KR20130028905A

KR20130028905A - 광학 소자로의 광학 재료의 도포를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20130028905A
Application number: KR1020127024760A
Authority: KR
Inventors: 매o 도노프리오; 너새니얼 오. 칸논
Original assignee: 크리, 인코포레이티드
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2013-03-20
Also published as: EP2543060B1; CN102859648A; EP2543060A4; US20100155763A1; WO2011109192A1; EP2543060A1; US8940561B2; JP2013521652A; TW201145605A

Abstract

광학 소자를 가열하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 광학 재료가 가열된 광학 소자에 도포되어 가열된 광학 소자 내의 열 에너지를 통해 경화되는 컨포멀층을 제공한다.

Description

광학 소자로의 광학 재료의 도포를 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR APPLICATION OF OPTICAL MATERIALS TO OPTICAL ELEMENTS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 그 개시 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 인용되어 있는 2008년 1월 15일 출원된 미국 특허 출원 제12/014,404호의 일부 계속 출원이다.

기술 분야

본 발명은 반도체 디바이스의 코팅에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광학 소자로의 광학 재료의 도포(application)에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 본 발명은 인광체(phosphor) 및/또는 다른 입자와 같은 광학 코팅의 도포와, 발광 다이오드 기반 디바이스와 같은 반도체 기반 발광 디바이스의 광학 소자에 관한 것이다. 또 다른 실시예에서, 본 발명은 인광체 및/또는 다른 입자로 광학 소자를 스프레이하는 것에 관한 것이다.

발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 광으로 변환하는 반도체 디바이스이다. 무기 LED는 통상적으로 2개의 반대로 도핑된 층들 사이에 형성된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 바이어스가 활성 영역을 가로질러 인가될 때, 정공 및/또는 전자가 활성 영역 내에 주입된다. 활성 영역 내의 정공과 전자의 재조합은 LED로부터 방출될 수 있는 광을 생성한다. 활성 영역은 단일 및/또는 이중 헤테로 접합, 양자 우물 또는 대응 배리어층을 갖는 다수의 양자 우물 구조체를 포함할 수도 있고, 다른 층들을 포함할 수도 있다. 디바이스의 구조 및 디바이스가 구성되는 재료는 디바이스에 의해 방출된 광의 강도 및 파장을 결정한다. LED 기술의 최근의 진보는 백열 및 할로겐 광원의 효율을 능가하는 고도로 효율적인 고체 상태 광원을 생성하여, 입력 파워와 관련하여 동일한 또는 더 큰 밝기를 갖는 광을 제공한다.

종래의 LED는 협대역폭, 특히 단색광을 생성한다. 그러나, 고체 상태 광원을 사용하여 백색광과 같은 다색광을 생성하는 것이 바람직하다. 종래의 LED로부터 백색광을 생성하는 일 방식은 상이한 LED로부터 광의 상이한 파장을 조합하는 것이다. 예를 들어, 백색광은 적색, 녹색 및 청색 발광 LED로부터의 광을 조합함으로써 또는 청색 및 호박색 LED로부터의 광을 조합함으로써 생성될 수 있다. 그러나, 이 접근법은 단일 컬러의 광을 생성하기 위해 다수의 LED의 사용을 필요로 하고, 이는 전체 비용, 크기, 복잡성 및/또는 이러한 디바이스에 발생되는 열을 잠재적으로 증가시킬 수 있다. 게다가, 광의 상이한 컬러는 또한 상이한 재료 시스템으로부터 제조된 상이한 유형의 LED로부터 발생될 수도 있다. 상이한 LED 유형을 조합하여 백색 램프를 형성하는 것은 고비용의 제조 기술을 필요로 할 수 있고 복잡한 제어 회로를 필요로 할 수 있는데, 이는 각각의 디바이스가 상이한 전기 요구를 가질 수 있고 그리고/또는 가변 작동 조건(예를 들어, 온도, 전류 또는 시간에 따른) 하에서 상이하게 거동할 수도 있기 때문이다.

청색 발광 LED로부터의 광은 세륨-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(Ce:YAG)과 같은 황색 인광체로 LED를 포위함으로써 백색광으로 변환되어 왔다. 인광체 재료는 LED에 의해 생성된 청색광의 일부를 흡수하고 "다운컨버트(downconvert)"한다. 즉, 인광체 재료는 청색광을 흡수하는 것에 응답하여 황색광과 같은 광을 발생한다. 따라서, LED에 의해 발생된 청색광의 일부는 황색광으로 변환된다. 그러나, LED로부터 청색광의 일부는 변화되지 않고 인광체를 통해 통과한다. 전체 LED/인광체 구조체는 청색 및 황색광의 모두를 방출하는데, 이들 광은 조합하여 백색광으로서 지각되는 광을 제공한다.

LED는 LED를 커버하도록 LED 위에 소정 체적의 인광체 함유 캡슐화 재료(encapsulant material)(예를 들어, 에폭시 수지 또는 실리콘)를 분배함으로써 인광체층과 조합되어 왔다. 그러나, 이들 방법에서, 인광체층의 기하학적 형상 및/또는 두께를 제어하는 것이 곤란할 수 있다. 그 결과, 상이한 각도로 LED로부터 방출된 광은 상이한 양의 변환 재료(conversion material)를 통과할 수 있는데, 이는 가시각(viewing angle)의 함수로서 불균일한 색온도를 갖는 LED를 생성할 수 있다. 기하학적 형상 및 두께는 제어가 어렵기 때문에, 동일한 또는 유사한 방출 특성을 갖는 LED를 일관적으로 재생산하는 것이 또한 곤란할 수 있다.

LED를 코팅하기 위한 다른 종래의 방법은 스텐실 인쇄에 의한 것이다. 스텐실 인쇄 접근법에서, 다수의 발광 반도체 디바이스가 인접한 LED들 사이에 원하는 거리를 갖고 기판 상에 배열된다. 스텐실은 LED와 정렬하는 개구를 갖도록 제공되고, 구멍은 LED보다 약간 더 크고 스텐실은 LED보다 두껍다. 스텐실은 각각의 LED가 스텐실 내의 각각의 개구 내에 위치된 상태로 기판 상에 위치된다. 조성물이 이어서 스텐실 개구 내에 증착되어 LED를 커버하는데, 통상의 조성물은 열 또는 광에 의해 경화될 수 있는 실리콘 폴리머 내의 인광체이다. 구멍이 충전된 후에, 스텐실은 기판으로부터 제거되고, 스텐실 조성물은 고체 상태로 경화된다.

전술된 체적식 분배 방법과 유사하게, 스텐실 방법도 인광체 함유 폴리머의 기하학적 형상 및/또는 층 두께를 제어하는데 있어서 어려움을 나타낼 수 있다. 스텐실 조성물은 스텐실 개구를 완전히 충전하지 않을 수도 있어, 불균일한 층을 생성한다. 인광체 함유 조성물은 또한 스텐실 개구에 고착할 수 있는데, 이는 LED 상에 잔류하는 조성물의 양을 감소시킬 수도 있다. 이들 문제점으로 인해, LED는 불균일한 색온도를 갖게되며 LED는 동일한 또는 유사한 방출 특성을 갖도록 일관적으로 재생산하기가 곤란하게 될 수 있다.

인광체로 LED를 코팅하기 위한 다른 종래의 방법은 전기영동 증착(EPD, electrophoretic deposition)을 이용한다. 변환 재료 입자가 전해질계 용액 내에 현탁된다. 복수의 LED가 전해질 용액 내에 침지된다. 전원으로부터의 전극이 LED에 결합되고, 다른 전극은 전해질 용액 내에 배열된다. 전원으로부터의 바이어스가 전극을 가로질러 인가되고, 이는 전류가 용액을 통해 LED로 통과할 수 있게 한다. 이는 전기장을 생성하는데, 이 전기장으로 인해 변환 재료가 LED로 인출되어, LED를 변환 재료로 커버한다.

LED가 변환 재료에 의해 커버된 후에, 이들 LED는 전해질 용액으로부터 제거되어 LED 및 이들의 변환 재료가 보호 수지에 의해 커버되게 된다. 이러한 것은 프로세스에 부가적인 단계를 추가하고, 변환 재료(인광체 입자)는 에폭시의 도포에 앞서 교란될 수 있다. 증착 프로세스 중에, 전해질 용액 내의 전기장은 또한 변할 수 있어 상이한 농도의 변환 재료가 LED를 가로질러 증착될 수 있게 된다. 부가적으로, 전해질 용액 내의 전기장은 입경에 따라 우선적으로 작용할 수 있어, 이에 의해 상이한 입경의 혼합된 인광체를 증착하는 어려움을 증가시킨다. 변환 입자는 용액 내에 또한 침전할 수 있는데, 이는 또한 LED를 가로지르는 상이한 변환 재료 농도를 생성할 수도 있다. 전해질 용액은 침전을 방지하도록 교반될 수 있지만, 이는 LED 상에 미리 존재하는 입자를 교란시키는 위험을 제시한다.

LED를 위한 또 다른 코팅 방법은 잉크젯 인쇄 장치의 것들과 유사한 시스템을 사용하는 액적 증착을 이용한다. 액체 인광체 함유 재료의 액적이 인쇄 헤드로부터 스프레이된다. 인광체 함유 액적은 열적 기포에 의해 및/또는 압전 결정 진동에 의해 인쇄 헤드 내에 발생된 압력에 응답하여 인쇄 헤드 상의 노즐로부터 배출된다. 그러나, 잉크젯 인쇄 헤드로부터의 인광체 함유 조성물의 유동을 제어하기 위해, 인쇄 헤드 노즐이 비교적 소형일 필요가 있을 수도 있다. 실제로, 인광체 입자가 노즐 내에 포집되어 인쇄 헤드를 막히게 하는 것을 방지하기 위해 인광체 입자의 크기 및/또는 형상을 가공하는 것이 바람직할 수도 있다.

인광체 및/또는 다른 광학 재료를 도포하는 종래의 방법에 의한 문제점은 증가된 비용, 복잡성, 응집, 적하, 침전, 성층 및/또는 분리를 포함할 수 있으며, 이는 이와 같이 도포된 광학 재료의 합치성(conformity) 및/또는 균일성의 감소를 초래할 수 있다.

