CN114556557A - 用于改进发光二极管中输出通量的光学耦合层 - Google Patents

用于改进发光二极管中输出通量的光学耦合层 Download PDF

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Abstract

光学耦合结构（505={505A；505B}）设置在miniLED或microLED阵列的半导体LED（102）的光输出表面（102D）上，以便于将由半导体LED发射的光耦合通过光输出表面。光学耦合结构包括嵌入或涂覆有薄层材料（505B）的光散射颗粒（505A）和/或空气空隙（705），该薄层材料的折射率接近形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率或者与形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率匹配。

Description

用于改进发光二极管中输出通量的光学耦合层
相关申请的优先权要求
本申请要求2020年10月8日提交的美国申请No.17/066266、2019年10月9日提交的美国申请No.16/597455、和2020年2月14日提交的欧洲申请No.20157448.0的优先权。所述申请中的每一个都以其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及发光二极管和磷光体转换发光二极管。
背景技术
半导体发光二极管和激光二极管（在本文中统称为“LED”）是当前可用的最有效的光源之一。LED的发射光谱通常在由该器件的结构和由其构成的半导体材料的组分所确定的波长处表现出单一的窄峰。通过合适地选择器件结构和材料体系，LED可以被设计为在紫外、可见、或红外波长处来操作。
LED可以与吸收由LED发射的光并作为响应发射更长波长的光的一种或多种波长转换材料（在本文中一般称为“磷光体”）组合。对于这种磷光体转换LED（“pcLED”），由LED发射的被磷光体吸收的光的份额取决于由LED发射的光在光路上的磷光体材料的量，例如取决于设置在LED上或LED周围的磷光体层中磷光体材料的浓度以及该层的厚度。
可以将磷光体转换LED设计为使得LED发射的所有光都被一种或多种磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射完全来自磷光体。在这种情况下，例如，可以选择磷光体以在狭窄的光谱区域内发射光，该光不由LED直接有效地产生。
替代地，可以将pcLED设计为使得由LED发射的光的仅一部分被磷光体吸收，在该情况下，来自pcLED的发射是由LED发射的光和由磷光体发射的光的混合。通过合适地选择LED、磷光体、和磷光体组分，可以将这样的pcLED设计成发射例如具有期望的色温和期望的显色特性的白光。
可以在单个衬底上一起形成多个LED，以形成阵列。这种阵列可以用来形成有源照明显示器，诸如在智能手机和智能手表、计算机或视频显示器、或者标牌中采用的那些。每毫米具有一个或几个或许多单独器件的阵列（例如，大约一毫米、几百微米或小于100微米的器件间距，以及相邻器件之间小于100微米或者仅几十微米或更小的间隔）通常被称为miniLED阵列（100微米至一毫米）或microLED阵列（替代地，μLED阵列；100微米或更小）。这种miniLED或microLED阵列在许多实例中还可以包括如上所述的磷光体转换器；这种阵列可以被称为pc-miniLED阵列或pc-microLED阵列。
发明内容
本说明书公开了设置在半导体miniLED或microLED阵列的光输出表面上的光学耦合结构，以便于由阵列中的每个半导体LED发射的光通过其对应光输出表面耦合到外部环境中、或者耦合到miniLED或microLED阵列的另一个光学元件或部件中。光学耦合结构包括嵌入或涂覆有薄层材料的光散射颗粒和/或空气空隙，该薄层材料的折射率接近形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率或者与形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率匹配。
在一个方面中，这种光学耦合结构可以设置在pc-miniLED阵列或pc-microLED阵列中，在阵列的半导体LED的光输出表面和波长转换结构（例如，磷光体层）之间并且与阵列的半导体LED的光输出表面和波长转换结构（例如，磷光体层）接触，以便于将由阵列中的每个半导体LED发射的光通过其对应光输出表面耦合到波长转换结构中。
在另一方面中，miniLED或microLED阵列可以包括在阵列中的LED的光输出表面和光学耦合结构之间的薄保护层。相对于用来形成光学耦合结构的试剂或反应条件，这种保护层可以是惰性的或难熔的。
在参考附图中所图示及以下书面描述或所附权利要求中公开的示例实施例时，与LED、pcLED、miniLED和microLED阵列、以及pc-miniLED和pc-microLED阵列相关的目的和优点将变得清楚。
提供本发明内容是为了以简化形式介绍构思的选择，这些构思将在下文的具体实施方式中进一步描述。该发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
图1示出了示例pcLED的示意性截面视图。
图2A和图2B分别示出了pcLED示例阵列的示意性的截面视图和俯视图。图2C示出了示例miniLED或microLED阵列以及该阵列的3×3 LED的放大部分的示意性俯视图。图2D示出了单片地形成在衬底上的示例pc-miniLED或pc-microLED阵列的几个LED的透视图。
图3A示出了其上可以安装pcLED阵列的示例电子板的示意性俯视图，并且图3B类似地示出了安装在图3A的电子板上的pcLED示例阵列。
图4A示出了相对于波导和投影透镜布置的pcLED示例阵列的示意性截面视图。图4B示出了在没有波导的情况下与图4A的布置类似的布置。
图5示出了包括半导体LED、波长转换结构、以及设置在半导体LED和波长转换结构之间的光学耦合结构的一个示例pcLED的示意性截面视图。
图6示出了包括半导体LED、波长转换结构、以及设置在半导体LED和波长转换结构之间的光学耦合结构的另一示例pcLED的示意性截面视图。
图7示出了包括半导体LED、波长转换结构、以及设置在半导体LED和波长转换结构之间的光学耦合结构的另一示例pcLED的示意性截面视图。
图8示出了包括半导体LED、波长转换结构、以及设置在半导体LED和波长转换结构之间的光学耦合结构的另一示例pcLED的示意性截面视图。
图9A、图9B和图9C示意性地图示了用于制作图5的示例pcLED的示例方法中的步骤。
图10是将来自两种参考情况的pcLED的输出通量与包括如本文所述的示例光学耦合层的pcLED的输出通量进行比较的图表。
图11A、图11B和图11C示意性地图示了用于制作示例pcLED的示例方法中的步骤，该示例pcLED包括半导体LED和光学耦合结构之间的保护层。
图12是示出在LED和颗粒层之间具有和不具有保护层的LED的对比可靠性结果的图表。
所描绘的实施例仅为示意性地示出；所有的特征可能没有完全详细或以适当的比例示出；为了清晰起见，某些特征或结构可能相对于其他特征或结构被夸大或缩小，或者被完全省略；除非明确指示是按比例的，否则不应认为附图是按比例的。例如，相对于它们的侧向（lateral）程度或者相对于衬底或磷光体厚度，各个LED的垂直尺寸或层厚度可能被夸大。所示的实施例仅是示例，并且不应被解释为限制本公开或所附权利要求的范围。
具体实施方式
应该参照附图来阅读以下具体实施方式，其中遍及不同的图相同的附图标记指代类似的元件。不一定成比例的附图描绘了选择性实施例并且不旨在限制本发明的范围。具体实施方式通过示例的方式、不通过限制的方式说明了本发明的原理。
图1示出了单独的pcLED 100的示例，其包括设置在衬底104上的半导体二极管结构102（在本文中一起被认为是LED），和设置在LED上的波长转换结构（例如，磷光体层）106。半导体二极管结构102通常包括设置在n型层和p型层之间的有源区。跨半导体结构的合适的正向偏压的施加导致来自有源区的光发射。发射的光的波长由有源区的组分和结构确定。
例如，LED可以是III族氮化物LED，其发射蓝色、紫色或紫外光。也可以使用由任何其他合适的材料体系形成并且发射任何其他合适波长的光的LED。其他合适的材料体系可以包括例如III族磷化物材料、III族砷化物材料、和II-IV族材料。
取决于来自pcLED的期望的光学输出，可以使用任何合适的磷光体材料。
图2A-图2B分别示出了设置在衬底202上的pcLED 100的阵列200的截面视图和俯视图，每个pcLED 100包括磷光体像素106。这种阵列可以包括以任何合适方式布置的任何合适数量的pcLED。在所说明的示例中，该阵列被描绘为单片地形成在共享衬底上，但是替代地，可以由分开的各个pcLED形成pcLED阵列。衬底202可以可选地包括用于驱动LED的CMOS电路，并且可以由任何合适的材料形成。
