TWI791901B

TWI791901B - 用於薄膜封裝的磷光體轉換器結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI791901B
Application number: TW108134868A
Authority: TW
Inventors: 葛羅葛瑞倍森; 萊克斯克索史基; 陰山英雄
Original assignee: 荷蘭商露明控股公司
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202029530A; WO2020065539A1

Abstract

本發明描述發光裝置(LED)及製造LED之方法。一方法包含在一臨時帶上提供一波長轉換材料之一層。該波長轉換材料包含至少一黏結劑或基質材料、一非發光材料之粒子，及磷光體粒子，且具有60至90體積%之一濃度之該非發光材料的粒子及磷光體粒子。該波長轉換材料之該層係在該臨時帶上分離，以形成多個波長轉換結構，該等波長轉換結構係放置於一陣列型框架中。將熱量及壓力施加至該陣列型框架中之該等波長轉換結構。

Description

用於薄膜封裝的磷光體轉換器結構及其製造方法

本發明係關於一種發光二極體結構，且更特定言之，本發明係關於一種具有波長轉換材料之發光二極體結構。

包含發光二極體、諧振腔發光二極體、垂直腔雷射二極體及邊緣發射雷射之半導體發光裝置或光功率發射裝置(諸如發射紫外(UV)或紅外(IR)光功率之裝置)係當前可用之最有效光源之一。歸因於其等之緊湊大小及較低功率要求，舉例而言，半導體發光或光功率發射裝置(為簡單起見在本文中稱為LED)係用於諸如相機閃光燈之光源、用於諸如相機及行動電話之手持式電池供電裝置之有吸引力的候選者。其等亦可用於(舉例而言)其他應用，諸如用於汽車照明、視訊手電筒(torch for video)及普通照明，諸如家庭、商店、辦公室及演播室照明、劇院/舞臺照明及建築照明。一單一LED可提供比一典型光源更暗的光，且因此，LED陣列可用於此等應用。

描述發光裝置(LED)及製造LED之方法。一方法包含在一臨時帶上提供一波長轉換材料之一層。波長轉換材料包含至少一黏結劑或基質材料、一非發光材料之粒子、及磷光體粒子且具有60至90體積%之一濃度之非發光材料之粒子及磷光體粒子。波長轉換材料層在臨時帶上分離以形成多個波長轉換結構，其等提供於一陣列型框架上。將熱量及壓力施加至陣列型框架上之波長轉換結構。

本申請案主張2018年11月12日申請之歐洲專利申請案第18205710.9號及2018年9月26日申請之美國專利申請案第16/142,247號之優先權利，該等案各者之全文以引用的方式併入本文中。

諸如上文提及之相機閃光燈、汽車照明及普通照明之應用可利用發光裝置(LED)作為白色光源。此等LED可被稱為白色LED。當白色LED處於一接通狀態時，從觀看者之角度看，該等LED可能看起來發射白光。然而，其等實際上可由發射非白色泵浦光(例如，藍色或UV光)之發光半導體結構以及使非白色泵浦光對於觀看者呈現白色之波長轉換結構組成。

在諸如其中使用LED陣列之一些應用中，可期望防止未轉換泵浦光及經轉換光透過LED之外側滲出且舉例而言滲出至鄰近LED中。在此等應用中，反射器有時可安置成鄰近各LED之側邊緣以防止光透過側逸出LED。習知地，此等反射器為厚的(例如，超過25微米厚)，以防止泵浦光滲出。然而，亦可能可用一非金屬薄膜反射器(諸如一布拉格反射器，其可能薄得多(例如，1微米至10微米厚))塗覆LED之側表面。非金屬薄膜反射器之使用在諸如其中需要LED之緊密放置之應用中可為所要的。

非金屬薄膜反射器通常由諸如AlO_x 、TiO₂ 、TaO₂ 、SiO₂ 、Nb₂ O₅ 等之材料製成，相較於習知地形成波長轉換結構之材料(諸如玻璃中之磷光體或陶瓷磷光體)，該等材料可具有低熱膨脹係數(「CTE」約6 ppm至20 ppm)。若一非金屬薄膜反射器塗覆於包含一發光半導體結構及一波長轉換結構之一LED之側表面上，則歸因於非金屬薄膜反射器與波長轉換結構之間之CTE失配，非金屬薄膜反射器可能破裂。

