[發(fā)明專利]以介質(zhì)磷光粉作光變換的發(fā)光二極管

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01142441.9
• 申請(qǐng)日: 2001-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN1361556A
• 公開（公告）日: 2002-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王望南;黃文杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華上光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;C09K11/77
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 巫肖南,封新琴

?????????????????????????發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)，特別是有關(guān)于一種利用介質(zhì)磷光粉(dielectric?phosphor?powder，DPP)作光波長變換的發(fā)光二極管的制造。

????????????????????????相關(guān)技術(shù)說明

發(fā)光二極管(LED)是熟知的固態(tài)發(fā)光裝置，已廣泛應(yīng)用于指示器、顯示器及光源。如同半導(dǎo)體元件，LED的特征在于具有良好的燒毀率(burn-outrate)、耐振性及持久的反覆開關(guān)(ON/OFF)操作。

傳統(tǒng)的LED一般發(fā)出光譜中的紅光部分。就光波長變換來說，例如使用不同的雜質(zhì)摻雜于LED以改變所放射出紅光的波長。然而，上述利用雜質(zhì)摻雜于LED的熟知技術(shù)無法有效地放射出所有可見光譜范圍的光。

相對(duì)于紅光，藍(lán)光屬于可見光譜的短波長部分。目前已開發(fā)出的技術(shù)，從LED產(chǎn)生較大范圍的放射光以開發(fā)光譜中的藍(lán)光部分。波長較短的藍(lán)光，其容許從藍(lán)色LED的放射光改變成光譜中其他顏色的放射光，包含白光。此可經(jīng)由熒光或光波長變換來完成，其為吸收波長較短的光并重新放射波長較長的光的過程。

圖1a示出了熟知的利用光波長變換的LED。此LED包含半導(dǎo)體晶粒1、接線2及3、引線架4及5、波長變換物質(zhì)6以及環(huán)氧樹脂封膠7。當(dāng)電流經(jīng)由電性連接至引線架4及5的接線2及3而施加至作為LED的發(fā)光構(gòu)件的半導(dǎo)體晶粒1時(shí)，產(chǎn)生一次光(primary?light)。含有特定磷光質(zhì)的波長變換物質(zhì)6，覆蓋發(fā)光構(gòu)件(即半導(dǎo)體晶粒1)并模制于樹脂中。半導(dǎo)體晶粒1的n電極及p電極通過接線2及3分別連接至引線架4及5。

對(duì)于光波長變換而言，LED的有效元件為光波長變換物質(zhì)6，其從半導(dǎo)體晶粒1部分吸收初始光并產(chǎn)生二次光(secondary?light)。從半導(dǎo)體晶粒1產(chǎn)生光的部分(以下稱作LED光)激發(fā)內(nèi)含于光變換物質(zhì)6中的磷光質(zhì)以產(chǎn)生與LED光不同波長的熒光。由磷光質(zhì)所放射出的熒光與LED光(其輸出沒有磷光質(zhì)的激發(fā))混合并放射輸出。因此，LED輸出具有與經(jīng)由發(fā)光構(gòu)件(即半導(dǎo)體晶粒1)放射的LED光不同波長的光。

包含于波長變換物質(zhì)6中的磷光質(zhì)可以是熟知的熒光材料或熟知中有用的石榴石熒光材料的微晶體。就紫外線(UV)一次光放射而言，波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)6包含稠密的磷光粉。圖1b示出了配合圖1a中使用稠密磷光粉的熟知具有光波長變換的LED。磷光粉埋置于環(huán)氧樹脂9中并稠密地沉積成薄的覆蓋層于發(fā)光構(gòu)件(即半導(dǎo)體晶粒1)的表面。就藍(lán)色的一次光放射而言，波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)6包含稀釋的磷光粉。圖1c示出了配合圖1a中使用稀釋磷光粉的熟知具有光波長變換的LED。磷光粉埋置于環(huán)氧樹脂9中并以稀釋比例沉積于發(fā)光構(gòu)件表面，如同厚的敷層、模糊球面或平面層，或如同鏡片模制于半導(dǎo)體晶粒1。

就光波長變換而言，熟知的LEDs(例如，公開于圖1a、圖1b及圖1c的LED)在放射光色彩均勻性的控制上有問題。半導(dǎo)體晶粒1所產(chǎn)生的一次光會(huì)由于晶粒1的電極而被局部阻隔，使得光的每個(gè)方向或角度的放射不均勻而造成特別的放射圖案。然而，光波長變換物質(zhì)6中所含的磷光粉則使光均勻的放射。在放射均一性中的兩沖突現(xiàn)象，導(dǎo)致經(jīng)由放射角度或方向控制光色彩均一性的困難度，其導(dǎo)致無法控制光放射的色彩差異。

因此，在此技術(shù)中需要一種改善熟知具有光波長變換的改良式LED，特別是可以克服熟知問題的LED。

???????????????????????發(fā)明概述

本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管(LED)，包括：發(fā)光構(gòu)件以放射光和介質(zhì)磷光粉(DPP)，此DPP吸收一部分通過發(fā)光構(gòu)件所放射的光并放射出波長不同于吸收光的光。在LED中光散射媒介或散布媒介的運(yùn)用，例如介質(zhì)顆粒(任何具有能隙大于3eV的顆粒，其不會(huì)吸收光譜中的藍(lán)光)，改善了通過LED放射光的光均一性。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，LED包含晶質(zhì)的半導(dǎo)體晶粒，作為發(fā)光構(gòu)件。介質(zhì)磷光粉是由近似球型的微介質(zhì)顆粒與磷光顆?；旌衔锼瞥?。此球型介質(zhì)微顆粒也可以由寬能隙半導(dǎo)體或透明介質(zhì)所制成。此DPP形成散射光媒介，其折射指數(shù)、散射特性及光變換特性是由折射指數(shù)及介質(zhì)顆粒半徑所控制的。與沒有DPP作光變換的傳統(tǒng)LED相比，在LED中使用DPP容許LED發(fā)光構(gòu)件(例如，晶質(zhì)半導(dǎo)體晶粒)的有效的光引出、有效的光波長變換以及全部放射角的大體均勻的色彩分布和通過具有DPP的LED所產(chǎn)生的較寬的光放射角。