본 발명은 광학 소자로의 광학 재료의 도포 전 및/또는 도중에 광학 소자로의 열의 인가에 의해, 방출된 광과 상호 작용하는 반도체 발광 디바이스 또는 다른 기판 또는 소자의 투광 구조체, 반사기, 렌즈 및/또는 발광면과 같은 광학 소자로의 인광체 및/또는 다른 입자와 같은 광학 재료의 도포의 개량에 관한 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예는 반도체 발광 디바이스 또는 반도체 발광 디바이스로부터 이격된 기타 광학 소자(들)와 같은 가열된 광학 소자 상에 광학 재료를 스프레이하는 것을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예는 광학 소자로의 광학 재료의 도포 및 도포 중에 경화제로의 광학 재료의 노출에 관한 것이다. 경화제는 광학 소자 상의 또는 내의 열, 방사선, 재료 또는 광학 재료를 위한 경화 프로세스를 가속화하는 다른 제제를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 광학 소자는 커버리지 및/또는 균일성과 같은 원하는 특성을 성취하기 위해 광학 재료의 유동을 제어하는데 충분한 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 광학 소자는 광학 재료의 추가의 이동을 방지하기 위해 접점(contact) 상에 광학 재료를 겔화, 경화 또는 고착하는데 충분한 온도로 가열될 수 있다. 광학 재료는 인광체와 같은 발광 재료(luminescent material)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예는, 발광 재료가 그 내부에 광학 재료를 갖는 용액, 혼합물, 화합물 및/또는 현탁액을 포함할 수 있는 것을 제공한다. 광학 재료는 가열된 광학 소자에 도포될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 광학 재료 및/또는 발광 재료는 무엇보다도, 예를 들어 압축 유체(가스 또는 액체)의 유동 및/또는 펌프 및/또는 주사기형 디바이스와 같은 기계적 액체 전달 메커니즘을 사용하여 가열된 광학 소자 상에 스프레이될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 압축 가스의 유동은 공기 압축 스프레이 시스템을 사용하여 제공될 수 있다. 몇몇 실시예는, 광학 재료 및/또는 발광 재료가 무엇보다도, 예를 들어 브러시, 패드 및/또는 롤러와 같은 도포기, 침지(dipping) 및/또는 퍼붓기(pouring)를 사용하는 것과 같은 직접 접촉 작업을 사용하여 도포될 수도 있다. 광학 재료 및/또는 발광 재료를 가열된 광학 소자에 도포함으로써, 광학 재료 및/또는 발광 재료는 그 내부의 열 에너지를 통해 기판 위에서 급속하게 경화될 수도 있다. 이 방식으로, 경화는 임의의 실질적인 연장, 침전, 분리, 성층 및/또는 풀링(pooling)이 발생할 수 있기 전에 성취될 수도 있다. 따라서, 광학 소자 위의 경화된 광학 재료층은 원하는 형상, 인광체 분포 또는 소정 정도의 합치성을 성취하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 광학 재료는 광학 소자에 실질적으로 합치하고, 두께가 균일하고 그리고/또는 특정 재료 밀도를 가질 수 있다. 이러한 특징은 비평면형 및/또는 다중 평면형 기판, 구성 요소 또는 재료에 광학 재료 및/또는 발광 재료를 도포할 때 특히 효과적일 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 발광 용액은 바인더 재료 내에 현탁된 파장 변환 입자 및/또는 인광체를 포함한다. 바인더 재료는 가열된 LED 구조체 내의 열 에너지를 통해 경화될 수 있어 LED 구조체 위에 파장 변환 입자를 포함하는 컨포멀층(conformal layer)을 제공한다. 인광체 농도 및/또는 바인더 점도에 따라, 용제가 첨가될 수 있어 광학 재료의 향상된 분무화와 같은 향상된 도포를 허용하기 위해 재료를 충분히 희석한다. 몇몇 실시예에서, 용제 희석비는 바인더에 대해 10 중량 % 내지 50 중량 %이다. 몇몇 실시예에서, 희석비는 바인더에 대해 50 중량 % 내지 150 중량 %이다. 더 높은 용제 희석비는 더 고속의 입자 침전 시간을 초래할 수 있다. 도포 시간에 따라, 현탁액 내에 입자를 유지하기 위한 교반, 동요 및/또는 다른 혼합 방법이 이용될 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시예는, 발광 용액이 휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자 및/또는 인광체를 포함하는 것을 제공한다. 휘발성 용제는 발광 용액으로부터 가열된 광학 소자 내의 열 에너지를 통해 증발될 수 있어 광학 소자 위에 파장 변환 입자를 포함하는 층을 제공한다.

몇몇 실시예에서, 광학 소자는 LED 칩, LED 칩의 발광 표면, 렌즈, 확산기와 같은 능동 및/또는 수동 광학 구성 요소, 유전층 또는 패시베이션층 또는 스페이서층과 같은 투광층, 기판, 패키징 구조체 또는 구성 요소, LED 칩 위의 광학 소자 또는 원격 렌즈, 반사기, 확산기 또는 투광 소자와 같은 LED 칩 또는 구성 요소로부터 이격된 광학 소자를 포함할 수 있는 발광 다이오드(LED) 구조체를 포함한다. 농도는 입경, 원하는 광학 재료 두께 및/또는 스톡스(Stokes) 손실 및 플럭스 밀도에 기인하는 인광체 가열과 같은 열적 고려 사항의 함수로서 조정될 수 있다. 코팅될 광학 소자에 따라, 입자 농도는 원하는 결과를 성취하도록 조정되거나 변경될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 재료로 LED 칩을 코팅하면, 스톡스 손실로부터 인광체 가열을 감소시키기 위해, LED 칩으로부터 이격된 광학 소자에 도포하기 위한 파장 변환 재료의 농도에 비교할 때 바인더에 대해 더 높은 파장 변환 재료의 농도가 사용될 수 있다. 인광체 가열은 입자 자체들 사이 및 광학 소자로의 열전도도를 향상시키기 위해 증가된 인광체 농도를 갖고 감소될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 20 내지 150 미크론의 층 두께를 갖는 40 중량 % 초과, 30 내지 75 미크론의 두께에 대해 60% 초과 및 50 미크론 미만의 두께에 대해 75% 초과의 농도이다. 파장 변환 재료의 낮은 농도는 더 큰 광학 재료 두께로 가능하다. 광학 소자가 LED 칩으로부터 더 이격됨에 따라, 더 낮은 농도가 감소된 플럭스 밀도에 기인하여 사용될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, LED 구조체는 상부면 및 상부면 위의 와이어본드 패드를 갖는 LED 칩을 포함한다. LED 칩은 예를 들어 LED 칩 위의 패드에 와이어 본드를 접속함으로써 전기적으로 활성이 될 수도 있다. 몇몇 실시예는, 이러한 접속이 LED 칩을 가열하기 전에 그리고 LED 칩 상에 발광 용액을 스프레이하기 전에 이루어질 수도 있는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 가열된 LED 구조체 상에 발광 용액을 스프레이한 후에 다수의 LED 칩으로 싱귤레이션(singulation)될 수도 있는 LED 웨이퍼를 포함하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, LED 칩은 가열되고 싱귤레이션 후에 발광 용액으로 스프레이될 수도 있다. 몇몇 실시예는, 발광 용액이 분무화되고 스프레이될 수 있어 작은 실질적으로 일정한 치수의 액적을 포함하는 스프레이를 제공한다.

몇몇 실시예는 LED 구조체를 여기하여 LED 구조체가 광을 방출하게 하는 단계 및 방출된 광을 사용하여 LED 구조체의 광학 특성을 시험하는 단계를 포함한다. 사전 결정된 비닝 임계치(predetermined binning threshold) 내에 있지 않은 LED 구조체의 광학 특성에 응답하여, 가열된 LED 구조체 상에 휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하는 추가의 발광 용액이 LED 구조체 상에 스프레이될 수도 있다.

몇몇 실시예는, LED 구조체가 LED 패키지 내에 실장된 LED 칩을 포함하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 발광 재료는 LED 패키지 내에 실장된 LED 칩에 도포될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는, LED 패키지가 LED 칩이 실장될 수 있는 광학 캐비티를 포함하는 것을 제공한다. 발광 재료는 LED 칩 및/또는 광학 캐비티의 부분에 도포될 수 있다. 몇몇 실시예는, LED 칩이 상부면 및 상부면 위의 와이어본드 패드를 포함하는 것을 제공한다. LED는 LED 칩을 가열하고 용제 및/또는 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하는 분무화된 발광 용액을 가열된 LED 칩 상에 스프레이하기 전에 LED 패키지의 광학 캐비티 내에 실장될 수 있다. 방법은 가열된 LED 칩으로부터 열 에너지를 통해 바인더 재료를 경화하는 단계 및 LED 칩 위의 광학 캐비티 내로 캡슐화 재료를 분배하여, 이에 의해 파장 변환 재료 및/또는 경화된 바인더 재료를 포함하는 LED 칩을 캡슐화 재료로 커버하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예에서, LED 구조체는 LED 웨이퍼를 포함한다. 다수의 희생 패턴이 LED 웨이퍼의 표면 위에 형성될 수 있고, 발광 재료가 희생 패턴에 그리고 희생 패턴들 사이의 LED 웨이퍼의 노출된 표면상에 도포된다. 몇몇 실시예는, 희생 패턴을 형성하기 전에, 다수의 전기 접점이 LED 웨이퍼의 표면 위에 형성되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 희생 패턴을 형성하는 단계는 전기 접점 위에 희생 패턴의 적어도 일부를 형성하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예는, 희생 패턴 및 희생 패턴 위의 스프레이된 발광 용액의 부분을 제거하여 전기 접점을 노출시키는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 70도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 90도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 120도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 약 70도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, LED 구조체가 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 120도의 범위의 온도로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 도포하기 전에 열이 LED 구조체에 인가되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 열은 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 도포하는 동안 LED 구조체에 인가된다. 몇몇 실시예는, 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 인가한 후에 열이 LED 구조체에 인가되는 것을 제공한다.

몇몇 실시예는, 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 도포하는 단계가 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료의 제1 층을 스프레이하고 이어서 발광 재료의 제1 층 상에 발광 재료의 제2 층을 스프레이하는 단계를 포함하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 발광 재료의 제1 층은 발광 재료의 제2 층을 스프레이하기 전에 경화된다. 몇몇 실시예는, 발광 재료가 제1 층 내에 스프레이되는 제1 발광 재료 및 제2 층 내에 스프레이되는 제2 발광 재료를 포함하고, 제1 발광 재료는 제2 발광 재료와 상이하다.

몇몇 실시예에서, 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 스프레이하는 단계는 가열된 LED 구조체의 표면에 대해 다수의 각도에서 가열된 LED 구조체를 향해 스프레이하도록 위치된 다수의 스프레이 헤드를 사용하여 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 스프레이하는 단계를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예는 반도체 발광 다이오드(LED)를 포함하는 발광 구조체를 포함한다. 발광 구조체는 LED 위에 직접 위치하는 컨포멀층을 포함한다. 컨포멀층은 인광체 입자 및 컨포멀층이 LED에 도포될 때 LED 내의 열 에너지에 의해 경화되는 바인더 재료를 포함한다.

몇몇 실시예는, 컨포멀층이 바인더층, 용제 및 인광체 입자를 포함하는 분무화된 발광 용액을 포함하고, 분무화된 발광 용액은 분무화된 발광 용액이 LED의 열 에너지를 통해 경화되도록 가열되는 LED 위에 직접 스프레이된다.

몇몇 실시예에서, 컨포멀층은 LED 위에 직접 위치하는 제1 컨포멀층 및 제1 컨포멀층 위에 있는 제2 컨포멀층을 포함한다. 제1 컨포멀층은 제1 인광체 입자를 포함하고, 제2 컨포멀층은 제2 인광체 입자를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 인광체 입자는 제1 주파장(dominant wavelength)에서 광을 방출하도록 구성되고, 제2 인광체 입자는 제2 주파장에서 광을 방출하도록 구성된다. 몇몇 실시예는, 제1 주파장이 제2 주파장과 동일한 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 제1 주파장은 제2 주파장과 상이하다. 몇몇 실시예는 제3 층 위의 광 확산제 입자(light diffuser particle)를 포함하는 제3 컨포멀층을 포함한다.

