CN104733597A - 发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发光器件及其制造方法。所述器件包括LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。反射侧层包围LED芯片的一个或多个侧表面。反射侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面以及沿着基本垂直于所述第一方向的第二方向在第一主表面与第二主表面之间延伸的开口。所述开口包围所述芯片。磷光体膜覆盖在芯片的第一主表面和反射侧层的第一主表面上。至少一个电极设置在芯片的第二主表面上。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及白色LED器件及其制造方法。
背景技术
白色LED器件由于长寿命和低功耗而用于各种照明设备中。具体地说,对产生白光的白色LED器件的需求在增加。
发明内容
本公开的实施例包括具有更高的发光效率和更长的寿命的各种白色LED器件及其制造方法。
本公开的实施例提供了一种发光器件。所述发光器件包括LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。反射侧层包围LED芯片的一个或多个侧表面。反射侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面以及沿着基本垂直于所述第一方向的第二方向在第一主表面与第二主表面之间延伸的开口。所述开口包围所述LED芯片。磷光体膜覆盖在LED芯片的第一主表面和反射侧层的第一主表面上。至少一个电极设置在LED芯片的第二主表面上。
在发光器件的特定实施例中,反射侧层可具有沿着第二方向在反射侧层的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面。磷光体膜可具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面以及在磷光体膜的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。反射侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面可沿着所述第二方向基本对齐。
在特定实施例中,所述发光器件还可包括在磷光体膜与LED芯片之间的缓冲层。缓冲层可沿着LED芯片的侧表面延伸。
在特定实施例中,所述发光器件还可包括缓冲层。缓冲层的外侧表面可沿着所述第二方向与反射侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面基本对齐。
在发光器件的特定实施例中,磷光体膜包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,所述第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,所述第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在本公开的另一实施例中,提供了一种发光器件,该发光器件包括LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。反射侧层包围LED芯片的一个或多个侧表面,其中,反射侧层具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。磷光体膜覆盖在LED芯片的第一主表面和反射侧层的第一主表面上。至少一个电极设置在LED芯片的第二主表面上。LED芯片的第二主表面和反射侧层的第二主表面基本共面。
在发光器件的特定实施例中,磷光体膜可包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,所述第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,所述第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在本公开的另一实施例中,提供了一种发光器件,该发光器件包括LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。磷光体侧层包围LED芯片的一个或多个侧表面,其中,磷光体侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。磷光体膜覆盖在LED芯片的第一主表面和磷光体侧层的第一主表面上,其中,磷光体膜具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。至少一个电极设置在LED芯片的第二主表面上。磷光体膜和磷光体侧层彼此不同。
在发光器件的特定实施例中,磷光体膜和磷光体侧层具有不同的磷光体材料浓度。磷光体侧层的磷光体材料浓度可小于磷光体膜的磷光体材料浓度。磷光体侧层的磷光体材料浓度可为磷光体膜的磷光体材料浓度的约35-50%。
在发光器件的特定实施例中,磷光体侧层包括第一磷光体材料,并且磷光体膜包括第二磷光体材料,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在发光器件的特定实施例中,磷光体侧层可具有沿着基本垂直于第一方向的第二方向在磷光体侧层的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面,并且磷光体膜具有沿着第二方向在磷光体膜的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。所述发光器件还可包括在磷光体膜与磷光体侧层之间的缓冲层,其中,缓冲层的侧表面沿着所述第二方向与磷光体侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面基本对齐。
在特定实施例中,所述发光器件还可包括在磷光体膜与磷光体侧层之间的缓冲层。缓冲层可沿着LED芯片的侧表面延伸。
