白光装置及方法

专利名称：白光装置及方法
技术领域：
本发明涉及照明技术。本发明的实施例包括对由含使用荧光粉的材料的块镓化氮制成的，或在其他材料上制成的LED器件阵列进行封装的技木。本发明可以用于白光照明、多色照明、普通照明、装饰照明、车灯、飞机灯、路灯、植物生长照明、指示灯、平板显示器照明及其他光电器件。
背景技术：
在十九世纪晚期，托马斯 爱迪生发明了灯泡。传统的灯泡使用被罩在以底座密封的玻璃泡内的钨丝，该底座被拧进灯插ロ。该插ロ耦接至电源。不幸的是，传统的灯泡消耗了 90%以上的能量用作热能。另外，由于钨丝蒸发，使得传统的灯泡最后不能使用。荧光照明使用填充有惰性气体和通常为汞的管结构。一对电极通过镇流器耦接至交流电源。当汞被激发时，其发出UV光。被UV光激发的荧光粉发出白光。固态照明依赖于半导体材料来制造发光二极管(led)。红光LED使用磷镓化铟铝或AlInGaP半导体材料。中村修ニ率先使用InGaN材料来制造发出蓝光的LED。蓝光LED促进了诸如固态白光照明的革新及其他发展。基于InGaN的蓝光发光器件、紫光发光器件或紫外光发光器件与荧光粉结合使用来提供白光LED。

发明内容
本发明提供ー种利用基板规模加工制造LED器件的方法。所述方法包括设置具有表面区域的基板，及形成反射率至少为85%的反射面。所述方法进ー步包括形成空间上设置在所述反射面上的多个阵列区域，LED器件形成在所述反射面上。如果需要，在所述反射层上设置电隔离层，且可以在LED上增设罩构件。在另ー个实施例中，本发明提供一种制造多个灯芯片的方法，每个灯芯片具有多个LED。硅材料具有抛光的表面区域。在所述表面区域上形成反射材料，然后在反射材料上形成电隔离材料。形成多个阵列区域，每个阵列区域具有导电接触，并将LED放置在所述导电接触上。然后添加封装材料以包围所述LED。在另ー个具体实施例中，LED模块包括引线框构件以及具有表面区域的基板，该基板耦接至所述引线框构件。所述基板构件包括在所述表面区域上具有第一反射率水平的反射层。另外，所述装置包括所述反射层上的电隔离层。所述装置还包括设置在所述隔离层上的阵列区域，所述阵列区域彼此电耦 接。所述LED定位在所述阵列区域上。LED器件的阵列可以被配置为每平方厘米至少50安培的电流密度。在另ー个实施例中，所述模块包括具有被配置为第一、第二及第三波长范围中的每ー个的波长转换材料的波长区域，每个波长区域被配置为输出确定的电磁辐射的波长发射光谱。在另ー个实施例中，LED模块包括具有表面区域的基板。反射表面覆盖在所述表面区域上。在反射材料上形成有导电图案，并将LED粘附在导电图案上。由LED波长激发的发光材料提供第一顔色光。LED上的罩构件基本上是透明的，且为第二顔色。将第一和第ニ颜色组合在一起产生第三颜色的光。本器件及方法提供效率得到提高的改进照明技木。使用传统的エ艺技木，更易于实现本方法及所得结构。在具体实施例中，蓝光LED器件发出波长在约440纳米至约495纳米之间的电磁辐射，绿光LED发出波长在约495纳米至约590纳米之间的电磁辐射，红光LED发出波长在约590纳米至约660纳米之间的电磁辐射，在优选实施例中，本方法及装置使用被配置为紫光电磁辐射(380-440nm)及组合的LED器件。根据本申请，三种以上顔色可以用于产生所需颜色和质量的光。


图1A是示出了发光二极管的示意图；图1B是示出了 LED装置的平面图的示意图；图1C是示出了可替换发光二极管装置的示意
图1D是示出了 LED装置的平面图的示意图；图1E是示出了可替换发光二极管装置的示意图；图2是示出了制造LED器件呈阵列排列的LED封装件的过程的示意图；图3是示出了制造LED器件呈阵列排列的LED封装件的过程的示意图；图4是示出了 LED封装件的示意图；图5是示出了 LED封装件的3D视图的示意图；图6是示出了 LED封装件的安装的示意图；图7是示出了 LED封装件的可替换安装的示意图；图7A是示出了圆形LED封装件的可替换安装的示意图；图8是示出了交流电LED灯的示意图；图8A是交流电LED灯的分解图的示意图；图8B是示出了 LED灯系统的示意图；图9是示出了交流电灯的组装的示意图；图10是示出了 LED封装件的散热的示意图；图11是示出了附接在热沉上的LED封装件的散热的示意图；图12是示出了 LED阵列的电路图；图12A是示出了 LED阵列的操作的示意图；图13是示出了 LED装置的性能的示意图；图14是示出了带电阻器调节的LED阵列的电路图；图15是示出了带交流电阻器的LED阵列的电路图；图15A是示出了使用220V交流电源的LED阵列的电路图；图15B是示出了被配置为使用24V直流电源的LED阵列的电路图16是示出了对LED器件进行颜色调节的示意图；图17是示出了使用用于LED器件的滤色器进行颜色调节的示意图；图18是示出了使用用于LED器件的发光板进行颜色调节的示意图；图19是示出了使用用于LED器件的吸收材料和/或反射材料进行颜色调节的示意图；图20是示出了使用不同顔色的LED器件进行颜色调节的示意图。
具体实施例方式在本文中，“LED器件”是指发光二极管，“LED封装件”是指具有可选的相关联电子元件(例如电阻器、ニ极管及电容器)的封装的LED器件。传统的LED器件存在多个缺点。例如，为了实现高的光输出，LED器件经常被结合在一起。这种布置成本高，并且造成大型结构。为了在照明市场进行有利竞争，需要降低从LED产生光的成本。这可以通过增加每单位面积的输出-流明(其要求器件工作电流密度増加)来实现。市售LED的典型工作电流密度为< lOOA/cm2。GaN基激光二极管表现出5-lOkA/cm2的工作电流密度，增加了高达100x。因此，具有提高LED的工作电流密度的能力，从而降低光产生成本并增强了基于LED的解决方案滲透到一般照明市场的力量。然而，在诸如蓝宝石、SiC或硅等的基板上制造目前市售的LED。这会导致高位错密度，众所周知高位错密度会使得具有高电流密度的GaN基光电器件的寿命缩短。这种效应在激光二极管中尤为明显。此外，典型的InGaN基LED表现出随着电流密度增加效率降低(“电流下降”)的特性。在由体块式GaN基板制成的InGaN基LED中体现了相对于电流下降的提高。此外，由体块式GaN基板提供的低位错密度 lE7cnT2)可以提供高电流密度下的可靠操作。需要的是ー种能够具有体块式GaN的优点，同时提供用于照明的所需操作特性，即流明密度高、热管理良好、转换成白光的效率高、可靠性高及电源接ロ灵活的LED器件。图1A是发光二极管装置的示意图。LED封装件100包括基板101、反射层102、电隔离的隔离层103、导电图案104A和104B及LED 105。基板101是具有基本上平坦表面区域的硅材料，优选通过抛光エ艺来实现平坦表面区域。基板101还可以是硅、金属、陶瓷、玻璃或单晶晶片。反射层102使由LED 105及任意发光材料发出的光被基板101反射，而不是由基板101吸收。反射层102的反射率至少为80%，通常反射率大于92%。反射层102可以由各种材料，例如，银或铝制成。在一个实施例中，将介质涂层添加到银或铝层中以提高反射率。对于大约390纳米至大约800纳米的波长，反射层102通常具有大于90%、95%、98%、有时大于99%的平均反射率。在一个实施例中，反射层包括金属材料和介质层的多层。电光学透明隔离层103设置在反射层102和导电图案104A和104B之间。隔离层103由提供反射层102和导电图案104之间的电绝缘的介质材料组成。介质涂层有时提高了金属层的反射率，还提供了电绝缘功能。隔离层103通常为介质材 料。在各个实施例中，可以使用SiO2, AIN, Al2O3和/或SiN或其组合。在一个实施例中，隔离层的厚度大于I微米并在反射层102和导电图案104之间提供大于I千伏特的电隔离。用于电绝缘，隔离层优选具有至少IW(m-K)的导热率。
