KR20160018662A - 형광체 시트로 라미네이팅된 발광 다이오드와 그 제조 방법 - Google Patents

형광체 시트로 라미네이팅된 발광 다이오드와 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드(LED) 위에 필름을 라미네이팅하기 위한 방법으로서, LED의 상부 표면 위에 배치된 필름의 일부의 두께가 평탄화 요소를 LED의 상부 표면에 대해 가압함으로써 감소된다. 형광체 캡슐화의 결과로 생기는 형태는 개선된 컬러 동질성을 고려한다.

Description

형광체 시트로 라미네이팅된 발광 다이오드와 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DIODE LAMINATED WITH A PHOSPHOR SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 발광 장치와 같은 반도체 디바이스 위에 파장 변환 층과 같은 층의 라미네이팅에 관한 것이다.
현재 이용 가능한 가장 효율적인 광원들 중에는, 발광 다이오드들(LED들), 공진 공동 발광 다이오드들(RCLED: resonant cavity light emitting diodes), 수직 공동 레이저 다이오드들(VCSEL: vertical cavity laser diodes) 및 에지 발광 레이저들(edge emitting lasers)을 비롯한 반도체 발광 디바이스들이 있다. 가시 스펙트럼에 걸쳐 동작할 수 있는 고휘도 발광 디바이스들의 제조에 있어서 현재 관심 대상인 재료계들은, III-Ⅴ족 반도체들, 특히 III-족 질화물 재료들로도 지칭되는, 갈륨, 알루미늄, 인듐 및 질소의 2원, 3원 및 4원 합금들을 포함한다. 통상적으로, III-족 질화물 발광 디바이스들은, 유기 금속 화학 증착(MOCVD: metal-organic chemical vapor deposition), 분자 빔 에피택시(MBE: molecular beam epitaxy) 또는 다른 에피택셜 기술들에 의해 사파이어, 실리콘 탄화물, III-족 질화물 또는 다른 적합한 기판 상에, 상이한 조성 및 도펀트 농도의 반도체 층들의 스택을 에피택셜 성장시킴으로써 제조된다. 종종, 스택은, 기판 위에 형성되며 예를 들어 Si로 도핑된 하나 이상의 n형 층, n형 층 또는 층들 위에 형성되는 활성 영역에서의 하나 이상의 발광 층, 및 활성 영역 위에 형성되며 예를 들어 Mg로 도핑된 하나 이상의 p형 층을 포함한다. n형 영역 및 p형 영역 위에 전기 콘택트들이 형성된다.
도 1은 WO 2012/023119 A1호에 더욱 상세히 기술된, 라미네이팅된 형광체 층을 가진 LED를 도시한다. 요약서에서는, "방법이 서브마운트 웨이퍼(12) 위의 LED 다이들(10)의 어레이 위에 층(28)을 라미네이팅하기 위한 것이다"라고 기재되어 있다. 층(28)은 실리콘 바인더에서 형광체 분말을 포함할 수 있다. 층은 지지 필름 위에 형성되고 나서 건조된다. 층은 그리고 나서 LED 다이들(10) 위에 실장되고, 구조체는 진공 상태에서 가열된다. 하향 압력은 층이 LED 다이들의 상단들에 부착되고 웨이퍼의 주변에 기밀 시일을 형성하도록 지지 필름 위에 배치된다. 다음으로, 구조체는 주변 공기에 노출되고, 지지 필름은 제거된다. 시일은 주위 공기가 층(28)과 웨이퍼(12) 사이에 들어가는 것을 방지한다. 제2 적층 단계에서, 층과 웨이퍼 사이에 남아있는 공기를 제거하기 위해서 구조체는 진공 상태에서 더 높은 온도로 가열된다. 구조체는 그리고 나서 주위 공기 압력에 노출되는데, 이는 가열된 층을 LED 다이에 맞추게 한다"라고 명시한다.
본 발명의 목적은 발광 장치 위에 라미네이팅된 파장 변환 층을 제공하는 것인데, 여기서 구조체로부터 발광된 광은 컬러 필드에서의 변동을 감소시켰다.