몇몇 실시예에서, 반도체 발광 다이오드는 LED 칩을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예는 발광 다이오드(LED) 구조체를 가열하는 단계 및 압축 가스의 유동을 사용하여 용액 내에 현탁된 광학 재료를 포함하는 발광 재료를 분무화하는 단계를 포함하는 반도체 발광 디바이스를 형성하는 방법을 포함한다. 방법은 가열된 LED 구조체의 열 에너지를 통해 경화된 광학 재료의 제1 컨포멀층을 제공하기 위해 압축 가스의 유동을 사용하여 가열된 LED 구조체 상에 발광 재료를 스프레이하는 단계 및 LED 구조체의 발광 특성을 시험하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예는, 허용 가능하지 않은 LED 구조체의 발광 특성에 응답하여, LED 구조체 상의 광학 재료의 제2 컨포멀층의 도포 및/또는 예를 들어 입자를 산란하는 것과 같은 동일한 및/또는 상이한 인광체 및/또는 발광 재료 또는 다른 광학 재료의 추가의 도포를 제공한다. 몇몇 실시예는 발광 특성을 시험하기 전에, 가열된 LED 구조체가 냉각되게 하는 단계 및 제2 컨포멀층을 도포하기 전에 LED 구조체를 가열하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 광학 재료의 제1 컨포멀층은 LED 구조체에 의해 방출된 광에 응답하여 제1 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 인광체 입자를 포함하고, 광학 재료의 제2 컨포멀층은 LED 구조체에 의해 방출된 광에 응답하여 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 인광체 입자를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예는 액체 공급 라인과, 액체 공급 라인에 결합되고 액체 공급 라인에 광학 재료의 입자를 포함하는 액체 용제를 공급하도록 구성된 저장조와, 액체 공급 라인에 결합되고 액체 공급 라인으로부터 액체 용제를 수용하도록 구성된 스프레이 노즐을 포함하는 증착 시스템(deposition system)을 포함한다. 시스템은 스프레이 헤드에 결합되고 스프레이 노즐에 압축 가스를 제공하도록 구성된 가스 라인과, 스프레이 노즐 내로의 액체 용제의 유동을 제어하도록 구성된 제어기와, 액체 용제가 LED 구조체 상으로 스프레이되기 전에 발광 다이오드(LED) 구조체를 가열하도록 구성된 가열 디바이스를 포함한다.

몇몇 실시예는 저장조로부터 공급 라인으로 액체 용제의 제2 유동을 제어하도록 구성된 질량 유동 제어기를 포함할 수도 있고, 제어기는 질량 유동 제어기를 제어하도록 더 구성된다. 광학 센서가 LED 구조체에 의해 출력된 광을 검출하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 검출된 광 출력에 응답하여 스프레이 노즐 내로의 액체 용제의 유동을 제어하도록 구성된다.

본 발명의 추가의 이해를 제공하도록 포함되어 있고 본 출원에 합체되어 그 부분을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 특정 실시예(들)를 도시한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 LED 구조체 상의 광학 재료의 컨포멀층(conformal layer)을 도포하기 위한 작업을 도시하는 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2l은 몇몇 실시예에 따른 실장된 LED 칩으로의 광학 재료의 도포를 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 몇몇 실시예에 따른 상이한 각각의 LED 칩으로의 광학 재료의 도포를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 작업을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 광학 재료로 광학 소자 및/또는 기판을 코팅하기 위한 가압 증착을 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스프레이 노즐을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 광학 재료로 발광 다이오드(LED) 구조체를 코팅하기 위한 일괄식 증착(batch deposition) 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 몇몇 실시예에 따른 LED 웨이퍼로의 광학 재료의 도포를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예가 이제 본 발명의 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 이하에 더 완전히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 실시될 수도 있고 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예는 이러한 개시 내용이 완결되고 완전해질 것이며, 당 기술 분야의 숙련자들에 본 발명의 범주를 완전히 전달하도록 제공된다. 유사한 도면 부호는 전체적으로 유사한 요소를 지칭한다.

용어 제1, 제2 등이 다양한 요소를 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수도 있지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 한정되지 않아야 한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 이들 용어는 단지 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하는데에만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 제1 요소가 제2 요소라 명명될 수 있고, 유사하게 제2 요소가 제1 요소라 명명될 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "및/또는"은 연관된 열거된 아이템의 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 한정이 되도록 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에 사용될 때, 단수 형태의 용어는 문맥상 명백히 달리 지시되지 않으면, 복수의 형태를 마찬가지로 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다" 및/또는 "구비하는"은 본 명세서에 사용될 때, 언급된 특징, 완전체, 단계, 작업, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 설명하지만, 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 작업, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라는 것이 더 이해될 수 있을 것이다.

달리 규정되지 않으면, 본 명세서에 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어를 포함함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 사용된 용어는 본 명세서의 문맥 및 관련 기술에서의 이들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고 본 명세서에 명시적으로 이와 같이 규정되지 않으면 이상화된 또는 과도하게 형식적인 개념으로 해석되지 않을 수도 있다는 것이 더 이해될 수 있을 것이다.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 요소 "위에" 있거나 또는 다른 요소 "위로" 연장하는 것으로서 언급될 때, 이 요소는 다른 요소 위에 직접 있거나 또는 다른 요소 상으로 직접 연장될 수 있고 또는 개재 요소가 또한 존재할 수도 있다. 대조적으로, 요소가 다른 요소 "위에 직접" 있거나 또는 다른 요소 "위로 직접" 연장하는 것으로서 언급될 때, 어떠한 개재 요소도 존재하지 않는다. 요소가 다른 요소에 "연결되어" 또는 "결합되어" 있는 것으로서 언급될 때, 이 요소는 다른 요소에 직접 연결되거나 결합될 수 있고 또는 개재 요소가 존재할 수도 있다는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다. 대조적으로, 요소가 다른 요소에 "직접 연결되어" 또는 "직접 결합되어" 있는 것으로서 언급될 때, 어떠한 개재 요소도 존재하지 않는다.

"아래" 또는 "위" 또는 "상부" 또는 "하부" 또는 "수평" 또는 "측방향" 또는 "수직"과 같은 상대적 용어는 도면에 도시된 바와 같이 다른 요소, 층 또는 영역에 대한 하나의 요소, 층 또는 영역의 관계를 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수도 있다. 이들 용어는 도면에 도시된 배향에 추가하여 디바이스의 상이한 배향을 포함하는 것으로 의도된다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상화된 실시예(및 중간 구조체)의 개략적인 도면인 단면도를 참조하여 본 명세서에 설명된다. 도면에서 층 및 영역의 두께는 명료화를 위해 과장되어 있을 수도 있다. 부가적으로, 예를 들어 제조 기술 및/또는 공차의 결과로서 도면의 형상으로부터의 변형이 예측되어야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한되는 것으로서 해석되어서는 안되고, 예를 들어 제조로부터 발생하는 형상의 일탈을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예는 광학 소자로의 광학 재료의 도포 및 도포 중에 경화제로의 광학 재료의 노출에 관한 것이다. 경화제는 열, 방사선, 광학 소자 위의 또는 내의 재료 또는 광학 재료를 위한 경화 프로세스를 가속시키는 다른 제제를 포함할 수도 있다. 광학 재료는 무엇보다도, 파장 변환 재료, 발광 재료, 산란 입자 및 광 필터를 포함할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 입자는 소직경 입자 및/또는 대직경 입자를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 소형 입자가 약 5 미크론 이하의 평균 직경 입경일 수 있고 나노입자를 포함할 수 있는 것을 제공한다. 대직경 입자는 약 15 미크론 또는 이상, 예를 들어 17 미크론 이상의 평균 직경 크기를 포함할 수 있다.

이제, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 광학 소자 상의 광학 재료의 컨포멀층을 도포하기 위한 작업을 도시하는 흐름도인 도 1을 참조한다. 광학 소자는 무엇보다도, 예를 들어 LED 칩, 다수의 LED 칩의 디바이스 및/또는 웨이퍼와 같은 LED 구조체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자 또는 디바이스는 무엇보다도, 투광성, 반사성 및/또는 지지 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 소자 또는 디바이스는 무엇보다도, 평면형, 비평면형, 2차원, 3차원, 렌즈, 반사기, 이미터 패키지, 1차 및/또는 2차 광학 기기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예는, 광학 소자 또는 디바이스가 예를 들어 발광 구조체로부터 이격되어 있는 발광 효과를 제공하기 위한 인광체 재료와 같은 광학 재료가 도포되는 투명 캐리어를 포함할 수 있는 것을 제공한다. 광학 소자는 가열 디바이스에 의해 가열된다(블록 230). 가열 디바이스는 전기 저항성 및/또는 유도 가열 구성 요소 및/또는 연소 관련 가열 구성 요소를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예는, 광학 소자가 가열되고 이어서 그 후에 가열 작업 후에 프로세싱되는 것을 제공한다. 가열 디바이스는 이하에 설명되는 작업을 통해 열을 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 가열 디바이스가 광학 소자의 초기 가열을 제공할 수 있고, 이어서 제2 가열 디바이스가 유지 가열 작업을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자는 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열될 수 있다.

광학 재료는 가열된 광학 소자에 도포된다(블록 232). 몇몇 실시예는, 용액 내에 현탁되어 있는 광학 재료를 포함하는 발광 용액이 압축 가스의 유동을 사용하여 분무화될 수 있는 것을 제공한다. 분무화된 발광 용액은 압축 가스의 유동을 사용하여 가열된 LED 구조체 상에 스프레이될 수도 있다. 광학 재료는 공기 압축 스프레이 시스템을 사용하여 스프레이될 수도 있다.

광학 재료는 휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예는, 휘발성 액체가 가열된 광학 소자 내의 열 에너지를 통해 증발되는 것을 제공한다. 이 방식으로, 파장 변환 입자의 컨포멀층이 광학 소자 상에 제공될 수 있다. 몇몇 실시예는, 용액이 비휘발성 액체를 포함하는 것을 제공한다. 이러한 실시예에서, 비휘발성 액체는 가열된 광학 소자 내의 열 에너지를 통해 경화될 수도 있다.

광학 소자는 상부면 위에 와이어본드 패드가 있는 상부면을 갖는 LED 칩을 포함할 수도 있다. 와이어는 LED 칩을 가열하기 전에 그리고 LED 칩 상에 형광 용액을 스프레이하기 전에 와이어본드 패드에 접합될 수 있다. 몇몇 실시예는, 광학 소자는 LED 웨이퍼를 포함하고 웨이퍼는 컨포멀층을 제공한 후에 다수의 LED 칩으로 싱귤레이션되는 것을 제공한다.

