TWI645584B - 波長轉換薄膜、其製造方法及發光裝置 - Google Patents

Abstract

一種波長轉換薄膜，包含一透明底層、一波長轉換層以及一透明保護層。透明底層包含一第一透明膠材。波長轉換層包含一透明黏合劑及多個波長轉換顆粒。透明保護層包含一第二透明膠材。該波長轉換層位於該透明底層及該透明保護層之間，其中該些波長轉換顆粒以高密度的形式分布於波長轉換層中。

Description

波長轉換薄膜、其製造方法及發光裝置

本發明係關於一種波長轉換薄膜、其製造方法及其於發光裝置上的應用，尤關於一種具有具有高密度波長轉換顆粒的波長轉換薄膜、其製造方法及其於發光裝置上的應用。

發光二極體元件(Light Emitting Diode；LED)具有低耗電量、低發熱量、壽命長、耐撞擊、體積小以及反應速度快、等良好光電特性，因此常應用於家電、儀表之指示燈及光電產品等領域。

近期發展了一些技術可以將LED所發出的光，轉換成其他顏色的光。舉例來說，可於LED上覆蓋一層螢光粉來達到此目的。螢光粉是一種光致發光的物質，它可以吸收LED所發出的第一光線後發出不同於第一光線之第二光線。第一光線與第二光線互相混合後，可形成所需要的顏色。然而，螢光粉形成在發光元件上有各種不同方式，例如敷型塗佈(Conformal Coating)、遠離型塗佈(Remote Coating)或波長轉換片(Wavelength conversion sheet)，不同的方式會影響LED整體的發光效率或色均勻性。

一種波長轉換薄膜，包含一透明底層、波長轉換層、及透明保護層。透明底層有一第一透明膠材。波長轉換層有一透明黏合劑及多個波長轉換 顆粒。透明保護層有一第二透明膠材。波長轉換層位於透明底層及透明保護層之間，其中，波長轉換顆粒於波長轉換層中的密度不小於1.0g/cm³。

一種發光裝置，包含一可發出第一光線之發光元件、以及一可吸收第一光線並發出第二光線之波長轉換薄膜。波長轉換薄膜覆蓋發光元件。波長轉換薄膜包含一透明底層、具有一透明黏合劑及多個波長轉換顆粒的一波長轉換層、以及一透明保護層。波長轉換層位於透明底層及透明保護層之間，其中波長轉換薄膜可劃分成複數個區域，第一光線與第二光線在各複數個區域內可混合成一混合光，混合光具有一色溫。此複數個區域對應的複數個色溫之標準差小於250。

100、200、320、420、520、620、720、820、900‧‧‧波長轉換薄膜

120、220a、920‧‧‧透明底層

130‧‧‧第一接合區域

140、240a、940‧‧‧波長轉換層

142、242‧‧‧透明黏合劑

144、244‧‧‧波長轉換顆粒

150‧‧‧第二接合區域

160、260a、960‧‧‧透明保護層

210‧‧‧載具

230、230a、230b、230c、230d、230e、230A‧‧‧噴嘴

232A‧‧‧蠕動馬達

242a、242b、242c、242d、242e、242A‧‧‧噴塗液的形貌

300、400A、400B、500、600、700、800‧‧‧發光裝置

310、410、510、610、710a、710b、710c、710d、710e、810‧‧‧發光元件

310a、410a‧‧‧頂面

310b、410b‧‧‧底面

312‧‧‧發光疊層

312a‧‧‧第一型半導體層

312b‧‧‧第二型半導體層

314‧‧‧透明基板

315、415‧‧‧第一電極

316、416‧‧‧第二電極

330、630、730‧‧‧次載板

340‧‧‧膠層

360、650‧‧‧封膠

380、530‧‧‧光學元件

430‧‧‧覆蓋層

640‧‧‧圍欄

830‧‧‧載板

940a‧‧‧第一波長轉換層

940b‧‧‧第二波長轉換層

第1圖係顯示依據本發明一實施例之波長轉換薄膜的剖面圖。

第2A圖至第2H圖係顯示本發明第1圖之波長轉換薄膜之製造流程示意圖。

第3圖係顯示依據本發明另一實施例之發光裝置的剖面圖。

第4A圖至第4B圖係依據本發明其他實施例之發光裝置的剖面圖。

第5圖係顯示依據本發明再一實施例之發光裝置。

第6圖係顯示依據本發明再一實施例之發光裝置的剖面圖。

第7A圖至第7B圖係顯示依據本發明再一實施例之發光裝置。

第8圖係顯示依據本發明再一實施例之發光裝置的剖面圖。

第9圖係顯示依據本發明再一實施例中之波長轉換薄膜的剖面圖。

於本說明書中提到噴塗液是指於噴塗製程中所使用的液態漿料，除非另外說明否則不限制其形成的結構或可被用於形成的結構。此外，噴塗液不限於在噴塗過程中或於其他製程中使用。

