DE202011110931U1 - Licht emittierende Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: ein Substrat (22) mit einer oberen Oberfläche, einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand, die der ersten Seitenwand gegenüberliegt; eine erste Elektrode (26), die auf der oberen Oberfläche gebildet ist und eine dritte Seitenwand umfasst; eine zweite Elektrode (28), die auf der oberen Oberfläche gebildet und eine vierte Seitenwand umfasst; eine lichtemittierende Einheit (24), die auf der oberen Oberfläche gebildet ist und zwischen der ersten Elektrode (26) und der zweiten Elektrode (28) gebildet ist; und eine Leuchtstoffschicht (202), welche die lichtemittierende Einheit (24), die erste Seitenwand, die zweite Seitenwand, die dritte Seitenwand und die vierte Seitenwand bedeckt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Licht emittierende Vorrichtungen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Das erste Produkt mit Licht emittierenden Dioden (LED) wurde 1968 entwickelt. Dann wurden LEDs mit verschiedenen Farben in der optoelektronischen Industrie erfunden. 1993 stellte die Japan Nichia Corporation blaue und grüne LED's mit höherem Leuchtwirkungsgrad vor und dies begründete die Entwicklung von vollfarbigen LED Produkten. Die Existenz von blauen und grünen LEDs auf Basis von GaInN führte schnell zu der Entwicklung der ersten Weißlicht-LEDs. Seit der Massenherstellung von Weißlicht-LEDs durch Nichia Corporation im Jahr 1996 beschleunigten globale LED-Hersteller das Tempo der Massenproduktion von Weißlicht-LEDs. Weißlicht-LEDs erreichten und überholten schnell den Wirkungsgrad der üblichen Glühlichtsysteme, so dass sie nahezu komplett das herkömmliche Glühlicht ersetzen und jetzt in nahezu allen Anwendungen verfügbar sind. Weißlicht-LEDs wurden zu einer Energie sparenden und umweltfreundlichen Beleuchtung. Außerdem haben LEDs die Eigenschaft hoher Stoßfestigkeit, langer Lebensdauer und geringen Stromverbrauchs etc. Daher verwenden mehr und mehr Außenbeleuchtungsvorrichtungen oder Anzeigen, wie Verkehrszeichen oder elektronische Außenplakatwände, LEDs als Licht emittierende Elemente. Ferner wurden LEDs, durch die Trends der Energieeinsparung und der Kohlenstoffreduzierung, zur Hauptanwendung bei Hintergrundbeleuchtungen von Flüssigkristallanzeigen, weil LEDs die Voraussetzungen von hoher Helligkeit und niedrigem Stromverbrauch erfüllen. LEDs erfüllen nicht nur die Voraussetzungen des Umweltschutzes, sondern stellten auch eine Beleuchtung mit hoher Helligkeit zur Verfügung, insbesondere Weißlicht-LEDs, die mehr Anwendungen aufweisen.
  • Herkömmliche Weißlichtquellen, die aus festen Halbleitern hergestellt werden, sind in drei Gruppen unterteilt. Das erste Weißlichtmodul, das aus gemischten roten, blauen und grünen LED-Chips zusammengesetzt ist, hat den Vorteil eines hohen Beleuchtungswirkungsgrads und hohen Farbwiedergabeindex. Die LED-Chips mit unterschiedlichen Farben sind aus verschiedenen epitaktischen Materialien hergestellt, so dass die Spannung des Lichtmoduls entsprechend den elektrischen Eigenschaften der Chips variiert. Daher sind die Kosten des Weißlichtmoduls hoch, die Gestaltung des Kontrollschaltkreises ist ziemlich kompliziert und die Farbmischung ist mangelhaft. Die zweite Gruppe verwendet YAG Leuchtstoffpulver, um Licht von einer blauen LED in weißes Licht umzuwandeln. Dies ist die Hauptlösung bei der Weißlicht-LED-Herstellung auf dem Markt. Die Technologie zeichnet sich durch eine Beschichtung mit einer Schicht aus optischem Haftmittel gemischt mit YAG Leuchtstoffpulver auf einem blauen LED-Chip aus, so dass Licht von der blauen LED in das optische Haftmittel emittiert und das YAG Leuchtstoffpulver anregt wird, um Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 530 nm zu erhalten. Ein Teil des vom blauen LED-Chip emittierten Lichts wird mit dem durch das Leuchtstoffpulver angeregten Licht gemischt, um Licht zu erzeugen, das weiß erscheint. Die dritte Gruppe von LEDs wird hergestellt, indem beides verwendet wird, nämlich RGB-(rot, grün, blau)Leuchtstoffe und UV-LEDs. Die UV-LEDs emittieren blau-violette Farbe und die Leuchtstoffe werden in einem optischen Haftmittel angereichert, um weißes Licht mit drei Wellenlängen zu erzeugen.
