JP2017168819A - 非対称放射パターンを有する発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フリップチップ型LED半導体ダイおよび反射性構造体を含み、フォトルミネセンス構造体は、少なくともLED半導体ダイの上面を覆っている。LED半導体ダイおよびフォトルミネセンス構造体に隣接する反射性構造体は、LED半導体ダイの縁面またはフォトルミネセンス構造体の縁面から出射した光ビームの少なくとも一部を反射して、放射パターンを非対称形にする。
【選択図】なし
Description
本開示は、発光素子およびその製造方法に関するものであり、特に、動作時に電磁放射を発生する発光ダイオード(LED)半導体ダイを含むチップスケールパッケージ発光素子に関する。
関連技術の説明
本発明のいくつかの実施形態に関して述べる技術態様の一部に、以下の定義を適用する。これらの定義は、本明細書中で同じように拡大してもよい。
Claims (23)
- 上面、該上面に対向する下面、縁面、および1組の電極を有するフリップチップ型発光ダイオード(LED)半導体ダイを含み、該LED半導体ダイの縁面は該LED半導体ダイの上面と下面との間に延び、前記1組の電極は該LED半導体ダイの下面上に配設され、さらに、
フォトルミネセンス構造体を含み、該フォトルミネセンス構造体は、上面、該フォトルミネセンス構造体の上面に対向する下面、および該フォトルミネセンス構造体の上面と下面との間に延びる縁面を有し、該フォトルミネセンス構造体の下面は少なくとも前記LED半導体ダイの上面を覆い、該フォトルミネセンス構造体は、フォトルミネセンス層、および該フォトルミネセンス層上に配設された上澄み光透過層を有し、さらに、
前記LED半導体ダイの縁面および前記フォトルミネセンス構造体の縁面を少なくとも部分的に覆う反射性構造体を含む発光素子において、
該発光素子の長さおよび幅に沿ってそれぞれ、第1の水平方向および該第1の水平方向に対して垂直な第2の水平方向が規定されることを特徴とする発光素子。 - 前記LED半導体ダイの縁面の2対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、該LED半導体ダイの一方の対の側縁部は前記第1の水平方向に対して垂直であり、前記LED半導体ダイの他方の対の側縁部は前記第2の水平方向に対して垂直であり、
前記フォトルミネセンス構造体の上面の表面積は、該フォトルミネセンス構造体の下面の表面積よりも大きく、
前記フォトルミネセンス構造体の縁面の2対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、該フォトルミネセンス構造体の少なくとも1対の側縁部は傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 前記LED半導体ダイの縁面は、前記反射性構造体によって覆われた2対の側縁部を含み、該LED半導体ダイの一方の対の側縁部は前記第1の水平方向に対して垂直であり、前記LED半導体ダイの他方の対の側縁部は前記第2の水平方向に対して垂直であり、
前記フォトルミネセンス構造体の下面の表面積は、前記LED半導体ダイの上面の表面積よりも大きく、
前記フォトルミネセンス構造体の縁面は2対の側縁部を含み、
前記第2の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の一方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、前記第1の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の他方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われていないことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 前記LED半導体ダイの縁面の2対の側縁部は前記フォトルミネセンス構造体によって覆され、該LED半導体ダイの一方の対の側縁部は前記第1の水平方向に対して垂直であり、前記LED半導体ダイの他方の対の側縁部は前記第2の水平方向に対して垂直であり、
前記フォトルミネセンス構造体の縁面は2対の側縁部を含み、
前記第2の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の一方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、前記第1の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の他方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われていないことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 前記発光素子はさらに、前記フォトルミネセンス構造体の下側に配設された反射性下層を含み、該反射性下層は少なくとも光透過性樹脂材料および光散乱粒子を含み、前記反射性下層は前記フォトルミネセンス構造体の下面に隣接して、前記LED半導体ダイの縁面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項4に記載の発光素子。
- 前記フォトルミネセンス構造体のフォトルミネセンス層は、前記LED半導体ダイの上面を覆う上部位と、該LED半導体ダイの縁面を覆う縁部位と、前記フォトルミネセンス層の縁部位から外方に延びる延長部位とを含むことを特徴とする請求項4に記載の発光素子。
- 前記LED半導体ダイの縁面は2対の側縁部を含み、前記第1の水平方向に対して垂直な前記LED半導体ダイの一方の対の側縁部は前記フォトルミネセンス構造体によって覆われ、前記第2の水平方向に対して垂直な前記LED半導体ダイの他方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、
