專利名稱：發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)光器件(LED)包括具有將電能轉(zhuǎn)換為光能的特性的p-n結(jié)二極管。該p_n結(jié)二 極管能夠通過組合元素周期表中的III-V族元素而形成。通過調(diào)節(jié)化合物半導(dǎo)體的組成 比，LED能夠呈現(xiàn)各種顏色。當(dāng)將正向電壓施加給LED時(shí)，η層的電子與ρ層的空穴結(jié)合，從而可以產(chǎn)生與導(dǎo)帶 和價(jià)帶之間的能隙相對(duì)應(yīng)的能量。此能量主要被實(shí)現(xiàn)為熱或光，并且LED以光的形式發(fā)出能量。為了提高LED的光的質(zhì)量，必須增加LED芯片的效率，并且必須減少包圍芯片的封 裝的損壞。因此，封裝的橫向表面和底表面可以包括包含具有高反射率的Ag基材料的反射 層(鏡)。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，平面鏡僅在最初方向中反射光，并且沒有漫射或者散射 (diffract)光。因此，平面鏡不能夠用于提取密封材料和空氣之間的邊界表面處的光。另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了保持反射層的反射率，必須涂覆覆蓋層(capping layer)。然而，覆蓋層的折射率與覆蓋層的厚度成指數(shù)反比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)，其能夠散射或者漫射光，同時(shí)保持其反射率。發(fā)光器件封裝包括下底座(sub-mount)，該下底座包括空腔；發(fā)光器件芯片，發(fā) 光器件芯片在空腔中；電極，該電極被電氣地連接到發(fā)光器件芯片；反射層，該反射層被形 成在空腔上；電介質(zhì)圖案，該電介質(zhì)圖案在反射層上；以及密封材料，該密封材料在空腔 中。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件封裝包括下底座，該下底座包括空腔；發(fā)光器件芯片，發(fā) 光器件芯片在空腔中；電極，該電極被電氣地連接到發(fā)光器件芯片；反射層，該反射層被形 成在空腔上；第二電介質(zhì)層，該第二電介質(zhì)層在反射層上；以及密封材料，該密封材料在空 腔中。根據(jù)實(shí)施例，照明系統(tǒng)包括基板，和發(fā)光模塊，該發(fā)光模塊包括被安裝在基板上 的發(fā)光器件封裝。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖2至圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的制造發(fā)光器件封裝的工藝的截面圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的照明單元的透視圖；以及圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的背光單元的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將會(huì)參考附圖來描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)。在實(shí)施例的描述中，將會(huì)理解的是，當(dāng)層(或者膜)被稱為在另一層或者襯底“上” 時(shí)，它能夠直接地在其它的層或者襯底上，或者也可以存在中間層。此外，將會(huì)理解的是，當(dāng) 層被稱為在另一層的“下方”時(shí)，它能夠直接地位于其它層的下方，并且也可以存在一個(gè)或 者多個(gè)中間層。另外，還將會(huì)理解的是，當(dāng)層被稱為在兩個(gè)層“之間”時(shí)，它能夠是兩個(gè)層之 間僅有層，或者也可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。(實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝200的截面圖。根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝200包括下底座210，該下底座210包含空腔C ； 發(fā)光器件芯片100，該發(fā)光器件芯片100被形成在下底座210上；反射層220，該反射層220 被形成在空腔C的橫向表面上；電介質(zhì)圖案M0，該電介質(zhì)圖案240被形成在反射層220上； 以及密封材料250，該密封材料250被填充在空腔C中。電介質(zhì)圖案240可以具有不同于密封材料250的折射率的折射率。例如，電介質(zhì) 圖案240可以具有大于或者小于密封材料250的折射率的折射率。隨著密封材料250和電 介質(zhì)圖案240之間的折射率中的差被增加，電介質(zhì)圖案240處的光的漫射被增加。因此，能 夠降低其中由于在空氣和密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引 入光的可能性，從而能夠提高最終光提取效率。例如，如果密封材料250可以包括硅(Si)膠，那么電介質(zhì)圖案240可以具有大約 1. 4或者更小的折射率，或者可以具有大約1. 4或者更大的折射率，但是實(shí)施例不限于此。電介質(zhì)圖案240可以具有大約50nm至大約3000nm的圖案周期，以散射或者漫射光。電介質(zhì)圖案240可以包括氧化物、氮化物、以及氟化物基電介質(zhì)物質(zhì)中的至少一 個(gè)，但是實(shí)施例不限于此。密封材料250可以包括熒光材料，但是實(shí)施例不限于此。