(即光将在仅几次反射之后逸出)。
[0033]光线48从磷光体颗粒22A发射并且通过散射区域40A重定向成远离光吸收区域。光线50由磷光体颗粒22B发射并且反射离开P金属接触件26。光线52由磷光体颗粒22C发射并且通过散射区域42A中的多个反射表面既向上又向下重定向。
[0034]图4图示了散射区域56A-56C可以靠近衬底57的顶部形成，其叠覆LED管芯的吸收区域或者叠覆LED管芯的非光生成区域。光线58被示出为反射离开散射区域56A，从而避免通过半导体层或下面的层的任何吸收。
[0035]图5图示了可以如何形成图4的LED结构。在生长LED半导体层之后，移除生长衬底，并且将衬底57贴附到N型层12的顶部。可以将硅树脂薄层用作粘合剂。贴附可以在真空环境中在加热和压力之下执行。可替换地，使衬底57软化并且直接熔合到N型层12A型层12可以首先被粗糙化以用于增加光提取并且用于帮助粘合。
[0036]在一个实施例中，当形成衬底晶片时，将散射区域42A、42B和56A-56C模制到衬底中。
[0037]然后在衬底57之上形成磷光体层20。磷光体层20还可以形成在LED层和衬底57的侧面之上。在一个实施例中，磷光体层20是利用硅树脂薄层贴附到衬底57的瓦片。磷光体层20还可以作为液体沉积并且被固化，或者通过电泳沉积。
[0038]图6图示了具有形成衬底64的侧壁的散射区域62A和62B以及中央散射区域60的另一实施例。散射区域62A和62B可以是沿着侧壁的连续散射区域环的部分。散射区域可以定位在任何地方以实现期望的发射图案，而与降低光吸收的散射区域的使用无关。实现某个发射图案在诸如通过抛物面镜或投影仪放大LED图像时尤其重要。如果来自散射区域62A和62B的散射是大的，则该实施例应当增加通过磷光体层20出射的光的量。这改进了器件表面之上的颜色均匀性。
[0039]可以除去中央散射区域60，并且散射区域62A和62B限制来自LED管芯的任何侧发射并且增强前发射。
[0040]图7图示了用于形成蝙蝠翼状发射图案的散射区域68的另一形状。散射区域68可以形成当自顶向下观看时的中央方形或圆形以提供期望的发射图案。在一个实施例中，散射区域68的直径是大约300微米。磷光体层70被示出为在器件的侧面之上延伸且向下延伸到基板72或印刷电路板表面的保形层。衬底73还可以具有形成其侧壁的任何部分的散射区域。
[0041]图8图示了形成在磷光体瓦片78中的侧壁散射区域76A和76B。散射区域76A和76B可以是沿着侧壁的连续散射区域环的部分。在图8中，不存在所使用的透明衬底，并且已经移除生长衬底。磷光体瓦片78可以是在贴附到半导体层之前预形成的注入在硅树脂粘结剂中的磷光体粉末。当形成磷光体晶片时，可以将反射片丝网印刷到模具中。磷光体晶片然后可以利用硅树脂薄(<10微米)层贴附到LED晶片的顶部，其中所得晶片最终被单分。散射区域76A和76B限制任何侧发射。在该结构中，磷光体瓦片78还充当衬底。该结构可以特别适于机动车头灯和投影仪。
[0042]图9图示了可以如何形成3D衬底，其中散射区域80A-80C形成在第一衬底层82的顶表面中，诸如通过丝网印刷或者使用模具，之后在加热和压力之下层压到第二衬底层84。第二衬底层84被示出为具有形成其侧壁的附加散射区域86A和86B。散射区域的任何3D图案可以通过堆叠衬底材料层而形成。以此方式，散射区域可以形成在衬底内部。
[0043]—般地，散射区域不定位在其中它们将对性能有害的地点，除非散射区域被用于对光发射成形。可以执行模拟以确定最佳的区域和散射区域形状以最大化光提取效率。典型地高度吸收且不生成光的地点包括LED半导体层的边缘。在一个实施例中，散射区域被形成为靠近衬底底部的单个环，其叠覆其中不生成光的半导体层的边缘。
[0044]在一些应用中，衬底表面被纹理化以附加地散射光和/或改进光提取。本发明与这样的表面纹理化的区别在于，本发明的实施例在衬底内(而不是仅仅在表面上)引入反射颗粒或反射空隙来散射光。
