专利名称：白光发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种发光二极管，且特别是关于一种三波长型之白光发光二极管的发明。
背景技术：
发光二极管使用III-V族元素作为发光层之主要材质，并对此发光层施加电流，以通过电子与空穴的结合，将过剩的能量以光的形式释出，进而达到发光的目的。有别于传统的加热或放电等发光方式，由于发光二极管的发光现象是属于冷发光，因此其使用寿命较长，且无须预热时间(idling time)。此外，发光二极管亦具有反应速度快、体积小、用电省、污染低(不含水银)、高可靠性、适合批量生产等优点，因此其所能应用的领域十分广泛。近年来，由于发光二极管之发光效率不断地提高，使得白光发光二极管在例如扫描仪之光源、液晶屏幕之背光源或照明设备等应用领域上已有逐渐取代传统之日光灯与白灼灯泡的趋势。
公知的常见之白光发光二极管主要包括下列几种类型一、同时使用红光、蓝光及绿光发光二极管芯片，以产生白光。其中，通过外加之驱动芯片可调整每一发光二极管芯片的驱动电压，以将上述发光二极管芯片所发出之单色光混光而产生三波长白光。然而，由于此种白光发光二极管需同时使用多个单色发光二极管芯片，而不同之单色发光二极管芯片，例如红光发光二极管芯片与蓝光发光二极管芯片，其适用之驱动电压并不相同，因此需外加驱动芯片来调整驱动电压，导致制造成本较高，而驱动线路也较为复杂。
二、以蓝光发光二极管芯片搭配黄色荧光粉，以产生白光。其中，黄色无机荧光粉受到蓝光发光二极管芯片所发出之蓝光照射之后，可发出黄色之荧光，且当黄色荧光与原有之蓝光混光后，便可得到二波长白光。然而，由于此种白光发光二极管之发光效率较低，且其为二波长型(仅由蓝光及黄光进行混光)之白光发光二极管，因此在色饱和度及显示色温上均不如其它三波长型之白光发光二极管。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是提供一种具有较低之制造成本，且驱动线路较为简单的白光发光二极管。
本发明的再一目的是提供一种具有较佳之色饱和度与显示色温的白光发光二极管。
基于上述或其它目的，本发明提出一种白光发光二极管，包括承载器以及设置于此承载器上之发光单元与第二发光二极管芯片。其中，发光单元由第一发光二极管芯片与电阻元件串联而成，且第一发光二极管芯片适于发出第一色光。此外，第二发光二极管芯片适于发出第二色光，且第二发光二极管芯片与发光单元并联。
在本发明之一较佳实施例中，上述之白光发光二极管例如还包括荧光粉，设置于第二发光二极管芯片之上方，且此荧光粉适于被第二色光激发而产生第三色光。
本发明还提出一种白光发光二极管，包括承载器、发光单元、第二发光二极管芯片以及第三发光二极管芯片。发光单元设置于该承载器上，且发光单元是由第一发光二极管芯片与电阻元件串联而成的，其中第一发光二极管芯片适于发出第一色光。此外，第二发光二极管芯片与第三发光二极管芯片设置于承载器上，其中第二发光二极管芯片适于发出第二色光，而第三发光二极管芯片适于发出第三色光，且发光单元、第二发光二极管芯片以及第三发光二极管芯片相互并联。
基于上述说明，本发明之白光发光二极管通过内装之电阻元件来调整不同发光二极管芯片之间的驱动电压，以达到使用同一电源来驱动相互并联之发光二极管芯片之目的，因此在不需使用外加之驱动芯片的情形下，本发明之白光发光二极管可具有较低之制造成本与较为简单之驱动线路。此外，本发明亦可通过两个发光二极管芯片与荧光粉之搭配来产生三波长白光，与公知之二波长型的白光发光二极管相比，本发明之三波长型的白光发光二极管可提供较佳的色饱和度与显示色温。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A为本发明之一较佳实施例之一种白光发光二极管的剖视示意图。
图1B为图1A之白光发光二极管的线路图。
图2为本发明之一较佳实施例之另一种白光发光二极管的线路图。
图3为本发明之其它实施例之一种白光发光二极管的剖视示意图。
图4为本发明之其它实施例之另一种白光发光二极管的剖视示意图。
主要元件标记说明100、200白光发光二极管102、402承载器102a、402a凹穴104、204电源110、210、310、410红光发光二极管芯片110a、220a发光单元112、212电阻元件
114、314、414红光120、220、320、420蓝光发光二极管芯片124、324、424蓝光134、334、434黄光140、340、440荧光粉150、450封装胶体230绿光发光二极管452透明盖体452a底部具体实施方式
请同时参考图1A与1B，其中图1A为本发明之一较佳实施例之一种白光发光二极管的剖视示意图，而图1B为图1A之白光发光二极管的线路图。此外，为简化附图，以清楚表达本发明之特征，图1A之剖视示意图未表示相关之连接导线或基板之线路。如图1A与1B所示，白光发光二极管100包括红光发光二极管芯片110、蓝光发光二极管芯片120以及承载器102，其中承载器102例如是封装基板，而红光发光二极管芯片110与蓝光发光二极管芯片120例如设置于承载器102表面之凹穴102a内。此外，红光发光二极管芯片110与电阻元件112串联形成发光单元110a，且蓝光发光二极管芯片120与发光单元110a并联，并与承载器102耦接，以通过承载器102连接至电源104。
请参考图2，该图为本发明之一较佳实施例之另一种白光发光二极管的线路图。白光发光二极管200例如具有红光发光二极管芯片210、蓝光发光二极管芯片220以及绿光发光二极管芯片230，用以在混光后输出三波长白光，其中红光发光二极管芯片210与电阻元件212串联形成发光单元220a，且蓝光发光二极管芯片220、绿光发光二极管芯片230分别与发光单元220a并联，以耦接至电源204。
在本发明之上述实施例中，由于红光发光二极管芯片所需之驱动电压较低，而蓝光发光二极管芯片与绿光发光二极管芯片所需之驱动电压较高，因此当发光单元、蓝光发光二极管芯片以及绿光发光二极管芯片耦接至同一电压源时，可通过电阻元件调整红光发光二极管芯片所获得之驱动电压，以使得红光发光二极管芯片得以正常运作。如此一来，将不需再分别对每一发光二极管芯片外加驱动芯片，以节省所需之制造成本，并简化驱动线路。
值得一提的是，上述之电阻元件例如是形成于承载器表面或是其内层线路上的金属薄膜或陶瓷薄膜。当然，在本发明其它的实施例中，电阻元件亦可以是独立之电阻器，其可通过通孔插装(Pin Through Hole，PTH)或表面贴装(Surface MountTechnology，SMT)等方式耦接至承载器。此外，虽然上述实施例所绘示之承载器是封装基板之形态，但在本发明其它实施例中，其还可以例如是封装支架，用以承载上述之发光二极管芯片与电阻元件，然其相关线路与设置方式因与上述实施例类似，因此不再重复赘述。
请再参考图1A，在本发明中，蓝光发光二极管芯片120上方还可设置有封装胶体150，其材质例如是环氧树脂，且此封装胶体150至少覆盖红光发光二极管芯片110、蓝光发光二极管芯片120，并可选择性地覆盖电阻元件112。此外，封装胶体150内例如掺杂有荧光粉140，其材质例如是Y3Al15O12∶Ce3+与Y3Al15O12∶Tb3+，其中荧光粉140适于被蓝光发光二极管芯片120所发出之蓝光124激发而产生波长介于520nm至620nm之间的色光，其例如是黄光134。如此一来，通过蓝光124、黄光134以及红光发光二极管芯片110所发出之红光114便可产生三波长白光。
除了上述实施例之外，本发明亦提供其它多种荧光粉的设置方式。请参考图3，该图为本发明之其它实施例之一种白光发光二极管的剖视示意图，其中荧光粉340直接涂覆于蓝光发光二极管芯片320之表面，其同样可被蓝光发光二极管芯片320所发出之蓝光324激发，而发出第三色光，例如黄光334，因此蓝光324、黄光334以及红光发光二极管芯片310所发出之红光314在混光后便可得到三波长白光。
此外，请参考图4，该图为本发明之其它实施例之另一种白光发光二极管的剖视示意图。其中，红光发光二极管芯片410、蓝光发光二极管芯片420设置于承载器402之凹穴402a内，且凹穴402a上方例如设置有透明盖体452，其材质例如是玻璃。此外，荧光粉440涂覆于透明盖体452之底部452a，且透明盖体452与凹穴402a所围成的空间内例如填充有封装胶体450，覆盖上述之红光发光二极管芯片410与蓝光发光二极管芯片420。其中，通过蓝光发光二极管芯片420所发出之蓝光424、红光发光二极管芯片410所发出之红光414以及荧光粉440受激发后所发出之黄光434便可得到三波长白光。
综上所述，本发明之白光发光二极管使驱动电压较低之发光二极管芯片(例如红光发光二极管芯片)串联电阻元件，其中此电阻元件例如可设置于承载器上，用以调整此发光二极管芯片所获得之驱动电压。此外，本发明还可通过第一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片作为激发光源，并加入荧光粉，用以在受激发后产生波长介于520nm至620nm之间的第三色光，使得第一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片所发出之色光可与此第三色光混光形成三波长白光。
因此，本发明之白光发光二极管不需使用外加之驱动芯片，便可达到整合不同发光二极管芯片之驱动电压的目的，故可具有较低之制造成本，也可简化驱动线路。此外，本发明之白光发光二极管除了可使用三个发光二极管芯片作为光源之外，亦可采用两个发光二极管芯片搭配荧光粉的组合，以提供三波长白光，与公知的之二波长型的白光发光二极管相比，不仅具有较高之发光效率，且亦具有较佳之色饱和度与显示色温。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之思想和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种白光发光二极管，其特征是包括承载器；发光单元，设置于该承载器上，其中该发光单元由第一发光二极管芯片与电阻元件串联而成，且该第一发光二极管芯片适于发出第一色光；以及第二发光二极管芯片，设置于该承载器上，其中该第二发光二极管芯片适于发出第二色光，且该第二发光二极管芯片与该发光单元并联。
2.根据权利要求1所述之白光发光二极管，其特征是该第一发光二极管芯片包括红光发光二极管芯片。
3.根据权利要求1所述之白光发光二极管，其特征是该第二发光二极管芯片包括蓝光发光二极管芯片。
4.根据权利要求1所述之白光发光二极管，其特征是还包括荧光粉，设置于该第二发光二极管芯片之上方，且该荧光粉适于被该第二色光激发而产生第三色光。
5.根据权利要求4所述之白光发光二极管，其特征是该第三色光之波长介于520nm至620nm之间。
6.根据权利要求4所述之白光发光二极管，其特征是该荧光粉之材质包括Y3Al15O12∶Ce3+与Y3Al15O12∶Tb3+中之一种。
7.根据权利要求4所述之白光发光二极管，其特征是该荧光粉涂覆于该第二发光二极管芯片之表面。
8.根据权利要求4所述之白光发光二极管，其特征是还包括封装胶体，设置于该承载器上，且该封装胶体至少覆盖该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，而该荧光粉掺杂于该封装胶体内。
9.根据权利要求8所述之白光发光二极管，其特征是该封装胶体之材质包括环氧树脂。
10.根据权利要求4所述之白光发光二极管，其特征是还包括透明盖体，设置于该承载器上，且该透明盖体覆盖于该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片之上方，而该荧光粉涂覆于该透明盖体之底部。
11.根据权利要求10所述之白光发光二极管，其特征是该透明盖体之材质包括玻璃。
12.根据权利要求1所述之白光发光二极管，其特征是该电阻元件包括金属薄膜与陶瓷薄膜中之一种。
13.根据权利要求1所述之白光发光二极管，其特征是该承载器包括封装支架与封装基板中之一种。
14.一种白光发光二极管，其特征是包括承载器；发光单元，设置于该承载器上，其中该发光单元由第一发光二极管芯片与电阻元件串联而成，且该第一发光二极管芯片适于发出第一色光；第二发光二极管芯片，设置于该承载器上，其中该第二发光二极管芯片适于发出第二色光；以及第三发光二极管芯片，设置于该承载器上，其中该第三发光二极管芯片适于发出第三色光，且该发光单元、该第二发光二极管芯片以及该第三发光二极管芯片相互并联。
15.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是该第一发光二极管芯片包括红光发光二极管芯片。
16.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是该第二发光二极管芯片包括蓝光发光二极管芯片。
17.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是该第三发光二极管芯片包括绿光发光二极管芯片。
18.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是还包括封装胶体，设置于该承载器上，且该封装胶体至少覆盖该第一发光二极管芯片、该第二发光二极管芯片以及该第三发光二极管芯片。
19.根据权利要求18所述之白光发光二极管，其特征是该封装胶体之材质包括环氧树脂。
20.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是还包括透明盖体，设置于该承载器上，且该透明盖体覆盖于该第一发光二极管芯片、该第二发光二极管芯片以及该第三发光二极管芯片之上方。
21.根据权利要求20所述之白光发光二极管，其特征是该透明盖体之材质包括玻璃。
22.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是该电阻元件包括金属薄膜与陶瓷薄膜中之一种。
23.根据权利要求14所述之白光发光二极管，其特征是该承载器包括封装支架与封装基板中之一种。
全文摘要
一种白光发光二极管，包括承载器以及设置于此承载器上之发光单元、第二发光二极管芯片以及荧光粉。其中，发光单元由第一发光二极管芯片与电阻元件串联而成，且第一发光二极管芯片适于发出第一色光。此外，第二发光二极管芯片适于发出第二色光，且第二发光二极管芯片与发光单元并联。另外，荧光粉设置于第二发光二极管芯片之上方，且此荧光粉适于被第二色光激发而产生第三色光。此白光发光二极管具有较低之制造成本，并可提供较佳之色饱和度与显示色温。
文档编号H01L25/075GK1783521SQ20041009644
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者陈庆仲 申请人:中华映管股份有限公司