專利名稱：用于制造發(fā)光器件的層壓支撐膜及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件的領域，并且特別涉及圖案化層壓薄板以及由這樣的薄板形成的相應結構和器件。
背景技術：
2009年7月9日為Martin等人公開的美國專利公開2009/0173960 “SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE WITH PRE-FABRICATEDWAVELENGTH CONVERSION ELEMENT (具有預先制造的波長轉換元件的半導體發(fā)光器件)”公開了一種具有單獨制造的波長轉換元件的半導體發(fā)光器件，其被合并在此以作參考。所述波長轉換元件(例如磷光體和玻璃)被生產成一塊薄板，其被分離成結合到各個發(fā)光器件的各個單獨的波長轉換元件。可以根據其波長轉換屬性對波長轉換元件進行分組和儲存?？梢园巡ㄩL轉換元件選擇性地與半導體發(fā)光器件匹配，以便產生初級光和次級光的所期望的混合。

發(fā)明內容
有利的做法將是簡化與用來產生具有波長轉換元件(或者被添加到基礎發(fā)光結構中的其他元件)的發(fā)光器件的處理或者降低與之相關聯(lián)的成本。光學元件在所選位置處被附著到支撐膜上，所述所選位置對應于單獨的基板上的發(fā)光元件的位置。所述膜被放置在包含發(fā)光元件的基板上，從而使得光學元件與其相應的發(fā)光元件接觸。將光學元件層壓到發(fā)光元件上，并且可以去除支撐膜。所述光學元件可以包括波長轉換元件、透鏡元件、元件組合等等。例如金屬導體之類的其他元件也可以被放置在層壓膜上。


下面將參照附圖通過舉例的方式更加詳細地解釋本發(fā)明，其中:
圖1A-1E示出了形成光學元件和發(fā)光器件的層壓設置的一個實例。圖2A-2C示出了示例性的圖案化光學元件。圖3A-3B示出了示例性的多層光學元件。圖4示出了用于形成光學元件和發(fā)光器件的層壓設置的示例性流程圖。在各圖中，相同的附圖標記始終表示類似的或相應的特征或功能。包括附圖是出于說明性目的，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式在下面的描述中，出于解釋而非限制的目的闡述了例如特定架構、接口、技術等之類的具體細節(jié)，以便提供對于本發(fā)明的想法的透徹理解。但是本領域技術人員應當認識到，可以在不同于這些具體細節(jié)的其他實施例中實踐本發(fā)明。同樣地，本說明書的文字是針對如圖中所示的示例性實施例，而不意圖在權利要求書中明確包括的極限之外限制所要求保護的本發(fā)明。為了簡單和清楚起見，省略對于眾所周知的器件、電路和方法的詳細描述，從而避免以不必要的細節(jié)模糊對于本發(fā)明的描述。前面提到的已公開申請公開了至少兩種用于添加光學元件的技術，在本例中是把波長轉換元件(例如磷光體)添加到發(fā)光元件。在第一種技術中，將磷光體材料的薄板放置在包含多個發(fā)光元件的基板之上，隨后對其進行處理以便將磷光體材料附著到發(fā)光元件。利用這種技術，用磷光體材料覆蓋整個基板。在第二種技術中，將磷光體材料的薄板切割成各個單獨的元件，并且把各個單獨的元件附著到各個發(fā)光元件的發(fā)光部分，從而節(jié)省所使用的磷光體的數(shù)量?？梢允褂檬叭『头胖锰幚戆衙恳粋€磷光體元件放置在每一個發(fā)光元件上。圖1A-1E示出了示例性層壓結構190的形成。圖1A示出了層壓膜100的剖面圖；圖1B示出了層壓膜100的表面視圖；并且圖1C示出了在被切分/切片或以其他方式單一化成各個單獨的發(fā)光器件160之前的發(fā)光器件的示例性貼片150。