  • Bezüglich der Packung der Weißlicht-LEDs hat das Wärmeabführungsproblem großen Einfluss auf die Lebensdauer, solange großflächige und Hochleistungs-LED Beleuchtungsmodule entwickelt werden. Die LEDs werden durch Klebstoffaufgabe, Verkapselung, Vergießen, etc, gepackt. Epoxid ist aus ökonomischen Gründen das am häufigsten verwendete Packungsmaterial. Wenn jedoch das Epoxid klebrig wird, wird die Leuchtstoffschicht unvermeidliche Schäden aufweisen, wie beispielsweise Blasen, Kerben, dunkle Flecken oder Leuchtstoffausscheidungen. Außerdem ist die Leuchtstoffschicht nicht eine glatte und flache Oberfläche, so dass das farbige Licht die Gleichmäßigkeit nicht beibehalten kann. Daher weisen Weißlicht-LED-Produkte bei unterschiedlichen Winkeln Farbunterschiede auf. Zusammen mit der Verbesserung der Leuchtstoffe oder Verkapselungsmaterialien wurde die Leuchteffizienz und die Lichtumwandlungseffizienz von Weißlicht-LEDs verbessert. Dennoch hat die Weißlicht-LED noch viele Probleme. Zum Beispiel nimmt die Dicke der Leuchtstoffschicht weiter zu. Oder äußere Elektroden von Weißlicht-LED wurden von Leuchtstoffen oder Verkapselungsmaterialien abgedeckt und dies führte zu schlechten elektrischen Kontakten. Ferner hat die Leuchtstoffschicht noch immer eine nicht flache Oberfläche und das Farbeinheitlichkeitsproblem ist noch immer ein Problem.
  • Daher ist es notwendig Licht emittierende Vorrichtungen zu erfinden, bei denen nicht nur die Elektrodenabdeckung verbessert, sondern auch die Dicke der Leuchtstoffschicht reduziert ist. Auf diese Weise wird die Dicke der Beleuchtungsvorrichtungen mit LEDs wirksam reduziert.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung Licht emittierende Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, bei denen die Elektroden nicht mit Leuchtstoff bedeckt sind, um die Leitfähigkeit der Elektroden zu verbessern.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, Licht emittierende Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, bei denen die Elektroden durch Schutzschichten geschützt werden und die Höhe der Leuchtstoffschichten nicht über der Höhe der Schutzschichten liegt. Auf diese Weise haben die Licht emittierenden Vorrichtungen eine reduzierte Dicke und eine bessere Farbeinheitlichkeit.