第1圖為根據本發明一實施例所揭露之一波長轉換薄膜100，波長轉換薄膜100包含一透明底層120，一波長轉換層140形成於透明底層120之上，以及一透明保護層160形成於波長轉換層140之上。其中，波長轉換層140包含一透明黏合劑142以及多個分散於透明黏合劑142中的波長轉換顆粒144。

透明底層120可作為形成波長轉換層140的一個基底，且同時包覆波長轉換層140避免波長轉換層140外露，並可減少波長轉換顆粒144從透明黏合劑142中的脫落。尤其位於波長轉換層140之較外層中的波長轉換顆粒144可能未完全被透明黏合劑142所包覆，因此透明黏合劑142對波長轉換顆粒144的接合強度較弱，透過透明底層120的包覆可強化波長轉換顆粒144於波長轉換薄膜100中的接合強度。透明底層120通常包含一(第一)透明膠材。

此外，透明底層120可以被用來激發波長轉換顆粒144的第一光線所穿透。同樣地，透明底層120可以被波長轉換顆粒144發射出來的第二光線所穿透。波長轉換顆粒144被激發後發出來的第二光線可依所需的顏色或色溫作調整，在一實施例中，透明底層120於500奈米(nm)波長下的光之穿透度可大於80%，在另一實施例中，透明底層120於500奈米(nm)波長下的光之穿透度可達90%以上。

透明底層120的厚度可視波長轉換薄膜100的不同調整大小。在一實施例中，波長轉換薄膜100應用於覆晶式發光二極體上。透明底層120形成在覆晶式發光二極體的發光表面(通常是基板的表面)上，透明底層120的厚度可介於20μm至150μm之間。透明底層120使波長轉換層140不與發光二極體直接 接觸，可減少由發光二極體產生的熱直接傳達至波長轉換層140上，減少螢光粉顆粒144因受熱產生的色偏。

透明底層120的(第一)透明膠材的材料可為熱固性樹脂(thermosetting resin)，熱固性樹脂例如是環氧樹脂(epoxy resin)、矽樹脂(silicone resin)、酚醛樹脂(phenol resin)、不飽和聚酯樹脂(unsaturated polyester resin)或聚亞醯胺樹脂(polyimide resin)，在一實施例中，透明底層120的材料為矽樹脂。

在一實施例中，透明底層120的透明膠材為B階段矽樹脂(B-stage silicone resin)或由B階段矽樹脂加熱後形成完全固化成之C階段矽樹脂(C-stage silicone resin)，其中B階段是指介於未固化的A階段(A-stage)與完全固化的C階段(C-stage)之間的半固化(semi-curable)樹脂。

波長轉換層140包含一透明黏合劑142以及多個分散於透明黏合劑142中的波長轉換顆粒144，其中波長轉換顆粒144可吸收第一光線轉換成與第一光線不同的第二光線(不同的顏色、峰值波長、主波長、或頻譜等)。在一實施例中，用來激發波長轉換顆粒144的第一光線為藍光，第一光線的峰值介於430nm至490nm之間。波長轉換顆粒144吸收第一光線後被激發出來的第二光線為黃光，黃光的值峰介於530nm至590nm之間。另一實施例中，波長轉換顆粒144吸收第一光線後被激發出來的第二光線為黃綠光，黃綠光的峰值介於515nm至575nm之間。其他實施例中，波長轉換顆粒144吸收第一光線後被激發出來的第二光線為紅光，紅光的峰值介於590nm至650nm之間。

波長轉換層140可包含單一種類或多種的波長轉換顆粒144。在一實施例中，波長轉換層140包含僅能發出黃光之波長轉換顆粒144。另一實施例中，波長轉換層140包含可發出黃綠光及紅光之多種波長轉換顆粒144。

