波长转换结构及其制作方法

波长转换结构及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种波长转换结构及其制作方法。波长转换结构适于遮盖一承载有至少一发光二极管芯片的承载板。波长转换结构包括一膜材以及一荧光胶层。膜材具有一第一弯折部以及一连接第一弯折部的第一平板部。第一平板部配置在承载板上，而第一弯折部与承载板定义出一容置空间。发光二极管芯片位于容置空间中。荧光胶层配置在膜材上，且具有一第二弯折部以及一连接第二弯折部的第二平板部。第二弯折部与第一弯折部共形设置，而第二平板部与第一平板部共形设置。
【专利说明】波长转换结构及其制作方法

【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种波长转换结构及其制作方法，且特别是有关于一种适用于发光二极管芯片的波长转换结构及其制作方法。

【背景技术】
[0002]发光二极管具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来，发光二极管已朝多色彩及高亮度发展，因此其应用领域已扩展至大型户外看板、交通信号灯及相关领域。在未来，发光二极管甚至可能成为兼具省电及环保功能的主要照明光源。
[0003]现有的发光二极管封装结构的制作方法通常是先将发光二极管芯片配置在基座上，之后，在基座上以模具灌胶的方式在发光二极管芯片上形成一荧光胶层。然而，以模具灌胶的方式所形成的荧光胶层容易有气泡存在于其中，而影响荧光胶层的折射率与外观。再者，采用模具灌胶的方式亦会使得荧光胶层直接与发光二极管芯片直接接触，而荧光胶层的波长转换效率易受热衰减，进而导致发光二极管封装结构的亮度下降与色偏问题。此夕卜，采用模具灌胶的方式亦无法控制基座与荧光胶层交接处的荧光胶量以及荧光粉的位置。


【发明内容】

[0004]本发明提供一种波长转换结构，具有较佳的元件特性。
[0005]本发明还提供一种波长转换结构的制作方法，用以制作上述的波长转换结构。
[0006]本发明的波长转换结构，其适于遮盖一承载有至少一发光二极管芯片的承载板。波长转换结构包括一膜材以及一荧光胶层。膜材具有一第一弯折部以及一连接第一弯折部的第一平板部。第一平板部配置在承载板上，而第一弯折部与承载板定义出一容置空间，且发光二极管芯片位于容置空间中。荧光胶层配置在膜材上，且具有一第二弯折部以及一连接第二弯折部的第二平板部。第二弯折部与第一弯折部共形设置，而第二平板部与第一平板部共形设置。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的膜材的第一弯折部与发光二极管芯片之间存在有一间隙。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的间隙为一空气间隙或一真空间隙。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的第一弯折部为一弧形结构。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的第一弯折部具有一顶部以及一连接顶部的侧壁部，顶部平行第一平板部，而侧壁部垂直第一平板部。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的膜材的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)或聚胺酯(polyurethane, PU)。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的突光胶层包括一胶体以及一突光粉。突光粉包括红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉或上述的组合。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的第一弯折部包括一第一子弯折部与一第二子弯折部。第一子弯折部与第二子弯折部之间为无接缝连接且具有一第一凹陷区域。第二弯折部包括一第三子弯折部与一第四子弯折部。第三子弯折部与第四子弯折部之间为无接缝连接且具有一第二凹陷区域。第三子弯折部与第四子弯折部分别与第一子弯折部与第二子弯折部共形设置。第二凹陷区域对应第一凹陷区域设置，且发光二极管芯片对应第一凹陷区域设置。
[0014]本发明的波长转换结构的制作方法，其包括以下步骤。提供一膜材，膜材具有彼此相对的一上表面与一下表面。形成一突光胶层在膜材的上表面上。将膜材与突光胶层配置在一模具内进行一热压合程序，而使膜材具有一第一弯折部以及一连接第一弯折部的第一平板部。荧光胶层具有一第二弯折部以及一连接第二弯折部的第二平板部。第二弯折部与第一弯折部共形设置，而第二平板部与第一平板部共形设置。移除模具。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的将膜材与荧光胶层配置在模具内进行热压合程序的步骤包括:提供模具，模具包括一公模与一母模，其中膜材的下表面接触公模，而荧光胶层接触母模；以及对模具、膜材以及荧光胶层进行热压合程序，以使膜材与荧光胶层通过膜具而产生形变。
