專利名稱：白光發(fā)光二極管裝置、發(fā)光裝置及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白光發(fā)光二極管裝置以及具有此白光發(fā)光二極管裝置的發(fā)光裝 置以及液晶顯示器。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體科技的進(jìn)步，現(xiàn)今的發(fā)光二極管已具備了高亮度的輸出，加上發(fā)光二 極管具有省電、體積小、低電壓驅(qū)動(dòng)以及不含汞等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)光二極管已廣泛地應(yīng)用在顯 示器與照明方面的領(lǐng)域。一般常見(jiàn)的白光發(fā)光二極管裝置，利用藍(lán)光發(fā)光二極管所發(fā)出的 光線，藉由添加不同顏色及比例的熒光材料，利用其被部分藍(lán)光激發(fā)后而所放射出不同于 藍(lán)光發(fā)光二極管顏色的色光，和剩余藍(lán)光混光后可以達(dá)到不同的白光色度，而成為目前最 常應(yīng)用于白光的技術(shù)。針對(duì)白光發(fā)光二極管裝置，目前已經(jīng)有發(fā)展出多種熒光粉材料來(lái)與特定波長(zhǎng)的發(fā) 光二極管搭配。而對(duì)于上述熒光粉材料來(lái)說(shuō)，其熱穩(wěn)定性以及可靠度對(duì)于白光發(fā)光二極管 裝置的壽命以及效能都有著關(guān)鍵性的影響。因此，在白光發(fā)光二極管裝置中，使用具有高熱 穩(wěn)定性以及高可靠度的熒光粉，可增加白光發(fā)光二極管裝置的壽命且提高白光發(fā)光二極管 裝置之效能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種白光發(fā)光二極管裝置以及具有此白光發(fā)光二極管裝置的發(fā)光裝 置以及液晶顯示器，其所使用的熒光粉材料具有高熱穩(wěn)定性以及高可靠度，以使白光發(fā)光 二極管裝置壽命以及效能提高。本發(fā)明提出一種白光發(fā)光二極管裝置，其包括藍(lán)光發(fā)光二極管光源、封膠材 料、綠色熒光粉以及橘色熒光粉。封膠材料覆蓋藍(lán)光發(fā)光二極管光源。綠色熒光粉 散布于封膠材料中，其中綠色熒光粉包括(LUl_x_y_a_bYxGdy) 3 (AlhGaz) 5012 CeaPrb,其中 0彡χ彡1， 彡y彡1， 彡ζ彡0. 1， 彡a彡0. 2且 彡b彡0. 1。橘色熒光粉散布于 該封膠材料中，且橘色熒光粉包括化合物A與化合物B至少其中之一。所述化合物A為 (SrhTzCaxBEiyMgz)2SiO4:Euw，其中 0 彡 χ 彡 1，0 彡 y 彡 1，0 彡 ζ 彡 1，0.03 彡 w 彡 0. 2，所述 化合物 B 為(Ml) x (M2) y (Si，Al) 12 (0，N) 16，其中 Ml 表示 Li、Mg、Ca 或 Y，M2 表示 Ce、Pr、Eu、 Tb、Yb 或 Er，0. 05 彡 x+y 彡 1. 5 且 0 彡 y 彡 0. 7。其中，該綠色熒光粉與該橘色熒光粉的總重量與該封膠材料的重量的比值為 4% 30%。其中，該綠色熒光粉與該橘色熒光粉的重量比值為1 20。其中，該綠色熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)為525 M5nm。其中，該橘色熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)為590 610nm。其中，該藍(lán)光發(fā)光二極管光源的發(fā)光波長(zhǎng)為440 460nm。其中，該封膠材料包括硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂。
其中，更包括一承載器，該芯片設(shè)置在該承載器上；以及一模塑結(jié)構(gòu)，位于該承 載器上，且該模塑結(jié)構(gòu)具有一容納空間，該芯片位于該容納空間內(nèi)，其中該封膠材料更填入該容納空間內(nèi)，以覆蓋該芯片。其中，分布于該封膠材料內(nèi)的該綠色熒光粉與該橘色熒光粉為均勻分布于該封膠 材料內(nèi)、遠(yuǎn)離芯片地分布于該封膠材料內(nèi)或是靠近芯片表面地分布于該封膠材料內(nèi)。本發(fā)明提出一種發(fā)光裝置，其包括框體以及位于所述框體內(nèi)的至少一白光發(fā)光二 極管裝置，其中所述白光發(fā)光二極管裝置如上所述。本發(fā)明提出一種液晶顯示器，其包括液晶顯示面板以及設(shè)置在液晶顯示面板背面 的背光模塊，其中背光模塊包括至少一白光發(fā)光二極管裝置，且所述白光發(fā)光二極管裝置 如上所述?