TW202235768A - 用於發光二極體封裝的蓋結構中的光學配置和相關方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於封裝式發光二極體（LED）裝置的蓋結構中之光學配置。LED封裝可包括配置在一或多個LED晶片上方的一蓋結構。該蓋結構可包括一或多個子層或區域的配置，該一或多個子層或區域被設置以具有不同的光學配置，該等光學配置用於為該LED封裝裁適發射特性。該一或多個子層或區域可包括一或多個光學材料配置，包括螢光材料、具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料，該等材料單獨或彼此各種組合地為該LED封裝提供經改良光輸出、增強的光提取、經改良發射均勻性及經改良發射對比度中之一或多者。相關方法包括提供包括不同光學配置之前驅物材料的個別片材以及將該等片材一起燒製以形成蓋結構。

Description

用於發光二極體封裝的蓋結構中的光學配置和相關方法
本發明係關於包括發光二極體（LED）之固態照明裝置，並且更特定地係關於用於封裝式LED裝置的蓋結構中之光學配置和相關方法。
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，經常取代白熾及螢光光源。
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，諸如可見光或紫外線發射。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作的作用區域。由作用區域產生的光子在所有方向上啟動。
典型地，期望以可能的最高發光效率操作LED，此可藉由與輸出功率相關的發光強度來量測（例如，以流明/瓦特為單位）。增強發射效率的實際目標係最大限度地提取由作用區域在所要光透射方向上發射的光。LED的光提取及外部量子效率可受到多個因素的限制，包括內部反射。根據司乃爾定律的眾所周知含義，到達LED表面與周圍環境之間的界面或甚至LED之內部界面的光子可經折射或內部反射。若光子以重複的方式進行內部反射，則此類光子最終會被吸收且永遠不會提供自LED射出的可見光。
已開發可為LED發射器提供機械支撐、電氣連接及囊封的LED封裝。自LED發射器之表面射出的發光典型地在射出之前與LED封裝的各種元件或表面相互作用，從而增加了發光的光損失及潛在不均勻性的機會。如此，在產生具有所要發射特性的高品質光同時亦在LED封裝中提供高發光效率方面可能存在挑戰。
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照明裝置相關聯的挑戰的所要照明特性。
本發明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封裝式LED裝置的蓋結構中之光學配置。LED封裝可包括一或多個LED晶片及配置在該一或多個LED晶片上方的蓋結構，該蓋結構可提供保護以防止環境曝露於LED封裝之下伏部分。蓋結構可包括一或多個子層或區域的配置，該一或多個子層或區域可被設置以具有不同的光學配置，該等光學配置用於為LED封裝提供經改良發射特性。蓋結構之一或多個子層或區域可包括一或多個各種光學材料配置，包括螢光材料、具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料，該等材料單獨或彼此各種組合地為該LED封裝提供經改良光輸出、增強的光提取、經改良發射均勻性及經改良發射對比度中之一或多者。相關方法包括提供包括不同光學配置之前驅物材料的個別片材以及將該等片材一起燒製以形成蓋結構。
在一個態樣中，一種LED封裝包含：基台；至少一個LED晶片，其位於該基台上；及蓋結構，其位於該至少一個LED晶片上，其中該蓋結構包含：第一子層，其包含第一光學材料之第一配置；及第二子層，其包含第二光學材料之第二配置，其中第一配置不同於第二配置。在某些具體實例中，蓋結構包含玻璃及陶瓷中之至少一者的主體材料。在某些具體實例中，第一光學材料及第二光學材料包含以下各項中之一或多者：螢光材料、具有與主體材料不同的折射率之材料、光散射材料及光漫射材料。在某些具體實例中，第一子層配置在至少一個LED晶片與第二子層之間；且第一光學材料及第二光學材料包含相同的螢光材料，其中第一子層之第一配置包含比第二子層之第二配置更高的數量的螢光材料。
蓋結構可進一步包含第三子層及第四子層，第三子層及第四子層各自包含螢光材料，且螢光材料沿遠離至少一個LED晶片之方向以數量遞減的方式配置在蓋結構中。在某些具體實例中，第一子層配置在至少一個LED晶片與第二子層之間；第一光學材料包含第一螢光材料；且第二光學材料包含不同於第一螢光材料之第二螢光材料。在某些具體實例中，第一螢光材料被設置以提供比第二螢光材料更長的峰值波長。LED封裝可進一步包含不含螢光材料的至少一個額外子層。在某些具體實例中，至少一個額外子層包含光散射粒子。
在某些具體實例中，第二光學材料配置在第二子層之第一子區域中。在某些具體實例中，第二子層之第一子區域之橫向寬度小於蓋結構之橫向寬度。在某些具體實例中，第二子層之第一子區域由第二子層之第二子區域橫向環繞。第二子區域可包含光散射材料且可不含螢光材料。在某些具體實例中，第二子層之第二子區域包含第一光學材料。
在某些具體實例中，蓋結構形成與複數個切割道配準的複數個開口。在某些具體實例中，蓋結構包含傾斜邊緣。在某些具體實例中，蓋結構之表面包含非平面發射表面。在某些具體實例中，LED封裝包含位於基台上之非發光元件，該基台具有大於至少一個LED晶片之高度的高度，其中蓋結構形成與非發光元件配準的凹部。
在某些具體實例中，至少一個LED晶片係單體式LED晶片，該單體式LED晶片包含單體式LED晶片之複數個個別LED區域。複數個切割道可經界定至少部分地穿過單體式LED晶片，該複數個切割道界定複數個個別LED區域。在某些具體實例中，複數個切割道至少部分地填充有光改變（light-altering）材料。
在另一態樣中，一種LED封裝包含：基台；至少一個LED晶片，其位於該基台上；及蓋結構，其位於該至少一個LED晶片上，其中該蓋結構包含：第一子層，其位於該蓋結構內，其中該第一子層包含第一螢光材料；及第二子層，其位於該蓋結構內，其中該第二子層包含不同於該第一螢光材料之第二螢光材料。LED封裝可進一步包含不含螢光材料的至少一個額外子層。在某些具體實例中，至少一個額外子層包含光散射粒子。在某些具體實例中，第二螢光材料配置在第二子層之第一子區域中。在某些具體實例中，第二子層之第一子區域之橫向寬度小於蓋結構之橫向寬度。在某些具體實例中，第二子層之第一子區域由第二子層之第二子區域橫向環繞。在某些具體實例中，第二子區域包含光散射材料且不含螢光材料。在某些具體實例中，第二子層之第二子區域包含第一螢光材料。至少一個LED晶片可包含單體式LED晶片，該單體式LED晶片包含單體式LED晶片之複數個個別LED區域。複數個切割道可經界定至少部分地穿過單體式LED晶片，該複數個切割道界定複數個個別LED區域。在某些具體實例中，複數個切割道至少部分地填充有光改變材料。
在另一態樣中，一種方法包含：提供第一片材，該第一片材包含前驅物材料及第一光學材料之第一配置；提供第二片材，該第二片材包含前驅物材料及第二光學材料之第二配置，該第二光學材料之該第二配置不同於第一光學材料之第一配置；將第一片材與第二片材一起壓製及燒製以形成蓋結構，該蓋結構包含嵌入在蓋結構內之第一配置及第二配置；及將蓋結構附接在LED晶片上方。前驅物材料可包含玻璃膠及陶瓷材料中之至少一者，其在壓製及燒製之後形成用於蓋結構之主體材料。在某些具體實例中，第一光學材料及第二光學材料包含以下各項中之一或多者：螢光材料、具有與主體材料不同的折射率之材料、光散射材料及光漫射材料。在某些具體實例中，第一光學材料及第二光學材料包含相同的螢光材料，且第一配置包含比第二配置更高的數量的螢光材料。在某些具體實例中，第一光學材料及第二光學材料包含不同的螢光材料。該方法可進一步包含在將蓋結構附接在LED晶片上方之前減少蓋結構之厚度。在某些具體實例中，第一配置包含第一片材之包含第一光學材料之子區域。該方法可進一步包含在第一片材中形成井及用第一光學材料填充該井以在將第一片材與第二片材一起壓製及燒製之前形成子區域。該方法可進一步包含選擇性地移除蓋結構之一或多個部分。在某些具體實例中，在將蓋結構附接在LED晶片上方之後選擇性地移除蓋結構之一或多個部分。
在另一態樣中，任何前述態樣（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發明之範圍且認識到本發明之額外態樣。
