專利名稱：：用于發(fā)光器件的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及固態(tài)發(fā)光器件和其制造方法，更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及用在固態(tài)發(fā)光器件中的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：發(fā)光二極管和激光二極管是眾所周知的在施加足夠電壓時能夠產(chǎn)生光的固態(tài)發(fā)光元件。發(fā)光二極管和激光二極管可以通稱為發(fā)光器件("LED")。發(fā)光器件通常包括形成于在底材如藍(lán)寶石、硅、碳化硅、砷化鎵等上生長的外延層中的p-n結(jié)。LED產(chǎn)生的光的波長分布通常取決于制造p-n結(jié)的材料和構(gòu)成器件的有源區(qū)的薄外延層的結(jié)構(gòu)。經(jīng)常需要將熒光體結(jié)合到固態(tài)發(fā)光器件中以加強(qiáng)具體頻帶中的發(fā)射輻射和/或?qū)⒅辽僖恍┧鲚椛滢D(zhuǎn)化到另一頻帶。術(shù)語"熒光體"在本文中可用來指在一波長下吸收光且在不同波長下再發(fā)射光的任何材料，此與吸收和再發(fā)射之間的延遲無關(guān)且與所涉及的波長無關(guān)。因此，術(shù)語"熒光體"在本文中可用來指有時稱為熒光材料和/或磷光材料的材料。通常，熒光體吸收較短波長的光且再發(fā)射較長波長的光。同樣地，由LED在第一波長下發(fā)射的一些或所有光可被熒光體顆粒吸收，所述熒光體顆?？身憫?yīng)地在第二波長下發(fā)射光。例如，單個發(fā)藍(lán)光LED可被黃色熒光體如鈰摻雜的釔鋁石榴石(YAG)圍繞。產(chǎn)生的光(其為藍(lán)光與黃光的組合)對于觀測者可呈現(xiàn)白色。雖然由本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知并使用過許多熒光體，但仍存在對于改善量子效率和便于制造包括熒光體的固態(tài)發(fā)光器件的熒光體材料和方法的需要。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，提供了包括固態(tài)發(fā)光晶粒和光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的固態(tài)發(fā)光器件。所述固態(tài)發(fā)光晶粒經(jīng)構(gòu)造以在其激發(fā)時發(fā)射光。所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括單晶熒光體且可在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)經(jīng)由粘合層連接至所述發(fā)光表面，在一些實(shí)施方案中，所述粘合層包含聚硅氧烷聚合物。此外，在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可定尺寸以適合所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面。在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可直接在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。另外，在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可充當(dāng)固態(tài)發(fā)光晶粒的底材。可作為單晶生長的熒光體材料可在本發(fā)明的一些實(shí)施方案的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中使用。例如，可使用鈰摻雜的單晶熒光體，例如鈰YAG、Ce:(Ca，Mg，Sr)AlSi&和/或Ce:SrGaS。作為另一實(shí)例，可使用銪摻雜的單晶熒光體，例如Eu:(Ca，Sr)AlSiN3、Eu:Sr2—xBaxSi04、Eu:SrGaS、Eu:a-SiAlON和銪摻雜的硅石榴石。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，可將所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)紋理化、糙化、蝕刻和/或特征化。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，還提供了制造固態(tài)發(fā)光器件的方法。在一些實(shí)施方案中，制造固態(tài)發(fā)光器件的方法包括將包括單晶熒光體的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)置放于固態(tài)發(fā)光晶粒3的發(fā)光表面上。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的置放可包括將包括單晶熒光體的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)粘合連接至所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方案，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的置放還可包括經(jīng)由單晶薄膜沉積技術(shù)在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的表面上生長單晶熒光體。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，提供了制造固態(tài)發(fā)光器件的方法，所述方法包括在包括單晶熒光體的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的表面上生長固態(tài)發(fā)光晶粒。在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的表面可在所述固態(tài)發(fā)光晶粒在其上生長之前被拋光。附圖簡述圖1A-1F為常規(guī)發(fā)光二極管的各種構(gòu)造的剖視圖。圖1G為常規(guī)封裝發(fā)光二極管的剖視圖。圖2A-2F為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件在其中間物制造期間的剖視圖。圖3A-3F為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件在連接單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)之后的剖視圖。圖3G為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的圖3F的封裝器件的剖視圖。圖3H-3M為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件在連接單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)之后的剖視圖。圖3N為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的圖3M的封裝器件的剖視圖。圖4為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。圖5A和5B為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的封裝器件的剖視圖。圖6A-6F為根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的剖視圖。圖7A-7F為根據(jù)本發(fā)明的又一其它實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的剖視圖。圖8A-8F為根據(jù)本發(fā)明的再一其它實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的剖視圖。圖9A-9F為根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的剖視圖。圖IOA和IOB為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件在其中間物制造期間的剖視圖。圖ll為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的單晶光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的操作流程圖。圖12為可經(jīng)構(gòu)造以連接至多個根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光晶粒的大面積預(yù)型件的剖視圖。圖13為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。圖14為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。圖15為包括根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的發(fā)光器件、具有背光的顯示裝置的示意圖。圖16為包括根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的發(fā)光器件的固態(tài)光源的示意圖。發(fā)明詳述下文中參考示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的附圖更全面地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以許多不同形式體現(xiàn)且不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明局限于本文所闡述的示例性實(shí)施方案。更確切地講，提供公開的實(shí)施方案是使得本公開更加透徹、完整并將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，為清楚起見，可將層和區(qū)域的大小和相對大小放大。