專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備并且更具體地說涉及包含多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光器件(下文中簡(jiǎn)寫為“發(fā)光器件”)具有小的外部尺寸并且發(fā)出的光很小，于是就具有近似于點(diǎn)光源的光學(xué)性質(zhì)。包括作為發(fā)光源的發(fā)光器件的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備例如裝配在LCD背光、打印機(jī)的讀寫光源、板狀照明器、普通照明器和各種指示器中。在這種情況下，安裝多個(gè)具有幾乎相同發(fā)光頻譜分布和方向特性的發(fā)光器件以確保所需量的照明光。“方向特性”定義為“與半導(dǎo)體發(fā)光器件的光學(xué)軸線成不同角度地測(cè)量的亮度的一系列相對(duì)值并且用連續(xù)線繪圖”。
在又一種建議的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，發(fā)光器件被密封在包含一個(gè)或多個(gè)熒光體的透光樹脂中。在此情況下，從發(fā)光器件發(fā)出的光用來激勵(lì)用于轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的熒光體以及釋放在色度上與發(fā)光器件發(fā)出的光不同的光。
例如，如果從發(fā)光器件發(fā)出的光是藍(lán)光，那么該設(shè)備可以使用可在由藍(lán)光激勵(lì)時(shí)將藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為藍(lán)光或黃光的互補(bǔ)色的熒光體。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件發(fā)出的部分藍(lán)光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的黃光以及從發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光受到另外的顏色混合物以獲得色度接近白光的光。
類似地，如果從發(fā)光器件發(fā)出的光是藍(lán)光，那么該設(shè)備可以使用可在由藍(lán)光激勵(lì)時(shí)將藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為綠光和紅光的兩種熒光體的混合。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件發(fā)出的部分藍(lán)光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的綠光和紅光以及從發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光受到另外的顏色混合物以獲得色度上幾乎等同于白光的光。
另外，如果從發(fā)光器件發(fā)出的光是紫外光，那么該設(shè)備可以使用可在由紫外光激勵(lì)時(shí)將紫外光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為藍(lán)光、綠光和紅光的三種熒光體的混合。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件發(fā)出的部分紫外光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的藍(lán)光、綠光和紅光受到另外的顏色混合物以獲得色度上幾乎等同于白光的光。
而且，從發(fā)光器件發(fā)出的光的類型和熒光體的類型可以適當(dāng)?shù)鼗旌弦垣@得各種有顏色的光，比如幾乎等同于白光的光，或者除了色度接近于白光的光之外的其它光(例如參見專利文獻(xiàn)1JP 2005-285874A)。
即使發(fā)光器件具有相同的半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)，也就是相同的發(fā)光頻譜分布，但是不同外形和尺寸的發(fā)光器件也能改變從發(fā)光器件發(fā)出的光的方向特性。即使外形和尺寸相同，不同形狀和尺寸的電極也能改變方向特性。尤其，發(fā)光器件的光出射面上的電極對(duì)其有極大的影響。
例如，下面三種類型的不同發(fā)光器件假定具有相同的材料和結(jié)構(gòu)(相同的發(fā)光頻譜分布)和幾乎相同的尺寸，僅在外部形式上有不同。發(fā)光器件A的形式為如圖1所示的大致立方體。發(fā)光器件B的形式為如圖2所示的大致截頂四棱錐。發(fā)光器件C的形式為如圖3所示的大致截頂?shù)顾睦忮F。它們具有相應(yīng)的方向特性，圖4示出了發(fā)光器件A的曲線，圖5示出了發(fā)光器件B的曲線，圖6示出了發(fā)光器件C的曲線。這些圖以極坐標(biāo)示出了光強(qiáng)度(發(fā)光強(qiáng)度)的曲線(發(fā)光強(qiáng)度的分布曲線)，它們顯示了從發(fā)光器件A、B、C能發(fā)出多強(qiáng)和哪個(gè)方向上的光。光分布基本上通過測(cè)量整個(gè)橫截面上的光強(qiáng)度來確定，不過這由單個(gè)橫截面上的發(fā)光強(qiáng)度所表示，因?yàn)椴煌瑱M截面上的發(fā)光強(qiáng)度幾乎相同。方向特性的外部形式如下所表示。也就是，發(fā)光器件A具有如圖4所示的幾乎球形，發(fā)光器件B具有如圖5所示的大致倒圓錐形，發(fā)光器件C具有如圖6所示的大致圓錐形。
