KR20160106152A - 인광체 변환기를 갖는 비접착식 발광 디바이스 - Google Patents

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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

파장 변환 필름(220)을 투명 기판(230)에 그리고 이어서 발광 요소(110)에 라미네이트하기 위해 다중 스테이지 라미네이션 공정이 사용된다. 파장 변환 필름(220)은 경화되지 않은 인광체 매립된 실리콘 중합체일 수 있고, 라미네이션 공정은 중합체가 투명 기판(230)에 부착되지만 완전히 경화되지 않도록 중합체를 가열하는 것을 포함한다. 인광체 라미네이트된 투명 기판(230)이 슬라이싱/다이싱되고, 각각의 다이싱된 기판의 파장 변환 필름(220)이 각각의 발광 요소(110) 상에 놓여진다. 반경화된 파장 변환 필름(220)이 이어서, 인광체 필름을 가열시키고 그 결과 경화시키는 것을 통해, 발광 요소(110)에 라미네이트된다. 공정 전체에 걸쳐, 어떤 접착제도 사용되지 않고, 접착제 물질과 연관된 광 손실이 유입되지 않는다.

Description

인광체 변환기를 갖는 비접착식 발광 디바이스{GLUELESS LIGHT EMITTING DEVICE WITH PHOSPHOR CONVERTER}
본 발명은 발광 디바이스 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 인광체 변환기를 포함하고 요소들을 서로 부착시키기 위해 접착제를 사용하지 않는 발광 디바이스에 관한 것이다.
반도체 발광 디바이스의 사용이 계속 확대됨에 따라 이 디바이스에 대한 시장의 경쟁이 치열해졌다. 이 시장에서, 공급업체들 간에 제품 차별성을 제공하는 데 성능 및 가격이 종종 중요하다. 광 손실을 감소시키고 그 결과 광 출력 효율을 증가시키는 것은, 광학 품질을 향상시킴에 따라, 개선된 성능을 제공한다. 광 손실을 감소시키고 그리고/또는 광학 품질을 개선시키기 위해 사용되는 공정이 보다 적은 제조 비용으로 수행될 수 있다면, 성능대 가격비가 급격히 증가할 수 있다.
종래의 발광 디바이스는 전형적으로 원하는 광 출력 패턴을 갖는 원하는 색의 광을 생성하는 데 사용되는 다수의 개별 요소를 포함한다. 대부분의 실시예에서, 발광 요소는 특정 파장의 광을 방출하고; 파장 변환 요소(전형적으로, 인광체 물질)는, 합성 광 출력(composite light output)이 원하는 색 및 색 온도를 갖도록, 방출된 광의 일부 또는 전부를 하나 이상의 다른 파장으로 변환시키며; 광학 요소는 원하는 광 출력 패턴을 생성하기 위해 합성 광 출력을 지향시킨다. 참조의 편의를 위해, 인광체라는 용어가 본원에서 파장 변환 물질에 대한 동의어로서 사용되지만, 발광 요소에 의해 방출된 광의 파장과 상이한 파장의 광을 방출하는 임의의 물질이 이 정의에 포함될 수 있다.
일부 실시예에서, 광학 요소는 파장 변환 물질을 포함하고, 원하는 광 출력 패턴을 제공하는 형상으로 발광 요소 상에 성형된다. 그렇지만, 이러한 실시예에서, 광학 요소 내에서의 특정의 인광체 농도가 배치(batch)마다 다르고 발광 요소에 의한 특정의 발광 파장이 웨이퍼마다 다르기 때문에, 일관된 합성 색 출력을 유지하는 것이 어렵다.
