專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，特別涉及使用熒光體的半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
LED(發(fā)光二極管)等的組合半導(dǎo)體發(fā)光元件和熒光體的半導(dǎo)體發(fā)光器件，作為價廉壽命長的發(fā)光器件受到關(guān)注，并被廣泛使用。即使在這種半導(dǎo)體發(fā)光器件中，特別是白色的發(fā)光器件，也期望有作為變?yōu)闊晒鉄舻陌l(fā)光器件，或者作為顯示器件用光源的各種各樣的用途。在該白色半導(dǎo)體發(fā)光器件中，使用了組合發(fā)藍(lán)色光和紫外發(fā)光(UV發(fā)光)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，和靠來自這些發(fā)光元件的發(fā)光激勵的熒光體構(gòu)造。例如，作為目前一般的白色半導(dǎo)體發(fā)光器件，有組合由GaN系列半導(dǎo)體組成的藍(lán)色半導(dǎo)體發(fā)光元件和YAG熒光體的構(gòu)造。在該白色半導(dǎo)體發(fā)光器件中，靠來自發(fā)光元件的中心波長450[nm]附近的藍(lán)色發(fā)光光譜，和把接受此光后YAG熒光體發(fā)出的波長560[nm]附近的光作為峰值的寬頻帶的光譜得到的混合色實現(xiàn)白光。
在現(xiàn)在的白色半導(dǎo)體發(fā)光器件中，通常，熒光體被編碼在半導(dǎo)體發(fā)光元件周圍的反射板內(nèi)。但是，在該器件中因為來自半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光所通過的熒光體部分厚度方向上出現(xiàn)差別，因而存在觀看角度不同色調(diào)不同(配光特性差)的問題。
半導(dǎo)體發(fā)光器件大多被排列成矩陣狀使用，但這種情況下，因為如果發(fā)光器件的色調(diào)不同則即使有微小的差別也可以用肉眼簡單地判斷，所以期望色調(diào)偏差小。特別是在白色發(fā)光器件中存在色調(diào)偏差顯著，根據(jù)觀看角度不同色調(diào)改變等許多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是基于這些問題而提出的。即其目的是提供一種至少具備半導(dǎo)體發(fā)光元件、包含由來自上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光激勵的熒光體的熒光體部分的半導(dǎo)體激勵熒光體發(fā)光器件，并且是色調(diào)均勻的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
本發(fā)明是基于上述的問題而提出的，提供一種具有以下特征的半導(dǎo)體發(fā)光器件，具備通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體和擴(kuò)散材料的熒光體部分，上述擴(kuò)散材料，包含碳酸鈣，硅石，SiO2，Al2O3的至少一種。
另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過電流注入發(fā)射紫外光；熒光體部分，包括摻入有靠上述紫外發(fā)光激勵發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光熒光體；靠上述紫外發(fā)光激勵發(fā)射綠色光的綠色發(fā)光熒光體；以及靠上述紫外發(fā)光激勵發(fā)射紅色光的紅色發(fā)光熒光體和擴(kuò)散材料的硅酮樹脂。
另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；熒光體部分，摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體；擴(kuò)散部件，摻入有擴(kuò)散材料，與上述熒光體部分分開構(gòu)成。
另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括制造通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序；制造摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體和擴(kuò)散材料的熒光體部分的工序。
另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括制造通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序；制造摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體的熒光體部分的工序；制造摻入擴(kuò)散材料，與上述熒光體部分分開構(gòu)成的擴(kuò)散部件部分的工序。


圖1是本發(fā)明的實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖2是展示本發(fā)明的實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖。
圖3是展示本發(fā)明的實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，摻入到硅酮樹脂15中的擴(kuò)散材料13的量和半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度之間關(guān)系的圖。
圖4是展示本發(fā)明的實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，摻入到硅酮樹脂15中的擴(kuò)散材料13的量和半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度之間關(guān)系的圖。
圖5是本發(fā)明的實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖6是展示本發(fā)明實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖。
圖7是本發(fā)明的實施方案2的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的模式圖。
圖8是本發(fā)明的實施方案3的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖9是本發(fā)明的實施方案4的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖10是本發(fā)明的實施方案4的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖11是本發(fā)明的實施方案5的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖12是本發(fā)明的實施方案5的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖13是本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖14A是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖。
圖14B是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖14A的圖。
圖14C是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖14B的圖。
圖14D是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖14C的圖。
圖14E是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖14D的圖。