此外，本文中描述并說明的各個實(shí)施方案也包括其互補(bǔ)導(dǎo)電類型(complementaryconductivitytype)實(shí)施方案。類似的數(shù)字自始至終指的是類似的元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)稱元件或?qū)釉诹硪辉?上"，"連接"、"耦合"或"響應(yīng)"(和/或其變體)另一元件時，它可以直接在另一元件上或直接連接、耦合或響應(yīng)另一元件或者可存在插入元件。相比之下，當(dāng)稱元件"直接"在另一元件上，"直接連接"、"直接耦合"或"直接響應(yīng)"(和/或其變體)另一元件時，則不存在插入元件。類似的數(shù)字自始至終指的是類似的元件。如本文中所用，術(shù)語"和/或"包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目的任何或所有組合，其可縮寫為'7"。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然術(shù)語第一、第二、第三等可在本文中用以描述多個元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受到這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，下文論述的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可稱作第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。本文所用的術(shù)語只是出于描述具體實(shí)施方案的目的，并不意味著限制本發(fā)明。如本文中所用，除非上下文另外清楚地指明，否則單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"還意味著包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語"包括"和/或"包含"(和/或其變體)當(dāng)在本說明書中使用時指定存在所說明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。相比之下，術(shù)語"由......組成"(和/或其變體)當(dāng)在本說明書中使用時指定所說明數(shù)目的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，且排除另外的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件。本發(fā)明參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的方法和/或裝置(系統(tǒng))的方框圖和/或流程圖描述如下。應(yīng)當(dāng)理解的是，方框圖和/或流程圖中的一個方框和方框圖和/或流程圖中的方框的組合可體現(xiàn)執(zhí)行在方框圖和/或流程圖中所指定的功能/作用的裝置/系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))、設(shè)備(功能)和/或步驟(方法)。還應(yīng)當(dāng)注意到，在一些供選的實(shí)施方案中，方框中所指出的功能/作用可以流程圖中所指出的順序之外的順序發(fā)生。例如，順序示出的兩個方框?qū)嶋H上可基本同時執(zhí)行，或者這些方框有時可以倒序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能/作用。此外，流程圖和/或方框圖的給定方框的功能可分成多個方框和/或流程圖和/或方框圖的兩個或多個方框的功能可至少部分地合并。此夕卜，相對術(shù)語如"下"或"底部"和"上"或"頂部"可在本文中用以描述圖中所說明的一個元件與另外元件的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，相對術(shù)語意味著除了圖中所描繪的方向之外還包括器件的不同方向。例如，如果將一個圖中的器件翻轉(zhuǎn)，則描述為在其它元件的"下"側(cè)上的元件將定向?yàn)樵谄渌?上"側(cè)上。因此，根據(jù)圖的具體方向，示例性術(shù)語"下"可包括"下"和"上"兩個方向。類似地，如果將一個圖中的器件翻轉(zhuǎn)，則描述為在其它元件的"下面"或"下方"的元件將定向?yàn)樵谄渌?上面"。因此，示例性術(shù)語"下面"或"下方"可包括上面和下面兩個方向。本發(fā)明的示例性實(shí)施方案在本文中參考剖視圖描述，所述剖視圖是本發(fā)明的理想化的實(shí)施方案(和中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示。因而，例如，預(yù)期會出現(xiàn)因制造技術(shù)和/或公差導(dǎo)致的圖示的形狀的變化。因此，除非本文明確地如此規(guī)定，否則不應(yīng)將本發(fā)明公開的示例性實(shí)施方案視為局限于本文所說明的區(qū)域的具體形狀，而是包括由例如制造導(dǎo)致的形狀的偏離。例如，示意為矩形的嵌入?yún)^(qū)域通常在其邊緣將具有圓形或曲線特征和/或嵌入濃度梯度，而不是嵌入?yún)^(qū)域到非嵌入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣，通過嵌入形成的埋置區(qū)域可在埋置區(qū)域與經(jīng)其發(fā)生嵌入的表面之間的區(qū)域中產(chǎn)生一些嵌入。因此，除非本文中明確地如此規(guī)定，否則圖中所說明的區(qū)域本質(zhì)上為示意性的，其形狀并不意味著說明器件的區(qū)域的實(shí)際形狀且并不意味著限制本發(fā)明的范圍。除非另外規(guī)定，否則本文中所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。還應(yīng)當(dāng)理解的是，除非本文明確地如此規(guī)定，否則術(shù)語如在通常所用詞典中規(guī)定的術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本申請的上下文中的意義一致的意義，并且不應(yīng)以理想或太正式的意義來解釋。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，提供了固態(tài)發(fā)光器件，所述固態(tài)發(fā)光器件包括經(jīng)構(gòu)造以在其激發(fā)時發(fā)射光的固態(tài)發(fā)光晶粒和在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可通過薄膜氣相沉積技術(shù)如M0CVD、MBE、LPE等在固態(tài)晶粒的發(fā)光表面上形成，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。在其它實(shí)施方案中，所述單晶熒光體可外部生長(例如經(jīng)由Czochralksi型方法)，它還可被稱為任選定尺寸以適合晶粒的發(fā)光表面的預(yù)型件，隨后使其連接至所述發(fā)光表面，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體預(yù)型件可粘合連接至發(fā)光晶粒。此外，在一些實(shí)施方案中，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可充當(dāng)固態(tài)發(fā)光晶粒的底材。"單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)"為在包括可在一波長下吸收光且在另一波長下再發(fā)射光的單晶熒光體的LED中的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)由單晶熒光體組成。措詞"粘合連接"是指兩個元件彼此接合。接合可經(jīng)由單個粘合層或經(jīng)由一個或多個中間粘合和/或其它層/結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行以形成固態(tài)發(fā)光晶粒與粘合連接至其的單晶熒光體預(yù)型件的整體結(jié)構(gòu)，使得此整體結(jié)構(gòu)可置放于基座(submcnmt)或其它封裝元件上。最后，術(shù)語"透明"是指來自固態(tài)發(fā)光器件的光學(xué)輻射可穿過材料而沒有被全部吸收或全部反射。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的使用可在固態(tài)發(fā)光器件的制造中提供許多潛在優(yōu)勢。例如，經(jīng)常需要將熒光體和/或其它光學(xué)元件結(jié)合到固態(tài)發(fā)光器件中。然而，當(dāng)涂覆熒光體層時，所述涂層可能過厚和/或不合需要地不均勻。此外，結(jié)合到圓頂或殼中的熒光體層也可能太厚和/或不均勻。另外，目前通常將熒光體以多晶粉末形式提供給LED，其中熒光體顆粒的大小和質(zhì)量會顯著影響熒光體的量子效率。另外，可將熒光體顆粒施用到聚硅氧烷或其它聚合物基質(zhì)的芯片上。自熒光體顆粒發(fā)射的光的相關(guān)色溫(CCT)可通過改變聚合物基質(zhì)中熒光體顆粒的數(shù)量或通過改變聚合物基質(zhì)的厚度而改變。然而，可能難以切割、成型和/或操作一些聚合物光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)以將其精確地置放在芯片上。此外，雖然所述聚合物僅存在于光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中以充當(dāng)熒光體顆粒的惰性基質(zhì)，但如果使用相對厚的預(yù)型件，則其吸收會變成問題。因此，在實(shí)踐中，特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中，可使用相對薄的結(jié)構(gòu)，其可導(dǎo)致操作困難。