JP7016467B2 - A light emitting device provided with a beam forming structure and a method for manufacturing the same. - Google Patents

A light emitting device provided with a beam forming structure and a method for manufacturing the same. Download PDF

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Description

関連出願の引用参照See quotes from related applications

本出願は、2016年2月5日に出願された台湾特許出願第105104034号、ならびに当該台湾特許出願の優先権を主張する2016年2月5日に出願された中国特許出願第201610082142.6号に対する利益および優先権を主張するものであり、両出願の開示全体を参照により本願に取り込む。 This application is filed on February 5, 2016, Taiwan Patent Application No. 10510403, and Chinese Patent Application No. 20161008214.2, filed on February 5, 2016, claiming the priority of the Taiwanese patent application. Incorporates the entire disclosure of both applications into the present application by reference.

背景background

技術分野
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型パッケージ発光素子に関する。
関連技術の説明
Technical Fields The present disclosure relates to light emitting devices and methods thereof, and more particularly to chip scale type packaged light emitting devices including light emitting diode (LED) semiconductor dies that generate electromagnetic radiation during operation.
Description of related technology

最近のチップスケールパッケージ(CSP)型LED素子は、有望な利点を有することから、その開発にますます多くの注目が集まっている。一般的な例として、図1Aに示すような白色光CSP型LED素子は、通常、小型チップスケールサイズのフリップチップ型LED半導体ダイ71と、LED半導体ダイを覆うフォトルミネセンス構造体72とによって構成されている。フォトルミネセンス構造体72がLED半導体ダイ71の上面および縁面の4つの側縁部を覆って、CSP型LED素子はその上面ならびに縁面の4つの側縁部から光を出射するようにしている。したがって、光はCSP型LED素子の異なる方向における5つの面から発光し、5面発光型光源を形成している。 Recent chipscale package (CSP) type LED devices have promising advantages, so their development is receiving more and more attention. As a general example, a white light CSP type LED element as shown in FIG. 1A is usually composed of a flip-chip type LED semiconductor die 71 having a small chip scale size and a photoluminescence structure 72 covering the LED semiconductor die. Has been done. The photoluminescence structure 72 covers the four side edges of the upper surface and the edge surface of the LED semiconductor die 71, and the CSP type LED element emits light from the four side edges of the upper surface and the edge surface. There is. Therefore, the light is emitted from five surfaces of the CSP type LED element in different directions to form a five-sided light emitting light source.

リード付きプラスチック製チップキャリア(PLCC)LED素子と比較すると、CSP型LED素子は以下の利点を示す。(1)ボンディングワイヤおよびリードフレームが不要なため、材料コストが大幅に安くなる。(2)LED半導体ダイと搭載基板、一般的には印刷回路基板(PCB)との間にリードフレームを使用せず、その間の熱抵抗がさらに低くなる。よって、駆動電流が同じであっても、LED動作温度が低くなる。換言すれば、少ない電気エネルギーで多くのCSP型LED素子の光出力が得られる。(3)動作温度が低いため、CSP型LED素子のLED半導体量子効率が高くなる。(4)光源のフォームファクタが非常に小さいため、モジュールレベルでのLED装置の設計自由度が増す。(5)CSP型LED素子の発光領域が小さく点光源に近いため、光学レンズ設計が容易になる。CSP型LED素子がコンパクトなため、例えば自動車のヘッドライトなど、一部の投影型照明においてエテンデュの小さい光を高い光強度で発生するように設計できる。 Compared to leaded plastic chip carrier (PLCC) LED elements, CSP type LED elements show the following advantages. (1) Since no bonding wire and lead frame are required, the material cost is significantly reduced. (2) A lead frame is not used between the LED semiconductor die and the mounted circuit board, generally the printed circuit board (PCB), and the thermal resistance between them is further reduced. Therefore, even if the drive current is the same, the LED operating temperature is low. In other words, the light output of many CSP type LED elements can be obtained with less electrical energy. (3) Since the operating temperature is low, the LED semiconductor quantum efficiency of the CSP type LED element is high. (4) Since the form factor of the light source is very small, the degree of freedom in designing the LED device at the module level is increased. (5) Since the light emitting region of the CSP type LED element is small and close to a point light source, the optical lens design becomes easy. Since the CSP type LED element is compact, it can be designed to generate light with a small etendu with high light intensity in some projection type lighting such as a headlight of an automobile.

CSP型LED素子には多くの利点があるものの、比較用の5面発光型CSP型LED素子はより大きな視野角を有する。この視野角は一般的には、特定のCSP型LED素子では様々な幾何学的寸法に応じて140度~160度の範囲である。5面発光型CSP型LED素子の視野角は、現状でも、PLCC型LED素子の一般的な約120度の視野角よりもはるかに大きい。大きな視野角を有するCSP型LED素子は用途によっては有利であるが、視野角の小さい投影光源用の特定用途には適さない。例えば、エッジ照明バックライト装置または映写用電球などの用途の場合、視野角の小さい光源を規定して高い光エネルギー透過効率を達成する。よって、このような用途の仕様に合う、より小さな視野角を有するCSP型LED素子を提供する必要がある。 Although the CSP type LED element has many advantages, the five-sided light emitting type CSP type LED element for comparison has a larger viewing angle. This viewing angle is generally in the range of 140 degrees to 160 degrees depending on various geometric dimensions for a particular CSP type LED device. The viewing angle of the five-sided light emitting CSP type LED element is still much larger than the general viewing angle of about 120 degrees of the PLCC type LED element. Although the CSP type LED element having a large viewing angle is advantageous in some applications, it is not suitable for a specific application for a projection light source having a small viewing angle. For example, in the case of an edge lighting backlight device or a projection light bulb, a light source having a small viewing angle is specified to achieve high light energy transmission efficiency. Therefore, it is necessary to provide a CSP type LED element having a smaller viewing angle that meets the specifications of such an application.

光学レンズをLED素子と共に用いてその空間放射パターンを成形して、例えば視野角を拡大または縮小できる。しかし、このような光学レンズを用いたアプローチでは、空間的制約のある特定の用途には適さない。CSP型LED素子にさらに光学レンズを追加すると、製造コストが増加するだけでなく、大きな全体スペースを占めてしまうため、フォームファクタが小さいというCSP型LED素子の大きな利点の1つが打ち消されてしまう。 An optical lens can be used with an LED element to shape its spatial emission pattern, for example to increase or decrease the viewing angle. However, such an optical lens approach is not suitable for specific spatially constrained applications. Adding more optical lenses to a CSP-type LED element not only increases manufacturing costs, but also occupies a large overall space, thus negating one of the major advantages of CSP-type LED elements, which is a small form factor.

図1Bは、視野角を小さくできる別の型の比較用の「上面発光型」CSP型LED素子を示す。このCSP型LED素子は、フリップチップ型LED半導体ダイ71、フォトルミネセンス構造体72および反射性構造体73によって構成されている。フォトルミネセンス構造体72は、LED半導体ダイ71の上面に配設され、反射性構造体73は、LED半導体ダイ71の縁面の4つの側縁部を覆っている。このような構造では、光は、CSP型LED素子の上面から導出する、つまり上面発光であるため、それに応じた小さな視野角が得られる。比較用の上面発光型CSP型LED素子の視野角は、典型的には、120度~130度である。図1Bに示すCSP型LED素子を製造する際に用いられる組成材料に関しては、反射性構造体73は光散乱粒子をポリマー樹脂材料と混合させて形成され、光散乱粒子の濃度は、一般的には30wt%より高くして光反射器として機能させる。しかし、この組成材料から形成された反射性構造体73の場合、LED半導体ダイ71またはフォトルミネセンス構造体72から出射した光をはね返す反射器としては未だ十分でない。反射率の高さが十分でない場合、必然的に、いくつかの光子が反射性構造体73内で消失してしまうことは避けられない。例えば、図1Cに示すように、光子は、光路Pに沿って反射性構造体73を貫通し、反射性構造体73内の終点P’において最終的に吸収される。そのため、反射性構造体73内における光子の消失によって、CSP型LED素子の光学的効率が低下する。さらに、図1Cに示すCSP型LED素子を製造する製造方法では、LED半導体ダイ71の縁面の4つの側縁部を反射性材料で覆って反射性構造体73を形成する付加的な製造工程が含まれる。高精度の金型を用いて反射性構造体73を製造すれば、配置の精度が高くなって製造コストが大幅に増加してしまう。 FIG. 1B shows another type of "top light emitting" CSP type LED element that can reduce the viewing angle. This CSP type LED element is composed of a flip chip type LED semiconductor die 71, a photoluminescence structure 72, and a reflective structure 73. The photoluminescence structure 72 is arranged on the upper surface of the LED semiconductor die 71, and the reflective structure 73 covers four side edges of the edge surface of the LED semiconductor die 71. In such a structure, the light is derived from the upper surface of the CSP type LED element, that is, the light is emitted from the upper surface, so that a corresponding small viewing angle can be obtained. The viewing angle of the top light emitting type CSP type LED element for comparison is typically 120 degrees to 130 degrees. Regarding the composition material used in manufacturing the CSP type LED element shown in FIG. 1B, the reflective structure 73 is formed by mixing light-scattering particles with a polymer resin material, and the concentration of the light-scattering particles is generally high. Is higher than 30 wt% to function as a light reflector. However, the reflective structure 73 formed from this composition material is not yet sufficient as a reflector that repels the light emitted from the LED semiconductor die 71 or the photoluminescence structure 72. If the reflectance is not high enough, it is inevitable that some photons will disappear in the reflective structure 73. For example, as shown in FIG. 1C, the photon penetrates the reflective structure 73 along the optical path P and is finally absorbed at the end point P'in the reflective structure 73. Therefore, the disappearance of photons in the reflective structure 73 reduces the optical efficiency of the CSP type LED element. Further, in the manufacturing method for manufacturing the CSP type LED element shown in FIG. 1C, an additional manufacturing step of covering the four side edges of the edge surface of the LED semiconductor die 71 with a reflective material to form the reflective structure 73. Is included. If the reflective structure 73 is manufactured using a high-precision mold, the placement accuracy becomes high and the manufacturing cost increases significantly.

概要Overview

上記の欠陥を鑑み、本開示によるビーム成形構造体を備えた改良されたCSP型LED素子を開示する。CSP型LED素子構造内で光がトラップされることで光エネルギー損失が過剰になる非効率的な反射器を使用することなく、視野角または空間放射パターンを調整して様々な用途に適合させることができる。CSP型LED素子の別の利点は、能率化した製造工程を用いて、製造コストを増加させずに、小さいフォームファクタを維持できることである。 In view of the above defects, an improved CSP type LED device with the beam forming structure according to the present disclosure is disclosed. Adjusting the viewing angle or spatial emission pattern to suit a variety of applications without the use of inefficient reflectors that result in excessive light energy loss due to light trapping within the CSP LED device structure. Can be done. Another advantage of CSP type LED devices is that they can maintain a small form factor without increasing manufacturing costs by using an efficient manufacturing process.

本開示のいくつかの実施形態では、CSP型LED素子およびその製造方法を提供することを目的とする。ビーム成形構造体(BSS)を適切に設計することによって、本CSP型LED素子の視野角は、140度~160度の視野角を有する比較用の5面発光型CSP型LED素子に比べて、約120度~約140度に減少するとともに、フォームファクタは実質的に同じに維持される。CSP型LED素子は、比較的能率的で安価な製造工程を用いることで製造できる。本開示によるBSSの別の実施形態によれば、CSP型LED素子の視野角は、比較用の5面発光型CSP型LEDと比較して約160度超に拡大し、特定の用途の仕様を満たすことができる。 In some embodiments of the present disclosure, it is an object of the present invention to provide a CSP type LED element and a method for manufacturing the same. By properly designing the beam forming structure (BSS), the viewing angle of this CSP type LED element is higher than that of the comparative 5-sided light emitting CSP type LED element having a viewing angle of 140 degrees to 160 degrees. The form factor remains substantially the same as it decreases from about 120 degrees to about 140 degrees. The CSP type LED element can be manufactured by using a relatively efficient and inexpensive manufacturing process. According to another embodiment of the BSS according to the present disclosure, the viewing angle of the CSP type LED element is expanded to more than about 160 degrees as compared with the comparison 5-sided light emitting type CSP type LED, and the specifications for a specific application can be obtained. Can be met.

