CN2643486Y - 半导体光源 - Google Patents

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Abstract

一种半导体光源，包含一蓝光二极管；至少一沟渠形成在该发光二极管上，且深度超越发光二极管的一发光层，以将该发光二极管切割成至少两个发光部分；一荧光体层，覆盖在一发光部分上，并填入该沟渠之内。覆盖有荧光体层发光部分所发出的蓝光可以为荧光体层完全吸收并转换为黄光，黄光与剩余发光部分的蓝光混合而得到白光，由分别控制不同发光部分的驱动电流，即可调配蓝光与黄光比例，混合出预定色温的白光。

Description

半导体光源
技术领域
本实用新型涉及一种半导体光源，更有关于一种可提高演色性及可达成较佳色温的半导体光源。
背景技术
半导体光源(如发光二极管)由于具有高发光效率、快速反应时间及较长的寿命，因此被预期可在未来作为照明光源用途。随着高亮度蓝光二极管的研发成功，发光二极管还可以提供白色光源，使得照明光源的目标更迈进一大步。
现有的发光二极管白光光源可以利用红蓝绿三原色的发光二极管，经适当的电压驱动及配合光扩散片处理后，即可由红蓝绿三原色混合结果而得到白光。然而由于红蓝绿三原色的发光二极管一般是由不同材质的基材及磊晶层所制成，因此各个发光二极管有不同的驱动电压，造成驱动电路设计复杂。再者，由于红蓝绿三原色的发光二极管使用不同材质的基材，温度特性不同，因此如果操作环境的温度改变，白光二极管的色温也会漂移。
台湾专利公告第385508号由日本日亚化公司所提出的专利“发光装置及显示装置”即提出一种使用单一发光二极管并配合光致发光荧光体所形成的白色光源，以改进现有专利。参见图1，为一引线型半导体光源10的剖视图。该半导体光源主要包含接脚106及接脚105、位于接脚105上的一碗部105a、安装在碗部105a内的一发光二极管102、覆盖于发光二极管102上的含有荧光体的树脂层101，与将碗部105a及接脚106上部封闭的模构件104。此发光二极管102为一蓝光发光二极管102且由接线103而连接到接脚106及接脚105的下侧部份105b而得到电力发出蓝光，此蓝光被含有荧光体的树脂层101吸收而发出黄光，由混合成白色光而达成白光照明的效果。
然而在上述的发光装置中，由于黄光及蓝光的产生均是来自单一发光二极管102，因此黄光及蓝光的亮度比例难以改变。换言之，用上述方式形成的白光二极管的色温并不易控制及最佳化。
实用新型内容
因此本实用新型的目的是提供一种可提高演色性及可具有较佳色温的半导体光源。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种半导体光源，包含：一发光二极管，可发出一蓝光；至少一沟渠，形成在该发光二极管上，且深度超越该发光二极管的一发光层，该发光二极管由该沟渠切割成至少两个发光部份；一荧光体层，覆盖在一发光部份上，并填入该沟渠之内；其中覆盖有荧光体层的发光部份所发出的蓝光可以为荧光体层完全吸收并转换为黄光；该黄光与剩余发光部份的蓝光混合而得到白光，由分别控制不同发光部份的驱动电流，即可调配蓝光与黄光比例，混合出预定色温的白光。
如上所述的半导体光源，其中该发光二极管上有两个沟渠，以将该发光二极管分成三个发光部份，其中一中间发光部份系夹在剩余发光部份之间，且该荧光体层覆盖在中间发光部份上，并填入该沟渠之内。
如上所述的半导体光源，其中该发光二极管上有两个沟渠，以将该发光二极管分成三个发光部份，其中一中间发光部份夹在剩余发光部份之间，且该荧光体层覆盖在中间发光部份外侧的两个发光部份上。
如上所述的半导体光源，其中该发光二极管上有一为封闭曲线的沟渠，以将该发光二极管分成一内发光部份及一外发光部份，且该荧光体层覆盖在内发光部份上。
如上所述的半导体光源，其中该发光二极管上有一为封闭曲线的沟渠，以将该发光二极管分成一内发光部份及一外发光部份，且该荧光体层覆盖在外发光部份上。
如上所述的半导体光源，其中该荧光体为钇铝石榴石型荧光体。
如上所述的半导体光源，其中该发光二极管为氮化镓系材料或硒化锌系材料所制成的发光二极管。
本实用新型的有益效果是，通过改变对于第一P型电极及第二P型电极的偏压电流，可以改变第一发光部份及第二发光部份的发光亮度比，因此可以方便地调整该白光二极管的色温。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是一现有发光二极管的剖视图；
图2是本实用新型第一较佳具体实例的白光二极管；及
图3是本实用新型第二较佳具体实例的白光二极管；
图4A及图4B是本实用新型第三较佳具体实例的白光二极管。
其中，附图标记说明如下：
10半导体光源            101树脂层
102发光二极管           103接线
104模构件
105接脚
105a碗部                105b下侧部份
106接脚
20，30白光二极管
200，300蓝宝石基板
202，302N型氮化镓层
204，304氮化镓系发光层
206，306P型氮化镓层
240，340沟渠
250，350荧光体层
20a，20b，30a，30b，30c发光部份
222a，222b，322a，322b，322c P型电极
220，320N型电极
40白光二极管
40a内发光部份       40b外发光部份
440四方形沟渠       450荧光体层
具体实施方式
参见图2，为依据本实用新型第一较佳具体实例的白光二极管20，该白光二极管20以一氮化镓系发光二极管做为发光的主体单元，且包含一蓝宝石基板200、一氮化镓缓冲层(未标号)、一N型氮化镓层202、一氮化镓系发光层204及一P型氮化镓层206。这些氮化镓系均为现有技术，因此在此不再赘述。
在本实用新型中，在该白光二极管20上以蚀刻的方式形成一垂直沟渠240，且该沟渠240在深度方向至少超越白光二极管20的氮化镓系发光层204，以将该白光二极管20切割成第一发光部份20a及第二发光部份20b。在第一发光部份20a的上部及沟渠240内设有荧光体层250。再者，在此白光二极管20上也设立有第一P型电极222a、第二P型电极222b及N型电极220。
在上述结构中，该氮化镓系发光层204可以发出蓝光，该荧光体层250为一钇铝石榴石型荧光体，并可以吸收蓝光而放出黄光。在本实用新型中可以分别对于第一P型电极222a及第二P型电极222b以不同的偏压电流驱动，且第一发光部份20a所发出的蓝光完全为荧光体层250所吸收而转换成黄光。由荧光体层250所发出黄光与第二发光部份20b所发出的蓝光经混光后可以得到白光。而由改变对于第一P型电极222a及第二P型电极222b的偏压电流，可以改变第一发光部份20a及第二发光部份20b的发光亮度比，因此可以调整该白光二极管20的色温。再者，由于荧光体层250至少设立在第一发光部份20a的上部及沟渠240内，因此第一发光部份20a所发出的蓝光完全为荧光体层250所吸收而转换成黄光，可以对于色温及光源演色性做更佳的控制。在图2所示的具体实例中，荧光体层250在图的左方(即第一发光部份20a的上部)位置，但须知也可以在图的右方(即第二发光部份20b的上部)位置。
参见图3，为依据本实用新型第二较佳具体实例的白光二极管30，该白光二极管30以一氮化镓系发光二极管做为发光的主体单元，且包含一蓝宝石基板300、一氮化镓缓冲层(未标号)、一N型氮化镓层302、一氮化镓系发光层304及一P型氮化镓层306。这些氮化镓系均为现有技术，因此在此不再赘述。
在本实用新型中，在该白光二极管30上以蚀刻的方式形成二垂直沟渠340a，340b，且该沟渠340a，340b在深度方向上至少超越白光二极管30的氮化镓系发光层304，以将该白光二极管30切割成一第一发光部份30a、一第二发光部份30b及一第三发光部份30c，且第三发光部份30c夹在第一发光部份30a及第二发光部份30b之间。在第三发光部份30c的上部及沟渠340内设有荧光体层350。再者，在此白光二极管30上也设立有第一P型电极322a、第二P型电极322b、第三P型电极322c及N型电极320。
在上述结构中，该氮化镓系发光层304可以发出蓝光，该荧光体层350为一钇铝石榴石型荧光体，并可以吸收蓝光而放出黄光。在本实用新型中可以分别对于第一P型电极322a、第二P型电极322b及第三P型电极322c以不同的偏压电流驱动，且第三发光部份30c所发出的蓝光完全为荧光体层350所吸收而转换成黄光。由荧光体层350所发出黄光与第一发光部份30a及第二发光部份30b所发出的蓝光经混光后可以得到白光。而由改变对于第一P型电极322a、第二P型电极322b及第三P型电极322c的偏压电流，可以改变第一发光部份30a、第二发光部份30b及第三发光部份30c的发光亮度比，因此可以调整该白光二极管30的色温。再者，由于荧光体层350至少设立在第三发光部份30c的上部及沟渠340内，因此第三发光部份30c所发出的蓝光完全为荧光体层350所吸收而转换成黄光，可以对于色温及光源演色性做更佳的控制，在本具体实例中，由于第三发光部份30c两侧皆有沟渠340，因此第三发光部份3c所发出的光线还可以为荧光体层350所限制，且由于第三发光部份30c夹在第一发光部份30a及第二发光部份30b之间，因此可以得到更好的混光结果。再者，在上述具体实例中，荧光体层也可以加在白光二极管30的上侧两端，即第一发光部份30a及第二发光部份30b之上，也可以得到极佳的混光结果。
参见图4A及图4B，分别为依据本实用新型第三较佳具体实例的白光二极管40上视图及侧视图，该白光二极管40以一氮化镓系发光二极管做为发光的主体单元，且也包含一蓝宝石基板、一氮化镓缓冲层、一N型氮化镓层、一氮化镓系发光层及一P型氮化镓层，同样的，这些氮化镓系材料均为现有技术，因此在此不再赘述。此较佳具体实例的特征为在白光二极管40上形成一四方形沟渠440，将此白光二极管40切割成内发光部份40a及外发光部份40b，使得内发光部份40a及外发光部份40b由上方看来具有类似“回”字的图样。在内发光部份40a施加一层荧光体层450，且荧光体层450可以填入四方形沟渠440内。在内发光部份40a及外发光部份40b上再形成电极(未标号)，使得外加电源可以施加到N型氮化镓层及氮化镓系发光层及一P型氮化镓层。由于荧光体层450将整个内发光部份40a环绕，因此可以完全吸收内发光部份40a所发出的蓝光。在此具体实例中，沟渠450也可以为圆形、环型或是其它封闭曲线，以使荧光体层450可将整个内发光部份40a环绕。再者，在上述具体实例中，荧光体层也可以加在外发光部份40b之上，也可以得到极佳的混光结果。综上所述，本实用新型的半导体光源可以更有弹性的调整演色性及具有较佳的色温特性，实为一不可多得的实用新型专利，但本实用新型的范围不仅限于前述较佳具体实例所述，而可做种种的替换变更，如该发光二极管也可为氮硒化锌系材料所制成的发光二极管，皆包含在本案的专利范围内。

Claims (7)

1、一种半导体光源，其特征在于，包含：
一发光二极管；
至少一沟渠，形成在该发光二极管上，且深度超越该发光二极管的一发光层，该发光二极管由该沟渠切割成至少两个发光部份；
一荧光体层，覆盖在一发光部份上，并填入该沟渠之内；其中覆盖有荧光体层的发光部分所发出的蓝光可以为荧光体层完全吸收并转换为黄光。
2、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，该发光二极管上具有两个所述的沟渠，将该发光二极管分成三个发光部份，其中一中间发光部份夹在剩余发光部份之间，且该荧光体层覆盖在中间发光部份上，并填入该沟渠之内。
3、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，该发光二极管上具有两个所述的沟渠，将该发光二极管分成三个发光部份，其中一中间发光部份夹在剩余发光部份之间，且该荧光体层覆盖在中间发光部份外侧的两个发光部份上。
4、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，所述发光二极管的沟渠为一封闭曲线的沟渠，将该发光二极管分成一内发光部份及一外发光部份，且该荧光体层覆盖在内发光部份上。
5、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，所述发光二极管的沟渠为一封闭曲线的沟渠，将该发光二极管分成一内发光部份及一外发光部份，且该荧光体层覆盖在外发光部份上。
6、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，该荧光体为钇铝石榴石型荧光体。
7、如权利要求1所述的半导体光源，其特征在于，该发光二极管为氮化镓系材料或硒化锌系材料所制成的发光二极管。
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