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CN113658943A - 发光装置及其制作方法 - Google Patents

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CN113658943A
CN113658943A CN202110799194.6A CN202110799194A CN113658943A CN 113658943 A CN113658943 A CN 113658943A CN 202110799194 A CN202110799194 A CN 202110799194A CN 113658943 A CN113658943 A CN 113658943A
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CN
China
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light
emitting unit
light emitting
adhesive layer
emitting device
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CN202110799194.6A
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张瑞贤
廖本瑜
韩政男
谢明勋
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Epistar Corp
Original Assignee
Epistar Corp
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Publication date
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Abstract

本发明公开一种发光装置及其制作方法，发光装置包含一包含一表面的第一支撑结构，与多个位于表面上的发光单元、每一发光单元具有一侧壁、一底端与位于底端的一第一电极垫及一第二电极垫，以及一位于第一支撑结构上的第一粘着层，其中第一粘着层围绕侧壁且未直接接触底端。其中，第一支撑结构还包含多个孔洞位于对应第一电极垫与第二电极垫的位置。

Description

发光装置及其制作方法
本申请是中国发明专利申请(申请号：201310684294.X，申请日：2013年12月13日，发明名称：发光装置及其制作方法)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光装置，尤其是涉及一种包含具有孔洞的支撑结构的发光装置。
背景技术
从白炽灯以来，发光二极管(Light-emitting diode；LED)因为兼具节能、绿色环保、寿命长、体积小等诸多优点而在各种照明应用上逐渐取代传统照明灯具，也因此衍伸出各种不同的发光装置，分别包含单个芯片(chip)或者多个芯片作为发光源。
以多个芯片作为发光源的相关技术中，有利用蓝光芯片与红光芯片作为光源搭配荧光粉以混合出白光的白光发光二极管(White Light-emitting Diode；WLED)，在这样的结构下不论荧光粉是附着在芯片上(local)或者远离芯片(remote)，由于发光装置内部空间狭小，各个芯片发出的光以及荧光粉受激发出的光会再次经过荧光粉，使得发光装置发出的光波长偏离原先预期的波长范围。抑或是发光装置内相近的光源，同样受限于发光装置内空间狭小的因素，造成光源之间彼此干扰而影响了原先的光场设计。为了解决这个问题，无论是增加发光装置内部空间、改变芯片放置位置或在发光装置内增加导光装置(light guide)，对于成本或者发光装置的大小都有一定的影响。
除此之外，多芯片发光装置另一个常见的问题是制造流程往往过于复杂。如前所述，为了在狭小的空间内要放置多个芯片，需要同时考虑芯片配置带来的散热、光场影响以及电控设计等问题。因此如何改善多个芯片作为发光装置时，空间狭小与复杂制造流程所带来的光场变动与成本问题成为一个重要的课题。
发明内容
为达上述目的，本发明提出一发光装置，包含：一包含一表面的第一支撑结构、多个位于表面之上的发光单元，并且每一发光单元具有一侧壁、一底端与位于底端的一第一电极垫及一第二电极垫、及一位于第一支撑结构之上的第一粘着层，并且第一粘着层围绕侧壁且未直接接触底端。其中，第一支撑结构还包含多个孔洞位于对应第一电极垫与第二电极垫的位置。