본 발명의 실시 형태들에 따른 방법은 발광 다이오드(LED) 위에 필름을 라미네이팅하는 단계를 포함한다. LED의 상부 표면 위에 배치된 필름의 일부의 두께는 평탄화 요소를 LED의 상부 표면에 대해 가압함으로써 감소된다.
본 발명의 실시 형태들은 마운트에 부착된 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 파장 변환 필름은 LED의 상부 표면과 측벽 위에 배치된다. 측벽의 제1 부분에서의 파장 변환 필름의 두께는 측벽의 제2 부분에서의 파장 변환 필름의 두께보다 더 크다. 제1 부분은 제2 부분보다 LED의 상부 표면에 더 가깝게 위치한다.
도 1은 라미네이팅된 형광체 층을 가진 LED를 도시한다.
도 2는 III-질화물 LED의 한 예를 도시한다.
도 3은 제1 라미네이션 공정 뒤에 마운트에 부착되어 파장 변환 필름으로 커버된 LED들을 도시한다.
도 4는 제2 라미네이션 공정 뒤에 파장 변환 필름으로 커버된 LED를 도시한다.
도 5는 제3 라미네이션 공정 동안 마운트에 부착되어 파장 변환 필름으로 커버된 LED들을 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 제3 라미네이션 공정 뒤에 파장 변환 필름으로 커버된 LED를 도시한다.
도 1에 도시된 라미네이션 공정에서, 형광체 층은 LED의 측면들과 에지들 위에서 스트레칭되어, 형광체 층의 두께에서의 비-균일성을 만들 수 있는데, 이는 근거리장에서의 컬러 포인트를 바꿀 수 있다. 본 발명의 실시 형태들에서, LED의 상단 위의 파장 변환 필름의 두께는 감소될 수 있는데, 이는 파장 변환 필름의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 이는 장치의 성능을 개선할 수 있다.
이하의 예들에서 반도체 발광 디바이스는 청색 또는 UV 광을 방출하는 III-족 질화물 LED들이지만, 레이저 다이오드들과 같은 LED들 외의 반도체 발광 디바이스들, 및 다른 III-Ⅴ족 재료들, III-족 인화물, III-족 비화물, II-Ⅵ족 재료들, ZnO, 또는 Si계 재료들과 같은 다른 재료계들로 이루어진 반도체 발광 디바이스들이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 형태들에 사용될 수 있는 III-족 질화물 LED(15)를 도시한다. 임의의 적합한 반도체 발광 디바이스가 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시 형태들은 도 2에 도시된 디바이스에 국한되지는 않는다.
도 2의 디바이스는 관련 기술 분야에 공지된 바와 같이 성장 기판 위에 III-족 질화물 반도체 구조체를 성장시킴으로써 형성된다. 성장 기판(11)은 예를 들어, 사파이어, SiC, Si, GaN, 또는 복합 기판(composite substrate)과 같은 임의의 적절한 기판일 수 있다. 반도체 구조체는 n형 영역과 p형 영역 사이에 샌드위치된 발광 또는 활성 영역을 포함한다. n형 영역(13)이 먼저 성장되고, 예를 들어, 버퍼 층들 또는 핵 생성 층(nucleation layer)들과 같은 준비 층들, 및/또는 n형 또는 의도적으로 도핑되지 않을 수 있는 성장 기판의 제거를 용이하게 하도록 설계된 층들, 및 발광 영역이 효율적으로 광을 방출하는 데 바람직한 특정의 광학적, 재료적 또는 전기적 특성들을 위해 설계된 n형 또는 심지어는 p형 디바이스 층들을 포함하는 상이한 조성 및 도펀트 농도의 다중 층을 포함할 수 있다. n형 영역 위에는 발광 또는 활성 영역(14)이 성장된다. 적합한 발광 영역들의 예들은 단일의 두꺼운 또는 얇은 발광 층, 또는 장벽 층들에 의해 분리된 다수의 얇은 또는 두꺼운 발광 층을 포함하는 다중 양자 우물 발광 영역을 포함한다. 이어서, 발광 영역 위에는 p형 영역(16)이 성장될 수 있다. n형 영역과 마찬가지로, p형 영역은, 의도적으로 도핑되지 않은 층들, 또는 n형 층들을 비롯하여, 상이한 조성, 두께 및 도펀트 농도의 다수의 층을 포함할 수 있다.
