CN101752483B - 发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管。所述发光二极管包括一个发光二极管芯片，至少一个填充层及至少一个透光保护层。该发光二极管芯片具有至少一个出光面，该发光二极管芯片由该至少一个出光面发出第一色光。该至少一个填充层覆盖该至少一个出光面的第一部分区域且包含有第一荧光粉，该第一荧光粉在该第一色光的激发下发出不同于该第一色光的第二色光。该至少一个透光保护层覆盖该至少一个出光面的未被填充层覆盖的第二区域及所述至少一个填充层。该发光二极管芯片具有由其至少一个出光面向发光二极管芯片内开设的至少一个凹槽，该至少一个填充层填充在该至少一个凹槽中。所述发光二极管采用一个发光二极管芯片达到发出彩色光的目的。

Description

发光二极管
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种彩色发光二极管。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳(也即LED光源射出的光谱)及发光效率高等特性得到广泛的应用，具体可参阅Michael S.Shur等人在文献ProceedingsoftheIEEE，Vol.93，No.10(2005年10月)中发表的“Solid-State Lighting：Toward Superior Illumination”一文。
通常，为了使采用发光二极管作为发光元件的照明装置或显示装置具较佳的色彩表现能力，现有技术利用红、绿、蓝三色发光二极管相搭配组成一个彩色光光源，以利用该红、绿、蓝三色发光二极管发出的红、绿、蓝三色光经混光后形成彩色光，从而进行照明或显示。
然而，所述彩色光光源需要采用至少二个发光二极管来达成发出彩色光的目的，其不利于节约成本。
有鉴于此，提供一种节约成本的彩色发光二极管实为必要。
发明内容
下面将以实施例说明一种具有彩色发光功能且节约成本的发光二极管。
一种发光二极管，其包括一个发光二极管芯片，至少一个填充层及至少一个透光保护层。该发光二极管芯片具有至少一个出光面，该发光二极管芯片由该至少一个出光面发出第一色光。该至少一个填充层覆盖该至少一个出光面的第一部分区域且包含有第一荧光粉，该第一荧光粉在该第一色光的激发下发出不同于该第一色光的第二色光。该至少一个透光保护层覆盖该至少一个出光面的未被所述至少一个填充层覆盖的第二区域及所述至少一个填充层。该发光二极管芯片具有由其至少一个出光面向发光二极管芯片内开设的至少一个凹槽，该至少一个填充层填充在该至少一个凹槽中。
相对于现有技术，该发光二极管设置一个发光二极管芯片以发出第一色光，并且利用该第一色光激发包含有荧光粉的填充层以产生第二色光，该第一色光与第二色光相混光使得该发光二极管可发出彩色光。所述发光二极管采用一个发光二极管芯片达到发出彩色光的目的，其节约了成本从而利于应用及推广。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图2是本发明第二实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图3是本发明第三实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图4是本发明第四实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图5是本发明第五实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图6是本发明第六实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
图7是本发明第七实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种发光二极管10，其包括一个发光二极管芯片11、一个第一填充层130、一个第二填充层132及一个透光保护层15。
所述发光二极管芯片11可为发出蓝色光的蓝色发光二极管芯片。在本实施例中，所述蓝色光的波长为460nm。所述发光二极管芯片11具有一个方形轮廓，其包括一个顶面110、一个与该顶面110相对的安装面112、以及位于顶面110及安装面112之间的多个侧面114。所述发光二极管芯片11发出的蓝色光由该顶面110及该侧面114出射，具体地，该顶面110包括位于其两侧的一个第一区域110A和一个第二区域110B，以及一个位于该第一区域110A与第二区域110B之间的第三区域110C。
