具有荧光粉涂层的LED的结构和方法技术

本发明专利技术提供了一种发光二极管(LED)装置。LED装置包括：具有顶面的LED发射器；以及设置在LED发射器上方的荧光粉部件。荧光粉部件包括第一荧光粉膜，该第一荧光粉膜设置在LED发射器的顶面上方并且具有在与LED发射器的顶面平行的方向上所限定的第一尺寸；第二荧光粉膜，该第二荧光粉膜设置在第一荧光粉膜上方并且具有在该方向上限定的第二尺寸；并且第二尺寸基本上小于第一尺寸。本发明专利技术还提供了一种具有荧光粉涂层的LED的结构和方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，更具体地，本专利技术涉及一种具有荧光粉涂层的LED的结构和方法。
技术介绍
发光二极管(LED)为注入有或掺杂有杂质的半导体材料。这些杂质将“电子”或“空穴”添加到半导体中，这些“电子”和“空穴”可以在材料中相对自由地移动。根据杂质种类，半导体掺杂区域中的掺杂剂可以主要为电子或空穴，并且分别称作η型半导体区域或P型半导体区域。在LED应用中，半导体包括η型半导体区域和P型半导体区域。在两个区域之间的结处产生反向电场，从而导致电子和空穴远离该结移动，以形成有源区。当将足以克服反向电场的正向电压施加在ρ-η结上时，电子和空穴被迫使进入有源区中并且结合。当电子与空穴结合时，它们降低到较低能级并且以光的形式释放能量。在操作期间，通过电极对将正向电压施加在ρ-η结上。电极形成在半导体材料上方，其中，P电极形成在P型半导体区域上方并且η电极形成在η型半导体区域上方。LED发光通常使用荧光粉材料，从而生成不同于LED的颜色并且提高了显色指数(CRI)。LED发出具有角度依赖性强度分布的光。当将荧光粉材料应用于LED时，该荧光粉材料将光的一部分变换为与未变换部分混合的不同颜色的光。根据角度，或多或少的光进行变换，从而在混合以后生成不同颜色。如所感知的，生成的光的颜色、色温、以及强度具有角分布。另外，由于在不同界面处的多重反射，降低了光提取效率。因此，需要具有荧光粉涂层的LED器件的结构和其制作方法来解决以上问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种发光二极管(LED)装置，包括:LED发射器，具有顶面；以及荧光粉部件，设置在所述LED发射器上，其中，所述荧光粉部件包括:第一荧光粉膜，所述第一荧光粉膜设置在所述LED发射器的所述顶面上并且具有在与所述LED发射器的所述顶面平行的方向上限定的第一尺寸；以及第二荧光粉膜，设置在所述第一荧光粉膜上并且具有在所述方向上限定的第二尺寸，其中，所述第二尺寸基本上小于所述第一尺寸。在该LED装置中，所述第一荧光粉膜包含第一荧光粉材料；并且所述第二荧光粉膜包含第二荧光粉材料，所述第二荧光粉材料不同于所述第一荧光粉材料。在该LED装置中，所述第一突光粉材料发出具有第一峰值波长的第一光；并且所述第二荧光粉材料发出具有第二峰值波长的第二光，所述第二峰值波长基本上大于所述第一峰值波长。 在该LED装置中，所述LED发射器发出蓝光；在通过来自所述LED发射器的所述蓝光激发时，所述第一荧光粉材料发出黄光；并且在通过来自所述LED发射器的所述蓝光激发时，所述第二荧光粉材料发出红光。在该LED装置中，所述LED发射器在所述顶面上包括第一区域和第二区域，所述第二区域围绕所述第一区域；所述第一荧光粉膜设置在所述第一区域中和所述第二区域中；并且所述第二荧光粉膜设置在所述第一区域内。在该LED装置中，所述第一荧光粉膜和所述第二荧光粉膜包含相同的荧光粉材料。在该LED装置中，所述第一荧光粉膜具有第一厚度，所述第二荧光粉膜具有第二厚度；并且所述荧光粉部件在所述第一区域中具有第三厚度并且在所述第二区域中具有第四厚度，其中，所述第三厚度等于所述第一厚度和所述第二厚度的总和；并且所述第四厚度等于所述第一厚度。在该LED装置中，所述第一荧光粉膜和所述第二荧光粉膜中的至少一个被图案化为具有配置为阵列的多个子部件。在该LED装置中，从上向下看去，所述多个子部件中的每一个均包括选自由圆盘、正方形、和多边形所构成的组的形状。在该LED装置中，所述多个子部件包括多个峰值点和多个凹陷点；并且所述峰值点在所述方向上与所述凹陷点相互交错。在该LED装置中，所述峰值点和所述凹陷点被沿着所述方向周期性地配置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发光二极管(LED)装置，包括:LED发射器；以及第一荧光粉层，设置在所述LED发射器上，并且被图案化为具有配置为阵列的多个子部件。在该LED装置中，从上向下看去，所述多个子部件中的每一个均包括选自由圆盘、正方形、和多边形所构成的组的一种形状。在该LED装置中，所述第一荧光粉层具有周期性表面轮廓，所述周期性表面轮廓包括多个峰值点和多个凹陷点，从侧面看去，所述凹陷点基本上低于所述峰值点。在该LED装置中，还包括:设置在所述第一荧光粉层上的第二荧光粉层。