波長轉換顆粒144的粒徑大小可能會影響波長轉換層140的厚度。在一實施例中，波長轉換顆粒144的D50介於10μm至20μm之間。在另一實施例中，D50介於5μm至10μm之間。波長轉換顆粒144的粒徑分布的均勻度可影響波長轉換層140厚度的均勻度，進而影響波長轉換薄膜100的色均勻度。在一實施例中，波長轉換顆粒144的粒徑分布符合以下公式：(D90-D10)/D50小於1.1，其中D90定義為波長轉換顆粒144累積顆粒分布達到90%時所對應的粒徑；D10值的定義為波長轉換顆粒144累積顆粒分布達到10%時所對應的粒徑；D50的定義為波長轉換顆粒144累積顆粒分布達到50%時所對應的粒徑。

波長轉換顆粒144於波長轉換層140的密度，可依不同色溫需求以及波長轉換層140所需的厚度調整。但為了能降低波長轉換薄膜100的整體厚度且同時可達到所需的色溫，較佳的實施例為波長轉換層140具有高密度的波長轉換顆粒144分散於透明黏合劑142中。高密度的波長轉換顆粒144的密度至少須不小於1.0g/cm³。在一實施例中，波長轉換顆粒144於波長轉換層140的密度在1.8~2.1g/cm³。其中波長轉換顆粒144的密度計算方式例如下：於一4吋晶圓中，晶圓的半徑R為5.08cm³，波長轉換層140的厚度T為15μm，波長轉換層140的體積(V)=π R2T，結果為0.1216cm³，而所有波長轉換顆粒144的重量(M)為0.24g，因此波長轉換顆粒144的密度=所有波長轉換顆粒的重量(M)/波長轉換層140的體積(V)=1.97g/cm³，在另一實施例中，波長轉換顆粒144於波長轉換層140的密度1.5~1.8g/cm³，在另一實施例中，波長轉換顆粒144於波長轉換層140的密度1.0~3.0g/cm³。

波長轉換層140的厚度可依不同色溫進行調整，波長轉換層140的厚度可為10~130μm。在一實施例中，波長轉換層140的厚度約為波長轉換材料 顆粒144粒徑大小，例如波長轉換顆粒144的粒徑分布約為10~20μm，則波長轉換層140的厚度約為10~20μm。另一實施例中，波長轉換顆粒144彼此相互堆疊並以多層方式分布於波長轉換層140內，波長轉換層140的厚度約為60~130μm。

波長轉換顆粒144的材料可為無機的螢光粉(phosphor)、有機分子螢光色素(Organic Fluorescent Colorants)、量子點發光材料(Quantum-dot)、與半導體材料(Semiconductors)或上述材料的混合。在一實施例中，波長轉換顆粒144的材料為螢光粉，螢光粉可選自於Y₃Al₅O₁₂、Gd₃Ga₅O₁₂：Ce、(Lu、Y)₃Al5O₁₂：Ce、SrS：Eu、SrGa2S4：Eu、(Sr、Ca、Ba)(Al、Ga)₂S₄：Eu、(Ca、Sr)S：(Eu、Mn)、(Ca、Sr)S：Ce、(Sr、Ba、Ca)₂Si₅N₈：Eu、(Sr、Ba、Ca)(Al、Ga)SiN₃：Eu、(Ba、Sr、Ca)₂SiO₄：Eu、(Ca、Sr、Ba)Si₂O₂N₂：Eu、及CdZnSe所組成之群組。

波長轉換層140可進一步添加光擴散粒子。光擴散粒子可勻化發光元件(參閱第3圖至第8圖及其說明)以及波長轉換層140中發出之光線。光擴散粒子的材質例如可為矽酮(silicone)、二氧化鈦或二氧化矽。

透明黏合劑142可將波長轉換顆粒144分散於波長轉換層140中，且可將波長轉換顆粒144固定於波長轉換層140內。此外，為了讓激發波長轉換顆粒144的第一光線以及波長轉換顆粒144發出來的第二光線在波長轉換薄膜100內能有較高得光摘出效率，透明黏合劑142具有對第一光線及第二光線有高穿透度者為佳。

透明黏合劑142的材料可為熱固化樹脂。透明黏合劑142的材料可與透明底層120的透明膠材的材料相似或相同，如此，由於兩者材料相容性高因此兩者會有較佳的接合強度。在一實施例中，透明黏合劑142與透明底層120的第一透明膠材相同，兩者皆為矽樹脂。

