专利名称：白光发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种白光发光装置，特别是涉及一种利用蓝光光源来激发 黄绿色荧光粉与红色荧光粉，以混成白光，可产生高亮度及高演色性的白 光，且具有极佳的安定性的发光二极管装置。
背景技术：
目前，白光发光二极管的制作方式主要有二种，其中一种是蓝光光源 加上黄色荧光粉，另一种则为紫外光光源加上数种荧光粉。在采用蓝光光 源与黄光荧光粉的方式中，以蓝光光源激发黄光荧光粉，而蓝光与所激发 出的黄光混合后即产生白光。目前的黄色荧光粉的材料通常是采用钇铝石榴石(YAG)。虽然，依此方式所制造的白光发光二极管所产生的白光的效率 较高，但缺点是演色性差。在采用紫外光光源与数种荧光粉的方式中，其是以紫外光光源激发数 种荧光粉，例如蓝光荧光粉、红光荧光粉以及黄光荧光粉，以分别产生蓝 光、红光与黄光，这些激发产生的光经混合后即可产生白光。虽然，依此种 方式所制造的白光发光二极管具有较前种方式佳的演色性，但是这些荧光 粉中一般含有硫等不稳定的元素，极容易吸收水气，因此在高温下相当容 易产生裂解，因而使发光二极管元件存在有许多无法克服的劣化问题。此 外，紫外光的激发效率差，且有可能会伤害发光磊晶结构。因此，此种方式 所制造的白光发光二极管的装置与亮度稳定性差。由此可见，上述现有的白光发光装置在结构与使用上，显然仍存在有 不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上迷存在的问题，相关厂 商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展 完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业 者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的白光发光装置，实属 当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的白光发光装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类 产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极 加以研究创新，以期创设一种新型结构的白光发光装置，能够改进一般现 有的白光发光装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反 复试作样品及改进后，终于创设出确具实用 <介值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的白光发光装置存在的缺陷，而提供一种 新型结构的白光发光装置，所要解决的技术问题是使其具有黄绿色荧光粉 与红色荧光粉，并具有蓝光光源以激发黄绿色荧光粉与红色荧光粉。由于本 发明的红色荧光粉与黄绿色荧光粉是由氮及/或氧元素所组成，而氮及氧元 素均可在高温高湿下稳定存在，因此可以有效的提高发光装置的操作与亮 度的安定性，非常适于实用。
本发明的另 一 目的在于，提供一种新型结构的白光发光装置，所要解决
合物或i化合物"料的红色^光粉，而分别激发出红绿光与橘红光。I 于可 经由混合不同色光比例来形成白光，因此发光装置的演色性佳，且元件稳 定性高，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依
据本发明提出的一种白光发光装置，其至少包括 一发光元件，可发出具 有一第一放射波长的光； 一第一荧光材料，覆设在该发光元件上，其中该第 一荧光材料经由该发光元件激发后发出具有一第二放射波长的光，且该第 一荧光材料是由硅酸盐化合物所组成；以及一第二荧光材料，覆设在该发 光元件上，其中该第二荧光材料经由该发光元件激发后发出具有 一第三放 射波长的光，该第二荧光材料是由氮氧化合物或氮化合物所组成，且该第 一放射波长的光、该第二放射波长的光、以及该第三放射波长的光混成白 光。
本发明的目的及解决其技术问题还可以可采用以下技术措施来进一步实现。
前述的白光发光装置，其中所述的发光元件是由至少一半导体材料所 组成。
前述的白光发光装置，其中所述的半导体材料是一复合化合物。 前述的白光发光装置，其中所述的第一放射波长的光是蓝光。 前述的白光发光装置，其中所述的第一放射波长介于实质41 Onm至实质 500nm之间。
前述的白光发光装置，其中所述的第一荧光材料为一铕金属活化的硅 酸盐化合物。
前述的白光发光装置，其中所述的一荧光材料的化学式为 (Sr2-x-y—z, Cax， Mgy) . (1—a)Si04 ' aGa203: Euz，且0. 1 ^x^0. 6， 0.1^y ^0.6， O.OlSz芸O. 15， 0.02Sa^0. 10。
前述的白光发光装置，其中所述的第二放射波长的光为黄绿光。 前述的白光发光装置，其中所述的第二放射波长介于实质50Onm至实质550nm之间。
