TW202324793A - 用於已通電的紫外光發光二極體封裝件的整合警告結構 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示包括發光二極體（LED）之固態照明裝置，且更特定地為用於紫外光LED封裝件之整合警告結構。整合警告結構可包括被動結構，諸如螢光材料區域，其配置在LED封裝件內，以接收來自該LED封裝件內之一LED晶片之紫外光之一部分，並提供少量波長轉換光。此類波長轉換光可用作正在發射紫外光的指示。例示性螢光材料區域可在LED封裝件內形成一或多個離散區域，且可提供此類波長轉換光，而不會對所述LED封裝件之色彩純度產生實質影響。因此，LED封裝件可提供整合警告發射，所述整合警告發射可用於指示紫外光發射之存在及/或減少人類曝露於此類紫外光發射。

Description

用於已通電的紫外光發光二極體封裝件的整合警告結構
本揭示內容係關於包括發光二極體（LED）之固態照明裝置，且更特定地關於用於紫外光LED封裝件之整合警告結構。
諸如發光二極體（LED）的固態照明裝置越來越多地用於消費者應用及商業應用兩者中。LED技術的進步已帶來高效且機械堅固的使用壽命長的光源。因此，現代LED已實現各種新的顯示應用，且越來越多地用於一般照明應用，經常替換白熾及螢光光源。
LED係固態裝置，該固態裝置將電能轉換為光，且通常包括配置在相反摻雜的n型層與p型層之間的一或多個半導體材料作用層（或作用區域）。當橫跨摻雜層施加偏壓時，將電洞及電子注入至一或多個作用層中，在該一或多個作用層處電洞及電子重新組合以產生發射，諸如可見光或紫外光發射。LED晶片典型地包括可例如由碳化矽、氮化鎵、磷化鎵、氮化鋁、砷化鎵基材料及/或有機半導體材料製造的作用區域。由作用區域產生的光子在所有方向上啟動。已開發可為LED晶片提供機械支撐、電連接及囊封的LED封裝件。具有紫外光發射的LED晶片及對應LED封裝件對用於與空氣、水及表面及其他等微生物消毒相關的應用特別重要。
所屬技術領域繼續尋求經改良LED及固態照明裝置，其具有能夠克服與習知裝置相關聯的挑戰的所要照明特性。
本揭示內容關於包括發光二極體（LED）之固態照明裝置，且更特定地係關於用於紫外光（UV）LED封裝件之整合警告結構。整合警告結構可包括被動結構，諸如螢光材料區域，其配置在LED封裝件內，以接收來自LED封裝件內之LED晶片之UV光之一部分，並提供少量波長轉換光。此類波長轉換光可用作正在發射UV光的指示。例示性螢光材料區域可在LED封裝件內形成一或多個離散區域，且可提供此類波長轉換光，而不會對所述LED封裝件之色彩純度產生實質影響。因此，LED封裝件可提供整合警告發射，所述整合警告發射可用於指示UV輻射的存在及/或減少人類曝露於此類UV輻射。
在一個態樣中，LED封裝件包含：支撐結構，其包含基台(submount)及引線框架結構中之至少一者；至少一個LED晶片，其位於支撐結構上，其中至少一個LED晶片經配置以發射具有在100奈米（nm）至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及螢光材料區域，其經配置以接收第一峰值波長之光之一部分，並提供具有與第一峰值波長不同的第二峰值波長之光；其中自至少一個LED晶片及螢光材料區域輸出之組合光包含相對於第一峰值波長的大於95%之純度。在某些具體實例中，純度大於99%，或大於99.5%。在某些具體實例中，第二峰值波長在400 nm至700 nm之範圍內，或在700 nm至2500 nm之範圍內。在某些具體實例中，第一峰值波長在100 nm至315 nm之範圍內，且第二峰值波長在400 nm至440 nm之範圍內。
在某些具體實例中，螢光材料區域是與至少一個LED晶片側向間隔開之離散區域。在某些具體實例中，螢光材料區域之頂面之總面積不超過至少一個LED晶片之頂面之面積的15%。在其他具體實例中，螢光材料區域之頂面之總面積為至少一個LED晶片之頂面之面積的至少50%。在某些具體實例中，螢光材料區域包含黏合劑中之磷光體粒子，且磷光體粒子對黏合劑之比例在自5:1至15:1之範圍內。在某些具體實例中，螢光材料區域包含陶瓷材料、玻璃內磷光體（phosphor-in-glass）結構及磷光體粒子與銀之混合物中之至少一者。在某些具體實例中，螢光材料區域在基台上形成極性指示器、標誌、符號及文數字元中之至少一者。在某些具體實例中，螢光材料區域包含多個非平面特徵。在某些具體實例中，螢光材料區域設置在光變更材料(light-altering material)內，該光變更材料側向環繞至少一個LED晶片，其中光變更材料包含與螢光材料區域一起分散在黏合劑內之光反射粒子及光折射粒子中之至少一者。
在另一態樣中，LED封裝件包含：支撐結構；至少一個LED晶片，其安裝在支撐結構之表面上，其中至少一個LED晶片經配置以發射具有在自100 nm至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及螢光材料區域，其經配置以接收第一峰值波長之光之一部分並提供具有不同於第一峰值波長之第二峰值波長之光，其中螢光材料區域為離散區域，該離散區域在平行於支撐結構之其上安裝至少一個LED晶片的表面的方向上與至少一個LED晶片側向間隔開。在某些具體實例中，支撐結構為具有一或多個圖案化電跡線之基台，且支撐結構之其上安裝至少一個LED晶片的表面為一或多個圖案化電跡線之一部分。該LED封裝件可進一步包含在至少一個LED晶片上方之蓋結構，其中該蓋結構附接至基台之毗鄰至少一個LED晶片的一部分。在某些具體實例中，螢光材料區域配置在蓋結構與基台之間的附接界面處。在某些具體實例中，螢光材料區域形成連續形狀，該連續形狀側向環繞至少一個LED晶片。LED封裝件可進一步包含在基台內之至少一個導電通孔，其中至少一個導電通孔電耦接至一或多個圖案化電跡線之一部分，且螢光材料區域與至少一個導電通孔垂直對準。在某些具體實例中，螢光材料區域中之螢光材料的濃度被分級。在某些具體實例中，支撐結構為具有一或多個金屬引線及絕緣殼體之引線框架結構。在某些具體實例中，支撐結構之其上安裝至少一個LED晶片的表面為一或多個金屬引線之一部分。在某些具體實例中，支撐結構之其上安裝至少一個LED晶片的表面為絕緣殼體之一部分。
在另一態樣中，一種製造LED封裝件之方法，該方法包含：提供支撐結構；將至少一個LED晶片安裝在支撐結構之表面上，其中至少一個LED晶片經配置以發射具有在自100 nm至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及提供螢光材料區域，該螢光材料區域經配置以接收第一峰值波長之光之一部分並提供具有不同於第一峰值波長之第二峰值波長之光，其中螢光材料區域為離散區域，該離散區域在平行於支撐結構之其上安裝至少一個LED晶片的表面的方向上與至少一個LED晶片側向間隔開。在某些具體實例中，提供螢光材料區域包含將螢光材料區域選擇性地沈積在支撐結構之一部分上。在某些具體實例中，提供螢光材料區域包含將螢光材料區域形成為預形成結構並將該預形成結構附接至支撐結構。該方法可進一步包含：在至少一個LED晶片上方提供附接至支撐結構之蓋結構；其中提供螢光材料區域包含在蓋結構之一部分上或內提供螢光材料區域。在某些具體實例中，自至少一個LED晶片及螢光材料區域輸出之組合光包含相對於第一峰值波長的大於95%之純度。在某些具體實例中，螢光材料區域之總面積不超過至少一個LED晶片之頂面之面積的15%。在某些具體實例中，螢光材料區域之總面積為至少一個LED晶片之頂面之面積的至少50%。在某些具體實例中，螢光材料區域包含黏合劑中之磷光體粒子，且磷光體粒子對黏合劑之比例在自5:1至15:1之範圍內。
在另一態樣中，前述態樣中之任一者（單獨或一起）及/或如本文中所描述之各種單獨態樣及特徵可組合以獲得額外優勢。如本文中所揭示的各種特徵及元件中之任一者可與一或多個其他所揭示的特徵及元件組合，除非本文中另有相反指示。
