TW535304B - Translucent fluorescence cover for light emitting diode - Google Patents

Description

35304 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明所屬的技術領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關螢光覆蓋物，尤指爲發光二極體被覆且 轉換由發光二極體照射的光之波長，將不同的波長之光放 出至外部之透明性螢光覆蓋物。 習知技術 經濟部智慧財產局員工消費合炸社印製 第9圖係表示被覆發光二極體，將發光二極體之發出 的光波長轉換且具有透光性之習用的螢光被覆材（透光性 螢光覆蓋物）之截面圖。由環氧樹脂、脲樹脂或矽氧選擇 的光透過性基材，與由配合於基材中的螢光物質之透光性 螢光覆蓋物（6 )，係將螢光物質之粉末混合入凝膠狀的 矽氧樹脂原料內，壓入矽氧樹脂原料於應覆蓋的發光二極 體之外部形狀內並使加熱成型。經予混入螢光覆蓋物（6 )內的螢光物質，係採用有機螢光顏料等的有機螢光體或 無機螢光體，被覆螢光覆蓋物（6 )之發光二極體，係採 用可有效的激勵螢光物質之氮化鎵系之藍色發光二極體， 有機二極體係由於藍色發光二極體之光在短時間內會劣化 ，實際上採用無機螢光體，尤其以鈽（C e )賦與活性的 釔、鋁、榴紅石（Y A G )系螢光體（以下稱作Y A G : C e系螢光體）（7 )。 第1 0圖所示之習用的發光裝置，係通常具有構成陽 極導線之第二佈線導體（2 )，及經予形成於第一佈線導 體（1 )之頂部上的凹部（1 a )上予以固定的氮化鎵系 化合物半導體等之發光半導體晶片（3 )，及發光半導體 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 35304 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶片（3 )之未予圖示的電極及第二佈線導體（2 )之頂 邰予以電氣連接的導線細線（4 )，被覆第一及第二佈線 (1 ’ 2 )之上部’發光半導體晶片（3 )及導線細線（ 4 )之光透過性的樹脂封裝體（5 )。樹脂封裝體（5 ) 係具有下側之圓柱部（5 a )，以半球狀經予形成於圓柱 部（5 a )之上的球面部（5 b )。於樹脂封裝體（5 ) 之外側被覆以螢光覆蓋物（6 )。螢光覆蓋物（6 )係具 有形成與樹脂封裝體（5 )之圓柱部（5 a )呈互補的形 狀之空洞部的圓筒部（6 a )，及經予形成於圓筒部（ 6 a )之上部且形成與樹脂封裝體（5 )之球面部（5 a )呈互補的形狀之空洞部的球面部（6 b )。經由設於螢 光覆蓋物（6 )之一端的開口部（6 c )，若安裝螢光覆 蓋物（6 )於樹脂封裝物上時，則螢光覆蓋物（6 )之內 面（6 d )係附著於樹脂封裝物（5 )之外面上，故安裝 後即使振動後之外力施加至透光性的螢光覆蓋物（6 )之 i ’螢光覆蓋物（6 )亦不容易由樹脂封裝體（5 )脫離 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 1圖，第12圖，第13圖係各自表示習用的透 光性螢光覆蓋物所用的Y A G : C e系螢光體之激勵光譜 ’已被覆其發光光譜及習用的透光性螢光覆蓋物於藍色發 光二極體上之習用的發光裝置之發光光譜。由發光半導體 晶片（3 )經予照射的藍色光之一部分係通過螢光覆蓋物 (6 )之基材而被直接放出至外部，惟藍色光之一部分因 係激勵經予擔持於基材中的螢光體（7 )，故由經予激勵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5 - 35304 A7 B7 五、發明説明（3 ) ΙΊ---Γ------- * · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的螢光體（7 )發生黃色光。由發光半導體晶片（’ 3 )照 射的藍色光及由螢光體（7 )照射的黃色光因係有互補色 之關係，藍色光及藍色光經予合成而使白色系之光放出至 外部。 發出白色系光線之習用的發光裝置，與構成習用的圓 球式白色光源之白熱電燈泡，熱陰極日光燈管或冷陰極曰 光燈管比較，能耐機械性衝撃、發熱量較少、不需施加高 電壓、不發生高頻噪音，在不使用水銀之環境優越的優點 。又因係組合透光性螢光覆蓋物及藍色發光二極體之簡單 構造，價廉且量產性亦優越，可被期待使用作下一世代的 固體化白色光源。 斧 然而，即使爲具有優越的前述優點之習用的發光裝置 ，兼具有下述缺點，故在製造及應用方面有生成各種障礙 及限制之困難點存在。尖銳的發光光譜被要求的透過型彩 色顯示裝置等的顯示裝置之背光白色光源時，會生成色純 度差且未能顯現鮮艷色彩之缺點，係習用的發光裝置之第 一問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 通常，具有三原色之藍、綠、紅的發光光譜且相互隔 開予以配置的三波長冷陰極螢光管，係用作透過型彩色液 晶顯示裝置之背光。舉其一例，如第1 4圖所示，三波長 冷陰極螢光管係具有藍、綠、紅之各自尖銳的波峯，表示 出發光光譜，至於一例則如第1 5圖所示構成透過型彩色 液晶顯示裝置之三原色像元的藍、綠、紅之彩色濾色器， 係具有廣泛範圍之透過光譜。在透過型彩色液晶顯示裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -6 - 35304 A7 B7 五、發明説明（4 ) ’透過三原色之藍、綠、紅之各像元的透過光光譜，係事 實上以三波長冷陰極日光管之發光光譜予以決定，彩色濾 色器係在未能特定界限之大致範圍，將光予以濾波，僅具 有防止其他的二原色成分（例如綠及藍）之混入於一像元 之透過光光譜（例如紅）之角色，故僅以彩色濾色器之透 過特性欲表現出色純度較高的色彩係有困難的。 