在本文中描述之實施例中，波長轉換結構可由一波長轉換材料形成，該波長轉換材料高度負載且相較於上文描述之習知波長轉換材料具有與非金屬薄膜反射器材料之一較佳CTE匹配。此高度負載波長轉換材料可為由一黏結劑或基質材料(諸如聚矽氧)形成之一模製化合物，其高度負載有一非發光材料(諸如矽石(呈非晶或結晶形式之SiO₂ ))之磷光體粒子以及固體粒子。模製化合物中之固體(磷光體及固體非發光粒子)之一濃度可為60至90體積%。

雖然此一高度負載波長轉換材料可為非金屬薄膜反射器材料提供一較佳CTE匹配，但歸因於波長轉換模製化合物中之固體之高體積%濃度，在將材料鋸切成個別波長轉換結構以附接至個別LED晶粒時，邊緣變得粗糙(例如，300 nm至1,000 nm或1,000 nm以上粗糙度)。具有此等高度粗糙側邊緣之磷光體結構可能無法結合非金屬薄膜反射器使用，此係因為高度粗糙側表面將導致入射於其上之光重新定向且透過非金屬薄膜反射器洩漏並透過LED之側表面洩漏出。本文中描述之實施例提供方法，可藉由該等方法製造諸如上文描述之一高度負載波長轉換結構以具有足夠光滑的側表面(例如，100 nm粗糙度或更小)。雖然本文中關於一高度負載波長轉換材料描述實施例，但一般技術者將辨識，本文中描述之方法可搭配其中表面光滑度係所要之任何類型之波長轉換結構使用。

圖1係製造一LED之一例示性方法之一流程圖100。圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E、圖2F及圖2G係例示性LED在製程期間之各個階段之圖式。

在圖1中繪示之實例中，於一臨時帶上提供一波長轉換材料層(102)。波長轉換材料可為由一黏結劑或基質材料(諸如聚矽氧)形成之一模製化合物，其係高度負載有一非發光材料(諸如矽石(SiO₂ ))之磷光體粒子以及固體粒子。模製化合物中之固體(磷光體及非發光粒子)之一濃度可介於60與90體積%之間。在一項實施例中，模製化合物中之固體(磷光體及非發光粒子)之濃度大於70體積%。在另一實施例中，模製化合物中之固體之濃度大於80體積%。在另一實施例中，模製化合物中之固體之濃度係約90體積%。臨時帶可為任何適合鋸切帶。圖2A係安置於一臨時帶202上之一波長轉換材料204之一層之一實例200A之一圖式。

在實施例中，可形成波長轉換材料以搭配發射藍光之一半導體結構使用。在此等實施例中，波長轉換材料可包含(舉例而言)一發黃光波長轉換材料或發綠光及發紅光波長轉換材料之粒子，此將在由各自磷光體發射之光與由發光半導體結構發射之藍光組合時產生白光。在其他實施例中，可形成波長轉換材料以搭配發射UV光之一半導體結構使用。在此等實施例中，波長轉換材料可包含(舉例而言)藍色及黃色波長轉換材料之粒子，或藍色、綠色及紅色波長轉換材料之粒子。可添加發射其他色彩之光的波長轉換粒子以定製自LED發射之光的光譜。

在實施例中，波長轉換材料中之發光固體粒子可係由Y₃ Al₅ O₁₂ :Ce³⁺ 構成。發光固體粒子可為通式為(Ca_1-x-y-z Sr_x Ba_y Mg_z )_1-n (Al_1-a+b Ba)Si_1-b N_3-b O_b :RE_n (其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤a≤1，0≤b≤1且0.002≤n≤0.2，且RE可選自銪(II)及鈰(III))之發琥珀色光至發紅光之稀土金屬活化氧基次氮基鋁矽酸鹽。

