JP4960577B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置の製造方法に関し、より詳細には、光を生成するための半導体デバイスであって、広域スペクトル発光デバイスの製造方法に関する。
本出願は、その開示内容が本明細書に全面的に記載されているものとして参照により本明細書に組み込まれている、２００１年１０月３１日に出願した米国仮出願第６０／３３５，６４９号「Broad Spectrum Light Emitting Devices and Methods and Systems For Fabricating the Same」に関連し、その優先権を主張するものである。
広域スペクトル半導体発光デバイスは、従来の製造方法では、比較的狭域スペクトルの光源を用いて発光基板を励起することによって製造されていた。従来の製造方法では、発光デバイスにおいて、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザが、より広域スペクトルの光を供給するようにシフトかつ／又は分散される狭域スペクトルの光を発する。典型的には、ＬＥＤ又はレーザの如き狭スペクトル光源から白色光を供給するのが望ましい。この白色光は、例えば、その開示内容が本明細書に全面的に記載されているものとして参照により本明細書に組み込まれている特許文献１に記載されている。
白色光デバイスの製造に伴う１つの問題は、典型的には、デバイスが発する光のスペクトルはレーザ又はＬＥＤが発する光のスペクトルに左右され、発光基板の量はデバイスに左右されることである。単一のウェハ又はダイにおいては、ウェハ又はダイ上で特定のデバイスが発する光の波長が変化しうる。そのようなずれは、例えば、デバイスの欠陥、又は製造公差による変化の結果といえる。下部のデバイスの出力波長のずれは、発光基板の貼付及び励起の後に得られるデバイスが発する白色光に変化をもたらすおそれがある。
米国特許第６，２４５，２５９号明細書 米国特許第６，２０１，２６２号明細書 米国特許第６，１８７，６０６号明細書 米国特許第６，１２０，６００号明細書 米国特許第５，９１２，４７７号明細書 米国特許第５，７３９，５５４号明細書 米国特許第５，６３１，１９０号明細書 米国特許第５，６０４，１３５号明細書 米国特許第５，５２３，５８９号明細書 米国特許第５，４１６，３４２号明細書 米国特許第５，３９３，９９３号明細書 米国特許第５，３３８，９４４号明細書 米国特許第５，２１０，０５１号明細書 米国特許第５，０２７，１６８号明細書 米国特許第４，９６６，８６２号明細書 米国特許第４，９１８，４９７号明細書 米国特許仮出願第６０，２９４，３７８号明細書「LIGHT EMITTING DIODE STRUCTURE WITH MULTI-QUANTUM WELL AND SUPERLATTICE STRUCTURE」 米国特許仮出願第６０／２９４，４４５号明細書「MULTI-QUANTUM LIGHT EMITTING DIODE STRUCTURE」 米国特許仮出願第６０，２９４，３０８号明細書「LIGHT EMITTING DIODE STRUCTURE WITH SUPERLATTICE STRUCTURE」 米国特許出願第１０／１４０，７９６号明細書「GROUP III NITRIDE BASED LIGHT EMITTING DIODE STRUCTURES WITH A QUANTUM WELL AND SUPERLATTICE, GROUP III NITRIDE BASED QUANTUM WELL STRUCTURES AND GROUP III NITRIDE BASED SUPERLATTICE STRUCTURES」 米国特許仮出願第１０／０５７，８２号明細書「LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR」 米国特許出願第１０／０５７，８２号明細書「LIGHT EMITTING DIODE INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR」 米国仮出願第＿＿＿号（整理番号５３０８−２４５ＰＲ）明細書「PHOSPHOR-COATED LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING TAPERED SIDEWALLS, AND FABRICATION METHODS THEREFOR」 米国特許仮出願第６０／３０７，２３５号明細書「LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR」 米国特許出願第１０／０５７，８２１号明細書「LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR」 米国特許出願第１０／０５８，３６９号明細書「CLUSTER PACKAGING OF LIGHT EMITTING DIODE」
