[发明专利]包括在其中具有光学元件的柔性膜的半导体发光器件及其装配方法

说明书

本案为分案申请。其母案的发明名称为“包括在其中具有光学元件的柔性膜的半导体发光器件及其装配方法”，申请日为2004年3月29日，申请号为2005800101016。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件及其制造方法，更尤其涉及半导体发光器件的封装和封装方法。

背景技术

半导体发光器件，例如发光二极管（LED）或激光二极管，广泛地用于许多应用。正如本领域技术人员公知的，半导体发光器件包括具有一个或多个半导体层的半导体发光元件，配置该一个或多个半导体层以一旦给其加电就发射相干和/或非相干光。还已知，一般封装半导体发光元件以提供用于半导体发光器件的外部电连接、热沉、透镜或波导、环境保护和/或其它功能。通过用穹形透明塑料壳至少部分地围绕半导体发光器件，可至少部分地提供封装。

例如，已知对于半导体发光器件提供两件式（two-piece）封装，其中半导体发光元件安装在例如氧化铝、氮化铝和/或其它材料的基板上，其包括其上的电迹线，以为半导体发光元件提供外部连接。第二基板，其例如可以是镀银的铜，例如利用胶合剂安装在第一基板上，围绕半导体发光元件。透镜可放置在半导体发光元件上方的第二基板上。在转让给本发明的受让人的、在2003年5月27日提交的标题为Power Surface Mount Light Emitting Die Package的Loh的申请序列号No.10/446,532中描述了如上所述的具有两件式封装的发光二极管，在此并入其公开的全部内容作为参考。

常常希望将磷光体并入半导体发光器件中，以增强在特定频带中发射的辐射和/或将至少一些辐射转换到另一频带。可利用许多常规技术将磷光体包括在半导体发光器件中。在一种技术中，将磷光体涂敷在塑料壳内部和/或外部。在其它技术中，例如利用电泳沉积，将磷光体涂敷在半导体发光器件本身上。在另外的技术中，可将一滴材料例如在其中包含磷光体的环氧树脂放置在塑料壳内部、半导体发光器件上和/或该器件和壳之间。该技术可称作为“圆顶封装体（glob top）”。磷光体涂敷还可并入折射率匹配材料和/或可提供单独的折射率匹配材料。例如，在美国专利6,252,254；6,069,440；5,858,278；5,813,753；5,277,840；和5,959,316中描述了采用磷光体涂敷的LED。

不幸地是，用于半导体发光器件的封装可能是昂贵的，且在一些情况下，比半导体发光元件本身更昂贵。而且，该装配工艺也可能是昂贵的、耗时的和/或容易发生故障。

发明内容

本发明的一些实施例提供半导体发光器件，其包括具有面的基板、在该面上在其中包括光学元件的柔性膜、以及半导体发光元件，该半导体发光元件在基板和柔性膜之间并且被配置用以通过光学元件发射光。在一些实施例中，光耦合介质，例如光凝胶，提供在光学元件和半导体发光元件之间。在一些实施例中，该面在其中包括腔，并且半导体发光元件在该腔中。柔性膜在该面上延伸超出腔，且光学元件叠置在腔上面。在一些实施例中，光耦合介质提供在腔中。根据本发明的各个实施例，可通过将半导体发光元件安装在基板面上以及将在其中包括光学元件的柔性膜附着到基板面上来装配半导体发光器件，以便在操作中半导体发光元件通过光学元件发射光。光耦合介质可放置在半导体发光元件和光耦合元件之间。

可根据本发明的各个实施例提供许多不同结构的光学元件。在一些实施例中，光学元件包括（即包含）透镜。在其它实施例中，光学元件包括棱镜。在其它实施例中，柔性膜包括邻近基板的第一面和远离基板的第二面，并且光学元件包括第一面上的第一光学元件和第二面上的第二光学元件，设置该两者使得发光元件通过第一光学元件和第二光学元件发射光。在一些实施例中，光学元件包括磷光体和/或其它光学发射增强和/或转换元件。在另外的实施例中，光学元件包括光散射元件。还可提供这些和/或其它光学元件的组合和子组合。而且，在这些实施例的任一个中，光耦合介质可提供在光学元件和半导体发光元件之间。

根据本发明的各个实施例，还可提供柔性膜的许多结构。例如，在一些实施例中，叠置在腔上面的柔性膜的至少一部分对于光是透明的，并且在该面上延伸超出腔的柔性膜的至少一部分对于光是不透明的。在其它实施例中，叠置在腔上面的柔性膜的至少一部分包括第一材料，并且在该面上延伸超出腔的柔性膜的至少一部分包括第二材料。在另外的实施例中，半导体发光元件包括朝着腔中的柔性膜延伸并且接触该柔性膜的线路，并且柔性膜包括在腔中的电连接至该线路的透明导体。还可提供柔性膜的这些和/或其它结构的组合和子组合。