專利名稱：具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管晶粒，特別是關(guān)于一種具有平板狀(plate-shaped)熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒及其制造方法。
現(xiàn)有技術(shù)由于發(fā)光二極管具有壽命長(zhǎng)、電流低、體積小、沒有熱輻射、不含水銀等良好發(fā)光特性，所以近年來(lái)被視為新一代的照明設(shè)備。在由日亞化學(xué)開發(fā)出藍(lán)光發(fā)光二極管之后，配合適當(dāng)?shù)臒晒夥垠w，白光發(fā)光二極管也隨之誕生。
美國(guó)第6,614,179 B1號(hào)專利提出一種具有黃色熒光粉YAG的白光發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其公開一種打線式的發(fā)光二極管晶片結(jié)構(gòu)，將熒光粉體摻雜到環(huán)氧樹脂或是尿素樹脂后，再將樹脂灌入上述的發(fā)光二極管的外層杯狀空間，以完成封裝。此結(jié)構(gòu)有兩項(xiàng)重大缺點(diǎn)，一是打線式的晶片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致組件產(chǎn)生的熱能無(wú)法有效散出，造成晶片壽命減短；二是樹脂所占體積太大，造成部分熒光粉顆粒會(huì)擋住發(fā)光造成整體光射出效率降低，而且這種封裝結(jié)構(gòu)對(duì)于各色光的轉(zhuǎn)換比率難以設(shè)計(jì)。有鑒于此，仍有必要開發(fā)新的封裝技術(shù)以及熒光粉摻配方式以降低生產(chǎn)成本，并提高組件使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，為了符合工業(yè)上的要求，本發(fā)明提供一種新的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒及其制造方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于直接在晶圓等級(jí)完成熒光粉封裝工序，因此可降低整體封裝成本，而且本發(fā)明所提供的工藝對(duì)于可見光以及非可見光的發(fā)光二極管都可實(shí)施。此外，本發(fā)明可以通過(guò)分散熒光粉體于有機(jī)物中，以形成一種中間溶液并放置(depositing)于晶圓上，如此一來(lái)，上述的中間溶液可以由涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screen printing)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injet printing)等方式形成于晶圓表面上，工藝簡(jiǎn)便而且易于實(shí)施。
本發(fā)明的另一目的在于通過(guò)不均勻分散熒光粉體于熒光層中，并使熒光粉體分散密度沿至少一個(gè)特定方向增加或是呈規(guī)則性增減，以增加發(fā)光二極管晶粒的發(fā)光效率。
本發(fā)明的又一目的在于調(diào)整多層熒光層的每層折射率，通過(guò)漸變折射率的結(jié)構(gòu)，可有效降低一級(jí)與二極光線于熒光層內(nèi)的反射，達(dá)到增加晶粒整體光射出效率的結(jié)果。因此，本發(fā)明能符合經(jīng)濟(jì)上的效益與工業(yè)上的應(yīng)用。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明公開了一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其包含一具有一第一表面與一相對(duì)于第一表面的第二表面的基材、一形成于第一表面的發(fā)光組件與至少一形成于第二表面的具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層。上述的發(fā)光組件經(jīng)電壓驅(qū)動(dòng)后，發(fā)射一種具有特定波長(zhǎng)的一級(jí)光線，而且一級(jí)光線可穿透基材。其次，熒光層包含至少一種有機(jī)物與至少一種熒光粉體，所述熒光粉體是分布于呈連續(xù)相的有機(jī)物中；上述的至少一種熒光粉體吸收并轉(zhuǎn)化部分上述的一級(jí)光線，以發(fā)射至少一種二級(jí)光線，而且至少一種二級(jí)光線的波長(zhǎng)不同于上述的特定波長(zhǎng)。另一方面，本發(fā)明也揭示了具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的示意圖；圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的示意圖；圖1D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的示意圖；圖1E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的示意圖；圖1F是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種具有保護(hù)層的發(fā)光二極管晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖；與圖1G是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種具有紫外光過(guò)濾層的發(fā)光二極管晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1H是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