所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可由可作為單晶生長的任何合適的熒光體材料形成。例如，在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體材料可為鈰(Ce)摻雜的單晶，例如Y3Al5012(Ce:YAG)。在其它實(shí)施方案中，可使用其它熒光體，例如Ce和/或銪(Eu)摻雜的(Ca，Sr，Mg)AlSiN3;Eu摻雜的Sr2—xBaxSi04(B0SE);Ce或Eu摻雜的硫化鎵酸鍶；或Eu摻雜的a-SiA10N、Y202S、La202S、硅石榴石、Y202S或La202S。另外，在一些實(shí)施方案中，還可使用歐洲專利公開案第1，696，016號、美國專利公開案第2007/0075629號和—提交的美國專利申請第號(代理機(jī)構(gòu)案號第5308-727號)標(biāo)題為CeriumandEuropium-DopedPhosphorCompositionsandLightEmittingDevicesIncludingtheSame(鋪禾口銪慘雜的熒光體組合物和包括其的發(fā)光器件)(發(fā)明人RonanP.LeToquin)中所述的熒光體。所述單晶熒光體還可以任何合適量摻雜。在一些實(shí)施方案中，將Ce和/或Eu摻雜到單晶熒光體中，使得摻雜劑濃度為約0.1%-約20%。因?yàn)楸景l(fā)明的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)由單晶熒光體形成，所以相對于傳統(tǒng)使用的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)6來說，折光指數(shù)可得到提高，此歸因于熒光體的折光指數(shù)比較高。提取效率由于單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的比較高的折光指數(shù)由此可得到提高。此外，在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可相對較薄，例如，在約10nm到約200iim范圍內(nèi)，在其它實(shí)施方案中，在約10iim至lj200iim范圍內(nèi)，在一些實(shí)施方案中，在約15iim至lj約35iim范圍內(nèi)。另外，在一些實(shí)施方案中，單晶薄膜的厚度可大約為黃光的波長(500-600nm)，其可將共振引入單晶熒光體中且提高光提取。在聚合物光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中見到的內(nèi)吸收和反射(bounce)也可通過使用單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)降低。并且，在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)為可獨(dú)立于固態(tài)發(fā)光晶粒形成的預(yù)型件，因此其可在不影響固態(tài)發(fā)光晶粒的可靠性和/或產(chǎn)率的情況下制造并測試。最后，相對堅硬的單晶熒光體可允許光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)更有效地紋理化、糙化、蝕刻和/或特征化。圖1A-1E為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案可與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)并任選與其它光學(xué)器件組合使用的常規(guī)發(fā)光二極管(LED)的多種構(gòu)造的剖視圖。如圖1A-1E所示，固態(tài)發(fā)光器件100包括可包括二極管區(qū)域D和底材S的固態(tài)發(fā)光晶粒110。二極管區(qū)域D經(jīng)構(gòu)造以在其通過在陽極觸點(diǎn)A與陰極觸點(diǎn)C之間施加電壓激發(fā)時發(fā)射光。二極管區(qū)域D可包含有機(jī)和/或無機(jī)材料。在無機(jī)器件中，底材S可包含碳化硅、藍(lán)寶石和/或任何其它單種元素和/或化合物半導(dǎo)體材料，二極管區(qū)域D可包含碳化硅、氮化鎵、砷化鎵、氧化鋅和/或任何其它單種元素或化合物半導(dǎo)體材料，它可與底材S相同或不同。底材S的厚度可為約100iim-約250iim，盡管可使用更薄或更厚的底材或可能根本不使用底材。陰極C和陽極A觸點(diǎn)可由金屬和/或其它導(dǎo)體形成，且可為至少部分透明和/或反射的。有機(jī)和無機(jī)LED的設(shè)計和制造為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在本文中不必詳細(xì)描述。如在圖1A-1E中描繪的LED可由Cree，inc.(本申請的受讓人)例如以商標(biāo)XThin⑧、MegaBright、EZBright、UltraThinTM、RazerThin⑧、XBright⑧、XLamp⑧和/或其它商標(biāo)及由其它公司銷售。在圖1A中，光發(fā)射可自二極管區(qū)域D直接發(fā)生。相比之下，在圖1B的實(shí)施方案中，發(fā)射可自二極管區(qū)域D經(jīng)由底材S發(fā)生。在圖1C和ID中，底材S可經(jīng)成形以提高自底材S的側(cè)壁的發(fā)射和/或提供其它合乎需要的作用。最后，在圖1E中，所述底材本身可顯著變薄或完全消除，以使得僅存在二極管區(qū)域D。此外，在所有上述實(shí)施方案中，陽極A和陰極C觸點(diǎn)可具有各種構(gòu)造且可如所說明提供在固態(tài)發(fā)光晶粒110的相對側(cè)上，或提供在固態(tài)發(fā)光晶粒110的同一側(cè)上。還可提供給定類型的多個觸點(diǎn)。圖1F通過提供固態(tài)發(fā)光器件100來提供圖1A-1E的概括，固態(tài)發(fā)光器件100包括固態(tài)發(fā)光晶粒110，固態(tài)發(fā)光晶粒110包括圖1A-1E的二極管區(qū)域D，還可包括圖1A-1E的底材，其可經(jīng)構(gòu)造以在其經(jīng)由可包括圖1A-1E的陽極A和陰極C的一個或多個觸點(diǎn)120a、120b激發(fā)時發(fā)射光。圖1G說明通過將所述器件IOO安裝在基座130上封裝的圖1F的固態(tài)發(fā)光器件100，基座130使用一個或多個引線接合134提供外部電接頭132以及提供保護(hù)圓頂或蓋140。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，可采用許多其它封裝技術(shù)來封裝固態(tài)發(fā)光晶粒，且其在本文中不必另外描述。例如，封裝技術(shù)見述于以下專利中2004年9月14日授予Slater,Jr.等的標(biāo)題為LightEmittingDiodesIncludingModificationsforLightExtraction(包括對于光提取的改進(jìn)的發(fā)光二極管)的美國專利第6，791，119號；2005年5月3曰授予Slater,Jr.等的標(biāo)題為Flip-BondingofLightEmittingDevicesandLightEmittingDevicesSuitableforFlip-ChipBonding(發(fā)光器件的倒裝式接合和適于倒裝式接合的發(fā)光器件)的美國專利第6，888，167號；2004年5月24日授予Slater,Jr.等的標(biāo)題為LightEmittingDiodesIncludingModificationsforSubmo皿tBonding(包括對于基座接合的改進(jìn)的發(fā)光二極管)的美國專利第6，740，906號；2005年2月8日授予Slater，Jr.等的標(biāo)題為Phosphor-CoatedLightEmittingDiodesIncludingTaperedSidewalls，andFabricationMethodsTherefor(包括錐形側(cè)壁的涂有熒光體的發(fā)光二極管和其制造方法)的美國專利第6，853，010號；2005年4月26日授予Andrews的標(biāo)題為LightEmittingDevicesforLightConversionandMethodsandSemiconductorChips,forFabricatingtheSame(用于光轉(zhuǎn)化的發(fā)光器件和制造其的方法及半導(dǎo)體芯片)的美國專利第6，885，033號；和2006年4月18日授予Negley等的標(biāo)題為Tra固issiveOpticalElementsIncludingTransparentPlasticShellHavingaPhosphorDispersedTherein,andMethodsofFabricatingSame(包括熒光體分散在其中的熒光體的透明塑料殼的透射光學(xué)元件和其制造方法)的美國專利第7，029，935號；2005年3月10日Negley等公開的SolidMetalBlockMountingSubstratesforSemiconductorLightEmittingDevices,andOxidizingMethodsforFabricatingSame(用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的固態(tài)金屬塊安裝底材及制造其的氧化方法)的美國專利申請公開案第2005/0051789號；2005年9月29日Negley公開的SemiconductorLightEmittingDevicesIncludingFlexibleFilmHavingThereinanOpticalElement,andMethodsofAssemblingSame(包括其中具有光學(xué)元件的柔性薄膜的半導(dǎo)體發(fā)光器件和其封裝方法)的美國專利申請公開案第2005/0212405號；2006年1月26日Negley公開的ReflectiveOpticalElementsforSemiconductorLightEmittingDevices(用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的反射光學(xué)元件)的美國專利申請公開案第2006/0018122號；2006年3月23日Negley公開的