专利名称：白色光发光二极管及其色度控制方法
技术领域：
本发明是关于一种白色光发光二极管及其色度控制方法，尤指一种能透过外部进行阻抗值调节以产生白色光的发光二极管及其控制方法。
背景技术：
早年发光二极管虽具有耗电量低、使用寿命长及低废热等优点，惟因为亮度问题及产生色光的限制，无法应用于制作灯具。晚近因发光二极管的亮度获得大幅提升，且白色光发光二极管亦成功的开发上市，故在灯具的应用上已渐趋普及。
目前发光二极管产生白色光的原理至少包括有下列几种1.利用氮化铟镓(InGaN)晶粒产生的蓝光与YAG钇铝石榴石的黄色萤光粉混合以产生白光。
2.利用氮化铟镓(InGaN)晶粒激发RGB三原色萤光粉以产生白光。
3.紫外线(UV)激发RGB三原色萤光粉以产生白光。
4.利用氮化铟镓(InGaN)晶粒产生的蓝光与磷化镓(GaP)晶粒产生的黄绿光为互补色，将其混合构成白光。
在前述各种产生白色光的技术原理中，1.~3.项原理的共同缺点在于都需要使用萤光粉，但萤光粉的化学组成与厚度存在变异性，一旦成形后，所产生的白光有的偏黄，有的偏蓝、有的中间蓝而旁边黄，其色泽十分不稳定。由于色泽无法改变，同一批或不同批的产品可能存在明显的色差，另外其驱动电压均高于3V。又第4.种方式虽可产生全彩及白色光，但因使用磷化镓发光二极管，故成本较高而且亮度较低。
由上述可知，既有发光二极管产生白色光的技术中，使用萤光粉进行激发混色者存在较大的变异性，影响其成品品质，未使用萤光粉而采用互补的蓝光/蓝绿色混色者则缺点在于成本高亮度低；故如何以较低成本产生低电压驱动可低于3V的白色光，并可解决色度偏差问题，则仍待进一步研究，以谋求可行的解决方案。
发明内容
因此，本发明主要目的在提供一种能透过外部进行阻抗值调节以产生白色光的发光二极管，其具备低电压驱动、低成本、高亮度等优点。
为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述发光二极管包括有一金属支架，是由一支阴极接脚及一支以上的阳极接脚组成，其中阴极接脚顶端以水平方向延伸形成一支架部，支架部上形成有一凹入的晶粒槽；一氮化铟镓(InGaN)晶粒，是安装于前述支架部上的晶粒槽内，其正负极分别透过打线与阴极接脚及一阳极接脚连接；一颗或一颗以上的磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒，亦安装于前述支架部上的晶粒槽内，其正负极分别透过打线与阴极接脚及一阳极接脚连接；一封胶体，是封合于金属支架的阴极接脚与阳极接脚上端；至少一外部电阻，是连接于前述阳极接脚与正电源间，藉以调节送入氮化铟镓(InGaN)晶粒或/与磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒的电压，以调节其亮度；以前述的发光二极管因选择的氮化铟镓晶粒与磷化铝镓铟晶粒可分别产生互补色的蓝色与蓝绿光，进而混合构成白色光；由于黄绿光方面是采用四次元的磷化铝镓铟晶粒，亮度高并可相对降低成本，另利用外部电阻的阻值调整，除可使该发光二极管产生白色光外，亦可经调整而产生黄白光或蓝白光；藉此，可提供一低电压驱动、低成本而色泽稳定度高的发光二极管。
前述金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及一磷化铝镓铟晶粒，其二者是作一字形排列。
前述金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及二磷化铝镓铟晶粒，其三者亦作一字形排列，且氮化铟镓晶粒是位在中间位置。
前述金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及复数的磷化铝镓铟晶粒，其是令氮化铟镓晶粒位于中央，复数的磷化铝镓铟晶粒位于其周围而作星状排列。
前述外部电阻是设于连接磷化铝镓铟晶粒的阳极接脚与正电源间。
前述外部电阻是设于连接氮化铟镓晶粒的阳极接脚与正电源间。
本发明次一目的在提供一种白色光发光二极管的控制方法。其是令发光二极管的白光是由氮化铟镓晶粒及磷化铝镓铟晶粒分别产生互补的蓝光与黄绿光混合而成，其利用一外部阻抗调节手段，分别调节氮化铟镓晶粒及磷化铝镓铟晶粒的顺向导通电压，以改变其亮度，而得分别产生黄白光、纯白光及蓝白光。
