專利名稱：發(fā)光二極管組合件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括發(fā)光二極管(LED)組合件和LED陣列組合件的發(fā)光裝置及其制造方法。更特別地說，本發(fā)明涉及LED透鏡組合件和LED陣列透鏡組合件。此外(盡管不排除其它)，本發(fā)明涉及具有磷光體增強的LED組合件。
背景技術(shù)：
實現(xiàn)現(xiàn)今的發(fā)光二極管(LED)所預期的亮度需要有效地提取LED芯片/裸片所產(chǎn)生的光。LED芯片通常具有邊緣-發(fā)射或表面-發(fā)射結(jié)構(gòu)。全內(nèi)反射是減小所發(fā)射光子的比例的主要損失機制，且如所已知，光子的全內(nèi)反射以大于斯涅爾定律(Snell'slaw)所定義的臨界角《的角度入射在表面上
《.=sin一'("。/w，)
其中W和 分別是空氣和LED芯片材料的折射率。另外，LED材料內(nèi)的吸收和界面處的費涅(Fresnel)反射損失降低了 LED的光輸出效率。平坦表面LED中的電到光轉(zhuǎn)換的總效率由下式給出[W N 卡爾(W.N. Carr)禾卩G E 皮特蒙(G.E. Pittman)，物理應用快報(Appl. Phys. Lett.), 3， 173(1963)]:
其中4n,/(^ + ""2為透射系數(shù)，且(l-cos《)為實心錐體。
為了增加提取效率，可使用從芯片到空氣的折射率的逐步減小，以減少全內(nèi)反射損失。舉例來說，如果使用具有中間折射率 二V^的介質(zhì)來囊封LED芯片，那么LED
芯片與介質(zhì)之間的臨界角增加到《.="^(^/^7;),從而導致相對于空氣的提取效率增加
因數(shù)("2/ )2 =",/"。，以及對費涅反射損失的某一額外校正。
已使用其它技術(shù)來增加提取效率。舉例來說，使LED芯片表面粗糙用于有效地增大芯片的表面積，且從而確保更多的發(fā)射光線落在有效增大的表面積所提供的臨界角區(qū)域內(nèi)。另一技術(shù)涉及使用光子晶體來耦合盡可能多的來自LED芯片的頂部表面的發(fā)射光的模式，尤其是那些較低階的模式。
4另外，通常使用例如凸透鏡的光學組件來更改LED芯片的發(fā)射輻射圖案，以使其發(fā)射校準到所需方向，并增強所述方向上的照明的亮度。通常，將透鏡表面安裝在個別LED芯片上。此外，由玻璃或塑料材料制成的經(jīng)表面安裝的透鏡還增強光提取，因為其折射率低于芯片材料的折射率且大于空氣的折射率。另外，所述透鏡的中凸彎曲的表面顯著增加透鏡與空氣之間的臨界角區(qū)域的大小，其輔助從下伏芯片提取更多量的光。安裝此類透鏡的問題在于，由于LED芯片的大小(其通常為幾微米)的緣故，透鏡與芯片的對準的公差非常精確，且工藝可能變得昂貴。為此，所述LED芯片或許多芯片通常安裝在一容器內(nèi)，且透鏡安裝到所述容器。
基于InGaN (氮化銦鎵)藍色LED芯片和各種黃色磷光體(發(fā)光材料)(其用以制作一種發(fā)射對于眼睛看起來顏色為白色的光的LED)的白色LED的新近開發(fā)已使得包含固態(tài)照明在內(nèi)的許多技術(shù)和商業(yè)應用成為可能。目前，磷光體材料的顆粒并入囊封材料中，其接著被應用到已被切塊和封裝的個別LED芯片。在應用磷光體之后，將透鏡
表面安裝到囊封磷光體層。此類制造技術(shù)是低效、費時且昂貴的。
發(fā)明人已了解，磷光體材料直接應用到透鏡或一些其它此類光學組件的表面上或?qū)⒘坠怏w材料嵌入所述透鏡或光學組件內(nèi)將簡化制造工藝，且可在白色LED的情況下實現(xiàn)較佳的白光均勻性。然而，在離散芯片級個別地封裝磷光體材料連同透鏡仍是費時的工藝。
