專利名稱：白光發光二極管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光元件，特別是涉及一種可以改善正向與側向白光 的光色差異性，有效解決光色不一致問題的白光發光二極管。
背景技術：
發光二極管具有體積小、重量輕、反應速度快等優點，可以廣泛地作 為各種指示器及顯示器的光源。近年來所發展出的白光發光二極管，還可取代一般的鴒絲燈泡或日光燈管作為照明光源。已知存在有多種形式的白光發光二極管，其中 一種常見的白光發光二 極管，請參閱圖1所示，是以往現有的白光發光二極管的示意圖，其是將一含有熒光粉體的熒光層13覆蓋于一藍光發光晶粒12的周圍，借熒光粉 體吸收發光晶粒12發出的一部分藍光并將此部份藍光轉換為黃光，并與另 一部分未被吸收的藍光混色形成白光。由于此種方式僅需穩定控制一種色 光的發光晶粒，因此驅動電路相對簡單且成本低廉。然而，考量此種白光發光二極管在各方向上的光色均勻性， 一般需要 考量以下二個因素其一，藍光發光晶粒12本身具有正向發光強度大于側 向發光強度的特性，也就是說，發光晶粒12正向發出的藍光光量會多于側 向發出的藍光光量；其二，熒光層13在發光晶粒12側向的厚度大于正向 的厚度，使得發光晶粒12的側向光LS較正向光LN所經焚光層13的路徑 長度為長，以致發光晶粒12的側向光LS在熒光層13內所遇熒光粉體數量 較多而轉換的黃光光量較多。因此，整體而言，此種白光發光二極管會存 在有正向偏藍而側向偏黃的光色差異現象。請參閱圖2所示，是以往現有的白光發光二極管的色度座標圖。依國 際照明委員會(CIE)的色度標準，并以發光二極管的正向為0度，可以看出 發光二極管的光色色度座標值(x, y)在正向(0度)與側向(90度)確實有所不 同，并且其差異是隨著角度而呈連續變化。而此種光色的角度差異性，在當前白光發光二極管應用朝向高功率的 趨勢下，發光晶粒12本身正向與側向的發光強度差異會更大，發光晶粒12 以及基座11尺寸增大造成正向光與側向光經過熒光層13的路徑長度差異 也更大，皆使得上述光色角度差異性益形嚴重。由此可見，上述現有的白光發光二極管在結構與使用上，顯然仍存在 有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完 成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲 解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的白光發光二極管，實屬當前重 要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。有鑒于上述現有的白光發光二極管存在的缺陷，本發明人基于從事此 類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極 加以研究創新，以期創設一種新型結構的白光發光二極管，能夠改進一般 現有的白光發光二極管，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經 過反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。發明內容本發明的目的在于，克服現有的白光發光二極管存在的缺陷，而提供 一種可以解決光色不一致問題的白光發光二極管，非常適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的一種白光發光二極管，包含一基座、 一設于所述基座上的發光晶粒，及一設于所述基座上并覆蓋所述發光晶粒的第一熒光層，其中所述 的白光發光二極管還包含一第二焚光層，設于所述第一焚光層的頂面上；以 及所述第二熒光層的頂面面積大于所述發光晶粒的頂面面積并小于所述第 一熒光層的頂面面積，且所述發光晶粒位于所述第二萸光層下方的正投影 范圍內。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。 前述的白光發光二極管，其中所述的基座還形成設有一容置槽，所述發光晶粒設于所述容置槽的底部，所述第一熒光層設于所述容置槽內并覆蓋所述發光晶粒。前述的白光發光二極管，其中所述的發光晶粒發出藍光或紫外光。 前述的白光發光二極管，其中所述的第二焚光層的頂面面積為所述發光晶粒的頂面面積的1至4倍，所述第一焚光層的頂面面積為所述第二焚光層的頂面面積的3倍。前述的白光發光二極管，其中所述的第二熒光層為中央較厚而朝周緣逐漸較薄的形狀。前述的白光發光二極管，其中所述的第二熒光層所含的熒光粉體濃度 異于所述第一熒光層所含的熒光粉體濃度。前述的白光發光二極管，其中所述的第二熒光層與所述第一熒光層所 含的熒光粉體濃度比為1. 1: 1。前述的白光發光二極管，其中所述的白光發光二極管還包含一覆蓋所 述第一與第二熒光層的保護層。前述的白光發光二極管，其中所述的保護層包含多數顆散射粒子。前述的白光發光二極管，其中所述的散射粒子的材質為氧化硅、氧化 鋁、氧化鈣，或氧化鈦的其中之一。本發明與現有4支術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知，為了 達到上述目的，考量發光晶粒本身正向與側向發光強度差異，以及所發出的 正向與側向光經熒光層的路徑長度差異，本發明在覆蓋發光晶粒的第一焚 光層上，對應于發光晶粒的位置處，形成一頂面面積小于第一熒光層的頂面 面積的第二熒光層，用以增加發光晶粒正向光所經熒光層的總路徑長度，提 供較多用以轉換藍光為黃光的熒光粉體，借以改善光色的角度差異性。