[發明專利]具光形調整結構的發光裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201610082142.6
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN107046091B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 陳杰;王琮璽
• 申請（專利權）人: 行家光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/58
• 分類號: H01L33/58;H01L33/50;H01L33/48;H01L25/075
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭蔚

本發明是揭露一芯片級封裝發光裝置及其制造方法，該發光裝置包含覆晶式LED芯片及光形調整結構以形成單色光發光裝置，其亦可更包含設置于LED芯片上的熒光結構以形成白光發光裝置。其中，本發明所揭露的光形調整結構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，并設置于發光裝置的側部、或設置于發光裝置的上部。借此，光形調整結構可因光學散射特性而使部分光線改變其傳遞路徑，設置于發光裝置的側部時，可減少側向射出的光線，而設置于發光裝置的上部時，可減少正向射出的光線，故而可調整發光裝置的光形與發光角度。

技術領域

本發明有關一種發光裝置及其制造方法，特別關于一種具有光形調整結構的芯片級封裝發光裝置及其制造方法。

背景技術

隨著LED技術的演進，芯片級封裝（chip scale packaging，CSP）發光裝置以其明顯的優勢于近年開始受到廣大的重視。以最廣泛被使用的白光CSP發光裝置為例，如圖1A所示，先前技術所揭露的白光CSP發光裝置是由一覆晶式LED芯片71與一包覆LED芯片的熒光結構72所組成，其熒光結構72覆蓋LED芯片71的上表面與四個立面，故CSP發光裝置可從其頂面及四個側面發出光線，即由不同方向的五個面發出光線（五面發光）。

相較于傳統支架型（PLCC-type）LED，CSP發光裝置具有以下優點：(1)不需要金線及額外的支架，因此可明顯節省材料成本；(2)因省略了支架，可進一步降低LED芯片與散熱板之間的熱阻，因此在相同操作條件下將具有較低的操作溫度，或進而增加操作功率；(3)較低的操作溫度可使LED芯片具有較高的芯片量子轉換效率；(4)大幅縮小的封裝尺寸使得在設計模塊或燈具時，具有更大的設計彈性；(5)具有小發光面積，因此可縮小光展量（Etendue），使得二次光學更容易設計，亦或借此獲得高發光強度（intensity）。

CSP發光裝置具有諸多優點，然而先前技術所揭露的CSP發光裝置為五面發光，因此具有較大的發光角度，依CSP發光裝置的不同尺寸比例，其發光角度約介于140度至160度之間，遠大于傳統支架型LED的發光角度(約120度)。雖大發光角度的CSP發光裝置于部分應用具有其優勢，但較大的發光角度卻不適合于需小發光角度的光源的應用，例如，側向式背光模塊或投射燈等應用皆需采用具有小發光角度的光源以提升光線在傳遞上的能量利用效率（光源運用得光率），因此，CSP發光裝置需進一步具有較小的發光角度才能滿足此類應用需求。

雖然傳統上可于LED封裝體上制作一次光學透鏡，使光形可進一步聚集，以得到所需的小發光角度。然而，對于尺寸大幅縮小的CSP發光裝置而言，其在有限的空間內并不適合設置一次光學透鏡，此舉除了會大幅增加生產成本，亦會明顯增加CSP發光裝置的外形尺寸而失去其小尺寸的優勢。

又，如圖1B所示，其為另一種先前技術所揭露的頂面發光CSP發光裝置，可提供較小的發光角度。該CSP發光裝置是由一覆晶式LED芯片71、一熒光結構72及一反射結構73所構成，熒光結構72覆蓋LED芯片71的上表面，而反射結構73包覆該LED芯片71的四個立面，在這樣的結構下，CSP發光裝置僅能從其頂面發出光線（頂面發光），因此整體上可具有較小的發光角度，其發光角度介于120度至130度之間。然而，如圖1C所示，該頂面發光CSP發光裝置的反射結構73是由高濃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濃度需大于30%，以達到將光線反射的效用，但部分光子（例如路徑P）會于反射結構73內過度損耗（dissipation），例如光子于反射結構73內P’（光子路徑終點）處被吸收，故導致了其因光子損耗而使封裝體發光效率下降；又，于制作上，需要另一道制程將反射材料覆蓋LED芯片的四個立面，這使制程變得更為復雜；若需進一步使用精密模具（mold）以更準確地控制反射結構的制程時，亦會明顯增加生產成本。