  • Diese Ziele werden durch die Licht emittierende Vorrichtung gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Eine Licht emittierenden Vorrichtung, weist wenigstens eine Elektrode auf, die elektrisch mit der Licht emittierenden Einheit verbunden ist. Beim Herstellungsprozess bildet man eine Vielzahl von Schutzschichten auf der Elektrode aus. Man ordnet eine Leuchtstoffschicht auf der Licht emittierenden Einheit an und die Leuchtstoffschicht bedeckt die Licht emittierende Einheit und die Schutzschichten. Später entfernt man einen Teil der Leuchtstoffschicht über der Schutzschicht, glättet die Leuchtstoffschicht und entfernt die Schutzschichten. Während des Herstellungsprozesses der Licht emittierenden Vorrichtung wird die Schutzschicht verwendet, um eine reduzierte Leitfähigkeit der Elektrode unter dem Einfluss der Leuchtstoffschicht zu vermeiden. Die Licht emittierende Vorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung weist verbessert eine Leuchtstoffdicke und Gleichmäßigkeit auf. Deshalb ist die Dicke der LED Licht emittierenden Vorrichtung wirksam reduziert und die Stabilität der Temperatursteuerung bei weißen Farben wird signifikant verbessert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Struktur und die technischen Mittel, die von der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die obigen und weitere Ziele zu erreichen, können am Besten verstanden werden, indem auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und die zugehörigen Zeichnungen verwiesen wird, wobei:
  • 1A eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1B eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1C eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1D eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1E eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1F eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 1G eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2A eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2B eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2C eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2D eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2E eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2F eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2G eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines anderen Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3A eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3B eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3C eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt einer weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3D eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3E eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3F eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt einess weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3G eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3H eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3I eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3J eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4A eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4B eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4C eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4D eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4E eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4F eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4G eine schematische Zeichnung ist, die einen Schritt eines weiteren Herstellungsprozesses einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Mit Verweis auf 1A bis 1G, wird ein Flussdiagramm, das die Herstellungsprozesse einer Licht emittierenden Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung zeigt, offenbart. Wie in 1A gezeigt, stellt man ein Substrat 12 bereit, das aus Al2O3, SiC, GaAs, GaN, AlN, GaP, Si, ZnO, MnO, III–V-Verbindungen, II–V-Verbindungen, Gruppe-IV-Elementen, IV-IV-Verbindungen oder aus deren Kombinationen hergestellt ist.
  • Mit Verweis auf 1B wird eine Licht emittierende Einheit 14 auf einem Substrat 12 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Licht emittierende Einheit 14 ein an der Vorderseite emittierender, Licht emittierender Dioden(LED)-Chip. Somit sind eine erste Elektrode 16 und eine zweite Elektrode 18 jeweils auf der Licht emittierenden Einheit 14, wie in 1C gezeigt, ausgebildet. Sowohl die erste Elektrode 16 als auch die zweite Elektrode 18 ist aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus deren Kombinationen hergestellt. Mit Verweis auf 1D sind eine erste Schutzschicht 162 und eine zweite Schutzschicht 182 jeweils über der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 angeordnet. Die erste Schutzschicht 162 und die zweite Schutzschicht 182 sind aus dielektrischen Materialien, organischen Materialien oder härtenden Materialien hergestellt.
  • Wie in 1E gezeigt, ordnet man eine Leuchtstoffschicht 102 über der Licht emittierenden Einheit 14 an. Die Leuchtstoffschicht wird aus den folgenden Materialien hergestellt: YAG (Yttrium Aluminium Granat), Terbium Aluminium Granat (TAG), Silikat, wie beispielsweise Zusammensetzungen mit einer Kristallphase aus Sr2SiO4 oder Sr3SiO5, Sulfat, Nitrat oder aus Kombinationen davon. Außerdem kann die Leuchtstoffschicht 102 aus transparentem Harz, Silizium oder aus Kombinationen davon hergestellt sein. Das transparente Harz ist Epoxidharz, Polyethylen oder Polypropylen etc.. Mit Verweis auf 1F entfernt man die Leuchtstoffschicht 102 über der ersten Schutzschicht 162 und der zweiten Schutzschicht 182 durch spanende Bearbeitung oder abrasives Schneiden. Das bedeutet, dass ein Teil der Leuchtstoffschicht 102, deren größer ist als die der ersten Schutzschicht 162 und der zweiten Schutzschicht 182, entfernt wird. Die spanende Bearbeitung wird durch Wasserstrahlschneiden oder maschinelles Schneiden durchgeführt, während das Abrasivschneiden durch Schleifscheiben ausgeführt wird. Somit ist die Dicke der Leuchtstoffschicht 102 nicht größer als die der ersten Schutzschicht 162 und der zweiten Schutzschicht 182. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 102 reicht von 10 μm bis 50 μm. Mit Verweis auf 1G werden die erste Schutzschicht 162 und die zweite Schutzschicht 182 durch Ätzen entfernt. Das Ätzen kann Nassätzen oder Trockenätzen sein. Hier werden, nach dem Entfernen, die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 nicht durch die Leuchtstoffschicht 102 bedeckt, so dass die Leitfähigkeit der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 nicht verringert wird. Und ein schlechter Kontakt durch den Effekt der Leuchtstoffschicht 102 auf der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 kann ebenso verhindert werden. Außerdem ist eine Lichtemissionsoberfläche der Leuchtstoffschicht 102, nachdem sie modifiziert wurde, eine glatte und flache Oberfläche. Daher hat die Licht emittierende Vorrichtung 14 der vorliegenden Erfindung eine bessere Farbeneinheitlichkeit und die Dicke der Leuchtstoffschicht 102 wurde optimiert. Deshalb ist die Dicke der LED-Licht emittierenden Vorrichtung wirksam verringert worden. Gleichzeitig ist die Stabilität der Temperatursteuerung bei weißer Farbe signifikant verbessert worden.
  • Mit Verweis auf 2A bis 2G wird ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses einer anderen Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart. Das Flussdiagramm der Herstellung der zweiten Licht emittierenden Vorrichtung 20 umfasst eine Vielzahl von Schritten. Wie in 2A gezeigt, stellt man ein leitfähiges Substrat 22 bereit. Das Substrat 22 wird aus Halbleitern, Metallen oder Legierungen hergestellt. Wie in 1B gezeigt, bildet man eine Licht emittierende Einheit 24 auf dem Substrat 22 aus. Bei dieser Ausführungsform ist die Licht emittierende Einheit 14 ein Licht emittierender Dioden(LED)-Chip in Form eines Flip-Chips. Wie in 2C gezeigt, werden eine erste Elektrode 26 und eine zweite Elektrode 28 jeweils auf dem Substrat 22 ausgebildet und sind jeweils mit der Licht emittierenden Einheit 24 elektrisch verbunden. Sowohl die erste Elektrode 26 als auch die zweite Elektrode 28 ist aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus Kombinationen davon hergestellt. Mit Verweis auf 2D sind eine erste Schutzschicht 262 und eine zweite Schutzschicht 282 jeweils über der ersten Elektrode 26 und der zweiten Elektrode 28 ausgebildet. Die erste Schutzschicht 262 und die zweite Schutzschicht 282 sind aus dielektrischen Materialien, organischen Materialien oder aushärtenden Materialien hergestellt.
  • Wie in 2E gezeigt, ordnet man eine Leuchtstoffschicht 202 über der Licht emittierenden Einheit 14 an. Die Leuchtstoffschicht 202 wird aus den folgenden Materialien hergestellt: YAG (Yttrium Aluminium Granat), Terbium Aluminium Granat (TAG), Silikat, wie beispielsweise Zusammensetzungen mit einer Kristallphase aus Sr2SiO4 oder Sr3SiO5, Sulfat, Nitrat oder aus Kombinationen davon. Außerdem kann die Leuchtstoffschicht 202 aus transparentem Harz, Silizium oder aus Kombinationen davon hergestellt sein. Das transparente Harz ist Epoxidharz, Polyethylen oder Polypropylen etc.. Mit Verweis auf 2F macht man die Leuchtstoffschicht 202, die erste Schutzschicht 262 und die zweite Schutzschicht 282 durch spanende Bearbeitung oder abrasives Schneiden flach, so dass die Dicke der Leuchtstoffschicht 202 nicht größer als die der ersten Schutzschicht 262 und der zweiten Schutzschicht 282 ist. Die spanende Bearbeitung wird durch Wasserstrahlschneiden oder maschinelles Schneiden durchgeführt, während das abrasive Schneiden durch Schleifscheiben ausgeführt wird. Somit ist die Dicke der Leuchtstoffschicht 202 gleich oder kleiner als die der ersten Schutzschicht 262 und der zweiten Schutzschicht 282. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 202 reicht von 10 Mikrometer bis 50 Mikrometer. Wie in 2G gezeigt, werden die erste Schutzschicht 262 und die zweite Schutzschicht 282 durch Nassätzen oder Trockenätzen entfernt. Nach dem Entfernen werden die erste Elektrode 26 und die zweite Elektrode 28 nicht durch die Leuchtstoffschicht 202 bedeckt, so dass die Leitfähigkeit der ersten Elektrode 26 und der zweiten Elektrode 28 nicht verringert ist. Außerdem können die erste Elektrode 26 und die zweite Elektrode 28 durch den Einfluss der Leuchtstoffschicht 202 Probleme mit schlechtem Kontakt haben und die Licht emittierende Einheit 20 wird zu einer mangelhaften Einheit. Ferner ist eine Lichtemissionsoberfläche der Leuchtstoffschicht 202, nachdem sie modifiziert wurde, eine glatte und flache Oberfläche. Daher hat die Licht emittierende Vorrichtung 20 der vorliegenden Erfindung eine bessere Farbengleichmäßigkeit und die Dicke des Leuchtstoffs wurde optimiert. Deshalb ist die Dicke der LED-Licht emittierenden Vorrichtung wirksam verringert worden. Gleichzeitig ist die Stabilität der Temperatursteuerung bei weißer Farbe signifikant verbessert worden.
  • Mit Verweis auf 3A bis 3G, wird ein Flussdiagramm offenbart, das die Herstellungsprozesse einer dritten Licht emittierenden Vorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 3A gezeigt, stellt man ein Substrat 32 bereit, das aus Al2O3, SiC, GaAs, GaN, AlN, GaP, Si, ZnO, MnO, III–V-Verbindungen, II–VI-Verbindungen, Gruppe-IV-Elementen, IV-IV-Verbindungen oder aus Kombinatioen daraus hergestellt ist. Mit Verweis auf 3B, ordnet man eine erste leitfähige Schicht 342 als auch eine zweite leitfähige Schicht 344 eines Licht emittierenden Moduls 34 (in 3E gezeigt) am Substrat 32 an. Sowohl die erste leitfähige Schicht 342 als auch eine zweite leitfähige Schicht 344 sind aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus Kombinationen davon hergestellt. Mit Verweis auf 3C ordnet man eine Unter-Fassung 246 über der ersten leitfähige Schicht 342 und der zweiten leitfähigen Schicht 344 an. Die Unter-Fassung 246 umfasst eine erste Verbindungseinheit 348 und eine zweite Verbindungseinheit 350, die jeweils elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht 342 und der zweiten leitfähigen Schicht 344 verbunden sind. Die Unter-Fassung 246 ist aus Al2O3, SiC, GaAs, GaN, AlN, GaP, Si, ZnO, MnO, III–V-Verbindungen, II–VI-Verbindungen, Gruppe IV-Elementen, IV-IV-Verbindungen oder aus Kombinationen daraus hergestellt.
