[发明专利]具有模制波长转换层的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及波长转换的发光装置。

背景技术

包括发光二极管（LED）、共振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光器二极管（VCSEL）、以及边缘发射激光器的半导体发光装置是目前可以利用的最有效的光源。目前在制造能够跨越可见光谱范围工作的高亮度发光装置中所感兴趣的材料系统包括III-V族半导体，特别是，镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，其也被称为III族氮化物材料。典型地，III族氮化物发光装置通过借助于有机金属化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、或者其它外延技术在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物、或者其它合适衬底上外延生长具有不同组分和掺杂浓度的半导体层的堆叠来制作。堆叠通常包括：在衬底上形成的、掺杂有例如Si的一个或者多个n型层，在n型层或者多个n型层上形成的有源区中的一个或者多个发光层，以及在有源区上形成的、掺杂有例如Mg的一个或者多个p型层。在n型区和p型区上形成电接触。

图1图示了在US 7,352,011中更详细描述的LED，其通过引用并入于此。LED10安装在支撑结构上（图1中未示出）。内部的透镜64模制到LED10上方。透镜64以如下方式形成：具有透镜64的形状的模具被设置在LED10上方。模具可以衬有非粘性薄膜。模具填充有合适的透明热固性液体透镜材料，例如，硅树脂或者环氧树脂。真空密封在支撑结构的边缘和模具之间生成，并且两部件彼此压靠，以使得每个LED管芯10被插入液体透镜材料中，并且透镜材料被压缩。模具然后被加热到大约150摄氏度（或者其它合适的温度）持续一段时间以使透镜材料硬化。支撑结构然后与模具分离。在独立的模制步骤中（使用具有更深和更宽凹口的模具），任何厚度的外部磷光体/硅树脂外壳66直接在内部透镜64上方形成。外部透镜68可以通过使用另一个模具来在磷光体/硅树脂外壳66上方形成，以进一步地成形光束。

发明内容

本发明的目的是提供一种在柔性薄膜中的波长转换材料，其被模制到光源上方。在一些实施例中，波长转换材料的厚度可以被严格控制。

在本发明的实施例中，包括波长转换材料的柔性薄膜设置在光源上方。柔性薄膜符合预定的形状。在一些实施例中，光源是安装在支撑衬底上的发光二极管。二极管与模具中的凹口对齐，以使得柔性薄膜布置在支撑衬底和模具之间。透明模制材料布置在支撑衬底和模具之间。支撑衬底和模具被压在一起，以使得模制材料填充凹口。柔性薄膜符合光源或者模具的形状。

附图说明

图1图示了安装在支撑结构上并覆盖有模制透镜的现有技术的LED。

图2图示了布置在模具和安装在支撑衬底上的多个LED之间的柔性波长转换薄膜。

图3图示了布置在安装在支撑衬底上的LED和衬着（lining）模具的波长转换薄膜之间的模制材料。

图4图示了模制到LED上方的透镜内部的图3的模制材料。

图5图示了在去除模具之后的图4的结构。

图6图示了在去除支撑薄膜之后的图5的结构。

图7图示了设置在安装在支撑衬底上的LED上方的柔性波长转换薄膜。

图8图示了翻转并且设置在模具上方的图7的结构。

图9图示了布置在波长转换薄膜和模具之间的模制材料。

图10图示了被模制到LED上方的透镜中的图9的模制材料。

图11图示了在去除模具之后的图10的结构。

图12图示了设置在安装在支撑衬底上的LED下面的第一波长转换薄膜以及设置在模具上方的第二波长转换薄膜。

图13图示了布置在图13中所图示的两个波长转换薄膜之间的模制材料。

图14图示了形成在LED上方的透镜中的图13的模制材料。

图15图示了在去除模具之后的图14的结构。

图16图示了在去除支撑薄膜之后的图15的结构。

具体实施方式

在图1中所图示的装置中，使用了三个模具，第一模具用于形成透明层64、第二个较大的模具用于形成磷光体层66，以及第三个更大的模具用于形成透明层68。磷光体层66的厚度确定例如由装置所发射的光的色温的特征。磷光体层66的厚度可以基于与磷光体模具的对齐的变化来变化，其会非理想地改变所发射光的特征。例如，磷光体层66可以在100μm厚的范围中。磷光体模具的模具对齐公差可以在30-50μm的范围内。相对于磷光体目标厚度的高模具对齐公差可以引起磷光体厚度的变化，其非理想地偏移由装置所发射的光的色点（color point）。