CN105489735B - 制造发光器件封装件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造发光器件封装件的方法，该方法包括：制备包括第一表面和相对第一表面设置的第二表面的承载件；在承载件的第一表面上形成磷光体层；将第一光从测试发光器件朝着承载件的第二表面发射；对穿过磷光体层的第二光进行分析；以及基于所述分析确定磷光体层的厚度。

Description

制造发光器件封装件的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年10月6日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0134475的优先权，该申请公开的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明构思涉及一种发光器件封装件及其制造方法，并且更具体地，涉及一种制造具有磷光体层的发光器件封装件的方法。
背景技术
白色发光二极管(白色LED)装置在诸如计算机、蜂窝电话和投影仪的多个技术领域中吸引了许多注意。具体地，白色LED装置正应用于越来越广泛的领域范围，例如液晶显示器(LCD)的背光单元(BLU)以及照明系统。白色LED装置可通过利用蓝色LED芯片和磷光体层来实现，并且近来对用于有效地形成磷光体层的技术的需求有所增长。
发明内容
本发明构思提供了一种制造发光器件封装件的方法，利用该方法可有效地形成磷光体层。
根据本发明构思的一方面，提供了一种制造发光器件封装件的方法。该方法可包括：制备包括第一表面和相对第一表面设置的第二表面的承载件；在承载件的第一表面上形成磷光体层；将第一光从测试发光器件朝着承载件的第二表面发射；以及对包括在第一光中且穿过磷光体层的第二光进行分析，并基于所述分析确定磷光体层的厚度。
形成磷光体层的步骤可包括用磷光体涂覆承载件的第一表面以及利用模具使磷光体成型。所述模具可包括刀片和辊中的至少一个。
第二光可包括波长范围与第一光的波长范围实质上相同的第一透射光以及波长范围与第一光的波长范围不同的第二透射光。确定磷光体层的厚度的步骤可包括：计算第二透射光的发光强度与第一透射光的发光强度的比率。
测试发光器件发射的第一光可包括蓝光。磷光体层发射的第二光可包括蓝光和黄光。
确定磷光体层的厚度的步骤可包括：收集关于第二光的波长的发光强度光谱；以及计算发光强度光谱中黄光的最大发光强度与蓝光的最大发光强度的比率。
磷光体层的厚度可由下式表示：
其中d是磷光体层的厚度，Iy是黄光的最大发光强度，Ib是蓝光的最大发光强度，并且a1和b1中的每一个都是常数。
确定磷光体层的厚度的步骤可包括：收集关于第二光的波长的发光强度光谱；以及计算黄光的波长范围中的光的总量与蓝光的波长范围中的光的总量的比率。磷光体层的厚度可由下式表示：
其中d是磷光体层的厚度，Iyt是黄光的波长范围中的光的总量，Ibt是蓝光的波长范围中的光的总量，并且a2和b2中的每一个都是常数。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种制造发光器件封装件的方法。该方法包括以下步骤：用磷光体涂覆承载件的第一表面；利用模具使磷光体成型来形成磷光体层；使用测试发光器件和光电探测器实时地测量磷光体层的厚度；确定测量到的磷光体层的厚度是否等于期望厚度；以及通过根据确定结果对模具进行调整来控制磷光体层的厚度。
控制磷光体层的厚度的步骤可包括调整相对于承载件的第一表面的模具的高度。
测试发光器件可面对与所述承载件的第一表面相对设置的第二表面，并且所述光电探测器可面对所述承载件的第一表面。
在形成磷光体层期间，光电探测器可对磷光体层连续发射的光进行检测。
在形成磷光体层期间，光电探测器可仅在特定时间段对磷光体层发射的光进行检测。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种制造发光器件封装件的方法。所述方法可包括以下步骤：用磷光体涂覆承载件；利用模具使磷光体成型来形成磷光体层，使用测试发光器件和光电探测器实时地确定磷光体层的厚度；基于确定的磷光体层厚度实时地调整模具，直至确定的厚度等于期望厚度为止；以及利用锯切工艺将磷光体层划分为分离的磷光体层。
所述方法还可包括：制备发光芯片；以及利用拾取工具将分离的磷光体层附着至发光芯片。
在利用锯切工艺划分磷光体层之前，所述方法还可包括将多个发光芯片附着在磷光体层上的步骤。可在附着有所述多个发光芯片的磷光体层上执行利用锯切工艺对磷光体层的划分。
测试发光器件可为蓝色发光二极管(LED)，并且磷光体可为黄色磷光体。
测试发光器件可在形成磷光体层期间发射预定光谱的光。
根据本发明构思的又一方面，提供了一种制造发光器件封装件的方法。所述方法可包括以下步骤：用磷光体涂覆承载件的第一表面；使刀片和承载件中的一个沿着平行于第一表面的方向相对于另一个移动，以在承载件上形成磷光体层；在承载件和磷光体层的第一侧提供测试发光器件，以朝着磷光体层发射第一光，并且光电探测器位于承载件和磷光体层的与所述第一侧相对的第二侧，以收集源于测试发光器件并由磷光体层进行转换的第二光；对光电探测器收集到的第二光的光谱进行分析；以及基于光谱的分析来调整刀片与第一表面之间的距离。
第二光可包括波长范围与第一光的波长范围实质上相同的第一透射光以及波长范围与第一光的波长范围不同的第二透射光。对第二光进行分析的步骤包括选自以下步骤中的一个步骤：确定第二透射光的发光强度与第一透射光的发光强度的比率；确定第二透射光的最大发光强度与第一透射光的最大发光强度的比率；以及确定第二透射光的波长范围中的光的总量与第一透射光的波长范围中的光的总量的比率。
调整距离的步骤可包括：如果所确定的比率大于对应的预定范围的上限，则减小刀片与第一表面之间的距离，如果所确定的比率小于对应的预定范围的下限，则增大刀片与第一表面之间的距离，以及如果所确定的比率在对应的预定范围内，则保持刀片与第一表面之间的距离。
所述方法还可包括以下步骤：将磷光体层附着至发射出与所述测试发光器件所发射的光实质上相同的光的多个发光器件；以及分割磷光体层以形成多个发光器件封装件。
所述方法还可包括以下步骤：分割磷光体层以形成多个分割的磷光体层；以及将所述多个分割的磷光体层之一附着至发射出与测试发光器件所发射的光实质上相同的光的发光器件。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本发明构思的示例性实施例，其中：
图1是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中将发光器件安装在衬底上的处理的截面图；
图2是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层的处理的截面图；
图3是图2的区域K的局部放大图，其示出了测量磷光体层的厚度的方法；
图4是示出关于磷光体层发射的第二光的波长的发光强度光谱的曲线图，其示出了测量磷光体层的厚度的方法；
图5A至图5C是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层并将磷光体层附着至发光器件的处理的示图；
图6是在根据本发明构思的另一示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层的处理的截面图；
图7是在根据本发明构思的另一示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层的处理的截面图；
图8和图9是根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的截面图；
图10是示出根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件所发射的光的普朗克光谱的示图；
图11是可应用于根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的量子点(QD)结构的示例的示图；
图12是示出在根据本发明构思的示例性实施例的利用了蓝色发光器件的白色发光器件封装件的应用领域中所使用的磷光体的类型的表；
图13A是包括有发光器件阵列单元的背光组件的示例的分解透视图，在所述发光器件阵列单元中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法而制造的发光器件封装件；
图13B是可包括在图13A的背光组件中的发光模块的示例的截面图；
图14是包括有发光器件阵列单元和发光器件模块的平板照明系统的示意图，在所述发光器件模块中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法而制造的发光器件封装件；
图15是灯泡型照明器的示意图，该灯泡型照明器是包括有发光器件阵列单元和发光器件模块的照明系统，在所述发光器件模块中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造LED芯片的方法而制造的LED芯片；以及