通常为银或铝的导电图案104A和104B位于隔离层103的上部。在图1的侧视图中，仅示出了两个导电图案，但LED封装件可以具有呈阵列排列的大量导电图案，例如，如图4所示的MXN阵列的导电图案。每ー个导电图案用于为LED器件提供电力，可以包括用于此目的的附加电路。在制造过程中，当首先在隔离层上形成导电图案，然后以期望的构造将这些导电图案彼此连接(例如通过引线接合)时，导电图案为彼此电隔离。引线接合エ艺可以在沉积荧光材料之前或之后进行。导电图案优选具有反射特性，例如具有至少为80%的反射率。设置在导电图案上的LED器件可以布置成特定波长的特定LED设置为期望图案的配置。在图中，LED 105与导电图案104A连接，该导电图案包括用于为LED 105提供电カ的电路。LED封装件100根据应用可以包括其他组件。通常，例如将LED器件、焊线及其他电路封装在硅树脂中，有时该硅树脂具有荧光粉。装置100还可以包括位于LED上部以对其进行保护和/或对从LED封装件发出的光的颜色进行调节的罩构件。LED封装件可以通过各种方式受电，例如包括直流或交流电源接ロ。LED封装件可以包括用于为LED供电的有源驱动电路或全波整流电路。LED器件可以以串联配置或串并联配置形式连接，以实现正向电压与电源匹配。可以灵活地实现以LED器件阵列构成的LED封装件100。从LED封装件输出的光量可以通过改变LED器件的数量或通过减少LED芯片的尺寸进行调节。图1B是示出了 LED装置的平面图的示意图。如图所示，LED器件设置在导电焊盘上。为了给LED器件供电,LED器件的顶部与一个电接面(electrical junction)连接,LED器件的底部通过位于其正下方的导电焊盘与另ー个电接面连接。图1C是示出了根据本发明实施例的可替换发光二极管装置的示意图。如图所示，LED封装件150包括基板151、可选的反射层154、隔离层152、导电图案153A和153B及LED155。基板151是具有基本平坦表面区域的平面基板。该平面可以通过抛光获得，并且优选基本上由硅组成，但可以是金属、陶瓷、玻璃、晶体晶片等等。可选的电介质隔离层152设置在基板152上。隔离层152提供基板151和导电图案153之间的电绝缘。隔离层可以以关于图1A描述的方式和材料形成。图1C与图1A的不同之处在于,具有位于导电图案153B和隔离层152上部的反射层154。反射层154将由LED 105和/或发光材料发出的光反射。优选地，反射层154具有至少80%的高反射率程度，但在ー个实施例中，反射层的平均反射率大于97%。反射层154可以由诸如银或铝的各种材料制成。可以将介质涂层添加到银或铝层上以进ー步提高反射率。对于大约390纳米至大约800纳米的波长，这种反射层154的平均反射率可以大于90%, 95%, 98%,或甚至大于99%。在一个实施例中，反射层包括包含金属反射层和介质层的多层。如上所述，LED封装件150可以包括例如焊线、封装材料及罩构件的其他组件，并且可以被适宜地供电。位于金属反射层下方的是电隔离层，该电隔离层在图1C中未示出，并且该电隔离层使金属反射层与电路层电隔离。在另ー个实施例中，反射层154不是金属而是高反射的漫反射器，例如金红石型TiO2颗粒的锐钛矿。图1D是示出了示出焊线的LED装置的平面图的示意图。为了给LED器件供电，LED器件的顶部与ー个电接面连接，LED器件的底部通过位于其下方的导电焊盘与另一个电接面连接。
图1E是示出了根据本发明另ー实施例的可替换发光二极管装置的示意图。所述的结构与上述的那些结构类似。然而，在图1E中，基板材料可以是导电的或半绝缘的。如果基板材料是导电的(例如，小于lOOohms-cm的电阻率)，则在导电图案和基板材料之间设置隔离层。另ー方面，如果基板材料是半绝缘的(例如至少lOOohms-cm的电阻率)，则隔离层就是可选的，且导电图案可以直接设置在基板材料上。导电图案通过隔离间隙彼此电隔离，该隔离间隙可以是空气间隙或填充有绝缘材料。图2是示出了用于制造LED器件呈阵列排列的LED封装件的过程的示意图。硅晶片基板201用作用于制造LED封装件的基板材料。这里，选择成本相对低(在2010年初每个晶片大约$65)的8”晶片。考虑到效率和经济性，可以使用其他大小的晶片。对硅基板201进行抛光处理，从而使得该硅基板具有平坦表面。硅基板201的导热率较高，例如，整体(bulk)导热率大于50W/(m-k)。在对硅基板201进行处理之后，在其表面上形成反射面。在图2中，基板202包括在基板的上部具有反射层(例如银、铝或其他涂层)的硅基板201。在反射层上形成通常约为0. 5微米厚的光学透明电隔离层103。上文关于图1对该层进行了描述。在基板203上形成导电图案层。如基板203上所示，将九组导电图案形成3X3的配置，每组导电图案由用于安装LED器件的36个导电区域构成。利用期望晶圆代エ适合エ艺形成导电图案。在一个实施例中，所有电接触和导电图案都位于硅的单个上表面上，因此，不需要成本高的通孔。考虑到具有低成本和高性能，选择用于形成导电图案的材料和エ艺(在2010年初每个晶片大约$25)。导电图案包括用于提供电接触并且还是高反射性的金属材料。例如，硅树脂的坝体(dam)结构被形成为使所示的基板204上的导电图案彼此分离。由娃坝体包围的姆一个导电图案的尺寸大约为6. 5mmX6. 5mm。坝体还可以由任何合适的材料，例如塑料、硅、金属、陶瓷、铁氟龙等制成。坝体的腔体结构保留有液体硅树脂材料。在优选实施例中，坝体是光学反射的，镜面反射率或漫反射率大于50%。图3是示出了用于制造LED器件呈阵列排列的LED封装件的过程的示意图。图3示出了图2所示的部分制造的LED封装件。在基板301上，形成芯片和引线接合以连接导电图案的电路。根据应用，可以使用各种类型的引线接合エ艺，例如球焊、楔焊及其他。各种类型的材料可以用于提供焊线，例如，可以使用金、银、铜、铝和/或其他材料。引线接合エ艺可以在形成坝体之前或之后进行。在基板301上，将LED器件粘合到导电图案上。每个LED器件通常小于约300微米乘以约300微米。当然，可以使用任何期望类型的LED器件，例如发出紫外光、紫光和/或蓝光的、利用体块式氮化镓(GaN)材料形成的LED。优选地，LED器件是高性能单色极性、非极性和/或半极性LED，LED与波长转换材料相互作用以提供白光。