CN107240594B - 发光二极管设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光二极管设备及其制造方法。所述发光二极管设备包括：多个基底层，其中，每个基底层与像素的多个子像素中的一个子像素相应；热沉板，被设置在每个基底层的第一侧上，其中，所述热沉板包括被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间的图案化区域；荧光体，被设置在所述热沉板上，与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠；多个发光二极管，其中，每个发光二极管被形成在与每个基底层的第一侧相对的第二侧上。

Description

发光二极管设备及其制造方法
本申请要求于2016年6月21日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0077322号韩国专利申请以及于2016年3月28日在美国专利商标局提交的第62/313,888号美国临时申请的优先权，本申请的公开通过引用全部合并于此。
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种发光二极管(LED)设备以及制造该LED设备的方法，更具体地，涉及一种发射红光、绿光和蓝光并可被用作像素的LED设备以及制造该LED设备的方法。
背景技术
当在显示器中使用现有技术的发光二极管(LED)时，分别包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三个LED被用来创建一个像素。这里，这三个LED是按照不同的方式被制造的。由于这三个LED被单独地制造然后被组合成一个LED，因此在制造LED中涉及许多相关的工序，并且，由于制造温度和环境可能出现一些颜色偏差。
此外，通过与包括蓝色LED以及与红色和绿色中的每一个相应的量子点的玻璃封装件进行组合来制造红色LED和绿色LED。也就是说，通过用玻璃覆盖并密封量子点来制造红色LED和绿色LED，量子点将从下部发射的蓝色光波进行转换以分别显示红色和绿色。这里，LED被结合在基底之顶部并通过金引线与电极连接，并且用塑料模具覆盖外围区域。
制造工序包括：将被制造为单个晶圆上的LED阵列的LED逐一分离以将LED结合在与覆盖有塑料模具的结构相连接的PCB顶部；使用金引线将每个LED的+电极和-电极连接到焊盘；在LED的顶部粘附包括量子点的玻璃封装件。
当量子点像这样被粘附在LED顶部上时，易受热影响的量子点被加热，因此，使得光转换特性显著劣化。此外，由于需要在每个晶圆中制造、分离和封装LED的工序，从而该工序被复杂化并增加了原材料的成本。
因此，为了改善耐热特性以降低在现有技术的LED封装工序中出现的工序的复杂性的目的以及为了阻隔氧气和水分的目的，需要一种可以执行密封的LED。
发明内容
一个或更多个示例性实施例提供一种发射红光、绿光和蓝光且具有在热沉性能和制造工序方面被改善的结构的LED设备及其制造方法。
根据示例性实施例的一方面，提供一种LED设备，所述LED设备包括：多个基底层，其中，所述多个基底层中的每个基底层与像素的多个子像素中的一个子像素相应；热沉板，被设置在所述多个基底层的第一侧上，其中，所述热沉板包括被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间的图案化区域；荧光体，被设置在所述热沉板上，与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠；多个发光二极管，其中，所述多个发光二极管中的每个发光二极管被设置在与每个基底层的第一侧相对的第二侧上。
所述热沉板的图案化区域可以被配置为防止从所述多个发光二极管发射的并穿过所述多个基底层的光彼此混合。
所述荧光体可以包括：第一荧光体，被设置在所述多个基底层中的第一基底层的第一侧上，其中，第一基底层与所述像素的R子像素相应；第二荧光体，被设置在所述多个基底层中的第二基底层的第一侧上，其中，第二基底层与所述像素的G子像素相应。
所述设备还可以包括：黑色密封剂，被设置在所述热沉板的图案化区域上，其中，第一荧光体和第二荧光体被设置在所述黑色密封剂之间。
所述设备还可以包括：玻璃层，被设置在所述黑色密封剂和所述荧光体上，其中，所述黑色密封剂将所述热沉板和所述玻璃层之间的区域密封。
所述荧光体可以被配置为将从所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分入射的光转换成相应的子像素的波，并通过将转换的光散射来将转换的光向外发射。
所述设备还可以包括：滤色器层，被设置在所述荧光体上，并与所述像素的至少一个子像素重叠。
所述设备还可以包括：金属材料，被设置在每个基底层的侧表面上，并被配置为将发射到所述多个基底层中的每个基底层的侧表面的光反射回每个基底层中。
所述设备还可以包括：多个焊盘，被设置在所述多个发光二极管中的每个发光二极管上，并被配置为接收外部电力。
所述多个基底层可以包括以下项中的至少一项：多个蓝宝石基底层和多个硅基底层。
所述热沉板可以包括透明热沉板。
所述热沉板可以包括单个热沉板。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于制造LED设备的方法，所述方法包括：在基底的第一侧上形成发光二极管层；在所述基底的与所述基底的第一侧相对的第二侧上堆叠热沉板，其中，所述热沉板包括图案化区域；根据所述热沉板的图案化区域对所述基底和所述发光二极管层进行蚀刻，从而在所述热沉板的第二侧上形成多个基底层，并在所述多个基底层中的每个基底层的第一侧上形成多个发光二极管；在所述热沉板上堆叠荧光体以与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠。
所述热沉板的图案化区域可以被配置为防止从所述多个发光二极管发射并穿过多个基底层中的每个基底层的光彼此混合，所述热沉板的图案化区域被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间。
堆叠所述荧光体的步骤可以包括：在所述多个基底层中的第一基底层的第一侧上堆叠第一荧光体，其中，第一基底层与所述像素的R子像素相应；在所述多个基底层中的第二基底层的上部堆叠第二荧光体，其中，第二基底层与所述像素的G子像素相应。
所述方法还可以包括：在所述热沉板的图案化区域的至少一部分上形成黑色密封剂，其中，第一荧光体和第二荧光体被设置在所述黑色密封剂之间。
所述方法还可以包括：在所述黑色密封剂和所述荧光体上形成玻璃层；在所述玻璃层上照射紫外线(UV)，从而使所述黑色密封剂硬化，其中，所述黑色密封剂被配置为将所述热沉板和所述玻璃层之间的区域密封。