在其他實施例中，波長轉換材料中之發光固體粒子可包含具有以下通式之鋁石榴石磷光體：(Lu_1-x-y-a-b Y_x Gd_y )₃ (Al_1-z Ga_z )₅ O₁₂ :Ce_a Pr_b (其中0＜x＜1，0＜y＜1，0≤z≤0.1，0＜a≤0.2且0≤b≤0.1)，諸如Lu₃ Al₅ O₁₂ :Ce³⁺ 及Y₃ Al₅ O₁₂ :Ce³⁺ ，其發射在黃色至綠色範圍內之光；及(Sr_1-x-y Ba_x Ca_y )_2-z Si_5-a Al_a N_8-a O_a :Eu_z ²⁺ (其中0≤a＜5，0≤x≤1，0≤y≤1且0≤z≤1)，諸如Sr₂ Si₅ N₈ :Eu²⁺ ，其發射在紅色範圍內之光。其他發綠光、發黃光及發紅光磷光體亦可為適合的，包含(Sr_1-a-b Ca_b Ba_c )Si_x N_y O_z :Eu_a ²⁺ ；(a=0.002至0.2，b=0.0至0.25，c=0.0至0.25，x=1.5至2.5，y=1.5至2.5，z=1.5至2.5)，包含SrSi₂ N₂ O₂ :Eu²⁺ ；(Sr_1-u-v-x Mg_u Ca_v Ba_x )(Ga_2-y-z Al_y In_z S₄ ):Eu²⁺ ，包含(舉例而言) SrGa₂ S₄ :Eu²⁺ ; Sr_1-x Ba_x SiO₄ :Eu²⁺ ；及(Ca_1-x Sr_x )S:Eu²⁺ (其中0≤x≤1)，包含CaS:Eu²⁺ 及SrS:Eu²⁺ 。其他適合磷光體包含CaAlSiN₃ :Eu²⁺ 、(Sr,Ca)AlSiN₃ :Eu²⁺ 及(Sr, Ca, Mg, Ba, Zn)(Al, B, In, Ga)(Si, Ge)N₃ :Eu²⁺ 。

在其他實施例中，波長轉換材料中之發光固體粒子亦可具有一通式(Sr_1-a-b Ca_b Ba_c Mg_d Zn_e )Si_x N_y O_z :Eu_a ²⁺ ，其中0.002≤a≤0.2，0.0≤b≤0.25，0.0≤c≤0.25，0.0≤d≤0.25，0.0≤e≤0.25，1.5≤x≤2.5，1.5≤y≤2.5且 1.5≤z≤2.5。波長轉換材料中之發光固體粒子亦可具有一通式M_m A_a B_b O_o N_n :Z_z ，其中一元素M係一或多個二價元素，一元素A係一或多個三價元素，一元素B係一或多個四價元素，O係氧(其係選用的且可不在磷光板中)，N係氮，一元素Z係一活化劑，n=2/3m+a+4/3b−2/3o，其中m、a、b可皆為1且o可為0且n可為3。M係選自Mg (鎂)、Ca (鈣)、Sr (鍶)、Ba (鋇)及Zn (鋅)之一或多個元素，元素A係選自B (硼)、Al (鋁)、In (銦)及Ga (鎵)之一或多個元素，元素B係Si (矽)及/或Ge (鍺)，且元素Z係選自稀土或過渡金屬之一或多個元素。元素Z係選自Eu (銪)、Mg (鎂)、Sm (釤)及Ce (鈰)之至少一或多個元素。元素A可為Al (鋁)，元素B可為Si (矽)，且元素Z可為Eu (銪)。

波長轉換材料中之發光固體粒子亦可為具有化學式(Sr_1-a-b Ca_b Ba_c )Si_x N_y O_x :Eu_a (其中a=0.002至0.2，b=0.0至0.25，c=0.0至0.25，x=1.5至2.5，y=1.5至2.5)之Eu²⁺ 活化Sr-SiON。

波長轉換材料中之發光固體粒子亦可為藉由用鐠(Pr)之三價離子摻雜Ce: YAG磷光體而產生的經化學改變之Ce: YAG (釔鋁石榴石)磷光體。波長轉換材料中之發光固體粒子可包含一主要螢光材料及一補充螢光材料。主要螢光材料可為Ce: YAG磷光體且補充螢光材料可為銪(Eu)活化之硫化鍶(SrS)磷光體(「Eu:SrS」)。主要螢光材料亦可為Ce: YAG磷光體或任何其他適合發黃光磷光體，且補充螢光材料亦可為用銪活化之硫化鈣(CaS)及硫化鍶(SrS)之混合三元結晶材料((Ca_x Sr_{1_x} )S:Eu²⁺ )。主要螢光材料亦可為Ce:YAG磷光體或任何其他適合發黃光磷光體，且補充螢光材料亦可為摻雜有銪之氮化矽酸鹽(nitrido-silicate)。氮化矽酸鹽補充螢光材料可具有化學式(Sr_1-x-y-z Ba_x Ca_y )₂ Si₅ N₈ :Eu_z ²⁺ ，其中0≤x，y≤0.5且0≤z≤0.1。

在實施例中，波長轉換材料中之發光固體粒子可包含鍶-鋰-鋁:銪(II)離子(SrLiAl₃ N₄ :Eu²⁺ )類(亦被稱為SLA)，包含MLiAl₃ N₄ :Eu²⁺ (M = Sr, Ba, Ca, Mg)。在一特定實施例中，發光粒子可選自以下發光材料系統之群組：MLiAl₃ N₄ :Eu (M=Sr, Ba, Ca, Mg)、M₂ SiO₄ :Eu (M=Ba, Sr, Ca)、MSe_1-x S_x :Eu (M=Sr, Ca, Mg)、MSr₂ S₄ :Eu (M=Sr, Ca)、M₂ SiF₆ :Mn (M=Na, K, Rb)、M₂ TiF₆ :Mn (M=Na, K, Rb)、MSiAlN₃ :Eu (M=Ca, Sr)、M₈ Mg(SiO₄ )₄ Cl₂ :Eu (M=Ca, Sr)、M₃ MgSi₂ O₈ :Eu (M=Sr, Ba, Ca)、MSi₂ O₂ N₂ :Eu (M=Ba, Sr, Ca)、M₂ Si_5-x Al_x O_x N_8-x :Eu (M=Sr, Ca, Ba)。然而，其他系統亦可為所關注的且可由一塗層保護。亦可應用兩種或更多種不同發光材料之粒子之組合，諸如(例如)結合一紅色發光材料之一綠色或一黃色發光材料。

在實施例中，波長轉換材料可包含上述磷光體之任一者之一摻合物。

可至少部分基於一或若干所選取磷光體來選取非發光固體粒子之材料及濃度，使得模製化合物具有匹配或緊密地匹配待塗覆於發光半導體結構及波長轉換結構之側表面上之一非金屬薄膜反射器之CTE的一CTE。若負載接近90%，則模製化合物之CTE可為約20PPM。此外，為最大化光學效能，藉由最小化模製化合物中之散射，惰性材料之折射率可與黏結劑之折射率儘可能緊密地匹配。舉例而言，黏結劑之折射率可為1.5，且SiO₂ 之折射率為1.46。舉另一實例，具有1.41之一折射率之一黏結劑可結合SiO₂ 使用。可藉由考量固體組分之各者之質量加上分開之黏結劑之質量及各組分之比重而計算體積%。

