专利名称：发光二极管元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管(light-emitting diode，LED)，特别是涉及一种包括三种LED芯片及掺杂于用来覆盖其中一种LED芯片的胶体(GEL)内的波长转换物质(wavelength conversion material)的LED元件。
背景技术：
由于具有低耗电、长寿命(约为传统日光灯的十倍)、以及最重要的高演色性(color rendering index，CRI)与可产生不会对艺术品造成伤害的电磁辐射(visible radiation)等优点，发光二极管(light-emitting diode，LED)元件已渐渐成为一种最受市场、尤其是对演色性有特别要求的高阶市场欢迎的照明元件了。
一种最直觉制作一白光LED元件的方法为将三个分别发出蓝、红、及绿光的蓝光、红光、及绿光LED组合起来、以形成该白光LED元件。如此一来，该白光LED元件便可发射出由该蓝光、该红光、及该绿光所混合而成的白光。
然而，由于该等LED的发光效率不尽相同，具体言之，该蓝光LED的发光效率较高、而该绿光LED的发光效率较低，所以，该白光LED元件的演色性不尽理想。
为了解决上述演色性不尽理想的问题，该白光LED元件中的驱动电路调降用以驱动该蓝光LED发射出该蓝光的驱动电流(或甚至一并调降用以驱动该红光LED发射出该红光的驱动电流)、以使该蓝光LED所发射出的蓝光能配合该绿光LED所发射出的绿光。简言之，该白光LED元件以牺牲该蓝光LED所发射出的部分蓝光为代价、以换取较佳的演色性。但如此一来，却也降低了该白光LED元件所发出的白光的亮度。
另一种针对上述演色性不尽理想的问题的解决方案为于该白光LED元件中设置多个符合该等LED间的发光效率比的LED。举例来说，若该等LED间的发光效率比为13(蓝)∶11(红)∶7(绿)，为了具有较佳的演色值，该白光LED元件最好能包括77(11×7)个蓝光LED、91(13×7)个红光LED、以及143(13×11)个绿光LED，这需要巨多的白光LED元件。虽然，如此的解决方案也能解决演色性不尽理想的问题，然而，在小尺寸封装越来越受到欢迎的今日，却显得非常不切实际。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种包括波长转换物质(wavelengthconversion material)及三种发光二极管芯片的LED元件，以解决先前技术的缺点。
本发明的LED元件包括一基底、一设置于该基底上用来发射绿光的绿光LED芯片、一设置于该基底上用来发射红光的红光LED芯片、一设置于该基底上用来发射蓝光的蓝光LED芯片、一覆盖于该蓝光LED芯片的第一胶体、以及一第一波长转换物质，用来吸收该蓝光LED芯片所发射的蓝光并据以激发出波长异于蓝光的光线。
图1为本发明的优选实施例中一白光LED元件的示意图。
图2为图1中所显示的元件沿一切线2-2’的剖面图。
图3为图1中所显示的元件的侧视图。
图4为本发明的第二实施例中一白光LED元件的示意图。
图5为图4中所显示的元件沿一切线5-5’的剖面图。
图6为本发明的第三实施例中一白光LED元件的示意图。
图7为图6中所显示的元件沿一切线7-7’的剖面图。
简单符号说明10、30、50白光LED元件12基底14基座 16红光LED芯片18绿光LED芯片20蓝光LED芯片22第一胶体 24第一荧光粉26第二荧光粉 32第二胶体
具体实施例方式
请参阅第1至图3，图1为本发明的优选实施例中一白光LED元件10的示意图，图2为图1中所显示的元件10沿一切线2-2’的剖面图，图3为元件10的侧视图，元件10可发射白光LWH。元件10包括一基底12、一设置于基底12上的基座14(基底12与基座14共同形成一杯状壳体)、一用来发射红光LR的红光LED芯片16、一用来发射绿光LG的绿光LED芯片18、一用来发射蓝光LB的蓝光LED芯片20、一填充于该杯状壳体内且覆盖于红光LED芯片16、绿光LED芯片18、及蓝光LED芯片20的第一胶体(gelmaterial)22、掺杂于第一胶体22内的第一荧光粉24、以及亦掺杂于第一胶体22内的第二荧光粉26。
第一及第二荧光粉24及26皆为一种波长转换物质(wavelengthconversion material)，其可分别吸收蓝光LED芯片20所发出的蓝光LB中的第一蓝光LB1及第二蓝光LB2、并据以分别激发出第一及一第二发射光LPHO1及LPHO2，其中，第一及第二发射光LPHO1及LPHO2的波长皆分别相异于第一及第二蓝光LB1及LB2的波长。
如此一来，由于蓝光LED芯片20所发射的除了第一及第二蓝光LB1及LB2以外的蓝光LB(也就是既未被第一荧光粉24、也未被第二荧光粉26所吸收的蓝光LB)与第一荧光粉24所激发出的第一发射光LPHO1、第二荧光粉26所激发出的第二发射光LPHO2、红光LED芯片16所发射的红光LR、以及绿光LED芯片18所发射的绿光LG可混合成白光LWH，所以，等效上，元件10可发射白光LWH。
在本发明的优选实施例中，第一胶体22由环氧树脂(epoxy resin)所制成；蓝光LED芯片20可包括以蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、或其它材料作为基板(substrate)的蓝光LED芯片；作为封装结构的杯状壳体可选用塑料引线芯片载体(plastic leaded chip carrier，PLCC)、或其它封装结构来加以实现；第一及第二荧光粉24及26可选用钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet，YAG)、铽铝石榴石(Tb3Al5O12，terbium aluminum garnet，TAG)、或其它可实现波长转换功能的物质所制成，也就是说，该等波长转换物质皆可吸收蓝光LED芯片20所发射的蓝光LB具有特定波长的蓝光、并据以激发出其颜色为绿色或黄色的发射光LPHO。
