TWI524557B - The bottom of the sapphire horizontal electrode structure of the light-emitting diode white package - Google Patents

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Description

底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝
本發明係關於一種發光二極體的封裝，尤其是一種底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝。
底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體，係上部為發光層，底部為藍寶石的構造，請參閱第1圖，其繪示底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體的外觀示意圖。其中，100係底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體，該發光二極體100的底部係為藍寶石110，其具有四個側邊壁面111；藍寶石110的上面依序疊有N型層120及P型層140；N型層120與P型層140之間為發光層130；且N型層120及P型層140分別設有N型層電極121及P型層電極141。
該種發光二極體100於封裝製程中，可以簡單的以黏著劑固晶(Die Bond)，固晶後，可以直接在晶片的上方打線(Wire Bond)，連接N型層電極121及P型層電極141至負極電路及正極電路。其製程方便，不良率低，且價格低廉，為多人所採用。
上述該種發光二極體100經一光反射杯封裝後，如第2圖所示。該第2圖係繪示底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之習知白光封裝200的剖視圖。其中，底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體100固著於負電 極板210上；二金線240分別電性連接該發光二極體100至負電極板210及正電極板220；透明膠250參有黃色螢光粉260，填充於光反射杯230內，並覆蓋住該發光二極體100。這樣，當發光二極體100發出藍光，再透過參有黃色螢光粉260的透明膠250後，就可以產生白光。
然而，這種習知的封裝方法常有色均性(光顏色分佈的均勻性)難以一致的問題；即其發出的光，在照射範圍的邊緣處，光的顏色會較黃，稱為黃暈。黃暈320如第3圖所示，在光的照射範圍310的邊緣處，光的顏色較黃，形成一個黃光圈，此即黃暈320。
上述黃暈經由角度分析儀(LED Goniometriradio Meter)做色度的角度分佈分析可獲得證實，測試方法及結果如第4圖至第6圖所示。
色度的角度分佈分析測試方法如第4圖所示，對該種發光二極體之習知白光封裝200的發光面270的一參考距離下，分別做橫向軸掃描410，及縱向軸掃描420，做為色度的角度分佈的判讀。
測試結果如第5圖所示，其中，第5圖(A)為習知之色度的角度分佈分析橫向軸掃描結果圖，第5圖(B)為習知之色度的角度分佈分析縱向軸掃描結果圖。各圖中於底部所標示的-100、-50、0、50、100為掃描過程的測試角度，於中央垂直線所標示的值，由0至0.4為表示被測的光其色度落點是落在平面色度座標圖(CIExy)(如第6圖所示)的(x,y)座標系的哪一點上。請同時參考第6圖，同一 測試角度上的x和y兩值係導出一個(x,y)座標系的點，就是光顏色在平面色度座標圖的落點，若x值及y值皆低，為偏向藍光；若x值及y值皆高，則偏向黃光。比如第6圖所示的一點(x,y)=(0.26,0.23)的光顏色落點就約是一般發光二極體照明通稱的冷白光；另一點(x,y)=(0.3,0.3)的光顏色落點就約是一般發光二極體照明通稱的暖白光。
一般照明的理想為在照明範圍內的各角度，其色度落點都相同，即在第5圖(A)和第5圖(B)的各角度的x值和各角度的y值在圖表上都各自成為一橫的直線為最佳。但由第5圖(A)和第5圖(B)的x值和y值的不直線可得知，這種底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之習知白光封裝200的測試結果，其x值和y值並非理想的直線，如第5圖(A)和第5圖(B)所示，在中間約-75度角到+75度角範圍內是色度設計想要的落點；但在兩端-75度角到-95度角處，以及+75度角到+95度角處，各x值和y值的曲線往上翹起，將之對照到第6圖平面色度坐標圖(CIExy)的落點，能知該處是偏黃，也就是有黃暈的不良。
此種不良係因為底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體100的發光層130是在藍寶石110的上方面上，其出光較強；而藍寶石110的四個側邊壁面111出光較弱；當封裝的黃色螢光粉260依比率調整到與該發光二極體100上面的藍光混光而得到想要的色度的時候，在藍寶石110四個側邊壁面111發出的藍光混光就會得到較黃的 色度，形成兩種色度的分佈。其中，較白的光集中在角度較小的範圍，而較黃的光分佈在其外圍，因而形成如第3圖所示之黃暈320，或如第5圖(A)和第5圖(B)所示，x值y值分佈不直線的缺點。
針對底部為藍寶石之發光二極體的習知白光封裝，其常有前述黃暈的缺點，本發明的目的係在於解決此一問題，提供一種底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，以達成改善黃暈的缺點。
根據上述之目的，本發明之一態樣是在提供一種底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，其主要係：該發光二極體的藍寶石的四個側邊壁面至少有百分之八十五的高度淹蓋有白色樹脂層。
其封裝的技術手段說明如下，將上述底部為藍寶石之發光二極體於封裝時，在固晶(Die Bond)和打線(Wire Bond)後，以定量的白色液態樹脂點入於光反射杯內，此定量為使白色液態樹脂自然流動而淹蓋到該藍寶石的四個側邊壁面，淹蓋高度至少達四個側邊壁面高度的百分之八十五以上，但避免淹蓋到該發光二極體上面的程度，然後進行固化而形成白色樹脂層，之後點入參有螢光粉的透明樹脂，而完成封裝。
依此，白色樹脂層可以擋住該種發光二極體其底部藍寶石的四個側邊壁面的出光，將之反射回藍寶石內，使其 由該發光二極體的上面出光，而能避免因上面出光和側邊壁面出光的兩種不同亮度，而於和黃色螢光粉混光後所產生的黃暈，達成本發明改善黃暈缺點的功效。