在閱讀與附圖相關聯之較佳具體實例之以下詳細說明之後，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解本揭示內容之範圍且認識到其額外態樣。
下文中所陳述之具體實例表示用以使得所屬技術領域中具有通常知識者能夠實踐所述具體實例並且說明實踐所述具體實例之最佳模式的資訊。在根據附圖閱讀以下說明時，所屬技術領域中具有通常知識者將理解本發明之概念且將認識到在本文中並非特定地解決此等概念之應用。應理解，此等概念及應用歸屬於本發明之範圍及隨附申請專利範圍內。
將理解，儘管本文中可使用第一、第二等術語來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語僅用以將一個元件與另一元件區分開。舉例而言，可將第一元件稱作第二元件，且類似地，可將第二元件稱作第一元件，此並不背離本揭示內容之範圍。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯所列物項中之一或多者的任何及所有組合。
應理解，當元件（諸如層、區域或基板）被稱為「在」另一元件「上」或延伸「至」另一元件「上」時，其可直接在另一元件上或直接延伸至另一元件上，或亦可存在介入元件。相比之下，當元件被稱為「直接在」另一元件「上」或「直接」延伸至另一元件「上」時，不存在任何介入元件。同樣地，應理解，當元件（諸如層、區域或基板）被稱為「在」另一元件「上方」或延伸「在」另一元件「上方」時，其可直接在另一元件上方或直接延伸至另一元件上方，或亦可存在介入元件。相比之下，當元件被稱為「直接在」另一元件「上方」或「直接」延伸至另一元件「上方」時，不存在任何介入元件。亦將理解，當元件被稱為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可直接連接或耦接至另一元件，或可存在介入元件。相反，當元件被稱為「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在任何介入元件。
本文中可使用諸如「在...下面」或「在...上面」或「上部」或「下部」或「水平」或「垂直」等相對術語來描述一個元件、層或區域與另一元件、層或區域的關係，如圖中所說明。應當理解，此等術語及上文所論述之彼等術語旨在涵蓋除了圖中所描繪之定向之外的裝置的不同定向。
本文中所使用的術語僅出於描述特定具體實例的目的，且不旨在限制本發明。如本文中所使用，除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一」及「該」旨在包括複數形式。將進一步理解，術語「包含（comprise）」、「包含（comprising）」、「包括（include）」及/或「包括（including）」在本文中使用時規定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。
除非另有定義，否則本文中所使用的所有術語（包括技術及科學術語）具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的相同含義。將進一步理解，本文中所使用的術語應解釋為具有與其在本說明書及相關技術的上下文中之含義一致的含義，且除非本文中明確如此定義，否則不會以理想化或過於正式的意義進行解釋。
本文中參考本發明之具體實例的示意圖描述具體實例。如此，層及元件的實際尺寸可不同，且由於例如製造技術及/或公差而與說明的形狀發生變化係預期的。舉例而言，說明或描述為正方形或矩形的區域可具有圓形或彎曲特徵，而展示為直線的區域可具有一些不規則性。因此，圖中所說明區域係示意性的且其形狀並非意欲說明裝置之區域之精確形狀且並非意欲限制本發明之範圍。此外，出於說明的目的，結構或區域的大小可相對於其他結構或區域誇大，且因此，經提供以說明本標的物之一般結構，且可或可不按比例繪製。圖之間的共同元件在本文中可用共同的元件編號示出，且隨後可不再重新描述。
本揭示內容係關於包括發光二極體（LED）之固態照明裝置，且更特定地係關於用於紫外光（UV）LED封裝件之整合警告結構。整合警告結構可包括被動結構，諸如螢光材料區域，其配置在LED封裝件內，以接收來自LED封裝件內之LED晶片之UV光之一部分，並提供少量波長轉換光。此類波長轉換光可用作正在發射UV光的指示。例示性螢光材料區域可在LED封裝件內形成一或多個離散區域，且可提供此類波長轉換光，而不會對所述LED封裝件之色彩純度產生實質影響。因此，LED封裝件可提供整合警告發射，所述整合警告發射可用於指示UV輻射的存在及/或減少人類曝露於此類UV輻射。
在深入研究本揭示內容之各種態樣的具體細節之前，為上下文提供可以包括在本揭示內容之例示性LED封裝件中之各種元件的概述。LED晶片典型地包含主動LED結構或區域，其可具有以不同方式配置的許多不同半導體層。LED及其主動結構的製造及操作在所屬技術領域中通常已知的且本文中僅簡要論述。主動LED結構的層可使用已知程序製造，其中合適的程序係使用金屬有機化學氣相沈積製造。主動LED結構的層可包含許多不同的層且通常包含夾在n型及p型相反摻雜的磊晶層之間的作用層，所有層連續地形成在生長基板上。可理解，主動LED結構中亦可包括額外層及元件，包括但不限於緩衝層、成核層、超晶格結構、未摻雜層、披覆層、接觸層及電流分散層，以及光萃取層及元件。作用層可包含單量子井、多量子井、雙異質結構或超晶格結構。
主動LED結構之不同具體實例可取決於作用層以及n型及p型層的組合物發射不同波長之光。在許多應用中，主動LED結構經配置以發射可見光，諸如峰值波長範圍為大約430奈米（nm）至480 nm之藍光，峰值波長範圍為500 nm至570 nm的綠光，或峰值波長範圍為600 nm至650 nm的紅光，及其他可見光色彩。在本揭示內容之某些態樣中，主動LED結構可經配置以發射在可見光譜之外的光，包括UV光譜之一或多個部分。UV光譜典型地劃分為三個波長範圍類別，用字母A、B及C表示。以此方式，UV-A光典型地定義為自315 nm至400 nm之峰值波長範圍，UV-B典型地定義為自280 nm至315 nm之峰值波長範圍，且UV-C典型地定義為自100 nm至280 nm之峰值波長範圍。UV LED對用於與空氣、水及表面及其他等微生物消毒相關的應用特別重要。
根據本揭示內容之各態樣，螢光材料可經配置以接收自主動LED結構發射之光之至少一部分。螢光材料（其在本文中亦可被稱為螢光體）可經配置使得來自LED晶片之主動LED結構之光之至少一些被螢光材料吸收並轉換為一或多個不同波長光譜。換言之，螢光材料可接收由LED源產生之光之至少一部分，並重新發射具有與LED源不同峰值波長之光。在某些具體實例中，回應於接收不可見光（例如紫外光），螢光材料可發射在380 nm至700 nm或400 nm至700 nm的可見光譜中之一或多個波長，例如紫色、藍色、青色、綠色、琥珀色、黃色、橙色及/或紅色峰值波長中之一或多個者。
如本文中所描述之螢光材料可為或包括磷光體、閃爍體、螢光墨水、量子點材料、日輝帶及其類似物中之一或多者。螢光材料可藉由任何合適的方式提供，例如，直接塗覆在LED或LED封裝件之一或多個表面上，分散在經配置成接近LED之囊封材料中，及/或塗覆在一或多個光學或支撐元件上。在某些具體實例中，經配置以產生不同峰值波長的多種不同（例如，成分不同）的螢光材料可經配置以接收來自一或多個LED晶片的發射。一或多個螢光材料可以各種配置設置在LED晶片之一或多個部分上或其附近。在某些具體實例中，一或多個螢光材料可經配置成接近LED晶片，而LED晶片之一或多個表面無螢光材料。在某些具體實例中，螢光材料可保形塗覆在LED封裝件之各種表面上方。在某些具體實例中，一或多個螢光材料可以實質上均勻方式配置，而在其他具體實例中，一或多個螢光材料可以相對於材料組成、濃度及厚度中之一或多者不均勻的方式配置在某些具體實例中，一或多個螢光材料的負載百分比(loading percentage)可變化。在某些具體實例中，一或多個螢光材料可在一或多個表面之部分上圖案化以包括一或多個條帶、點、曲線或多邊形形狀。在某些具體實例中，多個螢光材料可配置在不同離散區域或離散層中。
