TW490863B - Manufacturing method of LED with uniform color temperature - Google Patents

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Description

490863 五、發明說明（l) 發明領域： 本發明係有關於發光二極體之封裝方法，特別係有關 於利用未切割成發光二極體晶粒的晶圓上，獲得每一發光 二極體之發光波長，並根據每一發光二極體之發光波長， 調制形成於發光二極體上之磷光物層之劑量，使得每一發 光二極體均能產生實質上相同色溫的光束。 發明背景： 第1 A圖至第1 G圖係分別顯示一種習知發光二極體之製 程步驟。如第1 A圖所示，利用半導體製程於一絕緣基底 (insulating substrate)18 上形成一 η 型覆蓋層（n-type cladding layer)19。接著，如第1B圖所示，於此η型覆蓋 層19上形成具有既定形狀的^ρ型覆蓋層（p~~type cladding layer)22。接著，如第1 c圖所示，於此p型覆蓋 層22上分別形成一p型電極（p-type electrode)17以及於η 型覆蓋層19上形成一 η型電極（η —type electrode)”。接 著，如第1 D圖所示，形成複數切割道l，可以切割形成複 數發光二極體晶粒。接著，如第1 E圖所示，將發光二極體 晶粒設置於一第一導線框架（1 ead frame) 1 2上；其中利用 導線21連接p型電極17與第^導線框架13，以及利用導線 23連接η型電極14與第一導線框架12。接著，如第ip圖所 示，於此發光二極體上形成一磷光物層（phosphor laver) 32。最後’ #第1G圖所示，湘封裝材料34封裝此發光二 極體1 5。 依照傳統方式，在每一個晶粒所形成之磷光物層的劑
0691-5982TWI-ptd 第4頁 五、發明說明（2) ----------- i ί1分均大致相同 '然而’即使在同-晶圓上利用半導 -二=技術形成的複數發光二極體晶粒所發射的波長，亦 非相同。因此，習知利用相同劑量與成分的磷光物層 ，t寻發光二極體發射的第一波長轉換（transform)成較 第一波長長的一第二波長亦非完全相同。進一步，每一發 ，二極體利用第一波長與第二波長調制發光的色溫亦非完 王相同。因此’ 一晶圓上形成具有相同發光色溫的發光二 極體的良率大約1 0 %而已。 發明概述： 有鑑於此，為了解決上述的問題，本發明提出一種在 晶圓上形成均勻色溫之發光二極體之製造方法，包括下列 步驟·於一晶圓上形成複數發光二極體；獲得上述晶圓上 該些發光二極體之發光波長（Hght emission wavelengths);以及根據上述發光波長於該些發光二極體 上形成一對應劑量的磷光物層，藉使該晶圓上之該些發光 二極體均能產生實質上相同色溫的光束。 本發明之另一目的在於提供一種發光二極體之製造方 法’包括下步驟：於一晶圓上形成複數發光二極體； 獲得上述晶圓上該些發光二極體之發光波長（i ight emission wavelengths);根據上述發光波長於該些發光 二極體上形成一對應劑量的磷光物層，藉使該晶圓上之該 些發光二極體均能產生實質上相同色溫的光束；將上述晶 圓上的複數發光二極體切割形成複數個具有實質上相同色 溫的發光二極體晶粒；以及封裝上述複數發光二極體晶
0691-5982TWI-ptd 第5頁 490863
皮本發明之又一目的在於提供一種形成白光磊晶片之製 造方法，包括下步驟：於一晶圓上形成複數藍光發光二極 體；獲得上述晶圓上該些藍光發光二極體之發光波長 、light emission wavelengths);以及根據上述發光波長 於4些監光發光二極體上形成一對應劑量的填光物層，藉 使該晶圓上之該些發光二極體均能產生實質上相同色溫^ 白光。