圖14F是展示本發(fā)明的實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖14E的圖。
圖15是本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
圖16A是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖。
圖16B是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖16A的圖。
圖16C是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖16B的圖。
圖16D是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖16C的圖。
圖16E是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖16D的圖。
圖16F是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的斷面模式圖，是接著圖16E的圖。
圖16G是展示本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的變形例的斷面模式圖。
圖17是本發(fā)明的實施方案8的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的實施方案。以下說明的半導(dǎo)體發(fā)光器件，都是發(fā)白色光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。以下，在第1～第5實施方案中說明使用了RGB熒光體的SMD，在第6～第8實施方案中說明使用了YAG熒光體的LED燈，在第9～第10實施方案中說明其它的器件。
(實施方案1)實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件是被稱為表面安裝型器件(SMD)的發(fā)白色光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。本實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的特征之一是，從圖1可知，在作為密封樹脂15的硅酮樹脂中摻入適量的擴(kuò)散材料13。在半導(dǎo)體發(fā)光元件11中，使用由GaN系列的材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的元件。在熒光體12中，使用靠紫外發(fā)光激勵發(fā)射紅光的紅色熒光體、靠紫外發(fā)光激勵發(fā)射綠色光的綠色熒光體、靠紫外發(fā)光激勵發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色熒光體這3種熒光體(以下，簡稱為RGB熒光體)。在擴(kuò)散材料13中，使用氧化鋁(Al2O3)擴(kuò)散材料。
以下，進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是展示實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架16的反射板內(nèi)部中，由GaN系列的材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件11，通過銀膏等的粘接劑17粘接。該半導(dǎo)體發(fā)光元件11的p、n兩電極，通過Au等的導(dǎo)線18，與框架16連接?？蚣?6的反射板內(nèi)部，用硅酮樹脂15填充。而后，在該硅酮樹脂15中，摻入RGB熒光體12、擴(kuò)散材料13。在圖1的器件中，把該硅酮樹脂15中的擴(kuò)散材料13的重量百分比濃度設(shè)定為2％。在圖1的器件中，該硅酮樹脂15，兼作包裹半導(dǎo)體發(fā)光元件11的周圍的密封樹脂、包含熒光體12的熒光體部分、包含擴(kuò)散材料13的擴(kuò)散部件。
對于涉及實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，參照圖2(a)、圖2(b)簡單地說明。
首先，如圖2(a)所示，把半導(dǎo)體發(fā)光元件11，在框架16的反射板內(nèi)，用銀膏等的粘接劑17固定。
接著，如圖2(b)可知，用Au等的導(dǎo)線17連接半導(dǎo)體發(fā)光元件11的p、n兩電極和框架16。與此同時，用規(guī)定的配合比例向成為密封樹脂15的硅酮樹脂中調(diào)合RGB熒光體12、氧化鋁擴(kuò)散材料13，進(jìn)而通過充分?jǐn)嚢枋篃晒怏w12、擴(kuò)散材料13均勻分散。而后，把樹脂置于真空狀態(tài)進(jìn)行樹脂的脫泡。進(jìn)而，該脫泡也可以和攪拌同時進(jìn)行。其后，如圖2(b)所示，在框架16的反射板內(nèi)部，填充準(zhǔn)備好的硅酮樹脂15。
接著，在該狀態(tài)下進(jìn)行熱硬化，固定熒光體12和擴(kuò)散材料13，其后從框架中分離出獨(dú)立的SMD，得到圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件。進(jìn)而，如果不進(jìn)行上述的脫泡，則在硬化后的密封樹脂15中產(chǎn)生氣泡，器件的發(fā)光強(qiáng)度降低。
在采用上述方法得到的本實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，通過混合來自紅色熒光體的紅色光、來自綠色熒光體的綠色光、來自藍(lán)色熒光體的藍(lán)色光，得到白色的光。
在以上說明的圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料13，所以可以用期望的色調(diào)使色調(diào)均勻。即在圖1的發(fā)光器件中，因為來自半導(dǎo)體發(fā)光元件11的紫外光用擴(kuò)散材料13擴(kuò)散到各個方向上，所以該紫外光可以高效率地和紅色熒光體、綠色熒光體、藍(lán)色熒光體耦合。而后，來自各熒光體12的光，也被擴(kuò)散材料13擴(kuò)散到各個方向。其結(jié)果，來自各熒光體12的光，被均勻地混色為期望的色調(diào)。即，可以得到從任何位置看都沒有色彩不均勻的發(fā)光器件。
另外，在圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為在密封樹脂15中使用了硅酮樹脂，所以減少了熒光體12的分布不勻，可以進(jìn)一步使色調(diào)均勻。這可以認(rèn)為是由于硅酮樹脂的粘度，比以往作為密封樹脂15使用的環(huán)氧樹脂粘度高的緣故。相對環(huán)氧樹脂的粘度是幾cP，硅酮樹脂的粘度是幾十cP～幾百cP。這是與以往的技術(shù)常識差別最大的。因為如果使用粘度高的密封樹脂15，則存在有均勻地混合熒光體12變得困難的缺點(diǎn)，和在把密封樹脂15填充到框架16中時密封樹脂15的量的偏差大的缺點(diǎn)。特別是如圖1的器件所示，在不只使用1種，而使用3種熒光體12的情況下，通過混合使3種熒光體12的分布比率均等很困難。但是，本發(fā)明人通過反復(fù)實驗得知，與環(huán)氧樹脂相比使用粘度高的硅酮樹脂，可減小熒光體12的分布不均勻。有關(guān)其理由，本發(fā)明人的想法如下。即，如圖1的器件所示在使用3種熒光體12的情況下，RGB各自的熒光體12比重不同。因而，如果密封樹脂15的粘度低，則在使密封樹脂脫泡時，或者使密封樹脂熱硬化時(圖2(b))，重的熒光體12容易向圖中下側(cè)偏移?？墒且驗楣柰獦渲扯雀?，所以即使是重的熒光體12也難以向下側(cè)移動。因此，在使用硅酮樹脂的情況下，在進(jìn)行脫泡和熱硬化時的熒光體12的偏移量少。這樣，本發(fā)明人認(rèn)為，在硅酮樹脂中，在進(jìn)行脫泡和熱硬化時熒光體12的不均勻減少，比上述有缺點(diǎn)的一方好得多，減少了熒光體12分布的不均勻。