예를 들어 LED 웨이퍼와 같은 큰 면적을 스프레이하는데 있어서, 노들(50)(도 2a)의 속도 및 높이는 이러한 영역에 걸쳐 균일한 커버리지를 성취하도록 조정될 수도 있다. 몇몇 실시예는, 노즐(50)(도 2a)의 가속도가 광학 재료의 도포에 앞서 사용될 수 있어 컨포멀층의 균일성을 제공하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 광학 재료는 동일한 작업(들)에서 다수의 LED 웨이퍼에 도포될 수 있어 균일성을 더 향상시키고 가속부 중에 광학 재료의 폐기물을 감소시킨다. 부가적으로, 프로세스 온도를 변경함으로써, 도포 후에 유동 시간이 원하는 커버리지를 성취하도록 제어될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 동일한 및/또는 상이한 광학 재료를 갖는 광학 재료의 다수의 컨포멀층이 도포될 수 있다. 각각의 컨포멀층은 일단 가열된 LED 구조체 위에 증착되면 급속하게 경화될 수 있기 때문에, 후속층이 그 후에 직접 도포될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예는, LED 구조체가 층들 사이에서 냉각되도록 허용되고 이어서 후속에 도포된 컨포멀층을 위해 재차 가열될 수도 있다.

분무화된 발광 용액이 상이한 및/또는 다수의 각도, 방향 및/또는 배향으로 도포되어 컨포멀층의 균일성에 영향을 미칠 수도 있다.

이제, 도 2a 내지 도 2l을 참조하면, LED 구조체로의 광학 재료의 도포가 도시되어 있다. 도 2a 내지 도 2l의 실시예에서, 광학 재료(54)는 기판(60) 위에 실장된 LED 칩 또는 다이(70)에 도포된다. 그러나, 전술된 바와 같이, 광학 재료(54)는 베어(bare)(즉, 미실장된) LED 다이 및/또는 LED 웨이퍼에 유사한 방식으로 도포될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 광학 재료(54)는 렌즈(94) 및/또는 반사기 컵(62)에 도포될 수 있다. LED 웨이퍼는 LED 활성층을 형성하는 얇은 에피택셜층이 그 위에 형성되고 그리고/또는 실장되어 있는 웨이퍼 기판을 포함한다. 따라서, LED 웨이퍼는 에피택셜층이 그 위에 성장되어 있는 성장 기판 및/또는 에피택셜층이 전사되어 있는 캐리어 기판을 포함할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 가열 디바이스(37)는 LED 칩(70)에 열을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예는, 노즐(50)이 가열된 LED 칩(70) 상에 광학 재료(54)를 스프레이하여 컨포멀층(80)을 제공하도록 구성되는 것을 제공한다. 유사하게, 도 2b를 참조하면, LED 칩(70)의 웨이퍼는 가열될 수 있고, 광학 재료(54)가 그 위에 도포되어 컨포멀층(80)을 제공할 수도 있다. LED 칩(70)은 광학 재료가 도포된 후에 싱귤레이션될 수도 있다.

도 2c에 도시된 바와 같이, LED 칩(70)은 기판(60) 위에 실장된다. LED 칩(70)은 본딩 패드 및/또는 서브마운트(도시 생략)와 같은 중간 구조체를 통해 기판(60) 위에 실장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, LED 칩(70)은 기판(60) 위에 배치된 반사기 컵(62)에 의해 규정된 광학 캐비티(64) 내에 실장될 수 있다. 반사기 컵(62)은 LED 칩(70)에 대면하고 광학 캐비티(64)로부터 이격하여 LED 칩(70)에 의해 방출된 광을 반사하도록 구성된 각형성된 반사면(66)을 포함한다. 반사기 컵(62)은 렌즈(94)(도 2d)를 수용하고 유지하기 위한 채널을 규정하는 상향 연장 측벽(62A)을 더 포함한다.

반사기 컵(62)은 선택적이라는 것이 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, LED 칩(70)은 LED 칩(70) 주위에 임의의 반사기 없이 기판(60), 인쇄 회로 기판 또는 다른 지지 부재 위에 실장될 수 있다. 더욱이, 반사기 컵(62) 및 기판(60)은 단일 구조체로서 함께 병합될 수 있다. 기판(60)은 또한 리드프레임을 포함할 수 있고, 패키지 본체는 LED 칩(70)을 둘러싸고 광학 캐비티(64)를 규정하는 리드프레임 위에 형성될 수 있다. 따라서, LED 칩(70)은 다수의 상이한 패키징 방식으로 실장될 수 있고, 본 발명은 도면에 도시된 특정 패키징 구성에 한정되지 않는다.

도 2c를 계속 참조하면, LED 칩(70)은 와이어본드 패드(72)를 포함할 수 있고, 와이어본드 접속부(74)는 와이어본드 패드(72)로부터 기판(60) 위의 또는 다른 위치의 대응 접촉 패드(도시 생략)까지 형성될 수 있다. 그러나, LED 칩(70)은 칩의 동일한 측면 위에 애노드 및 캐소드 접점의 모두를 갖는 수평 LED 칩일 수 있고, 기판(60) 위에 플립-칩 방식으로 실장될 수 있어, 몇몇 실시예에서 어떠한 본드 와이어 접속도 LED 칩에 이루어질 수 없게 된다.

도 5, 도 6 및 도 2c를 참조하면, 압축 증착 시스템(100)의 제어기(20)는 공급 라인(36) 내의 액체가 스프레이 노즐(50)에 공급될 수 있게 한다. 예를 들어, 제어기(20)는 MFC(34A, 34B, 34C) 및 밸브(40)를 개방할 수 있고 MFC(34D)를 폐쇄할 수 있다. 인광체 입자 및/또는 확산제 입자와 같은 원하는 농도의 광학 재료(54)가 MFC(34C, 34D)를 제어함으로써 공급 라인(36) 내에 제공될 수 있다. 재료의 이전의 도포로부터 잔류된 공급 라인(36) 내의 임의의 잔류 재료는 용제, 바인더 및 인광체 재료의 증착에 앞서 퍼지될 수 있다.

가열 디바이스(37)는 열(39)을 인가하여 LED 칩(70), 기판(60), 반사기 컵(62) 및 와이어본드 패드(72)의 온도를 증가시킬 수 있다. 공급 라인(36) 내의 액체는 LED 칩(70) 상에 스프레이되어, 그 위에 분무화된 바인더, 용제 및 인광체 재료(컨포멀층)(80)의 얇은 층을 형성한다. 가열된 LED 칩(70) 및 기판(60)으로부터의 열 에너지는 도포된 바인더, 용제 및 인광체가 급속하게 경화될 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서, 급속 경화는 스냅 경화라 칭할 수도 있다. 도포된 바인더, 용제 및 인광체의 스냅 경화에 의해, 인광체의 실질적으로 균일한 컨포멀층이 LED 칩(70) 및 기판(60) 위에 제공될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 액체 바인더 재료는 실리콘 및/또는 에폭시와 같은 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예는, 액체 용제가 알코올 및/또는 상기에 열거된 임의의 휘발성 용제와 같은 휘발성 액체 용제를 포함할 수 있다.

가열된 기판(60) 및 LED 칩(70)의 열 에너지를 통해, 휘발성 용제 액체가 이어서 증발 제거될 수 있어, 바인더 재료 내에 광학 재료(예를 들어, 인광체 입자 및/또는 확산제 입자)를 남겨두어 컨포멀층(80)을 제공한다. 그러나, 몇몇 경우에, 실리콘 및/또는 에폭시 수지와 같은 비휘발성 액체가 인광체/확산제 입자를 위한 캐리어 액체로서 사용될 수 있어, 이 경우에 비휘발성 액체는 가열된 기판(60) 및 LED 칩(70)의 열 에너지에 의해 경화될 수 있어 LED 칩(70) 위에 광학 재료의 층(80)을 제공한다.

도 2d를 참조하면, 바인더 및 인광체 재료의 컨포멀층(80)으로의 LED 칩(70)의 스프레이 코팅 후에, 실리콘 및/또는 에폭시와 같은 캡슐화 재료(92)가 광학 캐비티(64)를 적어도 부분적으로 충전하도록 분배될 수 있고, 글래스 또는 실리콘 렌즈와 같은 렌즈(94)가 LED 칩(70) 위에 위치될 수 있다. 캡슐화 재료(92)를 경화하는 것은 렌즈(94)를 구조체에 고정하고, 반면에 반사기 컵(62)의 수직벽부(62A)는 캡슐화 재료(92)가 가열/냉각 사이클에 따라 팽창하고 수축함에 따라 렌즈가 이동할 수 있게 한다.

몇몇 실시예에서, 가열된 LED 칩(70) 및 기판(60) 위의 컨포멀층(80)의 스프레이 코팅은 동일한 및/또는 상이한 광학 재료를 사용하여 다수회 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 인광체를 포함하는 층(80A)은 서브마운트(60) 위의 LED 칩(70) 상에 코팅될 수 있다. 인광체 입자 및/또는 확산제 입자와 같은 동일한 또는 다른 광학 재료의 층(80B)이 전술된 방식으로 층(80A) 위에 형성될 수 있다. 인광체 입자 및/또는 확산제 입자와 같은 동일한 및/또는 다른 광학 재료의 다른 층이 전술된 방식으로 층(80B) 위에 연속적으로 형성될 수 있다. 도 3b는 LED 칩이 예를 들어 무엇보다도 경사면과 같은 비평면형 표면을 포함할 때 컨포멀층(들)(80)의 도포가 특히 유리할 수도 있다는 것을 더 도시한다. 가열된 LED 칩(70) 및 기판(60)으로부터 열 에너지는 도포된 바인더, 용제 및 인광체가 급속하게 경화될 수 있게 한다. 몇몇 실시예에서, 급속 경화는 스냅 경화라 칭할 수도 있다. 도포된 바인더, 용제 및 인광체의 스냅 경화에 의해, 인광체의 실질적으로 균일한 컨포멀층이 LED 칩(70) 및 기판(60) 위에 제공될 수도 있다.

도 2e를 참조하면, 몇몇 실시예는, 공급 라인(36) 내의 액체가 LED 칩(70) 및 예를 들어 반사기 컵(62)과 같은 주위 구조체 상에 스프레이되어, 따라서 그 위에 컨포멀층(80)을 형성하는 것을 제공한다. 부가적으로, 도 2f를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 컨포멀층(80)이 렌즈(94)의 외부면 및/또는 내부면 위에 형성될 수 있고, 이는 가열되어 그에 도포될 때 컨포멀층(80)이 경화될 수 있게 한다. 컨포멀층(80)이 예를 들어 렌즈(94) 또는 다른 투과성 및/또는 반사성 광학 소자와 같은 2차원 구조체에 도포될 수 있는 것을 도시하는 도 2g를 참조한다. 컨포멀층(80)이 가열된 렌즈(94) 및 가열된 LED 칩(70)에 도포될 수 있는 것을 도시하는 도 2h를 간략히 참조한다.

LED 칩의 저부 위에 전기적으로 접속되어 있는 다수의 LED 칩(70A 내지 70D)을 도시하는 도 2i를 참조한다. 예를 들어, LED 칩(70A 내지 70D)은 전기 단자를 위한 어떠한 와이어 본드도 갖지 않는 플립-칩을 포함할 수 있다. LED 칩(70A 내지 70D)은 하나 이상의 상이한 주파장 및/또는 이들의 조합으로 광을 방출하도록 구성될 수도 있다. 컨포멀 코팅(80)은 렌즈(94)의 외부 및/또는 내부 위에 제공될 수 있다. 도 2j, 도 2k 및 도 2l은 본 명세서에 설명된 바와 같이 컨포멀층(80)을 포함하는 렌즈(94) 내부에 구성된 다수의 비와이어본딩된 LED 칩(70A 내지 70D)을 도시한다. 몇몇 실시예는, 컨포멀 코팅이 렌즈(94)에 추가하여 또는 렌즈 대신에 다수의 LED 칩(70A 내지 70D) 중 하나 이상에 도포될 수 있는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, LED 칩은 와이어본딩될 수 있다.