由LED晶片之主動層或區域發射之光典型地具有朗伯發射圖案(lambertian emission pattern)。對於定向應用，可採樣內部反射鏡或外部反射表面將儘可能多的光重定向朝向所要發射方向。內部反射鏡可包括單個層或多個層。一些多層反射鏡包括金屬反射層及介電反射層，其中介電反射層配置在金屬反射層與複數個半導體層之間。鈍化層配置在金屬反射層與第一及第二電觸點之間，其中第一電觸點配置成與第一半導體層進行導電電氣通信，且第二電觸點經配置成與第二半導體層導電電氣通信。
如本文中所使用，當入射在發光裝置之層或區域上之發射輻射的至少80%穿過該層或區域出射時，該層或區域可被認為係「透明的」。此外，如本文中所使用，當入射在LED之層或區域上之發射輻射的至少80%被反射時，該層或區域被認為係「反射的」或體現為「反射鏡」或「反射器」。在一些具體實例中，發射輻射包含可見光，諸如具有或不具有螢光材料的藍色及/或綠色LED。在其他具體實例中，發射輻射可包含不可見光。舉例而言，在基於氮化鎵（GaN）之藍色及/或綠色LED的上下文中，銀（Ag）可被認為是反射材料（例如，至少80%反射）。在UV LED的狀況下，可選擇適當材料以提供所要的且在一些具體實例中較高的反射率及/或所要的且在一些具體實例中較低吸收率。在某些具體實例中，「透光」材料可經配置以透射所要波長之發射輻射的至少50%。
本揭示內容可用於具有各種幾何形狀的LED晶片，諸如垂直幾何形狀或側向幾何形狀。垂直幾何形狀的LED晶片典型地包括位於LED晶片相對側或面上之陽極連接及陰極連接。側向幾何LED晶片典型地包括位於LED晶片之與基板（諸如生長基板）相對的同一側上之陽極連接及陰極連接兩者。在某些具體實例中，側向幾何形狀的LED晶片可安裝在LED封裝件之基台上，使得陽極連接及陰極連接在LED晶片之與基台相對的面上。在此配置中，打線接合（wirebond）可用於向電連接提供陽極連接及陰極連接。在其他具體實例中，側向幾何形狀的LED晶片可覆晶安裝在LED封裝件之基台之表面上，使得陽極連接及陰極連接在主動LED結構之毗鄰於基台之面上。在此配置中，可在基台上提供電跡線或圖案，用於提供至LED晶片之陽極連接及陰極連接的電連接。在覆晶配置中，主動LED結構經配置在LED晶片之基板與用於LED封裝件之基台之間。因此，自主動LED結構發射之光可沿所要發射方向穿過基板。在其他具體實例中，主動LED結構可接合至載體基台，且可將生長基板移除，使得光可自主動LED結構射出而非穿過生長基板。
根據本揭示內容之態樣，LED封裝件可包括配置有一或多個LED晶片的一或多個元件，諸如螢光材料、囊封劑、光變更材料、透鏡及電觸點及其他元件。在某些態樣中，LED封裝件可包括支撐結構，諸如基台或引線框架。用於基台的合適材料包括但不限於陶瓷材料，諸如氧化鋁或鋁土、氮化鋁（AlN），或有機絕緣體，如聚醯亞胺（PI）及聚鄰苯二甲醯胺（PPA）。在其他具體實例中，基台可包含印刷電路板（PCB）、藍寶石、矽（Si）或任何其他合適的材料。對於PCB具體實例，可使用不同的PCB類型，諸如標準FR-4 PCB、金屬芯PCB或任何其他類型的PCB。在更進一步的具體實例中，支撐結構可體現為引線框架結構。光變更材料可配置在LED封裝件內以沿所要發射方向或以所要發射圖案反射或以其他方式重定向來自一或多個LED晶片的光。
如本文中所使用，光變更材料可包括許多不同的材料，包括反射或重定向光之光反射材料、吸收光之光吸收材料及充當觸變劑之材料。如本文中所使用，術語「光反射」係指反射、折射、散射或以其他方式重定向光之材料或粒子。對於光反射材料，光變更材料可包括熔融矽石、熱解矽石、二氧化鈦（TiO 2）或懸浮在諸如矽酮或環氧樹脂之黏合劑中之金屬粒子中之至少一者。在某些態樣中，粒子可具有經配置以沿所要方向折射光反射的折射率。在某些態樣中，反射光粒子亦可被稱為光散射粒子。光反射粒子或散射粒子與黏合劑之重量比可包含約1:1至約2:1的範圍及其他範圍。對於光吸收材料，光變更材料可包括懸浮在黏合劑（諸如矽酮或環氧樹脂）中之碳、矽或金屬粒子中之至少一者。光反射材料及光吸收材料可包含奈米粒子。在某些具體實例中，光變更材料可包含一般白色以反射及重定向光。在其他具體實例中，光變更材料可包含用於吸收光及增強對比度之通常不透明或黑色。在某些具體實例中，光變更材料包括懸浮在黏合劑中之光反射材料及光吸收材料兩者。
本揭示內容之態樣係在具有一或多個LED晶片的LED封裝件的上下文中提供，所述LED晶片可發射在任何數目的波長範圍內的光，包括UV光譜內的波長。如先前所描述，UV LED對用於與空氣、水及表面及其他等微生物消毒相關的應用特別重要。本揭示內容之某些具體實例可極其適合於在UV-A、UV-B和UV-C波長範圍中之一或多者內提供LED發射的應用。較低峰值波長，諸如在UV-B範圍（例如，280 nm至315 nm）及UV-C範圍（例如，100 nm至280 nm）中之一或多者內之峰值波長，可具有高能階，所述能階可導致其他LED封裝件中常用的材料分解，包括矽酮，聚合物及/或其他通常用作反射粒子及/或螢光材料的封裝劑及/或黏合劑的有機材料。基於UV的LED封裝件的蓋結構及/或透鏡亦可需要提供對外部環境曝露的保護，諸如提供氣密式密封及其類似物。以此方式，UV LED的蓋結構可包括玻璃，石英及/或陶瓷材料中之至少一者，所述材料可減少由於曝露於UV發射所致的分解，同時亦能夠附接或以其他方式接合至封裝支撐結構以密封下伏LED晶片。
LED封裝件之支撐結構可包括一或多個導電材料，所述材料可提供與LED晶片的電連接。導電材料可提供作為基台上之跡線或圖案化跡線，或導電材料可形成引線框架結構，該引線框架結構可包括或可不包括對應基台。導電材料可包括任何數目材料，包括銅（Cu）或其合金、鎳（Ni）或其合金、鎳鉻（NiCr）、金（Au）或其合金、無電鍍Au、無電鍍銀（Ag）、NiAg、Al或其合金、鈦鎢（TiW）、氮化鈦鎢（TiWN）、無電鍍鎳無電鍍鈀浸金（ENEPIG）、無電鍍鎳浸金（ENIG），熱風焊料整平（HASL）及有機可焊性防腐劑（OSP）。在某些具體實例中，導電材料可包括ENEPIG或ENIG，其包括Au之頂層。在其他具體實例中，導電材料可包括Ag之頂層。對於UV-B及UV-C波長光譜，Au及Ag可展現出較差的反射率（例如，約20%至40%之反射率）。在此方面，導電材料可包括Al之頂層以提供增加的反射率，特定地係對於UV-B及UV-C發射。
當UV LED已通電或電啟動時，人眼看不到光發射。就此而言，接近UV LED的人無法目視判定UV光的存在。此可帶來各種問題，包括安全性及/或偵測UV LED的操作問題。已知UV發射對人體曝露有害。舉例而言，甚至短暫曝露於UV-C光下可導致皮膚損傷及/或眼睛的光角膜炎。UV光的不可見性亦給操作者帶來其他問題，包括不知道零件在操作期間是否出現故障或劣化。以此方式，操作者可使用有缺陷的UV LED來處理表面，而不知道LED實際上已故障或退化。
根據本揭示內容之態樣，整合警告結構經配置在UV LED封裝件內，該封裝提供UV LED已通電並發射UV光的指示器。整合警告結構可以被動結構的形式提供，該被動結構配置在UV LED封裝件內之UV發射之光路徑中。舉例而言，螢光材料之離散區域可置放在UV LED封裝件內，該UV LED封裝回應於接收UV發射而提供可見光指示器。在另一實例中，螢光材料之離散區域可提供其他不可見光，諸如紅外線，該光可由與UV LED封裝件分開的紅外線感測器偵測。對於紅外線具體實例，紅外線感測器亦可能夠在操作期間監測及偵測UV LED的退化，從而向使用者提供是時候替換UV LED的資訊。在更進一步的具體實例中，UV LED封裝件可包括提供可見光之第一螢光材料的第一離散區域及提供非可見光（諸如紅外線）的第二螢光材料的第二離散區域。藉由提供此類不需要電連接的整合及被動警告結構，UV LED封裝件可經配置以提供操作指示，而不會增加複雜性。
在某些具體實例中，螢光材料之離散區域可設置有不顯著變更來自UV LED封裝件之總發射的配置及/或數量。在某些具體實例中，總發射的特徵可在於純度或色彩純度方面，其中已知螢光材料在總發射中的貢獻降低色彩純度。如本文中所用，術語「純度」或「色彩純度」具有所屬技術領域中通常知識者眾所周知計算程序的眾所周知含義。就此而言，來自LED封裝件的總發射的特徵可在於CIE圖上之色度色彩座標方面，所述色度色彩座標位於CIE圖之光譜軌跡上或內，其中光譜軌跡指示單色光。色彩純度指示特定色度色彩座標與CIE圖之光譜軌跡的接近程度，其中更靠近於光譜軌跡之色度色彩座標指示高於遠離光譜軌跡之色度色彩座標的色彩純度。以方式，色彩純度為100%將指示光譜軌跡上之色度色彩座標。具有高色彩純度的LED亦可被稱為具有高色彩飽和度。
根據本揭示內容之態樣，UV LED封裝件設置有離散螢光材料的配置及/或數量，使得來自UV LED封裝件的總發射實質上由封裝內之一或多個LED晶片提供。就此而言，螢光材料對總發射的貢獻可經配置以儘可能小，同時亦提供UV LED已通電並發射UV光的視覺及/或非視覺指示。在某些具體實例中，LED封裝件可包括經配置以發射具有第一峰值波長的UV光的一或多個LED晶片，及提供不同第二峰值波長之波長轉換光的螢光材料區域，且LED封裝件相對於第一峰值波長的純度可大於95%，或大於97%，或大於99.5%，或大於99.9%。以此方式，螢光材料區域可提供剛好足夠的第二峰值波長，以用作LED封裝件正在產生UV發射的警告指示器。第二峰值波長可為可見光或非可見光（諸如紅外線）。上文所描述純度值適用於下文所描述之各種LED封裝件，所述LED封裝件包括支撐結構，所述支撐結構可為帶有電跡線之基台或引線框架結構。在某些具體實例中，離散螢光材料區域設置在與LED晶片之安裝表面側向間隔開的位置中，從而允許大部分LED光在無波長轉換的情況下逸出，以提高色彩純度。在某些具體實例中，離散螢光材料區域在LED封裝件內設置有小表面積，諸如不超過15%，或不超過10%，或不超過LED封裝件內之LED晶片之表面積的5%。在其他具體實例中，螢光材料區域可佔據封裝件之較大面積，諸如至少50%，或至少80%或更多。在進一步具體實例中，螢光材料區域可覆蓋位於一或多個LED晶片之外的基台的整個表面。在此類實例中，螢光材料區域內螢光材料的負載百分比可足夠低，不會顯著變更總發射的純度。
圖1A為LED封裝件10的剖面圖，該LED封裝件包括經配置以提供UV發射的LED晶片12及與LED晶片12分開配置的螢光材料區域14，以便提供波長轉換光以指示LED晶片12何時經電啟動。就此而言，螢光材料區域14可經配置在LED封裝件10內且在LED晶片12之光路徑中。LED封裝件10可包括基台16之頂面上的第一圖案化跡線18。如所說明，基台16之頂面與基座16之其上安裝LED晶片12之側相對應。第一圖案化跡線18可包括自基台16依序配置的一或多個金屬層18-1至18-3的堆疊。在特定具體實例中，金屬層18-1可包含銅（Cu）及/或其合金，金屬層18-2可包含Ni、鈀（Pd）及/或其合金中之一或多者，且金屬層18-3可包含Au或其合金。如所說明，第一圖案化跡線18之一部分可形成用於LED晶片12的具有陽極及陰極連接的晶粒附接墊。第二圖案化跡線20可配置在第一圖案化跡線18上。在某些具體實例中，第二圖案化跡線20可在與LED晶片12之一或多個周邊邊緣毗鄰的第一圖案化跡線18之部分上方選擇性地圖案化。第二圖案化跡線20可包括與第一圖案化跡線18相比對某些LED發射展現出增加的反射率的任何材料，諸如至少60%之反射率，或至少80%之反射率，或至少90%之反射率。藉由實例方式，對於UV-B及UV-C波長，鋁可提供至少90%之反射率，而第一圖案化跡線18之材料可展現出低於40%之反射率。取決於應用，第二圖案化跡線20可省略。
基台16可包括一或多個導電通孔22，所述導電通孔延伸穿過基台16之整個厚度，以在LED晶片12與基台16之頂面上的第一圖案化跡線18之部分之間提供電連接，及設置在基台16之底面上的第三圖案化跡線24之對應部分。第三圖案化跡線24可經配置以接收用於LED封裝件10之外部電連接。另外，第三圖案化跡線24可橫跨基台16之底面設置有足夠表面積，以改良LED封裝件10之熱耗散。在某些具體實例中，第三圖案化跡線24可包括類似於第一圖案化跡線18之順序金屬層24-1至24-3的配置，其中金屬層24-1類似於金屬層18-1，金屬層24-2類似於金屬層18-2，且金屬層24-3類似於金屬層18-3。在其他具體實例中，第三圖案化跡線24可包括不同於第一圖案化跡線18的結構。
LED封裝件10可進一步包括蓋結構26，其形成在LED晶片12上方。蓋結構26可附接至LED封裝件10之周邊處或其附近的第一圖案化跡線18。在某些具體實例中，蓋結構26可安裝至位於第二圖案化跡線20外部的第一圖案化跡線18之一或多個部分。在其他具體實例中，第二圖案化跡線20可在附接至基台16之蓋結構26之部分下方延伸。
蓋結構26可在LED晶片12及基台16上方形成空腔28或開口。在某些具體實例中，空腔28可充滿空氣及/或氮氣。在某些具體實例中，空腔28可在相對於周圍大氣的真空下，此取決於蓋結構26附接的方式。蓋結構26甚至可形成用於LED封裝件10的氣密密封。在某些具體實例中，蓋結構26可形成具有圓頂或半球形形狀的透鏡，用於引導來自LED晶片12的光發射。在某些具體實例中，透鏡可包含許多不同的形狀，此取決於光輸出之所要形狀。合適的形狀包括半球形、橢圓體、橢圓體子彈、立方體、扁平、六邊形及正方形。在某些具體實例中，合適的形狀包括曲面及平面表面兩者，諸如具有平面側表面的半球形或彎曲頂部。如先前所描述，蓋結構26可經配置以接收來自LED晶片12的UV發射，且因此可包括玻璃、石英及/或陶瓷材料中之至少一者，所述材料提供減少曝露於UV方式的分解，同時亦能夠附接或以其他方式接合至基台16並密封下伏LED晶片12。
在圖1A中，螢光材料區域14經配置在與LED晶片12側向間隔開之第一圖案化跡線18及/或基台16之一部分上，其中側向間距以平行於第一圖案化跡線18及/或基台16之其上安裝LED晶片12之表面的方向配置。此可允許自LED晶片12發射之大部分光在無波長轉換的情況下逸出LED封裝件10，從而提供相對於LED晶片12提供的光之峰值波長的總發射的高色彩純度。在某些具體實例中，螢光材料區域14亦可形成在第二圖案化跡線20（當存在時）之一部分上。在此配置中，螢光材料區域14可配置在空腔28內在接收自LED晶片12側向發射光之一部分的位置中。因此，螢光材料區域14可不直接配置在LED晶片12之頂面12'與LED封裝件10之與蓋結構26之焦點或頂面相對應的發射方向之間。換言之，螢光材料區域14可不配置在LED晶片12之頂面12'與蓋結構26之間。以此方式，螢光材料區域14之頂面14'可設置在基台14上面的高度處，該高度小於基台14上面之LED晶片12的高度。雖然第一圖案化跡線18經說明為在基台16上具有四個區段且在LED晶片12之兩側上具有間隙，但第一圖案化跡線18可具有其他配置而不偏離所揭示之原理。舉例而言，第一圖案化跡線18可在基台16上具有與用於LED晶片12之陽極及陰極連接相對應的兩個區段，其中兩個區段中之每一者自LED晶片12朝向基台16之周邊邊緣係連續的。在此類配置中，一或多個通孔22可經配置成更靠近於基台16之周邊邊緣，且螢光材料區域14可配置在與通孔22中之至少一者垂直對準的位置，從而遮蔽特定通孔22之外觀。