另外，在圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料13，所以配光特性提高，可以使發(fā)光強(qiáng)度不隨觀看角度變化。進(jìn)而，在此所謂發(fā)光強(qiáng)度，是指在某一已確定的方向上傳送的每單位立體角的光束。
另外，在圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為在密封樹脂15中摻入重量百分比濃度2％的擴(kuò)散材料13，所以可以提高器件的發(fā)光強(qiáng)度。這對于一般的技術(shù)人員來說是非常不可想象的。因為通常如果使用擴(kuò)散材料13則發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度會降低。以下進(jìn)行說明。
紅色發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光器件和綠色發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光器件大多不使用熒光體，而直接使用來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的紅色光和綠色光。這些器件發(fā)單色光，色調(diào)幾乎不根據(jù)觀看角度變化。在這些器件中，發(fā)光強(qiáng)度隨觀看角度不同而不同。因而，在這些器件中，向密封樹脂摻入擴(kuò)散材料，由此提高配光特性，使得從任何角度看發(fā)光強(qiáng)度都變得均勻。在此，摻入的擴(kuò)散材料的量，通常，是重量百分比濃度0.05％～0.1.％。這是因為考慮到即使摻入量超過上述量配光特性也不會提高的緣故。而以往的技術(shù)常識是，在如此摻入擴(kuò)散材料的情況下，代替配光特性提高，器件的發(fā)光強(qiáng)度會下降。
但是，本發(fā)明人，改變半導(dǎo)體發(fā)光元件11的種類、熒光體12的種類、摻入到密封樹脂15中的擴(kuò)散材料13的量等各種值反復(fù)進(jìn)行實驗。其結(jié)果，如圖1所示，獨(dú)自得知在使用紫外發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光元件11、RGB熒光體12的器件中，通過在密封樹脂15中摻入2％的擴(kuò)散材料13，器件的發(fā)光強(qiáng)度增高。如果采用本發(fā)明人的實驗，則可以如以下所述那樣解析其理由。首先，可以認(rèn)為是因為通過使用擴(kuò)散材料13把來自半導(dǎo)體發(fā)光元件11的紫外光擴(kuò)散到各個方向的緣故。如果這樣擴(kuò)散紫外光，則該紫外光與熒光體12高效率地耦合，來自熒光體12的光增強(qiáng)。接著，可以認(rèn)為通過摻入適量的擴(kuò)散材料13，擴(kuò)散材料13進(jìn)入在各熒光體12之間，各熒光體12均勻地分散，可以在各熒光體12之間得均勻的空間。如果熒光體12如此均勻地分散，則各熒光體12可以高效率地接受來自半導(dǎo)體發(fā)光元件11的紫外光。其結(jié)果，來自各熒光體12的發(fā)光增強(qiáng)，器件的發(fā)光強(qiáng)度提高。與此相反，如果熒光體12不均勻地分散，在熒光體12中產(chǎn)生不均勻，局部的熒光體12密度增加，則密度增加部分的熒光體12接受來自半導(dǎo)體發(fā)光元件11的紫外光變得困難。其結(jié)果，來自密度增加部分的熒光體12的發(fā)光減少，器件的發(fā)光強(qiáng)度降低。進(jìn)而，有關(guān)該擴(kuò)散材料13的量的詳細(xì)研究結(jié)果后述。
另外，在圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為在密封樹脂15中使用了硅酮樹脂，所以可以進(jìn)一步提高器件的發(fā)光強(qiáng)度。并且，可以減少器件的劣化。即，因為硅酮樹脂15幾乎不吸收紫外光，不會因紫外光引起反應(yīng)，所以不會因紫外光變質(zhì)。因此，來自半導(dǎo)體發(fā)光元件11的紫外光不被硅酮樹脂15吸收，該紫外光高效率地激勵熒光體12。其結(jié)果，來自熒光體12的發(fā)光增強(qiáng)，發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。與此相反，以往通常使用的環(huán)氧樹脂，吸收紫外光并反應(yīng)引起著色等的變化。該變質(zhì)的部分進(jìn)一步使紫外光的吸收增加。因此，加速紫外光引起的劣化。其結(jié)果，器件的發(fā)光強(qiáng)度降低。
以往認(rèn)為，如果在密封樹脂15中使用硅酮樹脂，則器件的發(fā)光強(qiáng)度下降。這是因為，如上所述由于硅酮樹脂粘度高，所以在該硅酮樹脂中摻入熒光體12、擴(kuò)散材料13時，容易產(chǎn)生氣泡。如果氣泡產(chǎn)生，則在密封樹脂15硬化時(圖2(b))，在該密封樹脂15中容易殘留氣泡。如果在密封樹脂15中殘留氣泡，則由于該氣泡和密封樹脂15的折射率差遮擋了來自熒光體12的光。其結(jié)果，認(rèn)為器件的發(fā)光強(qiáng)度降低。但是如果采用本發(fā)明的實驗，當(dāng)在密封樹脂15中使用硅酮樹脂時，器件的發(fā)光強(qiáng)度反而增高。這是因為本發(fā)明人考慮到與這種容易產(chǎn)生氣泡的缺點(diǎn)相比，如上所述難以吸收紫外光這一優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)勢更明顯。
另外，在圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為把摻入熒光體12的熒光體部分、摻入擴(kuò)散材料13的擴(kuò)散材料部分，以及作為密封樹脂的硅酮樹脂15形成為一體，所以使制造方法簡單。
接著，研究關(guān)于在硅酮樹脂15中摻入的擴(kuò)散材料13的量。即，雖然在本實施方案中在硅酮樹脂15中摻入重量百分比濃度2％的擴(kuò)散材料13，但因為還可以改變其量，所以研究其摻入量。
圖3是展示在改變摻入到圖1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的硅酮樹脂15中的擴(kuò)散材料13的量時半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度的圖。橫軸表示相對硅酮樹脂15的擴(kuò)散材料13的重量百分比濃度。點(diǎn)S表示積分來自半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)射光的量的全光束φ，圖中縱軸表示全光束φ相對未摻入擴(kuò)散材料13時的全光束φ的比。另外，點(diǎn)L表示半導(dǎo)體發(fā)光器件的正面方向的發(fā)光強(qiáng)度Iv，圖中縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度Iv相對未摻入擴(kuò)散材料13時的發(fā)光強(qiáng)度Iv的比。
如果把擴(kuò)散材料的量增加0.5％、1.0％、2.0％的話，則全光束比S，發(fā)光強(qiáng)度比L同時增加。例如，如果把擴(kuò)散材料13的量設(shè)置成2.0％，則全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L都變?yōu)?.08～1.09。即，由于把擴(kuò)散材料13在硅酮樹脂15中摻入2.0％，因而半導(dǎo)體發(fā)光器件的全光束φ、正面發(fā)光強(qiáng)度Iv都增高。從圖3可知，為了提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L，要把擴(kuò)散材料13的量設(shè)置在0.5％以上，希望設(shè)置在1％以上。另外，如果采用本發(fā)明的實驗，則在擴(kuò)散材料13的量在0.5％、1.0％、2.0％的情況下，即使重復(fù)實驗，半導(dǎo)體發(fā)光器件的全光束φ和發(fā)光強(qiáng)度Iv以及色調(diào)的離散幾乎沒有。
