TWI663754B - 發光結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種發光結構，包含基底、設置於基底的發光單元、環形牆體、黏接環形牆體底面與基底的第一接合層、及膠體。發光單元的發光晶片具有發光面及鄰接發光面的環側面。發光晶片位於環形牆體內側。環形牆體的底面、第一接合層、及基底包圍形成有間隙。膠體位於環形牆體內、並包含有充填於間隙內的強化部，以使強化部接合環形牆體的底面、第一接合層、及基底。此外，本發明另提供一種發光結構的製造方法。

Description

發光結構及其製造方法

本發明涉及一種發光結構及其製造方法。

現有的發光結構包含一基底、設置於基底上的一擋牆、設置於基底上且位於擋牆內的一發光單元、及充填於擋牆內的一封裝膠體。然而，現有發光結構在擋牆與基底之間的黏合是以單一膠層黏接，並且上述膠層常會發生黏著力不足的情況，進而導致現有發光結構產生缺陷。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述問題的本發明。

本發明的目的在於提供一種發光結構及其製造方法，能有效地改善現有發光結構所可能產生的問題。

本發明公開一種發光結構，包含基底、設置於基底的發光單元、環形牆體、黏接環形牆體底面與基底的第一接合層、及膠體。發光單元的發光晶片具有發光面及鄰接發光面的環側面。發光晶片位於環形牆體內側。環形牆體的底面、第一接合層、及基底包圍形成有間隙。膠體位於環形牆體內、並包含有充填於間隙內的強化部，以使強化部接合環形牆體的底面、第一接合層、及基底。

本發明實施例也公開形成上述發光結構的製造方法。

綜上所述，於本發明實施例所公開的發光結構及其製造方法 中，所述環形牆體的底面與基底的第一表面接合於上述彼此連接的第一接合層與強化部，以使所述環形牆體能穩固地固定於基底上，進而有效地降低所述發光結構發生缺陷的機率。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

100‧‧‧發光結構

1‧‧‧基底

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

2‧‧‧發光單元

21‧‧‧承載體

22‧‧‧發光晶片

221‧‧‧發光面

222‧‧‧環側面

23‧‧‧側透鏡

3‧‧‧環形牆體

31‧‧‧底面

311‧‧‧內固定區

312‧‧‧外固定區

32‧‧‧內側面

33‧‧‧外側面

34‧‧‧頂面

4‧‧‧第一接合層

5‧‧‧膠體

51‧‧‧強化部

5a‧‧‧液態膠

6‧‧‧透光蓋板

7‧‧‧第二接合層

8‧‧‧環形肋

9‧‧‧反射層

W‧‧‧寬度方向

H‧‧‧高度方向

S‧‧‧容置空間

G‧‧‧間隙

W31、W311、Wa‧‧‧寬度

T23、T23a‧‧‧厚度

H51、H8‧‧‧高度

圖1A為本發明實施例一的發光結構俯視示意圖(省略透光蓋板、第二接合層、及膠體)。

圖1B為本發明實施例一的發光結構示意圖。

圖2為圖1B的局部放大示意圖。

圖3為本發明實施例一的發光結構的製造方法的準備步驟示意圖(一)。

圖4為本發明實施例一的發光結構的製造方法的準備步驟示意圖(二)。

圖5為本發明實施例一的發光結構的製造方法的充填步驟示意圖。

圖6為本發明實施例一的發光結構的製造方法的固化步驟示意圖。

圖7為本發明實施例一的發光結構的製造方法的黏合步驟示意圖。

圖8為本發明實施例二的發光結構示意圖。

圖9為圖8的局部放大示意圖。

圖10為本發明實施例三的發光結構示意圖。

圖11為本發明實施例四的發光結構示意圖。

請參閱圖1A至圖11，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本 發明的保護範圍。

[實施例一]

如圖1A至圖7所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種發光結構100及其製造方法，並且上述發光結構100尤其是指一種紫外線發光結構(或紫外線發光二極體封裝結構)，但本發明不受限於此。需說明的是，為便於理解本實施例，以下將先介紹所述發光結構100，而後再說明所述發光結構100的製造方法，但本實施例的發光結構100並不侷限以該製造方法所製成。

其中，所述發光結構100包含有一基底1、設置於基底1上的一發光單元2、位於所述發光單元2外側的一環形牆體3、接合上述環形牆體3與基底1的一第一接合層4、充填於所述環形牆體3內的一膠體(compound)5、位於所述發光單元2與環形牆體3上方的一透光蓋板6、接合上述環形牆體3與透光蓋板6的一第二接合層7。

