專利名稱：從懸浮液中蒸發(fā)溶劑而涂布半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子器件制造，更具體涉及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
背景技術(shù)：
諸如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管之類的半導(dǎo)體發(fā)光器件已廣泛用于許多應(yīng) 用。如本領(lǐng)域技術(shù)人士所熟知，半導(dǎo)體發(fā)光器件包含具有一或多個(gè)半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，該半導(dǎo)體層系配置成在其通電之后發(fā)射相干和/或非相干光。還應(yīng)了解一般對(duì)半導(dǎo) 體發(fā)光器件進(jìn)行封裝以提供外部電連接、散熱、透鏡或波導(dǎo)、環(huán)境保護(hù)和/或其它功能。LED的持續(xù)發(fā)展已產(chǎn)生效率高而且機(jī)械性穩(wěn)定的光源，其可涵蓋可見光譜及可見 光譜以外的外的范圍。結(jié)合固態(tài)器件的潛在較長(zhǎng)使用壽命的此等屬性使得可進(jìn)行各種新的 顯示器應(yīng)用，并且可將LED置于可與地位穩(wěn)固的白熾燈及螢光燈競(jìng)爭(zhēng)的地位?？赡苄枰峁┯糜贚ED的磷光體，(例如)以便提供固態(tài)發(fā)光。在一個(gè)例子中，用 于固態(tài)白光發(fā)射的LED可以產(chǎn)生具有短波長(zhǎng)(例如在約380nm至約480nm的范圍內(nèi))的高 輻射通量輸出?？商峁┮换蚨鄠€(gè)磷光體，其中將該LED的短波長(zhǎng)、高能量光子輸出用于激發(fā) 部分或全部的磷光體，從而對(duì)該LED —些或全部的輸出進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生白光外觀。舉一個(gè)具體例子來說，可將來自LED、約390nm的紫外線輸出結(jié)合紅、綠及藍(lán)色磷 光體使用，以產(chǎn)生該白光外觀。再例如，可使用LED發(fā)射的約470nm的藍(lán)光激發(fā)黃色磷光體， 將470納米的藍(lán)光輸出的一部分與一些發(fā)射的次級(jí)黃光(磷光體吸收一部分LED輸出而產(chǎn) 生)，以產(chǎn)生白光外觀?？墒褂迷S多常規(guī)技術(shù)將磷光體包含在半導(dǎo)體發(fā)光器件中。在一項(xiàng)技術(shù)中，將磷光 體涂布在LED之塑料殼的內(nèi)部和/或外部。在其它技術(shù)中，(例如)使用電泳沉積將磷光體 涂布在該半導(dǎo)體發(fā)光器件本身上。在其它技術(shù)中，可將材料滴劑(例如其中包含磷光體的 環(huán)氧化物)放置在該塑料殼內(nèi)部、在該半導(dǎo)體發(fā)光器件上和/或在該器件與該殼之間。此 項(xiàng)技術(shù)亦可稱為“頂部點(diǎn)膠(glob top) ”。該等磷光體涂層還可結(jié)合入入折射率匹配材料和 /或可提供個(gè)別的折射率匹配材料。例如在美國(guó)專利第6，252，254,6, 069，440,5, 858，278、 5，813，753,5, 277，840及5，959，316號(hào)中說明了使用磷光體涂層的LED。此外，所公布的美國(guó)專利申請(qǐng)第US 2004/0056260 Al號(hào)(于2004年3月25日 公布，其標(biāo)題為《包括錐形側(cè)壁的磷光體涂布發(fā)光二極管及其制造方法(Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including Tapered Sidewalls, and Fabrication Methods Therefor)》，其全文參考結(jié)合入本文中)說明了一種發(fā)光二極管，其包含具有第一及第二 相對(duì)表面的基片，與在該等第一及第二相對(duì)表面之間、以某一斜角從該第二表面向該第一 表面延伸的側(cè)壁。在該斜側(cè)壁上提供保角的磷光體層。該斜側(cè)壁可以使磷光體涂層比傳統(tǒng) 直角側(cè)壁更均勻。

發(fā)明內(nèi)容
