将光学材料施加到光学元件的系统和方法

专利名称：将光学材料施加到光学元件的系统和方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的涂层。具体来说，本发明涉及将光学材料施加到光学元件。在具体实施例中，本发明涉及诸如将磷光体和/或其它颗粒的光学涂层施加到基于半导体的发光装置(例如基于发光二极管的装置)，的光学元件。在又一些实施例中，本发明涉及采用磷光体和/或其它颗粒来喷涂光学元件。
背景技术：
发光二极管(LED)是将电能转换成光的半导体器件。无机LED通常包括在两个相对掺杂层之间形成的半导体材料的有源层(active layer)。当偏压施加于有源区域时,空穴和/或电子被注入有源区域中。有源区域中的空穴和电子的重组产生能够从LED发射的光。有源区域可包括具有对应阻挡层的单和/或双异质结、量子阱或者多级量子阱结构，并且可包括其它层。装置的结构以及用以构成该装置的材料确定该装置所发射的光线的强度和波长。LED技术的新发展产生超越白炽和卤素光源的效率的高有效固态光源，从而相对于输入功率提供具有相等或更大亮度的光。常规LED产生窄带宽、本质上单色的光。但是，期望使用固态光源来产生多色光、例如白光。从常规LED来产生白光的一种方式是组合来自不同LED的不同波长的光线。例如，能够通过组合来自红色、绿色和蓝色发光LED的光线或者组合来自蓝色和琥珀色LED的光线来产生白光。但是，这种方式要求使用多个LED来产生光线的单一颜色，这会潜在地增加总成本、尺寸、复杂度和/或这种装置所产生的热量。另外，光线的不同颜色也可从由不同材料系统所制作的不同类型的LED来产生。组合不同LED类型以形成白色灯会要求高成本的制作技术，并且会要求复杂的控制电路，因为各装置可具有不同的电气要求，和/或在各种操作条件下(例如随温度、电流或时间)可按不同方式来表现。来自蓝色发光LED的光线通过采用黄色磷光体(例如掺铒钇铝石榴石(Ge = YAG))包围该LED被转换成白光。磷光材料吸收并且“下变换”LED所产生的蓝光的一部分。也就是说，磷光材料响应吸收蓝光而产生光线，例如黄光。因此，由LED所产生的蓝光的一部分转换成黄光。但是，来自LED的蓝光的一部分经过磷光体而未经改变。整个LED/磷光体结构发射蓝光和黄光两者，蓝光和黄光相结合以提供被感知为白光的光线。通过将一定体积的含磷封装材料(例如环氧树脂或硅酮)分配在LED之上以覆盖LED,使得LED与磷光层相结合。但是，在这些方法中，会难以控制磷光层的几何形状和/或厚度。结果，以不同角度从LED所发射的光会经过不同量的转换材料，这会产生具有作为视角的函数的不均匀色温的LED。由于几何形状和厚度很难控制，所以也会难以以相同或相似发射特性来一致地再现LED。用于涂敷LED的另一种常规方法是通过孔版印刷。在孔版印刷方式中，多个发光半导体器件以相邻LED之间的预期距离设置在衬底上。设置孔版，孔版具有与LED对齐的开口，其中孔略大于LED，并且孔版比LED要厚。孔版定位在衬底上，其中每个LED位于孔版的相应开口中。然后，将一成分(composition)沉积在孔版开口中，从而覆盖LED，其中典型成分是能够通过热或光来固化的硅酮聚合物中的磷光体。在填充孔之后，从衬底移开孔版，并且将孔版印刷成分固化为固态。与上述体积分配方法相似，孔版印刷方法也会呈现控制含磷光体聚合物的几何形状和/或层厚度方面的困难。孔版印刷成分可能没有完全填充孔版开口，从而导致不均匀层。含磷光体成分还可能粘住孔版开口，这可能降低留在LED上的成分的量。这些问题会产生具有不均匀色温的LED以及难以以相同或相似发射特性来一致地再现的LED。用于采用磷光体来涂敷LED的另一种常规方法利用电泳沉积(EH))。转换材料颗粒悬浮在基于电解质的溶液中。多个LED浸入电解质溶液中。来自电源的一个电极耦合到LED，以及另一个电极设置在电解质溶液中。来自电源的偏压施加于电极，这引起电流通过溶液传递到LED。这创建电场，电场使转换材料被吸取到LED，从而以转换材料来覆盖LED。 在LED由转换材料来覆盖之后，它们从电解质溶液中移开，使得LED及其转换材料能够由保护树脂来覆盖。这对过程增加了附加步骤，并且在施加环氧树脂之前会打扰转换材料(磷光颗粒)。在沉积过程期间，电解质溶液中的电场也会改变，使得不同浓度的转换材料可能沉积于LED。另外，电解质溶液中的电场可优先按照颗粒大小来起作用，由此增加沉积不同颗粒大小的混合磷光体的困难。转换颗粒还可能在溶液中沉淀，这也会引起LED上的不同转换材料浓度。能够搅动电解质溶液以防止沉淀，但是这呈现打乱已经在LED上的颗粒的风险。用于LED的又一种涂层方法利用使用与喷墨打印设备中相似的系统的微滴沉积。从打印头喷射含液态磷光体材料的微滴。含磷光体微滴响应打印头中通过热泡和/或通过压电晶体振动所产生的压力而从打印头上的喷嘴喷出。但是，为了控制含磷光体成分从喷墨打印头的流动，可能需要打印头喷嘴比较小。实际上，可期望设计磷光颗粒的大小和/或形状以防止其在喷嘴中堵塞并且阻塞打印头。施加磷光体和/或其它光学材料的常规方法的问题可包括增加的成本、复杂度、凝结、滴落、沉淀、分层和/或分离，这会引起这样施加的光学材料的降低一致性和/或均匀性。

发明内容
本发明涉及通过在将光学材料施加到光学元件之前和或将光学材料施加到光学元件的过程中，通过将热量施加到光学元件来改进将光学材料(诸如磷光体和/或其它颗粒)施加到光学元件(诸如透光结构、反射体、透镜)和/或发光表面(与所发射光进行交互的半导体发光装置或其它衬底或元件)。本发明的一些实施例包括将光学材料喷射到诸如半导体发光装置之类的被加热光学元件或者与半导体发光装置间隔开的其它光学元件。本发明的一些实施例涉及将光学材料施加到光学兀件,并且在施加期间使光学材料暴露于固化剂。固化剂可包括热、辐射、光学元件之上或之中的材料或者加速光学材料的固化过程的其它试剂。在一些实施例中，可将光学元件加热到足以控制光学材料的流动以取得诸如覆盖和/或均匀性之类的预期特性的温度。例如，能够将光学元件加热到足以在触点上对光学材料进行胶化、硬化或固定以防止光学材料的进一步移动的温度。光学材料可包括荧光材料，例如磷光体。一些实施例提出，荧光材料可包括其中具有光学材料的溶液、混合物、化合物和/或悬浮液。光学材料可施加到被加热光学兀件。在一些实施例中，光学材料和/或荧光材料可使用例如加压流体(气体或液体)的流动和/或机械液体输送机构(例如泵和/或注射类型装置等等)被喷射到被加热光学元件上。在一些实施例中，加压气体的流动可使用空气加压喷射系统来提供。一些实施例提出，可使用直接接触操作(例如使用诸如刷子、垫和/或滚筒之类的涂敷器、浸溃和/或浇注等等)施加光学材料和/或荧光材料。通过将光学材料和/或荧光材料施加到被加热光学元件，光学材料和/或荧光材料可经由其中的热能迅速固化在衬底上。这样，可在任何实质的流动、沉淀、分离、分层和/或汇聚活动可发生之前完成固化。因此，光学元件上的固化光学材 料层可被控制以实现预期形状、磷光体分布或者一致度。例如，光学材料能够与光学元件基本上是共形的、厚度是均匀的和/或具有一定材料密度。在将光学材料和/或荧光材料施加到非平均和/或多平面衬底、组件或材料时，这类特征会特别有效。在一些实施例中，荧光溶液包括粘合材料中悬浮的波长转换颗粒和/或磷光体。粘合材料可经由被加热LED结构中的热能来固化，以便提供在LED结构上的包括波长转换颗粒的共形层。取决于磷光体浓度和/或粘合剂粘度，可添加溶剂以便充分稀释材料，从而允许施加的改进、例如光学材料的改进雾化。