1中，一種具有多層熒光層的發(fā)光二極管晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2中，一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造流程圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3中，一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造流程圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的工藝示意圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的工藝示意圖；圖3D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的工藝示意圖；圖3E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3中，一種熒光粉體不均勻分散于熒光層的工藝示意圖；與圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4中，一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向是一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒及其制造方法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然，本發(fā)明的實(shí)施并未限定于發(fā)光二極管領(lǐng)域中本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的組成或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地實(shí)施在其它的實(shí)施例中，而且本發(fā)明的范圍不受其限定，以之后的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
實(shí)施例實(shí)施例1參考附圖1A所示，本發(fā)明的實(shí)施例1公開了一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其包含一具有一第一表面與一相對(duì)于第一表面的第二表面的基材110、一形成于第一表面的發(fā)光組件120與至少一形成于第二表面的具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層130。上述的發(fā)光組件經(jīng)電壓驅(qū)動(dòng)后，發(fā)射一種具有特定波長(zhǎng)的一級(jí)光線(例如藍(lán)光)，而且一級(jí)光線可穿透基材110。其次，熒光層130包含至少一種有機(jī)物與至少一種熒光粉體，所述熒光粉體是分布于呈連續(xù)相的有機(jī)物中；上述的至少一種熒光粉體吸收并轉(zhuǎn)化部分上述的一級(jí)光線，以發(fā)射至少一種二級(jí)光線，而且至少一種二級(jí)光線的波長(zhǎng)不同于上述的特定波長(zhǎng)。上述的發(fā)光組件120包含多個(gè)半導(dǎo)體層。以藍(lán)光發(fā)光組件為例，多個(gè)半導(dǎo)體層包含下列材質(zhì)n-GaN層、SQW或MQW GaInN層、p-AlGaN層與p-GaN層。發(fā)光組件120也可以包含n-電極焊接點(diǎn)(electrode bond pad)、n-電極、p-電極焊接點(diǎn)(electrode bondpad)與p-電極。
在本實(shí)施例中，上述的熒光層130的厚度大于或等于20nm；優(yōu)選地，其厚度大于或等于1μm(稱為厚膜(thick film)熒光層)；更優(yōu)選地，其厚度大于或等于10μm。上述的熒光粉體的粒徑大于或等于10nm。此外，熒光層130中的有機(jī)物包含下列組中之一小分子、低聚物與高分子。上述有機(jī)物的選擇最好能符合透明、透光度高、低吸濕性、熱穩(wěn)定性高等性質(zhì)。當(dāng)有機(jī)物是高分子時(shí)，一種優(yōu)選的選擇是高分子的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)大于或等于150℃；另一種優(yōu)選的選擇是包含下列組中之一環(huán)氧樹脂(epoxy)、聚醚-聚砜(polyether-polysulfone，PES)、聚硫化亞芳酯(polyarylene sulfide，PAS)、聚苯并咪唑(polybenzimidazoles，PBI)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺(polyamide，PA)、聚酰亞胺(polyimide，PI)、聚醚-聚酰亞胺(polyether-polyimide，PEI)、聚芳酯(polyarylate，PAR)、環(huán)烯烴共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)及其共聚物。
在本實(shí)施例中，上述的熒光層130的形成方法包含下列組中之一涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screen printing)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injet printing)。上述的涂布方法還包含旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)、環(huán)棒式涂布(wire-bar coating)、刀式涂布(bladecoating)、滾筒涂布(roller coating)、浸涂(dip coating)...等。
