专利名称：发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管。
背景技术：
以发光二极管(Light Emitting Diode, LED)作为光源的灯具比传统的白炽灯耗能减少九成，既节能又环保。现有技术的发出白光的LED通常包括一基板、置于该基板上的一 LED芯片、置于该LED芯片上的一荧光粉层及封装该LED芯片的一封装体。然而，由于该荧光粉层直接与LED芯片接触而导致荧光粉层受到LED芯片操作温度的影响而改变其吸收和发射光谱，进而使整个LED产生的白光随着不同的出射角度而色温分布不均勻。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种出射光色温分布均勻的LED。一种发光二极管，包括一基板、结合于该基板上的一 LED芯片、封装该LED芯片的一封装体及设置在该封装体外侧表面上的一荧光粉层，该LED芯片的出射光的光强I相对于出射角θ呈朗伯(Lambertian)分布，即出射光的光强I与出射角θ满足I = I0Xcos θ， 0°彡θ彡90° ；其中，Itl为该LED芯片中心轴处出射光的光强，出射角θ为出射光与中心轴的夹角，该荧光粉层中荧光粉的浓度、数目或厚度相对于出射角θ也呈朗伯分布。相对于现有技术，本发明的LED内荧光粉层中荧光粉的浓度、数目或厚度与LED芯片的出射光的光强相对于出射光的出射角均呈现朗伯分布，使整个LED出射光的色温具有在各个角度均勻分布的效果。
图1是本发明第一-实施例的LED的示意图。
图2是图1中LED的LED芯片的光强分布曲线图。
图3是本发明第二-实施例的LED的示意图。
图4是本发明第三.实施例的LED的示意图。
主要元件符号说明
LED100,200
导热基板IOUOa
凹槽12
LED芯片20、20a
封装体30、30a
荧光粉层40、40a
保护层50具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。请参照图1，为本发明第一实施例的LED 100，该LED 100可发出具有一第一色温的可见光，其包括一导热基板10、热性结合于该导热基板10上的一 LED芯片20、封装该LED 芯片20的一封装体30及设置在该封装体30外侧的一荧光粉层(Phosphor layer) 40。该导热基板10的材料可以是金属材料，如铜、锡、铝、金、银、钼、钨、镁或上述金属的合金，或者可采用不导电、高热导率的陶瓷材料，如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍 (BeO2)、碳化硅(SiC)等。该导热基板10从上表面向下表面所在方向凹陷设有一截面为梯形的凹槽12，所述LED芯片20容置于该凹槽12内并结合于该凹槽12的内表面。该封装体 30填充于该凹槽12内，且该封装体30的外侧表面与该凹槽12的肩部(该导热基板10靠近凹槽12的上表面)齐平，该荧光粉层40形成于该封装体30的外侧表面上。可以理解的是，该导热基板10的凹槽12的截面可以是其他形状，如矩形。该封装体30的材料可以是硅树脂(silicone)、环氧树脂(印oxy resin)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、压克力、聚碳酸树脂(PC)、等透光材料。该荧光粉层40的材料可以是硫化物(sulfides)、铝酸盐(aluminates)、氧化物 (oxides)、硅酸盐(silicates)、氮化物(nitrides)、氮氧化物(oxinitrides)等。具体地，该荧光粉层 40 的材料可以是 Ca2Al12019:Mn、(Ca，Sr, Ba)Al2O4:Eu, Y3Al5O12Ce3+(YAG), Tb3Al5O12Ce3+ (TAG), BaMgAl10O17Eu2+ (Mn2+), Ca2Si5N8Eu2\ (Ca, Sr, Ba) S:Eu2+、(Mg, Ca, Sr, Ba)2Si04:Eu2+、(Mg, Ca, Sr, Ba) 3Si207:Eu2+、Ca8Mg(SiO4) 4C12:Eu2\ Y2O2S:Eu3\ (Sr, Ca, Ba) SixOyNz:Eu2\ (Ca，Mg，Y) SiwAlxOyNz:Eu2+、CdS、CdTe、CcKe 等物质。该荧光粉层 40 的截面呈矩形，其厚度小于或等于700 μ m。优选地，该荧光粉层40的厚度小于或等于500 μ m。该荧光粉层40可通过喷射涂装(spray coating)、丝网印刷(screen printing)等方法形成于封装体30的外侧表面。该LED芯片20采用可发射可见光的材料，以发出具有一第二色温的可见光。如图 2所示，为该LED芯片20的光强分布曲线图。该LED芯片20出射光的光强I相对于出射角 θ呈朗伯(Lambertian)分布，即出射光的光强I与出射角θ满足如下关系I = I0Xcos θ， 0°彡θ <90° ；其中，Itl为该LED芯片20中心轴0处出射光的光强，出射角θ为出射光与该LED芯片20中心轴0的夹角。该荧光粉层40中荧光粉的浓度C与该LED芯片20出射光的出射角θ的关系满足如下关系C = C0Xcos θ，0° < θ <90° ；其中，Ctl为该荧光粉层40中对应该LED芯片 20中心轴0处的荧光粉的浓度，出射角θ为该LED芯片20出射光与该LED芯片20中心轴 0的夹角，即该荧光粉层40中荧光粉的浓度C相对于该LED芯片20出射光的出射角θ呈朗伯分布。由于该荧光粉层40中的荧光粉的浓度C与LED芯片20出射光的光强I相对于出射角θ均呈朗伯分布，当该LED芯片20出射光的出射角θ越小，相对应地，该LED芯片20 出射光的光强I就越大，荧光粉层40中荧光粉的浓度C就越大，这样LED芯片20出射的具有第二色温的光会有更大比例的一部分被荧光粉层40吸收转化成具有一第三色温的光， 然后未被荧光粉层40吸收的第二色温的光与该第三色温的光混合最终形成整个LED 100 出射的具有第一色温的光。因此，当该荧光粉层40中荧光粉的浓度C与该LED芯片20出射光的光强I均呈现朗伯分布的时候，整个LED 100出射光的色温将具有在各个角度均勻分布的效果。本实施例中，通过改变该荧光粉层40中荧光粉的浓度C来达成LED 100出射光的色温均勻分布的目的，具体实施时，还可以通过改变该荧光粉层40中荧光粉的数目、或者荧光粉层40的厚度来实现。如设置荧光粉层40中荧光粉的数目N与该LED芯片20出射光的出射角θ满足如下关系N = Nqxcos θ，0°彡θ彡90° ；其中，N。为对应该LED芯片 20中心轴0的该荧光粉层40中荧光粉的数目，出射角θ为该LED芯片20出射光与该LED 芯片20中心轴0的夹角，即该荧光粉层40中荧光粉的数目N与该LED芯片20出射光的出射角θ的关系也呈现朗伯分布；或者设置荧光粉层40中荧光粉的厚度T与该LED芯片20 出射光的出射角θ满足如下关系T = T0Xcos θ，0°彡θ彡90° ；其中，T0为对应该LED 芯片20中心轴0的该荧光粉层40中荧光粉的厚度，出射角θ为该LED芯片20出射光与该LED芯片20中心轴0的夹角，即该荧光粉层40中荧光粉的厚度T与该LED芯片20出射光的出射角θ的关系也呈现朗伯分布。相应的，该LED芯片20出射光的出射角θ越小，该LED芯片20出射光的光强I就越大，荧光粉层40中荧光粉的数目N或厚度T也就越大，这样LED芯片20出射的具有第二色温的光对应地会有更大比例的一部分被荧光粉层40吸收转化成具有一第三色温的光， 然后未被荧光粉层40吸收的第二色温的光与该第三色温的光混合最终形成整个LED 100 出射的具有第一色温的光。因此，当该荧光粉层40中荧光粉的数目N或厚度T与该LED芯片20出射光的光强I均呈现朗伯分布的时候，整个LED 100出射光的色温也将具有在各个角度均勻分布的效果。请参照图3，为本发明第二实施例的LED 200，与第一实施例的LED 100不同之处在于该导热基板IOa上并没有开设容置LED芯片20a的凹槽，LED芯片20a直接热性结合于导热基板IOa —侧表面上，封装LED芯片20a的封装体30a呈半球状，荧光粉层40a覆盖在封装体30a外侧表面。请参照图4，为本发明第三实施例的LED 300，与第一实施例的LED 100不同之处在于该荧光粉层40外侧可包覆一透光的保护层50，该保护层50的材料与封装体30的材料相同。
权利要求
1.一种发光二极管，包括一基板、结合于该基板上的一LED芯片及封装该LED芯片的一封装体，其特征在于该发光二极管该还包括设置在该封装体外侧表面上的一荧光粉层，该 LED芯片的出射光的光强I相对于出射角θ呈朗伯(Lambertian)分布，即出射光的光强I 与出射角θ满足I = I0Xcos θ，0° 彡 θ 彡 90° ；其中，Itl为该LED芯片中心轴处出射光的光强，出射角θ为出射光与中心轴的夹角， 该荧光粉层中荧光粉的浓度、数目或厚度相对于出射角θ也呈朗伯分布。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该荧光粉层外侧包覆一透光的保护层。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该荧光粉层的厚度小于或等于 700 μ m0
4.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于该荧光粉层的厚度小于或等于 500 μ m0
5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该基板开设一凹槽，所述LED芯片容置于该凹槽并结合于该凹槽的内表面，该封装体填充该凹槽，且该封装体的外侧表面与该凹槽的肩部齐平，该荧光粉层形成于该封装体的外侧表面。
6.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该LED芯片结合于该基板一侧表面上，该封装体呈半球状，该荧光粉层覆盖在半球状的封装体的外侧表面上。
7.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该基板的材料是铜、锡、铝、金、银、 钼、钨、镁或上述金属的合金。
8.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于该基板采用氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅制成。
全文摘要
一种发光二极管，包括一基板、结合于该基板上的一LED芯片、封装该LED芯片的一封装体及设置在该封装体外侧表面上的一荧光粉层，该LED芯片的出射光的光强I相对于出射角θ呈朗伯分布，即出射光的光强I与出射角θ满足I＝I0xcosθ，0°≤θ≤90°；其中，I0为该LED芯片中心轴处出射光的光强，出射角θ为出射光与中心轴的夹角，该荧光粉层中荧光粉的浓度、数目或厚度相对于出射角θ也呈朗伯分布。本发明的LED内荧光粉层中荧光粉的浓度、数目或厚度与LED芯片的出射光的光强相对于出射光的出射角均呈现朗伯分布，使整个LED出射光的色温具有在各个角度均匀分布的效果。
文档编号H01L33/50GK102376858SQ20101024821
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者赖志铭 申请人:富士迈半导体精密工业(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司