CN106560933A - 具导角反射结构的发光装置及其制造方法 - Google Patents

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CN106560933A CN201610033451.4A CN201610033451A CN106560933A CN 106560933 A CN106560933 A CN 106560933A CN 201610033451 A CN201610033451 A CN 201610033451A CN 106560933 A CN106560933 A CN 106560933A
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Abstract

本发明提出一具导角反射结构的发光装置及其制造方法。该发光装置包含一LED芯片、一荧光结构及一反射结构。荧光结构设置于LED芯片上，荧光结构的侧面呈现倾斜，荧光结构的底面位于LED芯片的上表面上；反射结构包覆LED芯片的侧面及荧光结构的侧面而呈现倾斜导角。本发明另提出一制造方法，其可制造上述的发光装置。藉此，具有导角反射结构的发光装置能增加发光效率、改变发光角度、改善空间光均匀性，且以小的封装尺寸达到小发散角。

Description

具导角反射结构的发光装置及其制造方法
技术领域
本发明有关一种发光装置及其制造方法，特别关于一种具导角反射结构的发光装置及其制造方法。
背景技术
LED(发光二极管)芯片普遍地被使用来提供照明或指示用的光源，而LED芯片通常会置于一封装结构中，亦或会被一荧光材料包覆或覆盖，以成为一发光装置。
发光装置可经由适当的设计方案来获得良好的发光效率及特定的发光角度，例如传统具有高经济效益的支架型(PLCC)LED封装，通过反射杯的设计可增加其发光效率，并达到特定的发光角度，但支架型LED封装却有其先天限制，例如：光在荧光胶内的行进路径差异大而造成空间光均匀性差并产生黄晕、出光面积远大于LED芯片面积而造成特定方向单位面积光强度(intensity)低、出光面积大而造成二次光学透镜不易设计、热阻大而造成散热不易。因此，利用LED覆晶芯片(flip chip)进行芯片级(chip scale)封装以制作小尺寸发光装置而趋近理想点光源可有效解决上述问题，又因小尺寸芯片级封装可进一步降低生产成本，故此趋势已成为业界努力的目标。但是当发光装置的尺寸越益缩小时，原本可应用于大尺寸的方案，将变得难以适用于小尺寸的发光装置中。
在现行的小尺寸发光装置中，因现有工艺技术的限制，其反射结构垂直地覆盖荧光结构的侧面，这种架构造成在荧光材料内部射入反射结构的光将因临界角的限制而大部分被反射回荧光材料或LED芯片中，不易被导向荧光结构的顶面以被汲取出发光装置之外，因而造成较多光能量损耗于发光装置内部，因此其发光效率仍可进一步提升。此外，目前的小尺寸发光装置尚无有效的方案用以调整发光角度。
有鉴于此，提供一种可改善发光装置的发光效率、提升空间光均匀性、缩小发散角度、发光面积趋近理想点光源、降低热阻或可调整发光角度的技术方案，乃为此业界待解决的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种发光装置及其制造方法，其能改善发光装置的发光效率及空间光均匀性以避免黄晕的产生，或调整其发光角度，同时具有小发光面积及低热阻。
本发明的另一目的在于提供一种发光装置及其制造方法，其能使小尺寸的发光装置有良好的发光效率及/或空间光均匀性以避免黄晕的产生，或调整其发光角度。
为达上述目的，本发明所揭露的一种发光装置包含一LED芯片、一荧光结构及一反射结构。该LED芯片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一侧面以及一电极组，该侧面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；该荧光结构设置于LED芯片上，其具有一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，其中该顶面大于该底面，使该侧面相对于该顶面与该底面呈现一倾斜状，该底面位于该LED芯片的该上表面上；该反射结构包覆该LED芯片的侧面及该荧光结构的侧面。
为达上述目的，本发明所揭露的一种发光装置包含一LED芯片、一透明结构及一反射结构。该LED芯片具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一侧面以及一电极组，该侧面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；该透明结构设置于LED芯片上，其具有一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面的尺寸大于或等于该底面的尺寸，该底面位于该LED芯片的该上表面上；该反射结构包覆该LED芯片的侧面及该透明结构的侧面，其中，该反射结构的一高度不小于该LED芯片的一长度的0.1倍，且不大于该LED芯片的该长度的5倍。