SemiconductorLightEmittingDevicesIncludingPatternableFilmsComprisingTransparentSiliconeandPhosphor,andMethodsofMa皿facturingSame(包括包含透明聚硅氧烷及熒光體的可圖案化薄膜的半導(dǎo)體發(fā)光器件和其制造方法)的美國專利申請公開案第2006/0061259號；2006年5月11日Negley公開的SolidMetalBlockSemiconductorLightEmittingDeviceMountingSubstratesandPackagesIncludingCavitiesandHeatSinks,andMethodsofPackagingSame(固態(tài)金屬塊半導(dǎo)體發(fā)光器件安裝底材和包括空腔和散熱器的封裝及其封裝方法)的美國專利申請公開案第2006/0097385號；2006年6月15日Negley等公開的SemiconductorLightEmittingDeviceMountingSubstratesandPackagesIncludingCavitiesandCoverPlates，andMethodsofPackagingSame(半導(dǎo)體發(fā)光器件安裝底材和包括空腔和蓋板的封裝及其封裝方法)的美國專利申i青公開案第2006/0124953;和2006年6月29日Negley等公開的LightEmittingDiodeArraysforDirectBacklightingofLiquidCrystalDisplays(用于液晶顯示器的直接背光的發(fā)光二極管陣列)的美國專利申請公開案第2006/0139945號；和2006年4月21日Villard提交的MultipleThermalPathPackagingForSolidStateLightEmittingA卯a(chǎn)ratusAndAssociatedAssemblingMethods(用于固態(tài)發(fā)光裝置的多熱路徑封裝及相關(guān)組裝方法)的美國申請第11/408，767號，其全部轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其說明書如同完全在本文中闡述一樣通過全文引用方式結(jié)合到本文中來。8圖2A-2F為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案包括外部生長且隨后連接至固態(tài)發(fā)光器件的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的固態(tài)發(fā)光器件的中間物制造(本文中還稱為"預(yù)型件")的剖視圖。圖2A-2F的各個固態(tài)發(fā)光器件采用圖1A-1F的各個固態(tài)發(fā)光晶粒。如下所述，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可任選在連接至固態(tài)發(fā)光晶粒之前或之后例如通過切割、拋光、紋理化等改變。如圖2A所示，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200足夠薄以致于允許至少一些自固態(tài)發(fā)光晶粒110發(fā)射的光穿過。層210a、210b如粘合層還可提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上和/或提供在晶粒110上，如由箭頭230所示，所述層使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與固態(tài)發(fā)光晶粒110彼此連接，例如粘合連接，以及使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與固態(tài)發(fā)光晶粒110彼此光學(xué)耦合。單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200為可改變至少一些自固態(tài)發(fā)光晶粒110發(fā)射的光的光學(xué)元件。如下所述，其它光學(xué)元件可與根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200組合使用。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實(shí)施方案中，層210a、210b可僅提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上或僅提供在晶粒110上。層210a、210b可為透明的環(huán)氧化物如熱固性聚硅氧烷凝膠或橡膠(可自DowCorning、Shin-Etsu、NuSil、GE等購得)和/或任何其它透明的環(huán)氧化物。還如圖2A所示，與基于聚硅氧烷的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)相比，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可相對堅硬。在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可具有接近LED晶粒的表面的大小，例如約1000iimX1000iim，且其厚度可為約liim-約100ym。然而，在其它實(shí)施方案中，可以其它尺寸提供。還如圖2A所示，所述固態(tài)發(fā)光晶?？砂ㄍ饨佑|墊，如陰極C，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可包括經(jīng)構(gòu)造以暴露外接觸墊C的凹口、孔和/或其它孔隙200a。在圖2A的實(shí)施方案中，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200為平面的且可具有均勻厚度。此外，除了可經(jīng)提供以暴露外接觸面C的孔隙、凹口或其它表面特征200a之外，圖2A的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可具有與固態(tài)發(fā)光晶粒110的表面相同的尺寸和形狀?？赡苓€需要在所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中提供一個或多個特征以便于使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與晶粒110對準(zhǔn)。圖2B說明本發(fā)明的其它實(shí)施方案，其中單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200為非平面的且可例如包括經(jīng)構(gòu)造以沿固態(tài)發(fā)光晶粒110的側(cè)壁延伸的側(cè)壁202。自所述固態(tài)發(fā)光晶粒的側(cè)壁發(fā)射的輻射以及自單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200所連接的主表面發(fā)射的輻射因此可穿過單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200。側(cè)壁202可部分或完全沿晶粒的側(cè)壁延伸。此外，在一些實(shí)施方案中，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可全程圍繞晶粒(包括在晶粒的側(cè)壁和相對面上)延伸。如圖2B所示，層210b可位于晶粒上，且還可提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上，包括提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的側(cè)壁202上和/或晶粒110的側(cè)壁上。圖2C說明本發(fā)明的其它實(shí)施方案，其中所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)延伸超出晶粒110的表面。因此，如圖2C所示，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200伸出固態(tài)發(fā)光晶粒110的表面。通過提供伸出物，來自所述器件的側(cè)壁的輻射可穿過單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200。還如圖2C所示，伸出物204可比單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的剩余部分厚。此外，伸出物204可延伸超出所述晶粒大距離，可延伸到其中安裝晶粒110的空腔的側(cè)壁，以使得基本全部自所述空腔發(fā)射的光穿過單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200。圖2D說明其它實(shí)施方案，其中均勻厚度的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可包括伸出物204。此外，伸出物204可延伸超出所述晶粒大距離，可延伸到其中安裝晶粒110的空腔的側(cè)壁，以使得基本全部自所述空腔發(fā)射的光穿過所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。圖2E說明圖2B的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)以及沿LED晶粒110的側(cè)壁以及在其上表面上延伸的耦合/粘合層210c的用途。最后，圖2F概括地說明單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200和耦合/粘合層210a/210b的用途，所述耦合/粘合層210a/210b使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與發(fā)光晶粒如箭頭230所示彼此連接且使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與發(fā)光晶粒110彼此耦合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2A-2F的實(shí)施方案可以各種變換和組合而組合。