发光二极管封装, 发射器封装及用于发光的方法技术

一种LED封装，包括用于发射LED光的LED，以及远离于所述LED的用于对LED光的波长进行下变频的变换材料。所述封装进一步包括反射器，将LED光中的至少一些引导到所述变换材料，所述变换材料对经反射的LED光中的至少一些的波长进行下变频。一种用于从LED封装发光的方法，包括：提供LED、反射器及变换材料，从所述LED发光，LED光中的至少一些被朝向所述反射器发射。所述方法进一步包括：将LED光中的至少一些反射为朝向所述变换材料，并在所述变换材料处变换经反射的LED光中的至少一些。经变换的经反射的LED光中的至少一些由所述LED封装来发射。

【技术实现步骤摘要】
, 发射器封装及用于发光的方法
本专利技术涉及发光二极管，尤其涉及一种发光二极管装置及用于自波长下变频材料有效地产生光的方法。_4] 先前技术发光二极管(LED)为将电能变换为光的固态设备，且通常包含一夹于两个相对掺杂的半导体材料层之间的半导体材料活性区域。当在掺杂层上施加偏压时，将空穴及电子注入至活性区域内，在活性区域内，其重新组合以产生光的。光自活性层及自LED的所有表面发出。LED的最近的进展(诸如，基于氮化物的LED)已导致了高效光源，该等光源超越了基于灯丝的光源的效率，同时提供相对于其输入功率具有相等或更大的亮度的光。用于照明应用的常规LED的一个缺点在于其不能自其活性层产生白光。用以自常规LED产生白光的一种方式是组合来自不同LED的不同色彩。举例而言，可通过组合来自红光、绿光及蓝光LED的光或组合来自蓝光及黄光LED的光来产生白光。此方法的一个缺点在于其需要使用多个LED来产生光的单一色彩，从而增加了总成本及复杂性。光的不同色彩亦通常自不同类型的LED得以产生，且在一设备上组合不同LED类型可能需要复杂的制造且可能需要不同的控制电压。由于每一设备可能具有不同的电学需求且在变化的操作条件下(例如，随着温度、电流或时间)可能不同地工作，所以这些类型的发射器的制造复杂且成本高。组件LED的发射谱线通常狭窄(例如，10-30nm FffHM)，且存在难以获得高效率LED的波长范围(例如，大约550nm)。结果，可能难以达成具有低成本及高成品率的高功效及高现色指数。此在光谱需求需要高效率绿光LED时可能尤其有问题，因为此等LED仅被实现于(In、Ga、Al)N系统中，且通常经受低效率及随着操作条件(诸如，驱动电流及温度)的变化，波长及发射会变化。虽然仅可使用在互补色彩(例如，蓝色、黄色)下发射的两个LED来实现较简化的白灯，但在此等灯中极度难以达成高现色系数。来自单一发蓝光LED的光亦已通过以黄色磷光体、聚合物或染料来包围LED芯片而被变换为白光，其中典型的磷光体为Ce:YAG。。周围材料"下变频"LED光中的至少一些的波长，从而改变其色彩。举例而言，若基于氮化物的发蓝光LED由黄色磷光体包围，则一些蓝光将穿过该磷光体而不被改变，而剩余光将被下变频至黄色。该LED将发射蓝光及黄光，其组合以提供白光。用磷光体层来涂布LED的一种常规方法是利用注射器或喷嘴将含有环氧化物的磷光体注射于LED上。用于涂布LED的另一常规方法为通过模板印刷，其描述于Lowery的欧洲专利申请案EP 1198016 A2中。以邻近LED之间的所要距离而将多个发光半导体设备配置于基板上。提供具有与LED对准的开口的模板，其中孔洞稍大于LED且模板厚于LED。将模板定位于基板上，其中每一 LED位于模板中相应的开口中。接着将一组合物沉积于模板开口中，其覆盖LED，其中在可通过热或光加以固化的硅酮聚合物中，典型的组合物为磷光体。在填充孔洞之后，自基板移除模板，且使模板组合物固化至固态。以磷光体来涂布LED的另一常规方法是利用电泳沉积。使变换材料粒子悬浮于基于电解质的溶液中。将多个LED配置于导电基板上，接着将该导电基板几乎完全浸没于电解质溶液中。在未浸没于溶液中的位置处，将来自电源的电极耦合至导电基板，且将另一电极配置于电解质溶液中。将来自电源的偏压施加于电极上，此使电流穿过溶液至基板及其LED。此产生一电场，使变换材料被吸至LED，从而以该变换材料来覆盖LED。 在这些常规LED封装中，磷光体变换元件紧紧地靠近于LED芯片，且由于磷光体的散射及朗伯(Lambertian)发射特征,大部分光被发回LED封装及LED芯片中。在透射穿过磷光体层后，光子亦可经历多个散射事件。由磷光体层所散射或发射且被引向LED芯片的光经受芯片的光提取限制。LED芯片光提取效率通常小于一，从而导致进一步的光子损失。 经散射回至封装中的光可被反射回，但封装材料的反射率通常仅为70-90%。散射及回射增加了封装内所发射的光的路径长度，且因此增加了经历损失的机会。
