DE112010004424T5 - Uniform film layer structure that converts the wavelength of emitted light, and methods of forming the same - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Bilden einer gleichmäßigen Filmstruktur und eine gleichmäßige Filmschichtstruktur, die die Wellenlänge emittierten Lichts umwandelt. Das Verfahren umfasst das Vorsehen einer ersten Oberfläche eines Gegenstandes; das Bilden zumindest einer Schicht aus Phosphorpartikeln auf der ersten Oberfläche, die Phosphorpulver sind oder Phosphorpulver und ein Bindermittel aufweisen; und Bildenosphorpartikeln, um die Schicht aus Phosphorpartikeln zu fixieren, wobei die Phosphorpulver mehr als 75 Volumen-% der Schicht aus Phosphorpartikeln einnehmen.A method of forming a uniform film structure and a uniform film layer structure that converts the wavelength of emitted light. The method includes providing a first surface of an object; forming on the first surface at least one layer of phosphor particles which are phosphor powder or include phosphor powder and a binder; and forming phosphor particles to fix the layer of phosphor particles, wherein the phosphor powders occupy more than 75% by volume of the layer of phosphor particles.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U. S. Patentanmeldung Nr. 61/284,792, eingereicht am 26. Dezember 2009 von Peiching Ling, die in Gemeinschaftsbesitz befindlich ist und durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zu allen Zwecken mit aufgenommen ist. Diese Anmeldung betrifft auch U. S. Anmeldung 12/587,290, eingereicht am 5. Oktober 2009 von Peiching Ling, U. S. Anmeldung Nr. 12/587,281, eingereicht am 5. Oktober 2009 von Peiching Ling, und U. S. Anmeldung Nr. 12/587,291, eingereicht am 5. Oktober 2009 von Peiching Ling, die alle in Gemeinschaftsbesitz befindlich sind und hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zu allen Zwecken mit aufgenommen sind.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 284,792, filed Dec. 26, 2009, by Peiching Ling, which is collectively owned and incorporated by reference in its entirety for all purposes. This application also relates to US
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Bilden gleichmäßiger Filmstrukturen und insbesondere eine gleichmäßige Filmschichtstruktur, die die Wellenlänge von Licht, das durch eine Licht emittierende Diode emittiert wird, umwandelt, und ein Verfahren zum Bilden der gleichmäßigen Filmschichtstruktur.This invention relates to methods of forming uniform film structures, and more particularly to a uniform film layer structure that converts the wavelength of light emitted by a light emitting diode and a method of forming the uniform film layer structure.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Techniken zur Materialverarbeitung und für optische Vorrichtungen. Genauer stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Verfahren und Systeme zum Bilden einer gleichmäßigen Materialschicht bereit, die in einer optischen Einrichtung verwendet werden kann, wie etwa eine Phosphorschicht für eine Linse in einer LED-Einrichtung. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich ”Phosphor” auf irgendein lumineszierendes Material, das Licht einer Wellenlänge absorbiert und Licht einer anderen Wellenlänge emittiert. In diesem Gebrauch werden ”Phosphor” und ”Wellenlängenumwandlungsmaterial” austauschbar verwendet.The present invention relates generally to material processing techniques and to optical devices. More specifically, embodiments of the present invention provide methods and systems for forming a uniform layer of material that can be used in an optical device, such as a phosphor layer for a lens in an LED device. As used herein, "phosphorus" refers to any luminescent material that absorbs light of one wavelength and emits light of a different wavelength. In this use, "phosphor" and "wavelength conversion material" are used interchangeably.