在本實(shí)施例中，上述的熒光粉體也可以不均勻分散于熒光層中，例如下列四種分散情況(參考圖1B至圖1E所示，熒光粉體符號(hào)為130a，有機(jī)物符號(hào)為130b)1.熒光粉體130a分散密度是沿著一個(gè)特定方向增加，而且特定方向是與熒光層130平行。
2.當(dāng)俯視熒光層130時(shí)，熒光粉體130a分散密度是沿著中心點(diǎn)向外增加。
3.當(dāng)俯視該熒光層130時(shí)，該熒光粉體130a分散密度是沿著中心點(diǎn)向外減少。
4.當(dāng)俯視該熒光層時(shí)，熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外呈現(xiàn)波形分布。
另一方面，參考附圖1F所示，上述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒還包含一保護(hù)層140，其位于熒光層130之上，以隔絕熒光層130與外界水氣、酸堿或是外力撞擊，從而延長(zhǎng)熒光粉體的壽命。更好的是，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管晶粒時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力還可由上述的保護(hù)層140而釋放。
在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選范例中，通過(guò)混合穿透基材110而且未被吸收的一級(jí)光線與至少一種二級(jí)光線，可形成一種三級(jí)光線(例如白光)。在本實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選范例中，上述的一級(jí)光線為紫外光，而且上述的熒光粉體還包含紅光、綠光與藍(lán)光熒光粉體，當(dāng)紫外光穿透基材并到達(dá)熒光層時(shí)，紅光、綠光與藍(lán)光熒光粉體分別吸收并轉(zhuǎn)化部分紫外光，以發(fā)射紅光、綠光與藍(lán)光，通過(guò)混合紅光、綠光與藍(lán)光即可形成白光。
此外，參考附圖1G所示，上述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒還包含一個(gè)紫外光過(guò)濾層150，其位于熒光層的遠(yuǎn)離基材的表面上，以吸收或反射未被至少一種熒光粉體所吸收的紫外光，從而避免紫外光外泄。紫外光過(guò)濾層150可以有四種不同設(shè)置情況1.紫外光過(guò)濾層是由一密封劑(encapsulant)與分散于密封劑中的紫外光過(guò)濾材質(zhì)所組成，其中，密封劑材質(zhì)為聚硅氧烷(silicone)。
2.紫外光過(guò)濾層包含防潮、抗酸堿與/或抗刮材質(zhì)。
3.紫外光過(guò)濾層包含多層次級(jí)結(jié)構(gòu)(例如布拉格反射鏡)。
4.保護(hù)層位于紫外光過(guò)濾層的遠(yuǎn)離基材的表面上。
而且，上述的紫外光過(guò)濾層150允許可見光穿透，因此，設(shè)置紫外光過(guò)濾層150幾乎不會(huì)影響發(fā)光二極管晶粒的發(fā)光效率，也可確保使用者不會(huì)接觸到紫外光、增進(jìn)產(chǎn)品安全性。另一方面，上述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒是以覆晶型態(tài)與其它組件相互連接。
在本實(shí)施例中，當(dāng)至少一形成在第二表面的具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，每層熒光層的折射率可以隨著單個(gè)熒光層與發(fā)光組件之間的距離增加而減少。參考附圖1H所示，在本實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選范例中，上述的多層熒光層為兩層(130a與130b)，其中，130a與130b兩者的折射率都介于基材110與空氣之間，而且由于130b至發(fā)光組件120的距離比130a至發(fā)光組件120的距離大，因此，130b的折射率小于130a的折射率。這個(gè)設(shè)計(jì)是應(yīng)用Fresnel反射定律，由漸變折射率的結(jié)構(gòu)，可有效降低一級(jí)與二極光線于熒光層內(nèi)的反射，達(dá)到增加晶粒整體光射出效率的結(jié)果。
實(shí)施例2參考附圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施例2公開了一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，首先提供一具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且第一表面是與第二表面相對(duì)。然后，形成一發(fā)光組件于晶圓的第一表面上，從而形成具有發(fā)光組件的晶圓210，其中，上述的晶圓包含單晶晶圓，而且上述的晶圓材質(zhì)包含下列組中之一碳化硅與藍(lán)寶石基板。其次，進(jìn)行一個(gè)混合程序240以混合至少一種熒光粉體230與至少一種有機(jī)物220，并分散熒光粉體230于有機(jī)物220中，以形成一種中間溶液250a，其中，上述的熒光粉體230的粒徑大于或等于10nm，熒光粉體230的添加量大于或等于有機(jī)物220重量的20％，而有機(jī)物的選擇與實(shí)施例1相同。接著，進(jìn)行一放置程序260以放置中間溶液250a于晶圓的第二表面上。然后，進(jìn)行一第一固化程序270(例如交聯(lián)程序)以固化第二表面上的中間溶液250a，并形成一熒光層250b。最后，進(jìn)行一個(gè)晶圓切割(wafer dicing)程序280，以形成多個(gè)具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒290。另一方面，上述具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒290的優(yōu)選設(shè)計(jì)為覆晶型態(tài)。
在本實(shí)施例中，上述熒光層250b的厚度大于或等于20nm；優(yōu)選地，其厚度大于或等于1μm(稱為厚膜(thick film)熒光層)；更優(yōu)選地，其厚度大于或等于10μm。熒光層250b的優(yōu)選設(shè)計(jì)是具有平板狀結(jié)構(gòu)。此外，放置程序260包含下列組中之一涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screen printing)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injet printing)。上述的涂布方法還包含旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)、環(huán)棒式涂布(wire-bar coating)、刀式涂布(blade coating)、滾筒涂布(rollercoating)、浸涂(dip coating)...等。
在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選范例中，上述的有機(jī)物220為AB劑型PI，呈現(xiàn)AB劑混合的溶液狀態(tài)，在常溫下不會(huì)進(jìn)行聚合，其對(duì)應(yīng)的第一固化程序270則包含一軟烤(softbake)步驟與一硬烤(hardbake)步驟，首先軟烤步驟是在135℃下持續(xù)50秒，之后進(jìn)行硬烤步驟，其是于400℃下持續(xù)30分鐘，單純AB劑型PI(不含熒光粉體230)于固化后的熱測(cè)試數(shù)據(jù)如下Tg為371℃，Td為597℃。此外，在本實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)選范例中，上述的有機(jī)物220為PEI，優(yōu)選溶劑為1，4-二氧雜環(huán)己烷(1，4-dioxane)，其對(duì)應(yīng)的第一固化程序270是在恒溫恒濕環(huán)境下(溫度低于50℃，相對(duì)濕度低于50％)除去溶劑，單純PEI(不含熒光粉體230)于固化后的熱測(cè)試數(shù)據(jù)如下Tg為215℃。
在本實(shí)施例中，在上述的晶圓切割程序280之前，可先進(jìn)行一個(gè)保護(hù)處理程序，以形成一個(gè)保護(hù)層于熒光層250b上，從而隔絕熒光層250b與外界水氣、酸堿或是外力撞擊，以延長(zhǎng)熒光粉體230的壽命。其中一種保護(hù)處理程序的詳細(xì)步驟如下提供并涂布一種保護(hù)涂料于熒光層250b上。然后，進(jìn)行一第二固化程序以固化熒光層250b上的保護(hù)涂料，并形成一保護(hù)層。上述的第二固化程序包含交聯(lián)程序。此外，另一種保護(hù)處理程序是于固化程序前進(jìn)行，其詳細(xì)步驟包含提供一保護(hù)片，然后壓合保護(hù)片與第二表面上的中間溶液250a，并通過(guò)后續(xù)的第一固化程序270使保護(hù)片與熒光層250b緊密接合。
在本實(shí)施例中，在晶圓切割程序280之前，還包含一抗紫外光處理程序以形成一個(gè)紫外光過(guò)濾層于熒光層250b上，以便于反射或吸收未被至少一種熒光粉體230所吸收的紫外光，從而避免紫外光外泄。其中一種抗紫外光處理程序是在固化程序前進(jìn)行，其詳細(xì)步驟包含提供一個(gè)紫外光過(guò)濾片，然后壓合紫外光過(guò)濾片與第二表面上的中間溶液250a，并通過(guò)后續(xù)的第一固化程序270使紫外光過(guò)濾片與熒光層250b緊密接合。
實(shí)施例3參考附圖3A所示，本發(fā)明的實(shí)施例3公開一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，首先提供一具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且第一表面是與第二表面相對(duì)。然后，形成一發(fā)光組件于晶圓的第一表面上，從而形成具有發(fā)光組件的晶圓310。其次，進(jìn)行一放置程序340以放置至少一種有機(jī)物320于晶圓的第二表面上。然后，進(jìn)行一噴涂程序350以噴涂至少一種熒光粉體330于該有機(jī)物320上。接著，進(jìn)行一個(gè)固化程序360(例如交聯(lián)程序)以固化第二表面上的有機(jī)物320，并固定熒光粉體330與有機(jī)物320的相對(duì)位置，從而形成一個(gè)熒光層370。最后，進(jìn)行一個(gè)晶圓切割(wafer dicing)程序380，以形成多個(gè)具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒390。上述的晶圓材質(zhì)、熒光粉體330粒徑、熒光粉體330添加量、熒光層370厚度、有機(jī)物320材質(zhì)、放置程序340的選擇與實(shí)施例2相同。
在本實(shí)施例中，上述的噴涂程序350可以使熒光粉體330不均勻分布于每個(gè)預(yù)定晶粒的熒光層370中，噴涂程序350可通過(guò)調(diào)整噴涂時(shí)間或調(diào)整噴涂密度以達(dá)成上述目的，例如附圖3B至附圖3E所示的噴涂結(jié)果，其中，淺色部分代表熒光粉體330分布密度低，深色部分代表熒光粉體330分布密度高(晶圓符號(hào)為310’，晶粒符號(hào)為390)。
