發(fā)光元件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種發(fā)光元件及其制作方法。發(fā)光元件包含一發(fā)出第一光線的半導(dǎo)體發(fā)光疊層，以及形成于半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置吸收第一光線后發(fā)出第二光線與第三光線，并與第一光線混成白光。
【專利說明】發(fā)光元件及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，包含有半導(dǎo)體發(fā)光疊層與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置以發(fā)出白光。

【背景技術(shù)】
[0002]從白熾燈以來,發(fā)光二極管(Light-emitting d1de ；LED)因?yàn)榧婢吖?jié)能、綠色環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)而在各種照明應(yīng)用上逐漸取代傳統(tǒng)照明燈具，而其中又以能發(fā)出白光的LED為各企業(yè)爭(zhēng)相發(fā)展的重點(diǎn)。
[0003]相關(guān)的照明技術(shù)中，有以藍(lán)光芯片與紅光芯片作為光源搭配突光粉激發(fā)出黃光或者綠光混合成白光的白光發(fā)光二極管(White Light-emitting D1de ;WLED)，或是以藍(lán)光芯片作為光源搭配突光粉后激發(fā)出黃光或者綠光以混合成白光而形成的白光發(fā)光二極管。兩者之間在色溫與價(jià)格上有所差異，但同樣要面對(duì)熒光粉涂布的問題。在為了追求高演色性、高輸出效率與色彩均勻等特性的前提下，各種不同的涂布方式已被運(yùn)用來增加白光LED放光的色均勻度或是增進(jìn)LED的光輸出。
[0004]在各種不同的涂布方式中，若將兩種以上不同波長(zhǎng)熒光粉混合涂布，則要面臨長(zhǎng)波長(zhǎng)熒光粉易吸收短波長(zhǎng)熒光粉層所放出之光的再吸收作用，這也成為降低白光發(fā)光效率的原因之一。
[0005]而上述具有熒光粉的發(fā)光二極管更可以進(jìn)一步地與其他元件組合連接以形成一發(fā)光裝置(light-emitting apparatus);其中，發(fā)光裝置包含一具有至少一電路的次載體(sub-mount);至少一焊料(solder)位于上述次載體上,通過此焊料將上述發(fā)光元件粘結(jié)固定于次載體上并使發(fā)光元件的基板與次載體上的電路形成電連接；以及，一電連接結(jié)構(gòu)，以電連接發(fā)光元件的電極與次載體上的電路；其中，上述的次載體可以是導(dǎo)線架(leadframe)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate),以方便發(fā)光裝置的電路規(guī)劃并提高其散熱效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一發(fā)光元件，包含發(fā)出第一光線的半導(dǎo)體發(fā)光疊層，其中第一光線具有第一色度座標(biāo)；形成于半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，吸收第一光線并發(fā)出第二光線；形成于第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置之上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，吸收第一光線并發(fā)出第三光線。其中，第二光線與第一光線混合后形成具有第二色度座標(biāo)的第四光線，并且第二色度座標(biāo)位于第一色度座標(biāo)的右上方，而第四光線與第三光線混合后形成具有第三色度座標(biāo)的第五光線，并且第三色度座標(biāo)位于第二色度座標(biāo)的右上方。
[0007]本發(fā)明公開一種發(fā)光元件的制造方法，包含提供發(fā)出第一光線的半導(dǎo)體發(fā)光疊層，其中第一光線具有第一色度座標(biāo)；形成第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置于半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上，其中第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置吸收第一光線并發(fā)出第二光線；以及形成第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置于第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置之上，其中第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置吸收第一光線并發(fā)出第三光線；其中，第二光線與第一光線混合后形成一具有第二色度座標(biāo)的第四光線，而第二色度座標(biāo)位于第一色度座標(biāo)的右上方，并且第四光線與第三光線混合后形成具有一第三色度座標(biāo)的第五光線，并且第三色度座標(biāo)位于第二色度座標(biāo)的右上方。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1a-圖1b為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光元件示意圖；
[0009]圖2a-圖2c為對(duì)應(yīng)本發(fā)明的一實(shí)施例的色度座標(biāo)圖；
[0010]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光元件示意圖。
[0011]符號(hào)說明
[0012]2:基板；
[0013]4:LED 芯片；
[0014]5:波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置；
[0015]6:第一光學(xué)單兀；
[0016]8:發(fā)光兀件；
[0017]15:波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；
[0018]16:第二光學(xué)單元；
[0019]52:第一熒光粉；
[0020]54:第二熒光粉；
[0021]Al?A8:色度座標(biāo)；
[0022]BI?B8:色度座標(biāo)；
[0023]Cl?C8:色度座標(biāo)；
[0024]Dl?D8:色度座標(biāo)；
[0025]LI ?L8:曲線；
[0026]Rl ?R8:區(qū)域；
[0027]YGl ?YG2、REDl ?RED2:斜線

【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1a為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所公開的一發(fā)光兀件,發(fā)光兀件8由LED芯片4形成于基板2之上，以及一個(gè)第一光學(xué)單元6覆蓋于LED芯片4與基板2之上所組成。其中，基板2可以包含有電路形成于其上與LED芯片4電性連結(jié)?；蛘?，選擇具有良好的導(dǎo)熱性的材料作為基板，例如金屬或是陶瓷等導(dǎo)熱系數(shù)大于30(W/m°C )的材料，使基板2可以具有良好的導(dǎo)熱性，用以提供LED芯片4散熱路徑。第一光學(xué)單元6則是由相對(duì)于LED芯片4與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置5所發(fā)出的光為透明的材料所組成，例如是透鏡，而可以具有不同的形狀來改變發(fā)光元件8發(fā)出的光場(chǎng)。在LED芯片4與第一光學(xué)單元6之間更包含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置5，用以轉(zhuǎn)換LED芯片4所發(fā)出的光波長(zhǎng)，使被轉(zhuǎn)換過的光與LED芯片4所發(fā)出的光混合成為白光，其中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置5包含至少一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，例如熒光粉。
[0029]圖1b為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所公開的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置5與LED芯片4的示意圖，LED芯片4位于基板2上并由第一熒光粉52與第二熒光粉54所組成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置覆蓋。第一熒光粉52吸收LED芯片4發(fā)出的第一光線發(fā)出第二光線，而第二熒光粉54吸收LED芯片4發(fā)出的第一光線發(fā)出第三光線。第二光線的波長(zhǎng)大于第三光線的波長(zhǎng)，并且第三光線的波長(zhǎng)也大于第一光線的波長(zhǎng)。在一實(shí)施例中，第一光線的主波長(zhǎng)范圍落在藍(lán)光波長(zhǎng)范圍、第二光線的主波長(zhǎng)范圍落在紅光波長(zhǎng)范圍而第三光線的主波長(zhǎng)范圍落在綠光波長(zhǎng)范圍或黃光波長(zhǎng)范圍；更具體而言，第一光線具有一主波長(zhǎng)介于450-490nm之間，而第二光線與第三光線各自具有一主波長(zhǎng)分別介于620-650nm之間與500_570nm之間。