多個(gè)具有幾乎相等的發(fā)光頻譜分布和方向特性的發(fā)光器件安裝和密封在由包含一個(gè)或多個(gè)熒光體的透光樹脂所構(gòu)成的密封樹脂中以構(gòu)造半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。這種設(shè)備通常建議的例子具有如圖14和15所示的布置。圖14是正視圖，圖15是圖14的A-A橫截視圖。
圖14和15所示設(shè)備包括包裝的樹脂模塑體51(下文中稱為“燈罩51”)，其通過在樹脂中嵌件成型引線框架50并在其中形成具有孔隙52的凹陷53而獲得。凹陷53具有內(nèi)底部，四個(gè)接合墊54通過所述內(nèi)底部成一直線地暴露于四個(gè)分離的引線框架50的相應(yīng)一端上。其中，最外的一對(duì)接合墊54延伸穿過燈罩51并且從燈罩51的外周邊表面引出到外面。引線框架50另一端上的一對(duì)外部連接端子55沿著燈罩51的外周邊表面定位。
在通過凹陷53的內(nèi)底部暴露的三個(gè)接合墊54上的是圖3所示的發(fā)光器件C56，所述發(fā)光器件借助于導(dǎo)電接合元件(未示出)分別貼合至所述接合墊54。發(fā)光器件C56具有與接合墊54電導(dǎo)通的下電極，發(fā)光器件C56安裝在所述接合墊54上。
另一方面，發(fā)光器件C56上的上電極和一個(gè)與其上安裝有發(fā)光器件C56的接合墊54相鄰的接合墊54借助于接合導(dǎo)線57彼此導(dǎo)線接合從而使它們之間導(dǎo)電。
而且，凹陷53中填充有由包含一個(gè)或多個(gè)熒光體的透光樹脂所構(gòu)成的密封樹脂58以將發(fā)光器件C56和接合導(dǎo)線57密封在樹脂中。
作為另一種現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)建議了如圖16和17所示的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。圖16是正視圖，圖17是圖16的A-A橫截視圖。在這種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，不同于上述半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，安裝了圖2的發(fā)光器件B59以代替發(fā)光器件C56。
在現(xiàn)有技術(shù)的任一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，發(fā)光器件56、59都串聯(lián)地電連接。當(dāng)電壓施加于一對(duì)從燈罩51引出并沿著燈罩51的外周邊表面定位的外部連接端子55、55時(shí)，所有的發(fā)光器件56、59都被驅(qū)動(dòng)來發(fā)光。
發(fā)光器件C具有如圖6所示的方向特性，而發(fā)光器件B具有如圖5所示的方向特性?，F(xiàn)有技術(shù)中的包含這種發(fā)光器件的這兩種類型半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備分別具有如圖15和17所示的方向特性。
其中，包含多個(gè)發(fā)光器件C的圖15所示半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的方向特性包括相鄰發(fā)光器件C之間如所示其光分布廣泛地重疊的區(qū)域。這種光分布重疊區(qū)域的出現(xiàn)引起了半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的以下問題。
首先，與比如發(fā)光器件C的光學(xué)軸線附近的區(qū)域之類的其它區(qū)域相比，這個(gè)區(qū)域接收到從發(fā)光器件C發(fā)出的更大量的光。與其它區(qū)域相比，這個(gè)區(qū)域還接收到在包含于覆蓋發(fā)光器件C的密封樹脂中的熒光體處波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的更大量的光。
例如，假設(shè)從發(fā)光器件C發(fā)出的光是藍(lán)光，并且該設(shè)備使用了在由藍(lán)光激勵(lì)時(shí)能將藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為藍(lán)光或黃光的互補(bǔ)色的熒光體以獲得色度接近于白光的光。在從照射方向觀察半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備時(shí)，從發(fā)光器件C所定位的區(qū)域釋放出帶藍(lán)色的白光，因?yàn)樵搮^(qū)域具有發(fā)光器件C較強(qiáng)的光源色彩。帶黃色的白光從發(fā)光器件C之間的區(qū)域釋放，因?yàn)樵搮^(qū)域具有較更強(qiáng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光。于是，半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備就顯示了色彩不均勻性。