本发明提出一形成发光装置的方法，包含：提供一包含第一表面与第二表面的基板、形成多个连接第一表面与第二表面的孔洞、形成一第一粘着层于第二表面之上、形成一电路结构于第一表面之上、形成多个发光单元于第二表面之上，其中每一发光单元包含一底端与形成于底端上的一第一电极垫及一第二电极垫、以及形成一第二粘着层于多个发光单元之上。其中，第一电极垫与第二电极垫的位置对应多个孔洞。
附图说明
图式用以促进对本发明的理解，是本说明书的一部分。图式的实施例配合实施方式的说明以解释本发明的原理。
图1是本发明的实施例的剖视图；
图2a～图2b是本发明的实施例的剖视图；
图3a～图3d是本发明的实施例的制作流程的示意图；
图4a～图4d是本发明的实施例的制作流程的示意图。
符号说明
发光装置:100
第一支撑结构:10
第二支撑结构:18
第一表面:12
第二表面:14
孔洞:16
第一发光单元:2
第二发光单元:4
电极垫:280、282、480、482
导电结构:20、22、40、42
侧壁:24、44
底端:26、46
第一粘着层60
第一粘着层62
区域:I、II、III
反射层:82、84
具体实施方式
图1是依据本发明的第一实施例的剖视图，发光装置100包含一第一支撑结构10，其中第一支撑结构10具有第一表面12、第二表面14以及多个从第一表面12延伸到第二表面14的孔洞16。在第一表面12上则具有第一发光单元2与第二发光单元4，其中第一发光单元2包含了两个电极垫280与282位于底端26各自与导电结构20与22连接，其中导电结构20与22经由孔洞16由第一表面12延伸到第二表面14。同样地，第二发光单元4也包含了两个电极垫480与482位于底端46各自与导电结构40与42连接，导电结构40与42也经由孔洞16由第一表面12延伸到第二表面14。并且，第一发光单元2与第二发光单元4可以发出具有相同、相异或相近主波长的非同调性光。本实施例中，第一支撑结构10上的多个孔洞16与第一支撑结构10上的发光单元其电极垫位置对应。第一发光单元2与第二发光单元4各自具有一侧壁24与44，并且侧壁24与44被第一粘着层60所覆盖，但第一粘着层60并未覆盖第一发光单元2的底端26或是第二发光单元4的底端46，而是覆盖侧壁22与24以及第一发光单元2与第二发光单元4相对于底端24、46的另一侧，同时第一粘着层60并未接触到电极垫280、282、480、482。而多个孔洞16内除了具有导电结构20、22、40、42之外，还可以在导电结构与第一支撑结构10之间具有中间层(未绘示于图中)，以增加导电结构与第一支撑结构之间的附着力。其中，导电结构用以与外部控制电路电连结，因此在一实施例中第一发光单元2与第二发光单元4可以由外部控制电路分开控制发光的状态。在一实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4的最近距离，也就是两个相邻的发光单元各自的侧壁24与44之间的最短距离，约为10mm以下，例如1mm、3mm或7mm；而在另一实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4的最近距离约为1mm以下，例如0.5mm、0.3mm或0.1mm，可以依据应用的目的不同改变距离。
参考图2a～图2b，发光装置102可以大致区分出三个区域。如第2a所示，在这个实施例中，第一发光单元2位于区域I之上以及第二发光单元4位于区域II之上，而位于两个区域之间的区域III上则不被发光单元所覆盖。在侧壁24与第一粘着层60之间存在有第一反射层82，并且在侧壁44与第一粘着层60之间存在有第二反射层84。在这个实施例中，第一粘着层60、第一反射层82与第二反射层84在区域III不相连。在别的实施例中，第一反射层82与第二反射层84于区域III相连，且第一粘着层60从区域I与区域II经过区域III相连。或者在某些实施例中，第一反射层82与第二反射层84在区域III内相连，但是两个区域内的第一粘着层60并不相连，使部分的第一反射层82与部分的第二反射层84并未被第一粘着层60所覆盖。在别的实施例中，区域III内第一反射层82与第二反射层84不相连，但是两个区域内的第一粘着层60在区域III的范围内相连，亦即发光装置102中，存在一部分区域中第一粘着层60与第一支撑结构10的第一表面12直接接触，并且没有第一反射层82或第二反射层84位于粘着层与支撑结构的第一表面12之间。