TWI892458B - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種發光裝置，包括發光晶片、第一反射膠層、透光層、黏著材料及第二反射膠層。發光晶片具有發光面。第一反射膠層圍繞發光晶片的第一側表面。透光層設置於發光晶片的發光面上，並具有出光面及一第二側表面。黏著材料包括中央部及延伸部 ，中央部對應於發光面，延伸部與中央部相連並位於第一反射膠層的第一上表面上。第二反射膠層設置於第一反射膠層上，圍繞透光層的第二側表面並包覆延伸部，出光面顯露於第二反射膠層的第二上表面。本發明還提供一種發光裝置的製造方法。

Description

發光裝置及其製造方法

一種發光裝置，尤指一種光電半導體的裝置。

光電半導體裝置普遍使用於現今的生活中。隨著科技發展，光電半導體的應用領域更加廣泛也扮演重要的角色。例如車用照明、微型投影器、光學照明及顯示器等技術領域。

因此，對於上開技術領域而言，光電半導體的光源轉換效率顯得格外重要。

請參閱圖1，繪示現有技術中一光電半導體裝置4的一截面圖。光電半導體裝置4包括電路基板41、發光晶片42及透光層43。發光晶片42與透光層43之間具有膠層44，發光晶片42及透光層43周圍被反射膠層45所圍繞。在此種先前技術中，反射膠層45的膠體在成形過程(模塑工藝)中容易滲入發光晶片42及透光層43之間，使得發光晶片42發出的光線受到遮蔽，降低發光效率。

因此，如何設計出一種光電半導體裝置的結構，可解決上述的技術問題，為本領域技術人員極為關心的課題。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種發光裝置及其製造方法。

為了解決上述的技術問題，本發明提供一種發光裝置，包括發光晶片、第一反射膠層、透光層、黏著材料及第二反射膠層。發光晶片具有發光面。第一反射膠層圍繞發光晶片的第一側表面。透光層設置於發光晶片的發光面上，並具有出光面及第二側表面。黏著材料設置於發光晶片及透光層之間，其中黏著材料包括中央部及至少一延伸部，中央部對應於發光面，延伸部與中央部相連並位於第一反射膠層的第一上表面上，並延伸至部分透光層的第二側表面。第二反射膠層設置於第一反射膠層上，圍繞透光層的第二側表面並包覆延伸部，出光面顯露於第二反射膠層的一第二上表面，且與第二上表面平齊。

依據一些實施例，發光裝置進一步包括電路板，發光晶片與第一反射膠層設置於電路板上。

依據一些實施例，透光層具有波長轉換物質。

依據一些實施例，透光層面向發光面定義接著面，接著面的面積大於、等於或小於發光面的面積。

依據一些實施例，以側向觀察發光裝置的截面，延伸部呈三角形狀。

依據一些實施例，延伸部為四個。

依據一些實施例，透光層的厚度範圍為100-300um。

依據一些實施例，透光層的折射率範圍為1.0-2.0。

依據一些實施例，發光裝置進一步包括保護膜，包覆第一反射膠層、第二反射膠層及透光層。

進一步的，依據一些實施例，保護膜層的厚度範圍為10-100um。

本發明還提供一種發光裝置的製造方法，包括：提供發光晶片，發光晶片具有發光面。設置第一反射膠層，第一反射膠層圍繞發光晶片的第一側表面。設置黏著材料於發光晶片的發光面上。設置透光層於黏著材料上，並施予壓力，使黏著材料從至少一方向擴展出，進而形成黏著元件，黏著元件包括中央部及延伸部，中央部對應於發光面，延伸部連接中央部且位於第一反射膠層的第一上表面上，並延伸至部分透光層的第二側表面。設置第二反射膠層於第一反射膠層上，圍繞透光層的第二側表面並包覆延伸部，出光面顯露於第二反射膠層的第二上表面。

依據一些實施例，發光裝置的製造方法進一步包括提供電路板，發光晶片與第一反射膠層位於電路板上。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的發光裝置，其能通過“第一反射膠層圍繞發光晶片的第一側表面”、“黏著材料設置於發光晶片及透光層之間，形成黏著元件，其中黏著元件包括中央部及至少一延伸部，中央部對應於發光面，延伸部與中央部相連並位於第一反射膠層的第一上表面上，並延伸至部分透光層的第二側表面”以及“第二反射膠層設置於第一反射膠層上，圍繞透光層的第二側表面並包覆延伸部，出光面顯露於第二反射膠層的第二上表面，且與第二上表面平齊”等技術方案，以改善發光裝置的發光效果，提升其光電轉換效率。

本發明還提供一種發光裝置的製造方法，亦可製造出具有上述技術功效的發光裝置。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

