本申請要求于2014年7月23日提交的美國臨時專利申請?zhí)朜o.62/027,968的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其所有的公開內(nèi)容通過引用合并于本申請。
技術(shù)領(lǐng)域：
在各個實施例中，本發(fā)明涉及一種發(fā)出紫外(UV)輻射的光發(fā)射器。
背景技術(shù)：
：由于有源區(qū)的高缺陷水平，基于氮化物的半導(dǎo)體系統(tǒng)的短波紫外發(fā)光二極管(UVLED)(即發(fā)射小于350nm波長的光的LED)的輸出功率、效率和壽命仍是有限的。這種限制在設(shè)計波長小于270nm的器件中尤其成問題(且顯著)。大部分的研發(fā)努力在形成于異質(zhì)襯底(諸如藍寶石)上的器件上進行，盡管采用創(chuàng)新的缺陷減小策略，缺陷密度仍然很高。這些高缺陷密度限制了生長在這種襯底上的器件的效率和可靠性。最近提出的低缺陷、結(jié)晶氮化鋁(AlN)襯底具有顯著改進基于氮化物的光電半導(dǎo)體器件的潛力，尤其是鋁濃度高的器件，因為這些器件的有源區(qū)具有較少的缺陷。例如，相比于形成在其它襯底上的類似器件，偽共晶地生長在AlN襯底上的UVLED顯示出更高的效率、更高的功率和更長的壽命。通常，這些偽共晶UVLED被安裝成封裝在“倒裝芯片”結(jié)構(gòu)中，其中器件有源區(qū)產(chǎn)生的光通過AlN襯底發(fā)射，同時LED芯片的前表面結(jié)合到多晶(陶瓷)AlN底座。由于這種器件的有源器件區(qū)可實現(xiàn)較高的晶格完整性，其內(nèi)效率可達到60％以上。然而，這些器件中的光子提取效率仍然通常很低，使用表面圖案化技術(shù)可達到約4％至約15％。由于一些原因，相比于可見光LED，短波長UVLED的光子提取效率較低。因此，目前的短波長UVLED的電光轉(zhuǎn)化效率(WPE)較低，最高僅幾個百分點，其中WPE被定義為二極管可實現(xiàn)的可用光功率(在本案中指發(fā)射的UV光)除以加到器件上的電功率。LED的WPE可通過電效率(ηel)、光子提取效率(ηex)和內(nèi)效率(IE)的乘積計算出來，即WPE＝ηel×ηex×IE。IE本身是電流注入效率(ηinj)和內(nèi)量子效率(IQE)的乘積，即IE＝ηinj×IQE。因此，低的ηex會負面地影響WPE，甚至是在通過降低內(nèi)部晶格缺陷(通過使用例如上述AlN襯底作為器件平臺)提高IE之后。幾個因素可能與較低的光子提取效率有關(guān)。首先，即使是能夠獲得的最高質(zhì)量的AlN襯底，通常也在UV波長范圍內(nèi)具有一些吸收，甚至在比AlN的帶邊更長的波長(其約為210nm)處。這種吸收會導(dǎo)致器件有源區(qū)產(chǎn)生的一些UV光在襯底中被吸收，因此會減少從襯底表面發(fā)出的光的量。另外，因為產(chǎn)生的光子中的約一半被導(dǎo)向p型接觸并被該接觸的p-GaN吸收，因此UVLED會變差。即使當(dāng)光子被導(dǎo)向AlN表面時，由于AlN的較大的折射率，通常僅約9.4％能從未處理的表面逃逸，這導(dǎo)致較小的逃逸錐面。由于AlN襯底的吸收，另一部分光子在到達出射表面的過程中損失。這種損失是逐漸增加的，并且光子提取效率的平均值是僅約2.5％。在標(biāo)準(zhǔn)的LED制造中，LED結(jié)構(gòu)與空氣之間的折射率的較大差異(及其導(dǎo)致的光子提取的不足)可通過使用具有中間折射率的封裝而大大改善。特別地，許多現(xiàn)有的設(shè)計的特點在于置于LED上且至少部分地圍繞LED(接下來通過熱處理固化)的封裝材料“穹頂”。封裝增加了經(jīng)過半導(dǎo)體芯片的頂表面的全內(nèi)反射的臨界角，這從而使可見光LED的光子提取效率顯著提高。然而，LED密封劑和粘合劑容易被UV輻射損壞，導(dǎo)致密封劑和粘合劑的退化。這種退化在暴露于UVC輻射(即，波長小于300nm的輻射)下尤其嚴(yán)重。因此，使用密封劑來改善光子提取通常對于UVLED沒有效果。此外，盡管已經(jīng)開發(fā)出了抗UV密封劑，但這些化合物暴露于UV光時顯示出退化，遠達不到UVLED所需的使用壽命。例如，紐約埃爾姆斯福德的SchottNorthAmerica有限公司的DeepUV-200密封劑在暴露于300nm的光僅1000小時之后，顯示透明度降低了15％。因此，需要一種容易實施的方法來有效地增加UVLED的光子提取效率，該方法解決了缺乏對于UV輻射(特別是UVC輻射)透明的穩(wěn)定密封劑的問題。這種方法能夠令人滿意地實現(xiàn)UVLED的高透明度和高可靠性，且在這些器件的預(yù)期使用壽命期間無明顯的退化，例如約10,000小時或甚至更長時間。技術(shù)實現(xiàn)要素：在本發(fā)明的多個實施例中，通過使用一層薄的密封劑(例如，有機化合物)將無機透鏡(通常是剛性的)直接接附到LED芯片來提高UV發(fā)光器件(諸如UVLED)的光子提取效率。在一些實施例中，密封劑為液體或凝膠，例如硅油和/或硅樹脂。透鏡通常包括UV透明材料(諸如藍寶石、熔融二氧化硅或石英)，或基本上由UV透明材料構(gòu)成，或由UV透明材料構(gòu)成。也可使用其他透鏡材料，例如，折射率大于1.3、透明且在暴露于高強度短波長UV輻射時穩(wěn)定的材料。透鏡的使用使得提取出來的UVLED的準(zhǔn)連續(xù)波輸出功率至少加倍(甚至高達2.6倍或甚至更高)。此外，器件的遠場圖案(FWHM)可變窄至少20％。透鏡優(yōu)選地被成形為使將經(jīng)受全內(nèi)反射的輻射的量最小化。通常，透鏡為圓形或半球形，但是其他形狀也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。在多個實施例中，透鏡的形狀具有圓柱形部件和半球形部件，以例如使遠場圖案更窄。在其他實施例中，透鏡包括(或基本由以下部件構(gòu)成，或由以下部件構(gòu)成)：大致平的板，或表面被圖案化或紋理化以增強其光子提取的平板。例如，平板可被圖案化以形成菲涅耳透鏡，從而改善對于以較大角度接近表面的光子的光子提取。本發(fā)明的多個實施例具有初始暴露于UV光下就會退化的有機密封劑。特別地，這種有機密封劑在暴露于UV光時(例如，在由器件發(fā)光的初期)可能經(jīng)歷部分氧化，改變密封劑的折射率和/或形成小的局部區(qū)域，來自器件芯片的光在該局部區(qū)域散射，從而降低到達透鏡并從該處最終發(fā)射的UV光的量。根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，通過額外地暴露于UV光，這種密封劑出人意料且有益地至少部分地被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料，改善了其輸出特性。特別地，當(dāng)密封劑在暴露于UV光的該初始“老化”階段被至少部分地轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料時，密封劑的碳含量降低至例如約40at.％(原子百分比)或更低，約30at.％或更低，或甚至約20at.％或更低，之后密封劑的透光度顯著地改善，且能夠穩(wěn)定至少數(shù)千小時的器件操作時間。在多個實施例中，轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料后的密封劑的碳含量為約5at.％或更大，約10at.％或更大，或者約15at.％或更大。因此，根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，在被暴露于UV光一初始階段(例如，高至約200小時，高至約300小時，或約100小時至約200-300小時之間)后，轉(zhuǎn)化的密封劑對于UV導(dǎo)致的透射率進一步下降基本免疫。根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成或甚至由硅、氧和碳構(gòu)成。其中碳含量大于1ppm(且通常大于1at.％)，且約為30at.％或更低，或甚至約20at.％或更低。隨著長時間地暴露于UV光，非化學(xué)計量比二氧化硅材料的成份接近純二氧化硅的成份，但是通過諸如二次離子質(zhì)譜(SIMS)的表征方法可檢測到微量的碳。本發(fā)明的實施例使用UV光的波長選自約100nm至約400nm的范圍。優(yōu)選的實施例使用波長選自約100nm至約280nm，或者甚至更優(yōu)選地約210nm至約280nm的范圍的UVC光。其它實施例使用UVA光(即，波長選自約315nm至約400nm的范圍的光)或者UVB光(即，波長選自約280nm至約315nm的范圍的光)。在一些實施例中，密封劑的轉(zhuǎn)化會使得密封劑變脆，因此透鏡很可能會變松或者從發(fā)光芯片上脫離。在這種實施例中，一種額外的接附件可被用于進一步確保透鏡與芯片的接觸。