因此，需要一種經(jīng)改進的制造LED透鏡組合件的方法，其可在晶片級并入磷光體增強，以便維持制造質(zhì)量一致性，改進封裝芯片性能，且實現(xiàn)較高的產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本專利中揭示多種方法，所述方法提供綜合解決方案以通過LED晶片級處的磷光體涂覆和光學組件安裝來實現(xiàn)LED芯片的有效的光提取、卓越的發(fā)光轉(zhuǎn)換和色彩混合、定向照明以及亮度和均勻性的增強。所述光學組件可以是具有磷光體涂層或嵌入式磷光體顆粒的透鏡陣列。應用透鏡陣列和磷光體的工藝可通過光刻方法直接應用到LED晶片。本專利中所揭示的結(jié)構(gòu)和工藝可顯著改進生產(chǎn)一致性和制造成本效率。所應用的光學透鏡陣列的應用可顯著改進光提取和光發(fā)光轉(zhuǎn)換性能，且顯著改進制造質(zhì)量一致性。
根據(jù)本發(fā)明， 一種LED組合件包括LED和鄰近所述LED的發(fā)光表面而安置的透鏡；其特征在于所述透鏡的投影到所述LED的發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。所述LED組合件可進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體，所述透明材料環(huán)繞所述LED的發(fā)光表面的至少一部分?；蛘?，磷光體層安置在所述透鏡與所述LED的發(fā)光表面的至少一部分之間。
在一種布置中，至少兩個透鏡鄰近LED的發(fā)光表面而安置，且所述至少兩個透鏡的投影到所述LED的發(fā)光表面上的橫截面的面積的總和大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。所述LED組合件可進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體，所述透明材料環(huán)繞所述LED的發(fā)光表面的至少一部分?；蛘?，磷光體層安置在所述至少兩個透鏡與所述LED的發(fā)光表面的至少一部分之間。
根據(jù)本發(fā)明， 一種發(fā)光裝置包括LED陣列和透鏡陣列，其中至少一個透鏡與所述LED陣列的每一成員相關(guān)聯(lián)，且特征在于每一透鏡的投影到其相關(guān)聯(lián)LED的發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。所述發(fā)光裝置可進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體，所述透明材料環(huán)繞所述透鏡陣列的至少一部分?；蛘?，磷光體層安置在所述透鏡陣列的透鏡中的至少一者與所述LED陣列的LED中的至少一者之間。
根據(jù)又一實施例， 一種光子裝置包括LED,其經(jīng)配置以從發(fā)光表面發(fā)射第一波長的輻射；透鏡，其經(jīng)配置以光學聚焦來自所述LED的輻射；鄰近所述LED而定位的磷光體，所述磷光體經(jīng)配置以吸收所述LED所發(fā)射的輻射的至少一部分，且發(fā)射第二波長的輻射，所述光子裝置的特征在于所述透鏡的投影到LED的發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。在一種布置中，磷光體囊封在透明材料內(nèi)，所述透明材料環(huán)繞所述LED的發(fā)光表面的至少一部分?；蛘?，磷光體被安置為所述透鏡與所述LED的發(fā)光表面的至少一部分之間的層。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種制造LED組合件的方法包括a)將透明透鏡材料分配到含有LED陣列的襯底上；以及b)將所述透明透鏡材料模制成所需透鏡圖案，以匹配所述LED陣列的圖案。視透明透鏡材料而定，所述方法可進一步包括在移除用于模制透鏡圖案的模具/印模之前，通過(例如)UV固化或熱固化來固化所述透明透鏡材料。優(yōu)選的是，所述方法進一步包括移除所述透明透鏡材料的選定區(qū)以提供對LED陣列的電極的電接入?？赏ㄟ^蝕刻、氧等離子體蝕刻或濕式蝕刻來移除所述透明透鏡材料的所述選定區(qū)。
