具有波长转换层的发光装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是由QiristopherP.Hussell等人于2013年2月5日提交的题为 "Submount-FreeLightEmittingDiode(LED)ComponentsandMethodsofFabricating Same"的美国专利申请序号13/759,229的部分继续并且要求其权益，通过引用将该案之全 文（包括图纸、图表、原理图、示图W及相关的书面描述）并入本文中。
技术领域
[0003] 在本文中描述了设及诸如发光二极管（LED)忍片和部件的发光装置的装置和方 法，包括从多个侧面和/或一个侧面发射光的L邸忍片。
【背景技术】
[0004] 基于L邸的发光装置越来越多地被用于照明/照亮应用，并且一个最终目标是代 替普遍存在的白识灯泡。半导体L邸是众所周知的固态照明元件，其能够在对其施加电压 时生成光。L邸通常包括二极管区域，该二极管区域具有第一相反面和第二相反面并且在其 中包括n型层、P型层W及p-n结。阳极触点与P型层进行欧姆接触（ohmicallycontact)， 并且阴极触点与n型层进行欧姆接触。二极管区域可W外延地形成在基板上，例如蓝宝石、 娃、碳化娃、神化嫁、氮化嫁等生长基板，但是完整的装置可W不包括基板。二极管区域可W 由（例如）基于碳化娃、氮化嫁、憐化嫁、氮化侣和/或神化嫁的材料制成和/或由基于有 机半导体的材料制成。
[0005] 由L邸发射的颜色或波长主要取决于生成其的材料的性能，例如，活动区域的带 隙。L邸被构造成发射在可见光谱内的颜色范围内的光，包括红色、黄色、绿色W及蓝色。其 他LED在电磁光谱的紫外线0JV)范围内发射。通常可取的是在LED内包含憐光体，W使 发射光谱合适，在光穿过时且在发射前转换L邸的所有的或一部分的光。例如，在一些蓝色 LED中，一部分蓝光"向下转换"成黄光。因此，L邸发射蓝色和黄色光的组合W生成对于人 眼呈白色的光谱。运被称为蓝移黄化lue-shiftedyellow) @SY)LED装置。如在本文中所 使用的术语"憐光体"一般用于表示任何光致发光材料。
[0006] 由于W上问题，所W在LED已经分离并且随后粘合至电子元件（例如，PCB)之后， 通常在封装级上将转换层应用于L邸忍片中。然而，在封装级（而非晶片级）上应用转换 材料是低效率的制造工艺，运是因为在晶片级上同时涂覆多个L邸忍片更容易并且划算。
[0007] 在使用憐光体层涂覆L邸忍片时，尤其在L邸具有多个发射面和/或侧发射面的 情况下出现的一个问题在于具有未充分涂覆的L邸忍片部分，使得一些未被转换的光从 L邸忍片逸出而没有通过憐光体层进行转换。例如，在多个晶片中制造L邸忍片时，单独的 L邸忍片通常被制造为彼此紧密相邻，有时在其间没有间隔。如果在晶片被分离成单独LED 忍片之前，然后运些L邸忍片涂覆有憐光体层（phosphorlayer),与在L邸忍片的剩余部分 相比，在分离之后的忍片在L邸忍片的某些区域上没有或者具有不一致的憐光体层厚度， 例如，在所分离的L邸忍片的底侧附近具有更薄的涂层。在上面所讨论的BSYL邸装置的 情况下，运造成光从某些角度看呈蓝色，从而使L邸装置颜色均匀性降低。
【发明内容】
[0008] 包含本发明的特征的实施方式包括装置的和方法设及一种发光装置，该发光装置 包括允许增大光发射均匀性的特征，包括特定的功能层布置。运些装置涂覆有功能层材料， 该功能层材料可W被布置使得所发射的光在大范围的视角上是均匀的，例如，通过将功能 层布置使得从光发射器的发射面所发射出的光穿过大体上相似的功能层厚度。可W在装置 制造的"虚拟晶片（virtualwafer)"级步骤中应用涂层，并且该涂层可W被布置使得与光 发射器部分（例如，光发射器触点的部分）具有一相隔距离（stand-offdistance)，W在封 装级连接期间进一步确保装置稳定性，如下面更详细地描述。
[0009] 功能层可W包括可W与所发射的光相互作用的任意层，W影响所发射的光的一个 或多个性能，例如，波长、强度和/或方向。功能层可W包括多种不同类型的层，包括转换层 (例如，憐光体层）、过滤层、抗反射层、单晶体转换器层W及光散射层。
[0010] 可W通过下面进一步概述的多种方式实现贯穿大范围视角的上述均匀的光发射， 例如，通过在"虚拟晶片"级上将均匀涂层应用于LED中和/或通过形成功能层"翼状"部 分说明了分离方法对功能层尺寸的影响。
[0011] 在根据本发明的一些实施方式中，功能层进一步包括形成"翼状结构（winged Struc化res)"的延伸的横向部分。运些功能层"翼状物（wings)"在需要改进的功能层相 互作用的某些区域内增大了功能层的表面面积，例如，允许从基于LED的光发射器的下侧 部分发射的光与功能层有效地相互作用。
[0012] 包含本发明的特征的一个实施方式包括一种发光装置，该发光装置包括： 光发射器，包括顶部发射面（topemittingSU计ace)和至少一个侧发射面（side emittingsurface);-个或多个触点（contact),位于该光发射器的表面上；W及功能层 (化nctionallayer)，位于该光发射器上，其中，该功能层被布置使得从该顶部发射面和该 至少一个侧发射面所发射的光穿过大体上相似的功能层厚度，并且其中，该功能层与该一 个或多个触点分隔一相隔距离。
[0013] 包含本发明的特征的另一个实施方式包括一种发光装置，该发光装置包括：光发 射器；一个或多个触点，位于该光发射器的表面上；W及功能层，位于所述光发射器上，其 中，该功能层包括延伸超过该光发射器的覆盖区（foo化rint)的延伸的横向部分，其中，该 延伸的横向部分涂覆有反射材料。
[0014] 包含本发明的特征的又一个实施方式包括一种发光装置，该发光装置包括：光发 射器，包括顶部发射面和至少一个侧发射面；一个或多个触点，位于该光发射器的表面上； 功能层，位于该光发射器上，其中，该功能层被布置使得从该顶部发射面与该至少一个侧 发射面所发射的光穿过大体上相似的功能层厚度；位于该功能层上的第一效用层（first utilitylayer) ;W及位于该第一效用层上的第二效用层（secondutilitylayer)。
[0015] 包含本发明的特征的又一个实施方式包括一种制造发光装置的方法，其中，该方 法包括W下步骤：设置粘合层；将光发射器压入所述粘合层中W产生功能层相隔距离；利 用功能层材料涂覆该光发射器；并且从该粘合层释放该光发射器。
[0016] 通过结合附图进行的W下详细描述，对于本领域的技术人员来说本发明的运些和 其他进一步特征和优点显而易见，其中，相似的数字在示图中表示相应的元件，在附图中：【附图说明】
[0017] 图1是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0018] 图2是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0019] 图3A至图3F示出了制造包含本发明的特征的发光装置的方法；
[0020] 图4是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0021] 图5是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0022] 图6是包含本发明的特征的发光装置的剖视图；
[0023] 图7是包含本发明的特征的发光装置的顶部透视图；
[0024] 图8是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0025] 图9是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0026] 图10是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；
[0027] 图11是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图；并且
[0028] 图12是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图。
【具体实施方式】
[0029] 现在，本公开将阐述各种实施方式的详细描述。运些实施方式提供了设及发光装 置（例如，各种光发射器、LED忍片、LED晶片、LED元件）的方法及其制造方法的方法和装 置。包含本发明的特征的实施方式允许有效地涂覆L邸忍片，W提高颜色均匀性。
[0030] 在包含本发明的特征的一些实施方式中，光发射器（例如，L邸忍片）具有功能层 涂层，该功能层涂层被布置使得从光发射器发射的光的颜色和强度在大范围视角中大体上 是均匀的，例如，通过布置功能层使得从光发射器的发射面发射的光穿过大体上相似的功 能层厚度。在根据本发明的一些实施方式中，功能层包括形成功能层"翼状物"的延伸的横 向部分，运些翼状物允许从光发射器的某些部分（例如，光发射器的下侧部分）发射的光与 功能层更有效地相互作用。例如，在如上所述使用BSY设置操作的白色发射L邸忍片中，更 多发射的蓝光可W与憐光体转换层相互作用，并且在L邸忍片的底侧区域上将不发生蓝光 "泄露（leakage)"。
[0031] 根据本公开的实施方式可W允许在"虚拟晶片"或阵列级上有效地涂覆侧面发射 和/或多面发射的光发射器。通常，在封装级（packagelevel)上涂覆侧面发射的L邸忍 片，如上所述。通过设置功能层并且利用充足的光发射器间距，如下面所讨论的，单独的光 发射器可W被有效地分离，使得依然具有一部分功能层，允许单独的光发射器包括充分涂 覆有功能层的下侧发射面。功能层可W包括在功能层与光发射器触点的底部之间的相隔距 离，例如，垂直的相隔距离。运个相隔距离帮助确保坚固的忍片连接，防止在附接过程中功 能层通过热膨胀与封装基板相互作用。
[0032] 包含本发明的特征的实施方式还可W包括各种结构，W在制造过程中提高光发射 器阵列的稳定性，例如，L邸忍片阵列，例如，额外的粘合剂和/或虚拟晶片，包括娃树脂支 架、玻璃支架和/或帖结构。
[0033] 根据本公开的光发射器部件的一些实施方式使用反射材料（例如，白色漫射涂料 或涂层）W及转换材料翼状物，W进一步提高光提取和发射均匀性。
[0034] 在W下描述中陈述了多个细节，W便提供本发明的全面的理解。本领域的技术人 员要理解的是，运些具体细节能够具有变化，同时依然实现本发明的结果。通常未详细描述 众所周知的元件和处理步骤，W避免使本发明的描述不必要地晦涩难懂。
[0035] 在本文中参照作为本发明的实施方式的示意图的示图，描述本发明的实施方式。 同样，实际尺寸、元件化及特征可W不同，并且预期（例如