所述荧光体可以被配置为将从所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分入射的光转换成相应的子像素的波，并通过将转换的光散射来发射转换的光。
所述方法还可以包括：在所述荧光体上堆叠滤色器层以与所述像素的至少一个子像素重叠。
所述方法还可以包括：在所述多个基底层中的每个基底层的侧表面上设置金属材料，其中，所述金属材料被配置为将发射到所述多个基底层中的每个基底层的侧表面的光反射回所述多个基底层中的每个基底层的内部中。
所述方法还可以包括：在所述多个发光二极管中的每个发光二极管上形成多个焊盘以接收外部电力。
所述热沉板可以根据多个像素的阵列按照矩阵形式被图案化。
所述方法还可以包括：对所述基底和所述发光二极管层进行蚀刻，然后对所述热沉板应用拉伸工序。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种LED设备，所述设备包括：多个基底层，其中，每个基底层与像素的多个子像素中的一个子像素相应；热沉板，被堆叠在每个基底层的第一侧上，其中，所述热沉板包括被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间的图案化区域；荧光体，被堆叠在所述热沉板上，与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠；多个发光二极管，其中，每个发光二极管被形成在与每个基底层的第一侧相对的第二侧上。
所述热沉板的图案化区域可以被配置为防止从所述多个发光二极管发射并穿过所述多个基底层的光彼此混合。
所述荧光体可以包括：第一荧光体，被堆叠在所述多个基底层中的第一基底层的第一侧上，其中，第一基底层与所述像素的R子像素相应；第二荧光体被堆叠在所述多个基底层中的第二基底层的第一侧上，其中，第二基底层与所述像素的G子像素相应。
所述设备还可以包括：黑色密封剂，被设置在所述热沉板的图案化区域上，其中，第一荧光体和第二荧光体可以被设置在所述黑色密封剂之间。
所述设备还可以包括：玻璃层，被堆叠在所述黑色密封剂和所述荧光体上，其中，所述黑色密封剂可以被配置为将所述热沉板和所述玻璃层之间的区域密封。
所述荧光体可以被配置为将从所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分入射的光转换成相应的子像素的波，并被配置为通过将转换的光散射而将转换的光向外发射。
所述设备还可以包括：滤色器层，被堆叠在荧光体上，并与所述像素的至少一个子像素重叠。
所述设备还可以包括：金属材料，被设置在每个基底层的侧表面上，并被配置为将发射到所述多个基底层中的每个基底层的侧表面的光反射回每个基底层中。
所述设备还可以包括：多个焊盘，被形成在所述多个发光二极管中的每个发光二极管上，并被配置为接收外部电力。
所述多个基底层可以包括多个基底层。
所述热沉板可以包括透明热沉板。
所述热沉板可以包括单个热沉板。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于制造LED设备的方法，所述方法包括：在基底的第一侧上形成发光二极管层；在与所述基底的第一侧相对的第二侧上堆叠热沉板，其中，所述热沉板包括图案化区域；根据所述热沉板的图案化区域对所述基底和所述发光二极管层进行蚀刻，从而在所述热沉板的第二侧上形成多个基底层，并在所述多个基底层中的每个基底层的第一侧上形成多个发光二极管；在所述热沉板上堆叠荧光体以与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠。
所述热沉板的图案化区域可以被配置为防止从多个发光二极管发射的并穿过多个基底层中的每个基底层的光彼此混合，所述热沉板的图案化区域被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间。
堆叠所述荧光体的步骤可以包括：在所述多个基底层中的第一基底层的第一侧上堆叠第一荧光体，其中，第一基底层与所述像素的R子像素相应；在所述多个基底层中的第二基底层的上部堆叠第二荧光体，其中，第二基底层与所述像素的G子像素相应。
所述方法还可以包括：在所述热沉板的图案化区域的至少一部分上形成黑色密封剂，并且第一荧光体和第二荧光体可以被设置在所述黑色密封剂之间。
所述方法还可以包括：在所述黑色密封剂和所述荧光体上形成玻璃层；在所述玻璃层上照射紫外线(UV)，从而使所述黑色密封剂硬化，其中，所述黑色密封剂被配置为将所述热沉板和所述玻璃层之间的区域密封。
所述荧光体可以被配置为将从所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分入射的光转换成相应的子像素的波，并被配置为通过将转换的光散射来发射转换的光。
所述方法还可以包括：在所述荧光体上堆叠滤色器层以与所述像素的至少一个子像素重叠。
所述方法还可以包括：在所述多个基底层中的每个基底层的侧表面上设置金属材料，其中，所述金属材料可以被配置为将发射到多个基底层中的每个基底层的侧表面的光反射回所述多个基底层中的每个基底层的内部中。
所述方法还可以包括：在所述多个发光二极管中的每个发光二极管上形成多个焊盘以接收外部电力。
所述热沉板可以根据多个像素的阵列按照矩阵形式被图案化。
所述方法还可以包括：对所述基底和所述发光二极管层进行蚀刻，然后对所述热沉板应用拉伸工序。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种发光二极管(LED)设备，所述设备包括：多个基底层，其中，所述多个基底层包括：与R子像素、G子像素和B子像素中的一个相应的第一基底层、与R子像素、G子像素和B子像素中的一个相应的第二基底层、与R子像素、G子像素和B子像素中的一个相应的第三基底层，第一基底层、第二基底层和第三基底层与彼此不同的子像素相应；单个热沉板，被堆叠在第一基底层、第二基底层和第三基底层中的每个基底层的第一侧上，其中，所述热沉板包括与所述多个基底层中的相邻的基底层之间的区域相应的图案化区域；荧光体，被堆叠在所述热沉板上，与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠，其中，所述荧光体包括：与第一基底层的至少一部分重叠的第一荧光体、与第二基底层的至少一部分重叠的第二荧光体；多个发光二极管，其中，每个发光二极管被设置在与第一基底层、第二基底层和第三基底层中的每个基底层的第一侧相对的第二侧上。
所述多个发光二极管可以被配置为向第一基底层、第二基底层和第三基底层发射同一颜色光，第一荧光体和第二荧光体可以被配置为将从第一基底层和第二基底层入射的光转换成相应的子像素的波。
所述热沉板的图案化区域可以被图案化为黑色并被配置为防止从所述多个发光二极管发射的并穿过多个基底层的光彼此混合。
所述设备还可以包括被堆叠在所述热沉板的图案化区域上的黑色密封剂，所述图案化区域和所述黑色密封剂被配置为防止从所述多个发光二极管发射的并穿过多个基底层的光彼此混合。
