具有图案化磷光体层的单片多色矩阵发射器的制作方法

本公开总体上涉及磷光体转换照明器件，并且更特别地涉及在发光二极管的阵列和微阵列上具有两种或更多种颜色的图案化磷光体转换器层的照明器件，以及形成图案化磷光体转换器层的方法。

背景技术：

1、半导体发光二极管和激光二极管(在本文中统称为“led”)是当前可用的最有效的光源之一。led的发射光谱通常在由该器件的结构和由其构成的半导体材料的组分所确定的波长处表现出单一的窄峰。通过合适地选择器件结构和材料体系，led可以被设计为在紫外、可见、或红外波长处来操作。

2、led可以与吸收由led发射的光并作为响应发射更长波长的光的一种或多种波长转换材料(在本文中一般称为“磷光体”)组合。对于这种磷光体转换led(“pcled”)，由led发射的被磷光体吸收的光的份额取决于由led发射的光的光路上的磷光体材料的量，例如取决于设置在led上或led周围的磷光体层中磷光体材料的浓度以及该层的厚度。

3、可以将磷光体转换led设计为使得led发射的所有光都被一种或多种磷光体吸收，在该情况下，来自pcled的发射完全来自磷光体。在这种情况下，例如，可以选择磷光体以在狭窄的光谱区域内发射光，该光不由led直接有效地产生。

4、替代地，可以将pcled设计为使得由led发射的光的仅一部分被磷光体吸收，在该情况下，来自pcled的发射是由led发射的光和由磷光体发射的光的混合。通过合适地选择led、磷光体、和磷光体组分，可以将这样的pcled设计成发射例如具有期望的色温和期望的显色特性的白光。

5、led和pcled的技术和商业应用包括在显示器、矩阵和光引擎中的使用，所述显示器、矩阵和光引擎包括：机动车自适应前灯，增强现实(ar)显示器，虚拟现实(vr)显示器，混合现实(mr)显示器、智能眼镜以及用于移动电话、智能手表、监控器和电视的显示器，以及用于移动电话中相机的闪光灯照明。例如，液晶显示器的背光通常采用包括绿色磷光体和红色磷光体组合的pcled。这些架构中的各个led或pcled可以具有几平方毫米到几平方微米(microled)的面积。

技术实现思路

1、在一方面中，公开了一种照明器件，其包括布置在阵列中的多个发光二极管、设置在发光二极管之间并对发光二极管进行光学隔离的多个光学隔离屏障、以及设置在由发光二极管的发光表面和光学隔离屏障的上表面形成的阵列表面之上的图案化转换器层，图案化转换器层包括具有第一转换器的第一区域和具有不同于第一转换器的第二转换器的第二区域，第一区域和第二区域设置在阵列表面的不同区域之上。第一区域可以设置在发光表面之上，并且第二区域设置在光学隔离屏障之上。第一转换器可以是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且第二转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成比第一转换器更冷的白色的磷光体。第一区域的面积小于发光表面的面积，并且第二区域覆盖光学隔离屏障和发光表面的边缘的各部分。发光表面可以具有小于500μm乘500μm的面积，第一转换器和第二转换器可以在每个相邻的发光表面之上以交替的图案形成，并且每个发光二极管结构可以是单独可寻址的。发光二极管可以形成分段的单片microled阵列。第一转换器可以发射暖白光，并且第二转换器可以发射冷白光。第一转换器可以发射白光，并且第二转换器可以发射非白光，诸如红光或红外光。

2、在另一方面中，公开了一种照明器件，其包括布置在阵列中的多个发光二极管，每个发光二极管包括发光表面；以及设置在发光二极管的发光表面之上的图案化转换器层，图案化转换器层包括具有第一转换器的第一区域和具有不同于第一转换器的第二转换器的第二区域，并且至少一个第一区域和至少一个第二区域设置在每个发光表面之上。第一区域或第二区域或两者可以覆盖光学隔离屏障的各部分。照明器件可以进一步包括被配置为激活来自发光表面的第一部分的光发射的第一电接触和被配置为激活来自发光表面的第二部分的光发射的第二电接触。转换器层的第一区域可以设置在发光表面的第一部分之上，并且转换器层的第二区域可以设置在发光表面的第二部分之上。第一部分可以是发光表面的第一半，并且第二部分可以是与第一半相邻的发光表面的第二半。第一部分可以包括发光表面的第一个四分之一和在与第一个四分之一相反的角中的发光表面的第二个四分之一，并且第二部分可以包括发光表面的第三个四分之一和在与第三个四分之一相反的另一个角中并且邻近第二个四分之一的发光表面的第四个四分之一。该照明器件可以包括电路驱动器，该电路驱动器包括连接到第一电接触和第二电接触的混合器(mixer)，该混合器被配置为接收输入电压和输入占空比，并且基于输入占空比在第一电接触和第二电接触之间分配输入电压。第一转换器可以是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且第二转换器可以是将从发光二极管结构发射的光转换成比第一转换器更冷的白色的磷光体。

