• 专利附录
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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    Es wird eine LED offenbart, die einen Lichtemitter umfaßt, der Licht einer ersten Wellenlänge emittiert, und eine Phosphorschicht, die einen Teil dieses Lichts in ein Licht einer zweiten Wellenlänge umwandelt. Die Phosphorschicht umfaßt ein pulverisiertes Phosphor, das in einem photoaushärtbarem Medium suspendiert ist, das sich auf eine Belichtung mit Licht einer Aushärtungswellenlänge hin stabilisiert. Die Phosphorschicht kann ferner einen thixotropen Stoff umfassen, der die Rate, bei der sich das pulverisierte Phosphor in dem Medium setzt, bevor das Medium mit Licht der Aushärtungswellenlänge belichtet wird, verringert. Das photoaushärtbare Medium umfaßt ein photoaushärtbares Epoxy, das innerhalb eines Zeitraums aushärtet, der im Vergleich zu der Absetzzeit des Phosphorpulvers in dem Medium kurz ist.
    公开号:DE102004006513A1
    申请号:DE200410006513
    申请日:2004-02-10
    公开日:2004-09-23
    发明作者:Abdul Karim Aizar；Su Lin Bayan Lepas Oon；Boon Chun Tanjong Bungah Tan；Kheng Leng Tan
    申请人:Agilent Technologies Inc；
    IPC主号:H01L23-28
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung beziehtsich auf lichtemittierende Dioden.
    [0002] Fürdie Zwecke der vorliegenden Erörterung wirddie vorliegende Erfindung anhand einer „Weiß" emittierenden lichtemittierenden Diode(LED) erläutert;die bei der vorliegenden Erfindung gelehrten Verfahren können jedochauf eine breite Palette von LEDs angewandt werden. Eine Weiß emittierende LED,die Licht emittiert, das von einem menschlichen Beobachter als „weiß" wahrgenommen wird,kann hergestellt werden, indem eine LED erzeugt wird, die eine Kombinationaus blauem und gelbem Licht im richtigen Intensitätsverhältnis emittiert.LEDs, die ein Blau einer hohen Intensität emittieren, sind in der Technikbekannt. Gelbes Licht kann aus dem blauen Licht erzeugt werden,indem manche der blauen Photonen über ein geeignetes Phosphorumgewandelt werden. Bei einem Entwurf bedeckt eine transparenteSchicht, die verteilte Partikel des Phosphors enthält, einenLED-Chip. Die Phosphorpartikel sind in einem Vergußmaterialverteilt, das die lichtemittierenden Oberflächen der Blau-LED umgibt. Umeine Weiß emittierendeLED zu erhalten, muß dieDicke und Gleichmäßigkeitder verteilten Phosphorartikel streng gesteuert werden.
    [0003] Bei einem Entwurf ist die LED aneiner Wärmesenkein einer Mulde in einer Basis einer gedruckten Schaltungsplatineangebracht. Die Mulde weist reflektierende Seiten auf, die einereflektierende „Schale" bilden, wobei sichder LED-Chip aufdem Boden derselben befindet. Das Phosphor wird mit Flüssiggußepoxy gemischtund in die Schale eingespritzt. Das Teil wird anschließend zweiStunden lang warmgehärtet.
    [0004] Ungünstigerweise weist dieses Herstellungssystemaufgrund einer ungleichmäßigen Phosphorverteilungin der reflektierenden Schale eine geringe Ausbeute auf. Die Dichteder Phosphorpartikel ist größer alsdie des Flüssiggußepoxy,und daher tendieren die Partikel dazu, sich zum Boden der Reflektorschalehin abzusetzen. Folglich ist die Phosphormenge über den Chip verringert, waswiederum das Verhältnisvon gelbem zu blauem Licht, das durch die fertiggestellte Vorrichtungerzeugt wird, verringert. Eine derartige Vorrichtung emittiert Licht,das bläulich-weiß ist stattweiß.
    [0005] Ferner tendiert das Flüssiggußepoxy dazu, während desWarmhärtungsvorgangszu schrumpfen. Dies kann zu einem Teil führen, bei dem das obere Endedes Chips freiliegt. Dies führtferner zu einer Farbverschiebung, die unerwünscht ist.
    [0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindungbesteht darin, eine Lichtquelle und ein Verfahren zu schaffen, diedie Herstellung einer LED erleichtern.
    [0007] Diese Aufgabe wird durch eine Lichtquelle gemäß Anspruch1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch6 gelöst.