[0030]參考圖1b中依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施例，制作方法包含下列步驟:
[0031]1.先分別秤取第一熒光粉52與第二熒光粉54，將兩種熒光粉分別與適量膠體混合形成第一混合物與第二混合物；
[0032]2.上述第一混合物與第二混合物經(jīng)適度攪拌使熒光粉在膠體內(nèi)均勻分散之后，將混有第一突光粉52的第一混合物覆蓋于LED芯片4上；
[0033]3.烘烤覆蓋有第一混合物的LED芯片4，使得覆蓋在LED芯片4上的第一混合物固著于LED芯片4之后，再將混有第二熒光粉54的第二混合物覆蓋在第一混合物上；
[0034]4.烘烤覆蓋有第二混合物的LED芯片4，使得第二混合物固著于LED芯片4。
[0035]上述步驟中，膠體為相對(duì)于LED芯片4發(fā)出的光為透明的材料，使得光線盡量不要被膠體所吸收，而被第一突光粉52與第二突光粉54所吸收以產(chǎn)生第二光線與第三光線。上述步驟中，覆蓋第一混合物與第二混合物的步驟可以是一次或者多次的步驟，亦即在LED芯片4上覆蓋多層第一混合物或是多層第二混合物。在一實(shí)施例中，膠體的材料可以是硅膠與正庚烷的混合物。而上述的第一混合物與第二混合物通過覆蓋的方式形成于LED芯片4上，使得混合物內(nèi)所包含的第一熒光粉52與第二熒光粉54可以是均勻分布在LED芯片4的周圍，也可以較密集的覆蓋在LED芯片4上的一部分表面而造成相對(duì)于LED芯片4表面上的其他部分具有較高密度的熒光粉，其中第一混合物與第二混合物的涂布方式包括了噴涂與點(diǎn)膠。在本實(shí)施例中，第一熒光粉52為紅光熒光粉而第二熒光粉54為黃綠光熒光粉，亦即第一突光粉52吸收入射光之后會(huì)發(fā)出為紅光的第二光線,而第二突光粉54吸收入射光之后則是發(fā)出為黃綠光的第三光線。具體而言，在本實(shí)施例中第一突光粉52為(SrCa)AlSiN3 = Eu,第二熒光粉54為YAG:Ce。經(jīng)由上述步驟之后，LED芯片4發(fā)出的光與第一熒光粉52受激發(fā)出的紅光與第二熒光粉54受激發(fā)出的黃綠光混合后形成一具有特定色溫或色度座標(biāo)范圍的白光。
[0036]在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了要得到具有特定色溫或色度座標(biāo)范圍的白光，首先在上述覆蓋紅光熒光粉于LED芯片4上的步驟時(shí)調(diào)整紅光熒光粉的量，使紅光熒光粉發(fā)出的第二光線與LED芯片4的第一光線混合形成一具有一第二色度座標(biāo)的第四光線，其中第二色度座標(biāo)位于第一色度座標(biāo)的右上方，并使得第二色度座標(biāo)落在一特定的范圍內(nèi)。其中，為了調(diào)整覆蓋在LED芯片4上的紅光熒光粉的量使第二色度座標(biāo)落在一特定的范圍內(nèi)，因而覆蓋具有紅光熒光粉的混合物的步驟可以為一次性步驟或者多次性的步驟以調(diào)整覆蓋在LED芯片4上的紅光熒光粉的量。接著被覆蓋到LED芯片4的黃綠光熒光粉，吸收LED芯片4的第一光線之后發(fā)出的第三光線將與第四光線混合形成一具有一第三色度座標(biāo)的第五光線，其中第三色度座標(biāo)位于第二色度座標(biāo)的右上方，并且第三色度座標(biāo)落在一特定的范圍內(nèi)，而在本實(shí)施例中，第五光線即為白光。相同地，為了使第三色度座標(biāo)落在一特定的范圍內(nèi)，因此覆蓋具有黃綠光熒光粉的混合物的步驟可以為一次性步驟或者多次性的步驟，并且要根據(jù)第二色度座標(biāo)與第三色度座標(biāo)之間的關(guān)系，選擇受到激發(fā)后能發(fā)出適當(dāng)?shù)狞S綠光波長(zhǎng)的黃綠光熒光粉，并接著調(diào)整覆蓋到LED芯片4上的黃綠光熒光粉的量使第三色度座標(biāo)能落在預(yù)定的范圍內(nèi)。
