白光發光二極管的制作方法(三)——紫外線及紫光LED加熒光粉

　　到現在為止，在紫外線LED上加熒光粉制作白光LED的人還很少，圖1(a)是T.Nishida等人在350nm UV LED加三色（TBC：Three Basal Color）熒光粉所得的光譜，圖1(b)是白光在CIE色度圖中的坐標位置，旁邊是標準光源A的位置，R_a為86~89。

    J.K.Park等人在波長400nm紫色或稱n UV LED加Sr₂SiO₄：Eu²⁺熒光粉做成白光LED。圖2(a)是在410nm光激發時不同Eu含量Sr₂SiO₄在室溫時的PL光譜，波峰在520~540nm之間，圖2(b)是在20mA時在400nm波長LED加Sr₂SiO₄：Eu²⁺熒光粉以及在460nm LED加YAG：Ce熒光粉的光譜圖，兩者都產生白光，只是Sr₂SiO₄：Eu的激發所得波長為560nm，而YAG：Ce的激發所得波長則是550nm。如果增加Sr₂SiO₄中的SiO₂含量，波峰會移動變為長波長。圖3是不同Eu含量Sr₂SiO₄熒光粉加紫光LED所做成的白光在CIE中的坐標位置，由圖可知是直線關系。

    Y.Narukawa等人做成的400nm LED樣品a 在不同電流時的光譜如圖4(a)所示。他們另做成的藍光LED樣品b的光譜如圖4(b)所示，又在400nm LED加藍色熒光粉做成的藍光LED樣品c的光譜如圖4(c)所示。比較圖4(b)及(c)可見，用藍色熒光粉加紫光做成的藍光LED不受電流的影響比較穩定。圖5是樣品a、b及c的光輸出功率與電流的關系，在20mA時樣品a的400nm LED的光輸出功率為12m W(3.2V)，樣品b的藍光LED的光輸出功率為8.5m W（3.4V），而用熒光粉將400nm變成458nm的藍光LED（樣品c）的光輸出功率為7.2mW(3.2V)，電光轉換效率為69%。{{分頁}}

    圖6 (a)是藍光LED+YAG熒光粉做成的白光LED的光譜(樣品d)，而圖6 (b)則是用400nm激發藍光+黃色熒光粉在20mA時的光譜（樣品e），樣品d的CCT約為5900K，R_a約為84.9，V_f約為2.4V，η_L約為24.6 lm/W，而樣品e的CCT約為5800K，R_a約為85.3，V_f約為3.2V，η_L約為26.1 lm/W，比樣品d性能稍佳。圖7(a)中比較了樣品d及e的光強度、發光效率與電流的關系，樣品e的發光效率在高電流時較高而且較穩定，而樣品d的發光效率則隨電流的增加而下降，圖7(b)是樣品d及e在色度圖中x及y的位置，樣品d的位置隨電流的增加而改變，但樣品e則幾乎不變，可見用以400nm激發藍色熒光粉所產生的藍光LED加黃色熒光粉做成的LED比較穩定。

    下面是紫光LED加三色熒光粉所做成的白光LED的結果。{{分頁}}

    Y.Sato等人是最早約1996年宣布用380nm n-UV LED激發ZnCdS：Ag（紅色）、ZnS：CuAl（綠色）以及ZnS：Ag（藍色）熒光粉得到如圖8(a)所示的光譜，其所制成白光在CIE色度圖中的位置是圖8(b)中的d點。

    J.Wagner 等人用394nm LED激發紅、藍、綠三色熒光粉得到如圖9所示的光譜，其白光在CIE色度圖中的坐標是圖10中空心方塊之處。此LED在20mA 時輸入功率為1.12m W，白光LED光輸出功率為0.28m W，CCT約為4000~4300K 之間，R_a=78。

    J.K.Sheu等人也用400nm LED激發藍、綠、紅三色熒光粉，其中藍色是BaMgAl₁₄O₂₃：Ru熒光粉，綠色是SrGa₂S₄：Ru熒光粉，紅色是Y₂O₃：Ru熒光粉，由Nantex公司供給。圖11 (a)是400 LED激發在20mA時得到的光譜，波長是450nm、500nm及600nm，圖11(b)則是所得白光LED在不同電流時的光譜，CCT約為5900K，R_a約為75，20mA時發光效率為10 lm/W。

    GELcore的E.Radkov等人用405nm LED分別激發(SrEu)₅(PO₄)₃、(Sr，Eu)₄Al₁₄O₂₅及(Ca，Eu，Mn)₅(PO₄)₃Cl分別得到藍光、藍綠光及橙黃光，其光譜如圖12(a)所示，圖12(b)是白光LED的光譜，Ra=75.3。RadKov又用3.5MgO