專利名稱：可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，尤指一種能透過外部進(jìn)行阻抗值調(diào)節(jié)以產(chǎn)生白色光的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
早年發(fā)光二極管雖具有耗電量低、使用壽命長及低廢熱等優(yōu)點，惟因為亮度問題及產(chǎn)生色光的限制，無法應(yīng)用于制作燈具。晚近因發(fā)光二極管的亮度獲得大幅提升，且白色光發(fā)光二極管亦成功的開發(fā)上市，故在燈具的應(yīng)用上已漸趨普及。
目前發(fā)光二極管產(chǎn)生白色光的原理至少包括有下列幾種1.利用氮化銦鎵(InGaN)晶粒產(chǎn)生的藍(lán)光與YAG釔鋁石榴石的黃色螢光粉混合以產(chǎn)生白光。
2.利用氮化銦鎵(InGaN)晶粒激發(fā)RGB三原色螢光粉以產(chǎn)生白光。
3.紫外線(UV)激發(fā)RGB三原色螢光粉以產(chǎn)生白光。
4.利用氮化銦鎵(InGaN)晶粒產(chǎn)生的藍(lán)光與磷化鎵(GaP)晶粒產(chǎn)生的黃綠光為互補(bǔ)色，將其混合構(gòu)成白光。
在前述各種產(chǎn)生白色光的技術(shù)原理中，1.~3.項原理的共同缺點在于都需要使用螢光粉，但螢光粉的化學(xué)組成與厚度存在變異性，一旦成形后，所產(chǎn)生的白光有的偏黃，有的偏藍(lán)、有的中間藍(lán)而旁邊黃，其色澤十分不穩(wěn)定。由于色澤無法改變，同一批或不同批的產(chǎn)品可能存在明顯的色差，另外其驅(qū)動電壓均高于3V。又第4.種方式雖可產(chǎn)生全彩及白色光，但因使用磷化鎵發(fā)光二極管，故成本較高而且亮度較低。
由上述可知，既有發(fā)光二極管產(chǎn)生白色光的技術(shù)中，使用螢光粉進(jìn)行激發(fā)混色者存在較大的變異性，影響其成品品質(zhì)，未使用螢光粉而采用互補(bǔ)的藍(lán)光/藍(lán)綠色混色者則缺點在于成本高、亮度低；故如何以較低成本生產(chǎn)低電壓驅(qū)動可低于3V的白色光，并可解決色度偏差問題，則仍待進(jìn)一步研究，以謀求可行的解決方案。
實用新型內(nèi)容因此，本實用新型主要目的在提供一種能透過外部進(jìn)行阻抗值調(diào)節(jié)以產(chǎn)生白色光的發(fā)光二極管，其具備低電壓驅(qū)動、低成本、高亮度等優(yōu)點。
為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是令前述發(fā)光二極管包括有一金屬支架，是由一支陰極接腳及一支以上的陽極接腳組成，其中陰極接腳頂端以水平方向延伸形成一支架部，支架部上形成有一凹入的晶粒槽；一氮化銦鎵(InGaN)晶粒，是安裝于前述支架部上的晶粒槽內(nèi)，其正負(fù)極分別透過打線與陰極接腳及一陽極接腳連接；一顆或一顆以上的磷化鋁鎵銦(AlGaInP)晶粒，亦安裝于前述支架部上的晶粒槽內(nèi)，其正負(fù)極分別透過打線與陰極接腳及一陽極接腳連接；一封膠體，是封合于金屬支架的陰極接腳與陽極接腳上端；至少一外部電阻，是連接于前述陽極接腳與正電源間，藉以調(diào)節(jié)送入氮化銦鎵(InGaN)晶?；?與磷化鋁鎵銦(AlGaInP)晶粒的電壓，以調(diào)節(jié)其亮度；以前述的發(fā)光二極管因選擇的氮化銦鎵晶粒與磷化鋁鎵銦晶?？煞謩e產(chǎn)生互補(bǔ)色的藍(lán)色與藍(lán)綠光，進(jìn)而混合構(gòu)成白色光；由于黃綠光方面是采用四次元的磷化鋁鎵銦晶粒，亮度高并可相對降低成本，另利用外部電阻的阻值調(diào)整，除可使該發(fā)光二極管產(chǎn)生白色光外，亦可經(jīng)調(diào)整而產(chǎn)生黃白光或藍(lán)白光；藉此，可提供一低電壓驅(qū)動、低成本而色澤穩(wěn)定度高的發(fā)光二極管。
前述金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及一磷化鋁鎵銦晶粒，其二者是作一字形排列。
前述金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及二磷化鋁鎵銦晶粒，其三者亦作一字形排列，且氮化銦鎵晶粒位在中間位置。
前述金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及復(fù)數(shù)的磷化鋁鎵銦晶粒，其是令氮化銦鎵晶粒位于中央，復(fù)數(shù)的磷化鋁鎵銦晶粒位于其周圍而作星狀排列。
