JP2017502524A - 波長変換式半導体発光デバイス - Google Patents

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Abstract

本発明の実施形態に従った構造は、第１のピーク波長を持つ光を発する発光デバイスを含む。発光デバイスによって発せられた光の経路内に、波長変換層が配設される。波長変換層は、発光デバイスによって発せられた光を吸収して、第２のピーク波長を持つ光を発する。波長変換層は、波長変換材料と、透明材料と、接着材料との混合物を含み、接着材料は、波長変換層の重量のうちの１５％以下である。

Description

本発明は、波長変換式の例えば発光ダイオードなどの発光デバイスに関する。
現在利用可能な最も効率的な光源の中に、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振器型（resonant cavity）発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスがある。可視スペクトルで動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心ある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元、及び四元合金を含む。典型的に、ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又はその他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化シリコン、ＩＩＩ族窒化物若しくは複合材の基板、又はその他の好適な基板の上に、異なる組成及びドーパント濃度の複数の半導体層のスタック（積層体）をエピタキシャル成長することによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えばＳｉでドープされた１つ以上のｎ型層と、該１つ以上のｎ型層上に形成された活性領域内の１つ以上の発光層と、活性領域上に形成された、例えばＭｇでドープされた１つ以上のｐ型層とを含んでいる。これらｎ型領域及びｐ型領域の上に、電気コンタクトが形成される。
図１は、特許文献１（ＵＳ２０１１／００５７２０５Ａ）に更に詳細に記述されている構造を示している。ＬＥＤ２８２と過渡電圧抑圧（transient voltage suppression；ＴＶＳ）チップ２８４とがサブマウント２８０に取り付けられている（ＬＥＤ２８２の電源リード間にＴＶＳチップ２８４を接続するサブマウント２８０上の金属配線は示されていない）。例えば静電放電（ＥＳＤ）に起因するなどの電圧サージを受けると、ＴＶＳチップ２８４内の回路が、ＬＥＤを迂回するように過渡電圧をグランドに短絡させる。さもなければ、ＬＥＤ２８２が損傷されてしまい得る。ＴＶＳ回路は周知である。図１に示されたサブマウント２８０は、多数の対（ペア）にされたＬＥＤダイ及びＴＶＳダイが上にマウントされたウエハの一部である。サブマウントウエハは後に、ＬＥＤ／ＴＶＳペアを個片化するように切断される。金型が、蛍光体粒子を含有した液体シリコーンで充たされる窪みを有する。各ＬＥＤ／ＴＶＳペアが単一の窪みの中のシリコーン内にあるようにサブマウントウエハと金型とが接合され、次いで、シリコーンが硬化される。その後、サブマウントウエハが金型から離型されて、図１の構造が得られる。成形された蛍光体レンズ２８６が双方のチップを封入する。所望の色温度特性により、使用される蛍光体の種類、蛍光体の密度、及びレンズの形状が決定される。一形態において、レンズ２８６内の蛍光体は、ＹＡＧと赤色蛍光体との混合物であり、青色ＬＥＤ２８２によってエネルギー供給されるときに暖白色光が生成される。
米国特許出願公開第２０１１／００５７２０５号明細書
本発明の１つの目的は、熱性能が向上される波長変換層を備えたデバイスを提供することである。
本発明の実施形態に従った構造は、第１のピーク波長を持つ光を発する発光デバイスを含む。発光デバイスによって発せられた光の経路内に、波長変換層が配設される。波長変換層は、発光デバイスによって発せられた光を吸収して、第２のピーク波長を持つ光を発する。波長変換層は、波長変換材料と、透明材料と、接着材料との混合物を含み、接着材料は、波長変換層の重量のうちの１５％以下である。