前述的白光发光装置，其中所述的第二荧光材料为 一铕金属活化的氮 氧化合物。
前述的白光发光装置，其中所述的第二焚光材料包括钙元素或钡元素。 前述的白光发光装置，其中所述的第二焚光材料可受激发的光的波长 介于实质360nm至实质480nm之间。
前述的白光发光装置，其中所述的第二荧光材料为一铕金属活化的氮 化合物。
前述的白光发光装置，其中所述的第二荧光材料至少包括二个金属元 素，且该些金属元素是选自于由锶、钙以及钡所组成的一族群中的任二者。
前述的白光发光装置，其中所述的第二荧光材料可受激发的光的波长 介于实质300nm至实质500nm之间。
前述的白光发光装置，其中所述的第三放射波长介于实质530nm至实质 650nm之间。
前述的白光发光装置，其中所述的第三放射波长的光为橘红光。 前述的白光发光装置，其中所述的发光元件是一发光二极管。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方 案，本发明白光发光装置至少具有下列优点
1、 本发明利用蓝光光源来激发黄绿色荧光粉与红色荧光粉，以混成白 光，可以提高混成白光的亮度与演色性。
2、 其次，本发明的黄绿色荧光粉是由硅酸盐化合物所组成，而红色荧 光粉是由氮氧化合物与氮化合物所组成，因此荧光粉的稳定性高，不会在高 温高湿下产生裂解，故白光发光装置具有极佳的安定性。
综上所述，本发明是有关一种白光发光装置，至少包括发光元件、第一 荧光材料以及第二荧光材料。发光元件可发出具有第一放射波长的光。第 一荧光材料是覆设在发光元件上，其中该第一荧光材料经由发光元件激发 后发出具有第二放射波长的光，且该第一荧光材料是由硅酸盐化合物所组 成。第二荧光材料亦覆设在发光元件上，其中该第二荧光材料经由上迷发 光元件激发后发出具有第三放射波长的光，第二荧光材料是由氮氧化合物 或氮化合物所组成。上述第一放射波长的光、第二放射波长的光、以及第 三放射波长的光混成白光。本发明具有黄绿色荧光粉与红色荧光粉，并具有 蓝光光源以激发黄绿色荧光粉与红色荧光粉，由于本发明的红色荧光粉与 黄绿色荧光粉是由氮及/或氧元素所组成，而氮及氧元素均可在高温高湿下 稳定存在，因此可以有效的提高发光装置的操作与亮度的安定性。另本发 明以蓝光光源激发硅酸盐材料的黄绿色荧光粉以及氮氧化合物或氮化合物 材料的红色荧光粉，而分别激发出红绿光与橘红光，由于可经由混合不同色光比例来形成白光，因此发光装置的演色性佳，且元件稳定性高。本发明 具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改 进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的白 光发光装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利 用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可以依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述 和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合 附图，详细说明如下。
图1是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的剖面示意图。
图2是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的黄绿光荧 光粉的激发光谱图。
图3是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的黄绿光焚 光粉封装于发光二极管装置的光谱图。
图4是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的红光焚光 粉的激发光谙图。
图5是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的红光焚光 粉封装于发光二极管装置的光镨图。
图6是绘示依照本发明 一较佳实施例的 一种白光发光装置的光谱图。 100:白光发光装置 102:封装承载座
104:发光元件 106:导线
108:封装胶体
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的白光发光装置其具体 实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明揭露一种白光发光装置，具有高演色性与高稳定度。为了使本 发明的叙述更加详尽与完备，可参阅下列描述并配合第1图至第6图的图 示。
请参阅图1所示，是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装 置的剖面示意图。本发明的白光发光装置100，主要是由发光元件104与包