Phosphormaterialien sind in einem LED-Gehäuse zum Erzeugen weißen Lichts oder verschiedener Lichtfarben (z. B. phosphorumgewandeltes Grün oder Rot) mit blauen Pump-LEDs verwendet worden. Die herkömmlichen Verfahren zum Abscheiden eines Phosphormaterials über einem blauen LED-Chip oder eine blaue LED-Gehäuseanordnung umfassen:
- – Schlämmungsverfahren: Phosphorpartikel werden in Silikon, Epoxid oder einen lösenden Füllstoff dispergiert, um eine Phosphormischung zu bilden, wobei die Phosphormischung auf die LED-Oberfläche oder das LED-Gehäuselinsenmaterial durch verschiedene Techniken aufgebracht wird, wie etwa Sprühbeschichtung, Eintauchbeschichtung, Auftrag, Phosphor-in-Cup oder Überspritzen auf einer Trägerstruktur usw.
- – Elektrophoretische Abscheidung (EPD): Phosphorpartikel werden in eine elektrochemische Lösung dispergiert und auf einen LED-Wafer mit einer Vorspannung über den LED-Wafer hinweg abgeschieden.
- Slurry processes: phosphor particles are dispersed in silicone, epoxy or a solubilizing filler to form a phosphor mixture, the phosphor mixture being applied to the LED surface or LED package lens material by various techniques, such as spray coating, dip coating, deposition, phosphorous coating. in-cup or over-spraying on a support structure etc.
- Electrophoretic Deposition (EPD): Phosphor particles are dispersed in an electrochemical solution and deposited on an LED wafer with a bias voltage across the LED wafer.
Probleme mit dem herkömmlichen Verfahren sind eine Schwankung der Dickengleichmäßigkeit über die LED-Oberfläche oder innerhalb des LED-Gehäuses. Das Schlämmungsverfahren bildet gewöhnlich eine Partikelschicht mit variierender Dicke, die zu Inkonsistenz von Farbpunkten und zu schlechter Farbgleichmäßig von phosphorumgewandelter LED zu LED führt. Auch ist darüber hinaus das Bilden einer gleichmäßigen Schicht einer Phosphorschicht auf einer nicht ebenen Oberfläche mit diesen herkömmlichen Verfahren schwierig. Es kann für herkömmliche Verfahren eine große Herausforderung werden, Anforderungen bei der Beleuchtungsanwendung zu erfüllen.Problems with the conventional method are a variation in thickness uniformity across the LED surface or within the LED package. The slurry process usually forms a particle layer of varying thickness which results in inconsistency of color dots and poor color uniformity from phosphorus-converted LED to LED. Also, forming a uniform layer of a phosphor layer on a nonplanar surface is difficult with these conventional methods. It can be a big challenge for conventional methods to meet lighting application requirements.
Eines von bekannten Problemen der Aufbringung von Phosphorsilikon auf eine nicht planare [engl.: non-planner] Vergussoberfläche einer LED für ein Remote-Phosphor ist die Gleichmäßigkeit der Phosphorbeschichtung. Weil die Viskosität einer Phosphor-Silikon-Mischung im Allgemeinen höher als die eines ausgehärteten LED-Vergusswerkstoffes ist, ist infolge dessen die Krümmung des Phosphorsilikons größer, d. h. die Phosphorschicht ist in den zentralen Zonen dicker als an den äußeren Rändern. Eine entsprechende Herausforderung besteht darin, in gleichem Maße eine gleichmäßige Phosphorbeschichtung auf sekundären Optiken einer LED für eine Remote-Phosphor-Anwendung zu besitzen.One of the known problems of applying phosphorus silicone to a non-planar encapsulation surface of a LED for a remote phosphor is the uniformity of the phosphor coating. As a result, because the viscosity of a phosphorus-silicone mixture is generally higher than that of a cured LED encapsulant, the curvature of the phosphorus silicide is greater, i. H. the phosphor layer is thicker in the central zones than at the outer edges. A similar challenge is to have equally uniform phosphor coating on secondary optics of an LED for a remote phosphor application.
