發(fā)光設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開實(shí)施例設(shè)及一種發(fā)光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED)是半導(dǎo)體器件，其利用化合物半導(dǎo)體的特性將電轉(zhuǎn)換為 紅外光或紫外線，W使能信號(hào)的發(fā)送/接收，或者其被用作光源。
[0003] 由于其物理和化學(xué)特性，第III-V族氮化物半導(dǎo)體作為發(fā)光器件的核屯、材料而引 人注目，發(fā)光器件諸如為L邸或激光二極管（LD)。
[0004] L邸或LD不包括諸如為巧光燈和白識(shí)燈泡的傳統(tǒng)照明設(shè)備所使用的諸如為隸 化g)的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，并且因此是非常環(huán)保的，而且具有若干優(yōu)點(diǎn)，諸如長壽命和低功 耗。因此，傳統(tǒng)光源正在被L邸或LD迅速取代。
[0005] 特別地，使用運(yùn)些發(fā)光器件的領(lǐng)域正在擴(kuò)大至包括例如車頭燈和閃光燈 (fIashli曲t)。包括發(fā)光器件的發(fā)光設(shè)備需要具有例如良好的光提取效率和散熱效果，并 且對(duì)減小尺寸和減小重量的發(fā)光設(shè)備的需求在持續(xù)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 由于良好的光提取效率和散熱效果，實(shí)施例提供一種具有提高的可靠性的發(fā)光設(shè) 備。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光設(shè)備包括至少一個(gè)光源；波長轉(zhuǎn)換器，被配置為轉(zhuǎn)換從所述 光源發(fā)射的光的波長；反射器，被配置為反射具有在所述波長轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換的所述波長的 光W及具有未轉(zhuǎn)換波長的光；W及折射構(gòu)件，布置在所述反射器與所述波長轉(zhuǎn)換器之間的 光通道空間中，所述折射構(gòu)件被配置為出射被反射的光。
[0008] 例如，所述折射構(gòu)件可W包括：圓形第一表面，被布置為面向所述反射器；第二表 面，具有被布置為面向所述波長轉(zhuǎn)換器的第一部分；W及第=表面，用于出射所述被反射的 光。
[0009] 例如，所述發(fā)光設(shè)備還可W包括基底襯底，被布置為與所述反射器相對(duì)且其間插 入有所述折射構(gòu)件，或者與所述折射構(gòu)件相對(duì)且其間插入有所述反射器。所述基底襯底可 W與所述折射構(gòu)件接觸。
[0010] 例如，所述基底襯底可W包括彼此相鄰的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域?qū)?應(yīng)于排除所述第二區(qū)域的區(qū)域、或者面向所述折射構(gòu)件的所述第二表面排除第一部分的第 二部分的區(qū)域，并且所述第二區(qū)域可W對(duì)應(yīng)于布置所述波長轉(zhuǎn)換器的區(qū)域。
[0011] 例如，所述基底襯底的所述第二區(qū)域可W包括用于從所述光源發(fā)射的所述光通過 的第一通孔，并且所述波長轉(zhuǎn)換器可W位于所述第一通孔中。所述第一通孔相對(duì)于所述折 射構(gòu)件的所述第=表面可W更靠近所述折射構(gòu)件的所述第一表面。
[0012] 例如，所述反射器可W包括用于從所述光源發(fā)射的所述光通過的第二通孔。所述 反射器可W具有與所述折射構(gòu)件的所述第=表面接觸的一端和與所述基底襯底接觸的另 一端，并且從所述第二通孔到所述反射器的所述一端的第一距離可W大于從所述第二通孔 到所述反射器的所述另一端的第二距離。所述基底襯底的所述第二區(qū)域可W包括用于布置 所述波長轉(zhuǎn)換器的凹槽。所述發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在所述波長轉(zhuǎn)換器與所述基底襯底 之間的凹槽中的第二反射層。所述第二反射層可W是附著于所述波長轉(zhuǎn)換器或所述基底襯 底的膜或涂層。所述波長轉(zhuǎn)換器可W布置在所述基底襯底的所述第二區(qū)域上W便是可旋轉(zhuǎn) 地W面向所述第二通孔。
[0013] 例如，所述光源可W與所述波長轉(zhuǎn)換器或所述反射器間隔10 ym或更大的距離。
[0014] 例如，所述發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在所述折射構(gòu)件的至少一部分所述第二部分 與所述基底襯底的所述第一區(qū)域之間的第一反射層。所述第一反射層可W是附著于所述波 長轉(zhuǎn)換器的所述第二部分或所述基底襯底的第一區(qū)域的膜或涂層。
[0015] 例如，所述發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在所述光源與所述第一通孔或第二通孔之間 的透光層。所述透光層可W包括具有1或2的折射率的材料。
[0016] 例如，為了允許由折射構(gòu)件折射的光在平行于波長轉(zhuǎn)換器的法線方向上穿行，可 W調(diào)整波長轉(zhuǎn)換器的旋轉(zhuǎn)角或從光源到第二通孔的光的入射角中的至少一個(gè)。
[0017] 例如，折射構(gòu)件的第二部分或基底襯底的第一區(qū)域中的至少一個(gè)可W具有圖案。
