專利名稱：有涂層的發(fā)光器件及其涂覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括設(shè)置在基座上的發(fā)光二極管，所述器件具有側(cè)向外圍表面、頂部表面和光學(xué)活性涂層。還揭示了一種用于在發(fā)光器件上施加這類涂層的方法。
背景技術(shù)：
如今在數(shù)量越來越多的照明應(yīng)用中使用包含發(fā)光二極管(LED)的大功率發(fā)光器件。一般而言，使用兩種用于制作大功率LED的材料系統(tǒng)。使用hGaN來生產(chǎn)高效藍(lán)色LED。使用AUnGaP來生產(chǎn)高效紅色LED和琥珀色LED。當(dāng)改變兩種材料系統(tǒng)的材料成分以將發(fā)射波長從藍(lán)色向綠色遷移和從紅色向綠色遷移時，這兩種材料系統(tǒng)的效率會嚴(yán)重降低。通過在光路中應(yīng)用波長轉(zhuǎn)換材料，例如熒光材料和/或發(fā)光材料，可將發(fā)射的波長適配為許多特定的波長。在這類發(fā)光二極管(或波長轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管)中藍(lán)色和/或紫外光發(fā)射LED特別適合作為光源，因為波長轉(zhuǎn)換材料通常吸收由所述二極管發(fā)射的至少部分的光并發(fā)射具有更大波長(紅移)的光。可將InGaN系統(tǒng)與這類波長轉(zhuǎn)換材料或光學(xué)組分(例如熒光物質(zhì)材料)相結(jié)合， 以將部分的高能量小波長藍(lán)光轉(zhuǎn)換成較低能量較大波長的光。以這種方式，通過將藍(lán)色 LED與LED上的適當(dāng)熒光物質(zhì)體相結(jié)合，可產(chǎn)生白色LED (通常使用YAG: Ce熒光體)，或使用合適的熒光物質(zhì)材料可將藍(lán)色LED轉(zhuǎn)換成綠色、黃色、琥珀色或紅色LED。這種顏色轉(zhuǎn)換伴隨有效率損失(主要是斯托克斯頻移損失(Stokes shift loss))，但是藍(lán)色LED的高初始效率使得即使是向琥珀色和紅色的完全轉(zhuǎn)換亦成為針對受熱效率問題困擾的直接發(fā)射 AlInGaP系統(tǒng)的有吸引力的備選。JP 2002353507揭示了一種發(fā)光體，其中穩(wěn)定將發(fā)射的光改變成另一種顏色的熒光物質(zhì)。這通過以含有熒光物質(zhì)的樹脂填充LED內(nèi)的狹縫來實現(xiàn)，所述含熒光物質(zhì)的樹脂作為管芯粘合劑用以穩(wěn)定樹脂的總量。傳統(tǒng)的LED熒光物質(zhì)技術(shù)在LED的頂部上使用嵌入樹脂內(nèi)的熒光物質(zhì)顏料或粉粒。然而這導(dǎo)致背散射損失和工藝變化。一種新的技術(shù)利用了稱為“陶瓷照明材料 (Lumiramic) ”技術(shù)的陶瓷熒光物質(zhì)技術(shù)(在US2005/(^69582中描述了 Lumiramic轉(zhuǎn)換體)。這種技術(shù)使得光學(xué)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的陶瓷熒光物質(zhì)薄片的生產(chǎn)成為可能，所述陶瓷熒光物質(zhì)薄片具有明確的厚度和幾何形狀以匹配LED的幾何形狀，所述LED的幾何形狀通常是 IX Imm的正方形。通過控制這些陶瓷熒光物質(zhì)體或熒光物質(zhì)中的孔隙度，隨角度的路徑長度差異可被充分地混雜/分散，從而在犧牲一些朝向LED背散射的光的情況下提供全角度的相當(dāng)均勻的顏色性能。通過使用Lumiramic技術(shù)，可通過藍(lán)光至較高波長的部分轉(zhuǎn)換而制作出白色 LED (例如使用YAG: Ce熒光體)。此外，可通過嘗試完全吸收藍(lán)色LED光并將其高效地轉(zhuǎn)換成匹配綠色、琥珀色或紅色特性的顏色光譜而制作出綠色、琥珀色和紅色LED。然而，這種薄片熒光物質(zhì)技術(shù)要求厚度相比LED尺寸不可忽略的熒光體。對于尺寸為IX Imm的白色LED而言，所述熒光體通常具有約120 μ m的厚度。這導(dǎo)致對從方形體的四個橫向面或四個側(cè)面發(fā)射出的光的顯著貢獻。此外，LED本身具有側(cè)表面，該側(cè)表面具有不可忽略的光汲取。LED管芯可以是兩根導(dǎo)線置于所述管芯相同側(cè)上的倒裝片類型。這種設(shè)計便于波長轉(zhuǎn)換體在器件的發(fā)光表面上的布置。在“倒裝”LED技術(shù)中，LED與基底或其上的光透射體安裝在一起。當(dāng)這種基底 (通常是藍(lán)寶石)未被移除時，通常具有100 μ m厚度的這種藍(lán)寶石基底也具有顯著的側(cè)表面貢獻。為了解決這個問題，可在剝離(lift off)工藝中移除所述基底。盡管如此，由量子阱、正極、負(fù)極和反射器構(gòu)成的InGaN LED堆疊可具有約10 μ m的厚度并且由高反射率材料構(gòu)成，從而導(dǎo)致可觀的波導(dǎo)和不可忽略的側(cè)向發(fā)射。連接LED與Lumiramic熒光物質(zhì)的粘合層增加了所述側(cè)表面厚度，并且所述粘合層通常具有10 μ m的厚度。粘合材料的例子例如包括硅樹脂。與從發(fā)光器件的側(cè)向(邊緣)表面發(fā)射的光相關(guān)的不利之處如下從源于LED邊緣和所述粘合層邊緣的邊緣表面泄露出諸如藍(lán)光之類的未轉(zhuǎn)換光。 對于部分轉(zhuǎn)換Lumiramic而言，這可導(dǎo)致過量藍(lán)光和存在于相對于法線方向的大角度上的藍(lán)光通量的顯著變化，因而降低全角度顏色均勻性和一致性。特別是層厚(例如粘合層厚度)變化以及加工過程中出現(xiàn)的熒光物質(zhì)布置的不準(zhǔn)確性使得從所述側(cè)面泄露出的藍(lán)光產(chǎn)生變化。對于完全轉(zhuǎn)換Lumiramic而言，藍(lán)光泄露大幅度降低了綠色、琥珀色或紅色LED 的顏色純度。此外，因為部分的藍(lán)光未轉(zhuǎn)換成期望顏色，所以這種光泄露降低了效率。通過所述熒光物質(zhì)側(cè)向邊緣的波長轉(zhuǎn)換與通過所述熒光物質(zhì)的頂部表面的波長轉(zhuǎn)換相比，兩者在光譜上是不同的，因為從側(cè)部發(fā)射出的光所通過的路徑長度不同于從頂部表面發(fā)射出的光所通過的路徑長度。這對于完全轉(zhuǎn)換熒光物質(zhì)而言是特別不被期望的， 因為通過熒光物質(zhì)側(cè)部的不完全轉(zhuǎn)換降低了 LED的顏色純度。從側(cè)部表面射出的、部分地(大約一半)朝向下方的光通量發(fā)射光返回至通?？拷麹ED管芯的基座。一般而言，在與光源結(jié)合的光學(xué)系統(tǒng)(例如準(zhǔn)直光學(xué)器件、鏡片等) 中難于有效地捕獲朝向錯誤側(cè)發(fā)射的這類光以及射向頂部方向但是與法線方向成較大角度的光，因此有可能降低系統(tǒng)效率。類似地，向下的光通量與所述基座相互作用，并且該向下的光通量通常部分地被吸收，部分地被反射，并且經(jīng)常因與所述基座表面的相互作用而影響顏色。