如图3A-图3B中所示，pcLED阵列200可以安装在电子板300上，该电子板300包括电源和控制模块302、传感器模块304、和LED附接区306。电源和控制模块302可以接收来自外部源的电源和控制信号以及来自传感器模块304的信号，电源和控制模块302基于这些信号来控制LED的操作。传感器模块304可以从任何合适的传感器、例如从温度或光传感器接收信号。替代地，pcLED阵列200可以安装在与电源和控制模块以及传感器模块分开的板（未示出）上。
可选地，各个pcLED可以包含透镜或其他光学元件，或者布置成与透镜或其他光学元件组合，所述透镜或其他光学元件定位成与磷光体层相邻或者设置在磷光体层上。这种光学元件（图中未示出）可以称为“初级光学元件”。另外，如图4A-图4B中所示，pcLED阵列200（例如，安装在电子板300上）可以布置成与次级光学元件（诸如波导、透镜、或二者）组合，以在预期应用中使用。在图4A中，由pcLED 100发射的光被波导402收集并被导向投影透镜404。例如，投影透镜404可以是菲涅尔透镜。例如，此布置可以适用于在机动车头灯中使用。在图4B中，由pcLED 100发射的光直接被投影透镜404收集而没有使用介于中间的（intervening）波导。当pcLED可以间隔成足够靠近彼此时，此布置可以是特别合适的，并且也可以在机动车头灯以及相机闪光应用中使用。例如，miniLED或microLED显示应用可以使用与图4A-图4B中描绘的光学布置相似的光学布置。一般地，取决于期望的应用，可以将光学元件的任何合适的布置与本文描述的pcLED组合使用。
图1A可以在任何可应用的布置——诸如100乘100矩阵、200乘50矩阵、对称矩阵、非对称矩阵等——中包括超过10000个像素。还将理解，多个像素集合、矩阵、和/或板可以以任何可应用的格式布置，以实施本文公开的实施例。
尽管图2A和图2B示出了九个pcLED的3×3阵列，但此类阵列可以包括例如以102、103、104或更多个的量级的LED，例如如图2C中示意性所示。各个LED 911（即，像素）在阵列900的平面中可以具有例如小于或等于1毫米（mm）、小于或等于500微米、小于或等于100微米、或者小于或等于50微米的宽度w1（例如，边长）。阵列900中的LED 911可以通过在阵列900的平面中具有例如数百微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、或者小于或等于5微米的宽度w2的隔道（street）、巷道（lane）或沟槽913彼此隔开。像素间距D1是w1和w2之和。虽然所图示的示例示出了以对称矩阵布置的矩形像素，但是这些像素和阵列可以具有任何合适的形状或布置。多个分开的LED阵列可以以任何可应用的格式组合在任何合适的布置中。
阵列平面中的尺寸w1（例如边长）小于或等于约0.10毫米的LED通常被称为microLED，并且这种microLED的阵列可以被称为microLED阵列。阵列平面中的尺寸w1（例如边长）在大约0.10毫米和大约1.0毫米之间的LED通常被称为miniLED，并且这种miniLED的阵列可以被称为miniLED阵列。
LED、miniLED或microLED的阵列，或者此类阵列的各部分，可以形成为分段的单片结构，其中各个LED像素通过沟槽和/或绝缘材料彼此电气隔离。图2D示出了这种分段单片阵列1100的示例的透视图。该阵列中的像素由沟槽1130分开，该沟槽1130被填充以形成n型接触1140。单片结构生长或设置在衬底1114上。每个像素包括p型接触1113、p-GaN半导体层1112、有源区1111、和n-GaN半导体层1110。波长转换器材料1117可以沉积在半导体层1110（或其他可应用的介于中间的层）上。钝化层1115可以形成在沟槽1130内，以将n型接触1140的至少一部分与半导体的一个或多个层分开。n型接触1140或沟槽内的其他材料可以延伸到转换器材料1117中，使得n型接触1140或者其他结构或材料在像素之间提供完整的或部分的光学隔离屏障1120。
LED阵列中的各个LED（像素）可以是单独可寻址的，可以作为阵列中像素的组或子集的一部分而可寻址，或者可以不是可寻址的。因此，对于要求或受益于光分布的细粒度的（fine-grained）强度、空间和时间控制的任何应用，发光像素阵列都是有用的。这些应用可以包括但不限于来自像素块或各个像素的所发射光的精确的特殊图案化。取决于应用，发射的光可以是光谱上截然不同的、随时间自适应的、和/或环境响应的。发光像素阵列可以以各种强度、空间、或时间图案提供预编程的光分布。发射的光可以至少部分地基于接收的传感器数据并且可以用于光学无线通信。相关联的电子器件和光学器件可以在像素、像素块、或器件级别上截然不同。
本公开涉及光学耦合结构的制作和使用，该光学耦合结构可以改进发光二极管（例如磷光体转换发光二极管）的光提取和封装效率。在本公开中，光提取是指将半导体LED中生成的光耦合出半导体LED，例如耦合出半导体LED并进入波长转换结构（例如，进入磷光体层）。封装效率是指从波长转换结构中提取光作为来自pcLED的期望输出。例如，封装效率可以定义为从pcLED输出的光子数量与从半导体LED耦合到波长转换器中的光子数量的比率。
在III-V族（例如，AlInGaN和AlInGaP）LED中，将半导体LED发出的光耦合到外部环境（例如，空气）中或耦合到另一光学部件（例如，透镜或波长转换结构）中可能受到在半导体发光二极管与外部环境或其他光学部件之间的界面处发生的反射的限制。例如，如果半导体LED的输出表面是III-V族半导体（例如GaN、AlN、AlGaN、GaP、AlGaP、AlInGaP）表面——其具有比外部环境或其他光学元件显著更高的折射率——则该界面处的反射可能是显著的。在该界面反射回到半导体LED中的光可以在LED中吸收。
例如，在III族氮化物pcLED中，将来自半导体LED的光耦合到波长转换结构中可能受到在半导体发光二极管和波长转换结构之间的界面处发生的反射的限制。例如，如果半导体LED的输出表面是具有高折射率的III族氮化物（例如，GaN、AlN、AlGaN）层的表面，并且波长转换结构具有显著较低的折射率——包括分散在硅树脂粘结剂中的无机磷光体颗粒的波长转换结构通常就是这种情况——则在该界面处的反射可能是显著的。在该界面反射回到半导体LED中的光可以在LED中吸收，从而降低pcLED的整体效率。
此外，如果波长转换结构强烈散射，则从半导体LED耦合到波长转换结构中的光和在波长转换结构中发射的光可以散射回到半导体LED中并被吸收。这也降低了pcLED的整体效率。
一种用于增加将光耦合出半导体LED（例如，耦合到波长转换结构中）的常规方法是利用纹理对半导体LED的光输出表面进行图案化，该纹理减少了在半导体LED和波长转换器之间的界面处反射的光量。图案化可以例如通过在图案化的蓝宝石表面上生长半导体LED，并然后将图案化的蓝宝石表面与半导体LED分开来完成。与蓝宝石表面接触的半导体LED的表面被图案化，其纹理与图案化的蓝宝石表面的纹理互补。
在LED/转换器界面处使用图案化表面增加了制作的复杂性，并且如下所解释，与较大尺寸的器件相比，可能不太适合于miniLED或microLED架构。
如上所总结，本文所述的光学耦合结构设置在半导体LED的光输出表面上，以便于将光耦合出半导体LED。例如，这种光学耦合结构可以设置在半导体LED的光输出表面和波长转换结构之间并与半导体LED的光输出表面和波长转换结构接触，以便于将由半导体LED发射的光通过光输出表面耦合到波长转换结构中。
这些光学耦合结构包括嵌入或涂覆有薄层材料的光散射颗粒，该薄层材料的高折射率接近形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率或者与形成半导体LED的光输出表面的材料的折射率匹配。一般地，高折射率材料应当具有尽可能高的折射率，但是不高于或者不显著高于LED中半导体层在光输出表面处的折射率(对于GaN：2.5，对于AlInGaP：3.4)。高折射率材料可以具有例如2至2.5的折射率。高折射率材料的折射率可以与LED光输出表面的折射率相差例如小于或等于5%、小于或等于10%、小于或等于15%、小于或等于20%、或小于或等于25%。
高折射率材料的薄层的厚度可以例如大于或等于100纳米、或者大于或等于200纳米，并且小于或等于2微米、或者小于或等于5微米。高折射率材料层可以比散射颗粒的直径薄，在这种情况下，高折射率材料可以保形地涂覆光散射颗粒。替代地，高折射率材料层可以比光散射颗粒的直径厚，其中光散射颗粒嵌入在该层中。
