TW201145605A - Systems and methods for application of optical materials to optical elements - Google Patents

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201145605 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對半導體裝置之塗佈。特定而言，本發明 係關於將光學材料施加至光學元件。在特定實施例中，本 發明係關於將諸如填光體及/或其他粒子之光學塗層施加 至一基於半導體之發光裝置（諸如基於發光二極體之裝置） 之光學元件。在又其他實施例中，本發明係關於用磷光體 及/或其他.粒子喷塗光學元件。 本申請案係2008年1月15曰提出申請之12/〇144〇4號美國 申請案之一部分接續申請案，12/〇14,4〇4號美國申請案之 揭示内容以全文引用之方式併入本文中。 【先前技術】 發光二極體（LED)係將電能量轉換為光之半導體裝置。 無機LED通常包括形成於兩個相反捧雜層之間的一半導體 材料作用層。當跨該作用區施加一偏壓時，將電洞及/或 電子注入至該作用區中《電洞與電子在該作用區中之重組 產生光，光可自s亥LED發射。該作用區可包括一單及/或雙 異質接面、量子井或具有對應障壁層之多個量子井結構且 叮包括其他層。裝置之結構及其構成材料決定該裝置所發 射之光之強度及波長。最近在LED技術上之發展已產生超 越白熾光源及i素光源之效率之高效固態光源，從而提供 具有關於輸入功率相等或更大亮度之光。 習用LED產生窄頻寬、本質上單色之光。然而，期望使 用固態光源產生多色光，諸如白色光。自習用led生成白 154542.doc 201145605 色光之一種方式係組合來自不同LED之不同波長之光。舉 例而5，可藉由組合來自發射紅色、綠色與藍色之LED之 光或組合來自藍色與琥珀色LED之光來生成白色光。然 而，此方法需要使用多個LED來生成一單個色彩之光，此 可潛在地增加總成本、大小、複雜度及/或由此一裝置產 生之熱。另外，不同色彩之光亦可能產生自由不同材料系 統製作之不同類型之LED。組合不同之LED類型以形成一 白色燈可需要昂貴之製作技術且可需要複雜之控制電路， 乃因每一裝置可具有不同之電要求及/或在變化之操作條 件（例如，溫度、電流或時間之條件）下可表現不同。 已藉由用一黃色磷光體（諸如摻雜鈽之釔鋁石榴石 (Ce:YAG))包圍發射藍色之LED將來自該lED之光轉換為白 色光"該磷光體材料吸收並「降頻轉換」該LED所產生之 某些藍色光。亦即，該磷光體材料回應於吸收藍色光而產 生光，諸如黃色光。因此，該LED所產生之某些藍色光轉 換為黃色光。然而，來自該]LED之某些藍色光通過該磷光 體而未被改變。整個LED/磷光體結構發射藍色及黃色光兩 者’此兩種光組合以提供被感知為白色光之光。 藉由在LED上方分配一定量之含磷光體之囊封劑材料 (例如’環氧樹脂或聚矽氧）以覆蓋LED來將LED與磷光體 層組合。然而，在此等方法中，可難以控制磷光體層之幾 何形狀及/或厚度。因此’以不同角度自該led發射之光可 通過不同量之轉換材料，此可形成具有依據視角而變化之 不均勻色溫之一 LED。由於難以控制幾何形狀及厚度，因 154542.doc 201145605 而可能亦難以一致地複製具有相同或相似發射特性之 LED。 用於塗佈-LED之另-習用方法係藉由模板印刷。在一 模板印刷方法中，將多個發光半導體裝置配置於一基板 上，其中毗鄰之LED之間具有一合意距離。提供具有與 LED對準之開口之模板，其中該等孔略大於該等led且該 模板比該等LED厚。將一模板定位於該基板上，其中該等 LED中之每一者皆位於該模板中之一各別開口内。然後將 一組合物沈積於該等模板開口中，從而覆蓋該等LED，其 中一典型組合物係在可藉由熱或光固化之一聚矽氧聚合物 中之一磷光體。在填充該等孔之後，自該基板移除該模 板，且使該模板印刷組合物固化為一固態。 與上文所闡述之體積分配方法一樣，該模板印刷方法亦 可在控制含磷光體之聚合物之幾何形狀及/或層厚度上存 在困難。該模板印刷組合物可能未完全填充該模板開口， 從而形成不均勻層。含磷光體之組合物亦可黏至模板開 口，此可減少剩餘在該LED上之組合物之量。此等問題可 形成具有不均勻色溫之led及難以一致地複製具有相同或 相似發射特性之LED。 用於用一磷光體塗佈LED之另一習用方法利用電泳沈積 (EPD)。將轉換材料粒子懸浮於一基於電解質之溶液中。 將複數個LED浸沒於該電介質溶液中。將來自一電源之一 個電極耦合至該等LED，且將另一電極配置於該電解質溶 液中。跨該等電極自該f源施加偏壓，此致使電流通過該 154542.doc 201145605 溶液到達該等LED。此形成一電場，該電場致使該轉換材 料被吸引至該等LED，從而用該轉換材料覆蓋該等LED。 在該等LED由該轉換材料覆蓋之後，將其自該電解質溶 液中移除，以使得該等LED及其轉換材料可由一保護性樹 脂覆蓋。此將一額外步驟添加至該製程，且在施加環氧樹 脂之前該轉換材料（磷光體粒子）可被干擾。在該沈積製程 期間’電解質溶液中之電場亦可變化，使得可跨該等led 沈積不同濃度之轉換材料。另外，電介質溶液中之電場可 根據粒子大小而優先作用，從而增加了沈積不同粒子大小 之混合磷光體之難度。該等轉換粒子亦可在該溶液中沉 澱，此亦可導致跨該等LED之不同之轉換材料濃度。可攪 動該電解質溶液以防止沉澱，但此存在干擾已在該等led 上之粒子之危險。 用於LED之又另一塗佈方法使用類似於在—喷墨印刷設 備中之系統之系統來利用微滴沈積。自一印刷頭喷塗一液 體含磷光體材料之微滴。含磷光體微滴回應於在該印刷頭 中藉由一熱氣泡及/或藉由壓電晶體振動所產生之壓力而 自6玄印刷頭上之一噴嘴喷射。然而，為控制來自喷墨印刷 頭之含磷光體組合物之流動，印刷頭喷嘴可必需相對小。 實際上，可期望設計磷光體粒子之大小及/或形狀以防止 其被捕獲於噴嘴中及堵塞印刷頭。 施加磷光體及/或其他光學材料之習用方法之問題可包 括：增加之成本、複雜度、凝集、滴落、沉澱、層化及/ 或分離，此等問題可導致如此施加之光學材料之減小之保 154542.doc 201145605 形度及/或均勻度。 【發明内容】 本發明係關於藉由在將光學材料（諸如峨光體及/或其他 粒子）施加至光學元件（諸如—半導體發光裝置或其他基板 之光透射結構、反射^、透鏡及/或發光表面或者與所發 射之光互動之元件）之前及/或期間將熱施加至光學元件而 在將光學材料施加至光學元件方面達成之一 &良。本發明 之某些實施例包括將光學材料喷塗至一經加熱光學元件 上，諸如一半導體發光裝置或與該半導體發光裝置間隔之 其他光學元件。 本發明之某些實施例係關於將一光學材料施加至一光學 凡件，且在該施加期間將該光學材料曝露於一固化劑。該 固化劑可包括熱、輕射、在該光學元件上或中之一材料或 加速該等光學材料之固化過程之其他製劑。 在某些實施例中，可將該光學元件加熱至足以控制該等 光學材料之流動而達成合意特性（諸如覆蓋度及/或均勻度） 之一溫度。舉例而言，可將該光學元件加熱至一旦接觸即 足以膠凝、硬化或固定該光學材料以防止該光學材料進一 步移動之一溫度。該光學材料可包括一發冷光材料，諸如 一磷光體。某些實施例提供一發冷光材料可包括其令具有 光學材料之一溶液、混合物、化合物及/或懸浮液。可將 該光學材料施加至該經加熱光學元件。在某些實施例中， 可使用（舉例而言）一經加壓流體（氣體或液體）流及/或一機 械液體遞送機構（諸如一幫浦及/或注射器型裝置）以及其他 154542.doc 201145605 來將該光學材料及/或發冷光材料喷塗至一經加熱光學元 件上。在某些實施例中，可使用一空氣加壓喷塗系統提供 該經加壓氣體流。某些實施例提供可使用直接接觸操作來 施加該光學材料及/或發冷光材料，諸如（例如），使用一施 用器（諸如一刷子、塗抹塾及/或輥）、浸潰及/或灌注以及 其他。藉由將該光學材料及/或發冷光材料施加至一經加 熱光學元件’該光學材料及/或發冷光材料可藉由基板中 之熱flto迅速在基板上固化。以此方式，可在可發生任何實 質流淌、沉澱、分離、層化及/或淤積活動之前達成固 化。因此’可控制該光學元件上之經固化光學材料層達成 一合意形狀、磷光體分佈或保形度。舉例而言，該光學材 料可係與該光學元件大致保形、厚度均句及/或具有一特 疋材料密度。