具有波長轉換層的發光裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請是由QiristopherP.Hussell等人于2013年2月5日提交的題為 "Submount-FreeLightEmittingDiode(LED)ComponentsandMethodsofFabricating Same"的美國專利申請序號13/759,229的部分繼續并且要求其權益，通過引用將該案之全 文（包括圖紙、圖表、原理圖、示圖W及相關的書面描述）并入本文中。
技術領域
[0003] 在本文中描述了設及諸如發光二極管（LED)忍片和部件的發光裝置的裝置和方 法，包括從多個側面和/或一個側面發射光的L邸忍片。
【背景技術】
[0004] 基于L邸的發光裝置越來越多地被用于照明/照亮應用，并且一個最終目標是代 替普遍存在的白識燈泡。半導體L邸是眾所周知的固態照明元件，其能夠在對其施加電壓 時生成光。L邸通常包括二極管區域，該二極管區域具有第一相反面和第二相反面并且在其 中包括n型層、P型層W及p-n結。陽極觸點與P型層進行歐姆接觸（ohmicallycontact)， 并且陰極觸點與n型層進行歐姆接觸。二極管區域可W外延地形成在基板上，例如藍寶石、 娃、碳化娃、神化嫁、氮化嫁等生長基板，但是完整的裝置可W不包括基板。二極管區域可W 由（例如）基于碳化娃、氮化嫁、憐化嫁、氮化侶和/或神化嫁的材料制成和/或由基于有 機半導體的材料制成。
[0005] 由L邸發射的顏色或波長主要取決于生成其的材料的性能，例如，活動區域的帶 隙。L邸被構造成發射在可見光譜內的顏色范圍內的光，包括紅色、黃色、綠色W及藍色。其 他LED在電磁光譜的紫外線0JV)范圍內發射。通常可取的是在LED內包含憐光體，W使 發射光譜合適，在光穿過時且在發射前轉換L邸的所有的或一部分的光。例如，在一些藍色 LED中，一部分藍光"向下轉換"成黃光。因此，L邸發射藍色和黃色光的組合W生成對于人 眼呈白色的光譜。運被稱為藍移黃化lue-shiftedyellow) @SY)LED裝置。如在本文中所 使用的術語"憐光體"一般用于表示任何光致發光材料。
[0006] 由于W上問題，所W在LED已經分離并且隨后粘合至電子元件（例如，PCB)之后， 通常在封裝級上將轉換層應用于L邸忍片中。然而，在封裝級（而非晶片級）上應用轉換 材料是低效率的制造工藝，運是因為在晶片級上同時涂覆多個L邸忍片更容易并且劃算。
[0007] 在使用憐光體層涂覆L邸忍片時，尤其在L邸具有多個發射面和/或側發射面的 情況下出現的一個問題在于具有未充分涂覆的L邸忍片部分，使得一些未被轉換的光從 L邸忍片逸出而沒有通過憐光體層進行轉換。例如，在多個晶片中制造L邸忍片時，單獨的 L邸忍片通常被制造為彼此緊密相鄰，有時在其間沒有間隔。如果在晶片被分離成單獨LED 忍片之前，然后運些L邸忍片涂覆有憐光體層（phosphorlayer),與在L邸忍片的剩余部分 相比，在分離之后的忍片在L邸忍片的某些區域上沒有或者具有不一致的憐光體層厚度， 例如，在所分離的L邸忍片的底側附近具有更薄的涂層。在上面所討論的BSYL邸裝置的 情況下，運造成光從某些角度看呈藍色，從而使L邸裝置顏色均勻性降低。
【發明內容】
[0008] 包含本發明的特征的實施方式包括裝置的和方法設及一種發光裝置，該發光裝置 包括允許增大光發射均勻性的特征，包括特定的功能層布置。運些裝置涂覆有功能層材料， 該功能層材料可W被布置使得所發射的光在大范圍的視角上是均勻的，例如，通過將功能 層布置使得從光發射器的發射面所發射出的光穿過大體上相似的功能層厚度。可W在裝置 制造的"虛擬晶片（virtualwafer)"級步驟中應用涂層，并且該涂層可W被布置使得與光 發射器部分（例如，光發射器觸點的部分）具有一相隔距離（stand-offdistance)，W在封 裝級連接期間進一步確保裝置穩定性，如下面更詳細地描述。
[0009] 功能層可W包括可W與所發射的光相互作用的任意層，W影響所發射的光的一個 或多個性能，例如，波長、強度和/或方向。功能層可W包括多種不同類型的層，包括轉換層 (例如，憐光體層）、過濾層、抗反射層、單晶體轉換器層W及光散射層。
[0010] 可W通過下面進一步概述的多種方式實現貫穿大范圍視角的上述均勻的光發射， 例如，通過在"虛擬晶片"級上將均勻涂層應用于LED中和/或通過形成功能層"翼狀"部 分說明了分離方法對功能層尺寸的影響。
[0011] 在根據本發明的一些實施方式中，功能層進一步包括形成"翼狀結構（winged Struc化res)"的延伸的橫向部分。運些功能層"翼狀物（wings)"在需要改進的功能層相 互作用的某些區域內增大了功能層的表面面積，例如，允許從基于LED的光發射器的下側 部分發射的光與功能層有效地相互作用。
[0012] 包含本發明的特征的一個實施方式包括一種發光裝置，該發光裝置包括： 光發射器，包括頂部發射面（topemittingSU計ace)和至少一個側發射面（side emittingsurface);-個或多個觸點（contact),位于該光發射器的表面上；W及功能層 (化nctionallayer)，位于該光發射器上，其中，該功能層被布置使得從該頂部發射面和該 至少一個側發射面所發射的光穿過大體上相似的功能層厚度，并且其中，該功能層與該一 個或多個觸點分隔一相隔距離。
