CN100468799C - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有很少不规则颜色的低成本的发光二极管。发光二极管使用一种或多种磷光体材料，将作为初始光发射源的LED发射的第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光。将主要由磷光体材料构成的薄膜施加到作为初始光发射源的LED的光提取表面，由此转换波长并发射第二光发射波长的光。

Description

发光二极管及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于发光二极管(LED)显示、背光光源、交通管理色灯、以及各种指示器的发光二极管。具体地，本发明涉及具有光致发光磷光体的发光二极管，该光致发光磷光体将从作为初始光发射源的LED产生的具有初始光发射波长的光转换为具有第二光发射波长的光，并发射该光。

背景技术

利用其紧凑、节能、长使用寿命的特性，发光二极管(LED)用于各种目的。

这是由于通过使用一种或多种磷光体材料，将来自作为初始光发射源的LED的具有光发射波长的光转换为第二光发射波长的光，可以获得任意色调的发光二极管。

换句话说，使用一种或多种磷光体材料，可以将来自作为初始光发射源的LED的光的光发射波长转换为具有多种波长的第二光发射波长的光，由此获得任意色调的光。因此，可以以低成本获得稳定的光发射，因此这可用于上述各种目的。

例如，在日本专利申请未审公开No.7-99345中描述了安装该发光二极管的磷光体的方法的示例性实例。该发明提供使整个发光元件被树脂密封的包括位于凹形座(cup)的底面上的发光芯片的发光二极管。该树脂包括填充凹形座内部的第一树脂，以及围绕第一树脂的第二树脂。第一树脂包含使波长转换的磷光体物质或者吸收光的一部分的滤波物质。

然而，一般地，在标准温度下将磷光体混合到液体状态的半透明树脂，然后热固化混合物，由此使波长转换的方法具有下述问题。

1)树脂的比重和磷光体的比重是不同的。因此，当磷光体混合到液体树脂中时，由于液体树脂和磷光体的比重之间的差异，磷光体在混合物热固化之前沉淀。因此，很难保持均匀的混合状态直到混合物热固化时。结果，劣化了发光二极管的均匀色调。

2)一般地，将一种或多种不同种类的磷光体用于改进发光二极管的色调。在这种情况下，各种磷光体的比重是不同的，这引起磷光体的不同沉淀速度。由于不同的沉淀速度，更难获得磷光体与树脂的均匀混合物、均匀分散状态，或均匀沉淀速度。因此，更难保持均匀的混合状态直到热固化混合物时。结果，更劣化了发光二极管的均匀色调。

3)一般地，从作为初始光发射源的LED发射的光发射波长短于通过用磷光体转换波长获得的光的第二光发射波长。而且，当通常使用的半透明树脂吸收短波长的光时，半透明度降低。来自作为初始光发射源的LED的光的光发射波长短于通过用磷光体波长转换获得的第二光发射波长。因此，在磷光体与半透明树脂混合的状态下，来自LED的短的初始光发射波长的光部分传输通过半透明树脂。因此，很难防止半透明树脂劣化。

4)在树脂与磷光体混合期间，或者在用通过混合树脂和磷光体获得的材料密封LED芯片期间，空气很容易混入到这些材料的混合物中。需要防止空气的这种混入的昂贵设备，而该设备的提供增加了制造成本。

在日本专利申请未审公开No.2-91980中，建议将具有限制颗粒尺寸的磷光体层添加到LED的BN结晶层的结表面。然而，该建议不同于主要涉及GaN系半导体的本发明。根据本发明，通过使用一种或多种磷光体，获得令人满意的显色特性的白色。而且，本发明提出覆盖光提取表面的主要部分的详细方法。

本发明解决了上述常规问题，并在解决不规则颜色的同时提供能够以低成本获得色调的发光二极管，以及制造该发光二极管的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的发明人专心调研，并完成了本发明。本发明涉及下面内容。