然而，在第1 2圖所示之習用的發光裝置，由於 Y A G : C e系螢光體（7 )之發光波長之波長域係非常 寬廣的，發光裝置之光源，具有第1 3圖所示的發散性波 長域之發光光譜。因此，使用習用的發光裝置之透過型彩 色液晶顯示裝置，在彩色濾色器之透過光譜須決定各像元 之透過光光譜，色純度差且未能顯現鮮艷的色彩之習用的 發光裝置，係並不適用於透過型彩色液晶顯示裝置之背光 〇 又，在紅色光成分較少之習用的發光裝置，例如採用 於反射型彩色液晶顯示裝置等的補助光源時，則有以優越 的色調配衡未能顯示之第二問題存在。隨著最近的資訊通 訊技術之進展，正被大量使用於行動電話、P H S、 P D A、小型筆記型電腦等行動機器方面之反射型彩色液 晶顯示裝置。與透過型彩色液晶顯示裝置不同，通常利用 經予照射於顯示裝置表面上的太陽光線等之外部光的反射 光並進行彩色顯示之反射型彩色液晶顯示裝置，在無外部 光線之陰暗處所未能彩色顯示，故於顯示裝置之兩面內側 面上設置白色系之光線的補助光源（前光，front light )並 本紙張尺度適用中.國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 7 _ J----τ------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 35304 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對應於彩色顯示。然而，如第1 2圖所示，Y A G : C e 系螢光體（7 )之發光光譜的紅色光成分原本較少之習用 的發光裝置採用於反射型彩色液晶顯示裝置之補助光源時 ，如第1 3圖所示般，成爲具有紅色光成分相對較少的發 光光譜之光源。 反射型彩色液晶顯示裝置之色調均衡，係一般以主要 的外部光源之太陽光的光譜爲基準予以設計，在大量含有 紅色成分之太陽光線之光譜之下，將習用的發光裝置採用 於反射型彩色液晶顯示裝置之補助光源，若在陰暗處所點 亮補助光源時，則因紅色系色彩被表示成暗色，故與外部 光相較，引起全體之色調成不均衡的不合適。又，向來的 發光裝置所生成之第三問題。因YAG : C e系螢光體（ 7)之發出的黃色光與藍色發光元件發出的藍色光有互補 色之關係，故由習用的發光裝置照射的光若由人類眼睛繼 續觀看時，有眼睛疲勞的缺點。· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例如同時繼續觀看如藍色光及黃色光有互補色關係之 光時，有使促進眼睛疲勞一事，此由大腦生理學上之硏究 係爲人所知的。習用的發光裝置，係藉由由藍色發光二極 體生成的藍色光及由YAG : C e系螢光體（7)生成的 黃色光之混色製作放出至外部之光。因此，在以例如習用 的發光裝置爲一般的照明光源之光之下，若進行使用長期 間眼之讀書等作業時，使眼睛疲勞一事係顯而可知。如習 用的發光裝置般，限於使用藉由有補色之關係的二色之混 色製作白色光之方式本質上不可避免此問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ¢35304 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 再者，習用的發光裝置生成的第四問題，因係藉由藍 色發光二極體發出的藍色光及YAG : C e系螢光體（7 )發出的黃色光而成的不同波長光之混色使放出光予以合 成，故可合成的混色光之色度範圍極狹窄，有未能合成出 各種色調之光的點。 在混色光學理論，以色度圖上的光a之色度座標爲（ xa ，ya)，光b之色度座標爲（xb，yb)，使不 同的波長之光a及光b混色時，光a及光b之混色光的色 度座標（X m，y m )係連結（X a，y a )及（X b， y b )之二點的直線上，且位於由光a及強度及光b之強 度決定的點，光a若較強時位於接近（X a ，y a )，光 b若較強時，則位於接近（x b，y b )係爲人所知的。 第1 6圖係表示以習用的發光裝置而得的混色之原理 ，藉由藍色發光二極體發出的藍色光及YAG : C e系螢 光體（7 )之發出的黃色光不同的波長之光之混合而合成 出向外部放出的光之習用的發光裝置，係可直接適用前述 混色光學理論。亦即，若以光a設成藍色發光二極體發出 的藍色光，以光b設成YAG : C e系螢光體（7)發出 的黃色光時，則習用的發光裝置放出的光，僅可存在於連 接藍色發光二極體發出的藍色光之色度座標及YAG: C e系螢光體（7 )發出的黃色光之色度座標的直線上， 僅能製作出極其受限制的色調之光一事係實情的。 通常，添加其他的元素至YAG : C e系螢光體（7 )之母材的Y A G內，藉由改變螢光體（7 )之組成，使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 635304 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發光波長位移圖謀前述缺點之改善，例如添加鎵（G a ) 並位移至短波長側，添加纟乙（G d )並位移至長波長側， 惟若過度的高濃度添加鎵時，則發光效率會降低，若過度 的高濃度添加鎵時，則由於溫度上升會使發光效率降低的 溫度消光現象促進。不論何者均使重要的光學特性顯著的 劣化’故實用上在受限制的範圍僅可調整組成範圍。 由顯示習用的發光裝置之可發光的色度範圍，可明顯 得知’習用的發光裝置之可發光的色度範圍，係以藍色發 光二極體之發光之色度座標爲頂點，以連結實用上可能的 YAG : Ce系螢光體（7)之色度座標的寬度較狹窄的 扇型形狀之內部表示。