如果使擴(kuò)散材料的量增加到5.0％，則全光束比S沒有變化，但發(fā)光強(qiáng)度比L略微下降。這可以理解為相對全光束φ沒有變化，從正面看半導(dǎo)體發(fā)光器件時的發(fā)光強(qiáng)度Iv略微下降。其原因是，如果擴(kuò)散材料13變?yōu)?.0％，則與2.0％的情況相比，擴(kuò)散材料13在硅酮樹脂15中難以稍微攪拌，在擴(kuò)散材料13中產(chǎn)生一些不均勻。
進(jìn)而，如果把擴(kuò)散材料13的量設(shè)置在10.0％以上，則由器件引起的色調(diào)和發(fā)光強(qiáng)度的離散增大，不能得到可靠的數(shù)據(jù)。這可以認(rèn)為是，如上所述，硅酮樹脂的粘度，比以往所使用的環(huán)氧樹脂高引起的。即，如果過度增加擴(kuò)散材料13，則擴(kuò)散材料13的體積增大，比重輕的擴(kuò)散材料13的攪拌不可能充分進(jìn)行。并且，在擴(kuò)散材料13中產(chǎn)生不均勻。如果在擴(kuò)散材料13中產(chǎn)生不均勻，則熒光體12也產(chǎn)生不均勻。其結(jié)果，可以認(rèn)為器件的色調(diào)和發(fā)光強(qiáng)度的離散增大。作為參考，在圖4中展示使擴(kuò)散材料13的量改變到20.0％時半導(dǎo)體發(fā)光器件的全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L。圖4展示反復(fù)多次實驗的平均值。在摻入10.0％擴(kuò)散材料情況下的半導(dǎo)體發(fā)光器件的全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L在到約0.8～1.2時有離散，其平均約為1.01。在摻入20.0％擴(kuò)散材料的情況下，上述充填量的離散也增大，全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L的離散進(jìn)一步增大。另外，上述氣泡的發(fā)生也增多，全光束比S、發(fā)光強(qiáng)度比L的平均值降低到約1.0。
這樣，如果過度增加擴(kuò)散材料13的量，則在硅酮樹脂15內(nèi)擴(kuò)散材料13不能得到充分的攪拌，使得器件引起的色調(diào)和發(fā)光強(qiáng)度的離散增大。如果采用本發(fā)明人的實驗，為了減少色調(diào)和發(fā)光強(qiáng)度的離散，最好把擴(kuò)散材料13的量設(shè)置在5.0％以下，理想的是設(shè)置在2.5％以下。
如上所述，如果采用本發(fā)明的實驗，則可知摻入到硅酮樹脂15中的擴(kuò)散材料13的量，在重量百分比濃度0.5％以上5.0％以下，希望在1.0％以上2.5％以下，進(jìn)而最好設(shè)置成約2.0％。
(實施方案2)實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件，從圖5可知，由密封樹脂25、摻入了熒光體22以及擴(kuò)散材料23的粘結(jié)劑24分開構(gòu)成。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件21的種類、熒光體22的種類、擴(kuò)散材料23的種類和實施方案1相同。
圖5是顯示實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架26的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑27粘接由GaN系列的材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件21。該半導(dǎo)體發(fā)光元件21的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線28連接在框架26上?？蚣?6的反射板內(nèi)部的圖中下側(cè)的部分，用粘合輔助材料(粘結(jié)劑，或者，預(yù)制膠帶，涂層材料，澆注封裝材料)24填充。而后在該密封粘合劑24中，摻入RGB熒光體22、擴(kuò)散材料23。該粘合劑24，兼作包含熒光體22的熒光體部分，包含擴(kuò)散材料23的擴(kuò)散部分。該粘合劑24的圖中上側(cè)的部分，用密封樹脂25填充。
有關(guān)涉及實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造工藝，參照圖6(a)～(f)說明。
首先，如圖6(a)所示，把半導(dǎo)體發(fā)光元件21在框架26的反射板內(nèi)，用銀膏等的粘接劑27固定。
接著，從圖6(b)可知，用Au等的導(dǎo)線28連接半導(dǎo)體發(fā)光元件21的p、n兩電極和框架26。而后，用規(guī)定的配合比向粘合劑24中調(diào)合RGB熒光體22、氧化鋁擴(kuò)散材料23，進(jìn)而通過充分?jǐn)嚢枋篃晒怏w22和擴(kuò)散材料23均勻分散。其后，如圖6(b)所示在框架26的反射板內(nèi)部的圖中下側(cè)的部分中，填充準(zhǔn)備好的粘合劑24。
接著，如圖6(c)所示，在該狀態(tài)下進(jìn)行熱硬化，固定熒光體22、擴(kuò)散材料23。
接著，如圖6(d)所示，在框架26的反射板內(nèi)部的圖中上側(cè)的部分中填充密封樹脂25。
接著，如圖6(c)所示，使密封樹脂25硬化。
在用以上的方法得到的本實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，可以通過混色來自紅色熒光體的紅色光、來自綠色熒光體的綠色光、來自藍(lán)色熒光體的藍(lán)色光，得到白色光。
在以上說明的圖5的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料23，所以可以和實施方案1(圖1)一樣，使色調(diào)均勻。
與此相反，在不使用擴(kuò)散材料23的以往的發(fā)光器件中，存在由于觀看角度不同色調(diào)不同的問題。其理由大致可以舉出2個。第1是因為，在如本發(fā)明那樣使用三種熒光體的情況下，與只使用一種熒光體的情況相比，難以通過混合使熒光體的分布比率均等，熒光體的分布比率容易偏差的緣故。例如在R熒光體多的部分中色調(diào)接近于紅色。第2是因為，即使均勻地混合3種熒光體21，也因為各個熒光體21的比重不同，所以在調(diào)合有熒光體21的粘合劑24熱硬化時，重的熒光體21偏向圖中下側(cè)部分的緣故。例如，在紅色熒光體最重的情況下紅色熒光體偏向圖中下側(cè)的部分。由此來自半導(dǎo)體發(fā)光元件的光首先通過紅色熒光體多的紅色熒光體部分。因而，當(dāng)從正面看發(fā)光器件時，從發(fā)光元件發(fā)出的光通過的紅色熒光體部分的厚度變薄，色調(diào)接近藍(lán)色和綠色，而與此相反在從發(fā)光器件側(cè)面看的情況下來自發(fā)光元件的光通過的紅色熒光體部分的厚度變厚，色調(diào)接近紅色。
與此相反，在本實施方案的發(fā)光器件中，通過使用擴(kuò)散材料23，就可以使其色調(diào)均勻。即在本實施方案的發(fā)光器件中，因為來自半導(dǎo)體發(fā)光元件21的紫外光以及來自熒光體22的紅色、綠色、藍(lán)色光，由擴(kuò)散材料23在框架26的反射板內(nèi)部被擴(kuò)散到各個方向上，所以取出的光成為以粘合劑24的上面為基點(diǎn)的單面均勻的光源，色調(diào)變得均勻。即，可以得到從任何方向看都沒有顏色不均勻的發(fā)光器件。
另外，在圖5的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用擴(kuò)散材料23，所以和實施方案1(圖1)一樣，可以提高器件的發(fā)光強(qiáng)度。
在以上說明的圖5的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，也可以在粘合劑24中使用硅酮樹脂等的樹脂。
