JP2017501589A - 蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス - Google Patents

蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2017501589A
JP2017501589A JP2016544575A JP2016544575A JP2017501589A JP 2017501589 A JP2017501589 A JP 2017501589A JP 2016544575 A JP2016544575 A JP 2016544575A JP 2016544575 A JP2016544575 A JP 2016544575A JP 2017501589 A JP2017501589 A JP 2017501589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting device
wavelength conversion
transparent substrate
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016544575A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017501589A5 (ja
JP6709159B2 (ja
Inventor
ベイスン,グリゴリー
マーティン,ポール
ホー チョイ,ハン
ホー チョイ,ハン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2017501589A publication Critical patent/JP2017501589A/ja
Publication of JP2017501589A5 publication Critical patent/JP2017501589A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6709159B2 publication Critical patent/JP6709159B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0095Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12041LED
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

多重積層プロセスが用いられて、透明基板(230)に波長変換フィルムを積層し、続いて発光素子(110)に積層する。波長変換フィルム(220)は未硬化蛍光体埋設シリコーンポリマーでよく、積層プロセスは、ポリマーが透明基板(230)に接着するが完全には硬化しない程度のポリマーの加熱を含む。蛍光体積層透明基板(230)をスライシング/ダイシングして、ダイシングされた各基板の波長変換フィルム(220)を各発光素子(110)上に置く。次に、半硬化の波長変換フィルム(220)を発光素子(110)上に積層し、加熱により続いて蛍光体フィルムを硬化させる。プロセスを通じて、接着剤は使用せず、接着材料光学損失は導入されない。

Description

本発明は、発光デバイスの分野に関し、特に、蛍光変換体を含み、素子を互いに固着するための接着剤を用いない発光デバイスに関する。
ますます拡大する半導体発光デバイスの使用が、これらのデバイスの高度に競争的な市場を作り出している。このような市場においては、数ある供給元の中での製品の差別化をもたらすのに性能と価格が重要であることが多い。光学損失を減少させること、したがって光出力効率を増大させることが、性能の改良をもたらし、光学特性も改良される。もし、光学特性を減少させ、かつ/あるいは光学品質を改良するのに用いられるプロセスが、より低い製造コストで実行されるならば、性能対価格比が劇的に増大する可能性がある。
米国特許第7,344,952号明細書
従来の発光デバイスは典型的に、所望の光出力パターンを有する所望の色の光を生成するに用いられる多数のディスクリート素子を含む。多くの例において、発光素子が、特定の波長の光を放出する。代表的には蛍光体材料である波長変換素子が、放出された光の一部又は全部を1以上の他の波長に変換して、合成光出力が所望の色及び色温度になる。光学素子が、合成光出力を指向して、所望の光出力パターンを生み出す。呼び方を簡単にするために、本明細書及び特許請求の範囲で用いる用語「蛍光体」は、波長変換材料と同義であるとする。発光素子により放出された光の波長とは異なる波長で光を放出する如何なる材料も、この定義に含まれるものとする。本明細書及び特許請求の範囲で用いる用語「積層(する)(laminate)」は、1層及び複数層を形成することを含むものとする。
ある具体例において、波長変換材料を含む光学素子が、発光素子を覆ってモールドされ、所望の光出力パターンをもたらすような形状でモールドされる。しかしながら、そのような例では、光学素子内の蛍光体の特定濃度がバッチごとに変化し、発光素子により放出される光の特定波長がウェハーごとに変化するので、一定の合成光出力を維持するのが困難である。
ある実施形態では、予め成形された波長変換フィルムが製造され、各フィルムの波長変換特性が試験により決定される。同様にして、各ウェハーの発光素子の波長特性が試験により決定される。所望の合成光出力を達成するために、ウェハーの発光素子に適用するために選ばれるフィルムの選択は、特定のウェハーの発光素子の特性と組合せたフィルムの特性が所望の合成光出力を生じるように、行われる。発光素子が、素子間の適切な間隔を保って、基板上に位置される。フィルムが、基板上の発光素子上に重ねられ、発光素子及び発光素子間の間隔にある基板に積層され、真空及び加熱の組合せが用いられて、フィルムが発光素子及び基板上に一致し固着される。光学素子が、積層された蛍光体フィルムとともに、発光素子上に成形される。
予備的に成形され、予備的に特徴づけられた波長変換フィルムを使用すると、各フィルムの特性と各セットの発光素子の特性とのマッチングにより製造された発光素子の中に、一定の合成光出力をもたらし得る。しかし、発光素子上の蛍光体埋設材料のモールディングよりも高コストの処理になってしまう。
