通过改变波长转换构件的彩色控制制造技术

通过在发光元件上沉积波长转换材料层形成发光器件，测试该器件以确定产生的波长谱并修正波长转换构件以产生所希望的波长谱。波长转换构件可以通过减少或增加波长转换材料的量来修正。在一个实施例中，例如通过激光烧蚀或蚀刻减小了在波长转换构件中的波长转换材料的量，以产生所希望的波长谱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及发光器件，以及更具体地涉及使用波长转换构件 控制发光器件的色彩一致性。
技术介绍
长期以来，需要对半导体发光器件，例如产生"白"光的发光二 极管的发光颜色进行精确地控制。制造发射白光的封装的白光发光器 件的通常方法是，采用磷光体(通常基于YAG)和蓝光LED芯片。 从LED发射的蓝光和从磷光体发射的"黄光"的组合形成了 "白" 光。不幸的是，该方法导致了就相关色温(CCT)和邻近黑体曲线而 言，白光的"颜色"大范围扩展。现在售卖的磷光体转换LED的彩 色控制关于白色部分具有至少约2000K至3000K的范围，其中相关 色温(CCT)从5500K到8500K变化。可识别色差取决于LED的色温， 在6500K，如300K—样小的差别对于观看者来说都是非常明显的。 标准光源如焚光灯泡的彩色控制，具有比这个小得多的色温变化，并 且通常观察者无法察觉该色差。虽然磷光体转换LED的商业化获取 已经超过5年，以及已经有了一定的改进，但是色温变化太大以致对 大部分潜在消费者和应用来说是不可接受的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，在发光元件上沉积波长转换材料层， 确定由波长转换材料和发光元件组合产生的光镨，以及通过改变波长转换构件中的波长转换材料的量修正波长转换材料，以产生所希望的 波长谱。波长转换构件可以通过减少或增加波长转换材料的量来修正。在一个实施例中，波长转换材料的量例如通过激光烧蚀(ablate) 或蚀刻被减少以产生所希望的波长镨。附图说明图1A示出了基座上安装的LED管芯和粘合(bonded to)到LED 管芯的光学元件的侧视图。图IB示出了粘合到LED管芯的光学元件；图1C示出了粘合到LED管芯的波长转换构件；图2示出了一个实施例，其中多个LED芯片安装在基座上以及 单独的光学元件粘合到每个LED管芯；图3示出了一个实施例，其中多个LED芯片安装在基座上以及 具有波长转换层的单个光学元件粘合到LED管芯；图4是制造这样的具有覆盖光学元件的波长转换材料的LED器 件的一个实施例的流程图5示出了在粘合层和光学元件之间设置有波长转换材料层的 实施例；图6示出了在LED管芯上设置有波长转换材料层的实施例；图7示出了安装在板上的LED阵列；图8是由磷光体转换蓝光LED产生的广语曲线图9是对于图8中所示光谱标注的点的CIE色品图IO是由磷光体转换的LED和彩色LED产生的光谱图，其组合在一起以产生近似连续的光i普；图11是示出了可以通过改变彩色LED的亮度产生的CCT中变化的颜色空间；图12是说明对于29个磷光体转换LED和12个彩色LED的可 变CCT值的颜色空间；图13A、 13B和13C示出了顶^L图，以及图14A、 14B和14C示出了制造发射具有所希望相关色温的光的 LED器件的实施例的侧视图15A、 15B和15C示出了类似于图13C所示出的器件，但是波5长转换元件被烧蚀有一系列孔的器件的顶视图16是示出了在波长转换构件的激光烧蚀期间，LED器件的 CCT变化的颜色空间。具体实施例方式图1A示出了透明光学元件102和安装在基座106上的发光二极 管(LED)管芯104的侧视图。根据本专利技术实施例，光学元件102可 以粘合到LED管芯104上。图1B示出了粘合到LED管芯104的光 学元件102。这里使用的术语"透明"表示这样描述的元件，例如"透明光学 元件"，其传输LED发射光波长时，由于吸收和散射的单程损耗少 于50% ，优选小于10% 。 LED的发射波长可以处于电磁光傳的红外、 可见、紫外区域。本领域技术人员可以理解，"小于50%的单程损 耗，，和"小于10%的单程损耗"可以通过传输路径长度和吸收常数 的不同组合满足。