半导体发光器件制造技术

一种半导体发光器件，其包括：发射第一波长光的半导体发光元件；至少两种荧光体，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，所述至少两种荧光体分散其中，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂；组合体，其中所述至少两种荧光体借助粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于半导体发光元件例如发光二极管(LED)的半导体发光器件，更具体地讲，本专利技术涉及用于白光源的半导体发光器件，包括与荧光体组合的半导体发光元件。
技术介绍
近年来，半导体发光器件已经广泛用于各种光源，包括照明和显示器件。具体地，氮化镓基材料制成的发蓝光元件和紫外光元件的实现已经引人注目地扩展了白光器件的应用。希望将来能进一步用在LCD背光源、大屏幕或其它显示和照明灯等中。通过把用于发射短波长光的半导体发光元件与用于转换发光波长的荧光体结合，可以制成这种半导体发光器件。亦即，可以把用于在不同波长发光的几种荧光体混合起来，获得具有预定光谱的发光。例如，通过适当选择吸收紫外光辐射并将波长分别转换成蓝、绿和红的三种荧光体的混合比例，可以实现期望的发光颜色(例如日本公开专利申请2003-324215)。为了实现发白光，存在与其对应的荧光体的最佳混合比例。另外，也可以通过用紫外光辐射照射发蓝光和黄光的荧光体，并且混合发射的蓝光和黄光，实现发白光。但是，不同种类的荧光体各自具有不同的比重和颗粒尺寸分布。这导致一个问题，那就是制造工艺中的各种因素引起产品的色调变化和生产率的降低。例如可以与发蓝光元件组合使用单一种类的荧光体来解决这一问题。更具体地讲，通过用蓝光照射黄荧光体获得的黄光，可以与来自发光元件的蓝光混合，获得白光。但是，在这种情形中，由于发光元件中的发光对温度的依赖性与荧光体中的波长转换对温度的依赖性不同，所以存在相应于环境温度变化的色调不稳定的问题。此外，由于可实现的颜色范围受限于两种颜色的合成，所以半导体发光元件和单一种类荧光体的组合也是不利的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方案，提供一种半导体发光器件，其包括发射第一波长光的半导体发光元件；至少两种荧光体，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有所述至少两种荧光体，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂，组合体(combined bodies)，其中所述至少两种荧光体借助粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。根据本专利技术的另一方案，提供一种半导体发光器件，其包括发射第一波长光的半导体发光元件；荧光体颗粒，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有荧光体颗粒，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂，组合体，其中所述荧光体颗粒与粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。根据本专利技术的又一方案，提供一种半导体发光器件，其包括发射第一波长光的半导体发光元件；至少两种荧光体，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有所述至少两种荧光体，并且所述半导体发光元件埋置其中；所述至少两种荧光体中的至少一种荧光体具有其上附着有细微粉末的表面，并分散在密封树脂中，所述细微粉末由与所述至少两种荧光体不同的材料制成并且其颗粒尺寸比所述荧光体小。附图说明图1是根据本专利技术第一种实施方式的半导体发光器件的相关部分结构的剖面示意图。图2是根据第一种实施方式的半导体发光器件中组合荧光体(combined phosphors)分散在透明树脂300中的示意图。图3是本专利技术人在实现本专利技术期间研究的半导体发光器件对比例的剖面示意图。图4是利用箱线图(box plot)显示时间对色调的影响的实验结果的曲线图。图5是根据第一种实施方式的半导体发光器件组装工序的部分示意图。图6是形成组合荧光体的方法流程图。图7是通过组合处理形成的组合荧光体的SEM(扫描电镜)放大照片。图8是颗粒尺寸分布随组合处理的有或无而变化的曲线图。图9是在半导体发光元件100附近沉积的组合荧光体的示意图。图10A是根据本专利技术第二种实施方式的半导体发光器件的相关部分结构的剖面示意图。图10B是荧光体的剖面放大示意图。图11是形成附着粉末的荧光体的方法流程图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术的实施例予以说明。图1是根据本专利技术第一实施例的半导体发光器件的相关部分结构的剖面示意图。更具体地讲，本实施例的半导体发光器件属于表面安装器件(SMD)，适合于高密度封装在安装电路板上。使用粘结剂530把半导体发光元件100粘结在第一引线510上。设置在半导体发光元件100上表面的第一电极通过连接线540与第一引线510连接。设置在半导体发光元件100上表面的第二电极通过连接线与第二引线512连接。通过注射模制成型等方式把预先与引线框架连接的引线510、512埋置固定在热塑树脂520中。可以在热塑树脂520中混合光反射材料，在埋置引线510和512之后，形成光反射斜面521。半导体发光元件100例如由GaN基或InGaAlP基材料制成。GaN基发光元件发射波带例如在330-400纳米的紫外光辐射。InGaAlP基发光元件发射波带例如在400-700纳米的可见光。半导体发光元件100被透明树脂300密封。组合荧光体220、221、223分散在透明树脂300中。从半导体发光元件100发射的初始光被组合荧光体220、221、223吸收，其波长被转换后二次发光。图2是在根据本实施例的半导体发光器件的透明树脂300中分散的组合荧光体的示意图。组合荧光体220-223由蓝荧光体21、绿荧光体22和红荧光体23构成，这些荧光体借助粘结树脂25组合在一起。为了获得希望的白光，优选这些荧光体21、22、23按预定混合比例组合。蓝荧光体21例如可以是(Sr、Ca、Ba、Eu)10(PO4)6:Cl2。绿荧光体22例如可以是3(Ba、Mg、Eu、Mn)O:8Al2O。红荧光体23例如可以是La2O2S:(Eu、Sm)。为了通过三色混合获得白光，必须含有较高混合比例(重量比)的发射强度比其它荧光体低的红荧光体23。按重量比表示的示例混合比是蓝∶绿∶红＝0.7∶1∶5。一般，红荧光体23具有约5-15微米(μm)的颗粒尺寸。蓝荧光体21和绿荧光体22具有约3-12微米的颗粒尺寸。红荧光体23具有约5.7的比重，大于蓝荧光体21的比重(约4.2)和绿荧光体22的比重(约3.8)。因此，在固化之前，红荧光体23在透明树脂300中具有更高的沉积速率。在透明树脂300固化前，液态透明树脂中的荧光体(组合荧光体)沉积速率可以由斯托克斯公式(Stokes’formula)近似表示。亦即，荧光体的沉积速率正比于(颗粒尺寸的平方×比重)。由于具有高混合比的红荧光体23一般具有大的颗粒尺寸，所以红荧光体23的沉积速率更加增大。图3是本专利技术人在实现本专利技术期间研究的半导体发光器件对比例的剖面示意图。本对比例的半导体发光器件也是表面安装发光器件(SMD)。就此图而言，与图1和2的上述说明相似的元件采用相同的附图标记，不再详细说明。半导体发光元件100被透明树脂300密封。透明树脂300在加热固化前处于液态，其中荧光体(用于按蓝21、绿22和红23发光)按预定混合比例混合。这些荧光体用于吸收从半导体发光元件100发射的紫外光辐射，并且把波长转换成为蓝光201、绿光202和红光203。通过适当选择荧光体的混合比例可以实现期望的发光颜色。然而，本对比例的半导体发光器件存在以下问题。不同种类的荧光体分别具有不同的比重和颗粒尺寸分布。结果，即使这些荧光体按预定混合比例在液态透明树脂材料中混合(热固化前)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件，其包括：发射第一波长光的半导体发光元件；至少两种荧光体，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有所述至少两种荧光体，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂， 组合体，其中所述至少两种荧光体借助粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。

【技术特征摘要】
JP 2004-9-2 255809/20041.一种半导体发光器件，其包括发射第一波长光的半导体发光元件；至少两种荧光体，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有所述至少两种荧光体，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂，组合体，其中所述至少两种荧光体借助粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。2.根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述粘结树脂是硅氧烷基树脂。3.根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述粘结树脂是丙烯酸树脂。4.根据权利要求1的半导体发光器件，其中所述第一波长的至少一部分处于紫外光区；所述至少两种荧光体包括发射第二波长蓝光的蓝荧光体、发射第三波长绿光的绿荧光体和发射第四波长红光的红荧光体。5.根据权利要求4的半导体发光器件，其中作为蓝光、绿光和红光的混合，所述器件发射白光。6.根据权利要求4的半导体发光器件，其中所述密封树脂是硅氧烷树脂。7.一种半导体发光器件，其包括发射第一波长光的半导体发光元件；荧光体颗粒，其吸收第一波长光，然后发射波长变换的光；密封树脂，其中分散有荧光体颗粒，并且所述半导体发光元件埋置其中；和粘结树脂，组合体，其中所述荧光体颗粒与粘结树脂组合在一起，所述组合体分散在密封树脂中。8.根据权利要求7的半导体发光器件，其中所述粘结树脂是硅氧烷基树脂。9.根据权利要求7的半导体发光器件，其中所述粘结树脂是丙烯酸树脂。10.根据权利要求7的半导体发光器件，其中所述第一波长的至少一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：武泽初男，下村健二，押尾博明，白川康博，石井努，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]