本発明は、発光装置の製造方法を提供するものである。発光デバイスは、所定の周波数レンジの光を発するダイオード又はレーザの如き発光素子と、発光ダイオード上の一定量の発光物質を含むことができる。発光物質の量は、発光素子及び／又は発光デバイスの実測出力に基づくものとすることができる。
本発明の特定の実施例では、発光素子に発光物質の第１の層を塗布して活性化し、デバイスの出力周波数を測定する。その測定値に基づいてデバイスの出力周波数の変化のマップを生成し、実質的に均一な光出力の如き所望の均一性を有する複数の広帯域発光デバイスを設けるように、変化のマップに基づいて、追加的な発光物質を発光素子に選択的に塗布する。加えて、光出力の所望の均一性が達成されるまで、該測定及び塗布処理を何度も繰り返すことができる。
あるいは、発光物質の最初の塗布に先立って個々のデバイスの出力を測定し、その測定値に基づいて最初の塗布を調整することが可能である。発光素子を個々に活性化することも可能であり、又は集団で活性化することも可能であり、又は測定に向けてすべて活性化することも可能である。
本発明の他の実施形態では、発光素子は窒化ガリウム系のデバイスである。好ましくは、炭化ケイ素基板を通じて光が発せられるように、炭化ケイ素基板上に発光素子を製造する。炭化ケイ素基板をパターン化して、発光素子の発光を強化することができる。また、いくつかの実施形態では、発光素子は、デバイスの片面から接触可能な２つの接触面を有する。そのような場合は、箔又は他の導体上にデバイスを配置し、箔を通じてデバイスに接触することによってデバイスを平行して活性化することができる。
発光物質は、ＹＡＧ：Ｇｅの如き蛍光体であるのが好ましい。発光素子の帯電面をダスティングすること、流体に蛍光体を懸濁させて流体をデバイスに塗布すること、デバイス上の蛍光体にエアブラシをかけること、及び／又は蛍光体にインク又はバブルジェット（登録商標）を吹きつけることのうちの１つ又は複数の処理によって発光物質を塗布することができる。最初の塗布及びその後の塗布に同じ塗布技術を用いてもよいし、異なる技術を利用してもよい。
本発明の特定の実施形態では、発光デバイスの光出力を測定し、発光デバイスの測定光出力に基づいて、発光物質を発光デバイスに選択的に塗布する。一定量の発光物質を発光デバイスに選択的に塗布すること、異なる組成の発光物質を発光デバイスに選択的に塗布すること、及び／又は発光デバイスの測定光出力に基づいて異なるドーピングレベル（ｄｏｐｉｎｇ ｌｅｖｅｌ）の発光物質を発光デバイスに選択的に塗布することによって、発光物質の選択的な塗布を行うことができる。
本発明の他の実施形態では、発光物質の被膜を発光デバイスに塗布した後に発光デバイスの光出力を測定する。発光デバイスの測定光出力が所定の基準を満たすまで、光出力の測定及び発光物質の選択的塗布を繰り返すこともできる。
また、発光物質の選択的塗布に先立って、複数の発光デバイスを有するウェハから発光デバイスを個別化（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｎｇ）することができる。そのような場合は、個別化した発光デバイスのそれぞれの測定光出力に基づいて、個別化した発光デバイスをグループ化し、異なる量の発光物質、ドーピングの異なる発光物質、及び／又は異なる組成の発光物質を個別化した発光デバイスに塗布する。
本発明の特定の実施形態では、インクジェット塗布法、エアブラシ塗布法、流体塗布法、静電塗装、電気泳動塗装、スクリーン印刷、浸漬、ロール塗布及び／又は真空蒸着のうちの少なくとも１つを利用して発光物質を選択的に塗布することによって、発光物質の選択的塗布を行う。
本発明の特定の実施形態では、発光デバイスは、複数の発光デバイスを有するウェハ上の発光デバイスである。
本発明の他の実施形態では、複数の発光デバイスのそれぞれの光出力を測定し、発光デバイスのそれぞれの測定光出力に基づいて複数の発光デバイスのそれぞれに発光物質を選択的に塗布することによって、広域スペクトル発光デバイスを製造する。複数の発光デバイスのそれぞれを活性化し、発光デバイスのそれぞれが活性化されたときに複数の発光デバイスのそれぞれの光出力を測定することによって、複数の発光デバイスのそれぞれの光出力を測定することができる。発光デバイスは、個々に、集団で、連続的に、かつ／又は平行して活性化できる。