Daher wird eines der bedeutendsten Probleme auf dem Gebiet, wie eine gleichmäßige Filmschichtstruktur bereitzustellen ist, die emittiertes Licht umwandelt, um die optische Qualität einer LED zu verbessern.Therefore, one of the most significant problems in the art is how to provide a uniform film layer structure that converts emitted light to improve the optical quality of an LED.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung stellt Herstellungsverfahren mit hoher Produktionsrate zum Abscheiden einer gleichmäßigen Phosphorpartikelschicht auf einer breiten Vielfalt von LED-Vergussstrukturen oder LED-Chips bereit. Manche der Ausführungsformen bei der vorliegenden Erfindung können ebenso zum Beschichten einer sekundären LED-Optik mit Phosphor angewandt werden. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich ”Phosphor” auf irgendein lumineszierendes Material, das Licht mit einer Wellenlänge absorbiert und Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert.The present invention provides high production rate manufacturing processes for depositing a uniform phosphor particle layer on a wide variety of LED potting structures or LED chips. Some of the embodiments of the present invention may also be used to coat a secondary LED optic with phosphorus. As used herein, "phosphorus" refers to any luminescent material that has light of one wavelength absorbs and emits light of a different wavelength.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer gleichmäßigen Filmstruktur bereit. Das Verfahren umfasst: Vorsehen einer ersten Oberfläche eines Gegenstandes; Bilden zumindest einer Schicht aus Phosphorpartikeln auf der ersten Oberfläche auf eine Weise, dass keines der Phosphorpartikel vollständig von benachbarten getrennt ist; und Bilden einer ersten Binderschicht auf der Schicht aus Phosphorpartikeln, um die Schicht aus Phosphorpartikeln zu fixieren.The present invention provides a method of forming a uniform film structure. The method comprises: providing a first surface of an article; Forming at least one layer of phosphor particles on the first surface in a manner that none of the phosphor particles is completely separated from adjacent ones; and forming a first binder layer on the layer of phosphor particles to fix the layer of phosphor particles.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Binderschicht eine Schicht aus Binderpartikeln.In one embodiment of the present invention, the first binder layer is a layer of binder particles.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus ein weiteres Verfahren zum Bilden einer gleichmäßigen Filmstruktur bereit. Das weitere Verfahren umfasst: Vorsehen einer ersten Oberfläche; Bilden zumindest einer Schicht aus Phosphorpartikeln, die Phosphorpulver und ein Bindermaterial umfasst, auf der ersten Oberfläche; und Binden der Phosphorpartikel.The present invention further provides another method of forming a uniform film structure. The further method comprises: providing a first surface; Forming at least one layer of phosphor particles comprising phosphorus powder and a binder material on the first surface; and binding the phosphor particles.
In einer Ausführungsform, bei der die Phosphorpartikel die Phosphorpulver und das Bindermaterial umfassen, sind die Phosphorpartikel eine Mischung aus Phosphorpulvern und dem Bindermaterial, oder werden durch Verkapseln der Phosphorpulver mit dem Bindematerial gebildet, wobei das Binden der Phosphorpartikel das Erwärmen des Bindermaterials umfasst, um die Phosphorpartikel zu binden, und wobei die Phosphorpulver mehr als 75 Volumen-% der Schicht aus den Phosphorpartikeln einnehmen, in welchen die Phosphorpartikel gebunden sein. Das Verfahren kann ferner das Bilden einer ersten Binderschicht auf der Schicht aus Phosphorpartikeln und das Erwärmen des Bindermaterials und der ersten Binderschicht, um die Schicht aus Phosphorpartikeln zu fixieren, umfassen.In one embodiment wherein the phosphor particles comprise the phosphorus powder and the binder material, the phosphor particles are a mixture of phosphorus powders and the binder material, or are formed by encapsulating the phosphorus powders with the binder material, wherein the binding of the phosphorus particles comprises heating the binder material to prevent the phosphor particles from binding Phosphorus particles to bind, and wherein the phosphorus powder occupy more than 75% by volume of the layer of the phosphor particles, in which the phosphor particles are bound. The method may further comprise forming a first binder layer on the layer of phosphor particles and heating the binder material and the first binder layer to fix the layer of phosphor particles.