透明保護層160包含一(第二)透明膠材，可提供保護波長轉換層，避免受空氣中濕氣影響或氧化，特別是保護螢光粉顆粒，此外，由於透明保護層160覆蓋住最外層的波長轉換顆粒144，因此可避免波長轉換顆粒144從透明黏合劑142脫落。透明保護層160同時可被激發波長轉換顆粒144的第一光線以及被波長轉換顆粒144激發出來的第二光線所穿透。在一實施例中，透明保護層160具有高透光的性質。在另一實施例中，透明保護層160於500奈米(nm)波長下的光之穿透度可大於80%，在另一實施例中，透明保護層160於500奈米(nm)波長下的光之穿透度可達90%以上。

透明保護層160之第二透明膠材的材料可為熱固化樹脂，第二透明膠材的材料可與透明黏合劑142的材料相似或相同，如此，由於兩者材料相容性高因此會有較佳的接合強度。在一實施例中，第二透明膠材的材料與透明黏合劑142的材料相同，兩者皆為矽樹脂。在另一實施例中，第二透明膠材的材料可與第一透明膠材的材料相同。

透明底層120、透明黏合劑142以及透明保護層160的折射率可依需求調整。在一實施例中，波長轉換薄膜100中透明底層120靠近發光元件，透明保護層160遠離發光元件。透明底層120、透明黏合劑142以及透明保護層160折射率的大小依序為透明底層120，透明黏合劑142，透明保護層160。如此的排列方式可減少光線的全反射，以提高出光效率。

透明底層120與透明黏合劑142之間有第一接合區域130，透明黏合劑142與透明保護層之間有第二接合區域150。第一接合區域130與第二接合區域150可定義為波長轉換層140中波長轉換顆粒144存在的最外邊界。在一實施例中，透明底層120、透明黏合劑142以及透明保護層160皆包含熱固性樹脂。透明 底層120之熱固性樹脂與透明黏合劑142之熱固性樹脂會在第一接合區域130中產生化學鍵結，透明保護層160之熱固性樹脂與透明黏合劑142之熱固性樹脂會在第二接合區域150產生化學鍵結，化學鍵結可提高層與層之間的接合強度(bonding strength)。例如，若透明底層120與透明黏合劑142之材料皆具有熱固性矽樹脂，透明底層120之熱固性矽樹脂與透明黏合劑142之熱固性矽樹脂兩者可以反應產生化學交聯(chemical crosslinking)結構的矽樹脂。此外，若透明保護層160與透明黏合劑142之材料皆具有熱固性矽樹脂，可以形成化學交聯(chemical crosslinking)結構的矽樹脂。

本發明之實施例中之波長轉換薄膜100具有高密度且均勻分布的波長轉換顆粒144。與較低密度的波長轉換顆粒144相較，在相同強度的光線下，只需使用較薄的波長轉換薄膜100就可達到相當的色溫。此外，若波長轉換顆粒144分布均勻，波長轉換薄膜100內(例如：從中心處到角落處)大多數位置上都可以產生大約一定量的第二光線或者產生一定比例的混合光線(第一與第二光線的混合)，如此，波長轉換薄膜100可產生具有高的色均勻性的出光。在一實施例中，波長轉換薄膜100搭配發光元件(參閱第3圖至第8圖及其說明)可產生白光(混合光)，其可達到ANSI C78.377定義的標準(固態照明產品在色度座標下之規格)，並可落入色彩空間之七階至一階麥克亞當橢圓(MacAdam ellipses)內。在另一實施例中，在高密度的波長轉換顆粒144的情形下，波長轉換薄膜100的厚度可以小於100μm，搭配發光元件後混光而成白光，可達到至少三階麥克亞當橢圓。在一實施例中，波長轉換薄膜100吸收發光元件發出的第一光線後發出第二光線，第一光線與第二光線混合後具有一色溫，其中發光元件例如是主發光波長在440nm~480nm之間的發光二極體。於波長轉換薄膜100上可 劃分成9個區域，例如具有相同尺寸(長與寬)之3x3矩陣。在一實施例中，在一3x3矩陣中，各個矩陣單元之尺寸為10x10mm²，此矩陣中測得之9個色溫的標準差可小於250。波長轉換薄膜100上可劃分成的區域並不限於3x3矩陣，例如是2x2矩陣或4x4矩陣。或者是根據波長轉換薄膜100的形狀做調整，例如波長轉換薄膜100為長方形，可劃分成長方形矩陣，例如是2x4矩陣或3x5矩陣。

