專利名稱：反射板和發(fā)光二極管用殼體及其發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用氧化鋁陶瓷制品的反射板和發(fā)光二極管用殼體及其發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
一直以來，發(fā)光二極管作為高輝度、低耗電的發(fā)光體，被大量生產(chǎn)并廣泛使用。特別是近年以來，以提高散熱特性從而延長(zhǎng)使用壽命為目的開發(fā)而成的發(fā)光二極管，其殼體是用兩片板狀的氧化鋁陶瓷制成的。這種發(fā)光二極管是用由氧化鋁陶瓷制成板狀的基體和覆蓋體粘貼為一體，在基體的表面貼裝發(fā)光元件，在覆蓋體的略中央位置形成帶曲線狀反射面的開口形狀。
近年來有了進(jìn)一步的發(fā)展，在藍(lán)色發(fā)光二極管的開發(fā)取得進(jìn)展的同時(shí)，在半導(dǎo)體基板制造方面，紫外線發(fā)光二極管的使用也受到關(guān)注。
在這種狀況下，以氧化鋁陶瓷為原材料的發(fā)光二極管，愈發(fā)需要具有更高的輝度。
為實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的高輝度化，提高發(fā)光元件的發(fā)光輝度的同時(shí)，提高發(fā)光二極管用殼體上反射面的反射率也是必不可少的。
上述使用目前的氧化鋁陶瓷制成的發(fā)光二極管，因?yàn)檠趸X陶瓷自身的反射率低，必須在反射面上另外貼裝高反射率的反射板，才能實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的高輝度化，因而發(fā)光二極管的生產(chǎn)需要花費(fèi)大量的勞力、時(shí)間和成本。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，雖然目前使用的發(fā)光二極管的殼體所使用的氧化鋁陶瓷是經(jīng)過一定溫度燒結(jié)而成的廣泛普及的一般陶瓷，但通過燒結(jié)溫度和原料形態(tài)的變化，陶瓷的氣孔直徑、氣孔率隨之變化，反射率也相應(yīng)大幅度發(fā)生變化，當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑、氣孔率在一定范圍內(nèi)時(shí)，與目前的氧化鋁陶瓷相比，實(shí)用上可以得到足夠滿意的反射效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反射板和發(fā)光二極管用殼體及其發(fā)光二極管，它將氣孔直徑為0.10μm-1.25μm范圍，或氣孔率為10％以上的氧化鋁陶瓷用作反射板，可以提高反射板的反射率，而且，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，制成用于發(fā)光二極管的殼體，可以提高發(fā)光二極管的反射率。
本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種反射板，由氧化鋁陶瓷材料制成，所述氧化鋁陶瓷的氣孔直徑為0.10μm-1.25μm。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是一種反射板，由氧化鋁陶瓷材料制成，所述氧化鋁陶瓷的氣孔率為10％以上。
本發(fā)明的技術(shù)方案之三是一種發(fā)光二極管用殼體，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，所述覆蓋體由氣孔直徑0.10μm-1.25μm的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
本發(fā)明的技術(shù)方案之四是一種發(fā)光二極管用殼體，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，所述覆蓋體由氣孔率10％以上的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
本發(fā)明的技術(shù)方案之五是一種發(fā)光二極管，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，并最終制成發(fā)光二極管，所述覆蓋體由氣孔直徑0.10μm-1.25μm的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
本發(fā)明的技術(shù)方案之六是一種發(fā)光二極管，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，并最終制成發(fā)光二極管，所述覆蓋體由氣孔率10％以上的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是目前使用的氧化鋁陶瓷，其氣孔直徑在0.10μm以下，氣孔率在10％以下，對(duì)各波長(zhǎng)的反射率均在90％以下，本發(fā)明與原有氧化鋁陶瓷相比，將氣孔直徑、氣孔率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，氧化鋁氣孔直徑達(dá)0.10μm-1.25μm，氣孔率達(dá)10％以上，從而實(shí)現(xiàn)了氧化鋁陶瓷自身的反射率大幅提高。
因此，將本發(fā)明所指的氧化鋁陶瓷用作發(fā)光二極管殼體的反射面時(shí)，可以提高發(fā)光二極管的輝度。


下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述圖1為本發(fā)明所涉及的發(fā)光二極管的立體圖；圖2為本發(fā)明所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖；
