TW200822353A - Light emitting diode assembly and method of fabrication - Google Patents
Light emitting diode assembly and method of fabrication Download PDFInfo
- Publication number
- TW200822353A TW200822353A TW096117601A TW96117601A TW200822353A TW 200822353 A TW200822353 A TW 200822353A TW 096117601 A TW096117601 A TW 096117601A TW 96117601 A TW96117601 A TW 96117601A TW 200822353 A TW200822353 A TW 200822353A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- led
- lens
- light emitting
- array
- emitting surface
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 66
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 claims description 2
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 57
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 2
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Description
200822353 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於含有發光二極體(LED)組件與LED陣列組 件的發光裝置及其製造方法。t明確土也說,I發明係關於 LED透鏡組件以及LED陣列透鏡組件。再者,雖然並未明 示,不過本發明關於具有磷光體增強的lED組件。 【先前技術】 欲達成現今發光二極體(LED)所預期的亮度,必須有效 f) 地提取該LED晶片/晶粒所產生的光。led晶片通常具有一 邊緣發射或表面發射結構。全内反射係主要的損耗機制, 其會降低被發射光子的比例’且已知的係,入射至表面的 光子之全内反射會大於在由司乃耳定律所定義之臨界角i 的角度: ec^%in\njni) 其中’ n〇與⑴分別為空氣與LED晶片材料的折射率。此 外,LED材料内的吸收以及介面處的菲涅耳反射損耗會降 ° 低LED的光輸出效率。在平坦表面LED中的電光轉換總效 率如下給出[W.N· Carr 與 G.E. Pittman,Appl· Phys.Lett 3,173(1963)]: ^η,ηλ 其中如。%/㈨為透射係數,而(1_c〇sec)為實心圓錐。
為提高提取效率,可運用逐步降低晶片至空氣的折射率 來降低全内反射損耗。舉例來說,倘若使用一中間折射率 的媒體來囊封該LED晶片的話,那麼介於該lED 120933.doc 200822353 晶片與媒體之間的臨界角便會提高至0 = ^ 一— c—Sln (λΚΛο,導致 相對於空氣的提取效率會提高(Vw〇)2=Vw。倍,纟且會對菲 涅耳反射損耗作某些額外修正。 $ 其他技術已被用來提高提取效率。舉你丨氺 椚木說,可利用粗
糙化LED晶片表面來有效放大該晶片的表面積並且從而確 保會有更多的發射光線落在該有效放大表面積所提供臨界 角區域内H技術則包含使用Μ晶體來盡可能地將 發射光的眾多模式耦合至一 LED晶片的頂部表面外部,尤 其是較低階的模式。 此外,凸透鏡之類的光學器件亦常用來改變一LED晶片 的發射輻射圖案,以便將其發射準直至所需的方向並且提 高該方向中的照明強度。通常,該透鏡會被表面黏著在一 個別LED晶片之上。再者,由玻璃或塑膠材料所製成的一 表面黏著透鏡還會提高光提取,因為其折射率低於晶片材 料的折射率且大於空氣的折射率。此外,其中凸地彎曲表 面還會大幅地增加介於該透鏡與空氣之間的臨界角區域的 大小’有助於從下方的晶片中提取更多數量的光。