可以利用焊料材料例如金锡焊料或银芯片粘合环氧树脂将LED芯片粘合到导电图案上。在一个实施例中，将紫光非极性或半极性或极性LED与发出蓝光、绿光和红光的三种荧光粉的混合物封装在一起。在另ー个实施例中，将蓝光非极性或半极性或极性LED与发出绿光和红光的两种荧光粉的混合物封装在一起。在又一实施例中，将绿光或黄光极性、非极性或半极性LED与蓝光LED及发出红光的的荧光粉封装在一起。可以使用各种类型的荧光材料，例如于2010年2月3日提交的美国专利申请第61/301，183号(律师证号027364-009900)、题为 “Reflection Mode Package for Optical Devices Using Galliumand Nitrogen Bearing Materials”中所记载的，为了所有目的通过引证将其结合于本申请中。可以将非极性或半极性或极性LED制造在体块式氮化镓基板上。可以从由通过氢化物气相外延或氨热法、根据本领域中已知的方法生长而成的晶锭切割氮化镓基板。在一个具体实施例中，通过氢化物气相外延或氨热法生长的组合制造氮化镓基板，如在共同转让的美国专利申请第61/078704号中所公开的，通过引用将该申请结合于本文中。晶锭可以沿c方向、m方向、a方向或半极性方向生长在单晶晶种上。半极性面可以用(hkiI)密勒指数表示，其中i=_(h+k)，l非零，h和k中至少ー个非零。可以对氮化镓基板进行切割、研磨、抛光及化学机械抛光。氮化镓基板的取向可以在{l_100}m面、{ll-20}a面、{11-22}面、{20-2±1}面、{1-10±1}面、{1-10-±2}面或{1-10±3}面的 ±5 度、±2 度、±1 度或±0. 5度内。氮化镓基板在大面积表面的平面内的位错密度可以小于108cm_2，小于107cm_2，小于106cnT2，小于105cnT2，小于IO4CnT2或小于103cnT2。氮化镓基板在c面内的位错密度可以小于108cnT2，小于107cnT2，小于106cm_2，小于105cnT2，小于104cm_2，或甚至小于IOW0根据本领域中已 知的方法将同质外延非极性或半极性LED制造在氮化镓基板上，例如，可以按照美国专利第7，053，413号中所公开的方法，其全部内容通过引用结合于此。例如根据美国专利第7，338，828号和第7，220，324号中所公开的方法将至少ー个AlxInyGamN层(其中0 く x く 1，0 く y く I及0 く x+y く I)沉积在基板上，通过引用将该两个专利申请的全部内容结合于此。至少ー个AlxInyGa1^N层可以通过金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延或其组合进行沉积。在一个实施例中，AlxInyGanyN层包括当电流通过其时优先发光的有源层。在ー个具体实施例中，有源层包括厚度在约0. 5nm至约40nm之间的单量子讲。在具体实施例中,有源层包括厚度在约Inm至约5nm之间的单量子讲。在其他实施例中，有源层包括厚度在约5nm至约IOnm之间、约IOnm至约15nm之间、约15nm至约20nm之间、约20nm至约25nm之间、约25nm至约30nm之间、约30nm至约35nm之间或约35nm至约40nm之间的单量子讲。在另ー组实施例中，有源层包括多个量子讲。在又一实施例中，有源区域包括厚度在约40nm至约500nm之间的双异质结构。在ー个具体实施例中，有源层包括InyGa^N层，其中0彡y彡I。铟锡氧化物(ITO)通过电子束蒸发到p型接触层上作为P型接触并进行快速热退火。大小约为300X300i!m2的LED台面通过光刻技术和利用基于氯的电感耦合等离子(ICP)技术的干法蚀刻形成。Ti/Al/Ni/Au通过电子束蒸发到暴露的n-GaN层上以形成n型接触，Ti/Au通过电子束蒸发到ITO层的一部分上以形成p型接触焊盘，且将晶片切成分立的LED芯片。通过传统引线接合形成电接触。当然，可以具有其他变形、修改及可替换。例如，使用p-down结构,这对基于Ag或Al的反射p型接触来说很重要。在器件制造的一个实施例中，将p型接触沉积在外延结构上。该层可以包括Pt、Ag、Al或任何其他合适的材料，且可以通过金属剥离(liftoff)或蚀刻技术进行图案化处理。随后，将扩散阻挡层(例如TiW)沉积在p型接触上。然后对晶片进行图案化处理，将外延层蚀刻到通过有源区域以露出n型或体块式材料。该GaN蚀刻一般通过等离子体干法蚀刻实现，但例如可以通过光电化学蚀刻来完成。然后，通过沉积并图案化介质层(例如SiNx或SiO)来对台面侧壁进行钝化。随后，通过电介质中的通孔将焊盘金属沉积并图案化于p型接触的顶部上。例如该焊盘金属可以在Au、AuSn, Cu、Ag或Al中终止，井随后使芯片连接到承载基板上。然后，翻转晶片，沉积n型接触并进行图案化处理。在对n型接触进行图案化处理之前，例如，可以通过金刚石研磨等来使体块式基板变薄。最后，例如，利用激光划线并折断，或金刚石刀片锯切等将晶片分割成単独的小片。可以构造可替换流程，其中在P型接触金属化之前进行台面蚀刻。类似地，n型接触可以作为第一歩骤来进行，或在n型接触步骤之前，可以进行部分切割(singulation)。为了提高光提取率，还应用表面粗化步骤，或对n型接触侧或芯片侧壁进ー步进行图案化处理，以增强提取特性。为了方便排出LED芯片的热量，器件通常安装在成P面朝下，以减少光产生区域至热沉之间的距离。在具体实施例中，一个或多个实体包括能够发出蓝光、绿光及红光的波长转换材料的混合物。例如，发出蓝光的波长转换材料选自由(Ba，Sr，Ca) 5 (PO4) 3 (Cl, F，Br, OH) :Eu2+，Mn2+ ；Sb3+, (Ba, Sr, Ca) MgA 110017: Eu2 +，Mn2+ ； (Ba, Sr, Ca) BPO5: Eu2+，Mn2+ ；(Sr, Ca) 10 (PO4) 6*nB203:Eu2+ ;2Sr0*0. 84P205*0. 16B203:Eu2+ ;Sr2Si308*2SrCl2:Eu2+ ； (Ba, Sr,Ca)MgxP2O7:Eu2+，Mn2+ ；Sr4Al14025:Eu2+(SAE) ；BaAl8013:Eu2+ ；及其混合物组成的组。绿光波长转换材料选自由(Ba, Sr, Ca) MgAl10O17: Eu, Mn2+(BAMn) ； (Ba, Sr, Ca) Al2O4 = Eu2+ ；(Y，Gd, Lu, Sc, La) BO3: Ce3+, Tb3+ ；Ca8Mg (SiO4) 4C12: Eu2+, Mn2+ ； (Ba, Sr, Ca) 2Si04: Eu2+ ；(Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si2O7: Eu2+ ； (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, ln)2S4:Eu2+ ； (Y，Gd, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5012: Ce3+ ； (Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO4) 4C12: Eu2+，Mn2+(CASI) ;Na2Gd2B207: Ce3+，Tb3+;(Ba, Sr)2(Ca, Mg, Zn) B2O6 K, Ce, Tb ;及其混合物组成的组。