CN111712931A - 具有玻璃层的转换器 - Google Patents

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Abstract

波长转换层可以具有玻璃或硅多孔支撑结构。波长转换层还可以具有填充多孔玻璃或硅支撑结构的波长转换颗粒和粘合剂的固化部分。

Description

具有玻璃层的转换器
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年12月20日提交的美国专利申请第62/608,326号、2018年2月20日提交的欧洲专利申请第18154855.3号和2018年12月19日提交的美国非临时专利申请第16/226,313号的权益，这些申请通过引用结合于此，如同完全阐述一样。
背景技术
由于效率、性能、光温度、亮度等，包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔表面发射激光器（VCSEL）、边缘发射激光器等的半导体发光器件是合乎期望的。在跨可见光谱工作的发光器件的生产或制造中感兴趣的材料可以包括Ⅲ-Ⅴ族半导体，镓、铝、铟、氮的二元、三元和四元合金，Ⅲ族氮化物材料等。
LED可以布置有波长转换材料，诸如磷光体颗粒、量子点、染料等。可以生产与一种或多种波长转换材料组合的LED，以产生白光、其他颜色的单色光等。由LED发射的光可以被波长转换材料转换。未转换的光可以是所得光谱的一部分。
LED可以涂覆有磷光体，该磷光体被分配、丝网印刷、喷涂、模制、电泳沉积、层压等。尽管它可能复杂且昂贵，但是对于高温应用，包含在玻璃中的磷光体或预形成的烧结陶瓷磷光体可以附接到LED。此外，可能难以形成或切割薄的预形成的陶瓷层。
发明内容
波长转换层可以具有玻璃或硅多孔支撑结构。波长转换层还可以具有填充多孔玻璃或硅支撑结构的波长转换颗粒和粘合剂的固化部分。
附图说明
从以下结合附图以示例方式给出的描述中，可以获得更详细的理解，其中附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1A示出了具有包括玻璃网格的磷光体的波长转换层；
图1B示出了形成包括玻璃网格的波长转换层的过程；
图1C示出了将玻璃硅树脂衬底波长转换层附接到一个或多个照明器件的过程；
图1D示出了将层压的玻璃硅树脂衬底波长转换层附接到一个或多个照明器件的过程；
图1E示出了产生具有多孔部件的磷光体膜的过程；
图1F示出了制造具有多孔部件的磷光体膜；
图2A是示出发光二极管（LED）器件的示意图；
图2B是示出多个LED器件的示意图；
图2C是示出具有次级光学器件的LED系统的示意图；
图3是根据的用于集成LED系统的电子板的俯视图；
图4A是具有LED阵列的电子板的俯视图，该LED阵列在LED器件附接区域处附接到衬底；
图4B是具有安装在电路板的两个表面上的电子部件的双通道集成LED照明系统的示意图；以及
图5是示例应用系统的示意图。
具体实施方式
下文将参考附图更充分地描述不同光照亮系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现附加的实施方式。因此，将理解，附图中所示出的示例仅是出于说明的目的而提供的，并且它们不意图以任何方式限制本公开。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。
将理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且第二元件可以被称为第一元件。如本文中所使用的，术语“和/或”可以包括关联列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。
将理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或延伸“到”另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反地，当元件被称为“直接在”另一元件“上”或“直接”延伸“到”另一元件“上”时，可以不存在中间元件。还将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到另一元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一元件。相反地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，在该元件和另一元件之间不存在中间元件。将理解，除了附图中所描绘的任何取向之外，这些术语还意图包含元件的不同取向。
