TW201316564A - 發光二極體及製造一發光二極體之方法 - Google Patents
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Abstract
一種製造發光二極體之方法，具有以下各步驟：-製備至少一發光二極體晶片(1)，-製備一懸浮液，其含有溶劑(2)和至少一種發光材料之粒子(3)，-將該至少一發光二極體晶片(1)配置在該懸浮液中，-將所述粒子電泳沈積在該至少一發光二極體晶片(1)之外表面(1a)上，-製成該發光二極體。
Description
本發明提供一種製造發光二極體之方法。此外，本發明提供一種發光二極體，其能以所述方法製成。
文件DE 102004021231 A1描述一種製造發光二極體之方法。
本發明的目的是提供一種製造發光二極體之方法，其特別是能以成本有利的方式來進行。
依據製造發光二極體之方法的至少一實施形式，在一步驟中製備至少一發光二極體晶片。較佳是製備多個發光二極體晶片。所述多個發光二極體晶片特別是以相同形式構成。即，在製造容許度(tolerance)之範圍中各發光二極體晶片具有相同的物理構造，且在製造容許度之範圍中各發光二極體在操作時發出具有相同光譜之電磁輻射。發光二極體晶片因此能以III-V-化合物半導體材料為主，特別是以氮化物-化合物半導體材料為主。發光二極體晶片在操作時例如適合用來產生紫外線-輻射及/或藍光。
III-V-化合物半導體材料具有至少一由第三族(例如，硼、鋁、鎵、銦)構成的元素及一由第五族(例如，氮、磷、砷)構成的元素。此概念”III-V-化合物半導體材料料”特別是包括二元、三元或四元化合物之基(group)，其含有來自第三族之至少一元素和來自第五
族之至少一元素，例如，氮化物-和磷化物-化合物半導體。此種二元、三元或四元化合物例如可另外具有一種或多種摻雜物質以及其它的成分。
“以氮化物-化合物半導體材料為主”此處是指，一種半導體層序列或其至少一部分，特別佳時是指至少一用來產生輻射之活性區及/或生長基板，具有氮化物-化合物半導體材料或由此種材料所構成，此種材料較佳是AlnGamIn1-n-mN，其中0≦n≦1,0≦m≦1且n+m≦1。因此，此種材料未必含有上述形式之以數學所表示之準確的組成。反之，此種材料可具有一種或多種摻雜物質以及其它成分。然而，為了簡單之故，上述形式只含有晶格(Al,Ga,In,N)之主要成分，這些主要成分之一部分亦可由少量的其它物質來取代及/或補足。
至少一發光二極體晶片包括一外表面，其對外限定此晶片。在發光二極體晶片操作時，發光二極體晶片中所產生的電磁輻射之至少一部分經由外表面之至少一部分發出。
依據本方法之至少一實施形式，本方法包括一步驟，此步驟中須製備一懸浮液，其含有溶劑和至少一種發光材料之粒子。
該溶劑例如可以是水或有機溶劑。適當的有機溶劑例如是：乙醇，其例如可為酒精或2-丙醇、丙酮、醛；芳香族溶劑，例如，苯、甲苯、二甲苯；以及全擾式脂肪族碳水物質。此外，上述溶劑之至少二種的混合物亦
可用作溶劑。
懸浮液另外包括至少一發光材料之粒子。發光材料例如可以是陶瓷材料，例如包含以下的發光材料：以稀土之金屬來摻雜之石榴石、以稀土之金屬來摻雜之鹼土硫化物、以稀土之金屬來摻雜之硫鎵酸鹽、以稀土之金屬來摻雜之鋁酸鹽、以稀土之金屬來摻雜之正矽酸鹽、以稀土之金屬來摻雜之氯矽酸鹽、以稀土之金屬來摻雜之鹼土矽氮化物、以稀土之金屬來摻雜之氧氮化物、以稀土之金屬來摻雜之鋁氧氮化物、以稀土之金屬來摻雜之矽氮化物、以及以稀土之金屬來摻雜之賽隆(sialone)。
特別適當的發光材料是石榴石、鋁酸鹽、氮化物及這些發光材料之至少二種所形成的混合物。例如，可使用以下之發光材料的粒子：(Y,Lu)3(Al,Ga)8O12：Ce3+、CaAlSiN3：Eu2+、(Ba,Sr)2Si5N8：Eu2+。
此外，發光材料亦可為一種所謂奈米-發光材料，其中該發光材料的粒子具有一種介於至少1奈米和最多100奈米之間的直徑。奈米-發光材料例如已描述在文件US 2009/0173957中，其明確地藉由參考而收納於此。
又，可形成具有量子點的發光材料。適當的材料例如可為PbS或CdS。量子點特別是以III-V-或II-VI-化合物半導體材料為主。II-VI化合半導體材料特別是具有至少一來自第二族之元素，例如，鈹、鎂、鈣、鍶，及一來自第六族之元素，例如，氧、硫、硒(Se)。II-VI-化合物半導體材料特別是包含二元、三元或四元化合物，其包括至少一來自第二族之元素和至少一來自第六族之元
素。此種二元、三元或四元化合物例如可另外具有一種或多種摻雜物質及其它成分。例如，ZnO,ZnMgO,CdS,ZnCdS,MgBeO屬於II-VI-化合物半導體材料。
發光材料因此特別適合用於所謂向下轉換。即，來自第一波長範圍之主輻射由發光材料所吸收且來自第二波長範圍之二次輻射由發光材料發出，其中第二波長範圍所包含的波長大於第一波長範圍的波長。
依據本方法之至少一實施形式，本方法包括一步驟，其中至少一發光二極體晶片配置在懸浮液中。在使用多個發光二極體晶片的情況下，該些發光二極體晶片較佳是共同配置在該懸浮液中。「共同」例如是指：全部之發光二極體晶片在相同的時間配置在該懸浮液中且發光二極體晶片因此不必依序進行塗層而是同時進行塗層。
配置在懸浮液中的發光二極體晶片至少依據位置而被沾濕。即，該懸浮液沾濕至少一發光二極體晶片之外表面且因此至少依位置而直接與該外表面相鄰接。因此，至少一發光二極體晶片可只有一部分配置在該懸浮液中，即，該發光二極體晶片之一部分(例如，輻射通過面)係由該懸浮液所沾濕，該發光二極體晶片之其它部分(例如，電性連接面)未配置在該懸浮液中。此外，至少一發光二極體晶片(較佳是全部之發光二極體晶片)完全配置在懸浮液中。
依據本方法之至少一實施形式，懸浮液中至少一發光材料之粒子以電泳方式沈積在至少一發光二極體晶片
之外表面。於是，該至少一發光二極體晶片例如可被電性接觸，其以此種方式而顯示成第一電極。在懸浮液之另一位置處施加第二電極(相對電極)。懸浮液中的粒子在其表面上例如承載著電荷。藉由電壓的施加，使至少一發光材料的粒子在電場中於至少一發光二極體晶片之由懸浮液所覆蓋之導電部分之方向中移動。於是，至少一發光材料的粒子沈積在發光二極體晶片之該些導電部分上。
依據本方法之至少一實施形式，在最後的步驟中製成發光二極體。這例如以下述方式來進行，即，發光二極體晶片配置在發光二極體之殼體中且可導電地與該殼體之電性終端位置或導電軌相連接。
依據製造發光二極體之方法的至少一實施形式，此方法包括以下步驟：- 製備至少一發光二極體晶片，- 製備一種懸浮液，其包含溶劑和至少一發光材料的粒子，- 將至少一發光二極體晶片配置在該懸浮液中，- 使粒子以電泳方式沈積在至少一發光二極體晶片之外表面，- 製成發光二極體。
已製成的發光二極體具有至少一發光二極體晶片，其中至少一發光材料的粒子以電泳方式沈積在發光二極體晶片之至少一部分。例如，發光二極體在操作時由發光二極體晶片所產生之藍光可與至少一發光材料之粒子
所發出之黃光及/或綠光及/或紅光相混合。以此方式，發光二極體適合用來在操作時發出白光。