從所述基座散射或反射的光還擴大LED源區(qū)域，并導(dǎo)致對于嚴(yán)格要求擴展度 (etendue)的應(yīng)用而言是不期望的漫射光，所述嚴(yán)格要求擴展度的應(yīng)用例如為汽車前照燈或投射LED系統(tǒng)。相比于活性LED表面區(qū)域，擴展度增加。這是由所述熒光物質(zhì)表面相比于LED的表面區(qū)域的表面區(qū)域增加所導(dǎo)致的。即使熒光物質(zhì)頂部表面區(qū)域與LED類似，熒光物質(zhì)側(cè)部仍促使源區(qū)域增加。這在諸如汽車前照燈、攝像機或視頻閃光模塊或投射LED系統(tǒng)之類的對擴展度有嚴(yán)格要求的應(yīng)用中特別重要。綜上所述，發(fā)光器件的各種實施方式均受到與Lumiramic和/或粘合層和/或LED 管芯的側(cè)邊緣相關(guān)的弊端的影響。這些弊端主要相關(guān)于因側(cè)部發(fā)射和頂部發(fā)射之間不期望的光譜差異所導(dǎo)致的顏色變化或有限的顏色純度。此外，還有在應(yīng)用中難于有效使用的、從側(cè)部表面部分地朝下(大約一半)和側(cè)向發(fā)射的波長轉(zhuǎn)換光通量發(fā)射光。此外，相比于活性LED表面區(qū)域，擴展度還可增加，這在諸如投射LED系統(tǒng)、汽車前燈或聚光燈之類對擴展度要求嚴(yán)格的應(yīng)用中是個弊端。一種涂覆發(fā)光器件的方法已在US 2005/0062140中揭示，該方法使用模具，該模具用于在LED器件上施加具有光轉(zhuǎn)換顆粒的材料。然而，這種方法涉及特定的涂覆裝置，并且這種方法費力且昂貴。因此，需要這樣一種發(fā)光器件和一種制造這種發(fā)光器件的方法所述發(fā)光器件不因通過所述發(fā)光器件側(cè)邊的光發(fā)射或相比活性LED表面區(qū)域具有增加的擴展度而受不期望的顏色變化或純度以及效率損失的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是至少部分地克服這些問題，并提供一種發(fā)光器件和一種制作這類發(fā)光器件的方法，所述發(fā)光器件不因通過所述發(fā)光器件側(cè)向表面的光散射而受效率損失的影響。因此，依據(jù)第一方面，本發(fā)明提供發(fā)光器件1，該發(fā)光器件1包括設(shè)置在基座3上的發(fā)光二極管2。所述器件具有側(cè)向外圍表面6和頂部表面8以及光學(xué)活性涂層7。所述活性涂層7 沿所述外圍表面6的至少一部分覆蓋，從基座3延伸至所述頂部表面8，并且基本不覆蓋頂部表面8。當(dāng)所述發(fā)光器件的至少部分的側(cè)向外圍表面由光學(xué)活性涂層從所述基座覆蓋至所述頂部表面(但是基本上不包括所述頂部表面)時，可控制從側(cè)向表面出射的光。舉例而言，以這種方式，在頂部表面上的光可增加。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述光學(xué)活性涂層選自下列構(gòu)成的組反射涂層、漫射涂層、光譜過濾涂層、發(fā)光涂層或遮光涂層以及它們的組合。當(dāng)這類光學(xué)活性涂層用于涂覆所述側(cè)向外圍表面時，依據(jù)選擇，所述涂層將變成反射涂層、漫射涂層、光譜過濾涂層、發(fā)光涂層或遮光涂層。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述器件還包括設(shè)置在發(fā)光二極管上的光學(xué)組件4、 所述光學(xué)組件4選自下列構(gòu)成的組熒光物質(zhì)體、光透射體、反射體和它們的組合。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述反射體設(shè)置成使得光通過至少部分的所述側(cè)向外圍表面出射。在本發(fā)明的一些實施方式中，還包括設(shè)置在所述發(fā)光器件上的光學(xué)組件。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述涂層是固體。所述側(cè)向外圍表面還可涂覆有多于一層的涂層。在本發(fā)明的一些實施方式中，依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可設(shè)置成陣列。通過將依據(jù)本發(fā)明的、在所述側(cè)向外圍表面上具有涂層的發(fā)光器件設(shè)置成陣列， 舉例而言，可避免單個發(fā)光器件之間的光學(xué)串?dāng)_。因此，可單個地處理各發(fā)光器件。發(fā)光器件陣列還可設(shè)置成共享涂層。依據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種用于在包括發(fā)光二極管的發(fā)光器件1的至少部分的側(cè)向外圍表面6上施加涂層的方法。所述方法包括在至少部分的外圍表面6上設(shè)置光學(xué)活性涂層7，該活性涂層7從基座3延伸至頂部表面8，并且基本上不覆蓋頂部表面8。本發(fā)明已實現(xiàn)通過使用本發(fā)明的、用以涂覆發(fā)光器件的側(cè)向外圍表面或側(cè)向邊緣的方法來實現(xiàn)快速和簡單的涂覆方法。通過使用毛細(xì)作用力涂覆所述側(cè)向外圍表面可進一步實現(xiàn)對所述器件的涂覆。由于在所述側(cè)向外圍表面上形成的這種固體涂層以及這種涂層的經(jīng)調(diào)節(jié)的光學(xué)性能，從所述發(fā)光器件側(cè)向邊緣出射的光性能得以控制。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述方法還包括如下步驟在基座3上施加第一液體涂覆合成物，讓所述第一涂覆合成物覆蓋發(fā)光器件1的至少部分的第一側(cè)向外圍表面6，以及固化所述第一涂覆合成物以獲取所述至少部分的第一側(cè)向外圍表面6上的第一固體涂層7。在本發(fā)明的一些實施方式中，借助毛細(xì)作用力使所述涂覆合成物覆蓋至少部分的第一側(cè)向外圍表面6。在本發(fā)明的一些實施方式中，通過使用選自下列構(gòu)成的組中的方法來涂覆所述涂覆合成物通過針狀物分配、通過噴嘴分配、通過印刷和通過噴灑。當(dāng)使用這些涂覆方法時，可獲得精確量的涂覆合成物。因此，通過控制使用的涂覆合成物的量來控制涂層的量是可能的。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述液體涂覆合成物在固化之后形成選自下列構(gòu)成的組的固體涂層反射涂層、漫射涂層、光譜過濾涂層、發(fā)光涂層、遮光涂層以及它們的組
I=I O當(dāng)形成這類固體涂層時，可控制來自所述發(fā)光器件的側(cè)向外圍表面的光泄露。因此，根據(jù)不同目的，可選擇涂覆合成物來形成反射層、漫射層、光譜過濾層、發(fā)光層或遮光層。所述涂覆合成物可包括溶膠-凝膠衍生材料或硅樹脂。在本發(fā)明的一些實施方式中，當(dāng)使用極性涂覆合成物時，可將所述側(cè)向外圍表面預(yù)處理成極性。備選地，可將所述側(cè)向外圍表面處理成非極性，并且可使用非極性或極性涂覆合成物。當(dāng)以這種方式預(yù)處理所述基座和所述側(cè)向外圍表面時，毛細(xì)作用力將促進極性涂覆合成物覆蓋所述基座。通過僅處理部分的基座和側(cè)向外圍表面使其變得具有極性，僅涂覆側(cè)向外圍表面的某些部分是可能的。因此，獲得側(cè)向外圍表面的沒有涂層的部分也是可能的。類似地，為了涂覆選定部分的側(cè)向外圍表面，可在已預(yù)處理為極性或非極性的表面上使用非極性涂覆合成物。在本發(fā)明的一些實施方式中，所述方法還包括如下步驟在所述基底上施加至少第二液體涂覆合成物；讓所述第二涂覆合成物覆蓋所述發(fā)光器件的至少部分的第二側(cè)向外圍表面，以及固化所述第二涂覆合成物以獲得在至少部分的第二側(cè)向外圍表面上的第二固體涂層。在一種實施方式中，所述第一涂覆合成物不同于所述第二涂覆合成物。