성장 후에, p형 영역의 표면 위에 p-콘택트(18)가 형성된다. p-콘택트(18)는 종종 반사성 금속 및 반사성 금속의 전자 이동(electromigration)을 방지하거나 또는 감소시킬 수도 있는 가드 금속(guard metal)과 같은 다수의 전도성 층을 포함한다. 반사성 금속은 종종 실버이지만 임의의 적합한 재료가 사용될 수도 있다. p-콘택트(18)를 형성한 후에, p-콘택트(18), p형 영역(16) 및 활성 영역(14)의 일부분이 제거되어 n형 영역(13)의 일부분을 노출시키는데, n형 영역(13)의 일부분 위에는 n-콘택트(20)가 형성된다. n-콘택트(20) 및 p-콘택트(18)는 갭(22)에 의해 서로 전기적으로 절연되는데, 갭은 실리콘의 산화물과 같은 유전체 또는 임의의 다른 적합한 재료로 충전될 수도 있다. 다수의 n-콘택트 비아들이 형성될 수도 있고; n-콘택트(20) 및 p-콘택트(18)는 도 2에 도시된 배열로 한정되지 않는다. n-콘택트 및 p-콘택트는, 관련 기술분야에 공지된 바와 같이, 유전체/금속 스택에 의해 결합 패드를 형성하도록 재분배될 수도 있다. 플립 칩 구성에서, 광은 일반적으로 콘택트들(18과 20)로부터 반사되고, 기판(11)을 통하여 LED로부터 추출된다.
다음과 같은 도면들에서, 도 2에 도시된 LED(15)는 마운트(30)에 부착된다. 마운트(30)에 LED(15)를 부착하기 위해서, 하나 이상의 상호접속부들은 n- 및 p-콘택트들(20과 18) 위에 형성되거나 또는 그 곳에 전기적으로 접속된다. 상호접속부들은 전기적으로 그리고 물리적으로 LED(15)를 마운트(30)에 접속시킨다. 상호접속부들은, 예를 들어 솔더(solder), 골드 스터드 범프(gold stud bump), 골드 층 또는 임의의 다른 적합한 구조체일 수도 있다. 개별적 LED는 예를 들어, 상호접속부들을 각각의 LED 위에 형성한 후, 디바이스들의 웨이퍼로부터 다이싱된다. 추가적 상호접속부들은 마운트(30) 위에 형성될 수 있다. LED(15) 위에 및/또는 마운트(30) 위에 형성된 상호접속부들은 명료성을 위해 다음과 같은 도면들에서 누락된다.
마운트(30)는, 예를 들어, 금속, 세라믹, 또는 실리콘을 포함하는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 비아들은 마운트(30)의 내부에 형성되거나 또는 트레이스들은 마운트(30)의 표면에 형성될 수 있어, LED(15)가 실장되어 있는 마운트의 상부측을, 인쇄회로기판과 같은 또 다른 구조체에 사용자-부착될 수 있는 마운트의 하부측에 전기적으로 접속할 수 있게 한다.
개별적 LED(15)는 반도체 구조의 성장 방향에 대하여 뒤집혀서 마운트(30)에 부착된다. LED는 예를 들어, 초음파 본딩, 열음파 본딩, 솔더 부착, 또는 임의의 다른 적절한 본딩 기술에 의해 마운트에 부착될 수 있다.
일부 실시 형태들에서, 언더필 재료는 LED(15)와 마운트(30) 사이에 배치될 수 있다. 언더필은 후공정 동안 반도체 구조체를 지지할 수 있다. 언더필은 예를 들어, 실리콘, 에폭시, 유리, 또는 임의의 다른 적합한 재료일 수 있다. 성장 기판은 임의 적절한 기술에 의해 제거될 수 있거나, 임의의 적절한 기술에 의해 얇아질 수 있거나, 디바이스의 일부로 남아 있을 수 있다.