藉由以下方式，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式制造半導(dǎo)體發(fā)光器件將包含懸浮在 溶劑中的磷光體微粒的懸浮液放置在半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光表面的至少一部分上，并且蒸 發(fā)至少一些該溶劑以使該等磷光體微粒沉積在該發(fā)光表面的至少一部分上。從而在該發(fā)光 表面的至少一部分上形成包含磷光體微粒的涂層。在一些實(shí)施方式中，基本蒸發(fā)全部的溶劑。在一些實(shí)施方式中，蒸發(fā)至少一些所述 溶劑會(huì)使磷光體微粒均勻地沉積。在其它實(shí)施方式中，基本蒸發(fā)全部的溶劑，使所述磷光體 微粒均勻地沉積在所有的發(fā)光表面上。在一些實(shí)施方式中，所述懸浮液包含懸浮在溶劑及粘合劑中的磷光體微粒，以便 蒸發(fā)至少一些該溶劑會(huì)使所述磷光體微粒及粘合劑沉積在所述發(fā)光表面的至少一部分上。 在其它實(shí)施方式中，磷光體微粒及光散射微粒系懸浮在溶劑中，以便蒸發(fā)會(huì)使所述磷光體 微粒及該光散射微粒沉積在所述發(fā)光表面的至少一部分上。在其它實(shí)施方式中，該半導(dǎo)體發(fā)光元件的的發(fā)光表面在一空腔中，并且將包含懸 浮在溶劑中的磷光體微粒的所述懸浮液放置在該空腔中。因此該空腔可以限制用于受控蒸 發(fā)的溶劑系統(tǒng)。在這些實(shí)施方式中在這些實(shí)施方式中，可為半導(dǎo)體發(fā)光器件提供提供安裝 基片，其中包含空腔，可以將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在該空腔中。在一些實(shí)施方式中，該 空腔包括空腔底面，并且該發(fā)光元件位于在該空腔底面上，使得該發(fā)光表面從該空腔底面 突出。在這些實(shí)施方式中，蒸發(fā)至少一些該溶劑可以使所述磷光體微粒沉積在從該空腔底 面突出的發(fā)光表面的至少一部分上以及該空腔底面的至少一部分上。在其它實(shí)施方式中， 可以均勻沉積磷光體微粒。在一些實(shí)施方式中，可以將磷光體微粒均勻沉積提供在該發(fā)光 表面之該整個(gè)表面及側(cè)壁上。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在進(jìn)行所述放置和/或蒸發(fā)的同時(shí)，對(duì)所述包含懸 浮在溶劑中的磷光體微粒的懸浮液進(jìn)行攪拌。攪拌可以促進(jìn)該溶劑中的磷光體微粒均勻懸 浮。此外，在一些實(shí)施方式中，所述溶劑包括甲基乙基酮(MEK)、醇、乙酸戊酯、甲苯和/或其 它常規(guī)溶劑體系。在其它實(shí)施方式中，所述粘合劑包括纖維素。在其它實(shí)施方式中，所述光 散射微粒包括SiO2、熱解法二氧化硅和/或氣凝膠微粒。上述實(shí)施方式主要集中在使磷光體微粒和/或光散射微粒沉積在半導(dǎo)體發(fā)光元 件的發(fā)光表面的至少一部分上。然而在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，藉由蒸發(fā)至少一些溶劑， 懸浮在溶劑中的任何其它微粒均可以沉積在該發(fā)光表面的至少一部分上。例如，可沉積懸 浮在溶劑中的納米晶體(例如CdSe納米磷光體)、納米微粒(例如TiO2)和/或?qū)щ娢⒘?(例如導(dǎo)電氧化錫或?qū)щ娧趸熷a)。此外，本發(fā)明之其它實(shí)施方式可以使溶解在溶劑中的任何溶質(zhì)沉積在該發(fā)光表面 的至少一部分上。例如，可沉積溶解在溶劑中的硅氧烷(或其它無機(jī)化合物)和/或聚合 物(或其它有機(jī)化合物)溶質(zhì)。更明確而言，在這些實(shí)施方式中，將包括溶解在溶劑中的溶 質(zhì)的溶液放置在半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光表面的至少一部分上。蒸發(fā)至少一些該溶劑以使該 溶質(zhì)沉積在該發(fā)光表面的至少一部分上。從而在該發(fā)光表面的至少一部分上形成包含溶質(zhì) 的涂層。附圖
簡(jiǎn)述圖IA與1B、2A與2B、3A與3B、4A與4B、5A與5B及6A與6B為在依據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的中間制造步驟期間的半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面圖。圖7A至7C為包含本發(fā)明各實(shí)施方式的磷光體涂層的發(fā)光器件的照片。圖8A及8B以圖解方式分別說明彩色校正溫度及發(fā)光強(qiáng)度隨用于依據(jù)本發(fā)明各實(shí) 施方式的磷光體涂布的發(fā)光器件的視角的變化關(guān)系。詳述以下將參考顯示本發(fā)明實(shí)施方式的附圖來更全面地描述本發(fā)明。