專利名稱：具熒光粉組合物的發(fā)光裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，尤指一種摻雜任一稀土 族元素及基板材料的熒光粉組合物，可有效提升其發(fā)光效率的發(fā)光裝置。
背景技術：
目前全球發(fā)光二極管(Light Emitting Diode， LED)光源發(fā)展趨勢是 以白光發(fā)光二極管(white LED)與高亮度發(fā)光二極管為主要發(fā)展方向，在 環(huán)保需求與高價能源時代來臨的今天，白光發(fā)光二極管對省電及輕薄短小 等特性，系現(xiàn)階段整個顯示科技與照明科技非常迫切的需求。依目前制作白光發(fā)光二極管所使用的物質，可分為有機發(fā)光二極管與 無機發(fā)光二極管。而目前市場上發(fā)光二極管的白光發(fā)光裝置則主要有以下 二種(A) 、 一為以藍光發(fā)光二極管激發(fā)黃色乙鋁石榴石(YAG)熒光粉產 生的白光發(fā)光二極管，為目前市場主流。如圖3所示，在一可發(fā)出波長約 為400 530奈米(nm)的藍光發(fā)光二極管晶粒2 1外圍填充以混有黃光乙 鋁石榴石熒光粉的光學膠2 2，利用該藍光發(fā)光二極管晶粒2 l所發(fā)出的 光線激發(fā)該光學膠2 2中的乙鋁石榴石熒光粉產生與藍光互補的555奈米 波長黃色光，同時會有部份的藍色光發(fā)射出來，再利用透鏡原理，將互補 的黃光和藍光予以混合，即形成混合二波長的所需白光。然而，此種利用藍光發(fā)光二極管與黃光乙鋁石榴石熒光粉組合而成的 白光發(fā)光二極管，具有下列缺點(1) 由于藍光占發(fā)光光譜的大部份，因此，會有色溫偏高與不均勻 的現(xiàn)象；(2) 因為該藍光發(fā)光二極管發(fā)光波長會隨溫度提升而改變，進而造成白光源顏色控制不易；以及(3) 因發(fā)光紅色光譜較弱，造成演色性(color rendition)較差現(xiàn)象。(B) 、另一種為具紅藍綠三色熒光粉的白光發(fā)光模塊，其具有高發(fā)光效率、高演色性優(yōu)點，但同時也因不同顏色晶粒磊晶材料不同，連帶使電 壓特性也隨之不同。因此使得成本偏高、控制線路設計復雜且混光不易。如圖4所示，可以紫外光(UV)發(fā)光二極管晶粒3 l激發(fā)含均勻混有一定 比例紅藍綠熒光粉的透明光學膠3 2，于激發(fā)后可得到混合三波長的白 光。此混合三波長的白光發(fā)光二極管雖然具有高演色性的優(yōu)點，但卻有發(fā) 光效率不足的缺點，并且當使用紫外光發(fā)光二極管作激發(fā)白光的光源時， 因紫外光的波長越短時對人眼的傷害也愈大，故尚須將紫外光阻絕于該白 光發(fā)光二極管結構內。綜合上述，目前白光發(fā)光二極管為以藍光晶?；蜃贤夤饩ЯＥc熒光粉 搭配而成，其共同缺點為發(fā)光亮度不足與均勻度控制不易。如要改善以上 問題一方面必需提升熒光粉的白光轉換效率并阻絕紫外光外漏，另一方面 則在改進熒光發(fā)光量的同時亦應改善發(fā)光均勻度。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種 具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，使具熒光粉的發(fā)光裝置具有成本低、耗電量 低、量產容易、光色均勻、無偏色現(xiàn)象及壽命長等特性，并且在添加稀土 元素時，可使其熒光粉組合物的轉換效率增高，以有效提升其發(fā)光效率。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是 一種具熒光粉 組合物的發(fā)光裝置，其包括一發(fā)光組件，該發(fā)光組件用以產生一發(fā)光頻 譜；其特征在于還包括一熒光粉層，該熒光粉層為一具Ce和LiA102的 熒光粉組合物，且該熒光粉層形成于該發(fā)光組件之上，用以調變該發(fā)光組 件的發(fā)光顏色。藉由該熒光粉層中的熒光粉組合物粒子的微觀光色混合效應，可依各 發(fā)光組件的不同發(fā)光頻譜，使該熒光粉層轉換出各種所需的發(fā)光頻譜，如 紫外光、藍光、白光或其它光源。藉此，使該發(fā)光裝置具有成本低、耗電 量低、量產容易、光色均勻、無偏色現(xiàn)象及壽命長之特性，并在添加稀土 元素時，可使其熒光粉組合物之轉換效率增高，以有效提升其發(fā)光效率。


