專利名稱：三波長led結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于發(fā)光二極管的領(lǐng)域，尤關(guān)于一種三波長LED結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管燈泡，是一種常見的高效率發(fā)光組件，請參閱第1圖，其為現(xiàn)有技術(shù)的燈泡型單色發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中是在一導(dǎo)線支架10的端部成形的晶杯101中設(shè)置一單色光發(fā)光二極管芯片11，且該單色光發(fā)光二極管芯片11由一導(dǎo)線12物理并電性連接至另一導(dǎo)線支架13。在晶杯101中填入光波可穿透的樹脂14以覆蓋并保護該單色發(fā)光二極管芯片11，并以封裝膠體15將其封裝，而制成一燈泡型單色發(fā)光二極管。
由于此種現(xiàn)有技術(shù)的單色發(fā)光二極管燈泡是以其芯片為光源，限于發(fā)光二極管的物理特性而僅能發(fā)出單一色光，若欲發(fā)出其它色光必需以多色芯片相互配合，且以多色光的組合并配合光的成色原理，以三原色的紅光、藍(lán)光、綠光發(fā)光二極管芯片相互配合無法發(fā)出均勻的白色光，造成發(fā)光二極管芯片于應(yīng)用上的限制。
其后，基于發(fā)光二極管芯片的物理性質(zhì)，而發(fā)出以覆于其上的樹脂作為轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，其是以樹脂中添加可轉(zhuǎn)換波長的化學(xué)物質(zhì)，而使發(fā)光二極管能通過樹脂中的化學(xué)物質(zhì)以光色相混亦或吸收轉(zhuǎn)換的方式做光色變換，讓發(fā)光二極管可做為多種色光的光源，且現(xiàn)今產(chǎn)業(yè)皆趨向微小化的發(fā)展，亦同時將表面黏著技術(shù)引入發(fā)光二極管的制造中，使發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)得以向微小化邁進。
請參閱圖2，其顯示以表面黏著技術(shù)制成的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，是在一基體16的周圍設(shè)置對應(yīng)的導(dǎo)電層17、18，將藍(lán)光發(fā)光二極管芯片19設(shè)置于導(dǎo)電層17上，以兩焊線20、21分別使藍(lán)光發(fā)光二極管芯片19與兩導(dǎo)電層17、18物理并電性連接。以摻有黃色螢光劑的樹脂22覆于藍(lán)光發(fā)光二極管芯片19上，并以封裝膠體23對其封裝，而得一白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
如圖2中的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，是以藍(lán)光發(fā)光二極管芯片做為光源，以具有黃色螢光劑的樹脂轉(zhuǎn)換藍(lán)光，使此封裝結(jié)構(gòu)可以發(fā)出白色光，而可做為白色光源，且因其原色為藍(lán)色，配合樹脂中螢光層的間隙透出部分的藍(lán)光，于可造成純凈的白光效果，讓發(fā)光二極管的應(yīng)用更上一層。
但是，以現(xiàn)有的技術(shù)，僅能使發(fā)光二極管發(fā)出純?yōu)橐曈X效果造成的白色光，此一白色光僅是藍(lán)光和黃光的混合，缺乏紅色光的部分，且成品制成后即無法改變其光色；再者，現(xiàn)有技術(shù)的白光發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的色溫調(diào)整并不完整，尤其無法達(dá)到色溫在3500K以下的暖色光部分，同時發(fā)出的白光演色性極差，無法完全地代替生活中的白色光源。
因此，在此技術(shù)領(lǐng)域中，需要一種LED結(jié)構(gòu)，于成品制成后可微調(diào)其色溫，同時通過三原色(紅光、綠光、藍(lán)光)的運用，俾能盡量接近百分之百的演色性，使發(fā)光二極管的應(yīng)用不受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種三波長LED結(jié)構(gòu)，可調(diào)整出不同色溫的白光。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種三波長LED結(jié)構(gòu)，可發(fā)出中間色光。
本發(fā)明的第三目的在于提供一種三波長LED結(jié)構(gòu)，可做有限度的色光調(diào)變。
為達(dá)成上述發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其包括一基座、一設(shè)置于該基座上的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片、至少一綠光發(fā)光二極管芯片以及紅色螢光層，其中，該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與該至少一綠光發(fā)光二極管芯片是設(shè)置于該基座或該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)做電性連接，且該至少一綠光發(fā)光二極管芯片未與該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片接觸，并于該兩發(fā)光二極管芯片上覆蓋一可轉(zhuǎn)換其放射光的波長的紅色螢光層。
該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽(Nitridosilicates)。
該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
復(fù)包括一透光封裝膠體，位于該基板上而覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片、該至少一綠光發(fā)光二極管芯片以及該紅色螢光層。
