发光元件的制作方法

1.本实用新型是关于一种发光元件。


背景技术：

2.发光二极管(light emitting diode,led)是半导体材料制成的发光元件，可将电能转换成光，其具有体积小、能量转换效率高、寿命长、省电等优点，因此广泛应用于各式电子装置的光源。
3.具有金属反射层的发光二极管常因结构因素而无法达成较佳的出光效率，或金属反射层因老化变色造成反射率下降，进而导致发光二极管整体亮度快速下降。有鉴于此，供应商需要各种解决方案以提升金属反射层的光反射效率且能减缓老化变色的速度。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种创新的发光元件及其制造方法，解决先前技术的问题。
5.于本实用新型的一些实施例中，一种发光元件包含一基板、一金属镀层以及一发光芯片。基板包含一顶面，顶面具有一面积a1。金属镀层配置于顶面上，金属镀层具有一总面积a2。发光芯片配置于金属镀层上，发光芯片具有一底面积a3，其中(a2-a3)/a1的面积比例在35～50％之间。
6.于本实用新型的一些实施例中，金属镀层的光反射率大于该顶面的光反射率。
7.于本实用新型的一些实施例中，顶面的光反射率为80％～85％。
8.于本实用新型的一些实施例中，金属镀层的光反射率为90％～99％。
9.于本实用新型的一些实施例中，金属镀层为金镀层、银镀层、铜镀层或铂镀层。
10.于本实用新型的一些实施例中，发光元件还包含第一光反射层位于发光芯片的顶面。
11.于本实用新型的一些实施例中，发光元件还包含第二光反射层位于发光芯片与基板之间。
12.于本实用新型的一些实施例中，第一光反射层具有一厚度t1，第二光反射层具有一厚度t2，t1小于t2。
13.于本实用新型的一些实施例中，t1/t2的比值大于等于0.55。
14.于本实用新型的一些实施例中，第一光反射层的反射率小于第二光反射层的反射率。
15.综上所述，本实用新型所发现金属反射层的面积大小与其老化变色的速度具有正比例的关系，并经实验获得金属反射层与基板顶面、发光芯片底面积的较佳面积比例范围，能使得金属反射层的老化变色的速度符合老化变色速度的规范，且出光的功率与光形亦能符合需求。此外，发光芯片具有上、下光反射层增加侧出光，使本实用新型的发光元件能以较少数量应用于显示器的背光模块中，而仍能维持同样的光均匀性。
16.以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本实用新型的技术方案提供
更进一步的解释。
附图说明
17.为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
18.图1是绘示依照本实用新型一些实施例的一种发光元件的俯视图；
19.图2是绘示依照本实用新型一比较例的一种发光元件的俯视图；
20.图3是绘示依照本实用新型一些实施例的一种发光元件的剖面图；以及
21.图4是绘示依照本实用新型一些实施例的发光元件的发光寿命衰减模拟比较图。
22.【符号说明】
23.为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号的说明如下：
24.100:发光元件
25.102:基板
26.102a:顶面
27.104:金属镀层
28.104a:镀层区
29.104b:镀层区
30.106:发光芯片
31.108a:第一光反射层
32.108b:第二光反射层
33.110:封装胶材
34.200:发光元件
35.202:基板
36.202a:顶面
37.204:金属镀层
38.204a:镀层区
39.204b:镀层区
40.206:发光芯片
具体实施方式
41.为了使本实用新型的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本实用新型造成不必要的限制。
42.于实施方式与权利要求书中，涉及“电性连接”的描述，其可泛指一元件透过其他元件而间接电气耦合至另一元件，或是一元件无须透过其他元件而直接电连结至另一元件。
43.于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。
44.为了提升金属反射层(例如金属镀层)的光反射效率且能减缓老化变色的速度，本案发明人研究金属反射层的面积大小对其老化变色的速度是否有关连，且经实验结果发现金属反射层的面积大小与其老化变色的速度的确有正比例的关系。以下实施例将详述此发现。
45.请同时参照图1、2，图1是绘示依照本实用新型一些实施例的一种发光元件100的俯视图，图2是绘示依照本实用新型一比较例的一种发光元件200的俯视图。一种发光元件100包含一基板102、一金属镀层104以及一发光芯片106。在本实用新型一些实施例中，金属镀层104包含金(au)、银(ag)、铜(cu)、铂(pt)或其组合。在本实用新型的其他实施例中，金属镀层104包含铝(al)、铟(in)、钌(ru)、锡(sn)、锌(zn)、钛(ti)、铅(pb)、镍(ni)、铬(cr)、镁(mg)、钯(pd)或其组合。在本实用新型一些实施例中，发光芯片106可以是发光二极管芯片，例如红色二极管芯片、绿色二极管芯片或蓝色二极管芯片。基板102包含一顶面102a，顶面102a具有一面积a1。金属镀层104配置于顶面102a上。在本实用新型一些实施例中，金属镀层104包含彼此绝缘分离的镀层区104a与镀层区104b。金属镀层104具有一总面积a2(即镀层区104a与镀层区104b的总合面积)。发光芯片106配置于面积较大的镀层区104b上，而发光芯片106的二电极则分别电性连接至镀层区104a与镀层区104b(例如使用打金属线方式分别电性连接至镀层区)。发光芯片106具有一底面积a3。
46.发光元件200也具有类似发光元件100的配置。具体而言，发光元件200包含一基板202、一金属镀层204以及一发光芯片206。在本实用新型一些实施例中，金属镀层204包含金(au)、银(ag)、铜(cu)、铂(pt)或其组合。在本实用新型的其他实施例中，金属镀层204包含铝(al)、铟(in)、钌(ru)、锡(sn)、锌(zn)、钛(ti)、铅(pb)、镍(ni)、铬(cr)、镁(mg)、钯(pd)或其组合。在本实用新型一些实施例中，发光芯片206可以是发光二极管芯片，例如红色二极管芯片、绿色二极管芯片或蓝色二极管芯片。基板202包含一顶面202a，顶面202a具有一面积a1。金属镀层204配置于顶面202a上。在本实用新型一些实施例中，金属镀层204包含彼此绝缘分离的镀层区204a与镀层区204b。金属镀层204具有一总面积a2(即镀层区204a与镀层区204b的总合面积)。发光芯片206配置于面积较大的镀层区204b上，而发光芯片206的二电极则分别电性连接至镀层区204a与镀层区204b(例如使用打金属线方式分别电性连接至镀层区)。发光芯片206具有一底面积a3。
47.金属镀层(104、204)用以提供较佳的光反射率，借以提升发光元件整体的出光功率，故金属镀层(104、204)的光反射率需大于基板顶面(102a、202a)的光反射率。在本实用新型的一些实施例中，基板顶面(102a、202a)的光反射率为80％～85％。在本实用新型的一些实施例中，金属镀层(104、204)的光反射率为90％～99％。
48.在发光元件200中，面积a2/面积a1的面积比例大于或等于60％，例如比较例c1的面积比例等于68％。在发光元件100中，面积a2/面积a1的面积比例在40～55％之间，例如实施例e1的面积a2/面积a1的比例为30％；实施例e2的面积a2/面积a1的比例为35％；实施例e3的面积a2/面积a1的比例为40％；实施例e4的面积a2/面积a1的比例为45％；实施例e5的面积a2/面积a1的比例为55％。
49.请参照图4，其绘示依照本实用新型一些实施例的发光元件的模拟发光寿命比较图。将上述比较例c1以及实施例e4～e5作发光寿命的模拟实验，即可得到图4的发光元件模拟发光寿命比较图的3条曲线。实施例e1～e3的面积a2/面积a1的比例皆小于或等于40％，
因面积较小的金属镀层无法提供足够面积反射发光芯片106所发射的光线，无法符合整体亮度的需求，故不纳入发光寿命模拟实验的评估。由图4可知，比较例c1运作于85℃/60ma下发光时数不到10000小时出光功率即衰减超过50％，不符合老化变色速度的规范。实施例e5运作于85℃/60ma下发光时数超过10000小时出光功率才会衰减超过50％，符合老化变色速度的规范。实施例e4亦运作于85℃/60ma下发光时数超过10000小时出光功率才会衰减超过50％，符合老化变色速度的规范。实施例e4的金属镀层较实施例e5金属镀层具有更缓慢的老化变色速度。由此推测金属镀层面积与基板顶面的面积比值较小的确能减缓的老化变色速度。本案发明人归纳老化变色速度应与金属镀层面积有关连性。具体而言，越大的金属镀层面积，吸收发光芯片发射的光能越多，因此造成整体老化变色速度加快，进而减弱光反射率。
50.基于上述归纳的结果，金属镀层104被发光芯片发射的光照射的面积与整体老化变色速度具有较强的关连性，而发光芯片正下方的金属镀层并无法被发光芯片发射的光直接照射，故计算面积比例时应扣除。在本实用新型一些实施例中，经实施例模拟验证得知(金属镀层的总面积a2-发光芯片的底面积a3)/基板顶面的面积a1比例在35～50％之间，能使发光时数超过10000小时后出光功率才会衰减超过50％(在85℃/60ma的运作状况下)，符合老化变色速度的规范。
51.请参照图3，其绘示依照本实用新型一些实施例的一种发光元件的剖面图，例如是沿图1的剖面线3-3所绘制的剖面图。在本实用新型的一些实施例中，此发光元件还包含第一光反射层108a位于发光芯片106的顶面，第一光反射层108a具有一厚度t1。在本实用新型的一些实施例中，此发光元件还包含第二光反射层108b位于发光芯片106与基板102之间，且第二光反射层具有一厚度t2。更具体的说，第二光反射层108b位于发光芯片106与镀层区104a之间。此发光元件还包含封装胶材110将发光芯片106、第一光反射层108a以及第二光反射层108b整体密封于基板102的顶面102a上。在本实用新型的一些实施例中，厚度t1小于厚度t2，t1/t2的比值大于等于0.55。在本实用新型的一些实施例中，第一光反射层108a在所入射的光线波长的波峰值介于400～600纳米的范围间时具有大于80％的反射率。第一光反射层108a的反射率小于第二光反射层108b的反射率。在本实用新型的一些实施例中，第一光反射层108a与第二光反射层108b具有上述二光反射层的发光元件所发出的光能具有较大的发散角，可以有良好的光型，适用于作为显示器的背光模块其中的发光元件。
52.本实用新型所发现金属反射层的面积大小与其老化变色的速度具有正比例的关系，并经实验获得金属反射层与基板顶面、发光芯片底面积的较佳面积比例范围，能使得金属反射层的老化变色的速度符合老化变色速度的规范，且出光的功率与光形亦能符合需求。此外，发光芯片具有上、下光反射层增加侧出光，使本实用新型的发光元件能以较少数量应用于显示器的背光模块中，而仍能维持同样的光均匀性。
53.虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，于不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。