此處所述的方法中，沈積在至少一發光二極體晶片上的層的成分、構造及厚度可有利地以至少一發光材料之粒子藉由對電泳沈積之製程參數的影響而適當地形成。例如，在電泳沈積中藉由電壓的提高，可使發光材料之沈積在發光二極體晶片之外表面上之粒子的密度提高。這在以電壓的改變來改變粒子的配置時特別是如此。例如，藉由電壓的提高，可使沈積速率提高且因此使已沈積之層的厚度提高。藉由電壓之類的製程參數、電泳沈積時的電極距離、溫度及沈積時間，則可很精確地控制及調整由至少一發光材料之粒子所構成的已沈積之層的厚度。以此方式，可對發光材料所轉換的光之所期望的轉換度進行調整。
其它將發光材料之粒子施加在發光二極體晶片之外表面上之方法例如包括：發光二極體晶片以一種母材(例如，矽酮，其包含發光材料之粒子)來澆注、或將小板(其具有發光材料或由發光材料構成)施加在發光二極體晶片之外表面的一些部分上。在與上述其它的方法比較下，本案所述的方法同時在多個發光二極體晶片進行且因此在成本上特別有利。
本發明亦提供一種發光二極體。此發光二極體能以上述方法製成。即，對上述方法所揭示的全部特徵亦揭示於發光二極體中且反之亦然。
依據發光二極體之至少一實施形式，包括至少一發
光二極體晶片，其具有至少一外表面，發光二極體晶片操作時該發光二極體晶片中所產生的電磁輻射經由外表面而離開該發光二極體晶片。例如，該外表面可由發光二極體晶片之主面形成。至少一發光材料的粒子以電泳方式沈積在該外表面上或該外表面之至少一些部分上。由粒子所形成的電泳式沈積層因此可明確地(例如，以電子顯微方式)與具有至少一發光材料之粒子之其它層不同，所述其它層藉由其它方法(例如，凝膠(Sol-Gel)法)而施加在該外表面上。特徵「電泳式沈積」因此是一種結構上的特徵，其適合用來描述一物件(即，發光二極體)之特徵。
以下的實施形式和實施例不但與製造發光二極體之方法有關且亦與發光二極體本身有關。因此，以下的特徵揭示於此處所述的方法及此處所述的發光二極體中。
依據至少一實施形式，發光二極體晶片在電泳沈積時存在於複合物中且在電泳沈積之後劃分成各別的發光二極體晶片。該複合物例如可以是晶圓複合物。即，例如以磊晶生長而成的發光二極體晶片在電泳沈積之前未劃分成各別的晶片，而是整個晶圓至少依位置方式而配置在由至少一發光材料之粒子和溶劑構成的懸浮液中且以電泳方式以粒子來塗層。然後，例如藉由刻劃和折斷使複合物劃分成各別的發光二極體晶片。已塗層之發光二極體晶片之側面於是在由至少一發光材料之粒子構成的層的區域中具有劃分過程之痕跡。
在電泳沈積時發光二極體晶片存在於複合物中，此
複合物亦可以是所謂的”人造-晶圓”。即，發光二極體晶片首先由晶圓複合物劃分出來且在電泳沈積之前施加在一輔助載體上。在該輔助載體上例如以預分類方式施加多個發光二極體晶片。例如，可就發光二極體晶片操作時所產生的光之光譜來對各發光二極體晶片進行分類。換言之，發光二極體晶片之種類劃分(所謂Binning)可在至少一發光材料之粒子之電泳沈積之前進行。以此方式而產生多個以發光材料來塗層之發光二極體晶片，其在至少一發光材料之粒子的電泳沈積時由於很類似的主輻射和一致的條件而使其在操作時所發出的混合光並無不同或幾乎無不同。
依據至少一實施形式，每一發光二極體晶片在電泳沈積時配置在殼體中。各發光二極體晶片因此同樣可存在於複合物中。例如，多個發光二極體晶片在複合物中存在於唯一的殼體中。此外，多個分別具有至少一在複合物中的發光二極體晶片之殼體至少依位置而設置在懸浮液中。各殼體例如可配置在一共同的輔助載體上。殼體例如可以是一種終端載體，其例如可為金屬核心電路板、電路板、印刷電路板(PCB)、金屬化的陶瓷載體或類似物。此外，殼體可藉由一以塑料來濺鍍之導線架而形成。該殼體可另外具有例如一種空腔，其中配置著至少一發光二極體晶片。
