专利名称：多波长发光二极管元件及多波长发光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多波长发光二极管元件及多波长发光模块，尤其涉及一 种通过荧光材料能产生多波长光线的发光二极管元件。
背景技术：
由于发光二极管(light emitting diode; LED)具有体积小、发光效率高 及寿命长等优点，因此被认为是下一代绿色节能照明的最佳光源。另外液晶显示器的快速发展及全彩屏幕的流行趋势，使白光系发光二极管除了应用于 指示灯及大型显示屏等产品外，还深入到广大的消费性电子产品中，例如 手机及PDA。图1为常规液晶显示器的示意图。发光二极管模块20位于液晶显示面 板11的侧边，该发光二极管模块20所发出的光线可通过一导光板(light guide plate; LGP) 12传递至整个液晶显示面板11的底面，最后光线会从液晶显 示面板11的上方射出，从而进入用户的视线中。图2为发光二极管模块20的立体示意图。该发光二极管模块20包含一 壳体21、多个发光二极管元件24及一对外部电极22和23，其中发光二极 管元件24产生的光线可由壳体21开口的一侧射出。另外，为了使发光二极 管元件24不易受外力损害，可在壳体21内注入透明塑料材料25加以保护。 目前壳体21主要由两种塑料材料制成， 一种是和发光二极管元件24的引线 框(leadframe)结合性差的尼龙(Nylon)，另外一种则是和引线框结合性好 的聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide; PPA)或聚丁炔(PPB)。目前高功率的发光二极管元件24的底部会镶嵌有散热元件，所以有人 在壳体21的底部还镶埋有对应的散热柱26，如图3所示。图3为沿图2中 线l一l的剖面图。图4为图3中发光二极管元件24的剖面示意图。该发光二极管元件24 主要包含固定于引线框(lead frame) 243的杯型构造处的发光二极管晶粒(die) 242，该发光二极管晶粒242通过金属导线245分别与该引线框243 的阴极243a及阳极243b电性相连。该发光二极管晶粒242是一种氮化物系 半导体的发光二极管。该杯型构造处被能发出不同光谱带光线的荧光材料 241填满，因此当该发光二极管晶粒242接收外部电力供应发出初始光线时， 覆盖在其四周的荧光材料241会被初始光线激发，并因此而产生光谱带异于 所述初始光线的荧光光线。所述初始光线与所述荧光光线会混合成为一白光 系光线，最后所述白光系光线会穿透模构件244而射出。所述荧光材料241大多是使用一般点胶装置吐出。 一般点胶装置吐出适 量胶状荧光材料241，并覆盖(potting)于杯型构造内。然而每次吐出的胶 量经常随着参数设定、粘度及时间的改变而改变，因此保持其均一性并不容 易。另外，胶状荧光材料241中的固体颗粒会因重力作用而沉淀至杯型构造 处的底部，离固化(curing)烘烤(bake)的时间越久则沉淀现象越严重。 很明显地，依据传统的工艺生产的发光二极管元件24会随着货物的批次(lot) 而改变光学特性，因此已无法满足色度及相关质量上低变化的基本要求。另外，还有的常规技术是将荧光材料混合于发光二极管模块20的透明 塑料材料25中，以取代覆盖于杯型构造内的方式。然而由于发光源的晶粒 和产生被激发光线的荧光材料位置相距较远，因此混光后的均匀度并不好。综上所述，市场上急需一种光学特性稳定的发光二极管元件，以能够改 善发光二极管元件的质量，并可广泛地应用于作为背光源的发光模块中。发明内容有鉴于常规技术中的上述问题，本发明的目的在于，提供一种光学特性 稳定的多波长发光二极管元件，所述发光二极管元件将至少一荧光材料层设 于所述发光二极管晶粒与所述封装载体之间。所述荧光材料层用于固定所述 发光二极管晶粒于所述封装载体上，或覆盖于所述光电二极管晶粒表面的叠 层。为达到上述目的，本发明公开一种多波长发光二极管元件。所述发光二 极管元件包含一封装载体、 一能产生初始光线的发光二极管晶粒及一荧光材 料层，其中所述荧光材料层设于所述发光二极管晶粒与所述封装载体之间。 另外，所述荧光材料层还用于将所述发光二极管晶粒固定于所述封装载体上，或所述荧光材料层覆盖于所述发光二极管晶粒的表面；另外，所述荧光 材料层表面和所述封装载体相互接合。本发明公开一种多波长发光模块。所述多波长发光模块包含一导光板、 至少一发光二极管晶粒及荧光材料。所述发光二极管晶粒会产生初始光线， 另外，所述荧光材料和所述导光板设于所述发光二极管晶粒的相对两侧。所 述导光板可将所述初始光线及所述荧光材料产生的二次光线混合后的多波 长光线均匀传递至表面而穿透出。
图1为常规液晶显示器的工作原理示意图； 图2为发光二极管模块的立体示意图； 图3为沿图2中线1一l的剖面图； 图4为图3中发光二极管元件的剖面示意图； 图5为本发明的发光二极管元件的剖面示意图；图6a 6b为本发明的表面粘着型式的发光二极管元件60的剖面示意图；图7为本发明的发光模块的示意图。
具体实施方式
图5为本发明的发光二极管元件的剖面示意图。发光二极管元件50主 要包含固定于引线框53的杯型构造处的发光元件的发光二极管晶粒52，该 晶粒52通过金属导线55分别与该引线框53的阴极53a及阳极53b电性相 连。该晶粒52是一种氮化物系半导体的发光二极管。在该晶粒52的底部有 具有荧光材料的粘胶56，因此当该晶粒52接收外部电力供应发出初始光线 时，其中一部分光线会穿透该晶粒52的透明基材(蓝宝石)而激发粘胶56 产生荧光或磷光光线的二次光线，另外，二次光线的光谱带异于所述初始光 线。所述初始光线与所述二次光线会混合成为一白光系光线，最后所述白光 系光线会穿透模构件54而射出。由于二次光线产生处和初始光线产生处非 常接近，因此混光后的白光会非常均匀。另外，混合有荧光材料的粘胶56 取代常规封装工艺中采用的银胶，因此本发明不要增加额外的工艺，按照如图4中的常规技术就能制造完成。图6a为本发明的表面粘着(SMD)型式的发光二极管元件60的剖面示 意图。发光二极管晶粒62通过具有荧光材料的粘胶61固定于绝缘层63c上 的N型导电铜箔63b的表面，并通过金属导线65与P型导电铜箔63a和N 型导电铜箔63b电性相连，其中P型导电铜箔63a、 N型导电铜箔63b及绝 缘层63c构成具有电路的衬底63。同样地，该晶粒62接收外部电力供应发 出初始光线时，其中一部分光线会穿透该晶粒62的透明基材而激发粘胶61 产生荧光或磷光光线的二次光线，另外，二次光线的光谱带异于所述初始光 线。所述初始光线与所述二次光线会混合成为一白光系光线，最后所述白光 系光线会穿透模构件64而射出。与图6a相比较，图6b在发光二极管晶粒62的基材表面先覆盖一荧光 材料层61'，所述荧光材料层61'与衬底63间可再用银胶或粘胶(图中未示出) 固定。由于荧光材料层61'可直接在晶片上形成，而且厚度及荧光材料的分 布能得到较好的控制，因此发光二极管元件60'可以有稳定的光学特性。图7为本发明的发光模块的示意图。发光模块70包含发光二极管模块 72及导光板71，其中发光二极管模块72由壳体721及多个发光二极管元件 50所构成，因此荧光材料层56和导光板71设于该发光二极管晶粒52的相 对两侧。本发明的技术内容及特点已公开如上，然而本领域技术人员仍可能基于 本发明的启示及公开的内容而作种种不脱离本发明构思的替换及修改。因 此，本发明的保护范围应该不限于上述实施例所公开的内容，而是应该包括 各种不脱离本发明构思的替换及修改，其均应涵盖于所附权利要求书的保护 范围内。
权利要求
1. 一种多波长发光二极管元件，其特征在于，包含一封装载体；一发光二极管晶粒，能产生初始光线；以及一荧光材料层，设于所述发光二极管晶粒与所述封装载体之间，并会吸收一部分所述初始光线以发射出波长相异的二次光线；其中所述初始光线与所述二次光线通过混合而成为多波长光线。
2. 如权利要求1所述的多波长发光二极管元件，其特征在于，所述封装 载体为一引线框或一衬底。
3. 如权利要求1所述的多波长发光二极管元件，其特征在于，所述荧光 材料层是一用于将所述发光二极管晶粒固定于所述封装载体上的粘胶。
4. 如权利要求1所述的多波长发光二极管元件，其特征在于，所述荧光 材料层覆盖于所述发光二极管晶粒的表面。
5. 如权利要求1所述的多波长发光二极管元件，其特征在于，所述多波 长发光二极管元件还包含一包覆所述发光二极管晶粒的模构件。
6. —种多波长发光模块，特征在于，包含 至少一发光二极管晶粒，能产生初始光线；一荧光材料，会吸收一部分所述初始光线以发射出波长相异的二次光 线；以及一导光板，可将所述初始光线及所述二次光线混合后的多波长光线均匀 传递至表面而穿透出。
7. 如权利要求6所述的多波长发光模块，其特征在于，所述荧光材料混合在用于将所述发光二极管晶粒固定于一封装载体上的粘胶中。
8. 如权利要求7所述的多波长发光模块，其特征在于，所述封装载体为 一引线框或一衬底。
9. 如权利要求6所述的多波长发光模块，其特征在于，所述荧光材料覆 盖于所述发光二极管晶粒的表面，所述荧光材料和所述导光板位于所述发光 二极管晶粒的相对两侧。
10. 如权利要求6所述的多波长发光模块，其特征在于，所述发光二极 管晶粒及所述荧光材料封装于一发光二极管元件内。
全文摘要
本发明公开一种多波长发光二极管元件及多波长发光模块。所述发光二极管元件包含一封装载体、一能产生初始光线的发光二极管晶粒、及一荧光材料层，其中所述荧光材料层设于所述发光二极管晶粒与所述封装载体之间。另外，所述荧光材料层用于将所述发光二极管晶粒固定于所述封装载体上；或所述荧光材料层覆盖于所述光二极管晶粒的表面，另外，所述荧光材料层表面和所述封装载体相互接合。
文档编号G02F1/1335GK101271938SQ200710087089
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者曾坚信, 曾文良, 陈隆欣 申请人:先进开发光电股份有限公司