[发明专利]高演色性发光二极管的配置方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高演色性发光二极管，尤其涉及一种高演色性发光二极 管的配置方法与系统。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode；简称LED)，是一种可将电能转化 为光能的电子零件，并同时具备二极管的特性。一般给予直流电时，发光二 极管会稳定地发光，但如果接上交流电，发光二极管会呈现闪烁的型态，闪 烁的频率依据输入交流电的频率而定。发光二极管的发光原理是外加电压， 使得电子与空穴在半导体内结合后，将能量以光的形式释放。

目前发光二极管芯片的组成主要包含三族砷化物、三族磷化物、三族氮 化物、或是II-VI族的半导体化合物等。伴随着发光二极管芯片制造材料的 不同，产生出来的光子拥有的能量也不同，因此通过制造材料来控制发光二 极管芯片发光的波长，进而生产出不同光谱与颜色的各种发光二极管芯片。 目前全球产业发展出不同种类的发光二极管芯片已能够发射出从红外线到 蓝色光之间不同波长的光线，而紫色至紫外线的发光二极管芯片的技术也正 在成熟中。上述的发光二极管主要重点是在单色光，或是单一频率的发光二 极管。白光发光二极管的发光频谱，不再是集中在某一单色光上，而是在可 见光的频谱中有一个分布。目前用来形成白光发光二极管的组合主要分为多 芯片型及单芯片型两种类型。

多芯片类型以红色、绿色及蓝色三色的发光二极管芯片，借由透镜混合 此三种光，进而产生我们所见的白光。其优点为高发光率及光色可调，缺点 为须三种芯片，各芯片间有个别电路设计且三种芯片的衰减速率及寿命不尽 相同，难以控制白光发光二极管的寿命。

另外，以单芯片类型产生白光则可分为三种方式。第一种方式，也是主 流的方式，以蓝色发光二极管芯片照射黄色荧光粉，将荧光粉激发而发出白 光。这样的产品在调整发光二极管的CIE值时，选对蓝光发光二极管的波长 与黄色荧光粉的激发频谱后，只要调整蓝光发光二极管的发光强度与黄色荧 光粉的浓度即可。这样的白光发光二极管所产生的光谱，红色区域的光度太 弱而导致平均演色系数(General Color Rendering Index；Ra)值偏低。例如， 将这种产品应用在数字相机的辅助光源，则拍照的人相往往没有血色。因此， 目前高演色性白光发光二极管成为现阶段各界追求的方向。

为了弥补红色区域的光度，后续衍生以蓝色发光二极管芯片照射绿色及 红色荧光粉或以蓝色发光二极管芯片照射绿色及黄色荧光粉产生白光提高 平均演色系数为第二种方式。第三种方式则以紫外光发光二极管芯片照射绿 色、红色及蓝色三种荧光粉产生白光。

一种方式请参阅美国专利公告号US2007/0194695A1，其以蓝色发光二 极管芯片搭配一橙色无机荧光粉及绿色无机荧光粉以产生白光。其橙色无机 荧光粉及绿色无机荧光粉的混合比例可以配比调整而增加荧光粉的吸收波 长的宽度而达到近真白光，例如以蓝色发光二极管芯片激发经由 Zn(Se_0.1，S_0.9):Cu的橙色无机荧光粉及Eu-activatedβ-sialon的绿色无机荧光粉 混合的荧光粉