往回參考圖1，波長轉換材料層可經鋸切或以其他方式分離成個別波長轉換結構(104)。圖2B係在鋸切或分離之後安置於臨時帶202上之個別波長轉換結構204之一實例之一圖式。圖2B中提供帶202之一側視圖200B及一俯視圖200C兩者。在側視圖200B中，五個波長轉換結構204A、204B、204C、204D及204E被展示為提供於臨時帶202上。在俯視圖200C中，展示九個波長轉換結構，包含波長轉換結構204A、204B及204C。雖然在圖2B中之視圖200B及200C中繪示五個及九個波長轉換結構，但一般技術者將辨識，可在本文中描述之實施例之範疇內將波長轉換層204分離成臨時帶202上之任何數目個波長轉換結構。如上文提及，在程序中之此時，歸因於(舉例而言)高度負載波長轉換模製化合物中之粒子之移位，側邊緣(例如，如針對圖2B之俯視圖200C中之波長轉換結構之一者標記之250A、250B、250C及250D)可具有一非所要高的粗糙度，諸如300 nm至1,000 nm或1,000 nm以上粗糙度。

可從臨時帶202轉移個別波長轉換結構(106)。圖2C及圖2D係展示轉移之後之波長轉換結構204A、204B及204C之圖式200D及200E。在圖2C中繪示之實例中，在一結構上提供波長轉換結構204A、204B及204C，該結構可由經由一熱釋放帶或層208黏著至另一帶206 (諸如一凱通(Kapton)帶)之一金屬框架210形成。在圖2D中繪示之實例中，框架210包含界定各自波長轉換結構應被壓縮於其中之凹入區域260的凸起區。雖然在圖2D中之側視圖中不可見，但凸起區可形成一陣列，使得各個別波長轉換結構經安置於框架210中之一各自凹入區域260中。一釋放膜214可在框架210及個別波長轉換結構204A、204B及204C上方拉伸。

個別波長轉換結構可經壓縮模製於帶206上及框架210內(108)。在實施例中，包含帶206、熱釋放帶或層208、及金屬框架210之結構可經放置於一隔板216內且經受足以導致個別波長轉換結構在各自凹入區域260A、260B及260C內流動之壓力及熱量。在實施例中，一有效壓力可在0.7 Mpa至0.8 Mpa之一範圍中且一有效熱量可在50℃至90℃之一範圍中。

圖2E係在使用隔板216壓縮之後之波長轉換結構之一圖式200F。如繪示，個別波長轉換結構218A、218B及218C採用其等經安置於其中之各自凹入區域260A、260B及260C之形狀。框架210之凸起部分可具有光滑內壁213，使得個別波長轉換結構218在壓縮之後將具有(舉例而言)適合搭配諸如一布拉格反射器(未展示)之一薄膜反射器使用之光滑邊緣(例如，100 nm粗糙度或更小)。

一各自發光晶粒可被附接至各個別波長轉換結構(110)。在實施例中，波長轉換模製化合物可具有足夠黏著力，使得發光晶粒可在無任何額外黏著劑之情況下被附接至該波長轉換模製化合物。因此，晶粒可係使用熱量附接至個別波長轉換結構，諸如藉由使用一晶粒附接機器之經加熱夾頭。習知地，一波長轉換結構將係使用某一類型之中介黏著材料來附接至一晶粒，此可能導致與黏著材料之介面處的波導。由於使用上文提及材料且使用上文描述之方法形成的波長轉換結構可具有足夠黏著力，使得無需中介黏著材料，故可消除此光導，從而進一步降低透過LED之側及塗覆於其上之任何薄膜反射器之光洩漏的可能性。

接著，晶粒可(舉例而言)在150℃之溫度下於八個小時內進行固化。圖2F係在將發光晶粒230A、230B及230C附接至其等各自波長轉換結構218A、218B及218C及隨後固化之後之個別LED 270A、270B及270C之一圖式200G。接著，可(舉例而言)藉由加熱熱釋放帶或層208來從框架210釋放個別LED 270A、270B及270C (112)。圖2G係展示藉由方法100形成之附接至帶206之LED 270A、270B及270C之一圖式200H。

圖3A係可被附接至一波長轉換結構之一例示性LED晶粒230之一圖式，如上文描述。在圖3A中繪示之實例中，LED晶粒230包含一發光半導體結構302。接觸件304及306可係直接或經由另一結構(諸如一子基板(submount))耦合至發光半導體結構302，以電連接至一電路板或另一基板或裝置。在實施例中，接觸件304及306可係藉由可經填充有一介電材料之一間隙308而彼此電絕緣。