一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其包括兩導(dǎo)線支架，由第一導(dǎo)線支架與第二導(dǎo)線支架構(gòu)成，其中第一導(dǎo)線支架于端部延伸出一晶杯；至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該晶杯中；至少一綠光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該晶杯中，而未與該至少一綠光發(fā)光二極管芯片接觸；復(fù)數(shù)個焊線，分別設(shè)置在該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片上而使其分別物理且電性連接至第二導(dǎo)線支架；以及紅色螢光層，具有可轉(zhuǎn)換電磁波波長的化學(xué)物質(zhì)，填注于該晶杯中而覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片，可將該兩芯片所發(fā)射的波長轉(zhuǎn)換為另一波長。
該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽。
該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽，可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其包括一基座；一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基座上；至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基座或該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)做電性連接；至少一綠光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基座或該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)做電性連接，未與該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片接觸；以及紅色螢光層，具有可轉(zhuǎn)換電磁波波長的化學(xué)物質(zhì)，覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片。
該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽。
該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果在于1.本發(fā)明提供的三波長LED結(jié)構(gòu)，其以藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管作為光源，并以一紅色螢光層作為轉(zhuǎn)換物質(zhì)，可通過調(diào)整發(fā)光二極管與紅色螢光層劑量的配置比例，而達(dá)成發(fā)出不同色溫的白光的效果；2.本發(fā)明提供的三波長LED結(jié)構(gòu)，其以藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管芯片作為光源，并以一紅色螢光層作為波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，通過操作電流的增加或減少造成該兩發(fā)光二極管芯片的CIE色標(biāo)(CIE coordinate)飄移，經(jīng)由紅色螢光層轉(zhuǎn)換后可得中間色光，而達(dá)成發(fā)出中間色光的效果；3.本發(fā)明提供的三波長LED結(jié)構(gòu)，通過個別控制藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管芯片的操作電流，而使其產(chǎn)生一隨時間變化的CIE色標(biāo)飄移，而達(dá)成有限度的色光調(diào)變的效果。


圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的燈泡型單色LED封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2，其為現(xiàn)有技術(shù)的表面黏著型白色發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3，其為本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)應(yīng)用于燈泡型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4，其為本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)應(yīng)用于表面黏著型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要組件符號說明現(xiàn)有技術(shù)10導(dǎo)線支架 101晶杯11單色光發(fā)光二極管芯片12導(dǎo)線 13 導(dǎo)線支架14光波可穿透的樹脂15封裝膠體 16 基體17、18導(dǎo)電層19藍(lán)光發(fā)光二極管芯片20、21焊線22摻有黃色螢光劑的樹脂23封裝膠體本發(fā)明24導(dǎo)線支架 241晶杯25藍(lán)光發(fā)光二極管芯片26綠光發(fā)光二極管芯片27、28焊線 29 導(dǎo)線支架30紅色螢光層31 封裝膠體32基板 33 印刷電路層34封裝膠體
具體實施例方式
為使本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)更臻明確，以下將以實施例配合圖式對其結(jié)構(gòu)以及操作方式做更詳盡的說明。
請參閱圖3，為本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)應(yīng)用于燈泡型LED封裝結(jié)構(gòu)的實施例。
如圖3所示，本實施例是在一導(dǎo)線支架24的端部成形的晶杯241中設(shè)置一波長為420至475nm的藍(lán)光發(fā)光二極管芯片25以及一波長為495至550nm的綠光發(fā)光二極管芯片26，且該兩發(fā)光二極管芯片分別由焊線27、28接至另一導(dǎo)線支架29，使兩發(fā)光二極管芯片25、26分別與導(dǎo)線支架29產(chǎn)生電性連接。