黏著此 等透鏡的一項問題係肇因於該LED晶片的大小,其大小通 常為數個微米,對齊該透鏡與該晶片的公差係非常精確且 該程序可能會變昂貴。據此,該LED晶片或數個晶片經常 會被黏著在一容器及被黏著於該容器的透鏡内。 近來所開發的以InGaN(氮化銦鎵)藍色LED晶片及各種 黃色磷光體(光致發光材料)為主的白色LED用以讓一 led 會對肉眼發射近似白色的光已經可達成眾多技術性與商業 120933.doc 200822353 性應用,其包含固態發光在内。目前,鱗光體材料之粒子 係被併入一囊封材料之中,接著該囊封材料便會被塗敷至 已經切割與封裝的個別LED晶片。在塗敷該罐光體之後, 該透鏡便會被表面黏著至該囊封鱗光體層。此製造技術效 • 果不佳、耗時、而且昂貴。 • 本案發明人已經發現,將磷光體材料直接塗敷在一透鏡 或某些其他此等光學器件的表面上或將其埋置在内部可簡 化製程並且可在白色LED的情況中達到較佳的白光均勻 度不過,在分離的晶片層級處個別封裝磷光體材料以及 透鏡仍是一耗時的程序。 所以,需要一種製造LED透鏡組件的改良方法,其能夠 在晶圓層級處提高麟紐,以便保持製造品質一致性、改 良封裝晶片效能、以及達成更高的良率。 【發明内容】 本專利所揭示的方法提供整合的解決方式,其係利用在 〇 LED晶圓層級處進行磷光體塗布與光學器件黏著來達到有 效的光提取、卓越的發光轉換與混色、有向性照明、以及 提面LED晶的亮度與均句|。該光學器件可能係一具有 麟光體塗布或埋置磷光體粒子的透鏡陣列。塗敷該透鏡陣 列與鱗光體的程序可能係藉由對LED晶圓直接施行微影方 法。本專利中所揭示的結構與程序能夠大幅地改良生產一 致性以及製造成本效率。應用一已塗敷的光學透鏡陣列能 夠大幅地改良光提取與發光轉換效能,並且會大幅地改良 製造品質一致性。 120933.doc 200822353 ^ 本I明,一 LED組件包括:一 led及一經佈置相鄰 D之發光表面的透鏡;其特徵為,言亥透鏡投影在該 LE:之發光表面上的斷面的面積實質上等於或小於該㈣ 之發光表面的面積。該LED組件可能進一步包括一被囊封 在透月材料内的磷光體,該透明材料會包圍該LED之發 光表面的至}_部分。或者,在該透鏡與該LED之發光表 面的至少一部分之間會佈置一磷光體層。 Ο
;配置中,至少兩個透鏡經佈置相鄰於一 LED之發光 表面,且该至少兩個透鏡投影在該I^ED之發光表面上的斷 面的面積之總和實質上等於或小於該led之發光表面的面 積。,該LED組件可能進—步包括—被囊封在一透明材料内 的磷光體,該透明材料會包圍該^LED之發光表面的至少一 部分。或者’在該至少兩個透鏡與該led之發光表面的至 少一部分之間會佈置一磷光體層。 根據本發明,一發光裝置包括··一LED陣列與一透鏡陣 列,其中至少一透鏡會與該LED陣列中各個部件相關聯且 其特徵為’各個透鏡投影在其相關聯LEd之發光表面上的 斷面的面積實質上等於或小於該LEd之發光表面的面積。 該發光裝置可能進一步包括一被囊封在一透明材料内的磷 光體’該透明材料會包圍該透鏡陣列的至少一部分。或 者’在該透鏡陣列的該等透鏡中至少一者與該LED陣列之 該等LED中至少一者之間會佈置一磷光體層。 根據另一具體實施例,一光子裝置包括:一 LED,其經 組態成用以從一發光表面處發射第一波長的輻射;一透 120933.doc -10- 200822353 鏡’其經組態成用以光學聚焦來自該led的輕射;一礙光 體’其經佈置相鄰於該LED,該磷光體經組態成用以吸收 該LED所發射的輻射之至少一部分並且發射第二波長的輻 射’其特徵為,該透鏡投影在該LED之發光表面上的斷面 的面積實質上等於或小於該LED之發光表面的面積。於一 配置中’該磷光體係被囊封在一透明材料内,該透明材料 會包圍該LED之發光表面的至少一部分。或者,該磷光體 係被佈置為介於該透鏡與該LED之發光表面的至少一部分 之間的"一層。 根據本發明的另一項觀點,製造一 LED組件的方法包 括·· a)在一含有一 LED陣列的基板上施配一透明透鏡材 料’以及b)將該透明透鏡材料模製成一所需的透鏡圖案, 以便匹配該LED陣列的圖案。視該透明透鏡材料而定,該 方法可能進一步包括,在移除一用於模製該透鏡圖案的模 具/壓印器之前’藉由UV固化或熱固化來固化該透明透鏡 材料。