在一些实施例中，溶剂稀释比相对于粘合剂按重量在10%与50%之间。在一些实施例中，稀释比相对于粘合剂按重量在50%与150%之间。更高的溶剂稀释比可引起更快的颗粒沉淀时间。取决于施加时间，可采用使颗粒保持为悬浮的搅动、搅拌和/或其它混合方法。因此，这类实施例提出，荧光溶液包括在包含挥发性溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒和/或磷光体。可经由被加热光学元件中的热能从荧光溶液中蒸发挥发性溶剂，以便在光学元件上提供包括波长转换颗粒的层。在一些实施例中，光学元件包括发光二极管(LED)结构，该结构能够包括LED芯片、LED芯片的发光表面、诸如透镜、扩散体之类的有源和/或无源光学组件、诸如介电或钝化或分隔层之类的透光层、衬底、封装结构或组件、LED芯片上的光学元件或者与LED芯片或组件分隔开的光学元件，例如远程透镜、反射体、扩散体或透光元件。浓度能够作为颗粒大小、预期光学材料厚度和/或热考虑因素(例如斯托克斯损耗引起的磷光体发热和通量密度)的函数被调整。取决于待涂敷的光学元件，能够调整或改变颗粒浓度以取得预期结果。例如，如果采用长波转换材料来涂敷LED芯片，则与用于施加到远离LED芯片的光学元件的波长转换材料相比，能够使用相对于粘合剂更高浓度的波长转换材料，以便降低因斯托克斯损耗的磷光体发热。磷光体发热能够随增加的颗粒浓度而降低，以便改进颗粒本身之间以及到光学元件的热传导性。在一些实施例中，浓度按重量对于20-150微米的层厚度大于40%、对于30-75微米的厚度大于60%以及对于小于50微米的厚度大于75%的浓度。对于更大光学材料厚度，波长转换材料的较小浓度是可能的。当光学元件变得与LED芯片间隔更开时，因降低的通量密度可以使用较低浓度。在一些实施例中，LED结构包括具有顶面以及顶面上的丝焊垫的LED芯片。例如通过将焊丝连接到LED芯片上的垫，可使LED芯片是电有源的。一些实施例提出，这类连接可在加热LED芯片之前以及将荧光溶液喷射到LED芯片之前制成。一些实施例提出，LED结构包括LED晶圆，LED晶圆在将荧光溶液喷射到被加热LED结构上之后可分割为多个LED芯片。在一些实施例中，LED芯片在分割之后可被加热和用荧光溶液来喷射。一些实施例提出，荧光溶液可被雾化并且喷射，以便提供包括小的并且基本上一致大小的微滴的喷雾。一些实施例包括激励LED结构以使LED结构发射光线，并且使用发射光来测试LED结构的光学特性。响应于LED结构的光学特性不在预定分级阈值(binning threshold)之内，附加荧光溶液可被喷射到LED结构上，附加荧光溶液包括到被加热LED结构上的在包含挥发性溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒。一些实施例提出，LED结构包括安装在LED封装中的LED芯片。在一些实施例中，荧光材料可施加到安装在LED封装中的LED 芯片。例如，一些实施例提出，LED封装包括其中可安装LED芯片的光学空腔。荧光材料可施加到LED芯片和/或光学空腔的部分。一些实施例提出，LED芯片包括顶面以及顶面上的丝焊垫。可在加热LED芯片并且将包括在包含溶剂和/或粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒的雾化荧光溶液喷射到被加热LED芯片之前，将LED安装在LED封装的光学空腔中。方法还可包括经由来自被加热LED芯片的热能来固化粘合材料，并且将封装材料分配到LED芯片之上的光学空腔中，由此采用封装材料来覆盖包括波长转换材料和/或固化粘合材料的LED芯片。在一些实施例中，LED结构包括LED晶圆。多个牺牲图案可在LED晶圆的表面上形成，并且荧光材料施加到牺牲图案以及牺牲图案之间的LED晶圆的外露表面上。一些实施例提出，在形成牺牲图案之前，多个电触电在LED晶圆的表面上形成。在一些实施例中，形成牺牲图案包括在电触点上形成牺牲图案的至少一部分。一些实施例包括去除牺牲图案以及牺牲图案上的所喷射荧光溶液的部分，以便暴露电触点。一些实施例提出，将LED结构加热到高于70摄氏度。一些实施例提出，将LED结构加热到高于90摄氏度。一些实施例提出，将LED结构加热到高于120摄氏度。在一些实施例中，将LED结构加热到大约70摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。在一些实施例中，将LED结构加热到大约90摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。在一些实施例中，将LED结构加热到大约90摄氏度至大约120摄氏度的范围之内的温度。一些实施例提出，在将荧光材料施加到被加热LED结构上之前，将热量施加到LED结构。在一些实施例中，在将荧光材料施加到被加热LED结构上的同时，将热量施加到LED结构。一些实施例提出，在将荧光材料施加到被加热LED结构上之后，将热量施加到LED结构。一些实施例提出，将荧光材料施加到被加热LED结构包括将第一层荧光材料喷射到被加热LED结构上，并且然后将第二层荧光材料喷射到第一层荧光材料上。在一些实施例中，在喷射第二层荧光材料之前，固化第一层荧光材料。一些实施例提出，荧光材料包括在第一层中喷射的第一荧光材料以及在第二层中喷射的第二荧光材料，并且第一荧光材料与第二荧光材料不同。在一些实施例中，将荧光材料喷射到被加热LED结构包括使用定位成相对于被加热LED结构的表面以多个角度朝被加热LED结构喷射的多个喷射头将荧光材料喷射到被加热LED结构。本发明的一些实施例包括发光结构，其中包括半导体发光二极管(LED)。发光结构包括直接在LED上的共形层。共形层包括磷光颗粒以及在共形层施加到LED时通过LED中的热能来固化的粘合材料。
一些实施例提出，共形层包括其中包含磷光颗粒、溶剂和粘合层的雾化荧光溶液，并且雾化荧光溶液直接喷射到被加热以使雾化荧光溶液经由LED的热能来固化的LED上。在一些实施例中，共形层包括直接在LED上的第一共形层以及在第一共形层上的第二共形层。第一共形层包括第一磷光颗粒，并且第二共形层包括第二磷光颗粒。在一些实施例中，第一磷光颗粒配置成以第一主导波长来发射光线，并且第二磷光颗粒配置成以第二主导波长来发射光线。一些实施例提出，第一主导波长与第二主导波长相同。在一些实施例中，第一主导波长与第二主导波长不同。一些实施例包括第三共形层，其中包括第三层上的光扩散颗粒。在一些实施例中，半导体发光二极管包括LED芯片。本发明的一些实施例包括形成半导体发光装置的方法，包括加热发光二极管(LED)结构，并且使用加压气体的流动来雾化包括溶液中悬浮的光学材料的荧光材料。方法 包括使用加压气体的流动将荧光材料喷射到被加热LED结构以提供经由被加热LED结构的热能来固化的光学材料的第一共形层，并且测试LED结构的光发射特性。一些实施例提出，响应LED结构的光发射特性不是可接受的，将光学材料的第二共形层施加在LED结构上，和/或还施加相同和/或不同磷光体和/或突光材料或者其它光学材料，例如散射颗粒。一些实施例包括在测试光发射特性之前，允许被加热LED结构冷却，并且在施加第二共形层之前加热LED结构。在一些实施例中，光学材料的第一共形层包括配置成响应LED结构所发射的光线而发射具有第一波长的光线的第一磷光颗粒，并且光学材料的第二共形层包括配置成响应LED结构所发射的光线而发射具有与第一波长不同的第二波长的光线的第二磷光颗粒。本发明的一些实施例包括沉积系统，该沉积系统包括液体供应管线；贮液器，耦合到液体供应管线，并且配置成向液体供应管线提供包含光学材料的颗粒的液体溶剂；以及喷雾嘴，耦合到液体供应管线，并且配置成接收来自液体供应管线的液体溶剂。系统可包括气体管线，耦合到喷雾头，并且配置成向喷雾嘴提供加压气体；控制器，配置成控制液体溶剂到喷雾嘴中的流动；以及加热装置，配置成在液体溶剂被喷射到LED结构上之前加热发光二极管(LED)结构。一些实施例可包括配置成控制从贮液器到供应管线中的液体溶液的第二流动的质量流控制器，其中控制器还配置成控制质量流控制器。光传感器可配置成检测LED结构所输出的光。在一些实施例中，控制器配置成响应所检测的光线输出而控制液体溶剂到喷雾嘴中的流动。