下文中所陳述之具體實例表示用以使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實踐該等具體實例並且說明實踐該等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，此並不背離本發明的範圍。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。
應瞭解，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，應瞭解，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。
本發明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封裝式LED裝置的蓋結構中之光學配置。LED封裝可包括一或多個LED晶片及配置在該一或多個LED晶片上方的蓋結構，該蓋結構可提供保護以防止環境曝露於LED封裝之下伏部分。蓋結構可包括一或多個子層或區域的配置，該一或多個子層或區域可被設置以具有不同的光學配置，該等光學配置用於為LED封裝提供經改良發射特性。蓋結構之一或多個子層或區域可包括一或多個各種光學材料配置，包括螢光材料、具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料，該等材料單獨或彼此各種組合地為該LED封裝提供經改良光輸出、增強的光提取、經改良發射均勻性及經改良發射對比度中之一或多者。相關方法包括提供包括不同光學配置之前驅物材料的個別片材以及將該等片材一起燒製以形成蓋結構。
在深入研究本發明的各個態樣的具體細節之前，為上下文提供可以包括在本發明之例示性LED封裝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及其主動結構的製作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作，其中合適的程序係使用金屬有機化學氣相沈積製作。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型相反摻雜的外延層之間的作用層，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，以及光提取層及元件。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結構可由不同的材料系統製作，其中一些材料系統係基於III族氮化物的材料系統。III族氮化物係指氮（N）與元素週期表中III族元素之間形成的彼等半導體化合物，通常係鋁（Al）、鎵（Ga）及銦（In）。氮化鎵（GaN）係常見二元化合物。III族氮化物亦係指三元及四元化合物，諸如氮化鋁鎵（AlGaN）、氮化銦鎵（InGaN）及氮化鋁銦鎵（AlInGaN）。對於III族氮化物，矽（Si）係常見的n型摻雜劑，且鎂（Mg）係常見的p型摻雜劑。因此，對於基於III族氮化物的材料系統，作用層、n型層及p型層可包括一或多層GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN，該等層未摻雜或摻雜有Si或Mg。其他材料系統包括碳化矽（SiC）、有機半導體材料及其他III-V族系統，諸如磷化鎵（GaP）、砷化鎵（GaAs）及相關化合物。
主動LED結構可在生長基板上生長，該生長基板可包括許多材料，諸如藍寶石、SiC、氮化鋁（AlN）及GaN，其中合適的基板為SiC的4H多型體，但亦可使用其他SiC多型體，包括3C、6H及15R多型體。與其他基板相比，SiC具有某些優勢，諸如與III族氮化物的晶格匹配更緊密，且產生高品質的III族氮化物薄膜。SiC亦具有極其高的熱導率，使得在SiC上的III族氮化物裝置的總輸出功率不受基板的熱耗散限制。藍寶石係III族氮化物之另一共同基板，且亦具有某些優勢，包括成本較低、具有成熟製造程序，及具有良好的透光光學性質。
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。在一些具體實例中，主動LED結構發射具有大約430奈米（nm）至480 nm的峰值波長範圍的藍光。在其他具體實例中，主動LED結構發出峰值波長範圍為500 nm至570 nm的綠光。在其他具體實例中，主動LED結構發出峰值波長範圍為600 nm至650 nm的紅光。在某些具體實例中，主動LED結構可被設置以發射在可見光譜之外的光，包括紫外線（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。在其他應用中，UV LED亦可提供有一或多種螢光材料以提供具有聚集發射的LED封裝，該等LED封裝具有寬廣光譜及經改良可見光應用的色彩品質。
LED晶片亦可覆蓋有一或多種螢光材料（本文中亦被稱為螢光體），諸如螢光體，使得來自LED晶片的至少一些光由一或多個螢光體吸收且轉換為根據來自一或多個螢光體之特性發射的一或多個不同波長光譜。就這一點而言，接收由LED源產生之光的至少一部分的至少一個螢光體可重新發射具有與LED源不同的峰值波長的光。可選擇LED源及一或多種螢光材料，使得其組合輸出產生具有一或多種所要特性（諸如色彩、色點、強度等）之光。在某些具體實例中，視情況與一或多種螢光材料組合的LED晶片的聚集發射可經配置以提供冷白光、中性白光或暖白光，諸如在2500開爾文（K）至10,000 K的色溫範圍內。在某些具體實例中，可使用具有青色、綠色、琥珀色、黃色、橙色及/或紅色峰值波長的螢光材料。在一些具體實例中，LED晶片及一或多種螢光體（例如，磷光體）的組合發射通常為白色光組合。一或多種磷光體可包括發射黃色（例如，YAG:Ce）、綠色（例如，LuAg:Ce）及紅色（例如，Ca i-x-ySr xEu yAlSiN 3）的磷光體及其組合。
如本文中所描述之螢光材料可為或包含磷光體、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。可藉由任何合適的構件提供螢光材料，例如，直接塗佈在LED之一或多個表面上，分散在被設置以覆蓋一或多個LED之囊封劑材料中，及/或塗佈在一或多個光學或支撐元件上（例如，藉由粉末塗層、噴墨印刷或其類似物）。在某些具體實例中，螢光材料可為下轉換或上轉換的，且可提供下轉換及上轉換材料兩者的組合。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。一或多種螢光材料可以各種組態提供在LED晶片之一或多個部分上。在某些具體實例中，螢光材料可提供在LED晶片之一或多個表面上方，而此類LED晶片之其他表面可不含螢光材料。在某些具體實例中，LED晶片之頂表面可包括螢光材料，而LED晶片之一或多個側表面可不含螢光材料。在某些具體實例中，LED晶片之所有或實質上所有外表面（例如，除了觸點界定或安裝表面之外）可用一或多種螢光材料塗佈或以其他方式覆蓋。在某些具體實例中，一或多種螢光材料可以實質上均勻的方式配置在LED晶片之一或多個表面上或上方。在其他具體實例中，一或多種螢光材料可以關於材料組合物、濃度及厚度中之一或多者不均勻的方式配置在LED晶片之一或多個表面上或上方。在某些具體實例中，一或多種螢光材料的負載百分比可在LED晶片之一或多個外表面上或當中變化。在某些具體實例中，一或多種螢光材料可在LED晶片之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，多種螢光材料可配置在LED晶片上或上方的不同離散區域或離散層中。
在某些具體實例中，可提供一或多種螢光材料作為提供在LED晶片上方之波長轉換元件或蓋結構之至少一部分。波長轉換元件或蓋結構可包括支撐元件及一或多種螢光材料，其由任何合適的手段提供，諸如藉由塗佈支撐元件之表面或藉由將螢光材料併入在支撐元件內。在一些具體實例中，支撐元件可由透明材料、半透明材料或透光材料構成，諸如藍寶石、SiC、矽酮及/或玻璃（例如硼矽酸鹽及/或熔融石英）。本發明之波長轉換元件及蓋結構可由視情況圖案化且然後單粒化的塊狀材料形成。在某些具體實例中，可藉由蝕刻程序（例如，濕式蝕刻或乾式蝕刻）或藉由以其他方式變更表面的另一程序（諸如利用雷射或鋸）來執行圖案化。在某些具體實例中，可在執行圖案化程序之前或之後薄化波長轉換元件及蓋結構。在某些具體實例中，波長轉換元件及蓋結構可包含對應於LED封裝之發光區域之大致平面上表面。
可使用例如透明黏合劑層將波長轉換元件及蓋結構附接至一或多個LED晶片。在某些具體實例中，透明黏合劑層可包括具有在約1.3至約1.6範圍內的折射率的矽酮，該折射率小於其上置放波長轉換元件之LED晶片的折射率。在各種具體實例中，波長轉換元件可包含諸如玻璃中磷光體（phosphor-in-glass）或陶瓷磷光體板配置的組態。玻璃中磷光體或陶瓷磷光體板配置可藉由以下操作來形成：將磷光體粒子與玻璃膠或陶瓷材料混合，將該混合物壓製成平面形狀，且然後燒製或燒結該混合物以形成可切割或分離成個別波長轉換元件的硬化結構。