當將該等光學材料及/或發冷光材料施加至 非平面及/或多平面基板、組件或材料時，此等特徵可係 尤其有效的。 在某些實施例中，該發冷光溶液包括懸浮於一黏結劑材 料中之波長轉換粒子及/或磷光體。可藉由該經加熱led結 構中之熱能使該黏結劑材料固化以在該LED結構上提供包 括波長轉換粒子之保形層。相依於磷光體濃度及/或黏結 劑黏度，可添加-溶劑以充分地稀釋該材料以便達成改良 之施加’諸如改良之光學材料之霧化。在某些實施例中， 相對於黏結劑之溶劑稀釋比例係在1〇%與5〇%之重量比之 間。在某些實施例中’相對於黏結劑之稀釋比例係在50% 與150/。之重量比之間。較高之溶劑稀釋比例可導致更快 154542.doc 201145605 之粒子’儿澱時間。相依於施加時間，可採用攪動、攪拌 及/或其他混合方法以維持粒子處於懸浮中。因此，某些 貫施例提供該發冷光溶液包括懸浮於包括一揮發性溶劑及 一黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒子及/或磷光體。 忒揮毛〖生备劑可藉由該經加熱光學元件中之熱能自該發冷 光溶液蒸發以在該光學元件上提供包括波長轉換粒子之一 層。 在某些貫施例中，該光學元件包括一發光二極體（led) 結構，邊發光二極體結構可包括一LED晶片、該LED晶片 之發光表面、主動及/或被動光學組件（諸如透鏡、漫射 器）、光透射層（諸如電介質層或鈍化層或間隔物層）、基 板、封裝結構或組件、該LED晶片上之光學元件或與該 LED晶片或組件隔開之光學元件（諸如遠端透鏡、反射器、 ^射益或光透射元件P可依據粒子大小、合意光學材料 厚度及/或熱考量因素（諸如由於St0kes損失及通量密度所 致之磷光體加熱）來調整濃度.相依於待予以塗佈之光學 元件，可調整或改變粒子濃度以達成合意結果。舉例而 吕，當用一波長轉換材料塗佈該LED晶片時，若與用於施 加至距該LED晶片遙遠之光學元件之波長轉換材料之漢度 進订比較’可使用相對於黏結劑較高之波長轉換材料濃 度’以減小由於Stokes損失之鱗光體加熱。可藉助增加之 粒子濃度減小鱗光體加熱以改良粒子自身之間及與該光學 元件之導熱性。在某些實施例令，重量比大於4〇%之濃度 獲得20至150微米之層厚度、大於6〇%獲得“至乃微米之 154542.doc 201145605 厚度且大於75%獲得小於50微米之厚度。較小波長轉換材 料濃度可獲得較大光學材料厚度。當該光學元件變為與 LED晶片間隔得較遠時，由於減小之通量密度而可使用較 低濃度。 在某些實施例中，該LED結構包括具有一頂部表面及在 該頂部表面上之一線接合墊之一 LED晶片。可（舉例而言） 藉由將線接合件連接至該LED晶片上之墊而使該LED晶片 為電主動。某些實施例提供可在加熱該LED晶片之前且在 將該發冷光溶液喷塗至該LED晶片上之前作出此等連接。 某些實施例提供該LED結構包括一 LED晶圓，在將該發冷 光溶液喷塗至經加熱LED結構上之後可將該LED晶圓單個 化成多個LED晶片。在某些實施例中，可加熱該等LED晶 片且在單個化之後用該發冷光溶液喷塗該等LED晶片。某 些實施例提供可霧化且喷塗該發冷光溶液以提供包括小且 大致一致大小之微滴之一喷霧。 某些實施例包括令該LED結構通電以致使該LED結構發 光且使用該所發射之光測試該LED結構之光學特性。回應 於該LED結構之光學特性不在一預定分級臨限值内，可將 至經加熱LED結構上之包括懸浮於包括一揮發性溶劑及一 黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒子之額外發冷光溶液 噴塗至該LED結構上。 某些實施例提供該LED結構包括安裝於一 LED封裝中之 一 LED晶片。在某些實施例中，可將該發冷光材料施加至 安裝於該LED封裝中之LED晶片。舉例而言，某些實施例 154542.doc -10- 201145605 提供該LED封裝包括可於其中安裝該晶片之—光學 腔。可將該發冷光材料施加至該LED晶片及，或該光學腔之 若干部分m施例提供該LED晶片包括—頂部表面及 在該頂部表©上之—線接合塾。可將該LED安裝於一 封裝之一光學腔内，然後加熱該LED晶片並將包括懸浮於 匕括洛h丨及/或一黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒 子之一經霧化發冷光溶液噴塗至該經加熱LED晶片上。方 法可進#包括藉由來自該經加熱LED晶片之熱能使該黏 結劑材料固化，且將一囊封劑材料分配至該光學腔中之該 LED晶片上方，藉此用該囊封劑材料覆蓋包括該波長轉換 材料及/或該已固化黏結劑材料之LED晶片。 在某些實施例中，該LED結構包括一 LED晶圓》可在該 LED晶圓之一表面上形成多個犧牲圖案，且將該發冷光材 料施加至該等犧牲圖案及施加至該LED晶圓之在該等犧牲 圖案之間的曝露表面上。某些實施例提供在形成該等犧牲 圖案之前在該LED晶圓之該表面上形成多個電觸點。在某 些實施例中，形成犧牲圖案包括在該等電觸點上形成該等 犧牲圖案之至少一部分。某些實施例包括移除該等犧牲圖 案及該等犧牲圖案上之該所喷塗發冷光溶液之一部分以曝 露該等電觸點。 某些實施例提供將該LED結構加熱至大於70攝氏度。某 些實施例提供將該LED結構加熱至大於9〇攝氏度。某些實 施例提供將該LED結構加熱至大於120攝氏度》在某些實 施例中，將該LED結構加熱至在約70攝氏度至約155攝氏 I54542.doc 201145605 度之一範圍中之一溫度。在某些實施例中，將該led結構 加熱至在約90攝氏度至約155攝氏度之一範圍中之一溫 度。在某些實施例中，將該LED結構加熱至在約90攝氏度 至約120攝氏度之一範圍中之一溫度。某些實施例提供在 將該發冷光材料施加至該經加熱LED結構上之前將熱施加 至該LED結構。在某些實施例中，在將該發冷光材料施加 至該經加熱LED結構上期間將熱施加至該led結構。某些 實施例提供在將該發冷光材料施加至該經加熱led結構上 之後將熱施加至該LED結構。 某些實施例提供將該發冷光材料施加至該經加熱lED結 構上包括將一第一發冷光材料層喷塗至該經加熱LEd結構 且然後將一第二發冷光材料層喷塗至該第一發冷光材料層 上。在某些實施例中，在喷塗該第二發冷光材料層之前使 該第一發冷光材料層固化。某些實施例提供該發冷光材料 包括被喷塗成該第一層之一第一發冷光材料及被喷塗成該 第一層之一第二發冷光材料’且該第一發冷光材料不同於 該第二發冷光材料。 在某些實施例中，將該發冷光材料喷塗至該經加熱LED 結構上包括使用經定位以相對於該經加熱Led結構之一表 面以多個角度朝向該經加熱LED結構噴塗之多個喷塗頭將 該發冷光材料喷塗至該經加熱LED結構上。 本發明之某些實施例包括包括一半導體發光二極體 (LED)之一發光結構。該發光結構包括直接在該lED上之 一保形層。s亥保形層包括麟光體粒子及在將該保形層施加 154542.doc -12· 201145605 至該LED時藉由該LED中之熱能固化之一黏結劑材料。 某些實施例提供該保形層包括包括磷光體粒子、一溶劑 及該黏結劑層之一經霧化發冷光溶液，且提供將該經霧化 發冷光溶液直接喷塗於經加熱以藉由L E D之熱能致使該經 霧化發冷光溶液固化之該led上。 在某些實施例中，該保形層包括直接在該LED上之一第 一保形層及在該第一保形層上之一第二保形層。該第一保 形層包括第一磷光體粒子且該第二保形層包括第二磷光體 粒子。在某些實施例中，該等第一磷光體粒子經組態以發 射處於一第一主波長之光且該等第二磷光體粒子經組態以 發射處於一第二主波長之光。某些實施例提供該第一主波 長與該第二主波長相同。在某些實施例中，該第一主波長 與該第二主波長不同。某些實施例包括一第三保形層，在 該第三層上包括光漫射體粒子。 在某些實施例中，該半導體發光二極體包括一 LED晶 片。 本發明之某些實施例包括形成一半導體發光裝置之方 法，該等方法包括加熱一發光二極體（LED)結構及使用一 經*加壓氣體流使包括懸浮於一溶液中一光學材料之一發冷 光材料霧化。方法包括使用該經加壓氣體流將該發冷光材 料喷塗至該經加熱LED結構上以提供藉由該經加熱LED結 構之熱能固化之一第一保形光學材料層並測試該LED結構 之—發光特性。某些實施例提供回應於該led結構之發光 特性係不可接受的而在該LED結構上施加一第二保形光學 154542.doc •13- 201145605 材料層及/或額外地施加相同及/或不同磷光體及/或發冷光 材料或其他光學材料，諸如（例如）散射粒子。