专利名称：荧光体转化发光二极管的制作方法
荧光体转化发光二极管
背景技术：
发光二极管(LEDs，Light emitting diodes)是取代像白炽灯和日光灯光源这类 传统光源的绝佳选择，LED实质上具有比白炽灯更高的发光效率以及比这两种传统光源更 长的使用寿命。此外，目前有某些LED发光效率已高于日光灯光源，且更高发光效率的LED 也已被实验所证实。最后，LED需要的电压比日光灯还低，因此更适合用在由像是电池或电 脑内部直流电源这些低电压电源供电的光源应用上。不幸的是，LED产生的光，其频带相当窄。为了取代传统照明系统，需要一种由LED 构成的光源，其发出的光让人们看起来为“白色”。利用覆盖于蓝色LED的荧光层，通过该荧 光层将部分蓝光转化成黄光，就可建造出呈现白色并且发光效率堪比日光灯的光源。在以 下的讨论当中将这种光源称为“荧光体转化”光源。若蓝光与黄光的比例选择正确，则产生 的光源会让人们看起来像是白色。为了提供正确的比例，必须控制荧光层的厚度。此外，位 于制造LED的晶粒(die)上的荧光层其均勻度必须维持，以避免光源发光表面上的光其颜 色发生变化。在要取代传统光源的任何光源当中，成本(以每块钱所能产生的流明来衡量)是 一项重要因素。而晶粒的封装成本为最终光源成本中重要的一部份。封装成本的增加是因 为需要撷取离开晶粒侧边的光。荧光体转化光源内所使用的蓝光LED所产生的大部分的 光都因为晶粒制造材料与周围介质之间折射系数的差异所造成的全反射，而困在该晶粒顶 面与底面之间。大部分这种受困的光通过该晶粒侧面离开该晶粒。若要改善该晶粒的光输 出，该光源内通常会包含一反射板，将离开该晶粒侧面的光重新导向，使得该光与从该晶粒 顶面离开的光以相同方向离开晶粒。关于提供均勻的荧光体厚度以及反射板的封装成本相当可观。例如在一个设计 当中，以具有反射壁的杯状物形式提供反射板。该杯状物安装在包含该晶粒供电线路的基 板上。一部分的该基板透过该杯状物底部上的开口露出。该晶粒安装在该基板透过该杯状 物底部露出的部分上，并且连接至该等电线路。然后在该杯状物中填入一有荧光体粒子悬 浮物的材料，该材料提供一可固化的固态层使得该荧光体粒子可保持悬浮。以环氧树脂或 硅树脂材料来悬浮该荧光体粒子的工艺已为业界所熟知。这些工艺难以自动化，而自动化的工艺可保证从该晶粒发出的光是均勻的。尤其 是，离开该晶粒顶面的光中由该荧光层转化的部分必须与离开该晶粒侧面的光中由该荧光 层转化的部分相同。在这些工艺当中，通过固化内含该荧光体粒子的一载体材料，在该光源 组装线上该光源的最后组装期间于杯状物内形成该荧光层。该荧光体粒子在分布阶段倾向 于沉淀在该载体材料内。为了避免沉淀，该悬浮物必须添加许多种减缓沉淀的材料。此外， 该载体必需经过调配，使其短时间内固化以避免该粒子沉淀在该杯状物内晶粒的四周。若 该粒子沉淀在该杯状物底部，则离开该晶粒侧面的光必须通过的荧光体数量与离开晶粒顶 面的光必须通过的荧光体数量明显不同。结果，由该反射板重新导向的光具有与离开该晶 粒顶面的光不同的颜色。因此，光源在表面上所呈现的颜色是不均勻的。此外，提供个别杯状物给每一晶粒的工艺通常牵涉到许多额外的制造步骤。在最简单的设计当中，该杯状物在制造之后单独固定至其下的该基板。虽然设置使用一层材料 所制造的杯状物在数个晶粒之上的设计已被提出，“杯状物层”的制造仍旧占有最终光源制 造成本的绝大部分。
发明内容