100:製造方法

1A-1E:發光裝置

11:發光晶片

111:發光面

12:第一反射膠層

121:第一側表面

122:第一上表面

13:透光層

131:出光面

132:第二側表面

133:接著面

14:黏著元件

141:中央部

142:延伸部

15:第二反射膠層

151:第二上表面

16:電路板

17:保護膜

18:黏著材料

20,20’:焊墊

21:焊線

22:導電層

30:電極腳

4:光電半導體裝置

41:電路基板

42:發光晶片

421:發光表面

43:透光層

44:膠層

45:反射膠層

S1-S6:步驟

S1’:步驟

圖1為現有技術中一光電半導體裝置的截面示意圖。

圖2為本發明一實施例的發光裝置的截面示意圖。

圖3為圖2所示實施例的俯視圖，僅繪示透光層13、黏著元件14與保護膜17。

圖4至圖6分別為發明一實施例的發光裝置的俯視圖，僅繪示透光層13、黏著元件14與保護膜17。

圖7為本發明一實施例的發光裝置的截面示意圖。

圖8為本發明一實施例發光裝置的製造方法的流程示意圖。

圖9至圖13分別為對應圖8所示實施例的步驟示意圖。

請參閱圖2及圖3，圖2為本發明一實施例的發光裝置1A的截面示意圖。圖3為圖2所示實施例的俯視圖，僅繪示透光層13、黏著元件14與保護膜17。發光裝置1A包括發光晶片11、第一反射膠層12、透光層13、黏著元件14及第二反射膠層15。發光晶片11具有發光面111。第一反射膠層12圍繞發光晶片11的第一側表面121。透光層13設置於發光晶片11的發光面111上，並具有出光面131及第二側表面132。黏著元件14設置於發光晶片11及透光層13之間，其中黏著元件14包括中央部141及延伸部142，中央部141對應於發光面111，延伸部142與中央部141相連並位於第一反射膠層12的第一上表面122上，同時延伸到部分透光層13的第二側表面132。第二反射膠層15設置於第一反射膠層12上，圍繞透光層13的第二側表面132並包覆延伸部142，出光面131顯露於第二反射膠層15的第二上表面151，較佳地，出光面131與第二反射膠層15的第二上表面151平齊。在圖2所示的實施例中，延伸部142受第一上表面 122的阻隔而不與發光晶片11的第一側表面121接觸。申言之，本發明藉先形成第一反射膠層12以及延伸部142延伸至部分透光層13的第二側表面132的技術特徵，可避免模塑第二反射膠層15時其膠體滲入發光晶片11與透光層13之間，藉此提高出光效果。依據圖2所示的實施例，延伸部142受第一上表面122的阻隔而不與第一側表面121接觸。延伸部142與第二反射膠層15之間具有介面，介面被第一上表面122阻斷。

發光晶片11可以是垂直型發光二極體，也可以是覆晶(Flip chip)發光二極體(如圖2所示實施例)。

本發明的透光層13的基底可為任何業界常用之材質，例如樹脂、玻璃或陶瓷。依據一些實施例，透光層13例如為羥基丙烯酸樹脂。依據一些實施例，透光層13為矽基樹脂、環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂。在一些實施例，透光層13具有波長轉換物質，例如添加螢光粉或是磷光粉，舉例而言，透光層13為添加螢光粉的玻璃貼片(Phosphor in Glass,PIG)。在一些實施例中，透光層13的折射率範圍為1.0至2.0之間。在圖2所示的實施例中，透光層13面向發光面111定義接著面133，接著面133的面積等於發光面111的面積。然而，本發明並無此限制，在一些實施例中，接著面133的面積也可以大於或小於發光面111的面積。在一些實施例，透光層13的厚度範圍為100-300um。另外，在一些實施例中，透光層13含有光擴散顆粒，以提升出光均勻性。

黏著元件14黏接發光晶片11與透光層13，如圖2所示，黏著元件14包括中央部141及至少一延伸部142，中央部141位於發光面111及透光層13之間，延伸部142延伸至第一反射膠層12的第一上表面122上並延伸至部分的透光層13的第二側表面132。換言之，延伸部142並不位於發光面111之上，也不存在於發光晶片11與第一反射膠層12之間。依據一些實施例，黏著元件14亦具有透光性，其可為有機材料，例如聚二甲基矽氧烷。此外，如圖3至圖 6所示，延伸部142可能有一個或多個，例如當發光晶片11與透光層13為四邊形，則中央部141亦具有四個邊界。如圖3所示，每一邊界連接一延伸部142，則延伸部142共有四個。另外如圖2所示的實施例中，以側向觀察發光裝置1A的截面，延伸部142呈具有弧線的三角形狀。然而，本發明並不以此為限，延伸部142截面亦可能為其他幾何形狀，例如圓弧形。