(實施方案2的變形例)圖7(a)、圖7(b)是展示實施方案2的半導(dǎo)體發(fā)光器件的變形例的斷面模式圖。和實施方案2不同之處是粘合劑24和密封樹脂25的形狀。
圖7(a)的發(fā)光器件，把摻入有擴(kuò)散材料23和熒光體22的粘合劑24制成圓筒形，用密封樹脂25填埋周邊。
圖7(b)的發(fā)光器件，把摻入擴(kuò)散材料23和熒光體22的粘合劑24制成圓筒形，用密封樹脂填埋其周邊還有上部。
在圖7(a)、(b)的器件中也可以在粘合劑24中使用硅酮樹脂等的樹脂。
粘合劑24和密封樹脂25的形狀，根據(jù)這些材料的材質(zhì)和發(fā)光器件的用途，也可以如本實施方案那樣設(shè)置。即使在這些例子中，也可以得到和實施方案2同樣的效果。
(實施方案3)
實施方案3的半導(dǎo)體發(fā)光器件，從圖8可知，分開構(gòu)成摻入熒光體32的粘合劑34、摻入擴(kuò)散材料33的粘接性或者粘結(jié)性的介質(zhì)33a、密封樹脂35。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件31的種類、熒光體32的種類、擴(kuò)散材料33的種類和實施方案2相同。
圖8是展示實施方案3的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架36的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑37粘接由GaN系列的材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件31。該半導(dǎo)體發(fā)光元件31的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線38，連接在框架36上?？蚣?6的反射板內(nèi)部的圖中下側(cè)的部分，用粘合劑34填充。而后在該粘合劑34中摻入RGB熒光體32。在該粘合劑34的圖中上側(cè)，填充有粘接性或者粘結(jié)性的介質(zhì)33a。在該介質(zhì)33a上，摻入有擴(kuò)散材料33。在該介質(zhì)33a的圖中的上側(cè)，進(jìn)一步填充有密封樹脂35。
圖8是半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，因為和前面的實施方案2所述的方法(圖6)大致相同，因而省略其說明。
在圖8的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用擴(kuò)散材料33，所以和實施方案1(圖1)一樣，可以使色調(diào)均勻。
另外，在圖8的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為分別準(zhǔn)備摻入了擴(kuò)散材料33的介質(zhì)33a，和摻入了熒光體32的粘合劑34，所以可以顯著減少擴(kuò)散材料33的不均勻。
(實施方案4)實施方案4的半導(dǎo)體器件，從圖9可知，分別構(gòu)成包含熒光體42的粘合劑44，包含擴(kuò)散材料43的密封樹脂45。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件41的種類，熒光體42的種類、擴(kuò)散材料43的種類和實施方案1(圖1)相同。
圖9是展示實施方案4的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架46的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑47粘接由GaN系列材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件41。該半導(dǎo)體發(fā)光元件41的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線48與框架46連接。框架46的反射板內(nèi)部的圖中下側(cè)的部分，用粘合劑44填充。而后在該粘合劑44中，摻入RGB熒光體42。在該粘合劑44的圖中上側(cè)，填充密封樹脂45。而后，在該密封樹脂45中摻入擴(kuò)散材料43。
圖9的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法因為和前面的實施方案2所述的方法(圖6)大致相同，因而省略說明。
在圖9的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料43，所以和實施方案1(圖1)一樣，可以使色調(diào)均勻。
另外，在圖9的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為分別準(zhǔn)備摻入了擴(kuò)散材料43的密封樹脂45、摻入了熒光體42的粘合劑44，所以和實施方案3(圖8)一樣，可以減少擴(kuò)散材料43的不均勻。
在圖9的半導(dǎo)體發(fā)光器件，和實施方案3的半導(dǎo)體發(fā)光器件(圖8)中，因為摻入擴(kuò)散材料43的位置不同，所以發(fā)光圖型稍有不同，可以根據(jù)燈的用途分別使用。
在圖9的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，也可以把在實施方案1(圖1)中使用的硅酮樹脂用于密封樹脂45。
(實施方案4的變形例)圖10(a)～(d)是實施方案4的半導(dǎo)體發(fā)光器件的變形例的斷面模式圖。和實施方案4不同之處是粘合劑54和密封樹脂的形狀。
圖10(a)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，把摻入有熒光體52的粘合劑54制成圓筒形狀，用注入有擴(kuò)散材料53的密封樹脂55填埋周邊還有上部。
圖10(b)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，把摻入有熒光體52的粘合劑54制成圓筒形狀，用密封樹脂55固定周圍，用摻入有擴(kuò)散材料53的密封樹脂55填埋上部。
圖10(c)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，把摻入有熒光體52的粘合劑54填充到框架56的反射板內(nèi)，在反射板正上方，涂抹摻入有擴(kuò)散材料53的密封樹脂55。
圖10(d)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，增加摻入有熒光體52的粘合劑54的量，減少摻入有擴(kuò)散材料53的密封樹脂55的量。
在圖10(a)～(d)的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，也可以在粘合劑54中使用樹脂。
粘合劑54和密封樹脂55的形狀，根據(jù)這些材料的材質(zhì)和發(fā)光器件的用途，可以如本實施方案那樣設(shè)置。即使在這些例子中，也可以得到和實施方案4同樣的效果。
(實施方案5)實施方案5的半導(dǎo)體發(fā)光器件，從圖11可知，分別構(gòu)成摻入有擴(kuò)散材料63的粘合劑64，摻入有熒光體62的密封樹脂65。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件61的種類，熒光體62的種類，擴(kuò)散材料63的種類和圖11是展示實施方案5的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架66的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑67粘接由GaN系列的材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件61。該半導(dǎo)體發(fā)光元件61的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線68與框架66連接。該半導(dǎo)體發(fā)光元件61的周圍，用粘合劑64填充。而且在該粘合劑64中摻入擴(kuò)散材料63。在該粘合劑64的周圍，填充有密封樹脂65。在該密封樹脂65中摻入有RGB熒光體62。
