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TWI705123B - 波長轉換物質以及發光裝置 - Google Patents

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TWI705123B
TWI705123B TW108139118A TW108139118A TWI705123B TW I705123 B TWI705123 B TW I705123B TW 108139118 A TW108139118 A TW 108139118A TW 108139118 A TW108139118 A TW 108139118A TW I705123 B TWI705123 B TW I705123B
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light
aluminum
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鍾長志
王宏嘉
童鴻鈞
李育群
蔡宗良
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隆達電子股份有限公司
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Abstract

一種波長轉換物質包含發光核心以及第一保護層。第一保護層包覆發光核心,且第一保護層包含矽酸鋁。在矽酸鋁的複數個矽中,各個矽分別為第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)、第二組態Q4(2Al)、第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)中之一者。第零組態Q4(0Al)的矽未與鋁氧基連接,第一組態Q4(1Al)的矽與一個鋁氧基連接,第二組態Q4(2Al)的矽與兩個鋁氧基連接,第三組態Q4(3Al)的矽與三個鋁氧基連接,第四組態Q4(4Al)的矽與四個鋁氧基連接,且第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)及第二組態Q4(2Al)的矽的總含量。

Description

波長轉換物質以及發光裝置
本揭露是有關於一種波長轉換物質及發光裝置。
量子點與螢光粉是常見的波長轉換物質,其可應用於發光二極體上,以吸收發光二極體晶片的光線並發出其他顏色的光,並進一步混合為所需的色光。進一步地,量子點或螢光粉可與發光二極體裝置搭配,做為顯示器的背光源或是顯示器的像素。
然而,波長轉換物質易受氧氣及水氣破壞,進而導致其發光亮度與使用壽命降低。因此,亟需一種技術方案來降低氧氣及水氣對波長轉換物質的損害,藉此提高波長轉換物質的信賴性。
本揭露之一技術態樣為一種波長轉換物質。
根據本揭露一實施方式,波長轉換物質包含發光核心以及第一保護層。第一保護層包覆發光核心,且第一保護層包含矽酸鋁。在矽酸鋁的複數個矽中,各個矽分別為第零組 態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)、第二組態Q4(2Al)、第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)中之一者。第零組態Q4(0Al)的矽未與鋁氧基連接,第一組態Q4(1Al)的矽與一個鋁氧基連接,第二組態Q4(2Al)的矽與兩個鋁氧基連接,第三組態Q4(3Al)的矽與三個鋁氧基連接,第四組態Q4(4Al)的矽與四個鋁氧基連接,且第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)及第二組態Q4(2Al)的矽的總含量。
在本揭露一實施方式中,以矽酸鋁的矽的總含量為100%計,第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於80%。
在本揭露一實施方式中,在波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,約在-70ppm至-120ppm具有矽酸鋁的各矽的波峰,且在波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜中,約在40ppm至80ppm具有矽酸鋁的複數個鋁中的各鋁的波峰。
