专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光装置，特别涉及一种具有波长转换层的发光装置。
背景技术：
由于发光二极管(Light-Emitting Diode， LED)具有高亮度和省电等优点，因此， 随着发光二极管的技术逐渐成熟，其应用领域也越来越广泛，例如照明设备和液晶显示装 置的背光源。 在现有的发光装置中，多会利用发光二极管配合波长转换层(例如为一荧光层)， 通过发光二极管发出的光线激发波长转换层，而波长转换层被激发后发出的光线与发光二 极管发出的光线混光，从而使发光装置可发出不同的颜色的光线。 然而，现有的发光装置中的波长转换层，通常是利用蒸镀、溅镀或涂布等方式来形 成，波长转换层的厚度可能不够均匀或是太厚。因此，波长转换层受激发后所产生的发光频 谱，可能与预设的发光频谱之间具有误差，而使得发光装置产品的色度精准度或成品合格 率下降。 因此，如何提供一种能够调整波长转换层厚度的发光装置，已逐渐成为重要课题 之一。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种能调整波长转换层厚度的发光装置。
为达到上述目的，根据本发明的一种发光装置包括基板、发光二极管以及研磨过 的波长转换层。发光二极管设置于基板之上，波长转换层对应于发光二极管设置于基板之 上，至少部分发光二极管所发出的光线照射到波长转换层。 承上所述，根据本发明的发光装置的波长转换层是经研磨过的，也就是说，在波长 转换层设置于基板之后，可对波长转换层进行研磨，或可将设置于第一承载体上的波长转 换层先进行研磨，再将波长转换层设置于基板之上。因此，可通过调整波长转换层的厚度， 以避免发光装置所产生的发光频谱具有误差，进而提高发光装置产品的色度精准度或成品 合格率。
图1为本发明第一实施例的发光装置的示意图； 图2A至图2E本发明的波长转换层不同态样的俯视示意图； 图3A至3D为本发明第一实施例的发光装置的不同变化形式的示意图； 图4为本发明第一实施例的发光装置另一变化形式的示意图； 图5为本发明第一实施例的发光装置另一变化形式的示意图； 图6A及图6B为本发明第二实施例的发光装置的示意图； 图7A及图7B本发明第二实施例的发光装置的不同变化形式的示意 图8为本发明第三实施例的发光装置的示意图； 图9A至图9C本发明第三实施例的发光装置的不同变化形式的示意图；以及 图10为本发明第四实施例的发光装置的示意图。 主要组件符号说明 l、la lf、2、2a 2c、3、3a 3c、4 :发光装置 11、21、31、41 :基板 12、22、32、42 :发光二极管 13、 13a 13f、23、33、43 :波长转换层 131、131a、132 :波长转换区块 24 :第一承载体 35 、45 :反射层 36 :第二承载体 37 :封胶体 48 :壳体 49 :流体 C:空腔 dl、d2:厚度 P :散射粒子
具体实施例方式
以下将参照附图，说明根据本发明优选实施例的发光装置，其中相同组件以相同 符号表示。 第一实施例 请参照图l所示，其为本发明第一实施例的发光装置l的示意图。其中，发光装置 l可以是照明装置、液晶显示装置的背光模块、广告牌、或其它电子装置的光源模块。而照明 装置又可分为室内照明装置或室外照明装置，室内照明装置例如台灯、日光灯或吸顶灯等， 室外照明装置例如路灯、指示灯或交通信号等。发光装置1包括基板11、发光二极管12以 及研磨过的(polished)波长转换层13。 基板11例如可为电路基板，并且其可为透明基板，材料包括玻璃、或蓝宝石、或石 英、或塑料、或金属、或高分子材料。 发光二极管12设置于基板11之上，其可以是发光二极管晶粒(die)或为发光二 极管封装组件，在此不予以限制。若发光二极管12为发光二极管晶粒，则可利用打线接合 (wire bonding)或覆晶接合(flip chip)与基板11上的电路层电性连接。发光二极管12 的发光频谱例如为可见光范围或紫外光范围，若发光二极管12的发光频谱为可见光范围， 则发光二极管12可为红光发光二极管、绿光发光二极管、或蓝光发光二极管或者其它会发 出可见光的发光二极管。 研磨过的波长转换层13对应于发光二极管12设置于基板11之上，而研磨过的波 长转换层13可与发光二极管12设置于基板11的相同一侧或相对两侧。在本实施例中，以 研磨过的波长转换层13与发光二极管12设置于基板11的相同一侧，并且研磨过的波长转换层13位于基板11与发光二极管12之间作说明，然而这不具有限制性。
