具有光改變材料的發光二極管封裝件制造技術

公開了包括發光二極管(LED)的固態發光設備，并且更具體地公開了具有光改變材料的封裝LED。光改變材料在具體配置中設置于LED封裝件內，以對來自LED封裝件內的LED芯片的光進行重新定向并且形成LED封裝件的期望發射圖案。光改變材料還可以阻止來自LED芯片的光在諸如大或寬角度發射的非期望方向上逸出。在各種配置中，光改變材料可以布置在與LED芯片鄰近的發光材料上。LED封裝件可以包括位于光改變材料和發光材料上的密封劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有光改變材料的發光二極管封裝件
本公開涉及包括發光二極管的固態發光設備，并且更具體地，涉及具有光改變材料(light-alteringmaterial)的封裝發光二極管。
技術介紹
諸如發光二極管(LED)的固態發光設備越來越多地應用于消費者和商業應用中。LED技術的進步已經產生具有長使用壽命的高效和機械魯棒性的光源。相應地，現代LED已經實現各種新的顯示應用并且越來越多地用于一般照明應用，通常替代白熾和熒光光源。LED是將電能轉換成光的固態設備并且通常包括布置在相對摻雜的n型與p型層之間的半導體材料(或有源區域)的一個或多個有源層。當對摻雜層施加偏壓時，將空穴與電子注入到一個或多個有源層中，在有源層中，空穴與電子重新組合以產生諸如可見光的發射或紫外發射。LED芯片通常包括例如由碳化硅、氮化鎵、磷化鎵、氮化鋁、砷化鎵基材料、和/或由有機半導體材料制成的有源區域。在所有方向上發起通過有源區域產生的光子。通常，希望以通過相關于輸出功率的發射強度(例如，以每瓦特的流明)測量的可行最高光發射效率來操作LED。提高發射效率的實際目標是使得有源區域發射的光在光的期望傳遞方向上的提取最大化。LED的光提取和外部量子效率可能受多種因素限制，包括內反射。根據斯涅爾定律的易于理解的含義，到達LED表面和周圍環境之間的表面(界面)的光子發生折射或內反射。如果光子以重復方式發生內反射，則該光子最終被吸收并且不再提供離開LED的可見光。提高光提取效率的一種方式是提供使產生的光反射的反射表面，以使得該光在LED芯片的期望方向上貢獻有用發射。在圖1示出的典型LED封裝件10中，通過焊接或導電環氧樹脂將單個LED芯片12安裝在反光杯13上。一個或多個焊線11能夠將LED芯片12的歐姆接觸連接至引線15A和/或引線15B，引線15A和/或引線15B可以附接至或與反光杯13成為集成。反光杯13可以填充有密封材料16，該材料可以包含諸如磷光體的波長轉換材料。LED芯片12以第一波長發射的至少一些光可以被磷光體吸收，磷光體響應性地以第二波長發射光。然后，將整個組件密封在干凈的保護樹脂14中，保護樹脂14被模塑(mold)成透鏡形狀以對從LED芯片12發射的光進行準直。盡管反光杯13可以在向上方向引導光，然而，當光發生反射時，可能發生光學損失。由于反射器表面的實際反射率小于100％，所以一些光可能被反光杯13吸收。在感興趣的波長范圍內，一些金屬能夠具有小于95％的反射率。圖2示出了另一LED封裝件20，在該封裝件中一個或多個LED芯片22可以安裝在諸如印刷電路板(PCB)載體、基板、或基座23的載體上。安裝在基座23上的金屬反射器24包圍LED芯片22并且使LED芯片22發射的光反射遠離LED封裝件20。反射器24還為LED芯片22提供機械保護。一個或多個焊線連接11位于LED芯片22上的歐姆接觸與基座23上的電跡線25A、電跡線25B之間。然后，利用密封劑26覆蓋所安裝的LED芯片22，密封劑26可以在用作透鏡的同時還為LED芯片22提供環境和機械保護。金屬反射器24通常通過焊料或環氧樹脂粘結而附接至載體。當光發生反射時因為其也具有小于100％的反射率，所以金屬反射器24還可能發生光學損失。圖3示出了另一LED封裝件30，在該封裝件中LED32可以安裝在其上形成有半球形透鏡36的基座34上。LED32能夠涂覆有將來自LED32的全部或大部分光進行轉換的轉換材料。半球形透鏡36被布置成減少光的全內反射。相比于LED32，透鏡36相對較大，以使得LED32接近為透鏡36下方的點光源。因此，到達透鏡36的表面的增加量的LED光在第一次通過時從透鏡36發射。此外，透鏡36能夠用于以LED封裝件30的期望的發射圖案引導從LED32發射的光。本
繼續尋求具有減少的光學損失并且提供能夠克服與常規照明設備相關聯的挑戰的期望照明特性的改進LED及固態發光設備。
技術實現思路
本公開涉及包括發光二極管(LED)的固態發光設備，以及更具體地，涉及具有光改變材料的封裝LED。在一些實施方式中，光改變材料在具體的配置中設置于LED封裝件內，以對來自LED芯片的光進行重新定向并且形成LED封裝件的期望發射圖案。光改變材料還可以阻止來自LED芯片的光在非期望方向上逸出LED封裝件，諸如大或寬角度發射。一方面，LED封裝件包括：基座；位于基座上的至少一個LED芯片基座，其中，至少一個LED芯片包括在與基座垂直的方向上測量的第一厚度；發光材料，布置在至少一個LED芯片上和與至少一個LED芯片鄰近的基座的至少一部分上；以及光改變材料，位于發光材料上并且與至少一個LED芯片鄰近，其中，光改變材料包括在與基座垂直的方向上測量的第二厚度；其中，第二厚度大于或等于第一厚度。在特定實施方式中，LED封裝件還包括位于發光材料和光改變材料上的密封劑。另一方面，LED封裝件包括：基座；位于基座上的至少一個LED芯片基座，其中，至少一個LED芯片包括安裝至基座的第一面、與第一面整體相對的第二面、以及位于第一面與第二面之間的側壁；發光材料，布置在側壁上和與至少一個LED芯片鄰近的基座的至少一部分上；以及光改變材料，位于發光材料上并且與至少一個LED芯片鄰近；其中，側壁上的發光材料與光改變材料間隔至少50微米(μm)的間隙。在特定實施方式中，光改變材料與側壁上的發光材料間隔至少100μm的間隙、或約50μm至約300μm的范圍。另一方面，LED封裝件包括：基座；位于基座上的至少一個LED芯片基座；發光材料，布置在至少一個LED芯片上和與至少一個LED芯片鄰近的基座的至少一部分上；光改變材料，位于發光材料上并且與至少一個LED芯片鄰近；以及密封劑，位于至少一個LED芯片上，其中，密封劑包括包含具有透鏡基部的透鏡的形狀；其中，光改變材料與透鏡基部對準。在特定實施方式中，光改變材料包括外部面和與外部面整體相對的內部面，其中，外部面與透鏡基部對準。透鏡基部可以與外部面、內部面對準、或在外部面與內部面之間對準。在一些實施方式中，LED封裝件包括：基座；位于基座上的至少一個LED芯片基座；發光材料，布置在至少一個LED芯片上和與至少一個LED芯片鄰近的基座的至少一部分上；以及光改變材料，位于發光材料上并且與至少一個LED芯片鄰近，其中，光改變材料相對于基座的最高高度位置大于發光材料相對于基座的最高高度位置。在閱讀與所附附圖相關聯的優選實施方式的下列細節描述之后，本領域技術人員應當認識到本公開的范圍并且實現其附加的方面。附圖說明被結合并且構成本說明書的一部分的所附附圖示出了本公開的若干方面，并且與具體實施方式一起用于對本公開的原理進行說明。圖1示出了常規發光二極管(LED)的橫截面表示。圖2示出了常規LED的橫截面表示。圖3示出了常規LED的橫截面表示。圖4A示出了根據一些實施方式的LED封裝件的橫截面圖。圖4B示出了根據一些實施方式的圖4A中的LED封裝件的橫截面圖。圖4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種發光二極管(LED)封裝件，包括：/n基座；/n位于所述基座上的至少一個LED芯片，其中，所述至少一個LED芯片具有在與所述基座垂直的方向上測量的第一厚度；/n發光材料，布置在所述至少一個LED芯片上以及所述基座的與所述LED芯片鄰近的至少一部分上；以及/n光改變材料，位于所述發光材料上并且與所述至少一個LED芯片鄰近，其中，所述光改變材料具有在與所述基座垂直的方向上測量的第二厚度；/n其中，所述第二厚度大于或等于所述第一厚度。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20180419 US 15/957,4541.一種發光二極管(LED)封裝件，包括：
基座；
位于所述基座上的至少一個LED芯片，其中，所述至少一個LED芯片具有在與所述基座垂直的方向上測量的第一厚度；
發光材料，布置在所述至少一個LED芯片上以及所述基座的與所述LED芯片鄰近的至少一部分上；以及
光改變材料，位于所述發光材料上并且與所述至少一個LED芯片鄰近，其中，所述光改變材料具有在與所述基座垂直的方向上測量的第二厚度；
其中，所述第二厚度大于或等于所述第一厚度。


