本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，尤指對(duì)于一種除去黃化現(xiàn)象的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前生活上有各式各樣發(fā)光二極管的相關(guān)應(yīng)用，例如交通號(hào)志、機(jī)車尾燈、路燈、計(jì)算機(jī)指示燈、汽車頭燈等等，除了必要的LED芯片制程外，都必須經(jīng)過(guò)將發(fā)光二極管進(jìn)行封裝的程序。

傳統(tǒng)發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode；LED)的封裝形式，因外觀的關(guān)系被稱為炮彈型或5mm LED，而此種的封裝形式的技術(shù)最為成熟，且封裝工業(yè)也普遍認(rèn)為此種封裝方式是最為經(jīng)濟(jì)與方便的封裝制程。

發(fā)光二極管的封裝功能在于提供發(fā)光二極管芯片電能、光能與散熱的必要支持。例如半導(dǎo)體組件長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中，會(huì)受到水器或其它環(huán)境中的化學(xué)物值影響而老化，造成特性的衰退，選用高透明度的環(huán)氧樹(shù)脂包覆發(fā)光二極管，是一個(gè)有效隔絕大氣的方法，另外選用適合的基材提供發(fā)光二極管組件足夠的機(jī)械保護(hù)，使發(fā)光二極管的可靠度大幅提升。

除此之外，發(fā)光二極管封裝還需要有良好的散熱性及光萃取效率，由其散熱問(wèn)題更值得重視。若未能實(shí)時(shí)使熱散出，累積在組件中的熱對(duì)組件的特性壽命及可靠度都會(huì)產(chǎn)生不良的影響。

目前有關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)光二極管一般使用邊長(zhǎng)約0.3mm或更小的芯片，利用銀膠(Ag paste)將芯片接合在導(dǎo)線框架(Lead frame)的反射罩(Reflector cup)上，反射罩用于收集芯片側(cè)壁所發(fā)出來(lái)的光，并反射至所需要的方向，接著，使用金線連接芯片正極與一只引腳(lead wire)，負(fù)極則是反射杯與另一引腳相連接，再用高溫固化的環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)包覆頂部。于發(fā)光二極管使用時(shí)，以20mA得電流做驅(qū)動(dòng)，約有90％的熱能必須由負(fù)極經(jīng)過(guò)反射罩傳導(dǎo)至引腳上，引入PCB板，但因?yàn)閷?dǎo)線架的導(dǎo)熱特性不佳，其熱阻高達(dá)250～300℃/W，使LED散熱不良而導(dǎo)致溫度上升，因高溫影響到包覆發(fā)光二極管的封裝材料，例如:環(huán)氧樹(shù)脂， 使環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生黃化，進(jìn)而影響到發(fā)光二極管的發(fā)光效率、并使光線產(chǎn)生色偏以及發(fā)光二極管的使用壽命。

故，本發(fā)明針對(duì)于習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)進(jìn)行改良，而提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，改善習(xí)知技術(shù)的發(fā)光二極管芯片的封裝膠體會(huì)因發(fā)光二極管芯片的高溫產(chǎn)生黃化，而影響發(fā)光二極管的發(fā)光效果，所以熒光粉以不利用封裝膠體的方式，而設(shè)置于發(fā)光二極管芯片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的，在于提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，利用熒光粉摻入的方式，而不需再額外利用封裝膠體混合熒光粉進(jìn)行發(fā)光二極管芯片的封裝，以避免發(fā)光二極管的高溫影響封裝膠體，導(dǎo)致封裝膠體黃化而影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

本發(fā)明的一目的，在于提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，利用熒光粉直接排列于發(fā)光二極管芯片的出光面，而不需再額外利用封裝膠體混合熒光粉進(jìn)行發(fā)光二極管芯片的封裝，以避免發(fā)光二極管的高溫影響封裝膠體，導(dǎo)致封裝膠體黃化而影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

為達(dá)上述所指稱的一目的及功效，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其包含：一發(fā)光二極管單元，該發(fā)光二極管單元摻入復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉于該發(fā)光二極管單元的一發(fā)光層一側(cè)的至少任一層。

本發(fā)明提供另一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其包含一發(fā)光二極管單元，該發(fā)光二極管單元排列復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉于該發(fā)光二極管單元的至少一出光面。

附圖說(shuō)明

圖1：其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2：其為本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3：其為本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4：其為本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5：其為本發(fā)明的第五實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6：其為本發(fā)明的第六實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖7：其為本發(fā)明的第七實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖8：其為本發(fā)明的第八實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖9：其為本發(fā)明的第九實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖10：其為本發(fā)明的第十實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖11：其為本發(fā)明的第十一實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖12：其為本發(fā)明的第十二實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；以及

圖13：其為本發(fā)明的第十三實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖。

【圖號(hào)對(duì)照說(shuō)明】

11、11A 發(fā)光二極管單元

111、111A 第一基板、第二基板

1111 第一側(cè)面

1112 第二側(cè)面

112 N型半導(dǎo)體層

113 發(fā)光層

114 P型半導(dǎo)體層

12 熒光粉

13、13A、13B、13C 發(fā)光二極管芯片

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下：

目前針對(duì)于發(fā)光二極管封裝需要有良好的散熱性及光萃取效率，而以散熱問(wèn)題更值得重視。若未能實(shí)時(shí)使熱散出，累積在組件中的熱對(duì)組件的特性壽命及可靠度都會(huì)產(chǎn)生不良的影響，尤其是封裝于發(fā)光二極管芯片的封裝膠體，封裝膠體的材料為環(huán)氧樹(shù)脂，而發(fā)光二極管所發(fā)出的高溫容易影響到包覆發(fā)光二極管的環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂的一般使用溫度為-50～150度C，長(zhǎng)時(shí)間高溫使環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生黃化，進(jìn)而影響到發(fā)光二極管的發(fā)光效率以及發(fā)光二極管的使用壽命。

請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，本實(shí)施例為一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，該發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)包含一發(fā) 光二極管單元11，于該發(fā)光二極管單元11摻入復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉12于該發(fā)光二極管單元11的一發(fā)光層一側(cè)之至少任一層中，本實(shí)例以該發(fā)光二極管單元的一第一基板111為例做一說(shuō)明，摻雜至任一層的技術(shù)應(yīng)屬本技術(shù)的該項(xiàng)技藝者，可據(jù)以實(shí)施。

承上所述，該發(fā)光二極管單元11的該第一基板111具有一第一側(cè)面1111與相對(duì)于該第一側(cè)面1111的一第二側(cè)面1112，一N型半導(dǎo)體層112設(shè)置于該第一基板111的該第一側(cè)面1111，一發(fā)光層113設(shè)置于該N型板導(dǎo)體層112相對(duì)于不具有該透明基板111的一側(cè)，一P型半導(dǎo)體層114設(shè)置于該發(fā)光層113相對(duì)于不具有該N型板導(dǎo)體層112的一側(cè)。

于本實(shí)施例中，第一基板111的材質(zhì)可為藍(lán)寶石、玻璃或陶瓷等等材料，本實(shí)施例以藍(lán)寶石基板為例，進(jìn)行以下說(shuō)明，藍(lán)寶石(Al₂O₃，Sapphire)為制成氮化鎵(GaN)磊晶發(fā)光層的主要基板材質(zhì)，氮化鎵可用來(lái)制作超高亮度藍(lán)光、綠光、藍(lán)綠光與白光LED。藍(lán)寶石組成為氧化鋁(Al₂O₃)是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵型式結(jié)合，晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)，藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光到中紅外線都有很好的透光性，目前來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)藍(lán)寶石晶體常用的生長(zhǎng)方式為柴式拉晶法(簡(jiǎn)稱CZ法)與凱式長(zhǎng)晶法(KY)等方式，將該些個(gè)熒光粉12摻入于藍(lán)寶石基板的制造過(guò)程中，使制造出的藍(lán)寶石基板本身就帶有該些個(gè)熒光粉12，如此不需再利用膠體混合該些個(gè)熒光粉12對(duì)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，再者，也可利用相同方法于玻璃與陶瓷材料所制造出的透明基板，另外，本實(shí)施例的該些個(gè)熒光粉12可依據(jù)使用者的需求選用熒光粉顏色。

本實(shí)施例針對(duì)于習(xí)知發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的技術(shù)作改良，一般而言，若要調(diào)整發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)所發(fā)出的光線，大多是于將發(fā)光二極管的晶粒進(jìn)行加工封裝時(shí)，利用熒光粉混合封裝膠體后，再一并將發(fā)光二極管芯片進(jìn)行封裝，使發(fā)光二極管芯片的光線于通過(guò)封裝膠體內(nèi)的熒光粉而改變?cè)瓉?lái)的光線顏色，但是，由于現(xiàn)有的封裝膠體材料大多數(shù)為環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)與硅氧烷(Silicone)，而此兩種材料無(wú)法長(zhǎng)期耐高溫，發(fā)光二極管于發(fā)光時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的高溫情況下，而導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂黃化，進(jìn)而影響發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的發(fā)光效果，并有色偏的情形發(fā)生，故，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其于制作該第一基板111的過(guò)程中，將該些個(gè)熒光粉12摻入于該第一基板111內(nèi)，以代替利用 膠體方式設(shè)置該些個(gè)熒光粉12，而因利用不含膠體方式設(shè)置發(fā)光二極管芯片，所以該發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期高溫，而導(dǎo)致膠體黃化而影響發(fā)光效果，也不會(huì)發(fā)生色偏的情形。

請(qǐng)參閱圖2至圖4，其為本發(fā)明的第二至第四實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，第二至第四實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異在于，第二到第四實(shí)施例所敘述的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的一發(fā)光二極管單元11A是晶粒于加工處理后的狀態(tài)，于本實(shí)施例中，該發(fā)光二極管單元11A加工處理方式是以COB(Chip on board)的封裝形式作為說(shuō)明，直接將裸晶粒(die)黏貼在電路板(PCB)上，并將導(dǎo)線/焊線(wire)直接焊接(Bonding)在電路板的鍍金線路上，但是，本實(shí)施例與習(xí)知技術(shù)不同的是，并不再以封裝膠體進(jìn)行芯片封裝，另外，本實(shí)施例并不限晶粒加工方式為SMD(Surface Mounted Diode)或COB(Chip on board)等芯片設(shè)置方式，此兩種方式皆省略以封裝膠體進(jìn)行芯片固晶的步驟，都以不含膠體的形式進(jìn)行，該發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的該發(fā)光二極管單元11A更包含一發(fā)光二極管芯片13，該發(fā)光二極管芯片13設(shè)置于該第二基板111A。

請(qǐng)復(fù)參閱圖2，于第二實(shí)施例中，該發(fā)光二極管芯片13為一水平式發(fā)光二極管芯片13A，并以COB的形式安裝于該第二基板111A上，再參閱圖3，第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的差異在于，該發(fā)光二極管芯片13為一垂直式發(fā)光二極管芯片13B，另參閱圖4，第四實(shí)施例與第二實(shí)施例的差異在于，該發(fā)光二極管芯片13為一垂直式發(fā)光二極管芯片13C，于此提供不同形式的實(shí)施例。

請(qǐng)一并參閱圖5與圖6，其為本發(fā)明的第五至第六實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，第五至第六實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異在于，第五至第六實(shí)施例除了將未進(jìn)行加工處理的晶粒狀態(tài)的該第一基板111摻入該些個(gè)熒光粉12后，進(jìn)一步將晶粒進(jìn)行加工處理而固晶于該第二基板111A(即封裝基板)上，而該第二基板111A也摻入該些個(gè)熒光粉12。

復(fù)參閱圖5，于第五實(shí)施例中，其將該水平式發(fā)光二極管芯片13A的該第一基板111摻入該些個(gè)熒光粉12，并將該第一基板111設(shè)置于該第二基板111A(即封裝基板)，而該第二基板111A同樣摻入該些個(gè)熒光粉12，用于該發(fā)光二極管單元11為單一方向的出光面，再者，再請(qǐng)參閱圖6，第六實(shí)施例與第五實(shí)施例的差異在于，第六實(shí)施例是將該覆晶式發(fā)光二極管芯片13C的該第一基板 111摻入該些個(gè)熒光粉12，而該第二基板111A同樣摻入該些個(gè)熒光粉12，而該發(fā)光二極管單元11的該P(yáng)型半導(dǎo)體層114的一側(cè)設(shè)置于該第二基板111A的一側(cè)，以此方式該第一基板111與該第二基板111A分別位于該發(fā)光二極管單元11的兩側(cè)，該發(fā)光二極管單元11的出光面為上下兩方向，進(jìn)一步該發(fā)光二極管單元11A的二出光面可能因?yàn)橹苯映龉饣蚴欠瓷涑龉獾囊蛩囟鴮?dǎo)致出光面得出光強(qiáng)度有別，故，位于該發(fā)光二極管單元11A的出光量較大的表面的該些個(gè)熒光粉12數(shù)量大于位于該發(fā)光二極管單元11A的出光量較小的表面的該些個(gè)熒光粉12數(shù)量，其熒光粉摻雜比例可根據(jù)實(shí)據(jù)需要而予以調(diào)整在不同的發(fā)光層一側(cè)的二層結(jié)構(gòu)上。

請(qǐng)參閱圖7與圖8，其為本發(fā)明的第七至第八實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，第七實(shí)施例與第八實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其包含一發(fā)光二極管單元11，該發(fā)光二極管單元11是從晶圓切割下來(lái)后未進(jìn)行加工處理的晶粒，復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉12排列于該發(fā)光二極管單元11的出光面，其中有多種方式能將該些個(gè)熒光粉12以粉狀顆粒直接排列于該發(fā)光二極管單元11的出光面，而該些個(gè)熒光粉12的排列方式為蒸鍍、濺鍍或離子布值等等，將該些個(gè)熒光粉12以不透過(guò)膠體的方式覆蓋于該發(fā)光二極管單元11的出光面，而本實(shí)施例并不限定這些排列方式，但上述方式為習(xí)知技術(shù)，故，不加以贅述，本實(shí)施例以結(jié)構(gòu)圖標(biāo)進(jìn)行說(shuō)明。

承上所述，圖7說(shuō)明第七實(shí)施例的該發(fā)光二極管單元11的出光面為該N型半導(dǎo)體112與該P(yáng)型半導(dǎo)體114的表面，而該些個(gè)熒光粉12排列于該N型半導(dǎo)體112與該P(yáng)型半導(dǎo)體114的表面，而圖8說(shuō)明第八實(shí)施例的該發(fā)光二極管單元11的出光面為該第一基板111的表面，而該些個(gè)熒光粉12排列于該第一基板111的表面。

請(qǐng)參閱圖9與圖10，其為本發(fā)明的第九至第十實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，第九至第十實(shí)施例與第七至第八實(shí)施例的差異在于，第九至第十實(shí)施例的該發(fā)光二極管單元11為兩面出光，其出光面分別為該N型半導(dǎo)體112與該P(yáng)型半導(dǎo)體114的表面以及該第一基板111的表面，而該些個(gè)熒光粉12則排列于該N型半導(dǎo)體112與該P(yáng)型半導(dǎo)體114的表面以及該第一基板111的表面，其中該發(fā)光二極管單元11的二出光面因?yàn)橹苯映龉饣蚴欠瓷涑龉獾囊蛩囟鴮?dǎo)致出光面得出光強(qiáng)度有別，故，位于該發(fā)光二極管單元11的出光量較大的出 光面的該些個(gè)熒光粉12數(shù)量大于位于該發(fā)光二極管單元11的出光量較小的出光面的該些個(gè)熒光粉12數(shù)量。

請(qǐng)參閱圖11至圖13，其為本發(fā)明的第十一至第十三實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的示意圖；如圖所示，第十一實(shí)施例與第十三實(shí)施例提供一發(fā)光二極管單元11，其包含一發(fā)光二極管芯片13，該發(fā)光二極管芯片13是晶粒于加工處理后的狀態(tài)，而于該發(fā)光二極管芯片13設(shè)置于該第二基板111A，再將該些個(gè)熒光粉12排列于該發(fā)光二極管芯片13與該第二基板111A的出光面。

于圖11的該第十一實(shí)施例說(shuō)明該發(fā)光二極管芯片13為一水平式發(fā)光二極管芯片13A，并將該些個(gè)熒光粉12排列于該發(fā)光二極管芯片13A的出光面與該第二基板111A上，再參閱圖12，第十二實(shí)施例與第十一實(shí)施例的差異在于，該發(fā)光二極管芯片13為一垂直式發(fā)光二極管芯片13B，另參閱圖4，第四實(shí)施例與第二實(shí)施例的差異在于，該發(fā)光二極管芯片13為一垂直式發(fā)光二極管芯片13C，于此提供不同形式的實(shí)施例。

綜上所述，本發(fā)明為一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其包含一發(fā)光二極管單元，該發(fā)光二極管單元摻入復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉于該發(fā)光二極管單元的發(fā)光層一側(cè)的至少任一層；亦或是該發(fā)光二極管單元排列復(fù)數(shù)個(gè)熒光粉于該發(fā)光二極管單元的至少一出光面，如此以不使用膠體進(jìn)行熒光粉的設(shè)置或封裝方式，則發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)不會(huì)因高溫導(dǎo)致膠體黃化，而影響發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的發(fā)光效果，另外，本發(fā)明并不限制為水平式發(fā)光二極管、垂直式發(fā)光二極管或覆晶式發(fā)光二極管等等態(tài)樣，也不限定其為COB或SMD等封裝形式，皆可應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)特征。

上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。