上記の目的を達成するために、本開示のいくつかの実施形態による視野角がより小さいCSP型LED素子は、LED半導体ダイ、フォトルミネセンス構造体およびビーム成形構造体を備えている。LED半導体ダイは、上面、実質的に平行で対向する下面、縁面および1組の電極を有するフリップチップ型LED半導体ダイである。フォトルミネセンス構造体は、LED半導体ダイの上面および縁面を覆って形成され、BSSは、意図的にフォトルミネセンス構造体の縁部位を覆うように配設されている。BSSは、ポリマー樹脂材料中に分散した比較的濃度が低い(例えば、約30wt%以下、約20wt%以下、または約10wt%以下の)光散乱粒子によって構成された組成材料から製造される。そのため、LED半導体ダイの4つの側縁部およびフォトルミネセンス構造体の4つの側縁部から出射してBSS内をほぼ水平方向に進行する光の一部を散乱させ、ほぼ垂直方向に転向できる。これにより、ほぼ垂直方向における光強度が増し、CSP型LED素子全体の視野角が小さくなる。 In order to achieve the above object, the CSP type LED element having a smaller viewing angle according to some embodiments of the present disclosure includes an LED semiconductor die, a photoluminescence structure and a beam forming structure. The LED semiconductor die is a flip-chip LED semiconductor die having an upper surface, a substantially parallel and opposed lower surfaces, an edge surface, and a set of electrodes. The photoluminescence structure is formed so as to cover the upper surface and the edge surface of the LED semiconductor die, and the BSS is intentionally arranged so as to cover the edge portion of the photoluminescence structure. BSS is made from a composition material composed of relatively low concentration (eg, about 30 wt% or less, about 20 wt% or less, or about 10 wt% or less) light scattering particles dispersed in a polymeric resin material. Therefore, a part of the light emitted from the four side edges of the LED semiconductor die and the four side edges of the photoluminescence structure and traveling in the BSS in the substantially horizontal direction can be scattered and turned in the almost vertical direction. .. As a result, the light intensity in the substantially vertical direction is increased, and the viewing angle of the entire CSP type LED element is reduced.

上記の目的を達成するために、本開示のいくつかの実施形態による視野角がより大きいCSP型LED素子は、LED半導体ダイ、フォトルミネセンス構造体、上澄み光透過層およびBSSを備えている。LED半導体ダイは、上面、実質的に平行で対向する下面、縁面および1組の電極を有するフリップチップ型LED半導体ダイである。フォトルミネセンス構造体は、上面およびLED半導体ダイの縁面を覆って形成されている。上澄み光透過層は、意図的にBSSが上澄み光透過層の上面を覆うようにフォトルミネセンス構造体上に配設されている。BSSは、ポリマー樹脂材料中に分散する比較的濃度が低い(例えば、約30wt%以下、約20wt%以下、または約10wt%以下の)光散乱粒子によって構成された組成材料から製造される。そのため、LED半導体ダイおよびフォトルミネセンス構造体からほぼ垂直方向において出射した部分光を散乱させ、ほぼ水平方向に転向させることで、CSP型LED素子全体の視野角を大きくできる。 In order to achieve the above object, the CSP type LED element having a larger viewing angle according to some embodiments of the present disclosure includes an LED semiconductor die, a photoluminescence structure, a supernatant light transmitting layer and a BSS. The LED semiconductor die is a flip-chip LED semiconductor die having an upper surface, a substantially parallel and opposed lower surfaces, an edge surface, and a set of electrodes. The photoluminescence structure is formed so as to cover the upper surface and the edge surface of the LED semiconductor die. The supernatant light transmitting layer is intentionally arranged on the photoluminescence structure so that the BSS covers the upper surface of the supernatant light transmitting layer. BSS is produced from a composition material composed of light scattering particles having a relatively low concentration (eg, about 30 wt% or less, about 20 wt% or less, or about 10 wt% or less) dispersed in a polymer resin material. Therefore, the viewing angle of the entire CSP type LED element can be increased by scattering the partial light emitted from the LED semiconductor die and the photoluminescence structure in the substantially vertical direction and turning it in the substantially horizontal direction.

上記の目的を達成するために、本開示のいくつかの実施形態による視野角が小さい別の単色CSP型LED素子は、LED半導体ダイおよびBSSを備えている。LED半導体ダイは、上面、実質的に平行で対向する下面、縁面および1組の電極を有するフリップチップ型LED半導体ダイである。BSSは、少なくともLED半導体ダイの縁面を覆っている。BSSは、ポリマー樹脂材料中に分散した比較的濃度の低い(例えば、約30wt%以下、約20wt%以下、または約10wt%以下の)光散乱粒子によって構成された組成材料から製造される。そのため、LED半導体ダイからほぼ水平方向に出射した部分光を散乱させ、ほぼ垂直方向に転向させることで、CSP型LED素子全体の視野角を小さくできる。 To achieve the above object, another monochromatic CSP type LED element with a small viewing angle according to some embodiments of the present disclosure comprises an LED semiconductor die and a BSS. The LED semiconductor die is a flip-chip LED semiconductor die having an upper surface, a substantially parallel and opposed lower surfaces, an edge surface, and a set of electrodes. The BSS covers at least the edge of the LED semiconductor die. BSS is made from a composition material composed of relatively low concentration (eg, about 30 wt% or less, about 20 wt% or less, or about 10 wt% or less) light scattering particles dispersed in a polymeric resin material. Therefore, the viewing angle of the entire CSP type LED element can be reduced by scattering the partial light emitted from the LED semiconductor die in the substantially horizontal direction and turning it in the substantially vertical direction.

上記の目的を達成するために、本開示のいくつかの実施形態によるCSP型LED素子の製造方法は、以下を含む。すなわち、1)複数のLED半導体ダイを離型層上に配置して、LED半導体ダイのアレイを形成し、2)LED半導体ダイのアレイ上に複数の接続されたパッケージ構造体を形成し、その場合、ビーム成形構造体がパッケージ構造体の一部として形成され、3)複数のパッケージ構造体を個別分離し、その場合、離型層は複数のパッケージ構造体を個別分離する前または後に除去可能である。 In order to achieve the above object, the method for manufacturing a CSP type LED element according to some embodiments of the present disclosure includes the following. That is, 1) a plurality of LED semiconductor dies are arranged on a release layer to form an array of LED semiconductor dies, and 2) a plurality of connected package structures are formed on the array of LED semiconductor dies. If the beam forming structure is formed as part of the package structure, 3) multiple package structures are individually separated, in which case the release layer can be removed before or after the multiple package structures are individually separated. Is.

よって、本開示は、少なくとも以下の利点を提供する。すなわち、CSP型LED素子のBSSは比較的低濃度(例えば、約30wt%以下)の光散乱粒子を有するため、LED半導体ダイおよび/またはフォトルミネセンス構造体から出射した部分光は、BSS中を進む際に別の方向に散乱される。そのため、元の進行方向における光強度が低下し、これに応じてCSP型LED素子の視野角も変化する。BSSを適切に設計することにより、比較用の上面発光型CSP型LED素子で発生するような反射性構造体内における過剰光子の消失が軽減する。その結果、全体的な発光効率を向上させることができる。 Accordingly, the present disclosure provides at least the following advantages: That is, since the BSS of the CSP type LED element has light scattering particles having a relatively low concentration (for example, about 30 wt% or less), the partial light emitted from the LED semiconductor die and / or the photoluminescence structure passes through the BSS. It is scattered in another direction as it travels. Therefore, the light intensity in the original traveling direction decreases, and the viewing angle of the CSP type LED element also changes accordingly. Appropriate design of the BSS will reduce the disappearance of excess photons in the reflective structure as would occur in a comparative top light emitting CSP type LED device. As a result, the overall luminous efficiency can be improved.

一例として、意図的にBSSがCSP型LED素子の側縁部を取り囲むように配設すると、本来LED半導体ダイのほぼ水平方向に進む部分光は、BSS中を進みながらほぼ垂直方向に散乱するが、本来ほぼ垂直方向に進む光には、BSSによる散乱効果が及ばないことがある。そのため、CSP型LED素子のほぼ水平方向に進む光の強度が低下するのに対し、CSP型LED素子のほぼ垂直方向に進む光の強度は増加するため、視野角が全体的に小さくなる。換言すれば、本開示のいくつかの実施形態によるCSP型LED素子では、約120度~約140度のより小さな視野角を得ることができる。 As an example, if the BSS is intentionally arranged so as to surround the side edge of the CSP type LED element, the partial light that originally travels in the substantially horizontal direction of the LED semiconductor die is scattered in the almost vertical direction while traveling in the BSS. The light that originally travels in a substantially vertical direction may not be affected by the scattering effect of the BSS. Therefore, while the intensity of the light traveling in the substantially horizontal direction of the CSP type LED element decreases, the intensity of the light traveling in the substantially vertical direction of the CSP type LED element increases, so that the viewing angle becomes smaller as a whole. In other words, the CSP type LED element according to some embodiments of the present disclosure can obtain a smaller viewing angle of about 120 degrees to about 140 degrees.

別の例として、BSSをLED半導体ダイの上方にスペーサを挟んで離れて配設すると、本来CSP型LED素子のほぼ水平方向に進む光の強度が増し、本来CSP型LED素子のほぼ垂直方向に進む光の強度は低下する。換言すれば、全体的な視野角を例えば約160度または約170度に拡大できる。 As another example, when the BSS is arranged above the LED semiconductor die with a spacer in between, the intensity of light that originally travels in the substantially horizontal direction of the CSP type LED element increases, and the light intensity originally increases in the substantially vertical direction of the CSP type LED element. The intensity of the traveling light decreases. In other words, the overall viewing angle can be expanded to, for example, about 160 degrees or about 170 degrees.

加えて、本開示のいくつかの実施形態のBSSは、十分に制御されながらも廉価な製造工程を用いて製造することができる。また、BSSは、素子全体の幾何学的外形の増加を招くことなく、CSP型LED素子内に組み込まれる。そのため、CSP型LED素子の視野角を調整することで、様々な用途に十分適したものになる。 In addition, the BSS of some embodiments of the present disclosure can be manufactured using a well-controlled but inexpensive manufacturing process. Further, the BSS is incorporated in the CSP type LED element without causing an increase in the geometrical outer shape of the entire element. Therefore, by adjusting the viewing angle of the CSP type LED element, it becomes sufficiently suitable for various applications.

本開示のその他の態様および実施形態も企図される。上記した概要および以下の詳細な説明は、本開示をいずれかの特定の実施形態に制限するものではなく、本開示のいくつかの実施形態について述べているにすぎない。 Other aspects and embodiments of the present disclosure are also contemplated. The above overview and the detailed description below do not limit this disclosure to any particular embodiment, but merely describe some embodiments of the present disclosure.

およびand 比較用のCSP型LED素子を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the CSP type LED element for comparison. 比較用のCSP型LED素子の光消失機構を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the light extinction mechanism of the CSP type LED element for comparison. 本開示の一実施形態によるCSP型LED素子を示す3D模式斜視図である。It is a 3D schematic perspective view which shows the CSP type LED element by one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態によるCSP型LED素子を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the CSP type LED element by one Embodiment of this disclosure. 図2Bに示すCSP型LED素子のBSS内の光ビーム転向機構を示す模式断面図である。FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a light beam turning mechanism in the BSS of the CSP type LED element shown in FIG. 2B. およびand 図2Bに示すCSP型LED素子の変形例の実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the embodiment of the modification of the CSP type LED element shown in FIG. 2B. 本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the CSP type LED element by another embodiment of this disclosure. 本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the CSP type LED element by another embodiment of this disclosure. 本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the CSP type LED element by another embodiment of this disclosure. 本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子を示す3D模式斜視図である。It is a 3D schematic perspective view which shows the CSP type LED element by another embodiment of this disclosure. 本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the CSP type LED element by another embodiment of this disclosure. およびand およびand およびand およびand およびand およびand およびand 本開示の様々な実施形態によるCSP型LED素子を製造する製造工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process which manufactures the CSP type LED element by various embodiments of this disclosure.

詳細な説明Detailed explanation

定義
以下の定義は、本発明のいくつかの実施形態に関して述べるいくつかの技術態様に適用されるものである。これらの定義は、本明細書において同じように拡大してもよい。
Definitions The following definitions apply to some of the technical aspects described with respect to some embodiments of the invention. These definitions may be expanded in the same manner herein.

本明細書で使用する単数扱いの用語は、非特定と特定とを問わず、文脈上特に指示しない限り、複数の対象を含むものとする。よって、例えば、1つの層に関する説明は、特に明示しない限り複数の層を含み得る。 Singular terms as used herein, whether unspecified or specified, shall include multiple objects unless otherwise specified in context. Thus, for example, the description of one layer may include a plurality of layers unless otherwise specified.

本明細書で使用する用語「1組」は、1つ以上の構成要素の集りを意味する。したがって、例えば、1組の層は単一の層または複数の層を含む場合がある。1組の構成要素とは、1組のうちの複数の部材を意味する場合もある。1組のうちの複数の構成要素は、同じものである場合もあれば、異なる場合もある。いくつかの場合において、1組の各構成要素は、1つ以上の共通する特性を含んでもよい。 As used herein, the term "set" means a collection of one or more components. Thus, for example, a set of layers may include a single layer or a plurality of layers. A set of components may mean a plurality of members in a set. The components of a set may be the same or different. In some cases, each set of components may contain one or more common properties.

