TWI686965B - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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TWI686965B TW104132338A TW104132338A TWI686965B TW I686965 B TWI686965 B TW I686965B TW 104132338 A TW104132338 A TW 104132338A TW 104132338 A TW104132338 A TW 104132338A TW I686965 B TWI686965 B TW I686965B
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玉置寛人
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Abstract

一種製造一發光裝置之方法包括：製備一光透射性部件，該光透射性部件包括具有一通孔之一光反射性薄片，及由含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂構成且安置在該通孔中之一色彩轉換材料層；製備一發光元件；將該色彩轉換材料層固定至該發光元件；用一光反射性部件覆蓋該發光元件之一側表面；及切割該光反射性部件及該光反射性薄片。

Description

發光裝置及其製造方法
本發明係關於一種發光裝置及其製造方法。
隨著近年來發光二極體之品質已改良，其以各種組態用在普通照明領域、汽車照明領域等等中。
舉例而言，已進行了獲得更小且更薄之發光裝置的努力。
而且，藉由將各種種類之色彩轉換材料與已達成高輸出、高亮度等等之發光二極體組合使用，改良了發光裝置之色度及色彩再現性(例如，JP 2012-119407A、JP2012-527742A、JP2013-197279A及WO2008/044759)。
然而，近年來，具有差耐久性之色彩轉換材料正被更頻繁地使用，且在此情況中，獲得小且薄的具有良好色度及色彩再現性之發光裝置可為困難的。
本發明之一目標為提供一種發光裝置及其製造方法，使用其可獲得具有小且薄大小之發光元件，同時可藉由簡單方法達成所期望之色度及良好的色彩再現性。
本發明的一種用於製造發光裝置之方法包括：製備一光透射性部件，該光透射性部件包括一光反射性薄片及 一色彩轉換材料層，該光反射性薄片具有一通孔，該色彩轉換材料層包括含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂，該色彩轉換材料層安置在該通孔中，製備一發光元件，將該色彩轉換材料層安置在該發光元件上，用一光反射性部件覆蓋該發光元件之一側表面，及切割該光反射性部件及該光反射性薄片。
本發明之一種發光裝置包括：一發光元件，一光透射性部件，該光透射性部件包括一光反射性薄片及一色彩轉換材料層，該光反射性薄片具有一通孔，該色彩轉換材料層包括含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂且安置在該通孔中，該色彩轉換材料層固定至該發光元件，一光反射性部件，其覆蓋該發光元件之側表面，及該發光裝置，其具有由該光反射性薄片及該光反射性部件界定之一外部側表面。
根據本發明，可提供一種發光裝置及其製造方法，使用其可獲得具有小且薄大小之發光裝置，同時可藉由簡單方法達成甚至更好的色度及色彩再現性。
10‧‧‧光透射性部件
10A‧‧‧光透射性部件
10B‧‧‧光透射性部件
10C‧‧‧光透射性部件
10D‧‧‧光透射性部件
10E‧‧‧光透射性部件
10F‧‧‧光透射性部件
10G‧‧‧光透射性部件
10H‧‧‧光透射性部件
10I‧‧‧光透射性部件
10J‧‧‧光透射性部件
10K‧‧‧光透射性部件
10L‧‧‧光透射性部件
10M‧‧‧光透射性部件
10N‧‧‧光透射性部件
11‧‧‧光反射性薄片
11a‧‧‧通孔
11aI‧‧‧通孔
11aJ‧‧‧通孔
11I‧‧‧薄片
11X‧‧‧光反射性薄片
12‧‧‧色彩轉換材料層
12A‧‧‧色彩轉換材料層
12B‧‧‧色彩轉換材料層
12C‧‧‧色彩轉換材料層
12D‧‧‧色彩轉換材料層
12E‧‧‧色彩轉換材料層
12F‧‧‧色彩轉換材料層
12G‧‧‧色彩轉換材料層
12H‧‧‧色彩轉換材料層
12I‧‧‧色彩轉換材料層
12J‧‧‧色彩轉換材料層
12K‧‧‧色彩轉換材料層
12M‧‧‧色彩轉換材料層
12N‧‧‧色彩轉換材料層
12X‧‧‧色彩轉換材料層
14‧‧‧發光元件
14A‧‧‧發光元件
14B‧‧‧發光元件
14C‧‧‧發光元件
15‧‧‧光反射性部件
16‧‧‧基板
20‧‧‧光透射性部件
21‧‧‧薄片
21a‧‧‧通孔
31‧‧‧半導體堆疊
32‧‧‧電極
33‧‧‧光反射性部件
34‧‧‧半導體層壓物
35‧‧‧線
36‧‧‧基板
36a‧‧‧增強材料
37‧‧‧支撐件
40‧‧‧支撐薄片
41‧‧‧光反射性樹脂層
42‧‧‧色彩轉換材料層
43‧‧‧光反射性膜
44‧‧‧遮罩
50‧‧‧安裝基板
100‧‧‧光透射性部件
100A‧‧‧光透射性部件
100B‧‧‧光透射性部件
圖1A至圖1D為展示根據本發明之一實施例的用於製造光透射性部件之方法之示意性製造步驟圖；圖2A為根據本發明之一實施例的光透射性部件之示意性平面圖；圖2B為根據本發明之另一實施例的光透射性部件之示意性平面圖； 圖2C為沿著圖2B中的光透射性部件之X-X'線之示意性橫截面圖。圖3A至圖3D為展示根據本發明之另一實施例的用於製造光透射性部件之方法之示意性製造步驟圖；圖4為展示根據本發明之再一實施例的光透射性部件之示意性平面圖；圖5A至圖5C為展示根據本發明之一實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；圖6A至圖6E為展示根據本發明之一實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；圖7A至圖7F為展示根據本發明之一實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；圖8為根據本發明之其他實施例的光透射性部件之示意性平面圖；圖9為根據本發明之再其他實施例之光透射性部件之示意性平面圖；圖10A及圖10B為展示根據本發明之其他實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；圖11A至圖11C為展示根據本發明之再其他實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；圖12A至圖12C為根據本發明之其他實施例的發光裝置之示意性平面圖；圖13A至圖13D為根據本發明之其他實施例的發光元件或發光裝置之示意性平面圖；圖14A至圖14C為展示根據本發明之再其他實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖； 圖15A及圖15B為展示根據本發明之再其他實施例的用於製造發光裝置之方法之示意性製造步驟圖；及圖15C為圖15B之示意性橫向側視圖。
下面將參照附圖描述用於實施本發明之發光裝置及其製造方法之實施例。在下列實施例中，體現本發明之技術構思的發光裝置及其製造方法僅為實例，且除非另外指定，否則在實施例中論述之構成部分不意欲限制本發明之範疇。另外，在實例及實施例中描述之組態可用在其他實例及實施例中。
為了易於解釋，圖式中的每一者中之部件之大小及配置關係偶爾被放大展示。
光透射性部件
本實施例之光透射性部件包括一薄片及一色彩轉換材料層。在一個實施例中，光透射性部件包括具有通孔之光反射性薄片，及包括含有色彩轉換材料之光透射性樹脂且安置在通孔中的色彩轉換材料層。光透射性部件較佳地具有合適之強度，且為自支撐的。因此，其不一定必須為剛性，且其較佳地為足夠可撓性，使得色彩轉換材料層可被保持而無損壞。