(1)一种发光二极管，包括:GaN系LED(发光二极管)，其发射第一光发射波长的光；以及磷光体材料薄膜，其包含一种或多种磷光体材料，并将从所述LED发射的所述第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光，其中所述LED具有光提取表面，并且所述磷光体材料薄膜主要由磷光体材料构成。

(2)如上面(1)中所述的发光二极管，其中所述第一光发射波长短于所述第二光发射波长。

(3)如上面(1)或(2)中所述的发光二极管，其中所述LED形成在蓝宝石衬底或SiC衬底上。

(4)如上面(1)至(3)中任何一项所述的发光二极管，其中所述发光二极管的光发射颜色是白色。

(5)如上面(1)至(4)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜占所述LED的所述光发射提取表面的70％或更大面积。

(6)如上面(1)至(5)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜占所述LED的所述光发射提取表面的80％或更大面积。

(7)如上面(1)至(6)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜占所述LED的所述光发射提取表面的90％或更大面积。

(8)如上面(1)至(7)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜占所述LED的所述光发射提取表面的95％或更大面积。

(9)如上面(1)至(8)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜具有100微米或更小的膜厚度。

(10)如上面(1)至(9)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜具有50微米或更小的膜厚度。

(11)如上面(1)至(10)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜具有25微米或更小的膜厚度。

(12)如上面(1)至(11)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数是70％或更大。

(13)如上面(1)至(12)中任何一项所述的发光二极管，其中所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数是85％或更大。

(14)一种制造发光二极管的方法，所述发光二极管包括发射第一光发射波长的光的GaN系LED(发光二极管)以及包含磷光体材料并将从所述LED发射的所述第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光的磷光体材料薄膜，所述方法包括在所述LED的光提取表面上形成包含所述磷光体材料的所述薄膜层的步骤。

(15)如上面(14)所述的制造发光二极管的方法，其中所述薄膜层包含多种磷光体材料。

(16)如上面(14)或(15)所述的制造发光二极管的方法，所述方法包括在LED晶片或集合(aggregated)芯片的状态下在所述LED的所述光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜的步骤。

(17)如上面(14)或(15)所述的制造发光二极管的方法，所述方法包括以下步骤:

在LED晶片或集合芯片的状态下在多个LED的所述光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜；以及

通过掩蔽或蚀刻部分所述磷光体薄膜层或通过结合掩蔽和蚀刻，防止由所述磷光体薄膜层的绝缘引起的在电极部分处的导电干扰。

(18)如上面(14)至(17)中任何一项所述的制造发光二极管的方法，其中在所述LED的所述光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜时，在集合两个或多个LED芯片的状态下，在LED芯片的侧面上形成所述磷光体薄膜。

(19)如上面(14)至(18)中任何一项所述的制造发光二极管的方法，其中所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数是70％或更大。

(20)如上面(14)至(19)中任何一项所述的制造发光二极管的方法，其中所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数是85％或更大。

基于本发明，可以以低成本提供没有不规则颜色的发光二极管。

附图说明

图1A至1F是示出了制造发光二极管的示例性方法的截面图。

图2是具有蓝宝石衬底的GaN系的LED的截面图，其中将磷光体薄膜施加到在相同表面上具有电极的LED的蓝宝石表面以及侧面的发光表面。

图3是根据实例2具有蓝宝石衬底的GaN系LED的截面图，其中除了在相同表面上具有电极的LED的蓝宝石表面和侧面的发光表面外，还将磷光体薄膜施加到电极提取表面。

图4是根据实例3的具有SiC衬底的GaN系LED的截面图，其中将磷光体薄膜施加到在上表面和下表面上具有电极的LED。

图5是根据实例4和5的具有蓝宝石衬底的GaN系LED的截面图，其中在制造LED时将磷光体膜施加到蓝宝石晶片。

图6时根据实例6的具有SiC衬底的GaN系LED的截面图，其中在制造LED时将磷光体膜施加到SiC晶片。

图7A至7C以及图7C至7F是各示出了在除了电极部分外的电极提取表面上形成磷光体膜的工艺的截面图；图7C是根据实例7和8的GaN系的倒装芯片型LED的截面图，其中在制造LED时将磷光体膜施加到蓝宝石晶片表面和电极提取表面。