他の実施形態において、代表的にはガラス中に1以上の蛍光体を埋設することにより、予備的に成形した波長変換プレートが創作される。上述の予備的に成形したフィルム実施形態におけるように、これらのプレートは、試験されて特徴づけることが可能であり、特定セットの発光素子にマッチングさせて、所望の合成光出力をもたらすことが可能である。波長変換プレートをスライシング/ダイシングして、発光素子の発光表面の寸法と実質的に同一寸法である小プレートを形成し、発光素子の各々に接着する。発光素子上に、付設された蛍光体小プレートとともに光学素子が形成される。
予備的に特徴づけられた波長変換フィルムにおけると同様に、予備的に特徴づけられた波長変換小プレートを使用することにより、一定の色光出力をもたらす。比較的コスト高の波長変換材料が発光表面上のみに適用され、発光素子間のスペース上には適用されないので、より低い製造コストをもたらす。しかしながら、小プレートと発光素子との間に接着剤を導入すると、製造複雑性を増大させ、接着材料が光学損失をもたらす。追加的に接着材料は一般に、貧弱な熱伝導特性を有し、発光デバイスにより生成された熱が周囲環境へと散逸するのを阻止するように機能してしまう。
最小光学損失で一定の合成色光出力を示す波長変換材料を有する発光デバイスを製造する方法を提供することは利点がある。もし当該方法が追加的な製造複雑性及び/又はコストをもたらさなければ有利である。もし当該方法が製造複雑性及び又はコストを減少させれば、更に有利である。
本発明の実施形態において、これらの1つ又はそれ以上の懸念によりよく取り組むために、多重積層プロセスを用いて、波長変換フィルムを透明基板に積層し、続いて発光素子に積層する。波長変換フィルムは、未硬化蛍光体埋設シリコーンポリマーでよく、積層プロセスは、ポリマーがガラス基板に接着するが完全には硬化しない程度のポリマーの加熱を含む。蛍光体積層ガラス基板をスライシング/ダイシングして、ダイシングされた各基板の蛍光体フィルムを各発光素子上に置く。次に、半硬化の蛍光体フィルムを発光素子上に積層し、加熱により続いて蛍光体フィルムを硬化させる。プロセスを通じて、接着剤は使用せず、接着材料光学損失は導入されない。
以下の図を含む添付図面を参照して、例として、本発明を更に詳細に説明する。
図面を通して、同一の参照符号は同様な又は対応する特徴または機能を示す。図面は例示の目的のためのものであり、本発明の範囲を制限することを意図していない。
図1A〜1Cは、基板上の発光素子を製造する例を示す。 透明基板上へ波長変換フィルムを積層する実施形態を示す。 透明基板上へ波長変換フィルムを積層する実施形態を示す。 透明基板上へ波長変換フィルムを積層する実施形態を示す。 透明基板上へ波長変換フィルムを積層する実施形態を示し、基板をスライシング/ダイシングして、波長変換積層を有するダイシングされた小プレートをもたらす様子を示す。 波長変換積層を伴うダイシングされた小プレートを基板上の発光素子に積層する実施形態を示す。 波長変換積層を伴うダイシングされた小プレートを基板上の発光素子に積層する実施形態を示す。 波長変換積層を伴うダイシングされた小プレートを基板上の発光素子に積層する実施形態を示し、基板上の各積層構造体周囲に反射性材料をモールドする様子を示す。 波長変換積層を伴うダイシングされた小プレートを基板上の発光素子に積層する実施形態を示し、基板上の各積層構造体周囲に反射性材料をモールドする様子を示す。 波長変換積層を伴うダイシングされた小プレートを透明板に、そして発光素子に積層し、続いて各積層構造体周囲に反射性材料をモールディングすることを示すフローチャートである。 変形的な形状の透明基板の例を示す。 変形的な形状の透明基板の例を示す。
以下の説明においては、限定ではなく説明の目的で、本発明の概念の完全なる理解を提供するために、例えば特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術などの具体的に詳細な事項を説明する。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明は、これらの具体的詳細事項からは外れる他の実施形態でも実施され得るものである。同様に、本明細書の説明は、図面に示した実施形態例に向けられたものであり、請求項に係る発明に、請求項に明示的に含められた限定以外の限定を加えるものではない。単純化及び明瞭化の目的のため、不要な詳細事項で本発明の説明を不明瞭にしないよう、周知のデバイス、回路及び方法についての詳細な説明は省略する。
図1A〜1Cは、基板130上に発光素子110を製造する例を示す。発光素子110は、如何なる種類の従来の発光素子であってよく、例えば、N型半導体層とP型半導体層との間に挟まれた活性発光層を含んでよい。コンタクトパッド120が、発光素子110への外部電力接続を可能にする。発光素子110はフリップチップ形態で片側に両コンタクトを有しているが、各側に1つのコンタクトを設ける適切な形態も本発明の範囲内に含まれる。
発光素子110は、図1A及び1Bに示すように、従来のピックアンドプレース処理(pick-and-place processes)を用いて基板130上に位置することができ、発光素子間に適切なスペース160を有する。基板130は、発光素子110が一時的に接着する表面であってよい。しかし、多くの実施形態では、基板130は、発光素子110のための永久的な支持を形成し、コンタクトパッド120が、代表的にはハンダにより結合する導体(図示せず)を含む。該導体は、基板130を通って延びてもよく、基板の下方表面からの発光素子110への外部接触を可能にする。
基板130上の発光素子110への機械的支持をもたらすために、フィラー材料140が発光素子110の下方に適用されてもよい。このフィラー材料140は、発光素子110の上方表面、意図した発光表面へ光を指向するために反射性であってよい。
参照を容易にするために、基板130上の発光構造体を本明細書において構造体150と呼ぶ。当業者は、発光デバイス体150が上述のものとは異なる素子を含みうることを認識するであろう。
前述のように、如何なる技法を用いて、波長変換材料が発光構造体150に追加されてもよい。埋設蛍光体を有する光学素子が構造体150上にモールドされてもよく、予備成形した蛍光体埋設フィルムが基板130に積層されて各構造体150及びこれら構造体間のスペース160を覆ってもよく、或いは、蛍光体埋設小プレートを構造体150の発光表面に接着(glue)されてもよい。
本発明の実施形態において、予備成形し、かつ予備的に特徴づけた蛍光体埋設フィルムが透明プレートに積層される。このプレートが、発光構造体150の発光表面と同寸法である小プレートにスライシング/ダイシングされる。特に注意すべきは、蛍光体埋設フィルムは半硬化(クラスB)状態にあるポリマーであり、積層プロセスは、該ポリマーがガラスプレートに積層された後に完全には硬化されていないようになっている。後続の積層プロセスにおいて、小プレート上の蛍光体埋設フィルムが発光構造体150の発光表面に積層され、このプロセスにおいて該ポリマーが完全に硬化される。