薄片及色彩轉換材料層之相同表面側中的至少一個(諸如，上部表面)可為齊平的，即，可為平的(level)或在同一平面中，而在其上部表面之間無任何台階，如圖2C中所示。此處之術語「齊平的」、「平的」、「在同一平面中」及「無任何台階」意欲允許大約數十(several dozen)微米、且較佳地約幾十(a few dozen)微米之不平整度。例如，此等術語包括未對表面執行有意之處理，使得該等表面中之一者突出在另一者上方的結構。因此，可使色彩轉換材料層之尺寸穩定，且又使光透射性部件之尺寸穩定，且因此可達成與另外部件之適當裝配。 使光透射層之尺寸穩定亦允許促進在色彩轉換材料層之上部表面上提供透鏡或類似者。
替代地，色彩轉換材料層可相對於薄片之上部表面及/或下部表面具有凹部及凸部(凹的及/或凸的)(見圖8中之光透射性部件10A至10H)。在色彩轉換材料層為凹之情況中，可展現出光彙聚或另一此效果。在其相對於薄片之下部表面為凸之情況中，可改良對於所使用之發光元件之結合效能或結合黏著力。在其相對於薄片之上部表面為凸之情況中，此改良光提取效率。
光透射性部件可具有平坦的形狀，或(例如)被有意地機械加工以具有彎曲部、曲面等。此允許光透射性部件為薄的。替代地，其可具有所謂之微透鏡、複眼透鏡等之形狀，其中色彩轉換材料層之上部表面具有在光透射性部件本身之厚度方向上紋理化之形狀(參見圖8中之光透射性部件10K)。此允許具有該光透射性部件之發光裝置在被用在背光中之情況中改良至光導板之光學耦合效率，例如，取決於光透射性部件之應用。
光透射性部件可包括在一個薄片之通孔中的一個色彩轉換材料層，或可包括複數個色彩轉換材料層，該複數個色彩轉換材料層配置在一個薄片之通孔中，使得該色彩轉換材料層分別安置在各別通孔中。在安置僅一個色彩轉換材料層之情況中的光透射性部件之大小較佳地稍大於所使用的發光元件等之大小。例如，其大小可為0.1至200×0.1至200mm。在安置複數個色彩轉換材料層之情況中的光透射性部件之大小可取決於下面論述之色彩轉換材料層之大小、數目等等合適地設定。
可將光透射性部件之色彩轉換材料層之外周邊部分(亦即，薄片)機械加工以提供通孔或以便為可配合之形狀。在光透射性部件相對大及/或長且較纖細之情況中，較佳地提供用於定位或與其他部件配合 之形狀。此允許製造總成及接合至下面論述之發光裝置或發光元件而無任何未對準。
薄片
薄片為支撐色彩轉換材料層之部件。薄片為光反射性。此處之術語「光反射性」意謂對於自發光元件發射的光之光反射率為至少60%，且較佳地至少70%、80%或90%。
而且，「光反射性薄片」包括其材料為光反射性之薄片及不為光反射性之材料被處理以被賦予光反射性之薄片。處理成光反射性可在製造光反射性部件之任何步驟中執行。
亦即，對於光反射性薄片，可使用光反射性材料(第一光反射性材料)或不為光反射性之材料(諸如，光透射性材料或光吸收性材料)。
光反射性材料之實例包括金屬及光反射性物質(例如，二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋅、二氧化鋯、鈦酸鉀、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、莫來石、氧化鈮、硫酸鋇、著色劑以及各種類型之稀土氧化物(諸如，氧化釔、氧化釓等))。金屬或光反射性物質可本身被製成薄片，或粒狀材料可用諸如樹脂之黏著劑形成為薄片。
舉例而言，該薄片可為單一層或金屬或介電材料之堆疊。另外，光反射性薄片可藉由如下獲得：將約10至95重量%、且較佳地約20至80重量%、且更較佳地約30至70重量%、且甚至更較佳地約30至60重量%之量的上述光反射性物質添加至樹脂、無機材料、玻璃或類似者、或其複合物。光反射性薄片亦可為此等金屬、介電質或樹脂薄片中之一者的表面被光反射性物質或金屬膜(第二光反射性材料)等覆蓋之光反射性薄片。此配置允許促進如所期望地形成薄片。其亦允許確保足夠之強度。此外，可確保針對在下面論述的光透射性樹脂之填充及固化中的溫度改變之足夠耐受性。
用於光反射性金屬膜的金屬材料之實例包括銀、鋁、銅、金、 鉑、鈀、銠、鎳、鎢、鉬、鉻、鈦及此等之合金的單層膜或層壓膜。用於光反射性薄片的金屬之材料與此等類似。介電膜之實例包括在此領域中使用之單層膜及層壓膜。一實例為SiO2/Nb3O5或其他此層壓物。
可充當基礎材料的樹脂之實例包括熱固性樹脂、熱塑性樹脂、此等樹脂之改性樹脂及含有此等樹脂中之一或多種的混合樹脂。該樹脂之具體實例包括環氧樹脂、改性環氧樹脂(聚矽氧改性環氧樹脂等)、聚矽氧樹脂、改性聚矽氧樹脂(環氧改性聚矽氧樹脂等)、混合聚矽氧樹脂、聚醯亞胺(PI)、改性聚醯亞胺樹脂、聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、GF(玻璃纖維)補強型聚對苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)、聚對苯二甲酸環己二醇酯樹脂、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚碳酸酯(PC)、聚亞苯基硫醚(PPS)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、改性聚苯醚(m-PPE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)、ABS樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、PBT樹脂、脲醛樹脂、BT樹脂、聚氨酯樹脂、聚縮醛(聚甲醛，POM)、超高分子量聚乙烯(UHPE)、間同立構聚苯乙烯(SPS)、無定形聚芳酯(聚芳基化物，PAR)、氟碳樹脂及不飽和聚酯。
無機材料之實例包括含有如下之單層結構或多層結構：氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氮化鋯、氧化鈦、氮化鈦、氧化鋅、此等之混合物、或其他此等陶瓷、或低溫燒結陶瓷等。
作為光透射性材料，可使用如下之光透射性材料：上述樹脂、玻璃、介電材料等。作為光吸收性材料，可使用上述陶瓷、紙、纖維、紙漿、碳、介電材料、諸如玻璃環氧樹脂之複合材料或類似者。光吸收性材料可具有光轉換功能。在光反射性薄片由此等光透射性材料及/或光吸收性材料中之一者形成之情況中，在光透射性部件之製造期間給予之光反射特性較佳地藉由用光反射性材料覆蓋下面論述的 一通孔(或多個通孔)之內部表面及光反射性薄片之表面而獲得。較佳地，整個表面(包括前表面及後表面及側表面)被光反射性材料覆蓋，但可不覆蓋薄片之一部分，只要接觸色彩轉換材料層的通孔之側壁之實質上整個表面由光反射性薄片覆蓋。
光反射性薄片可含有擴散劑、光散射劑(諸如，硫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋁或氧化矽)或類似者。而且，可含有在半導體BGA安裝領域中使用的任何玻璃布、填料或類似者(諸如，玻璃纖維、矽灰石及其他此等纖維填料及碳、氧化矽及其他這此等無機填料)，以便確保良好的熱消散、強度等。
詳言之，較佳地，藉由如下獲得光反射性薄片：將含有光反射性物質及樹脂之光反射性材料形成為光反射性薄片，因為此等薄片為易於得到。
光反射性薄片之厚度可根據所使用之材料等等合適地設定，且其較佳地足夠厚以確保恰當之強度及光反射率。例如，厚度可為幾十微米至約1mm，其中幾十微米至約500μm為較佳的，且約100μm至300μm為更較佳地的。
除光反射性物質及光透射性樹脂之外，光反射性薄片亦可含有發光材料。詳言之，在安置有色彩轉換材料層之通孔的大小比發光元件小之情況中，含有發光材料允許減少來自發光元件的光(例如，藍光)之逃逸。
在平面圖中的通孔之大小可為例如{幾百微米至幾毫米}×{幾百微米至幾毫米}、或{幾百微米至1mm}×{幾百微米至1mm}、或具有與此等表面積對應的大小之形狀。在平面圖中的通孔之形狀之實例包括圓形、橢圓形、多邊形及與此等接近之形狀。尤其較佳地，通孔之平面圖形狀與發光元件之平面圖形狀實質上類似。