圖1B為圖1A之LED封裝件10之一部分的廣義俯視圖，以說明與LED晶片12相比的螢光材料區域14之佈局。出於說明目的，僅提供LED晶片12之位置及基台16上之螢光材料區域14。螢光材料區域14可為離散區域，該離散區域自LED晶片12橫跨其上安裝LED晶片12之基台16之表面側向間隔開。如所示出，螢光材料區域14可經圖案化以具有實質上小於LED晶片12之面積的總面積。舉例而言，自圖1B之俯視圖的角度來看，螢光材料區域14之頂面14'之總面積可不超過15%，或不超過10%，或不超過LED晶片12之頂面12'之面積的5%，如橫跨基台16之頂面所量測。以此方式，LED封裝件10之色彩純度可相對於LED晶片12之峰值發射波長較高。對於其中LED晶片12不發射可見光的UV應用，螢光材料區域14可經配置以接收UV光並發射可見光，諸如380 nm至700 nm，或400 nm至700 nm。以此方式，在操作期間接近LED封裝件10的使用者可具有LED晶片12經電啟動並發射紫外光的可視指示器。
在特定實例中，LED晶片12可經配置以發射UV-C發射，且螢光材料區域14可經配置以提供可見光發射，諸如在自400 nm至440 nm範圍內的峰值波長。此類可見光波長範圍可經選擇以提供不同於藍光、綠光及/或紅光的其他更常見波長範圍的可見色彩，以便為可不熟悉LED封裝件10之警告特徵的人提供獨特的警告色彩。就此而言，接近已通電的LED封裝件10之人可更傾向於不將警告發射誤認為係來自典型可見光LED封裝件的標準發射。在其他具體實例中，螢光材料區域14可經配置以提供峰值波長，其位於可見光譜中之任何位置而不偏離所揭示原理。
在某些具體實例中，螢光材料區域14可藉由選擇性沈積程序直接形成在基台16之一或多個表面上，諸如藉由圖案化遮罩噴塗塗層、模板處理或其他類型的螢光材料沈積。在其他具體實例中，螢光材料區域14可提供為預形成結構，該預形成結構隨後用黏著劑（諸如矽酮或共晶附接材料）附接至基台16上。對於UV應用，曝露於UV發射可破壞典型地承載螢光材料（諸如磷光體）的習知黏合劑材料（例如，矽酮）的鍵。就此而言，螢光材料區域14可經配置有相對於任何黏合劑材料的高負載百分比的螢光材料（諸如磷光體粒子），以便減少黏合劑之UV誘導退化。舉例而言，螢光材料區域14可包括螢光材料（諸如磷光體粒子）對黏合劑材料之比例，該比例至少為5:1，且高達15:1。在其他具體實例中，螢光材料區域14可由不包括習知黏合劑材料的燒結陶瓷形成。舉例而言，螢光材料區域14可由小粒子Ag膏形成，該粒子Ag膏與螢光材料及環氧樹脂混合。在燒結之後，環氧樹脂可燒盡，留下混合的螢光材料及Ag硬化結構，該結構形成螢光材料區域14，其中對UV誘導退化的敏感性降低。在更進一步具體實例中，螢光材料區域14可由玻璃內磷光體材料或陶瓷磷光體板形成。對於玻璃內磷光體具體實例，玻璃可體現任何非晶及/或非結晶氧化物材料。燒結陶瓷、玻璃內磷光體及陶瓷磷光體板的配置可有利於將螢光材料區域14形成為預形成結構。
在某些具體實例中，根據本揭示內容之螢光材料區域之圖案化性質可允許螢光材料區域亦用作傳達除僅電啟動之外的其他資訊的指示器。舉例而言，根據本揭示內容之圖案螢光材料區域亦可提供極性資訊，以輔助正確安裝LED封裝件及/或作為用於識別特定產品及/或製造商的標誌或符號。
圖2為LED封裝件30之一部分的廣義俯視圖，其類似於圖1B之LED封裝件10，但其中螢光材料區域14亦形成極性指示器。如所說明，螢光材料區域14可在基台16之表面上形成加號，從而指示LED封裝件30之哪一側與陽極連接對應。以此方式，螢光材料區域14可既提供用以指示LED晶片12之電啟動的光之警告發射，又提供用於LED封裝件30之極性指示器。雖然說明加號，但螢光材料區域14可圖案化成任何數目的形狀，包括指示陰極定向的減號。在更進一步具體實例中，晶片12之特定側上存在螢光材料區域14可用於指示極性，而與實際形狀無關。此將包括圖1B中所說明的具體實例，其中螢光材料區域14形成與LED晶片12之單側毗鄰的單個正方形。
圖3為LED封裝件32之一部分的廣義俯視圖，其類似於圖2之LED封裝件30，但其中螢光材料區域14亦形成可識別特定產品或製造商的標誌或符號。以此方式，螢光材料區域14可既提供用以指示LED晶片12之電啟動的光之警告發射，又傳遞與LED封裝件32相關的資訊，包括但不限於製造商的識別。如所說明，螢光材料區域14之形狀可由在基台16上緊密間隔的螢光材料區域14之不連續部分的分組形成。在其他具體實例中，螢光材料區域14的形狀可包括一或多個文數字元或符號，所述文數字元或符號識別關於LED封裝件32的其他資訊，包括但不限於識別由LED晶片12發射的光之波長。舉例而言，符號可經配置以表示UV-A、UV-B或UV-C及其他。
圖4A至圖4C說明用於將多個螢光材料區域14形成為預形成結構的各種製造步驟。圖4A為螢光材料片34的俯視圖，其可細分為個別螢光材料區域14。圖4B為自圖4A之螢光材料片34單粒化的個別螢光材料區域14的俯視圖。圖4C為沿著圖4B之剖面線4C-4C截取的圖4B之螢光材料區域14的剖面圖。圖4A之螢光材料片34可體現玻璃內磷光體片、燒結陶瓷片或陶瓷磷光體板中之任一者。各種單粒化線36經說明為沿著螢光材料片34的重疊虛線。以此方式，個別螢光材料區域14可在相交的單粒化線36的邊界內界定。螢光材料區域14可藉由切割程序及沖孔程序中之一或多者以及其他切割技術沿著單粒化線36分離。在某些具體實例中，可藉由橫跨螢光材料片34形成各種非平面特徵38，在每一螢光材料區域14內形成圖案。舉例而言，非平面特徵38可體現溝槽，所述溝槽經雷射蝕刻穿過然後可存在於如圖4B中所說明的每一個別螢光材料區域14中的螢光材料片34之厚度。在其他具體實例中，非平面特徵38，包括溝槽，可在燃燒或燒結螢光材料片34時利用模具形成。如在圖4C中最佳說明，在某些具體實例中，一或多個非平面特徵38可僅延伸穿過螢光材料區域14之部分厚度。
圖5A為LED封裝件40之部分分解剖面圖，其類似於圖1A之LED封裝件10，但包括一配置，其中螢光材料區域14與蓋結構整合或形成在該蓋結構26上。圖5B為圖5A之LED封裝件40的組裝剖面圖，其中蓋結構26及螢光材料區域14附接至基台16。如在圖5A中最好說明，螢光材料區域14在將其附接至基台16之前以整體方式配置在蓋結構26上。在某些具體實例中，螢光材料區域14可配置在與附接表面16'對應的蓋結構26之一或多個部分上，其中蓋結構26將實體附接至基台16。以此方式，螢光材料區域14可配置在蓋結構26與基台16之間的附接界面處或其附近。在某些具體實例中，螢光材料區域14可加載或以其他方式併入在黏著劑內，該黏著劑用於將蓋結構26附接至基台16。例示性黏著劑包括Ag、Au、錫（Sn）、Au-Sn及其各種合金中之一或多者。如在圖5B中所說明，當組裝時，螢光材料區域14可形成離散區域，該離散區域在平行於其上安裝LED晶片12的基台16之表面的方向上與LED晶片12側向間隔開。
圖5C為圖5B之LED封裝件40之一部分的廣義俯視圖，以說明與LED晶片12相比的螢光材料區域14之佈局。如所說明，藉由配置其中附接圖5B之蓋結構26的螢光材料區域14，螢光材料區域14可形成側向環繞LED晶片12的連續形狀。在此配置中，螢光材料區域14可經配置成比LED晶片12更靠近於基台16之周邊邊緣，從而提供適當的警告發射而不會實質上影響LED封裝件40之色彩純度。在某些具體實例中，螢光材料區域14可以與基台16之周邊邊緣平行方式配置，以形成矩形形狀。在其他具體實例中，螢光材料區域14可形成側向環繞LED晶片12的其他形狀，包括圓形或多邊形，此取決於圖5B之蓋結構26及基台16中之一或多者的對應形狀。在某些具體實例中，螢光材料區域14內之螢光材料之濃度可均勻分佈，而在其他具體實例中，可如下文針對圖5D之實例所描述提供不均勻分佈。