圖11的器件的制造方法，因為和上述實施方案2所述的方法大致相同，因而省略其詳細(xì)說明。
本實施方案的器件，其使色調(diào)均勻的效果與實施方案1～4相比稍差，但提高發(fā)光強(qiáng)度的效果特別大。這可考慮以下的理由。即，在以往的器件中，在使用紫外發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光元件61的情況下，大多是反射板不反射紫外光的一部分，而吸收這一部分。因而，從半導(dǎo)體發(fā)光元件61向橫方向發(fā)出的紫外光，不激勵熒光體62而被吸收。與此相反，一般認(rèn)為，在圖1的發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料53，所以靠該擴(kuò)散材料63使在橫方向上發(fā)出的紫外光向縱方向擴(kuò)散，紫外光和熒光體62高效率地耦合，發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。另外，因為從熒光體52發(fā)出的光的一部分由擴(kuò)散材料63擴(kuò)散，所以也可以得到使色調(diào)均勻的效果。
(實施方案5的變形例)
圖12是實施方案5的半導(dǎo)體發(fā)光器件的變形例的斷面模式圖。和實施方案5不同的是粘合劑64和密封樹脂65的形狀。
圖12的半導(dǎo)體發(fā)光器件，把摻入有擴(kuò)散材料63的粘合劑64沿著框架66的反射板內(nèi)壁大致均勻地涂抹，用注入摻入有熒光體62的密封樹脂65填埋上部。
粘合劑64和密封樹脂65的形狀，根據(jù)這些材料材質(zhì)和發(fā)光器件的用途，也可以如圖12那樣設(shè)置。即使在該器件中，也可以得到和實施方案5同樣的效果。
(實施方案6)實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件，如圖13所示，是白色發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光器件，被稱為LED燈。在半導(dǎo)體發(fā)光元件71中，使用由GaN系列材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射藍(lán)色光的元件。在熒光體72中，使用由藍(lán)色發(fā)光激勵發(fā)射黃色光的YAG熒光體。在擴(kuò)散材料73中，使用碳酸鈣擴(kuò)散材料。在圖13的器件中，在粘合劑74中摻入熒光體72、擴(kuò)散材料73。
以下，進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖13是本發(fā)明的實施方案5的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架76的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑77粘接由GaN材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射藍(lán)色光的半導(dǎo)體發(fā)光元件71。該半導(dǎo)體發(fā)光元件71的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線78與框架76連接?？蚣?6的反射板內(nèi)部，用粘合劑74填充。而且在該粘合劑74中，摻入YAG熒光體72、擴(kuò)散材料73。在圖13的器件中，該粘合劑74兼作包含熒光體72的熒光體部分，包含擴(kuò)散材料73的擴(kuò)散部件。
有關(guān)圖1所示的LED燈的制造工藝，參照圖14A～圖14F說明。
首先，如圖14A所示，把半導(dǎo)體發(fā)光元件71在框架76的反射板內(nèi)用銀膏等的粘接劑77固定。
接著，如圖14B所示，用Au等的導(dǎo)線78連接半導(dǎo)體發(fā)光元件71的p、n兩電極和框架76。
接著，如圖14C所示，用規(guī)定的配合比向粘合劑74中調(diào)合YAG熒光體72、碳酸鈣擴(kuò)散材料73，經(jīng)過充分?jǐn)嚢枋篃晒怏w72和擴(kuò)散材料73分散均勻。
接著，如圖14D所示，把準(zhǔn)備好的粘合劑74填充到框架76的反射板內(nèi)。而后在該狀態(tài)下進(jìn)行熱硬化，固定熒光體72、擴(kuò)散材料73。
接著，如圖14E所示，向兼作透鏡的形狀的箱型79中填充密封樹脂75并使其硬化。進(jìn)而，在圖14E中，為了容易看圖面，所以省略了圖14D所示的符號。
接著，如圖14F所示，摘掉箱型79。
接著，把框架76分離成單個的LED燈，得到圖1的器件。
在用以上的方法得到的圖13的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，可以通過混色來自半導(dǎo)體發(fā)光元件71的藍(lán)色光，來自靠藍(lán)色光激勵的YAG熒光體72的黃色光，得到白色的光。
在以往的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為沒有使用擴(kuò)散材料73，所以由于在從半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的藍(lán)色光通過的熒光體74上出現(xiàn)厚度差的原因，產(chǎn)生隨著觀看角度不同色調(diào)有些不同的問題。例如，在從正面看發(fā)光器件的情況下，因為從半導(dǎo)體發(fā)光元件71發(fā)出的光通過的熒光體部分74的厚度薄，所以色調(diào)接近藍(lán)色，而與此相反在從側(cè)面看發(fā)光器件時，因為藍(lán)色光通過的熒光體部分74的厚度厚，所以色調(diào)接近黃色。
與此相反，在圖13所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料73，所以無論從哪個角度看器件的色調(diào)都可以使其大致均勻。即在圖13所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為可以在框架76的反射板內(nèi)部使來自半導(dǎo)體發(fā)光元件71的藍(lán)色光、來自YAG熒光體72的黃色光擴(kuò)散到各個方向上，所以被取出的光可以看作以反射板上面為基點(diǎn)的單面均勻的光源，可以使色調(diào)均勻。即，可以得到無論從何處看都沒有顏色不均勻的發(fā)光器件。
另外，在圖13的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，和不使用擴(kuò)散材料13的情況相比，可以減少為了得到相同的色調(diào)所需要的熒光體72的量。其原因可以分析為，由于在圖13的半導(dǎo)體發(fā)光器件中使用擴(kuò)散材料73，由此擴(kuò)散半導(dǎo)體發(fā)光器件71發(fā)出藍(lán)色光，因而該藍(lán)色光在框架76的反射板內(nèi)部和YAG熒光體72高效地耦合，可以高效率地得到來自YAG熒光體72的光。
進(jìn)而，在圖13的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，和不使用擴(kuò)散材料73的情況相比，可以提高發(fā)光強(qiáng)度。其原因可以解析為通過高效率地耦合來自半導(dǎo)體發(fā)光元件71的藍(lán)色光、YAG熒光體73，就可以高效率地使用來自半導(dǎo)體發(fā)光元件71的藍(lán)色光以及來自YAG熒光體72的黃色光。
(實施方案7)實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件，從圖15可知，分別構(gòu)成摻入有熒光體82的粘合劑84和摻入有擴(kuò)散材料83的介質(zhì)83a。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件81的種類、熒光體82的種類、擴(kuò)散材料83的種類和實施方案6相同(圖13)。
