[发明专利]半导体发光装置

说明书

技术领域

本发明是有关一种带有荧光粉树脂(硅胶)涂层的发光二极管芯片的半导体发光装置的封装方法。荧光粉层的作用是吸收部分发光二极管芯片发出的光进行转换，并与其余芯片发出的光共同作用改变该装置的发光颜色。本发明的作用是减少芯片表面荧光物质分布不均匀引起的发光颜色的不均匀性，尤其可用来提高发光二极管白光光源的成品率。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode，是一种半导体固体发光器件，它具有寿命长、节能、安全、绿色环保、光色纯、体积小等显著优点。发光二极管芯片发光光谱宽度很窄，只发射单色光。因此在制作白光光源用于照明时，通常需要分别发红、绿、蓝的三种芯片配合混光。

另外一种比较简单的方法是采用二极管芯片结合表面涂布的荧光物质来合成白光。近年来为上述目的开发出很多种类的荧光物质，比如YAG系列，硅酸盐系列，氮化物系列的荧光粉来满足LED白光化的需求。通常，上述荧光粉是掺杂在树脂类(或硅胶)透明胶里使用的。自日本日亚化学工业公司发明采用氮化物半导体的蓝光LED以来，白光LED飞速发展，已到完全能够替代白炽灯的水平，并在发光效率上远远超过日光灯。

为了替代现今使用的日光灯照明，对白光LED的要求也越来越高。但从器件性能来说，不仅对其发光效率的要求高，而且对功耗，散热结构的要求也越来越高。主要原因是为了降低器件成本来满足一般照明的需求。

关于氮化物半导体的蓝光LED，现今其器件结构有很多种类。其中有一适合于大功率驱动的器件种类，通常称ThinFilm-LED，该器件是上下电极配置，是将氮化物半导体外延层从蓝宝石衬底上分离出来的特殊结构。其特点(参照器件结构图1a)首先是，将包括发光层的外延超薄膜用共晶焊的手法粘贴到导热性能优良的硅基板或金属基板(通常为Cu或Cu合金)上，所以在高功率工作时具备有优良的散热特性。其次，因粘贴外延超薄片时，将GaN晶体的C+面面向散热基板，器件的上的GaN晶体变为C-，可用简单的化学Wet-Etching方法将发光面粗化处理，大大提高了光取出效率，从而提高了器件的外量子效率。本发明主要是关于上述ThinFilm-LED的封装方法。

图1b给出采用背景技术所试制的大功率白光LED的封装模式图。图中各个部分的名称及所起的作用可参照左上角的部件名称表。通常采用ThinFilm-LED进行白光封装时，因发光部的晶体厚度非常小，所以使用荧光胶的点胶法，就很容易使荧光胶覆盖整个发光区。利用发光二极管芯片发光和荧光胶发光可以混合出白光光谱。通过适量的控制荧光胶的点胶量就可以较好的控制平均的白光色温。

但是当覆盖在发光芯片表面的荧光胶厚度不均匀时，则发光二极管芯片发出的光强与荧光光强的比例发生变化，就会出现光斑，即所谓的色温分布。具体地说，荧光胶厚的部分荧光强度相对高，发光色会接近荧光光色。相反，荧光胶薄的部分荧光光强减弱，显示出接近二极管的发光色。最终，导致器件表面不同位置具有不同的色温分布，即形成光斑，影响应用效果，如图1c所示。

本发明的主要目的是减少由于荧光胶厚度不均匀造成的芯片表面不同位置的色温差异，改善光斑。

发明内容

为了得到厚度均匀的荧光胶涂布效果，我们提供一种半导体发光装置能够很简单地实现均匀的荧光胶薄膜，从而大大减弱了器件表面的色温分布。

半导体发光装置，包括半导体发光器件和荧光胶，所述荧光胶为含有荧光物质的透光性树脂，而且该荧光物质至少部分吸收发光器件发出的光并发出相应的荧光，所述荧光胶在固化前其上表面固定有一透明固体平板。

所述荧光胶与半导体发光器件的光出射面之间附有透光性树脂层，所述透光性树脂层使发光器件上表面平整后与透明固体平板平行。

所述荧光胶与半导体发光器件的光出射面是直接接触的，所述透明固体平板与荧光胶接触的一面与发光器件的上表面相平行。

所述透明固体平板与发光器件的上表面之间有三个以上的透明支撑物。

所述透明支撑物为透明的球体。

所述透明支撑物为固定于透明固体平板上的突起。

所述突起支撑于发光器件表面端为光滑曲面。

所述透明支撑物所占的体积少于荧光物质和透光性树脂总体积的5％。

所述透明支撑物所围起来的最大面积要大于发光器件表面面积的5％。

所述透明支撑物的支撑高度大于5微米，小于500微米

所述透明固体板和透明支撑物的材料主成分至少含有SiO2，TiO2，Al2O3在可见光谱区内透明的氧化物中的至少一种。