为达上述目的，本发明所揭露的一种发光装置的制造方法，包含：形成具有一倒锥形侧面的一荧光结构；将该荧光结构设置于一LED芯片上，以形成一发光结构；以及将该发光结构的侧面进行包覆，以形成一具有倒锥形内侧面的反射结构。
藉此，本发明的发光装置及其制造方法能至少提供以下的有益效果：具有导角的反射结构能使LED芯片的光线更易被汲取至发光装置外，可增加发光效率及/或光均匀性；此外，该荧光结构可略大于LED芯片，故所构成的发光装置能具有小尺寸的外观。另一方面，具有倾斜侧面的荧光结构除了可容易地制作外，倾斜侧面的倾斜角度亦可调整，进而控制发光角度。
为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文是以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。
附图说明
图1为依据本发明的第一较佳实施例的发光装置的示意图。
图2为依据本发明的第二较佳实施例的发光装置的示意图。
图3为依据本发明的第三较佳实施例的发光装置的示意图。
图4为依据本发明的第四较佳实施例的发光装置的示意图。
图5为依据本发明的第五较佳实施例的发光装置的示意图。
图6为依据本发明的第六较佳实施例的发光装置的示意图。
图7为依据本发明的第七较佳实施例的发光装置的示意图。
图8为依据本发明的第八较佳实施例的发光装置的示意图。
图9为依据本发明的第九较佳实施例的发光装置的示意图。
图10为依据本发明的第十较佳实施例的发光装置的示意图。
图11A至图11D为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的形成荧光薄膜的步骤示意图。
图12A至图12C为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的形成另一荧光薄膜的步骤示意图。
图13A及图13B为发光装置内的光线传递示意图及对比图(荧光结构的荧光层未显示)。
图14及图15为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的形成又一荧光薄膜的步骤示意图。
图16A至图16F为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的冲切荧光薄膜的步骤示意图。
图17为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的切割荧光薄膜的步骤示意图。
图18A及图18B为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的形成发光结构的步骤示意图。
图19为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的形成反射结构的步骤示意图。
图20为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的移除辅助材的步骤示意图。
图21为依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法的切割反射结构的步骤示意图。
图22A、图22B、图22D及图22E为依据本发明的第十一较佳实施例的发光装置的示意图，其中图22D及图22E更显示发光装置内的光线传递示意图，而图22C则显示发光装置具有均匀分布的荧光材料时的光线传递示意图。
附图标号
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1K 发光装置
10 LED芯片
11 上表面
12 下表面
13 侧面
14 电极组
20 荧光结构
20’ 透明结构
200 荧光薄膜
201 荧光层
201’ 荧光层
202 透光层
203 透镜阵列层
21 顶面
22 底面
23 侧面、倾斜侧面
23’ 垂直侧面
30 反射结构
31 内侧面
32 内导角、内侧斜面
33 顶面
34 底面
35 外侧面
40 基板
50、50’、50” 辅助材
60 冲切刀具
61 刀刃
70 锯轮或双角铣刀
71 刀刃
L 光
X 向上倾斜量
T 厚度
W 长度
H 高度
具体实施方式
请参阅图1所示，其为依据本发明的第一较佳实施例的发光装置的示意图。该发光装置1A可包含一LED芯片10、一荧光结构20及一反射结构30，而该多个元件的技术内容将依序说明如下。
该LED芯片10可为一覆晶型态的芯片，而外观上可具有一上表面11、一下表面12、一侧面13及一电极组14。该上表面11与下表面12为相对且相反地设置，而侧面13形成于上表面11与下表面12之间，且连接上表面11与下表面12。电极组14设置于下表面12上，且可具有两个以上的电极。电能(图未示)可通过电极组14供应至LED芯片10内，然后使LED芯片10发光。LED芯片10所发射出的光线大部分是从上表面11离开。