  • Mit Verweis auf 3D, bildet man ein erstes leitfähiges Stützteil 352 und ein zweites leitfähiges Stützteil 354 auf der Unter-Fassung 346 aus, während das erste leitfähige Stützteil 352 elektrisch mit der ersten Verbindungseinheit 348 und das zweite leitfähige Stützteil 354 elektrisch mit der zweiten Verbindungseinheit 350 verbunden ist. Das erste leitfähige Stützteil 352 und das zweite leitfähige Stützteil 354 sind aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus Kombinationen davon hergestellt. Mit Verweis auf 3E, wird eine Licht emittierende Einheit 356 über beiden, nämlich dem ersten leitfähigen Stützteil 352 und dem zweiten leitfähigen Stützteil 354 angeordnet. Die Licht emittierende Einheit 356 ist mit dem ersten leitfähigen Stützteil 352 und dem zweiten leitfähigen Stützteil 354 elektrisch verbunden. Die Licht emittierende Einheit 356 ist mit wenigstens einer LED versehen und die LED kann dabei eine vertikal emittierende LED, eine Flip-Chip LED oder eine nach vorne emittierende LED sein.
  • Mit Verweis auf 3F, wird eine erste Elektrode 36 und eine zweite Elektrode 38 auf einem Substrat 32 angeordnet, die jeweils auf jeder der beiden Seiten des Licht emittierenden Moduls 34 angeordnet sind. Die erste Elektrode 36 ist elektrisch mit der ersten leitfähigen Schicht 342 verbunden und die zweite Elektrode 38 ist elektrisch mit der zweiten leitfähigen Schicht 344 verbunden. Die erste Elektrode 36 und die zweite Elektrode 38 sind aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus Kombinationen davon hergestellt. Wie in 3G gezeigt, sind eine erste Schutzschicht 362 und eine zweite Schutzschicht 382 jeweils auf der erste Elektrode 36 und der zweite Elektrode 38 angeordnet. Die erste Schutzschicht 362 und die zweite Schutzschicht 382 sind aus dielektrischen Materialien, organischen Materialien oder härtenden Materialien hergestellt. Mit Verweis auf 3H bildet man eine Leuchtstoffschicht 302 auf dem Licht emittierenden Modul 34 aus. Materialien für die Leuchtstoffschicht sind aus den Folgenden ausgewählt: YAG (Yttrium Aluminium Granat), Terbium Aluminium Granat (TAG), Silikat, wie beispielsweise Zusammensetzungen mit einer Kristallphase aus Sr2SiO4 oder Sr3SiO5, Sulfat, Nitrat oder aus Kombinationen davon. Außerdem kann die Leuchtstoffschicht 302 aus transparentem Harz, Silizium oder aus Kombinationen davon hergestellt sein. Das transparente Harz ist Epoxidharz, Polyethylen oder Polypropylen etc.
  • Mit Verweis auf 3I entfernt man einen Teil der Leuchtstoffschicht 302 über der ersten Schutzschicht 362 und der zweiten Schutzschicht 382 durch spanende Bearbeitung oder abrasives Schneiden. Das bedeutet, dass ein Teil der Leuchtstoffschicht 302, deren Höhe größer ist als die der ersten Schutzschicht 362 und der zweiten Schutzschicht 382, entfernt werden muss, so dass die Dicke der Leuchtstoffschicht 302 nicht größer als die der ersten Schutzschicht 362 und der zweiten Schutzschicht 382 ist und die Lichtemissionsoberfläche der Leuchtstoffschicht 302 flacher und glatter geworden ist. Die spanende Bearbeitung wird durch Wasserstrahlschneiden oder maschinelles Schneiden durchgeführt, während das abrasive Schneiden durch Schleifscheiben ausgeführt wird. Daher ist die Dicke der Leuchtstoffschicht 302 nicht gleich oder kleiner als die der ersten Schutzschicht 362 und der zweiten Schutzschicht 382. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 302 reicht von 10 Mikrometer bis 50 Mikrometer. Mit Verweis auf 3J werden die erste Schutzschicht 362 und die zweite Schutzschicht 382 durch Ätzen entfernt. Das Ätzen kann Nassätzen oder Trockenätzen sein. Hier werden nach dem Entfernen der Schutzschichten 362, 382 die erste Elektrode 36 und die zweite Elektrode 38 nicht durch die Leuchtstoffschicht 302 bedeckt, so dass die Leitfähigkeit der ersten Elektrode 36 und der zweiten Elektrode 38 nicht verringert ist. Außerdem können die erste Elektrode 36 und die zweite Elektrode 38 durch den Einfluss der Leuchtstoffschicht 302 Probleme mit schlechtem Kontakt haben und die Licht emittierende Einheit 30 wird zu einer mangelhaften Einheit. Diese Probleme können verhindert werden. Ferner wird eine Lichtemissionsoberfläche der Leuchtstoffschicht 302, nachdem sie modifiziert wurde, eine glatte und flache Oberfläche. Daher hat die Licht emittierende Vorrichtung 30 der vorliegenden Erfindung eine bessere Farbengleichmäßigkeit und die Dicke der Leuchtstoffschicht wurde optimiert. Deshalb ist die Dicke der LED-Licht emittierenden Vorrichtung wirksam verringert worden. Gleichzeitig ist die Stabilität der Temperatursteuerung bei weißer Farbe signifikant verbessert worden.
  • Mit Verweis auf die 4A bis 4G wird ein Flussdiagramm einer offenbart, das die Herstellungsprozesse einer vierten Licht emittierenden Vorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Verweis auf 4A, stellt man ein leitfähiges Substrat 42 bereit, das aus Halbleitern, Metallen oder Legierungen hergestellt wird. Mit Verweis auf 4B ist eine Licht emittierende Einheit 44 auf einem Substrat 42 angeordnet. Hier ist die Licht emittierende Einheit 44 eine vertikal emittierende LED oder Vertikalbeleuchtungs-LED. Wie in 4C gezeigt, ist eine obere Elektrode 46 auf der Licht emittierenden Einheit 44 ausgebildet und elektrisch mit der Licht emittierenden Einheit 44 verbunden. Die obere Elektrode ist aus Gold, Silber, Blei, Indium, Zinn, leitfähigem Klebstoff oder aus Kombinationen davon hergestellt. Mit Verweis auf 4D, wird eine Schutzschicht 462 über der oberen Elektrode 46 angeordnet. Die Schutzschicht 462 ist aus dielektrischen Materialien, organischen Materialien oder härtenden Materialien hergestellt.
  • Mit Verweis auf 4E bildet man eine Leuchtstoffschicht 402 über der Licht emittierenden Einheit 44 aus. Materialien für die Leuchtstoffschicht 402 sind aus den Folgenden ausgewählt: YAG (Yttrium Aluminium Granat), Terbium Aluminium Granat (TAG), Silikat, wie beispielsweise Zusammensetzungen mit einer Kristallphase aus Sr2SiO4 oder Sr3SiO5, Sulfat, Nitrat oder aus Kombinationen davon. Außerdem kann die Leuchtstoffschicht 402 aus transparentem Harz, Silizium oder aus Kombinationen davon hergestellt sein. Das transparente Harz ist Epoxidharz, Polyethylen oder Polypropylen etc. Wie in 4F gezeigt, wird die Leuchtstoffschicht 402 und die Schutzschicht 462 durch spanende Bearbeitung oder abrasives Schneiden abgeflacht, so dass die Dicke der Leuchtstoffschicht 402 nicht größer als die der Schutzschicht 462 ist. Die spanende Bearbeitung wird durch Wasserstrahlschneiden oder maschinelles Schneiden durchgeführt, während das abrasive Schneiden durch Schleifscheiben ausgeführt wird. Daher ist die Dicke der Leuchtstoffschicht 402 gleich oder kleiner als die der Schutzschicht 462. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 402 reicht von 10 Mikrometer bis 50 Mikrometer. Mit Verweis auf 4G, wird die Schutzschicht 462 durch Ätzen entfernt. Das Ätzen kann Nassätzen oder Trockenätzen sein. Hier wird die obere Elektrode 46 nicht durch die Leuchtstoffschicht 402 bedeckt, so dass die Leitfähigkeit der ersten Elektrode 46 nicht verringert wird. Daher kann auch das Problem der oberen Elektrode 46 mit schlechtem Kontakt oder das Problem einer mangelhaften Einheit durch den Einfluss der Leuchtstoffschicht 402 verhindert werden. Außerdem wird eine Lichtemissionsoberfläche der Leuchtstoffschicht 402 abgeflacht, um eine glatte und flache Oberfläche auszubilden. Daher hat die Licht emittierende Vorrichtung 40 der vorliegenden Erfindung eine bessere Farbgleichmäßigkeit und die Dicke der Leuchtstoffschichtwurde optimiert. Deshalb ist die Dicke der LED-Licht emittierenden Vorrichtung wirksam verringert worden. Gleichzeitig ist die Stabilität der Temperatursteuerung bei weißer Farbe signifikant verbessert worden.