図2A〜2Dは、透明基板上の波長変換フィルムの積層の例を示し、透明基板をスライシング/ダイシングして、積層波長変換素子を有するダイシングされた小プレートをもたらすことを示している。
図2Aにおいて、支持剥離層210上の予備成形された波長変換フィルム220が透明基板230上に位置される。波長変換フィルム220は、米国特許第7,344,952号に記載されたプロセスを用いて製造することができる。米国特許第7,344,952号は、2008年3月18日付け、Haryanto Chandra に対して発行された特許であり、以下に記述する内容を本明細書中に参照して引用する。
「平坦表面を覆う非粘着性剥離層の上にシリコーン蛍光体混合物を付着させ、材料を回転して一様厚さの薄いシートを形成することにより、薄い蛍光体シートを形成することができる。薄いシートは、所定量のシリコーン蛍光体混合物をモールド中に付着させるか、或いは剥離層上に所定量の材料を噴霧するかして、形成することもできる。
一実施形態では、蛍光体シートが可撓性であり少し粘着性があるように、粘着性シートに熱を与えて部分的に硬化させる。次に、シートを、剥離層とともに、平坦表面から除去する(米国特許第7,344,952号コラム3第66行〜コラム4第24行)。」
波長変換フィルム220は、波長変換特性を決定するために試験することができる。そのような実施形態では、米国特許第7,344,952号に開示されているように、異なる特定の波長の発光などの異なる光出力特性を有する発光素子が、それらの特性に基づいて種分け(binned)される。例えば、もし発光素子が、公称波長450nmの青色光を放出すると、その試験された発光素子は、4種のビン(bin)1〜ビン4のうちの1つに分類(グループ分け)できる。4種のビンは、1) 440-445nm; 2) 445-450nm; 3) 450-455nm; 及び 4) 455-460nmである。波長変換フィルムの試験した特性に基づいて、波長変換フィルムの整合のために適切なビンが認識され、所望の合成色出力をもたらす。所望の合成色出力は、例えば、所望の色温度にある白色光であってよい。発光構造体150の発光素子110はそれぞれ、特定の波長変換フィルム220と対をなすための認識されたビンから得られる。変形的には、異なる特性を有する多重波長変換フィルムが提供されうる。発光構造体150の特定の発光素子110の特性に対応するように、特定の波長変換フィルム220を選択して、所望の合成色出力をもたらすことができる。
透明基板230は、ガラス、サファイア、プラスティック等を含む如何なる透明材料であってもよい。ガラス及びサファイアは一般に、より良い熱散逸のために、プラスティックよりも好ましい。呼び方を簡単にするために、本明細書中で用いる「ガラス」及び「プレート」の用語は、発光素子110により放出された光および波長変換フィルム220により放出された如何なる光に対しても透明である基板と同義であるものとする。
波長変換フィルム220を透明基板230上に置いた後に、熱、圧力及び真空を適用することにより、フィルム220を基板230に積層する。適用される熱は、波長変換フィルム220の硬化を制限するように制御される。例えば、140-160℃の硬化温度を有する実施例ポリマーに対しては70-100℃の範囲に制御される。当該ポリマー(G’-貯蔵弾性率及び損失係数-損失と貯蔵弾性率との比(G'-storage modulus and TanDelta-ratio between loss and storage modulus))の粘弾性振る舞いは、フィルムへ適用するに必要な熱を定義する。波長変換フィルム220を透明基板230に積層下後に、図2Bに示すように、支持剥離シート210を除去することができる。選択的に、スライシング/ダイシングプロセス(後述)後まで剥離シート210を波長変換フィルム220上に残すことも可能であるが、そうすると、ダイシングした小プレート(platelets)の各々から剥離材料を除去しなければならなくなる。
積層した波長変換フィルム220を伴う透明基板230は、スライシング表面240上に位置され、図2Cに示すようにスライシング/ダイシングされ、個々の小プレート250を製造する。個々の小プレート250は、透明基板(プレート)230に積層された波長変換フィルム220の対応する個片(corresponding pieces)を有する。これらの小プレート250の各々は、発光構造体150の発光表面と実質的に同寸法であるように形状づけられている。名目上、基板は約50-200ミクロン厚であってよく、波長変換フィルム220は50ミクロン厚と150ミクロン厚との間であってよい。
図3A〜3Dは、波長変換層を伴うダイシングした小プレート250を基板上の発光構造体150に積層する積層実施例を示しており、基板上の各積層構造体の周囲の反射性材料のモールディングを示している。
図3A〜3Bにおいて、積層波長変換材料220を伴う個々の小プレート250は、発光構造体150上に置かれ、そのことは、例えば、半導体製造技術において周知である従来のピックアンドプレース型の機械を用いて、行うことができる。加熱ステージの温度は約120-150℃であり、波長変換材料が発光構造体150に接着可能となる。最終的な硬化は、積層フィルム内のポリマーのタイプに依存して、1〜4時間を要する。
図3Cにおいて、材料310が適用され、変換された光を反射し、発光素子110及び波長変換材料220を環境効果から保護し、結果たるデバイスに構造的支持を提供する。
図3Dにおいて、収容材料310が仕上げられて、透明基板素子230の発光表面235を露出させる。マイクロビードブラスティング(microbead blasting)その他の平面化技術を用いて、収容材料310の表面仕上げの効果を奏することができる。表面仕上げは、基板素子230の表面を粗化することができ、該表面における全内部反射(total internal reflections (TIR))を減少させて表面を通る光出力高率の増大をもたらす。
収容材料は、発光素子110により放出された光及び波長変換フィルム220により放出された如何なる光に対して反射性であってよい。この材料は、この材料がなければ小プレート250及び構造体150の側部を通過して漏出してしまうであろう光を反射するようにアレンジされており、それにより、光は最終的に透明基板230の発光表面235を介して脱出する。シリコーンとTiO2との混合物(TiO2の濃度が20%以上)が高反射性の収容材料310をもたらすが、他の材料も用いうる。