다른 실시예에서, 미리 형성된 파장 변환 필름이 제조되고, 각각의 필름의 파장 변환 특성이 테스트를 통해 결정된다. 유사한 방식으로, 각각의 웨이퍼의 발광 요소의 파장 특성이 테스트를 통해 결정된다. 원하는 합성 색 출력을 달성하기 위해, 웨이퍼의 발광 요소에 부착하기 위해 선택되는 필름은 필름의 특성이 특정의 웨이퍼의 발광 요소의 특성과 결합하여 원하는 합성 색 출력을 가져오도록 선택된다. 발광 요소가 요소들 사이에 적절한 간격을 두고 기판(substrate) 상에 위치되고; 필름이 기판 상의 발광 요소 위에 오버레이되며, 이어서 필름을 발광 요소 및 기판에 밀착시켜 부착(conform and adhere)하기 위해 진공과 열의 조합을 사용하여 발광 요소 및 발광 요소들 사이의 공간에 있는 기판에 라미네이트(laminate)된다. 광학 요소가 라미네이트된 인광체 필름을 갖는 발광 요소 위에 형성된다.
미리 형성되고 미리 특성 분석된(pre-characterized) 파장 변환 필름의 사용은 각각의 필름의 특성과 각각의 발광 요소 세트의 특성의 정합(matching)에 의해 제조되는 발광 디바이스들 사이에 일관된 합성 색 출력을 제공하지만, 발광 요소 위에 인광체 매립된 물질(phosphor embedded material)을 성형하는 것보다 비용이 많이 드는 공정이다.
다른 실시예에서, 미리 형성된 파장 변환 플레이트(wavelength conversion plate)가, 전형적으로 하나 이상의 인광체를 유리에 매립하는 것에 의해, 생성된다. 이 플레이트가, 상기 미리 형성된 필름 실시예에서와 같이, 테스트되고 특성 분석되며, 원하는 합성 색 출력을 제공하기 위해 특정의 발광 요소 세트에 정합될 수 있다. 파장 변환 플레이트가 발광 요소의 발광 표면과 실질적으로 동일한 크기인 플레이트릿(platelet)을 형성하기 위해 슬라이싱/다이싱되고, 이어서 발광 요소들 각각에 접착된다. 광학 요소가 부착된 인광체 플레이트릿을 갖는 발광 요소 위에 형성된다.
미리 특성 분석된 파장 변환 플레이트릿의 사용은, 미리 특성 분석된 파장 변환 필름의 사용에서와 같이, 일관된 색의 광 출력을 제공하지만, 보다 낮은 제품 원가를 제공할 수 있는데, 그 이유는 비교적 고가인 파장 변환 물질이 발광 요소들 사이의 공간 위가 아니라 발광 표면 위에만 도포되기 때문이다. 그렇지만, 플레이트릿과 발광 요소 사이에의 접착제의 유입은 제조 복잡도를 증가시키고, 접착제 물질은 광 손실을 유입시킨다. 그렇지만, 접착제 물질은 일반적으로 좋지 않은 열 전도도(thermal conductance) 특성을 가지며, 발광 디바이스에 의해 발생된 열의 주변 환경으로의 소산(dissipation)을 방해하는 역할을 한다.
최소한의 광 손실로 일관된 합성 색 출력을 나타내는 파장 변환 물질을 갖는 발광 디바이스를 제조하는 방법을 제공하면 유리할 것이다. 또한, 본 방법이 부가의 제조 복잡도 및/또는 비용을 유입시키지 않으면 유리할 것이다. 게다가, 본 방법이 제조 복잡도 및/또는 비용의 감소를 제공하면 유리할 것이다.
이 관심사들 중 하나 이상을 보다 잘 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서, 파장 변환 필름을 투명 기판에 그리고 이어서 발광 요소에 라미네이트하기 위해 다중 스테이지 라미네이션 공정(multi-stage lamination process)이 사용된다. 파장 변환 필름은 경화되지 않은 인광체 매립된 실리콘 중합체(phosphor-embedded silicone polymer)일 수 있고, 라미네이션 공정은 중합체가 유리 기판에 부착되지만 완전히 경화되지 않도록 중합체를 가열하는 것을 포함한다. 인광체 라미네이트된 유리 기판(phosphor-laminated glass substrate)이 슬라이싱/다이싱되고, 각각의 다이싱된 기판의 인광체 필름이 각각의 발광 요소 상에 놓여진다. 반경화된 인광체 필름이 이어서, 인광체 필름을 가열시키고 그 결과 경화시키는 것을 통해, 발광 요소에 라미네이트된다. 공정 전체에 걸쳐, 어떤 접착제도 사용되지 않고, 접착제 물질과 연관된 광 손실이 유입되지 않는다.