例如，接附件可以為樹脂(例如，可為不透明的環(huán)氧樹脂)，器件部分地浸入其中。樹脂優(yōu)選地至少輕微地(例如，約0.3mm或更少)延伸到芯片(或變脆的密封劑)與透鏡之間的界面上方，從而在器件操作和處理期間進一步穩(wěn)定透鏡。在多個實施例中，接附件可包括(或基本由以下部件構(gòu)成或由以下部件構(gòu)成)于2015年4月6日提交的美國專利申請序列號No.14/679,655(‘655號申請)中描述的不透明樹脂(和/或其他阻擋層)，其全部公開通過引用合并于本申請。接附件和/或阻擋層基本防止UV光穿過大部分這種密封劑，因此防止了其退化和裂紋(或其他機械失效)。在本發(fā)明多個實施例中，接附件和/或阻擋層包括所述密封劑自身的一部分,或基本由密封劑自身的一部分構(gòu)成,或由密封劑自身的一部分構(gòu)成，所述密封劑自身的一部分與所述LED芯片鄰接且對所述LED芯片發(fā)出的UV光不透明。(在這種實施例中，遠離所述LED芯片的密封劑的其余部分也可以是對UV光不透明的或透明的，因為這種較遠的密封劑一般不會傳播所發(fā)出的UV光。)本文所用的“不透明”材料基本上不傳播某一特定波長或波長范圍的光(例如UV光)，而是對所述特定波長或波長范圍的光呈反射性和/或較強的吸收性(例如在較小的厚度上)。在本發(fā)明的其他實施例中，所述阻擋層包括固體不透明遮蔽物，或基本由固體不透明遮蔽物構(gòu)成，或由固體不透明遮蔽物構(gòu)成，所述固體不透明遮蔽物置于所述LED芯片和所述密封劑之間，因此所述密封劑自身對UV光可以是透明的或不透明的。例如，所述遮蔽物可以由對UV光基本呈反射性的金屬(例如鋁)構(gòu)成。通過這種方式，本發(fā)明的實施例包括具有較長的壽命，較高的輸出功率和較高的可靠性的封裝的UVLED。一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于一種組裝和老化照明器件的方法。在紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片上提供一層有機密封劑。將所述密封劑的至少一部分暴露于UV光以將所述密封劑的所述部分中的至少一些轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可以以任意各種組合包括以下中的一個或多個。暴露于UV光可在標(biāo)稱器件操作(即，由用戶和/或在較大裝置中的器件操作，和/或在電流水平下的器件操作，操作溫度和/或器件周圍環(huán)境的氧含量是“標(biāo)稱的”，即基于器件的設(shè)計和結(jié)構(gòu)的推薦的正常操作)之前進行。密封劑所暴露的UV光可由半導(dǎo)體芯片發(fā)出，在至少一部分暴露期間，半導(dǎo)體芯片可以被操作在不同于(例如，高于或低于)標(biāo)稱電流水平的電流水平、不同于(例如，高于或低于)標(biāo)稱操作溫度的操作溫度、和/或在不同于(例如，高于或低于)標(biāo)稱氧含量的周圍環(huán)境的氧含量中。暴露于UV光可在封裝器件(例如，用于交運)和/或交運到用戶之前進行。暴露于UV光可在將器件放置在使用半導(dǎo)體芯片發(fā)出的UV光的較大系統(tǒng)(例如，用于切割，成像，消毒等)之中或之上的步驟之前進行。器件在將密封劑暴露于UV光之前可以初始輸出功率發(fā)射UV光，和/或一旦將密封劑暴露于UV光就立刻以初始輸出功率發(fā)射UV光，輸出功率可降低至最小值(即，低于初始值的值)并恢復(fù)到接近初始值(即，約70％至約100％)的最終值。密封劑可被暴露于UV光至少一段足以使器件的輸出功率恢復(fù)到最終值的時間。密封劑暴露于UV光可導(dǎo)致氣態(tài)副產(chǎn)物(例如甲醛)從密封劑中形成和/或其他副產(chǎn)物擴散出密封劑。密封劑可被暴露于UV光至少一段足以使氣態(tài)副產(chǎn)物的形成和/或擴散基本停止(例如，檢測不到)的時間。密封劑暴露于UV光可導(dǎo)致密封劑的碳含量的降低。密封劑可被暴露于UV光至少一段足以使密封劑的碳含量降低到約40原子百分比或更低，約30原子百分比或更低，約20原子百分比或更低，約10原子百分比或更低，約5原子百分比或更低，或甚至約1原子百分比或更低的時間。密封劑所暴露的UV光的波長可以與半導(dǎo)體芯片所發(fā)出的UV光的波長相同。密封劑所暴露的UV光的波長可以與半導(dǎo)體芯片所發(fā)出的UV光的波長不同。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。剛性透鏡可被放置在相對于所述半導(dǎo)體芯片的密封劑上。剛性透明可為無機的。所述剛性透鏡可包括熔融二氧化硅、石英和/或藍寶石，或由熔融二氧化硅、石英和/或藍寶石構(gòu)成，或基本由熔融二氧化硅、石英和/或藍寶石構(gòu)成。接附材料可被放置在所述半導(dǎo)體芯片的至少一部分的周圍以及所述剛性透鏡的至少一部分的周圍。接附材料可包括樹脂，或由樹脂構(gòu)成，或基本上由樹脂構(gòu)成。接附材料可對UV光不透明。接附材料的頂表面可放置為比所述剛性透鏡的底表面高不大于0.5mm。接附材料的頂表面可放置為比所述剛性透鏡的底表面高不大于0.3mm。通過施加足以使所述剛性透鏡和所述半導(dǎo)體芯片之間的所述密封劑的厚度最小化的力，可以使所述剛性透鏡接附到所述半導(dǎo)體芯片。在所述剛性透鏡被接附之后，所述密封劑的厚度可不足以阻擋所述剛性透鏡與所述半導(dǎo)體芯片之間的由熱膨脹失配引入的應(yīng)變的傳遞。在剛性透鏡接附之后，密封劑的厚度可為約10μm或更小，約8μm或更小，或甚至約5μm或更小。所述剛性透明可為至少部分地半球形。所述剛性透明可為基本半球形。所述剛性透鏡具有基本半球形的部分以及置于其下方的基本圓柱形的部分。所述剛性透鏡可為平板。所述剛性透鏡的頂表面的至少一部分被圖案化或紋理化以增強從中的光發(fā)射。所述密封劑在暴露于UV光之前可包括有機硅，或由有機硅構(gòu)成，或基本上由有機硅構(gòu)成。所述密封劑在暴露于UV光之前可包括硅油或硅樹脂，或由硅油或硅樹脂構(gòu)成，或基本上由硅油或硅樹脂構(gòu)成。在暴露于UV光之前，密封劑可具有大于40原子百分比的碳含量。在暴露于UV光之后，非化學(xué)計量比二氧化硅材料可具有小于30原子百分比的碳含量。阻擋可被置于半導(dǎo)體芯片和密封劑的至少一部分之間。阻擋可包括(或主要由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)對UV光不透明的材料。阻擋可包括(或主要由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)對UV光不透明的樹脂。阻擋可包括(或主要由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)對UV光呈反射性的材料。阻擋材料可包括鋁和/或聚四氟乙烯，或由鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成，或基本上由鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成。半導(dǎo)體芯片可為發(fā)光二極管芯片或激光芯片。密封劑的至少一部分可被暴露于UV光一段時間，該段時間為約50小時至約500小時，約100小時至約400小時，約100小時至約300小時，約200小時至約300小時，或約200小時。所述密封劑的至少一部分可被暴露于由半導(dǎo)體芯片發(fā)出的UV光。至少一部分密封劑所暴露的UV光的至少一部分可由半導(dǎo)體芯片以外的裝置發(fā)出(例如，不同的發(fā)光半導(dǎo)體芯片，UV燈等)。所述至少一部分密封劑可被暴露于半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體芯片以外的裝置發(fā)出的UV光。所述至少一部分密封劑可被暴露于波長選自約210nm至約280nm的范圍(例如，約250nm至約270nm)的UV光。在另一方面，本發(fā)明的實施例的特征還在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片，用于從所述發(fā)光半導(dǎo)體芯片提取光的剛性透鏡，以及放置在所述剛性透鏡與所述發(fā)光半導(dǎo)體芯片之間的密封劑層。至少一部分密封劑層包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于UV光而被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。至少一部分密封劑層可包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于波長選自約210nm至約280nm的范圍的UV光而被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。