包含在密封樹脂中的熒光體和透光樹脂(它們被光線中具有相對(duì)較高能量的藍(lán)光局部地照射)比其它區(qū)域中的透光樹脂和熒光體更快地退化。
因此，透光樹脂一段時(shí)間之后的退化導(dǎo)致了樹脂的透光性和顏色的變化降低。類似地，熒光體一段時(shí)間之后的退化導(dǎo)致了熒光體波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換率的降低。于是，在半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，就出現(xiàn)了一段時(shí)間之后與局部退化關(guān)聯(lián)的各種問題，照射光的量和色度。
具體地，根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的驅(qū)動(dòng)累積時(shí)間，包含在密封樹脂中的熒光體和透光樹脂之間的局部退化率的差異導(dǎo)致了亮度和色度中的顯著變化。
另一方面，包含多個(gè)發(fā)光器件B的圖17所示半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的方向特性也包括相鄰發(fā)光器件B之間如所示其光分布廣泛地重疊的區(qū)域。
另外，還存在著如所示從發(fā)光器件B接收較小量的光的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域成為導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的色彩發(fā)生變化的一個(gè)因素，因?yàn)闊晒怏w波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換了少量的光。
因此，在半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，與上面類似，就出現(xiàn)了一段之間之后與照射光的色彩變化以及局部退化相關(guān)聯(lián)的問題，照射光的量和色度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在考慮到上述問題之下作出，其目標(biāo)是提供一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其具有與照明光相關(guān)聯(lián)的減小的顏色不均勻度以及一段時(shí)間之后照明光的量和色度受到抑制的局部退化。
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其包括多個(gè)安裝在基底上的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中半導(dǎo)體發(fā)光器件密封在包含熒光體的透光樹脂中，其中半導(dǎo)體發(fā)光器件具有兩種不同的方向特性，其中具有不同方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件彼此相鄰地布置。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，優(yōu)選地，所述兩種方向特性呈底部與半導(dǎo)體發(fā)光器件相鄰的大致圓錐形式和呈頂點(diǎn)與半導(dǎo)體發(fā)光器件相鄰的大致倒圓錐形式。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，奇數(shù)數(shù)目的半導(dǎo)體發(fā)光器件成直線地布置，或者半導(dǎo)體發(fā)光器件成矩陣地布置且具有奇數(shù)數(shù)目的行和奇數(shù)數(shù)目的列，行和列每個(gè)都包括奇數(shù)數(shù)目的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中在成直線地布置的情況下定位在兩端處的半導(dǎo)體發(fā)光器件具有呈大致圓錐形式的方向特性，其中在成矩陣地布置的情況下定位在角落處的半導(dǎo)體發(fā)光器件具有呈大致倒圓錐形式的方向特性。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，所述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件具有通過貼合(die bonding)或?qū)Ь€接合(wire bonding)交替地連接的N極和P極，其中相鄰兩個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件上的電極如果不是通過貼合連接則通過導(dǎo)線接合彼此相連接。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備使得能減少與照明光相關(guān)聯(lián)的顏色不均勻度以及抑制一段時(shí)間之后照明光的量和色度的局部退化。


圖1是半導(dǎo)體發(fā)光器件的透視圖。
圖2是另一半導(dǎo)體發(fā)光器件的透視圖。
圖3是又一半導(dǎo)體發(fā)光器件的透視圖。
圖4示出了圖1所示半導(dǎo)體發(fā)光器件的方向特性。
圖5示出了圖2所示半導(dǎo)體發(fā)光器件的方向特性。
圖6示出了圖3所示半導(dǎo)體發(fā)光器件的方向特性。
