[发明专利]RGB热隔离衬底

说明书

发明领域

本发明涉及发光二极管(LED)，尤其是涉及用于热隔离不同类型的多色LED的安装衬底。

背景技术

已知的是将红、绿和蓝LED管芯安装在单个底座上以产生白光模块。底座是导热和电绝缘衬底(例如陶瓷)，具有形成在其上的导体，该导体从LED触点引导到两个或者多个引线或者焊料接触焊盘。导体通常串联和/或并联地互连至少一些LED。然后通常将底座安装在具有引导到电源和/或其它底座的连接器的印刷电路板上。将由每个管芯产生的热量传输到底座并最终到热耦合到底座的散热器(例如电路板)。由于整个底座基本上为相同的温度，所以和其它LED相比产生相对低热量的LED将被其它LED加热。例如，由红色LED产生的热量可以低于由蓝色LED产生的热量，因为需要的电流流过红色LED以产生所需要的光输出。

通常使用AlInGaP外延层形成红色和琥珀色LED，同时通常使用AlInGaN外延层形成绿色和蓝色LED。AlInGaP LED的光输出对温度非常敏感(更高温＝更低输出)并且远远比AlInGaN LED更敏感。因此，RGB模块的整体颜色将随着温度而改变。尤其不希望的是，当模块使用在彩色显示器中或者用作平板显示背光使用时。另外，AlInGaP LED的过渡加热降低了其使用寿命。

另外，由于红色LED通常具有厚的窗口层，所以红色LED通常比蓝色LED厚。因此，红色LED较高地设置在公共底座上，导致红色和绿色/蓝色LED具有不同的光输出出射平面。这导致模块整体颜色输出的变化。

为了避免上述的加热问题，RGB LED可以安装在单独的底座上面，但是这导致了附加的费用、RGB模块的更大面积、跨过额外电线的电压降以及其它缺点。

发明内容

描述了一种用于红色、绿色和蓝色LED的底座，其中在底座中底座具有热隔离沟道和/或孔，使得由绿色/蓝色AlInGa N LED产生的高热量不能传导到热敏感的红色/琥珀色AlInGaP LED。底座包含以多种结构互连LED的导体。

在一个实施例中，AlInGaP LED在底座中是凹入的，使得所有的LED具有相同的光出射平面。

底座可以用于产生其它颜色例如黄色、琥珀色、橙色和青色的LED。

附图的简要说明

图1是RGB LED底座的顶视图，示出了用于AlInGaP LED的LED位置、中心凹入部分的以及底座中的热隔离沟道。

图2是底座的顶视图，示出了用于一些LED的接触焊盘。

图3是底座和LED的部分截面图，示出了热隔离沟道和孔。

图4是底座的部分横截面图，还示出了将LED电极电耦合到多个到体和底部焊料焊盘的通孔。

图5是底座的底视图，示出了多种焊料焊盘，其可以以任何结构连接到LED电极。

图6是使用安装在底座上的RGB LED作为背光的液晶显示器(LCD)的横截面图。

具体描述

作为正文前的内容，形成不同类型和颜色的常规LED。在使用的例子中，一种类型的LED是GaN基LED，例如AlInGaN LED，用于产生绿色、青色、蓝色或者UV光。通常来说，使用常规的技术在蓝宝石衬底上生长p和n型外延GaN层。P层通常是上层并通过上表面上的金属电极接触。

使用多种技术获得对下面的n层的电连接。在倒装晶片中，刻蚀掉p层和有源层的一部分以露出用于金属化的n层。以这种方式，p触点和n触点在芯片的相同侧上，并可以直接电连接到底座接触焊盘上。来自n金属触点的电流最初横向流过n层。相反，在垂直注入(非倒装晶片)LED中，在芯片的一侧上形成n触点，在芯片的另一侧上形成p触点。p或者n触点的其中一个的电连接通常由一根电线或者一个金属桥来完成，另一个触点直接连接到底座接触焊盘。尽管在例子中使用了倒装晶片GaN LED，但是电线连接GaN LED同样可以受益于本发明。

对于红色、琥珀色、橙色和黄色光，使用AlInGaP材料系统形成LED。在AlInGaP LED中，在生长或者晶片连接导电窗口层之后，通常在GaAs衬底上生长p和n型外延AlInGaP层。可以去除掉吸光的GaAs衬底。LED可以形成为倒装晶片或者使用电线连接。

使用名称AlInGa N和AlInGaP表示具有含任何Al和In百分比(包括零)的GaN或者GaP基的以得到所需要颜色的LED。