荧光结构20能改变LED芯片10所发射的光线的波长，而外观上可具有一顶面21、一底面22及一侧面23；顶面21与底面22为相对且相反设置，而侧面23形成于顶面21与底面22之间，且连接顶面21与底面22。顶面21与底面22可为水平面，故两者可相平行。
顶面21大于底面22，也就是，顶面21的面积大于底面22的面积，故沿着法线方向往下观察，顶面21可遮盖住底面22。当顶面21大于底面22时，侧面23将相对于顶面21与底面22呈现一倾斜状，故侧面23亦可称为倾斜侧面23。倾斜侧面23是沿着顶面21与底面22的轮廓而形成，故倾斜侧面23相对于顶面21与底面22为环状。因此，荧光结构20外观上呈现为一截锥体(frustum)，而侧面23为倒锥形侧面。
荧光结构20结构上可包含一荧光层201及至少一透光层202，而至少一透光层202形成于荧光层201之上，或可说，透光层202堆叠于荧光层201上。透光层202及荧光层201都可让光线通过，故其制造材料皆可包含一可透光树脂等透光材料，而荧光层201的制造材料则进一步包含荧光粉，其混合于透光材料中。当LED芯片10的光线通过荧光层201，部分光线的波长将会改变，然后再继续通过透光层202。
透光层202虽然不会改变光线的波长，但可保护荧光层201，使得环境中的物质不易接触到荧光层201。此外，透光层202还可增加荧光结构20的整体结构强度，以使得荧光结构20不易弯曲，提供生产上足够的可操作性。
荧光结构20位置上设置于LED芯片10上，且荧光结构20的底面22位于LED芯片10的上表面11上，故顶面21及倾斜侧面23亦位于LED芯片10的上表面11上。换言之，荧光结构20整体都位于LED芯片10的上表面11上。
较佳地，荧光结构20的底面22可通过一粘胶(例如硅胶)或胶带等具有粘性的材料(图未示)来粘贴至LED芯片10的上表面11，使得荧光结构20与LED芯片10之间的固定更佳。此外，荧光结构20的底面22可不小于(即大于或等于)LED芯片10的上表面11，故沿着法线方向往下观察，荧光结构20可遮蔽LED芯片10。
反射结构30包覆LED芯片10的侧面13及荧光结构20的倾斜侧面23，而没有包覆荧光结构20的顶面21；本实施例中，荧光结构20的倾斜侧面23被完全地包覆。反射结构30可阻挡LED芯片10的光线，故光线在侧面13及倾斜侧面23处会被反射，而最终被导向顶面21。
较佳地，反射结构30包覆侧面13及倾斜侧面23时，会贴合侧面13及倾斜侧面23，以使得反射结构30与侧面13及倾斜侧面23之间没有间隙。因此，反射结构30具有与侧面13相贴合的一内侧面31，以及与倾斜侧面23相贴合的一内导角(或称内侧斜面)32；由于倾斜侧面23为倒锥形侧面，故相贴合的内导角32为倒锥形内侧面，使反射结构30呈现内导角反射面。此外，反射结构30的一顶面33可齐平于荧光结构20的顶面21；反射结构30还具有一外侧面35，其与内侧面31及内侧斜面32相分隔，且外侧面35可为垂直面。
在制造材料上，反射结构30可由包含一反射性树脂的一材料所制成，反射性树脂例如可为聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，即PPA)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(Polycyclolexylene-di-methylene Terephthalate，即PCT)或热固性环氧树脂(Epoxymolding compound，即EMC)。
反射结构30亦可由包含一可透光树脂的另一材料所制成，且可透光树脂包含反射性微粒。可透光树脂例如可为硅胶或低反射系数硅胶(折射系数可为1.35至1.45左右)，而反射性微粒可为二氧化钛(TiO2)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)或三氧化二铝(Al2O3)；反射性微粒的尺寸可设置成约为0.5倍的可见光波长。除了上述的制造材料外，反射结构30亦有可能由其他材料来制成。
以上为发光装置1A的各元件的技术内容，而发光装置1A至少具有以下技术特点。
如图13A所示，荧光结构20具有倾斜侧面23，使得LED芯片10的光线L，或经由荧光层201(如图1所示)所转换发出的光线，可沿着倾斜侧面23更有效率地射出荧光结构20；换言之，倾斜侧面23有利于将光线L导引射出荧光结构20的顶面21外，不易造成光线L被反射回荧光结构20或LED芯片10内，因而减少了光能量的损耗。因此，LED芯片10所发射出的光线L可良好地被汲取出荧光结构20外，使得发光装置1A整体上有良好发光效率。与不具有倾斜侧面的荧光结构20相比时(如图13B所示，光线L容易因临界角的限制而大部分在顶面21被反射回荧光结构20或LED芯片10中)，具有倾斜侧面23的荧光结构20对于发光效率的提升，将可更容易理解。
此外，荧光结构20的倾斜侧面23在改善光汲取效率的同时，亦可使发光装置1A具有良好的空间光均匀性，可避免黄晕的产生。再者，倾斜侧面23具有不同的倾斜角度时，会使发光装置1A具有不同的发光角度，故通过对倾斜角度的设计，可达到调整发光角度的目的。