图8是根据实例9和10的SiC系的面朝上(face-up)型LED的截面图，其中将磷光体膜施加到SiC晶片表面和电极提取表面。

图9是根据实例11的具有形成在相同表面上的电极的GaN系LED的截面图，其中将磷光体层施加到LED芯片的上表面和下表面，并且没有磷光体层施加到侧面。

图10是使图9所示的LED芯片以方形柱的形状叠置的LED截面图，其中LED芯片的一个表面对准，并将磷光体层施加到该表面。

图11是使图10所示的操作重复执行四次的LED的截面图，其中将磷光体薄膜层施加到LED芯片的四个侧面。

图12是根据实例12的具有形成在SiC或SiC衬底的不同表面上的电极的LED的截面图，其中将磷光体层施加到晶片衬底表面的电极提取表面以及外延表面，并且没有磷光体层施加到侧面。

图13是使图10所示的操作重复执行四次的LED的截面图，其中将磷光体薄膜层施加到LED芯片的四个侧面。

具体实施方式

根据本发明的用于发光二极管的LED是GaN系LED，例如，AlGaInN系LED。与BN系LED不同，该GaN系LED具有高发射强度和稳定的光发射寿命。

而且，在本发明中，尽管未具体限定，可使用例如YAG系材料作为用于将由GaN系LED产生的第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光的磷光体。本发明具体关注其中GaN系LED发射蓝色并且磷光体层将该光的颜色转换为白色的发光二极管。

根据常规技术，由于将磷光体材料混合到树脂中会产生上述问题。因此，当磷光体材料薄膜直接施加到作为初始光发射源的LED芯片的发光表面而不在发光表面上使用树脂时，可解决这些问题。

通过涂敷、印刷、蒸发、溅射，或通过选择其它适合的方法形成薄膜。当然，为了直接将薄膜施加到LED，在可容易地将各种添加剂添加到磷光体材料的状态下制备磷光体材料。

根据这些，可以如下解决上述问题。

(1)即使当树脂的比重不同于磷光体的比重时，也不存在混合磷光体与树脂的工艺。

因此，不存在由树脂和磷光体的比重之间的差异引起的沉淀问题。从而，通过使作为初始光发射源的LED的光传输通过对LED的发光表面施加的磷光体的薄膜，获得均匀的第二光发射波长。结果，由发光二极管获得的光的色调变得均匀。

(2)由于不存在通过混合多种磷光体获得的混合树脂与磷光体的工艺，因此不存在由多种磷光体的比重之间的差异引起的影响。结果，即使当混合多种磷光体时，从发光二极管获得的光的色调变得均匀。

(3)由于将磷光体薄膜直接施加到作为初始光发射源的LED的发光表面，因此具有短的初始光发射波长的LED的光不传输通过半透明树脂，结果，不会劣化半透明树脂。

(4)由于不存在混合树脂与磷光体的工艺，因此空气不会混合到磷光体中。因此，提高了生产率，并且防止空气混入的昂贵器件变得不必要。结果，制造成本降低。

因此，根据本发明，可以以低成本提供不具有不规则颜色的发光二极管。

在根据本发明的发光二极管中，优选磷光体材料薄膜占LED的光发射提取表面的70％或更大面积。当磷光体材料薄膜占LED的光发射提取表面的小部分时，转换来自LED的初始光发射的波长的效率变低，而这不是优选的。更优选磷光体材料薄膜占LED的光发射提取表面的80％或更大面积，更优选地90％或更大面积，特别优选地95％或更大面积。