图16和图17是家庭网络的示例的示意图，所述家庭网络应用了包括根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的照明系统。
具体实施方式
下面将参照示出了本发明构思的实施例的附图更加全面地描述本发明构思。然而，本发明构思可按照许多不同形式实现，并且不应理解为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明构思的范围。在附图中，为了清楚起见，可放大层和区的尺寸。相同的附图标记用于表示相同的元件，并且将省略对其的重复描述。
应该理解，虽然本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述多个不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。因此，下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可被称作第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分，而不脱离本发明构思的指教。
除非另外限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员之一通常理解的含义相同的含义。应该理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与它们在相关技术和本说明书的上下文中的含义一致的含义，而不应该理按照想化地或过于正式的含义进行解释，除非本文中明确这样定义。
当可按不同方式实施一些实施例时，本文中描述的各个工艺步骤可按不同方式执行，例如，按照连续次序描述的两个工艺步骤可以实质上同时执行或按照相反次序执行。
作为例如制造技术和/或公差的结果，可以预见附图中的形状的变化。因此，本发明构思的实施例不应被理解为限于本文示出的区域的具体形状，而是包括例如由制造工艺导致的形状的偏差。
如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。当诸如“……中的至少一个”的措辞出现在元件列表之后时，更改整个元件列表而不是更改所述列表中的各个元件。
图1是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中将发光器件110安装在衬底101上的处理的截面图。
参照图1，可制备用于安装发光器件110的衬底101，并且可以在衬底101上安装发光器件110。
衬底101可为具有用于驱动发光器件110的互连结构的任意衬底，所述衬底在结构或类型方面不受限制。
在一些示例性实施例中，衬底101可预先被划分为多个部分，并且可将至少一个发光器件110安装在衬底101的所述多个部分中的每一个上。
在一些其它实施例中，可将多个发光器件110安装在衬底101上，然后可将衬底101划分为与各个发光器件110安装在衬底101上的位置对应的多个部分。
在一些其它实施例中，多个发光器件110可安装在一个衬底101上。
本实施例示出了这样一个示例，其中可将衬底101预先划分为多个部分，并且可在衬底101的所述多个部分中的每一个上安装一个发光器件110。
在一些示例性实施例中，发光器件110可为发光二极管(LED)芯片，其可通过LED芯片的底表面110B电连接至衬底101，并且将光发射至LED芯片的顶表面110T和侧表面110S中的至少一个。
可使用诸如铝铟镓氮化物(AlInGaN)的氮化物半导体制造发光器件110。例如，发光器件110可包括被配置为产生光的有源层(未示出)、形成在有源层的下方或上方且被配置为将电子供应至有源层的n型氮化物层(未示出)、以及与n型氮化物层相对地堆叠在有源层的上方或下方且被配置为将空穴供应至有源层的p型氮化物层(未示出)。虽然未示出，但是用于产生与衬底101的电连接的电极(未示出)可形成在发光器件110的底表面110B上。稍后将参照图8和图9详细描述发光器件110的示例性结构。
例如，发光器件110可为LED芯片，其被配置为发射具有约100nm至约430nm的波长范围的紫外(UV)光、具有约430nm至约480nm的波长范围的蓝光、具有约500nm至约560nm的波长范围的绿光或者具有约610nm至约670nm的波长范围的红光。
图2是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层120y的处理的截面图。
参照图2，在承载件130沿着第一方向(x轴方向)从第一轴A1向第二轴A2传送的同时，磷光体层120y可形成在承载件130的一个表面130T上。
承载件130可具有任意结构或为任意类型，只要测试发光器件162发射的光可穿过承载件130而不失真即可。例如，承载件130可为超薄透明塑料膜或薄玻璃。承载件130可具有柔性和穿透性。测试发光器件162可以发射出与将要使用磷光体层120y进行封装的发光器件110所发射的光实质上相同的光。
在一些实施例中，可以在就绪状态下将承载件130缠绕在第一轴A1周围，然后在完成形成磷光体120y的处理之后将承载件130与磷光体层120y一起缠绕在第二轴A2周围。
磷光体供应单元150可被配置为在承载件130从第一轴A1移动至第二轴A2期间用磷光体120x在承载件130的一个表面130T上形成一层。虽然本实施例示出了在磷光体120x与承载件130之间未设置任何其它层的示例，但是本发明构思不限于此。例如，还可在磷光体120x与承载件130之间形成硅树脂层或粘合剂层。
磷光体120x可将发光器件(参照图1中的110)要发射的光转换为白光。为了实现这一目标，磷光体120x的组成可根据发光器件110要发射的光的颜色(即，波长)而变化。
在一些实施例中，发光器件110可为蓝色LED芯片，其被配置为发射具有约430nm至约480nm的波长范围的蓝光，并且磷光体120x可为黄色磷光体。例如，黄色磷光体可包括含有稀土元素的基于YAG的材料(例如，掺有铈(Ce)的(YGd)5Al5O3))或含有稀土元素的基于硅酸盐的材料(例如，掺有铕(Eu)的锶硅氧化物(Sr3SiO5))。
在一些其它实施例中，发光器件110可为绿色LED芯片，其被配置为发射具有约500nm至约560nm的波长范围的绿光，并且磷光体120x可为红色磷光体。例如，红色磷光体可包括含有稀土元素的基于氮化物的材料(例如，掺有Eu的SrBaCaAlSiN3)、含有稀土元素的基于氧化物的材料(例如，掺有Eu的氧化钇(Y2O3))、或者含有稀土元素的基于硫化物的材料(例如，掺有Eu的硫化钙(CaS))。
可通过利用模具140使磷光体120x成型来形成磷光体层120y。
在一些实施例中，模具140可包括第一刀片142_1和第二刀片142_2。本实施例示出了模具140包括两个刀片142_1和142_2的示例，但是模具140可包括一个刀片或三个以上的刀片。
第一刀片142_1和第二刀片142_2可使在承载件130的表面130T上形成的磷光体120x成型，并且形成具有均匀厚度的磷光体层120y(参见图3中的“d”)。
可以对在第二方向(Y轴方向)上获得的第一刀片142_1和第二刀片142_2中的至少一个的高度进行调整。第一刀片142_1和第二刀片142_2的高度可表示从第一刀片142_1和第二刀片142_2至所述一个表面130T的距离。可通过调整第一刀片142_1和第二刀片142_2的高度来调整磷光体层120y的厚度“d”。
在一些实施例中，在使用测试发光器件162和光电探测器164测量通过第一刀片142_1形成的磷光体层120y的厚度之后，可通过调整在第二方向(Y轴方向)上获得的第二刀片142_2的高度来控制磷光体层120y的厚度。
在一些实施例中，第一刀片142_1和第二刀片142_2中的至少一个可具有各种形状并且形成图案化的磷光体层120y。
在形成磷光体层120y期间，可使用测试发光器件162和光电探测器164来测量磷光体层120y的厚度。
此外，为了将磷光体层120y形成为期望厚度，可根据使用测试发光器件162和光电探测器164测量到的磷光体层120y的厚度来调整在第二方向(Y轴方向)上获得的第一刀片142_1和第二刀片142_2中的至少一个的高度。稍后将参照图3和图4描述使用测试发光器件162和光电探测器164测量磷光体层120y的厚度的方法。
在一些实施例中，在涂覆磷光体120x之前，还可执行用于从承载件130去除细微灰尘的流动处理以及用于在承载件130的表面130T上均匀地提供附加材料(例如粘合剂、粘结剂或防粘剂)的喷洒处理。
在一些其它实施例中，在利用第一刀片142_1和第二刀片142_2使磷光体层120y成型之后，或者在测量磷光体层120y的厚度之后，还可执行冷却处理、加热处理和干燥处理中的至少一个。
图3是图2的区域K的放大图，其示出了测量磷光体层120y的厚度的方法。
在图3中，相同的附图标记用于表示与图1和图2中的元件相同的元件，并且为了简明起见，将省略对其的重复描述。
参照图3，可使用测试发光器件162和光电探测器164来测量磷光体层120y的厚度。
测试发光器件162可朝着承载件130的反面130B发射第一光Ls。第一光Ls可穿过承载件130和磷光体层120y，并且磷光体层120y可发射第二光Lr。
光电探测器164可对第二光Lr进行分析并基于所述分析确定磷光体层120y的厚度。在一些实施例中，光电探测器164可以收集关于第二光Lr的波长的发光强度光谱(参照图4)。