實(shí)施例4參考附圖4所示，本發(fā)明的實(shí)施例4公開一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，首先提供一具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且第一表面是與第二表面相對(duì)。然后，形成一發(fā)光組件于晶圓的第一表面上，從而形成具有發(fā)光組件的晶圓410。其次，進(jìn)行一個(gè)第一放置程序440以涂布至少一種第一有機(jī)物420于晶圓的第二表面上。然后，進(jìn)行一個(gè)噴涂程序450以噴涂至少一種熒光粉體430于該第一有機(jī)物420上。接著，進(jìn)行一個(gè)第一固化程序460(例如交聯(lián)程序)以固化第二表面上的第一有機(jī)物420，并固定熒光粉體430與第一有機(jī)物420的相對(duì)位置，從而形成一個(gè)第一熒光層465。其次，進(jìn)行第二放置程序470以放置至少一種第二有機(jī)物425于該第一熒光層465上。接著，進(jìn)行一個(gè)第二固化程序475以固化該第一熒光層465上的該第二有機(jī)物425，并形成一個(gè)第二熒光層480。最后，進(jìn)行一晶圓切割(wafer dicing)程序485，以形成多個(gè)具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒490。上述的晶圓材質(zhì)、熒光粉體430粒徑、熒光粉體430添加量、熒光層厚度、有機(jī)物420和425材質(zhì)、放置程序、噴涂程序450的選擇和條件與實(shí)施例3相同。
在上述本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明直接在晶圓等級(jí)完成熒光粉封裝動(dòng)作，因此可降低整體封裝成本，而且本發(fā)明所提供的工藝對(duì)于可見光以及非可見光的發(fā)光二極管都可實(shí)施。此外，本發(fā)明是通過(guò)分散熒光粉體于有機(jī)物中，以形成一個(gè)中間溶液并放置(depositing)于晶圓上，如此一來(lái)，上述的中間溶液可以由涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screenprinting)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injet printing)等方式形成于晶圓表面上，工藝簡(jiǎn)便而且易于實(shí)施。再者，本發(fā)明通過(guò)不均勻分散熒光粉體于熒光層中，并使熒光粉體分散密度沿至少一個(gè)特定方向增加，以增加發(fā)光二極管晶粒的發(fā)光效率。另一方面，本發(fā)明可以調(diào)整多層熒光層的每層折射率，通過(guò)漸變折射率的結(jié)構(gòu)，可有效降低一級(jí)與二極光線于熒光層內(nèi)的反射，達(dá)到增加晶粒整體光射出效率的結(jié)果。因此，本發(fā)明能符合經(jīng)濟(jì)上的效益與工業(yè)上的應(yīng)用。
綜合以上所述，本發(fā)明公開了一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其包含一具有一第一表面與一個(gè)相對(duì)于第一表面的第二表面的基材、一形成于第一表面的發(fā)光組件與至少一形成于第二表面的具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層。上述的發(fā)光組件經(jīng)電壓驅(qū)動(dòng)后，發(fā)射一種具有特定波長(zhǎng)的一級(jí)光線，而且一級(jí)光線可穿透基材。其次，熒光層包含至少一種有機(jī)物與至少一種熒光粉體，所述熒光粉體是分布于呈連續(xù)相的有機(jī)物中；上述的至少一種熒光粉體吸收并轉(zhuǎn)化部分上述的一級(jí)光線，以發(fā)射至少一種二級(jí)光線，而且至少一種二級(jí)光線的波長(zhǎng)不同于上述的特定波長(zhǎng)。另一方面，本發(fā)明也公開了具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法。
顯然地，依照上面實(shí)施例中描述，本發(fā)明可能有許多的修正與變化。因此需要在其附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實(shí)施例中實(shí)施。上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選范例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，都應(yīng)包含在下述權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其包含一具有一第一表面與一第二表面的基材，其中，所述第一表面與所述第二表面相對(duì)；一形成于所述第一表面的發(fā)光組件，經(jīng)電壓驅(qū)動(dòng)后，所述發(fā)光組件發(fā)射一種具有特定波長(zhǎng)的一級(jí)光線，而且該一級(jí)光線可穿透所述基材；及至少一具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層，所述至少一個(gè)具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層形成于所述第二表面上，其中，所述熒光層包含至少一種有機(jī)物與至少一種熒光粉體，所述熒光粉體是分布于呈連續(xù)相的所述有機(jī)物中；至少一種所述熒光粉體吸收并轉(zhuǎn)化部分所述一級(jí)光線，以發(fā)射至少一種二級(jí)光線，而且至少一種所述該二級(jí)光線的波長(zhǎng)不同于其所述一級(jí)光線的所述特定波長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光粉體是不均勻分散于所述熒光層中，所述熒光粉體分散密度是沿著一個(gè)特定方向增加，而且該特定方向是與所述熒光層平行。