通孔可在薄片之厚度方向上具有相同之形狀及大小，或其形狀 及大小可自一個表面至與該一個表面相反之表面改變，如圖8中之光透射性部件10I及10J所示。實例包括截短之橢圓錐體及截短之棱錐。
通孔之大小及形狀可與色彩轉換材料層之大小及形狀對應。
在複數個通孔配置在單一之薄片上之情況中，較佳地其間隔得足夠開使得薄片將不被通孔之配置所破壞。在通孔之間的間隔之一個實例為約0.01mm至幾毫米之間隔。此配置可為隨機，或通孔可以環形狀配置，如圖9中之光透射性部件100A中所示，且通孔較佳地在列及/或行方向上規則地配置，如圖1D及圖2A中所示。
色彩轉換材料層
色彩轉換材料層被形成而在通孔中實質上無任何空隙，且色彩轉換材料層由色彩轉換材料及固化之光透射性樹脂製成。色彩轉換材料層亦可含有上述之擴散劑、光散射劑、玻璃布、填料等。
色彩轉換材料可為此領域中已知之材料，諸如，由鈰激活的基於釔-鋁-石榴石(YAG)之磷光體、由鈰激活的基於鑥-鋁-石榴石(LAG)之磷光體、由銪及/或鉻激活的含有氮之基於矽鋁酸鈣(CaO-Al2O3-SiO2)之磷光體、由銪激活的基於矽酸鹽((Sr,Ba)2SiO4)之磷光體、β-SiAlON磷光體及基於KSF之磷光體(K2SiF6：Mn)。其亦可為結晶或燒結磷光體、磷光體及無機材料之燒結複合物或類似者。此允許獲得發射作為可見波長之一次光及二次光的混合物之混合色彩之光(諸如，白光)，或當藉由一次光諸如紫外光激發時發射可見波長的二次光之發光裝置。
另外，色彩轉換材料之實例包括稱作所謂的奈米晶體或量子點之發光材料，奈米晶體或量子點為半導體材料例如第II-VI族、第III-V族及第IV-VI族半導體、更具體言之，ZnS、CdS、CdSe、InAgS2、InCuS2、核-殼型CdSXSe1-X/ZnS及GaP之奈米大小的高度分散之顆粒。色彩轉換材料亦可為InAsInP、InAsP、InGaP、ZnTe、ZnSeTe、 ZnSnP或ZnSnP2。
在此實施例中，可有效地使用在耐熱性、耐水性、及環境氣體耐受性方面存在缺點之色彩轉換材料。更具體言之，可有效地使用對於由在下面論述的發光裝置之總成中涉及的處理所產生之熱量及/或水分為脆弱的色彩轉換材料，諸如，可藉由切塊機之水容易地降解之KSF磷光體，及對在回流期間之加熱敏感之量子點，而不損害其特性等。即，可預先用雷射等切割包括色彩轉換材料之光透射性部件以調節塊之大小，並將此等直接固定至單獨之發光元件，或在已經藉由回流等將包括發光元件之發光裝置安裝在二次安裝基板上之後固定至發光元件，此允許有效地提供色彩轉換材料(而不)損害其特性等。
詳言之，在將發光裝置用於液晶展示器等之背光的情況中，較佳地使用由藍色光激發且發射紅色光之色彩轉換材料(諸如，基於KSF之磷光體)及由藍色光激發且發射綠色光之色彩轉換材料(諸如，β-SiAlON磷光體)。使用此等材料允許拓展使用發光裝置之展示器之色彩再現範圍。詳言之，KSF具有比其他發射紅色彩之色彩轉換材料諸如CASN或SCASN更尖銳之發射光譜峰。因此，在藉由用於展示裝置中之濾色器提取光的情況中，可減少具有低發光率之紅色光的量，且將存在更少的通過其他色彩(諸如，綠色)之濾色器之光。結果，可獲得更高色純度之綠色光及紅色光，且可改良液晶展示器之色彩再現性。
色彩轉換材料可以任何形式(形狀)諸如粉狀形式、球形式、或空心或多孔顆粒使用。色彩轉換材料之顆粒較佳地具有如下之中值粒度：50μm或更小、更較佳地30μm或更小、甚至更較佳地10μm或更小、或對應的大小。中值粒度指藉由F.S.S.S.No(Fisher Sub Sieve Sizer's No)中之空氣透過性方法獲得之粒度。
較佳地以相對於色彩轉換材料層之總重量的約10-90重量%之量 含有色彩轉換材料。
構成色彩轉換材料層之光透射性樹脂可在上述作為光透射性樹脂之樹脂之中選擇。在此等之中，較佳地選擇在固化期間或在溫度變化下具有較少膨脹及收縮之樹脂。而且，在使用樹脂作為光反射性薄片之材料的情況中，較佳地使用與光反射性薄片之樹脂相同的樹脂。此可確保在光反射性薄片與色彩轉換材料之間的良好之黏著力，並允許穩定地製造光透射性部件。
使用諸如此之光透射性部件允許改良發光裝置之可視性。即，將色彩轉換材料層安置在形成於光反射性薄片中之通孔中，或換言之，安置色彩轉換材料層以使其被光反射性薄片完全包圍，允許簡單地、容易地且精確地改良在發光裝置之發光區域與非發射區域之間的明顯之邊界。
詳言之，在於色彩轉換材料層中使用不傾向於吸收光或光吸收傾向於降低之色彩轉換材料的情況中，增加色彩轉換材料層中之色彩轉換材料之比例或使色彩轉換材料層相對較厚以確保色彩轉換材料的合適之量將為必要的。即使在光透射性樹脂含有相對大的量之色彩轉換材料之情況中，或甚至在需要膜厚度控制以確保合適的量之色彩轉換材料之情況中，上述組態亦允許容易地滿足此等要求，且因而允許獲得可用於高品質發光裝置之製造中的高品質之光透射性部件。
功能性膜
可對光透射性部件之上部表面及/或下部表面且特定言之對色彩轉換材料層之上部表面及/或下部表面執行處理，以保護其免遭水分及腐蝕性氣體或提昇其強度等。更具體言之，保護處理為安置一個或複數個具有保護、防潮、增強或類似者之功能之功能性膜作為單層或多層結構(參見圖8中之光透射性部件10L)。
例如，只要其為光透射性的，此功能性膜便可由上述構成光反 射性薄片等之樹脂形成。為了增強等，可向樹脂添加填料等。更具體言之，實例包括具有高氣體阻擋性之Al2O3、SiOx或類似者之膜，及環氧樹脂、聚矽氧環氧混合樹脂、含氟樹脂、基於聚對二甲苯(parylene)之氣體阻擋膜等等。
而且，光透射性部件，且特定言之具有單一色彩轉換材料層之單一光透射性部件，可為小的，因此可將玻璃等之薄片安置於光透射性部件之上部表面上以確保光透射性部件之強度，或上部表面可塗覆有光透射性樹脂等，或為了增強，可執行進一步加工。
用於製造光透射性部件之第一方法
光透射性部件可藉由下列步驟製造。
(a)製備薄片；(b)在此薄片中形成通孔；(c)賦予薄片以光反射功能；及(d)用含有色彩轉換材料之光透射性樹脂填充通孔，及使樹脂固化以形成色彩轉換材料層。
另外，可可選地包括下列步驟。
(e)對於各通孔或各組通孔切割薄片；(f)形成功能性膜；及(g)根據薄片上之通孔中的色彩轉換材料層之光轉換能力對色彩或光通量進行分類(sort)。
(a)薄片之製備
首先，製備薄片。此處之薄片，如以上所論述地，可由光反射性材料形成，或可由不同於光反射性材料之材料(諸如，光透射性材料或光吸收性材料)形成。
薄片可藉由使用在塑料模製領域中已知之方法(諸如，注射成型、擠出成型、熱模製、或壓塑)形成。
(b)通孔之形成
在薄片中形成通孔。通孔可藉由使用此領域中已知之任何方法形成。該方法之實例包括雷射照射或描繪、沖孔、衝壓(stamping)、蝕刻及噴砂。
詳言之，可藉由用雷射束照射而以良好之精度形成通孔。對於CO2雷射或固態雷射，可使用此雷射之基波、雙波、三波、四波或類似者。至於波長，紅外區中之波長為較佳的。
在通孔之形成之後，較佳地藉由洗滌移除任何燒焦物、污跡或類似者。
而且，在步驟(a)中的薄片之製備中，可同時執行薄片製備與通孔形成，諸如，藉由使用具有與通孔對應的凹部及凸部之金屬模具來對光反射性材料、光透射性材料或光吸收性材料執行成型。
(c)賦予薄片以光反射功能
可在薄片之形成期間向薄片賦予光反射功能，使得薄片可為光反射性薄片。即，步驟(a)與(c)可同時執行。此外，可在由不同於光反射性材料之材料製成的薄片中已形成通孔(步驟(b))之後獨立地賦予薄片以光反射功能。
在賦予薄片以光反射功能與薄片之形成同時執行之情況中，接著薄片應由如以上所論述之光反射性材料(第一光反射性材料)形成。在此情況中，可使用(例如)將金屬或介電材料成型為薄片之方法，將含有上述在光透射性樹脂、無機材料、玻璃等中之光反射性物質中之一者的材料以薄片之形式模製之方法，或用金屬或光反射性物質覆蓋金屬或介電材料之表面、或包括上述在光透射性樹脂中之光反射性物質的薄片之方法。
