發光二極管封裝件及其制造方法與流程
本申請要求于2015年6月19日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0087586的利益，該申請的公開以引用方式全文并入本文中。
技術領域
本發明構思的一些示例實施例涉及發光二極管(LED)封裝件和/或其制造方法，例如，涉及一種芯片級LED封裝件和/或其制造方法。
背景技術：
通常，LED封裝件包括安裝在包括引線框襯底的封裝件中的芯片。由于LED封裝件不僅需要額外的襯底而且還需要具有相對大的封裝尺寸，因此材料的成本會增加。另外，總制造成本可由于額外的封裝工藝而增加。
作為在晶圓級上制造的封裝件的芯片級封裝件(CSP)可有效降低制造成本。然而，在CSP中，隨著街寬(即，離散裸晶之間的空間)減小，反射區會減小，因此導致亮度降低。
技術實現要素：
本發明構思的一些示例實施例提供了一種規模縮減的芯片級發光二極管(LED)封裝件和/或其制造方法，所述LED封裝件可抑制光學損失和輸出均勻的亮度。
根據本發明構思的示例實施例，一種LED封裝件包括發光結構、發光結構上的透射材料層和覆蓋透射材料層的側表面的至少一部分、發光結構的側表面和發光結構的底表面的至少一部分的支承結構。
LED封裝件還可包括連接至發光結構的底表面的電極。支承結構 可限定所述電極并且覆蓋發光結構的底表面。
支承結構可具有杯形，并且可包括：底部單元，其位于比發光結構的底表面低的水平；以及側壁單元，其位于比發光結構的底表面高的水平，并且覆蓋透射材料層的側表面的至少一部分和發光結構的側表面。
側壁單元可被劃分為第一側壁和第二側壁，第一側壁可接觸透射材料層的側表面，并且第二側壁可接觸發光結構的側表面。第一側壁的第一厚度可小于或等于第二側壁的第二厚度。
第一側壁可被劃分為包括第一側壁的頂表面的第一部分和接觸第二側壁的頂表面的第二部分。第一部分的第三厚度可小于第二部分的第四厚度。
透射材料層與側壁單元之間的界面可具有傾斜形狀。
透射材料層與側壁單元之間的界面可具有臺階形狀。
透射材料層的頂表面可具有凸出形狀、平坦形狀和凹進形狀之一。
支承結構可包括從支承結構的底表面至第一水平的第一材料以及從第一水平至支承結構的頂表面的第二材料，第二材料與第一材料不同。
第一水平可在從發光結構的底表面的水平至透射材料層的底表面的水平的范圍內。第一材料的光反射效率可大于第二材料的光反射效率。
支承結構的寬度與發光結構的寬度之間的差可小于發光結構的寬度的一半。
支承結構可為包括相同材料的一個主體。
透射材料層可包括波長轉換層和透鏡層中的至少一個。
透射材料層可具有包括多個波長轉換層的堆疊結構。
根據本發明構思的另一示例實施例，一種LED封裝件包括發光結構、發光結構上的透射材料層、連接至發光結構的底表面的電極以及寬度等于LED封裝件的寬度的支承結構，該支承結構包括：底部單元和側壁單元，底部單元在比發光結構的底表面低的水平處限定所述 電極，并且覆蓋發光結構的底表面，側壁單元在比發光結構的底表面高的水平處覆蓋透射材料層的側表面的至少一部分和發光結構的側表面。
根據本發明構思的又一示例實施例，一種LED封裝件包括：具有限定腔體的杯形的支承件、腔體中的半導體層以及半導體層上的透射材料層。所述支承件包括：包括第一材料的底部支承件；包括第一材料的第一側壁支承件；以及包括第二材料的第二側壁支承件，第二材料的光反射效率與第一材料的光反射效率不同；
LED封裝件還可包括電極，其連接至半導體層的底表面。半導體層的底表面的至少一部分可被底部支承件覆蓋，半導體層的側表面可被第一側壁支承件覆蓋，并且透射材料層的側表面的至少一部分可被第二側壁支承件覆蓋。
第一側壁支承件的厚度可大于或等于第二側壁支承件的厚度。
透射材料層與第二側壁支承件之間的界面可具有傾斜形狀和臺階形狀之一，并且透射材料層的頂表面可具有凸出形狀、平坦形狀和凹進形狀之一。
支承件的寬度可等于LED封裝件的寬度。
附圖說明
根據以下結合附圖的詳細描述，將更加清楚地理解本發明構思的示例實施例，其中：
圖1A-圖1B、圖2-圖7和圖8A是根據示例實施例的發光二極管(LED)封裝件的剖視圖；
圖1C和圖8B分別是圖1A和圖8A所示的LED封裝件的立體圖；
圖9是根據示例實施例的制造LED封裝件的方法的流程圖；
圖10A至圖10J是制造圖1A和圖1B所示的LED封裝件的方法的工藝操作的剖視圖；
圖11A至圖11F是制造圖2所示的LED封裝件的方法的工藝操作的剖視圖；
圖12A至圖12G是制造圖3所示的LED封裝件的方法的工藝操 作的剖視圖；
圖13A至圖13D是制造圖5所示的LED封裝件的方法的工藝操作的剖視圖；
圖14是普朗克譜的曲線圖；
圖15A和圖15B是包括根據示例實施例制造的LED封裝件的白色發光封裝模塊的圖；
圖16示出了根據利用藍色LED芯片(約440nm至約460nm)的白色LED封裝件所包括的應用的磷光體的類型；
圖17是包括根據示例實施例的LED封裝件的背光(BL)組件的分解立體圖；
圖18是包括設置有根據示例實施例的LED封裝件的LED陣列單元和LED模塊的平板半導體發光設備的示意圖；
圖19是燈泡式燈的示意圖，該燈泡式燈是包括設置有根據示例實施例的LED封裝件的LED陣列單元和LED模塊的半導體發光設備；以及
圖20和圖21是將利用根據示例實施例的LED封裝件的照明系統或電子裝置應用于家庭網絡的示例的示圖。
具體實施方式
現在，將在下文中參照附圖更完全地描述本發明構思，附圖中示出了本發明構思的各元件。
然而，本發明構思可按照許多不同形式實現，并且不應理解為限于本文闡述的示例實施例。相反，提供這些實施例以使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發明構思的范圍完全傳達給本領域普通技術人員。
應該理解，當元件被稱作位于另一元件“上”時，其可直接位于該另一元件上，或者在它們之間也可存在中間元件。相似地，應該理解，當元件被稱作“連接至”另一元件時，其可“直接連接至”該另一元件，或者在它們之間可存在中間元件。為了方便描述和清楚起見，將附圖中的元件的結構或尺寸夸大，并且省略了附圖中與具體描 述無關的部件。相同標號始終指代相同元件。本文所用術語僅用于描述示例實施例，而不旨在限制示例實施例。如本文所用，術語“和/或”包括相關所列項中的一個或多個的任何和所有組合。當諸如“中的至少一個”的表達出現于元件的列表之后時，其修飾整個元件的列表而不修飾列表中的單獨的元件。
應該理解，雖然本文中可使用術語第一、第二、第三等來描述各元件、組件、區、層和/或部分，但是這些元件、組件、區、層和/或部分不應被這些術語限制。這些術語僅用于將一個元件、組件、區、層和/或部分與另一元件、組件、區、層和/或部分區分開。例如，在不脫離示例實施例的教導的情況下，第一元件、組件、區、層和/或部分可被稱作第二元件、組件、區、層和/或部分。
為了方便描述，本文中可使用諸如“在……下方”、“在……之下”、“下”、“在……之上”、“上”等的空間相對術語，以描述附圖中所示的一個組件和/或特征與另一組件和/或特征或者其它組件和/或特征的關系。應該理解，空間相對術語旨在涵蓋使用或操作中的裝置的除圖中所示的取向之外的不同取向。
如本文所用，術語“和/或”包括相關所列項中的一個或多個的任何和所有組合。當諸如“中的至少一個”的表達出現于元件的列表之后時，其修飾整個元件的列表而不修飾列表中的單獨的元件。
本發明構思可按照許多不同形式實現，并且不應理解為限于本文闡述的示例實施例。例如，可預見由于例如制造技術和/或公差而導致的相對于圖中的形狀的變化。因此，本發明構思的示例實施例不應理解為限于這里示出的區的具體形狀，而是包括由例如制造工藝導致的形狀的偏差。圖中的相同標號指示相同元件，因此將省略對其的描述。由于附圖中示意性地示出了各元件和區，因此本發明構思不受相對尺寸或間隔的限制。
本文所用的術語僅是為了描述特定實施例，而不是旨在限制本發明構思。如本文所用，除非上下文清楚地指明不是這樣，否則單數形式“一個”、“一”以及“該”也旨在包括復數形式。還應該理解，術語“包括”和/或“包含”當用于本說明書中時，指明存在所列特 征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
本文參照作為理想示例實施例(和中間結構)的示意圖示的剖視圖來描述示例實施例。這樣，可以預見由于例如制造技術和/或公差而導致的附圖中的形狀的變化。因此，示例實施例不應被理解為限于本文示出的區的具體形狀，而是包括例如由制造工藝導致的形狀的偏差。例如，示為矩形的注入區將通常具有圓形或彎曲特征和/或在其邊緣具有注入濃度的梯度，而非從注入區至非注入區的二元變化。同樣地，通過注入形成的掩埋區可能導致在掩埋區與通過其發生注入的表面之間的區中的一些注入。因此，圖中示出的區實際上是示意性的，并且它們的形狀不旨在示出裝置的區的實際形狀，并且它們的形狀不旨在限制示例實施例的范圍。
除非另外限定，否則本文中使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明構思所屬領域的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。還應該理解，除非本文中明確這樣定義，否則諸如在通用詞典中定義的術語之類的術語應該被解釋為具有與它們在相關技術和本說明書的上下文中的含義一致的含義，而不應該按照理想化的或過于正式的含義解釋它們。
在以下描述中，“頂表面”和“底表面”的表達分別指附圖中的上部和下部。
將在下文中參照示出了本發明構思的示例實施例的附圖更完全地描述本發明構思。在附圖中，示出了根據示例實施例的半導體器件的必要部分。
圖1A是根據示例實施例的發光二極管(LED)封裝件1的剖視圖。圖1B是圖1A的區A的剖視圖，其示出了包括在根據示例實施例的LED封裝件1中的發光結構11和電極17的結構。圖1C是圖1A的LED封裝件1的立體圖。
參照圖1A，LED封裝件1可包括發光結構11、形成在發光結構11上的透射材料層13、與發光結構11的底表面11B連接的電極17、以及具有限定腔體的杯形并且覆蓋發光結構11的底表面11B的至少 一部分的支承結構15，該腔體鄰近于透射材料層13的側表面13S、發光結構11的側表面11S以及電極17的側表面17S。
LED封裝件1的寬度1Wth可基本等于支承結構15的寬度15Wth。也就是說，LED封裝件1可包括具有限定腔體的杯形的支承結構15，其作為最外側部分覆蓋透射材料層13、發光結構11和電極17。發光結構11的寬度11Wth與LED封裝件1的寬度1Wth之間的差可比發光結構11的寬度11Wth小得多。因此，以支承結構15作為最外側部分的LED封裝件1可為芯片級封裝件(CSP)。在一些示例實施例中，支承結構15的寬度15Wth與發光結構11的寬度11Wth之間的差可小于發光結構11的寬度11Wth的一半。
參照圖1B，發光結構11可具有包括第一導電類型的半導體層11L、有源層11M和第二導電類型的半導體層11N的堆疊結構。第一導電類型的半導體層11L可包括p型摻雜的半導體，第二導電類型的半導體層11N可包括n型摻雜的半導體。相反地，第一導電類型的半導體層11L可包括n型摻雜的半導體，第二導電類型的半導體層11N可包括p型摻雜的半導體。第一導電類型的半導體層11L和第二導電類型的半導體層11N可包括氮化物半導體，例如，AlxInyGa(1-x-y)N(0＜x＜1，0＜y＜1，0＜x+y＜1)。然而，第一導電類型的半導體層11L和第二導電類型的半導體層11N可包括基于GaAs的半導體或者基于GaP的半導體，而非氮化物半導體。第一導電類型的半導體層11L、有源層11M和第二導電類型的半導體層11N中的每一個可為外延層。
雖然圖1A中未示出，但是可在發光結構11的形成有透射材料層13的表面上形成粗糙部分。粗糙部分可有效提取來自發光結構11的光并且提高光學效率。可在從發光結構11去除生長襯底的工藝中通過蝕刻發光結構11的表面來形成粗糙部分。稍后將參照圖10H詳細描述粗糙部分的形成。
介于第一導電類型的半導體層11L與第二導電類型的半導體層11N之間的有源層11M可通過電子與空穴的復合發射具有給定能量(或者可替換地，預定能量)的光。有源層11M可具有量子阱層與量 子勢壘層交替堆疊的多量子阱(MQW)結構(例如，InGaN/GaN結構或者AlGaN/GaN結構)。另外，有源層11M可為單量子阱(SQW)結構。發光結構11可根據形成發光結構11的化合物半導體的材料來發射藍光、綠光、紅光或紫外(UV)光。然而，波長轉換層還可形成在發光結構11上，并且轉換由發光結構11產生的光的波長和發射各種顏色的光。
第一導電類型的半導體層11L和第二導電類型的半導體層11N可分別連接至第一電極17A和第二電極17B。具體地說，第一導電類型的半導體層11L可通過穿過第二導電類型的半導體層11N和有源層11M的通孔T暴露出來。第一電極17A可形成在由通孔T中的絕緣層12限定的空間中，并且連接至第一導電類型的半導體層11L。絕緣層12可形成在通孔T的內側壁和第二導電類型的半導體層11N的底表面上，并且防止或抑制第一電極17A與有源層11M和第二電極17B的電連接。另外，第二導電類型的半導體層11N可通過形成在第二導電類型的半導體層11N上的絕緣層12連接至第二電極17B。雖然當前實施例描述了第一電極17A和第二電極17B形成在發光結構11的同一表面上的示例，但是第一電極17A和第二電極17B可分別設置在發光結構11的兩個表面上。可替換地，第一電極17A和第二電極17B中的任一個可包括至少兩個電極。
在一些示例實施例中，第一電極17A和第二電極17B可包括諸如銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉑(Pt)或者金(Au)的材料。第一電極17A和第二電極17B中的每一個可具有包括諸如Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al或者Ni/Ag/Pt的至少兩層的結構。在一些示例實施例中，第一電極17A和第二電極17B中的每一個可包括種子層(其包括諸如Ni或Cr的材料)，并且通過利用電鍍工藝而包括電極材料(例如，Au)。
圖1B所示的第一導電類型的半導體層11L、有源層11M、第二導電類型的半導體層11N、第一電極17A、絕緣層12和第二電極17B示出了發光結構11與電極17的電連接結構的示例，但是本發明構思 不限于此。在一些示例實施例中，發光結構11可為被構造為發射具有給定能量(或者可替換地，預定能量)的光的任意元件，并且電極17可具有被構造為將能量傳遞至發光結構11的各種結構。
透射材料層13可形成在由支承結構15限定的空間中，以使得透射材料層13可接觸支承結構15的內側壁并且接觸發光結構11的頂表面。透射材料層13可包括具有透光率的波長轉換層和透鏡層中的至少一個。
波長轉換層可為磷光體層。另外，波長轉換層可包括樹脂層，其包括諸如量子點(QD)的波長轉換材料。波長轉換層可被由發光結構11發射的光激發，并且將至少一部分光轉換為具有不同波長的光。波長轉換材料可包括能夠提供具有不同波長的光的至少兩種材料。波長轉換層可轉換由發光結構11產生的光的波長并發射白光。將參照圖14至圖16詳細描述形成波長轉換層的具體材料。
雖然圖1A示出了透射材料層13的頂表面與支承結構15的頂表面位于相同水平的示例，但是本發明構思不限于此。透射材料層13的頂表面可形成在比支承結構15的頂表面高的水平。在一些示例實施例中，透射材料層13的頂表面可根據需要具有各種形狀(例如，平坦形狀、凸出形狀或者凹進形狀)。在一些示例實施例中，透射材料層13可形成為覆蓋支承結構15的側壁單元15W的頂表面。稍后將參照圖4、圖8A和圖8B詳細描述透射材料層13的形成。
可在發光結構11上形成至少一個波長轉換層、至少一個透鏡層或者包括至少一個波長轉換層和至少一個透鏡層的結構。在一些示例實施例中，透射材料層13可具有多個波長轉換層的堆疊結構。例如，透射材料層13可具有被構造為發射綠光的第一波長轉換層和被構造為發射紅光的第二波長轉換層的堆疊結構。稍后將參照圖6和圖7對此進行詳細描述。
透鏡層可為光學構件，該光學構件可具有能夠改變取向角的各種結構(例如，凸透鏡或凹透鏡)。在一些示例實施例中，透鏡可直接形成在發光結構11上。
支承結構15可具有杯形，其限定鄰近于透射材料層13的側表 面13S、發光結構11的側表面11S和電極17的腔體，并且覆蓋發光結構11的底表面11B的至少一部分。
支承結構15可包括側壁單元15W和底部單元15S。側壁單元15W可位于比發光結構11的底表面11B高的水平，并且覆蓋透射材料層13的側壁13S和發光結構11的側壁11S。底部單元15S可位于比發光結構11的底表面11B低的水平，并且部分地覆蓋發光結構11的底表面11B。側壁單元15W可包括：第一側壁15W1，其可包圍透射材料層13的側壁13S；和第二側壁15W2，其可包圍發光結構11的側壁11S。側壁單元15W的第一側壁15W1可形成在第二側壁15W2上，并且在比發光結構11的頂表面高的水平處將發光結構11的頂表面暴露出來。
