有涂层的发光器件及其涂覆方法技术

本发明专利技术涉及发光器件（１）领域，发光器件（１）包括设置在基座（３）上的发光二极管（２），所述器件具有侧向外围表面（６）和顶部表面（８）以及光学活性涂层（７），所述涂层（７）：沿至少部分的所述外围表面（６）覆盖，从所述基座（３）延伸至所述顶部表面（８），并且基本上不覆盖所述顶部表面（８）。还揭示了制作所述器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光器件，该发光器件包括设置在基座上的发光二极管，所述器件具有侧向外围表面、顶部表面和光学活性涂层。还揭示了一种用于在发光器件上施加这类涂层的方法。
技术介绍
如今在数量越来越多的照明应用中使用包含发光二极管(LED)的大功率发光器件。一般而言，使用两种用于制作大功率LED的材料系统。使用hGaN来生产高效蓝色LED。使用AUnGaP来生产高效红色LED和琥珀色LED。当改变两种材料系统的材料成分以将发射波长从蓝色向绿色迁移和从红色向绿色迁移时，这两种材料系统的效率会严重降低。通过在光路中应用波长转换材料，例如荧光材料和/或发光材料，可将发射的波长适配为许多特定的波长。在这类发光二极管(或波长转换发光二极管)中蓝色和/或紫外光发射LED特别适合作为光源，因为波长转换材料通常吸收由所述二极管发射的至少部分的光并发射具有更大波长(红移)的光。可将InGaN系统与这类波长转换材料或光学组分(例如荧光物质材料)相结合， 以将部分的高能量小波长蓝光转换成较低能量较大波长的光。以这种方式，通过将蓝色 LED与LED上的适当荧光物质体相结合，可产生白色LED (通常使用YAG: Ce荧光体)，或使用合适的荧光物质材料可将蓝色LED转换成绿色、黄色、琥珀色或红色LED。这种颜色转换伴随有效率损失(主要是斯托克斯频移损失(Stokes shift loss))，但是蓝色LED的高初始效率使得即使是向琥珀色和红色的完全转换亦成为针对受热效率问题困扰的直接发射 AlInGaP系统的有吸引力的备选。JP 2002353507揭示了一种发光体，其中稳定将发射的光改变成另一种颜色的荧光物质。这通过以含有荧光物质的树脂填充LED内的狭缝来实现，所述含荧光物质的树脂作为管芯粘合剂用以稳定树脂的总量。传统的LED荧光物质技术在LED的顶部上使用嵌入树脂内的荧光物质颜料或粉粒。然而这导致背散射损失和工艺变化。一种新的技术利用了称为“陶瓷照明材料 (Lumiramic) ”技术的陶瓷荧光物质技术(在US2005/(^69582中描述了 Lumiramic转换体)。这种技术使得光学稳定和热稳定的陶瓷荧光物质薄片的生产成为可能，所述陶瓷荧光物质薄片具有明确的厚度和几何形状以匹配LED的几何形状，所述LED的几何形状通常是 IX Imm的正方形。通过控制这些陶瓷荧光物质体或荧光物质中的孔隙度，随角度的路径长度差异可被充分地混杂/分散，从而在牺牲一些朝向LED背散射的光的情况下提供全角度的相当均勻的颜色性能。通过使用Lumiramic技术，可通过蓝光至较高波长的部分转换而制作出白色 LED (例如使用YAG: Ce荧光体)。此外，可通过尝试完全吸收蓝色LED光并将其高效地转换成匹配绿色、琥珀色或红色特性的颜色光谱而制作出绿色、琥珀色和红色LED。然而，这种薄片荧光物质技术要求厚度相比LED尺寸不可忽略的荧光体。对于尺寸为IX Imm的白色LED而言，所述荧光体通常具有约120 μ m的厚度。这导致对从方形体的四个横向面或四个侧面发射出的光的显著贡献。此外，LED本身具有侧表面，该侧表面具有不可忽略的光汲取。LED管芯可以是两根导线置于所述管芯相同侧上的倒装片类型。这种设计便于波长转换体在器件的发光表面上的布置。在“倒装”LED技术中，LED与基底或其上的光透射体安装在一起。当这种基底 (通常是蓝宝石)未被移除时，通常具有100 μ m厚度的这种蓝宝石基底也具有显著的侧表面贡献。为了解决这个问题，可在剥离(lift off)工艺中移除所述基底。尽管如此，由量子阱、正极、负极和反射器构成的InGaN LED堆叠可具有约10 μ m的厚度并且由高反射率材料构成，从而导致可观的波导和不可忽略的侧向发射。