CN101364549B - 白光发光二极体的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种白光发光二极体的制作方法，属于机电类。其包含基材；至少一个以上具有红、蓝、绿三基色混合的白光发光单元位于基材上，且连接电极至具有红、蓝、绿三基色混合的该白光发光单元，在该白光发光单元表面涂覆有黄色荧光体，藉此白光发光单元所产生的白光，并激发黄色荧光体使产生高亮度的白光光源。优点在于：不仅可兼顾高发光亮度和极佳演色性的白光，且色采饱和度更佳，呈现出更广的色域范围，实用性强。

Description

白光发光二极体的制作方法
技术领域
本发明涉及机电类，特别涉及一种白光发光二极体的制作方法。
背景技术
众所周知，白光为多种颜色的混合光，可被人类视觉所感受为白光者，且至少包括两种以上波长的混合光；例如：当人眼同时受红、蓝及绿光的刺激时，或同时受到蓝光或黄光的刺激时，均可感受为白光，因此，可依照此原理，制作可发出白光的半导体发光装置，而常用的白光半导体发光装置的制作方式如下：
第一种方式是使用以磷化铝镓铟(AlInGaP)氮化镓铟(InGaN)与磷化镓(GaP)为材质三颗红蓝绿发光二极体，控制通过各发光二极体的电流，而使其分别发出红、绿及蓝光；将此三颗发光二极体晶粒配置在同一个灯泡(lamp)中，并利用透镜将三种颜色的光加以混合而产生白光。如附图2所示，常用形成白光单元的示意图，在基座10上可安置红色发光二极体LR、绿色发光二极体LG及蓝光发光二极体LB，并在上面覆盖封闭胶体11以做保护用途。如附图1所示，常用的白光的光谱图，可看出红色发光二极体LR、绿色发光二极体LG及蓝色发光二极体LB发射光谱中心分隔且并非宽广分布；由于白光是400～720nm间连续分布的光谱形成，因此该常用白光发光二极体色彩饱和度较低。虽然人类的眼睛可忽略此现象而只看白色光，但在一些精度较高的光学侦检器的感测下，例如，摄影机或相机等，其演色性(color rendering property)在实质上仍偏低，再者当不同光色发光二极体其中之一发生故障时，将无法得到正常的白光，且总体而言发光效率差，如此，其整体的亮度则被降低，再者演色性虽然高，但色彩饱和度较低。
第二种方式为1996年日本日亚化学(Nichia Chemical)公司所发展出的技术，其是以氮化铟镓蓝光发光二极体配合受激发可发出黄光的钇铝石榴石型荧光粉，来制成一白光光源；由于此种方式仅需使用一组发光二极体晶片，可大幅地降低制造成本，如附图3所示，为另一种常用形成白光单元的示意图，在基材10上可安置蓝色发光二极体LB，并在上面覆盖黄色荧光体PY，以吸收蓝色发光二极体LB并发出黄光，并与蓝光混合成为白光，现今其所搭配的荧光粉调制技术已臻成熟，故已有商品呈现，虽然其可产生高亮度的白光，但此种演色性更差，急需加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白光发光二极体的制作方法，解决了常用方法存在的发光效率差，色彩饱和度低及演色性差等问题。
本发明的技术方案是：包含基材；至少一个以上具有红、蓝、绿三基色混合的白光发光单元位于基材上，且连接电极至具有红、蓝、绿三基色混合的该白光发光单元，在该白光发光单元表面涂覆有黄色荧光体，藉此白光发光单元所产生的白光，并激发黄色荧光体使产生高亮度的白光光源；
其中，黄色荧光体为YAG：Ce、TbAG：Ce、矽酸盐(Sr3SiO5：Eu)或氮化物、氮氧化物(BaSi7N10：Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2N2O2)所构成；
黄色荧光体为YAG，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合；
黄色荧光体为TbAG，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合；
白光发光单元是由红绿蓝色晶片、蓝绿色晶片与红荧光体或蓝色晶片与红绿荧光体其中之一；
红色晶片波长介于625nm～650nm；
绿色晶片波长介于515nm～550nm；
蓝色晶片波长介于450nm～475nm；
红荧光体采用SrS：Eu，CaS：Eu或Y2O2S：Eu、Gd其中之一；
绿荧光体采用ZnS：(Cu，Al)，Ca2MgSi2O2：CI或SrCa2S4：Eu其中之一。
本发明的优点在于：不仅可兼顾高发光亮度和极佳演色性的白光，且色采饱和度更佳，呈现出更广的色域范围，实用性强。
附图说明：
图1为常用白光的光谱图；
图2为常用形成白光单元的示意图；
图3为另一常用形成白光单元的示意图；
图4为本发明的形成白光单元的示意图；
图5为本发明的光谱图之一；
图6为本发明的光谱图之二；
图7为本发明的另一形成白光单元的示意图；
图8为本发明的另一光谱图之一；
图9为本发明的另一光谱图之二；
图10为本发明的又一形成白光单元的示意图；
图11为本发明的又一光谱图之一；
图12为本发明的又一光谱图之二。
具体实施方式：
如附图4所示，白光发光二极体包含基材20，且在基材20上至少设有一个以上具有红、蓝、绿三基色混合的白光发光单元30，该白光发光单元30是由红色晶片LR40、蓝色晶片LB50、绿色晶片LG60个别所发出的光，进行混合后所得到的白光，再连接电极至白光发光单元30，并在该白光发光单元30表面涂覆有黄色荧光体PY70，其中，黄色荧光体PY70为YAG：Ce、TbAG：Ce、矽酸盐(Sr3SiO5：Eu)或氮化物、氮氧化物(BaSi7N10：Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2N2O2)所构成。
如附图5及附图6所示，由于白光发光单元30所发出的白光，是由红、蓝、绿三基色晶片个别所发出的光经混合所得到，而红、蓝、绿三基色晶片其波长(nm)分别为红色晶片LR40波长介于625～650nm、蓝色晶片LB50波长介于450～475nm及绿色晶片LG60波长介于515～550nm，并在白光发光单元30表面涂覆有黄色荧光体PY70，其中，黄色荧光体PY70选用YAG：CO，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合，当黄色荧光体PY70受到白光激发时，会使得白光相对发光强度增加，同时可得到演色性更佳的白光。
如附图7至附图9所示，在基材20a上设有复数个白光发光单元30a，白光发光单元30a所产生的白光是由蓝色晶片LB50a、绿色晶片LG60a及红荧光体PR80所激发而成，其中红荧光体PR80采用CaS：Eu或Y2O2S：Eu、Gd其中之一，而红荧光体PR80受到蓝色晶片LB50a的激发，再混合绿色晶片LG60a的光，进而产生白光，而蓝、绿晶片其波长(nm)分别为，蓝色晶片LB50a波长介于450～475nm及绿色晶片LG60a波长介于515～550nm，并在白光发光单元30a表面涂覆有黄色荧光体PY70a，其中，黄色荧光体PY70a选用TbAG：Ce，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合，当黄色荧光全PY70a受到白光激发时，会使得白光相对发光强度增加，同时可得到演色性更佳的白光。
如附图10至附图12所示，在基材20b上设有复数个白光发光单元30b，白光发光单元30b所产生的白光是由蓝色晶片LB50b、红荧光体PR80b及绿色荧光体PG90所激发而成，其中绿荧光体PG90SrGa2S4采用CaS：Eu或Y2O2S：Eu、Gd其中之一，而红荧光体PR80b采用CaS：Eu或Y2O2S：Eu、Gd其中之一，而红荧光体PR80b及绿荧光体PG90分别受到蓝色晶片LB50b的光而激发，进而产生白光，而蓝色晶片LB50b其波长(nm)介于450～475nm，并在白光发光单元30b表面涂覆有黄色荧光体PY70b，其中，黄色荧光体PY70b选用TbAG：Ce，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合，当黄色荧光全PY70b受到白光激发时，会使得白光相对发光强度增加，同时可得到演色性更佳的白光。