某些實施例 包括在測試發光特性之前允許該經加熱L E D結構冷卻及在 施加該第二保形層之前加熱該LED結構。 在某些實施例中，該第一保形光學材料層包括經組態以 回應於該LED結構所發射之光而發射具有一第一波長之光 之一第一磷光體粒子，且該第二保形光學材料層包括經組 態以回應於該L E D結構所發射之光而發射具有不同於該第 一波長之一第二波長之光之一第二磷光體粒子。 本發明之某些實施例包括沈積系統，該沈積系統包括： 一液體供應管線；一貯存器，其耦合至該液體供應管線且 經組態以將含有光學材料粒子之一液體溶劑供應至該液體 供應管線；及一喷塗喷嘴’其耦合至該液體供應管線且經 組態以接收來自該液體供應管線之液體溶劑。系統可包 括·一氣體管線’其耦合至喷塗頭且經組態以將一經加壓 氣體提供至該噴塗喷嘴；一控制器，其經組態以控制該液 體溶劑至該喷塗喷嘴中之一流動；及一加熱裝置’其經組 態以在將該液體溶劑喷塗至該LED結構上之前加熱一發光 一極體（led)結構。 某些實施例可包括一質量流控制器，其經組態以控制液 體溶劑自該貯存器至該供應管線中之一第二流動，其中該 控制器進一步經組態以控制該質量流控制器。一光學感測 器可經組態以偵測該LED結構所輸出之光。在某些實施例 中’該控制器經組態以回應於該所偵測之光輸出而控制液 154542.doc • 14· 201145605 體溶劑至該喷塗噴嘴中之流動。 【實施方式】 隨附圖式圖解說明本發明之某（些）實施例，包括該等隨 附圖式以提供對本發明之一進一步理解且其併入本申請案 中並構成本申請案之一部分。 下文將參照其中展示本發明實施例之隨附圖式來更全面 地闡述本發明之實施例。然而，本發明可體現為諸多不同 形式，且不應被視為僅限於本文所闡明之實施例。而是， 提供此等實施例以使得本發明全面及完整，且將本發明之 範疇完全傳達給熟習此項技術者。通篇中相同編號指代相 同元件。 應理解，雖然本文中可使用第一、第二等術語來闡述各 種元件，但此等元件不應受限於此等術語。此等術語僅用 於將一個元件與另一元件區分開。舉例而言，可將一第一 元件稱作一第二元件’類似地，可將一第二元件稱作一第 •一元件’此並不背離本發明之範疇。如本文中所使用，術 語「及/或」包括相關聯之所列物項中之一者或多者之任 何及全部組合。 本文中所使用之術語僅用於闡述特定實施例之目的而並 非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「_ (a)」'「一（an)」及「該（the)」意欲包括複數形式，除非上 下文另外明確指明。應進一步理解’當本文中使用術語 「包含（comprise)」「包含（comprising)」「包括（includ4」 及/或「包括（including)」時’其指定存在所述特徵、整 154542.doc •15· 201145605 數、步驟、極你 _ 钿作、凡件及/或組件，但並不排除存在或添 固或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元 及/或其群組》 件 除非另有規定’否則本文中所使用之所有術語(包括技 :及科學龍）具有與„此項技術者料常理解之相同 3義應進—步理解，應將本文利術語解釋為具有與其 在本說明書之上下文及相關技術中之含義相-致之1、含 而不應以理想化或過分形式化之意義來解釋，除非 本文中明確規定如此。 ” 應理解’當稱—元件（諸如-層 '區或基板）為「位於」 或「延伸至」另一元件「上」時，其可直接位於或延伸至 另一元件上，或亦可存在介入元件。相反，當稱一元件 「直接位於」或「直接延伸至」另一元件「上」時，則不 存在介入元件。亦應理解，當稱一元件「連接」或「耦 合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至另一元件，或 者可存在介入元件。相反’當稱一元件「直接連接」或 「直接耦合」至另一元件時，則不存在介入元件。 本文中可使用諸如「下方」或「上方」或「上部」或 「下部」或「水平」或「橫向J或「垂直」等相對性術語 來闡述圖中所圖解說明之一個元件、層或區與另一元件、 層或區之一關係。應理解，除圖中所繪示之定向外，此等 術語意欲囊括裝置之不同定向。 本文係參照示意性圖解說明本發明之理想化實施例（及 中間結構）之剖視圖解來閣述本發明之實施例。在該等圖 154542.doc -16- 201145605 式中’為清楚起見，可放大層及區之厚度。另外，預計圖 解中之形狀會因（例如）製造技術及/或公差而變化。因此， 本發明之實施例不應視為僅限於本文中所圖解說明的區之 特定形狀，而是欲包括因（舉例而言）製造而引起之形狀偏 差。 本發明之某些實施例係關於將一光學材料施加至一光學 元件，且在該施加期間將該光學材料曝露於一固化劑。該 固化劑可包括熱、輻射、在該光學元件上或中之一材料或 加速光學材料之固化過程之其他製劑。光學材料可包括波 長轉換材料、發冷光材料、散射粒子及光濾波器以及其 他。本文中所論述之粒子可包括小直徑及/或大直徑粒 子。舉例而言，某些實施例提供小粒子可係約5微米或更 小之平均直徑之粒子大小且可包括納米粒子。大直徑粒子 可包括約15微米或更大之平均直徑大小，諸如（例如”了微 米或更大。 現在參照圖1，其係圖解說明根據本發明之某些實施例 用於在-光學元件上施加-保形光學材料層之操作之一流 程圖。該光學元件可包括—LED結構，諸如（例如）一LED 晶片、裝置及/或多個LED晶片之晶圓以及其他。在某些實 施例中，該光學元件或裝置可包括—光透射、反射及/或 支樓結構以及其他。舉例而言，光學元件或裝置可包括平 面非平面、一維、二維、透鏡、反射器、發射器封裝、 主光子器件及/或次光學器件以及其他。某些實施例提供 光子70件或裝置可包括於其上施加諸如（例如）鱗光體材料 154542.doc •17· 201145605 等光學材料以提供距發光結構遙遠之一發冷光效應之一透 明載體。藉由一加熱裝置加熱該光學元件（方塊23〇)。該加 熱裝置可包括電阻性及/或電感性加熱組件及/或與燃燒相 關之加熱組件。某些實施例提供對光學元件進行加熱且然 後在一加熱操作之後對其進行後續處理》該加熱裝置可經 組態以貫穿隨後所闡述之操作提供熱。在某些實施例中， 一第一加熱裝置可提供對該光學元件之一初始加熱，且然 後一第二加熱裝置可提供一維持加熱操作。在某些實施例 中，可將光學元件加熱至在約9〇攝氏度至約155攝氏度之 一範圍中之一溫度。 將一光學材料施加至該經加熱光學元件（方塊232)〇某 些實施例提供T使用一經加壓氣體流來使包含懸浮於一溶 液中之&子材料之一發冷光溶液霧化。可使用經加麼氣 體流將該經霧化發冷光溶液噴塗至該經加熱led結構上。 可使用一空氣加壓噴塗系統來喷塗該光學材料。 該光學材料可包括懸浮於包括—揮發性溶劑與—黏結劑 材料之-溶液中之波長轉換粒子。某些實施例提供藉由經 加熱光學元件中之熱能使揮發性液體蒸發。以此方式，可 在光學元件上提供一保形波長轉換粒子層。某些實施例提 供溶液包括-非揮發性液體。在此等實施例中，可藉由該 經加熱光學7L件中之熱能使該非揮發性液體固化。 該光學元件可包括具有一頂部表面之-LED，在該頂 表面上具有-線接合墊。可在加熱該咖晶片及在將該 冷光溶液喷塗至該LED晶片上之前將—線接合至該線接 154542.doc •18- 201145605 墊。某些實施例提供光學元件& & 一 ^ ^ ^ 干凡仔匕括LED晶圓且在提供保 形層之後將S亥晶圓單個化成多個LED晶片。 在喷塗大區域（諸如（例如）一LED晶圓）中，可㈣ϋ 5〇(圖2Α)之速度及高度以達成在此等區域上方之均勾覆 蓋。某些實施例提供可在施加光學材料之前使用喷嘴 50(圖2Α)之-加速度以提供保形層之均勻度。在某些實施 例中’可在該（等）相同操作中將該等光學材料施加至多個 LED晶圓以進-步改良均句度及減少在該加速度部分期間 之該等光學材料之浪費。另外，藉由使製程溫度變化可 控制施加之後的一流動時間以達成合意覆蓋。 在某些實施例令，可施加具有相同或不同光學材料之多 個保形光學材料層。由於每一保形層可在其被沈積於該經 加熱LED結構上之後迅速固化，因此此後可直接施加後續 層。然而，某些實施例提供可允許LED結構在層之間冷卻 且然後再次加熱用於隨後施加之保形層。 可以不同及/或多個角度、方向及/或定向施加經霧化發 冷光溶液以影響保形層之均勻度。 現在參照圖2A至2L，其圖解說明光學材料至LED結構之 施加。