在於通孔之形成之後賦予薄片以光反射功能之情況中，如何執行此之實例包括藉由此領域中已知之任何方法(諸如，鍍敷、各種類 型之模製、噴霧、注射、蒸氣沈積、噴墨印刷)，或藉由使用ALD方法用光反射性材料覆蓋薄片之表面及通孔之內部表面。用於覆蓋之光反射性材料較佳地為儘可能地薄。光反射性材料覆蓋物之厚度(例如)較佳地等於或小於約幾十微米。
甚至在發光裝置之反射性側壁的形成歸因於發光裝置之小大小而實際上困難之情況中，利用可容易地被賦予光反射功能之薄片亦允許將光自發光裝置引至或分佈至需要其的地方。結果，光利用效率可增加。
(d)色彩轉換材料層之形成
用含有色彩轉換材料之光透射性樹脂填充通孔之內部，並使此樹脂固化以形成色彩轉換材料層。
可使用此領域中已知之任何方法來用含有色彩轉換材料之光透射性樹脂填充通孔，諸如，裝入(potting)、模製、印刷、噴霧及各種其他此等方法。在此步驟中，較佳地執行填充使得在使光透射性樹脂固化之後，色彩轉換材料層之上部表面將與光反射性薄片之上部表面在同一平面中。
光透射性樹脂之固化可根據所使用的樹脂之類型合適地設定。實例包括讓樹脂靜置特定長度之時間之方法、對樹脂吹冷空氣之方法、將樹脂加熱(非常近似地自大約幾十℃直至大約一百幾十℃)之方法及用能量射束(X射線、紫外線、可見光線等)照射樹脂之方法。
當在單一薄片上形成複數個色彩轉換材料層時，無需對於所有色彩轉換材料層使用相同色彩轉換材料，且可使用許多不同色彩轉換材料。在此情況中，可使用單一光透射性部件藉由規則地配置各色彩之色彩轉換材料之層達成RGB色彩發射。
(e)薄片之切割
在於步驟(a)中在薄片中形成複數個通孔且於步驟(d)中形成複數 個色彩轉換材料層之情況中，可在步驟(d)之後切割光反射性薄片。薄片之切割可以任何方式執行，只要將薄片、且特定言之光反射性薄片安置在色彩轉換材料層之實質上整個外周邊。
可執行切割，使得一個色彩轉換材料層安置在一個薄片中。例如，可將光反射性薄片切割成約幾十微米至幾毫米之大小。
而且，可切割光反射性薄片，使得複數個色彩轉換材料層安置在單一光反射性薄片上。在此情況中，例如，較佳地切割色彩轉換材料層使得以約5至20個一組、且更較佳地以約7至15個一組、且甚至更較佳地以約8至12個一組之複數個色彩轉換材料層安置在單一光反射性薄片中。此等色彩轉換材料層較佳地以單一行配置，且將光反射性薄片切割成例如約幾十微米至5cm、且較佳地約幾十微米至幾公分之長度。
可取決於所使用之色彩轉換材料、填料、及樹脂材料之特性合適地選擇切割方法。此切割可藉由此領域中已知之任何薄片切割方法諸如刀薄片切塊(dicing)、雷射切塊或切割器劃線(scribing)執行。例如，在使用不耐濕之色彩轉換材料之情況中，較佳地選擇雷射切塊。在使用不耐熱之色彩轉換材料之情況中，較佳地選擇刀薄片切塊。在其中材料既不耐濕又不耐熱之情況中，可防止色彩轉換材料直接暴露於水分及/或熱，只要色彩轉換材料層不被直接切割。而且，由於光透射性部件為薄片之形式，可容易地實施保護膜或其他此等功能性膜之額外的處理。
用於製造光透射性部件之第二方法
光透射性部件亦可藉由下列步驟製造。
(d')藉由使含有色彩轉換材料之光透射性樹脂固化而形成色彩轉換材料層；及(a')在色彩轉換材料層之外周邊側表面上將具有光反射功能之樹 脂層形成為薄片或多層結構。
(d')色彩轉換材料層之形成
在色彩轉換材料層之形成中，形成上述色彩轉換材料層之材料藉由裝入、印刷、噴霧或任何各種其他此等方法在支撐薄片上作為島形成。為了形成島形狀之色彩轉換材料層，可利用在將形成色彩轉換材料層之位點處具有開口之遮罩或類似者。亦可使用自對準效應，其利用在用於色彩轉換材料層與支撐薄片之材料之間的親水性及斥水性。可形成僅一個色彩轉換材料層，或可形成兩個或更複數個色彩轉換材料層。在形成超過一個色彩轉換材料層之情況中，該色彩轉換材料層較佳地彼此獨立(分離)地形成。
(a')薄片之形成
可使用構成上述薄片之材料作為構成將以薄片狀形狀或多層結構之形式製造的樹脂層之材料。將該材料例如熔融或溶解在溶劑中以便為流體，接著形成為薄片狀形狀或多層結構以包圍色彩轉換材料層之側表面。此處之色彩轉換材料層之側表面較佳地被全部包圍。
在於先前步驟中形成複數個色彩轉換材料層之情況中，較佳地用此等色彩轉換材料層之一些或全部整體地形成光反射性薄片之整個外周側表面。
構成上述樹脂層之材料較佳地為上述光反射性材料，但在最後賦予樹脂層以光反射功能為足夠的。為了賦予光反射性，在其中使用不為光反射性之材料作為形成樹脂層之材料之情況中，例如，接著如上所提到，較佳地用金屬或其他光反射性物質藉由此領域中已知之任何方法諸如鍍敷、噴霧、蒸汽沈積、印刷或ALD覆蓋樹脂層之側表面、且較佳地整個側表面。
例如，在執行噴霧之情況中，將含有高濃度的二氧化鈦之聚矽氧樹脂直接噴霧至以島形狀製造之色彩轉換材料層上，在此之後，可 使含有低濃度的二氧化鈦之聚矽氧樹脂經歷壓塑並可將其製成薄片。可選地，可用研磨機研磨已用二氧化鈦噴霧的側之表面以移除含有二氧化鈦之層。亦即，具有光反射功能之樹脂層可在色彩轉換材料層之外周側表面上作為多層結構形成。
除上述步驟之外，所有步驟可以與用於製造光透射性部件之第一方法類似的方式執行，且可添加如下的可選步驟。
(f)功能性膜之形成
進一步地，可形成上述功能性膜。此等膜可藉由使用ALD方法、濺射、蒸汽沈積、CVD或另一此方法形成。
(g)根據色彩或光通量之分類
可量測在通孔中形成的色彩轉換材料層之光學轉換效能以根據色彩或光通量執行分類。在分類之後，在於步驟(e)之前或之後在光透射性部件已被製成個別單元或非個別單元之狀態中，可將經分類之光透射性部件安裝在發射特定波長之光的發光元件上。因此，可預期較高之發光裝置輸出，尤其在於個別化之前的狀態下預先量測光通量或色彩之情況中。
用於製造發光裝置之方法
發光裝置可藉由如下形成：(A)將上述之光透射性部件固定在發光元件上使得色彩轉換材料層安置於發光元件上；及(B)用光反射性部件覆蓋發光元件之側表面。
步驟(A)及(B)較佳地按以上順序執行，但可替代地同時執行或以相反順序執行。而且，可較佳地在步驟(A)之前或之後、且特別較佳地在步驟(A)之前將發光元件安裝在發光裝置之基板上。可將單一發光元件安裝在單一基板上，或可將複數個發光元件安裝在複數個基板上，或可將複數個發光元件安裝在單一基板上。
此外，在將複數個發光元件安裝在單一基板上之情況中，可在步驟(B)之後執行對於各發光裝置或發光裝置組將其分開之步驟。亦即，可將其側表面被光反射性部件覆蓋之發光元件、或其側表面被光反射性部件覆蓋之光透射性部件及發光元件製成個別單元。
在其中步驟(B)、按照發光裝置之分開步驟及步驟(A)以彼順序執行之情況中，可使在發光裝置之裝配過程中對色彩轉換材料等之損害最小化。
如下面所論述，可將此處使用的發光元件安裝在具有端子之基板上。
(A)光透射性部件及發光元件之固定
將藉由以上論述之方法形成的光透射性部件固定至發光元件之上部表面。亦即，將光透射性部件安置在發光裝置之光提取表面側。發光元件之上部表面的一部分較佳地與光透射性部件直接接觸，且更較佳地牢固地黏附至光透射性層。
可存在在此步驟中使用的光透射性部件中之僅一個或兩個或兩個以上。而且，可存在在此步驟中使用的發光元件中之僅一個、或兩個或兩個以上。亦即，以此方法製造之發光裝置可包括僅一個發光元件，或可包括兩個或兩個以上發光元件。諸如此之組態允許選擇發光元件之數量以及發光元件之開啟/關閉組合，且允許以各種方式控制發光裝置之光分佈及發射色彩。
可將單一之光透射性部件固定至複數個發光元件之上部表面，但自確保良好可視性之觀點來看，較佳地將單一光透射性部件、且特定言之單一色彩轉換材料層固定在單一發光元件上。此可有效地防止光自發光元件在不期望之方向上洩漏。結果，可藉由以上論述的簡單製造方法在個別發光元件中進一步改良可視性。
而且，在將複數個發光元件安裝在基板上之情況中，將複數個 色彩轉換材料層在其上安置在與發光元件對應的位置處之光透射性部件較佳地共同地固定在此等發光元件上。