本発明の他の実施形態では、発光デバイスのそれぞれの光出力のマップを生成し、生成したマップを利用して、発光デバイスのそれぞれの測定光出力に基づいて、複数の発光デバイスのそれぞれに発光物質を選択的に塗布する。また、所定の光出力の基準が達成されるまで、複数の発光デバイスのそれぞれの光出力の測定、及び発光物質の選択的塗布を繰り返すことができる。所定の光出力の基準は、複数の発光デバイスの実質的に均一な光出力とすることができる。所定の光出力の基準は、所定の光出力を有する複数の発光デバイスの閾値比率とすることも可能である。発光物質の被膜を複数の発光デバイスに塗布した後に、複数の発光デバイスのそれぞれの光出力を測定することができる。発光物質の選択的塗布は、発光デバイスのそれぞれの測定光出力に基づいて発光デバイスのそれぞれに、一定量の発光物質を塗布すること、異なる組成の発光物質を塗布すること、及び／又は異なるドーピングレベルの発光物質を塗布することを含むことができる。インクジェット塗布法、エアブラシ塗布法、流体塗布法、静電塗装、電気泳動塗装、スクリーン印刷、浸漬、ロール塗布及び／又は真空蒸着を利用して発光物質を選択的に塗布することができる。
本発明の他の実施形態では、複数の発光デバイスのそれぞれは、個別化された発光デバイスである。当該実施形態では、共通の測定光検出特性を有する個別化発光デバイスをグループ化するように、発光デバイスの測定光出力に基づいて、個別化する発光デバイスを分類し、異なる発光物質特性を個別化発光デバイスの異なるグループに提供するように、発光物質を個別化発光デバイスに選択的に塗布することによって、発光物質の選択的塗布を行うことができる。
他の実施形態では、複数の発光デバイスは、ウェハ上の複数の発光デバイスである。
本発明の他の実施形態では、広域スペクトル発光デバイスは、測定可能な光学特性を有する発光デバイスと、発光デバイス上の発光物質の被膜とを含む。発光物質の被膜は、発光デバイスの所定の出力特性を提供する、発光デバイスの光学特性の測定値に基づいて選択された少なくとも１つの特性を有する。
発光物質の被膜は、測定光学特性に関係なく塗布された発光物質の第１の被膜と、測定光学特性に基づいて塗布された発光物質の第２の被膜とを含むことができる。また、第１の被膜と第２の被膜は、同一組成の発光物質の被膜であってもよい。そのような場合は、測定光学特性に基づいて第２の被膜の厚さを選択することができる。第１の被膜と第２の被膜は、異なる組成の発光物質の被膜であってもよく、測定光学特性に基づいて第２の被膜の組成を選択することができる。また、測定光学特性に基づいて第２の被膜のドーピングを選択することができる。測定光学特性は、発光物質の第１の被膜が塗布された発光デバイスの光学特性であってもよい。
本発明の他の実施形態では、測定光学特性に基づいて、発光物質の組成、発光物質の量、及び／又は発光物質のドーピングを選択する。
本発明の他の実施形態では、広域スペクトル発光デバイスは、ウェハの少なくとも一部に複数の発光デバイスと、複数の発光デバイスのそれぞれに発光物質の被膜とを含み、複数の発光デバイスのそれぞれにおける発光物質の被膜は異なる特性を有する。異なる特性は、異なる量の発光物質、異なるドーピングの発光物質、及び／又は異なる組成の発光物質であってもよい。
また、発光物質の被膜は、複数の発光デバイスのそれぞれにおける発光物質の第１の被膜と、複数の発光デバイスのそれぞれの測定光学特性に基づいて塗布された発光物質の第２の被膜とを含むことができる。第１の被膜と第２の被膜は、同一組成の発光物質の被膜であってもよく、測定光学特性に基づいて第２の被膜の厚さを選択することができる。第１の被膜と第２の被膜は、異なる組成の発光物質の被膜であってもよく、測定光学特性に基づいて第２の被膜の組成を選択することができる。また、測定光学特性に基づいて第２の被膜のドーピングを選択することができる。また、測定光学特性は、発光物質の第１の被膜が塗布された発光デバイスのそれぞれの光学特性であってもよい。
本発明の他の実施形態では、複数の発光デバイスのそれぞれの測定光学特性に基づき、複数の発光デバイスのそれぞれの間で発光物質の被膜の組成が異なる。また、複数の発光デバイスのそれぞれの測定光学特性に基づき、複数の発光デバイスのそれぞれの間で発光物質の被膜の厚さが異なっていてもよい。また、複数の発光デバイスのそれぞれの測定光学特性に基づき、複数の発光デバイスのそれぞれの間で発光物質の被膜のドーピングが異なっていてもよい。
本発明の他の実施形態では、広域スペクトル発光デバイスを製造するためのシステムは、発光デバイスを活性化するように構成された発光素子活性化回路（ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）と、活性化した発光デバイスによる光出力を測定するように構成された出力測定回路と、発光デバイスに発光物質を選択的に塗布するように構成された発光物質塗布デバイスと、出力測定回路及び発光物質塗布デバイスと動作可能に連動し、活性化した発光デバイスの測定光出力に基づいて発光物質を発光デバイスに選択的に塗布するように構成されたコントローラとを含む。特定の実施形態では、発光物質塗布デバイスは、インクジェット塗布システム、エアブラシ塗布システム、流体塗布システム、静電塗装システム、電気泳動塗装システム、スクリーン印刷システム、浸漬システム、ロール塗布システム及び／又は真空蒸着システムのうちの少なくとも１つである。