荧光结构20除了能通过倾斜侧面23来增加发光效率外，亦可通过调整透光层202的折射系数至小于荧光层201的折射系数来增加发光效率。也就是，透光层202的折射系数可介于荧光层201与空气之间，使得LED芯片10的光线通过透光层202而进入至空气时，可减少因为折射系数的差异而在界面上反射。
若透光层202为两个以上(图未示)，则该多个透光层202的折射系数可相异(即两个透光层202的制造材料不同)，且在上方者的折射系数小于在下方者的折射系数。如此，可进一步提升发光效率。
另一方面，荧光结构20可仅大于LED芯片10一点，故LED芯片10为小尺寸时，荧光结构20亦能设置成小尺寸；而用以包覆的反射结构30亦可设置成小尺寸，使得最终的发光装置1A的尺寸为微小者。换言之，若发光装置1A的尺寸需设计成微小者或是芯片级(chip scale)，采用荧光结构20亦是可行，且还能增加发光效率等。在一示例中，发光装置1A的宽度与长度对应反射结构30的长度及宽度，而该宽度不大于2.0毫米，而该长度不大于3.0毫米。
以上是发光装置1A的技术内容的说明，接着将说明依据本发明其他实施例的发光装置的技术内容，而各实施例的发光装置的技术内容应可互相参考，故相同的部分将省略或简化。
请参阅图2所示，其为依据本发明的第二较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1B与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1B的荧光结构20中，透光层202形成于荧光层201之下。也就是，透光层202位于荧光层201与LED芯片10的上表面11之间，故荧光层201不会接触到LED芯片10。因此，LED芯片10运作时所产生的热能较不会影响到荧光层201，也就是，荧光层201的温度较不会因为热能而上升，故荧光层201在转换光线波长的效率上，不易衰减。此外，荧光层201的折射系数可小于透光层202的折射系数，以增加发光效率。
请参阅图3所示，其为依据本发明的第三较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1C与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1C的荧光结构20更包含一透镜阵列层203，其形成于荧光层201上。透镜阵列层203可与透光层202一体成型，故透光层202可视为透镜阵列层203的一部分；透镜阵列层203可高于反射结构30的顶面33，使得荧光结构20的顶面21高于反射结构30的顶面33。透镜阵列层203可进一步增加发光装置1C的发光效率。
请参阅图4所示，其为依据本发明的第四较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1D与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1D的荧光结构20包含多个透光层202，且荧光层201形成于该多个透光层202之间。这样的配置下，透光层202可保护荧光层201，且可降低LED芯片10的热能对荧光层201的影响。此外，荧光层201的折射系数可小于位于下方的透光层202的折射系数，但大于位于上方的透光层202的折射系数，以增加发光效率。
请参阅图5所示，其为依据本发明的第五较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1E与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1E的荧光结构20为一单层荧光结构，也就是仅包含荧光层201，而没有透光层。因此，荧光层201的厚度可较大，能将较多比例的光线转换波长，适用于需大量转换光线波长的LED发光装置，例如低色温的白光LED。
请参阅图6所示，其为依据本发明的第六较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1F与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1F更包括一基板40，而LED芯片10及反射结构30皆设置于基板40上，LED芯片10的电极组14还进一步电连接至基板40。基板40为能传递电能的元件，(例如电路板、支架等)，故通过基板40可将电能供应至发光装置1F中。反射结构30可进一步延伸至LED芯片10的下表面12与基板40之间。
请参阅图7所示，其为依据本发明的第七较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1G与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1G的荧光结构20的顶面21高于反射结构30的顶面33，且荧光结构20的倾斜侧面23部分地露出于反射结构30。换言之，反射结构30仅部分地包覆荧光结构20的倾斜侧面23。由于反射结构30的顶面33低于荧光结构20的顶面21，故反射结构30在形成时，不会蔓延到荧光结构20的顶面21，因此增加了工艺误差容许量，可有效提升良品率与产能，故可不需借助于模具(详细说明可参阅后述实施例中的制造方法)而进一步降低生产成本。