此處使用之發光元件可為此領域中通常使用之任何發光元件。藍色及綠色發光元件之實例包括由如下製造之發光元件：ZnSe、氮化物半導體(InXAlYGa1-X-YN，0
Figure 104132338-A0202-12-0019-54
X，0
Figure 104132338-A0202-12-0019-55
Y，X+Y
Figure 104132338-A0202-12-0019-56
1)、GaP或其他此等半導體層，而紅色發光元件之實例包括由如下製造之發光元件：GaAlAs、AlInGaP及其他此等半導體層。
發光元件可藉由將半導體層堆疊在用於半導體生長之絕緣基板(諸如，藍寶石)上方而形成，但此半導體生長基板亦可在發光元件之形成期間被移除。
發光元件可為將電極安置在半導體層之相對側上的發光元件，但較佳地為電極安置在同一側上之發光元件。此允許電極接合至基板的面向下安裝(覆晶安裝)。發光元件可擁有具有生長基板的面向下之結構、不具有生長基板的面向下之結構、具有生長基板的面向上之結構、不具有生長基板的面向上之結構或類似者。
發光元件較佳地為在平面圖中大小與由色彩轉換材料層之外部邊緣所界定的區域相同或比由色彩轉換材料層之外部邊緣所界定的區域小之發光元件，如圖5C中所示。此允許自發光元件發射的實質上所有光被有效率地引入至色彩轉換材料層中，且因此允許發光裝置之光提取的改良。發光元件亦可為大小與色彩轉換材料層之外部邊緣相同(外部邊緣實質上重合)或比色彩轉換材料層之外部邊緣大的發光元件。同樣在該情況中，用光反射性部件覆蓋發光元件之側表面(下面論述)允許形成具有良好可視性、均勻發射色彩及良好光分佈及色彩之發光裝置。
發光元件14較佳地小於光透射性部件10之外部邊緣，如圖5C及圖12A至圖12C中所示。此允許光透射性部件之外部邊緣安置在發光 元件之外部邊緣的外側，且允許形成具有良好可視性、均勻發射色彩及良好光分佈及發射色彩之發光裝置。色彩轉換材料層安置於其中之通孔可自元件側朝向光提取表面逐漸變細或反向逐漸變細，如圖12B及圖12C中所示。
此外，可使用在平面圖中比光透射性部件之外部邊緣大的發光元件。在此情況中，發光元件之側表面及發光元件之上部表面(及視情況，光透射性部件之側表面)由下面論述之光反射性部件覆蓋，此允許形成具有良好可視性、高亮度、均勻發射色彩及良好光分佈及色溫的發光裝置。色彩轉換材料層安置於其中之通孔較佳地反向逐漸變細，亦即，通孔之寬度自元件側朝向光提取表面減小。
將光透射性部件固定至發光元件之上部表面可藉由使用(例如)光透射性黏著性部件實現。可使用任何黏著性部件，只要其確保上述之光透射性且可將光透射性部件固定至發光元件。不容易藉由光降解的材料較佳地作為光透射性黏著性部件。該材料之實例包括聚矽氧黏著劑、環氧黏著劑及聚矽氧-環氧混合黏著劑。
可利用色彩轉換材料層或薄片之表面作為其本身之黏著性部件。亦即，色彩轉換材料層或光反射性薄片本身可被給予黏著性質，或可利用色彩轉換材料層或薄片之黏著力。
在使用在平面圖中其外部邊緣比光透射性部件之外部邊緣小的發光元件之情況中，黏著性部件可以自發光元件之上部表面之外部邊緣延伸至光透射性部件之下部表面之外部邊緣的帶(fillet)形狀形成。而且，在使用在平面圖中其外部邊緣比光透射性部件大的發光元件之情況中，黏著性部件可以自光透射性部件之下部表面之外部邊緣延伸至發光元件之上部表面之外部邊緣之帶形狀形成。自形成具有良好可視性之發光裝置之觀點來看，較佳地將黏著性部件之外部邊緣安置成比光透射性部件之外部邊緣更至內側，或由光反射性部件覆蓋黏著性 部件之外部邊緣，如下面所論述。
亦可藉由如下將光透射性部件機械地安裝在發光元件上：利用經加工之表面、在上述通孔之形成中同時加工之光反射性薄片上之紋理化或類似者以配合、部分地結合等至發光元件、發光裝置及光源或其他此發射光之裝置的結構。
如以上所論述，發光元件較佳地安裝在基板上。在此處之基板上不存在特定限制，基板可為具有用於安裝單一發光元件之正負端子對的基板，或可為具有用於安裝複數個發光元件之佈線圖案的基板。
基板包括(例如)絕緣基底，在絕緣基底之表面上形成導電端子或佈線圖案。可根據將獲得的發光裝置之組態合適地選擇形成基底及端子或佈線圖案之材料、其形狀、大小等等。
發光元件可以面向上安裝進行安裝，其中發光元件之生長基板側(與形成電極之側相對之側)結合在基板上，但在基板上之覆晶安裝(面向下安裝)為較佳的。
在面向上安裝之情況中，例如，上述之光透射性黏著性部件(樹脂等)可安置在發光元件上，使得線之一部分嵌入且光透射性部件安置在此上方。而且，如將在下面論述，可在步驟(C)中且在安裝光透射性部件之前將發光元件(諸如，藍寶石)之光透射性部分之側表面用光反射性部件覆蓋以改良自發光元件之上部表面的光提取。可在發光元件之透明之光透射性部分與光反射性部件之間提供具有漸縮形狀之透明材料。
發光元件可經由接合部件安裝在基板上。此處之結合部件之實例包括焊料，諸如，基於錫-鉍、錫-銅、錫-銀、金-錫等之焊料；其主要成分為金及錫之合金，其主要成分為金及鍺之合金，及其他此等低共熔合金；銀、金、鈀及其他此等導電漿料及塊(bump)；ACP、ACF及其他此等各向異性導電材料；低熔點金屬銅焊；為此等之組合 的導電黏著劑；及導電複合黏著劑。
在覆晶安裝之情況中，發光元件之電極可經由此等材料直接連接至基板之佈線圖案。
在將一個或複數個發光元件安裝在複數個基板上之情況中，複數個光透射性部件可在步驟(A)之前配置在單一支撐件上，或代替此配置，可使用裝備有複數個色彩轉換材料層之光透射性部件。
作為支撐件，較佳地使用可拆卸之壓敏黏著帶或薄片、半導體用臨時固定劑、可圖案化之臨時固定劑等。使用該支撐件允許將複數個光透射性部件同時安裝及固定至複數個發光元件上。結果，可簡化製造過程。製造過程亦可藉由使用包括複數個色彩轉換材料層之光透射性部件簡化。
亦可使用包括被佈線用於安裝LED、ZD或可實際用作光源的各種其他用於照明應用之部件中之任何者的佈線之印刷佈線板、印刷電路板或類似者作為支撐件。
(B)用光反射性部件覆蓋
用光反射性部件覆蓋發光元件之側表面。
光反射性部件可由以上論述之光反射性材料製成。詳言之，就簡單性及容易覆蓋而言，較佳地使用樹脂或無機材料中含有之光反射性物質。樹脂可自如下之中選擇：上述之熱固性樹脂、熱塑性樹脂、此等之改性樹脂及含有此等樹脂中之一或多種之混合樹脂。在此等之中，使用光透射性樹脂為較佳的，且自至光透射性部件之黏著力等觀點來看，較佳地，使用構成光透射性部件之樹脂、且特定言之與構成光反射性薄片之材料相同的樹脂。
只要其覆蓋發光元件之側表面，光反射性部件可經由空間等間接地覆蓋，但較佳地直接安置，亦即，以便與發光元件之側表面接觸。以此方式覆蓋允許自發光元件發射之光更有效率地分佈在特定之 方向上。
被覆蓋的發光元件之側表面可為此等表面中之僅一些，但較佳地為全部側表面。
此處之短語「發光元件之側表面」意謂(例如)構成發光元件的半導體層之側表面，但在安置電極之情況中，則光反射性部件可安置在電極之側表面上。
而且，如上所論述，由於發光元件可安裝在基板上，且在彼情況中，光反射性部件較佳地覆蓋發光元件之側表面及基板之表面。此外，在於半導體層與基板之間存在空間之情況中，則此空間可被光反射性部件覆蓋或填充。在此等位置(即，半導體層之側表面、電極側表面，及在半導體層及基板之間)之全部中，可使用相同材料或不同材料作為光反射性部件。
在使用與構成上述光透射性部件之材料相同的材料作為光反射性部件之情況中，可藉由使用諸如裝入、轉印模製或壓塑之方法覆蓋發光元件之側表面。此等方法可促進覆蓋發光元件之側表面。而且，光反射性部件可被容易地、可靠地(穩固地)且精確地安置在僅光透射性部件下面。詳言之，在於步驟(A)之後執行步驟(B)之情況中，可由光反射性部件覆蓋發光元件之側表面，使得光反射性部件之上部表面與光透射性部件之下部表面容易且可靠地重合。
而且，可覆蓋發光元件之側表面及光透射性部件之側表面，使得光反射性部件之上部表面與光透射性部件之上部表面重合。
在使用與構成上述光透射性部件之材料相同的材料(諸如，與用於光透射性部件之樹脂相同的樹脂)作為光反射性部件之情況中，此等發光元件可簡單地由發光元件配置於其上的基板上之光反射性部件一起且整體地覆蓋。
