[实用新型]磷光体集成的基于激光的光源及表面安装器件

说明书

提供了磷光体集成的基于激光的光源及表面安装器件，该磷光体集成的基于激光的光源，包括布置在封装基底上紧邻激光二极管芯片的导热材料和耦接到该导热材料的光学透明材料。一凹槽在导热材料和光学透明材料之间延伸并且对准，以接收来自激光二极管芯片的电磁辐射。波长转换材料耦接到光学透明材料，并且被配置为接收发射到凹槽中并透射通过光学透明材料的电磁辐射的至少一部分。反射材料围绕光学透明材料和波长转换材料的侧部。提供了紧凑、高亮度和高效的白色光源。

技术领域

本公开涉及磷光体集成的基于激光的光源及表面安装器件。

背景技术

由于固态照明技术的高效率、长寿命、低成本和无毒性，发光二极管(LED)已迅速成为首选照明技术。LED是一种双引线半导体光源，通常基于p-i-n结二极管，其激活时发出电磁辐射。LED的发射是自发的，并且通常是朗伯模式。当向引线施加适当的电压时，电子和空穴在器件内重新结合，以光子的形式释放能量。这种效应称为电致发光，光的颜色由半导体的能带隙决定。

通过将GaN基LED与诸如磷光体等的波长转换材料相结合，实现了固态白色光源。这种利用GaN基LED和磷光体材料来产生白光的技术现在照亮了我们周围的世界，因为其相比白炽光源具有许多优点，包括更低的能耗、更长的寿命、更好的物理稳定性、更小的尺寸和更快的切换。发光二极管现在应用于航空照明、汽车前照灯、广告、一般照明、交通信号和照相机闪光灯等多种应用。LED允许开发新的文本、视频显示器和传感器，同时其高切换率在先进的通信技术中也很有用。

尽管LED是有用的，但根据以下公开中描述的实用新型，LED仍有需要克服的限制。

实用新型内容

本实用新型提供了一种集成白色电磁辐射源的装置和方法，该装置和方法使用基于镓和含氮材料的激光二极管激励源和基于磷光体材料的发光源的组合。在本实用新型中，基于镓和氮的材料的紫色、蓝色或其他波长激光二极管源与磷光体材料(例如黄色磷光体)紧密集成，以形成紧凑、高亮度和高效的白色光源。在一个示例中，可以为专用应用、通用应用等提供源。

根据实施例，一种磷光体集成的基于激光的光源包括：封装基底；激光二极管芯片，耦接到封装基底，该激光二极管芯片包括含镓和氮的材料，并且被配置为从输出刻面输出电磁辐射的激光束；该激光二极管芯片被配置为发射处于第一波长的电磁辐射；导热材料，耦接到封装基底并且布置在封装基底上紧邻激光二极管芯片，导热材料具有反射顶表面；光学透明材料，耦接到导热材料的反射顶表面，其中，一凹槽在导热材料的一部分和光学透明材料的一部分之间延伸，凹槽与激光二极管芯片对准以从激光二级管芯片接收电磁辐射；波长转换材料，耦接到光学透明材料并且被配置为接收发射到凹槽中并透射通过光学透明材料的电磁辐射的至少一部分，波长转换材料被配置为将激光束中的电磁辐射的至少一部分的第一波长转换为长于第一波长的第二波长；以及反射材料，围绕光学透明材料和波长转换材料的侧部，该反射材料被配置为反射入射在光学透明材料和波长转换材料的侧部上的电磁辐射的部分，其中，波长转换材料被配置为从顶表面发射光，该光包括具有第一波长的第一部分和具有第二波长的第二部分。

在实施例中，凹槽包括具有多边形形状的部分。

在其他实施例中，凹槽形成在导热材料的顶部，并且从导热材料的侧表面延伸，凹槽在向上方向上朝向光学透明材料反射电磁辐射的至少一部分。

在其他实施例中，导热材料包括硅(Si)、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、蓝宝石、陶瓷氮化铝(AlN)、陶瓷氧化铝(Al₂O₃)、陶瓷氮化硼(BN)、铝(Al)或铜(Cu)。

在其他实施例中，凹槽形成在光学透明材料的底表面中，并且从光学透明材料的侧表面延伸。

在其他实施例中，光学透明材料是包括单晶碳化硅、蓝宝石、金刚石、或者来自石榴石或尖晶石组的透明晶体。

在其他实施例中，电磁辐射处于范围从400nm到485nm的第一波长。