[0037]綜上所述，在本發(fā)明中先調(diào)整兩種不同波長(zhǎng)熒光粉中的長(zhǎng)波長(zhǎng)者覆蓋在LED芯片上的熒光粉量，使得熒光粉受激后發(fā)出的光線與LED芯片發(fā)出的光混合成的光線落在一特定范圍的色度座標(biāo)內(nèi)之后，再覆蓋兩種熒光粉中的短波長(zhǎng)者，使得兩種熒光粉受激發(fā)后發(fā)出的短波長(zhǎng)的光線、長(zhǎng)波長(zhǎng)的光線與LED芯片發(fā)出的光混合成的光落在一特定范圍的色度座標(biāo)內(nèi)，亦即落在預(yù)先設(shè)定的色度座標(biāo)內(nèi)。通過先覆蓋長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光粉再覆蓋短波長(zhǎng)的熒光粉的方式，可以避免短波長(zhǎng)的熒光粉受激發(fā)出的光線又被長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光粉所吸收，因此可以提升發(fā)光元件的發(fā)光效率。而且因?yàn)闇p少了短波長(zhǎng)光再次被長(zhǎng)波長(zhǎng)的光所吸收的情況，熒光粉的使用量也可以減少。本發(fā)明中的覆蓋方式包含利用分層覆蓋的方式，通過多次的覆蓋步驟可達(dá)到降低熒光粉用量的效果，因此除了提升發(fā)光二極管亮度外更可以節(jié)省成本。上述的步驟中，在得到第二色度座標(biāo)后，第二次涂布熒光粉之前先估算出第三色度座標(biāo)與第二色度座標(biāo)之間的斜率差異，接著以適合的黃綠光熒光粉利用一次或多次的涂布步驟覆蓋到LED芯片之上，因此可以較為精確地達(dá)到第五光線的第三色度座標(biāo)。
[0038]圖2a顯不應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施例,突光粉受LED芯片激發(fā)出的光的色座標(biāo)圖。在本實(shí)施例中，選擇(SrCa)AlSiN3 = Eu作為紅光熒光粉以及YAG = Ce做為黃綠光熒光粉。根據(jù)上述的步驟將熒光粉噴涂到發(fā)出波長(zhǎng)為452nm的LED芯片上。如同圖2a中所示，第一光線與第二光線的混合，即紅光與藍(lán)光混合的第四光線具有色度座標(biāo)Al?A4，而四個(gè)色度座標(biāo)的差異來自于紅光熒光粉所覆蓋在LED芯片上的量以及LED芯片所發(fā)出的第一光線的波長(zhǎng)差異。在本實(shí)施例中，紅光突光粉可以受激發(fā)出主波長(zhǎng)為625nm的紅光,而LED芯片可以發(fā)出主波長(zhǎng)為452nm的藍(lán)光。如同前述的步驟，在產(chǎn)生第四光線之后調(diào)整噴涂到LED芯片上的黃綠光熒光粉的量，使色度座標(biāo)Al?A4沿著曲線LI?L4移動(dòng)到區(qū)域Rl?R3內(nèi)，其中黃綠光熒光粉可以受激發(fā)出主波長(zhǎng)為539nm的黃綠光。而如圖2a所示，色度座標(biāo)Al?A4沿著曲線LI?L4上移動(dòng)到區(qū)域Rl?R3之間經(jīng)過色度座標(biāo)BI?B4、C1?C4與Dl?D4，這也代表在這個(gè)實(shí)施例中，是以三次噴涂黃綠光熒光粉方式使發(fā)光元件發(fā)出色座標(biāo)位于區(qū)域Rl?R3內(nèi)的白光。在本實(shí)施例中，位于區(qū)域Rl?R3內(nèi)的白光是通過先決定紅光與藍(lán)光混合的第四光線所在的色度座標(biāo)Al?A4，接著依據(jù)不同的色度座標(biāo)Al?A4分次噴涂黃綠光熒光粉而達(dá)到目標(biāo)的色度座標(biāo)區(qū)域，因此可以減少在調(diào)整色度座標(biāo)過程中使用的熒光粉量；而在別的實(shí)施例中，也可以通過圖2a以及本實(shí)施例中熒光粉的用量，再根據(jù)本發(fā)明的步驟藉分別以一次性的步驟覆蓋上述紅光熒光粉以及黃綠光熒光粉而得到本實(shí)施例中色座標(biāo)落在區(qū)域Rl?R3的白光。并且，在本實(shí)施例中具有第五色度座標(biāo)的白光，具有介于2700K?6500K的色溫。
[0039]圖2b顯不應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施例,突光粉受LED芯片激發(fā)出的光的色座標(biāo)圖。在本實(shí)施例中，選擇(SrCa)AlSiN3 = Eu作為紅光熒光粉以及YAG = Ce做為黃綠光熒光粉，將熒光粉覆蓋到發(fā)出波長(zhǎng)為452nm的LED芯片上。如同圖2b中所示，第一光線與第二光線的混合，即紅光與藍(lán)光混合的第四光線具有色度座標(biāo)Al?AS，而八個(gè)色度座標(biāo)的差異來自于紅熒光粉覆蓋在LED芯片上的量以及LED芯片所發(fā)出的第一光線的波長(zhǎng)差異。在本實(shí)施例中，紅光熒光粉可以受激發(fā)出主波長(zhǎng)為640nm的紅光，而LED芯片可以發(fā)出主波長(zhǎng)為452nm的藍(lán)光。