[发明专利]具有相变断开状态白色材料的发光器件和制造方法

说明书

本文描述了发光器件（LED）。LED包括发光半导体结构、波长转换材料和断开状态白色材料。发光半导体结构包括设置在n层和p层之间的发光有源层。波长转换材料具有与发光半导体结构毗邻的第一表面和与第一表面相对的第二表面。断开状态白色材料与波长转换材料的第二表面直接接触，并且包括设置在光学功能材料中的多个核‑壳颗粒。核‑壳颗粒中的每一个包括包裹在聚合物或无机壳中的核材料。核材料包括相变材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月4日提交的美国临时专利申请号62/ 403994和2017年10月2日提交的美国非临时专利申请号15/722903的权益，它们通过引用并入，如同在本文中完全阐述一样。

背景技术

发光二极管可以用作各种应用中的白色光源，诸如用于移动电话相机的闪光源和白炽灯。这种LED在本文中可称为白色LED。当LED处于接通状态时，从观察者的角度白色LED可能表现出发射白光。然而，它们实际上可以由发射非白光的发光半导体结构以及使非白光对观察者表现出白色的波长转换结构组成。例如，白色LED可以由被黄色发射磷光体层覆盖的蓝色发光半导体结构形成。由发光半导体结构发射的蓝光的光子可以作为蓝色光子穿过黄色发射磷光体层，或者可以通过黄色发射磷光体层转换成黄色光子。最终从LED发射出的蓝色和黄色光子组合起来，使从LED发射的光对观察者表现出白色。

发明内容

本文描述了发光器件（LED）。LED包括发光半导体结构、波长转换材料和断开状态白色材料。发光半导体结构包括设置在n层和p层之间的发光有源层。波长转换材料具有与发光半导体结构毗邻的第一表面和与第一表面相对的第二表面。断开状态白色材料与波长转换材料的第二表面直接接触，并且包括设置在光学功能材料中的多个核-壳颗粒。核-壳颗粒中的每一个包括包裹在聚合物或无机壳中的核材料。核材料包括相变材料。

附图说明

图1A是包括发光半导体结构和断开状态白色材料的示例发光器件（LED）的示意图；

图1B是可以包括在图1A的LED中的示例发光半导体结构的示意图；

图1C是可以包括在图1A的LED中的断开状态白色材料的示例层的示意图；

图2A是包括断开状态白色材料的示例闪光LED的示意图；

图2B是包括断开状态白色材料的另一示例闪光LED的示意图； 以及

图3是制造具有断开状态白色材料的LED的方法的流程示意图。

具体实施方式

虽然白色LED可能表现出在其接通状态下发射白光，但是这种LED在断开时可能表现出是波长转换材料的颜色。例如，当断开时，诸如当在商店货架上被观察时，包括黄色发射磷光体层的白色LED可能对观察者表现出黄色或绿色。然而，普通消费者可能期望包括白色LED的产品即使在断开状态下也表现出白色。例如，走进商店购买白色灯泡的人通常会期望白色灯泡实际上表现出白色，并且如果灯泡表现出黄色或绿色，则可能认为它是有缺陷的。对于可能期望相机闪光灯表现出白色的移动电话消费者来说情况也是如此。如果LED在断开状态以及接通状态下都表现出白色，则这种产品对于消费者来说将更有销路。

已经使用白色非磷光体惰性材料的颗粒体来为LED提供断开状态的白色外观。这种材料的示例包括二氧化钛（TiOx）和氧化锆（ZrOx）。这些材料的亚微米尺寸的颗粒可以与透明材料（诸如硅树脂）混合，并应用在非白色LED表面之上，以使其在LED断开状态下对观察者表现出更白。然而，当器件接通时，这种白色非磷光体惰性材料的颗粒体保持白色。因此，它们可以提供从LED发射的光的一些散射，从而降低LED的流明输出。