圖5D為沿著圖5C之剖面線5D-5D截取的圖5C之LED封裝件40中螢光材料區域14之特定配置的剖面圖。在某些具體實例中，螢光材料區域14可包括在黏合劑44內加載螢光材料42，該黏合劑係不均勻或在朝向圖5C之LED晶片12的方向上（例如，在平行於支撐結構或基台16的方向上）分級。如所說明，螢光材料42之濃度沿著較靠近於圖5C之LED晶片的螢光材料區域14之部分可為最高，且黏合劑44之濃度沿著離圖5C之LED晶片12較遠的螢光材料區域14之部分可為更高。以此方式，黏合劑44之較高濃度（其可更容易隨著曝露於UV發射而退化）其可經配置成離此類發射更遠。螢光材料區域14之分級配置可藉由模板處理或其類似物在蓋結構之部分上提供。圖5D中所說明之具體實例係用於圖5A至圖5C之LED封裝件40的特定配置，且不意味著為唯一配置。如上文所描述，用於圖5A至圖5C所說明的螢光材料區域14的其他具體實例包括螢光材料42在螢光材料區域14內的均勻分佈。
圖6為LED封裝件46的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件10，但其中螢光材料區域14經配置成接近配置在蓋結構26與基台16之間的反射器結構48。在某些具體實例中，反射器結構48為單獨元件，其可安裝或以其他方式附接至第一圖案化跡線18及基台16中之一或多者。如所說明，蓋結構26可附接至反射器結構48，且反射器結構48（及蓋結構26）可附接至在LED晶片12之周邊周圍的基台16。雖然蓋結構26在圖6中說明為平面，但蓋結構26可形成具有圓頂或半球形形狀的透鏡，用於引導來自LED晶片12的光發射。在某些具體實例中，透鏡可包含許多不同的形狀，此取決於自LED封裝件46輸出之光的所要形狀。合適的形狀包括半球形、橢圓體、橢圓體子彈、立方體、扁平、六邊形及正方形。在某些具體實例中，合適的形狀包括曲面及平面表面兩者，諸如具有平面側表面的半球形或彎曲頂部。
反射器結構48可包含內側壁48'，其界定空腔28之側向邊界。在某些具體實例中，側壁48'可相對於基台16成角度，以將來自LED晶片12之側向發射光在LED封裝件46之所要發射方向上重新引導穿過蓋結構26。在其他具體實例中，側壁48'可形成垂直側壁，其實質上垂直於基台16，同時仍然重定向來自LED晶片12之側向光發射。反射器結構48可包括相對於LED封裝件46之其他部分具有足夠熱膨脹係數（CTE）的材料。在某些具體實例中，反射器結構48包含在側壁48'上具有金屬塗層的矽，例如鋁或其合金。在其他具體實例中，整個反射器結構48可包含金屬，諸如鋁或其合金。在又一其他具體實例中，反射器結構48可包含陶瓷，諸如氧化鋁（Al 2O 3）、二氧化鋯（ZrO 2）、二氧化矽（SiO 2）及鋁（AlN）中之一或多者。對於反射器結構48包含陶瓷材料的具體實例，側壁48'可塗有如上文所描述之金屬以增加反射率。
如在圖6中所說明，螢光材料區域14配置在第二圖案化跡線20及第一圖案化跡線18中之至少一者上，位於空腔28內之位置中。就此而言，螢光材料區域14位於LED晶片12之光路徑之一部分內，用於提供波長轉換發射作為LED晶片12已通電的指示。如在圖6中進一步說明，螢光材料區域14不配置在LED晶片12與蓋結構26之間，從而提供此類波長轉換的發射而不會對色彩純度產生顯著影響。如同其他具體實例，此類配置提供螢光材料區域14作為離散區域，該離散區域在平行於其上安裝LED晶片12的基台16之表面的方向上與LED晶片12側向分離。
圖7為LED封裝件50的剖面圖，該LED封裝件類似於圖6之LED封裝件46，但其中螢光材料區域14配置在反射器結構48上。如所說明，螢光材料區域14可配置在反射器結構48之側壁48'中之一或多者上。在此配置中，來自LED晶片12的被側壁48'反射的側向發射光之一部分可進行波長轉換，以用作LED晶片12已通電的指示。如同其他具體實例，螢光材料區域14可經配置以提供此類波長轉換發射而不會對色彩純度產生顯著影響。另外，此類配置提供螢光材料區域14作為離散區域，該離散區域在平行於其上安裝LED晶片12的基台16之表面的方向上與LED晶片12側向分離。
圖8為LED封裝件52的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件10，惟除該LED封裝件52包括相對於引線框架結構的螢光材料區域14的配置。引線框架結構可包括至少一對引線54及絕緣殼體56，其中引線54彼此電隔離並由絕緣殼體56機械支撐。每一引線54電耦接至LED晶片12之各別接觸墊58（亦即，陽極或陰極）。在圖8中，LED晶片12覆晶連接至引線54。在其他具體實例中，一或多個打線接合可用於將LED晶片12電連接至引線54中之至少一者。引線54可由金屬形成，諸如銅、銅合金或其他導電金屬。引線54最初可為在LED封裝件製造期間經單粒化的較大引線框架結構之一部分。絕緣殼體56可經形成以在單粒化之前環繞引線54之部分。在某些具體實例中，絕緣殼體56可在其中安裝LED晶片12的LED封裝件52中形成杯或凹部的反射側壁。如所說明，引線54之部分可經配置以在絕緣殼體56外部突出或以其他方式觸達，以為LED封裝件52提供外部電連接。蓋結構26可在引線框架結構上方形成透鏡，且可進一步形成如先前所描述之腔體28，特定地對於UV應用。如所說明，螢光材料區域14可以類似於圖7之LED封裝件50的方式配置在絕緣殼體56之側壁上。以此方式，螢光材料區域14可形成離散區域，該離散區域橫跨引線框架結構之表面且在平行於起始安裝LED晶片12的引線框架結構（例如，引線54中之至少一者）之表面自LED晶片12側向間隔開。
圖9為LED封裝件60的剖面圖，該LED封裝件與圖8之LED封裝件52相似，惟除螢光材料區域14配置在引線框架結構之引線54中之一者上。如所說明，螢光材料區域14可經配置在毗鄰於絕緣殼體56之引線54中之至少一者之表面上。在某些具體實例中，螢光材料區域14駐存在其上之引線54之表面可與LED晶片12之接觸墊58與引線54之間的界面共面。在此配置中，螢光材料區域14可經配置有與LED晶片12之側壁側向間距，以提供波長轉換光作為LED晶片12已通電的指示。因此，螢光材料區域14可形成離散區域，該離散區域在平行於起始安裝LED晶片12的引線框架結構（例如，引線54中之至少一者）之表面自LED晶片12側向間隔開。
如先前所描述，根據本揭示內容之螢光材料區域亦可經配置以回應於接收UV光而提供不可見的波長轉換發射。舉例而言，離散螢光材料區域可經配置以提供紅外線發射，所述紅外線發射可由與UV LED封裝件分離的紅外線感測器偵測到。對於紅外線具體實例，外部紅外線感測器亦可能夠在操作期間監測及偵測UV LED的退化，從而向使用者提供是時候替換UV LED的資訊。在某些具體實例中，紅外線光可包括在700 nm至1 mm範圍內的峰值波長，或在各種子範圍內，諸如700 nm至1400 nm的範圍，或700 nm至2500 nm的範圍，或在700 nm至4000 nm範圍內。
圖10為LED封裝件62之一部分的廣義俯視圖，該LED封裝件類似於圖1B之LED封裝件10，但包括螢光材料區域64，該螢光材料區域經配置以回應於自LED晶片12接收紫外線提供不可見的波長轉換光。可根據用於圖1B的螢光材料區域14的上文所描述方式中之任一者來形成螢光材料區域64，僅使用當接收UV光時發射諸如紅外線的不可見光的螢光材料。另外，螢光材料區域64可經配置有相對於由LED晶片12提供的峰值波長不顯著影響LED封裝件62之色彩純度的面積及/或濃度。如圖10中所描述之螢光材料區域64可進一步設置有上文針對圖2至圖4C所描述之配置中之任一者。另外，螢光材料區域64可設置在上文針對圖5A至圖9所描述之LED封裝件中之任一者中，或在下文針對圖12至圖14所描述之LED封裝件中之任一者中。
圖11為LED封裝件66之一部分的廣義俯視圖，該LED封裝件類似於圖10之LED封裝件62，但包括圖10之螢光材料區域64及圖1B之螢光材料區域14兩者。就此而言，當LED晶片12已通電以提供UV發射時，LED封裝件66可提供既來自螢光材料區域14之可見波長轉換發射，又提供來自螢光材料區域64之非可見波長轉換發射。可見光波長轉換發射可向接近於LED封裝件66的任何人提供視覺警告，而非可見波長轉換發射可向遠端感測器（諸如紅外線感測器）提供各種資訊。螢光材料區域14及64可進一步設置有上文針對圖2至圖4C所描述之配置中之任一者。另外，螢光材料區域14及64可既設置在上文針對圖5A至圖9所描述之LED封裝件中之任一者中，或又設置在下文針對圖12至圖14所描述之LED封裝件中之任一者中。
