CN1866550A - 多波长白光发光二极管 - Google Patents

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Abstract

一种多波长白光发光二极管，是指一种利用紫外光发光二极管芯片和蓝光发光二极管芯片激发红色萤光粉和绿色萤光粉，而产生高演色性的白光发光二极管。该多波长白光发光二极管，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，接着再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，通过上述产生的红光、蓝光和绿光的混光而形成一白光发光二极管。

Description

多波长白光发光二极管
技术领域
本发明为一种多波长白光发光二极管，尤其指一种利用紫外光发光二极管芯片和蓝光发光二极管芯片激发红色萤光粉和绿色萤光粉，而产生高演色性的白光发光二极管。
背景技术
由于发光二极管(LED)的技术发展不断改进，使得其品质、效率、寿命及演色性的改善，在日常生活中发光二极管的应用层面日益增加，例如交通号志、手机、圣诞灯饰和照明设备等等，使用应用发光二极管的产品愈来愈多。目前在制作白光发光二极管时，并无法以发光芯片直接产生白光的方式制成白光发光二极管，而是通过发光二极管的发光芯片所产生的有色光，再透过具有特定光波波长的萤光胶射出，使得两者的光波波长结合而成白光的波长范围，而呈现白光的发光效果。
目前白光发光二极管的白色形成有由红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色发光二极管晶粒共同依特定比例混光而形成，或者采用蓝光或紫外线光(UV)发光二极管晶粒，再配合萤光胶组合而成。
美国专利第5,998,925号专利，名为“使用氮化合物半导体与含有深红色萤光物质的萤光粉的发光二极管装置(Light Emitting DeviceHaving A Nitride Compound Semiconductor And A Phosphor ContainingA Garnet Fluorescent Material)”，如图1所示，提供一种白光发光二极管，利用氮化合物半导体发出一蓝光，并激发一含有深红色萤光物质的萤光粉而发出一黄光，再通过此蓝光与黄光的混色，而发出白光，其包括有一萤光粉10、一发光二极管元件11、一接线12、一保护罩13及两导线接脚14、15。
TW专利公告号第200417064号专利，名为“一种制作紫外光激发的白光二极管光源的方法”，其使用一种可被紫外光发光二极管芯片(波长380～400nm)激发的宽广平坦波长的黄白光萤光粉，搭配蓝光发光二极管芯片而制作出白光发光二极管光源。
已知的白光发光二极管以蓝光发光二极管激发黄光萤光粉使其产生黄光，再经过光色混合而发出高亮度白光的白光发光二极管，由于此方法是利用蓝、黄光互补的原理来产生白光，当被拿来当做照明时，被照物体会有偏黄或偏蓝的现象。
为了提高演色性，一般会采用紫外光发光二极管激发红色、绿色和蓝色三种萤光粉，但是要同时利用多种萤光粉使其发出萤光而混合成三波长白光，其先决条件之一乃是所选用的激发光恰可被这些萤光粉吸收，且各萤光粉对此激发光的吸收系数不能相差太多，如此才能调配出适当的萤光粉比例以产生白光，因此造成选用萤光材料的困难性。
发明人鉴于已知技术的缺陷，乃亟思改良创新之见，提出一种多波长发光二极管，进而改善上述的缺陷。
发明内容
本发明的目的主要是提供一种多波长白光发光二极管，利用紫外光发光二极管芯片和蓝光发光二极管芯片激发红色萤光粉和绿色萤光粉，而产生高演色性的白光发光二极管，本发明的多波长白光发光二极管可增加萤光粉选用的弹性，且兼顾演色性及发光效率。
为了达成上述目的，本发明的多波长白光发光二极管，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，接着再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，通过上述产生的红光、蓝光和绿光的混光而形成一白光发光二极管。
本发明提供另一多波长白光发光二极管，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，接着再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，最后再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一黄色萤光粉，使其发出波长为550～600nm的黄色光线，通过上述产生的红光、蓝光、绿光和黄光的混光而形成一白光发光二极管。
本发明提供另一多波长白光发光二极管，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用此发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，再来利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，通过上述产生的红光、蓝光和绿光的混光而形成一白光发光二极管。
本发明提供另一多波长白光发光二极管，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用此发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，再来利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，最后再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一黄色萤光粉，使其发出波长为550～600nm的黄色光线，通过上述产生的红光、蓝光、绿光和黄光的混光而形成一白光发光二极管。
本发明具有下列的特点：
1.发光效率优：本发明利用萤光粉于短波长光线激发时，具有较高的效率，因此本发明采用紫外光发光二极管芯片激发萤光粉，整体的发光效率高。
2.演色性高：由紫外光发光二极管和蓝光发光二极管激发红色萤光粉和绿色萤光粉，产生红色光线、绿色光线和蓝色光线，经由此三种光线混光而得到一白光，提高演色性。
3.萤光粉选择弹性高：本发明利用各种发光二极管和萤光粉的特性产生红色光线、绿色光线和蓝色光线，可增加萤光粉的选择弹性，其受萤光粉对激发光吸收数的影响限制小。
