KR101704087B1 - 각도에 따른 색 변화가 감소된 ｌｅｄ - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드(LED) 패키지(300)는 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함하는 LED 다이, 및 LED 다이 위의 파장 변환 소자를 포함한다. 파장 변환 소자는 요구되는 각도 색 분포 패턴을 산출하는 2개 이상의 비평탄 표면을 포함한다

Description

각도에 따른 색 변화가 감소된 ＬＥＤ{REDUCED COLOR OVER ANGLE VARIATION LEDS}
본 출원은 통상 양도되고 본 명세서에 참고로 포함된, 2008년 9월 24일 출원된 "LED with Controlled Angular Non-Uniformity"라는 명칭의 정리 번호 PH009874US1인 미국 특허 출원 번호 12/236,527호와 관련된다.
본 발명은 발광 다이오드(LED) 패키지, 특히, 조명 응용을 위한 각도에 따른 원하는 색 변화를 갖는 LED 패키지에 관한 것이다.
LED(light emitting diode)를 사용하는 조명 장치는 많은 조명 응용들에서 점점 더 통상적으로 되고 있다. 일반적으로, LED는 주 방출의 인광체 변환을 사용하여 백색 광을 발생시키지만, 인광체는 적색, 녹색, 및 황색과 같은 보다 포화된 색을 생성하는데 또한 사용될 수 있다.
많은 인광체 변환된 LED에서 발견되는 문제점은 발생되는 광의 각도에 따른 색(color over angle: COA) 변화이다. 전형적으로 인광체층으로부터 보다 높은 각도로 방출된 광은 보다 낮은 각도로 방출된 광 보다 긴 파장들을 갖는데, 왜냐하면 보다 높은 각도의 광은 덜 직사하고 인광체에 의해 변환될 기회가 더 많기 때문이다. 그 결과는 방출된 광의 색이 각도 의존적이라는 것이다. COA 변화는 어떤 시스템에서는 바람직하지만 다른 시스템에서는 좋지 않을 수 있다. 따라서, COA 변화를 조절하기 위한 해결책이 요구된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 발광 다이오드(LED) 패키지는 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함하는 LED 다이, 및 LED 다이 위의 파장 변환 소자를 포함한다. 파장 변환 소자는 원하는 각도 색 분포 패턴을 산출하는 하나 이상의 비평탄 표면을 포함한다.
도 1은 하나 이상의 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 표면을 갖는 렌즈의 단면도.
도 2는 도 1의 렌즈의 단면도로서, 만곡된 표면이 하나 이상의 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 발광 표면을 갖는 파장 변환 소자를 형성하기 위해 파장 변환 물질로 채워진 것을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 렌즈를 갖는 발광 다이오드(LED) 패키지의 단면도.
도 4는 하나 이상의 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 표면을 갖는 렌즈의 단면도.
도 5는 도 4의 렌즈의 단면도로서, 만곡된 표면이 하나 이상의 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 발광 표면 및 측면 코팅을 갖는 파장 변환 소자를 형성하기 위해 파장 변환 물질로 채워진 것을 도시한 도면.
도 6은 지지체 상의 LED 다이 상에 피착된 파장 변환 물질을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 파장 변환 물질로부터 몰드된 파장 변환 소자를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 파장 변환 소자를 갖는 LED 패키지.
도 9는 LED 다이를 갖는 장치 웨이퍼 상에 피착된 파장 변환 물질의 단면도.
도 10은 도 9의 파장 변환 물질로부터 몰드된 파장 변환 소자의 단면도.
도 11은 LED 다이들 중 하나와 도 10의 파장 변환 소자들 중 하나를 갖는 LED 패키지의 단면도.
도 12는 하나 이상의 계단진(stepped) 발광 표면을 갖는 파장 변환 소자를 갖는 LED 패키지의 단면도.
도 13은 세라믹 인광체 웨이퍼로부터 파장 변환 소자를 제조하는 단면도.