また、活性化した発光デバイスの出力の測定に先立って、発光物質の被膜を塗布する発光物質塗布デバイスを制御するようにコントローラを構成することもできる。異なる量の発光物質、異なるドーピングの発光物質、及び／又は異なる組成の発光物質のうちの少なくとも１つを選択的に塗布するように発光物質塗布デバイスを構成することもできる。
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
なお、本発明は、本明細書に記載されている実施形態に限定されるものとして構成されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完全で、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提示される。図には、理解しやすいように、層及び領域の厚さを誇張している。また、全体を通じて、同じ構成要素には同一の番号を付してある。
図１は、本発明の広域スペクトル発光デバイスを製造するためのシステムを示す図で、発光物質を塗布するためのシステム構成図である。図１に示されるように、複数の発光素子１０が設けられる。好ましくは、発光素子１０は、ＬＥＤ又はレーザを含み、発光素子を個別に、又はまとめて活性化できるようにウェハ及び／又はダイ上に設けられる。ＬＥＤ及び／又はレーザは、デバイスの両側に接触面を有していてもよく、デバイスの片側に接触面を有していてもよい。
例えば、発光素子は、ノースカロライナ州ＤｕｒｈａｍのＧｒｅｅ社が製造販売するデバイスの如き、炭化ケイ素基板上に製造された窒化ガリウム系ＬＥＤ又はレーザであってもよい。例えば、本発明は、その開示内容が全面的に本明細書に記載されているものとして参照により本明細書に組み込まれている特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５及び／又は特許文献１６に記載されているＬＥＤ及び／又はレーザとともに使用するのに適しているといえる。他の好適なＬＥＤ及び／又はレーザは、その開示内容が全面的に記載されているものとして本明細書に組み込まれている、それぞれ２００１年５月３０日に出願された特許文献１７、特許文献１８及び特許文献１９、２００２年５月７日に出願された特許文献２０、ならびに２００１年７月２３日に出願された特許文献２１、及び２００２年１月２５日に出願された特許文献２２に記載されている。また、その開示内容が全面的に記載されているものとして参照により本明細書に組み込まれている、２００２年９月１９日に出願された特許文献２３に記載されているような蛍光体塗布ＬＥＤも本発明の実施形態での使用に適するといえる。
ＬＥＤ及び／又はレーザは、基板を通じて発光が行われる「フリップチップ」構成で動作するように構成されうる。この実施形態では、例えば、その開示内容が本明細書に全面的に記載されているものとして参照により本明細書に組み込まれている、２００１年７月２３日に出願された特許文献２４、又は２００２年１月２５日に出願された特許文献２５に記載されているように、デバイスの光出力を高めるために基板をパターン化することができる。さらに図１に示されるように、発光素子活性化回路１２も設けられる。発光素子活性化回路１２は、発光素子１０が発光するように発光素子１０を活性化する。この活性化は、個々に連続して行ってもよいし、発光素子１０のいくつか又はすべてを同時に活性化するように行ってもよい。同様に、複数の発光素子１０の部分集合体を活性化することも可能である。発光素子１０を活性化するための具体的な技術は、発光素子１０に対する電極の構成、発光素子１０の出力を測定する出力測定回路１４の性質、及び／又は発光物質を発光素子１０に塗布する方法に依存しうる。例えば、発光素子がデバイスの片側から接触可能な２つの接触面を有する実施形態では、デバイスを箔又は他の導体の上に配置し、箔を通じてデバイスに接触することによって、デバイスを平行して活性化することができる。
出力測定回路１４は、１つ又は複数の発光素子１０の光出力を測定し、この情報をコントローラ１８に提供する。コントローラ１８は、光出力情報を利用して、発光素子１０の測定光出力に基づいて、発光素子１０に発光物質を選択的に塗布するように発光物質塗布装置（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）１６を制御する。出力測定回路１４は、スペクトル分析器であってもよいし、発光素子１０の光出力の周波数及び／又はパワーを分析するための他の装置であってもよい。この装置は当業者に知られているため、ここでさらに説明する必要はない。
