专利名称：发光二极管装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光二极管装置，且特别是有关于一种在封装层表面具有数个柱状结构的发光二极管装置。
背景技术：
随着显示技术的发展与进步，各式显示器的研发快速的进展，并且对于其功能与特性的要求也与日俱增。萤光体应用于发光二极管显示器中已成为显示科技的研究的重点
之一 O萤光粉经常被使用于发光二极管元件以进行光线转换，主要是萤光粉 可将发光二极管元件的光源发出的光线吸收并转换为其他不同波长的光线，当发光二极管元件可依需要选用适当的萤光粉种类，且经萤光粉转换而发出的光线与光源所发出的光线混合后，可以发出与原始光源不同光线，例如可发出白色光的发光二极管元件即为其中一种。然而，由于发光二极管元件的封装胶体或萤光胶体的折射率与空气的折射率不同之故，会造成发光二极管元件发出的部分光线在离开封装胶体之前发生全反射，造成光线能量的损失，使发光二极管元件的出光效率降低。因此，如何提供一种具有良好出光效率的发光二极管元件，乃为相关业者努力的课题之一。
发明内容
本发明有关于一种发光二极管装置，经由柱状体设置于封装胶体层上，以达到有效增加发光二极管装置的发光效率。根据本发明的一方面，提出一种发光二极管装置。发光二极管装置包括一发光二极管元件、一封装胶体层、以及数个柱状体。封装胶体层设置于发光二极管元件之上，柱状体设置于封装胶体层上。柱状体由可透光材质形成。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图IA绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管装置的示意图。图IB绘示图IA所示的发光二极管装置的局部示意图。图2绘示图IB所示的发光二极管装置的局部放大图。图3A 3B绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管装置的柱状体的局部示意图。图4绘示依照本发明更一实施例的一种发光二极管装置的示意图。图5绘示依照本发明又一实施例的一种发光二极管装置的示意图。主要元件符号说明100、200、300 :发光二极管装置
110:发光二极管元件120、220 :封装胶体层120a :表面120b :局部表面130 :柱状体150、350 :萤光粉粒子240 :包覆材料A-A’、B-B’ 剖面线·
D:宽度H:高度L、L1、L2:光线θ、Θ I、Θ 2、Θ 3 :角度
具体实施例方式以下实施例提出一种发光二极管装置，经由数个柱状体设置于封装胶体层上，以达到提高发光二极管装置的出光效率。然而，实施例所提出的细部结构仅为举例说明的用，并非对本发明欲保护的范围做限缩。具有通常知识者当可依据实际实施方面的需要对该些细部结构细节加以修饰或变化。图IA绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管装置的示意图。如图IA所示，发光二极管装置100包括发光二极管元件110、封装胶体层120、以及数个柱状体130。封装胶体层120设置于发光二极管元件110之上，柱状体130设置于封装胶体层120上。柱状体130由可透光材质形成。柱状体130设置于封装胶体层120上，使得发光二极管装置100的出光表面不再是二维平面，而具有立体的几何结构，使发光二极管元件110放出的光线在封装胶体层120内全反射的数量减少，也就是可增加光线自封装胶体层120射出至发光二极管元件110的数量，进而有效增加发光二极管装置100的发光效率。图IB绘示图IA所示的发光二极管装置的局部示意图。如图IB所示，发光二极管元件110发出的光线L行进经过封装胶体层120及柱状体130而射出进入空气，光线L经过各个介面产生各种入射角度及折射角度。实施例中，封装胶体层120的材质和柱状体130的材质可以是相同或不同。实施例中，封装胶体层120具有第一折射率，柱状体130具有第二折射率。一实施例中，当封装胶体层120的材质和柱状体130的材质相同时，第一折射率与第二折射率为相同，则光线L与封装胶体层120的表面120a具有的入射角度Θ I和出射角度Θ 2为相同。另一实施例中，如图IB所示，当封装胶体层120的材质和柱状体130的材质不同时，第一折射率与第二折射率为不同，则光线L与封装胶体层120的表面120a具有的入射角度Θ I和出射角度Θ 2为不同，且光线L经由柱状体130的侧壁射出进入空气形成光线LI，光线LI与柱状体130的侧壁具有的角度Θ 3与光线L的出射角度Θ 2为不同。如图IB所示，当发光二极管元件110发出的光线L行进至封装胶体层120的表面120a，即使光线L与表面120a具有的入射角度Θ I大于临界角，光线L仍然可以经由柱状体130的侧壁射出而形成光线LI。光线LI由柱状体130的侧壁射出改变了整个发光二极管装置100的发光场型，进而加大发光二极管装置100的出光视角，提高发光二极管装置100的出光效率。相较于未设置柱状体时，本实施例中，柱状体130设置于封装胶体层120上，发光二极管装置100的出光效率可增加约10-15%。实施例中，封装胶体层120的第一折射率大于或等于柱状体130的第二折射率。第一折射率大于或等于第二折射率，有利于光线有效地从柱状体130射出。另一实施例中，柱状体130具有梯度折射率，此梯度折射率自邻近封装胶体层120向远离封装胶体层120的方向递减。如图IA所示，实施例中，发光二极管装置100更可包括数个萤光粉粒子150分布于封装胶体层120内。如图IA所示，实施例中，柱状体130规则地间隔设置于封装胶体层120上。另一实施例中，柱状体130亦可以不规则地(未绘示)间隔设置于封装胶体层120上。实施例中，柱状体130例如是圆形柱状体、椭圆形柱状体或多边形柱状体。由于柱状体130间隔设 置于封装胶体层120上，使得光线L从柱状体130的侧壁射出而不会被邻近的柱状体130的侧壁阻挡而反射回封装胶体层120或柱状体130内，因此光线L可以有效地向出光方向射出，而能够提高发光二极管装置100的出光效率。如图IA所示，实施例中，柱状体130的宽度D例如是I至500微米(μ m)之间，柱状体130的高度H例如是10至500微米之间。然柱状体130的宽度、高度、形状、及彼此间隔的距离亦视应用状况作适当选择，例如可搭配不同的出光条件进行调整，且经由光学模拟软件计算以进行优化，并不以前述列举条件为限。图2绘示图IB所示的发光二极管装置的局部放大图。如图2所示，封装胶体层120上的局部表面120b位于间隔设置的柱状体130之间,局部表面120b上无设置柱状体。因为局部表面120b上没有设置柱状体的故，局部表面120b便为封装胶体层120与空气的介面，当发光二极管元件发出的光线L在封装胶体层120中行进至局部表面120b时，若光线L与局部表面120b具有的角度Θ大于临界角，则光线L会在到达局部表面120b发生全反射而形成全反射光线L2反射回封装胶体层120内。图3A 3B绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管装置的柱状体的局部示意图。请参照图3A，柱状体130的截面积自邻近封装胶体层120向远离封装胶体层120的方向递减。举例来说，如图3A所示，柱状体130具有平行于封装胶体层120的表面120a的截面，例如是沿剖面线A-A’形成的截面及沿剖面线B-B’形成的截面，其中沿剖面线A-A’形成的截面的截面积大于及沿剖面线B-B’形成的截面的截面积。请参照图3B，柱状体130的截面积自邻近封装胶体层120向远离封装胶体层120的方向增加。举例来说，如图3B所示，沿剖面线A-A’形成的截面的截面积小于及沿剖面线B-B’形成的截面的截面积。其中，当柱状体130的截面积自邻近封装胶体层120向远离封装胶体层120的方向递减时，柱状体130的侧壁的倾斜角度有利于光线L经由柱状体130的侧壁射出而不会发生全反射，因此能够达到较佳的出光效率。图4绘示依照本发明更一实施例的一种发光二极管装置的示意图。实施例中与前述实施例相同的元件沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。如图4所示，发光二极管装置200包括发光二极管元件110、封装胶体层120、数个柱状体130、以及包覆材料240。包覆材料240环绕各个柱状体130周围。实施例中，封装胶体层120具有第一折射率，柱状体130具有第二折射率，包覆材料240具有第三折射率。第一折射率大于或等于第三折射率。第三折射率小于或大于第二折射率，也就是说，第三折射率不等于第二折射率。另一实施例中，包覆材料240具有梯度折射率，此梯度折射率自邻近封装胶体层120向远离封装胶体层120的方向递减。实施例中，发光二极管装置200的制造方式例如是在封装胶体层120表面上先形成包覆材料层，在包覆材料层中形成数个孔洞，接着将柱状体材料填入孔洞中而形成包覆材料240和数个柱状体130。此情况下，包覆材料240的材料和封装胶体层120的材料可以相同或是不同，而包覆材料240的材料和柱状体130的材料不同。