连接LED与Lumiramic荧光物质的粘合层增加了所述侧表面厚度，并且所述粘合层通常具有10 μ m的厚度。粘合材料的例子例如包括硅树脂。与从发光器件的侧向(边缘)表面发射的光相关的不利之处如下从源于LED边缘和所述粘合层边缘的边缘表面泄露出诸如蓝光之类的未转换光。 对于部分转换Lumiramic而言，这可导致过量蓝光和存在于相对于法线方向的大角度上的蓝光通量的显著变化，因而降低全角度颜色均勻性和一致性。特别是层厚(例如粘合层厚度)变化以及加工过程中出现的荧光物质布置的不准确性使得从所述侧面泄露出的蓝光产生变化。对于完全转换Lumiramic而言，蓝光泄露大幅度降低了绿色、琥珀色或红色LED 的颜色纯度。此外，因为部分的蓝光未转换成期望颜色，所以这种光泄露降低了效率。通过所述荧光物质侧向边缘的波长转换与通过所述荧光物质的顶部表面的波长转换相比，两者在光谱上是不同的，因为从侧部发射出的光所通过的路径长度不同于从顶部表面发射出的光所通过的路径长度。这对于完全转换荧光物质而言是特别不被期望的， 因为通过荧光物质侧部的不完全转换降低了 LED的颜色纯度。从侧部表面射出的、部分地(大约一半)朝向下方的光通量发射光返回至通常靠近LED管芯的基座。一般而言，在与光源结合的光学系统(例如准直光学器件、镜片等) 中难于有效地捕获朝向错误侧发射的这类光以及射向顶部方向但是与法线方向成较大角度的光，因此有可能降低系统效率。类似地，向下的光通量与所述基座相互作用，并且该向下的光通量通常部分地被吸收，部分地被反射，并且经常因与所述基座表面的相互作用而影响颜色。从所述基座散射或反射的光还扩大LED源区域，并导致对于严格要求扩展度 (etendue)的应用而言是不期望的漫射光，所述严格要求扩展度的应用例如为汽车前照灯或投射LED系统。相比于活性LED表面区域，扩展度增加。这是由所述荧光物质表面相比于LED的表面区域的表面区域增加所导致的。即使荧光物质顶部表面区域与LED类似，荧光物质侧部仍促使源区域增加。这在诸如汽车前照灯、摄像机或视频闪光模块或投射LED系统之类的对扩展度有严格要求的应用中特别重要。综上所述，发光器件的各种实施方式均受到与Lumiramic和/或粘合层和/或LED 管芯的侧边缘相关的弊端的影响。这些弊端主要相关于因侧部发射和顶部发射之间不期望的光谱差异所导致的颜色变化或有限的颜色纯度。此外，还有在应用中难于有效使用的、从侧部表面部分地朝下(大约一半)和侧向发射的波长转换光通量发射光。此外，相比于活性LED表面区域，扩展度还可增加，这在诸如投射LED系统、汽车前灯或聚光灯之类对扩展度要求严格的应用中是个弊端。一种涂覆发光器件的方法已在US 2005/0062140中揭示，该方法使用模具，该模具用于在LED器件上施加具有光转换颗粒的材料。然而，这种方法涉及特定的涂覆装置，并且这种方法费力且昂贵。因此，需要这样一种发光器件和一种制造这种发光器件的方法所述发光器件不因通过所述发光器件侧边的光发射或相比活性LED表面区域具有增加的扩展度而受不期望的颜色变化或纯度以及效率损失的影响。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是至少部分地克服这些问题，并提供一种发光器件和一种制作这类发光器件的方法，所述发光器件不因通过所述发光器件侧向表面的光散射而受效率损失的影响。因此，依据第一方面，本专利技术提供发光器件1，该发光器件1包括设置在基座3上的发光二极管2。所述器件具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光器件（１），包括设置在基座（３）上的发光二极管（２），该器件具有侧向外围表面（６）和顶部表面（８）以及光学活性涂层（７），所述涂层（７）：沿至少部分的所述外围表面（６）覆盖，从所述基座（３）延伸至所述顶部表面（８），并且基本上不覆盖所述顶部表面（８）。

【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：H·J·B·雅特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL