具有荧光层结构的发光二极管晶粒及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其包含一具有一第一表面与一相对于第一表面的第二表面的基材、一形成于第一表面的发光组件与至少一形成于第二表面的具有平板状结构的荧光层。上述的发光组件经电压驱动后，发射一种具有特定波长的一级光线，而且一级光线可穿透基材。其次，荧光层包含至少一种有机物与至少一种荧光粉体，所述荧光粉体是分布于呈连续相的有机物中；上述的至少一种荧光粉体吸收并转化部分上述的一级光线，以发射至少一种二级光线，而且至少一种二级光线的波长不同于上述的特定波长。另一方面，本发明专利技术也公开了具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种发光二极管晶粒，特别是关于一种具有平板状(plate-shaped)荧光层结构的发光二极管晶粒及其制造方法。现有技术由于发光二极管具有寿命长、电流低、体积小、没有热辐射、不含水银等良好发光特性，所以近年来被视为新一代的照明设备。在由日亚化学开发出蓝光发光二极管之后，配合适当的荧光粉体，白光发光二极管也随之诞生。美国第6,614,179 B1号专利提出一种具有黄色荧光粉YAG的白光发光二极管结构，其公开一种打线式的发光二极管晶片结构，将荧光粉体掺杂到环氧树脂或是尿素树脂后，再将树脂灌入上述的发光二极管的外层杯状空间，以完成封装。此结构有两项重大缺点，一是打线式的晶片结构导致组件产生的热能无法有效散出，造成晶片寿命减短；二是树脂所占体积太大，造成部分荧光粉颗粒会挡住发光造成整体光射出效率降低，而且这种封装结构对于各色光的转换比率难以设计。有鉴于此，仍有必要开发新的封装技术以及荧光粉掺配方式以降低生产成本，并提高组件使用寿命。
技术实现思路
鉴于上述的专利技术背景中，为了符合工业上的要求，本专利技术提供一种新的。本专利技术的一个目的在于直接在晶圆等级完成荧光粉封装工序，因此可降低整体封装成本，而且本专利技术所提供的工艺对于可见光以及非可见光的发光二极管都可实施。此外，本专利技术可以通过分散荧光粉体于有机物中，以形成一种中间溶液并放置(depositing)于晶圆上，如此一来，上述的中间溶液可以由涂布(coating)、印刷(printing)、网印(screen printing)、喷涂(spraying)、压印(impressing)与喷墨列印(injet printing)等方式形成于晶圆表面上，工艺简便而且易于实施。本专利技术的另一目的在于通过不均匀分散荧光粉体于荧光层中，并使荧光粉体分散密度沿至少一个特定方向增加或是呈规则性增减，以增加发光二极管晶粒的发光效率。本专利技术的又一目的在于调整多层荧光层的每层折射率，通过渐变折射率的结构，可有效降低一级与二极光线于荧光层内的反射，达到增加晶粒整体光射出效率的结果。因此，本专利技术能符合经济上的效益与工业上的应用。根据以上所述的目的，本专利技术公开了一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其包含一具有一第一表面与一相对于第一表面的第二表面的基材、一形成于第一表面的发光组件与至少一形成于第二表面的具有平板状结构的荧光层。上述的发光组件经电压驱动后，发射一种具有特定波长的一级光线，而且一级光线可穿透基材。其次，荧光层包含至少一种有机物与至少一种荧光粉体，所述荧光粉体是分布于呈连续相的有机物中；上述的至少一种荧光粉体吸收并转化部分上述的一级光线，以发射至少一种二级光线，而且至少一种二级光线的波长不同于上述的特定波长。另一方面，本专利技术也揭示了具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造方法。附图说明图1A是根据本专利技术的实施例1中，一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒的结构示意图；图1B是根据本专利技术的实施例1中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的示意图；图1C是根据本专利技术的实施例1中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的示意图；图1D是根据本专利技术的实施例1中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的示意图；图1E是根据本专利技术的实施例1中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的示意图；图1F是根据本专利技术的实施例1中，一种具有保护层的发光二极管晶粒的结构示意图；与图1G是根据本专利技术的实施例1中，一种具有紫外光过滤层的发光二极管晶粒的结构示意图；图1H是根据本专利技术的实施例1中，一种具有多层荧光层的发光二极管晶粒的结构示意图；图2是根据本专利技术的实施例2中，一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造流程图；图3A是根据本专利技术的实施例3中，一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造流程图；图3B是根据本专利技术的实施例3中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的工艺示意图；图3C是根据本专利技术的实施例3中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的工艺示意图；图3D是根据本专利技术的实施例3中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的工艺示意图；图3E是根据本专利技术的实施例3中，一种荧光粉体不均匀分散于荧光层的工艺示意图；与图4是根据本专利技术的实施例4中，一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造流程图。具体实施例方式本专利技术在此所探讨的方向是一种。为了能彻底地了解本专利技术，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然，本专利技术的实施并未限定于发光二极管领域中本领域技术人员所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本专利技术不必要的限制。本专利技术的优选实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本专利技术还可以广泛地实施在其它的实施例中，而且本专利技术的范围不受其限定，以之后的权利要求为准。实施例实施例1参考附图1A所示，本专利技术的实施例1公开了一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其包含一具有一第一表面与一相对于第一表面的第二表面的基材110、一形成于第一表面的发光组件120与至少一形成于第二表面的具有平板状结构的荧光层130。上述的发光组件经电压驱动后，发射一种具有特定波长的一级光线(例如蓝光)，而且一级光线可穿透基材110。其次，荧光层130包含至少一种有机物与至少一种荧光粉体，所述荧光粉体是分布于呈连续相的有机物中；上述的至少一种荧光粉体吸收并转化部分上述的一级光线，以发射至少一种二级光线，而且至少一种二级光线的波长不同于上述的特定波长。上述的发光组件120包含多个半导体层。