本發明之再一目的係提供一種白光發光二極體之製 造方法’包括下步驟：於一晶圓上形成複數藍光發光二極 體；獲得上述晶圓上該些藍光發光二極體之發光波長 〔light emission wavelengths);根據上述發光波長於該 些監光發光二極體上形成一對應劑量的磷光物層，藉使該 晶圓上之該些發光二極體均能產生實質上相同色溫的白 $，將上述晶圓上的複數發光二極體切割形成複數個具有 貝貝上相同色溫的白光發光二極體晶粒；以及封裝上述複 數白光發光一極體晶粒。 本發明特徵之一，係於複數發光二極體上分別形成不
同劑s的破光物層，使得來自發光二極體的第一波長與來 自礙光物的第二波長調制的色溫幾乎相同，因此可大幅提 高良率。 本發明特徵之二，在於能夠形成磊晶片型態（wafer f orm)的白光發光二極體（傳統製程均是將晶圓上的發光二 極體切成晶粒後，才形成磷光物，因此只能形成晶粒型態 ㈣863 五、發明說明（4) 的白光發光二極體），除了良率較高外，尚可節省下游封 裝成本。 簡單圖式說明： 第1 A圖至第1 G ®係分別顯示習知發光二極體之製 式； 第2係概要地顯示本發明之實施例之封裝流程圖式； =3圖係概要地顯示一晶圓上形成複數發光二極體； ，第4圖係概要地顯示於一晶圓上的複數發光二極體分 別形成不同劑量的碟光物層； 切宝i m概λ地顯示第4圖中晶圓上的複數發光二極體 切割形成後數發光二極體晶粒； 愧體 面圖r。圖係概要的顯示具有一活性層的發光二極體的剖 符號說明： 12〜第一導線框架； 1 3〜第二導線框架； 1 4〜η型電極； 1 5〜發光二極體； 1 7〜ρ型電極； 1 8〜絕緣基底； 19〜η型覆蓋層； 2 0〜活性層； 21〜導線； 22〜Ρ型覆蓋層； 490863
2 3〜導線； 3 2 c〜磷光物層 32 、 32a 、 32b 3 4〜封装材料； 實施例說明： 第2圖係概要地顯示本發明之實施例之封裝流 式。L圖V，100係於一晶圓上形成複數發光二。 第圖係概要地顯示一晶圓上形成 如第3圖所示，係於一 ¥崚其矻〗β r旻歡^九一極體。 極體。此等紫外光/藍光發光二極體包括一^: ^ ★形成於絕緣基底1 8上的一 η型覆蓋層丨9、形 此η型覆蓋層19上具有既定形狀的複數Ρ型覆蓋層22、分別 形成於此等ρ型覆蓋層上的複數ρ型電極24、以及分 於此η型覆盍層1 9之既定位置上的複數η型電極丨4。一妒 言二於此種紫外光/藍光發光二極體中，η型覆蓋層係 塑亂化鎵為材料製造，ρ型覆蓋層係以ρ型氮化鎵為材料製 造。因此’此種紫外光/藍光發光二極體發射藍光，盆桿 準波長約為450nm。 〃不 進一步，如第2圖中的符號20 0所示，讀取上述晶圓18 上的複數紫外光/藍光發光二極體之第一發光波長。於上 述晶圓1 8上，形成既定位置的複數切割道l。接著，分別 導通上述晶圓1 8上的複數紫外光/藍光發光二極體。例 如，分別對上述晶圓上的每一紫外光/藍光發光二極體之ρ 犁電極與η型電極施壓，使其發光b。因此，可以獲得上述 晶圓上複數紫外光/藍光發光二極體之對應光譜S。
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進一步，利用CIE組織於1931年制定的色座標圖 (chromaticity diagram)與色匹配函數（c〇1〇r function)，可以將實施例中的紫外光/藍光發光二極體發 射的第一波長與其它物質，例如磷光物層，發射的第二波 長調制形成不同顏色的光束。 接著’如第2圖中的符號30 0所示，根據上述步驟中量 測得到的複數發光一極體之光譜圖形成不同劑量的峨光物 層。利用喷墨印刷技術（Ink Jet Printing)，並根據每一 發光二極體之光譜圖，將不同劑量的磷光物分別形成於各 個發光二極體上。例如，如同第4圖中右側所示的發光二 極體，當此發光二極體發射的一第一波長為標準波長 4 5 0 n m日可’藉由上述喷墨印刷技術形成標準劑量的鱗光物 32a於此發光二極體上，以便形成色溫6〇〇〇1(的白光。例 如’如第4^圖中中間所示的發光二極體，當此發光二極體 發射的一第一波長為4 5 5nm，則藉由上述喷墨印刷技術形 成較少劑量的磷光物32b於此發光二極體上，以便形成相 同色溫的白光。例如，如第4圖左側所示的發光二極體， 當此發光二極體發射的一第一波長為44511111，則藉由上述 喷墨印刷技術形成較多劑量的磷光物32c於此發光二極體 上，以便形成相同色溫的白光。當發光二極體發射的第一 波長較標準波長長時，根據色匹配函數必須形成光譜面積 較小的第二波長，以便形成色溫60 0 0K的白光。因此，形 成於發光二極體上的磷光物之劑量較少。當發光二極體發 射的第一波長較標準波長短時，根據色匹配函數必須形成