본 발명이, 예로서, 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 기판 상에 발광 요소를 제조하는 것의 일 예를 나타낸 도면.
도 2a 내지 도 2d는 투명 기판 상에 파장 변환 필름을 라미네이트하는 것과 파장 변환 라미네이트(wavelength conversion laminate)를 갖는 다이싱된 플레이트릿을 제공하기 위해 기판을 슬라이싱/다이싱하는 것의 일 예를 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3d는 파장 변환 라미네이트를 갖는 다이싱된 플레이트릿을 기판 상의 발광 요소에 라미네이트하는 것과 기판 상의 각각의 라미네이트 구조물 주위에 반사성 물질을 성형하는 것의 일 예를 나타낸 도면.
도 4는 파장 변환 필름을 투명 기판에 그리고 발광 요소에 다중 스테이지 라미네이션하는 것과, 이어서 각각의 라미네이트 구조물 주위에 반사성 물질을 성형하는 것의 예시적인 흐름도.
도 5a 및 도 5b는 예시적인 대안의 형상의 투명 기판을 나타낸 도면.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호는 유사하거나 대응하는 특징 또는 기능을 나타낸다. 도면은 예시를 위해 포함되고, 본 발명의 범주를 제한하려고 의도되어 있지 않다.
이하의 설명에서, 제한이 아니라 설명을 목적으로, 본 발명의 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정의 아키텍처, 인터페이스, 기법 등과 같은 구체적인 상세가 서술되어 있다. 그렇지만, 본 발명이 이 구체적인 상세를 벗어나지 않는 다른 실시예에서 실시될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 명백할 것이다. 유사한 방식으로, 이 설명의 본문이 도면에 예시된 예시적인 실시예에 관한 것이며, 청구된 발명을 청구항에 명시적으로 포함된 범위를 넘어 제한하려고 의도되어 있지 않다. 간략함과 명확함을 위해, 널리 공지된 디바이스, 회로, 및 방법의 상세한 설명이 본 발명의 설명을 불필요한 상세로 모호하게 하지 않기 위해 생략된다.
도 1a 내지 도 1c는 기판(130) 상에 발광 요소(110)를 제조하는 것의 일 예를 나타낸 것이다. 발광 요소(110)는 다양한 종래의 발광 요소 중 임의의 것일 수 있고, 예를 들어, N-형 반도체층과 P-형 반도체층 사이에 끼여 있는 활성 발광층(active light emitting layer)을 포함할 수 있다. 접촉 패드(120)는 발광 요소(110)에의 외부 전원 연결을 가능하게 한다. 발광 요소(110)가 "플립칩" 구성에서는 양 접점을 한쪽에 갖지만, 각각의 측면 상의 하나의 접점과 같은 다른 적당한 접점 구성이 본 발명의 범주 내에 포함된다.
발광 요소(110)가, 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이, 발광 요소들 사이에 적절한 공간(160)을 두고, 종래의 픽 앤 플레이스(pick-and-place) 공정을 사용하여 기판(130) 상에 놓여질 수 있다. 기판(130)은 발광 요소(110)가 일시적으로 부착되는 표면일 수 있지만; 많은 실시예에서, 기판(130)은 발광 요소(110)에 대한 영구적 지지체를 형성하고, 접촉 패드(120)가, 전형적으로 솔더를 통해, 결합되는 도체(도시되지 않음)를 포함한다. 도체는, 기판의 하부 표면으로부터 발광 요소(110)에의 외부 접촉을 가능하게 하기 위해, 기판(130)을 관통하여 뻗어 있을 수 있다.