请参阅图8所示，其为依据本发明的第八较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1H与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1H的反射结构30虽完整地包覆荧光结构20的倾斜侧面23，但反射结构30的顶面33并非一平面，而是从内导角32渐渐地向下倾斜；换言之，反射结构30的顶面33是从荧光结构20的顶面21向下凹陷。这种形态的反射结构30在形成时，亦可增加工艺误差容许量。
请参阅图9所示，其为依据本发明的第九较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1I与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1I的荧光结构20的顶面21可在法线方向上，遮蔽住反射结构30；也就是，沿着法线方向往下观察，仅会观察到荧光结构20，而观察不到反射结构30。如此，反射结构30的宽度及长度将进一步缩减，使得发光装置1I能具有更小的尺寸。
请参阅图10所示，其为依据本发明的第十较佳实施例的发光装置的示意图。发光装置1J与其他发光装置不同处至少在于，发光装置1J的荧光结构20可使反射结构30的底面34向上倾斜。具体而言，当反射结构30在形成时，是由一液态的制造材料在较高温度固化而成，而固化的过程会造成反射结构30的体积缩减，降温过程亦会造成反射结构30与荧光结构20的体积缩减。由于荧光结构20与反射结构30相贴合，当两者体积缩减时，反射结构30的底面34会因应变形而向上倾斜。
底面34的向上倾斜量X相关联于荧光结构20与反射结构30的材料特性及尺寸差异等因素，故调整该多个因素可得到所需的向上倾斜量X。较佳地，向上倾斜量X至少为3微米。
底面34的向上倾斜可提供以下的有益效果：当发光装置1J接合至一基板(图未示)的过程中，常会对发光装置1J及基板施加热能(例如在回焊工艺或共晶接合的情况时，皆须施加热能)，而热能会造成反射结构30及荧光结构20膨胀；若没有向上倾斜时，膨胀的反射结构30的底面34可能推挤基板，然后造成发光装置1J被抬升，进而造成接合失败；然而，本实施例的发光装置1J的反射结构30的底面34不会推挤基板，因为底面34向上倾斜。
在上述的实施例中的发光装置1A-发光装置1J中，其技术内容应可互相应用，并不限定于本身的实施例中。例如，发光装置1C的透镜阵列层203、发光装置1F的基板40、发光装置1J的向上倾斜的底面34等皆可应用于其他实施例的发光装置中(图未示)。又，在发光装置1A-发光装置1J中，该荧光结构20皆可依设计需求将荧光层201与透光层202增加为多个，并适当调整其堆叠顺序，或于荧光结构20中适当加入二氧化钛(TiO2)等填充材料，使整体上获得最佳效果。
再者，发光装置1A-发光装置1J的技术内容亦可应用于制作发出单色光的发光装置(monochromatic LED)1K，如图22A所示，发光装置1K将前述实施例的荧光结构20以一透明材料所构成的透明结构20’来替代，即该透明结构20’不包含荧光层或荧光材料，藉此LED芯片10所发出的光其波长在通过透明结构20’时并不会被转换。如此，可用以制作红光、绿光、蓝光、红外光或紫外光等单色光的小尺寸发光装置，其亦同时具有小发散角、出光面积小以利二次透镜设计、热阻小及可调整发光角度等效益。
又由于部分的应用场合需要高指向性的光源，进一步缩小发散角有其必要性。如图22B所示，当该透明结构20’的侧面倾斜角为零时(即成为垂直侧面23’)，可获得更小的发散角。此发散角又可通过增加反射结构30的高度H进一步缩减。较佳地，反射结构30的高度H不小于0.1倍的LED芯片10的长度W，不大于5倍的LED芯片10的长度W(即深宽比0.1≦H/W≦5)。虽然垂直侧面23’的透明结构20’会牺牲整体出光效率，但缩小后的发散角却可以使光能量更为集中，造成特定方向的单位面积光通量(即照度)增加，因而符合高指向性光源的应用。较佳地，该透明结构20’采用低折射系数的透明材料所制成，折射系数越接近1，对于照度增加的效果越好。
此外，若将一荧光层201’(如图22D所示)设置于该透明结构20’的底部，则可进一步符合高指向性白光光源的应用。例如图22C所示者，当发光装置的荧光材料为均匀分布于透明结构20’中，光L遇到荧光材料时将产生散射(scattering)而无法利用反射结构30提高光的指向性；因此，将荧光层201’设置于透明结构20’的底部(且可堆叠于LED芯片10上)可避免光L在透明结构20’内产生散射。例如图22D所示，在透明结构20’内无散射的状况下，大入射角(与垂直方向夹角大)的光L将多次地被反射结构30所反射，造成其光强度快速衰减，而不易脱离透明结构20’(因为光L易在透明结构20’的顶面反射而回到透明结构20’内)；又如图22E所示，小入射角(与垂直方向夹角小)的光L很少被反射结构30所反射，容易脱离透明结构20’。如此，发光装置1K可筛选掉大部分具有大入射角的光L，使整体所发出的光L具有较小的发散角与较高的指向性。
