[发明专利]发光二极管中的荧光体位置

说明书

技术领域

本申请要求来自2006年9月1日提交的临时申请序列号No.60/824,385的优先权。

背景技术

本发明表示包含用于颜色转换目的、混合或两者的荧光体的发光二极管的制造和结构的改进。

发光二极管(LED)是半导体器件类，当电流通过p-n结时产生光子。在它们的基础结构中，发光二极管包括至少一个p型层以及一个n型层，一起定义该结。当电流注入该结上时，电子和空穴重新结合并能产生光子。根据电子和物理的非常公知的原理，光子的波形(由此频率)基于重新组合的能量变化。反过来，通过半导体材料的带隙，即材料的价带及其导带间的能量差，限定或限制能量。

因此，通过形成它的材料，大大地限定由LED发出的颜色。由砷化镓(GaAs)和磷化镓(GaP)形成的二极管倾向于在可见光谱的低能红和黄部分中产生光子。材料，诸如碳化硅(SiC)和III族氮化物具有更大带隙，由此能产生具有出现在可见光谱的绿、蓝和紫色部分中以及电磁光谱的紫外线部分中的更大能量的光子。

在一些应用中，当将其输出调节或转换成不同颜色时，LED更有用。特别地，当发蓝光的LED的可用性大大地增加时，使用能转换蓝光子的发黄光的荧光体也同样地增加。特别地，由二极管发出的蓝光和由荧光体发出的黄光的结合能产生白光。反过来，来自固体源的白光的可用性提供在许多应用中结合它们的能力，特别是包括照明和作为用于彩色显示器的背光。在这些设备(例如平面计算机屏幕、个人数字助理和蜂窝电话)中，蓝LED和黄荧光体产生白光，然后以照射彩色元件(通常由液晶形成，“LCD”)的一些形式分布。

在本申请中，一般意义上使用术语“白光”。熟悉人眼感知的多种颜色或颜色生成的人将意识到频率的特定混合能限定为用于具体目的的“白色”。尽管在此所述的一些二极管能产生这类精确的输出，但在此更广泛地使用术语“白色”以及术语“白色”包括不同个人或检测器将感知为具有稍微倾向例如黄色或蓝色的色彩的光。

结合LED使用的许多荧光体是位于LED芯片附近的荧光成分的细微颗粒。在大多数典型的例子中，LED芯片安装在电路板或其他电连接(例如引线框)上以及由形成透镜的基本上透明的材料封装。最常见的是，透镜是聚合物，通常是环氧树脂或硅铜。当包含荧光体时，通常引入其为树脂中的悬浮物。然后，将悬浮物施加到LED上并固化。最终封装(芯片、电引线、透镜)通常称为LED灯。

因为荧光体由颗粒制成，以及因为其分布在树脂中，其相对于LED芯片的物理位置会影响LED的效率和输出。当不能适当地控制荧光体颗粒在树脂中的分布时，最终LED灯会经受比其物理和电子特性能提供的更不适当的输出。

随着结合黄荧光体使用的蓝LED已经增加，某些树脂，包括许多环氧树脂较不适合于这种较高能量设备已经变得显而易见，因为它们当暴露于蓝和较高能量光子时，更易于光化学反应(不幸的是，通常导致老化)。

作为另一因素，将荧光体颗粒添加到聚合物树脂上，然后，将含荧光体树脂施加到LED芯片要求一系列制作步骤。一般地说，必须经液体形式准备树脂，以便它能铸造或形成为所需封装形状。另外，荧光体必须机械地与以这种液体形式的树脂混合，以便能包含在该封装中，对实际制造目的，树脂应当具有合理的“适用期”，即在开始固化前，能工作的时间间隔。

因此，需要荧光体和树脂的结合，以及用于处理荧光体和树脂的技术，其增强而不是复杂化用于制造发光二极管灯的过程。

发明内容

本发明是选择、混合、操作和固化承载荧光体的树脂以便相对于灯封装中的LED芯片产生荧光体的所需位置的方法。

基于结合附图的下述详细描述，本发明的上述和其他目的和优点及其实现的方式将变得更清楚。

附图说明

图1是具有密封剂和荧光体的悬浮物的LED封装的截面视图。

图2是根据本发明并示例说明凹弯月镜的LED封装的截面视图。

图3是根据本发明并示例说明平或稍后凸弯月镜的LED封装的截面视图。

图4是根据本发明的示例性树脂的粘度、时间和温度特性的组合视图。

具体实施方式

本发明是控制设备中的荧光体的所需位置的树脂和荧光体的属性的过程。