3.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光粉體是不均勻分散于所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，所述熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外增加。
4.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光粉體是不均勻分散于所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，所述熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外減少。
5.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光粉體是非均勻分散于所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，所述熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外呈現(xiàn)波形分布。
6.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的有機(jī)物還包含小分子、低聚物與高分子的一組中之一。
7.如權(quán)利要求6所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的有機(jī)物是高分子，而且高分子的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)大于或等于150℃。
8.如權(quán)利要求6所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的有機(jī)物是高分子，而且高分子包含環(huán)氧樹脂、聚醚-聚砜、聚硫化亞芳酯(polyarylene sulfide，PAS)、聚苯并咪唑(po1ybenzimidazoles，PBI)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚-聚酰亞胺、聚芳酯、環(huán)烯烴共聚物、聚碳酸酯及其共聚物的一組中之一。
9.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光層是一種厚膜(thick film)熒光層，其厚度大于或等于1μm。
10.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的熒光層是由包含涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screen priming)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injet printing)的一組中之一的方法形成的。
11.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，還包含一個(gè)保護(hù)層，所述保護(hù)層位于所述熒光層之上。
12.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，還包含一紫外光過(guò)濾層，所述紫外光過(guò)濾層位于所述熒光層之上，以阻止紫外光外泄。
13.如權(quán)利要求12所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的紫外光過(guò)濾層還包含多層次級(jí)結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的多層次級(jí)結(jié)構(gòu)為布拉格反射鏡。
15.如權(quán)利要求1所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中所述的至少一熒光層為多層熒光層。
16.如權(quán)利要求15所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其中每層所述熒光層的折射率隨著單個(gè)所述熒光層與發(fā)光組件間的距離增加而減少。
17.一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其包含提供一種具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且所述第一表面與該第二表面相對(duì)；形成一發(fā)光組件于所述晶圓的所述第一表面上；混合至少一種熒光粉體與至少一種有機(jī)物，并分散至少一種該熒光粉體于至少一種該有機(jī)物中，以形成一種中間溶液；進(jìn)行一放置程序(depositing process)，以放置所述中間溶液于所述晶圓的所述第二表面上；進(jìn)行一固化程序，以固化所述第二表面上的所述中間溶液，并形成一熒光層；及進(jìn)行一晶圓切割程序，以形成多個(gè)具有所述熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒。
18.如權(quán)利要求17所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的有機(jī)物還包含小分子、低聚物與高分子的一組中之一。
19.如權(quán)利要求17所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的有機(jī)物是高分子，而且高分子的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)大于或等于150℃。