在根据本发明的发光二极管中，优选磷光体材料薄膜具有100微米或更小的膜厚度。当磷光体材料薄膜具有较大膜厚度时，提取光的效率降低。

更优选地，膜厚度是50微米或更小，更优选地，25微米或更小。

在根据本发明的发光二极管中，磷光体材料薄膜主要由磷光体材料构成，并且在薄膜中的磷光体的重量百分数优选为70％或更大。当薄膜中的磷光体的重量百分数很大时，可获得均匀的磷光体材料薄膜，并获得没有不规则颜色的发光二极管。更优选地，薄膜中的磷光体的重量百分数是85％或更大。

本发明提供一种制造具有GaN系LED和磷光体材料薄膜的发光二极管的方法，该GaN系LED发射第一光发射波长的光，磷光体材料薄膜包含磷光体材料并将由LED发射的第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光。该方法还包括在LED的光提取表面上形成包含磷光体材料的薄膜层的工艺。

下面解释涂敷、印刷、蒸发、以及溅射包含磷光体材料的薄膜层的方法，以及形成其它薄膜的方法。

为涂敷磷光体材料，可使用例如刷涂和喷涂。

为印刷磷光体材料，可使用例如丝网印刷。

为溅射磷光体材料，可使用例如使用利用磷光体材料的靶的DC溅射、RF溅射和MW溅射。

形成包含磷光体材料的薄膜的其它方法包括蒸发。

由于LED芯片非常小并且为批量生产，因此需要有效的生产方法。

为解决上述问题，本发明提出一种制造具有GaN系LED(初始光发射源)和磷光体材料薄膜(第二光发射波长的光发射部分)的发光二极管的方法，该GaN系LED发射第一光发射波长的光，该磷光体材料薄膜包含磷光体材料并将由LED发射的第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光。根据该方法，在LED晶片或集合芯片的状态下，在LED的光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜。

在LED芯片被单独分离状态下磷光体薄膜的提供需要在形成工艺中的各种器件，这变得昂贵。因此，在LED晶片(形成LED的晶片)状态下或在集合芯片(LED芯片的集合)的状态下，制造用于波长转换的磷光体薄膜。优选地，在LED晶片的状态下制造该磷光体薄膜。

解释了制造GaN系LED的一般工艺以作为参考(参见图1A至图1F)。在下面的实例中，磷光体薄膜的制造也参考制造步骤(1)到(9)进行解释。详细的制造方法根据技术的种类而不同，并且本发明不限于这些步骤。

(1)制备蓝宝石晶片5。

(2)通过MOCVD方法在蓝宝石晶片5上制备各种外延薄膜层4。

(3)施加掩模，并通过蚀刻去除不必要的部分a。

(4)通过溅射或通过沉积制备P和N电极1和2。

(5)将带(tape)7施加到一个蓝宝石表面。

(6)以每个LED芯片6的尺寸使蓝宝石分离或分离一半(分离表面b)。

(7)检查每个LED芯片6的电特性，并通过分级选择和划分LED芯片。

(8)将LED芯片6安装到电极基座(管座)8，并装配布线9和9’。

(9)用树脂10密封LED芯片6的暴露部分。

在上述工艺中，优选插入在晶片的极限温度不会使磷光体材料的物理特性改变的温度范围内制造磷光体材料薄膜的工艺。将该制造工艺插入步骤(1)和(6)之间是有效的，但可在芯片的集合状态下添加磷光体薄膜。

在GaN系LED的情况下，来自表面朝上的蓝宝石表面的提取光的倒装型LED具有高的光提取效率。根据该方法，可更有利地制造发光二极管。

当光发射表面既是衬底又是外延薄膜层时，本发明提出的在LED晶片的状态下或在集合芯片状态下制造用于波长转换的磷光体薄膜的方法具有很好的效果。

为进一步提高光提取效率，优选在光提取的整个表面上形成磷光体薄膜，由此使用磷光体薄膜转换尽可能多的光的波长。但是，一般地，在许多情况下磷光体层是绝缘膜。因此，磷光体薄膜层的存在具有使电极不导电的失效风险。