在一種布置中，所述方法進一步包括在將透明透鏡材料分配到LED陣列襯底上之前，將磷光體層大體上沉積在LED陣列襯底的整個表面上。有利的是，所述方法進一步包括在沉積所述磷光體之前，提供上覆于LED陣列的電極區(qū)上的脫模劑。接著可對所述脫模劑進行處理，且使用起離步驟來移除磷光體層和透明透鏡材料的選定區(qū)，以提供對LED陣列的電極區(qū)的電接入?；蛘撸龇椒蛇M一步包括將經(jīng)模制的透鏡材料和LED陣列嵌入含有磷光體的 透明基質(zhì)中?；蛘撸龇椒ò▽⒘坠怏w層沉積在透鏡陣列層與LED陣列襯底之間。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參看附圖僅以實例的方式描述本發(fā)明的實施例，在 附圖中-
圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于將透鏡陣列應用到晶片上的LED裸片陣列的方法的示意 性圖解；
圖2是透鏡陣列和磷光體涂層的示意性圖解，其中所述透鏡陣列已被配置成使得每 一 LED裸片被指配有一個透鏡，且其中所述LED陣列已制造在晶片上； 圖3說明每一 LED裸片上提供有多個透鏡的透鏡陣列的替代配置； 圖4是類似于圖3的配置且關(guān)于每一組透鏡進一步包含一磷光體涂層的配置的圖
解；
圖5 (a)到圖5 (g)說明根據(jù)本發(fā)明的方法用于將透鏡陣列模制在LED陣列的頂 部上的步驟；
圖6 (a)到圖6 (h)說明類似于圖5中所說明的方法且迸一步包含將磷光體層沉 積在透鏡陣列與LED陣列之間的制造方法的步驟；
圖7 (a)到圖7 (d)是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的示意性表示；以及 圖8 (a)到圖8 (d)是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的示意性表示。
具體實施例方式
本文揭示制作包括LED芯片和相關(guān)聯(lián)透鏡的裝置的方法，所述裝置的體積中在晶 片級具有或不具有用于色彩混合和發(fā)光轉(zhuǎn)換的磷光體材料。透鏡陣列可鄰近于襯底上被
稱為LED晶片的經(jīng)處理的LED裸片陣列而定位，其中透鏡陣列的個別透鏡與晶片上的 個別LED裸片之間存在對應關(guān)系?？墒褂冒Ｖ?、鑄造和壓印的光刻技術(shù)來制造透 鏡陣列。晶片上的LED裸片陣列可排他地為基于GaN (氮化鎵)的LED。在本專利申 請案的上下文中，發(fā)光二極管(LED)將被解釋為表示任何固態(tài)光源，且可包含(例如) 激光二極管。
LED組合件和陣列
在木發(fā)明的一個實施例中，透鏡陣列的個別元件(透鏡)可具有大體上匹配LED 晶片上的LED裸片的大小的尺寸，更明確地說，每一陣列元件包括單個透鏡，所述透鏡的投影到對應LED裸片的發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于所述LED的發(fā)光表 面的面積。在此布置中，透鏡與芯片以一對一的方式配對。或者，透鏡陣列中的個別透 鏡的尺寸可大于LED晶片上的對應裸片的周長。透鏡和裸片還可在空間上彼此匹配， 使得透鏡的大小可在從 50 pm到~ 5 mm的范圍內(nèi)。圖1中描繪透鏡陣列的元件與LED 陣列的LED裸片的這種一對一匹配。
在此配置中，透鏡陣列1直接附接到LED陣列2， LED陣列2形成于襯底(晶片) 3上。所述透鏡陣列可由包含硅酮、環(huán)氧樹脂、聚合物、玻璃或塑料材料在內(nèi)的多種材 料制成?？梢罁?jù)對光提取的特定要求來做出材料選擇，且相應地選擇具有適當折射率的 材料。透鏡l可(例如)為圓形、正方形、矩形、六邊形或任何其它形狀，視既定應用 而定。除改進照明的輻射測量效率之外，透鏡1還增加光提取效率，因為透鏡安裝在LED 芯片上，它們充當具有中間折射率的光學介質(zhì)。優(yōu)選的是，每一透鏡具有中凸彎曲的表 面，其實質(zhì)上減小入射在透鏡空氣界面上的較大比例光線的入射角，所述光線否則將由 于外表面相對于空氣為平坦之處的全內(nèi)反射而損失。將了解，可使用安裝在LED芯片 上的單個凸透鏡來提取實質(zhì)上更多的光。