20.如權(quán)利要求17所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的高分子包含環(huán)氧樹脂、聚醚-聚砜、聚硫化亞芳酯(polyarylene sulfide，PAS)、聚苯并咪唑(poiybenzimidazoles，PBI)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚-聚酰亞胺、聚芳酯、環(huán)烯烴共聚物、聚碳酸酯及其共聚物的一組中之一。
21.如權(quán)利要求17所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的放置程序包含涂布(coating)、印刷(printing)、網(wǎng)印(screen printing)、噴涂(spraying)、壓印(impressing)與噴墨列印(injetprinting)的一組中之一。
22.如權(quán)利要求17所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的固化程序包含交聯(lián)程序。
23.一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其包含提供一種具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且所述第一表面與該第二表面相對(duì)；形成一發(fā)光組件于所述晶圓的所述第一表面上；進(jìn)行一放置程序，以放置至少一種有機(jī)物于所述晶圓的所述第二表面上；進(jìn)行一噴涂程序，以噴涂至少一種熒光粉體于所述有機(jī)物上；進(jìn)行一固化程序，以固化所述第二表面上的所述有機(jī)物，并固定所述熒光粉體與所述有機(jī)物的相對(duì)位置，從而形成一熒光層；以及進(jìn)行一晶圓切割(wafer dicing)程序，以形成多個(gè)具有所述熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒。
24.如權(quán)利要求23所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的熒光粉體是不均勻分布于每個(gè)預(yù)定晶粒的所述熒光層中，所述熒光粉體分散密度是沿著一特定方向增加，而且所述特定方向是與所述熒光層平行。
25.如權(quán)利要求23所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的熒光粉體是不均勻分布于每個(gè)預(yù)定晶粒的所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外增加。
26.如權(quán)利要求23所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的熒光粉體是不均勻分布于每個(gè)預(yù)定晶粒的所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外減少。
27.如權(quán)利要求23所述的具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其中所述的熒光粉體是不均勻分散于每個(gè)預(yù)定晶粒的所述熒光層中，當(dāng)俯視所述熒光層時(shí)，熒光粉體分散密度是沿著中心點(diǎn)向外呈現(xiàn)波形分布。
28.一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法，其包含提供一種具有一第一表面與一第二表面的晶圓，而且所述第一表面與該第二表面相對(duì)；形成一發(fā)光組件于所述晶圓的所述第一表面上；進(jìn)行一第一放置程序，以放置至少一種第一有機(jī)物于所述晶圓的所述第二表面上；進(jìn)行一噴涂程序，以噴涂至少一種熒光粉體于所述第一有機(jī)物上；進(jìn)行一第一固化程序，以固化所述第二表面上的所述第一有機(jī)物，并固定所述熒光粉體與所述第一有機(jī)物的相對(duì)位置，由此形成一第一熒光層；進(jìn)行一第二放置程序，以放置至少一種所述第二有機(jī)物于所述第一熒光層上；進(jìn)行一第二固化程序，以固化所述第一熒光層上的所述第二有機(jī)物，并形成一第二熒光層；以及進(jìn)行一晶圓切割(wafer dicing)程序，以制造多個(gè)具有所述熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒，其包含一具有一第一表面與一相對(duì)于第一表面的第二表面的基材、一形成于第一表面的發(fā)光組件與至少一形成于第二表面的具有平板狀結(jié)構(gòu)的熒光層。上述的發(fā)光組件經(jīng)電壓驅(qū)動(dòng)后，發(fā)射一種具有特定波長(zhǎng)的一級(jí)光線，而且一級(jí)光線可穿透基材。其次，熒光層包含至少一種有機(jī)物與至少一種熒光粉體，所述熒光粉體是分布于呈連續(xù)相的有機(jī)物中；上述的至少一種熒光粉體吸收并轉(zhuǎn)化部分上述的一級(jí)光線，以發(fā)射至少一種二級(jí)光線，而且至少一種二級(jí)光線的波長(zhǎng)不同于上述的特定波長(zhǎng)。另一方面，本發(fā)明也公開了具有熒光層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管晶粒的制造方法。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1988188SQ20051013241
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者吳恩柏, 康敦彥 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司