[实用新型]高亮度发光二极管

说明书

本实用新型涉及发光二极管(LED)，特别是高亮度发光二极管。

发光二极管的研究始于本世纪六十年代，至今已研制出多种发光二极管，如红色LED，橙色LED，黄色LED，绿色LED等。近年来，短波长发光二极管的研究方兴未艾，尤其是以III-V族氮化物半导体为基础的氮化铝镓铟(AlGaInN)系列最引人瞩目。日本日亚化学公司已制成蓝光LED。至于白光LED，有将红，绿，黑三色光包装在同一LED元件内，由红，绿，黑三色光同时发光，则会有白光出现；另一种为日本日亚化学公司出产的白光LED是将蓝光LED涂上黄色荧光粉，由蓝色与黄色合成得到白光，从光谱图中可以看出，其缺点在于有强的蓝色光波出现，不是理想的白光。

本实用新型的目的是提供一种新型的高亮度发光二极管。

本实用新型提供的LED包括一紫外光单晶，在紫外光单晶外包围有一荧光粉层。

实现紫外光单晶外包围一荧光粉层的方案有多种多样，下面结合本实用新型的实施例及其附图，加以详细说明。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5是本实用新型实施例5的结构示意图；

图6是本实用新型实施例6的结构示意图；

图7是本实用新型中紫外光单晶的结构示意图。

本实用新型中采用的紫外光单晶作为发光元件。紫外光单晶的层状结构，如图7所示，由P极至N极依次为P型氮化镓接触层a，P型氮化铝镓限制层b，氮化镓活性层c，N型氮化铝镓限制层d，N型氮化镓e，氮化镓缓冲层f。由于氮化镓活性层与氮化铝镓(AlGaN)限制层的晶格常数几近匹配，不会有缺陷产生，因此可得到高品质的氮化镓活性层，相对蓝光LED，其活性层为氮化镓铟(GaInN)，而铟的组成为0.2，其量子效率约为7％，紫外LED的量子效率理论值可达10％以上。

该紫外光单晶可利用有机金属汽相淀积技术将III-V族氮化物成长于蓝宝石基板上。由于蓝宝石基板为一绝缘体，LED晶粒的制作必须先从P型氮化镓接触层部分腐蚀暴露至N型氮化镓为止，之后进行P型及N型电极蒸镀，再切割成约350×350μm晶粒，然后封装完成灯泡形式，即成紫外光LED。

图1-6提供了本实用新型六种实施例的结构示意图。如图1和图4所示，荧光粉层12直接覆盖在紫外光单晶上，再用透明材料11或透明密闭容器18封装。

如图2所示，将荧光粉12与透明材料11混合后，再封装在紫外光单晶13外。

如图3所示，在紫外光单晶13制成的紫外光LED外，套有内壁上涂有荧光粉12的外罩15。

如图5所示，将荧光粉12涂布在透明密闭容器18的内壁上，而紫外光单晶封装于其中。

采用不同的荧光粉，便可由紫外光激发出不同的光来。如果上述荧光粉在紫外光的照射下产生白光，那么按上述方法即可制得白光LED。在该白光LED外再套上有色套帽20，那么就同样会有那一色的光出现，如图6所示。图6中所画的是以实施例1为基础的结构示意图。

就高亮度LED而言，目前以四元系列化合物(AlGaInP)及氮化镓系列(GaN)为主，但四元系列只能做红，黄，绿色光，而无法做到蓝色光，而氮化镓系列只能做到蓝，绿色光。若用本实用新型提供的技术方案，以紫外光单晶来激发包围在其外的荧光粉，便可产生所需的各色光，而且亮度均一，制作简单，避免了使用不同色LED时，其单晶制作不同，亮度也不一样，驱动电压有很大差别的缺点。即使将荧光粉固定为白色荧光粉，即制成白光LED，也能方便地改变颜色，而且发光亮度都很强。