렌즈(94)에 도포된 컨포멀층(80)은 LED 칩(70A 내지 70D)과의 조립 후, 중 및/또는 전에 수행될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는, 다수의 렌즈의 어레이가 가열되고 이어서 광학 재료가 그에 도포될 수 있는 것을 제공한다. 유사하게, 마이크로 몰드가 스프레이되어 몰드로부터 제거되고 LED 칩과 같은 광학 소자 위에 배치될 수 있는 광학 재료 소자를 형성할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 광학 재료의 상이한 층(80A, 80B)을 갖는 서브마운트 또는 기판(60)에 실장된 LED 칩(60)을 도시한다. 부가층 또는 개재층이 가능하다. 광학 재료의 상이한 층(80A, 80B)이 동일한 또는 상이한 광학 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 재료의 층(80A, 80B)은 제1 및 제2 유형의 인광체 입자를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상이한 크기를 갖는 인광체 입자는 상이한 층 내에 있을 수 있다. 몇몇 실시예는, 무엇보다도, 광학 재료의 추가의 층이 다른 인광체 입자 및/또는 확산제 입자를 포함할 수 있는 것을 제공한다.

몇몇 실시예에서, 광학 재료의 층(80A)은 입사광을 제1 파장(예를 들어, 황색)으로 변환하도록 구성된 인광체 입자를 포함할 수 있고, 광학 재료의 층(80B)은 입사광을 제1 파장과 상이한 제2 파장(예를 들어, 적색)으로 변환하도록 구성된 인광체 입자를 포함할 수 있다. 따라서, 패키징된 LED 칩(70)에 의해 출력된 광은 LED 칩(70)에 의해 방출된 1차 광과 인광체의 층(80A) 및 인광체의 층(80B)에 의해 방출된 2차 광의 혼합물일 수 있다. 이러한 광은 단지 하나의 종류의 인광체만을 사용하여 생성된 광에 비교하여 향상된 컬러 렌더링 특성을 가질 수 있다.

몇몇 실시예에서, 광학 재료의 층(80A) 및 광학 재료의 층(80B)은 동일한 유형의 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 광학 소자, 예를 들어 LED 칩(70)과 같은 LED 구조체가 가열될 수 있다(블록 202). 몇몇 실시예는, 광학 소자가 기판 및/또는 광학 디바이스를 포함할 수 있는 것을 제공한다. 광학 재료의 컨포멀층(80A)은 본 발명의 실시예에 따른 스프레이 증착 시스템(100)을 사용하여 가열된 광학 소자에 도포될 수 있다(블록 204). 용제는 이어서 바인더 재료가 광학 재료(예를 들어, 인광체 입자 등)를 광학 소자[예를 들어, LED 칩(70) 등]에 부착하기 위해 경화될 수 있도록 가열된 광학 소자 내의 열 에너지에 의해, 용제가 휘발성인자 비휘발성인지 여부에 따라 급속하게 증발되고 그리고/또는 경화될 수 있다(블록 206). 몇몇 실시예는, 광학 소자가 이어서 예를 들어 실온에서 저장될 수 있고, 추가의 조절을 위해 이후에 회수되는 것을 제공한다.

광학 소자가 이어서 예를 들어 방출부의 애노드 및 캐소드 단자를 가로질러 전압을 인가함으로써 여기될 수 있고, 컨포멀층(80A)을 포함하는 디바이스의 광학 특성(예를 들어, 파워 출력, 컬러 포인트, CCT)이 측정될 수 있다. 특히, LED 구조체의 출력 파워(밝기), 컬러 포인트 및/또는 상관 색온도(CCT)가 측정될 수 있다(블록 208). 예를 들어, LED 구조체의 광 출력은 광학 센서(35)에 의해 측정될 수 있고, 결과는 제어기(20)에 제공될 수 있다. 광학 소자의 시험은 실장된 LED 칩을 포함하는 LED 구조체로서 가장 용이할 수 있다. LED 구조체가 LED 웨이퍼를 포함할 때, 웨이퍼 위의 모든 디바이스를 시험하는 대신에 웨이퍼 위의 대표적인 영역/디바이스를 시험하고 시험 위치로부터 광 출력에 기초하여 전체 웨이퍼를 조정하는 것이 가능할 수도 있다.

시험은 이어서 웨이퍼의 광학 특성이 허용 가능한지 여부를 결정하도록, 즉 웨이퍼가 설정된 비닝 요구에 부합하는지를 확인하도록 수행된다(블록 210). 구조체의 광학 특성이 허용 불가능하면, 블록 212에서 디바이스를 폐기하는지(블록 216) 또는 디바이스를 재작업하는지에 대한 판정이 행해진다. 그러나, 광학 특성이 만족스러우면, 제조 프로세스는 다음의 제조 단계로 진행한다.

디바이스가 재작업될 수 있다고 판정되면, 광학 소자에 대응하는 광 출력은 구조체의 컬러 포인트/CCT를 보정하는데 필요한 추가의 인광체의 양 및 유형을 결정함으로써 조정될 수 있다(블록 214). 제2 컨포멀층(80B)이 도포될 수 있다(블록 202). 몇몇 실시예에서, 시험은 광학 소자가 여전히 가열되는 동안 수행될 수 있다. 몇몇 실시예는, 광학 소자가 제2 컨포멀층(80B)을 도포하기 위해 재가열되는 것을 제공한다. 제2 컨포멀층(80B)은 제1 컨포멀층(80A)에 사용된 인광체와 동일한 및/또는 상이한 유형을 포함할 수 있고, 제어기(20)의 지령 하에서 스프레이 증착 시스템(100)을 사용하여 도포될 수 있다.

일반적으로, 블록 202 내지 214의 작업은 컨포멀층(80C, 80D)에 도시된 바와 같이, 원하는 광학 특성을 성취하도록 요구되는 바와 같이 반복될 수 있다. 그러나, 너무 많은 인광체가 도포되면, 발광 특성은 광학 소자로부터 광의 재흡수 및/또는 과잉 흡수에 기인하여 열화될 수 있고, 이 시점에 광학 소자가 블록 210에서 시험을 실패할 수도 있다.

도 5는 발광 입자 및/또는 확산제 입자와 같은 광학 재료(54)로 광학 소자(10)를 코팅하기 위한 압축 증착 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자(10)는 예를 들어 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 구조체를 포함할 수도 있고, 반면에 몇몇 실시예는 광학 소자(10)가 무엇보다도 투광성, 반사성 및/또는 지지 구조체를 포함하는 것을 제공한다. 예를 들어, 광학 소자(10)는 무엇보다도, 평면형, 비평면형, 2차원, 3차원, 렌즈, 반사기, 이미터 패키지, 1차 및/또는 2차 광학 기기를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예는, 광학 소자(10)가 예를 들어 인광체 재료와 같은 광학 재료(54)가 그 위에 도포되어 있어 발광 구조체로부터 이격된 발광 효과를 제공하는 투명 캐리어를 포함할 수 있는 것을 제공한다.

몇몇 실시예에 따르면, 광학 재료(54)는 시스템(100)에 의해 광학 소자(10) 상에 스프레이된다. 몇몇 실시예는, 광학 재료(54)가 무엇보다도, 퍼붓기, 침지, 압연, 브러싱 및/또는 스탬핑과 같은 도포 기술을 사용하여 도포되는 것을 제공한다. 가열 디바이스(37)가 광학 소자(10)에 열(열 에너지)(39)을 인가하여 그 위에 광학 재료(54)를 스프레이하기 전에 광학 소자(10)의 온도를 증가시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공급 라인(36)은 광학 재료(54)를 함유하는 캐리어 액체를 스프레이 노즐(50)에 공급한다. 캐리어 액체는 스프레이 노즐(50)을 경유하여 광학 소자(10) 상에 스프레이된다. 특히, 고압 가스 공급 라인(44)을 통해 스프레이 노즐(50)에 공급된 압축 가스는 캐리어 액체를 분무화하고 광학 재료(54)를 광학 소자(10)를 향해 지향시키고 여기서 광학 재료(54)가 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 증착된다. 몇몇 실시예는, 광학 재료(54)가 분무화된 액체인 것을 제공한다. 용어 "분무화하다"는 일반적으로 미세 입자 및/또는 미세 스프레이로 액체를 감소시키는 것을 칭하기 위해 본 명세서에 사용된다. 광학 재료(54)를 포함하는 컨포멀층은 가열된 광학 소자(10) 위에 증착될 때 분무화된 액체의 급속한 경화로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 가열된 광학 소자(10)에 도포된 광학 재료(54)의 경화 시간은 이어서 비가열된 광학 소자에 도포된 광학 재료(54)의 것보다 실질적으로 짧을 수도 있다. 이 방식으로, 광학 재료(54)의 침전, 분리 및/또는 성층이 상당히 감소되거나 배제될 수도 있다. 따라서, 더 양호한 층 접합 및 층 두께 및 조성의 더 많은 균일성이 성취될 수도 있다.

광학 소자(10)는 LED 웨이퍼, 실장된 LED 다이 및/또는 미실장된(즉, 베어) LED 다이를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, LED 구조체는 이미터로부터 수신된 광을 전달하고 그리고/또는 반사하도록 구성된 투광 및/또는 반사 소자를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 투광 및/또는 반사 소자는 가열되도록 구성될 수 있고 이어서 그 위에 증착된 광학 재료(54)를 가질 수도 있다. 투광 및/또는 반사 소자는 평면형(2차원) 및/또는 3차원일 수도 있다. 몇몇 실시예는, 광을 수용하기 위해, 투광 및/또는 반사 소자가 LED 다이와 접촉하고, LED 다이에 근접하고 그리고/또는 LED 다이로부터 이격될 수 있는 것을 제공한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 방법은 제조 프로세스의 다양한 스테이지에서 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 공급 라인(36) 내의 액체는 유기 및/또는 유기-무기 혼성 재료(organic-inorganic hybrid material)를 포함하는 바인더를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예는, 공급 라인(36) 내의 액체가 예를 들어 액체 실리콘 및/또는 액체 에폭시와 같은 바인더 재료 및/또는 알코올, 물, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 케톤, 이소프로피놀, 탄화수소 용제, 헥산, 에틸렌 글리콜, 메틸 에틸 케톤, 자일렌, 톨루엔 및 이들의 조합과 같은 휘발성 또는 비휘발성 용제 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 바인더는 약 1.25 초과의 굴절률을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예는, 바인더 재료의 굴절률이 약 1.5 초과일 수도 있는 것을 제공한다. 가시 스펙트럼을 가로질러 높은 투광성을 갖는 것이 바람직할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 바인더는 본 명세서에 설명된 바와 같은 두께에서 약 440 nm 내지 약 470 nm를 포함하는 파장 범위에서 약 90% 이상을 포함하는 투광성을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 바인더는 본 명세서에 설명된 바와 같은 두께에서 약 440 nm 내지 약 470 nm를 포함하는 파장 범위에서 약 95% 이상의 투광성을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 바인더는 본 명세서에 설명된 바와 같은 두께에서 약 440 nm 내지 약 470 nm를 포함하는 파장 범위에서 약 98% 이상의 투광성을 가질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 바인더는 녹색, 황색 및/또는 적색과 같은 가시 스펙트럼 내의 다른 파장에 대해 약 90% 이상, 약 95% 이상 및/또는 약 98% 이상을 포함하는 투광성을 가질 수도 있다. 일반적으로, 휘발성 용제는 증착된 직후에 건조 또는 증발 제거된다. 휘발성 또는 비휘발성 용제 재료는 무엇보다도, 형광 재료(예를 들어, 인광체)의 입자와 같은 LED 구조체 상에 증착될 입자 및/또는 이산화티타늄과 같은 광 산란 재료의 입자를 포함할 수 있다. 공급 라인(36) 내의 액체는 각각의 입력 라인(32A 내지 32D)을 통해 공급 라인(36)에 부착된 복수의 유체 저장조(30A 내지 30D) 중 하나로부터 제공된다. 입력 라인(32A 내지 32D)을 통한 액체의 유동은 각각 전자 제어식 질량 유동 제어기(34A 내지 34D)에 의해 주의깊게 제어될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 저장조(30A 내지 30D)는 알코올, 물 등과 같은 휘발성 액체 용제를 수용하는 용제 저장조(30A) 및 액체 실리콘 및/또는 액체 에폭시와 같은 액체 바인더 재료를 수용하는 바인더 저장조(30B)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 용제 저장조(30A) 및 바인더 저장조(30B)는 그 내부에 임의의 인광체, 확산제 또는 다른 입자를 포함하지 않는 액체인 "순수" 액체를 포함할 수 있다. 저장조(30A 내지 30D)는 소정 농도의 인광체 입자가 현탁되어 있는 액체 용제를 수용하는 인광체 저장조(30C)를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인광체 저장조(30C)는 인광체 입자가 광학 소자(10) 상에 도포될 수 있는 농도를 초과하는 농도에서 인광체 입자를 포함할 수 있다.

저장조(30A 내지 30D)는 소정 농도의 확산제 입자가 현탁되어 있는 액체 용제를 수용하는 확산제 저장조(30D)를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 확산제 저장조(30D)는 확산제 입자가 광학 소자(10) 상에 도포될 농도를 초과하는 농도에서 확산제 입자를 포함할 수 있다.

저장조(30A 내지 30D)의 하나 이상은 압축될 수 있어, 저장조(30A 내지 30D)로부터의 유동이 공급 라인(36) 내로의 포지티브 압력에 의해 얻어질 수 있게 된다. 특히, 용제 저장조(30A) 및 바인더 저장조(30B)는 압축될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인광체 저장조(30C) 및/또는 확산제 저장조(30D)는 압축되지 않을 수도 있어, 인광체 저장조(30C) 및/또는 확산제 저장조(30D)로부터의 유동이 공급 라인(36)을 통한 유동에 의해 발생된 부압에 의해 공급 라인(36) 내로 도입될 수 있게 된다. 액체 공급 라인(36) 내의 압력은, 광학 소자(10) 상에 액체를 스프레이하기 위한 힘이 고압 가스 라인(44)에 의해 제공되기 때문에, 높을 필요는 없다.

공급 라인(36)을 통한 액체의 유동은 전자 제어 가능한 밸브(40)에 의해 제어될 수 있다. 밸브(40)가 개방될 때, 공급 라인(36) 내의 액체는 스프레이 노즐(50)에 공급된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스프레이 노즐(50)을 더 상세히 도시한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 가스 압축기(42)에 의해 발생된 압축 가스(예를 들어, 압축 공기)는 압축 가스 공급 라인(44)을 통해 스프레이 노즐(50)에 공급될 수 있다. 압축 가스는 액체 출구 포트(51)에 인접한 스프레이 노즐(50) 내의 가스 출구 포트(52)를 통해 유도된다. 액체 출구 포트(51)를 통한 액체의 유동은 예를 들어 수축 가능 핀(53)의 위치를 제어함으로써 조절될 수 있다. 핀(53)이 수축될 때, 액체 출구 포트(51)가 개방된다. 가스 출구 포트(52)의 외부로의 압축 가스의 유동은 액체 출구 포트(51)에 대한 부압 구배를 생성하는데, 이는 액체 출구 포트(51)로부터 분배된 액체가 분무화될 수 있게 한다. 분무화된 액체(54)는 이어서 가스 출구 포트(52)로부터 광학 소자(10)로 가스 유동에 의해 전달되고, 여기서 분무화된 액체(54)는 LED 구조체 상에 유동 적층한다.

도 5에 더 도시된 바와 같이, 질량 유동 제어기(34A 내지 34D), 전자 제어 가능 유동 밸브(40) 및 가스 압축기(42)의 작동은 전자 제어 라인(22, 24, 26)을 경유하여 제어기(20)에 의해 제어될 수 있다. 제어기(20)는 통상의 프로그램 가능 제어기일 수 있고 그리고/또는 시스템(100)의 각각의 요소의 작동을 제어하도록 구성된 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 범용 마이크로프로세서 또는 제어기(예를 들어, 컴퓨터)를 포함할 수 있다.

도 5를 계속 참조하면, 질량 유동 제어기(MFC)(34A 내지 34D) 및 밸브(40)의 작동을 제어함으로써, 제어기(20)는 공급 라인(36)을 통해 스프레이 노즐(50)에 공급된 액체의 조성을 제어할 수 있다. 특히, 제어기(20)는 MFC(30A, 30C, 30D)가 턴오프될 수 있게 하고, 반면에 MFC(30B) 및 밸브(40)는 턴온되어, 이에 의해 바인더 액체를 스프레이 노즐(50)에 공급한다. 마찬가지로, 제어기(20)는 MFC(30B, 30C, 30D)가 턴오프될 수 있게 하고, 반면에 MFC(30A) 및 밸브(40)는 턴온되어, 이에 의해 단지 용제 액체만을 스프레이 노즐(50)에 공급한다. 용제 재료가 용제 저장조(30A)로부터 유동하는 상태로, 제어기(20)는 MFC(34C 및/또는 34D)가 인광체 입자[인광체 저장조(30C)의 경우에] 및/또는 확산제 입자[확산제 저장조(30D)의 경우에]를 담지하는 액체를 공급 라인(36) 내의 유동 내로 배출할 수 있게 한다. 따라서, 제어기(20)는 스프레이 노즐(50)에 의해 광학 소자(10) 상에 스프레이된 재료의 조성을 정밀하게 제어할 수 있다.

도 5는 단일 인광체 저장조(30C) 및 단일 확산제 저장조(30D)를 도시하고 있지만, 더 많은 저장조가 제공될 수 있고 제어기(20)에 의해 전자식으로 제어될 수 있는 각각의 MFC 및/또는 공급 밸브를 통해 공급 라인에 부착될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 개별 인광체 저장조는 제품 요구에 따라, 적색 인광체, 녹색 인광체, 황색 인광체, 청색 인광체 등을 위해 제공될 수 있다. 몇몇 실시예는, 인광체의 하나 초과의 컬러가 각각의 개별 영역에서 광학 소자(10)에 도포되고 그리고/또는 혼합되어 단일층을 형성할 수 있는 것을 제공한다. 더욱이, 하나 초과의 유형의 확산제 입자가 상이한 확산제 저장조를 사용하여 선택적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 광학 소자(10)의 일 부분 상에 제1 조성 및/또는 직경을 갖는 확산제 이자를, 광학 소자(10)의 다른 부분 상에 상이한 조성 및/또는 직경을 갖는 확산제 입자를 도포하는 것이 바람직할 수도 있다. LED 구조체의 개별 영역 내에 하나 초과의 인광체(예를 들어, 상이한 컬러)를 도포하는 것이 바람직할 수도 있다. LED 구조체의 단일층, 영역 및/또는 영역에 상이한 컬러의 인광체를 혼합하는 것이 또한 바람직할 수도 있다(도 3과 유사하게, 상이한 컬러의 인광체가 단일층 내에 있는 것을 제외함). 이러한 경우에, 다수의 인광체를 수용하는 개별 저장조 또는 단일 저장조로부터 동시에 도포된 적어도 2개의 상이한 인광체가 존재할 수도 있다.

도시된 바와 같이, 가열 디바이스(37)는 광학 소자(10)에 열(39)을 인가하여 그 위에 광학 재료를 스프레이하기 전에 광학 소자(10)의 온도를 증가시킨다. 몇몇 실시예는, 가열 디바이스가 전자 제어 라인(29)을 경유하여 제어기(20)에 의해 전자식으로 제어될 수도 있는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 스프레이 작업(들) 중에 광학 소자(10)에 열(39)을 인가할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 스프레이 작업(들)에 앞서 광학 소자(10)를 가열하는데 사용될 수 있고 그리고/또는 제어기(20)에 독립적으로 작동될 수도 있다.

몇몇 실시예는, 가열 디바이스(37)가 열(39)이 광학 소자(10)로 전달되는 열전도성 가열면을 포함하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 광학 소자(10)에 열(39)을 전달하기 위해 예를 들어 가열된 공기 및/또는 가스와 같은 열전달 매체를 사용할 수 있다. 가열 디바이스의 실시예는 전기 저항성 및/또는 전도성 및/또는 연소 관련 발열 소자를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시예는, 광학 소자(10)가 섭씨 70도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, 광학 소자(10)가 섭씨 90도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예는, 광학 소자(10)가 섭씨 120도 초과로 가열되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자(10)는 섭씨 약 70도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열된다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자(10)는 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열된다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자(10)는 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 120도의 범위의 온도로 가열된다. 몇몇 실시예에서, 광학 소자(10)는 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 가열된다. 분무화된 액체(54)가 광학 소자(10) 위에 증착될 때, 가열된 광학 소자(10) 내의 열 에너지는 분무화된 액체(54)의 용제부를 급속하게 경화하고 그리고/또는 증발시킨다. 용제를 급속하게 경화하고 그리고/또는 증발시킴으로써, 경화에 앞서 광학 재료의 침전 및/또는 재분포가 감소될 수도 있다. 이와 관련하여, 도포된 층 내의 광학 재료의 더 균일한 농도가 보존될 수 있어, 따라서 LED 구조체 위의 광학 재료의 실질적으로 컨포멀층을 제공한다.

시스템(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 부분으로 분할될 수 있어, 예를 들어 개별 공급 라인(36)이 제공되고 그리고/또는 개별 스프레이 노즐(50)이 제공되게 되는 것이 더 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 시스템은 광학 소자(10)에 대해 제1 방향으로부터 및/또는 제1 각도에서 분무화된 액체(54)를 스프레이 도포하는 것에 전용된 제1 공급 라인(36) 및 노즐(50)과, 광학 소자(10)에 대해 제2 상이한 방향으로부터 및/또는 제2 상이한 각도에서 분무화된 액체(54)를 스프레이 도포하는 것에 전용된 제2 공급 라인(36) 및 노즐(50)을 가질 수 있다. 몇몇 실시예는, 제1 및 제2 공급 라인(36) 및 노즐(50)이 동일한 분무화된 액체(54)를 제공하도록 구성되는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 공급 라인(36) 및 노즐(50)은 서로로부터 상이한 분무화된 액체를 제공하도록 구성된다. 따라서, 저장조, 공급 라인 및 스프레이 노즐의 다수의 상이한 조합이 다양한 실시예에 따라 고려된다.

혼합기(41)가 저장조(30A 내지 30D)의 다양한 상이한 것들로부터 공급 라인(36) 성분을 혼합하도록 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 혼합기는 공급 라인(36) 내의 재료가 그를 통한 유동에 의해 혼합될 수 있게 하는 정적 혼합 요소를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예는, 현탁액 내의 입자 및/또는 재료 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포되게 유지하도록 공급 라인(36) 재료를 교반하는 활성 혼합 요소를 포함할 수 있는 것을 제공한다. 도시되지는 않았지만, 압력 제어기가 구성 요소의 다양한 것들을 위해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 저장조(30A 내지 30D) 및 노즐(50)은 무엇보다도, 공급 및/또는 전달 압력에 대한 제어를 제공하기 위한 압력 제어기를 포함할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예는 저장조(30A 내지 30D) 내의 정적 및/또는 활성 혼합 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 인광체 저장조(30C) 및 확산제 저장조(30D)는 현탁액 내에 입자를 유지하기 위해 혼합 요소를 사용할 수 있다.

도 5는 광학 소자(10)에 의해 방출된 광(37)을 감지하도록 구성된 광학 센서(35)를 더 도시한다. 예를 들어, 광학 센서(35)는 광학 소자(10)에 의해 방출된 광의 강도 및/또는 컬러 포인트를 검출할 수 있다. 검출된 광 정보는 통신 라인(28)을 경유하여 제어기(30)에 제공될 수 있고, 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 증착 시스템(100)의 작동의 제어시에 피드백 신호로서 사용될 수 있다.

이제 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 광학 재료로 광학 소자를 코팅하기 위한 일괄식 증착 시스템(200)을 도시하는 개략도인 도 7을 참조한다. 도 5 및 도 6과 관련하여 전술된 바와 같이, 가스 압축기(42)에 의해 생성된 압축 가스(예를 들어, 압축 공기)는 압축 가스 공급 라인(44)을 통해 스프레이 노즐(50)에 공급될 수도 있다. 압축 가스는 액체 출구 포트(51)에 인접한 스프레이 노즐(50) 내의 가스 출구 포트(52)를 통해 유도된다. 액체 출구 포트(51)를 통한 액체의 유동은 예를 들어 수축 가능한 핀(53)의 위치를 제어함으로써 조절될 수 있다.

주사기(57)는 광학 재료(54)의 일괄묶음(batch)을 포함할 수 있다. 광학 재료(54)는 예를 들어, 하나 이상의 유형의 인광체 입자, 하나 이상의 유형의 확산제 입자, 바인더 및/또는 하나 이상의 용제를 포함할 수도 있다. 주사기(57)는 예를 들어 광학 재료(54)를 수납하도록 구성된 카트리지를 사용하여 광학 재료를 포함하는 혼합물, 화합물, 용액 및/또는 현탁액이 적재될 수도 있다. 이 방식으로, 광학 재료(54)의 일괄묶음은 그 내부의 성분의 침전 및/또는 성층을 감소시키기 위해 도포 작업 직전에 준비될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 주사기는 광학 재료(54) 내의 현탁된 입자의 침전을 감소시키기 위해 노즐(50)에 직접 및/또는 밀접하게 결합될 수도 있다. 몇몇 실시예는, 이러한 경로가 광학 재료(54)의 침전 및/또는 성층을 야기할 수도 있기 때문에 측방향 유체 경로가 감소될 수 있고 그리고/또는 회피될 수 있는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 활성 및/또는 정적 혼합 요소가 주사기(57)에 및/또는 내에 제공되어 침전을 감소시킨다.

유체 압축기(56)가 주사기(57) 내에 유체 압력을 제공하고 그리고/또는 제어하도록 제공될 수 있다. 몇몇 실시예는, 유체 압력이 가스 압축기(42)에 의해 제공된 가스 압력보다 실질적으로 낮을 수 있는 것을 제공한다.

도 7에 더 도시된 바와 같이, 가스 압축기(42), 유체 압축기(56) 및 가열 디바이스(37)의 작동은 전자 제어 라인(24, 26, 29)을 경유하여 제어기(20)에 의해 제어될 수 있다. 제어기(20)는 통상의 프로그램 가능 제어기일 수 있고 그리고/또는 시스템(200)의 각각의 요소의 작동을 제어하도록 구성된 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 범용 마이크로프로세서 또는 제어기(예를 들어, 컴퓨터)를 포함할 수 있다.

도 7을 계속 참조하면, 유체 압축기(56) 및 가스 압축기(42)의 작동을 제어함으로써, 제어기(20)는 스프레이 노즐(50)에 공급된 액체의 유동을 제어할 수 있다.

도 7은 단일 주사기(57) 및 노즐(50)을 도시하고 있지만, 더 많은 주사기(57) 및 노즐(50)이 제공되고 가스 압축기(42) 및 유체 압축기(56)에 부착될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 몇몇 실시예에서, 추가의 가스 압축기(42) 및 유체 압축기(56)가 제어기(20)에 의해 전자식으로 제어될 수 있다.

도시된 바와 같이, 가열 디바이스(37)는 열(39)을 광학 소자(10)에 인가하여 그 위에 광학 재료를 스프레이하기 전에 광학 소자(10)의 온도를 증가시킨다. 몇몇 실시예는, 가열 디바이스가 전자 제어 라인(29)을 경유하여 제어기(20)에 의해 전자식으로 제어될 수도 있다는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 스프레이 작업(들) 중에 광학 소자(10)에 열(39)을 인가할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 스프레이 작업(들)에 앞서 광학 소자(10)를 가열하는데 사용될 수 있고 그리고/또는 제어기(20)에 독립적으로 작동될 수 있다.

몇몇 실시예는, 가열 디바이스(37)가 열(39)이 광학 소자(10)에 전달되는 열전도성 가열면을 포함하는 것을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 가열 디바이스(37)는 광학 소자(10)에 열(39)을 전달하기 위해 예를 들어 가열된 공기 및/또는 가스와 같은 열전달 매체를 사용할 수 있다. 가열 디바이스의 실시예는 전기 저항성 및/또는 전도성 및/또는 연소 관련 발열 소자를 포함할 수도 있다.

시스템(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 부분으로 분할될 수 있어, 예를 들어 개별 주사기(57)가 제공되고 그리고/또는 개별 스프레이 노즐(50)이 제공되게 되는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 주사기(57), 노즐(50), 유체 압축기(56) 및/또는 가스 압축기(42)의 다수의 상이한 조합이 다양한 실시예에 따라 고려된다.

도 8a 내지 도 8c는 몇몇 실시예에 따른 LED 웨이퍼의 코팅과 연관된 작업을 도시한다. 도 8a를 참조하면, LED 웨이퍼(110)가 제공된다. 전술된 바와 같이, LED 웨이퍼는 발광 다이오드 구조체를 규정하는 복수의 얇은 에피택셜층을 포함한다. 에피택셜층은 성장 기판 및/또는 캐리어 기판을 포함할 수 있는 기판에 의해 지지된다. LED 웨이퍼(110)의 에피택셜 영역은 예를 들어 메사(mesa) 및/또는 임플란트 격리(implant isolation)에 의해 복수의 개별 디바이스 영역으로 분할될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 다이싱 스트리트(dicing street)(즉, 웨이퍼가 다이싱 톱을 사용하여 다이싱될 선형 영역) 및/또는 절취 라인이 미리 LED 웨이퍼(110) 내에 형성될 수 있다. 복수의 전기 접점(112)이 LED 웨이퍼(110) 위에 형성된다. 특히, LED 웨이퍼(110) 내의 각각의 개별 디바이스는 인광체가 도포되는 웨이퍼의 측면에 적어도 하나의 전기 접점(112)을 포함할 수 있다.

희생 패턴(114)이 전기 접점(112) 위에 형성된다. 희생 패턴(114)은 가용성 폴리머 및/또는 글래스와 같은 재료를 포함할 수 있고, 이는 통상의 포토리소그래픽 기술을 사용하여 도포되고 패터닝될 수 있다. 희생 패턴(114)은 기초 전기 접점(112)과 정렬될 수 있다. 대안적으로, 희생 패턴(114)은 전기 접점(112)의 단지 일부만을 커버할 수 있고, 전기 접점(112)의 몇몇 부분이 노출된다. 몇몇 실시예에서, 희생 패턴(114)은 전기 접점(112)보다 더 넓을 수 있어, 전기 접점에 인접한 LED 웨이퍼(110)의 표면(110A)의 부분이 또한 희생 패턴에 의해 커버되게 된다. 모든 3개의 가능성이 도 8a에 도시되어 있다.

도 8a 및 도 8b를 계속 참조하면, LED 웨이퍼(110)는 가열 디바이스(37)를 사용하여 가열되고, 인광체 입자 및/또는 확산제 입자와 같은 광학 재료의 하나 이상의 컨포멀층(80)이 압축 증착 시스템(100)(도 1 및 도 2)의 스프레이 노즐(50)을 사용하여 LED 웨이퍼(110)의 표면(110A)에 도포된다. 컨포멀층(80)은 LED 웨이퍼(110)의 표면(110A) 상에 그리고 희생 패턴(114) 위에 코팅된다. 몇몇 실시예에서, 층(80)은 또한 LED 웨이퍼(110)에 대향하여 전기 접점(112)의 상부 부분 상에 코팅될 수도 있다.

LED 웨이퍼(110)를 스프레이 코팅한 후에, 희생 패턴(114)은 예를 들어 희생 패턴 재료에 특정한 액체 용제로의 노출에 의해 제거될 수 있어, LED 웨이퍼(110)의 표면 위의 광학 재료의 하나 이상의 층(90) 및 노출된 전기 접점(112)을 포함하는 도 8c에 도시된 바와 같은 LED 웨이퍼(110)를 생성한다. 구체적으로 도시되지는 않았지만, 몇몇 실시예는, 희생 패턴(114)이 LED 웨이퍼가 스프레이 코팅된 후에 제거될 수 있는 필름 및/또는 테이프를 사용하여 형성될 수 있는 것을 제공한다.

도면 및 상세한 설명에서, 본 발명의 통상의 실시예가 개시되어 있고, 특정 용어가 이용되고 있지만, 이들은 제한의 목적이 아니라 단지 일반적인 설명적인 개념으로 사용되었고, 본 발명의 범주는 이하의 청구범위에 설명되어 있다.

Claims

광학 소자를 가열하는 단계와,
가열된 광학 소자 위에 광학 재료를 도포하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 광학 소자에 도포시에 광학 재료를 경화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 광학 재료는 발광 재료를 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 광학 재료는 바인더를 더 포함하고, 상기 광학 재료를 경화하는 단계는 바인더를 경화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 광학 재료는 바인더 및 용제를 더 포함하고, 상기 광학 재료를 경화하는 단계는 바인더를 경화하고 용제를 증발하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 LED 구조체를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 재료를 도포하는 단계는
압축 가스의 유동을 사용하여 용액 내에 현탁된 광학 재료를 포함하는 발광 용액을 분무화하는 단계, 및
압축 가스의 유동을 사용하여 가열된 광학 소자 상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 발광 용액을 스프레이하는 단계는 공기 압축 스프레이 시스템으로 발광 용액을 스프레이하는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 발광 용액은 휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하고, 상기 방법은 LED 구조체 위에 파장 변환 입자를 포함하는 컨포멀층을 제공하기 위해 발광 용액으로부터 가열된 LED 구조체 내의 열 에너지를 통해 휘발성 용제를 증발시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 발광 용액은 비휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하고, 상기 방법은 LED 구조체 위에 파장 변환 입자를 포함하는 컨포멀층을 제공하기 위해 가열된 LED 구조체 내의 열 에너지를 통해 비휘발성 용제 및/또는 바인더를 경화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 상부면 및 상기 상부면 위의 와이어본드 패드를 갖는 LED 칩을 포함하고, 상기 방법은 LED 칩을 가열하기 전에 그리고 광학 재료를 가열된 광학 소자 위에 도포하기 전에 와이어본드 패드에 와이어를 접합하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 LED 웨이퍼를 포함하고, 상기 방법은 가열된 LED 웨이퍼 위에 광학 재료를 도포한 후에 복수의 LED 칩으로 LED 웨이퍼를 싱귤레이션하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 LED 구조체를 포함하고,
상기 LED 구조체가 광을 방출하도록 상기 LED 구조체를 여기하는 단계,
방출된 광을 사용하여 LED 구조체의 광학 특성을 시험하는 단계, 및
사전 결정된 비닝 임계치 내에 있지 않은 LED 구조체의 광학 특성에 응답하여, 휘발성 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하는 추가의 광학 재료를 가열된 LED 구조체 상에 도포하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 상부면 및 상기 상부면 위의 와이어본드 패드를 갖는 LED 칩을 포함하고, 상기 방법은 LED 칩을 가열하기 전에 LED 패키지의 광학 캐비티 내에 LED를 실장하는 단계와, 용제 및 바인더 재료를 포함하는 용액 내에 현탁된 파장 변환 입자를 포함하는 광학 재료를 가열된 LED 칩 상에 도포하는 단계를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
가열된 LED 칩으로부터 열 에너지를 통해 바인더 재료를 경화하는 단계, 및
LED 칩 위의 광학 캐비티 내에 캡슐화 재료를 분배하여, 파장 변환 재료 및 경화된 바인더 재료를 포함하는 LED 칩을 캡슐화 재료로 커버하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 LED 웨이퍼를 포함하고, 상기 방법은 LED 웨이퍼의 표면 위에 복수의 희생 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 가열된 LED 구조체 상에 광학 재료를 도포하는 단계는 희생 패턴 상에 그리고 상기 희생 패턴들 사이의 LED 웨이퍼의 노출된 표면상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하는 단계를 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
복수의 희생 패턴을 형성하기 전에, LED 웨이퍼의 표면 위에 복수의 전기 접점을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 복수의 희생 패턴을 형성하는 단계는 복수의 전기 접점 위에 복수의 희생 패턴의 적어도 일부를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 희생 패턴 및 상기 희생 패턴 위의 도포된 광학 재료의 부분을 제거하여 복수의 전기 접점을 노출하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자를 가열하는 단계는 섭씨 약 90도 내지 섭씨 약 155도의 범위의 온도로 광학 소자를 가열하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자를 가열하는 단계는 가열된 광학 소자 위에 광학 재료를 도포하기 전에 광학 소자에 열을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 소자를 가열하는 단계는 가열된 광학 소자 위에 광학 재료를 도포하는 동안에 광학 소자에 열을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가열된 광학 소자 상에 광학 재료를 도포하는 단계는 가열된 LED 구조체 상에 분무화된 발광 용액의 제1 층을 스프레이한 후 분무화된 발광 용액의 제1 층 상에 분무화된 발광 용액의 제2 층을 스프레이하는 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 분무화된 발광 용액의 제1 층은 분무화된 발광 용액의 제2 층을 스프레이하기 전에 경화되는 방법.
제22항에 있어서,
상기 분무화된 발광 용액은 제1 층 내에 스프레이되는 제1 발광 용액 및 제2 층 내에 스프레이되는 제2 발광 용액을 포함하고,
상기 제1 발광 용액은 제2 발광 용액과 상이한 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 재료를 도포하는 단계는
압축 가스의 유동을 사용하여 용액 내에 현탁된 광학 재료를 포함하는 발광 용액을 분무화하는 단계, 및
압축 가스의 유동을 사용하여 가열된 광학 소자 상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하는 단계를 포함하고,
상기 가열된 광학 소자 상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하는 단계는 가열된 광학 소자의 표면에 대해 복수의 각도로 가열된 광학 소자를 향해 스프레이하도록 위치된 복수의 스프레이 헤드를 사용하여 가열된 광학 소자 상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 광학 재료를 도포하기 전 및/또는 도중에 광학 재료를 교반하는 단계를 더 포함하는 방법.
발광 구조체이며,
활성 영역을 포함하는 반도체 발광 다이오드(LED)와,
상기 LED 위에 직접 위치하는 컨포멀층으로서, 상기 컨포멀층은 인광체 입자 및 컨포멀층이 상기 LED에 도포될 때 상기 LED 내의 열 에너지에 의해 경화되는 바인더 재료를 포함하는, 컨포멀층을 포함하는 발광 구조체.
제26항에 있어서, 상기 컨포멀층은 바인더층, 용제 및 인광체 입자를 포함하는 분무화된 발광 용액을 포함하고, 상기 분무화된 발광 용액은 분무화된 발광 용액이 LED의 열 에너지를 통해 경화되도록 가열되는 LED 위에 직접 스프레이되는 발광 구조체.
제27항에 있어서, 상기 컨포멀층은 LED 위에 직접 위치하는 제1 컨포멀층 및 상기 제1 컨포멀층 위에 있는 제2 컨포멀층을 포함하는 발광 구조체.
제29항에 있어서, 상기 제1 컨포멀층은 제1 인광체 입자를 포함하고, 상기 제2 컨포멀층은 제2 인광체 입자를 포함하는 발광 구조체.
제30항에 있어서, 상기 제1 인광체 입자는 제1 주파장에서 광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 인광체 입자는 제2 주파장에서 광을 방출하도록 구성되는 발광 구조체.
제31항에 있어서, 상기 제1 주파장은 제2 주파장과 동일한 발광 구조체.
제31항에 있어서, 상기 제1 주파장은 제2 주파장과 상이한 발광 구조체.
제29항에 있어서, 제3 컨포멀층을 더 포함하고, 상기 제3 컨포멀층은 상기 제3 층 위의 광 확산제 입자를 포함하는 제3 컨포멀층을 더 포함하는 발광 구조체.
제27항에 있어서, 상기 반도체 발광 다이오드는 LED 칩을 포함하는 발광 구조체.
방출된 광과 상호 작용하기 위한 디바이스를 형성하는 방법이며,
광학 소자를 가열하는 단계와,
가열된 광학 소자에 광학 재료의 제1 컨포멀층을 도포하는 단계와,
상기 광학 소자의 발광 특성을 시험하는 단계와,
허용 가능하지 않은 광학 소자의 발광 특성에 응답하여, 상기 광학 소자 위에 광학 재료의 제2 컨포멀층을 도포하는 단계를 포함하는 방법.
제36항에 있어서, 상기 제1 컨포멀층을 도포하는 단계는
압축 가스의 유동을 사용하여 용액 내에 현탁된 광학 재료를 포함하는 발광 용액을 분무화하는 단계와,
압축 가스의 유동을 사용하여 가열된 광학 소자 상에 분무화된 발광 용액을 스프레이하여 가열된 광학 소자의 열 에너지를 통해 경화되는 광학 재료의 제1 컨포멀층을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제37항에 있어서, 상기 광학 소자는 LED 구조체를 포함하고,
발광 특성을 시험하기 전에, 가열된 LED가 냉각되게 하는 단계, 및
허용 가능하지 않은 LED 구조체의 발광 특성에 응답하여, 제2 컨포멀층을 도포하기 전에 LED 구조체를 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
제37항에 있어서, 상기 광학 재료의 제1 컨포멀층은 LED 구조체에 의해 방출된 광에 응답하여 제1 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 인광체 입자를 포함하고, 상기 광학 재료의 제2 컨포멀층은 LED 구조체에 의해 방출된 광에 응답하여 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 인광체 입자를 포함하는 방법.
증착 시스템(deposition system)이며,
액체 공급 라인과,
상기 액체 공급 라인에 결합되고 상기 액체 공급 라인에 광학 재료의 입자를 포함하는 액체 용제를 공급하도록 구성된 저장조와,
상기 액체 공급 라인에 결합되고 상기 액체 공급 라인으로부터 액체 용제를 수용하도록 구성된 스프레이 노즐과,
스프레이 헤드에 결합되고 상기 스프레이 노즐에 압축 가스를 제공하도록 구성된 가스 라인과,
상기 스프레이 노즐 내로의 액체 용제의 유동을 제어하도록 구성된 제어기와,
상기 액체 용제가 LED 구조체 상으로 스프레이되기 전에 발광 다이오드(LED) 구조체를 가열하도록 구성된 가열 디바이스를 포함하는 증착 시스템.
제40항에 있어서, 상기 저장조로부터 상기 공급 라인으로의 액체 용제의 제2 유동을 제어하도록 구성된 질량 유동 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 질량 유동 제어기를 제어하도록 추가로 구성되는 증착 시스템.
제40항에 있어서,
상기 LED 구조체에 의해 출력된 광을 검출하도록 구성된 광학 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는 검출된 광 출력에 응답하여 스프레이 노즐 내로의 액체 용제의 유동을 제어하도록 구성되는 증착 시스템.
발광 구조체이며,
발광 다이오드(LED)와,
상기 LED로부터 방출된 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 투광 소자와,
상기 LED 및/또는 투광 소자 중 적어도 하나에 도포된 발광 재료로서, 상기 발광 재료는 광학 재료를 포함하고 발광 재료가 그에 도포될 때 LED 및/또는 투광 소자 내의 열 에너지에 의해 경화되도록 구성되는, 발광 재료를 포함하는 발광 구조체.
제43항에 있어서, 상기 광학 재료는 파장 변환 재료를 포함하는 발광 구조체.
제44항에 있어서, 상기 파장 변환 재료는 인광체 입자를 포함하는 발광 구조체.
제44항에 있어서, 상기 인광체 입자는 제1 주파장에서 광을 방출하도록 구성된 제1 인광체 입자 및 제1 주파장과 상이한 제2 주파장에서 광을 방출하도록 구성된 제2 인광체 입자를 포함하는 발광 구조체.
제45항에 있어서, 상기 인광체 입자는 적색, 녹색, 황색 및/또는 청색 발광 인광체 입자 중 적어도 2개를 포함하는 발광 구조체.
광학 소자로의 광학 재료의 도포 중에 광학 소자 위에 광학 재료를 경화하는 단계를 포함하는 방법.
제48항에 있어서, 상기 광학 재료를 경화하는 단계는 광학 소자를 가열하는 단계를 포함하는 방법.