上述的发光装置1K亦可为一芯片级封装的发光装置，即在长度及宽度上透明结构20’等于或略大于LED芯片10，而反射结构30略大于LED芯片10。如此，发光装置1K能改善目前已知的发光装置无法符合具有小发散角的芯片级封装的缺失。
接着将说明依据本发明的较佳实施例的发光装置的制造方法，该制造方法可制造出相同或类似于上述实施例的发光装置1A-发光装置1J，故制造方法的技术内容与发光装置1A-发光装置1J的技术内容可相互参考。制造方法可包含三大阶段：形成具有一倒锥形侧面的一荧光结构；将荧光结构设置于一LED芯片上，以形成一发光结构；以及将发光结构的侧面进行包覆，以形成一具有倒锥形内导角的反射结构。各阶段的技术内容依序说明如下。
荧光结构20的形成可分成间接形成或直接形成，间接形成是指：先形成一荧光薄膜后，再将荧光薄膜分成多个荧光结构。请参阅图11A至图11D所示，其为“形成荧光薄膜”的步骤示意图。如图11A所示，首先提供一辅助材(例如离型膜)50，而辅助材50还可放置于一支撑结构(例如硅基板或玻璃基板，图未示)上。
如图11B所示，接着将荧光层201形成于辅助材50上，可通过喷涂(spray coating)、印刷(printing)或模造(molding)等工艺来达成，也就是，将荧光层201的制造材料通过这些工艺设置于辅助材50上，制造材料固化后即可形成荧光层201。公开号US2010/0119839及US2010/0123386的美国专利申请案所揭露的荧光层的形成方法亦可应用于本实施例中，其可良好地控制荧光层的厚度及均匀性；该两美国专利申请案的技术内容以引用方式全文并入本文。
如图11C所示，接着将透光层202形成于荧光层201上，可通过喷涂、印刷、模造或点胶(dispensing)等工艺来达成。若需形成两个以上的透光层202时，则喷涂工艺较为适合。如图11D所示，当透光层202形成后，可将辅助材50移除，以得到透光层202与荧光层201所构成的一荧光薄膜200。荧光薄膜200可对应发光装置1A的荧光结构20(如图1所示)，亦可对应发光装置1G、发光装置1H及发光装置1J的荧光结构20(如图7、图8及图10所示)，通过将制作完成的荧光薄膜200于切割时上下反置，即可对应发光装置1B的荧光结构20(如图2所示)。
通过改变透光层202与荧光层201的形成顺序，可得到不同的荧光薄膜200，例如图12A至图12C所示，透光层202、荧光层201及另一透光层202依序形成于辅助材50上，以构成一对应发光装置1D的荧光结构20(如图4所示)的荧光薄膜200。又如图14所示，辅助材50上仅有形成荧光层201，故可构成一对应发光装置1E、发光装置1F及发光装置1I的荧光结构20(如图5、图6及图9所示)的荧光薄膜200。
再如图15所示，在形成荧光层201后，可于荧光层201上形成一透镜阵列层203。透镜阵列层203的形成可通过模造，也就是，将荧光层201及辅助材50放置于一模具(图未示)中，然后将透镜阵列层203的制造材料注入至模具中，制造材料固化可形成透镜阵列层203。此种荧光层201和透镜阵列层203所构成的荧光薄膜200可对应发光装置1C的荧光结构20(如图3所示)。
当各种荧光薄膜200形成后，可通过冲切(punching)来将荧光薄膜200分成多个具有一倾斜侧面的部分，而其中一个该部分为该荧光结构20。
具体而言，请参阅图16A及图16B所示，荧光薄膜200先被翻转后以底面朝上被放置于另一辅助材50’上，然后一冲切刀具60从上方来冲切荧光薄膜200。请参阅图16C所示，冲切刀具60具有多个刀刃61，且该多个刀刃61相连接，并依据荧光结构20的外形来排列，例如排列成矩形。因此，当冲切刀具60冲切荧光薄膜200时，如图16D及图16E所示，荧光薄膜200将会分成多个荧光结构20；也就是，冲切一次即可形成多个荧光结构20。该多个荧光结构20的底面22是朝向冲切刀具60的刀刃61。另外，如图16F所示，若冲切的荧光薄膜200包含透镜阵列层203时，则透镜阵列层203被放置于辅助材50’上。
由此可知，冲切方式可将荧光薄膜200快速地分成多个荧光结构20。此外，荧光结构20的倾斜侧面23的倾斜角度亦可通过数个因素予以控制，例如调整刀刃61的角度(或剖面)、荧光结构20的几何尺寸及/或荧光薄膜200的材料性质等因素。因此，当事先设定好这些因素后，即可得到所需的倾斜侧面23。
除了冲切外，亦可采取锯切(sawing)、精密切削(precision machining)或微加工(micro machining)等方式来将荧光薄膜200形成多个荧光结构20。请参阅图17所示，一锯轮或双角铣刀(dual angle milling cutter)70多次地切割荧光薄膜200，以使荧光薄膜200分成多个荧光结构20；该多个荧光结构20的底面22是朝向锯轮或双角铣刀70的刀刃71。荧光结构20的倾斜侧面23的倾斜角度可由刀刃71的角度(或剖面)来控制。在微加工方式中，可使用阻挡层沉积、形状定义与刻蚀等步骤来形成荧光结构20。
