TWM558998U - 發光裝置 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置包含基板、覆晶發光二極體晶片、橫向發光二極體晶片、導熱膠層與螢光粉層。覆晶發光二極體晶片位於基板上。橫向發光二極體晶片位於覆晶發光二極體晶片上。橫向發光二極體晶片的波長小於覆晶發光二極體晶片的波長。導熱膠層位於覆晶發光二極體晶片與橫向發光二極體晶片之間，使得橫向發光二極體晶片黏合於覆晶發光二極體晶片。螢光粉層覆蓋橫向發光二極體晶片。

Description

發光裝置

本案是有關於一種發光裝置。

在日常生活中，照明設備是不可或缺的。由於傳統鎢絲燈泡發光時需消耗大量的電能，因此近年來應用發光二極體(Light emitting diode；LED)為光源的照明設備已越來越受歡迎。LED光源與鎢絲燈泡相較，具有壽命長、耗電量低、耐震、亮度高等優點。

一般而言，以LED作為光源的發光裝置可由藍光LED晶片覆蓋黃色螢光粉製作。當藍光LED晶片發光時，藍光進入黃色螢光粉並將螢光粉激發，經混光而產生白光。然而，這樣的設計易在發射光譜(Emission spectrum)的淺藍色波長區域，產生明顯的缺陷，導致發光裝置的演色性指數難以提升。

本新型之一技術態樣為一種發光裝置。

根據本新型一實施方式，一種發光裝置包含基板、覆晶發光二極體晶片、橫向發光二極體晶片、導熱膠層與 螢光粉層。覆晶發光二極體晶片位於基板上。橫向發光二極體晶片位於覆晶發光二極體晶片上。橫向發光二極體晶片的波長小於覆晶發光二極體晶片的波長。導熱膠層位於覆晶發光二極體晶片與橫向發光二極體晶片之間，使得橫向發光二極體晶片黏合於覆晶發光二極體晶片。螢光粉層覆蓋橫向發光二極體晶片。

在本新型一實施方式中，上述橫向發光二極體晶片具有背對覆晶發光二極體晶片的頂面，且此頂面具有導電接點電性連接基板的第一導電接點。

在本新型一實施方式中，上述覆晶發光二極體晶片具有朝向基板的底面，且此底面具有導電接點電性連接基板的第二導電接點。

在本新型一實施方式中，上述第一導電接點的輸入電流大於第二導電接點的輸入電流，且第二導電接點的輸入電流與第一導電接點的輸入電流的比值介於0.1至1。

在本新型一實施方式中，上述螢光粉層延伸至基板，且圍繞橫向發光二極體晶片與覆晶發光二極體晶片。

在本新型一實施方式中，上述覆晶發光二極體晶片的寬度大致等於橫向發光二極體晶片的寬度。發光裝置更包含遮光結構。遮光結構位於基板上，且圍繞橫向發光二極體晶片、覆晶發光二極體晶片與螢光粉層。

在本新型一實施方式中，上述覆晶發光二極體晶片的寬度小於橫向發光二極體晶片的寬度。螢光粉層的一部分位於橫向發光二極體晶片與基板之間。

在本新型一實施方式中，上述橫向發光二極體晶片為波長約460nm的藍光二極體晶片，且覆晶發光二極體晶片為波長約490nm的藍光二極體晶片。

在本新型一實施方式中，上述覆晶發光二極體晶片為紅光二極體晶片。

在本新型一實施方式中，上述橫向發光二極體晶片具有朝向覆晶發光二極體晶片的底面，且包含金屬層。金屬層位於此底面上且覆蓋覆晶發光二極體晶片。金屬層具有穿孔。

在本新型一實施方式中，上述橫向發光二極體晶片具有朝向覆晶發光二極體晶片的底面，且包含濾光層。濾光層位於此底面上且覆蓋覆晶發光二極體晶片。

在本新型上述實施方式中，由於發光裝置具有位於覆晶發光二極體晶片上的橫向發光二極體晶片，且橫向發光二極體晶片的波長小於覆晶發光二極體晶片的波長，因此當覆晶發光二極體晶片與橫向發光二極體晶片發光時，螢光粉層是由兩不同波長的光線混光後激發。橫向發光二極體晶片具有補齊全光譜的功能，使得發光裝置的發射光譜(Emission spectrum)在各波長無明顯缺陷，以提升發光裝置的演色性指數(Color rendering index；CRI)。此外，因橫向發光二極體晶片是以導熱膠層直接黏合在覆晶發光二極體晶片上，可降低發光裝置的製造成本。

100、100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧發光裝置

110‧‧‧基板

112‧‧‧底面

114‧‧‧第一導電接點

116‧‧‧第二導電接點

120、120a、120b‧‧‧覆晶發光二極體晶片

122‧‧‧底面

124‧‧‧導電接點

130、130a、130b‧‧‧橫向發光二極體晶片

132‧‧‧頂面

134‧‧‧導電接點

136‧‧‧底面

137‧‧‧金屬層

138‧‧‧穿孔

139‧‧‧濾光層

140‧‧‧導熱膠層

150、150a、150b‧‧‧螢光粉層

160、160a‧‧‧遮光結構

W、W₁、W₂‧‧‧寬度

第1圖繪示根據本新型一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第2A圖繪示第1圖之發光裝置的發射光譜的示意圖。

第2B圖繪示第二導電接點的輸入電流與第一導電接點的輸入電流在不同比值的絕對強度-波長關係圖。

第3圖繪示根據本新型另一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第4圖繪示根據本新型又一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第5圖繪示根據本新型再一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第6圖繪示根據本新型一實施方式之發光裝置的剖面圖。

第7圖繪示根據本新型另一實施方式之發光裝置的剖面圖。

以下將以圖式揭露本新型之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本新型。也就是說，在本新型部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本新型一實施方式之發光裝置100的剖面圖。如圖所示，發光裝置100為發光二極體的三維 封裝結構(3D package)，其包含基板110、覆晶發光二極體(Flip-chip LED)晶片120、橫向發光二極體(Lateral LED)晶片130、導熱膠層140與螢光粉層150。覆晶發光二極體晶片120位於基板110上。橫向發光二極體晶片130位於覆晶發光二極體晶片120上。

橫向發光二極體晶片130的波長小於覆晶發光二極體晶片120的波長。舉例來說，橫向發光二極體晶片130可以為波長約460nm的藍光二極體晶片，而覆晶發光二極體晶片120可以為波長約490nm的藍光二極體晶片。在本文中，「約」或「大致」可意指製造上的誤差，例如±2%的誤差範圍。橫向發光二極體晶片130與覆晶發光二極體晶片120可以包含藍寶石基板(氧化鋁)與氮化鎵(GaN)，並包含不同比例的銦(In)，使其具有不同的波長，但並不用以限制本新型。

導熱膠層140位於覆晶發光二極體晶片120與橫向發光二極體晶片130之間，可將橫向發光二極體晶片130直接黏合於覆晶發光二極體晶片120，以降低發光裝置100的製造成本。在本實施方式中，導熱膠層140可以為透明的，以讓覆晶發光二極體晶片120的光線通過。

此外，螢光粉層150覆蓋橫向發光二極體晶片130。螢光粉層150其內具有複數個黃色螢光粉。在本實施方式中，螢光粉層150除了覆蓋橫向發光二極體晶片130的頂面132外，還延伸至基板110，且圍繞橫向發光二極體晶片130與覆晶發光二極體晶片120。

在實際應用上，發光裝置100可作為手機的閃光 燈，但並不用以限制本新型。當覆晶發光二極體晶片120與橫向發光二極體晶片130發光時，由於發光裝置100具有覆晶發光二極體晶片120與橫向發光二極體晶片130，且橫向發光二極體晶片130的波長與覆晶發光二極體晶片120的波長不同，因此螢光粉層150是由兩不同波長的光線混光後激發。在本實施方式中，波長較小的橫向發光二極體晶片130在上，波長較大的覆晶發光二極體晶片120在下，可避免光線互相干擾，影響混光。

第2A圖繪示第1圖之發光裝置100的發射光譜(Emission spectrum)的示意圖，其縱軸為光度(Watts/nm)，橫軸為波長(nm)。同時參閱第1圖與第2A圖，橫向發光二極體晶片130具有補齊全光譜的功能，使得發光裝置100的發射光譜在各波長無明顯缺陷，且同時提昇提升發光裝置100的演色性指數(Color rendering index；CRI)以及亮度。在本實施方式中，藉由橫向發光二極體晶片130的設置，能有效改善發光裝置100的發射光譜在波長460nm至540nm的區域，補齊了藍色區域至綠色區域的部分波長，避免如習知LED發光裝置在淺藍色波長區域產生明顯缺陷。

請參閱第1圖，橫向發光二極體晶片130具有背對覆晶發光二極體晶片120的頂面132，且橫向發光二極體晶片130的頂面132具有導電接點134。導電接點134可透過打線製程電性連接位在基板110底面112的第一導電接點114。此外，覆晶發光二極體晶片120具有朝向基板110的底面122，且覆晶發光二極體晶片120的底面122具有導電接點124。導電接點 124可電性連接位在基板110底面112的第二導電接點116。雖然橫向發光二極體晶片130的導電接點134與覆晶發光二極體晶片120的導電接點124分別位於不同側，但可分別電性連接基板110的第一導電接點114、第二導電接點116。如此一來，外部電子裝置可輕易電性連接基板110底面112的第一導電接點114、第二導電接點116而分別控制橫向發光二極體晶片130與覆晶發光二極體晶片120的亮滅。基於導電接點電流可調的概念，在本實施方式中，第一導電接點114的輸入電流大於第二導電接點116的輸入電流，且第二導電接點116的輸入電流與第一導電接點114的輸入電流的比值為介於0.1~1。第2B圖繪示第二導電接點116的輸入電流與第一導電接點114的輸入電流在不同比值R的絕對強度-波長關係圖。由第2B圖可知，針對同一波長而言(例如490nm或610nm)，比值R越接近1的發光裝置100具有較大的絕對強度(Absolute intensity)，比值R越接近0.1的發光裝置100具有較小的絕對強度。

在本實施方式中，覆晶發光二極體晶片120的寬度大致等於橫向發光二極體晶片130的寬度，均為寬度W，使得導電接點134可由橫向發光二極體晶片130與覆晶發光二極體晶片120共同支撐，可提升打線製程的良率。

應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與材料將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他形式的發光裝置。

第3圖繪示根據本新型另一實施方式之發光裝置100a的剖面圖。發光裝置100a包含基板110、覆晶發光二極體 晶片120、橫向發光二極體晶片130、導熱膠層140與螢光粉層150a。與第1圖實施方式不同的地方在於發光裝置100a更包含遮光結構160，且螢光粉層150a只覆蓋橫向發光二極體晶片130的頂面132。遮光結構160位於基板110上，且圍繞覆晶發光二極體晶片120、橫向發光二極體晶片130與螢光粉層150a。當覆晶發光二極體晶片120與橫向發光二極體晶片130發光時，遮光結構160可避免漏光。此外，遮光結構160可由金屬及不同折射率混合而成的非金屬材料製作，使其具有反射的功能，可提升發光裝置100a的出光量。

第4圖繪示根據本新型又一實施方式之發光裝置100b的剖面圖。發光裝置100b包含基板110、覆晶發光二極體晶片120a、橫向發光二極體晶片130a、導熱膠層140與螢光粉層150。與第1圖實施方式不同的地方在於覆晶發光二極體晶片120a為紅光二極體晶片，且橫向發光二極體晶片130a包含具有穿孔138的金屬層137。在本實施方式中，覆晶發光二極體晶片120a可以包含砷化鎵基板與磷化銦鎵鋁(AlGaInP)，但並不用以限制本新型。橫向發光二極體晶片130a具有朝向覆晶發光二極體晶片120a的底面136，金屬層137位於底面136上且覆蓋覆晶發光二極體晶片120a。當覆晶發光二極體晶片120a發光時，其光線可經由金屬層137的穿孔138通過橫向發光二極體晶片130a與螢光粉層150，而進入人眼。在實際應用上，發光裝置100b的覆晶發光二極體晶片120a可作為手機的指示燈(例如待機或充電指示燈)，而橫向發光二極體晶片130a可作為手機的閃光燈，但並不用以限制本新 型。指示燈的大小可由金屬層137的穿孔138大小來控制，依設計者需求而定。此外，金屬層137還可反射橫向發光二極體晶片130a的光線，可提升發光裝置100b的出光量。

第5圖繪示根據本新型再一實施方式之發光裝置100c的剖面圖。發光裝置100c包含基板110、覆晶發光二極體晶片120、橫向發光二極體晶片130b、導熱膠層140與螢光粉層150。與第1圖實施方式不同的地方在於橫向發光二極體晶片130b包含濾光層139。濾光層139位於橫向發光二極體晶片130b的底面136上且覆蓋覆晶發光二極體晶片120。濾光層139的材質可以為金屬氧化物，可以是透明的，具有讓特定波長光線通過橫向發光二極體晶片130b的功能，對於發光裝置100c的光色調整將更具彈性。