根据本公开的各种示例性实施例，即使LED设备的尺寸被减小，也可以提高热沉性能以延长设备的寿命，从而减少制造所述设备的时间。
附图说明
通过参照在附图中示出的特定实施例，一个或更多个示例性实施例的以上和/或其他方面将变得更加清楚。将理解这些附图仅描述了本公开的示例性实施例并因此不被认为是对本公开的范围的限制，通过附图的使用利用附加特征和细节来对本文的原理进行描述和解释，其中：
图1是示出根据示例性实施例的LED设备的示图；
图2示出在图1中示出的LED设备的详细配置；
图3至图11示出根据示例性实施例的用于制造LED设备的方法；
图12A和图12B是示出根据示例性实施例的拉伸工序的示图；
图13示出根据示例性实施例的在制造工序中LED设备的三维形式；
图14是示出根据示例性实施例的LED设备的制造方法的流程图。
具体实施方式
本公开的示例性实施例可以被进行各种修改。因此，特定示例性实施例在附图中被示出并在详细描述中被详细描述。然而，将理解，本公开不限制于特定示例性实施例，而是包括不脱离本公开的范围和精神的所有修改、等同物和替换物。另外，由于公知的功能或构造会以不必要的细节模糊本公开，因此不详细描述公知的功能或构造。
如果描述特定元件(例如，第一元件)与另一元件(例如，第二元件)“操作地或通信地结合”或被“操作地或通信地结合到”另一元件(例如，第二元件)或者被“连接到”另一元件(例如，第二元件)，则应当理解，该特定原件可直接连接到该另一元件或者通过另外的元件(例如，第三元件)连接到该另一元件。如果描述特定元件(例如，第一元件)被“直接结合到”或“直接连接到”另一元件(例如，第二元件)，则可以理解，在该特定元件和该另一元件之间不存在另外的元件(例如，第三元件)。
在本公开的各种示例性实施例中使用的术语是为了描述特定示例性实施例的目的，而不意于限制本公开。单数形式意于包括复数形式，除非上下文另外明确指出。除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在通常使用的词典中定义的术语应当被解释为具有与相关技术的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想或夸张的含义，除非它们在本公开的各种示例性实施例中被清楚地定义。根据情况，即使在本公开的示例性实施例中定义的术语也不应被解释为排除本公开的示例性实施例。
以下，将参照附图对本公开的各种示例性实施例进行详细地描述。
图1是示出根据示例性实施例的发光二极管(LED)设备1000的示图。参照图1，LED设备1000包括：多个蓝宝石基底层(例如，第一蓝宝石基底层、第二蓝宝石基底层和第三蓝宝石基底层)10-1、10-2和10-3、透明热沉板20；荧光体(例如，第一荧光体和第二荧光体)30-1和30-2、多个发光二极管(例如，第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管)40-1、40-2和40-3。
在示例性实施例中，透明热沉板20被安装在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3上，然而，示例性实施例不限于此，半导体基底(未示出)也可以被安装在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的上部(例如，顶表面)上。例如，具有六方晶系的氮化物层(半导体基底的示例)可以被安装在蓝宝石基底层上。
多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的蓝宝石基底层可以分别与像素的多个子像素相应。例如，第一蓝宝石基底层10-1可以与R(红色)子像素相应，第二蓝宝石基底层10-2可以与G(绿色)子像素相应，第三蓝宝石基底层10-3可以与B(蓝色)子像素相应。
然而，多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3具有相同的结构配置，并且可以被用作光穿过的路径。此外，穿过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的光具有相同的特性，R子像素、G子像素和B子像素中的每个子像素的特征可以通过设置在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个上的各个荧光体30-1和荧光体30-2而被区分。
多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个可以被用作引导从设置在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的下部(例如，底表面)的多个发光二极管40-1、40-2和40-3产生的光的导光板。也就是说，从多个发光二极管40-1、40-2和40-3产生的光可以入射到多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的与多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个相应的下部(底表面)，并从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的上部被发出，并且从多个发光二极管40-1、40-2和40-3产生的光的仅一部分可以从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面被发出。
然而，如下所述，可以在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面上涂覆金属材料。这里，从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧面发出的光可以通过金属材料被反射回到多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的内部。
在示例性实施例中，使用多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3；然而，这仅是示例。例如，LED设备1000也可以包括多个硅层来代替多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3。
如图1所示，透明热沉板20被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的上部上。多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的相邻的蓝宝石基底层之间的区域被图案化。也就是说，如图1所示，热沉板20包括设置在多个基底层中的相邻基底层之间的图案化区域20p。
透明热沉板20可以根据多个像素的阵列按照矩阵形式被图案化(即，图案化区域20p)。例如，透明热沉板20可以按照与1920×1080×3＝6220800相应的矩阵形式被图案化，以实现全高清(FHD)显示器。虽然透明热沉板20的与子像素相应的部分可以是透明的，但是不与子像素相应的部分可以是黑色图案(或者用黑色被图案化)。
通过用黑色将多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的相邻蓝宝石基底层之间的区域(图案化区域20p)图案化，透明热沉板20可以防止分别从多个发光二极管发出的并穿过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的光彼此混合。
透明热沉板20可以阻挡从多个发光二极管40-1、40-2和40-3产生的热被传递到荧光体30-1和30-2。例如，透明热沉板20可以由硅等制成。因此，荧光体30-1和30-2的产品寿命可以被延长。
此外，可通过应用蚀刻工序来扩展透明热沉板20。下面将提供详细的说明。以下将通过图12A和图12B的描述详细描述用于使透明热沉板20变薄的蚀刻工序。
荧光体30-1和30-2是一种吸收能量以发射红光、绿光或蓝光等的发光材料。例如，它可以是量子点等。荧光体可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的至少一部分上方的透明热沉板20的上部(例如，顶表面或第一表面)上。例如，荧光体30-1和30-2可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1和10-2的透明热沉板20的上部上，但是可不被堆叠在蓝宝石基底层10-3的透明热沉板20的上部上。
当荧光体30-1和30-2被堆叠时，多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的特征被区分开。例如，多个发光二极管可以按照相同的方式发射蓝光，并且荧光体30-1和30-2被堆叠在第一蓝宝石基底层10-1和第二蓝宝石基底层10-2的透明热沉板20的上部以分别被用作R子像素和G子像素。在该示例中，没有堆叠荧光体30-1和30-2的第三蓝宝石基底层10-3可以被用作B(蓝色)子像素。
在示例性实施例中，荧光体30-1和30-2可以包括第一荧光体30-1和第二荧光体30-2，其中，第一荧光体30-1被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与R子像素相应的第一蓝宝石基底层10-1的上部上，第二荧光体30-2被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与G子像素相应的第二蓝宝石基底层10-2的上部上。然而，这仅是示例性实施例，荧光体30-1和30-2也可以包括其他类型的荧光体。
如上所述，多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3可以被用作收集从多个发光二极管40-1、40-2和40-3入射的光并发射所述光的导光板，从而可以缩小视角。因此，荧光体30-1和30-2可以将从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3入射的光转换成相应的像素的波，并且可以将转换的光通过内部散射体散射到外部并发射所述光。也就是说，可以通过包括在荧光体30-1和荧光体30-2中的散射体来扩大视角。
然而，这仅是示例性实施例，荧光体30-1和30-2可以不包括用于缩小视角的散射体。例如，在在公共场所中使用显示器的情况下，阻止个人信息的暴露可能是比视角更重要的因素，在该情况下，可以不使用散射体。
多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以与通过复合过多的电子-空穴对而发射光的p-n结二极管相应。当电压被施加时，多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以通过将包括在n型半导体层中的电子与p型半导体层的空穴复合而发光。
多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以被形成(或设置)在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的下部(例如，底表面或第二表面)上。多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以在被施加电压时发射光，发射的光穿过相应的多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3以及荧光体30-1和30-2等。在下面描述的示例性实施例中，将对当多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射蓝光时的情况进行描述。然而，这仅是示例性实施例，多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以发射不同颜色的光。这里，荧光体30-1和30-2的类型可以根据由多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射的光的颜色而改变。
图2示出了在图1中示出的LED设备1000的详细配置。以下，将不对与图1的元件相同的图2的元件进行详细的说明。
LED设备1000除了可包括图1的元件之外，还可以包括黑色密封剂50、玻璃层60、滤色器层(第一滤色器层、第二滤色器层和第三滤色器层)70-1、70-2和70-3、金属材料80和多个焊盘90。
黑色密封剂50可以由用于联接玻璃层60的材料制成，黑色密封剂50可以被堆叠在透明热沉板20的黑色图案化区域的上部(例如，顶表面)上。也就是说，黑色密封剂50被堆叠在设置在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的相邻蓝宝石基底层之间的区域上。
此外，黑色密封剂50按照与透明热沉板20的图案化区域相同的方式控制从多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射的光。也就是说，黑色密封剂50可以防止穿过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的光彼此混合。
上述荧光体30-1和30-2可以被形成在黑色密封剂50之间。也就是说，第一荧光体30-1和第二荧光体30-2可以被形成在透明热沉板20的黑色图案化区域的上部(例如，顶表面)上形成的黑色密封剂50之间。
玻璃层60可以被形成在黑色密封剂50以及荧光体30-1和30-2的上部上。黑色密封剂50可以密封透明热沉板20和玻璃层60之间的区域。