本发明包含一光源以及制造该光源的方法。该光源包含一晶粒、一光转化元件及 一散射环。该晶粒发出第一波长光穿过该晶粒顶面及该晶粒的一或多个侧面，该晶粒接合 至一安装基板的表面。该光转化元件包含一层发光材料，其将该第一波长光转化成该第二 波长光，该光转化元件具有与该晶粒顶面接合的一底面。该光转化元件具有侧向尺寸，使得 该晶粒四周存在一空间，该空间由该基板与该光转化元件所界定。该散射环围绕该晶粒的 侧面，并且设置在该空间内，如此从该晶粒侧面发射出来的一部分光会由散射环散射进入 该光转化元件内。在本发明的一个态样中，该散射环包含其内有悬浮粒子的一透明材料。在 本发明的另一态样中，该光转化元件包含一透明材料的平面层，该平面层具有一发光材料 于其中。该光转化元件另包含一光处理层，其包含接合至该平面层的一层透明材料，该光处 理层具有覆盖该平面层的一非平面表面。该光源可制造成一光源群组，其中多个晶粒发出第一波长的光穿过该晶粒顶面及 该晶粒的一或多个侧面，该晶粒接合至一安装基板的表面。一片光转化元件设置在该安装 基板上，每一光转化元件都包含一层发光材料，其将该第一波长光转化成该第二波长光。每 一光转化元件都对应至该晶粒的其中之一并且与该晶粒校准，使得该光转化元件的底面设 置在该晶粒的顶面之上。然后，将该片光转化元件接合至该晶粒的顶面。该光转化元件具 有侧向尺寸是经撰择使得在对应晶粒的四周存在一空间，该空间由与该基板与该对应的光 转化元件所界定。然后产生围绕每一晶粒侧面的一散射环。该散射环设置在围绕该晶粒的 该空间内，使得从该晶粒侧面发射出来的一部分光会由该散射环散射进入对应该晶粒的该 光转化元件内。在本发明的一个态样内，该散射环包含其内有悬浮粒子的一透明材料。该 透明材料具有一液体前置物，其将光转化元件的底面以及该基板表面弄湿。该散射环的产 生方式为在该液体前置物内悬浮该散射粒子来形成一液态环前置物、将该液态环前置物 导入该晶粒四周空间并让该液态环前置物固化来形成悬浮该散射粒子的透明介质。在本发 明的其他态样内，通过毛细现象将该液体前置物吸入空间内。
图1为传统荧光体转化LED光源的剖面图；图2为根据本发明一个态样的光源的剖面图；图3至图4为根据本发明一个态样的光源在工艺中不同阶段的剖面图；图5为沿着图6内所示5-5线的剖面图；图6为图5内所示基板一部分的俯视图；图7为具有两个使用本发明此态样光源的基板71 一部份的剖面图；图8和图9说明使用本发明另一态样的光源；图10和图11说明使用本发明另一态样的光源。
具体实施例方式通过参考图1可更容易了解本发明所提供的优点，此图为先前技术中典型的荧光 体转化LED光源20的剖面图。一发光半导体晶粒22安装在一基板21上的凹穴内，晶粒22 包含一 LED。利用晶粒22底部上与基板上对应导体的接点来供电给该LED。为了简化图式， 已经省略晶粒22与基板21上导体的连接。光源20包含一杯状物29，其具有反射侧27。杯状物29的制造可利用在材料层内 挖出一圆锥孔，然后在该孔内壁涂上反射材料之后接合至基板21。该杯状物通常在晶粒22 连接至基板21之前接合至基板21。不过，其中利用在基板21内挖出一圆锥形内凹来建立 杯状物的实施方式也为业界所熟知。在晶粒22接合至基板21之后，将载体材料25内的悬浮荧光体粒子24导入该杯状 物29内。该载体材料通常为环氧树脂或硅树脂；不过使用其他材料的载体也是现有技术。 该载体通常被固化来产生一固态材料，其固定该荧光体粒子于其内。即使当该载体固化时 该荧光体粒子均勻分布在该载体材料内，从晶粒22侧边离开的光28通过的荧光体量与从 该晶粒离开顶面的光26所通过的不同。一般而言，相较于离开该晶粒顶面的光，离开该晶 粒侧面的光有更多的部分转化成黄色。因此，从该杯状物内壁反射的光其波长朝向黄色偏 移，导致该光源呈现出白色中心及黄色光晕的一圆形光源。