例如，盡管藍(lán)光、綠光、以 及UV發(fā)光器件沒有要求具有熒光材料，但是白光發(fā)光器件可以包括包含熒光材料的密封 材料。同時(shí)，如果要求具有熒光材料，在執(zhí)行封裝工藝之前，可以在芯片工藝中將熒光材 料層形成在發(fā)光器件芯片100上。例如，通過共形涂覆(conformal coating)工藝，發(fā)光器 件芯片100可以在其上被提供有具有均勻的厚度的熒光材料層(未示出)。通過封裝工藝， 具有熒光材料層的發(fā)光器件芯片100可以被附接到下底座210。根據(jù)實(shí)施例，包含氧化物層或者氮化物層的絕緣層290可以被插入在反射層220 和發(fā)光芯片100之間，從而防止反射層220與發(fā)光器件芯片100發(fā)生電氣短路。絕緣層290可以被形成為比反射層220更高，并且可以被插入在電介質(zhì)圖案240和發(fā)光器件芯片100 之間，但是實(shí)施例不限于此。圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝202的截面圖。根據(jù)第二實(shí)施例，類似于圖5的發(fā)光器件封裝200，發(fā)光器件封裝202可以包括第 二電介質(zhì)層230，該第二電介質(zhì)層230被形成在反射層220上，并且電介質(zhì)圖案240可以被 形成在第二電介質(zhì)層230上，從而能夠增加電介質(zhì)圖案240的光的折射，并且能夠防止反射 層220被氧化。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝，包括電介質(zhì)圖案MO的反射層220可以被引入LED 封裝，從而反射層220能夠漫射光，同時(shí)保持其的本征折射。因此，能夠降低其中由于在空 氣和密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入(re-introduced)光 的可能性，從而能夠提高最終光提取效率。在下文中，將會(huì)參考圖2至圖5描述根據(jù)第一實(shí)施例的制造發(fā)光器件封裝200的 方法。雖然根據(jù)制造發(fā)光器件封裝200的方法，其工藝步驟的序列受到限制，但是可以以不 同于下面將要描述的工藝步驟的序列來進(jìn)行配置。如圖2中所示，在制備下底座210之后，通過移除下底座210的一部分可以形成空 腔C。下底座210可以進(jìn)行隔離工藝。下底座210可以包括具有近似于發(fā)光芯片的材料的熱膨脹系數(shù)以及優(yōu)秀的導(dǎo)熱 性的材料。例如，下底座210可以包括硅材料、合成樹脂材料、或者金屬材料。例如，下底 座210可以包括Si，但是實(shí)施例不限于此。下底座210可以包括PCB或者低溫共燒陶瓷 (LTCC)。接下來，如圖3中所示，第一和第二電極層(未示出)可以被形成在下底座210上。 第一和第二電極層被相互電氣地隔離，以將電力提供到發(fā)光器件芯片100并且將從發(fā)光器 件芯片100發(fā)射的熱散發(fā)到外部。另外，下底座210可以在其中被設(shè)置有器件，從而以齊納 二極管的形式防止ESD，但是實(shí)施例不限于此。另外，第一和第二電極層可以被形成在下底座210的底表面上。在這樣的情況下， 第一和第二電極層可以通過導(dǎo)通孔而被電氣地連接到發(fā)光器件芯片100。反射層220可以被形成在下底座210的空腔C的橫向表面上。通過涂覆具有高的 反射率的Ag基化合物或者Ag可以形成反射層220，但是實(shí)施例不限于此。接下來，電介質(zhì)圖案240可以被形成在反射層220上。例如，為了形成電介質(zhì)圖案M0，第一電介質(zhì)層(未示出)可以被形成在反射層 220上。其后，通過對(duì)第一電介質(zhì)層執(zhí)行干法蝕刻工藝或者濕法蝕刻工藝可以形成電介質(zhì)圖 案M0，但是實(shí)施例不限于此。另外，為了形成電介質(zhì)圖案M0，掩模圖案(未示出)可以被形成在反射層220上。 然后，在掩模圖案中，在反射層220上形成電介質(zhì)圖案240之后，掩模圖案可以被剝離。電介質(zhì)圖案240具有大約50nm至大約3000nm的圖案周期，以散射或者漫射光。電介質(zhì)圖案240可以包括氧化物、氮化物、以及氟化物基電介質(zhì)物質(zhì)中的至少一 個(gè)，但是實(shí)施例不限于此?；诟鶕?jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝，包括電介質(zhì)圖案MO的反射層220可以被引入 LED封裝，從而反射層220能夠漫射光，同時(shí)保持其的本征折射。因此，能夠降低其中由于在空氣和密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能性，從而 能夠提高最終光提取效率。接下來，發(fā)光器件芯片100可以被附接到下底座210。圖4是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件芯片100的放大圖。發(fā)光器件芯片100可以包括從由GaN、GaAs、GaAsP、以及GaP組成的組中選擇的材 料。例如，發(fā)光器件芯片100可以包括GaN、InGaN, InGaAlP、或者AlGaAs，但是實(shí)施例不限 于此。發(fā)光器件芯片100可以是垂直型發(fā)光器件芯片，但是實(shí)施例不限于此。換言之，發(fā) 光器件芯片100可以是橫向型芯片或者倒裝芯片。發(fā)光器件芯片100可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110，該發(fā)光結(jié)構(gòu)110包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 116、有源層114、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。