高折射率材料可以包括Al2O3、HfO2、SiO2、Ga2O3、GeO2、SnO2、CrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5、V2O5、Y2O3和ZrO2中的一种或多种，或其组合。在半导体LED光输出表面由III族氮化物材料（诸如GaN）或AlInGaP材料形成的场合，这些材料可能特别合适。
光学耦合结构中的光散射颗粒可以是例如磷光体颗粒。替代地，光散射颗粒可以是折射率低于高折射率层的非发光颗粒。本公开认为高折射率层中的小体积空隙（例如，填充有空气）是这种非发光低折射率光散射颗粒的示例。光学耦合结构中的光散射颗粒可以包括磷光体颗粒和非发光颗粒的组合。光学耦合结构中的磷光体颗粒可以具有例如约2.0微米至约3.0微米、或约2.0微米至约4.0微米、或约2.0微米至约10微米的直径，并且可以例如由掺杂的YAG形成。光学耦合结构中的磷光体颗粒可以与波长转换结构中的磷光体颗粒具有相同的类型和相同的直径。可以使用任何合适的磷光体颗粒。
高折射率层中的空气空隙的直径或最大尺寸可以小于或等于约1.0微米（例如约0.20微米）。
垂直于半导体LED光输出表面测量的光学耦合结构505的总厚度可以例如大于或等于约0.20微米、或者大于或等于约1.0微米，并且小于或等于约2.0微米、或者小于或等于约5微米。
光学耦合结构中的高折射率材料——其与半导体LED输出表面的折射率匹配或接近匹配——使光学耦合结构中的散射颗粒与半导体LED输出表面光学接触，在散射颗粒和半导体LED之间没有介于中间的显著反射的界面。这使得散射颗粒能够起到类似于半导体LED输出表面的常规纹理的作用，将光耦合出半导体LED（并且例如，耦合到波长转换结构中），并且从而提高提取效率。对于pcLED，这类似于使半导体LED输出表面材料（例如GaN）延伸到波长转换结构中。
此外，对于pcLED，在波长转换结构中朝向半导体LED散射的光——在其中它可能被吸收——入射在光学耦合结构上。光学耦合结构中的散射颗粒将该光的至少一部分散射回到波长转换结构中。这提高了封装效率。
在包括如本文所述的光学耦合结构的LED和pcLED中，半导体LED光输出表面可以被图案化或不被图案化。如果被图案化，则图案化可以是微米尺度或纳米尺度的。一般地，光输出表面上不存在图案将不限制pcLED 102的性能，因为存在光学耦合层505。未图案化的光输出表面可能是优选的，因为平面（例如，未图案化的蓝宝石）衬底上的外延生长（即，“epi”）可以实现更薄的epi（例如，组合小于5微米、小于4微米、小于3微米或小于2微米的n型层、有源层和p型层），并因此通过减少管芯/epi吸收损耗的方式而实现更高的提取效率。此外，光学耦合层、和半导体LED的图案化光输出表面之间的折射率匹配使得光输出表面上的图案化在光学上无效。
本文所述的光学耦合结构一般可应用于各种架构的pcLED，但可能特别适用于miniLED或microLED架构（例如，诸如图2C和图2D的示例），这是由于它的以下具体挑战，诸如：
·由于高管芯损耗引起的低提取效率；
·由于需要更薄的epi引起的低提取效率，这是例如通过降低管芯/epi损耗、和/或需要将常规上用于最大化提取效率的表面纹理的大小降低到纳米尺度以便实现合适的表面后处理（例如，在GaN表面上沉积中介层栅格）所推动的；
·低封装效率（高散射转换器要求）；
·在高折射率层（例如GaN）中生成的光必须被提取到磷光体层中，该磷光体层的基质材料通常显著更低（高折射率对比度）。
下文关于图5至图8描述了光学耦合结构的示例。在这些示例中，pcLED 100包括半导体LED 102、波长转换结构（例如，磷光体层）106、和光学耦合结构505，并且在一些实例中可以代表miniLED或microLED阵列的单个LED。半导体LED 102包括设置在（多个）半导体层102B和（多个）半导体层102C之间的发光有源区102A。在操作期间，在有源区120A中发射的光透射通过层102C，入射在光输出表面102D上并透射通过光输出表面102D，并且通过光学耦合结构505耦合到波长转换结构106中。半导体LED 102可以是III族氮化物半导体LED，在这种情况下，光输出表面102D可以是例如GaN表面。示例光学耦合结构可以在没有波长转换结构的情况下类似地在LED的光输出表面上采用。
在图5的示例中，光学耦合结构505包括单层光散射颗粒505A，其保形地涂覆有高折射率材料505B的薄层505A。层505A与表面102D的材料折射率匹配或近似折射率匹配，并且使散射颗粒505A与表面102D良好地光学接触并与波长转换结构106良好地光学接触。光散射颗粒505A可以是磷光体颗粒，并且可以与波长转换结构106中的磷光体颗粒相同。颗粒505A可以具有例如约2微米至约4微米的直径。例如，层505B可以具有亚微米厚度。层505B可以包括空气空隙区域（未示出）以进一步促进散射。在该示例和以下示例中，如果光输出表面102D是GaN层的表面，则高折射率材料505B可以优选地是例如TiO2。
如图6中所图示的实施例中所示，层505B可以足够厚，以包含多层散射颗粒（例如，磷光体晶粒（grain）和/或空隙）。所得到的光学耦合结构505不应该太厚以至于不能实现整个波长转换器功能，因为层505B的高折射率基质不会允许磷光体颗粒中最有效的转换。
图7的实施例说明了耦合层包含空气空隙705作为散射颗粒、而非磷光体晶粒或除磷光体晶粒之外的情况。这些空气空隙应该是纳米尺度的（例如200纳米直径）。
如上所述，可以可选地对半导体LED光输出表面进行图案化，尽管这不是必需的。图8示出了如图7中的实施例，但是具有被图案化的表面102D。图案化可以是微米尺度或纳米（即亚微米）纳米的。纳米尺度的图案化可以与薄（例如，小于5微米厚）的epi结构一致，或者适合于在miniLED或microLED阵列中实施。同样如上所述，由于光学耦合层505的存在，未图案化的光输出表面不限制性能，该光学耦合层505用作促进高光出耦合的替代。平面衬底或纳米图案化蓝宝石衬底上的epi生长可以通过减少管芯/epi吸收损耗的方式来实现更薄的epi，并因此实现更高的提取效率。
图9A至图9C示意性地图示了具有光学耦合结构505的LED 102的制作，诸如结合到图5中所示的pcLED中。在图9A的截面视图中，单层磷光体颗粒505A沉积在半导体LED 102的光输出表面102D上。这可以以任何常规方式（例如通过沉降）进行。图9B示出了设置在表面102D上的磷光体颗粒505A的顶视图。尽管为了便于说明，颗粒被示出为以六边形阵列布置，但是可以使用任何合适的布置并且该布置不需要排序。
现参考图9C，高折射率材料505B可以通过例如原子层沉积（ALD）来沉积。通过ALD的沉积在颗粒505A和表面102D之间提供了良好的光学连接。ALD是一种脉冲化学气相沉积（CVD）工艺，它允许通过每个循环施加一个原子层的材料来生长薄层。这种工艺是自限性的，即使在如图9C中所示的颗粒上也允许非常受控和保形的涂层。ALD反应分为（至少）两部分。在第一步骤中，金属（氧化物）前驱体被馈送入反应器，并吸附表面上的反应性基团和/或与表面上的反应性基团反应，并且通过反应器吹扫去除基本上所有未反应或未吸附的前驱体分子。在第二步骤中，氧源被馈送入反应器并与颗粒表面上的金属源反应，随后吹扫反应器以基本上去除所有剩余的氧源分子和由缩合反应形成的水解产物。由于表面反应的自限性质，因此这两个步骤导致原子层（或单层）的形成。这些原子层反应步骤被重复多次以形成最终的ALD涂层。
通过允许部分CVD工艺反应，可以将空隙（例如，如图7和图中8所示）嵌入中间耦合层。
术语金属氧化物前驱体尤其指示金属氧化物的前驱体。前驱体本身不需要是金属氧化物，但可以例如包括金属有机分子。因此，特别是用于ALD的金属（氧化物）前驱体通常可以包括金属卤化物、醇盐、酰胺、和其他金属（有机）化合物。TiOx层可以通过使用以下前驱体TiCl4、Ti(OCH3)4或Ti(OEt)4中的一种在80℃和250℃之间的生长温度下沉积。氧源可以是H2O、臭氧、或氧等离子体。
在另一实施例中，在TiO2层的顶部上添加薄Al2O3层。Al2O3层可以通过使用Al(CH3)3（TMA）、AlCl3或HAl(CH3)2前驱体结合氧源来沉积。如上所述，在替代实施例中，通过形成多层结构，TiO2层可以由另一种高折射率材料——诸如SnO2、CrO2、ZrO2、HfO2、Ta2O5，或这样的材料的组合——代替。
在未示出的另外的步骤中，波长转换结构106——例如分散在粘合剂基质中的磷光体颗粒——设置在光学耦合层505上。典型地，波长转换器中的基质的折射率比高折射率材料505B的折射率更低。该基质可以是或包括例如硅树脂、具有空气空隙的硅树脂、或包括空气空隙的金属氧化物。
图10是将两种参考情况的pcLED（A和B)的性能（输出通量）与包括如本文所述的示例光学耦合层的pcLED（C）的性能（输出通量）进行比较的图表。在所有三种情况下，pcLED具有40微米的管芯大小，并且包括设置在III族氮化物LED上的10微米厚的磷光体层。磷光体层包括3微米直径的掺杂Ce的YAG颗粒，该颗粒浸入具有10%空气空隙的氧化铝基质中。所有这三种情况的目标颜色都是v' = 0.473，u' = 0.21。
在情况A中，半导体LED的光输出表面未图案化（未在图案化的蓝宝石衬底上生长），且该器件不包括半导体LED和磷光体层之间的光学耦合层。
情况B与情况A相同，除了半导体LED的光输出表面被图案化（生长在图案化的蓝宝石衬底上）。与情况A相比，情况B表现出9%的通量增益。
在情况C中，半导体LED光输出表面未图案化，如在情况A中一样。磷光体层与情况A和情况B中的相同，除了厚度为6微米而不是10微米。情况C的器件包括如本文教导的设置在半导体LED和磷光体层之间的光学耦合层。光学耦合层为4微米厚，并且包括嵌入氧化钛层中的直径为3微米的掺杂Ce的YAG颗粒，该氧化钛层与半导体LED光输出表面的折射率匹配或近似折射率匹配。与情况A相比，情况C表现出21%的通量增益。使用光学耦合层避免了在图案化蓝宝石衬底上生长的需要，同时与使用图案化蓝宝石衬底的参考情况相比，仍然提供大的增益（即，与情况B相比，通量增益> 10%）。
在一些实例中，已观察到暴露于一些金属或半导体氧化物前驱体（包括上文列出的用于形成高折射率材料505B的前驱体）使III-V族半导体LED 102的光输出表面102D退化。这种退化可以导致LED器件的可靠性降低。三甲基铝（TMA）——一种Al2O3前驱体——是值得注意的示例。因此，图11A至图11C示意性地图示了在光输出表面102D和光学耦合结构505之间具有保护层103的LED 102的制作。保护层103可以包括不同于高折射率材料505B的一种或多种金属或半导体氧化物的一个或多个薄层。
适于包含在保护层103中的金属或半导体氧化物材料在LED 102（或pcLED）的（多个）操作波长下基本透明，并具有对应的氧化物前驱体（例如，用于ALD或其它CVD工艺的金属或半导体卤化物、酰胺、烷基酰胺、醇盐，或者其它反应性金属、半导体或有机金属化合物），与高折射率材料505B的对应氧化物前驱体相比，该对应的氧化物前驱体相对于III-V族半导体表面102D的反应性较低。适用于保护层103的材料的一些示例包括例如HfO2、SiO2、Ga2O3、GeO2、SnO2、CrO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、V2O5、Y2O3或ZrO2。已知那些材料的层——并且尤其是选自那些材料的不同材料的多层——形成致密的无针孔层，该无针孔层对于空气（诸如水）或三甲基铝（TMA，一种氧化铝前驱体）几乎是不可渗透的。这种不可渗透层对于形成保护层103可能是合期望的。
保护层103的一种或多种具体材料的选择可以受用于高折射率材料505B的材料的限制。例如，如果采用TiO2作为高折射率材料505B，那么保护层505B将采用不同的材料，其中对应的氧化物前驱体的反应性比TiO2的的反应性低。在一些示例中，HfO2用于形成保护层103，其使用一种或多种对应的前驱体（例如，四（二甲基氨基）铪（Hf(NMe2)4）、四（乙基甲基氨基）铪（Hf(NMeEt)4）、或四（二乙基氨基）铪（Hf(NEt2)4））。在一些实例中，保护层103和高折射率材料505B的材料选择可以被沉积工艺所许可的反应条件的限制所限。例如，在一些实例中，LED已经安装在CMOS衬底上，并因此不可以被加热到高于150℃。
在一些示例中，保护层103的总厚度可以小于约50纳米或小于约20纳米。在其中保护层103包括多层的一些示例中，那些层中的每一层都可以小于大约20纳米厚，或者小于大约10纳米厚。
在图11A的截面视图中，已使用ALD或其他合适的CVD工艺在半导体LED 102的光输出表面102D上形成保护层103。在图11B中，使用任何合适的工艺（例如通过沉降）在保护层103上沉积单层磷光体颗粒505A。在图11C中，高折射率材料505B可以例如通过ALD沉积，以在颗粒上形成保形涂层，如图11C中所示（并且上文已描述）。图12示出了具有和不具有HfO2保护层103的LED的对比可靠性结果。在85℃下以1安培操作时，受保护的LED在操作的情况下（if operation）约50小时后几乎完全恢复，而未受保护的LED表现出显著的、不可逆的退化。
本公开为说明性的，并且不是限制性的。鉴于本公开，进一步的修改对于本领域技术人员来说将是清楚的，并且旨在落入所附权利要求的范围内。
除前述内容外，以下示例实施例落在本公开或所附权利要求的范围内。
示例1。一种设备，包括：(a)具有对应光输出表面的半导体发光二极管的阵列，每个发光二极管(i)具有小于约1.0毫米的横向尺寸，以及(ii)与阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.10毫米；以及(b)设置在该阵列中的每个发光二极管的对应光输出表面上的对应光学耦合结构，每个光学耦合结构包括涂覆有透明材料层或嵌入透明材料层的多个光散射颗粒，该透明材料层与对应光输出表面物理接触、并且具有与对应光输出表面的折射率匹配或近似匹配的折射率。
示例2。根据示例1所述的设备，其中每个发光二极管(i)具有小于约0.10毫米的横向尺寸，并且(ii)与阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.05毫米。
示例3。根据示例1或2中任一项所述的设备，其中每个发光二极管具有小于约5微米厚的n型掺杂层、有源层和p型掺杂层的组合厚度。
示例4。根据示例1至3中任一项所述的设备，其中每个光输出表面是GaN、AlN、AlGaN合金、GaP、AlGaP、或AlInGaP合金的材料表面。
示例5。根据示例1至4中任一项所述的设备，对于阵列中的每个发光二极管，还包括对应波长转换结构，其中每个对应光学耦合结构设置在对应光输出表面和对应波长转换结构之间、并且与对应波长转换结构物理接触。
示例6。根据示例5所述的设备，其中光散射颗粒包括磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的磷光体颗粒被布置为仅单层磷光体颗粒，该单层磷光体颗粒设置在对应光输出表面上或与对应光输出表面相邻。
示例7。根据示例5所述的设备，其中光散射颗粒包括磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的磷光体颗粒被布置为两层或更多层磷光体颗粒，该两层或更多层磷光体颗粒设置在对应光输出表面上或与对应光输出表面相邻。
示例8。根据示例5至7中任一项所述的设备，其中光散射颗粒包括透明材料层中的磷光体颗粒或空隙或两者。
示例9。根据示例5至8中任一项所述的设备，其中每个波长转换结构包括分散在基质中的磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的透明材料层的折射率大于基质的折射率。
示例10。根据示例5至9中任一项所述的设备，其中透明材料层的厚度大于约0.10微米且小于约5微米。
示例11。根据示例5至10中任一项所述的设备，其中：(i)光散射颗粒包括磷光体颗粒；以及(ii)每个波长转换结构包括分散在基质中的磷光体颗粒，该基质的折射率小于对应光学耦合结构中的透明材料层的折射率。
示例12。根据示例11所述的设备，其中每个波长转换结构中的磷光体颗粒具有与对应光学耦合结构中的磷光体颗粒相同的组分和大小。
示例13。根据示例1至12中任一项所述的设备，其中透明材料包括一种或多种金属或半导体氧化物。
示例14。根据示例1至13中任一项所述的设备，其中(i)透明材料层具有大于或等于约0.10微米且小于或等于约5.0微米的厚度，或者(ii)磷光体颗粒具有约2.0微米至约4.0微米的直径。
示例15。根据示例1至14中任一项所述的设备，其中透明层的材料包括从由HfO2、SiO2、Ga2O3、GeO2、Al2O3、SnO2、CrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5、V2O5、Y2O3和ZrO2组成的组中选择的一种或多种材料。
示例16。根据示例1至15中任一项所述的设备，还包括在阵列中的每个发光二极管的对应光输出表面与对应光学耦合结构之间的对应透明保护层，该保护层包括一种或多种金属或半导体氧化物并且小于约0.05微米厚。
示例17。根据示例16所述的设备，其中保护层的材料包括从由HfO2、SiO2、Ga2O3、GeO2、Al2O3、SnO2、CrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5、V2O5、Y2O3和ZrO2组成的组中选择的一种或多种材料。
示例18。根据示例16或17中任一项所述的设备，其中每个保护层的特征在于相对于对应发光器件的光输出表面的一种或多种氧化物前驱体反应性，该一种或多种氧化物前驱体反应性小于表征透明材料层的一种或多种这样的氧化物前驱体反应性。
