TW201126770A - Conversions-LED with high efficiency - Google Patents

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Description

201126770 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明渉及一種依據申請專利範圍第1項前言所述之 轉換用發光二極體（LEDs)。此種轉換用LEDs特別適用於 一般照明。 【先前技術】 由US 6 649 946中已知一種轉換用LED，其使用藍色 之晶片和Sr2Si5N8:Eu以達成白色的LED，其中亦使用 YAG:Ce作爲額外的發光材料以使彩色再現性獲得改良。因 此，只能實現效率低的LED。 由US-B 7 297 293中已知一種轉換用LED，其使用藍 色的晶片與（Sr，Ca)2Si5N8:Eu以達成白色LED，其中亦使用 YAG:Ce以及類似的發光材料（其中Y的一部份是由Gd來 取代或A1的一部份是由Ga來取代）作爲額外的發光材料以 使彩色再現性獲得改良。因此，只能實現效率低的LED。 由EP-A- 1 669 429中已知一種轉換用LED，其使用藍 色的晶片LED和形式爲（Sr，Ba)2SisN8:Eu的特殊發光材料 以達成白色的LED，其中亦使用LuAG:Ce以及類似的發光 材料（其以Ce和Pr來共同摻雜）作爲額外的發光材料以使 彩色再現性獲得改良。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種轉換用LED，其具有高的效 率，其中該轉換用LED特別是可達成可用的高壽命。 201126770 上述目的藉由申請專利範圍第1項之特徵來達成》 特別有利的佈置描述在申請專利範圍各附屬項中。 依據本發明，提供一種高效率之轉換用LED。不是所 有的發光材料在以高電流來操作的LEDs (所謂高功率LED) 中都是穩定的，此處的高電流特別是指至少250毫安培 (mA) ’較佳是至少300毫安培，特別佳是至少3 50毫安培。 此種問題特別適用於氮化的發光材料或氧化氮化的發光材 料’例如，氮化物矽酸鹽M2Si5N8:Eu。許多此種發光材料， 特別是型式M2Si5N8:D(其中D是活化劑）之氮化物，在LED 中操作時會造成大的轉換損耗。在負載電流達到700毫安 培的持續電流時，具有此種發光材料之白色LEDs會在短 時間（典型上是1 000小時）損失50%之轉換效率。這樣會造 成彩色位置之顯著的不穩定。 白色LEDs在一般照明中通常較重要。特別是對暖白 色的LEDs之詢問隨著色溫的下降、較佳的彩色再現性和 較高的效率而增高。色溫較佳是在2900至3 500 K，特別 是在2900至3 100 K之範圍中，彩色再現性（特別是Ra)至 少是93，較佳是至少96。此些目標通常藉由具有黃色和紅 色發光材料之藍色LED之組合來達成。所有這些解法之光 譜都是在藍-綠光譜區中，其中發出很少的輻射（藍-綠-間 隙），這樣會造成有缺陷的彩色再現性。爲了補償，通常使 用波長很長（大約460奈米）的藍色LEDs。然而，就晶片技 術而言，有利的是使用較短的晶片波長之LEDs ’此乃因其 201126770 效率大很多。所期望的波長（尖峰）是430至455奈米，特 別是43 5至445奈米》 若總光譜之藍-綠成份基本上只由藍色LED來決定，就 像目前由波長較長的藍色LED和黃色、紅色發光材料所形 成的組合一樣，則白色LED之總-CRI對所使用的晶片波長 有很高的相依性。然而，由於技術上的原因，較廣範圍的 晶片波長實際上總是使用在產品中，以便在CRI中存在大 的變動。