发光二极管封装改良结构及其改良方法
【技术领域】
[0001]一种发光二极管的封装结构，尤其是关于一种利用纳米金属粒子而能达到反射/散射光线且电性绝缘的发光二极管封装改良结构。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LIGHT EMITTING D1DE，LED)以其体积小、耗能低、发光效率高、反应速度快、生命周期长及无污染等诸多特点而逐渐受到照明产业的重视。目前在各种装置例如个人数字助理、智能手机、平板电脑等小型装置，一直到显示器或指示灯等大型装置，皆可看到发光二极管的应用。
[0003]最基本的发光二极管芯片必须先经过封装的后才能与其他设备结合而开始使用。请参照图1，图1绘示已知发光二极管封装结构示意图。
[0004]图1中，一基座10用以设置一发光二极管芯片20 ;发光二极管芯片20通常以表面粘着技术(SURFACE MOUNT DEVICE, SMD)方式固接于基座10上。基座10外侧设置有一金属容座40 ;金属容座40内侧通常形成一高反射面，使发光二极管芯片20发射的光线透过反射而聚焦，令发光亮度增加。发光二极管芯片20的供电是透过与发光二极管芯片20连接的导线30，再连接至一延伸电极50。延伸电极50穿设过金属容座40而能连接至外部电源。
[0005]上述封装结构中，为避免电路短路对整个装置的影响，于延伸电极50与金属容座40间需形成绝缘。图1中，其绝缘效果是利用一绝缘材料60形成于延伸电极50与金属容座40间而达成。已知有使用各种方式达成绝缘的效果，例如外加一绝缘芯片、加入额外电路，或在封装结构上做出大幅度的改变。
[0006]上述各种绝缘方式不仅会额外增加材料成本，且额外电路的设置或封装结构的改变皆会使制程愈趋复杂，大幅降低生产效率。
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种发光二极管封装改良结构及其改良方法。利用纳米金属粒子所堆叠形成的层状结构形成光反射/散射且电性绝缘的特性，使发光二极管芯片的封装制程能简化，降低生产成本。
[0008]本发明的一方面在提供一种发光二极管封装改良结构，包含一基座、多数纳米金属粒子以及至少一发光二极管单元。基座内凹有一容置空间，容置空间具有一底面及围绕底面的至少一侧面。多数纳米金属粒子披覆于底面或侧面上。发光二极管单元设置于容置空间内。其中，这些纳米金属粒子反射/散射发光二极管单元发射的光线，且这些纳米金属粒子直径小于10纳米且电性绝缘。
[0009]一实施例中，纳米金属粒子可堆叠形成一层状结构，其厚度小于10纳米。另外，纳米金属粒子材质可为铝、白金、黄金、银、锌、铜、镍、钛、锆或钡。层状结构表面形成致密凹凸状。此外，发光二极管单元可为一平面电极型发光二极管单元、一垂直电极型发光二极管单元或一覆晶型发光二极管单元。另外，纳米金属粒子亦可披覆于基座的外侧。
[0010]另一实施例中，纳米金属粒子可逐层堆叠形成一多层结构，其总厚度小于10纳米。多层结构中的纳米金属粒子可包含相同或不同材质，其可为铝、白金、黄金、银、锌、铜、镍、钛、错或钡。
[0011]又一实施例中，发光二极管封装改良结构更可包含一无机层状结构，其可与由纳米金属粒子堆叠形成的层状结构交错堆叠，其中无机层状结构的材质可为氧化锆、二氧化钛、硫酸钡、二氧化娃、氮化招或氧化招。
[0012]本发明的另一方面在提供一种发光二极管封装结构的改良方法，包含:提供一基座；在基座内形成一由一底面及围绕底面的至少一侧面构成的容置空间；披覆多数纳米金属粒子于底面及/或侧面；置放一发光二极管单元于容置空间内；以及令发光二极管单元与外界电性导通。
[0013]在一实施例中，披覆纳米金属粒子的方法可为一电镀法、一电泳法、一蒸镀法、一溅镀法、一化学气相沉积法、一物理气相沉积法、一分子束磊晶法或一原子层沉积法。此外，可披覆多数纳米金属粒子于底面及/或侧面形成一层状结构。另外，层状结构表面可形成致密凹凸状。
