專利名稱：含有致冷芯片的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是一種可以產(chǎn)生均勻光度，以及低發(fā)散性， 頻帶寬較窄的發(fā)光裝置。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的發(fā)光裝置是包含致冷芯片和至少一個(gè)激 光二極管芯片以及至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
激光二極管具有體積小，效益高，消耗功率小，使用壽命高，并且容易由電流大小 來(lái)調(diào)制其輸出功率的優(yōu)點(diǎn)。而其應(yīng)用范圍與波長(zhǎng)相關(guān)，短波長(zhǎng)(390~950納米)的激光 主要用于光盤驅(qū)動(dòng)器，激光打印機(jī)，條碼機(jī)，掃描儀等光信息和顯示用途，而長(zhǎng)波長(zhǎng) (980~1500納米)的激光主要用于光纖通信。激光二極管發(fā)光特性為橢圓形出光，且低 發(fā)散性，高強(qiáng)度，且頻帶寬較窄，相干性高。
而激光二極管所發(fā)出的光源，頻帶寬較窄，相位一致，當(dāng)光束投射到目標(biāo)區(qū)域時(shí)， 將因干涉造成點(diǎn)狀分布。另一方面，激光二極管的注入電流必須大于臨界電流密度，臨 界電流密度與界面溫度有關(guān)，并且間接影響效益。高溫操作時(shí)，臨界電流提高，效益降 低，甚至損壞元件。
而發(fā)光二極管亮度高，散熱效率高，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)常應(yīng)用于針對(duì)電子標(biāo)志與記號(hào)， 顯示照明，高亮度顯示器等等。
發(fā)光二極管發(fā)出的光譜頻帶寬較寬，因此當(dāng)發(fā)光二極管光源投射在目標(biāo)區(qū)域時(shí)，光 度在目標(biāo)區(qū)域均勻分布，并不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)狀分布的現(xiàn)象。
激光二極管芯片與發(fā)光二極管芯片所發(fā)出的光源在應(yīng)用上具有互補(bǔ)性。因此本發(fā)明 希望解決的問(wèn)題在于，如何使照明裝置在應(yīng)用時(shí)，在數(shù)據(jù)處理或通信應(yīng)用的場(chǎng)合，提供 頻帶寬較窄，相位一致的光數(shù)，而又能在需要照明時(shí)，提供光度均勻的照明，提供適當(dāng) 的光譜照明。
傳統(tǒng)用于照明裝置的散熱方式，激光二極管芯片下方用焊接(或?qū)岣?與次襯底 (Submount)連接，往下再連接散熱塊，如美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)US2005/0265410。
所以，本發(fā)明的目的主要在于進(jìn)一步解決發(fā)光裝置的散熱問(wèn)題，以使高密度的排列 的照明芯片在使用期間不因發(fā)光產(chǎn)生的增溫而影響發(fā)光性能。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一目的在于如何使照明裝置在應(yīng)用時(shí)，針對(duì)光譜頻帶寬的需求，提供適當(dāng) 的光譜照明，以及在使用期間，不因發(fā)光產(chǎn)生的增溫而影響發(fā)光性能。
本發(fā)明揭示一種發(fā)光裝置，在發(fā)光裝置上至少包含一致冷芯片；而在所述致冷芯片 上，具有一個(gè)或一個(gè)以上激光二極管芯片，和一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)光二極管芯片，其中至 少一個(gè)激光二極管芯片和一個(gè)發(fā)光二極管芯片配置于所述致冷芯片上。
使應(yīng)用于需要極窄光譜頻帶寬的應(yīng)用時(shí)，能夠具有激光二極管特性的照明。而在不 需要極窄光譜頻帶寬的應(yīng)用時(shí)，能夠具有光度均勻的發(fā)光二極管特性的照明。并且在使 用期間，不因發(fā)光產(chǎn)生的增溫而影響發(fā)光性能。


圖l所示為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光裝置。
圖la所示為依據(jù)發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光裝置，出光方向可以平行或不平行。 圖2為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光裝置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的發(fā)光裝置實(shí)施例中，可包含主基座，而所述主基座上包含 致冷芯片，所述致冷芯片的兩側(cè)各具有一襯底，至少其中一側(cè)的襯底上具有一個(gè)次基座 (submount)，而所述次基座(submount)具有一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)光二極管芯片和一個(gè)或 一個(gè)以上激光二極管芯片。
圖l所示為第一實(shí)施例，發(fā)光裝置IO在發(fā)光裝置上具有致冷芯片(TEcooler) 11， 致冷芯片的兩側(cè)各具有一襯底12，在致冷芯片的其中一側(cè)襯底上具有一個(gè)或一個(gè)以上次 基座13，并與激光二極管芯片14和發(fā)光二極管芯片15相接，即一致冷芯片上具有激光 二極管芯片14和發(fā)光二極管芯片15,使激光二極管芯片14與發(fā)光二極管芯片15的散 熱途徑相同。