如同前述的步驟，得到色度座標(biāo)Al?A8之后，調(diào)整覆蓋到LED芯片上的黃綠色熒光粉的量，使色度座標(biāo)Al?A8沿著曲線LI?L8移動(dòng)到區(qū)域Rl?R8內(nèi)，其中黃綠光熒光粉可以受激發(fā)出主波長(zhǎng)為539nm的黃綠光。而如圖2b所示，由于在本實(shí)施例中，是通過一次性的點(diǎn)膠方式分層涂布熒光粉，因此對(duì)色度座標(biāo)上所記錄的色度座標(biāo)變化而言，當(dāng)色度座標(biāo)Al?AS沿著曲線LI?L8上移動(dòng)到區(qū)域Rl?R8的過程中并不會(huì)出現(xiàn)如圖2a的實(shí)施例中因?yàn)槎啻螄娡繜晒夥垡栽斐缮茸鶚?biāo)的移動(dòng)而記錄到的其他色度座標(biāo)BI?B8、Cl?C8與Dl?D8，而僅有初始的色度座標(biāo)Al?A8以及最后各自所落入的區(qū)域Rl?R8。在本實(shí)施例中，位于區(qū)域Rl?R8內(nèi)的白光是通過先決定紅光與藍(lán)光混合的第四光線所在的色度座標(biāo)Al?AS，接著依據(jù)不同的色度座標(biāo)Al?AS覆蓋黃綠光熒光粉而達(dá)到目標(biāo)的色度座標(biāo)區(qū)域。并且，本實(shí)施例中的白光，具有介于2700K?6500K的色溫。
[0040]在本發(fā)明上述的實(shí)施例中，所覆蓋的熒光粉大致上為均勻覆蓋在LED芯片上，而在其他實(shí)施例中也可以根據(jù)LED芯片的相對(duì)位置，使得LED芯片上部分區(qū)域相對(duì)于其他區(qū)域覆蓋有較多的熒光粉。
[0041]圖2c顯示對(duì)應(yīng)圖2a?圖2b的實(shí)施例中，所使用的紅光熒光粉、黃綠光熒光粉與LED芯片所發(fā)出的光，在色座標(biāo)圖上的相對(duì)關(guān)系。其中，斜線REDl與斜線RED2分別代表圖2a?圖2b的實(shí)施例中所使用發(fā)出625nm與640nm的紅光熒光粉所激發(fā)出的光與藍(lán)光芯片發(fā)出的光形成的的第四光線所具有的第二色度座標(biāo)所在范圍的界線，并且兩個(gè)界線各自具有0.64與0.71的斜率。亦即，實(shí)施例中的第四光線所具有的第二色度座標(biāo)與LED芯片的第一光線所具有的第一色度座標(biāo)形成的直線，因?yàn)榧t光熒光粉的用量不同，所形成的斜線其斜率落在斜線REDl與斜線RED2形成的范圍內(nèi)。因此，第二色度座標(biāo)具有一 x座標(biāo)介于0.2108?0.4024之間以及一 y座標(biāo)介于0.0605?0.2003之間，例如x座標(biāo)可以是0.25、0.3,0.34或0.37，而y座標(biāo)可以是0.07,0.1,0.16或0.18 ;亦即，第二色度座標(biāo)大致落在一 X座標(biāo)為0.31 ±32%以及y座標(biāo)為0.14±57%所形成的范圍內(nèi)。而在其他實(shí)施例中，第二色度座標(biāo)具有一 X座標(biāo)介于0.20?0.42之間以及一 J座標(biāo)介于0.055?0.25之間，例如 X 座標(biāo)可以是 0.205,0.3,0.34,0.37 或 0.41，而 y 座標(biāo)可以是 0.058,0.16,0.18,0.21 或0.24 ;亦即，第二色度座標(biāo)大致落在一 X座標(biāo)為0.31 + 36%以及y座標(biāo)為0.15 ±68%所形成的范圍內(nèi)。
[0042]圖2c中斜線YGl與斜線YG2代表圖2a?圖2b的實(shí)施例中，第四光線的第二座標(biāo)與第五光線的第三色度座標(biāo)所形成的斜線的斜率范圍。亦即，第二座標(biāo)與第三色度座標(biāo)所形成的斜線具有一個(gè)斜率，并且這個(gè)斜率的范圍介于斜線YGl與斜線YG2的斜率之間，而在本實(shí)施例中，斜線YGl與斜線YG2各自具有1.6與0.3的斜率。實(shí)施例中的第四光線所具有的第二色度座標(biāo)根據(jù)黃綠光熒光粉的用量不同，使得最后形成的第五光線具有的第三色度座標(biāo)與第二色度座標(biāo)之間的直線斜率落在斜線YGl與斜線YG2的范圍內(nèi)。因此，第三色度座標(biāo)具有一 X座標(biāo)介于0.3028?0.4813之間以及一 y座標(biāo)介于0.3113?0.4319之間，例如X座標(biāo)可以是0.32,0.41或0.47，而y座標(biāo)可以是0.32,0.35、0.4或0.42 ;亦即，第三色度座標(biāo)大致落在一 X座標(biāo)為0.39±24%以及y座標(biāo)為0.37± 19%所形成的范圍內(nèi)。而在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二色度座標(biāo)所在范圍的面積與第三色度座標(biāo)所在范圍的面積的比值不小于1.5倍。
