TWI396301B - Production Method of White Light - emitting - Google Patents
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Description
本發明為提供一種白光發光二極體，尤指一種能夠提供能同時兼顧高發光亮度和極佳之演色性的白光發光二極體之製作方法。
按，白光係為多種顏色之混合光，可被人類視覺所感受為白光者，且至少包括兩種以上波長之混合光。例如：當人眼同時受紅、藍及綠光的刺激時，或同時受到藍光或黃光的刺激時，均可感受為白光，因此，可依照此原理，製作一可發出白光之半導體發光裝置，而習知的白光半導體發光裝置的製作方式如下。
第一種方式係使用以磷化鋁鎵銦(AlInGaP)、氮化銦鎵(InGaN)與磷化鎵(GaP)為材質三顆紅藍綠發光二極體，控制通過各發光二極體之電流，而使其分別發出紅、綠及藍光。將此三顆發光二極體晶粒配置於同一個燈泡(lamp)中，並利用透鏡將三種顏色之光加以混合而產生白光。如第一A圖所示，係為習知形成白光單元之示意圖，在基材10上可安置紅色發光二極體LR、綠色發光二極體LG及藍光發光二極體LB，並在上面覆蓋封裝膠體11以做保護用途。第一B圖所示，係為習知白光之光譜圖，可看出紅色發光二極體LR、綠色發光二極體LG及藍色發光二極體LB發射光譜中心分隔且並非寬廣分布。由於白光是400－720nm間連續分布之光譜形成，因此該習知白光發光二極體色彩飽和度較低。雖然人類的眼睛可忽略此現象而只看見白色光，但在一些精密度較高的光學偵檢器的感測下，例如，攝影機或相機等，其演色性(color renderin
g property)在實質上仍偏低，再者當不同光色發光二極體其中之一發生故障時，將無法得到正常的白光，且總體而言發光效率差，如此，其整體的亮度則被降低，再者演色性雖然高，但色彩飽和度較低。
第二種方式為1996年日本日亞化學(Nichia Chemical)公司所發展出之技術，其係以氮化銦鎵藍光發光二極體配合受激發可發出黃光之釔鋁石榴石型螢光粉，來製成一白光光源。由於此種方式僅需使用一組發光二極體晶片，可大幅地降低製造成本，參閱第二圖，係為另一習知形成白光單元之示意圖，在基材10上可安置藍色發光二極體LB，並在上面覆蓋黃色螢光體PY，以吸收藍色發光二極體LB並發出黃光，並與藍光混合成為白光，現今其所搭配之螢光粉調製技術已臻成熟，故已有商品呈現，隨然其可產生高亮度的白光，惟，此種演色性更差。
是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種能夠提供更高發光亮度及演色性更佳的白光發光二極體之製作方法的發明專利者。
本發明之主要目的在於：一種白光發光二極體之製作方法，包含一基材，且於基材上至少設有一個以上具有紅、藍、綠三基色混合之白光發光單元，且連接電極至該白光發光單元，並於該白光發光單元表面塗覆有黃色螢光體，其中該黃色螢光體係採用YAG：Ce或TbAG：C
e，利用白光發光單元所產生的白光，並激發該黃色螢光體使其能同時兼顧高發光亮度和極佳演色性之白光。
為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。
請參閱第三圖所示，係為本發明較佳實施例之示意圖，由圖中可清楚看出本發明係為一種白光發光二極體，其包含一基材20，且於基材20上至少設有一個以上具有紅、藍、綠三基色混合之白光發光單元30，而該白光發光單元30係由紅色晶片LR40、藍色晶片LB50、綠色晶片LG60個別所發出的光，進行混合後所得到的白光，再連接電極至該白光發光單元30，並於該白光發光單元30表面塗覆有黃色螢光體PY70，其中該黃色螢光體PY70係採用YAG：Ce、TbAG：Ce、矽酸鹽(Sr3
SiO5
：Eu)或氮化物、氮氧化物(BaSi7
N10
：Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2
N2
O2
)所構成。
請同時配合參閱第四圖及第四A圖所示，係為本發明較佳實施例之光譜圖一及圖二，由圖中可清楚看出，由於白光發光單元30所發出的白光，係由紅、藍、綠三基色晶片個別所發出的光經混合所得到，而紅、藍、綠三基色晶片其波長(nm)分別為，紅色晶片LR40波長介於625~650nm、藍色晶片LB50波長介於450~475nm及綠色晶片LG60波長介於515~550nm，並於該白光發光單元30表面塗覆有黃色螢光體PY70，其中該黃色螢光體PY70選用YAG：Ce，其致活物亦可單獨選擇Pr或Dy，或Pr與Dy的組合者，當黃色螢光體PY70受到白光激發時，會使得白
光相對發光強度增加，同時可得到演色性更佳之白光。
請參閱第五圖、第六圖及第六A圖所示，由圖中可清楚看出，係為本發明另一較佳實施例之示意圖、光譜圖一及光譜圖二，於基材20a上係設有複數個白光發光單元30a，而白光發光單元30a所產生的白光係由藍色晶片LB50a、綠色晶片LG60a及紅螢光體PR80所激發而成，其中紅螢光體PR80係採用CaS：Eu或Y2
O2
S：Eu、Gd其中之一者，而紅螢光體PR80受到藍色晶片LB50a的激發，再混合綠色晶片LG60a的光，進而產生白光，而藍、綠晶片其波長(nm)分別為，藍色晶片LB50a波長介於450~475nm及綠色晶片LG60a波長介於515~550nm，並於該白光發光單元30a表面塗覆有黃色螢光體PY70a，其中該黃色螢光體PY70a選用TbAG：Ce，其致活物亦可單獨選擇Pr或Dy，或Pr與Dy的組合者，當黃色螢光體PY70a受到白光激發時，會使得白光相對發光強度增加，同時可得到演色性更佳之白光。