波长转换层13具有可被发光二极管12激发而发出可见光的材料，其材料 可包括荧光材料、或磷光材料、或其组合，其波长转换范围为红光(611士30nm)、黄光 (580士30nm)、绿光(545士30nm)、或其它可见光范围。其中，若波长转换层13的材料为荧 光材料，其可包括黄色波长转换材料、或红色波长转换材料、或绿色波长转换材料、或蓝色 波长转换材料、或橙色波长转换材料或其组合。而波长转换层13可利用涂布、或蒸镀、或溅 镀、或印刷、或喷墨等工艺，直接设置于基板11上，或是设置于第一承载体再设置于基板11 之上，在此不予以限制。 波长转换层13研磨时可进行全面研磨或是部分研磨。在本实施例中，以全面研磨 波长转换层13至单一厚度作说明，然而这并不是限制性的。另外，研磨方式例如可为机械 研磨、或化学研磨、或化学机械研磨(CMP)、或其组合。而研磨过的波长转换层13的表面可 能会具有研磨工具所遗留的痕迹(mark)，例如为多条平行的细纹，而细纹间的距离则可视 研磨工具而有所不同。 而且，请参照图2A至图2E所示，其为波长转换层13不同形式的俯视示意图。波 长转换层13例如可为整面平坦状(如图2A所示)、或区块状(如图2B 图2D所示)、或 图案状(如图2E所示)。其中，整面平坦状为具有均一厚度的平坦层，区块状则可具有多个 波长转换区块(blocks) 131，图案状则可包括各种文字、图案甚至是不规则形状。
如果波长转换层13为区块状，则所述波长转换区块131可呈一维排列或二维排 列。例如，在图2B中，所述波长转换区块131以二维矩阵排列，而所述波长转换区块131的 形状可以是多边形、圆形、椭圆形、条形、空心图案或不规则形状，在此以方形为例。在图2C 中，所述波长转换区块131则以二维错位(misalignment)排列。在图2D中，所述波长转换 区块131则为一维条状(strips)排列。 其中，所述波长转换区块131分别可包括黄色波长转换材料、或红色波长转换材 料、或绿色波长转换材料、或蓝色波长转换材料、或橙色波长转换材料、或其组合。也就是 说，不同的波长转换区块131可具有不同或相同的波长转换材料，而且波长转换区块131可 具有至少一种的波长转换材料。此外，波长转换层13也可具有高分子材料(例如硅胶)，波 长转换区块131可通过将波长转换材料与高分子材料混合后，再研磨切块形成。
因此，至少部分发光二极管12所发出的光线照射至波长转换层13后会激发波长 转换层13，而波长转换层13被激发后发出的光线与发光二极管12发出的光线混光，如此一 来，由发光二极管12背面侧发光的发光装置1即可发出混光后的光线。而通过调整波长转 换层13的厚度，可避免发光装置1所产生的发光频谱与预设发光频谱具有误差，进而提高 发光装置l的产品信赖度。 值得一提的是，为提高波长转换层13受激发后的发光频谱的精确度，在波长转换 层13研磨前，可先通过测量发光二极管12所发出的光线或者在标准光源所发出的测试光 线穿过波长转换层13后，得到发光频谱数据。其中，发光频谱资料可包括波长范围、或代表 波长(wavelength dominate)、或代表波长半高宽、或色温、或色度坐标。通过比对一 目标发 光频谱数据与发光频谱数据而获得目标厚度，如此一来，即可将波长转换层13研磨至目标 厚度，以获得预设的发光频谱。其中，目标厚度可经由实验后建立的发光频谱数据与波长转 换层厚度关系表，以查表方式获得。4/