較佳的係,該方法進一步包括,移除該透明透鏡材 料中的選定區域,用以電接取該LED陣列中的電極。可藉 由钱刻、氧電漿蝕刻、或濕式蝕刻來移除該透明透鏡材料 / 中的該等選定區域。 於一配置中,該方法進一步包括,於該LED陣列基板之 上施配該透明透鏡材料之前,在該LED陣列基板的實質上 整個表面上沉積一鱗光體層。優點係,該方法進一步包 括’於沉積該鱗光體之前在該LED陣列的電極區域上方提 供一脫模劑。接著,該脫模劑便可經過處理並且使用一剝 120933.doc -11- 200822353 離步驟來移除該構光體層與透明透鏡材料中的選定區域, 用以電接取該LED陣列中的電極區。 或者’該方法進一步包括,將該模製的透鏡材料與led 陣列埋置在一含有一磷光體的透明基質之中。或者,該方 法包括在該透鏡陣列層與該LED陣列基板之間沉積一磷光 體層。 【實施方式】 本文揭示的係製造一含有一 LED晶片與相關透鏡之裝置 的方法,其具有或不具有磷光體材料,用以在晶圓層級處 進行混色與大量發光轉換。一透鏡陣列可被放置成相鄰於 在一基板上經過處理的LED晶粒陣列,該基板稱為LED晶 圓’其中在該透鏡陣列的個別透鏡與該晶圓上的個別led 晶粒之間存在一對應性。該透鏡陣列可利用微影技術來製 造,其包含模製、鑄造、以及壓印。該晶圓上的該LED晶 粒陣列可能係特有的以GaN(氮化鎵)為主的LED。在本專 利申請案内文中,發光二極體(LED)會被視為任何固態光 源並且可能包含雷射二極體。 LED組件與陣列 於本發明的一具體實施例中,該透鏡陣列的該等個別元 件(透鏡)的尺寸可實質上匹配一 LED晶圓上該等LED晶粒 的大小,更明確地說,各個陣列元件中的單一透鏡投影在 該對應的LED晶粒之發光表面上的斷面的面積實質上等於 該LED之發光表面的面積。於此配置中,該等透鏡與該等 曰曰片係以一對一的方式相互配對。或者,該透鏡陣列中該 120933.doc -12- 200822353 等個:透鏡的尺寸可能會大於LED晶圓上對應晶粒的周 ^匕們在工間上亦可能彼此匹配,俾使該等透鏡的大小 I圍於50 μηι至〜5 mm之間。圖!中所示的便係該透鏡 車列中it件與该LED陣列中一 LED晶粒的一對一匹配關 -係。 -於此、、且L中,透鏡陣列1係直接附著至LED陣列2,LED 陣列2係形成在一基板(晶圓)3之上。該透鏡陣列可由各種 #料形成,其包含:聚矽氧、環氧樹脂、聚合物、玻璃、 (; 《是塑膠材料。材料的選擇可相依於光提取的特定需求並 且會據以選出一具有正確折射率的材料。舉例來說,該等 透鏡1可能係圓形、正方形、矩形、六角形、或任何其他 形狀,端視預期的應用而定。除了改良照明的放射效率之 外,該等透鏡1會提高光提取效率,因為該等透鏡係被黏 著在該等LED晶片之上,所以其用作為一具有中間折射率 的光學媒體。較佳的係,各個透鏡具有中凸彎曲表面,其 y 實質上縮小入射在透鏡空氣介面上大多數光線的入射角 度,當相對於空氣的外表面為平坦時,該等光線則可歸因 於全内反射而遺失。應該明白的係,利用被黏著在一 lED 晶片上的單一凸透鏡便可提取更多的光。 於另一具體實施例中,如圖2中所示,在黏著該透鏡陣 列1之前可先在該LED晶圓3之上均勻地塗布一麟光體(光致 發光)材料層4。該構光體塗層4可經圖案化,以便為晶圓3 上的各個個別LED 2晶粒留下敞開的電極接觸視窗。該鱗 光體材料的化學組成物可經組態成用以強烈吸收由其上塗 120933.doc • 13 - 200822353 布著該層的該等LED 2所發射的光子,並且接著重新發射 一更長波長的光。該磷光體層的厚度可藉由控制該塗布程 序來進行最佳化’以便具有LED發射光的所需吸收效果。 該磷光體材料的選擇可取決於其發射頻帶的波長範圍以及 該破光體發射希望在混色中產生互補的LED發射的波長。 該磷光體材料可適度地併入一黏結材料之中,並且接著藉 由任何合適塗布程序將該組成物塗敷至該等lED晶片。 接著,便可使用下文所述的微影方法來將該透鏡陣列1 併入在該經圖案化的磷光體層4的頂部上。該透鏡陣列中 的個別透鏡1的尺寸可能實質上大於或匹配該LED晶圓上 該等LED晶粒的大小。該等透鏡與該等晶片可以一對一的 方式相互配對。因此,該透鏡陣列中該等透鏡的尺寸與該 LED晶圓上該等晶粒的周圍在空間會彼此匹配,俾使該等 透鏡的大小範圍介於〜50 μηι至〜5 mm之間。