在本發明中，技藝人士可視實際需求調整延伸部的數量及位置。即可參考原先製程時反射膠滲入狀況而定，僅在滲膠的邊緣上提供延伸部。

請參閱圖4至圖6，分別為本發明一實施例的發光裝置1B,1C及1D的俯視圖，僅繪示透光層13、黏著元件14與保護膜17。圖4至圖6所示的實施例與圖3所示的實施例差異在於延伸部142的數量。在圖4所示的實施例中，延伸部142為3個。在圖5所示的實施例中，延伸部142為2個(2個延伸部可相鄰或是分別位於相對的二側)。在圖6所示的實施例中，延伸部142為1個。

請再參閱圖2，在此實施例中，發光裝置1A可進一步包括保護膜17，包覆第一反射膠層12、第二反射膠層15及透光層13。保護膜17的厚度範圍為10-100um。保護膜17層具有透光性，保護第一反射膠層12、第二反射膠層15及透光層13(內含發光晶片11)不受水氣或腐蝕性物質(例如硫)影響。保護膜17的材料例如可選用氟素樹脂。

請參閱圖7，為本發明一實施例的發光裝置1E的截面示意圖。與圖1所示的實施例不同之處在於，發光裝置1E中發光晶片11例示為垂直型發光二極體，且進一步包括電路板16，發光晶片11設置於電路板16上並與電路板16電性連接(通過導電層22、焊墊20’、焊線21及位於發光晶片11的上表面的焊墊20)。通常垂直型發光二極體的底部具有底電極，並透過導電膠與電路板16的電路圖案接觸並電性連接，在此省略示出。

請參閱圖8至圖13，併同參閱圖7。圖8為本發明一實施例發光裝置的製造方法的流程示意圖。圖9至圖13分別為對應圖8所示實施例的步驟示意圖。發光裝置的製造方法100至少包括：步驟S1至步驟S5。

步驟S1：提供發光晶片11，發光晶片11具有發光面111，如圖9所示。

步驟S2：設置第一反射膠層12，第一反射膠層12圍繞發光晶片11的第一側表面121，如圖10所示。

步驟S3：設置黏著材料18於發光晶片11的發光面111上，如圖11所示。

步驟S4：設置透光層13於所述黏著材料18上，並對所述透光層13施加一定壓力，使黏著材料18從向四個方向擴展出，藉此形成黏著元件14。黏著元件14於發光面111上形成中央部141，並於第一反射膠層12的第一上表面122及部分的透光層13第二側表面132上形成4個延伸部142，如圖3及圖12所示。

步驟S5：設置第二反射膠層15於第一反射膠層12上，圍繞透光層13的第二側表面132並包覆延伸部142，出光面131顯露於第二反射膠層15的第二上表面151，如圖8所示，如此，即完成發光裝置的製造。在一些實施例中，可選地對第二反射膠層15的頂部進行研磨、拋光處理，使透光層13的出光面131顯露於第二反射膠層15的第二上表面151，並與第二上表面151平齊。伸言之，當例如透過模塑形成第二反射膠層15時，透光層13的部分的第二側表面132已被黏著元件14所覆蓋，因此反射膠體沒有空隙可供第二反射膠層15滲入透光層13與黏著元件14之間。延伸部142受第一上表面122的阻隔而不與第一側表面121接觸。延伸部142與第二反射膠層15之間具有介面，介面被第一上表面122阻斷(見圖13)。

特定而言，有別於一般的點膠製程，本案於步驟S3的黏著材料的膠量會刻意調整，並且配合步驟S4的壓力大小，確保黏著材料14在受擠壓後於第一上表面122上形成延伸部142。例如，在步驟S3時設置黏著材料18時，黏著材料18的位置偏離發光晶片11的發光面111的中心，再配合黏著材料18的膠量、調整施予透光層13的力道，可使黏著材料18受擠壓只從某一或某些方向延伸出。也就是說，延伸部142的擴展方向、延伸的長度、厚度及數量可通過對透光層13施加一定的壓力，使黏著材料18擴展出，形成黏著元件14，黏著元件14具有位於發光面111上的中央部141，及一個或數個位於第一反射膠層12的第一上表面122上的延伸部142。一個或數個延伸部142受第一上表面122的阻隔而不與發光晶片11的第一側表面121接觸。