红光波长转换材料选自由(Gd, Y，Lu, La)203:Eu3+，Bi3+ ； (Gd, Y，Lu, La)202S:Eu3+，Bi3+ ； (Gd, Y，Lu, La) VO4: Eu3+，Bi3+ ；Y2 (0，S) 3 Eu3+ !Ca1JMo卜ySiy04:(其中 0. 05 彡 x 彡 0. 5，0 彡 y 彡 0.1); (Li，Na, K) 5Eu (W，Mo) O4 ;(Ca, Sr) S:Eu2+; SrY2S4:Eu2+ ；CaLa2S4:Ce3+ ； (Ca, Sr) S:Eu2+ ；3. 5Mg0*0. 5MgF2*Ge02:Mn4+(MFG)；(Ba, Sr, Ca) MgxP2O7: Eu2+，Mn2+ ； (Y, Lu)2W06:Eu3+, Mo6+ ； (Ba, Sr, Ca) 3MgxSi208:Eu2+，Mn2+ (其中 I < X 彡 2) ; (REhCey)Mg2_xLixSi3_xPx012 (其中 RE 是 Sc、Lu、Gd、Y 及 Tb 中的至少ー个，0. 0001 < X < 0.1 且 0. 001 < y < 0.1); (Y，Gd, Lu, La)2_よ11具_#0706(其中 0. 5 彡 x 彡1. 0，0.01 彡 y 彡 1.0)； (SrCa) ^xEuxSi5N8 (其中 0. 01 彡 x 彡 0. 3) ；SrZn02: Sm+3;Mm0nX (其中 M 选择由Sc、Y、镧系元素、碱土金属及其混合物组成的组；X是卤素；1彡m彡3 ;及I彡n彡4，并且其中镧系元素掺杂水平的范围可以`是0. 1-40%光谱权重)；Eu3+激活磷盐或硼酸盐荧光粉；及其混合物组成的组。參照图3，将荧光粉及硅树脂分布在器件302上的LED器件及电线上。除了这些特征之外，硅树脂材料充当保护LED器件及电线的介质填料。另外，硅树脂材料为电接触和电线提供绝缘和密封。其他类型材料可以用于介质填料。例如，介质填料包括环氧树脂、玻璃、旋涂式玻璃、塑料、被掺杂的聚合物、金属或半导体材料，包括分层材料和/或复合物，及其他。如上所述，可以修改引线接合和荧光粉散布的顺序。在某些实施例中，在引线接合之前进行荧光粉散布。根据实施例，包括聚合物的介质作为流体状态开始，对外壳的内部区域进行填充。在具体实施例中，介质填充并可以密封LED器件或器件。根据具体实施例，然后该介质被固化并在基本上稳定的状态下进行填充。根据具体实施例，该介质优选是光学透明的或还可以是选择性透明的和/或半透明的。另外，根据具体实施例，介质一旦固化就基本上是惰性的。在优选实施例中，该介质的吸收能力较低以使由LED器件产生的相当大一部分电磁辐射遍历该介质，并以ー个或多个第二波长经由外壳输出。在其他实施例中，可以对该介质进行掺杂或处理以选择性滤光、分散或影响ー种或多种选定波长的光。例如，该介质可以用金属、金属氧化物、电介质或半导体材料和/或这些材料的组合等进行处理。例如，荧光粉材料用作波长转换实体的一部分。在一个实施例中，各种类型的材料形成波长转换实体。在优选实施例中，波长转换实体由转换由波长选择材料吸收的电磁辐射的材料提供，如图所示。在具体实施例中，波长转换实体被初级LED发光激发并发出第二波长的电磁辐射。优选地，实体发出与蓝光发射相互作用的基本上黄色的光。在具体实施例中，多个实体(为荧光粉颗粒)的平均尺寸大约为十五微米以下。在一个实施例中，将荧光粉颗粒沉积在LED封装件上。荧光粉颗粒可以包括上文列出的波长转换材料中的任何ー种，或本领域中已知的其他材料。荧光粉颗粒103的平均粒径颗粒大小分布在大约0.1微米至大约50微米之间。在一些实施例中，荧光粉颗粒的粒径分布呈单峰性，具有有效尺寸为大约0. 5微米至大约40微米之间的峰。在其他实施例中，荧光粉颗粒的粒径分布呈双峰型，具有两个尺寸的局部峰，呈三峰型，具有三个尺寸的局部峰，或多峰型，具有四个以上有效尺寸的局部峰。在具体实施例中，实体包括选自(Y，Gd,Tb, Sc, Lu, La) 3 (Al, Ga, In) 5012: Ce3+、SrGa2S4:Eu2+、SrSiEu2+的荧光粉或荧光粉混合物，以及包括CdTe、ZnS、ZnSe, ZnTe, CdSe或CdTe的胶体量子点薄膜。在其他实施例中，器件可以包括能够发出基本上为红色光的荧光粉。量子点材料包括半导体族以及其大小和化学作用确定其发光特性的稀土掺杂氧化物纳米晶体。半导体量子点的典型化学作用包括已知的(ZnXCdl-X)Se[x=0..1]、(Znx, Cdl-x) Se [x=0. I]、Al (AsxPl-x) [x=0. .1]、(Znx, Cdl-x) Te [x=0. .1]、Ti (AsxPl-x)[x=0. .1]、In (AsxPl-x) [x=0. .1]、(AIxGa1-x) Sb [x=0. .1]、(Hgx, Cdl-x) Te [x=0. .1]闪锋矿半导体晶体结构。稀土掺杂氧化物纳米晶体的公布实例包括￥203:51113+、び，6(1)203:￡113+、Y203:B1、Y203:Tb、Gd2Si05:Ce、Y2Si05:Ce、Lu2Si05:Ce, Y3A15) 12: Ce，但不应排除其他简单氧化物或正硅酸盐。这些材料中的许多材料作为包含被认为有毒的材料的Cd和Te的合适替代物，而正在被积极研究。这种荧光粉选自由以下(Gd,Y，Lu, La) 203: Eu3+，Bi3+ ; (Gd, Y，Lu, La) 202S: Eu3+，Bi3+; (Gd, Y，Lu, La) VO4: Eu3+，Bi3+;Y2 (0，S) 3:Eu3+!CahMcvySiyO4:(其中 0. 05 彡 x 彡 0.5，0 ^ y ^ 0.1) ；(Li,Na, K) 5Eu (ff, Mo) O4 ； (Ca, Sr) S:Eu2+; SrY2S4:Eu2+ ；CaLa2S4:Ce3+ ； (Ca, Sr)S:Eu2+ ；3. 5Mg0*0. 5MgF2*Ge02:Mn4+(MFG) ； (Ba, Sr, Ca)MgxP2O7:Eu2+，Mn2+ ； (Y, Lu)2W06:Eu3+,Mo6+ ； (Ba, Sr, Ca)3MgxSi208:Eu2+, Mn2+ (其中 I < x 彡 2) ; (REトyCey)Mg2_xLixSi3_xPx012 (其中 RE 是 Sc、Lu、Gd、Y 及 Tb 中的至少ー个，0. 0001 < x < 0.1 且 0. 001 < y < 0.1) ; (Y，Gd, Lu, La) 2_xEu具-yMoy06 (其中 0. 5 ^ x ^1. 0,0. 01 ^ y ^1. 0) ； (SrCa) ^xEuxSi5N8 (其中0. 01彡X彡0. 3) ；SrZnO2: Sm+3;MmOJ (其中M选择由Sc、Y、镧系元素、碱土金属及其混合物组成的组；X是卤素；I彡m彡3 ;及I彡n彡4，并且其中镧系元素掺杂水平的范围可以是