更进一步，装置之间光源的均勻度取决于该载体材料分布入每一杯状物内的准确 度以及该载体内荧光体的浓度。在此方面，必须注意到，分布槽内的荧光体会在制造数个光 源时沉淀，因此在载体材料分布至数个光源内的过程中，该载体内荧光体的浓度无法保持一定。此时请参阅图2，其为根据本发明其中一个态样的光源剖面图。光源30包含一晶 粒31，其具有一 LED，该LED发出通过晶粒31的顶面及通过晶粒31侧面的光。晶粒31利 用晶粒31底面上的接点来接合至基板32。为了简化图式，已经从图式中省略晶粒31与基 板之间的电气连接。一荧光层33利用一粘贴层36接合至晶粒31的顶面。荧光层33将从晶粒31发 出的光的一部分转化成具有与从晶粒31发出的光不同光谱的光。如上面所提及，通过使用 发出蓝色光谱的晶粒以及可将蓝光转化成黄光的荧光体可创造出白色光源。不过，也可用 其他晶粒与荧光体的组合来实施本发明。如以下更详细的说明，在将层33接合至晶粒31 之前预先制造层33。荧光层33可包含悬浮在载体内的分散的荧光体粒子，或由溶解在载体 内的可溶解荧光体来制造。离开晶粒31侧面的光由散射粒子层35所散射，其中这些粒子悬浮在对晶粒31所 产生的光是透明的一材料层34内。材料层34形成围绕晶粒31侧面的散射环，并填入基板 32与层33之间间隙内，该间隙是在晶粒31相邻区域内。该散射环的厚度可被选择，使得相 较于该光源中通过荧光层33顶面离开的光，通过侧面离开该晶粒并且从表面38发出的光 其光量是微不足道的。在本发明的一个态样中，离开晶粒31侧面并通过层38而从光源30 射出的光量少于离开晶粒侧面且通过散射环侧面38离开散射环的光的10%。基板32的顶面37可用一反射材料覆盖，将任何被散射朝向基板32的光重新导回 朝向荧光层33。该散射粒子取代上述讨论的传统反射板。考虑从晶粒31侧边离开的光，其 经散射使得该光重新导向至荧光层33。此光和从晶粒31顶面所发出的光通过相同的荧光体厚度；因此该光源具有比上述所讨论的先前技术光源更均勻的光场。此外，该光源的整体 水平尺寸明显地小于使用个别反射板的光源。如底下更详细的解释，材料层34的高度h可被设定，使得材料层34可通过在荧光 层33接合至晶粒31之后，在荧光层33与基板32之间导入一悬浮散射粒子于其内的液体 前置物来制造。此发明态样确定该载体与该散射粒子被限制在荧光层33底下。该散射层 的宽度并不重要，只要该宽度大于最小宽度即可。宽度必须够宽，以确定从晶粒31侧面离 开的大部分光都被反射。此外，该宽度必须大于被散射粒子重新导向的光的波长。假如存 在其他材料，实质上并不会改变该光源的外观尺寸或颜色，因为大多数光在到达其他材料 之前已经被散射。因此，并不需要精确控制需分布于荧光层33边缘的材料量。必须注意到，散射粒子密度的任何变化都会改变光源的光场直径以及边缘的亮度 分布；不过光源的颜色不会改变，因为光通过的荧光体厚度与散射介质无关。因为眼睛对色 差的敏感度大于对亮度差异的敏感度，所以一般来说可接受边缘上亮度的小差异。参考图3至图6可更容易了解依照本发明其中一个态样的光源的制造方式，该图 式说明如何制造数个此类光源。图3至图5为在工艺中不同阶段中基板41 一部分的剖面 图。图6为图5内所示为基板41 一部分的俯视图，图5为通过图6内所示5-5线的剖面图。请参阅图3，工艺一开始是利用接合像是晶粒42这类的多个晶粒至基板41。该晶 粒连接至基板41表面上的电线路，并从该晶粒侧边以及相对于基板41的对边发出光。该 发光表面由粘贴层45覆盖，其在粘贴剂固化后对该晶粒发出的光而言是透明的。该荧光层是预先制造来形成可反向接合至载体基板44的个别荧光体元件43。