하나 이상의 추가 구조체들(24)은 n형 영역(13) 반대편의 기판(11) 표면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 추가 구조체들(24)은 필터들, 파장 변환 층들, 렌즈들, 광학, 또는 임의의 다른 적절한 구조체를 포함할 수 있다.
LED들(15) 및 마운트(30)에서 분리되어, 파장 변환 필름이 형성된다. 파장 변환 필름은 LED에 의해 방출된 광을 흡수하며 하나 이상의 상이한 파장들의 광을 방출한다. LED에 의해 방출된 비 변환 광은 종종 구조체로부터 추출된 광의 최종 스펙트럼의 일부가 되지만, 그것은 존재할 필요는 없다. 일반적인 조합들의 예들은, 황색-방출 파장 변환 재료와 결합된 청색-방출 LED, 녹색-방출 및 적색-방출 파장 변환 재료들과 결합된 청색-방출 LED, 청색-방출 및 황색-방출 파장 변환 재료들과 결합된 UV-방출 LED, 및 청색-방출, 녹색-방출 및 적색-방출 파장 변환 재료들과 결합된 UV-방출 LED를 포함한다. 구조체로부터 방출된 광의 스펙트럼을 조정하기 위해서 다른 컬러의 광을 방출하는 파장 변환 재료들이 부가될 수 있다.
파장 변환 필름은 통상적인 형광체, 유기 형광체, 양자 도트, 유기 반도체, II-VI 또는 III-V 반도체, II-VI 또는 III-V 반도체 양자 도트 또는 나노 결정, 염료, 폴리머, 또는 냉광을 발하는 다른 재료 등 하나 이상의 파장 변환 재료와 섞인 실리콘 또는 수지 등의 적절한 투명 재료이다. 하기 기술이 실리콘에서 형광체에 관해 언급할지라도, 임의의 적절한 파장 변환 재료 또는 재료들과 임의의 적절한 투명 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 스캐터링의 원인이 되거나 필름의 굴절률을 변경하는 비-파장-변환 재료들은, 파장 변환 필름에 추가될 수 있다.
파장 변환 필름은 지지 필름의 롤 위에 형성될 수 있다. 지지 필름은, 예를 들어, 임의의 적절한 치수의 에틸 테트라 플루오로 에틸렌(ETFE) 포일과 같은 상업적으로 이용 가능한 폴리머일 수 있다.
파장 변환 필름을 형성하기 위해서는, 형광체 분말이 실리콘 또는 다른 적절한 바인더와 혼합되어, 슬러리를 형성하고, 슬러리는 연속 프로세스에서 미리 결정된 두께로 지지 필름 위에 스프레이되거나 아니면 그 위에 퇴적된다(롤이 계속적으로 분배된다고 가정한다). 한 실시 형태에서, YAG 형광체(황록색)가 사용된다. 또 다른 실시 형태에서, 형광체는 혼합된 적색 및 녹색 형광체이다. 형광체들의 임의의 조합은 임의의 컬러 광을 만들기 위해 LED 광과 함께 사용될 수 있다. 형광체의 밀도, 층의 두께, 및 형광체의 타입 또는 형광체들의 조합은 LED 다이와 형광체(들)의 조합에 의해 방출된 광이 타겟 백색 포인트 또는 다른 바람직한 컬러를 갖도록 선택된다. 한 실시 형태에서, 형광체/실리콘 층은 약 30-200 미크론 두께일 것이다. 광 산란 재료들(예를 들면, 실리카, TiO2)과 같은, 다른 불활성 무기 입자들은 또한 슬러리에 포함될 수 있다. 파장 변환 필름은 일부 실시 형태들에서는 다중 파장 변환 층들을 포함할 수 있고, 일부 실시 형태들에서는 비-파장 변환 층들을 포함할 수 있다.