然而本發(fā)明不應(yīng) 視為限于本文所提出的實(shí)施方式。相反，所提供的這些實(shí)施方式使得此揭示內(nèi)容將更全面 而完整，并將本發(fā)明的范疇完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見而夸大各 層與區(qū)域的厚度。在所有附圖中，相同數(shù)字指相同元件。本文所用的術(shù)語“和/或”包含相 關(guān)聯(lián)的列舉項(xiàng)目之一或多個(gè)項(xiàng)目的任何及全部組合。本文所用的術(shù)語僅用來說明特定實(shí)施方式，而不希望限制本發(fā)明。在本文中，除 非上下文另有清楚的說明，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”亦包含復(fù)數(shù)形式。應(yīng)進(jìn)一步了解 雖然術(shù)語“包括”和/或“包含”在用于此說明書時(shí)規(guī)定存在所述特征、整數(shù)、步驟、元件和 /或組件，但是并不排除存在或增加一或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或 其群組。應(yīng)了解當(dāng)描述一層或區(qū)域之類的元件“在”或延伸“至”另一元件“上”時(shí)，其可直 接在或直接延伸至另一元件上，或亦可存在中間元件。相反，當(dāng)文中描述某一元件“直接在” 或“直接延伸至”另一元件“上”時(shí)，則不存在中間元件。還應(yīng)了解當(dāng)文中描述某一元件與另 一元件“連接”或“耦合”時(shí)，其可與另一元件直接連接或耦合，或可存在中間元件。相反， 當(dāng)文中描述某一元件與另一元件“直接連接”或“直接耦合”時(shí)，則不存在中間元件。應(yīng)了解，雖然術(shù)語第一、第二等等可在本文中用以描述各元件、組件、區(qū)域、層和/ 或區(qū)段，但是該等術(shù)語不應(yīng)限制這些元件、組件、區(qū)域、層和/或區(qū)段。這些術(shù)語僅用來將一 個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段區(qū)分開。因此，以下說明 的第一元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段可稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段，而不脫離本發(fā)明 的原理。此外，可在本文中使用例如“較低”、“底部”或“水平”及“較高”、“頂部”或“豎直” 之類的相對(duì)術(shù)語，來說明附圖所示的一個(gè)元件與另一個(gè)元件的關(guān)系。應(yīng)了解，除附圖所描述 的方向以外，希望相對(duì)術(shù)語包含這些器件的不同取向。例如，若顛倒附圖中的器件，則說明 為在其它元件之“較低”側(cè)上的元件將定向?yàn)樵谒銎渌摹拜^高”側(cè)上。因此，示范 性術(shù)語“較低”可包含“較低”及“較高”的方向，這取決于附圖的具體取向。同樣地，如果顛 倒所述附圖中的器件，則稱在其它元件件的“下面”或“下方”的元件在所述其它元件的“上 面”。因此示范性術(shù)語“下面”或“下方”可包含上面與下面的取向。本文參考本發(fā)明理想化實(shí)施方式的截面示意圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。同樣， 可預(yù)期附圖所示的形狀因(例如)制造技術(shù)和/或公差而發(fā)生變化。因此本發(fā)明的實(shí)施方 式不應(yīng)視為限于本文所說明的特定區(qū)域形狀，而應(yīng)包含(例如通常)因制造而產(chǎn)生的形狀 偏差。例如，圖中所示或文中描述為平面區(qū)域的區(qū)域通常具有粗糙和/或非線性特征。此 外，所示的尖角通?？梢詾閳A角。因此，圖中所示的這些區(qū)域本身是示意性的，而且不希望 其所示形狀是區(qū)域的精確形狀、或者限制本發(fā)明的范圍。此外，諸如“水平”、“豎直”及“垂 直”之類的術(shù)語表示除了精確的0°或90°取向以外的一般方向或關(guān)系。