기판(130) 상의 발광 요소(110)에 기계적 지지를 제공하기 위해, 필러 물질(filler material)(140)이 발광 요소(110) 아래에 도포될 수 있다. 이 필러 물질(140)은 광을 의도된 발광 표면인 발광 요소(110)의 상부 표면 쪽으로 방향 전환시키기 위해 반사성이 있을 수 있다.
참조의 편의를 위해, 기판(130) 상의 발광 구조물은 이후부터 구조물(150)이라고 지칭된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 발광 구조물(150)이 앞서 상세히 설명된 것과 상이한 요소를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 파장 변환 물질이 각종의 기법 중 임의의 것을 사용하여 발광 구조물(150)에 추가될 수 있다. 매립된 인광체를 갖는 광학 요소가 구조물(150) 위에 성형될 수 있거나; 미리 형성된 인광체 매립된 필름이 기판(130)에 라미네이트되어, 각각의 구조물(150) 및 이 구조물들 사이의 공간(160)을 덮을 수 있거나; 인광체 매립된 플레이트릿이 구조물(150)의 발광 표면에 접착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 미리 형성되고 미리 특성 분석된 인광체 매립된 필름이 투명 플레이트에 라미네이트되고, 이 플레이트가 발광 구조물(150)의 발광 표면과 동일한 크기인 플레이트릿으로 슬라이싱/다이싱된다. 특히 유의할 점은, 인광체 매립된 필름이 반경화된(클래스 B) 상태에 있는 중합체이고, 라미네이션 공정이 중합체가 유리 플레이트에 라미네이트된 후에 완전히 경화되지 않도록 되어 있다는 것이다. 후속하는 라미네이션 공정에서, 플레이트릿 상의 인광체 매립된 필름이 발광 구조물(150)의 발광 표면에 라미네이트되고, 이 공정에서, 중합체가 완전히 경화된다.
도 2a 내지 도 2d는 투명 기판 상에 파장 변환 필름을 라미네이트하는 것과 라미네이트된 파장 변환 요소를 갖는 다이싱된 플레이트릿을 제공하기 위해 투명 기판을 슬라이싱/다이싱하는 것의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2a에서, 지지 이형층(supporting release layer)(210) 상의 미리 형성된 파장 변환 필름(220)이 투명 기판(230) 상에 놓여진다. 파장 변환 필름(220)은 2008년 3월 18일자로 Haryanto Chandra에 특허된 USP 7,344,952(참조로 본원에 포함됨)에 기술된 공정을 사용하여 제조될 수 있다:
"실리콘-인광체 혼합물을 편평한 표면 위에 있는 비점착성 이형층 상에 퇴적시키고 이어서 균일한 두께의 얇은 시트를 형성하기 위해 물질을 회전시키는 것에 의해 얇은 인광체 시트가 형성될 수 있다. 미리 결정된 양의 실리콘 인광체-혼합물을 몰드(mold)에 퇴적시키는 것에 의해 또는 미리 결정된 양의 물질을 이형층 상에 분사하는 것에 의해 얇은 시트가 또한 형성될 수 있다...
