[發明專利]一種半導體發光器件

有效

• 申請號: 201110444018.7
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102437275A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王建平;牟同升
• 申請（專利權）人: 杭州浙大三色儀器有限公司
• 主分類號: H01L33/58
• 分類號: H01L33/58;H01L33/50
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 戴曉翔

技術領域

本發明涉及一種半導體發光器件。

背景技術

LED是一種能夠將電能轉化為光能的半導體發光器件。LED照明與普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈相比，由于其節能、環保、壽命長、響應快、耐開關沖擊、易配光等諸多優點而備受青睞，近年來從夜景照明、液晶電視背光照明，逐步進入普通照明領域。

根據對可見光的研究，要獲得白光LED，至少需要多種光譜的混合，如二波長發光（藍色光+黃色光）或三波長發光（藍色光+綠色光+紅色光）的白光LED。

目前白光LED主要是將發射藍光的GaN芯片和涂覆其上方的熒光粉層封裝在一起制成的。熒光粉在短波藍光的激發下，會發射出波長更長的黃光，該黃光與直接從熒光粉層中穿透出來的藍光混合形成了白光。

隨著LED越來越多的應用于室內照明，從人體健康上來說更需要高效低色溫的LED。為了獲得低色溫的LED，通常采用紅綠熒光粉，并適當控制熒光粉層的厚度，得到高顯色性的低色溫LED。由于紅粉的發光效率比較低，低色溫LED的發光效率相對于高色溫LED偏低。為了提高白光LED?的發光效率，目前通常采用表面粗化、光子晶體等技術提高芯片的藍光出光效率。

但是，近幾年的研究表明，短波藍光對人身體的影響不容忽視，尤其是夜間照明和特殊人群的照明。LED的健康性、安全性也成為非常重要的課題。

發明內容

????本發明的目的在于提供一種半導體發光器件，增設光學濾光層，截止短波藍光的大量出射，有利于人體健康，解決短波藍光對人身體的帶來不利影響的問題；同時將截止的短波藍光反射再次激發熒光粉，提高長波長的出射，提高發光效率。

本發明解決現有技術問題所采用的技術方案是：一種半導體發光器件，包括基座、設置在基座上的半導體PN結發光芯片、包覆在發光芯片外圍的熒光粉層、以及罩設在熒光粉層外圍的透光罩殼，其特征在于：還包括包圍在熒光粉層外圍的光學濾光層，所述的光學濾光層是一種短波反射、長波透射的選擇性透反射濾光層，即反射芯片所發射的短波長光、透射從熒光粉層出射的長波長光。所述的透光罩殼可為樹脂。當然，透光罩殼采用其他材質，只要能到達具有透光又能保護熒光粉層、發光芯片等內部組件的效果即可。

目前已有一種將多個LED芯片一起封裝在膠水和熒光粉的混合層中，從而增加發射光的折射幾率，來提高光的射出效率。而本發明所述的一種半導體發光器件（主要為LED）通過在熒光粉層外增設光學濾光層，一方面截止發光芯片短波的大量出射，另一方面通過反射增加短波藍光激發熒光粉的幾率，從而提高LED的發光效率。從結構上和功能上都有了新的突破。

發光芯片發射短波長藍光、藍紫光或紫外線，激發涂覆在發射光方向的熒光粉層，在熒光粉層出射光方向上加有光學濾光層，該光學濾光層至少阻擋一部分芯片發射的短波光，透射大部分激發熒光粉層后形成的長波光，這部分透射光可以是穿透熒光粉層的光，也可以是經過其他路徑未穿透熒光粉層的芯片發射光。經該光學濾光層阻擋后反射，激發熒光粉層，提高光效率，同時減少短波藍光的出射，有利于人體健康。

光學濾光層可以為分離制作成型的光學元件，通過熱膠合或其他輔助膠合劑粘接在透光罩殼的上，通常粘接在透光罩殼的內表面，有利于反射從熒光粉層中透射出來的發光芯片發射光，使反射光再次激發熒光粉層，提高發光效率。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明采用如下技術措施：所述的光學濾光層為多層干涉濾光膜疊合而成。該光學濾光層安裝方便，能大大改善發光性能，獲得高效率、藍光較低的健康照明型半導體發光器件（LED），減少藍光的危害。

所述的光學濾光層設置在透光罩殼的內表面。光學濾光層位于封裝的透光罩殼內層，可防止過量的短波光被透光罩殼材料吸收而引起的光老化。

所述的透光罩殼為平面，或者以發光芯片為中心形成的弧形面。則與透光罩殼配合的光學濾光層對應的為平面形，或為弧形面（通常為凹面形，其朝發光芯片方向內凹；也可以為不規則的弧形面，其上每個圓弧段的圓心都指向發光芯片）。弧形面的光學濾光層可將部分發光芯片發射的光充分反射到熒光粉上，提高反射光的利用效率，使熒光粉層提高發光芯片發射光的光度色度性能和發光效率。