另一实施例中，发光二极管装置200的制造方式例如是在封装胶体层120表面上形成数个孔洞，接着将柱状体材料填入孔洞中而形成包覆材料240和数个柱状体130。此情况下，包覆材料240事实上是由封装胶体层120的一部份所形成，因此封装胶体层120的材 料和包覆材料240的材料是相同，而柱状体130的材料与包覆材料240和封装胶体层120的材料不同。图5绘示依照本发明又一实施例的一种发光二极管装置的示意图。实施例中与前述实施例相同的元件沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。如图5所示，发光二极管装置300包括发光二极管元件110、封装胶体层120、数个柱状体130、以及数个萤光粉粒子351。萤光粉粒子351设置于封装胶体层120和柱状体130之间。实施例中，发光二极管装置300例如包括萤光体层350，萤光体层350设置于封装胶体层120和柱状体130之间，萤光粉粒子351分布于萤光体层350内。实施例中，发光二极管装置300例如是非接触式萤光(remote phosphor)发光二极管显示器。据此，实施例的发光二极管装置，经由数个柱状体设置于封装胶体层上，可减少发光二极管元件放出的光线在封装胶体层全反射的数量，以达到提高发光二极管装置的出光效率。并且，柱状体间隔设置于封装胶体层上，使得光线不会被邻近的柱状体的侧壁阻挡而可以有效地向出光方向射出，而能够提高发光二极管装置的出光效率。此外，当柱状体的截面积自邻近封装胶体层向远离封装胶体层的方向递减时，柱状体的侧壁的倾斜角度有利于光线经由柱状体的侧壁射出而不会发生全反射，因此能够达到较佳的出光效率。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种发光二极管装置，包括 一发光二极管兀件； 一封装胶体层，设置于该发光二极管元件之上；以及 数个柱状体，设置于该封装胶体层上，该等柱状体由可透光材质形成。
2.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，该封装胶体层具有一第一折射率，该些柱状体具有一第二折射率，该第一折射率大于或等于该第二折射率。
3.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，该些柱状体规则或不规则地间隔设置于该封装胶体层上。
4.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，该些柱状体为圆形柱状体、椭圆形柱状体或多边形柱状体。
5.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，该些柱状体的截面积自邻近该封装胶体层向远离该封装胶体层的方向递减或增加。
6.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，该些柱状体的宽度为I至500微米之间，该些柱状体的高度为10至500微米之间。
7.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括一包覆材料环绕各该些柱状体周围。
8.如权利要求7所述的发光二极管装置，其特征在于，该些柱状体具有一第二折射率，该包覆材料具有一第三折射率，该第三折射率小于或大于该第二折射率。
9.如权利要求7所述的发光二极管装置，其特征在于，该封装胶体层具有一第一折射率，该包覆材料具有一第三折射率，该第一折射率大于或等于该第三折射率。
10.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括数个萤光粉粒子分布于该封装胶体层内。
11.如权利要求I所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括数个萤光粉粒子，设置于该封装胶体层和该些柱状体之间。
全文摘要
本发明为一种发光二极管装置，具有一发光二极管元件、一封装胶体层、以及数个柱状体。封装胶体层设置于发光二极管元件的上，柱状体设置于该封装胶体层上，且柱状体由可透光材质形成。
文档编号H01L33/50GK102916004SQ20121026829
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月30日 优先权日2011年7月31日
发明者姜崇义, 林川发, 廖经桓 申请人:华新丽华股份有限公司