3、在又一方面中，公开了一种照明器件，其包括：多个发光二极管，每个发光二极管包括发光表面；多个第一电接触，每个第一电接触电连接发光二极管之一，并被配置为激活来自每个发光二极管的第一部分的光发射；多个第二电接触，每个第二电接触电连接到发光二极管之一，并且被配置为激活来自每个发光二极管的第二部分的光发射；以及设置在发光二极管的发光表面之上的图案化转换器层，该图案化转换器层包括具有第一转换器并且设置在发光二极管的第一部分之上的多个第一区域，以及具有不同于第一转换器的第二转换器并且设置在发光二极管的第二部分之上的多个第二区域。第一部分可以是每个发光二极管的发光表面的3/4，并且第二部分可以是每个发光二极管的发光表面的剩余1/4。对于多个发光二极管中的两个相邻的发光二极管，第二部分可以是相邻的，并且第二转换器区域可以覆盖在两个相邻的发光二极管之间形成的光学隔离屏障的一部分。对于多个发光二极管中的四个相邻的发光二极管，第二部分可以是相邻的，并且第二转换器区域可以覆盖形成在四个相邻的发光二极管之间的光学隔离屏障的一部分。该照明器件可以进一步包括电路驱动器，该电路驱动器包括连接到第一电接触和第二电接触的混合器，该混合器被配置为接收输入电压和输入占空比，并且基于输入占空比在第一电接触和第二电接触之间分配输入电压。第一转换器可以是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且第二转换器可以是将从发光二极管结构发射的光转换成比第一转换器更冷的白色的磷光体。

技术特征：

1.一种照明器件，包括：

2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且所述第二转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成比所述第一转换器更冷的白色的磷光体。

3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一区域的面积小于所述发光表面的面积，并且所述第二区域覆盖所述光学隔离屏障的上表面和所述发光表面的边缘的各部分。

4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述发光表面的面积小于500μm×500μm。

5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述多个发光二极管中的每一个都是单片led结构的电隔离分段。

6.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一转换器被配置为发射第一色点的光，并且所述第二转换器被配置为发射不同于所述第一色点的第二色点的光。

7.一种照明器件，包括：

8.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述图案化转换器层包括多个第一区域和多个第二区域，所述第一区域和所述第二区域形成棋盘图案，并且所述多个发光二极管中的每一个都是单独可寻址的。

9.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述第一转换器被配置为发射第一色点的光，并且所述第二转换器被配置为发射不同于所述第一色点的第二色点的光。

10.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第一转换器被配置为发射暖白光，并且所述第二转换器被配置为发射冷白光。

11.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第一转换器被配置为发射白光，并且所述第二转换器被配置为发射非白光。

12.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述多个发光二极管中的每一个都是单片led结构的电隔离分段。

13.一种照明器件，包括：

14.根据权利要求13所述的照明器件，其中一个发光二极管进一步包括第一电接触和第二电接触，所述第一电接触被配置为激活来自所述一个发光二极管的发光表面的第一部分的光发射，所述第二电接触被配置为激活来自所述一个发光二极管的发光表面的第二部分的光发射。

15.根据权利要求14所述的照明器件，其中所述转换器层的第一区域设置在所述发光表面的第一部分之上，并且所述转换器层的第二区域设置在所述发光表面的第二部分之上。

16.根据权利要求15所述的照明器件，其中所述第一部分是所述发光表面的第一半，并且所述第二部分是与所述第一半相邻的所述发光表面的第二半。

17.根据权利要求14所述的照明器件，其中所述第一部分包括所述发光表面的第一个四分之一和在与所述第一个四分之一相反的角中的所述发光表面的第二个四分之一，并且所述第二部分包括所述发光表面的第三个四分之一和在与所述第三个四分之一相反的另一个角中并且与所述第二个四分之一相邻的所述发光表面的第四个四分之一。

18.根据权利要求14所述的照明器件，包括电路驱动器，所述电路驱动器包括连接到所述第一电接触和所述第二电接触的混合器，所述混合器被配置为接收输入电压和输入占空比，并且基于所述输入占空比在所述第一电接触和所述第二电接触之间分配所述输入电压。

19.根据权利要求13所述的照明器件，其中所述第一转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且所述第二转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成比所述第一转换器更冷的白色的磷光体。

20.根据权利要求13所述的发光器件，其中所述多个发光二极管中的每一个都是单片led结构的电隔离分段。

21.一种照明器件，包括：

22.根据权利要求21所述的照明器件，其中所述第一部分是每个发光二极管的发光表面的3/4，并且所述第二部分是每个发光二极管的发光表面的剩余1/4。

23.根据权利要求22所述的照明器件，其中对于所述多个发光二极管中的两个相邻的发光二极管，所述第二部分是相邻的，并且所述第二转换器区域覆盖所述两个相邻的发光二极管之间的光学隔离屏障的一部分。

24.根据权利要求22所述的照明器件，其中对于所述多个发光二极管中的四个相邻的发光二极管，所述第二部分是相邻的，并且所述第二转换器区域覆盖所述四个相邻的发光二极管之间的光学隔离屏障的一部分。

25.根据权利要求21所述的照明器件，包括电路驱动器，所述电路驱动器包括连接到所述第一电接触和所述第二电接触的混合器，所述混合器被配置为接收输入电压和输入占空比，并且基于所述输入占空比在所述第一电接触和所述第二电接触之间分配所述输入电压。

26.根据权利要求21所述的照明器件，其中所述第一转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成暖白色的磷光体，并且所述第二转换器是将从发光二极管结构发射的光转换成比所述第一转换器更冷的白色的磷光体。

27.根据权利要求21所述的发光器件，其中所述多个发光二极管中的每一个都是单片led结构的电隔离分段。

28.一种显示系统，包括：

29.一种移动设备，包括：

技术总结
公开了一种照明器件，其包括布置在阵列中的多个发光二极管、设置在发光二极管之间并光学隔离发光二极管的多个光学隔离屏障、以及设置在由发光二极管的发光表面和光学隔离屏障的上表面形成的阵列表面之上的图案化转换器层，该图案化转换器层包括具有第一转换器的第一区域和具有不同于第一转换器的第二转换器的第二区域，第一区域和第二区域设置在阵列表面的不同区域之上。

技术研发人员：T·洛佩兹,M·R·博默
受保护的技术使用者：亮锐有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15