側壁單元15W的第一側壁15W1可為障壁，其被構造為在集體地封裝彼此鄰近地排列的多個發光結構11的處理中將所述多個發光結構11彼此劃分開。可通過對由側壁單元15W限定的空間中的所述多個發光結構11中的每一個進行單個點膠處理(dispensing process)形成透射材料層13。因此，形成在所述多個發光結構11中的每一個上的透射材料層13可均勻地形成，以體現期望的色坐標。也就是說，當透射材料層13集體地形成在彼此鄰近地排列的所述多個發光結構11上時，可改進透射材料層13根據發光結構11中的每一個的位置的非均勻形成。另外，側壁單元15W可防止或抑制由發光結構11產生的光在發光結構11的側表面損失，并且增加亮度。
在一些示例實施例中，側壁單元15W的第一側壁15W1的第一厚度T1可小于或等于其第二側壁15W2的第二厚度T2。
支承結構15可為包括高反射粉末的樹脂。支承結構15中的高反射粉末可防止或抑制由發光結構11產生的光被吸收至支承結構15中或者在發光結構11的側表面中損失，從而增加亮度。高反射粉末可包括高反射金屬粉末，例如，Al粉末或Ag粉末。高反射金屬粉末可在一定范圍內被合適地包括在支承結構15中，該范圍使得支承結構15保持為絕緣材料。另外，高反射粉末可包括陶瓷粉末，例如，選自TiO2、Al2O3、Nb2O5、Al2O3和ZnO中的至少一個。
在一些示例實施例中，支承結構15的底部單元15G和側壁單元15W的第二側壁15W2可包括與側壁單元15W的第一側壁15W1相比具有更大的光反射效率的材料。支承結構15的可包圍發光結構11的區可選擇性地包括具有高的光反射效率的材料，以增加LED封裝件1的亮度，并且同時降低制造成本。
支承結構15可為固化樹脂或者半固化樹脂。固化樹脂可為在固化工藝之前保持可流動的樹脂，并且可通過施加諸如熱或UV光的能量而被固化。術語“半固化”是指樹脂結構未完全固化而是固化為容易操作和處理的狀態。半固化的樹脂結構可在合適的溫度下在壓力作用下粘合至發光結構11的表面。
在一些示例實施例中，支承結構15可為包括相同材料的一個主體。也就是說，支承結構15可通過模制相同材料而形成。在一些示例實施例中，支承結構15的底部單元15G可包括與其側壁單元15W相比具有更大支承強度的材料。稍后將參照圖5詳細描述支承結構15的物理特性。
支承結構15可相對于連接至外部電路的電極17具有電絕緣特性。例如，支承結構15可為硅酮樹脂、環氧樹脂或它們的混合物。
參照圖1C，可形成具有限定腔體的杯形的支承結構15，所述腔體包圍發光結構11、透射材料層13和電極17。支承結構15的側壁單元15W可防止或抑制由發光結構11產生的光損失，并且增加亮度。另外，支承結構15的側壁單元15W可具有能夠通過利用單個點膠處理在晶圓級形成透射材料層13的結構。因此，在晶圓級制造的各個LED封裝件1可具有期望的色坐標。
通常，在晶圓級制造的CSP中，在一晶圓區域內可確保的LED的數量可與制造成本密切相關。然而，隨著在該晶圓區域內LED的數量增加，鄰近的LED之間的距離可減小。因此，從LED的邊緣至LED封裝件的邊緣的距離可減小，以使得光反射區可減小，并且可發生光學損失。也就是說，在晶圓區域內形成的LED的數量與亮度可存在權衡關系。另外，當在晶圓的整個表面上涂布透射材料層時，隨著晶圓的面積增大，對于制造其中各個LED均具有均勻的色坐標的LED封裝 件，可存在特定限制。
相反，根據示例實施例的LED封裝件1可包括具有限定腔體的杯形的支承結構15，其包括側壁單元15W。因此，可抑制由于晶圓級封裝工藝造成的LED封裝件的光學損失，并且LED封裝件中的每一個可具有期望的色坐標。也就是說，制造成本可減小，并且LED封裝件的質量可提高。
圖2是根據示例實施例的LED封裝件2的剖視圖。圖2的LED封裝件1可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，支承結構25的內側壁的一部分具有斜坡。相同標號用于指代相同元件，并且將簡化對其的重復描述。
參照圖2，支承結構25可包括側壁單元25W和底部單元25G。側壁單元25W可位于比發光結構11的底表面高的水平，并且覆蓋透射材料層23的側壁和發光結構11的側壁。底部單元25G可位于比發光結構11的底表面低的水平，并且部分地覆蓋發光結構11的底表面。側壁單元25W可包括：第一側壁25W1，其可包圍透射材料層23的側壁；和第二側壁25W2，其可包圍發光結構11的側壁。側壁單元25W的第一側壁25W1可形成在第二側壁25W2上，并且在比發光結構11的頂表面高的水平處將發光結構11的頂表面暴露出來。
側壁單元25W與透射材料層23之間的界面23-25I可具有斜坡。也就是說，覆蓋透射材料層23的側壁的第一側壁25W1可從第一側壁25W1的上部至其下部變寬。在這種情況下，側壁單元25W與發光結構11之間的界面11-25I可不具有斜坡，但是本發明構思不限于此。
圖2示出了側壁單元25W與透射材料層23之間的界面23-25I具有恒定坡度的斜坡的情況，但是本發明構思不限于此。在一些示例實施例中，側壁單元25W與透射材料層23之間的界面23-25I的斜坡可具有多個坡度。
圖3是根據示例實施例的LED封裝件3的剖視圖。圖3的LED封裝件3可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，支承結構35的內側壁的一部分具有臺階形狀。
參照圖3，支承結構35可包括側壁單元35W和底部單元35G。 側壁單元35W可位于比發光結構11的底表面高的水平，并且覆蓋透射材料層33的側壁和發光結構11的側壁。底部單元35G可位于比發光結構11的底表面低的水平，并且部分地覆蓋發光結構11的底表面。
側壁單元35W可包括：第一側壁35W1，其可包圍透射材料層33的側壁；和第二側壁35W2，其可包圍發光結構11的側壁。側壁單元35W的第一側壁35W1可形成在第二側壁35W2上，并且在比發光結構11的頂表面高的水平處將發光結構11的頂表面暴露出來。
在這種情況下，可將第一側壁35W1劃分為包括第一側壁35W1的頂表面的第一部分S1和與第二側壁35W2的頂表面接觸的第二部分S2，并且第一部分S1的第三厚度T3可小于第二部分S2的第四厚度T4。因此，透射材料層33與側壁單元35W之間的界面33-35I可具有臺階形狀。
圖4是根據示例實施例的LED封裝件4的剖視圖。圖4的LED封裝件4可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，透射材料層43的頂表面具有凸出形狀。
參照圖4，LED封裝件4可包括發光結構11、形成在發光結構11上并且具有凸出的頂表面43T2的透射材料層43、連接至發光結構11的底表面的電極17和具有限定腔體的杯形并且部分地覆蓋發光結構11的底表面的至少一部分的支承結構15，所述腔體鄰近于透射材料層43的側表面、發光結構11的側表面和電極17。透射材料層43的凸出的頂表面43T2可將由發光結構11產生的光聚集至透射材料層43的中心部分，并且增加亮度。透射材料層43的凸出的頂表面43T2可位于比支承結構15的側壁單元15W的頂表面高的水平。
圖4示出了透射材料層43具有凸出的頂表面43T2的情況，但是本發明構思不限于此。透射材料層43的頂表面可具有能夠根據需要改變光的取向角的各種結構。在一些示例實施例中，透射材料層43可具有平坦的頂表面43T1或者凹進的頂表面43T3。
如上所述，透射材料層43可包括波長轉換層和/或透鏡層。
圖5是根據示例實施例的LED封裝件5的剖視圖。圖5的LED封裝件5可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，支承結 構55具有多種不同材料的堆疊結構。
參照圖5，支承結構55可包括可沿著垂直于發光結構11的主表面的方向堆疊的多個材料層。也就是說，支承結構55可包括從支承結構55的底表面55B至第二水平L2的第二材料，并且包括從第二水平L2至第一水平L1的第一材料。在這種情況下，第一水平L1可高于第二水平L2，并且第一材料可與第二材料不同。
第一水平L1可與支承結構55的頂表面55T位于相同水平。在這種情況下，支承結構55的下部和上部可基于第二水平L2分別包括第二材料和第一材料。
