粉紅光發光二極體的製作方法

2023-05-10 04:16:31 2

專利名稱：粉紅光發光二極體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體，尤其是指一種粉紅光發光二極體。
傳統發光二極體的製作方法，皆由化學元素周期表上III-VA族，或由II-VIA族元素混合所形成的化合物半導體所構成；以往由不同的化合物材料成長磊晶時，可由不同材料的能隙改變獲得不同範圍的顏色，如現今GaN材料(氮化鎵)可由AlN與InN混合成份比例磊晶獲得紫外光、紫光、藍光、綠光、黃光的範圍，但想要由半導體晶粒直接產生混合光，如白光、粉紅光等，則需以多顆發光二極體晶粒方式才可能達成。
另一種方式是採用單顆發光二極體晶粒以產生混色光，此方法以螢光材料作波長轉換的方式製成，其主要技術是在發光二極體晶粒表面覆蓋一層螢光粉層，由較短波長發光晶粒產生的光(如藍光、UV光)激發螢光粉層，使其產生不同波長的光波，再由此光波與原來發光晶粒所發出光的顏色混合，以產生混合光(如白光)。
現今最普遍的混合光就是白光，白光發光二極體主流以藍光發光二極體晶粒加YAG黃色螢光粉的方式，其是以藍色光激發YAG黃色螢光粉產成黃色光，再與原來藍光發光二極體晶粒所發的藍光混合，以黃、藍互補的方式，產生白色光，其主要生產者為日本日亞化學公司，其臺灣專利公告號為383508號、美國專利US5998925。
螢光粉應用於發光二極體上，除了使用藍光發光二極體晶粒外，亦可使用紫外光發光二極體晶粒(波長360-390nm)，添加紅、藍、綠螢光粉產生各色光或白光，如臺灣專利新型第157331號、美國專利US5952681。另外亦可以紫光發光二極體晶粒(波長390-410nm)加紅、藍、綠螢光粉產生各色光或白光，如本發明人臺灣專利申請案號090133508。
在混色光的製作上，若採用日亞化學公司專利的方式，以藍光晶粒激發黃色螢光粉，則無論如何調整藍光與黃光的比例，都無法製作成粉紅光的發光二極體，只能做出偏黃或偏藍的白光發光二極體。

發明內容
本發明提供一種粉紅光發光二極體，能夠產生紅色波長光。
為實現上述目的，本發明提供的粉紅光發光二極體一種粉紅光發光二極體，包含一藍光發光二極體晶粒；一黃色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出黃色波長光的螢光材料；一紅色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出紅色波長光的螢光材料；在藍光發光二極體晶粒上覆蓋上一層螢光粉，此螢光粉是由黃色螢光粉與紅色螢光粉所配製混合而成，使得黃色螢光粉與紅色螢光粉吸收藍光後，分別發出黃色波長與紅色波長光，此藍光、黃光、紅光混合後即可產生色度座標位於粉紅光區域的發光二極體，發出粉紅光。
本發明人曾以紫外光、紫光等發光二極體晶粒當作激發光源，皆可激發不同的螢光粉產生粉紅光，由於紫外光及紫光在發光二極體晶粒壽命或封裝膠體問題上尚有待改善，故也積極從事研發藍光發光二極體晶粒及可被藍光激發的螢光粉，後獲得綠色與紅色螢光粉，不但可製作白光發光二極體也可製作粉紅光發光二極體，但目前綠色螢光粉製作成本偏高，故採用較普遍的YAG黃色螢光粉加上本發明紅色螢光粉來產生粉紅光發光二極體。
發明所述的粉紅光發光二極體，其中藍光發光二極體晶粒發射波長範圍為425-455nm。
本發明所述的粉紅光發光二極體，其衝藍光發光二極體晶粒可為III、V族或II、IV族發光材料，如GaN、SiC、ZnSe等材料。
過去有人使用過硫化物作螢光粉，如ZnS等，但硫化物壽命與穩定性不佳，今本發明所添加的螢光粉，因為皆是氧化物，所以不但穩定性高且製作成本低，今本發明中所使用的黃色螢光粉為Y3Al5O12:Ce或(YGd)3Al5O12:Ce紅色螢光粉為6MgO·As2O5:Mn4+(Mg6As2O11:Mn)或3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+本發明所述的粉紅光發光二極體，其中螢光粉置於發光二極體晶粒上的方法是點膠、網印、模鑄成型、化學成長法、塗布法等其他方式。
本發明所述的粉紅光發光二極體，其中本發明所產生的光顏色，位於CIE色度座標上分布為(0.155、0.03)、(0.165、0.2)、(0.68、0.32)、(0.5、0.48)四點所構成的區塊。
綜合以上所述，本發明創新利用藍光發光二極體晶粒，激發黃色螢光粉與紅色螢光粉產生粉紅光發光二極體；本發明所得到的混合光源雖無法產生白光發光二極體，但產生的粉紅光發光二極體，實為本發明獨到之處，又因螢光粉為氧化物，使得發光二極體壽命長、穩定性高、價格便宜，另外，粉紅光發光二極體色澤柔和且屬於暖色系列，若用於室內布置則可提供更舒適的燈光效果，並且由於粉紅光色彩新穎，可以應用於消費型商品，如手機、PDA、乃至於玩具、飾品等諸多方面。