在 本发明的一种态样中，该荧光体元件可如材料薄片般铸造，该材料片分割为稍后固定至基 板44的个别荧光体元件。在本发明的其他态样中内，将具有该荧光体的一液体前置物材料 施予至基板44，如同具有恰设置在基板44上的个别荧光体元件的图案层。该前置反应物可 使用像是模板处理这类的“印刷操作”，或使用类似于喷墨印表机内所使用的机构来分布。 然后该前置物材料被固化，以提供上述讨论的该荧光体元件。该荧光体元件定位成，当载体基板44与基板41正确对准时，一个荧光体元件将准 确位于每一晶粒上。在基板41和44都彼此适当校准之后，将基板压在一起，使得该荧光体 元件与该粘贴层接触。然后该粘贴层被固化以提供每一荧光体元件与该对应晶粒间的接 合。在该粘贴层固化之后，移除基板44留下如图4内所示的光源。此时参阅图5和图6，在该荧光体元件已接合至该晶粒之后，利用在该荧光体元件 之间的空间内分布一适当液体前置物来形成散射层48。该液体前置物包含该散射粒子并且 具有所需的表面张力，使得该液体通过毛细现象吸入该荧光体元件与基板41之间的空间 内。该液体可由插入像是图5和图6内所示的荧光体元件45和46这类的荧光体元件对之 间的单个喷嘴47来分布。另外，可利用多个喷嘴同时分布该前置物与散射粒子悬浮物。直到液体前置物吸入该荧光体元件与基板41之间的空间之前，该前置物都必须 维持液态。该液体前置物可为能硬化成透明介质，且维持该散射粒子于悬浮的任何材料。对 于该晶粒所发出的光而言，该介质必须透明。上述讨论中用于分布该荧光层进入该反射杯 状物时维持该荧光体粒子于悬浮的组合物可在此被使用。这种组合物通常包含具有各种减 缓粒子沉淀的添加物的载体。例如可利用使用热或UV光固化的透明环氧树脂组合物。硅 树脂(silicone)组合物也可被利用。
在本发明的一个态样内，该散射粒子为氧化钛粒子，其直径大于该晶粒发出的光 的波长。不过，亦可使用其他材料。例如可使用无色粒子，其折射系数显著异于悬浮该粒 子所使用的介质的折射系数。例如可利用悬浮在环氧树脂内的玻璃粒子。该荧光体元件可用数种方法来制造，该荧光体元件可用和上述讨论先前技术方法 中制造该荧光层所使用的相同材料来预先模造。因为该荧光体元件是使用个别模造工艺来 制造，而实质上降低了上述讨论关于提供一均勻层的问题。如上所述，也可利用将该荧光体 材料印刷到一载体上来制造该荧光体元件。该荧光体元件在水平方向的荧光体粒子均勻度必须维持一定，使得离开该晶粒顶 面或离开该散射粒子的光将通过相同厚度的荧光体材料。不过，与先前技术的元件不同，该 荧光体元件内荧光体粒子的垂直分布基本上可以是不均勻的，因为该荧光体所转化的大部 分光与该层内的荧光体粒子分布相对无关。因此，若使用模造工艺提供该荧光体元件，则模 造工艺不需要有固化时间，其短于该粒子在载体内的沉淀时间，该载体用于悬浮粒子。类似 地，若使用模板或印刷工艺将该荧光体分布于该载体，则转化的光所占的比例主要由施予 的荧光体量所决定，与层内该荧光体的垂直分布是不同的。最终，具有该荧光体元件的该载 体的制备可从封装工艺中分离出来，因此工艺可被个别最佳化。上述根据本发明不同态样的光源的范例使用一种制造法，其在一载体上提供个别 的荧光体元件，然后转移至该晶粒。在某些应用当中，在该荧光层上包含额外的光学元件是 较佳的，该光学元件用于降低因全反射而留在该荧光层内的光量。全反射发生于该荧光体 元件与围绕该完成光源的空气之间的边界。这些光学元件需有一曲面设计，其让个别荧光 体元件与该载体的接合变得复杂。在本发明的一个态样中，基本上是利用将预先制造具有该光学元件的该荧光体元 件的板接合至该晶粒载体上的晶粒来减少这些问题。