슬러리는 그 다음, 적외선 광들 또는 다른 발열원들에 의해서와 같이, 지지 필름이 풀린 것처럼, 건조된다. 그 결과로 건조된 형광체/실리콘 층은 파장 변환 필름으로서 사용될 때까지 저장될 수 있다. 예를 들어, ETFE 포일을 포함하는 임의의 적절한 재료의 보호 필름은 예를 들어, 연속 프로세스에서 파장 변환 필름 위에 배치될 수 있다. 보호 필름은 처음에 롤로서 제공될 수 있고, 약 25 미크론의 두께와 지지 필름과 동일한 다른 치수를 가지고 있을 수 있다. 보호 필름은 지지 필름이 작은 시트들로서 형성되면 그리고/또는 파장 변환 필름의 상부 표면이 잠재적으로 손상을 주는 콘택트들에 영향을 받지 않으면 필요하지 않을 수 있다. 추가적으로, 보호 필름은 파장 변환 필름이 보호 필름 없이도 손상되지 않는다면 필요하지 않을 수 있다. 지지 필름 또는 보호 필름 어느 것도 파장 변환 필름에 강하게 부착되지 않는다.
파장 변환 필름은 그것의 컬러 변환에 대하여 시험되고 일정한 범위의 피크 파장들을 생성하는 특별한 LED 다이들에 적합할 수 있다. 상이한 특성을 가지고 있는 파장 변환 필름의 상이한 롤들 또는 시트들은 상이한 특성을 가지고 있는 LED 다이를 라미네이티팅하기 위해 제조될 수 있다.
파장 변환 필름이 마운트에 부착된 LED 위에 라미네이팅되기 위해 선택되면, 파장 변환 필름의 롤은 일정한 비율로 롤을 분배하는 라미네이션 시스템에 실장될 수 있다. 보호 필름이, 존재할 경우, 제거된다. 파장 변환 필름과 지지 필름은 마운트(30)와 거의 동일한 사이즈로 커팅될 수 있다.
도 3에서, 파장 변환 필름(26)은 마운트(30) 위의 LED들(15) 위에서 아래를 향하여 실장된다. 파장 변환 필름(26)은 예를 들어, 40-120℃로 가열될 수 있어, 그것을 부드럽게 만들고 그것이 영역들(34)에서는 LED들(15)의 상단들에 부착되게 하고, 그리고 LED들(15) 사이의 영역들(36)에서는 마운트(30)의 상단에 부착되게 한다. 에어 포켓들(32)은 영역들(34와 36) 사이의 영역들에서는 파장 변환 필름(26)과 마운트(30) 사이에 형성된다. 공기 압력 또는 부드러운 고무 쿠션 또는 탄력성 패드(도 3에 도시되지 않음)와 같은 구조체는 영역들(34와 36)에서 파장 변환 필름(26)을 LED들(15)과 마운트(30)에 대해 가압하는데 사용될 수 있다. 그러한 구조체는 종래의 상업적으로 이용 가능한 라미네이션 시스템의 일부일 수 있다. 기밀 시일은 마운트(30)의 주변에 형성될 수 있다. 지지 필름은 기계적인 압력을 가하는 동안 파장 변환 필름(26)을 보호하는 것을 도울 수 있다.
도 3에 도시된 구조체는 그리고 나서 실온으로 냉각될 수 있다. 지지 필름이 존재하는 경우에는 파장 변환 필름(26)으로부터 제거될 수 있다. 구조체는 그리고 나서 약 70-130℃의 상승된 온도로 가열될 수 있고, 진공은 파장 변환 필름(26)과 마운트(30) 사이에 남아있는 공기를 제거하기 위해 만들어진다. 갭들(32) 내의 공기는 파장 변환 필름(26) 내의 작은 포어들을 통하여 방출될 수 있다. 일반적으로, 이러한 제2 라미네이션 공정 동안의 온도는 제1 라미네이션 공정 동안 이용된 온도보다 높아서, 도 3에 도시된 것과 같이, 파장 변환 필름(26)이 LED들(15)의 측면들 아래로 스트레칭되게 하고 LED들(15) 및 마운트(30)에 부착되게 한다. 진공과 처리 시간들의 범위는 사용된 특정 재료들에 의존한다. 일반적으로, 더 얇은 파장 변환 필름(26)은, 더 두꺼운 파장 변환 필름(26)보다는 갭들(32) 내에 남아있는 공기를 제거하는데 더 적은 시간을 필요로 한다. 공기는 그 다음 챔버 내로의 유입이 허용되어 챔버를 가압하는데, 이는 도 4에 도시된 것과 같이, LED(15) 주위의 파장 변환 필름(26)을 스트레칭시켜, 파장 변환 필름(26)이 LED들(15)을 캡슐화하게 한다.
