[发明专利]LED装置中的低折射率间隔层

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及LED装置，而更准确地说，涉及具有低折射率间隔层的LED装置和制造这些装置的方法。

相关技术说明

固态发光装置，如无机或有机发光二级管(LEDs)，将能转变成光并广泛地用于许多应用。如该领域的技术人员众所周知，无机固态装置一般包括一个或多个半导体材料的激活区，所述激活区置于对置的掺杂区之间。当横过掺杂区加一偏压时，就发生电子-空穴复合作用以便产生光，且光从激活区朝LED的所有表面中的全向路线发射。常规的LED可以包括反射器和/或镜面，以便将所发射的光导向所需的方向。

由LED所发射的颜色或波长主要依赖于所述颜色或波长由其产生的材料的性能，如激活区的带隙。LEDs已建造成发射在可见光谱的颜色范围内的光，所述光包括红光、黄光、绿光、和蓝光。另一些LEDs在电磁谱的紫外(UV)范围中发射。经常理想情况是将磷光体加到LED中，以便在光发射之前通过将从LED发射的一部分光转变来制作发射光谱。例如，在某些蓝LED中，将一部分蓝光“降频转换(downconvert)”到黄光。因此，LED发射蓝光和黄光的组合，以便产生对人眼显示白光的光谱。如本文所用的，术语“磷光体”一般用来表示任何光致发光材料。

磷光体已设在LED结构内各种不同的区域中。例如，磷光体可以分散在圆顶形封装剂的内部和/或涂敷在该圆顶形封装剂的外部，所述封装剂覆盖装置。磷光体可以远离发光模具设置，如美国专利No.7286926中所表明的。磷光体也可以涂敷或沉积在模具自身上。一些技术经常用来加入磷光体，所述技术包括电泳沉积、模板印刷、旋涂或喷涂等。另一种技术使用磷光体分散法，此处可以将其中含有磷光体的一滴材料，如环氧树脂、硅酮封装剂等，放置在模具上，并因此以便在模具上形成外壳。这有时称之为“滴顶”(glob top)法。在另一种技术中，可以将含磷光体的材料滴放置在模具上并令其沉降。这种技术可以称之为“远程沉降法”(remote setteling)。

许多应用要求LED发射白光。如本文所用的，术语“白光”在一般意义上使用，并包括不同的个人或检测器可以觉察为朝例如黄光或蓝光方向具有浅色调的光。如上所述，某此常规LED装置将黄磷光体结合在蓝LED上，以便得到白光。从LED发射的蓝光的一部分穿过磷光体而不转变，而所发射的蓝光的一部分降频转换到黄光。逸出发光装置的蓝光和黄光的组合提供白光输出。

LED已制造成包括若干另外的功能特色，例如，像反射/折射层、透镜和光散射元件。某些LED包括下述表面，该表面已形成纹理，以便通过减少在各种不同材料界面处的全内反射来增加光提取作用。在该技术中众所周知的许多另外的功能特色可以组合，以便建造具有特定特征的LED。

图A示出众所周知的LED装置10。LED芯片11设在安装面12上。一层波长转换材料13围绕LED芯片11。封装剂14覆盖LED芯片11和转换层13。LED芯片具有一有纹理的发射表面15，该有纹理的发射表面15通过抵销折射率降低的作用来帮助提取在LED芯片11和转换层13的界面处的光。从LED芯片11发射的光的一部分在转换层13的内部、在与封装剂的界面处，或者在封装剂14内，背向有纹理的表面12反射或后向散射。由于有纹理的表面12与界面处折射率的升高耦合，所以，该入射光的主要部分重新进入LED芯片11，在该处入射光可以被吸收，从而降低了装置10的光提取效率。

发明提要

本发明的LED装置和一个实施例包括下列元件。LED芯片设在安装面上。LED芯片具有一有纹理的发光表面和第一折射率。间隔层设在LED芯片上并覆盖发光表面。间隔层具有第二折射率，该第二折射率小于第一折射率。至少一个功能层设在间隔层上。

LED装置的另一个实施例包括下列元件。LED芯片设在安装面上，并具有一有纹理的发光表面和第一折射率。LED芯片发射蓝光。间隔层设在LED芯片上，并覆盖发光表面。间隔层具有一平表面和第二折射率，所述平表面与LED芯片相对，而第二折射率小于第一折射率。波长转换层设在间隔层上。波长转换层转换一部分蓝光并发射黄光。封装剂设在安装面上，并覆盖LED芯片。LED装置这样建造，以便发射蓝光和黄光的组合，因此该组合显示白光。