在圖2A至圖2L之實施例中，將光學材料54施加至 安裝於一基板60上之一LED晶片或晶粒70。然而，如上文 所解釋’可以一類似方式將光學材料54施加至裸（亦即未 安裝之）LED晶粒及/或LED晶圓。因此，在某些實施例 中’可將光學材料54施加至透鏡94及/或反射器杯62。一 LED晶圓包括於其上已形成有及/或安裝有形成一led作用 154542.doc •19· 201145605 層之薄蟲晶層之一晶圓基板。因此，一 led晶圓可包括於 其上已生長有該等磊晶層之一生長基板及/或已將該等磊 晶層轉移至其的一載體基板。 參照圖2A，加熱裝置3 7可將熱提供至一 LED晶片70。某 些實施例提供一喷嘴50經組態以將光學材料54喷塗至該經 加熱LED晶片70上以提供保形層80。類似地，參照圖2B， 可加熱LED晶片70之一晶圓且可將光學材料54施加至其上 以提供一保形層80。在施加該等光學材料之後可單個化該 等LED晶片70。 如在圖2C中所示，一 LED晶片70係安裝於一基板60上。 可藉由一中間結構（諸如一接合墊及/或子安裝座（未展示）) 將LED晶片70安裝於基板60上。在某些實施例中，LED晶 片70可係安裝於由置於基板60上之一反射器杯62界定之一 光學腔64中。反射器杯62包括面向LED晶片70且經組態以 將LED晶片70所發射之光遠離光學腔64而反射之一傾斜反 射表面66。反射器杯62進一步包括界定用於接納及固持一 透鏡94之一通道之向上延伸之側壁62A(圖2D)。 應瞭解，反射器杯62係可選的。舉例而言，LED晶片70 可安裝於一基板60、印刷電路板或其他支撐部件上而在 LED晶片70周圍無任何反射器。而且，反射器杯62與基板 60可合併在一起作為一單一結構。基板60亦可包括一引線 框架，且一封裝體可形成於包圍LED晶片70並界定光學腔 64之引線框架上。因此，LED晶片70可安裝成諸多不同封 裝風格，且本發明並不限於該等圖中所示之特定封裝組 154542.doc •20· 201145605 態。 仍參照圖2C，LED晶片70可包括一線接合墊72，且可形 成自線接合墊72至基板60上或別處之一對應接觸墊（未展 示）之一線接合連接件74。然而，應瞭解’ LED晶片70可係 在晶片之同一側具有正極觸點及負極觸點兩者之一水平 LED晶片，且可以覆晶方式安裝於基板6〇上，因而在某些 實施例中可不對LED晶片進行接合線連接。 參照圖5、圖6及圖2C，經加壓沈積系統1〇〇之控制器2〇 可致使供應管線36中之液體供應至喷塗噴嘴5〇。舉例而 言，控制器20可打開MFC 34A、34B及34C以及閥40並關閉 MFC 34D。可藉由控制MFC 34C、34D將一期望濃度之光 學材料54(諸如磷光體粒子及/或漫射體粒子）提供至供應管 線36中。可在溶劑、黏結劑及磷光體材料沈積之前清除供 應管線36中自之前的材料施加剩下的任何剩餘材料。 加熱装置37可施加熱39以增加LED晶片70、基板60、反 射器杯62及線接合墊72之溫度。將供應管線36中之液體喷 塗至LED晶片70上’從而於其上形成經霧化黏結劑、溶劑 及鱗光體材料之一薄層（保形層）80。來自經加熱led晶片 /0及基板60之熱能可致使所施加之黏結劑、溶劑及鱗光體 迅速固化。在某些實施例中’迅速固化可稱作快速固化。 藉由使所施加之黏結劑、溶劑及磷光體快速固化，可在 LED晶片70及基板60上提供一大致均勻且保形之填光體 層。如上所述’該液體黏結劑材料可包括諸如聚石夕氧及/ 或環氧樹脂之一材料。某些實施例提供液體溶劑可包括諸 154542.doc -21 - 201145605 如酒精及/或上文所狀揮發性溶劑中之任一者之一揮發 性液體溶劑。 然後揮發性溶劑液體可藉由經加熱基板6〇&led晶片7〇 之熱能而蒸發掉，從而留下黏結劑材料中之光學材料（例 如磷光體粒子及/或漫射體粒子）以提供保形層8〇。然而， 在某些情形中，可將諸如聚矽氧及/或環氧樹脂之一非揮 發性液體用作磷光體/漫射體粒子之一載體液體，在此情 形中非揮發性液體可藉由經加熱基板60及LED晶片7〇之熱 能固化以在LED晶片70上方提供一保形光學材料層8〇。 參照圖2D ’在用黏結劑及鱗光體材料之保形層8〇喷塗塗 佈LED晶片70之後，可分配諸如聚矽氧及/或環氧樹脂之一 囊封劑材料92以至少部分地填充光學腔64，且可在[ED晶 片70上方定位一透鏡94’諸如一玻璃透鏡或聚矽氧透鏡。 使囊封劑材料92固化可將透鏡94固定至該結構，同時反射 器杯62之垂直壁部分62A允許該透鏡在囊封劑材料92隨加 熱/冷卻循環而膨脹及收縮時行進。 在某些實施例中，可使用相同及/或不同之光學材料多 次執行在經加熱LED晶片70及基板60上之保形層80之噴塗 塗佈。舉例而言，參照圖3A及圖3B，可將包括一第一磷 光體之一層80A塗佈至一子安裝座60上之一 LED晶片70 上。可以上文所闡述之方式在層80A上形成一相同光學材 料或另一光學材料（諸如破光體粒子及/或漫射體粒子）層 80B。可以上文所闡述之方式相繼在層80B上形成其他的 相同光學材料及/或另一光學材料（諸如磷光體及/或漫射體 154542.doc -22- 201145605 粒子）層。圖3B進一步圖解說明當LED晶片包括非平坦表 面（諸如（例如）斜面）及其他時施加保形層80可係尤其有益 的。來自經加熱LED晶片70及基板60之熱能可致使所施加 之黏結劑、溶劑及磷光體迅速固化。在某些實施例中，迅 速固化可稱作快速固化。藉由使所施加之黏結劑、溶劑及 磷光體快速固化，可在LED晶片70及基板60上提供一大致 均勻且保形之磷光體層。 參照圖2E ’某些實施例提供將供應管線36中之液體嘴塗 至LED晶片70及周圍結構（諸如（例如）反射器杯62)上，因 此於其上形成一保形層80。另外，參照圖2F，在某些實施 例中’可在一透鏡94之一外部及/或内部表面上形成保形 層80’當將保形層80施加至透鏡94時，加熱透鏡94以致使 保形層80固化。參照圖2G，其圖解說明可將保形層80施加 至二維結構’諸如（例如）一透鏡94或其他透射及/或反射光 學元件。簡單地參照圖2H，其圖解說明可將保形層80施加 至一經加熱透鏡94及經加熱LED晶片70。 參照圖21 ’其圖解說明多個LED晶片70A至70D，其在該 等LED晶片之一底部上電連接》舉例而言，LED晶片70A 至7 0D可包括不具有用於電端接之線接合件之覆晶。led 晶片70A至70D可經組態以便以一個或多個不同主波長及/ 或其組合來發光。可在透鏡94之外部及/或内部上提供一 保形塗層80。圖2J、圖2K及圖2L圖解說明組態於包括如本 文中所闡述之一保形層80之一透鏡94内部之多個非線接合 之LED晶片70A至70D。某些實施例提供可將保形塗層施加 154542.doc -23- 201145605 至除透鏡94之外或替代透鏡94之多個LED晶片70A至70D中 之一者或多者。在某些實施例中，該等LED晶片可係線接 合。 可在與LED晶片70A至70D組裝之後、期間及/或之前執 行將一保形層80施加至一透鏡94。舉例而言，某些實施例 提供可加熱多個透鏡之一陣列且然後將光學材料施加至 其。類似地’可喷塗微模具以形成可自該模具移除且置於 一光學元件上方之光學材料元件，諸如一LED晶.片。 圖3A及圖3B展示具有不同光學材料層80八及8〇8之安裝 至一子安裝座或基板60之一LED晶片60。額外層或介入層 係可能的。不同光學材料層8〇 A及80B可包括相同或不同 之光學材料。舉例而言，光學材料層8〇A及80B可包括一 第類型及第一類型之構光體粒子。在某些實施例中，具 有不同大小之磷光體粒子可處於不同層中。某些實施例提 供額外之光學材料層可包括其他填光體粒子及/或漫射體 粒子以及其他。 在某些實施例中’光學材料層8〇A可包括經組態以將入 射光轉換為一第一波長（例如，黃色）之磷光體粒子，而光 學材料層80B可包括經組態以將入射光轉換為 不同於該第 波長之一第二波長（例如，紅色）之磷光體粒子。因此， 由經封裝LED晶片70輸出之光可係LED晶片7〇所發射之主 光與磷光體層80A及磷光體層8〇B所發射之次光之一混合 物。此光與僅使用一種磷光體所產生之光相比較可具有改 良之演色性性質。 154542.doc •24- 201145605 在某些實施例中’光學材料層·與光學材料層80B可 包括相同類型之磷光體。舉例而言’參照圖3、圖*及圖 5可加熱—光學元件’舉例而t’- LED結構，諸如一 ㈣晶片7G(方⑽2) m施例提供光學元件可包括基 板及/或光學裝置。根據本發明之實施例可使用—喷塗二 積系統loo將-光學元件保形層8GA施加至—經加熱光學元 件（方塊204) '錢，相依於溶_揮發性的還是非揮發性 的，可藉助於經加熱光學元件之熱能使溶劑迅速蒸發及/ 或固化，以便可使黏結劑材料固化以將光學材料⑽如， 麟光體粒子等）黏合至光學元件（例如，LEDW 7〇等）（方 塊206)。某些實施例提供然後可（例如）在室溫下儲存光學 元件以便稍後取回用於進一步之調諧。 然後，可（舉例而言）藉由跨—發射部分之正極與負_ 子施加，來使光學元件通電，且可量測包括保形層 8〇A在内之裝置之光學特性(例如，功率輸出、色彩點、 CCT)。特定而言，可量測LED結構之輸出功率（亮度）、色 彩點及/或相關色溫（CCT)(方塊208)。舉例而言，可藉由一 光學感測器35量測LED結構所輸出之光，且 ^ 至控制器20。作為包括-經安|咖晶片之_le:結構了 測試光學元件可係最容易的 當_ LED結構包括—a

