RU2457580C2 - Светоизлучающее устройство, содержащее фильтр (варианты) - Google Patents

Светоизлучающее устройство, содержащее фильтр (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2457580C2
RU2457580C2 RU2009128178/28A RU2009128178A RU2457580C2 RU 2457580 C2 RU2457580 C2 RU 2457580C2 RU 2009128178/28 A RU2009128178/28 A RU 2009128178/28A RU 2009128178 A RU2009128178 A RU 2009128178A RU 2457580 C2 RU2457580 C2 RU 2457580C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
filter
semiconductor structure
phosphor
layer
Prior art date
Application number
RU2009128178/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009128178A (ru
Inventor
Трой А. ТРОТТЬЕР (US)
Трой А. ТРОТТЬЕР
Маттхейс Х. КЕПЕР (NL)
Маттхейс Х. КЕПЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39272088&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2457580(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2009128178A publication Critical patent/RU2009128178A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2457580C2 publication Critical patent/RU2457580C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Полупроводниковая структура включает в себя светоизлучающую область, расположенную между областью n-типа и областью р-типа. Преобразующий длину волны материал, сформированный так, чтобы поглощать часть первого света, излучаемого данной светоизлучающей областью, и излучать второй свет, расположен на пути первого света. Фильтр расположен на пути первого света, чтобы поглощать или отражать часть первого света при входной интенсивности потока, большей, чем заданная ненулевая входная интенсивность потока. Согласно второму варианту фильтр расположен на пути первого света и второго света, при этом фильтр сформирован так, чтобы поглощать или отражать часть второго света, а пропускать, по меньшей мере, 50% света, падающего на фильтр; при этом преобразующий длину волны материал расположен между полупроводниковой структурой и фильтром. Изобретение обеспечивает возможность корреляции определенной температуры света к заданной. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Данное изобретение касается полупроводниковых светоизлучающих устройств, содержащих фильтр.
Полупроводниковые светоизлучающие устройства, такие как светоизлучающие диоды (СИД), находятся среди наиболее эффективных источников света, доступных в настоящее время. Системы материалов, вызывающие сейчас интерес в производстве СИД высокой яркости, способных работать в видимом спектре, включают в себя полупроводники группы III-V, в частности двойные, тройные и четверные сплавы галлия, алюминия, индия и азота, также называемые III-нитридными материалами; и двойные, тройные и четверные сплавы галлия, алюминия, индия, мышьяка и фосфора. Часто III-нитридные устройства эпитаксиально выращивают на сапфире, карбиде кремния или III-нитридных подложках, а III-фосфидные устройства эпитаксиально выращивают на арсениде галлия с помощью химического осаждения из паров металлоорганического соединения (МОХПО), эпитаксии молекулярным пучком (МПЭ) или других технологий эпитаксии. Часто область n-типа осаждают на подложке, затем активную область осаждают на области n-типа, затем область р-типа осаждают на активной области. Порядок слоев может быть обратным, так что область р-типа соседствует с подложкой.
Цвет света, излучаемого от кристалла полупроводникового светоизлучающего устройства, такого как светоизлучающий диод, может изменяться путем расположения преобразующего длину волны материала на пути света, выходящего из кристалла. Преобразующий длину волны материал может быть, например, люминофором. Люминофоры являются люминесцентными материалами, которые могут поглощать энергию возбуждения (обычно лучевую энергию) и сохранять эту энергию в течение некоторого периода времени. Сохраненная энергия затем испускается в виде излучения с иной энергией, чем энергия исходного возбуждения. Например, "преобразование с понижением" относится к ситуации, когда испускаемое излучение имеет меньший квант энергии, чем исходное возбуждающее излучение. Длина волны существенно увеличивается, смещая цвет света в красную сторону.
Обычным способом изготовления светоизлучающего устройства, которое испускает белый свет, является объединение люминофора, такого как Y3Al5O12:Ce3+, который излучает желтый свет, с синим СИД кристаллом, который излучает синий свет. Комбинация желтого люминофор-преобразованного света и не преобразованного синего света через слой люминофора выглядит белой. Цветовые характеристики комбинированного света регулируются путем выбора СИД, который излучает синий свет конкретной длины волны, и путем изменения толщины слоя люминофора, чтобы регулировать величину просачивания синего света и величину люминофорного преобразования. Этот подход является неэффективным, так как большое число СИД, которые излучают синий свет с длиной волны вне желаемого диапазона, не используется, и дает большие вариации коррелированной температуры цвета (КТЦ) данного света, поскольку трудно точно регулировать величину синего просачивания и люминофорного преобразования. КТЦ люминофор-преобразующих СИД, продаваемых сейчас, может варьировать от 5500 К до 8500 К. Различимые различия цвета зависят от КТЦ комбинированного света. При 6500 К различие в 300 К заметно для наблюдателя. Большое изменение КТЦ между частями неприемлемо для многих приложений.