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GaN之藍色及/或綠色LED的上下文中，銀（Ag）可被認為係反射材料（例如，至少80%反射）。在紫外線（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」材料可被設置以透射所要波長之發射輻射的至少50%。
本發明可用於具有各種幾何形狀的LED晶片，諸如垂直幾何形狀或橫向幾何形狀。在某些具體實例中，垂直幾何形狀或橫向幾何形狀的LED晶片可如共同讓與之美國專利第9,461,201中所陳述進行組態，該美國專利特此以引用的方式併入本文中。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。橫向幾何LED晶片典型地包括位於LED晶片同一側上之陽極連接及陰極連接兩者，該LED晶片與基板（諸如生長基板）相對。在一些具體實例中，橫向幾何形狀的LED晶片可安裝在LED封裝之基台上，使得陽極連接及陰極連接在LED晶片之與基台相對的面上。在此組態中，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，橫向幾何形狀的LED晶片可覆晶安裝在LED封裝之基台之表面上，使得陽極連接及陰極連接在主動LED結構之毗鄰於基台的面上。在此組態中，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。在覆晶組態中，主動LED結構被設置在LED晶片之基板與用於LED封裝之基台之間。因此，自主動LED結構發射之光可沿所要發射方向穿過基板。在某些具體實例中，覆晶LED晶片可如共同讓與之美國專利申請公開案第2017/0098746號中所描述進行組態，該美國專利申請公開案特此以引用的方式併入本文中。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。在某些具體實例中，LED封裝可如以下共同讓與之美國專利中所陳述進行組態，該等美國專利特此以引用的方式併入本文中：美國專利第8,866,169號；第9,070,850號；第9,887,327號；及第10,468,565號。
根據本發明之多個態樣，LED封裝可包括提供有一或多個LED晶片的一或多個元件，諸如螢光材料、囊封劑、光改變材料、透鏡及電觸點及其他元件。在某些態樣中，LED封裝可包括支撐構件，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、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、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、金屬核心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。光改變材料可配置在LED封裝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，光改變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，光改變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，粒子可具有被設置以沿所要方向折射發光的折射率。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。對於光吸收材料，光改變材料可包含懸浮在黏合劑（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，光改變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，光改變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，光改變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。光反射材料與黏合劑之重量比可包含約1:1至約2:1的範圍。光吸收材料與黏合劑之重量比可包含約1:400至約1:10的範圍。在某些具體實例中，光改變材料之總重量包括黏合劑、光反射材料及光吸收材料的任一組合。在一些具體實例中，黏合劑可包含占光改變材料之總重量的約10%至約90%範圍內的重量百分比。光反射材料可包含在光改變材料之總重量的約10%至約90%範圍內的重量百分比。光吸收材料可包含在光改變材料之總重量的約0%至約15%範圍內的重量百分比。
在進一步具體實例中，光吸收材料可包含在光改變材料之總重量的約大於0%至約15%的範圍內的重量百分比。在進一步具體實例中，黏合劑可包含在光改變材料之總重量的約25%至約70%範圍內的重量百分比。光反射材料可包含在光改變材料之總重量的約25%至約70%範圍內的重量百分比。光吸收材料可包含在光改變材料總重量的約0%至約5%範圍內的重量百分比。在進一步具體實例中，光吸收材料可包含在光改變材料之總重量的約大於0%至約5%的範圍內的重量百分比。
在某些態樣中，光改變材料可提供在包括懸浮在黏合劑中之光改變粒子的預製片材或層中。舉例而言，光改變粒子可懸浮在未完全固化之矽酮黏合劑中以提供預製的光改變材料片材。預製片材之所要厚度或高度可藉由橫跨片材移動刮刀或其類似物來提供。然後可將預製片材定位在LED晶片及/或位於LED晶片上之波長轉換元件上並且隨後形成在該LED晶片及/或波長轉換元件周圍。舉例而言，預製片材可層壓在LED晶片及/或波長轉換元件周圍，且然後預製片材可徹底地固化在適當位置。然後可自LED晶片及/或波長轉換元件之主發光面移除預製片材之一或多個部分。以此方式，光改變材料可沿著LED晶片及波長轉換元件之周邊邊緣或側壁形成，具有先前典型地用於形成光改變材料的習知分配技術不可能實現的厚度。另外，可提供光改變材料，而無需習知基台或引線框架作為習知分配及/或模製技術的支撐。就這一點而言，具有光改變材料之LED裝置可提供有適用於緊密間隔的LED配置的減少的佔用面積。
提供了包括用於LED封裝之蓋結構的光學配置的本發明之態樣以改進或以其他方式裁適發射特性。此類蓋結構可包括位於LED封裝內之一或多個LED晶片上方的堅硬且機械堅固之結構。蓋結構可被設置以提供保護以防止環境曝露於LED封裝之下伏部分，從而提供較堅固的LED封裝，該LED封裝極其適合於需要高功率以及增強的光強度、對比度及可靠性的應用，諸如內部及外部汽車應用。蓋結構可包含諸如玻璃或陶瓷之主體材料，該等主體材料為環境保護提供機械堅固的結構。此類蓋結構可藉由以下操作來製作：提供玻璃膠或陶瓷前驅物材料片材，將該等片材壓製成平面形狀，以及燒製或燒結以形成可切割或分離的硬化結構。所得蓋結構可被稱為玻璃板或陶瓷板。當玻璃膠或陶瓷前驅物材料中包括螢光材料（諸如磷光體）時，所得蓋結構可被稱為玻璃中磷光體板或陶瓷磷光體板。習知玻璃中磷光體板或陶瓷磷光體板典型地具有均勻分佈在整個板上之磷光體材料。雖然此可提供合適亮度的LED封裝發射，但由於轉換的光的角度內色彩不良，習知板可往往展現發射之不均勻性。
根據本發明之態樣，揭示具有經裁適光學配置之蓋結構，其可為相關聯LED封裝提供所要發射特性，包括亮度、均勻性及發射模式。在某些態樣中，可藉由提供前驅物材料（例如，玻璃膠、陶瓷材料、黏合劑及其類似物）薄片材來製作蓋結構，其中薄片材中之一或多者被設置有與薄片材中之其他者不同的光學配置，以便提供不同的光學特性。然後可將薄片材一起壓製及燒製以形成具有玻璃及/或陶瓷之主體材料的蓋結構，該主體材料嵌入有在水平及垂直方向中之一或多者上變化的光學配置。
如本文中所描述之光學配置可包括蓋結構內之不同光學材料區域之一或多個橫向及垂直配置，該等配置被設置從而以不同於蓋結構之主體材料的方式與光相互作用。如本文中所使用，光學材料可單獨地或以彼此各種組合方式包括螢光材料、具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料。可在燒製之前在每一片材中提供光學材料之各種組態以提供對應蓋結構，該蓋結構為LED封裝提供經改良光輸出、增強的光提取、經改良發射均勻性及經改良發射對比度中之一或多者。