因此，例如，圖2D的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可與圖2C的固態(tài)發(fā)光晶粒一起使用，圖2E的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可與圖2D的固態(tài)發(fā)光晶粒一起使用。圖3A-3F相應(yīng)于圖2A_2F，但說明通過可包括圖2A的耦合/粘合層210a和/或210b的層210連接至發(fā)光晶粒110的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200。因此，在使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200與晶粒110連接之后，提供固態(tài)發(fā)光晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的整體結(jié)構(gòu)300。如圖3G所示，隨后可將該整體結(jié)構(gòu)300安裝于基座130上且進(jìn)一步封裝。圖3H-3N相應(yīng)于圖3A_3G，但說明不穿過單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200本身但穿過層210的低矮(lowprofile)引線接合334。在這些實(shí)施方案中，引線334可在置放粘合/耦合層210和單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200于晶粒110上之前與陽極A或陰極C接合。圖3H-3N的低矮引線接合實(shí)施方案可避免對于單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200中切口的需要，此可便于制造LED且可使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)在組裝期間較易于對準(zhǔn)。此外，在這些實(shí)施方案中，可需要提供在其中容納引線334的較厚層210。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，可使用約35iim-約70iim的厚度。如上所述，層210可為液體環(huán)氧化物。所述液體環(huán)氧化物可在使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200連接至晶粒110之前分配到單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200和/或固態(tài)發(fā)光晶粒110上，隨后在使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200連接至晶粒110之后固化。例如，上述基于聚硅氧烷的液體環(huán)氧化物可在室溫下分配且使用置放單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的摘嵌力散布。隨后固化可通過在烘箱中加熱進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，可使用厚度為約0.1iim-約50iim的粘合層。此外，在其它實(shí)施方案中，可在將單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200置放于晶粒110上之后施用"芯吸"粘合/光學(xué)耦合流體以提供薄層210。單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可如圖2A-2F和3A-3N中所說明構(gòu)建以提供根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的各種潛在優(yōu)勢。例如，在圖2B、2E、3B、3E、31和3L中，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200包括至少部分地沿或鄰近固態(tài)發(fā)光晶粒110的側(cè)壁延伸的側(cè)壁202。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雖然光可主要自晶粒110的上表面發(fā)射，但可發(fā)生一些低角度側(cè)壁發(fā)射。該側(cè)壁發(fā)射會不利地影響固態(tài)發(fā)光器件的所要相關(guān)色溫(CCT)均勻性。然而，通過提供三維(非平面)單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200，側(cè)發(fā)射也可被單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200"捕獲"。在一些實(shí)施方案中，背發(fā)射也可通過在晶粒的相對面和側(cè)壁上提供單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)而捕獲。在另一實(shí)例中，如圖2C、2D、3C、3D、3J和3K所說明，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可包括厚度與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的剩余部分厚度相同或不同的伸出物204。伸出物204可捕獲自固態(tài)發(fā)光晶粒110的側(cè)壁發(fā)射的輻射。此外，在一些實(shí)施方案中，通過提供較厚的伸出物，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可將例如非朗伯(Lambertian)輻射圖轉(zhuǎn)化為更10合乎需要的朗伯輻射圖或可將稍微朗伯的輻射圖轉(zhuǎn)化為更朗伯的輻射圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2C、3C和3J的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的較厚部分可如圖2C、3C和3J所示向固態(tài)發(fā)光晶粒110延伸和/或遠(yuǎn)離所述固態(tài)發(fā)光晶粒延伸。圖4為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。參看圖4，在方框410處，固態(tài)發(fā)光晶粒如晶粒110使用傳統(tǒng)技術(shù)制造。在方框420處，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)如單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200使用下文將詳細(xì)描述的技術(shù)和/或使用其它單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)制造技術(shù)制造。應(yīng)當(dāng)理解的是，所述晶粒和單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可以圖4所示順序以外的順序制造和/或時間上至少部分重疊地制造。隨后，在方框430處，將粘合劑如耦合/粘合層210施用到晶粒110和/或單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上。在方框440處，隨后使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)與晶粒彼此連接。如果需要，則在方框450處使粘合劑固化。隨后可在方框460處例如通過將晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的整體結(jié)構(gòu)接合到基座和/或其它封裝底材而進(jìn)行隨后封裝。還應(yīng)當(dāng)理解的是，引線接合可在執(zhí)行方框440處的連接步驟之前或之后連接至晶粒上。雖然所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)在高溫下可極其穩(wěn)定，因此其可直接置放于發(fā)光表面上或緊挨著發(fā)光表面置放，但所述單晶熒光體的效率通常與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的溫度逆向相關(guān)。晶粒110可相對較熱，例如處于約ll(TC，因此使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200自晶粒110升起或分離可降低或最小化單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的熱度，由此改善量子效率。參看圖5A，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200置放在晶粒110之上且置放在基座130上，由此單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200經(jīng)由透明底材500連接至晶粒110。在其它實(shí)施方案中，透明底材500不存在，因此單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200不經(jīng)由透明底材500連接至晶粒IIO，而作為替代，在晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200之間存在空白空間。參看圖5B，在可稱為"遠(yuǎn)程熒光體"的一些實(shí)施方案中，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可經(jīng)由側(cè)壁510在基座130之上升起且經(jīng)由透明底材500連接至晶粒110。在一些實(shí)施方案中，透明底材500不存在，因此單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200不經(jīng)由透明底材500連接至晶粒110，而是由側(cè)壁510支撐。