第二水平L2可與透射材料層13的底表面13B或者發光結構11的頂表面位于基本相同的水平。因此，發光結構11的側表面可由包括第二材料的支承結構55的第二側壁55W2和底部單元55G包圍，而透射材料層13可由包括第一材料的支承結構55的第一側壁55W1包圍。
在這種情況下，第二材料可包括與第一材料相比具有更大的光反射效率的材料。因此，由發光結構11產生的光可被有效地反射，并且可防止或抑制所述光被吸收至支承結構55中或者在發光結構11的側表面中損失。也就是說，支承結構15的可包圍發光結構11的區可選擇性地包括具有高的光反射效率的材料，以增加LED封裝件5的亮度，并且同時降低制造成本。
第二材料可為包括高反射粉末的樹脂。高反射粉末可包括具有高反射率的金屬粉末，例如，鋁(Al)粉末或銀(Ag)粉末。高反射金屬粉末可在一定范圍內被合適地包括在支承結構55中，該范圍使得支承結構55保持為絕緣材料。另外，高反射粉末可包括陶瓷粉末，例如，選自TiO2、Al2O3、Nb2O5、Al2O3和ZnO中的至少一個。
第一材料可為與第二材料相比以更低的濃度包括高反射粉末的樹脂。可替換地，第一材料和第二材料可包括硅酮樹脂、環氧樹脂，或它們的混合物。
雖然圖5示出了第二水平L2與透射材料層13的底表面13B的水平相同的情況，但是本發明構思不限于此。在一些實施例中，第二 水平L2可基本在從發光結構11的底表面11B的水平至透射材料層13的底表面13B的水平的范圍內。然而，第二水平L2可根據需要高于透射材料層13的底表面13B。在這種情況下，具有高的光反射效率的第二材料可不僅包圍發光結構11而且包圍透射材料層13的一部分。
在LED封裝件5中，對于反射由發光結構11產生的光可具有相對高的必要性的支承結構55的下部可包括具有高的光反射效率的材料，而對于反射光具有相對低的必要性并且要求結構穩定性的支承結構55的上部可包括具有相對低的光反射效率和高支承強度的材料。因此，制造成本可降低，并且LED封裝件5的質量可提高。
圖6是根據示例實施例的LED封裝件6的剖視圖。圖6的LED封裝件6可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，多個透射材料層(例如，第一透射材料層63A和第二透射材料層63B)堆疊在發光結構11上。
參照圖6，第一透射材料層63A可形成在由支承結構15限定的空間中，以使得第一透射材料層63A接觸支承結構15的內側壁和發光結構11的頂表面。另外，包括與第一透射材料層63A的材料不同材料的第二透射材料層63B可形成在第一透射材料層63A上。
第一透射材料層63A可為波長轉換層，并且第二透射材料層63B可為透鏡層。可用作光學構件的第二透射材料層63B可為凸透鏡層、凹透鏡層或者平面透鏡層。第二透射材料層63B可具有能夠根據需要改變光的取向角的各種結構。
相反地，第一透射材料層63A可為透鏡層，并且第二透射材料層63B可為波長轉換層。
雖然第一透射材料層63A和第二透射材料層63B形成為在第一透射材料層63A與第二透射材料層63B之間存在平坦界面63I 1，但是本發明構思不限于此。在一些實施例中，第一透射材料層63A和第二透射材料層63B可形成為在第一透射材料層63A與第二透射材料層63B之間存在凹界面63I2或凸界面63I3。
圖6示出了整個第一透射材料層63A與支承結構15的內側壁接 觸并且第二透射材料層63B不與支承結構15的內側壁接觸的情況，但是本發明構思不限于此。在一些實施例中，第一透射材料層63A可形成在由支承結構15限定的空間中，并且接觸支承結構15的內側壁的下部。第二透射材料層63B可形成在由支承結構15限定的空間中，并且接觸支承結構15的內側壁的上部。
雖然圖6僅示出了兩個透射材料層，但是本發明構思不限于此，并且可形成至少三個透射材料層。在一些實施例中，所述至少三個透射材料層可具有至少一個波長轉換層和至少一個透鏡層的堆疊結構。
圖7是根據示例實施例的LED封裝件7的剖視圖。圖7的LED封裝件7可與參照圖1描述的LED封裝件1相似，不同的是，多個波長轉換層(例如，第一波長轉換層73A和第二波長轉換層73B)堆疊在發光結構11上。
參照圖7，第一波長轉換層73A和第二波長轉換層73B可堆疊在由支承結構15限定的空間中，并且接觸支承結構15的內側壁和發光結構11的頂表面。
在一些實施例中，第一波長轉換層73A可包括被構造為發射綠光的波長轉換材料，并且第二波長轉換層73B可包括被構造為發射紅光的波長轉換材料。在這種情況下，第一波長轉換層73A可布置在第二波長轉換層73B上。被構造為發射綠光的第一波長轉換層73A和被構造為發射紅光的第二波長轉換層73B的堆疊結構可將由發光結構11產生的光轉換為白光，并且輸出白光。
雖然圖7僅示出了兩個波長轉換層，但是本發明構思不限于此，并且可形成至少三個波長轉換層。另外，所述至少三個波長轉換層可為至少兩種波長轉換層。在一些實施例中，所述至少三個波長轉換層可具有兩種波長轉換層交替堆疊的結構。
圖8A和圖8B分別是根據示例實施例的LED封裝件8的剖視圖和立體圖。圖8A和圖8B的LED封裝件8可與圖1A和圖1B的LED封裝件1相似，不同的是，透射材料層83覆蓋支承結構15的側壁單元15W的頂表面15T。
參照圖8A，LED封裝件8的透射材料層83可包括第一部分83A 和第二部分83B。第一部分83A可形成在由支承結構15的側壁單元15W限定的空間中的發光結構11上。第二部分83B可形成為覆蓋第一部分83A和側壁單元15W的頂表面15T。也就是說，與側壁單元15W的頂表面15T相比，透射材料層83的頂表面83T可形成在更高的水平。
雖然圖8A示出了透射材料層83的第二部分83B的頂表面具有平坦形狀的情況，但是本發明構思不限于此。在一些實施例中，透射材料層83的第二部分83B的頂表面可具有凸出形狀或者凹進形狀。
包括第一部分83A和第二部分83B的透射材料層83可包括至少一個波長轉換層和/或至少一個透鏡層。
參照圖8B，透射材料層83可形成為覆蓋具有限定腔體的杯形的支承結構15的頂表面。支承結構15的側壁單元15W可被構造為在晶圓級上通過利用單個點膠處理形成透射材料層83。因此，在晶圓級上制造的各個LED封裝件8均可具有期望的色坐標。另外，支承結構15的側壁單元15W可防止或抑制由發光結構11產生的光損失，并且增加亮度。
圖9是根據示例實施例的制造LED封裝件的方法的流程圖。圖10A至圖10J是根據示例實施例的制造圖1A和圖1B所示的LED封裝件1的方法的工藝操作的剖視圖。圖10C是圖10B的區B的放大剖視圖，其示出了初始發光結構p11和電極17的結構。相同標號用于指代相同元件，并且將省略對它們的重復描述。
參照圖9、圖10A和圖10C，可在生長襯底10上形成初始發光結構p11(S101)。
生長襯底10可為絕緣襯底、導電襯底或者半導體襯底。例如，生長襯底10可包括藍寶石(Al2O3)、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN或SiAl。
可在生長襯底10上按次序形成初始第一導電類型的半導體層p11L、初始有源層p11M和初始第二導電類型的半導體層p11N。可通過分別摻雜n型摻雜物和p型摻雜物形成初始第一導電類型的半導體層p11L和初始第二導電類型的半導體層p11N。相反地，可通過分別 摻雜p型摻雜物和n型摻雜物形成初始第一導電類型的半導體層p11L和初始第二導電類型的半導體層p11N。
參照圖9、圖10B和圖10C，可在初始發光結構p11上形成電極17(S103)。
參照圖10C，第一電極17A和第二電極17B可分別連接至第一導電類型的半導體層11L和第二導電類型的半導體層11N。具體地說，可形成通孔T以穿過有源層11M和第二導電類型的半導體層11N，并且將第一導電類型的半導體層11L的至少一部分暴露出來。可通過利用諸如反應離子蝕刻(RIE)工藝或激光和機械鉆孔工藝的蝕刻工藝來形成通孔H。
絕緣層12可形成為覆蓋通孔T的內側壁和第二導電類型的半導體層11N的暴露的表面。絕緣層12可防止或抑制第一電極17A與有源層11M和第二電極17B的電連接。第一電極17A可形成在通孔T中的由絕緣層12限定的空間中，并且連接至第一導電類型的半導體層11L。第二電極17B可穿過覆蓋第二導電類型的半導體層11N的絕緣層12，并且連接至第二導電類型的半導體層11N。第一電極17A和第二電極17B中的每一個可形成為在絕緣層12上比在其它位置具有更大的寬度。
當前實施例描述了第一電極17A和第二電極17B形成在初始發光結構p11的同一表面上的示例。然而，在其它實施例中，第一電極17A和第二電極17B可分別設置在初始發光結構p11的兩個表面上。可替換地，第一電極17A和第二電極17B可包括至少兩個電極。
