专利名称：发光二极管及其封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光元件，具体涉及一种发光二极管(Light Emitting Diode, BED)。本发明还涉及一种发光二极管的封装结构。
背景技术：
近几年来，由于发光二极管的发光效率不断提高，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白炽灯泡，例如需要高速反应的扫描仪灯源、液晶显示器的背光源或前 光源、汽车的仪表板照明、交通标志灯，以及一般的照明装置等。发光二极管与传统灯泡比 较具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、发光时没有热辐 射、不含水银(没有污染问题)、发光效率佳(省电)等特性。以今日的生产技术与应用而 言，在各种发光二极管的色系中，较令人注目的有白光发光二极管。白光是一种多颜色的混合光，人眼所见的白光至少由两种以上波长的色光所形成，如 蓝、黄色光混合而获得的二波长白光，或是由红、绿、蓝色光混合而获得的三波长白光。目前制 作白光发光二极管的方式大致有下列三种(1)以红、绿、蓝光三个发光二极管芯片搭配(三 波长型)，并通过调整通过三个发光二极管芯片的电流以产生均勻的白光，此种方式具有很高 的发光效率，但相对的生产成本也较高；(2)以蓝光与黄光两个发光二极管芯片搭配(二波长 型)，并通过调整通过两个发光二极管芯片的电流以产生均勻的白光，此种方式具有不错的发 光效率，且生产成本较低；以及(3)以一个蓝光二极管所产生的蓝光为基础，激发黄色荧光材料 产生黄光，并通过混光的方式产生白光，此种方式生产容易、发光效率较低，但成本也较低。因 此，目前大部分的白光发光二极管皆采用蓝光激发黄色荧光材料的方式来产生白光。如图1所示，现有的白光发光二极管封装结构100由脚架102、荧光层103、发光二 极管106、两条焊线108a、108b以及封装胶体110所构成。其中，脚架102由二个管脚102a、 102b以及设置于管脚102a上的承载座102c所构成。发光二极管106安装于承载座102c 中，并通过焊线108a、108b分别与管脚102a、102b电连接。此外，荧光层103包覆发光二极 管106以及部分的焊线108a、108b。荧光层103中具有荧光材料104，荧光层103为环氧树 脂(expoxy)等材质，而荧光材料104为YAG等黄色荧光物质。另外，封装胶体110包覆荧 光层103、焊线108a、108b、发光二极管106以及部分的管脚102a、102b。值得注意的是，现有的白光发光二极管封装结构100中，因荧光层103中的荧光材 料104分布密度难以掌握，当荧光层103中的荧光材料分布较为均勻时，发光二极管106所 发出的蓝光及荧光材料104所发出的黄光可混成预期的白光颜色，而当荧光层103中的荧 光材料分布较不均勻时，发光二极管106所发出的蓝光及荧光材料104所发出的黄光所混 成白光颜色即与预期不符。因此，现有的白光发光二极管封装结构100的质量较不稳定，导 致其生产合格率偏低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管，它可以有效掌握两种不同波长的光线混合后的颜色。为解决上述技术问题，本发明发光二极管的技术解决方案为包括基材、图案化半导体层、二个接触垫、介电层以及荧光薄膜。其中，图案化半导体层设置于基材上，且适于发出第一光线，而接触垫设置于图案化半导体层上。介电层覆盖 图案化半导体层，且暴露出部分接触垫。此外，荧光薄膜设置于介电层上，此荧光薄膜适于 通过第一光线的照射而发出与第一光线不同波长的第二光线。进一步，第一光线的波长是蓝光波长，第二光线的波长是黄光波长。或者，第一光线的波长是紫外光波长，第二光线的波长是红光波长、绿光波长、蓝 光波长或上述组合。图案化半导体层包括第一型掺杂半导体层、发光层以及第二型掺杂半导体层。其 中，第一型掺杂半导体层设置于基材上，而发光层设置于第一型掺杂半导体层上，且暴露出 部分第一型掺杂半导体层。此发光层适于发出第一光线。此外，第二型掺杂半导体层设置 于发光层上，且接触垫分别设置于第一与第二型掺杂半导体层上。第一型掺杂半导体层包括第一接触层以及第一束缚层。第一接触层设置于基材 上，而第一束缚层设置于第一接触层上，且暴露出部分第一接触层，以使其中的一个接触垫 设置于第一接触层上。第二型掺杂半导体层包括第二束缚层与第二接触层。第二束缚层设置于发光层 上，而第二接触层设置于第二束缚层上，且其中的一个接触垫设置于第二接触层上。第一型掺杂半导体层为N型半导体层，而第二型掺杂半导体层为P型半导体层。进一步，还包括反射层，其设置于基材相对于图案化半导体层的表面上。进一步，还包括透明导电层，其覆盖部分图案化半导体层，且位于介电层下方及其 中的一个接触垫下方。本发明还提供一种发光二极管封装结构，包括承载器以及所述发光二极管，其中 发光二极管设置于承载器上，且与承载器电连接。本发明可以达到的技术效果是本发明由于荧光薄膜内的荧光材料的分布较为均勻，使得图案化半导体层所发出 的第一光线与荧光薄膜所发出的第二光线混合后的颜色较容易掌握，因此可提高产品质量 的稳定度，增加生产合格率。本发明介电层的材质选用高透光性的材质，所以可提高发光二极管的发光效率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是现有技术白光发光二极管封装结构的剖面示意图；图2是本发明发光二极管封装结构的示意图；图3是图2中发光二极管的结构示意图；图4是本发明发光二极管另一实施例的结构示意图。图中附图标记说明100为白光发光二极管封装结构，102为脚架，102a、102b、214、216 为管脚，102c、212 为承载座，