圆時，可替代測試晶圓上之每一裝置而測試晶圓上之代Z 性區域/裝置，且基於自測試位置輸出之光調諧整個晶 圓。 然後執行Hx判定該晶圓之光學特性是㈣可接受 154541doc -25- 201145605 的，亦即查看晶圓是否滿足所制定的分級要求（方塊210)β 若該結構之光學特性係不可接受的，則在方塊212作出丟 棄該裝置（方塊216)還是重做該裝置之一決定。然而，若該 等光學特性係令人滿意的，則該製造製程繼續至下一製造 步驟。 若確定可重做該裝置’則可藉由判定校正該結構之色彩 點/CCT所需要之額外磷光體之量及類型來調諧對應於該光 學元件之光輸出（方塊214)。可施加一第二保形層8〇Β(方塊 202)。在某些實施例中，可在仍在加熱光學元件之同時執 行測試。某些實施例提供重新加熱光學元件以用於施加第 一保形層8 0Β»第二保形層8 0Β可包括與用於第一保形層 8 0Α中之稱光體相同及/或不同類型之鱗光體且可係在控制 器20之引導下使用喷塗沈積系統ι〇〇施加。 一般而言’可按照需要重複方塊202至214之操作以達成 合意光學特性’如在保形層80C及80D中所圖解說明。然 而，若施加過多之磷光體，則發光特性可由於對來自光學 元件之光的再吸收及/或過量吸收而惡化，此時在方塊21〇 處光學元件可通不過測試。 圖5係圖解說明用於用光學材料54(諸如發冷光粒子及/或 漫射體粒子）塗佈一光學元件1 〇之一經加壓沈積系統1 〇〇之 一示意圖。在某些實施例中，光學元件i 0可包括一發光結 構’诸如（例如）一發光一極體（LED) ’而某些實施例提供 光學元件10包括一光透射、反射及/或支撐結構以及其 他。舉例而言，光學元件10可包括平面、非平面、二 154542.doc -26· 201145605 二維、透鏡、反射器、發射器封裝、主光學器件及/戋-欠 光學器件以及其他。某些實施例提供光學元件10可包括於 其上施加諸如（例如）磷光體材料等光學材料54以提供距發 光結構遙遠之一發冷光效應之一透明載體。 根據某些實施例’藉由系統1 〇 〇將光學材料5 4嘴塗至光 學元件10上。某些實施例提供使用諸如灌注、浸潰、滾 塗、刷塗及/或盎印以及其他之施加技術來施加光學材料 54。在將光學材料54喷塗至光學元件1〇上之前，一加熱裝 置37將熱（熱能）39施加至光學元件1〇以增加光學元件1〇之 溫度。如在圖1中所示，供應管線36將含有光學材料54之 一載體液體供應至一噴塗喷嘴50。經由噴塗喷嘴5〇將載體 液體喷塗至一光學元件10上β特定而言，穿過一高壓氣體 供應管線44供應至噴塗喷嘴50之經加壓氣體使該載體液體 霧化且將光學材料54引導向光學材料54所沈積之光學元件 10 ’如下文更詳細闡述。某些實施例提供光學材料54係一 經霧化液體。術語「霧化」係以一般意義用於本文中以指 將一液體減小為微小粒子及/或一細霧。在經霧化液體沈 積於經加熱光學元件10上時，可由經霧化液體之迅速固化 才疋供包括光學材料5 4之一保形層。舉例而言，施加至一經 加熱光學元件10之光學材料54之固化時間可大致短於施加 至一未經加熱光學元件之光學材料54之固化時間。以此方 式，可顯著減少或消除光學材料54之沉澱、分離及/或層 化。因此’可達成較好之層接合及更均勻之層厚度及組合 物。 154542.doc •27- 201145605 光學元件10可包括一 LED晶圓、一經安裝LED晶粒及/或 一未經安裝（亦即，裸）LED晶粒。在某些實施例中，該 LED結構可包括經組態以透射及/或反射自一發射器接收之 光之一光透射及/或反射元件。在此等實施例中，該光透 射及/或反射元件可經組態以被加熱且然後將光學材料54 沈積於其上。該等光透射及/或反射元件可係平面（二維）的 及/或三維的。某些實施例提供為接收光，光透射及/或反 射元件可係與LED晶粒接觸、緊接及/或間隔開。因此，可 在一製造製程之各階段使用根據本發明之實施例之系統和 方法。 在某些實施例中，供應管線36中之液體可包括包括有機 及/或有機-無機混合材料之一黏結劑❶某些實施例提供供 應管線3 6中之液體可包括（舉例而言）一黏結劑材料（諸如液 體聚矽氧及/或液體環氧樹脂）及/或一揮發性或非揮發性溶 劑材料（諸如酒精、水、丙酮、甲醇、乙醇、酮、異 :、碳氫化合物溶劑、己烷、乙二醇、甲基乙基酮 笨、甲苯及其組合）。在某些實施例中，該黏結劑可具 大於約1,25之—折射指數。某些實施例提供1結_ =ΓΓΓ大於約!.5。可期望跨可見光譜具有高; ，射率。在某些實施例中，該㈣劑在本文中所闡述之』 又下在包括約440 nm至約47〇 括約90" “ m之波長範圍中可具有( 栝力90/。或更大之一光透射

劑在太寺φ ω… 在某些貫鉍例中，該黏、I 斤闡述之厚度下在包括約440 nm至約47〇 一波長範圍中可且右白紅& ° nm^ 了具有包括約95%或更大之-光透射率1 154542.doc -28· 201145605 某些實施例中，該黏結劑在本文中所闡述之厚度下在包括 約440 nm至約47〇 〇111之一波長範圍中可具有包括約或 更大之一光透射率。在某些實施例中，該黏結劑對於可見 光譜中之其他波長（諸如綠色、黃色及/或紅色）可具有包括 約90%或更大、約95%或更大及/或約98%或更大之一光透 射率。一般而言，一揮發性溶劑在被沈積之後不久變乾或 蒸發掉。一揮發性或非揮發性溶劑材料可於其中包括待沈 積至LED結構上之粒子，諸如__發冷光材料（例如，—碟光 體）粒子及/或一光散射材料（諸如二氧化鈦）粒子以及其 他。自複數個流體貯存器3〇八至3〇〇中之一者提供供應管 線36中之液體，該複數個流體貯存器30A至30D經由各別 輸入管線32A至32D附接至供應管線36。可分別藉由電子 控制之質量流控制器34A至34D來小心地控制液體穿過輸 入管線32A至32D之流動。 如在圖5中所示，貯存器3〇八至3〇〇可包括含有諸如酒 精、水等之一揮發性液體溶劑之一溶劑貯存器3〇a及含有 諸如液體聚矽氧及/或液體環氧樹脂之一液體黏結劑材料 之一黏結劑貯存器30B ^在某些實施例中，溶劑貯存器 嫩及黏結劑貯存器·可包括「純」液體，#即其中不 含有任何磷光體、漫射體或其他粒子之液體。貯存器3〇a 芏30D亦可包括—磷光體貯存器3()C，填光體貯存器含 赉一定濃度之磷光體粒子懸浮於其中之一液體溶劑。在某 些實施例中，磷光體貯存器3〇c可包括一濃度之磷光體粒 弓，忒濃度大於該等磷光體粒子將被施加至光學元件上 15454：>.doc -29- 201145605 之一濃度。 貯存器30A至30D亦可包括一漫射體貯存器30D，漫射體 貯存器30D含有一定濃度之漫射體粒子懸浮於其中之一液 體溶劑。在某些實施例中，漫射體貯存器30D可包括一濃 度之漫射體粒子，該濃度大於該等漫射體粒子將被施加至 光學元件10上之一濃度。 可對貯存器30A至30D中之一者或多者加壓，以使得可 藉由正壓力獲得自貯存器3〇A至3 0D進入供應管線36中之 流動。特定而言’可對溶劑貯存器30A及黏結劑貯存器 30B加壓。在某些實施例中，可不對磷光體貯存器3〇c及/ 或漫射體貯存器3 0D加壓，以使得可藉由由穿過供應管線 3 6之流動引起之負壓力將來自磷光體貯存器“^及/或漫射 體貯存器30D之流引入至供應管線36中。液體供應管線36 _之壓力無需高，乃因用於將液體喷塗至光學元件1〇上之 力係由一高壓氣體管線44提供。 可藉由一電子可控制閥40控制液體穿過供應管線36之流 動。當閥40打開時’供應管線36中之液體供應至喷塗喷嘴 50 ° 圖6更洋細地圖解說明根據本發明之實施例之一喷塗喷 嘴50。參照圖5及圖6 ,可穿過經加壓氣體供應管線44將由 一氣體加壓器42產生之經加壓氣體（例如，經加壓空氣）供 應至喷塗喷嘴50。經加壓氣體被引導穿過喷塗喷嘴5〇中之 毗鄰一液體出口埠51之一氣體出口埠52。可藉由（舉例而 言）控制一可縮進銷53之位置來調節液體穿過液體出口埠 154542.doc •30- 201145605 51之流動。當銷53縮進時，液體出口埠51打開。經加壓氣 體流出氣體出口埠52相對於液體出口埠5丨形成一負壓力梯 度，此致使自液體出口埠51分配之液體被霧化。然後經霧 化液體54被來自氣體出口埠52之氣體流載攜至光學元件 1〇 ’在此處經霧化液體54流沈積於LED結構上。 如在圖5中所進一步圖解說明，可由一控制器2〇經由電 子控制管線22、24、26控制質量流控制器34A至34D、電 子可控制流閥40及氣體加壓器42之操作。控制器2〇可係一 S用可程式化控制器及/或可包括經組態以控制系統】〇 〇之 各別元件之操作之一專用積體電路（ASlC)或者一通用微處 理器或控制器（例如，電腦）。

仍參照圖5，藉由控制質量流控制器（141?(：)34八至34D及 閥40之操作，控制器20可控制穿過供應管線36供應至噴塗 喷嘴50之液體之組份。特定而言，控制器2〇可致使MFC 30A、30C及30D關閉同時打開MFC 30B及閥40，以藉此將 黏結劑液體供應至喷塗喷嘴50。同樣，控制器2〇可致使 MFC 30B、30C及30D關閉同時打開MFC 30A及閥40 ,以藉 此僅將溶劑液體供應至喷塗喷嘴50。在來自溶劑貯存器 30A之溶劑材料流動時，控制器20可致使MFC 34C及/或 34D將帶有磷光體粒子（在填光體貯存器3〇c之情形中）及/ 或漫射體粒子（在漫射體貯存器3 0D之情形中）之液體釋放 至供應管線36中之流中。因此，控制器20可精確地控制喷 塗噴嘴50噴塗至光學元件1〇上之材料之組份。 應瞭解，雖然圖5圖解說明一單個磷光體貯存器30C及一 154542.doc 201145605 單個漫射體貯存器30D，但可提供更多之貯存器並經由可 由控制器20電子控制之各別MFC及/或供應閥附接至供應 管線。舉例而言’相依於產品要求’可為紅色峨光體、綠 色碟光體、黃色磷光體、藍色磷光體等提供單獨磷光體貯 存器。某些實施例提供可將多於一種色彩之破光體在各別 單獨區中施加至一光學元件10及/或將其混合以形成一單 個層。此外，可使用不同漫射體貯存器選擇性地提供多於 種類型之漫射體粒子。舉例而言，可期望在一光學元件 10之一個部分上施加具有一第一組份及/或直徑之漫射體 粒子並在光學元件10之另一部分上施加具有一不同組份 及/或直徑之漫射體粒子。可期望在LED結構之離散區域中 施加多於一種磷光體（例如，不同色彩）。亦可期望將不同 色彩之磷光體混合於LED結構之一單個層、區及/或區域中 (類似於圖3，只是不同色彩之磷光體係在一單個層内）。在 此等情形中’可存在同時施加之至少兩種不同磷光體，其 或者係來自單獨貯存器或者係來自含有多種磷光體之一單 個貯存器。 如所圖解說明’在將光學材料噴塗於光學元件1〇上之 别，加熱裝置3 7將熱3 9施加至光學元件1 〇以增加光學元件 1〇之溫度。某些實施例提供可由控制器20經由電子控制管 線29來電子控制加熱裝置。在某些實施例中，加熱裝置37 了在喷塗操作期間將熱3 9施加至光學元件1 〇❶在某些實施 例中’加熱裝置37可用以在喷塗操作之前加熱光學元件1〇 及/或可獨立於控制器2〇操作。 154542.doc -32- 201145605 某些實施例提供加熱裝置37包括一導熱性加熱表面，經 由該導熱性表面將熱39轉移至光學元件10。在某些實施例 中，加熱裝置3 7可使用一熱轉移媒介（諸如（例如）經加熱空 氣及/或風體）來將熱39轉移至光學元件^加熱裝置之實 施例可包括電阻性及/或導電性及/或與燃燒相關之產生熱 元件。 某些實施例提供將光學元件10加熱至大於7〇攝氏度。某 些實施例提供將光學元件10加熱至大於9〇攝氏度。某些實 施例提供將光學元件10加熱至大於12〇攝氏度。在某些實 施例中，將光學元件10加熱至在約7〇攝氏度至約155攝氏 度之一範圍中之一溫度。在某些實施例中，將光學元件10 加熱至在約90攝氏度至約155攝氏度之一範圍中之一溫 度。在某些實施例中，將光學元件10加熱至在約90攝氏度 至約120攝氏度之一範圍中之一溫度。在某些實施例中， 將光學元件ίο加熱至在約90攝氏度至約155攝氏度之一範 圍中之-溫度。當將經霧化液體54沈積於光學元㈣上 時、’經加熱光學元件10中之熱能使經霧化液體54之溶劑部 刀迅速固化及/或蒸發。藉由使該溶劑迅速固化及/或蒸 發，可減少在固化之前光學材料之沉澱及/或重新分佈： 就此而言’可㈣所施加層内之光學材料之—更為均句之 濃度，從而在LED結構上提供—大致保形光學材料層。 應進-步瞭解’可將圖5中所圖解說明之—系統⑽分割 成數個部分，以便（舉例而言）提供單獨供應管線或提 供單獨喷塗喷嘴50。舉例而言，一系統可具有專 一 154542.doc •33· 201145605 第一方向及/或相對於光學元件ίο以一第一角度噴塗施加 一經霧化液體54之一第一供應管線36及喷嘴5〇及專用於自 一第二不同方向及/或相對於光學元件1〇以一第二不同角 度喷塗施加一經霧化液體54之一第二供應管線36及喷嘴 5〇。某些實施例提供第一及第二供應管線36以及噴嘴5〇經 組態以提供相同經霧化液體54。在某些實施例中，第一及 第二供應管線36以及喷嘴50經組態以提供彼此不同之經霧 化液體。因此’根據各種實施例涵蓋貯存器、供應管線及 喷塗喷嘴之諸多不同組合。 可提供一混合器41以混合來自貯存器3 〇A至3 〇D中之各 個不同貯存器之供應管線3 6成份。在某些實施例中，該混 合器可包括一靜止混合元件，其藉助於穿過其間之流而致 使供應管線3 6中之材料混合。某些實施例提供可包括一活 動混合元件，其攪拌供應管線3 6材料以保持粒子處於懸浮 中及/或大致均勻地分佈於該等材料中。雖然未圖解說 明’但可提供壓力控制器用於組件中之各組件。舉例而 言’貯存器30A至30D及喷嘴50可包括壓力控制器以提供 對供應及/或遞送壓力之控制以及其他。此外，某些實施 例可包括貯存器30A至30D中之靜止及/或活動混合元件。 舉例而s ’磷光體貯存器3〇C及漫射體貯存器3〇Ε)可使用 混合元件維持粒子處於懸浮中。 圖5進一步圖解說明經組態以感測光學元件1〇所發射之 光37之一光學感測器35。舉例而言，光學感測器35可偵測 光學兀件10所發射之光之一色彩點及/或強度。可經由一 154542.doc •34- 201145605 通信管線28將所偵測之光資訊提供至控制器30，且在控制 沈積系統100之操作中該所偵測之光資訊可用作一回馈信 號’如本文中更詳細闡述。 現在參照圖7，其係圖解說明根據本發明之某些實施例 用於用光學材料塗佈一光學元件之一批量沈積系統2〇〇之 一示意圖。如上文關於圖5及圖6所論述，由一氣體加壓器 42產生之經加壓氣體（例如，經加壓空氣）可穿過經加壓氣 體供應管線44供應至喷塗噴嘴50。經加壓氣體被引導穿過 噴塗喷嘴50中之毗鄰一液體出口埠51之一氣體出口皡52。 可（舉例而言）藉由控制一可縮進銷53之位置來調節液體穿 過液體出口埠51之流動。 一注射器57可包括一批光學材料54。光學材料54可包括 (舉例而言）一種或多種類型之磷光體粒子、一種或多種類 型之漫射體粒子、一黏結劑及/或一種或多種溶劑。注射 器57可使用（舉例而言）經組態以含有光學材料^之一筒而 以包括光學材料之一混合物、化合物、溶液及/或懸浮液 裝載。以此方式，可在施加操作之前不久製備一批光學材 料54以減少其中之組份之沉澱及/或層化。在某些實施例 中，可將注射器直接及/或接近地耦合至喷嘴5〇以減少光 學材料54中之懸浮粒子之沉殺。某些實施例提供由於橫向 流體路徑可導致光學材料54之沉澱及/或層化，因此可減 少及/或避免此等路徑。在某些實施例十，與注射器57一 起提供或在注射器57内提供—活動及/或靜止混合元件以 減少沉澱》 154542.doc •35· 201145605 可提供一流體加壓器5 6以提供及/或控制在注射器5 7内 之一流體壓力。某些實施例提供流體壓力可係大致低於氣 體加壓器42所提供之氣體壓力。 如在圖7中所進一步圖解說明，可由一控制器2〇經由電 子控制管線24、26及29控制氣體加壓器42、流體加壓器56 及加熱裝置37之操作。