"일 실시예에서, 인광체 시트가, 시트가 연성이고 얼마간 점착성이 있도록, 열을 가하는 것에 의해 부분적으로 경화된다. 이 시트가 이어서 이형층과 함께 편평한 표면으로부터 제거된다." (USP 7,344,952, 컬럼 3의 라인 66부터 컬럼 4의 라인 24까지)
파장 변환 필름(220)이 그의 파장 변환 특성을 결정하기 위해 테스트될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상이한 특정의 발광 파장과 같은, 상이한 광 출력 특성을 가지는 발광 요소가 이 특성에 기초하여 "비닝(bin)"된다(역시 USP 7,344,952에 개시되어 있음). 예를 들어, 발광 요소가 450 nm의 공칭 파장을 갖는 청색광을 방출하는 경우, 테스트된 발광 요소는 다음과 같은 4 개의 빈 1 내지 4 중 하나에 그룹화될 수 있다: 1) 440-445 nm; 2) 445-450 nm; 3) 450-455 nm; 및 4) 455-460 nm. 파장 변환 필름의 테스트된 특성에 기초하여, 원하는 합성 색 출력을 달성하기 위해 파장 변환 필름과 정합하기 위한 적절한 빈이 식별된다. 원하는 합성 색 출력은, 예를 들어, 원하는 색 온도에서의 백색광일 수 있다. 발광 구조물(150)의 발광 요소(110) 각각은 특정의 파장 변환 필름(220)과 짝을 이루기 위한 식별된 빈으로부터 획득된다. 대안적으로, 상이한 특성을 가지는 다수의 파장 변환 필름이 제공될 수 있고, 원하는 합성 색 출력을 생성하기 위해, 특정의 파장 변환 필름(220)이 발광 구조물(150)의 특정의 발광 요소(110)의 특성에 대응하도록 선택될 수 있다.
투명 기판(230)은 유리, 사파이어, 플라스틱 등 - 보다 나은 열 소산을 위해 유리 및 사파이어가 플라스틱보다 일반적으로 선호됨 - 을 비롯한 임의의 투명 물질일 수 있다. 참조의 편의를 위해, "유리" 및 "플레이트"라는 용어는, 이후부터, 발광 요소(110)에 의해 방출되는 광 및 파장 변환 필름(220)에 의해 방출되는 임의의 광에 투명한 기판에 대한 동의어로서 사용된다.
파장 변환 필름(220)이 투명 기판(230) 상에 위치된 후에, 열, 압력, 및 진공을 가하는 것에 의해 필름(220)이 기판(230)에 라미네이트된다. 가해지는 열이 파장 변환 필름(220)의 경화를 제한하기 위해 제어되고, 140 내지 160°C의 경화 온도를 가지는 예시적인 중합체에 대해 70 내지 100°C의 범위에 있을 수 있다. 중합체의 점탄성 거동(visco-elastic behavior)(G'-저장 탄성 계수(storage modulus) - 및 TanDelta - 손실 탄성 계수와 저장 탄성 계수 간의 비 -)은 필름에 가해질 필요가 있는 열을 정의한다. 파장 변환 필름(220)을 투명 기판(230)에 라미네이트한 후에, 도 2b에 예시된 바와 같이, 지지 이형 시트(210)가 제거될 수 있다. 임의로, (이하의) 슬라이싱/다이싱 공정 이후까지 이형 시트(210)가 파장 변환 필름(220) 상에 남아 있을 수 있지만, 이것은 다이싱된 플레이트릿 각각으로부터 이형 물질을 제거하는 것을 필요로 할 것이다.
라미네이트된 파장 변환 필름(220)을 갖는 투명 기판(230)이 슬라이싱 표면(240) 상에 놓이고, 투명 기판('플레이트')(230)에 라미네이트된 대응하는 파장 변환 필름(220) 단편을 포함하는 개개의 '플레이트릿'(250)을 생성하기 위해, 도 2c에 예시된 바와 같이, 슬라이싱/다이싱될 수 있다. 이 플레이트릿(250) 각각은 발광 구조물(150)의 발광 표면과 실질적으로 동일한 크기이도록 형성될 수 있다. 공칭상, 기판은 두께가 약 50 내지 200 마이크로미터일 수 있고, 파장 변환 필름은 두께가 50 내지 150 마이크로미터일 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 파장 변환 라미네이트를 갖는 다이싱된 플레이트릿(250)을 기판 상의 발광 구조물(150)에 라미네이트하는 것과 기판 상의 각각의 라미네이트 구조물 주위에 반사성 물질을 성형하는 것의 일 예를 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b에서, 라미네이트 파장 변환 물질(220)을 갖는 개개의 플레이트릿(250)은, 예를 들어, 반도체 제조 기술에서 통상적인, 가열 스테이지를 갖는 종래의 픽 앤 플레이스 머신을 사용하여 발광 구조물(150) 상에 놓여진다. 가열 스테이지의 온도는 약 120 내지 150C이고, 따라서 파장 변환 물질이 발광 구조물(150)에 부착되게 할 수 있다. 최종 경화는 라미네이션 필름에서의 중합체의 유형에 따라 1 내지 4 시간 걸릴 수 있다.
도 3c에서, 변환된 광을 반사시키기 위해, 발광 요소(110) 및 파장 변환 물질(220)을 환경 효과로부터 보호하기 위해, 그리고/또는 그 결과 얻어진 디바이스에 구조적 지지를 제공하기 위해 물질(310)이 도포될 수 있다.
도 3d에서, 투명 기판 요소(230)의 발광 표면(235)을 노출시키기 위해 인케이싱 물질(encasing material)(310)이 마감 처리된다. 인케이싱 물질(310)의 이 표면 마감 처리를 실시하기 위해 마이크로비드 블라스팅(microbead blasting) 또는 다른 플래닝(planning) 기법이 사용될 수 있다. 표면 마감 처리는 또한 기판 요소(230)의 표면을 거칠게 하여, 표면에서의 TIR(total internal reflection)을 감소시킴으로써 그 표면을 통한 광 출력 효율의 증가를 제공할 수 있다.
인케이싱 물질은 발광 요소(110)에 의해 방출된 광 및 파장 변환 필름(220)에 의해 방출된 임의의 광을 반사시킬 수 있다. 이 물질은, 광이 궁극적으로 투명 기판 (230)의 발광 표면(235)을 통해 빠져나갈 수 있도록, 그렇지 않았으면 플레이트릿(250) 및 구조물(150)의 측면을 통해 빠져나갈 광을 반사시키게 배열된다. 20% TiO2 이상의 농도를 갖는 실리콘과 TiO2의 혼합물이 고반사성 인케이싱 물질(310)을 제공하지만, 다른 물질이 사용될 수 있다.
기판 요소(230)의 발광 표면을 노출시킨 후에, 개개의 발광 디바이스(350)를 제공하기 위해, 도 3d에서 절단선(320)으로 예시된 바와 같이, 기판 (130) 및 인케이싱 물질(310)이 슬라이싱/다이싱될 수 있다.
그 결과 얻어진 발광 디바이스(350)는, 기판 (130) 상의 발광 요소(110)의 특성에 정합되는 미리 형성되고 미리 특성 분석된 파장 변환 필름(220)의 사용으로 인해, 디바이스들(350) 간에 일관된 광 출력 특성을 나타낼 것으로 예상될 수 있다. 디바이스(350)는 또한, 접착제 층이 없는 것으로 인해 그리고 반사성 물질(310 및 140)의 존재로 인해, 높은 광 출력 효율을 나타낼 것으로 예상될 수 있다. 디바이스(350)는 또한, 다시 말하지만, 접착제 층이 없는 것으로 인해 그리고 유리와 같은 높은 열 전도율을 갖는 투명 기판 (230)의 사용으로 인해 양호한 열 소산을 나타낼 것으로 예상될 수 있다.
도 4는 파장 변환 필름을 투명 기판에 그리고 발광 요소에 다중 스테이지 라미네이션하는 것과, 이어서 각각의 라미네이트 구조물 주위에 반사성 물질을 성형하는 것의 예시적인 흐름도를 나타낸 것이다. 설명 및 이해의 편의를 위해, 공정이 유리의 투명 기판 , 및 실리콘 중합체에 매립된 인광체와 같은, 인광체를 포함하는 파장 변환 필름의 예를 사용하여 제시된다.
410에서, 인광체 필름이 유리 기판 상에 라미네이트된다. 라미네이션은 유리를, 인광체 필름을 반경화된 상태에 두게 될, 70 내지 100°C로 가열하는 것에 의해 실시될 수 있다.
인광체 필름이 지지 이형 시트 상에 위치되어 있으면, 그 시트가, 420에서, 제거될 수 있다. 그렇지만, 지지 시트가 또한, 인광체 필름을 유리에 라미네이트하기 위해 열이 가해지기 전에, 제거될 수 있다는 것에 유의한다.