圖1A至圖1D說明根據本發明之原理用於形成具有不同光學配置之蓋結構的例示性製作程序。圖1A說明在第一製作步驟10的剖面視圖，其中提供具有彼此不同的光學配置的多個前驅物材料片材12-1至12-4。在某些具體實例中，用於玻璃板之前驅物材料可包含玻璃膠及對應黏合劑，且用於陶瓷板之前驅物材料可包含陶瓷材料及對應黏合劑。前驅物材料典型地可形成為漿液，將該漿液乾燥以形成對應片材12-1至12-4。如本文中所描述，片材12-1至12-4有時可被稱為生片材，該生片材係指在燒製之前的複合片材。舉例而言，片材12-1至12-4中之每一者可包含光學材料，諸如螢光材料，該光學材料在前驅物材料內提供有不同的負載量或數量，諸如自第一片材12-1朝向最後片材12-4數量逐漸遞減的螢光材料。取決於所要發射特性，螢光材料之負載量可以其他配置提供，包括自第一片材12-1朝向最後片材12-4逐漸遞增的量，或自第一片12-1朝向最後片材12-4遞增及遞減的分佈。雖然在螢光材料之上下文中描述了圖1A，但片材12-1至12-4可包括與光學材料之其他光學配置的一或多種組合，單獨地或以與螢光材料組合方式包括具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料的配置。另外，雖然圖1A經說明具有四個片材12-1至12-4，但所揭示之概念可適用於任何數目個片材。在某些具體實例中，片材12-1至12-4之數目包括自2至10個片材的範圍，或自2至8個片材的範圍，或自2至6片材的範圍。可使片材12-1至12-4之厚度範圍滿足特定應用的需求，其中一些範圍經提供在自20微米（μm）至500 μm的範圍內，或在自20 μm至300 μm的範圍內，或自自50 µm至250 µm的範圍內，或在100 µm至200 µm的範圍內。
圖1B說明在第二製作步驟14的剖面視圖，其中圖1A之多個片材12-1至12-4經壓製在一起並且燒製以形成蓋結構16。如所說明，片材12-1至12-4中之每一者形成蓋結構16之對應區域或子層16-1至16-4。在燒製期間，減少及/或移除片材12-1至12-4之黏合劑材料，從而提供蓋結構16作為具有不同光學特性之各種子層16-1至16-4的剛性結構。由於在燒製期間移除黏合劑材料，因此在壓製及燒製之前，蓋結構16可包含相對於各別片材12-1至12-4之總和的壓縮厚度。舉例而言，若四個片材12-1至12-4中之每一者經提供有200 μm之初始厚度，當堆疊時總共為800 μm，則所得蓋結構16可在燒製之後具有在自400 µm至500 µm範圍內之最終厚度。在燒製之後，蓋結構16可視情況經受移除程序，諸如拋光，其可將蓋結構16之厚度進一步減少至目標範圍。在某些具體實例中，旨在用於LED封裝應用之蓋結構16之厚度可具有在自25 μm至500 μm的範圍內，或在自25 μm至300 μm的範圍內，或在自100 μm至250 μm的範圍內之最終厚度。
圖1C說明在第三製作步驟18的剖面視圖，其中蓋結構16可經單粒化。在某些具體實例中，單粒化可涉及將蓋結構16細分為多個較小的蓋結構16。如在圖1C中所說明，兩個垂直分離線20在蓋結構16可經劃分之位置處疊加。單粒化程序可包含用鋸片及雷射中之一或多者沿著分離線20進行切割。以此方式，蓋結構16之橫向尺寸可經修整至特定LED封裝。
圖1D說明在第四製作步驟22的剖面視圖，其中蓋結構16提供在具有LED晶片24之光接收配置中。在某些具體實例中，蓋結構16可定位在LED晶片24上方。蓋結構16可藉由諸如薄矽酮層的透明黏合劑附接至LED晶片24。如稍後將更詳細所描述，蓋結構16可附接或以其他方式與例示性LED封裝之其他元件接觸，包括但不限於可提供在LED晶片24上之囊封層及/或可提供在LED晶片24之周邊邊緣周圍的光改變材料。如所說明，蓋結構16可包含具有不同光學特性之各種子層16-1至16-4。在由圖1D所提供之實例中，光學特性在相對於蓋結構16與LED晶片24之間的界面的垂直方向上不同。
雖然圖1A至圖1D之具體實例說明其中光學材料之配置可在垂直方向上不同的組態，但本發明之原理適用於其他組態，包括光學材料之水平變化配置以及光學材料之垂直變化配置及水平變化配置兩者。在這一點而言，圖2A至圖2G說明用於形成蓋結構之例示性製作程序，其中根據本發明之原理，光學材料之配置可在垂直組態及水平組態中之一或多者方面不同。
圖2A為第一製作步驟26的透視圖，其中第一片材12-1已經圖案化有多個特徵28。特徵28可係藉由雷射、微機械加工及其類似物中之一或多者來界定。如稍後將更詳細描述，特徵28可與第一片材12-1之子區域或子層相對應，該子區域或子層可提供有與第一片材12-1之其他部分不同的光學特性。雖然特徵28在圖2A之透視圖中經說明為大體矩形，但特徵28中之每一者可經圖案化以形成任何數目個形狀，包括圓形、六邊形及其他幾何形狀，以及條帶及點圖案，此取決於所得LED封裝之所要發射特性。
圖2B為第二製作步驟30的透視圖，其中將第一片材12-1在圖2A之特徵28的輪廓內的部分移除以形成第一片材12-1之開口或井32。在某些具體實例中，第一片材12-1在圖2A之特徵28之輪廓內的部分可經穿孔或以其他方式機械移除。如所說明，片材12-1從而形成有井32陣列。
圖2C為第三製作步驟34的透視圖，其中井32填充有第一光學材料36，該第一光學材料具有與第一片材12-1之其餘部分不同的光學特性。舉例而言，第一光學材料36可單獨地或以彼此組合方式包含以不同於第一片材12-1之其餘部分的數量提供的螢光材料、具有不同折射率之材料、光散射材料及光漫射材料中之一或多者。在某些具體實例中，第一光學材料36可同與第一片材12-1相同類型之前驅物材料（例如，玻璃膠、陶瓷及其類似物）一起混合在漿液中。
圖2D為第四製作步驟38的透視圖，其中具有填充井32之第一片材12-1在經壓製在一起之前提供在第二片材12-2上方。在各種組態中，第二片材12-2可被設置具有與第一片材12-1不同的光學配置。舉例而言，第二片材12-2可包含第二光學材料，諸如與第一光學材料36相同但具有不同負載量之螢光材料。在其他具體實例中，第二片材12-2之第二光學材料可包括提供與第一光學材料36之螢光材料不同的發射色彩的不同螢光材料。圖2E為第五製作步驟40的透視圖，其中第一片材12-1及第二片材12-2以與上文針對圖1B所描述方式相似的方式壓製在一起並且燒製以形成蓋結構16。
圖2F說明在第六製作步驟42的剖面視圖，其中蓋結構16可經單粒化。單粒化可涉及沿著分離線20將蓋結構16細分為多個較小的蓋結構16。在某些具體實例中，分離線20可經配置以在每一個別蓋結構16內提供至少一個井32。
圖2G說明在第七製作步驟44的剖面視圖，其中蓋結構16提供在具有LED晶片24之光接收配置中。在某些具體實例中，蓋結構16可藉由諸如薄矽酮層的透明黏合劑定位或附接至LED晶片24。如稍後將更詳細所描述，蓋結構16可附接或以其他方式與例示性LED封裝之其他元件接觸，包括但不限於可提供在LED晶片24上之囊封層及/或可提供在LED晶片24之周邊邊緣周圍的光改變材料。基於圖2A至圖2F中之片材12-1至12-2之組態，蓋結構16可包含具有不同的光學特性之各種子層16-1、16-2。舉例而言，子層16-1與第一片材12-1相對應，且子層16-2與第二片材12-2相對應。就這一點而言，第一子層16-1包括與圖2F之填充井32之第一光學材料36相對應的第一區域16-1'。第一子層16-1進一步包括第二區域16-1''，該第二區域對應於第一片材12-1在填充壁32之外的剩餘部分，諸如玻璃及/或陶瓷之主體材料。在此類配置中，第二區域16-1''經配置以橫向環繞第一區域16-1'。以類似的方式，第二子層16-2與第二片材12-2相對應。在某些具體實例中，第二片材12-2之第二光學材料均勻地提供在整個第二子層16-2中。在由圖2G提供之實例中，由第一子層16-1及第二子層16-2提供之光學特性在相對於蓋結構16與LED晶片24之間的界面的垂直方向及相對於界面的橫向方向兩者上皆不同。
圖3為根據本發明之原理包括提供在LED晶片24上方的蓋結構16之LED封裝46的剖面視圖。LED晶片24可安裝在基台48上。LED晶片24可安裝至且電耦接至一或多個電跡線50-1、50-2，該等電跡線提供在基台48上。在某些具體實例中，LED晶片24可經覆晶安裝，使得LED晶片24之陽極及陰極安裝至電跡線50-1、50-2中之不同者且與其電耦接。在某些具體實例中，電跡線50-1、50-2及基台48可體現為支撐LED晶片24之引線框架結構。另外，電過應力裝置52可安裝至且電耦接至電跡線50-1、50-2中之一或多者，以提供對電流或電壓超過LED晶片24之最大額定值的電過應力事件的保護。電過應力裝置52可包含靜電放電（ESD）晶片，諸如齊納二極體。
LED晶片24之作用區域產生的光本質上可為全向的，且LED封裝典型地經設計為具有經配置以將來自作用區域之光重定向朝向所要發射方向的特徵。舉例而言，圖3之LED封裝46的所要發射方向可與LED晶片24與基台48或電跡線50-1、50-2之間的界面垂直。在某些具體實例中，光改變材料54可經配置在LED晶片24之周邊邊緣周圍，以將光反射或以其他方式重定向朝向所要發射方向。在各種組態中，光改變材料54可包含光改變粒子，諸如懸浮或嵌入在黏合劑（諸如矽酮或環氧樹脂）內之熔融矽石、熱解矽石、氧化鋅、氧化鉭、氧化鋯、氧化鈮、氧化釔、鋁土、玻璃珠及TiO 2中之一或多者。