在一些实施例中，在形成磷光体层120y期间，测试发光器件162可连续地发射具有均匀发光强度的第一光Ls。在一些其它实施例中，测试发光器件162可从形成磷光体层120y的时间量中抽取特定时段，并且仅在抽取出的特定时段发射第一光Ls。
类似地，在形成磷光体层120y期间，光电探测器164可连续地对第二光Lr进行分析。可替代地，光电探测器164可从形成磷光体层120y的时间量中仅抽取特定时段，并且仅在抽取出的特定时段对第二光Lr进行分析。
根据测试发光器件162的类型，第一光Ls可具有不同波长。与参照图1描述的发光器件110类似，测试发光器件162可为LED芯片，其被配置为发射具有约100nm至约430nm的波长范围的UV光、具有约430nm至约480nm的波长范围的蓝光、具有约500nm至约560nm的波长范围的绿光、或具有约610nm至约670nm的波长范围的红光。
本实施例将对测试发光器件162为蓝色LED芯片的示例进行描述，也就是说，测试发光器件162发射具有约430nm至约480nm的波长范围的第一光Ls。当测试发光器件162是蓝色LED芯片时，由于可利用黄色磷光体(未示出)来输出白光，因此本实施例将对磷光体层120y包含黄色磷光体的示例进行描述。
测试发光器件162发射的第一光Ls可以入射至承载件130的反面130B、穿过承载件130和磷光体层120y、并且转换为第二光Lr并从磷光体层120y的一个表面120yT输出。
第二光Lr可包括波长范围与第一光Ls的波长范围相似的第一透射光(未示出)以及波长范围与第一光Ls的波长范围不同的第二透射光(未示出)。
例如，第二光Lr可包括：黄光Ly，其充当第二透射光，并且由第一光Ls通过黄色磷光体转换而成以具有约520nm至约700nm的波长范围；以及蓝光Lb，其充当第一透射光，并且与第一光Ls的未转换为黄光Ly的那部分对应。蓝光Lb可具有与第一光Ls的波长相似的波长。
蓝光Lb的发光强度Ib和磷光体层120y的厚度“d”可具有以下等式1所示的关系：
Ib＝Io*A*e-a*d (1)，
其中Io表示已穿过承载件130的第一光Lo的发光强度，也就是说，在磷光体层120y的反面120yB上测量到的第一光Lo的发光强度，A表示损失系数，并且“a”表示磷光体层120y的光学吸收率。
黄光Ly的发光强度Iy和磷光体层120y的厚度“d”可具有以下等式2所示的关系：
Iy＝Io*f(β)*f(d) (2)，
其中f(β)是取决于磷光体的物理特性(即，材料、密度和混合比)的函数，并且f(d)是表示辐射光的量相对于磷光体层120y的厚度“d”的变化的函数。
从等式1和等式2中，磷光体层120y的厚度“d”可具有如以下等式3所示的与黄光Ly的发光强度Iy和蓝光Lb的发光强度Ib的关系：
其中，由于A表示损失系数，“a”是表示磷光体层120y的光学吸收率的常数，并且f(β)是取决于磷光体的物理特性的函数，因此在与磷光体层120y的厚度“d”的关系中，损失系数A、常数“a”和函数f(β)可看作是常数。
此外，虽然f(d)是表示辐射光的量相对于磷光体层120y的厚度d的变化的函数，但是可将制造发光器件封装件期间所需的磷光体层120y的厚度“d”的范围内辐射光的量的变化作为常数对待。因此，磷光体层120y的厚度“d”可具有如以下等式4所示的与黄光Ly的发光强度Iy和蓝光Lb的发光强度Ib的关系：
利用等式4，可以从在光电探测器164测量到的发光强度光谱(参照图4)中的黄光Ly的发光强度Iy和蓝光Lb的发光强度Ib获得磷光体层120y的厚度“d”。因此，即使磷光体层120y的成型和固化尚未完成，也可容易地测量磷光体层120y的厚度“d”。另外，由于可基于测量到的磷光体层120y的厚度“d”实时地调整磷光体层120y的成型处理，因此可减小制造发光器件封装件的磷光体层(参照图3中的120y)所需的处理时间和成本。
图4是示出了关于磷光体层120y所发射的第二光Lr的波长的发光强度光谱的曲线图，该图示出了测量磷光体层120y的厚度的方法。在图4中，相同的附图标记用于表示与图1至图3中的元件相同的元件，并且为了简明起见，省略对其的重复描述。
图4示出了关于第二光Lr的波长λ的发光强度光谱。在发光强度光谱中，发光强度I可被表示为用于对各种波长的第二光Lr的输出强度进行比较的任意单位，并且不限于特定的单位，只要能够对各种波长的第二光Lr的输出强度进行比较即可。例如，发光强度I可指辐照度(W/m2)。
如同上文参照图3描述的那样，根据本实施例，可由能够从发光强度光谱获得的黄光Ly的发光强度Iy和蓝光Lb的发光强度Ib，来获得磷光体层120y的厚度“d”。当黄光Ly的发光强度Iy与蓝光Lb的发光强度Ib的比率大于第一预定范围的上限时，可减小第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的发光强度Iy与蓝光Lb的发光强度Ib的比率小于第一预定范围的下限时，可增大第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的发光强度Iy与蓝光Lb的发光强度Ib的比率在第一预定范围内时，可保持第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。
在一些实施例中，可从发光强度光谱中的黄光Ly的最大发光强度Iym和蓝光Lb的最大发光强度Ibm获得磷光体层120y的厚度“d”，如以下等式5所示：
其中A表示损失系数，“a”表示磷光体层120y的光学吸收率，f(β)是取决于磷光体的物理特性的函数，并且f(d)是表示辐射光的量相对于磷光体层120y的厚度“d”的变化的函数。如同上文参照图3描述的那样，由于A、“a”、f(β)和f(d)中的每一个可看作是常数，因此可从黄光Ly的最大发光强度Iym和蓝光Lb的最大发光强度Ibm获得磷光体层120y的厚度“d”。当黄光Ly的最大发光强度Iym与蓝光Lb的最大发光强度Ibm的比率大于第二预定范围的上限时，可减小第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的最大发光强度Iym与蓝光Lb的最大发光强度Ibm的比率小于第二预定范围的下限时，可增大第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的最大发光强度Iym与蓝光Lb的最大发光强度Ibm的比率在第二预定范围内时，可保持第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。
黄光Ly的最大发光强度Iym可表示约520nm至约700nm的黄色波长范围中的最大发光强度I。相似地，蓝光Lb的最大发光强度Ibm可表示约430nm至约480nm的蓝色波长范围中的最大发光强度I。
在一些其它实施例中，可从黄光的波长范围中的光的总量Iyt和蓝光的波长范围中的光的总量Ibt获得磷光体层120y的厚度“d”，如以下等式6所示：
其中A表示损失系数，“a”表示磷光体层120y的光学吸收率，f(β)是取决于磷光体的物理特性的函数，并且f(d)是表示辐射光的总量相对于磷光体层120y的厚度“d”的变化的函数。如同参照图3描述的那样，由于A、“a”、f(β)和f(d)中的每一个可作为常数对待，因此可从黄光的波长范围中的光的总量Iyt和蓝光的波长范围中的光的总量Ibt获得磷光体层120y的厚度“d”。
例如，可通过对黄光的波长范围中的发射光谱Sp_y进行积分来获得黄光的波长范围中的光的总量Iyt，如以下等式7所示：
在等式7中，S1与S2之间的积分区间可在约520nm至约700nm的范围内。也就是说，黄光的波长范围可表示约520nm至约700nm的波长范围。
与黄光的波长范围中的光的总量Iyt类似，可通过对蓝光的波长范围中的发射光谱Sp_b进行积分来获得蓝光的波长范围中的光的总量Ibt，如以下等式8所示：
在等式8中，S3与S4之间的积分区间可在例如约430nm至约480nm的范围内。也就是说，蓝光的波长范围可为约430nm至约480nm的波长范围。
如同参照等式6至等式8描述的那样，可从黄光的波长范围中的光的总量Iyt和蓝光的波长范围中的光的总量Ibt获得磷光体层120y的厚度“d”，从而可确保测量到的磷光体层120y的厚度“d”的可靠性。当黄光Ly的波长范围中的光的总量Iyt与蓝光Lb的波长范围中的光的总量Ibt的比率大于第三预定范围的上限时，可减小第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的波长范围中的光的总量Iyt与蓝光Lb的波长范围中的光的总量Ibt的比率小于第三预定范围的下限时，可增大第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。当黄光Ly的波长范围中的光的总量Iyt与蓝光Lb的波长范围中的光的总量Ibt的比率在第三预定范围内时，可保持第一刀片142_1和第二刀片142_2与所述一个表面130T之间的距离。
图5A至图5C是在根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层120y并将磷光体层120y附着至发光器件的处理的示图。在图5A至图5C中，相同的附图标记用于表示与图1至图4中的元件相同的元件，并且为了简明起见，省略对其的重复描述。