도 4에 도시된 LED(15)는 예를 들어, 최소 200㎛ 높이일 수 있다. 제2 라미네이션 공정은, 도 4의 디바이스에서, LED들(15)의 측면들 위에서 파장 변환 필름(26)을 스트레칭하기 때문에, 파장 변환 필름(26)은 LED들(15)의 측면들(42)과 모서리들(39)에서 더 얇으며 LED들(15)의 상단들 위의 영역들(38) 그리고 LED들(15) 사이의 마운트(30) 위의 영역들(40)에서는 더 두껍다. LED(15)의 측면들 및 모서리들(42 및 39)과, 상단(38) 사이에서의 두께의 차이는 디바이스로부터 방출된 광의 컬러에서의 바람직하지 않은 변동들의 원인이 될 수 있다. 특히, 위로부터 볼 때, 도 4에 도시된 디바이스로부터의 광은, 디바이스의 중심에서 더 노랗거나 하얗고, 디바이스의 측면들과 모서리들에서는 더 푸르게 보일 수 있다. LED의 가까이에 있는 반사기 또는 굴절기와 같은 2차 광학을 가진 구조체들에서, 컬러에서의 변동들은 바람직하지 않은 비-균일한 컬러 필드를 만들 수 있다.
본 발명의 실시 형태들에서, 제3 라미네이션 공정이 수행된다. 제3 라미네이션 공정은 도 5에 도시된 것과 같이, LED들(15)의 상단들 위에서 파장 변환 필름(26)의 두께를 감소시킨다. 제3 라미네이션 공정 동안, 평탄화 요소(44)는 LED들(15)의 상단들에 배치된 파장 변환 필름(26) 위에서 아래로 가압하여, LED들(15)의 상단들 위의 영역들(38)에서 파장 변환 필름(26)을 얇게 만든다. 평탄화 요소(44)는 단일 LED(15)에 해당하는 영역(46)(예를 들어, 약 1 mm2의 영역) 위에서 휘어지지 않을 정도로 충분히 단단하고 인접한 LED들(15) 사이의 영역(48) 위에서 휘어질 수 있을 정도로 충분히 탄력적인 임의의 재료일 수 있다(예를 들어, 인접한 LED들(15)은 최소 3 mm 떨어져 스페이스를 둘 수 있다). 제3 라미네이션 공정 뒤에 각각의 LED(15) 위의 파장 변환 필름(26)의 두께가 각각의 LED(15)의 높이에 상관없이, 균일하도록, 평탄화 요소(44)는 LED들(15)의 상단들의 높이에서의 변동들을 보상하기 위해 인접한 LED들(15) 사이의 영역(48) 위에서 휘어지도록 설계될 수 있다. 적절한 평탄화 요소(44)의 한 예는 스프링 스틸 플레이트이다. 평탄화 요소는 종래의 라미네이션 기계에 사용될 수 있다.
일부 실시 형태들에서, 제3 라미네이션 공정은 평탄화 요소(44)가 제1 라미네이션 공정에 사용된 부드러운 고무 쿠션으로 대체되는 것을 제외하고는, 도 3에 도시된 제1 라미네이션 공정과 유사하다. 파장 변환 필름(26)은 예를 들어, 40-120℃로 가열될 수 있어, 그것을 부드럽게 만든다. 평탄화 요소(44)는 파장 변환 필름(26)을 LED들(15)에 대해 가압하는데 사용될 수 있어, 처음에 LED(15)의 상단 위에 배치된 파장 변환 필름(26) 내의 재료의 일부가 LED들(15)의 측면들 위에서 평탄화 요소(44)에 의해 가압되어, LED들(15)의 상단들의 위의 파장 변환 필름(26)을 얇게 하고 측벽 재료의 일부를 두껍게 만든다.