另一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片，用于從所述發(fā)光半導(dǎo)體芯片提取光的剛性透鏡，以及放置在所述剛性透鏡與所述發(fā)光半導(dǎo)體芯片之間的非化學(xué)計量比二氧化硅材料層。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。非化學(xué)計量比二氧化硅材料層可以為有機密封劑層(例如，包括有機硅、基本由有機硅構(gòu)成或由有機硅構(gòu)成的密封劑，)的一部分，和/或放置在有機密封劑層之中。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。另一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片，以及放置在所述半導(dǎo)體芯片的上方和/或周圍的密封劑層。至少一部分密封劑層包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于UV光而被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。密封劑層可為透鏡的形狀。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。密封劑層可被放置在所述半導(dǎo)體芯片的頂表面上方。阻擋材料被放置為接近所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁。阻擋材料可對UV光不透明。阻擋材料可包括不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯，或由不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成，或基本上由不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成。至少一部分密封劑層可包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于波長選自約210nm至約280nm的范圍的UV光而被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。又一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片，以及放置在所述半導(dǎo)體芯片的上方和/或周圍的非化學(xué)計量比二氧化硅材料層。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料層可被放置在所述半導(dǎo)體芯片的頂表面上方。阻擋材料被放置為接近所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁。阻擋材料可對UV光不透明。阻擋材料可包括不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯，或由不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成，或基本上由不透明樹脂、鋁和/或聚四氟乙烯構(gòu)成。另一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片以及放置在所述半導(dǎo)體芯片的上方和/或周圍的密封劑層。密封劑層的第一部分包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于UV光而被至少部分地轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。密封劑層的第二部分包括有機密封劑(例如有機硅)，或基本由有機密封劑(例如有機硅)構(gòu)成，或由有機密封劑(例如有機硅)構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。密封劑層的第一部分包括(或基本由以下材料構(gòu)成，或由以下材料構(gòu)成)通過暴露于波長選自約210nm至約280nm的范圍的UV光而被至少部分地轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的有機材料。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。密封劑層的第一部分可被放置在所述半導(dǎo)體芯片的頂表面上方。密封劑層的第二部分可被放置為接近所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁。密封劑層的第二部分被放置在半導(dǎo)體芯片頂表面的上方且比密封劑層的第一部分更遠離半導(dǎo)體芯片的頂表面。密封劑層的第一部分可放置在密封劑層的第二部分之中，和/或至少部分地被密封基層的第二部分圍繞。阻擋材料可被放置在半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁和密封劑層的第二部分之間。阻擋材料可對UV光不透明。阻擋材料可包括鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂，或由鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂構(gòu)成，或基本上由鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂構(gòu)成。又一方面，本發(fā)明的實施例的特征在于照明器件，其包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：紫外(UV)發(fā)光半導(dǎo)體芯片，以及放置在所述半導(dǎo)體芯片的上方和/或周圍的密封劑層。密封劑層的第一部分包括非化學(xué)計量比二氧化硅材料，或基本由非化學(xué)計量比二氧化硅材料構(gòu)成，或由非化學(xué)計量比二氧化硅材料構(gòu)成。密封劑層的第二部分包括有機密封劑(例如有機硅)，或基本由有機密封劑(例如有機硅)構(gòu)成，或由有機密封劑(例如有機硅)構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料包括硅、氧和碳，或基本由硅、氧和碳構(gòu)成，或由硅、氧和碳構(gòu)成。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量大于1ppm且小于40原子百分比。本發(fā)明的實施例可包括以下任意組合的變型中的一個或多個。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可大于1原子百分比。非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量可小于30原子百分比，小于20原子百分比，小于10原子百分比，或甚至小于5原子百分比。密封劑層的第一部分可被放置在所述半導(dǎo)體芯片的頂表面上方。密封劑層的第二部分可被放置為接近所述半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁。密封劑層的第二部分被放置在半導(dǎo)體芯片頂表面的上方且比密封劑層的第一部分更遠離半導(dǎo)體芯片的頂表面。密封劑層的第一部分可放置在密封劑層的第二部分之中，和/或至少部分地被密封劑層的第二部分圍繞。阻擋材料可被放置在半導(dǎo)體芯片的側(cè)壁和密封劑層的第二部分之間。阻擋材料可對UV光不透明。阻擋材料可包括鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂，或由鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂構(gòu)成，或基本上由鋁、聚四氟乙烯和/或不透明樹脂構(gòu)成。通過參照以下說明、附圖和權(quán)利要求，這些和其他目的，以及本文公開的本發(fā)明的優(yōu)點和特征將變得更加清晰。此外，應(yīng)該理解的是，本文描述的各個實施例的特征并非互相排斥的，并且可以各種組合和排列存在。本文所用的術(shù)語“基本”和“約”意指±10％，在一些實施例中，指±5％。術(shù)語“基本由...構(gòu)成”意指排除有助于功能的其它材料，除非本文另有限定。盡管如此，這種其它材料可共同地或單獨地以微量存在。在本文中，術(shù)語“輻射”和“光”可交換使用，除非另有說明。附圖說明在附圖中，相似的附圖標(biāo)記在不同視圖中一般指相同的部件。此外，附圖不一定按比例繪制，而重點通常放在示出本發(fā)明的原理。