도 14는 LED 다이와 도 13의 파장 변환 소자 중 하나를 갖는 LED 패키지의 단면도.
도 15는 파장 변환 소자의 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 발광 표면을 디자인하는 방법의 플로우차트.
도 16 및 도 17은 중첩하는 반구형의 발광 표면을 갖는 파장 변환 소자의 사시도 및 상면도.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예들에 따라 모두 배열된 중첩하는 베지어(Bezier) 발광 표면을 갖는 파장 변환 소자의 사시도 및 상면도.
동일한 참조 번호가 다른 도면에서 유사하거나 동일한 소자를 표시하는데 사용된다.
도 1 내지 3은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 원하는 각도에 따른 색(COA) 변화를 갖는 발광 다이오드(LED) 패키지(300, 도 3)의 제조를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 렌즈(102)는 광원으로부터 광을 추출하는데 도움을 주기 위해 돔형 형상을 갖는다. 렌즈(102)의 저부(104)는 하나 이상의 만곡되거나 또는 다르게 비평탄인 표면(106)을 포함한다. 비평탄 표면은 계단지고(stepped), 각이 진 것과 같이 실질적으로 만곡된 표면이거나, 또는 만곡된 표면을 모방하는데 사용된 달리 형상화된 표면일 수 있다. 만곡된 표면(106)은 렌즈(102)의 저부(104) 안으로 몰드되거나 드릴될 수 있다. 림(rim)(108)은 비평탄 표면(106)의 주변 주위에 정해진다. 렌즈(102)는 유리, 사파이어, 다이아몬드, 알루미나, 또는 실리콘일 수 있다.
도 2를 참조하면, 파장 변환 물질은 만곡된 표면(106) 위에 피착되어 파장 변환 소자(202)를 형성한다. 파장 변환 물질은 실리콘과 같은 바인더 물질 내의 하나 이상의 유형의 인광체일 수 있다. 인광체는 황색-녹색 범위의 광을 방출하는 Lu3Al5O12:Ce3+ 및 Y3Al5O12:Ce3 +와 같은, 일반식(Lu1 -x-y-a- bYxGdy)3(Al1- zGaz)5O12:CeaPrb (여기서 0<x<1, 0<y<1, 0<z≤0.1, 0<a≤0.2 및 0<b≤0.1); 및 적색 범위의 광을 방출하는 Sr2Si5N8:Eu2 +와 같은 (Sr1 - xyBaxCay)2- zSi5 - aAlaN8 - aOa:Euz2 + (여기서 0≤a<5, 0<x≤1, 0≤y≤1, 및 0<z≤1)을 갖는 알루미늄 가넷 인광체일 수 있다. 예를 들어 SrSi2N2O2:Eu2+를 포함하는 (Sr1 -a- bCabBac)SixNyOz:Eua2 +(a=0.002-0.2, b=0.0-0.25, c=0.0-0.25, x=1.5-2.5, y=1.5-2.5, z=1.5-2.5); 예를 들어, SrGa2S4:Eu2 +를 포함하는 (Sr1 -u-v- xMguCavBax)(Ga2 -y- zAlyInzS4):Eu2 +; Sr1 - xBaxSiO4:Eu2 + ; 및 예를 들어 CaS:Eu2 + 및 SrS:Eu2 +를 포함하는 (Ca1 - xSrx)S:Eu2 + (여기서 0<x≤1)를 포함하여 다른 녹색, 황색, 및 적색 발광 인광체도 적합할 수 있다.
파장 변환 소자(202)는 만곡되거나 또는 다르게 비평탄인 표면(106)(도 1)에 의해 정해진 하나 이상의 만곡되거나 또는 다르게 비평탄인 표면(206)을 갖는다. 비평탄 표면은 제조 오차 허용도 내에서 결함 이외로 의도적으로 생성된 표면이다. 비평탄 표면은 파장 변환 소자(202)의 평균 높이(212)의 10% 보다 큰 표면의 최저점으로부터 최고점까지의 높이(210)의 변화를 갖는 표면으로서 정해질 수 있다. 상술한 바와 같이, 비평탄 표면은 계단지고, 각이 진 것과 같이 실질적으로 만곡된 표면이거나, 또는 만곡된 표면을 모방하는데 사용된 달리 형상화된 표면일 수 있다.