在下文中，將會(huì)參考圖4描述發(fā)光器件芯片100的制造工藝。首先，制備第一襯底(未示出)。第一襯底可以包括導(dǎo)電襯底或者絕緣襯底。例 如，第一襯底可以包括從由藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO, Si、GaP、InP、Ge、以及 Ga2O3組成的組中選擇的至少一個(gè)。凹凸結(jié)構(gòu)可以被形成在第一襯底上，但是實(shí)施例不限于 此。通過濕法清潔工藝可以移除存在于第一襯底的表面上的雜質(zhì)。其后，包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116、有源層114、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112的發(fā)光 結(jié)構(gòu)110可以被形成在第一襯底上。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括被摻雜有第一導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo) 體。如果第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112是N型半導(dǎo)體，那么第一導(dǎo)電摻雜物可以包括Si、Ge、Sn、 %、或者Te作為N型摻雜物，但是實(shí)施例不限于此。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括具有^^#￡^7(0彡χ彡1,0 ^ y ^ 1， O ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112 可以包括從由 GaN、InN、A1N、InGaN、AlGaN、InAlGaN, AlInN, AlGaAs、InGaAs, AlInGaAs, GaP、AlGaP, InGaP, AlInGaP,以及 hP 組成的組中選擇 的至少一個(gè)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括通過CVD、MBE、濺射、或者HVPE形成的N型GaN 層。另外，通過將包括諸如硅的η型雜質(zhì)的硅烷(SiH4)氣體、三甲基鎵(TMGa)氣體、氨氣 (NH3)、以及氮?dú)?N2)注入腔室中，能夠形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。利用通過第一導(dǎo)電半 導(dǎo)體層112注入的電子和通過第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116注入的空穴的復(fù)合，有源層114發(fā)射 具有基于有源層(發(fā)光層)114的本征能帶而確定的能量的光。有源層114可以包括單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或量子點(diǎn)結(jié) 構(gòu)中的至少一個(gè)。例如，通過注入TMGa氣體、NH3氣體、N2氣體以及三甲基銦(TMIn)氣體， 能夠?qū)⒂性磳?14制備為MQW結(jié)構(gòu)，但本實(shí)施例不限于此。有源層114可以具有阱層/勢(shì)壘層的成對(duì)結(jié)構(gòu)，所述阱層/勢(shì)壘層包括hGaN/ GaN、InGaN/InGaN, GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs (InGaAs)、AlGaAs、以及 GaP(InGaP)/ AlGaP中的至少一種，但本實(shí)施例不限于此。該阱層可以包括具有比勢(shì)壘層的帶隙更低的帶 隙的材料。
在有源層140上和/或下方可以形成有導(dǎo)電包覆層(未示出)。該導(dǎo)電包覆層可 以包括具有比有源層220的帶隙更高的帶隙的AKiaN基半導(dǎo)體。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括被摻雜有第二導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半 導(dǎo)體。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括具有 χ≤1，0≤y≤1， O ≤ x+y ≤ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。詳細(xì)地，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括從由GaN、 AlN、AlGaN、InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP,以及 AlGaInP 組成的組 中選擇的一個(gè)。如果第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116是P型半導(dǎo)體層，則該第二導(dǎo)電摻雜物包括諸 如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba等的P型摻雜物。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116能夠被制備為單層或多層， 但實(shí)施例不限于此。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括通過將包括ρ型雜質(zhì)(例如，Mg)的^tCp2Mg) {Mg (C2H5C5H4)2I氣體、TMGa氣體、NH3氣體、以及N2氣體注入腔室中而形成的ρ型GaN層，但 實(shí)施例不限于此。根據(jù)該實(shí)施例，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括N型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電半 導(dǎo)體層116可以包括P型半導(dǎo)體層，但本實(shí)施例不限于此。另外，在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116 上，能夠形成有其極性與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116的極性相反的的半導(dǎo)體層，例如N型半導(dǎo)體 層(未示出)。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以包括N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、以及 P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。其后，第二電極層120可以被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116上。第二電極層120可以包括歐姆層(未示出)、反射層(未示出)、粘附層(未示出)、 以及導(dǎo)電支撐襯底(未示出)。例如，第二電極層120可以包括歐姆層，并且歐姆層可以與發(fā)光結(jié)構(gòu)110發(fā)生歐姆 接觸，以將電力平滑地提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)110。另外，通過將單金屬、或者金屬合金、以及金屬 氧化物以多層進(jìn)行堆疊，可以形成第二電極層120。例如，歐姆層可以包括從由ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫 氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅 氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、IZON (IZO氮化物)、AGZO (Al-Ga ZnO)、 IGZO (In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx, RuOx, NiO、RuOx/1 TO, Ni/IrOx/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Ag、Ni、 Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及Hf組成的組中選擇的至少一個(gè)，但是實(shí)施例 不限于此。另外，第二電極層120可以包括反射層，以發(fā)射從發(fā)光結(jié)構(gòu)110入射的光，從而能 夠提高光提取效率。例如，反射層可以包括包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及 Hf、或
者其合金中的至少一個(gè)的金屬。另外，通過使用金屬或者合金、以及諸如 ζο、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、 IGZ0、IGT0、AZ0、或者ATO透射導(dǎo)電材料可以將反射層以多重結(jié)構(gòu)來形成。例如，反射層可 以具有 IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni、或者 AZ0/Ag/Ni 的堆疊結(jié)構(gòu)。另外，如果第二電極層120包括粘附層，那么反射層可以用作粘附層，或者可以包 括阻擋金屬或者結(jié)合金屬。例如，粘附層可以包括Ti、Au、Sn、Ni、Cr、GaJru Bi、Cu、Ag、以 及化中的至少一個(gè)。另外，第二電極層120可以包括導(dǎo)電支撐襯底。導(dǎo)電支撐襯底支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)110，同時(shí)將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)110。導(dǎo)電支撐襯底(未示出)可以包括金屬、金屬合金、或者 具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性的導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。例如，導(dǎo)電支撐襯底可以包括從由Cu、Cu合金、Au、Ni、Mo、Cu_W、以及(包括Si、 Ge、GaAs、GaN、ZnO、SiGe、或者SiC)載流子晶圓組成的組中選擇的至少一個(gè)。導(dǎo)電支撐襯底可以具有根據(jù)發(fā)光器件的設(shè)計(jì)而變化的厚度。例如，導(dǎo)電支撐襯底 可以具有處于大約30 μ m至大約500 μ m范圍內(nèi)的厚度。通過電化學(xué)金屬沉積方案、鍍方案、或者使用共晶金屬的結(jié)合方案可以形成導(dǎo)電 支撐襯底。第一襯底被去除以暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。為了去除第一襯底，LL0(激光剝 離)方案或者CLO(化學(xué)剝離)方案可以被使用。另外，可以物理地研磨第一襯底，以將其 去除。通過使用被鍍?cè)诎l(fā)光器件芯片上的共晶金屬或者聚合物粘合劑，可以將發(fā)光器件 芯片110附接到下底座210。例如，基于具有優(yōu)秀的工藝性能的Ag導(dǎo)電環(huán)氧樹脂(Agconductive印oxy)，通過 焊接可以將發(fā)光器件芯片100附接到下底座210。如果要求高的導(dǎo)熱性，那么通過使用共晶 結(jié)合方案可以實(shí)現(xiàn)附接。另外，發(fā)光器件芯片100可以通過布線(未示出)而被電氣地連接到第一電極層