因此，在晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200之間提供空白空間。側(cè)壁510可由反射表面(例如鋁)形成和/或涂有反射材料，以更有效地照射單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200。應(yīng)當(dāng)理解的是，晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200之間的距離可根據(jù)晶粒110、基座130和透明底材500的構(gòu)造而不同。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案，許多其它光學(xué)元件可與所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)組合提供。通常，所述光學(xué)元件可經(jīng)構(gòu)造以通過改變自固態(tài)發(fā)光晶粒iio發(fā)射的至少一些光的振幅、頻率和/或方向改變該至少一些光。這些光學(xué)元件可包括另外的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括多晶熒光體顆粒、光學(xué)折射元件如透鏡、濾光元件如濾色片、光學(xué)散射元件如光學(xué)散射顆粒、光學(xué)擴(kuò)散元件如紋理表面和/或光學(xué)反射元件如反射表面，所述另外的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括在所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)內(nèi)和/或所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)上?？商峁┻@些實(shí)施方案和/或其它實(shí)施方案的組合。此外，可提供兩個或更多個單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中各單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可執(zhí)行不同光學(xué)處理作用、相同光學(xué)處理作用或重疊處理作用，這取決于固態(tài)發(fā)光器件的所要功能。現(xiàn)將詳細(xì)描述許多其它實(shí)例。11例如，如圖6A-6F所示，在其中包括散射顆粒620的第二光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)600可通過第二層610連接/耦合，以將光轉(zhuǎn)化和光散射的功能分到兩個不同光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200、600。第二層610可與第一層210相同或不同。應(yīng)當(dāng)理解的是，第一光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200和第二光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)600相對于固態(tài)發(fā)光晶粒110的順序可自圖6A-6F中所示的順序逆轉(zhuǎn)。此外，第一光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)與第二光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)不必彼此符合或具有相同厚度。最后，從制造觀點(diǎn)來看，可制造第一光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200和第二光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)600，隨后使其彼此連接，之后使第一光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200和第二光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)600的組合件連接至固態(tài)發(fā)光晶粒110?；蛘?，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)之一可連接至固態(tài)發(fā)光晶粒IIO，隨后可使另一光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)連接至已連接至固態(tài)發(fā)光晶粒110的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)上。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，還可使用三個或更多個光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。作為另一實(shí)例，圖7A-7F中所說明的實(shí)施方案提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上的光學(xué)元件，例如多晶熒光體顆粒720。涂層可通過在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的制造期間在任一點(diǎn)涂覆單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，隨后通過使涂覆的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)連接至固態(tài)發(fā)光晶粒來提供。然而，在其它實(shí)施方案中，涂覆可在使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)連接至晶粒之后執(zhí)行。圖8A-8F說明本發(fā)明的其它實(shí)施方案，其中在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200上，例如在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的側(cè)壁上，提供反射鏡820。反射鏡820可通過將雜散側(cè)面輻射反射回主輻射路徑而改變發(fā)光晶粒的輻射圖。反射鏡820可通過在使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200連接至固態(tài)發(fā)光晶粒之前使其選擇性地金屬化而產(chǎn)生。在其它實(shí)施方案中，單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可在將其連接之后金屬化。應(yīng)當(dāng)理解的是，鏡子和/或其它反射鏡820可與本文所述的任何其它實(shí)施方案組合。還應(yīng)當(dāng)理解的是，金屬化還可用來提供電跡線、引線和/或觸點(diǎn)，以在所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中和/或上提供電元件。圖9A-9F說明本發(fā)明的其它實(shí)施方案，其中所述光學(xué)元件為由使單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的表面紋理化形成的散射器920。單晶熒光體的相對硬度可便于表面的有效紋理化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知蝕刻、澆鑄、噴砂和/或其它紋理化技術(shù)。如還眾所周知的，紋理化可提供可容許更均勻的CCT的發(fā)射輻射的散射。還應(yīng)當(dāng)理解的是，紋理化可在單獨(dú)單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)上提供，且可與本文所述的本發(fā)明的任何其它實(shí)施方案組合。此外，不進(jìn)行紋理化820，晶粒規(guī)模的透鏡和/或微透鏡陣列也可提供在單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的表面上以提供另外光學(xué)處理。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，固態(tài)發(fā)光晶粒的表面本身可通過蝕刻半導(dǎo)體材料紋理化。遺憾的是，該蝕刻會降低固態(tài)發(fā)光晶粒的產(chǎn)率和/或可靠性。形成鮮明對比，本發(fā)明的實(shí)施方案可使用常規(guī)蝕刻技術(shù)使單獨(dú)單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)紋理化，隨后使用該紋理化的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)來降低或避免對于使固態(tài)發(fā)光晶粒本身紋理化的需要。圖IOA和IOB說明本發(fā)明的一些實(shí)施方案，其中單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)提供用于外延生長固態(tài)發(fā)光晶粒的底材。圖IOA描繪根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)1010。正如本發(fā)明的其它實(shí)施方案一樣，可使用任何合適的單晶熒光體材料，包括本文所述的特定熒光體材料。圖IOB描繪充當(dāng)固態(tài)發(fā)光晶粒1020的底材的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)1010?？墒褂萌魏魏线m的固態(tài)發(fā)光材料，但在一些實(shí)施方案中，可使用第III族氮化物，如GaN或InGaN，在一些實(shí)施方案中，可使用材料如ZnO或GaP。正如本文所述的其它實(shí)施方案一樣，可使用許多不同構(gòu)造，且所述構(gòu)造可與其它光學(xué)元件如本文所述的光學(xué)元件組合使用。這些實(shí)施方案可使用單晶熒光體層1010作為用于外延生長固態(tài)發(fā)光晶粒1020的底材。在一些實(shí)施方案中，可在其間提供一個或多個緩沖層。