[0045]在一个实施例中，所贴附的衬底利用固有地散射某种光的体块材料形成，诸如均匀注入有光漫射颗粒(例如T12)的衬底。本发明的光散射区域将通过修改衬底的体块材料来增强某些区域之上的散射。
[0046]在LED的某些应用中，LED管芯位于具有其它LED管芯的系统中或者反射腔室中。在这样的情况下，外部生成的光撞击在LED管芯上。本发明还可以用于降低其中在外部生成光的LED管芯对光的吸收。相应地，系统效率得以改进。
[0047]虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对本领域技术人员将显而易见的是，可以做出改变和修改而不脱离以其较宽方面的本发明，并且因此随附权利要求要在其范围内涵盖如落在本发明的真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。
【主权项】
1.一种发光器件，包括: 生成光的发光二极管(LED)半导体层，LED半导体层具有发光表面； 叠覆发光表面并且贴附到LED半导体层的衬底；以及 形成在衬底内的一个或多个光散射区域。2.权利要求1的器件，其中光散射区域包括在衬底的仅所选区域中并且不遍及衬底的衬底内的反射颗粒。3.权利要求1的器件，其中光散射区域包括形成在衬底内的反射空隙。4.权利要求1的器件，其中衬底是在其上已经外延生长LED半导体层的生长衬底。5.权利要求1的器件，其中衬底利用粘合剂贴附到LED半导体层的发光表面。6.权利要求1的器件，其中光散射区域包括反射金属颗粒。7.权利要求1的器件，其中至少一个光散射区域形成为叠覆LED半导体层内或LED半导体层下面的光吸收区域。8.权利要求1的器件，还包括用于LED半导体层的金属接触件，其中LED半导体层包括N型层和P型层，并且其中至少一个光散射区域形成在用于N型层的金属接触件之上。9.权利要求1的器件，其中LED半导体层包括生成光的区域和不生成光的区域，其中光散射区域位于不生成光的至少一个LED半导体层区域之上。10.权利要求9的器件，其中光散射区域不形成在生成光的LED半导体层区域之上。11.权利要求1的器件，其中光散射区域沿着衬底的侧壁形成。12.权利要求1的器件，其中衬底包括波长转换材料。13.权利要求1的器件，其中LED半导体层包括生成光的区域和不生成光的区域，其中光散射区域至少形成在不生成光的LED半导体层的部分之上并且沿着衬底的侧壁形成。14.权利要求1的器件，还包括叠覆衬底的磷光体层，光散射区域定位成散射来自磷光体层的已经朝向LED半导体层发射的光，使得一些光朝向磷光体层反射回来。15.权利要求1的器件，其中至少一个光散射区域定位成接近靠近LED半导体层的衬底的底表面。16.权利要求1的器件，其中至少一个散射区域定位成接近远离LED半导体层的衬底的顶表面。17.权利要求1的器件，其中除光散射区域之外，衬底是透明的。
【专利摘要】在一个实施例中，LED管芯的透明生长衬底（38）形成为具有光散射区域（40A-C），诸如通过激光器形成的空隙。在另一实施例中，生长衬底被移除并且被形成有光散射区域的另一衬底取代。在一个实施例中，光散射区域形成在LED管芯的光吸收区域之上以降低那些吸收区域上的入射光的量，并且形成在衬底的侧面（42A，42B）之上以降低光引导。另一实施例包括取代衬底，其可以形成为包括其中不存在诸如-型金属接触件（28）之类的LED半导体层中的对应光生成区域的所选区域中的反射颗粒。这防止到半导体层的吸收区中的再吸收，从而增强器件的外部效率。3D结构可以通过堆叠包含反射区域的衬底层而形成。衬底可以是透明衬底或者贴附到LED顶部的磷光体瓦片（20）。
【IPC分类】H01L33/02, H01L33/50
【公开号】CN105531833
【申请号】CN201480040511
【发明人】K.范波拉, H-H.贝奇特尔
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年5月5日
【公告号】EP2997606A1, EP2997606B1, US20160093782, WO2014184701A1