進一步參考圖3，蓋結構16可安裝或以其他方式附接在LED晶片24上方，且蓋結構16之至少一些周邊邊緣可由光改變材料54環繞。如所說明，蓋結構16可提供有根據針對圖1A至圖1D所描述之製作程序形成的子層16-1至16-4。以此方式，子層16-1至16-4中之每一者可包含具有不同負載量或濃度之光學材料。在某些具體實例中，光學材料包含相同的螢光材料，該螢光材料以在蓋結構16中自子層16-4朝向子層16-1以數量逐漸遞減的方式提供。藉由將較高數量的螢光材料配置更靠近於LED晶片24，可實現用於此類螢光材料之熱的經改良熱耗散，從而改良LED封裝46之使用壽命。另外，將較高數量的螢光材料配置為更靠近於LED晶片24可進一步藉由提供經改良的發射角度內色彩來進一步改良LED封裝46之發射均勻性。雖然說明四個子層16-1至16-4，但所揭示的原理適用於任何數目個子層，包括自2至10的範圍，或自2至8的範圍，或自2至6個子層的範圍。
圖4為類似於圖3之LED封裝46但包括在遠離LED晶片24之方向上逐漸遞增數量的螢光材料的LED封裝56的剖面視圖。以此方式，每一子層16-1至16-4中之螢光材料加載的次序可與圖3相反，使得最高數量的螢光材料經配置離LED晶片24最遠。藉由將最高數量的螢光材料定位在蓋結構16之外表面處或附近，與螢光材料之光相互作用相關聯的光散射可在LED封裝56之發光表面處增加。就這一點而言，對於某些應用，LED封裝56可展現經改良發射均勻性及色彩混合。
圖5為類似於圖3之LED封裝46但在一或多個子層16-1至16-4中包括不同螢光材料的LED封裝58的剖面視圖。藉由應用上文針對圖1A至圖1D所描述之製作程序，子層16-1至16-4中之不同子層可提供有不同的螢光材料，該等螢光材料提供具有不同峰值光發射之波長轉換。在某些具體實例中，最靠近於LED晶片24配置之子層16-4與其他子層相比可包含提供在最高峰值波長範圍內之轉換波長的螢光材料。舉例而言，子層16-4可包含紅色螢光材料，子層16-3可包含黃色螢光材料，且子層16-2可包含綠色螢光材料。子層16-1可不含螢光材料，或子層16-1可包含與子層16-2、16-3不同數量的黃色及/或綠色螢光材料。在某些具體實例中，蓋結構16內之螢光材料的峰值波長範圍經配置以隨著在遠離LED晶片24之方向上的距離的遞增而逐漸遞減。紅色螢光材料可具有與黃色或綠色螢光材料之發射光譜重疊的激發光譜。如此，最初可藉由黃色或綠色螢光材料轉換的光隨後可藉由紅色螢光材料再次轉換，從而限制發射效率。就這一點而言，LED封裝58可藉由在黃色及綠色螢光材料與LED晶片24之間提供紅色螢光材料以便減少黃色/綠色波長之光與紅色螢光材料之間的相互作用而展現經改良發射效率。
圖6為類似於圖5之LED封裝58的用於其中子層16-1包含光散射粒子及/或光漫射粒子的具體實例的LED封裝60的剖面視圖。在某些具體實例中，子層16-1可包括光散射材料而不含螢光材料。如所說明，子層16-1被設置為蓋結構16之最頂部子層。以此方式，子層16-1之外表面形成LED封裝60之發光表面。藉由在子層16-1中提供光散射及/或光漫射粒子之光學材料，來自LED晶片24之光的波長及已由子層16-2至16-4之螢光材料轉換之光的波長可在自LED封裝60射出之前遇到子層16-1中之增強的散射及/或漫射。就這一點而言，來自LED封裝60之聚合發射可展現出經改良色彩混合。
儘管上文針對圖3至圖6所描述之具體實例提供可分佈遍及各種子層之光學材料，但本發明之原理適用於子層內之光學材料之其他配置。舉例而言，上文針對圖2A至圖2G所描述之製作步驟可用於提供蓋結構，其中一或多個子層包括光學材料子區域。就這一點而言，圖7至圖10下文提供了LED封裝之各種實例，其包括組態有光學材料子區域的至少一個子層。
圖7為類似於圖3之LED封裝46且包括具有光學材料子區域的至少一個子層的LED封裝62的剖面視圖。在圖7中，子層16-1可橫向細分為多個子區域16-1'、16-1''，該等子區域配置有不同的光學特性。舉例而言，子區域16-1'可包含螢光材料且子區域16-1''可不含螢光材料。在某些具體實例中，子區域16-1'可由子區域16-2''橫向環繞，使得子區域16-1'在LED晶片24上方居中對準。以相似方式，子層16-2可橫向細分為多個子區域16-2'、16-2''，該等子區域配置有不同的光學特性。在某些具體實例中，子區域16-2'包含與子區域16-1'相同的螢光材料且子區域16-2''可不含螢光材料。子層16-3、16-4可提供有如先前針對圖3所描述之一定量的螢光材料。如所說明，子區域16-2'形成有小於下伏子層16-3、16-4之橫向寬度的橫向寬度，且子區域16-1'形成有小於子區域16-2''之橫向寬度的橫向寬度。以此方式，蓋結構16內之螢光材料的橫向寬度可在遠離LED晶片24之方向上減小。在某些應用中，此組態可藉由減少沿著蓋結構16之周邊的波長轉換來為LED封裝62提供經改良角度內色彩均勻性。在各種具體實例中，子層16-1至16-4之螢光材料可根據上文針對圖3至圖6所描述之任何組態來配置。
圖8為類似於圖7之LED封裝62的LED封裝64的剖面視圖，且其中子區域16-1''及16-2''包括光散射粒子及/或光漫射粒子。藉由在分別環繞相關聯子區域16-1'及16-2'的子區域16-1''及16-2''中提供光散射及/或光漫射粒子的光學材料，來自LED晶片24之光及由子層16-1至16-4中之任一者中之螢光材料轉換之光可以高發射角展現經改良散射，從而提供對角度內色彩均勻性的進一步改良。在進一步具體實例中，光散射及/或光漫射粒子亦可提供在子區域16-1'及16-2'中，但與子區域16-1''及16-2''相比量減少。如此，蓋結構16之子層16-1、16-2中之一或多者可包括橫向或水平變化的光學材料（例如，螢光材料及光散射及/或光漫射粒子）配置。在各種具體實例中，子層16-1至16-4之螢光材料可根據上文針對圖3至圖6所描述之任何組態來配置。以此方式，蓋結構16可包括各種光學材料之垂直及水平變化配置。
圖9為類似於圖6之LED封裝60的LED封裝66的剖面視圖，且其中子層16-1包括子區域16-1'、16-1''且光散射及/或光漫射粒子僅提供在子區域16-1''中。如先前針對圖6所描述，子層16-4可包括紅色螢光材料，子層16-3可包括黃色螢光材料，且子層16-2可包括綠色螢光材料。藉由僅在橫向環繞子區域16-1'之子區域16-1''中提供光散射及/或光漫射粒子，沿著蓋結構16之周邊部分可提供來自LED晶片24之光與紅色、黃色及綠色的螢光材料的經改良色彩混合，以實現經改良的角度內色彩均勻性。
圖10為類似於圖6之LED封裝60且其中一或多個子層16-2、16-3包括橫向或水平變化的螢光材料的LED封裝68的剖面視圖。在圖10中，子層16-3之第一子區域16-3'包括第一螢光材料且子層16-2之第一子區域16-2'包括不同螢光材料。子層16-3之橫向環繞第一子區域16-3'的第二子區域16-3''可包括在成分上不同於第一及第二螢光材料或在成分上與第一及第二螢光材料中之一者相同但具有不同負載量的另一螢光材料。舉例而言，子區域16-3'可包含黃色螢光材料，子區域16-2'可包含綠色螢光材料，且子區域16-2''及16-3''中之一或多者可與子區域16-3'相比包含負載減少的黃色螢光材料。藉由在子層16-2、16-3中之一或多者的周邊周圍提供減少數量的黃色螢光材料，可進一步使角度內色彩及/或色彩混合滿足LED封裝68之所要發射特性。在某些具體實例中，子層16-4可包含紅色螢光材料且子層16-1可包含光散射及/或光漫射粒子。
雖然上述具體實例提供了包括螢光材料及/或光散射及/或光漫射粒子之垂直及/或水平變化的光學材料的各種配置，但本發明之原理亦適用於提供具有垂直及/或水平變化的折射率特性的蓋結構。就這一點而言，主體材料及/或主體材料的添加劑可自片材至片材或在某些片材內變化，這些片材可在所得蓋結構中提供不同的折射率特性。在某些具體實例中，添加劑可包括與主體材料（諸如玻璃膠及/或陶瓷材料）混合的散射粒子，諸如TiO 2、ZnO及ZrO 2中之一或多者。
圖11為類似於圖3之LED封裝46但其中子層16-1至16-4中之一或多者包括相對於彼此不同的折射率特性的LED封裝70的剖面視圖。在圖11中，子層16-1被設置有第一折射率n1，子層16-2被設置有第二折射率n2，子層16-3被設置有第三折射率n3，且子層16-4被設置有第四折射率n4。在某些具體實例中，每一折射率n1至n4包含彼此不同的折射率。舉例而言，最靠近於LED晶片24之折射率n4可包含最高值，而離LED晶片24最遠的折射率n1可包含最低值。可為折射率n2及n3提供自n4逐漸減小至n1的中間值。以此方式，可為蓋結構16提供變化的折射率值，其在自LED晶片24朝向蓋結構16上面的空氣界面之方向上減小，以減少全內反射且增強亮度。舉例而言，在特定具體實例中，n1、n2、n3及n4的折射率值可包含值1.5、1.55、1.6及1.65。另外，子層16-1至16-4中之一或多者亦可包括如先前所描述之螢光材料。舉例而言，子層16-4可包含螢光材料，而子層16-1至16-3中之一或多者可不含螢光材料。