圖7是例1的正視圖。
圖8是圖7的A-A橫截面視圖。
圖9是安裝在例1中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的示意圖。
圖10是安裝在例1中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的另一示意圖。
圖11是例1的內(nèi)部布線圖。
圖12是例2的平面圖。
圖13是例3的平面圖。
圖14是現(xiàn)有技術(shù)的正視圖。
圖15是圖14的A-A橫截面視圖。
圖16是另一種現(xiàn)有技術(shù)的正視圖。
圖17是圖16的A-A橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照?qǐng)D1-13詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例(相同的部件用相同的參考數(shù)字標(biāo)識(shí))。下述實(shí)施例是本發(fā)明優(yōu)選的具體例子并且給出了各種技術(shù)上優(yōu)選的限定，不過本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，下面描述中的任何具體陳述的出現(xiàn)都不是要限制本發(fā)明。
圖7是與本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件相關(guān)聯(lián)的例1的正視圖。
圖8是圖7的A-A橫截面視圖。圖9和10是已安裝的半導(dǎo)體發(fā)光器件的示意圖。圖11是內(nèi)部布線圖。
在圖7和8中，由樹脂元件構(gòu)成的燈罩1和由金屬元件構(gòu)成的基底(引線框架2a、2b、2c)通過嵌件成型而成整體。
燈罩1具有帶有孔隙4的凹陷5。凹陷5具有內(nèi)底部，接合墊6a、6b、6c通過所述內(nèi)底部成一直線地暴露于三個(gè)獨(dú)立的引線框架2a、2b、2c的相應(yīng)一端上。一對(duì)定位在最外的接合墊6b、6c延伸穿過燈罩1并且從燈罩1的外周邊表面引出到外面(未示出)從而在引線框架2b、2c另一端上形成一對(duì)外部連接端子7b、7c。端子7b、7c沿著燈罩1的外周邊表面定位。
在本例中，使用了三個(gè)發(fā)光器件3a、3a和3b。發(fā)光器件3a和3b在材料和結(jié)構(gòu)上都相同(發(fā)光頻譜分布相同)但是方向特性不同。根據(jù)外部形式，發(fā)光器件可具有如圖5所示大致倒圓錐形式的方向特性或者如圖6所示大致圓錐形式的方向特性。
在通過燈罩1的內(nèi)底部暴露的三個(gè)接合墊6a、6b、6c中，定位在中心的接合墊6a被貼合至兩個(gè)發(fā)光器件3a、3b。在通過燈罩1的內(nèi)底部暴露的三個(gè)接合墊6a、6b、6c中，一對(duì)定位在最外的接合墊6b、6c之一、或者接合墊6b，被貼合至一個(gè)發(fā)光器件3b。沒有發(fā)光器件安裝在接合墊6c上。這三個(gè)發(fā)光器件3a、3b成一直線地安裝。
安裝在定位于中心的接合墊6b上的兩個(gè)發(fā)光器件3a、3b包括安裝為更靠近接合墊6c的發(fā)光器件3b。該發(fā)光器件3b上的導(dǎo)線接合電極經(jīng)由接合導(dǎo)線8導(dǎo)線接合至接合墊6c從而使它們之間導(dǎo)電。墊6a上的發(fā)光器件3a和墊6b上的發(fā)光器件3b具有位于其上的相應(yīng)導(dǎo)線接合電極，所述導(dǎo)線接合電極經(jīng)由接合導(dǎo)線8彼此相針腳式接合(stitch-bonded)從而使它們之間導(dǎo)電。在定位于中心的接合墊6b上安裝的兩個(gè)發(fā)光器件3a、3b具有相應(yīng)的貼合電極，所述貼合電極被貼合至接合墊6a以便使它們之間導(dǎo)電。
因此，本例的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備具有形成為如圖11所示串聯(lián)電路的內(nèi)部布線。
發(fā)光器件3a、3b具有相同的材料和結(jié)構(gòu)以及幾乎相同的尺寸。因此，在貼合側(cè)和導(dǎo)線接合側(cè)上都形成了P極(陽極電極)和N極(陰極電極)?？傊诰哂邢嗤l(fā)光頻譜分布的發(fā)光器件中，貼合側(cè)可用作N極而導(dǎo)線接合側(cè)用作P極。可選地，貼合側(cè)可用作P極而導(dǎo)線接合側(cè)用作N極。
在本例中，利用貼合側(cè)作為N極(并且導(dǎo)線接合側(cè)作為P極)的發(fā)光器件以及利用貼合側(cè)作為P極(并且導(dǎo)線接合側(cè)作為N極)的發(fā)光器件如圖9和10所示交替地安裝。另外，如圖8所示，具有大致圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3b安裝在最外側(cè)，并且具有大致圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3b和具有大致倒圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3a交替地安裝。