透明基板230の発光表面を露出させた後、基板130及び収容材料310を、図3Dに示す切断線320によりスライシング/ダイシングすることができ、個々の発光デバイス350をもたらすことができる。
基板130上の発光素子110の特性に整合するよう予備成形し予備的に特性づけた波長変換フィルム220を用いることにより、結果としての複数の発光デバイス350が一定の光出力特性を示すことが期待できる。接着層がないことにより、かつ、反射性材料310,140の存在により、デバイス350はまた、高い光出力高率を示すことが期待できる。接着層がないことにより、かつ、ガラスなどの高い熱伝動度の透明基板230を使用することにより、デバイス350は、良好な熱散逸を示すことが期待できる。
図4は、波長変換フィルムを透明基板に積層し、そして発光素子に積層する多重積層を示し、続いて各積層構造体周囲の反射材料のモールディングを示した実施例フローダイアグラムを図示する。説明を簡単、理解容易にするために、ガラスの透明基板、シリコーンポリマーに埋設した蛍光体などの蛍光体を含む波長変換フィルムを用いた例のプロセスを提示した。
ステップ410において、蛍光体フィルムがガラス基板上に積層される。積層は、ガラスを70-100℃に加熱(蛍光体フィルムが半硬化状態のままである)することにより実効される。
もし蛍光体フィルムが支持剥離シート上に位置されていたら、当該シートはステップ420で除去しても良い。しかしながら、注意すべきことは、蛍光体フィルムをガラスに積層するために加熱する前に支持シートを除去してもよい。
ステップ430において、蛍光体積層ガラスをスライシング/ダイシングして、個々の蛍光体ガラス小プレートを提供する。小プレートは、ステップ440で基板上に提供される発光素子の発光表面の領域を覆う寸法である。
前述したように、所望の合成色出力を提供するように蛍光体フィルムの特性に整合する発光特性を有するように、基板上に提供される発光素子が選択され得る。或いは、所望の合成色出力を提供するように発光素子の特性に整合するように、特定の蛍光体フィルムが選択され得る。
ステップ450において、ガラス蛍光体小プレートを基板上の各発光素子上に位置付け、蛍光体を発光素子の発光表面に直接接触させる。
ステップ460において、120-150℃の熱を適用することにより、ガラス蛍光体小プレートを発光素子に積層する。選択的には、発光素子を伴う基板をこの温度に予め加熱して、ステップ450でガラス蛍光体小プレートを発光素子上に位置づけてもよい。
ステップ470において、基板上の積層された発光及び波長変換構造体の周囲に、反射性モールド材料を適用し、モールド材料をさらに硬化させ、或いは硬化処理をする。特定の硬化プロセスは、用いる特定のモールド材料に依存する。
ステップ480において、もしモールド材料がガラス蛍光体小プレートの発光表面を隠していたら、モールド材料を仕上げしてガラス蛍光体小プレートを露出させる。
ステップ490において、モールド材料で包囲された発光及び波長変換構造体を伴う基板をスライシング/ダイシングして、個々の発光デバイスを形成する。前述したように、基板は一般に、基板を貫通するコンタクトを含み、発光素子のコンタクトパッドへの外部接触を可能にする。変形的には、もし一時的支持として基板が提供されるならば、コンタクトパッドを露出させるために一時的支持たる基板を除去することができる。この除去は、収容された発光及び波長変換構造体のスライシング/ダイシングに先立ち行うことができ、それにより基板の再利用を可能にする。
前述した実施形態において、透明基板は平坦上方表面及び平坦下方表面を有する直線的構造として示した。変形的実施形態において、発光表面を通過する光出力が所望のパターンになるように透明基板を形成してもよい。
図5A〜5Bは、変形的な形状の透明基板の実施形態を示している。これらの実施形態の各々において、波長変換フィルム220は透明基板530の実質的に平坦な表面に積層され、基板の反対側の表面510,520は、完成した発光デバイス(図示せず)の発光表面を最終的に形成する。
図5Aにおいて、透明基板530の発光表面510は半球ドームを含み、表面510を出る光が広範な角度で出射することを可能にする。
図5Bにおいて、当面基板530の発光表面520は、表面520から出射される光を平行にする(collimate)ような形状の輪郭を含む。
透明基板530の発光表面は、デバイスからの光出力を所望のパターンにするように、様々な形状にすることができることを当業者は認識する。
図面及び上述の記載にて本発明を詳細に図示して説明してきたが、これらの図示及び説明は、例示的あるいは典型的なものであり限定的なものではないとみなされるべきであり、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではない。
例えば、剥離フィルムを使わずに、波長変換材料を透明基板上に液体/半液体状で配置させ、スピンや他の処理によって、所望の厚さの被覆を形成する実施形態で本発明を実施することができる。
開示した実施形態に対する他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、用語“有する”及び“含む”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“a”又は“an”は複数であることを排除するものではない。複数の特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、請求項の範囲を限定するものとして解されるべきではない。
本出願は、2014年1月7日に出願された米国仮出願第61/924283号に基づく優先権を主張して2014年12月30日に発明の名称を「蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス」として出願された国際出願PCT/IB2014/067412の国内移行出願である。国際出願PCT/IB2014/067412及び米国仮出願第61/924283号を参照して本明細書に引用する。
本発明は、発光デバイスの分野に関し、特に、蛍光変換体を含み、素子を互いに固着するための接着剤を用いない発光デバイスに関する。

Claims (15)

  1. 発光デバイスであって、
    発光素子と、
    透明基板と、
    波長変換フィルムと、
    を有し、
    前記波長変換フィルムが、他の接着剤なしに、前記透明基板及び前記発光素子に直接に積層されている、発光デバイス。
  2. 前記透明基板はガラス又はサファイアのうちの1つを有する、請求項1に記載の発光デバイス。
  3. 前記波長変換フィルムは1つ以上の蛍光体を含む、請求項1に記載の発光デバイス。