由于在所述第一涂層和所述第二涂層中使用了不同的材料，所以實現(xiàn)具有反射光學(xué)功能、漫射光學(xué)功能、光譜過濾光學(xué)功能、發(fā)光光學(xué)功能和遮光光學(xué)功能的不同固體涂層是可能的。因此，相同側(cè)向外圍表面可涂覆有多于一層的涂層，所述多于一層的涂層具有相同或不同光學(xué)功能。在另一種實施方式中，所述第一側(cè)向外圍表面可以與所述第二側(cè)向外圍表面不同。當(dāng)不同的側(cè)向外圍表面涂覆有不同固體涂層時，部分的側(cè)向外圍表面獲得不同的光學(xué)功能。還應(yīng)注意，本發(fā)明涉及權(quán)利要求的所有可能組合。將進一步在具體描述中描述這些實施方式和其他一些實施方式。


現(xiàn)針對顯示本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施方式的所附附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的這方面和其他一些方面。例如，附圖顯示反射涂層。然而，所述涂層也可以是發(fā)光涂層、有色涂層、 散射涂層和吸收涂層。所述附圖并不必然與尺度相對應(yīng)。圖1示意性示出了本發(fā)明的頂部發(fā)射發(fā)光器件的一種實施方式的橫截面，該發(fā)光器件具有Lumiramic熒光物質(zhì)體，其中側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖2示意性地示出了本發(fā)明的頂部發(fā)射發(fā)光器件的另一種實施方式的橫截面，該發(fā)光器件具有成角度的Lumiramic熒光物質(zhì)體，其中側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖3示意性地示出了本發(fā)明的頂部發(fā)射發(fā)光器件的又一種實施方式的橫截面，該發(fā)光器件具有Lumiramic熒光物質(zhì)體，其中側(cè)向外圍表面涂覆有兩層涂層。圖4示意性地示出了本發(fā)明的頂部發(fā)射發(fā)光器件的另一種實施方式的橫截面，該發(fā)光器件具有基座，其中側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖5示意性地示出了本發(fā)明的側(cè)部發(fā)射發(fā)光器件的一種實施方式的截面圖，其中部分的側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖6示意性地示出了本發(fā)明的側(cè)部發(fā)射發(fā)光器件的一種實施方式的截面圖，該發(fā)光器件具有基座和熒光物質(zhì)體，其中部分的側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖7示意性地示出了本發(fā)明的發(fā)光器件陣列的一種實施方式的截面圖，其中部分的側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。圖8a至圖8c示意性地示出了用于涂覆發(fā)光器件的側(cè)向外圍表面的方法的透視圖。圖9示意性地示出了本發(fā)明的發(fā)光器件的一種實施方式的透視圖，其中部分的側(cè)向外圍表面涂覆有反射涂層。
具體實施例方式在下文中詳細(xì)描述依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的一種實施方式。于是，在圖1中示出了本發(fā)明的器件的一種實施方式。因此，在這種實施方式中，包括倒裝管芯LED 2的發(fā)光器件1設(shè)置在基座3上。在 LED 2上設(shè)置光學(xué)組件4以接收由LED 2發(fā)射的光，在這種實施方式中光學(xué)組件4是熒光物質(zhì)體4a，也即Lumiramic。使用粘合層5以連接熒光物質(zhì)體如和LED 2。在發(fā)光器件1的側(cè)向表面或側(cè)向外圍表面6上設(shè)置具有反射功能的涂層7，使得光基本上不通過發(fā)光器件1 的側(cè)向表面6出射。相反地，光被反射，從而最終通過熒光物質(zhì)體如的頂部表面8射出。如在本文中所使用地，側(cè)向表面、側(cè)向邊緣、側(cè)向側(cè)以及側(cè)向外圍表面均指圍繞所述發(fā)光二極管的側(cè)向表面區(qū)域，但是不包括頂部表面區(qū)域。在光線組I中，在pn結(jié)處產(chǎn)生的藍(lán)光發(fā)射至所述粘合層，并入射在側(cè)部涂層上，導(dǎo)致朝向粘合層、熒光物質(zhì)或LED的漫射性后向散射。在光線組II中，藍(lán)光未在熒光物質(zhì)中轉(zhuǎn)換并反射回所述熒光物質(zhì)。部分的反射光穿過頂部表面射出。在光線組III中，產(chǎn)生的光在高折射率InGaN材料(n = 2. 7)中波導(dǎo)傳播，并入射在其被側(cè)部涂層反射回來的邊緣處。后向散射過程中的角度再分布有助于克服波導(dǎo)對光的俘獲。因此，部分的光被從LED向粘合層和熒光物質(zhì)層汲取。在光線組VI中，藍(lán)光在熒光物質(zhì)中被吸收并被轉(zhuǎn)換成紅光(舉例而言)。該紅光在某個方向傳播以到達側(cè)部表面，并且該紅光后向散射并部分地通過頂部表面而被汲取。 因為在彼此相似的實施方式中，所述光線組是相似的，所以并非所有的實施方式都包含對所述光線組的具體標(biāo)記。可領(lǐng)悟出實施方式1的許多變化形式。舉例而言，可使用完全轉(zhuǎn)換或部分轉(zhuǎn)換熒光物質(zhì)頂部發(fā)射體。對于完全轉(zhuǎn)換而言，熒光物質(zhì)吸收藍(lán)光并在很大程度上將其轉(zhuǎn)換成具有較大波長的另一顏色。轉(zhuǎn)換的量取決于Lumiramic的厚度和存在于熒光物質(zhì)中發(fā)光中心的濃度和吸收系數(shù)。力求在熒光物質(zhì)中實現(xiàn)足夠大的路徑長度，從而將幾乎所有的藍(lán)光轉(zhuǎn)換成較大波長的光，例如綠光、琥珀色的光或紅光。歸因于側(cè)部涂層，全角度顏色性能非常好，也即沒有以較大角度泄露的藍(lán)光。圖2示出了本發(fā)明的器件的另一實施方式。這種實施方式類似于實施方式1，除了熒光物質(zhì)體如的側(cè)部面是成角度的，從而具有相對于LED的懸突部。在右側(cè)部面和左側(cè)部面上存在反射涂層，但具有不同角度。在該情形下，熒光物質(zhì)尺寸大于LED尺寸。位于LED和熒光物質(zhì)之間的粘合層可基本上覆蓋LED區(qū)域，或者覆蓋更大的熒光物質(zhì)區(qū)域。