依據圖8所示的實施例，還包括步驟S1’：提供電路板16，發光晶片11位於電路板16上並與電路板16電性連接，例如發光晶片11通過導電層22、焊墊20,20’及焊線21與電路板16電性連接(見圖7)。此外，在此實施例中，在執行步驟S5後，還執行步驟S6：設置保護膜17，包覆第一反射膠層12、第二反射膠層15及透光層13，即完成如圖7所示實施例。然而，本發明並無限制發光晶片11是否電性連接在電路板16上。依據一些實施例，使用者不提供電路板16，而是設置外接電極腳30(fan out)於發光晶片11的底端，如此，可在執行步驟S5或S6後，即完成如圖2所示的實施例。

[有益效果]

請再次參閱圖2及圖7，依據該等實施例，本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的發光裝置，其能通過形成第一反射膠層以及延伸部延伸到透光層的部分側表面的特徵，可避免模塑第二反射膠層時反射膠體滲入發光晶片與透光層之間，藉此提高出光效果。依據一些實施例，發光裝置的亮度(luminance)提升約18%。

本發明還提供一種發光裝置的製造方法，亦可製造出具有上述技術功效的發光裝置。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1A:發光裝置

11:發光晶片

111:發光面

12:第一反射膠層

121:第一側表面

122:第一上表面

13:透光層

131:出光面

132:第二側表面

133:接著面

14:黏著元件

141:中央部

142:延伸部

15:第二反射膠層

151:第二上表面

17:保護膜

30:電極腳

Claims (16)

1. 一種發光裝置，其包括：一發光晶片，具有一發光面；一第一反射膠層，圍繞所述發光晶片的一第一側表面；一透光層，設置於所述發光晶片的所述發光面上，並具有一出光面及第二側表面；一黏著元件，設置於所述發光晶片及所述透光層之間，其中所述黏著元件包括一中央部及至少一延伸部，所述中央部對應於所述發光面，所述延伸部與所述中央部相連並位於所述第一反射膠層的一第一上表面上，並延伸至部分所述第二側表面；以及一第二反射膠層，設置於所述第一反射膠層上，圍繞所述第二側表面並包覆所述延伸部，所述出光面顯露於所述第二反射膠層的一第二上表面，且與所述第二上表面平齊；其中，所述延伸部受所述第一上表面的阻隔而不與所述第一側表面接觸；以及其中，所述延伸部與所述第二反射膠層之間具有一介面，所述介面被所述第一上表面阻斷。
2. 如請求項1所述的發光裝置，進一步包括一電路板，所述發光晶片設置於所述電路板上並與所述電路板電性連接。
3. 如請求項1所述的發光裝置，其中所述透光層具有波長轉換物質。
4. 如請求項1所述的發光裝置，其中所述透光層面向所述發光面定義一接著面，所述接著面的面積大於、等於或小於所述發光面的面積。
5. 如請求項1所述的發光裝置，其中所述延伸部為四個。
6. 如請求項1所述的發光裝置，其中所述透光層的厚度範圍為100-300um。
7. 如請求項1所述的發光裝置，其中所述透光層的折射率範圍為1.0-2.0。
8. 如請求項1所述的發光裝置，進一步包括一保護膜，包覆所述第一反射膠層、所述第二反射膠層及所述透光層。
9. 如請求項8所述的發光裝置，其中所述保護膜的厚度範圍為10-100um。
10. 一種發光裝置的製造方法，其包括：提供一發光晶片，所述發光晶片具有一發光面；設置一第一反射膠層，所述第一反射膠層圍繞所述發光晶片的一第一側表面；設置一黏著材料於所述發光晶片的所述發光面上；設置一透光層於所述黏著材料上，並施予一壓力，使所述黏著材料從至少一方向擴展出，形成一黏著元件，所述黏著元件於所述發光面上形成一中央部及一延伸部，所述中央部對應於所述發光面，所述延伸部連接所述中央部且位於所述第一反射膠層的一第一上表面上，並延伸至部分的所述透光層的一第二側表面；以及設置一第二反射膠層於所述第一反射膠層上，圍繞所述第二側表面並包覆所述延伸部，所述透光層的一出光面顯露於所述第二反射膠層的一第二上表面；其中，所述延伸部受所述第一上表面的阻隔而不與所述第一側表面接觸；以及其中，所述延伸部與所述第二反射膠層之間具有一介面，所述介面被所述第一上表面阻斷。
11. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，進一步包括提供一電路板，所述發光晶片與所述第一反射膠層位於所述電路板上。
12. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中所述透光層具有波長轉換物質。
13. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中所述透光層面向所述發光面定義一接著面，所述接著面的面積大於、等於或小於所述發光面的面積。
14. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，其中所述延伸部為四個。
15. 如請求項10所述的發光裝置的製造方法，進一步包括設置一保護膜，包覆所述第一反射膠層、所述第二反射膠層及所述透光層。
16. 如請求項15所述的發光裝置的製造方法，其中所述保護膜的厚度範圍為10-100um。