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die erste Oberfläche des Gegenstandes durch eine viskose zweite Binderschicht vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Binderschicht eine feuchtigkeitsbeständige Schicht, wie etwa Parylen.In one embodiment of the present invention, the first surface of the article is provided by a viscous second binder layer. In another embodiment of the present invention, the first binder layer is a moisture resistant layer, such as parylene.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner das Überführen der zweiten Schicht aus Phosphorpartikeln auf oder über eine zweite Oberfläche eines anderen Gegenstandes oder das Überführen der Schicht aus ausgehärteten Phosphorpartikeln auf oder über eine zweite Oberfläche eines anderen Gegenstandes umfassen. Die zweite Oberfläche kann eine Oberfläche einer LED-Linse, einer sekundären Optik, eines LED-Gehäuses, eines LED-Chips oder eines LED-Wafers sein.In one embodiment of the present invention, the method may further comprise transferring the second layer of phosphor particles to or over a second surface of another article or transferring the layer of cured phosphor particles to or over a second surface of another article. The second surface may be a surface of an LED lens, a secondary optic, an LED package, an LED chip or an LED wafer.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Binderschicht eine Oberfläche aufweisen, die nicht mit der Schicht aus Phosphorpartikeln in Kontakt steht und ein Linsenprofil aufweist. In einer Ausführungsform, bei der die Phosphorpartikel die Phosphorpulver und das Bindermaterial umfassen, kann, wenn die erste Binderschicht auf der Schicht aus Phosphorpartikeln gebildet wird, die erste Binderschicht auch eine Oberfläche mit einem Linsenprofil und nicht in Kontakt mit der Schicht aus Phosphorpartikeln aufweisen.In one embodiment of the present invention, the first binder layer may have a surface that is not in contact with the layer of phosphor particles and has a lens profile. In an embodiment in which the phosphor particles comprise the phosphor powders and the binder material, when the first binder layer is formed on the layer of phosphor particles, the first binder layer may also have a surface with a lens profile and not in contact with the layer of phosphor particles.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus eine gleichmäßige Filmschichtstruktur bereit, die die Wellenlänge emittierten Lichts umwandelt. Die Struktur umfasst eine erste Binderschicht und eine Schicht aus Phosphorpartikeln, die auf der ersten Binderschicht gebildet und an dieser fixiert wird, wobei die Phosphorpartikel Phosphorpulver und ein Bindermaterial umfassen, wobei die Phosphorpulver mehr als 75 Volumen-% der Schicht aus Phosphorpartikeln einnehmen.The present invention further provides a uniform film layer structure that converts the wavelength of emitted light. The structure comprises a first binder layer and a layer of phosphor particles formed on and fixed to the first binder layer, wherein the phosphor particles comprise phosphorus powder and a binder material, wherein the phosphorus powders occupy more than 75% by volume of the layer of phosphor particles.
Die erste Binderschicht ist eine feuchtigkeitsbeständige Schicht, wie etwa Parylen.The first binder layer is a moisture resistant layer, such as parylene.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Struktur ferner einen Träger, der über die erste Binderschicht mit der Schicht aus Phosphorpartikeln verbunden ist, wobei die Binderschicht sich zwischen dem Träger und der Schicht aus Phosphorpartikeln befindet, und der Träger eine LED-Linse, eine sekundäre Optik, ein LED-Gehäuse, ein LED-Chip oder ein LED-Wafer ist.In one embodiment of the present invention, the structure further comprises a support connected to the layer of phosphor particles via the first binder layer, wherein the binder layer is between the support and the layer of phosphor particles, and the support is an LED lens, a secondary one Optics, an LED housing, an LED chip or an LED wafer is.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die erste Binderschicht eine Oberfläche mit einem Linsenprofil und nicht in Kontakt mit der Schicht aus Phosphorpartikeln auf.In one embodiment of the present invention, the first binder layer has a surface with a lens profile and not in contact with the layer of phosphor particles.