虽然在光提取表面上不具有电极的LED不存在问题，但在光提取表面上具有电极的LED则有很大的问题。为进一步提高光提取效率，从可以提取光的整个光发射表面提取光。在这方面，优选确定在除了电极外的整个表面上装配磷光体膜的方法。

为了仅仅从存在电极的部分去除磷光体膜并提供通常在其它光提取表面上作为绝缘体的磷光体薄膜层，本发明提供下面的方法。

换句话说，本发明提供制造发光二极管的方法，该方法包括以下步骤:在LED晶片或集成芯片的状态下在LED的光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜；以及通过掩蔽或蚀刻部分磷光体薄膜或通过结合掩蔽和蚀刻，防止由于磷光体薄膜层的绝缘引起的在电极部分处的导电干扰。

如下更详细地解释上述方法。

将制造作为初始光发射源的LED的方法分为在相同表面上形成电极的方法和在不同表面上形成电极的方法。

在相同表面上形成电极的方法为将电极31和32装配在外延薄膜层34的相同表面上，如7A到7C所示。蚀刻外延薄膜层的部分d，由此去除外延薄膜层34的上层的该部分并暴露下层。然后，在那里装配P和N电极31和32。

由于在许多情况下磷光体层具有绝缘性，因此仅在需要电极导电的部分确保导电，而其它部分需要用磷光体薄膜层33覆盖。

为实现这些，根据本发明，通过掩蔽或蚀刻或者通过掩蔽和蚀刻成为干扰的部分磷光体薄膜层33，由此确保电极的导电性，来制造发光二极管。除了电极外的部分都是磷光体薄膜层。

下面解释根据本发明通过掩蔽或蚀刻或者通过掩蔽和蚀刻成为干扰的部分磷光体薄膜层33，由此确保电极的导电性来制造发光二极管的示例性方法(参见图7A至图7F)。

该方法可结合各种其它方法，并且详细的方法基于技术类型而不同。因此，本发明不限于下面的方法。

(1)在最终的外延薄膜层34的顶上形成磷光体薄膜层33(图7A)。蚀刻在外延薄膜层34上的磷光体薄膜层33的一部分或者磷光体薄层33和外延薄膜层34的一部分(图7B)，以去除对于装配P和N电极必要的外延薄膜层34，并将电极31和32装配到该层(图7C)。

(2)在装配磷光体薄膜层33时，对于装配P和/或N电极必要的外延薄膜层34被37掩蔽，并且外延薄膜层34的剩余部分被去除(图7D)。然后，在该层上形成磷光体薄膜层33(图7E)。此后，去除对于装配P和/或N电极31和32必要的磷光体薄膜层33’或磷光体薄膜层和外延薄膜层的掩模37(图7F)。去除对于装配P和/或N电极必要的外延薄膜层34，并且将电极31和32装配到该层(图7C)。

基于本发明，可以以低成本批量制造具有除了电极部分外的磷光体薄膜层的芯片。而且，可制造几乎没有不规则颜色的发光二极管以及该应用的产品。

以上述方式将磷光体薄膜层装配到LED芯片的上表面和下表面。尚未提供将磷光体薄膜层有效地装配到LED芯片的侧面的方法。

一般地，LED芯片的侧面仅几百微米，没有将磷光体薄膜层有效地装配到该小表面的方法。

本发明的发明人发现了如下地解决上面问题的方法。

换句话说，本发明提供了一种制造发光二极管的方法，其中在制造发光二极管的以上方法中，在将主要由磷光体材料构成的薄膜装配到LED的光提取表面时，在集合两个或多个LED芯片的状态下在LED的侧面上形成磷光体薄膜。

因为，一般地，LED芯片的侧面具有几百微米的尺寸，因此通过涂敷、喷涂、或溅射的常规方法将磷光体薄膜层装配到该小面积是低效率的。明显地，该装配方法是昂贵的。

作为各种调研的结果，本发明的发明人发现了实现该目的的下述简单方法。

GaN系LED的一般制造工艺如在步骤(1)至(9)所述。详细方法根据技术类型而不同，并且本发明不限于下面的方法。

在上面步骤(1)至(9)，在步骤(7)使LED芯片分离开。因此，在将LED芯片安装到电极基座(管座)上并在步骤(8)施加布线之前，优选地彼此叠置几打至几万的LED芯片，由此以方形柱形状形成LED芯片的集合。