0.1-40%光谱权重);Eu3+激活磷盐或硼酸盐荧光粉；及其混合物组成的组中的ー种或多种。波长转换材料可以是陶瓷、薄膜沉积或离散颗粒荧光粉、陶瓷或单晶半导体板下转换材料、有机或无机下转换材料、纳米颗粒或吸收初级能量的ー个或多个光子从而发出次级能量的ー个或多个光子(“波长转换”)的任何其他材料。例如，波长转换材料包括下列物质(Sr，Ca) 1(| (PO4) 6*DB203: Eu2+ (其中 0 < n I)(Ba, Sr, Ca)5(PO4)3(Cl，F，Br, OH) :Eu21，Mn21(Ba, Sr, Ca) BPO5:Eu2+，Mn2-Sr2Si308*2SrCl2:Eu2+(Ca, Sr, Ba) 3MgSi208:Eu2+, Mn2+BaA18O13: Eu2+2Sr0*0. 84P205*0. 16B203:Eu2+(Ba, Sr, Ca)MgAl10O17 :Eu2+, Mn2+(Ba, Sr, Ca)Al2O4:Eu2+(Y, Gd, Lu, Sc, La)BO3:Ce3+，Tb3+(Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si2O7: Eu2+(Mg, Ca, Sr, Ba, Zn)2Silx042x:Eu2_ (其中 0 < x=0. 2)(Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, m)2S4:Eu2+(Lu，Sc，Y，Tb)2uvCevCa1+uLiwMg2wPw(Si，Ge)3w012u/2 其中-0. SSu~I ；0 < v ￡Q.1且 0Sw~0. 2(Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO4)4C12: Eu2+, Mn2-Na2Gd2B2O7: Ce3，Tb3+(Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) 2P207:Eu2、Mn2+(Gd, Y, Lu, La)203:Eu3+, Bi3+(Gd, Y, Lu, Ld) 202S:Eu3+，Bi3+(Gd，Y，Lu，La)v04:Eu3+，Bi3+(Ca, Sr) S: Eu2+, Ce3-(Y, Gd, Tb, La, Sm, Pr, Lu)3(Sc, Al, Ga)5 n012 3/2n Cc3+ (其中 0~0~0. 5)ZnS: Cu +, Cl ZnS:Cu+, Al3+ZnS:Ag+, Al3-SrY2S4: Eu2+Ca1. a2S4:Ce3+(Ba, Sr, Ca)MgP2O7:Eu2+, Mn2-(Y, Lu)2W06:Eu3+, Mo6+(Ba，Sr，Ca) nSinNn :Eu2+ (其中 2n+4=3n)Ca3 (SiO4) Cl2: Eu2+ZnS:Ag+, Cl (Y, Lu, Gd)2 ,,CanSi4N6^C1 nCe3+ (其中 OSn~0. 5)掺杂有Eu2+和/或 Ce3+的(Lu, Ca, Li, Mg, Y) a-SiAlON(Ca，Sr, Ba) SiO2N2:Eu2+，Ce3+出于应用目的，应理解，当荧光粉具有两个以上掺杂离子(S卩，符合上述荧光粉的顔色的那些离子)时，这就意味着荧光粉具有材料内的那些掺杂离子中的至少ー个(但并非全部)。也就是，如本领域的技术人员所理解的，这种解释表示荧光粉可以包括作为化学式中的掺杂物的那些指定离子中的任ー个或所有。荧光粉材料可以与硅树脂材料一起设置以进行色温均衡。如上所述，高性能蓝光LED器件用作LED封装件的光源。例如，将来自荧光粉材料的黄色与来自LED的蓝色组合在一起提供通常用于一般照明的白光。在各种实施例中，荧光粉材料的量根据蓝光LED器件的顔色平衡进行选择。荧光粉材料可以与硅树脂材料混合以为LED封装件产生白光。在优选实施例中，波长转换材料大约位于热沉的三百微米之内。热沉包括表面区域,并且其导热率大于约15W/m-K，IOOff/m-K, 200ff/m-K, 300ff/m-K,甚至更大。在一个实施例中，波长转换材料的特征在于，颗粒与颗粒间的平均距离为波长转换材料的平均粒径的约不到2倍，特征在于颗粒与颗粒间的平均距离为波长转换材料的平均粒径的约不到3倍，特征在于颗粒与颗粒间的平均距离为波长转换材料的平均粒径的约不到5倍，或其他尺寸。在更优选实施例中，提供波长选择表面。在优选实施例中，波长选 择表面是透明材料，例如分布布拉格反射器(DBR)堆栈、衍射光柵、调节为散射选择波长的颗粒层、光子晶体结构、调节为以一定波长等离子共振增强的纳米颗粒层、ニ向色滤光片，也可以是其他材料。已经针对可以是荧光粉材料或荧光粉类材料的实体对上述内容进行了一般描述，但要认识到，还可以使用可以包括荧光粉、半导体、半导体纳米颗粒(“量子点”)、有机发光材料等及其组合的“能量转换发光材料”。能量转换发光材料一般是波长转换材料和/或材料。在一个实施例中，在基板上设置罩构件，如部分处理的器件303上所示。罩构件基本上是透明的，以使来自LED器件的光穿过。例如，各种类型的材料可以用于罩构件，例如高分子材料、玻璃材料等等。在具体实施例中，罩构件是有颜色的，以提供顔色平衡。在一个实施例中，对LED器件的色温进行测量。基于该色温，为罩构件选择特定顔色和/或色彩样式，使得通过罩构件从LED器件发出的顔色平衡光基本上是适用于一般照明的白色。如图所示，部分处理器件303包括3X3阵列的九个部分处理的LED封装件。要理解，3X3阵列只用于说明。例如，对6. 5X6. 5mm尺寸的LED封装件来说，8”处理晶片将产生690个LED封装件。对于稍后要使用的LED封装件来说，使LED封装件分离。根据所使用的特定制造エ艺，可以利用划线、切割和/或其他エ艺使LED封装件彼此分离。如图3所示，如图所示的LED器件304是处理器件303的一部分。除了其他方面，LED器件304也包括基板、反射层、隔离层、导电图案和/或电路、彼此电耦接的LED器件、硅树脂坝体或外壳、封装材料及罩构件。如图所示，将硅树脂坝体和罩构件的角进行部分切断以提供封装。图4是示出了根据本发明实施例的LED封装件的示意图。从如图4所示的顶视图来看，LED封装件400包括串联连接并呈6X6阵列排列的36个LED器件阵列。为LED器件提供4. 2 X 4. 2mm腔体面积，两个相邻LED器件之间的距离大约为0. 6_。在示例性布置中，LED封装件由大约IlOV有效电压的交流电源供电。示例性LED封装件的规格如下电流/LED (平均值)0.120A电流密度(平均值)200A/cm2正向电压(平均值)3.3-*3.8VLED的功率(平均值)14.7W