参照图5A，可在承载件130上形成磷光体层120y。由于形成磷光体层120y的处理与以上参照图2至图4描述的相同，因此省略对其的详细描述。
参照图5B，可通过锯切磷光体层120y来形成多个磷光体层120。形成各个磷光体层120的处理可为使用例如刀片(未示出)的锯切处理。
参照图5C，各个磷光体层120中的每一个可附着至对应的一个发光器件110，从而完成发光器件封装件100的制造。将各个磷光体层120中的每一个附着至对应的发光器件110的处理可包括：使用例如拾取工具(未示出)转移各个磷光体层120中的每一个，以将各个磷光体层120中的每一个布置在对应的发光器件110上；以及使用粘合剂(未示出)将各个磷光体层120中的每一个附着至对应的发光器件110。
本实施例描述了这样的示例，其中在通过锯切磷光体层120y形成各磷光体层120之后，各个磷光体层120中的每一个可附着在对应的发光器件110上，但是本发明构思不限于此。例如，在将多个发光器件(未示出)附着在磷光体层120y上之后，可利用锯切处理形成多个磷光体层120。
图6是在根据本发明构思的另一示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层220y的处理的截面图。在图6中，相同的附图标记用于表示与图1至图5C中的元件相同的元件，并且为了简明起见，省略对其的重复描述。
参照图6，承载件230可涂覆有磷光体220x，并且可通过利用模具240使磷光体220x成型来形成磷光体层220y。
磷光体220x和承载件230的结构和功能可与参照图2描述的磷光体120x和承载件130的结构和功能实质上相似。然而，在本实施例中，在形成磷光体层220y期间，模具240(而不是承载件230)在第一方向(X轴方向)上移动。
在一些实施例中，模具240可包括刀片242和辊244。本实施例示出了模具240包括一个刀片242的情况，但是本发明构思不限于此。在另一种情况下，与参照图2描述的模具140类似，模具240可包括至少一个刀片。
刀片242和辊244可分别设置在磷光体220x的一个表面220xT和承载件230的相对于所述表面220xT的表面230B上，并且在形成磷光体层220y的处理期间在第一方向(X轴方向)上移动。
在一些实施例中，可调整在第二方向(Y轴方向)上获得的刀片242和辊244中的至少一个的高度，并且可通过对在第二方向(Y轴方向)上获得的刀片242和辊244中的至少一个的高度进行调整，来控制成型的磷光体层220y的厚度。
在形成磷光体层220y期间，可使用测试发光器件262和光电探测器264来测量磷光体层220y的厚度。
在一些实施例中，与刀片242和辊244类似，测试发光器件262和光电探测器264可在沿着第一方向(X轴方向)移动的同时测量磷光体层220y的厚度。可以按照与如参照图3和图4描述的测量磷光体层120y的厚度的方法相似的方式，来执行使用测试发光器件262和光电探测器264测量磷光体层220y的厚度的方法。
图7是在根据本发明构思的另一示例性实施例的制造发光器件封装件的方法中形成磷光体层320y的处理的截面图。在图7中，相同的附图标记用于表示与图1至图6中的元件相同的元件，并且为了简明起见，省略对其的重复描述。
参照图7，承载件330可涂覆有磷光体320x，并且可通过利用模具340使磷光体320x成型来形成磷光体层320y。
磷光体320x、承载件330和模具340的结构和功能可与以上参照图6描述的磷光体220x、承载件230和模具240的结构和功能实质上相似。然而，与图6所示的模具240不同的是，根据本实施例的模具340可包括刀片342、第一辊344和第二辊346。
同时，本实施例示出了模具340包括一个刀片342的情况，但是本发明构思不限于此。在另一种情况下，与参照图2描述的模具140类似，模具340可包括至少一个刀片。
虽然本实施例示出了刀片342介于第一辊344与光电探测器364之间的示例，但是本发明构思不限于图7所示的实施例。例如，可在第一辊344和光电探测器364后方提供刀片342。换言之，可在刀片342与第一辊344之间提供光电探测器364。
可以在磷光体320x的一个表面320xT和承载件330的反面330B上分别提供第一辊344和第二辊346。在沿着第一方向(X轴方向)移动的同时，第一辊344和第二辊346可用于将磷光体320x附着在承载件330上。
在一些实施例中，可以通过由第一辊344和第二辊346施加的压力和热将磷光体320x附着至承载件330。在图7中，磷光体320x表示将要附着至承载件330的磷光体，而磷光体320x'表示已附着至承载件330的磷光体。在图7中，将磷光体320x的反面320xB示为与承载件330的一个表面330T分隔开，以在概念上将磷光体320x与磷光体320x'区分开，但是本发明构思不限于此。例如，磷光体320x的反面320xB可与承载件330的表面330T直接物理接触。
形成磷光体层320y的步骤可包括：利用第一辊344和第二辊346将磷光体320x'附着至承载件330，以及利用刀片342使磷光体320x'成型。刀片342可与以上参照图6描述的刀片242具有相似的结构并且发挥相似的功能。
在形成磷光体层320y期间，可使用测试发光器件362和光电探测器364测量磷光体层320y的厚度。
可以按照与以上参照图3和图4描述的测量磷光体层120y的厚度的方法相似的方式，来执行测量磷光体层320y的厚度的方法。
图8和图9是根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的截面图。
参照图8，发光器件封装件1800可以包括可充当光源并安装在安装衬底1820上的LED芯片1810，以及附着至LED芯片1810的磷光体层1830。
图8所示的发光器件封装件1800可包括安装衬底1820以及安装在安装衬底1820上的LED芯片1810。
LED芯片1810可包括设置在衬底1801的一个表面上的发光堆叠结构S，以及在整个发光堆叠结构S上与衬底1801相对设置的第一电极1808a和第二电极1808b。另外，LED芯片1810可包括为了覆盖第一电极1808a和第二电极1808b而形成的绝缘单元1803。
可通过第一电连接单元1809a和第二电连接单元1809b将第一电极1808a和第二电极1808b连接至第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b。
发光堆叠结构S可以包括可在衬底1801上顺序堆叠的第一导电类型的半导体层1804、有源层1805以及第二导电类型的半导体层1806。可提供第一电极1808a作为导电过孔，该导电过孔可穿过第二导电类型的半导体层1806和有源层1805而形成，并连接至第一导电类型的半导体层1804。第二电极1808b可连接至第二导电类型的半导体层1806。
可以在一个发光器件区中形成多个导电过孔。可控制导电过孔的数量和接触面积，以使得在平面图中，所述多个导电过孔与第一导电类型的半导体层1804进行接触的区域的面积在发光器件区域的面积的约1％至约5％的范围内。例如，平面图中导电过孔与第一导电类型的半导体层1804进行接触的区域的半径可在约5μm至约50μm的范围内，并且根据发光器件区域的面积，每个发光器件区域中的导电过孔的数量可在1至50的范围内。虽然取决于发光器件区域的面积，但是每个发光器件区域中可提供三个以上的导电过孔。导电过孔可彼此分隔开约100μm至约500μm的距离，并且更优选地，彼此分隔开约150μm至约450μm的距离，并且按照多行多列的矩阵型排列。当导电过孔之间的距离小于约100μm时，导电过孔的数量可增加，并且发射面积可相对减小，从而降低发光效率。与此相反，当导电过孔之间的距离大于约500μm时，可妨碍电流扩散以降低发光效率。虽然取决于第二导电类型的半导体层1806和有源层1805的厚度，但是导电过孔的深度可在约0.5μm至约5.0μm的范围内。
可通过在发光堆叠结构S上沉积导电性欧姆材料来形成第一电极1808a和第二电极1808b。第一电极1808a和第二电极1808b可包括银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、锡(Sn)、钛(Ti)、钨(W)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)或它们的合金中的至少一种。例如，形成第二电极1808b的步骤可包括将Ag欧姆电极堆叠在第二导电类型的半导体层1806上。Ag欧姆电极可充当光发射层。可选地，由Ni、Ti、Pt或W形成的单层可堆叠在Ag欧姆电极上，或者由它们的合金形成的多层可交替地堆叠在Ag欧姆电极上。例如，Ni/Ti层、TiW/Pt层或Ti/W层可堆叠在Ag欧姆电极下方，或者Ni/Ti层、TiW/Pt层和Ti/W层可交替地堆叠在Ag欧姆电极下方。
形成第一电极1808a的步骤可包括将Cr层堆叠在第一导电类型的半导体层1804上以及将Au/Pt/Ti层顺序堆叠在Cr层上，或者包括将Al层堆叠在第二导电类型的半导体层1806上以及将Ti/Ni/Au层顺序堆叠在Al层上。