包含附图以便提供对本发明的进一步了解，将附图结合到本申请中并且构成其组成部分，附图示出本发明的某些实施例。图I是示出按照本发明的一些实施例、用于将光学材料的共形层(conformallayer)施加在LED结构上的操作的流程图。图2A-2L示出按照一些实施例、将光学材料施加到已安装LED芯片。图3A和图3B示出按照一些实施例、将光学材料施加到不同的相应LED芯片。图4是示出按照本发明的一些实施例的操作的流程图。
图5是示出按照本发明的一些实施例、用于采用光学材料来涂敷光学元件和/或衬底的加压沉积系统的示意图。图6示出按照本发明的实施例的喷雾嘴。图7是示出按照本发明的一些实施例、用于采用光学材料来涂敷发光二极管(LED)结构的批量沉积系统的示意图。图8A、图8B和图8C示出按照一些实施例、将光学材料施加到LED晶圆。
具体实施例方式下文将参照附图更全面地描述本发明的实施例，附图中示出本发明的实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当被认为是局限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是全面和完整的，并且将使本领域的技术人员全面了解本发明的范围。相似的标号通篇表示相似的元件。
大家会理解，虽然“第一”、“第二”等术语可在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当受到这些术语限制。这些术语仅用来区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可能称作第二元件，而第二元件类似地可能称作第一元件，而没有背离本发明的范围。本文所使用的术语“和/或”包括关联所列项的一个或多个的任何组合。本文所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不是意在限制本发明。如在本文中所使用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另加明确说明。还将会理解，在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”表示存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的编组。除非另加定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的技术人员通常所理解的相同的含意。还将会理解，本文所使用的术语应当被理解为具有与它们在本说明书以及相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不会以理想化或过分正式意义来理解，除非在本文中明确定义。将会理解，当诸如层、区域或衬底之类的元件说成是“在另一个元件上”或者延伸至IJ “另一个元件上”时，它能够直接处于或者直接延伸到其它元件上，或者也可存在中间元件。相反，当某个元件说成是“直接在另一个元件上”或者“直接延伸到另一个元件上”时，不存在中间元件。还将会理解，当某个元件说成是“连接到”或“耦合到”另一个元件时，它能够直接连接到或耦合到其它元件，或者可存在中间元件。相反，当某个元件说成是“直接连接到”或者“直接耦合到”另一个元件时，不存在中间元件。诸如“之下”或“之上”或者“上”或“下”或者“水平”或“横向”或“垂直”之类的相对术语在本文中可用于描述如附图所示的一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系。将会理解，除了图中所示的取向之外，这些术语意在还包含装置的不同取向。本文参照示意说明本发明的理想化实施例(和中间结构)的截面图来描述本发明的实施例。附图中，为了清晰起见，可放大层和区域的厚度。另外，将预计到例如由于制造技术和/或容差引起的与图示形状的差异。因此，本发明的实施例不应当被理解为局限于本文所示的区域的具体形状，而是包括例如由制造引起的形状的差异。本发明的一些实施例涉及将光学材料施加到光学兀件,并且在施加期间使光学材料暴露于固化剂。固化剂可包括热、辐射、光学元件之上或之中的材料或者加速光学材料的固化过程的其它试剂。光学 材料可包括波长转换材料、荧光材料、散射颗粒和滤光器等等。本文所述的颗粒可包括小和/或大直径颗粒。例如，一些实施例提出，小颗粒能够能够是大约5微米或以下的平均直径颗粒大小,并且能够包括毫微粒(nanoparticle)。大直径颗粒能够包括大约15微米或更大的平均直径大小，例如17微米或更大。现在参照图1，图I是示出按照本发明的一些实施例、用于将光学材料的共形层施加到光学元件上的操作的流程图。光学元件可包括LED结构，例如LED芯片、装置和/或多个LED芯片的晶圆等等。在一些实施例中，光学元件或装置可包括透光、反光和/或支承结构等等。例如，光学元件或装置可包括平面、非平面、二维、三维、透镜、反射体、发射器封装、初级和/或次级光学器件等等。一些实施例提出，光学元件或装置可包括透明载体，其上施加诸如磷光材料之类的光学材料，以便提供远离发光结构的荧光效果。光学元件由加热装置来加热(框230)。加热装置可包括电阻和/或电感加热组件和/或燃烧相关加热组件。一些实施例提出，光学元件被加热，并且然后在加热操作之后被后续处理。加热装置可配置成在整个后续描述操作中提供热量。在一些实施例中，第一加热装置可提供光学元件的初始加热，并且然后第二加热装置可提供保持加热操作。在一些实施例中，可将光学元件加热到大约90摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。将光学材料施加到被加热光学元件(框232)。一些实施例提出，包含溶液中悬浮的光学材料的荧光溶液可使用加压气体的流动来雾化。雾化荧光溶液可使用加压气体的流动喷射到被加热LED结构上。光学材料可使用空气加压喷雾系统来喷射。光学材料可包括悬浮在包含挥发性溶剂和粘合材料的溶液中的波长转换颗粒。一些实施例提出，挥发性液体经由被加热光学元件中的热能来蒸发。这样，波长转换颗粒的共形层可设置在光学元件上。一些实施例提出，溶液包括非挥发性液体。在这类实施例中，非挥发性液体可经由被加热光学元件中的热能来固化。光学元件可包括具有顶面的LED芯片，其中具有顶面上的丝焊垫。可在加热LED芯片之前以及将荧光溶液喷射到LED芯片之前将导线接合(bond)到丝焊垫。一些实施例提出，光学元件包括LED晶圆，并且在提供共形层之后将晶圆分割为多个LED芯片。在喷射大区域、例如LED晶圆中，可调整喷嘴50 (图2A)的速度和高度，以便取得这类区域之上的均匀覆盖。一些实施例提出，可在施加光学材料之前，使用喷嘴50 (图2A)的加速度，以便提供共形层的均匀性。