和/或第二電極層。接下來，密封材料250可以被填充在如圖4中所示的空腔C中。通過點(diǎn)膠(dispensing)方案、模制成型方案、傳遞成型方案、或者真空印刷方案 可以執(zhí)行密封材料250的包封。密封材料250可以包括環(huán)氧密封材料或者硅密封材料，但是實(shí)施例不限于此。密封材料250可以具有不同于電介質(zhì)圖案MO的折射率。例如，密封材料250可 以具有大于或者小于電介質(zhì)圖案240的折射率。隨著密封材料250和電介質(zhì)圖案240之間 的折射率中的差被增加，電介質(zhì)圖案240處的光的擴(kuò)散被增加。因此，能夠降低其中由于空 氣與密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能性，從而能 夠提高最終光提取效率。例如，如果密封材料250包括硅(Si)膠，那么電介質(zhì)圖案240可以具有大約1.4 或者更小的折射率，或者可以具有大約1. 4或者更大的折射率，但是實(shí)施例不限于此。密封材料250可以包括熒光材料，但是實(shí)施例不限于此。例如，盡管藍(lán)光、綠光、以 及UV發(fā)光器件不要求具有熒光材料，但是白光發(fā)光器件可能包括包含熒光材料的密封材 料。如果密封材料250包括熒光材料，那么熒光材料可以包括主體材料和活性材料。 例如，可以相對(duì)于釔鋁石榴石(YAG)的主體材料而使用Ce活性材料，并且可以相對(duì)于硅酸 鹽基的主體材料而使用銪(Eu)活性材料，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例，密封材料250的頂表面可以具有圓拱形和平面形。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝，包括電介質(zhì)圖案MO的反射層220被引入到LED封 裝中，使得反射層220能夠漫射光，同時(shí)保持其的本質(zhì)折射。因此，能夠降低其中由于在空 氣和密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能性，從而能夠提高最終光提取效率。圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝202的截面圖。第二實(shí)施例采用第一實(shí)施例的技術(shù)特征。根據(jù)第二實(shí)施例，發(fā)光器件封裝202包括第二電介質(zhì)層230，該第二電介質(zhì)層230 被形成在反射層220上，并且電介質(zhì)圖案240可以被形成在第二電介質(zhì)層230上，使得能夠 增加電介質(zhì)圖案MO的光的散射，并且能夠防止反射層220被氧化。例如，在反射層220上形成第二電介質(zhì)層230之后，通過蝕刻工藝或者剝離工藝， 可以將電介質(zhì)圖案240形成在第二電介質(zhì)層230上。第二電介質(zhì)層230可以包括與電介質(zhì)圖案240相同或者不同的材料。如果第二電 介質(zhì)層230包括不同于電介質(zhì)圖案MO的材料，那么由于第二電介質(zhì)層230和電介質(zhì)圖案 240之間的折射率中的差，可以增加電介質(zhì)圖案MO的光散射。圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝203的截面圖。第三實(shí)施例可以采用第一或者第二實(shí)施例的技術(shù)特征。根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝203包括下底座210，該下底座210包含空腔C ； 發(fā)光器件芯片100，該發(fā)光器件芯片100被形成在下底座210上；反射層220，該反射層220 被形成在空腔C的橫向表面上；電介質(zhì)層230，該電介質(zhì)層230被形成在反射層220上；以 及密封材料250，該密封材料250被填充在空腔C中。在根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝203中，第二電介質(zhì)層230可以被形成在反射 層220上。第二電介質(zhì)層230可以具有不同于密封材料250的折射率的折射率。第二電介質(zhì)層230可以包括氧化物、氮化物、以及氟化物中的至少一個(gè)。根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝，包括電介質(zhì)層230的反射層220被引入到LED 封裝中，使得反射層220能夠漫射光，同時(shí)保持其的本征折射。因此，能夠降低其中由于在 空氣和密封材料250之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能性，從而 能夠提高最終光提取效率。圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝204的截面圖。第四實(shí)施例可以采用第一至第三實(shí)施例的技術(shù)特征。在根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝204中，在執(zhí)行封裝工藝之前，在芯片工藝中 熒光材料層252可以被形成在發(fā)光器件芯片100中。例如，通過共形涂覆工藝，可以在發(fā)光 器件芯片100上提供有具有均勻的厚度的熒光材料層252。