파장 변환 소자(202)의 만곡된 방출 표면(206)과 렌즈(102)의 돔형 형상의 조합은 소정의 응용에 요구되는 COA 변화를 제공한다. 파장 변환 소자(202)의 만곡된 방출 표면(206)을 디자인하는 방법은 도 15를 참조하여 이후 설명된다. 만곡된 방출 표면(206)의 예들은 도 16 내지 19를 참조하여 이후 기술된다.
반사 또는 산란 물질이 림(108)에 피착되어 파장 변환 소자(202)의 에지 주위에 측면 코팅(208)을 형성한다. 측면 코팅(208)은 파장 변환 소자(202) 및 LED 다이로부터 에지 방출을 제어하는 것을 돕는다. 측면 코팅(208)은 실리콘, 에폭시, 또는 TiO2가 있는 아크릴과 같은 반사성 입자를 갖는 폴리머 또는 수지일 수 있다. 다르게는, 측면 코팅(208)은 Al, Ag, Cr, Au, Ni, V, Pt, Pd, 또는 이들의 조합과 같은 금속 박막일 수 있다.
도 3을 참조하면, 렌즈(102)는 지지체(308) 상의 LED 다이(306) 위에 탑재된다. LED 다이(306)는 n형 층, n형 층 위의 발광층(통상 "활성 영역"이라 함), 발광층 위의 p형 층, p형 층 위의 도전성 반사층, 및 도전성 반사층 위의 보호 금속층을 포함할 수 있다. 하나 이상의 n형 본드 패드는 n형 층과의 전기적 접촉을 제공하고, 하나 이상의 p형 본드 패드는 p형 층에 대한 도전성 반사층과의 전기적 접촉을 제공한다.
지지체(308)는 서브마운트 또는 인터포저(310), 히트 싱크(312), 및 하우징(314)을 포함할 수 있다. LED 다이(306)는 서브마운트(310) 상에 탑재된다. 서브마운트(310)는 LED 다이(306)의 금속 패턴의 관통 비아 또는 서브마운트상 재분포를 갖는 기판을 갖는다. 서브마운트(310)는 히트 싱크(312) 위에 탑재된다. 히트 싱크(312)는 LED 다이(306)로부터의 열을 발산한다. 히트 싱크(312)는 하우징(314) 내에 수용된다. 본드 와이어는 서브마운트(310) 상의 패드를 하우징(310) 의 전기 도선(316)에 전기적으로 결합하고, LED 패키지(300)와 외부 컴포넌트들 사이에 전기적 신호를 통과시킨다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 렌즈(402)를 도시하고 있다. 렌즈(402)는 LED 패키지(300)의 렌즈(102)와 교체할 수 있다. 렌즈(402)는 렌즈(102)와 다음을 제외하고 동일하다. 렌즈(402)는 만곡된 표면(106) 주위에 림(108)을 포함하지 않는다. 도 5에 도시한 바와 같이, 측면 코팅(508)은 렌즈(402)의 저부(404) 상에 파장 변환 소자(202)의 에지로부터 이 렌즈의 주변까지 형성된다. 측면 코팅(508)은 상술한 측면 코팅(208)과 유사한 물질일 수 있다.
다른 대체 실시예에서, 렌즈(102 또는 402)는 인광체로 채워져, 만곡되거나 또는 실질적으로 만곡된 방출 표면(106)을 갖는 파장 변환 소자로 렌즈를 형성한다. 파장 변환 소자(202)에 의해 남겨진 공극은 어떠한 인광체도 없는 실리콘으로 채워진다.
도 6 내지 8은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 원하는 COA 변화로 LED 패키지(800)(도 8)를 구성한 것을 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, LED 다이(306)는 지지체(608) 위에 탑재된다. 도시되지는 않았지만, 지지체(608)는 지지체(308)용으로 상술한 서브마운트, 히트 싱크, 및 하우징을 포함할 수 있다. 파장 변환 물질(602)은 LED 다이(306) 위에 피착된다. 파장 변환 물질(602)은 상술한 파장 변환 소자(202)와 유사한 물질일 수 있다.
도 7을 참조하면, 파장 변환 물질(602)(도 6)은 하나 이상의 만곡된 또는 다르게 비평탄인 방출 표면(706)(상술한 표면(206)과 유사함)을 갖는 파장 변환 소자(702)를 형성하기 위해 몰드에 의해 형상화된다.
도 8을 참조하면, 측면 코팅(808)은 LED 다이(306)의 측방측과 파장 변환 소자(702)에 도포된다. 측면 코팅(808)은 상술한 측면 코팅(208)과 유사한 물질일 수 있다. 렌즈(802)는 LED(306) 및 파장 변환 소자(702)를 인캡슐레이트하기 위해 지지체(608) 위에 몰드되어 LED 패키지(800)를 완성한다. 렌즈(802)는 실리콘 또는 에폭시일 수 있다. 렌즈(802)는 광원으로부터의 광을 추출하는 것에 도움을 주기 위해 돔형 형상을 갖는다.
파장 변환 소자(702)의 만곡된 방출 표면(706)과 렌즈(802)의 돔형 형상의 조합은 소정의 응용에 요구되는 COA 변화를 제공한다. 파장 변환 소자(702)의 만곡된 방출 표면(706)을 디자인하는 방법은 도 15를 참조하여 나중에 설명된다. 만곡된 방출 표면(706)의 예들은 도 16 내지 19를 참조하여 나중에 기술된다.
도 9 내지 11은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 요구되는 COA 변화를 갖는 LED 패키지(1100)(도 11)의 웨이퍼 스케일 제조를 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 다수 LED 다이(902)를 갖는 장치 웨이퍼(900)가 도시된다. 간단성을 위해, 단지 LED 다이(902-1 및 902-2) 만이 예시되지만 장치 웨이퍼(900)는 많은 유사한 LED 다이를 포함할 수 있다는 것이 이해된다.
LED 다이(902-1)는 현재 제거된 성장 웨이퍼 위에 에피택셜 성장된 n형 층(904), n형 층 위에 에피택셜 성장된 발광층(906)(보통 "활성층"이라고도 함), 발광층 위에 에피택셜 성장된 p형 층(908), p형 층 위에 형성된 도전성 반사층(910), 및 도전성 반사층 위에 형성된 보호 금속층(912)을 포함한다. 유전층(914)이 구조 위에 형성된다.
n형 층(904) 및 p형 층(908)에 대한 도전성 반사층(910)으로의 접근을 제공하기 위해 여러 층 내에 개구들이 형성된다. 하나 이상의 n형 본드 패드(916)는 n형 층(904)과 전기적으로 접촉하기 위해 형성되고, 하나 이상의 p형 본드 패드(918)는 도전성 반사층(910)과 전기적으로 접촉하기 위해 형성된다. 본드 패드(916 및 918)는 다이 에지로 연장하고 LED 다이(902-1)의 후면의 상당 부분(예를 들어, 85% 보다 많음)을 덮어 LED 다이에 기계적 지지를 제공할 수 있다. 본드 패드(916 및 918)에 대해 보다 상세한 것은, 통상 양도되고 본 명세서에 참고로 포함된, 2006년 12월 15일자 출원된 "LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate"라는 명칭의 미국 특허 출원 11/611,775호(정리 번호 LUM-06-03-01)를 참고할 수 있다. LED 다이(902-2)는 LED 다이(902-1)와 유사한 구조를 가진다.
제거가능한 접착제(920)가 장치 웨이퍼(900)의 저부 위에 도포되고 캐리어 웨이퍼(920)가 다음에 장치 웨이퍼(900)의 저부에 본드된다. 파장 변환 물질(924)은 장치 웨이퍼(900) 상단 위에 피착된다. 파장 변환 물질(924)은 상술한 파장 변환 소자(902)와 유사한 물질일 수 있다.