圖3為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)300nm的氣孔直徑與反射率的關(guān)系曲線；圖4為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)350nm的氣孔直徑與反射率的關(guān)系曲線；圖5為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)400nm的氣孔直徑與反射率的關(guān)系曲線；圖6為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)500nm的氣孔直徑與反射率的關(guān)系曲線；圖7為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)600nm的氣孔直徑與反射率的關(guān)系曲線；圖8為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)300nm的氣孔率與反射率的關(guān)系曲線；圖9為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)350nm的氣孔率與反射率的關(guān)系曲線；圖10為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)400nm的氣孔率與反射率的關(guān)系曲線；圖11為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)500nm的氣孔率與反射率的關(guān)系曲線；圖12為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)600nm的氣孔率與反射率的關(guān)系曲線；圖13為波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系曲線；圖14為波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系曲線；圖15為表1。
其中1發(fā)光二極管；2基體；3覆蓋體；4發(fā)光二極管用殼體；5發(fā)光二極管的發(fā)光元件；6開口；7反射面。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明所指發(fā)光二極管1如圖1和圖2所示，是由2枚矩形板狀的氧化鋁陶瓷制成的基體2和覆蓋體3貼合而成發(fā)光二極管用殼體4，在殼體4的基體2上貼裝發(fā)光二極管的發(fā)光元件5而構(gòu)成。
在覆蓋體3的略中央部位，由背面向表面直徑漸次擴(kuò)大成帶有傾斜狀的圓錐面開口6，該開口6的表面部分構(gòu)成反射面，即覆蓋體3起到了發(fā)光二極管1的反射板的功能。
用作反射板功能的覆蓋體3，其氧化鋁陶瓷的氣孔直徑為0.10μm-1.25μm，氣孔率為10％以上。
據(jù)此制成的覆蓋體3，與通常燒結(jié)而成的現(xiàn)有氧化鋁陶瓷相比，氧化鋁陶瓷自身的反射率提高，因而發(fā)光二極管的輝度得以提高。
就氧化鋁陶瓷而言，改變其燒結(jié)前的原料形態(tài)、調(diào)整其燒結(jié)時(shí)的溫度、或事先在原料內(nèi)摻雜有機(jī)物質(zhì)，使其燒結(jié)后的氣孔直徑和氣孔率發(fā)生變化、反射率也隨之相應(yīng)改變。當(dāng)氣孔直徑、氣孔率處在一定范圍內(nèi)時(shí)，其反射率比現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷有大幅度的提高。
以下就氧化鋁陶瓷的氣孔直徑、氣孔率與反射率的關(guān)系進(jìn)行說明。
本發(fā)明所指氧化鋁陶瓷的氧化鋁(Al2O3)含量為30％(重量比)以上。
首先，按照氧化鋁陶瓷燒結(jié)前的原料形態(tài)和燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度的不同，制成了21種樣品，測(cè)定了各種樣品的氣孔直徑和氣孔率，以及每種樣品對(duì)各種波長(zhǎng)的反射率。此處所測(cè)定的反射率并非通常所說的鏡面反射，而是指漫反射的反射率。
例如，1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)樣品是由直徑10μm的球狀氧化鋁分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結(jié)而成。
4號(hào)、5號(hào)和6號(hào)樣品是由直徑40μm的球狀氧化鋁分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結(jié)而成。
7號(hào)、8號(hào)和9號(hào)樣品是由氧化鋁重量比達(dá)96％的原料分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結(jié)而成。
10號(hào)、11號(hào)和12號(hào)樣品是由氧化鋁重量比達(dá)99.7％的原料分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結(jié)而成。
其它樣品對(duì)應(yīng)其不同的原料形態(tài)和燒結(jié)溫度燒結(jié)而成。
其中，9號(hào)樣品就是一般普及的廣泛使用的氧化鋁陶瓷。
反射率是使用漫反射測(cè)定原理，使用日本島津制作所研制的分光光度計(jì)UV-3150、MPC-3100測(cè)定而得。