与本实施例中不同的是，可将各种其它材料或堆叠结构应用于第一电极1808a和第二电极1808b，以提高其欧姆特性或反射特性。
绝缘单元1803可包括用于暴露第一电极1808a和第二电极1808b的至少一部分的开口区域，并且第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可分别连接至第一电极1808a和第二电极1808b。可通过在500℃或更低的温度下使用化学气相沉积(CVD)处理将SiO2和/或SiN层沉积为约0.01μm至约3μm的厚度，来形成绝缘单元1803。
第一电极1808a和第二电极1808b可在相同方向上设置，并且可作为倒装芯片类型安装在如下所述的引线框架上。在这种情况下，第一电极1808a和第二电极1808b可在相同方向上进行指向。
在第一电极结构中，可由具有导电过孔的第一电极1808a形成第一电连接单元1809a，所述导电过孔可穿过第一导电类型的半导体层1804和有源层1805而形成，并连接至发光堆叠结构S中的第一导电类型的半导体层1804。
可以对导电过孔和第一电连接单元1809a的数量、形状和间距以及导电过孔和第一电连接单元1809a与第一导电类型的半导体层1804进行接触的面积合适地进行调整，以减小接触电阻。导电过孔和第一电连接单元1809a可排列为多行多列的形式以提高电流。
第二电极结构可包括在第二导电类型的半导体层1806上直接形成的第二电极1808b以及在第二电极1808b上形成的第二电连接单元1809b。第二电极1808b可用于形成与第二导电类型的半导体层1806的电欧姆接触。另外，第二电极1808b可由光反射材料形成，并且在LED芯片1810作为倒装芯片类型安装的同时有效地将光从有源层1805朝着衬底1801发射。第二电极1808b可根据主要的光发射方向由诸如透明导电氧化物(TCO)的光透射导电材料形成。
上述两个电极结构可通过绝缘单元1803彼此电绝缘。虽然绝缘单元1803可由任意绝缘材料或任意绝缘物体形成，但是绝缘单元1803可优选地由具有低光学吸收率的材料形成。例如，绝缘单元1803可由诸如SiO2、SiOxNy或SixNy的氧化硅或氮化硅形成。在必要时，可通过将光反射填充物分散在光透射材料中而使绝缘单元1803具有光反射结构。
第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可分别连接至第一电连接单元1809a和第二电连接单元1809b，并充当LED芯片1810的外部端子。例如，第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或它们的共晶金属形成。在这种情况下，当第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b安装在安装衬底1820上时，可使用共晶金属将第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b键合至安装衬底1820。因此，可以不使用倒装芯片键合工艺通常所需的额外的焊料凸块。与使用焊料凸块时相比，使用共晶金属安装第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b时，可获得更好的散热效果。可形成第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b使其具有大的面积，以实现良好的散热效果。
除非明确地另外描述，否则可参照先前的描述来理解衬底1801和发光堆叠结构S。虽然未具体示出，但是可在发光堆叠结构S与衬底1801之间形成缓冲层，并且可采用由例如基于氮化物的半导体形成的未掺杂的半导体层作为缓冲层，以减小在缓冲层上生长的发光结构S的晶格缺陷。
衬底1801可具有彼此相对地设置的第一主表面和第二主表面，并且可在衬底1801的第一主表面和第二主表面中的至少一个上形成粗糙结构。在衬底1801的第一主表面和第二主表面中的至少一个上形成的粗糙结构可通过刻蚀衬底1801的一部分而形成，并且包括与衬底1801的材料相同的材料。可替代地，粗糙结构可由与衬底1801的材料不同的材料形成。
如同本实施例中那样，可在衬底1801与第一导电类型的半导体层1804之间的界面处形成粗糙结构，以使得有源层1805发射的光可沿着多个路径行进。因此，可减小由第一导电类型的半导体层1804吸收光的光学吸收率并且可增大光散射率，从而增大光提取效率。
具体地说，粗糙结构可具有规则形状或不规则形状。当粗糙结构由与衬底1801的材料不同的材料形成时，粗糙结构可为透明导体、透明绝缘体或高反射材料。透明绝缘体可为氧化硅物(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO)、氧化钛(TiO2)或氧化锆(ZrO)。透明导体可为TCO，例如含添加剂的氧化锌(ZnO)或氧化铟，所述添加剂例如镁(Mg)、银(Ag)、锌(Zn)、钪(Sc)、铪(Hf)、锆(Zr)、碲(Te)、硒(Se)、钽(Ta)、钨(W)、铌(Nb)、铜(Cu)、硅(Si)、镍(Ni)、钴(Co)、钼(Mo)、铬(Cr)或锡(Sn)。反射材料可为银(Ag)、铝(Al)或者包括具有不同折射率的多层的分布式布拉格反射器(DBR)，但是本发明构思不限于此。
虽然图8中并未示出，但是可从第一导电类型的半导体层1804去除衬底1801。可使用利用激光的激光剥离(LLO)工艺、刻蚀工艺或抛光工艺来执行对衬底1801的去除。另外，在去除衬底1801之后，可在第一导电类型的半导体层1804的表面上形成粗糙结构。
如图8所示，LED芯片1810可安装在安装衬底1820上。安装衬底1820可包括分别在衬底主体1811的顶表面和底表面上形成的上电极层1812b和下电极层1812a、以及可穿透衬底主体1811以连接上电极层1812b和下电极层1812a的过孔1813。衬底主体1811可由树脂、陶瓷或金属形成，并且上电极层1812b或下电极层1812a可为由例如Au、Cu、Ag或Al形成的金属层。
其上安装有LED芯片1810的衬底不限于图8所示的安装衬底1820，并且可为在其上形成了用于驱动LED芯片1810的互连结构的任何衬底。例如，可提供一种封装件结构，在该结构中LED芯片安装在具有一对引线框架的封装件主体上。
磷光体层1830可附着在LED芯片1810的顶表面(即，衬底1801的顶表面1801T)上，并且将LED芯片1810发射的光转换为白光。例如，当LED芯片1810是被配置为发射具有约430nm至约480nm的波长范围的蓝光的蓝色LED芯片时，磷光体层1830可以包括可参照图2进行理解的黄色磷光体。另外，可利用与以上参照图1至图7描述的制造发光器件封装件的工艺类似的工艺来形成磷光体层1830。
[LED芯片的其它示例]
除上述LED芯片以外，可将具有各种结构的LED芯片应用于根据本实施例的发光器件封装件。例如，可有效地采用这样的LED芯片，在所述LED芯片中表面等离子体极化激元(SPP)形成在金属与电介质材料之间的界面处并且与量子阱激子相互作用以极大地提高光提取效率。
[发光器件封装件的示例：芯片级封装(CSP)]
具有CSP结构的LED芯片封装件可用作上述发光器件封装件的示例。
CSP可适于大规模生产，这是因为CSP可缩减LED芯片封装件的尺寸并简化制造工艺。具体地，因为波长转换材料(例如，作为磷光体层)和光学结构(例如，透镜)可与LED芯片一体化，所以CSP可有效地用于照明系统。
作为CSP的示例，图9示出了这样的封装件结构，其中电极沿着与其主要光提取表面相反的方向形成在LED 1910的底表面上，并且磷光体层1907和透镜1920形成为一体化类型。
图9所示的CSP 1900可包括可设置在衬底1911上或衬底1911中的发光堆叠结构S、第一端子Ta和第二端子Tb、磷光体层1907以及透镜1920。
发光堆叠结构S可为包括有第一导电类型的半导体层1904、第二导电类型的半导体层1906和介于它们之间的有源层1905的堆叠结构。在本实施例中，第一导电类型的半导体层1904和第二导电类型的半导体层1906可分别为p型半导体层和n型半导体层。另外，第一导电类型的半导体层1904和第二导电类型的半导体层1906可由氮化物半导体形成，所述氮化物半导体例如AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)。然而，除氮化物半导体以外，第一导电类型的半导体层1904和第二导电类型的半导体层1906可由基于砷化镓(GaAs)的半导体或基于磷化镓(GaP)的半导体形成。
在第一导电类型的半导体层1904与第二导电类型的半导体层1906之间形成的有源层1905可由于电子和空穴之间的复合而发射具有预定能量的光。有源层1905可具有量子阱层和量子势垒层交替地堆叠的多量子阱(MQW)结构。例如，InGaN/GaN结构或AlGaN/GaN结构可用作MQW结构。
可利用诸如金属有机CVD(MOCVD)工艺、分子束外延(MBE)工艺或氢化物气相外延(HVPE)工艺的已知的半导体生长工艺来形成第一导电类型的半导体层1904和第二导电类型的半导体层1906以及有源层1905。
图9所示的LED 1910可具有从其去除生长衬底的表面，并且粗糙部分P可形成在所述去除了生长衬底的表面上。另外，用作光转换层的磷光体层1907可在在其上形成有粗糙部分P的LED 1910的表面上形成。