在以下說明中，參考附圖對本發(fā)明的各個實施例進行了說明，其中：圖1A和圖1B以截面示出了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的剛性透鏡到發(fā)光芯片的接附；圖1C為具有平板式剛性透鏡的發(fā)光器件的截面示意圖；圖1D為具有紋理化平板式剛性透鏡的發(fā)光器件的截面示意圖；圖2A為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的具有發(fā)光芯片、密封劑和剛性透鏡的照明器件在室溫下的截面示意圖；圖2B為圖2A的密封劑內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)的放大示意圖；圖3A為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的具有發(fā)光芯片、密封劑和剛性透鏡的照明器件在升高的溫度下的截面示意圖；圖3B為圖3A的密封劑內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)的放大示意圖；圖4A為本發(fā)明實施例中使用的半導(dǎo)體芯片的截面示意圖；圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例執(zhí)行襯底厚度被減薄和紋理化之后圖4A的發(fā)光芯片；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有和不具有施加到其上的剛性透鏡的UVLED所發(fā)出的光強的曲線；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有和不具有施加到其上的剛性透鏡的發(fā)光芯片的遠場圖案；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的透鏡尺寸對于接附到其上的發(fā)光芯片發(fā)出的光的變形的影響；圖8為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有接附到發(fā)光芯片的半球形和圓柱形部分的透鏡的截面示意圖；圖9為本發(fā)明多個實施例中光子提取效率和遠場圖案隨透鏡尺寸和密封劑厚度的變化的表格；圖10為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的UV發(fā)光器件的相對輸出功率與時間的關(guān)系圖；圖11A示出了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的有機密封劑材料中發(fā)生的示例性光化學(xué)反應(yīng)；圖11B為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例在圖11A所示的光化學(xué)反應(yīng)期間的器件的部分截面示意圖；圖11C為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例在圖11A所示的光化學(xué)反應(yīng)后器件的部分截面示意圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的密封劑在暴露于UV光之前(0小時)以及暴露48小時和1300小時之后的密封劑的顯微紅外光譜表征結(jié)果的曲線圖；圖13A為根據(jù)本發(fā)明的實施例的在暴露于UV光之前的密封劑的能量色散X射線(EDX)光譜測量的圖譜；圖13B為根據(jù)本發(fā)明的實施例的在暴露于UV光之后48小時的密封劑的能量色散X射線(EDX)光譜測量的圖譜；圖13C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在暴露于UV光之后200小時的密封劑的能量色散X射線(EDX)光譜測量的圖譜；圖13D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在暴露于UV光之后1300小時的密封劑的能量色散X射線(EDX)光譜測量的圖譜；圖14為圖13A至圖13D的密封劑的大致成份的曲線圖；圖15A至圖15C為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料的密封劑的器件的截面示意圖；圖15D為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料的密封劑以及未轉(zhuǎn)化的密封劑和/或阻擋材料的器件的截面示意圖；圖15E和15F為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料的密封劑的器件的截面示意圖；圖15G為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料的密封劑以及未轉(zhuǎn)化的密封劑和/或阻擋材料的器件的截面示意圖；圖15H為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料的密封劑的器件的截面示意圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的包括剛性透鏡和接附材料的器件的截面示意圖。具體實施方式本發(fā)明的實施例包括通過使從襯底傳播到周圍環(huán)境的光的全內(nèi)反射最小化而提高諸如UVLED的發(fā)光器件的光子提取效率的方法。該技術(shù)使用對短波UV輻射透明的薄薄的一層(例如，約10μm或者甚至更薄)的密封劑(例如環(huán)氧)。圖1A示出了半導(dǎo)體芯片100，其表面120上放置有密封劑110，還示出了即將通過密封劑110接附到芯片100的透鏡130。在一些實施例中，在芯片100在接附到透鏡130之前，密封劑110被施加到透鏡130的表面140，而不是芯片100的表面120，或者密封劑110除了被施加到芯片100的表面120外，還被施加到透鏡130的表面140。半導(dǎo)體芯片100可包括發(fā)光器件或基本由發(fā)光器件構(gòu)成，諸如LED或激光器。在多個實施例中，芯片100發(fā)射UV光，例如UVC光。發(fā)光芯片100在芯片100的“有源”發(fā)光區(qū)域內(nèi)可包括AlN襯底及其上的一個或多個量子阱和/或應(yīng)變層，該應(yīng)變層包括AlN、GaN、InN或它們的二元或三元合金，或者該應(yīng)變層基本上由AlN、GaN、InN或它們的二元或三元合金構(gòu)成。在多個實施例中，芯片100包括的襯底和/或器件結(jié)構(gòu)類似于以下文件中所詳細描述的襯底和/或器件結(jié)構(gòu)：于2006年8月14日提交的美國專利No.7,638,346，于2010年4月21日提交的美國專利No.8,080,833，和/或于2014年3月13日提交的美國專利申請公開No.2014/0264263，上述文件的全部公開內(nèi)容通過引用合并于本文。密封劑110可為有機的和/或聚合的。在本發(fā)明的多個實施例中，密封劑110是有機硅基的，可包括例如硅油和/或硅樹脂，或者基本由例如硅油和/或硅樹脂構(gòu)成，或者由例如硅油和/或硅樹脂構(gòu)成。在接附透鏡130之前，芯片100的表面120可以被處理成例如粗糙的、紋理化的和或圖案化的，以使從中的光子提取最大化(即，通過為逃離光增加臨界角)，如2010年4月21提交的美國專利序列號No.12/764,584所述，其全部公開內(nèi)容通過引用合并于本文。如圖1B所示，透鏡130通過密封劑110(其還可具有粘附性)被接附到芯片100。透鏡130通常為剛性的，且在多個實施例中，至少在形狀上部分地為半球狀。透鏡130可以大致為半球形，如圖1A和1B所示，或者由大致半球形的部分和大致圓柱形(如下文所述)的部分構(gòu)成。在一些實施例中，透鏡130包括(或基本由以下部件構(gòu)成，或由以下部件構(gòu)成)：如圖1C所示的大致平的板，或如圖1D所示的表面被圖案化或紋理化以改善其中的光子提取的平板。透鏡130通常是無機的，可包括(或基本由以下物質(zhì)構(gòu)成，或由以下物質(zhì)構(gòu)成)例如熔融二氧化硅，石英和/或藍寶石。在一些實施例中，密封劑110被加熱(例如，至約60℃)以提供足夠的流動性，從而在透鏡130與芯片100之間大體上無縫隙地形成界面。通常，密封劑110在仍具有足夠粘性的溫度下被加熱，以使透鏡130能夠適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谛酒?00上，即使是它們接觸之后。(至少在一些實施例中，可以在室溫下施加諸如硅油的液體密封劑。)在一些實施例中，向芯片100和/或透鏡130施加力(圖1B中以箭頭150表示)以最小化它們之間的空間，從而也最小化其中的密封劑110的厚度。即便是在密封劑110退化(由于，例如暴露于來自芯片100的UV光)的實施例中，該層的薄薄的厚度也可防止器件性能的災(zāi)難性退化。透鏡130被定位在芯片100上之后，整個結(jié)構(gòu)的可被升至更高的溫度(例如，到達約150℃至約170℃持續(xù)0.5小時至2小時)，以固化密封劑110，使透鏡130牢固地接附到芯片100。