DE10301169A1

DE10301169A1 - Herstellverfahren von LEDs mit weissem Licht

Info

Publication number: DE10301169A1
Application number: DE10301169A
Authority: DE
Inventors: Hsing Chen
Original assignee: Solidlite Corp
Current assignee: Solidlite Corp
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2003-07-31
Also published as: JP2003224306A; CN1434521A; CN1266776C; KR20030063211A; KR100702297B1

Abstract

Das herkömmliche Herstellverfahren der LEDs mit weißem Licht umfaßt die Beigabe des YAG-Phosphors auf blaue Leuchtchips, mit dem das weiße Licht mit zweifacher Wellenlänge produziert wird, wobei sich dieses jedoch nur für die Anzeige eignet. Außerdem führt die Schwierigkeit einer Kontrolle der passenden Menge des Phosphorpulvers zu einer ungenauen Farbe des Lichtes. Ein weiteres Herstellverfahren von weißem Licht mit dreifacher Wellenlänge umfaßt das Erregen des RGB-gemischten Phosphorpulvers mit UV-Licht, wobei die Qualität dieses Pulvers jedoch dadurch wegen ungenügenden Hochleistungs-UV-Licht-LED-Chips und wegen unzureichendem UV-Einmantelungsharz beeinträchtigt wird. DOLLAR A Das Herstellverfahren der LEDs mit weißem Licht nach der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Packungsschicht, einem LED-Chip mit purpurner Farbe und aus einem RGB-gemischten Phosphorpulver. Durch das Erzeugen des purpurnem Lichtes mit dem LED-Chip mit purpurner Farbe zum Erregen des Phosphorpulvers auf der Oberfläche wird das mit dem RGB produzierte weiße Licht mit dreifacher Wellenlänge (dreifarbig) erhalten. Die vorliegende Erfindung bietet die beste Lösung für das Produzieren einer großen Leuchtstärke und eines LEDs mit weißem Licht mit dreifacher Wellenlänge (dreifarbig).

Description

Gegenwärtig werden einzelne LEDs mit weißem Licht in zwei Verfahren hergestellt: durch Beigabe von gelbem Phosphorpulver (YAG) auf den blauen Leuchtchip, wobei dieses Herstellverfahren hauptsächlich von der Japan Nichia (siehe Taiwan-Patentschrift Nr. 383508) angewandt wird, und durch Erzeugen des weißen Lichtes durch Beigabe von RGBgemischtem Phosphorpulver auf den ultravioletten (UV)-Leuchtchip, was vom Erfinder der vorliegenden Erfindung geschaffen wurde (siehe Taiwan- Patentschrift-Nr. 385063).

Der Nachteil des ersten Verfahrens durch Beigabe von gelbem Phosphorpulver auf den blauen Leuchtchip besteht darin, daß die Wellenlänge des emittierten weißen Lichtes mit einer zweifachen Wellenlänge mit nur blauem und gelbem Licht besteht. Daher kann das so erzeugte weiße Licht nur zur Anzeige verwendet werden und nicht für eine wahre Beleuchtung oder als Hintergrundbeleuchtung von Leuchtkristallanzeigen verwendet werden. Ein weiterer Nachteil besteht in der Schwierigkeit der Kontrolle einer präzisen Menge des gelben Phosphorpulvers, so daß die Farbe des erzeugten Lichtes teilweise blau oder gelb erscheint.

Die zweite Methode, mit der das weiße Licht mit drei Wellenlängen (dreifarbig) durch die Erregung des UV-Lichtes zum Produzieren eines RGB-gemischten Phosphorpulvers erzeugt wird, sollte optimal sein. Der Mangel an Hochleistungs-UV-Licht-LED-Chips erschwert jedoch gegenwärtig ein Erzielen der Wirksamkeit, die mit Hochleistungs-UV-Licht- LED-Chips erreicht werden. Was die Japan Nichia anbetrifft, erzeugt die gegenwärtige UV-Licht-LED mit einer Wellenlänge von 371 nm eine Leistung von 2 bis 3 mw, und bei Toyoda Gosei mit einer Wellenlänge von 380 nm eine Leistung von 2 bis 3 mw. Ein weiterer Nachteil ist auf den Mangel eines transparenten Einmantelungsharzes für UV-Licht zurückzuführen, da die meisten organischen Harze das sich zersetzende UV- Licht absorbieren, wodurch wiederum die Lebensdauer der LEDs verkürzt und deren Qualität beeinträchtigt wird.