圖1是本發(fā)明的一實施例結構示意圖。圖2是本發(fā)明的第二實施例結構示意圖。圖3是已知的白光發(fā)光二極管示意圖。圖4是已知的紫外光激發(fā)的白光發(fā)光二極管示意圖。標號說明發(fā)光組件1 1 a、 lib 熒光粉層1 2 a、 12b封裝層l3 藍光發(fā)光二極管晶粒21乙鋁石榴石熒光粉2 2 紫外光發(fā)光二極管晶粒3 1紅藍綠熒光粉3 2
具體實施例方式請參閱圖1所示，為本發(fā)明的第一實施例結構示意圖。如圖所示本發(fā)明為一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，至少包含有一發(fā)光組件l la及 一熒光粉層l 2a，具有成本低、耗電量低、量產容易、光色均勻、無偏色 現(xiàn)象及壽命長等特性，并且在添加稀土元素時，可使其熒光粉組合物的轉 換效率增高，以有效提升其發(fā)光效率。該發(fā)光組件l la用以產生一發(fā)光頻譜，其中，該發(fā)光組件可為發(fā)光 二極管(Light Emitting Diode, LED)、電子槍、有機發(fā)光二極管 (Organic Light Emitting Diode， 0LED)及一般光源。該熒光粉層1 2 a形成于該發(fā)光組件1 1 a之上，用以調變該發(fā)光組件 1 la的發(fā)光顏色，其中，該熒光粉層可為一平面、 一弧面或一幾何形 狀。當本發(fā)明于運用時，藉由濕式涂布制程或干式沉積制程在該發(fā)光組件 上l la形成該熒光粉層l 2a，且該熒光粉層l 2a系由依一劑量成分比 均勻摻合、調制的熒光粉組合物所構成，藉由該熒光粉組合物粒子的微觀 光色混合效應，改變該發(fā)光組件1 1 a的發(fā)光波長。該熒光粉層1 2 a至少 由一 Ce:LiA102之紅、藍、綠三原色熒光粉組合物所組成，其劑量成份比 (質量比)為0.0001% 5%，并系與一透明介質均勻摻合，以形成該熒光粉 層l 2a，且該熒光粉組合物可依各發(fā)光組件的不同發(fā)光頻譜，藉由該熒光 粉組合物粒子的微觀光色混合效應，使該熒光粉層l 2a轉換出各種所需 的發(fā)光頻譜，如紫外光、藍光、白光或其它光源；其中，該透明介質為氧化硅(Silicon 0xide)、氧化鈦(Titanium Oxide)或環(huán)氧樹脂(Epoxy ResirO。該濕式涂布制程由成份比例為0.0001% 5%的Ce:LiA102熒光粉與該透 明介質直接秤重計量后，加入適當的溶劑進行均勻混合；抑或以溶膠凝膠 法或共沉法在溶液的原子級狀態(tài)下混合，加入適當的溶劑。之后，利用旋 轉涂布或印刷涂布方式，將該溶液均勻地涂覆于該發(fā)光組件1 la之上， 以在光激發(fā)時形成發(fā)光頻譜。該干式沉積制程由成份比例為0.0001% 5%的Ce:LiA102熒光粉與該透 明介質直接秤重計量后進行均勻摻合以制成靶材；另亦可以用溶膠凝膠法 或共沉法制成靶材。之后，將該靶材進行蒸鍍、濺鍍或離子束沉積，藉該 發(fā)光組件l la光激發(fā)以形成發(fā)光頻譜。其中，該Ce:LiA102熒光粉組合物中的稀土元素鈰(Ce)可進一步為任 一稀土元素，如鑭(La)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉅(Pm)、釤(Sm)、銪 (Eu)、軋(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿 (Yb)、鎦(Lu)、鈧(Sc)或釔(Y);而該Ce:LiA102熒光粉組合物中的 鋁酸鋰(lithium aluminum oxide， LiA102)可進一步為鎵酸鋰(Lithium Gallium Oxide, LiGa02)、硅酸鋰(Lithium Silicon Oxide, Li2Si03)、 鍺酸鋰(Lithium Germanium Oxide, LiGe03)、鋁酸鈉(Sodium Aluminum Oxide, NaA102)、鍺酸鈉(Sodium Germanium Oxide, Na2Ge03)、硅酸鈉 (Sodium Silicon Oxide, Na2Si03)、磷酸鋰(Lithium