圖12為類似於圖11之LED封裝70的用於其中LED封裝72不含螢光材料且其中子層16-1至16-4中之一或多者相對於彼此包括不同折射率特性的具體實例的LED封裝72的剖面視圖。以此方式，LED封裝72可被設置成與圖11之LED封裝70相同，但不存在任何螢光材料。此類組態可為未經受波長轉換之LED封裝70提供發射。舉例而言，LED晶片24可體現為提供單色發射（例如，藍色、綠色或紅色及其他色彩）的單個LED晶片。在其他實例中，LED晶片24可在基台48上體現在蓋結構16下方的多個LED晶片，其中多個LED晶片中之一或多者被設置以提供不同的單色發射（例如，藍色、綠色及紅色以及其他色彩之一或多個組合）。在更進一步的實例中，LED晶片24可體現為包括複數個作用區域的單體式LED晶片。複數個作用區域可部分地或完全地穿過單體式LED晶片來界定。
圖13為類似於圖11之LED封裝70的用於其中子層16-1至16-4中之多者包括彼此不同的螢光材料且子層16-1至16-4中之至少一者包括光散射及/或光漫射材料的具體實例的LED封裝74的剖面視圖。在圖13所說明之具體實例中，子層16-1至16-4可以與圖6所描述方式類似的方式組態。就這一點而言，子層16-4可包含紅色螢光材料，子層16-3可包含黃色螢光材料，子層16-2可包含綠色螢光材料，且子層16-1可包含光散射及/或光漫射材料。藉由從LED晶片24附近的n4至蓋結構16之發射表面附近的n1提供逐漸遞減的折射率值，可實現內反射的減少、亮度的增強及色彩混合的增強。
圖14為類似於圖11之LED封裝70的用於其中折射率值亦可在子層16-1至16-3中之一或多者內橫向變化的具體實例的LED封裝76的剖面視圖。在圖14中，子層16-1之子區域16-1'提供有第二折射率n2，且橫向環繞子區域16-1'之子區域16-1''提供有第一折射率n1。另外，子層16-3可包含第四折射率n4且子層16-2可包含第三折射率n3。舉例而言，在某些具體實例中，n1、n2、n3及n4的折射率值可包含穩態分級值（例如，1.5、1.55、1.6及1.65）。藉由沿著蓋結構16之周邊及靠近LED封裝76之外部提供最低折射率n1，蓋結構16內之橫向發射光可經重定向朝向所要發射方向，如在圖14中之疊加箭頭所示。
已描述提供具有水平及/或垂直變化的光學材料的蓋結構的本發明之具體實例，該等光學材料由壓製及燒製之前的片材的組態判定。在另外具體實例中，水平及/或垂直變化的光學材料可藉由在蓋結構之壓製及燒製之後發生的製作步驟來提供。舉例而言，蓋結構可經受選擇性移除蓋結構之一或多個部分的減法程序，諸如微機械加工、圖案化蝕刻、雷射蝕刻及其類似物。此類選擇性移除步驟可單獨提供或與不同的片材配置組合提供，以在所得蓋結構中提供不同的光學材料。選擇性移除步驟可在蓋結構附接至對應LED封裝之前或之後執行。在某些具體實例中，蓋結構可附接至LED封裝，且然後可表徵來自LED封裝之發射的亮度及/或均勻性。在表徵之後，可選擇性地移除蓋結構之一或多個部分以裁適或改善發射特性。
圖15為類似於圖7之LED封裝62的LED封裝78的剖面視圖，其中蓋結構16之一或多個橫向部分已經選擇性地移除。如所說明，子層16-2之橫向寬度小於子層16-3及16-4之橫向寬度，且子層16-1之橫向寬度甚至小於子層16-2之橫向寬度。在某些具體實例中，子層16-1至16-4中之每一者在蓋結構16之燒製之後可包含相同的橫向寬度。在一或多個後續步驟中，可選擇性地移除子層16-1及16-2中之每一者的橫向部分。舉例而言，可將微機械加工、圖案化蝕刻、雷射蝕刻及其類似物中之一或多者施加於蓋結構16以到達如圖15中所說明的最終結構。蓋結構16之部分的選擇性移除可在蓋結構16附接至LED封裝78之前或之後執行。
圖16為類似於圖15之LED封裝78的LED封裝80的剖面視圖，其中蓋結構16之一或多個部分已經選擇性地移除以在蓋結構16之表面中形成一或多個特徵82。一或多個特徵82可包含開口或井，其中蓋結構16之局部部分已自蓋結構16之表面選擇性地移除。取決於LED封裝80之所要發射特性，一或多個特徵82可提供在蓋結構16之橫向部分中及/或沿著蓋結構16之中心部分。雖然一或多個特徵82經說明為延伸穿過子層16-1及16-2，但一或多個特徵82可在蓋結構16內延伸至不同深度且特徵82中之不同特徵可延伸至彼此不同的深度。就這一點而言，蓋結構16能夠經精確地調諧以在蓋結構16最初形成之後提供目標發射特性。
在前述圖1A、圖2G及圖3至圖16中任一者中所說明之LED晶片24可體現任何數目個LED晶片組態，包括單個LED晶片、多個LED晶片及單體式LED晶片。對於多個LED晶片具體實例，LED晶片中之每一者可被設置以提供具有相同峰值波長或複數個不同峰值波長的發射以提供多色LED封裝。對於單體式LED晶片具體實例，例示性單體式LED晶片可包括自共同作用區域界定的複數個作用區域。複數個作用區域可部分地穿過單體式LED晶片界定，使得LED晶片之一或多個部分為複數個作用區域提供共同結構。在其他具體實例中，複數個作用區域可完全穿過單體式LED晶片來界定。就這一點而言，圖17及圖18經提供以說明多個LED晶片及單體式LED晶片組態的各種組態。
圖17為類似於圖3之LED封裝46的用於其中LED晶片24為單體式LED晶片的具體實例的LED封裝84的剖面視圖。如圖17中所說明，LED晶片24可經細分為多個LED區域24-1至24-4。LED區域24-1至24-4可體現LED晶片24之個別部分，該等部分包括整個LED晶片24之單獨界定的發射接面。可部分地穿過LED晶片24界定多個凹部或切割道86以界定LED區域24-1至24-4。如所說明，切割道86經配置以部分地延伸穿過LED晶片24，從而留下在LED區域24-1至24-4之間連續的LED晶片24的至少一部分。舉例而言，連續部分可包括生長基板的部分及/或與生長基板毗鄰的磊晶結構的下部部分。多個電跡線50可經配置在基台48上。在某些具體實例中，電跡線50可為LED區域24-1至24-4中之每一者形成單獨的陽極觸點及陰極觸點，以使得LED區域24-1至24-4可為單獨可定址的。在某些具體實例中，切割道86可填充有光改變材料54以提供經改良對比度且減少LED區域24-1至24-4之間的光學串擾。就這一點而言，LED封裝84可極好適用於像素化LED應用，其中LED區域24-1至24-4中之每一者可形成個別像素。雖然蓋結構16以如針對圖3所描述之方式相似的方式說明，但圖17之蓋結構可體現在圖3至圖16中任一者中之任何先前所描述之蓋結構，此取決於所要發射特性。
圖18為類似於圖17之LED封裝84的用於其中可穿過LED晶片24之整個厚度形成切割道86的具體實例的LED封裝88的剖面視圖。以此方式，LED區域24-1至24-4中之每一者可體現LED晶片24之完全細分的區域。在某些具體實例中，此可藉由使切割道86完全延伸穿過LED晶片24來提供LED區域24-1至24-4之間的進一步經改良對比度及減少的光學串擾。在更進一步的具體實例中，切割道86可完全填充有光改變材料54以提供LED區域24-1至24-4之間的對比度的額外改良。在其他具體實例中，切割道86可在LED區域24-1至24-4之間形成氣隙，該等氣隙提供折射率界面，此亦可改良LED區域24-1至24-4中之個別LED區域之間的光學收縮及銳度。圖18亦可體現包括多個非單體式形成的LED晶片的組態。舉例而言，LED區域24-1至24-4中之每一者可體現為單獨形成的LED晶片，該等LED晶片彼此緊密靠近地安裝在基台48上，其中在其之間界定切割道86。雖然蓋結構16以如針對圖3所描述之方式相似的方式說明，但圖18之蓋結構可體現在圖3至圖16中任一者中之任何先前所描述之蓋結構，此取決於所要發射特性。
圖19為類似於圖18之LED封裝88的用於其中凹部及/或開口92形成在與切割道86配準的蓋結構16中的具體實例的LED封裝90的剖面視圖。開口92可在蓋結構16安裝至LED封裝90之前或之後形成。就這一點而言，如最初由切割道86界定的LED區域24-1至24-4中之每一者之間的邊界可部分或完全延伸穿過蓋結構16，從而提供對LED區域24-1至24-4中之個別者之間的光學收縮及銳度的進一步改良。在某些具體實例中，開口92經配置以完全延伸穿過蓋結構16，而在其他具體實例中，開口92可僅部分地延伸穿過蓋結構16。開口92可形成氣隙，該等氣隙在蓋結構16內提供折射率界面，此可改良下伏LED區域24-1至24-4中之個別LED區域之間的光學收縮及銳度。在其他具體實例中，在蓋結構16及開口92經提供在LED封裝90中之後，開口92及/或對應的切割道86可填充有光改變材料。根據任何先前所描述具體實例的蓋結構可進一步包括各種形狀，該等形狀被設置以改良光提取及/或變更對應LED封裝之發射圖案。各種形狀包括傾斜邊緣或側壁及/或蓋結構的各種非平面發射表面。在更進一步的具體實例中，蓋結構可包括與其他LED封裝元件相對應的各種形狀。舉例而言，蓋結構可包括凹部及/或遮光區域，其與可為光吸收之其他LED封裝元件相對應，包括電過應力裝置，諸如ESD晶片及/或齊納二極體。