又，發光材料對化學影響物（例如，氧、濕氣與澆 注材料之交互作用）和輻射必須具有高的穩定性。爲了在較 高的系統溫度時確保穩定的彩色位置，則另外需要多種發 光材料，其具有很低的溫度消失性。 目前最有效的暖白-解法是基於黃色的石榴石發光材 料（例如，YAG:Ce或YAGaG:Ce(其同時含有鋁和鎵））和氮 化物矽酸鹽（例如，（Ba，Sr,Ca)2Si5N8:Eu)的組合來達成。爲 了達成足夠佳的彩色再現性，此處需要使用波長很長（大約 是455至465奈米）的藍色LEDs，但這樣會使系統效率受 到很大的限制。在以目前的發光材料來使用43 0至450奈 米（有利的是至45 5奈米）之較短的晶片波長時，彩色再現 性會有缺陷，特別是在藍-綠光譜區中會有缺陷。又，由於 CRI與藍色波長有高的相依性，則CRI在產品內部中會發 生大的變動。LED中目前解法的穩定性仍然足夠。在高電 流時，此處的高電流特別是至少2 5 0毫安培，較佳是至少 300毫安培，特別佳是至少350毫安培，LED是危險的， 此乃因熱負載通常會增加。 -5- 201126770 新的解法是由發出綠色至綠色-黃色之石榴石發光材 料和發出短波長、狹頻帶之橘-紅色之氮化物矽酸鹽-發光 材料之組合所構成。綠色的石榴石發光材料相對於目前所 使用的黃色（YAG)或綠色（YAGaG)石榴石而言顯示出大的 綠色偏移發射性，同時使激發最佳點大大地向短波長處偏 移。石榴石之此種綠色偏移將使白色光譜中藍-綠-間隙大 大地縮短。 由於上述特性，則可使用波長短很多（大約是43 5至 445奈米之尖峰波長以取代目前解法中的 455奈米）的 LEDs，且同時可使白色LED之CRI達到更大的80。又， 藉由新發展的發光材料的混合物之特殊光譜的特性，則可 在藍色LED -波長之廣的範圍中使CRI近似地保持定値，這 樣可確保” LED-箱（Bins)”內有一種均勻的彩色品質。又， 此種發光材料之新發展的組合之特徵是很高的化學-和光 化學穩定性以及很小的溫度消失性。 目前，重大的進步性在於，可同時改良由應用觀點集 中而成的多種特性，即，老化穩定性、效率、可使用的晶 片波長範圍和發光材料之溫度穩定性。此種新解法相對於 習知之暖白-解法（其具有較低的色溫，較佳是在2900至 3500 K，特別是在2900至3100 Κ之範圍中）之不同點是： -綠色偏移很強之石榴石發光材料，其優點在於CRI、 眼睛評估、溫度穩定性；λ dt)ni較佳是應在552至5 59奈米， FWHM較佳是應在105至1 13奈米（相對於43 5奈米時激 發）。 -6 - 201126770 -430至450奈米尖峰-波長之很短的晶片波長。這就高 效率而言將帶來顯著的優點； -發出短波長且狹頻帶之紅色發光材料；λ d()m較佳是 應在596至604奈米，FWHM較佳是應小於100奈米，特 別佳是小於90奈米（相對於43 5奈米時激發）。這樣所帶來 的優點在於：LED之壽命、眼睛評估。 本發明的主要特徵依數字順序來表示的形式如下： 1. 轉換用LED’包括：晶片’其發出主輻射；以及含 有發光材料之層’其位於該晶片之前且將該晶片之主輻射 之至少一部份轉換成二次輻射，其中使用型式是石榴石 AsBsCh^Ce之發出黃-綠色之第一發光材料以及型式是氮 化物矽酸鹽MiXsY^D之發出橘-紅色之第二發光材料。此 LED之特徵在於，主輻射之尖峰波長是在43 0至450奈米 之範圍中’特別是可達445奈米，第一發光材料是石榴石， 其具有陽離子A = Lu或Lu，Y之混合物，γ成份達到3〇%， 且B同時具有A1和Ga’第二發光材料是氮化物砂酸鹽， 其同時含有Ba和Sr以作爲陽離子Μ，且摻雜物是由Eu 構成，其中第二發光材料在成份Μ中含有35至75 Mol.