第6圖繪示根據本新型一實施方式之發光裝置100d的剖面圖。發光裝置100d包含基板110、覆晶發光二極體晶片120b、橫向發光二極體晶片130a、導熱膠層140與螢光粉層150b。與第4圖實施方式不同的地方在於覆晶發光二極體晶片120b的寬度W₁小於橫向發光二極體晶片130a的寬度W₂，且螢光粉層150b的一部分位於橫向發光二極體晶片130a與基板110之間。在本實施方式中，將覆晶發光二極體晶片120b設計得比橫向發光二極體晶片130a小能避免覆晶發光二極體晶片120b的光線從螢光粉層150b的側面漏光。

第7圖繪示根據本新型另一實施方式之發光裝置100e的剖面圖。發光裝置100e包含基板110、覆晶發光二極體晶片120b、橫向發光二極體晶片130a、導熱膠層140與螢光粉 層150a。與第6圖實施方式不同的地方在於發光裝置100e更包含遮光結構160a，且螢光粉層150a只覆蓋橫向發光二極體晶片130a的頂面132。遮光結構160a位於基板110上，且圍繞覆晶發光二極體晶片120b、橫向發光二極體晶片130a與螢光粉層150a。此外，遮光結構160a的一部分位於橫向發光二極體晶片130a與基板110之間。當覆晶發光二極體晶片120b與橫向發光二極體晶片130a發光時，遮光結構160a可避免漏光。此外，遮光結構160a可由金屬製作，使其具有反射的功能，可提升發光裝置100e的出光量。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (11)

1. 一種發光裝置，包含：一基板；一覆晶發光二極體晶片，位於該基板上；一橫向發光二極體晶片，位於該覆晶發光二極體晶片上，其中該橫向發光二極體晶片的波長小於該覆晶發光二極體晶片的波長；一導熱膠層，位於該覆晶發光二極體晶片與該橫向發光二極體晶片之間，使得該橫向發光二極體晶片黏合於該覆晶發光二極體晶片；以及一螢光粉層，覆蓋該橫向發光二極體晶片。
2. 如請求項1所述之發光裝置，其中該橫向發光二極體晶片具有背對覆晶發光二極體晶片的一頂面，且該頂面具有一導電接點電性連接該基板的一第一導電接點。
3. 如請求項2所述之發光裝置，其中該覆晶發光二極體晶片具有朝向該基板的一底面，且該底面具有一導電接點電性連接該基板的一第二導電接點。
4. 如請求項3所述之發光裝置，其中該第一導電接點的輸入電流大於該第二導電接點的輸入電流，且該第二導電接點的輸入電流與該第一導電接點的輸入電流的比值介於0.1至1。
5. 如請求項1所述之發光裝置，其中該螢光粉層延伸至該基板，且圍繞該橫向發光二極體晶片與該覆晶發光二極體晶片。
6. 如請求項1所述之發光裝置，其中該覆晶發光二極體晶片的寬度大致等於該橫向發光二極體晶片的寬度，該發光裝置更包含：一遮光結構，位於該基板上，且圍繞該橫向發光二極體晶片、該覆晶發光二極體晶片與該螢光粉層。
7. 如請求項1所述之發光裝置，其中該覆晶發光二極體晶片的寬度小於該橫向發光二極體晶片的寬度，該螢光粉層的一部分位於該橫向發光二極體晶片與該基板之間。
8. 如請求項1所述之發光裝置，其中該橫向發光二極體晶片為波長約460nm的藍光二極體晶片，且該覆晶發光二極體晶片為波長約490nm的藍光二極體晶片。
9. 如請求項1所述之發光裝置，其中該覆晶發光二極體晶片為紅光二極體晶片。
10. 如請求項1所述之發光裝置，其中該橫向發光二極體晶片具有朝向該覆晶發光二極體晶片的一底面，且包含： 一金屬層，位於該底面上且覆蓋該覆晶發光二極體晶片，該金屬層具有一穿孔。
11. 如請求項1所述之發光裝置，其中該橫向發光二極體晶片具有朝向該覆晶發光二極體晶片的一底面，且包含：一濾光層，位於該底面上且覆蓋該覆晶發光二極體晶片。