圖15是本發(fā)明的實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架86的反射板內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑87粘接由GaN系列材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射藍(lán)色光的半導(dǎo)體發(fā)光元件81。該半導(dǎo)體發(fā)光元件81的p、n兩電極，用Au等的導(dǎo)線88與框架86連接?？蚣?6的反射板內(nèi)部，用粘合劑84填充。而且在粘合劑84中填充YAG熒光體82。在框架86的反射板的正上方，涂抹摻入有擴(kuò)散材料53的粘接性或者粘結(jié)性的介質(zhì)53a。而后，密封樹脂覆蓋它們周圍。
有關(guān)實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，參照圖16A～16F說明。
首先，如圖16A所示，把半導(dǎo)體發(fā)光元件81，在框架86的反射板內(nèi)，用銀膏等的粘接劑87固定。
接著，如圖16B所示，用Au等的導(dǎo)線88連接半導(dǎo)體發(fā)光元件81的p、n兩電極和框架86。
接著，向粘合劑中4注入YAG熒光體82，通過充分?jǐn)嚢枋篃晒怏w82均勻分散。而后如圖16C所示，把準(zhǔn)備好的粘合劑84填充到框架86的反射板內(nèi)，在該狀態(tài)下進(jìn)行熱硬化，固定熒光體82。
接著，向粘接性或者粘合性的介質(zhì)83a中注入擴(kuò)散材料83，通過充分?jǐn)嚢枋箶U(kuò)散材料83均勻分散。而后，如圖16D所示，把準(zhǔn)備好的介質(zhì)83a涂抹在反射板正上方，在該狀態(tài)下干燥，固定擴(kuò)散材料83。進(jìn)而，在該圖16D以及以下的圖16E中，為了圖面容易查看，所以省略圖16C所示的符號。
接著，如圖16E所示，向兼作透鏡形狀的箱型89中填充密封樹脂85并使其硬化。
接著，如圖16F所示，摘下箱型89。
接著，把框架86分開成獨(dú)立的LED燈，得到圖15的器件。
進(jìn)而，在本制造方法中，作為變形例，如圖16G所示，減少粘合劑84的量，在框架86的反射板內(nèi)注入介質(zhì)83a即可。
在用以上方法得到的圖15的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，可以通過混色來自半導(dǎo)體發(fā)光元件81的藍(lán)色光，來自靠該藍(lán)色光激勵的YAG熒光體82的黃色光，得到白色的光。
在圖15的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，通過使用擴(kuò)散材料83，就可以使色調(diào)均勻。即在圖15的發(fā)光器件中，來自半導(dǎo)體發(fā)光元件81的藍(lán)色光，來自YAG熒光體82的黃色光通過框架86的反射板正上方的擴(kuò)散材料83向各個方向擴(kuò)散，被取出的光可以看作是以介質(zhì)83a的上面為基點(diǎn)的單面均勻的光源，色調(diào)均勻。即，可以得到從任何地方看都沒有顏色不均勻的發(fā)光器件。
另外，在圖15的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為分別獨(dú)立地準(zhǔn)備摻入有熒光體82的粘合劑84、摻入有擴(kuò)散材料83的介質(zhì)83a，所以可以減少熒光體82和擴(kuò)散材料83的不均勻。
(實施方案8)實施方案8的半導(dǎo)體發(fā)光器件，分別獨(dú)立地構(gòu)成摻入有熒光體92的粘合劑94、摻入有擴(kuò)散材料93的密封樹脂95。制品形狀、半導(dǎo)體發(fā)光元件91的種類、熒光體92的種類、擴(kuò)散材料93的種類和實施方案6(圖13)相同。
圖17是實施方案8的半導(dǎo)體發(fā)光器件的斷面模式圖。在框架96的反射板的內(nèi)部，用銀膏等的粘接劑97粘接由GaN系列材料構(gòu)成的通過電流注入發(fā)射藍(lán)色光的半導(dǎo)體發(fā)光元件91。該半導(dǎo)體發(fā)光元件91的p、n兩電極，用Au導(dǎo)線98連接在框架96上。在框架96的反射板內(nèi)部，用粘合劑94填充。并且在該粘合劑94中，摻入有YAG熒光體92。另外，在密封樹脂95中，摻入有擴(kuò)散材料93。
圖17的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，因為和前面所述的實施方案6(圖14)大致相同，固而省略其說明。
在圖17的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為使用了擴(kuò)散材料93，所以和實施方案7(圖15)一樣，可以使色調(diào)均勻。
另外，在圖17的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，因為分別準(zhǔn)備摻入有熒光體92的粘合劑94和摻入有擴(kuò)散材料93的密封樹脂95，所以可以減少熒光體92和擴(kuò)散材料93的不均勻。
因為在圖17的半導(dǎo)體發(fā)光器件和實施方案7的半導(dǎo)體發(fā)光器件(圖15)中擴(kuò)散材料93的位置不同，所以發(fā)光方式稍有不同，可以根據(jù)燈的用途分開使用。
(實施方案9)實施方案9的半導(dǎo)體發(fā)光器件，是改變了實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件(圖1)的熒光體12的種類、擴(kuò)散材料13的種類的器件。即，作為熒光體12，使用靠來自半導(dǎo)體發(fā)光器件11的紫外光激勵發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色熒光體、靠來自該藍(lán)色熒光體的藍(lán)色光激勵發(fā)射黃色光的YAG熒光體、靠來自半導(dǎo)體發(fā)光器件11的紫外光激勵發(fā)射紅色光的紅色熒光體。另外，作為擴(kuò)散材料，使用硅石擴(kuò)散材料。
在本實施方案的發(fā)光器件中，通過來自紅色熒光體的紅色光、來自藍(lán)色熒光體的藍(lán)色光、來自YAG熒光體的黃色光的混色，可以得到白色光。
即使在實施方案的發(fā)光器件中，也可以得到和實施方案1的半導(dǎo)體發(fā)光器件(圖1)同樣的效果。
(實施方案10)實施方案10的半導(dǎo)體發(fā)光器件，是改變了實施方案6的半導(dǎo)體發(fā)光器件(圖9)的熒光體42的種類的器件。即，作為熒光體42，使用靠來自半導(dǎo)體發(fā)光器件41的紫外光激勵發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色熒光體、靠藍(lán)色熒光體激勵發(fā)射黃色光的YAG熒光體。
本實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件，通過來自藍(lán)色發(fā)光體的藍(lán)色光、來自YAG熒光體的黃色光的混色得到白色光。如本實施方案所示，在使用二種熒光體42的半導(dǎo)體發(fā)光器件的情況下，也存在在不使用擴(kuò)散材料43的以往的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，隨著觀看的角度的不同色調(diào)不同的問題。其原因和使用實施方案2(圖5)中說明的三種熒光體22的情況相同。
與此相反，在本實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，由于使用了擴(kuò)散材料43，因而可以使色調(diào)均勻。即在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，來自藍(lán)色熒光體的藍(lán)色光以及來自YAG熒光體的黃色光在框架46的反射板內(nèi)部被擴(kuò)散到各個方向，被取出的光可以看作是以反射板上面為基準(zhǔn)的單面均勻的光源，色調(diào)均勻。即，可以得到從任何角度看都沒有顏色不均勻的發(fā)光器件。
