[發明專利]用于固態照明中的下轉換的多層轉換材料

在審

• 申請號: 201580054094.3
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN106796974A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張凡;詹姆斯·艾貝森;貝恩德·凱勒;西奧多·洛韋斯;安東尼·范德文;德保瑞·基爾舍;馮濤
• 申請（專利權）人: 克利公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 梁麗超,田喜慶

本申請是2011年2月16日提交的Tong等人的美國專利申請第13/028,863號以及2012年10月10日提交的Lowes等人的美國專利申請第13/649,052號的繼續申請并且要求以上申請的權益。

技術領域

本發明涉及固態光源，并且具體涉及通過不同磷光體組分的間隔而具有增強的發射特性的有效且可靠的發光二極管(LED)封裝件。

背景技術

白熾燈或基于燈絲的燈或燈泡通常用作住宅和商業設施的光源。然而，這種燈是極其低效的光源，其中高達95％的輸入能量主要是以熱或紅外能量的形式損失掉。緊湊型熒光燈在將電轉換為光時比白熾燈更有效，但是需要使用有毒材料諸如Hg，使得當設置這些有毒材料的燈時可能污染環境，包括地下水源。用于改進燈或燈泡的效率的一種解決方案是使用固態器件諸如發光二極管(一個或多個LED)而不是金屬絲來產生光。

發光二極管通常包括夾在相對摻雜的層之間的一個或多個半導體材料的有源層。當跨摻雜層施加偏壓時，空穴和電子被注入到有源層中，在有源層中它們重新結合以生成光。光從有源層并且從LED的所有表面發射。

為了在電路或其它類似布置中使用LED芯片，已知將LED芯片封裝在封裝件中以提供環境和/或機械保護、顏色選擇、光聚焦等。LED封裝件還包括用于將LED封裝件電連接到外部電路的電導線、觸點或跡線。在圖1所示的典型LED封裝件10中，單個LED或LED芯片12通過焊料接合或導電環氧樹脂安裝在反射杯13上。一個或多個引線接合部11將LED芯片12的歐姆觸點連接到導線15A和/或15B，導線15A和/或15B可附接到反射杯13或與反射杯13一體形成。反射杯可填充有可包含波長轉換材料(諸如磷光體)的密封劑材料16。LED發射的第一波長光可以被磷光體吸收，相應地磷光體可以發射第二波長的光。然后將整個組件封裝在透明保護樹脂14中，該透明保護樹脂14可以模制成透鏡的形狀從而使從LED芯片12發射的光準直。雖然反射杯13可以在向上方向上引導光，但是當光反射時(即，由于實際反射器表面的小于100％的反射率而使一些光可能由反射杯吸收)可能發生光損失。此外，熱量保持對于封裝件(諸如圖1a所示的封裝件10)而言可能是有問題的，因為可能難以通過導線15A、15B提取熱量。

圖2所示的常規LED封裝件20可以更適合于可生成更多熱量的高功率操作。在LED封裝件20中，一個或多個LED 22安裝到諸如印刷電路板(PCB)載體、襯底或基臺23的載體上。安裝在基臺23上的金屬反射器24圍繞一個或多個LED芯片22并且將LED 22發射的光反射遠離封裝件20。反射器24還為LED 22提供機械保護。在LED芯片22上的歐姆觸點和基臺23上的電跡線25A、25B之間制成一個或多個引線接合連接件27。然后，用密封劑26覆蓋安裝的LED 22，該密封劑可以為芯片提供環境和機械保護，同時還用作透鏡。密封劑26還可以包含一種或多種常規材料(例如磷光體)，其吸收來自LED芯片的光并重新發射具有不同光波長的光。來自封裝件20的總體發射可以是來自LED 22的光和來自轉換材料的重新發射光的組合。金屬反射器24通常通過焊料或環氧樹脂接合附接到載體。

LED(諸如在圖2的LED封裝件20中發現的那些)還可以由包含一個或多個磷光體的轉換材料涂覆，其中磷光體吸收LED光中的至少一些。LED可以發射不同光的波長，使得其發射來自LED的光和來自磷光體的光的組合。可以使用許多不同的方法用磷光體涂覆LED，其中一種合適的方法描述于Chitnis等人的且標題均為“晶圓級磷光體涂覆方法和器件制造利用方法(Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method)”的美國專利申請序列第11/656，759號和11/899，790號中。可替換地，可使用諸如電泳沉積(EPD)的其它方法來涂覆LED，其中合適的EPD方法描述于Tarsa等人的標題為“半導體器件的閉環電泳沉積(Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices)”的美國專利申請序列第11/473,089號中。