  4. 前記1つ以上の蛍光体がシリコーンポリマーに埋設されている、請求項3に記載の発光デバイス。
  5. 前記波長変換フィルムはシリコーンポリマーを含む、請求項1に記載の発光デバイス。
  6. 前記波長変換フィルムは、前記発光素子への積層の前に前記透明基板に積層されている、請求項1に記載の発光デバイス。
  7. 前記発光素子は、ある寸法を有する発光表面を含み、前記波長変換フィルムは、前記発光表面の前記寸法に実質的に等しい受光表面を含む、請求項1に記載の発光デバイス。
  8. 透明基板は、前記発光表面の前記寸法に実質的に等しい受光表面を含む、請求項7に記載の発光デバイス。
  9. 前記透明基板は、前記波長変換フィルムに積層された表面と反対側の非平坦表面を含む、請求項1に記載の発光デバイス。
  10. 前記発光素子及び前記波長変換フィルムを包囲する反射性材料を含む、請求項1に記載の発光デバイス。
  11. 前記反射性材料は前記透明基板も包囲する、請求項10に記載の発光デバイス。
  12. 発光デバイスの製造方法であって、
    透明基板に積層された波長変換フィルムを有する小プレートを提供するステップと、
    発光表面を含む発光素子を提供するステップと、
    前記小プレートの前記波長変換フィルムを、他の接着剤なしに、前記発光表面に積層するステップと、
    を有する製造方法。
  13. 前記の小プレートを提供するステップが、
    一枚の波長変換材料を、他の接着剤なしに、かつ、前記波長変換材料を完全には硬化させずに、透明プレートに積層するステップと、
    前記の積層された波長変換フィルムとともに前記透明プレートを、複数の小プレートへとスライシングするステップとを含む、
    請求項12に記載の製造方法。
  14. 前記の発光素子を提供するステップが、基板上に複数の発光素子を提供するステップを含み、
    前記小プレートの前記波長変換フィルムを積層するステップが、複数の小プレートを複数の発光素子に積層するステップを含む、
    請求項12に記載の製造方法。
  15. モールド材料を適用して、前記基板上の前記複数の発光素子を包囲し、前記複数の小プレートの各々の少なくとも一部を包囲するステップを含む、請求項14に記載の製造方法。
JP2016544575A 2014-01-07 2014-12-30 蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス Active JP6709159B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461924283P 2014-01-07 2014-01-07
US61/924,283 2014-01-07
PCT/IB2014/067412 WO2015104623A1 (en) 2014-01-07 2014-12-30 Glueless light emitting device with phosphor converter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017501589A true JP2017501589A (ja) 2017-01-12
JP2017501589A5 JP2017501589A5 (ja) 2018-02-15
JP6709159B2 JP6709159B2 (ja) 2020-06-10

Family

ID=52472353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016544575A Active JP6709159B2 (ja) 2014-01-07 2014-12-30 蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11024781B2 (ja)
EP (1) EP3092666B1 (ja)
JP (1) JP6709159B2 (ja)
KR (1) KR102323289B1 (ja)
CN (2) CN105874617A (ja)
TW (1) TWI724985B (ja)
WO (1) WO2015104623A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019067904A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US10840415B2 (en) 2017-03-17 2020-11-17 Nichia Corporation Method for manufacturing light-transmissive member and method for manufacturing light-emitting device

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6217705B2 (ja) * 2015-07-28 2017-10-25 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
DE102015113961A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Konverterelements, Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, Konverterelement und optoelektronisches Bauelement
TWI677114B (zh) * 2015-10-05 2019-11-11 行家光電股份有限公司 具導角反射結構的發光裝置
US10763404B2 (en) 2015-10-05 2020-09-01 Maven Optronics Co., Ltd. Light emitting device with beveled reflector and manufacturing method of the same
EP3200248B1 (en) * 2016-01-28 2020-09-30 Maven Optronics Co., Ltd. Light emitting device with asymmetrical radiation pattern and manufacturing method of the same
CN107039572B (zh) * 2016-02-03 2019-05-10 行家光电股份有限公司 具非对称性光形的发光装置及其制造方法