在发光器件的特定实施例中,磷光体膜可包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在本公开的另一实施例中,提供了一种制造发光器件的方法,该方法包括步骤:形成磷光体膜并将多个LED芯片附着至磷光体膜上。各个LED芯片具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。LED芯片的第一主表面附着至磷光体膜,并且各个LED芯片彼此间隔开。在附着LED芯片之后,将磷光体膜固化。反射材料沉积在间隔开的各个LED芯片之间以形成反射侧层。执行单分处理以形成多个分离的LED器件。
在所述方法的特定实施例中,LED芯片的第二主表面和反射侧层的主表面可基本共面。
在所述方法的特定实施例中,反射侧层可具有沿着第一方向延伸的第一主表面和相对的第二主表面以及沿着基本垂直于所述第一方向的第二方向在反射侧层的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面。磷光体膜可具有沿着所述第一方向延伸的第一主表面和相对的第二主表面以及沿着所述第二方向在磷光体膜的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。反射侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面可沿着所述第二方向基本对齐。
在所述方法的特定实施例中,固化所述磷光体膜的步骤可包括:在沉积反射材料之前部分地固化;以及在沉积反射材料之后进一步固化。
在特定实施例中,所述方法还可包括在磷光体膜和LED芯片之间形成缓冲层。缓冲层可沿着LED芯片的侧表面延伸。可通过将缓冲材料喷射至磷光体膜上或者将缓冲材料压印在磷光体膜上来将缓冲层施加于磷光体膜。可在部分地固化磷光体膜之后形成缓冲层。
在特定实施例中,所述方法还可包括在磷光体膜与LED芯片之间形成缓冲层,其中,缓冲层的侧表面沿着所述第二方向与反射侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面基本对齐。
在所述方法的特定实施例中,形成磷光体膜的步骤可包括:形成包括第一磷光体材料的第一磷光体膜层和形成包括第二磷光体材料的第二磷光体膜层,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在所述方法的特定实施例中,可通过加热磷光体膜来将磷光体膜固化。
在特定实施例中,所述方法还可包括在形成磷光体膜之前形成剥离层。可利用刮刀或辊子将磷光体膜涂覆于剥离层。
在本公开的另一实施例中,提供了一种制造发光器件的方法,包括步骤:形成磷光体膜并将多个LED芯片附着至磷光体膜上。各个LED芯片具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面,其中,LED芯片的第一主表面附着至磷光体膜,并且各个LED芯片彼此间隔开。在附着LED芯片之后,将磷光体膜固化。在间隔开的各个LED芯片之间沉积磷光体材料以形成磷光体侧层。执行单分处理以形成多个分离的LED器件。
在所述方法的特定实施例中,磷光体膜和磷光体侧层可彼此不同。磷光体膜和磷光体侧层可具有不同的磷光体材料浓度,并且磷光体侧层的磷光体材料浓度可小于磷光体膜的磷光体材料浓度。磷光体侧层的磷光体材料浓度可为磷光体膜的磷光体材料浓度的约35-50%。
在所述方法的特定实施例中,LED芯片的第二主表面和磷光体侧层的主表面基本共面。
在所述方法的特定实施例中,固化所述磷光体膜的步骤包括:在沉积磷光体材料之前部分地固化;以及在沉积磷光体材料之后进一步固化。
在所述方法的特定实施例中,磷光体侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和相对的第二主表面以及沿着基本垂直于所述第一方向的第二方向在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面。磷光体膜可具有沿着所述第一方向延伸的第一主表面和相对的第二主表面以及沿着所述第二方向在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。磷光体侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面可沿着所述第二方向基本对齐。在特定实施例中,可在磷光体膜与LED芯片之间形成缓冲层,其中,缓冲层的外侧表面沿着所述第二方向与磷光体侧层的外侧表面和磷光体膜的侧表面基本对齐。
在特定实施例中,所述方法还可包括在磷光体膜与LED芯片之间形成缓冲层。缓冲层可沿着LED芯片的侧表面延伸。可通过将缓冲材料喷射到磷光体膜上或者将缓冲材料压印到磷光体膜上来将缓冲层施加于磷光体膜。可在部分地固化磷光体膜之后形成缓冲层。
在所述方法的特定实施例中,所述形成磷光体膜的步骤可包括形成包括第一磷光体材料的第一磷光体膜层和形成包括第二磷光体材料的第二磷光体膜层,其中,第二磷光体材料与第一磷光体材料不同。
在所述方法的特定实施例中,可通过加热磷光体膜来固化磷光体膜。
在特定实施例中,所述方法还包括在形成磷光体膜之前形成剥离层。可利用刮刀或辊子将磷光体膜涂覆于剥离层。
本公开的其它实施例提供了一种具有白色LED器件的照明模块和照明系统。
本公开的技术目的不限于以上公开;基于以下描述,其它目的对于本领域技术人员会变得清楚。
在详细描述和附图中包括了其它实施例的细节。
附图说明
通过附图中所示的本公开的优选实施例的更具体的描述,本公开的以上和其它特征和优点将变得清楚,附图中相同的附图标记在不同的附图中始终指代相同的对应部件。附图不一定按照比例,而是重点在于示出本公开的原理。
图1A至图4E是概念性地示出根据本公开的各个实施例的白色LED器件的底视图和纵向剖视图。
图5A至图12B是用于描述根据本公开的各个实施例的制造白色LED器件的各种方法的示图。
图13A是概念性地示出包括根据本公开的各个实施例的白色LED器件中的至少一个的LED模块的示图,并且图13B是概念性地示出包括根据本公开的各个实施例的白色LED器件中的至少一个的照明系统的示图。
图14A和图14B示出了从白色LED器件发射的光的照射角。
具体实施方式
图1A至图4E是概念性地示出根据本公开的各个实施例的白色LED器件的底视图和纵向剖视图。
图1A是根据本公开的示例性实施例的白色LED器件的底视图,并且图1B是沿着图1A的线I-I'截取的纵向剖视图。
参照图1A和图1B,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件11a可包括LED芯片20、磷光体膜40和反射侧层30。
LED芯片20可产生蓝光。例如,LED芯片20可包括蓝色LED。LED芯片20可包括设置在其表面上的(+)/(-)电极21和22。电极21和22可具有从LED芯片20的下表面(或上表面)突出的多边形台面形状。另外,电极21和22的表面可为平的,以与LED芯片20的下表面(或上表面)共面,或埋置在LED芯片20中以使得其表面从LED芯片20的下表面(或上表面)凹进。当埋置电极21和22时,附图标记21和22可指示凸块。电极21和22可包括诸如W、Al、Cu、Ni、Au、Ag等的金属。
磷光体膜40可设置在LED芯片20的上表面上。磷光体膜40的下表面的一部分可与LED芯片20的整个上表面直接接触。磷光体膜40可为具有基本均匀的厚度的单层膜类型或单层片材类型。磷光体膜40可包括黄色磷光体材料和基础树脂。例如,磷光体材料可包括磷光体颗粒或磷光体粉末,并且基础树脂可包括硅树脂。
在顶视图或底视图中,反射侧层30可包围LED芯片20的侧表面。反射侧层30的上表面可与磷光体膜40的下表面直接接触。LED芯片20的上表面可为平的并且与反射侧层30的上表面共面。LED芯片20的下表面和反射侧层30的下表面基本可为平的。磷光体膜40的侧表面和反射侧层30的侧表面可为平的,并且竖直地对齐以形成白色LED器件11a的外侧表面。反射侧层30可包括重量比为约40:60的反射材料和基础树脂。例如,反射材料可包括白色金属氧化物,诸如TiO2、Al2O3或ZrO3。基础树脂可包括诸如硅的透明材料。TiO2、Al2O3或ZrO3可以颗粒或粉末状态存在于反射侧层30或基础树脂中。
当假设白色LED器件11a和LED芯片20具有立方体形状时,白色LED器件11a或磷光体膜40的水平宽度W1可为约1.25mm至1.4mm,LED芯片20的水平宽度W2可为约0.7mm至0.9mm,反射侧层30的水平宽度W3可为约0.23mm至0.27mm,磷光体膜40的竖直厚度T1可为约0.9mm至1.1mm,并且LED芯片20或反射侧层30的竖直厚度T2可为约0.14mm至0.18mm。上述值是通过各种实验优化的,以使得白色LED器件11a产生最佳白光。
在根据本公开的实施例的白色LED器件11a中,由于通过反射侧层30减少了沿着LED芯片20的横向发射和损失的光,因此有效发光角度增大至约110°。
图1C是根据本公开的示例性实施例的白色LED器件的底视图,并且图1D是沿着图1C的II-II'截取的纵向剖视图。
参照图1C和图1D,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件11b可包括LED芯片20、磷光体膜40、反射侧层30和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间的缓冲层50。缓冲层50可与LED芯片20的上表面和侧表面以及磷光体膜40的下表面的一部分直接接触。缓冲层50可完全覆盖LED芯片20的上表面,并且部分地覆盖LED芯片20的侧表面。缓冲层50可基本一致地覆盖LED芯片20的上表面和侧表面。缓冲层50可具有比磷光体膜40更好的粘附性。因此,LED芯片20和磷光体膜40可具有提高的粘附性。缓冲层50可包括硬化的硅树脂或固化的硅胶。
参照图1E,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件11c可包括LED芯片20、磷光体膜40、反射侧层30和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间以及反射侧层30与磷光体膜40之间的缓冲层50。缓冲层50可一致地介于LED芯片20的上表面与磷光体膜40的下表面之间以及反射侧层30的上表面与磷光体膜40的下表面之间。缓冲层50可与LED芯片20的上表面、反射侧层30的上表面和磷光体膜40的下表面直接接触。缓冲层50可具有诸如涂敷膜的薄膜的形状。
参照图1F,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件11d可包括LED芯片20、磷光体膜40、反射侧层30和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间的缓冲层50。缓冲层50可与LED芯片20的上表面和磷光体膜40的下表面直接接触。缓冲层50可完全覆盖LED芯片20的上表面,并且基本不覆盖LED芯片20的侧表面。另外,缓冲层50可比LED芯片20的侧表面更加向外突出。
参照图1G,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件11e可包括LED芯片20、磷光体膜40、反射侧层30和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间以及反射侧层30与磷光体膜40之间的缓冲层50。缓冲层50可一致地介于LED芯片20的上表面与磷光体膜40的下表面之间以及反射侧层30的上表面与磷光体膜40的下表面之间。缓冲层50可与LED芯片20的上表面、反射侧层30的上表面和磷光体膜40的下表面直接接触。缓冲层50可通过铺散、涂抹或压印方法形成而具有预定厚度。
参照图2A,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件12a可包括LED芯片20、多层磷光体膜45和反射侧层30。多层磷光体膜45可包括上磷光体膜46和下磷光体膜47。上磷光体膜46可直接堆叠在下磷光体膜47上。下磷光体膜47可与LED芯片20和反射侧层30接触、毗邻或邻近。上磷光体膜46可包括绿色磷光体材料,并且下磷光体膜47可包括红色磷光体材料。例如,上磷光体膜46可包括绿色磷光体膜,并且下磷光体膜47可包括红色磷光体膜。上磷光体膜46和下磷光体膜47可包括钇铝石榴石(YAG)、硅酸盐或硅。
参照图2B,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件12b可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、反射侧层30和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。缓冲层50可一致地形成在LED芯片20的上表面和侧表面上。缓冲层50可与LED芯片20的上表面和侧表面以及下磷光体膜47的下表面的一部分直接接触。
参照图2C,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件12c可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、反射侧层30和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间以及反射侧层30与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。缓冲层50可一致地介于LED芯片20的上表面与下磷光体膜47的下表面之间以及反射侧层30的上表面与下磷光体膜47的下表面之间。缓冲层50可与LED芯片20的上表面、反射侧层30的上表面和下磷光体膜47的下表面直接接触。缓冲层50可具有诸如涂敷膜的薄膜形状。
参照图2D,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件12d可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、反射侧层30和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。缓冲层50可与LED芯片20的上表面和下磷光体膜47的下表面直接接触。
参照图2E,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件12e可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、反射侧层30和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间以及反射侧层30与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。缓冲层50可具有合适的保形厚度。
参照图3A,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件13a可包括LED芯片20、磷光体膜40和磷光体侧层60。在顶视图或底视图中,磷光体侧层60可包围LED芯片20的侧表面。磷光体侧层60的上表面可与磷光体膜40的下表面直接接触。LED芯片20的上表面和磷光体侧层60的上表面可为平的并且共面。LED芯片20的下表面和磷光体侧层60的下表面基本可为平的。磷光体膜40的侧表面和磷光体侧层60的侧表面可为平的并且竖直地对齐。磷光体侧层60可包括与磷光体膜40相同的材料。当磷光体侧层60和磷光体膜40包括相同的材料时,它们之间的分界可消失。
磷光体侧层60的竖直厚度T3可与反射侧层30基本相等。
在根据本公开的实施例的白色LED器件12a中,由于沿着LED芯片20的横向发射和损失的光通过磷光体侧层60用作有效光,因此有效发光角度提高至约130°。
参照图14A,在白色LED器件300a的特定实施例中,发光器件具有发光角度α。在特定实施例中,在发光角度α的周边部分γ,白光可一定程度地发黄。
在白色LED器件300b的特定实施例中,通过形成具有不同磷光体材料浓度的磷光体膜40和磷光体侧层60,防止了周边发黄,从而在整个发光角度α上提供白光,如图14B所示。在特定实施例中,磷光体侧层的磷光体材料浓度可小于磷光体膜的磷光体材料浓度。磷光体侧层的磷光体材料浓度可为磷光体膜的磷光体材料浓度的约35-50%。
参照图3B,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件13b可包括LED芯片20、磷光体膜40、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间的缓冲层50。
参照图3C,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件13c可包括LED芯片20、磷光体膜40、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间以及磷光体侧层60与磷光体膜40之间的缓冲层50。
参照图3D,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件13d可包括LED芯片20、磷光体膜40、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间的缓冲层50。
参照图3E,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件13e可包括LED芯片20、磷光体膜40、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与磷光体膜40之间以及磷光体侧层60与磷光体膜40之间的缓冲层50。
参照图4A,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件14a可包括LED芯片20、多层磷光体膜45和磷光体侧层60。
参照图4B,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件14b可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。
参照图4C,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件14c可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间以及磷光体侧层60与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。
参照图4D,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件14d可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。
参照图4E,根据本公开的示例性实施例的白色LED器件14e可包括LED芯片20、多层磷光体膜45、磷光体侧层60和设置在LED芯片20与多层磷光体膜45之间以及磷光体侧层60与多层磷光体膜45之间的缓冲层50。
由于根据本公开的各个实施例的白色LED器件11a至14e包括形成在LED芯片20的侧表面上的反射侧层30或磷光体侧层60,因此光产生效率忧良。例如,由于从LED芯片20沿着横向发射的光被反射侧层30反射或通过磷光体侧层60发射,因此从LED芯片向外发射的光的强度可增大。
在根据图1A至图4E所示的所有实施例的白色LED器件11a至14e中,电极21和22可为平的并且与LED芯片20的下表面(或上表面)共面,或被埋置以使得电极21和22的表面从LED芯片20的下表面(或上表面)凹进。当将电极21和22埋置时,附图标记21和22可指示凸块。
根据图1A至图4E所示的所有实施例的白色LED器件11a至14e可包括设置在磷光体膜40上的透镜(未示出),以在发光侧获得优选的光分布形状。透镜可完全覆盖磷光体膜40的上表面。透镜可包括透明材料,诸如硬化的硅或有机聚合物树脂。
由于根据本公开的各个实施例的白色LED器件11a至14e中的一些包括缓冲层50,因此提高了LED芯片20、磷光体膜40、反射侧层30和/或磷光体侧层60的粘合强度,因此提高了物理特征、机械特征、热特征和电气特征,并且增长了寿命。
由于根据本公开的各个实施例的白色LED器件11a至14e中的一些包括缓冲层50,因此磷光体膜40较少受到从LED芯片20产生的热的影响。
通过调整磷光体膜40和缓冲层50的折射率,可增大从LED芯片20产生的光的发射效率。
图5A至图12B是用于描述根据本公开的各个实施例的制造白色LED器件的各种方法的示图。
参照图5A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括:在支承衬底1上形成剥离层2。支承衬底1可包括透明聚合物化合物。例如,支承衬底1可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在其它实施例中,支承衬底1可包括诸如玻璃的硬膜。剥离层2可包括氟(F)。例如,形成剥离层2的步骤可包括在支承衬底1上涂敷含有氟(F)的材料。在其它实施例中,可省略剥离层2。
参照图5B,所述方法可包括在支承衬底1的剥离层2上形成磷光体层40a。形成磷光体层40a的步骤可包括:在剥离层2上提供糊状磷光体树脂40r;以及利用刮刀BL在支承衬底1的剥离层2上形成合适厚度的磷光体树脂40r。另外,可通过铺散和涂抹方法形成磷光体层40a。磷光体层40a和/或磷光体树脂40r可包括磷光体粉末、硅和溶剂。在其它实施例中,磷光体树脂40r可为具有柔度的带材或片材形式。因此,磷光体层40a可以膜的形式直接形成在支承衬底1的剥离层2上。在该实施例中,磷光体层40a可包括黄色磷光体材料。
参照图5C,所述方法可包括将磷光体层40a预固化。磷光体层40a的预固化步骤可包括:将其上形成有磷光体层40a的支承衬底1加载到固化炉OV中;并且加热几十分钟。例如,可在固化炉OV中在约125℃下将磷光体层40a加热约30分钟。在该处理中,可部分去除磷光体层40a中的溶剂成分,因此可将磷光体层40a固化并转换为软的预固化的磷光体层40b。在另一实施例中,当磷光体树脂40r是带材或片材的形式时,基本可省略该处理。预固化的磷光体层40b可具有约100μm的厚度。
参照图5D,所述方法可包括将多个LED芯片20布置并安装在支承衬底1的预固化的磷光体层40b上。LED芯片20的布置和安装步骤可包括将LED芯片20轻轻地按压并附着至预固化的磷光体层40b上。可将(+)/(-)电极21和22设置在每一个LED芯片20的表面上。多个LED芯片20可包括产生蓝光的蓝色LED芯片。可通过切割处理将LED芯片20从晶圆状态切割为单芯片状态。
参照图5E,所述方法可包括将其上布置有LED芯片20的预固化的磷光体层40b完全固化。将预固化的磷光体层40b完全固化的步骤可包括在固化炉OV中将预固化的磷光体层40b进一步加热几十分钟。例如,还可在固化炉OV中在约150℃下将预固化的磷光体层40b进一步加热约20分钟。在该处理中,可基本完全去除预固化的磷光体层40b中的溶剂成分,因此可将预固化的磷光体层40b完全固化,并将其转换为硬的固化磷光体膜40。在其它实施例中,磷光体膜40可为片材的形式。
参照图5F,所述方法可包括在磷光体膜40上的各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a。提供反射侧材料30a的步骤可包括利用诸如喷嘴等的分配器DP将具有流动性的反射侧材料30a分配在各个LED芯片20之间。反射侧材料30a可包括重量比为约40:60的反射材料和基础树脂。例如,反射材料可包括诸如TiO2、Al2O3或ZrO3的白色金属氧化物粉末,并且基础树脂可包括诸如硅的透明材料。反射侧材料30a还可包括溶剂,以获得流动性或黏度。反射侧材料30a可具有约1500至2000厘泊(cP)的黏度。黏性反射侧材料30a的上表面可随时间而基本变得平坦。
参照图5G,所述方法可包括通过固化反射侧材料30a而形成反射侧层30。固化反射侧材料30a的步骤可包括在固化炉OV中在约170℃下将反射侧材料30a加热约30分钟。在该处理中,可基本完全去除反射侧材料30a中的溶剂成分,因此反射侧材料30a可固化为固态反射侧层30。反射侧层30的上表面可与LED芯片20的上表面基本齐平,或与LED芯片20的上表面具有相似高度。
参照图5H,所述方法可包括执行分割反射侧层30的单分(singulation)处理。因此,每一个LED芯片20被分割并分离为白色LED器件10。白色LED器件10可包括LED芯片20、包围LED芯片20的侧表面的反射侧层30以及设置在LED芯片20的下表面和反射侧层30的下表面上的磷光体膜40。在顶视图中,反射侧层30可完全包围LED芯片20的四个侧表面。单分处理可包括利用切割器CT或刮刀切割反射侧层30、磷光体膜40和剥离层2,以及部分地切割支承衬底1。
参照图5I和图5J,所述方法可包括通过执行转移处理将支承衬底1替换为转移衬底4。
参照图5I,所述转移处理可包括将过渡衬底3附着至LED芯片20和反射侧层30上,以使得过渡衬底3与支承衬底1相对,并且将磷光体膜40与支承衬底1上的剥离层2物理地分离。过渡衬底3可包括与支承衬底1相比具有较高柔性和热膨胀的丙烯酸基树脂或聚合物化合物。可在将支承衬底1和白色LED器件10翻转以使得LED芯片20面朝下的状态下执行该处理。