Phosphor Oxide, Li3P04)、砷酸鋰(Lithium Arsenic Oxide, Li3As04)、釩酸鋰(Lithium Vanadium Oxide, Li3V04)、 鍺酸鋰鎂 (Lithium Magnesium Germanium Oxide, Li2MgGe04 )、 鍺酸鋰鋅 (Lithium Zinc Germanium Oxide, Li2ZnGe04)、鍺酸鋰鎘(Lithium Cadmium Germanium Oxide， Li2CdGe04)、 硅酸鋰鎂(Lithium Magnesium Silicon Oxide, Li2MgSi04)、硅酸鋰鋅 (Lithium Zinc Silicon Oxide， Li2ZnSi04 )、 硅酸鋰鎘 (Lithium Cadmium Silicon Oxide, Li2CdSi04 )、 鍺酸鈉鎂 (Sodium Magnesium Germanium Oxide， Na2MgGe04)、鍺酸鈉鋅(Sodium Zinc Germanium Oxide, Na2ZnGe04)或硅酸鈉鋅(Sodium Zinc Silicon Oxide， Na2ZnSi04)。請參閱圖2所示，為本發(fā)明的第二實施例結構示意圖。如圖所示本 發(fā)明為一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，至少包含有一發(fā)光組件l lb及 一熒光粉層l 2b，具有成本低、耗電量低、量產容易、光色均勻、無偏色 現(xiàn)象及壽命長等特性，并且在添加稀土元素時，可使其熒光粉組合物之轉 換效率增高，以有效提升其發(fā)光效率。該發(fā)光組件l lb用以產生一發(fā)光頻譜，其中，該發(fā)光組件可為發(fā)光 二極管、電子槍、有機發(fā)光二極管及一般光源；以及該熒光粉層l 2b形成于該發(fā)光組件l lb之上，用以調變該發(fā)光組件 1 lb的發(fā)光顏色，且該熒光粉層l 2b包含有一以壓克力系樹脂、氟系樹 脂、環(huán)氧系樹脂、氮化硅薄膜或類鉆薄膜所構成的封裝層l 3，其中，該 熒光粉層可為一平面、 一弧面或一幾何形狀。當本發(fā)明于運用時，藉由濕式涂布制程或干式沉積制程在該發(fā)光組件 上l lb形成該熒光粉層l 2b，且該熒光粉層l 2b由一劑量成分比均勻 摻合、調制的熒光粉組合物所構成，藉由該熒光粉組合物粒子的微觀光色 混合效應，以改變該發(fā)光組件l lb的發(fā)光波長。該熒光粉層l 2b至少由 一 Ce丄iA102的紅、藍、綠三原色熒光粉組合物所組成，其成份比為 0.0001% 5%，并與一透明介質均勻摻合，以形成該熒光粉層l 2b，且該 熒光粉組合物4可依各發(fā)光組件的不同發(fā)光頻譜，使該熒光粉層l 2b轉換出各種所需的發(fā)光頻譜，如紫外光、藍光、白光或其它光源；其中，該 透明介質為氧化硅、氧化鈦或環(huán)氧樹脂。該濕式涂布制程由成份比例為0.0001% 5%的Ce:LiA102熒光粉與該透明介質直接以秤重計量進行均勻混合，加入適當的溶劑；抑或以溶膠凝膠 法或共沉法在溶液的原子級狀態(tài)下混合，加入適當的溶劑。之后，利用旋 轉涂布或印刷涂布方式，均勻地將該溶劑涂覆于該發(fā)光組件l lb之上， 并施以烘烤去除溶劑與水分，再涂布或沉積一封裝層l 3，且該封裝層l 3以壓克力系樹脂、環(huán)氧樹脂、氟系樹脂、氮化硅薄膜或類鉆薄膜所構 成。該干式沉積制程系由成份比例為0.0001% 5%的Ce:LiA102熒光粉與該 透明介質直接以秤重計量進行均勻摻合，制成靶材；另亦可以溶膠凝膠法或共沉法制成靶材。之后，對該靶材進行蒸鍍、濺鍍或離子束沉積，在該發(fā)光組件l lb上形成該熒光粉層l 2b，以在光激發(fā)時形成發(fā)光頻譜。并 可再沉積如氮化硅薄膜或類鉆薄膜亦或涂覆如壓克力系樹脂、環(huán)氧系樹脂 或氟系樹脂之封裝層l 3，使本發(fā)明具可保護作用之封裝層1 3于該熒光 粉層l 2b之上；其中，該Ce:LiA102熒光粉組合物中的稀土元素鈰可進一 步為任一稀土元素，如鑭、鐠、釹、巨、釤、銪、禮、鋱、鏑、鈥、鉺、 銩、鐿、鎦、鈧或釔；該Ce丄iA102熒光粉組合物中的鋁酸鋰可進一步為 鎵酸鋰、硅酸鋰、鍺酸鋰、鋁酸鈉、鍺酸鈉、硅酸鈉、磷酸鋰、砷酸鋰.