如此，向來的發光裝置係即使調整 例如Y A G : C e系螢光體（7 )之組成，與色度圖整體 之面積比較僅可製作出極其受限制的狹窄色度範圍之色調 之光，未能使用於需要多種色調之光的用途方面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與習用的管球式光源相比，具有多種優點之習用的發 光裝置，因由使用的YAG ·· C e系螢光體（7)之發光 光譜生成的限制，故透過型彩色濾色片液晶顯示裝置及反 射型液晶顯示裝置，一般照明光源等今後被期待有大進展 之領域的光源上未能合適使用的重大問題。 發明欲解決的課顆 本發明係以提供可合適適用於被要求尖銳的發光光譜 之透過型彩色液晶顯示裝置，背光等顯示裝置之發光二極 體用透光性螢光覆蓋物爲目的。又，本發明係以提供可合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -1〇 - 635304 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 適適用於被要求優越的色調均衡之反射型彩色液晶顯示裝 置等的補助光源之發光二極體用透光性螢光覆蓋物爲目的 °又’本發明係以提供發出符合人類生理之眼的優越光線 之發光二極體用透光性螢光覆蓋物爲目的。又，本發明係 以提供可發生具有廣泛色度範圍之色調的光之發光二極體 用透光性螢光覆蓋物爲目的。又本發明係提供價廉且品質 優越的發光二極體用透光性螢光覆蓋物爲目的。 解_決課題而採的手段 由被覆發出例如於4 2 0 n m〜4 8 0 n m之範圍內 的藍色領域上具有第一發光波長波峯的第一發光波長帶域 之光的發光二極體之本發明的發光二極體用透光性螢光覆 蓋物，係含有以第一發光波長帶域之光激勵的螢光體（7 )。螢光體（7 )係發光出激勵時由第一發光波長波峯分 離的綠色領域內之具有第二發光波長波峯之第二發光波長 帶域之光，及具有由第二發光波長波峯分離的紅色領域內 之第二發光波長波峯之第二發光波長帶域之光。因此，發 光二極體用透光性螢光覆蓋物，係可發光出具有由發光二 極體照射的第一發光波長帶域之一種光，由第一發光波長 帶域經予波長轉換的第二發光波長帶域及第三發光波長帶 域之二種光之合計三種光譜之光。螢光體（7 )係含有以 錳經予賦與活性的鑭系鋁酸鹽系螢光體，對錳之含有量之 變化，具有綠色發光領域及紅色發光領域。以不同的鍤含 有量添加的鑭系鋁酸鹽系螢光體，雖係相同成分之螢光體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 7- ： 衣 ^ 訂 i : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¢35304 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) ’但生成綠色發光及紅色發光。螢光體（7 )係以化學式 :LaAlii〇18:Mn2+、La2〇3· 1 1 A 1 2 0 3 :Μ η 2 + > L a 1 - x A 1 1 1 ( 2 / 3 ) + x 0 1 9 ： Μ n 2 + χ ( 惟 〇·1$χ^0.99) ， （La，Ce)AlH〇" :M η 2 +、 （ L a ，C e ) M g A 1 i i 9 ·· Μ n 2 + 之 至少一者表示。 發明之實施形態 以下就第1圖〜第3圖說明本發明之發光二極體用透 光性螢光覆蓋物之實施形態。 由本發明之發光二極體用透光性螢光覆蓋物，雖與第 9圖及第1 0圖所示之習用的螢光覆蓋物具有相同的截面 形狀及相同的安裝構造，但在本發明之實施形態，發光半 導體晶片（3 )係於4 2〇n m〜4 8 0 n m之範圍內的 藍色領域內發出具有第一發光波長波峯之第一發光波長帶 域之光。經予擔持於螢光覆蓋物（6 )內的L a鋁酸鹽： Μ η系螢光體（7 )係以第一發光波長帶域之光予以激勵 ，於激勵時，因發光出具有由第一發光波長波峯分離的綠 色領域內之第二發光波長波峯的第二發光波長帶域之光， 及具有由第二發光波長波峯分離的紅色領域內之第三發光 波長波峯的第三發光波長帶域之光，故由本發明之發光二 極體用透光性螢光二極體，係發光出合計三種光譜之光， 可生成此等的單色及合成色光。螢光體（7 )係例如以化 學式 LaAl11〇18:Mn2 +或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - 本 ； 訂 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >35304 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) L a 2〇3 · 1 1 A 1 2〇3 : Μ η 2 +表示的L a鋁酸鹽·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ η系螢光體（7 )之以Μ η予以賦與活性的鑭系鋁酸鹽 系螢光體（7 )之一種。 採用本發明之發光裝置之第一特徵，係具有與三波長 冷陰極日光管相同的藍色光、綠色光、紅色光之相互隔開 的三原色之發光光譜的點。已適用本發明的發光裝置之發 光光譜，如第1圖所示般，以4 5 0 n m爲中心的藍色發 光二極體之藍色光，及以L a鋁酸鹽·· Μ η系螢光體（7 )之5 1 7 n m爲波峯之綠色光及以6 9 0 n m爲波峯之 紅色光間相互隔開的三個發光波長帶域所構成。因此，如 第1圖所示的發光光譜，係與第1 3圖所示之習用的發光 裝置之發光光譜不同，具有與第1 4圖所市的冷陰極曰光 管之發光光譜類似的光譜，亦與第1 5圖所示的透過型彩 色液晶顯示裝置之彩色濾色片之透過光譜相當的一致。 在本發明之實施形態，螢光體（7 )具體而言，可爲 以錳經予賦與活性的鑭系鋁酸鹽系螢光體。