发光模块以及包括该发光模块的照明设备的制造方法_2

文档序号:9861910阅读:来源:国知局
、黄绿色发光二极管芯片以及白色发光二极管芯片所 构成的组的一种或更多种的组合。
[0054] LED可以是俯视型发光二极管或侧视型发光二极管。
[0055] 封装体IlOA可以由具有反射率的材料形成。另外,封装体IlOA可以由环氧模塑 化合物(EMC)形成,但实施例不限制封装体IlOA的材料。
[0056] 布置在封装体IlOA中的第一引线框112和第二引线框114可以沿与X轴方向(其 是发光结构180的厚度方向)交叉的方向(例如,y轴方向,其是与X轴方向垂直的方向) 布置为彼此间隔开。第一引线框112和第二引线框114的每一个可以由导电材料(例如, 金属)制成,但是实施例不限制第一引线框112和第二引线框114的每一个的材料的类型。 封装体IlOA可以作为绝缘层布置在第一引线框112与第二引线框114之间,以电绝缘第一 引线框112和第二引线框114。
[0057] LED可以包括衬底170、发光结构180以及第一电极190和第二电极192。
[0058] 发光结构180可以布置在衬底170上。衬底170可以由适合生长半导体材料的材 料或载体晶片形成。另外,衬底170可以由具有优良导热率的材料形成,或者可以是绝缘 衬底。例如,衬底170可以由包括选自蓝宝石(Al 2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga203、 GaAs以及Ge所构成的组的至少之一的材料形成。不均匀图案可以形成在衬底170的顶面 上。例如,虽然未示出,然而衬底170可以是图案化蓝宝石衬底(PSS)。
[0059] 另外,缓冲层(未示出)可以布置在衬底170与发光结构180之间。缓冲层可以 使用第III-V族化合物半导体材料形成。缓冲层用于减小衬底170与发光结构180之间的 晶格常数的差异。例如,缓冲层可以包括氮化铝(AlN)或无掺杂氮化物,但本公开文本不限 于此。取决于衬底170和发光结构180的类型,可以省略缓冲层。
[0060] 发光结构180可以包括第一导电半导体层182、有源层184以及第二导电半导体层 186〇
[0061] 第一导电半导体层182布置在衬底170上。第一导电半导体层182可以布置在 衬底170与有源层184之间,并且可以包括半导体化合物。在本文中,第一导电半导体层 182可以由第III-V族或第II-VI族化合物半导体材料形成,并且也可以掺杂有第一导电 掺杂剂。例如,第一导电半导体层182可以包括成分表达式为Al xInyGau x y)N(0 < X < 1, 0彡y彡1,0彡x+y彡1)的半导体材料,或者可以包括选自InAlGaN、AlGaAs、GaP、GaAs、 GaAsP以及AlGaInP所构成的组的至少之一。当第一导电半导体层182是n型半导体层时, 第一导电掺杂剂可以包括η型掺杂剂,诸如Si、Ge、Sn、Se、Te等。第一导电半导体层182 可以具有单层或多层结构,但是本公开文本不限于此。
[0062] 有源层184可以布置在第一导电半导体层182与第二导电半导体层186之间。有 源层184可以具有选自单阱结构、双异质结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW) 结构、量子点结构以及量子线结构所构成的组的一种结构。有源层184可以具有阱层和 势皇层的成对结构,例如,选自使用第III-V族化合物半导体材料形成的AlGaN/AlGaN、 InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs (InGaAs)/AlGaAs 以 及GaP (InGaP) /AlGaP构成的组的至少一种成对结构,但本公开文本不限于此。该阱层可以 由能量带隙低于势皇层的能量带隙的材料制成。
[0063] 第二导电半导体层186可以布置在有源层184上,并且可以包括半导体化合物。第 二导电半导体层186可以由第III-V族和第II-VI族化合物半导体材料形成,并且可以包 括例如成分表达式为In xAlyGa1 x yN(0彡X彡1,0彡y彡1,0彡x+y彡1)的半导体材料,或 者可以包括选自AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGaInP所构成的组的至少之一。
[0064] 当第二导电半导体层186是p型半导体层时,第二导电掺杂剂可以包括p型掺杂 剂,诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。第二导电半导体层186可以具有单层或多层结构,但本公开 文本不限于此。
[0065] 第一导电半导体层182可以实现为η型半导体层,并且第二导电半导体层186可 以实现为P型半导体层。另一方面,第一导电半导体层182可以实现为ρ型半导体层,而第 二导电半导体层186可以实现为η型半导体层。因此,发光结构180可以包括选自η-ρ结、 ρ-η结、η-ρ-η结以及ρ-η-ρ结结构所构成的组的至少之一。
[0066] 第一电极190布置在第一导电半导体层182上,通过使第二导电半导体层186、有 源层184、以及第一导电半导体层182的一部分经受台面蚀刻而暴露该第一导电半导体层 182。第二电极192布置在第二导电半导体层186上。
