一种混色良好并且色度改变较小的ＬＥＤ器件。所述ＬＥＤ器件在外壳中包括：ＬＥＤ基片（１）；荧光材料（８），它受来自ＬＥＤ基片（１）的光激发产生波长与来自ＬＥＤ基片（１）的光波长不同的光；以及包含荧光材料（８）的半透明树脂（７）。所述ＬＥＤ基片（１）具有侧面部分、顶面部分、底面部分，以及夹在顶面部分与底面部分之间的发光层，并且半透明树脂（７）中的所述荧光材料（８）在外壳（４）的底面上设置成层状形式，全部或者部分地覆盖ＬＥＤ基片（１）的侧面部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及比如液晶显示器的背光、配电板式仪表以及指示灯类的应用中所用的发光二极管器件。具体而言，本专利技术涉及一种白色和间色。
技术介绍
传统发光二极管(下称“LED”)具有如图10A和10B中所示的装置结构。如图10A和10B中所示，该种LED器件在外壳14内包括LED基片11，受来自LED基片11的光激发而产生不同波长光的荧光材料18，以及半透明树脂17。LED基片11通过导电材料13安装在正、负电极对15，16上。为LED基片11设置导线12，用以输送电流。有如日本专利未审公开No.2004-221163和2003-179269中所披露的那样，使所注入的半透明树脂17与含二氧化硅(SiO2)的光漫射剂19混合，其中二氧化硅作为比如用以改善LED基片11发射光与荧光材料18发射光的混色成分。为了避免混色不均匀，必须使外壳中装入相同量的荧光材料，并使荧光材料能均匀地分布于其中。因而，有如日本专利未审公开No.2003-258310中所披露的那样，已经提出一种方法使用喷墨方法形成所述荧光材料层，或者使用溅射方法形成所述荧光材料层。不过，实际上，考虑到成本和易于应用于多种产品，更普遍采用的方法是使用分散方法将含有荧光材料的半透明树脂注入外壳中。如图9A中所示，普遍采用的LED基片具有兰宝石衬底99，在兰宝石衬底99上形成氮化物半导体层90，98，并且发光层97相对于LED基片的厚度方向处于LED基片的上部。另外，这个基片的顶面上设有正和负电极对95，96。金属导线与所述电极相连，用以输送电流。对于将LED所发出光的颜色与荧光材料发出光的颜色混色、以获得所需颜色的LED器件而言，重要的是如何均匀地混合颜色，以及如何防止混色光的色度发生改变。目前，普遍采用的发光二极管器件是高亮度蓝色LED基片与受蓝色LED基片发出的光激发而发射黄光的荧光材料的组合，并且，来自所述基片与荧光材料的相应颜色混合，产生所需的白基色调。在大多数情况下，此处使用的LED基片为长方体形状，包括兰宝石衬底和沉积在衬底上的氮化物半导体层，形成发光部分。如图9B中所示，这里假定与LED基片的顶面垂直的方向为0°。图9C中示出发射光的亮度-强度-分布角与相对发光强度之间的关系。有如从图9C所清楚地看出的，在垂直于LED基片顶面的方向，发光具有最高亮度。随着发射角与顶面垂直方向的夹角增大，发光亮度逐渐减小。图10B表示另一种传统的LED器件，它的结构与图10A中所示LED器件不同。对于图10B中所示的LED器件，所注入的半透明树脂17包含颗粒状抗沉淀剂19，用以防止荧光材料18沉淀。可将LED器件中荧光材料18的结构粗略地分成图10A中所示的荧光材料18设置在外壳14底部的类型，和图10B中所示的荧光材料18分散于半透明树脂17中的类型。不过，在使用具有图9C中所示发光性质的LED基片的情形中，会发生以下问题。比如图10A中所示那样，由于这类器件的荧光材料18处于外壳14的底部，所以，难以得到良好的混色。这是因为相对于从LED基片发射出的光量而言，分布在发光亮度最高顶面附近的荧光材料的量相对较少。为了得到良好的混色，希望由分布的荧光材料的量与基片发射出的光量成正比。