[发明专利]结合窗口元件的模制透镜

说明书

政府资助的研究声明

本发明的一个或多个实施例在能源部颁发的合同no. DE-FC26-08NT01583下利用政府支持完成。政府在本发明中拥有某些权利。

技术领域

本公开涉及具有发光器件（LED）的光发射器。

背景技术

图1示出了光发射器100的截面图。光发射器100包括发光器件（LED）管芯102和在LED管芯上的磷光体层104。LED管芯102安装到支撑106上。支撑106可以包括将LED管芯102耦合到外部部件的迹线和引线。支撑106也可以包括驱散来自光发射器100的热量的散热器。

将透镜108跨LED管芯102和磷光体层104安装到支撑106，并且透镜内部的密封剂110密封LED管芯和磷光体层。暴露于光、热和/或湿气时，透镜108和/或密封剂110可能在高功率短波蓝色或紫外（UV）LED操作下变成黄色或褐色。

发明内容

在本公开的一个或多个实施例中，光发射器包括发光器件（LED）管芯以及LED管芯之上或紧邻LED管芯的光学元件。该光学元件可以包括透镜、窗口元件以及设置在透镜与窗口元件之间的界面处的接合物（bond）。窗口元件可以是波长转换元件或者光学平板。窗口元件可以直接接合或者熔融至透镜，或者窗口元件可以通过一个或多个中间接合层接合至透镜。窗口元件与透镜之间的接合物可以具有与窗口元件、透镜或二者的折射率类似的折射率。

附图说明

在附图中：

图1示出了现有技术光发射器的截面图；

图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B示出了本公开的实施例中的光发射器的截面图；

图5示出了本公开的一个或多个实施例中的可以在用于形成透镜与窗口元件之间的接合的工艺中使用的设备；

图6-13示出了本公开的实施例中的具有窗口元件的不同类型的透镜的截面图；

图14和图15示出了本公开的实施例中的光发射器的截面图；

图16示出了本公开的一个或多个实施例中的可以在用于在窗口元件上形成接合层的工艺中使用的设备；

图17示出了本公开的一个或多个实施例中的具有可以在图16的设备中形成的接合层的窗口元件；

图18示出了本公开的一个或多个实施例中的可以在用于在透镜上形成接合层的工艺中使用的设备；

图19示出了本公开的一个或多个实施例中的具有可以在图18的设备中形成的接合层的透镜；以及

图20为本公开的一个或多个实施例中的处于菲涅耳透镜形状的包括凹槽的透镜的截面图。

不同的图中相同附图标记的使用表示相似或相同的元件。

具体实施方式

图2A示出了依照本公开的一个或多个实施例的光发射器200的截面图。光发射器200包括安装到支撑204上的LED管芯202。

LED管芯202包括n型层、紧邻n型层的发光层（通常称为“有源区域”）、紧邻发光层的p型层以及紧邻p型层的导电反射层。在一个或多个实施例中，可以使用导电透明接触层，诸如例如氧化铟锡、铝掺杂氧化锌以及锌掺杂氧化铟。取决于实施例，可以在“倒装芯片”布置中将n和p型层的n和p型金属接触设置在LED管芯202的相同侧。这些半导体层外延生长在衬底或衬顶（superstrate）上，所述衬底或衬顶可以被移除，从而只留下外延层。

支撑204可以包括具有电引线的外壳206、外壳中的散热器208以及安装到散热器上的基板（submount）210。LED管芯202经由诸如焊料、金或者金锡互连之类的接触元件212安装到基板210上。基板210可以包括具有通孔的衬底，或者可以包括LED管芯202的基板上再分布的金属图案。接合线可以将基板210上的接合线焊盘耦合到外壳206的电引线，这些电引线在光发射器200与外部部件之间传递电信号。