請參閱第七圖、第八圖及第八A圖所示，係為本發明又一較佳實施例之示意圖、光譜圖一及光譜圖二，由圖中可清楚看出，於基材20b上係設有複數個白光發光單元30b，而白光發光單元30b所產生的白光係由藍色晶片LB50b、紅螢光體PR80b及綠螢光體PG90所激發而成，其中綠螢光體PG90SrGa2
S4
係採用CaS：Eu或Y2
O2
S：Eu、Gd其中之一者，而紅螢光體PR80b係採用CaS：Eu或Y2
O2
S：Eu、Gd其中之一者，而紅螢光體PR80b及綠螢光體PG90分別受到藍色晶片LB50b的光而激發，進而產生白光，而藍色晶片LB50b其波長(nm)介於450~475nm，並於該白光發光單元30b表面
塗覆有黃色螢光體PY70b，其中該黃色螢光體PY70b選用TbAG：Ce，其致活物亦可單獨選擇Pr或Dy，或Pr與Dy的組合者，當黃色螢光體PY70b受到白光激發時，會使得白光相對發光強度增加，同時可得到演色性更佳之白光。
是以，本發明之白光發光二極體之製作方法為可改善習用之技術關鍵在於：
一、利用白光發光單元30所產生的白光，並激發該黃色螢光體PY70使產生更高亮度及演色性更佳之白光。
二、三原色的白光具有高演色性的特性，而黃色螢光體PY70則受激後讓原有之亮度大幅提升，當兩者相混運作時，不僅可兼顧高發光亮度和極佳演色性之白光，更因四色混光的緣故，使得色彩飽和度比原有的架構更佳，藉此，亦能呈現出更廣之色域範圍。
惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。
綜上所述，本發明之白光發光二極體之製作方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。
基材‧‧‧10、20、20a、20b
封裝膠體‧‧‧11
白光發光單元‧‧‧30、30a、30b
紅色晶片LR‧‧‧40
藍色晶片LB‧‧‧50、50a、50b
綠色晶片LG‧‧‧60、60a
黃色螢光體PY‧‧‧70、70a、70b
紅螢光體PR‧‧‧80、80b
綠螢光體PG‧‧‧90
第一A圖 係為習知形成白光單元之示意圖。
第一B圖 係為習知白光之光譜圖。
第二圖 係為另一習知形成白光單元之示意圖。
第三圖 係為本發明較佳實施例之示意圖。
第四圖 係為本發明較佳實施例之光譜圖一。
第四A圖 係為本發明較佳實施例之光譜圖二。
第五圖 係為本發明另一較佳實施例之示意圖。
第六圖 係為本發明另一較佳實施例之光譜圖一。
第六A圖 係為本發明另一較佳實施例之光譜圖二。
第七圖 係為本發明又一較佳實施例之示意圖。
第八圖 係為本發明又一較佳實施例之光譜圖一。
第八A圖 係為本發明又一較佳實施例之光譜圖二。
基材‧‧‧20
白光發光單元‧‧‧30
紅色晶片LR‧‧‧40
藍色晶片LB‧‧‧50
綠色晶片LG‧‧‧60
黃色螢光體PY‧‧‧70
Claims (6)
- 一種白光發光二極體之製作方法，係由一基材；至少一個以上具有紅、藍、綠三基色混合之白光發光單元位於基材上，且連接電極至具有紅、藍、綠三基色混合之該白光發光單元及一於該白光發光單元表面塗覆之黃色螢光體，藉此白光發光單元所產生的白光，並激發該黃色螢光體使產生高亮度之白光光源，其中該黃色螢光體為YAG：CeTbAG：Ce、矽酸鹽(Sr3 SiO5 ：Eu)或氮化物、氮氧化物(BaSi7 N10 ：Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2 N2 O2 )所構成，且該黃色螢光體選用YAG，其致活物亦可單獨選擇Pr或Dy，或Pr與Dy的組合者，又該黃色螢光體選用TbAG，其致活物亦可單獨選擇Pr或Dy，或Pr與Dy的組合者，另該白光發光單元係由紅綠藍色晶片、藍綠色晶片與紅螢光體或藍色晶片與紅綠螢光體其中之一者所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述之白光發光二極體之製作方法，其中該紅色晶片波長係介於625nm-650nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之白光發光二極體之製作方法，其中該綠色晶片波長係介於515nm-550nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之白光發光二極體之製作方法，其中該藍色晶片波長係介於450nm-475nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之白光發光二極體之製作方法，其中該紅螢光體係採用SrS：Eu，CaS：Eu或Y2 O2 S：Eu、Gd其中之一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之白光發光二中該綠螢光體係採用ZnS：(Cu，Al)、Ca2 MgSi2 O2 ：CI或SrCa2 S4 ：Eu其中之一者。
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2008
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