图1A和1B示出的LED管芯104包括n型导电的第一半导体层 108 (n层)和p型导电的第二半导体层110 (p层)。半导体层108 和110电耦接到有源区112。有源区112是例如与层108和110的界 面关联的p-n二极管结。可选择地，有源区112包括一个或多个n型 掺杂或p型掺杂或未掺杂的半导体层。LED管芯104包括分别电耦 接到半导体层108和110的n触点114和p触点116。在倒装芯片结 构中，触点114和触点116可以设置在LED管芯104的相同側面。 耦接到n层108的透明覆盖物118可以由例如蓝宝石、SiC、 GaN、 GaP、金刚石、立方氧化锆(Zr02)、氮氧化铝(AION) 、 A1N、 尖晶石、ZnS、氧化碲、氧化铅、氧化鵠、氧化铝多晶体(透明氧化 铝)和ZnO的材料形成。可选择地，可以除去衬底或覆盖物以仅仅 使在村底或覆盖物上外延生长地层被保留。在一个实施例中，在LED 管芯安装到基座上后，衬底(substrate)或覆盖物被除去。这可以通 过湿或干蚀刻或通过激光剥离工艺实现。在触点114和116间施加适当的电压时，有源区112发射光。在 另一实施例中，层108和110与各自触点114和116的导电类型净皮反 转。即，层108是p型层，触点114是p触点，层110是n型层，触点116是n触点。半导体层108和110和有源区112可以由包括但不局限于A1N、 A1P、 AlAs、 AlSb、 GaN、 GaP、 GaAs、 GaSb、 InN、 InP、 InAs、 InSb的m- V半导体，包括但不局限于ZnS、 ZnSe、 CdSe、 ZnO、 CdTe的II - VI半导体，包括但不局限于Ge、 Si、 SiC的IV族半导体， 或它们的合金或混合物形成。在一个示例中，触点114和116为由金属形成的金属触点，该金 属包括但不局限于金、银、镍、铝、钛、铬、铂、钯、铑、铼、钌、 鴒和它们的合金或混合物。尽管图1A和1B示出了 LED管芯104的具体结构，但是本专利技术 与LED管芯的结构无关。因此，除了所示出的具体结构，还可以使 用其它类型的LED结构。并且，LED管芯104中的半导体层的数量 和有源区112的具体结构可变化。应当注意，在各个附图中示出的 LED管芯104的各个元件的尺寸并不是按比例缩放的。LED管芯104可以通过接触元件120，例如焊球、衬垫或其它 适当的元件如焊料或金属层安装到基座106上。为了简单起见，接触 元件120有时指凸块(bump)。凸块120由Au、 Sn、 Ag、 Sb、 Cu、 Pb、 Bi、 Cd、 In、 Zn或它们的合金包括AuSn、 SnSb、 SnCu、 SnAg、 SnAgBi、 InSn、 BiPbSn、 BiPbCd、 BiPbln、 InCd、 BiPb、 BiSn、 InAg、 BiCd、 InBi、 InGa或其熔点高于将光学元件102粘合(bond)到LED 管芯104所使用温度的其它适当的材料形成，但优选为Au或AuSn。 在一种实施方案中，凸块120的熔点大于250'C并优选大于300'C。 基座106可以例如是珪、氧化铝或A1N，并且可以包括用于背面连接 的通孔。LED管芯104可以例如使用超声波热焊来安装在基座106上。 例如，在超声波热焊过程期间，具有凸块120的LED管芯104与基 座106在所希望的位置对准，同时基座106加热到约150 - 160X:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　提供发光元件；　在所述发光元件上沉积波长转换材料层；　确定由发光元件和波长转换材料的组合所发射光的波长谱；和　通过使用烧蚀减少发光元件上沉积的波长转换材料的量，改变发光元件上的波长转换材料的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S保利尼，MD坎拉斯，OA乔普约尔，FM斯特兰卡，JE埃普勒，
申请(专利权)人：飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]