具光形调整结构的发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术是揭露一芯片级封装发光装置及其制造方法，该发光装置包含覆晶式LED芯片及光形调整结构以形成单色光发光装置，其亦可更包含设置于LED芯片上的荧光结构以形成白光发光装置。其中，本发明专利技术所揭露的光形调整结构是由重量百分比不大于30％的光散射性微粒混合于高分子材料中所形成，并设置于发光装置的侧部、或设置于发光装置的上部。借此，光形调整结构可因光学散射特性而使部分光线改变其传递路径，设置于发光装置的侧部时，可减少侧向射出的光线，而设置于发光装置的上部时，可减少正向射出的光线，故而可调整发光装置的光形与发光角度。

Light emitting device with light shape adjusting structure and manufacturing method thereof

The invention discloses a chip packaging light emitting device and a manufacturing method of the light emitting device includes flip chip LED chip and the light adjusting structure to form a monochromatic light emitting device, it can also contain more fluorescent structure is arranged on the LED chip to form white light emitting device. The shape of the light structure disclosed by the invention is the light scattering of the particles by weight percentage is less than 30% in the polymer materials are formed, and the upper is arranged on the side of the light emitting device, or arranged in the light emitting device. In this way, the light shape structure can be adjusted by optical scattering properties of the part of the light to change its transmission path is arranged on the side of the light emitting device, can reduce the lateral rays, which is arranged at the upper part of the light emitting device, can reduce forward emitted light, it can adjust the light shape and light angle, light emitting device.