本発明の実施形態に従った方法は、複数の発光デバイスを基板に取り付けることを含む。上記複数の発光デバイスを覆って、波長変換材料と、透明材料と、接着材料とを含む波長変換層が形成される。波長変換層を切断することによって、上記複数の発光デバイスが分離される。上記基板が除去される。
従来技術の、蛍光体を含有したレンズがＬＥＤ及びＴＶＳチップを覆って成形された、サブマウント上のＬＥＤ及びＴＶＳチップを示している。 ＩＩＩ族窒化物ＬＥＤの一例を示している。 本発明の実施形態に従った波長変換層を備えたＬＥＤの断面図である。 図３に示した構造の底面図である。 図３に示した構造の上面図である。 基板に取り付けられたＬＥＤを例示している。 ＬＥＤを覆って波長変換層を成形した後の図６の構造を例示している。 ＬＥＤを分離した後の図７の構造を例示している。 基板からＬＥＤを解放した後の図８の構造を例示している。 ＬＥＤと更なるチップとを含んだ構造の断面図である。 基板に取り付けられたＬＥＤ及び更なるチップを例示している。 ＬＥＤ及び更なるチップを覆って波長変換層を成形した後の図１１の構造を例示している。 第１の基板を取り除いて第２の基板を取り付けた後の図１２の構造を例示している。 図１３に示したＬＥＤ及び更なるチップの１つの底面図である。 反射層を形成した後の図１３の構造を例示している。 図１５に示した反射層を形成した後のＬＥＤ及び更なるチップの１つの底面図である。 誘電体層を形成した後の図１５の構造を例示している。 図１７に示した誘電体層を形成した後のＬＥＤ及び更なるチップの１つの底面図である。 コンタクトパッドを形成した後の図１７の構造を例示している。 図１９に示したコンタクトパッドを付加した後のＬＥＤ及び更なるチップの１つの底面図である。 ＬＥＤを分離した後の図１９の構造を例示している。 基板からＬＥＤを取り外した後の図２１の構造を例示している。 ＬＥＤ及び更なるチップの上の反射層の他の構成の底面図である。 誘電体層を形成した後の図２３の構造を例示している。
以下の例では、半導体発光デバイスは、青色光又はＵＶ光を発するＩＩＩ族窒化物ＬＥＤであるが、例えばレーザダイオードなどの、ＬＥＤ以外の半導体発光デバイスや、例えばその他のＩＩＩ−Ｖ族材料、ＩＩＩ族リン化物、ＩＩＩ族ヒ化物、ＩＩ−ＶＩ族材料、ＺｎＯ、又はＳｉ系材料などの、その他の材料系からなる半導体発光デバイスが使用されてもよい。
本発明の実施形態においては、例えばＬＥＤなどの発光デバイスを覆って波長変換層が形成されて、ＬＥＤダイが５つの面で波長変換層によって取り囲まれるようにされる。波長変換層は、波長変換材料、透明材料、及び接着材料を含み得る。波長変換層は、高い熱伝導率を有し得る。また、例えば成形によって、デバイスを覆って材料が形成されるので、波長変換層（すなわち、波長変換材料及び透明材料）の粒子含有率がかなりとなることができ、例えば一部の実施形態で、波長変換層のうちの９０重量％に至ることができる。以下の例は、波長変換層を成形することを参照するが、成形コンパウンド以外の接着材料、及び成形以外の技術が、波長変換層を形成するために使用されてもよく、それらも本発明の実施形態の範囲内にある。例えば、本発明の実施形態において、波長変換層は、波長変換材料、透明材料、及びゾルゲル接着材料を含む。このような波長変換層は、波長変換層を液体の形態でディスペンスし、その後にゾルゲル材料を硬化させることによって形成され得る。
図２は、本発明の実施形態で使用され得るＩＩＩ族窒化物ＬＥＤを例示している。如何なる好適な半導体発光デバイスが使用されてもよく、本発明の実施形態は、図２に例示されるデバイスに限定されない。図２のデバイスは、技術的に知られているように、成長基板１０上にＩＩＩ族窒化物半導体構造１２を成長させることによって形成される。成長基板は、サファイアであることが多いが、例えばＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ又は複合基板など、如何なる好適基板であってもよい。ＩＩＩ族窒化物半導体構造が上に成長される成長基板の表面は、成長前にパターン加工、粗面加工、又はテクスチャ加工されてもよく、そうすることはデバイスからの光取り出しを向上させ得る。成長表面とは反対側の成長基板の表面（すなわち、フリップチップ構成において光の大部分がそれを通して取り出される表面）は、成長の前又は後にパターン加工、粗面加工、又はテクスチャ加工されてもよく、そうすることはデバイスからの光取り出しを向上させ得る。