依據本發明的技術手段，四個側邊壁面或許會有沒有將出光全部擋住，而仍有些微露光的情形，比如說白色樹脂層只淹蓋到四個側邊壁面高度的百分之八十五，但仍可依上述說明，解釋其具有改善黃暈的功效。
再者，可以將複數個底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體同時固晶在一個光反射杯內，依本發明的方式封裝，而同樣達成改善黃暈的功效。
本發明主要係於發光二極體的藍寶石的四個側邊壁面封閉有白色樹脂層。
在施作上，以白色液態樹脂點入光反射杯內，以淹蓋住藍寶石之四個側邊壁面的施工方式，可以輕易的實施本發明；若是只在四個側邊壁面上塗裝白色樹脂，則將極為困難加工。故以白色液態樹脂淹蓋藍寶石之四個側邊壁面的加工方法以形成白色樹脂層，為本發明之實施方式，詳述如下。
如第7圖所示，其繪示本發明之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝之剖視圖。依本發明實施方式之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝500，包括有一白色樹脂層570，且該白色樹脂層 570淹蓋到該發光二極體100之藍寶石110的四個側邊壁面111，用以擋住該藍寶石110的四個側邊壁面111的出光，將之反射回藍寶石內，使其由藍寶石的上面出光。
在實施上，上述白色樹脂層570，係於發光二極體100的封裝製程中，在固晶(Die Bond)於負電極板510和以金線540打線(Wire Bond)於負電極板510及正電極板520後，以定量的白色液態樹脂點入於光反射杯530內，使白色液態樹脂自然流動而淹蓋到藍寶石110的四個側邊壁面111，淹蓋高度至少達四個側邊壁面111高度的百分之八十五以上，但不致於淹蓋到該發光二極體100上面的程度，然後進行固化而使得白色液態樹脂形成白色樹脂層570，之後，再點入參有螢光粉560的透明樹脂550，完成封裝。白色樹脂層570可以使用矽膠(Silicone)或環氧樹脂(Epoxy)製成，其皆可於液態時自然流動和被加溫而固化。
依本發明實施方式之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝500，經由角度分析儀做色度的角度分佈分析，已沒有黃暈的不良現象，測試結果如第8圖所示，其中，第8圖(A)為本發明之橫向軸掃描結果圖，第8圖(B)為本發明之縱向軸掃描結果圖。由第8圖(A)和第8圖(B)所示之各x值及各y值在各測試角度上的分佈曲線，可看出各x值及各y值均各約略成為一直線狀態，此即表示，在該照明範圍內，其色度在中間和邊緣的分佈均約略為相同，並沒有產生黃暈，因而證明已改善了習知白光封裝的黃暈現象。
再者，複數個底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體同時固晶在一個光反射杯內，依本發明的方式封裝，其實施方式相同於前述者，並同樣具有達成改善黃暈的功效。
100‧‧‧底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體
110‧‧‧藍寶石
111‧‧‧側邊壁面
120‧‧‧N型層
121‧‧‧N型層電極
130‧‧‧發光層
140‧‧‧P型層
141‧‧‧P型層電極
200‧‧‧底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之習知白光封裝
210‧‧‧負電極板
220‧‧‧正電極板
230‧‧‧光反射杯
240‧‧‧金線
250‧‧‧透明膠
260‧‧‧螢光粉
270‧‧‧發光面
310‧‧‧光的照射範圍
320‧‧‧黃暈
410‧‧‧橫向軸掃描
420‧‧‧縱向軸掃描
500‧‧‧本發明之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝
510‧‧‧負電極板
520‧‧‧正電極板
530‧‧‧光反射杯
540‧‧‧金線
550‧‧‧透明膠
560‧‧‧螢光粉
570‧‧‧白色樹脂層
第1圖：底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體的外觀示意圖。
第2圖：底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之習知白光封裝的剖視圖。
第3圖：黃暈示意圖。
第4圖：色度的角度分佈分析測試方法示意圖。
第5圖(A)：習知之色度的角度分佈分析橫向軸掃描結果圖。
第5圖(B)：習知之色度的角度分佈分析縱向軸掃描結果圖。
第6圖：平面色度坐標圖(CIExy)。
第7圖：本發明之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝之剖視圖。
第8圖(A)：本發明之色度的角度分佈分析橫向軸掃描結果圖。
第8圖(B)：本發明之色度的角度分佈分析縱向軸掃描結果圖。
100‧‧‧底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體
110‧‧‧藍寶石
111‧‧‧側邊壁面
500‧‧‧本發明之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝
510‧‧‧負電極板
520‧‧‧正電極板
530‧‧‧光反射杯
540‧‧‧金線
550‧‧‧透明膠
560‧‧‧螢光粉
570‧‧‧白色樹脂層

Claims (5)

  1. 一種底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，包括：一電極板；以及一底部為藍寶石的水平電極結構發光二極體，包含：一藍寶石，固晶於該電極板，該藍寶石的四個側邊壁面至少有百分之八十五的高度淹蓋有白色樹脂層；以及一電極，形成於該藍寶石之上，並露出於該白色樹脂層之上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，其中該電極板為負電極板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，其中該電極為N型層電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，其中該電極為P型層電極。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項任何一項所述之底 部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體之白光封裝，其中該底部為藍寶石的水平式電極結構發光二極體為複數個。
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