覆于其上的封装胶体108所构成；其中该封装胶体108,具有硅酸盐化合物的第一荧光粉以及氮氧化合物或氮 化合物的第二荧光粉分散布设于其中。
该发光元件104，设置在封装承载座102上，且该发光元件104以至少
一导线106与封装承栽座102电性连接，其中封装承栽座102可呈杯状，而 封装胶体108则填入封装承载座102并覆盖在发光元件104上。发光元件 104较佳的可为发光二极管，且该发光元件104是由至少一半导体材料所组 成，其中该半导体材料较佳为复合化合物。
在本发明中，第一荧光材料是采用铕金属活化的硅酸盐化合物，并且该 第一荧光材料的化学式可例如为(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当0. 10。第二荧 光材料可采用铕金属活化的氮氧化合物，且该第二荧光材料的化学式可以 例如为(Y, M) ( +/val+)Si(12tn)Alta+n)OnN16-n: Eu"其中Y为4乙元素，而M为一金属元 素，例如鈣元素(Ca)或钡元素(Ba)。或者，第二焚光材料亦可采用铕金属活 化的氮化合物，并且该第二荧光材料的化学式可例如为(Y2-x-y-z, M1,， M2y)Si5N8:Euz，其中Y为钇元素，而Nf,及M^均为金属元素，且M^及M^较佳 可为锶(Sr)、钾以及钡中的任二者。
在本发明中，发光元件104所发出的光具有第一放射波长。发光元件 104所发光的光可激发第一荧光粉与第二荧光粉，而第一荧光粉与第二荧光 粉经激发后会分别产生具有第二放射波长的光以及具有第三放射波长的 光。在白光发光装置100中，发光元件104所发出的第一放射波长的光、第 二放射波长的光、以及第三放射波长的光经混合后可产生白光。
在本发明的一较佳实施例中，发光元件104是发出蓝光，第一荧光粉经 激发后发出黄绿光，而第二荧光粉经激发后则发出橘红光。蓝光的第一放 射波长介于约410nm至约500nm之间。请参阅图2所示，是绘示依照本发明 一较佳实施例的一种白光发光装置的黄绿光焚光粉的激发光语图，第 一荧 光粉的激发光谱如图2所示，且第一荧光粉经激发后所发出的光所具有的 第二放射波长介于约500nm至约550nm之间，如图3所示，其是绘示依照 本发明 一较佳实施例的 一种白光发光装置的黄绿光荧光粉封装于发光二极 管装置的光i普图。当第二焚光粉是采用氮氧化合物荧光材料时，第二荧光 粉可受激发的光的波长介于约360nm至约480nm之间，如图4的激发光谱所 示，图4是绘示依照本发明一较佳实施例的一种白光发光装置的红光荧光粉 的激发光语图。而且，此时第二荧光粉经激发后所发出的光所具有的第三放 射波长介于约530nm至约650腦之间，如图5所示，图5是绘示依照本发 明一较佳实施例的一种白光发光装置的红光荧光粉封装于发光二极管装置 的光谱图。发光元件104所发出的蓝光、第一荧光^f分经蓝光光源所激发后 所产生的黄绿光、以及第二荧光粉经蓝光光源所激发后所产生的橘红光合后可产生白光，该白光发光装置的混光光语如图6所示，图6是绘示依照 本发明 一较佳实施例的 一种白光发光装置的光谱图。
在本发明的其他实施例中，第二荧光粉可以采用氮化合物荧光材料，此 时第二荧光粉可受激发的光的波长介于约300nm至约500nm之间，且第二荧 光粉经激发后所发出的光所具有的第三放射波长亦介于约5 3Onm至约65 Onm 之间。
在本发明中，利用发光元件所发出的蓝光来激发黄绿色荧光粉与红色 荧光粉后，蓝光与所激发出的黄绿光与橘红光所混成的白光的亮度，比现 有习知技术所制造的白光发光装置的亮度高5°/。以上，且平均演色评价指数 (R.A.)可达85以上，更具有极佳的发光效率。因此，本发明的白光发光装 置可以产生具有高亮度且高演色性的白光。
由上述本发明的较佳实施例可知，本发明的一优点就是，因为本发明的 白光发光装置具有氮及/或氧元素所组成的黄绿色焚光粉与红色焚光粉，并 具有蓝光光源以激发黄绿色荧光粉与红色荧光粉。由于氮及氧元素均可以 在高温高湿下稳定存在，因此能够有效的提高发光装置的操作与亮度的稳 定性。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的另一优点就是，因为在本发 明的白光发光装置中，是以蓝光光源来激发硅酸盐材料的黄绿色荧光粉以 及氮氧化合物或氮化合物材料的红色荧光粉，而分别激发出红绿光与橘红 光。由于可经由混合不同色光比例来形成白光，因此本白光发光装置可以 发出演色性佳且亮度高的白光，并具有极佳的发光效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用 上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡 是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上的实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1. 一种白光发光装置，其特征在于其至少包括一发光元件，可发出具有一第一放射波长的光；一第一荧光材料，覆设在该发光元件上，其中该第一荧光材料经由该发光元件激发后发出具有一第二放射波长的光，且该第一荧光材料是由硅酸盐化合物所组成；以及一第二荧光材料，覆设在该发光元件上，其中该第二荧光材料经由该发光元件激发后发出具有一第三放射波长的光，该第二荧光材料是由氮氧化合物或氮化合物所组成，且该第一放射波长的光、该第二放射波长的光、以及该第三放射波长的光混成白光。
2、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的发光 元件是由至少一半导体材料所组成。
3、 根据权利要求2所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的半导体材料是一复合化合物。
4、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第一 放射波长的光是蓝光。
5、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第一 放射波长介于实质410nm至实质500nm之间。
6、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第一 荧光材料为一铕金属活化的硅酸盐化合物。
7、 根据权利要求6所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第一 焚光材料的化学式为(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、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第二 放射波长的光为黄绿光。
9、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第二 放射波长介于实质500nm至实质550nm之间。
10、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第二 荧光材料为 一铕金属活化的氮氧化合物。
11、 根据权利要求10所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第 二荧光材料包括钙元素或钡元素。
12、 根据权利要求10所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第 二荧光材料可受激发的光的波长介于实质360nm至实质480nm之间。
13、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第二 荧光材料为 一铕金属活化的氮化合物。
14、 根据权利要求13所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第 二荧光材料至少包括二金属元素，且该些金属元素是选自于由锶、钙以及 钡所组成的 一族群中的任二者。
15、 根据权利要求13所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第 二荧光材料可受激发的光的波长介于实质300nm至实质500nm之间。
16、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第三 放射波长介于实质530nm至实质650nm之间。
17、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的第三 放射波长的光为橘红光。
18、 根据权利要求1所述的白光发光装置，其特征在于其中所述的发光 元件是一发光二极管。
全文摘要
本发明是有关于一种白光发光装置，至少包括发光元件、第一荧光材料及第二荧光材料。发光元件可发出具有第一放射波长的光。第一荧光材料覆设在发光元件上，第一荧光材料经由发光元件激发后发出具有第二放射波长的光，且第一荧光材料由硅酸盐化合物组成。第二荧光材料亦覆设在发光元件上，第二荧光材料经由上述发光元件激发后发出具有第三放射波长的光，第二荧光材料由氮氧化合物或氮化合物组成。第一放射波长的光、第二放射波长的光及第三放射波长的光混成白光。本发明利用蓝光光源来激发黄绿色荧光粉与红色荧光粉，以混成白光，可提高混成白光的亮度与演色性。另外本发明的荧光粉稳定性高，不会在高温高湿下产生裂解，故白光发光装置具有极佳的安定性。
文档编号H01L33/00GK101246936SQ20071007993
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月17日 优先权日2007年2月17日
发明者周大为, 林治民 申请人:亿光电子工业股份有限公司