塗布螢光粉的方法及發光二極體封裝的製作方法

2023-07-06 01:29:01 2

專利名稱：塗布螢光粉的方法及發光二極體封裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體，尤其涉及一種在發光二極體上塗布螢光粉的方法。
背景技術：
發光二極體(light-emitting diode,簡稱LED)是一種複合的半導體組件,其通過能量轉換的方式將電流轉換為光，單一的發光二極體只能發出特定光色的光，因此通常需要在發光二極體上塗布螢光粉，藉此將發光二極體發出的光色轉換成所需的光色，例如在藍光發光二極體上塗布黃色螢光粉，以形成發白光的發光二極體。傳統在發光二極體上塗布螢光粉的方法是利用注射器或噴嘴將螢光粉膠體塗布在發光二極體上，然而這種塗布方式很難精確地控制螢光粉塗布的區域以及螢光粉塗布的厚度，導致發光二極體上不希望被螢光粉塗布的區域也被螢光粉覆蓋。
另一種方式則是利用微影製程將發光二極體上不希望被螢光粉覆蓋的區域以光阻層遮蓋，待螢光粉塗布之後，再將光阻層移除。然而，這種方式需要增加一道微影步驟去形成光阻層，因此製程較為繁複。

發明內容
本發明的一實施例提供一種塗布突光粉的方法，包括提供發光二極體，具有導電墊以及保護層覆蓋於發光二極體上，其中保護層設置於導電墊以外的區域；提供核心螢光粉，對核心突光粉進行改質，形成改質的突光粉，改質的突光粉具有官能基修飾於核心突光粉上；以及將改質的螢光粉塗布於發光二極體之上，其中改質的螢光粉所具有的官能基吸附於保護層上，而不會吸附於導電墊上。本發明的另一實施例提供一種塗布突光粉的方法，包括提供發光二極體，具有導電墊形成於其上；在發光二極體上提供表面改質劑，其中表面改質劑吸附在導電墊上，而不會吸附在導電墊以外的區域上；在發光二極體上塗布核心螢光粉；以及施加電位至導電墊上，使得表面改質劑從導電墊上脫附。本發明的一實施例還提供一種發光二極體封裝,包括發光二極體，具有導電墊以及保護層覆蓋於發光二極體上，其中保護層設置於導電墊以外的區域；以及改質的螢光粉覆蓋於保護層上，且不覆蓋於導電墊上，其中改質的螢光粉具有官能基修飾於核心螢光粉上。為了讓本發明的上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖IA至IC顯示依據本發明的一實施例，塗布螢光粉的方法的各製程階段的剖面示意圖。圖ID顯示圖IB中的框線ID處的放大示意圖。
圖2A至2E顯示依據本發明的另一實施例，塗布螢光粉的方法的各製程階段的剖面示意圖。附圖標記10 :基底；12 :發光二極體；14:導電墊；16:保護層；17:核心螢光粉； 18:改質的螢光粉；19:修飾的官能基；20 :表面改質劑。
具體實施例方式本發明的實施例是利用分子自組裝(self-assembly)的方式在發光二極體上調控螢光粉塗布的區域，其不需要在發光二極體上形成光阻層覆蓋不希望被螢光粉塗布的區域，例如發光二極體上的導電墊(conductive pad)區域，即可以使得突光粉在塗布時能自行略過不希望被螢光粉塗布的區域，因此，相較於傳統在發光二極體上塗布螢光粉的方法，本發明的實施例的方法可以節省一道微影製程的步驟，有效簡化螢光粉的塗布製程程序。參閱圖IA至1C，其顯示依據本發明的一實施例，塗布螢光粉的方法的各製程階段的剖面示意圖。參閱圖1A，首先提供發光二極體12，例如為形成在基底10上的多個發光二極體12，基底10可以是藍寶石基底、矽晶圓或其它半導體晶圓，發光二極體12例如為藍光二極體。發光二極體12的表面上具有導電墊14，在一實施例中，導電墊14可作為η型接觸(contact)，另外，在發光二極體12還具有另一導電墊(未示出)，其可作為P型接觸。導電墊14的材料包含金屬，例如為金(Au)。此外，在發光二極體12上還具有保護層16，保護層16覆蓋在導電墊14以外的區域上，保護層16的材料例如為二氧化矽(SiO2),通常可藉由熱氧化法或沈積方式形成，藉此保護髮光二極體12。接著，參閱圖IB及1D，圖IB顯示將改質的螢光粉18塗布於發光二極體12上的剖面示意圖，圖ID則顯示圖IB中的框線ID處的放大示意圖。