第一電極17A和第二電極17B可分別形成在分立的LED芯片上。
參照圖10D，圖10C的晶圓級的初始發光結構p11可分離為分立的LED以形成多個發光結構11(S105)。在這種情況下，可執行分離工藝以使得發光結構11中的每一個包括至少一對電極，即，第一電極17A和第二電極17B。可通過利用蝕刻工藝來執行分離工藝，以防止或抑制發光結構11中發生開裂。
由于分離工藝，鄰近的發光結構11可彼此間隔第一寬度W1。在這種情況下，生長襯底10的頂表面可在鄰近的發光結構11之間暴露 出來。雖然圖10D中未示出，但是在鄰近的發光結構11之間暴露出來的生長襯底10的頂表面可由于分離工藝而被部分地蝕刻。
參照圖10E，可執行第一切分工藝，從而可在由于分離工藝而在鄰近的發光結構11之間暴露出來的生長襯底10的上部中形成凹槽G1(S107)。
在這種情況下，凹槽G1可形成為具有小于生長襯底10的厚度的深度D1，以使得分立的發光結構11可不完全地彼此分離。在第一切分工藝中確定的凹槽G1的深度D1可為圖1A至圖1C的側壁單元15W的高度。凹槽G1的第二寬度W2可小于或等于鄰近的發光結構11之間的第一寬度W1。
可通過利用葉輪、激光或者蝕刻工藝來執行第一切分工藝。當使用葉輪時，可用金剛石刀頭的鋸子接觸生長襯底10的表面，使得可在生長襯底10中形成凹槽G1。葉輪可重復地用于在水平方向和豎直方向彼此鄰近的發光結構11之間形成凹槽G1。可根據凹槽G1的期望寬度選擇葉輪的厚度。
可通過利用激光來執行第一切分工藝。在這種情況下，可通過根據需要改變激光的輸出來調整凹槽G1的寬度。
另外，可通過利用蝕刻工藝來執行第一切分工藝。通過利用光刻工藝可在圖10D的所得結構上形成限定期望的凹槽G1的掩模圖案，并且可蝕刻生長襯底10的上部以形成凹槽G1。在這種情況下，可通過控制蝕刻氣體的量和/或供應電壓來調整凹槽G1的寬度。
當通過利用蝕刻工藝形成凹槽G時，不會發生機械振蕩，從而不會在發光結構11中發生開裂，或者開裂不會從凹槽G1的邊緣蔓延。
在一些實施例中，可與用于分離發光結構11的分離工藝(S105)(例如，蝕刻工藝)同時地執行用于形成凹槽G1的第一切分工藝(S107)。在這種情況下，第一寬度W1可基本等于第二寬度W2。
參照圖10F，可形成初始支承結構p15以填充形成在生長襯底10中的凹槽G1，并且覆蓋發光結構11的側壁和電極17的側表面(S109)。
具體地說，可形成初始支承結構p15以填充在生長襯底10中以 第二寬度W2形成的凹槽G1、形成為彼此間隔第一寬度W1的鄰近的發光結構11之間的空間和多個電極17之間的空間，并且暴露出電極17的頂表面17T。
填充在生長襯底10的凹槽G1中的初始支承結構p15的材料可形成初始側壁單元p15W。另外，在注入支承結構材料的處理中確定的初始支承結構p15的高度可為圖1A至圖1C所示的支承結構15的高度。初始支承結構p15可具有高度15H(從凹槽G1的底表面至電極17的頂表面17T)。雖然圖10F示出了初始支承結構p15的頂表面與電極17的頂表面17T位于相同水平的情況，但是本發明構思不限于此。與電極17的頂表面17T相比，初始支承結構p15的頂表面可形成在更高水平。在這種情況下，還可通過初始支承結構p15進一步形成電連接至電極17的導電結構。
初始支承結構p15可包括固化樹脂或半固化樹脂。固化樹脂可為在固化工藝之前保持可流動的樹脂，并且可通過諸如熱或UV光的能量的施加而被固化。固化樹脂可為通過以下步驟形成的樹脂：利用各種涂布工藝(例如，旋涂工藝、絲網工藝、噴墨印刷工藝或點膠工藝)涂布液體樹脂；以及將涂布的液體樹脂固化。可通過將半固化的樹脂結構粘附于形成有電極17的表面來形成半固化樹脂。術語“半固化”是指樹脂結構未完全固化而是固化為容易操作和處理的狀態。半固化的樹脂結構可在合適的溫度下在壓力作用下粘合至發光結構11的表面。
初始支承結構p15可包括樹脂材料，該樹脂材料包括高反射粉末。高反射粉末可為具有高反射率的金屬粉末或陶瓷粉末。高反射金屬粉末可在一定范圍內被合適地包括在支承結構15中，該范圍使得支承結構15保持為絕緣材料。初始支承結構p15的材料與參照圖1A描述的相同。
參照圖10G和圖10H，可通過將圖10F的所得結構翻轉來去除生長襯底10(S111)。通過利用機械或化學蝕刻工藝可去除生長襯底10。在這種情況下，可通過利用化學機械拋光(CMP)工藝E1去除生長襯底10，以達到等于初始支承結構p15的初始側壁單元p15W的頂 表面15T的高度15H的水平。然后，可通過利用化學蝕刻工藝E2選擇性地去除填充在由初始側壁單元p15W限定的空間中的剩余的生長襯底10R，以達到低于初始側壁單元p15W的頂表面15T的高度15H的水平。
通過去除生長襯底10，初始支承結構p15可具有閉合的障壁結構或者閉合的單元結構，并且暴露出多個發光結構11的頂表面和隔離發光結構11中的每一個。在鄰近的發光結構11之間可共享初始側壁單元p15W。
雖然圖10H中未示出，但是可在從發光結構11去除生長襯底10的處理中在發光結構11的表面上形成粗糙部分。可在通過利用化學蝕刻工藝E2去除填充在由初始側壁單元p15W限定的空間中的剩余生長襯底10R的處理中形成粗糙部分。可替換地，可通過對發光結構11的表面執行額外的蝕刻工藝來形成粗糙部分。粗糙部分可有效地提取來自發光結構11的光和增大光學效率。
在一些實施例中，可通過利用激光剝離工藝從包括發光結構11和初始支承結構p15的結構中分離生長襯底10的一部分。
參照圖10I，可在由初始支承結構p15的內側壁和發光結構11限定的空間中形成透射材料層13(S113)。
可通過利用單個點膠處理在具有閉合的障壁結構的初始支承結構p15中的每一個中形成透射材料層13。因此，即使在晶圓級集體地制造多個LED封裝件1，也可均勻地形成各個透射材料層13以表現期望的色坐標。也就是說，當透射材料層13集體地形成在彼此鄰近地排列的多個發光結構11上時，可改進透射材料層13根據發光結構11中的每一個的位置的非均勻形成。
如上所述，透射材料層13可包括具有透光率的波長轉換層和透鏡層中的至少一個。
圖10I示出了透射材料層13的頂表面具有平坦形狀并且與初始支承結構p15的頂表面形成在相同水平的情況，但是本發明構思不限于此，如稍后更詳細地描述。
參照圖10J，可沿著圖10I的初始支承結構p15的側壁單元p15W 的頂表面15T執行第二切分工藝，以使得分立的LED封裝件1可彼此分離(S115)。
具體地說，可將包括發光結構11、透射材料層13、電極17和覆蓋發光結構11、透射材料層13和電極17的初始支承結構p15的晶圓級結構安裝在切割臺上。然后，可執行用于將包括發光結構11、透射材料層13、電極17和覆蓋發光結構11、透射材料層13和電極17的初始支承結構p15的晶圓級結構分離為分立的LED封裝件1的分切工藝。可通過具有閉合的障壁結構的初始支承結構p15的初始側壁單元p15W將分立的LED彼此劃分開。因此，分切工藝可沿著初始側壁單元p15W的頂表面切割初始支承結構p15以及分切LED封裝件1。可通過利用分切工藝將初始側壁單元p15W分離為各個分立的LED封裝件1的側壁單元15W。
分切工藝可包括利用鋸切葉輪的鋸切工藝或者利用模具刀片的切割工藝。刀片的形狀或者寬度可根據需要不同地選擇。然而，根據葉輪的寬度，可將初始側壁單元p15去除寬度W3的大小。因此，為了留下支承結構15的側壁單元15W，初始側壁單元p15的通過葉輪去除的部分的寬度W3可小于初始側壁單元p15的寬度W2。
圖9至圖10J示出了在晶圓級上制造LED封裝件1的示例，但是制造根據示例實施例的LED封裝件1至8的方法不限于此。
現在，將參照圖10A至圖10J描述制造圖4的LED封裝件4的方法。圖4的LED封裝件4可與通過執行如上所述的圖10A至圖10J的工藝操作制造的圖1A和圖1B所示的LED封裝件1相似。然而，在圖10I中，可通過利用單個點膠處理調整透射材料層13的頂表面以具有凸出形狀或者凹進形狀。因此，可獲得具有圖4所示的形狀的透射材料層43。
現在，將參照圖10A至圖10J描述制造圖6的LED封裝件6的方法。圖6的LED封裝件6可與通過執行如上所述的圖10A至圖10J的工藝操作制造的圖1A和圖1B所示的LED封裝件1相似。然而，在圖10I中，第一透射材料層63A可形成在具有閉合的障壁結構的初始支承結構p15中，并且第二透射材料層63B可隨后形成在第一透射材 料層63A上。
現在，將參照圖10A至圖10J描述制造圖7的LED封裝件7的方法。圖7的LED封裝件7可與通過執行如上所述的圖10A至圖10J的工藝操作制造的圖1A和圖1B所示的LED封裝件1相似。然而，在圖10I中，第一波長轉換層73A可形成在具有閉合的障壁結構的初始支承結構p15中，并且第二波長轉換層73B可隨后形成在第一波長轉換層73A上。
現在，將參照圖10A至圖10J描述制造圖8A和圖8B的LED封裝件8的方法。圖8A和圖8B的LED封裝件8可與通過執行如上所述的圖10A至圖10J的工藝操作制造的圖1A和圖1B所示的LED封裝件1相似。然而，在圖10I中，可將透射材料層13的頂表面調整至比初始支承結構p15的頂表面的高度15H高的水平，從而可形成具有圖8A和圖8B所示的形狀的透射材料層83。在這種情況下，透射材料層83可覆蓋支承結構15的頂表面，但是本發明構思不限于此。
圖11A至圖11F是制造圖2所示的LED封裝件2的方法的工藝操作的剖視圖。
開始時，參照圖9和圖10A至圖10D，可在生長襯底10上形成初始發光結構p11(S101)，并且可在初始發光結構p11上形成電極17(S103)。初始發光結構p11可分離為多個分立的LED的單元，從而形成發光結構11(S105)。
然后，參照圖9和圖11A，可對鄰近的發光結構11之間的生長襯底10的上部執行第一切分工藝，從而可在生長襯底10中形成凹槽G2(S107)。在這種情況下，凹槽G2可向下逐漸變窄。參照圖9和圖11B，可形成初始支承結構p25，以填充形成在生長襯底10中的凹槽G2和覆蓋發光結構11的側表面和電極17的側表面(S109)。在這種情況下，填充凹槽G2的初始側壁單元p25W可沿著凹槽G2的形狀向下逐漸變窄。
參照圖9、圖11C和圖11D，可通過翻轉所得結構來去除生長襯底10(S111)。在這種情況下，可利用CMP工藝去除生長襯底10(E1)，直至初始支承結構p25的頂表面25T。可利用蝕刻工藝去除位于由初 始側壁單元p25W限定的空間中的剩余生長襯底10R(E2)。由于該去除處理，初始側壁單元p25W可具有閉合的障壁結構，并且暴露出發光結構11的頂表面和在鄰近的發光結構11之間形成障壁。在這種情況下，初始側壁單元p25W可向下變窄。
參照圖9和圖11E，可在由初始支承結構p25和發光結構11限定的空間中形成透射材料層23(S113)。由于初始側壁單元p25W向下變窄，因此在初始側壁單元p25W與透射材料層23之間可具有傾斜的界面23-25I。
參照圖9和圖11F，可沿著初始支承結構p25的側壁單元p25W的頂表面25T執行第二切分工藝，從而形成圖2所示的分立的LED封裝件2(S115)。
圖12A至圖12G是制造圖3所示的LED封裝件3的方法的工藝操作的剖視圖。
參照圖9和圖10A至圖10D，可在生長襯底10上形成初始發光結構p11(S101)，并且可在初始發光結構p11上形成電極17(S103)。
然后，參照圖9和圖12A，初始發光結構p11可分離為多個分立的LED的單元，從而形成發光結構11(S105)。可通過利用蝕刻工藝執行分離初始發光結構p11的處理，以防止或抑制在初始發光結構p11中出現開裂。在蝕刻初始發光結構p11的處理中，生長襯底10的頂表面可被暴露出來。在這種情況下，當生長襯底10的頂表面被暴露出來時，生長襯底10的暴露的頂表面的一部分可被一起蝕刻。因此，第一凹槽G3可形成在生長襯底10中。可將第一凹槽G3蝕刻至相對于生長襯底10的頂表面的給定深度(或者可替換地，預定深度)Y1。另外，第一凹槽G3可被蝕刻為具有等于鄰近的發光結構11之間的寬度W1的寬度。
參照圖9和圖12B，還可在第一凹槽G3中形成第二凹槽G4(S107)。也就是說，第二凹槽G4可形成為使得第二凹槽G4的底表面位于比第一凹槽G3的底表面低的水平。第二凹槽G4相對于生長襯底10的頂表面的深度Y2可大于第一凹槽G3的深度Y1。在這種情況下，可將第二凹槽G4的深度Y2調整為小于生長襯底10的厚度。第二凹槽G4 可通過利用鋸切葉輪、激光或者蝕刻工藝來形成。
然后，參照圖9和圖12C，可形成初始支承結構p35以填充形成在生長襯底10中的第一凹槽G3和第二凹槽G4，以及覆蓋發光結構11的側表面和電極17的側表面(S109)。在這種情況下，填充第一凹槽G3和第二凹槽G4的初始側壁單元p35W可沿著第一凹槽G3和第二凹槽G4的形狀具有臺階形狀。
參照圖9、圖12D和圖12E，可通過翻轉所得結構來去除生長襯底10(S111)。參照圖9和圖12F，可在由初始支承結構p35和發光結構11限定的空間中形成透射材料層33(S113)。在這種情況下，臺階狀的界面33-35I可沿著初始側壁單元p35W的臺階形狀形成在初始側壁單元p35W與透射材料層33之間。
然后，參照圖9和圖12G，可沿著初始支承結構p35的側壁單元p35W的頂表面35T執行第二切分工藝，從而形成圖3所示的分立的LED封裝件3(S115)。
圖13A至圖13D是制造圖5所示的LED封裝件5的方法的工藝操作的剖視圖。
參照圖9和圖10A至圖10D，可在生長襯底10上形成初始發光結構p11(S101)，并且可在初始發光結構p11上形成電極17(S103)。可將初始發光結構p11分離為分立的LED，從而形成發光結構11(S105)。可對鄰近的發光結構11之間的生長襯底10的上部執行第一切分工藝，使得可在生長襯底10中形成凹槽G1(S107)。
然后，參照圖9和圖13A，可形成初始支承結構p55S1和p55S2以填充形成在生長襯底10中的凹槽G1以及覆蓋發光結構11的側壁和電極17的側表面(S109)。在這種情況下，形成在生長襯底10中的凹槽G1的至少一部分可由第一材料填充，以形成第一初始支承結構p55S1。然后，參照圖9和圖13B，可在第一初始支承結構p55S1上形成第二初始支承結構p55S2，以使得第二初始支承結構p55S2的頂表面與電極17的頂表面位于相同的水平。圖13A示出了第一材料形成為具有僅填充凹槽G1的第一高度D1的情況，但是本發明構思不限于此。包括第一材料的第一初始支承結構p55S1可填充凹槽H1的 一部分，并且具有低于第一高度D1的第二高度D2。另外，第一初始支承結構p55S1可覆蓋發光結構11的側表面的至少一部分，并且具有大于第一高度D1的第三高度D3。
參照圖9和圖13C，可通過翻轉所得結構來去除生長襯底10(S111)。透射材料層13可形成在由初始支承結構p55和發光結構11限定的空間中(S113)。通過利用單個點膠處理，透射材料層13可形成在具有閉合的障壁結構的初始支承結構p15中。因此，即使在晶圓級上集體地制造多個LED封裝件5，也可均勻地形成透射材料層13中的每一個以實現期望的色坐標。
然后，參照圖9和圖13D，可對初始支承結構p55執行第二切分工藝，從而形成圖5所示的分立的LED封裝件5(S115)。
圖14是普朗克譜的曲線圖。參照圖1至圖13D描述的LED封裝件1至8中的每一個可根據構成LED封裝件1至8的化合物半導體的類型而發射藍光、綠光、紅光或UV光。
可將LED封裝件1至8的顯色指數(CRI)控制在40至100的范圍內。另外，LED封裝件1至8可發射色溫范圍為從2000K至20000K的各種類型的白光。當必要時，LED封裝件1至8可產生可見光(例如，紫光、藍光、綠光、紅光和橙光)或者紅外(IR)光，并且調整照明光的顏色。另外，LED封裝件1至8可產生具有用于刺激植物生長的特定波長的光。
參照圖14，通過將藍色LED與黃色磷光體、綠色磷光體、紅色磷光體和/或綠色LED和紅色LED進行組合而產生的白光可具有至少兩個峰值波長。CIE 1931坐標系中的白光的坐標(x，y)可位于連接(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)和(0.3333，0.3333)的線段上，或者位于由所述線段和黑體輻射體光譜包圍的區中。在圖14中，由于位于黑體輻射體光譜下方的點E(0.3333，0.3333)周圍的白光在基于黃色組分的光中相對弱，因此其可用作用戶相比于通過裸眼可具有更加生動或新鮮的感覺的區中的照明光源。因此，利用位于黑體輻射體光譜下方的點E(0.3333，0.3333)周圍的白光的照明產品可合適地作為用于 銷售雜貨和衣物的商場的照明。
在一些實施例中，LED封裝件1至8的透射材料層13、23、33、43、53、63、73和83可包括磷光體，其可具有以下實驗式和顏色。
基于氧化物的：黃色和綠色(Y,Lu,Se,La,Gd,Sm)3(Ga,Al)5O12:Ce、藍色BaMgAl10O17:Eu、3Sr3(PO4)2·CaCl:Eu
基于硅酸鹽的：黃色和綠色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黃色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Eu
基于氮化物的：綠色β-SiAlON:Eu、黃色(La,Gd,Lu,Y,Sc)3Si6N11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、紅色(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSiON3:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5(ON)8:Eu、(Sr,Ba)SiAl4N7:Eu
基于硫化物的：紅色(Sr,Ca)S:Eu、(Y,Gd)2O2S:Eu、綠色SrGa2S4:Eu
基于氟化物的：基于KSF的紅色K2SiF6:Mn4+、K3SiF7:Mn4+
磷光體的組成應該基于化學計算法，并且各個元素可由元素周期表中的對應的族的其它元素置換。例如，Sr可由諸如Ba、Ca或Mg的II族元素(堿土金屬)置換，并且Y可由諸如Tb、Lu、Sc或Gd的基于鑭的元素置換。另外，根據期望的能級，作為活化劑的銪(Eu)可由鈰(Ce)、鋱(Tb)、鐠(Pr)、鉺(Er)或鐿(Yb)置換。活化劑可單獨使用，或者還可應用共活化劑來改變特性。此外，諸如QD的材料可用作能夠代替磷光體的材料，并且對于LED，磷光體和QD可單獨使用或者彼此結合使用。QD可具有包括諸如CdSe或InP的核(約3nm至約10nm)、諸如ZnS和ZnSe的殼(約0.5nm至約2nm)和用于穩定核和殼的配體的結構，并且可根據大小實現為各種顏色。
涂布磷光體或者QD的方法可包括以下處理中的至少一個：將磷光體或者QD濺射至發光結構上的處理；用膜覆蓋發光結構的處理；或者將膜或陶瓷磷光體片材附著于發光結構的處理。
濺射處理通常可包括點膠處理和濺射涂布處理，點膠處理可包括氣動處理和機械處理，例如螺釘緊固處理或直線式緊固處理。在噴 射處理中，可通過噴射非常少量的磷光體或QD來調整點的量，并且可通過調整點的量來控制色坐標。
用膜覆蓋發光結構的處理可包括電泳處理、絲網印刷處理或磷光體模制處理，可根據芯片的側表面是否需要涂布膜來選擇性地采用它們。
可分離具有不同發射波長的至少兩個磷光體層以控制具有不同的發射波長的至少兩種磷光體中的被構造為再吸收在短波長范圍內發射的光的長波長發光磷光體的效率。另外，可在各個磷光體層之間設置DBR(或者全向反射器(ODR))層，以便最小化光的再吸收和LED芯片與所述至少兩個磷光體層之間的干擾。
為了形成均勻的涂層，磷光體可形成為膜或陶瓷類型，并且隨后附著于發光結構上。
可按照遠程方式布置光轉換材料，以改變光學效率或者光分布特征。在這種情況下，光轉換材料可根據其耐用性和耐熱性而與透明聚合物或者玻璃一起布置。
由于涂布磷光體的技術極大地影響LED的光學特性，因此多方面地研究了控制磷光體涂層的厚度或者均勻地分散磷光體的技術。QD可按照與磷光體相同的方式布置在發光結構上。另外，QD可介于玻璃與透明聚合物材料之間，并且執行光轉換操作。
透射材料可作為填料布置在發光結構上，以保護發光結構不受外部影響，或者提高光提取效率。透射材料可為諸如環氧樹脂、硅樹脂、環氧樹脂和硅樹脂的混合物的透明有機材料，并且可通過加熱或者用光輻射或者通過允許將透射材料凝固超過給定時間段(或者可替換地，預定時間段)來固化。可將聚二甲硅氧烷(PDMS)歸類為基于甲基的硅樹脂，而可將聚甲基苯基硅氧烷歸類為基于苯基的硅樹脂。基于甲基的硅樹脂與基于苯基的硅樹脂在折射率、透濕性、透光率、耐光穩定性和耐熱穩定性方面有所不同。另外，硅樹脂可根據交聯劑和催化劑而以不同的速率固化，并且影響磷光體的散布。
光提取效率可取決于填料的折射率。可按次序堆疊具有不同折射率的至少兩種硅樹脂，以最小化發射藍光的設置在芯片的最外側部 分的介質與將光發射至空氣的介質之間的折射率的差。通常，基于甲基的硅樹脂可具有最高的耐熱穩定性，而基于苯基的硅樹脂、混合物和環氧樹脂隨著溫度的升高可以有序方式以低速率變化。硅樹脂可根據硬度歸類為凝膠類型、彈性體類型和樹脂類型。
發光結構還可包括透鏡，其徑向地引導由光源輻射的光的方向。在這種情況下，可將先前成型的透鏡附著于發光結構上。可替換地，可將可流動有機溶劑注入其上安裝有發光結構的模具中，并且固化該有機溶劑以形成透鏡。透鏡可直接附著于形成在芯片上的填料，或者通過將LED的外部粘附至透鏡的外部而與所述填料間隔開。當將可流動有機溶劑注入模具中時，可使用注射模制工藝、傳遞模制工藝或者壓縮模制工藝。光分布特征可受透鏡形狀(例如，凹進形狀、凸出形狀、粗糙形狀、錐形形狀或幾何結構)的影響。可修改透鏡的形狀以滿足效率和光分布特征的需求。
圖15是包括根據示例實施例制造的LED封裝件的白色發光封裝模塊的圖。
參照圖15A，可通過將色溫為約4,000K和約3,000K的白色LED封裝件與紅色LED封裝件組合來制造白色發光封裝模塊。該白色發光封裝模塊可在約3,000K至約4,000K的范圍內調整色溫，并且提供CRI Ra為約85至約99的白光。
參照圖15B，可通過將色溫為約2,700K的白色LED封裝件與色溫為約5,000K的白色LED封裝件組合來制造白色發光封裝模塊。該白色發光封裝模塊可在約2,700K至約5,000K的范圍內調整色溫，并且提供CRI Ra為約85至約99的白光。用于各個色溫的LED封裝件的數量可根據基本色溫設定值而改變。例如，在基本色溫設定值在約4,000K的色溫左右的照明設備中，對應于約4,000K的色溫的封裝件的數量可大于對應于約3,000K的色溫的封裝件的數量或者紅色LED封裝件的數量。
磷光體可具有以下實驗式和顏色。
基于氧化物的：黃色和綠色Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce
基于硅酸鹽的：黃色和綠色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黃色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Ce
基于氮化物的：綠色β-SiAlON:Eu、黃色La3Si6O11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、紅色CaAlSiN3:Eu、Sr2Si5N8:Eu、SrSiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3，0＜z＜0.3，0＜y≤4)式(1)
在式(1)中，Ln可為選自IIIa族元素和稀土元素的至少一個元素，M可為選自鈣(Ca)、鋇(Ba)、鍶(Sr)和鎂(Mg)的至少一個元素。
基于氟化物的：基于KSF的紅色K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、NaYF4:Mn4+、NaGdF4:Mn4+(例如，Mn的組成比率可為0＜z≤0.17)。
磷光體的組成需要基本符合化學計算法，并且各個元素可由包括在周期表的對應的族中的其它元素置換。例如，鍶(Sr)可由選自堿土II族的鋇(Ba)、鈣(Ca)和鎂(Mg)中的至少一個置換，并且Y可由選自鋱(Tb)、镥(Lu)、鈧(Sc)和釓(Gd)中的至少一個置換。另外，根據期望的能級，作為活化劑的銪(Eu)可由選自鈰(Ce)、鋱(Tb)、鐠(Pr)、鉺(Er)和鐿(Yb)中的至少一個置換。可單獨使用活化劑，或者可針對特征改變而額外應用子活化劑。另外，諸如QD的材料可用作能夠代替磷光體的材料，并且磷光體和QD可單獨使用，或者彼此結合使用。
QD可具有包括諸如CdSe或InP的核(約3nm至約10nm)、諸如ZnS和ZnSe的殼(約0.5nm至約2nm)和用于穩定核和殼的配體的結構，并且可根據大小實現為各種顏色。
波長轉換材料可實現為包含在包封材料中。然而，可預先將波長轉換材料按照膜形制備并且將其附著至LED芯片的表面。在這種情況下，可在LED芯片的頂表面上涂布波長轉換材料至均勻厚度。
圖16示出了根據利用藍色LED芯片(約440nm至約460nm)的白色LED封裝件所包括的應用的磷光體的類型。