以蓝光发光组件为例，多个半导体层包含下列材质n-GaN层、SQW或MQW GaInN层、p-AlGaN层与p-GaN层。发光组件120也可以包含n-电极焊接点(electrode bond pad)、n-电极、p-电极焊接点(electrode bondpad)与p-电极。在本实施例中，上述的荧光层130的厚度大于或等于20nm；优选地，其厚度大于或等于1μm(称为厚膜(thick film)荧光层)；更优选地，其厚度大于或等于10μm。上述的荧光粉体的粒径大于或等于10nm。此外，荧光层130中的有机物包含下列组中之一小分子、低聚物与高分子。上述有机物的选择最好能符合透明、透光度高、低吸湿性、热稳定性高等性质。当有机物是高分子时，一种优选的选择是高分子的玻璃转移温度(Tg)大于或等于150℃；另一种优选的选择是包含下列组中之一环氧树脂(epoxy)、聚醚-聚砜(polyether-polysulfone，PES)、聚硫化亚芳酯(polyarylene sulfide，PAS)、聚苯并咪唑(polybenzimidazoles，PBI)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺(polyamide，PA)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚醚-聚酰亚胺(polyether-polyimide，PEI)、聚芳酯(polyarylate，PAR)、环烯烃共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)及其共聚物。在本实施例中，上述的荧光层130的形成方法包含下列组中之一涂布(coating)、印刷(printing)、网印(screen printing)、喷涂(spraying)、压印(imp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其包含：一具有一第一表面与一第二表面的基材，其中，所述第一表面与所述第二表面相对；一形成于所述第一表面的发光组件，经电压驱动后，所述发光组件发射一种具有特定波长的一级光线，而且该一级光线可 穿透所述基材；及至少一具有平板状结构的荧光层，所述至少一个具有平板状结构的荧光层形成于所述第二表面上，其中，所述荧光层包含至少一种有机物与至少一种荧光粉体，所述荧光粉体是分布于呈连续相的所述有机物中；至少一种所述荧光粉体吸收并转化部 分所述一级光线，以发射至少一种二级光线，而且至少一种所述该二级光线的波长不同于其所述一级光线的所述特定波长。

【技术特征摘要】
1.一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其包含一具有一第一表面与一第二表面的基材，其中，所述第一表面与所述第二表面相对；一形成于所述第一表面的发光组件，经电压驱动后，所述发光组件发射一种具有特定波长的一级光线，而且该一级光线可穿透所述基材；及至少一具有平板状结构的荧光层，所述至少一个具有平板状结构的荧光层形成于所述第二表面上，其中，所述荧光层包含至少一种有机物与至少一种荧光粉体，所述荧光粉体是分布于呈连续相的所述有机物中；至少一种所述荧光粉体吸收并转化部分所述一级光线，以发射至少一种二级光线，而且至少一种所述该二级光线的波长不同于其所述一级光线的所述特定波长。2.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光粉体是不均匀分散于所述荧光层中，所述荧光粉体分散密度是沿着一个特定方向增加，而且该特定方向是与所述荧光层平行。3.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光粉体是不均匀分散于所述荧光层中，当俯视所述荧光层时，所述荧光粉体分散密度是沿着中心点向外增加。4.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光粉体是不均匀分散于所述荧光层中，当俯视所述荧光层时，所述荧光粉体分散密度是沿着中心点向外减少。5.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光粉体是非均匀分散于所述荧光层中，当俯视所述荧光层时，所述荧光粉体分散密度是沿着中心点向外呈现波形分布。6.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的有机物还包含小分子、低聚物与高分子的一组中之一。7.如权利要求6所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的有机物是高分子，而且高分子的玻璃转移温度(Tg)大于或等于150℃。8.如权利要求6所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的有机物是高分子，而且高分子包含环氧树脂、聚醚-聚砜、聚硫化亚芳酯(polyarylene sulfide，PAS)、聚苯并咪唑(po1ybenzimidazoles，PBI)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚-聚酰亚胺、聚芳酯、环烯烃共聚物、聚碳酸酯及其共聚物的一组中之一。9.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光层是一种厚膜(thick film)荧光层，其厚度大于或等于1μm。10.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的荧光层是由包含涂布(coating)、印刷(printing)、网印(screen priming)、喷涂(spraying)、压印(impressing)与喷墨列印(injet printing)的一组中之一的方法形成的。11.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，还包含一个保护层，所述保护层位于所述荧光层之上。12.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，还包含一紫外光过滤层，所述紫外光过滤层位于所述荧光层之上，以阻止紫外光外泄。13.如权利要求12所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的紫外光过滤层还包含多层次级结构。14.如权利要求13所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的多层次级结构为布拉格反射镜。15.如权利要求1所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中所述的至少一荧光层为多层荧光层。16.如权利要求15所述的具有荧光层结构的发光二极管晶粒，其中每层所述荧光层的折射率随着单个所述荧光层与发光组件间的距离增加而减少。17.一种具有荧光层结构的发光二极管晶粒的制造方法，其包含提供一种具有一第一表面与一第二表面的晶圆，而且所述第一表面与该第二表面相对；形成一发光组件于所述晶圆的所述第一表面上；混合至少一种荧光粉体与至少一种有机物，并分散至少一种该荧光粉体于至少一种该有机物中，以形成一种中间溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴恩柏，康敦彦，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]