[0043]綜上所述，可以利用圖2c所示的熒光粉與相關(guān)色度座標(biāo)之間的關(guān)系，進(jìn)行在LED芯片上形成熒光粉的步驟以產(chǎn)生需要的白光。首先定出LED芯片所發(fā)出的第一光線所在的座標(biāo),而在本實(shí)施例中,第一光線的主波長(zhǎng)介于450-490nm之間。接著利用圖2c中的斜線REDl與斜線RED2形成的范圍推估第四光線所在的第二色度座標(biāo)，并根據(jù)所需要的第二色度座標(biāo)位置覆蓋適量的紅光熒光粉。覆蓋適量的熒光粉之后以得到一個(gè)第二色度座標(biāo)之后，再根據(jù)圖2c中斜線YGl與斜線YG2界定的范圍，根據(jù)所需要的白光所具有的第三色度座標(biāo)覆蓋適量的黃綠光熒光粉。其中，調(diào)整第二色度座標(biāo)與第三色度座標(biāo)是通過覆蓋紅光熒光粉與黃綠光熒光粉，而所覆蓋的量以及使用的熒光粉組成則視色度座標(biāo)的需求而調(diào)難
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[0044]在其他實(shí)施例中，所覆蓋的熒光粉也可以是與前述實(shí)施例不同，而是其他化學(xué)組成的突光粉；亦即前述所使用的分別是發(fā)出625nm與640nm的紅光突光粉,而在其他實(shí)施例中也可以使用發(fā)出的紅光主波長(zhǎng)介于620_650nm之間的紅光突光粉,可以是跟前述紅光熒光粉具有相同化學(xué)成分但不同組成比例的紅光熒光粉，或是包含有其他化學(xué)成分的紅光熒光粉。相同地，前述所使用的是發(fā)出主波長(zhǎng)為539nm的黃綠光熒光粉，而在別的實(shí)施例中可以使用所發(fā)出的黃綠光主波長(zhǎng)介于500-570nm之間的黃綠光熒光粉，也就是使用的黃綠光熒光粉可以是跟前述黃綠熒光粉具有相同化學(xué)成分但不同組成比例的黃綠熒光粉，或是包含有其他化學(xué)成分的黃綠熒光粉。如上所述，所覆蓋的熒光粉成分并不限定于實(shí)施例中所公開的范圍，但所覆蓋的熒光粉受激發(fā)后所發(fā)出的紅光所具有主波長(zhǎng)介于上述紅光主波長(zhǎng)^20-650nm)的范圍內(nèi)，并且發(fā)出的黃綠光所具有主波長(zhǎng)介于上述黃綠光主波長(zhǎng)(500-570nm)的范圍內(nèi)；因此，所使用的黃綠光熒光粉可以為一種或多種成分相同或不同放光波長(zhǎng)的黃綠光突光粉的混合物，而所使用的紅光突光粉可為一種或多種成分相同或不同放光波長(zhǎng)的紅光熒光粉。并且所用來混合的黃綠光熒光粉或紅光熒光粉，其各自的波長(zhǎng)都分別介于上述紅光主波長(zhǎng)(620_650nm)的范圍內(nèi)或是上述黃綠光主波長(zhǎng)(500_570nm)的范圍內(nèi)。而在別的實(shí)施例中，由于紅光熒光粉的不同，使得圖2c中的斜線REDl與RED2的斜率介于0.60?0.76之間。相同地，由于黃綠光熒光粉的不同，使得圖2c中的斜線YGl與YG2的斜率介于1.3?3.2之間。
[0045]圖3為根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的一實(shí)施例的剖視圖，發(fā)光元件10包含基板2，形成于基板2之上的LED芯片4, 一覆蓋在LED芯片4上的第一光學(xué)單兀6, —形成于第一光學(xué)單元6之上的第二光學(xué)單元16，以及介于第一光學(xué)單元6與第二光學(xué)單元16之間的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15。其中，基板2可以包含有電路與LED芯片4電性連結(jié)，使LED芯片4能經(jīng)由電路電性連結(jié)到外部電源。此外，更可以選擇具有良好導(dǎo)熱性的材料作為基板2的材料，例如金屬或是陶瓷等導(dǎo)熱系數(shù)大于30(W/m°C)的材料，用以提供LED芯片4散熱路徑。第一光學(xué)單元6是由相對(duì)于LED芯片4所發(fā)出的光為透明的材料所組成，而第二光學(xué)單元16則是由相對(duì)于LED芯片4發(fā)出的光以及經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15轉(zhuǎn)換后的光皆為透明的材料所組成。