通過封裝工藝，具有熒光材料層 252的發(fā)光器件芯片100可以被附接到下底座210，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝以及根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的制造方法，包括電 介質(zhì)圖案240和/或電介質(zhì)層230的反射層220被引入到LED封裝中，使得發(fā)射層220能 夠漫射光，同時(shí)保持其的本征折射。因此，能夠降低其中由于在空氣和密封材料250之間的 邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能性，從而能夠提高最終光提取效率。根據(jù)另一實(shí)施例，根據(jù)第一至第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝可以組成照明設(shè)備。例 如，發(fā)光器件封裝可應(yīng)用于諸如LED燈、LED街燈、以及LED光學(xué)器件的照明系統(tǒng)。例如，多個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝可以排列在基板上，并且包括導(dǎo)光板、棱鏡 片、擴(kuò)散片以及熒光片的光學(xué)構(gòu)件可以被提供在從發(fā)光器件封裝發(fā)射的光的光學(xué)路徑上。發(fā)光器件封裝、基板、以及光學(xué)構(gòu)件可以用作背光單元或者照明單元。例如，照明系統(tǒng)可以 包括背光單元、照明單元、指示器、燈、或者街燈。圖9是示出根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明單元1100的透 視圖。圖9中所示的照明單元1100是照明系統(tǒng)的示例，并且實(shí)施例不限于此。參考圖9，照明單元1100包括殼體1110、安裝在殼體1110中的發(fā)光模塊1130、以 及連接端子1120，該連接端子1120被安裝在殼體1110中以接收來自于外部電源的電力。優(yōu)選地，殼體1110包括具有優(yōu)秀的散熱性能的材料。例如，殼體1110包括金屬材 料或者樹脂材料。發(fā)光模塊1130可以包括基板1132和安裝在基板1132上的至少一個(gè)發(fā)光器件封 裝 200?；?132包括印刷有電路圖案的絕緣構(gòu)件。例如，基板700包括PCB(印刷電路 板)、MC (金屬核)PCB、F (柔性)PCB、或者陶瓷PCB。另外，基板1132可以包括有效地反射光的材料。基板1132的表面能夠涂有諸如 白色或者銀色的預(yù)定的顏色，以有效地反射光。至少一個(gè)根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝200能夠被安裝在基板1132上。每個(gè)發(fā)光 器件封裝200可以包括至少一個(gè)LED (發(fā)光二極管)。LED可以包括發(fā)射具有紅色、綠色、藍(lán) 色或者白色的光的彩色LED，和發(fā)射UV光的UV (紫外線)LED。發(fā)光模塊1130的LED能夠進(jìn)行不同的組合，以提供各種顏色和亮度。例如，能夠 組合白光LED、紅光LED、以及綠光LED以實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)(CRI)。連接端子1120被電氣地連接到發(fā)光模塊1130，以將電力提供給發(fā)光模塊1130。參 考圖9，連接端子1120具有與外部電源插座螺紋耦合的形狀，但是實(shí)施例不限于此。例如， 能夠以插入外部電源的插頭或者通過布線連接至外部電源的形式來制備連接端子1120。圖10是示出根據(jù)實(shí)施例的背光單元1200的分解透視圖。圖10中所示的背光單 元1200是照明系統(tǒng)的示例，但是實(shí)施例不限于此。根據(jù)實(shí)施例的背光單元1200包括導(dǎo)光板1210 ；發(fā)光模塊1M0，該發(fā)光模塊1240 用于將光提供給導(dǎo)光板1210 ；反射構(gòu)件1220，該發(fā)射組件1210被定位在導(dǎo)光板2110的下 方；以及底蓋1230，該底蓋1230用于在其中容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1M0、以及反射構(gòu) 件1220，但是實(shí)施例不限于此。導(dǎo)光板1210擴(kuò)散光以提供表面光。導(dǎo)光板1210包括透明材料。例如，通過使用 諸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸基樹脂、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸 酯)、COC或者PEN(聚萘二甲酸乙二酯)樹脂能夠制造導(dǎo)光板1210。發(fā)光模塊1240將光提供給導(dǎo)光板1210的至少一個(gè)橫向側(cè)，并且用作包括背光單 元的顯示裝置的光源。發(fā)光模塊1240能夠與導(dǎo)光板1210相鄰地定位，但是實(shí)施例不限于此。詳細(xì)地， 發(fā)光模塊1240包括基板1242和被安裝在基板1242上的多個(gè)發(fā)光器件封裝200，并且基板 1242能夠與導(dǎo)光板1210相鄰，但是實(shí)施例不限于此。基板1242可以包括具有電路圖案(未示出)的印刷電路板(PCB)。另外，基板 1242還可以包括金屬核PCB (MCPCB)、或柔性PCB (FPCB)，但是實(shí)施例不限于此。另外，發(fā)光器件封裝200被布置在基板1242上，使得發(fā)光器件封裝200的出光表面與導(dǎo)光板1210隔開預(yù)定距離。反射構(gòu)件1220被布置在導(dǎo)光板1210的下方。反射構(gòu)件1220將向下行進(jìn)通過導(dǎo) 光板1210的底表面的光朝著導(dǎo)光板1210反射，從而提高背光單元的亮度。