도 10을 참조하면, 파장 변환 물질(924)(도 9)은 장치 웨이퍼(900) 상의 각 다이 위에 하나 이상의 만곡되거나 또는 다르게 비평탄인 방출 표면(1006)(상술한 표면(206)과 유사함)을 갖는 파장 변환 소자(1002)를 형성하기 위해 몰드에 의해 형상화된다. 파장 변환 소자(1002)의 만곡된 방출 표면(1006)은 소정의 응용에 요구되는 COA 변화를 제공한다. 파장 변환 소자(1002)의 만곡된 방출 표면(1006)을 디자인하는 방법은 도 15를 참조하여 나중에 설명된다. 만곡된 방출 표면(1006)의 예들은 도 16 내지 19를 참조하여 나중에 기술된다.
다르게는, 평탄한 몰드가 파장 변환 물질(924)을 평탄한 파장 변환 소자로 형상화할 수 있다. 평탄한 파장 변환 소자는 실질적으로 만곡된 방출 표면(1006)을 갖는 파장 변환 소자(1002)를 형성하기 위해 기계적으로 형상화될 수 있다. 예를 들어, 평탄한 파장 변환 소자는 분쇄되거나 미세 입자(예를 들어, 소금)로 비드 블라스트되어(bead blasted) 실질적으로 만곡된 방출 표면(1006)을 갖는 파장 변환 소자(1002)를 형성한다. 유사한 공정이 도 13 및 14를 참조하여 나중에 설명된다.
장치 웨이퍼(900)는 캐리어 웨이퍼(920)로부터 스트레치막으로 이송된다. 그 다음, 파장 변환 소자(1002)와 함께, LED 다이(902)는 개개의 파장 변환 소자를 갖는 개개의 다이들로 싱귤레이트(singulate)된다. LED 다이(902) 및 파장 변환 소자(1002)는 레이저, 스크라이브, 또는 톱을 사용하여 싱귤레이트될 수 있다. 그 다음, 스트레치막은 LED 다이(902)를 측방향으로 분리하기 위해 확장되고 측면 코팅(1108)(도 11)이 LED 다이(902)의 측방 측들들 및 파장 변환 소자(1002)에 도포된다. 측면 코팅(1108)은 상술한 측면 코팅(208)과 유사한 물질일 수 있다. 측면 코팅(1108)의 도포에 관해 보다 상세한 것은 통상 양도되고 본 명세서에 참고로 포함된, 2009년 5월 1일 출원된 "Controlling Edge Emission in Package-Free LED Die"라는 명칭의 미국 특허 출원 12/433,972호(정리 번호 PH012995US1)를 참고할 수 있다.
도 11을 참조하면, 파장 변환 소자(1002-1)를 갖는 싱귤레이트된 LED 다이(902-1)가 지지체(608) 위에 탑재된다. 반사체(1110)는 LED 다이(902-1) 및 파장 변환 소자(1002-1)로부터의 광을 형상화하기 위해 지지체(608)에 탑재될 수 있다.