本發明之波長轉換薄膜100除厚度薄之外並可以具可撓性，因此容易與各種形狀的物體緊密的貼合，特別可以應用在具有曲面(curve)及/或彎折處(bend)的物體上。在一實施例中，波長轉換薄膜100可貼合至一個具有五個發光表面(上、前、後、左、右)的矩形發光元件上，可同時均勻地覆蓋在這五個發光表面上。由發光表面射出的第一光線可以透過波長轉換薄膜100轉換成第二光線並混成第三光線，例如第一光線為藍光，第二光線為黃光，第三光線為白光。由於波長轉換薄膜100具有厚度薄以及波長轉換顆粒144分布均勻的特性，因此在不同出光表面上第一光線及第二光線的比例會相近，亦即第一光線及第二光線混合出來的第三光線在各個發光表面上具有相近的顏色及/或色溫，使得發光元件在一個寬角度下可以表現出較均勻的顏色及/或色溫分布。

第2A圖至第2E圖為根據本發明一實施例所揭露之一波長轉換薄膜200的製造方法包括：(1)提供一載具210(參照圖2A)；(2)於載具210上形成一透明底層220a(參照圖2B)，其中透明底層220a包含透明膠體222(圖未示)；(3)於透明底層220a上形成一波長轉換層240a(參照圖2C)，其中波長轉換層240a包含波長轉換顆粒144及透明黏合劑142(圖未示)；(4)於波長轉換層240a上形成為一透明保護層260a(參照圖2D)，其中透明保護層260a包含透明膠體262(圖未示)；(5)將透明底層220a、波長轉換層240a以及透明保護層260a自載具210上移開(參照圖2E)。

載具210包含一平坦的平面可做為提供透明底層220a成形用的平台。載具210的材質係可以提供所需支撐強度或可以承受製程中的汙染，例如不鏽鋼、玻璃、氧化鋁或聚四氟乙烯(PTFE)。此外，為了能更容易從載具210上移除波長轉換薄膜200，可於形成透明底層220a之前形成一層離型膠層或離型膜(圖未示)。但若是載具210的材質為聚四氟乙烯材質則可不須形成離型膠層或離型膜。

形成透明底層220a的方法有數種，例如刮刀塗佈(knife coating)、點膠塗佈(dispensing coating)或噴塗式塗佈(spraying coating)。在一實施例中，使用噴嘴230將第一透明膠材(透明膠體222)以噴塗式塗佈於載具210上形成透明底層220a。在另一實施例中，使用點膠塗佈形成透明底層220a。使用點膠塗佈可形成厚度較厚的塗層，且可以控制透明底層220a的固化程度，例如，半固化(B階段)或完全固化(C階段)。

形成波長轉換層240a的方法包含刮刀塗佈(knife coating)、點膠塗佈(dispensing coating)或噴塗式塗佈(spraying coating)。在一實施例中，將波長轉換顆粒244與透明黏合劑242均勻混合後形成噴塗液，再使用噴嘴230以噴塗式塗佈方式形成至透明底層220a之上。在一實施例中，為避免波長轉換顆粒244的添加使得噴塗液的黏度過高造成噴塗時噴嘴的阻塞，可進一步將溶劑加至噴塗液中以降低噴塗液的黏度。此外，可以透過控制透明黏合劑242的固化程度，如此可以降低透明黏合劑242內高分子的分子量進而可降低噴嘴阻塞的機率。

形成透明保護層260a的方式可參閱上述透明底層220a的形成方法，但亦可以採用與形成透明底層220a不同的方法。在一實施例中，使用噴嘴 230將第二透明膠材(透明膠體262)以噴塗式塗佈在波長轉換層240a上形成透明保護層260a。在另一實施例中，可使用點膠塗佈形成透明保護層260a。透明保護層260a可以控制為半固化(B階段)或完全固化(C階段)。

對透明底層220a、透明黏合劑242及/或透明保護層260進行完全固化可選擇在不同時段分別固化或在同一時段同時固化。在一實施例中，對透明底層220a、透明黏合劑242以及透明保護層260同時施加能量，例如升溫、照射光線，進行完全固化。由於透明底層220a、透明黏合劑242以及透明保護層260為熱固性樹脂，在尚未完全固化時，熱固性樹脂本身具有可反應的官能基，同時固化可提供層與層之間藉由官能基間的化學反應形成化學交聯(chemical crosslinking)，即化學鍵結，可提高層與層之間的接合強度。波長轉換薄膜200進行完全固化的時間可在其形成在發光元件前先固化或形成在發光元件後再固化。在一實施例中，完全固化的時間是在將波長轉換薄膜200形成在發光元件上之後，由於波長轉換薄膜200在完全固化前具有較大的可撓性，因此能夠更緊密的貼合在所欲形成的物體表面上。