    [0008] Die vorliegende Erfindung ist eineLED, die einen Lichtemitter umfaßt, der Licht einer erstenWellenlängeemittiert, und eine Phosphorschicht, die einen Teil dieses Lichtsin ein Licht einer zweiten Wellenlänge umwandelt. Die Phosphorschichtumfaßt einpulverisiertes Phosphor, das in einem photoaushärtbaren Medium suspendiertist, das sich auf eine Belichtung mit Licht einer Aushärtungswellenlänge hinstabilisiert bzw. verfestigt. Die Phosphorschicht kann ferner einenthixotropen Stoff umfassen, der die Rate, bei der sich das pulverisiertePhosphor in dem Medium setzt, bevor das Medium mit Licht der Aushärtungswellenlänge belichtetwird, verringert. Das photoaushärtbareMedium umfaßtein photoaushärtbaresEpoxy, das innerhalb eines Zeit raums aushärtet, der im Vergleich zu derAbsetzzeit des Phosphorpulvers in dem Medium kurz ist.
    [0009] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegendenErfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnungnäher erläutert. Eszeigt:
    [0010] 1 eineQuerschnittsansicht einer fertiggestellten Weiß emittierenden LED 10.
    [0011] Die vorliegende Erfindung überwindetdie oben beschriebenen Probleme, indem sie die Sedimentation derPhosphorpartikel verringert. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung verwendet ein UV-ausgehärtetes Epoxy, das sich innerhalbeines sehr kurzen Zeitraums stabilisiert, zusammen mit einem thixotropenStoff, der die Sedimentation der Phosphorpartikel verzögert.
    [0012] Die Art und Weise, auf die die vorliegende Erfindungihre Vorteile liefert, werden unter Bezugnahme auf 1, die eine Querschnittsansicht einer fertiggestelltenWeiß emittierendenLED 10 ist, leichter verständlich. Die LED 10 umfaßt einereflektierende Schale 17, die in einer Mulde in einer Basiseiner gedruckten Schaltungsplatine gebaut ist. Der Halbleiterchip 12 derBlau emittierenden LED ist an einer Wärmesenke 18 angebracht,die den Boden der Schale 17 bedeckt. Die Schale 17 istmit einem Gußepoxy 22 gefüllt, indem die Phosphorpartikel suspendiert sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung weisen die Phosphorpartikel einen mittlerenPartikeldurchmesser von 4 μmoder mehr auf und sind in dem Epoxymedium gleichmäßig verteilt. Über einenDraht 15, der mit einem elektrischen Kontaktloch 21 verbundenist, wird eine elektrische Verbindung zu der oberen Oberfläche desChips 12 hergestellt. Die zweite Verbindung mit dem Chip 12 wirddurch die Unterseite des Chips hergestellt. Um die Zeichnung zuvereinfachen, wurde diese Verbindung weggelassen. Eine optische Kuppel 16 ist über demeingekapselten Chip plaziert, um die Art und Weise, auf die Lichtextrahiert wird, zu steuern.
    [0013] Die bevorzugte Phosphorzusammensetzung umfaßt Partikeleines Metallaluminiumoxids mit einem mittleren Durchmesser, dergrößer istals 4 μm. DaPhosphore zur Verwendung beim Herstellen von Weiß emittierenden LEDs in derTechnik bekannt sind, werden sie hier nicht ausführlich erläutert. Beispielsweise beschreibtdie US-Patentschrift Nr. 6,501,100 ein Phosphorsystem zum Herstellenvon Weiß-LEDs.Dieses Material ist in einem UV-aushärtbaren Epoxyharz suspendiert,das einen thixotropen Stoff enthält,der ermöglicht,daß diegelatineartige Zusammensetzung vor einem Aushärten mit UV-Licht in die reflektierendenSchalen eingespritzt wird. Das bevorzugte Epoxyharz ist eine Ein-Komponenten-Zusammensetzung,die cycloaliphatisches Novolak-Bisphenol A, UVI 6990, UVI 6074 undPhotoinitiatoren aufweist. Diese Materialien sind von Union Carbideoder Dow Chemicals im Handel erhältlich. DieZusammensetzungen sind so eingestellt, daß das Epoxy innerhalb von zweibis vier Sekunden aushärtet,wenn es mit einer UV-Lichtquelle im Bereich von 320-390 nm bei einerIntensitätvon 1-2 J/cm2 belichtet wird. Geeignetethixotrope Stoffe sind von Degussa AG, Aerosil & Silanes, Produktsicherheit AS-FA-PS,Postfach 1345, D-63403 Hanau, erhältlich (Aerosil 130, Aerosil150, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil R202, AerosilR805, Aerosil R812, Aerosil R812S, Aerosil R816, Aerosil R972 undAerosil R974). Weitere thixotrope Stoffe, die sich für eine Verwendungbei der vorliegenden Erfindung eignen, sind von Cabot Corporation,Cab-O-Sil Division, 700E. U.S. Highway 36, Tuscola, IL 61953-9643,USA, erhältlich(CAB-O-SIL TS-530, CABO-O-SIL TS-610, CABO-O-SIL TS-720, CAB-O-SIL LM-130,CAB-O-SIL LM-150, CAB-O-SIL M-5, CAB-O-SIL M-5P, CAB-O-SIL MS-55, CAB-O-SILH-5). Die Konzentration der thixotropen Stoffe hängt von dem jeweiligen gewählten Stoffab; allgemein werden diese Stoffe jedoch bei Konzentrationen vonweniger als 30 % verwendet.
