TWM615907U

TWM615907U - 封裝發光元件

Info

Publication number: TWM615907U
Application number: TW110203083U
Authority: TW
Inventors: 邢陳震崙; 謝孟庭; 洪榮豪
Original assignee: 葳天科技股份有限公司
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2021-08-21

Abstract

本創作提供一種封裝發光元件，包含一發光元件，一螢光材料層，包覆該發光元件，以及一透明材料層，至少包覆部分該螢光材料層。本創作的特徵在於，封裝發光元件除了用KSF螢光材料當作封裝材料之外，更利用額外的一層透明材料層覆蓋住KSF螢光材料層，避免KSF螢光材料接觸到空氣中的水氧而產生黑化變質。因此本創作可以提高封裝發光元件的良率與品質。

Description

封裝發光元件

本創作係有關於光學領域，尤其是關於一種具有KSF(含四價錳離子的氟矽酸鉀)螢光粉的發光元件的改良結構。

KSF是化學式K2SiF6:Mn4+的縮寫，中文可以稱為含四價錳離子的氟矽酸鉀，封裝行業上也經常把它稱之為氟化物螢光粉。更精確來說，KSF是指包含A2(MF6):Mn4+結構式配方的一個類型的化合物，其中A是Li, Na, K, Rb, Cs, NH4的一種，而M是的Ge, Si, Sn, Ti, Zr元素的一種，或者是元素組合。KSF螢光粉是一種螢光粉，它的主要特徵是發射光譜的半波寬非常窄，而且能量很高。KSF螢光粉的作用是能夠極大地提升液晶顯示的色域覆蓋率。

色域覆蓋率的定義是顯示設備顯示的RGB三原色坐標點所圍成的三角形的面積佔整個色度空間面積的百分比。色域覆蓋率是衡量顯示設備對真實物體顏色表現能力的主要指標，行業上一般用NTSC(美國國家電視標準委員會)標準來表示。一般來說，NTSC色域值越高，顯示設備能夠顯示物體的顏色就越鮮艷，越接近真實物體的顏色。

由於KSF螢光粉的超窄半波寬光譜特徵，使得其光譜在經過液晶面板時也能夠有很高的色純度，從而大大地提高了三原色三角形的面積，大大地提高了NTSC 值。目前的KSF螢光粉搭配綠色螢光粉，已經可以接近帶濾光片的有機發光二極體(OLED)面板的色域覆蓋率接近100%。

KSF螢光材料具有不錯的色域覆蓋率表現，且製作成本低於OLED或量子點發光二極體，因此是一個良好的封裝材料的選擇。然而，KSF螢光材料當作封裝層時，容易遇到一個問題，那就是KSF材料遇到水氣會產生氫氟酸，進而讓KSF封裝材料層本身黑化變質，影響發光元件的透光效果。

為了解決以上問題，本創作提供一種改良的包含KSF螢光材料的封裝發光元件。

本創作提供一種封裝發光元件，包含一發光元件，一螢光材料層，包覆該發光元件，以及一透明材料層，至少包覆部分該螢光材料層。

本創作的特徵在於，封裝發光元件除了用KSF螢光材料當作封裝材料之外，更利用額外的一層透明材料層覆蓋住KSF螢光材料層，避免KSF螢光材料接觸到空氣中的水氧而產生黑化變質。因此本創作可以提高封裝發光元件的良率與品質。

為使熟習本創作所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本創作，下文特列舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本創作的構成內容及所欲達成之功效。

為了方便說明，本創作之各圖式僅為示意以更容易了解本創作，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。在文中所描述對於圖形中相對元件之上下關係，在本領域之人皆應能理解其係指物件之相對位置而言，因此皆可以翻轉而呈現相同之構件，此皆應同屬本說明書所揭露之範圍，在此容先敘明。

請參考第1圖，第1圖繪示根據本創作的一實施例提出的一五面發光的封裝發光元件的剖面示意圖。首先，封裝發光元件1包含有一基底10，基底例如為PCB電路板等，在基底10上包含有一發光元件20，例如為發光二極體或是雷射二極體等。發光元件可包含不同顏色光源的發光單元，例如紅色發光二極體(Light-emitting diode，LED)、綠色發光二極體與藍色發光二極體，或是紅色雷射二極體(Laser diode)、綠色雷射二極體與藍色雷射二極體。

請繼續參考第1圖，形成一螢光材料層30覆蓋住發光元件20，其中螢光材料層30的作用在於可以吸收從發光元件所發出的光線後，再由螢光材料發出光線，此外螢光材料層30本身也具有封裝的作用。本創作中，所使用的螢光材料層30例如為KSF(含四價錳離子的氟矽酸鉀)螢光粉與膠體(矽膠或是環氧樹脂)的混和物，一般具有可透光性。此種材料主要特徵是發射光譜的半波寬非常窄，而且能量很高，能夠極大地提升液晶顯示的色域覆蓋率，目前KSF螢光粉已經成為發光元件的白光的其中一種實現方式。

但是如先前技術段落所述，KSF螢光粉這種材質遇到水氣容易變質，因此本創作為了避免上述問題，除了以螢光材料層30(也就是包含有KSF螢光粉與透明膠體的混和物)當作封裝層之外，在螢光材料層30外側還更形成了一透明材料層40，透明材料層40可以包含有矽膠或是環氧樹脂等透光材質，由於透明材料層40並不包含有KSF螢光粉，因此當其曝露在空氣中接觸水氣或氧氣時，也不容易像KSF螢光粉一般容易迅速變質黑化。換句話說，本創作除了以螢光材料層30當作封裝發光元件20的材料之外，更包含用透明材料層40當作保護螢光材料層30的隔絕層，以避免螢光材料層30接觸空氣中的水氧而產生黑化。