Im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren, in welchen Phosphor üblicherweise in Siliziumharz oder -flüssigkeit verstreut wird und anschließend auf eine LED-Oberfläche oder ein LED-Gehäuse abgeschieden wird, so dass die Phosphorpartikel nicht gleichmäßig in dem Siliziumharz oder der Siliziumflüssigkeit verstreut sind, und, nachdem LEDs oder Gehäuse mit dem Siliziumharz oder der Siliziumflüssigkeit, in dem bzw. in der Phosphorpartikel gleichmäßig verstreut sind, beschichtet worden sind, können die Phosphorpartikel nicht so gesteuert werden, dass sie gleichmäßig verstreut werden, was zu der Konglomeration von einigen der Phosphorpartikel in der gebildeten Phosphorpartikelschicht und Unabhängigkeit von den anderen führt, was zur Inkonsistenz von Farbpunkten von LED-Produkten oder schlechter Farbgleichmäßigkeit von phosphorumgewandelter LED zu LED führt, wobei Ausführungsformen der Erfindung Verfahren und Systeme zum Bilden einer im Wesentlichen gleichmäßigen Filmstruktur auf einer LED-Gehäuseoberfläche oder einer Oberfläche einer sekundären Optik oder einer Oberfläche eines LED-Dies oder einer LED-Oberfläche bereitstellen, die die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik überwinden, und einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen können:
- (1) Bilden einer gleichmäßigen Schicht aus Phosphorpartikeln auf einer ersten Oberfläche,
- (2) Minimieren einer Partikelbewegung auf der ersten Oberfläche während des Aushärtungsprozesses; und
- (3) Überführen der Phosphorschicht auf eine gewünschte Oberfläche, wie etwa eine LED-Gehäuseoberfläche oder LED-Oberfläche. Die Überführung kann mit einem Formungsprozess, Anbringen mit einer Kleberschicht oder Anwenden isotroper Kräfte auf eine Verkapselungs- oder Vergussoberfläche, d. h. senkrechter Druck auf eine Oberfläche, um Scherkraft zu beseitigen, vorgenommen werden, was eine Verzerrung der Partikelverteilung, die auf der Oberfläche eines Presswerkzeugs gebildet wird, verursachen kann.
- (1) forming a uniform layer of phosphor particles on a first surface,
- (2) minimize particle movement on the first surface during the curing process; and
- (3) Transfer the phosphor layer to a desired surface, such as an LED case surface or LED surface. The transfer may be accomplished by a molding process, application of an adhesive layer, or application of isotropic forces to an encapsulation or potting surface, ie, vertical pressure on a surface to eliminate shear force, resulting in distortion of the particle distribution formed on the surface of a molding tool will cause.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung kann umfassender verstanden werden, indem die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen gelesen wird, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird, wobei:The invention may be more fully understood by reading the following detailed description of the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Die folgenden veranschaulichenden Ausführungsformen sind vorgesehen, um die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, wobei diese und weitere Vorteile und Effekte von Fachleuten nach Lesen der Offenbarung dieser Beschreibung leicht verstanden werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch durch andere unterschiedliche Ausführungsformen durchgeführt oder angewandt werden. Die Details der Beschreibung können auf der Basis unterschiedlicher Punkte und Anwendungen sein, und zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen können in Betracht gezogen werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The following illustrative embodiments are provided to illustrate the disclosure of the present invention, which and other advantages and effects of those skilled in the art can be easily understood upon reading the disclosure of this specification. The present invention may also be practiced or applied by other different embodiments. The details of the description may be based on various points and applications, and numerous modifications and variations may be considered without departing from the spirit of the present invention.