玻璃层60可以保护荧光体30-1和30-2免受氧气、水分等的影响。由玻璃材料制成的玻璃层60仅是示例，可以使用聚酰亚胺、PET等以替代玻璃材料。
滤色器层70-1、70-2和70-3可以被堆叠在荧光体30-1和30-2的上部上的至少一个子像素的上方。滤色器层70-1、70-2和70-3可以包括第一滤色器层70-1和第二滤色器层70-2，其中，第一滤色器层70-1仅允许具有红色波的光穿过与R子像素相应的第一荧光体30-1的上部，第二滤色器层70-2仅允许具有绿色波的光穿过与G子像素相应的第二荧光体30-2的上部。
此外，在透明热沉板20上，即使荧光体没有被堆叠在第三蓝宝石基底层10-3上，也可使用第三滤色器层70-3。例如，滤色器层70-3可以与B子像素所相应的第三蓝宝石基底层10-3的上部间隔开并被堆叠。滤色器层70-3可以仅允许具有蓝色波的光通过，蓝宝石基底层10-3和滤色器层70-3之间的空间可以是空的。
第三滤色器层70-3可以是窄带滤色器，可以在没有任何光损耗的情况下增加颜色纯度。
当没有电压施加到多个发光二极管40-1、40-2和40-3时，每个子像素应当看上去是黑色的，但是由于光从外部源人射并被再次反射，因此每个子像素看上去可以是灰色的。
滤色器层70-1、70-2和70-3可以过滤从外部源入射的光并过滤被再次反射的光以控制每个子像素在没有电压施加到多个发光二极管40-1、40-2和40-3时看上去是黑色的。也就是说，当不存在滤色器层70-1、70-2和70-3时，像素看上去可以比当存在滤色器层70-1、70-2和70-3时更亮。
可以围绕多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面涂覆金属材料以将发射到多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的侧表面的光反射回多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的内部。
也就是说，金属材料80可以控制以防止相邻的子像素之间的光彼此混合，并且可以增加像素的亮度。
金属材料80可以实现为铝、钼、钛等。然而，示例性实施例不限于此，金属材料80可以是能够反射光的任何物质。
多个焊盘90可以被形成在多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个的下部(例如，底表面)上以接收外部电力。多个焊盘90可以接收外部电力以将电压施加到多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个。
多个焊盘90中的每一个可以被连接到发光二极管的p型半导体层和n型半导体层中的每一个以施加电压。
具有上述结构的LED设备1000可以去除基底、模具、金引线等，从而降低成本并通过金属材料80提高效率。此外，具有上述结构的LED设备1000可以在提高热性能和提高所述设备的产品寿命的同时减小尺寸。
以下将对本LED设备1000的制造方法进行描述。
以下使用的术语“沉积”、“安装”和“堆叠”用于表示形成半导体物质的层，并且通过本公开的各种示例性实施例形成的层或薄膜可以在用于使用金属-有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)进行安装的腔室内被安装，并且可以通过使用诸如PECVD、APCVD、LVCVD、UHCVD、PVD、电子束方法、电阻加热法等各种方法执行沉积而被形成。
参照图3，首先，发光二极管层40被形成在蓝宝石基底层10的下部(例如，底表面)上。然而，在实际制造工序中，发光二极管层40可被形成在蓝宝石基底层10的上部(例如，顶表面)上。虽然图3示出p型半导体层和n型半导体层可以互换使用，但是在实际制造工序中，可以顺序地形成这两个层。然而，对p型半导体层和n型半导体层进行堆叠的顺序与本公开无关，并且哪个层堆叠在另一个的顶部上也无关紧要。
GaN层(未示出)可以被安装在蓝宝石基底层10的上部(例如，顶表面)上以形成发光二极管层40。在示例性实施例中，发光二极管层40可以发射蓝光。然而，示例性实施例不限于此，发光二极管层40可以用可以形成发光二极管层40的任何材料形成。
以下图4A至图4C是示出应用用于蚀刻蓝宝石基底层10和发光二极管层40的光致抗蚀剂的方法的示图。为了方便解释，图4A至图4C示出图3的蓝宝石基底层10和发光二极管层40的倒置版本。
首先，如图4A所示，光致抗蚀剂400被应用在发光二极管层40的上部上。在示例性实施例中，为了曝光的目的而应用光致抗蚀剂400，这将在下面进行描述。
然后，如图4B所示，被制造以与预定像素相应的掩模500被设置在光致抗蚀剂400的上部。
被制造以与预定像素相应的掩模500是用于去除未被用作子像素的区域中的光致抗蚀剂400的掩模500。也就是说，掩模500可被制造为使被用作子像素的区域中的光致抗蚀剂400避开曝光装置。
如图4C所示，当光通过曝光装置被暴露在光致抗蚀剂400的曝光区域时，被用作像素的区域是光致抗蚀剂400。也就是说，光致抗蚀剂400的被去除区域的下部是未被用作子像素的区域，光致抗蚀剂400的剩余区域的下部是被用作子像素的区域。
对于图5之后的制造工序，将如图3中一样对蓝宝石基底层10和发光二极管层40的布置的倒置版本进行描述。
如图5所示，在去除光致抗蚀剂400的一部分之后，图案化的透明热沉板20可以被堆叠在蓝宝石基底层10的上部(第一侧面)上。
透明热沉板20可以按照与多个像素相应的矩阵形式被图案化。例如，被用作子像素的部分可以是透明的，而未被用作子像素的部分可以被图案化为黑色。此外，透明热沉板20的图案可以与去除了光致抗蚀剂400的区域相同。然而，示例性实施例不限于此。例如，透明热沉板20的图案可以与去除了光致抗蚀剂400的区域不同。
图6示出将蓝宝石基底层10和发光二极管层40蚀刻为与所述图案相应以在透明热沉板20的下部中形成多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3并在相应的多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的下部中形成多个发光二极管40-1、40-2和40-3。在对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻之后，剩余的光致抗蚀剂400被完全去除。
在示例性实施例中，当未使用透明热沉板20时，多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3和在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的下面形成的多个发光二极管40-1、40-2和40-3可以被分别形成。在这种情况下，为了使用多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3和多个发光二极管40-1、40-2和40-3作为显示器，需要将多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3和多个发光二极管40-1、40-2和40-3移动到新基底上的附加工序。
