专利名称：白光发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光元件，特别是涉及一种可以改善正向与侧向白光 的光色差异性，有效解决光色不一致问题的白光发光二极管。
背景技术：
发光二极管具有体积小、重量轻、反应速度快等优点，可以广泛地作 为各种指示器及显示器的光源。近年来所发展出的白光发光二极管，还可取代一般的鴒丝灯泡或日光灯管作为照明光源。已知存在有多种形式的白光发光二极管，其中 一种常见的白光发光二 极管，请参阅图1所示，是以往现有的白光发光二极管的示意图，其是将一含有荧光粉体的荧光层13覆盖于一蓝光发光晶粒12的周围，借荧光粉 体吸收发光晶粒12发出的一部分蓝光并将此部份蓝光转换为黄光，并与另 一部分未被吸收的蓝光混色形成白光。由于此种方式仅需稳定控制一种色 光的发光晶粒，因此驱动电路相对简单且成本低廉。然而，考量此种白光发光二极管在各方向上的光色均匀性， 一般需要 考量以下二个因素其一，蓝光发光晶粒12本身具有正向发光强度大于侧 向发光强度的特性，也就是说，发光晶粒12正向发出的蓝光光量会多于侧 向发出的蓝光光量；其二，荧光层13在发光晶粒12侧向的厚度大于正向 的厚度，使得发光晶粒12的侧向光LS较正向光LN所经焚光层13的路径 长度为长，以致发光晶粒12的侧向光LS在荧光层13内所遇荧光粉体数量 较多而转换的黄光光量较多。因此，整体而言，此种白光发光二极管会存 在有正向偏蓝而侧向偏黄的光色差异现象。请参阅图2所示，是以往现有的白光发光二极管的色度座标图。依国 际照明委员会(CIE)的色度标准，并以发光二极管的正向为0度，可以看出 发光二极管的光色色度座标值(x, y)在正向(0度)与侧向(90度)确实有所不 同，并且其差异是随着角度而呈连续变化。而此种光色的角度差异性，在当前白光发光二极管应用朝向高功率的 趋势下，发光晶粒12本身正向与側向的发光强度差异会更大，发光晶粒12 以及基座11尺寸增大造成正向光与侧向光经过荧光层13的路径长度差异 也更大，皆使得上述光色角度差异性益形严重。由此可见，上述现有的白光发光二极管在结构与使用上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完 成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲 解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的白光发光二极管，实属当前重 要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的白光发光二极管存在的缺陷，本发明人基于从事此 类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极 加以研究创新，以期创设一种新型结构的白光发光二极管，能够改进一般 现有的白光发光二极管，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经 过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。发明内容本发明的目的在于，克服现有的白光发光二极管存在的缺陷，而提供 一种可以解决光色不一致问题的白光发光二极管，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种白光发光二极管，包含一基座、 一设于所述基座上的发光晶粒，及一设于所述基座上并覆盖所述发光晶粒的第一荧光层，其中所述 的白光发光二极管还包含一第二焚光层，设于所述第一焚光层的顶面上；以 及所述第二荧光层的顶面面积大于所述发光晶粒的顶面面积并小于所述第 一荧光层的顶面面积，且所述发光晶粒位于所述第二萸光层下方的正投影 范围内。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的白光发光二极管，其中所述的基座还形成设有一容置槽，所述发光晶粒设于所述容置槽的底部，所述第一荧光层设于所述容置槽内并覆盖所述发光晶粒。前述的白光发光二极管，其中所述的发光晶粒发出蓝光或紫外光。 前述的白光发光二极管，其中所述的第二焚光层的顶面面积为所述发光晶粒的顶面面积的1至4倍，所述第一焚光层的顶面面积为所述第二焚光层的顶面面积的3倍。前述的白光发光二极管，其中所述的第二荧光层为中央较厚而朝周缘逐渐较薄的形状。前述的白光发光二极管，其中所述的第二荧光层所含的荧光粉体浓度 异于所述第一荧光层所含的荧光粉体浓度。前述的白光发光二极管，其中所述的第二荧光层与所述第一荧光层所 含的荧光粉体浓度比为1. 1: 1。前述的白光发光二极管，其中所述的白光发光二极管还包含一覆盖所 述第一与第二荧光层的保护层。前述的白光发光二极管，其中所述的保护层包含多数颗散射粒子。前述的白光发光二极管，其中所述的散射粒子的材质为氧化硅、氧化 铝、氧化钙，或氧化钛的其中之一。本发明与现有4支术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了 达到上述目的，考量发光晶粒本身正向与侧向发光强度差异，以及所发出的 正向与侧向光经荧光层的路径长度差异，本发明在覆盖发光晶粒的第一焚 光层上，对应于发光晶粒的位置处，形成一顶面面积小于第一荧光层的顶面 面积的第二荧光层，用以增加发光晶粒正向光所经荧光层的总路径长度，提 供较多用以转换蓝光为黄光的荧光粉体，借以改善光色的角度差异性。