JP4329938B2 - 発光デバイスおよび同製造方法 - Google Patents
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Description
発光半導体デバイスの光路上に配備される接着剤を含まない発光粉体層であって、その少なくとも一部が凝固される発行粉体層と;
を備えた発光デバイスである。
発光粒体が基板上に沈殿させるために一定時間混合物中に基板を配備する工程と;
液体を除去して発光粉体層として発光粒体を基板に凝固させる工程と;
を備えた発光デバイス製造方法である。
図2は本発明のLED断面である。このLEDは基板20と発光粉体層21を備えている。発光粉体層21は直接基板20上に接着されている。発光粉体層21は、エポキシ、接着剤または同様のものを含んでいない。図2Bにおいて、不動態層22を発光粉体層21上に形成して、発光粉体層21を保護することもできる。不動態層22はポリマー層とすることができる。
図6Bを参照して、発光デバイスは発光半導体デバイス100と発光粉体層130を備えている。発光半導体デバイス100はチップまたはウェハである。本実施の形態において、発光半導体デバイス100は複数のチップ120を備えたウェハ110である。ウェハ110は光路ゾーンOPと非光路ゾーンNOPに分離することができる。
図4Aは本発明の発光パッケージ構造の断面である。本実施の形態において、発光半導体デバイスはLED40である。まず、図2に示したようなLEDがリード・フレーム41内に取り入れられ、リード・フレーム41が一対の電極42と電気的に接触される。リード・フレーム41、基板20および発光粉体層21がパッケージ材料43によって包み込まれる。さらに、不動態層22が発光粉体層21上に形成され、発光粉体層21が保護される。不動態層22はポリマー層またはエポキシを含ませることができる。
図7を参照して、発光デバイス40(50)が回路板Lと電気的に接触して、光源200を形成している。
図8Aおよび8Bを参照して、光源200がモジュール本体210の下方に、またはモジュール本体210の側壁に配備されて発光する。
図8Aおよび8Bは表示素子300を示す。光源ないしバックライト・モジュールが、光源を表示素子300に提供して表示デバイスを形成している。
図9を参照して、本実施の形態は発光デバイスのための製造システムを開示する。この製造システムは容器950と、基板960を容器950内に配置するための配置デバイス940と、液体980を容器950内に注入するための液体供給デバイス910と、基板960より高位にある液体980と、複数の発光粉体と液体980を混合して混合物を形成するための攪拌デバイス920と、任意に接着剤を含まない液体980と、発光粉体が基板960上に沈殿した後、液体980を除去するための液体排出デバイス930とを備えている。発光粉体は基板960上に凝固し、接着して発光粉体層970を形成する。
発光デバイスの製造方法
同実施の形態において、液体除去工程が焼成工程となる。この焼成工程は液体を除去する焼成温度を備えている。焼成温度によって生じる攪拌は、発光半導体チップないしウェハ上の発光粉体の構成に影響しないように調整される。
最初に、発光粉体が液体内に投入され、発光粉体の濃度が液体の濃度よりも高くなり、発光粉体が液体に不溶解性、すなわち液体に対して低溶解性となり、発光粉体が液体内で安定化して液体と化学的反応をしなくなる。発光粉体は攪拌棒によって、または超音波攪拌によって液体と充分混合されて混合物が生成される。発光粉体は蛍光体であり、また蛍光体は硫化物蛍光体または非硫化物蛍光体である。硫化物蛍光体はさらに有機ポリマー・コーティング・フィルムなどのコーティング・フィルムによって被覆され、湿気および酸素のような環境要因を妨げる。非硫化物蛍光体はYAG,TAGまたは多くの他の蛍光体である。
ニチア・コーポレーションによって製造されたYAG蛍光体が水中に投入され超音波攪拌によって混合物が形成された。GaNチップがTAG蛍光体堆積のために約20分間混合物中に投入された。混合物面がGaNチップの頂面よりも高く、これによってYAG蛍光体がGaNチップ上に堆積された。水が一定時間約50度で蒸発され、次に約200℃で乾燥されて水が全て乾燥され、YAG蛍光体が凝固された。水除去工程において、真空処理が実行されて水除去率が高められた。