도 12는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 LED 패키지(1200)를 도시하고 있다. LED 패키지(1200)는 지지체(608) 위에 탑재된 LED 다이(306)를 포함한다. 파장 변환 소자(1202)는 LED 다이(306) 위에 탑재된다. 파장 변환 소자(1202)는 세라믹 인광체 플레이트들의 하나 이상의 스택을 포함한다. 인광체 플레이트들은 서로 다른 길이와 폭을 가져서 이들은 상술한 만곡된 표면의 형상을 모방하는 계단진 방출 표면(1206)을 제공한다. 특히, 큰 세라믹 인광체 플레이트(1202-1)는 LED 다이(306) 위에 탑재되고, 점점 작아지는 세라믹 인광체 플레이트(1202-2, 1202-3, 및 1202-4)의 2개의 스택은 2개의 만곡된 표면을 모방하기 위해 세라믹 인광체 플레이트(1202-1) 위에 탑재된다. 세라믹 인광체 플레이트에 관해 보다 상세한 것은 통상 양도되고 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 7,361,938호를 참고할 수 있다. 파장 변환 소자(1202)의 계단진 방출 표면(1206)은 소정의 응용에 요구되는 COA 변화를 제공한다. 파장 변환 소자(1202)의 계단진 방출 표면(1206) 또는 계단진 표면에 의해 모방된 만곡된 표면을 디자인하는 방법은 도 15를 참조하여 나중에 설명된다. 계단진 방출 표면(1206) 또는 계단진 표면에 의해 모방되어 만곡된 표면의 예들은 도 16 내지 19를 참조하여 나중에 기술된다. 도시되지는 않았지만, 렌즈(802)는 LED 다이(306) 및 파장 변환 소자(1202)를 인캡슐레이트하기 위해 지지체(608) 위에 몰드되어 LED 패키지(1200)를 완성할 수 있다.
도 13 및 14는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 LED 패키지(1400)(도 14)의 제조를 도시한 것이다. 도 13은 파장 변환 웨이퍼(1300)가 계단진 방출 표면(1306)을 형성하기 위해 툴(1304)로 기계적으로 형상화(즉, 분쇄 또는 다르게 기계 가공)된 것을 도시한 것이다. 파장 변환 웨이퍼(1300)는 세라믹 인광체 웨이퍼일 수 있다. 계단진 방출 표면(1306) 대신에, 툴(1304)이 만곡되거나 각이 진 표면을 형성할 수 있다. 분쇄하는 것 대신에, 파장 변환 소자(1300)는 미세 입자(예를 들어, 소금)로 비드 블라스트되어 계단지거나, 만곡되거나, 또는 각이 진 표면을 형성할 수 있다. 그 다음, 파장 변환 웨이퍼(1300)는 하나 이상의 만곡되거나, 계단지거나, 또는 각이 진 표면(1406)(도 14)을 갖는 개개의 파장 변환 소자(1402)(도 14)로 싱귤레이트된다.
도 14는 파장 변환 소자(1402)가 LED 다이(306) 위에 탑재되고, 이 LED 다이(306)가 지지체(608) 위에 탑재되어 LED 패키지(1400)를 완성한 것을 도시하고 있다. 파장 변환 소자(1402)의 계단진 표면(1406)은 소정 응용에 요구되는 COA 변화를 제공한다. 파장 변환 소자(1402)의 계단진 표면(1406) 또는 계단진 표면에 의해 모방된 만곡된 표면을 디자인하는 방법은 도 15를 참조하여 나중에 설명된다. 계단진 표면(1406) 또는 계단진 표면에 의해 모방된 만곡된 표면의 예들은 도 16 내지 19를 참조하여 나중에 기술된다. 도시되지는 않았지만, 렌즈(802)는 LED 다이(306) 및 파장 변환 소자(1402)를 인캡슐레이트하기 위해 지지체(608) 위에 몰드되어 LED 패키지(1400)를 완성할 수 있다.
도 15는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 파장 변환 소자의 만곡되거나, 계단지거나, 각이 지거나, 또는 다르게 비평탄인 표면을 디자인하는 방법(1500)의 플로우차트이다. 방법(1500)은 캘리포니아주의 파사데나의 Optical Research Associates사로부터의 LightTools와 같은 광학 디자인 소프트웨어를 구비한 컴퓨터를 사용하여 구현된다.
블럭 1502에서, 각도에 따른 색 메카니즘이 광학 디자인 소프트웨어에서 수량화된다. 예를 들어, 각도에 따른 색은 파장 변환 물질을 통한 상이한 경로 길이들, 인광체의 균일한 방출, LED의 램버트(lambertian) 방출, 인광체 입자의 산란, LED 다이 표면의 (뒤로 방출된 인광체 광으로부터의) 산란, 측면 코팅의 산란, 및 임의의 돔 렌즈로부터의 산란에 의해 야기될 수 있다. 블럭 1502 다음에 블럭 1504가 이어진다.
블럭 1504에서, 임의의 렌즈의 형상이 광학 디자인 소프트웨어에 제공된다. 블럭 1504 다음에 블럭 1506이 이어진다.
블럭 1506에서, 타겟 COA 변화가 광학 디자인 소프트웨어에 제공된다. 광학 디자인 소프트웨어는 디자인을 모델화하여 타겟 COA 변화를 제공할 파장 변환 소자의 만곡되거나, 계단지거나, 또는 각이 진 표면을 결정한다. 블럭 1506 다음에 블럭 1508이 이어진다.
블럭 1508에서, 디자인은 파장 변환 소자를 만들고, 파장 변환 소자를 LED 다이 위에 탑재하고, 어셈블리로부터 실제 COA 변화를 결정하는 것에 의해 검증된다. 실제 COA가 타겟 COA와 일치하지 않는 경우 블럭 1508 다음에 선택적 블럭 1510이 이어질 수 있다.
선택적 블럭 1510에서, 파장 변환 소자의 디자인은 실제 COA와 타겟 COA 간의 차이를 보상하기 위해 수정된다. 선택적 블럭 1510 다음에는 선택적으로 블럭 1508이 이어져 파장 변환 소자의 새로운 디자인이 검증된다.
도 16은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 만곡되거나, 또는 다르게 비평탄인 방출 표면(1602 및 1604)을 갖는 일예의 파장 변환 소자(1600)를 도시한 것이다. 이들의 만곡을 보다 잘 예시하기 위해 만곡된 표면(1602 및 1604)에 윤곽선들이 제공된다. 만곡된 표면(1602 및 1604)은 중첩한 반구 또는 다른 유사한 표면일 수 있다. 만곡된 표면(1602 및 1604)은 요구되는 COA 변화를 달성하기 위해 동일한 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다.
도 17은 파장 변환 소자(1600)에 대한 LED 다이(306)의 배치를 도시한 것이다. 파장 변환 소자(1600)는 LED 다이(306)에 대해 비대칭 형상을 가지어 다른 방향(예를 들어, Y) 보다 한 방향(예를 들어, X)에서 더 길다는 것이 주목된다. 이것은 파장 변환 소자(1600)가 비대칭 COA 분포 패턴을 발생하게 하거나 광원으로부터의 비대칭 COA 분포 패턴을 보상하게 할 수 있다. 만곡된 표면(1602 및 1604)은 상술한 파장 변환 소자에서 사용될 수 있다. 만곡된 표면(1602 및 1604)은 또한 상술한 계단지거나 또는 각이 진 표면에 의해 모방될 수 있다.
도 18은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 만곡된 또는 다르게 비평탄인 방출 표면(1802, 1804, 1806, 및 1808)을 갖는 일예의 파장 변환 소자(1800)를 도시한 것이다. 만곡된 표면(1802, 1804, 1806, 및 1808)은 중첩한 베지어(Bezier) 표면이다. 만곡된 표면(1802, 1804, 1806, 및 1808)은 요구되는 COA 변화를 달성하기 위해 동일한 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다.
도 19는 파장 변환 소자(1800)에 대한 LED 다이(306)의 배치를 도시한 것이다. 파장 변환 소자(1800)는 LED 다이(306)에 대해 비대칭 형상을 가지어 다른 방향(예를 들어, Y) 보다 한 방향(예를 들어, X)에서 더 길다는 것이 주목된다. 이것은 파장 변환 소자(1800)가 비대칭 COA 분포 패턴을 발생하게 하거나 광원으로부터의 비대칭 COA 분포 패턴을 보상하게 할 수 있다. 만곡된 표면(1802, 1804, 1806, 및 1808)은 상술한 파장 변환 소자에서 사용될 수 있다. 만곡된 표면(1802, 1804, 1806, 및 1808)은 또한 상술한 계단지거나 또는 각이 진 표면에 의해 모방될 수 있다.