本发明的一较佳实施例中，第一焚光层的顶面面积为第二焚光层的顶面面积的3倍。本发明的一较佳实施例中，第二荧光层的顶面面积为发光晶粒的顶面 面积、的1至4倍。本发明的 一较佳实施例中，第二荧光层为中央较厚而朝周缘逐渐较薄 的形状。本发明的一较佳实施例中，第二荧光层所含的荧光粉体浓度异于第一 荧光层所含的荧光粉体浓度。于是，本发明白光发光二极管，包含一基座； 一设于基座上的发光晶 粒; 一设于基座上并覆盖发光晶粒的第一荧光层；以及一设于第一荧光层上 的第二荧光层，第二荧光层的顶面面积大于发光晶粒的顶面面积并小于第 一荧光层的顶面面积，且发光晶粒位于第二荧光层下方的正投影范围内。本发明在第一荧光层上形成一顶面面积小于第一荧光层的顶面面积的 第二荧光层，借以改善白光发光二极管的光色差异性。借由上述技术方案，本发明白光发光二极管至少具有下列优点及有益 效果本发明在覆盖发光晶粒的第一荧光层上，以点胶方式自然滴覆形成 一顶面面积小于第一焚光层的顶面面积的第二荧光层，且使发光晶粒位于 第二荧光层下方的正投影范围内，可以增加发光晶粒正向光所经的荧光层 的路径长度，在正向光的路径上提供较多的荧光粉体，借由荧光粉体转换 蓝光为黄光， 一方面减少正向上的蓝光光量，另一方面同时增加正向上的 黄光光量，使得不论蓝光或是黄光的光量在正向与侧向大致上均能够达到 一致，而可以改善正向与侧向的白光的光色差异性。综上所述，本发明可以有效的解决光色不一致问题，非常适于实用。本 发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大 改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的 白光发光二极管具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广 泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细i兌明如下。
图l是以往现有的白光发光二极管的示意图。图2是以往现有的白光发光二极管的色度座标图。 图3是本发明白光发光二极管较佳实施例的侧视示意图。 图4是本发明白光发光二极管较佳实施例的俯视示意图。 图5是本发明白光发光二极管较佳实施例的色度座标图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的白光发光二极管其具 体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图3所示，是本发明的白光发光二极管较佳实施例的侧视示意 图。本发明白光发光二极管的较佳实施例，其包含一基座21、 一发光晶粒 22、 一第一焚光层23、 一第二荧光层24，以及一保护层25。上述的基座21,具有一形成有一杯状容置槽211的本体，以及至少一对 穿伸于容置槽211内的金属电极(图中未示)。上述的发光晶粒22,设于容置槽211的底部，并以打线接合(wire bonding)或覆晶接合(flip chip bonding)方式与金属电极电连接，借以连 接外部电源以驱动发光晶粒22发出光线。发光晶粒22用以发出蓝光，其波 长介于400服~ 470nm之间。上述的第一荧光层23，设于容置槽211内并覆盖发光晶粒22。其包含 透明胶体及掺杂于透明胶体内的多数颗荧光粉体，其中，该透明胶体可以采 用硅胶或环氧树脂等材质，而该荧光粉体可以采用可转换蓝光而发出波长 介于520nm 570nm黄光的材料，第一荧光层23的制作可利用熟习此技术 领域技术人员常用的，例如点胶并加以固化等方式来进行。或者，该荧光粉 体亦可采用包含可转换蓝光而发出波长介于590nm 650nm红光，及可转换 蓝光而发出波长介于500nm~ 530nm绿光的焚光粉体混合物。为了增加发光晶粒22正向光所经的荧光层的路径长度，本发明形成一 第二焚光层24于第一焚光层23的顶面上，且使发光晶粒22位于第二焚光 层24下方的正投影范围内，以在正向光的路径上提供较多用以转换发光晶 粒22发出的蓝光为黄光的萸光4分体；其材质相同于第一荧光层23。6请参阅图3与图4所示，是本发明白光发光二极管较佳实施例的側视 示意图及俯视示意图。上述的第二荧光层24，其顶面面积大于发光晶粒22 的顶面面积并小于第一荧光层23的顶面面积。在实际实施时，第一荧光层 23的顶面面积为第二荧光层24的1至4倍，其中尤以3倍为佳；而第二荧 光层24的顶面面积为发光晶粒22的顶面面积的3倍为佳。此外，除了上述以蓝光发光晶粒搭配可以发出黄光的荧光层以混色形 成白光以外，亦可以采用可发出波长介于300nm 400nm之间的紫外光发光 晶粒，搭配包含可发出波长介于590nm 650nm红光、可发出波长介于 500nm ~ 530nm绿光，以及可发出波长介于440ntn ~ 480nm蓝光的焚光粉体混 合物，亦可混色形成白光。并且，因为所欲改善的光色差异性是呈连续变化，因此，如图3所示，本 实施例是采取以点胶方式制作第二荧光层24,将包含透明胶体及荧光粉体 的液态荧光材料自然滴覆于第一萸光层23上，由于液态焚光材料的表面张 力作用，使得第二荧光层24可大致上形成中央较厚而朝周缘逐渐较薄的形 状。