如果粘合區(qū)域小于熒光物質(zhì)區(qū)域，那么僅所述懸突部區(qū)域可填補有涂層，從而阻斷LED和/或粘合層的側(cè)部發(fā)射，所述涂層并不覆蓋所述熒光物質(zhì)的側(cè)向側(cè)。備選地，可覆蓋所述懸突部區(qū)域和所述熒光物質(zhì)的側(cè)部。此外，所述懸突部可具有不同的形狀，例如成角的形狀或方形。熒光物質(zhì)相對于LED區(qū)域也可以是尺寸不足的，或者熒光物質(zhì)的放置可能是不精確的，從而無法完全覆蓋LED區(qū)域但能顯示兩個懸突部或以特定方向傾斜。側(cè)部涂層提供了覆蓋和遮蔽LED的直接發(fā)射部分的方式。尺寸不足的Lumiramic在生產(chǎn)過程中可具有更好的粘合和布置精確性。粘合區(qū)域可擴展超過LED區(qū)域和熒光物質(zhì)區(qū)域，并且部分的粘合材料可覆蓋LED 和熒光物質(zhì)的部分側(cè)向側(cè)。所述涂層可僅在部分的側(cè)向表面上延伸，或在整個表面上延伸，只要所述涂層從所述基座延伸至頂部表面，但不包括所述頂部表面。僅涂覆Lumiramic或僅涂覆LED是可能的。這通過調(diào)節(jié)所述基座和所述發(fā)光器件的側(cè)向表面的潤濕特性來實現(xiàn)。
在另一種實施方式中，在LED下方的做出與基座的電接觸之處進行涂覆也是可能的。由于電極圖案，一些光將通過電極和反射鏡之間的間隙而泄露。這種光可在LED的背部波導(dǎo)傳播，所述光在LED的背部很有可能被吸收。如果使用反射側(cè)部涂層，則這種光向后朝向LED散射以被重用。當(dāng)使用反射涂層時，涂層還可散布在基座周圍上以增加基座的反射率，并從而降低任何被導(dǎo)回LED的光的光損失。在另一種實施方式中，所述發(fā)光器件可以是穹頂狀。圖3示出了本發(fā)明的器件的又一實施方式。這個實施方式類似于實施方式1，但是這個實施方式具有兩層涂層7a和7b。第一涂層7b是透明的，而第二涂層7a是反射的。其他功能組合以及其他數(shù)量的層也是可行的。 然而，這種涂層組合帶來的優(yōu)勢可能是填充不完整地存在的部分粘合層或未充滿區(qū)域的機會。舉例而言，粘合工藝中的變化可導(dǎo)致形成未完全覆蓋管芯和LED之間間隙的不完整粘合層。這可首先填充以透明層并隨后以反射層(舉例而言)來覆蓋。否則所述反射層將填充所述縫隙并導(dǎo)致遮蔽部分的光通量，而這將導(dǎo)致光損失。當(dāng)然，其他的涂層組合也是可能的。在圖4中示出了本發(fā)明的器件的另一種實施方式。因此，在這種實施方式中，在基座3上設(shè)置有包括倒裝管芯LED 2的發(fā)光器件1。 在LED 2上仍存在基底4b。在發(fā)光器件1的側(cè)向表面6上設(shè)置有具有反射功能的涂層7， 使得光基本上不通過所述發(fā)光器件的側(cè)向表面6出射。相反地，光被反射從而通過基底4b 的頂部表面8最終射出。在圖4中，顯示了 3條光線路徑。光線路徑I表示光在LED中波導(dǎo)傳播至邊緣并被涂層反射回來。光線路徑II顯示了通過藍(lán)寶石基底的光路，在藍(lán)寶石基底側(cè)部具有反射。光線路徑III顯示了直接發(fā)射且不與側(cè)部相交的光學(xué)路徑。因此，在側(cè)向表面上可存在有不同的反射涂層、吸收涂層、有色涂層、漫射涂層、發(fā)光涂層以及涂層組合。僅涂覆部分的表面也是可能的。LED與諸如藍(lán)寶石之類的基底以及熒光物質(zhì)體的組合也是可能的。在漫射涂層中，入射光主要以稍微偏離其光路的方式傳播(微量入射光可歷經(jīng)多重散射事件但仍被反射)。這種漫射有助于擾亂基于角度的顏色效果，也即，混合不同位置和角度的光。優(yōu)選地，側(cè)部涂層具有有限的光學(xué)厚度，例如ΙΟμπι至ΙΟΟμπι，但這不是嚴(yán)格必須的。在那種情形下，光源區(qū)域并未作為散射事件的結(jié)果而被顯著放大，其中散射中心可被認(rèn)為光線的新點光源。在另一種實施方式中，側(cè)部涂層是有色的從而吸收藍(lán)光并透射黃光、琥珀色光或紅光。因為側(cè)部涂層，大角度泄露的藍(lán)光被抑制，而轉(zhuǎn)換的光仍被透射。相比于反射性的側(cè)部涂層，藍(lán)光吸收將導(dǎo)致較低的效率。然而，轉(zhuǎn)換后的光將被更有效地使用，因為它可容易地還從側(cè)部從PcLED汲取。在又一種實施方式中，構(gòu)思針對所考慮的波長的吸收側(cè)部涂層，這通常意味著涂層吸收可見光，也即所述涂層是黑色的。顯然因為效率的原因，這種情形并非首選。然而，從側(cè)部泄露的光得以有效抑制，但是這適于藍(lán)光和轉(zhuǎn)換后的光(除非轉(zhuǎn)換后的光在紅外區(qū)， 而黑色涂層在紅外區(qū)中是透明的)。在另一種實施方式中，所述發(fā)光器件具有發(fā)光側(cè)部涂層，其中藍(lán)光被(部分地)
10吸收并被轉(zhuǎn)換成較大波長的光并被再發(fā)射。側(cè)部涂層可包含與Lumiramic熒光物質(zhì)材料 (例如用于部分轉(zhuǎn)換白色的YAG:Ce)類似的熒光物質(zhì)顆粒。所述側(cè)部涂層還可包含不同于 Lumiramic材料的熒光物質(zhì)顆粒(例如含紅色熒光物質(zhì)的側(cè)部涂層)以使來自Lumiramic 熒光物質(zhì)的白色光發(fā)射在顏色上更暖，例如暖白配置。在圖5中示出了本發(fā)明的器件的又一種實施方式。因此，在這種實施方式中，側(cè)部發(fā)射的發(fā)光器件1設(shè)置在基座3上，該發(fā)光器件1 包括倒裝管芯LED 2。Lumiramic熒光物質(zhì)體如設(shè)置在LED 2上。反射體如設(shè)置在所述熒光物質(zhì)體上對光進行反射。側(cè)向表面6的涂層阻止來自一個或更多側(cè)部的光透射并反射和再利用這種光以將其透射至未涂覆的側(cè)部。對于方形Lumiramic而言，可以僅涂覆一個側(cè)部表面、或者僅涂覆兩個表面、或者僅涂覆三個表面或者僅涂覆每個表面的一部分。舉例而言，Lumiramic的一個角部可保持開放以從該角部區(qū)域射出光。側(cè)部反射涂層和頂部反射涂層可形成一個單個層，例如高散射的反射性涂層。在一個1 X Imm配置的、熒光物質(zhì)厚度為250 μ m的、未涂覆側(cè)部發(fā)射體的流明功效是100%的實施方式中，第一側(cè)部表面涂覆的LED的流明功效是95%，第二側(cè)部表面涂覆的 LED的流明功效是78% ；并且第三側(cè)部表面涂覆的LED的流明功效是56%。因此，部分的光損失在LED中，但剩余的通量被迫通過較小的區(qū)域并到達特定的側(cè)部。因而側(cè)部表面的亮度增加。舉例而言，這在背光應(yīng)用或光導(dǎo)照明設(shè)計中是重要的，在這類設(shè)計中光應(yīng)有效地耦合至薄光導(dǎo)中以將光源置于光導(dǎo)片的側(cè)部處。在圖6中示出了本發(fā)明的器件的另一種實施方式。在側(cè)部發(fā)射的發(fā)光器件的這種實施方式中，類似于實施方式5，在LED上仍有位于熒光物質(zhì)體下方的基底。所述涂層僅存在于LED和基底上，而不存在于熒光物質(zhì)體上。備選地，反射體可直接設(shè)置于基底上。涂層可位于基底的側(cè)向表面上，通過使用反射性側(cè)部涂層，沒有來自LED基底側(cè)部的顯著藍(lán)光泄露。熒光物質(zhì)還可延伸越過LED基底區(qū)域(成為過大尺寸的)。