半導体構造は、ｎ型領域とｐ型領域との間に挟まれた発光領域又は活性領域を含む。先ずｎ型領域１６が成長され得る。ｎ型領域１６は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、ｎ型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層及び／又は成長基板の除去を容易にするように設計される層と、発光領域が効率的に発光するのに望ましい特定の光学特性、材料特性若しくは電気特性に合わせて設計されるｎ型、若しくはｐ型であってもよい、デバイス層とを含み得る。ｎ型領域の上に、発光領域又は活性領域１８が成長される。好適な発光領域の例は、単一の厚い若しくは薄い発光層、又はバリア層によって分離された複数の薄い若しくは厚い発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域を含む。次いで、発光領域の上に、ｐ型領域２０が成長され得る。ｎ型領域と同様に、ｐ型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、該複数の層は、意図的にはドープされていない層又はｎ型層を含んでいてもよい。
成長後、ｐ型領域の表面上にｐコンタクトが形成される。ｐコンタクト２１は、しばしば、例えば反射メタル及びガードメタルなどの複数の導電層を含む。ガードメタルは、反射メタルのエレクトロマイグレーションを防止あるいは抑制し得る。反射メタルは銀であることが多いが、如何なる好適な１つ以上の材料が使用されてもよい。ｐコンタクト２１を形成した後、ｎコンタクト２２が上に形成されるｎ型領域１６の部分を露出させるよう、ｐコンタクト２１、ｐ型領域２０及び活性領域１８の一部が除去される。ｎコンタクト２２とｐコンタクト２１は、例えばシリコンの酸化物又はその他の好適材料などの誘電体２４で充填され得る間隙２５によって、互いに電気的に分離（アイソレート）される。複数のｎコンタクトビアが形成されてもよく、ｎコンタクト２２及びｐコンタクト２１は、図２に例示される構成に限定されない。ｎ及びｐコンタクトは、技術的に知られているように、誘電体／金属スタックを有するボンドパッドを形成するように再分配されてもよい。
ＬＥＤへの電気接続を形成するため、１つ以上のインターコネクト２６及び２８が、ｎコンタクト２２及びｐコンタクト２１の上に形成され、あるいはそれらに電気的に接続される。図２では、インターコネクト２６がｎコンタクト２２に電気的に接続されている。インターコネクト２８がｐコンタクト２１に電気的に接続されている。インターコネクト２６及び２８は、誘電体層２４及び間隙２７によって、ｎ及びｐコンタクト２２及び２１から電気的に分離されるとともに互いから電気的に分離される。インターコネクト２６及び２８は、例えば、はんだ、スタッドバンプ、金層、又はその他の好適構造とし得る。多数の個々のＬＥＤが、単一のウエハ上に形成され、その後、デバイスのウエハからダイシングされる。半導体構造並びにｎコンタクト２２及びｐコンタクト２１は、以降の図においてブロック１２によって表される。
図３、４及び５は、本発明の例示的な実施形態に従った、５つの面上に波長変換層が置かれたＬＥＤを例示している。図３は断面図であり、図４は底面図であり、図５は、上から見た断面図であり、その断面がＬＥＤの基板１０と交わる平面におけるものである。ＬＥＤ１は、図２に例示したＬＥＤ、又はその他の好適なデバイスとし得る。波長変換層３０が、図３に例示するようにＬＥＤ１の頂部を覆うとともに、図４及び５に例示するようにＬＥＤ１の全ての側面を覆っている。（図３、４、及び５に例示するＬＥＤ１は矩形であり、故に、それは４つの側面及び基板面を波長変換層３０によって覆われている。他の形状のＬＥＤも本発明の範囲内であり、一部の実施形態において、波長変換層３０は、任意の形状のＬＥＤの全ての側面を覆うことになる。）この構造体の底面では、インターコネクト２６及び２８が露出されており、ユーザがこの構造体を例えばＰＣボードなどの他の構造体に取り付けることが容易にされる。