请参阅图4至图7，图4为本发明的第二实施例中一白光LED元件30的示意图，图5为图4中所显示的元件30沿一切线5-5’的剖面图，图6为本发明的第三实施例中一白光LED元件50的示意图，图7为图6中所显示的元件50沿一切线7-7’的剖面图，元件30及50皆可发射白光LWH。
除了基底12、基座14、红光LED芯片16、绿光LED芯片18、蓝光LED芯片20、第一胶体22、第一荧光粉24、以及第二荧光粉26外，元件30及50皆还包括一第二胶体32。在元件30中，第二胶体32填充于该杯状壳体内且覆盖于第一胶体22，换言之，蓝光LED芯片20(红光LED芯片16、及绿光LED芯片18亦同)所发出的蓝光先后通过第一及第二胶体22及32；反之，在元件50中，第二胶体32虽亦填充于该杯状壳体内，但却设置于蓝光LED芯片20(当然也包括红光LED芯片16、及绿光LED芯片18)及第一胶体22之间。第二胶体32亦可由环氧树脂所制成。
在本发明的所有实施例中，白光LED元件10刚好包括三个LED芯片，然而，本发明的白光LED元件也可除了该三个LED芯片外，还包括一个以上的LED芯片；第一及第二荧光粉24及26皆掺杂于第一胶体22内，然而，本发明的白光LED元件中的第一及第二荧光粉24及26也可分别或同时掺杂于第一及第二胶体22及32内；掺杂有第一及第二荧光粉24及26的第一胶体22覆盖于所有LED芯片，然而，第一胶体22也可仅覆盖蓝光LED芯片20，而红光及绿光LED芯片16及18则可以第二胶体32、或除了第二胶体32以外的另一胶体覆盖着，无论其内有无掺杂任何荧光粉；元件10包括该杯状壳体，也就是同时包括基底12和基座14，然而，本发明的白光LED元件也可仅包括基底12、而不包括基座14。
此外，上述的白光LED元件10、30及50中的荧光粉(包括第一及第二荧光粉24及26)皆掺杂于胶体(包括第一及第二胶体22及32)内，然而，本发明的白光LED元件中的荧光粉也可以其它方式设置于其内的其它位置，举例来说，该荧光粉尚可以蒸镀(evaporation)或涂抹(coating)的方式设置于该等胶体(亦即第一及第二胶体22及32)的下表面或上表面。当然，该荧光粉也可直接地设置于该等LED芯片上、或设置于该等LED芯片下。
最后，本发明虽然以皆发射出白光LWH的白光LED元件10、30及50作为实施例，然而，任何以本发明的精神实现发射出以白光LWH为主的光线的LED元件，甚或发出非为以白光为主的光线的LED元件亦属本发明的范畴。
相较于先前技术，本发明的发光二极管元件包括一基底、一设置于该基底上用来发射绿光的绿光LED芯片、一设置于该基底上用来发射红光的红光LED芯片、一设置于该基底上用来发射蓝光的蓝光LED芯片、一覆盖于该蓝光LED芯片的第一胶体、以及一第一波长转换物质，其可吸收该蓝光LED芯片所发射的蓝光中的第一蓝光、并据以激发出第一发射光，该第一发射光的波长不同于该第一蓝光的波长，而该蓝光LED芯片所发射的除了该第一蓝光以外的蓝光与该第一波长转换物质所激发出的第一发射光、该红光LED芯片所发射的红光、及该绿光LED芯片所发射的绿光混合成白光。如此一来，该第一波长转换物质的设置，使得该白光LED元件在具有较佳的演色值的同时，其所发射出的白光因该蓝光LED芯片所发射出的蓝光已被充分利用，也能具有较强的亮度。此外，由于该白光LED元件仅包括三个LED芯片，所以，其非常适合于小尺寸封装。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种发光二极管元件，包括一基底；一绿光LED芯片，设置于该基底上，用来发射绿光；一红光LED芯片，设置于该基底上，用来发射红光；一蓝光LED芯片，设置于该基底上，用来发射蓝光；一第一胶体，至少覆盖于该蓝光LED芯片；以及一第一波长转换物质，用来吸收该蓝光LED芯片所发射的蓝光并据以激发出波长异于蓝光的光线。
2.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质包括铽铝石榴石。
3.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质包括钇铝石榴石。
4.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质掺杂于该第一胶体内。
5.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质设置于该第一胶体覆盖该蓝光LED芯片的下表面上。
6.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质设置于相对于该第一胶体覆盖该蓝光LED芯片的下表面的上表面上。
7.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该第一波长转换物质设置于该蓝光LED芯片下。
8.如权利要求1所述的发光二极管元件，其还包括一第二波长转换物质，其为铽铝石榴石或钇铝石榴石。
9.如权利要求8所述的发光二极管元件，其还包括一第二胶体，覆盖于该第一胶体，该第二波长转换物质设置于该第二胶体覆盖该第一胶体的下表面上。
10.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中该绿光LED芯片发出的绿光、该红光LED芯片发出的红光、该蓝光LED芯片发出的蓝光、以及该第一波长转换物质所激发出来的光线会混合成白光。
全文摘要
发光二极管元件包括一基底、一设置于该基底上用来发射绿光的绿光LED芯片、一设置于该基底上用来发射红光的红光LED芯片、一设置于该基底上用来发射蓝光的蓝光LED芯片、一覆盖于该蓝光LED芯片的第一胶体、以及一波长转换物质，用来吸收该蓝光LED芯片所发射的蓝光并据以激发出波长异于蓝光的光线。
文档编号H01L25/075GK1862842SQ20051007047
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者吴永富, 李志锋 申请人:光宝科技股份有限公司