在本揭露一實施方式中,在波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,約在-84ppm至-95ppm中具有第三組態Q4(3Al)的波峰,約在-80ppm至-93ppm中具有第四組態Q4(4Al)的波峰。
在本揭露一實施方式中,在矽酸鋁的複數個鋁中,各鋁分別為第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si)中之一者,第三組態q3(3Si)的鋁與三個矽氧基連接,第四組態q4(4Si)的鋁與四個矽氧基連接,且在波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜中,約在50ppm至80ppm具有第三組態q3(3Si)及 第四組態q4(4Si)的波峰。
在本揭露一實施方式中,發光核心包含量子點材料。
在本揭露一實施方式中,量子點材料的表面可經修飾性處理,修飾性處理包含配位基交換處理、微乳化處理、有機材料包覆、無機材料包覆、受介孔顆粒孔隙包覆或上述之組合。
在本揭露一實施方式中,發光核心包含螢光粉材料。
在本揭露一實施方式中,螢光粉材料的表面可經修飾性處理,修飾性處理包含有機材料包覆、無機材料包覆或上述之組合。
在本揭露一實施方式中,有機材料包覆所用的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚間苯二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯乙烯(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙酸乙烯酯(PVAC)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚羧酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)或上述之組合。
在本揭露一實施方式中,無機材料包覆所用的材料包含氮化物、金屬氧化物、矽氧化物或上述之組合。
本揭露之另一技術態樣為一種發光裝置。
根據本揭露一實施方式,發光裝置包含固態半導體發光元件以及上述之波長轉換物質。固態半導體發光元件用以發出第一光線。波長轉換物質吸收部分第一光線,且發出不 同於第一光線之波長的第二光線。
在本揭露一實施方式中,固態半導體發光元件為發光二極體。
根據本揭露上述實施方式,由於第一保護層可保護發光核心免於受到外界物質的損害(例如氧氣及水氣破壞),因此波長轉換物質可具有良好的發光壽命。特別的是,第一保護層的矽酸鋁具有特定組態之矽的組成,故可達到優於一般保護層的保護功效。此外,包含上述波長轉換物質的發光裝置可具有良好的信賴性。
100、200‧‧‧波長轉換物質
110‧‧‧發光核心
120‧‧‧第一保護層
130‧‧‧第二保護層
300a‧‧‧發光裝置
300b‧‧‧發光裝置
302‧‧‧電路板
304‧‧‧反射杯壁
306‧‧‧導電支架
308‧‧‧導線
310‧‧‧固態半導體發光元件
312‧‧‧可透光膠材
320‧‧‧波長轉換膜
322‧‧‧波長轉換物質
330‧‧‧第一光線
340‧‧‧第二光線
SP‧‧‧容置空間
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之波長轉換物質的剖面示意圖。
第2圖繪示根據本揭露另一實施方式之波長轉換物質的剖面示意圖。
第3A圖繪示根據本揭露一實施方式之發光裝置的側視示意圖。
第3B圖繪示根據本揭露另一實施方式之發光裝置的側視示意圖。
第4圖繪示不同組態之矽的29Si核磁共振頻譜的化學位移(chemical shift)參考值。
第5圖繪示根據本揭露之實施例1的波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜。
第6圖繪示不同組態之鋁的27Al核磁共振頻譜的化學位移參考值。
第7圖繪示根據本揭露之實施例1的波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜。
第8圖繪示根據本揭露之實施例1與比較例1的波長轉換物質的亮度一時間關係圖。
第9圖繪示根據本揭露之實施例1的波長轉換物質的發光強度一波長關係圖。
第10圖繪示比較例1之波長轉換物質的發光強度一波長關係圖。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說,在本揭露部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之波長轉換物質100的剖面示意圖。波長轉換物質100包含發光核心110以及第一保護層120,且第一保護層120包覆發光核心110。發光核心110可包含量子點材料或螢光粉材料。
在一些實施方式中,第一保護層120包含矽酸鋁。值得注意的是,第一保護層120的矽酸鋁包含複數個矽,且各個矽分別為第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)、第二組態Q4(2Al)、第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)中之一者。詳細而言,第零組態Q4(0Al)的矽未與鋁氧基連接,第一組態Q4(1Al)的矽與一個鋁氧基連接,第二組態Q4(2Al)的矽與兩個鋁氧基連接,第三組態Q4(3Al)的矽與三個鋁氧基連接,第四組態Q4(4Al)的矽與四個鋁氧基連接。換句話說,在Qn(mAl)中,n係矽原子的鍵結數量,而m係矽原子透過氧原子再與鋁原子鍵結的數量,其中,n可為4,而m可為0、1、2、3或4。
在一些實施方式中,第零組態Q4(0Al)的矽可為如下述結構式(1)的結構,其中,R為直鏈或支鏈的烷基或氫原子。
Figure 108139118-A0101-12-0006-1
在一些實施方式中,第一組態Q4(1Al)的矽可為如下述結構式(2)的結構,其中,R為直鏈或支鏈的烷基或氫原子。
Figure 108139118-A0101-12-0007-2
在一些實施方式中,第二組態Q4(2Al)、第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽可為如下述結構式(3)的結構。在結構式(3)中,標示為Q4(1Al)的矽為第一組態Q4(1Al),標示為Q4(2Al)的矽為第二組態Q4(2Al),標示為Q4(3Al)的矽為第三組態Q4(1Al),標示為Q4(4Al)的矽為第四組態Q4(4Al)。其中,R可為直鏈或支鏈的烷基或氫原子。
Figure 108139118-A0101-12-0007-3
在第一保護層120的矽酸鋁中,第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)及第二組態Q4(2Al)的矽的總含量。應瞭解 到,本文中所指的「含量」係指「莫耳數」。值得注意的是,在一般狀況下,三氧化二鋁(Al2O3)的耐水氧性質較二氧化矽(SiO2)佳,因此以第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽為主的矽酸鋁可使得第一保護層120中三氧化二鋁(Al2O3)的比例提升,而讓第一保護層120具有較佳的保護力(即具有較佳的耐水氧性質),進而大幅提升包覆於第一保護層120中之發光核心110的耐受性。
在一些實施方式中,以矽酸鋁的矽的總含量為100%計,第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於80%。舉例來說,第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量可為85%、90%、95%或99%。在另一些實施方式中,第四組態Q4(4Al)的矽的含量大於第三組態Q4(3Al)的矽的含量。在其他實施方式中,第四組態Q4(4Al)的矽的含量大於第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)、第二組態Q4(2Al)及第三組態Q4(3Al)的矽的總含量。
另一方面,在第一保護層120的矽酸鋁的複數個鋁中,各個鋁分別為第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si)中之一者。詳細而言,第三組態q3(3Si)的鋁與三個矽氧基連接,第四組態q4(4Si)的鋁與四個矽氧基連接。換句話說,在qn(mSi)中,n係鋁原子的鍵結數量,而m係鋁原子透過氧原子再與矽原子鍵結的數量,其中,n可為3或4,而m可為3或4。
在一些實施方式中,第三組態q3(3Si)的鋁可為如下述結構式(4)的結構,其中,R為直鏈或支鏈的烷基或氫原子。
Figure 108139118-A0101-12-0009-4
在一些實施方式中,第四組態q4(4Si)的鋁可為如下述結構式(5)的結構。在結構式(5)中,標示為q3(3Si)的鋁為第三組態q3(3Si),標示為q4(4Si)的鋁為第四組態q4(4Si)。其中,R可為直鏈或支鏈的烷基或氫原子。