示例19。根据示例18所述的设备，其中一种或多种氧化物前驱体可以包括以下中的中的一种或多种：Al(CH3)3、HAl(CH3)2、Hf(N(CH3)2)4、Hf(N(CH2CH3)2)4、TaCl5、Ta(N(CH3)2)5、ZrCl4、Zr(N(CH3)2)4、TiCl4、Ti(OCH3)4、Ti(OEt)4、SiCl4、H2N(CH2)3、Si(OEt)3、Si(OEt)4、叔-（丁基亚氨基）-三（二乙基氨基）-铌、三（乙基环戊二烯基）钇、四（二甲基氨基）铪（Hf(NMe2)4）、四（乙基甲基氨基）铪（Hf(NMET)4）、四（二乙基氨基）铪（Hf(NEt2)4）、三甲基铝（Al(CH3)3）、或氢化二甲基铝（HAl(CH3)2）。
示例20。根据示例16至19中任一项所述的设备，其中(i)保护层包括HfO2，(ii)保护层氧化物前驱体包括四（二甲基氨基）铪（Hf(NMe2)4）、四（乙基甲基氨基）铪（Hf(NMET)4）、或四（二乙基氨基）铪（Hf(NEt2)4）中的一种或多种，(iii)涂层包括Al2O3，以及(iv)涂层氧化物前驱体包括三甲基铝（Al(CH3)3）或氢化二甲基铝（HAl(CH3)2）中的一种或多种。
示例21。一种用于制造示例1至20中任一项所述的设备的方法，该方法包括：在阵列中的每个半导体发光二极管的对应光输出表面上形成对应光学耦合结构，该对应光学耦合结构包括由透明材料层涂覆或嵌入透明材料层的光散射颗粒，该透明材料层的折射率与对应光输出表面的折射率匹配或近似匹配。
示例22。根据示例21所述的方法，其中每个光学耦合结构形成在对应发光二极管的光输出表面上的保护层上，并且相对于对应发光器件的光输出表面，透明材料的氧化物前驱体表现出比表征保护层的一种或多种这样的氧化物前驱体反应性更大的反应性。
示例23。根据示例21或22中任一项所述的方法，还包括在光学耦合结构上设置波长转换结构，该波长转换结构包括分散在基质材料中的磷光体颗粒，该基质材料的折射率小于光学耦合结构中的透明材料层的折射率。
示例24。根据示例21至23中任一项所述的方法，其中：(i)光学耦合结构中的透明材料层包括金属氧化物，并且光学耦合结构中的散射颗粒包括设置在光输出表面上或与光输出表面相邻的磷光体颗粒；以及(ii)形成光学耦合结构包括将磷光体颗粒设置在半导体发光二极管的光输出表面上或与半导体发光二极管的光输出表面相邻，并且通过原子层沉积将金属氧化物沉积在光输出表面上和设置在光输出表面上的磷光体颗粒上。
示例25。根据示例21至24中任一项所述的方法，其中：(i)光学耦合结构中的透明材料层包括金属氧化物，并且光学耦合结构中的散射颗粒包括透明材料层中的空隙；以及(ii)形成光学耦合结构包括通过原子层沉积在光输出表面上沉积金属氧化物，并通过在原子层沉积过程期间允许不完全反应而将空隙嵌入透明层中。
意图是公开的示例实施例和方法的等同物应当落入本公开或所附权利要求的范围内。意图是可以修改所公开的示例实施例和方法及其等同物，同时保持在本公开或所附权利要求的范围内。
在前述具体实施方式中，出于精简公开内容的目的，可以将若干示例实施例中的各种特征组合在一起。这种公开的方法不应被解释为反映以下意图：任何要求保护的实施例需要比对应权利要求中明确列举的更多的特征。相反，如所附权利要求所反映的，发明主题可以在于（lie in）少于单个公开的示例实施例的所有特征。因此，本公开应当被解释为隐含地公开了具有一个或多个特征的任何合适子集的任何实施例——这些特征在本申请中被示出、描述或要求保护——所述任何合适子集包括可能未在本文中明确公开的那些子集。特征的“合适”子集仅包括相对于该子集的任何其他特征既不不兼容也不互斥的特征。因此，所附权利要求由此被整体并入具体实施方式中，其中每个权利要求本身作为单独公开的实施例。此外，所附从属权利要求中的每一个应当被解释为——仅仅是为了通过所述将权利要求并入具体实施方式中进行公开的目的——就好像以多个从属形式写成并且从属于与其不矛盾的所有前述权利要求。还应注意，所附权利要求的累积范围可以但不一定涵盖本申请中公开的全部主题。
以下解释应当适用于本公开和所附权利要求。除非另有明确陈述，否则词语“包括”、“包含”、“具有”及其变体无论在何处出现都应被理解为开放式术语，其含义如同在其每个实例之后附加了诸如“至少”之类的短语一样。冠词“a”应被解释为“一个或多个”，除非“仅一个”、“单个”或其他类似的限制在特定上下文中被明确陈述或隐含；类似地，冠词“the”应被解释为“……中的一个或多个”，除非“……中仅一个”、“……中的单个”或其他类似的限制在特定的上下文中被明确地陈述或隐含。连词“或”应被解释为包含性的，除非：(i)它以其他方式明确陈述，例如，通过使用“或…或…”、“……中仅一个”或类似的语言；或者(ii)所列出的替代方案中的两个或更多个被理解或公开（隐含地或明确地）为在特定上下文中不兼容或互斥。在后一种情况下，“或”将被理解为仅涵盖涉及非互斥替代方案的那些组合。在一个示例中，“狗或猫”、“狗或猫中的一只或多只”以及“一只或多只狗或猫”中的每一个都将被解释为没有任何猫的一只或多只狗，或者没有任何狗的一只或多只猫，或者每一只中的一只或多只。在另一个示例中，“狗、猫或老鼠”、“狗、猫或老鼠中的一只或多只”和“一只或多只狗、猫或老鼠”中的每一个将被解释为(i)一只或多只狗，没有任何猫或老鼠，(ii)一只或多只猫，没有任何狗或老鼠，(iii)一只或多只老鼠，没有任何狗或猫，(iv)一只或多只狗以及一只或多只猫，没有任何老鼠，(v)一只或多只狗以及一只或多只老鼠，没有任何猫，(vi)一只或多只猫以及一只或多只老鼠，没有任何狗，或(vii)一只或多只狗、一只或多只猫、以及一只或多只老鼠。在另一个示例中，“狗、猫或老鼠中的两只或更多只”或“两只或更多只狗、猫或老鼠”中的每一个将被解释为(i)一只或多只狗以及一只或多只猫，没有任何老鼠，(ii)一只或多只狗以及一只或多只老鼠，没有任何猫，(iii)一只或多只猫以及一只或多只老鼠，没有任何狗，或(iv)一只或多只狗、一只或多只猫、以及一只或多只老鼠；“三只或更多只”、“四只或更多只”等等将被类似地解释。
出于本公开或所附权利要求的目的，当采用与数值量相关的术语——诸如“约等于”、“基本上等于”、“大于约”、“小于约”等——时，应当适用与测量精度和有效数字相关的标准惯例，除非明确阐明了不同的解释。对于由诸如“基本上防止”、“基本上不存在”、“基本上消除”、“大约等于零”、“可忽略的”等等短语描述的零量，每个这样的短语应该表示以下情况：其中所讨论的量已经减少或缩小到这样的程度，使得在所公开或要求保护的设备或方法的预期操作或使用的上下文中，为了实践目的，该设备或方法的总体行为或性能与实际上已经完全去除零量、精确等于零、或以其他方式精确为零量时将已经发生的行为或性能没有区别。
出于本公开和所附权利要求的目的，实施例、实例或权利要求的元件、步骤、限制或其他部分的任何标注（例如，第一、第二、第三等，(a)、(b)、(c)等，或（一）、（二）、（三）等）仅仅是为了清晰的目的，并且不应当被解释为暗示如此标注的部分的任何种类的排序或优先顺序。如果任何这样的排序或优先顺序是有意的，则它将在实施例、示例或权利要求中明确列举，或者在一些实例中，基于实施例、示例或权利要求的具体内容，它将是隐含的或固有的。在所附权利要求中，如果期望在设备权利要求中援引35 USC 112(f)的规定，那么词语“装置”将出现在该设备权利要求中。如果期望在方法权利要求中援引那些规定，则词语“用于……的步骤”将出现在该方法权利要求中。相反，如果词语“装置”或“用于……的步骤”没有出现在权利要求中，那么35 USC 112(f)的规定不旨在被援引用于该权利要求。
如果任何一种或多种公开内容通过引用并入本文，且此类并入的公开内容与本公开部分或全部冲突、或者与本公开在范围上不同，那么对于冲突的程度、更广泛的公开内容、或更广泛的术语定义，以本公开为准。如果此类并入的公开内容部分或全部相互冲突，那么对于冲突的程度，以较晚日期的公开为准。
按照需要提供了摘要，以帮助在专利文献内搜索具体主题的那些人。然而，摘要不旨在暗示任何特定权利要求一定涵盖其中所列举的任何元件、特征或限制。由每个权利要求所涵盖的主题的范围应该仅由该权利要求的列举来确定。

Claims (22)

1. 一种设备，包括：
(a)具有对应光输出表面的半导体发光二极管的阵列，每个发光二极管(i)具有小于约1.0毫米的横向尺寸，并且(ii)与该阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.10毫米；和
(b)设置在阵列中的每个发光二极管的对应光输出表面上的对应光学耦合结构，每个光学耦合结构包括涂覆有透明材料层或嵌入透明材料层的多个光散射颗粒，透明材料层与对应光输出表面物理接触、并且具有与对应光输出表面的折射率匹配或近似匹配的折射率。