[0067] 发光器件LED可以具有如图2所示的水平接合结构,但是实施例不限于此。LED也 可以具有竖直接合结构或倒装芯片接合结构。如上所述,图1所示的光源LSl至LS9的每 一个可以具有水平接合结构、竖直接合结构或倒装芯片接合结构,如图2所示。如此,LED LSI至LS9全部可以具有相同的接合结构。根据另一个实施例,LED LSI至LS9可以具有不 同的接合结构。即,LED LSl至LS9中的一些可以具有水平接合结构,LED LSl至LS9中的 一些可以具有竖直接合结构,而其它LED可以具有倒装芯片接合结构。
[0068] 另外,图2示出了 LED布置在第二引线框114上的情况,但实施例不限于此。艮口, LED可以布置在第一引线框112上。
[0069] 另外,虽然未示出,当LED具有水平接合结构时,LED的第一电极190可以通过第 一导线电耦接到第一引线框112,而第二电极192可以通过第二导线电耦接到第二引线框 114〇
[0070] 进一步,虽然未示出,但齐纳二极管可以进一步布置在封装体IlOA上。
[0071] 波长转换单元130可以布置在第一透镜140与封装体IlOA之间。波长转换单元 130用于转换从光源120发出的光的波长。为此目的,波长转换单元130可以例如由硅(Si) 形成,并且可以包括磷光体(或磷光材料),因此可以转换从光源120发出的光的波长。磷 光体可以包括选自YAG基、TAG基、硅酸盐基、硫化物基以及氮化物基荧光材料所构成的组 的至少一种荧光材料(即,波长转换装置),它们全部可以用于将光源120发出的光转换成 白光,但是实施例不限制磷光体的类型。
[0072] 本文可使用的YAG基荧光材料和TAG基荧光材料可以选自(Y、Tb、Lu、Sc、La、Gd 以及Sm) 3 (Al、Ga、In、Si以及Fe) 5 (0和S) 12:Ce,而本文可使用的硅酸盐基荧光材料可以选 自(Sr、Ba、Ca 以及 Mg) 2Si04: (Eu、F 以及 Cl)。
[0073] 另外,本文可使用的硫化物基荧光材料可以选自(Ca、Sr) S :Eu和(Sr、Ca、Ba) (Al、Ga) 2S4:Eu,而本文可使用的氮化物基磷光体可以选自磷光体组分,诸如(Sr、Ca、Si、 Al 以及 0)N :Eu(例如,CaAlSiN4:Eu 和 β -SiAlON :Eu)或 Ca-α SiAlON :Eu(例如,Cax、 My) (Si、A1)12(0、N)16,其中M表示选自Eu、Tb、Yb以及Er所构成的组的至少一种材料, 0· 05〈(x+y)〈0· 3、0· 02〈χ〈0· 27 以及 0· 03〈y〈0. 3。
[0074] 包含N的氮化物基磷光体(例如,CaAlSiN3=Eu)可以用作红色磷光体。与硫化物 基磷光体相比,这种氮化物基红色磷光体在外部环境(诸如热量和潮湿)下可以具有卓越 可靠性和较低的褪色风险。
[0075] 第一透镜140可以布置在封装体IlOA上。第一透镜140可以布置在波长转换单 元130上,使得通过波长转换单元130的光入射到第一透镜140,入射光被第一透镜140折 射和/或反射,然后从第一透镜140发出。第一透镜140可以包括透明材料,例如,硅(Si)、 聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(即,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、玻璃等。
[0076] 另外,第一透镜140可以具有诸如球形和非球形等各种形状,但实施例不限制第 一透镜140的形状。
[0077] 根据其它实施例,图1所示的发光模块100A可以实现为如图3所示。
[0078] 参照图3,发光模块100A-2可以包括PCB IlOB和多个LED封装LSl至LS9。图1 所示的基底110可以与图3所示的PCB IlOB对应,而图1所示的多个光源LSl至LS9可以 分别与图3所示的LED封装对应。
[0079] 图3所示的多个LED封装的每一个(例如,LS4、LS5以及LS6)可以具有与图2所 示的发光模块100A-1相同的结构。即,多个LED封装的每一个(例如,LS4、LS5以及LS6) 可以包括封装体110A、第一引线框112和第二引线框114、发光器件LED、波长转换单元130 以及第一透镜140。在本文中,由于LED封装的每一个(LS4、LS5以及LS6)包括与图2所 示的相同的部件,因而相似的部件具有相似的附图标记,因此为了清晰起见省略相同部件 的说明。
[0080] 多个LED封装(例如,LS4至LS6)的每一个的封装体IlOA布置在PCB IlOB上。 在这种情况下,至少一个LED可以布置在封装体IIOA上。
[0081] PCB IlOB中可以形成具有电极图案,该电极图案用于将光源120连接至提供电力 的适配器。例如,用于将适配器连接至光源120的电极图案可以形成在PCB IlOB的上表面。
[0082] 这种PCB IlOB可以是由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃、PC以及硅(Si) 所构成的组的至少一种材料制成的衬底,并且可以呈膜的形式。
[0083] 另外,单层PCB、多层PCB、陶瓷衬底以及金属芯PCB可以选择性地用作PCB 110B。
[0084] 结果是,图1所示的基底110可以是图2所示的封装体110A,并且图1所示的光 源120可以是图2所示的LED。在这种情况下,光源
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