控制器20可係一習用可程式化控制 器及/或可包括經組態以控制系統2〇〇之各別元件之操作之 一專用積體電路（ASIC)或者一通用微處理器或控制器（例 如，電腦）。 仍參照圖7，藉由控制流體加壓器56及氣體加壓器42之 操作，控制器20可控制供應至喷塗喷嘴5〇之液體之流動。 應瞭解，雖然圖7圖解說明一單個注射器57及喷嘴5〇， 但可提供更多之注射器57及喷嘴5G且將其附接至氣體加壓 器42及流體加壓器56。在某些實施例中，可藉由控制器2〇 電子控制額外氣體加壓器42及流體加壓器56。 如所圖解說明，在將光學材料喷塗於光學元件1〇上之 前，加熱裝置37將熱39施加至光學元件1〇以提高光學元件 ίο之溫度。某些實施例提供可由控制器2G經由電子控制管 線29來電子控制加熱裝置。在某些實施例中，加執裝置η 可在喷塗操作期間將熱39施加至光學元在某政實施 例中，加熱裝置37可用以在喷塗操作之前加熱光學元件1〇 及/或可獨立於控制器2〇操作。 某些實施例提供加熱裝置37包括—導熱性加熱表面，經 由該導熱性表面將熱39轉移至光學元件1〇。在某些實施例 154542.doc -36 - 201145605 中，加熱裝置37可使用一熱轉移媒介（諸如（例如）經加熱空 氣及/或氣體）來將熱39轉移至光學元件1〇,加熱裝置之實 施例可包括電阻性及/或導電性及/或與燃燒相關之 Τ_Ι· 元件。 應進一步瞭解，可將圖7中所圖解說明之一系統2〇〇分割 成數個部分’以便（舉例而言）提供單獨注射器57及/或提供 單獨喷塗喷嘴50。因此，根據各實施例涵蓋注射器57、喷 嘴5〇、流體加壓器56及/或氣體加壓器42之諸多不同組 合0 圖8Α至圖8C圖解說明根據某些實施例與塗佈一 led晶圓 相關聯之操作^參照圖8A，提供一 LED晶圓u〇。如上文 所响述，一 LED晶圓包括界定一發光二極體結構之複數個 薄磊晶層。該等磊晶層係由可包括一生長基板及/或一載 體基板在内之-基板支撐。可（舉例而言）藉由臺面及/或植 纹隔離將LED晶圓11 〇之磊晶區劃分成複數個離散裝置 區。在某些實施例中，可能在LED晶圓u〇中已經形成切 割道（亦，待使用一切割鑛切割晶圓上之線區）及/或劃 線。複數個電觸點112係形成於LED晶圓11〇上。特定而 言’ LED晶圓n〇t之每__離散裝置可包括晶圓之一側上 之待於其上施加磷光體之至少一個電觸點11〗。 一犧牲圖案114係形成於電觸點112上。犧牲圖案ιΐ4可 包括諸如可溶解聚合物及/或玻璃之一材料，該材料可經 施加且係使用習用光微影技術進行圖案化。犧牲圖案 可與下伏電觸點112對準。另-選擇係，犧牲圖案ιΐ4可僅 I5454：>.doc •37· 201145605 覆蓋電觸點112之若干部分，而電觸點112之某些部分係曝 露的。在某些實施例中，犧牲圖案114可寬於電觸點112, 以使得該等犧牲圖案亦覆蓋毗鄰電觸點之LED晶圓110之 表面110A之若干部分。在圖8A中圖解說明所有三個可 能。 仍參照圖8A及8B，使用一加熱裝置37加熱LED晶圓 110 ’且使用一經加壓沈積系統1 〇〇之一喷塗喷嘴5〇將一個 或多個保形光學材料（諸如磷光體粒子及/或漫射體粒子）層 80施加至LED晶圓110之表面110A(圖1及圖2)。將保形層80 塗佈至LED晶圆110之表面ι10Α上及犧牲圖案114上。在某 些實施例中’亦可將層80塗佈至電觸點112之與LED晶圓 110相對之若干上部部分上。 在噴塗塗佈LED晶圓11〇之後，可（舉例而言）藉由曝露於 特定針對犧牲圖案材料之一液體溶劑來移除犧牲圖案 1M ’從而形成圖8C中所示之一 LED晶圓11〇，其包括LED 晶圓110之表面上之曝露之電觸點U2及一個或多個光學材 料層90。雖然未具體圖解說明，但某些實施例提供可使用 在喷塗塗佈LED晶圓之後可被移除之一膜及/或帶來形成犧 牲圖案114。 在圖式及說明書中，已揭示了本發明之典型實施例，且 雖然採用特定術語，但其僅係在一般及描述意義上使用且 並非出於限制目的，本發明之範疇係陳述於以下申請專利 範圍中。 【圖式簡單說明】 154542.doc •38· 201145605 圖1係圖解說明根據本發明之某些實施例用於在一 LED 結構上施加一保形光學材料層之操作之一流程圖； 圖2 A至圖2L圖解說明根據某些實施例光學材料至一經 安裝LED晶片之施加； 圖3 A及圖3B圖解說明根據某些實施例光學材料至不同 各別LED晶片之施加， 圖4係圖解說明根據本發明之某些實施例之操作之一流 程圖； 圖5係圖解說明根據本發明之某些實施例用於用光學材 料塗佈一光學元件及/或基板之一經加壓沈積系統之一示 意圖； 圖6圖解說明根據本發明之實施例之一喷塗喷嘴； 圖7係圖解說明根據本發明之某些實施例用於用光學材 料塗佈一發光二極體（LED)結構之一批量沈積系統之—示 意圖；及 圖8A、圖8B及圖8C圖解說明根據某些實施例光學材料 至一 LED晶圓之施加。 【主要元件符號說明】 10 光學元件 20 控制器 22 電子控制管線 24 電子控制管線 26 電子控制管線 28 通信管線 154542.doc -39- 201145605 29 電子控制管線 30A 流體貯存器 30B 流體貯存器 30C 流體貯存器 30D 流體貯存器 32A 輸入管線 32B 輸入管線 32C 輸入管線 32D 輸入管線 34A 質量流控制器 34B 質量流控制器 34C 質量流控制器 34D 質量流控制器 35 光學感測器 36 供應管線 37 加熱裝置 40 閥 41 混合器 42 氣體加壓器 44 經加壓氣體供 50 喷塗喷嘴 51 液體出口埠 52 氣體出口埠 53 可縮進銷 154542.doc -40. 201145605 54 光學材料 56 流體加壓器 57 注射器 60 基板 62 反射器杯 62A 側壁 64 光學腔 66 傾斜反射表面 70 LED晶片或晶粒 70A LED晶片 70B LED晶片 70C LED晶片 70D LED晶片 72 線接合墊 74 線接合連接件 80 保形層 80A 層 80B 層 92 囊封劑材料 94 透鏡 100 經加壓沈積系統 110 LED晶圓 110A 表面 112 電觸點 154542.doc .41- 201145605 114 犧牲圖案 200 批量沈積系統 154542.doc -42-

Claims (1)

1. 201145605 七、申請專利範園： 1. 一種方法，其包含： 加熱一光學元件；及 在該經加熱光學元件上施加一光學材料。 2. 如清求項！之方；去，其進一步包含在該光學材料施加至 該光學元件後使該光學材料固化。 1如請求項2之方法，其中該光學材料包含一發冷光材 料。 7 4. 如請求項3之方法，其中該光學材料進一步包含一黏結 劑且其中使該光學材料固化進-步包含使該點結劑固 化。 5. 如請求項3之方法，其中該光學材料進一步包含一黏結 劑及-溶劑且其中使該光學材料固化包含使該黏結劑固 化且使該溶劑蒸發。 6. 如請求们之方法，其中該光學元件包含一咖結構。 7. 如請求項1之方法，其中施加該光學材料包含： 使用一經加壓氣體流使包含懸浮於一溶液中之一光學 材料之一發冷光溶液霧化；及 使用該經加壓氣體流將該經霧化發冷光溶液噴塗至該 經加熱光學元件上。 8·如請求項7之方法，其中喷塗該發冷光溶液包含用一空 氣經加壓喷塗系統來喷塗該發冷光溶液。 9.如請求項7之方法’其中該發冷光溶液包含懸浮於包括 一揮發性溶劑及—黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒 154542.doc 201145605 子’該方法進一步包含藉由該經加熱led結構中之熱能 使該揮發性溶劑自該發冷光溶液中蒸發，以在該LED結 構上提供包括波長轉換粒子之一保形層。 10. 如明求項7之方法，其中該發冷光溶液包含懸浮於包括 一非揮發性溶劑及一黏結劑材料之一溶液中之波長轉換 粒子’該方法進一步包含藉由該經加熱led結構中之熱 能使該非揮發性溶劑及/或黏結劑固化，以在該LED結構 上提供包括該等波長轉換粒子之一保形層。 11. 如請求項1之方法，其中該光學元件包含具有一頂部表 面及該頂部表面上之一線接合墊之一 LEd晶片，該方法 進步包含在加熱該LED晶片之前且在將該光學材料施 加於該經加熱光學元件上之前將一線接合至該線接合 墊。 12·如請求項1之方法’其中該光學元件包含一 LED晶圓，該 方法進一步包含在將該光學材料施加於該經加熱lED晶 圓上之後將該LED晶圓單個化成複數個LED晶片。 