專利名稱：白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白光發(fā)光二極管，特別是涉及一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其具有外型為圓弧狀透鏡體的熒光粉膠體包覆層，且該熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一熒光粉層。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的發(fā)光二極管(light-emitting diode；LED)工業(yè)中，白光、暖色光及粉色是發(fā)光二極管的封裝技術(shù)廣泛地使用到熒光粉來得到不同的發(fā)光光譜組合。舉例來說，一般的白光發(fā)光二極管發(fā)光模式即是利用藍(lán)光晶片加上黃色熒光粉，藉由藍(lán)光晶片所發(fā)射出的藍(lán)光來激發(fā)黃色熒光粉而產(chǎn)生黃光，該黃光再與剩余的藍(lán)光混合而產(chǎn)生出白光。
請(qǐng)參閱圖1所示，是一種現(xiàn)有習(xí)知的白光發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。熒光粉膠體包覆層130包覆于發(fā)光半導(dǎo)體元件120的周圍，其中熒光粉膠體包覆層130中混有熒光粉，且熒光粉沉淀于發(fā)光半導(dǎo)體元件120的四周。如圖1所示，由于受到重力的影響，熒光粉膠體包覆層130中的熒光粉會(huì)沉淀于發(fā)光半導(dǎo)體元件120的周圍，而非均勻地分散于熒光粉膠體包覆層130中。
熒光粉的鋪設(shè)方式對(duì)發(fā)光二極管的發(fā)光分布及色溫的均勻度影響很大。然而，上述的鋪設(shè)方式是十分隨意且不精確的，其中鋪設(shè)有較厚熒光粉的位置產(chǎn)生較多黃光，其色溫較低，而鋪設(shè)有較少熒光粉的位置則其色溫較高，其間所造成不同位置的色溫差可高達(dá)700K。如此導(dǎo)致藍(lán)光與黃光的混合不均勻，使得色溫不均而形成明顯的黃暈或藍(lán)暈現(xiàn)象。此外，上述熒光粉膠體包覆層130的方形幾何結(jié)構(gòu)，會(huì)使光線散射而影響到白光發(fā)光二極管100的外部光萃取效率(external light extraction efficiency)。
由此可見，上述現(xiàn)有的白光發(fā)光二極管在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決白光發(fā)光二極管存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此，需要一種白光發(fā)光二極管，具有可提高外部光萃取效率并減輕色溫不均現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)，并能達(dá)到兼顧制程簡(jiǎn)單化以降低制造成本的要求，此亦為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的白光發(fā)光二極管存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的白光發(fā)光二極管，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的白光發(fā)光二極管存在的缺陷，而提供一種新型的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問題是使其可以解決傳統(tǒng)的白光發(fā)光二極管由于熒光粉分布不均勻所造成色溫差的問題，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問題是使其可以改善傳統(tǒng)白光發(fā)光二極管的光線在內(nèi)部反射所造成的外部光萃取效率低落的缺點(diǎn)，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括一基底；一發(fā)光半導(dǎo)體元件，附著于該基底上；以及一熒光粉膠體包覆層，其形狀為圓弧狀的透鏡體，包覆該發(fā)光半導(dǎo)體元件，且該熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一熒光粉層，熒光粉分布于該熒光粉層中。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的基底的材料包括一鉆石鍍膜、奈米碳管、金屬材料、陶瓷材料或復(fù)合材料。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的金屬材料是為銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金或其組合。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的陶瓷材料為氧化鋁、氮化鋁或其組合。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其更包括該基底表面上附著一高反射率材料。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的高反射率材料為銀、金或其組合。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件的材料為三五族的多元復(fù)合化合物。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件的材料為氮銦化鎵、氮化鎵、碳化硅或其組合。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件為一藍(lán)光發(fā)光元件。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的熒光粉膠體包覆層材質(zhì)為熒光粉與有機(jī)樹脂的混合物。