発光物質塗布装置１６は、ＹＡＧ：Ｇｅなどの蛍光体を含めて、発光物質を選択的に塗布する手段を提供する。発光物質を選択的に塗布する手段１６は、例えば、インクジェット塗布システム、エアブラシ塗布システム、流体塗布システム、反対の電荷を有する発光素子に引きつけられる帯電粒子を利用する微粒子塗布システム（静電塗装）、電気泳動塗装、スクリーン印刷、浸漬、ロール塗布及び／又は真空蒸着、及び／又は当業者に知られている他の好適な技術によって提供されうる。発光物質の選択的塗布をデバイスの個別化の前後に行うことができる。個々のデバイス又はデバイス群に発光物質を選択的に塗布することを可能にする塗布技術を利用して、個別化の前後に、異なる量の発光物質を異なるデバイスに塗布することができる。例えば、個別化の前に選択的塗布を行う場合は、インクジェット又は他の選択的塗布システムは、デバイスがウェハ上にとどまっている間に、異なる量の発光物質を個々のデバイス又はデバイス群に供給することができる。個別化の後に、個々のデバイスは、例えばインクジェット処理又は静電塗装などによって塗布された特定量の発光物質を有することが可能である。例えば、デバイスの電荷に基づいて異なる量の発光物質が異なるデバイスに引きつけられるように、静電処理において、異なる電荷を個別化又は非個別化デバイスに加えることが可能である。あるいは、個別化の後に選択的塗布を行う場合は、共通の測定出力特性に基づいて個別化デバイス（ダイ）をグループ化し、共通の量の発光物質をグループ内のデバイスの各々に塗布する。また、１つ又は複数のデバイスを小台（ｓｕｂｍｏｕｎｔ）に装着する前後に、発光物質の塗布を行うことができる。
最後に、コントローラ１８は、発光物質を発光素子に選択的に塗布するための本明細書に記載の動作を調和させることが可能な任意の好適なコントローラであってもよい。例えば、コントローラ１８は、プログラム可能マイクロコントローラ、パーソナルコンピュータ又は他のデータ処理システムであってもよい。
図２は、本発明の特定の実施形態による動作を説明するためのフローチャートを示す図である。図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら図２に示したフローチャートについて説明する。図３Ａは、本発明の実施形態による処理に先立って、複数の発光素子を含むいくつかの領域を有するウェハを示す図である。図２に見られるように、随意に、発光物質の最初の被膜を発光素子３２０に塗布する（ステップ４０）。この最初の被膜は、例えば、発光物質を含有する流体をウェハ３００上に流して領域３１０を被覆すること、発光物質のインクジェット塗布、この発光物質のエアブラシ塗布、及び／又はウェハの表面が帯電しているときにウェハにダスティングすること、あるいは当業者が理解するであろう、発光素子に発光物質を塗布するための他の技術によって塗布することができる。例えば、コントローラ１８の制御下にある発光物質塗布装置１６により塗布を行うことができる。
さらに図２に見られるように、発光素子３２０を活性化し（ステップ４２）、発光素子３２０の出力を測定する（ステップ４４）。この活性化は、例えば、発光素子活性化回路１２がコントローラ１８に、順方向の電気バイアスを発光素子３２０に加えるように命令されたときにそうすることができるように、平行に、集団で、かつ／又は個別に、発光素子の電極に接触する発光素子活性化回路１２によって行うことができる。発光素子３２０の活性化は、同時に、個々の素子毎に連続的に、かつ／又は素子群毎に連続的に行うことができる。例えば、ウェハ３００全体を活性化し、発光素子３２０の出力を測定することが可能であり、各領域３２０を個別に活性化し、その出力を測定し、かつ／又は各阻止３２０を個別に活性化し、その出力を測定することが可能である。
また、発光素子３２０の出力を異なる解像度で測定できる。例えば、各々の発光素子の出力、又は発光素子３２０群の出力を測定することが可能である。本発明の特定の実施形態では、光出力測定の解像度、ならびに発光物質を塗布することができる解像度は、個々の発光素子３２０のサイズに対応する。しかし、本発明の他の実施形態では、それが個々の発光素子３２０より粗い場合は、光出力測定の解像度は、発光物質を発光素子３２０に塗布することができる少なくとも解像度であってもよい。
さらに図２に見られるように、随意に、どの発光素子が追加的な塗布を必要とするか、又は発光素子の最初の塗布の厚さを示すための発光素子３２０の出力のマップを作成することができる（ステップ４６）。このマップは、後続する発光物質の塗布を測定出力に基づいて行うことができるように、発光素子の位置とその出力とを関連づける。ステップ４８において、発光物質の選択的塗布に先立って、複数の発光素子に対して発光素子の出力の測定を実施する場合に、マップを生成すればよい。
