[發明專利]一種發光器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010103840.2
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN101771117A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 孫潤光;劉宏宇
• 申請（專利權）人: 孫潤光;劉宏宇
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/46
• 代理公司: 北京君伍時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 朱登河

技術領域

本發明涉及一種發光器件及其制造方法，特別是一種電致發光與光 致發光結合的器件及其制造方法。

背景技術

發光二極管(LED)具有的全固體、色飽合度好和發光效率高等優 點，逐漸開始應用于顯示與照明領域。在照明應用中廣泛采用的是白光 LED，該器件通常是利用藍光LED不完全激發黃色熒光粉來獲得黃光， 然后LED發出的藍光與黃光混合產生白光。例如選用在寶石(Al₂O₃) 或碳化硅(SiC)襯底上生長的摻雜鋁、銦的氮化鎵(Ga1-xInxN(x約 等于0.25))藍光發光二極管芯片與混合在有機硅或環氧樹脂中的摻鈰 釔鋁石榴石(YAG:Ce)黃光熒光粉封裝在一起，即可制成白光發光器 件。采用藍光LED激發黃光熒光粉獲得的白光流明效率較高，但顯色 指數較低。白光也可以采用寶石(Al₂O₃)或碳化硅(SiC)襯底上生長 的摻雜鋁、銦的氮化鎵(Ga(Al/In)N)紫外或藍紫光LED激發藍、綠、 紅(RGB)色熒光粉獲得，該器件也是把紫光LED芯片與RGB熒光 粉封裝在一起組成的單元發光器件，這種白光LED顯色指數比較高， 但流明效率較低。用混合在樹脂中的熒光粉粘結在發光二極管制備的發 光器件上，通常會出現由于混合在樹脂中的熒光粉不均勻、重量比有變 化、熒光粉顆粒散射不同等原因產生的較大的色偏、色差與黃圈等缺陷， 而且這些有機樹脂還容易受環境影響而出現老化變黃等現象，這給白光 LED的應用中帶來諸多不便。解決上述問題是當前白光照明應用一個非 常關注的研究課題。

圖1是現有技術的白光LED器件的結構示意圖，其中，105為發光 二極管的空穴型導電電極，106為電子型導電電極，101是晶體生長過 渡層，102為電子型導電層，103為發光層，104為空穴導電層，200 是光反射層，300為發光二極管的基板，400是黃光熒光粉，500為封裝 樹脂。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有易于制備、簡單、長壽命、高效率的 發光器件及制造方法。

本發明的另外一個目的是提供一種波長變換的發光器件，包括單色、 多色與白色發光器件。

為實現上述一個或多個目的，本發明提供一種發光器件，包括基板、 制備或者結合在所述基板上的發光二極管以及相關光學與機械結構，其 特征在于，所述基板由具有光致發光功能的晶體、多晶體或者非晶材料 構成，所述發光二極管發出的光透過基板發射。

根據本發明的一個方面，上述基板由包括摻鈰釔鋁石榴石 (YAG:Ce)、紅寶石(Al₂O₃:Cr)、藍寶石(Al₂O₃:Ti)、摻鈰鋁酸鋰(Li (Al₂O₃):Ce)中的一種或多種的單晶、多晶或者非晶材料制成。

根據本發明的一個方面，上述發光二極管由不同組分的氮鋁銦鎵半 導體材料制成，所發射的光線的波長峰值范圍是350～560nm。

根據本發明的一個方面，上述基板在所述發光二極管發出的光的激 發下發射出的光的色彩包括紅色、綠色、藍色和紅色綠色過渡色、綠色 藍色之間的過渡色。

根據本發明的一個方面，上述基板部分吸收、部分透射發光二極管 發出的光，所述基板透射的光與其在光致發光作用下產生的光混合成白 光。

本發明通過在具有光致發光功能的晶體基板上制作發光二極管，發 光二極管發出的一部分光激發晶體基板，使晶體基板發光，發光二極管 發出的另外一部分光透射過晶體基板與晶體基板所發出光形成混合光。

本發明的發光器件，包括晶體基板，該晶體基板上制備的發光二極 管、反射部件、以及固定機構。所述晶體基板具有光致發光特性，該發 光器件所發射光線的波長范圍在紫外到藍綠色區，且具有光致發光功能 的晶體基板在上述發光器件所發射光線激發下，發射出為紅色、綠色、 藍色和紅色、綠色、藍色之間的過渡色，或者形成混合色光。其中反射 部件是根據不同場合采用不同形式的功能部件。

該發光器件所發射光線的波長峰值范圍是350～560nm。該具有光致 發光作用的基板在350～560nm為部分透明。