除非另外說明，否則本文所用的全部術(shù)語(包含技術(shù)及科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明 所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所共同了解的相同含意。還應(yīng)了解，除非本文清楚地定義，諸如通 用詞典所定義的術(shù)語應(yīng)視為具有與其在相關(guān)技術(shù)之背景中的含意相一致，而不應(yīng)視為具有 理想化或過度正式的意義。最后，在本文中。“懸浮液”意味著一種二相固-液體系，其中固體微粒與液體(“溶 劑”)混合而未溶解(“懸浮”)在液體中。此外，在本文中，“溶液”意味著單相液體體系， 其中固體微粒溶解在液體(“溶劑”)中。圖IA是依據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的中間制造步驟中，半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面圖。如 圖IA所示，將包括懸浮在溶劑124中的磷光體微粒122的懸浮液120放置在半導(dǎo)體發(fā)光元 件110的發(fā)光表面IlOa的至少一部分上。在本文中，“光”指由半導(dǎo)體發(fā)光元件110所發(fā)射 的任何輻射、可見和/或不可見光(例如紫外線)。接著如連接圖IA與IB的箭頭所示，蒸 發(fā)至少一些溶劑124，使等磷光體微粒122沉積在發(fā)光表面1 IOa的至少一部分上，并且在該 至少一部分發(fā)光表面IlOa上形成包含磷光體微粒122的涂層130。在一些實(shí)施方式中，在 進(jìn)行圖IA所示的放置和/或蒸發(fā)步驟的同時(shí)，對(duì)包括懸浮在溶劑124中的磷光體微粒122 懸浮液120進(jìn)行攪拌。此外，如圖IB所示，可以進(jìn)行蒸發(fā)以使等磷光體微粒122均勻地沉 積在發(fā)光表面IlOa的至少這一部分上，從而形成包括等磷光體微粒122的均勻涂層130。 在一些實(shí)施方式中，等磷光體微粒122均勻地沉積在整個(gè)發(fā)光表面IOOa上。此外，在一些 實(shí)施方式中，實(shí)質(zhì)上可以基本蒸發(fā)全部的溶劑124。例如，在一些實(shí)施方式中，可以蒸發(fā)至少 約80%的溶劑。在一些實(shí)施方式中，基本上蒸發(fā)所有溶劑124以使等磷光體微粒122均勻 地沉積在整個(gè)發(fā)光表面IlOa上。在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，溶劑124包括甲基乙基酮(MEK)、醇、甲苯、乙酸戊酯和 /或其它常規(guī)溶劑。此外，在一些實(shí)施方式中，磷光體微粒122的粒徑可以約為3至4 μ m，并 且可將約0. 2gm的等磷光體微粒122與約5cc的MEK溶劑124混合，以提供懸浮液120?？?以用滴管移液管分配懸浮液120，并且可以在室溫或高于或低于室溫的溫度(例如約60°C 和/或約IO(TC)下進(jìn)行蒸發(fā)。磷光體是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。在本文中，等磷光體微粒122可以為摻雜 鈰的釔鋁石榴石(YAG:Ce)和/或其它常規(guī)磷光體，并且可采用常規(guī)混合技術(shù)與溶劑124混 合，從而提供包含磷光體微粒122的懸浮液120。在一些實(shí)施方式中，將磷光體配置成對(duì)從 發(fā)光表面IlOa所發(fā)射的至少一部分光進(jìn)行變換，以使得從半導(dǎo)體發(fā)光器件100發(fā)射的光呈 白光。所述半導(dǎo)體發(fā)光元件110可包括發(fā)光二極管、激光二極管和/或其它半導(dǎo)體器件， 該裝置包含一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層可包含硅、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵和/或其 它半導(dǎo)體材料；基片，其可包含藍(lán)寶石、硅、砷化鎵、碳化鎵，和/或其它微電子基片；以及一 或多個(gè)接觸層，其可包含金屬和/或其它導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方式中，可提供紫外線、藍(lán)色 和/或綠色LED。半導(dǎo)體發(fā)光裝置的設(shè)計(jì)與制造為被領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，不必在本文中加 以詳細(xì)說明。例如，依據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的發(fā)光器件可包括(例如)基于氮化鎵的LED 結(jié)構(gòu)和/或在碳化硅基片上制造的激光器結(jié)構(gòu)，例如由美國(guó)北卡羅萊納州Durham的克里 公司(Cree，Inc.)所制造并銷售的器件。本發(fā)明可適用于LED和/或提供活性區(qū)域的激
