[发明专利]低光学损失倒装芯片固态照明设备

说明书

倒装芯片LED(200)结合了多层反射器和沿着邻近于半导体层(211，212)的内表面(204)图案化(207)的透光基板(205)。多层反射器包括金属层(232)和包含导电过孔(231)的电介质层(230)。多层反射器的各部分在被钝化材料(240)覆盖的同时可以包围在包括有源区域(215)的LED台面(219)周围。图案化基板与多层反射器能够共同减少光学损失。接近于LED芯片的边缘的透光倒角材料能够实现利用发光材料的充分覆盖。芯片因焊料材料和/或接触的增加厚度而被升高，并且当反射性材料存在基台上时，芯片可以减少发光损失。用于利用发光材料涂覆芯片的方法包括下列一种或多种：成角度的喷涂、喷涂之前的倒角形成、模板岛状涂覆、以及可释放的胶带涂覆。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月1日提交的美国临时专利申请号62/235,908的优先权，通过引用将上述临时专利申请的全部内容结合在此，犹如在本文中完整阐述一样。

技术领域

本公开涉及包括发光二极管的固态照明设备，其包括致力于一种具有高反射性反射镜的固态发光设备的实施方式以及结合了发光材料的实施方式。

背景技术

在消费者和商业应用两者中，诸如发光二极管(LED)等固态发光器的使用日益增长。LED技术的进步已经导致具有长使用寿命的高效率并且机械稳健的光源。相应地，现代LED已经能够支持各种各样的新显示应用并且正在日益增长地应用于一般照明应用，通常替代白炽光源和荧光光源。

LED是将电能转换成光的固态设备并且一般包括布置在相反掺杂的n型与p型层之间的一个或多个半导体材料有源层(或有源区域)。当跨接掺杂层施加偏压时，则将空穴和电子注入到一个或多个有源层中，在一个或多个有源层中，空穴与电子再结合而产生诸如可见光或紫外线发射等发射。例如，可以由碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝、和/或砷化镓基材料和/或有机半导体材料制造有源区域。通过有源区域产生的光子在所有方向上发射。

通常，希望以最高的光发射效率操作LED，通过与输出功率有关的发射强度(例如，以每瓦特的流明为单位)能够测量最高光发射效率。增强发射效率的实际目标是使得在光的期望传输方向上对通过有源区域发射的光的提取最大化。LED的光提取和外部量子效率受多种因素的限制，包括内反射。根据斯涅尔定律的易于理解的推断，到达LED表面与周围环境之间的表面(界面)的光子将被折射或内反射。如果光子反复地进行内反射，则该光子最终将被吸收并且永不提供从LED射出的可见光。

为了增加光子射出LED的机会---特别是其中透明基板代表暴露的发光表面的倒装芯片设备---已经发现，图案化、粗糙化、或通过其他方式纹理化透明基板来提供变化表面是有用的，变化表面使折射的概率高于内反射，并且由此增强光提取。下列共同转让的美国专利中阐述了用于在LED的外表面上设置表面特征的示例性(但不限于)技术和结构，在此通过引用将其结合在此：美国专利号7,829,906；7,211,803；6,888,167；6,821,804；6,791,119；6,747,298；以及6,657,236。尽管该方法能够使用，然而，其实际采用至少局限于在特定的背景下。例如，机械方法会引入应力或致使波动材料破损，并且就位置方面而言，还可能受限于采用该方法的的制造顺序。就其位置方面而言，化学(例如，照相平板印刷蚀刻)方法也可能受制造顺序的限制，以避免后续LED芯片制造过程中的未对准和/或微特征损坏，和/或如果在芯片制造之后执行蚀刻，则避免与LED芯片层的化学不兼容性。