然而，側(cè)部發(fā)射的發(fā)光器件還可具有其他種類的涂層，例如漫射性涂層或發(fā)光涂層。通過使用漫射性涂層，可以影響側(cè)部發(fā)射的角度分布和光譜分布，例如使其更均勻。通過使用吸收藍(lán)光并透射轉(zhuǎn)換后的光(例如琥珀色光)的側(cè)部涂層，可做出具有高顏色純度的完全轉(zhuǎn)換側(cè)部發(fā)射體。通過在兩個側(cè)部分配，在不同的側(cè)部表面可實現(xiàn)不同的光學(xué)功能，例如可在所述第一、第二或第三側(cè)部表面上添加反射性涂層，而在其他側(cè)部上添加吸收藍(lán)光并發(fā)射轉(zhuǎn)換后的光的有色涂層。由此，在另一種實施方式中，在LED的至少一個側(cè)部上沉積反射性側(cè)部涂層，而在其他側(cè)部上沉積有色側(cè)部涂層。這可被用于制作高顏色純度的側(cè)部發(fā)射的、完全轉(zhuǎn)換LED， 該LED具有一個、兩個或三個側(cè)部發(fā)射表面。例如，涂覆有熒光物質(zhì)的LED、pcLED在高亮度或擴展度受限的應(yīng)用中特別有用， 所述高亮度或擴展度受限的應(yīng)用例如有聚光燈、LED閃光模塊、投影顯示器或汽車前燈。對于一些這類應(yīng)用(例如輪流照射的可調(diào)節(jié)聚光燈或汽車前燈)而言，LED需要是可單個尋址的，使得每個單獨的LED能被打開或關(guān)閉，或根據(jù)用戶/情況需要來調(diào)光?？蓡蝹€尋址陣列中的LED陣列的問題之一是一個LED的泵浦光能夠容易地到達所述陣列中相鄰LED的熒光物質(zhì)。舉例而言，這可導(dǎo)致燈給出錯誤的輸出光譜或是前燈中本應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)的LED被打開。在圖7中示出了本發(fā)明的器件的又一種實施方式。在這種實施方式中，涂覆具有變化顏色的發(fā)光器件陣列。使用Lumiramic熒光物質(zhì)以獲得紅光(R=紅光)、綠光(G=綠光)和白光(W =白光)，而使用藍(lán)寶石基底B以獲得來自發(fā)光器件的藍(lán)光。在發(fā)光器件周圍或發(fā)光器件之間的側(cè)向表面上設(shè)置反射涂層，使得發(fā)光器件共享涂層。陣列可以是一維的或是二維的。可通過毛細(xì)作用力或通過點滴來用反射性涂層填充LED之間的間隙。還可以使用具有不同功能的層來部分填充或填充LED之間的間隙，所述具有不同功能的層例如有透明層、漫射層、有色層或發(fā)光層?？赏瑫r驅(qū)動所述LED(例如當(dāng)LED串聯(lián)設(shè)置時)，或者可單獨驅(qū)動LED。所述陣列還可具有相同顏色，并且所述涂層可僅設(shè)置在所述器件的側(cè)向表面上，使得所述涂層不在器件之間共享。所述陣列還可由這樣的LED組成每個所述LED具有其單獨的側(cè)部涂層，在此情形下，所述LED不共享它們的涂層。具體而言，構(gòu)思了具有紅色完全轉(zhuǎn)換Lumiramic、綠色完全轉(zhuǎn)換Lumiramic的LED 陣列，還構(gòu)思了具有基底和可選的部分轉(zhuǎn)換白色Lumiramic的藍(lán)色LED。一般而言，各種熒光物質(zhì)和/或基底的厚度可變化。側(cè)部涂層可適應(yīng)這類高度差異。反射涂層將抑制LED之間的光學(xué)串?dāng)_，從而制作當(dāng)LED可單獨尋址時的、具有大范圍高純度顏色的LED陣列。這制作出具有極大混色窗口的光源，也即色圖中從非常純的顏色至跨色區(qū)內(nèi)這些顏色的任意混合。這對于例如聚光燈或一般照明光源之類的顏色可控的LED光源而言是重要的。當(dāng)要求在小距離內(nèi)光學(xué)混合時，LED之間的側(cè)部涂層可以做成透明的或漫射的，但是在這種情形下，LED之間的光學(xué)串?dāng)_將影響性能。舉例而言，當(dāng)僅有紅色LED點亮?xí)r，由這個LED生成的藍(lán)光也能激勵相鄰的綠色熒光物質(zhì)從而也產(chǎn)生一些綠光。為了在仍使混合能力最大化的同時防止這種串?dāng)_，可在LED之間涂覆用以吸收從一個LED行進至下一個LED的藍(lán)光的有色或發(fā)光顏料涂層。在發(fā)光涂層的情形中，這種藍(lán)光將再次轉(zhuǎn)換成另一種顏色。在另一種實施方式中，可使用正方形陣列，例如2X2陣列。備選地，可類比做出較大陣列來取代1X4陣列，例如具有交替的RGBW、GBWR、BWRG、WRGB(R =紅色、G =綠色、B = 藍(lán)色、W=白色)顏色的4X4陣列。在又一種實施方式中，通過在單個LED上施加熒光物質(zhì)陣列和使用側(cè)部涂層，可再細(xì)分LED為多個高顏色純度區(qū)域，該多個高顏色純度區(qū)域具有對應(yīng)于色圖中紅色、綠色和藍(lán)色位置的x、y色坐標(biāo)。來自這些有色區(qū)域的發(fā)射光將基于距LED的距離來混合。優(yōu)勢是可從純的RGB顏色中制得顏色，從而獲得這樣的白色LED 其在諸如LCD背光或投影顯示器之類的應(yīng)用中可以與RGB顏色過濾器陣列結(jié)合并與之相匹配。(YAG:Ce部分轉(zhuǎn)換Lumiramic 是不由混合純色建立起來的白色LED，因此較不適合與顏色過濾器結(jié)合使用)。熒光物質(zhì)之間的區(qū)域可做成透明的或漫射的以促進光混合。外側(cè)涂層優(yōu)選地是反射性的，從而最小化 LED側(cè)部處的顏色陰影。在另一種實施方式中，涂覆側(cè)部發(fā)射的Lumiramic LED陣列。替代于彼此相鄰地放置具有側(cè)部涂層的單個完全轉(zhuǎn)換側(cè)部發(fā)射體，可將相鄰的LED放置成共享側(cè)部涂層。在這種情形下，側(cè)部涂層可被認(rèn)為是相鄰LED之間的界面涂層，并且LED可被放置得更為靠近。 通過使用反射性側(cè)部涂層，LED之間的串?dāng)_得以抑制，從而獲得了具有這樣的發(fā)射光的LED 陣列該發(fā)射光的范圍可從高純度單色到這些顏色的任意混合色。在無需單色而是需要最佳的顏色混合的情形中，LED之間的涂層可做成透明的、漫射的、有色的或是發(fā)光的。在前兩個選項中，藍(lán)光和轉(zhuǎn)換后的光均可波導(dǎo)傳播至相鄰的LED。 在后兩個選項中，藍(lán)光將(至少部分地)被吸收并且轉(zhuǎn)換后的光能夠波導(dǎo)傳播至相鄰像素并與相鄰像素混合。在又一種實施方式中，通過熒光物質(zhì)表面上的線柵極化結(jié)構(gòu)，在Lumiramic熒光物質(zhì)上設(shè)置反射性側(cè)部涂層。在這種情形下，不具有極化結(jié)構(gòu)的熒光物質(zhì)側(cè)部將阻止非偏振光的泄露?？偠灾?，本發(fā)明可應(yīng)用于典型地使用熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)換的LED配置。然而，側(cè)部涂層技術(shù)還可應(yīng)用于常規(guī)有色(非熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)換)LED。LED可應(yīng)用于閃光燈、汽車前燈或后燈、 背光或者諸如聚光燈之類的一般照明。