请参照图3A至3D所示，其为本实施例的发光装置la Id的不同变化形式的示 意图。在此，以发光装置la Id具有多个发光二极管12作说明，并且所述发光二极管12 可呈一维或二维的排列，然而这并不是限制性。 请参照图3A所示，波长转换层13a可与发光二极管12设置于基板ll的相同一侧， 而波长转换层13a则设置于发光二极管12周围。发光二极管12以打线方式电性连接至基 板11上的连结垫(图中未显示)，在此基板11为印刷电路板，表面只有连结垫，而电路层在 连结垫的下一层。当基板ll表面有电路层时，波长转换层13a将不会覆盖住电路层。请参 照图3B所示，波长转换层13b可与发光二极管12设置于基板11的相对两侧，而波长转换 层13b为整面平坦状。请参照图3C所示，波长转换层13c可与发光二极管12设置于基板 11的相同一侧，并且用点胶的过程而设置于基板11的表面上，经研磨后进而形成上表面为 平坦表面的区块状，并且位于基板11与发光二极管12之间。另外，请参照图3D所示，波长 转换层13d可与发光二极管12设置于基板11的相对两侧，并且区块状的波长转换层13d 分别正对于各发光二极管12。 因此，通过波长转换层13a 13d不同的设置位置，可增加发光装置la ld的应 用范围。 另外，请参照图4所示，其为本实施例的发光装置le另一变化形式的示意图。波 长转换层13e为区块状，并具有多个波长转换区块131a。其中，所述波长转换区块131a的 厚度不同(厚度dl大于厚度d2)，而且研磨时，可以平行基板11的角度研磨，或是通过倾斜 研磨的角度，可使得各波长转换区块131a的上表面形成倾斜表面(图中未显示)。
通过使所述波长转换区块131a的厚度不同或平均厚度不同，可对应不同发光二 极管12的不同特性作调整，以使所述发光二极管12发出的光线通过所述波长转换区块 131a后，仍可产生目标发光频谱数据，以提高发光装置le产品的色度精准度或成品合格 率。 请参照图5所示，其为本实施例的发光装置lf另一变化形式的示意图。发光装置 lf的波长转换层13f也可具有多个波长转换子层132，其中，所述波长转换子层132的材料 可为相同或不相同，因此其转换波长可为相同或不相同。在本实施例中，以两个波长转换子 层132作说明，然而这不是限制性的。 因此，通过多个波长转换子层132重迭，可增加发光装置lf的发光的演色性。并 且若所述波长转换子层132的转换波长为不同，更可通过互补的转换波长，进一步使发光 装置lf发出更为均匀的白光。
第二实施例 请参照图6A和图6B所示，其为本发明第二实施例的发光装置2、2a的示意图。发 光装置2、2a与第一实施例的差异在于发光装置2、2a还包括第一承载体24，波长转换层 23设置于第一承载体24，波长转换层23与第一承载体24 —同设置于基板21。在图6A中， 以第一承载体24位于基板21与波长转换层23之间作说明，而发光二极管22则设置于波 长转换层23之上；而图6B则以波长转换层23位于基板21与第一承载体24之间作说明。 其中，各发光二极管22分别设置于第一承载体24之上，当然复数发光二极管22也可共同 设置于第一承载体24之上，并且例如可形成一维排列。 第一承载体24可透光，其材料包括玻璃、或蓝宝石、或石英、或高分子材料、或塑
6料，第一承载体24可为包括上述材料其中之一的透明基板，也可具有可挠性的膜片。
因此，通过设置波长转换层23于第一承载体24之后，经过研磨后再设置于基板 21，并可裁切至适当尺寸，以方便形成不同尺寸的波长转换层23，可提高发光装置2生产效率。 请参照图7A至图7B所示，其为本实施例的发光装置2b、2c的不同变化形式示意 图。如图7A和图7B所示，发光装置2b的波长转换层23与第一承载体24 —同设置，并且 波长转换层23与发光二极管22设置于基板21的相对两侧。如图7A所示，波长转换层23 位于基板21与第一承载体24之间。如图7B所示，而第一承载体24也可设置于基板21与 波长转换层23之间。 因此，通过波长转换层23与第一承载体24不同的设置位置，可增加发光装置2b、 2c的应用范围。 需注意的是，若波长转换层整面平坦状(如图2A所示)，也可先设置于第一承载 体，再一同设置于基板。然而必须如本实施例，再经切割为区块状后才设置于基板。
第三实施例 请参照图8所示，其为本发明第三实施例的发光装置3的示意图。发光装置3与 第一实施例的差异在于发光装置3还包括反射层35或散射层，其与波长转换层33分别设 置于基板31的相同一侧或相对两侧。在本实施例中，以反射层35与波长转换层33分别设 置于基板31的相对两侧作说明，然而这不是限制性。另外，发光二极管32以覆晶方式电性 连接至基板31上的连结垫(图中未显示)。 因此，发光二极管32发出的至少一部分光线照射至波长转换层33并穿过基板31 ， 经由反射层35或散射层反射或散射而再照射至波长转换层33。由此，发光二极管32发出 的光线可照射至波长转换层33两次，换句话说，波长转换层33即可具有等效的两倍厚度， 可进一步提升波长转换层33的波长转换效率。另外，经由波长转换层33射出的光线会形 成散射的光线，则有助于光线的均匀化。 请参照图9A至图9C所示，其为本实施例的发光装置3a 3c的不同变化形式的 示意图。如图9A所示，发光装置3a的反射层35或散射层也可与波长转换层33设置于基 板31的相同一侧，并且反射层35或散射层可设置于基板31与波长转换层33之间，或波长 转换层33设置于基板31与反射层35或散射层之间。在此，以波长转换层33设置于基板 31与反射层35或散射层之间作说明，然而这不是限制性。 如图9B所示，发光装置3b还可包括第二承载体36，而反射层35或散射层可设置 于第二承载体36上，并相对于发光二极管32设置于基板31的另一侧。其中，第二承载体 36可为整片或者是经裁切后与反射层35或散射层一同贴合至基板31。其中，第二承载体 36的材料可如第一承载体24，在此不再赘述。如此一来，发光二极管32发出的至少一部分 光线照射至波长转换层33，即可经由反射层35或散射层反射或散射。因此，通过反射层35 或散射层不同的设置方式，以增加发光装置3b的应用范围。 其中，波长转换层33的设置位置与结构可利用如图3A至图3D，在此不予以限制。
如图9C所示，发光装置3c还可包括封胶体37或绝缘层，其至少覆盖部分发光 二极管32，主要是覆盖打线的两端，而覆盖发光二极管32的表面，则可提升其发光效率 (light extraction efficiency)。其中，封胶体37或绝缘层可掺杂有多个散射粒子P，以改变发光二极管32发出的光线路径，由此，可提高发光二极管32发出的光线射至波长转换 层33的机会，并且可提高发光二极管32发出的光线与波长转换层33被激发后发出的光线 的混光效果。另外，为增加散射效果，散射粒子P也可掺杂于基板31内。
第四实施例 请参照图10所示，其为本发明第四实施例的发光装置4的示意图。发光装置4与 第一实施例的差异在于发光装置4还包括壳体48和胶体或流体49。壳体48与基板41形 成一空腔C，胶体或流体49填充于空腔C。 空腔C例如可为密闭空间或非密闭空间，在此以密闭空间作说明，然而这不是限 制性。空腔C也可为非密闭空间，例如基板41或壳体48可具有开孔，来使空腔C内的流体 49与外界可形成热对流，或是基板41与壳体48只是相互固定，故空腔C未形成密闭空间。
流体49则可为例如气体或液体，气体可为空气或惰性气体，而液体例如为油(例 如矿物油)或溶剂；胶体例如可为熔融态的胶体、半固化的胶体、具弹性的胶体或已固化的 胶体。 因此，通过特定折射率的胶体或流体49的选择，例如折射率介于发光二极管42与 空气之间，即可提高发光二极管42的发光效率，并且利用液态胶体或流体49则可通过热对 流效应而提高发光装置4的散热效果。 另外，在本实施例中，发光装置4也具有反射层45或者散射层设置于发光二极管 42与基板41之间。因此，发光二极管42发出的光线一部分可经波长转换层43转换后再反 射，一部分则直接反射。由此，可提高发光装置4的混光效果。 综上所述，根据本发明的发光装置的波长转换层是经研磨过的，换句话说，在波长
转换层设置于基板后，可对波长转换层进行研磨，或可将设置于第一承载体上的波长转换
层先进行研磨，再将波长转换层设置于基板之上。因此，可通过调整波长转换层的厚度，以
避免发光装置所产生的发光频谱具有误差，进而提高发光装置的产品信赖度。 而本发明的发光装置可设置多个波长转换子层重迭，以增加发光装置的发光的演
色性。另外，更可通过测量波长转换层的发光频谱数据，以更精确地将波长转换层研磨至目
标厚度，以提高发光装置所产生的发光频谱的准确性，进而更有效地提高发光装置的产品
信赖度。 此外，本发明的发光装置也可通过反射层或散射层反射或散射发光二极管的光
线，由此提升发光二极管的光线利用率或者混光效果。而通过特定折射率的胶体或流体的
选择，例如折射率介于发光二极管与空气之间，即可提高发光二极管的发光效率，并且如果
利用液态胶体或流体，则还可通过热对流效应更提高发光装置的散热效果。 以上所述仅为举例性，而不是限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进
行的等效修改或变更，均应包括于后附的权利要求中。
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权利要求
一种发光装置，其包括一基板；一发光二极管，其设置于所述基板之上；以及一研磨过的波长转换层，其对应于所述发光二极管设置于该基板之上，至少部分所述发光二极管所发出的光线照射至该波长转换层。
2. 如权利要求1所述的发光装置，其中所述波长转换层与所述发光二极管设置于所述 基板的相同一侧或相对两侧。
3. 如权利要求2所述的发光装置，其中所述波长转换层与所述发光二极管设置于所述 基板的相同一侧，并位于所述基板与所述发光二极管之间。
4. 如权利要求2所述的发光装置，其中所述波长转换层与所述发光二极管设置于所述 基板的相同一侧，所述波长转换层设置于所述发光二极管周围。
5. 如权利要求1所述的发光装置，还包括一第一承载体，所述波长转换层设置于该第一承载体，所述波长转换层与所述第一承 载体一同设置于所述基板。
6. 如权利要求5所述的发光装置，其中所述第一承载体是一可挠性膜片。
7. 如权利要求5所述的发光装置，其中所述第一承载体位于所述基板与所述波长转换 层之间，或者所述波长转换层位于所述基板与所述第一承载体之间。
8. 如权利要求l所述的发光装置，还包括一反射层或一散射层，其与所述波长转换层分别设置于所述基板的相同一侧或相对两
9. 如权利要求8所述的发光装置，其中所述发光二极管发出的至少一部分光线穿过所 述基板，并且经由所述反射层或所述散射层反射或散射而再照射至所述波长转换层。
10. 如权利要求8所述的发光装置，其中所述发光二极管发出的至少一部分光线照射 至所述波长转换层，再经由所述反射层或所述散射层反射或散射。
11. 如权利要求第8项所述的发光装置，还包括 一第二承载体，所述反射层或所述散射层设置于该第二承载体。
12. 如权利要求1所述的发光装置，还包括一壳体，其与该基板形成一空腔。
13. 如权利要求12所述的发光装置，还包括一胶体或一流体，其填充于所述空腔。
14. 如权利要求1所的发光装置，其中所述基板为一透明基板。
15. 如权利要求1所述的发光装置，其中所述波长转换层为图案状或区块状。
16. 如权利要求1所述的发光装置，其中该波长转换层具有多个波长转换子层。
全文摘要
一种发光装置，其包括基板、发光二极管以及研磨过的波长转换层。发光二极管设置于基板之上，波长转换层对应于发光二极管设置于基板之上，至少部分发光二极管所发出的光线照射到波长转换层。
文档编号H01L33/00GK101764183SQ200810186499
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者陈国祚 申请人:启耀光电股份有限公司