本具體實施例 的優點係’可以和^具體實施例中所使用者完全相同的 方式在具有磷光體塗層之LED晶圓上來處理該透鏡陣列。 如同圖1的具體實施例,該等透鏡可能係圓形、正方形、 或/、角幵>,視该4 LED晶片的幾何組態而定。該 透鏡陣列的材料可能係:聚錢、環氧樹脂、聚合物、玻 璃、或是⑽材料。該透鏡陣列中該等透鏡的折射率應該 選為小於該磷光體的折射率,以便確保從該LED材料至磷 光體至透鏡至空氣的折射率會逐步下降(η nLens>nG),以提高光提取。再者,相較於相對於空氣為平 坦的表面所能夠提取的《,該等透鏡的中凸地彎曲表面實 120933.doc -14- 200822353 貝上會增加落在從透鏡至空氣的臨界角區域内的光線數 1’從而確保可提取更大量的光。 於另一具體實施例中,如圖3中所示,該透鏡陣列可經 過處理,俾使和一LED晶片2相關聯的各個陣列元件均由 複數個較小透鏡或小透鏡5所組成。一般來說,各個小透 鏡的尺寸範圍介於〜1011111至100 之間。該透鏡陣列經組 L成用以该晶圓3之上的一個、多個、或全部led晶粒2會 在’、頂邛上黏著一小透鏡陣列5,該小透鏡陣列會至少覆 蓋忒LED晶片的發光面積,且各個lED晶片在其發光表面 上會黏著4及數百個或甚至數千個小透鏡。於此配置中, 該等小透鏡投影在該LED之發光表面上的斷面的面積之總 和實質上等於或小於該LED之發光表面的面積。圖3與4所 不的係整合透鏡陣列與LED晶圓的方案,分別為具有及不 具有磷光體塗層4。除了先前具體實施例的優點之外,此 項運用複數個較小小透鏡的方案能夠進一步提高光提取, I》 為該專夕個小透鏡會提供複數個彎曲表面,它們會以和 一會提高光提取的粗糙表面類同的方式來隨機化從透鏡陣 列耦合至空氣的光線的光束路徑。再者,複數個較小小透 ’ 鏡還能夠改良來自該LED組件的照明的亮度之均勻度,此 係因為該等大量小透鏡會導致其具有改良的形狀因數。 製造LED組件與陣列的方法 圖5(a)至5(g)中所示的係生產本發明的led透鏡組件的 示範方法。於此範例中,該透鏡陣列會匹配一晶圓上的 LED a曰粒陣列,在該等兩個陣列之間並沒有任何中間璘光 120933.doc 200822353 體層。可用來在該晶圓上的該led陣列之上或上方生產該 透鏡陣列的一種方法係微影壓印方法。圖5(a)所示的係一 具有一或多個電極區6的LED晶圓3。應該注意的係,圖5 中並未顯示該LED陣列中的個別led。 該方法包括下面步驟: 步驟1-圖5(b):將一透明透鏡材料7塗布或施配在led晶 圓3之上。該透明透鏡材料7可能係:聚矽氧、環氧樹脂、 聚合物、玻璃、塑膠材料、或是它們的混合物; 步驟2-圖5(c)與5(d):應用一具有一圖案的壓印器8,其 會被设计成用以從透明透鏡材料至透明透鏡材料7來模製 该等透鏡’以便讓該材料與該壓印器8的形狀相符。於圖 中所示的具體實施例中,會有一透鏡對應於該LED晶圓中 的各個LED晶粒。壓印器8還經組態成用以提供一電極視 窗圖案9,以便隨後電接取該LED陣列中的一或多個電極 6 ; 步驟3-圖5(d):將該透鏡材料曝露至11乂輻射1〇或進行熱 處哩,以便固化該經圖案化的透鏡陣列與電極視窗(此步 驟為可選的且係相依於會用到的透鏡材料)。為讓該透鏡 材料曝露至uv,有利的係,遮罩8係由透明於射的材 料所製成; 步驟4-圖5(e):移除壓印器8 ;以及 步驟5,圖5(f):讓該透明材料的選定區域9曝露至一蝕刻 (例如氧電漿蝕刻或濕式蝕刻),用以灰化殘餘的矽或環氧 樹脂透鏡材料,及/或用以電接取用來提供電力給該等led 120933.doc • 16 - 200822353 與控制該等LED所需要的電極6。圖5(g)為已完成的咖透 鏡組件的平面圖。 圖6⑷至6(h)中所示的係用於生產一匹配於一咖陣列 的透鏡陣列的示範方法,在該等兩個陣列之間具有一中間 麟光體層’其同樣係使用壓印微f彡技術。圖6⑷所示的係 一具有一或多個電極區6的LED晶圓3。應該注意的係,圖 6中並未顯示該LED陣列中的個別led。 該方法包括下面步驟: 步驟1-圖6(b):在整個LED晶圓3上塗布或施配一磷光體 層12 ; 步驟2-圖6(c):將一透明透鏡材料7塗布或施配在該磷光 體層12之上;於一具體實施例中,該透明透鏡材料係:聚 石夕氧、環氧樹脂、聚合物、塑膠材料、玻璃、或是它們的 混合物; 步驟3-圖6(d)與6(e) ··應用一具有一圖案的壓印器8,其 會被5又e十成用以從透明透鏡材料至透明透鏡材料7來模製 該等透鏡,以便讓該材料與該壓印器8的形狀相符。