6光器結(jié)構(gòu)，如以下美國(guó)專利所說明的結(jié)構(gòu)6, 201，262,6, 187，606,6, 120，600,5, 912，477、 5，739，554,5，631，190,5，604，135,5，523，589,5，416，342,5，393，993,5，338，944, 5，210，051,5, 027，168,4, 966，862和/或4，918，497號(hào)，這些專利都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓
人，其全文參考結(jié)合入本文中。其它合適的LED和/或激光器結(jié)構(gòu)見述于已公布的美國(guó)專 利申請(qǐng)文獻(xiàn)第US 2003/0006418A1號(hào)中，其標(biāo)題為“具有量子阱及超晶格的以三族氮化物 為主之發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，基于三族氮化物的量子阱結(jié)構(gòu)與基于三族氮化物的超晶格結(jié)構(gòu) (Group III Nitride Based Light Emitting Diode Structures With a Quantum Well and Superlattice, Group III Nitride Based Quantum Well Structures and Group III Nitride Based Superlattice Structures) ”，于 2003 年 1 月 9 日公布；以及已公布 的美國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)第US 2002/0123164A1號(hào)，其標(biāo)題為“包含用于光擷取的改良的發(fā)光 二極管及其制造方法(Light Emitting Diodes Including Modifications for Light Extraction and Manufacturing Methods Therefor) ，，，二#肖己合H明;tgih入， 二者的全文均參考結(jié)合入本文中。此外，LED (例如美國(guó)申請(qǐng)案序列號(hào)10/659，241中所說明 的LED，其標(biāo)題為“包括錐形側(cè)壁的磷光體涂布發(fā)光二極管及其制造方法(Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including Tapered Sidewalls and Fabrication Methods Therefor) ”，于2003年9月9日提出申請(qǐng)并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其全文參考結(jié)合入本 文中)也可適用于本發(fā)明的實(shí)施方式。所述LED和/或激光器可加以配置來進(jìn)行操作，使 得可以透過該基片而發(fā)光。在此實(shí)施方式中，可根據(jù)(例如)上述美國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)第US 2002/0123164A1號(hào)所述，對(duì)基片進(jìn)行圖案化以增強(qiáng)該器件的光輸出。圖2A是本發(fā)明其它實(shí)施方式的截面圖。如圖2A所示，提供安裝基片210，并且將 半導(dǎo)體發(fā)光元件110安裝在基片中的一個(gè)空腔212中。將包含懸浮在溶劑124中的磷光體 微粒122的懸浮液120放置在空腔212中。因此，該空腔212可用于限制懸浮液120，從而 為懸浮液120提供受控制的數(shù)量與幾何結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式，可以使用許多安裝基片210。在一些實(shí)施方式中，所述 安裝基片210是用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的二件式封裝，其中將所述半導(dǎo)體發(fā)光器件安裝在包 含氧化鋁、氮化鋁和/或其它材料的基片上，所述材料包括在基片上的電跡線，以提供用于 該導(dǎo)體發(fā)光器件的外部連接。例如使用粘膠將可包括鍍銀的銅在內(nèi)的的第二基片安裝在 第一基片上，從而包圍該半導(dǎo)體發(fā)光器件?？蓪⑼哥R放置在半導(dǎo)體發(fā)光器件上的第二基片 上。