第一反射层82与第二反射层84分别改变第一发光单元2与第二发光单元4的光行进路线，使得两个发光单元所发出的光不会互相影响。参考图2b，在这个实施例中，发光装置104仅区域I内的第一发光单元2被第一粘着层60所覆盖，第一粘着层60没有同时覆盖区域I、II与III。也可以是仅有第二发光单元4被第一粘着层60所覆盖，亦即第一粘着层60仅覆盖区域II。并且第一反射层82与第二反射层84也可以选择性地相连，并在相连的部分依然不被第一粘着层60所覆盖。在图2a的实施例中，两个发光单元发出的光线受到反射层82、84的影响，使得光线经过第一粘着层60朝远离第一支撑结构10的方向行进；图2b的实施例中，光线同样往远离第一支撑结构10的方向前进，但仅有第一发光单元2发出的光线会经过第一粘着层60。在其他实施例中，如果第一支撑结构10相对于第一发光单元2或第二发光单元4所发出的光线为透明，光线也会往第一支撑结构10的方向前进。
在其他实施例中，发光装置100、102与104被第一粘着层60所覆盖，而第一粘着层60可以包含有波长转换材料，通过波长转换材料改变发光单元所发出的光，达到混光的效果。此外，可以选择性的加入增亮剂，例如二氧化钛(TiO2)，以增加发光装置的出光量。第一粘着层60所覆盖的范围，即波长转换材料所在的范围，可以覆盖第一支撑结构10的整个第一表面12如图1所示；或者是覆盖于第一发光单元2与第二发光单元4之上，并延伸到第一反射层82与第二反射层84之上，但并不覆盖整个第一表面12，亦即至少有一个区域不被第一粘着层60所覆盖如图2a所示；抑或是第一粘着层60仅覆盖第一发光单元2并延伸到第一反射层82之上，但第二发光单元4并不被第一粘着层60所覆盖，如图2b所示。在其他实施例中，粘着层所包含的波长转换材料可以相同或者相异，亦即所包含的波长转换材料，例如荧光粉，随着所覆盖的发光单元不同而有不同。以图2a为例，位于第一发光单元2之上的第一粘着层60包含第一荧光粉，而位于第二发光单元4之上的第二粘着层60则包含第二荧光粉，使得发光装置102中具有两种荧光粉可受激发发出相同、相异或相近颜色的光。例如第一发光单元2为蓝光芯片，而第二发光单元4为UV光芯片，并在第一发光单元2上覆盖的第一粘着层60含有吸收蓝光以发出红光的荧光粉，而第二发光单元4上覆盖的第一粘着层60则包含有吸收UV光以发出红光的荧光粉，使发光装置102发出白光。以图2b为例，仅有第一发光单元2与第二发光单元4其中之一被第一粘着层60所覆盖，亦即仅有一个发光单元用来激发荧光粉；例如第一发光单元2为蓝光芯片并覆盖有发出红光的荧光粉，而第二发光单元4则可以为了光学特性，例如热态时的色温稳定或光强度，而选择使用红光芯片，使发光装置104可以发出白光。在其他实施例中，还可以在第一支撑结构10上设置有多个发光单元，并且这多个发光单元包含一第一群组与一第二群组，其中第一群组所包含的发光单元被包含着第一波长转换材料的第一粘着层所覆盖，而第二群组所包含的发光单元则可以选择性地被第一波长转换材料所覆盖。更具体地说，可以在第一支撑结构60上形成多个蓝光芯片作为发光单元，其中第一群组的蓝光芯片被红光荧光粉(第一波长转换材料)所覆盖，第二群组的蓝光芯片被绿光荧光粉(第二波长转换材料)所覆盖，此时第一群组与第二群组所发出的光便可以混出白光。或者还有其他不属于第一群组与第二群组的蓝光芯片不被荧光粉所覆盖而可以独立提供蓝光，因此发光装置上可以独立地提供红光、蓝光、绿光，或是混合成的白光，并且通过个别调整红光、蓝光及绿光而提供更大的色域范围。相对的，在其他实施例中覆盖在发光单元上的也可以是不含荧光粉的粘着层，例如多个发光单元中包含有蓝光芯片与红光芯片，也同样能混光为白光。
图3a～图3d是依据本发明的实施例的制作流程，首先提供第一支撑结构10与第二粘着层62，接着形成多个孔洞16贯穿第一支撑结构10的第一表面12与第二表面14以及第二粘着层62，如图3a所示。完成孔洞16后，接着如图3b所示填入金属等导电材料以形成导电结构20、22、40与42。而在其他实施例中，还可以先在孔洞16内侧通过镀膜的方式覆盖一层填充材料(未绘示于图中)，例如树脂，由此让孔洞16内壁更为平整，后续填入金属时可以得到较佳的致密性；当第一支撑结构10为导电材料时，便选择绝缘性质的填充材料，而当第一支撑结构10为绝缘材料时，则可以选择导电性或者绝缘性的填充材料。导电结构20、22、40与42不仅填入孔洞16内，还在第二表面14上延伸以电连结后续要设置的发光单元与外部电路(未绘示于图中)。