Согласно вариантам осуществления данного изобретения обеспечивается полупроводниковая структура, включающая в себя светоизлучающую область, расположенную между областью n-типа и областью р-типа. Светоизлучающая область сформирована так, чтобы излучать первый свет, синий свет в некоторых вариантах осуществления. Преобразующий длину волны материал, сформированный так, чтобы поглощать часть первого света и излучать второй свет, желтый свет в некоторых вариантах осуществления, располагается на пути первого света. Фильтр располагается на пути первого и второго света. В некоторых вариантах осуществления данный фильтр поглощает или отражает часть первого света при интенсивности, большей, чем заданная интенсивность. В некоторых вариантах осуществления фильтр поглощает или отражает часть второго света. В некоторых вариантах некоторое количество фильтрующего материала располагается на пути первого и второго света, затем КТЦ первого и второго света, проходящего через фильтр, детектируется. Больше фильтрующего материала может быть добавлено, или фильтрующий материал может быть удален, чтобы корректировать определенный КТЦ к заданному КТЦ.
Фильтры согласно вариантам осуществления данного изобретения могут быть использованы, чтобы корректировать КТЦ белого света, образуемого путем объединения сине-излучающего полупроводникового светоизлучающего устройства с желто-излучающим люминофором.
Фиг.1 представляет собой график интенсивности и КТЦ как функции толщины люминофора для синего и желтого света, излучаемого в устройстве, объединяющем сине-излучающий СИД с желто-излучающим люминофором.
Фиг.2 представляет собой график выходной интенсивности потока как функции входной интенсивности потока для фильтрующего материала согласно вариантам осуществления данного изобретения.
Фиг.3 показывает конформный, преобразующий длину волны слой и конформный фильтрующий слой, расположенные над тонкопленочным полупроводниковым светоизлучающим устройством с перевернутым кристаллом.
Фиг.4 показывает керамический, преобразующий длину волны слой и фильтрующий слой, расположенные над тонкопленочным полупроводниковым светоизлучающим устройством с перевернутым кристаллом.
Фиг.5 показывает фильтрующий слой, расположенный над линзой, расположенной над люминофор-преобразующим полупроводниковым светоизлучающим устройством.
Фиг.6 показывает фильтрующий материал, расположенный в герметике, расположенном над люминофор-преобразующим полупроводниковым светоизлучающим устройством.
Согласно вариантам осуществления данного изобретения светоизлучающее устройство включает в себя фильтр для отфильтровывания любого нежелательного света из спектра, излучаемого данным устройством. Применение фильтра может придавать улучшенный контроль КТЦ комбинированного света, излучаемого люминофор-преобразующим полупроводниковым светоизлучающим устройством.
КТЦ комбинированного света, излучаемого сине-излучающим светоизлучающим устройством, объединенным с желто-излучающим люминофором, может изменяться путем изменения длины волны синего света, излучаемого устройством, количества синего света в комбинированном свете и количества желтого света в комбинированном свете.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующий материал изменяет КТЦ комбинированного света путем запирания определенного количества синего света в комбинированном свете. Настоящие изобретатели обнаружили, что интенсивность света, излучаемого люминофором, линейно меняется с толщиной люминофора, тогда как интенсивность непреобразованного света, проходящего через люминофор, меняется экспоненциально с толщиной люминофора. Фиг.1 представляет собой график интенсивности и КТЦ как функции толщины слоя люминофора для синего (ромбы на фиг.1) и желтого (квадраты на фиг.1) света в люминофор-преобразующем светоизлучающем устройстве. Треугольники показывают КТЦ комбинированного света. Как показано на фиг.1, когда толщина люминофора увеличивается, интенсивность желтого света в комбинированном свете падает линейно. Когда толщина люминофора увеличивается, интенсивность синего света в комбинированном свете падает экспоненциально. Нелинейное отношение между толщиной люминофора и интенсивностью синего света делает получение желаемой интенсивности синего света особенно трудным.
Фиг.2 показывает поведение фильтрующего материала, способного сдерживать интенсивность синего света. Фиг.2 представляет собой график выходной интенсивности потока как функции выходной интенсивности потока для фильтрующего материала. Фильтрующий материал, показанный на фиг.2, является прозрачным ниже заданного порога входной интенсивности. Когда порог входной интенсивности достигается, фильтрующий материал становится непрозрачным для любого света за порогом интенсивности. Таким образом, фильтрующий материал перекрывает интенсивность синего света, излучаемого из данного устройства, на пороговом уровне, часто с помощью способа, называемого обратным предельным поглощением.
Подходящие фильтрующие материалы, способные перекрывать интенсивность синего света на заданном пороговом уровне, могут быть органическими или неорганическими и включают в себя фуллерены, гидротермальные цинк-оксидные кристаллы и декорированные дендритами порфирины.