依據至少一實施形式，粒子之電泳沈積依位置而沈積在殼體之外表面上。即，粒子不是只沈積在發光二極體晶片之外表面上，而且粒子亦沈積在殼體之裸露的導
電軌、終端位置或外表面之其它可導電的部分上。以此方式，殼體之上述區域能以發光材料來塗層。發光二極體晶片操作時所發出之輻射未被轉換地入射至此種已塗層的面上，此輻射可經歷一種轉換。以此方式，由發光二極體在操作時所產生的光之已被轉換的成分之發出面積可有利地提高。
依據至少一實施形式，在電泳沈積之前在每一發光二極體晶片及/或殼體之外表面的一些部分上施加電性絕緣之保護材料，其在電泳沈積之後去除。在電性絕緣之保護材料的區域中，在電泳沈積期間幾乎不沈積或甚至不沈積至少一發光材料之粒子。若「晶片之可導電的面(例如，接觸層或接合墊)或可導電的區域(例如，終端位置及殼體的導電軌)未由發光材料之粒子所覆蓋」不是所期望者，則這些面可在沈積之前以電性絕緣之保護材料來覆蓋。電性絕緣之保護材料例如是一種光漆。光漆覆蓋每一發光二極體晶片及/或殼體整個外表面的一些部分。光漆之「能以光來照射且以濕式化學方式來去除」的位置不應覆蓋發光二極體晶片及/或殼體。光漆被保留以作為電性絕緣之保護材料的位置處在隨後之電泳沈積時未沈積發光材料。光漆或電性絕緣之保護材料然後被去除。電性絕緣之保護材料被去除的位置處隨後即不具備該至少一發光材料之粒子。
依據至少一實施形式，在電性絕緣之保護材料去除之後在製成發光二極體之前進行以下的步驟：首先，製備另一懸浮液，其含有溶劑和至少另一發
光材料之粒子。該至少另一發光材料係與包含在第一懸浮液中的發光材料不同。該溶劑可選擇成與第一懸浮液中之溶劑相同或不同。然後，至少一發光二極體晶片配置在該懸浮液中，該至少一發光二極體至少依據位置而以至少一發光材料之粒子來塗層。
然後，該至少另一發光材料之粒子繼續以電泳方式沈積在至少一發光二極體晶片之外表面上。換言之，在此實施形式中該至少一發光二極體晶片然後以至少二種不同的發光材料來塗層。於是，該另一發光材料的粒子特別是只能沈積在該至少一發光二極體晶片之外表面的一些位置，由該些位置可將電性絕緣之保護材料去除。
外表面之已沈積有該至少一發光材料之粒子的位置可藉由該些粒子而被電性絕緣且因此不再適合用來容納該至少另一發光材料之其它粒子。以此方式，則例如二種不同發光材料之粒子能以一種藉由該電性絕緣保護材料之先前的結構化所預設的圖樣而施加在發光二極體晶片之外表面上。例如，發光材料之一因此適合用來發出紅光，另一發光材料適合用來發出綠光。整體一般而言，該發光材料和另一發光材料就其所發出之光的彩色而言並不相同。
例如，藉由該電性絕緣之保護材料(其大致上是一種光漆)，則可在發光二極體晶片之主面上產生一種由曝光面和未曝光面所構成的棋盤式圖樣。曝光面例如能以濕式化學來去除，因此會造成以電性絕緣之保護材料來覆蓋之面及未被覆蓋之面。在可導電之未覆蓋之面上，隨
後即沈積粒子形式之第一發光材料。然後，殘留之電性絕緣之保護材料例如在第二濕式化學步驟中被去除且以粒子的形式沈積第二發光材料。以此方式，該發光二極體晶片將包含一發光材料層，其以多個區域形成，該些區域之發光材料成分不同。以此方式，則特別是可藉由一發光材料使另一發光材料所發出之光的再吸收率下降。這樣可造成特別有效率的發光二極體晶片。
依據本方法之至少一實施形式，在每一電性終端位置上在電泳沈積之前將可導電之保護材料施加在每一發光二極體晶片之外表面上，且在電泳沈積之後藉由該可導電之保護材料之一部分被剝蝕而將沈積在該可導電之保護材料上之粒子去除。例如，電性終端位置是一接合墊。在該接合墊上可施加一種可導電之保護材料，其例如可為金屬小球之形式(大致上是金-凸塊(bumps))。在隨後的電泳沈積中，該發光材料或另一發光材料之粒子沈積在該可導電之保護材料上。然後，該可導電之保護材料的至少一部分例如藉由研磨而被剝蝕。以此方式，使電性接觸區露出以用來連接發光二極體晶片。上述之「一部分被剝蝕」於是可在發光二極體晶片之複合物中同時對全部之發光二極體晶片進行。以此方式，則可達成特別有效率的方法。
依據至少一實施形式，至少一發光材料之粒子和至少另一發光材料之粒子在至少一發光二極體晶片之外表面上，形成一種由具有第一發光材料之粒子之第一區域和具有第二發光材料之粒子之第二區域所構成的圖樣。
第一和第二發光材料因此互相不同且例如發出不同彩色之光。圖樣目前表示該發光二極體晶片之外表面上的多個區域之規則的配置以及至少二個不同區域之不規則的配置。
此外，該圖樣亦可具有第三、第四或其它區域，其中配置著其它發光材料之粒子。此外，該圖樣可具有未填充的區域，其中未配置發光材料。因此，發光二極體晶片之外表面例如可結構化成多個區域，其中藉由至少一第一發光材料而將該發光二極體晶片在操作時所產生之主輻射完全轉換成彩色之光。其它區域可未具備發光材料；此處，主輻射未轉換地向外穿過。
整體而言，亦能以上述方式產生混合光。
例如，上述區域在該外表面之俯視圖中可形成為矩形、正方形、圓、圓形式或條形。例如，每一區域形成一種四角形。該些區域的大小可依據需求而對應於該發光二極體在操作時所發出之光來調整。因此，該些區域例如具有一種在至少1微米至最多100微米之範圍中的直徑。若該些區域選擇成特別大，例如，在至少100微米或更大的範圍中，則可產生彩色圖樣，其能以裸眼來辨認。以此方式，例如亦會有以下的可能性，即，藉由該些區域而產生簡單的符號，例如，字母或黑桃圖形，且例如可經由光學元件(例如，透鏡)來對發光二極體進行投影。此圖樣不必與該些區域之規則的序列有關。
此外，亦可在直徑很小的範圍中選擇多個區域，例如，在發光二極體晶片操作時所發出之主輻射的波長之
範圍中選擇多個區域。這特別在使用奈米-發光材料及/或量子點作為發光材料時是可能的。藉由此種小的範圍，則可使圖樣形成一光子晶體。以此方式，則由於發光材料之粒子所形成的層(例如，朝向發光二極體晶片或朝向周圍的媒體(例如，像矽酮之類的澆注物))之材料邊界上由於不同的折射率所造成的散射幾乎可完全避免。這樣可使發光二極體在操作時所發出之光的亮度提高。
依據至少一實施形式，在電泳沈積之後粒子固定在發光二極體晶片之外表面上。在固定之後，在發光材料之粒子和發光二極體晶片之間形成一種機械式固定的化合物，其在發光二極體晶片進一步加工成發光二極體且在發光二極體之適當的使用時不會溶解。此種固定例如可藉由可研磨之硬材料(例如，矽氮烷(Silazane))來進行。此種材料例如亦能以粒子的形式而施加至懸浮液中且電泳沈積時一起與發光材料的粒子沈積在發光二極體晶片之外表面。例如，藉由隨後對發光二極體晶片以及沈積在發光二極體晶片的外表面上的粒子進行加熱，則可使發光材料固定在發光二極體晶片之外表面上。
此外，亦可藉由矽酮或混合材料(例如，外環氧化物-矽酮-混合材料)之類的材料來固定。這些材料例如可以澆注的形式而施加在已沈積的層上。所述材料保護各發光材料使不受外部所影響且促成發光二極體晶片之黏合性。
依據至少一實施形式，在固定之後依據位置將粒子去除。此種去除例如可藉由研磨、雷射剝蝕或雷射鑽孔
來進行。於是，例如可使以至少一發光材料之粒子所形成的層之厚度依據位置而減小或均勻地減小。以此方式，則由發光二極體晶片所發出之混合光之事後的彩色修正是可能的。例如，上述去除亦可在晶圓複合物中進行，以便對全部之發光二極體晶片而言都可設定由發光材料之粒子所構成的層之均勻厚度。例如，在該層的剝蝕期間亦可對由發光二極體晶片和該層所發出之混合光之光度進行測量，且以此方式藉由測量和材料剝蝕來對已發出之混合光之特定的彩色位置進行設定。