然后将该散射材料导入如上述讨论的 该晶粒与该荧光体元件之间的空间内。最终，在切割该晶粒和该晶粒载体的同时切割该荧 光体板，以提供一完成的LED。必须注意到，也可利用在每一完成的光源上模造一个圆顶来制造该光学元件。此 时请参阅图7，其为基板71的一部分的剖面图，该基板具有使用本发明此态样的两个光源。 每一光源都包含一圆顶72，其模造在每一光源内该荧光体元件73上。圆顶72的直径经过 选择，使得从荧光体元件73进入圆顶72的光将以小于圆顶72临界角的入射角撞击圆顶72 的表面，因此，此光将从圆顶72射出，而不会因为空气/圆顶介面的内部反射而留在圆顶72 之内。为了降低制造成本，在切割个别光源之前，可用单个模造的操作模造整个光源板的圆 顶。上述范例使用将荧光体粒子悬浮在透明介质内制造的一荧光体转化层。不过，亦 可使用其他方法制造该荧光体元件。例如通过因适当掺杂而拥有荧光特性的单晶半导体 材料制造的一荧光体转化层可用于该荧光体转化层。该单晶荧光体可使用晶体块材成长法来成长，像是Czochralsky法或像是液相或 汽相外延的外延法。例如1989年10月10公告提出的第4，873，062号美国专利说明一种 用此方法成长单晶体的设备与方法。因为此方法为半导体材料业界内所熟知，所以在此就 不做进一步讨论。为了讨论起见，须充分注意到单晶荧光体的长晶是利用将单个晶种降入 一具有熔化荧光体材料的坩锅。随着晶体成长，从熔化材料当中拉出晶体块材。接着，该晶体块材被切成薄片层，并且切割或断开成更小片，以适合本发明使用。该层的厚度视特定应 用而定，其厚度介于0. 05至5mm之间，且在许多应用中较佳地是使用0. 25mm。当该单晶荧光层是透明的，光传输并不会因荧光体粒子边界的散射而有所阻碍。 由于该光转化荧光层具有均勻的厚度，整个表面上的颜色转化效果都相同。晶体材料的选择是根据特定的应用。对于白光LED而言，LED在第一频带内发光， 并且光转化层将该光的一部分转化成互补频带内的光。例如白光LED可使用包含由铈激 化的钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet) YAG:Ce的单晶荧光体，来将其LED发出的蓝 光转化成黄光。类似地，发出靛色(蓝绿色)的LED可与发出红光的单晶荧光体匹配，提供 接近白色的光源。必须注意到，也可使用多个荧光层。例如若使用UV发光LED，则需要至少两种荧 光体来提供让观察者看起来像是白色的光源。在此例中，该荧光层可包含两个不同的荧光 层，个别用于一种荧光体。每一荧光层都转化一部分的UV光。为了提供最大效率，所有UV 光皆应被该荧光体的组合转化。使用不同颜色LED的光源也用来产生使观察者看起来为特定颜色的光。例如使 用三种LED的光源，其中每一种LED产生不同颜色的光，例如红色、绿色和蓝色。该光源通 常用于提供一种光源，其可设计来提供一特定颜色的观察光，该光的颜色可从一广色域中 选取。利用改变三原色光源的亮度比例，可改变光源的观察色。而使用更多不同颜色的光 源也为一现有技术。这类光源具有较大的色域，其可利用改变个别LED的亮度来产生。此 时请参阅图8和图9，其说明使用本发明此态样的光源。图9为光源90的俯视图，以及图8 为光源90通过图8中8-8线的剖面图。光源90包含4个晶粒，显示为82-85。每一晶粒都 由使用不同荧光体的荧光体元件所覆盖。图式中将例示性荧光体元件标示为92和93。四 个晶粒以类似上面讨论的方式被共用圆顶95所覆盖。为了提供所要颜色的“点”光源外观，LED必须尽可能彼此靠近。本发明也可经过 调整用来制造这种光源，因为这样该晶粒可比每一晶粒都在个别反射杯内的光源中的晶粒