并且，由于第二荧光层24采用与第一焚光层23相同的透明胶体，使第 二荧光层24可因为内聚力作用牢固地固定于第一荧光层23上的滴覆位置 而不容易改变。再者，因为第二荧光层24的表面张力作用，其厚度会与其面积成一特 定关系，而在面积固定的条件下，其厚度通常不容易达成使光色均匀性最 佳的理想值，因此本发明还调整第二焚光层24的荧光粉体浓度，使正向与 侧向的光色均匀性更佳。本实施例中第二焚光层24与第一焚光层23的荧 光粉体浓度比为1. 1: 1。上述的保护层25，覆盖第一荧光层23与第二荧光层24，用以隔绝第 一荧光层23与第二荧光层24，防止空气接触产生氧化而变质，其材质为硅 胶。并且，保护层25还可包含多数颗分散于硅胶内的散射粒子，借以使发 光晶粒22所发出的蓝光，以及第一焚光层23及第二萸光层24所发出的黄 光，进一步在保护层25中散射而混合均匀。其中，散射粒子为无机化合物材 质如氧化硅、氧化铝、氧化钩，氧化钛等。此外，还可搭配模具将保护层25制作为透镜形状，以兼收到保护及聚光 的功效。请参阅图5所示，是本发明的白光发光二极管较佳实施例的色度座标 图。经过量测之后，依国际照明委员会(CIE)的色度标准，以发光二极管的 正向为0度，可以看出发光二极管的光色色度座标值(x，y)大致上是为一定 值，并未随着角度变化而有所差异，意即本较佳实施例的白光发光二极管的 正向与侧向的光色差异极小，确实较以往现有的白光发光二极管为佳。归纳上述，本发明在覆盖发光晶粒的第一荧光层上，以点胶方式自然 滴覆形成一顶面面积小于第一荧光层的顶面面积的第二焚光层，且使发光 晶粒位于第二焚光层下方的正投影范围内，可以增加发光晶粒正向光所经 的荧光层的路径长度，在正向光的路径上提供较多的焚光粉体，借由荧光 粉体转换蓝光为黄光， 一方面减少正向上的蓝光光量，另一方面同时增加 正向上的黄光光量，使得不论蓝光或是黄光的光量在正向与侧向大致上达 到一致，而可以改善正向与侧向的白光的光色差异性，确实达成本发明的 功效。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何筒单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1. 一种白光发光二极管，其包含一基座、一设于所述基座上的发光晶粒，及一设于所述基座上并覆盖所述发光晶粒的第一荧光层，其特征在于所述的白光发光二极管还包含一第二荧光层，设于所述第一荧光层的顶面上；以及所述第二荧光层的顶面面积大于所述发光晶粒的顶面面积并小于所述第一荧光层的顶面面积，且所述发光晶粒位于所述第二荧光层下方的正投影范围内。
2、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的基座 还形成设有一容置槽，所述发光晶粒设于所述容置槽的底部，所述第一焚 光层设于所述容置槽内并覆盖所述发光晶粒。
3、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的发光 晶粒发出蓝光或紫外光。
4、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的第二 荧光层的顶面面积为所述发光晶粒的顶面面积的1至4倍，所述第一荧光层 的顶面面积为所述第二荧光层的顶面面积的3倍。
5、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的第二 荧光层为中央较厚而朝周缘逐渐较薄的形状。
6、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的第二 荧光层所含的荧光粉体浓度异于所述第 一荧光层所含的荧光粉体浓度。
7、 如权利要求6所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的第二 荧光层与所述第一焚光层所含的萸光粉体浓度比为1.1: 1。
8、 如权利要求1所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的白光 发光二极管还包含一覆盖所述第一与第二荧光层的保护层。
9、 如权利要求8所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的保护 层包含多数颗散射粒子。
10、 如权利要求9所述的白光发光二极管，其特征在于其中所述的散射 粒子的材质为氧化硅、氧化铝、氧化钙，或氧化钛的其中之一。
全文摘要
本发明是有关于一种白光发光二极管，包含一基座、一设于基座上的发光晶粒、一设于基座上并覆盖发光晶粒的第一荧光层，以及一设于第一荧光层上且其顶面面积小于第一荧光层的顶面面积的第二荧光层，并使发光晶粒位于第二荧光层下方的正投影范围内，借以增加发光晶粒正向光所经的荧光层的路径长度，改善白光发光二极管的白光光色均匀性。
文档编号H01L33/00GK101262032SQ200710080398
公开日2008年9月10日 申请日期2007年3月7日 优先权日2007年3月7日
发明者杜冠贤, 林益山 申请人:光宝科技股份有限公司