  • Zusammenfassend werden zur Herstellung von Licht emittierenden Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung Schutzschichten verwendet, um zu verhindern, dass Elektroden auf dem Substrat durch Leuchtstoffschichten bedeckt werden und um ferner eine verringerte Leitfähigkeit der Elektroden durch den Einfluss der Leuchtstoffschichten zu vermeiden. Die Licht emittierenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung werden nicht mangelhaft durch schlechten Kontakt der Elektroden während sie mit externen Stromquellen verbunden werden. Außerdem haben die Licht emittierenden Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung eine verringerte Dicke und eine bessere Farbgleichmäßigkeit.
  • Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden dem Durchschnittsfachmann leicht in den Sinn kommen. Deshalb ist die Erfindung in seinen breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details und die hierin gezeigten und beschriebenen charakteristischen Vorrichtungen begrenzt. Dementsprechend können verschiedene Modifikationen gemacht werden, ohne vom Schutzbereich des allgemeinen erfinderischen Konzepts, wie es durch die anhängigen Ansprüche und ihren Äquivalente bestimmt ist, abzuweichen.

Claims (10)

  1. Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: ein Substrat (22) mit einer oberen Oberfläche, einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand, die der ersten Seitenwand gegenüberliegt; eine erste Elektrode (26), die auf der oberen Oberfläche gebildet ist und eine dritte Seitenwand umfasst; eine zweite Elektrode (28), die auf der oberen Oberfläche gebildet und eine vierte Seitenwand umfasst; eine lichtemittierende Einheit (24), die auf der oberen Oberfläche gebildet ist und zwischen der ersten Elektrode (26) und der zweiten Elektrode (28) gebildet ist; und eine Leuchtstoffschicht (202), welche die lichtemittierende Einheit (24), die erste Seitenwand, die zweite Seitenwand, die dritte Seitenwand und die vierte Seitenwand bedeckt.
  2. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die lichtemittierende Einheit (24) nicht auf der ersten Elektrode (26) und der zweiten Elektrode (28) angeordnet ist.
  3. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die erste Elektrode (26) und die zweite Elektrode (28) nicht auf der lichtemitterenden Einheit (24) angeordnet sind.
  4. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Leuchtstoffschicht (202) eine flache Oberfläche aufweist.
  5. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die lichtemittierende Einheit (24) eine Seitenfläche aufweist, die von der Leuchtstoffschicht (202) bedeckt ist.
  6. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die erste Elektrode (26) eine obere Oberfläche aufweist, die nicht von der Leuchtstoffschicht (202) bedeckt ist.
  7. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die zweite Elektrode (28) eine obere Oberfläche aufweist, die nicht von der Leuchtstoffschicht (202) bedeckt ist.
  8. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die dritte Seitenwand der lichtemittierenden Einheit (24) zugewandt ist.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die vierte Seitenwand der lichtemittierenden Einheit (24) zugewandt ist.
  10. Lichtemittierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die dritte Seitenwand und die vierte Seitenwand auf gegenüberliegenden Seiten der lichtemittierenden Einheit (24) angeordnet sind.
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