專利名稱：白光發光裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種白光發光裝置，特別是涉及一種利用藍光光源來激發 黃綠色熒光粉與紅色熒光粉，以混成白光，可產生高亮度及高演色性的白 光，且具有極佳的安定性的發光二極管裝置。
背景技術：
目前，白光發光二極管的制作方式主要有二種，其中一種是藍光光源 加上黃色熒光粉，另一種則為紫外光光源加上數種熒光粉。在采用藍光光 源與黃光熒光粉的方式中，以藍光光源激發黃光熒光粉，而藍光與所激發 出的黃光混合后即產生白光。目前的黃色熒光粉的材料通常是采用釔鋁石榴石(YAG)。雖然，依此方式所制造的白光發光二極管所產生的白光的效率 較高，但缺點是演色性差。在采用紫外光光源與數種熒光粉的方式中，其是以紫外光光源激發數 種熒光粉，例如藍光熒光粉、紅光熒光粉以及黃光熒光粉，以分別產生藍 光、紅光與黃光，這些激發產生的光經混合后即可產生白光。雖然，依此種 方式所制造的白光發光二極管具有較前種方式佳的演色性，但是這些熒光 粉中一般含有硫等不穩定的元素，極容易吸收水氣，因此在高溫下相當容 易產生裂解，因而使發光二極管元件存在有許多無法克服的劣化問題。此 外，紫外光的激發效率差，且有可能會傷害發光磊晶結構。因此，此種方式 所制造的白光發光二極管的裝置與亮度穩定性差。由此可見，上述現有的白光發光裝置在結構與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上迷存在的問題，相關廠 商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展 完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業 者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的白光發光裝置，實屬 當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。有鑒于上述現有的白光發光裝置存在的缺陷，本發明人基于從事此類 產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極 加以研究創新，以期創設一種新型結構的白光發光裝置，能夠改進一般現 有的白光發光裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反 復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用 <介值的本發明。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有的白光發光裝置存在的缺陷，而提供一種 新型結構的白光發光裝置，所要解決的技術問題是使其具有黃綠色熒光粉 與紅色熒光粉，并具有藍光光源以激發黃綠色熒光粉與紅色熒光粉。由于本 發明的紅色熒光粉與黃綠色熒光粉是由氮及/或氧元素所組成，而氮及氧元 素均可在高溫高濕下穩定存在，因此可以有效的提高發光裝置的操作與亮 度的安定性，非常適于實用。
本發明的另 一 目的在于，提供一種新型結構的白光發光裝置，所要解決
合物或i化合物"料的紅色^光粉，而分別激發出紅綠光與橘紅光。I 于可 經由混合不同色光比例來形成白光，因此發光裝置的演色性佳，且元件穩 定性高，從而更加適于實用。
本發明的目的及解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。依
據本發明提出的一種白光發光裝置，其至少包括 一發光元件，可發出具 有一第一放射波長的光； 一第一熒光材料，覆設在該發光元件上，其中該第 一熒光材料經由該發光元件激發后發出具有一第二放射波長的光，且該第 一熒光材料是由硅酸鹽化合物所組成；以及一第二熒光材料，覆設在該發 光元件上，其中該第二熒光材料經由該發光元件激發后發出具有 一第三放 射波長的光，該第二熒光材料是由氮氧化合物或氮化合物所組成，且該第 一放射波長的光、該第二放射波長的光、以及該第三放射波長的光混成白 光。
本發明的目的及解決其技術問題還可以可采用以下技術措施來進一步實現。
前述的白光發光裝置，其中所述的發光元件是由至少一半導體材料所 組成。
前述的白光發光裝置，其中所述的半導體材料是一復合化合物。 前述的白光發光裝置，其中所述的第一放射波長的光是藍光。 前述的白光發光裝置，其中所述的第一放射波長介于實質41 Onm至實質 500nm之間。
前述的白光發光裝置，其中所述的第一熒光材料為一銪金屬活化的硅 酸鹽化合物。
