[发明专利]半导体发光元件

说明书

技术领域

本发明是有关于一种照明用的半导体发光元件，特别是指一种使光线漫射以提高出光效率的半导体发光元件。

背景技术

一般照明用的半导体发光元件，通常以发光二极管(LED)为光源，并搭配荧光层，利用光源发出的光线照射荧光层，激发荧光层内的荧光粉发光，以使半导体发光元件可以产生预定颜色的光线。

目前荧光层的设置，一般采用导角涂布(conformal coating)或间接涂布(remote phosphor)的方式。导角涂布是将荧光层分布于发光二极管芯片的四周。间接涂布是使荧光层与发光二极管芯片间隔一定距离，而未直接接触。在Narendran等人的研究(N.Narendran，Y.Gu，J.P.Freyssinier-Nova，and Y.Zhu，“Extracting phosphor-scattered photonsto improve white LED efficiency”，phys.stat.solidi(a)202(6)，R60-R62)揭露，由于荧光粉为点光源，因此，荧光粉被激发的光线大部分朝向发光二极管芯片方向，使得大约60％的光会反射回半导体发光元件内。再者，现有的发光二极管芯片大多设置在一近似于上下倒置的截角锥形的反射体中，利用反射体辐射发光二极管芯片所发射的光束，例如中华民国发明专利公告号第315528号所揭露者。而在荧光层是以间接涂布方式设置的半导体发光元件中，反射体亦可将荧光层被激发的光线往发光二极管芯片方向聚焦。

然而，因为发光二极管芯片亦会吸收反射光，使得往发光二极管芯片聚集的光线大部分被芯片吸收，导致出光效率降低。

此外，由于反射体为光滑表面，与封装胶体的结合性较差，容易渗入湿气，对发光二极管芯片的性能有不良影响。

因此，如何提高间接涂布式的半导体发光元件的出光效率及可靠度，仍有很大的改进空间。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种可以提高出光效率及可靠度的半导体发光元件。

于是，本发明半导体发光元件，包含：一壳体、一导热体、一半导体芯片、一封装胶体及一荧光层。该壳体具有一基壁，及一由该基壁的上表面周缘往上凸伸的周壁，于该基壁中央处形成有一穿孔，该基壁与该周壁共同界定一凹槽，且围绕该凹槽的壁面为一漫射面。该导热体设于该基壁的下表面侧，且该导热体的部分区域位于该穿孔底侧，使该穿孔处形成一内槽。该半导体芯片设于该导热体上并位于该内槽中。该封装胶体覆盖于该半导体芯片上，并充满该内槽及该凹槽。该荧光层覆盖于该封装胶体表面。

依据几何光学，光入射一介质时，会有一部分的光被该介质反射、一部分的光可穿透该介质，以及一部分的光被该介质吸收，而定义：

反射率(Reflectance)+穿透率(transparency)+吸收率(absorptivity)＝1；

其中反射率＝镜射率(spectral)+漫射率(diffused)。

再定义本发明所称的漫射面是指：一种可使入射光反射的表面，且光的反射率中，漫射率大于镜射率。亦即，可使光线的反射率中的漫射率大于镜射率的表面，皆可做为本发明的漫射面。并以能使漫射率较高的漫射面较佳，藉此，可避免该荧光层产生的荧光被聚焦至该半导体芯片而被芯片吸收。适用于漫射面的具体例，例如粗糙表面。以粗糙表面形成漫射面，可增加与该封装胶体的密合性，防止湿气渗入，而能提升产品的可靠度。

本发明的壳体以还具有一由该基壁的上表面沿该穿孔周缘往上凸伸的凸部，并使该内槽往上延伸为较佳。藉由凸部可降低该半导体芯片的反射光及该荧光层产生的荧光入射该半导体芯片的机率，即可降低反射光及荧光被芯片吸收的机率。

再者，本发明半导体发光元件还可包含一设于该壳体上且未与该导热体接触的导线架，用以使该半导体芯片与一外部电路电连接。该导线架与该导热体分开设置，以区隔电性与热传导途径，可避免漏电的危险。