具有硅烷氧粒子材料的LED灯制造技术

一种LED灯，由以下各者形成：晶粒基板，其中所述基板上形成有半导体材料；用于跨越所述半导体材料施加偏压以引起自其发射的光的电极；以及将所述晶粒基板粘合至支撑基板的接着剂，其中所述接着剂为热导率大于0.1瓦/米·开尔文(W/(m·K))的聚合硅氧烷聚合物，其中所述接着剂不吸收光，其中所述硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧，以及与其结合的芳基或烷基，且其中所述接着剂还包括平均粒度小于100微米的粒子。

LED lamp with silane oxygen particle material

A LED lamp, formed by the following: the grain substrate, including semiconductor material formed on the substrate; used across the semiconductor material to cause the electrode bias since its emitted light; and the substrate is bonded to the grain supporting substrate adhesion agent, wherein the adhesive for thermal conductivity more than 0.1 W / Mi Kevin (W/ (M - K)) polymerization of siloxane polymer, wherein the adhesive does not absorb light, wherein the siloxane polymer with silicon and oxygen in the polymer backbone, and its combining with aryl or alkyl, wherein the adhesive also includes the average particle size of less than 100 microns particle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及LED灯。特定言之，本专利技术涉及一种LED灯，包括形成于半导体材料上的晶粒基板；用于跨越半导体材料施加偏压以引起自其发射的光的电极；以及将晶粒基板粘合至支撑基板的接着剂。本专利技术也涉及LED灯的制造方法以及LED装置的密封方法。
技术介绍
发光二极管(Lightemittingdiode；LED)照明系统替代传统照明变得更广泛使用。发光二极管灯(固态照明的实例)可由于较低能量使用率、增加的稳定性及较长使用期限、用于比荧光照明更宽泛种类的应用中的能力、调谐至所需精确颜色的能力而具有优于诸如白炽电灯泡、卤素灯照明或荧光照明的传统照明的优点。在一些实施例中，单一LED芯片/晶粒在所述灯内，且在其他实施例中，复数个LED在相同灯内。LED灯的外壳可以与白炽灯泡相同的规格制造，因此允许在使用白炽灯泡的情况下使用。发光二极管(LED)为将电能转化为光的固态装置，且一般具有至少一种具有n掺杂部分及p掺杂部分的半导体材料。也已知有机发光二极管。当跨越半导体材料施加偏压时，电洞及电子喷射至主动层中，所述电洞及电子在其中重组以产生光。光自主动层发射且可主要沿一个方向，或沿任何方向定向，其取决于LED的类型。LED可通过单一LED(诸如通过蓝光或紫光LED)提供白光，所述LED具有将光位移至更接近于感知的白光的磷光体。LED可提供单一颜色(例如红色、绿色或蓝色)，或可提供为经组合以提供白光的相同灯中的不同颜色LED。LED的实例可包括使用GaAsP的红光LED及使用GaP的绿光LED，以及形成绿光、蓝光或紫外光的氮化物半导体LED。随着LED变得愈来愈亮，热耗散变得愈来愈受关注，因为热积聚可降低LED性能。包括可交联聚合物组成物的LED灯揭示于US2009221783、US2012123054、WO20100267、US2011171447以及JP2004225005中。已知聚合物组成物的特性例如在热稳定性方面不足。
技术实现思路
本专利技术的一个目标为提供LED灯。本专利技术的另一目标为提供LED灯的制造方法。本专利技术的第三目标为提供LED装置的密封方法。本专利技术是基于形成LED灯，所述LED灯形成自晶粒基板，其中基板上形成有半导体材料；用于跨越半导体材料施加偏压以引起自其发射的光的电极；以及将晶粒基板粘合至支撑基板的接着剂。在本专利技术中，接着剂为热导率大于0.1瓦/米·开尔文(W/(m·K))的聚合硅氧烷聚合物，其中接着剂不吸收光，其中硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧，以及与其结合的芳基或烷基，且其中接着剂还包括平均粒度小于100微米的粒子。根据本专利技术，LED灯的制造方法包括以下步骤：通过在第一基板上提供半导体材料及掺杂半导体材料以形成发光二极管；提供支撑基板；以及提供由硅氧烷聚合物形成的接着剂组成物，所述接着剂组成物还包括平均粒度小于100微米的粒子及催化剂。