前述的白光發光裝置，其中所述的一熒光材料的化學式為 (Sr2-x-y—z, Cax， Mgy) . (1—a)Si04 ' aGa203: Euz，且0. 1 ^x^0. 6， 0.1^y ^0.6， O.OlSz蕓O. 15， 0.02Sa^0. 10。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二放射波長的光為黃綠光。 前述的白光發光裝置，其中所述的第二放射波長介于實質50Onm至實質550nm之間。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二熒光材料為 一銪金屬活化的氮 氧化合物。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二焚光材料包括鈣元素或鋇元素。 前述的白光發光裝置，其中所述的第二焚光材料可受激發的光的波長 介于實質360nm至實質480nm之間。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二熒光材料為一銪金屬活化的氮 化合物。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二熒光材料至少包括二個金屬元 素，且該些金屬元素是選自于由鍶、鈣以及鋇所組成的一族群中的任二者。
前述的白光發光裝置，其中所述的第二熒光材料可受激發的光的波長 介于實質300nm至實質500nm之間。
前述的白光發光裝置，其中所述的第三放射波長介于實質530nm至實質 650nm之間。
前述的白光發光裝置，其中所述的第三放射波長的光為橘紅光。 前述的白光發光裝置，其中所述的發光元件是一發光二極管。 本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方 案，本發明白光發光裝置至少具有下列優點
1、 本發明利用藍光光源來激發黃綠色熒光粉與紅色熒光粉，以混成白 光，可以提高混成白光的亮度與演色性。
2、 其次，本發明的黃綠色熒光粉是由硅酸鹽化合物所組成，而紅色熒 光粉是由氮氧化合物與氮化合物所組成，因此熒光粉的穩定性高，不會在高 溫高濕下產生裂解，故白光發光裝置具有極佳的安定性。
綜上所述，本發明是有關一種白光發光裝置，至少包括發光元件、第一 熒光材料以及第二熒光材料。發光元件可發出具有第一放射波長的光。第 一熒光材料是覆設在發光元件上，其中該第一熒光材料經由發光元件激發 后發出具有第二放射波長的光，且該第一熒光材料是由硅酸鹽化合物所組 成。第二熒光材料亦覆設在發光元件上，其中該第二熒光材料經由上迷發 光元件激發后發出具有第三放射波長的光，第二熒光材料是由氮氧化合物 或氮化合物所組成。上述第一放射波長的光、第二放射波長的光、以及第 三放射波長的光混成白光。本發明具有黃綠色熒光粉與紅色熒光粉，并具有 藍光光源以激發黃綠色熒光粉與紅色熒光粉，由于本發明的紅色熒光粉與 黃綠色熒光粉是由氮及/或氧元素所組成，而氮及氧元素均可在高溫高濕下 穩定存在，因此可以有效的提高發光裝置的操作與亮度的安定性。另本發 明以藍光光源激發硅酸鹽材料的黃綠色熒光粉以及氮氧化合物或氮化合物 材料的紅色熒光粉，而分別激發出紅綠光與橘紅光，由于可經由混合不同色光比例來形成白光，因此發光裝置的演色性佳，且元件穩定性高。本發明 具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產品結構或功能上皆有較大的改 進，在技術上有顯著的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的白 光發光裝置具有增進的突出功效，從而更加適于實用，并具有產業的廣泛利 用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可以依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述 和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合 附圖，詳細說明如下。
圖1是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的剖面示意圖。
圖2是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的黃綠光熒 光粉的激發光譜圖。
圖3是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的黃綠光焚 光粉封裝于發光二極管裝置的光譜圖。
圖4是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的紅光焚光 粉的激發光諳圖。
圖5是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的紅光焚光 粉封裝于發光二極管裝置的光鐠圖。
圖6是繪示依照本發明 一較佳實施例的 一種白光發光裝置的光譜圖。 100:白光發光裝置 102:封裝承載座
104:發光元件 106:導線
108:封裝膠體
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的白光發光裝置其具體 實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
本發明揭露一種白光發光裝置，具有高演色性與高穩定度。為了使本 發明的敘述更加詳盡與完備，可參閱下列描述并配合第1圖至第6圖的圖 示。