103为荧光层，104为荧光材料，106、220 为发光二极管， 108a、108b、201a、201b 为焊线，110、230为封装胶体，200为发光二极管封装结构，202为第一接触层，204为第一束缚层，206为第二束缚层，208为第二接触层，210为承载器，221为基材，222为图案化半导体层， 222a为第一型掺杂半导体层，222b为发光层，222c为第二型掺杂半导体层， 223a、223b为接触垫，224为介电层，225为荧光薄膜，226为反射层，227为透明导电层。
具体实施例方式如图2、图3所示，本发明发光二极管封装结构200，包括承载器210、发光二极管 220，其中发光二极管220设置于承载器210上，且与承载器210电连接。发光二极管220 包括基材221、图案化半导体层222、二个接触垫223a、223b、介电层224以及荧光薄膜225。 图案化半导体层222设置于基材221上，且适于发出第一光线，而接触垫223a、223b设置于 图案化半导体层222上。介电层224覆盖图案化半导体层222，且暴露出部分接触垫223a、 223b。此外，荧光薄膜225设置于介电层224上，此荧光薄膜225适于通过第一光线的照射 而发出与第一光线不同波长的第二光线。发光二极管封装结构200还包括焊线201a与焊线201b，而焊线201a与焊线201b 连接于发光二极管210以及承载器220之间。此外，发光二极管封装结构200还可包括封 装胶体230，封装胶体230包覆发光二极管220以及部分的承载器210。本实施例所使用的承载器210为脚架，脚架包括承载座212、管脚214以及管脚 216。其中，承载座212设置于管脚214上，用以承载发光二极管220。此外，发光二极管220 的介电层224的材质选用高透光性的材质以提高发光二极管220的发光效率。发光二极管220的图案化半导体层222包括第一型掺杂半导体层222a、发光层 222b以及第二型掺杂半导体层222c。其中，第一型掺杂半导体层222a设置于基材221上， 而发光层222b设置于第一型掺杂半导体层222a上，且暴露出部分第一型掺杂半导体层 222a。此发光层222b适于发出第一光线。此外，第二型掺杂半导体层222c设置于发光层 222b上，且接触垫223a、223b分别设置于第一与第二型掺杂半导体层222a、222c上。第一型掺杂半导体层222a包括第一接触层202以及第一束缚层204。第一接触层 202设置于基材221上，而第一束缚层204设置于第一接触层202上，且暴露出部分第一接 触层202，以使接触垫223b设置于第一接触层202上。此外，第二型掺杂半导体层222c包 括第二束缚层206与第二接触层208。第二束缚层206设置于发光层222b上，而第二接触 层208设置于第二束缚层206上，且接触垫223a设置于第二接触层208上。在本实施例中，第一型掺杂半导体层222a为N型半导体层，而第二型掺杂半导体 层222c为P型半导体层。此外，接触垫223a为P型接触垫，接触垫223b为N型接触垫，且 接触垫223b与第一接触层202之间会形成良好的欧姆接触，而接触垫223a与第二接触层206d之间亦会形成良好的欧姆接触。由图2与图3可清楚得知，焊线201a透过接触垫223b与第一接触层202电连接，而焊线201b通过接触垫223a与第二接触层208电连接。本实施例中，焊线201a与焊线 201b采用延展性良好的金线(gold wire)。此外，发光二极管220还包括反射层226，其设置于基材221相对于图案化半导体 层222的表面上。当发光层222b所发出的第一光线以及荧光薄膜225所发出的第二光线 照射到反射层222b时，反射层222b会将这些第一光线与第二光线反射，使其自发光二极管 220的正面射出，以提高发光效率。由于本实施例的荧光薄膜225内的荧光材料分布较为均勻，使得荧光薄膜225可 发出均勻性较佳的第二光线。所以，第一光线与第二光线混合后的光线颜色较容易掌握，如 此可使产品的质量较为稳定，进而提高生产合格率。在本实施例中，发光层222b所发出的第一光线的波长是蓝光波长，而荧光薄膜 225所选用的材质是可发出黄光波长的材质(如YAG或TAG)，以使第一光线与第二光线混 合成白光。值得注意的是，上述第一光线与第二光线的波长仅为举例之用，并非用以限定本 发明。事实上，本发明的第一光线的波长亦可为紫外光波长，而与其搭配的第二光线的波长 可为红光波长、绿光波长、蓝光波长或上述组合。如图4所示，本实施例的发光二极管220’与前述的发光二极管220相似，二者的 主要差异在于本实施例的发光二极管220’还包括透明导电层227，其覆盖部分图案化半 导体层222，且位于介电层224 —下方及接触垫223a下方。此透明导电层227的材质可以 是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide, IZO)或其它透 明导电材质，其用以提高发光二极管220’的发光效率。以上通过实施例，对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。 在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视 为本发明的保护范围。
权利要求