Claims (10)

1.一种白光发光二极体的制作方法，其特征在于：包含基材；至少一个以上具有红、蓝、绿三基色混合的白光发光单元位于基材上，且连接电极至具有红、蓝、绿三基色混合的该白光发光单元，在该白光发光单元表面涂覆有黄色荧光体，藉此白光发光单元所产生的白光，并激发黄色荧光体而产生高亮度的白光光源。
2.根据权利要求1所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的黄色荧光体为YAG:Ce、TbAG:Ce、矽酸盐(Sr3SiO5:Eu)或氮化物、氮氧化物(BaSi7N10:Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2N2O2)所构成。
3.根据权利要求2所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的黄色荧光体为YAG，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合。
4.根据权利要求2所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的黄色荧光体为TbAG，其致活物也可单独选择Pr或Dy，或Pr与Dy的组合。
5.根据权利要求1所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的白光发光单元是由红绿蓝色晶片、蓝绿色晶片与红荧光体或蓝色晶片与红绿荧光体其中之一。
6.根据权利要求5所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的红色晶片波长介于625nm~650nm。
7.根据权利要求5所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的绿色晶片波长介于515nm~550nm。
8.根据权利要求5所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的蓝色晶片波长介于450nm~475nm。
9.根据权利要求5所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的红荧光体采用SrS:Eu，CaS:Eu或Y2O2S:Eu、Gd其中之一。
10.根据权利要求5所述的白光发光二极体的制作方法，其特征在于：所述的绿荧光体采用ZnS:(Cu，Al)，Ca2MgSi2O2:CI或SrCa2S4:Eu其中之一。
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