如附图中所图示的，诸如“下面”、“上面”、“上方”、“下方”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文中可以用于描述一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系。将理解，除了附图中所描绘的取向之外，这些术语还意图包含器件的不同取向。
半导体发光器件或光学功率发射器件，诸如发射紫外（UV）或红外（IR）光学功率的器件，属于当前可用的最高效的光源。这些器件可以包括发光二极管、谐振腔发光二极管、垂直腔激光二极管、边缘发射激光器等（以下称为“LED”）。例如，由于其紧凑的尺寸和较低的功率要求，LED可能是许多不同应用的有吸引力的候选。例如，它们可以用作手持电池供电器件（诸如相机和蜂窝电话）的光源（例如，闪光灯和相机闪光灯）。例如，它们也可以用于汽车照明、平视显示器（HUD）照明、园艺照明、街道照明、视频火炬、一般照亮（例如，家庭、商店、办公室和工作室照明、剧院/舞台照明和建筑照明)、增强现实（AR）照明、虚拟现实（VR）照明、如显示器的背光以及IR光谱。单个LED可以提供没有白炽光源亮的光，并且因此，多结器件或LED阵列（诸如单片LED阵列、微型LED阵列等）可以用于期望或需要更多亮度的应用。
在本文给出的示例中，波长转换层可以包括玻璃（例如石英）或硅多孔支撑材料。多孔支撑结构可以是堆叠网格层。某些布置可以包括波长转换颗粒，其可以是无机磷光体颗粒、具有硅树脂粘合剂、具有以填料作为粘合剂以增加折射率的硅树脂等。波长转换层可以附接到光源、发光二极管（LED）等。在本文给出的示例中，发光器件可以包括与黄色发射磷光体组合的蓝色发射发光二极管（LED）、与绿色和红色发射磷光体颗粒组合的蓝色发射LED、与蓝色和黄色发射磷光体颗粒组合的紫外（UV）发射LED以及与蓝色、绿色和红色发射磷光体颗粒组合的UV发射LED等或其组合。
堆叠网格层可以是如下堆叠网格层，其中支撑材料（例如，玻璃、硅、石英）包括编织纤维或线，编织纤维或线在由相应的编织纤维产生的多个腔内延伸。如图1A所示，衬底1102被编织成使得它们延伸多个腔的跨度。此外，衬底1102堆叠成可以允许一个或多个腔横跨网格衬底的多个层的形式。编织材料（例如，玻璃、硅、石英）可以被编织成使得用于产生网格的一块材料的一端延伸跨过网格尺寸的100%或基本上100%。作为示例，第一编织支撑材料可以具有在堆叠网格的第一边缘处的第一端和在堆叠网格的第二边缘处的第二边缘，使得第一端在堆叠网格的与第二端相对的一端上。
波长转换层中使用的磷光体颗粒可以被分配、丝网印刷、喷涂、模制、电泳沉积、层压等。在某些应用中，玻璃中的磷光体或预形成的陶瓷磷光体的处理可能成本高，或者难以形成或切割薄的预形成陶瓷层。
图1A示出了具有包括玻璃网格的磷光体的波长转换层1100。波长转换层1100可以由石英或玻璃衬底1102、磷光体或其他光波长转换颗粒1104和粘合剂1106的组合形成。玻璃衬底可以包括填充有磷光体颗粒、硅树脂粘合剂、折射率与石英网格紧密匹配的石英或玻璃填料等的薄石英网格。
衬底1102可以利用以二维或三维图案布置的有序或随机纤维等来形成为网格、片。可以使用由各种材料或有序布置形成的多个同质或异质层。例如，最外层可以是连续的玻璃或石英片。网格间距、有效孔径、孔隙流体连通性等可以被布置成允许整个衬底1102中的磷光体颗粒和粘合剂材料在大气压、低压或高压放置。
光波长转换颗粒，诸如磷光体颗粒，可以是发光材料，其可以吸收激发或辐射能量，并以与激发波长不同的波长的辐射发射吸收的能量。例如，磷光体颗粒可以是高度吸光的，并且具有基本上100%的量子效率，使得作为激发能量提供的大多数光子被磷光体重新发射。如果发光器件可以将光直接发射到高效的吸收性磷光体中，则磷光体可以高效地提取发射的光并对其进行波长转换。
光波长转换颗粒可以包括有机p、量子点、有机半导体、Ⅱ-Ⅵ或Ⅲ-Ⅴ族半导体、Ⅱ-Ⅵ或Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点或纳米晶体、染料、聚合物或发光材料等。例如，白色发射LED可以通过将蓝色发射LED与波长转换材料（诸如Y3Al5O12:Ce3+）配对而产生，该波长转换材料吸收一些蓝光并发射黄光。可以使用的磷光体颗粒的其他示例包括铝石榴石磷光体颗粒，其具有：
(Lu1-x-y-a-bYxGdy)3(Al1-zGaz)5O12:CeaPrb 式（1）
其中0<x<1，0<y<1，0<z≦0.1，0<a≦0.2和0<b≦0.1，以及Lu3Al5O12:Ce3+和Y3Al5O12:Ce3+，其发射黄绿色范围内的光。另一个示例可以是(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+，其中0≦a<5，0<x≦1，0≦y≦1，和0<z≦1，诸如Sr2Si5N8:Eu2+，其发射红色范围内的光。
其他合适的绿色、黄色和红色发射磷光体可以包括(Sr1-a bCabBac)SixNyOz:Eua2+（a = 0.002-0.2，b=0.0-0.25，c=0.0-0.25，x=1.5-2.5，y=1.5-2.5，z=1.5-2.5），包括例如SrSi2N2O2:Eu2+；(Sr1-u-v-xMguCavBax)(Ga2-y-zAlylnzS4):Eu2+，包括例如SrGa2S4:Eu2+；Sr1-xBaxSiO4:Eu2+；或(Ca1-xSrx)S:Eu2+，其中0<x<1，包括例如CaS:Eu2+和SrS:Eu2+。
合适的黄色/绿色发射磷光体的示例可以包括Lu3-x-yMyAl5-zAzO12:Cex，其中M= Y，Gd，Tb，Pr，Sm，Dy；A = Ga、Sc并且（0<x≦0.2）；Ca3-x-yMySc2-zAzSi3O12:Cex，其中M =Y，Lu；A =Mg、Ga并且（0<x≦0.2）；Ba2-x-yMySiO4:Eux，其中M =Sr、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；Ba2-x-y-zMyKzSi1-zPzO4Eux，其中M = Sr、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；Sr1-x-yMyAl2-zSizO4-zNz:Eux，其中M =Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；M1-xSi2O2N2:Eux，其中M =Sr、Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；M3-xSi6O9N4:Eux，其中M =Sr、Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；M3-xSi6O12N2:Eux，其中M =Sr、Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；Sr1-x-yMyGa2-zAlzS4:Eux，其中M = Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；Ca1-x-y-zMzS:CexAy，其中M =Ba、Sr、Mg；A = K、Na、Li并且（0<x≦0.2）；Sr1-x-zMzAl1+ySi4.2-yN7-yO0.4+y:Eux，其中M = Ba、Ca、Mg并且（0<x≦0.2）；Ca1-x-y-zMySc2O4:CexAz，其中M =Ba、Sr、Mg；A = K、Na、Li并且（0<x≦0.2）；Mx-zSi6-y-2xAly+2xOyN8-y:Euz，其中M =Ca、Sr、Mg并且（0<x≦0.2）；和Ca8-x-yMyMgSiO4Cl2:Eux，其中M=Sr、Ba并且（0<x≦0.2）。
合适的红色发射磷光体颗粒的示例包括Ca1-x-zMzS:Eux，其中M = Ba、Sr、Mg、Mn并且（0<x≦0.2）；Ca1-x-yMySi1-zAl1+zN3-zOz:Eux，其中M = Sr、Mg、Ce、Mn并且（0<x≦0.2）；Mg4Ge1-xO5F:Mnx，其中（0<x≦0.2）；M2-xSi5-yAlyN8-yOy:Eux，其中M =Ba、Sr、Ca、Mg、Mn并且（0<x≦0.2）；Sr1-x-yMySi4-zAl1+zN7-zOz:Eux，其中M = Ba、Ca、Mg、Mn并且（0<x≦0.2）；和Ca1-x-yMySiN2:Eux，其中M =Ba、Sr、Mg、Mn并且（0<x≦0.2）。
