复合膜和使用该复合膜的半导体发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种复合膜和使用该复合膜的半导体发光器件，该复合膜包括处于层叠状态中的波长转换层和漫反射树脂层并且在半导体发光器件中使用，其中该波长转换层包含荧光体材料，该荧光体材料吸收部分或者全部的激发光并且被激发以发射在比该激发光的波长更长的波长范围中的可见光，在该波长转换层的一个表面上通过图案化而选择性地形成该漫反射树脂层，并且在该波长转换层的该一个表面上的、其中没有通过图案化形成该漫反射树脂层的区域是激发该波长转换层中的荧光体材料的该激发光的路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合膜和一种使用该复合膜的半导体发光器件。更加具体地，它涉及一种能够适当地在半导体发光器件中使用的复合膜和一种使用该复合膜的半导体发光器件，该半导体发光器件具有发光二极管(LED)、特别地蓝色LED或者近紫外LED，并且转换LED的部分或者全部发射的波长以发射白色光或者其它可见光。
技术介绍
作为用于显示或者照明的可见光源之一，存在一种使用基于氮化镓基化合物半导体例如GaN、GaAlNUnGaN或者IniUGaN的蓝色LED或者近紫外LED的发光器件。在该发光器件中，能够通过使用荧光体材料(phosphor material)而获得白色光或者其它可见光发射，荧光体材料吸收来自LED的部分或者全部发射作为激发光并且将波长转换成具有更长波长的可见光。特别地，白色LED近来已经广泛地被应用于各种指示器、光源、显示装置和用于液晶显示器的背灯并且它的使用开始延伸到汽车的头灯和普通照明装置。根据个体使用和所需要的性质，发光器件的封装方法是多样化的，但是能够在印刷线路板上表面安装的“表面安装类型”是最主流的方法之一。图M是示出普通表面安装 LED元件的配置的概略视图。布线图案(引线)32被形成在包括树脂或者陶瓷材料的印刷线路板31的表面上，并且LED元件33经由粘结剂(adhesive) 34例如银膏而被安装在布线图案32上。LED元件33的上电极利用线35例如金线而被连接到另一引线32。为了保护线35和LED元件33，填充封装树脂以形成封装树脂层36。在封装树脂层36中，粉状荧光体37得以分散。38是反射器，该反射器被设置在板31上并且变成用于通过填充封装树脂而形成封装树脂层36的围栏，以及具有朝向光提取方向X侧反射从LED元件33或者荧光体37发射的光以有效率地利用光的作用。而且，作为发光器件的一种封装方法，如在图25中所示，其中在仅仅LED元件33 被覆盖(芯片覆盖类型)的状态中形成封装树脂层39的类型也是在实际使用中的。在这方面，在以上图25中的芯片覆盖类型中，荧光体(在图中未示出)以高的浓度在封装树脂层39中分散，但是，在以上图M中的表面安装类型中，荧光体37通常以低的浓度在封装树脂层36中分散。以下将描述通过组合蓝色LED和黄色荧光体(通常，YAG:Ce荧光体)而形成的白色LED的发射原理。即，当电力被从一对引线供应到LED元件时，蓝色光发射发生。蓝色光透射通过封装树脂层，但是在途中部分地被在封装树脂层中分散的荧光体吸收，由此波长被转换成黄色颜色的波长。结果，从半导体封装，蓝色光和黄色光在混合状态中辐射但是混合光被人眼感知为白色。这是白色LED的发射原理。这里，当所使用的荧光体的浓度太高时，黄色光变得太多并且获得了强烈地微黄色的白色。在另一方面，当荧光体的量太小时，获得了带蓝色的白色。而且，即使当荧光体以相同的浓度在封装树脂中分散时，发射颜色波动也由于各种原因例如封装树脂的厚度的非均勻性和在封装树脂被固化之前的时期期间荧光体的非均质析出而发生。因此，如何降低归因于荧光体布置的发射颜色波动是在白色LED的生产工艺中的一个问题。而且，因为从LED元件和荧光体发射的光通常是无方向性地被辐射到所有的方向的自然光，所以所发射的光不仅被辐射到封装的光提取方向而且还被均勻地辐射到是相反方向的布线板侧、反射器侧等。在这个情形中，当在布线板的表面中或者在反射器的表面中使用光吸收材料时，光不能被有效率地反射并且被返回到光提取方向。相应地，设计出了赋予布线板或者反射器的表面具有漫反射性(diffuse reflectivity)的反射功能。例如，专利文献1提出一种将用于光反射的填料混合到用于覆盖除了面向发光方向的表面的、LED的周边的绝缘膏中的方法。