LED 1910可包括分别与第一导电类型的半导体层1904和第二导电类型的半导体层1906连接的第一电极1909a和第二电极1909b。第一电极1909a可包括穿过第二导电类型的半导体层1906和有源层1905而形成并且连接至第二导电类型的半导体层1904的导电过孔1908。可在导电过孔1908与有源层1905和第二导电类型的半导体层1906之间形成绝缘层1903，以防止发生短路。
虽然本实施例示出了仅形成一个导电过孔1908的示例，但是可提供至少两个导电过孔1908以有利于电流分散，并且这些过孔可按照各种形状排列。
本实施例描述了安装衬底1911是可容易地施加半导体工艺的支承衬底(例如，硅衬底)的示例，但是本发明构思不限于此。安装衬底1911和LED 1910可通过利用第一键合层1902和第二键合层1912彼此键合。第一键合层1902和第二键合层1912可由绝缘材料或导电材料形成。例如，绝缘材料可为诸如SiO2的氧化物或SiN，或者为诸如硅树脂或环氧树脂的基于树脂的材料。导电材料可为Ag、Al、Ti、W、Cu、Sn、Ni、Pt、Cr、NiSn、TiW、AuSn或它们的共晶金属。键合工艺可包括：分别将第一键合层1902和第二键合层1912施加至LED 1910和衬底1911的键合表面，并且使LED 1910和衬底1911彼此键合。
可在安装衬底1911中从安装衬底1911的底表面形成过孔，并将所述过孔连接至键合的LED 1910的第一电极1909a和第二电极1909b。绝缘材料1913可形成在过孔的侧表面和安装衬底1911的底表面上。当安装衬底1911是硅衬底时，绝缘材料1913可包括利用热氧化工艺形成的氧化硅层。可通过用导电材料填充过孔来形成第一端子Ta和第二端子Tb，并且可将第一端子Ta和第二端子Tb连接至第一电极1909a和第二电极1909b。第一端子Ta和第二端子Tb可分别包括种层1918a和种层1918b以及通过利用种层1918a和1918b执行电镀工艺而形成的电镀填充单元1919a和电镀填充单元1919b。
图10是示出根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件所发射的光的普朗克光谱的示图。图11是量子点(QD)结构的示例的示图，所述量子点结构可应用于根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件。
参照图10，发光器件封装件的发光器件可根据构成发光器件的化合物半导体的种类来发射蓝光、绿光或红光。可替代地，LED芯片可发射UV光。在一些其它实施例中，发光器件可包括UV LED芯片、激光二极管芯片或有机LED芯片。然而，根据本发明构思的发光器件不限于上述示例，并且可包括各种光学装置。
可将发光器件的显色指数(CRI)控制在40(例如，钠灯)至100(例如，日光)的范围内，并且使其发射色温范围为2000K至20000K的各种类型的白光。在必要时，可通过产生可见光(例如，紫光、蓝光、绿光、红光和橙光)或红外(IR)光来根据环境气氛或心情调整照明光的颜色。另外，发光器件可产生具有特定波长的光以刺激植物生长。
将蓝色LED与黄色磷光体、绿色磷光体、红色磷光体和/或与绿色发光器件和红色发光器件进行组合而产生的白光可具有至少两个峰值波长。白光在CIE 1931坐标系中的坐标(x，y)可位于对(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)和(0.3333，0.3333)进行连接的线段上，或者位于由该线段与黑体辐射体光谱包围的区域中。白光的色温可在2000K与20000K之间。
例如，根据本发明构思的示例性实施例的磷光体可具有以下配方和颜色。
基于氧化物的磷光体：黄色和绿色(Y、Lu、Se、La、Gd、Sm)3(Ga、Al)5O12:Ce以及蓝色BaMgAl10O17:Eu、3Sr3(PO4)2·CaCl:Eu；
基于硅酸盐的磷光体：黄色和绿色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黄色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Eu以及对应于红色Ca2SiO4:Eu的Ca1.2Eu0.8SiO4；
基于氮化物的磷光体：绿色β-SiAlON:Eu，黄色(La、Gd、Lu、Y、Sc)3Si6N11:Ce，橙色α-SiAlON:Eu，红色(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiON3:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5(ON)8:Eu、(Sr,Ba)SiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3、0＜z＜0.3、0＜y≤4)，其中Ln可为从包含IIIa族元素和稀土元素的组合中选择的至少一种元素，并且M可为从包含钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)和镁(Mg)的组合中选择的至少一种元素；
基于硫化物的磷光体：红色(Sr,Ca)S:Eu、(Y,Gd)2O2S:Eu，绿色SrGa2S4:Eu；
基于氟化物的磷光体：基于KSF的红色K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、NaYF4:Mn4+、NaGdF4:Mn4+。
磷光体的组成应该符合化学计算法，并且各个元素可由周期表中本族的其它元素代替。例如，Sr可由诸如Ba、Ca或Mg的II族元素(碱土金属)代替，并且Y可由诸如Tb、Lu、Sc或Gd的基于镧的元素代替。另外，根据期望的能级，充当活化剂的铕(Eu)可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)或镱(Yb)代替。活化剂可单独使用，或者还可施加共活化剂等以改变特性。
此外，诸如量子点(QD)的材料可作为能够代替磷光体的材料使用，并且磷光体和QD可单独使用或彼此组合用于LED。
QD可具有包括诸如CdSe或InP的核(约3nm至约10nm)、诸如ZnS或ZnSe的壳(约0.5nm至约2nm)以及用于稳定所述核和壳的配体的结构，并且可根据尺寸实现各种颜色。
图12是示出关于根据本发明构思的示例性实施例的使用了蓝色发光器件的白色发光器件封装件所处的应用领域的磷光体类型的表格。
涂覆磷光体或QD的方法可包括以下处理中的至少一个：将磷光体或QD喷洒到LED芯片或发光器件上；用薄膜覆盖LED芯片或发光器件；或者将薄膜或陶瓷磷光体片附着至LED芯片或发光器件。
喷洒处理通常可包括分散处理和喷洒涂覆处理，并且分散处理可包括气动处理以及诸如螺旋紧固处理或线型紧固处理的机械处理。在喷洒处理中，可通过喷射非常少量的磷光体或QD来调整点的量，并且可通过调整点的量来控制色坐标。在利用喷洒处理将磷光体统一地涂覆在晶圆级或发光器件衬底上的处理中，可提高生产率，并且可容易地控制所涂覆的层的厚度。
用薄膜覆盖LED芯片或发光器件的处理可包括根据芯片的侧表面是否需要涂覆薄膜而选择性地采用的电泳处理、丝网印刷处理或磷光体模制处理。
可将具有不同发光波长的至少两个磷光体层分离以控制较长波长的发光磷光体的效率，所述较长波长的发光磷光体被配置为从具有不同发光波长的至少两个磷光体中对短波长范围内发射的光进行再吸收。另外，可在各磷光体层之间提供DBR(或全向反射器(ODR))层，以使光的再吸收以及LED芯片与至少两个磷光体层之间的干涉最小化。
为了形成均匀涂覆的层，磷光体可形成为薄膜或陶瓷类型，然后附着在芯片或发光器件上。
可按照远程方式设置光转换材料，以改变光学效率或光分布特性。在这种情况下，光转换材料可根据其耐久性或耐热性与透明聚合物或玻璃一起设置。
由于涂覆磷光体的技术极大地影响LED装置的光学特性，因此已经对各种控制磷光体涂层或均匀地分散磷光体的技术进行研究。可按照与磷光体的设置方式相同的方式将QD设置在LED芯片或发光器件上。另外，QD可形成在LED芯片(或发光器件)中且介于玻璃与透明聚合物材料之间，并且执行光转换操作。
透射材料可作为填充物设置在LED芯片或发光器件上，以从外部保护LED芯片或发光器件或者提高光提取效率。
透射材料可为透明有机材料(例如环氧树脂、硅树脂、环氧树脂和硅树脂的混合物)，并且可通过热或辐射光来固化，或者通过允许透射材料放置超过预定时间段来固化。
聚二甲硅氧烷(PDMS)可归类为基于甲基的硅树脂，而聚甲基苯基硅氧烷可归类为基于苯基的硅树脂。基于甲基的硅树脂与基于苯基的硅树脂可在折射率、透湿性、透光率、耐光稳定性和耐热稳定性的方面有所不同。另外，硅树脂可根据交联剂和催化剂以不同速率固化，并且影响磷光体的分散。
光提取效率可取决于填充物的折射率。具有不同折射率的至少两种硅树脂可顺序堆叠以使设置在发射蓝光的芯片的最外侧部分的介质的折射率与光从其发射至空气中的介质的折射率之间的差异最小化。
通常，基于甲基的硅树脂可具有最高的耐热稳定性，而基于苯基的硅树脂、混合物和环氧树脂可随着温度按照有序方式的升高而以低速率变化。硅树脂可根据硬度分为凝胶类型、弹性体类型和树脂类型。