在一些实施例中，光学材料可在相同操作中施加到多个LED晶圆，以便进一步改进均匀性，并且降低加速度部分期间的光学材料的浪费。另外，通过改变加工温度，可控制施加之后的流动时间，以便取得预期覆盖。在一些实施例中，可施加具有相同和/或不同光学材料的光学材料的多个共形层。由于各共形层可在沉积到被加热LED结构上时迅速固化，所以此后可直接施加后续层。但是，一些实施例提出，可允许LED结构在层之间冷却，并且然后再次被加热以用于随后施加的共形层。雾化荧光溶液可按不同和/或多个角度、方向和/或取向来施加，以便影响共形层的均匀性。现在参照图2A-2L，示出光学材料施加到LED结构。在图2A-2L的实施例中，将光学材料54施加到安装在衬底60上的LED芯片或小片70。但是，如上所述，光学材料54可以相似的方式被施加到裸(即，未安装)LED小片(die)和/或LED晶圆。相应地，在一些实施例中，光学材料54可施加到透镜94和/或反射体杯62。LED晶圆包括晶圆衬底，其上形成和/或安装了形成LED有源层的薄外延层。因此，LED晶圆能够包括其上生长了外延层的生长衬底和/或对其转移了外延层的承载衬底。参照图2A，加热装置37可向ELD芯片70提供热量。一些实施例提出，喷嘴50配置成将光学材料54喷射到被加热LED芯片70，以便提供共形层80。类似地，参照图2B，可加热LED芯片70的晶圆，并且可将光学材料54施加到其上，以便提供共形层80。可在施加光学材料之后分割LED芯片70。如图2C所示，LED芯片70安装在衬底60上。LED芯片70能够通过诸如焊盘和/或基台(未示出)之类的中间结构安装在衬底60上。在一些实施例中，LED芯片70能够安装在由放置于衬底60上的反射体杯62所限定的光学空腔64中。反射体杯62包括面向LED芯片70并且配置成反射由LED芯片70所发射的光线离开光学空腔64的的成角度反射表面66。反射体杯62还包括限定用于接纳和保持透镜94的向上延伸侧壁62A (图2D)。 将会理解，反射体杯62是可选的。例如，LED芯片70可安装在衬底60、印刷电路板或其它支承构件上，而无需LED芯片70周围的任何反射体。此外，反射体杯62和衬底60可作为单一结构合并在一起。衬底60还可包括引线框，并且封装主体可在包围LED芯片70并且限定光学空腔64的引线框上形成。因此，LED芯片70可按照许多不同样式的封装来安装，并且本发明并不局限于附图所示的特定封装配置。仍然参照图2C，LED芯片70能够包括丝焊垫72，并且能够从丝焊垫72到衬底60上或其它位置的对应接触垫(未示出)来形成丝焊连接74。但是，将会理解，LED芯片70可能是在芯片的同一侧具有阳极和阴极触点的水平LED芯片，并且可能按照倒装芯片方式安装在衬底60上，使得在一些实施例中可没有到LED芯片的接合线连接。参照图5、图6和图2C，加压沉积系统100的控制器20能够使供应管线36中的液体被提供给喷雾嘴50。例如，控制器20能够开启MFC 34A、34B、34C和阀40，并且闭合MFC34D。能够通过控制MFC 34C、34D将预期浓度的诸如磷光颗粒和/或散射颗粒之类的光学材料54提供到供应管线36中。能够在沉积溶剂、粘合剂和磷光材料之前清除从先前施加材料所留下的供应管线36中的任何剩余材料。加热装置37可施加热量39，以便增加LED芯片70、衬底60、反射体杯62和丝焊垫72的温度。将供应管线36中的液体喷射到LED芯片70上，从而在其上形成雾化粘合剂、溶剂和磷光材料的薄层(共形层)80。来自被加热LED芯片70和衬底60的热能可使所施加粘合剂、溶剂和磷光体迅速固化。在一些实施例中，迅速固化可称作快速固化。通过快速固化所施加的粘合剂、溶剂和磷光体，磷光体的基本上均匀和共形层可设置在LED芯片70和衬底60上。如上所述，液体粘合材料能够包括诸如硅酮和/或环氧树脂之类的材料。一些实施例提出，液体溶剂可包括挥发性液体溶剂，例如酒精和/或上述挥发性溶剂的任一种。经由被加热衬底60和LED芯片70的热能，则可蒸发掉挥发性溶剂液体，从而在粘合材料中留下光学材料(例如磷光颗粒和/或散射颗粒)，以便提供共形层80。但是，在一些情况下，例如硅酮和/或环氧树脂之类的非挥发性液体可用作磷光/散射颗粒的承载液体，在这种情况下，非挥发性液体可通过被加热衬底60和LED芯片70的热能来固化，以便在LED芯片70之上设置光学材料的共形层80。
参照图2D，在采用粘合和磷光材料的共形层80来喷涂LED芯片70之后，能够分配诸如硅酮和/或环氧树脂之类的封装材料92，以便至少部分填充光学空腔64，并且诸如玻璃或硅酮透镜之类的透镜94能够定位在LED芯片70之上。固化封装材料92将透镜94固定到结构，同时反射体杯62的垂直壁部分62A在封装材料92随加热/冷却周期而膨胀和收缩时允许透镜行进。在一些实施例中，在被加热LED芯片70和衬底60上喷涂共形层80能够使用相同和/或不同光学材料来执行多次。例如，参照图3A和图3B，包括第一磷光体的层80A可涂敷到基台60上的LED芯片70上。诸如磷光颗粒和/或散射颗粒之类的同一种或另一种光学材料层80B能够按照上述方式在层80A上形成。诸如磷光颗粒和/或散射颗粒之类的相同和/或另一光学材料的其它层能够按照上述方式在层80B上后继形成。图3B还示出共形层80的施加在当LED芯片包括非平面表面(例如斜面等等)时是特别有益的。来自被加热LED芯片70和衬底60的热能可使所施加粘合剂、溶剂和磷光体迅速固化。在一些实施例中，迅速固化可称作快速固化。通过快速固化所施加粘合剂、溶剂和磷光体，磷光体的基本上均匀和共形层可设置在LED芯片70和衬底60上。
参照图2E，一些实施例提出，供应管线36中的液体喷射到LED芯片70和周围结构、例如反射体杯62上，因而在其上形成共形层80。另外，参照图2F，在一些实施例中，共形层80可形成透镜94的外和/或内表面上，当共同层80被施加到其上时，透镜94的外和/或内表面被加热以使共同层80固化。参照图2G，图2G示出共形层80可施加到二维结构、例如透镜94或其它透射和/或反射光学元件。简要参照图2H，图2H示出共形层80可施加到被加热透镜94和被加热LED芯片70。参照图21，图21示出在LED芯片的底部电连接的多个LED芯片70A-D。例如，LED芯片70A-D可包括没有用于电端接的丝焊的倒装芯片。LED芯片70A-D可配置成以一个或多个不同主导波长和/或其组合来发射光线。共形涂层80可设置在透镜94的外部或内部。图2J、图2K和图2L示出在包括本文所述共形层80的透镜94内部所配置的多个非丝焊LED芯片70A-D。一些实施例提出，作为对透镜94的补充或替代，共形涂层可施加到多个LED芯片70A-D的一个或多个。在一些实施例中，LED芯片可能经过丝焊。施加到透镜94的共形层80可在与LED芯片70A-D进行组装之后、期间和/或之前执行。例如，一些实施例提出，可加热多个透镜的阵列，并且然后对其施加光学材料。类似地，可喷射微模，以便形成可从模具移开并且放置在光学元件(例如LED芯片)之上的光学材料元件。图3A和图3B示出安装到具有光学材料的不同层80A和80B的基台或衬底60的LED芯片60。附加或中间层是可能的。光学材料的不同层80A和80B能够包括相同或不同的光学材料。例如，光学材料的层80A和80B能够包括第一和第二类型的磷光颗粒。在一些实施例中，具有不同大小的磷光颗粒能够处于不同层中。一些实施例提出，光学材料的附加层能够包括其它磷光颗粒和/或散射颗粒等等。在一些实施例中，光学材料层80A能够包括配置成将入射光转换成第一波长(例如黄色)的磷光颗粒，而光学材料层80B能够包括配置成将入射光转换成与第一波长不同的第二波长(例如红色)的磷光颗粒。因此，封装LED芯片70所输出的光能够是LED芯片70所发射的初级光以及磷光体层80A和磷光体层80B所发射的次级光的混合。与仅使用一种磷光体所产生的光相比，这种光能够具有改进颜色呈现性质。在一些实施例中，光学材料层80A和光学材料层80B能够包括相同类型的磷光体。例如，参照图3、图4和图5，可加热光学元件，例如LED结构，如LED芯片70 (框202)。一些实施例提出，光学元件可包括衬底和/或光学装置。按照本发明的实施例，光学材料的共形层80A可使用喷雾沉积系统100施加到被加热光学元件(框204)。然后，通过被加热光学元件中的热能，取决于溶剂是挥发性的还是非挥发性的，溶剂能够迅速蒸发和/或固化，使得粘合材料能够固化，以便将光学材料(例如磷光颗粒等)粘附到光学元件(例如LED芯片70等)(框206)。一些实施例提出，光学元件则可例如在室温下贮存，以便在以后取回供进一步调谐。然后，能够例如通过将电压施加于发射部分的阳极和阴极端子来激励光学元件，并且能够测量包括共形层80A的装置的光学特性(例如功率输出、色点(color point)、CCT )。具体来说，能够测量LED结构的输出功率(亮度)、色点和/或相关色温(CCT )(框208 )。例如，LED结构所输出的光能够由光传感器35来测量，并且结果能够提供给控制器20。作为包括安装LED芯片的LED结构，测试光学元件会是最容易的。当LED结构包括LED晶圆 时，也许可能的是测试晶圆上的代表面积/装置而不是测试晶圆上的每一个装置，并且基于从测试位置所输出的光来调谐整个晶圆。然后，执行测试以确定晶圆的光学特性是否可接受，S卩，查看晶圆是否满足已确立分级(binning)要求(框210)。如果结构的光学特性是不可接受的，则在框212判定是丢弃装置(框216)还是再加工装置。但是，如果光学特性是令人满意的，则制造过程进入下一个制造步骤。如果确定装置能够再加工，则与光学元件对应的光输出能够通过确定校正结构的色点/CCT所需的附加磷光体的量和类型来调谐(框214)。能够施加第二共形层80B (框202)。在一些实施例中，可在仍然加热光学兀件的同时执行测试。一些实施例提出，再加热光学元件以用于施加第二共形层80B。第二共形层80B可包括与第一共形层80A中使用的磷光体相同和/或不同的类型，并且能够在控制器20的指导下使用喷雾沉积系统100来施加。一般来说，框202-214的操作能够根据需要重复进行，以便取得预期光学特性，如共形层80C和80D所示。但是，如果施加过多磷光体，则光发射特性因来自光学元件的光线的再吸收和/或过量吸收而退化，在这点上，光学元件在框210可能未通过测试。图5是示出用于采用诸如荧光颗粒和/或散射颗粒之类的光学材料54来涂敷光学元件10的加压沉积系统100的示意图。在一些实施例中，光学元件10可包括发光结构，诸如，例如发光二极管(LED)，而一些实施例提出，光学元件10包括透光、反光和/或支承结构等等。例如，光学元件10可包括平面、非平面、二维、三维、透镜、反射体、发射机封装、初级和/或次级光学器件等等。一些实施例提出，光学元件10可包括透明载体，其上施加诸如例如磷光材料之类的光学材料54，以便提供远离发光结构的荧光效果。按照一些实施例，光学材料54由系统100喷射到光学元件10上。一些实施例提出，光学材料54使用诸如浇注、浸溃、滚动、涂刷和/或冲压等等的施加技术来施加。加热装置37向光学元件10施加热量(热能)39，以便在其上喷射光学材料54之前增加光学元件10的温度。如图I所示，供应管线36向喷雾嘴50提供包含光学材料54的承载液体。承载液体经由喷雾嘴50喷射到光学元件10上。具体来说，通过高压气体供应管线44提供给喷雾嘴50的加压气体雾化承载液体，并且将光学材料54导向其中沉积光学材料54的光学元件10，下面更详细描述。一些实施例提出，光学材料54是雾化液体。术语“雾化”在本文中以一般意义用于表示将液体减小到小微粒和/或细喷雾。包括光学材料54的共形层可在沉积到被加热光学元件10时通过雾化液体的迅速固化来提供。例如，施加到被加热光学元件10的光学材料54的固化时间可基本上比施加到非加热光学元件的光学材料54的时间要短。这样，光学材料54的沉淀、分离和/或分层可显著降低或消除。相应地，可取得更好的层接合以及层厚度和成分的更大均匀性。光学元件10能够包括LED晶圆、已安装LED小片和/或未安装(即，裸)LED小片。在一些实施例中，LED结构可包括配置成透射和/或反射从发射体所接收的光线的光透射和/或反射元件。在这类实施例中，光透射和/或反射元件可配置成被加热，并且然后使光学材料54沉积在其上。光透射和/或反射元件可以是平面(2维)和/或3维的。一些实施例提出，为了接收光线，光透射和/或反射元件可与LED小片相接触、接近和/或间隔开。相应地，按照本发明的实施例的系统和方法能够在制造过程的各种阶段使用。
在一些实施例中，供应管线36中的液体可包括粘合剂，粘合剂包括有机和/或有机-无机混合材料。一些实施例提出，供应管线36中的液体能够包括例如诸如液体硅酮和/或液体环氧树脂之类的粘合材料和/或诸如酒精、水、丙酮、甲醇、乙醇、酮、异丙醇、烃溶剂、己烷、乙二醇、丁酮、二甲苯、甲苯以及它们的组合之类的挥发性或者非挥发性溶剂材料。在一些实施例中，粘合剂可具有大于大约1.25的折射率。一些实施例提出，粘合材料的折射率可大于大约I. 5。可期望跨可见谱的高光透射。在一些实施例中，粘合剂在本文所述的厚度在包括大约440 nm至大约470 nm的波长范围中可具有包括大约90%或更大的光透射。在一些实施例中，粘合剂在本文所述的厚度在包括大约440 nm至大约470 nm的波长范围中可具有包括大约95%或更大的光透射。在一些实施例中，粘合剂在本文所述的厚度在包括大约440 nm至大约470 nm的波长范围中可具有包括大约98%或更大的光透射。在一些实施例中，粘合剂对于诸如绿、黄和/或红之类的可见谱的其它波长可具有包括大约90%或更大、大约95%或更大和/或大约98%或更大的光的透射。一般来说,挥发性溶剂在被沉积之后不久变干或蒸发掉。挥发性或非挥发性溶剂材料中能够包括将要沉积到LED结构上的颗粒，例如荧光材料(例如磷光体)的颗粒和/或诸如二氧化钛之类的光散射材料的颗粒等等。从通过相应输入管线32A至32D附连到供应管线36的多个流体贮液器30A至30D其中之一来提供供应管线36中的液体。液体通过输入管线32A至32D的流动能够分别由电子控制质量流控制器34A至34D小心控制。如图5所示，贮液器30A至30D能够包括其中包含诸如酒精、水等的挥发性液体溶剂的溶剂贮液器30A以及其中包含诸如液体硅酮和/或液体环氧树脂之类的液体粘合材料的粘合剂贮液器30B。在一些实施例中，溶剂贮液器30A和粘合剂贮液器30B能够包括“纯”液体，即，其中没有包含任何磷光体、散射体或其它颗粒的液体。贮液器30A至30D还能够包括包含其中磷光颗粒的浓度为悬浮的液体溶剂的磷光体贮液器30C。在一些实施例中，磷光体贮液器30C能够以比以其将磷光颗粒施加到光学元件10上的浓度要大的浓度包括磷光颗粒。贮液器30A至30D还能够包括包含其中散射颗粒的浓度为悬浮的液体溶剂的散射体贮液器30D。在一些实施例中，散射体贮液器30D能够以比以其将散射颗粒施加到光学元件10上的浓度要大的浓度包括散射颗粒。贮液器30A至30D的一个或多个能够加压，使得从贮液器30A至30D的流动能够通过到供应管线36中的正压力来得到。具体来说，溶剂贮液器30A和粘合剂贮液器30B能够加压。