2.根据权利要求1所述的设备，其中每个发光二极管(i)具有小于约0.10毫米的横向尺寸，并且(ii)与所述阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.05毫米。
3.根据权利要求1所述的设备，其中每个发光二极管具有小于约5微米厚的n型掺杂层、有源层和p型掺杂层的组合厚度。
4.根据权利要求1所述的设备，其中每个光输出表面是GaN、AlN、AlGaN合金、GaP、AlGaP、或AlInGaP合金的材料表面。
5.根据权利要求1所述的设备，对于所述阵列中的每个发光二极管，还包括对应波长转换结构，其中每个对应光学耦合结构设置在对应光输出表面和对应波长转换结构之间、并且与对应波长转换结构物理接触。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述光散射颗粒包括磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的所述磷光体颗粒被布置为仅单层磷光体颗粒，所述单层磷光体颗粒设置在对应光输出表面上或与对应光输出表面相邻。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述光散射颗粒包括磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的磷光体颗粒被布置为两层或更多层磷光体颗粒，所述两层或更多层磷光体颗粒设置在对应光输出表面上或与对应光输出表面相邻。
8.根据权利要求5所述的设备，其中所述光散射颗粒包括透明材料层中的磷光体颗粒或空隙或两者。
9.根据权利要求5所述的设备，其中每个波长转换结构包括分散在基质中的磷光体颗粒，并且每个光学耦合结构中的透明材料层的折射率大于基质的折射率。
10.根据权利要求5所述的设备，其中所述透明材料层具有大于约0.10微米且小于约5微米的厚度。
11.根据权利要求5所述的设备，其中：(i)光散射颗粒包括磷光体颗粒；以及(ii)每个波长转换结构包括分散在基质中的磷光体颗粒，该基质的折射率小于对应光学耦合结构中的透明材料层的折射率。
12.根据权利要求11所述的设备，其中每个波长转换结构中的磷光体颗粒具有与对应光学耦合结构中的磷光体颗粒相同的组分和大小。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述透明材料包括一种或多种金属或半导体氧化物。
14.根据权利要求13所述的设备，其中(i)所述透明材料层具有大于或等于约0.10微米且小于或等于约5.0微米的厚度，或(ii)所述磷光体颗粒具有约2.0微米至约4.0微米的直径。
15.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述阵列中的每个发光二极管的对应光输出表面与对应光学耦合结构之间的对应透明保护层，所述保护层包括一种或多种金属或半导体氧化物并且小于约0.05微米厚。
16.根据权利要求15所述的设备，其中每个保护层的特征在于相对于对应发光器件的光输出表面的一种或多种氧化物前驱体反应性，所述一种或多种氧化物前驱体反应性小于表征透明材料层的一种或多种这样的金属氧化物前驱体反应性。
17.一种用于制造发光器件的方法，该方法包括：在阵列中的每个半导体发光二极管的对应光输出表面上形成对应光学耦合结构，该对应光学耦合结构包括由透明材料层涂覆或嵌入透明材料层的光散射颗粒，该透明材料层的折射率与对应光输出表面的折射率匹配或近似匹配，每个发光二极管(i)具有小于约1.0毫米的横向尺寸，以及(ii)与阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.10毫米。
18.根据权利要求17所述的方法，其中每个发光二极管(i)具有小于约0.10毫米的横向尺寸，并且(ii)与所述阵列中的相邻的发光二极管分开小于约0.05毫米。
19.根据权利要求17所述的方法，其中每个光学耦合结构形成在对应发光二极管的光输出表面上的保护层上，并且相对于对应发光器件的光输出表面，透明材料的金属氧化物前驱体表现出比表征保护层的一种或多种这样的氧化物前驱体反应性更大的反应性。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述光学耦合结构上设置波长转换结构，所述波长转换结构包括分散在基质材料中的磷光体颗粒，所述基质材料的折射率小于所述光学耦合结构中的透明材料层的折射率。
21. 根据权利要求17所述的方法，其中：
(i)光学耦合结构中的透明材料层包括金属氧化物，并且光学耦合结构中的散射颗粒包括设置在光输出表面上或与光输出表面相邻的磷光体颗粒；和
(ii)形成光学耦合结构包括将磷光体颗粒设置在半导体发光二极管的光输出表面上或与半导体发光二极管的光输出表面相邻，并且通过原子层沉积将金属氧化物沉积在光输出表面上和设置在光输出表面上的磷光体颗粒上。
22. 根据权利要求17所述的方法，其中：
(i)光学耦合结构中的透明材料层包括金属氧化物，并且光学耦合结构中的散射颗粒包括透明材料层中的空隙；和
(ii)形成光学耦合结构包括通过原子层沉积在光输出表面上沉积金属氧化物，并通过在原子层沉积过程期间允许不完全反应而将空隙嵌入透明层中。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7301172B2 (ja) * 2019-06-05 2023-06-30 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 蛍光体変換器の接合
WO2020259950A1 (en) 2019-06-25 2020-12-30 Lumileds Holding B.V. Phosphor layer for micro-led applications
US11362243B2 (en) 2019-10-09 2022-06-14 Lumileds Llc Optical coupling layer to improve output flux in LEDs
US11411146B2 (en) 2020-10-08 2022-08-09 Lumileds Llc Protection layer for a light emitting diode
WO2023076349A1 (en) 2021-10-29 2023-05-04 Lumileds Llc Patterned deposition mask formed using polymer dispersed in a liquid solvent
WO2023107232A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 Lumileds Llc Patterning phosphor layers using polymer masks

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007142277A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Matsushita Electric Works Ltd 発光素子の製造方法
JP2010157637A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Nichia Corp 波長変換焼結体及びこれを用いた発光装置、並びに波長変換焼結体の製造方法
US20120045857A1 (en) * 2010-08-23 2012-02-23 Formosa Epitaxy Incorporation Method for manufacturing light emitting device
CN102903832A (zh) * 2008-09-12 2013-01-30 晶元光电股份有限公司 半导体发光装置及其封装结构
US20130299861A1 (en) * 2010-09-30 2013-11-14 Byd Company Limited Led structure, led device and methods for forming the same
JP2017084888A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置、車両用灯具、及び、半導体発光装置の製造方法
US20180122993A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-03 Lumileds Llc Inorganic bonded devices and structures