在某些布置中，磷光体可以包括具有惰性颗粒而不是磷光体的部分，具有没有活化掺杂剂的磷光体晶体的部分等，使得那些部分不吸收和发射光。例如，SiNx可以作为惰性颗粒被包括。陶瓷磷光体中的活化掺杂剂也可以分级，例如使得最靠近表面的磷光体颗粒具有最高的掺杂剂浓度。随着离表面的距离增加，磷光体中的掺杂剂浓度可以降低。掺杂剂分布可以采取任何形状，诸如线性、阶梯分级、幂律分布等，并且可以包括多种、变化的或混合的掺杂剂浓度。
在某些布置中，衬底的部分可以基本上没有磷光体或掺杂剂。磷光体厚度和活化掺杂剂的负载可以被定制以产生期望的（多个）发射波长或光谱。磷光体可以包括多种类型的磷光体颗粒，每种发射相同或不同波长的光。多种类型的磷光体颗粒可以混合或形成单个同质磷光体。多种类型的磷光体颗粒也可以形成在分离层中，该分离层构成衬底1102内的堆叠或多个磷光体层。多个衬底层也可以结合在一起以形成多层堆叠。波长转换层1100也可以与常规磷光体层（诸如共形磷光体层或设置在环氧树脂中的磷光体颗粒）结合使用。
波长转换层1100可以包括各种类型的LED。LED发射的未转换光可以是提取光的所得光谱或（多个）波长的一部分。LED可以被组合。组合可以包括与黄色发射波长转换颗粒组合的蓝色发射LED、与绿色和红色发射波长转换颗粒组合的蓝色发射LED、与蓝色和黄色发射波长转换颗粒组合的UV发射LED、与蓝色、绿色和红色发射波长转换颗粒组合的UV发射LED等。可以利用发射其他颜色的光的波长转换颗粒来从结构中产生光的期望的提取光谱或（多个）波长。
粘合剂可以用于将波长转换颗粒1104保持在一起或将波长转换颗粒1104附接到衬底1102。粘合剂可以是有机的、无机的、有机和无机的等。有机粘合剂可以是丙烯酸酯、硝化纤维素等。有机/无机粘合剂可以是硅树脂，诸如甲基或苯基硅树脂、氟硅树脂、高折射率硅树脂等，以满足任何预定标准。无机粘合剂可以是溶胶-凝胶、TEOS的溶胶-凝胶、MTMS的溶胶-凝胶、液体玻璃、硅酸钠、硅酸钾、水玻璃、具有能够浸透多孔衬底的低粘度的材料等。
粘合剂还可以包括填料以调节物理或光学性能。填料可以包括无机纳米颗粒、二氧化硅、玻璃颗粒、纤维、增加折射率的材料等。填料还可以包括提高光学性能的材料、促进散射的材料、提高热性能的材料、提高亮度的材料等。
图1A的波长转换层1100可以基本上是正方形、矩形、多边形、六边形、圆形或任何其他合适或合适的形状。在某些布置中，波长转换层1100可以在定位在LED附近之前被单体化。在某些布置中，波长转换层1100可以在附接到LED之后被单体化。波长转换层1100可以直接附接到LED、设置在LED附近等。波长转换层1100可以通过无机层、聚合物片、厚粘合剂层、小空气间隙或任何其他合适的结构与LED分离。LED和波长转换层1100之间的间距可以小于500 μm、小于一纳米、在毫米数量级等。
在一器件中可以使用多种类型的波长转换结构。硅和玻璃网格波长转换层可以与包含波长转换层的模制聚合物和量子点组合。此外，滤光器或金属反射器可以形成在波长转换层1100的至少一部分上。滤光器可以再循环由波长转换层发射的被其他滤光层或差分反射结构吸收的光谱或（多个）波长的一部分。滤光器可以是形成分布式布拉格反射器的电介质层的堆叠。在波长转换层1100中，金属反射器可以用于再循环通过侧壁逸出的光。
在某个布置中，具有两种波长转换材料的器件可以发射具有蓝色峰值波长、绿色峰值波长和红色峰值波长的光。这种布置可以允许反射光的峰值波长在绿色和蓝色峰值波长之间、在绿色和红色峰值波长之间或者两者都有。
图1B示出了形成包括玻璃网格的波长转换层的过程1200。将理解，尽管本文公开内容可以将玻璃网格记载为示例，但是该网格可以是适用的材料，诸如玻璃、石英、硅树脂等。在1200中，可以提供玻璃或硅玻璃网格（1202）。玻璃网格可以由多层玻璃线或玻璃纤维制成，这些玻璃线或玻璃纤维以二维或三维图案布置，并被加热直到部分地、基本上等熔化。可以在玻璃纤维之间布置足够的间距，使得在三维结构中存在连续的开放孔隙空间。玻璃网格可以填充有磷光体或粘合剂浆料（1204）。磷光体或粘合剂浆料可以包括无机或其他填料。填充可以通过在正常大气压下浸入浆料、通过高压注射、通过低压启动填充等来完成。磷光体或粘合剂浆料还可以包括硅树脂，其被加热或UV辐射，直到部分地、基本上等被固化。粘合剂浆料也可以喷涂在网格上，以在网格的两侧上产生薄的或致密堆积的磷光体层。