Figure 108139118-A0101-12-0009-5
在一些實施方式中,第四組態q4(4Si)的鋁的含量大於第三組態q3(3Si)的鋁的含量。在另一些實施方式中,以矽酸鋁的鋁的總含量為100%計,以矽酸鋁的鋁的總含量為100%計,第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si)的鋁的總含量大於80%。舉例來說,第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si) 的鋁的總含量可為85%、90%、95%或99%。
由於第一保護層120可保護發光核心110免於受到外界物質的損害(例如氧氣及水氣破壞),因此使得波長轉換物質100可具有良好的發光壽命。特別的是,第一保護層120的矽酸鋁具有特定組態之矽與特定組態之鋁的組成,故可達到優於一般保護層的保護功效。
在一些實施方式中,發光核心110包含量子點材料。舉例來說,量子點材料包含CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、CsPbX3或Cs4PbX6,其中,X為 氯、溴、碘或其組合。
在一些實施方式中,量子點材料的表面除了被第一保護層120包覆外,更可包含其他修飾性處理,例如配位基交換處理、微乳化處理、有機材料包覆、無機材料包覆、受介孔顆粒孔隙包覆或上述之組合。經修飾性處理後的量子點材料可具有較良好的發光壽命。
舉例來說,有機材料包覆所使用的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚間苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)、聚乙酸乙烯酯(polyvinyl acetate,PVAC)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚醯胺(polyamide,PA)、聚羧酸酯(polycarbonate,PC)、聚醯亞胺(polyimide,PI)、環氧樹脂(epoxy)或矽膠(silicone)。此外,無機材料包覆所使用的材料包含氮化物、金屬氧化物、矽氧化物或上述之組合。
在一些實施方式中,發光核心110包含螢光粉材料。舉例來說,螢光粉材料包含Y3Al5O12(YAG)、LuYAG、GaYAG、SrS:Eu2+、SrGa2S4:Eu2+、ZnS:Cu+、ZnS:Ag+、Y2O2S:Eu2+、La2O2S:Eu2+、Gd2O2S:Eu2+、SrGa2S4:Ce3+,ZnS:Mn2+、SrS:Eu2+、CaS:Eu2+、(Sr1-xCax)S:Eu2+、Ba2SiO4:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、(Mg,Ca,Sr,Ba)3Si2O7:Eu2+、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+、 (Mg,Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)SixOyNz:Eu2+、(Ca,Mg,Y)SiwAlxOyNz:Ce2+、Ca2Si5N8:Eu2+、(Ca,Mg,Y)SiwAlxOyNz:Eu2+、K2GeF6:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、Sr(LiAl3N4):Eu2+、Si6-nAlnOnN8-n(n=0-4.2):Eu2或上述之組合。
在一些實施方式中,螢光粉材料的表面除了被第一保護層120包覆外,更可包含其他修飾性處理,例如有機材料包覆、無機材料包覆或上述之組合。經修飾性處理後的螢光粉材料可具有較良好的發光壽命。
舉例來說,有機材料包覆所使用的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙酸乙烯酯包覆、聚丙烯、聚醯胺、聚羧酸酯、聚醯亞胺、環氧樹脂或矽膠。此外,無機材料包覆使用的材料包含氮化物、金屬氧化物、矽氧化物或上述之組合。