可以以低成本相对容易地以该方形柱形状将磷光体薄膜装配到LED芯片的侧面。

由于以该方形柱形状的LED芯片的侧面为LED芯片的切割面，因此对准四个表面中的一个，并形成磷光体薄膜层。接下来，对准另一表面，并形成磷光体薄膜层。容易地重复四次该工作。

当然可以切割LED芯片并对准四个切割面，由此同时在四个表面上形成磷光体薄膜层。

根据本发明，可以以低成本批量制造具有磷光体薄膜层的芯片，用于倒装芯片型LED、面朝上型LED、以及LED侧面。而且，可制造几乎没有不规则颜色的发光二极管以及该应用的产品。

实例

(实例1)

图2是具有形成在蓝宝石衬底15上的GaN系外延层14并具有形成在相同表面上的电极11和12的发光二极管(LED)的截面图。将磷光体薄膜13施加到蓝宝石衬底15的表面以及LED侧面的发光表面。该磷光体薄膜主要包括磷光体，并通过混合具有4微米的颗粒尺寸的YAG:Ce磷光体和粘合剂(四甲氧基甲基硅烷(TMMS)和6％的醋酸水溶液的混合物)以形成浆液，涂敷该浆液并加热到150℃以形成20微米厚的薄膜来制造。获得的薄膜包含基于薄膜重量的90％的量的磷光体。

结果，获得没有不规则颜色并能转换波长的低成本和高效率的发光二极管。

(实例2)

图3是具有形成在蓝宝石衬底15上的GaN系外延层14并具有形成在相同表面上的电极11和12的发光二极管的截面图。将磷光体薄膜13施加到除了电极外的表面，以及蓝宝石衬底15的表面和LED侧面的发光表面。

结果，与根据实例1的发光二极管光相比较，可获得没有不规则颜色并能够转换波长的更低成本和更高效率的发光二极管。

(实例3)

图4是具有形成在SiC衬底15上的GaN系外延层14的发光二极管的截面图。将磷光体薄膜13施加到具有形成在LED的上和下表面的电极11和12的LED的上和下表面以及侧面。

(实例4)

将根据本发明的方法应用到制造使用蓝宝石衬底的GaN系发光二极管的工艺。

参考图5，按照上述在蓝宝石衬底25上制造GaN系LED的一般步骤(1)到(9)，在步骤(2)通过MOCVD方法形成外延薄膜层24。在步骤(3)施加掩模，并通过蚀刻去除不必要的部分。在蓝宝石晶片衬底25的表面上形成磷光体薄膜层23。在步骤(4)通过溅射或通过沉积制备P和N电极21和22。

随后的操作以如前所述相同的方式进行。结果，显著提高了生产效率。而且，可制造几乎没有不规则颜色的发光二极管。

(实例5)

将根据本发明的方法应用到制造使用蓝宝石衬底的GaN系发光二极管。

按照上述在蓝宝石衬底上制造GaN系LED的一般步骤(1)到(9)，在步骤(4)通过溅射或通过沉积形成P和N电极。如图1A到1F所示在蓝宝石晶片衬底的表面上形成磷光体薄膜层。在步骤(5)将带装配到其上装配有磷光体薄膜层的蓝宝石表面。

随后的操作以如前所述相同的方式进行。图5示出了获得的发光二极管。参考标号26表示切割面。

结果，显著地提高了生产效率。而且，制造了具有很少不规则颜色的发光二极管。

(实例6)

将根据本发明的方法应用到制造使用SiC衬底的GaN系发光二极管的工艺。

参考图6，在制造SiC LED的情况下，不存在在步骤(3)装配掩模并通过蚀刻去除不必要的部分的工艺。因此，在步骤(4)，通过溅射或通过沉积形成P和N电极21和22。如图6所示，在SiC衬底25和外延薄膜层的表面上形成磷光体薄膜层23。参考标号26表示切割面。

随后的操作以如前所述相同的方式进行

结果，显著地提高了生产效率。而且，可以制造具有很少不规则颜色的发光二极管。

(实例7)

将根据本发明的方法应用到在使用蓝宝石衬底35的GaN系发光二极管的相同表面上形成P和N电极31和32的工艺(参见图7A到7C)。

根据制造GaN系LED的一般工艺制造发光二极管。

(a)通过MOCVD方法形成外延薄膜层34。

(b)施加掩模，并去除外延薄膜层34的不必要的部分。

(c)在蓝宝石晶片衬底35上形成磷光体薄膜层33。

(d)在步骤(2)形成的外延薄膜层34的整个表面上形成磷光体薄膜层33。

(e)通过蚀刻去除电极部分的磷光体薄膜层，也就是，在对于P和N电极必要的外延薄膜层上的磷光体薄膜层，由此仅在对于P和N电极必要的部分处去除外延薄膜层。然后，装配电极31和32。

(f)通过溅射或通过沉积制备步骤(4)的P和N电极。

(g)以如在步骤(5)之后的相同方式进行随后的操作。在图7A至7C中，参考标号31和32表示电极，33表示磷光体层，34表示外延层，35表示衬底，以及36表示切割面。

基于根据本实例的制造方法，显著地提高了制造效率。而且可制造具有很少不规则颜色的发光二极管。

(实例8)

将根据本发明的方法应用到在使用蓝宝石衬底35的GaN系发光二极管的相同表面上形成电极的工艺(参见图7C到7F)。

通过制造GaN系LED的一般工艺制造发光二极管。

(a)通过MOCVD方法形成外延薄膜层34。

(b)施加掩模，并去除外延薄膜层34的不必要的部分。

(c)在蓝宝石晶片衬底35上形成磷光体薄膜层33。

(d)通过掩模37在步骤(2)形成的外延薄膜层34的整个电极提取部分，形成磷光体薄膜层33。

(e)仅在掩蔽部分37处去除磷光体薄膜层，由此去除在对于P和N电极的必要部分处的外延薄膜层33’。

(f)通过溅射或通过沉积制备步骤(4)的P和N电极。

(g)以如步骤(5)之后的相同方式进行随后的操作。在图7A至图7C中，参考标号31和32表示电极，33表示磷光体层，34表示外延层，35表示衬底，以及36表示切割面。

基于根据本实例的制造方法，显著地提高了制造效率。而且，可制造具有很少不规则颜色的发光二极管。

(实例9)

将根据本发明的方法应用到在使用SiC衬底35的GaN系发光二极管的不同表面上形成电极31和32的工艺(参见图8)。

通过制造使用SiC衬底的GaN系发光二极管的一般工艺，制造发光二极管。

(1)在SiC衬底35的外延表面34上形成磷光体薄膜层33。

(2)通过蚀刻去除电极部分的磷光体薄膜层33，也就是，在对于P和N电极必要的外延薄膜层上的磷光体薄膜层。

(3)通过溅射或通过沉积制备P和N电极31和32。

以如步骤5之后的相同方式进行随后的操作。在图8中，参考标号31和32表示电极，33表示磷光体层，34表示外延层，35表示衬底，以及36表示切割面。

基于根据本实例的制造方法，显著地提高了制造效率。而且，可制造具有很少不规则颜色的发光二极管。

(实例10)

将根据本发明的方法应用到在使用SiC衬底35的GaN系发光二极管的不同表面上形成电极31和32的工艺(参见图8)。

通过制造使用SiC衬底的GaN系发光二极管的一般工艺制造发光二极管。

(1)在SiC衬底35上通过掩蔽外延薄膜层34的电极提取部分，形成磷光体薄膜层33。

(2)仅在掩蔽部分处去除磷光体薄膜层，由此去除对于P和N电极必要的表面。

(3)通过溅射或通过沉积制备P和N电极31和32。

(4)以如步骤(5)之后的相同方式进行随后的操作。

基于根据本实例的制造方法，显著地提高了制造效率。而且，可制造具有很少不规则颜色的发光二极管。在图8中，参考标号31和32表示电极，33表示磷光体层，34表示外延层，35表示衬底，以及26表示切割面。

(实例11)

将根据本发明的方法应用到在使用蓝宝石衬底45的GaN系发光二极管的相同表面上形成P和N电极41和42的工艺(参见图9)。

(1)制备蓝宝石晶片45。

(2)通过MOCVD方法在蓝宝石晶片45上制备各种外延薄膜层44。

(3)施加掩模，并通过蚀刻去除不必要的部分。

(4)通过溅射或通过沉积制备P和N电极41和42。

(5)将带施加到蓝宝石表面。

(6)以每个LED芯片的尺寸使蓝宝石分离或分离一半。

(7)检查每个LED芯片的电特性，并分级选择和划分LED芯片。

(8)将LED芯片安装到电极基座(管座)，并装配布线。

(9)用树脂密封LED芯片的暴露部分。

在上面的步骤(7)，分离LED芯片。因此，在将LED芯片安装到电极基座(管座)之前以及在步骤(8)的施加布线之前，叠置LED芯片46，并在LED芯片16的侧面上形成磷光体薄膜43，如图10所示。

基于根据本实例的制造方法，整齐地形成包括LED芯片侧面的磷光体层(图11)。

在图9至图11中，参考标号41和42表示电极，43表示磷光体层，44表示外延层，45表示衬底，以及46表示LED芯片。

(实例12)

将根据本发明的方法应用到在使用SiC衬底或蓝宝石衬底的GaN系发光二极管的不同表面上形成电极的工艺(参见图12)。

以与根据实例11的方法基本相同的方式，在分离LED芯片之前以及在将LED芯片安装到电极基座(管座)并施加布线之前，将LED芯片叠置在一起，并在LED芯片的侧面上形成磷光体薄膜。

基于根据本实例的制造方法，整齐地形成包括LED芯片侧面的磷光体层(图13)。在图12和图13中，参考标号41和42表示电极，43表示磷光体层，44表示外延层，以及45表示衬底。

工业适用性

根据本发明，可形成没有不规则颜色并能够转换波长的低成本和高效率的发光二极管。

Claims (5)

1.一种制造发光二极管的方法，所述发光二极管包括发射第一光发射波长的光的GaN系LED(发光二极管)以及包含磷光体材料并将从所述LED发射的所述第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光的磷光体材料薄膜，所述方法包括以下步骤:

在LED晶片或集合芯片的状态下，在多个LED的光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜；以及

通过掩蔽或蚀刻部分所述磷光体薄膜层或通过结合掩蔽和蚀刻，防止由所述磷光体薄膜层的绝缘引起的在电极部分处的导电干扰。

2.一种制造发光二极管的方法，所述发光二极管包括发射第一光发射波长的光的GaN系LED(发光二极管)以及包含磷光体材料并将从所述LED发射的所述第一光发射波长的光转换为第二光发射波长的光的磷光体材料薄膜，所述方法包括在所述LED的光提取表面上形成包含所述磷光体材料的所述薄膜层的步骤，其中在所述LED的所述光提取表面上形成主要由磷光体材料构成的薄膜时，在集合两个或多个LED芯片的状态下，在LED芯片的侧面上形成所述磷光体薄膜。

3.根据权利要求1或2的制造发光二极管的方法，其中所述薄膜层包含多种磷光体材料。

4.根据权利要求1或2的制造发光二极管的方法，其中在所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数为70％或更大。

5.根据权利要求1或2的制造发光二极管的方法，其中在所述磷光体材料薄膜中的所述磷光体的重量百分数为85％或更大。

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