在此情況下，優(yōu)選地，具有大致倒圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3a可使用如圖5所示輸出峰值在45°-75°處的發(fā)光器件。具有大致圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3b可使用其輸出峰值處于比具有大致倒圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3a更高的角度(接近水平方向)的發(fā)光器件。優(yōu)選地，可以使用輸出峰值在接近80°-90°處的發(fā)光器件。
可以不采用具有大致倒圓錐形式方向特性的發(fā)光器件而使用輸出峰值在0°(在法線方向)或者接近0°-30°處的發(fā)光器件。在這種情況下，穿過該區(qū)域中混合有熒光體的透光樹脂的光局部地增大并且易于引起色度的變化。因此，難以降低熒光體濃度。因而，輸出峰值在法線方向處的發(fā)光器件不是可取的。因此，輸出峰值在高于45°的更高角度處(接近水平方向)的發(fā)光器件幾乎不會(huì)引起上述問題。更優(yōu)選地，輸出峰值在接近60°處的發(fā)光器件是適合的。
凹陷5中填充由包含一種或多種熒光體的透光樹脂所構(gòu)成的密封樹脂9以將發(fā)光器件3a、3a、3b和接合導(dǎo)線8密封在樹脂中。包含在密封樹脂9中的透光樹脂用來保護(hù)發(fā)光器件3a、3a、3b免受比如潮氣、灰塵和氣體之類的外部環(huán)境影響以及保護(hù)接合導(dǎo)線8免受比如震動(dòng)和沖擊之類的外力。另外，發(fā)光器件3a、3a、3b的光出射面形成與密封樹脂9的界面。因此，與發(fā)光器件3a、3a、3b的光出射面形成界面的密封樹脂9的折射率就更接近構(gòu)成發(fā)光器件3a、3a、3b的光出射面的半導(dǎo)體材料的折射率。因而，透光樹脂也用來提高從發(fā)光器件3a、3a、3b的光出射面發(fā)出并導(dǎo)入密封樹脂9的光的取出效率(efficiency on extraction)。
包含在密封樹脂9中的熒光體的作用在以上“背景技術(shù)”中有描述，因此下面的描述中省略該部分。
在如此構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中，一定的電壓施加于一對(duì)沿著燈罩1外周邊表面定位的外部連接端子7b、7c。在此情況下，三個(gè)串聯(lián)的發(fā)光器件3a、3a、3b開始發(fā)光并且從這三個(gè)發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的光形成了如圖8中虛線所示的方向特性。
當(dāng)分散在光分布區(qū)域中的熒光體由從這三個(gè)發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的光所激勵(lì)時(shí)，來自熒光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光被導(dǎo)向穿過密封樹脂9并釋放到外面。此時(shí)，如上所述，如果從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的光是藍(lán)光，該設(shè)備可使用可在由藍(lán)光激勵(lì)時(shí)將藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為藍(lán)光或黃光的互補(bǔ)色的熒光體。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的部分藍(lán)光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的黃光和從發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光受到額外的顏色混合物以獲得色度上接近白光的光。
類似地，如果從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的光是藍(lán)光，該設(shè)備可使用兩種可在由藍(lán)光激勵(lì)時(shí)將藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為綠光或紅光的熒光體的混合物。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的部分藍(lán)光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的綠光和紅光以及從發(fā)光器件發(fā)出的藍(lán)光受到額外的顏色混合物以獲得色度上幾乎等于白光的光。
另外，如果從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的光是紫外光，該設(shè)備可使用可在由紫外光激勵(lì)時(shí)將紫外光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為藍(lán)光、綠光和紅光的熒光體的混合物。在此情況下，當(dāng)從發(fā)光器件3a、3a、3b發(fā)出的部分紫外光激勵(lì)熒光體時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的藍(lán)光、綠光和紅光受到另外的顏色混合物以獲得色度上幾乎等于白光的光。
而且，從發(fā)光器件3a、3a、3b和熒光體發(fā)出的光可以適當(dāng)?shù)鼗旌弦垣@得各種色度的光，比如幾乎等于白光的光或者除了色度上接近白光的光之外的其它光。