[0016]在本发明的一实施例中，上述的波长转换结构的制作方法，还包括:在进行热压合程序之后且移除模具之前，对模具与形变的膜材及荧光胶层进行一冷却程序。
[0017]基于上述，由于本发明的波长转换结构的荧光胶层具有弯折部的设计，且膜材与荧光胶层共形设置。因此，当波长转换结构遮盖承载板上的发光二极管芯片时，波长转换结构不会与发光二极管芯片直接接触。如此一来，本发明的波长转换结构不会受热衰减，可具有较佳的元件特性。
[0018]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1A为本发明的一实施例的一种波长转换结构的剖面示意图；
[0020]图1B为图1A的波长转换结构遮盖一承载板上的一发光二极管芯片的剖面示意图；
[0021]图2为本发明的另一实施例的一种波长转换结构的剖面示意图；
[0022]图3为本发明的另一实施例的一种波长转换结构的剖面示意图；
[0023]图4A至图4D为本发明的一实施例的一种波长转换结构的制作方法的剖面示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]10:承载板；
[0026]20:发光二极管芯片；
[0027]100a、100b、10c:波长转换结构；
[0028]110a、110b、110c:膜材；
[0029]111a:上表面；
[0030]11 Ib:下表面；
[0031]112a、112b、112c:第一弯折部；
[0032]112cl:第一子弯折部；
[0033]112c2:第二子弯折部；
[0034]113b、123b:顶部；
[0035]114a、114b、114c:第一平板部；
[0036]115b、125b:侧壁部；
[0037]120a、120b、120c:荧光胶层；
[0038]122a、122b、122c:第二弯折部；
[0039]122cl:第三子弯折部；
[0040]122c2:第四子弯折部；
[0041]124aU24bU24c:第二平板部；
[0042]126a:胶体；
[0043]128a:荧光粉；
[0044]Cl:第一凹陷区域；
[0045]C2:第二凹陷区域；
[0046]H1、H2:高度差；
[0047]S、S’:容置空间；
[0048]G:间隙；
[0049]0a:照射角度。

【具体实施方式】
[0050]图1A为本发明的一实施例的一种波长转换结构的剖面示意图。请参考图1A，在本实施例中，波长转换结构10a包括一膜材IlOa以及一突光胶层120a。详细来说,膜材IlOa具有一第一弯折部112a以及一连接第一弯折部112a的第一平板部114a。荧光胶层120a配置在膜材IlOa上，且具有一第二弯折部122a以及一连接第二弯折部122a的第二平板部124a。第二弯折部122a与第一弯折部112a共形设置，而第二平板部124a与第一平板部114a共形设置。简言之，本实施例的膜材IlOa与荧光胶层120a具有相同的形状。如IA所示，第一弯折部112a与第一平板部114a之间具有一高度差H1，而第二弯折部122a与第二平板部124a之间也具有一高度差H2，其中高度差Hl可大于、小于或等于高度差H2，在此并不加以限制。
[0051]图1B为图1A的波长转换结构遮盖一承载板上的一发光二极管芯片的剖面示意图。请参考图1B，当波长转换结构10a遮盖一承载有至少一发光二极管芯片20(图1B中示意地示出一个)的承载板10时，膜材IlOa的第一平板部114a配置且固定在承载板10上，而膜材IlOa的第一弯折部112a与承载板10定义出一容置空间S，且发光二极管芯片20位于容置空间S中。更具体来说，在本实施例中，膜材IlOa的第一弯折部112a与发光二极管芯片20之间存在有一间隙G。较佳地，间隙G为一空气间隙或一真空间隙。也就是说，波长转换结构10a不与发光二极管芯片20直接接触。如此一来，本实施例的波长转换结构10a不会受热衰减,可具有较佳的元件特性。
[0052]如图1A及图1B所示，本实施例的膜材IlOa的第一弯折部112a具体化为一弧形结构，而荧光胶层120a的第二弯折部122a具体化也为一弧形结构。当然，在其他实施例中，请参考图2，波长转换结构10b的膜材IlOb的第一弯折部112b亦可是由一顶部113b以及一连接顶部113b的侧壁部115b所组成，其中顶部113b平行第一平板部114b，而侧壁部115b垂直第一平板部114b。而，荧光胶层120b与膜材IlOb具有相同的形状，故荧光胶层120b的第二弯折部122b亦是由一顶部123b以及一连接顶部123b的侧壁部125b所组成，其中顶部123b平行第二平板部124b，而侧壁部125b垂直第二平板部124b。上述仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。