請參閱圖1所示，是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝 置的剖面示意圖。本發明的白光發光裝置100，主要是由發光元件104與包
覆于其上的封裝膠體108所構成；其中該封裝膠體108,具有硅酸鹽化合物的第一熒光粉以及氮氧化合物或氮 化合物的第二熒光粉分散布設于其中。
該發光元件104，設置在封裝承載座102上，且該發光元件104以至少
一導線106與封裝承栽座102電性連接，其中封裝承栽座102可呈杯狀，而 封裝膠體108則填入封裝承載座102并覆蓋在發光元件104上。發光元件 104較佳的可為發光二極管，且該發光元件104是由至少一半導體材料所組 成，其中該半導體材料較佳為復合化合物。
在本發明中，第一熒光材料是采用銪金屬活化的硅酸鹽化合物，并且該 第一熒光材料的化學式可例如為(Sr2十y力Ca"Mgy) . (l-a) Si04 aGa203 : Euz， 其中0.1^x^0.6， 0. lSy^0.6， 0. Ol^z^O. 15， 0. 02^a當0. 10。第二熒 光材料可采用銪金屬活化的氮氧化合物，且該第二熒光材料的化學式可以 例如為(Y, M) ( +/val+)Si(12tn)Alta+n)OnN16-n: Eu"其中Y為4乙元素，而M為一金屬元 素，例如鈣元素(Ca)或鋇元素(Ba)。或者，第二焚光材料亦可采用銪金屬活 化的氮化合物，并且該第二熒光材料的化學式可例如為(Y2-x-y-z, M1,， M2y)Si5N8:Euz，其中Y為釔元素，而Nf,及M^均為金屬元素，且M^及M^較佳 可為鍶(Sr)、鉀以及鋇中的任二者。
在本發明中，發光元件104所發出的光具有第一放射波長。發光元件 104所發光的光可激發第一熒光粉與第二熒光粉，而第一熒光粉與第二熒光 粉經激發后會分別產生具有第二放射波長的光以及具有第三放射波長的 光。在白光發光裝置100中，發光元件104所發出的第一放射波長的光、第 二放射波長的光、以及第三放射波長的光經混合后可產生白光。
在本發明的一較佳實施例中，發光元件104是發出藍光，第一熒光粉經 激發后發出黃綠光，而第二熒光粉經激發后則發出橘紅光。藍光的第一放 射波長介于約410nm至約500nm之間。請參閱圖2所示，是繪示依照本發明 一較佳實施例的一種白光發光裝置的黃綠光焚光粉的激發光語圖，第 一熒 光粉的激發光譜如圖2所示，且第一熒光粉經激發后所發出的光所具有的 第二放射波長介于約500nm至約550nm之間，如圖3所示，其是繪示依照 本發明 一較佳實施例的 一種白光發光裝置的黃綠光熒光粉封裝于發光二極 管裝置的光i普圖。當第二焚光粉是采用氮氧化合物熒光材料時，第二熒光 粉可受激發的光的波長介于約360nm至約480nm之間，如圖4的激發光譜所 示，圖4是繪示依照本發明一較佳實施例的一種白光發光裝置的紅光熒光粉 的激發光語圖。而且，此時第二熒光粉經激發后所發出的光所具有的第三放 射波長介于約530nm至約650腦之間，如圖5所示，圖5是繪示依照本發 明一較佳實施例的一種白光發光裝置的紅光熒光粉封裝于發光二極管裝置 的光譜圖。發光元件104所發出的藍光、第一熒光^f分經藍光光源所激發后 所產生的黃綠光、以及第二熒光粉經藍光光源所激發后所產生的橘紅光合后可產生白光，該白光發光裝置的混光光語如圖6所示，圖6是繪示依照 本發明 一較佳實施例的 一種白光發光裝置的光譜圖。
在本發明的其他實施例中，第二熒光粉可以采用氮化合物熒光材料，此 時第二熒光粉可受激發的光的波長介于約300nm至約500nm之間，且第二熒 光粉經激發后所發出的光所具有的第三放射波長亦介于約5 3Onm至約65 Onm 之間。
在本發明中，利用發光元件所發出的藍光來激發黃綠色熒光粉與紅色 熒光粉后，藍光與所激發出的黃綠光與橘紅光所混成的白光的亮度，比現 有習知技術所制造的白光發光裝置的亮度高5°/。以上，且平均演色評價指數 (R.A.)可達85以上，更具有極佳的發光效率。因此，本發明的白光發光裝 置可以產生具有高亮度且高演色性的白光。
由上述本發明的較佳實施例可知，本發明的一優點就是，因為本發明的 白光發光裝置具有氮及/或氧元素所組成的黃綠色焚光粉與紅色焚光粉，并 具有藍光光源以激發黃綠色熒光粉與紅色熒光粉。由于氮及氧元素均可以 在高溫高濕下穩定存在，因此能夠有效的提高發光裝置的操作與亮度的穩 定性。
由上述本發明較佳實施例可知，本發明的另一優點就是，因為在本發 明的白光發光裝置中，是以藍光光源來激發硅酸鹽材料的黃綠色熒光粉以 及氮氧化合物或氮化合物材料的紅色熒光粉，而分別激發出紅綠光與橘紅 光。由于可經由混合不同色光比例來形成白光，因此本白光發光裝置可以 發出演色性佳且亮度高的白光，并具有極佳的發光效率。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用 上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡 是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上的實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍 內。