在以上說明的本發(fā)明的實施方案中，敘述了使用由GaN系列材料的半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況，但即使在使用由SiC系列和BN系列構(gòu)成的半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況下也可以得到同樣的效果。另外，擴(kuò)散材料，不只是在本實施方案中給出的品種，如果可以得到同樣的效果則可以自由地選擇。進(jìn)而，制品形狀也不只限于SMD和LED燈。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括靠電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件；摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體和擴(kuò)散材料的熒光體部分。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述擴(kuò)散材料包含碳酸鈣、硅石、SiO2、Al2O3的至少一種。
3.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述熒光體部分具備摻入有上述熒光體和上述擴(kuò)散材料的硅酮樹脂。
4.權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于在上述熒光體部分中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是0.5％以上5.0％以下。
5.權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于在上述熒光體部分中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是1.0％以上2.5％以下。
6.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述半導(dǎo)體發(fā)光元件包含AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)、BzGa1-xN(0≤z≤1)和SiC的至少一種。
7.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括半導(dǎo)體發(fā)光元件，靠電流注入發(fā)射紫外光；硅酮樹脂，它摻入有靠上述紫外光激勵發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色發(fā)光熒光體、靠上述紫外光激勵發(fā)射綠色光的綠色發(fā)光熒光體以及靠上述紫外發(fā)光激勵發(fā)射紅色光的紅色發(fā)光熒光體和擴(kuò)散材料。
8.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述擴(kuò)散材料包含碳酸鈣、硅石、SiO2、Al2O3的至少一種。
9.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于被摻入到上述硅酮樹脂中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是0.5％以上5.0％以下。
10.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于被摻入到上述硅酮樹脂中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是1.0％以上2.5％以下。
11.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述半導(dǎo)體發(fā)光元件包含AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)、BzGa1-xN(0≤z≤1)和SiC的至少一種。
12.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過注入電流發(fā)射第1波長的光；熒光體部分，它摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體；擴(kuò)散部件，被摻入擴(kuò)散材料，和上述熒光體部分分開構(gòu)成。
13.權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述擴(kuò)散材料包含碳酸鈣、硅石、SiO2、Al2O3的至少一種。
14.權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述擴(kuò)散材料被摻入到硅酮樹脂中。
15.權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于在上述擴(kuò)散部件中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是0.5％以上5.0％以下。
16.權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于在上述擴(kuò)散部件中的上述擴(kuò)散材料的重量百分比濃度是1.0％以上2.5％以下。
17.權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于上述半導(dǎo)體發(fā)光元件包含AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)、BzGa1-xN(0≤z≤1)和SiC的至少一種。
18.權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于配置在上述半導(dǎo)體發(fā)光元件以及上述熒光體部分周圍的密封樹脂被設(shè)置成作為上述擴(kuò)散部件。
19.權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于配置在上述半導(dǎo)體發(fā)光元件以及上述擴(kuò)散部件周圍的密封樹脂被設(shè)置成作為上述熒光體部分。
20.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括制造通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序；制作摻入有靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體和擴(kuò)散材料的熒光體部分的工序。
21.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括制造通過電流注入發(fā)射第1波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序；制造摻入靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體的熒光體部分的工序；制造摻入了擴(kuò)散材料且和上述熒光體分開構(gòu)成的擴(kuò)散部件的工序。
全文摘要
提供一種色調(diào)均勻的半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。在包括半導(dǎo)體發(fā)光元件(通過電流注入發(fā)射第1波長的光)、熒光體部分(摻入靠上述第1波長的光激勵發(fā)射第2波長的光的熒光體)的半導(dǎo)體發(fā)光器件中,在半導(dǎo)體發(fā)光元件的周圍適宜的地方摻入擴(kuò)散材料。
文檔編號H01L33/50GK1336693SQ01124470
公開日2002年2月20日 申請日期2001年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月31日
發(fā)明者古川千里, 森下正之 申請人:株式會社東芝