、 釩酸鋰、鍺酸鋰鎂、鍺酸鋰鋅、鍺酸鋰鎘、硅酸鋰鎂、硅酸鋰鋅、硅酸鋰 鎘、鍺酸鈉鎂、鍺酸鈉鋅或硅酸鈉鋅。綜上所述，本發(fā)明為一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，可有效改善現(xiàn) 有技術的種種缺點，具成本低、耗電量低、量產容易、光色均勻、無偏色 現(xiàn)象及壽命長等特性，并且在添加稀土元素時，可使其熒光粉組合物的轉 換效率增高，以有效提升其發(fā)光效率，進而使本發(fā)明能更進步、更實用、 更符合使用者所須，確已符合發(fā)明專利申請的要件，依法提出專利申請。
權利要求
1、一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其包括一發(fā)光組件，該發(fā)光組件用以產生一發(fā)光頻譜；其特征在于還包括一熒光粉層，該熒光粉層為一具Ce和LiAlO2的熒光粉組合物，且該熒光粉層形成于該發(fā)光組件之上，用以調變該發(fā)光組件的發(fā)光顏色。
2、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于 所述發(fā)光組件為發(fā)光二極管、電子槍、有機發(fā)光二極管或一般光源。
3、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于 所述熒光粉層由至少一紅、藍及綠的三原色熒光粉組合物所組成。
4、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于 所述熒光粉組合物中Ce與LiA102的劑量(質量)比為0.0001% 5%。
5、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于 所述熒光粉組合物中的鈰進一步為鑭、鐠、釹、鉅、釤、銪、釓、鋱、 鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鈧或釔的任一稀土元素。
6、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于-所述熒光粉組合物的鋁酸鋰進一步為鎵酸鋰、硅酸鋰、鍺酸鋰、鋁酸鈉、 鍺酸鈉、硅酸鈉、磷酸鋰、砷酸鋰、釩酸鋰、鍺酸鋰鎂、鍺酸鋰鋅、鍺酸 鋰鎘、硅酸鋰鎂、硅酸鋰鋅、硅酸鋰鎘、鍺酸鈉鎂、鍺酸鈉鋅或硅酸鈉 鋅。
7、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于 所述熒光粉層以熒光粉組合物粒子的微觀光色混合效應，改變該發(fā)光組件 的發(fā)光波長。
8、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于所述熒光粉層包含一透明介質，該熒光粉組合物混合于該透明介質中。
9、 根據權利要求8所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在于所述透明介質為氧化硅、氧化鈦或環(huán)氧樹脂。
10、 根據權利要求1所述的具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，其特征在 于所述熒光粉層以濕式涂布或干式沉積方式涂布于該發(fā)光組件上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具熒光粉組合物的發(fā)光裝置，藉由濕式涂布制程或干式沉積制程在一發(fā)光組件上形成熒光粉層，且該熒光粉層含一劑量成分比均勻摻合、調制的熒光粉組合物，藉由該熒光粉組合物粒子的微觀光色混合效應，可依各發(fā)光組件的不同發(fā)光頻譜，使該熒光粉層轉換出各種所需的發(fā)光頻譜，藉此，使該發(fā)光裝置具有成本低、耗電量低、量產容易、光色均勻、無偏色現(xiàn)象及壽命長等特性。
文檔編號H01J29/20GK101330115SQ20071011130
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權日2007年6月18日
發(fā)明者周明奇, 徐文慶, 魏政宏 申請人:周明奇;中美硅晶制品股份有限公司