在本例中，改變發(fā)光器件的形狀以控制該發(fā)光器件的方向特性?？蛇x地，可改變電極(具體地，導(dǎo)線接合側(cè)上的電極)的形狀和/或尺寸以控制方向特性。替代地，發(fā)光器件的形狀以及電極的形狀和/或尺寸可同時(shí)改變以控制方向特性。
下面的描述給出了本例的效果。首先，當(dāng)這三個(gè)發(fā)光器件3a、3a、3b成一直線地安裝時(shí)，具有大致圓錐形方向特性的發(fā)光器件3b安裝在最外側(cè)。同時(shí)，具有大致圓錐形方向特性的發(fā)光器件3b和具有大致倒圓錐形方向特性的發(fā)光器件3a交替地安裝。于是，就獲得了如圖8所示的光分布。
與如圖15和17所示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的光分布相比，這種光分布具有非常小的區(qū)域，其中相鄰發(fā)光器件3a、3b的光分布重疊。因而，從發(fā)光器件3a、3b發(fā)出的光可在密封樹脂9內(nèi)幾乎均勻地釋放。
因此，包含在半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的密封樹脂9內(nèi)的熒光體和透光樹脂可保持為在全部區(qū)域上具有一致的退化率。在此情況下，不管半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的驅(qū)動(dòng)累積經(jīng)過時(shí)間(drive cumulative elapsedtime)，亮度和色度中的變化會(huì)更小。
具有大致圓錐形方向特性的發(fā)光器件3b被安裝在最外側(cè)。因此，幾乎不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)其中從發(fā)光器件3a、3b接收的光的量如同如圖15所示半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的光分布那樣小的區(qū)域。因此，分散在密封樹脂9內(nèi)的熒光體可在全部區(qū)域上被幾乎均勻地激勵(lì)。這有效地實(shí)現(xiàn)了色度更少變化的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。
另一方面，在如圖17所示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的情況下，在分散于從發(fā)光器件接收少量光的區(qū)域內(nèi)的熒光體處波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光量用作確定混合在透光樹脂中的熒光體的濃度。因此，為了確保該區(qū)域中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的一定量的光，混合在透光樹脂中的熒光體的濃度確定為較高。
相反，在本例中，分散在密封樹脂9中的熒光體可在全部區(qū)域上被激勵(lì)。因此，即使混合在透光樹脂中的熒光體的濃度被確定為低于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中的濃度，也可能獲得與現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備在色度上相當(dāng)?shù)恼彰鞴狻Ｒ虼?，所使用的熒光體能減少并且相應(yīng)地就能節(jié)省材料費(fèi)用。
發(fā)明人等的試驗(yàn)性計(jì)算預(yù)期了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備而言大約20-30％的熒光體減少。
而且，如上所述，熒光體具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激勵(lì)光的功能以及吸收和散射部分光的性質(zhì)。因此，大多被吸收和散射的光被轉(zhuǎn)換為熱并且不會(huì)釋放到外面。因此，較高濃度的熒光體導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的較低亮度。
相反，本例使得可以降低能給半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備提供較高亮度的熒光體的濃度。較高亮度可使能量降低。
包含多個(gè)通過內(nèi)部導(dǎo)線串聯(lián)的發(fā)光器件3a、3a、3b的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備能如下實(shí)現(xiàn)。也就是，具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件交替地安裝。具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件被貼合至共同的接合墊6a。分別安裝在相鄰接合墊6a、6b上的發(fā)光器件3a、3b經(jīng)由接合導(dǎo)線8彼此針腳式接合以在接合墊6a、6b之間建立電連接。
因此，用于接收安裝在其上的發(fā)光器件的接合墊的數(shù)目可減少以簡(jiǎn)化引線框架的結(jié)構(gòu)。引線框架通常通過用模具壓制的工藝來成型。因此，模具的結(jié)構(gòu)能簡(jiǎn)化并且能降低模具的費(fèi)用。