EQE55%
紫光功率7.5W
白光功率2.5W
流明/Wvralet141
光输出1060流明该规格的LED封装件适用于一般照明。如下所述，LED封装件由110伏的交流电源供电。除其他方面，缺少驱动电路降低了 LED封装件的制造成本。根据操作条件及要求，其他类似布置(例如，对于220伏的交流电源或12、24、36伏的直流电源等的LED阵列)是可行的。在其他实施例中，LED封装件可以包括其他类型的电子器件，例如集成电路、传感器、微机械电子机械系统或其任意组合等。另外，硅承载基板可以包含嵌入的电路。在ー个实施例中，LED封装件包括电路或与该电路耦接，该电路包括逻辑器件、传感器、存储器或处理器件。图5是示出了根据本发明实施例的LED封装件的3D视图的示意图。图5所示的LED封装件被配置为提供超过1000流明的光。如上所述，不需要电通孔来提供与底部表面的连接，从而与其他技术相比，降低了 LED封装件的制造成本。以与制造硅片时所用的エ艺类似的晶圆代エ适合エ艺制造LED封装件。在如下文将描述的各个实施例中，与现有技术和设备兼容的半导体封装技术用于封装LED封装件。例如，LED封装件可以形成为表面贴装元件(“SMD”)，或者可替换地，形成在可以利用螺丝、铲基(spade base)及其他装置进行固定的引线框。图6是示出了根据本发明实施例的LED封装件的安装的示意图。如器件601上所示，将LED封装件安装在利用方形扁平无引脚(QFN)铜引线框和/或其他类型引线框制造的引线框上。如图6所示，对引线框的某些位置进行半蚀刻以提供电隔离。将LED封装件附接在引线框上。诸如整流器和电阻器的电子元件可选地设置在引线框上，并与LED封装件电耦接以为LED封装件提供电力。LED封装件使用焊线或用于电连接的其他装置与电子元件和/或其他电子器件连接。如器件602上所示，模塑料用于对引线框上的各种电子元件进行密封。除了提供电绝缘之外，模塑料还为LED封装件和电子元件提供保护。如器件603上所示，引线框的背面包括与其他电子元件连接的SMD垫片接ロ。引线框还可以包括用于散发由LED器件产生的热量的隔离的热垫片。隔离的热垫片提供电隔离以及导热性以使LED封装件的热量散发。
图7是示出了根据本发明实施例的LED封装件的可替换安装的示意图。如器件701上所示，将LED封装件安装在利用方形扁平无引脚(QFN)铜引线框和/或其他类型引线框制成的引线框上。对引线框的某些位置进行半蚀刻以提供电隔离。将LED封装件附接在引线框上。诸如整流器和电阻器的电子元件设置在引线框上，并与LED封装件电耦接以为LED封装件提供电力。LED封装件通过焊线与电子元件和/或其他电子器件连接。与图6所示的器件601相比，器件701包括用于容纳螺钉的两个开ロ部。如器件702上所示，模塑料用于对引线框上的各种电子元件进行密封。除了提供电绝缘之外，模塑料还为LED封装件和电子元件提供保护。器件702包括与LED封装件的底座电隔离的两个开ロ部。开ロ部可以用于容纳螺丝接线片和/或其他类型的安装装置。引线框还可以包括用于散发由LED器件产生的热量的隔离热沉。螺丝接线片提供一种与封装件电连接的手段。螺丝接线片还提供ー种将引线框的热沉区域按压到诸如引线框的散热表面上的手段。要理解，图6和图7中所示的器件是用于至LED封装件的电、机械和/或热接ロ的一部分方式。根据本发明的各个实施例，提供其他安装机构，例如卡入安装、螺丝连接、焊接
坐坐寸寸o图7所示的器件701不一定是方形或矩形。图7A是示出了根据本发明实施例的圆形LED封装件的可替换安装的示意图。如图7A所示，将LED器件安装在圆形区域内。根据应用，LED器件可以布置在其他形状的区域。图8是示出了被配置为从IlOV交流电源提供超过1000流明的光的交流电LED灯的示意图。将PCB板803安装在底座804上。底座804帮助散发由LED封装件801产生的热量。PCB具有允许LED封装件801和底座804之间直接热接触的孔。LED封装件801与PCB板803电连接。将电子器件802A和802B设置在PCB板上并与LED封装件801连接。电子器件802A和802B可以包括用于形成电カ调节电路的整流器、电容器及电阻器。图8A是根据本发明实施例的交流电LED灯组件的分解图的示意图。如图所示，将所组装的LED封装件安装在PCB上(通过SMTエ艺，焊接或导热胶)。要理解，根据本发明的LED灯可以被实现用于各种类型的应用。图SB是示出了根据本发明实施例的LED灯系统的示意图。LED灯(例如LED灯800)是LED灯系统850的一部分。LED灯系统850包括还用作热沉的底座852。底座构件851连接至热沉。底座构件851与传统的灯泡插ロ兼容，并用于为LED灯系统850中的LED封装件提供电接ロ。图9是示出了 LED封装件的布置的示意图。如左侧所示，将每个产生大约1000流明的光的两个LED封装件安装在一起。两个LED封装件可以由两个IIOV的电源或ー个220V的电源供电。如右侧所示，将每个产生大约1000流明的光的四个LED封装件排列成4X4阵列。四个LED封装件可以由四个IlOV的电源或两个220V的电源供电。要理解，本发明实施例提供了灵活性，从而允许对LED封装件进行不同布置，以符合不同的输出要求。图10是示出了根据本发明实施例的结构的LED封装件的散热的示意图。LED封装件1000包括彼此电耦接的LED器件阵列。当LED器件通电并发光吋，LED器件还产生热量。具体地，当发光吋，LED封装件最热的部分是LED器件。LED器件还对LED封装件的基板和底座进行加热，这两者都有助于LED器件散发热量。根据本发明实施例的LED封装件设计比传统的LED灯更好地散发热量。更具体地， 因为LED器件(每个的有效面积较小)彼此分离，所以如图所示的LED封装件1000具有供热量散发的空间。在各个实施例中，LED封装件1000的底座与热沉耦接。如图10所示，该LED封装件的热电阻为1. 3C/W。与传统的单个大芯片LED配置相比，具有3x以上的导热率。图11是示出了根据本发明实施例的附在改造灯的热沉上的示例性LED封装件的散热的示意图。LED封装件1103与LED封装件1000类似，包括彼此电耦接的LED器件阵列。当LED器件通电并发光吋，LED器件还产生热量。例如，在工作过程中，LED器件加热至大约115摄氏度的温度。与LED器件热耦接，LED封装件的底座的操作温度大约为95摄氏度。如图11所示，LED封装件1103与外壳1102热耦接，该外壳包括用于散热的热沉。外壳1102的热沉与LED封装件1103热耦接，并从其表面区域中散热，该表面区域比LED自身的表面区域大得多。如图11所示，当LED器件工作时，外壳1102的温度大约为75摄氏度。外壳1102包括允许由LED器件产生的一部分热量从其表面上散发出去的基本上透明的罩1101。根据本发明实施例的LED模块提供改进的散热。尽管传统LED光源的可靠性和可用性通常受高温限制，但根据本发明的LED阵列不易受热量问题困扰，因为热量分布在LED阵列的多个LED器件之间。图12是示出了根据本发明实施例的LED阵列的电路图的示意图。如图12所示，电路1200包括LED部1210以及整流器部1220。LED部1210包括串联连接的36个LED器件。在一个实施例中，相同类型的LED器件(例如高性能的蓝光LED器件)与LED部1210连接并由IlOV交流电源供电。如图12所示的整流器部1220被设置为对用于LED部1210的交流电源进行整流处理。使用整流器部1220来代替传统的LED灯通常所需的驱动模块。除了其他特征之外，使用包括ニ极管和电阻器的单个整流器电路来实现整流器部1220，单个整流器电路的制造和实现是相对便宜的。例如，如图所示的电阻器1221的电阻大约为130欧并用于满足LED部1210的电カ要求。其他电子元件可以电耦接以给交流电源供电。在某些实施例中，设置电容器以使整流器部1220产生的波形平滑。要理解，LED器件不由传统的驱动器供电，该驱动器通常是传统设计的LED灯所需的。不使用驱动电路，本发明使用整流器电路来为LED器件供电。与传统的驱动电路相比，通常由ニ极管和电阻器组成的整流器电路通常是能够以低成本实现的。还可以包括电容器以对输入电压波形进行调节，以提高功率因数或減少操作过程中发光的“闪烁”。例如，选择LED器件的数量以匹配电源(例如，由36个LED器件来匹配IlOV交流电源)。串联连接的LED器件阵列能够使用如下文列出的高水平的电流密度
电流密度AVE 200 A/cm2
电流密度RMS 272 Alcml最大电流密度 500 AIcml
电阻功率1.7 W图12A是示出了根据本发明实施例的LED阵列的操作的示意图。如图12A所示，图12中所示及上述的LED阵列能够承受高电平的电流密度，从而高效地操作。在具有高水平的电流密度的IlOV交流电平时，根据本发明的LED器件能够输出高水平的流明，而不产生高水平的热量。在本发明的各个实施例中，LED阵列被设计为适应220V交流电源、12V直流电源、24V直流电源、36V直流电源及其他电源。根据本应用，不同类型的整流器电路可以用于适应这些类型的电源。图13是示出了我们的LED装置的性能的示意图。在左侧的图中，在电流密度较高吋，LED阵列的相对外部量子效率(EQE)保持较高。另外，LED阵列能够以高电流密度进行操作。相比之下，传统LED灯的相对EQE随电流密度增加通常快速下降。图14是示出了带电阻器调节的LED阵列的电路图。如图14所示，电阻器R3的电阻大约为130欧，该电阻可以被调节以获取所需的正向电流。对电阻器R3进行调节以允许匹配LED Vf和电阻，并在光输出水平和整体照明效率之间提供折中。图15是示出了根据本发明实施例的带交流电阻器的LED阵列的电路图。电阻器R3有助于使LED耐受体电阻率。电阻器R3的电阻大约为130欧。分配于LED器件之间，LED器件的电阻大约为每个LED 3. 7欧(例如在36个LED器件上分配130欧)。例如，每个LED的分配Vf大约为0. 44V。图15A是示出了被配置为使用220V交流电源的LED阵列的电路图。如图所示，72个LED器件被设置为匹配220V交流电源的电压，在交流电源和LED器件之间设置单个整流电路。图15B是示出了根据本发明实施例的被配置为使用24V直流电源的LED阵列的电路图。将LED器件分组为六个LED器件串联连接的多个串，每串LED器件彼此并联连接。由于使用直流电源，所以LED器件直接与电源连接，而无需使用整流电路。图15A和图15B仅仅是串联并联配置的LED的任意数量可能配置的具体说明。其他配置包括(但不限干)1X36、2X18、3X12、4X9、6X6 等。要理解，根据本发明的各个实施例，图3-5中所示的LED封装件可以通过各种方式输出期望顔色的光。根据应用，可以通过利用荧光粉材料修改由LED器件产生的顔色来实现颜色平衡。根据应用，可以使用不同的顔色修改方案，如在美国专利申请“ReflectionMode Package for Optical Devices Using Gallium and Nitrogen Bearing Materials”(与此同时提交的律师证号027364-009900US)中所述，为了所有目的将该申请结合于本文中。在一个实施例中，荧光粉材料可以与封装材料(例如硅树脂材料)混合，该封装材料将LED器件封装到LED封装件中，随后在LED器件上散布荧光粉彩色像素。图16是示出了对LED器件进行颜色调节的示意图。左侧的LED封装件包括其角落处的蓝顔色、边缘上的绿颜色以及中心的红颜色。这些颜色像素一起对LED器件发出的光的颜色进行修改。彩色像素用于对来自LED器件的光进行修改以呈现适用于一般照明的白光。在一个实施例中，“空白”像素用于稍后进行颜色调节并对来自LED器件的光的顔色进行测量。在各个实施例中，通过利用纯色像素、混合荧光粉材料和/或利用LED器件上的荧光粉保护层来实现颜色平衡调节。通过在LED封装件的罩构件上设置色彩样式来实现颜色平衡调节。图17是示出了使用用于LED器件的滤色器进行颜色调节的示意图。罩构件1700用于提供颜色调节。例如，罩构件1700由玻璃材料制成，并具有405nm反射ニ向色透镜的功能。罩构件用作将波长约为405nm的光滤除的反射滤光片。气密封技术可以用来将罩构件1700耦合到LED封装件上。还可以通过光吸收和/或光反射来实现使用罩构件进行的顔色调节。图18是示出了使用用于LED器件的发光板进行颜色调节的示意图。在一个实施例中，将预沉积的荧光板附在罩构件上。在将封装LED器件的荧光材料固化之后，可以测量LED封装件的顔色。基于所测得的顔色，可以确定荧光板的顔色，该颜色用来平衡LED器件的颜色。在可选实施例中,将像素化荧光板附在盖件上。像素化荧光板包括如图18所示的色彩样式。根据应用，荧光板的色彩样式可以预先选择或是基于测得的LED器件的顔色平衡的。在可选实施例中，附在罩构件的吸收板用于进行颜色校正。例如，吸收板包括颜色吸收材料。在优选实施例中，像素化荧光结构将用于本反射模式器件。为了提高与LED发出的光的相互作用，使用覆盖封装件的顶部并且将LED光重新向下导向至荧光层。优选地，像素化结构包括前述实施例的优点中的ー个或多个或所有，并且还具有降低的突光粉相互作用和区域颜色控制。图19是示出了使用用于LED器件的吸收材料和/或反射材料进行颜色调节的示意图。在一个实施例中，预沉积的荧光板附在罩构件上。如图19所示，将吸收材料和/或反射材料1901沉积在罩构件1902上。吸收材料和/或反射材料1901可以是塑料、油墨、芯片、胶、环氧树脂等等。在其他实施例中，通过沉积将荧光粉颗粒嵌在基板上的反射矩阵中。在ー个具体实施例中，反射矩阵包括银或其他合适的延展性材料。在ー个具体实施例中，该沉积エ艺包括无电极沉积，并且在沉积荧光粉颗粒之前，用活性溶液或浆料处理该基板。活性溶液或浆料优选包括SnCl2、SnCl4, Sn+2、Sn+4、胶体Sn (锡)、Pd (钯)、Pt (钼)或Ag (银)中的至少ー种。将荧光粉覆盖基板放置在具有电镀液的无电极电镀池中，该电镀液包括银离子、硝酸根离子、氰离子、酒石酸盐离子、氨、碱金属离子、碳酸离子及氢氧离子中的至少ー种。