在一些实施例中，磷光贮液器30C和/或散射贮液器30D可以没有加压，使得可通过经由供应管线36的流动所引起的负压力来引起磷光贮液器30C和/或散射贮液器30D的流动被引入供应管线36。液体供应管线36中的压力无需较高，因为用于将液体喷射到光学元件10上的力由高压气体管线44来提供。液体通过供应管线36的流动能够由电子可控阀40来控制。当阀40开启时，将供应管线36中的液体提供给喷雾嘴50。图6更详细地示出按照本发明的实施例的喷雾嘴50。参照图5和图6，由气体加压器42所产生的加压气体(例如加压空气)可通过加压气体供应管线44提供给喷雾嘴50。将加压气体定向成通过喷雾嘴50中与液体出口端口 51相邻的气体出口端口 52。液体通过 液体出口端口 51的流动能够例如通过控制可收缩销53的位置来调节。当销53收缩时，液体出口端口 51开启。加压气体从气体出口端口 52的流动创建相对于液体出口端口 51的负压力梯度，这使从液体出口端口 51所分配的液体被雾化。雾化液体54则由气流从气体出口端口 52传送到光学元件10，其中雾化液体54流沉积在LED结构上。如图5进一步所示，质量流控制器34A至34D、电子可控流量阀40和气体加压器42的操作能够由控制器20经由电子控制线路22、24、26来控制。控制器20能够是常规可编程控制器，和/或能够包括配置成控制系统100的相应元件的操作的专用集成电路(ASIC)或者通用微处理器或控制器(例如计算机)。仍然参照图5，通过控制质量流控制器(MFC)34A至34D和阀40的操作，控制器20能够控制通过供应管线36提供给喷雾嘴50的液体的成分。具体来说，控制器20能够使MFC30A、30C和30D关断，而MFC 30B和阀40接通，由此将粘合剂液体提供给喷雾嘴50。同样，控制器20能够使MFC 30B.30C和30D关断，而MFC 30A和阀40接通，由此仅将溶剂液体提供给喷雾嘴50。通过来自溶剂贮液器30A的溶剂材料流动，控制器20能够使MFC 34C和/或34D将携带磷光颗粒(在磷光体贮液器30C的情况下)和/或散射颗粒(在散射体贮液器30D的情况下)的液体释放到供应管理36的流量中。相应地，控制器20能够准确控制由喷雾嘴50喷射到光学元件10上的材料的成分。将会理解，虽然图5示出单个磷光体贮液器30C和单个散射体贮液器30D，但是更多贮液器能够被提供并且通过能够由控制器20电子控制的相应MFC和/或供应阀附连到供应管线。例如，取决于产品要求，能够提供独立磷光体贮液器以红色磷光体、绿色磷光体、黄色磷光体、蓝色磷光体等。一些实施例提出，多于一种颜色的磷光体可施加到光学元件10的相应独立区域中，和/或经过混合以形成单一层。此外，多于一种类型的散射颗粒能够使用不同散射体贮液器有选择地提供。例如，可期望将具有第一成分和/或直径的散射颗粒施加到光学元件10的一部分上以及将具有不同成分和/或直径的散射颗粒施加到光学元件10的另一部分上。可期望在LED结构的分立面积中施加多于一个磷光体(例如不同颜色)。还可期望在LED结构的单一层、区域和/或面积中混合不同着色的磷光体(与图3相似，除了不同着色磷光体处于单一层中)。在这类情况下，可存在从独立贮液器或者包含多个磷光体的单个贮液器同时施加的至少两个不同磷光体。如图所示，加热装置37向光学元件10施加热量39，以便在其上喷射光学材料之前增加光学元件10的温度。一些实施例提出，加热装置可由控制器20经由电子控制线路29电子地控制。在一些实施例中，加热装置37可在喷射操作期间将热量39施加到光学元件10。在一些实施例中，加热装置37可用于在喷射操作之前加热光学元件10，和/或可与控制器20无关地来操作。一些实施例提出，加热装置37包括热传导加热表面，通过其中将热量39传递到光学元件10。在一些实施例中，加热装置37可使用诸如例如加热空气和/或气体之类的热传递介质来将热量39传递到光学元件10。加热装置的实施例可包括电阻和/或传导和/或燃烧相关热生成元件。
一些实施例提出，将光学元件10加热到高于70摄氏度。一些实施例提出，将光学元件10加热到高于90摄氏度。一些实施例提出，将光学元件10加热到高于120摄氏度。在一些实施例中，将光学元件10加热到大约70摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。在一些实施例中，将光学元件10加热到大约90摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。在一些实施例中，将光学元件10加热到大约90摄氏度至大约120摄氏度的范围之内的温度。在一些实施例中，将光学元件10加热到大约90摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。当雾化液体54沉积在光学元件10上时，被加热光学元件10中的热能迅速固化和/或蒸发雾化液体54的溶剂部分。通过迅速固化和/或蒸发溶剂，可降低固化之前的光学材料的沉淀和/或再分配。在这点上，可保存施加层中的更均匀浓度的光学材料，因而在LED结构上提供光学材料的基本共形层。还将会理解，如图5所示的系统100可分为若干部分，使得例如设置独立供应管线36和/或设置独立喷雾嘴50。例如，系统可具有专用于从第一方向和/或以相对于光学元件10的第一角度来喷雾施加雾化液体54的第一供应管线36和喷嘴50以及专用于从第二不同方向和/或以相对于光学兀件10的第二不同角度来喷雾施加雾化液体54的第二供应管线36和喷嘴50。一些实施例提出，第一和第二供应管线36和喷嘴50配置成提供相同雾化液体54。在一些实施例中，第一和第二供应管线36和喷嘴50配置成提供相互不同的雾化液体。相应地，按照各个实施例，考虑贮液器、供应管线和喷雾嘴的许多不同组合。可提供混合器41以混合来自贮液器30A-D的各个不同贮液器的供应管线36组分。在一些实施例中，混合器可包括静态混合元件，静态混合元件使供应管线36中的材料通过经由其中的流动进行混合。一些实施例提出，可包括有源混合元件，有源混合元件搅拌供应管线36材料以使颗粒保持为悬浮和/或在整个材料上基本均匀分布。虽然未示出，但是对于各种组件可设置压力控制器。例如，贮液器30A-D和喷嘴50可包括压力控制器，以便提供对供应压力和/或输送压力等等的控制。此外，一些实施例可包括贮液器30A-D中的静态和/或有源混合元件。例如，磷光体贮液器30C和散射体贮液器30D可使用混合元件来使颗粒保持为悬浮。图5还示出配置成感测由光学元件10所发射的光线37的光传感器35。例如，光传感器35能够检测由光学元件10所发射的光线的色点和/或强度。所检测光信息能够经由通信线路28提供给控制器30，并且能够用作控制沉积系统100的操作中的反馈信号，如本文更详细描述。
现在参照图7，图7是示出按照本发明的一些实施例、用于采用光学材料来涂敷光学元件的批量沉积系统200的示意图。如以上对于图5和图6所述，由气体加压器42所产生的加压气体(例如加压空气)可通过加压气体供应管线44提供给喷雾嘴50。将加压气体定向成通过喷雾嘴50中与液体出口端口 51相邻的气体出口端口 52。液体通过液体出口端口 51的流动能够例如通过控制可收缩销53的位置来调节。注射器57可包括一批光学材料54。光学材料54可包括例如一种或多种类型的磷光颗粒、一种或多种类型的散射颗粒、粘合剂和/或一个或多个溶剂。可使用例如配置成包含光学材料54的液筒来为注射器57加载包含光学材料的混合物、化合物、溶液和/或悬浮液。这样，一批光学材料54可在施加操作之前不久制备，以便降低其中的成分的沉淀和/或分层。在一些实施例中，注射器可直接和/或靠近地耦合到喷嘴50，以便降低光学材料54中的悬浮颗粒的沉淀。一些实施例提出，可减少和/或避免横向流体通路，因为这类通路可引起光学材料54的沉淀和/或分层。在一些实施例中，有源和/或静态混合元件提供有注射器57和/或设置在注射器57中，以便降低沉淀。
