TW200903566A - Manufacturing method of pulse-type high-voltage silicon quantum dot fluorescent lamp - Google Patents

Description

200903566 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^ ^ 仏狐彳訂式尚壓矽量子點螢光p 之製備方法，尤指-種㈣—脈衝式μ = 二”奈米碳管或梦奈米線，產生-脈衝式場效二 源’可激發-矽量子點螢光薄膜内部之矽量子點 獲得脈衝式可見光源，進而 ”以 型石夕螢光燈。 4具即峨之平板 【先前技術】 二“ 茧九燈普遍被使用於照明。這稽 汞蒸氣燈利用汞蒸氣放電產生紫外光輕射後， 分別為紅（Red R)、绊r ^ ，K)綠（Green，G)及藍（Blue，B) 之三種螢光材料，並由該紅、綠及藍之營光材料發光 ，白色螢光燈。然而，使用於這些螢光燈内之求 對核境有害，因此並不適合目前提倡環保之時代。 又目月il市场上白光光源，除了傳統上之愛迪生卢 泡與螢㈣外，還有近年來廣泛使用之發光二極^ (Light Emitting Diode，咖）。而其中白光發光二極 體（齡Light LED)之發賴，主要 模式： 愧 (A)紅+綠+藍三種發光二極體之混色：該模式 雖然發光效率高’然而’其構造不僅將因為電極、金 屬引”泉及打線私序次數過多’而形成製作成本較高及 200903566 體積較大之缺點，且因為打線程序也容易造成引線脫 落及晶粒破損等影響生產良率之憾事發生； (B)監光發光二極體（Biue_Light LED) +黃色 螢光粉體：該模式雖然具有成本低及體積小，然而， 此種製私方法同樣需要具有較多次數之電極、金屬引 線及打線程序，因此對元件之製作良率同樣將造成不 良影響；以及 (c)各外光發光二極體（uv ) +白色螢光 粉體，雖具有製作簡易及成本低，然而其所產生之光 源係為二波段不連續光譜，在照射紅色物體時會呈現 微弱橙色之偏光現象，因而光源演色性較差。另外， 在產品使用後光度衰減情形嚴重，螢光物體在惡劣環 境下容易產生質變況狀，致使元件使用壽命較短及產 品產生偏色現象。 紅上所述，以汞蒸氣產生白光之螢光燈將對環境 造成汙染傷害；而以發光二極體作為照明系統呈現— 點光源，雖具有指向性，但直接目視光源，會顯得太 刺眼與不舒適感’並且除了容易對元件產生不良率 外，其光源演色性亦不佳，而產品更易於質變。故’ 一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。 【發明内容】 本發明之主要目的係在於，利用一脈衝式高壓源 與一陰極組件中奈米碳管或石夕奈米線，產生一脈衝义' 200903566 %效電子源，可激發一矽量子點螢光薄膜内部之矽量 子點，以獲得脈衝式可見光源，進而形成—具節能= 能之平板型矽螢光燈^ 、此 為達以上之目的，本發明係一種脈衝式高壓 子點螢光燈之製備方法’先選擇一第一基板，利用一 電子搶蒸鑛（E-gun Evaporati〇n )系統或— (补⑽ering)系統，在該第一基板上先後被鈦 "膜之緩衝層及一鎳、結或白金金屬薄膜之催化 層。接者利用一化學氣相薄膜沉積

Deposits，CVD )制 咖cal Vapor 管或1夺：，在该催化層上生成-奈米碳 件之陰極組件；另選擇一為透明之第:為毛 '兀 化學氣相薄膜，、π并、七 土板利用该 點螢光薄膜，且 成-矽置子 同尺寸大小切量子Γ丄”係均勻嵌有不 該發光元件之組成—發射源，作為 輯產生-脈衝式場卜接之脈衝式高 提供—電位差、電子源，该脈衝式高壓源係可 衝式場效電子二產ί—脈衝式場效電場與加速該脈 薄膜内部之：之電子，進而激發該石夕量子點營光 之石夕置子點，以獲得—脈衝式可見光源。 200903566 【實施方式】 睛麥閱^第1圖〜笛门 α第6 Β圖』所示，係分別為本 Ρ月之製作流程示意圖、本發明之第—基板示意圖、 本發明之第—激發源結構*意圖、本發明之第二激發 源結構不意圖、本發明之第二基板示意圖、本發明之 發射源結：示意圖、本發明之第一發光元件示意圖及 本發明之弟二發光元件示意圖。如圖所示：本發明係 -種脈衝式高壓⑪量子點螢光燈之製備方法，其至少 包括下列步驟： (Α)選擇一第-基板1 1 :如第2圖所示，先 選擇-第-基板2 1，其中，該第—基板2 i係可為 矽、玻璃、陶瓷或不鏽鋼中擇其一； ⑻組成一激發源1 2 :如第3A圖及第38圖 所示n電子搶蒸鍵（E_gun Evap⑽tiQn)系统 或一濺射（Sputtering)系統’在該第一基板2丄上先 後被覆一鈦金屬薄膜之緩衝層2 2及一鎳、鋁或白全 金屬薄膜之催化層2 3。接著利用一化學氣相薄膜沉 積法（Chem丨cal Vapor Deposition, CVD)製程，以一 乙烷（Ethane, C2H6)或甲烷（Methane，CH4)為主要 碳源，在該催化層2 3上生成一奈米碳管2 4，亦或 係以一矽甲烷（Monosilane，SiH4)或一二氣矽甲烷 (Dichlorosi丨ane，Sihcb )為主要矽源，利用同樣= 程，在該催化層2 3上生成一矽奈米線2 5，藉此以 組成一激發源2 ’作為發光元件之陰極組件，其中， 200903566 該奈米碳管24切奈米線25係具有奈米 電性； )、擇第二基板13:如第4圖所示，另選 ’擇-為透明之第二基板31，其中，該第二基、 係可為玻璃、石英或藍寶石⑺2Q3)中擇其一； (D)組成—發射源1 4 :如第5圖所示，利用 該=氣相薄膜沉積法，於該第二基板31上合成: 具…I電常數之矽量子點螢光薄膜3 2，且該矽量子 峨薄膜”中係均勾嵌有同時含丨至心： :二问尺夕量子點321，藉此以組成 ’、 作為忒發光凡件之陽極組件，苴中，$ 勞光薄膜”係可為高分子、:合； 氧切（Sili⑽〇xide Si〇)、氮化石夕

SiC)CJl ^lde，SiN) Carbide, 性或非導電性之基材（MatdxH及 源:如第6::Γ第：㈣激發得一脈衝式可見光 W： ^ _ 0 圖所不，將該陰極組件申1 …電特性之奈米碳管2 4或石夕奈米…，：： —外接之脈衝式高訪4，α 1 ^ 错由 特之電壓，分別持續脈衝01毫， 至1萬伏 ，脈衝。.,毫秒至】。毫秒之時二)至 電場外，並能加綱衝以==場： 200903566 激發該矽量子點螢光薄膜3 2内部之矽 1，進而獲得一脈衝式可見光源。 ‘· 利用該激發源2及該脈衝式高 加速之脈衝式場效電子源，而該脈 = 衝i場：脈衝式場效電場與加逮該脈 Γ、= 電子，再藉此脈衝式場效㈣ 乂加速電子激發該發射源3以產 、 源。因此，本發明能利用較低之電能:：=二 可見光源’進而使此發光元 具有即迠功能之平板型矽螢光燈。 光严本發明係—種脈衝式高㈣量子點勞 衣備方法’可有效改善習用之種種缺點，葬由 發射源及脈衝式高麼源所組成之發光元二 即獲得穩定之高亮度脈衝式可見光 源可大大提幵卽能功能 隹 進而使本發明之産生能更 專二由戶、£付合使用者之所須，確已符合發明 專利申請之要件，爰依法提㈣利申請。 #惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已， 以此限定本發明實施之範圍…凡依本發明 範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變 化4飾’皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 10 200903566 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明之製作流程示意圖。 第2圖，係本發明之第一基板示意圖。 第3 A圖，係本發明之第一激發源結構示意圖。 第3 B圖，係本發明之第二激發源結構示意圖。 第4圖，係本發明之第二基板示意圖。 第5圖，係本發明之發射源結構示意圖。 第6 A圖，係本發明之第一發光元件示意圖。 第6 B圖，係本發明之第二發光元件示意圖。 【主要元件符號說明】 步驟11〜15 發光元件1 激發源2 第一基板2 1 緩衝層2 2 催化層2 3 奈米碳管2 4 矽奈米線2 5 發射源3 第二基板3 1 200903566 矽量子點螢光薄膜3 2 矽量子點3 2 1 脈衝式高壓源4