参考图3c，形成第二支撑结构18于第二粘着层62之上，接着移除部分第二支撑结构18以利放置第一发光单元2与第二发光单元4，使得发光单元通过第二粘着层62与第一支撑结构10与第二支撑结构18相结合。导电结构20、22、40、42分别与位于第一发光单元2底端26的电极垫280、282以及位于第二发光单元4底端46的电极垫480、482电连接。在其他实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4不具有电极垫，此时导电结构电连接到第一发光单元2与第二发光单元4位于底端26与46的导电区域，并通过导电结构与位于第二表面14的电路结构(未绘示于图中)电连接，以控制多个发光单元分别或者同时发出具有相同、相异或相近主波长的非同调性光。参考图3d，接着在第一发光单元2与第二发光单元4上覆盖第一粘着层60以形成发光装置200，其中第一粘着层60还填入第二支撑结构18与发光单元之间的空隙内，使第一粘着层60分别覆盖第一发光单元2的侧壁24与第二发光单元4的侧壁44。在本实施例中，第二支撑结构18的材料可以与第一支撑结构10的材料相同或者相异，并且第二支撑结构18可以避免第一发光单元2的光与第二发光单元4的光相互干扰，而得到较好的光场分布。如果第一粘着层60包含波长转换材料(例如荧光粉)，第二支撑结构18可以使荧光粉被第一发光单元2发出的光所激发出的光线不被位于侧壁44的荧光粉吸收，也不被发光单元4所吸收，因而可以避免降低发光效率。
图4a～图4d是依据本发明一实施例的制作流程，首先提供第一支撑结构10与第二粘着层62，接着形成多个孔洞16贯穿第一支撑结构10，孔洞16穿过第一表面12与第二表面14后，接着贯穿第二粘着层62，如图4a所示。其中第二粘着层62并未覆盖整个第一表面12，而是仅覆盖第一表面12的部分区域，因此贯穿第二粘着层62的孔洞16也仅位在有覆盖第二粘着层62的区域。接着如图4b所示，填入金属等导电材料以形成导电结构20、22、40与42；而在其他实施例中，还可以先在孔洞16内侧通过镀膜的方式覆盖一层填充材料(未绘示于图中)，例如树脂，由此让孔洞16内壁更为平整，后续填入金属时可以得到较佳的致密性。导电结构20、22、40与42不仅填入孔洞16内，还在第二表面14上延伸以电连结发光单元与外部电路。参考图4c，两个发光单元分别通过位于各自的底端26、46与第一支撑结构10之间的第二粘着层62与第一支撑结构10结合，并且各自位于两个发光单元与第一支撑结构10之间的第二粘着层62彼此之间不相连。接着在第一发光单元2的侧壁24覆盖反射层82，以及在第二发光单元4的侧壁44覆盖反射层84，并且两个反射层彼此之间不直接接触。而导电结构20、22、40、42分别与位于底端26的电极垫280、282以及而位于底端46的电极垫480、482电连接，并且发光单元的电极垫的所在位置对应多个孔洞所在的位置。在其他实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4不具有电极垫，此时导电结构则电连接到第一发光单元2与第二发光单元4位于底端26与46的导电区域，并通过导电结构与位于第二表面14的电路结构(未绘示于图中)电连接，由此控制多个发光单元分别或者同时发出具有相同、相异或相近主波长的非同调性光。参考图4d，接着在第一发光单元2与第二发光单元4上覆盖第一粘着层60以形成发光装置300，并且第一发光单元2上的第一粘着层60与第二发光单元4上的第一粘着层60彼此不相连。在本实施例中，附着于各发光单元的第一粘着层以及反射层彼此之间不相连；而在别的实施例中，则可以选择性地让附着于各发光单元上的第一粘着层与反射层同时或各自与附着于其他发光单元的第一粘着层与反射层相连。因此，在一实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4的反射层彼此相连结，但是第一粘着层则不相连，但在别的实施例中，第一发光单元2与第二发光单元4的反射层与粘着层则都彼此相连结。别的实施例中，第一支撑结构上有多个发光单元，部分多个发光单元之间的第一粘着层与反射层彼此不相连，另一部分多个发光单元之间的第一粘着层与反射层仅有其中一层相连结。发光装置上多个发光单元上的第一粘着层与反射层，可以全部同时相连或同时分开，或是仅有其中一层相连或分开，也可以是部分发光单元上的第一粘着层与反射层相连，而部分发光单元上的第一粘着层与反射层分开。在本实施例中，反射层可以避免第一发光单元2的光与第二发光单元4的光相互干扰，而可以得到较好的光场分布。而在第一粘着层60包含波长转换材料(例如荧光粉)时，可以避免荧光粉被一发光单元发出的光线所激发出的光被位于另外一个发光单元上的荧光粉所吸收，或是被另外一个发光单元彼此吸收所发出的光，而造成发光效率降低的情况。