而且，其中描述了通过混合填料，绝缘膏的导热率得以改进并且从LED产生的热量被有效率地辐射到基板。专利文献2提出一种用于解决在具有表面安装封装结构的发光器件的生产步骤中包含用于光反射的填料的树脂层爬升到LED发射表面从而降低LED的发射强度的问题的改进方法。专利文献3公开了一种发光器件，该发光器件具有如此结构，其中除了 LED的光出射表面之外，所有的表面通过利用具有漫反射效果的树脂覆盖而受到约束，以仅仅从光出射表面辐射光，并且具有如此结构， 其中利用包含荧光体的树脂覆盖光出射表面。专利文献4提出设计，其中通过将其形成方法设置于比将在LED上设置的结合位置低的位置，在当从LED发射的光的行进方向受到具有漫反射效果的树脂材料限制时，光提取效果得以进一步改进并且亮度得以增强。另一方面，为了方便地以良好的生产率形成荧光体层并且降低由于前述荧光体的析出等而引起的发射颜色波动，例如，专利文献5和6提出制造其中荧光体在树脂中分散的荧光体片或者带并且将其用于具有LED的发光器件中的方法。专利文献1 JP-A-2002-270904 专利文献2 日本专利No. 3655267专利文献3 JP-A-2005-277227专利文献4 JP-A-2008-199000专利文献5 =US 专利 No. 7，293, 861专利文献6 :US 2007/0096131 A
技术实现思路
附带说一句，图沈是示出在当来自LED的激发光进入波长转换层(发射器层)中时在波长转换层41处发射的光的行为的概略视图。通常，因为波长转换层41由其中荧光体颗粒在树脂中分散的材料形成，所以荧光体颗粒引起的光散射发生。即，如在图沈中所示，来自LED的激发光的一部分和在波长转换层41处发射的光(发射光)B的一部分沿着与光提取方向相反的方向行进从而变成后向散射光C。D是沿着光提取方向行进的光。在以上专利文献1到4的方法中，通过反射从LED发射的光或者从颜色转换层发射的光而实现了用于增强光提取效率的设计。然而，因为没有通过特别地在颜色转换层中聚焦后向散射光C并且根据增强提取效率的观点实现设计，所以效果受到限制。而且，专利文献5和6 公开了通过使用荧光体片或者带而方便地形成颜色转换层的方法，但是没有实现用于增强光提取效率的任何设计。因此，为了尽可能地减少后向散射光C并且改进光提取效率，近来研究了一种用于通过将荧光体转换为纳米颗粒荧光体或者增加荧光体自身的吸收性以减少将被添加的阻抗成分的量而改进波长转换层41的透明性的方法。然而，当波长转换层41的透射率得以改进并且漫射性(diffusivity)降低时，如在图27中所示，除了后向散射光C，通过归因于在波长转换层41和其外部区域之间的折射率的差异的全内反射，对于沿着光提取方向行进的光D的限制发生，从而光提取效率不能被充分地改进。E是由于全内反射而受到限制的光。考虑到这种情况而实现了本专利技术并且其目的在于提供一种能够获得具有优良的光提取效率的半导体发光器件的复合膜和一种使用该复合膜的半导体发光器件。即，本专利技术涉及以下条目(1)到(15)。(1) 一种复合膜，包括处于层叠状态中的波长转换层和漫反射树脂层并且在半导体发光器件中使用，其中该波长转换层包含荧光体材料，该荧光体材料吸收部分或者全部的激发光并且被激发以发射在比激发光的波长更长的波长范围中的可见光，在波长转换层的一个表面上通过图案化而选择性地形成该漫反射树脂层，并且在波长转换层的一个表面上的、其中没有通过图案化形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种复合膜，包括处于层叠状态中的波长转换层和漫反射树脂层并且在半导体发光器件中使用，其中所述波长转换层包含荧光体材料，所述荧光体材料吸收部分或者全部的激发光并且被激发以发射在比所述激发光的波长更长的波长范围中的可见光，在所述波长转换层的一个表面上通过图案化而选择性地形成所述漫反射树脂层，并且在所述波长转换层的所述一个表面上的、其中没有通过图案化形成所述漫反射树脂层的区域是激发所述波长转换层中的所述荧光体材料的所述激发光的路径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤久贵，中村年孝，藤井宏中，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP