[發明專利]用于LED的過模磷光體透鏡

無效

• 申請號: 200980144301.9
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN102203965A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: J·C·巴特
• 申請（專利權）人: 飛利浦拉米爾德斯照明設備有限責任公司;皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;B29C43/18;H01L33/52;H01L33/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初媛媛;劉鵬

技術領域

本發明涉及發光二極管(LED)，并且特別涉及用于形成磷光體轉換LED(PC-LED)的技術。

背景技術

在LED上形成硅樹脂透鏡是已知的，其中透鏡被注入磷光體粉末。例如，LED管芯可以發射藍色光，并且磷光體可以發射黃綠色光(例如YAG磷光體)，或者磷光體可以是紅色和綠色磷光體的組合。通過透鏡泄漏的藍色光以及由磷光體發射的光的組合產生白色光。按照這種方式，可以通過使用適當的磷光體產生許多其他顏色。然而，由于以下原因中的一個或多個原因，這樣的磷光體轉換LED(PC-LED)在所有視角從LED到LED并沒有可復現的顏色：磷光體涂層厚度的變化，磷光體在不同的視角距LED管芯的平均距離不同，光學效應，LED管芯相對于透鏡的定位的錯位以及變化和其他因素。轉讓給本受讓人并且通過引用合并于此的美國專利No.7322902描述了一種用于在LED上形成硅樹脂透鏡的模制工藝。該專利描述了一種用于在半球形清透(clear)透鏡上形成半球形的磷光體注入透鏡的模制工藝。然而，該實施例仍然沒有產生具有非常一致的顏色-視角關系的PC-LED。

一致的顏色-視角關系在光不被混合和漫射的情況下是極為重要的，例如在投影儀、閃光燈(flashlight)、汽車燈中或者在其中光源被直接放大且投射到表面上的相機閃光燈(camera?flash)中。在多個PC-LED一起使用并且需要匹配以便跨過屏幕創建均勻的顏色時，一致的顏色-視角關系也是極為重要的。

因此，所需要的是一種具有非常高度可控的顏色-視角關系的PC-LED。

發明內容

描述了一種形成用于PC-LED的多個透鏡(包括磷光體注入透鏡)的技術，其中與在美國專利No.7322902中相比，更仔細地控制磷光體透鏡的特性和效果。

將LED管芯(例如發射可見藍色光的GaN?LED)成陣列地安裝到基座晶片上?？梢源嬖跀蛋賯€安裝在晶片上的LED管芯。基座晶片可以是陶瓷襯底、硅襯底或者其他類型的支撐結構，其中LED管芯電連接到該支撐結構上的金屬墊。

第一模具在其中具有與基座晶片上的LED管芯的理想位置相對應的第一凹口。這些凹口填充有液態或軟化的硅樹脂?；鄬τ诘谝荒＞呔_地對準，使得LED浸沒到硅樹脂中。然后，將硅樹脂固化以形成硬化的透鏡材料。凹口基本上是具有平坦表面的矩形，因而在每個LED上形成第一清透透鏡，其具有大體與LED形狀成比例的矩形形狀。凹口的深度和寬度足夠大，使得在x、y和z方向上基座晶片上LED的最壞情況的錯位下透鏡也將覆蓋LED。z方向上的錯位由基座晶片表面的變化以及LED與基座晶片之間的金屬結合體的厚度的變化造成。由于基座晶片與模具精確地對準，因而平坦透鏡的“頂部”表面將全部處于單一參考平面內。

第二模具具有與第一模具中的第一凹口精確對準的更大的凹口。這些第二凹口具有與LED和第一凹口的形狀成比例的基本上矩形的形狀。這些第二凹口填充有硅樹脂和磷光體的液態或者軟化的混合物。然后，將基座晶片相對于第二模具精確地對準，使得LED和第一透鏡浸沒到硅樹脂/磷光體中。然后，使硅樹脂固化以形成硬化的第二透鏡材料。

由于第一透鏡的頂部表面全部處于相同的參考平面內，并且第一和第二凹口彼此精確地對準，因而第二透鏡(包含磷光體)的內外表面完全由模具確定，而不是由LED的任何x、y、z錯位確定。因此，第二透鏡(包含磷光體)的厚度是可預測的且對于基座晶片上的所有LED精確地相同，并且所有透鏡同時形成。此外，磷光體層基本上均勻地被藍色LED照射，使得藍色光均勻地通過磷光體透鏡層泄漏。因此，得到的PC-LED的顏色(或者色度)從LED到LED將是可復現的并且跨過大范圍的視角是均勻的。

然后，在磷光體注入第二透鏡上模制第三基本上矩形的透鏡，其可以比其他透鏡更硬并且具有更低的折射率。

基座晶片然后被切割以便分離出各單獨的PC-LED。基座/PC-LED然后可以被安裝在電路板上或者被封裝。

本發明的技術同樣適用于其中大多數或者幾乎所有LED光(例如藍色或UV)被磷光體層吸收并且得到的光主要是磷光體層發射的光的PC-LED。這樣的PC-LED將在磷光體透鏡層中使用高密度的磷光體顆粒。

附圖說明

圖1為安裝在基座晶片上的四個LED管芯的側視圖，其中LED管芯被示為不經意地安裝在不同高度和/或稍微錯位。

圖2為LED管芯插入到第一模具內的凹口中的側視圖，所述第一模具內的凹口填充有(或者部分地填充有)液態(或軟化的)內透鏡材料以便形成平坦化的第一清透透鏡。