更靠近。在这种光源内，使用不同的荧光体来制造覆盖光源板内相邻晶粒的荧光体元件。 根据将荧光体印刷或模板模造到载体上的制造技术适合用于这种光源。在制造光源之后， 该板会被分割使具有对应该荧光体元件的三或四个晶粒都包含在每一光源内。LED光源所面对的另一个问题为个别LED相对低的光输出。目前，单个晶粒最高能 以几瓦的功率来运作。因此，为了提供取代传统白炽灯的光源，即使当光源为相同颜色时， 仍必须组合数颗晶粒来提供所要的亮度。同样地，本发明适于制造足以成为点光源的多晶 粒光源。此时请参阅图10和图11，其说明使用本发明此态样的光源100。图11为光源100 的俯视图，且图10为光源100通过图10内10-10线的剖面图。光源100使用共享一荧光 体元件102的4个晶粒。图式内将例示性晶粒标示为103和104。该晶粒与该荧光体元件 都包覆在圆顶105内，以提供提升的光撷取率。重新导引离开该晶粒侧边的光的该散射介 质导入显示为111-114的位置，并且透过毛细现象移动至该晶粒之间的区域。因此，该晶粒 可尽可能的彼此靠近，而不会损失通过该晶粒侧边发出的光。如上面所提及，该荧光体元件较佳使用像是转模、射出成型、印刷或铸造等不同工 艺来制造。在本发明的一个态样中，该荧光体与像是环氧树脂、硅树脂、聚碳酸盐、压克力、聚胺酯、聚丙烯或类似塑胶或聚合物的透明介质混合，然后利用模造、铸造、印刷或其他合 适的工艺形成所要的形状。低熔点的无机玻璃也可被使用当成透明介质。该荧光体较佳为不出现散射问题的材料。为了减少使用悬浮在透明介质内无机荧 光体的粒子的光源内光的散射，该粒子大小较佳为小于或等于该晶粒上LED所发出的光的 波长。另外，可使用在该透明介质内可溶解的一发光材料，例如可使用像是荧光体染剂的 一有机发光材料。通过适当选择悬浮该粒子的透明介质，也可降低来自该粒子表面的散射。尤其是， 可使用折射系数与该荧光体材料折射系数相匹配的材料，藉此降低光散射。例如低熔点玻 璃可用来当成铸造材料，以降低该荧光体粒子与该铸造材料之间折射系数的差异。本发明的上述范例已经揭露发出让观察者看起来为“白光”的光源。不过，本发明 可用于制造其他光源，其运作是使用荧光体转化原光源所发出的光的一部分。根据本发明的上述光源范例是使用荧光体将LED所发出的光转化成不同波长的 光。不过，亦可使用其他形式的发光材料。一般而言，可使用将LED所产生波长的光转化成 所要波长的光的任何材料。根据本发明的上述光源范例涉及到许多透明元件。为了本发明的目的，若介质可 让该光源内LED所产生的光中超过百分之九十的光通过，则该介质定义为透明。本领域技术人员从上面的描述以及附图当中可了解本发明的许多修改。因此，本 发明只受限于下列权利要求范围的范畴。
权利要求
1.一种光源，其包含一晶粒，其发出一第一波长光穿过该晶粒一顶面以及该晶粒的一或多个侧面，该晶粒 接合至一安装基板的表面；一光转化元件，包含一层发光材料，其将该第一波长光转化成一第二波长的光，该光转 化元件具有与该晶粒顶面接合的一底面，该光转化元件具有侧向尺寸，使得在该晶粒四周 存在一空间，该空间由该基板与该光转化元件所界定；及一散射环，其围绕该晶粒侧面，并且设置在该空间内，使得一部分从该晶粒侧面发射出 来的光会由该散射环散射进入该光转化元件内。
2.如权利要求1所述的光源，其中该散射环包含有粒子悬浮于其中的一透明材料。
3.如权利要求1所述的光源，其中该透明材料具有一液体前置物湿化该光转化元件的 底面及该基板的一表面。
4.如权利要求2所述的光源，其中该透明材料包含一环氧树脂。
5.如权利要求2所述的光源，其中该透明材料包含硅树脂。