；谏鲜?，由于本發(fā)明的白光發(fā)光二極管裝置中使用特殊的綠色熒光粉以及橘色 熒光粉，上述兩種熒光粉材料相較于傳統(tǒng)熒光粉材料具有較佳的熱穩(wěn)定性以及可靠度。因 此可使得白光發(fā)光二極管裝置具有較佳效能以及較長(zhǎng)的使用壽命。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的白光發(fā)光二極管裝置的剖面示意圖。圖2是白光發(fā)光二極管裝置的多種熒光粉的熱穩(wěn)定性曲線圖。圖3是白光發(fā)光二極管裝置的多種熒光粉組合的LED組件的信賴性曲線圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示裝置的示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 承載器120 藍(lán)光發(fā)光二極管光源130 模塑結(jié)構(gòu)130S 容納空間140 封膠材料150 綠色熒光粉160:橘色熒光粉400 框體402 白光發(fā)光二極管裝置500 液晶顯示面板502 背光模塊A E、X Z:曲線
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的白光發(fā)光二極管裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1， 本實(shí)施例的白光發(fā)光二極管裝置包括藍(lán)光發(fā)光二極管光源120、封膠材料140、綠色熒光粉 150以及橘色熒光粉160。根據(jù)本實(shí)施例，白光發(fā)光二極管裝置更包括承載器100以及模塑結(jié)構(gòu)(molding structure) 130。藍(lán)光發(fā)光二極管光源120是設(shè)置在承載器100上。在此，藍(lán)光發(fā)光二極管光源120 例如是藍(lán)光發(fā)光二極管芯片，而且藍(lán)光發(fā)光二極管光源120的發(fā)光波長(zhǎng)為440 460nm。根 據(jù)一實(shí)施例，承載器100例如是導(dǎo)線架，其包括主體(未繪示)以及形成在主體上的導(dǎo)線 (未繪示)，其可以是任何已知形式的承載器。根據(jù)另一實(shí)施例，承載器100也可為電路板 或是其它基板結(jié)構(gòu)。設(shè)置在承載器100上的藍(lán)光發(fā)光二極管光源120是與承載器100中的 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電性連接。在本實(shí)施例中，藍(lán)光發(fā)光二極管光源120是以打?qū)Ь€的形式與承載器 100中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電性連接。然，本發(fā)明不限于此。根據(jù)其它實(shí)施例，藍(lán)光發(fā)光二極管光源 120也可以利用其它種電性連接方式(例如是焊錫)來(lái)與承載器100中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)電性連 接。根據(jù)本實(shí)施例，在承載器100上設(shè)置有模塑結(jié)構(gòu)130。模塑結(jié)構(gòu)130可以通過(guò)射出 成型的方式來(lái)制作。特別是，模塑結(jié)構(gòu)130中具有容納空間130S，且上述的藍(lán)光發(fā)光二極管 光源120是設(shè)置在模塑結(jié)構(gòu)130的容納空間130S內(nèi)。然，根據(jù)另一實(shí)施例，也可以不設(shè)置 有模塑結(jié)構(gòu)130，也就是藍(lán)光發(fā)光二極管光源120是單純地設(shè)置在承載器100上。封膠材料140是覆蓋藍(lán)光發(fā)光二極管光源120。所述的封膠材料140可包括硅膠 (silicone)、環(huán)氧樹(shù)脂(印oxy)或是其它的透明膠體材料。在本實(shí)施例中，封膠材料140是 填于模塑結(jié)構(gòu)130的容納空間130S內(nèi)，以覆蓋藍(lán)光發(fā)光二極管光源120。根據(jù)本實(shí)施例，封 膠材料140的上表面與模塑結(jié)構(gòu)130的上表面共平面。然，本發(fā)明不限于此。根據(jù)其它實(shí) 施例，封膠材料140的上表面可以凸出模塑結(jié)構(gòu)130的上表面。