[发明专利]均匀发射的 LED 封装

说明书

本申请是申请人美商克列股份有限公司于2007年3月29日提交的同名中国专利申请No.200780012387.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体发光二极管(LED)且更具体地涉及LED封装及LED封装方法。 

背景技术

发光二极管(LED)是将电能转换成光的固态装置，且一般包含夹置在相反掺杂层之间的一或多个半导体材料有源层。当横跨该掺杂层施加一偏压时，空穴及电子注入有源层内，在有源层内它们复合而产生光。光从有源层并从LED的所有表面全向地发射。有用的光一般在通常为p型的LED上表面方向上发射。

传统LED无法从其有源层产生白光。从常规LED产生白光的一种方法是将来自不同LED的不同色彩混合。例如，可将来自红色、绿色及蓝色LED的光或来自蓝色及黄色LED的光混合以产生白光。此外，不同的光色彩通常产生自可能需要复杂的制造来组合在一装置内的不同类型的LED。由于不同类型的二极管会需要不同的控制电压，所得装置还可能需要复杂的控制电子组件。这些装置长期的波长及稳定性还由于不同LED的不同老化行为而劣化。

最近，通过使用黄色磷光体、聚合物或染料包围LED已将来自单个发蓝光 LED的光转换成白光。[参见Nichia Corp. white LED, part No . NSPW300BS,  NSPW312BS, etc. (Nichia Corp.的白光LED，部件号NSPW300BS, NSPW312BS等)，其中包含由黄色磷光体粉末包围的蓝光LED；还参见授予Hayden的美国专利案第5959316号，标题为磷光体LED装置的多重密封。]包围材料“向下转换”某些LED光的波长，从而改变其色彩。例如，如果基于氮化物的蓝光LED被黄色磷光体所包围，则部分蓝光会无变化地地通过该磷光体，而剩余的蓝光会被向下转换为黄光。该LED会同时发射蓝光与黄光，其结合以产生白光。使用此方案的其它LED示例包括授予Vriens等人的美国专利案第5,813,753号与授予Lowery的美国专利案第5, 959,316号。

LED封装的一种类型称为“滴入杯内”方法，其中一LED驻留于杯状凹槽的底部。将包含基质材料的磷光体(例如分布在诸如硅树脂或环氧树脂之类的密封材料内的磷光体粉末)注入并填充该杯，包围并密封该LED。接着，固化该基质材料以硬化该LED周围的封装材料。不过，这种封装可能导致在相对于该封装的不同视角下具有显著的发射光色彩及色调变化的LED封装。此色彩变化在其中磷光体包含延伸到该LED驻留的杯的“边缘”的基质材料的封装中尤其突出，从而导致侧向发射的转换光成为高视角占优势(例如与光轴成90度)。在较高视角下发射的未转换LED的有限数量会使该问题变得更糟。未转换LED光通常被该杯的侧壁以较高视角反射离开，使得几乎没有相应的未转换光在该些角度下发射。

另一种用于封装LED的方法包括将磷光体粒子直接耦合在LED表面上。因为这种改进使转换光及未转换光的源靠近空间同一点，所以这种“白色芯片” 方法可导致与视角有关的色彩均匀度显著改善。例如，因为该转换材料及LED靠近同一空间点，所以黄色转换材料所覆盖的蓝光LED可提供基本均匀的白光源。但是，这种方法通常需要诸如电泳沉积之类的复杂且昂贵的工艺来实现直接涂覆于LED上的均匀磷光体。

发明内容

简要及概括而言，本发明涉及固态发射体封装及制造该发射体封装的方法。根据本发明的发射体封装的一个具体实施例包括次载具，和安装到该次载具一表面的固态发射体。该次载具包括在所述LED周围的第一弯月面形成特征( forming feature )。密封材料基质包括在该次载具的表面上，并覆盖所述固态发射体。该密封材料基质在该发射体上方形成圆顶形状，且该密封材料基质的大小及形状受到该弯月面形成特征的宽度及形状的影响。

根据本发明的发射体封装的另一具体实施例包括安装到具有包围该发射体的第一弯月面形成特征的主体的表面上的固态发射体。密封材料包括在该表面上并覆盖该固态发射体。邻近该表面的该密封材料的外部边缘由该弯月面形成特征来限定。该密封材料在所述发射体上方形成基本为圆顶状的覆盖体。

根据本发明一种用于制造LED封装的方法的一具体实施例包括提供表面具有第一弯月面保持特征的主体。固态发射体安装到具有包围该发射体的弯月面保持特征的表面上。液体密封材料基质引入该LED及该表面上方，该第一弯月面保持特征将液体密封材料基质以圆顶形状保持在发射体上方。然后固化该基质密封材料。