本發明的一較佳實施例中，第一焚光層的頂面面積為第二焚光層的頂面面積的3倍。本發明的一較佳實施例中，第二熒光層的頂面面積為發光晶粒的頂面 面積、的1至4倍。本發明的 一較佳實施例中，第二熒光層為中央較厚而朝周緣逐漸較薄 的形狀。本發明的一較佳實施例中，第二熒光層所含的熒光粉體濃度異于第一 熒光層所含的熒光粉體濃度。于是，本發明白光發光二極管，包含一基座； 一設于基座上的發光晶 粒; 一設于基座上并覆蓋發光晶粒的第一熒光層；以及一設于第一熒光層上 的第二熒光層，第二熒光層的頂面面積大于發光晶粒的頂面面積并小于第 一熒光層的頂面面積，且發光晶粒位于第二熒光層下方的正投影范圍內。本發明在第一熒光層上形成一頂面面積小于第一熒光層的頂面面積的 第二熒光層，借以改善白光發光二極管的光色差異性。借由上述技術方案，本發明白光發光二極管至少具有下列優點及有益 效果本發明在覆蓋發光晶粒的第一熒光層上，以點膠方式自然滴覆形成 一頂面面積小于第一焚光層的頂面面積的第二熒光層，且使發光晶粒位于 第二熒光層下方的正投影范圍內，可以增加發光晶粒正向光所經的熒光層 的路徑長度，在正向光的路徑上提供較多的熒光粉體，借由熒光粉體轉換 藍光為黃光， 一方面減少正向上的藍光光量，另一方面同時增加正向上的 黃光光量，使得不論藍光或是黃光的光量在正向與側向大致上均能夠達到 一致，而可以改善正向與側向的白光的光色差異性。綜上所述，本發明可以有效的解決光色不一致問題，非常適于實用。本 發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產品結構或功能上皆有較大 改進，在技術上有顯著的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的 白光發光二極管具有增進的突出功效，從而更加適于實用，并具有產業的廣 泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和 其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細i兌明如下。
圖l是以往現有的白光發光二極管的示意圖。圖2是以往現有的白光發光二極管的色度座標圖。 圖3是本發明白光發光二極管較佳實施例的側視示意圖。 圖4是本發明白光發光二極管較佳實施例的俯視示意圖。 圖5是本發明白光發光二極管較佳實施例的色度座標圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的白光發光二極管其具 體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖3所示，是本發明的白光發光二極管較佳實施例的側視示意 圖。本發明白光發光二極管的較佳實施例，其包含一基座21、 一發光晶粒 22、 一第一焚光層23、 一第二熒光層24，以及一保護層25。上述的基座21,具有一形成有一杯狀容置槽211的本體，以及至少一對 穿伸于容置槽211內的金屬電極(圖中未示)。上述的發光晶粒22,設于容置槽211的底部，并以打線接合(wire bonding)或覆晶接合(flip chip bonding)方式與金屬電極電連接，借以連 接外部電源以驅動發光晶粒22發出光線。發光晶粒22用以發出藍光，其波 長介于400服~ 470nm之間。上述的第一熒光層23，設于容置槽211內并覆蓋發光晶粒22。其包含 透明膠體及摻雜于透明膠體內的多數顆熒光粉體，其中，該透明膠體可以采 用硅膠或環氧樹脂等材質，而該熒光粉體可以采用可轉換藍光而發出波長 介于520nm 570nm黃光的材料，第一熒光層23的制作可利用熟習此技術 領域技術人員常用的，例如點膠并加以固化等方式來進行。或者，該熒光粉 體亦可采用包含可轉換藍光而發出波長介于590nm 650nm紅光，及可轉換 藍光而發出波長介于500nm~ 530nm綠光的焚光粉體混合物。為了增加發光晶粒22正向光所經的熒光層的路徑長度，本發明形成一 第二焚光層24于第一焚光層23的頂面上，且使發光晶粒22位于第二焚光 層24下方的正投影范圍內，以在正向光的路徑上提供較多用以轉換發光晶 粒22發出的藍光為黃光的萸光4分體；其材質相同于第一熒光層23。6請參閱圖3與圖4所示，是本發明白光發光二極管較佳實施例的側視 示意圖及俯視示意圖。上述的第二熒光層24，其頂面面積大于發光晶粒22 的頂面面積并小于第一熒光層23的頂面面積。在實際實施時，第一熒光層 23的頂面面積為第二熒光層24的1至4倍，其中尤以3倍為佳；而第二熒 光層24的頂面面積為發光晶粒22的頂面面積的3倍為佳。此外，除了上述以藍光發光晶粒搭配可以發出黃光的熒光層以混色形 成白光以外，亦可以采用可發出波長介于300nm 400nm之間的紫外光發光 晶粒，搭配包含可發出波長介于590nm 650nm紅光、可發出波長介于 500nm ~ 530nm綠光，以及可發出波長介于440ntn ~ 480nm藍光的焚光粉體混 合物，亦可混色形成白光。并且，因為所欲改善的光色差異性是呈連續變化，因此，如圖3所示，本 實施例是采取以點膠方式制作第二熒光層24,將包含透明膠體及熒光粉體 的液態熒光材料自然滴覆于第一萸光層23上，由于液態焚光材料的表面張 力作用，使得第二熒光層24可大致上形成中央較厚而朝周緣逐漸較薄的形 狀。并且，由于第二熒光層24采用與第一焚光層23相同的透明膠體，使第 二熒光層24可因為內聚力作用牢固地固定于第一熒光層23上的滴覆位置 而不容易改變。再者，因為第二熒光層24的表面張力作用，其厚度會與其面積成一特 定關系，而在面積固定的條件下，其厚度通常不容易達成使光色均勻性最 佳的理想值，因此本發明還調整第二焚光層24的熒光粉體濃度，使正向與 側向的光色均勻性更佳。本實施例中第二焚光層24與第一焚光層23的熒 光粉體濃度比為1. 1: 1。上述的保護層25，覆蓋第一熒光層23與第二熒光層24，用以隔絕第 一熒光層23與第二熒光層24，防止空氣接觸產生氧化而變質，其材質為硅 膠。并且，保護層25還可包含多數顆分散于硅膠內的散射粒子，借以使發 光晶粒22所發出的藍光，以及第一焚光層23及第二萸光層24所發出的黃 光，進一步在保護層25中散射而混合均勻。其中，散射粒子為無機化合物材 質如氧化硅、氧化鋁、氧化鉤，氧化鈦等。此外，還可搭配模具將保護層25制作為透鏡形狀，以兼收到保護及聚光 的功效。請參閱圖5所示，是本發明的白光發光二極管較佳實施例的色度座標 圖。經過量測之后，依國際照明委員會(CIE)的色度標準，以發光二極管的 正向為0度，可以看出發光二極管的光色色度座標值(x，y)大致上是為一定 值，并未隨著角度變化而有所差異，意即本較佳實施例的白光發光二極管的 正向與側向的光色差異極小，確實較以往現有的白光發光二極管為佳。歸納上述，本發明在覆蓋發光晶粒的第一熒光層上，以點膠方式自然 滴覆形成一頂面面積小于第一熒光層的頂面面積的第二焚光層，且使發光 晶粒位于第二焚光層下方的正投影范圍內，可以增加發光晶粒正向光所經 的熒光層的路徑長度，在正向光的路徑上提供較多的焚光粉體，借由熒光 粉體轉換藍光為黃光， 一方面減少正向上的藍光光量，另一方面同時增加 正向上的黃光光量，使得不論藍光或是黃光的光量在正向與側向大致上達 到一致，而可以改善正向與側向的白光的光色差異性，確實達成本發明的 功效。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何筒單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍 內。
權利要求
1. 一種白光發光二極管，其包含一基座、一設于所述基座上的發光晶粒，及一設于所述基座上并覆蓋所述發光晶粒的第一熒光層，其特征在于所述的白光發光二極管還包含一第二熒光層，設于所述第一熒光層的頂面上；以及所述第二熒光層的頂面面積大于所述發光晶粒的頂面面積并小于所述第一熒光層的頂面面積，且所述發光晶粒位于所述第二熒光層下方的正投影范圍內。
2、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的基座 還形成設有一容置槽，所述發光晶粒設于所述容置槽的底部，所述第一焚 光層設于所述容置槽內并覆蓋所述發光晶粒。
3、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的發光 晶粒發出藍光或紫外光。
4、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的第二 熒光層的頂面面積為所述發光晶粒的頂面面積的1至4倍，所述第一熒光層 的頂面面積為所述第二熒光層的頂面面積的3倍。
5、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的第二 熒光層為中央較厚而朝周緣逐漸較薄的形狀。
6、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的第二 熒光層所含的熒光粉體濃度異于所述第 一熒光層所含的熒光粉體濃度。
7、 如權利要求6所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的第二 熒光層與所述第一焚光層所含的萸光粉體濃度比為1.1: 1。
8、 如權利要求1所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的白光 發光二極管還包含一覆蓋所述第一與第二熒光層的保護層。
9、 如權利要求8所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的保護 層包含多數顆散射粒子。
10、 如權利要求9所述的白光發光二極管，其特征在于其中所述的散射 粒子的材質為氧化硅、氧化鋁、氧化鈣，或氧化鈦的其中之一。
全文摘要
本發明是有關于一種白光發光二極管，包含一基座、一設于基座上的發光晶粒、一設于基座上并覆蓋發光晶粒的第一熒光層，以及一設于第一熒光層上且其頂面面積小于第一熒光層的頂面面積的第二熒光層，并使發光晶粒位于第二熒光層下方的正投影范圍內，借以增加發光晶粒正向光所經的熒光層的路徑長度，改善白光發光二極管的白光光色均勻性。
文檔編號H01L33/00GK101262032SQ200710080398
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月7日 優先權日2007年3月7日
發明者杜冠賢, 林益山 申請人:光寶科技股份有限公司