13.如請求項丨之方法’其中該光學元件包含一[ED結構，該 方法進一步包含： 令該LED結構通電以致使該LED結構發射光； 使用該所發射之光測試該LED結構之光學特性；及 回應於該LED結構之該等光學特性不在一預定分級臨 限值（binning threshold)内，將包含懸浮於包括一揮發性 溶劑及一黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒子之額外 光學材料施加至該經加熱LED結構上。 154542.doc 201145605 14·如請求項1之方法，其中該光學元件包含具有一頂部表 面及在該頂部表面上之一線接合墊之一 led晶片，該方 法進—步包含在加熱該LED晶片及將包含懸浮於包括一 溶劑及一黏結劑材料之一溶液中之波長轉換粒子之該光 學材料施加至該經加熱LED晶片上之前將該led安裝於 一 LED封裝之一光學腔内。 15. 如請求項14之方法，其進一步包含： 藉由來自該經加熱LED晶片之熱能使該黏結劑材料固 化；及 將—囊封劑材料分配至該光學腔内之該LEd晶片上 方，藉此用該囊封劑材料覆蓋包括該等波長轉換材料及 該已固化黏結劑材料之該LED晶片。 16. 如請求項1之方法，其中該光學元件包含一led晶圓該 方法進一步包含在該LED晶圓之一表面上形成複數個犧 牲圖案，其中將該光學材料施加至該經加熱led結構上 包含將一經霧化發冷光溶液喷塗至該等犧牲圖案上及喷 塗至該等犧牲圖案之間之該LED晶圓之曝露表面上。 17. 如請求項16之方法，其進一步包含： 在形成該複數個犧牲圖案之前，在該LED晶圓之該表 面上形成複數個電觸點， 其中I成。亥複數個犧牲圖案包含在該複數個電觸點上 形成該複數個犧牲圖案之至少一部分。 18. 如請求項16之方法，其進一步包含移除該等犧牲圖案及 在-亥等犧牲圖案上之該所施加光學材料之部分以曝露該 I54541doc 201145605 複數個電觸點。 19·如請求項丨之方法，其中加熱該光學元件包含將該光學 元件加熱至在約90攝氏度至約155攝氏度之一範圍中之 一溫度。 20.如請求項i之方法’其中加熱該光學元件包含在將該光 學材料施加於該經加熱光學元件上之前將熱施加至該光 學元件。 21 ‘如清求項i之方法，其中加熱該光學元件包含在將該光 學材料施加於該經加熱光學元件上之同時將熱施加至該 光學元件。 22. 如請求項丨之方法，其中將該光學材料施加至該經加熱 光學元件上包含將一經霧化發冷光溶液之一第一層喷塗 至經加熱LED結構上且然後將一經霧化發冷光溶液之 一第二層喷塗至該經霧化發冷光溶液之該第一層上。 23. 如凊求項22之方法，其中在喷塗該經霧化發冷光溶液之 該第二層之前使該經霧化發冷光溶液之該第一層固化。 24·如請求項22之方法， 其中邊經霧化發冷光溶液包含被噴塗成該第一層之一 第一發冷光溶液及被喷塗成該第二層之一第二發冷光溶 液，且 25. 其中該第一發冷光溶液不同於該第二發冷光溶液。 如請求項1之方法，其中施加該光學材料包含： 使用一‘經加壓t體流使包含m浮於一溶液中之一光學 材料之一發冷光溶液霧化；及 154542.doc 201145605 使用該經加壓氣體流將該經霧化發冷光溶液噴塗至該 經加熱光學元件上，且 其中將該經霧化發冷光溶液喷塗至該經加熱光學元件 上包含使用經定位以相對於該經加熱光學元件之一表面 以複數個角度朝向該經加熱光學元件喷塗之複數個噴塗 頭將該經霧化發冷光溶液喷塗至該經加熱光學元件上。 26. 如請求項1之方法，其進一步包含在施加一光學材料之 前及/或期間攪拌該等光學材料。 27. —種發光結構，其包含： 半導體發光二極體（led)，其包含一作用區；及 一保形層，其直接在該LED上，該保形層包含磷光體 粒子及在將該保形層施加至該LED時藉由該led中之熱 能固化之一黏結劑材料。 28. 如研求項26之發光結構，其中該保形層包含包括該等磷 光體粒子 溶劑及該黏結劑層之一經霧化發冷光溶 液’其中該經霧化發冷光溶液係直接喷塗於被加熱以致 使該經霧化發冷光溶液藉由該LED之該熱能固化之該 LED 上。 29. 如請求項27之發光結構’其中該保形層包含直接在該 LED上之-第-保形層及在該第一保形層上之一第二保 形層。 30. 如s月求項29之發光結構，其中該第一保形層包含第一礙 光體粒子且該第二保形層包含第二構光體粒子。 3 1 ·如明求項30之發光結構’其中該等第一構光體粒子經組 154542.doc 201145605 態以發射處於一第一主波長之光且該等第二磷光體粒子 經組態以發射處於一第二主波長之光。 3 2.如請求項3 1之發光結構’其中該第一主波長與該第二主 波長相同。 33. 如請求項3 1之發光結構，其中該第一主波長與該第二主 波長不同。 34. 如請求項29之發光結構，其進一步包含—第三保形層， 該第二保形層包括在該第三層上之光漫射體粒子。 35. 如請求項27之發光結構，其中該半導體發光二極體包含 一 LED晶片。 36· —種形成用於與所發射之光互動之一裝置之方法，該方 法包含： 加熱一光學元件； 將第保形光學材料層施加至該經加熱光學元件； 測試該光學元件之一發光特性；及 回應於該光學元件之該發光特性係不可接受的，將一 第二保形光學材料層施加於該光學元件上。 3 7 ·如請求項3 6之方法，其中施加該第一保形層包含： 使用一經加壓氣體流使包含懸浮於一溶液中之一光學 材料之一發冷光溶液霧化； 使用該經加壓氣體流將該經霧化發冷光溶液喷塗至該 經加熱光學元件上以提供藉由該經加熱元件之熱能固化 之一第一保形光學材料層。 38.如請求項37之方法，其中該光學元件包含一 LE〇結構， 154542.doc -6 · 201145605 該方法進一步包含： 在測試該發光特性之前，允許該經加熱led結構冷 卻；及 回應於該LED結構之該發光特性係不可接受的，在施 加該第二保形層之前加熱該LED結構。 3 9.如請求項37之方法，其中該第一保形光學材料層包含經 組態以回應於該LED結構所發射之光而發射具有一第一 波長之光之一第一磷光體粒子，且其中該第二保形光學 材料層包含經組態以回應於該LED結構所發射之光而發 射具有不同於該第一波長之一第二波長之光之一第二磷 光體粒子。 40. —種沈積系統，其包含： 一液體供應管線； 一貯存器，其耦合至該液體供應管線且經組態以將含 有光學材料粒子之一液體溶劑供應至該液體供應管線； 一喷塗喷嘴，其耦合至該液體供應管線且經組態以自 該液體供應管線接收該液體溶劑； 一氣體管線’其耦合至喷塗頭且經組態以將一經加壓 氣體提供至該喷塗喷嘴； 控制器’其經組態以控制該液體溶劑至該喷塗喷嘴 中之一流動；及 加熱裝置’其經組態以在將該液體溶劑喷塗至一發 光二極體（LED)結構之前加熱該LED結構。 41. 如請求項40之沈積系統，其進一步包含： 154542.doc 201145605 一質量流控制器，其經組態以控制該液體溶劑自該貯 存器至該供應管線中之一第二流動，其中該控制器進一 步經組態以控制該質量流控制器。 42. 如請求項40之沈積系統，其進一步包含： 一光學感測器，其經組態以偵測該LED結構所輸出之 光，其中該控制器經組態以回應於該所偵測之光輸出而 控制該液體溶劑至該喷塗喷嘴中之該流動。 43. —種發光結構，其包含： 一發光二極體（LED); 一光透射元件’其經組態以接收自該LED發射之光之 至少一部分；及 發冷光材料’其係施加至該LED及/或該光透射元件中 之至少一者，該發冷光材料包括光學材料且經組態以在 將該發冷光材料施加至該LED及/或該光透射元件時藉由 該LED及/或該光透射元件中之熱能固化。 44·如請求項43之發光結構，其中該等光學材料包含波長轉 換材料。 45. 如請求項44之發光結構，其中該等波長轉換材料包含填 光體粒子。 46. 如請求項44之發光結構，其中該等磷光體粒子包含經組 態以發射處於一第一主波長之光之第一磷光體粒子及經 組態以發射處於不同於該第一主波長之一第二主波長之 光之第二磷光體粒子。 47. 如請求項45之發光結構，其中該等磷光體粒子包含發射 154542.doc 201145605 者 色、綠色、黃色及/或藍色之磷光體粒子中之至少 兩 48. —種方法，其包含： 間使該光學元件 在將一光學材料施加至一光學元件期 上之該光學材料固化。 料固化包含加熱該 49. 如請求項48之方法，其中使一光學村 光學元件。 154542.doc