具有量子点玻璃安全板的led照明装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月14日提交的美国专利申请S/N13/828169以及2012年11 月30日提交的美国临时专利申请S/N61/731，530的优先权。
[0003] 背景
技术领域
[0004] 本公开关于发光二极管（LED)照明装置，更具体地，关于封装的板载芯片（C0B) LED阵列。
【背景技术】
[0005] 首先参看图1，高亮度LED照明装置，即光源接近或超过1000流明，通常需要显著 数量被配置为二维阵列的多个蓝色LED 10,例如，紧固在金属壳PC板20上。在许多情况 下，二极管阵列被散布在硅树脂密封材料15上的颜色转换磷光体30所覆盖这些以及其他 类型的COB LED阵列在形状、光输出以及电力驱动需求上变得越来越标准化，并且可想得到 地成为新的照明标准。
【发明内容】
[0006] 根据本公开的主题，提供了照明装置，该装置包括板载芯片（C0B)发光二极管 (LED)光源、光源密封材料、量子点分布式颜色转换介质以及量子点玻璃安全板。COB LED光 源包括至少一个LED并且定义光源密封材料腔，在该腔中光源密封材料分布在LED上。量 子点玻璃安全板位于光源密封腔之上并且含有量子点分布式颜色转换介质。分布式颜色转 换介质包括量子点结构并且二维地分布在量子点玻璃安全板内的照明装置的发射场上。
[0007] 本公开的量子点玻璃安全板是有益的，因为它提供了额外的制造工艺控制。具体 地，能够从相应的LED阵列分开地测试该板，并且能够达成适当的"板到阵列"配对以实现 所需要的颜色输出。这在转换介质作为用于密封LED阵列的硅树脂中的浆液而被提供时就 不是这种情况，但本公开的实施例也考虑到转换介质作为硅树脂中的浆液被提供。
[0008] 装载有颜色转换介质的玻璃安全板正好位于LED阵列的引线接合之上。纯硅树脂 能够用于包围LED，而不是作为很差的热导体的空气。这意味着LED上的硅树脂的厚度能够 被降低至引线接合的高度，即在引线接合的外形变化非常低的情况下大约50 ym。此结构 在很多方面有益。首先颜色转换介质本身比介质散布在硅树脂里的情况能够耐受更高的温 度。进一步，极大地改善了引导热量至封装的LED的散热器的能力，因为LED上硅树脂层的 厚度极大地降低了，例如，从大约750 ym降至约50 ym。考虑到通过倒装芯片LED阵列可能 实现进一步的厚度降低，因为引线接合将不再设置厚度需求。尽管也许最初违反直觉，对于 量子点产生的热量的散热路径是通过LED本身。量子点玻璃安全板的玻璃将量子点和硅树 脂及LED分开，从热传递角度，优选使安全板的玻璃尽可能地薄。同样值得注意的是，包含 在量子点玻璃安全板内的量子点介质通常在厚度上仅需大约100 ym或更低的数量级，进 一步减少了从量子点到LED阵列的热路径长度。
[0009] 根据本公开的一个实施例，量子点玻璃安全板包括玻璃框架，并且量子点结构被 包含在玻璃框架的内部体积内。此实施例的一些示例如图2-4所示，在下文进一步详细地 描述。
[0010] 根据本公开的另外一个实施例，光源密封材料包括主分布式颜色转换介质，量子 点玻璃安全板的颜色转换介质限定了照明装置的补充发射场，并且由主分布式颜色转换介 质限定的发射场在空间上全等于但在光谱上不同于由量子点玻璃安全板限定的补充发射 场。此实施例的一个示例如图2所示，在下文进一步详细地描述。
[0011] 而根据本公开的另一个实施例，照明设备包括主玻璃安全板，该板包括主分布式 磷光体颜色转换介质，量子点玻璃安全板的颜色转换介质限定了照明装置的补充发射场， 并且由分布式磷光体颜色转换介质限定的发射场在空间上全等于但在光谱上不同于由量 子点板限定的补充发射场。此实施例的一个示例如图3所示，在下文进一步详细地描述。
[0012] 根据本公开的附加实施例，COB LED光源包括热学散热器框架，光源密封材料没有 任何分布式颜色转换介质，光源密封材料包含娃树脂，量子点玻璃安全板被置于光源密封 材料腔之上，光源密封材料以一定的厚度分布在LED上，该厚度足以密封LED并且限定密封 材料导热路径T PE，该密封材料导热路径TPE从量子点玻璃安全板的分布式颜色转换介质穿 过光源密封材料延伸至热学散热器框架，并且光源密封材料的厚度使得导热路径T PE穿过 光源密封材料延伸小于大约100 ym。此实施例的一个示例如图4所示，在下文进一步详细 地描述。
【附图说明】
[0013] 本公开的特定实施例的以下详细描述能够结合以下附图阅读时被最好地理解，在 附图中相同的结构使用相同的附图标记来指示，而且在附图中：
[0014] 图1示出采用"硅树脂内磷光体"颜色转换介质的LED照明装置；
[0015] 图2是根据本公开一个实施例的LED照明装置的示意图；
[0016] 图3是根据本公开另一个实施例的LED照明装置的示意图；以及
[0017] 图4是根据本公开又一个实施例的LED照明装置的示意图；
【具体实施方式】
[0018]图2-4示出COB LED照明装置100、100'、100"，其包括至少一个LED 110、光源密 封材料120、量子点颜色转换介质50、量子点玻璃安全板40、以及例如以金属壳印刷电路板 20为形式的散热器框架。量子点分布式颜色转换介质50二维地分布在量子点玻璃安全板 40内的LED照明装置的发射场上，并且包括配置为使多个LED的发射谱转变为更长或更短 波长的量子点结构。
[0019] 特别参见附图2-4中的配置，注意到量子点玻璃安全板40被表示为玻璃安全框架 的形式，该玻璃安全框架包括由对立的、密封的玻璃板40a、40b之间限定的内部体积，用于 包含量子点分布式颜色转换介质50。对立的、密封的玻璃板包括一个腔玻璃40a和一个密 封玻璃40b。密封玻璃40b是通常相对薄（大约100 y m)的显示级玻璃，比如Willow就是 EAGLE XCKR显示玻璃的非常薄的（通常100 ym)版本，可从康宁公司获得。通过任何传统 的或者有待开发的玻璃模具或者包括例如微加工、激光辅助加工或铣削、激光消融、蚀刻或 者其组合的玻璃加工工艺，可以在腔玻璃40a中提供适合的腔。溅镀玻璃可以被沉积在密 封玻璃40b的底侧上，并且激光可以用于使密封玻璃40b边缘接合于腔玻璃上，而量子点保 留在腔内。
[0020] 根据构想实施例的一个设定，通过沿着密封玻璃、腔玻璃或两者的密封表面的边 缘部分提供相对低熔化温度（即低Tg)玻璃密封带，可构造用于包含先前提及量子点的密 封玻璃板。以此方式，当进入匹配配置时，腔玻璃和密封玻璃与玻璃密封带合作以限定包含 量子点的内部体积。通过物理气相沉积法，可沉积玻璃密封带，例如，通过从溅镀靶来溅镀。
[0021] 聚焦的激光束能够用于局部地熔化与玻璃材料相邻的低熔化温度玻璃密封带以 形成密封界面。在一种方法中，激光能够穿过腔玻璃或者密封玻璃被聚焦，然后被位置扫描 用于局部加热玻璃密封带以及腔玻璃和密封玻璃相