TWI577056B - 發光二極體及製造方法 - Google Patents

Description

發光二極體及製造方法

本發明涉及一種發光二極體及製造方法。

一般的發光二極體是藉由螢光層將發光二極體晶片所發出的光線轉換成具有特定波長的出射光線。然而，一般發光二極體中的螢光層是設置在反射杯內並覆蓋發光二極體晶片的，此種結構中的發光二極體晶片與螢光層中的螢光材料距離不一，容易造成混光不均勻而影響出光效果。

鑒於此，有必要提供一種可避免混光不均勻的發光二極體及製造方法。

一種發光二極體，其包括基板、設置在該基板上的發光二極體晶片及設置在該基板上並圍繞該發光二極體晶片的反射杯。所述發光二極體晶片藉由設於基板上的電極與外部電連接。所述反射杯內填充有封裝層，該封裝層於遠離發光二極體晶片的一端藉由加熱沉澱形成有層狀的螢光區域，該螢光區域將發光二極體晶片所發出的光線轉換為特定的波長而向外輻射。

一種發光二極體製造方法，該製造方法包括如下步驟：提供基板及反射杯，該基板相對的兩端分別設置有第一電極及第 二電極，該反射杯沿基板的周緣環繞設置以形成一容置空間；將發光二極體晶片設置在容置空間內的第一電極上並藉由導線分別與第一電極和第二電極電連接；用內含螢光微粒的封裝材料填充所述容置空間以形成封裝層；密封所述容置空間內的封裝材料；將所述發光二極體倒置並加熱被密封的封裝材料，使得該封裝材料中的螢光微粒沉澱聚集於容置空間遠離發光二極體晶片一側的開口處形成層狀的螢光區域；待所述螢光區域穩定成形後停止加熱並冷卻至室溫以使所述封裝材料固化。

鑒於此，有必要提供一種發光二極體及其製造方法藉由加熱沉澱的方式將原先散佈於整個封裝層中的螢光微粒聚集在封裝層的頂端以形成一層狀的螢光區域，使得封裝層中的螢光微粒與發光二極體晶片的距離大致相同，從而大大提高整個發光二極體的混光均勻度。

1‧‧‧發光二極體

10‧‧‧基板

10a‧‧‧上表面

10b‧‧‧下表面

10c‧‧‧側表面

12‧‧‧第一電極

13‧‧‧導線

14‧‧‧第二電極

15‧‧‧發光二極體晶片

16‧‧‧反射杯

16a‧‧‧容置空間

17‧‧‧封裝層

17a‧‧‧封裝材料

18‧‧‧螢光區域

18a‧‧‧螢光微粒

18b‧‧‧分隔介面

2‧‧‧密封模具

20‧‧‧容置槽

22‧‧‧防黏隔離膜

圖1為本發明實施方式所提供的發光二極體的結構示意圖。

圖2為本發明實施方式所提供的發光二極體製造方法的流程圖。

圖3為圖2中所示步驟S801的示意圖。

圖4為圖2中所示步驟S802的示意圖。

圖5為圖2中所示步驟S803的示意圖。

圖6至圖7為圖2中所示步驟S804的示意圖。

圖8為圖2中所示步驟S805的示意圖。

圖9為圖2中所示步驟S807的示意圖。

如圖1所示，本發明實施方式所提供的發光二極體1包括一基板10、一第一電極12、一第二電極14、一反射杯16、一發光二極體晶片15及一封裝層17。所述第一電極12和第二電極14分別設置在基板10的相對兩側，所述發光二極體晶片15設置在所述第一電極12上並藉由導線13分別與第一電極12和第二電極14相連接。所述反射杯16沿基板10的周緣環繞設置並形成一倒錐形的容置空間16a以將所述發光二極體晶片15圍設於內，所述容置空間16a內填充封裝材料17a以形成覆蓋發光二極體晶片15的封裝層17。

具體地，所述基板10包括上表面10a、下表面10b及側表面10c。所述上表面10a與下表面10b平行相對，所述側表面10c分別與上表面10a和下表面10b垂直連接。所述第一電極12和第二電極14分別由基板10的上表面10a的相對兩端延伸至對應的側表面10c及下表面10b。其中，所述第一電極12一直覆蓋至基板10的上表面10a和下表面10b的中部。

所述封裝層17內設置有螢光微粒18a，該螢光微粒18a聚集在容置空間16a遠離發光二極體晶片15一側的開口處，以在封裝層17的頂端形成一層密封所述容置空間16a的螢光區域18。所述螢光區域18與封裝層17之間的分隔介面18b與所述基板10的上表面10a平行。所述發光二極體晶片15所發出的光線經過該螢光區域18時由 螢光微粒18a轉換為特定的波長並向外輻射。所述封裝層17可為透光材質，例如：聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚碳酸酯或聚乙烯樹脂等。所述螢光微粒18a的材料可為硫化物、鋁酸鹽、氧化物、矽酸鹽或氮化物。具體地，所述螢光微粒18a的化學成分為：Ca₂Al₁₂O₉：Mn、(Ca,Sr,Ba)Al₂O₄：Eu、Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺(YAG)、Tb₃A_l5O₁₂：Ce³⁺(TAG)、BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺(Mn²⁺)、Ca₂Si₅N₈：Eu²⁺、(Ca,Sr,Ba)S：Eu²⁺、(Mg,Ca,Sr,Ba)₂SiO₄：Eu²⁺、(Mg,Ca,Sr,Ba)₃Si₂O₇：Eu²⁺、Ca₈Mg(SiO₄)₄C₁₂：Eu²⁺、Y₂O₂S：Eu³⁺、CdS、CdTe或CdSe。

如圖2所示，為本發明所提供的一種製造所述發光二極體1的方法流程圖，該製造方法包括如下步驟：

步驟S801，請一併參閱圖3，提供如上所述的基板10、第一電極12、第二電極14及反射杯16。該第一電極12和第二電極14分別設置在所述基板10的相對兩側，並由該基板10的上表面10a延伸至對應的側表面10c及下表面10b。所述反射杯16沿基板10的周緣環繞設置並形成一倒錐形的容置空間16a。所述第一電極12和第二電極14位於基板10的上表面10a的其中一部分分別收容在所述容置空間16a的底部。

步驟S802，請一併參閱圖4，將一發光二極體晶片15設置在所述容置空間16a內的第一電極12上，並藉由設置導線13使該發光二極體晶片15分別與基板10上的第一電極12和第二電極14電連接。

步驟S803，請一併參閱圖5，使用內含螢光微粒18a的封裝材料17a將所述容置空間16a填滿以形成一覆蓋發光二極體晶片15的封裝層17。

步驟S804，請一併參閱圖6，提供一密封模具2，該密封模具2的一端開設有敞口的容置槽20；將所述密封模具2蓋在反射杯16上，以使反射杯16的頂部被所述容置槽20所遮罩從而密封住容置空間16a內的封裝材料17a。

優選地，如圖7所示，所述容置槽20的底部可以設置一層防黏隔離膜22，所述密封模具2與封裝材料17a之間藉由該防黏隔離膜22相分隔，以方便在後續步驟中將密封模具2與封裝材料17a相分離。所述防黏隔離膜22由高分子材料製成，例如：聚四氟乙烯玻璃布。

步驟S805，請一併參閱圖8，將所述密封模具2與發光二極體1一併倒置；並藉由一加熱器3對所述密封模具2進行加熱，使得被密封的封裝材料17a成為液態並保持一定的時間；此時，封裝材料17a內的螢光微粒18a在自身重力的作用下沉澱並聚集在所述容置空間16a遠離發光二極體晶片15一側的開口處以形成一層狀的螢光區域18。

步驟S806，待沉澱的螢光區域18穩定成形後停止加熱，並冷卻至室溫以使所述封裝材料17a固化。此時，所述封裝材料17a位於容置空間16a遠離發光二極體晶片15的一側形成一穩定的層狀螢光區域18。

步驟S807，請一併參閱圖9，將所述密封模具2與發光二極體1分離，從而形成本發明所提供的發光二極體1結構。

本發明所提供的發光二極體1及其製造方法藉由加熱沉澱的方式將原先散佈於整個封裝層17中的螢光微粒18a聚集在封裝層17的 頂端以形成一層狀的螢光區域18，使得封裝層17中的螢光微粒18a與發光二極體晶片15的距離大致相同，從而大大提高整個發光二極體1的混光均勻度。

另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。

1‧‧‧發光二極體

10‧‧‧基板

10a‧‧‧上表面

10b‧‧‧下表面

10c‧‧‧側表面

12‧‧‧第一電極

13‧‧‧導線

14‧‧‧第二電極

15‧‧‧發光二極體晶片

16‧‧‧反射杯

16a‧‧‧容置空間

17‧‧‧封裝層

17a‧‧‧封裝材料

18‧‧‧螢光區域

18a‧‧‧螢光微粒

18b‧‧‧分隔介面

Claims (10)

1. 一種發光二極體，其包括基板、設置在該基板上的發光二極體晶片及設置在該基板上並圍繞該發光二極體晶片的反射杯，所述發光二極體晶片藉由設於基板上的電極與外部電連接，其改進在於：所述反射杯內填充有封裝層，封裝層內含有螢光微粒，所述螢光微粒藉由加熱沉澱而聚集在該封裝層於遠離發光二極體晶片的一端以形成有層狀的螢光區域，該螢光區域用於將發光二極體晶片所發出的光線轉換為特定的波長而向外輻射。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：所述基板包括平行相對的上表面與下表面以及分別與該上、下表面垂直相連的側表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體，其中：所述發光二極體包括第一電極和第二電極，該第一電極與第二電極分別由基板上表面的相對兩端延伸至對應的側表面及下表面上，所述發光二極體晶片設置在第一電極上，並藉由導線分別與第一電極和第二電極相連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體，其中：所述螢光區域與封裝層之間的分隔介面與所述基板的上表面平行。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：該螢光微粒的化學成分為Ca₂Al₁₂O₉：Mn、(Ca,Sr,Ba)Al₂O₄：Eu、Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺(YAG)、Tb₃A_l5O₁₂：Ce³⁺(TAG)、BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺(Mn²⁺)、Ca₂Si₅N₈：Eu²⁺、(Ca,Sr,Ba)S：Eu²⁺、(Mg,Ca,Sr,Ba)₂SiO₄：Eu²⁺、(Mg,Ca,Sr,Ba)₃Si₂O₇：Eu²⁺、Ca₈Mg(SiO₄)₄C₁₂：Eu²⁺、Y₂O₂S：Eu³⁺、CdS、CdTe或CdSe。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：所述封裝層的化學成分 選自聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚碳酸酯及聚乙烯樹脂的組合物。
7. 一種發光二極體製造方法，該製造方法包括如下步驟：提供基板及反射杯，該基板相對的兩端分別設置有第一電極及第二電極，該反射杯沿基板的周緣環繞設置以形成一容置空間；將發光二極體晶片設置在容置空間內的第一電極上並藉由導線分別與第一電極和第二電極電連接；用內含螢光微粒的封裝材料填充所述容置空間以形成封裝層；密封所述容置空間內的封裝材料；將所述發光二極體倒置並加熱被密封的封裝材料，使得該封裝材料中的螢光微粒沉澱聚集於容置空間遠離發光二極體晶片一側的開口處形成層狀的螢光區域；待所述螢光區域穩定成形後停止加熱並冷卻至室溫以使所述封裝材料固化。
8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體製造方法，其中：所述密封模具的一端開設有敞口的容置槽，當密封模具蓋在反射杯上時，反射杯的頂部被容置槽所遮罩。
9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體製造方法，其中：所述容置槽的底部設置有一層防黏隔離膜，當密封模具蓋在反射杯上時，該防黏隔離膜遮罩在所述反射杯的頂部。
10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體製造方法，其中：所述防黏隔離膜由高分子材料製成。