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15位于第一光學(xué)單元6之上且與第一光學(xué)單元6具有相同輪廓，用以轉(zhuǎn)換LED芯片4所發(fā)出的光成為第一光線。其中,第一光學(xué)單兀6的形狀可以是拱形、球形或半球形等形狀，使得經(jīng)由第一光學(xué)單元6的光維持一大致上為全周光的光線，接著再利用第二光學(xué)單元16加以調(diào)整為所需要的光場(chǎng)，而第二光學(xué)單元16的形狀可以依照光場(chǎng)需求選擇與第一光學(xué)單元6相同、相似或者相異的形狀，亦即相同的光經(jīng)過第一光學(xué)單元6以及第二光學(xué)單元16之后形成的光場(chǎng)可以根據(jù)需求成為相同、相似或者相異的光場(chǎng)。被轉(zhuǎn)換過的光將與LED芯片4所發(fā)出的光混合成為白光，而波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15更包含至少一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，例如熒光粉。在其他實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15更包含透明的膠體使得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料能夠均勻的散布在第一光學(xué)單元6的表面。更在別的實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15可以加入散射用的材料，例如二氧化鈦(T12),使得光經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15的時(shí)候能夠被散射由此增加各方向上的亮度。此外，經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15的第一光線具有一第一色溫及一第一光型，而經(jīng)過第二光學(xué)單元16的第二光線具有一第二色溫及一第二光型，第一色溫與第二色溫實(shí)質(zhì)上相同，而第一光型與第二光型可相同或不同。也就是從不同角度量測(cè)到的第二光型的光角度依實(shí)際需求所設(shè)計(jì)可以是大于、小于或等于第一光型的光角度。
[0046]由于在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15與LED芯片4以第一光學(xué)單兀6相隔離，因此LED芯片4操作時(shí)所產(chǎn)生的熱相較于其他將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15與LED芯片4直接接觸，在本實(shí)施例中較為不易傳導(dǎo)到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15，相對(duì)的也比較不易影響波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性，因而改善使用時(shí)因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性變動(dòng)造成所產(chǎn)生的白光色溫或色座標(biāo)偏移的情況。而第二光學(xué)單元16可以根據(jù)不同需求改變不同的形狀以改變光場(chǎng)，因此在制造上可以先組成基板2、LED芯片4、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層15以及第一第一光學(xué)單元6的組件(例如:C0B封裝，chip on board封裝)，接著根據(jù)不同的需求設(shè)置不同形狀的第二光學(xué)單元16于組件上，即可完成不同的產(chǎn)品，因此具有大量生產(chǎn)上便于組裝及應(yīng)用于多種需求的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。