也就是说，透明热沉板20是在对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻之后将多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3与在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的下面形成的多个发光二极管40-1、40-2和40-3连接的配置或元件。在现有技术中，需要将每个子像素移动到基底上的工序；然而，在无需移动工序的情况下，每个子像素本身可以通过使用透明热沉板20被用作显示器。
此外，透明热沉板20可以被图案化为黑色以控制子像素之间的光不会彼此混合。也就是说，透明热沉板20可以包括被设置在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的相邻蓝宝石基底层之间并被以黑色图案化的区域，使得从多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射并穿过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的多个光不会彼此混合。
可以将蚀刻工序应用于透明热沉板20以改变显示器的最终分辨率。将参照图12A和图12B对所述蚀刻工序进行描述。
然后，荧光体30-1和30-2可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的至少一部分的上方的透明热沉板20的上部上以与多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的至少一部分重叠。此外，可以在将黑色密封剂50堆叠在透明热沉板20的黑色图案化区域上之后堆叠荧光体30-1和30-2。以下，将对荧光体30-1和30-2被堆叠之前将黑色密封剂50堆叠在透明热沉板20上这样的情况进行描述，但这仅是示例。
图7示出金属材料80被涂覆以包围多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面。在示例性实施例中，金属材料80可以将发射到多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面的光反射回多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的内部。
此外，金属材料80除了可以被涂覆以包围多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面之外，还可被涂覆以包围多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个的侧表面的一部分。
金属材料80可以防止子像素之间的光彼此混合，可以由铝、钼、钛等制成。
此外，金属材料80可以通过溅射被形成在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面上。在示例性实施例中，溅射是一种真空沉积方法，其在相对低的真空水平下产生等离子体，加速诸如电离氩等的气体，使气体与靶碰撞并喷射靶原子，以使膜形成到附近的基底上。
然而，示例性实施例不限于此。可以使用可以涂覆多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面的任何方法。
金属材料80可抑制光通过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面发出，从而提高每个子像素的亮度。
此外，黑色密封剂50可以被形成在透明热沉板20的上部上，其中，在透明热沉板20中的多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3之间的区域被以黑色图案化。
黑色密封剂50按照与透明热沉板20的图案化区域相同的方式控制从多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射的光。也就是说，黑色密封剂50可以防止穿过多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的光彼此混合。
如图7所述，在荧光体30-1和30-2被堆叠之前形成材料80和黑色密封剂50。然而，示例性实施例不限于此。例如，可以首先堆叠荧光体30-1和30-2，然后可以形成金属材料80和黑色密封剂50。此外，可以首先形成黑色密封剂50，然后可以形成金属材料80，或者可以同时形成黑色密封剂50和金属材料80。
图8示出荧光体30-1和30-2被堆叠在透明热沉板20的上部(例如，顶表面)上以与多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的至少一部分重叠。此外，荧光体30-1和30-2可以被堆叠在黑色密封剂50之间。
荧光体30-1和30-2可以将从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3入射的光转换成相应的像素的波，并且可以通过内部的散射体将转换的光向外部散射以发射所述光。例如，荧光体30-1和30-2可以将蓝光转换成红光或绿光并发射所转换的光。
荧光体30-1和30-2可以包括发射红光的第一荧光体30-1和发射绿光的第二荧光体30-2。第一荧光体30-1可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与R子像素相应的第一蓝宝石基底层10-1的上部上，第二荧光体30-2可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与G子像素相应的第二蓝宝石基底层10-2的上部上。
此外，荧光体可以包括发射蓝光的第三荧光体30-3。在该示例中，第三荧光体30-3可以被堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与B子像素相应的蓝宝石基底层10-3的上部上。具体地，当从多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射的光不是蓝色时，可以使用第三荧光体30-3。
第一荧光体30-1和第二荧光体30-2可以被形成在黑色密封剂50之间。