圖12為LED封裝件68之剖面圖，其類似於圖1A之LED封裝件10，惟除LED晶片12包括垂直幾何形狀。以此方式，打線接合70可電耦接至第二圖案化跡線20及/或第一圖案化跡線18之至少一部分，以為LED晶片12提供陽極或陰極連接。LED晶片12與第二圖案化跡線20及/或第一圖案化跡線18之不同部分之間的界面可形成用於LED晶片12之陽極或陰極連接中之另一者。如所說明，螢光材料區域14可設置在第二圖案化跡線20及/或包括與LED晶片12之界面的第一圖案化跡線18的相同部分上，從而將螢光材料區域14側向定位遠離LED晶片12及打線接合70兩者。用於LED晶片12的此類垂直配置亦可設置在上文針對圖1A、圖5A至圖9及圖12所描述之LED封裝件中之任一者，或在下文針對圖13及圖14所描述之LED封裝件中。另外，第一圖案化跡線18可經配置有在基台16上與用於LED晶片12之陽極及陰極連接相對應的兩個區段，其中兩個區段中之每一者自LED晶片12朝向基台16之周邊邊緣是連續的。在此類配置中，通孔22中之一或多者可經配置成更靠近於基台16之周邊邊緣，且螢光材料區域14可配置在與通孔22中之至少一者垂直對準的位置中，從而遮蔽特定通孔22之外觀。如本文中所使用，垂直對準的方向係垂直於其上安裝LED晶片12的基台16之表面。無論LED晶片12係如圖12中所說明的垂直晶片，還是先前具體實例（諸如圖1A）中所說明的覆晶配置，皆可提供此類配置。
圖13為類似於圖1A之LED封裝件10的LED封裝件72的剖面圖，惟除用於提供波長轉換的警告發射的螢光材料區域經提供為併入在側向環繞LED晶片12之一或多個部分的光變更材料74內的螢光材料。如所說明，光變更材料74可配置在空腔28內在覆蓋第一圖案化跡線18之部分以界定空腔28之底部邊界的位置中。除了螢光材料之外，光變更材料74可包括光反射或光折射粒子，其為由LED晶片12發射的光提供增加的光萃取。對於UV應用，可用在曝露於UV光下展現出減少退化的材料選擇用於光變更材料74的黏合劑。藉由在光變更材料74中分散少量螢光材料，LED封裝件72可因此提供可見及/或不可見波長轉換發射作為LED晶片12已通電而不對發射純度產生顯著影響的指示及/或警告。在此類配置中，與光變更材料74相關聯的螢光材料區域可佔據基台16之整個表面，該表面位於LED晶片12的外部及/或基台16之附接蓋結構26的部分。
圖14為LED封裝件76的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件10，惟除一或多個螢光材料區域14-1、14-2可併入在蓋結構26上或內。藉由以預先形成的配置為螢光材料區域14-1、14-2中之一或多者提供蓋結構26，可以減少製造步驟執行LED封裝件76之最終組裝。如所說明，螢光材料區域14-1可併入或嵌入在蓋結構26內，使得來自LED晶片12到達螢光材料區域14-1的發射最初已通過蓋結構26之部分。替代地，螢光材料區域14-2可作為塗層設置在蓋結構26之表面（諸如面向空腔28之內部表面）上。在某些具體實例中，螢光材料區域14-1、14-2中之一或多者經配置在一位置中，該位置在平行於其上安裝LED晶片12的基台16之表面的方向與LED晶片12側向間隔開。此可允許自LED晶片12發射之大部分光在無波長轉換的情況下逸出LED封裝件76，從而提供總發射的高色彩純度。雖然螢光材料區域14-1及螢光材料區域14-2兩者在圖14中說明，但所揭示原理同樣適用於僅提供螢光材料區域14-1、14-2中之單一者的具體實例。
可設想，前述態樣中之任一者及/或如本文中所描述之各種單獨的態樣及特徵可經組合以獲得額外優勢。如本文中所揭示之各種具體實例中之任一者可與一或多個其他所揭示具體實例組合，除非本文中另有相反指示。
所屬技術領域中具有通常知識者將認識到對本揭示內容之較佳具體實例之改良及修改。所有此等改良及修改視為在本文中所揭示之概念及隨後申請專利範圍之範圍內。
10:LED封裝件 12:LED晶片 12':頂面 14:螢光材料區域 14':頂面 14-1:螢光材料區域 14-2:螢光材料區域 16:基台 16':附接表面 18:第一圖案化跡線 18-1:金屬層 18-2:金屬層 18-3:金屬層 20:第二圖案化跡線 22:導電通孔 24:第三圖案化跡線 24-1:金屬層 24-2:金屬層 24-3:金屬層 26:蓋結構 28:空腔 30:LED封裝件 32:LED封裝件 34:螢光材料片 36:單粒化線 38:非平面特徵 40:LED封裝件 42:螢光材料 44:黏合劑 46:LED封裝件 48:反射器結構 48':內側壁 50:LED封裝件 52:LED封裝件 54:引線 56:絕緣殼體 58:接觸墊 60:LED封裝件 62:LED封裝件 64:螢光材料區域 66:LED封裝件 68:LED封裝件 70:打線接合 72:LED封裝件 74:光變更材料 76:LED封裝件
併入在本說明書中且形成本說明書之一部分之附圖說明了本發明之數個態樣，且與本說明一起用於闡釋本發明之原理。
[圖1A]為發光二極體（LED）封裝件的剖面圖，該封裝件包括經配置以提供紫外光（UV）發射的LED晶片及與LED晶片分開配置的螢光材料區域，以便提供波長轉換光以指示LED晶片何時經電啟動。
[圖1B]為圖1A之LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，以說明與LED晶片相比的螢光材料區域的佈局。
[圖2]為LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，其類似於圖1B之LED封裝件，但其中螢光材料區域亦形成極性指示器。
[圖3]為LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，其類似於圖2之LED封裝件，但其中螢光材料區域亦形成可識別特定產品或製造商的標誌或符號。
[圖4A]為螢光材料片的俯視圖，該螢光材料片可細分為個別螢光材料區域，所述螢光材料區域為LED封裝件提供預形成結構。
[圖4B]為自圖4A之螢光材料片單粒化的個別螢光材料區域的俯視圖。
[圖4C]為沿著圖4B之剖面線4C-4C截取的圖4B之螢光材料區域的剖面圖。
[圖5A]為LED封裝件之部分分解剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件，但包括一配置，其中螢光材料區域與蓋結構整合或形成在該蓋結構上。
[圖5B]為圖5A之LED封裝件的組裝剖面圖，其中蓋結構及螢光材料區域附接至基台。
[圖5C]為圖5B之LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，以說明與LED晶片相比的螢光材料區域之佈局。
[圖5D]為沿著圖5C之剖面線5D-5D截取的圖5C之LED封裝件中螢光材料區域之特定配置的剖面圖。
[圖6]為LED封裝件的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件，但其中螢光材料區域經配置成接近配置在蓋結構與基台之間的反射器結構。
[圖7]為LED封裝件的剖面圖，該LED封裝件類似於圖6之LED封裝件，但其中螢光材料區域配置在反射器結構上。
[圖8]為LED封裝件的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件，惟除該LED封裝件包括相對於引線框架結構的螢光材料區域的配置。
[圖9]為LED封裝件的剖面圖，該LED封裝件與圖8之LED封裝件相似，惟除螢光材料區域配置在引線框架結構之引線中之一者上。