图1是本发明一较佳实施例的平面图。
图2是本发明一较佳实施例的等效电路图。
图3是本发明又一较佳实施例的剖视图。
图4是本发明又一较佳实施例的俯视图。
图5是本发明又一较佳实施例的等效电路图。
图6是本发明又一较佳实施例的参考电路图。
附图中10--金属支架 11--阴极支架111--支架部112--晶粒槽12、13--阳极支架14--封胶体20、21、22--磷化铝镓铟晶粒30、31--氮化铟镓晶粒40--金属支架 41--阴极支架411--支架部412--晶粒槽42～44--阳极支架45--封胶体46、47--外部电阻具体实施方式
有关本发明白色光发光二极管之一较佳实施例，请参阅图1所示，其为一支架式的发光二极管，其包括有一金属支架10，是由一阴极接脚11及两阳极接脚12、13组成，其中阴极接脚11顶端形成有一支架部111，支架部111上形成有一凹入的晶粒槽112；一磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒20，是安装于前述支架部111上的晶粒槽112内，其负极是连接阴极接脚11，其正极是与一阳极接脚12连接；一氮化铟镓(InGaN)晶粒30，是以银胶或绝缘胶固定于前述支架部111上的晶粒槽112内，并与前述的磷化铝镓铟晶粒20是呈一字形排列，其负极是与阴极接脚11连接，其正极则透过打线与另一阳极接脚13连接；一封胶体14，是封合于金属支架10的阴极接脚11与阳极接脚12、13上端，而将晶粒与打线部分密封其间；前述发光二极管于成形后，其等效电路图是如图2所示，而本发明是令该发光二极管进一步连接有至少一外部电阻15，于本实施例中，该外部电阻15是设于连接磷化铝镓铟晶粒20的阳极接脚12与正电源V+间，利用该外部电阻15可用以调节磷化铝镓铟晶粒20的顺向电压高低，进而调节其亮度，以便以适当亮度的黄绿色光与氮化铟镓晶粒30产生的蓝色光混合而构成白色光。
又藉由外部电阻15改变磷化铝镓铟晶粒20的顺向电压，可调节其亮度，同理，该氮化铟镓晶粒30亦可透过连接外部的电阻，达成调节亮度的目的。利用前述方式可产生纯白色光，同理亦可藉由两晶粒产生不同色光亮度的调整，以分别产生略偏黄的黄白光或略偏蓝的蓝白光，以满足不同的色度需求。
如图3、图4所示，是本发明又一较佳实施例，其包括有一金属支架40，是由一阴极接脚41及两阳极接脚42～44组成，其中阴极接脚41顶端以水平方向延伸形成有一支架部411，支架部411中央形成有一凹入的晶粒槽412；两磷化铝镓铟晶粒21、22，是以银胶或绝缘胶安装于前述支架部411上的晶粒槽412内，其负极是连接阴极接脚41，其正极分别透过打线与各阳极接脚42、44连接；一氮化铟镓晶粒31，是以银胶或绝缘胶固定于前述支架部411上的晶粒槽412内，其位于前述两磷化铝镓铟晶粒21、22之间，并呈一字形排列，其负极是与阴极接脚41连接，其正极则透过打线与另一阳极接脚43连接；一封胶体45，是封合于金属支架40的阴极接脚41与阳极接脚42～44上端，而将晶粒与打线部分密封其间；前述发光二极管于成形后，其等效电路图是如图5所示，该发光二极管进一步设有两外部电阻46、47，于本实施例中，其中一外部电阻46是设于连接磷化铝镓铟晶粒21、22的两阳极接脚42、44与正电源V+间，利用该外部电阻46调节两磷化铝镓铟晶粒21、22的顺向电压高低；又另一外部电阻47是设于连接氮化铟镓晶粒31的阳极接脚43与正电源V+间，藉此亦可调节氮化铟镓晶粒31的亮度。
又请参阅图6所示，是前述实施例施压电源的电路图，其在发光二极管两端施加的电源是2.7伏特的直流电源，在该等实施例下，外部电阻46的阻值为8.5欧姆，另一外部电阻47的阻值则为20欧姆，经过同时调节两磷化铝镓铟晶粒21、22与氮化铟镓晶粒31的发光亮度后，得以产生纯白色光。
在前述实施例中，金属支架40设有两磷化铝镓铟晶粒21、22及一氮化铟镓晶粒31，其中氮化铟镓晶粒31是位于两磷化铝镓铟晶粒21、22之间，除如是排列方式外，其三者在相对位置上可以为其它可能的任意组合。另在晶粒的数量上，磷化铝镓铟晶粒可为复数，当磷化铝镓铟晶粒数量为四颗时，即令一氮化铟镓晶粒位于中央，四颗磷化铝镓铟晶粒在其周围作等角度、等距的星状排列。惟前述状态仅为本发明可行实施方式之一而已，非用以限定该晶粒的数量及排列方式。