此外，亦可適當地例如藉由雷射鑽孔以依據位置而將具有發光材料粒子之層的材料予以剝蝕，使得該層在剝蝕之後具有多個開口，其中該外表面未具備該層的材料。以此方式，例如亦可產生光子晶體結構，如先前所述。
此處所述之方法及此處所述之發光二極體晶片另外具有以下的優點：
- 藉由本方法，可製成發出白光之發光二極體晶片，其中在將複合物劃分之後不需將另一轉換材料(例如，以小板形式存在著)施加在發光二極體晶片之外表面上。
- 此處所述之方法特別是亦可用於各種大小的全部晶片，特別是亦可用於邊長小於500微米之小晶片。
- 至少一發光材料的粒子能以較高的封裝密度施加在發光二極體晶片之外表面上。以此方式，該發光材料可特別良好地在熱性上接合至發光二極體晶片，使該發
光材料在發光二極體操作時可進行最佳的排熱。
- 此外，發光二極體不需一種澆注材料，此乃因施加發光材料時不必使用母材(matrix material)。整體而言，該發光材料不需母材，這樣又可使該發光材料之粒子達成特別高的封裝密度。
- 藉由本方法，亦能以至少一發光材料之粒子來對發光二極體晶片之側面及不只主面進行塗層。因此，可在大的觀看角度獲得均勻的彩色位置，且可避免所謂的”藍色管道(piping)”，藍色管道中在發光二極體晶片之邊緣上所發出之光顯示成藍色。
- 又，可同時製成彩色位置分佈較窄之多個發光二極體晶片。這樣可使效益提高且稍後可更容易地將發光二極體晶片使用在發光二極體中。由於使用人造-晶圓作為複合物，其中存在著發光二極體晶片，則可使彩色位置分佈更窄。
- 此外，事後可依據位置將發光材料之粒子予以剝蝕，藉此來設定彩色位置。
- 最後，在複合物中進行的製造，即，在多個發光二極體晶片上的電泳沈積，顯示出成本特別有利。
以下，將依據實施例及所屬之圖式來詳述此處所述的方法及此處所述的發光二極體。
各圖式中相同、相同形式或作用相同的各組件分別設有相同的元件符號。各圖式和各圖式中所示的各元件之間的大小比例未必依比例繪出。反之，為了清
楚顯示及/或更易於理解，各圖式的一些元件已予放大地顯示出。
圖1依據切面圖顯示此處所述方法之第一實施例。本方法中，多個發光二極體晶片1(其存在於複合物中以作為晶圓)配置在懸浮液23中。每一發光二極體晶片包括至少一活性層11，其中在發光二極體晶片操作時產生主輻射，例如，藍光及/或紫外線。發光二極體晶片具有一個外表面1a。外表面1a例如是由發光二極體晶片之半導體材料所形成。又，在該外表面1a上可配置可導電的材料，例如，透明的導電氧化物。存在於複合物中的發光二極體晶片之該外表面1a係與電壓源7相連接。同樣，懸浮液23係與電壓源相連接。
懸浮液23是由一種溶劑2組成，其中溶解著至少一發光材料的粒子3。
在經由電壓源7來施加電壓時，懸浮液2中之粒子3開始沈積在發光二極體晶片1之外表面1a上。此方法進行一段時間直至在該外表面1a上達成粒子3之所期望的層厚度及/或所期望的密度為止。
在本方法結束之後，複合物中的發光二極體晶片由懸浮液中去除且沿著劃分線4而劃分成各別的晶片。然後，將該發光二極體晶片組構至一殼體(未顯示)中。
參閱圖2，將詳述此處所述方法之另一實施例。與圖1之實施例不同，發光二極體晶片1不是存在於晶圓複合物中，而是使複合物中的發光二極體(包含一殼體5)及發光二極體晶片1配置在懸浮液23中。例如，發光二
極體因此施加在一載體6上。在經由電壓源7而施加電壓時，懸浮液23中的至少一發光材料之粒子沈積在該殼體5之外表面5a及該發光二極體晶片1之外表面1a上。粒子3因此沈積在該些組件之可導電之面上。