Die
Phosphore werden zum Umwandeln oder Verändern einer Lichtwellenlänge, z. B. für Lichtquellen auf LED-Basis, verwendet. Übliche Phosphore zu diesem Zweck umfassen Yttriumaluminiumgranat-(YAG)-Materialien, Terbiumaluminiumgranat-(TAG)-Materialien, ZnSeS+-Materialien und Siliziumaluminiumoxinitrid-(SiAlON)-Materialien (wie etwa. a-SiAlON) usw. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jedoch jedes Material, das eine Wellenlänge einfallenden Lichts umwandelt oder verändert, als ein Phosphormaterial verwendet werden. Wie es hierin verwendet wird, stellt der Ausdruck ”Phosphor” alle Materialien dar, die in der Lage sind, eine Wellenlänge von Licht in eine andere Wellenlänge umzuwandeln oder zu verändern, einschließlich eine Mischung oder Kombination unterschiedlicher Wellenlängenumwandlungs- oder Wellenlängenänderungsmaterialien. In der ersten Ausführungsform stellen die Phosphorpartikel selbst aus Pulver gebildete Phosphore dar.Phosphors are used to convert or alter a wavelength of light, e.g. B. for LED-based light sources used. Common phosphors for this purpose include yttrium aluminum garnet (YAG) materials, terbium aluminum garnet (TAG) materials, ZnSeS + materials, and silicon aluminum oxynitride (SiAlON) materials (such as a-SiAlON), etc. However, in accordance with embodiments of the present invention Any material that converts or changes a wavelength of incident light is used as a phosphor material. As used herein, the The term "phosphor" is any material capable of converting or altering one wavelength of light to another wavelength, including a mixture or combination of different wavelength conversion or wavelength changing materials. In the first embodiment, the phosphor particles themselves are phosphors formed from powder.
Das Bilden einer im Wesentlichen gleichmäßigen Schicht aus Phosphorpartikeln
Daher kann der bei der vorliegenden Erfindung angewandte Prozess der elektrostatischen Aufladung die Packungsdichte und die Schichtdicke von Phosphorpartikeln genau steuern. In einer Ausführungsform ist der Beschichtungsprozess auf der gleichen Oberfläche wiederholbar, um eine einzige oder mehrere gleichmäßige Partikel enthaltende Schichten aus lumineszierenden Materialien auf einer halbkugelförmigen Oberfläche, einer konkaven oder konvexen Oberfläche unterschiedlicher Formen oder ebenen Oberflächen zu schaffen. Infolgedessen werden Partikelschichten mit einer hohe Packungsdichte gebildet und gleichmäßig auf der Oberfläche eines Gegenstandes oder Elements verteilt. Die Phosphorpartikel, die in einer einzigen Schicht angezogen werden, können unterschiedliche Typen von Phosphorpulvern umfassen, d. h. Phosphorpulver mit unterschiedlichen Farben. Die unterschiedlichen Typen von Phosphorpulvern können auch auf unterschiedlichen Schichten gebildet werden. Der Prozess kann für mehrere Schichten aus Phosphorpartikeln wiederholt werden. Die Schicht aus Phosphorpartikeln kann Phosphorpartikel und andere Füllpartikel umfassen.Therefore, the electrostatic charging process used in the present invention can accurately control the packing density and the layer thickness of phosphor particles. In one embodiment, the coating process is repeatable on the same surface to provide a single or more uniform particle containing layers of luminescent materials on a hemispherical surface, a concave or convex surface of different shapes, or planar surfaces. As a result, particle layers having a high packing density are formed and uniformly distributed on the surface of an article or element. The phosphor particles grown in a single layer may comprise different types of phosphorus powders, i. H. Phosphor powder with different colors. The different types of phosphor powders can also be formed on different layers. The process can be repeated for several layers of phosphor particles. The layer of phosphor particles may include phosphor particles and other filler particles.