ニチア・コーポレーションによって製造されたYAG蛍光体がエタノール中に投入され、超音波攪拌によって混合物が形成された。GaNチップが混合物中に投入され、YAG蛍光体堆積のために約20分保持された。混合物面がGANチップの頂面よりも高く、これによってYAG蛍光体がGaNチップ上に堆積された。エタノールが一定時間約80℃で蒸発され、次に約150℃で乾燥されてエタノールが全て乾燥され、YAG蛍光体が凝固した。エタノール除去工程において、真空処理が実行されてエタノール除去率が高められた。
励起波長:460〜465nm
電 力 :40〜50mcd
電 圧 :3.2〜3.3V
(駆動条件2)
励起波長:470〜475nm
電 力 :40〜50mcd
電 圧 :3.2〜3.3V
1.本発明の発光粉体層が、エポキシまたは接着剤のような媒体をまったく含まない発光半導体デバイス内またはその上に直接接着されるので、印加エネルギーが媒体によって浪費されず、また発光デバイスがより高い発光効率を有する。
2.本発明の発光粉体層が直接接着方法によって製造され、樹脂と混合されず、発光デバイスを被覆しない。したがって、本発明の製造方法はより簡単、かつ、生産量を高めることができる。
3.本発明の発光粉体層が直接接着方法によって製造され、樹脂と混合されず、次に発光デバイスを被覆しない、これによって媒体内の発光粉体の不均一性が発生しない。
4.本発明の発光粉体層が直接接触方法によって製造され、この方法が失敗したとき、発光粉体層はたとえばブラッシング方法によって再稼動することができる。したがって、この再稼動は非常に容易であり、かつ、費用が安い。
11 リード・フレーム
12 LED
13 接着剤
14 蛍光体
15 パッケージ材料
20 基板
21 発光粉体層
22 不動態層
30 LEDチップ
31 基板
32 半導体層
33 導電体層
35 発光粉体層
40 LED
41 リード・フレーム
51 リード・フレーム
53 パッケージ材料
100 発光半導体デバイス
110 ウェハ
120 チップ
130 発光粉体層
140 第1不動態層
150 第2不動態層
200 光源
210 モジュール本体
300 表示要素
910 液体供給デバイス
920 攪拌デバイス
930 液体排出デバイス
940 配置デバイス
950 容器
960 基板
970 発光粉体層
980 液体
Claims (9)
- 発光半導体ウェハを提供する工程と;
発光半導体ウェハと対応する光路ゾーンを規定する工程と;
光路ゾーン上に発光半導体ウェハと対応する発光粉体層を形成する工程と;
を備えた発光デバイス製造方法であって、
前記発光半導体ウェハが複数のチップ上表面を含み、前記光路ゾーンが前記発光半導体ウェハの上もしくはそれより上にあり、
前記複数のチップ上表面に隣接する非光路ゾーンを定義する工程がさらに含まれ、
光路上の発光粉体層を形成する工程が、
前記光路ゾーン上と前記非光路ゾーン上の発光粉体層を形成する工程と;
前記光路ゾーン上の発光粉体層を覆う不動態層を形成する工程と;
前記非光路ゾーン上の発光粉体層を除去する工程と;
からなり、
前記発光粉体層を形成する工程が、
接着材料を含まない液体中で、混合物を得るために複数の発光粒体を分散する工程と;
発光粒体が発光半導体ウェハ上に堆積するように、一定時間発光半導体ウェハ上に混合物を配備する工程と;
発光粒体を、発光粉体層として発光半導体ウェハ上に凝固するために液体を除去する工程と;
からなることを特徴とする発光デバイス製造方法。 - 発光粉体層上にストレス・バッファ層を形成する工程がさらに含まれてなる、請求項1記載の発光デバイス製造方法。
- ストレス・バッファ層上に保護層を形成する工程がさらに含まれてなる、請求項2記載の発光デバイス製造方法。
- 保護層がストレス・バッファ層よりも厚いことを特徴とする、請求項3記載の発光デバイス製造方法。
- 保護層がストレス・バッファ層よりも硬いことを特徴とする、請求項3記載の発光デバイス製造方法。
- 光路ゾーン上に、電気泳動法を用いない方法を備えた発光粉体層を形成する工程である、請求項1記載の発光デバイス製造方法。
- 液体の沸点よりも低い焼成温度で第一焼成工程が実行される液体を除去する工程である、請求項1記載の発光デバイス製造方法。
- 第一焼成工程を実行した後に液体を乾燥するため、発光半導体ウェハまたは発光粉体層が損なわれる焼成温度である300℃より低い焼成温度による第二焼成工程がさらに含まれてなる、請求項7記載の発光デバイス製造方法。
- 前記発光粉体層の主要部分が、凝固され、かつ分子間相互作用の吸引によって凝固されてなる複数の発光粒体を備えることを特徴とする請求項1記載の発光デバイス製造方法。
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