圖1為傳統白光發光二極體Lamp型(燈型)封裝結構圖；圖2為本發明粉紅光發光二極體以傳統白光發光二極體Lamp型(燈型)封裝方式結構圖；圖3為日本日亞化學公司以藍光激發YAG黃色螢光粉CIE色座標示意圖；圖4為本發明粉紅光發光二極體光色落於CIE色座標示意圖。
具體實施例方式
例舉本發明的實施例配合圖示說明如下敬請參閱圖1，其封裝結構為傳統Lamp(燈型)白光發光二極體的製作方式，本發明不同的地方在於製作粉紅光發光二極體而非白光發光二極體，在螢光材料方面，本發明在藍光發光二極體晶粒1上經由固晶打線等程序固置於燈型支架3後，於藍光發光二極體晶粒1上覆蓋一層黃色與紅色混合螢光膠體2，最後以封裝膠體5封裝成型，即完成粉紅光燈型發光二極體，如圖2所示。
以上製作原理是利用藍光發光二極體晶粒1所發出的藍光，激發黃色與紅色混合螢光膠體2，使得黃色與紅色螢光粉分別激發出黃色波長光與紅色波長光，由適當比例的藍光、黃光、紅光所混合成的顏色可落於CIE色座標上粉紅光區塊位置，此區塊為傳統白光(藍光晶粒加YAG黃色螢光粉)無法製作之處，於CIE座標上可涵蓋(0.155、0.03)、(0.165、0.2)、(0.68、0.32)、(0.5、0.48)四點所形成的區塊，如圖4所示。
敬請參閱圖3，圖3為公知藍光發光二極體加YAG螢光粉在CIE座標上可形成白光示意圖，為日亞化學公司專利(臺灣申請案號091112585)，左邊線段為所使用的藍光晶粒的波長(約455、485nm間)，右邊線段為使用不同VAG螢光粉可產生黃光的波長，由不同藍光晶粒波長搭配不同YAG黃色螢光粉可產生的波長，形成如圖3傳統YAG螢光粉顏色區塊範圍6，但以藍光發光二極體晶粒加YAG黃色螢光粉無論如何調配藍光與黃光的比例，都無法製作粉紅光發光二極體；而本發明以藍光發光二極體晶粒激發黃色螢光粉及紅色螢光粉，使得原本如圖3的顏色區塊因加了紅色螢光粉顏色區塊向下移動，形成本發明黃色螢光粉加紅色螢光粉顏色區塊範圍7，如圖4所示，與傳統白光，如日亞化學公司專利，涵蓋範圍有所區別，可製作出日亞化學公司專利所無法製作出的色澤。
本發明與日亞化學公司專利不同處在於其一、螢光粉不同，日亞化學公司專利只使用YAG黃色螢光粉，而本發明使用的螢光粉除YAG黃色螢光粉Y3Al5O12:Ce或(YGd)3Al5O12:Ce外，更加入紅色螢光粉6MgO·As2O5:Mn4+(Mg6As2O11:Mn)或3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+；其二、產生的顏色不同，日亞化學公司專利只可產生偏藍或偏黃的白光發光二極體，而本發明雖無法產生白光，卻可產生粉紅光發光二極體。
權利要求
1.一種粉紅光發光二極體，其特徵在於，包含一藍光發光二極體晶粒；一黃色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出黃色波長光的螢光材料；一紅色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出紅色波長光的螢光材料；在藍光發光二極體晶粒上覆蓋上一層螢光粉，此螢光粉是由黃色螢光粉與紅色螢光粉所配製混合而成，使得黃色螢光粉與紅色螢光粉吸收藍光後，分別發出黃色波長與紅色波長光，此藍光、黃光、紅光混合後即可產生色度座標位於粉紅光區域的發光二極體。
2.根據權利要求1所述的粉紅光發光二極體，其特徵在於，其中藍光發光二極體晶粒發射波長範圍為425-455nm。
3.根據權利要求1所述的粉紅光發光二極體，其特徵在於，其中藍光發光二極體晶粒可為III、V族或II、IV族發光材料，如GaN、SiC、ZnSe等材料。
4.根據權利要求1所述的粉紅光發光二極體，其特徵在於，其中紅色螢光粉為6MgO·As2O5∶Mn4+(Mg6As2O11∶Mn)或3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mn4+。
5.根據權利要求1所述的粉紅光發光二極體，其特徵在於，其中螢光粉置於發光二極體晶粒上的方法是點膠、網印、模鑄成型、化學成長法、塗布法中任一種方式。
6.根據權利要求1所述的粉紅光發光二極體，其特徵在於，其中本發明所產生的光顏色，位於CIE色度座標上分布為(0.155、0.03)、(0.165、0.2)、(0.68、0.32)、(0.5、0.48)四點所構成的區塊。
全文摘要
本發明粉紅光發光二極體包含一藍光發光二極體晶粒；一黃色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出黃色波長光的螢光材料；一紅色螢光粉，可吸收藍色波長光以激發出紅色波長光的螢光材料；在藍光發光二極體晶粒上覆蓋上一層螢光粉，此螢光粉是由黃色螢光粉與紅色螢光粉所配製混合而成，使得黃色螢光粉與紅色螢光粉吸收藍光後，分別發出黃色波長與紅色波長光，此藍光、黃光、紅光混合後即可產生粉紅光。
文檔編號H01L33/00GK1521866SQ0310351
公開日2004年8月18日 申請日期2003年1月28日 優先權日2003年1月28日
發明者陳興, 陳 興 申請人:詮興開發科技股份有限公司