發光半導體結構302可為發射可經由一波長轉換材料轉換成具有一不同色點之光之光的任何發光半導體結構。舉例而言，發光半導體結構302可由以下項形成：III-V族半導體，包含(但不限於) AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb；II-VI族半導體，包含(但不限於) ZnS、ZnSe、CdSe、CdTe；IV族半導體，包含(但不限於) Ge、Si、SiC；及其等之混合物或合金。此等例示性半導體在其等存在其中之LED的典型發射波長下具有在自約2.4至約4.1之範圍內的折射率。舉例而言，III族氮化物半導體(諸如GaN)在500 nm下具有約2.4之折射率，且III族磷化物半導體(諸如InGaP)在600 nm下具有約3.7之折射率。接觸件304及306可由諸如AuSn、AuGa、AuSi或SAC焊料之一焊料形成。

圖3B係可包含於圖3A之LED晶粒230中之一例示性發光半導體結構302之一圖式。所繪示實例係一覆晶結構。然而，一般技術者將瞭解，本文中描述之實施例可應用於其他類型之LED設計，諸如垂直、橫向及多接面裝置。

在圖3B中繪示之實例中，發光半導體結構302包含安置於一n型導電性半導體層或區(亦被稱為一n型區) 310與一p型導電性半導體層或區(亦被稱為一p型區) 314之間的一發光作用區312。接觸件316及318安置成與發光半導體結構302之一表面接觸，且藉由可由一介電材料(諸如矽之氧化物或氮化物(即，SiO₂ 或Si₃ N₄ ))填充的一間隙320彼此電絕緣。在所繪示實施例中，接觸件316 (亦被稱為一p接觸件)與p型區314之一表面直接接觸，且接觸件318 (亦被稱為一n接觸件)與n型區310之一表面直接接觸。儘管圖3B中未展示，然諸如安置於間隙320中之一介電材料亦可加襯於發光作用區312及p型區314之側壁以使該等區與接觸件318電絕緣而防止p-n接面之短路。

n型區310可生長於一生長基板上且可包含一或多個半導體材料層。此或此等層可包含不同組合物及摻雜物濃度，包含(舉例而言)製備層(諸如緩衝層或成核層)及/或經設計以促成移除生長基板之層。此等層可經n型摻雜或未經有意摻雜，或甚至可為p型裝置層。可針對發光區所期望之特定光學、材料或電氣性質設計該等層以有效率地發射光。如同n型區310，p型區314可包含具不同組合物、厚度及摻雜物濃度之多個層，包含未經有意摻雜之層或n型層。雖然層310在本文中被描述為n型區且層314在本文中被描述為p型區，但n型區及p型區亦可交換而不脫離本文中描述之實施例之範疇。

發光作用區312可為(舉例而言)與p區314及n區310之介面相關聯的一p-n二極體接面。替代地，發光作用區312可包含經n型或p型摻雜或未經摻雜之一或多個半導體層。舉例而言，發光作用區312可包含一單一厚或薄發光層。此包含一同質接面、單異質結構、雙異質結構或單量子井結構。替代地，發光作用區312可為一多量子井發光區，其可包含藉由障壁層分離之多個量子井發光層。

p接觸件316可形成於p型區314之一表面上。p接觸件316可包含多個導電層，諸如一反射金屬及一防護金屬，此可防止或減少反射金屬之電遷移。反射金屬可為銀或任何其他適合材料，且防護金屬可為TiW或TiWN。n接觸件318可形成為在其中已移除作用區312、n型區310及p接觸件316之部分以曝露n型區310之一表面之至少一部分的一區域中與n型區310之該表面接觸。經曝露台面或通孔之側壁可塗覆有一介電質以防止短路。接觸件316及318可為(舉例而言)由包含(但不限於)以下項之金屬形成的金屬接觸件：金、銀、鎳、鋁、鈦、鉻、鉑、鈀、銠、錸、釕、鎢及其等之混合物或合金。在其他實例中，一個或兩個接觸件316及318可由諸如銦錫氧化物之透明導體形成。

n接觸件318及p接觸件316不限於圖3B中繪示之配置且可以任何數目個不同方式配置。在實施例中，一或多個n接觸通孔可形成於發光半導體結構302中以形成n接觸件318與n型層310之間之電接觸。替代地，n接觸件318及p接觸件316可經重佈以形成具有一介電質/金屬堆疊之接合墊，如此項技術中已知。p接觸件316及n接觸件318可分別直接或經由另一結構(諸如一子基板)電連接至圖3A之接觸件304及306。