US20190198564A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Lumileds Llc Monolithic segmented led array architecture with islanded epitaxial growth
WO2019141480A1 (de) * 2018-01-22 2019-07-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauteil

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03169085A (ja) * 1989-11-28 1991-07-22 Sharp Corp 発光ダイオードアレイ
EP2017901A1 (en) 2001-09-03 2009-01-21 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device, light emitting apparatus and production method for semiconductor light emitting DEV
US6791116B2 (en) 2002-04-30 2004-09-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode
US7554258B2 (en) 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
US7098589B2 (en) 2003-04-15 2006-08-29 Luminus Devices, Inc. Light emitting devices with high light collimation
US7157745B2 (en) 2004-04-09 2007-01-02 Blonder Greg E Illumination devices comprising white light emitting diodes and diode arrays and method and apparatus for making them
JP4590905B2 (ja) 2003-10-31 2010-12-01 豊田合成株式会社 発光素子および発光装置
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US20070298250A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Weimer Alan W Methods for producing coated phosphor and host material particles using atomic layer deposition methods
KR101203672B1 (ko) 2005-07-01 2012-11-23 라미나 라이팅, 인크. 백색 발광 다이오드 및 다이오드 어레이를 포함하는 조명 디바이스 및 이를 만들기 위한 방법 및 장치
US8674375B2 (en) 2005-07-21 2014-03-18 Cree, Inc. Roughened high refractive index layer/LED for high light extraction
JP2007266356A (ja) 2006-03-29 2007-10-11 Kyocera Corp 発光装置およびそれを用いた照明装置
US8089083B2 (en) 2006-04-13 2012-01-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. System and method for enhancing light emissions from light packages by adjusting the index of refraction at the surface of the encapsulation material
US20070273282A1 (en) 2006-05-25 2007-11-29 Gelcore Llc Optoelectronic device
US20090256167A1 (en) 2006-06-08 2009-10-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-emitting device
US7834541B2 (en) 2006-10-05 2010-11-16 Global Oled Technology Llc OLED device having improved light output
WO2008060601A2 (en) 2006-11-15 2008-05-22 The Regents Of The University Of California High efficiency, white, single or multi-color light emitting diodes (leds) by index matching structures
US7521862B2 (en) 2006-11-20 2009-04-21 Philips Lumileds Lighting Co., Llc Light emitting device including luminescent ceramic and light-scattering material
WO2008111693A1 (en) 2007-03-13 2008-09-18 Seoul Opto Device Co., Ltd. Ac light emitting diode
CN102124583B (zh) * 2008-06-26 2013-06-19 3M创新有限公司 半导体光转换构造
LT5688B (lt) 2008-11-07 2010-09-27 Uab "Hortiled" Konversijos fosfore šviesos diodas, skirtas augalų fotomorfogeneziniams poreikiams tenkinti
KR101706915B1 (ko) 2009-05-12 2017-02-15 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 변형가능 및 반투과 디스플레이를 위한 초박형, 미세구조 무기발광다이오드의 인쇄 어셈블리
RU2531848C2 (ru) 2009-05-19 2014-10-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Рассеивающая и преобразующая свет пластина для сид
US8203161B2 (en) 2009-11-23 2012-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength converted semiconductor light emitting device
US8642363B2 (en) 2009-12-09 2014-02-04 Nano And Advanced Materials Institute Limited Monolithic full-color LED micro-display on an active matrix panel manufactured using flip-chip technology
JP5372868B2 (ja) 2010-08-06 2013-12-18 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 発光装置及びその製造方法
US8334646B2 (en) 2010-09-27 2012-12-18 Osram Sylvania Inc. LED wavelength-coverting plate with microlenses in multiple layers
US8425065B2 (en) 2010-12-30 2013-04-23 Xicato, Inc. LED-based illumination modules with thin color converting layers
JP5269115B2 (ja) 2011-02-03 2013-08-21 シャープ株式会社 発光素子、発光装置、車両用前照灯、照明装置及び発光素子の製造方法
JP2013109907A (ja) 2011-11-18 2013-06-06 Sharp Corp 蛍光体基板および表示装置