所述致冷芯片兩側(cè)的襯底12材料可以用氧化鋁板，金屬襯底，塑膠襯底，半導(dǎo)體襯 底(例如:硅)，氧化鋅襯底或軟性襯底。其中所述塑膠襯底上可具有金屬膜，以提高散 熱性能，或具有金屬線路，除了提高散熱性能外，還可將控制電路嵌于襯底內(nèi)，進(jìn)一步 使控制電路集成在其上，以達(dá)到減小構(gòu)裝體積的功效。類似地，在半導(dǎo)體襯底，氧化鋁 襯底，氧化鋅襯底，玻璃襯底，軟性襯底上也可具有金屬薄膜或金屬線路。
而激光二極管芯片和發(fā)光二極管芯片用焊料或粘合劑而附著于致冷芯片。 一般來(lái)說(shuō)， 粘合劑含有導(dǎo)電材料，如銀膠，炭膠等。
激光二極管14在致冷芯片的襯底上至少具有第一方向的發(fā)光方向，發(fā)光二極管15
4在致冷芯片的襯底上至少具有第二方向的發(fā)光方向，所述第一發(fā)光方向與第二發(fā)光方向 可由致冷芯片的襯底的形狀設(shè)計(jì)決定。所述第一方向與所述第二方向可以為平行或不平 行，如圖la所示。
在發(fā)光裝置的基座上的致冷芯片上，還可配置一種可發(fā)光的芯片，而所述芯片具有 激光二極管特性單元與發(fā)光二極管特性單元，而所述芯片的激光二極管出光角度與發(fā)光
二極管出光角度間具有預(yù)定的e夾角，e可以大于等于0，此外由襯底的設(shè)計(jì)和芯片元件
的設(shè)計(jì)，也可決定所述發(fā)光芯片的激光二極管單元和發(fā)光二極管單元的出光方向。
圖2所示為第二實(shí)施例，發(fā)光裝置20在發(fā)光裝置上具有致冷芯片(TE cooler) 21, 此致冷芯片的兩側(cè)各具有一襯底221和222,在致冷芯片的其中一側(cè)襯底221上具有一 個(gè)或一個(gè)以上次基座23，并與激光二極管芯片24和發(fā)光二極管芯片25的一面相接觸。 即一致冷芯片上具有激光二極管芯片24和發(fā)光二極管芯片25，使激光二極管芯片24與 發(fā)光二極管芯片15的散熱途徑相同。所述致冷芯片的襯底可以是具有透光性的玻璃襯底 或塑膠襯底，軟性襯底等，而所述襯底的具有發(fā)光芯片的一側(cè)221可以設(shè)計(jì)為波浪狀， 使激光二極管芯片和發(fā)光二極管芯片除了從襯底上方出光以外，光線也可以透過(guò)襯底， 經(jīng)波浪狀的另一側(cè)反射而呈現(xiàn)多角度散射。而另一側(cè)的襯底222，與具有發(fā)光芯片的一 側(cè)221可以是相同或不同材質(zhì)的襯底。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光裝置，其包括致冷芯片，所述致冷芯片的兩側(cè)各具有一襯底，其中至少一側(cè)的所述襯底上具有基座；以及一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)光二極管芯片和一個(gè)或一個(gè)以上激光二極管芯片，其中至少一個(gè)所述發(fā)光二極管芯片或激光二極管芯片配置于所述至少一側(cè)的所述基座上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其中所述激光二極管芯片具有至少第一方向的出 光方向，且所述激光二極管具有第二方向的出光方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其中所述致冷芯片的襯底可以是氧化鋁板，金屬 襯底，具有金屬線路的塑膠襯底，半導(dǎo)體襯底，玻璃襯底，氧化鋅襯底，或軟性襯 底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中所述致冷芯片的襯底可具有在襯底上或嵌于 其內(nèi)的電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中所述激光二極管芯片的所述第一方向的出光 方向，可由所述激光二極管的配置或襯底的形狀決定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光二極管芯片的所述第二方向的出光 方向，可由所述發(fā)光二極管的配置或襯底的形狀決定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光二極管芯片與激光二極管芯片通過(guò) 焊料或粘合劑而固定于所述基座上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述粘合劑的材料可包含金屬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其進(jìn)一步包含檢光二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中所述玻璃襯底是可透光的，且所述襯底的其 中一側(cè)設(shè)計(jì)為波浪狀，使激光二極管芯片或發(fā)光二極管芯片的出光方向可呈現(xiàn)多角 度散射。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種發(fā)光裝置，在此發(fā)光裝置上至少包含有一個(gè)致冷芯片，而在所述致冷芯片上，具有一個(gè)或一個(gè)以上激光二極管芯片，和一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)光二極管芯片，其中至少一個(gè)激光二極管和一個(gè)發(fā)光二極管配置于所述基座上。使應(yīng)用于需要極窄光譜頻帶寬的應(yīng)用時(shí)，能夠具有激光二極管特性的照明。而在不需要極窄光譜頻帶寬的應(yīng)用時(shí)，能夠具有散熱特性較佳的發(fā)光二極管特性的照明。
文檔編號(hào)H01L25/00GK101471333SQ200710306348
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者李豪強(qiáng), 許廷煒, 謝和銘, 黃鴻鈞 申請(qǐng)人:友嘉科技股份有限公司