图9示出滤色器层70-1、70-2和70-3被堆叠以与荧光体30-1和30-2的子像素重叠。如上所述，滤色器层70-1、70-2和70-3可以仅通过与滤色器层70-1、70-2和70-3相应的波的光。此外，滤色器层70-1、70-2和70-3可以消除由于从外部源入射的光和反射的光使子像素看上去是灰色的这样的效应。
如图9所示，滤色器层70-3被设置在与B子像素相应的第三蓝宝石基底层10-3的上部(例如，顶表面或第一表面)上，但是示例性实施例不限于此。例如，可以根本不使用滤色器层70-3。此外，用户可以不使用滤色器层70-1、70-2和70-3中的任何一个。
虽然图9中示出滤色器层70-1、70-2和70-3被放置在黑色密封剂50的一部分的上方，但是示例性实施例不限于此。例如，滤色器层70-1、70-2和70-3可以被形成在黑色密封剂50的整个部分的上方。此外，滤色器层70-1、70-2和70-3可以与荧光体30-1和30-2一起被形成在黑色密封剂50之间。在该示例中，荧光体30-1和30-2的厚度可以比黑色密封剂50的厚度更薄。
图10示出玻璃层60被形成在黑色密封剂50和滤色器层70-1、70-2和70-3的上部上。在不使用滤色器层70-1、70-2和70-3的示例性实施例中，玻璃层60可以被形成在黑色密封剂50以及荧光体30-1和30-2的上部上。
此外，紫外(UV)线可以被照射到玻璃层60上以使黑色密封剂50硬化。黑色密封剂50可以将透明热沉板20和玻璃层60之间的区域密封。
图11示出用于接收外部电力的多个焊盘90被形成在多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个的下部(例如，底表面或第二表面)上。例如，两(2)个焊盘可以被形成在多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个的下部上，这两个焊盘中的每一个可以分别被连接到发光二极管的n型半导体层和p型半导体层。这两个焊盘可以将电力施加到发光二极管，作为响应，发光二极管可以发射光。
如果使用上述制造方法，则可以省略现有技术中的去除和安装每个LED的工序，可以使用LED阵列以代替多个LED，因此，改进了所述工序。此外，消除了根据现有技术的安装工序的部件之间的最小间隙的限制，从而能够制造高分辨率显示器。
图12A和12B是示出根据示例性实施例的蚀刻工序的示图。
蚀刻工序是指按照薄化的方式延伸原料的过程。如上所述，蚀刻工序(薄化工序)可以在对设置在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3上的多个发光二极管40-1、40-2和40-3以及多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个进行化学蚀刻之后被应用到透明热沉板20。
如图12B所示，如果将蚀刻工序应用于透明热沉板20，则设置在相邻的蓝宝石基底层之间的透明热沉板20的图案区域被延伸。由于多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3以及多个发光二极管40-1、40-2和10-3被附接到不是透明热沉板20的图案区域的部分，因此不是透明热沉板20的图案区域的部分不被延伸。
此外，透明热沉板20可以通过蚀刻工序被垂直地或水平地延伸，并且多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3之间的距离可以等于显示器的子像素之间的空隙。
首先，例如，如果使用在应用蚀刻工序之前的LED设备1000，则可制造出具有图12A的下图中示出的那样的分辨率的显示器。
例如，如果使用在应用蚀刻工序之后的LED设备1000，则可制造出具有在图12B的下图中示出的那样的分辨率的显示器。
也就是说，显示器的分辨率可以根据是否应用蚀刻工序而被改变。此外，可以根据所应用的蚀刻工序的程度制造具有期望的分辨率的显示器。
与现有技术的工序相比，通过蚀刻工序，可以确保在相同圆晶面积上成倍地提高使用率。
图13示出根据本公开的实施例的制造过程中的LED设备的三维形式。
上面描述了二维LED设备及其制造方法。然而，这仅是为了方便解释，如图13所示，在实际制造过程中可以制造三维LED设备。
也就是说，可以以预定间隔逐列对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻，并可以以预定间隔逐行对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻。
其后，在图13的制造过程的工序中的LED设备可以被倒置以在透明热沉板20的上部中形成黑色密封剂50。可以根据多个列和多个行形成黑色密封剂50以与透明热沉板20的图案化区域相应。
其后，形成荧光体30-1和30-2、玻璃层60、滤色器层70-1、70-2和70-3、金属材料80和多个焊盘90，从而可以制造显示器的完整产品。
图14是示出根据示例性实施例的LED设备的制造方法的流程图。
首先，在步骤S1410，在蓝宝石基底层10的下部上形成发光二极管层40。然后，在步骤S1420，将图案化的透明热沉板20堆叠在蓝宝石基底层10的上部上。然后，在步骤S1430，在透明热沉板20的下部上形成多个发光二极管40-1、40-2和40-3，并通过根据图案(或随着图案)对蓝宝石基底10和发光二极管层40进行蚀刻来在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的下部上形成多个发光二极管40-1、40-2和40-3。然后，在步骤S1440，将荧光体30-1和30-2堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3的至少一部分的上方的透明热沉板20的上部上。
透明热沉板20包括相邻的蓝宝石基底层之间的以黑色图案化的区域，使得从多个发光二极管40-1、40-2和40-3发射的并穿过多个蓝宝石基底层中的每一个的光不会在多个蓝宝石基底层之间的以黑色图案化的区域中彼此混合。
在步骤S1440，对荧光体30-1和30-2进行堆叠的步骤可以包括将第一荧光体30-1堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与R子像素相应的第一蓝宝石基底层10-1的上部上，并将第二荧光体30-2堆叠在多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的与G子像素相应的第二蓝宝石基底层10-2的上部上。
这里，所述方法还可以包括在透明热沉板20的图案化区域的上部上形成黑色密封剂50，并且第一荧光体30-1和第二荧光体30-2可以被形成在黑色密封剂50之间。
所述方法还可以包括在黑色密封剂50以及荧光体30-1和30-2的上部上形成玻璃层60，并通过在玻璃层60上照射紫外线(UV)使黑色密封剂50硬化，黑色密封剂50可以将透明热沉板20和玻璃层60之间的区域密封。