接著，將一紅色螢光層30填注于該晶杯241中而覆于該兩發(fā)光二極管芯片25、26上，該紅色螢光層30是由CaS:Eu2+、或SrS:Eu2+或如Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等的銪激發(fā)的氮基硅酸鹽(Nitridosilicates)混合膠劑例如環(huán)氧樹脂或硅酮膠等構(gòu)成，該紅色螢光層30可吸收該兩發(fā)光二極管芯片25、26的一段波長，其中CaS:Eu2+可吸收波長為420至570nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長峰值為655nm的紅色光譜，SrS:Eu2+可吸收波長為400至530nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長峰值為625nm的紅色光譜，而銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可吸收波長為300至550nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長范圍為600至700nm的紅色光譜。接著，以透光的封裝膠體31進行封裝而成為一燈泡型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
請參閱圖4，為本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)應(yīng)用于表面黏著型LED封裝結(jié)構(gòu)的實施例。
如圖4所示，本實施例是在一設(shè)有印刷電路層33的基板32上設(shè)置一波長為420至475nm的藍(lán)光發(fā)光二極管芯片25以及一波長為495至550nm的綠光發(fā)光二極管芯片26，且該兩發(fā)光二極管芯片25、26分別由兩組焊線27、28接至印刷電路層33，使兩發(fā)光二極管芯片25、26分別與印刷電路層33產(chǎn)生電性連接。
接著，于該兩發(fā)光二極管芯片25、26上涂覆一紅色螢光層30，該紅色螢光層30是由CaS:Eu2+、或SrS:Eu2+或如Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等的銪激發(fā)的氮基硅酸鹽混合膠劑例如環(huán)氧樹脂或硅酮膠等構(gòu)成，該紅色螢光層30可吸收該兩發(fā)光二極管芯片25、26的一段波長，其中CaS:Eu2+可吸收波長為420至570nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長峰值為655nm的紅色光譜，SrS:Eu2+可吸收波長為400至530nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長峰值為625nm的紅色光譜，而銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可吸收波長為300至550nm的光而激發(fā)出發(fā)射波長范圍為600至700nm的紅色光譜。接著，在此結(jié)構(gòu)上以透光的封裝膠體34進行封裝，而得表面黏著型LED封裝結(jié)構(gòu)。
依據(jù)上述本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)，其是利用紅色螢光層中的化學(xué)物質(zhì)吸收藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管芯片所放射的藍(lán)光與綠光，該化學(xué)物質(zhì)于吸收藍(lán)光與綠光后激發(fā)出發(fā)射波長范圍為600至700nm間的紅色光譜，其與藍(lán)光和綠光混色后即成為白光(白光的三原色為紅、綠和藍(lán))。
由于藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片的電性特征一致，兩者的順向電壓(Vf)和電流大致相同，故可利用同一驅(qū)動電路對藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片做控制，若欲將本發(fā)明配制成白光LED，則將本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)中的藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管芯片做數(shù)量上的調(diào)整，例如藍(lán)光發(fā)光二極管芯片比綠光發(fā)光二極管芯片的數(shù)量比例為1比3、1比2、1比1、2比1、3比1等等，并配合紅色螢光劑的化學(xué)物質(zhì)的劑量，則可將其色溫在2500K至7000K之間作調(diào)整。此外，利用此種結(jié)構(gòu)所發(fā)出的白光是由三原色(紅、綠、藍(lán))組成，故其演色性(Ra)可達(dá)90以上，使本發(fā)明具有更高的實用價值。
如將藍(lán)光發(fā)光二極管芯片和綠光發(fā)光二極管芯片的驅(qū)動電路分開，而對個別發(fā)光二極管芯片調(diào)整電流大小，因操作電流的增加或減少會造成CIE色標(biāo)(CIEcoordinate)的飄移，如于發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)制造時配合微調(diào)紅色螢光劑中的化學(xué)物質(zhì)的劑量，則可使藍(lán)光、綠光與其激發(fā)化學(xué)物質(zhì)之后產(chǎn)生的混合光色略微偏紅或偏綠、藍(lán)，即可得到各種中間色，例如粉紅、淡藍(lán)、淺綠、鵝黃或乳白等色彩，且若使通過藍(lán)光發(fā)光二極管芯片和綠光發(fā)光二極管芯片的驅(qū)動電流對時序做大小變化，則可產(chǎn)生一隨時間變化的CIE色標(biāo)飄移現(xiàn)象，利用此飄移現(xiàn)象可制作出有限度的光色調(diào)變的LED。其好處在于，即使本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)制作為成品后，依然可以不同的電路設(shè)計而控制其藍(lán)光與綠光發(fā)光二極管芯片的發(fā)光方式，讓LED成品可發(fā)出不同的色光亦或?qū)ζ渥靼l(fā)光的時序控制，使本發(fā)明有高度的泛用性。