如以上所說明的具有二件式封裝的發(fā)光二極管可參見Loh的申請(qǐng)案序列號(hào)10/446，532 中，其標(biāo)題為“電源表面貼裝發(fā)光晶粒封裝(Power Surface Mount Light Emitting Die Package)”，該專利于2003年5月27日提出申請(qǐng)并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明之受讓人，其全文參考結(jié) 合入本文中。此外，在其它實(shí)施方式中，所述安裝基片210可以為固體金屬塊，例如參見Negley 等人的待審申請(qǐng)案序列號(hào)10/659，108，其標(biāo)題為“用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的固體金屬塊貼裝 基片及其氧化制造方法(Solid Metal Block Mounting Substrates for Semiconductor Light Emitting Devices, and Oxidizing Methods for Fabricating Same)”，該專利于 2003年9月9日提出申請(qǐng)并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其全文參考結(jié)合入本文中。安裝基片 210的設(shè)計(jì)已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，不必在本文中加以進(jìn)一步說明。下面來看圖2B，進(jìn)行蒸發(fā)，從而蒸發(fā)至少一些溶劑124，以使磷光體微粒122沉積在該發(fā)光表面IlOa的至少一部分上，并且形成包含磷光體微粒122的涂層130。圖3A及3B顯示了本發(fā)明的其它實(shí)施方式。如圖3A所示，在這些實(shí)施方式中，空 腔212包括空腔底面212a，并且將半導(dǎo)體發(fā)光組件110安裝在空腔底面212a上。此外，半 導(dǎo)體發(fā)光組件110從空腔底面212a突出。在一些實(shí)施方式中，半導(dǎo)體發(fā)光器件110的發(fā)光 表面IlOa包括表面110b，其遠(yuǎn)離空腔底面212a ；以及一側(cè)壁110c，其在表面IlOb與空腔底 面212a之間延伸。如圖3B所示，通過進(jìn)行蒸發(fā)來蒸發(fā)掉至少一部分溶劑124，使等磷光體 微粒122均勻地沉積在發(fā)光表面IlOa的至少一部分上，從而形成包括等磷光體微粒122的 厚度均勻的涂層130。亦如圖3B所示，在一些實(shí)施方式中，涂層在表面1 IOb及側(cè)壁1 IOc上 的厚度可以是均勻的。在一些實(shí)施方式中，涂層130可以在發(fā)光組件110外面之底面212a 上均勻地延伸。在其它實(shí)施方式中，涂層130亦可至少部分的延伸至空腔212的側(cè)壁212b 上。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，可將粘合劑加入懸浮液120中，以便在蒸發(fā)時(shí)，磷光 體微粒122及該粘合劑會(huì)沉積在發(fā)光表面110的至少這個(gè)部分上，并且在該部分上形成包 括等磷光體微粒122及粘合劑的涂層。在一些實(shí)施方式中，可以將纖維素材料(例如乙基 纖維素和/或硝基纖維素)用作粘合劑。此外，在其它實(shí)施方式中，至少一些粘結(jié)劑可與溶 劑一起蒸發(fā)。圖4A與4B顯示了本發(fā)明的其它實(shí)施方式，其中懸浮液420包含懸浮在溶劑124中 的磷光體微粒122及光散射微粒422，并且其中蒸發(fā)至少一部分溶劑124以使等磷光體微粒 122及等光散射微粒422沉積在發(fā)光組件110的至少一部分上，形成包括等磷光體微粒122 及等光散射微粒422的涂層430。在一些實(shí)施方式中，等光散射微粒422可包括SiO2 (玻 璃)微粒。在一些實(shí)施方式中，藉由選擇光散射微粒422的粒徑，可有效地散射藍(lán)光以使發(fā) 射源(用于白光應(yīng)用)更加均勻(更明確而言，更加隨機(jī))。還應(yīng)了解，依據(jù)本發(fā)明之各實(shí)施方式，也可提供圖IA至4B的實(shí)施方式的組合與子組合?？墒褂帽景l(fā)明的其它實(shí)施方式在半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光表面上提供包含除了磷 光體微粒122或光散射微粒422以外的微粒的涂層。例如，可以使用圖5A所解說的導(dǎo)電氧 化銦錫和/或納米TiO2微粒522。具體來說，如圖5A所示，可將包含懸浮在溶劑124中的 微粒522的懸浮液520放置在半導(dǎo)體發(fā)光元件110發(fā)光表面IlOa的至少一部分上。