根據(jù)另一實(shí)施例，若是省略 模塑結(jié)構(gòu)130的設(shè)置，則可以直接將封膠材料140以點(diǎn)膠的方式形成在藍(lán)光發(fā)光二極管光 源120上。綠色熒光粉150與橘色熒光粉160是散布于封膠材料140中。根據(jù)一實(shí)施例，綠 色熒光粉150與橘色熒光粉160是先與封膠材料140的膠體溶液混合的后，才將上述混合 溶液填入模塑結(jié)構(gòu)130的容納空間130S內(nèi)，或是以點(diǎn)膠的方式將上述混合溶液涂布于藍(lán)光 發(fā)光二極管光源120上。根據(jù)其它實(shí)施例，分布于封膠材料140內(nèi)的熒光粉150/160可以 為均勻分布于封膠材料140中、遠(yuǎn)離芯片地分布于封膠材料140中(remote phosphor)或 是靠近芯片表面地分布(conformal coating)于封膠材料140中。特別是，上述的綠色熒光粉150 包括(LUl_x_y_a_bYxGdy)3(AlhGaz)5O12:CeaPrb,其中 0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡ζ彡0. 1，0彡a彡0. 2且0彡b彡0. 1。較佳的是，綠色熒光粉 150包括Lu3Al5O12: Ce3+。此外，上述綠色熒光粉150的發(fā)光波長(zhǎng)為525 M5nm。上述橘色熒光粉160包括化合物A與化合物B至少其中之一。換言之，橘色熒光 粉160可以包括化合物A、化合物B或是化合物A與化合物B兩者。上述橘色熒光粉160的 發(fā)光波長(zhǎng)為590 610nm。承上所述，上述的化合物A為(Sr1HzQixBayMgz) 2Si04 Euw,其中0彡χ彡1， 0彡y彡1，0彡ζ彡1,0. 03彡w彡0. 2。較佳的是，化合物A為(Sr, Ca，Ba)2Si04:Eu2+。上述的化合物B 為(Ml)x(M2)y(Si，Al)12 (0, N) 16，其中 Ml 表示 Li、Mg、Ca 或 Y，M2 表示Ce、Pr、Eu、Tb、Yb或Er，0. 05彡x+y彡1. 5且0彡y < 0. 7。較佳的是，化合物B為 Ca-α -SiAlON:Eu2+。此外，值得一提的是，綠色熒光粉140與橘色熒光粉150的總重量與封膠材料140的重量，其比值為4% 30%。根據(jù)本實(shí)施例，在封膠材料140中的綠色熒光粉150與橘色 熒光粉160的重量比值(Green/Orange)為1 20。圖2是多種熒光粉的熱穩(wěn)定性的曲線圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2的橫軸表示溫度 且縱軸表示相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。另外，在圖2中，曲線A表示本實(shí)施例所使用的綠色熒光粉 Lu3Al5O12 = Ce3+的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與溫度的關(guān)系曲線。曲線B表示本實(shí)施例使用的橘色熒光粉 Ca-α-SiAlON = Eu2+的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與溫度的關(guān)系曲線。曲線C表示習(xí)知熒光粉YAG:Ce3+的 相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與溫度的關(guān)系曲線。曲線D表示現(xiàn)有熒光粉Sr2Si5N8 = Eu2+的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與 溫度的關(guān)系曲線。曲線E表示現(xiàn)有硅酸鹽(silicate)熒光粉的熱穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系曲 線。由圖2可知，本實(shí)施例的綠色熒光粉Lu3Al5012:Ce3+(曲線Α)以及橘色熒光粉 Ca-α-SiAlONiEu2+(曲線B)相較于其它現(xiàn)有熒光粉(曲線C E)來(lái)說(shuō)具有較佳的熱穩(wěn)定 性。因此，若使用綠色熒光粉Lu3Al5012:Ce3+(曲線A)以及橘色熒光粉Ca-α -SiAlON:Eu2+(曲 線B)的組合，來(lái)搭配藍(lán)色發(fā)光二極管光源，則可以構(gòu)成具有高熱穩(wěn)定性的白光發(fā)光二極管裝置。圖3是多種熒光粉組合的LED元件的信賴性曲線圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3的橫軸表 示時(shí)間且縱軸表示LED元件的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度，且信賴性的測(cè)試條件是在溫度攝氏60度以及 90%濕氣條件中進(jìn)行信賴性測(cè)試1，OOO小時(shí)。在圖3中，曲線X表示本實(shí)施例的綠色熒光 粉Lu3Al5O12 = Ce3+以及本實(shí)施例的橘色熒光粉Ca- α -SiAlONiEu2+的組合的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與 時(shí)間的關(guān)系曲線。曲線Y表示本實(shí)施例的綠色熒光粉Lu3Al5O12 = Ce3+以及現(xiàn)有橘色硅酸鹽 (silicate)熒光粉的組合的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系曲線。曲線Z表示現(xiàn)有綠色硅酸鹽 (silicate)熒光粉以及現(xiàn)有橘色硅酸鹽(silicate)熒光粉的組合的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度與時(shí)間 的關(guān)系曲線。由圖3可知，本實(shí)施例的綠色熒光粉Lu3Al5O12 = Ce3+以及本實(shí)施例的橘色熒光粉 α -SiAlONiEu2+的組合(曲線X)相較于其它兩組組合(曲線Y Ζ)具有較佳的信賴性。如上所述，本實(shí)施例采用特殊的綠色熒光粉以及橘色熒光粉組合來(lái)搭配藍(lán)色發(fā)光 二極管光源以構(gòu)成白光發(fā)光二極管裝置。由于本實(shí)施例所采用的熒光粉材料相較于傳統(tǒng)熒 光粉材料具有較佳的熱穩(wěn)定性以及可靠度，因此可使得白光發(fā)光二極管裝置具有較佳效能 以及較長(zhǎng)的使用壽命。上述圖1的白光發(fā)光二極管裝置可以應(yīng)用于各種發(fā)光/照明裝置、顯示器的背光 模塊或是其它應(yīng)用領(lǐng)域之中。詳細(xì)說(shuō)明如下。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)例的發(fā)光裝 置包括框體400以及位于所述框體400內(nèi)的至少一白光發(fā)光二極管裝置402?？蝮w400主 要是用來(lái)固定、容納以及保護(hù)白光發(fā)光二極管裝置402。另外，框體400也可以作為美化發(fā) 光裝置的用途?？蝮w400的材質(zhì)可為金屬或是塑料。本發(fā)明不限制框體400的形狀以及外 型，框體400的外型以及形狀可以根據(jù)發(fā)光裝置的應(yīng)用或是設(shè)計(jì)而做調(diào)整以及變化。另外， 白光發(fā)光二極管裝置402可為如圖1所示的白光發(fā)光二極管裝置402。而設(shè)置在框體400 內(nèi)的白光發(fā)光二極管裝置402可以是單個(gè)或是多個(gè)，且設(shè)置在框體400內(nèi)的多個(gè)白光發(fā)光 二極管裝置402的排列形式可以數(shù)組形式、直線形式或是曲線形式等等。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示裝置的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5，本實(shí)施例的液晶顯示器包括液晶顯示面板500以及設(shè)置在液晶顯示面板500背面的背光模塊502。特別 是，背光模塊502中包括至少一白光發(fā)光二極管裝置，且背光模塊502中的白光發(fā)光二極管 裝置如圖1所示。上述的背光模塊502可為直下式背光模塊或是側(cè)邊入光式背光模塊，其 中直下式背光模塊或是側(cè)邊入光式背光模塊502中的光源為如圖1所示的白光發(fā)光二極管裝置。綜上所述，由于本發(fā)明的白光發(fā)光二極管裝置中使用特殊的綠色熒光粉以及橘色 熒光粉，上述兩種熒光粉材料相較于傳統(tǒng)熒光粉材料具有較佳的熱穩(wěn)定性以及信賴性。因 此可使得白光發(fā)光二極管裝置具有較佳效能以及較長(zhǎng)的使用壽命。由于本發(fā)明的白光發(fā)光二極管裝置具有較佳效能以及較長(zhǎng)的使用壽命，因此使用 此白光發(fā)光二極管裝置的發(fā)光裝置或是顯示器則同樣可具有較佳的發(fā)光效能或顯示質(zhì)量 以及較長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形 都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，包括一藍(lán)光發(fā)光二極管光源；一封膠材料，覆蓋該藍(lán)光發(fā)光二極管光源；一綠色熒光粉，散布于該封膠材料中，該綠色熒光粉包括(LUl_x_y_a_bYxGdy)3(Al1-zGaz) 5012CeaPrb,其中 0 ≤ χ ≤ 1,0 ≤ y ≤ 1,0 ≤ z ≤ 0. 