技术实现思路
简言之且一般而言，本专利技术针对用于发光的发射器封装及方法，并且特别针对LED封装以及从LED封装发光的方法。根据本专利技术的发射器封装的一个实施例包括一发射光的初级发射器，以及远离于该初级发射器的能够变换发射器光的波长的变换材料。该封装进一步包括反射器，以将该发射器光中的至少一些反射为朝向该变换材料，所述经反射的光中的至少一些的波长由所述变换材料进行变换。根据本专利技术的LED封装的个实施例包括用于发射LED光的LED，以及一远离于LED的用于对LED光的波长进行下变频的变换材料。该封装进一步包括将LED光中的至少一些反射为朝向该变换材料的反射器，经反射的LED光中的至少一些的波长由该变换材料进行下变频。根据本专利技术的用于发光的方法的一个实施例包括从初级发射器发射初级光，反射初级光中的至少一些。该方法进一步包括变换至少一些经反射的初级光。发射经变换的初级光，或经变换的初级光与初级光的波长组合。根据本专利技术的用于从LED封装发光的方法的一个实施例包括提供LED、反射器和变换材料，从LED发光，所述光中的至少一些被朝向该反射器发射。该方法进一步包括将LED光中的至少一些反射为朝向该变换材料，以及在变换材料处变换经反射的LED光中的至少一些。经变换的经反射的LED光中的至少一些由LED封装来发射。根据以下的详细描述及示例性地图示本专利技术特征的附图，本专利技术的这些和其他方面及优点将变得显而易见。附图说明图I为根据本专利技术的有效LED封装的一实施例的剖视图2为根据本专利技术的LED封装的另一实施例的剖视图；图3为根据本专利技术的具有不止一个反射器的LED封装的另一实施例的剖视图；图4为根据本专利技术的具有用于光束成形的光学元件的LED封装的一实施例的剖视图；图5为根据本专利技术的具有用于光束成形的光学元件的LED封装的另一实施例的剖视图；图6为根据本专利技术的具有反相LED及半球形反射器的LED封装的另一实施例的剖视图；图7为图7中的LED封装的俯视图；图8为根据本专利技术的多LED封装的一实施例的剖视图； 图9为根据本专利技术的发光方法的一实施例的流程图；及图10为根据本专利技术的发光方法的另一实施例的流程图。本专利技术的具体描述本专利技术提供一种有效LED封装及用于自LED封装有效发光的方法。根据本专利技术的装置及方法远离于LED而配置反射性变换材料。此方法允许使用相对较薄且密集的磷光体材料层来将LED光下变频为另一波长。此减小了变换器材料内光的路径长度，且改良了LED封装的效率。LED封装发射的色彩由反射性变换器膜或薄磷光体层的组合物控制，所述反射性变换器膜包含色彩变换材料和中性高反射率材料两者，所述薄磷光体层在可能带有黏合剂(诸如，环氧化物或聚硅酮)的均匀涂敷的高反射性(例如，银或铝镜)表面上。本专利技术的不同实施例具有一光学配置，其中来自变换材料的光经向用户反射且不向封装回反射。根据本专利技术的LED封装允许由LED朝向磷光体所发射的光子不朝向灯内的低反射率的低光提取元件显著地背向散射光。因此对于所有光子而使散射及吸收事件最小化，且随着少量通过而发生来自LED封装的光提取。通过使变换材料远离于LED，变换材料保持较凉，从而进一步改良灯效率。对于根本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于发射光的方法，包括从初级发射器发射初级光；以第一反射器改变至少一些所述初级光的方向朝向第二发射器，其中所述第二反射器包括变换器；变换至少一些所述被改变方向的初级光；以及发射所述被变换的初级光或者所述被变换的初级光和所述初级光的波长组合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS梁，B科勒，J艾贝森，EJ塔沙，
申请(专利权)人：美商克立股份有限公司，
类型：发明
国别省市：