專利名稱：一種白光發(fā)光二極管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造發(fā)光二極管的方法，尤指一種應(yīng)用發(fā)光二極管(LED)配合多種具熒光特性的粉體制作白光發(fā)光二極管的方法。
2、合成一配方為SrAl2O4Eu型熒光粉，如(Sr0.96Eu0.04)Al2O4，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
3、合成一配方為BaMgAl10O17Eu型熒光粉，(Ba0.9Eu0.1)MgAl10O17，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
4、將上述三種熒光粉依適當(dāng)比例調(diào)配，并以波長(zhǎng)396nm的紫外光為激發(fā)源測(cè)量其發(fā)射光譜，如

圖1所示。將發(fā)射光譜的數(shù)據(jù)以1931年由國(guó)際照明委員會(huì)(Commission lnternationale de l’Eclairage，CIE)所制訂的色度坐標(biāo)圖(Chromaticity diagram)的公式換算成此混合熒光體所代表的色度坐標(biāo)，并以A點(diǎn)標(biāo)記于圖3中。
據(jù)前述可知，目前以紫外光發(fā)光二極管制作白光LED的方法，其主要是利用紫外光激發(fā)可發(fā)出紅、綠與藍(lán)的三原色熒光體，同時(shí)調(diào)配熒光體至適當(dāng)比例，再混合其光色而得白光；然而，此種以組合各原色熒光體的光譜結(jié)構(gòu)形成的白光，因受限于個(gè)別熒光粉具特定光譜結(jié)構(gòu)的影響，故其所組成白光光譜波長(zhǎng)的分布與連續(xù)性不如真實(shí)的太陽(yáng)光，致使白光出現(xiàn)色彩不均勻與飽和度低等缺點(diǎn)。雖然人類的眼睛可以忽略這些現(xiàn)象，只會(huì)看見(jiàn)白色的光，但在一些精密度較高的光學(xué)偵檢器的感測(cè)下，例如攝影機(jī)或相機(jī)等，其演色性在實(shí)質(zhì)上仍偏低，也即在還原物體色彩時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差，故此種方式產(chǎn)生的白光光源只適合作為一般照明之用。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種新的制造白光發(fā)光二極管的方法，其特點(diǎn)在于利用多種可受紫外光激發(fā)的熒光體，其中部分熒光體組成紅、綠與藍(lán)等三種白光光譜的基本結(jié)構(gòu)，另一部分熒光體則發(fā)揮修飾光色與增強(qiáng)亮度的功用，進(jìn)而使其熒光的混合光譜與實(shí)際日光光譜間的擬合程度大幅提高。故本發(fā)明是利用多種熒光粉的補(bǔ)強(qiáng)與修飾技術(shù)，以使所得的白光發(fā)光二極管具有高亮度與高演色性的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種關(guān)于可變色發(fā)光二極管的制作方法，目前欲取得一可變換光色的發(fā)光二極管的方法，是利用多顆單色發(fā)光二極管組合的，并利用電路操控使其輪流發(fā)光，或是利用不同顏色的濾光片或帽套等使其變換光色。然而這些方法的成本高且不具便利性，故需發(fā)展新的具可行性的方法。如前述應(yīng)用多種熒光粉的補(bǔ)強(qiáng)與修飾技術(shù)，若其中的全部或部分粉體同時(shí)可具熒光或磷光特性，當(dāng)紫外光停止激發(fā)后，該粉體即呈現(xiàn)出隨著時(shí)間改變的不同顏色，也即本發(fā)明方法可制作一可變色的發(fā)光二極管。同時(shí)，若改變粉體的組成比例也可得到另一不同變色順序的發(fā)光二極管。與已知技術(shù)相較，本方法相當(dāng)簡(jiǎn)易、成本較低，極具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的價(jià)值。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖標(biāo)僅供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
關(guān)于本發(fā)明的白光發(fā)光二極管所需合成與調(diào)配的熒光粉的實(shí)施例一(本發(fā)明的方法，經(jīng)光譜結(jié)構(gòu)修飾后得到白光光譜)，步驟如下1.合成一配方為Y2O3Eu型的熒光粉，如(Y1.9Eu0.1)O3，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
2.合成一配方為SrAl2O4Eu型熒光粉，如(Sr0.96Eu0.04)Al2O4，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
3.合成一配方為BaMgAl10O17Eu型熒光粉，如(Ba0.9Eu0.1)MgAl10O17，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
4.合成一配方為Y3Al5O12Ce，Gd型熒光粉，如(Y2.3Ce0.05Gd0.65)Al5O12，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如擰檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
5.將上述四種熒光粉依適當(dāng)比例調(diào)配，并以波長(zhǎng)396nm的紫外光為激發(fā)源測(cè)量其發(fā)射光譜，如圖2所示。將發(fā)射光譜的數(shù)據(jù)換算成此混合熒光體所代表的色度坐標(biāo)，并以B點(diǎn)標(biāo)記于圖3中。
本發(fā)明也提供了一種可變色發(fā)光二極管的制作方法，利用具磷光特性的發(fā)光體作為上述多種熒光體中的一種或以上，其光色可隨著時(shí)間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。該發(fā)光體可為SrAl2O4Eu，M、CaAl2O4Eu，M、Sr4Al14O25Eu，M、Y2O2SEu，M或ZnSCu，M，其中M可為過(guò)渡金屬或稀土元素。
關(guān)于利用具磷光特性的粉體制得可變色的發(fā)光二極管的實(shí)施例二，步驟如下1.合成一配方為Y2O3Eu型的熒光粉，如(Y1.9Eu0.1)O3，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法，化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
2.合成一配方為SrAl2O4Eu，Dy型熒光粉，如(Sr0.94Eu0.04Dy0.02)Al2O4，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如微乳膠法、沉淀法或微乳膠法等。
3.合成一配方為BaMgAl10O17Eu型熒光粉，如(Ba0.9Eu0.1)MgAl10O17，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
4.合成一配方為Y3Al5O12Ce，Gd型熒光粉，如(Y2.3Ce0.05Gd0.65)Al5O12，其合成方法可利用固態(tài)反應(yīng)法、化學(xué)合成法，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法等。
5.將上述四種熒光粉依適當(dāng)比例調(diào)配，并以波長(zhǎng)396nm的紫外光為激發(fā)源測(cè)量其發(fā)射光譜。再移除紫外光激發(fā)光源后，每隔一段時(shí)間測(cè)量其發(fā)色光譜，將此些發(fā)射光譜的數(shù)據(jù)換算成各時(shí)間點(diǎn)的色度坐標(biāo)，將由A點(diǎn)逐漸移向B點(diǎn)，并將其標(biāo)記于圖4。
請(qǐng)參閱下表，是經(jīng)計(jì)算得到已知的方法與本發(fā)明實(shí)施例一的白光光譜的演色性，由該表得知，本發(fā)明的演色性及色溫較已知的方法為佳。

1、由圖3可得知，本發(fā)明的方法(實(shí)施例一)與已知的方法皆可獲得色度坐標(biāo)位于標(biāo)準(zhǔn)白光區(qū)域，如已知的方法的(0.3130，0.3254)、實(shí)施例一的(0.3120，0.3285)，所以本發(fā)明的白光發(fā)光二極管與已知的方法一樣可制作出白光發(fā)光二極管。
2、如上表所示，已知的方法以三種熒光粉發(fā)出紅、藍(lán)與綠等三原色光組成的白光，其演色性僅有85，而色溫為6524K(絕對(duì)溫度)。本發(fā)明實(shí)施例一，以Y3Al5O12Ce，Gd型黃色熒光粉修飾光譜結(jié)構(gòu)，則可使演色性分別提升至94，色溫為6550K。其主要原因乃是經(jīng)光譜結(jié)構(gòu)修飾后的白光光譜與真實(shí)的太陽(yáng)光光譜分布較為接近，使其獲得較高的演色性，所以本發(fā)明的白光發(fā)光二極管在演色性上優(yōu)于已知的方法。
3、本發(fā)明的白光發(fā)光二極管，其發(fā)光光譜經(jīng)過(guò)修飾，例如實(shí)施例中的Y3Al5O12Ce，Gd型熒光粉的黃光或BaMgAl10O17Eu，Mn型熒光粉的藍(lán)綠光(熒光粉中Eu/Mn的比例與所發(fā)出藍(lán)色/綠色波段的相對(duì)強(qiáng)度有關(guān)，因此其也具有自身色彩修飾與調(diào)控的功效)，均接近綠光波段，即人眼較敏感的區(qū)段，有助于整體白光強(qiáng)度的提升，所以本發(fā)明的白光發(fā)光二極管在發(fā)光效率上優(yōu)于已知的方法。
4、本發(fā)明的白光發(fā)光二極管，如圖4所示，因混合熒光粉體中的(Sr0.94Eu0.04Dy0.02)Al2O4具有綠色磷光(長(zhǎng)余輝)特性，故移除激發(fā)光源后，粉體的光色即由白色逐漸轉(zhuǎn)變成綠色并可維持一段時(shí)間。同理，若同時(shí)使用二種以上具磷光特性的粉體，則所產(chǎn)生的光色轉(zhuǎn)換將更為多樣化，是故，利用本發(fā)明的方法依適當(dāng)比例混合得的混合粉體，配合可發(fā)出適當(dāng)波長(zhǎng)(此例為396nm)的紫外光發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，經(jīng)適當(dāng)封裝后，施以適當(dāng)?shù)碾娏魇够旌系姆垠w受紫外光照射后再停止激發(fā)，即可獲得一可隨時(shí)間變換光色的發(fā)光二極管。
上述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的要旨并不局限于此。任何以制作同時(shí)添加三種可同時(shí)發(fā)出主波長(zhǎng)位于585nm至640nm的紅光、500nm至570nm的綠光與430nm至490nm的藍(lán)光等三原色熒光體，再搭配其它一種以上熒光粉作為白光光譜補(bǔ)強(qiáng)與結(jié)構(gòu)修飾的手段，以獲得具有高亮度與高演色性等優(yōu)點(diǎn)的白光發(fā)光二極管為目的所實(shí)施的變化或修飾皆被包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
本發(fā)明還提供一種可變色發(fā)光二極管的制作方法，利用具磷光特性的發(fā)光體作為上述多種熒光體中的一種或以上，使其光色可隨時(shí)間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
權(quán)利要求
1.一種白光發(fā)光二極管的制造方法，是利用產(chǎn)生紫外光的光源，激發(fā)可分別產(chǎn)生出紅光、綠光與藍(lán)光的熒光體，并搭配其它一種以上熒光粉作為白光光譜強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)與結(jié)構(gòu)修飾的手段，以獲得具高亮度與高演色性的白光發(fā)光二極管。
2.如權(quán)利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于用以補(bǔ)強(qiáng)或修飾白光光譜特性的熒光粉為可受紫外光或可見(jiàn)光激發(fā)的熒光體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于用以補(bǔ)強(qiáng)或修飾白光光譜特性的熒光粉，其發(fā)光波長(zhǎng)范圍以接近綠光波段較佳，如Y3Al5O12Ce，Gd型熒光粉的黃綠光或BaMgAl10O17Eu，Mn型熒光粉的藍(lán)綠光。
4.如權(quán)利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述的熒光體可以固態(tài)反應(yīng)法或化學(xué)合成法制得，如檸檬酸鹽凝膠法、共沉淀法或微乳膠法。
5.如權(quán)利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述的產(chǎn)生紫外光的光源為發(fā)光二極管、電子束或電漿。
6.如權(quán)利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于可利用具磷光特性的熒光體作為上述多種熒光體中的一種或以上，使其光色隨時(shí)間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
7.如權(quán)利要求6所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述的具磷光特性的發(fā)光體為可受紫外光或可見(jiàn)光激發(fā)的發(fā)光體。
8.如權(quán)利要求6所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述的具磷光特性的發(fā)光體為SrAl2O4Eu，M、CaAl2O4Eu，M、Sr4Al14O25Eu，M、Y2O2SEu，M或ZnSCu，M，其中M可為過(guò)渡金屬或稀土元素。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于應(yīng)用發(fā)光二極管配合多種具熒光特性的粉體制作白光發(fā)光二極管的方法，其是利用可發(fā)出紫外光的發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，激發(fā)可分別產(chǎn)生紅光、綠光與藍(lán)光的熒光體。同時(shí)，再針對(duì)此三波段熒光的特性，利用其它一種或一種以上熒光粉的熒光特性予以補(bǔ)強(qiáng)或修飾，而此四個(gè)含以上波段的熒光經(jīng)混合后可產(chǎn)生白色光，與已知僅以紅、綠與藍(lán)三種熒光體相較，本發(fā)明的熒光補(bǔ)強(qiáng)與修飾技術(shù)所得的白光具有亮度高與演色性高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明也可利用具磷光特性的發(fā)光體作為上述多種熒光體中的一種或以上，使其光色隨著時(shí)間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
文檔編號(hào)C09K11/84GK1464568SQ0212308
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者王健源, 劉如熹, 紀(jì)喨勝, 蘇宏元 申請(qǐng)人:光寶科技股份有限公司