[发明专利]主波长分布收敛的发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶片级发光元件及其制造方法，特别是涉及一种其上包含主波长(dominant wavelength)呈收敛分布的发光二极管晶片以及一种使发光二极管晶片的发射光主波长呈收敛分布的方法。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode，LED)的发光原理是利用电子在n型半导体与p型半导体间移动的能量差，以光的形式将能量释放，这样的发光原理有别于白炽灯发热的发光原理，因此发光二极管被称为冷光源。此外，发光二极管具有高耐久性、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，因此现今的照明市场对于发光二极管寄予厚望，将其视为新一代的照明工具。

图1A至图1E为已知的发光元件的制造流程示意图。

首先，如图1A所示，提供基板10；再如图1B所示，形成多个外延层12于基板10上；接着，如图1C所示，利用光刻蚀刻技术针对多个外延层12进行蚀刻，以于基板10上制作多个发光叠层14；随后，如图1D所示，在发光叠层14上形成电极16，以形成发光二极管晶片(wafer)100；最后，如图1E所示，对发光二极管晶片100进行切割，以形成发光二极管管芯18。

然而，实际上发光二极管晶片100上众多发光叠层16所发出光线主波长分布并不均匀，其差距可达15nm至20nm或者更大，因此上述发光叠层16形成发光二极管管芯18后所发出光线主波长差异亦大。此发光二极管管芯18发射光主波长不均匀的问题进一步地影响了使用发光二极管管芯的产品其产品特性的一致性。以已知的主波长460nm蓝光发光二极管芯片搭配黄色荧光粉体混合成白光为例，若同一发光二极管晶片上的蓝色发光二极管管芯的主波长分布达20nm，即其主波长分布由450nm至470nm，其搭配激发光波长为570nm的黄色波长转换物质所激发的光线所混合成的白光色温分布亦受到影响。

如图2所示，由于发光二极管晶片上各个发光叠层的主波长分布差异，其所形成的管芯搭配转换物质后所混合成的白光其色温(color temperature)分布于6500K至9500K之间，具有约3000K左右的色温变异，对产品品质的一致性造成很大的影响。

为解决上述同一发光二极管晶片上发光叠层16主波长分布不均匀的问题，已知的发光二极管管芯18制造过程中，往往如图3所示，加入点测、分类(Sorting)与筛选(Binning)的程序，针对众多发光二极管管芯18进行筛选，以挑选出主波长分布相近的发光二极管管芯18，以因应不同波长特性需求的应用。

虽然点测、分类与筛选的程序可减少主波长分布不均匀对应用产品品质表现一致性的影响，但是当发光二极管管芯18应用于对主波长分布均匀要求严苛的产品时，例如大尺寸显示器的发光二极管背光源元件，发光二极管晶片100上可使用的发光二极管管芯18比率偏低。此外，分类与筛选的工序费时费力，亦增加了生产发光二极管管芯的成本及所需时间。

发明内容

本发明的目的在提供一种主波长分布收敛的发光二极管晶片，包含基板、多个发光叠层位于基板上，以及波长转换收敛层，位于多个发光叠层上，用以收敛并转换发光叠层所发出的主波长。

本发明的另一目的在于披露一种收敛发光二极管晶片主波长分布的方法，其步骤包含提供基板、形成多个发光叠层于基板上，以及形成波长转换收敛层于多个发光叠层上，使发光二极管晶片上每一发光叠层发出光线的主波长呈现收敛分布。

本发明的又一目的在于提供发光元件制造方法，通过形成波长转换收敛层，以收敛发光叠层所发出光线的波长变异，由此提高发光二极管管芯的使用率。

本发明的再一目的在于提供发光元件制造方法，通过形成波长转换收敛层，以收敛发光叠层所发出光线的主波长变异，由此减少发光二极管管芯制作程序中分类与筛选的工序。

底下通过具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1A至图1E为已知的发光二极管管芯制造流程示意图。

图2为已知蓝色发光二极管管芯搭配黄色荧光粉体的CIE 1931色彩坐标图。

图3为已知的发光二极管管芯点测示意图。

图4A至图4F为本发明实施例的制造流程示意图。

图5为本发明另一实施例的结构示意图。

图6为本发明实施例的CIE 1931色彩坐标图。

图7为本发明又一实施例的结构示意图。

图8A和图8B为本发明再一实施例结构示意图。

图9为本发明切割步骤的结构示意图。

附图标记说明