Wie es in
Die erste Binderschicht
Einer der Vorteile der Verwendung eines Dielektrikumfilms, um Partikel zu fixieren, ist, dass der Brechungsindex des abgeschiedenen Films zur Indexanpassung einstellbar ist, um die Lichtextraktion zu maximieren. Der Dielektrikumfilm wird bevorzugt bei niedrigen Verarbeitungstemperaturen abgeschieden, so dass der Film recht porös ist. Der poröse Dielektrikumfilm ist ausreichend, um Partikel zu halten und somit eine Partikelbewegung während der nachfolgenden Prozesse zu beseitigen, und lässt auch zu, dass Klebstoff, der verwendet wird, um Partikel an LED-Vergusswerkstoff anzubringen, hindurchdringt, um Leerräume mit Partikelpulvern zu füllen.One of the advantages of using a dielectric film to fix particles is that the refractive index of the deposited film is adjustable for index matching to maximize light extraction. The dielectric film is preferably deposited at low processing temperatures so that the film is quite porous. The porous dielectric film is sufficient to hold particles and thus eliminate particle movement during subsequent processes, and also allows adhesive used to attach particles to LED potting material to penetrate to fill voids with particulate powders.
In einer anderen Ausführungsform kann die erste Binderschicht
In einer anderen Ausführungsform kann die erste Binderschicht
In einer anderen Ausführungsform der ersten Binderschicht
Die Binderpartikel, wie etwa Silikon oder Epoxyverbindungen oder Thermoplast oder Glas, können an der oberen Oberfläche der Schicht aus Phosphorpartikeln
Danach kann die Schicht aus Phosphorpartikeln
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur darin, dass die erste Oberfläche
In der dritten Ausführungsform werden vorbeschichtete Phosphorpartikel vorbereitet. Die Phosphorpartikel sind eine Mischung aus den Phosphorpulvern
Die Schicht aus Phosphorpartikeln wird gebildet, indem auf der ersten Oberfläche
In der dritten Ausführungsform wird darüber hinaus eine erste Binderschicht
Ähnlich ist der Beschichtungsprozess auf der gleichen Oberfläche wiederholbar, um eine einzelne oder mehrere gleichmäßige Partikel enthaltende Schichten aus lumineszierendem Material auf einer halbkugelförmigen Oberfläche, einer konkaven oder konvexen Oberfläche mit unterschiedlichen Formen, oder ebenen Oberflächen zu bilden. Infolgedessen werden Partikelschichten mit einer hohen Packungsdichte gebildet und gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Die Phosphorpartikel, die in einer einzigen Schicht angezogen werden, können unterschiedliche Typen von Phosphorpulvern umfassen, d. h. Phosphorpulver mit unterschiedlichen Farben. Die unterschiedlichen Typen von Phosphorpulvern können auch auf unterschiedlichen Schichten mit unterschiedlichen Farben gebildet werden. Der Prozess kann für mehrere Schichten aus Phosphorpartikeln wiederholt werden. Die Schicht aus Phosphorpartikeln kann Phosphorpartikel und andere Füllpartikel umfassen.Similarly, the coating process is repeatable on the same surface to form a single or more uniform particle-containing layers of luminescent material on a hemispherical surface, a concave or convex surface having different shapes, or planar surfaces. As a result, particle layers having a high packing density are formed and uniformly distributed on the surface. The phosphor particles grown in a single layer may comprise different types of phosphorus powders, ie, phosphor powders of different colors. The different types of phosphor powders can also be formed on different layers of different colors. The process can be repeated for several layers of phosphor particles. The layer of phosphor particles may include phosphor particles and other filler particles.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus eine gleichmäßige Filmschichtstruktur bereit, die die Wellenlänge emittierten Lichtes umwandelt. Die gleichmäßige Filmschichtstruktur umfasst eine erste Binderschicht
Es sei nun auf die
Wie es in
Wenn die Schicht aus Phosphorpartikeln auf der Basis der dritten Ausführungsform gebildet wird, kann die Kleberschicht
Eine gleichmäßige Filmschichtstruktur, die durch das Verfahren erhalten wird, welche die Wellenlänge emittierten Lichtes umwandelt, kann darüber hinaus einen Träger der zweiten Oberfläche