440에서 기판 상에 제공되는 발광 요소의 발광 표면 영역을 덮는 크기로 되어 있는 개개의 인광체-유리 플레이트릿을 제공하기 위해, 430에서 인광체 라미네이트된 유리가 슬라이싱/다이싱된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 기판 상에 제공되는 발광 요소는 원하는 합성 색 출력을 제공하기 위해 인광체 필름의 특성과 정합하는 발광 특성을 갖도록 선택될 수 있거나; 특정의 인광체 필름이 원하는 합성 색 출력을 제공하기 위해 발광 요소의 특성과 정합하도록 선택될 수 있다.
450에서, 유리-인광체 플레이트릿이, 인광체가 발광 요소의 발광 표면과 직접 접촉하게, 기판 상의 각각의 발광 요소 상에 놓여진다.
460에서, 유리-인광체 플레이트릿이 120 내지 150°C의 열을 가하는 것에 의해 발광 요소에 라미네이트된다. 임의로, 450에서 유리-인광체 플레이트릿이 발광 요소 상에 놓이기 전에, 발광 요소를 갖는 기판이 이 온도로 미리 가열될 수 있다.
470에서, 기판 상의 라미네이트된 발광 구조물 및 파장 변환 구조물 각각을 둘러싸기 위해 반사성 성형 물질이 도포되고, 성형 물질을 경화시키도록 허용되고 그리고/또는 성형 물질을 경화시키기 위해 추가로 처리된다. 특정의 경화 공정은 사용되는 특정의 성형 물질에 의존할 것이다.
480에서, 성형 물질이 유리-인광체 플레이트릿의 발광 표면을 흐릿하게 하면, 유리-인광체 플레이트릿의 표면을 노출시키기 위해 물질이 마감 처리된다.
490에서, 개개의 발광 디바이스를 형성하기 위해, 성형 물질로 둘러싸여 있는 발광 구조물 및 파장 변환 구조물을 갖는 기판이 슬라이싱/다이싱된다. 앞서 살펴본 바와 같이, 기판은 일반적으로, 발광 요소의 접촉 패드에의 외부 접촉을 가능하게 하는, 기판을 관통하여 뻗어 있는 접점을 포함한다. 대안적으로, 기판이 일시적 지지체로서 제공되어 있으면, 접촉 패드를 노출시키기 위해 기판이 제거될 수 있다. 이 제거는, 기판이 재사용될 수 있도록, 인케이싱된 발광 구조물 및 파장 변환 구조물의 슬라이싱/다이싱 이전에 일어날 수 있다.
앞서 제시된 예시적인 실시예에서, 투명 기판이 편평한 상부 및 하부 표면을 갖는 직선형 구조물(rectilinear structure)로서 예시되어 있다. 대안의 실시예에서, 투명 기판은 그의 발광 표면을 통해 원하는 광 출력 패턴을 제공하도록 형성될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 예시적인 대안의 형상의 투명 기판을 나타낸 것이다. 이 예들 각각에서, 파장 변환 필름(220)이 마감 처리된 발광 디바이스(도시되지 않음)의 발광 표면을 궁극적으로 형성하게 될 기판(530)의 표면(510, 520)의 반대쪽에 있는, 투명 기판(530)의 실질적으로 편평한 표면에 라미네이트된다.
도 5a에서, 투명 기판(530)의 발광 표면(510)은 광이 넓은 범위의 각도 내에서 표면(510)을 빠져나갈 수 있게 하는 역할을 하는 반구형 돔(hemispherical dome)을 포함한다.