组合的玻璃网格衬底和磷光体或粘合剂可以被单体化并附接到LED或定位为邻近LED（1206）。在固化时或之后（1208），可以利用接触定位、粘合剂附接、结构定位等来将组合的玻璃网格衬底和磷光体或粘合剂固定到LED。为了附接到多个LED（1210），在固化时或之后（1212），可以包括接触定位、粘合剂附接、结构定位等，以相对于LED固定组合的玻璃网格衬底和磷光体或粘合剂。此外，结构可以在封装之前被单体化和分离。
图1C示出了将玻璃硅树脂衬底波长转换层附接到一个或多个照明器件的过程1300。照明器件可以是LED或任何其他能够产生光的器件。可以提供玻璃或硅玻璃网格1302。然后施加粘合剂1304。粘合剂可以通过旋涂、使用B阶硅树脂旋涂等来施加，以根据需要减少粘合剂或胶水溢出或任何其他过程。玻璃或硅网格1302然后可以诸如用粘合剂层附接到一个或多个单体化的LED 1306。网格1302被单体化1308。网格1302和一个或多个单体化的LED 1306的组合也可以被倒置并准备好用于封装。
图1D示出了将层压的玻璃硅树脂衬底波长转换层附接到一个或多个照明器件的过程1400。照明器件可以是LED或任何其他能够产生光的器件。可以提供玻璃或硅玻璃网格1411。磷光体或粘合剂1413可以被压力或加热层压到玻璃或硅玻璃网格1411。磷光体或粘合剂1413可以提供结构支撑。组合的网格1402和磷光体或粘合剂1413可以形成波长转换层，该波长转换层然后诸如用粘合剂层附接到一个或多个LED 1406。波长转换层可以被单体化1408。波长转换层和一个或多个LED 1406的组合也可以被倒置并准备好用于封装。
图1E示出了产生具有多孔部件的磷光体膜的过程1500。可以产生具有第一色点的第一转换器膜（1502），并且可以产生具有第二色点的第二转换器膜（1504）。第一色点和第二色点可以使得，当第一转换器膜和第二转换器膜被层压到多孔部件上时，所得波长转换层的色点是预定色点。第一和第二磷光体膜可以被层压到多孔部件上，从而产生具有预定色点的波长转换层（1506）。
图1F示出了用于制造具有多孔部件的波长转换膜16-4的过程1600。在1602，具有第一色点的第一磷光体膜和具有第二色点的第二磷光体膜可以被层压到多孔部件上来得到预定色点，从而产生波长转换层1604。波长转换层1604可以对应于图2A的波长转换层206，如本文进一步讨论的。
图2A是示例实施例中的LED器件200的示意图。LED器件200可以包括衬底202、有源层204、波长转换层206和初级光学器件208。在其他实施例中，LED器件可以不包括波长转换层和/或初级光学器件。
如图2A所示，有源层204可以邻近衬底202，并且当被激发时发射光。用于形成衬底202和有源层204的合适材料包括蓝宝石、SiC、GaN、硅树脂，并且更具体地可以由Ⅲ-Ⅴ族半导体（包括但不限于AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb）、Ⅱ-Ⅵ族半导体（包括但不限于ZnS、ZnSe、CdSe、CdTe）、Ⅳ族半导体（包括但不限于Ge、Si、SiC）以及它们的混合物或合金形成。
波长转换层206可以远离、接近或直接位于有源层204之上。有源层204将光发射到波长转换层206中。波长转换层206用于进一步修改有源层204发射的光的波长。包括波长转换层的LED器件通常被称为磷光体转换LED（PCLED）。波长转换层206可以包括任何发光材料，诸如例如透明或半透明粘合剂或基质中的磷光体颗粒，或陶瓷磷光体元件，其吸收一种波长的光并发射不同波长的光。波长转换层206可以具有预定色点，使得具有第一转换器点的第一转换器膜和具有第二转换器点的第二转换器膜被层压到多孔部件上，如本文所公开的，以制造具有预定色点的波长转换层206。
初级光学器件208可以在LED器件200的一层或多层上或上方，并允许光从有源层204和/或波长转换层206穿过初级光学器件208。初级光学器件208可以是透镜或封装，其被配置为保护一个或多个层，并且至少部分地成形LED器件200的输出。初级光学器件208可以包括透明和/或半透明材料。在示例实施例中，可以基于朗伯分布图案发射经由初级光学器件的光。将理解，初级光学器件208的一个或多个特性可以被修改以产生不同于朗伯分布图案的光分布图案。
图2B示出了示例实施例中的照明系统220的截面图，该照明系统220包括具有像素201A、201B和201C的LED阵列210以及次级光学器件212。LED阵列210包括像素201A、201B和201C，每个像素包括相应的波长转换层206B、有源层204B和衬底202B。LED阵列210可以是使用晶片级处理技术制造的单片LED阵列、具有小于500微米尺寸的微型LED等。LED阵列210中的像素201A、201B和201C可以使用阵列分割或者可替代地使用拾取和放置技术来形成。