螢光體（7 ) 宜爲化學式：LaAlHOuiMn2*或La2〇3· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 A 1 2〇3 ·· Μ η 2 +表示的鑭（L a )鋁酸鹽·· Μ η系 螢光體或 L a!- ΧΑ 1 11(2/3)+χ〇19 : Μη2 + Χ (惟 〇.1^χ^〇.997) ， （La，Ce)Alii〇i9 :Mn2+、(La ?Ce)MgAliiOi9： Μη2 + ^ 至少一者表示的螢光體亦可。透光性螢光覆蓋物之基材， 係由矽氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、胺 酯樹脂、耐綸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚氯乙 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ29?公釐） :13- 635304 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（彳1 ) 烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚四氟乙烯樹脂' 聚苯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚烯烴樹脂選出的一種或二 種以上而成。 由本發明之透光性的螢光覆蓋物（6 )，係例如於基 材內混合L a錦酸鹽：Μ η系螢光體之粉末並利用轉移成 型或裝瓶等的樹脂成型法予以形成，予以安裝於發光二極 體之樹脂封裝體（5 )上。若選擇矽氧樹脂、聚氯乙烯樹 脂、聚醯亞胺樹脂等之軟質性的樹脂時，則可賦予於螢光 覆蓋物（6 )有某種程度之彈力性，對發光二極體之樹脂 封裝物內利用彈力性可容易安裝螢光覆蓋物，同時附著性 提高，成爲可自立保持螢光覆蓋物（6 )。至於其他方法 ’以光透過性的接著劑接著樹脂封裝體（5 )至螢光覆蓋 物（6 )，藉由熱收縮性之基材形成透光性螢光覆蓋物（ 6 ) ’使被覆於樹脂封裝體（5 )後予以加熱，使藉由熱 收縮作用予以附著亦可。另一方面，藉由噴霧或浸沾等方 式以直接形成本發明之螢光覆蓋物（6 )之狀態使被覆於 發光二極體之樹脂封裝體（5 )上亦可。本發明之透光性 螢光覆蓋物（6 )，沿全周圍爲均勻的壁厚或部分不同的 壁厚亦可。 於製造發光二極體之際，將具有經予形成於基板上的 半導體層之發光半導體晶片（3 )以接著劑接著固定於佈 線導體（1 )之凹部（1 a )的底面。發光半導體晶片（ 3 )，例如利用磊晶成長等單晶成長法，具有於S i C等 的半導體基板或藍寶石等陶瓷基板上經予形成的G a N、 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - ^ — : 衣 ：IT > / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535304 Α7 Β7 五、發明説明（彳2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I n G a Μ、I n G a A 1 N等的氮化鎵系化合物半導體 層，發光波長波峯波長爲4 2 0 nm〜4 8 0 nm之藍色 發光二極體晶片。其後，利用連線銲接 (wire bonding )電 氣的連接導線細線（4 )於發光半導體晶片（3 )之電極 及第二佈線導體（2 )之頂部後，以具有光透光性之環氧 樹脂等的有機樹脂成型成砲彈型形狀等予以形成。 藉由Μ η 2 +及E u 2 +之共賦活，以紫外線予以激勵的 公知之La2〇3· llAl2〇3:Mn2+，Eu2 +螢光 體係藉由紫外光予以激勵的E u 2 +接受能量之Μ η 2 +係具 有發光的發光原理，但本發明人係以不含E u之L a 2〇3 • 1 1 A 1 2〇3 : Μ η 2 +螢光體可以藍色光有效的予以激 勵，且由調整Μ η之添加量，著眼於具有於相互隔開的發 光波長領域之綠色及紅色的二個不同發光波長帶域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至於用作L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體之賦活材的二價 錳離子（Μ η 2 + )，其發光波長對母材之結晶場的大小敏 感，故若於母材中有不同的Μ η 2 +位置時，則具有多數的 發光波長帶域生成的特徵。L a鋁酸鹽係具有尖晶石構造 之母材，惟其中Μ η 2 +係占有四配位及六配位，各自生成 以5 1 7 n m爲波峯之綠色發光及以6 9 0 n m爲波峯之 紅色發光。又於以4 5 0 n m爲中心的藍色領域可有效的 予以激勵。第2圖表示L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體之激勵 光譜，又第3圖表示L a鋁酸鹽：Μη系螢光體之發光光 譜。 L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體之綠色發光及紅色發光之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） :15 - 535304 A7 B7 五、發明説明（13 ) 比例係依Μ η之添加量而定。第4圖表示L a鋁酸鹽： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ η系螢光體之Μ η添加量（重量或容量之比率）與發光 色之關係。Μ η之添加量若較0 . 4少時雖僅出現綠色發 光，但若增加添加量時，則出現紅色發光，再者若增加添 加量至0 · 8以上時，則僅變成紅色發光，〇 . 4〜 0 · 8爲過渡領域。因此L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體係藉 由調整Μ η之添加量在綠色至紅色爲止之廣泛發光波長範 圍內可選擇性的調整發光色。 因此，若組合藍色發光二極體及L a鋁酸鹽：Μ η系 螢光體時，則由藍色發光二極體之藍色光之一部份可使 L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體激勵且生成綠色光及紅色光， 在本發明之透過性螢光覆蓋物，藉由簡單的手段可實現出 波長未予轉換的藍色發光二極體之與殘存的藍色光之混色 光，亦即發出波長領域相互隔開的藍色光，綠色光及紅色 光之三原色之光的發光裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體係可使用於本發明之螢光 體的一例，本發明所用的螢光體之母材係並非受此所限定 的。本發明所用的螢光體母材之總稱的鑭系鋁酸鹽，係鑭 系元素之鋁酸鹽，亦即鑭系元素及鋁之氧化化合物。 於已知爲稀土類元素之鑭系元素內，含有L a (鑭） 、C e (鈽）、P r (鐯）、N d (鈮）、P m (鉅）、 S m (釤）、E u (銪）、G d (釓）、T b (泰€)、 D y (鏑）、Η 〇 (鈥）、E r (餌）、T m (鈇）、 Y b (釔）、L u (凄|)。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 16 _ 535304 Α7 Β7 五、發明説明（μ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 若採用不限於L a之前述元素單體之鋁酸鹽或複數的 元素之鋁酸鹽於本發明之螢光體母材時，可各式各樣的調 整螢光體之激勵波長及綠色、紅色之發光波長，可各式各 樣的改變適用本發明之發光裝置之表色範圍等。又爲改善 本發明之螢光體之溫度特性及發光效率，亦可添加Μ η以 外的賦與活性材。 本發明之透光性螢光覆蓋物內所用的L a鋁酸鹽： Μ η系螢光體，如第4圖所示，藉由調整Μ η濃度，可自 由調整綠色光及紅色光之成分比。又適用本發明之發光裝 置，係藉由調整螢光體（7 )之濃度可自由調整藍色發光 二極體之藍色光及螢光體（7 )之綠色光·紅色光間之配 衡。由適用本發明之發光裝置合成出白色系之光並可放出 混色光至外部。因此，於透過型彩色液晶顯示裝置之背光 等亦可較合適使用已採用本發明之發光裝置。第5圖爲表 示已適用本發明之發光裝置之混色原理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 已採用本發明之發光裝置之第二特徵，係若調整螢光 體（7 )之配合比時，則可得與外部光相同的顯示畫像之 色調配衡之點。於由本發明之透光性螢光覆蓋物所用的 L a鋁酸鹽：Μ η系螢光體（7 )之發光光譜，係與第 1 2圖所示之習用的透光性螢光覆蓋物所用的Y A G : C e系螢光體（7 )之發光光譜不同，如第3圖所示於深 紅色領域亦具有廣寬的光譜。又如第4圖所示，L a鋁酸 鹽：Μ η系螢光體（7 )，係調整Μ η濃度且可自由調整 綠色光及紅色光之成分比，於已適用本發明之發光裝置上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -17 _ 535304 A7 B7 五、發明説明（彳5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，可賦與與太陽光等的外部光源相同的色調均衡。因此已 採用本發明之發光裝置，係亦可合適的使用反射型彩色液 晶顯示裝置之補助光源。 已適用本發明之發光裝置之第三特徵，係即使採用長 期間使用眼睛之作用亦不使眼睛疲勞之點。與第1 3圖所 示的發光裝置之發光光譜不同，已採用本發明之發光裝置 之發光光譜，如第1圖所示係由藍色光、綠色光、紅色光 所構成的。此等的光係無互補色之關係，於長期使用眼睛 之作業，即使採用本發明之發光裝置亦可不使眼睛疲勞。 已採用本發明之發光裝置之第四特徵，係有可創作各 樣的色調之光的點。在已適用本發明之發光裝置，係經予 放出的光由藍色光、綠色光、紅色光所構成。此等的混色 光係在色度圖上占有非常寬廣的領域。第6圖所示的已適 用本發明之發光裝置，與第1 7圖所示之習用的發光裝置 之可發光的色度範圍比較時，可知色度範圍係非常寬廣的 。因此已採用本發明之發光裝置，亦可合適使用於需要各 式各樣的豐盛的色彩表現之用途方面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 通常，發光二極體係具有放出的光之指向特性，由於 指向角方向之不同，光強度亦不同，沿全部周圍若使被覆 壁厚均勻的透光性螢光覆蓋物時，則在光強度之較強的方 向及較弱的方向，有發光色不同的不合適會出現的情形。 爲防止此現象，增加發光強度較強部分之壁厚，減少較弱 的部分之壁厚，且沿發光二極體之發光強度分布並使透光 性螢光覆蓋物之壁厚變化時，則沿全部周圍成爲均勻的發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - 535304 A7 B7 五、發明説明（16 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光色。第7圖係表示已改良透光性螢光覆蓋物的本發明之 透光性螢光覆蓋物的第二實施形態。具有砲彈型形狀之樹 脂封裝體（5 )之發光二極體，在成爲樹脂封裝體（5 ) 之透鏡狀的球面部（5 b )，尖端部分之光強度最強，具 有沿側面方向光強度徐徐降低的指向特性。本實施之形態 ，係使適合於砲彈型形狀之發光二極體之指向特性，增加 對應於樹脂封裝體（5 )之尖端部分的螢光覆蓋物（6 ) 之球面部（6 b )的壁厚並沿側面方向徐徐的減薄，可得 沿全部周圍均勻的發光色。 