第1圖中所示的封裝發光元件1中，透明材料層40覆蓋住螢光材料層的頂面與側面，如果一般的發光元件為四邊形(具有四個側面)，那麼透明材料層40即覆蓋住螢光材料層30的一個頂面與四個側面，這種結構的封裝發光元件1又可以稱為五面發光封裝發光結構。其特徵在於發光元件的正面以及四個側面都可以出光，五面發光的封裝發光元件，相較於僅有單面(正面)出光的封裝發光元件，具有更大的出光角度。也就是說可以減少發光元件的使用數量，並且因為出光角度更大，因此可以減少顯示器的光學距離(optical distance，OD，即顯示器的發光元件陣列到均光板的距離)，如此也可以降低整體顯示器的厚度。

在本創作的另一實施例中，參考第2圖，第2圖繪示根據本創作的一實施例提出的一四面發光的封裝發光元件的剖面示意圖。與上述第1圖所示的實施例不同處在於，在另一些實施例中，可以將發光元件的正面進行光線隔絕，而留下側面發光，因此比起上述實施例所述的五面發光的封裝發光元件少了一面發光面。這種封裝發光元件可稱為四面封裝發光元件，具有比五面發光的封裝發光元件更大的發光角度(因為正面不出光，因此有部分的光線被反射而從側邊出光)。四面出光的封裝發光元件由於發光角度更大，因此應用於製作顯示器時可以再次減少發光元件的用量。然而由於四面出光的封裝發光元件正面不出光，因此其亮度相較於五面出光的封裝發光元件更小。使用者可以依照需求來調整使用四面出光的封裝發光元件或五面出光的封裝發光元件。

為了製作四面出光的封裝發光元件，提供了封裝發光元件2，本實施例將覆蓋於螢光材料層30的頂面的一部份透明材料層40取代為不透明材料層50，其中不透明材料層50例如是膠材(矽膠或是環氧樹脂等)混和高濃度的二氧化矽或二氧化鈦，以阻絕光線。值得注意的是，封裝發光元件2中包覆螢光材料層30的側邊的仍是透明材料層40，也就是說不透明材料層50與透明材料層40都直接接觸並包覆螢光材料層30。封裝發光元件2的正面因為被不透明材料層50所覆蓋，故只從側邊出光，形成四面出光的封裝發光元件2。本實施例的四面出光的封裝發光元件2具有更大的出光角度。

在本創作的其他實施例中，如第3圖所示，提出另一種封裝發光元件3，與上述封裝發光元件2不同之處在於頂面的不透明材料層50與透明材料層40的接合方式稍微不同，詳細來說，本實施例中不透明材料層50覆蓋於透明材料層40的頂部，因此正面阻擋光的效果較佳，故出光角度更大。除了上述特徵之外，其餘特徵與上述實施例所述相同，在此不多加贅述。

綜合以上各段落，本創作提供一種封裝發光元件，包含一發光元件20，一螢光材料層30，包覆該發光元件，以及一透明材料層40，至少包覆部分該螢光材料層30。

在本創作的其中一些實施例中，其中該螢光材料層30包含有氟矽酸鉀(KSF)螢光粉。

在本創作的其中一些實施例中，其中該透明材料層40包含有矽膠或環氧樹酯。

在本創作的其中一些實施例中，更包含有一基底10，且該發光元件20、該螢光材料層30與該透明材料層40皆位於該基底上。

在本創作的其中一些實施例中，其中該發光元件20包含有發光二極體(LED)。

在本創作的其中一些實施例中，其中更包含有一不透明材料層50，包覆該螢光材料層30的一正面。

在本創作的其中一些實施例中，其中該透明材料層40與該不透明材料層50同時直接接觸該螢光材料層。

1:封裝發光元件 2:封裝發光元件 3:封裝發光元件 10:基底 20:發光元件 30:螢光材料層 40:透明材料層 50:不透明材料層

第1圖繪示根據本創作的一實施例提出的一五面發光的封裝發光元件的剖面示意圖。第2圖繪示根據本創作的一實施例提出的一四面發光的封裝發光元件的剖面示意圖。第3圖繪示根據本創作的另一實施例提出的一四面發光的封裝發光元件的剖面示意圖。

1:封裝發光元件

10:基底

20:發光元件

30:螢光材料層

40:透明材料層

Claims

一種封裝發光元件，包含: 一發光元件；一螢光材料層，包覆該發光元件；以及一透明材料層，至少包覆部分該螢光材料層。
如申請專利範圍第1項所述的封裝發光元件，其中該螢光材料層包含有氟矽酸鉀(KSF)螢光粉。
如申請專利範圍第1項所述的封裝發光元件，其中該透明材料層包含有矽膠或環氧樹酯。
如申請專利範圍第1項所述的封裝發光元件，更包含有一基底，且該發光元件、該螢光材料層與該透明材料層皆位於該基底上。
如申請專利範圍第1項所述的封裝發光元件，其中該發光元件包含有發光二極體(LED)。
如申請專利範圍第1項所述的封裝發光元件，其中更包含有一不透明材料層，包覆該螢光材料層的一正面。
如申請專利範圍第6項所述的封裝發光元件，其中該透明材料層與該不透明材料層同時直接接觸該螢光材料層。