在一些實施例中，在透鏡130被定位到芯片100之前，密封劑110可被至少部分地固化。例如，密封劑(例如分配到透鏡和/或芯片100上的)可被加熱到例如約150℃至約170℃保持0.5至1小時。本發(fā)明的多個實施例使用密封劑材料的薄層以至少在暴露于UV光的初期改善這種層的惡化效應(yīng)。例如，尤其是對于大功率LED，本發(fā)明的多個實施例使用厚度低于約10μm的密封劑層，如于2012年7月提交的美國專利申請序列號No.13/533,093中所詳細描述的，其全部公開通過引用合并于本文。在多個實施例中，器件(包括例如芯片100、密封劑110和透鏡)可在固化密封劑110之前、期間和/或之后被放置于真空中，以促進陷于密封劑中和/或貼近密封劑的任何空氣和/或氣泡的排出。例如，器件可被置于真空度例如低于10Torr的真空爐中?？稍谑覝?例如，約25℃)下施加真空，或者，如果密封劑同時正在被至少部分地固化，可在固化溫度(例如，如上文所述)下或室溫與固化溫度之間的中間溫度下施加真空。施加真空的時間例如可為約5分鐘至約20分鐘，或者，施加真空的時間為固化時間(例如，如上文所述)或者約5分鐘與固化時間之間的中間時間。在多個實施例中，通過使密封劑層盡可能地薄來提高整個器件(即，接附有剛性透鏡的半導(dǎo)體芯片)的壽命?？赏ㄟ^在固化程序期間向透鏡和/或芯片施加力而實現(xiàn)這種厚度的最小化。密封劑厚度的最小化通常致使密封劑厚度不足以將密封劑作為熱膨脹失配緩沖層(在這種情況下，人們通常會增加密封劑厚度來阻止其中的應(yīng)變傳遞并提高器件的可靠性)。圖2A、圖2B、圖3A和圖3B示出了(來自例如光發(fā)射期間芯片的升高的溫度)溫度變化對根據(jù)本發(fā)明多個實施例的組裝器件內(nèi)部的應(yīng)變分布的影響。圖2A和圖2B示出了組裝的器件和密封劑110在約室溫下(例如，組裝后但芯片100未操作時)的應(yīng)變狀態(tài)分布。如圖所示，由于器件處于大約其組裝的溫度，因此基本沒有來自芯片100與透鏡130之間和/或在芯片100與透鏡130之間傳遞的熱失配應(yīng)變，盡管它們的熱膨脹是不同的。圖2B示出了，在這種情況下，密封劑110中基本沒有表明這種熱失配應(yīng)變存在的剪切應(yīng)力。相比之下，圖3A和圖3B示出了組裝的器件和密封劑110在升高的溫度下(例如，芯片100操作期間)的應(yīng)變狀態(tài)分布。如圖所示，透鏡130與芯片100之間的熱膨脹系數(shù)的差異導(dǎo)致了熱失配應(yīng)變在二者之間傳遞，如穿過整個密封劑110層的剪切應(yīng)力和變形所指示的。特別地，在這種情況下，密封劑110的厚度不足以適應(yīng)熱失配引起的應(yīng)變并阻止其在芯片100與透鏡130之間傳遞。(，在密封劑的厚度足夠厚的對比情況中，至少部分密封劑層會非常類似于圖2B中所示的密封劑110，因為該層內(nèi)的剪切應(yīng)力會按比例縮小。)芯片100的線性熱膨脹系數(shù)可以大于透鏡的線性熱膨脹系數(shù)，例如大于約10倍或更多。在一個實施例中，芯片100(或至少其支撐一個或多個有源發(fā)光層的襯底部分)包括單晶AlN(或基本由單晶AlN構(gòu)成)，且具有約5×10-6/K的線性膨脹系數(shù)，而透鏡130包括二氧化硅(或基本由二氧化硅構(gòu)成)，且具有約0.6×10-6/K的線性膨脹系數(shù)。無論穿過密封劑110的整個厚度的剪切應(yīng)力的量以及透鏡130與芯片100之間傳遞的熱膨脹失配引起的應(yīng)變的量有多大，由于密封劑110的厚度被最小化，組裝器件的光學(xué)性能出人意料地優(yōu)異，其限制了由光致密封劑退化導(dǎo)致的光傳播的減少。熱失配應(yīng)變的影響可通過降低芯片100的厚度而降低，例如，通過去除其上形成有發(fā)光層的襯底的至少一部分。這種減薄可與上述表面圖案化(參照圖1A和圖1B所示)一起附加地或結(jié)合地執(zhí)行，如于2010年4月21日提交的美國專利號No.8,080,833所述，其全部公開通過引用合并于本文。圖4A示意性示出了包括襯底600及其上的層狀區(qū)域610的半導(dǎo)體芯片100，該層狀區(qū)域610包括(或基本由以下部件構(gòu)成)：一個或多個外延沉積的半導(dǎo)體層，其包括芯片100的有源區(qū)(即發(fā)光區(qū))。襯底600通常是半導(dǎo)體材料，例如硅，GaN,GaAs,InP或AlN，但在多個實施例中，包括單晶AlN，或基本由單晶AlN構(gòu)成，或由單晶AlN構(gòu)成。在芯片100為發(fā)光器件的實施例中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，層狀區(qū)域610通常包括一個或多個緩沖層、帽層、接觸層、量子阱、多量子阱(MQW)區(qū)域(即，由薄的勢壘阻擋層分隔的多個量子阱)。為了減輕熱失配應(yīng)變對芯片100的影響并增強來自芯片的光傳輸，至少部分襯底600可被移除和/或紋理化，如圖4B所示。例如，如果襯底600的厚度變化高于約20μm，那么背表面120可用例如600至1800的打磨輪打磨。該步驟的移除率可有目的地保持在低水平(約0.3至0.4μm/s)，以避免對襯底600或者層狀區(qū)域610的損傷。在可選的打磨步驟之后，可用拋光漿料拋光背表面120，例如，等量的蒸餾水和商業(yè)獲得的KOH緩沖液與水中的二氧化硅膠態(tài)懸浮體的溶液。該步驟的移除率可在約10μm/min至約15μm/min之間變化。襯底600可被減薄到約200μm至約250μm厚，或者甚至約20μm至約50μm厚，盡管如此，本發(fā)明的范圍并不受限于該區(qū)間。在另一實施例中，襯底600被減薄到約20μm或更低，或甚至基本全部被移除。減薄步驟之后可進行晶片清洗，例如在一種或多種有機溶劑中。在本發(fā)明的一個實施例中，清洗步驟包括將襯底浸入沸騰的丙酮約10分鐘，然后浸入沸騰的甲醇約10分鐘。襯底600被清洗后，其表面120可以通過在合適的溶液(例如，堿性溶液，諸如去離子(DI)水中KOH)中刻蝕來圖案化，即紋理化。在本發(fā)明的另一實施例中，刻蝕劑為DI水中的NaOH溶液。堿性溶液的摩爾濃度可在約1M至約20M之間變化，刻蝕時間可在約1分鐘至約60分鐘之間變化?？涛g溶液的溫度可在約室溫高至約100℃之間變化。當(dāng)使用摩爾濃度更高的溶液和更短的時間時可獲得類似的結(jié)果，反之亦然。在本發(fā)明的一個實施例中，襯底600在4M的KOH和DI水的溶液中被刻蝕8分鐘，該溶液被保持在約20℃。剛性透鏡130可以從所需材料的較大片形成為所需的形狀和尺寸，或者可直接“模制”成所需的形狀和尺寸。例如，根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，使用溶膠-凝膠工藝形成透鏡130。例如，為了制造熔融二氧化硅透鏡，含有納米級二氧化硅顆粒的前驅(qū)體化學(xué)溶液可被放入模具并在該模具中變濃為凝膠。然后變濃的部分從模具中被轉(zhuǎn)移并干燥，形成開孔材料，該開孔材料具有可填充氣體的孔隙。然后干燥的部分在例如大于1000℃的溫度下被燒結(jié)，在燒結(jié)期間，該部分收縮到所需的尺寸并致密化為基本等同于熔融二氧化硅且在深UV下具有高透明度的材料。透鏡130可包含來自例如前驅(qū)體溶液的微量的碳或其他元素。本文所描述的透鏡(諸如“熔融二氧化硅”等等)還包括通過溶液工藝(諸如溶膠-凝膠工藝)形成的這種材料，即使這種材料也含有微量的諸如碳的元素(盡管在本發(fā)明的多個實施例中，透鏡130的碳含量低于1ppm)。當(dāng)生產(chǎn)剛性透鏡(諸如上述熔融二氧化硅透鏡)時，諸如溶膠-凝膠工藝的可模制工藝能夠以高再現(xiàn)性和低成本調(diào)整精確的尺寸和形狀。由于密封劑110的折射率與空氣相比較高(例如在160nm處約1.4)，因此根據(jù)斯涅爾定律計算出來的從襯底600(例如AlN)進入密封劑110的全內(nèi)反射的臨界角增加，其進而增加器件的光子提取效率。然后透鏡130提取幾乎所有來自密封劑110的光，因為透鏡具有相似的折射率(例如在260nm處約1.5)。透鏡130也通常比芯片100的尺寸大(例如沿橫向尺寸，諸如寬度或直徑)，從而從芯片100提取出盡可能多的光。在一個實施例中，芯片100一側(cè)約為0.8mm，透鏡130為半球形，其直徑約為2mm。如圖5所示，示例性的UVLED的輸出功率增加了約2.6倍，其具有用密封劑110薄層額外接附到芯片100上的半球形熔融二氧化硅透鏡130。圖5包括沒有透鏡130時發(fā)射光的強度隨波長變化的曲線700，以及具有透鏡130時發(fā)射光的強度隨波長變化的曲線710。通過選擇無機透鏡材料及其表面的形狀，也可改善發(fā)光半導(dǎo)體芯片100(例如LED)的輻射圖案。圖6示出了具有和不具有用密封劑110薄層接附到LED芯片100的半球形透鏡的LED的輻射圖案的半高寬(FWHM)。