490863 五、發明說明（7) 光譜面積較大的第二波長，以便形成色溫6 〇 〇 〇 K的白光。 因此，形成於發光二極體上的磷光物之劑量較多。此外， 於本實施例中，可應用熱泡式（thermai bubble)喷墨印刷 技術與壓電式（piezoelectric)喷墨印刷技術將磷光物形 成於此等發光二極體之表面。 對於晶圓上的複數發光二極體分別形成對應的劑量的 磷光物層後；接著，如第2圖中的符號4〇〇所示，將晶圓上 的複數發光二極體切割形成複數發光二極體晶粒。第5圖 係概要地顯示第4圖中晶圓上的複數發光二極體切割形成 複數發光二極體晶粒後，利用封裝材料34封裝每一發光二 極體。例如，將發光二極體晶粒設置於一第一導線框架1 2 上；其中利用導線21連接p型電極17與第二導線框架13， 以及利用導線2 3連接η型電極1 4與第一導線框竿1 2 了 如第2圖中的符號50 0所示，利用封裝材料封裝每一發 光二極體晶粒。可利用封裝材料形成不同曲率的透鏡，二 便形成不同的聚光長度。 於本發明中，如第6圖所示，可以於上述n型覆蓋芦19 與Ρ型覆盍層2 2之間形成一活性層2 〇，以便增加發光強 度。 Χ 於此貫施例中，亦可以調制不同比例的磷光物 成於上述晶圓之複數發光二極體表面。例如，調制兩或 三種以上的磷光物，亦可形成不同光譜面積的第二 第三波長。因此，藉由上述發光二極體發射的第—^ 第一種鱗光物發出的第二波長與第二種磷光物發出的^三 ΕΗ 0691-5982TWi -ptd 第10頁
490863 五、發明說明（8) 波長形成既定的顏色。 於本發明中，可以應用於不同發光二極體與磷光物， 形成不同色溫或顏色的發光二極體。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
0691-5982TWI-ptd 第11頁

Claims (1)

  1. 490863 案號 90103012
    六、申請專利範圍 ι 一種在晶圓上形成均勻色溫之發光二極 法，包括下步驟： 體之製造方 於一晶圓上形成複數發光二極體； •獲得上述晶圓上該些發光二極體之發光波長 emission waveiengths);以及 ght 根據上述發光波長於該些發光二極體上形成一 物層，藉使該晶圓上之該些發光二極二均= 貫質上相同色溫的光束。 座生 ’其中當上 形成劑量較 ’其中當上 形成劑量較 其中利用 、、2·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 述發光二極體之發光波長較一標準波長長時， 多的磷光物層。 、、3·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 述發光二極體之發光波長較一標準波長短時， 少的磷光物層。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 κ , q q 喷墨印刷技術將上述磷光物分別形成於上述晶圓之複數發 光二極體上。 X '5二如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中上述 發光二極體係一氮化鎵系發光二極體。 + 6 ·如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中上數 喷墨印刷技術包括熱泡式喷墨印刷技術與壓電式喷墨印刷 技術。 、 、> 7 ·如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中上述 务光一極體係藍光或紫外光發光二極體。 i如申請專利i圍第1項所述之製造方法，其中所產
    第12頁 490863 案號 9010刈1?