首先，對核心螢光粉17，例如為黃色螢光粉(Y3Al5O12 = Ce ;釔鋁石榴石，簡稱YAG)或紅綠藍三色(RGB)螢光粉進行改質，將官能基19修飾於核心螢光粉17上，形成改質的螢光粉18。接著，利用噴塗法(spraycoating)、點膠塗布法(dispensing)或旋塗法(spin coating)將改質的突光粉18塗布於發光二極體12晶片上。修飾於核心螢光粉17上的官能基19例如為-SiCl3、_Si (OCH3) 3、_Si (OCH2CH3) 3、_CH3>-COOH或-NH2,官能基19可以與發光二極體12上的保護層16產生自組裝作用力，自組裝作用力包含氫鍵、π - Ji堆棧作用(Ji - Ji stacking interaction)、配位共價鍵(coordinatecovalent bond)或供給者/接受者相互作用(adaptor/receptor interaction),自組裝作用力使得官能基19可以吸附於保護層16上，但是官能基19不會與導電墊14產生自組裝作用力，因此官能基19不會吸附於導電墊14上。藉由在核心螢光粉17上修飾官能基19，可使得改質的螢光粉18自行排列在保護層16上，而不會沈積於導電墊14上。
在一實施例中，核心螢光粉17上修飾的官能基19為三氯矽烷基(-SiCl3),當-SiCl3吸附於具有親水性的SiO2保護層16上，首先-SiCl3會與SiO2保護層16表面上的水氣產生水解反應形成-Si (OH) 3，-Si (OH) 3吸附於SiO2保護層16上，並且這些-OH鍵會藉由氫鍵作用與周圍的-OH鍵產生鍵結，然後脫去水分子產生聚合反應，形成網狀結構鍵結於核心螢光粉17與保護層16之間。因此，利用-SiCl3官能基19修飾於核心螢光粉17上所形成的改質的螢光粉18除了可以自行排列在保護層16上，還可以形成網狀結構的穩定單層膜，使得改質的螢光粉18穩定地塗布在SiO2保護層16上，並且避開導電墊14的區域。參閱圖IB至1C，沿著圖IB的切割線SC切割分離各發光二極體12，形成如圖IC的發光二極體封裝體，其包含發光二極體12，導電墊14和保護層16覆蓋於發光二極體12上，其中保護層16設置在導電墊14以外的區域上，改質的螢光粉18覆蓋於保護層16及基底10上，但不會覆蓋於導電墊14上。參閱圖2A至2E，其顯示依據本發明的另ー實施例，塗布螢光粉的方法的各製程階段的剖面示意圖。參閱圖2A，首先提供發光二極體12，例如為形成在基底10上的多個發光·ニ極管12，基底10可以是藍寶石基底、矽晶圓或其它半導體晶圓，發光二極體12例如為藍光二極體。在發光二極體12的表面上具有導電墊14，在一實施例中，導電墊14可作為n型接觸(contact)，另外，在發光二極體12的底部還具有另ー導電墊(未示出)，其可作為p型接觸，導電墊14的材料包含金屬，例如為金(Au)。參閱圖2B，提供表面改質劑20塗布於發光二極體12上，表面改質劑20例如為硫醇化合物，其可以藉由自組裝作用吸附於由金製成的導電墊14上，而不會吸附於導電墊14以外的區域上。當硫醇化合物吸附在金製成的導電墊14表面上吋，導電墊14的金會變成帶ー價的金(Au(I))。參閱圖2C,利用噴塗法(spray coating)、點膠塗布法(dispensing)或旋塗法(spin coating)將核心螢光粉17塗布於發光二極體12上，核心螢光粉17例如為黃色螢光粉(Y3Al5O12 = Ce ;釔鋁石榴石，簡稱YAG)或紅綠藍三色(RGB)螢光粉。由於導電墊14被表面改質劑20覆蓋，因此核心螢光粉17隻會塗布在導電墊14以外的區域上，覆蓋發光二極體12晶片及基底10的表面。參閱圖2D，施加約0. 05V的電位至導電墊14上，使得導電墊14帶ー價的金(Au(I))還原成0價的金(Au(0))，此時表面改質劑20會從導電墊14上脫附。接著，參閱圖2D至2E，沿著圖2D的切割線SC切割分離各發光二極體12，形成如圖2E的發光二極體封裝體，其包含發光二極體12，導電墊14設置於發光二極體12上，核心螢光粉17覆蓋於發光二極體12及基底10上，但不會覆蓋於導電墊14上。綜上所述，本發明的實施例藉由分子之間的自組裝作用，讓改質的螢光粉吸附於保護層上，而不會吸附於發光二極體晶片的導電墊上；或者讓表面改質劑吸附於導電墊上，而不會吸附於導電墊以外的區域上，使得螢光粉不會塗布在導電墊上，達到節省形成光阻層覆蓋於導電墊上的微影製程，減少發光二極體封裝的製程步驟。