所述基底1於本實施例中呈板狀、且是以包含電路設計的一陶瓷載板(如：上述陶瓷載板的材質包含三氧化二鋁或氮化鋁)來說明，但本發明不受限於此。其中，所述基底1具有位於相反兩側的一第一表面11(如：圖1B中的基底1頂面)與一第二表面12(如：圖1B中的基底1底面)。再者，本實施例的基底1定義有大致垂直於上述第一表面11的一高度方向H以及大致平行於第一表面11的一寬度方向W。

所述發光單元2設置於上述基底1的第一表面11，並且所述發光單元2與基底1之間的連接方式可依據設計需求而加以調整變化。而於本實施例中，所述發光單元2包含有安裝於所述基底1第一表面11的一承載體21、安裝於所述承載體21上的一發光晶片22、及設置於所述承載體21上並圍繞於發光晶片22的一側透 鏡23。

其中，所述發光晶片22具有一發光面221及鄰接所述發光面221的一環側面222，所述發光晶片22固定於承載體21，並且所述發光面221位在遠離承載體21的發光晶片22一側(如：圖1B中的發光晶片22頂側)。所述承載體21通過一打線流程而與基底1形成電性連接、並使發光晶片22電性連接於基底1。所述側透鏡23設置於承載體21上，並且上述發光晶片22的環側面222被所述側透鏡23(完整)覆蓋。再者，上述打線流程中所形成的每條金屬線較佳是局部埋置於所述側透鏡23內，並且本實施例的側透鏡23並未覆蓋在上述發光晶片22的發光面221。

進一步地說，所述發光晶片22可進一步限定為一紫外線發光晶片或紫外線發光二極體晶片(UV LED chip)，並且上述發光晶片22較佳是用來發射出波長介於190奈米(nm)至420奈米的紫外線，但本發明不受限於此。

此外，在本發明未繪示的其他實施例中，所述發光單元2可以通過將發光晶片22直接以倒裝晶片方式固定於基底1上，據以省略承載體21及打線流程；或者，所述發光單元2也可以同時省略承載體21、側透鏡23、及打線流程。

所述環形牆體3的材質可以是金屬(如：鋁)或是高分子，並且環形牆體3的高度較佳是不小於上述發光單元2的高度。所述環形牆體3的底面31以上述第一接合層4而固定於所述基底1的第一表面11上，以使所述環形牆體3的內側面32與基底1的第一表面11包圍形成有一容置空間S，而所述發光單元2位於上述容置空間S內。

其中，所述環形牆體3的外側面33較佳是未突伸出上述基底1的邊緣，也就是說，所述環形牆體3的外側面33切齊於上述基底1的邊緣、或是相較於上述基底1的邊緣內縮一距離，但本發 明不以此為限。

再者，所述環形牆體3的底面31、所述第一接合層4(的內緣)、及所述第一表面11(如：圖2中面向該底面31的第一表面11部位)共同包圍形成有一間隙G(如：圖3)，並且所述間隙G連通於上述容置空間S。

更詳細地說，所述環形牆體3的底面31包含有一內固定區311以及位於所述內固定區311外側的一外固定區312。在所述寬度方向W上，所述內固定區311的寬度W311佔所述環形牆體3的底面31寬度W31的10%~70%(較佳是15%~50%)。所述第一接合層4呈環形，並且所述外固定區312的至少部分接合於所述第一接合層4，而本實施例的外固定區312較佳是完全接合於第一接合層4，但不以此為限。

所述膠體5位於所述容置空間S內，以包覆上述承載體21(也就是承載體21埋置於膠體5內)。其中，所述膠體5包含有充填於所述間隙G(如：圖3)內的一強化部51，以使所述強化部51接合所述環形牆體3的底面31、第一接合層4(的內緣)、及所述基底1的第一表面11(如：圖2中面向該底面31的第一表面11部位)。

藉此，所述環形牆體3的底面31與基底1的第一表面11接合於上述彼此連接的第一接合層4與強化部51，以使所述環形牆體3能穩固地固定於基底1上，進而有效地降低所述發光結構100發生缺陷的機率。

進一步地說，所述內固定區311的至少80%接合於所述強化部51，並且本實施例的內固定區311是完全接合於強化部51，但本發明不受限於此。再者，在所述高度方向H上，所述強化部51的高度H51可以是介於10微米(μm)~100微米(上述高度H51較佳為20微米~60微米)。若強化部51的高度H51超過上述範 圍，且環形牆體3與基底1遭受一外力時，較易剝離。

另，本實施例中的膠體5頂面是大致呈內凹的曲面狀、並且膠體5的頂面邊緣是連接於承載體21的頂面邊緣，但本發明的膠體5具體構造並不受限於此。此外，在本發明未繪示的其他實施例中，所述膠體5也可以是通過模製方式形成，以使膠體5的頂面呈平面狀；或者，所述膠體5可以是兩次點膠所構成(也就是在圖6所示的膠體5頂面在進行一次點膠)，以使通過兩次點膠所構成的膠體5頂面可以呈平面狀。

所述透光蓋板6於本實施例中為平板狀的透明玻璃，但本發明不受限於此。所述透光蓋板6以第二接合層7而固定於所述環形牆體3的頂面34，並且所述容置空間S能通過上述透光蓋板6與第二接合層7而呈密封狀，但本發明不受限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述第二接合層7也可以是配置於上述環形牆體3頂面34的四個角落，據以黏合透光蓋板6而構成上述容置空間S，所以該容置空間S是能與外部空間相互連通。其中，所述透光蓋板6的邊緣較佳是未突伸出環形牆體3的外側面33，也就是說，所述透光蓋板6的邊緣切齊於環形牆體3的外側面33、或是相較於上述環形牆體3的外側面33內縮一距離，但本發明不以此為限。

以上為本實施例的發光結構100介紹，以下接著說明本實施例發光結構100的製造方法，但本實施例的發光結構100不受限於該製造方法。其中，所述發光結構100的製造方法包含有一準備步驟、一充填步驟、一固化步驟、及一黏合步驟，但本發明於實現上述發光結構100的製造方法時，不以上述各個步驟的內容以及順序為限。

如圖3和圖4所示，實施上述準備步驟：將所述發光單元2 安裝於基底1的第一表面11，並將環形牆體3的底面31以第一接合層4而固定於所述基底1的第一表面11上、且位在所述發光單元2外側(也就是，發光單元2位在環形牆體3所包圍的空間內)。其中，所述環形牆體3的底面31、第一接合層4(的內緣)、及第一表面11(如：圖3中面向該底面31的第一表面11部位)包圍形成有間隙G。

進一步地說，就本實施例所公開的發光單元2來說，將承載有發光晶片22(如：紫外線發光晶片)的承載體21安裝於所述基底1的第一表面11，接著在所述承載體21上且所述發光晶片22外圍進行點膠、且通過對周圍環境進行抽真空與烘烤之後形成有側透鏡23，並且所述發光晶片22的環側面222較佳是被所述側透鏡23所完全覆蓋，但本發明不受限於此。

再者，所述環形牆體3的底面31包含有一內固定區311以及位於所述內固定區311外側的一外固定區312。所述外固定區312的至少部分(如：完全)接合於所述第一接合層4。在所述寬度方向W上，所述內固定區311的寬度W311佔所述環形牆體3的底面31寬度W31的10%~70%(較佳是15%~50%)。

如圖5所示，實施上述充填步驟：將一液態膠(liquid compound)5a填入所述環形牆體3內，而後對周圍環境進行一抽真空作業以逐漸形成一真空環境，以使所述液態膠5a充填於所述間隙G內(如：圖6)。

進一步地說，本實施例的充填步驟是通過抽真空作業，以使液態膠5a較易於充填入上述狹長狀的間隙G內，而上述抽真空作業的具體實施方式可依據設計需求或是間隙G的具體形狀而加以調整變化。再者，所述基底1與承載體21之間的縫隙也能以上述液態膠5a進行充填，以使基底1與承載體21之間不會有氣泡存在。

如圖6所示，實施上述固化步驟：將所述液態膠5a固化成一 膠體5，以使本實施例的承載體21埋置於膠體5內。其中，充填於所述間隙G內的膠體5部位定義為強化部51，並且所述強化部51接合所述環形牆體3的底面31、第一接合層4、及基底1的第一表面11。其中，所述內固定區311的至少80%(較佳是100%)接合於所述強化部51，並且在所述高度方向H上，所述強化部51的高度H51較佳是介於10微米(μm)~100微米，但本發明不以上述為限。

需說明的是，在上述液態膠5a固化成膠體5的過程中，可以是使液態膠5a於真空環境下進行固化，也可以是使液態膠5a於非真空環境下進行固化，本發明在此不加以限制。

如圖7和圖1B所示，實現上述黏合步驟：將透光蓋板6以第二接合層7而固定於所述環形牆體3的頂面34，以使所述環形牆體3內的空間呈封閉狀，故上述步驟，亦可稱為密封步驟。此外，在本發明未繪示的其他實施例中，上述第二接合層7亦可包含間隔分佈於環形牆體3頂面34的多個區塊，特別是可分別坐落於四個角落位置，以使所述環形牆體3內的空間能與外部連通呈半封閉狀。其中，所述透光蓋板6於本實施例中為平板狀的透明玻璃，但本發明不受限於此。