接着剂组成物经沉积以将第一基板接着至支撑基板。通过施加温度和/或光，硅氧烷聚合物的交联基团经活化以进一步聚合硅氧烷聚合物及硬化聚合物，同时将晶粒基板及封装基板接着在一起。在包括发光二极管的LED装置的密封方法中，半导体材料提供于第一基板上且其经掺杂。提供包括密封剂组成物，所述密封剂组成物包括硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧，以及与其结合的芳基或烷基，以及与其结合的官能性交联基团，接着剂组成物还包括平均粒度小于10微米的粒子及催化剂。密封剂组成物经沉积以包封发光二极管，且施加温度和/或光以活化硅氧烷聚合物的交联基团，以进一步聚合硅氧烷聚合物及硬化聚合物。上文提及的聚合及硬化硅氧烷聚合物在聚合之后通常具有相比于聚合之前至少96％的质量。通常，硅氧烷聚合物不吸收大于25％入射于其上的可见光。更特定言之，本专利技术通过独立权利要求中陈述的内容表征。获得相当大的优势。因此，接着剂的热导率较高，且接着剂为热稳定的。也达成极好存放期，特定言之在使用之前的储存。通常，在储存期间具有粘度(交联)的最小增加，且储存、运送以及客户随后应用可全部在不存在溶剂的情况下进行，避免随后形成于最终产物的层中的溶剂捕获(solventcapture)、聚合期间的收缩以及装置使用期间随时间推移的质量损失的问题。自结合随附附图获取的以下实施方式将更清楚地理解实例实施例。附图说明图1说明形成于透光基板上的发光二极管的实例。图2说明形成于光反射基板上的发光二极管的实例。图3为具有正面透明密封剂的LED的说明。图4为在空腔内具有密封剂的封装的凹腔内的LED的说明。图5说明LED覆晶封装。图6显示不同粒子负载的折射率相对于波长的图。图7为透射率相对于粒子负载的图。图8说明在热诱导聚合期间的硅氧烷聚合物的质量改变。图9说明在沉积及聚合之后的硅氧烷材料的热稳定性。图10a至图10d说明LED密封的额外实例。具体实施方式将在下文中参看示出一些实例实施例的随附附图以更充分地描述各种实例实施例。然而，本专利技术概念可以许多不同形式体现，且不应被理解为限于本文所阐述的实例实施例。相反地，提供此等实例实施例以使得本说明书将为透彻且完整的，且将向本领域的技术人员充分传达本专利技术概念的范畴。在附图中，为了清楚起见，可能会夸大层及区域的大小及相对大小。应理解，当一组件或层被称作在另一组件或层“上”、“连接至”或“耦接至”另一组件或层时，所述组件或层可直接在另一组件或层上、直接连接至或耦合至另一组件或层，或可能存在介入组件或层。相较的下，当组件被称作“直接在另一组件或层上”、“直接连接至另一组件或层”或“直接耦接至另一组件或层”时，不存在介入组件或层。全文中类似标号是指类似组件。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联所列项目中的一或多者的任何及所有组合。也应理解，尽管可能在本文中使用术语第一、第二、第三等描述各种组件、组件、区域、层和/或区段，但此等组件、组件、区域、层和/或区段不应受此等术语限制。此等术语仅用以将一个组件、组件、区域、层或区段与另一组件、组件、区域、层或区段区别。因此，在不脱离本专利技术概念的教示的情况下，下文论述的第一组件、组件、区域、层或区段可被称为第二组件、组件、区域、层或区段。本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且并不意欲为限制性的。如本文中所使用，除非上下文另有清晰地指示，否则单数形式“一”以及“所述”意欲也包含复数形式。应进一步理解，术语“包含”或“包括”在用于本说明书中时指定所陈述特征、区域、整数、步骤、操作、组件和/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、组件、组件和/或其群组的存在或添加。此外，相对术语，诸如“下部”或“底部”及“上部”或“顶部”可在本文中用于描述一个组件与另一组件的关系，如附图中所说明。将理解，相对术语意欲涵盖除附图中所示出的定向以外的装置的不同定向。举例而言，若一个附图中的装置翻转，则描述成位于其他组件的“下部”侧面上的组件将接着定向于所述其他组件的“上部”侧面上。因此，例示性术语“下部”可因此取决于附图的特定定向而涵盖“下部”及“上部”的定向。类似地，若将附图中的一者中的装置翻转，则描述为在其他组件“下方”或“之下”的组件将定向于其他组件“上方”。因此，例示性术语“下方”或“之下”可涵盖上方及下方两种定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯，包括：晶粒基板，其中所述基板上形成有半导体材料；电极，用于跨越所述半导体材料施加偏压，以引起自所述半导体材料发射的光；以及接着剂，将所述晶粒基板粘合至支撑基板，其中所述接着剂为热导率大于0.1瓦/米·开尔文(W/(m·K))的聚合的硅氧烷聚合物，且其中所述硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧，以及与所述聚合物主链结合的芳基或烷基，且其中所述接着剂还包括平均粒度小于100微米的粒子；其中所述接着剂不吸收光且透射或反射至少80％的入射于其上的可见光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.19 FI 20145604;2014.06.19 US 62/014,1471.