JP6304297B2 (ja) 2016-04-06 2018-04-04 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN109791968A (zh) 2016-07-26 2019-05-21 克利公司 发光二极管、组件和相关方法
TWI599078B (zh) * 2016-08-05 2017-09-11 行家光電股份有限公司 具濕氣阻隔結構之晶片級封裝發光裝置
JP6798279B2 (ja) * 2016-11-28 2020-12-09 豊田合成株式会社 発光装置の製造方法
JP6471764B2 (ja) * 2017-03-31 2019-02-20 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
KR101877237B1 (ko) * 2017-05-23 2018-08-09 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
WO2019051780A1 (zh) * 2017-09-15 2019-03-21 厦门市三安光电科技有限公司 一种白光led封装结构以及白光源系统
US11335835B2 (en) * 2017-12-20 2022-05-17 Lumileds Llc Converter fill for LED array
US11121298B2 (en) 2018-05-25 2021-09-14 Creeled, Inc. Light-emitting diode packages with individually controllable light-emitting diode chips
DE102018119323A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen von Konversionselementen, Konversionselemente, Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Halbleiterbauteils und lichtemittierendes Halbleiterbauteil
USD902448S1 (en) 2018-08-31 2020-11-17 Cree, Inc. Light emitting diode package
US11233183B2 (en) * 2018-08-31 2022-01-25 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
US11335833B2 (en) * 2018-08-31 2022-05-17 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
DE102018127521A1 (de) * 2018-11-05 2020-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
US10910433B2 (en) * 2018-12-31 2021-02-02 Lumileds Llc Pixelated LED array with optical elements
US11101411B2 (en) * 2019-06-26 2021-08-24 Creeled, Inc. Solid-state light emitting devices including light emitting diodes in package structures
DE102022122981A1 (de) * 2022-09-09 2024-03-14 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000022222A (ja) * 1998-07-07 2000-01-21 Stanley Electric Co Ltd 発光ダイオード
JP2006041479A (ja) * 2004-06-24 2006-02-09 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子およびその製造方法
US20090014744A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device and method
JP2012033823A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2013001791A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Toray Ind Inc 蛍光体含有シート、それを用いたled発光装置およびその製造方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7361938B2 (en) * 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US7560294B2 (en) 2004-06-07 2009-07-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting element and method of making same
US7553683B2 (en) * 2004-06-09 2009-06-30 Philips Lumiled Lighting Co., Llc Method of forming pre-fabricated wavelength converting elements for semiconductor light emitting devices
US7256483B2 (en) 2004-10-28 2007-08-14 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Package-integrated thin film LED
US7858408B2 (en) * 2004-11-15 2010-12-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED with phosphor tile and overmolded phosphor in lens
US7344952B2 (en) * 2005-10-28 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Laminating encapsulant film containing phosphor over LEDs