6.如权利要求2所述的光源，其中该粒子包含氧化钛。
7.如权利要求1所述的光源，其中该光转化元件包含有荧光体粒子悬浮于其中的一透 明材料。
8.如权利要求1所述的光源，其中该光转化元件包含一单晶荧光体。
9.如权利要求1所述的光源，其中该光转化元件包含一透明材料的平面层，该平面层 具有一发光材料于其中，该光转化元件另包含一光处理层，其包含接合至该平面层的一层 透明材料，该光处理层具有覆盖该平面层的一非平面表面。
10.如权利要求1所述的光源，其进一步包含该安装基板之上的一层透明材料，其形状 经过塑造来提供具有对应至该晶粒的一非平面表面的一光学元件。
11.一种制造一光源的方法，其包含安装多个晶粒，其发出一第一波长光穿过该晶粒一顶面及该晶粒一或多个侧面，该晶 粒接合至一安装基板的一表面；提供一片光转化元件，每一光转化元件都包含一层发光材料，其将该第一波长光转化 成一第二波长光，每一光转化元件对应至该晶粒的其中之一，并与该晶粒校准，使得该光转 化元件的一底面定位在该晶粒的顶面上；将该片光转化元件接合至该晶粒的顶面，其中每一光转化元件都具有经过选择的侧向 尺寸，使得该对应晶粒周围存在有一空间，该空间由该基板与该对应光转化元件所界定；及产生一散射环，该环围绕每一晶粒的侧面，并且设置在该晶粒四周的该空间内，使得一 部分从该晶粒的侧面发射出来的光通过该散射环散射进入对应该晶粒的该光转化元件。
12.如权利要求11所述的制造一光源的方法，其中该散射环包含存在散射粒子悬浮于 其中的一透明材料。
13.如权利要求12所述的制造一光源的方法，其中该透明材料具有一液体前置物，其 湿化该光转化元件的底面与该基板的一表面，该散射环的产生是通过将该散射粒子悬浮在 该液体前置物内来形成一液体环前置物，并将该液体环前置物导入该晶粒四周空间内，并 且固化该液体前置物。
14.如权利要求13所述的制造一光源的方法，其中该液体环前置物通过毛细现象被吸入该空间内。
15.如权利要求11所述的制造一光源的方法，其中提供该片光转化元件，其包含将个 别光转化元件附加至一载体。
16.如权利要求11所述的制造一光源的方法，其中提供该片光转化元件，其包含在一 载体上产生一有图案的荧光层。
17.如权利要求16所述的制造一光源的方法，其中该荧光层包含一液体前置物材料， 该材料包含该荧光体，并且利用在该载体上印刷该液体前置物材料来产生该有图案的荧光 层。
18.如权利要求11所述的制造一光源的方法，进一步包含模造在该安装基板之上的一 透明材料层，以提供光学元件，其具有对应至每一晶粒的一非平面表面。
19.如权利要求18所述的制造一光源的方法，其中该光学元件的其中之一包含多个该晶粒。
全文摘要
本发明公开了一种光源(30)及制造该光源的方法。该光源包含一晶粒(31)、一光转化元件(33)及一散射环(34)。该晶粒(31)发出第一波长光穿过该晶粒顶面及该晶粒的一或多个侧面，并且接合至一安装基板(32)。该光转化元件(33)将第一波长光转化成第二波长光，该光转化元件具有与该晶粒(31)顶面接合的底面。该光转化元件(33)具有侧向尺寸，使得晶粒四周存在一空间，该空间被基板(32)与该光转化元件(33)所界定。该散射环(34)设置于该空间内，使得一部分从该晶粒(31)侧面发射出来的光会散射进入该光转化元件(33)内。
文档编号H01L33/52GK102132428SQ200980133270
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月19日 优先权日2008年9月2日
发明者史考特·魏斯特 申请人:普瑞光电股份有限公司