一种发光二极管，其特征在于，包括基材；图案化半导体层，设置于所述基材上，图案化半导体层适于发出第一光线；二个接触垫，设置于所述图案化半导体层上；介电层，覆盖所述图案化半导体层，且暴露出部分所述接触垫；以及荧光薄膜，设置于所述介电层上，荧光薄膜适于通过所述第一光线的照射而发出与第一光线不同波长的第二光线。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一光线的波长包括蓝光波 长，第二光线的波长包括黄光波长。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一光线的波长包括紫外光 波长，第二光线的波长包括红光波长、绿光波长、蓝光波长或上述组合。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述图案化半导体层包括 第一型掺杂半导体层，设置于所述基材上；发光层，设置于所述第一型掺杂半导体层上，且暴露出部分第一型掺杂半导体层，所述 发光层适于发出第一光线；以及第二型掺杂半导体层，设置于所述发光层上，所述接触垫分别设置于第一与第二型掺 杂半导体层上。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一型掺杂半导体层包括 第一接触层，设置于所述基材上；以及第一束缚层，设置于所述第一接触层上，且暴露出部分第一接触层，以使所述接触垫的 其中一个设置于第一接触层上。
6.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第二型掺杂半导体层包括 第二束缚层，设置于所述发光层上；以及第二接触层，设置于所述第二束缚层上，所述接触垫的其中一个设置于第二接触层上。
7.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一型掺杂半导体层为N型半 导体层，而第二型掺杂半导体层为P型半导体层。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括反射层，设置于所述基材相 对于图案化半导体层的表面上。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括透明导电层，覆盖部分所述 图案化半导体层，且位于介电层下方及所述接触垫的其中一个接触垫下方。
10.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括 承载器；发光二极管，设置于所述承载器上，且与承载器电连接，其中发光二极管包括 基材；图案化半导体层，设置于所述基材上，图案化半导体层适于发出第一光线； 二个接触垫，设置于所述图案化半导体层上； 介电层，覆盖所述图案化半导体层，且暴露出部分所述接触垫；以及 荧光薄膜，设置于所述介电层上，其中荧光薄膜适于通过第一光线的照射而发出与第 一光线不同波长的第二光线。
11.根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一光线的波长 包括蓝光波长，第二光线的波长包括黄光波长。
12.根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一光线的波长 包括紫外光波长，第二光线的波长包括红光波长、绿光波长、蓝光波长或上述组合。
13.根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述图案化半导体层 包括第一型掺杂半导体层，设置于所述基材上；发光层，设置于所述第一型掺杂半导体层上，且暴露出部分第一型掺杂半导体层，其中 发光层适于发出第一光线；以及第二型掺杂半导体层，设置于所述发光层上，其中上述接触垫分别设置于所述第一与 第二型掺杂半导体层上。
14.根据权利要求13所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一型掺杂半导 体层包括第一接触层，设置于所述基材上；以及第一束缚层，设置于第一接触层上，且暴露出部分第一接触层，以使所述接触垫的其中 一个设置于第一接触层上。
15.根据权利要求13所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第二型掺杂半导 体层包括第二束缚层，设置于所述发光层上；以及第二接触层，设置于第二束缚层上，且所述接触垫的其中一个设置于第二接触层上。
16.根据权利要求15所述的发光二极管封装结构，其特征在于，所述第一型掺杂半导 体层为N型半导体层，第二型掺杂半导体层为P型半导体层。
17.根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括反射层，设置于 所述基材相对于图案化半导体层的表面上。
18.根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括透明导电层，覆 盖部分所述图案化半导体层，且位于介电层下方及所述接触垫的其中一个下方。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管，包括基材、图案化半导体层、二个接触垫、介电层以及荧光薄膜。其中，图案化半导体层设置于基材上，且适于发出第一光线，而接触垫设置于图案化半导体层上。介电层覆盖图案化半导体层，且暴露出部分接触垫。此外，荧光薄膜设置于介电层上，荧光薄膜适于经由第一光线的照射而发出与第一光线不同波长的第二光线。本发明由于荧光薄膜内的荧光材料的分布较为均匀，使得图案化半导体层所发出的第一光线与荧光薄膜所发出的第二光线混合后的颜色较容易掌握，因此可提高产品质量的稳定度，增加生产合格率。另外，本发明还公开了一种具有上述发光二极管的封装结构。
文档编号H01L33/00GK101859834SQ20091013153
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者武良文, 简奉任, 蔡亚萍, 贺志平 申请人:裕星企业有限公司