US8080828B2 (en) * 2006-06-09 2011-12-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Low profile side emitting LED with window layer and phosphor layer
US20080121911A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 Cree, Inc. Optical preforms for solid state light emitting dice, and methods and systems for fabricating and assembling same
US7858198B2 (en) * 2007-04-10 2010-12-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phosphor-containing adhesive silicone composition, composition sheet formed of the composition, and method of producing light emitting device using the sheet
US9024340B2 (en) * 2007-11-29 2015-05-05 Nichia Corporation Light emitting apparatus and method for producing the same
US10147843B2 (en) * 2008-07-24 2018-12-04 Lumileds Llc Semiconductor light emitting device including a window layer and a light-directing structure
JP5518502B2 (ja) 2009-01-27 2014-06-11 シチズン電子株式会社 発光ダイオードの製造方法
US7855394B2 (en) * 2009-06-18 2010-12-21 Bridgelux, Inc. LED array package covered with a highly thermal conductive plate
US9048404B2 (en) * 2009-07-06 2015-06-02 Zhuo Sun Thin flat solid state light source module
US8431423B2 (en) * 2009-07-16 2013-04-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Reflective substrate for LEDS
US20110049545A1 (en) 2009-09-02 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package with phosphor plate and reflective substrate
WO2012026757A2 (ko) * 2010-08-25 2012-03-01 삼성엘이디 주식회사 형광체 필름, 이의 제조방법, 형광층 도포 방법, 발광소자 패키지의 제조방법 및 발광소자 패키지
DE102010042217A1 (de) 2010-10-08 2012-04-12 Osram Ag Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
CN102185042A (zh) * 2011-03-28 2011-09-14 北京大学深圳研究生院 Led封装方法、封装器件、光调节方法及系统
US8884330B2 (en) * 2011-04-13 2014-11-11 Osram Sylvania Inc. LED wavelength-converting structure including a thin film structure
JP2013016588A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Citizen Electronics Co Ltd Led発光装置
JP2013038187A (ja) 2011-08-05 2013-02-21 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2013135084A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Nitto Denko Corp 発光ダイオード装置の製造方法
JP6033557B2 (ja) 2012-03-06 2016-11-30 日東電工株式会社 封止シート、および、それを用いた発光ダイオード装置の製造方法
CN102800794A (zh) * 2012-08-17 2012-11-28 南通脉锐光电科技有限公司 一种光学波长转换器件以及在白光发光器件的应用
JP2014093403A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱硬化性シリコーン樹脂シート及びその製造方法、該熱硬化性シリコーン樹脂シートを使用する発光装置及びその製造方法
JP2014096491A (ja) * 2012-11-09 2014-05-22 Nitto Denko Corp 蛍光体層被覆半導体素子、その製造方法、半導体装置およびその製造方法
JP6070498B2 (ja) * 2012-12-21 2017-02-01 信越化学工業株式会社 蛍光体含有層と白色顔料含有層を有する熱硬化性シリコーン樹脂シート、それを使用する発光装置の製造方法及び封止発光半導体装置
CN103165797B (zh) * 2013-03-13 2016-08-03 上海大学 白光led薄膜封装用荧光粉预制薄膜封装方法
CN103236485B (zh) * 2013-04-16 2016-01-13 哈尔滨鎏霞光电技术有限公司 一种在蓝宝石透明导热板上制作发光体的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000022222A (ja) * 1998-07-07 2000-01-21 Stanley Electric Co Ltd 発光ダイオード