綜上所述，本發(fā)明的三波長LED結(jié)構(gòu)是利用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片做為光源，而以紅色螢光層作為光轉(zhuǎn)換層，配合藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片的數(shù)量以及紅色螢光劑的化學(xué)物質(zhì)劑量，使本發(fā)明能制作為色溫可調(diào)整的白光LED、色彩可變化的中間色LED以及能隨時間做光色變化的光色調(diào)變LED，使本發(fā)明兼具實用性與廣泛使用性。
權(quán)利要求
1.一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括一基板；至少一印刷電路層，設(shè)置于該基板的表面；至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基板或該至少一印刷電路層的表面而與該至少一印刷電路層電性連接；至少一綠光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基板或該至少一印刷電路層的表面，且未與該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片相互接觸，而與該至少一印刷電路層電性連接；以及紅色螢光層，具有可轉(zhuǎn)換電磁波波長的化學(xué)物質(zhì)，覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片，而將該兩芯片所發(fā)射的波長轉(zhuǎn)換為另一波長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽(Nitridosilicates)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于復(fù)包括一透光封裝膠體，位于該基板上而覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片、該至少一綠光發(fā)光二極管芯片以及該紅色螢光層。
5.一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括兩導(dǎo)線支架，由第一導(dǎo)線支架與第二導(dǎo)線支架構(gòu)成，其中第一導(dǎo)線支架于端部延伸出一晶杯；至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該晶杯中；至少一綠光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該晶杯中，而未與該至少一綠光發(fā)光二極管芯片接觸；復(fù)數(shù)個焊線，分別設(shè)置在該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片上而使其分別物理且電性連接至第二導(dǎo)線支架；以及紅色螢光層，具有可轉(zhuǎn)換電磁波波長的化學(xué)物質(zhì)，填注于該晶杯中而覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片，可將該兩芯片所發(fā)射的波長轉(zhuǎn)換為另一波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽，可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
8.一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括一基座；一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基座上；至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基座或該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上，而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)做電性連接；至少一綠光發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該基座或該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)做電性連接，未與該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片接觸；以及紅色螢光層，具有可轉(zhuǎn)換電磁波波長的化學(xué)物質(zhì)，覆蓋該至少一藍(lán)光發(fā)光二極管芯片以及該至少一綠光發(fā)光二極管芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該紅色螢光層的化學(xué)物質(zhì)為選自下列群組的其中一種CaS:Eu2+、SrS:Eu2+和銪激發(fā)的氮基硅酸鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三波長LED結(jié)構(gòu)，其特征在于該銪激發(fā)的氮基硅酸鹽可為Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+等化學(xué)物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三波長LED結(jié)構(gòu)，其是利用藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片做為光源，而以紅色熒光層作為光轉(zhuǎn)換層，配合藍(lán)光發(fā)光二極管芯片與綠光發(fā)光二極管芯片的數(shù)量、改變電流以及調(diào)整紅色熒光劑的化學(xué)物質(zhì)劑量，使本發(fā)明能制作為色溫可調(diào)整的白光LED、色彩可變化的中間色LED以及能隨時間做光色變化的光色調(diào)變LED，克服現(xiàn)有技術(shù)中因單一熒光劑與單一發(fā)光二極管芯片造成的光色無法廣泛調(diào)整及色顯程度偏低的問題。
文檔編號H01L33/00GK1971908SQ200510124050
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者李克新, 孫增保 申請人:光碩光電股份有限公司