在LED器件200B的一个或多个像素201A、201B和201C之间示出的空间203可以包括空气间隙，或者可以由诸如金属材料的材料填充，该材料可以是接触部（例如，n接触部）。
次级光学器件212可以包括透镜209和波导207中的一个或两个。将理解，尽管根据所示的示例讨论了次级光学器件，但是在示例实施例中，次级光学器件212可以用于扩展入射光（发散光学器件），或者将入射光聚集成准直束（准直光学器件）。在示例实施例中，波导207可以是聚集器，并且可以具有任何适用的形状来聚光，所述形状诸如抛物线形状、圆锥形状、斜面形状等。波导207可以涂覆有用于反射或重定向入射光的电介质材料、金属化层等。在替代实施例中，照明系统可以不包括以下中的一个或多个：波长转换层206B、初级光学器件208B、波导207和透镜209。
透镜209可以由任何适用的透明材料形成，所述材料诸如但不限于SiC、氧化铝、金刚石等或其组合。透镜209可以用于修改输入到透镜209中的光束，使得来自透镜209的输出束将高效地满足期望的光度规格。另外，透镜209可以服务于一个或多个美学目的，诸如通过确定LED阵列210的p 201A、201B和/或201C的亮和/或不亮的外观。
图3是根据一个实施例的集成LED照明系统的电子板310的俯视图。在替代的实施例中，两个或更多个电子板可以用于LED照明系统。例如，LED阵列可以在单独的电子板上，或者传感器模块可以在单独的电子板上。在所图示的示例中，电子板310包括功率模块312、传感器模块314、连接和控制模块316以及为将LED阵列附接到衬底320而保留的LED附接区域318。
衬底320可以是能够机械支撑并使用导电连接器（诸如导轨、迹线、焊盘、过孔和/或导线）向电气部件、电子部件和/或电子模块提供电耦合的任何板。功率模块312可以包括电气和/或电子元件。在示例实施例中，功率模块312包括AC/DC转换电路、DC/DC转换电路、调光电路和LED驱动器电路。
传感器模块314可以包括要实现LED阵列的应用所需的传感器。
连接和控制模块316可以包括系统微控制器和被配置为从外部器件接收控制输入的任何类型的有线或无线模块。
如本文使用的术语“模块”可以指设置在各个电路板上的电气和/或电子部件，这些电路板可以焊接到一个或多个电子板310。然而，术语“模块”也可以指提供类似功能的电气和/或电子部件，但是它们可以单独焊接到相同区域或不同区域中的一个或多个电路板。
图4A是一个实施例中的电子板310的俯视图，该电子板310具有在LED器件附接区域318处附接到衬底320的LED阵列410。电子板310与LED阵列410一起表示LED系统400A。另外，功率模块312接收Vin 497处的电压输入并且通过迹线418B接收来自连接和控制模块316的控制信号，并通过迹线418A向LED阵列410提供驱动信号。LED阵列410经由来自功率模块312的驱动信号来接通和断开。在图4A所示的实施例中，连接和控制模块316通过迹线418C从传感器模块314接收传感器信号。
图4B示出了具有安装在电路板499的两个表面上的电子部件的双通道集成LED照明系统的一个实施例。如图4B所示，LED照明系统400B包括第一表面445A，该第一表面445A具有接收调光器信号和AC功率信号的输入端以及安装在其上的AC/DC转换器电路412。LED系统400B包括第二表面445B，该第二表面445B具有调光器接口电路415、DC-DC转换器电路440A和440B、具有微控制器472的连接和控制模块416（在该示例中为无线模块）以及安装在其上的LED阵列410。LED阵列410由两个独立的通道411A和411B驱动。在替代的实施例中，可以使用单个通道来向LED阵列提供驱动信号，或者可以使用任何数量的多个通道来向LED阵列提供驱动信号。
LED阵列410可以包括两组LED器件。在示例实施例中，组A的LED器件电耦合到第一通道411A，并且组B的LED器件电耦合到第二通道411B。两个DC-DC转换器440A和440B中的每一个可以分别经由单个通道411A和411B提供相应的驱动电流，用于驱动LED阵列410中相应的一组LED A和B。LED组之一中的LED可以被配置成发射具有与第二组LED中的LED不同色点的光。通过控制由各个DC/DC转换器电路440A和440B分别经由单个通道411A和411B施加的电流和/或占空比，可以在一范围内调节由LED阵列410发射的光的复合色点的控制。尽管图4B中所示出的实施例不包括传感器模块（如图3和图4A中所描述的)，但是替代的实施例可以包括传感器模块。