可使用與發光元件對應的位置為空心之模製製品作為光反射性 部件。在此情況中，可預先將具有模製製品形式之光反射性部件安置在基板上，在此之後，可將光透射性部件已固定至的發光元件安置在光反射性部件上並施加壓力使得發光元件之電極接觸基板之佈線。該模製製品較佳地具有與發光元件之高度對應的高度。此允許促進用光反射性部件覆蓋發光元件之側表面，且亦允許光反射性部件被容易地、可靠地且精確地僅安置在光透射性部件下面(亦即，未覆蓋光透射性部件之側表面)。而且，可容易地且可靠地使光反射性部件之上部表面與光透射性部件之下部表面重合。在此情況中，步驟(B)可在步驟(A)之前執行。
模製製品較佳地用黏著劑等固定至上述基板。
在將複數個發光元件安裝在單一基板上之情況中，在將單一光透射性部件固定在複數個發光元件上之情況中，在將複數個光透射性部件固定在對應的複數個發光元件上之情況中，或在其他此等情況中，若需要，在步驟B之後，對於各發光元件或對於各發光元件組，可將或可不將光透射性部件、光反射性部件及/或基板等分開。此允許獲得具有期望之光分佈、亮度、大小等等之發光裝置。在此情況中之分開可藉由使用刀片切塊、雷射切塊或類似者執行。
發光裝置
根據本發明之實施例之發光裝置主要包括一發光元件、一光透射性部件、及一光反射性部件。
光透射性部件可為以上論述之光透射性部件，且固定在發光元件上，使得色彩轉換材料層安置於發光元件上。色彩轉換材料層較佳地與發光元件之上部表面之一部分接觸，且更較佳地被牢固地黏附。
發光元件之外部邊緣較佳地在平面圖中與色彩轉換材料層之外部邊緣重合，或安置在色彩轉換材料層之內部上。
在其中單一發光裝置包括複數個發光元件之情況中，可使用包 括複數個色彩轉換材料層之光反射性薄片作為光透射性部件，使得藉由此光透射性部件共同組態該複數個發光元件。
在單一發光裝置中，可存在僅一個發光元件或兩個或兩個以上發光元件之配置。在後一情況中，較佳地，光透射性部件包括複數個色彩轉換材料層，且色彩轉換材料層安置在與發光元件對應之位置處且固定在發光元件上。此允許獲得具有良好可視性之發光裝置。而且，色彩轉換材料層可含有相同色彩轉換材料，或可含有不同色彩轉換材料。
發光元件可安裝在其上形成端子之基板上，或可不安裝。例如，在單一發光裝置包括複數個發光元件之情況中，可藉由其上形成端子之基板共同組態發光元件。
光反射性部件之上部表面可與光透射性部件之下部表面重合，或其可與光透射性部件之上部表面重合使得光透射性部件之側表面亦被覆蓋。
而且，在單一發光裝置包括複數個發光元件之情況中，可藉由光反射性部件基板共同組態發光元件。
諸如此之組態允許極簡單地及容易地、且非常精確地獲得發光裝置。
詳言之，在於光透射性部件之色彩轉換材料層中使用不傾向於吸收光或光學吸收傾向於減少或類似者之色彩轉換材料之情況中，將有必要增大色彩轉換材料層中之色彩轉換材料之比例，或使色彩轉換材料層相對較厚，以確保恰當量之色彩轉換材料。甚至在光透射性樹脂含有相對大量色彩轉換材料之情況中，及甚至在需要膜厚度控制以確保恰當量之色彩轉換材料之情況中，亦可容易地滿足此等要求，且可獲得高品質發光裝置。
將在下面詳細地描述根據本發明之實施例的光透射性部件及發 光裝置及其製造方法。
實施例1：光透射性部件及其製造方法
首先，如圖1A中所示製備光反射性薄片11。
光反射性薄片11由含有60重量%、為光反射性物質之TiO2的聚矽氧樹脂製成，且被形成為具有200μm之厚度的薄片。
在此光反射性薄片11上按列及行配置複數個量測為1.1×0.2mm的實質上矩形之通孔11a。
接下來，如圖1B中所示，藉由如下填充通孔11a：用藉由將18重量%具有約20μm粒度之KSF磷光體、26重量%具有約12μm粒度之β-SiAlON及56重量%光透射性樹脂(聚矽氧樹脂)混合而獲得之漿料裝入，且使混合物固化。藉由在烘箱中在150℃下加熱240分鐘實現光透射性樹脂之固化。此形成色彩轉換材料層12。此色彩轉換材料層12實質上與光反射性薄片11齊平，其中在通孔11a之中心幾乎無凹陷。
如圖1C中所示，將包括色彩轉換材料層12之光反射性薄片11在光反射性薄片之長度方向X上切割，此給出五個色彩轉換材料層12按列配置之光透射性部件100，如(例如)圖2A中所示。
如圖1D中所示，亦可將此部件在與長度方向X垂直之方向Y上切割，以形成各自具有一個色彩轉換材料層12之個別光透射性部件10，如圖2B中所示。此個別光透射性部件10在俯視圖中為矩形，量測為(例如)1.8×0.3mm。
此處之切割用使用減少量之水的切塊機執行。
在此光透射性部件1中，光反射性薄片與色彩轉換材料層之上部表面齊平，亦即，在兩個上部表面之間不存在台階。使用此結構，可使色彩轉換材料層之尺寸穩定，且又可使光透射性部件之尺寸穩定，且其可更好地裝配至其他部件。
修改實例1：光透射性部件
如圖9中所示，代替圖2A中展示之光透射性部件100，可將複數個色彩轉換材料層12X以環形狀配置在單一光反射性薄片11X上。
修改實例2：光透射性部件
代替圖2B及圖2C中展示之光透射性部件10，如同圖8中展示之光透射性部件10A至10H及10M，色彩轉換材料層12A至12H及12M可相對於光反射性薄片11之上部表面及/或下部表面為凹的及/或凸的。在色彩轉換材料層之上部表面及/或下部表面相對於光反射性薄片之上部表面及/或下部表面為凹之情況中，可呈現光彙聚或其他此等效果。又，在色彩轉換材料層之上部表面及/或下部表面相對於光反射性薄片之上部表面及/或下部表面為凸之情況中，可改良所使用的發光元件之黏著力。此外，在形狀相對於光反射性薄片之上部表面為凸之情況中，可增強光提取效率。
詳言之，在光透射性部件的色彩轉換材料層之上部表面及/或下部表面具有彎曲表面之情況中，此對於在具有大表面積及線性光源的光透射性部件中之使用為有利的。
修改實例3：光透射性部件
如由圖8中之光透射性部件10I及10J所展示，薄片11I之通孔11aI及11aJ具有自光反射性薄片之表面至下部表面逐漸變細或反向逐漸變細的形狀。
修改實例4：光透射性部件
如由圖8中之光透射性部件10K所展示，色彩轉換材料層12K之上部表面可在光透射性部件10K本身之厚度方向上具有凹部及凸部，亦即，所謂的複眼形狀等之形狀。此允許改良與光導板之光學耦合效率，其取決於光透射性部件之應用，諸如，在背光中之使用。
修改實例5：光透射性部件
如由圖8中之光透射性部件10L所展示，可將水分阻擋膜安置在 (例如)光透射性部件之上部表面上。如由圖8中之光透射性部件10N所展示，可將透明膜安置在(例如)上部表面上。此允許防止在使用當曝露於水分時變得脆弱的色彩轉換材料或傾向於容易地吸收水分的色彩轉換材料之情況中光透射性部件之特性之降級。
實施例2：光透射性部件及其製造方法
首先，如圖3A中所示，製備由玻璃環氧樹脂預浸料製成且具有200μm之厚度的薄片21。藉由按列及行之雷射處理而在此薄片21中形成量測為1.1×0.2mm的實質上矩形通孔21a，並執行去污。
接著，如圖3B中所示，將具有通孔21a之薄片21浸漬在含有鈀微粒之底液中，在整個薄片表面上形成可鍍敷之晶種層，在此之後，使此經歷無電鍍鎳及電解鍍銀，以形成具有約幾微米之厚度的銀膜。此處之「整個薄片表面」指薄片21之實質上所有側表面及前表面及後表面，及通孔21a之內部表面。
接著，如圖3C中所示，藉由如下填充通孔21a：用藉由將20重量%具有約20μm之粒度的KSF磷光體、30重量%具有約12μm之粒度的β-SiAlON及50重量%光透射性樹脂(聚矽氧樹脂)混合而獲得之漿料裝入，並使混合物固化。因此，形成色彩轉換材料層12。此色彩轉換材料層12實質上與光反射性薄片21齊平，其中在通孔21a中之每一者之中心中幾乎無凹陷。
如圖3D中所示，將包括色彩轉換材料層12之光反射性薄片21在該光反射性薄片之長度方向X上及在垂直於長度方向X之方向Y上切割以形成各自具有一個色彩轉換材料層12之個別光透射性部件20，如圖4中所示。在此光透射性部件20之前表面及後表面上以及在通孔21a之內部表面上形成由銀製成之光反射性膜。