参考图3d中的发光装置200与图4d中的发光装置300，通过结合图3a-3d与图4a-4d中关于制作方法的各项特征以完成不同的发光装置。例如图3c中所示，在结合第二支撑结构18与第一支撑结构10之后，先在发光单元与第二支撑结构18之间形成反射层，接着再如图3d中的步骤覆盖第一粘着层60并将第一粘着层60填入第二支撑结构18之间的空隙，在这实施例中第一粘着层60可以是介于发光单元与反射层之间，或是介于反射层与第二支撑结构18之间。或例如图4c中所示，发光单元与反射层可以先设置于第二支撑结构18的空隙内之后，再与第一支撑结构10连结，此时第二粘着层62依然覆盖第一表面12的部分区域上。除此之外还可以在发光装置上覆盖一光学元件，例如具有反射材料的光学元件，以改变光场分布。
在上述的实施例中，第一支撑结构10与第二支撑结构18的厚度可以是60μm，或是介于100～200μm之间，视孔洞16的制造方式、密度以及所需要的支撑强度而调整。穿过第一支撑结构10的孔洞16的制造方式可以通过物理或化学的方式，例如用物理性的钻孔、激光或者干蚀刻等方式移除部分支撑结构以形成贯通的孔洞16，或是用化学性的湿蚀刻以达到同样的效果。本发明实施例中的支撑结构可以是有机材质，例如酚醛树酯、玻璃纤维、环氧树脂、聚酰亚胺或双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂(BT)，或者是无机材质，例如铝或者陶瓷材料。在本实施例中，还可以选择玻璃转化温度(Tg)大于200℃的材料，避免于孔洞内填入填充材料或形成导电结构时的高温造成第一支撑结构脆化而损坏，像是玻璃转化温度介于255℃到330℃之间的双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂(BT)；或是具有高耐热性，例如可在150℃的温度进行制作工艺而不变形或损坏的材料，或选择在160、200或230℃等更高的温度下可以进行制造流程的材料。还可以选择具有抗湿性以及低介电常数的材料作为支撑结构，使发光装置更不容易受到外在环境影响，而增加耐用程度。实施例中的粘着层可以用涂布、点胶或射出成膜的方式覆盖在支撑结构表面上的部分或全部范围。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟于此项技术的人士均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化。因此本发明的权利保护范围如上述的权利要求所列。

Claims (10)

1.一种发光装置，包含：
第一支撑结构，包含第一表面、相对于该第一表面的第二表面，以及多个孔洞；
第一发光单元与第二发光单元，位于该第一表面上，其中，该第一发光单元具有上表面、侧壁、底表面、第一电极垫位于该底表面、以及第二电极垫位于该底表面；
第二支撑结构具有最上表面，位于该第一表面上围绕该第一发光单元与该第二发光单元，其中该第二支撑结构可以避免该第一发光单元的光与该第二发光单元的光相互干扰；以及
粘着层，位于该第一表面上，直接覆盖该侧壁。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，该粘着层包含第一部分，该第一部分包含第一波长转换材料并覆盖该第一发光单元。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，该孔洞自该第一表面贯穿到该第二表面。
4.如权利要求1所述的发光装置，还包含导电结构位于该多个孔洞之中。
5.如权利要求1所述的发光装置，其中，该第一发光单元与该第二发光单元发出相异波长的光。
6.如权利要求1所述的发光装置，其中，该粘着层连续地覆盖该第一发光单元与该第二发光单元。
7.如权利要求1所述的发光装置，其中，该粘着层覆盖该第二支撑结构、该第一发光单元、与该第二发光单元。
8.如权利要求1所述的发光装置，其中，该最上表面的宽度比该第一发光单元与该第二发光单元宽。
9.如权利要求1所述的发光装置，其中，该第一发光单元与该第二发光单元运作时均会发出蓝光。
10.如权利要求1所述的发光装置，其中，该第二支撑结构未覆盖该上表面。
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