權利要求
1. 一種白光發光裝置，其特征在于其至少包括一發光元件，可發出具有一第一放射波長的光；一第一熒光材料，覆設在該發光元件上，其中該第一熒光材料經由該發光元件激發后發出具有一第二放射波長的光，且該第一熒光材料是由硅酸鹽化合物所組成；以及一第二熒光材料，覆設在該發光元件上，其中該第二熒光材料經由該發光元件激發后發出具有一第三放射波長的光，該第二熒光材料是由氮氧化合物或氮化合物所組成，且該第一放射波長的光、該第二放射波長的光、以及該第三放射波長的光混成白光。
2、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的發光 元件是由至少一半導體材料所組成。
3、 根據權利要求2所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的半導體材料是一復合化合物。
4、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第一 放射波長的光是藍光。
5、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第一 放射波長介于實質410nm至實質500nm之間。
6、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第一 熒光材料為一銪金屬活化的硅酸鹽化合物。
7、 根據權利要求6所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第一 焚光材料的化學式為(Sr2ty-z，Cax，Mgy) ' (l-a) Si04 . aGa203: Euz，且0. l^x ^0.6， 0.1SyS0.6， 0.01^z^0.15， 0.02^a^0.10。
8、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第二 放射波長的光為黃綠光。
9、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第二 放射波長介于實質500nm至實質550nm之間。
10、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第二 熒光材料為 一銪金屬活化的氮氧化合物。
11、 根據權利要求10所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第 二熒光材料包括鈣元素或鋇元素。
12、 根據權利要求10所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第 二熒光材料可受激發的光的波長介于實質360nm至實質480nm之間。
13、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第二 熒光材料為 一銪金屬活化的氮化合物。
14、 根據權利要求13所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第 二熒光材料至少包括二金屬元素，且該些金屬元素是選自于由鍶、鈣以及 鋇所組成的 一族群中的任二者。
15、 根據權利要求13所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第 二熒光材料可受激發的光的波長介于實質300nm至實質500nm之間。
16、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第三 放射波長介于實質530nm至實質650nm之間。
17、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的第三 放射波長的光為橘紅光。
18、 根據權利要求1所述的白光發光裝置，其特征在于其中所述的發光 元件是一發光二極管。
全文摘要
本發明是有關于一種白光發光裝置，至少包括發光元件、第一熒光材料及第二熒光材料。發光元件可發出具有第一放射波長的光。第一熒光材料覆設在發光元件上，第一熒光材料經由發光元件激發后發出具有第二放射波長的光，且第一熒光材料由硅酸鹽化合物組成。第二熒光材料亦覆設在發光元件上，第二熒光材料經由上述發光元件激發后發出具有第三放射波長的光，第二熒光材料由氮氧化合物或氮化合物組成。第一放射波長的光、第二放射波長的光及第三放射波長的光混成白光。本發明利用藍光光源來激發黃綠色熒光粉與紅色熒光粉，以混成白光，可提高混成白光的亮度與演色性。另外本發明的熒光粉穩定性高，不會在高溫高濕下產生裂解，故白光發光裝置具有極佳的安定性。
文檔編號H01L33/00GK101246936SQ20071007993
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月17日 優先權日2007年2月17日
發明者周大為, 林治民 申請人:億光電子工業股份有限公司