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
技術領域：
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：
一直以來，發(fā)光二極管作為高輝度、低耗電的發(fā)光體，被大量生產并廣泛使用。特別是近年以來，以提高散熱特性從而延長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。
近年來有了進一步的發(fā)展，在藍色發(fā)光二極管的開發(fā)取得進展的同時，在半導體基板制造方面，紫外線發(fā)光二極管的使用也受到關注。
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。
為實現發(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，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，因為氧化鋁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，才能實現發(fā)光二極管的高輝度化，因而發(fā)光二極管的生產需要花費大量的勞力、時間和成本。
經過研究發(fā)現，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過一定溫度燒結而成的廣泛普及的一般陶瓷，但通過燒結溫度和原料形態(tài)的變化，陶瓷的氣孔直徑、氣孔率隨之變化，反射率也相應大幅度發(fā)生變化，當氧化鋁陶瓷的氣孔直徑、氣孔率在一定范圍內時，與目前的氧化鋁陶瓷相比，實用上可以得到足夠滿意的反射效果。

發(fā)明內容
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的氧化鋁陶瓷構成。
本發(fā)明的技術方案之四是一種發(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成。
本發(fā)明的技術方案之五是一種發(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的氧化鋁陶瓷構成。
本發(fā)明的技術方案之六是一種發(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成。
本發(fā)明的優(yōu)點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，對各波長的反射率均在90％以下，本發(fā)明與原有氧化鋁陶瓷相比，將氣孔直徑、氣孔率提高了一個數量級，氧化鋁氣孔直徑達0.10μm-1.25μm，氣孔率達10％以上，從而實現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，可以提高發(fā)光二極管的輝度。


下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述圖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為對應波長300nm的氣孔直徑與反射率的關系曲線；圖4為對應波長350nm的氣孔直徑與反射率的關系曲線；圖5為對應波長400nm的氣孔直徑與反射率的關系曲線；圖6為對應波長500nm的氣孔直徑與反射率的關系曲線；圖7為對應波長600nm的氣孔直徑與反射率的關系曲線；圖8為對應波長300nm的氣孔率與反射率的關系曲線；圖9為對應波長350nm的氣孔率與反射率的關系曲線；圖10為對應波長400nm的氣孔率與反射率的關系曲線；圖11為對應波長500nm的氣孔率與反射率的關系曲線；圖12為對應波長600nm的氣孔率與反射率的關系曲線；圖13為波長與反射率的關系曲線；圖14為波長與反射率的關系曲線；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。
具體實施例方式
實施例本發(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而構成。
在覆蓋體3的略中央部位，由背面向表面直徑漸次擴大成帶有傾斜狀的圓錐面開口6，該開口6的表面部分構成反射面，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。
據此制成的覆蓋體3，與通常燒結而成的現有氧化鋁陶瓷相比，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，改變其燒結前的原料形態(tài)、調整其燒結時的溫度、或事先在原料內摻雜有機物質，使其燒結后的氣孔直徑和氣孔率發(fā)生變化、反射率也隨之相應改變。當氣孔直徑、氣孔率處在一定范圍內時，其反射率比現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系進行說明。
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前的原料形態(tài)和燒結時的燒結溫度的不同，制成了21種樣品，測定了各種樣品的氣孔直徑和氣孔率，以及每種樣品對各種波長的反射率。此處所測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、2號和3號樣品是由直徑10μm的球狀氧化鋁分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結而成。
4號、5號和6號樣品是由直徑40μm的球狀氧化鋁分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結而成。
7號、8號和9號樣品是由氧化鋁重量比達96％的原料分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結而成。
10號、11號和12號樣品是由氧化鋁重量比達99.7％的原料分別在1200℃、1380℃和1492℃燒結而成。
其它樣品對應其不同的原料形態(tài)和燒結溫度燒結而成。
其中，9號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定原理，使用日本島津制作所研制的分光光度計UV-3150、MPC-3100測定而得。
各樣品的測定結果如表1所示。