雖然本發明已掲示較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬領域的普通技術人員，當可做些許更動與潤飾，而不脫離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種塗布突光粉的方法，包括 提供一發光二極體，具有一導電墊以及一保護層覆蓋於該發光二極體上，其中該保護層設置於該導電墊以外的區域； 提供一核心突光粉，對該核心突光粉進行改質，形成一改質的突光粉，該改質的突光粉具有一官能基修飾於該核心突光粉上；以及 將該改質的螢光粉塗布於該發光二極體之上，其中該改質的螢光粉所具有的該官能基吸附於該保護層上，而不會吸附於該導電墊上。
2.根據權利要求I所述的塗布螢光粉的方法，其中該改質的螢光粉所具有的該官能基包括-SiCl3、-Si (OCH3) 3、-Si (OCH2CH3) 3、-CH3> -COOH 或 _NH2。
3.根據權利要求2所述的塗布螢光粉的方法，其中該改質的螢光粉所具有的該官能基為-SiCl3，該-SiCl3官能基與該保護層表面的水氣產生水解反應，形成-Si (OH)3官能基並吸附於該保護層上，並且該-Si (OH)3官能基還進一步產生脫水聚合反應，形成一網狀結構鍵結於該核心螢光粉與該保護層之間。
4.根據權利要求I所述的塗布突光粉的方法，其中該核心突光粉包括黃色突光粉(Y3Al5O12ICe ;釔鋁石榴石，簡稱YAG)或紅綠藍三色(RGB)螢光粉。
5.根據權利要求I所述的塗布螢光粉的方法，其中該保護層的材料包括二氧化矽。
6.根據權利要求I所述的塗布螢光粉的方法，其中該導電墊的材料包括金屬，且該金屬包括金。
7.一種塗布突光粉的方法，包括 提供一發光二極體，具有一導電墊形成於其上； 在該發光二極體上提供一表面改質劑，其中該表面改質劑吸附在該導電墊上，而不會吸附在該導電墊以外的區域上； 在該發光二極體上塗布一核心螢光粉；以及 施加一電位至該導電墊上，使得該表面改質劑從該導電墊上脫附。
8.根據權利要求7所述的塗布螢光粉的方法，其中該表面改質劑包括硫醇化合物。
9.根據權利要求7所述的塗布螢光粉的方法，其中該導電墊的材料包括金屬，且該金屬包括金。
10.一種發光二極體封裝，包括 一發光二極體，具有一導電墊以及一保護層設置於該發光二極體上，其中該保護層覆蓋於該導電墊以外的區域；以及 一改質的螢光粉，覆蓋於該保護層上，且不覆蓋於該導電墊上，其中該改質的螢光粉具有一官能基修飾於一核心突光粉上。
11.根據權利要求10所述的發光二極體封裝，其中該改質的螢光粉所具有的該官能基包括-SiCl3、-Si (O CH3) 3、-Si (O CH2CH3) 3、-CH3> -COOH 或 _NH2。
12.根據權利要求11所述的發光二極體封裝，其中該改質的螢光粉所具有的該官能基為-SiCl3,該-SiCl3官能基吸附於該保護層上，且還產生一網狀結構鍵結於該核心螢光粉與該保護層之間。
13.根據權利要求10所述的發光二極體封裝，其中該核心螢光粉包括黃色螢光粉(Y3Al5O12ICe ;釔鋁石榴石，簡稱YAG)或紅綠藍三色(RGB)螢光粉。
14.根據權利要求10所述的發光二極體封裝，其中該保護層包括二氧化矽層。
15.根據權利要求10所述的發光二極體封裝，其中該導電墊的材料包括金屬，且該金屬包括金。
全文摘要
本發明提供一種塗布螢光粉的方法以及發光二極體封裝，此方法包含提供發光二極體，其上具有導電墊以及保護層，保護層設置於導電墊以外的區域，對核心螢光粉進行改質，形成改質的螢光粉，其具有官能基修飾於核心螢光粉上，將改質的螢光粉塗布於發光二極體上，其中改質的螢光粉所具有的官能基吸附於保護層上，而不會吸附於導電墊上，形成發光二極體封裝。
文檔編號H01L33/00GK102867891SQ20111027325
公開日2013年1月9日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年7月7日
發明者馮玟菲, 夏德玲, 傅思維 申請人:隆達電子股份有限公司