CN1677695A - 白光发光二极管单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种白光发光二极管单元，包含一基材；至少一蓝色发光二极管，位于基材上；一混合荧光体，包含红色荧光体、绿色荧光体及黄色荧光体；并包覆于该蓝色发光二极管外侧。该红色荧光体可采用CaS:Eu或SrS:Eu；黄色银光体可采用YAG:Ce或TbAG:Ce；而绿色荧光体可采用SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4) 4C12，以配合蓝色发光二极管的蓝光而混合出高显色性白光。
Description
技术领域
本发明涉及一种白光发光二极管单元，尤其涉及一种兼具发光效率及显色性的白光发光二极管单元。
背景技术
白光为多颜色的混合光，可被人眼感觉为白光者，且至少包括二种以上波长的混合光。例如，当人眼同时受红、蓝、绿光的刺激时、或同时收到蓝光与黄光的刺激时，均可感受为白光。因此，可依照此种原理，来制作一可发出白光的半导体发光装置。现有的白光半导体发光装置的制造方式分述如下。
第一种方式是使用以磷化铝镓铟(AlInGaP)、氮化铟镓(InGaN)与磷化镓(GaP)为材料的三颗红蓝绿发光二极管，控制通过各发光二极管的电流，而使其分别发出红、绿及蓝光。将此三颗发光二极管晶粒配置于同一灯泡(lamp)中，并利用透镜将三种颜色的光加以混合而产生白光。如图1A所示，在基材10上可以安置红色发光二极管LR、绿色发光二极管LG及蓝色发光二极管LB，并在上面覆盖封装胶体11以做保护用途。图1B所示为此现有白光单元的发光频谱，可看出红色发光二极管LR、绿色发光二极管LG及蓝色发光二极管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，因此该现有白光发光二极管色彩饱和度较低。虽然人类的眼睛可忽略此现象而只看见白色光，但在一些精密度较高的光学侦检器的感测下，例如摄影机或相机等，其显色性(color rendering property)在实质上仍偏低。再者当不同光色发光二极管其中的一发生故障时，将无法得到正常的白光，且总体而言，发光效率较差。
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管配合受激发可发出黄光的钇铝石榴石型萤光粉，来制成一白光光源。由于此种方式仅须使用一组发光二极管芯片，可大幅地降低制造成本。参见图2，为此现有技术的示意图，在基材10上可以置蓝色发光二极管LB，并在上面覆盖黄色荧光体PY，以吸收蓝色发光二极管LB并发出黄光，并与蓝光混合成为白光。现今其所搭配的萤光粉调制技术已臻成熟，故已有商品呈现，然而此白光发光二极管显色性更差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可兼具发光效率及显色性的白光发光二极管单元，以解决上述现有白光发光二极管的缺点。
为实现上述目的，本发明提供一种白光发光二极管单元，其包括一基材，例如可以为一绝缘基材；至少一蓝色发光二极管、位于基材上，且可以为氮化物系化合物半导体所制成；一混合荧光体，包含红色荧光体、绿色荧光体及黄色荧光体；并包覆于该蓝色发光二极管外侧。该红色荧光体可采用Cas:Eu或SrS:Eu；黄色银光体可采用YAG:Ce或TbAG:Ce；而绿色荧光体可采用SrGa2S4：Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)4C12，以配合蓝色发光二极管的蓝光而混合出高显色性白光。另外，该白光发光二极管单元可为表面安装型发光二极管单元或者灯泡型发光二极管单元。该蓝色发光二极管的发光波长为400-490nm。并且，该红色荧光体、绿色荧光体及黄色荧光体可依一定比例调配，以改变白光发光二极管单元的发光色温。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为现有白光单元的示意图；
图1B为现有白光单元的光谱图；
图2为另一现有白光单元的示意图；
图3为依据本发明的一较佳具体实例的示意图；
图4A为依据本发明的另一较佳具体实例的示意图；
图4B为图4A组件的光谱图。
具体实施方式
如图3所示，为依据本发明的较佳具体实例的一种白光发光二极管单元2的示意图。该白光发光二极管包含一基材20、位在基材20上的蓝色发光二极管LB、及位在蓝色发光二极管LB上的红色荧光体PR及绿色荧光体PG，该红色荧光体PR及绿色荧光体PG可以吸收蓝色发光二极管LB的蓝光而分别发出红光及绿光，并与蓝色发光二极管LB的蓝光混合成白光。