此外，在一些實(shí)施方案中，熒光體層本身可在另一層或底材上形成。圖11為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的操作流程圖，其可相應(yīng)于圖4的方框420。如在方框lllO處所示，例如通過Czochralski型方法制造單晶熒光體薄片。Czochralski型方法為通過向充滿類似熔料的坩堝中插入無機(jī)材料的小晶種，隨后在旋轉(zhuǎn)的同時從熔料中緩慢牽拉晶種來產(chǎn)生大單晶或晶錠(boules)的方法。在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體薄片可在載體底材如玻璃底材上生長?；仡^參看圖ll，在方框1120處，分離(singulate)所述單晶熒光體薄片以形成各個單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，分離單晶熒光體薄片，但不分離連接的底材，而在其它實(shí)施方案中，分離單晶熒光體薄片和連接的底材兩者。如方框1130中所示，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可使用摘嵌和/或常規(guī)機(jī)構(gòu)從所述底材上移走并使其連接至所述固態(tài)發(fā)光晶粒。本發(fā)明的一些實(shí)施方案可容許大規(guī)模生產(chǎn)光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，這是由于其堅硬而可通過自動化設(shè)備操作。如上所述，在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可為平面的且可具有與所述發(fā)光晶粒的表面相同的大小和形狀。在其它實(shí)施方案中，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可用激光或鋸床切割成所要形狀，以提供例如在正方形單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)中的引線接合凹口和/或容許所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)配合并圍繞晶粒表面。在其它實(shí)施方案中，所要形狀可通過在形成單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)之后蝕刻所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)形成。此外，在一些實(shí)施方案中，可制造三維預(yù)型件，其可提供具有淺杯形狀的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)以容許晶粒邊緣被具有適當(dāng)用于引線接合和/或其它特征的切口的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)覆蓋。此外，所述單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可具有不同厚度以匹配LED的光強(qiáng)度，這可提高或最大化光轉(zhuǎn)化的均勻性，由此提供更均勻的照明。本發(fā)明的實(shí)施方案上文已關(guān)于為粘合連接至單個LED的預(yù)型件的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)作出描述。然而，在其它實(shí)施方案中，如圖12所說明，可使用大單晶熒光體預(yù)型件薄片1200粘合連接在大設(shè)備中的多個LED晶粒120?？筛淖儐尉晒怏w的類型和薄片1200的厚度以得到不同溫度的白光，此取決于所使用的薄片。隨后可通過改變或增加/減少用于發(fā)射控制的熒光體薄片提供不同類型的光，例如早晨日光、正午日光、傍晚光和/或其它顏色。如上所述，代替外部生長的單晶熒光體單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，單晶熒光體單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200可在固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上生長。本文中所用的術(shù)語"生長"是指經(jīng)由任何單晶薄膜沉積技術(shù)如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)、低壓沉積(LPD)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它單晶薄膜沉積技術(shù)形成單晶熒光體薄膜。正如所述單晶熒光體預(yù)型件一樣，包括在發(fā)光晶粒上直接生長的單晶熒光體的LED可具有許多不同構(gòu)造。例如，圖3A-3N中所說明的任何構(gòu)造可通過在固態(tài)發(fā)光晶粒上生長單晶熒光體單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。另外，圖5A和5B所示的構(gòu)造也可以通過使用單晶熒光體薄膜沉積技術(shù)獲得。例如，參看圖5A，可在基座130中提供犧牲層或其它支撐結(jié)構(gòu)以容許單晶熒光體層生長。作為另一實(shí)施例，參看圖5B，單晶熒光體可在透明底材500上生長，或正如圖5A—樣，可提供支撐層以便于單晶熒光體生長。參看圖3A-3N，在一些實(shí)施方案中，所述單晶熒光體可在晶粒110的表面上直接生長。因此，耦合/粘合層210不必存在于LED中，但在一些實(shí)施方案中，可存在耦合/粘合層210，尤其是提供低矮引線接合334可穿過的層。另外，在一些實(shí)施方案中，可經(jīng)由本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的掩模技術(shù)實(shí)現(xiàn)單晶熒光體單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的選擇性生長。此外，在一些實(shí)施方案中，可生長覆蓋單晶熒光體，隨后將其蝕刻以提供給單晶熒光體單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200孔隙、孔或其它特征。同時根據(jù)一些實(shí)施方案，支撐層和/或犧牲層可在固態(tài)發(fā)光晶粒110上形成或鄰近固態(tài)發(fā)光晶粒110形成，以支撐各種形狀和構(gòu)造的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的形成。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可組合使用掩模處理和蝕刻處理。圖13為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。參看圖13，在方框1310處，固態(tài)發(fā)光晶粒如晶粒IIO使用傳統(tǒng)技術(shù)制造。在方框1320處，在一些實(shí)施方案中，掩模、耦合層和/或臨時層(如犧牲層或支撐層)可在所述固態(tài)發(fā)光晶粒上和/或鄰近所述固態(tài)發(fā)光晶粒形成。例如，在圖3A-3G所說明的實(shí)施方案中，可將陽極或陰極掩蔽以容許在晶粒IIO上而不是觸點(diǎn)120a上形成單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。另外，構(gòu)造如在圖3B、3C、3D、3F、3I、3J、3K和3L中描繪的那些構(gòu)造可需要在晶粒110上和/或鄰近晶粒110的臨時支撐或犧牲層以提供用于形成非平面和/或伸出的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的支撐。參看方框1330，單晶熒光體可在晶粒110的表面上生長。在一些實(shí)施方案中，在方框1340處，可發(fā)生掩模、支撐層和/或犧牲層的去除。隨后可在方框1350處例如通過將晶粒110與單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)200的整體結(jié)構(gòu)接合到基座和/或其它封裝底材上而進(jìn)行隨后封裝。還應(yīng)當(dāng)理解的是，引線接合可在方框1330處的沉積步驟之前或之后連接至晶粒。正如外部生長的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)一樣，許多其它光學(xué)元件可與在發(fā)光晶粒的表面上直接生長的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)組合提供。關(guān)于外部生長的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)(預(yù)型件)描述的所有光學(xué)元件和組合還可與在固態(tài)發(fā)光晶粒上生長的單晶熒光體光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)一起使用，包括如下光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括散射顆粒，如圖6A-6F中所說明；多晶熒光體顆粒涂層，如圖7A-7F中所說明；反射鏡，如圖8A-8F中所說明；和擴(kuò)散元件，如圖9A-9F中所說明。圖14為可被執(zhí)行以制造根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方案的固態(tài)發(fā)光器件的操作流程圖。參看圖14，在方框1410處，單晶熒光體可使用任何合適技術(shù)如通過本文所述的任何技術(shù)生長。在一些實(shí)施方案中，單晶熒光體層在另一層或底材上生長。此外，在一些實(shí)施方案中，單晶熒光體可一個底材上生長且轉(zhuǎn)移到另一底材上以便進(jìn)一步處理。在方框1420處，隨后可例如通過使用本領(lǐng)域中已知用于拋光單晶和/或其它無機(jī)層的拋光技術(shù)拋光所述單晶熒光體。在方框1430處，隨后可使固態(tài)發(fā)光晶粒在所述單晶熒光體上外延生長?？墒褂萌魏芜m于生長固態(tài)發(fā)光晶粒的技術(shù)。