Claims (1)

1. 200903566 十、申請專利範圍： 1 . 一種脈衝式高壓矽量子點螢光燈之製備方法，苴至 少包括下列步驟： (A)選擇—第一基板； ； ⑻利用—電子搶蒸錢（E，nEvap咖i〇n) 糸統或-濺射（Sputtering)系統在該第一基板上 先後被覆-鈦金屬薄膜之緩衝層及—鎳、紹或白金 :屬薄膜之催化層。接著利用—化學氣相薄臈沉積 他 ^emiCaIVap〇rDep〇siti〇n CVD)製程，在該 2曰上生成一奈米碳管或—矽奈米線，藉此以组 成-激發源’作為發光元件之陰極組件； (C )選擇一第二基板； (D) 利用該化學氣相薄膜沉積法，於該第二 上合成_矽量子點螢光薄膜，藉此以組成—發 •二、’作為該發光元件之陽極組件；以及 X (E) 將該陰極組件令具尖端放電特性 :吕〆矽奈米線’藉由-脈衝式高壓源產生—脈衝 ^效電子源，進而激物量子點營光薄膜= &侍一脈衝式可見光源。 、 H二專利範圍第1項所述之脈衝式高壓石夕量子點 〇 ::燈之製傷方法，其中，該第-基板係可為；: 玻离、陶瓷或不鏽鋼中擇# 13 200903566 3 .依申請專利範圍第丄項所述之脈衝式高壓矽量子點 螢，燈之製備方法，其中，該奈米碳管係藉由該化 學氣相薄膜沉積法以一乙烷（Ethane，c#6)或一曱 烷（Methane, CH4)在該催化層上所生成。 4 .依申請專利範圍第丄項所述之脈衝式高壓矽量子點 螢，燈^製備方法，其巾’糾奈米線係藉由該化 學氣相薄膜沉積法以一矽曱烷（M〇n〇sUane，s出* ) 或一二氣矽甲烷（DichlorosUane，在該催 化層上所生成。 Λ 5 ·依申請專利範圍第丄項所述之脈衝式高壓矽量子點 螢光燈之製備方法，其中，該第二基板係、為透明。 6 .依申請專利範圍第〇貞所述之脈衝式高壓碎量子點 營光燈之製備方法，其中，該第二基板係可為玻璃' 石英或藍寶石（αι2〇3)中擇其—。 7 .依申請專利範圍第卜請述^衝式高㈣量子點 螢光燈之製備方法’其中’該石夕量子點螢光薄膜係 可為南分子聚合物（polymer)、氧化矽（siH_ 〇Xlde,Sl〇)、既化石夕（Silic〇nNitride，SiN)或碳化 石夕（S山Con Carbide，SlC)等具導電性或非導電性 之基材（Matrix )。 8 ·依申請專利範圍第 螢光燈之製備方法 項所述之脈衝式高壓矽量子點 其中’該石夕量子點勞光薄膜係 14 200903566 具有高介電常數。 9.:申請專利範圍第工項所述 唛光燈之製備方法，其中， ，式向壓矽量子點 係均勻嵌有同時含！ ： 10二量子點螢光薄膜令 小之矽量子點。 丁、 nm)不同尺寸大 -〇依申請專利範圍第丄項所述之脈 點螢光燈之製備方法，其中，該:：座矽量子 供一電位差，以淳冰 X 、衝式咼壓源係提 衝式場效電子_之=衝式場效電場與加速該脈 圍第1項所述之脈衝式高㈣量子 壓範圍C’其中’該脈衝式高壓源之電 国係為1伏特（v)至1萬伏特。 2子利範圍第1 1項所述之脈衝式嶋量 燈之製備方法，其中，該脈衝式高壓源之 電壓持續時間為〇·丨毫秒（ms…〇〇毫秒。、 3 ^申凊專利範圍第1項所述之脈衝式高壓矽量子 之製備方法’其中’該脈衝式高壓源之脈 曰π吩間為〇.1毫秒至ίο毫秒。