圖20為類似於圖3之LED封裝46且其中蓋結構16形成有一或多個傾斜邊緣96的LED封裝94的剖面視圖。傾斜邊緣96可形成蓋結構16之非垂直側壁。在某些具體實例中，傾斜邊緣96可藉由應用具有斜角切割邊緣的鋸片來形成，以單粒化蓋結構16。傾斜邊緣96可提供將發光重定向朝向所要發射方向之斜角表面。在某些具體實例中，光改變材料54可覆蓋傾斜邊緣96。在其他具體實例中，光改變材料54可僅部分地覆蓋傾斜邊緣96，從而提供在光改變材料上面延伸以提供光提取表面的傾斜邊緣之至少一部分。如在圖20中所說明，傾斜邊緣96可使蓋結構16自靠近LED晶片24之較寬寬度錐形化至靠近LED封裝94外部的較窄寬度。若期望不同的發射圖案，則可顛倒錐形，使得傾斜邊緣96使蓋結構16自靠近LED晶片24之較窄寬度錐形化至靠近LED封裝94外部的較寬寬度。
圖21為類似於圖3之LED封裝46且其中蓋結構16形成有用於光提取之紋理表面100的LED封裝98的剖面視圖。如所說明，紋理表面100可配置為蓋結構16之最頂部表面。紋理表面100可藉由蝕刻程序（諸如反應離子蝕刻）形成，其將紋理表面100提供為隨機且非平面表面，從而減少來自LED晶片24之光的內部反射。
圖22為類似於圖3之LED封裝46且其中蓋結構16形成有用於光提取之紋理表面104的LED封裝102的剖面視圖。通過減少來自LED晶片24的光的內反射實例，圖案化表面104可以起到與圖21之紋理表面100類似的目的。圖案化表面104可藉助藉由圖案化遮罩或微遮罩的蝕刻程序、模製程序及/或壓製或衝壓程序形成。
圖23為類似於圖3之LED封裝46且其中蓋結構16形成為具有與LED封裝106之非發光元件相對應的形狀的LED封裝106的剖面視圖。在某些具體實例中，蓋結構16可經定大小以亦覆蓋LED封裝106之其他非發光元件，諸如電過應力裝置52。此可減少自LED封裝106外部出現電過應力裝置52。在某些具體實例中，電過應力裝置52可具有在LED晶片24上面延伸的高度或厚度。舉例而言，可在將LED晶片24安裝至基台48之後移除LED晶片24之生長基板。因此，LED晶片24上之蓋結構16之附接表面可較之電過應力裝置52之頂表面更靠近於基台48。就這一點而言，蓋結構16可形成有與電過應力裝置52相對應的凹部108，使得蓋結構16可沿著低於電過應力裝置52之頂表面的水平面附接至LED晶片24。在某些具體實例中，蓋結構16亦可包括與電過應力裝置52配準的光改變區域110。光改變區域110可延伸穿過子層16-1至16-4中之一或多者。在某些具體實例中，光改變區域110可包含將來自LED晶片24及/或蓋結構16之光重定向遠離電過應力裝置52的光反射材料。在進一步具體實例中，LED晶片24中之多個者可提供在基台48上在電過應力裝置52之相對側上，且蓋結構16可相應地經塑形以適應下伏LED晶片與電過應力裝置52之任何失配高度。如所說明，蓋結構16可包含對應於基台48之橫向寬度的橫向寬度。在某些具體實例中，蓋結構16自較大片材的單粒化可在附接至基台48之後執行。因此，可在單個分離步驟中將蓋結構16及基台48一起自較大面板單粒化。在某些具體實例中，光改變材料54可提供在蓋結構16與在LED晶片24及電過應力裝置52之安裝區域之外的基台48的部分之間。在此類具體實例中，在單步單粒化之後的LED封裝106的一或多個側壁可包括蓋結構16、光改變材料54及基台48之側壁。
可設想，任何前述態樣及/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。
熟習此項技術者將認識到對本發明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:第一製作步驟 12-1:前驅物材料片材/片材 12-2:前驅物材料片材/片材 12-3:前驅物材料片材/片材 12-4:前驅物材料片材/片材 14:第二製作步驟 16:蓋結構 16-1:區域/子層 16-1':第一區域 16-1'':第二區域 16-2:區域/子層 16-2':子區域 16-2'':子區域 16-3:區域/子層 16-3':第一子區域 16-3'':子區域 16-4:區域/子層 18:第三製作步驟 20:垂直分離線 22:第四製作步驟 24:發光二極體（LED）晶片 24-1:LED區域 24-2:LED區域 24-3:LED區域 24-4:LED區域 26:第一製作步驟 28:特徵 30:第二製作步驟 32:開口/井 34:第三製作步驟 36:第一光學材料 38:第四製作步驟 40:第五製作步驟 42:第六製作步驟 44:第七製作步驟 46:LED封裝 48:基台 50:電跡線 50-1:電跡線 50-2:電跡線 52:電過應力裝置 54:光改變材料 56:LED封裝 58:LED封裝 60:LED封裝 62:LED封裝 64:LED封裝 66:LED封裝 68:LED封裝 70:LED封裝 72:LED封裝 74:LED封裝 76:LED封裝 78:LED封裝 80:LED封裝 82:特徵 84:LED封裝 86:凹部/切割道 88:LED封裝 90:LED封裝 92:凹部/開口 94:LED封裝 96:傾斜邊緣 98:LED封裝 100:紋理表面 102:LED封裝 104:紋理表面 106:LED封裝 108:凹部 110:光改變區域 n1:第一折射率 n2:第二折射率 n3:第三折射率 n4:第四折射率
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]說明用於形成用於發光二極體（LED）應用的蓋結構的第一製作步驟的剖面視圖，其中提供多個具有彼此不同的光學配置之前驅物材料片材以提供具有不同光學材料之蓋結構。
[圖1B]說明在第二製作步驟的剖面視圖，其中圖1A之多個片材經壓製在一起並且燒製以形成蓋結構。
[圖1C]說明在第三製作步驟的剖面視圖，其中蓋結構經單粒化（singulate）。
[圖1D]說明第四製作步驟的剖面視圖，其中蓋結構以具有LED晶片之光接收配置提供。
[圖2A]說明在用於形成LED應用的蓋結構的第一製作步驟的剖面視圖，其中第一前驅物材料片材經圖案化具有特徵，該等特徵可用於用光學材料形成蓋結構，該光學材料可在垂直及/或水平組態方面不同。
[圖2B]為第二製作步驟的透視圖，其中將第一片材在圖2A之特徵的輪廓內的部分移除以在片材中形成開口或井。
[圖2C]為第三製作步驟的透視圖，其中井填充有第一光學材料，該第一光學材料具有與片材之其餘部分不同的光學特性。
[圖2D]為第四製作步驟的透視圖，其中具有填充井的第一片材在經壓製在一起之前提供在第二片材上。
[圖2E]為第五製作步驟的透視圖，其中第一及第二片材經壓製在一起並且燒製以形成蓋結構。
[圖2F]說明在第六製作步驟的剖面視圖，其中蓋結構可經單粒化。
[圖2G]說明在第七製作步驟的剖面視圖，其中蓋結構以具有LED晶片之光接收配置提供。
[圖3]為包括提供在LED晶片上方之蓋結構的LED封裝的剖面視圖，其中蓋結構在遠離LED晶片之方向上包括數量逐漸遞減的螢光材料。
[圖4]為類似於圖3之LED封裝的LED封裝的剖面視圖，其中蓋結構包括在遠離LED晶片之方向上逐漸遞增數量的螢光材料。
[圖5]為類似於圖3之LED封裝但在蓋結構之一或多個子層中包括不同螢光材料的LED封裝的剖面視圖。
[圖6]為類似於圖5之LED封裝的用於其中光散射粒子及/或光漫射粒子包括在蓋結構之子層中之一或多者的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖7]為類似於圖3之LED封裝並且包括具有光學材料子區域的至少一個子層的LED封裝的剖面視圖。
[圖8]為類似於圖7之LED封裝並且其中一或多個子區域包括光散射粒子及/或光漫射粒子的LED封裝的剖面視圖。
[圖9]為類似於圖6之LED封裝且其中一個子層包括多個子區域並且光散射及/或光漫射粒子提供在並非全部的子區域中的LED封裝的剖面視圖。
[圖10]為類似於圖6之LED封裝且其中一或多個子層包括橫向或水平變化的螢光材料的LED封裝的剖面視圖。
[圖11]為類似於圖3之LED封裝但其中一或多個子層包括相對於彼此不同的折射率特性的LED封裝的剖面視圖。