如圖所示，不具有透鏡130的LED芯片100的遠場圖案800的FWHM為約120°，而具有透鏡130的LED芯片100的遠場圖案810的FWHM為約72°。通過使用下文詳細描述的圓柱-半球形透鏡甚至可以進一步降低遠場圖案。通常，如果密封劑很薄，接附了半球形透鏡的LED在接附透鏡后的發(fā)射的輻射圖案仍為朗伯型(如圖6所示)。然而，發(fā)射表面的尺寸通常會被額外的透鏡放大。放大的量等于透鏡的折射率，并且通過使透鏡的直徑相對于LED的尺寸較大而減少LED的變形。即(如圖7所示)，sinθ2＝n*sinθ1(2)sinθ4＝n*sinθ3(4)其中，光線900從垂直于半球形透鏡130的平表面920的方向上從LED100上的點920發(fā)射的光線；X1為點920與LED100的中心點930之間的距離；X2為點940與中心點930之間的距離，點940為光線900的出射光線的反向延長線與平表面920的交點；r為半球形透鏡130的半徑；θ1為光線900的入射角；θ2為光線900的傳播角；n為半球形透鏡130的折射率；光線950為從點910發(fā)射并穿過中心點930正上方的點的光射線；X3為點960與中心點930之間的距離，點960為光線950的出射光線的反向延長線與半球形透鏡130的平表面的交點；θ3為光線950的入射角；θ4為光線950的傳播角。如上述公(1)和公式(3)式所示，當(dāng)X1遠小于r時，X2/X1與X3/X1都趨近于n，并且兩條反向延長線幾乎相交于透鏡130的平表面的同一點。對于邊界長度(或?qū)τ趫A形芯片而言的直徑)與透鏡130半徑r的二倍(即直徑)相當(dāng)?shù)男酒?00，芯片100的圖像(以及因此從中發(fā)射的光)會變形。因此，在本發(fā)明的多個實施例中，透鏡130的直徑顯著大于(例如，至少大2倍，大5倍或甚至大10倍或更多)芯片100的邊界長度或直徑，從而使芯片100發(fā)出的光的變形最小化。根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，通過使用具有圓柱部件以及半球形部件的形狀的透鏡130，如圖8和9所示，芯片100(例如LED)的遠場發(fā)散度被改善，對光子提取效率的影響很小，或沒有影響。圖8示出了具有粗糙化(即，紋理化)表面120且通過密封劑110(例如有機硅基密封劑)薄層接附到這種透鏡130的LED芯片100(例如，中UVLED)。如圖所示，透鏡130具有半球形部分1000和圓柱形部分1010(例如，具有等于半球形部分1000的最大直徑的恒定直徑)，圓柱形部分1010具有厚度或“圓柱高度”1020。進行仿真以確定各種不同實施例的光子提取效率和遠場發(fā)散度。如圖9的Case1所示，將仿真結(jié)果與無透鏡130或密封劑110的裸(但粗糙化的)LED光子提取效率的基線值進行比較。Cases2和3表示透鏡130純?yōu)榘肭蛐?即，無圓柱形部件)的實施例，其顯示了上文所述的光子提取效率的增加以及遠場發(fā)散度的適度改善。如圖9所示，增加透鏡的圓柱形部件的厚度能夠?qū)⑦h場發(fā)散度降低到至少40°FWHM，對光子提取效率沒有負面影響或僅有微量影響，并且甚至能夠降低到更低(即，降低至至少25°)，且對光子提取效率僅有微小影響(其仍比Case1基線值的光子提取效率有較大改善。)這種近準(zhǔn)直的UV光束對于使用集中光束的某些應(yīng)用而言是必須的。同樣如圖9所示，透鏡直徑的增加也趨于改善光子提取效率并降低遠場發(fā)散度，同樣如上文所述。除了改善單個半導(dǎo)體芯片的光子提取效率，當(dāng)使用兩個或多個半導(dǎo)體芯片(例如LED芯片)構(gòu)成的陣列時，本發(fā)明的實施例呈現(xiàn)出類似的結(jié)果。例如，可使用具有剛性透鏡的4×4的芯片陣列，其剛性透鏡的直徑顯著大于(例如，至少大2倍、5倍或甚至10倍或更多)陣列的邊界長度或直徑從而使光的變形最小化。對于不同尺寸的陣列(即芯片數(shù)量不同)進行建模并顯示出，為了使光子提取效率的改善類似于包含一個小半導(dǎo)體芯片的實施例，透鏡的直徑比整個陣列的邊界長度或直徑相對更大是有必要的。建模結(jié)果在下表中示出。LED陣列尺寸陣列邊界長度透鏡材料透鏡直徑光子提取效率遠場FWHM1×10.8×0.8mmN/AN/A1.0×120°1×10.8×0.8mm熔融二氧化硅2mm2.2×114°3×33.8×3.4mm熔融二氧化硅6mm1.9×140°3×33.8×3.4mm熔融二氧化硅8mm2.2×134°4×45.3×4.7mm熔融二氧化硅8mm1.9×144°4×45.3×4.7mm熔融二氧化硅10mm2.2×140°5×56.8×6.0mm熔融二氧化硅10mm1.9×144°5×56.8×6.0mm熔融二氧化硅14mm2.2×134°此外，發(fā)光半導(dǎo)體芯片的3×3陣列被集成有直徑6mm的剛性透鏡，其顯示出了1.4倍的光子提取效率的改善，即使透鏡不夠大，不足以充分優(yōu)化光子提取效率。因此，包含更大的透鏡的本發(fā)明的實施例將表現(xiàn)出2倍甚至更多倍的光子提取效率的改善。本發(fā)明的多個實施例包含在暴露于UV光時會退化的有機密封劑，諸如硅油或硅樹脂。特別地，這種有機密封劑在暴露于UV光時(例如，在器件發(fā)光的初期)會經(jīng)歷部分氧化，改變密封劑的折射率，和/或形成小的局部區(qū)域，來自于發(fā)光芯片的光在該局部區(qū)域散射，降低到達透鏡并從該處最終發(fā)射的UV光的量。根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，在最終包裝、交運給用戶和/或?qū)V器件合并到有益地使用到發(fā)射的UV光的較大系統(tǒng)或裝置(例如，用于液體和/或氣體的消毒、凈化和/或滅殺系統(tǒng)，醫(yī)療器械，成像系統(tǒng)，固化系統(tǒng)，印刷系統(tǒng)，光學(xué)傳感器等)之前的老化期間，通過額外地暴露于UV光，這種密封劑出人意料且有益地至少部分地被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。特別地，當(dāng)密封劑被至少部分地轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料時，密封劑的碳含量降低至例如小于40at.％，小于30at.％，或甚至小于20at.％，并且密封劑的透光度改善相當(dāng)大，且能夠穩(wěn)定至少上千小時的器件操作時間。在多個實施例中，在暴露于UV光之后，密封劑被轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比二氧化硅材料，該材料基本由碳、氧和硅構(gòu)成，或者由碳、氧和硅構(gòu)成，其中碳含量大于1ppm(且在一些實施例中大于1at.％)且小于30原子半分比，或甚至小于20at.％。在這種實施例中，如上文詳述的對于較小密封劑厚度的偏好可以放寬，并且密封劑可具有大于10μm(或甚至大于50μm)的厚度和/或甚至可以用于替代剛性透鏡130。圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的UV發(fā)光器件的相對輸出功率的曲線圖，其結(jié)合了上述密封劑的轉(zhuǎn)換工藝。如圖所示，當(dāng)密封劑在老化期間1000(即，最終的包裝和交運到用戶之前的制造工序中)初始暴露于來自器件的UV光時，輸出功率大幅下降了一段小于200小時的時間。然后，在繼續(xù)暴露于UV光之后，輸出功率在200-400小時的時間后逐步上升到幾乎與初始輸出功率一樣高的水平(例如，短暫的初始功率水平的約80％-90％)，然后在高達至少2000小時的用戶操作期間1010，輸出功率仍基本隨器件操作時間恒定。如圖10所示，初始輸出功率的降低通常對應(yīng)于器件制造期間以及器件銷售給用戶前的“老化”工序；因此，一旦這種器件被提供給用戶，其在使用中不會表現(xiàn)出這種輸出功率的大幅下降。圖10所示的數(shù)據(jù)為暴露于波長約為263nm的UV光，盡管如此，本發(fā)明的實施例并不限于這種特定的波長且可使用任意波長的UV光(例如，UVC光)。圖11A示出了密封劑在根據(jù)本發(fā)明的多個實施例中可能經(jīng)歷的光化學(xué)反應(yīng)。如圖所示，密封劑可以為硅油，即具有有機側(cè)鏈的液態(tài)聚合硅氧烷。密封劑被暴露于來自發(fā)光芯片的高能UV光子，并且經(jīng)過含碳側(cè)鏈至羥基側(cè)鏈的中間轉(zhuǎn)換，密封劑被逐步轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比的二氧化硅材料(并且最終甚至轉(zhuǎn)換為二氧化硅)和水。如圖11B所示，在轉(zhuǎn)換過程中，密封劑110的一小部分可因此被轉(zhuǎn)化為具有不同折射率的材料，從而形成散射中心1100且導(dǎo)致散射事件，其在器件制造期間執(zhí)行的老化工序中降低器件的輸出功率。