% 之Ba，其餘是Sr，其中X = Si且Y = N。 2. 如前述1之轉換用LED’其中第〜發光材料在成份b 中含有10%’較佳是15%’至40Μ〇1· %之鎵，較佳是35%， 特別是20至30%，其餘是鋁。 201126770 3. 如前述1之轉換用LED，其中第一發光材料在成份A 中含有1 _ 5 %至2.9 Μ ο 1. %之C e ’特別是1 · 8 %至2.6 Μ ο 1 · % 之Ce，其餘是A，特別是只有Lu或具有直至25 %之成份Υ 之Lu。 4. 如前述1之轉換用LED，其中第二發光材料在成份 Μ中含有3 5 %至6 5 Μ ο 1. %之B a，特別是4 0 %至6 0 Μ ο 1. %， 其餘是Sr，其中X = Si且Υ=Ν。 5. 如前述1之轉換用LED，其中第二發光材料在成份 Μ中含有1至20 Mol. %之Eu，特別是2至6%，其餘是 (Ba，Sr)。 6. 如前述1之轉換用 LED，其中第二發光材料是 (Sr0.48Ba0.48Eu0.04)2Si5N8。 7. 如前述 6之轉換用 LED，其中第一發光材料是 Α3Β5012，其中A = 75%至100%Lu，其餘是Y且Ce含量是 1 .5%至 2·5%，其中 B = 1 0%至 40% Ga，其餘是 A1。 8. 如前述 7之轉換用 LED，其中第一發光材料是 Α3Β5012，其中A = 80%至100%Lu，其餘是Y且Ce含量是 1 .5%至 2.5%，其中 B = 1 5%至 30% Ga，其餘是 A1。 9. 如前述8之轉換用 LED，其中第一發光材料是 (Lu0.978Ce0.022)3A13.75Gal.25O12。 【實施方式】 以下，將依據多個實施例來詳述本發明。 圖1顯示習知之以RGB爲主之白光之轉換用LED的構 -8 - 201126770 造。此光源是具有發出藍光之晶片1的半導體組件，該晶 片1之型態爲InGaN ’其以3 5 0毫安培之高的操作電流來 操作，且其發射的尖峰波長是43 0至45〇奈米，例如，435 奈米’且在不可透光的基殼8中該晶片1埋置於凹口 9之 區域中。此晶片1經由接合線1 4而與第一終端3相連接且 直接與桌一電丨生終細5 2相連接。凹口 9中以湊注物質5來 塡入’該澆注物質5含有矽樹脂（7〇至95 Wt·%)以作爲主 成份且含有發光顏料6(少於30 Wt.%)。第一發光材料是發 出綠光之LuAGaG:Ce ’第二發光材料是發出紅光之氮化物 矽酸鹽SrBaSi5N8:Eu。凹口具有一壁17，其作爲晶片1或 顏料6之主輻射和二次輻射用的反射器。 圖2顯示發出黃-綠光之不同發光材料之溫度消失性， 其在原理上能良好地以圖1之晶片來激發。本實施形式 中’發光材料A3B5012:Ce中A =主要是Lu，其優先的組成 是 LuAGaG’ 即，Lu3(Al,Ga)5012:Ce，成份 B 具有 25% 之 Ga(較佳是10-40%之Ga，特別佳是15-30%之Ga)，另有 大約 2.2% 之 C e (較佳是1 · 5 - 2 · 9 % 之 C e，特別佳是 1.8-2.6%之Ce，其分別針對成份A而言）。此發光材料之 特徵是很小的溫度消失性。較佳的發光材料是 (Lu0.978Ce0.022)3A13.75Gal.25012，請參閱曲線 1。此曲 線1顯示與另一發出黃光和綠光之發光材料（其具有劣化很 多的溫度消失性）的比較。正矽酸鹽（曲線3，4)完全不適 用，但YAGaG (曲線2)亦不可用。 • 9 - 201126770 圖3顯示各種發出橘-紅光之發光材料之溫度消失性的 比較，該些發光材料在原理上能良好地以圖1之晶片來激 發。氮化物矽酸鹽M2 Si 5N 8 :Eu形態的新發光材料的優先 組成是（Sr，Ba)2Si5N8:Eu，其中大約 50%Ba((x = 0.5);通 常較佳是使χ = 〇·35至0.75，特別佳是使x = 0.4至0.6)， 且大約有4%Eu((y=0.04);通常較佳是使Μ的銪含量爲X = 0.01-0.20，特別佳是使χ = 0.02-0.06)，此種新發光材料 的特徵是很小的溫度消失性。形態 (Sri-x-y/2Bax-y/2Euy)2Si5N8 之具有 X = 0.4-0.6 之氮化物砂酸 鹽是很適當的，請參閱曲線1。該曲線1顯示一種與另一 橘色/紅色發光材料之比較。具有X = 0.25或x = 0.75之氮 化物矽酸鹽已明顯地是很不適當的，請參閱曲線2和曲線 3。鈣-氮化物矽酸鹽（曲線4)和正矽酸鹽（曲線5)亦不適當。 圖4顯示氧化-穩定測試之結果。於此，測得鋇·含量 可變之系統（Sr，Ba)2Si5N8:Eu之穩定性。於是，首先須測 定試料之特性，在150°C的空氣中加熱足足68小時然後再 測定其特性。不同時間點此二種效率之差指出效率損耗。 在測量誤差範圍內，最佳的發光材料具有完美的穩定性。 於此，Μ中的銪含量大約是4 %時，鋇含量大約是4 5至5 3 % 之發光材料較佳，特別是發光材料 (Sr0,48Ba0.48Eu0,04)2Si5N8 較佳。 圖5顯示LED-老化測試之結果。於此，測得鋇-含量X 可變之系統（Sr,Ba)2Si5N8:Eu之穩定性。於是，藍色之高 <；： -10- 201126770 功率-LED〇peak大約是435奈米）以各別的發光材料分散的 方式而澆注在矽樹脂中且在350毫安培時操作1〇〇〇分鐘。 主發射和發光材料尖峰之藍色LED -尖峰之相對強度在測 試開始和結束時被測得且由此而相對於藍色LED -尖峰之 強度來決定該轉換效率之損耗。由圖5 (四角形的測量點） 可辨認出該穩定性隨著鋇含量的增加而明顯地增加。具有 50%之鋇和 4% 之銪（（Sr〇.48Ba〇.48Eu〇.〇4)2Si5N8, L358)而顯 示成最佳的發光材料在測量誤差的範圍中是穩定的。在另 一測試（ 1 00 0小時，10毫安培，85%相對空氣濕度，85°C ) 中顯示出相同的傾向（三角形之測量點）。 圖6顯示出L E D -老化測試（1 0 0 0小時，1 〇毫安培，8 5 % 相對空氣濕度，85°C)中具有狹頻帶發射（λ“ιη< 605奈米） 之三種紅色-發光材料系統之比較：第一圓柱涉及一種具有 Sr-成份之卡（cal)槪念，第二圓柱是本發明最佳之發光材 料’一種具有相同份量之緦和鋇之混合的氮化物矽酸鹽， 第三圓柱顯示出純Sr-氮化物矽酸鹽之特性。混合之氮化物 矽酸鹽在測量誤差之範圍內是完全穩定的，但比較用的系 統顯示出很大的改變。 圖7顯示出黃-綠-成份的穩定性。在L E D -老化測試 中’測得新的綠色發光材料之穩定性，其優先的成份是 (LuAGaG ’具有大約 25% Ga 和大約 2.2% Ce， (LuO.978Ce0.022)3A13.75Gal.25012)，且與另一習知之黃 / 綠發光材料相比較。於此，藍色高功率_LED(Xpeak是435 201126770 奈米）以各別的發光材料分散的方式而澆注在矽樹脂中且 在3 5 0毫安培時操作1 000分鐘。發光材料尖峰和藍色LED-尖峰之相對強度在測試開始和結束時被測得且由此來決定 該轉換效率之損耗。新的Lu A GaG -發光材料在測量誤差之 範圍內是完全穩定的（四角形的測量點），但正矽酸鹽在可 比擬的條件下顯示出明顯的老化現象（圓形的測量點）。 