本明細書で使用する用語「隣接する」は、近くにあるか、または隣り合うことを意味する。隣接する構成要素は、互いに離れていてもよいし、または互いに実際に、すなわち直接に接触していてもよい。いくつかの例では、隣接する構成要素は、互いに接続している場合があり、または互いに一体形成されている場合もある。いくつかの実施形態の記載において、別の構成要素の「上」に、または「上方」に設けられた構成要素とは、前者の要素が後者の要素に直接設けられている場合(例えば、直接物理的に接触している場合)と、1つ以上の介在要素が前者の要素と後者の要素との間に設けられている場合も含んでもよい。いくつかの実施形態の記載において、別の構成要素の「下」に設けられた構成要素とは、前者の構成要素が後者の構成要素の下に設けられている場合(例えば、直接物理的に接触している場合)と、1つ以上の介在要素が前者の構成要素と後者の構成要素との間に設けられている場合を含んでもよい。 As used herein, the term "adjacent" means close or adjacent. Adjacent components may be separated from each other or may actually be in direct contact with each other. In some examples, adjacent components may be connected to each other or integrally formed with each other. In some embodiments, a component provided "above" or "above" another component is when the former element is provided directly on the latter element (eg, directly). It may also include the case where it is in physical contact) and the case where one or more intervening elements are provided between the former element and the latter element. In some embodiments, the component provided "below" another component is when the former component is provided below the latter component (eg, directly physically). It may include the case where it is in contact with each other) and the case where one or more intervening elements are provided between the former component and the latter component.

本明細書で使用する用語「接続する」、「接続された」および「接続」は、動作上の連結または関連を意味する。接続された構成要素は、互いに直接連結させてもよく、あるいは例えば別の1組の構成要素を介して互いに間接的に連結させてもよい。 As used herein, the terms "connect," "connected," and "connect" mean operational concatenation or association. The connected components may be directly linked to each other, or may be indirectly linked to each other, for example via another set of components.

本明細書で使用する用語「約」、「実質的に」および「実質的な」は、考慮すべき度合いまたは程度を意味する。事象または状況に関連付けて用いられる場合、本用語は、その事象または状況が間違いなく発生する場合の他に、その事象または状況がほぼ発生する、例えば本明細書中に記載の製造作業の典型的な許容レベルを占めるような近接の場合を含んでもよい。例えば、数値に関連して用いられる場合、これらの用語は、±10%以内の数値の変動範囲を含んでいてもよく、例えば、±5%以内、±4%以内、±3%以内、±2%以内、±1%以内、±0.5%以内、±0.1%以内、または±0.05%以内の変動範囲を含む。例えば、2つの面間のなんらかのずれが50μm以下、例えば、40μm以下、30μm以下、20μm以下、10μm以下、5μm以下、1μm以下、または0.5μm以下である場合、これら2つの面は実質的に同じ高さであるか、または整列しているとみなされる。 As used herein, the terms "about," "substantially," and "substantially" mean the degree or degree to be considered. When used in connection with an event or situation, the term is typical of the manufacturing operations described herein, eg, where the event or situation almost occurs, in addition to the case where the event or situation definitely occurs. It may include the case of proximity that occupies a certain permissible level. For example, when used in connection with numerical values, these terms may include a range of numerical values within ± 10%, eg, within ± 5%, within ± 4%, within ± 3%, ±. Includes a range of variation within 2%, within ± 1%, within ± 0.5%, within ± 0.1%, or within ± 0.05%. For example, if any deviation between the two surfaces is 50 μm or less, for example 40 μm or less, 30 μm or less, 20 μm or less, 10 μm or less, 5 μm or less, 1 μm or less, or 0.5 μm or less, the two surfaces are substantially the same. It is considered to be high or aligned.

本明細書でフォトルミネセンスに関して使用される用語「効率」または「量子効率」とは、入力光子数に対する出力光子数の比を表す。 As used herein with respect to photoluminescence, the term "efficiency" or "quantum efficiency" refers to the ratio of the number of output photons to the number of input photons.

本明細書で使用する用語「大きさ」は、特徴的寸法を意味する。対象物が球形(例えば粒子)の場合、対象物の大きさとは対象物の直径を意味するものでよい。対象物が非球形の場合、対象物の大きさとは対象物の様々な直交寸法の平均値を意味するものでよい。よって、例えば、楕円体の対象物の大きさは、その対象物の長軸と短軸の平均値を指すものでよい。特定の大きさを有する1組の対象物について言及する場合、対象物はその特定の大きさの周囲にいくつかの大きさが分布するものと考えられる。よって、本明細書において用いられるように、1組の対象物の大きさは、例えば大きさの平均値、中間値またはピーク値などの大きさ分布の一般的な大きさを意味するものでよい。 As used herein, the term "size" means characteristic dimensions. When the object is spherical (for example, particles), the size of the object may mean the diameter of the object. When the object is non-spherical, the size of the object may mean the average value of various orthogonal dimensions of the object. Therefore, for example, the size of an ellipsoidal object may indicate the average value of the major axis and the minor axis of the object. When referring to a set of objects having a particular size, the objects are considered to have several sizes distributed around the particular size. Thus, as used herein, the size of a set of objects may mean the general size of a size distribution, such as an average, median, or peak value of size. ..

図2Aは本開示の一実施形態によるCSP型LED素子1Aの3D模式斜視図であり、図2Bはその模式断面図である。CSP型LED素子1Aは、LED半導体ダイ10、フォトルミネセンス構造体20、ビーム成形構造体(BSS)30、および上澄み光透過層40を備えている。パッケージ構造体200は、フォトルミネセンス構造体20、BSS30、および上澄み光透過層40を備えている。詳細な技術内容について、以下に述べる。 FIG. 2A is a 3D schematic perspective view of the CSP type LED element 1A according to the embodiment of the present disclosure, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view thereof. The CSP type LED element 1A includes an LED semiconductor die 10, a photoluminescence structure 20, a beam forming structure (BSS) 30, and a supernatant light transmitting layer 40. The package structure 200 includes a photoluminescence structure 20, a BSS 30, and a supernatant light transmitting layer 40. The detailed technical contents are described below.

LED半導体ダイ10は望ましくはフリップチップ型LED半導体ダイであり、上面11、下面12、縁面13および1組の電極14を有する。上面11および下面12は実質的に平行に形成され、互いに対向している。縁面13は、上面11と下面12との間に形成され、上面11の外縁を下面12の外縁と接続している。 The LED semiconductor die 10 is preferably a flip-chip type LED semiconductor die, which has an upper surface 11, a lower surface 12, an edge surface 13, and a set of electrodes 14. The upper surface 11 and the lower surface 12 are formed substantially parallel to each other and face each other. The edge surface 13 is formed between the upper surface 11 and the lower surface 12, and connects the outer edge of the upper surface 11 to the outer edge of the lower surface 12.

1組の電極14または複数の電極は、下面12上に配設されている。電気エネルギーを1組の電極14を通ってLED半導体ダイ10に印加すると、エレクトロルミネセンスが発生する。この特定の構造に関しては、エレクトロルミネセンスを発生させる活性領域は通常、フリップチップ型LED半導体ダイ10の下側位置(下面12に近い位置)の近くに位置している。そのため、活性領域によって生成された光は、上面11および縁面13を通って、外方に出射する。したがって、フリップチップ型LED半導体ダイ10は、光を上面11および縁面13(4つの周辺側縁部)から出射する、すなわち、5面発光型LED半導体ダイを構成する。 A set of electrodes 14 or a plurality of electrodes are arranged on the lower surface 12. When electrical energy is applied to the LED semiconductor die 10 through a set of electrodes 14, electroluminescence is generated. For this particular structure, the active region that produces electroluminescence is usually located near the lower position (closer to the bottom surface 12) of the flip-chip LED semiconductor die 10. Therefore, the light generated by the active region is emitted outward through the upper surface 11 and the edge surface 13. Therefore, the flip-chip type LED semiconductor die 10 emits light from the upper surface 11 and the edge surface 13 (four peripheral side edge portions), that is, constitutes a five-sided light emitting LED semiconductor die.

フォトルミネセンス構造体20の主要な機能は、LED半導体ダイ10の上面11および縁面13から出射した光の波長を変換することである。詳細には、LED半導体ダイ10から出射した青色光がフォトルミネセンス構造体20を透過すると、フォトルミネセンス構造体20中に含まれるフォトルミネセンス材料によって青色光の一部を波長が長くエネルギーの低い光へダウンコンバートすることができる。そのため、フォトルミネセンス材料およびLED半導体ダイ10の発光した異なる波長の光を所定の比で混合して、所望の色の光、例えば様々な色温度の白色光を生成できる。 The main function of the photoluminescence structure 20 is to convert the wavelength of light emitted from the top surface 11 and the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10. Specifically, when the blue light emitted from the LED semiconductor die 10 passes through the photoluminescence structure 20, a part of the blue light has a long wavelength and energy due to the photoluminescence material contained in the photoluminescence structure 20. It can be down-converted to low light. Therefore, the photoluminescence material and the light of different wavelengths emitted by the LED semiconductor die 10 can be mixed at a predetermined ratio to generate light of a desired color, for example, white light of various color temperatures.

素子1Aの構造に関して、フォトルミネセンス構造体20はさらに、上部位21、縁部位22、および延長部位23を備えている。上部位21は、LED半導体ダイ10の上面11を覆って、上面11から出射した光を長い波長へダウンコンバートするように形成され、縁部位22は、LED半導体ダイ10の縁面13を覆い、縁面13から出射した光を長い波長へダウンコンバートするように形成されている。延長部位23は、縁部位22から外方に延びている。縁部位22および延長部位23はどちらも、LED半導体ダイ10を包囲するように形成され、延長部位23の厚さは望ましくは、LED半導体ダイ10の厚さよりも薄い。図2Bに示すように、上部位21は上面211を有し、縁部位22は縁面221を有する。延長部位23は上面231を有する。 With respect to the structure of element 1A, the photoluminescence structure 20 further comprises an upper portion 21, an edge portion 22, and an extension portion 23. The upper portion 21 is formed so as to cover the upper surface 11 of the LED semiconductor die 10 and down-convert the light emitted from the upper surface 11 to a long wavelength, and the edge portion 22 covers the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10. It is formed so as to down-convert the light emitted from the edge surface 13 to a long wavelength. The extension portion 23 extends outward from the edge portion 22. Both the edge portion 22 and the extension portion 23 are formed so as to surround the LED semiconductor die 10, and the thickness of the extension portion 23 is preferably thinner than the thickness of the LED semiconductor die 10. As shown in FIG. 2B, the upper portion 21 has an upper surface 211 and the edge portion 22 has an edge surface 221. The extension portion 23 has an upper surface 231.

BSS30はフォトルミネセンス構造体20を囲繞するように配設され、CSP型LED素子1Aの視野角をBSS30によって小さくできるようにしている。従来は、LED素子の視野角は、一般的に空間放射パターンの半値全幅(FWHM)と規定され、FWHMは、光強度がそのピーク値の半分(半値)に等しいときの空間放射パターンの「幅」(または角度)を表す。 The BSS 30 is arranged so as to surround the photoluminescence structure 20 so that the viewing angle of the CSP type LED element 1A can be reduced by the BSS 30. Conventionally, the viewing angle of an LED element is generally defined as the full width at half maximum (FWHM) of the spatial radiation pattern, and FWHM is the "width" of the spatial radiation pattern when the light intensity is equal to half (half width) of the peak value. "(Or angle).

詳細には、CSP型LED素子がBSS30を備えていない場合、フォトルミネセンス構造体20を透過する光は、一般的に、視野角が140度~160度の放射パターンを形成する。これと対照的に、CSP型LED素子にBSS30が組み込まれている場合、視野角は約140度未満、例えば約120度~約140度の間にある。 Specifically, when the CSP type LED element does not include the BSS 30, the light transmitted through the photoluminescence structure 20 generally forms a radiation pattern with a viewing angle of 140 to 160 degrees. In contrast, when the BSS30 is incorporated in a CSP type LED element, the viewing angle is less than about 140 degrees, for example between about 120 degrees and about 140 degrees.

より詳細には、BSS30は、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22の縁面221および延長部位23の上面231の両方を覆っている。異なるプロセス条件を用いてBSS30の変形例を達成することができる。例えば、図2Aおよび図2Bに示すように、BSS30の上面31は、フォトルミネセンス構造体20の上部位21の上面211と実質的に同じ高さであるか、またはこれと整列し、フォトルミネセンス構造体20の上部位21は、BSS30によって覆われず露出している。 More specifically, the BSS 30 covers both the edge surface 221 of the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20 and the top surface 231 of the extension portion 23. Modifications of the BSS 30 can be achieved using different process conditions. For example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the top surface 31 of the BSS 30 is at or aligned with substantially the same height as or aligned with the top surface 211 of the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20 and is photoluminescent. The upper portion 21 of the sense structure 20 is not covered by the BSS 30 and is exposed.

