[发明专利]包括波长转换半导体发光器件和滤光器的光源

说明书

背景技术

比如发光二极管（LED）的半导体发光器件是目前可获得的最有效光源之一。在能够跨过可见光谱工作的高亮度LED制造中当前感兴趣的材料体系包括III-V族半导体，特别是也称为III族氮化物材料的镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金；以及镓、铝、铟、砷和磷的二元、三元和四元合金。通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其它外延技术，经常将III族氮化物器件外延生长在蓝宝石、碳化硅或III族氮化物衬底上以及III族磷化物器件外延生长在砷化镓上。通常，n型区域沉积在衬底上，接着发光或有源区域沉积在n型区域上，接着p型区域沉积在有源区域上。层的顺序可以颠倒，使得p型区域更接近衬底。

半导体发光器件的一种有希望的应用是用于液晶显示器（LCD）中的背光。LCD通常用于蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、便携式音乐播放器、膝上型计算机、桌上型监视器以及电视应用。本发明的一个实施例为需要背光的彩色或单色的透射型LCD，其中背光可以使用一个或多个发射白色或彩色光的LED。

发明内容

本发明的实施例包括一种半导体发光器件，其包括布置在n型区域和p型区域之间的发光层。发光层适合于发射具有第一峰值波长的第一种光。比如磷光体的第一波长转换材料适合于吸收第一种光并发射具有第二峰值波长的第二种光。比如磷光体的第二波长转换材料适合于吸收第一种光或者第二种光并发射具有第三峰值波长的第三种光。滤光器适合于反射具有第四峰值波长的第四种光。第四种光或者为第二种光的一部分或者为第三种光的一部分。滤光器配置成透射峰值波长比该第四峰值波长更长或更短的光。滤光器布置在第一、第二和第三种光的至少一部分的路径中位于该发光器件之上。

本发明的实施例可以在液晶显示器中使用。该显示器包括含有半导体发光器件的至少一个光源、液晶层、以及布置在至少一个光源和液晶层之间的第一滤光层。第一滤光层包括多个红色像素位置、绿色像素位置和蓝色像素位置。每个像素位置适合于透射期望颜色的光并吸收另外两种颜色的光。该显示器包括布置在第一滤光层和光源之间的第二滤光层。第二滤光层适合于透射由第一滤光层透射的红色、绿色和蓝色光，并且反射第一滤光层吸收的波长处的光。

附图说明

图1说明在CIE 1931色度图上磷光体转换LED和NTSC标准的色域。

图2为液晶显示器的一部分的横断面视图。

图3为根据本发明实施例的磷光体转换LED的横断面视图。

图4说明蓝色发光LED加上黄色发光磷光体的光谱以及用于使用RGB滤光器的显示器件的理想光源的光谱。

图5和6说明包括蓝色发光LED和黄色与红色发光磷光体的两个器件在通过滤光器之前和之后的光谱。

图7为根据本发明的可替换实施例的磷光体转换LED的横断面视图。

图8为液晶显示器的可替换实施例的一部分的横断面视图。

图9说明在液晶显示器件中使用的红色、绿色和蓝色滤光器的透射光谱。

具体实施方式

传统的白色发光LED典型地包括具有磷光体涂层的蓝色发光LED，该磷光体涂层通常为Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，其吸收一些蓝色光并发射黄色光。蓝色和黄色光的组合看上去是白色的。这种磷光体转换LED是有效的，但是由于在光谱中缺乏红色光的原因，其提供不良的色域用于LCD背光。

器件的“色域”为可以由该器件产生的色空间的部分。图1说明磷光体转换LED和NTSC标准的色域。图1的区域10为CIE 1931色度图，其为所有颜色的数学表示。三角形12为NTSC（即电视的色彩标准）的色域。灰色区域14为如上所述的蓝色+黄色磷光体转换LED的色域。图1所示磷光体转换LED能够产生的色域仅仅只有NTSC色域的69%大。

依照本发明的实施例，用于背光的磷光体转换LED可包括黄色/绿色磷光体、红色磷光体以及一个或多个滤光器，从而提高背光的色域。