圖3C係一例示性LED 330之一圖式。在圖3C中繪示之實例中，LED 330包含一LED晶粒230。一波長轉換結構218安置成與LED晶粒230之一表面352直接接觸。一薄膜反射器360 (諸如一布拉格反射器)可為由LED晶粒230及波長轉換結構218形成之一結構之側表面370上之一塗層，使得薄膜反射器360可與波長轉換結構218及LED晶粒230兩者之側表面直接接觸。具有諸如上文描述之性質之波長轉換結構218具有與薄膜反射器360之足夠CTE匹配，使得薄膜反射器360在與波長轉換結構218直接接觸時未破裂。此外，波長轉換結構218可具有100 nm或更小之一粗糙度，如上文詳細描述，此足夠搭配薄膜反射器360使用，使得未轉換泵浦光及經轉換光未透過側表面370且透過薄膜反射器360洩漏。

已詳細描述實施例，熟習此項技術者將明白，在本描述之情況下，可對本文中描述之實施例進行修改而不脫離發明概念之精神。因此，本發明之範疇並不意欲限於所繪示及描述之特定實施例。

100:流程圖/方法 102:步驟 104:步驟 106:步驟 108:步驟 110:步驟 112:步驟 200A:實例 200B:側視圖 200C:俯視圖 200D:圖式 200E:圖式 200F:圖式 200G:圖式 200H:圖式 202:臨時帶 204:波長轉換材料/波長轉換結構/波長轉換層 204A:波長轉換結構 204B:波長轉換結構 204C:波長轉換結構 204D:波長轉換結構 204E:波長轉換結構 206:帶 208:熱釋放帶或層 210:框架 213:內壁 214:釋放膜 216:隔板 218:波長轉換結構 218A:波長轉換結構 218B:波長轉換結構 218C:波長轉換結構 230:LED晶粒 230A:發光晶粒 230B:發光晶粒 230C:發光晶粒 250A:側邊緣 250B:側邊緣 250C:側邊緣 250D:側邊緣 260:凹入區域 260A:凹入區域 260B:凹入區域 260C:凹入區域 270A:LED 270B:LED 270C:LED 302:發光半導體結構 304:接觸件 306:接觸件 308:間隙 310:n型導電性半導體層或區/ n型區 312:發光作用區 314:p型導電性半導體層或區/ p型區 316:接觸件 318:接觸件 320:間隙 330:LED 352:表面 360:薄膜反射器 370:側表面

圖1係製造一發光裝置(LED)之一例示性方法之一流程圖；

圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E、圖2F及圖2G係例示性LED在製程期間之各個階段之圖式；

