發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種封裝膠層間折射率不同的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(light emitting d1de，LED)具有耗電量低、元件壽命長、無須暖燈時間以及反應(yīng)速度快等優(yōu)點。加上其體積小、耐震動、適合量產(chǎn)，容易配合應(yīng)用需求而制成極小或陣列式的元件，因此可廣泛用于各種應(yīng)用領(lǐng)域，例如筆記型電腦、監(jiān)視器、移動電話、電視和液晶顯示器所用背光模組的光源。再者，隨著技術(shù)領(lǐng)域的不斷提升，目前已研發(fā)出高照明輝度的高功率發(fā)光二極管，其發(fā)光強度已達到照明的程度。
[0003]在實際應(yīng)用中，需將發(fā)光二極管晶片置于封裝基板上并進行封裝以保護發(fā)光二極管晶片，通常是以熒光膠層覆蓋住發(fā)光二極管晶片。發(fā)光二極管晶片產(chǎn)生的光線將激發(fā)熒光膠層中的熒光物質(zhì)，并使熒光物質(zhì)中的電子躍升至高能階的激發(fā)態(tài)。當(dāng)電子躍迀回低能階時，能量以光的形式輻射出來。利用互補色光的原理，將發(fā)光單元與熒光膠層產(chǎn)生的光混成各種多彩繽紛的光線。
[0004]但熒光膠層與發(fā)光二極管晶片間的粘附性較差，空氣中的水氣將影響精密的發(fā)光二極管晶片，使CIE色偏值變大。舉例來說，水氣易進入熒光膠層與發(fā)光二極管晶片之間，并在點亮?xí)r受熱膨脹使熒光膠層剝落，此時發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的可靠度大幅降低。此外，發(fā)光二極管晶片產(chǎn)生的光線較為集中，使被照物體亮度特別明亮。但在發(fā)光范圍外，則顯現(xiàn)出明顯的暗區(qū)。這種強烈的明暗對比是造成眩光主要的原因，更會讓人生理以及心理上感覺不適。又，如何讓發(fā)光二極管晶片產(chǎn)生的光線，如藍光，發(fā)出的比例變高，也為現(xiàn)階段研發(fā)過程中面臨的挑戰(zhàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]因此，本實用新型的目的在于公開一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，用來增加熒光膠層與發(fā)光二極管晶片間的粘附性，并能增加發(fā)光二極管晶片的發(fā)光角度。
[0006]本實用新型的一個方面是提供一種發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包含發(fā)光單元；粘合膠層，其覆蓋該發(fā)光單元；以及熒光膠層，其覆蓋該粘合膠層，其中粘合膠層的折射率大于熒光膠層的折射率。
[0007]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中熒光膠層與發(fā)光單元之間具有多個粘合膠層，這些粘合膠層的折射率互不相同。
[0008]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中粘合膠層的折射率介于1.5至1.7之間。
[0009]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中熒光膠層的折射率介于1.4至1.49之間。
[0010]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中熒光膠層包含硅膠以及熒光粉，熒光粉分散于娃膠中。
[0011]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中發(fā)光單元為發(fā)光波段為440nm至475nm的藍光發(fā)光二極管晶片或發(fā)光波段為360nm至400nm的紫外光發(fā)光二極管晶片，而熒光粉為釔鋁石榴石熒光粉(Y3A15012:Ce，YAG)。
[0012]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中熒光膠層具有粗糙化表面。
[0013]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中粗糙化表面位于熒光膠層的上表面。
[0014]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中粗糙化表面位于熒光膠層以及粘合膠層之間的接觸面上。
[0015]根據(jù)本實用新型一個實施方式，其中粗糙化表面具有光子晶體結(jié)構(gòu)。
[0016]本實用新型提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)具有與發(fā)光單元以及與熒光膠層之間粘附性良好的粘合膠層，因而能提升發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，粘合膠層的折射率大于熒光膠層，而能得到更大的出光角度，產(chǎn)生的光源更為均勻。
【附圖說明】
[0017]為讓本實用新型的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳細說明如下:
[0018]圖1為根據(jù)本實用新型部分實施方式的一種發(fā)光二極管晶片的剖面圖。
[0019]圖2為根據(jù)本實用新型部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0020]圖3為根據(jù)本實用新型其他部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0021]圖4為根據(jù)本實用新型其他部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0022]圖5為根據(jù)本實用新型其他部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0023]圖6為根據(jù)本實用新型部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本公開內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，下文將參照附圖來描述本實用新型的實施方面與具體實施例；但這并非實施或運用本實用新型具體實施例的唯一形式。以下所公開的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。
[0025]請參閱圖1，圖1為根據(jù)本實用新型部分實施方式的一種發(fā)光二極管晶片的剖面圖。如圖1所示，發(fā)光二極管晶片100包含:基板110以及發(fā)光二極管磊晶層120位于所述基板110上方，其中基板110為藍寶石基板、碳化硅基板、氮化鎵基板或玻璃基板。
[0026]發(fā)光二極管磊晶層120由下至上分別為η型半導(dǎo)體層122 ;發(fā)光層124 ;以及ρ型半導(dǎo)體層126。加入順向偏壓時，ρ型半導(dǎo)體層126的多數(shù)載子電洞會往η型半導(dǎo)體層122方向移動；η型半導(dǎo)體層122的多數(shù)載子電子則往ρ型半導(dǎo)體層126方向移動。電子與電洞于ρ-η接面的空乏區(qū)復(fù)合，此時電子由傳導(dǎo)帶移轉(zhuǎn)至價電帶后喪失能階，并以光子形式釋出能量而產(chǎn)生光。其中，Ρ-η接面即為發(fā)光層124。
[0027]發(fā)光二極管磊晶層120上方有P型電極130以及η型電極140，分別電性連接至ρ型半導(dǎo)體層126以及η型半導(dǎo)體層122。光反射層150包覆發(fā)光層124、ρ型半導(dǎo)體層126以及P型電極130，其中光反射層150能改變由發(fā)光層124產(chǎn)生的光線的行進路線，使光線由基板110處出光。
[0028]在本實用新型的部分實施例中，其中光反射層150為全方位反射層，其以兩種不同折射率的子反射層交錯相疊形成。兩種不同折射率的子反射層的材質(zhì)可為氧化鈦/氧化硅、氧化鋁/氧化硅或氮化硅/氧化硅。
[0029]在本實用新型的其他部分實施例中，其中光反射層為鋁層或銀層。
[0030]兩金屬凸塊160a以及160b則分別電性連接至ρ型電極130及η型電極140，其在封裝時連結(jié)至外部元件，令使發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100工作。借由光反射層150，發(fā)光層124產(chǎn)生的光線由基板110處進入空氣中，避免金屬凸塊160a以及160b遮蔽產(chǎn)生的光損耗。
[0031]請繼續(xù)參閱圖2，圖2為根據(jù)本實用新型部分實施方式的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示，發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)200包含發(fā)光單元210，發(fā)光單元210為圖1所示的發(fā)光二極管晶片100，其以覆晶方式封裝。在本實用新型的其他部分實施例中，發(fā)光單元可為非覆晶型發(fā)光二極管晶片。粘合膠層220覆蓋發(fā)光單元210，以及熒光膠層230覆蓋粘合膠層220。
[0032]由于熒光膠層230與發(fā)光單元210間的粘附性不佳，空氣中水氣會影響精密的發(fā)光二極管晶片。在產(chǎn)生光線時，熒光膠層230易因熱脹效應(yīng)而剝落，使發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)200的可靠度大幅降低，并使CIE色偏值變大。據(jù)此，選用與發(fā)光單元210以及與熒光膠層230之間均具有良好粘附性的粘合膠層220，來提升發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)200的穩(wěn)定性。
[0033]其中，粘合膠層220的折射率大于熒光膠層230的折射率。發(fā)光單元210產(chǎn)生的光線在通過粘合膠層220與熒光膠層230的接觸面時，會產(chǎn)生折射現(xiàn)象。由于熒光膠層230的折射率小于粘合膠層220，光線在通過接觸面時會偏離法線，使得發(fā)光角度變大。較大的發(fā)光角度表示光線照射越無死角，達到更均勻的照度，更可使光線發(fā)出的比例變高，其具有較佳的應(yīng)用性。
[0034]其中，粘合膠層220選用折射率介于1.5至1.7之間的透明材料，如環(huán)氧樹脂、苯基硅、或其組合。而熒光膠層230的折射率則介于1.4至1.49之間，其中熒光膠層230包含娃膠以及焚光粉分散于娃膠中。
[0035]在本實用新型的部分實施例中，發(fā)光單元210為藍光發(fā)光二極管晶片(發(fā)光波段440nm-475nm)、紅光發(fā)光二極管晶片(發(fā)光波段610nm-660nm)、綠光發(fā)光二極管晶片(發(fā)光波段500nm-535nm)、琥I自光發(fā)光二極管晶片(發(fā)光波段580nm-600nm)或紫外光發(fā)光二極管晶片(發(fā)光波段360nm-400nm)。在本實用新型的部分實施例中，熒光粉為黃光熒光粉、綠光熒光粉、紅光熒光粉或其組合。
[0036]在本實用新型的部分實施例中，發(fā)光單元210為藍光發(fā)光二極管晶片或紫外光發(fā)光二極管晶片，而熒光粉為黃光熒光粉。藍光或紫外光與熒光粉激發(fā)后產(chǎn)生的黃光混成后形成白光，其中黃色熒光粉為釔鋁石榴石熒光粉