荧光体30-1和30-2可以将从多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3入射的光转换成相应子像素的波，并通过经由内部散射体将转换的光散射来将转换的光发射到外部。
所述方法还可以包括将滤色器层70-1、70-2和70-3堆叠在荧光体30-1和30-2的上部上的至少一个子像素上方。
所述方法还可以包括用金属材料80涂覆以包围多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的侧表面，金属材料80可以对发射到多个蓝宝石基底层的侧表面的光进行反射以将所发射的光反射回多个蓝宝石基底层10-1、10-2和10-3中的每一个的内部中。
所述方法还可以包括在多个发光二极管40-1、40-2和40-3中的每一个的下部上形成用于接收外部电力的多个焊盘90。
透明热沉板20可以根据LED设备的多个像素的阵列按照矩阵形式被图案化。
所述方法还可以包括对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻，然后将蚀刻工序(例如，薄化工序)应用于透明热沉板20。
根据本公开的各种示例性实施例，即使LED设备的尺寸被减小，也能够增强热沉性能以延长设备的寿命，从而减少制造所述设备的时间。
上面描述了使用化学蚀刻，但是示例性实施例不限于此。例如，可以使用激光对蓝宝石基底层10和发光二极管层40进行蚀刻。
此外，上面描述了制造包括R、G和B子像素的显示器，但是示例性实施例不限于此。例如，可以不使用荧光体，可以制造单色发光设备。
此外，上面描述了使用一组R、G和B子像素，但是示例性实施例不限于此。例如，可以分离R、G和B子像素并分别使用R、G和B子像素中的每一个。
根据这样的各种示例性实施例的所述方法可以被编程并存储在各种存储介质中。因此，根据上述各种示例性实施例的方法可以在用于执行存储介质的各种类型的电子设备中被实现。
此外，可提供记录了用于顺序地执行根据示例性实施例的控制方法的程序的非暂时性计算机可读介质。
非暂时性可记录介质表示可以半永久地存储数据而不是短时间存储数据(诸如，寄存器、高速缓存、内存等)的介质，并且可由设备读取。具体地，上述各种应用和程序可以被存储并提供在非暂时性可记录介质(诸如光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、硬盘、蓝光盘、通用串行总线(USB)、存储卡、ROM等)中。
然而，示例性实施例不将本发明构思仅限于特定的编码和解码，相反，本发明构思可以使用必要的修改以应用于不同类型的编码和解码。这些修改也应被理解为落入本发明构思的范围内。
虽然已经参照附图对一个或更多个示例性实施例进行了描述，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由以下权利要求所定义的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (14)

1.一种发光二极管设备，包括：
多个基底层，其中，所述多个基底层中的每个基底层与像素的多个子像素中的一个子像素相应；
热沉板，被设置在所述多个基底层的第一侧上，其中，所述热沉板包括被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间的图案化区域；
荧光体，被设置在所述热沉板上，与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠；
多个发光二极管，其中，所述多个发光二极管中的每个发光二极管被设置在与每个基底层的第一侧相对的第二侧上，
其中，所述热沉板包括透明热沉板。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述热沉板的图案化区域被配置为防止从所述多个发光二极管发射并穿过所述多个基底层的光彼此混合。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述荧光体包括：
第一荧光体，被设置在所述多个基底层中的第一基底层的第一侧上，其中，第一基底层与所述像素的R子像素相应；
第二荧光体，被设置在所述多个基底层中的第二基底层的第一侧上，其中，第二基底层与所述像素的G子像素相应。
4.如权利要求3所述的设备，还包括：黑色密封剂，被设置在所述热沉板的图案化区域上，
其中，第一荧光体和第二荧光体被设置在所述黑色密封剂之间。
5.如权利要求4所述的设备，还包括：玻璃层，被设置在所述黑色密封剂和所述荧光体之间，
其中，所述黑色密封剂将所述热沉板和所述玻璃层之间的区域密封。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述荧光体被配置为将从所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分入射的光转换成相应的子像素的波，并通过散射所述光将转换的光向外发射。
7.如权利要求1所述的设备，还包括：滤色器层，被设置在所述荧光体上并与所述像素的至少一个子像素重叠。
8.如权利要求1所述的设备，还包括：金属材料，被设置在每个基底层的侧表面上，并被配置为将被发射到所述多个基底层中的每个基底层的侧表面的光反射回每个基底层中。
9.如权利要求1所述的设备，还包括：多个焊盘，被设置在所述多个发光二极管中的每个发光二极管上，并被配置为接收外部电力。
10.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个基底层包括以下项中的至少一项：多个蓝宝石基底层和多个硅基底层。
11.如权利要求1所述的设备，其中，所述热沉板包括单个热沉板。
12.一种用于制造发光二极管设备的方法，所述方法包括：
将发光二极管层形成在基底的第一侧上；
将热沉板堆叠在所述基底的与所述基底的第一侧相对的第二侧上，其中，所述热沉板包括图案化区域；
根据所述热沉板的图案化区域对所述基底和所述发光二极管层进行蚀刻，从而在所述热沉板的第二侧上形成多个基底层并在所述多个基底层中的每个基底层的第一侧上形成多个发光二极管；
将荧光体堆叠在所述热沉板上以与所述多个基底层中的一个基底层的至少一部分重叠。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述热沉板的图案化区域被配置以防止从所述多个发光二极管发射的并穿过所述多个基底层中的每个基底层的光彼此混合，所述热沉板的图案化区域被设置在所述多个基底层中的相邻的基底层之间。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述热沉板根据多个像素的阵列按照矩阵形式被图案化。
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