[發明專利]具有再發光半導體構造和會聚光學元件的LED裝置

有效

• 申請號: 200780021921.4
• 申請日: 2007-06-11
• 公開（公告）號: CN101467271A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 邁克爾·A·哈斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

相關專利申請的交叉引用

本申請要求2006年6月12日提交的美國臨時專利申請號No. 60/804544的優先權，該專利的公開內容以引用方式全文并入本文。

技術領域

本發明涉及光源。更具體地講，本發明涉及的光源包括發光二極 管(LED)、再發光半導體構造和會聚光學元件，如本文所述。

背景技術

發光二極管(LED)為當電流在陽極和陰極之間通過時發出光的固 態半導體裝置。常規的LED包括單個pn結。pn結可以包括一個中間 無摻雜區域；此類pn結另外可以被稱為pin結。像非發光半導體二極 管一樣，常規的LED更容易按一個方向通過電流，即按電子從負區移 動到正區的方向。當電流以“向前”的方向通過LED時，來自負區的 電子與來自正區的空穴重組，生成光子。由常規LED發射的光外觀為 單色；也就是說，它以單一的窄帶波長生成。所發射光的波長對應于 與電子空穴對重組相關的能量。在最簡單的情況中，該能量約為半導 體的能帶隙能量，其中重組在該半導體中進行。

常規的LED可以在pn結處另外包含一個或多個捕獲高濃度電子 和空穴的量子阱，從而增強產生光的重組。若干調查者已經試圖生產 一種發射白光或對于人眼3色覺來說呈現白色的光的LED裝置。

一些調查者報道了傳說的pn結內擁有多個量子阱的LED的設計 或制造，其中量子阱旨在發射不同波長的光。以下參考文獻可能與這 樣的技術有關：美國專利No.5,851,905；美國專利No.6,303,404；美 國專利No.6,504,171；美國專利No.6,734,467；Damilano等人， Monolithic?White?Light?Emitting?Diodes?Based?on?InGaN/GaN Multiple-Quantum?Wells(基于InGaN/GaN多量子阱單色白光發光二極 管)，Jpn.J.Appl.Phys.(《日本應用物理雜志》)卷40(2001)第 L918-L920頁；山田等人，Re-emitting?semiconductor?construction?Free High-Luminous-Efficiency?White?Light-Emitting?Diodes?Composed?of InGaN?Quantum?Well(InGaN量子阱組成的高發光效率白色游離發光二 極管的再發光半導體構造)，Jpn.J.Appl.Phys.(《日本應用物理雜志》) 卷41(2002)第L246-L248頁；Dalmasso等人，Injection?Dependence?of the?Electroluminescence?Spectra?of?Re-emitting?semiconductor construction?Free?GaN-Based?White?Light?Emitting?Diodes(不含磷的 GaN基白色發光二極管的電致發光光譜的注射依賴)，stat.sol.(《固 態物理》)(a)192，編號1，139-143(2003)。

一些調查者報道了傳說的將兩個常規LED結合起來的設計或制 造，旨在獨立地在單個裝置內發射不同波長光的LED裝置。以下參考 文獻可能與這樣的技術有關：美國專利No.5,851,905；美國專利No. 6,734,467；美國專利出版No.2002/0041148?A1；美國專利出版No. 2002/0134989?A1；以Luo等人，Patterned?three-color?ZnCdSe/ZnCdMgSe quantum-well?structures?for?integrated?full-color?and?white?light?emitters (集成有全彩色和白光發射器的圖案化的三色ZnCdSe/ZnCdMgSe量子 阱結構)，App.Phys.Letters(《應用物理通訊》)，卷77，編號26， 第4259-4261頁(2000)。

一些調查者報道了傳說的LED裝置的設計或制造，所述LED裝 置將常規LED部件與諸如釔鋁石榴石(YAG)的化學再發光半導體構造 結合起來，旨在吸收部分由LED部件發射的光以及較長波長的再發射 光。美國專利No.5,998,925和美國專利No.6,734,467可能與這樣的技 術相關。