圖3A係一例示性LED晶粒之一圖式；

圖3B係可包含於圖3A之LED晶粒中之一例示性發光半導體結構之一圖式；及

圖3C係可包含圖3A之LED晶粒之一例示性LED之一圖式。

200F:圖式

213:內壁

216:隔板

218A:波長轉換結構

218B:波長轉換結構

218C:波長轉換結構

260A:凹入區域

260B:凹入區域

260C:凹入區域

Claims

一種製造一發光裝置(LED)之方法，該方法包括：提供一波長轉換材料之一層，該波長轉換材料包括一黏結劑或基質材料(matrix material)、一非發光材料之粒子，及磷光體粒子，該波長轉換材料具有大於60體積%之一濃度之該非發光材料及該等磷光體粒子；將該波長轉換材料之該層分離成複數個波長轉換結構，該複數個波長轉換結構之一者具有藉由該分離而產生之一第一表面、與該第一表面相對之一第二表面，及由該分離形成之側表面；將該一個波長轉換結構放置於一框架中，該框架具有由該框架的一或多個表面界定之一內部區域；施加熱量至該一個波長轉換結構及壓縮該一個波長轉換結構以導致該結構中之該波長轉換材料流動，覆蓋該內部區域，且接觸該框架之一表面，以產生一新的波長轉換結構側表面；及在施加熱量至該一個波長轉換結構及壓縮該一個波長轉換結構之後，附接(attach)一發光晶粒至該一個波長轉換結構以形成一發光裝置。
如請求項1之方法，其中該新的側表面具有小於100nm之一粗糙度。
如請求項1之方法，其中將一發光晶粒附接至該一個波長轉換結構係包括在未使用黏著劑之情況下附接該發光晶粒。
如請求項1之方法，進一步包括用一非金屬反射器之一薄膜塗覆該新的側表面。
如請求項4之方法，其中該非金屬反射器係具有1微米至10微米之一厚度之一布拉格反射器。
如請求項4之方法，其中該波長轉換材料及該非金屬反射器兩者具有介於6ppm與20ppm之間之一熱膨脹係數。
如請求項1之方法，其中該黏結劑或基質材料係聚矽氧，且該非發光材料係矽石(SiO₂)。
如請求項1之方法，其中施加熱量及壓縮進一步包括將該一個波長轉換結構加熱至介於50℃與90℃之間之一溫度及使該一個波長轉換結構承受介於0.7Mpa與0.8Mpa之間之一壓力。
如請求項1之方法，其中該黏結劑或基質材料及該非發光材料係至少部分基於其折射率而選擇。
如請求項1之方法，其中分離該波長轉換材料之該層係包括鋸切該波長轉換材料之該層。
如請求項1之方法，其中該波長轉換材料中之非發光及磷光體粒子之該濃度大於70體積%。
如請求項1之方法，其中該波長轉換材料中之非發光及磷光體粒子之該濃度大於90體積%。
如請求項1之方法，其中在將該波長轉換材料之該層分離成複數個波長轉換結構之前，將該波長轉換材料之該層放置於一臨時帶(temporary tape)上。
如請求項1之方法，其中該框架為一陣列型框架(array type frame)。
如請求項1之方法，其中該框架附接至一帶(tape)。
如請求項1之方法，其中將該發光晶粒附接至該一個波長轉換結構係包括使用熱量以附接該發光晶粒至該一個波長轉換結構。
如請求項1之方法，其中在將該發光晶粒附接至該一個波長轉換結構之後，自該框架分離該發光裝置。
一種發光裝置(LED)，其包括：一發光半導體結構，其包括安置於一n層與一p層之間之一發光作用層，其中該發光半導體結構具有一第一表面、與該第一表面相對之一第二表面；一波長轉換材料，其具有鄰近該發光半導體結構之一第一表面、與該第一表面相對之一第二表面，及複數個側表面，該波長轉換材料包括一黏結劑或基質材料(matrix material)、一非發光材料之粒子，及磷光體粒子，該波長轉換材料具有大於60體積%之一濃度之該非發光材料及該等磷光體粒子，且具有具小於100nm之一粗糙度之側表面；及與該發光半導體結構之該複數個側表面及該波長轉換材料直接接觸之一非金屬之薄膜反射器，且該薄膜反射器係一布拉格反射器(Bragg reflector)且具有1微米至10微米之一厚度。
如請求項18之LED，其中該波長轉換材料之該第一表面係在無中介黏著劑之情況下與該發光半導體結構直接接觸。
如請求項18之LED，其中該波長轉換材料及該薄膜反射器兩者具有介於6ppm與20ppm之間之一CTE。
如請求項18之LED，其中該黏結劑或基質材料係聚矽氧，且該非發光材料係矽石(SiO₂)。
如請求項18之LED，其中該波長轉換材料中之非發光及磷光體粒子之該濃度大於70體積%。
如請求項18之LED，其中該波長轉換材料中之非發光及磷光體粒子之該濃度為約90體積%。