[发明专利]具有荧光粉涂层的LED的结构和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明涉及以下共同受让的美国专利申请，其全部内容结合于此作为参考：由发明人Fu-Wen Liu等人于2011年6月1日提交的名称为“LED PHOSPHOR PATTERNING”的编号为13/150,449的美国专利申请(代理人卷号：TSMC2010-1264(-1284))。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种具有荧光粉涂层的LED的结构和方法。

背景技术

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n型半导体区域或p型半导体区域。在LED应用中，半导体包括n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p-n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p-n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n电极形成在n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。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，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。

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。

根据本发明的另一方面，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。