Seit Jahren befaßte sich der Erfinder der vorliegenden Erfindung mit der Entwicklung der LEDs mit weißem Licht und hatte zahlreiche internationale Patente für LEDs mit weißem Licht erhalten. Unter Berücksichtigung der Nachteile der obenerwähnten Herstellung der LEDs mit weißem Licht schlug der Erfinder ein neues Herstellverfahren für LEDs mit weißem Licht vor, indem das Phosphorpulver zum Erzeugen einer dreifachen Wellenlänge (dreifarbig) für LEDs mit weißem Licht unter Anwendung eines UV-Lichtes (Wellenlänge 390 bis 410 nm) erregt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Gegensatz zum herkömmlichen Herstellverfahren, bei der das gelbe Phosphorpulver (YAG) auf den blauen Leuchtchip gegeben wird oder bei dem das RGB-gemischte Phosphorpulver erregt wird, um eine dreifache Wellenlänge (dreifarbig) zum Erzeugen des weißen Lichtes mit UV-Licht, wird das weiße Licht für LEDs mit der vorliegenden Erfindung durch Erregen des Phosphorpulvers produziert, um das weiße Licht mit dem UV- Licht mit einer Wellenlänge zwischen 390 und 410 tun zu erzeugen. Der Grund zur Anwendung des UV-Lichtes bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Cree Corporation in den Vereinigten Staaten den LED-Chip mit einer Wellenlänge zwischen 390 und 395 nm entwickelt hat, womit eine Leistung von mehr als 20 mw emittiert wird und mit der das gegenwärtige blaue Licht oder das UV-Licht beim Emittieren der Wirksamkeit und Leistung überschritten werden. Ein weiterer Grund besteht darin, daß das folgende Phosphorpulver (RGB), das mit dem UV-Licht erregt werden kann (und dessen Wellenlänge zwischen 390 und 410 nm beträgt) entwickelt wurde:
Rot: Y₂O₂S: Eu, Gd
Grün: ZnS: Cu, Al or Ca₂MgSi₂O₇: Cl
Blau: BaMgAl₁₀O₁₇: Eu - oder (Sr, Ca, BaMg)₁₀(PO₄)₆Cl₂: Eu

Durch Vermischen eines angemessenen Prozentsatzes des RGB- Phosphorpulvers kann das weiße Licht oder ein anderes Licht erzeugt werden. Eine Beschreibung der Darstellungen der vorliegenden Erfindung ist unten gegeben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt den Aufbau des Leitungsrahmens der herkömmlichen LEDs mit weißem Licht.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Leitungsrahmens der LEDs mit weißem Licht nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt einen weiteren Aufbau des Leitungsrahmens, der mit dem LED mit weißem Licht nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Fig. 4 zeigt den Aufbau des LEDs mit weißem Licht nach der vorliegenden Erfindung, das mit der Form hergestellt wurde.
Fig. 5 zeigt das Spektrum des LEDs mit weißem Licht nach der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, muß ein angemessener Prozentsatz des RGB-gemischten Phosphorpulvers 2 verwendet werden, der genügend ist, um weißes Licht unter dem Einfluß von UV-Licht auszustrahlen. Um den verschiedenen Anforderungen des Benutzers einer Farbtemperatur von 3000 bis 8000 K gerecht zu werden, kann diese Farbtemperatur durch Anpassen des Prozentsatzes des RGB-gemischten Phosphorpulvers 2 erreicht werden.
Der UV-Licht-LED-Chip 1 wird mit dem damit verbundenen Draht 4 auf den Leitungsrahmen 3 oder auf die Packungsschicht 9, auf die Elektrode des Leitungsrahmens (oder die Elektrode 10 der Packungsschicht) und auf den Leitungsrahmen 3 der Verpackung (oder auf die Packungsschicht 9) montiert. Das auf passende Weise gemischte RGB-gemischte Phosphorpulver 2 wird danach direkt oder indirekt auf die Oberfläche des UV-Licht-LED-Chips 1 aufgebracht (siehe Fig. 3 und Fig. 4), damit dieses RGB-gemischte Phosphorpulver 2 zur Erzeugung eines weißen Lichtes erregt wird, wobei dieses weiße Licht mit den dreifachen Wellenlängen (dreifarbig) des RGB produziert wird (siehe Spektrum auf der Fig. 5).
Das RGB-gemischte Phosphorpulver 2 der vorliegenden Erfindung ist wie folgt zusammengesetzt: Y₂O₂S: Eu, Gd für die rote Farbe; ZnS: Cu, Al oder Ca₂MgSi₂O₇: Cl für die grüne Farbe, und BaMgAl₁₀O₁₇: Eu oder (Sr, Ca, BaMg)₁₀(PO₄)₆Cl₂: für die blaue Farbe.
Neben dem obengenannten Phosphorpulver stehen für die vorliegende Erfindung weitere Phosphorpulverarten zur Verfügung, einschließlich einem Phosphorpulver, das mit UV-Licht erregt werden kann, dessen Wellenlänge zwischen 390 und 410 nm beträgt.
Das herkömmliche Phosphorpulver zielt auf die Beleuchtung mit einer Wellenlänge von 254 nm oder 365 nm ab. Das mit dem UV-Licht erregte weiße Licht ist selten, weil der Hochleistungs-UV-Licht-LED-Chip 1 bis vor letztem Jahr nicht entwickelt worden war. Das Ermgen des Phosphorpulvers zum Erzeugen des weißen Lichtes mit dem Hochleistungs-UV-Licht-LED- Chip 1 ist der Ursprung der vorliegenden Erfindung. Selbst wenn dies nicht die Hauptrichtung in der Zukunft darstellt, ist dies immer noch die beste Lösung zum Erzeugen einer großen Leuchtstärke und eines LEDs mit weißem Licht aus dreifacher Wellenlänge (dreifarbig).

Claims

1. Ein Herstellverfahren von LEDs mit weißem Licht, bestehend aus einer Packungsschicht (9) oder aus Leitungsrahmen (3), einem LED- Chip mit purpurner Farbe (1) und einem RGB-gemischten Phosphorpulver (2); der UV-Licht-LED-Chip (1) mit dem damit verbundenen Draht (4) auf den Leitungsrahmen (3) oder auf die Packungsschicht (9), auf die Elektrode montiert wird; das RGBgemischte Phosphorpulver (2) danach direkt oder indirekt auf die Oberfläche des UV-Licht-LED-Chips (1) aufgebracht wird, um dieses auf die Oberfläche aufgebrachte Phosphorpulver (2) zum Produzieren eines weißen Lichtes durch RGB mit dreifacher Wellenlänge (dreifarbig) zu erregen.

2. Das Herstellverfahren von LEDs mit weißem Licht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des mit dem LED-Chip mit purpurner Farbe erzeugte purpurfarbene Licht zwischen 390 nm und 410 nm beträgt.

3. Das Herstellverfahren von LEDs mit weißem Licht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungsschicht (9) aus einem PCB-Schaltbrett, einer Keramikschicht, einer Siliziumschicht oder aus einer Metallschicht bestehen kann.

4. Das Herstellverfahren von LEDs mit weißem Licht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein RGB-gemischtes Phosphorpulver zur Verfügung steht, wobei das rote Phosphorpulver aus Y₂O₂S: Eu, Gd; das grüne Phosphorpulver aus ZnS: Cu, Al oder Ca₂MgSi₂O₇: Cl und das blaue Phosphorpulver aus BaMgAl₁₀O₁₇: Eu oder (Sr, Ca. BaMg)₁₀(PO₄)₆Cl₂: Eu besteht.