【附图说明】
[0014]图1绘示已知发光二极管封装结构示意图；
[0015]图2绘示依据本发明一实施例的发光二极管封装改良结构立体示意图；
[0016]图3A绘示依据图2的发光二极管封装改良结构的剖视图；
[0017]图3B绘示依据图3A的发光二极管封装改良结构另一实施例剖视图；
[0018]图3C绘示依据图3A的发光二极管封装改良结构再一实施例剖视图；
[0019]图4绘示依据图2的发光二极管封装改良结构的另一实施例结构示意图；
[0020]图5绘示依据图2的发光二极管封装改良结构的再一实施例结构示意图；
[0021]图6绘示依据图2的发光二极管封装改良结构的又一实施例结构示意图；
[0022]图7绘示依据本发明一实施例的发光二极管封装结构的改良方法流程图。
【具体实施方式】
[0023]为便于理解本发明，先大略说明本发明的创作思维。纳米薄膜为近来相当受到重视的材料。当薄膜厚度薄至纳米尺度时，其光、电、热、磁、化学与机械等性质皆有显著不同。在许多领域皆可看到纳米薄膜的应用。而在光电元件领域，通常将纳米薄膜应用于如电极、基板或发光层等属于光电元件本身的结构上。然而，本发明不似已知技术将纳米薄膜应用于光电元件(例如:发光二极管)本身的结构上，而是利用纳米薄膜的费米能带化现象所产生的电性绝缘效应，将金属纳米(粉)薄膜应用于光电元件的封装结构上。借此，可简化封装结构的制造工序，并可免除为避免短路而使用大量绝缘材料；更可利用纳米金属薄膜的特性，达到光增益的效果。
[0024]以下将以附图揭露本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
[0025]请参照图2以及图3A至图3C，图2绘示依据本发明一实施例的发光二极管封装改良结构100立体示意图；图3A绘示依据图2的发光二极管封装改良结构100的剖视图；图3B绘示依据图3A的发光二极管封装改良结构100另一实施例剖视图；以及图3C绘示依据图3A的发光二极管封装改良结构100再一实施例剖视图。发光二极管封装改良结构100包含一基座110、多数纳米金属粒子120以及一发光二极管单元130。
[0026]基座110内凹有一容置空间111，容置空间111具有一底面111a及围绕底面111a的至少一侧面111b。基座110的材质可为金属或非金属。
[0027]发光二极管单元130设置于容置空间111内。在一例中，发光二极管单元130可以表面粘着技术设置于容置空间111的底面111a上。发光二极管单元130的数量并无限制，亦可使用多个发光二极管单元130。
[0028]纳米金属粒子120披覆于容置空间111的底面11 la上或/及侧面11 lb上，其材质可为铝、白金、黄金、银、锌、铜、镍、钛、锆或钡。披覆纳米金属粒子120的方法可为电镀法、电泳法、蒸镀法、溅镀法、化学气相沉积法、一物理气相沉积法、一分子束磊晶法或一原子层沉积法。多数纳米金属粒子120堆叠而形成层状结构140。层状结构140在厚度小于10纳米时，即形成电性绝缘效果。发光二极管单元130发射出正向光L1及侧向光L2。基于纳米金属粒子120同时兼具金属材料及纳米尺度的特性，对于发光二极管单元130发射的侧向光L2，纳米金属粒子120具有很好的反射效果；并且由纳米金属粒子120堆叠而成的层状结构140，其表面可形成非常致密的凹凸状结构，可利用散射效应增加侧向光L2的反射光的出光角度，因此可得到相较一般习用的反射膜更好的聚光效果。再者，底面111a与侧面111b间可形成一夹角A，其角度可自由调整，再搭配纳米金属粒子120的反射/散射可得到更好的聚光效果。
[0029]请参照图3B。图3B中，由纳米金属粒子120堆叠形成层状结构140