由上述可知，本发明的发光二极管是选择氮化铟镓晶粒与磷化铝镓铟晶粒可分别产生互补色的蓝色与黄绿光，进而混合构成白色光；由于白色光亮度主要是取决于黄绿光亮度，而本发明采用四次元的磷化铝镓铟晶粒产生黄绿光，因造价低故可相对降低成本。又利用外部电阻的阻值调整，除可使该发光二极管产生白色光外，亦可经调整而产生黄白光或蓝白光；再者，本发明可利用较低工作电源驱动，且工作电压范围较广，故使用成本低；另由于本发明的白色光色度坐标变化小，而具有较高的亮度。故由上述可知，本发明确已具备突出的特征与显然的进步，并符合新型专利要件，爰依法提起申请。
权利要求
1.一种白色光发光二极管，其特征在于，其包括有一金属支架，是由一支阴极接脚及一支以上的阳极接脚组成，其中阴极接脚顶端形成一支架部，支架部上形成有一凹入的晶粒槽；一氮化铟镓(InGaN)晶粒，是安装于前述支架部上的晶粒槽内，其正负极分别与阴极接脚及一阳极接脚连接；一颗或一颗以上的磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒，亦安装于前述支架部上的晶粒槽内，其正负极分别与阴极接脚及另一阳极接脚连接；一封胶体，是封合于金属支架的阴极接脚与阳极接脚上端；至少一外部电阻，是连接于前述阳极接脚与正电源间，藉以调节送入氮化铟镓(InGaN)晶粒或/与磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒的电压，以调节其亮度。
2.如权利要求第1项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及一磷化铝镓铟晶粒。
3.如权利要求第1项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及复数磷化铝镓铟晶粒。
4.如权利要求第2或3项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该氮化铟镓晶粒与磷化铝镓铟晶粒是作一字形排列。
5.如权利要求第3项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该金属支架的支架部上设有一氮化铟镓晶粒及复数的磷化铝镓铟晶粒，且氮化铟镓晶粒位于中央，复数的磷化铝镓铟晶粒位于其周围而作星状排列。
6.如权利要求第1项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该外部电阻是设于连接磷化铝镓铟晶粒的阳极接脚与正电源间。
7.如权利要求第1或6项所述的白色光发光二极管，其特征在于，该外部电阻是设于连接氮化铟镓晶粒的阳极接脚与正电源间。
8.一种白色光发光二极管色度控制方法，其特征在于，是令发光二极管的白光是由氮化铟镓晶粒及磷化铝镓铟晶粒分别产生互补的蓝光与黄绿光混合而成，其利用一外部阻抗调节手段，分别调节氮化铟镓晶粒及磷化铝镓铟晶粒的顺向导通电压，以改变其亮度，而得分别产生黄白光、纯白光及蓝白光者。
9.如权利要求第8项所述的白色光发光二极管色度控制方法，其特征在于，该外部阻抗调节手段是于连接磷化铝镓铟晶粒的支架接脚与电源间设一适当阻抗的电阻。
10.如权利要求第8或9项所述的白色光发光二极管色度控制方法，其特征在于，该外部阻抗调节手段是于连接氮化铟镓晶粒的支架接脚与电源间设一适当阻抗的电阻。
全文摘要
本发明是关于一种白色光发光二极管及其色度控制方法，是于一金属支架上分设有一颗或一颗以上的氮化铟镓(InGaN)晶粒与磷化铝镓铟(AlGaInP)晶粒，当对前述晶粒加入顺向导通电压时，前者可产生蓝光、后者可产生黄绿光，利用二者产生的色光为互补色以产生白光；且经施以一外部阻抗调整手段，可作为校正纯白色光或分别产生黄白、蓝白等不同色光之用；利用前述技术构成的发光二极管将具备低电压驱动、高亮度、白色度调节功能及低成本等优点。
文档编号H01L33/00GK1641892SQ20041000018
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月7日 优先权日2004年1月7日
发明者李明顺, 孙平如 申请人:李洲科技股份有限公司