【技术实现步骤摘要】
具光形调整结构的发光装置及其制造方法
本专利技术有关一种发光装置及其制造方法，特别关于一种具有光形调整结构的芯片级封装发光装置及其制造方法。
技术介绍
随着LED技术的演进，芯片级封装(chipscalepackaging，CSP)发光装置以其明显的优势于近年开始受到广大的重视。以最广泛被使用的白光CSP发光装置为例，如图1A所示，先前技术所揭露的白光CSP发光装置是由一覆晶式LED芯片71与一包覆LED芯片的荧光结构72所组成，其荧光结构72覆盖LED芯片71的上表面与四个立面，故CSP发光装置可从其顶面及四个侧面发出光线，即由不同方向的五个面发出光线(五面发光)。相较于传统支架型(PLCC-type)LED，CSP发光装置具有以下优点：(1)不需要金线及额外的支架，因此可明显节省材料成本；(2)因省略了支架，可进一步降低LED芯片与散热板之间的热阻，因此在相同操作条件下将具有较低的操作温度，或进而增加操作功率；(3)较低的操作温度可使LED芯片具有较高的芯片量子转换效率；(4)大幅缩小的封装尺寸使得在设计模块或灯具时，具有更大的设计弹性；(5)具有小发光面积，因此可缩小光展量(Etendue)，使得二次光学更容易设计，亦或借此获得高发光强度(intensity)。CSP发光装置具有诸多优点，然而先前技术所揭露的CSP发光装置为五面发光，因此具有较大的发光角度，依CSP发光装置的不同尺寸比例，其发光角度约介于140度至160度之间，远大于传统支架型LED的发光角度(约120度)。虽大发光角度的CSP发光装置于部分应用具有其优势，但较大的发光角度却不适合于需小发光角度的光源的应用，例如，侧向式背光模块或投射灯等应用皆需采用具有小发光角度的光源以提升光线在传递上的能量利用效率(光源运用得光率)，因此，CSP发光装置需进一步具有较小的发光角度才能满足此类应用需求。虽然传统上可于LED封装体上制作一次光学透镜，使光形可进一步聚集，以得到所需的小发光角度。然而，对于尺寸大幅缩小的CSP发光装置而言，其在有限的空间内并不适合设置一次光学透镜，此举除了会大幅增加生产成本，亦会明显增加CSP发光装置的外形尺寸而失去其小尺寸的优势。又，如图1B所示，其为另一种先前技术所揭露的顶面发光CSP发光装置，可提供较小的发光角度。该CSP发光装置是由一覆晶式LED芯片71、一荧光结构72及一反射结构73所构成，荧光结构72覆盖LED芯片71的上表面，而反射结构73包覆该LED芯片71的四个立面，在这样的结构下，CSP发光装置仅能从其顶面发出光线(顶面发光)，因此整体上可具有较小的发光角度，其发光角度介于120度至130度之间。然而，如图1C所示，该顶面发光CSP发光装置的反射结构73是由高浓度的光散射性微粒混合于高分子材料中所形成，通常光散射性微粒的重量百分比浓度需大于30％，以达到将光线反射的效用，但部分光子(例如路径P)会于反射结构73内过度损耗(dissipation)，例如光子于反射结构73内P’(光子路径终点)处被吸收，故导致了其因光子损耗而使封装体发光效率下降；又，于制作上，需要另一道制程将反射材料覆盖LED芯片的四个立面，这使制程变得更为复杂；若需进一步使用精密模具(mold)以更准确地控制反射结构的制程时，亦会明显增加生产成本。有鉴于此，如何提供一制程简易、低生产成本及不增加外形尺寸的技术方案，并能避免光子于封装体内被吸收而过度损耗的情况下，来调整先前技术所揭露的CSP发光装置的发光角度或光形，使其缩小发光角度，甚至进一步增加发光角度，以符合不同应用所需，是可有效解决CSP发光装置目前于应用上所遭遇的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种芯片级封装(chipscalepackaging，CSP)发光装置及其制造方法，该发光装置具有简易制程与低生产成本，可于不增加先前技术所揭露的CSP发光装置外形尺寸的下具有小发光角度(如120度至140度)，亦可借由设计不同的光形调整结构(beamshapingstructure)而增加本专利技术所揭露的CSP发光装置的发光角度(如160度至170度)，以满足更多的应用需求。为达上述目的，本专利技术所揭露的一种小发光角度CSP发光装置，其包含一覆晶式LED芯片、一荧光结构及一光形调整结构。覆晶式LED芯片具有一上表面、一下表面、一立面及一电极组；荧光结构形成于LED芯片的上表面与立面上；光形调整结构覆盖该荧光结构的侧部；该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比为相对低浓度，且不大于30％，如此可避免光子于光形调整结构内过度损耗(dissipation)，并使部分光线散射至其他方向而减少发光角度。为达上述目的，本专利技术另揭露一种大发光角度CSP发光装置，其包含一LED芯片、一荧光结构、一透光结构以及一光形调整结构。LED芯片具有一上表面、一立面及一电极组；荧光结构形成于该LED芯片的上表面与立面上；透光结构形成于该荧光结构上；光形调整结构覆盖该透光结构的一顶面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比为相对低浓度，且不大于30％，如此可避免光子于光形调整结构内过度损耗(dissipation)，并使部分光线散射至其他方向而增加发光角度。为达上述目的，本专利技术又揭露一种小发光角度的单色光CSP发光装置，其包含一LED芯片及一光形调整结构。LED芯片具有一上表面、一立面及一电极组；光形调整结构至少覆盖该立面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比为相对低浓度，且不大于30％，如此可避免光子于光形调整结构内过度损耗(dissipation)，并使部分光线散射至其他方向而减少发光角度。为达上述目的，本专利技术再揭露一种发光装置的制造方法，其包含以下步骤：放置多个LED芯片于一离形材料上，以形成一LED芯片阵列；形成多个封装构造于该多个LED芯片上，该多个封装构造彼此相连；以及切割该多个封装构造。在切割该多个封装构造之前或之后，可移除该离形材料。借此，本专利技术所揭露的发光装置及其制造方法能至少提供以下的有益效果：发光装置的光形调整结构是具有较低浓度的光散射性微粒(重量百分比不大于30％)，当光线通过光形调整结构时，可使部分光线散射至其他方向，并使原光传递方向的光线强度衰减，同时亦可降低光子于光形调整结构内的损耗(dissipation)，故可提升整体的发光效率。因此，当光形调整结构被设置于本专利技术所揭露的发光装置的侧部时，从LED芯片立面方向(例如水平方向)所射出的光线在通过光形调整结构的过程中，会有一部分被散射至其他方向，而另一部分则维持原方向(或接近原方向)前进；如此，从发光装置的侧部(例如水平方向)射出的光线将会减少，而从发光装置的顶部(例如垂直方向)射出的光线则会增加，使得整体上的发光角度减小，借此，本专利技术所揭露的发光装置可具有小发光角度(例如可减小至120度至140度)。又，当本专利技术所揭露的光形调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；一荧光结构，包含一顶部及一侧部，该顶部形成于该LED芯片的该上表面上，该侧部形成于该LED芯片的该立面上；以及一光形调整结构(beam shaping structure)，覆盖该荧光结构的该侧部的一侧面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于30％。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；一荧光结构，包含一顶部及一侧部，该顶部形成于该LED芯片的该上表面上，该侧部形成于该LED芯片的该立面上；以及一光形调整结构(beamshapingstructure)，覆盖该荧光结构的该侧部的一侧面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于30％。2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于10％、且不小于0.1％。3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光散射性微粒包含二氧化钛(TiO2)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)或三氧化二铝(Al2O3)，而该高分子材料包含硅胶、环氧树脂或橡胶。4.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，该光形调整结构更覆盖该荧光结构的该顶部的一顶面。5.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，该光形调整结构的一顶面是与该荧光结构的该顶部的一顶面实质齐平，或是该光形调整结构的该顶面是低于该荧光结构的该顶部的该顶面。6.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构更包含一延伸部，该延伸部是自该荧光结构的该侧部向外延伸，而该光形调整结构更覆盖该荧光结构的该延伸部的一顶面。7.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，该光形调整结构的一底面是与该荧光结构的该侧部的一底面实质齐平。8.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，更包含一透光结构，该透光结构形成于该荧光结构及/或该光形调整结构上。9.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其特征在于，更包含一柔性缓冲结构，该柔性缓冲结构覆盖该LED芯片的该上表面及该立面；其中，该荧光结构形成于该柔性缓冲结构上。10.一种发光装置，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；一荧光结构，包含一顶部及一侧部，该顶部形成于该LED芯片的该上表面上，该侧部形成于该立面上；一透光结构，形成于该荧光结构上；以及一光形调整结构，覆盖该透光结构的一顶面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于30％。11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于10％、且不小于0.1％。12.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，该光散射性微粒包含二氧化钛、氮化硼、二氧化硅或三氧化二铝，而该高分子材料包含硅胶、环氧树脂或橡胶。13.一种发光装置，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；以及一光形调整结构(beamshapingstructure)，至少覆盖该LED芯片的该立面，该光形调整结构包含一高分子材料及一光散射性微粒，该光散射性微粒分布于该高分子材料中，且该光散射性微粒在该光形调整结构中的一重量百分比不大于30％。14.一种发光装置的制造方法，包含：放置多个LED芯片于一离形材料上，以形成一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，王琮玺，
申请(专利权)人：行家光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71