這里所使用的術語“貼片”僅僅是指一塊基板上的多個器件；所述貼片可以是在其上形成器件的半導體晶片，具有用于把器件放置在其中的貯槽的框架，或者用于將器件放置在其上的任何其他基板。該例的層壓膜100包括被放置在支撐膜110上的所選位置處的多個光學元件130，從而產生支撐膜表面的法向上的高度或輪廓變化。所述位置被選擇成使得當把層壓膜100倒轉并且放置在發(fā)光器件160的貼片150上時,光學兀件130將被放置在發(fā)光器件160的特定特征140上。舉例來說，如果光學元件130包括例如磷光體之類的波長轉換材料，則其可以在對應于貼片150上的發(fā)光器件160的發(fā)光元件的位置處被放置在支撐膜110上。當層壓膜100被倒轉并且放置在貼片150上時，如圖1D中所示，可以使用加熱和真空層壓處理以便把光學元件130附著到其相應的特征140上，從而形成如圖1E中所示的層壓結構。也就是說，可以利用真空將層壓膜100向下拉到貼片150上，并且對其加熱從而使得光學元件130與發(fā)光器件160的相應特征140結合。隨后可以去除支撐膜110，并且可以施行對于具有光學元件130的發(fā)光器件160的任何后續(xù)處理。在一個示例性實施例中，支撐膜110可以是乙烯-四氟乙烯(ETFE)膜，其對于光學元件130的粘附力相對較低。光學元件130可以是對于發(fā)光器件160的特征140具有更高粘附力的玻璃或環(huán)氧樹脂元件。2010年8月20日為Grigoriy Basin、Kinya Kodama和 Kazutoshi Iwata 提交的共同待審美國專利申請 12/375296 “LAMINATION PROCESS FORLEDS (用于LED的層壓處理)”(代理人案號PH015255US1)公開了一種用于把例如一層硅酮黏合劑中的磷光體粉末層壓在下方安放晶片上的LED管芯陣列之上，該申請被合并在此以作參考。將所述層安放在LED管芯之上，并且在真空中對所述結構進行加熱。在支撐膜上施加向下的壓力，從而使得所述層粘附到LED管芯的頂部。隨后將所述結構暴露于周圍的空氣，并且去除支撐膜。在第二層壓步驟中，在真空中將所述結構加熱到更高溫度，以便去除所述層與晶片之間的剩余空氣。可以利用多種技術當中的任一種將光學元件130形成或放置在支撐膜110上?？梢允褂媚禾幚砘蚪z網印刷來把光學元件130壓印或印刷在支撐膜上；可以使用光刻處理將光學元件130形成在支撐膜上；可以使用拾取和放置處理將光學元件130放置在支撐膜上；或者可以使用這些技術和本領域內已知的其他技術的組合。可以使用模壓或其他“鑄造”技術在光學元件130中產生所期望的圖案。取決于所使用的處理和材料，可以將所述圖案直接形成在光學元件130上，或者支撐膜111可以包含隨后由光學元件130采取的圖案。如果要儲存所得到的層壓膜100以用于將來層壓到貼片150，則可以把可移除的覆蓋膜與支撐膜110相對地放置在光學元件130之上，以避免對光學元件130造成污染或破壞。在這方面，術語“支撐膜”和“覆蓋膜”可以被等效解釋。舉例來說，如果元件130被夾在其上形成所述元件130的原始膜與覆蓋元件130的另一層膜之間，則去除哪一層膜以暴露出元件130可能并不重要，其后所剩下的膜即是支撐膜。層壓膜100不限于單一類型的光學元件130。光學元件130可以包括多個元件和結構。舉例來說，可以在層壓膜上形成透鏡元件，隨后在透鏡上形成磷光體元件，隨后圍繞磷光體元件形成反射器。按照類似的方式，可以作為層壓膜100中的一個或更多導電層壓層來形成電路跡線。類似地，可以在層壓膜中形成一個或更多導熱層壓層，以便促進在器件內或者在例如磷光體波長轉換層之類的其他層內產生的熱量的傳遞或耗散。導熱層可以被選擇成具有類似于鄰近層的光學屬性，或者可以將導熱材料嵌入在“已有”層內，從而使得該層施行其主要功能以及熱傳遞功能。