前記フォトルミネセンス構造体の縁面は2対の側縁部を含み、前記第2の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の一方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われ、前記第1の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の他方の対の側縁部は前記反射性構造体によって覆われていないことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 前記フォトルミネセンス構造体の上澄み光透過層はさらにマイクロレンズアレイ層を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記発光素子はさらにサブマウント基板を含み、前記LED半導体ダイは該サブマウント基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記フォトルミネセンス層はさらに、該フォトルミネセンス層の下側に配設された別の光透過層を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記反射性構造体は少なくとも光透過性樹脂材料および光散乱粒子を含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の発光素子。
- 前記光透過性樹脂材料は、ポリフタルアミド、ポリシクロへキシレン−ジメンチレンテレフタレート、エポキシ成形化合物またはシリコーン樹脂のうち少なくとも1つを含み、前記光散乱粒子は、TiO2、BN、SiO2またはAl2O3のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11に記載の発光素子。
- フォトルミネセンス層および上澄み光透過層を含むフォトルミネセンス構造体をLED半導体ダイ上に配置し、該フォトルミネセンス層は前記上澄み光透過層と前記LED半導体ダイの上面との間に挟まれ、
前記フォトルミネセンス構造体の縁面の少なくとも一部および前記LED半導体ダイの縁面の少なくとも一部を反射性構造体で被覆することを含む発光素子の製造方法において、
前記発光素子の長さおよび幅に沿ってそれぞれ、第1の水平方向および該第1の水平方向に対して垂直な第2の水平方向が規定されることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記フォトルミネセンス構造体の縁面は4つの側縁部を含み、該フォトルミネセンス構造体のLED半導体ダイ上への配設はさらに、
前記フォトルミネセンス構造体の4つの側縁部のうち少なくとも1つが傾斜するように前記フォトルミネセンス構造体の縁面を形成し、
前記フォトルミネセンス構造体を配置して、前記LED半導体ダイの上面に接着することを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光素子の製造方法。 - 前記フォトルミネセンス構造体の縁面は、打抜き、成形または鋸引きによって形成されることを特徴とする請求項14に記載の発光素子の製造方法。
- 前記反射性構造体による前記フォトルミネセンス構造体の縁面の被覆はさらに、
該フォトルミネセンス構造体の4つの側縁部を前記反射性構造体で被覆し、
該反射性構造体を個別分離して前記発光素子を形成することを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光素子の製造方法。 - 前記LED半導体ダイ上へのフォトルミネセンス構造体の配設はさらに、
前記LED半導体ダイの1組の電極が上を向いた状態で該フォトルミネセンス構造体上に該LED半導体ダイを配置し、
前記フォトルミネセンス構造体を前記第1の水平方向に沿って切断し、該フォトルミネセンス構造体の一部を除去することを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光素子の製造方法。 - 前記フォトルミネセンス構造体の縁面は2対の側縁部を含み、該フォトルミネセンス構造体の該縁面の被覆はさらに、
互いに対向し前記第2の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の一方の対の側縁部を前記反射性構造体で被覆し、
互いに対向し前記第1の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の他方の対の側縁部は前記反射性構造体で覆わずに露出させることを含むことを特徴とする請求項17に記載の発光素子の製造方法。 - 前記LED半導体ダイ上へのフォトルミネセンス構造体の配設はさらに、
該LED半導体ダイの上面および前記縁面上に前記フォトルミネセンス層を形成し、
該フォトルミネセンス層上に前記上澄み光透過層を形成して前記フォトルミネセンス構造体を形成し、
該フォトルミネセンス構造体を前記第1の水平方向に沿って切断することを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光素子の製造方法。 - 前記フォトルミネセンス構造体の縁面は2対の側縁部を含み、該フォトルミネセンス構造体の該縁面の被覆はさらに、
互いに対向し前記第2の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の一方の対の側縁部を前記反射性構造体で被覆し、
互いに対向し前記第1の水平方向に対して垂直な前記フォトルミネセンス構造体の他方の対の側縁部は前記反射性構造体で覆わずに露出させることを含むことを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 前記方法はさらに、
前記反射性構造体を前記第1の水平方向に沿って個別分離し、
前記フォトルミネセンス構造体および該反射性構造体を前記第2の水平方向に沿って個別分離することを含むことを特徴とする請求項18または20に記載の発光素子の製造方法。 - 前記LED半導体ダイの上面および前記縁面上へのフォトルミネセンス層の形成はさらに、
前記LED半導体ダイの縁面の少なくとも一部を覆う反射性下層を形成し、
前記フォトルミネセンス層を該反射性下層上に形成することを含むことを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 上面、該上面に対向する下面、縁面、および1組の電極を有するフリップチップ型LED半導体ダイを含み、前記縁面は、該LED半導体ダイの上面と該LED半導体ダイの下面との間に延び、前記1組の電極は該LED半導体ダイの下面上に配置され、さらに、
光透過構造体を含み、該光透過構造体は、上面、該光透過構造体の上面に対向する下面、および該光透過構造体の上面と前記下面との間に延びる縁面を有し、該光透過構造体は、前記LED半導体ダイの発光したスペクトルに対して光学的に実質的に透明な有機または無機の材料を含有し、前記光透過構造体の下面は、少なくとも前記LED半導体ダイの上面を覆い、さらに、
前記LED半導体ダイの縁面を少なくとも部分的に覆うとともに前記光透過構造体の縁面を少なくとも部分的に覆う非対称放射パターンを生成する反射性構造体を含むことを特徴とする発光素子。
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