[发明专利]一种发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光器件及其制造方法，特别是一种电致发光与光 致发光结合的器件及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)具有的全固体、色饱合度好和发光效率高等优 点，逐渐开始应用于显示与照明领域。在照明应用中广泛采用的是白光 LED，该器件通常是利用蓝光LED不完全激发黄色荧光粉来获得黄光， 然后LED发出的蓝光与黄光混合产生白光。例如选用在宝石(Al₂O₃) 或碳化硅(SiC)衬底上生长的掺杂铝、铟的氮化镓(Ga1-xInxN(x约 等于0.25))蓝光发光二极管芯片与混合在有机硅或环氧树脂中的掺铈 钇铝石榴石(YAG:Ce)黄光荧光粉封装在一起，即可制成白光发光器 件。采用蓝光LED激发黄光荧光粉获得的白光流明效率较高，但显色 指数较低。白光也可以采用宝石(Al₂O₃)或碳化硅(SiC)衬底上生长 的掺杂铝、铟的氮化镓(Ga(Al/In)N)紫外或蓝紫光LED激发蓝、绿、 红(RGB)色荧光粉获得，该器件也是把紫光LED芯片与RGB荧光 粉封装在一起组成的单元发光器件，这种白光LED显色指数比较高， 但流明效率较低。用混合在树脂中的荧光粉粘结在发光二极管制备的发 光器件上，通常会出现由于混合在树脂中的荧光粉不均匀、重量比有变 化、荧光粉颗粒散射不同等原因产生的较大的色偏、色差与黄圈等缺陷， 而且这些有机树脂还容易受环境影响而出现老化变黄等现象，这给白光 LED的应用中带来诸多不便。解决上述问题是当前白光照明应用一个非 常关注的研究课题。

图1是现有技术的白光LED器件的结构示意图，其中，105为发光 二极管的空穴型导电电极，106为电子型导电电极，101是晶体生长过 渡层，102为电子型导电层，103为发光层，104为空穴导电层，200 是光反射层，300为发光二极管的基板，400是黄光荧光粉，500为封装 树脂。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有易于制备、简单、长寿命、高效率的 发光器件及制造方法。

本发明的另外一个目的是提供一种波长变换的发光器件，包括单色、 多色与白色发光器件。

为实现上述一个或多个目的，本发明提供一种发光器件，包括基板、 制备或者结合在所述基板上的发光二极管以及相关光学与机械结构，其 特征在于，所述基板由具有光致发光功能的晶体、多晶体或者非晶材料 构成，所述发光二极管发出的光透过基板发射。

根据本发明的一个方面，上述基板由包括掺铈钇铝石榴石 (YAG:Ce)、红宝石(Al₂O₃:Cr)、蓝宝石(Al₂O₃:Ti)、掺铈铝酸锂(Li (Al₂O₃):Ce)中的一种或多种的单晶、多晶或者非晶材料制成。

根据本发明的一个方面，上述发光二极管由不同组分的氮铝铟镓半 导体材料制成，所发射的光线的波长峰值范围是350～560nm。

根据本发明的一个方面，上述基板在所述发光二极管发出的光的激 发下发射出的光的色彩包括红色、绿色、蓝色和红色绿色过渡色、绿色 蓝色之间的过渡色。

根据本发明的一个方面，上述基板部分吸收、部分透射发光二极管 发出的光，所述基板透射的光与其在光致发光作用下产生的光混合成白 光。

本发明通过在具有光致发光功能的晶体基板上制作发光二极管，发 光二极管发出的一部分光激发晶体基板，使晶体基板发光，发光二极管 发出的另外一部分光透射过晶体基板与晶体基板所发出光形成混合光。

本发明的发光器件，包括晶体基板，该晶体基板上制备的发光二极 管、反射部件、以及固定机构。所述晶体基板具有光致发光特性，该发 光器件所发射光线的波长范围在紫外到蓝绿色区，且具有光致发光功能 的晶体基板在上述发光器件所发射光线激发下，发射出为红色、绿色、 蓝色和红色、绿色、蓝色之间的过渡色，或者形成混合色光。其中反射 部件是根据不同场合采用不同形式的功能部件。

该发光器件所发射光线的波长峰值范围是350～560nm。该具有光致 发光作用的基板在350～560nm为部分透明。