舉例來說，如果將硅酮/磷光體聚合物用于波長轉換，則可以把二氧化硅添加到所述聚合物中以提供更好的熱傳遞；由于二氧化硅具有類似于硅酮的折射率，因此二氧化硅的添加不大可能降低器件的光學質量。圖2A-2C示出了示例性光學元件130A-130C的表面視圖。在圖2A中，對示例性光學元件130A進行圖案化210，從而可能形成特定光學圖案或特性，比如準直、偏振、色散等等?？梢酝ㄟ^利用所述圖案形成光學元件130A的表面來產生該圖案化210，這例如是通過在層壓處理期間使用圖案化層壓膜100將所述圖案轉化到光學材料230而實現(xiàn)的?？商鎿Q地，可以通過在所期望的圖案中將例如金屬之類的第二材料施加到支撐膜并且隨后利用光學材料230覆蓋該材料而形成圖案化210。用于產生圖案化表面的其他技術是本領域內所熟知的。在圖2B和2C中，如不同陰影所示的不同類型的材料形成光學元件130B和130C。在圖2B中，兩種不同材料250、255 (比如兩種不同的磷光體)被設置在交替圖案中。例如當希望輸出光有更寬光譜時可以使用這樣的組合，這是通過把原始發(fā)射光轉換成兩個其他波長的光而實現(xiàn)的。這種想法可以被擴展成包括任意數(shù)目的組合，在圖2C中示出了四種磷光體 260、262、264、266 的組合。圖3A-3B示出了包括磷光體330和反射器320的光學元件350的表面視圖和橫切視圖。反射器320可以是施加在磷光體330上面的金屬或電介質層。反射器320包括開口325，其允許來自發(fā)光器件340中的發(fā)光元件的光進入磷光體層330。雖然在圖中被顯示為小于磷光體層330，但是反射器320可以延伸到磷光體層330的范圍之外。圖4示出了用于形成具有光學元件和發(fā)光器件的層壓結構的示例性流程圖。在410中，提供支撐膜。如前所述，所述支撐膜可以是具有低粘附力的乙烯-四氟乙烯(ETFE)膜。在420中，在該膜上的所選位置處放置或形成分立的光學元件。這些位置被選擇成對應于單獨基板上的各個發(fā)光器件的特征的位置，比如每一個發(fā)光器件中的發(fā)光元件的位置。同樣如前所述，這些光學元件可以被模壓或印刷在支撐膜上，或者利用光刻技術形成。所述光學元件可以包括環(huán)氧樹脂或玻璃漿體中的磷光體，所述漿體隨后被硬化或部分地硬化在支撐膜上，從而形成層壓膜。在430中，還可以把其他元件(其可以是所述分立光學元件的附加部件)添加到層壓膜上?？蛇x地在440中，可以與支撐膜相對地把保護性覆蓋膜添加到層壓膜上。該覆蓋膜也可以是具有低粘附力的ETFE膜。在450中提供發(fā)光器件的貼片，并且在455中可以去除保護性覆蓋物(如果存在的話)。如果先前添加了保護性覆蓋膜，并且取決于光學元件的具體結構，則原始膜或該覆蓋膜隨后可以被視為支撐膜；支撐膜即是在去除了另一層膜之后所剩下的膜。在460中，將層壓膜放置在所述貼片上，從而使得光學元件與發(fā)光器件的相應特征接觸。隨后在470中將層壓膜層壓到發(fā)光器件上。可以利用前面所詳述的真空和加熱處理來施行層壓，或者可以使用任何替換的層壓技術?？梢詢Υ嫠玫降膶訅航Y構以用于后續(xù)處理，其中支撐膜形成用于該結構的保護性覆蓋物。在480中可以去除支撐膜，并且在490中可以施行任何余下的處理，比如測試、封
裝、單一化等等。雖然在附圖和前面的描述中詳細地示出并描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應當被視為說明性或示例性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。舉例來說，有可能在其中通過其他層來補償一層的輪廓變化的實施例中操作本發(fā)明，以便提供厚度基本上均勻的層壓膜，但是至少其中一個圖案化層將提供該層關于支撐膜的高度變化。