參閱圖3A和圖3B來描述一發光二極體，其中粒子3沈積在不期望沈積之面上會受到抑制。發光二極體包括一殼體5，其目前形成為終端載體，其上存在多個金屬層10以作為終端位置。如圖3B之切面圖所示，各金屬層10及發光二極體晶片1之電性終端位置9在至少一發光材料之粒子3之電泳沈積之前以電性絕緣之保護材料8來覆蓋。
由於電性絕緣之保護材料8(其例如是已結構化的光漆)，則該至少一發光材料之粒子3不會沈積在已覆蓋的面上。在粒子3發生電泳沈積之後，將該電性絕緣之保護材料8去除。同樣，如圖3A所示，發光二極體晶片1之主面和側面可藉由此處所述之方法而由發光材料(即，粒子3)來覆蓋。以此方式，可在大的觀看角度下使發光二極體在操作時所發出之光達成均勻的彩色位置。
請參閱圖4A來描述一實施例，其中在發光二極體晶片1之外表面1a上施加具有第一發光材料之粒子的第一區域12及具有第二發光材料之粒子的第二區域13或在發光二極體晶片之外表面上不施加發光材料。以此方式產生一種圖樣，其如上所述對人類的觀看者而言亦能以裸眼來觀看。又，以此方式可產生光子晶體，其允許一種特別無損耗之光發射。
依據所使用之發光材料和所期望的發射特性，可選擇多個區域之長度l和寬度b或直徑d。例如，發光二極體晶片1之邊長是300微米，且寬度b和長度l分別是50微米。即，特別小的晶片亦能以一種不同之發光材料之粒子所形成的圖樣來覆蓋。發光材料因此例如可藉由藍光之激發而發出紅光或綠光。由於不同之發光材料配置在不同的區域中，則已轉換的光之吸收率被最小化。
圖4B中顯示上述發光二極體晶片之一種可能的製造方法。例如，發光二極體晶片(大致上是在複合物中)配置在懸浮液23’中，該懸浮液23’含有另一發光材料之粒子3’。以此方式，可產生多個具有第二發光材料之區域13。這些區域在將第一發光材料沈積在第一區域12中時例如以電性絕緣之保護材料8(例如，光漆)來覆蓋，該保護材料8在施加第二發光材料之前被去除。
請參閱圖5A和圖5B，將詳述此處所述之發光二極體之另一製造方法。此製造方法中，發光二極體晶片1之接觸位置9係以可導電之保護材料14(例如，金-凸塊)來覆蓋。在電泳沈積時，此種可導電之金-凸塊亦以至少一發光材料之粒子3來塗層。然後，該可導電之保護材料14的至少一部分例如藉由研磨而被剝蝕。以此方式，可使該可導電之保護材料14之遠離該發光二極體晶片1之上側上的一種例如能以導線來接觸的面裸露出來。然後不需其它措施即能以導線來接觸此面。
本發明當然不限於依據各實施例中所作的描述。反之，本發明包含每一新的特徵和各特徵的每一種組
合，特別是包含各申請專利範圍或不同實施例之各別
特徵之每一種組合，當相關的特徵或相關的組合本身
未明顯地顯示在各申請專利範圍中或各實施例中時亦
屬本發明。
本專利申請案主張德國專利申請案10 2011 111 980.2之優先權，其已揭示的整個內容在此一併作為參考。
1‧‧‧發光二極體晶片
1a‧‧‧外表面
2、2’‧‧‧溶劑
3、3’‧‧‧粒子
23‧‧‧由溶劑和粒子構成的懸浮液
4‧‧‧劃分線
5‧‧‧殼體
5a‧‧‧外表面
6‧‧‧載體
7‧‧‧電壓源
8‧‧‧電性絕緣之保護材料
9‧‧‧終端位置
10‧‧‧金屬層
11‧‧‧活性層
12‧‧‧具有第一發光材料之粒子的區域
13‧‧‧具有第二發光材料之粒子的區域
14‧‧‧可導電之保護材料
l‧‧‧長度
B‧‧‧寬度
圖1和圖2顯示此處所述方法之實施例的切面圖。
圖3A和圖3B顯示此處所述發光二極體之實施例的圖。
圖4、4B、5A、5B詳細顯示所述方法之實施例的圖解。
1‧‧‧發光二極體晶片
1a‧‧‧外表面
2‧‧‧溶劑
3‧‧‧粒子
23‧‧‧由溶劑和粒子構成的懸浮液