いずれの場合も、同じウェハ及び／又はダイにおける異なる発光素子が異なる量の発光物質を受けることができるように、発光素子３２０の測定出力に基づいて、発光物質を発光素子３２０に選択的に塗布する（ステップ４８）。例えば、図３Ｂに示されるように、発光素子３２０の出力を上述したように測定することができ、発光素子の第１の部分集合体３２５（図３Ｂにおいて右から左の斜影線で示される）は、残りの発光素子３２０よりこれらの発光素子３２５により多くの発光物質を塗布することを必要とする出力を有し、発光素子の第２の部分集合体３３０（図３Ｂにおいて左から右の斜影線で示される）は、残りの発光素子３２０よりこれらの発光素子３３０により多くの発光物質を塗布することを必要とする出力を有するものと判断される。次いで、発光素子の第２の部分集合体３３０は第１の量の発光物質が塗布され、残りの発光素子３２０は、第１の量より大きい第２の量の発光物質が塗布され、発光素子の第１の部分集合体３２５は、第１及び第２の量より大きい第３の量の発光物質が塗布されることになる。
第１の量をすべての発光素子に塗布する第１の工程（ｐａｓｓ）と、追加的な量を残りの発光素子３２０及び発光素子の第１の部分集合体３２５に塗布する第２の工程と、追加的な量の発光物質を発光素子の第１の部分集合体３２５のみに塗布する第３の工程とを含む連続的な工程によって発光物質の塗布を行うことができる。あるいは、異なる量の発光物質を発光素子の異なる部分集合体に塗布する単一の工程を実施することができる。また、発光物質の最初の塗布を行うと、それぞれの発光素子に塗布される発光物質の相対量が、発光素子の第２の部分集合体３３０に最も少量の発光物質を提供し、発光素子の第１の部分集合体３２５に最も多量の発光物質を提供し、残りの発光素子３２０に、第１の部分集合体３２５の量と第２の部分集合体３３０の量との間の量を提供するように、発光物質を塗布する追加的な１つ又は複数の工程を設けることができる。上述したように、インクジェット、エアブラシ又は他の技術を含む１つ又は複数の上記技術によって発光物質の塗布を行うことができる。
さらに図２に示されるように、発光物質の塗布を行った後に、発光素子３２０の出力を再度測定し、発光素子３２０の出力が、実質的に均一であるというような所望の均一性を有するかどうかを判断することが可能である（ステップ５０）。この光出力は、それが許容できる製造公差内におさまり、デバイスに対して許容できる収率を与える場合に実質的に均一であるといえる。例えば、ウェハに対しては７５％が許容できる収率であると見なされる場合は、発光素子の７５％が光出力に対して許容できる製造公差内におさまるときに、出力は実質的に均一であると見なすことができる。いずれの場合も、実質的な均一性が達成されない場合は（ステップ５０）、均一性が達成されるまでステップ４２〜５０の動作を繰り返すことができる（ステップ５０）。
図４は、本発明の他の実施形態による動作を説明するためのフローチャートを示す図である。図４に示されるように、随意に、発光物質の最初の被膜をウェハ上の発光素子に塗布する（ステップ４４０）。この最初の被膜は、例えば、発光物質を含有する流体をウェハ上に流すこと、発光物質のインクジェット塗布、この物質のエアブラシ塗布、ウェハの表面が帯電しているときにウェハをダスティングすること（静電塗装）、又は当業者が理解するであろう、発光物質を発光素子に塗布するための他の当該技術によって塗布することができる。この塗布は、例えば、コントローラ１８の制御下にある発光物質塗布装置１６によって行うことができる。
さらに図４に示されるように、発光素子をウェハから個別化して、個々の発光デバイス又は発光デバイス群を提供する（ステップ４４２）。この個別化技術としては、鋸引き、エッチング、及び／又は当業者に知られる他の技術を挙げることができる。発光デバイス又はデバイス群を活性化し（ステップ４４４）、発光デバイスの出力を測定する（ステップ４４６）。この活性化は、例えば、発光素子活性化回路１２コントローラ１８に、順方向の電気バイアスを発光デバイスに加えるように命令されたときにそうすることができるように、平行に、集団で、又は個別に、発光素子の電極に接触する発光素子活性化回路１２によって行うことができる。発光素子３２０の活性化は、同時に、個々の素子毎に連続的に、又は素子群毎に連続的に行うことができる。また、本発明の特定の実施形態では、個別化に先立って、活性化、及び光出力の測定を行うことができる。また、上述したように、異なる解像度で発光デバイスの出力を測定することができる。
同じウェハ及び／又はダイにおける異なる発光素子が異なる量の発光物質を受けることができるように、発光デバイスの測定出力に基づいて、発光物質を発光デバイスに選択的に塗布する（ステップ４４８）。連続的な工程によって発光物質の塗布を行ってもよいし、異なる量の発光物質を異なる発光デバイスに塗布する単一工程を実施してもよい。