第2圖繪示根據本揭露另一實施方式之波長轉換物質200的剖面示意圖。波長轉換物質200與第1圖之波長轉換物質100不同之處在於:波長轉換物質200更包含第二保護層130。第二保護層130包覆第一保護層120。在一些實施方式中,第二保護層130可包含有機材料,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環氧樹脂、矽氧樹脂。在另一些實施方式中,第二保護層130可包含無機材料,例如二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、 氮化硼(BN)或氧化鋅(ZnO)。
由於第二保護層130亦可保護發光核心110免於受到外界因素的損害(例如氧氣及水氣破壞),因此使得波長轉換物質200具有較良好的發光壽命。在一些實施方式中,第一保護層120與第二保護層130的配置可以互換。也就是說,第二保護層130包覆發光核心110,而第一保護層120包覆第二保護層130。
第3A圖繪示根據本揭露一實施方式之發光裝置300a的側視示意圖。發光裝置300a包含電路板302、固態半導體發光元件310以及波長轉換膜320,其中固態半導體發光元件310位於電路板302上,且波長轉換膜320中包含波長轉換物質322。在一些實施方式中,固態半導體發光元件310可為發光二極體,例如發光二極體晶片或含有發光二極體晶片的封裝結構。此外,波長轉換物質322可為第1圖之波長轉換物質100或第2圖之波長轉換物質200,也就是說,波長轉換物質322可包含量子點或螢光粉。固態半導體發光元件310用以發出第一光線330,而波長轉換物質322吸收部分的第一光線330,並發出不同於第一光線330之波長的第二光線340。舉例來說,當固態半導體發光元件310為藍光發光二極體晶片或含有藍光發光二極體晶片的封裝結構,且波長轉換物質322含有紅、綠量子點(或紅、綠螢光粉)時,紅、綠量子點(或紅、綠螢光粉)可將固態半導體發光元件310所發出之部分藍光轉為紅光及綠光。隨後,紅光、綠光以及未經紅、綠量子點轉換的藍光混合為白光,並由發光裝置300a射出。舉例來說,當固態半 導體發光元件310為藍光發光二極體晶片或含有藍光發光二極體晶片的封裝結構,且波長轉換物質322為YAG(Y3Al5O12:Ce)黃色螢光粉時,YAG黃色螢光粉可將固態半導體發光元件310所發出之部分藍光轉為黃光。隨後,黃光以及未經YAG黃色螢光粉轉換的藍光混合為白光,並由發光裝置300a射出。
第3B圖繪示根據本揭露另一實施方式之發光裝置300b的側視示意圖。發光裝置300b包含反射杯壁304、一組導電支架306(例如:正、負導電支架306)、固態半導體發光元件310、可透光膠材312以及波長轉換物質322。固態半導體發光元件310可為發光二極體晶片,位於導電支架306上,並透過導線308電性連接正、負導電支架306。反射杯壁304圍繞發光二極體晶片並形成容置空間SP,而波長轉換物質322與可透光膠材312混合並填充於反射杯壁304的容置空間SP中。波長轉換物質322可為第1圖之波長轉換物質100或第2圖之波長轉換物質200,也就是說,波長轉換物質322可包含量子點或螢光粉(例如,紅、綠量子點、紅、綠螢光粉或YAG螢光粉)。固態半導體發光元件310所發出的光線與量子點或螢光粉之間的作用如上段所述,於此便不重覆贅述。
本揭露提供實施例1以及比較例1。實施例1係使用本揭露的第一保護層120包覆量子點材料CdSe所形成的波長轉換物質,且實施例1的結構如第1圖所示。比較例1係未使用任何保護層包覆量子點材料CdSe所形成的波長轉 換物質。
第4圖繪示不同組態之矽的29Si核磁共振頻譜的化學位移(chemical shift)參考值。第5圖繪示本揭露之實施例1的波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜。透過對照第4圖及第5圖可進一步瞭解本揭露之實施例1的第一保護層120的組成,以下將詳細說明。
首先請參閱第4圖,在29Si核磁共振頻譜中,第零組態Q4(0Al)的矽的化學位移值約在-100ppm至-118ppm,第一組態Q4(1Al)的矽的化學位移值約在-94ppm至-106ppm,第二組態Q4(2Al)的矽的化學位移值約在-90ppm至-100ppm,第三組態Q4(3Al)的矽的化學位移值約在-84ppm至-95ppm,第四組態Q4(4Al)的矽的化學位移值約在-80ppm至-93ppm。在上述的化學位移值的範圍中,可能包含約正負3.0ppm的誤差。舉例來說,第零組態Q4(0Al)的矽的化學位移值可能約在-97ppm至-121ppm。