[0018] 例如，所述圖案可包括半球形、圓形、圓錐形、截頭圓錐形、金字塔形、截頭金字塔 形、倒圓錐形或者倒金字塔形中的至少一個(gè)。
[0019] 例如，該圖案可包括圓形、點(diǎn)形、晶格形、水平線形、豎直線形或環(huán)形中的至少一 個(gè)。
[0020] 例如，反射器和折射構(gòu)件可W彼此整合在一起。 陽02U 例如，折射構(gòu)件可W包括AI2O3單晶、A120 3或SiO 2玻璃中的至少一種。折射構(gòu)件 可W包括具有從IW/mK的至50W/mK范圍內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)的材料。折射構(gòu)件可W包括具有從20K 到400K范圍內(nèi)參考溫度的材料。折射構(gòu)件的第一表面可W具有拋物線形狀，并且所述折射 構(gòu)件的所述第一表面和第二表面可W具有拋物線形狀。在運(yùn)種情況下，折射構(gòu)件的第一表 面可W具有與作為中屯、的所述第二表面雙邊對(duì)稱的橫截面形狀。
[0022] 例如，發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在折射構(gòu)件的第=表面上的抗反射膜。
[0023] 例如，反射器可W包括非球面、自由形態(tài)彎曲表面、菲涅耳透鏡或者全息光學(xué)元件 中的至少一個(gè)。
[0024] 例如，折射構(gòu)件的第S表面可W包括平面、彎曲表面、非球面、全內(nèi)反射表面或自 由形態(tài)彎曲表面中的至少一個(gè)。
[00巧]例如，反射器、第一反射層和第二反射層中的至少一個(gè)可W具有從60%到100% 范圍內(nèi)的反射率。
[00%] 例如，反射器可W包括涂覆在折射構(gòu)件的第一表面上的金屬層。
[0027] 例如，波長轉(zhuǎn)換器可W包括巧光體、發(fā)光巧光體、陶瓷巧光體和YAG單晶中的至少 一種。波長轉(zhuǎn)換器可W是PIG型、多晶型或單晶型。其波長已經(jīng)在波長轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換的光可 W具有從3000K至9000K范圍內(nèi)的色溫。波長轉(zhuǎn)換器的第一折射率可W是在從1. 3至2. 0 的范圍內(nèi)。 陽02引例如，折射構(gòu)件的第二表面可W具有從IOmm至IOOmm范圍內(nèi)的直徑。其波長已經(jīng) 被波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的光的光譜半高寬的面積與折射構(gòu)件的第二表面或第=表面的面積的 比例可W在從0.001至I的范圍內(nèi)。
[0029] 例如，發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在折射構(gòu)件的第二表面的第一部分與波長轉(zhuǎn)換器 之間的第一粘合部。第一粘合部可W包括燒結(jié)或賠燒聚合物、Al2〇3或Si〇2中的至少一種。
[0030] 例如，發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在折射構(gòu)件的第二表面的第二部分與基底襯底的 第一區(qū)域之間的第二粘合部。
[0031] 例如，光源可W包括發(fā)光二極管或激光二極管中的至少一種。光源可W發(fā)射波段 在400nm至500nm范圍內(nèi)的光。光源可W發(fā)射具有IOnm或更小光譜半高寬的光，并且被引 入波長轉(zhuǎn)換器的光的光譜半高寬可W為Inm或更小。
[0032] 例如，至少一個(gè)光源可W包括多個(gè)光源，并且該發(fā)光設(shè)備還可W包括用于安裝光 源的電路板。發(fā)光設(shè)備還可W包括附著于電路板的后表面或基底襯底的后表面的散熱器。 用于安裝光源的電路板的表面可W是平面、彎曲表面或球面。
[0033] 例如，該至少一個(gè)光源可W包括多個(gè)光源，并且該發(fā)光設(shè)備還可W包括被配置成 聚焦從光源發(fā)射的光的至少一個(gè)第一透鏡，W便將光發(fā)射至第一通孔或第二通孔。
[0034] 例如，發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在第一透鏡與所述第一通孔或第二通孔之間的第 一反射鏡。
[0035] 例如，發(fā)光設(shè)備還可W包括布置在光源與至少一個(gè)第一透鏡之間的棱鏡、第二反 射鏡或二向色涂層。
【附圖說明】
[0036] 參照下面的附圖可W詳細(xì)描述布置和實(shí)施例，附圖中類似的附圖標(biāo)記指代類似的 元件，并且其中：
[0037] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的立體圖；
[0038] 圖2是沿圖1所示的發(fā)光設(shè)備的線1-1'截取的剖視圖；
[0039] 圖3是圖2所示發(fā)光設(shè)備的分解剖視圖；
[0040] 圖4A是示出根據(jù)第一折射率的光提取效率的曲線圖；
[0041] 圖4B是示出根據(jù)折射率之差的光提取效率變化的曲線圖；
[0042] 圖5A至圖5G是圖2示出的部分"B"的實(shí)施例的放大部分剖視圖；
[0043] 圖6A至圖6G是解釋基底襯底的第一區(qū)域的上表面或折射構(gòu)件的第二表面的第二 部分上的二維圖案的實(shí)施例的視圖； W44] 圖7A至圖7D是圖2示出的部分"C"的實(shí)施例的放大部分剖視圖；
[0045] 圖8是圖1至圖3示出的折射構(gòu)件的立體圖；