暖白的LED (其具有本發明之新的發光材料混合物黃-綠和橘-紅）之彩色再現性實際上是與所使用的LED-波長無 關。藍色-波長偏移9奈米時只會造成1點的CRI-損耗。目 前之混合物之對比例子在相差7奈米藍色-波長時已消失5 點（請參閱表1)。爲了使CRI-損耗減小成一點，則添力Π第 三發光材料是需要的，其對效率和彩色-控制性有不良影 圖樣 藍色LED 之尖峰波 長/奈米 色溫/K 發光材料1 (綠-黃） 發光材料2(橘-紅） 發光材料 3廬-綠） 比例 黃:紅 CRI Ra8 1 444 3000 LuAGaG:2. 2%Ce (25%Ga) (Sr，Ba)2Si5N8:Eu (50% Ba) - 9.3:1 83 2 435 3050 LuAGaG:2. 2%Ce (25%Ga) (Sr,Ba)2Si5N8:Eu (50% Ba) - 8.9:1 82 VGL1 462 3200 YAG:3%Ce (Sr,Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) - 9:1 81 VGL2 455 3250 YAG:3°/〇Ce (Sr,Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) - 10.3:1 76 VGL3 455 3200 YAG:3%Ce (Sr,Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) 綠色氯 矽酸鹽 9:1 80 VGL4 462 3250 YAGaG:4% Ce (25%Ga) (Sr,Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) - 6.1:1 86 VGL5 455 3250 YAGaG:4% Ce (25%Ga) (Sr,Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) - 7:1 83 VGL6 444 3200 YAGaG:4% Ce (25%Ga) (Sr，Ca)2Si5N8:Eu (60% Sr) - 7:1 77 表1:此處CRI表示彩色再現性指標（index) -12- 201126770 圖8顯示不同系統之彩色再現性指標（C RI) R a 8。具有 本發明之新的發光材料混合物（圖樣1和2)之暖白LED之 彩色再現性實際上與所使用的LED-波長無關。藍色·波長 偏移9奈米時只造成1點之CRI-損耗（四角形的測量點）。 目前混合物之比較例在相差7奈米藍色-波長時已消失5點 (圓形的測量點；請參閱表1，V G L 1和V G L 3)。爲了使 CRI-損耗減少至1點，則添加第三發光材料是需要的（VGL 2)，其對效率和彩色-控制性有不良影響。另一比較例（菱形 之測量點）涉及YAG，其作爲具有Sr-Ba·氮化物矽酸鹽之黃 -綠成份。此系統較所使用的本發明之系統劣化很多且劣化 情況類似於三-發光材料-變異形（variante)(VGL 2)。 圖9顯示彩色再現性CRI與藍色-波長之（近似完美的） 獨立性。本發明的系統中，發光材料-發射區隨著較短波長 之激發波長之增大而明顯地偏移至短波長。於是，在整個 光譜中出現某種程度的補償：由於使用短波長的LED而消 失之藍-綠-成份藉由已偏移之發光材料發射之放大的藍-綠 成份而大致上獲得補償。 在 與 YAGaG:Ce (圖 11) 和 黃 色 的 (Sr，Ba)Si202N2:Eu(圖12)比較下，圖1〇顯示出具有可變 的激發波長（介於430和470奈米之間（例如，430至470)) 之綠-黃-發光材料之光譜之偏移時的相對強度。 令人驚異的是，新的綠色LuAGaG -石榴石之特性與比 較用的發光材料很不相同。隨著激發波長的下降而顯示出 201126770 很明顯的綠色偏移。比較用的發光材料大致上保持_定。 在與LED-應用中感興趣之藍色波長範圍（介於430和470 奈米之間）比較下，已顯示了三種發光材料之發射光譜。圖 12之曲線實際上都上下重疊著，因此只顯示一個曲線。 使用Lu-石榴石，其總是含有Y以作爲可達30 M〇1.% 之混合物，則整體上可對彩色再現性有良好的作用，這與 發射光譜之已改變的形式有關。使用Y -石榴石不會使該彩 色再現性有能以Lu-石榴石來實現之高的値。各種混合物 之細節顯示在表2中。Gd完全不適合用作主要的成份且最 多應像T b或L a —樣以5 Μ ο 1 · %之少量而添加至成份a中 以便用來作細微調整。反之，3 0 % (較佳是1 〇至2 5 % )之Y 成份提供至Lu ’其原因是Lu和Y之相對近似之離子半徑。 較高的Y値將使發光材料之發射偏移但又在一會影響整個 系統之所期望的性能的範圍中。在與具有類似的發光材料-發射波長（圖樣VGL1至VGL4)之釔-石榴石中且甚至在類 似之主要發光材料-發射波長（圖樣VGL 3和VGL 4)中，在 圖樣1至3中會產生高很多之彩色再現値Ra8，請參閱表 2。因此，在短波長中藉由良好的可激發性，第一次就可使 用高效率、短波長之藍色LEDs以作爲轉換用LED。 «；： -14- 201126770 圖樣 藍色LED 之尖峰波 長/奈米 色溫/K 發光材料1 (綠-黃） 發光材料2 (橘-紅） 比例 黃:紅 Ra8 VGL1 455 3150 YAG:2%Ce Sr2Si5N8:Eu 16:1 77 VGL2 455 3200 YAGaG:4°/〇Ce (25%Ga) Sr2Si5N8:Eu 7:1 79 1 455 3200 LuAG:4%Ce Sr2Si5N8:Eu 7.8:1 82 VGL3 444 3000 YAGaG:2°/〇Ce (40%Ga) (Sr，Ba)2Si5N8:Eu (87.5% Sr) 10.6:1 85 2 444 3050 LuAGaG:2.2%Ce (25%Ga) (Sr，Ba)2Si5N8:Eu (87.5% Sr) 12.4:1 89 VGL4 435 3100 YAGaG:2%Ce (40%Ga) (Sr，Ba)2Si5N8:Eu (50% Ba) 7:1 78 3 435 3100 LuAGaG:2.2%Ce (25%Ga) (Sr，Ba)2Si5N8:Eu (50% Ba) 7:1 82 表2 基本上，亦可直接在LED上或就像習知技術中可在連 接於LED之前的各別載體上一樣使用發光材料-混合物以 作爲分散物或作爲薄膜等。圖1 3顯示此種模組2 0，其在 基板21上具有不同的LEDs24，其上安裝著一外殻，其具 有側壁22和蓋板1 2。發光材料-混合物此處以層25的形式 安裝在側壁上且主要是安裝在透明的蓋板23上。 氮化物矽酸鹽M2Si5N8:Eu形式之發光材料亦含有單純 氮化物砍酸鹽之改質體（modification)，其中砂的一部份可 由鋁及/或硼來取代且N的一部份可由Ο及/或C來取代， 以藉由此種取代來確保電荷成中性。此種改質的氮化物矽 酸鹽亦已爲人所知，請參閱EP-A 2 0 5 8 3 8 2。形式上此種 氮化物矽酸鹽亦可描述成 M2X5Y8:D，其中 M = (Ba，Sr)且 -15- 201126770 X = (Si，A，B)、Y = (N,0，C)以及 D = Eu，其單獨地或以共摻雜 來形成。 表3顯示由系統A3B5012:Ce構成之不同的石榴石， 其中A選自（Lu，Y)。於此，在A = Lu 至 A= 70%Lu時， 其餘Y可達成良好的値。同時，就成份B而言，鋁和鎵之 間的比例須小心地選取。成份鎵應在1 0和4 0 Μ ο 1. %之間， 特別是在10至25 %之間。於是，表7中顯示出不同的（Lu, Y)-石榴石A3B5012:Ce，其中活化劑Ce之-濃度是A之2% 且A = Lu，Y(定出Lu之份量，其餘是鋁），且B = A1，Ga(定 出鎵之份量，其餘是鋁）。純的LuAG:Ce或YAG:Ce是不 適當的。同樣，爲了發光材料的效率而添加Pr時最會造成 損傷且應適當地避免。 圖14顯示不同之石榴石之發射光譜，其中γ的份量會 改變。已顯示的是：小份量的Y之發射量幾乎保持定値。 表4顯示LuAGAG-發光材料，其具有以步進式增加之 鎵-份量。表4以及其它表中的値基本上通常與460奈米時 的參考激發値有關。 表 4:Lu(Al，Ga)-石榴石 A3B5012:Ce(所謂 LuA GAG) 試料編號 Lu份 量，其 餘的 Y Ga份量， 其餘的 A1 X y lambda—dom /nm FWHM/ nm 相對的量子效 率(QE) SL 315c/08 100% 5,0% 0,350 0,567 557,5 109,1 1,00 SL 005c/09 100% 15,0% 0,337 0,572 555,1 104,3 1,01 SL 003c/09 100% 20,0% 0,351 0,564 557,7 108,4 1,05 SL 167c/08 100% 25,0% 0,352 0,562 557,9 109,8 1,05 -16- 201126770 表 3:(Lu,Y)-石榴石 A3B5012:Ce 試料編 Wi Lu份 量，其 餘的Y Ga份量， 其餘的 A1 X y lambda—dom / nm FWHM/ nm 相對的量子 效率(QE) SL 299c/08 100% 0,0% 0,393 0,557 564,2 112,5 1,00 SL 290c/08 88% 2,5% 0,396 0,556 564,6 113,2 1,02 SL 291c/08 68% 2,5% 0,414 0,550 567,1 115,4 1,01 SL 292c/08 78% 5,0% 0,400 0,555 565,2 113,7 1,01 SL 293c/08 78% 5,0% 0,400 0,556 565,1 114,3 1,01 SL 294c/08 78% 5,0% 0,401 0,555 565,3 114,8 1,02 SL 295C/08 78% 5,0% 0,401 0,555 565,3 113,8 1,02 SL 296c/08 88% 7,5% 0,388 0,559 563,5 112,8 1,02 SL 297c/08 68% 7,5% 0,402 0,555 565,4 114,4 1,03 SL 308c/08 88% 10,0% 0,383 0,560 562,8 112,1 1,03 SL 309c/08 83% 10,0% 0,387 0,559 563,3 112,5 1,03 SL 310c/08 83% 15,0% 0,381 0,560 562,5 113,0 1,03 SL 311c/08 78% 15,0% 0,385 0,559 563,1 112,3 1,02 【圖式簡單說明】 圖1顯不一種轉換用LED。 圖2顯示各種發出綠光之發光材料之溫度相依性的比 較。 圖3顯示各種發出紅光之發光材料之溫度相依性的比 較。 圖4顯示銪之摻雜量不相同之氮化物矽酸鹽之效率損 耗作爲鋇-成份之函數時的比較。 圖5顯示在不同之負載情況下氮化物矽酸鹽之效率損 耗作爲鋇-成份之函數時的比較。 -17- 201126770 圖6顯示在負載之前和之後對不同的發光材料之轉換 損耗之比較。 圖7顯示對不同的發光材料之轉換損耗之時間相依性 的比較。 圖8顯示在主激發之波長偏移時對不同的發光材料混 合物之CRI的比較。 圖9是不同的主發射中一轉換用LED之總發射量的比 較。 圖10至圖12是主發射之不同的尖峰位置（Ex)中 LuAGaG或Y A G a G或混合-S i ο η之發射的比較》 圖13顯示LED-模組，其具有安裝於遠處之發光材料 混合物。 圖14顯示Lu -石榴石含有不同的γ含量時發射量的比 較。 【主要元件符號說明】 1晶片 2第二電性終端 3第一終端 5繞注物質 6發光鏔料 8基殻 9凹口 2 〇模組 201126770 21基板 2 2側壁 23蓋板 24發光二極體 25層 -19-

Claims (1)

  1. 201126770 七、申請專利範圍： 1. 一種轉換用LED，包括：晶片，其發出主要的藍色輻射； 以及含有發光材料之層’其位於該晶片之前且將該晶片 之該主要的藍色輻射之至少一部份轉換成二次輻射，其 中使用型式是石榴石A3B5〇12:Ce之發出黃-綠色之第— 發光材料以及型式是氮化物矽酸鹽m2x5y8:d之發出橘-紅色之第二發光材料’此LED之特徵在於，該主要的藍 色輻射之尖峰波長是在430至450奈米之範圍中，特別 是可達445奈米，第一發光材料是石榴石，其具有陽離 子A = Lu或Lu, Y之混合物，γ成份達到30%，且B同時 具有A1和Ga’第二發光材料是氮化物矽酸鹽，其同時含 有Ba和Sr以作爲陽離子Μ，且摻雜物是由Eu構成’其 中第二發光材料在成份Μ中含有35至75 Mol. %之Ba’ 其餘是Sr，其中X = si且Y = N。 2. 如申請專利範圍第1項之轉換用LED，其中第一發光材 料在成份B中含有1 0 %，較佳是1 5 %，至4 0 Μ ο 1 · %之鎵’ 較佳是35%，特別是20至30%，其餘是鋁。 3. 如申請專利範圍第1項之轉換用LED，其中第一發光材 料在成份A中含有1 .5%至2.9 Mol.%之Ce ’特別是1 .8% 至2.6 Mol. %之Ce，其餘是A，特別是只有Lu或具有直 至25%之成份Y之Lu。 -20- 201126770 4·如申請專利範圍第1項之轉換用LED’其中第二發光材 料在成份Μ中含有35 %至65 Mol· %之Ba’特別是4〇 %至 60M〇1.%，其餘是 Sr，其中 X = Si 且 Y = N。 5·如申請專利範圍第1項之轉換用LED’其中第二發光材 料在成份Μ中含有1至2 0 Μ ο 1. %之E u ’特別是2至6 % ’ 其餘是（Ba，Sr)。 6. 如申請專利範圍第1項之轉換用LED，其中第二發光材 料是（Sr0.48Ba0.48Eu0.04)2Si5N8。 7. 如申請專利範圍第6項之轉換用LED，其中第一發光材 料是A3B5012，其中A = 75至100% Lu，其餘是Y且Ce 含量是1.5至2.5%，其中B = 10至40% Ga，其餘是A1。 8. 如申請專利範圍第7項之轉換用LED，其中第一發光材 料是A3B5012，其中A = 80至100% Lu，其餘是Y且Ce 含量是1.5至2.5。/。，其中B = 15至30%Ga，其餘是A1。 9. 如申請專利範圍第8項之轉換用LED，其中第一發光材 料是（Lu0.978Ce0.022)3A13.75Gal- 25012。 -21 -
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