法的第一步驟。
圖2為圖1所示發光二極體的製作方法的第一步驟的俯視圖。
圖3為本發明第一實施例的發光二極體的製作方法的第二步驟。
圖4為本發明第一實施例的發光二極體的製作方法的第三步驟。
圖5為本發明第一實施例的發光二極體的製作方法的第四步驟。
圖6為本發明第一實施例的發光二極體的製作方法的第五步驟。
圖7為本發明製作完成的第二實施例的發光二極體的示意圖。
10．．．基板
11．．．通道
20．．．電極層
40．．．晶片
50．．．第一封裝層
501．．．第一表面
60．．．第二封裝層
61．．．第二螢光粉
Claims (12)
- 一種發光二極體的製作方法，其包括如下步驟：
提供一基板，該基板包含貼設於其表面的電極層、形成於其上表面的反射杯及貫穿其上下表面的通道，該反射杯中部形成一朝上敞開的凹杯；
設置一LED晶片於該凹杯內，所述基板、反射杯及LED晶片共同形成一承載結構；
形成一第一封裝層於該反射杯上，該第一封裝層摻雜第一螢光粉，該第一封裝層覆蓋凹杯並與基板之間留有一空間；
通過通道往凹杯內注入流體材料形成第二封裝層，該第二封裝層摻雜第二螢光粉，該第二螢光粉的激發效率高於第一螢光粉的激發效率。 - 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第一封裝層的厚度大於該第二封裝層的厚度。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第二封裝層覆蓋該晶片。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第一封裝層設置於反射杯之前為一未固化的螢光膜，其具有平坦的第一表面與第二表面。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第一封裝層通過倒置該承載結構，將該反射杯插入該第二表面而設置於反射杯的開口端。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第一螢光粉為紅色螢光粉，該第二螢光粉為綠色螢光粉。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體的製作方法，其中：在注入流體材料之後，該流體材料固化之前，將該發光二極體用離心制程將第二螢光粉沉積於基板表面。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體的製作方法，其中：該第二螢光粉呈一向基板方向凹陷的弧形狀，並且不覆蓋該LED晶片。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體的製作方法，其中：第二螢光粉的厚度從靠近LED晶片的位置處向靠近反射杯的位置處逐漸增加。
- 一種發光二極體，其包括基板、貼設於基板表面的電極層、形成於基板表面的反射杯，該反射杯形成一凹杯，還包括設置於該凹杯內的晶片、覆蓋該反射杯的第一封裝層以及覆蓋LED晶片表面的第二封裝層，其改良在於：該第一封裝層摻雜有第一螢光粉，該第二封裝層摻雜有第二螢光粉，該第二螢光粉的激發效率高於第一螢光粉的激發效率。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體，其中：該第二螢光粉沉積於基板表面並呈一凹陷的弧形狀。
- 如申請專利範圍第11項所述的發光二極體，其中：該第二螢光粉不覆蓋該LED晶片，且該第二螢光粉的厚度從靠近LED晶片的位置處向靠近反射杯的位置處逐漸增加。
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