本發(fā)明還可應(yīng)用于這類LED的陣列，舉例而言，在用于汽車前燈照明的LED陣列中、在用于投影照明用途的RGB LED陣列中、或在一般照明顏色可調(diào)(聚光)燈中使用。在本申請中所使用的術(shù)語“發(fā)光二極管”(本文縮寫為“LED”)指本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何種類的發(fā)光二極管或激光發(fā)射二極管，其包括但不限于基于無機材料的LED、 基于小有機分子的LED(smOLED)和基于聚合物的LED(polyLED)。本發(fā)明中使用的LED可發(fā)射任何顏色的光，從紫外區(qū)域遍及可見光區(qū)域直至紅外區(qū)域。然而，由于波長轉(zhuǎn)換材料通常通過紅移來對光進行轉(zhuǎn)換，經(jīng)常期望使用在紫外/藍(lán)光區(qū)域中發(fā)光的LED，因為這樣的光可被轉(zhuǎn)換成基本上任何其他顏色。LED管芯優(yōu)選地是兩根導(dǎo)線均位于管芯的相同側(cè)的“倒裝”類型。這種設(shè)計有利于波長轉(zhuǎn)換體在所述器件的發(fā)光表面上的布置。然而，也構(gòu)思出用于在本發(fā)明中使用的其他種類的LED管芯。用于在本發(fā)明中使用的波長轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選地是由未轉(zhuǎn)換的光激勵并在馳豫時發(fā)光的熒光和/或熒光性材料。光學(xué)組分通常是熒光材料，例如諸如Lumiramic熒光物質(zhì)之類的陶瓷熒光物質(zhì)。完全轉(zhuǎn)換LED是所有的電致生成的光完全轉(zhuǎn)換成期望顏色的LED，而部分轉(zhuǎn)換LED 是指僅有部分的電致生成的光轉(zhuǎn)換成另一顏色的LED。本發(fā)明的另一方面涉及依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的一種制造方法。在下文中，將更詳細(xì)地描述在發(fā)光器件的側(cè)向表面上涂覆涂層的方法。發(fā)光器件1包括設(shè)置在基座3上的發(fā)光二極管(LED) 2。在這個基座3上添加液體涂覆合成物。可以以預(yù)定量施加所述涂覆合成物，從而使毛細(xì)作用力可傳送所述液體涂覆合成物以覆蓋所述發(fā)光器件的側(cè)向表面。這個量通常是一滴或許多滴。然而，基于所需涂層的厚度，這個量還可以更大。每個IX Imm面積的LED器件上的這種液體體積可以在0.01 和100微升之間，優(yōu)選地在0. 1和10微升之間，且更為優(yōu)選地在0. 5和5微升之間。因為在涂層固化和/或溶劑清除期間的收縮，所以固體體積通常更小。在圖8a至圖8c中，顯示了發(fā)光器件的側(cè)向表面的涂層的示意圖。因此，圖8a示出了置于LED管芯旁的一滴液體。在圖8b中，該滴液體通過毛細(xì)作用力開始涂覆所述器件的側(cè)向表面。圖8c示出了已得到的整個側(cè)向表面的涂層。將涂覆合成物置于基座上的靠近發(fā)光器件側(cè)向表面或與發(fā)光器件側(cè)向表面接觸的位置，使得所述涂覆合成物通過毛細(xì)作用力覆蓋所述側(cè)向表面。舉例而言，可將所述涂覆合成物置于距所述發(fā)光器件的側(cè)向表面0至2mm處，或距所述表面0. 5至Imm處。當(dāng)以這種方式涂覆涂覆合成物時，毛細(xì)作用力將更快速地促進所述發(fā)光器件的側(cè)向邊緣的涂覆。為了添加需要添加至指定位置的指定量的涂覆合成物，可使用分配器。這種分配器可以是注射器或針狀物或噴嘴系統(tǒng)。沉積涂層的最簡便方法是通過使用具有控制器的注射器、針狀物或噴嘴逐滴涂覆涂覆合成物，從而分配期望的液滴體積，而液滴體積的分配通常通過調(diào)節(jié)分配時間和壓力來實現(xiàn)。然而，還可通過印刷或噴灑涂覆合成物來實現(xiàn)添加，例如通過使用絲網(wǎng)印刷或是噴墨噴嘴或噴灑噴嘴。通過使用毛細(xì)作用力可促使涂層涂覆在側(cè)向表面上。通過自潤濕(self-wetting) 在約1或2秒鐘內(nèi)即可發(fā)生涂覆。還可通過在基座上繞發(fā)光器件點滴液體涂覆合成物并迫使流體接觸被點滴的區(qū)域來獲得涂層。在這種情形下，以受控和可編程的方式平移所述噴嘴或針狀物，同時在這種移動期間控制分配。如果涂層液在待涂覆的器件材料上具有差的潤濕性，那么這是一個優(yōu)勢，并且它提供了僅涂覆特定側(cè)部的方式。差的潤濕性防止自潤濕，但是分配點滴迫使流體分散。不利之處是所需的較為關(guān)鍵的放置準(zhǔn)確性和額外的加工時間。還可實現(xiàn)點滴和自潤濕的組合，例如通過按靠近多個LED器件的直線來移動噴嘴并在按直線移動噴嘴的同時進行分配，所述多個LED器件相隔很短的距離并被放置在一條直線上。分配的流體與LED器件的邊緣相互作用并在其周圍自潤濕。涂覆合成物是可包含溶膠-凝膠單體的液體合成物，所述溶膠-凝膠單體例如烷基烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷或硅樹脂。所述溶膠-凝膠單體可以是在液體中(部分)水解的或聚合的、可包含水和/或乙醇的流體。因此這種流體通常是親水性的(極性)。 它可包含各種量的溶劑或多種溶劑從而調(diào)節(jié)流體的粘度。硅樹脂通常是未固化形式的流體，并且可被如此使用，或者可選地添加溶劑以調(diào)節(jié)流體粘度。硅樹脂存在來自各個供應(yīng)商的許多化學(xué)成分和材料性質(zhì)。粘度以及材料特性在固化后可有所變化，從彈性凝膠至硬硅膠涂層?；诠铇渲姆N類，這種溶劑的一個例子可以是二甲苯。這類硅膠流體通常是非極性的，但這不是必須的。所述流體的極性或非極性的程度可受確切的流體合成物影響，例如使用的溶劑的種類和量。在本發(fā)明中使用的涂覆合成物是在固化后形成散射、吸收、發(fā)光、漫射或反射涂層 (也即光學(xué)活性涂層)的涂覆合成物。有許多合成物例子可用于這個目的。就本發(fā)明中的“固體”而言，還可以理解涂層可以是無定形的。通常，散射、吸收、發(fā)光、漫射或反射顆粒分散于合成物中，所述合成物優(yōu)選地具有低粘度。舉例而言，在涂覆合成物中可分散有諸如金屬氧化物之類的散射顆粒，反射、漫射或發(fā)光金屬小片和/或吸收染料或顏料。