发光器件还可包括对光源所辐射的光进行放射状导向的透镜。在这种情况下，预先成型的透镜可附着在LED芯片或发光器件上。可替代地，可以将可流动的有机溶剂注射到安装有LED芯片或发光器件的模具中，并且使其固化以形成透镜。
通过将发光器件的外部粘附于透镜的外部，可将透镜直接附着至形成在芯片上的填充物，或者与填充物分隔开。当将可流动的有机溶剂注射到模具中时，可使用注射模制处理、转移模制处理或压缩模制处理。
光分布特性可受透镜形状(例如，凹形形状、凸形形状、粗糙形状、圆锥形状或几何结构)影响。可对透镜的形状进行修改以符合效率和光分布特性的需求。
发光器件可由例如半导体形成。例如，发光器件可由氮化物半导体形成，所述氮化物半导体可由下式表示：AlxGayInzN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1、x+y+z＝1)。可通过利用诸如MOCVD工艺的气相生长工艺在衬底上以外延方式生长出诸如InN、AlN、InGaN、AlGaN或InGaAlN的氮化物半导体，来形成发光器件。除氮化物半导体之外，发光器件可由诸如ZnO、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs或AlInGaP的半导体形成。半导体可包括通过顺序堆叠n型半导体层、发射层和p型半导体层而形成的堆叠结构。发射层(或有源层)可包括具有MQW结构或单量子阱(SQW)结构的堆叠的半导体，或者具有双异质结构的堆叠的半导体。虽然发光器件可为被配置为发射蓝光的装置，但是本发明构思不限于此。可选择发光器件以使其发射具有任意波长的光。
图13A是包括有发光器件阵列单元的背光(BL)组件的示例的分解透视图，在所述发光器件阵列单元中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法而制造的发光器件封装件，并且图13B是可包括在图13A的BL组件中的发光模块的示例的截面图。
如图13A所示，直接发光型BL组件3000可包括下盖3005、反射片3007、发光模块3010、光学片3020、液晶(LC)面板3030和上盖3040。根据示例性实施例的发光器件阵列单元可以作为包括在直接发光型BL组件3000中的发光模块3010使用。
根据示例性实施例，发光模块3010可包括具有电路衬底和至少一个发光器件封装件的发光器件阵列3012以及行列存储单元3013。发光器件阵列3012可包括参照图1至图12描述的发光器件封装件之一。发光器件阵列3012可从设置在直接式BL组件3000之外的发光器件驱动器接收用于发光的功率，并且发光器件驱动器可对供应至发光器件阵列3012的电流进行控制。
在一个实施例中，如图13B所示，发光模块可包括：第一平面部分1002a，其对应于电路衬底1002的主要区域；倾斜部分1002b，其设置为邻近第一平面部分1002a并且至少一部分弯曲；以及第二平面部分1002c，其设置在倾斜部分1002b之外的电路衬底1002的拐角。多个光源可布置在第一平面部分1002a上且彼此间隔开第一距离d2，并且至少一个光源1001可布置在倾斜部分1002b上且彼此间隔开第二距离d1。第一距离d2可等于第二距离d1。倾斜部分1002b的宽度(或者在截面图中获得的倾斜部分1002b的长度)可小于第一平面部分1002a的宽度且大于第二平面部分1002c的宽度。另外，在必要时，至少一个光源可布置在第二平面部分1002c上。
可将倾斜部分1002b与第一平面部分1002a形成的角度合适地控制为在0°至90°之间的范围内。电路衬底1002可具有上述结构，从而使光学片3020甚至在其边缘部分也可保持均匀的亮度。
可以在发光模块3010上提供光学片3020，并且光学片3020包括发散片3021、会聚片3022和保护片3023。也就是说，发散片3021、会聚片3022和保护片3023可在发光模块3010上顺序制备。发散片3021可使发光模块3010所发射的光发散，会聚片3022可使经发散片3021发散的光会聚并增加发光模块3010的亮度，并且保护片3023可保护会聚片3022并保证发光模块3010的视角。
上盖3040可封闭光学片3020的边缘，并且与下盖3005组装。
另外，可在光学片3020与上盖3040之间提供LC面板3030。LC面板3030可包括一对第一衬底(未示出)和第二衬底(未示出)，这一对衬底可在LC层位于它们之间的情况下彼此键合。多条栅极线可与多条数据线交叉以在第一衬底上限定像素区。可在各像素区之间的交叉部分分别提供薄膜晶体管(TFT)，并且所述薄膜晶体管可与安装在各像素区上的像素电极一一对应并连接至所述像素电极。第二衬底可包括分别与各像素区对应的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的彩色滤波器以及覆盖各个彩色滤波器的边缘、各条栅极线、各条数据线和TFT的黑矩阵。
图14是包括有发光器件阵列单元和发光器件模块的平板照明系统4100的示意图，在所述发光器件阵列单元和发光器件模块中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造发光器件封装件的方法而制造的发光器件封装件。
参照图14，平板照明系统4100可包括光源4110、电源装置4120和壳体4130。光源4110可包括具有根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的发光器件阵列单元。
光源4110可包括发光器件阵列单元，并且具有如图14所示的整体平面形状。
电源装置4120可被配置为将功率供应至光源4110。
壳体4130可包括容纳有光源4110和电源装置4120的容纳空间，并且具有包括一个敞开的侧表面的六面体形状，但是本示例性实施例不限于此。光源4110可设置为朝着壳体4130的敞开的侧表面发射光。
图15是灯泡型照明器的示意图，所述灯泡型照明器是包括有发光器件阵列单元和发光器件模块的照明系统4200，在所述发光器件阵列单元和发光器件模块中布置了使用根据本发明构思的示例性实施例的制造LED芯片的方法而制造的LED芯片。
参照图15，照明系统4200可包括插座4210、电源单元4220、辐射单元4230、光源4240和光学单元4250。根据示例性实施例，光源4240可包括具有根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的发光器件阵列单元。
插座4210可被配置为能够被现有技术的照明系统替代。可通过插座4210来施加供应至照明系统4200的功率。如图15所示，可对第一电源单元4221和第二电源单元4222进行组装来形成电源单元4220。
辐射单元4230可包括内部辐射单元4231和外部辐射单元4232。内部辐射单元4131可直接连接至光源4240和/或电源单元4220，从而可将热量传输至外部辐射单元4232。光学单元4250可包括内部光学单元(未示出)和外部光学单元(未示出)，并且可被配置为使光源4240发射的光均匀分散。
光源4240可从电源单元4220接收功率，并且将光发射至光学单元4250。光源4240可包括根据示例性实施例之一的发光器件阵列单元。光源4240可包括至少一个发光器件封装件4241、电路衬底4242和行列信息存储单元4243，并且行列信息存储单元4243可存储发光器件封装件4241的行列信息。
包括在光源4240中的多个发光器件封装件4241可为相同类型，以产生具有相同波长的光。可替代地，包括在光源4240中的多个发光器件封装件4241可为不同类型，以产生具有不同波长的光。例如，发光器件封装件4241可包括：通过对黄色磷光体、绿色磷光体、红色磷光体或橙色磷光体与蓝色发光器件进行组合而制造的白色发光器件，以及紫色发光器件、蓝色发光器件、绿色发光器件、红色发光器件或红外(IR)发光器件中的至少一个，以控制光的色温和显色指数(CRI)。可替代地，当LED芯片发射蓝光时，包括有黄色磷光体、绿色磷光体和红色磷光体中的至少一个的发光器件封装件可被配置为根据磷光体的混合比发射具有各种色温的白光。可替代地，将绿色磷光体或红色磷光体施加至蓝色LED芯片的发光器件封装件可被配置为发射绿光或红光。配置为发射白光的发光器件封装件可与配置为发射绿光或红光的发光器件封装件组合，以控制白光的色温和CRI。另外，发光器件封装件4241可包括被配置为发射紫光、蓝光、绿光、红光或IR光的发光器件中的至少一个。在这种情况下，照明系统4200可控制钠(Na)中的CRI达到日光的水平，并且产生色温为约1500K至约20000K的各种白光光束。在必要时，照明系统4200可产生紫色、蓝色、绿色、红色或橙色的可见光或者IR光，并且根据环境气氛或心情控制照明的颜色。另外，照明系统4200可产生具有特定波长的光，以有利于植物的生长。
图16和图17是家庭网络的示例的示意图，所述家庭网络应用了包括根据本发明构思的示例性实施例的发光器件封装件的照明系统。
如图16所示，家庭网络可包括家庭无线路由器2000、网关集线器2010、ZigBee模块2020、LED照明器2030、车库门锁2040、无线门锁2050、家庭应用2060、蜂窝电话2070、安装在墙壁上的开关2080和云网络2090。