4‧‧‧劃分線
7‧‧‧電壓源
11‧‧‧活性層
Claims (15)
- 一種製造發光二極體之方法，具有以下各步驟：- 製備至少一發光二極體晶片(1)，- 製備一懸浮液，其含有溶劑(2)和至少一種發光材料之粒子(3)，- 將該至少一發光二極體晶片(1)配置在該懸浮液中，- 將所述粒子電泳沈積在該至少一發光二極體晶片(1)之外表面(1a)上，- 製成該發光二極體。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中多個發光二極體晶片(1)一起配置在該懸浮液中。
- 如申請專利範圍第2項之方法，其中所述發光二極體晶片(1)在該電泳沈積時存在於複合物中且在該電泳沈積之後劃分成各別的發光二極體晶片(1)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中每一發光二極體晶片(1)配置在一殼體(5)中。
- 如申請專利範圍第4項之方法，其中所述粒子(3)之該電泳沈積係依位置而在該殼體(5)之外表面(5a)上進行。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中在每一發光二極體晶片(1)及/或該殼體(5a)之所述外表面(1a,5a)之一些部分上，在該電泳沈積之前施加一種電性絕緣之保護材料(8)，其在該電泳沈積之後被去除。
- 如申請專利範圍第6項之方法，其中在該電性絕緣之保護材料(8)被去除之後，在製成該發光二極體之前進行以下各步驟：- 製備另一懸浮液，其含有溶劑(2,2’)和至少另一發光材料之粒子(3’)，- 將該至少一發光二極體晶片(1)之至少一部分配置在該懸浮液中，- 將該至少另一發光材料之所述粒子(3’)電泳沈積在該至少一發光二極體晶片(1)之外表面上。
- 如申請專利範圍第7項之方法，其中該另一發光材料之所述粒子(3’)之該電泳沈積只在該至少一發光二極體晶片(1)之外表面(1a)的該電性絕緣之保護材料(8)已被去除的位置上進行。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中在每一發光二極體晶片(1)之外表面上在該電泳沈積之前在電性終端位置(9)上施加可導電之保護材料(14)，且在該電泳沈積之後藉由該可導電之保護材料(14)之一部分被剝蝕而使沈積在該可導電之保護材料上之粒子(3,3’)被去除。
- 如申請專利範圍第7至9項中任一項之方法，其中該至少一發光材料之粒子(3)和該至少另一發光材料之粒子(3’)在該至少一發光二極體晶片(1)之外表面上形成一種圖樣，其由具有第一發光材料之粒子(3)之第一區域(13)和具有第二發光材料之粒子(3’)之第二區域(13)所構成。
- 如申請專利範圍第10項之方法，其中該圖樣形成至少一光子晶體或該圖樣能以裸眼來辨認。
- 如申請專利範圍第1至11項中任一項之方法，其中所述粒子在該電泳沈積之後被固定。
- 如申請專利範圍第至12項之方法，其中所述粒子在被固定之後依據位置而被去除。
- 一種發光二極體，具有：- 至少一發光二極體晶片(1)，其具有至少一外表面(1a)，在該發光二極體晶片(1)操作時產生於該發光二極體晶片(1)中的電磁輻射經由所述外表面(1a)而離開該發光二極體晶片(1)，及- 至少一種發光材料之粒子(3,3’)，其電泳沈積在該至少一發光二極體晶片(1)之所述外表面(1a)上。
- 如申請專利範圍第14項之發光二極體，其藉由如申請專利範圍第1至13項中任一項所述的方法製成。
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