修改實例6：用於製造光透射性部件之方法
如圖10A中所示，在例如支撐薄片40上形成色彩轉換材料層42。 在本修改實例中，形成複數個色彩轉換材料層42，且色彩轉換材料層42以彼此分開之島形狀形成。
接下來，如圖10B中所示，對由含有60重量%的為光反射性物質之TiO2之聚矽氧樹脂製成的光反射性樹脂層41經(例如)壓塑，以僅覆蓋色彩轉換材料層42之整個側表面。在此之後，光透射性部件100可藉由移除支撐薄片40而獲得。除以上之外，藉由與實施例1中相同之方法製造光透射性部件。使用此方法，可獲得與實施例1中的用於製造光透射性部件之方法類似之效果。
修改實例7：用於製造光透射性部件之方法
如圖10A中所示，在支撐薄片40上形成色彩轉換材料層42，在此之後，在色彩轉換材料層42之上部表面上形成遮罩44，如圖11A中所示。接著，經由此等遮罩44在色彩轉換材料層42上形成光反射性膜43。藉由(例如)噴霧形成由含有80重量%的為光反射性物質之TiO2之聚矽氧樹脂組成的膜作為光反射性膜43。
在此之後，如圖11B中所示，藉由噴砂等移除遮罩44及在其上方形成之光反射性膜43，以使色彩轉換材料層42之上部表面曝露。
如圖11C中所示，在色彩轉換材料層42之間形成由含有30重量%的為光反射性物質之TiO2之聚矽氧樹脂組成的光反射性樹脂層41以覆蓋色彩轉換材料層42之側表面。
接著，光透射性部件100B可藉由移除支撐薄片40而獲得。在光透射性部件100B中，光反射性膜43安置在色彩轉換材料層42之間之光反射性樹脂層41之一個表面上，且與色彩轉換材料層42之整個側表面安置在一起。
除以上之外，藉由與實施例1及修改實例7中相同之方法製造光透射性部件。使用此方法，與藉由實施例1及修改實例7中的用於製造光透射性部件之方法類似之效果。
實施例3：發光裝置及其製造方法
首先，如圖5A中所示，使用焊料將發光元件14以面向下安裝而安裝在基板16上。發光元件14之大小為例如1100×200×300μm。發光元件14之上部表面的外部形狀具有與光透射性部件10之色彩轉換材料層12的外部形狀相同或比其稍小之大小。
如圖5B中所示，將在實施例1中獲得的光透射性部件10安置在發光元件14之上部表面上，並用光透射性黏著性部件固定。將光透射性部件10固定在發光元件14上使得色彩轉換材料層12之外部邊緣將被安置成稍微至發光元件14之外部邊緣之外側。
如圖5C中所示，接著將液體形式之光反射性部件15沈積在光透射性部件10下面，且利用其流動性來用光反射性部件15覆蓋發光元件14之整個側表面。
光反射性部件15由含有2至2.5重量%之二氧化矽及40至50重量%之氧化鈦的聚矽氧樹脂製成。
將光反射性部件15僅安置在光透射性部件10下面，且其上部表面與光透射性部件10之下部表面重合。光反射性部件15亦覆蓋或填充發光元件14與基板16之間的空間。使用此結構，可將自發光元件14朝向基板16發射之光引導至未由光反射性部件15覆蓋的光透射性部件10。結果，可獲得具有良好可視性之發光裝置。
實施例4：發光裝置及其製造方法
首先，如圖6A中所示，製備如圖2A中所示的包括複數個色彩轉換材料層12之在實施例1中獲得之光透射性部件100。
接著，如圖6B中所示，將複數個發光元件14以規則之配置安裝在基板36上以便與光透射性部件100之色彩轉換材料層12的位置對應。
接下來，如圖6C中所示，將光透射性部件100安置在發光元件14 上，並固定，使得色彩轉換材料層12之外部邊緣將安置至發光元件14之外部邊緣之外側或與發光元件14之外部邊緣重合。
接著，如圖6D中所示，將液體形式之光反射性部件15沈積在光透射性部件100下面以及在光透射性部件100與基板36之間，以利用光反射性部件15之流動性整體地覆蓋發光元件14之整個側表面。
此允許獲得五個發光元件排列成列之發光裝置。
如圖6E中所示，藉由切塊機在切割位置C處切割光透射性部件100之光反射性薄片11、光反射性部件15及基板36，使得光反射性部件15之側表面將被暴露，且因此可獲得具有一發光元件之個別化發光裝置。
以上論述之製造方法允許容易地且精確地製造光透射性部件及發光裝置。
而且，不管安裝的發光元件之數目如何，所得之發光裝置皆可將自個別發光元件發射之光分佈至光提取表面。此使得可獲得具有較好可視性之發光裝置。
實施例5：發光裝置及其製造方法
首先，如圖7A中所示，將複數個發光元件14以規則之圖案配置在一基板36上。
如圖7B中所示，在充當支撐件37之可拆卸之壓敏黏著性薄片上，在與配置於基板36上之發光元件14對應的位置處，製備如圖4中所示且在實施例2中獲得的各自包括複數個色彩轉換材料層之光透射性部件20。本實施例中之色彩轉換材料層12可含有相同色彩轉換材料，或可含有不同色彩轉換材料。
如圖7C中所示，將光透射性部件20共同地安裝在發光元件14上，且共同地固定，使得色彩轉換材料層12之外部邊緣被安置至發光元件14之外部邊緣之外側。
接著，如圖7D中所示，藉由仍附著至支撐件37之光透射性部件，將光反射性部件15排放在光透射性部件20下面，以利用光反射性部件15之流動性整體地覆蓋發光元件14之整個側表面。在此情況中，在光透射性部件20下面，光透射性部件20之下部表面與在光透射性部件20下面的光反射性部件15之上部表面重合。在光透射性部件20之側面上，光透射性部件20之上部表面與光反射性部件15之上部表面重合。
在此之後，如圖7E中所示，將支撐件37自光透射性部件20移除。藉由此，支撐件37充當用於光反射性部件15之遮罩，且光反射性部件15可主要安置在光透射性部件20下面。
接著，如圖7F中所示，用切塊機在發光元件14之間的切割位置C處切割基板36及光反射性部件15，使得光反射性部件15之側表面將被暴露，使得獲得個別化之發光裝置。
除以上之外，該方法與實施例4中實質上相同。此發光裝置具有與實施例4中相同之效果。
實施例6：發光裝置及其製造方法
在此實施例中的用於製造發光裝置之方法中，由光反射性部件覆蓋發光元件之側表面，在此之後，將發光元件切割成發光裝置，接著將上述光透射性部件固定在發光元件上使得色彩轉換材料層將安置在發光元件上。
可執行(例如)用光反射性部件覆蓋發光元件之側表面及切割成個別發光裝置，以便獲得圖13A至圖13D中展示的組態中之任一者。亦即，如圖13A中所示，可組態發光元件14A使得半導體堆疊31堆疊在藍寶石基板(充當半導體生長基板)上方，電極32安置在半導體堆疊31之相同表面側上，且發光元件14A之半導體堆疊之側表面以及在電極之間的半導體堆疊表面由光反射性部件33覆蓋。
如圖13B中所示，可組態發光元件14B使得在已在藍寶石基板(半導體生長基板)上形成半導體堆疊之後藉由移除藍寶石基板而獲得半導體層壓物34，電極32安置在同一表面側上，且發光元件14B由增強材料36a增強。增強材料36a較佳地為光反射性。如圖13C中所示，不管發光元件是否包括藍寶石基板(半導體生長基板)，組態皆可為使得藉由由半導體堆疊構成之發光元件14C，電極32安置在同一表面側上，元件面向上安裝在具有端子之基板36上，發光元件14C之電極32由線35連接至基板36之端子，且發光元件14C之半導體層壓物的側表面由光反射性部件33覆蓋。如圖13D中所示，不管發光元件是否包括藍寶石基板(半導體生長基板)，組態皆可為使得在包括半導體堆疊之發光元件14D中，該元件具有垂直結構，其中電極32未安置在同一表面側上，且替代地安置在不同表面側上，且安裝在具有端子之基板36上，發光元件14D之電極32中的一者由線35連接至基板36之端子，另一電極由焊料連接至基板36之端子，且發光元件14D之半導體層壓物之側表面由光反射性部件33覆蓋。
例如，如圖14A中所示，將複數個具有光反射性部件33之發光元件14A接合至發光裝置將應用於的光源裝置(諸如，線性光源)之安裝基板50。在此情況中，例如，發光元件14A按俯視型接合，使得光在箭頭之方向上發射。
在此之後，將如圖14B中所示的具有複數個色彩轉換材料層12之光透射性部件100藉由黏著性部件或藉由配合固定，使得色彩轉換材料層12安置在各別發光元件14A上，如圖14C中所示。此允許獲得配置複數個發光元件14A之發光裝置。