该发光二极管10通常进一步包括有一个基板100以支撑发光二极管芯片11，并对该发光二极管芯片11进行导热。该发光二极管芯片11通过其安装面112贴附在该基板100上。该基板100可优选地以绝缘性良好的陶瓷材料制成。
该第一、第二填充层130、132分别与该顶面110的第一、第二区域110A、110B直接接触以覆盖该顶面110的第一、第二区域110A、110B。具体地，该第一、第二填充层130、132的材料可为树脂(resin)，如环氧树脂(epoxy)等或聚碳酸树脂(Polyethylene terephalate)、硅胶(silicone)、高分子聚合物(polymer)等等。其中，该第一填充层130内填充有红色荧光粉140，该第二填充层132内填充有绿色荧光粉142。所述红色、绿色荧光粉140、142的材料可为硫化物(Sulfides)、铝酸盐(Aluminates)、氧化物(Oxides)、硅酸盐(Silicates)或氮化物(Nitredes)等。具体的，该红色、绿色荧光粉140、142可以为Ca2Al12O19:Mn，(Ca，Sr，Ba)Al2O4:Eu，Y3A15O12Ce3+(YAG)，Tb3Al5O12:Ce3+(YAG)，BaMgAl10O17:Eu2+(Mn2+)，Ca2Si5N8:Eu2+，(Ca，Sr，Ba)S:Eu2+，(Mg，Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu2+，(Mg，Ca，Sr，Ba)3Si2O7:Eu2+，Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+，Y2O2S:Eu3+，(Sr，Ca，Ba)SixOyNz:Eu2+，(Ca，Mg，Y)SiwAlxOyNz:Eu2+，CdS，CdTe或CdSe等。
该透光保护层15覆盖在顶面110的第三区域110C，以及侧面114上，从而与该第一、第二填充层130、132相结合以完全包覆该发光二极管芯片11的顶面110及侧面114。具体地，该透光保护层15可由透明材料，如树脂、硅胶、高分子聚合物、氮化硅(SiOx)、氧化铝(SiO2)、压克力或玻璃等制成。其中，树脂材料可为环氧树脂或聚碳酸树脂，高分子聚合物可为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
该第一、第二填充层130中的红色、绿色荧光粉140、142可分别受第一、第二区域110A、110B出射的蓝色光的激发。其中，第一区域110A出射的蓝色光激发红色荧光粉140以产生红色光，第二区域110B出射的蓝色光激发绿色荧光粉142以产生绿色光。另外，由第三区域110C及侧面114出射的蓝色光可经透光保护层15透射出去。
该红、绿、蓝三色光分别经第一、第二填充层140、142，以及透光保护层15出射后混光并形成全彩(fullcolor)色光。可以理解的是，该第一、第二填充层140、142可分别填充红色、绿色荧光粉140、142，使得由红、绿、蓝三色光混光形成的全彩色光更均匀。另外，所述第一填充层140或第二填充层142也可进一步覆盖在第三区域110C上，即第一、第二填充层140、142相结合完全覆盖顶面110。
当然，该发光二极管10可具有其它实施方式，如图2所示，本发明第二实施例提供的一种发光二极管20，其与第一实施例提供的发光二极管10相比，差别在于：第一、第二填充层240、242分别延伸至发光二极管20的侧面214上并相结合以覆盖该侧面214，而透光保护层25仅覆盖在顶面210的第三区域210C上。由此，从侧面214出射的蓝色光进一步被转化成为红、绿色光并出射。
当然，所述发光二极管不局限于第一实施例包含有两个填充层130、132的情形，其可根据实际发光需要包括其它填充层。如图3所示，本发明第三实施例提供的一种发光二极管30，其与第二实施例提供的发光二极管20相比，差别在于：该发光二极管30进一步包括一个第三填充层334，该第三填充层334覆盖顶面310第三区域310C的部分区域，且该第三填充层334内填充有黄色荧光粉344，该黄色荧光粉344受蓝色光的激发后产生黄色光。
所述发光二极管30可射出红、绿、蓝、及黄色光，从而混光并形成包含上述四种光的彩色光，从而具备更丰富之色彩表现能力。
进一步地，填充层也可不覆盖在发光二极管芯片的顶面上，如图4所示，本发明第四实施例提供的一种发光二极管40，其与第二实施例提供的发光二极管20相比，差别在于：发光二极管芯片41具有一个锥形轮廓，如圆锥形或棱锥形轮廓，透光保护层45覆盖在整个顶面410上，而填充层432覆盖在整个侧面414上，且该填充层432内填充绿色荧光粉442。由侧面414出射的蓝色光激发绿色荧光粉442以产生绿色光，而从顶面410出射的蓝色光可经透光保护层45透射出去。
上述第一至第四实施例中，透光保护层均可透射发光二极管芯片发出的蓝色光，可以理解的是，透光保护层也可填充荧光粉，以进一步吸收并转化发光二极管芯片发出的蓝色光。如图5所示，本发明第五实施例提供的一种发光二极管50，其与第二实施例提供的发光二极管20相比，差别在于：该发光二极管50的出光面510上覆盖第一填充层530及透光保护层55，其中，该第一填充层530覆盖侧面514的部分区域及顶面510的第一区域510A，该透光保护层55覆盖侧面514的其它区域以及顶面510的第二、第三区域510B、510C，且该透光保护层55内进一步填充有绿色荧光粉552。发光二极管芯片51发出的蓝色光一部分激发第一填充层530的红色荧光粉540并使其产生红色光，而另一部分则激发透光保护层55中的绿色荧光粉552并使其产生绿色光，所述红色光与绿色光混光后产生彩色光。
本实施例中，该透光保护层55可由透明材料，如树脂、硅胶、高分子聚合物、压克力或玻璃等制成。另外，可以理解的是，该透光保护层55内也可填充其它非红色荧光粉，如黄色荧光粉等，只要其与第一填充层530所填充的荧光粉不同，从而使该发光二极管50发出彩色光即可，并不局限于具体实施例。
为了简化发光二极管的体积，本发明第六实施例提供一种发光二极管60，该发光二极管60区别于第一至第五实施例所提供的发光二极管10～60之处在于：发光二极管芯片61由其顶面610向内开设多个凹槽61A以以对应收容多个填充层632，而透光保护层55同时覆盖顶面610及侧面614。
所述多个填充层632可填充同色荧光粉642，或优选地填充不同色的荧光粉642，如红、绿、黄荧光粉等，以使该发光二极管60可发出由红、绿、黄、及蓝色光混光形成的彩色光。
所述荧光粉642的粒径小于或等于30μm，优选地，荧光粉642的粒径小于或等于20μm。在本实施例中，所述凹槽61A为方形槽，其长度、宽度及深度分别优选地大于或等于50μm，由此每个凹槽61A可至少容纳两个以上荧光粉642颗粒。
本领域技术人员进一步可以理解的是，所述凹槽61A的形状还可根据实际需要进行变更，如图7所示，本发明第七实施例提供的一种发光二极管70，其与第六实施例所提供的发光二极管60的差别在于：凹槽71A为V型槽。
当然，所述凹槽71A还可以有其它变更实施方式，如设置为圆弧形，或开设在侧面712上，并不局限于具体实施例。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种发光二极管，其包括：
一个发光二极管芯片，其具有至少一个出光面，该发光二极管芯片由该至少一个出光面发出第一色光；
至少一个填充层，其覆盖该至少一个出光面的第一部分区域且包含有第一荧光粉，该第一荧光粉在该第一色光的激发下发出不同于该第一色光的第二色光；及
至少一个透光保护层，其覆盖该至少一个出光面的未被所述至少一个填充层覆盖的第二区域及所述至少一个填充层；
该发光二极管芯片具有由其至少一个出光面向发光二极管芯片内开设的至少一个凹槽，该至少一个填充层填充在该至少一个凹槽中。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该发光二极管芯片为蓝光发光二极管芯片。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，该第一荧光粉包含红、绿、黄色荧光粉中至少一者。
4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该至少一个透光保护层进一步包含有第二荧光粉，该第二荧光粉在该第一色光的激发下发出不同于该第一色光及第二色光的第三色光。
5.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，该第二荧光粉包含红、绿、黄色荧光粉中至少一者。
6.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该至少一个透光保护层的材料为树脂、硅胶、高分子聚合物、氮化硅、氧化铝、压克力或玻璃。
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