專利名稱：一種熒光粉組成物及使用該熒光粉的交流電發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管，尤其指一種可減少交流電發(fā)光二極管閃爍現(xiàn)象的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
基于節(jié)約能源與環(huán)保意識(shí)，近來(lái)全世界等先進(jìn)各國(guó)均選擇白光發(fā)光二極管逐漸取代傳統(tǒng)照明設(shè)備。由于發(fā)光二極管具有體積小(可配合應(yīng)用設(shè)備小型化)、耗電量低(用電量為一般燈泡的八分之一至十分之一，日光燈的二分之一)、壽命長(zhǎng)(可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上)、發(fā)熱量低(熱輻射低)與反應(yīng)速度佳(可高頻操作)等優(yōu)點(diǎn)，故可解決相當(dāng)多過(guò)去白熾燈泡難以克服的問(wèn)題。因此，白光發(fā)光二極管可稱為是二十一世紀(jì)照明的新光源。同時(shí)， 由于發(fā)光二極管也兼具省電與環(huán)保概念，亦被喻為「綠色照明光源」。為使發(fā)光二極管能于交流電下正常運(yùn)作，必須由變壓器與整流器等轉(zhuǎn)換設(shè)備，將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源驅(qū)動(dòng)。然而，一般轉(zhuǎn)換設(shè)備壽命約為兩萬(wàn)小時(shí)，但直流電發(fā)光二極管的壽命可長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上，反而造成額外成本。同時(shí)，轉(zhuǎn)換設(shè)備運(yùn)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，造成組件壽命縮短及電力損耗。為了解決使用交流電源于直流電發(fā)光二極管上所產(chǎn)生的缺點(diǎn)，目前已發(fā)展出交流電發(fā)光二極管(Alternating Current light emitting-diodes, AC LEDs)。于交流電發(fā)光二極管中，是在一片交流電二極管芯片上切割成許多微小的芯片，以將功能集中于單一芯片。由此，省去轉(zhuǎn)換設(shè)備，降低熱能消耗，其雙向?qū)ǖ奶匦?，亦可避免?jìng)電破壞。然而，一般交流電發(fā)光二極管具有閃爍且迭影的現(xiàn)象產(chǎn)生。圖1為交流電發(fā)光二極管的操作原理示意圖。一般而言，交流電發(fā)光二極管的工作電壓為80V，其于頻率為 120Hz下，每次轉(zhuǎn)換電壓將產(chǎn)生1/120 (sec)，即IOmsec的時(shí)間差距(空白時(shí)間)，而此一空白時(shí)間即為造成光源閃爍的重要關(guān)鍵。因此，目前亟需發(fā)展出一種交流電發(fā)光二極管，其可填補(bǔ)電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的空白時(shí)間， 進(jìn)而改善光源閃爍的情形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物。本發(fā)明的又一目的在于提供一種使用上述熒光粉組成物的交流電發(fā)光二極管。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，其如下式 (I)所示M1TySi2CVwN2W3 = EUpRy (I)其中，M為至少一堿土族元素，R為過(guò)渡金屬或鑭系元素，0<x< l，0<y< 1，且 0 彡 w < 4。所述的熒光粉組成物，其中M為至少一選自由Ca、Sr、及Ba所組成的群組。
所述的熒光粉組成物，其中R為Mn、Ce、或Dy。所述的熒光粉組成物，其中M為至少一選自由Sr、及Ba所組成的群組，而R為Mn。所述的熒光粉組成物，其中該熒光粉組成物的激發(fā)波長(zhǎng)為360-480nm。所述的熒光粉組成物，其中該熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)為480-600nm。所述的熒光粉組成物，其中該熒光粉組成物的半衰期為l-500ms。所述的熒光粉組成物，其中當(dāng)w = 0時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出藍(lán)綠光。所述的熒光粉組成物，其中當(dāng)0 < w < 2時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃綠光。所述的熒光粉組成物，其中當(dāng)2 < w < 4時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃光。本發(fā)明提供的使用上述熒光粉組成物的交流電發(fā)光二極管，包括一 LED芯片；以及一熒光粉組成物，設(shè)于該LED芯片的一出光面，且該熒光粉組成物如下式(I)所示M1TySi2O2IN2W3 = EUpRy(I)其中，M為至少一堿土族元素，R為過(guò)渡金屬或鑭系元素，0<x< l，0<y< 1，且 0 彡 w < 4。所述的交流電發(fā)光二極管，其中該LED芯片為一紫外光LED芯片或一藍(lán)光LED芯片。所述的交流電發(fā)光二極管，其中M為至少一選自由Ca、Sr及Ba所組成的群組。所述的交流電發(fā)光二極管，其中R為Mn、Ce或Dy。所述的交流電發(fā)光二極管，其中M至少一選自由Sr及Ba所組成的群組，而R為 Mn。所述的交流電發(fā)光二極管，其中該熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)為480-600nm。