参照图5J,所述转移处理可包括:将转移衬底4附着至磷光体膜40上;以及分离过渡衬底3。转移衬底4也可包括与支承衬底1相比具有较高柔性和热膨胀的丙烯酸基树脂或聚合物化合物。可在将过渡衬底3和白色LED器件10翻转以使得LED芯片20面朝上的状态下执行该处理。
参照图5K,所述方法还可包括测试白色LED器件10。白色LED器件10的测试步骤可包括:利用夹头CL拾取白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过将探针PB接触至测试系统TS上的白色LED器件10的LED芯片20的电极21和22上来测试白色LED器件10的电气特性和光学特性。接着,所述方法可包括根据测试结果列出无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
图5L是进一步参照图5B的用于描述在剥离层2上形成磷光体层40a的另一方法的示图。形成磷光体层40a的步骤可包括:在剥离层2上提供磷光体树脂40r;以及利用辊子RL按照合适厚度在支承衬底1的剥离层2上铺散和涂抹磷光体树脂40r。
参照图6A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(进一步参照图5A和图5B):在支承衬底1上形成剥离层2;以及将包括第一磷光体层46a和第二磷光体层47a的多层磷光体层45a堆叠在剥离层2上。例如,第一磷光体层46a可直接形成在支承衬底1的剥离层2上,第二磷光体层47a可直接形成在第一磷光体层46a上。第一磷光体层46a可包括绿色磷光体材料,第二磷光体层47a可包括红色磷光体材料。第一磷光体层46a和第二磷光体层47a可包括CaSiN磷光体材料、钇铝石榴石(YAG)磷光体材料和/或硅酸盐磷光体材料中的一种。可按照树脂、膜或片材的形式提供第一磷光体层46a和/或第二磷光体层47a的每一个。
所述方法可包括:通过完全或选择性地执行参照图2A和图5C至图5K的处理,将第一磷光体层46a和第二磷光体层47a预固化;在预固化的第二磷光体层47a上布置并安装多个LED芯片20;通过将预固化的第一磷光体层46a和预固化的第二磷光体层47a完全固化,形成第一磷光体膜46和第二磷光体膜47;在各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a;通过固化反射侧材料30a来形成反射侧层30;以及/或者通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
进一步参照图5I至图5L以及图6B,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过利用探针PB在测试系统TS上测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2等。
参照图7A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(进一步参照图5A至图5F):在支承衬底1上形成剥离层2;在剥离层2上形成磷光体层40a;将磷光体层40a预固化;将多个LED芯片20布置并安装在预固化的磷光体层40b上;将预固化的磷光体层40b完全固化以形成磷光体膜40;以及在磷光体膜40上的各个LED芯片20之间提供磷光体侧填充材料60a。
磷光体侧填充材料60a可包括磷光体粉末、硅和溶剂。磷光体侧填充材料60a可包括黄色磷光体材料或绿色-红色混合磷光体材料等。例如,磷光体侧填充材料60a可包括与磷光体树脂40r相同的材料。
进一步参照图3A和图5G至图5H,所述方法可包括:将磷光体侧填充材料60a固化以形成磷光体侧层60;以及通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
进一步参照图5I、图5J和图7B,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
参照图8A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(进一步参照图5A至图5F、图6A和图7A):在支承衬底1上形成剥离层2;将包括第一磷光体层46a和第二磷光体层47a的多层磷光体层45a堆叠在剥离层2上;将多层磷光体层45a预固化;将多个LED芯片20布置并安装在预固化的第二磷光体层47a上;将预固化的磷光体层45a完全固化以形成磷光体膜40;以及在磷光体膜40上的各个LED芯片20之间提供磷光体侧填充材料60a。
进一步参照图4A和图5G至图5H,所述方法可包括:将磷光体侧填充材料60a固化;以及通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
参照图5I、图5J和图8B,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过在测试系统TS上利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
参照图9A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括在LED芯片20的表面的一部分上部分地形成缓冲层50。形成缓冲层50的步骤可包括:将LED芯片20部分地浸入含有缓冲材料50a的容器VS中,以在LED芯片20的整个下表面和一部分侧表面上形成缓冲层50。缓冲材料50a可包括粘合剂硅树脂。缓冲材料50a可为具有适当流动性的液态,或为具有适当黏度的糊状。
参照图5A至图5D和图9B,所述方法可包括:在预固化的磷光体层40b上布置并安装具有缓冲层50的LED芯片20。
参照图5E和图9C,所述方法可包括:将预固化的磷光体层40b完全固化;以及在各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a。
进一步参照图5G和图5H,所述方法可包括:将反射侧材料30a固化以形成反射侧层30;以及通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
进一步参照图5I至图5K,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过在测试系统TS上利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