従来技術のパッケージングされたＬＥＤの一例は、成形されたリードフレームカップにＬＥＤを取り付けるワイヤボンドを備えた縦型ＬＥＤを含む。ワイヤボンドを形成した後、カップがシリコーン／蛍光体スラリーで充たされる。このアーキテクチャは、“グープ（ベトベト）・イン・カップ”と呼ばれることがある。グープ・イン・カップアーキテクチャは、低コストであつとともに、製造が容易である。しかしながら、グープ・イン・カップアーキテクチャは、ＬＥＤダイ、ワイヤボンド、及び蛍光体／シリコーン材料（“グープ”）の高い熱抵抗（〜２０Ｃ／Ｗほどの高さ）に起因して、高い入力電力密度を信頼性高く取り扱うことにおいて制限される。フリップチップ型ＬＥＤも、グープ・イン・カップアーキテクチャで配設されることがある。フリップチップの１つの利点は、ＬＥＤ及び典型的なフリップチップインターコネクトの熱抵抗が比較的低い（典型的に、＜５Ｃ／Ｗ）ことである。しかしながら、蛍光体／シリコーン材料の熱抵抗が依然として高く、結果として、デバイスが高電力密度を信頼性高く取り扱うことができない。
図３、４、及び５に例示した構造においては、グープ・イン・カップデバイスで使用される蛍光体／シリコーン材料と比較して高い粒子含有率を、波長変換層３０が有することを可能にする技術（上述のグープ・イン・カップアーキテクチャにおいてのようにＬＥＤ上にディスペンスするのではない技術）によって、波長変換層３０がＬＥＤ１を覆って形成される。従って、波長変換層３０は、高い熱伝導率を持つ粒子を高含有量で有することができ、それにより、波長変換層３０の熱伝導率、ひいては、この構造体の熱伝導率を向上させ得る。
一部の実施形態において、波長変換層３０は、波長変換材料と、透明材料と、接着材料という３つの成分を含む。
波長変換材料は、例えばコンベンショナルな蛍光体、有機蛍光体、量子ドット、有機半導体、ＩＩ−ＶＩ族若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体量子ドット若しくはナノ結晶、染料、ポリマー、又は発光するその他の材料などとし得る。波長変換材料は、ＬＥＤによって発せられた光を吸収して、１つ以上の異なる波長の光を発する。必ずしもそうである必要はないが、ＬＥＤによって発せられた未変換の光が、この構造から取り出される光の最終的なスペクトルの一部をなすことが多い。一般的な組み合わせの例は、黄色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、青色発光及び黄色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤ、並びに青色発光、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤを含む。構造から発せられる光のスペクトルを調整するために、他の色の光を発する波長変換材料が追加されてもよく、例えば、黄色発光材料が赤色発光材料で増補され得る。
透明材料は、例えば波長変換材料又は接着材料の何れかよりも高い熱伝導率を有するなど、高い熱伝導率を有した、例えば、粉末、粒子、又はその他の材料とし得る。一部の実施形態において、透明材料は、およそ０．１−０．２Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有し得るものである一般的なシリコーン材料よりも、高い熱伝導率を有する。一部の実施形態において、透明材料は、後述のように、接着材料に対して実質的に屈折率整合される。例えば、透明材料と接着材料の屈折率は、一部の実施形態において１０％未満でしか異ならないとし得る。一部の実施形態において、透明材料の屈折率は１．５以上である。好適な透明材料の例は、ガラスの粒子又はビーズを含む。
接着材料は、透明材料と波長変換材料とを結び付ける何らかの材料とし得る。接着材料は、一部の実施形態において、１．５以上の屈折率を有するように選択され得る。一部の実施形態において、接着材料は、成形可能な熱硬化性材料である。好適な材料の例は、シリコーン、エポキシ、及びガラスを含む。必ずしもそうである必要はないが、接着材料及び透明材料は典型的に、相異なる材料、又は相異なる形態の同じ材料である。例えば、透明材料をガラス粒子とし、接着材料を成形されたガラスとしてもよい。一部の実施形態において、接着材料はゾルゲル材料である。接着材料がゾルゲルである実施形態において、波長変換材料、透明材料、及びゾルゲル液の混合物が、ＬＥＤ１を覆ってディスペンスされ、次いで、ゾルゲル液から水が蒸発されることで、本質的にガラスであるケイ酸塩の網であって、このケイ酸塩の網の中に波長変換材料及び透明材料が埋め込まれたものが残る。