[0047]以上所述的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一發(fā)光元件，包含: 半導(dǎo)體發(fā)光疊層，發(fā)出一第一光線，具有第一色度座標(biāo)； 第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，位于該半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上，吸收該第一光線并發(fā)出一第二光線；以及 第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，位于該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料之上，吸收該第一光線并發(fā)出一第三光線.其中，該第二光線與該第一光線混合后形成一具有一第二色度座標(biāo)的第四光線，其中該第二色度座標(biāo)位于該第一色度座標(biāo)的右上方，并且該第四光線與該第三光線混合后形成一具有一第三色度座標(biāo)的第五光線，并且該第三色度座標(biāo)位于該第二色度座標(biāo)的右上方。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其中該第二色度座標(biāo)落在一第一范圍為(汕土吣。/。，￠0 + (10%)，并且(￡10, 60，。0，(10) = (0.31，32，0.14，57)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中該第三色度座標(biāo)落在一第二范圍為^±6%，。土孤)，并且(￡1,13, 0, (1) = (0.39，24,0.37，19)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其中該第五光線的色溫介于27001(?6500尺。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其中該第一色度座標(biāo)與該第二色度座標(biāo)形成一第一直線，其中該第一直線的斜率介于0.6?0.76之間。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其中該第二色度座標(biāo)與該第三色度座標(biāo)形成一第二直線，并且該第二直線的斜率介于1.3?3.2之間。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件的制造方法，其中該第一光線的主波長(zhǎng)范圍落在藍(lán)光波長(zhǎng)范圍、該第二光線的主波長(zhǎng)范圍落在紅光波長(zhǎng)范圍，以及該第三光線的主波長(zhǎng)范圍落在綠光波長(zhǎng)范圍或黃光波長(zhǎng)范圍。
8.一種發(fā)光元件的制造方法，包含: 提供發(fā)出一第一光線的一半導(dǎo)體發(fā)光疊層，其中該第一光線具有第一色度座標(biāo)； 形成一第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料于該半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上，其中該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料吸收該第一光線并發(fā)出一第二光線；以及形成一第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料于該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料之上，其中該第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料吸收該第一光線并發(fā)出一第三光線； 其中，該第二光線與該第一光線混合后形成一具有一第二色度座標(biāo)的第四光線，其中該第二色度座標(biāo)位于該第一色度座標(biāo)的右上方，并且該第四光線與該第三光線混合后形成一具有一第三色度座標(biāo)的第五光線，并且該第三色度座標(biāo)位于該第二色度座標(biāo)的右上方。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件的制造方法，還包含形成多個(gè)第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層于該半導(dǎo)體發(fā)光疊層之上。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光兀件的制造方法，其中該第二色度座標(biāo)分布在一第一范圍內(nèi)，以及該第三色度座標(biāo)分布在一第二范圍內(nèi)，其中該第一范圍的面積與該第二范圍的面積比不小于1.5倍。
【文檔編號(hào)】H01L33/50GK104347783SQ201310328634
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】葉巧雯, 陳星兆, 簡(jiǎn)培倫 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司