1, 0≤ a≤ 0.2且0≤ b≤ 0.1;一橘色熒光粉，散布于該封膠材料中，該橘色熒光粉包括化合物A與化合物B至少其中 之一，所述化合物A為(SrhTzCABayifelSiCVEUw，其中0≤ χ≤ 1，0≤ y≤ 1，0≤ z≤ 1， 0. 03 ≤ w ≤ 0. 2，所述化合物 B 為(Ml)x(M2)y(Si，Al)12(0，N)16，其中 Ml 表示 Li、Mg、Ca 或 Y，M2 表示 Ce、 Pr、Eu、Tb、Yb 或 Er，0. 05 ≤ x+y ≤ 1. 5 且 0 ≤ y ≤ 0. 7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該綠色熒光粉與該橘色 熒光粉的總重量與該封膠材料的重量的比值為4% 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該綠色熒光粉與該橘色 熒光粉的重量比值為1 20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該綠色熒光粉的發(fā)光波 長(zhǎng)為525 545nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該橘色熒光粉的發(fā)光波 長(zhǎng)為590 610nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該藍(lán)光發(fā)光二極管光源 的發(fā)光波長(zhǎng)為440 460nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，該封膠材料包括硅膠或 環(huán)氧樹(shù)脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，更包括一承載器，該芯片設(shè)置在該承載器上；以及一模塑結(jié)構(gòu)，位于該承載器上，且該模塑結(jié)構(gòu)具有一容納空間，該芯片位于該容納空間內(nèi)，其中該封膠材料更填入該容納空間內(nèi)，以覆蓋該芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光發(fā)光二極管裝置，其特征在于，分布于該封膠材料內(nèi)的 該綠色熒光粉與該橘色熒光粉為均勻分布于該封膠材料內(nèi)、遠(yuǎn)離芯片地分布于該封膠材料 內(nèi)或是靠近芯片表面地分布于該封膠材料內(nèi)。
10.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括一框體；至少一白光發(fā)光二極管裝置，位于該框體內(nèi)，其中該白光發(fā)光二極管裝置如權(quán)利要求1 所述。
11.一種液晶顯示器，其特征在于，包括一液晶顯示面板；以及一背光模塊，設(shè)置在該液晶顯示面板的背面，其中該背光模塊包括至少一白光發(fā)光二極管裝置，且所述白光發(fā)光二極管裝置如權(quán)利要求1所述。
全文摘要
一種白光發(fā)光二極管裝置，其包括藍(lán)光發(fā)光二極管光源、封膠材料、綠色熒光粉以及橘色熒光粉。封膠材料覆蓋藍(lán)光發(fā)光二極管光源。綠色熒光粉散布于封膠材料中，其中綠色熒光粉包括(Lu1-x-y-a-bYxGdy)3(Al1-zGaz)5O12:CeaPrb，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤0.1，0≤a≤0.2且0≤b≤0.1。橘色熒光粉散布于該封膠材料中，且橘色熒光粉包括化合物A與化合物B至少其中之一。所述化合物A為(Sr1-x-y-zCaxBayMgz)2SiO4:Euw，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0.03≤w≤0.2，所述化合物B為(M1)x(M2)y(Si，Al)12(O，N)16，其中M1表示Li、Mg、Ca或Y，M2表示Ce、Pr、Eu、Tb、Yb或Er，0.05≤x+y≤1.5且0≤y≤0.7。
文檔編號(hào)C09K11/80GK102148320SQ20111002672
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者林睿騰, 柯韋志, 王志麟 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司