도 6은 도 5에서 기술된 제3 라미네이션 공정 뒤에 LED를 도시한다. 파장 변환 필름(26)은 LED(15)에 본질적으로 등각이고, 즉, 파장 변환 필름(26)의 외부 표면은 LED(15)의 외부 표면과 동일한 형상이다. 제3 라미네이션 공정 뒤에 LED(15)의 상단 위의 파장 변환 필름(26)의 두께(50)는 제3 라미네이션 공정 이전에 일부 실시 형태들에서는 LED(15)의 상단 위의 파장 변환 필름(26)의 두께의 90% 미만, 일부 실시 형태들에서는 80% 미만, 일부 실시 형태들에서는 70% 미만일 수 있다. LED(15)의 상단 위의 파장 변환 필름(26)의 일부(38)는 평탄화되는데, 이는 파장 변환 필름(26)이 LED(15)의 에지들(58)에서 두꺼워지게 한다. 상단 부분(38)은 파장 변환 필름이 가장 얇은 LED(15)의 측면에서의 파장 변환 필름(26)의 두께(52)가, 일부 실시 형태들에서 LED(15)의 상단 위의 파장 변환 필름(26)의 두께(50)의 최소한 70%, 일부 실시 형태들에서는 최소한 80%, 일부 실시 형태들에서는 최소한 90%가 되도록 평탄화될 수 있다. 파장 변환 필름(26)의 두께는 LED(15)의 측면을 따라 다를 수 있다. 예를 들어, LED(15)의 상단 근처에서, 도 6에서 두께들(54와 52)에 의해 보여진 것처럼, LED(15)의 상단으로부터의 잉여 재료가 평탄화 요소(44)에 의해 강제된 경우에는, LED(15)의 측면을 따르는 파장 변환 필름(26)은 LED(15)의 하부 가까이에 있는 것보다 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 하부 근처의 LED(15)의 측면을 따르는 파장 변환 필름(26)의 두께(52)는, 일부 실시 형태들에서 상단 근처의 LED(15)의 측면을 따르는 파장 변환 필름(26)의 두께(54)의 최소한 70%, 일부 실시 형태들에서는 최소한 80%, 일부 실시 형태들에서는 최소한 90%일 수 있다.
LED의 상단 위의 파장 변환 필름의 평탄화의 양은 제3 라미네이션 공정의 일부로서 조절될 수 있다. 예를 들어, 제3 라미네이션 공정 동안의 더 큰 압력과 더 높은 온도는 LED의 상단 위의 파장 변환 필름의 더 큰 박막화의 원인이 될 수 있는데, 이는 더 많은 파장 변환 재료가 LED의 측면들로 푸시되게 할 수 있다. 그러한 디바이스는 LED의 상단 위의 더 두꺼운 파장 변환 필름을 가진 디바이스보다는 디바이스의 상단으로부터의 더 푸른 방출과 디바이스의 측면들로부터의 덜 푸른 방출을 가지고 있을 것이다. 따라서, 디바이스에 의해 방출된 광의 컬러 필드는 제3 라미네이션 공정을 조절함으로써 조절될 수 있다.
제3 라미네이션 공정이 일부 실시 형태들에서, 도 3에서 기술된 제1 라미네이션 공정과 유사하기 때문에, 별도의 제3 라미네이션 공정 대신, LED들의 상단 위의 파장 변환 필름의 박막화는 제1 라미네이션 공정 동안 수행된다. 예를 들어, 도 3에서 기술된 제1 라미네이션 공정 동안, 부드러운 고무 쿠션 대신, 도 5를 참조하여 기술된 평탄화 요소(44)는, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 파장 변환 필름(26)이 LED들의 상단들에 부착됨과 동시에 LED들의 상단들 위의 파장 변환 필름을 얇게 하는데 사용될 수 있다.
