专利名称：一种白紫光源的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种白紫光源的制造方法，即一种白紫光发光二极管的制造方法，特别涉及一种利用430～470nm的蓝光二极管激发钇铝石榴石萤光粉发出黄光，再将二种光混合后产生白紫光的方法。
发光二极管具有体积小、发光效率高等优点，且迄今已可发出红黄蓝三原色之光线，因此已广泛应用于各种数字显示器、背光光源、汽车尾灯、交通信号灯及大萤幕的显示器等技术领域。
在本发明之前，德国西门子(Siemens)公司和日本日亚(Nichia)公司分别在其世界专利WO 97/50132和WO 98/5078中揭示以蓝光为发光元件，其射出之光线的一部分被以钇铝石榴石为主的萤光粉吸收而发出黄光，再由蓝色与黄色混合，即可获得白色系列之发光二极管，此色系之发光二极管未来将可取代日光灯，即应用于照明设备。
鉴于传统常用的各色显示器，其颜色的获得乃皆以红黄蓝三原色调配出的发光颜色而得，往往需以三个发光二极管调色，其成本较高，不符合经济效益，且一般欲获得白紫光亦不容易。本发明乃在应用西门子公司及日亚公司所揭示方法的基础上，发现若适当地调配蓝光与萤光体的配方，即可在同一个元件上获得可发出高亮度的白紫光的发光二极管，改善在同一个发光二极管难以获得白紫光的缺点。
本发明的目的在于提供一种白紫光源的制造方法，可配合波长430～470nm的蓝光，简单调整萤光体的化学成分，即可得到可发出高亮度的白紫光的发光二极管。
本发明公开的方法是采用一种配方为(Y1-p-xCepGdx)3Al5O12的黄色萤光粉，用波长为430～470nm的蓝光光源照射后经混光产生高亮度的白紫光，当所述蓝光工作波长变化时，可以通过调整Gd的摩尔比例x改变黄色萤光粉的配方，得到白紫光。
其中，在所述黄色萤光粉的配方中，当0≤p≤0.05，0.2≤x≤0.8为最佳配方。
其中，所述黄色萤光粉可以采用固态反应法、凝胶法或共沉法合成得到；而所使用的蓝色光源可以为InGaN型或SiC型二极管。
本发明采用的萤光粉配方与前述西门子公司及日亚公司所揭示不同，此二家公司技术中，铈(Ce)添加于已含固定比例之(Y，Gd)3Al5O12中，而本发明乃以铈(Ce)取代钇，再藉Y及Gd的相互取代量的改变，配合适当的蓝光，即可形成高亮度的白紫光，而日亚公司若欲以铈取代钇，则需加入钐(Sm)，才能稳定配方，而其所产生的光为白光，并非本发明所得到的白紫光，且本发明不需添加昂贵的钐元素，故本发明具有降低成本及提供新色彩光源之优点。
图1为本发明中(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉当x＝0.2的X光绕射图案。
图2为本发明以波长为430nm的蓝光激发钆(Gd)含量(x)为0.2的(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉所产生的白紫光光谱图。
图3为本发明以波长为430～470nm的蓝光激发钆(Gd)含量(x)为0.2～0.8的(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉可产生白紫光的区域图。
较佳实施例说明依据本发明提供的方法，首先是黄色萤光粉的制备，即可发出黄光的钇铝石榴石萤光粉，以固态反应合成，将原料Y2O3，Ce(NO3)3，Gd2O3及Al(NO3)3称重后以摩尔比为Y∶Ce∶Gd∶Al＝2.949-3x∶0.051∶3x∶5形成混合物，其中，0.2≤x≤0.8，该混合物经过研磨混合后，置于1000℃空气中煅烧24小时，即可形成本发明的黄色萤光粉末。
除上述固态反应法外，该可发出黄光的钇铝石榴石萤光粉，亦可以凝胶法或共沉法形成。
上述所得萤光粉末经再次研磨，将所得粉末与硅胶以重量比0.2～0.3∶1的比例混合，再涂布于InGaN或SiC型之蓝光(波长为430～470nm)的晶片上，此结构以普通发光二极体技术加以封装，通入适当的电流，即可形成发白紫光的发光二极管。
有关本发明的特点，配合附图讨论如下图1是本发明配方中(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉当x＝2的X光绕射图案，此图为当x＝2时的代表图谱，其他图谱与之类似。由图中可看出，以Ia-3d的空间群，且晶格常数为约12∑的立方体结构，予以指标化(index)，显示本发明的配方为单一相，不含任何的杂质相，且不藉由钐(Sm)元素，即可将铈取代钇，形成单一相且稳定的萤光粉体。
图2为以波长为430nm的蓝光激发钆(Gd)含量(x)为0.2的(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉所产生的白紫光光谱图，与西门子公司及日亚公司所揭示的白光图谱有极大的不同，此乃本发明藉由适当的蓝光激发特殊配方的钇铝石榴石萤光粉体所致。
图3为以波长为430～470nm的蓝光激发钆(Gd)含量(x)为0.2～0.8的(Y0.983-xCe0.017Gdx)3Al5O12萤光粉可产生白紫光的区域图，由该图可知，若欲制作可发出白紫光的发光二极管，仅需以在此区域之内或之上的蓝光，与适当配方的萤光粉配合，即可满足需要。
权利要求
1.一种白紫光源的制造方法，其特征在于，采用一种配方为(Y1-p-xCepGdx)3Al5O12的黄色萤光粉，用波长为430～470nm的蓝光光源照射后经混光产生高亮度的白紫光，当所述蓝光工作波长变化时，可以通过调整Gd的摩尔比例x改变黄色萤光粉的配方，得到白紫光。
2.根据权利要求1所述的一种白紫光源的制造方法，其特征在于，在所述黄色萤光粉的配方中，0≤p≤0.05，0.2≤x≤0.8。
3.根据权利要求1所述的一种白紫光源的制造方法，其特征在于，所述黄色萤光粉可以采用固态反应法、凝胶法或共沉法合成得到。
4.根据权利要求1所述的一种白紫光源的制造方法，其特征在于，该蓝色光源为InGaN型或SiC型。
全文摘要
本发明涉及一种白紫光源的制造方法,特别指利用430～470nm的蓝光二极管激发钇铝石榴石萤光粉发出黄光,再将二种光混合后产生白紫光的方法,在本发明方法中,若适当调配二者达最佳条件,则可发出高亮度的白紫光。
文档编号C09K11/80GK1269598SQ9910356
公开日2000年10月11日 申请日期1999年4月2日 优先权日1999年4月2日
发明者刘如熹, 吴建荣, 叶寅夫 申请人:亿光电子工业股份有限公司