於圖 中所示的具體實施例中,會有一透鏡對應於該LED晶圓中 的各個LED晶粒。壓印器8還經組態成用以提供一電極視 窗圖案9,以便隨後電接取該LED陣列中的一或多個電極 6 ; 步驟4-圖5(e):將該透鏡材料曝露至UV輻射1〇或進行熱 處哩,以便固化該經圖案化的透鏡陣列與電極視窗(此步 驟為可選的且係相依於會用到的透鏡材料); 120933.doc -17- 200822353 步驟5·圖5(f):移除壓印器8 ;以及 步驟6圖5(g) ·視需要地讓該透明材料的選定區域曝 至-蝕刻(例如氧電漿或濕式刻),用以灰化殘餘的矽:磷 光體、或環氧樹脂透鏡材料,及/或用以電接取用來提供 電力給該等LED與控制該等LED的電極6。圖6(h)為已完成 的LED透鏡組件的平面圖。 在上面所述之後者方法的眾多可能變化例的一者中,如 圖6中所示之變化例’在圖6⑷中沉積該填光體塗層之前會 在該LED晶圓的電極區域6之上沉積一脫模劑u。接著, 在步驟5中移除壓印器8之後,便可實施剝離步驟程序13, 圖6(g),其中,對該脫模劑進行合宜的處理(舉例來說,溶 解)便可移除位於電極上方的透明透鏡材料。因為該脫模 劑僅會被沉積在覆蓋著該(等)LED晶圓電極的區域之上, 所以在戎剝離步驟期間會被移除的唯一透鏡材料便係覆蓋 著該電極的透鏡材料。 彦替代磷光體配置 〇 配合LED透鏡裝置(個別組件以及匹配的陣列圖案)來組 態該磷光體的替代方式如圖7與8中所示。在圖7(a)至7(d) ’中所示的組態中,磷光體14係被埋置在一透明基質材料 (例如環氧樹脂)之中,而該LED透鏡組件2、1及/或匹配透 鏡陣列與LED陣列5、2本身則係被埋置在一外殼15内的磷 光體/基質材料14之中並且被該磷光體/基質材料14包圍。 因此’利用圖7(a)至7(d)中所示的組態,來自該等LED 2的 光在進入該充滿磷光體的環氧樹脂或矽材料14之前會被其 120933.doc -18 - 200822353 隨附的透鏡1聚焦及/或增強,其中1}其會激發該磷光體, 以及2)結合由該磷光體所產生的光,用以產生最終的生成 光。 或者’對圖8(a)至8(d)所示的情況來說,該磷光體係被 佈置在該LED 2及透鏡1/小透鏡陣列5之間作為層12(也就 是’位於LED透鏡組件内)。來自LED 2的光先激發磷光體 12’從而產生一第二波長的光,接著,來自該led的光與 源自該填光體的光被透鏡丨/小透鏡5聚焦與增強而成為一 組合實體。 不論該磷光體的組態方式為何(也就是,使用圖7的原理 或圖8的原理),用以組態LED透鏡組件以及LED陣列與透 鏡陣列的不同方式均可能相同。換言之,單一 Led可連同 單一 LED—起封裝,如圖7(a)與8(a)中所示。每個封裝可能 會有一個LED透鏡組件,如圖7(a)與8(a)的左邊所示;或 者,可能會有一個以上的組件(舉例來說,三個組件),如 圖7(a)與8(a)的右邊所示。於該些具體實施例中,一封裝
、,",小。歹芩團/(b)左邊,與單 led晶片配對的單一迷你小透鏡陣列5被封裝在 迷你小透鏡陣列的斷面呈現出四列(或行)。在 褒在一起;該 在單一封裝中 120933.doc -19- 200822353 可封閉數個此等單元,例如,在圖7(b)右邊有三個單元。 同樣地,圖7(b)中所示的係被囊封在包圍該(等)㈣透鏡 、-構的透明基質之_的_發光磷光體的配置,而圖8⑻中 所不的係針對该發光鱗光體被塗布在介於該(等)[仙晶片 . 與该(等)透鏡間的—層之中的情況的雷同配置。在一平面 圖中圖7⑻與8⑻中所示之陣列的形狀可能係正方形, 其意=著-列之中的陣列部件數量等於一行之中的陣列部 #數1。該陣列的形狀亦可能係矩形,其中-列之中的陣 列邛件數里多於或少於一行之中的陣列部件數量。 /陣列的形狀可能係線形,也就是說,該封裝之中僅有 一列’而在該列之中則有多個LED透鏡組件(舉例來說,多 個,部件)。此組態可稱為「條狀」封裝。於此情況中, 。亥等單7L可能包括和單_ LED配對的單_透鏡,如圖7⑷ 中針對一囊封的磷光體所示者及圖8(c)中針對一磷光體塗 曰斤示者,或者,可能包括和單一 led相關聯的多個小透 Q 豸如圖7(d)中針對一囊封的麟光體所示者及圖8(d)中針 對一磷光體塗層所示者。 【圖式簡單說明】 為更瞭解本發明,現在將透過範例,參考附圖,來說明 本發明的具體實施例: 圖1為根據本發明將一透鏡陣列塗敷至一晶圓上的一 LED晶粒陣列的方法的示意圖; 圖2為一透鏡陣列與一磷光體塗層的示意圖,其中該透 鏡陣列已經組態成將一透鏡指派給各個LED晶粒,且其中 120933.doc -20- 200822353 該LED陣列已被製造在-晶圓之上; 圖3所示的係—透鏡陣列的
晶粒上會提供多個透鏡; ^ 中在各個LED 圖4為和圖3之組態雷同的組態 每-組透鏡的磷光體; 進V包含一塗布 圖5⑷至5(g)所示的係根據本發明之一方法用於在一 LED陣列頂部上模製—透鏡陣列的步驟; Ο 圖6⑷至6(h)所示的係和圖5中所示者雷同的製造方法的 步驟,並且進-步包含在該透鏡陣列與該陣列之間沉 積一磷光體層; 圖7(a)至7(d)為根據本發明的發光裝置的示意代表圖; 以及 圖8(a)至8(d)為根據本發明的發光裝置的示意代表圖。 【主要元件符號說明】 1 2 3 4 5 6 7 8 9 透鏡陣列/LED透鏡組件 LED陣列/LED晶片/LED晶粒/LED透鏡 組件 基板/LED晶圓 磷光·體材料/磷光體塗層/磷光體層 小透鏡陣列 電極區 透鏡材料 壓印器/遮罩 電極視窗圖案/選定區域 120933.doc •21- 200822353 10 υν輻射 11 脫模劑 12 磷光體層 14 磷光體/基質材料 15 外殼 Γ C, 120933.doc -22-
Claims (1)
- 200822353 十、申請專利範圍: 1· 一種LED組件,其包括:一 LED 2及一經佈置相鄰於該 LED之發光表面的透鏡1 ;其特徵為,該透鏡投影在該 LED之發光表面上的斷面的面積實質上等於或小於該 LED之發光表面的面積。 2·如請求項1之LED組件,其進一步包括一被囊封在一透明 材料内的鱗光體14,該透明材料包圍該LED之發光表面 的至少一部分。 〇 3·如請求項1之LED組件,其進一步包括一被佈置在該透鏡 與該LED之發光表面的至少一部分之間的磷光體層4。 4. 一種LED組件,其包括:經佈置相鄰於一 led 2之發光 表面的至少兩個透鏡5 ;其特徵為,該至少兩個透鏡投 影在該LED之發光表面上的斷面的面積總和實質上等於 或小於該LED之發光表面的面積。 5 ·如请求項4之LED組件,其進一步包括一被囊封在一透明 材料内的碟光體14,該透明材料包圍該LED之發光表面 I 的至少一部分。 6·如請求項4之LED組件,其進一步包括一被佈置在該至少 . 兩個透鏡與該LED之發光表面的至少一部分之間的填光 體層4。 7· 種發光裝置,其包括:一 LED陣列及一透鏡陣列,其 中至少一透鏡與該LED陣列中各個部件相關聯且其特徵 為’各個透鏡投影在其相關聯LED之發光表面上的斷面 的面積實質上等於或小於該LED之發光表面的面積。 120933.doc 200822353 8·如請求項7之發光裝置,纟進一步包括一被囊封在—透 明材料内的磷光體,該透明材料包圍該透鏡陣列的至少 一部分。 9.如請求項7之發光裝[其進包括一佈置在該透鏡 陣列的該等透鏡中至少-者與該LED陣列之該等led中 至少一者之間的磷光體層。 10· 一種光子裝置,其包括:-LED,其經組態成用以從一 發光表面處發射第一波長的輻射;一透鏡,其經組態成 用以光學聚焦來自該LED的輻射;一磷光體,其經佈置 相郴於該LED,該磷光體經組態成用以吸收該LED所發 射的輻射之至少一部分並且發射第二波長的輻射,其特 徵為,該透鏡投影在該LED之發光表面上的斷面的面積 實質上等於或小於該LED之發光表面的面積。 11·如請求項10之光子裝置,其中該磷光體係被囊封在一透 明材料内,該透明材料包圍該LED之發光表面的至少一 部分。 12·如請求項10之光子裝置,其中該磷光體係被佈置為介於 忒透鏡與该LED之發光表面的至少一部分之間的一層。 13· —種製造LED組件的方法,該方法包括:甸在一含有一 led陣列的基板上施配一透明透鏡材料;以及b)將該透 明透鏡材料模製成一所需的透鏡圖案,以便匹配該lED 陣列的圖案。 1 ·如明求項13之方去,其進一步包括一固化該透明透鏡材 料的步驟,該步驟係選自由下面所組成之群中:uv固化 120933.doc 200822353 步驟以及熱固化步驟。 !5.如請求項13或14之方法,其進一步包括移除該透明透鏡 材料的選定區域,用以電接取該LED陣列中的電極。 •如請求項15之方法,其包括藉由選自由下面所組成之群 中的程序來移除該透明透鏡材料的選定區域:蝕刻、一 氧電漿蝕刻、以及濕式蝕刻。 17·如請求項13至16中任一項之方法,其進一步包括於該 LED陣列基板之上施配該透明透鏡材料之前,在該[ED 陣列基板的實質上整個表面上沉積一磷光體層。 18. 如睛求項17之方法,其進一步包括,於沉積該磷光體之 前在該LED陣列的電極區域上方提供一脫模劑。 19. 如凊求項18之方法,其進一步包括處理該脫模劑且使用 一剝離程序來移除該磷光體層與透明透鏡材料中的選定 區域’用以電接取該LED陣列中的電極區。 20·如請求項13至16中任一項之方法,其進一步包括,將模 製的透鏡材料與LED陣列埋置在一含有一磷光體的透明 120933.doc
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US85821106P | 2006-11-09 | 2006-11-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200822353A true TW200822353A (en) | 2008-05-16 |
| TWI381522B TWI381522B (zh) | 2013-01-01 |
Family
ID=41674179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW096117601A TWI381522B (zh) | 2006-11-09 | 2007-05-17 | 發光二極體組件及其製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101653039B (zh) |
| TW (1) | TWI381522B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101852384B (zh) * | 2009-03-31 | 2013-08-28 | 光宝科技股份有限公司 | 形成发光二极管的透镜结构的方法及其相关架构 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5527594B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2014-06-18 | カシオ計算機株式会社 | 光源ユニット及びプロジェクタ |
| CN103272336B (zh) * | 2013-06-17 | 2016-06-08 | 安徽航天生物科技股份有限公司 | 高能窄谱治疗仪 |
| CN110164842B (zh) * | 2019-06-05 | 2020-10-30 | 泰州镭昇光电科技有限公司 | 一种整流二极管 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5803579A (en) * | 1996-06-13 | 1998-09-08 | Gentex Corporation | Illuminator assembly incorporating light emitting diodes |
| US6429583B1 (en) * | 1998-11-30 | 2002-08-06 | General Electric Company | Light emitting device with ba2mgsi2o7:eu2+, ba2sio4:eu2+, or (srxcay ba1-x-y)(a1zga1-z)2sr:eu2+phosphors |
-
2007
- 2007-05-08 CN CN2007800494565A patent/CN101653039B/zh active Active
- 2007-05-17 TW TW096117601A patent/TWI381522B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101852384B (zh) * | 2009-03-31 | 2013-08-28 | 光宝科技股份有限公司 | 形成发光二极管的透镜结构的方法及其相关架构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101653039B (zh) | 2012-05-09 |