본 발명을 상세하게 설명하였지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 개시를 고려하면, 본 명세서에 설명된 본 발명의 개념의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에 대해 변형이 행해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 예시되고 설명된 특정 실시 형태들에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다.

Claims (15)

  1. 방법으로서,
    발광 다이오드(LED)의 위에 필름을 라미네이팅하는 단계; 및
    평탄화 요소를 상기 LED의 상부 표면에 대해 가압함으로써 상기 LED의 상부 표면 위에 배치된 상기 필름의 일부의 두께를 감소시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라미네이팅 단계는,
    마운트에 부착되는 상기 LED의 상부 표면에 미리 형성된 파장 변환 필름을 부착하는 단계;
    상기 파장 변환 필름과 상기 마운트 사이에 기밀 시일(airtight seal)을 만드는 단계;
    상기 파장 변환 필름과 상기 마운트 사이의 공기를 제거하기 위해 진공을 만드는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 파장 변환 필름의 일부의 두께를 감소시키는 상기 단계는 상기 파장 변환 필름과 상기 마운트 사이의 공기를 제거하기 위해 진공을 만든 후 수행되는, 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 파장 변환 필름의 일부의 두께를 감소시키는 상기 단계는 미리 형성된 파장 변환 필름을 상기 LED의 상부 표면에 부착하는 상기 단계 동안 수행되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, LED 위에 배치된 상기 필름의 일부의 두께를 감소시키는 것은 상기 LED의 상부 표면 위에 배치된 상기 필름의 일부의 두께를 상기 감소 전의 상기 필름의 두께의 80% 미만으로 감소시키는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필름은 실리콘과 혼합된 파장 변환 재료를 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 평탄화 요소는 스프링 스틸 플레이트를 포함하는, 방법.
  8. 구조체로서,
    마운트에 부착된 발광 다이오드(LED); 및
    상기 LED의 상부 표면과 측벽 위에 배치된 파장 변환 필름
    을 포함하고;
    상기 측벽의 제1 부분에서의 상기 파장 변환 필름의 두께가 상기 측벽의 제2 부분에서의 상기 파장 변환 필름의 두께보다 더 크고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분보다 상기 상부 표면에 더 가깝게 위치하는, 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 부분에서의 상기 파장 변환 필름의 두께가 상기 제1 부분에서의 상기 파장 변환 필름의 두께의 적어도 80%인, 구조체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 부분에서의 상기 파장 변환 필름의 두께가 상기 LED의 상기 상부 표면 위의 상기 파장 변환 필름의 두께의 적어도 80%인, 구조체.
  11. 제8항에 있어서, 상기 파장 변환 필름은 실리콘과 혼합된 형광체(phosphor)를 포함하는, 구조체.
  12. 제8항에 있어서, 상기 파장 변환 필름은 상기 LED를 공형적으로(conformally) 커버하는, 구조체.
  13. 방법으로서,
    파장 변환 필름을 상기 필름이 부드러워질 때까지 가열하는 단계;
    상기 필름을 마운트에 접속된 복수의 발광 다이오드들(LED들)에 부착하는 단계 - 상기 필름을 부착하는 단계는 상기 필름을 상기 복수의 LED들의 상단들(tops)에 그리고 상기 복수의 LED들 사이의 상기 마운트의 일부들에 부착하고 상기 마운트의 에지 주위에 시일을 형성하는 단계를 포함함 -;
    상기 파장 변환 필름과 상기 마운트 사이에 갇힌(trapped) 공기를 제거하기 위해 진공을 만드는 단계; 및
    상기 복수의 LED들의 상단들 위에 배치된 상기 파장 변환 필름의 일부의 두께를 감소시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 두께를 감소시키는 단계는,
    상기 파장 변환 필름을 상기 필름이 부드러워질 때까지 가열하는 단계;
    상기 복수의 LED들의 상부 표면에 대하여 평탄화 요소를 가압하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 두께를 감소시키는 단계는, 상기 파장 변환 필름의 일부가 상기 복수의 LED들의 측면들로 푸시되게 하는 단계를 포함하는, 방법.
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