[圖12]為類似於圖11之LED封裝的用於其中LED封裝不含螢光材料並且其中子層中之一或多者相對於彼此包括不同折射率特性的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖13]為類似於圖11之LED封裝的用於其中子層中之多者包括彼此不同的螢光材料並且子層中之至少一者包括光散射及/或光漫射材料的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖14]為類似於圖11之LED封裝的用於其中折射率值亦可在子層中之一或多者內橫向變化的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖15]為類似於圖7之LED封裝的LED封裝的剖面視圖，其中蓋結構之一或多個橫向部分已經選擇性地移除。
[圖16]為類似於圖15之LED封裝的LED封裝的剖面視圖，其中蓋結構之一或多個部分已經選擇性地移除以在蓋結構之表面中形成一或多個特徵。
[圖17]為類似於圖3之LED封裝的用於其中LED晶片為具有界定LED晶片之個別LED部分的切割道的單體式LED晶片的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖18]為類似於圖17之LED封裝的用於其中可穿過LED晶片之整個厚度形成切割道的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖19]為類似於圖18之LED封裝的用於其中凹部及/或開口形成在與切割道配準的蓋結構中的具體實例的LED封裝的剖面視圖。
[圖20]為類似於圖3之LED封裝並且其中蓋結構形成有一或多個傾斜邊緣的LED封裝的剖面視圖。
[圖21]為類似於圖3之LED封裝並且其中蓋結構形成有用於光提取之紋理表面的LED封裝的剖面視圖。
[圖22]為類似於圖3之LED封裝並且其中蓋結構形成有用於光提取之經圖案化表面的LED封裝的剖面視圖。
[圖23]為類似於圖3之LED封裝並且其中蓋結構形成為具有與LED封裝之非發光元件相對應的形狀的LED封裝的剖面視圖。
16:蓋結構
16-1:區域/子層
16-2:區域/子層
16-3:區域/子層
16-4:區域/子層
24:發光二極體(LED)晶片
46:LED封裝
48:基台
50-1:電跡線
50-2:電跡線
52:電過應力裝置
54:光改變材料

Claims (42)

  1. 一種發光二極體（LED）封裝，其包含： 基台； 至少一個LED晶片，其位於該基台上；及 蓋結構，其位於該至少一個LED晶片上，其中該蓋結構包含： 第一子層，其包含第一光學材料之第一配置；及 第二子層，其包含第二光學材料之第二配置，其中該第一配置不同於該第二配置。
  2. 如請求項1之LED封裝，其中該蓋結構包含玻璃及陶瓷中之至少一者的主體材料。
  3. 如請求項2之LED封裝，其中該第一光學材料及該第二光學材料包含以下各項中之一或多者：螢光材料、具有與該主體材料不同的折射率之材料、光散射材料及光漫射材料。
  4. 如請求項1之LED封裝，其中： 該第一子層配置在該至少一個LED晶片與該第二子層之間；且 該第一光學材料及該第二光學材料包含相同的螢光材料，其中該第一子層之該第一配置包含比該第二子層之該第二配置更高的數量的螢光材料。
  5. 如請求項4之LED封裝，其中該蓋結構進一步包含第三子層及第四子層，該第三子層及該第四子層各自包含該螢光材料，且該螢光材料沿遠離該至少一個LED晶片之方向以數量遞減的方式配置在該蓋結構中。
  6. 如請求項1之LED封裝，其中： 該第一子層配置在該至少一個LED晶片與該第二子層之間； 該第一光學材料包含第一螢光材料； 該第二光學材料包含不同於該第一螢光材料之第二螢光材料。
  7. 如請求項6之LED封裝，其中該第一螢光材料被設置以提供比該第二螢光材料更長的一峰值波長。
  8. 如請求項6之LED封裝，其進一步包含不含螢光材料的至少一個額外子層。
  9. 如請求項8之LED封裝，其中該至少一個額外子層包含光散射粒子。
  10. 如請求項1之LED封裝，其中該第二光學材料配置在該第二子層之第一子區域中。
  11. 如請求項10之LED封裝，其中該第二子層之該第一子區域之橫向寬度小於該蓋結構之橫向寬度。
  12. 如請求項10之LED封裝，其中該第二子層之該第一子區域由該第二子層之第二子區域橫向環繞。
  13. 如請求項12之LED封裝，其中該第二子區域包含光散射材料且不含螢光材料。
  14. 如請求項12之LED封裝，其中該第二子層之該第二子區域包含該第一光學材料。
  15. 如請求項1之LED封裝，其中該至少一個LED晶片為單體式LED晶片，該單體式LED晶片包含該單體式LED晶片之複數個個別LED區域。
  16. 如請求項15之LED封裝，其中複數個切割道經界定至少部分地穿過該單體式LED晶片，並且界定該複數個個別LED區域。
  17. 如請求項16之LED封裝，其中該複數個切割道至少部分地填充有光改變材料。
  18. 如請求項16之LED封裝，其中該該蓋結構形成與該複數個切割道配準的複數個開口。
  19. 如請求項1之LED封裝，其中該蓋結構包含傾斜邊緣。
  20. 如請求項1之LED封裝，其中該蓋結構之表面包含非平面發射表面。
  21. 如請求項1之LED封裝，其進一步包含位於該基台上之非發光元件，該基台具有的高度大於該至少一個LED晶片之高度，其中該蓋結構形成與該非發光元件配準的凹部。
  22. 一種發光二極體（LED）封裝，其包含： 基台； 至少一個LED晶片，其位於該基台上；及 蓋結構，其位於該至少一個LED晶片上，其中該蓋結構包含： 第一子層，其位於該蓋結構內，其中該第一子層包含第一螢光材料；及 第二子層，其位於該蓋結構內，其中該第二子層包含不同於該第一螢光材料之第二螢光材料。
  23. 如請求項22之LED封裝，其進一步包含不含螢光材料的至少一個額外子層。
  24. 如請求項23之LED封裝，其中該至少一個額外子層包含光散射粒子。
  25. 如請求項22之LED封裝，其中該第二螢光材料配置在該第二子層之第一子區域中。
  26. 如請求項25之LED封裝，其中該第二子層之該第一子區域之橫向寬度小於該蓋結構之橫向寬度。
  27. 如請求項25之LED封裝，其中該第二子層之該第一子區域由該第二子層之第二子區域橫向環繞。
  28. 如請求項27之LED封裝，其中該第二子區域包含光散射材料且不含螢光材料。
  29. 如請求項27之LED封裝，其中該第二子層之該第二子區域包含該第一螢光材料。
  30. 如請求項22之LED封裝，其中該至少一個LED晶片為單體式LED晶片，該單體式LED晶片包含該單體式LED晶片之複數個個別LED區域。
  31. 如請求項30之LED封裝，其中複數個切割道經界定至少部分地穿過該單體式LED晶片，並且界定該複數個個別LED區域。
  32. 如請求項31之LED封裝，其中該複數個切割道至少部分地填充有光改變材料。
  33. 一種方法，其包含： 提供第一片材，該第一片材包含前驅物材料及第一光學材料之第一配置； 提供第二片材，該第二片材包含該前驅物材料及第二光學材料之第二配置，該第二光學材料之該第二配置不同於該第一光學材料之該第一配置； 將該第一片材與該第二片材一起壓製及燒製以形成蓋結構，該蓋結構包含嵌入在該蓋結構內之該第一配置及該第二配置；及 將該蓋結構附接在發光二極體（LED）晶片上方。
  34. 如請求項33之方法，其中該前驅物材料包含玻璃膠及陶瓷材料中之至少一者，其在壓製及燒製之後形成用於該蓋結構之主體材料。
  35. 如請求項34之方法，其中該第一光學材料及該第二光學材料包含以下各項中之一或多者：螢光材料、具有與該主體材料不同的折射率之材料、光散射材料及光漫射材料。
  36. 如請求項33之方法，其中該第一光學材料及該第二光學材料包含相同的螢光材料，且該第一配置包含比該第二配置更高的數量的該螢光材料。
  37. 如請求項33之方法，其中該第一光學材料及該第二光學材料包含不同的螢光材料。
  38. 如請求項33之方法，其進一步包含在將該蓋結構附接在該LED晶片上方之前減少該蓋結構之厚度。
  39. 如請求項33之方法，其中該第一配置包含該第一片材之包含該第一光學材料之子區域。
  40. 如請求項39之方法，其進一步包含在該第一片材中形成井及用該第一光學材料填充該井以在將第一片材與第二片材一起壓製及燒製之前形成該子區域。
  41. 如請求項33之方法，其進一步包含選擇性地移除該蓋結構之一或多個部分。
  42. 如請求項41之方法，其中在該蓋結構附接在該LED晶片上方之後選擇性地移除該蓋結構之該一或多個部分。
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