接著 如圖5B所示，蒸發(fā)至少一些溶劑124，以使微粒522沉積在該發(fā)光表面IlOa的至少一部分 上，并且形成包含微粒522的涂層530。還應(yīng)了解，依據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式，可以在與圖IA 至4B的實(shí)施方式的組合或子組合中提供圖5A及5B之實(shí)施方式，以沉積磷光體微粒122、光 散射微粒422和/或其它微粒522?？蓪⒈景l(fā)明的其它實(shí)施方式用于在半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光表面上提供包含溶解 在溶液中的溶質(zhì)的涂層。具體來說，如圖6A所示，將包含溶解在溶劑中的溶質(zhì)的溶液620放 置在半導(dǎo)體發(fā)光元件110發(fā)光表面IlOa的至少一部分上。接著如圖6B所示，蒸發(fā)至少一 些溶劑以使溶質(zhì)沉積在發(fā)光表面IlOa的至少一部分上，以在所述至少一部分表面IlOa上 形成包含溶質(zhì)的涂層630。因此，依據(jù)本發(fā)明的這些實(shí)施方式，可使用來自溶液620的沉淀 物，在半導(dǎo)體發(fā)光組件110的發(fā)光表面IlOa上提供溶質(zhì)的涂層630。還應(yīng)了解，依據(jù)本發(fā)明 各實(shí)施方式，可以在通過圖IA至5B的組合及子組合中提供圖6A及6B的實(shí)施方式，以沉積
8圖6A的磷光體微粒122、光散射微粒422、其它微粒522和/或溶質(zhì)630。下面對(duì)本發(fā)明各實(shí)施方式進(jìn)行其它的討論。具體來說，本發(fā)明的某些實(shí)施方式使 得可以通過對(duì)磷光體/溶劑懸浮液進(jìn)行受控的溶劑蒸發(fā)而制造自組裝的磷光體涂布發(fā)光 二極管。在一些實(shí)施方式中，可使用空腔(例如常規(guī)的反射器空腔)限制用于受控蒸發(fā)的 懸浮液。將懸浮液施加至受限容積(例如LED反射器空腔的容積)，并且從該受限容積蒸發(fā) 溶劑。隨著該溶劑的蒸發(fā)，懸浮液中的材料會(huì)保留在該空腔中。采用受控蒸發(fā)，可以達(dá)到均 勻材料涂層。此外，在一些實(shí)施方式中，若難以獲得或保持一微粒/溶質(zhì)體系以使微粒處于懸 浮液中，則可以在將懸浮液分配于該空腔中的同時(shí)，采用諸如振動(dòng)(例如超音波振動(dòng))之類 的技術(shù)以連續(xù)攪拌該懸浮液。此外，在蒸發(fā)溶劑的同時(shí)，也可使用該振動(dòng)技術(shù)以獲得相對(duì)均 勻的涂層。根據(jù)溶劑的選擇，可以在室溫或較低和/或較高的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)。此外，也可 使用真空蒸發(fā)提取溶劑?？梢允褂闷渌Ｒ?guī)溶劑和/或蒸發(fā)技術(shù)。還可將粘合劑混入該懸 浮液中以獲得更粗糙的涂層。此外，藉由此技術(shù)，還可共沉積光散射微粒和/或其它微粒。 通過選擇光散射微粒的適當(dāng)粒徑，可以有效地散射藍(lán)光，這可以使發(fā)射源(用于白光應(yīng)用) 更加均勻(更明確而言，更加隨機(jī))。最后，在其它實(shí)施方式中，可以將溶質(zhì)溶解在溶劑中， 然后使其沉淀出來以沉積溶質(zhì)。實(shí)施例以下實(shí)施例將視為僅具有解說性而不應(yīng)視為限制本發(fā)明。約0. Igm的3-4 μ m磷光體系與約5cc的MEK混合，并經(jīng)由一滴管移液管分配于包 含半導(dǎo)體發(fā)光元件110的空腔212中。如圖7A所示，在室溫及低濃度下蒸發(fā)時(shí)，磷光體微 粒130并未覆蓋發(fā)光元件110。在本文中，“低濃度”意味著在分配之前未觀察到所述微粒 的沉淀。如圖7B所示，在約60°C及低濃度下的蒸發(fā)提供較大的覆蓋范圍。最后，如圖7C所 示，在約100°C及高濃度下的蒸發(fā)基本上為發(fā)光元件110及空腔底面212a提供完全覆蓋。 在本文中，“高濃度”意味著在分配之前已觀察到所述微粒在瓶子或滴管開口處的沉淀。圖8A以圖解的方式顯示了使用上述懸浮液在室溫和60°C進(jìn)行蒸發(fā)的時(shí)候，IOOmA LED電流情況下的相關(guān)色溫(CCT)與視角的變化關(guān)系。如圖8A所示，在裝置260°C蒸發(fā)情 況下，幾乎沒有磷光體覆蓋發(fā)光頂部表面，因此可以看見更多的藍(lán)光，從而導(dǎo)致在0°角度 情況下獲得相對(duì)較高的CCT。