[0053]此外，膜材IlOa的材质例如是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、聚胺酯(polyurethane,PU)、娃胶或环氧树脂。进一步来说,膜材IlOa须具备高光穿透度与低材料形变度,才能形成高品质的波长转换结构，较佳地，膜材IlOa的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚胺酯。荧光胶层120a是由一胶体126a以及一荧光粉128a所组成，其中荧光粉128a包括红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉或上述的组合，在此并不加以限制。另外，本实施例的荧光胶层120a直接粘附在膜材IlOa上，且通过模材IlOa而固定在承载板10上。发光二极管芯片20所发出的光的一部分可穿透膜材IlOa以激发荧光胶层120a中的荧光粉128a而产生一激发光，发光二极管芯片20所发出的光的另一部分可直接穿透膜材IlOa与荧光胶层120a的胶体126a而与激发光混光而产生一混合光,如白光。
[0054]图3为本发明的另一实施例的一种波长转换结构的剖面示意图。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。
[0055]请参考图3，在本实施例中，膜材IlOc的第一弯折部112c包括一第一子弯折部112cl与第二子弯折部112c2。第一子弯折部112cl与第二子弯折部112c2之间为无接缝连接，即一体成型，且具有一第一凹陷区域Cl。第一平板部114c连接第一子弯折部112cl与第二子弯折部112c2的边缘。第一子弯折部112cl、第二子弯折部112c2与承载板10定义出一容置空间S’，且发光二极管芯片20位于容置空间S’中且对应第一凹陷区域Cl设置。
[0056]本实施例的荧光胶层120c配置在膜材IlOc上且其第二弯折部122c包括一第三子弯折部122cl与第四子弯折部122c2。第三子弯折部122cl与第四子弯折部122c2之间为无接缝连接，即一体成型，且具有一第二凹陷区域C2。第一平板部124c连接第三子弯折部122cl与第四子弯折部122c2的边缘。特别是，第二弯折部122c的第三子弯折部122cl与第四子弯折部122c2分别与第一弯折部112c的第一子弯折部112cl与第二子弯折部112c2共形设置，且第二凹陷区域C2的位置对应第一凹陷区域Cl的位置。
[0057]由于本实施例的波长转换结构10c的荧光胶层120c具有第二凹陷区域C2，因此当发光二极管芯片20所发出的光经过荧光胶层120c后，其照射角度Θ a可增加约至160度左右。也就是说，可使得整体的发光元件(即包括承载板10、发光二极管芯片20以及波长转换结构100c)的照射光形呈现大广角。如此一来，此发光元件可符合路灯的光形规范。
[0058]以上仅介绍本发明的波长转换结构100a、10b的结构，并未介绍本发明的波长转换结构100a、10b的制作方法。对此，以下将以一实施例来说明波长转换结构10a的制作方法，且实施例中是以弯折部为弧形结构的波长转换结构10a为例，并配合图4A至图4D对波长转换结构10a的制作方法进行详细的说明。
[0059]图4A至图4D为本发明的一实施例的一种波长转换结构的制作方法的剖面示意图。请先参考图4A，依照本实施例的波长转换结构10a的制作方法，首先，提供一膜材IlOa,其中膜材IlOa具有彼此相对的一上表面Illa与一下表面111b。此处,膜材IlOa的材质例如是聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚胺酯、硅胶或环氧树脂。
[0060]接着，请参考图4B，形成一荧光胶层120a在膜材I 1a的上表面11 Ia上，其中荧光胶层120a例如是通过涂布的方式粘附在膜材IlOa上，但并不以此为限。荧光胶层120a是由一胶体126a以及一荧光粉128a所组成，且荧光粉128a包括红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉或上述的组合，在此并不加以限制。
[0061]之后，请参考图4C，将膜材IlOa与荧光胶层120a配置在一模具M内进行一热压合程序，而使膜材I 1a具有一第一弯折部112a以及一连接第一弯折部112a的第一平板部114a。荧光胶层120a具有一第二弯折部122a以及一连接第二弯折部122a的第二平板部124a。第二弯折部122a与第一弯折部112a共形设置，而第二平板部124a与第一平板部114a共形设置。
[0062]更具体来说，请再参考图4C，将膜材IlOa与荧光胶层120a配置在模具M内进行热压合程序的步骤包括:首先，提供模具M，其中模具M包括一公模Ml与一母模M2。膜材IlOa的下表面Illb接触公模M1，而荧光胶层120a接触母模M2。接着，对模具M、膜材IlOa以及荧光胶层120a进行热压合程序，以使膜材IlOa与荧光胶层120a通过膜具M而产生形变，而形成具有第一弯折部112a与第一平板部114a的膜材110a，以及具有第二弯折部122a与第二平板部124a的荧光胶层120a。
[0063]接着，可对模具M与形变的膜材IlOa及荧光胶层120a进行一冷却程序，以固化膜材I 1a以及荧光胶层120a。最后，请参考图4D，移除模具M，而完成具有弯折部设计的波长转换结构10a的制作。