舉例而言，例如具有亞微米直徑的TW2顆?？杀挥米鳠o機散射顆粒。通過利用適當(dāng)裝填，例如顆粒占5v%至60v%，可獲得厚度超過5微米(舉例而言)的低損耗散射性反射涂層。固化涂覆合成物以獲得在側(cè)向表面上的固體涂層?？赏ㄟ^任何的固化步驟來進行固化，例如通過風(fēng)干涂層以去除溶劑，和/或通常通過以高溫來固化涂層。舉例而言，針對溶膠-凝膠單體的固化，可將涂層干燥約10分鐘從而從涂層中蒸發(fā)多數(shù)溶劑(例如水和甲醇)。然后在90°c下進一步干燥涂層達20分鐘，并隨后通過在200°C下固化一小時來固化溶膠凝膠，從而形成脆性的甲基硅網(wǎng)絡(luò)。涂層的典型厚度是ΙΟμ 至500μπι。因此，選取涂覆合成物使得在固化之后所獲得的固體合成物具有下列光學(xué)功能或這些功能的組合反射功能，通常通過使用散射顏料獲得，所述散射顏料例如是像Ti02、Zr02* Al2O3 之類的金屬氧化物顆粒。一種較不優(yōu)選的備選方式是通過使用金屬小片或顆?；蚣?xì)孔。通過使用具有這種功能的涂覆合成物來涂覆所述側(cè)向邊緣，透射通過側(cè)部涂層的光是小部分的，而大部分(例如95% )的光將被反射。這種功能的選擇解決了背景技術(shù)部分中所述的問題1至問題4。一個缺點是少量的側(cè)部反射光可能被LED再吸收并因此損失掉。但是頂部表面的亮度仍然得到增加，例如， 在側(cè)部涂覆的、具有120微米厚熒光物質(zhì)的、IX Imm LED管芯上通?？色@得在法線方向上的10至15%的亮度增益。散射功能，通過使用散射顏料獲得，所述散射顏料例如是像Ti02、&02、Al2O3和 SiO2之類的金屬氧化物顆粒。這允許(部分的)光透射通過側(cè)部涂層，其中可根據(jù)顏料的體積濃度和顆粒大小以及涂層厚度來控制前向散射和后向散射的量。這種功能部分地解決了上述問題1和2，而沒有解決問題3和4。有益效果是相比于反射功能，向回射向有損LED的光較少。有色過濾或光譜過濾功能，通過使用有色顏料獲得。通常有色層將吸收藍(lán)色LED 光并透射來自熒光物質(zhì)的轉(zhuǎn)換后的光。這解決了問題1，特別是對于完全轉(zhuǎn)換Lumiramic而言，但是這沒有解決問題2、3和4。對于部分轉(zhuǎn)換而言，因吸收過多藍(lán)光，藍(lán)光吸收有隨角度顏色頻移的風(fēng)險。需要對吸收特性進行微調(diào)(例如部分地吸收藍(lán)色泄露光)以克服這個問題。有益之處是相比于反射功能而言總的光通量增加。吸收功能，通過使用吸收入射光通量光譜的顏料獲得。這解決了多數(shù)問題，但是導(dǎo)致嚴(yán)重的光通量損失并且不會增加頂部表面的亮度，因而是較不優(yōu)選的。基于吸收顏料或染料性質(zhì)、濃度和層厚，吸收度可以是完全的或僅是部分的。發(fā)光功能，通過使用發(fā)光顏料/顆粒獲得，該發(fā)光顏料/顆粒提供與熒光物質(zhì)相同或不同的光譜。通過側(cè)部泄露的藍(lán)光將被吸收并被轉(zhuǎn)換成較大波長的光。這將解決問題1， 尤其是對于完全轉(zhuǎn)換熒光物質(zhì)而言，但是不解決問題2、3和4。它還稍微增加了光源面積。 有益之處是相比于反射功能，預(yù)計增加的總光通量。因此，對于本發(fā)明的實施方式而言，根據(jù)期望的功能可以考慮使用具有不同功能的不同涂層組合，或可在同一涂層中結(jié)合不同的功能(例如將散射功能與發(fā)光功能結(jié)合)。
基座和側(cè)向表面可被預(yù)處理成極性(或親水性)，并且涂覆合成物可以是極性(或親水性)。隨后通過毛細(xì)作用力促使親水性(極性)涂覆合成物覆蓋經(jīng)處理的基座和側(cè)向表面。通過將部分的基座和側(cè)向表面處理成親水性，如圖9所示，僅涂覆部分的側(cè)向表面是可能的。類似地，通過使用非極性(或疏水性)涂覆合成物，例如多數(shù)硅膠，在極性(親水性)表面上可獲得受限的流體分散，或在非極性(疏水性)表面上可獲得良好的分散。因此，還有可能將部分的基座和側(cè)向表面處理成非極性(疏水性)，從而通過使用極性(或親水性)涂覆合成物，部分的側(cè)向表面將沒有涂層。顯然，所述器件的基座和側(cè)向表面的表面潤濕條件可能是不相同的，并且在基座或在側(cè)向表面上可實現(xiàn)優(yōu)選的分散。此外，所述側(cè)向表面通常由多個組分構(gòu)成，例如LED材料、粘合材料、LED基底或熒光物質(zhì)?？赡艹霈F(xiàn)這些各種材料的優(yōu)選潤濕。舉例而言，如果熒光物質(zhì)針對涂層流體的潤濕條件差，那么熒光物質(zhì)沒有或僅有有限的側(cè)向覆蓋，而粘合層和LED管芯可被覆蓋。僅涂覆部分的側(cè)向表面的另一種方式是通過調(diào)節(jié)LED表面上的潤濕條件(例如通過調(diào)節(jié)對LED器件所進行的氧等離子體或紫外臭氧處理)、沉積的量，和/或通過增加或調(diào)節(jié)涂覆合成物的粘度，或通過添加具有較快蒸發(fā)速度的溶劑來實現(xiàn)。總體而言，可使用也覆蓋Lumiramic頂部的技術(shù)來沉積涂覆合成物，所述技術(shù)例如為刮板涂覆、旋轉(zhuǎn)涂覆、噴灑涂覆、浸泡涂覆或幕式涂覆。特別是在應(yīng)用反射涂層的情形中，在Lumiramic表面的頂部上應(yīng)設(shè)置去潤濕層。如果充分去潤濕，那么涂層將趨于流至側(cè)部，因為在疏水涂覆合成物的情形中，從能量上而言不利于覆蓋去潤濕頂部表面，所以在頂部上沒有層留下或是僅留下薄層。頂部上充分薄的反射體涂層仍將部分為透射性并可被保留。去潤濕層可由疏水涂層構(gòu)成，例如對熒光物質(zhì)進行的氟硅烷頂部表面處理的疏水硅烷單分子層。頂部表面可覆蓋有漫射、發(fā)光、有色涂覆合成物。漫射頂部涂層可有助于對光分布進行再分布，從而獲得更均勻的全角度顏色。發(fā)光頂部涂層或有色頂部涂層可有助于在完全轉(zhuǎn)換熒光物質(zhì)應(yīng)用中減少從頂部表面泄露出來的藍(lán)光。如果大量添加涂覆合成物，那么這尤其重要。去潤濕層可以是固體、液體或凝膠。 它不但可以是體積層(volume layer)，還可以是沉積在Lumiramic頂部表面上的單分子層 (例如，已與熒光物質(zhì)表面反應(yīng)的氣相的烴硅烷或氟硅烷)。然而，優(yōu)選避免頂部溢出的方法，特別是對反射涂層配方而言。可選擇合成物的粘度使得合成物的粘度足夠低，從而容易地通過毛細(xì)作用力繞所述發(fā)光器件擴散。因此，所述粘度可在ImPas和lOOmPas之間。此外，通過加熱流體和/或加熱器件可降低流體的粘度。通過控制粘度，還可能控制涂覆合成物涂覆的面積。例如，如果使用較低粘度，那么涂覆合成物將更容易地擴散，并且涂層將更快出現(xiàn)。另一方面，如果使用較高粘度，那么涂覆合成物將傾向于較不容易地擴散，并且僅涂覆部分的側(cè)向表面變得可能。當(dāng)在側(cè)部表面上獲得良好的潤濕性時，固體涂層的接觸角可能在0°和45°之間。當(dāng)根據(jù)本涂覆方法獲得低接觸角時，只需一點材料即可涂覆側(cè)向表面，而這是優(yōu)選的。除此之外，這還具有如下優(yōu)勢光源不顯著增大，仍能合理控制側(cè)部涂層厚度(因此控制光學(xué)性質(zhì))，以及由于在側(cè)部涂層固化過程中一般出現(xiàn)的收縮應(yīng)力導(dǎo)致施加至側(cè)部涂層和LED器件的應(yīng)力降低?？蛇_到的尖銳輪廓幾乎不具有波導(dǎo)傳播進入側(cè)部涂層的光的風(fēng)險。