参照图10A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(参照图5A至图5C):在预固化的磷光体层40b上形成缓冲层50。形成缓冲层50的步骤可包括:通过利用喷嘴NZ执行喷射处理来将缓冲材料50a喷射到预固化的磷光体层40b上。
所述方法还可包括将缓冲材料50a干燥或加热。因此,缓冲材料50a可被干燥或加热,并转换为膜或片材形式的缓冲层50。
参照图5D和图5E,所述方法可包括:将LED芯片20布置并安装在缓冲层50上;以及将预固化的磷光体层40b和缓冲层50固化。
参照图10B,所述方法可包括利用分配器DP等在各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a。
参照图5G和图5H,所述方法可包括:将反射侧材料30a固化以形成反射侧层30;以及通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
参照图5I至图5K,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过在测试系统TS上利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
参照图11A,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(参照图5A至图5C):在预固化的磷光体层40b上提供缓冲材料50a。缓冲材料50a的供应步骤可包括利用分配处理将缓冲材料50a以岛屿的形式滴落在预固化的磷光体层40b上。
参照图5D和图11B,所述方法可包括:利用夹头CL将LED芯片20布置并安装在缓冲材料50a上。可按压并附着LED芯片20。因此,可将缓冲材料50a铺散和涂抹在LED芯片20的整个下表面上。例如,缓冲材料50a可转换为从LED芯片20的侧表面突起的缓冲层50。可进一步执行将缓冲层50部分或完全干燥的处理。
参照图5E至图5H,所述方法可包括:在各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a;通过将预固化的磷光体层40b和缓冲层50固化形成反射侧层30;以及通过执行单分处理切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
参照图5I至图5K,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过在测试系统TS上利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
与图11A相比,图11C是用于描述在预固化的磷光体层40b上形成缓冲层50的另一方法的示图。参照图11C,形成缓冲层50的步骤可包括通过利用印模ST执行压印处理在预固化的磷光体层40b上压印缓冲材料50a。
参照图12A或图12B,根据本公开的示例性实施例的制造白色LED器件的方法可包括(参照图5A至图5C):在预固化的磷光体层40b上提供缓冲材料50a;以及通过利用刮刀BL或辊子RL铺散和/或涂抹缓冲材料50a来形成缓冲层50。
参照图5D至图5H,所述方法可包括:将多个LED芯片20布置并安装在缓冲层50上;将预固化的磷光体层40b完全固化;在各个LED芯片20之间提供反射侧材料30a;通过将反射侧材料30a固化以形成反射侧层30;以及切割每一个LED芯片20以将其分离为白色LED器件10。
参照图5I至图5K,所述方法还可包括:将支承衬底1替换为转移衬底4;利用夹头CL拾取设置在转移衬底4上的白色LED器件10并将其转移至测试系统TS;以及通过在测试系统TS上利用探针PB测试白色LED器件10的电气特性和光学特性来将白色LED器件10分为无缺陷的物品B1和有缺陷的物品B2。
参照在图1A至图4E中描述的白色LED器件11a至14e,当将参照图5A至图12B描述的本公开的各个实施例组合时,可容易地预期并理解其每一种制造方法。
图13A是概念性地示出包括根据本公开的各个实施例的白色LED器件10以及11a至14e中的至少一个的LED模块100的示图。参照图13A,根据本公开的实施例的LED模块100可包括布置在模块衬底110上的多个白色LED器件120。白色LED器件120可包括在图1A至图4E中描述的白色LED器件11a至14e中的至少一个。可利用倒装芯片键合法将白色LED器件120布置在模块衬底110上。设置在模块衬底110上的金属互连部分130可与白色LED器件120的电极121和122直接接触。当将电极121和122被埋置以从白色LED器件120的下表面凹进时,电极121和122可包括诸如金属柱或焊料球的凸块。
图13B是概念性地示出包括根据本公开的各个实施例的白色LED器件11a至14e中的至少一个的照明系统200的示图。参照图13B,根据本公开的实施例的照明系统200可包括主体210、LED模块220和反射器230。主体210可包括螺纹式凹槽211和电极212,以便插入插孔等中。LED模块220可包括设置在模块衬底221上的白色LED器件222。模块衬底221可包括印刷电路板(PCB),白色LED器件222可包括在图1A至图4E中描述的根据本公开的各个实施例的白色LED器件11a至14e中的一个。反射器230可增加光效率,以使得从LED模块220产生的光沿着一个方向辐射。
由于根据本公开的各个实施例的白色LED器件包括形成在LED芯片的侧表面上的反射侧层或磷光体侧层,因此光产生效率优良。例如,由于从LED芯片沿着横向辐射的光被反射侧层反射或通过磷光体侧层发射,因此从LED芯片向外发射的光的强度增大。
由于根据本公开的各个实施例的白色LED器件包括缓冲层,因此提高了LED芯片、磷光体膜以及反射侧层和/或磷光体侧层的粘合性,并且磷光体膜较少受到LED芯片产生的热的影响。因此,器件的物理特征、机械特征、热特征和电气特征优良,并且器件的寿命增长。
以上是实施例的说明,并且不应理解为是实施例的限制。虽然已经描述了几个实施例,但是本领域技术人员应该容易理解在不实质上脱离新颖性教导和优点的情况下,许多修改都是可以的。因此,所有这种修改旨在被包括在权利要求限定的本公开的范围内。在权利要求中,装置加功能的条款旨在覆盖执行所述功能的本文描述的结构,并且不仅覆盖结构性等同物而且覆盖等同结构。
Claims (20)
1.一种发光器件,包括:
LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面;