無需在成一直線地安裝的發(fā)光器件的相鄰發(fā)光器件之間提供導(dǎo)線接合墊，因?yàn)闆]有對(duì)其施加導(dǎo)線接合。因此，可以縮短發(fā)光器件之間的布置間隔并且縮小半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的尺寸。
圖12是與本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備相關(guān)聯(lián)的例2的平面圖。與上述例1不同，本例包括增大數(shù)目的將要安裝的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
在該例中，有多個(gè)(圖12中為四個(gè))接合墊6a和布置在兩端的接合墊6b和6c。接合墊6a接收安裝在其上的半導(dǎo)體發(fā)光器件3a和3b。接合墊6b僅接收安裝在其上的半導(dǎo)體發(fā)光器件3a。接合墊6c不接收安裝在其上的半導(dǎo)體發(fā)光器件。在半導(dǎo)體發(fā)光器件的該布置中，具有大致圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3b安裝在兩個(gè)最外側(cè)。同時(shí)，具有大致圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3b和具有大致倒圓錐形式方向特性的發(fā)光器件3a交替地安裝。
在本例中，安裝多個(gè)(奇數(shù))發(fā)光器件3a、3b并且內(nèi)部地用導(dǎo)線串聯(lián)以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。在此情況下，具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件交替地安裝。另外，具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件被貼合至共同的接合墊6a。多個(gè)這樣的接合墊6a成一直線地布置。分別安裝在相鄰接合墊6a上的發(fā)光器件3a、3b經(jīng)由接合導(dǎo)線8彼此針腳式接合以在相鄰的接合墊6a之間建立電連接。兩端上具有接合墊6b和6c。鄰近接合墊6b的接合墊6a上定位為更靠近接合墊6b的發(fā)光器件3a經(jīng)由接合導(dǎo)線8連接至接合墊6b上的發(fā)光器件3b。鄰近接合墊6c的接合墊6a上定位為更靠近接合墊6c的發(fā)光器件3b經(jīng)由接合導(dǎo)線8連接至接合墊6c。
本例具有與例1相同的基本布置并且因此發(fā)揮與例1相似的作用。尤其，隨著安裝的發(fā)光器件的數(shù)目增大，本發(fā)明發(fā)揮著相比現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備而言改進(jìn)的作用。
例如，將用于架空線(aerial wiring)的接合導(dǎo)線的數(shù)目進(jìn)行比較。如果安裝的發(fā)光器件的數(shù)目是奇數(shù)，那么現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備就給出W＝n-1并且本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備就給出W＝(n+1)/2因此，與現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備相比，能節(jié)省(n-3)/2個(gè)接合導(dǎo)線。
就這一點(diǎn)而言，如果安裝的發(fā)光器件的數(shù)目等于5，那么就能節(jié)省一個(gè)接合導(dǎo)線，并且如果安裝的發(fā)光器件的數(shù)目等于9，那么就能節(jié)省三個(gè)接合導(dǎo)線。
因此，由于節(jié)省接合導(dǎo)線所產(chǎn)生的材料減少相應(yīng)地就能降低生產(chǎn)成本。
圖13是與本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備相關(guān)聯(lián)的例3的平面圖。本例包括多個(gè)成矩陣地安裝的半導(dǎo)體發(fā)光器件3a、3b。而且在此情況下，類似于例1和2，發(fā)光器件3a、3b在半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備中內(nèi)部地串聯(lián)連接。在此情況下，具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件基于布線依次交替地安裝。另外，具有在貼合側(cè)上的N極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的P極)的發(fā)光器件以及具有在貼合側(cè)上的P極(和在導(dǎo)線接合側(cè)上的N極)的發(fā)光器件3a、3b被貼合至共同的接合墊6a。多個(gè)這樣的接合墊6a被成平面地布置。分別安裝在相鄰接合墊6a上的發(fā)光器件3a、3b基于布線經(jīng)由接合導(dǎo)線8彼此針腳式接合以在接合墊6a之間建立電連接。接合墊6b僅接收安裝在其上的半導(dǎo)體發(fā)光器件3b。接合墊6c不接收安裝在其上的半導(dǎo)體發(fā)光器件。與接合墊6b、6c和發(fā)光器件3a、3b相關(guān)聯(lián)的電連接與例1和2中的相同。
對(duì)于定位在矩陣中的每個(gè)角落處的半導(dǎo)體發(fā)光器件，安裝具有大致圓錐形式方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件。同時(shí)，具有大致圓錐形式方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件3b和具有大致倒圓錐形式方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件3a基于布線交替地布置。在本發(fā)明中，具有不同方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件彼此相鄰地排列。不過，在矩陣布置的情況下，在傾斜方向上彼此相鄰定位的半導(dǎo)體發(fā)光器件不符合本發(fā)明中“彼此相鄰”的定義。
本例包括成平面地安裝的發(fā)光器件3a、3b，并且，成平面地安裝的作用能反映例2中的作用。
總之，大多利用接合導(dǎo)線的架空線通過針腳式接合來實(shí)現(xiàn)。因此，能減少用于接收安裝在其上的發(fā)光器件的接合墊的數(shù)目。另外，用于導(dǎo)線接合的墊的數(shù)目能減少到一個(gè)或兩個(gè)。而且，發(fā)光器件的布置區(qū)域無需用于從接合墊導(dǎo)線延伸的引線。因此，可以使成矩陣地安裝的發(fā)光器件之間的間距變窄并且實(shí)現(xiàn)尺寸縮小的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備(其具有用于發(fā)光器件的減少的安裝區(qū)域)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備可在各個(gè)領(lǐng)域中用作光源，比如LCD背光、用于打印機(jī)的閱讀光源、板狀照明器、普通照明器、用于車燈的光源以及各種指示器中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其包括多個(gè)安裝在基底上的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中半導(dǎo)體發(fā)光器件密封在包含熒光體的透光樹脂中，其中半導(dǎo)體發(fā)光器件具有兩種不同的方向特性，其中具有不同方向特性的半導(dǎo)體發(fā)光器件彼此相鄰地布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其特征在于，所述兩種方向特性呈底部與半導(dǎo)體發(fā)光器件相鄰的大致圓錐形式和呈頂點(diǎn)與半導(dǎo)體發(fā)光器件相鄰的大致倒圓錐形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其特征在于，奇數(shù)數(shù)目的半導(dǎo)體發(fā)光器件成直線地布置，或者半導(dǎo)體發(fā)光器件成矩陣地布置且具有奇數(shù)數(shù)目的行和奇數(shù)數(shù)目的列，行和列每個(gè)都包括奇數(shù)數(shù)目的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中在成直線地布置的情況下定位在兩端處的半導(dǎo)體發(fā)光器件具有呈大致圓錐形式的方向特性，其中在成矩陣地布置的情況下定位在角落處的半導(dǎo)體發(fā)光器件具有呈大致倒圓錐形式的方向特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件具有通過貼合或?qū)Ь€接合交替地連接的N極和P極，其中相鄰兩個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件上的電極如果不是通過貼合連接則通過導(dǎo)線接合彼此相連接。
全文摘要
半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，具有與照明光相關(guān)聯(lián)的減小的顏色不均勻度及一段時(shí)間之后照明光的量和色度受到抑制的局部退化。半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備包括三個(gè)分離的接合墊(6a，6b，6c)。定位在中心的接合墊(6a)貼合至兩種類型的發(fā)光器件(3a，3b)，發(fā)光器件(3a，3b)具有相同材料和結(jié)構(gòu)及幾乎相等的尺寸但是PN極的朝向和方向特性不同。定位在最外的接合墊(6b)貼合至發(fā)光器件(3b)。此情況下發(fā)光器件(3a)的方向特性顯示大致倒圓錐形式而發(fā)光器件(3b)的方向特性顯示大致圓錐形式。安裝在中心接合墊(6a)上的發(fā)光器件(3a)和安裝在最外接合墊(6b)的發(fā)光器件(3b)分別具有位于導(dǎo)線接合側(cè)上的電極，電極針腳式接合至接合導(dǎo)線(8)。
文檔編號(hào)H01L25/075GK101064301SQ200710101928
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者角和宜, 青木大 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社