さらに図４に示すように、発光物質の塗布を行った後に、発光デバイスの出力を再度測定し、発光デバイスの出力が、デバイスに対する所定の範囲内にあるといったような許容できる出力、例えば、光出力に対する許容できる製造公差を有するかどうかを判断することが可能である（ステップ４５０）。いずれの場合も、許容できる光出力が達成されなければ（ステップ４５０）、この光出力が達成されるまでステップ４４４〜４５０の動作を繰り返すことができる。
特定の発光素子に塗布する発光物質の具体的な量に関しては、この量は発光素子、及び利用される発光物質に依存しうる。また、特定の用途で塗布される発光物質の量は、発光素子の測定出力、及び塗布される発光物質に応じて異なっていてもよい。発光素子の特定の出力に基づいて塗布される発光物質の量を測定するための技術は、当業者に知られているため、ここではさらに説明する必要はない。しかし、本発明の特定の実施形態によれば、発光素子において所望の均一性が達成されるまで、所望の出力を提供しない発光素子に対して、連続的な工程で、わずかな増加量が加えられることになるため、具体的な測定を行う必要はない。したがって、例えば、発光物質の最初の増分をすべて、又は実質的にすべての発光素子に塗布し、次いで光出力を測定することができる。次いで、発光素子のうち所定の光出力基準を満たさない素子にのみ発光素子の次の増分を塗布することになる。次いで、所定の塗布回数が達成され、かつ／又は所定の収率の閾値が達成されるまで、発光物質の選択的な段階的塗布を継続することが可能である。
上述したように、本発明の実施形態は、蛍光体の如き発光物質の選択的な塗布を通じて広域スペクトル発光デバイスを提供することができる。本発明の特定の実施形態では、個々のデバイスの出力特性に基づいて一定量の蛍光体を選択的に塗布することによって白色光発光デバイスを提供する。また、本発明を一定量の蛍光体の選択的塗布に関して説明したが、本発明の他の実施形態では、発光デバイスの測定特性に基づいて、蛍光体の種類又は蛍光体のドーピングを変えることが可能である。したがって、例えば、所望の広域スペクトルデバイスを提供するために、第１の蛍光体の第１の塗布に続いて第２の蛍光体の第２の塗布を行うことが可能である。同様に、デバイスの測定出力に基づいて、デバイスに塗布された特定のドーピング又は蛍光体を調整することが可能である。よって、本発明の実施形態は、発光物質の量を変えることに限定されるものと見なされるべきではなく、所望の出力スペクトルの発光デバイスを提供するために、発光物質を変え、かつ／又は複数の種類の発光物質を塗布するのにも利用できる。
本発明の実施形態を個々の発光デバイスに関して説明した。しかし、本発明の実施形態は、その開示内容が全面的に記載されているものとして本明細書に組み込まれている、２００２年１月２８日に出願された特許文献２６に記載されているような単一デバイスへの発光素子のグループ化にも適用可能である。したがって、本明細書に用いられている「個々の発光デバイス」という用語は、単一又は複数の発光素子を有するデバイスを意味するのに用いられる。
加えて、本発明の実施形態を発光物質の選択的塗布に関して説明した。しかし、本発明の実施形態は、発光デバイスの測定光出力に基づいて、発光物質を選択的に除去することも可能である。例えば、デバイス群の発光デバイスが必要とする最大厚さに対応する厚さを有する発光物質の被膜を塗布し、次いで個々の発光デバイスの測定出力に基づいて、デバイス群の個々のデバイスから発光物質を除去することが可能である。この除去は、例えば、レーザエッチング、又は当業者に知られている選択的な除去技術によって行うことができる。したがって、本発明の特定の実施形態は、例えば、個々の発光デバイスの測定光出力に基づいて、選択的に塗布又は除去することによって、発光物質の特性を調整することを可能にする。
図において、随意であるとして示された特定の動作／作用及び／又はステップは点線で示されている。しかし、この点線の存在又は不在は、本発明の特定の実施形態を実行するために図の何らかの要素を必要とするものと見なされるべきではない。また、特定のブレークダウン（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）や機能分割（ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を図１及び図２に示したが、本発明に鑑みて当業者なら理解するように、本発明の教示の恩恵を受けながら、他の機能分割を提供できる。したがって、例えば、本発明の教示から逸脱することなく、図１に示した構成図のブロックの組み合わせ、又は追加的なブロックを付加することができる。同様に、追加的なブロックを付加し、ブロックの組み合わせ、又は図２に示したフローチャートに示されるものとは異なる手順で動作を行うことができる。例えば、発光素子３２０を不活性化するときを示すためのステップは図２に示されていないが、出力測定時に発光素子３２０が活性化され、出力が測定されないときに不活性化されるように、様々な位置に付加することが可能である。したがって、本発明は、ここに提示された特定の例に限定されるものと見なされるべきではなく、本明細書に記載されている発光物質の選択的塗布を利用する任意の方法、システム又はデバイスを扱うことを意図する。