上述方式是从荧光薄膜200来间接地形成荧光结构20，若以模造(molding)或微加工(micro machining)等方式可直接地形成荧光结构20。具体而言，在模造方式中，一模具(图未示)将被提供，其模穴的形状对应荧光结构20的外观，然后荧光结构20的制造材料将注入至模穴中，制造材料固化后可形成荧光结构20。在微加工方式中，以涂布、曝光、显影及/或刻蚀等步骤来形成荧光结构20。模造及微加工的方式亦可以批次生产方式同时制作出多个荧光结构20。
除了可透光树脂等软性透光材料之外，视应用需求亦可使用玻璃、陶瓷等脆性透光材料来形成荧光结构20。其中，在间接方法中，可以采用烧结等方法先形成荧光薄板，再使用锯切(sawing)等方法形成多个荧光结构20；在直接方法中，可将荧光材料与透光材料粉末置入模穴中，再进行烧结直接形成多个荧光结构20；而此荧光结构20的制作方法亦可应用于制作透明结构20’。此外，将透明玻璃基板或透明陶瓷基板直接经由锯切等方法亦可形成多个透明结构20’。
接着说明“发光结构的形成”。请参阅图18A，首先多个LED芯片10被间隔地放置在另一辅助材50”上，辅助材50”可为紫外线解粘胶带(UV release tape)或热解粘胶带(thermal release tape)等。此外，LED芯片10可受压而使其的电极组14嵌入至辅助材50”而不外露。若LED芯片10下方有设置一基板40时(如图6所示)，则不须使用辅助材50”。
请参阅图18B，接着将荧光结构20放置于LED芯片10的上表面11，且荧光结构20的倾斜侧面23露出于上表面11之外；荧光结构20可通过粘胶或胶带来粘贴至LED芯片10的上表面11。如此，荧光结构20及LED芯片10可形成一发光结构。
接着说明“反射结构的形成”。反射结构30的形成是将LED芯片10的侧面13及荧光结构20的倾斜侧面23共同(即同时)进行包覆，而具体的方式至少有模造及点胶两种。请参阅图19所示，采取模造时，荧光结构20、LED芯片10及辅助材50”将被放置于一模具(图未示)中，然后将反射结构30的制造材料注入至模具中，并包覆LED芯片10的侧面13及荧光结构20的倾斜侧面23；当制造材料固化后，反射结构30即可形成。此种作法下的反射结构30可包覆全部的倾斜侧面23。
采取点胶时，则不需要上述的模具。反射结构30的制造材料将直接地浇淋至辅助材50”上，然后制造材料会在辅助材50”渐渐增厚，以包覆LED芯片10的侧面13及荧光结构20的倾斜侧面23，所浇淋的制造材料不会超过荧光结构20的顶面21。当轻微减少所浇淋的制造材料时，其固化所形成的反射结构30将会如同图7及图8所示者。
当反射结构30形成后，如图20所示，辅助材50”将可移除，以得到多个发光装置1A(或其他类型的发光装置)。该多个发光装置1A的反射结构30可能会相连接，因此可再采取一切割步骤(如图21所示)以将相连接的反射结构30切割分离，便到相互分离的发光装置1A。
综合上述，本实施例中的发光装置的制造方法可制造出各种具有倾斜侧面的荧光结构的发光装置，且发光装置可为小尺寸者。此外，制造方法还具有可批次生产大量的荧光结构，且反射结构可不通过模具来形成，以降低成本等特点。
上述的实施例仅用来列举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (26)

1.一种发光装置，其特征在于，包含：
一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一侧面以及一电极组，该侧面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；
一荧光结构，设置于LED芯片上，其具有一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，其中该顶面大于该底面，使该侧面相对于该顶面与该底面呈现一倾斜状，该底面位于该LED芯片的该上表面上；以及
一反射结构，包覆该LED芯片的侧面及该荧光结构的侧面。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构的底面粘贴至该LED芯片的上表面，且该荧光结构的底面不小于该LED芯片的上表面。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该反射结构是由包含一反射性树脂的一材料所制成或由包含一可透光树脂的另一材料所制成，该可透光树脂包含反射性微粒。
4.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该反射性树脂为聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯或环氧树脂；该可透光树脂为硅胶；该反射性微粒为二氧化钛、氮化硼、二氧化硅或三氧化二铝。
5.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该可透光树脂为一低反射系数硅胶且包含反射性微粒。