反射侧层,其包围所述LED芯片的一个或多个侧表面,其中,所述反射侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面以及沿着实质上垂直于所述第一方向的第二方向在第一主表面与第二主表面之间延伸的开口,其中,所述开口包围所述LED芯片;
磷光体膜,其覆盖在所述LED芯片的第一主表面和所述反射侧层的第一主表面上;以及
至少一个电极,其设置在所述LED芯片的第二主表面上。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述反射侧层具有沿着所述第二方向在所述反射侧层的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面,
其中,所述磷光体膜具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面以及在所述磷光体膜的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面,并且
其中,所述反射侧层的外侧表面和所述磷光体膜的侧表面沿着所述第二方向实质上对齐。
3.根据权利要求1所述的发光器件,还包括在所述磷光体膜与所述LED芯片之间的缓冲层。
4.根据权利要求2所述的发光器件,还包括缓冲层,其中,所述缓冲层的外侧表面沿着所述第二方向与所述反射侧层的外侧表面和所述磷光体膜的侧表面实质上对齐。
5.根据权利要求3所述的发光器件,其中,所述缓冲层沿着所述LED芯片的侧表面延伸。
6.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述磷光体膜包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,所述第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,所述第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,所述第二磷光体材料与所述第一磷光体材料不同。
7.一种发光器件,包括:
LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面;
反射侧层,其包围所述LED芯片的一个或多个侧表面,
其中,所述反射侧层具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面;
磷光体膜,其覆盖在所述LED芯片的第一主表面和所述反射侧层的第一主表面上;以及
至少一个电极,其设置在所述LED芯片的第二主表面上,
其中,所述LED芯片的第一主表面和所述反射侧层的第一主表面实质上共面。
8.根据权利要求7所述的发光器件,其中,所述磷光体膜包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,所述第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,所述第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,所述第二磷光体材料与所述第一磷光体材料不同。
9.根据权利要求8所述的发光器件,还包括在所述磷光体膜与所述LED芯片之间的缓冲层。
10.根据权利要求7所述的发光器件,还包括在所述磷光体膜与所述LED芯片之间的缓冲层。
11.一种发光器件,包括:
LED芯片,其具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面;
磷光体侧层,其包围所述LED芯片的一个或多个侧表面,其中,所述磷光体侧层具有沿着第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面;
磷光体膜,其覆盖在所述LED芯片的第一主表面和所述磷光体侧层的第一主表面上,其中,所述磷光体膜具有沿着所述第一方向延伸的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面;以及
至少一个电极,其设置在所述LED芯片的第二主表面上,
其中,所述磷光体膜和所述磷光体侧层彼此不同。
12.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述磷光体膜和所述磷光体侧层具有不同的磷光体材料浓度。
13.根据权利要求12所述的发光器件,其中,所述磷光体侧层的磷光体材料浓度小于所述磷光体膜的磷光体材料浓度。
14.根据权利要求12所述的发光器件,其中,所述磷光体侧层的磷光体材料浓度为所述磷光体膜的磷光体材料浓度的35-50%。
15.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述磷光体侧层包括第一磷光体材料,并且所述磷光体膜包括第二磷光体材料,其中,所述第二磷光体材料与所述第一磷光体材料不同。
16.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述磷光体侧层具有沿着实质上垂直于所述第一方向的第二方向在所述磷光体侧层的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个外侧表面,并且所述磷光体膜具有沿着所述第二方向在所述磷光体膜的第一主表面与第二主表面之间延伸的一个或多个侧表面。
17.根据权利要求16所述的发光器件,还包括在所述磷光体膜与所述磷光体侧层之间的缓冲层,其中,所述缓冲层的侧表面沿着所述第二方向与所述磷光体侧层的外侧表面和所述磷光体膜的侧表面实质上对齐。
18.根据权利要求11所述的发光器件,还包括在所述磷光体膜与所述磷光体侧层之间的缓冲层。
19.根据权利要求18所述的发光器件,其中,所述缓冲层沿着所述LED芯片的侧表面延伸。
20.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述磷光体膜包括第一磷光体膜层和第二磷光体膜层,所述第一磷光体膜层包括第一磷光体材料,所述第二磷光体膜层包括第二磷光体材料,其中,所述第二磷光体材料与所述第一磷光体材料不同。
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