Преобразующий длину волны слой устройства, использующего фильтрующий материал, способный перекрывать интенсивность синего света на заданном пороговом уровне, может быть сконструирован так, что преобразующий длину волны слой функционирует при пиковой эффективности независимо от количества синего света, проходящего через преобразующий длину волны слой. В целом, эффективность люминофор-преобразующих светоизлучающих устройств в величинах люменов света, извлекаемого на единицу подаваемой электрической энергии, увеличивается, когда количество синего света, проходящего через люминофорный слой, увеличивается, так как люминофор более эффективно генерирует свет при меньшем поглощении, и так как люминофорный слой тоньше, так что меньше света теряется на обратное рассеяние и позднейшее поглощение люминофорным слоем или полупроводниковым устройством. В таком устройстве с тонким люминофорным слоем, который позволяет значительное прохождение синего света, фильтрующий материал, способный перекрывать интенсивность синего света на заданном пороговом уровне, может использоваться, чтобы удалять избыточный, нежелательный синий свет из спектра, так что комбинированный свет, пропускаемый фильтрующим материалом, имеет желаемый КТЦ.
Фильтрующий материал, способный перекрывать интенсивность синего света на заданном пороговом уровне, также может быть использован, чтобы линеаризовать отношение между толщиной люминофорного слоя и интенсивностью синего света, проходящего через люминофор, показанное на фиг.1. Когда используется такой фильтрующий материал, КТЦ комбинированного света можно легче регулировать с помощью толщины люминофорного слоя, так как интенсивность синего света и, следовательно, КТЦ менее чувствительны к небольшим изменениям толщины люминофорного слоя, когда отношение между толщиной люминофорного слоя и интенсивностью синего света является скорее линейным, чем экспоненциальным.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующий материал изменяет КТЦ комбинированного света путем изменения длины волны синего света или путем изменения относительных количеств синего и желтого света в комбинированном свете. В таких вариантах осуществления фильтрующий материал может представлять сбой один или несколько красителей или пигментов, находящихся в прозрачном материале. В некоторых примерах фильтрующий материал включает в себя один или несколько неорганических пигментов, которые обычно устойчивы при высоком тепловом и высоком световом потоке от светоизлучающего устройства. Подходящие пигменты могут включать в себя Bayferrox® или оксидно-хромовые пигменты, доступные от Lanxess, или Heucodur® пигменты, доступные от Heubach. Толщина слоя фильтрующего материала и концентрация красителя или пигмента в слое определяют, как много света поглощается. В некоторых вариантах осуществления фильтрующий слой сформирован так, чтобы ограничивать поглощение фильтром. Например, фильтр может быть сформирован так, чтобы пропускать, по меньшей мере, 50% света, падающего на фильтр, более предпочтительно, по меньшей мере, 70% света, падающего на фильтр. Напротив, типичный фильтр, разработанный так, чтобы изолировать красный, зеленый или синий свет в RGB дисплее, обычно пропускает только 30% света, падающего на фильтр.
В одном примере, когда преобразующий длину волны материал расположен над устройством, КТЦ комбинации света с преобразованной длиной волны и непреобразованного света измеряют, затем вычисляют требуемые типы и количества пигментов. Фильтрующий слой с требуемыми количествами и типами пигментов затем формируют, например, с помощью струйной печати. Такой способ может выполняться на индивидуальных устройствах, но производительность будет увеличиваться путем выполнения данного способа в партиях. Например, КТЦ могут быть измерены и формирующие слои сформированы перед размещением индивидуальных полупроводниковых устройств на пластине, или перед заполнением пластины с креплениями, на которых расположены индивидуальные полупроводниковые устройства.
В другом примере фильтрующий слой исходно формируют слишком толстым, чтобы создавать желаемый КТЦ. КТЦ данного устройства измеряют в первый раз после формирования фильтрующего слоя, затем фильтрующий материал удаляют регулируемым образом, получая желаемый КТЦ. Альтернативно, фильтрующий слой может быть исходно сформирован слишком тонким для получения желаемого КТЦ, затем КТЦ измеряют и дополнительный фильтрующий материал добавляют регулируемым образом, получая желаемый КТЦ.
В любом из вышеприведенных примеров КТЦ может измеряться много раз и фильтрующий материал добавляться или удаляться после каждого измерения до достижения желаемого КТЦ.
Контролируемый компьютером способ лазерной подгонки может использоваться, чтобы удалять фильтрующий материал, получая желаемый КТЦ. Когда устройства тестируют в партиях, контролируемый компьютером лазер может удалять фильтрующий слой на каждом устройстве на количество, специально подобранное для данного устройства в зависимости от индивидуального КТЦ для этого устройства.
Каждое устройство может тестироваться и фильтрующий материал удаляться в повторяющемся процессе или, когда система откалибрована, т.е. количество фильтрующего материала, который необходимо удалять для получения конкретного изменения КТЦ, известно, каждое устройство может измеряться один раз, и соответствующее количество фильтрующего материала удаляется. В зависимости от количества удаляемого материала, может быть необходимо удалять фильтрующий материал, используя множество проходов, где каждый проход удаляет только небольшое количество материала. Использование множества проходов снижает риск обгорания смолы в фильтрующем материале, если он удаляется лазером.