例如，用于在單晶熒光體上生長第III族氮化物如GaN或InGaN的技術(shù)可類似于在于其它底材如硅、碳化硅和藍(lán)寶石上生長第III族氮化物中所用的那些技術(shù)。具體技術(shù)可類似于美國專利第7，211，833號、第7，170，097號、第7，125，737號、第7，087，936號、第7，084，436號、第7，042，020號、第7，037，742號、第7，034，328號和第7，026，659號中所述的那些技術(shù)，這些專利中每一者的內(nèi)容通過全文引用結(jié)合到本文中來。在一些實(shí)施方案中，在所述固態(tài)發(fā)光晶粒在單晶熒光體上外延生長之前在所述單晶熒光體上提供一個或多個緩沖層。在方框1440處，可封裝得到固態(tài)發(fā)光器件，所述固態(tài)發(fā)光器件可包括例如分離在單晶熒光體上生長的固態(tài)發(fā)光晶粒。在許多應(yīng)用中可使用根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案提供的發(fā)光器件。例如，參看圖15，包括多個根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的發(fā)光器件的照明面板1540可用作顯示器如液晶顯示器(LCD)1550的背光?？刂乒虘B(tài)背光面板的系統(tǒng)和方法例如見述于2006年3月6日提交的標(biāo)題為AdaptiveAdjustmentofLightOutputofSolidStateLightingPanels(固態(tài)照明面板的光輸出的適應(yīng)性調(diào)節(jié))的美國專利申請第11/368，976號，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人且其公開通過全文引用結(jié)合到本文中來。如圖15所示，LCD1550可包括相對于LCD屏幕1554安置的照明面板1540，使得由照明面板1540發(fā)射的光1556穿過LCD屏幕1554以提供LCD屏幕1554的背光。LCD屏幕1554包括適當(dāng)配置的遮擋板和相關(guān)的濾光器，其經(jīng)構(gòu)造以選擇性地通過/阻斷來自照明面板1540的所選顏色的光1556以產(chǎn)生顯示圖像。照明面板1540可包括多個根據(jù)本文所述的任何實(shí)施方案的發(fā)光器件。作為另一實(shí)例，參看圖16，包括多個根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的發(fā)光器件的照明面板1540可用作固態(tài)照明設(shè)備或光源1360的照明面板。由光源1560發(fā)射的光1566可用來照亮區(qū)域和/或目標(biāo)。固態(tài)光源例如見述于2006年4月21日提交的標(biāo)題為SolidStateLuminairesorGeneralIllumination(固態(tài)光源或通用照明)的美國專利申請第11/408，648號，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人且其公開通過全文引用結(jié)合到本文中來。本文結(jié)合上述說明書和附圖公開了許多不同的實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)理解的是，逐字描述和說明這些實(shí)施方案的每一組合和次組合將過于重復(fù)且使其模糊。因此，本說明書(包括附圖)應(yīng)該視為構(gòu)成本文所述的實(shí)施方案以及制作和使用其的方式和方法的所有組合和次組合的詳細(xì)書面說明書，且應(yīng)該支持要求保護(hù)任何這類組合或次組合的權(quán)利要求。在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的實(shí)施方案，并且雖然采用了特定術(shù)語，但是它們僅是一般和描述意義上的使用并且不是為了限制的目的，本發(fā)明的范圍在下面的權(quán)利要求書中闡述。1權(quán)利要求一種固態(tài)發(fā)光器件，所述固態(tài)發(fā)光器件包括固態(tài)發(fā)光晶粒，所述固態(tài)發(fā)光晶粒經(jīng)構(gòu)造以在其激發(fā)時發(fā)射光；和光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)包括在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上的單晶熒光體。2.權(quán)利要求l的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)經(jīng)由粘合層連接至所述發(fā)光表面。3.權(quán)利要求2的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述粘合層包含聚硅氧烷聚合物。4.權(quán)利要求2的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)經(jīng)定的尺寸以適合所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面。5.權(quán)利要求l的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含鈰。6.權(quán)利要求5的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含濃度為約0.1%-約20%的鈰。7.權(quán)利要求5的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含Ce3+摻雜的Y3A15012(Ce:YAG)。8權(quán)利要求5的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含鈰摻雜的CaxSryMgl—x—yAlSiN3或鈰摻雜的硫化鎵酸鍶。9.權(quán)利要求l的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含銪。10.權(quán)利要求9的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含濃度為約O.5%-約20%的銪。11.權(quán)利要求9的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含Eu2+摻雜的Sr2—xBaxSi04(BOSE)。12.權(quán)利要求9的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體包含銪摻雜的材料，其中所述材料選自CaxSivxAlSiN硫化鎵酸鍶、a-SiA10N、硅石榴石、Y202S和La202S。13.權(quán)利要求1的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體的表面被紋理化、糙化、蝕刻和/或特征化。14.權(quán)利要求l的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)直接在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。15.權(quán)利要求l的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)充當(dāng)所述固態(tài)發(fā)光晶粒的底材。16.權(quán)利要求1的固態(tài)發(fā)光器件，其中所述單晶熒光體的厚度為約lOnm-約200微米。17.—種制造固態(tài)發(fā)光器件的方法，所述方法包括置放包括單晶熒光體的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)于固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。18.權(quán)利要求17的方法，其中置放所述單晶熒光體于所述發(fā)光表面上包括粘合連接所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)至所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面。19.權(quán)利要求17的方法，其中置放所述單晶熒光體于所述發(fā)光表面上包括經(jīng)由薄膜沉積技術(shù)在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的表面上生長單晶熒光體。20.—種制造固態(tài)發(fā)光器件的方法，所述方法包括在包括單晶熒光體的光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的表面上生長固態(tài)發(fā)光晶粒。21.權(quán)利要求20的方法，其中所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的表面在所述固態(tài)發(fā)光晶粒在其上生長之前被拋光。全文摘要固態(tài)發(fā)光器件包括固態(tài)發(fā)光晶粒和光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可包括單晶熒光體且可在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)可經(jīng)由粘合層連接至所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面。所述光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)還可直接在所述固態(tài)發(fā)光晶粒的發(fā)光表面上。本發(fā)明還公開了相關(guān)方法。文檔編號C09K11/79GK101755031SQ200880025158公開日2010年6月23日申請日期2008年5月2日優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日發(fā)明者A·查克拉博爾蒂,B·P·克勒,N·W·小梅登多普,R·P·萊托奎恩申請人:克里公司