一部の実施形態において、波長変換層３０は、相対的に少ない波長変換材料及び接着材料を有した殆ど透明の材料である。波長変換層３０は、重量で、一部の実施形態において５０％以上が透明材料、一部の実施形態において６０％が透明材料、そして、一部の実施形態において７０％以下が透明材料とし得る。波長変換層３０は、重量で、一部の実施形態において２０％以上が波長変換材料、一部の実施形態において３０％が波長変換材料、そして、一部の実施形態において４０％以下が波長変換材料とし得る。波長変換層３０は、重量で、一部の実施形態において５％以上が接着材料、一部の実施形態において１０％が接着材料、そして、一部の実施形態において２０％以下が接着材料とし得る。
波長変換層３０の熱伝導率は、一部の実施形態において０．５Ｗ／ｍＫ以上とすることができ、一部の実施形態において１Ｗ／ｍＫ以上とし得る。対照的に、グープ・イン・カップアーキテクチャにおけるグープは、典型的に、０．１Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する。
図３、４、及び５に例示した構造は、図６、７、８、及び９に例示する方法に従って形成され得る。ＬＥＤが形成されてＬＥＤウエハから分離された後、ＬＥＤは“瓶分け”される。つまり、波長変換後のＬＥＤが所与の用途の仕様を満足するのに必要な波長変換材料の特性に従って、同様のピーク発光波長を持つＬＥＤがグループ化される。図６にて、単一の瓶からの個々のＬＥＤが基板４０の上に配置される。基板４０は、一時的なハンドリング基板である。例えばキャリアテープなど、如何なる好適な材料が使用されてもよい。図７には複数の単一のＬＥＤが示されているが、ＬＥＤ１は、単一のＬＥＤとしてではなく、グループにしてウエハからダイシングされてもよい。
図７にて、ＬＥＤ１を覆って、上述のような波長変換層３０が成形される。例えば、金型（図７に示されず）が、一群のＬＥＤ１の上に配置され、次いで、成形材料で充たされ得る。波長変換層３０は、液体形態の熱硬化性接着材料を含み得る。この構造が、例えば加熱によって処理されて、熱硬化性接着材料が固体へと転換される。そして、金型が取り外される。波長変換層３０は、ＬＥＤ１の頂部の上及び隣接するＬＥＤの間に配設される。
図８にて、例えば、ストリート４２にて隣接ＬＥＤ間の波長変換層３０を切断することによって、個々のＬＥＤが分離される。例えばダイアモンドソーイング又はレーザ切断など、如何なる好適な切断技術が用いられてもよい。好ましくは、その切断技術は基板４０を貫いて切断すべきでない。図８に例示した切断は、図８に示すように、一部の実施形態において実質的に垂直な側壁４４を生じさせ得る。一部の実施形態において、側壁４４は、例えば波長変換層３０からの光取り出しを促進するように、角度を付けられ又はその他の形状にされる。
図９にて、例えば、熱的な取り外し、第２の基板への転写、又は直接的なピッキングを含む何らかの好適な方法により、分離されたＬＥＤが基板から解放される。個々のＬＥＤが試験され、例えばＰＣボードなどの構造体にユーザによってマウントされる準備が整う。ＬＥＤは、ＬＥＤ１の底面のインターコネクト２８及び２６を介して、例えばはんだ付け又はその他の好適マウント技術によって、他の構造体上にマウントされる。
