[發明專利]半導體發光裝置

有效

• 申請號: 200810098406.2
• 申請日: 2008-05-26
• 公開（公告）號: CN101325195A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 安食秀一;川上康之;赤木努;原田光范
• 申請（專利權）人: 斯坦雷電氣株式會社
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉

技術領域

本發明涉及包括多個半導體發光器件的陣列的半導體發光裝置。具 體地說，本發明涉及采用顏色轉換半導體器件來產生該半導體器件發射 的原初光(primary?light)與將該原初光用作激發光由顏色轉換熒光體材 料等進行過顏色轉換的二次發射光的顏色混合的半導體發光裝置。

背景技術

采用半導體發光器件(下文中，稱為“LED芯片”或簡單稱為“芯 片”)的半導體發光裝置已經用于各種類型的發光器，如前燈、街燈、背 光燈、顯示器，以及普通照明設備。為了產生期望顏色的發射光，如白 光，半導體發光裝置通常采用發光器件和用作波長轉換材料的熒光體的 組合。針對這種利用顏色轉換半導體器件的半導體發光裝置，可以采用 下面的方法，將熒光體層設置到發光裝置中包括的多個LED芯片的陣列。

如圖1A所示，一種方法包括將包含熒光體的懸濁液(suspension) 涂至安裝在基板121上的LED芯片122，并且涂至接觸電極(未示出)， 干燥該懸濁液，由此在LED芯片122周圍以均勻厚度形成熒光體層123。 例如在日本特表No.2003-526212(對應于CN申請No.01806034.X、EP 申請No.2001919164、US申請No.10204576)中公開了這種方法。另一 方法包括利用構圖成芯片形狀的金屬掩模通過絲網印刷形成熒光體層。 這種方法公開于日本特開No.2006-313886中。根據這種方法，如圖1B 所示，熒光體層123不僅沉積在芯片122的上表面上而且淀積在各芯片 122之間。如圖1C所示，又一方法包括將含熒光體的樹脂分散液涂至單 個LED芯片122上，由此，僅在芯片122的上表面上形成熒光體層123。

已經提出了除了上述三種方法以外的另一方法，在該方法中，將熒 光體層與多個LED芯片的陣列分離地形成(參見日本特開No. 2004-288760)。

在這些常規方法中，如上所述，將熒光體層直接形成在LED芯片上。 當使用多個LED芯片的陣列時，如果從上方觀察，則在發射面內特別是 在芯片之間有色度和亮度發生變化。

更具體地說，當如圖1A所示地單個芯片122涂覆有熒光體層時，發 射光在芯片122之間重復反射，并由此由熒光體進行多次顏色轉換。這 導致增更多的向黃色偏移的光分量。因此，當從芯片122的上表面觀察 時，與恰好在芯片122上方的色度相對地，在芯片122之間觀察到向黃 色偏移。更糟的是，因為在芯片122之間不存在發光部分，所以當從芯 片122的上表面觀察時在芯片122之間未發光部分呈現為暗條紋。

在如圖1B所示的整個芯片122涂覆有熒光體層123的情況下，存在 于芯片122之間的一部分熒光體會比任何其它部分接收更少量的激發光。 具體來說，在該部分熒光體中越深(越接近于基板121)，到達的激發光 的量更少。因此，與激發光更多的恰好在芯片122的上方相比，可以認 為熒光體在該部分處具有相對更高的濃度。發光裝置提供的表觀顏色取 決于芯片122發射的光(激發光)的顏色和熒光體發射的光的顏色的顏 色混合。由此，當從芯片122的上表面上方觀察時，相對于恰好在芯片 122上方展示的表觀顏色，在芯片122之間觀察到顏色朝向黃色偏移。

在如圖1C所示的僅僅是單個芯片122的上表面涂覆有熒光體層123 的情況下，可以在芯片122的上表面上獲得均勻顏色混合。然而，由于 芯片122之間缺乏發射光分量，因而，當從芯片122的上表面上方觀察 時，白色發光芯片122之間的那些非發光部分呈現為暗條紋。

當將這種發光裝置(LED封裝)用作由凸透鏡、反射鏡以及其它組 件組成的光學系統的光源時，色度和亮度的變化可顯著地呈現在通過該 系統投影的圖像中。為了減小這些變化，可以在發光部分的頂部上設置 特定層，并且該層包含光漫射劑，如可以使光漫射和散射的精細硅石微 粒。然而，這不足于消除色度和亮度中的那些變化，而是引發了另一個 問題，即光漫射層導致光通量降低。

與此相反，可以在多個LED芯片的上表面上設置熒光體層，并且在 芯片與熒光體層之間具有間隙。在這種情況下，顯著抑制了色度和亮度 的前述變化。然而，這種類型的發光裝置難于減小其光源尺寸。為了易 于光學設計，期望減小光源尺寸。

發明內容