所示的LED照明系统400B是集成系统，其中LED阵列410和用于操作LED阵列410的电路设置在单个电子板上。电路板499的相同表面上的模块之间的连接可以通过表面或子表面互连（诸如迹线431、432、433、434和435或金属化（未示出））而被电耦合，用于在模块之间交换例如电压、电流和控制信号。电路板499的相对表面上的模块之间的连接可以通过诸如过孔和金属化（未示出）的穿板互连来电耦合。
根据实施例，可以提供LED系统，其中LED阵列在与驱动器和控制电路分离的电子板上。根据其他实施例，LED系统可以具有LED阵列以及与驱动器电路分离的电子板上的电子器件中的一些。例如，LED系统可以包括位于与LED阵列分离的电子板上的LED模块和功率转换模块。
根据实施例，LED系统可以包括多通道LED驱动器电路。例如，LED模块可以包括嵌入式LED校准和设置数据，以及例如三组LED。本领域普通技术人员将认识到，与一个或多个应用相一致地，可以使用任何数量的LED组。每组中的各个LED可以串联或并联布置，并且可以提供具有不同色点的光。例如，暖白光可以由第一组LED提供，冷白光可以由第二组LED提供，并且中性白光可以由第三组提供。
图5示出了示例系统550，其包括应用平台560、LED系统552和556以及次级光学器件554和558。LED系统552产生箭头561a和561b之间所示的光束561。LED系统556可以在箭头562a和562b之间产生光束562。在图5所示的实施例中，从LED系统552发射的光穿过次级光学器件554，并且从LED系统556发射的光穿过次级光学器件558。在替代实施例中，光束561和562不穿过任何次级光学器件。次级光学器件可以是或可以包括一个或多个光导。一个或多个光导可以是边缘照亮的，或者可以具有限定光导的内部边缘的内部开口。LED系统552和/或556可以插入在一个或多个光导的内部开口中，使得它们将光注入到一个或多个光导的内部边缘（内部开口光导）或外部边缘（边缘照亮光导）中。LED系统552和/或556中的LED可以围绕作为光导的一部分的基座的圆周布置。根据一种实施方式，基座可以是导热的。根据一种实施方式，基座可以耦合到设置在光导上方的散热元件。散热元件可以被布置成经由导热基座接收由LED生成的热量并耗散接收到的热量。一个或多个光导可以允许由LED系统552和556发射的光以期望的方式成形，诸如例如具有梯度、倒角分布、窄分布、宽分布、角分布等。
在示例实施例中，系统550可以是具有相机闪光灯系统的移动电话、室内住宅或商业照明、诸如街道照明的室外灯、汽车、医疗器件、增强现实（AR）/虚拟现实（VR）器件和机器人器件。图3所示的集成LED照明系统、图4A所示的LED系统400A示出了示例实施例中的LED系统552和556。
在示例实施例中，系统550可以是具有相机闪光灯系统的移动电话、室内住宅或商业照明、诸如街道照明的室外灯、汽车、医疗器件、AR/VR器件和机器人器件。图4A所示的LED系统400A和图4B所示的LED系统400B示出了示例实施例中的LED系统552和556。
应用平台560可以经由功率总线经由线路565或其他适用的输入端向LED系统552和/或556提供功率，如本文所讨论的。此外，应用平台560可以经由线路565为LED系统552和LED系统556的操作提供输入信号，该输入可以基于用户输入/偏好、感测的读数、预编程或自主确定的输出等。一个或多个传感器可以在应用平台560的外壳的内部或外部。
在各种实施例中，应用平台560传感器和/或LED系统552和/或556传感器可以收集数据，诸如视觉数据（例如，LIDAR数据、IR数据、经由相机收集的数据等）、音频数据、基于距离的数据、运动数据、环境数据等或其组合。该数据可以与物理项目或实体（诸如物体、个人、车辆等）相关。例如，感测装备可以为基于ADAS/AV的应用收集物体接近度数据，这可以基于对物理项目或实体的检测来优化检测和后续动作的优先级。可以基于以下来收集数据，例如由LED系统552和/或556发射光学信号（诸如IR信号）并且基于所发射的光学信号收集数据。数据可以由与发射用于数据收集的光学信号的部件不同的部件来收集。继续该示例，感测装备可以位于汽车上，并且可以使用VCSEL发射束。一个或多个传感器可以感测对发射束或任何其他适用输入的响应。