一部の実施形態において、図１０に例示するように、チップ４６が、波長変換層３０を介してＬＥＤ１に機械的に接続される。チップ４６は、過渡電圧抑圧（ＴＶＳ）、電力調整回路、その他の回路のためのデバイス、又はその他の好適機能のためのデバイスを含み得る。チップ４６は、例えば、本体４０１と、コンタクト４０２及び４０３とを含み得る。（図１０に示す断面には、コンタクト４０２である１つのコンタクトのみが示されている。図１４、１６、１８、及び２０に示す底面図では、双方のコンタクト４０２及び４０３を見て取ることができる。）波長変換層３０の底部に反射層５０が配設されている。反射層５０内の開口５１ａがＬＥＤ１を囲んでいる。反射層５０内の開口５１ｂがチップ４６を囲んでいる。反射層５０の下に誘電体層５２が配設されている。誘電体層５２内の開口が、ＬＥＤ１上のコンタクト２８及びチップ４６上のコンタクト４０２への電気接続をもたらす。誘電体層５２の下に配設されたボンディングパッド５４ａが、ＬＥＤ１上のコンタクト２８をチップ４６上のコンタクト４０２に電気的に接続する。図１０に示す平面の外で、誘電体層５２の下に配設された第２のボンディングパッドが、ＬＥＤ１上のコンタクト２６をチップ４６上のコンタクト４０３に電気的に接続する。
ＬＥＤ２８２とＴＶＳチップ２８４とがサブマウント２８０を介して電気的且つ機械的に接続されている図１に示したデバイスとは対照的に、図１０に例示したデバイスにおいては、ＬＥＤ１とチップ４６とが波長変換層３０を介して機械的に接続されている。
図１０に例示した構造は、図１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２に例示するように形成され得る。これらの図には３つのグループのＬＥＤ１及びチップ４６を示すが、これらの方法は、如何なるグループ数のＬＥＤ１及びチップ４６にも適用され得る。
図１１にて、ＬＥＤ１及びチップ４６が基板４０の上に配置される。基板４０は、例えば、図６を参照して上述したように、キャリアテープとし得る。
図１２にて、図７を参照して上述したように、ＬＥＤ１及びチップ４６を覆って波長変換層３０が成形される。
図１３にて、図１２の構造が第２の基板４８に転写される。基板４８、基板４０と同様に、ＬＥＤ１、チップ４６、及び波長変換層３０を含む構造の一時的なハンドリングに適した如何なる材料であってもよい。例えば、基板４８はキャリアテープとし得る。典型的に、第２の基板４８は、基板４０とは反対側の波長変換層３０の表面に接続され、それに続いて、ＬＥＤ１及びチップ４６からの基板４０の分離が行われる。基板４０を除去した後、ＬＥＤ１及びチップ４６のコンタクトが、更なる処理のために露出されている。
図１４は、少なくとも１つのＬＥＤ１と１つのチップ４６とを含んだ、機械的に接続されたグループのコンタクト側を例示している。図１４に例示する眺めは、図１３に示した構造の頂面の眺めであるとともに、図１２に示した構造の底面の眺めである。完成した構造は典型的に、頂部から光が取り出されるように、コンタクトを底面にしてマウントされるので、以下の説明では、図１４に示す眺めを構造の底面として参照する。
図１４において、ＬＥＤ１上の金属インターコネクト２８及び２６は、チップ４６上の金属コンタクト４０２及び４０３と実質的に位置を揃えられているとし得る。波長変換層３０がＬＥＤ１及びチップ４６の周りに配置されている。
図１５にて、図１３に示した構造の上に反射層５０が形成される。図１６は、反射層５０を形成した後の、１つのＬＥＤ１及びチップ４６の底面図を例示している。反射層５０は、図の左下から右上に延在するハッチングによって図中に表されている。図１６に例示するように、反射層５０は、開口５１ａ及び５１ｂを形成するようにパターニングされる。開口５１ａはＬＥＤ１を取り囲み、開口５１ｂはチップ４６を取り囲む。反射層５０は、例えば金属であるＡｇやＡｌ、反射コーティング、又は反射塗料など、如何なる好適な反射材料であってもよい。反射層５０は導電性であることが多いが、必ずしもそうである必要はない。反射層５０は、例えばスパッタリングなど、如何なる好適技術によって形成されてもよく、また、例えばフォトリソグラフィなど、如何なる好適技術によってパターニングされてもよい。
図１７にて、図１５に示した構造の上に誘電体層が形成される。図１８は、誘電体層５２を形成した後の、１つのＬＥＤ１及びチップ４６の底面図を例示している。誘電体層５２は、図の左上から右下に延在するハッチングによって表されている。誘電体層５２は、ＬＥＤ１上のインターコネクト及びチップ４６上のコンタクトへの電気接続を容易にする開口を形成するようにパターニングされる。開口５２０がインターコネクト２８の上に形成され、開口５２２がインターコネクト２６の上に形成され、開口５２３がコンタクト４０２の上に形成され、開口５２４がコンタクト４０３の上に形成される。誘電体層５２は、何らかの好適技術によって形成された、例えば、１つ以上のシリコン酸化物、１つ以上のシリコン窒化物、誘電体、又はベンゾシクロブテンなど、如何なる好適材料であってもよい。