接著，可藉由用切塊機或類似者在發光元件14A之間切割而將光透射性部件10之光反射性薄片11及安裝基板50劃分以獲得包括單一發光元件之發光裝置。
因此，在發光元件之二次安裝之後固定光透射性部件可避免樹脂固化之滯後及在裝配步驟中之元件安裝。亦可避免在二次安裝期間焊料回焊或類似者之滯後等。
修改實例8：用於製造發光裝置之方法
在此修改實例中，如例如圖15A中所示，將發光元件14A接合至安裝基板50以獲得側視型發光裝置使得光在箭頭之方向發射。在此之後，藉由黏著性部件將包括複數個色彩轉換材料層12之光透射性部件100固定至安裝基板50以便實質上垂直於安裝基板50且使得色彩轉換材料層12安置在發光元件14A之各別光發射表面上。此允許獲得配置複數個發光元件14A之發光裝置。
工業適用性
本發明之發光裝置可用於液晶展示器之背光光源、各種類型之照明燈具及各種類型之顯示裝置(諸如，大展示器、廣告牌及路標(destination guide)，及數位攝影機、傳真機、複印機、掃描儀及類似者及投影儀裝置中之影像讀取裝置)。將理解，儘管已關於本發明之較佳實施例描述了本發明，但熟習此項技術者可想到在本發明之範疇及精神內的各種其他實施例及變型，且此等其他實施例及變型意欲由以下申請專利範圍涵蓋。
11‧‧‧光反射性薄片
11a‧‧‧通孔
12‧‧‧色彩轉換材料層

Claims (24)

  1. 一種製造一發光裝置之方法，其包含：製備一光透射性部件，該光透射性部件包括一光反射性薄片及一色彩轉換材料層，該光反射性薄片具有一通孔，該色彩轉換材料層包括含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂，該色彩轉換材料層安置在該通孔中，製備一發光元件，將該色彩轉換材料層安置在該發光元件上，用一光反射性部件覆蓋該發光元件之一側表面，及切割該光反射性部件及該光反射性薄片；其中該光透射性部件之該製備包括製備包括如下之該光透射性部件：具有複數個通孔之光反射性薄片及在與該等發光元件對應之位置處的複數個色彩轉換材料層，該發光元件之該製備包括製備複數個發光元件，及將該色彩轉換材料層安置至該發光元件包括將該等色彩轉換材料層固定至該等發光元件。
  2. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其中該發光元件之該製備包括製備在平面圖中其大小與由該色彩轉換材料層之外部邊緣所界定的一區域相同或比由該色彩轉換材料層之外部邊緣所界定的一區域小之該發光元件，將該色彩轉換材料層安置至該發光元件包括將該色彩轉換材料層安置至該發光元件，使得在平面圖中該發光元件之一外部邊緣與該色彩轉換材料層之一外部邊緣重合，或為該色彩轉換材料層之一內部。
  3. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其中 該發光元件之該側表面的該覆蓋包括覆蓋該光透射性部件之一側表面。
  4. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其進一步包含將該發光元件安裝在一基板上，其中該發光元件之該側表面的該覆蓋包括自該發光元件之該側表面覆蓋至該基板之一上部表面，或自該光透射性部件之該側表面、該發光元件之該側表面覆蓋至該基板之一上部表面。
  5. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，進一步包含將複數個發光元件安裝在一基板上。
  6. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其中用一光反射性部件對該發光元件之該側表面之該覆蓋包括用該光反射性部件覆蓋該發光元件之該側表面，使得該光反射性部件之一上部表面與該光透射性部件之一下部表面重合，或該光反射性部件之該上部表面與該光透射性部件之該上部表面重合。
  7. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其中該光透射性部件藉由如下形成製備一薄片；在該薄片中形成一通孔；賦予該薄片以一光反射功能；及用含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂填充該通孔，且使該樹脂固化以形成一色彩轉換材料層。
  8. 如請求項7之製造一發光裝置之方法，其中該通孔之該填充包括填充該通孔，使得該薄片之至少一側與該色彩轉換材料層之一上部表面在同一平面中。
  9. 如請求項7之製造一發光裝置之方法，其中 該薄片之該製備包括製備由一光反射性材料製成的該薄片，藉由該薄片，在製備該薄片的同時執行該賦予該薄片以該光反射功能。
  10. 如請求項7之製造一發光裝置之方法，其中該賦予該薄片以該光反射功能包括藉由鍍敷、噴霧或噴墨印刷賦予該光反射功能，使得該薄片之一表面及該通孔之一內部表面由一光反射性材料覆蓋。
  11. 如請求項7之製造一發光裝置之方法，進一步包含在用該光透射性樹脂對該通孔之該填充後，對該色彩轉換材料層執行一處理以保護免遭水分或腐蝕性氣體。
  12. 如請求項1之製造一發光裝置之方法，其中該光透射性部件藉由如下形成藉由使含有一色彩轉換材料之一光透射性樹脂固化而形成一色彩轉換材料層；及在該色彩轉換材料層之一外周邊側表面上形成具有一光反射功能之一樹脂層。
  13. 如請求項12之製造一發光裝置之方法，其中該色彩轉換材料層之該形成包括形成彼此分開的該等色彩轉換材料層中之複數個，及具有該光反射功能的該樹脂層之該形成包括在該複數個色彩轉換材料層之該外周邊側表面上形成具有該光反射功能之該樹脂層。
  14. 一種發光裝置，其包含：一發光元件，一光透射性部件，其包括一光反射性薄片及一色彩轉換材料層，該光反射性薄片具有一通孔，該色彩轉換材料層包括含有 一色彩轉換材料之一光透射性樹脂且安置在該通孔中，該色彩轉換材料層固定至該發光元件，一光反射性部件，其覆蓋該發光元件之側表面，及該發光裝置，其具有由該光反射性薄片及該光反射性部件界定之一外部側表面。
  15. 如請求項14之發光裝置，其中該色彩轉換材料層與該光反射性薄片之至少一側在同一平面中。
  16. 如請求項14之發光裝置，其中在平面圖中該發光元件之一外部邊緣與該色彩轉換材料層之一外部邊緣重合，或該發光元件之一外部邊緣安置在該色彩轉換材料層之一內部上。
  17. 如請求項14之發光裝置，其中該發光元件為該等發光元件中之複數個，該光透射性部件包括複數個色彩轉換材料層，該等色彩轉換材料層中之每一者固定至該等發光元件中之一對應者。
  18. 如請求項14之發光裝置，其中該光反射性部件之一上部表面與該光透射性部件之一上部表面或一下部表面重合。
  19. 如請求項14之發光裝置，其中該發光元件包括包括一生長基板的一面向下之結構、不包括一生長基板的一面向下之結構或一垂直結構。
  20. 如請求項14之發光裝置，其中該光反射性薄片由一光反射性材料製成；或由一光透射性材料或一光吸收性材料製成，其表面及該通孔之該內部表面由一反射性材料覆蓋。
  21. 如請求項14之發光裝置，其中該光反射性薄片由包括一光反射性物質及一樹脂之一光反射性材料製成，且該色彩轉換材料層中之該光透射性樹脂與構成該光反射性薄片之該樹脂相同。
  22. 如請求項14之發光裝置，其中該光反射性薄片具有複數個通孔及複數個色彩轉換材料層。
  23. 如請求項21之發光裝置，其中該光反射性薄片之下部表面與該色彩轉換材料層之下部表面在同一平面中。
  24. 如請求項23之發光裝置，其中該發光元件與該光透射性部件係由光透射性之黏著性部件固定，該黏著性部件係自該發光元件之上部表面之外部邊緣延伸至光透射性部件之下部表面之外部邊緣的帶(fillet)形狀形，且在平面圖中該發光元件之外部邊緣比該光透射性部件之外部邊緣小。
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