一种LED灯，包括：晶粒基板，其中所述基板上形成有半导体材料；电极，用于跨越所述半导体材料施加偏压，以引起自所述半导体材料发射的光；以及接着剂，将所述晶粒基板粘合至支撑基板，其中所述接着剂为热导率大于0.1瓦/米·开尔文(W/(m·K))的聚合的硅氧烷聚合物，且其中所述硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧，以及与所述聚合物主链结合的芳基或烷基，且其中所述接着剂还包括平均粒度小于100微米的粒子；其中所述接着剂不吸收光且透射或反射至少80％的入射于其上的可见光。2.根据权利要求1所述的LED灯，其中所述晶粒基板为从较大的晶圆切割的晶粒部分，且所述晶粒基板选自蓝宝石、SiC、Cu、GaN及Si。3.根据权利要求1或2所述的LED灯，其中所述晶粒基板透射可见光，且具有透射在所提供的晶粒厚度上正交入射其的可见光范围内至少85％的光的材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的LED灯，其中所述基板为蓝宝石。5.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述基板为导电基板。6.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述基板为半导体基板。7.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述半导体包括GaN以及其n掺杂区域及p掺杂区域。8.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接着剂为光学透射的且透射80％或更多正交入射其的可见光。9.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述硅氧烷聚合物包括在硅氧烷主链中结合至硅的芳基。10.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为光反射层，所述光反射层反射至少80％的以90度角入射于其上的光。11.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为光反射层，所述光反射层反射至少90％的以90度角入射于其上的光。12.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接着剂中的所述粒子为金属粒子。13.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述金属粒子选自金、银、铜、铂、钯、铟、铁、镍、铝、钴、锶、锌、钼、钛、钨。14.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接着剂的热导率大于0.2瓦/米·开尔文。15.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接着剂的热导率大于0.5瓦/米·开尔文。16.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接着剂的热导率大于1.0瓦/米·开尔文。17.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述硅氧烷聚合物包括芳基且其中所述粒子包括选自周期表的第8族至第11族之后过渡金属，且平均粒度小于10微米。18.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为热稳定的，当加热至至少200℃时，所述接著剂的质量損失小于2％。19.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为热稳定的，当加热至至少300℃时，所述接著剂的质量損失小于2％。20.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为热稳定的，当加热至至少200℃时，所述接著剂的质量損失小于1％。21.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂的折射率为1.4至1.6。22.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂的折射率为1.58至2.0。23.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂的折射率为1.6至1.85。24.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述接著剂为光学透射的且透射90％或更多正交入射其的可见光。25.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，还包括所述接著剂中的磷光体。26.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述粒子的平均粒度小于发光二极管发光的波长。27.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述粒子为氧化物粒子。28.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述粒子小于LED发光的波长。29.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述磷光体为YAG:Ce磷光体。30.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述磷光体为氮化物磷光体。31.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述氧化物粒子为硅、锌、铝、钇、镱、钨、钛硅、钛、锑、钐、镍、镍钴、钼、镁、锰、镧系元素、铁、铟锡、铜、钴铝、铬、铯或钙的氧化物。32.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述氧化物粒子为钛、钽、铝、锆、铪或硒的氧化物。33.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述粒子为选自以下的氮化物粒子：氮化铝、氮化钽、氮化硼、氮化钛、氮化铜、氮化鉬、氮化钨、氮化铁、氮化硅、氮化銦、氮化镓以及氮化碳。34.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述磷光体为硅酸盐磷光体。35.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述磷光体为铝酸盐磷光体。36.根据前述权利要求中任一项所述的LED灯，其中所述粒子包括氧化钛、氧化铝、氮化铝或氮化硼。37.一种LED灯的制造方法，包括：通过在第一基板上提供半导体材料及掺杂所述半导体材料以形成发光二极管；提供支撑基板；提供接着剂组成物，所述接着剂组成物包括硅氧烷聚合物，所述硅氧烷聚合物在聚合物主链中具有硅及氧、与所述聚合物主链结合的芳基或烷基以及与所述聚合物主链结合的官能性交联基团，所述接着剂组成物还包括平均粒度小于100微米的粒子及催化剂；沉积所述接着剂组成物以将所述第一基板接着至所述支撑基板；以及施加温度和/或光以活化所述硅氧烷聚合物的交联基团，以进一步聚合所述硅氧烷聚合物及硬化所述聚合物，同时将晶粒基板及封装基板接着在一起，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物在聚合之后具有相比于聚合之前至少96％的质量，且其中所述硅氧烷聚合物不吸收大于25％的入射于其上的可见光。38.根据权利要求37所述的LED灯的制造方法，其中热导率大于0.1瓦/米·开尔文。39.根据权利要求37或38所述的LED灯的制造方法，其中热导率大于0.2瓦/米·开尔文。40.根据权利要求37至39中任一项所述的LED灯的制造方法，其中热导率大于0.5瓦/米·开尔文。41.根据权利要求37至40中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率小于1×10-3Ω·m。42.根据权利要求37至41中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率小于1×10-5Ω·m。43.根据权利要求37至42中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率小于1×10-7Ω·m。44.根据权利要求37至43中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率大于1×103Ω·m。45.根据权利要求37至44中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率大于1×105Ω·m。46.根据权利要求37至45中任一项所述的LED灯的制造方法，其中经聚合及硬化的所述硅氧烷聚合物的电阻率大于1×109Ω·m。47.根据权利要求37至46中任一项所述的LED灯的制造方法，其中接着剂中的所述粒子为金属粒子且接着材料为反射至少25％的入射于其上的可见光的反射层。48.根据权利要求37至47中任一项所述的LED灯的制造方法，其中所述金属粒子选自金、银、铜、铂、钯、铟、铁、镍、铝、钴、锶、锌、钼、钛、钨。49.根据权利要求37至48中任一项所述的LED灯的制造方法，其中所述金属粒子为具有银外层的多层粒子。50.根据权利要求37至49中任一项所述的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱哈·连达拉，亚克·海基宁，剑倪·其玛，
申请(专利权)人：英克伦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI