[发明专利]具有再发光半导体构造和会聚光学元件的LED装置

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2006年6月12日提交的美国临时专利申请 No.60/804544的优先权，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明涉及光源。更具体地讲，本发明涉及包括发光二极管(LED)、 再发光半导体构造和会聚光学元件的光源，如本文所述。

背景技术

发光二极管(LED)为当电流在阳极和阴极之间通过时发出光的固 态半导体装置。常规的LED包括单个pn结。pn结可以包括一个中间 无掺杂区域；此类pn结另外可以被称为pin结。与非发光半导体二极 管类似，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。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，其中重组在该半导体中进行。

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色觉来说呈现白色的光的LED装置。

一些调查者报道了传说的pn结内拥有多个量子阱的LED的设计 或制造，其中量子阱旨在发射不同波长的光。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.6,303,404；美国 专利No.6,504,171；美国专利No.6,734,467；Damilano等人，MonolithicWhite Light Emitting Diodes Based on InGaN/GaN Multiple-QuantumWells(基于InGaN/GaN多量子阱单色白光发光二极管)，Jpn.J.Appl. Phys.(《日本应用物理杂志》)  卷40(2001)第L918-L920页；山田 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光半导体构造)，Jpn.J.Appl.Phys.(《日本应用物理杂志》) 卷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(不含磷的GaN基白色发光二极管的电致发光光谱的注射依赖)，stat.Sol.(《固 态物理》)(a)192，编号1，139-143(2003)。