図１９にて、図１７に示した構造の上に、導電コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂ（側面図にはパッド５４ａのみが示されている）を形成する金属層５４が形成される。図２０は、コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂを形成した後の、１つのＬＥＤ１及びチップ４６の底面図を例示している。（図１９では、コンタクトパッドを形成する金属層にラベル５４を付している。図２０には、個々のコンタクトパッド５４ａ及び５４ｂを例示している。）コンタクトパッド５４ａは、誘電体層５２の開口５２０を通じて、ＬＥＤ１上のインターコネクト２８に電気的に接続される。コンタクトパッド５４ａはまた、誘電体層５２の開口５２３を通じて、チップ４６上のコンタクト４０２にも電気的に接続される。コンタクトパッド５４ｂは、誘電体層５２の開口５２２を通じて、ＬＥＤ１上のインターコネクト２６に電気的に接続される。コンタクトパッド５４ｂはまた、誘電体層５２の開口５２４を通じて、チップ４６上のコンタクト４０３にも電気的に接続される。コンタクト５４ａ及び５４ｂは、これらの間の空間によって、及び誘電体層５２によって、互いに電気的にアイソレートされる。コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂは、如何なる好適な導電材料であってもよい。コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂは典型的に、例えばＡｕ又はＡｇなどの金属である。コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂは、如何なる好適技術によって形成及びパターニングされてもよい。例えば、コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂは、例えばＣｕＮのシード層をスパッタ堆積し、次いでＡｕ又はＡｇの層をめっきすることによって形成され得る。コンタクトパッド５４ａ、５４ｂ、インターコネクト２８、２６、コンタクト４０２、４０３、及び開口５２０、５２２、５２３、５２４は、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、図２０に示したものとは異なるサイズ割合を有し得る。コンタクトパッド５４ａ及び５４ｂは、図２０に例示するように、デバイスの頂部及び底部まで完全には延在しないようにパターニングされ得るが、図１９及び２１に例示するように、これは必ずしも必要とされない。
図２１にて、例えば、図８を参照して上述したように、ストリート５６にて隣接ＬＥＤ間の波長変換層３０を切断することによって、ＬＥＤ１及びチップ４６が分離される。
図２２にて、図９を参照して上述したように、分離されたデバイスが基板４８から取り外される。デバイスは、ひっくり返され、ユーザによって、例えばＰＣボードなどの好適な構造体に、はんだ取付け又はその他で電気的且つ機械的にパッド５４ａ及び５４ｂを構造体に接続することによってマウントされ得る。
図２３及び２４は、ＬＥＤ１とチップ４６とを含む他の構造を例示している。図２３にて、図１３に示した構造の上に反射材料６０が配設される。反射材料６０は、デバイスの２つの側で反射材料の２つの領域を分離する開口６２を形成するようにパターニングされている。反射材料は、例えば、図１５及び１６に記載した反射材料５０に関して上で挙げた材料のうちの１つとし得る。反射材料６０は導電性の材料である。反射材料６０の左側部分は、ＬＥＤ１上のインターコネクト２８及びチップ４６上のコンタクト４０２の一部と直に接触している。反射材料６０の右側部分は、ＬＥＤ１上のインターコネクト２６及びチップ４６上のコンタクト４０３の一部と直に接触している。
図２４にて、構造の中央部の上に誘電体層６３が形成される。誘電体層６３（例えば、図１７及び１８に記載した誘電体材料５２に関して上で挙げた材料のうちの１つとし得る）は、反射材料６０の左側部分と右側部分との間の開口６２を覆っている。誘電体層６３はまた、反射材料６０の左側部分及び右側部分の各々の一部を覆っている。誘電体層６３は、デバイスの左側の反射材料６０の一部６４が誘電体層６３によって覆われず、且つデバイスの右側の反射材料６０の一部６６が誘電体層６３によって覆われないように、範囲を制限されている。