在另一實施例中，如圖2中所說明，在安裝透鏡陣列2之前，可將磷光體(發(fā)光) 材料層4均勻地涂覆在LED晶片3上。磷光體涂層3可經(jīng)圖案化，以便為晶片3上的 每一個別LED2裸片而使電極接觸窗保持打開。磷光體材料的化學成分可經(jīng)配置以強烈 地吸收由上面涂覆有所述層的LED2發(fā)射的光子，且接著重新發(fā)射較長波長的光?？赏?過控制涂覆工藝來優(yōu)化磷光體層的厚度，以具有LED所發(fā)射光的所需吸收。可基于磷 光體材料的發(fā)射帶的波長范圍以及在色彩混合方面與磷光體發(fā)射互補的LED發(fā)射的波 長來確定磷光體材料的選擇。將磷光體材料方便地并入粘合劑材料中，且接著通過任何 合適的涂覆工藝將組合物應用到LED芯片。
接著可使用如下文所述的光刻方法將透鏡陣列1并入經(jīng)圖案化的磷光體層4的頂部 上。透鏡陣列的個別透鏡1可具有大體上大于或匹配LED晶片上的LED裸片的大小的 尺寸。所述透鏡與所述芯片可以一對一的方式配對。因此，透鏡陣列中的透鏡的尺寸和 LED晶片上的裸片的周長在空間上匹配，使得透鏡具有大小在 50nw到 5mm范圍內(nèi) 的尺寸。本實施例的優(yōu)點是可以與圖1的實施例中所使用的方式完全相同的方式來在具 有磷光體涂層的LED晶片上處理透鏡陣列。如同圖.1的實施例一樣，所述透鏡可以是 圓形、正方形、矩形或六邊形，視LED芯片的幾何配置而定。透鏡陣列的材料可以是 硅酮、環(huán)氧樹脂、聚合物、玻璃或塑料材料。應將透鏡陣列的透鏡的折射率選擇為小于 磷光體的折射率，以確保從LED材料到磷光體到透鏡到空氣的折射率的逐步減小
8(nLED>n攝光體>11 M〉n。)，以獲得增強的光提取。此外，透鏡的中凸彎曲的表面實質(zhì)上增 加落在從透鏡到空氣的臨界角區(qū)域內(nèi)的光線的數(shù)目，從而確保與可用相對于空氣為平坦 的表面提取的光量相比，可提取更大量的光。
在又一實施例中，如圖3中所說明，可對透鏡陣列進行處理，使得與LED芯片2 相關(guān)聯(lián)的每一陣列元件由多個較小的透鏡或小透鏡5構(gòu)成。通常，每一小透鏡具有在從 10 nm到100 pw范圍內(nèi)的尺寸。透鏡陣列經(jīng)配置以使得晶片3上的LED裸片2中的一 者、 一者以上或所有LED裸片具有安裝在其頂部上的小透鏡陣列4，所述小透鏡陣列至 少覆蓋LED芯片的發(fā)光區(qū)域，且每一 LED芯片可具有安裝在其發(fā)光表面上的在4個與 數(shù)百個或甚至數(shù)千個之間的小透鏡。在此布置中，所述小透鏡的投影到LED的發(fā)光表 面上的橫截面的面積總和大體上等于或小于LED的發(fā)光表面的面積。圖3和圖4分別 說明集成透鏡陣列與不具有和具有磷光體涂層4的LED晶片的方案。除前述實施例的 優(yōu)點之外，此利用多個較小小透鏡的方案可進一步增強光提取，因為多個小透鏡提供多 個彎曲表面，其以與變粗糙的表面增強光提取的方式類似的方式來使從透鏡陣列耦合到 空氣的光線的光束路徑隨機化。此外，多個較小小透鏡還可改進來自LED組合件的照 明的亮度的均勻性，因為其形狀因數(shù)由于較大數(shù)目的小透鏡而得到改進。
制造LED組合件和陣列的方法
圖5 (a)到圖5 (g)中說明產(chǎn)生本發(fā)明的LED透鏡組合件的示范性方法。在此實 例中，透鏡陣列與晶片上的LED裸片陣列匹配，所述兩個陣列之間無介入磷光體層。 可用于在晶片上的LED陣列上或上方產(chǎn)生透鏡陣列的一種方法是光刻壓印方法。圖5 (a)說明具有一個或一個以上電極區(qū)6的LED晶片3。注意，圖5中未展示LED陣列 的個別LED。
所述方法包括以下步驟
步驟1—圖5 (b):將透明透鏡材料7涂覆或以其它方式分配到LED晶片3上。透 明透鏡材料7可以是硅酮、環(huán)氧樹脂、聚合物、玻璃、塑料材料或其混合物；
步驟2_圖5 (c)和圖5 (d):應用具有圖案的印模8，其經(jīng)設計從透明透鏡材料 到透明透鏡材料7模制透鏡，以使所述材料符合印模8的形狀。在所說明的實施例中， 存在對應于LED晶片的每一 LED裸片的一個透鏡。印模8還經(jīng)配置以提供電極窗圖案 9，以允許隨后對LED陣列的一個或一個以上電極6的電接入；