第2F圖為根據本發明另一實施例所揭示之波長轉換薄膜200的製造方法。於本實施例中，透明底層220a、波長轉換層240a及透明保護層(圖未示)是分別以噴塗方式於載具210上依序形成。透明底層220a以及透明保護層(未標示)的噴塗方式與波長轉換層240a大致相同。噴塗設備包含多個噴嘴230a、230b、230c、230d及230e，分別對應載具210欲噴塗的區域。噴塗時可固定噴嘴位置但移動載具210以噴塗載具210上的不同區域，也可固定載具210的位置但移動噴嘴以進行噴塗。噴嘴230a、230b、230c、230d及230e之間的距離可依不同需求設計成距離相同或不同。在一實施例中，噴嘴230a、230b、230c、230d及230e之間的距離皆為固定，噴嘴噴出的噴塗液於載具210上會形成數個圓椎型的噴塗液分布 242a、242b、242c、242d及242e，噴塗液分布242a、242b、242c、242d及242e彼此之間會有部分區域彼此重疊，如此可使噴塗液更均勻地形成在載具210上。使用多個噴嘴同時噴塗以形成一個較大的覆蓋面積，可以提升製作大面積的波長轉換薄膜200的效率。噴塗液分布在此是指噴嘴噴出的噴塗液的形貌，此形貌係例如圓錐形、中空圓錐形或扇形。此外，噴嘴可視噴塗層所需的均勻性以及噴塗液內的組成做調整。

第2G圖及第2H圖為根據本發明另一實施例所揭示之波長轉換薄膜200的製造方法，以噴塗方式分別形成透明底層220a、波長轉換層240a及透明保護層(未標示)。此實施例的噴塗方式與第2F圖同樣可製作大面積的波長轉換薄膜200，不過，與第2F圖不同的是噴塗設備中只有一個噴嘴230A，以固定的速度或不固定的速度移動噴嘴230A噴塗位置固定的載具210。於一實施例中，如第2H圖所示，噴嘴230A的移動路徑P可以包含S型的路徑。詳言之，是以沿著一第一軸向，例如橫軸，移動至一預定距離後移動到第二軸向，例如縱軸，移動至另一預定距離後再移回第一軸向，可視面積大小的需要重複上述行為。

噴嘴230A與載具210間的相對移動速度、噴塗液噴出分布形狀、噴塗液的噴出角度、噴塗壓力可影響噴塗液形成在載具210表面上的均勻性及噴塗的效率，其中噴嘴230A可噴出扇形或圓錐型的噴塗液，噴出角度是指扇形或圓錐的夾角。於一實施例中，形成波長轉換層240a時，噴嘴以固定的速度移動，且移動的速度在10cm/sec至30cm/sec的範圍，如此噴塗液在載具上會形成接近高原的形狀242A，可形成厚度薄且均勻的波長轉換層240a。於一實施例中，噴塗液的形貌是圓錐形，如此可均勻地以及快速地形成一個較大的噴塗液的覆蓋面積。其中噴塗壓力包含一霧化壓力及一噴塗液的推進壓力，霧化壓力是指將液 體噴塗液轉為霧化液滴(droplet)時的壓力，噴塗液的推進壓力是指是指將噴塗液在噴塗設備內向前推送的壓力。於一實施例中，霧化壓力大於噴塗液的推進壓力可幫助噴塗液中的波長轉換顆粒144在噴塗過程中分散，波長轉換顆粒144彼此之間較不易團聚。於一實施例中，若噴塗液自噴嘴230A射出後的噴出角度在約45度至130度的範圍內，噴塗液較可較均勻地形成在載具210上。此外，噴嘴可連結一個蠕動馬達232A，蠕動馬達232A可提供定量的噴塗液並攪拌噴塗液讓波長轉換顆粒144在噴塗液中保持分散。

第3圖為根據本發明一實施例所揭露之發光裝置，發光裝置300包含一具有一發光頂面310a的發光元件310，以及覆蓋發光頂面310a的一波長轉換薄膜320，其中波長轉換薄膜320的結構以及製造方法可參閱前述說明。