図２１及び２２での分離の後、図２４に示したデバイスは、ユーザによって、例えばＰＣボードなどの好適な構造体上に、はんだ取付け又はその他で電気的且つ機械的に反射材料６０の部分６４及び６６を構造体に接続することによってマウントされ得る。図２４の構造を例えばＰＣボードなどの構造体に取り付けるために使用されるインターコネクト（例えば、はんだなど）が、部分６４及び６６と誘電体６３との間の高低差を補償し得る。
本発明を詳細に説明したが、当業者が認識するように、本開示を所与として、ここに記載の発明概念の精神を逸脱することなく、本発明に変更が為され得る。故に、本発明の範囲は、図示して説明した特定の実施形態に限定されるものではない。

Claims (15)

  1. 第１のピーク波長を持つ光を発する発光デバイスと、
    前記発光デバイスによって発せられた光の経路内に配置され、前記発光デバイスによって発せられた光を吸収して第２のピーク波長を持つ光を発する波長変換層であり、
    波長変換材料と、
    透明材料と、
    接着材料であり、当該波長変換層の重量のうちの１５％以下を有する接着材料と、
    の混合物を有する波長変換層と、
    を有する構造体。
  2. 前記発光デバイスは、頂面、底面、及び少なくとも１つの側面を持ち、前記波長変換層は、前記発光デバイスの前記頂面と全ての側面とを覆っている、請求項１に記載の構造体。
  3. 前記波長変換層は、前記発光デバイスを覆って成形されている、請求項１に記載の構造体。
  4. 当該構造体は更に、過渡電圧を抑圧するためのチップを有し、前記発光デバイスは、前記波長変換層だけで前記チップに機械的に取り付けられている、請求項１に記載の構造体。
  5. 前記チップを覆って、及び前記チップの側壁と前記発光デバイスの側壁との間の領域に、前記波長変換層が配設されている、請求項４に記載の構造体。
  6. 前記波長変換材料は、前記波長変換層の重量のうちの４０％以下を有する、請求項１に記載の構造体。
  7. 前記接着材料は、シリコーン、エポキシ、ゾルゲル材料、及びガラスのうちの１つである、請求項１に記載の構造体。
  8. 前記発光デバイスの側面を覆って配設された前記波長変換層の部分の底面に配設されたリフレクタ、を更に有する請求項１に記載の構造体。
  9. 前記透明材料と前記接着材料とが異なる材料である、請求項１に記載の構造体。
  10. 複数の発光デバイスを基板に取り付け、
    前記複数の発光デバイスを覆って波長変換層を形成し、該波長変換層は、波長変換材料と、透明材料と、接着材料とを有し、
    前記波長変換層を切断することによって、前記複数の発光デバイスを分離し、且つ
    前記基板を除去する、
    ことを有する方法。
  11. 前記波長変換層は、０．５Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記切断することの後、前記波長変換層は、実質的に垂直な側壁を有する、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記複数の発光デバイスを覆って前記波長変換層を形成することの後に、前記波長変換層の底面上にリフレクタを形成する、ことを更に有する請求項１０に記載の方法。
  14. 前記複数の発光デバイスのうちの２つの間で、前記基板に、過渡電圧を抑圧するためのチップを取り付け、且つ
    前記複数の発光デバイスを覆って前記波長変換層を形成することの後に、前記複数の発光デバイスのうちの１つ上のインターコネクトを前記チップのコンタクトに電気的に接続する導電パッドを形成する、
    ことを更に有する請求項１０に記載の方法。
  15. 前記複数の発光デバイスを覆って前記波長変換層を形成することは、前記波長変換層を成形することを有し、且つ
    前記接着材料は熱硬化性材料である、
    請求項１０に記載の方法。
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