所述的交流電發(fā)光二極管，其中該熒光粉組成物的半衰期為l-500ms。所述的交流電發(fā)光二極管，其中當(dāng)w = 0時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出藍(lán)綠光。所述的交流電發(fā)光二極管，其中當(dāng)0 < w < 2時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃綠光。所述的交流電發(fā)光二極管，其中當(dāng)2 < w < 4時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃光。綜上所述，本發(fā)明提供的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，其具有可調(diào)變的放光波長(zhǎng)。同時(shí)，本發(fā)明的熒光粉組成物是通過(guò)固態(tài)合成法制備，其制作方式相當(dāng)簡(jiǎn)便，而可大量生產(chǎn)。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種使用此熒光組成物所制得的交流電發(fā)光二極管，由于此熒光粉組成物的光半衰期可填補(bǔ)交流電發(fā)光二極管的空白時(shí)間，故可改善交流電發(fā)光二極管的閃爍現(xiàn)象，并有效降低迭影。


圖1是交流電發(fā)光二極管的操作原理示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1 2及比較例1的熒光粉組成物的激發(fā)光光譜圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1 2及比較例1的熒光粉組成物的放射光光譜圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的熒光粉組成物的放光半衰期圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的熒光粉組成物的放光半衰期圖。圖6是本發(fā)明比較例的熒光粉組成物的放光半衰期圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的交流電發(fā)光二極管的示意圖。附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明51基板，52陣列層，521第一位置，522第二位置，523出光面，53第一電極，54第二電極，55透明封膠。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，利用其光半衰期特性，以填補(bǔ)電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的空白時(shí)間。本發(fā)明提供的交流電發(fā)光二極管，由于此交流電發(fā)光二極管所使用的熒光粉組成物，其光半衰期特性可填補(bǔ)空白時(shí)間，進(jìn)而減緩光源閃爍情形，并減少迭影產(chǎn)生。本發(fā)明提供的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，如下式(I)所示M1TySi2CVwN2W3 = EupRy (I)其中，M為至少一堿土族元素，R為過(guò)渡金屬、或鑭系元素，0<x彡l，0<y< 1， 且0彡w < 4。此外，本發(fā)明還提供一種交流電發(fā)光二極管，包括一 LED芯片；以及一熒光粉組成物，設(shè)于LED芯片的一出光面，且熒光粉組成物如上式(I)所示。于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物中，是由調(diào)控氮氧比例而可調(diào)適其放光波長(zhǎng)，以制作出可放出黃光至藍(lán)綠光的熒光粉組成物。同時(shí)，本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，其具有毫秒(msec)級(jí)的半衰期，故能夠填補(bǔ)交流電發(fā)光二極管因電壓轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的空白時(shí)間。此外，本發(fā)明還提供使用此熒光粉組成物所制得的交流電發(fā)光二極管，因所使用的熒光粉組成物的半衰期特性可填補(bǔ)空白時(shí)間，故可有效改善交流電發(fā)光二極管的閃爍現(xiàn)象，并有效降低迭影。于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管， M可為至少一選自由Ca、Sr、及Ba所組成的群組，而R可為Mn、Ce、或Dy。較佳為，M為至少一選自由Sr、及Ba所組成的群組，而R為Mn。此外，于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物中，熒光粉組成物的激發(fā)波長(zhǎng)為360-480nm。因此，于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管中，LED芯片可為一紫外光LED芯片或一藍(lán)光LED芯片，以激發(fā)此熒光粉組成物。再者，于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管中，熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)為480-600nm。其中，是通過(guò)調(diào)控氮氧比，以調(diào)整熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)。當(dāng)w = 0時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出藍(lán)綠光；當(dāng)0 < w < 2時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃綠光；而當(dāng)2 < w < 4時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃光。此外，于本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管中，熒光粉組成物的半衰期為l-500ms。另一方面，本發(fā)明的交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，熒光粉組成物是以一般固態(tài)合成法制做而成，故制備過(guò)程相當(dāng)簡(jiǎn)單，且容易大量合成。以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可由其它不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可針對(duì)不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。實(shí)施例1首先，依化學(xué)計(jì)量比分別秤取適量SrC03、Si3N4, Eu2O3及MnCO3,使其形成的配方為Sra88Si2O2N2 = Euaci4Mnc將所秤得的原料置于研缽均勻混合研磨后，再置于1500°C的氫 (25% )-氮(75% )氣氛下煅燒1小時(shí)，則可得到一淺黃色產(chǎn)物。其中，此淺黃色產(chǎn)物則為本實(shí)施例的熒光粉組成物，即Sra88Si2O2N2 = Euaci4Mnaci8t5實(shí)施例2首先，依化學(xué)計(jì)量比分別秤取適量BaC03、SrCO3> Si3N4, Eu2O3及MnCO3,使其形成的配方為Srtl. W^l46Si2OuN3YEuatl4Mnaci4t5將所秤得的原料置于研缽均勻混合研磨后，再置于 1500°C的氫(10% )-氮(90% )氣氛下煅燒1小時(shí)，則可得到一淺黃色產(chǎn)物。其中，此淺黃色產(chǎn)物則為本實(shí)施例的熒光粉組成物，即Srtl. 46Ba0.46Si20L 5N3.5 Eu0.04Mn0.04。比較例首先，依化學(xué)計(jì)量比分別秤取適量SrC03、Si3N4,及Eu2O3，使其形成的配方為Sra96Si2O2N2 = Euatl4t5將所秤得的原料置于研缽均勻混合研磨后，再置于1500°C的氫 (25% )-氮(75% )氣氛下煅燒1小時(shí)，則可得到一淺黃色產(chǎn)物。其中，此淺黃色產(chǎn)物則為本比較例的熒光粉組成物，即Srai36Si202N2:Eua(14。評(píng)估熒光粉組成物的發(fā)光特性在此，使用光激發(fā)熒光(photoluminescence，PL)光譜，量測(cè)實(shí)施例1 2及比較例1的熒光粉組成物的激發(fā)光譜(excitation spectra)與放射光譜(emission spectra)。 測(cè)量結(jié)果如圖2及圖3所示，其中圖2為實(shí)施例1 2及比較例的熒光粉組成物的激發(fā)光光譜圖，而圖3為實(shí)施例1 2及比較例的熒光粉組成物的放射光光譜圖。如圖2所示，實(shí)施例1 2的熒光粉組成物，均可受到波長(zhǎng)360-480nm的光線所激發(fā)。因此，無(wú)論是使用紫外光LED芯片或藍(lán)光LED芯片，均可激發(fā)實(shí)施例1 2的熒光粉組成物。此外，如圖3所示，實(shí)施例1及比較例的熒光粉組成物，其可發(fā)出藍(lán)綠光，而實(shí)施例2 的熒光粉組成物，所發(fā)出的光則偏黃光。評(píng)估熒光粉組成物的半衰期如圖4所示，此為實(shí)施例1的熒光粉組成物的放光半衰期圖。在此，是以460nm激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)熒光粉組成物，以偵測(cè)此熒光粉組成物的放光半衰期。由圖4可知，實(shí)施例1所合成的熒光粉組成物，其半衰期為6. 2msec0此外，實(shí)施例2所合成的熒光粉組成物，其半衰期亦為毫秒(msec)等級(jí)。然而，比較例1所合成的熒光粉組成物，其半衰期為0. 0008msec。因此，相較于比較例的熒光粉組成物，實(shí)施例1的熒光粉組成物其半衰期相對(duì)延長(zhǎng)許多，故可填滿交流電轉(zhuǎn)換電壓所產(chǎn)生的IOmsec空白時(shí)間， 而降低閃爍情形，并減少迭影產(chǎn)生。實(shí)施例3 制作交流電發(fā)光二極管本實(shí)施例提供了一種交流電發(fā)光二極管，使用實(shí)施例1所制得的熒光粉組成物所制得。如圖7所示，本實(shí)施例的交流電發(fā)光二極管包括一基板51 ； —陣列層52，形成于基板51上，并具有一第一位置521、及第二位置522 ；—第一電極53，其配置于陣列層52的第一位置521 ；—第二電極M，其配置于陣列層52的第二位置522 ；以及一透明封膠55，包覆住陣列層52及基板51，且透明封膠55內(nèi)包含有一熒光粉組成物，而陣列層52出光面523 所發(fā)出的光是通過(guò)此透明封膠陽(yáng)而發(fā)散出去。其中，基板51、陣列層52、第一電極53及第二電極M即構(gòu)成所謂的LED芯片。在此，LED芯片可為一紫外光LED芯片、或是一藍(lán)光LED芯片。綜上所述，本發(fā)明提供了一種交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，其具有可調(diào)變的放光波長(zhǎng)。