Лазерное удаление может включать в себя удаление ряда линий или пятен фильтрующего материала, так что толщина слоя фильтрующего материала после удаления является более тонкой в некоторых областях и более толстой в некоторых областях, скорее чем равномерное снижение по всему протяжению фильтрующего материала. В одном варианте осуществления может быть снижение толщины в одном месте и увеличение толщины в другом месте, соответствующем единичному устройству. Фильтрующий материал может быть частично или полностью удален в локализованных областях, так что средняя толщина фильтрующего материала снижается, хотя толщина фильтрующего материала в некоторых областях остается неизменной. Может применяться узор, иной, чем линии и пятна, для изменения толщины преобразующего длину волны элемента.
Пространственная карта КТЦ может быть получена, когда измеряют КТЦ каждого прибора. Пространственная карта КТЦ может быть обеспечена с помощью компьютерного контроля и больших пятен фильтрующего материала, поэтому получается не только желаемый КТЦ, а также КТЦ делается более пространственно однородным.
Способы, иные, чем лазерное удаление, могут быть использованы для удаления фильтрующего материала. Например, фильтрующий материал можно удалять, используя такие технологии, как механическое и/или химическое травление, удаление ионным пучком или электронным пучком.
Фильтры, описанные выше, могут использоваться с любой подходящей конфигурацией светоизлучающего устройства и с любой подходящей конфигурацией преобразующих длину волны слоев. Следует понимать, что данное изобретение не ограничивается материалами, ориентациями устройств или другими деталями, описанными в примерах ниже. Например, варианты осуществления данного изобретения могут применяться к любой подходящей системе материалов светоизлучающего устройства, включая, например, III-V материалы, III-нитридные материалы, III-фосфидные материалы и II-VI материалы. Варианты осуществления данного изобретения могут применяться к любой геометрии устройства, включая тонкопленочные устройства, из которых удаляют растущую подложку, устройства с контактами на противоположных сторонах полупроводниковых слоев и устройства с контактами на той же стороне полупроводниковых слоев, такие как перевернутые кристаллы, где свет извлекается сквозь подложку, и эпитаксиальные структуры, где свет извлекают сквозь контакты. Варианты осуществления данного изобретения могут применяться к преобразующему длину волны слою любого типа, содержащему преобразующие длину волны материалы, находящиеся в смолах, как описано в патенте США 6351069; монокристаллические люминесцентные подложки, на которых выращивают слои светоизлучающего устройства, как описано в патенте США 6630691; тонкопленочные люминофорные слои, как описано в патенте США 6696703; и конформные слои, осажденные с помощью электрофоретического осаждения, как описано в патенте США 6576488, или трафаретной печати, как описано в патенте США 6650044; люминесцентные керамические слои, как описано в опубликованной патентной заявке США 2005-0269582. Каждый из патентов США 6630691, 6696703, 6576488 и 6650044, а также опубликованная патентная заявка США 2005-0269582, включены сюда посредством ссылки.
Кроме того, конкретные конфигурации фильтрующих материалов не ограничиваются конкретными конфигурациями преобразующих длину волны материалов или полупроводниковых светоизлучающих устройств, с которыми они показаны в описанных ниже вариантах осуществления. Любая подходящая конфигурация фильтра, конфигурация преобразующего длину волны слоя и конфигурация устройства могут объединяться согласно вариантам осуществления данного изобретения.
Фиг.3-6 показывают примеры применимых конфигураций полупроводниковых светоизлучающих устройств, преобразующих длину волны слоев и фильтрующих слоев. Фиг.3. показывает III-нитридное светоизлучающее устройство с установленным перевернутым кристаллом, из которого удалили подложку, включающее в себя конформный, преобразующий длину волны слой и конформный фильтрующий слой. III-нитридное светоизлучающее устройство 10 включает в себя светоизлучающую область 12, расположенную между областью n-типа и областью р-типа. Каждая область из области n-типа, светоизлучающей области и области р-типа включает в себя множество слоев с разными композициями и концентрациями легирующих добавок. Например, области n-типа и р-типа могут включать в себя слои противоположного типа проводимости или слои, которые намеренно не легировали, подготовительные слои, такие как буферные слои или слои зародышеобразования, освобождающие слои, разработанные так, чтобы облегчать позднейшее освобождение подложки роста или утонение полупроводниковой структуры после удаления подложки, и слои устройства, разработанные для особых оптических или электрических свойств, желательных для светоизлучающей области для эффективного излучения света. Светоизлучающая область может представлять собой один толстый или тонкий светоизлучающий слой или множество тонких слоев квантовой ямы, разделенных барьерными слоями разного состава.
