专利名称：含有致冷芯片的光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光装置。具体来说，本发明是一种可以产生均匀光度，以及低发散性， 频带宽较窄的发光装置。更具体来说，本发明的发光装置是包含致冷芯片和至少一个激 光二极管芯片以及至少一个发光二极管芯片的发光装置。
背景技术：
激光二极管具有体积小，效益高，消耗功率小，使用寿命高，并且容易由电流大小 来调制其输出功率的优点。而其应用范围与波长相关，短波长(390~950纳米)的激光 主要用于光盘驱动器，激光打印机，条码机，扫描仪等光信息和显示用途，而长波长 (980~1500纳米)的激光主要用于光纤通信。激光二极管发光特性为椭圆形出光，且低 发散性，高强度，且频带宽较窄，相干性高。
而激光二极管所发出的光源，频带宽较窄，相位一致，当光束投射到目标区域时， 将因干涉造成点状分布。另一方面，激光二极管的注入电流必须大于临界电流密度，临 界电流密度与界面温度有关，并且间接影响效益。高温操作时，临界电流提高，效益降 低，甚至损坏元件。
而发光二极管亮度高，散热效率高，使用寿命长，经常应用于针对电子标志与记号， 显示照明，高亮度显示器等等。
发光二极管发出的光谱频带宽较宽，因此当发光二极管光源投射在目标区域时，光 度在目标区域均匀分布，并不会产生点状分布的现象。
激光二极管芯片与发光二极管芯片所发出的光源在应用上具有互补性。因此本发明 希望解决的问题在于，如何使照明装置在应用时，在数据处理或通信应用的场合，提供 频带宽较窄，相位一致的光数，而又能在需要照明时，提供光度均匀的照明，提供适当 的光谱照明。
传统用于照明装置的散热方式，激光二极管芯片下方用焊接(或导热膏)与次衬底 (Submount)连接，往下再连接散热块，如美国专利公开号US2005/0265410。
所以，本发明的目的主要在于进一步解决发光装置的散热问题，以使高密度的排列 的照明芯片在使用期间不因发光产生的增温而影响发光性能。 发明内容本发明的一目的在于如何使照明装置在应用时，针对光谱频带宽的需求，提供适当 的光谱照明，以及在使用期间，不因发光产生的增温而影响发光性能。
本发明揭示一种发光装置，在发光装置上至少包含一致冷芯片；而在所述致冷芯片 上，具有一个或一个以上激光二极管芯片，和一个或一个以上发光二极管芯片，其中至 少一个激光二极管芯片和一个发光二极管芯片配置于所述致冷芯片上。
使应用于需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有激光二极管特性的照明。而在不 需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有光度均匀的发光二极管特性的照明。并且在使 用期间，不因发光产生的增温而影响发光性能。
图l所示为依据本发明的第一实施例的发光装置。
图la所示为依据发明的第一实施例的发光装置，出光方向可以平行或不平行。 图2为依据本发明的第二实施例的发光装置。
具体实施例方式
根据本发明的一种优选的发光装置实施例中，可包含主基座，而所述主基座上包含 致冷芯片，所述致冷芯片的两侧各具有一衬底，至少其中一侧的衬底上具有一个次基座 (submount)，而所述次基座(submount)具有一个或一个以上发光二极管芯片和一个或 一个以上激光二极管芯片。
图l所示为第一实施例，发光装置IO在发光装置上具有致冷芯片(TEcooler) 11， 致冷芯片的两侧各具有一衬底12，在致冷芯片的其中一侧衬底上具有一个或一个以上次 基座13，并与激光二极管芯片14和发光二极管芯片15相接，即一致冷芯片上具有激光 二极管芯片14和发光二极管芯片15,使激光二极管芯片14与发光二极管芯片15的散 热途径相同。
所述致冷芯片两侧的衬底12材料可以用氧化铝板，金属衬底，塑胶衬底，半导体衬 底(例如:硅)，氧化锌衬底或软性衬底。其中所述塑胶衬底上可具有金属膜，以提高散 热性能，或具有金属线路，除了提高散热性能外，还可将控制电路嵌于衬底内，进一步 使控制电路集成在其上，以达到减小构装体积的功效。类似地，在半导体衬底，氧化铝 衬底，氧化锌衬底，玻璃衬底，软性衬底上也可具有金属薄膜或金属线路。
而激光二极管芯片和发光二极管芯片用焊料或粘合剂而附着于致冷芯片。 一般来说， 粘合剂含有导电材料，如银胶，炭胶等。
激光二极管14在致冷芯片的衬底上至少具有第一方向的发光方向，发光二极管15
4在致冷芯片的衬底上至少具有第二方向的发光方向，所述第一发光方向与第二发光方向 可由致冷芯片的衬底的形状设计决定。所述第一方向与所述第二方向可以为平行或不平 行，如图la所示。
在发光装置的基座上的致冷芯片上，还可配置一种可发光的芯片，而所述芯片具有 激光二极管特性单元与发光二极管特性单元，而所述芯片的激光二极管出光角度与发光
二极管出光角度间具有预定的e夹角，e可以大于等于0，此外由衬底的设计和芯片元件
的设计，也可决定所述发光芯片的激光二极管单元和发光二极管单元的出光方向。
图2所示为第二实施例，发光装置20在发光装置上具有致冷芯片(TE cooler) 21, 此致冷芯片的两侧各具有一衬底221和222,在致冷芯片的其中一侧衬底221上具有一 个或一个以上次基座23，并与激光二极管芯片24和发光二极管芯片25的一面相接触。 即一致冷芯片上具有激光二极管芯片24和发光二极管芯片25，使激光二极管芯片24与 发光二极管芯片15的散热途径相同。所述致冷芯片的衬底可以是具有透光性的玻璃衬底 或塑胶衬底，软性衬底等，而所述衬底的具有发光芯片的一侧221可以设计为波浪状， 使激光二极管芯片和发光二极管芯片除了从衬底上方出光以外，光线也可以透过衬底， 经波浪状的另一侧反射而呈现多角度散射。而另一侧的衬底222，与具有发光芯片的一 侧221可以是相同或不同材质的衬底。
权利要求
1. 一种发光装置，其包括致冷芯片，所述致冷芯片的两侧各具有一衬底，其中至少一侧的所述衬底上具有基座；以及一个或一个以上发光二极管芯片和一个或一个以上激光二极管芯片，其中至少一个所述发光二极管芯片或激光二极管芯片配置于所述至少一侧的所述基座上。
2. 根据权利要求l所述的发光装置，其中所述激光二极管芯片具有至少第一方向的出 光方向，且所述激光二极管具有第二方向的出光方向。
3. 根据权利要求l所述的发光装置，其中所述致冷芯片的衬底可以是氧化铝板，金属 衬底，具有金属线路的塑胶衬底，半导体衬底，玻璃衬底，氧化锌衬底，或软性衬 底。
4. 根据权利要求3所述的发光装置，其中所述致冷芯片的衬底可具有在衬底上或嵌于 其内的电路。
5. 根据权利要求2所述的发光装置，其中所述激光二极管芯片的所述第一方向的出光 方向，可由所述激光二极管的配置或衬底的形状决定。
6. 根据权利要求2所述的发光装置，其中所述发光二极管芯片的所述第二方向的出光 方向，可由所述发光二极管的配置或衬底的形状决定。
7. 根据权利要求l所述的发光装置，其中所述发光二极管芯片与激光二极管芯片通过 焊料或粘合剂而固定于所述基座上。
8. 根据权利要求7所述的发光装置，其中所述粘合剂的材料可包含金属。
9. 根据权利要求l所述的发光装置，其进一步包含检光二极管。
10. 根据权利要求3所述的发光装置，其中所述玻璃衬底是可透光的，且所述衬底的其 中一侧设计为波浪状，使激光二极管芯片或发光二极管芯片的出光方向可呈现多角 度散射。
全文摘要
本发明揭示一种发光装置，在此发光装置上至少包含有一个致冷芯片，而在所述致冷芯片上，具有一个或一个以上激光二极管芯片，和一个或一个以上发光二极管芯片，其中至少一个激光二极管和一个发光二极管配置于所述基座上。使应用于需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有激光二极管特性的照明。而在不需要极窄光谱频带宽的应用时，能够具有散热特性较佳的发光二极管特性的照明。
文档编号H01L25/00GK101471333SQ200710306348
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者李豪强, 许廷炜, 谢和铭, 黄鸿钧 申请人:友嘉科技股份有限公司