Nun sei auf
Das erste Formwerkzeug
Wenn die Schicht aus Phosphorpartikeln
Wenn die Schicht aus Phosphorpartikeln
Die Prozesstechniken können zum Aufbringen von Schichten aus Phosphorpartikeln auf verschiedene Oberflächenformen mit einem geeigneten Gegenpresswerkzeug ausgedehnt werden, wie etwa
eine konkave Oberfläche, z. B. eine Innenfläche einer Linse oder Abdeckung, wie es in
eine konvexe Oberfläche, wie etwa eine Außenfläche einer Linse oder Abdeckung, wie es in
eine ebene Oberfläche oder eine Platte, wie es in
a concave surface, e.g. B. an inner surface of a lens or cover, as in
a convex surface, such as an outer surface of a lens or cover, as shown in FIG
a flat surface or a plate, as in
Wie es in
In einer sechsten Ausführungsform sind Verfahren zum Aufbringen isotropen Drucks zwischen zwei Oberflächen vorgesehen. Diese Verfahren können beim Überführen einer Phosphorschicht auf eine gekrümmte Oberfläche, wie etwa die in
In einer in
Abhängig von den Ausführungsformen ist der Abstand zwischen den beiden Oberflächen wählbar. In einem Beispiel können die beiden Oberflächen in Kontakt stehen. In einem anderen Beispiel kann es einen Zwischenraum zwischen den beiden Oberflächen geben. Der Abstand kann einige wenige Mikrometer bis 200 Mikrometer oder mehr betragen. In jedem Fall ist das expandierbare Material
In einer Ausführungsform befindet sich die Phosphorschicht
Das Aufbringen einer senkrechten Kraft auf eine Oberfläche ist wesentlich, um Scherkraft zu beseitigen, die eine Verzerrung der Partikelverteilung bewirken kann, die auf der Oberfläche des Presswerkzeugs während der Partikelanbringung an der Vergussoberfläche gebildet wird.The application of a vertical force to a surface is essential to eliminate shear, which can cause distortion of the particle distribution formed on the surface of the die during particle attachment to the potting surface.
In einer der Ausführungsformen, wie sie in
Während der Phosphorpartikelüberführung wird dann der Werkzeugkopf mit Phosphorpartikeln gegen die Verguss- oder Verkapselungsoberfläche gepresst, während indessen der Werkzeugkopf durch Erwärmen oder Injizieren von Luft in den Kopf expandiert wird. Sobald der Kopf expandiert worden ist, übt der Presskopf eine isotrope Kraft senkrecht zu der Oberfläche des Vergusses aus, wobei eine Partikelbewegung während des Aushärtungsprozesses beseitigt wird.During the phosphor particle transfer, the tool head is then pressed with phosphor particles against the potting or encapsulation surface, while the tool head is expanded by heating or injecting air into the head. Once the head has been expanded, the crimping head applies an isotropic force perpendicular to the surface of the encapsulant, eliminating particle movement during the curing process.
Ein ähnliches Verfahren zum Ausüben einer isotropen Kraft zum Überführen der Schicht aus Phosphorpartikeln auf eine andere Oberfläche kann für verschiedene Oberflächen mit einer geeigneten Konstruktion von Expansionskopf, wie etwa die Kopfkonstruktion für eine konkave Oberfläche, wie sie in
Es sei nun Bezug auf die
Für eine Anwendung, die Mehrfach-Phosphorschichten mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält, können unterschiedliche Phosphore in einer geschichteten Struktur abgeschieden werden, wie es in
Eine derartige geschichtete Struktur in
Die vorstehenden Beschreibungen der detaillierten Ausführungsformen sind nur veranschaulichend, um die Merkmale und Funktionen der vorliegenden Erfindung zu offenbaren und schränken den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht ein. Fachleuten sollten verstehen, dass alle Abwandlungen und Änderungen gemäß dem Gedanken und Prinzip in der Offenbarung der vorliegenden Erfindung in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen sollten.The foregoing descriptions of the detailed embodiments are merely illustrative in order to disclose the features and functions of the present invention and do not limit the scope of the present invention. It should be understood by those skilled in the art that all modifications and changes in accordance with the spirit and principle in the disclosure of the present invention should fall within the scope of the appended claims.
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