同時(shí)，本發(fā)明的熒光粉組成物，是通過(guò)固態(tài)合成法制備，其制作方式相當(dāng)簡(jiǎn)便，而可大量生產(chǎn)。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種使用此熒光組成物所制得的交流電發(fā)光二極管，由于此熒光粉組成物的光半衰期可填補(bǔ)交流電發(fā)光二極管的空白時(shí)間，故可改善交流電發(fā)光二極管的閃爍現(xiàn)象，并有效降低迭影。上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物，其如下式(I)所示M1_x_ySi202_wN2+2w/3 Eux, Ry (I)其中，M為至少一堿土族元素，R為過(guò)渡金屬或鑭系元素，0<x< l，0<y< 1，且OSw<4。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，M為至少一選自由Ca、Sr、及Ba所組成的群組。
3.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，R為Mn、Ce、或Dy。
4.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，M為至少一選自由Sr、及Ba所組成的群組，而R為Mn。
5.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，該熒光粉組成物的激發(fā)波長(zhǎng)為 360-480nm。
6.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，該熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)為 480-600nm。
7.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，該熒光粉組成物的半衰期為l-500ms。
8.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，當(dāng)w= 0時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出藍(lán)綠光。
9.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，當(dāng)0< w < 2時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃綠光。
10.如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成物，其中，當(dāng)2< W < 4時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃 光。
11.一種交流電發(fā)光二極管，包括 一 LED芯片；以及一熒光粉組成物，設(shè)于該LED芯片的一出光面，且該熒光粉組成物如下式(I)所示M1_x_ySi202_wN2+2w/3 Eux, Ry (I)其中，M為至少一堿土族元素，R為過(guò)渡金屬或鑭系元素，0<x< l，0<y< 1，且OSw<4。
12.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，該LED芯片為一紫外光LED芯片或一藍(lán)光LED芯片。
13.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，M為至少一選自由Ca、Sr及Ba所組成的群組。
14.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，R為Mn、Ce或Dy。
15.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，M至少一選自由Sr及Ba所組成的群組，而R為Mn。
16.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，該熒光粉組成物的放光波長(zhǎng)為 480-600nm。
17.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，該熒光粉組成物的半衰期為 l-500ms。
18.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，當(dāng)w= 0時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出藍(lán)綠光。
19.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，當(dāng)0< w < 2時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃綠光。
20.如權(quán)利要求11所述的交流電發(fā)光二極管，其中，當(dāng)2 < w < 4時(shí)，該熒光粉組成物發(fā)出黃光。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物及使用其的交流電發(fā)光二極管，其中，交流電發(fā)光二極管用的熒光粉組成物如下式(I)所示M1-x-ySi2O2-wN2+2w/3:Eux，Ry(I)其中，M、R、x、y、w如說(shuō)明書中所定義。
文檔編號(hào)C09K11/59GK102344797SQ201010241440
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者劉如熹, 葉巧雯, 張榮監(jiān), 李文雄, 藍(lán)鈺邴, 許惠雯 申請(qǐng)人:福華電子股份有限公司