各樣品的測(cè)定結(jié)果如表1所示。
由表1可知，表1中的9號(hào)樣品代表的是通常的氧化鋁陶瓷，其氣孔直徑為0.02μm、氣孔率為3.92％，其對(duì)波長(zhǎng)300nm光的反射率為60％，對(duì)波長(zhǎng)350nm光的反射率為85％以下。
根據(jù)表1所示的測(cè)定結(jié)果，將對(duì)應(yīng)各波長(zhǎng)的氣孔直徑與反射率的關(guān)系作成圖表，如圖3-圖7所示。同樣將對(duì)應(yīng)各波長(zhǎng)的氣孔率與反射率的關(guān)系作成圖表，如圖8-圖12所示。
將7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)樣品作為代表例，將波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系圖表化如圖13。同樣，將9號(hào)、12號(hào)樣品對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系圖表化如圖14。
由于我們將硫酸鋇的反射率視為100％，所以反射率的數(shù)值有超過100％的現(xiàn)象。
首先，由圖3-圖7所示的對(duì)應(yīng)各波長(zhǎng)的氣孔直徑與反射率的關(guān)系可以看出，對(duì)所有的波長(zhǎng)而言，氣孔直徑在0.7μm附近時(shí)的反射率達(dá)到峰值。
對(duì)于屬紫外線范圍的350nm波長(zhǎng)來說，由圖4所示的氣孔直徑與反射率的關(guān)系可以看出，氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時(shí)，反射率均可超過通常氧化鋁陶瓷的反射率水平85％，氣孔直徑在0.17μm-1.20μm時(shí)，反射率超過90％，特別是氣孔直徑在0.34μm-1.08μm時(shí)，反射率可超過95％，而氣孔直徑在0.60μm-0.80μm時(shí)，反射率接近峰值。
進(jìn)而分析得知，氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時(shí)，對(duì)于350nm以上的波長(zhǎng)來說，反射率可達(dá)85％以上，而即使對(duì)于300nm的波長(zhǎng)，反射率也可超過65％。
簡(jiǎn)言之，當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時(shí)，在可見光領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出非常高的反射率，即使在紫外線領(lǐng)域也有較高的反射率。
當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時(shí)，與通常氧化鋁陶瓷相比，其反射率可以大幅提高，而且，當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.17μm-1.20μm、0.34μm-1.08μm、0.60μm-0.80μm等范圍時(shí)，其反射率逐級(jí)提升。
其次，由圖8-圖12所示的對(duì)應(yīng)各波長(zhǎng)的氣孔率與反射率的關(guān)系可以看出，對(duì)所有波長(zhǎng)而言，氣孔率在40％--50％附近時(shí)的反射率達(dá)到峰值。
對(duì)于屬紫外線范圍的350nm波長(zhǎng)來說，由圖9所示的氣孔率與反射率的關(guān)系可以看出，氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時(shí)，反射率均可超過通常氧化鋁陶瓷的反射率水平85％。氣孔率在20％以上時(shí)，反射率超過90％，特別是氣孔率在35％以上時(shí)，反射率可超過95％，而氣孔率在40％以上時(shí)，反射率接近峰值。
進(jìn)而分析得知，氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時(shí)，對(duì)于350nm以上的波長(zhǎng)來說，反射率可達(dá)85％以上，而即使對(duì)于300nm的波長(zhǎng)，反射率也可以超過65％。
簡(jiǎn)言之，當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時(shí)，在可見光領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出非常高的反射率，即使在紫外線領(lǐng)域也有較高的反射率。
當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時(shí)，與通常氧化鋁陶瓷相比，其反射率可以大幅提高，而且，當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔率在20％以上、35％以上、40％以上等范圍時(shí)，其反射率逐級(jí)提升。
需要指出的是，氣孔率超過60％時(shí)，反射率會(huì)下降，而且氣孔率過高時(shí)，氧化鋁本身的強(qiáng)度下降導(dǎo)致實(shí)用上出現(xiàn)問題。因此，在確保實(shí)用上必要的強(qiáng)度的前提下，氣孔率只要超過10％，就能得到十分高的反射率。
如圖13所示的波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系可以看出9號(hào)樣品的氣孔直徑為0.02μm，不在0.10μm-1.25μm的范圍，其氣孔率為3.92％，也不在10％以上的范圍內(nèi)，其對(duì)任何波長(zhǎng)的反射率均在90％以下，而且，對(duì)紫外線領(lǐng)域接近上限的400nm附近的短波的反射率下降，對(duì)300nm波長(zhǎng)的反射率下降至60％。與之相對(duì)照，7號(hào)和8號(hào)樣品的氣孔直徑處在0.10μm-1.25μm的范圍，氣孔率也在10％以上的范圍，其對(duì)紫外線領(lǐng)域的325nm以上波長(zhǎng)的反射率達(dá)到極高的90％以上，而且對(duì)于300nm波的反射率也達(dá)到70％以上的高值。
當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm的范圍，或其氣孔率在10％以上時(shí)，氧化鋁陶瓷的反射率可以大幅提高。
7號(hào)、8號(hào)和9號(hào)樣品的原料中的氧化鋁重量比為96％，燒結(jié)溫度分別為1200℃、1380℃和1492℃，比通常的陶瓷燒結(jié)溫度低，而且原料的組成、添加劑等沒有任何變化，使用通常的燒結(jié)爐制造而成，因而可以在不增加制造成本的情況下，提高氧化鋁陶瓷的反射率。
如圖14所示的波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系可以看出，氧化鋁陶瓷的純度為96％的9號(hào)樣品的氣孔直徑為0.02μm，不在0.10μm-1.25μm的范圍，其氣孔率為3.92％，也不在10％以上的范圍內(nèi)，其對(duì)任何波長(zhǎng)的反射率均在90％以下，而且，對(duì)紫外線領(lǐng)域接近上限的400nm附近的短波的反射率下降，對(duì)300nm波長(zhǎng)的反射率下降至60％。與之相對(duì)照，氧化鋁陶瓷的純度為99.7％的12號(hào)樣品的氣孔直徑為處在0.10μm-1.25μm的范圍，氣孔率也在10％以上的范圍，其對(duì)紫外線領(lǐng)域的325nm以上波長(zhǎng)的反射率達(dá)到極高的90％以上，而且對(duì)于300nm波的反射率也達(dá)到70％以上的高值。
將9號(hào)和12號(hào)樣品比較可知，只是原料中氧化鋁的重量比率96％和99.7％的不同，僅是氧化鋁陶瓷的純度增大，沒有加入任何添加劑，使用通常的燒結(jié)爐制造而成，因而可以在僅增大氧化鋁陶瓷純度的情況下，提高氧化鋁陶瓷的反射率。
如上面說明所示，通常的氧化鋁陶瓷的氣孔直徑為0.10μm以下，氣孔率在10％以下，因而對(duì)各波長(zhǎng)的反射率在90％以下，而當(dāng)氧化鋁陶瓷的氣孔直徑為0.10μm-1.25μm范圍，或氣孔率在10％以上，氧化鋁陶瓷自身的反射率比通常的氧化鋁陶瓷有大幅提高。
因此，氣孔直徑為0.10μm-1.25μm范圍或氣孔率在10％以上的氧化鋁陶瓷用作各種光源的反射板時(shí)，可提高其反射效率，用作發(fā)光二級(jí)管的反射板時(shí)，發(fā)光二極管的輝度得以提高。特別是對(duì)于波長(zhǎng)短的藍(lán)色發(fā)光二極管及發(fā)射紫外光的發(fā)光二極管而言，效果尤為顯著。
而且，僅通過改變燒結(jié)溫度就能使氧化鋁陶瓷的氣孔直徑處于0.10μm-1.25μm范圍，或氣孔率提高至10％以上，因而反射率提高的同時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致氧化鋁陶瓷制造成本的增加。
權(quán)利要求
1.一種反射板，由氧化鋁陶瓷材料制成，其特征在于所述氧化鋁陶瓷的氣孔直徑為0.10μm-1.25μm。
2.一種反射板，由氧化鋁陶瓷材料制成，其特征在于所述氧化鋁陶瓷的氣孔率為10％以上。
3.一種發(fā)光二極管用殼體，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，其特征在于所述覆蓋體由氣孔直徑0.10μm-1.25μm的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
4.一種發(fā)光二極管用殼體，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，其特征在于所述覆蓋體由氣孔率10％以上的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
5.一種發(fā)光二極管，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，并最終制成發(fā)光二極管，其特征在于所述覆蓋體由氣孔直徑0.10μm-1.25μm的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
6.一種發(fā)光二極管，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，并最終制成發(fā)光二極管，其特征在于所述覆蓋體由氣孔率10％以上的氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種反射板和發(fā)光二極管用殼體及其發(fā)光二極管，它將氣孔直徑為0.10μm－1.25μm范圍，或氣孔率為 10％以上的氧化鋁陶瓷用作反射板，可以提高反射板的反射率，而且，在貼裝發(fā)光二極管發(fā)光元件的基體上部，粘貼上帶有開口狀反射面的覆蓋體，制成用于發(fā)光二極管的殼體，可以提高發(fā)光二極管的反射率。
文檔編號(hào)H01L23/02GK1604345SQ20041006524
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者山本濟(jì)宮, 工藤幸二, 光山和磨, 深江弘之, 前田良次, 西山研吾 申請(qǐng)人:蘇州共立電子工業(yè)有限公司