| TWI381522B (zh) | 2013-01-01 |
| CN101653039A (zh) | 2010-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7737636B2 (en) | LED assembly with an LED and adjacent lens and method of making same | |
| JP5526232B2 (ja) | モールドされた反射側壁コーティングを備える発光ダイオード | |
| CN102057507B (zh) | 具有分隔的波长转换材料的半导体光发射器件及其形成方法 | |
| EP1922767B1 (en) | Color converted light emitting diode | |
| TWI407591B (zh) | 白光二極體晶片及其形成方法 | |
| TWI528602B (zh) | 具有遠端磷光層及反射子基板的發光二極體 | |
| JP6599295B2 (ja) | 斜角反射体を備えた発光素子およびその製造方法 | |
| CN101542753B (zh) | 发光封装件及其制造方法 | |
| US7863635B2 (en) | Semiconductor light emitting devices with applied wavelength conversion materials | |
| TWI505507B (zh) | 發光元件以及其製造方法 | |
| TWI550904B (zh) | 半導體發射器的製造方法及半導體結構 | |
| US8647900B2 (en) | Micro-structure phosphor coating | |
| KR100963743B1 (ko) | 파장변환물질층을 구비하는 발광 다이오드 및 이의 제조방법 | |
| US20120299463A1 (en) | Light emitting device and illumination apparatus using same | |
| KR101476771B1 (ko) | 반도체 소자 구조물 및 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법 | |
| JP2017085160A (ja) | Led上のパターニングされた感uv性シリコーン−蛍光体層 | |
| CN110197867A (zh) | 半导体发光器件及其制造方法 | |
| CN105393372B (zh) | 具有内部高折射率柱的led圆顶 | |
| TW200822353A (en) | Light emitting diode assembly and method of fabrication | |
| KR20110061067A (ko) | 파장변환물질 및 확산물질을 포함하는 발광다이오드, 및 이의 제조방법 | |
| JP2023009160A (ja) | 高い近接場コントラスト比を有するledモジュール | |
| KR101288918B1 (ko) | 파장변환층이 형성된 발광소자 제조방법 및 그에 따라 제조된 발광소자 | |
| WO2023046431A1 (en) | Semiconductor light source, cover body and method to produce the same | |
| JP2023117021A (ja) | 発光装置の製造方法、光学部材の製造方法及び紫外線照射装置 | |
| KR101494440B1 (ko) | 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법 및 이를 이용하는 반도체 소자 구조물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |