[发明专利]通过选择性区域粗糙化控制的LED光输出

说明书

粗糙化发光设备的表面以提高表面的光提取效率，但是选择粗糙化区域的大小以实现所期望水平的光提取效率。光刻技术可以用来创建掩模，其将粗糙化限于发光表面的选择区域。因为粗糙化区域的大小可以被精确地控制，所以光提取效率可以被精确地控制，其基本上独立于用来粗糙化表面的特定过程。此外，表面的选择性粗糙化可以用来获得所期望的光发射输出图案。

技术领域

本发明涉及发光设备（LED）的领域，并且特别地涉及一种发光设备，其具有提高设备的光提取效率的选择性地粗糙化的发光表面。

背景技术

使用粗糙化的发射表面来提高LED提取效率是众多LED设计的共同之处。粗糙化可以被应用于包括InGaN、AlInGaP系统的不同类型LED结构，以及倒装芯片接合和竖直的薄膜设备架构中，以及其它。

2011年1月25日授予John Epler，Paul Martin和Michael Krames 并且通过引用并入本文的USP 7,875,533, “Package integrated thin film LED, and devices”公开了通过使用KOH溶液的光电化学刻蚀过程来粗糙化LED的GaN发光表面以提高光提取效率。使用在发光设备的形成期间生长的刻蚀停止层来控制刻蚀的深度。以同样方式，USPA2010/0025717，USPA 2009/0146170，USPA 2008/0113463，和USP 7,749782也公开了通过粗糙化发光表面来改进光提取效率的技术，并且通过引用并入本文。

以上所引方法中的每一个创建了基本上均匀粗糙化的表面，其允许最大化的光提取，通常允许提取原来未粗糙化的表面的两倍的光。随着发光效率的继续增加，两倍的光提取效率在某些应用中可能不是所期望的。例如，可能期望的是将总的光输出限于客户的最大通量规格，以符合特定的标准，或者达到特定的照明效果。

对于每一个粗糙化方法来说，也许可能是通过改变粗糙化的特性来改变光提取效率的，诸如通过改变粗糙化过程的参数以增加或减少所得到的粗糙化表面的粗糙度或其它方面。然而，开发个性化过程的成本可能太大，并且可达到的可控效率范围可能受限于或受制于该过程的变化。

发明内容

可能有利的是能够可靠地和/或廉价地控制发光设备的光提取效率。同样可能有利的是能够控制发光设备的光提取效率而基本上不影响用来粗糙化发光设备的表面的过程和/或不受该过程的影响。

为了更好地解决这些问题中的一个或多个，在本发明的实施例中，使用常规的技术来粗糙化发光设备的表面以提高光提取效率，但是选择粗糙化区域的大小以达到所期望水平的光提取效率。光刻技术可以用来创建掩模，其将粗糙化限于发光表面的选择区域。因为粗糙化区域的大小可以被精确地控制，所以光提取效率可以被精确地控制，其基本上独立于用来粗糙化表面的特定过程。此外，表面的选择性粗糙化可以用来获得所期望的光发射输出图案。

附图说明

参照附图通过示例的方式并且更详细地解释本发明，其中：

图1A-1C示出了通过粗糙化发光设备的发光表面来提高发光设备的光提取效率的示例性现有技术过程。

图2示出了通过粗糙化发光设备的发光表面的选择区域来提高发光设备的光提取效率的过程的示例性流程图。

图3示出了光提取效率与粗糙化区域在发光表面上的百分比之间的示例性关系。

图4A-4D示出了选择性粗糙化的发光表面的示例性图案。

贯穿附图，相同的参考标记指示相似或相应的特征或功能。所包括的附图用于说明目的，而非旨在限制本发明的范围。

具体实施方式