可提供流体加压器56以提供和/或控制注射器57中的流体压力。一些实施例提出，流体压力可基本上比气体加压器42所提供的气体压力要低。如图7进一步示出，气体加压器42、流体加压器56和加热装置37的操作能够由控制器20经由电子控制线路24、26和29来控制。控制器20能够是常规可编程控制器，和/或能够包括配置成控制系统200的相应元件的操作的专用集成电路(ASIC)或者通用微处理器或控制器(例如计算机)。仍然参照图7，通过控制流体加压器56和气体加压器42的操作，控制器20能够控制提供给喷雾嘴50的液体流动。将会理解，虽然图7示出单个注射器57和喷嘴50，但是更多注射器57和喷嘴50能够被提供并且附连到气体加压器42和流体加压器56。在一些实施例中，附加气体加压器42和流体加压器56可由控制器20电子地控制。如图所示，加热装置37向光学元件10施加热量39，以便在其上喷射光学材料之前增加光学元件10的温度。一些实施例提出，加热装置可由控制器20经由电子控制线路29电子地控制。在一些实施例中，加热装置37可在喷射操作期间将热量39施加到光学元件10。在一些实施例中，加热装置37可用于在喷射操作之前加热光学元件10，和/或可与控制器20无关地来操作。一些实施例提出，加热装置37包括热传导加热表面，通过其中将热量39传递到光学元件10。在一些实施例中，加热装置37可使用诸如加热空气和/或气体之类的热传递介质来将热量39传递到光学元件10。加热装置的实施例可包括电阻和/或传导和/或燃烧相关热生成元件。还将会理解，如图7所示的系统200可分为若干部分，使得例如设置独立注射器57和/或设置独立喷雾嘴50。相应地，按照各个实施例，考虑注射器57、喷嘴50、流体加压器56和/或气体加压器42的许多不同组合。图8A至图8C示出按照一些实施例、与涂敷LED晶圆关联的操作。参照图8A，提供LED晶圆110。如上所述，LED晶圆包括限定发光二极管结构的多个薄外延层。外延层由能够包括生长衬底和/或承载衬底的衬底来支承。LED晶圆110的外延区能够例如通过台地和/或植入隔离来分为多个分立装置区。在一些实施例中，切割间隔(street) (B卩，其中将使用切割锯来切割晶圆的线性区域)和/或划线可已经在LED晶圆110中形成。多个电触点112在LED晶圆110上形成。具体来说，LED晶圆110上的各分立装置能够包括其上将要施加磷光体的晶圆的一侧上的至少一个电触点112。牺牲图案114在电触点112上形成。牺牲图案114能够包括能够使用常规光刻技术来施加和形成图案的诸如可溶聚合物和/或玻璃的材料。牺牲图案114能够与基础电触点112对齐。备选地，牺牲图案114能够仅覆盖电触点112的部分，其中暴露电触点112的一些部分。在一些实施例中，牺牲图案114能够比电触点112要宽，使得与电触点相邻的LED晶圆110的表面IlOA的部分也由牺牲图案来覆盖。所有三种可能性如图8A所示。仍然参照图8A和图8B，LED晶圆110使用加热装置37来加热，并且诸如磷光颗粒和/或散射颗粒之类的光学材料的一个或多个共形层80使用加压沉积系统100的喷雾嘴50来施加到LED晶圆110的表面IlOA(图I和图2)。将共形层80涂敷到LED晶圆110的 表面IlOA上以及涂敷在牺牲图案114上。在一些实施例中，层80也可涂敷到与LED晶圆110相对的电触点112的上部。在喷雾涂敷LED晶圆110之后，牺牲图案114能够例如通过暴露于牺牲图案材料特定的液体溶剂被去除，从而产生如图8C所示的包括LED晶圆110的表面上的外露电触点112和光学材料的一个或多个层90。虽然没有具体示出，但是一些实施例提出，牺牲图案114可使用在喷雾涂敷LED晶圆之后可去除的膜和/或带来形成。在附图和说明中，公开了本发明的典型实施例，虽然采用了具体术语，但是它们仅用于普通描述性方面，而不是用于限制，本发明的范围在以下权利要求书中提出。
权利要求
1.ー种方法，包括 加热光学元件，以及 将光学材料施加在被加热光学元件上。
2.如权利要求I所述的方法，还包括在施加到所述光学元件上后固化所述光学材料。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述光学材料包括荧光材料。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述光学材料还包括粘合剤，并且其中固化所述光学材料还包括固化所述粘合剤。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述光学材料还包括粘合剂和溶剤，并且其中固化所述光学材料包括固化所述粘合剂并且蒸发所述溶剤。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述光学元件包括LED结构。
7.如权利要求I所述的方法，其中，施加所述光学材料包括 使用加压气体的流动来雾化包含悬浮在溶液中的光学材料的荧光溶液；以及 使用所述加压气体的流动将所述雾化荧光溶液喷射到所述被加热光学元件上。
8.如权利要求7所述的方法，其中，喷射所述荧光溶液包括采用空气加压喷雾系统来喷射所述荧光溶液。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述荧光溶液包括在包含挥发性溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒，所述方法还包括经由所述被加热LED结构中的热能从所述荧光溶液中蒸发所述挥发性溶剤，以便在所述LED结构上提供包括波长转换颗粒的共形层。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述荧光溶液包括在包含非挥发性溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒，所述方法还包括经由所述被加热LED结构中的热能来固化所述非挥发性溶剂和/或粘合剤，以便在所述LED结构上提供包括波长转换颗粒的共形层。
11.如权利要求I所述的方法，其中，所述光学元件包括具有顶面以及所述顶面上的丝焊垫的LED芯片，所述方法还包括在加热所述LED芯片之前并且在将所述光学材料施加在所述被加热光学元件上之前将导线接合到所述丝焊垫。
12.如权利要求I所述的方法，其中，所述光学元件包括LED晶圆，所述方法还包括在将所述光学材料施加在所述被加热LED晶圆上之后将LED晶圆分割为多个LED芯片。
13.如权利要求I所述的方法,其中,所述光学元件包括LED结构,还包括 激励所述LED结构，以便使所述LED结构发射光线； 使用所述所发射光线来测试所述LED结构的光学特性；以及 响应所述LED结构的光学特性不在预定分级阈值之内，将包括在包含挥发性溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒的附加光学材料施加到所述被加热LED结构上。
14.如权利要求I所述的方法，其中，所述光学元件包括具有顶面以及所述顶面上的丝焊垫的LED芯片，所述方法还包括在加热所述LED芯片并且将包括在包含溶剂和粘合材料的溶液中悬浮的波长转换颗粒的所述光学材料施加到所述被加热LED芯片上之前将所述LED安装在LED封装的光学空腔中。
15.如权利要求14所述的方法，还包括 经由来自所述被加热LED芯片的热能来固化所述粘合材料；以及将封装材料分配到所述LED芯片之上的所述光学空腔中，由此采用所述封装材料来覆盖包括所述波长转换材料和所述固化粘合材料的所述LED芯片。
16.如权利要求I所述的方法，其中，所述光学元件包括LED晶圆，所述方法还包括在所述LED晶圆的表面上形成多个牺牲图案，其中将所述光学材料施加到所述被加热LED结构包括将雾化荧光溶液喷射到所述牺牲图案以及所述牺牲图案之间的所述LED晶圆的外露表面上。
17.如权利要求16所述的方法，还包括 在形成所述多个牺牲图案之前，在所述LED晶圆的表面上形成多个电触点， 其中形成所述多个牺牲图案包括在所述多个电触点上形成所述多个牺牲图案的至少一部分。
18.如权利要求16所述的方法，还包括去除所述牺牲图案以及所述牺牲图案上的所述施加的光学材料的部分，以便暴露所述多个电触点。
19.如权利要求I所述的方法，其中，加热所述光学元件包括将所述光学元件加热到在大约90摄氏度至大约155摄氏度的范围之内的温度。
20.如权利要求I所述的方法，其中，加热所述光学元件包括在将所述光学材料施加在所述被加热光学元件上之前向所述光学元件施加热量。
21.如权利要求I所述的方法，其中，加热所述光学元件包括在将所述光学材料施加在所述被加热光学兀件上的同时向所述光学兀件施加热量。
22.如权利要求I所述的方法，其中，将所述光学材料施加到所述被加热光学元件上包括将第一层雾化荧光溶液喷射到被加热LED结构上，并且然后将第二层雾化荧光溶液喷射到所述第一层雾化荧光溶液上。
23.如权利要求22所述的方法，其中，在喷射所述第二层雾化荧光溶液之前固化所述 第一层雾化突光溶液。
24.如权利要求22所述的方法， 其中，所述雾化荧光溶液包括在所述第一层中喷射的第一荧光溶液以及在所述第二层中喷射的第二荧光溶液；以及 所述第一荧光溶液与所述第二荧光溶液不同。
25.如权利要求I所述的方法，其中，施加所述光学材料包括 使用加压气体的流动来雾化包含悬浮在溶液中的光学材料的荧光溶液；以及 使用所述加压气体的流动将所述雾化荧光溶液喷射到所述被加热光学元件上，以及 其中将所述雾化荧光溶液喷射到所述被加热光学元件上包括使用定位成以相对于所述被加热元件的表面的多个角度朝所述被加热光学元件喷射的多个喷雾头将所述雾化荧光溶液喷射到所述被加热光学兀件上。
26.如权利要求I所述的方法，还包括在施加光学材料之前和/或期间搅拌所述光学材料。
27.—种发光结构,包括 半导体发光二极管(LED)，包括有源区域；以及 直接在所述LED上的共形层，所述共形层包括磷光颗粒以及在所述共形层被施加到所述LED时通过所述LED中的热能来固化的粘合材料。
28.如权利要求26所述的发光结构，其中，所述共形层包括其中包含磷光颗粒、溶剂和粘合层的雾化荧光溶液，所述雾化荧光溶液直接喷射在被加热以使所述雾化荧光溶液经由所述LED的热能来固化的所述LED上。
29.如权利要求27所述的发光结构，其中，所述共形层包括直接在所述LED上的第一共形层以及在所述第一共形层上的第二共形层。
30.如权利要求29所述的发光结构，其中，所述第一共形层包括第一磷光颗粒，并且所述第二共形层包括第二磷光颗粒。
31.如权利要求30所述的发光结构，其中，所述第一磷光颗粒配置成以第一主导波长来发射光线，并且所述第二磷光颗粒配置成以第二主导波长来发射光线。
32.如权利要求31所述的发光结构，其中，所述第一主导波长与所述第二主导波长相同。
33.如权利要求31所述的发光结构，其中，所述第一主导波长与所述第二主导波长不同。
34.如权利要求29所述的发光结构，还包括第三共形层，其中在所述第三层上包括光散射颗粒。
35.如权利要求27所述的发光结构，其中，所述半导体发光二极管包括LED芯片。
36.ー种形成与所发射光线进行交互的装置的方法，所述方法包括 加热光学元件， 将光学材料的第一共形层施加到所述被加热光学元件； 测试所述光学元件的光发射特性；以及 响应所述光学元件的光发射特性不是可接受的，将光学材料的第二共形层施加在所述光学兀件上。
37.如权利要求36所述的方法，其中，施加所述第一共形层包括 使用加压气体的流动来雾化包含悬浮在溶液中的光学材料的荧光溶液； 使用加压气体的流动将所述雾化荧光溶液喷射到所述被加热光学元件上，以便提供经由所述被加热光学元件的热能来固化的光学元件的第一共形层。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述光学元件包括LED结构，还包括 在测试所述光发射特性之前，允许所述被加热LED结构冷却；以及 响应所述LED结构的光发射特性不是可接受的，在施加所述第二共形层之前加热所述LED结构。
39.如权利要求37所述的方法，其中，光学材料的所述第一共形层包括配置成响应所述LED结构所发射的光线而发射具有第一波长的光线的第一磷光颗粒，并且其中光学材料的所述第二共形层包括配置成响应所述LED结构所发射的光线而发射具有与所述第一波长不同的第二波长的光线的第二磷光颗粒。
40.一种沉积系统,包括 液体供应管线； 贮液器，耦合到所述液体供应管线，并且配置成向所述液体供应管线提供包含光学材料的颗粒的液体溶剂； 喷雾嘴，耦合到所述液体供应管线，并且配置成接收来自所述液体供应管线的所述液体溶剂； 气体管线，耦合到所述喷雾头，并且配置成向所述喷雾嘴提供加压气体； 控制器，配置成控制所述液体溶剂到所述喷雾嘴中的流动；以及 加热装置，配置成在将所述液体溶剂喷射到所述LED结构上之前加热发光二极管(LED)结构。
41.如权利要求40所述的沉积系统，还包括 质量流控制器，配置成控制所述液体溶液从所述贮液器到所述供应管线中的第二流动，其中所述控制器还配置成控制所述质量流控制器。
42.如权利要求40所述的沉积系统，还包括 光传感器，配置成检测由所述LED结构所输出的光线，其中所述控制器配置成响应所述所检测光输出而控制所述液体溶剂到所述喷雾嘴中的流动。
43.—种发光结构,包括 发光二极管(LED)； 光透射元件，配置成接收从所述LED所发射的光线的至少一部分；以及 施加到所述LED和/或所述光透射元件中的至少ー个的荧光材料，所述荧光材料包括光学材料，并且配置成在对所述LED和/或所述光透射元件施加所述荧光材料时通过其中的热能来固化。
44.如权利要求43所述的发光结构,其中,所述光学材料包括波长转换材料。
45.如权利要求44所述的发光结构，其中，所述波长转换材料包括磷光颗粒。
46.如权利要求44所述的发光结构，其中，所述磷光颗粒包括配置成发射第一主导波长中的光线的第一磷光颗粒以及配置成发射与第一主导波长不同的第二主导波长中的光线的第二磷光颗粒。
47.如权利要求45所述的发光结构，其中，所述磷光颗粒包括红色、緑色、黄色和/或蓝色发光磷光颗粒中的至少两种。
48.ー种方法，包括 在将光学材料施加到光学元件期间固化所述光学元件上的所述光学材料。
49.如权利要求48所述的方法，其中，固化光学材料包括加热所述光学元件。
全文摘要
本发明公开包括加热光学元件的方法。将光学材料施加到被加热光学元件，以便提供经由被加热光学元件中的热能来固化的共形层。
文档编号H01L21/00GK102859648SQ201180022603
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年3月3日
发明者M.多诺弗里奥, N.O.肯农 申请人:克里公司