도 5b에서, 투명 기판(530)의 발광 표면(520)은 표면(520)을 빠져나가는 광을 평행화시키는 역할을 하는 형상의 윤곽(shaped contour)을 포함한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자라면 투명 기판(530)의 발광 표면이, 디바이스로부터 원하는 광 출력 패턴을 제공하기 위해, 각종의 형상 또는 패턴 중 임의의 것으로 형성될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
본 발명이 도면 및 이상의 설명에 상세히 예시되고 기술되어 있지만, 이러한 예시 및 설명이 제한적인 것이 아니라 설명적이거나 예시적인 것으로 간주되고; 본 발명이 개시된 실시예로 제한되지 않는다.
예를 들어, 파장 변환 물질이 이형 필름이 아니라 투명 기판 상에 액체/반액체 형태로 퇴적되고, 이어서 원하는 두께의 코팅을 형성하기 위해 회전되거나 다른 방식으로 처리되는 일 실시예에서 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.
도면, 개시 내용, 및 첨부된 청구항을 살펴보는 것으로부터, 청구된 발명을 실시하는 데 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 개시된 실시예에 대한 다른 변형이 이해되고 실시될 수 있다. 청구항에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 단수 관형사 "한" 또는 "어떤"은 복수를 배제하지 않는다. 특정의 대책들이 서로 다른 종속 청구항에서 인용되고 있다는 단순한 사실이 이 대책들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 청구항에서의 참조 표시(reference sign)(있는 경우)가 청구항의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 발광 디바이스로서,
    발광 요소;
    투명 기판; 및
    파장 변환 필름(wavelength converting film)
    을 포함하고;
    상기 파장 변환 필름은, 다른 접착제 물질 없이, 상기 투명 기판에 그리고 상기 발광 요소에 직접 라미네이트(laminate)되는, 발광 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은 유리 또는 사파이어 중 하나를 포함하는, 발광 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 필름은 하나 이상의 인광체를 포함하는, 발광 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 인광체는 실리콘 중합체(silicone polymer)에 매립되는, 발광 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 필름은 실리콘 중합체를 포함하는, 발광 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 필름은, 상기 파장 변환 필름이 상기 발광 요소에 라미네이트되기 전에, 상기 투명 기판에 라미네이트되는, 발광 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 발광 요소는 어떤 크기를 갖는 발광 표면을 포함하고, 상기 파장 변환 필름은 상기 발광 표면의 상기 크기와 실질적으로 같은 수광 표면(light receiving surface)을 포함하는, 발광 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 발광 표면의 상기 크기와 실질적으로 같은 수광 표면을 포함하는, 발광 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판은 상기 파장 변환 필름에 라미네이트되는 표면의 반대쪽에 비평면 표면을 포함하는, 발광 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 발광 요소 및 상기 파장 변환 필름을 둘러싸고 있는 반사성 물질을 포함하는, 발광 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반사성 물질은 상기 투명 기판도 둘러싸고 있는, 발광 디바이스.
  12. 발광 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    투명 기판에 라미네이트되는 파장 변환 필름을 포함하는 플레이트릿(platelet)을 제공하는 단계;
    발광 표면을 포함하는 발광 요소를 제공하는 단계; 및
    다른 접착제의 사용 없이 상기 플레이트릿의 상기 파장 변환 필름을 상기 발광 표면에 라미네이트하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플레이트릿을 제공하는 단계는
    파장 변환 물질의 시트를, 다른 접착제의 사용 없이 그리고 상기 파장 변환 물질을 완전히 경화시키는 일 없이, 투명 플레이트에 라미네이트하는 단계; 및
    상기 라미네이트된 파장 변환 물질을 갖는 상기 투명 플레이트를 복수의 플레이트릿으로 슬라이싱(slicing)하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 발광 요소를 제공하는 단계는 복수의 발광 요소를 기판 상에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 플레이트릿의 상기 파장 변환 필름을 라미네이트하는 단계는 복수의 플레이트릿을 상기 복수의 발광 요소에 라미네이트하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기판 상의 상기 복수의 발광 요소 각각을 둘러싸기 위해 그리고 상기 복수의 플레이트릿 각각의 적어도 일부분을 둘러싸기 위해 성형 물질(mold material)을 도포하는 단계를 포함하는, 방법.
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