US8646505B2 (en) 2011-11-18 2014-02-11 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head
JP5966501B2 (ja) 2012-03-28 2016-08-10 日亜化学工業株式会社 波長変換用無機成形体及びその製造方法、並びに発光装置
JP5966539B2 (ja) 2012-04-10 2016-08-10 日亜化学工業株式会社 波長変換用無機成形体及びその製造方法、並びに発光装置
CN103367611B (zh) 2012-03-28 2017-08-08 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
DE102012108704A1 (de) 2012-09-17 2014-03-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Fixierung einer matrixfreien elektrophoretisch abgeschiedenen Schicht auf einem Halbleiterchip und strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
US9111464B2 (en) 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
CN105637061A (zh) 2013-08-05 2016-06-01 康宁股份有限公司 发光的涂层和装置
JP6079544B2 (ja) 2013-10-07 2017-02-15 豊田合成株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
JP6357835B2 (ja) 2014-03-31 2018-07-18 ソニー株式会社 発光素子、光源装置およびプロジェクタ
US11142683B2 (en) 2014-09-17 2021-10-12 Koninklijke Philips N.V. Phosphor with hybrid coating and method of production
JP6428194B2 (ja) 2014-11-21 2018-11-28 日亜化学工業株式会社 波長変換部材及びその製造方法ならびに発光装置
JP2015099945A (ja) 2015-02-27 2015-05-28 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6183486B2 (ja) 2015-05-29 2017-08-23 日亜化学工業株式会社 発光装置、被覆部材の製造方法及び発光装置の製造方法
JP6852976B2 (ja) 2016-03-29 2021-03-31 日本特殊陶業株式会社 波長変換部材、その製造方法および発光装置
WO2017179521A1 (ja) 2016-04-12 2017-10-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
JP6436193B2 (ja) 2016-07-20 2018-12-12 日亜化学工業株式会社 発光装置
DE102017125413A1 (de) 2016-11-01 2018-05-03 Nichia Corporation Lichtemitierende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
CN106876406B (zh) 2016-12-30 2023-08-08 上海君万微电子科技有限公司 基于iii-v族氮化物半导体的led全彩显示器件结构及制备方法
WO2018154868A1 (ja) 2017-02-27 2018-08-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材
US10475967B2 (en) 2017-04-27 2019-11-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength converters with improved thermal conductivity and lighting devices including the same
US10128419B1 (en) 2017-08-03 2018-11-13 Lumileds Llc Method of manufacturing a light emitting device
JP2019028380A (ja) 2017-08-03 2019-02-21 株式会社ブイ・テクノロジー フルカラーｌｅｄ表示パネル
US20200203567A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Lumileds Holding B.V. Led package with increased contrast ratio
JP7301172B2 (ja) 2019-06-05 2023-06-30 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 蛍光体変換器の接合
WO2020259950A1 (en) 2019-06-25 2020-12-30 Lumileds Holding B.V. Phosphor layer for micro-led applications
US11362243B2 (en) 2019-10-09 2022-06-14 Lumileds Llc Optical coupling layer to improve output flux in LEDs
US11177420B2 (en) 2019-10-09 2021-11-16 Lumileds Llc Optical coupling layer to improve output flux in LEDs

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007142277A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Matsushita Electric Works Ltd 発光素子の製造方法
CN102903832A (zh) * 2008-09-12 2013-01-30 晶元光电股份有限公司 半导体发光装置及其封装结构
JP2010157637A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Nichia Corp 波長変換焼結体及びこれを用いた発光装置、並びに波長変換焼結体の製造方法
US20120045857A1 (en) * 2010-08-23 2012-02-23 Formosa Epitaxy Incorporation Method for manufacturing light emitting device
US20130299861A1 (en) * 2010-09-30 2013-11-14 Byd Company Limited Led structure, led device and methods for forming the same
JP2017084888A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置、車両用灯具、及び、半導体発光装置の製造方法
US20180122993A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-03 Lumileds Llc Inorganic bonded devices and structures
US20190198564A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Lumileds Llc Monolithic segmented led array architecture with islanded epitaxial growth
WO2019141480A1 (de) * 2018-01-22 2019-07-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauteil

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