    [0014] Die schnelle Aushärtungszeit zusammen mit demthixotropen Stoff gewährleistet,daß sichdas Epoxy stabilisiert, bevor die Phosphorpartikel sich auf demBoden der reflektierenden Schale setzen können. Daher sind die Probleme,die mit dem Absetzen der Partikel zusammenhängen, beträchtlich verringert. Fernererhöhtdie kürzereAushärtungszeitden Durchsatz der Produktionskette und verringert somit die Herstellungskosten.Das Ein-Komponenten-Epoxyharz eliminiert ferner durch Menschen verursachte Fehlerbeim Mischen des bisher verwendeten warmgehärteten Zwei-Komponenten-Systems.Schließlich werdendurch diese Epoxyzusammensetzung die Probleme, die mit der Schrumpfungdes Epoxymaterials zusammenhängen,beträchtlichverringert.
    [0015] Die oben beschriebenen Ausführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung verwenden ein sich sehr schnell stabilisierendesEpoxy. Man sollte jedoch beachten, daß die vorliegende Erfindungmit jeglichem Epoxy zufriedenstellend funktioniert, bei dem dieStabilisierungszeit im Vergleich zu der Zeit, die benötigt wird,damit sich das pulverisierte Phosphor ausreichend setzt, um dieKonzentration des Phosphors in der Harzschicht über dem Chip, das die LED enthält, zu verändern, geringist. Solange sich die Konzentration des Phosphors in der Schichtnicht um mehr ändertals währenddes Aushärtungsvorgangs,liefert die vorliegende Erfindung einen beträchtlichen Vorteil gegenüber bekanntenSystemen.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Lichtquelle (10, die folgende Merkmaleaufweist: einen Lichtemitter (12), der Licht einerersten Wellenlängeemittiert; und eine Phosphorschicht (22), die dieLED bedeckt, wobei das Phosphor einen Teil des Lichts der ersten Wellenlänge in einLicht einer zweiten Wellenlänge umwandelt,wobei die Phosphorschicht (22) ein in einem photoaushärtbarenMedium suspendiertes pulverisiertes Phosphor aufweist, das sichauf eine Belichtung mit einem Licht einer Aushärtungswellenlänge hinstabilisiert.
    [2] Lichtquelle (10) gemäß Anspruch 1, bei der der Lichtemitter(12) eine LED umfaßt.
    [3] Lichtquelle (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dersich das photoaushärtbareMedium in einer geringeren Zeit stabilisiert als für eine mehrals 0,5%ige Veränderungder Konzentration des Phosphors in der Schicht über der LED erforderlich ist.
    [4] Lichtquelle (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, bei der das photoaushärtbareMedium ein Epoxyharz umfaßt.
    [5] Lichtquelle (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis4, bei der die Phosphorschicht (22) ferner einen thixotropenStoff umfaßt,der die Rate, mit der sich das pulverisierte Phosphor in dem Harzsetzt, bevor das Harz mit dem Licht der Aushärtungswellenlänge belichtetwird, verringert.
    [6] Verfahren zum Herstellen einer LED, das folgendeSchritte umfaßt: Anbringeneiner LED, die Licht einer ersten Wellenlänge emittiert, auf einem Substrat; Suspendiereneines Pulvers eines Phosphors, das Licht der ersten Wellenlänge in Lichteiner zweiten Längeumwandelt, in einem photoaushärtbarenMaterial, das sich auf eine Belichtung mit einem Licht einer Aushärtungswellenlänge hinstabilisiert; Bedecken der LED mit einer Schicht des suspendiertenphotoaushärtbarenMediums; und Belichten des photoaushärtbaren Harzes mit einem Lichtder Aushärtungswellenlänge.
    [7] Verfahren gemäß Anspruch6, bei dem sich das photoaushärtbareHarz in einer geringeren Zeit stabilisiert als für eine mehr als 0,5%ige Veränderung derKonzentration des Phosphors in der Phosphorschicht (22) über derLED erforderlich ist.
    [8] Verfahren gemäß Anspruch6 oder 7, bei dem das photoaushärtbareMedium ein Epoxyharz umfaßt.
    [9] Verfahren gemäß einemder Ansprüche6 bis 8, bei dem das photoaushärtbareHarz ferner einen thixotropen Stoff umfaßt, der die Rate, mit der sich daspulverisierte Phosphor in dem Harz setzt, bevor das Harz mit demLicht der Aushärtungswellenlänge belichtetwird, verringert.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-09-23| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-10-05| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: AVAGO TECHNOLOGIES ECBU IP (SINGAPORE) PTE. LTD., |
    2008-12-24| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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