步驟3—圖5(d):使透鏡材料暴露于UV輻射IO或熱處理，以使經(jīng)圖案化的透鏡 陣列和電極窗固化(此步驟是可選的，且取決于所使用的透鏡材料)。為了使透鏡材料 能夠暴露于UV,掩模8有利地由對UV輻射透明的材料制成；步驟4—圖5 (e):移除印模8;以及
步驟5—圖5(f):使透明材料的選定區(qū)9暴露于蝕刻，例如氧等離子體或濕式蝕刻， 以使殘余的硅或環(huán)氧樹脂透鏡材料消失，且/或提供對LED進行供電和控制所需的對電 極6的電接入。圖5 (g)是說明完成的LED透鏡組合件的平面圖。
圖6 (a)到圖6 (h)中展示用兩個陣列之間的介入磷光體層來產(chǎn)生與LED陣列匹 配的透鏡陣列的示范性方法，其再次使用壓印光刻技術(shù)。圖6(a)說明具有一個或一個 以上電極區(qū)6的LED晶片3。注意，圖6中未展示LED陣列的個別LED。
所述方法可包括以下步驟
步驟1—圖6 (b):將磷光體層12涂覆或以其它方式分配在整個LED晶片3上； 步驟2—圖6(c):將透明透鏡材料7涂覆或以其它方式分配到磷光體層12上；所
述透明透鏡材料在一個實施例中為硅酮、環(huán)氧樹脂、聚合物、塑料材料、玻璃或其混合
物；
步驟3—圖6 (d)和圖6 (e):將具有經(jīng)設計以從透明透鏡材料模制透鏡的圖案的 印模8應用于透明透鏡材料7，以使所述材料符合印模8的形狀。在所說明的實施例中， 存在對應于LED晶片的每一 LED裸片的一個透鏡。印模8還經(jīng)配置以提供電極窗圖案 9，以允許隨后對LED陣列的 一個或- 個以上電極6的電接入；
步驟4一圖5(e):使透鏡材料暴露于UV輻射IO或熱處理，以使經(jīng)圖案化的透鏡 陣列和電極窗固化(此步驟是可選的，且取決于所使用的透鏡材料)；
步驟5—圖5 (f):移除印模8;以及
步驟6—圖5 (g):視情況使透明材料的選定區(qū)暴露于蝕刻，例如氧等離子體或濕 式蝕刻，以使殘余的硅、磷光體或環(huán)氧樹脂透鏡材料消失，且/或提供對LED進行供電 和控制所需的對電極6的電接入。圖6 (h)是說明完成的LED透鏡組合件的平面圖。
在上文概述的后者方法的許多可能變型的一種變型中(圖6中說明此變型)，在沉 積磷光體涂層(圖6 (a))之前，將脫模劑11沉積到LED晶片的電極區(qū)6上。接著， 在已在步驟5中移除了印模8之后，可執(zhí)行起離步驟程序13 (圖6 (g))，其中對脫模 劑的適當處理(例如，溶解)致使上覆于電極上的透明透鏡材料被移除。因為脫模劑僅 沉積在覆蓋LED晶片電極的區(qū)上，所以只有在起離步驟期間移除的透鏡材料是覆蓋電 極的透鏡材料。
替代磷光體布置
圖7和圖8中說明聯(lián)合LED透鏡裝置(個別組合件，以及匹配的陣列圖案)而配 置磷光體的替代方式。在圖7 (a)到圖7 (d)所示的配置中，磷光體M嵌入在透明基質(zhì)材料(例如，環(huán)氧樹脂)中，且LED透鏡組合件2、 1和/或匹配的透鏡陣列5和LED 陣列2本身嵌入在外殼15內(nèi)的磷光體/基質(zhì)材料14中且由磷光體/基質(zhì)材料H環(huán)繞。因 此，對于圖7 (a)到圖7 (d)中所說明的配置，來自LED 2的光在進入充滿磷光體的 環(huán)氧樹脂或硅材料14之前，由其伴隨透鏡1聚焦和/或強化，其中所述光1)激勵所述 磷光體，以及2)與所述磷光體所產(chǎn)生的光組合以形成最終產(chǎn)物光。
或者，對于圖8 (a)到圖8 (d)所示的情況，其中將磷光體安置為LED 2與透鏡 1/小透鏡陣列5之間的層12(即，在LED透鏡組合件內(nèi))。來自LED2的光首先激勵磷 光體12，從而產(chǎn)生第二波長的光，來自LED的光和來自磷光體的光接著由透鏡1/小透 鏡5聚焦并強化為組合實體。
不管配置磷光體的方式如何(即，使用圖7的原理還是圖8的原理)，配置LED透 鏡組合件以及LED陣列和透鏡陣列的不同方式可以是相同的。換句話說，單個LED可 與單個LED封裝在一起，如圖7 (a)和圖8 (a)中所示。每封裝可存在一個LED透鏡 組合件，如圖7 (a)和圖8 (a)的左側(cè)所示，或每封裝可存在一個以上組合件(例如， 三個組合件)，如圖7 (a)和圖8 (a)的右側(cè)所示。在這些實施例中，經(jīng)封裝的LED包 括至少一個透鏡。在另一實施例中，經(jīng)封裝的LED包括位于一LED芯片上的至少一個 透鏡，以及包含作為囊封材料或作為涂覆膜的發(fā)光磷光體。
在同樣可應用于任何類型的磷光體配置的封裝的替代布置中，可在單個LED芯片 上提供迷你小透鏡陣列。圖7 (b)和圖8 (b)中展示此布置。參看圖7 (b)，在左側(cè)， 與單個LED芯片配對的單個迷你小透鏡陣列5封裝在一起；所述迷你小透鏡陣列在橫 截面中表現(xiàn)為四行(或列)?？纱嬖诜馊雴蝹€封裝中的許多此類單元，例如圖7 (b)右 側(cè)的三個單元。此外，圖7 (b)中展示囊封在環(huán)繞LED透鏡結(jié)構(gòu)的透明基質(zhì)中的發(fā)光 磷光體的所展示布置，且圖8 (b)中展示與發(fā)光磷光體以層的形式涂覆在LED芯片與 透鏡之間的情況類似的布置。在平面圖中，圖7 (b)和圖8 (b)中所描繪的陣列的形 狀可為正方形，意味著行中的陣列成員的數(shù)目等于列中的陣列成員的數(shù)目。陣列的形狀 還可以是矩形，其中行中的陣列成員的數(shù)目大于或小于列中的陣列成員的數(shù)目。
所述陣列可為線性的；也就是說，封裝中僅有一行，且所述行中有多個LED透鏡 組合件(例如，多個列成員)。此配置可被稱為"棒"封裝。此情況下的單元可包括與 單個LED配對的單個透鏡，如圖7 (c)中針對囊封磷光體而說明，和圖8 (c)中針對 磷光體涂層而說明，或包括與單個LED相關(guān)聯(lián)的多個小透鏡，如圖7 (d)中針對囊封 磷光體而說明，和圖8 (d)中針對磷光體涂層而說明。
權(quán)利要求
1.一種LED組合件，其包括LED2和鄰近所述LED的發(fā)光表面而安置的透鏡1；所述LED組合件的特征在于所述透鏡的投影到所述LED的所述發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED組合件，且進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體14, 所述透明材料環(huán)繞所述LED的所述發(fā)光表面的至少一部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED組合件，且進一步包括磷光體層4,所述磷光體層4 安置在所述透鏡與所述LED的發(fā)光表面的至少一部分之間。
4. 一種LED組合件，其包括鄰近LED 2的發(fā)光表面而安置的至少兩個透鏡5;所 述LED組合件的特征在于所述至少兩個透鏡的投影到所述LED的所述發(fā)光表面上 的橫截面的面積的總和大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED組合件，且進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體14， 所述透明材料環(huán)繞所述LED的所述發(fā)光表面的至少一部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED組合件，且進一步包括磷光體層4，所述磷光體層4 安置在所述至少兩個透鏡與所述LED的發(fā)光表面的至少一部分之間。
7. —種發(fā)光裝置，其包括LED陣列和透鏡陣列，其中存在與所述LED陣列的每一 成員相關(guān)聯(lián)的至少一個透鏡，且所述發(fā)光裝置的特征在于每一透鏡的投影到其相關(guān) 聯(lián)LED的發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面 積。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，且進一步包括囊封在透明材料內(nèi)的磷光體，所述 透明材料環(huán)繞所述透鏡陣列的至少一部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，且進一步包括磷光體層，所述磷光體層安置在所 述透鏡陣列的所述透鏡中的至少一者與所述LED陣列的所述LED中的至少一者之間。
10. —種光子裝置，其包括LED,其經(jīng)配置以從發(fā)光表面發(fā)射第一波長的輻射；透鏡，其經(jīng)配置以光學聚焦來自所述LED的輻射；磷光體，其鄰近所述LED而定位，所 述磷光體經(jīng)配置以吸收所述LED所發(fā)射的所述輻射的至少一部分，且發(fā)射第二波 長的輻射，所述光子裝置的特征在于所述透鏡的投影到所述LED的所述發(fā)光表面 上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光子裝置，其中所述磷光體囊封在透明材料內(nèi)，所述透明材料環(huán)繞所述LED的發(fā)光表面的至少一部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光子裝置，其中所述磷光體層被安置為所述透鏡與所述 LED的發(fā)光表面的至少一部分之間的層。
13. —種制造LED組合件的方法，所述方法包括a)將透明透鏡材料分配到含有LED 陣列的襯底上；以及b)將所述透明透鏡材料模制成所需的透鏡圖案，以匹配所述 LED陣列的圖案。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，且進一步包括使所述透明透鏡材料固化的步驟，所 述步驟選自由UV固化步驟和熱固化步驟組成的群組。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的方法，且進一步包括移除所述透明透鏡材料 的選定區(qū)，以提供對所述LED陣列的電極的電接入。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，且包括通過選自由以下各項組成的群組的工藝來移 除所述透明透鏡材料的所述選定區(qū)蝕刻、氧等離子體蝕刻和濕式蝕刻。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一所述的方法，且進一步包括在所述將所述透明透鏡材 料分配在所述LED陣列襯底上之前，將磷光體層沉積在所述LED陣列襯底的大體 上整個表面上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，且進一步包括在沉積所述磷光體之前，提供上覆于 所述LED陣列的電極區(qū)上的脫模劑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，且進-步包括處理所述脫模劑，以及使用起離工藝 來移除所述磷光體層和透明透鏡材料的選定區(qū)，以提供對所述LED陣列的電極區(qū) 的電接入。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一所述的方法，且進一步包括將所述經(jīng)模制的透鏡材料 和LED陣列嵌入含有磷光體的透明基質(zhì)中。
全文摘要
一種LED組合件，包含LED陣列和鄰近所述LED的發(fā)光表面而安置的透鏡。所述透鏡的投影到所述LED的所述發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于所述LED的發(fā)光表面的面積。至少一個透鏡與每一LED相關(guān)聯(lián)，且每一透鏡的投影到其相關(guān)聯(lián)LED的所述發(fā)光表面上的橫截面的面積大體上等于或小于其表面積?？砂坠怏w以吸收從所述LED發(fā)射的光的至少一部分，以發(fā)射第二波長的光，所述第二波長的光可與來自所述LED的所述光組合?？墒褂霉饪虂碓谟糜诋a(chǎn)生所述LED的同一工藝流程中制造透鏡陣列。
文檔編號H05B33/00GK101653039SQ200780049456
公開日2010年2月17日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者偉 單, 李依群, 翊 董 申請人:英特曼帝克司公司