개시된 실시예의 특징의 다양한 다른 적응 및 조합이 본 발명의 범위 내에 있다. 많은 실시예가 다음의 특허 청구 범위에 의해 포함된다.

Claims (19)

  1. 발광 다이오드(LED) 패키지로서,
    하나 이상의 오목 표면을 정의하는 저부 및 상기 하나 이상의 오목 표면의 주변 주위의 림을 갖는 렌즈;
    측면 코팅을 형성하기 위해 상기 림을 따라 배치된 반사 또는 산란 물질;
    미리 정해진 각도 색 분포 패턴을 산출하는 하나 이상의 볼록 방출 표면을 갖는 파장 변환 소자를 형성하기 위해 상기 하나 이상의 오목 표면 내에 배치된 파장 변환 물질; 및
    상기 파장 변환 소자에 대향하는 상단 및 상기 측면 코팅에 대향하는 측면들을 갖는 LED 다이
    를 포함하고,
    상기 LED 다이는 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 물질은 실리콘 내의 인광체를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 삭제
  4. 발광 다이오드(LED) 패키지로서,
    인광체로 채워진 투명 물질로 이루어진 돔(dome) 형상의 렌즈 - 상기 렌즈는 오목 표면들을 정의하는 저부 및 상기 오목 표면들의 주변 주위의 림을 가짐 -;
    측면 코팅을 형성하기 위해 상기 림을 따라 배치된 반사 또는 산란 물질; 및
    상기 렌즈 밑의 LED 다이 - 상기 LED 다이는 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함함 -
    를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 발광 다이오드(LED) 패키지를 제조하는 방법으로서,
    하나 이상의 오목 표면을 정의하는 저부 및 상기 하나 이상의 오목 표면의 주변 주위의 림을 갖는 렌즈를 형성하는 단계;
    측면 코팅을 형성하기 위해 상기 림을 따라 반사 또는 산란 물질을 배치하는 단계;
    미리 정해진 각도 색 분포 패턴을 산출하는 하나 이상의 볼록 방출 표면을 갖는 파장 변환 소자를 형성하기 위해 상기 렌즈의 저부 상의 상기 하나 이상의 오목 표면 내에 파장 변환 물질을 배치하는 단계; 및
    상기 렌즈를 LED 다이 상에 탑재하여, 상기 LED 다이가 상기 파장 변환 소자에 대향하는 상단 및 상기 측면 코팅에 대향하는 측면들을 갖고, 상기 LED 다이가 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함하도록 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 파장 변환 소자를 형성하는 단계는
    상기 LED 다이 위에 파장 변환 물질을 피착하는 단계; 및
    상기 파장 변환 소자를 형성하기 위해 상기 파장 변환 물질을 몰딩 방식으로 또는 기계적으로 형상화하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 삭제
  8. 발광 다이오드(LED) 패키지를 제조하는 방법으로서,
    인광체로 채워진 투명 물질로부터 렌즈를 형성하는 단계 - 상기 렌즈는 오목 표면들을 정의하는 저부 및 상기 오목 표면들의 주변 주위의 림을 가짐 -;
    측면 코팅을 형성하기 위해 상기 림을 따라 반사 또는 산란 물질을 배치하는 단계; 및
    상기 렌즈를 LED 다이 위에 탑재하는 단계 - 상기 LED 다이는 활성 영역을 포함하는 반도체 층들의 스택을 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 볼록 방출 표면은 적어도 두 개의 서로 다른 형상의 볼록 방출 표면을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 소자는 상기 LED 다이에 중심을 둔 X 축 및 Y 축에 대해 비대칭 형상을 갖는 발광 다이오드 패키지.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 볼록 방출 표면은 적어도 두 개의 서로 다른 형상의 볼록 방출 표면을 포함하는 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 파장 변환 소자는 상기 LED 다이에 중심을 둔 X 축 및 Y 축에 대해 비대칭 형상을 갖는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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