[发明专利]制造包括多重序列发光体层的发光器件的方法以及如此制造的器件

说明书

发明背景

这里描述的各种实施例涉及发光器件以及，更具体地涉及在其上包括发光体层的固态发光器件。

发光二极管（“LED”）是能够产生光的公知固态发光源。LED一般包括可以在半导体或者非半导体衬底（例如蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓或砷化镓衬底）上外延生长的多个半导体层。在这些外延层中形成一个或者多个半导体p-n结。当在p-n结两端施加足够电压时，n型半导体层中的电子和p型半导体层中的空穴朝着p-n结流动。由于电子和空穴朝向彼此流动，电子中的一些将与空穴“碰撞”并且复合。当这种情况发生时，发射光的光子以产生光。由LED产生的光的波长分布一般取决于使用的半导体材料和构成器件“有源区”（即，电子和空穴复合的区域）的薄外延层的结构。

LED通常具有紧密围绕“峰值”波长（即，LED的辐射发射光谱达到其由光电检测器检测到的最大值的单波长）的窄波长分布。例如，典型LED的光谱功率分布可以具有例如大约10-30nm的全宽，其中宽度是以最大照度的一半测量的（称为半峰全宽或“FWHM”宽度）。相应地，LED往往由它们的“峰”波长标识，或者可选地由它们的“主”波长标识。LED的主波长是具有与人眼感知的由LED发射的光相同表观颜色的单色光波长。由于主波长考虑了人眼对于光的不同波长的灵敏度，因此主波长不同于峰波长。

由于大多数LED是看起来发射具有单一颜色的光的几乎单色光源，因此为了提供产生白光的固态发光器件，使用了包括发射不同颜色光的多个LED的LED灯。在这些器件中，由单独的各LED发射的光的不同颜色组合以产生期望强度和/或颜色的白光。例如，通过同时给红色、绿色和蓝色发光LED通电，根据红色、绿色和蓝色源的相对强度，得到的组合光可以呈现白色或近白色。

也可以通过用发光体材料围绕单色LED来产生白光，该发光体材料将由LED发射的光的一些转换为其它颜色的光。由与发光体材料发射的不同颜色光一起穿过发光体材料的单色LED发射的光的组合可以产生白色或者近白色光。例如，单个发射蓝光LED（例如，由氮化铟镓和/或氮化镓制成）可以与黄色荧光体、聚合物或者染料，例如掺铈钇铝石榴石（其具有化学式Y₃Al₅O₁₂:Ce，并且通常被称为YAG:Ce））组合使用，该掺铈钇铝石榴石“下转换”由LED发射的蓝光中的一些的波长，将其颜色改变为黄色。由氮化铟镓制成的蓝色LED可以显示出高效率（例如，外量子效率高达60%）。在蓝色LED/黄色荧光体灯中，蓝色LED芯片产生主波长为大约450-460纳米的发射，并且响应于发射蓝光，荧光体产生峰值波长为大约550纳米的黄色荧光。蓝光中的一些穿过荧光体（和/或在荧光体颗粒之间）没有被下转换，而光的相当大一部分被荧光体吸收，该荧光体被激发并且发射黄光（即，蓝光被下转换为黄光）。蓝光和黄光的组合可以对观察者呈现白色。这种光通常在颜色上被感知为冷白色。在另一个方式中，可以通过用多色荧光体或者染料围绕LED，将来自发射紫光或紫外光LED的光转换为白光。在任一种情况下，还可以添加发射红光的荧光体颗粒（例如，基于荧光体的CaAlSiN3（“CASN”））以改善光的显色性，即，使光显得更“温暖”，特别是当单色LED发射蓝光或者紫外光时。

如上所述，荧光体是一类已知的发光体材料。荧光体可以指在一个波长处吸收光并且以可见光谱中的不同波长重新发射光的任何材料，而不管吸收和重新发射之间的延迟及有关的波长。相应地，可以在此使用术语“荧光体”以指有时称作荧光和/或磷光的材料。一般地，荧光体可以吸收具有第一波长的光并且重新发射具有不同于第一波长的第二波长的光。例如，“下转换”荧光体可以吸收具有较短波长的光并且再发射具有较长波长的光。

LED用于许多应用，包括，例如，用于液晶显示器的背光、指示灯、汽车前灯、手电筒、特殊照明应用以及在一般照明和光照应用中作为传统白炽和/或荧光照明的替代。

发明内容

通过提供包括从其表面突出的第一导电基座的发光二极管（“LED”），根据此处描述的各种实施例制造发光器件。可以以晶片或者芯片的形式提供LED。在表面上，包括在第一导电基座上涂覆第一发光体层。减薄第一发光体层以暴露第一导电基座。在暴露的第一导电基座上形成第二导电基座。在第一发光体层和第二导电基座上涂覆第二发光体层。减薄第二发光体层以暴露第二导电基座。

在一些实施例中，使用不同发光体层涂覆方法执行第一发光体层的涂覆和第二发光体层的涂覆。在其它实施例中，相同的方法，例如注射器或者喷嘴分布可以用于涂覆第一和第二发光体层。