圖17是包括根據示例實施例的LED封裝件的背光(BL)組件1000的分解立體圖。
參照圖17，直下式BL組件1000可包括下蓋1005、反射片材1007、發光模塊1010、光學片材1020、LC面板1030和上蓋1040。
發光模塊1010可包括LED陣列1012和/或控制器(例如，分級存儲單元和驅動器IC)1013，LED陣列1012包括至少一個LED以及電路襯底。發光模塊1010可包括參照圖1至圖13D描述的LED封裝件1至8中的至少一個。
控制器1013可存儲和控制包括在LED陣列1012中的各個LED的驅動信息和/或能夠分離地控制或成組控制LED的開/關或亮度的驅動程序IC。LED陣列1012可從布置在直下式BL組件1000以外的LED驅動器接收發射功率和驅動信息。控制器1013可從LED驅動器感測驅動信息，并且基于感測到的驅動信息控制供應至LED陣列1012的LED中的每一個的電流。
光學片材1020可設置在發光模塊1010上，并且包括散射片材1021、會聚片材1022和保護片材1023。也就是說，被構造為散射發光模塊1010發射的光的散射片材1021、被構造為聚集散射片材1021散射的光并且增加亮度的會聚片材1022以及被構造為保護會聚片材1012并且確保視角的保護片材1023可在發光模塊1010上按次序制備。上蓋1040可包圍光學片材1020的邊緣，并且與下蓋1005組裝。還可將LC面板1030布置在光學片材1020與上蓋1040之間。
LC面板1030可包括一對第一襯底(未示出)和第二襯底(未示出)，它們可在LC層介于它們之間的情況下彼此粘合。多根柵線可與多根數據線交叉，以在第一襯底上限定像素區。薄膜晶體管(TFT)可分別設置在像素區之間的交叉點處，并且可與安裝在對應的像素區上的像素電極一一對應，并且連接至所述像素電極。第二襯底可包括分別對應于各像素區的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)濾色器和覆蓋對應的濾色器的邊緣、柵線、數據線和TFT的黑矩陣。
圖18是平板半導體發光設備1100的示意圖，該平板半導體發光設備1100包括其中排列有根據示例實施例的LED封裝件的LED陣列單元和LED模塊。
參照圖18，平板半導體發光設備1100可包括光源1110、電源 裝置1120和殼體1130。光源1110可包括LED陣列單元，其包括根據示例實施例的LED封裝件1至8中的至少一個。
光源1110可包括LED陣列單元，并且具有整體平面形狀。
電源裝置1120可被構造為將功率供應至光源1110。
殼體1130可包括其中容納有光源1110和電源裝置1120的容納空間，并且具有帶一個敞開的側表面的六面體形狀，但是本發明構思不限于此。光源1110可布置為朝著殼體1130的敞開的側表面發射光。
圖19是燈泡式燈的示意圖，該燈泡式燈是半導體發光設備1200，其包括其中排列有根據示例實施例的LED封裝件的LED陣列單元和LED模塊。
參照圖19，半導體發光設備1200可包括插孔1210、電源單元1220、熱輻射單元1230、光源1240和光學單元1250。根據示例實施例，光源1240可包括LED陣列單元，其包括根據示例實施例的LED封裝件1至8中的至少一個。
插孔1210可被構造為能夠被現有技術的照明系統代替。供應至照明系統1200的功率可通過插孔1210施加。可通過將第一電源單元1221與第二電源單元1222組裝來形成電源單元1220。
熱輻射單元1230可包括內部輻射單元1231和外部輻射單元1232。內部輻射單元1231可直接連接至光源1240和/或電源單元1220，使得熱可傳遞至外部輻射單元1232。光學單元1250可包括內部光學單元(未示出)和外部光學單元(未示出)，并且可被構造為均勻地分散光源1240發射的光。
光源1240可從電源單元1220接收功率，并且將光發射至光學單元1250。光源1240可包括LED陣列單元，其包括根據示例實施例之一的LED封裝件。光源1240可包括至少一個LED封裝件1241、電路襯底1242和分級存儲單元1243，并且分級存儲單元1243可存儲LED封裝件1241的分級信息。
包括在光源1240中的多個LED封裝件1241可為相同類型，以產生具有相同波長的光。可替換地，包括在光源1240中的所述多個LED封裝件1241可為不同類型，以產生具有不同波長的光。
例如，LED封裝件1241可包括藍色LED、白色LED，其通過將黃色、綠色、紅色或橙色磷光體與紫色、藍色、綠色、紅色或紅外(IR)LED中的至少一個組合而制成，以控制白光的色溫和CRI。可替換地，當LED芯片發射藍光時，包括黃色、綠色和紅色磷光體中的至少一個的LED封裝件可被構造為根據磷光體的組合比率發射具有各種色溫的白光。可替換地，將綠色或紅色磷光體應用于藍色LED芯片的LED封裝件可被構造為發射綠光或紅光。被構造為發射白光的LED封裝件可與被構造為發射綠光或紅光的LED封裝件組合，以控制白光的色溫和CRI。另外，LED封裝件1241可包括被構造為發射紫光、藍光、綠光、紅光或IR光的LED中的至少一個。
圖20和圖21是將利用根據示例實施例的LED封裝件的照明系統或電子裝置應用于家庭網絡的示例的圖。
參照圖20和圖21，家庭網絡可包括家庭無線路由器2000、網關集線器2010、ZigBee模塊2020、LED燈2030、車庫門鎖2040、無線門鎖2050、家用電器2060、蜂窩電話2070、壁裝開關2080和云網絡2090。
家庭網絡可根據臥室、起居室、門廳、儲藏間和家用電器的操作狀態以及周圍環境和狀況利用家用無線通信(例如，ZigBee和WiFi)自動地控制LED燈2030的開/關、色溫、CRI和/或亮度。例如，如圖21所示，可根據在電視3030上觀看的電視節目的類型或者電視3030的屏幕亮度利用網關3010和ZigBee模塊3020A來自動地控制照明設備3020B的亮度、色溫和/或CRI。當電視節目的節目值是人劇時，照明設備3020B可根據預設值將色溫降至12,000K或更低(例如，5,000K)并且調整色覺，由此創建舒適氛圍。另一方面，當節目值是搞笑節目時，家庭網絡可被構造為使得照明設備3020B可根據設定值將色溫增至5,000K或更高，以調整為青白光。
此外，利用家用無線協議(例如，ZigBee、WiFi或LiFi)通過智能電話或計算機，不僅可控制照明設備3020B的開/關操作、亮度、色溫和/或CRI，而且可控制連接至照明設備3020B的諸如電視、冰箱和空調的家用電器。這里，LiFi通信是指利用照明設備的可見光 的短距離無線通信協議。例如，可利用這樣一種方法通過智能電話控制室內照明設備或者電器，所述方法包括實現指示圖14所示的色坐標系的智能電話的照明控制應用程序以及利用通信協議(例如，ZigBee、WiFi、LiFi等)根據色坐標系映射連接至安裝在家中的全部照明設備的傳感器，即，指示室內照明設備的位置、當前設定值和開/關狀態值，通過選擇位于特定位置的照明設備來改變狀態值以及根據改變的值來改變照明設備的狀態。
ZigBee模塊2020或者3020A可與光學傳感器聯合以形成一個模塊，或者與發光設備聯合。
可見光無線通信(LiFi)技術是一種通過人眼可辨識的可見光波長的光無線地發送信息的無線通信技術。可見光無線通信技術與現有的有線光學通信技術和紅外無線通信的區別在于使用了可見光波長的光，并且與有線光學通信技術的區別在于通信環境為無線環境。與RF無線通信技術相比，就頻率使用而言，可自由地使用可見光無線通信技術，而不需要管理或許可。另外，可見光無線通信技術具有合適的物理安全性，并且具有使用戶能夠用他/她的眼確認通信鏈路的區別。此外，可見光無線通信技術是一種能夠同時實現光源和通信功能的特有目的的融合技術。另外，LED照明設備可用于車輛的內部光源或外部光源。LED照明設備可用于車輛的內部光源，諸如內部燈、閱讀燈或各種儀表板的燈。另外，LED照明設備可用于車輛的外部光源，諸如大燈、剎車燈、轉向燈、霧燈、行駛燈。
利用特定波長范圍的LED可促進植物生長，穩定人的情感或治療疾病。LED可用作用于機器人或各種機械設備的光源。由于LED具有低功耗和長壽命，因此可通過將LED與利用太陽能電池或風能的生態友好的可再生能源系統組合來實現照明系統。
雖然已經具體示出并參照本發明構思的示例實施例描述了本發明構思，但是應該理解，在不脫離權利要求的精神和范圍的情況下，可作出各種形式和細節上的改變。
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