發光元件310可以是一個發光二極體晶粒。在一實施例中，發光二極體晶粒為一覆晶式發光二極體晶粒，發光疊層312形成在透明基板314上，第一電極315及第二電極316分別形成在第一型半導體層312a及第二型半導體層312b上。第一電極315與第二電極316係電連結至一次載板(submount)330上。次載板630可為導線架(lead frame)、陶瓷基板或金屬基印刷電路基板(Metal Core PCB)。

波長轉換薄膜320係形成於透明基板314上且覆蓋發光疊層312及透明基板314的四面側壁。為了能讓側壁的出光能與波長轉換材料混合，透明底層(未標示，可參閱第1圖及其說明)的厚度需小於發光二極體晶粒的厚度。在一實施例中，透明基板314與波長轉換薄膜320之間還存在一層膠層340，膠層340由透明基板314的上表面延伸至發光元件310的側面。在另一實施例中，波長轉換薄膜320可直接覆蓋透明基板314，不需另提供膠層340。波長轉換薄膜320可覆蓋發光元件310頂面及至少一個側表面。在一實施例中，波長轉換薄膜320覆 蓋發光元件310的頂面及四個側面，露出發光元件310之底面310b。發光元件310的五個表面皆可發出第一光線並透過波長轉換薄膜320後，將部分的第一光線轉換成第二光線。在一實施例中，第一光線與第二光線混合後發出白光。在一實施例中，第一電極315及第二電極316分別包含第一延伸墊315a及第二延伸墊316a，其可分別地形成在第一連接墊315b與第二連接墊316b上，且延伸墊與連接墊之間彼此電連接。第一延伸墊315a之一上表面大於第一連接墊315b之上表面；二延伸墊316a之一上表面大於第二連接墊316b之上表面。在一實施例中，波長轉換薄膜320上方覆蓋一封膠360，封膠360上方覆蓋一光學元件380，光學元件380例如是一透鏡。或是於光學元件380的表面上有一至多個斜面380a的光學結構。

在一實施例中，波長轉換薄膜320搭配發光元件310可產生白光，可落在標準色彩空間之七階至一階麥克亞當橢圓(MacAdam ellipses)內。在另一實施例中，當波長轉換薄膜320的厚度小於100μm且波長轉換薄膜320中波長轉換材料密度不小於1.0g/cm³，可得落入至少三階麥克亞當橢圓內的白光。

第4A圖顯示根據本發明一實施例之發光裝置400A。發光裝置400A包含一具有一發光頂面410a的發光元件410，以及覆蓋發光元件410之發光頂面410a的一波長轉換薄膜420，其中波長轉換薄膜420的結構以及製造方法可參閱前述說明。

在一實施例中，波長轉換薄膜420與發光元件410直接接觸，覆蓋發光元件410之發光頂面410a及四個側面，但未覆蓋發光元件410之底面410b，其中波長轉換薄膜420順著發光元件之表面形狀覆蓋發光元件410。發光元件410的五個表面皆可發出第一光線並透過波長轉換薄膜420s將部分的第一光線轉換 成第二光線。在一實施例中，第一光線與第二光線混合後發出白光。在一實施例中，第一電極415及第二電極416形成在發光元件410的底面410b。

第4B圖顯示根據本發明另一實施例之發光裝置400B。於發光裝置400B中，波長轉換薄膜420除了覆蓋發光元件410的五個表面(上、前、後、左、右)之外，並在發光底面410b的高度附近向外延伸。此外，於波長轉換薄膜420之上並覆蓋一可透光之覆蓋層430，覆蓋層430除了可保護波長轉換薄膜420，避免波長轉換薄膜420受到濕氣影響之外，覆蓋層430可藉由折射率的改變，提高光摘出的效率，例如：覆蓋層430的折射率介於空氣及波長轉換薄膜420之間。

第5圖顯示根據本發明又一實施例之發光裝置500。發光裝置500包含一發光元件510，一波長轉換薄膜520及一光學元件530，其中光學元件530包覆發光元件510，波長轉換薄膜520形成在光學元件530之表面上而與發光元件510相分離。光學元件530之形狀可依光學需求調整，例如但不限為長方體或圓弧形。在一實施例中，光學元件530為一透鏡結構。