После выращивания полупроводниковой структуры 10 на подложке роста часть области проводящего типа, выращенного последним, часто область р-типа, и светоизлучающую область стравливают, обнажая область проводящего типа, выращенного первым, часто область n-типа. Металлические контакты 13 и 14 формируют на открытых частях областей n- и р-типа. Полупроводниковая структура электрически и физически соединяется с опорой 18 посредством n- и р-соединений 15 и 16. После установки на опору 18 подложка роста (не показана на фиг.3) может удаляться с помощью способа, подходящего для материала подложки роста, такого как лазерное плавление или измельчение для сапфировой подложки или травление или измельчение для SiC или композитной подложки. Контейнер, который поддерживает полупроводниковую структуру 10, предотвращая и снижая образование трещин во время удаления подложки роста, может располагаться в любых открытых пространствах между полупроводниковой структурой 10 и опорой 18 до, во время или после того, как полупроводниковую структуру 10 присоединяют к опоре 18. Верхнюю поверхность полупроводниковой структуры 10 в ориентации, показанной на фиг.3, которую подвергли удалению подложки роста, можно утонять, например, посредством фотоэлектрохимического травления и можно делать шероховатой или текстурировать такими признаками, как световой кристалл, чтобы усилить извлечение света от полупроводниковой структуры 10.
Конформный, преобразующий длину волны слой 20 формируют над верхней и боковыми сторонами полупроводниковой структуры 10. Преобразующий длину волны слой 20 может быть, например, люминофорным слоем, сформированным с помощью электрофоретического осаждения или трафаретной печати. Конформный фильтрующий слой 22, который может включать в себя один или несколько фильтрующих материалов, описанных выше, формируют над преобразующим длину волны слоем 20. Фильтрующий слой 22 может быть сформирован, например, путем струйной печати или трафаретной печати фильтрующего материала, расположенного в прозрачном носителе, таком как эпоксидная смола или силикон.
Фиг.4 показывает III-нитридное светоизлучающее устройство с установленным перевернутым кристаллом, из которого удалили подложку, включающее в себя керамический, преобразующий длину волны слой и фильтрующий слой. Полупроводниковая структура 10 представляет собой тонкопленочное устройство, установленное перевернутым кристаллом на опоре 18, как описано выше в отношении фиг.3. Преобразующий длину волны слой 24 является керамическим люминофором, расположенным поверх открытой верхней поверхности полупроводниковой структуры 10. Керамический люминофорный слой 24 может прикрепляться к полупроводниковой структуре 10 посредством, например, органического адгезива, такого как эпоксидная смола или силикон, одного или нескольких высокоиндексных неорганических адгезивов или золь-гель стекла. Фильтрующий слой 26, который может включать в себя один или несколько фильтрующих материалов, описанных выше, формируют поверх преобразующего длину волны слоя 24. Фильтрующий слой 26 может быть образован, например, путем струйной печати или может быть отдельно изготовленным элементом, таким как фильтрующий материал, расположенный в стекле, силиконе или другом прозрачном твердом теле, который прикрепляют к керамическому люминофорному слою 24 с помощью, например, органического адгезива, такого как эпоксидная смола или силикон, одного или нескольких высокоиндексных неорганических адгезивов или золь-гель стекла.
Фиг.5 показывает фильтр, сформированный на линзе, расположенной над преобразующей длину волны, светоизлучающей полупроводниковой структурой. Любую подходящую полупроводниковую структуру 10 и преобразующий длину волны слой 27 собирают в пакет, включающий в себя линзу 30. Прозрачный материал 28, такой как силикон, может располагаться в пространстве между линзой 30 и полупроводниковой структурой 10 и преобразующим длину волны слоем 27. Фильтрующий слой 32, который может включать в себя один или несколько фильтрующих материалов, описанных выше, может наноситься, как показано на фиг.5, на внешнюю поверхность линзы 30, которая может быть из стекла, пластика или любого другого подходящего прозрачного материала. Альтернативно, фильтрующий слой 32 может быть сформирован на внутренней поверхности линзы 30, или частицы фильтрующего материала могут быть смешаны в материале, используемом для образования линзы 30.
Фиг.6 показывает фильтр, смешанный в прозрачном материале, покрывающем преобразующую длину волны, светоизлучающую полупроводниковую структуру. Любую подходящую полупроводниковую структуру 10 и преобразующий длину волны слой 27 помещают в упаковочную структуру 36, такую как отражательная чашка или направляющая рамка. Фильтрующий слой 34 включает в себя один или несколько фильтрующих материалов, описанных выше, смешанных с прозрачным материалом, и наносится поверх полупроводниковой структуры 10 и преобразующего длину волны слоя 27.
Фильтрующие слои, продемонстрированные в примерах, показанных на фиг.3-6, могут быть модифицированы путем добавления дополнительного материала или удаления материала путем уноса, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления различные, преобразующие длину волны материалы, образованные в разных конфигурациях, и различные фильтрующие материалы, образованные в разных конфигурациях, могут объединяться в одном устройстве.
Имея подробно описанное данное изобретение, специалистам в данной области техники будет понятно, что задаваемые настоящим содержанием модификации могут быть сделаны к данному изобретению без отклонения от сущности описанной здесь концепции изобретения. Поэтому не предполагается, что объем данного изобретения ограничивается конкретными вариантами осуществления, показанными и описанными.

Claims (9)

1. Светоизлучающее устройство, содержащее:
полупроводниковую структуру 10, включающую в себя светоизлучающую область 12, расположенную между областью n-типа и областью р-типа, где данная светоизлучающая область сформирована так, чтобы излучать первый свет;
преобразующий длину волны материал 20, 24, 27, расположенный на пути первого света, где данный преобразующий длину волны материал сформирован так, чтобы поглощать часть первого света и излучать второй свет; и
фильтр 22, 26, 32, 34, расположенный на пути первого света, где данный фильтр сформирован так, чтобы поглощать или отражать часть первого света при входной интенсивности потока, большей, чем заданная ненулевая входная интенсивность потока.
2. Устройство по п.1, где полупроводниковая структура 10 содержит множество III-нитридных слоев.
3. Устройство по п.1, где первый свет содержит синий свет, а второй свет содержит желтый свет.
4. Устройство по п.1, где преобразующий длину волны материал 20, 24, 27 содержит люминофор.
5. Светоизлучающее устройство по п.1, дополнительно содержащее линзу 30, расположенную над полупроводниковой структурой 10, где фильтр 32 нанесен на поверхность данной линзы.
6. Устройство, содержащее:
полупроводниковую структуру 10, включающую в себя светоизлучающую область 12, расположенную между областью n-типа и областью р-типа, где данная светоизлучающая область сформирована так, чтобы излучать первый свет;
преобразующий длину волны материал 20, 24, 27, расположенный на пути первого света, где данный преобразующий длину волны материал сформирован так, чтобы поглощать часть первого света и излучать второй свет; и
фильтр 22, 26, 32, 34, расположенный на пути первого света и второго света, где данный фильтр сформирован так, чтобы поглощать или отражать часть второго света, где данный фильтр сформирован так, чтобы пропускать, по меньшей мере, 50% света, падающего на фильтр;
где данный преобразующий длину волны материал расположен между полупроводниковой структурой и фильтром.
7. Устройство по п.6, где данный фильтр представляет собой первый фильтр, причем устройство дополнительно содержит второй фильтр, расположенный на пути первого света и второго света, где второй фильтр сформирован так, чтобы поглощать или отражать часть первого света.
8. Устройство по п.6, где первый свет содержит синий свет, а второй свет содержит желтый свет.
9. Устройство по п.6, где после прохождения через фильтр композитный свет, содержащий первый свет и второй свет, выглядит белым.
RU2009128178/28A 2006-12-22 2007-12-21 Светоизлучающее устройство, содержащее фильтр (варианты) RU2457580C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/615,291 2006-12-22
US11/615,291 US8704254B2 (en) 2006-12-22 2006-12-22 Light emitting device including a filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009128178A RU2009128178A (ru) 2011-01-27
RU2457580C2 true RU2457580C2 (ru) 2012-07-27

Family

ID=39272088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128178/28A RU2457580C2 (ru) 2006-12-22 2007-12-21 Светоизлучающее устройство, содержащее фильтр (варианты)

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8704254B2 (ru)
EP (1) EP2126983B1 (ru)
JP (1) JP5284273B2 (ru)
KR (1) KR101490149B1 (ru)
CN (1) CN101652868B (ru)
BR (1) BRPI0721144A8 (ru)
RU (1) RU2457580C2 (ru)
TW (1) TWI487134B (ru)
WO (1) WO2008078299A1 (ru)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915085B2 (en) 2003-09-18 2011-03-29 Cree, Inc. Molded chip fabrication method
US8637883B2 (en) * 2008-03-19 2014-01-28 Cree, Inc. Low index spacer layer in LED devices
US7888691B2 (en) * 2008-08-29 2011-02-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light source including a wavelength-converted semiconductor light emitting device and a filter
WO2010027649A1 (en) * 2008-09-04 2010-03-11 3M Innovative Properties Company Monochromatic light source with high aspect ratio
CN102197554A (zh) 2008-09-04 2011-09-21 3M创新有限公司 单色光源
US8022626B2 (en) * 2008-09-16 2011-09-20 Osram Sylvania Inc. Lighting module
US8188486B2 (en) * 2008-09-16 2012-05-29 Osram Sylvania Inc. Optical disk for lighting module
US8183585B2 (en) * 2008-09-16 2012-05-22 Osram Sylvania Inc. Lighting module
US20100067240A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-18 John Selverian Optical Cup For Lighting Module
JP5701768B2 (ja) * 2008-11-18 2015-04-15 リングデール インコーポレーテッド ヒートシンクと熱伝導性ガラス製カバーを備えたled光源アセンブリ
US9711688B2 (en) 2008-12-02 2017-07-18 Koninklijke Philips N.V. Controlling LED emission pattern using optically active materials
JP4799606B2 (ja) 2008-12-08 2011-10-26 株式会社東芝 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法
JP4724222B2 (ja) 2008-12-12 2011-07-13 株式会社東芝 発光装置の製造方法
CN101477982B (zh) * 2009-01-07 2011-08-17 苏州晶方半导体科技股份有限公司 光转换器及其制造方法和发光二极管
KR101064082B1 (ko) * 2009-01-21 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
JP5410167B2 (ja) 2009-06-12 2014-02-05 株式会社小糸製作所 発光モジュールおよび車両用前照灯
US20110012141A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Le Toquin Ronan P Single-color wavelength-converted light emitting devices
KR101021416B1 (ko) 2009-08-03 2011-03-14 한국광기술원 파장변환기둥들을 구비하는 발광다이오드 및 이의 제조방법
JP2011040495A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュール
JP2011040494A (ja) 2009-08-07 2011-02-24 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュール
US8581229B2 (en) 2009-11-23 2013-11-12 Koninklijke Philips N.V. III-V light emitting device with thin n-type region
JP5515992B2 (ja) * 2010-04-07 2014-06-11 日亜化学工業株式会社 発光装置
WO2011145794A1 (ko) 2010-05-18 2011-11-24 서울반도체 주식회사 파장변환층을 갖는 발광 다이오드 칩과 그 제조 방법, 및 그것을 포함하는 패키지 및 그 제조 방법
KR20120024104A (ko) * 2010-09-06 2012-03-14 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자
US9166126B2 (en) 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same
KR101795051B1 (ko) * 2011-08-09 2017-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지
WO2013118072A2 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Koninklijke Philips N.V. Wavelength converted light emitting device
DE102012005657B4 (de) 2012-03-22 2020-06-10 Schott Ag Weißlichtbeleuchtungsvorrichtung
JP5985322B2 (ja) * 2012-03-23 2016-09-06 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
US9404627B2 (en) * 2012-04-13 2016-08-02 Koninklijke Philips N.V. Light conversion assembly, a lamp and a luminaire
CN104272479A (zh) * 2012-05-14 2015-01-07 皇家飞利浦有限公司 具有远程纳米结构磷光体的发光设备
DE102012211217A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische bauelementevorrichtung und verfahren zum herstellen einer optoelektronischen bauelementevorrichtung
US9608181B2 (en) * 2012-12-20 2017-03-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules with masking feature for reducing the visibility of interior components
WO2015064883A1 (en) 2013-11-01 2015-05-07 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light source module and backlight unit having the same
KR102246646B1 (ko) * 2013-11-01 2021-04-30 서울반도체 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛
JP2014042074A (ja) * 2013-11-20 2014-03-06 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュール
US9612001B2 (en) * 2013-11-25 2017-04-04 Philips Lighting Holding B.V. Lighting arrangement with improved illumination uniformity
TWI651840B (zh) * 2013-12-27 2019-02-21 菱生精密工業股份有限公司 具濾光層之微型光學封裝結構及其製造方法
CN103855259B (zh) * 2014-01-26 2017-09-08 上海瑞丰光电子有限公司 Led封装方法
KR102415331B1 (ko) 2015-08-26 2022-06-30 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지, 및 이를 포함하는 장치
KR102417181B1 (ko) * 2015-11-09 2022-07-05 삼성전자주식회사 발광 패키지, 반도체 발광 소자, 발광 모듈 및 발광 패키지의 제조 방법
KR102481646B1 (ko) 2015-11-12 2022-12-29 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지
JP6750252B2 (ja) * 2016-02-29 2020-09-02 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP7108171B2 (ja) * 2016-12-27 2022-07-28 日亜化学工業株式会社 発光装置
US10319889B2 (en) * 2016-12-27 2019-06-11 Nichia Corporation Light emitting device
CN107527982A (zh) * 2017-08-28 2017-12-29 聚灿光电科技股份有限公司 Led芯片及其制作方法
US10244687B1 (en) * 2018-02-28 2019-04-02 Spectrum King LLC LED grow light system
WO2020005827A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Lumileds Llc Led utilizing internal color conversion with light extraction enhancements
US10868213B2 (en) 2018-06-26 2020-12-15 Lumileds Llc LED utilizing internal color conversion with light extraction enhancements
KR102452424B1 (ko) * 2019-03-22 2022-10-11 엘지이노텍 주식회사 차량용 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치
CN117605970A (zh) * 2019-03-22 2024-02-27 Lg伊诺特有限公司 照明装置
US11714275B1 (en) 2022-11-25 2023-08-01 Christie Digital Systems Usa, Inc. Dual phosphor wheel projection system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6340824B1 (en) * 1997-09-01 2002-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device including a fluorescent material
EP1403934A2 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 LumiLeds Lighting U.S., LLC Selective filtering of wavelength-converted semiconductor light emitting devices
RU2261502C1 (ru) * 2004-02-05 2005-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт ГИРИКОНД" Фотолюминесцентный излучатель, полупроводниковый фотоэлемент и оптрон на их основе
RU53500U1 (ru) * 2005-11-22 2006-05-10 Емельян Михайлович Гамарц Электролюминесцентный излучатель