不过，实际上，在靠近基片顶面光量较大的区域中提供相对较大量的荧光材料，而在靠近外壳底面光量较小的区域中提供相对少量的荧光材料。因而，对于图10A中所示类型的LED器件而言，在观察LED器件的发光表面时，LED基片发出的光在发光表面的中央区域较强，而从荧光材料发出的光在周围区域中较强。于是，在这种情况下，就难以获得良好的混色。为了改善上述情况，可采用图10A中所示的方法，通过该方法在荧光材料层18上面的半透明树脂17中设置所述颗粒状光散射剂19，如二氧化硅(SiO2)，以便使光散射。不过，光散射剂吸收相当量的浅白色反射光。从而，整体上会使LED器件的光引出效率降低。例如，实验正明，在使用普通光散射剂二氧化硅(SiO2)的情况下，所述器件的光引出效率减小大约10％到20％。常用的稀土基颗粒状荧光材料的比重高于用作半透明树脂的环氧基树脂或硅基树脂。从而，为使荧光材料置于外壳的底部，使用这样一种方法将混有荧光材料的半透明树脂注入外壳中，然后，在荧光材料沉淀之后使半透明树脂加热固化。不过，即使在树脂注入过程中，在用于注入的容器中，荧光材料也会发生沉淀。从而，难以将均匀数量的荧光材料注入到外壳中。于是，混色的色度会发生改变。另外，由于实际上所沉淀的荧光材料不会在外壳底部形成厚度均匀的一层，这也是造成色度改变的一个因素。对于图10B中所示类型的使荧光材料18分散到半透明树脂17中的LED器件，难以将荧光材料均匀地分布到外壳中。从而，混色光的色度发生更大程度的改变。这是由于上面所述的比重差异会使荧光材料在半透明树脂中发生沉淀。因此，在注入过程中荧光材料在注入容器中沉淀，导致很难以均匀的浓度注入到外壳中。另外，在注入之后的加热和固化过程的初始阶段，半透明树脂的粘度减小，这样会促进荧光材料沉淀。因此，注入到外壳中的荧光材料难以保持恒定的浓度，并且也难以使荧光材料均匀地布置并分布到外壳中。从而，混色光的色度很可能不均匀。为了克服这些缺点，可将抗沉淀剂与荧光材料一起混合到半透明树脂中，以便增大半透明树脂的粘度，从而防止荧光材料沉淀。不过，正如使用上述光散射剂的情况，由于抗沉淀剂也包含超细颗粒状二氧化硅(SiO2)，会发生光吸收并导致LED器件的光引出效率下降。
技术实现思路
本专利技术提供一种混色优异并且色度改变较小的LED器件。按照本专利技术一种方案的发光二极管器件，在外壳中包括发光二极管基片；荧光材料，它接受来自发光二极管基片的光激发而产生光，所述光的波长与来自发光二极管基片的光不同；以及包含有荧光材料的半透明树脂。所述发光二极管基片具有侧面部分、顶面部分、底面部分和夹在顶面部分与底面部分之间的发光层，并且，在外壳的底面上将将半透明树脂中的荧光材料设置成层状形式，用以全部或部分地覆盖发光二极管基片的侧面部分。关于本专利技术的发光二极管器件，按照另一种方案，在外壳底面上将半透明树脂中的荧光材料设置成层状，使之距离底面具有均匀的厚度。另外，对于本专利技术的发光二极管器件，按照再一种方案，有如图4C中所示那样，半透明树脂包含半透明树脂层47a和半透明树脂层47b，其中所述半透明树脂层47a设置在外壳底面上、呈层状且包含荧光材料，而半透明树脂层47b设置在靠近半透明树脂层47a，更靠近外壳的开口，并且不包含荧光材料。优选的是，使发光二极管基片的侧面部分具有斜面，从而LED基片朝向外壳的开口方向凸起。更为优选的是，使所述斜面相对于发光二极管基片的发光层而言更靠近外壳的开口。最好使所述荧光材料为颗粒状，并选择颗粒的粒子尺寸，使其处于颗粒粒子尺寸中值±50％的范围内。另外，所述荧光材料可包括至少两种荧光材料，由来自发光二极管基片的光使它们发射出彼此不同波长的光。最好使半透明树脂中包含荧光材料的一层的厚度小于从发光二极管基片的底面部分到顶面部分的厚度，并大于从发光二极管基片的底面部分到发光层的厚度。本专利技术制造发光二极管器件的方法，它是一种制造上述发光二极管器件的方法，包括以下步骤将包含荧光材料的半透明树脂注入外壳中；对外壳施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光二极管器件，在外壳中包括： 发光二极管基片； 荧光材料，它受来自发光二极管基片的光激发而产生波长与来自发光二极管基片的光波长不同的光；以及 包含荧光材料的半透明树脂，其中： 所述发光二极管基片包括侧面部分、顶面部分、底面部分，以及夹在顶面部分与底面部分之间的发光层，并且 半透明树脂中的所述荧光材料在外壳底面上设置成层状形式，全部或者部分地覆盖发光二极管基片的侧面部分。
【技术特征摘要】
JP 2005-2-28 2005-0541411.一种发光二极管器件，在外壳中包括发光二极管基片；荧光材料，它受来自发光二极管基片的光激发而产生波长与来自发光二极管基片的光波长不同的光；以及包含荧光材料的半透明树脂，其中所述发光二极管基片包括侧面部分、顶面部分、底面部分，以及夹在顶面部分与底面部分之间的发光层，并且半透明树脂中的所述荧光材料在外壳底面上设置成层状形式，全部或者部分地覆盖发光二极管基片的侧面部分。2.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其中所述发光二极管基片的所述侧面部分具有斜面，使所述发光二极管基片朝向外壳的开口突起。3.根据权利要求2所述的发光二极管器件，其中相对于发光二极管基片的发光层，发光二极管基片的所述斜面被设置成更靠近外壳的外口。4.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其中所述荧光材料为颗粒状，并且颗粒的尺寸选择为处于颗粒粒子尺寸中值±50％的范围内。5.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其中所述荧光材料包括至少两种荧光材料，它们由来自发光二极管基片的光发射具有彼此不同波长的光。6.一种发光二极管器件，在外壳中包括发光二极管基片；荧光材料，它受来自发光二极管基片的光激发而产生波长与来自发光二极管基片的光波长不同的光；以及包含荧光材料的半透明树脂，其中所述发光二极管基片包括侧面部分、顶面部分、底面部分，以及夹在顶面部分与底面部分之间的发光层；并且半透明树脂中的所述荧光材料设置在外壳的底面上，并且为距离底面具有均匀厚度的层状形式。7.根据权利要求6所述的发光二极管器件，其中所述发光二极管基片的侧面部分具有斜面，从而使发光二极管基片朝向外壳的开口突起。8.根据权利要求7所述的发光二极管器件，其中相对于发光二极管基片的发光层，将发光二极管基片的斜面设置得靠近外壳的开口。9.根据权利要求6所述的发光二极管器件，其中所述荧光材料为颗粒状，并且颗粒的尺寸选择为处于颗粒粒子尺寸中值±50％的范围内。10.根据权利要求6所述的发光二极管器件，其中所述荧光材料包括至少两种荧光材料，它们由来自发光二极管基片的光发射具有彼此不同波长的光。11.根据权利要求6所述的发光二极管器件，其中所述半透明树脂中包含所述荧光材料层的厚度小于从所述发光二极管基片底面部分到顶面部分的厚度，并大于从所述发光二极管基片底面部分到发光层的厚度。12.一种发光二极管器件，在外壳中包括发光二极管基片；荧光材料，它受来自发光二极管基片的光激发，产生波长与来自发光二极管基片的光波长不同的光；以及填充外壳的半透明树脂，其中所述发光二极管基片包括侧面部分、顶面部分、底面部分，以及夹在顶面部分与底...
【专利技术属性】
技术研发人员：鸭下昌一，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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