家庭网络可根据卧室、客厅、门厅、储藏室和家用电器的操作状态以及周围环境和状态，利用家庭无线通信(ZigBee和Wi-Fi)自动地控制LED照明器2030的亮度。
例如，如图17所示，可根据在TV 3030上观看的TV节目的类型或TV 3030的屏幕的亮度，利用网关或路由器3010自动地控制LED照明器3020B的亮度。当在TV 3030上显示戏剧并因此需要舒适气氛时，可控制对颜色的感应，从而可使得LED照明器3020B的色温降至约2000K至约5000K或约2000K至约12000K的范围内或更低。与此相反，当在轻松气氛下显示喜剧节目时，LED照明器3020B的色温可增至约4000K至7000K或约4000K至约12000K的范围内或更高，并且可控制LED照明器3020B为接近蓝色的白色。
可将ZigBee模块2020或3020A与光学传感器一体化并形成模块。例如，ZigBee模块2020或3020A可与照明系统4200的光源4240一体化。
可见光无线通信技术可使用具有人眼可见的可见光波长范围的光来以无线方式传输信息。可见光无线通信技术与现有技术的有线光学通信技术和红外(IR)无线通信的区别可以在于其使用具有可见光波长范围的光。另外，可见光无线通信技术与现有技术的有线光学通信技术的区别可以在于其使用无线通信环境。另外，与射频(RF)无线通信不同，可见光无线通信技术在方便性和物理安全性方面可以较为出色，这是因为其可自由使用频率而不需要调节或许可。此外，因为用户可用肉眼看见通信链路，所以可见光无线通信技术可为独特的。最重要的是，可见光无线通信技术可通过充当光源和通信装置这两者而具有融合技术的特点。因此，可使用具有可见光无线通信功能的智能光源4240来实现参照图16和图17描述的智能家庭网络系统。
另外，LED照明系统可用于车辆的内部光源或外部光源。LED照明系统可用于内部光源，诸如车辆的内部灯、阅读灯或仪表板的各种灯。另外，LED照明系统可用作外部光源，诸如车辆的前灯、刹车灯、方向指示灯、雾灯、行驶灯等。
利用特定波长范围的LED可促进植物生长、稳定人的情绪或治疗疾病。另外，LED可作为机器人或各种机械设施的光源使用。由于LED具有低功耗和长寿命，因此通过将LED与使用太阳能电池或风力的环保可再生的能源系统进行组合来实现照明系统。
虽然已经参照本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应该理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括步骤：
制备包括第一表面和相对所述第一表面设置的第二表面的承载件；
在所述承载件的第一表面上形成磷光体层；
将第一光从测试发光器件朝着所述承载件的第二表面发射；
对穿过所述磷光体层的第二光进行分析；以及
基于所述分析确定所述磷光体层的厚度。
2.根据权利要求1所述的制造发光器件封装件的方法，其中，形成磷光体层的步骤包括：
用磷光体涂覆所述承载件的第一表面；以及
利用模具使所述磷光体成型。
3.根据权利要求2所述的制造发光器件封装件的方法，其中，模具包括刀片和辊中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的制造发光器件封装件的方法，其中，第二光包括波长范围与第一光的波长范围实质上相同的第一透射光以及波长范围与第一光的波长范围不同的第二透射光，
其中确定磷光体层的厚度的步骤包括：计算第二透射光的发光强度与第一透射光的发光强度的比率。
5.根据权利要求1所述的制造发光器件封装件的方法，其中，所述测试发光器件发射的第一光包括蓝光。
6.根据权利要求1所述的制造发光器件封装件的方法，其中，所述磷光体层发射的第二光包括蓝光和黄光。
7.根据权利要求6所述的制造发光器件封装件的方法，其中，确定磷光体层的厚度的步骤包括：
收集关于第二光的波长的发光强度光谱；以及
计算发光强度光谱中黄光的最大发光强度与蓝光的最大发光强度的比率。
8.根据权利要求7所述的制造发光器件封装件的方法，其中，磷光体层的厚度由下式表示：
<mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mn>1</mn> <mo>*</mo> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mfrac> <mrow> <mi>I</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mrow> <mi>I</mi> <mi>b</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mrow>
其中d是磷光体层的厚度，Iy是发光强度光谱中黄光的最大发光强度，Ib是发光强度光谱中蓝光的最大发光强度，并且a1和b1中的每一个都是常数。
9.根据权利要求6所述的制造发光器件封装件的方法，其中，确定磷光体层的厚度的步骤包括：
收集关于第二光的波长的发光强度光谱；以及
计算黄光的波长范围中的光的总量与蓝光的波长范围中的光的总量的比率。
10.根据权利要求9所述的制造发光器件封装件的方法，其中，磷光体层的厚度由下式表示：
<mrow> <mi>d</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mn>2</mn> <mo>*</mo> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mfrac> <mrow> <mi>I</mi> <mi>y</mi> <mi>t</mi> </mrow> <mrow> <mi>I</mi> <mi>b</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mn>2</mn> <mo>,</mo> </mrow>
其中d是磷光体层的厚度，Iyt是黄光的波长范围中的光的总量，Ibt是蓝光的波长范围中的光的总量，并且a2和b2中的每一个都是常数。
11.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括步骤：
用磷光体涂覆承载件的第一表面；
通过利用模具使磷光体成型来形成磷光体层；
使用测试发光器件和光电探测器实时地测量磷光体层的厚度；
确定测量到的厚度是否等于期望厚度；以及
通过根据确定结果对模具进行调整来控制磷光体层的厚度。
12.根据权利要求11所述的制造发光器件封装件的方法，其中，控制磷光体层的厚度的步骤包括调整相对于承载件的第一表面的模具的高度。
13.根据权利要求11所述的制造发光器件封装件的方法，其中，所述测试发光器件面对与所述承载件的第一表面相对设置的第二表面，并且所述光电探测器面对所述承载件的第一表面。
14.根据权利要求11所述的制造发光器件封装件的方法，其中，在形成磷光体层期间，光电探测器对磷光体层连续发射的光进行检测。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在形成磷光体层期间，光电探测器仅在特定时间段对磷光体层发射的光进行检测。
16.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括步骤：
用磷光体涂覆承载件的第一表面；
使刀片和承载件中的一个沿着平行于第一表面的方向相对于刀片和承载件中的另一个移动，以在承载件上形成磷光体层；
在承载件和磷光体层的第一侧提供测试发光器件，以朝着磷光体层发射第一光，并且光电探测器位于承载件和磷光体层的与所述第一侧相对的第二侧，以收集源于测试发光器件并且由磷光体层进行转换的第二光；
对光电探测器收集到的第二光的光谱进行分析；以及
基于对光谱的分析来调整刀片与第一表面之间的距离。
17.根据权利要求16所述的制造发光器件封装件的方法，其中，第二光包括波长范围与第一光的波长范围实质上相同的第一透射光以及波长范围与第一光的波长范围不同的第二透射光，
其中对第二光进行分析的步骤包括选自以下步骤中的一个步骤：
确定第二透射光的发光强度与第一透射光的发光强度的比率；
确定第二透射光的最大发光强度与第一透射光的最大发光强度的比率；以及
确定第二透射光的波长范围中的光的总量与第一透射光的波长范围中的光的总量的比率。
18.根据权利要求17所述的制造发光器件封装件的方法，其中，调整距离的步骤包括：
如果确定的比率大于对应的预定范围的上限，则减小所述刀片与第一表面之间的距离，
如果确定的比率小于对应的预定范围的下限，则增大所述刀片与第一表面之间的距离，以及
如果确定的比率在对应的预定范围内，则保持所述刀片与第一表面之间的距离。
19.根据权利要求16所述的制造发光器件封装件的方法，还包括步骤：
将磷光体层附着至发射出与所述测试发光器件所发射的光实质上相同的光的多个发光器件；以及
分割磷光体层以形成多个发光器件封装件。
20.根据权利要求16所述的制造发光器件封装件的方法，还包括步骤：
分割磷光体层以形成多个分割的磷光体层；以及
将所述多个分割的磷光体层之一附着至发射出与所述测试发光器件所发射的光实质上相同的光的发光器件。
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