    修正 六、申請專利範圍 生之貝貝上相同色溫之光束為白光 9 · 一種發光二極體之製造方法 於一晶圓上形成複數發光二換 獲得上述晶圓上該些發光二換 emission wavelengths); 根據上述發光波長於該些發光 量的磷光物層，藉使該晶圓上之 實質上相同色溫的光束； 將上述晶圓上的複數發光二换體 實質上相同色溫的發光二極體晶雜； 封I上述複數發光二極體晶雜。 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中當上 述發光二極體之發光波長較」標举波長長時，形成劑量較 多的碟光物層。 11.如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中當上 谬波長短時’形成劑量較 ，包括下步驟：體； 艘之發光波長（light >極體上形成一對應劑 该呰發光二極體均能產生 切割形成複數個具有 以及 述發光二極體之發光波長較 少的鱗光物層 1 2·如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中利用 噴墨印刷技術將上述磷光物分別形成於上述晶圓之複數發 光二極體上。 刀 ，13·如申請專利範圍第9項所述 發光二極體係一氮化鎵系發光二極體 構 :製造方法，其中上述 b 〇 之製造方法，其中上 + 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項所述、α，六丁丄 數喷墨印刷技術包括熱泡式噴墨印刷技術與壓電式噴墨印 刷技術。
    第13頁 ❿ 490863 _J號 90103012 允 β 日 鉻 π： 六、申請專利範『 ----- 1 5，如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中上述 發光二極體係藍光或紫外光發光二極體。 1 6·如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中所產 生之實質上相同色溫之光束為白光。 17· 種形成白光蠢晶片之製造方法，包括下步驟： 於一晶圓上形成複數藍光發光二極體； 獲得上述晶圓上該些藍光發光二極體之發光波長 (light emission wavelengths);以及 根據上述發光波長於該些藍光發光二極體上形成一對 應劑里的磷光物層，藉使該晶圓上之該些發光二極體均能 產生實質上相同色溫的白光。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製造方法，其中當 上述發光二極體之發光波長較一標準波長長時，形成劑量 較多的碟光物層。 1 9 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製造方法，其中當 上述發光二極體之發光波長較一標準波長短時，形成劑量 較少的磷光物層。 2 0 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製造方法，其中利 用喷墨印刷技術將上述磷光物分別形成於上述晶圓之複數 發光二極體上。 2 1 ·如申請專利範圍第1 7項所述之製造方法，其中上 述發光二極體係一氮化鎵系發光二極體。 2 2 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之製造方法，其中上 數噴墨印刷技術包括熱泡式喷墨印刷技術與壓電式喷墨印 刷技術。
    490863 案號 90103012 ±η 曰 修正 六、申請專利範圍 23. ^一種白光蠢晶片’包括： 複數藍光發光二極體設於一晶圓上，且該些藍光發光 一極體分別具有對應之發光波長（light emission wavelengths)；以及 一對應劑量的磷光物層根據上述發光波長分別設於該 些藍光發光二極體上，使該晶圓上之該些發光二極體均能 產生實質上相同色溫的白光。 2 4 · —種白光發光二極體之製造方法，包括下步驟· 於一晶圓上形成複數藍光發光二極體； 獲得上述晶圓上該些藍光發光二極體之發光波長 (light emission wavelengths); 根據上述發光波長於該些藍光發光二極體上形成一對 應劑量的磷光物層，藉使該晶圓上之該些發光二極體均能 產生實質上相同色溫的白光； 此 將上述晶圓上的複數發光二極體切剔形成複數個具有 實質上相同色溫的白光發光二極體晶粒；以及 封裝上述複數白光發光二極體晶粒。 其中當 形成劑量 其中當 形成劑量 2 5 ·如申請專利範圍第2 4項所述之製造方法 上述發光二極體之發光波長較/標準波長長時 較多的碌光物層。 26·如申請專利範圍第24項所述之製造方法 上述發光二極體之發光波長較/楳準波長短時 較少的磷光物層。 其中利 用喷墨印刷技術將上述碰灰物分別形成於上述晶圓之通料
    第15貢 27·如申請專利範圍第24項所述之製造方法 490863 _案號 90103012_年月日__ 六、申請專利範圍 發光二極體上。 2 8.如申請專利範圍第24項所述之製造方法，其中上 述發光二極體係一氮化鎵系發光二極體。 2 9.如申請專利範圍第2 7項所述之製造方法，其中上 數噴墨印刷技術包括熱泡式喷墨印刷技術與壓電式喷墨印 刷技術。
    0691-5982TWFl.ptc 第16頁
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