他の変形例に関しては、図3Aに示すように、BSS30は、フォトルミネセンス構造体20の上部位21の上面211上に若干延びて上面を覆っていてもよい。図3Bに示すように、BSS30の上面31は、フォトルミネセンス構造体20の上部位21の上面211よりも若干低くして上部位21を覆わないで、縁部位22がBSS30から部分的に露出するようにしてもよい。換言すれば、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22を囲繞して形成されたBSS30は、上部位21を選択的に覆うか、または縁部位22の縁面221を選択的かつ部分的に覆ってもよい。 For other modifications, as shown in FIG. 3A, the BSS 30 may extend slightly over the upper surface 211 of the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20 to cover the upper surface. As shown in FIG. 3B, the upper surface 31 of the BSS 30 is slightly lower than the upper surface 211 of the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20 so as not to cover the upper portion 21 and the edge portion 22 is partially exposed from the BSS 30. You may try to do it. In other words, the BSS 30 formed by surrounding the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20 selectively and partially covers the upper portion 21 or the edge portion 221 of the edge portion 22. You may.

図2Aおよび図2Bを参照すると、BSS30は、ポリマー樹脂材料301およびポリマー樹脂材料301中に分散させた光散乱粒子302を用いて製造され、光の進行方向を変える。光散乱粒子302は、例えば、TiO、BN、SiO、Al、その他の金属、非金属酸化物、またはこれらの任意の組み合わせによる材料のうちの1つから選択してもよい。光散乱粒子302の結合に用いられるポリマー樹脂材料301は、望ましくは光透過性である。ポリマー樹脂材料301は、例えば、シリコーン、エポキシもしくはゴム、またはこれらの任意の組み合わせからなる熱硬化材料のうちの1つから選択してもよい。 Referring to FIGS. 2A and 2B, the BSS 30 is manufactured using the polymer resin material 301 and the light scattering particles 302 dispersed in the polymer resin material 301 to change the traveling direction of light. The light scattering particles 302 may be selected from, for example, one of TiO 2 , BN, SiO 2 , Al 2 O 3 , other metals, non-metal oxides, or any combination thereof. The polymer resin material 301 used for binding the light scattering particles 302 is preferably light transmissive. The polymer resin material 301 may be selected from, for example, one of a thermosetting material consisting of silicone, epoxy or rubber, or any combination thereof.

光散乱粒子302を高濃度でBSS30中に過剰に分散させると、光がBSS30を通過するのが困難になる。そのため、BSS30中の光散乱粒子302は重量百分率wt%で、約30wt%以下、約25wt%以下、約20wt%以下、約15wt%以下、または約10wt%以下である。すなわち、BSS30が含む光散乱粒子302は比較的低濃度である。 If the light scattering particles 302 are excessively dispersed in the BSS 30 at a high concentration, it becomes difficult for the light to pass through the BSS 30. Therefore, the light scattering particles 302 in the BSS 30 have a weight percentage of wt% of about 30 wt% or less, about 25 wt% or less, about 20 wt% or less, about 15 wt% or less, or about 10 wt% or less. That is, the light scattering particles 302 contained in the BSS 30 have a relatively low concentration.

製造を容易にするためには、光散乱粒子302を熱硬化ポリマー樹脂材料301中に均一に分散させることが望ましい。しかし、製造工程時に、光散乱粒子302が重力効果または他の要因によりポリマー樹脂材料301中に均一に分散しない場合があることは理解されよう。別の実施例において、光散乱粒子302を意図的に導入して、ポリマー樹脂材料301中の特定位置の濃度を高くしてもよい。例えば、フォトルミネセンス構造体20の上部位21および縁部位22を両方ともポリマー樹脂材料301で覆うように配置する場合、光散乱粒子302は、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22を囲繞する位置において濃度を高くし、フォトルミネセンス構造体20の上部位21を覆うる位置において濃度を低くすることが望ましい。そのため、上部位21から出射した光は、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22から出射した光と比較するほど強い光散乱効果は得られない。 In order to facilitate the production, it is desirable to uniformly disperse the light scattering particles 302 in the thermosetting polymer resin material 301. However, it will be appreciated that during the manufacturing process, the light scattering particles 302 may not be uniformly dispersed in the polymeric resin material 301 due to gravitational effects or other factors. In another embodiment, the light scattering particles 302 may be intentionally introduced to increase the concentration at a particular position in the polymeric resin material 301. For example, when the upper portion 21 and the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20 are both arranged so as to be covered with the polymer resin material 301, the light scattering particles 302 surround the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20. It is desirable to increase the concentration at the position and decrease the concentration at the position covering the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20. Therefore, the light emitted from the upper portion 21 does not have a light scattering effect as strong as the light emitted from the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20.

図2Aおよび図2Bに示すように、上澄み光透過層40は、BSS30上に配置されてBSS30の上面31を覆い、フォトルミネセンス構造体20およびBSS30の環境保護層および平坦化層の役割を果たす。BSS30がフォトルミネセンス構造体20の上部位21を覆うことを意図していない場合、図2Bおよび図3Bに示すように、上澄み光透過層40は、フォトルミネセンス構造体20の上面211およびBSS30の上面31を同時に覆い、フォトルミネセンス構造体20の上面211およびBSS30の上面31を隣接させることができる。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the supernatant light transmitting layer 40 is arranged on the BSS 30 to cover the upper surface 31 of the BSS 30 and serves as an environmental protection layer and a flattening layer of the photoluminescence structure 20 and the BSS 30. .. If the BSS 30 is not intended to cover the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20, then as shown in FIGS. 2B and 3B, the supernatant light transmissive layer 40 is the upper surface 211 of the photoluminescence structure 20 and the BSS 30. The upper surface 31 of the photoluminescence structure 20 can be simultaneously covered, and the upper surface 211 of the photoluminescence structure 20 and the upper surface 31 of the BSS 30 can be adjacent to each other.

図2Cは、CSP型LED素子1Aの模式断面図であり、ビーム成形機構によってCSP型LED素子1Aの視野角が変わる様子を示す。 FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the CSP type LED element 1A, showing how the viewing angle of the CSP type LED element 1A changes depending on the beam forming mechanism.

フォトルミネセンス構造体20の縁部位22を覆うように形成されたBSS30は、比較的低濃度(例えば、約30wt%を超えない濃度)の光散乱粒子302を有するため、LED半導体ダイ10から出射してフォトルミネセンス構造体20中をほぼ水平方向D2に通過する光ビームLは、BSS30を貫通する。BSS30内では、光ビームLの一部(L1)がその元の方向(例えば、ほぼ水平方向D2)に進み続け、最終的にBSS30の縁面32から漏れ出る。光ビームLの別の一部(L2)は、その進行方向が大きく変わり、光散乱粒子302によりほぼ垂直方向D1に転向して、最終的にBSS30の上面31から外方に出射する。 The BSS 30 formed so as to cover the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20 has a relatively low concentration (for example, a concentration not exceeding about 30 wt%) of light-scattering particles 302, and thus emits light from the LED semiconductor die 10. Then, the light beam L passing through the photoluminescence structure 20 in the substantially horizontal direction D2 penetrates the BSS 30. Within the BSS 30, a portion (L1) of the light beam L continues to travel in its original direction (eg, substantially horizontal D2) and eventually leaks out of the edge 32 of the BSS 30. Another part (L2) of the light beam L changes its traveling direction significantly, is turned in the substantially vertical direction D1 by the light scattering particles 302, and finally emits outward from the upper surface 31 of the BSS 30.

換言すれば、本来のほぼ水平方向D2に進行する光ビームLがBSS30を通過した後、光ビームの一部L1はほぼ水平方向D2において外方に進み続け、別の一部の光ビームL2はほぼ垂直方向D1に散乱する。その結果、CSP型LED素子1Aのほぼ水平方向D2に出射した光ビームは強度が低下し、CSP型LED素子1Aのほぼ垂直方向D1に出射した光ビームは強度が増加する。このように、CSP型LED素子1Aから出射した光ビームは、ほぼ垂直方向D1に出射する強度が高くなるため、BSSを用いない比較用のCSP型LED素子に比べ、視野角が小さくなる。また、BSS30は、比較的低濃度の光散乱粒子302を有するため、BSS30内で光子が消失する確率が低くなり、CSP型LED素子1A全体の発光効率が向上する。 In other words, after the light beam L traveling in the original substantially horizontal direction D2 passes through the BSS 30, a part L1 of the light beam continues to travel outward in the almost horizontal direction D2, and another part of the light beam L2 It scatters in the almost vertical direction D1. As a result, the intensity of the light beam emitted in the substantially horizontal direction D2 of the CSP type LED element 1A decreases, and the intensity of the light beam emitted in the substantially vertical direction D1 of the CSP type LED element 1A increases. As described above, since the light beam emitted from the CSP type LED element 1A has a high intensity emitted in the substantially vertical direction D1, the viewing angle is smaller than that of the comparative CSP type LED element that does not use the BSS. Further, since the BSS 30 has a light scattering particle 302 having a relatively low concentration, the probability that photons disappear in the BSS 30 is low, and the luminous efficiency of the entire CSP type LED element 1A is improved.

さらに、視野角に影響するBSS30の2つの設計パラメータ、例えば、光散乱粒子302の重量百分率およびBSS30の幾何学的寸法を以下の段落に詳細に例示する。 In addition, two design parameters for the BSS 30 that affect the viewing angle, such as the weight percentage of the light scattering particles 302 and the geometric dimensions of the BSS 30, are illustrated in detail in the following paragraphs.

BSSの第1の設計パラメータは、散乱粒子濃度である。BSS30が高濃度の(wt%によって定量化された)光散乱粒子302を有するほど、CSP型LED素子1Aの視野角は小さくなりやすい。以下の表1にまとめた測定結果に示すように、光散乱粒子302の濃度が約1.5wt%(実施形態の素子T1)から約2.5wt%(実施形態の素子T2)へ増加した場合、視野角は約128度(実施形態の素子T1)から約126度(実施形態の素子T2)に減少し、その他の素子パラメータは同じままである。BSS30が高濃度の光散乱粒子302を有するほど、光ビームLはBSS30を透過する時に高い光散乱効果を得る確率が高くなるため、光ビームLが散乱して異なる進行方向に転向する確率が高くなることが理解されよう。よって、ほぼ水平方向D2における光強度が低下し、ほぼ垂直方向D1における光強度が高くなり、CSP型LED素子1A全体の視野角が小さくなる。 The first design parameter of BSS is the scattering particle concentration. The higher the concentration of the BSS 30 (quantified by wt%) of the light scattering particles 302, the smaller the viewing angle of the CSP type LED element 1A tends to be. As shown in the measurement results summarized in Table 1 below, when the concentration of the light scattering particles 302 increases from about 1.5 wt% (element T1 of the embodiment) to about 2.5 wt% (element T2 of the embodiment). The viewing angle is reduced from about 128 degrees (element T1 of the embodiment) to about 126 degrees (element T2 of the embodiment), and the other element parameters remain the same. The higher the concentration of the light scattering particles 302 in the BSS 30, the higher the probability that the light beam L will obtain a high light scattering effect when passing through the BSS 30, and therefore the higher the probability that the light beam L will scatter and turn in a different traveling direction. It will be understood that it will be. Therefore, the light intensity in the substantially horizontal direction D2 is lowered, the light intensity in the substantially vertical direction D1 is increased, and the viewing angle of the entire CSP type LED element 1A is reduced.

いくつかの実施形態において、光散乱粒子302の重量百分率は、約10%より低く、かつ約0.1%より高いことが望ましく、これによりCSP型LED素子1Aは、約120度~約140度の視野角を有する光ビームを得ることができる。

Figure 0007016467000001
In some embodiments, the weight percentage of the light scattering particles 302 is preferably lower than about 10% and higher than about 0.1%, which causes the CSP type LED element 1A to have about 120 degrees to about 140 degrees. A light beam having a viewing angle of can be obtained.
Figure 0007016467000001

他の設計要素に関して、2つのパラメータを規定して、BSS30の幾何学的寸法を特徴付ける。図2Cに示すように、第1の特性寸法Wは、フォトルミネセンス構造体20の縁面221からBSS30の縁面32までの水平距離として規定され、第2の特性寸法Tは、下面33からBSS30の上面31までの垂直距離として規定される。次にさらに、アスペクト比を、第1の特性寸法Wを第2の特性寸法Tによって除した値、すなわちW/Tとして規定することができる。アスペクト比W/Tが大きくなるほど、視野角は小さくなることが理解されよう。表1にまとめた実施形態の素子T1と実施形態の素子T3の測定結果を比較すると、視野角は約128度から約124度に減少し、アスペクト比W/Tは約180μm/150μmから約250μm/150μmに増加し、BSSの他のパラメータは同じままである。BSS30のアスペクト比W/Tが大きくなると、ほぼ水平方向D2に沿って進む光ビームLは、BSS30中における光散乱効果が増す。光ビームLがほぼ垂直方向D1へ散乱すると、光ビームLがほぼ垂直方向に進んでBSS30から漏れ出るまでの距離が短くなる。そのため、ほぼ垂直方向D1において光ビームLが受ける光散乱効果はほとんどない。よって、ほぼ水平方向D2における光強度が低下するのに対し、ほぼ垂直方向D1における光強度が増すため、CSP型LED素子1A全体の視野角は小さくなる。いくつかの実施形態において、アスペクト比W/Tは約1よりも大きくなり得、例えば、約1.1以上、約1.2以上、約1.3以上、約1.4以上、または約1.5以上、さらには約1.8以上または約2以上まで大きくなる場合がある。 For other design elements, two parameters are specified to characterize the geometric dimensions of the BSS 30. As shown in FIG. 2C, the first characteristic dimension W is defined as the horizontal distance from the edge surface 221 of the photoluminescence structure 20 to the edge surface 32 of the BSS 30, and the second characteristic dimension T is from the lower surface 33. It is defined as the vertical distance to the upper surface 31 of the BSS 30. Next, the aspect ratio can be further defined as a value obtained by dividing the first characteristic dimension W by the second characteristic dimension T, that is, W / T. It will be understood that the larger the aspect ratio W / T, the smaller the viewing angle. Comparing the measurement results of the element T1 of the embodiment and the element T3 of the embodiment summarized in Table 1, the viewing angle is reduced from about 128 degrees to about 124 degrees, and the aspect ratio W / T is about 180 μm / 150 μm to about 250 μm. Increased to / 150 μm, other parameters of BSS remain the same. When the aspect ratio W / T of the BSS 30 becomes large, the light beam L traveling substantially along the horizontal direction D2 has an increased light scattering effect in the BSS 30. When the light beam L is scattered in the substantially vertical direction D1, the distance until the light beam L travels in the substantially vertical direction and leaks from the BSS 30 becomes short. Therefore, there is almost no light scattering effect on the light beam L in the substantially vertical direction D1. Therefore, while the light intensity in the substantially horizontal direction D2 decreases, the light intensity in the substantially vertical direction D1 increases, so that the viewing angle of the entire CSP type LED element 1A becomes smaller. In some embodiments, the aspect ratio W / T can be greater than about 1, eg, about 1.1 or greater, about 1.2 or greater, about 1.3 or greater, about 1.4 or greater, or about 1. It may grow to 5.5 or more, and even to about 1.8 or more or about 2 or more.

さらに、BSS30に加えて、上澄み光透過層40もCSP型LED素子1Aの視野角を成形する役割を果たす。CSP型LED素子1Aは、上澄み光透過層40を任意で有していてもよく、これにより、ほぼ垂直方向D1に進む光が上澄み光透過層40を通る際に屈折して、全体的な視野角が大きくなる。測定結果の1つによると、上澄み光透過層40を有するCSP型LED素子1Aは約125度の視野角を示し、上澄み光透過層40(図示せず)を含まないCSP型LED素子1Aは約120度の視野角を示している。 Further, in addition to the BSS 30, the supernatant light transmitting layer 40 also plays a role of forming the viewing angle of the CSP type LED element 1A. The CSP type LED element 1A may optionally have the supernatant light transmitting layer 40, whereby the light traveling in the substantially vertical direction D1 is refracted as it passes through the supernatant light transmitting layer 40, and the entire field of view is obtained. The corners get bigger. According to one of the measurement results, the CSP type LED element 1A having the supernatant light transmitting layer 40 shows a viewing angle of about 125 degrees, and the CSP type LED element 1A not including the supernatant light transmitting layer 40 (not shown) is about. It shows a viewing angle of 120 degrees.

上澄み光透過層40は、視野角の成形の他に、CSP型LED素子1Aの光抽出効率または発光効率を向上させることもできる。測定結果の1つによると、上澄み光透過層40を有するCSP型LED素子1Aは、上澄み光透過層40を含まないCSP型LED素子1Aよりも発光効率が約5%高い。さらに、上澄み光透過層40は、フォトルミネセンス構造体20およびBSS30に比べて屈折率(RI)が低いポリマー樹脂材料を用いて製造してもよい。これにより、適切なRI整合を行って、例えば、フォトルミネセンス構造体20、BSS30、上澄み光透過層40および周囲環境(空気)といった様々な媒体間の界面で生じる内部全反射に起因する光エネルギー損失を低減させることができる。よって、CSP型LED素子1Aの光抽出効率および発光効率をさらに改善できる。 The supernatant light transmitting layer 40 can improve the light extraction efficiency or the luminous efficiency of the CSP type LED element 1A in addition to forming the viewing angle. According to one of the measurement results, the CSP type LED element 1A having the supernatant light transmitting layer 40 has a luminous efficiency about 5% higher than that of the CSP type LED element 1A not including the supernatant light transmitting layer 40. Further, the supernatant light transmitting layer 40 may be manufactured by using a polymer resin material having a refractive index (RI) lower than that of the photoluminescence structure 20 and the BSS 30. Thereby, appropriate RI matching is performed, and the light energy caused by the internal total reflection generated at the interface between various media such as the photoluminescence structure 20, the BSS 30, the supernatant light transmitting layer 40 and the ambient environment (air). The loss can be reduced. Therefore, the light extraction efficiency and the luminous efficiency of the CSP type LED element 1A can be further improved.

したがって、所望の視野角および全体発光効率に応じて、上澄み光透過層40をCSP型LED素子1Aに組み込むことができる。 Therefore, the supernatant light transmitting layer 40 can be incorporated into the CSP type LED element 1A according to a desired viewing angle and overall luminous efficiency.

また、図2B、図3Aおよび図3Bに示す変形例の実施形態によると、BSS30は、フォトルミネセンス構造体20を様々な範囲で覆って、CSP型LED素子1Aの視野角を成形することができる。 Further, according to the embodiment of the modification shown in FIGS. 2B, 3A and 3B, the BSS 30 may cover the photoluminescence structure 20 in various ranges to form the viewing angle of the CSP type LED element 1A. can.

上記の各段落は、CSP型LED素子1Aに関連する実施形態の詳細な説明である。本開示によるCSP型LED素子の他の実施形態の詳細な説明を以下に記載する。以下の発光素子の実施形態で見られる特徴および利点に関する詳細な説明の一部は、CSP型LED素子1Aに関する説明と類似するため、省略して説明を簡略にすることが理解されよう。 Each of the above paragraphs is a detailed description of an embodiment relating to the CSP type LED element 1A. A detailed description of other embodiments of the CSP type LED device according to the present disclosure will be described below. It will be appreciated that some of the detailed descriptions of the features and advantages found in the following embodiments of the light emitting device are similar to those of the CSP type LED device 1A and are therefore omitted for brevity.

図4は、本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子1Bの模式断面図である。CSP型LED素子1BとCSP型LED素子1Aとの違いは、少なくとも、CSP型LED素子1Bのフォトルミネセンス構造体20がCSP型LED素子1Aの有する延長部位23を含まない点である。そのため、BSS30の下面33は縁部位22の下面222と実質的に同じ高さであるか、またはこれと整列し、また、LED半導体ダイ10の下面12と実質的に同じ高さであるか、またはこれと整列するものでよい。加えて、成形工程を行ってフォトルミネセンス構造体20を製造する場合、CSP型LED素子1Bのフォトルミネセンス構造体20の厚さは、CSP型LED素子1Aのフォトルミネセンス構造体20の厚さよりも大きくできる。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the CSP type LED element 1B according to another embodiment of the present disclosure. The difference between the CSP type LED element 1B and the CSP type LED element 1A is that the photoluminescence structure 20 of the CSP type LED element 1B does not include the extension portion 23 of the CSP type LED element 1A. Therefore, whether the lower surface 33 of the BSS 30 is substantially the same height as or aligned with the lower surface 222 of the edge portion 22 and is substantially the same height as the lower surface 12 of the LED semiconductor die 10. Or it may be aligned with this. In addition, when the photoluminescence structure 20 is manufactured by performing a molding step, the thickness of the photoluminescence structure 20 of the CSP type LED element 1B is the thickness of the photoluminescence structure 20 of the CSP type LED element 1A. It can be bigger than that.

図5は、本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子1Cの模式断面図である。CSP型LED素子1Cと上述のCSP型LED素子1Aおよび1Bとの違いは、CSP型LED素子1Cがさらに、フォトルミネセンス構造体20とLED半導体ダイ10との間に挟まれた軟質緩衝層50を含む点である。詳細には、軟質緩衝層50は、LED半導体ダイ10の上面11および縁面13を覆っている。その後、BSS30を平坦化層として形成し、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22を覆い、さらに任意でフォトルミネセンス構造体20の上部位21を覆う。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the CSP type LED element 1C according to another embodiment of the present disclosure. The difference between the CSP type LED element 1C and the above-mentioned CSP type LED elements 1A and 1B is that the CSP type LED element 1C is further sandwiched between the photoluminescence structure 20 and the LED semiconductor die 10. Is a point that includes. Specifically, the soft buffer layer 50 covers the upper surface 11 and the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10. After that, the BSS 30 is formed as a flattening layer, covers the edge portion 22 of the photoluminescence structure 20, and optionally covers the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20.

軟質緩衝層50は、以下の技術的利点を有する。すなわち、1)フォトルミネセンス構造体20とLED半導体ダイ10との間の密着強度が向上し、2)CSP型LED素子1C内の構成要素間の熱膨張係数の不一致に起因する内部応力が軽減し、3)その後のフォトルミネセンス構造体20の製造が容易になり、ほぼ形状適応性の被覆層が形成される。軟質緩衝層50の詳細な技術的記載については、米国特許出願第15/389,417号(台湾特許出願第104144441号としても公開)に開示されている。本明細書に同公報の開示内容全体を参照により取り込む。 The soft buffer layer 50 has the following technical advantages. That is, 1) the adhesion strength between the photoluminescence structure 20 and the LED semiconductor die 10 is improved, and 2) the internal stress caused by the mismatch of the thermal expansion coefficients between the components in the CSP type LED element 1C is reduced. 3) Subsequent production of the photoluminescence structure 20 is facilitated, and a substantially shape-adaptive coating layer is formed. A detailed technical description of the soft buffer layer 50 is disclosed in US Patent Application No. 15 / 389,417 (also published as Taiwan Patent Application No. 104144441). The entire disclosure of this publication is incorporated herein by reference.

図6は、本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子1Dの模式断面図である。CSP型LED素子1Dと上述したCSP型LED素子1A、1Bおよび1Cとの違いは、CSP型LED素子1Dがフォトルミネセンス構造体20を含まないでBSS30がLED半導体ダイ10の縁面13を直接覆って接合するようにし、さらに任意でLED半導体ダイ10の上面11を覆う点である。フォトルミネセンス構造体20が含まれないため、CSP型LED素子1Dは、単色の光ビーム、例えば赤色、緑色、青色、赤外線、紫外線などを出力することができる。この特定の構造により、CSP型LED素子1Dは、視野角がより小さい光ビームを得ることができる。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the CSP type LED element 1D according to another embodiment of the present disclosure. The difference between the CSP type LED element 1D and the above-mentioned CSP type LED elements 1A, 1B and 1C is that the CSP type LED element 1D does not include the photoluminescence structure 20 and the BSS 30 directly touches the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10. It is a point that covers and joins the LED semiconductor die 10 and optionally covers the upper surface 11 of the LED semiconductor die 10. Since the photoluminescence structure 20 is not included, the CSP type LED element 1D can output a monochromatic light beam such as red, green, blue, infrared rays, and ultraviolet rays. With this particular structure, the CSP type LED element 1D can obtain a light beam having a smaller viewing angle.

上記のCSP型LED素子1A~1Dに共通する技術的特徴として、BSS30を主に素子構造内の側部位上に配置することで、光ビームの一部をほぼ水平方向からほぼ垂直方向へ転向させて視野角が小さくなることである。本開示の別の実施形態によるCSP型LED素子1Eは、BSS30’をLED半導体ダイ10およびフォトルミネセンス構造体20の両方の上方の離れた位置に配置して、光ビームの一部をほぼ垂直方向からほぼ水平方向へ転向させて、視野角を大きくする。 As a technical feature common to the above-mentioned CSP type LED elements 1A to 1D, by arranging the BSS 30 mainly on the side portion in the element structure, a part of the light beam is turned from the almost horizontal direction to the almost vertical direction. The viewing angle becomes smaller. In another embodiment of the present disclosure, the CSP type LED element 1E arranges the BSS 30'at a distance above both the LED semiconductor die 10 and the photoluminescence structure 20 so that a part of the light beam is substantially vertical. Increase the viewing angle by turning from the direction to almost the horizontal direction.

図7AはCSP型LED素子1Eの3D模式斜視図であり、図7Bは素子1Eの模式断面図である。CSP型LED素子1Aと同様に、CSP型LED素子1Eも、LED半導体ダイ10、フォトルミネセンス構造体20、ビーム成形構造体(BSS)30’および上澄み光透過層40’を含む。CSP型LED素子1Eの各構成要素の詳細な技術内容については、CSP型LED素子1Aの対応する構成要素に関する説明を参照することとするが、BSS30’および上澄み光透過層40’の配置構成は、CSP型LED素子1Aの構成とは異なることが理解されよう。 FIG. 7A is a 3D schematic perspective view of the CSP type LED element 1E, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of the element 1E. Like the CSP type LED element 1A, the CSP type LED element 1E also includes an LED semiconductor die 10, a photoluminescence structure 20, a beam forming structure (BSS) 30'and a supernatant light transmitting layer 40'. For the detailed technical contents of each component of the CSP type LED element 1E, the description regarding the corresponding component of the CSP type LED element 1A will be referred to, but the arrangement configuration of the BSS 30'and the supernatant light transmitting layer 40' , It will be understood that the configuration is different from that of the CSP type LED element 1A.

詳細には、上澄み光透過層40’は、フォトルミネセンス構造体20上に積層された平坦化層として形成され、フォトルミネセンス構造体20の上部位21、縁部位22および延長部位23を覆っている。図7Bに示すように、上澄み光透過層40’は、BSS30’とフォトルミネセンス構造体20との間に挟まれた平坦化層ならびにスペーサ層として機能する。BSS30’の厚さは望ましくは実質的に均一であり、上澄み光透過層40’の上面41の一部の領域を実質的に完全に覆うか、または選択的に覆う。 Specifically, the supernatant light transmitting layer 40'is formed as a flattening layer laminated on the photoluminescence structure 20 and covers the upper part 21, the edge part 22 and the extension part 23 of the photoluminescence structure 20. ing. As shown in FIG. 7B, the supernatant light transmitting layer 40'functions as a flattening layer and a spacer layer sandwiched between the BSS 30'and the photoluminescence structure 20. The thickness of the BSS 30'is preferably substantially uniform and substantially completely or selectively covers a portion of the top surface 41 of the supernatant light transmitting layer 40'.

BSS30’は、比較的低濃度の光散乱粒子302を含み、その濃度は、約30wt%を超えず、約25wt%を超えず、約20wt%を超えず、約15wt%を超えず、または約10wt%を超えず、望ましくは約0.1wt%~約10wt%である。この特定の実施形態により、LED半導体ダイ10が直接発光したか、またはフォトルミネセンス構造体20によりダウンコンバートされほぼ垂直方向D1に進んだ光ビームLは、一部がBSS30’に進入できる。BSS30’内に進入すると、光ビームLの一部は、図7B中の光ビームL1として示すように、光散乱効果によって進行方向があまり変化しない。図7Bに光ビームL2として示す光ビームLの別の一部は、ほぼ水平方向D2に散乱し、最終的にBSS30’の縁面から外方に出射する。 BSS30'contains a relatively low concentration of light scattering particles 302, the concentration of which does not exceed about 30 wt%, does not exceed about 25 wt%, does not exceed about 20 wt%, does not exceed about 15 wt%, or is about. It does not exceed 10 wt%, preferably about 0.1 wt% to about 10 wt%. According to this particular embodiment, the light beam L, which either the LED semiconductor die 10 emits light directly or is down-converted by the photoluminescence structure 20 and travels in the substantially vertical direction D1, can partially enter the BSS 30'. When entering the BSS 30', a part of the light beam L does not change much in the traveling direction due to the light scattering effect, as shown as the light beam L1 in FIG. 7B. Another part of the light beam L shown as the light beam L2 in FIG. 7B is scattered in the substantially horizontal direction D2 and finally emitted outward from the edge surface of the BSS 30'.

その結果、CSP型LED素子1Eのほぼ水平方向D2に進行する光ビームの強度が増加し、CSP型LED素子1Eのほぼ垂直方向D1に進行する光ビームの強度が低下する。よって、CSP型LED素子1Eの発光した光ビームLは、BSS30’を含まない比較用のCSP型LED素子よりも大きな視野角を示すことになる。例えば、視野角は、約160度よりも大きくでき、例えば、約160度~約180度を上回る範囲に拡大できる。測定結果の一例によると、上澄み光透過層40’上にBSS30’を形成したCSP型LED素子1Eの視野角は約170度であり、BSS30’を含まない比較用のCSP型LED素子(図示せず)の視野角は140度である。したがって、BSS30’は、CSP型LED素子1Eの視野角を拡大させてより大きな視野角を指定する特定の用途条件を満たすという目的を果たす。 As a result, the intensity of the light beam traveling in the substantially horizontal direction D2 of the CSP type LED element 1E increases, and the intensity of the light beam traveling in the substantially vertical direction D1 of the CSP type LED element 1E decreases. Therefore, the light beam L emitted by the CSP type LED element 1E exhibits a larger viewing angle than the comparative CSP type LED element that does not include the BSS 30'. For example, the viewing angle can be greater than about 160 degrees and, for example, can be expanded to a range greater than about 160 degrees to about 180 degrees. According to an example of the measurement result, the viewing angle of the CSP type LED element 1E having the BSS 30'formed on the supernatant light transmitting layer 40'is about 170 degrees, and the comparative CSP type LED element not including the BSS 30'(shown in the figure). The viewing angle is 140 degrees. Therefore, the BSS 30'ensures the specific application condition of expanding the viewing angle of the CSP type LED element 1E to specify a larger viewing angle.

次に、本開示によるCSP型LED素子のいくつかの実施形態を製造する製造方法について説明する。CSP型LED素子1A~1Eを製造する製造方法は、順序が異なるものの類似している。製造方法の変形例の実施形態の詳細な説明は一部が類似しているため、省略して説明を簡略にすることが理解されよう。 Next, a manufacturing method for manufacturing some embodiments of the CSP type LED element according to the present disclosure will be described. The manufacturing methods for manufacturing the CSP type LED elements 1A to 1E are similar although the order is different. It will be understood that the detailed description of the embodiments of the modified examples of the manufacturing method are partially similar, and thus the description is omitted to simplify the description.

図8A~図8Fは、本開示のいくつかの実施形態によるCSP型LED素子を製造する製造方法を示す。本製造方法は、以下の3つの主製造段階を含む。すなわち、1)複数のLED半導体ダイ10を配置してアレイを離型層900上に形成し、2)複数のパッケージ構造体200を含むパッケージシート層をLED半導体ダイ10のアレイ上に形成し、3)パッケージシート層を個別分離して複数のCSP型LED素子を形成する。本製造方法の技術について、以下にさらに詳細に述べる。 8A-8F show a manufacturing method for manufacturing a CSP type LED element according to some embodiments of the present disclosure. This manufacturing method includes the following three main manufacturing steps. That is, 1) a plurality of LED semiconductor dies 10 are arranged to form an array on the release layer 900, and 2) a package sheet layer containing a plurality of package structures 200 is formed on the array of LED semiconductor dies 10. 3) The package sheet layer is individually separated to form a plurality of CSP type LED elements. The technology of this manufacturing method will be described in more detail below.

第1の主製造段階では、LED半導体ダイのアレイを形成する。図8Aに示すように、先ず離型層900を製造し、離型層900を例えばシリコン基板、ガラス基板、金属基板などのキャリア基板(図示せず)上に配置してもよい。次に、複数のLED半導体ダイ10を離型層900上に配置して、LED半導体ダイのアレイ10を実質的に一定のピッチ長で形成する。離型層900の実施例として、紫外線(UV)光剥離テープ、熱剥離テープなどがある。LED半導体ダイ10のアレイの各1組の電極14を配置して強く押圧し、軟質の離型層900内に埋め込むことが望ましい。これにより、後続の製造工程において1組の電極14を汚染から保護できよう。 In the first main manufacturing stage, an array of LED semiconductor dies is formed. As shown in FIG. 8A, the release layer 900 may be manufactured first, and the release layer 900 may be placed on a carrier substrate (not shown) such as a silicon substrate, a glass substrate, or a metal substrate. Next, a plurality of LED semiconductor dies 10 are arranged on the release layer 900 to form an array 10 of LED semiconductor dies with a substantially constant pitch length. Examples of the release layer 900 include an ultraviolet (UV) light release tape, a heat release tape, and the like. It is desirable to arrange each set of electrodes 14 of the array of LED semiconductor dies 10 and press them strongly to embed them in the soft mold release layer 900. This could protect a set of electrodes 14 from contamination in subsequent manufacturing processes.

第2の主製造段階では、パッケージシート層を形成する。次いで、図8B~図8Dに示すように、複数のパッケージ構造体200を備えたパッケージシート層を形成してLED半導体ダイ10のアレイを覆う。パッケージシート層をLED半導体ダイ10上に形成する製造工程について、以下に詳細に述べる。 In the second main manufacturing stage, the package sheet layer is formed. Next, as shown in FIGS. 8B to 8D, a package sheet layer including the plurality of package structures 200 is formed to cover the array of the LED semiconductor dies 10. The manufacturing process for forming the package sheet layer on the LED semiconductor die 10 will be described in detail below.

図8Bに示すように、複数のフォトルミネセンス構造体20をLED半導体ダイ10のアレイ上に形成し、各フォトルミネセンス構造体20の縁部位22がLED半導体ダイ10の縁面13を覆い、フォトルミネセンス構造体20の上部位21がLED半導体ダイ10の上面11を覆う。また、フォトルミネセンス構造体20は、縁部位22から外方に延伸しかつ離型層900の表面に被さる延長部位23を備えていてもよい。望ましくは、フォトルミネセンス構造体20は、米国特許出願公開公報第US2010/0119839号に開示の方法によって形成し、フォトルミネセンス材料およびポリマー樹脂材料の1つ以上の層を順に積層させて、フォトルミネセンス構造体20を形成することも可能である。このように、本方法によって形成されたフォトルミネセンス構造体20は、多層構造をとることができる。米国特許出願公開公報の技術的内容全体を引用によりここに取り込む。 As shown in FIG. 8B, a plurality of photoluminescence structures 20 are formed on an array of LED semiconductor dies 10, and the edge portion 22 of each photoluminescence structure 20 covers the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10. The upper portion 21 of the photoluminescence structure 20 covers the upper surface 11 of the LED semiconductor die 10. Further, the photoluminescence structure 20 may include an extension portion 23 that extends outward from the edge portion 22 and covers the surface of the release layer 900. Desirably, the photoluminescence structure 20 is formed by the method disclosed in US Patent Application Publication No. US2010 / 0119839, and one or more layers of the photoluminescence material and the polymer resin material are sequentially laminated to form a photo. It is also possible to form the luminescence structure 20. As described above, the photoluminescence structure 20 formed by this method can have a multi-layer structure. The entire technical content of the US Patent Application Publication is incorporated here by citation.

次に、図8Cに示すように、ビーム成形構造体(BSS)30を備えた平坦化層を形成して、フォトルミネセンス構造体20の縁部位22および上部位21を覆う。あるいは、BSS30の製造工程時に、BSS30がフォトルミネセンス構造体20の上部位21を覆わないように設定して、図2Aおよび図2Bに示すCSP型LED素子1Aの実施形態を形成してもよい。任意で、BSS30をその上面が上部位21の上面211よりも低くなるように製造して、フォトルミネセンス構造体20の縁面221を部分的に露出させ、図3Bに示すCSP型LED素子1Aの別の実施形態を形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 8C, a flattening layer with the beam forming structure (BSS) 30 is formed to cover the edge portion 22 and the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20. Alternatively, during the manufacturing process of the BSS 30, the BSS 30 may be set so as not to cover the upper portion 21 of the photoluminescence structure 20 to form the embodiment of the CSP type LED element 1A shown in FIGS. 2A and 2B. .. Optionally, the BSS 30 is manufactured so that its upper surface is lower than the upper surface 211 of the upper portion 21 to partially expose the edge surface 221 of the photoluminescence structure 20 to partially expose the CSP type LED element 1A shown in FIG. 3B. May form another embodiment of.

BSS30を製造する製造法に関し、BSS30の製造用組成材料は、光散乱粒子302をポリマー樹脂材料301中に分散させて形成することが望ましい。例えばオクタン、キシレン、酢酸塩、エーテル、トルエンなどの有機溶媒を用いて組成材料をさらに希釈して、粘度を低減させてもよい。希釈された比較的低粘度の組成材料は、例えばスプレーコーティングなどの製造法を用いてフォトルミネセンス構造体20上にコーティングしてもよい。粘度が低いため、図8Cに示すように、組成材料が流動して、実質的に同じ高さの上面を有するフォトルミネセンス構造体20上に平坦化層が形成される。また、BSS30の組成材料は、他の製造法、例えば分注法、印刷法、成形法などで形成してもよい。最後に、熱またはUV硬化法を用いて、BSS30を固化させる。 Regarding the manufacturing method for manufacturing BSS30, it is desirable that the composition material for manufacturing BSS30 is formed by dispersing the light scattering particles 302 in the polymer resin material 301. For example, the composition material may be further diluted with an organic solvent such as octane, xylene, acetate, ether, toluene to reduce the viscosity. The diluted, relatively low-viscosity composition material may be coated on the photoluminescence structure 20 using a manufacturing method such as spray coating. Due to the low viscosity, as shown in FIG. 8C, the composition material flows to form a flattening layer on the photoluminescent structure 20 having a top surface of substantially the same height. Further, the composition material of BSS 30 may be formed by another production method, for example, a dispensing method, a printing method, a molding method, or the like. Finally, heat or UV curing is used to solidify the BSS 30.

BSS30は直接LED半導体ダイ10に直接隣接していないが、LED半導体ダイ10の外側は、間にフォトルミネセンス構造体20を挟んで、BSS30によって離れた位置にてなおも被覆されているか、または保護されている。換言すれば、BSS30は、LED半導体ダイ10の光路に沿って配置される。よって、フォトルミネセンス構造体20から出射した光ビームだけでなく、LED半導体ダイ10の発光した光ビームも、BSS30によって成形されることになる。 Although the BSS 30 is not directly adjacent to the LED semiconductor die 10, the outside of the LED semiconductor die 10 is either still covered or separated by the BSS 30 with a photoluminescence structure 20 in between. It is protected. In other words, the BSS 30 is arranged along the optical path of the LED semiconductor die 10. Therefore, not only the light beam emitted from the photoluminescence structure 20 but also the light beam emitted by the LED semiconductor die 10 is formed by the BSS 30.

次に、図8Dに示すように、上澄み光透過層40を形成して、フォトルミネセンス構造体20および/またはBSS30を覆う。上澄み光透過層40は実質的に透明なポリマー樹脂材料を用いて形成するのが望ましく、適切な製造法、例えばスプレーコーティング、スピンコーティング、成形、分注などによって、フォトルミネセンス構造体20および/またはBSS30上にコーティングできる。その後、ポリマー樹脂材料を熱またはUV硬化法を用いて固化させる。 Next, as shown in FIG. 8D, a supernatant light transmitting layer 40 is formed to cover the photoluminescence structure 20 and / or the BSS 30. The supernatant light-transmitting layer 40 is preferably formed using a substantially transparent polymeric resin material, and by appropriate manufacturing methods such as spray coating, spin coating, molding, dispensing, etc., the photoluminescence structure 20 and / Alternatively, it can be coated on BSS30. The polymer resin material is then solidified using heat or UV curing.

上記製造工程を用いることで、CSP型LED素子1Aの実施形態を製造する複数のパッケージ構造体200を含むパッケージシート層が形成され、上記製造工程が完了した後も、パッケージ構造体200同士が接続されたままとなる。本開示によるCSP型LED素子の他の実施形態に対応する様々なパッケージ構造体200を形成するいくつかの製造法の変形例について、以下に述べる。 By using the above manufacturing process, a package sheet layer including a plurality of package structures 200 for manufacturing the embodiment of the CSP type LED element 1A is formed, and even after the above manufacturing process is completed, the package structures 200 are connected to each other. Will remain as it was. Modifications of some manufacturing methods for forming various package structures 200 corresponding to other embodiments of the CSP type LED device according to the present disclosure will be described below.

上澄み光透過層40をパッケージ構造体200内に設けることが望ましくない場合、図8Dに示す上澄み光透過層40を形成する製造工程を省いてもよい。これにより、上澄み光透過層40を含まないCSP型LED素子を得ることができる。 If it is not desirable to provide the supernatant light transmitting layer 40 in the package structure 200, the manufacturing process for forming the supernatant light transmitting layer 40 shown in FIG. 8D may be omitted. This makes it possible to obtain a CSP type LED element that does not include the supernatant light transmitting layer 40.

図4に示すCSP型LED素子1Bの実施形態に対応するパッケージ構造体200を指定する場合、図8Bに示すフォトルミネセンス構造体20を形成する製造工程は、例えば成形法または印刷法などの代替的な製造法を用いて実現することができる。これにより、延長部位23を含まないフォトルミネセンス構造体20を製造でき、したがってBSS30は、図8Cに示すような次の製造工程において離型層900を覆うように形成されることになる。 When the package structure 200 corresponding to the embodiment of the CSP type LED element 1B shown in FIG. 4 is specified, the manufacturing process for forming the photoluminescence structure 20 shown in FIG. 8B is an alternative to, for example, a molding method or a printing method. It can be realized by using a conventional manufacturing method. Thereby, the photoluminescence structure 20 including the extension portion 23 can be manufactured, and therefore the BSS 30 is formed so as to cover the release layer 900 in the next manufacturing step as shown in FIG. 8C.

図5に示すCSP型LED素子1Cの実施形態に対応するパッケージ構造体200を指定する場合は、図8Aに示すように、LED半導体ダイ10を配置する製造工程が完了したら、先ず、軟質緩衝層50をスプレーコーティングによって形成することが望ましい。その後、図8Bに示す製造工程後に、フォトルミネセンス構造体20を形成して軟質緩衝層50を覆う。 When the package structure 200 corresponding to the embodiment of the CSP type LED element 1C shown in FIG. 5 is specified, as shown in FIG. 8A, when the manufacturing process for arranging the LED semiconductor die 10 is completed, first, the soft buffer layer It is desirable to form 50 by spray coating. Then, after the manufacturing process shown in FIG. 8B, the photoluminescence structure 20 is formed to cover the soft buffer layer 50.

図6に示す単色CSP型LED素子1Dの実施形態に対応するパッケージ構造体200を指定する場合、図8Bに示すフォトルミネセンス構造体20を形成する製造工程は省いてもよい。図8Cに示すその後の製造工程において、BSS30は、LED半導体ダイ10の縁面13を直接覆うように形成することができ、また任意で、さらにLED半導体ダイ10の上面11を覆うように形成することができる。 When the package structure 200 corresponding to the embodiment of the monochromatic CSP type LED element 1D shown in FIG. 6 is specified, the manufacturing process for forming the photoluminescence structure 20 shown in FIG. 8B may be omitted. In the subsequent manufacturing process shown in FIG. 8C, the BSS 30 can be formed so as to directly cover the edge surface 13 of the LED semiconductor die 10, and optionally further so as to cover the upper surface 11 of the LED semiconductor die 10. be able to.

図7Bに示すように、より大きな視野角を有するCSP型LED素子1Eの実施形態に対応するパッケージ構造体200を指定する場合、図8Bに示す製造工程(フォトルミネセンス構造体層20の形成)、図9Aに示す製造工程(上澄み光透過層40’の形成)、および図9Bに示す製造工程(遠隔BSS層30’の形成)を順次、行うことができる。 As shown in FIG. 7B, when the package structure 200 corresponding to the embodiment of the CSP type LED element 1E having a larger viewing angle is specified, the manufacturing process shown in FIG. 8B (formation of the photoluminescence structure layer 20). , The manufacturing step shown in FIG. 9A (formation of the supernatant light transmitting layer 40') and the manufacturing step shown in FIG. 9B (formation of the remote BSS layer 30') can be sequentially performed.

第3の主製造段階では、パッケージシート層を個別分離する。第2の主製造段階において所望のパッケージ構造体200をシート層として形成した後、離型層900を図8Eに示すように除去してもよい。次に、複数のパッケージ構造体200を含むパッケージシート層を図8Fに示すように個別分離する。これにより、複数のCSP型LED素子1A~1Eが得られる。個別分離工程を行った後、離型層900を除去できることは理解されよう。 In the third main manufacturing stage, the package sheet layer is individually separated. After forming the desired package structure 200 as a sheet layer in the second main manufacturing step, the release layer 900 may be removed as shown in FIG. 8E. Next, the package sheet layer containing the plurality of package structures 200 is individually separated as shown in FIG. 8F. As a result, a plurality of CSP type LED elements 1A to 1E can be obtained. It will be appreciated that the release layer 900 can be removed after performing the individual separation step.

上記を鑑みると、様々な実施形態のビーム成形構造体を取り入れた様々なCSP型LED素子を製造する製造方法の実施形態のいくつかの変形例を開示することにより、CSP型LED素子の視野角を適切に成形して多様な用途の仕様を満たすことができる。また、開示した各方法は、バッチ型の大量生産工程にも十分に適応できる。 In view of the above, by disclosing some modifications of the embodiment of the manufacturing method for manufacturing various CSP type LED elements incorporating the beam forming structures of various embodiments, the viewing angle of the CSP type LED element is disclosed. Can be properly molded to meet the specifications of various applications. In addition, each of the disclosed methods can be sufficiently applied to a batch type mass production process.

本開示について特定の実施形態に関し述べてきたが、添付の特許請求の範囲に規定する本開示の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、均等物に置き換え可能であることは、当業者であれば理解の及ぶことであろう。加えて、様々な変更を行って、本開示の目的、趣旨および範囲に対して特定の状況、材料、物の構成、方法または工程を適用することも可能であろう。このような変更はすべて、添付の特許請求の範囲に含まれるものである。詳細には、本明細書に開示した方法は、特定の順序で行われる特定の動作に関して述べられているが、これらの動作を組み合わせたり、さらに分割したり、または順序を組み替えたりして、本開示の教示内容から逸脱することなく均等な方法を構成することも可能である。よって、本明細書中に特に指定しない限り、各動作の順序およびグループ化は本開示を限定するものではない。


Although the present disclosure has been described with respect to specific embodiments, various modifications can be made and can be replaced with equivalents without departing from the true meaning and scope of the present disclosure as defined in the appended claims. Something will be understood by those skilled in the art. In addition, various modifications may be made to apply specific circumstances, materials, composition, methods or processes to the purposes, intent and scope of the present disclosure. All such changes are within the scope of the attached claims. In detail, the methods disclosed herein are described with respect to specific actions performed in a particular order, but these actions may be combined, further subdivided, or rearranged in the book. It is also possible to construct an equal method without departing from the teachings of the disclosure. Thus, unless otherwise specified herein, the order and grouping of each operation does not limit this disclosure.


Claims (15)

上面、該上面に対向する下面、縁面および1組の電極を含み、前記縁面は前記上面と前記下面との間に延び、前記1組の電極が該下面上に配設されたフリップチップ型発光ダイオード(LED)半導体ダイと、
該LED半導体ダイの前記上面に配置された上部位、および該LED半導体ダイの縁面を覆う縁部位を含むフォトルミネセンス構造体と、
該フォトルミネセンス構造体上に配設された光透過層と、該光透過層の上面を覆うビーム成形構造体とを含み、該ビーム成形構造体は、ポリマー樹脂材料および該ポリマー樹脂材料中に分散された光散乱粒子を含み、該光散乱粒子の前記ビーム成形構造体における重量百分率は30%を上回らず、
前記光透過層は、前記光透過層の上面に対して垂直である垂直方向に対して±45度以内の方向に進む光ビームが前記光透過層を通る際に屈折させて、発光素子の視野角を拡大し、
前記ビーム成形構造体は、前記LED半導体ダイおよび前記フォトルミネセンス構造体との両方の上方の離れた位置に配置され、前記フォトルミネセンス構造体の前記上部位から発光した光ビームの一部をその光散乱粒子を介して該ビーム成形構造体の縁面に転向させて、前記発光素子の前記視野角をさらに拡大させることを特徴とする発光素子。
A flip chip that includes an upper surface, a lower surface facing the upper surface, an edge surface, and a set of electrodes, the edge surface extending between the upper surface and the lower surface, and the set of electrodes disposed on the lower surface. Type light emitting diode (LED) semiconductor die and
A photoluminescence structure including an upper portion arranged on the upper surface of the LED semiconductor die and an edge portion covering the edge surface of the LED semiconductor die.
A light transmitting layer disposed on the photoluminescence structure and a beam forming structure covering the upper surface of the light transmitting layer are included, and the beam forming structure is contained in a polymer resin material and the polymer resin material. Containing dispersed light-scattering particles, the weight percentage of the light-scattering particles in the beam-formed structure did not exceed 30%.
The light transmitting layer is refracted when a light beam traveling in a direction within ± 45 degrees with respect to a vertical direction perpendicular to the upper surface of the light transmitting layer passes through the light transmitting layer, and the field of view of the light emitting element. Enlarge the corner,
The beam forming structure is arranged at a position above and apart from both the LED semiconductor die and the photoluminescence structure, and a part of a light beam emitted from the upper portion of the photoluminescence structure is emitted. A light-emitting element characterized in that the viewing angle of the light-emitting element is further expanded by turning to the edge surface of the beam-molded structure via the light-scattering particles.
前記ビーム成形構造体中の前記光散乱粒子は重量百分率で10%を上回らず、また0.1%を下回らないことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein the light-scattering particles in the beam-molded structure do not exceed 10% by weight and do not fall below 0.1%. 前記光散乱粒子は、TiO、BN、SiOまたはAlのうち少なくとも1つを含み、前記ポリマー樹脂材料は、シリコーン、エポキシまたはゴムのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 The light scattering particles are characterized by comprising at least one of TiO 2 , BN, SiO 2 or Al 2 O 3 , and the polymeric resin material comprising at least one of silicone, epoxy or rubber. Item 1. The light emitting element according to Item 1. 前記フォトルミネセンス構造体の前記縁部位の下面は、前記LED半導体ダイの前記下面と実質的に同じ高さであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the lower surface of the edge portion of the photoluminescence structure is substantially the same height as the lower surface of the LED semiconductor die. .. 前記フォトルミネセンス構造はさらに、該フォトルミネセンス構造体の前記縁部位から外方に延びる延長部位を含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発光素子。 The light emitting element according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoluminescence structure further includes an extension portion extending outward from the edge portion of the photoluminescence structure. 前記発光素子はさらに、前記LED半導体ダイの前記上面および前記縁面を覆う軟質緩衝層を含み、前記フォトルミネセンス構造体は該軟質緩衝層上に配設されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発光素子。 The light emitting device further includes a soft buffer layer covering the upper surface and the edge surface of the LED semiconductor die, and the photoluminescence structure is disposed on the soft buffer layer, claim 1 to 3. The light emitting element according to any one item. 上面、該上面に対向する下面、縁面および1組の電極を含み、前記縁面は前記上面と前記下面との間に延び、前記1組の電極が該下面上に配設されたフリップチップ型発光ダイオード(LED)半導体ダイと、
該LED半導体ダイ上に配設された光透過層と、
該光透過層の前記上面を覆うビーム成形構造体とを含み、該ビーム成形構造体はポリマー樹脂材料、および該ポリマー樹脂材料中に分散された光散乱粒子を含み、該光散乱粒子の前記ビーム成形構造体における重量百分率は30%を上回らず、
前記光透過層は、前記光透過層の上面に対して垂直である垂直方向に対して±45度以内の方向に進む光ビームが前記光透過層を通る際に屈折させることによって、発光素子の視野角を拡大し、
前記ビーム成形構造体は、前記LED半導体ダイの上方の離れた位置に配置され、前記LED半導体ダイの前記上面から発光した光ビームの一部をその光散乱粒子を介して該ビーム成形構造体の縁面に転向させることによって、前記発光素子の前記視野角をさらに拡大させることを特徴とする発光素子。
A flip chip that includes an upper surface, a lower surface facing the upper surface, an edge surface, and a set of electrodes, the edge surface extending between the upper surface and the lower surface, and the set of electrodes disposed on the lower surface. Type light emitting diode (LED) semiconductor die and
A light transmitting layer disposed on the LED semiconductor die and
The beam-molded structure includes a beam-molded structure covering the upper surface of the light-transmitting layer, the beam-molded structure contains a polymer resin material, and light-scattering particles dispersed in the polymer resin material, and the beam of the light-scattering particles. The weight percentage in the molded structure does not exceed 30%
The light transmitting layer is formed by refracting a light beam traveling in a direction within ± 45 degrees with respect to a vertical direction perpendicular to the upper surface of the light transmitting layer as it passes through the light transmitting layer. Enlarge the viewing angle,
The beam forming structure is arranged at a distant position above the LED semiconductor die, and a part of the light beam emitted from the upper surface of the LED semiconductor die is passed through the light scattering particles of the beam forming structure. A light emitting element characterized by further expanding the viewing angle of the light emitting element by turning to the edge surface.
複数のLED半導体ダイを離型層上に配置してLED半導体ダイのアレイを形成し、
複数のパッケージ構造体を含むパッケージシート層を前記LED半導体ダイのアレイ上に形成することを含む発光素子の製造方法において、
前記LED半導体ダイのアレイ上への前記パッケージシート層の形成は、該LED半導体ダイのアレイ上に複数のフォトルミネセンス構造体を形成することを含み、その場合、前記フォトルミネセンス構造体のそれぞれは上部位が前記LED半導体ダイのアレイの対応する1つの上面上に配置され、該フォトルミネセンス構造体のそれぞれは縁部位が前記LED半導体ダイのアレイの対応する1つの縁面を覆い、
前記LED半導体ダイのアレイ上への前記パッケージシート層の形成はさらに、
前記複数のフォトルミネセンス構造体上に複数の光透過層を形成し、前記光透過層のそれぞれは、前記光透過層の上面に対して垂直である垂直方向に対して±45度以内の方向に進む光ビームが前記光透過層を通る際に屈折させて、発光素子の視野角を拡大し、
それぞれが該光透過層の対応する1つの上面を覆う複数のビーム成形構造体を形成することを含み、該ビーム成形構造体のそれぞれは、ポリマー樹脂材料と、該ポリマー樹脂材料において30%を上回らない重量百分率で該ポリマー樹脂材料中に分散された光散乱粒子を含み、前記ビーム成形構造体のそれぞれは、前記対応するLED半導体ダイおよび前記対応するフォトルミネセンス構造体との両方の上方の離れた位置に配置され、前記フォトルミネセンス構造体の前記上部位から発光した光ビームの一部をその光散乱粒子を介して該ビーム成形構造体の縁面に転向させて、前記発光素子の前記視野角をさらに拡大し、該製造方法はさらに、
前記パッケージシート層を個別分離し
前記離型層を除去することを含み、該離型層の除去は前記パッケージシート層の個別分離の前または後に行うことを含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
A plurality of LED semiconductor dies are arranged on the release layer to form an array of LED semiconductor dies.
In a method for manufacturing a light emitting device, which comprises forming a package sheet layer including a plurality of package structures on an array of LED semiconductor dies.
The formation of the package sheet layer on the array of LED semiconductor dies comprises forming a plurality of photoluminescence structures on the array of LED semiconductor dies, in which case each of the photoluminescence structures. The upper part is arranged on the corresponding upper surface of the array of the LED semiconductor dies, and each of the photoluminescent structures has an edge part covering the corresponding rim surface of the array of the LED semiconductor dies.
The formation of the package sheet layer on the array of LED semiconductor dies is further further enhanced.
A plurality of light transmitting layers are formed on the plurality of photoluminescent structures, and each of the light transmitting layers is oriented within ± 45 degrees with respect to the vertical direction perpendicular to the upper surface of the light transmitting layer. When the light beam traveling to the light beam passes through the photoluminescent layer, it is refracted to expand the viewing angle of the light emitting element.
Each comprises forming a plurality of beam forming structures covering one corresponding upper surface of the light transmitting layer, each of which is more than 30% in the polymer resin material and the polymer resin material. Each of the beam-formed structures contains an upper separation of both the corresponding LED semiconductor die and the corresponding photoluminescence structure, including light-scattering particles dispersed in the polymer resin material at no weight percentage. A part of the light beam emitted from the upper portion of the photoluminescence structure is directed to the edge surface of the beam forming structure via the light scattering particles, and the light emitting element is said to have the same position. Further expanding the viewing angle, the manufacturing method further
Manufacture of a light emitting device comprising separating the package sheet layer individually and removing the release layer, and removing the release layer before or after the individual separation of the package sheet layer. Method.
前記ビーム成形構造体中の前記光散乱粒子は前記重量百分率で10%を上回らず、また0.1%を下回らないことを特徴とする請求項8に記載の発光素子の製造方法。 The method for manufacturing a light emitting element according to claim 8, wherein the light-scattering particles in the beam-molded structure do not exceed 10% by weight and do not fall below 0.1% by weight. 前記光散乱粒子は、TiO、BN、SiOまたはAlのうち少なくとも1つを含み、前記ポリマー樹脂材料は、シリコーン、エポキシまたはゴムのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項8に記載の発光素子の製造方法。 The light scattering particles are characterized by comprising at least one of TiO 2 , BN, SiO 2 or Al 2 O 3 , and the polymeric resin material comprising at least one of silicone, epoxy or rubber. Item 8. The method for manufacturing a light emitting element according to Item 8. 前記複数のビーム成形構造体の形成はさらに、
前記ポリマー樹脂材料中に前記光散乱粒子を分散させて組成材料を形成し、
前記光透過層のそれぞれの前記上面を前記組成材料で覆うことを含むことを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
The formation of the plurality of beam forming structures further
The light-scattering particles are dispersed in the polymer resin material to form a composition material.
The method for manufacturing a light emitting device according to any one of claims 8 to 10, wherein the upper surface of each of the light transmitting layers is covered with the composition material.
複数のLED半導体ダイを離型層上に配置してLED半導体ダイのアレイを形成し、
複数のパッケージ構造体を含むパッケージシート層を前記LED半導体ダイのアレイ上に形成することを含む発光素子の製造方法において、
前記LED半導体ダイのアレイ上への前記パッケージシート層の形成は、
前記LED半導体ダイのアレイ上に複数の光透過層を形成し、前記光透過層のそれぞれは、前記光透過層の上面に対して垂直である垂直方向に対して±45度以内の方向に進む光ビームが前記光透過層を通る際に屈折させて、発光素子の視野角を拡大し、
それぞれが該光透過層の対応する1つの上面を覆う複数のビーム成形構造体を形成することを含み、該ビーム成形構造体のそれぞれは、ポリマー樹脂材料と、該ポリマー樹脂材料において30%を上回らない重量百分率で該ポリマー樹脂材料中に分散された光散乱粒子を含み、前記ビーム成形構造体のそれぞれは、前記対応するLED半導体ダイの上方の離れた位置に配置され、前記LED半導体ダイの前記上面から発光した光ビームの一部をその光散乱粒子を介して該ビーム成形構造体の縁面に転向させて、前記発光素子の前記視野角をさらに拡大し、該製造方法はさらに、
前記パッケージシート層を個別分離し
前記離型層を除去することを含み、該離型層の除去は前記パッケージシート層の個別分離の前または後に行うことを含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
A plurality of LED semiconductor dies are arranged on the release layer to form an array of LED semiconductor dies.
In a method for manufacturing a light emitting device, which comprises forming a package sheet layer including a plurality of package structures on an array of LED semiconductor dies.
The formation of the package sheet layer on the array of LED semiconductor dies is
A plurality of light transmitting layers are formed on the array of the LED semiconductor dies, and each of the light transmitting layers advances in a direction within ± 45 degrees with respect to the vertical direction perpendicular to the upper surface of the light transmitting layer. When the light beam passes through the light transmitting layer, it is refracted to expand the viewing angle of the light emitting element.
Each comprises forming a plurality of beam forming structures covering one corresponding upper surface of the light transmitting layer, each of which is more than 30% in the polymer resin material and the polymer resin material. Each of the beam-formed structures is located at a distance above the corresponding LED semiconductor die, comprising light-scattering particles dispersed in the polymer resin material at no weight percentage. A part of the light beam emitted from the upper surface is directed to the edge surface of the beam forming structure via the light scattering particles to further expand the viewing angle of the light emitting element, and the manufacturing method further further expands the viewing angle.
Manufacture of a light emitting device comprising separating the package sheet layer individually and removing the release layer, and removing the release layer before or after the individual separation of the package sheet layer. Method.
前記ビーム成形構造体中の前記光散乱粒子は前記重量百分率で10%を上回らず、また0.1%を下回らないことを特徴とする請求項12に記載の発光素子の製造方法。 The method for manufacturing a light emitting element according to claim 12, wherein the light-scattering particles in the beam-molded structure do not exceed 10% by weight and do not fall below 0.1% by weight. 前記光散乱粒子は、TiO、BN、SiOまたはAlのうち少なくとも1つを含み、前記ポリマー樹脂材料は、シリコーン、エポキシまたはゴムのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項12および13のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。 The light scattering particles are characterized by comprising at least one of TiO 2 , BN, SiO 2 or Al 2 O 3 , and the polymeric resin material comprising at least one of silicone, epoxy or rubber. Item 2. The method for manufacturing a light emitting element according to any one of Items 12 and 13. 前記複数のビーム成形構造体の形成はさらに、
前記ポリマー樹脂材料中に前記光散乱粒子を分散させて組成材料を形成し、
前記光透過層のそれぞれの前記上面を前記組成材料で覆うことを含むことを特徴とする請求項12および13のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
The formation of the plurality of beam forming structures further
The light-scattering particles are dispersed in the polymer resin material to form a composition material.
The method for manufacturing a light emitting device according to any one of claims 12 and 13, wherein the upper surface of each of the light transmitting layers is covered with the composition material.
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