其它曲線顯示在不同視角情況下磷光體更均勻的覆蓋并顯示 出更均勻的CCT。圖8B以圖解方式顯示在與圖8A相同之條件下發(fā)光強(qiáng)度與視角的變化關(guān)系。如圖 8B所示，獲得了較高的發(fā)光強(qiáng)度。概括而言，圖8A與8B顯示出依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以在發(fā)光表面上提供較 均勻的磷光體涂層。在附圖與說明書中，已描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，雖然使用特定術(shù)語，但是這些術(shù) 語僅以一般及說明意義加以使用，而非出于限制的目的，本發(fā)明的范疇在所附權(quán)利要求書 中提出。
權(quán)利要求
半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包含底部，該底部包含限定空腔的側(cè)壁和底面；所述底面上的半導(dǎo)體發(fā)光元件，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件包含發(fā)光表面和側(cè)表面；波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，該材料覆蓋所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的所述發(fā)光表面和所述側(cè)表面，并覆蓋所述底部的所述底面，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料具有基本均勻的厚度。
2.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料為了受控蒸發(fā)限制在所述發(fā) 光表面的至少一部分上。
3.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料進(jìn)一步包含粘合劑。
4.權(quán)利要求3的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述粘合劑在具有磷光體微粒的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 材料中，其中蒸發(fā)所述至少一部分波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，以使所述顆粒和粘合劑沉積并形成所述 基本均勻的厚度的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。
5.權(quán)利要求3的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述粘合劑包括纖維素。
6.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料進(jìn)一步包含光散射微粒。
7.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料進(jìn)一步包含導(dǎo)電微粒和/或納米 微粒。
8.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中將所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料配置成對(duì)所述發(fā)光表面發(fā) 射的光的至少一部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以使得從所述器件發(fā)射的光顯白光。
9.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料具有基本均勻的微粒濃度。
全文摘要
通過以下步驟制造了半導(dǎo)體發(fā)光器件將包含懸浮在溶劑中的磷光體微粒的懸浮液放置在半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光表面的至少一部分上，并且蒸發(fā)至少一部分所述溶劑，以使所述磷光體微粒沉積在該發(fā)光表面的至少一部分上。從而在其上形成包含磷光體微粒的涂層。也可涂布除了磷光體以外的微粒，并且還可使用包含溶解在溶劑中微粒的溶液。
文檔編號(hào)H01L33/50GK101976721SQ20101027901
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者G·H·尼格利, M·梁 申請(qǐng)人:美商克立股份有限公司