需說明的是，依據上述步驟而製成的發光結構100，其環形牆體3自基底1脫落的機率能夠被大幅地降低，進而有效地提升本實施例發光結構100的製造良率。

[實施例二]

請參閱圖8和圖9所示，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，所以不再加以贅述兩個實施例的相同處，而本實施例相較於實施例一的差異主要在於：本實施例的發光結構100進一步包含有設置於所述基底1第一表面11上的一環形肋8。

具體來說，所述環形肋8埋置於所述膠體5且鄰近於所述強化部51，而所述環形肋8與強化部51間隔有一流道寬度Wa。其中，所述流道寬度Wa較佳是不小於所述環形牆體3的底面31與上述基底1的第一表面11之間的距離(也就是強化部51的高度)，藉以使所述膠體5充填通過上述流道寬度Wa的難度低於膠體5充填入間隙G的難度。

進一步地說，在所述高度方向H上，所述環形肋8的高度H8較佳是大於所述強化部51的高度H51，以使所述環形肋8能有效地遮蔽光線(如：發光晶片22所發射出的紫外線)，進而避免上述光線沿經所述強化部51而照射至第一接合層4，藉以提升第一接合層4的壽命。

[實施例三]

請參閱圖10所示，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例一類似，所以不再加以贅述兩個實施例的相同處，而本實施例相較於實施例一的差異主要在於：本實施例的發光結構100進一步包含有一反射層9。

具體來說，所述反射層9設置在鄰近所述第二接合層7的透光蓋板6部位(如：圖10中的透光蓋板6底面之外側部位)，並且所述反射層9較佳是位於所述發光晶片22所發出的光沿經上述透光蓋板6而朝向第二接合層7行進的一路徑上，但本發明不受限於此。

[實施例四]

請參閱圖11所示，其為本發明的實施例四，本實施例與上述實施例一類似，所以不再加以贅述兩個實施例的相同處，而本實施例相較於實施例一的差異主要在於：本實施例發光結構100中的部分側透鏡23進一步被膠體5所覆蓋。

具體來說，在所述高度方向H上，覆蓋於所述膠體5的側透鏡23部位的厚度T23a不大於所述側透鏡23厚度T23的50%，藉以避免膠體5影響上述側透鏡23的發光效果。

[本發明的技術效果]

綜上所述，於本發明所公開的發光結構及其製造方法中，所述環形牆體的底面與基底的第一表面接合於上述彼此連接的第一接合層與強化部，以使所述環形牆體能穩固地固定於基底上，進而有效地降低所述發光結構發生缺陷的機率。

再者，所述發光結構能通過強化部的細部結構設計，而進一步提升環形牆體固定於基底上的效果。舉例來說：所述內固定區的寬度佔環形牆體的底面寬度的10%~70%(較佳是15%~50%)，而所述內固定區的至少80%接合於強化部；所述強化部的高度介於10微米(μm)~100微米。

另，本發明所公開的發光結構能進一步包含有設置於所述基底第一表面上的環形肋，並通過所述環形肋遮蔽光線(如：發光晶片所發射出的紫外線)，進而避免上述光線沿經所述強化部而照射至第一接合層，藉以提升第一接合層的壽命。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims (18)

