專利名稱：一種白光發(fā)光二極管的制造方法
技術領域：
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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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比例調(diào)配，并以波長396nm的紫外光為激發(fā)源測量其發(fā)射光譜，如

圖1所示。將發(fā)射光譜的數(shù)據(jù)以1931年由國際照明委員會(Commission lnternationale de l’Eclairage，CIE)所制訂的色度坐標圖(Chromaticity diagram)的公式換算成此混合熒光體所代表的色度坐標，并以A點標記于圖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、綠與藍的三原色熒光體，同時調(diào)配熒光體至適當比例，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的分布與連續(xù)性不如真實的太陽光，致使白光出現(xiàn)色彩不均勻與飽和度低等缺點。雖然人類的眼睛可以忽略這些現(xiàn)象，只會看見白色的光，但在一些精密度較高的光學偵檢器的感測下，例如攝影機或相機等，其演色性在實質(zhì)上仍偏低，也即在還原物體色彩時會產(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)揮修飾光色與增強亮度的功用，進而使其熒光的混合光譜與實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強與修飾技術，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。
本發(fā)明要解決的另一技術問題在于提供一種關于可變色發(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。如前述應用多種熒光粉的補強與修飾技術，若其中的全部或部分粉體同時可具熒光或磷光特性，當紫外光停止激發(fā)后，該粉體即呈現(xiàn)出隨著時間改變的不同顏色，也即本發(fā)明方法可制作一可變色的發(fā)光二極管。同時，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。與已知技術相較，本方法相當簡易、成本較低，極具產(chǎn)業(yè)應用的價值。
為了進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖標僅供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
關于本發(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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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比例調(diào)配，并以波長396nm的紫外光為激發(fā)源測量其發(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，并以B點標記于圖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可為過渡金屬或稀土元素。
關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)反應法，化學合成法，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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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)反應法、化學合成法，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比例調(diào)配，并以波長396nm的紫外光為激發(fā)源測量其發(fā)射光譜。再移除紫外光激發(fā)光源后，每隔一段時間測量其發(fā)色光譜，將此些發(fā)射光譜的數(shù)據(jù)換算成各時間點的色度坐標，將由A點逐漸移向B點，并將其標記于圖4。
請參閱下表，是經(jīng)計算得到已知的方法與本發(fā)明實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(實施例一)與已知的方法皆可獲得色度坐標位于標準白光區(qū)域，如已知的方法的(0.3130，0.3254)、實施例一的(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(絕對溫度)。本發(fā)明實施例一，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的太陽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)過修飾，例如實施例中的Y3Al5O12Ce，Gd型熒光粉的黃光或BaMgAl10O17Eu，Mn型熒光粉的藍綠光(熒光粉中Eu/Mn的比例與所發(fā)出藍色/綠色波段的相對強度有關，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間。同理，若同時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)明的方法依適當比例混合得的混合粉體，配合可發(fā)出適當波長(此例為396nm)的紫外光發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，經(jīng)適當封裝后，施以適當?shù)碾娏魇够旌系姆垠w受紫外光照射后再停止激發(fā)，即可獲得一可隨時間變換光色的發(fā)光二極管。
上述的實施例僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的要旨并不局限于此。任何以制作同時添加三種可同時發(fā)出主波長位于585nm至640nm的紅光、500nm至570nm的綠光與430nm至490nm的藍光等三原色熒光體，再搭配其它一種以上熒光粉作為白光光譜補強與結(jié)構(gòu)修飾的手段，以獲得具有高亮度與高演色性等優(yōu)點的白光發(fā)光二極管為目的所實施的變化或修飾皆被包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(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，使其光色可隨時間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
權利要求
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、綠光與藍光的熒光體，并搭配其它一種以上熒光粉作為白光光譜強度補強與結(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，其特征在于用以補強或修飾白光光譜特性的熒光粉為可受紫外光或可見光激發(fā)的熒光體。
3.如權利要求1所述的一種白光發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于用以補強或修飾白光光譜特性的熒光粉，其發(fā)光波長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型熒光粉的藍綠光。
4.如權利要求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)反應法或化學合成法制得，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，使其光色隨時間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
7.如權利要求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光激發(fā)的發(fā)光體。
8.如權利要求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可為過渡金屬或稀土元素。
全文摘要
本發(fā)明是關于應用發(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、綠光與藍光的熒光體。同時，再針對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強或修飾，而此四個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、綠與藍三種熒光體相較，本發(fā)明的熒光補強與修飾技術所得的白光具有亮度高與演色性高的優(yōu)點。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，使其光色隨著時間的改變呈現(xiàn)出不同顏色的變化。
文檔編號C09K11/84GK1464568SQ0212308
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權日2002年6月13日
發(fā)明者王健源, 劉如熹, 紀喨勝, 蘇宏元 申請人:光寶科技股份有限公司