在该LED装置中，所述第一荧光粉层在与所述LED发射器的顶面平行的第一方向上具有第一尺寸；所述第二荧光粉层在所述第一方向上具有第二尺寸；并且所述第一尺寸基本上大于所述第二尺寸。在该LED装置中，所述第一荧光粉层包括:封装材料，包含硅树脂和环氧树脂之一；以及荧光粉粉末，散布在所述封装材料中。根据本专利技术的又一方面，提供了一种制造发光二极管(LED)装置的方法，包括:在衬底上设置多个LED发射器；在所述多个LED发射器上方提供第一掩模，其中，所述第一掩模包括多个第一开口 ；以及通过所述掩模的所述第一开口利用荧光粉涂覆所述多个LED发射器，使得每个所述LED发射器均具有包含多个子部件的第一荧光粉部件。在该方法中，利用荧光粉涂覆所述多个LED发射器包括:通过所述第一掩模的所述第一开口将荧光粉材料喷涂到所述多个LED发射器。在该方法中，利用荧光粉涂覆所述多个LED发射器包括:使用所述第一掩模作为丝网印刷板，利用荧光粉凝胶涂覆所述多个LED发射器，所述荧光粉凝胶包含散布有荧光粉的封装材料。在该方法中，提供所述第一掩模包括:提供具有所述多个第一开口的第一掩模，所述第一开口具有开口子集，将所述开口子集设计为将所述第一荧光粉部件的所述多个子部件形成到所述LED发射器之一。在该方法中，还包括:在所述多个LED发射器上方提供第二掩模，其中，所述第二掩模包括多个第二开口，所述第二开口不同于所述第一开口 ；以及通过所述第二掩模的所述第二开口利用荧光粉涂覆所述多个LED发射器，使得所述LED发射器中的每一个均具有位于所述第一荧光粉部件上的第二荧光粉部件。在该方法中，所述第一开口具有第一尺寸；所述第二开口具有第二尺寸；并且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。在该方法中，所述掩模包括选自由金属、石英、和陶瓷构成的组的材料的掩模衬底，并且所述多个第一开口形成在所述掩模衬底中。在该方法中，在所述多个LED发射器上方提供第一掩模包括:提供具有成形开口的组合掩模；所述组合掩模包括堆叠在下部掩模上的上部掩模；所述上部掩模包括多个上部开口，所述下部掩模包括与所述上部开口对准的多个下部开口 ；并且所述下部开口具有第一尺寸Dl，所述上部开口具有第二尺寸D2，所述第二尺寸D2小于所述第一尺寸Dl。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1示出了根据本专利技术的各个实施例的具有荧光粉涂层的LED装置。图2为根据本专利技术的一个实施例的具有荧光粉涂层的LED装置的横截面图。图3A为根据本专利技术的一个实施例的图2的LED装置的俯视图。图3B为根据本专利技术的另一实施例的图2的LED装置的俯视图。图4A为根据本专利技术的各个实施例的具有荧光粉涂层的LED装置的横截面图。图4B为根据本专利技术的一个实施例的图4A的L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管(LED)装置，包括：LED发射器，具有顶面；以及荧光粉部件，设置在所述LED发射器上，其中，所述荧光粉部件包括：第一荧光粉膜，所述第一荧光粉膜设置在所述LED发射器的所述顶面上并且具有在与所述LED发射器的所述顶面平行的方向上限定的第一尺寸；以及第二荧光粉膜，设置在所述第一荧光粉膜上并且具有在所述方向上限定的第二尺寸，其中，所述第二尺寸基本上小于所述第一尺寸。

【技术特征摘要】
2011.12.01 US 13/308,7151.一种发光二极管(LED)装置，包括: LED发射器，具有顶面；以及 荧光粉部件，设置在所述LED发射器上，其中，所述荧光粉部件包括: 第一荧光粉膜，所述第一荧光粉膜设置在所述LED发射器的所述顶面上并且具有在与所述LED发射器的所述顶面平行的方向上限定的第一尺寸；以及 第二荧光粉膜，设置在所述第一荧光粉膜上并且具有在所述方向上限定的第二尺寸， 其中，所述第二尺寸基本上小于所述第一尺寸。2.根据权利要求1所述的LED装置，其中， 所述第一荧光粉膜包含第一荧光粉材料；并且 所述第二荧光粉膜包含第二荧光粉材料，所述第二荧光粉材料不同于所述第一荧光粉材料。3.根据权利要求2所述的LED装置，其中， 所述第一荧光粉材料发出具有第一峰值波长的第一光；并且 所述第二荧光粉材料发出具有第二峰值波长的第二光，所述第二峰值波长基本上大于所述第一峰值波长。4.根据权利要求3所述的LED装置，其中，` 所述LED发射器发出蓝光； 在通过来自所述LED发射器的所述蓝光激发时，所述第一荧光粉材料发出黄光；并且 在通过来自所述LED发射器的所述蓝光激发时，所述第二荧光粉材料发出红光。5.根据权利要求1所述的LED装置，其中， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志翔，李孝文，林天敏，吴民圣，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：