由表1可知，表1中的9號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％，其對波長300nm光的反射率為60％，對波長350nm光的反射率為85％以下。
根據表1所示的測定結果，將對應各波長的氣孔直徑與反射率的關系作成圖表，如圖3-圖7所示。同樣將對應各波長的氣孔率與反射率的關系作成圖表，如圖8-圖12所示。
將7號、8號、9號樣品作為代表例，將波長與反射率的關系圖表化如圖13。同樣，將9號、12號樣品對應的波長與反射率的關系圖表化如圖14。
由于我們將硫酸鋇的反射率視為100％，所以反射率的數值有超過100％的現象。
首先，由圖3-圖7所示的對應各波長的氣孔直徑與反射率的關系可以看出，對所有的波長而言，氣孔直徑在0.7μm附近時的反射率達到峰值。
對于屬紫外線范圍的350nm波長來說，由圖4所示的氣孔直徑與反射率的關系可以看出，氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時，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，反射率超過90％，特別是氣孔直徑在0.34μm-1.08μm時，反射率可超過95％，而氣孔直徑在0.60μm-0.80μm時，反射率接近峰值。
進而分析得知，氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時，對于350nm以上的波長來說，反射率可達85％以上，而即使對于300nm的波長，反射率也可超過65％。
簡言之，當氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時，在可見光領域內表現出非常高的反射率，即使在紫外線領域也有較高的反射率。
當氧化鋁陶瓷的氣孔直徑在0.10μm-1.25μm時，與通常氧化鋁陶瓷相比，其反射率可以大幅提高，而且，當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，其反射率逐級提升。
其次，由圖8-圖12所示的對應各波長的氣孔率與反射率的關系可以看出，對所有波長而言，氣孔率在40％--50％附近時的反射率達到峰值。
對于屬紫外線范圍的350nm波長來說，由圖9所示的氣孔率與反射率的關系可以看出，氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時，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，反射率超過90％，特別是氣孔率在35％以上時，反射率可超過95％，而氣孔率在40％以上時，反射率接近峰值。
進而分析得知，氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時，對于350nm以上的波長來說，反射率可達85％以上，而即使對于300nm的波長，反射率也可以超過65％。
簡言之，當氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時，在可見光領域內表現出非常高的反射率，即使在紫外線領域也有較高的反射率。
當氧化鋁陶瓷的氣孔率在10％以上時，與通常氧化鋁陶瓷相比，其反射率可以大幅提高，而且，當氧化鋁陶瓷的氣孔率在20％以上、35％以上、40％以上等范圍時，其反射率逐級提升。
需要指出的是，氣孔率超過60％時，反射率會下降，而且氣孔率過高時，氧化鋁本身的強度下降導致實用上出現問題。因此，在確保實用上必要的強度的前提下，氣孔率只要超過10％，就能得到十分高的反射率。
如圖13所示的波長與反射率的關系可以看出9號樣品的氣孔直徑為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，其對任何波長的反射率均在90％以下，而且，對紫外線領域接近上限的400nm附近的短波的反射率下降，對300nm波長的反射率下降至60％。與之相對照，7號和8號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，其對紫外線領域的325nm以上波長的反射率達到極高的90％以上，而且對于300nm波的反射率也達到70％以上的高值。
當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，氧化鋁陶瓷的反射率可以大幅提高。
7號、8號和9號樣品的原料中的氧化鋁重量比為96％，燒結溫度分別為1200℃、1380℃和1492℃，比通常的陶瓷燒結溫度低，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所示的波長與反射率的關系可以看出，氧化鋁陶瓷的純度為96％的9號樣品的氣孔直徑為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，其對任何波長的反射率均在90％以下，而且，對紫外線領域接近上限的400nm附近的短波的反射率下降，對300nm波長的反射率下降至60％。與之相對照，氧化鋁陶瓷的純度為99.7％的12號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，其對紫外線領域的325nm以上波長的反射率達到極高的90％以上，而且對于300nm波的反射率也達到70％以上的高值。
將9號和12號樣品比較可知，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，因而對各波長的反射率在90％以下，而當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，可提高其反射效率，用作發(fā)光二級管的反射板時，發(fā)光二極管的輝度得以提高。特別是對于波長短的藍色發(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，不會導致氧化鋁陶瓷制造成本的增加。
權利要求
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H01L23/02GK1604345SQ20041006524
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權日2004年11月1日
發(fā)明者山本濟宮, 工藤幸二, 光山和磨, 深江弘之, 前田良次, 西山研吾 申請人:蘇州共立電子工業(yè)有限公司