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因此，構(gòu)思出使用在側(cè)部表面或特定側(cè)部表面上使用顯示出差的潤濕性的涂覆合成物的側(cè)部涂覆的較不優(yōu)選的實施方式。其結(jié)果是，側(cè)部表面具有大接觸角(例如45°和 90°之間，甚至超過90° )?；诜峙涞牧?，側(cè)部表面的表面覆蓋可能不是完整的。通過調(diào)節(jié)沉積的量，可控制涂覆的區(qū)域或?qū)印＠?，可以僅覆蓋LED和粘合層，而不覆蓋大部分的 Lumiramic熒光物質(zhì)。如此，光泄露路徑1和2可被抑制，而路徑3仍泄露通過。優(yōu)勢是從 LED可汲取更多的光并且由粘合層厚度變化導(dǎo)致的側(cè)部光泄露的變化被抑制。全角度顏色性能仍可足夠用于實際使用。對于完全覆蓋而言，需要大量材料。此外，對于有色、低漫射或發(fā)光層而言，在這種側(cè)部涂層中出現(xiàn)波導(dǎo)傳播的高風(fēng)險，這種風(fēng)險將擴散光而基本不汲取光，而這將是非常不期望的。在本發(fā)明的另一種實施方式中，在基座上涂覆第二液體涂覆合成物，使其覆蓋所述發(fā)光器件的至少部分的第二側(cè)向表面。所述第二涂覆合成物固化以獲得在所述至少部分的第二側(cè)向表面上的固體涂層。類似地，可將多個涂層沉積在彼此頂部。當(dāng)發(fā)光器件在第一涂層和第二涂層中涂覆有不同的涂覆合成物時，獲得具有反射、漫射、光譜過濾、發(fā)光和遮光光學(xué)功能的不同固體涂層是可能的。因此，同一側(cè)向表面可涂覆有一層以上的具有相同或不同光學(xué)功能的涂層。因此，不同部分的側(cè)向表面可具有不同光學(xué)功能。設(shè)置在所述器件側(cè)向表面上的涂層緊靠所述側(cè)向表面，一般而言兩者接觸。然而， 由于收縮應(yīng)力、不足的粘附力、熱應(yīng)力，側(cè)部涂層與(部分的)側(cè)部表面以及(部分的)基座的物理接觸可能受損。其結(jié)果是，在接觸受損處存在有小縫隙。這并不必然妨礙側(cè)部涂層的功能。盡管針對本發(fā)明具體示例實施方式已描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，許多不同的更改、修改等是顯然的。因此，所描述的實施方式無意于限制由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件(1)，包括設(shè)置在基座C3)上的發(fā)光二極管O)，該器件具有側(cè)向外圍表面(6)和頂部表面(8)以及光學(xué)活性涂層(7)，所述涂層(7)沿至少部分的所述外圍表面(6)覆蓋， 從所述基座(3)延伸至所述頂部表面(8)，并且基本上不覆蓋所述頂部表面(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述光學(xué)活性涂層選自下列構(gòu)成的組反射涂層、 漫射涂層、光譜過濾涂層、發(fā)光涂層、遮光涂層以及它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述發(fā)光二極管上的光學(xué)組件0)， 所述光學(xué)組件(4)選自下列構(gòu)成的組熒光物質(zhì)體、光透射體、和反射體以及它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光器件，其中所述反射體設(shè)置成使光通過至少部分的所述側(cè)向外圍表面射出。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述發(fā)光器件上的光學(xué)組件。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的發(fā)光器件，其中所述涂層是固體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的發(fā)光器件，其中所述至少部分的所述側(cè)向外圍表面涂覆有一層以上的涂層。
8.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的發(fā)光器件的陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件的陣列，其中所述發(fā)光器件設(shè)置成共享所述涂層。
10.一種用于在包括發(fā)光二極管的發(fā)光器件(1)的至少部分的側(cè)向外圍表面(6)上涂覆涂層的方法，該方法包括在至少部分的所述外圍表面(6)上設(shè)置光學(xué)活性涂層(7)，所述涂層(7)從基座(3)延伸至所述頂部表面(8)，并且基本不覆蓋所述頂部表面(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括如下步驟 在所述基座( 上施加第一液體涂覆合成物，讓所述第一涂覆合成物覆蓋所述發(fā)光器件(1)的至少部分的第一側(cè)向外圍表面(6)，以及固化所述第一涂覆合成物以獲得在所述至少部分的所述第一側(cè)向外圍表面(6)上的第一固體涂層(7)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中通過毛細(xì)作用力讓所述涂覆合成物覆蓋至少部分的第一側(cè)向外圍表面(6)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項的方法，其中通過選自下列構(gòu)成的組中的方法來施加所述涂覆合成物通過針狀物分配、噴嘴分配、通過印刷和通過噴灑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項的方法，其中所述液體涂覆合成物在固化后形成選自下列構(gòu)成的組中的固體涂層反射涂層、漫射涂層、光譜過濾涂層、發(fā)光涂層、遮光涂層以及它們的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項的方法，其中所述涂覆合成物包括溶膠-凝膠衍生材料或硅樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項的方法，還包括將所述側(cè)向外圍表面預(yù)處理為極性，并使用極性涂覆合成物。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項的方法，還包括將所述側(cè)向外圍表面預(yù)處理為非極性，并使用非極性或極性涂覆合成物。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項的方法，還包括如下步驟 在所述基座上施加至少第二液體涂覆合成物，讓所述第二涂覆合成物覆蓋所述發(fā)光器件的至少部分的第二側(cè)向外圍表面，以及固化所述第二涂覆合成物以獲得在所述至少部分的所述第二側(cè)向外圍表面上的第二固體涂層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述第一涂覆合成物不同于所述第二涂覆合成物。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19的方法，其中所述第一側(cè)向外圍表面不同于所述第二側(cè)向外圍表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光器件(1)領(lǐng)域，發(fā)光器件(1)包括設(shè)置在基座(3)上的發(fā)光二極管(2)，所述器件具有側(cè)向外圍表面(6)和頂部表面(8)以及光學(xué)活性涂層(7)，所述涂層(7)沿至少部分的所述外圍表面(6)覆蓋，從所述基座(3)延伸至所述頂部表面(8)，并且基本上不覆蓋所述頂部表面(8)。還揭示了制作所述器件的方法。
文檔編號H01L33/44GK102165611SQ200980137587
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者A·L·威杰爾斯, C·克雷南, H·J·B·雅特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司