在示例实施例中，应用平台560可以表示汽车，并且LED系统552和LED系统556可以表示汽车前灯。在各种实施例中，系统550可以表示具有可操纵光束的汽车，其中可以选择性地激发LED以提供可操纵光。例如，LED阵列可以用于限定或投射形状或图案，或者仅照亮道路的选定部分。在示例实施例中，LED系统552和/或556内的红外相机或检测器像素可以是识别需要照亮的场景（道路、人行横道等）的部分的传感器。
已经详细描述了实施例，本领域技术人员将理解，给定本说明书，在不脱离发明构思的精神的情况下，可以对本文描述的实施例进行修改。因此，并不意图将本发明的范围局限于所示出和描述的特定实施例。

Claims (20)

1. 一种波长转换层，包括：
多孔支撑结构，包括玻璃、硅树脂或石英中的至少一种；和
填充所述多孔支撑结构的波长转换颗粒和粘合剂的固化部分。
2.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述粘合剂是硅树脂。
3.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述多孔支撑结构包括堆叠网格层。
4.根据权利要求3所述的波长转换层，其中，所述堆叠网格包括编织支撑材料，所述编织支撑材料包括以下中的至少一种：包括玻璃、硅树脂或石英中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的波长转换层，其中，第一编织支撑材料包括在所述堆叠网格的第一边缘处的第一端和在所述堆叠网格的第二边缘处的第二边缘，所述第二边缘远离所述第一边缘。
6.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述粘合剂包括被配置为提高折射率的填料。
7.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述波长转换颗粒被配置成转换入射到所述波长转换层上的光。
8.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述波长转换颗粒是磷光体颗粒。
9.根据权利要求1所述的波长转换层，其中，所述波长转换颗粒是预形成的陶瓷磷光体。
10. 一种LED器件，包括：
有源层；和
波长转换层，被配置为转换从所述有源层发射的第一光的波长并发射第二光，所述波长转换层包括：
多孔支撑结构，包括玻璃、硅树脂或石英中的至少一种；和
填充所述多孔支撑结构的波长转换颗粒和粘合剂的固化部分。
11.根据权利要求9所述的LED器件，其中，所述粘合剂是硅树脂。
12.根据权利要求9所述的LED器件，其中，所述多孔支撑结构包括堆叠网格层。
13.根据权利要求11所述的LED器件，其中，所述堆叠网格包括编织支撑材料，所述编织支撑材料包括以下中的至少一种：包括玻璃、硅树脂或石英中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的LED器件，其中，第一编织支撑材料包括在所述堆叠网格的第一边缘处的第一端和在所述堆叠网格的第二边缘处的第二边缘，所述第二边缘远离所述第一边缘。
15.一种制备波长转换层的方法，所述方法包括：
产生具有第一色点的第一磷光体膜；
产生具有第二色点的第二磷光体膜；以及
将所述第一磷光体膜和所述第二磷光体膜层压到多孔部件上以得到预定色点。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一磷光体膜和所述第二磷光体膜包括粘合剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述粘合剂包括用以提高折射率的填料。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多孔部件包括堆叠网格层。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括单体化所述波长转换层并附接照明器件。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括将多个照明器件附接到所述波长转换层，并且将组合的照明器件和波长转换层单体化。
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