可以向溶液中添加诸如ニ甲胺硼烷(DMAB)、硼氢化钾、甲醛、连ニ磷酸盐、肼、硫代硫酸盐、亚硫酸盐、糖或多元醇等还原剂。散布在罩构件1902上的吸收材料和/或反射材料1901的颜色和量是基于所测得的LED器件的顔色平衡的。可替换地，如上所述，将ー种或多种带颜色的像素化反射板附在罩构件上，以调节LED器件的顔色平衡。将诸如铝、金、钼、铬和/或其他的材料沉积在像素化反射板上，以提供顔色平衡。在优选实施例中，反射板反射蓝光，以使光更接近緑色和/或红色，或反射绿光以使光看起来更接近所读取的红色。 图20是示出了使用不同顔色的LED器件进行颜色调节的示意图。如图20所示，三串LED器件并联连接。每串LED器件与特定的颜色红、绿、蓝相关联。通过混合红光、绿光及蓝光，可以产生白光。每串LED器件的顔色可以是LED器件本身的顔色和/或LED器件的颜色滤波的結果。要理解，除主色(例如RGB色)的LED器件之外，可以使用其他颜色的LED器件。如图20所示，每串LED器件包括相同顔色的多个LED器件。根据各个实施例，可以通过调节提供给LED串的电流的量来实现颜色平衡。例如，每串LED器件与电阻器连接。通过调节电阻器，可以调节提供给ー串LED器件的电流的量，从而将光的亮度调节为特定颜色。在可替换实施例中，可以通过调节LED串中用于产生光的LED器件的数量来对颜色平衡进行调节。例如，为了减少蓝光的量，可以将蓝光串中的ー个或多个LED器件短路或旁路。尽管上文对具体实施例进行了充分说明，但可以使用各种修改、可替换构造及等同物。例如，封装器件可以包括上述元件以及本说明书之外的元件的任意組合。另外，关于可以是ー种或多种荧光材料或类似荧光粉的材料的ー个或多个实体对上文进行了一般描述，但要认识到，还可以使用可以包括一种或多种荧光粉、半导体、半导体纳米颗粒(“量子点”)、有机发光材料等及其组合的其他“能量转换发光材料”。能量转换发光材料通常可以是波长转换材料和/或材料或它们的厚度。另外，以上已经对直接发光并与波长转换材料相互作用的电磁辐射进行了总体描述，但要认识到，电磁辐射可被反射，并然后与波长转换材料或反射与直接入射的辐射的组合相互作用。在其他实施例中，本说明书描述了ー种或多种具有表面取向的氮化镓，但要认识到，可以使用多个平面取向族中的任何ー个。因此，上述描述和说明不应被视为限制所附权利要求所限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种利用基板规模加工制造LED器件的方法，所述方法包括提供具有表面区域的基板构件；在所述表面区域上形成反射面，所述反射面的特征在于反射率至少为85% ；形成空间上设置在所述反射面上的区域阵列；以及设置多个LED器件，其中所述多个LED器件的分离的LED器件设置在所述区域阵列的相应区域中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板构件包括硅基板。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反射面包括银或铝材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区域阵列包括NXM阵列，其中N为2以上的整数，M为I以上的整数。
5.根据权利要求1所述的方法,其中，每个LED器件包括由体块式基板材料形成的镓化氮。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用包括波长转换材料的封装材料对所述多个LED器件中的每一个进行封装。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述波长转换材料包括荧光粉、半导体及发光材料中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成反射面的步骤包括在所述表面区域上沉积银材料或铝。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成反射面的步骤包括在所述表面区域上形成反射金属材料；在所述金属材料上形成至少一种介质材料；以及在介质材料上形成多个导电阵列区域。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成反射面的步骤包括在所述基板的表面区域上形成介质材料；以及在所述介质材料上形成多个导电反射阵列区域。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成反射面的步骤包括在所述基板的表面区域上形成介质材料；在所述介质材料上形成多个导电阵列区域；以及在介质材料或导电阵列区域的一个部分之上形成电绝缘但光学反射的层。
12.一种发光二极管装置，包括具有表面区域的基板构件；覆盖在所述表面区域之上的反射层，所述反射层具有第一反射率水平；覆盖在所述反射层之上的隔离层；设置在所述隔离层上的区域阵列；设置在相应一个阵列区域上的多个LED器件。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述区域阵列中的每一个区域包括导电图案。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述反射层和所述隔离层的组合反射率大于93%。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述基板的传导率大于40W/(m-K)。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述隔离层包括SiN材料。
17.一种LED装置，包括具有表面区域的基板；覆盖在所述表面区域之上的反射层，所述反射层的特征在于具有第一反射率水平；所述反射层上的隔离层；设置在所述隔离层上的导电区域阵列；多个LED器件，其中，所述多个LED器件中的分离的LED器件位于所述区域阵列中的各个区域上；以及覆盖在所述多个LED器件上的罩构件。
18.根据权利要求17所述的装置，进一步包括耦接至所述导电区域阵列的整流电路。
19.根据权利要求18所述的装置，进一步包括电耦接至所述整流电路的电阻器。
20.根据权利要求17所述的装置，其中，所述多个LED器件包括第一LED组以及第二LED组，LED组的每一组包括串联连接的多个LED器件，所述第一 LED组和所述第二 LED组被构造为彼此并联。
全文摘要
一种利用基板规模加工制造LED器件的方法包括设置具有表面区域的基板构件。所述表面区域上设置有反射层，反射面的反射率至少为85%。在所述反射面上空间上设置有导电区域阵列。所述LED器件固定在各个阵列区域上。
文档编号F21V1/00GK103038565SQ201180017677
公开日2013年4月10日 申请日期2011年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者弗兰克·蒂恩·楚格·舒姆 申请人:天空公司