一旦密封劑110的大部分，或者甚至全部，被轉(zhuǎn)化成非化學(xué)計量比的二氧化硅材料1110(或者最終甚至是二氧化硅)，如圖11C所示，散射事件的數(shù)量被降低或基本消除，并且輸出功率恢復(fù)到圖10中所示的較高水平圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的密封劑在暴露于UV光之前(0小時)以及暴露48小時和1300小時之后的顯微紅外光譜表征結(jié)果。在圖12中，暴露48小時的樣品被暴露于波長257nm的UV光中，并且暴露1300小時的樣品被暴露于波長263nm的UV光中。這些波長并非限制性的，本發(fā)明的實施例可使用其他波長的UV光。如圖所示，由烷基Si-CH3和C-H的產(chǎn)生的峰在48小時和1300小時的暴露時間之間基本上消失，而在此時間段內(nèi)，出現(xiàn)O-H峰和H2O峰。特別地，1300小時后樣品的光譜非常接近純二氧化硅的光譜。此外，如圖12所示，暴露1300小時的樣品的輸出功率(“Ptx”)恢復(fù)到初始功率水平(即0小時的時候)的約72％，遠高于暴露48小時的樣品所呈現(xiàn)的58％的初始功率水平。圖13A-圖13D示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的暴露時間分別為0小時、48小時、200小時和1300小時的密封劑的能量色散X射線光譜測量的證實結(jié)果。如圖所示，密封劑中檢測到的碳的量隨著UV暴露時間的增加而降低，而氧的量升高。圖13A示出了未暴露于UV光之前且具有初始功率輸出的未轉(zhuǎn)化的密封劑的結(jié)果。如圖13B所示，在暴露于UV光48小時之后，密封劑的碳含量已降低，氧含量升高，并且由于例如上述的從具有不同折射率的密封劑的局部區(qū)域的散射，功率輸出水平僅為初始功率輸出的約60％。圖13C示出了暴露于UV光200小時后的老化階段的大致結(jié)束時所測量的EDX光譜。如圖所示，由于基本上所有的密封劑被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比的二氧化硅材料，密封劑的碳含量已大幅下降，并且輸出功率已經(jīng)恢復(fù)到與未暴露于UV光之前所呈現(xiàn)的水平幾乎相同的水平。如圖13D所示，在暴露于UV光1300小時之后，碳含量進一步降低(伴隨著氧含量的增高)，因為非化學(xué)計量比的二氧化硅材料繼續(xù)被轉(zhuǎn)化為碳含量更低的非化學(xué)計量比的二氧化硅材料(即，在甚至更多地暴露于UV光之后)，進而轉(zhuǎn)化為基本上純的二氧化硅。在1300小時之后的輸出功率水平已被穩(wěn)定在一個中間水平(在所描述實施例中，為73％)，該中間水平高于在老化程序期間所呈現(xiàn)的水平，但低于器件在初始供電時所呈現(xiàn)的水平。圖14示出了圖13A至圖13D的密封劑的大致成份隨器件操作時間(以及其帶來的UV暴露時間)的變化曲線。如圖所示，隨著器件的操作時間接近1300小時，氧含量增加，硅含量輕微增加，碳含量降低。特別地，在1300小時之后，氧含量接近純二氧化硅的約67％，而硅含量接近純二氧化硅的33％。在圖13A-13D和圖14中，暴露了48小時的樣品被暴露于波長為257nm的UV光，暴露了200小時的樣品被暴露于波長為279nm的UV光，暴露了1300小時的樣品被暴露于波長為263nm的UV光；這些波長并非限制性的，本發(fā)明的實施例可使用其他波長的UV光。在一些實施例中，尤其是在密封劑具有較大厚度的那些實施例中，只有最靠近發(fā)光芯片的密封劑的部分被部分地或基本上轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料，留下(更靠近剛性透鏡的)第二部分基本未被轉(zhuǎn)化。在一些實施例中，除了來自發(fā)光芯片的UV光或替代來自發(fā)光芯片的UV光，密封劑還被暴露于來自除了器件的發(fā)光芯片之外的其它光源的UV光。例如，來自其他UVLED或UV燈的UV光可從上方照射到密封劑，增強密封劑至非化學(xué)計量比二氧化硅材料的轉(zhuǎn)化和/或?qū)⒚芊鈩┑念~外區(qū)域轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。圖15A-15H示出了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的UV發(fā)光器件。在每個附圖中，芯片被密封劑1500覆蓋，該密封劑1500已經(jīng)部分地或的基本全部地通過暴露于UV光而轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。多個實施例還包括上述的透鏡130。轉(zhuǎn)化的密封劑1500通常含碳水平高于1ppm(或甚至大于約1at.％)，但小于約40at.％，或小于約30at.％，或甚至小于約20at.％。如上所述，透鏡130通常含有小于1ppm的碳，或者基本不含有碳。如圖15B所示，密封劑1500可被成形為透鏡的形狀，并從而用于替代本發(fā)明的一些實施例中存在的透鏡130(例如參見圖15A)。如圖15C所示，透鏡130(無論具有圓形還是采用平板的形式)并非必須懸垂于芯片100的側(cè)面。另外，如之前圖1C和圖1D所示，透鏡130可包括平板，或基本由平板構(gòu)成，或由平板構(gòu)成，該平板可大于芯片(因此，例如懸垂于芯片的至少一側(cè))，且可被圖案化或粗糙化以有助于光子提取，例如，該平板透鏡可為菲涅耳透鏡。圖15D示出了本發(fā)明的一個實施例，其中轉(zhuǎn)化的密封劑1500和透鏡130被放置在芯片100的頂表面，而接近芯片100側(cè)面的區(qū)域1510可包括(或基本由以下部件構(gòu)成，或由以下部件構(gòu)成)：未轉(zhuǎn)化的密封劑(即，未暴露于UV光的密封劑或暴露于功率和/或時間不足以將大量的密封劑轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的UV光)和/或?qū)π酒?00發(fā)出的UV光不透明或呈反射性的阻擋材料。例如，阻擋(例如，阻擋包括Al和/或另一諸如聚四氟乙烯(PTFE)的UV反射材料)，或基本由Al和/或諸如聚四氟乙烯(PTFE)的另一UV反射材料構(gòu)成，或由Al和/或另一諸如聚四氟乙烯(PTFE)的UV反射材料構(gòu)成)可被放置在芯片100的側(cè)壁與區(qū)域1510(如‘655號申請所詳述的那樣)的其余部分之間，該區(qū)域由于被遮擋從而免受芯片100發(fā)出的UV光的大量曝光，且未被轉(zhuǎn)化。如圖15E和15F所示，未轉(zhuǎn)化的密封劑1500可在被放置到芯片100之前或之后被成形(例如，通過模制)為多種形狀(例如，半球形透鏡或平板)。例如，在一些實施例中，密封劑在被接附到芯片100之前被模制成所需的形狀并暴露于UV光。圖15H示出了一個實施例，其中轉(zhuǎn)化的密封劑具有彎曲的頂表面，且與芯片100的頂表面共形。圖15G與圖15D類似，但是透鏡130被替換為包括轉(zhuǎn)化的密封劑1500(或基本由轉(zhuǎn)化的密封劑1500構(gòu)成，或由轉(zhuǎn)化的密封劑1500構(gòu)成)的區(qū)域。如圖所示，器件還可含有包括未轉(zhuǎn)化密封劑和/或UV光阻擋(或基本由未轉(zhuǎn)化密封劑和/或UV光阻擋構(gòu)成，或由未轉(zhuǎn)化密封劑和/或UV光阻擋構(gòu)成)的區(qū)域1510。如上文所述，一種或多種阻擋材料可將芯片100與未轉(zhuǎn)化的區(qū)域1510分隔。在一些實施例中，密封劑的轉(zhuǎn)化會使得轉(zhuǎn)化的密封劑1500變脆，因此透鏡130很可能會變松或者從發(fā)光芯片100上脫離。在這種實施例中，額外的接附件或接附材料1600可被用于進一步確保透鏡與芯片的接觸，如圖16所示。例如，接附件1600可以為樹脂(例如，可為不透明的環(huán)氧樹脂)，器件部分地浸入其中。在其它實施例中，接附件1600包括(或基本由以下部件構(gòu)成)夾具或其他機械緊固件，其維持透鏡130與芯片100(或變脆的密封劑1510)之間的接觸。接附件1600可至少輕微地(例如，約0.5mm或更少，或者約0.3mm或更少，約0.1mm或更少)延伸到芯片100(或變脆的密封劑1510)與透鏡130之間的界面上方，從而在器件操作和處理期間進一步穩(wěn)定透鏡。為了清晰起見，在圖16中未示出芯片100與透鏡130之間的未轉(zhuǎn)化的密封劑1510的薄層。在多個實施例中，接附件1600并不明顯地(例如，不超過0.5mm)延伸到透鏡130的底表面的上方，從而不會阻擋從器件發(fā)出的UV光，并且不會對器件的輸出功率造成負面影響。在本發(fā)明的多個實施例中，在將有機密封劑暴露于UV光(即，暴露于來自發(fā)光芯片自身的UV光和/或來自芯片以外的第二外來光源的UV光一段時間，例如約100至約300小時)的老化階段之后，UV器件制造工藝的剩余部分已經(jīng)完成，器件可被交運到用戶和/或合并到更大的使用由發(fā)光芯片發(fā)射的UV光的系統(tǒng)或裝置。例如，可以通過例如輸出功率和/或發(fā)光波長對UV器件進行質(zhì)量管理檢驗和/或分揀。器件可被合并到更大的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有利地使用由器件制造商或由該器件被傳送(例如，銷售和運送)的第三方客戶發(fā)出的UV光。例如，較大的系統(tǒng)可包括(或基本由以下構(gòu)成)用于液體和/或氣體的消毒、凈化和/或滅殺系統(tǒng)，醫(yī)療器械，成像系統(tǒng)(例如，用于檢查貨幣上的水印的防偽系統(tǒng))，UV固化系統(tǒng)，印刷系統(tǒng)，光學(xué)傳感器等。在本發(fā)明的多個實施例中，將有機密封劑暴露于UV光的老化階段之后，測量器件的輸出功率以拋棄輸出功率低于標(biāo)準(zhǔn)(即，低于預(yù)定的最小的期望輸出功率)的器件。該測量步驟通常在將在器件被運送到用戶之前作為制造工藝中的測試來執(zhí)行。由于例如老化程序中有機密封劑至非化學(xué)計量比二氧化硅的轉(zhuǎn)化的可變性，老化器件的約20％至約40％的輸出功率低于最小輸出功率標(biāo)準(zhǔn)。即，在此處描述的老化程序期間或在老化程序之后，有一定比例的器件可能出現(xiàn)功率退化，盡管大多數(shù)器件會維持近乎與老化前一致的輸出功率。因此，可有益地使用老化程序之后的測試步驟來消除(例如，從給客戶的交運中移除)那些不滿足產(chǎn)品規(guī)格的低輸出功率器件。此外，在老化轉(zhuǎn)化程序中，本發(fā)明的多個實施例可使用不同于發(fā)光器件在正常操作(即，用戶的操作和/或有益地使用器件發(fā)出的UV光的較大裝置內(nèi)的操作)期間使用的操作條件的一種或多種操作條件。例如，超過推薦的最大操作條件的更高的電流或更高的溫度條件可被應(yīng)用在老化步驟中以加速向非化學(xué)計量比的二氧化硅材料的轉(zhuǎn)化。在一個示例性的實施例中，當(dāng)UV光發(fā)射器件的最大推薦操作電流為300mA時，可在全部或部分老化程序中(如，100小時)施加更大的電流(如，400mA)，以利于有機密封劑材料的轉(zhuǎn)化。在另一個示例性實施例中，當(dāng)推薦的UV光發(fā)射器件的最大殼溫為55℃時，可在全部或部分老化程序中施加高于推薦的最大殼溫的溫度(如，85℃)以利于有機密封劑材料的轉(zhuǎn)化。在老化程序中，與正常操作中使用的條件不同的另一個操作條件是發(fā)光器件周圍的大氣中的氧氣濃度。例如，老化程序可在比正常操作中使用的氧氣濃度更高的氧氣濃度的大氣中執(zhí)行。如本文描述的，在本發(fā)明的多個實施例中，通過光化學(xué)氧化反應(yīng)，有機密封劑被轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。因此，引入過量的氧作為氧化劑促進了轉(zhuǎn)化反應(yīng)。在多個實施例中，執(zhí)行老化程序的大氣可包括大于30％高達100％的氧。在本發(fā)明的多個實施例中，硅樹脂被用作UV透明密封劑。在這種情況下，使硅樹脂轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料的光化學(xué)反應(yīng)可形成作為副產(chǎn)物的甲醛。因此，本發(fā)明的多個實施例平衡副產(chǎn)物甲醛的產(chǎn)生和甲醛的向外擴散，因為甲醛的累積可能導(dǎo)致氣泡(例如，具有幾納米至幾十微米的尺寸)的形成，這些氣泡會阻擋或偏轉(zhuǎn)半導(dǎo)體芯片發(fā)出的UV光，降低器件效率。如果老化程序中產(chǎn)生的甲醛的擴散比甲醛的形成更慢，則轉(zhuǎn)化過程由于甲醛在非化學(xué)計量比二氧化硅材料中的累積而可能更加不穩(wěn)定。因此，在這種情況下，全部或部分老化程序使用比標(biāo)稱器件操作(例如由用戶執(zhí)行的)推薦的更高的電流和/或更低的溫度來執(zhí)行。在示例性實施例中，對于推薦操作電流300mA的器件，在全部或部分老化程序中可使用更低的電流，例如20mA至150mA，以降低甲醛的形成速率并因此避免可負面影響光輸出功率的甲醛的累積。在其它實施例中，甲醛的擴散被增強，以避免老化程序中生成的甲醛的累積。如上文所述，更高的殼溫(即，施加到半導(dǎo)體芯片和/或其部分或全部封裝的溫度)可增加甲醛擴散到經(jīng)受轉(zhuǎn)化的密封劑中的速率。另外地或可選地，全部或部分老化程序可在真空氣氛中執(zhí)行，以促進甲醛副產(chǎn)物從未轉(zhuǎn)化和/或轉(zhuǎn)化的密封劑向外擴散。在多個其他實施例中，通過限制密封劑中的氧氣濃度來降低光化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率，以增加甲醛相對于其形成的擴散。對于氧化反應(yīng)，氧氣可被用作氧化劑。氧氣的來源包括密封劑材料中分解的氧氣分子和或在老化期間從大氣向內(nèi)擴散的氧氣分子。在多個實施例中，限制密封劑中的氧氣濃度對于降低光化學(xué)反應(yīng)的速率是有效的。在這種實施例中，密封劑中的氧氣濃度被限制為在0.1ppm至1at.％之間。為了獲得這種的低氧氣濃度，密封劑材料的制備(包括任意捏合步驟)可在低氧的大氣(例如，含0％至10％氧氣的氣氛)中執(zhí)行，例如，在基本純氮氣(或惰性氣體)的大氣中。在本發(fā)明的多個實施例中，特別是當(dāng)發(fā)光器件在老化前的輸出功率大于15mW時，器件可能出現(xiàn)輸出功率恢復(fù)的現(xiàn)象。在這種恢復(fù)現(xiàn)象中，輸出功率可能在老化的第一階段開始降低，但是然后在老化的稍后階段增加。盡管發(fā)明人并不希望受限于恢復(fù)機制，并且本發(fā)明的實施例也不受受限于恢復(fù)機制，但是下文描述了一種可能的機制。在老化的初始階段，甲醛累積可能由于氣泡形成而導(dǎo)致輸出功率的降低。在老化的后期階段，光化學(xué)反應(yīng)隨著密封劑轉(zhuǎn)化的完成而減少，甲醛的向外擴散變得比甲醛的形成相對更快，導(dǎo)致氣泡(包括甲醛氣體，或基本由甲醛氣體構(gòu)成)的減少，從而實現(xiàn)輸出功率的恢復(fù)。因此，本發(fā)明的實施例監(jiān)控了器件在老化程序中的輸出功率，且所使用的老化時間長于器件的輸出功率恢復(fù)到接近老化開始時的初始輸出功率水平(例如，約80％至約90％)所需的時間。實現(xiàn)恢復(fù)的老化時間可取決于經(jīng)受老化的器件的輸出功率。例如，老化前輸出功率為20mW的器件可使用至少200小時的老化，而輸出功率為15mW的器件可使用至少300小時的老化。示例1硅樹脂被用作有機密封劑并被放置在引線框架封裝中的UVLED芯片的上方。通過施加足以使透鏡和芯片之間的硅樹脂的厚度最小化的力使熔融二氧化硅構(gòu)成的剛性半球形透鏡被接附到芯片。具有硅樹脂和透鏡的器件在室溫下被放置在真空度小于10Toor的真空爐中10分鐘以移除陷于硅樹脂中的任何氣體。器件在爐中在約150℃下被燒制約1小時以固化硅樹脂。在該示例中，所得的硅樹脂的厚度為約8μm。環(huán)氧樹脂作為接附材料被放置，填充引線框架的腔體，覆蓋鍵合到LED芯片的引線，且略微重疊并延伸越過剛性透鏡的底表面。然后，器件在爐中在約160℃下被燒制約1小時以固化環(huán)氧樹脂。固化的環(huán)氧樹脂的頂表面延伸到剛性透鏡底表面上方0.2mm。硅樹脂被暴露于LED芯片發(fā)出的波長為265nm的UV光200小時，以將硅樹脂轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。所得的非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量為約20at.％。示例2硅樹脂被用作有機密封劑并被放置在引線框架封裝中的UVLED芯片的上方。通過施加足以使透鏡和芯片之間的硅樹脂的厚度最小化的力使熔融二氧化硅構(gòu)成的剛性半球形透鏡被接附到芯片。具有硅樹脂和透鏡的器件在室溫下被放置在真空度小于10Toor的真空爐中10分鐘以移除陷于硅樹脂中的任何空氣。器件在爐中在約150℃下被燒制約1小時以固化硅樹脂。在該示例中，所得的硅樹脂的厚度為約8μm。硅樹脂被暴露于LED芯片發(fā)出的波長為265nm的UV光200小時，以將硅樹脂轉(zhuǎn)化為非化學(xué)計量比二氧化硅材料。所得的非化學(xué)計量比二氧化硅材料的碳含量為約20at.％。本文所用的術(shù)語和表述被用作描述性而非限定性的術(shù)語，在使用這些術(shù)語和表達時，并不旨在排除任何所示和所描述特征的等同物或其部分，但應(yīng)該認識到的是，在所要求的保護的本發(fā)明范圍內(nèi)各種修改都是可能的。當(dāng)前第1頁1 2 3