前述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其中所述的熒光粉層的材質(zhì)為有機(jī)樹脂與熒光粉混合。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明一方面就是提供一種白光發(fā)光二極體，可解決傳統(tǒng)白光發(fā)光二極體由于螢光粉分布不均勻所造成色溫差的問題。
本發(fā)明另一方面就是提供一種白光發(fā)光二極體，用以改善傳統(tǒng)白光發(fā)光二極體的光線在內(nèi)部反射所造成的外部光萃取效率低落的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，該白光發(fā)光二極體包含基底、發(fā)光半導(dǎo)體元件及螢光粉膠體包覆層。基底為承載發(fā)光半導(dǎo)體元件的基座；發(fā)光半導(dǎo)體元件設(shè)置于基底之上；螢光粉膠體包覆層則包覆發(fā)光半導(dǎo)體元件。其中，螢光粉膠體包覆層的形狀為一自然形成的圓弧狀透鏡體，發(fā)光半導(dǎo)體元件位于該螢光粉膠體包覆層的直徑側(cè)，且該螢光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一高濃度螢光粉層，螢光粉則均勻分布于該螢光粉層中。
由上述可知，本發(fā)明是有關(guān)于一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基底、發(fā)光半導(dǎo)體元件及熒光粉膠體包覆層。發(fā)光半導(dǎo)體元件設(shè)置于基底之上，熒光粉膠體包覆層附著于基底之上且包覆發(fā)光半導(dǎo)體元件。其中，熒光粉膠體包覆層為一自然形成的圓弧狀透鏡體。該熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一熒光粉層，且熒光粉分布于該熒光粉層中。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)至少具有下列的優(yōu)點(diǎn)一、熒光粉膠體包覆層以自然的表面張力與內(nèi)聚力形成一圓弧狀透鏡體，可提升白光發(fā)光二極管的外部光萃取效率；以及二、將熒光粉均勻沉積于熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)，形成一分布均勻的熒光粉層，使白光發(fā)光二極管可產(chǎn)生均勻的色溫。
綜上所述，本發(fā)明新穎的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，可以解決傳統(tǒng)的白光發(fā)光二極管由于熒光粉分布不均勻所造成色溫差的問題，另外其還可以改善傳統(tǒng)白光發(fā)光二極管的光線在內(nèi)部反射所造成的外部光萃取效率低落的缺點(diǎn)。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，不論在結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的白光發(fā)光二極管具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是一種傳統(tǒng)的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。
100封裝結(jié)構(gòu) 110基底120發(fā)光半導(dǎo)體元件130熒光粉膠體包覆層200封裝結(jié)構(gòu) 210基底220發(fā)光半導(dǎo)體元件230熒光粉膠體包覆層240熒光粉層具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明提供適用于一般及高功率下操作的白光發(fā)光二極管，可產(chǎn)生高亮度及高均勻度的白光，利用形成一圓弧狀透鏡體的熒光粉膠體包覆層并于其圓弧側(cè)鋪設(shè)高濃度熒光粉，來產(chǎn)生高亮度及高均勻度的白光。
首先，要想達(dá)到高亮度的要求，必須提高發(fā)光二極管的外部光萃取效率。由于發(fā)光二極管的外部光萃取率為發(fā)光二極管內(nèi)部所產(chǎn)生的光子在經(jīng)過元件本身的吸收、折射、反射后，實(shí)際在元件外部可測(cè)得的光子數(shù)目，因此影響外部光取出效率的因素便包括了元件材料本身的吸收、元件的幾何結(jié)構(gòu)、元件及封裝材料的折射率及散射特性等。為提高發(fā)光二極管外部光萃取效率，利用形成圓弧狀透鏡體來使光線聚焦而產(chǎn)生集中的光線，以提高白光發(fā)光二極管的外部光萃取效率，再配合鋪設(shè)的熒光粉才能產(chǎn)生高亮度及高均勻度的白光發(fā)光二極管。
請(qǐng)參閱圖2所示，是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。該白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)200，包括一基底210、一發(fā)光半導(dǎo)體元件220、一熒光粉膠體包覆層230以及一熒光粉層240。
該基底210，為承載發(fā)光半導(dǎo)體元件220的基底，其材質(zhì)可為具有導(dǎo)電性或無導(dǎo)電性的導(dǎo)熱材料，包括金屬材料，例如銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金或具有金或銀鍍層的金屬材料；或陶瓷材料，例如氧化鋁、氮化鋁及鉆石鍍膜；或復(fù)合材料、奈米碳管、印刷電路板或有機(jī)高分子材質(zhì)等，除此之外，也可選擇在該基底210表面電鍍一高反射率材料作為反射器，該高反射率材料可包括銀、金或其組合所組成的族群。
該發(fā)光半導(dǎo)體元件220，設(shè)置于基底210之上，例如為一藍(lán)色發(fā)光晶片，可由碳化硅(SiC)或三五族的多元復(fù)合化合物所構(gòu)成，例如氮銦化鎵(InGaN)及氮化鎵(GaN)等。發(fā)光半導(dǎo)體元件220可利用傳統(tǒng)固晶制程附著于基底210之上，而且該發(fā)光半導(dǎo)體元件220的正負(fù)電極皆可在該發(fā)光半導(dǎo)體元件220的上表面或上下表面。
該熒光粉膠體包覆層230，是包覆發(fā)光半導(dǎo)體元件220，其材質(zhì)可為高折射率的有機(jī)樹脂材料，其折射率以大于1.40為較佳。其中，熒光粉膠體包覆層230為熒光粉與有機(jī)樹脂材料混合固化而成，可依需要調(diào)整不同粘度及體積，藉由自然的表面張力與內(nèi)聚力形成一圓弧狀透鏡體，且其圓弧側(cè)具有一熒光粉層240，熒光粉(例如黃色熒光粉)分布在該熒光粉層240中，發(fā)光半導(dǎo)體元件220位于該熒光粉膠體包覆層230的直徑側(cè)，這樣，以黃色熒光粉搭配藍(lán)光發(fā)光半導(dǎo)體元件可藉由藍(lán)光來激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生黃光，該黃光再與剩余的藍(lán)光混合而產(chǎn)生出高均勻性的白光。
由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，本發(fā)明的白光發(fā)光二極管至少具有下列優(yōu)點(diǎn)首先，本發(fā)明的白光發(fā)光二極管是利用有機(jī)樹脂自然形成的圓弧狀透鏡體，可以降低因全反射而導(dǎo)致出光衰減的效應(yīng)，來提高白光發(fā)光二極管的外部光萃取效率。
再者，本發(fā)明的白光發(fā)光二極管是利用有機(jī)樹脂自然的表面張力與內(nèi)聚力形成一圓弧狀透鏡體，位于其圓弧側(cè)的熒光粉層含有高濃度的黃色熒光粉，可產(chǎn)生亮度均勻的黃色熒光，并與藍(lán)光混合而產(chǎn)生色溫均勻的白光。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一基底；一發(fā)光半導(dǎo)體元件，附著于該基底上；以及一熒光粉膠體包覆層，其形狀為圓弧狀的透鏡體，包覆該發(fā)光半導(dǎo)體元件，且該熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一熒光粉層，熒光粉分布于該熒光粉層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的基底的材料包括一鉆石鍍膜、奈米碳管、金屬材料、陶瓷材料或復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的金屬材料為銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的陶瓷材料為氧化鋁、氮化鋁或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其更包括該基底表面上附著一高反射率材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的高反射率材料為銀、金或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件的材料為三五族的多元復(fù)合化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件的材料為氮銦化鎵、氮化鎵、碳化硅或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的發(fā)光半導(dǎo)體元件為一藍(lán)光發(fā)光元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的熒光粉膠體包覆層材質(zhì)為熒光粉與有機(jī)樹脂的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的熒光粉層的材質(zhì)為有機(jī)樹脂與熒光粉混合。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基底、發(fā)光半導(dǎo)體元件及熒光粉膠體包覆層。發(fā)光半導(dǎo)體元件設(shè)置于基底之上，熒光粉膠體包覆層附著于基底之上且包覆發(fā)光半導(dǎo)體元件。其中，熒光粉膠體包覆層為一自然形成的圓弧狀透鏡體。該熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)具有一熒光粉層，且熒光粉分布于該熒光粉層中。本發(fā)明的熒光粉膠體包覆層以自然的表面張力與內(nèi)聚力形成一圓弧狀透鏡體，可提升白光發(fā)光二極管的外部光萃取效率；另外其將熒光粉均勻沉積于熒光粉膠體包覆層的圓弧側(cè)，形成一分布均勻的熒光粉層，而使白光發(fā)光二極管可產(chǎn)生均勻的色溫。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101026206SQ20061000801
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者吳易座 申請(qǐng)人:億光電子工業(yè)股份有限公司