1. 一種發光結構，包括：一基底，具有位於相反兩側的一第一表面與一第二表面；一發光單元，設置於所述基底的所述第一表面，所述發光單元包含有一發光晶片；其中，所述發光晶片具有一發光面及鄰接所述發光面的一環側面；一環形牆體與一第一接合層，所述環形牆體的底面以所述第一接合層而固定於所述基底的所述第一表面上，所述環形牆體的內側面與所述第一表面形成一容置空間，所述發光晶片位於所述容置空間；其中，所述環形牆體的所述底面、所述第一接合層、及所述第一表面包圍形成有一間隙，並且所述間隙連通於所述容置空間；以及一膠體(compound)，位於所述容置空間內，並且所述膠體包含有充填於所述間隙內的一強化部，以使所述強化部接合所述環形牆體的所述底面、所述第一接合層、及所述基底的所述第一表面。
2. 如請求項1所述的發光結構，其中，所述發光單元包含有：一承載體，安裝於所述第一表面，並且所述發光晶片安裝於所述承載體上，而所述承載體埋置於所述膠體內；及一側透鏡，設置於所述承載體上，並且所述發光晶片的所述環側面被所述側透鏡覆蓋。
3. 如請求項2所述的發光結構，其中，部分所述側透鏡被所述膠體所覆蓋，所述基底定義有垂直所述第一表面的一高度方向，並且在所述高度方向上，覆蓋於所述膠體的所述側透鏡部位的厚度不大於所述側透鏡厚度的50%。
4. 如請求項1所述的發光結構，其中，所述環形牆體的所述底面包含有一內固定區以及位於所述內固定區外側的一外固定區；其中，所述基底定義有平行所述第一表面的一寬度方向，並且在所述寬度方向上，所述內固定區的寬度佔所述環形牆體的所述底面寬度的10%~70%，而所述內固定區的至少80%接合於所述強化部，所述外固定區的至少部分接合於所述第一接合層。
5. 如請求項4所述的發光結構，其中，在所述寬度方向上，所述內固定區的寬度進一步限定為佔所述環形牆體的所述底面寬度的15%~50%。
6. 如請求項1所述的發光結構，其中，所述基底定義有垂直所述第一表面的一高度方向，並且在所述高度方向上，所述強化部的高度介於10微米(μm)~100微米。
7. 如請求項1所述的發光結構，其進一步包括有設置於所述第一表面上的一環形肋，所述環形肋埋置於所述膠體且鄰近於所述強化部，而所述環形肋與所述強化部間隔有一流道寬度。
8. 如請求項7所述的發光結構，其中，所述流道寬度不小於所述環形牆體的所述底面與所述基底的所述第一表面之間的距離。
9. 如請求項7所述的發光結構，其中，所述基底定義有垂直所述第一表面的一高度方向，並且在所述高度方向上，所述環形肋的高度大於所述強化部的高度。
10. 如請求項1至9中任一項所述的發光結構，其進一步包括有一透光蓋板與一第二接合層，並且所述透光蓋板以所述第二接合層而固定於所述環形牆體的頂面。
11. 如請求項10所述的發光結構，其中，鄰近於所述第二接合層的所述透光蓋板部位更形成有一反射層，並且所述反射層位於所述發光晶片所發出的光沿經所述透光蓋板而朝向所述第二接合層行進的一路徑上。
12. 一種發光結構的製造方法，包括：實施一準備步驟：將一發光單元安裝於一基底的一第一表面，並將一環形牆體的底面以一第一接合層而固定於所述基底的所述第一表面上、且位在所述發光單元外側；其中，所述環形牆體的所述底面、所述第一接合層、及所述第一表面包圍形成有一間隙；實施一充填步驟：將一液態膠(liquid compound)填入所述環形牆體內，而後對周圍環境進行一抽真空作業以逐漸形成一真空環境，以使所述液態膠充填於所述間隙內；以及實施一固化步驟：將所述液態膠固化成一膠體；其中，充填於所述間隙內的所述膠體部位定義為一強化部，並且所述強化部接合所述環形牆體的所述底面、所述第一接合層、及所述基底的所述第一表面。
13. 如請求項12所述的發光結構的製造方法，其中，在所述準備步驟中，將承載有一發光晶片的一承載體安裝於所述第一表面，接著在所述承載體上且所述發光晶片外圍進行點膠、且通過對周圍環境進行抽真空與烘烤之後形成有一側透鏡；其中，所述發光晶片的一環側面被所述側透鏡覆蓋；而於所述固化步驟中，所述承載體埋置於所述膠體內。
14. 如請求項13所述的發光結構的製造方法，其中，部分所述側透鏡被所述膠體所覆蓋，所述基底定義有垂直所述第一表面的一高度方向，並且在所述高度方向上，覆蓋於所述膠體的所述側透鏡部位的厚度不大於所述側透鏡厚度的50%。
15. 如請求項12所述的發光結構的製造方法，其中，所述環形牆體的所述底面包含有一內固定區以及位於所述內固定區外側的一外固定區；其中，所述基底定義有平行所述第一表面的一寬度方向，並且在所述寬度方向上，所述內固定區的寬度佔所述環形牆體的所述底面寬度的10%~70%，所述內固定區的至少80%接合於所述強化部，所述外固定區的至少部分接合於所述第一接合層。
16. 如請求項15所述的發光結構的製造方法，其中，在所述寬度方向上，所述內固定區的寬度進一步限定為佔所述環形牆體的所述底面寬度的15%~50%。
17. 如請求項12所述的發光結構的製造方法，其中，所述基底定義有垂直所述第一表面的一高度方向，並且在所述高度方向上，所述強化部的高度介於10微米(μm)~100微米。
18. 如請求項12至17中任一項所述的發光結構的製造方法，其進一步將一透光蓋板以一第二接合層而固定於所述環形牆體的頂面。