[发明专利]以散射光媒介作光变换的发光二极管

说明书

                            发明领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)，特别是有关于一种利用散射光媒介(scattering optical media)作光波长变换的发光二极管的制造。

                          相关技术说明

发光二极管(LED)为熟知的固态发光装置，已广泛应用于指示器、显示器及光源。如同半导体元件，LED的特征在于具有良好的烧毁率(burn-outrate)、耐振性及持久的反覆开关(ON/OFF)操作。

传统的LED一般发出光谱中的红光部分。就光波长变换来说，例如使用不同的杂质掺杂于LED以改变所放射出红光的波长。然而，上述利用杂质掺杂于LED的公知技术无法有效地放射出所有可见光谱范围的光。

相对于红光，蓝光属于可见光谱的短波长部分。目前已开发出的技术，从LED产生较大范围的放射光以开发光谱中的蓝光部分。波长较短的蓝光，其容许从蓝色LED的放射光改变成光谱中其他颜色的放射光，包含白光。此可通过荧光或光波长变换来完成，其为吸收波长较短的光并重新放射波长较长的光的过程。

图1a是熟知的利用光波长变换的LED。此LED包含半导体晶粒1、接线2及3、引线架4及5、波长变换物质6以及环氧树脂封胶7。当电流经由电性连接至引线架4及5的接线2及3而施加至作为LED的发光构件的半导体晶粒1时，产生一次光(primary light)。含有特定磷光质的波长变换物质6，覆盖发光构件(即半导体晶粒1)并模制于树脂中。半导体晶粒1的n电极及p电极通过接线2及3分别连接至引线架4及5。

对于光波长变换而言，LED的有效元件为光波长变换物质6，其从半导体晶粒1部分吸收初始光并产生二次光(secondary light)。从半导体晶粒1产生光的部分(以下称作LED光)激发内含于光变换物质6的磷光质以产生与LED光不同波长的荧光。由磷光质所放射出的荧光与LED光(其输出没有磷光质的激发)混合并放射输出。因此，LED输出具有与通过发光构件(即半导体晶粒1)放射的LED光不同波长的光。

包含于波长变换物质6中的磷光质可以是公知的荧光材料或是公知中有用的石榴石荧光材料的微晶体。就紫外线(UV)一次光放射而言，波长转换物质6包含稠密的磷光粉。图1b是配合图1a中使用稠密磷光粉的熟知具有光波长变换的LED。磷光粉埋置于环氧树脂9中并稠密地沉积成薄的覆盖层于发光构件(即半导体晶粒1)的表面。就蓝色的一次光放射而言，波长转换物质6包含稀释的磷光粉。图1c是配合图1a中使用稀释磷光粉的熟知具有光波长变换的LED。磷光粉埋置于环氧树脂9中并以稀释比例沉积于发光构件表面，如同厚的敷层、模糊球面或平面层，或如同镜片模制于半导体晶粒1。

就光波长变换而言，熟知的LEDs(例如公开于图1a、图1b及图1c的LED)在放射光色彩均匀性的控制上有问题。半导体晶粒1所产生的一次光会由于晶粒1的电极而被局部阻隔，使得光的每个方向或角度的放射不均匀而造成特别的放射图案。然而，光波长变换物质6中所含的磷光粉则导致光均匀的放射。在放射均匀性中的两冲突现象造成经由放射角度或方向控制光色彩均匀性的困难度，其导致无法控制光放射的色彩差异。

因此，在此技术中需要一种改善熟知具有光波长变换的改良式LED，特别是可以克服公知问题的LED。

                          发明概述

本发明提供一种发光二极管(LED)或其他发光装置，例如镭射二极管(laser diode，LD)，包括：发光构件及散光媒介，例如介质磷光粉(dielectricphospher powder，DPP)，此DPP吸收一部分由发光构件所放射的光并放射出波长不同于吸收光的光。在LED中光散射媒介或散布媒介的运用，例如介质颗粒(或任何具有能隙大于3eV的颗粒，其不会吸收光谱中的蓝光)，改善了LED放射光的光均匀性。