例如，反射構(gòu)件 1220可以包括PET、PC或者PVC樹脂，但是實(shí)施例不限于此。底蓋1230可以在其中容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1M0、以及反射構(gòu)件1220。為 此，底蓋1230具有帶有開口的上表面的盒形形狀，但是實(shí)施例不限于此。通過使用金屬材料或者樹脂材料，通過按壓工藝或者擠壓工藝能夠制造底蓋 1230。根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)，包括電介質(zhì)圖案和/或電介質(zhì)層的反射 層被引入到LED封裝中，使得發(fā)射層能夠擴(kuò)散光，同時(shí)保持其的本征折射。因此，能夠降低 其中由于在空氣和密封材料之間的邊界表面處出現(xiàn)的總反射而導(dǎo)致的重新引入光的可能 性，從而能夠提高最終光提取效率。在本說明書中對(duì)于“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等的引用意味著結(jié) 合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書 中，在各處出現(xiàn)的這類短語不必都表示相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定特 征、結(jié)構(gòu)、或特性時(shí)，都認(rèn)為結(jié)合實(shí)施例中的其它實(shí)施例而實(shí)現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也 是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出將落入本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)的多個(gè)其它修改和實(shí)施例。更加 具體地，在本說明書、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題的組合布置的組成部件和/或 布置中，各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置中的變化和修改之外，對(duì)于 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，替代使用也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件封裝，包括 下底座，所述下底座包括空腔；發(fā)光器件芯片，所述發(fā)光器件芯片在所述空腔中； 電極，所述電極被電氣地連接到所述發(fā)光器件芯片； 反射層，所述反射層在所述空腔上； 電介質(zhì)圖案，所述電介質(zhì)圖案在所述反射層上；以及 密封材料，所述密封材料在所述空腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述電介質(zhì)圖案具有與所述密封材料 的折射率不同的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述電介質(zhì)圖案具有50nm至3000nm的 范圍內(nèi)的周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述電介質(zhì)圖案包括氧化物、氮化物、 以及氟化物中的至少一個(gè)。
5.一種發(fā)光器件封裝，包括 下底座，所述下底座包括空腔；發(fā)光器件芯片，所述發(fā)光器件芯片在所述空腔中； 電極，所述電極被電氣地連接到所述發(fā)光器件芯片； 反射層，所述反射層在所述空腔上； 第二電介質(zhì)層，所述第二電介質(zhì)層在所述反射層上；以及 密封材料，所述密封材料在所述空腔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述密封材料包括熒光材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述發(fā)光器件芯片在其上被設(shè)置有 具有均勻的厚度的熒光層。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件封裝，其中，所述第二電介質(zhì)層具有與所述密封材 料的折射率不同的折射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件封裝，進(jìn)一步包括在所述第二電介質(zhì)層上的電介質(zhì) 圖案。
10.一種照明系統(tǒng)，包括 基板；和發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊包括根據(jù)權(quán)利要求1至5以及權(quán)利要求7至9中的任何一項(xiàng) 所述的、并且被安裝在所述基板上的發(fā)光器件封裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光器件封裝和照明系統(tǒng)。發(fā)光器件封裝包括下底座，該下底座包括空腔；發(fā)光器件芯片，發(fā)光器件芯片被提供在空腔中；電極，該電極被電氣地連接到發(fā)光芯片；反射層，該反射層被形成在空腔的表面上；電介質(zhì)圖案，該電介質(zhì)圖案在反射層上；以及密封材料，該密封材料被填充在空腔中。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102148317SQ20111003612
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
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