[0046] 圖9是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的立體圖；
[0047] 圖10是沿圖9所示的發(fā)光設(shè)備的線II-II'截取的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；
[0048] 圖11是圖10所示發(fā)光設(shè)備的分解剖視圖；
[0049] 圖12是沿圖9所示的發(fā)光設(shè)備的線II-II'截取的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；
[0050] 圖13是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0051] 圖14是圖13所示發(fā)光設(shè)備的分解剖視圖；
[0052] 圖15是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0053] 圖16是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0054] 圖17是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0055] 圖18是根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0056] 圖19是根據(jù)一個(gè)應(yīng)用不例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0057] 圖20是根據(jù)另一個(gè)應(yīng)用示例的發(fā)光設(shè)備的剖視圖；
[0058] 圖21是示出在根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備被應(yīng)用至車頭燈的情況下光的照度分布的 視圖；化及
[0059] 圖22A和圖22B是根據(jù)實(shí)施例解釋用于制造折射構(gòu)件的方法的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例W幫助理解實(shí)施例。然而，可W W各 種方式改變實(shí)施例，并且實(shí)施例的范圍不應(yīng)該被解釋為限于W下的描述。運(yùn)些實(shí)施例旨在 為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供更完整的說明。
[0061] 在運(yùn)些實(shí)施例的W下描述中，應(yīng)該理解，當(dāng)每個(gè)元件被稱為形成在另一元件"之 上"或"之下"時(shí)，它可W直接位于運(yùn)另一個(gè)元件"之上"或"之下"，或者在它們之間間接形 成有一個(gè)或多個(gè)中間元件。另外，還將會(huì)理解的是，位于元件"之上"或"之下"可能意味著 元件的向上方向和向下方向。
[0062] 另外，說明書和權(quán)利要求中的相對(duì)性術(shù)語"第一"、"第二"、"上"、"下"等可W被用 來在任何一個(gè)實(shí)體或元件與其他實(shí)體或元件之間進(jìn)行區(qū)分，而不一定用于描述實(shí)體或元件 之間的任何物理或邏輯關(guān)系或特定的順序。
[0063] 在附圖中，為了清楚和方便起見，每層（或每個(gè)部分）的厚度或尺寸可W被夸大、 省略或示意性示出。另外，每個(gè)構(gòu)成元件的尺寸并不完全反映其實(shí)際尺寸。 W64] 下文中，將參照附圖描述根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備IOOA至1001。為方便起見，盡管 將使用笛卡爾坐標(biāo)系（包括X-軸、y-軸和Z-軸）來描述發(fā)光設(shè)備IOOA至1001，但是當(dāng)然 也可W使用其他坐標(biāo)系進(jìn)行描述。另外，雖然笛卡爾坐標(biāo)系中的X-軸、y-軸和Z-軸是相互 垂直的，但是實(shí)施例并不限于此。目P，X-軸、y-軸和Z-軸可W相互交叉而不是相互垂直。 W65] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備IOOA的立體圖，圖2是沿圖1所示的發(fā)光設(shè)備 IOOA的線1-1'截取的剖視圖，并且圖3是圖2所示發(fā)光設(shè)備IOOA的分解剖視圖。在圖1 中省略了圖2和圖3中示出的透光層180。
[0066] 一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光設(shè)備IOOA可W包括光源110、波長轉(zhuǎn)換器120、反射器130A、折 射構(gòu)件140A、襯底150A、第一反射層160、第一粘合部170和透光層180。
[0067] 光源110用于發(fā)射光。雖然光源110可W包括發(fā)光二極管（LED)或激光二極管 (LD)中的至少一種，但是實(shí)施例不限制光源110的種類。
[0068] 通常，LED的視角比LD的視角更寬。因此，具有比LED更窄視角的LD在將光引入 第一通孔PTl方面可能是有利的。然而，在能夠減小視角的光學(xué)系統(tǒng)（未示出）位于光源 110(即LED)與第一通孔PTl之間的情況下，光學(xué)系統(tǒng)可W減小從LED發(fā)射的光的視角，W 便將光引入第一通孔PT1。因此，LED可W用作光源110。 W例在圖1的情況下，雖然僅僅示出一個(gè)光源110,但是實(shí)施例不限制光源110的數(shù)量。 也就是說，可W設(shè)置多個(gè)光源110。