[0064]由于本实施例的波长转换结构10a是通过模具M以热压合的方式来制作，因此相较于现有通过模具灌胶的方式来形成荧光胶层而言，本实施例的波长转换结构10a的制作过程中不会产生气泡，故不会有现有气泡影响荧光胶层的折射率及破坏外观上的美观问题。再者，本实施例是先将荧光胶层120a均匀涂布在膜材IlOa的上表面Illa上，之后才通过模具M以热压合的方式来形成弯折部(第一弯折部112a与第二弯折部122a)与平板部(第一平板部114a与第二平板部124a)。因此，可避免现有采用模具灌胶的方式无法控制基座与荧光胶层交接处的荧光胶量以及荧光粉的位置的问题。此外，由于本实施例是采用模具M以热压合的方式来制作波长转换结构100a，因此可通过调整公模Ml及母模M2的距离及形状而改变波长转换结构10a的厚度与外观形状。
[0065]综上所述，由于本发明的波长转换结构的荧光胶层具有弯折部的设计，且膜材与荧光胶层共形设置。因此，当波长转换结构遮盖承载板上的发光二极管芯片时，波长转换结构不会与发光二极管芯片直接接触。如此一来，本发明的波长转换结构不会受热衰减，可具有较佳的元件特性。再者，本发明是通过模具以热压合的方式来制作波长转换结构，故在制作的过程中不会产生气泡，可使波长转换结构具有较佳的元件特性及外观。此外，本发明亦可通过模具来改变波长转换结构的厚度及外观形状，可提高波长转换结构在制作上的灵活度。
[0066]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种波长转换结构，适于遮盖一承载有至少一发光二极管芯片的承载板，其特征在于，该波长转换结构包括: 一膜材，具有一第一弯折部以及一连接该第一弯折部的第一平板部，该第一平板部配置在该承载板上，而该第一弯折部与该承载板定义出一容置空间，且该发光二极管芯片位于该容置空间中；以及 一荧光胶层，配置在该膜材上，且具有一第二弯折部以及一连接该第二弯折部的第二平板部，其中该第二弯折部与该第一弯折部共形设置，而该第二平板部与该第一平板部共形设置。
2.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该膜材的该第一弯折部与该发光二极管芯片之间存在有一间隙。
3.根据权利要求2所述的波长转换结构，其特征在于，该间隙为一空气间隙或一真空间隙。
4.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该第一弯折部为一弧形结构。
5.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该第一弯折部具有一顶部以及一连接该顶部的侧壁部，该顶部平行该第一平板部，而该侧壁部垂直该第一平板部。
6.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该膜材的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚胺酯。
7.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该荧光胶层包括一胶体以及一荧光粉，该荧光粉包括红色荧光粉、蓝色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉或上述的组合。
8.根据权利要求1所述的波长转换结构，其特征在于，该第一弯折部包括一第一子弯折部与一第二子弯折部，该第一子弯折部与该第二子弯折部之间为无接缝连接且具有一第一凹陷区域，该第二弯折部包括一第三子弯折部与一第四子弯折部，该第三子弯折部与该第四子弯折部之间为无接缝连接且具有一第二凹陷区域，该第三子弯折部与该第四子弯折部分别与该第一子弯折部与该第二子弯折部共形设置，而该第二凹陷区域对应该第一凹陷区域设置，且该发光二极管芯片对应该第一凹陷区域设置。
9.一种波长转换结构的制作方法，其特征在于，包括: 提供一膜材，该膜材具有彼此相对的一上表面与一下表面； 形成一突光胶层在该膜材的该上表面上； 将该膜材与该突光胶层配置在一模具内进行一热压合程序，而使该膜材具有一第一弯折部以及一连接该第一弯折部的第一平板部，该荧光胶层具有一第二弯折部以及一连接该第二弯折部的第二平板部，其中该第二弯折部与该第一弯折部共形设置，而该第二平板部与该第一平板部共形设置；以及 移除该模具。
10.根据权利要求9所述的波长转换结构的制作方法，其特征在于，将该膜材与该荧光胶层配置在该模具内进行该热压合程序的步骤包括: 提供该模具，该模具包括一公模与一母模，其中该膜材的该下表面接触该公模，而该荧光胶层接触该母模；以及 对该模具、该膜材以及该荧光胶层进行该热压合程序，以使该膜材与该荧光胶层通过该膜具而产生形变。
11.根据权利要求10所述的波长转换结构的制作方法，其特征在于，还包括: 在进行该热压合程序之后且移除该模具之前，对该模具与形变的该膜材及该荧光胶层进行一冷却 程序。
【文档编号】H01L33/50GK104078553SQ201310103439
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】李允立, 许国君, 蔡泰成 申请人:新世纪光电股份有限公司