[0013] 包含本發明的特征的另一個實施方式包括一種發光裝置，該發光裝置包括：光發 射器；一個或多個觸點，位于該光發射器的表面上；W及功能層，位于所述光發射器上，其 中，該功能層包括延伸超過該光發射器的覆蓋區（foo化rint)的延伸的橫向部分，其中，該 延伸的橫向部分涂覆有反射材料。
[0014] 包含本發明的特征的又一個實施方式包括一種發光裝置，該發光裝置包括：光發 射器，包括頂部發射面和至少一個側發射面；一個或多個觸點，位于該光發射器的表面上； 功能層，位于該光發射器上，其中，該功能層被布置使得從該頂部發射面與該至少一個側 發射面所發射的光穿過大體上相似的功能層厚度；位于該功能層上的第一效用層（first utilitylayer) ;W及位于該第一效用層上的第二效用層（secondutilitylayer)。
[0015] 包含本發明的特征的又一個實施方式包括一種制造發光裝置的方法，其中，該方 法包括W下步驟：設置粘合層；將光發射器壓入所述粘合層中W產生功能層相隔距離；利 用功能層材料涂覆該光發射器；并且從該粘合層釋放該光發射器。
[0016] 通過結合附圖進行的W下詳細描述，對于本領域的技術人員來說本發明的運些和 其他進一步特征和優點顯而易見，其中，相似的數字在示圖中表示相應的元件，在附圖中：【附圖說明】
[0017] 圖1是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0018] 圖2是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0019] 圖3A至圖3F示出了制造包含本發明的特征的發光裝置的方法；
[0020] 圖4是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0021] 圖5是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0022] 圖6是包含本發明的特征的發光裝置的剖視圖；
[0023] 圖7是包含本發明的特征的發光裝置的頂部透視圖；
[0024] 圖8是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0025] 圖9是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0026] 圖10是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；
[0027] 圖11是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖；并且
[0028] 圖12是包含本發明的特征的發光裝置的前剖視圖。
【具體實施方式】
[0029] 現在，本公開將闡述各種實施方式的詳細描述。運些實施方式提供了設及發光裝 置（例如，各種光發射器、LED忍片、LED晶片、LED元件）的方法及其制造方法的方法和裝 置。包含本發明的特征的實施方式允許有效地涂覆L邸忍片，W提高顏色均勻性。
[0030] 在包含本發明的特征的一些實施方式中，光發射器（例如，L邸忍片）具有功能層 涂層，該功能層涂層被布置使得從光發射器發射的光的顏色和強度在大范圍視角中大體上 是均勻的，例如，通過布置功能層使得從光發射器的發射面發射的光穿過大體上相似的功 能層厚度。在根據本發明的一些實施方式中，功能層包括形成功能層"翼狀物"的延伸的橫 向部分，運些翼狀物允許從光發射器的某些部分（例如，光發射器的下側部分）發射的光與 功能層更有效地相互作用。例如，在如上所述使用BSY設置操作的白色發射L邸忍片中，更 多發射的藍光可W與憐光體轉換層相互作用，并且在L邸忍片的底側區域上將不發生藍光 "泄露（leakage)"。
[0031] 根據本公開的實施方式可W允許在"虛擬晶片"或陣列級上有效地涂覆側面發射 和/或多面發射的光發射器。通常，在封裝級（packagelevel)上涂覆側面發射的L邸忍 片，如上所述。通過設置功能層并且利用充足的光發射器間距，如下面所討論的，單獨的光 發射器可W被有效地分離，使得依然具有一部分功能層，允許單獨的光發射器包括充分涂 覆有功能層的下側發射面。功能層可W包括在功能層與光發射器觸點的底部之間的相隔距 離，例如，垂直的相隔距離。運個相隔距離幫助確保堅固的忍片連接，防止在附接過程中功 能層通過熱膨脹與封裝基板相互作用。
[0032] 包含本發明的特征的實施方式還可W包括各種結構，W在制造過程中提高光發射 器陣列的穩定性，例如，L邸忍片陣列，例如，額外的粘合劑和/或虛擬晶片，包括娃樹脂支 架、玻璃支架和/或帖結構。
[0033] 根據本公開的光發射器部件的一些實施方式使用反射材料（例如，白色漫射涂料 或涂層）W及轉換材料翼狀物，W進一步提高光提取和發射均勻性。
[0034] 在W下描述中陳述了多個細節，W便提供本發明的全面的理解。本領域的技術人 員要理解的是，運些具體細節能夠具有變化，同時依然實現本發明的結果。通常未詳細描述 眾所周知的元件和處理步驟，W避免使本發明的描述不必要地晦澀難懂。
[0035] 在本文中參照作為本發明的實施方式的示意圖的示圖，描述本發明的實施方式。 同樣，實際尺寸、元件化及特征可W不同，并且預期（例如