JP2006041479A (ja) * 2004-06-24 2006-02-09 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子およびその製造方法
US20090014744A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device and method
JP2012033823A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2013001791A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Toray Ind Inc 蛍光体含有シート、それを用いたled発光装置およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10840415B2 (en) 2017-03-17 2020-11-17 Nichia Corporation Method for manufacturing light-transmissive member and method for manufacturing light-emitting device
JP2019067904A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3092666B1 (en) 2019-08-28
CN105874617A (zh) 2016-08-17
WO2015104623A1 (en) 2015-07-16
TW201539801A (zh) 2015-10-16
US11024781B2 (en) 2021-06-01
EP3092666A1 (en) 2016-11-16
CN110010746A (zh) 2019-07-12
KR20160106152A (ko) 2016-09-09
KR102323289B1 (ko) 2021-11-08
JP6709159B2 (ja) 2020-06-10
US20170301832A1 (en) 2017-10-19
TWI724985B (zh) 2021-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6709159B2 (ja) 蛍光変換体を有する接着剤のない発光デバイス
US11081625B2 (en) Packaged LEDs with phosphor films, and associated systems and methods
JP5064278B2 (ja) 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
US20110031516A1 (en) Led with silicone layer and laminated remote phosphor layer
TWI532223B (zh) 於led封裝結構上形成均勻螢光材料層之方法
TWI749058B (zh) 光學半導體元件覆蓋用薄片
JP5078644B2 (ja) 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
US20140220714A1 (en) Method for manufacturing semiconductor light-emitting element
JP5064254B2 (ja) 光半導体素子封止用樹脂シートおよび光半導体装置
KR101641384B1 (ko) 광반도체의 캡슐화를 위한 시트
KR20110037913A (ko) 광반도체 밀봉재
EP1943686A1 (en) Laminating encapsulant film containing phosphor over leds
US9351348B2 (en) Laminate support film for fabrication of light emitting devices and method of fabrication
WO2012023119A1 (en) Lamination process for leds
US20170025582A1 (en) Photoluminescence material coating of led chips
WO2014203793A1 (ja) 発光装置、その製造のための封止フィルム積層体、および発光装置の製造方法
JP2007301843A (ja) 樹脂成型品とその成型方法、および、発光装置とその製造方法
WO2019174705A1 (en) Phosphor sheet, method for the production of a phosphor sheet, optoelectronic device, method for the production of an optoelectronic device
CN103503181B (zh) 光电子半导体器件
JP2018523256A (ja) 変換部品の製造方法およびオプトエレクトロニクス照明装置
WO2014207599A1 (en) Transfer of optical thin films and barrier films from releasable substrates for led manufacture
JP2019064136A (ja) 透光性シートの製造方法
JP2018041857A (ja) 蛍光体層光拡散層被覆光半導体素子
TW202209701A (zh) 光學半導體元件覆蓋用薄片
JP2017139456A (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190304

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190307

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200106

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20200115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200324

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6709159

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250