第8圖係表示於被稱作晶片L E D之表面實際安裝用 之超小型發光二極體上已適用本發明之透光性螢光覆蓋物 之發光裝置之第三實施形態。第3圖所示的發光二極體， 係具有由絕緣性基板（8 )之一側的主面（8 a )拉伸至 另一側之主面（8 b )上的一對佈線導體（1 ，2 )，以 接著劑經予接著至佈線導體（1 )之端部上的藍色發光二 極體晶片之發光半導體晶片（3)，電氣連接發光半導體 晶片（3 )之電極及佈線導體（1，2 )之導線細線（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 a ，4 b )及於絕緣性基板（8 )之一側的主面（8 a )側上藉由射出成形等予以形成的環氧樹脂等的樹脂封裝 體（5 )。在本實施形態，因對樹脂封裝體（5 )之傾斜 的側面之自己保持係較困難的，透光性螢光覆蓋物（6 ) 係採用光透過性的接著劑，並使接著於樹脂封裝體（5 ) 。至於另外的方法，藉由噴霧或浸沾等可直接形成於樹脂 封裝體（5 )上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 19 _ 535304 A7 B7 五、發明説明（17 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 且在已採用由本發明之透光性螢光覆蓋物（6 )的發 光裝置之實施形態，構變上，在第1 〇圖之構造，於導電 性之S i C基板上使用已設置氮化鎵系發光層之發光二極 體晶片，在第8圖之構造，於絕緣性的藍寶石基板上使用 已設置氮化鎵系發光層之發光二極體晶片，惟本發明並不 受前述材料及構造所限制，若爲在指定的發光波長範圍內 時，不論何種構造之發光二極體晶片，均可使用於已採用 本發明之發光裝置。 如上述般，由本發明之發光裝置係具有可克服已採用 藍色發光二極體及YAG : C e系螢光體（7 )之習用的 發光裝置所具的多數問題之優越的特性。又本發明之半導 體發光裝置之內，尤其發出白色系之光的半導體發光裝置 ’與習用的燈管燈泡式白色光源之白熱電燈泡或熱陰極日 光管，冷陰極日光燈等相較，機械強度較高，發熱量較少 ，不需高電壓，不發生高頻噪音，兼具利於不使用水銀之 環境等優越的優點，可大大的期待用作真正的下一世代固 體化白色光源。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明之功效 在採用由本發明之透光性螢光覆蓋物之發光裝置，可 自由的調整藍色發光二極體之藍色光及螢光體的綠色光， 紅色光間的均衡，可得與外部光相同的顯示影像之色調均 衡’亦可合適的使用作反射型彩色液晶顯示裝置之補助光 源。又藉由不成互補色之關係的藍色光，綠色光，紅色光 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公酱） 535304 Α7 Β7 五、發明説明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 源之三原色的混色，在廣泛色度範圍之色調可合成出向外 部放出的光，於需要豐盛的色彩表現之用途方面亦可合適 使用。於長期使用眼睛之作業亦不使眼睛疲勞，可合適的 使用作一般的照明光源。又可得價廉且品質優越的發光二 極體用透光性螢光覆蓋物。 圖式之簡單說明 第1圖係表示已使用由本發明之透光性螢光覆蓋物的 發光裝置之發光光譜圖。 第2圖係表示L a鋁酸鹽：Μη系螢光體之激勵光譜 圖。 第3圖係表示L a鋁酸鹽：Μη系螢光體之發光光譜 圖。 第4圖係表示Μ η賦活L a鋁酸鹽系螢光體之Μ η添 加量及發光色之關係圖。 第5圖係表示已採用由本發明之透光性螢光覆蓋物之 發光裝置的混色原理圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖係表示已採用由本發明之透光性螢光覆蓋物之 發光裝置的可發光的色度範圍圖。 第7圖係表示由本發明之透光性螢光覆蓋物之第二實 施形態之截面圖。 第8圖係表示由本發明之透光性螢光覆蓋物之第三實 施形態之截面圖。 第9圖係習用的透光性螢光覆蓋物之截面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -21 - 535304 A7 B7 五、發明説明（彳9 ) 第1 0圖係使用習用的透光性螢光覆蓋物之發光裝置 之截面圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 第1 1圖係表示Y A G : cr e系螢光體之激勵光譜圖 〇 第12圖係表示YAG:Ce系螢光體之發光光譜圖 〇 第1 3圖係表示已採用習用的透光性螢光覆蓋物之發 光裝置之發光光譜圖。 第1 4圖係表示冷陰極日光燈管之發光光譜之一例圖 〇 第1 5圖係表示使用於透過型彩色液晶顯示裝置內的 彩色濾色片之透過光譜的一例圖。 第1 6圖係表示使用習用的透過性螢光覆蓋物之發光 裝置之混色原理圖。 第17圖係表示已採用習用的透光性螢光覆蓋物之發 光裝置的可發光的色度範圍圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖號之說明 (1 ，2 ).........佈線導體， （3 ).........發光半 導體晶片， （4 ).........導線細線， （5 ).........樹 脂封裝體， （5a).........圓柱體， （5b)......... 球面部， （6 )螢光覆蓋物， （6a).........圓筒部 ’ (6b).........球面部， （7 ).........營光體， (8 ).........絕緣性基板。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22 - ~'

Claims (1)

1. 5304 A8 B8 C8 D8 修正 補充丨 ^、申請專利範圍 附件2: 第90 1 3 1 893號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年3月6日修正 1 . 一種發光二極體用透光性螢光覆蓋物，其特徵在 於被覆會發出於藍色領域具有第一發光波長波峯之第一發 光波長帶域之光的發光二極體之覆蓋物， 含有以前述第一發光波長帶域之光激發的螢光體，該 螢光體係發出於激勵時具有由前述第一發光波長波峯分離 的綠色領域內之第二發光波長波峯的第二發光波長帶域之 光，及由前述第二發光波長波峯分離的紅色領域內之第三 發光波長波峯的第三發光波長帶域之光， 其中前述螢光體係以錳經予賦活的鑭系鋁酸鹽系螢光 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 、π 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 體0 2 • 如申請專 利範圍第1 項之發光二極體用 透光性 m 光覆蓋 物 ，其中前 述螢光體係以化學式： L 8 i A '1 1 1 0 1 8 :Μ η 2 +、 L a 2 0 3 · 1 1 A 1 2〇3 : M r i 2 * L 3 1 - ? C A 1 11(2 / 3 ) + x 0 1 9 : Μ n 2 + x ( 惟 0 . 1 x ^ 0 . 9 9 )、（ L a ，C e )A 1 i 1 0 1 9 : M r i 2 (La， C e ) M g A 1 i i 0 1 9 ： M n 2 +之 至 少一*種。 3 ·如申請專利範圍第1 .或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物，其中前述第一發光波長波峯之波長係在4 2 0 n m〜4 8 0 n m之範圍內，前述第二發光波長波峯 之波長係在4 9 0 nm〜5 5 0 nm之範圍內，而前述第 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 535304

   六、申請專利範圍 ~一^J 二發光波長波峯之波長係在6 6 0〜7 2 0 nm之範圍內 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 _如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物，其中前述透光性螢光覆蓋物之基材係由聚 砂氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、胺酯樹 月旨、耐綸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚氯乙烯樹 脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚苯 乙烧樹脂 '聚丙烯樹脂、聚烯烴樹脂選出之一種或二種以 上而成。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物’其中前述透光性螢光覆蓋物係沿前述發光 二極體之發光強度分布而壁厚而異。 6 .如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物’其中前述透光性螢光覆蓋物係附著於前述. 發光二極體並使自立保持著。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 ·如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物’其中前述透光性螢光覆蓋物係具有熱收縮 性。 8 ·如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物，其中前述透光性螢光覆蓋物係以透光性接 著劑予以接著固定於前述發光二極體上。 9 .如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透光 性螢光覆蓋物，其中前述透光性螢光覆蓋物係藉由噴霧或 浸沾至前述發光二極體並使形成於前述發光二極體之表面 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 535304 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ▲ ABCD

   々、申請專利範圍 上。 1 〇 ·如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用透 光性螢光覆蓋物，其中前述螢光體係藉由調整Μ η濃度以 調整綠色光及紅色光之成分比。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -3- 5353〇4h牛g:第90131893號專利申請案 中文圖式修正頁 第 圖 ο ο ο ο ο 0 8 6 4 2 -*_ 制缌米鏹諒翠1—

   發光波長A[nm 2第 第 f 0 ο ο ο ο ο 0 8 6 4 2 1— Sm0s. 1—

   350 400 450 500 550 -1►激勵波長又[nm]

   ^發光波長λ [ _ ] 535304 圖 4第 〇 〇 〇 〇 〇 0 8 6 4 2 〇

   1.0 第 it

   La鋁酸塩:Μη系螢光體之 綠色發光之色度座標 La鋁酸塩:Μη系螢光體之 紅色發光之色度座標

   535304 補 第

   La鋁酸塩系螢光體之 綠色發光之色度座標 La鋁酸塩:Μη系螢光體 之紅色發光之色度座標‘

   0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 X 535304 / )? Ο 圖 τ—一 1—一 第

   ο 200 300 400 500 激勵波長λ [ nm ]

   0 400 500 600 700 發光波長A[nm] 第12圖100 圖 3 1± 第 ^0ss

   〇 380 430 480 530 580 630 680 730 發光波長A [ nm] 535304 第14圖 20 今月/曰π 補充 11

   VJ 380 400 500 600 700 780 波長[ΠΓΠ] 第15圖ι〇〇·〇 【％〕議賴

   o.o 400.0 500.0 600.0 700.0 波長λ[·] 535304 j ;}« i < 僻·外心7一 —； [____補充i 第16圖 第17圖