[圖10]為LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，該LED封裝件類似於圖1B之LED封裝件，但包括螢光材料區域，該螢光材料區域經配置以回應於自LED晶片接收紫外線提供不可見的波長轉換光。
[圖11]為LED封裝件之一部分的廣義俯視圖，該LED封裝件類似於圖10之LED封裝件，但包括圖10之螢光材料區域及圖1B之螢光材料區域兩者。
[圖12]為LED封裝件之剖面圖，其類似於圖1A之LED封裝件，惟除LED晶片包括垂直幾何形狀。
[圖13]為類似於圖1A之LED封裝件的LED封裝件的剖面圖，惟除用於提供波長轉換的警告發射的螢光材料可併入在側向環繞LED晶片之一或多個部分的光變更材料內。
[圖14]為LED封裝件的剖面圖，該LED封裝件類似於圖1A之LED封裝件，惟除螢光材料區域中之一或多者可併入在蓋結構上或內。
10:LED封裝件
12:LED晶片
12':頂面
14:螢光材料區域
14':頂面
16:基台
18:第一圖案化跡線
18-1:金屬層
18-2:金屬層
18-3:金屬層
20:第二圖案化跡線
22:導電通孔
24:第三圖案化跡線
24-1:金屬層
24-2:金屬層
24-3:金屬層
26:蓋結構
28:空腔

Claims (32)

  1. 一種發光二極體（LED）封裝件，其包含： 支撐結構，其包含基台及引線框架結構中之至少一者； 至少一個LED晶片，其位於該支撐結構上，其中該至少一個LED晶片經配置以發射具有在100奈米（nm）至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及 螢光材料區域，其經設置以接收該第一峰值波長之該光之一部分，並提供具有不同於該第一峰值波長之第二峰值波長之光； 其中從該至少一個LED晶片及該螢光材料區域輸出之組合光包含相對於該第一峰值波長的大於95%之純度。
  2. 如請求項1之LED封裝件，其中該純度大於99%。
  3. 如請求項1之LED封裝件，其中該純度大於99.5%。
  4. 如請求項1之LED封裝件，其中該第二峰值波長在400 nm至700 nm之範圍內。
  5. 如請求項1之LED封裝件，其中該第二峰值波長在700 nm至2500 nm之範圍內。
  6. 如請求項1之LED封裝件，其中該第一峰值波長在100 nm至315 nm之範圍內，且該第二峰值波長在400 nm至440 nm之範圍內。
  7. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域是離散區域，其與該至少一個LED晶片側向間隔開。
  8. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域之頂面之總面積不超過該至少一個LED晶片之頂面之面積的15%。
  9. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域之頂面之總面積為該至少一個LED晶片之頂面之面積的至少50%。
  10. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域包含黏合劑中之磷光體粒子，且所述磷光體粒子對該黏合劑之比例在5:1至15:1之範圍內。
  11. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域包含陶瓷材料、玻璃內磷光體結構及磷光體粒子與銀之混合物中之至少一者。
  12. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域在該基台上形成極性指示器、標誌、符號及文數字元中之至少一者。
  13. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域包含多個非平面特徵。
  14. 如請求項1之LED封裝件，其中該螢光材料區域設置在光變更材料內，該光變更材料側向環繞該至少一個LED晶片，其中該光變更材料包含與該螢光材料區域一起分散在黏合劑內之光反射粒子及光折射粒子中之至少一者。
  15. 一種發光二極體（LED）封裝件，其包含： 支撐結構； 至少一個LED晶片，其安裝在該支撐結構之表面上，其中該至少一個LED晶片經配置以發射具有在100奈米（nm）至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及 螢光材料區域，其經設置以接收該第一峰值波長之該光之一部分並提供具有不同於該第一峰值波長之第二峰值波長之光，其中該螢光材料區域為離散區域，該離散區域在平行於該支撐結構之其上安裝該至少一個LED晶片的該表面的方向上與該至少一個LED晶片側向間隔開。
  16. 如請求項15之LED封裝件，其中該支撐結構為具有一或多個圖案化電跡線之基台，且該支撐結構之其上安裝該至少一個LED晶片的該表面為該一或多個圖案化電跡線之一部分。
  17. 如請求項16之LED封裝件，其進一步包含在該至少一個LED晶片上方之蓋結構，其中該蓋結構附接至該基台之毗鄰該至少一個LED晶片的一部分。
  18. 如請求項17之LED封裝件，其中該螢光材料區域配置在該蓋結構與該基台之間的附接界面處。
  19. 如請求項18之LED封裝件，其中該螢光材料區域形成連續形狀，該連續形狀側向環繞該至少一個LED晶片。
  20. 如請求項16之LED封裝件，其進一步包含在該基台內之至少一個導電通孔，其中該至少一個導電通孔電耦接至該一或多個圖案化電跡線之一部分，且該螢光材料區域與該至少一個導電通孔垂直對準。
  21. 如請求項15之LED封裝件，其中該螢光材料區域中之螢光材料之濃度被分級。
  22. 如請求項15之LED封裝件，其中該支撐結構為具有一或多個金屬引線及絕緣殼體之引線框架結構。
  23. 如請求項22之LED封裝件，其中該支撐結構之其上安裝該至少一個LED晶片的該表面為該一或多個金屬引線之一部分。
  24. 如請求項22之LED封裝件，其中該支撐結構之其上安裝該至少一個LED晶片的該表面為該絕緣殼體之一部分。
  25. 一種製造發光二極體（LED）封裝件之方法，該方法包含： 提供支撐結構； 在該支撐結構之表面上安裝至少一個LED晶片，其中該至少一個LED晶片經配置以發射具有在100奈米（nm）至400 nm之範圍內的第一峰值波長之光；及 提供螢光材料區域，該螢光材料區域經配置以接收該第一峰值波長之該光之一部分並提供具有不同於該第一峰值波長之第二峰值波長之光，其中該螢光材料區域為離散區域，該離散區域在平行於該支撐結構之其上安裝該至少一個LED晶片的該表面的一方向上與該至少一個LED晶片側向間隔開。
  26. 如請求項25之方法，其中提供該螢光材料區域包含將該螢光材料區域選擇性地沈積在該支撐結構之一部分上。
  27. 如請求項26之方法，其中提供該螢光材料區域包含將該螢光材料區域形成為預形成結構並將該預形成結構附接至該支撐結構。
  28. 如請求項25之方法，其進一步包含： 在該至少一個LED晶片上方提供附接至該支撐結構之蓋結構； 其中提供該螢光材料區域包含在該蓋結構之一部分上或內提供該螢光材料區域。
  29. 如請求項25之方法，其中自該至少一個LED晶片及該螢光材料區域輸出之組合光包含相對於該第一峰值波長的大於95%之純度。
  30. 如請求項25之方法，其中該螢光材料區域之總面積不超過該至少一個LED晶片之頂面之面積的15%。
  31. 如請求項25之方法，其中該螢光材料區域之總面積為該至少一個LED晶片之頂面之面積的至少50%。
  32. 如請求項25之方法，其中該螢光材料區域包含黏合劑中之磷光體粒子，且所述磷光體粒子對該黏合劑之比例在5:1至15:1之範圍內。
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