2.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述光改變材料包括反光材料。


3.根據權利要求2所述的LED封裝件，其中，所述反光材料包括懸浮在硅樹脂中的熔融二氧化硅、氣相二氧化硅、或二氧化鈦(TiO2)顆粒。


4.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述光改變材料包括吸光材料。


5.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述光改變材料圍繞所述至少一個LED芯片的外周而局部覆蓋所述基座。


6.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述光改變材料延伸至所述基座的邊緣。


7.根據權利要求1所述的LED封裝件，還包括位于所述發光材料和所述光改變材料上的密封劑。


8.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述第二厚度至少是所述第一厚度的1.5倍。


9.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述第二厚度至少是所述第一厚度的2倍。


10.根據權利要求1所述的LED封裝件，其中，所述至少一個LED芯片包括多個LED芯片。


11.根據權利要求1所述的LED封裝件，還包括位于所述光改變材料與所述基座之間的反射層。


12.根據權利要求1所述的LED封裝件，還包括位于所述光改變材料與所述發光材料之間的間隔層和平滑層中的至少一種。


13.根據權利要求1所述的LED封裝件，還包括位于所述基座上的電氣元件，其中，所述光改變材料布置在所述電氣元件上。


14.根據權利要求1所述的LED封裝件，還包括密封劑，其中，所述密封劑的至少一部分位于所述光改變材料與所述基座之間。


15.根據權利要求1所的LED封裝件，其中，所述光改變材料包括多個光改變材料段。


16.根據權利要求15所述的LED封裝件，其中，所述多個光改變材料段中的至少一個光改變材料段包括不同的形狀、尺寸、或反射率。


17.根據權利要求16所述的LED封裝件，還包括位于所述光改變材料與所述基座的邊緣之間的附加材料。


18.一種發光二極管(LED)封裝件，包括：
基座；
位于所述基座上的至少一個LED芯片，其中，所述至少一個LED芯片包括安裝至所述基座的第一面、與所述第一面整體相對的第二面、以及位于所述第一面與所述第二面之間的側壁；
發光材料，布置在所述側壁上以及所述基座的與所述至少一個LED芯片鄰近的至少一部分上；以及...

【專利技術屬性】
技術研發人員：凱爾·丹博斯基，德里克·米勒，杰克·維優，彼得·斯科特·安德魯斯，賈斯珀·卡巴魯，科林·布萊克利，杰西·雷赫策，
申請(專利權)人：克利公司，
類型：發明
國別省市：美國;US