図及び明細書では、本発明の典型的な好ましい実施形態が開示され、特殊な用語が採用されているが、それらは包括的かつ説明的な意味合いで用いられているにすぎず、限定することを目的とするものではない。
本発明の広域スペクトル発光デバイスを製造するためのシステムを示す図である。 本発明の特定の実施形態による動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態による、発光物質が選択的に塗布されたウェハを示す図（その１）である。 本発明の実施形態による、発光物質が選択的に塗布されたウェハを示す図（その２）である。 本発明の他の実施形態による動作を説明するためのフローチャートを示す図である。

Claims (6)

  1. 複数の半導体発光デバイスのそれぞれの光出力を測定するステップと、
    前記半導体発光デバイスの電気特性ではなく、前記半導体発光デバイスの前記測定光出力特性に基づいて前記半導体発光デバイスを分類するステップであって、前記半導体発光デバイスを、各グループの半導体発光デバイスが類似の測定光出力特性を有するような複数のグループにグループ化するステップと、
    第１の量をすべての半導体発光デバイスに塗布する第１の工程と、選択されたグループの半導体発光デバイスに追加的な量を塗布又は選択されたグループの半導体発光デバイスから追加的な量を削除する第２の工程とを含む連続的な工程によって、前記半導体発光デバイスのそれぞれのグループに対して共通して発光物質を選択的に調整するステップと
    を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
  2. 前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれの光出力を測定するステップは、
    前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれを活性化するステップと、
    前記半導体発光デバイスのそれぞれを活性化するときに前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれの光出力を測定するステップと
    を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれは、前記デバイスの片側から接触可能な２つの接触面を有し、
    前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれを活性化するステップは、
    前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれを導電性の箔に配置するステップと、
    前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれに前記箔を通じて接触するステップと
    を有することを特徴とする請求項２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記発光物質を調整するステップに続けて、
    さらに、前記それぞれのグループにおける前記半導体発光デバイスの光出力を測定し、
    前記半導体発光デバイスのそれぞれのグループに対して共通して発光物質を調整し、
    前記それぞれのグループにおける所定の光出力基準が達成されるまで、前記半導体発光デバイスの光出力の測定と調整を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記所定の光出力基準は、前記複数の半導体発光デバイスの実質的に均一な光出力を含むことを特徴とする請求項４に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記複数の半導体発光デバイスのそれぞれの光出力を測定するステップに先立って、発光物質の共通の被膜を前記複数の半導体発光デバイスに塗布することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
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