上述说明的红色及绿色荧光体中，该红色荧光体可采用Cas:Eu或SrS:Eu；黄色银光体可采用YAG:Ce或TbAG:Ce；而绿色荧光体可采用SrGa2S4：Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)4C12。但是须知除了上述的荧光体外尚有其它可用的荧光体，但并不代表本案发明只限用上述荧光体，也包括了其它可被蓝光波长(400-490nm)范围激发的荧光体材料。
请参阅图4A，为依据本发明的另一较佳具体实例的白光发光二极管单元2的示意图。该白光发光二极管单元2包含一基材20(例如可以为一绝缘基材)、位在基材20上的蓝色发光二极管LB(可以为氮化物系化合物半导体所制成)、及位在蓝色发光二极管LB上的红色、绿色及黄色混合物荧光体PRG，其中该混合荧光体RGY包含红色荧光体PR、绿色荧光体PG及黄色荧光体PY的混合结果。
在上述的白光发光二极管单元2中设有导线部分(未图标)，可将蓝色发光二极管LB的阴极及阳极连接到基材20的电连接部分(未图标)，以将电力供应到蓝色发光二极管LB上。然而有关于蓝色发光二极管LB的电极连接技术为现有技术，并非本发明的重点，因此在此不再赘述。再者，上述图标的白光发光二极管单元为表面安装型封装，但是须知该白光发光二极管单元也可以为其它形式封装，如灯泡型封装。
当上述的蓝光LED芯片LB精通电流而出射蓝色光线时，即可激发所述的混合荧光体RGY中的红色荧光体PR、绿色荧光体PG及黄色荧光体PY，并产生红色光、绿色光及黄色光出射光线。
请参阅图4B，为本发明的较佳具体实例的白光发光二极管单元2的发射光谱，由左至右分别为蓝色发光LB的光谱、绿色荧光体PG的发射光谱、黄色荧光体PY的发射光谱与红色荧光体PR的发射光谱，与现有技术的光谱(参见图1B)，本发明白光发光二极管单元2的发射光谱涵括更广阔的可见光波段，因此具有较佳的显色性。再者，因为一般而言荧光体的发射光谱较发光二极管的发射光谱宽广，因为可以达成更佳的显色性。
因单纯使用黄色光荧光体时其白色光的显色性不佳，因此在荧光胶中加入红、绿色光荧光体以增加其显色性。而将红、黄、绿色荧光体依适当的比例混合作调配即可得白光或调各种色温、色光。
本发明的红色、绿色及黄色混合的荧光体PGY中，该红色荧光体可采用Cas:Eu或SrS:Eu；黄色银光体可采用YAG:Ce或TbAG:Ce；而绿色荧光体可采用SrGa2S4：Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)4C12。但是须知除了上述的荧光体外尚有其它可用的荧光体，但并不代表本发明只限用上述荧光体，也包括了其它可被蓝光波长(400-490nm)范围激发的荧光体材料。
综上所述，本发明的白光发光二极管单元，可兼具发光效率及显色性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种白光发光二极管单元，其特征在于，包含：
一基材；
至少一蓝色发光二极管，位于基材上；
一混合荧光体，包含红色荧光体、绿色荧光体及黄色荧光体；并包覆于该蓝色发光二极管外侧。
2、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该红色荧光体可采用Cas:Eu或SrS:Eu。
3、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该绿色荧光体可采用SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)4C12。
4、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该黄色荧光体可采用YAG:Ce或TbAG:Ce。
5、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该白光发光二极管单元为表面安装型发光二极管单元。
6、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该白光发光二极管单元为灯泡型发光二极管单元。
7、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该基材为绝缘材料。
8、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该蓝色发光二极管为氮化物系化合物半导体所制成。
9、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该蓝色发光二极管的发光波长为400-490nm。
10、根据权利要求1所述的白光发光二极管单元，其特征在于，该红色荧光体、绿色荧光体及黄色荧光体可依一定比例调配，以改变白光发光二极管单元的发光色温。
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