本发明专利技术提供一种光源，所述光源包括具有发射表面的ＬＥＤ组件以及具有与该发射表面进行光学接触的输入表面的光学元件。与包括不位于ｐｎ结内的第二势阱的再发射半导体构造相结合，该ＬＥＤ组件可以是或可以包括能够以第一波长发射光的ＬＥＤ，例如ＬＥＤ晶粒。该光学元件可以是形状为会聚的、发散的或它们的组合的提取器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光源。更具体地讲，本专利技术涉及包括发光二极管(LED)、 再发射半导体构造、和光学元件(例如在此所描述的提取器)的光源。
技术介绍
发光二极管(LED)为当电流在阳极和阴极之间通过时进行发光的 固态半导体装置。常规的LED包含一个单一pn结。pn结可以包括中 间无掺杂区域；此类pn结另外也可以被称为pin结。像非发光半导体 二极管一样，常规的LED更容易按一个方向通过电流，即按电子从负 区移动到正区的方向。当电流以向前的方向通过LED时，来自负 区的电子与来自正区的空穴重组，生成光子。由常规LED发射的光外 观为单色；也就是说，它以单一的窄带波长生成而产生。所发射光的 波长对应于与电子空穴对重组相关的能量。在最简单的情况中，该能 量约为半导体的能带隙能量，其中重组在半导体中进行。常规的LED可以在pn结处另外包含一个或多个捕获高浓度电子 和空穴的量子阱，从而增强产生光的重组。若干调查者已经试图生产 一种发射白光或对于人眼3色觉来说呈现白色光的LED装置。一些调查者报道了所声称的在pn结内拥有多个量子阱的LED的 设计或制造，其中多个量子阱旨在以不同的波长发射光。以下参考文5献可能与这样的技术有关美国专利No.5,851，905;美国专利No.6,303,404;美国专利No.6,504,171;美国专利No.6,734,467; Damilano等人，Monolithic White Light Emitting Diodes Based on InGaN/GaNMultiple-Quantum Wells (基于InGaN/GaN多量子阱的单色白光发光二极管)，Jpn. J. Appl.Phys.(《日本应用物理杂志》)巻40 (2001)第L918-L920页；Yamada等人，Re-emitting semiconductor construction FreeHigh-Luminous-Efficiency White Light-Emitting Diodes Composed ofInGaN Quantum Well(InGaN量子阱组成的高发光效率白色游离发光二极管的再发射半导体构造)，Jpn. J. Appl.Phys.(《日本应用物理杂志》)巻41 (2002)第L246-L248页；Dalmasso等人，Injection Dependence ofthe Electroluminescence Spectra of Re-emitting semiconductorconstruction Free GaN-Based White Light Emitting Diodes, phys.(再发射半导体构造游离GaN基白色发光二极管的电致发光光谱的注射依赖),phys. stat. sol.(《固态物理》)(a)192' No.l， 139-143 (2003)。一些调査者报道了所声称的结合两个常规LEDLED装置的设计或制造，旨在以不同的波长在一个单一的装置内独立发射光。以下参考文献可能与这样的技术有关美国专利No.5,851，905;美国专利No.6,734,467;美国专利出版No.2002/0041148 Al;美国专利出版No.2002/0134989 Al ; 以及 Luo 等人，Patterned three-colorZnCdSe/ZnCdMgSe quantum-well structures for integrated full-color andwhite light emitters (用于集成的全彩色和白光发射器的图案化三色ZnCdSe/ZnCdMgSe量子阱结构)，App. Phys. Letters(《应用物理快报》)，vol.77, no.26， pp4259-4261(2000)。一些调查者报道了所声称的LED装置的设计或制造，这些LED装置将常规LED元件与诸如钇铝石榴石(YAG)的化学再发射半导体构造结合起来，旨在吸收由LED元件发射的光的一部分以及较长波长的再发射光。美国专利No.5，998,925和美国专利No.6,734，467可能与这样的技术相关。一些调査者报道了所声称的LED的设计和制造，这些LED在带有I、 Al、 Cl、 Br、 Ga或In的ZnSe基板n掺杂上发展，以便在所述该基板上产生荧光中心，旨在吸收由LED元件发射的光的一部分以及较长波长的再发射光。美国专利6,337,536和日本专利申请出版编号2004-072047可能与这样的技术相关。美国专利公布No.2005/0023545 (Camras等人)内容以引用方式并入本文。
技术实现思路
除其他内容外，本专利申请公开了包括具有发射表面的LED元组件的一种光源，该光源的LED元组件可以是或可以包括i)能够以第一波长发射光的LED;以及ii)再发射半导体构造，它包括不位于pn结内的第二势阱。LED和再发射半导体构造可以是单个晶粒或薄片的部分，其中LED与位于pn结内的第一势阱相连，而再发射半导体构造与不位于pn结内的第二势阱相连。可选择地，LED和再发射半导体构造可以是分开的两个部分，二者之间通过一个或多个其他透光性元组件提供光路。所公开的光源还优选地包括具有输入表面和输出表面的光学元件，该输入表面与LED组件的发射表面进行光学接触。这样的发射表面可以是LED表面或再发射半导体构造表面，但在很多情况下，是相对高的折射率材料的表面，例如半导体材料或其他基板材料例如Si、 Ge、 GaAs、 InP、蓝宝石、SiC、 ZnSe，等。为增强来自LED组件的光的耦合，光学元件优选地还具有相对高的折射率，如在由LED发射的光的波长上，折射率至少为1.7、 1.8、 1.9、 2.0、 2.1、 2.2、 2.3或2.4或更高。光学元件可以是通过放置在LED组件之上以及基本上围绕LED组件(或其部分)形成的封壳，或可以是提取器，该提取器单独制成，然后接触或紧邻LED元件表面以从那里进行耦合或提取光，并减少陷入到该组件内的光量。提取器或其他光学元件可以具有发散在输入表面收集的光引导进入侧发光图案。在一些实施例中，光源另外包括与发射表面的第一部分光学接触的图案化的低折射率层，该图案化层具有第一折射率；而光学元件的输入表面与发射表面的第二部分进行光学接触，光学元件具有高于第一折射率的第二折射率。在一些实施例中，光源另外包括将由LED元件产生的光的至少一些完全地内反射回进入LED组件的装置，该反射装置与发射表面的第一部分进行光学地接触；光学元件的输入表面与不同于第一部分的发射表面的第二部分进行光学接触。在一些实施例中，光学元件包括具有输入表面并由第一材料制构成的第一部分，光学元件还包括具有输出表面并由第二材料构成的第二部分；并且其中第一材料的折射率大于第二材料的折射率。在一些实施例中，光学元件为多个光学元件中的一个，每个这样的光学元件具有输入表面；其中光学元件的尺寸为，使得输入表面相互间隔开并与发射表面的不同部分进行光学接触。在一些实施例中，光学元件具有一个基部、两个会聚侧面和两个发散侧面，其中该基部为光学地连接到发射表面的输入表面。在一些实施例中，光学元件光学连接到LE本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光源，包括： ＬＥＤ组件，其具有发射表面并包括ＬＥＤ和再发射半导体构造，所述ＬＥＤ能够以第一波长发射光，并且所述再发射半导体构造包括不位于ｐｎ结内的第二势阱；以及 光学元件，其具有输入表面和输出表面，所述输入表面与所述发射表 面的至少一部分进行光学接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-12 60/804,541;US 2006-6-14 60/804,8241. 一种光源，包括LED组件，其具有发射表面并包括LED和再发射半导体构造，所述LED能够以第一波长发射光，并且所述再发射半导体构造包括不位于pn结内的第二势阱；以及光学元件，其具有输入表面和输出表面，所述输入表面与所述发射表面的至少一部分进行光学接触。2. 根据权利要求l所述的光源，其中所述第二势阱为量子阱或包括量子阱。3. 根据权利要求l所述的光源，其中所述LED包括位于pn结内的第一势阱。4. 根据权利要求1所述的光源，其中所述发射表面为LED晶粒的表面，并且其中所述光学元件设置在所述LED晶粒和所述再发射半导体构造之间。5. 根据权利要求4所述的光源，其中所述再发射半导体构造粘结到所述光学元件的输出表面。6. 根据权利要求l所述的光源，其中所述发射表面为所述再发射半导体构造的表面，并且其中所述再发射半导体构造设置在所述LED和所述光学元件之间。7. 根据权利要求6所述的光源，其中所述再发射半导体构造通过粘合层附接到所述LED。8. 根据权利要求6所述的光源，其中所述再发射半导体构造和所述LED具有一体式构造，形成于同一个半导体晶片上。9. 根据权利要求l所述的光源，其中所述光学元件包括封壳。10. 根据权利要求l所述的光源，其中所述光学元件包括提取器。11. 根据权利要求l所述的光源，其中所述光学元件包括透镜。12. 根据权利要求1所述的光源，还包括与所述发射表面的第一部...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁J乌德科克，凯瑟琳A莱瑟达勒，卢冬，迈克尔A哈斯，托马斯J米勒，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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