[发明专利]包括具有图案化表面的覆板的半导体发光装置

说明书

一种半导体发光装置，包括：发光二极管(LED)芯片；LED芯片上的受体发光介质；与LED芯片相反地在受体发光介质上的图案化覆板，该图案化覆板包括与LED芯片相反地在受体发光介质上的图案化覆板，该图案化覆板包括图案化表面，该图案化表面被配置为减小由半导体发光装置发射的光的色点随偏离LED芯片的光轴的角度的变化。

相关申请

在35 U.S.C.§119(e)下，本申请要求于2018年4月23日提交的标题为“SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICES INCLUDING SUPERSTRATES WITH PATTERNEDSURFACES”的美国临时申请序列号No.62/661,359的利益，该美国临时申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及发光装置，并且更具体地，涉及包括具有图案化表面的覆板的半导体发光装置。

背景技术

如今，半导体发光装置被广泛使用。半导体发光装置通常包括一个或多个发光二极管芯片(“LED”或“LED芯片”)。每个LED芯片可以包括一系列半导体层，这一系列半导体层例如可以在诸如蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓或砷化镓基板之类的基板上外延生长。在这些外延层中形成一个或多个半导体p-n结。当在p-n结两端施加足够的电压时，n型半导体层中的电子和p型半导体层中的空穴流向p-n结。随着电子和空穴朝向彼此流动，电子将与对应的空穴“碰撞”并复合，这将导致光的光子发射。LED芯片发射的光的波长分布通常取决于所用的半导体材料以及构成装置的“有源区域”的薄外延层的结构，有源区域是在其中发生电子-空穴复合的地方。

LED芯片几乎是单色光源，看起来发射具有单色的光。由LED发射的光的光谱功率分布可以以约“峰值”波长为中心，该“峰值”波长是LED芯片的光谱功率分布达到其由光检测器检测到的最大值的波长。LED芯片的光谱功率分布的宽度通常在约10nm和30nm之间，其中该宽度可以在发射峰每侧的最大照度的一半处测量(此宽度可以被称为一半最大值处的全宽度或“FWHM”宽度)。

可见光可以包括具有多种不同波长的光。可见光的表观颜色可以参考二维色度(chromaticity)图进行图示，二维色度图诸如是图1中所示的1931CIE色度图，该图为将颜色定义为颜色的加权和提供了参考。如图1中所示，CIE色度图上的颜色由落入通常为U形区域内的x(ccx)和y(ccy)坐标(即，色度坐标)来定义。区域外部上或附近的颜色是由具有单个波长或非常小的波长分布的光组成的饱和颜色，而区域内部上的颜色是由不同波长的混合组成的不饱和颜色。通常在图的中间附近，在图1中标记为10的区域中会发现白光，该白光可以是多种不同波长的混合。如区域10的大小所证明的那样，有许多不同色相(hue)的光可以被认为是“白色”。例如，某些“白”光，诸如由高功率钠蒸气照明装置生成的光，可能看起来颜色偏黄，而其它“白”光，诸如由某些荧光照明装置生成的光，可能看起来颜色更偏蓝。

来自发射第一和第二颜色的光的光源的光的组合可能看起来具有与两种构成颜色中的任一种不同的颜色。组合光的颜色可以取决于两个光源的波长和相对强度。例如，由蓝色光源和红色光源的组合发射的光对于观察者可能会看起来是紫色或洋红色的。类似地，由蓝色光源和黄色光源的组合发射的光对于观察者可能看起来是白色的。图1的曲线图中的每个点被称为发射具有该颜色的光的光源的“色点”。如图1中所示，存在被称为“黑体”轨迹15的色点轨迹，该色点轨迹对应于被加热至各种温度的黑体辐射器发射的光的色点的位置。黑体轨迹15也被称为“普朗克”轨迹，因为沿着黑体轨迹的色度坐标(即，色点)服从普朗克方程：E(λ)＝Aλ^-5/(e^B/T-1)，其中E是发射强度，λ是发射波长，T是黑体的色温，并且A和B是常数。位于黑体轨迹15上或附近的色点为人类观察者产生令人愉悦的白光。