通過研究附圖、公開內容和所附權利要求書，本領域技術人員在實踐所要求保護的本發(fā)明時可以理解并實施針對所公開實施例的其他變型。在權利要求書中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟的存在，并且“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)在權利要求中引述的幾個項目的功能。在互不相同的從屬權利要求中引述某些措施并不意味著不能使用這些措施的組合來獲益。權利要求中的任何附圖標記不應被理解為限制其范圍。
權利要求
1.一種方法，其包括: 提供支撐膜；以及 根據一定圖案將一層或更多層添加到所述膜的表面上，從而形成至少多個光學元件，所述圖案導致至少一層在支撐膜的所述表面的法向上的高度變化， 其中，所述圖案對應于單獨基板上的各個發(fā)光器件的設置。
2.權利要求1的方法，其中，所述光學元件包括波長轉換元件。
3.權利要求1的方法，其中，所述一層或更多層包括導電元件層。
4.權利要求1的方法，其中，所述一層或更多層包括增強熱傳導的材料。
5.權利要求1的方法，其中，所述一層或更多層包括反射材料層。
6.權利要求1的 方法，其中，每一個光學兀件包括多個磷光體兀件。
7.權利要求1的方法，其包括:將所述多個光學元件附著到所述多個發(fā)光器件。
8.權利要求7的方法，其中，所述附著包括真空層壓處理。
9.權利要求7的方法，其包括:去除支撐膜、留下附著到多個發(fā)光器件的多個光學元件。
10.一種層壓膜，其包括: 支撐膜；以及 支撐膜上的一個或更多層壓層，其中至少一層包括根據一定圖案被放置在支撐膜上的多個光學元件，其中所述圖案對應于單獨基板上的各個發(fā)光器件的位置，所述圖案導致所述至少一層在支撐膜表面的法向上的高度變化。
11.權利要求10的層壓膜，其包括與支撐膜相對地覆蓋所述多個光學元件的覆蓋膜層。
12.權利要求10的膜，其中，所述光學元件包括波長轉換元件。
13.權利要求10的膜,其中，所述光學兀件包括磷光體-玻璃兀件。
14.權利要求10的膜,其中，每一個所述光學兀件包括多個磷光體兀件。
15.權利要求10的膜，其中，至少其中一層包括傳導元件層，所述傳導元件包括導電元件或導熱元件的至少其中之一。
16.權利要求10的膜，其中，至少其中一層包括反射材料層。
17.—種層壓結構,其包括: 包括多個發(fā)光器件的貼片；以及 層壓膜，其包括:支撐膜；以及在與所述貼片上的多個發(fā)光器件的位置相對應的位置處被放置在支撐膜的表面上的多個光學元件，所述光學元件在支撐膜的所述表面的法向上形成不規(guī)則輪廓。
18.權利要求17的結構，其中，所述光學元件包括波長轉換元件。
19.權利要求17的結構，其中，每一個所述光學元件包括多個磷光體元件。
20.權利要求17的結構，其中，至少其中一層包括以下各項的至少其中之一:導電層、導熱層、反射層以及覆蓋層。
全文摘要
光學元件(130)在所選位置處被附著到支撐膜(110)上，所選位置對應于另一塊基板(例如貼片(150)的基板)上的發(fā)光元件(140)的位置。所述膜被放置在包含發(fā)光元件的基板上，從而使得光學元件與其相應的發(fā)光元件接觸。將光學元件層壓到發(fā)光元件上，并且去除支撐膜。所述光學元件可以包括波長轉換元件、透鏡元件、元件組合等等。例如導體和反射器之類的其他元件也可以被放置在層壓膜上。
文檔編號H01L33/50GK103180945SQ201180052305
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2010年10月27日
發(fā)明者G.巴辛, P.S.馬丁 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司