6.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该反射结构具有与该LED芯片的该侧面相贴合的一内侧面以及与该荧光结构的该倾斜侧面相贴合的一内侧斜面。
7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构为一单层荧光结构。
8.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构包括一荧光层及至少一透光层，该至少一透光层形成于该荧光层之上。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该至少一透光层的折射系数小于该荧光层的折射系数。
10.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构包括一荧光层及一透镜阵列层，该透镜阵列层形成于该荧光层上。
11.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构包括一荧光层及一透光层，该透光层形成于该荧光层之下。
12.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该反射结构的一底面向上倾斜。
13.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，沿着该荧光结构的顶面的一法线方向，该荧光结构的顶面遮蔽该反射结构。
14.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该荧光结构的顶面高于该反射结构的一顶面，而该荧光结构的侧面部分地露出于该反射结构。
15.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该反射结构的一顶面从该荧光结构的顶面向下倾斜。
16.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，更包括一基板，该LED芯片及该反射结构设置于该基板上，而该LED芯片电连接至该基板。
17.如权利要求1-6中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该反射结构具有一宽度及一长度，该宽度不大于2.0毫米，而该长度不大于3.0毫米。
18.一种发光装置的制造方法，其特征在于，包含：
形成具有一倒锥形侧面的一荧光结构；
将该荧光结构设置于一LED芯片上，以形成一发光结构；以及
将该发光结构的侧面进行包覆，以形成一具有倒锥形内侧面的反射结构。
19.如权利要求18所述的发光装置的制造方法，其特征在于：
形成该荧光结构的步骤，是形成一具有一顶面、一底面及一倾斜侧面的荧光结构，其中该顶面大于该底面，而该倾斜侧面形成于该顶面与该底面之间；
形成该发光结构的步骤，是放置该荧光结构至该LED芯片的一上表面上，使该荧光结构的该倾斜侧面露出于该上表面之外；以及
形成该反射结构的步骤，是将该LED芯片的一侧面及该荧光结构的倾斜侧面共同进行包覆。
20.如权利要求19所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该荧光结构的步骤，是以冲切、模造、锯切、精密切削或微加工形成出该倾斜侧面。
21.如权利要求19所述的发光装置的制造方法，其特征在于，形成该荧光结构的步骤更包含：冲切一荧光薄膜，以使该荧光薄膜分成多个具有一倾斜侧面的部分，而其中一个该部分为该荧光结构。
22.如权利要求21所述的发光装置的制造方法，其特征在于，该荧光薄膜为一单层荧光薄膜或包含一荧光层及一透光层，该荧光层形成于该透光层之上或该透光层之下。
23.如权利要求18-22中任一权利要求所述的发光装置的制造方法，其特征在于，该荧光结构粘贴至该LED芯片。
24.一种发光装置，其特征在于，包含：
一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一侧面以及一电极组，该侧面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；
一透明结构，设置于LED芯片上，其具有一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面的尺寸大于或等于该底面的尺寸，该底面位于该LED芯片的该上表面上；以及
一反射结构，包覆该LED芯片的侧面及该透明结构的侧面，
其中，该反射结构的一高度不小于该LED芯片的一长度的0.1倍，且不大于该LED芯片的该长度的5倍。
25.如权利要求24所述的发光装置，其特征在于，该透明结构更包含一填充材料。
26.如权利要求24所述的发光装置，其特征在于，该透明结构的一底部更包含一荧光层。
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