第6圖顯示據本發明一實施例之發光裝置600。發光裝置600包含一發光元件610，發光元件610形成在一次載板630上，一圍欄640形成在次載板630上並圍繞發光元件610形成一凹口結構。一封膠650填入凹口結構中並覆蓋發光元件610，一波長轉換薄膜620形成在圍欄640及封膠650上並大致上與圍欄640的側邊齊平。一實施例中，圍欄640係使用模封材料(molding compound)以模鑄方式形成。模封材料例如為環氧樹脂模封材料(Epoxy Molding Compound)或矽樹脂模封材料(Silicone Molding Compound)。

第7A及7B圖顯示根據本發明再一實施例之發光裝置700。發光裝置700包含多個發光元件710a、710b、710c、710d及710e，一波長轉換薄膜720及一次載板730。發光元件710a、710b、710c、710d及710e皆形成在次載板730 上，並可以串聯或並聯方式彼此電連結。波長轉換薄膜720依照發光元件710a、710b、710c、710d及710e的外輪廓覆蓋其上。一實施例中，波長轉換薄膜720可連續覆蓋多個發光元件710a、710b、710c、710d及710e(如圖所示)，或是以多個彼此分離的波長轉換薄膜720覆蓋於發光元件710a、710b、710c、710d及710e上(圖未示)。

第8圖顯示根據本發明實施例之發光裝置800。光裝置800包含一發光元件810、波長轉換薄膜820、及一載板830。波長轉換薄膜820形成在載板830上且與發光元件810相距一段距離，發光元件810發出的第一波長光可先透過載板830後再穿過波長轉換薄膜820。部分的第一波長光被波長轉換薄膜820轉換為第二波長光並與未被轉換的第一波長光相混合形成一混合光。在另一實施例中，波長轉換薄膜820可形成在載板830面對發光元件810的內側，亦即波長轉換薄膜820位在載板830與發光元件810之間。第一波長光會先透過波長轉換薄膜820再穿過載板830。

第9圖顯示根據本發明一實施例之波長轉換薄膜900。波長轉換薄膜900包含一透明底層920、一波長轉換層940以及一透明保護層960，其中，波長轉換層940包含第一波長轉換層940a及第二波長轉換層940b。第一波長轉換層940a形成於透明底層920之上，第二波長轉換層940b形成於第一波長轉換層940a之上，透明保護層960形成於第二波長轉換層940b之上。於一實施例中，第一波長轉換層940a及第二波長轉換層940b分別包含可發射出不同波長(頻譜)的波長轉換顆粒(未標示)。例如，第一波長轉換層940a包含可發射紅光之波長轉換顆粒，第二波長轉換層940b包含可發黃光或黃綠光之波長轉換顆粒。由於波長轉換層940的厚度較薄，即使堆疊多層的波長轉換層仍可將波長轉換薄膜900整體的厚度維持在相對小的厚度範圍內。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

Claims (10)

1. 一種發光裝置，包含： 一次載板； 一第一發光元件，形成在該次載板上，且包含一第一發光頂面並可發出一第一光線； 一第二發光元件，形成在該次載板上並與該第一發光元件間隔，且包含一第二發光頂面並可發出一第二光線；以及 一波長轉換薄膜，覆蓋該第一發光頂面及該第二發光頂面，該波長轉換薄膜包含： 一波長轉換層，包含一透明黏合劑及複數個波長轉換顆粒，其中，該波長轉換薄膜吸收該第一光線以產生一第一混合光，及／或吸收該第二光線後產生一第二混合光；以及 一透明保護層，位於該波長轉換層之上且可被該第一光線，該第二光線以及該第三光線所穿透； 其中，該第一混合光具有一第一色溫，該第二混合光具有一第二色溫，該第一色溫及該第二色溫之標準差皆小於250。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該發光裝置之該第一混合光落入至少七階麥克亞當橢圓內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第一發光元件為覆晶式發光二極體晶粒。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第一發光元件更包含至少一側表面，為該波長轉換薄膜所覆蓋。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該波長轉換層的厚度介於10μm至130μm之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該複數個波長轉換顆粒於該波長轉換層中的密度不小於1.0g/cm³ 。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，還包含一透明底層，該透明底層包含一透明膠材。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該複數個波長轉換顆粒為量子點發光材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該發光裝置之該第一混合光落入至少三階麥克亞當橢圓內。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第一發光元件，還包含一底面，一第一電極，以及一第二電極，該第一電極及該第二電極形成在該底面上且該波長轉換薄膜未覆蓋該底面。