US7091653B2 (en) * 2003-01-27 2006-08-15 3M Innovative Properties Company Phosphor based light sources having a non-planar long pass reflector

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5813752A (en) 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue LED-phosphor device with short wave pass, long wave pass band pass and peroit filters
US5952681A (en) 1997-11-24 1999-09-14 Chen; Hsing Light emitting diode emitting red, green and blue light
US6351069B1 (en) 1999-02-18 2002-02-26 Lumileds Lighting, U.S., Llc Red-deficiency-compensating phosphor LED
US6630691B1 (en) 1999-09-27 2003-10-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diode device comprising a luminescent substrate that performs phosphor conversion
US6696703B2 (en) 1999-09-27 2004-02-24 Lumileds Lighting U.S., Llc Thin film phosphor-converted light emitting diode device
US6650044B1 (en) 2000-10-13 2003-11-18 Lumileds Lighting U.S., Llc Stenciling phosphor layers on light emitting diodes
US6576488B2 (en) 2001-06-11 2003-06-10 Lumileds Lighting U.S., Llc Using electrophoresis to produce a conformally coated phosphor-converted light emitting semiconductor
US6623142B1 (en) * 2002-02-15 2003-09-23 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for correcting optical non-uniformities in a light emitting diode
US20030225232A1 (en) 2002-03-28 2003-12-04 Tang Ben Zhong Hyperbranched polymers
JP4360788B2 (ja) 2002-08-29 2009-11-11 シチズン電子株式会社 液晶表示板用のバックライト及びそれに用いる発光ダイオードの製造方法
TW583703B (en) * 2002-10-11 2004-04-11 High Link Technology Corp Optoelectronic unit and transparent conductive substrate of the same
JP2004193580A (ja) * 2002-11-25 2004-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Led照明光源
US7118438B2 (en) * 2003-01-27 2006-10-10 3M Innovative Properties Company Methods of making phosphor based light sources having an interference reflector
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US8110281B2 (en) * 2004-07-02 2012-02-07 3Dtl, Inc. Systems and methods for creating optical effects on media
US7462502B2 (en) 2004-11-12 2008-12-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Color control by alteration of wavelength converting element
US7196354B1 (en) * 2005-09-29 2007-03-27 Luminus Devices, Inc. Wavelength-converting light-emitting devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6340824B1 (en) * 1997-09-01 2002-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device including a fluorescent material
EP1403934A2 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 LumiLeds Lighting U.S., LLC Selective filtering of wavelength-converted semiconductor light emitting devices
US7091653B2 (en) * 2003-01-27 2006-08-15 3M Innovative Properties Company Phosphor based light sources having a non-planar long pass reflector
RU2261502C1 (ru) * 2004-02-05 2005-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт ГИРИКОНД" Фотолюминесцентный излучатель, полупроводниковый фотоэлемент и оптрон на их основе
RU53500U1 (ru) * 2005-11-22 2006-05-10 Емельян Михайлович Гамарц Электролюминесцентный излучатель

Also Published As

Publication number Publication date
KR101490149B1 (ko) 2015-02-06
JP5284273B2 (ja) 2013-09-11
EP2126983A1 (en) 2009-12-02
EP2126983B1 (en) 2018-08-08
US20080179609A1 (en) 2008-07-31
JP2010521060A (ja) 2010-06-17
RU2009128178A (ru) 2011-01-27
US8704254B2 (en) 2014-04-22
WO2008078299A1 (en) 2008-07-03
BRPI0721144A8 (pt) 2015-09-22
KR20090096638A (ko) 2009-09-11
CN101652868A (zh) 2010-02-17
BRPI0721144A2 (pt) 2014-03-11
TWI487134B (zh) 2015-06-01
TW200845426A (en) 2008-11-16
CN101652868B (zh) 2011-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2457580C2 (ru) Светоизлучающее устройство, содержащее фильтр (варианты)
JP5951180B2 (ja) 飽和変換材料を有するエミッタパッケージ
JP5575737B2 (ja) 波長変換型半導体発光素子
JP5389029B2 (ja) 反射型波長変換層を含む光源
RU2639565C2 (ru) Светоизлучающий прибор с преобразующим длину волны боковым покрытием
US20050168127A1 (en) [white light led]
US20070228931A1 (en) White light emitting device
CN102057511A (zh) 使用单晶荧光体的led及其制备方法
KR100799859B1 (ko) 백색 발광 소자
TW200421683A (en) Selective filtering of wavelength-converted semiconductor light emitting devices
RU2686862C2 (ru) Сид, использующий люминесцентный сапфир в качестве понижающего преобразователя
US20180231191A1 (en) Light source with tunable emission spectrum
US20120235177A1 (en) Semiconductor light emitting device wafer and method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP2018527743A (ja) 波長変換発光デバイス
CN107112399B (zh) 波长转换发光装置
KR20050019741A (ko) 포화 인광체 고체 에미터
TW201349602A (zh) 發光二極體元件的製造方法與發光二極體晶圓

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190823

PD4A Correction of name of patent owner