前述外部電阻是設(shè)于連接磷化鋁鎵銦晶粒的陽極接腳與正電源間。
前述外部電阻是設(shè)于連接氮化銦鎵晶粒的陽極接腳與正電源間。


圖1是本實用新型一較佳實施例的平面圖。
圖2是本實用新型一較佳實施例的等效電路圖。
圖3是本實用新型又一較佳實施例的剖視圖。
圖4是本實用新型又一較佳實施例的俯視圖。
圖5是本實用新型又一較佳實施例的等效電路圖。
圖6是本實用新型又一較佳實施例的參考電路圖。
附圖中10--金屬支架 11--陰極支架111--支架部112--晶粒槽12、13--陽極支架14--封膠體20、21、22--磷化鋁鎵銦晶粒30、31--氮化銦鎵晶粒40--金屬支架41--陰極支架411--支架部 412--晶粒槽42～44--陽極支架45--封膠體46、47--外部電阻具體實施方式
有關(guān)本實用新型白色光發(fā)光二極管的一較佳實施例，請參閱圖1所示，其為一支架式的發(fā)光二極管，其包括有一金屬支架10，是由一陰極接腳11及兩陽極接腳12、13組成，其中陰極接腳11頂端形成有一支架部111，支架部111上形成有一凹入的晶粒槽112；一磷化鋁鎵銦(AlGaInP)晶粒20，是安裝于前述支架部111上的晶粒槽112內(nèi)，其負(fù)極是連接陰極接腳11，其正極是與一陽極接腳12連接；一氮化銦鎵(InGaN)晶粒30，是以銀膠或絕緣膠固定于前述支架部111上的晶粒槽112內(nèi)，并與前述的磷化鋁鎵銦晶粒20是呈一字形排列，其負(fù)極是與陰極接腳11連接，其正極則透過打線與另一陽極接腳13連接；一封膠體14，是封合于金屬支架10的陰極接腳11與陽極接腳12、13上端，而將晶粒與打線部分密封其間；前述發(fā)光二極管于成形后，其等效電路圖是如圖2所示，而本實用新型是令該發(fā)光二極管進(jìn)一步連接有至少一外部電阻15，于本實施例中，該外部電阻15是設(shè)于連接磷化鋁鎵銦晶粒20的陽極接腳12與正電源V+間，利用該外部電阻15可用以調(diào)節(jié)磷化鋁鎵銦晶粒20的順向電壓高低，進(jìn)而調(diào)節(jié)其亮度，以便以適當(dāng)亮度的黃綠色光與氮化銦鎵晶粒30產(chǎn)生的藍(lán)色光混合而構(gòu)成白色光。
又藉由外部電阻15改變磷化鋁鎵銦晶粒20的順向電壓，可調(diào)節(jié)其亮度，同理，該氮化銦鎵晶粒30亦可透過連接外部的電阻，達(dá)成調(diào)節(jié)亮度的目的。利用前述方式可產(chǎn)生純白色光，同理亦可藉由兩晶粒產(chǎn)生不同色光亮度的調(diào)整，以分別產(chǎn)生略偏黃的黃白光或略偏藍(lán)的藍(lán)白光，以滿足不同的色度需求。
如圖3、圖4所示，是本實用新型又一較佳實施例，其包括有一金屬支架40，是由一陰極接腳41及兩陽極接腳42～44組成，其中陰極接腳41頂端以水平方向延伸形成有一支架部411，支架部411中央形成有一凹入的晶粒槽412；兩磷化鋁鎵銦晶粒21、22，是以銀膠或絕緣膠安裝于前述支架部411上的晶粒槽412內(nèi)，其負(fù)極是連接陰極接腳41，其正極分別透過打線與各陽極接腳42、44連接；一氮化銦鎵晶粒31，是以銀膠或絕緣膠固定于前述支架部411上的晶粒槽412內(nèi)，其位于前述兩磷化鋁鎵銦晶粒21、22之間，并呈一字形排列，其負(fù)極是與陰極接腳41連接，其正極則透過打線與另一陽極接腳43連接；一封膠體45，是封合于金屬支架40的陰極接腳41與陽極接腳42～44上端，而將晶粒與打線部分密封其間；前述發(fā)光二極管于成形后，其等效電路圖是如圖5所示，該發(fā)光二極管進(jìn)一步設(shè)有兩外部電阻46、47，于本實施例中，其中一外部電阻46是設(shè)于連接磷化鋁鎵銦晶粒21、22的兩陽極接腳42、44與正電源V+間，利用該外部電阻46調(diào)節(jié)兩磷化鋁鎵銦晶粒21、22的順向電壓高低；又另一外部電阻47是設(shè)于連接氮化銦鎵晶粒31的陽極接腳43與正電源V+間，藉此亦可調(diào)節(jié)氮化銦鎵晶粒31的亮度。
又請參閱圖6所示，是前述實施例施壓電源的電路圖，其在發(fā)光二極管兩端施加的電源是2.7伏特的直流電源，在該等實施例下，外部電阻46的阻值為8.5歐姆，另一外部電阻47的阻值則為20歐姆，經(jīng)過同時調(diào)節(jié)兩磷化鋁鎵銦晶粒2122與氮化銦鎵晶粒31的發(fā)光亮度后，得以產(chǎn)生純白色光。
在前述實施例中，金屬支架40設(shè)有兩磷化鋁鎵銦晶粒21、22及一氮化銦鎵晶粒31，其中氮化銦鎵晶粒31是位于兩磷化鋁鎵銦晶粒21、22之間，除如是排列方式外，其三者在相對位置上可以為其它可能的任意組合。另在晶粒的數(shù)量上，磷化鋁鎵銦晶粒可為復(fù)數(shù)，當(dāng)磷化鋁鎵銦晶粒數(shù)量為四顆時，即令一氮化銦鎵晶粒位于中央，四顆磷化鋁鎵銦晶粒在其周圍作等角度、等距的星狀排列。惟前述狀態(tài)僅為本實用新型可行實施方式之一而已，非用以限定該晶粒的數(shù)量及排列方式。
由上述可知，本實用新型的發(fā)光二極管是選擇氮化銦鎵晶粒與磷化鋁鎵銦晶粒可分別產(chǎn)生互補(bǔ)色的藍(lán)色與黃綠光，進(jìn)而混合構(gòu)成白色光；由于白色光亮度主要是取決于黃綠光亮度，而本實用新型采用四次元的磷化鋁鎵銦晶粒產(chǎn)生黃綠光，因造價低故可相對降低成本。又利用外部電阻的阻值調(diào)整，除可使該發(fā)光二極管產(chǎn)生白色光外，亦可經(jīng)調(diào)整而產(chǎn)生黃白光或藍(lán)白光；再者，本實用新型可利用較低工作電源驅(qū)動，且工作電壓范圍較廣，故使用成本低；另由于本實用新型的白色光色度坐標(biāo)變化小，而具有較高的亮度。故由上述可知，本實用新型確已具備突出的特征與顯然的進(jìn)步，并符合新型專利要件，爰依法提起申請。
權(quán)利要求1.一種可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，主要是由一支陰極接腳及一支以上的陽極接腳組成一金屬支架，其特征在于，其中陰極接腳頂端形成一支架部，支架部上形成有一凹入的晶粒槽，晶粒槽內(nèi)分設(shè)有一氮化銦鎵(InGaN)晶粒及一顆或一顆以上的磷化鋁鎵銦(AlGaInP)晶粒，該氮化銦鎵晶粒及磷化鋁鎵銦晶粒的正負(fù)極分別與陰極接腳及陽極接腳連接；而其中一預(yù)定連接正電源的陽極接腳上設(shè)有至少一外部電阻，供調(diào)節(jié)送入氮化銦鎵晶?；?與磷化鋁鎵銦晶粒的電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)其亮度；另前述金屬支架的陰極接腳與陽極接腳上端是以一封膠體予以封合。
2.如權(quán)利要求第1項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及一磷化鋁鎵銦晶粒。
3.如權(quán)利要求第1項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及復(fù)數(shù)磷化鋁鎵銦晶粒。
4.如權(quán)利要求第2或3項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該氮化銦鎵晶粒與磷化鋁鎵銦晶粒是作一字形排列。
5.如將權(quán)利要求第3項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該金屬支架的支架部上設(shè)有一氮化銦鎵晶粒及復(fù)數(shù)的磷化鋁鎵銦晶粒，且氮化銦鎵晶粒位于中央，復(fù)數(shù)的磷化鋁鎵銦晶粒位于其周圍而作星狀排列。
6.如權(quán)利要求第1項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該外部電阻是設(shè)于連接磷化鋁鎵銦晶粒的陽極接腳與正電源間。
7.如權(quán)利要求第1或6項所述可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，其特征在于，該外部電阻是設(shè)于連接氮化銦鎵晶粒的陽極接腳與正電源間。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種可由低電壓驅(qū)動的白色光發(fā)光二極管，是于一金屬支架上分設(shè)有一顆或一顆以上的氮化銦鎵(InGaN)晶粒與磷化鋁鎵銦(AlGaInP)晶粒，當(dāng)對前述晶粒加入順向?qū)妷簳r，前者可產(chǎn)生藍(lán)光、后者可產(chǎn)生黃綠光，利用二者產(chǎn)生的色光為互補(bǔ)色以產(chǎn)生白光；且經(jīng)施以一外部阻抗調(diào)整手段，可作為校正純白色光或分別產(chǎn)生黃白、藍(lán)白等不同色光之用；利用前述技術(shù)構(gòu)成的發(fā)光二極管將具備低電壓驅(qū)動、高亮度、白色度調(diào)節(jié)功能及低成本等優(yōu)點。
文檔編號H01L33/00GK2674653SQ20042000029
公開日2005年1月26日 申請日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者李明順, 孫平如 申請人:李洲科技股份有限公司