附图说明
图1为已知的白光发光二极管的示意图；
图中符号说明：
10  萤光粉
11  发光二极管元件
12  接线
13  保护罩
14  导线接脚
15  导线接脚
具体实施方式
本发明的一种多波长白光发光二极管的第一实施例，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，接着再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，通过上述产生的红光、蓝光和绿光的混光而形成一白光发光二极管。
上述的紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成，此紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片可以是各自独立的芯片，也可以是一颗双波长芯片。
上述的红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu、YTaO4:Eu或其它可接受紫外光激发而发出红色光线的萤光粉。其中该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu、Ca8EuMnMg(SiO4)C12或其它可接受蓝光激发而发出绿色光线的萤光粉。
本发明的一种多波长白光发光二极管的第二实施例，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，接着再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，最后再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一黄色萤光粉，使其发出波长为550～600nm的黄色光线，通过上述产生的红光、蓝光、绿光和黄光的混光而形成一白光发光二极管。
上述的紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成，此紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片可以是各自独立的芯片，也可以是一颗双波长芯片。
上述的红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu、YTaO4:Eu或其它可接受紫外光激发而发出红色光线的萤光粉。其中该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu、Ca8EuMnMg(SiO4)C12或其它可接受蓝光激发而发出绿色光线的萤光粉。另外，该黄色萤光粉为YAG:Ce、TbAG:Ce或其它可接受蓝光激发而发出黄色光线的萤光粉。
本发明的一种多波长白光发光二极管的第三实施例，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用此发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，再来利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，通过上述产生的红光、蓝光和绿光的混光而形成一白光发光二极管。
上述的紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成，此紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片可以是各自独立的芯片，也可以是一颗双波长芯片。
上述的红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu、YTaO4:Eu或其它可接受紫外光激发而发出红色光线的萤光粉。其中该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu、Ca8EuMnMg(SiO4)C12或其它可接受紫外光激发而发出绿色光线的萤光粉。
本发明的一种多波长白光发光二极管的第四实施例，利用一发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片直接激发一红色萤光粉，使其发出波长为600～700nm的红色光线，接着利用此发光波长为350～430nm的紫外光发光二极管芯片激发一绿色萤光粉，使其发出波长为490～560nm的绿色光线，再来利用一发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片发出蓝色光线，最后再利用此发光波长为400～500nm的蓝光发光二极管芯片激发一黄色萤光粉，使其发出波长为550～600nm的黄色光线，通过上述产生的红光、蓝光、绿光和黄光的混光而形成一白光发光二极管。
上述的紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成，此紫外光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片可以是各自独立的芯片，也可以是一颗双波长芯片。
上述的红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu、YTaO4:Eu或其它可接受紫外光激发而发出红色光线的萤光粉。其中该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu、Ca8EuMnMg(SiO4)C12或其它可接受紫外光激发而发出绿色光线的萤光粉。另外，该黄色萤光粉为YAG:Ce、TbAG:Ce或其它可接受蓝光激发而发出黄色光线的萤光粉。
本发明的多波长白光发光二极管的封装方式，可以是灯具形式封装(Lamp)、表面黏着封装(SMD-Surface Mount Device)或者是芯片黏着电路板(COB-Chip On Board)等等。
综上所述，本发明实为一不可多得的发明创作产品，极具产业上的利用性、新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，依法提出申请。
以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，因此任何熟悉此项技艺者在本发明的领域内，所实施的变化或修饰皆被涵盖在本案的专利范围内，合予陈明。

Claims (36)

1.一种多波长白光发光二极管，其特征是，包括有：
一紫外光发光二极管芯片，其波长为350～430nm；
一红色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该红色萤光粉而发出一红光；
一蓝光发光二极管芯片，其波长为400～500nm，该蓝光发光二极管芯片发出一蓝光；以及
一绿色萤光粉，该蓝光发光二极管芯片激发该绿色萤光粉而发出一绿光；
通过该红光、该蓝光和该绿光的混光而成一白光发光二极管。
2.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
3.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
4.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片和该蓝光发光二极管芯片为一颗双波长芯片。
5.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其中该红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu或YTaO4:Eu。
6.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)C12。
7.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红光波长为600～700nm。
8.如权利要求1所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿光波长为490～560nm。
9.一种多波长白光发光二极管，其特征是，包括有：
一紫外光发光二极管芯片，其波长为350～430nm；
一红色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该红色萤光粉而发出一红光；
一蓝光发光二极管芯片，其波长为400～500nm，该蓝光发光二极管芯片发出一蓝光；
一绿色萤光粉，该蓝光发光二极管芯片激发该绿色萤光粉而发出一绿光；以及
一黄色萤光粉，该蓝光发光二极管芯片激发该黄色萤光粉而发出一黄光；
通过该红光、该蓝光、该绿光和该黄光的混光而成一白光发光二极管。
10.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
11.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
12.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片和该蓝光发光二极管芯片为一颗双波长芯片。
13.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu或YTaO4:Eu。
14.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)C12。
15.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该黄色萤光粉为YAG:Ce或TbAG:Ce。
16.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红光波长为600～700nm。
17.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿光波长为490～560nm。
18.如权利要求9所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该黄光波长为550～600nm。
19.一种多波长白光发光二极管，其特征是，包括有：
一紫外光发光二极管芯片，其波长为350～430nm；
一红色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该红色萤光粉而发出一红光；
一绿色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该绿色萤光粉而发出一绿光；
一蓝光发光二极管芯片，其波长为400～500nm，该蓝光发光二极管芯片发出一蓝光；以及
通过该红光、该蓝光和该绿光的混光而成一白光发光二极管。
20.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
21.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
22.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片和该蓝光发光二极管芯片为一颗双波长芯片。
23.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu或YTaO4:Eu。
24.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)C12。
25.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红光波长为600～700nm。
26.如权利要求19所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿光波长为490～560nm。
27.一种多波长白光发光二极管，其特征是，包括有：
一紫外光发光二极管芯片，其波长为350～430nm；
一红色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该红色萤光粉而发出一红光；
一绿色萤光粉，该紫外光发光二极管芯片激发该绿色萤光粉而发出一绿光；
一蓝光发光二极管芯片，其波长为400～500nm，该蓝光发光二极管芯片发出一蓝光；以及
一黄色萤光粉，该蓝光发光二极管芯片激发该黄色萤光粉而发出一黄光；
通过该红光、该蓝光、该绿光和该黄光的混光而成一白光发光二极管。
28.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
29.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该蓝光发光二极管芯片为氮化物化合物半导体制成。
30.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该紫外光发光二极管芯片和该蓝光发光二极管芯片为一颗双波长芯片。
31.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红色萤光粉为Y2O2S:Eu、YVO4:Eu、Y(V，P，B)O4:Eu、YnbO4:Eu或YTaO4:Eu。
32.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿色萤光粉为SrGa2S4:Eu或Ca8EuMnMg(SiO4)C12。
33.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该黄色萤光粉为YAG:Ce或TbAG:Ce。
34.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该红光波长为600～700nm。
35.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该绿光波长为490～560nm。
36.如权利要求27所述的多波长白光发光二极管，其特征是，该黄光波长为550～600nm。
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