接著請參閱第5圖。在29Si核磁共振頻譜中,第一保護層120的矽酸鋁中各個矽的波峰的化學位移值約在-70ppm至-120ppm,且約在-80ppm至-95ppm具有最明顯的峰值。由此可知,本揭露之實施例1的第一保護層120確實主要是由第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽所組成。此外,在29Si核磁共振頻譜中,本揭露之實施例1的波長轉換物質約在-84ppm至-95ppm中具有第三組態Q4(3Al)的矽的波峰,約在-80ppm至-93ppm中具有第四組態 Q4(4Al)的矽的波峰。另外,將各組態對應之化學位移值範圍的面積積分後,可得知本揭露之實施例1的第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)及第二組態Q4(2Al)的矽的總含量。
第6圖繪示不同組態之鋁的27Al核磁共振頻譜的化學位移(chemical shift)參考值。第7圖繪示根據本揭露之實施例1的波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜。透過對照第6圖及第7圖可進一步瞭解本揭露之實施例1的第一保護層120的組成,以下將詳細說明。
首先請參閱第6圖,在27Al核磁共振頻譜中,第三組態q3(3Si)的鋁的化學位移值約在72ppm至82ppm,第四組態q4(4Si)的鋁的化學位移值約在50ppm至70ppm。在上述的化學位移值的範圍中,可能包含約正負3.0ppm的誤差。舉例來說,第三組態q3(3Si)的鋁的化學位移值可能約在69ppm至85ppm。
接著請參閱第7圖。在27Al核磁共振頻譜中,第一保護層120的矽酸鋁中各個鋁的波峰的化學位移值約在40ppm至80ppm。此外,在27Al核磁共振頻譜中,本揭露之實施例1的波長轉換物質約在50ppm至80ppm中具有第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si)的鋁的波峰。應瞭解到,在本揭露之第一保護層120的27Al核磁共振頻譜中,化學位移值約在5ppm至6ppm處為水分子所造成的訊號。
第8圖繪示根據本揭露之實施例1之波長轉換物 質與比較例1之波長轉換物質的亮度-時間關係圖。一般而言,發光元件的壽命係由L50來評估,其中,L50為發光元件的亮度衰減至原來的50%時所需的時間。請參閱第8圖,曲線L1為本揭露之實施例1的波長轉換物質的亮度隨時間變化的趨勢線,而曲線L2為比較例1之波長轉換物質的亮度隨時間變化的趨勢線。由第8圖可知,本揭露之實施例1的波長轉換物質的亮度隨時間衰退幅度小,且在經歷約504個小時的發光後,依舊可維持約90%的亮度;相對地,比較例1之波長轉換物質的亮度隨時間衰退幅度大,且在經歷約336個小時的發光後,僅剩約75%的亮度。
第9圖繪示根據本揭露之實施例1的波長轉換物質的發光強度-波長關係圖。第10圖繪示比較例1的波長轉換物質的發光強度-波長關係圖。同時參閱第9圖及第10圖可知,本揭露之實施例1的波長轉換物質在經歷約168小時的發光後,各個波長範圍的發光強度的衰退幅度極小;相對地,比較例1的波長轉換物質在經歷約168小時的發光後,各個波長範圍的發光強度的衰退幅度較大。詳細而言,在約620nm至650nm之間,比較例1的波長轉換物質的發光強度衰退幅度較大,而本揭露之實施例1的波長轉換物質的發光強度衰退則相對較小。此結果顯示第一保護層120除了可使波長轉換物質的發光壽命增加外,亦可以維持波長轉換物質在長時間運作下所發出之顏色的一致性。
本揭露提供一種波長轉換物質,具有良好的發光壽命,且在長時間的發光下,依舊可維持良好的亮度。由於保 護層可保護發光核心免於受到外界物質的損害(例如氧氣及水氣破壞),因此波長轉換物質可具有良好的發光壽命。特別的是,保護層的矽酸鋁具有特定組態之矽與特定組態之鋁的組成,故可達到優於一般保護層的保護功效。值得注意的是,本揭露的保護層不僅適用於量子點材料,亦適用於螢光粉材料。此外,本揭露亦提供一種包含上述波長轉換物質的發光裝置,其具有良好的信賴性。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧波長轉換物質
110‧‧‧發光核心
120‧‧‧第一保護層

Claims (13)

  1. 一種波長轉換物質,包含:
    一發光核心;以及
    一第一保護層,包覆該發光核心,其中該第一保護層包含矽酸鋁,在該矽酸鋁的複數個矽中,各該矽分別為第零組態Q4(0Al)、第一組態Q4(1Al)、第二組態Q4(2Al)、第三組態Q4(3Al)及第四組態Q4(4Al)中之一者,該第零組態Q4(0Al)的矽未與鋁氧基連接,該第一組態Q4(1Al)的矽與一個鋁氧基連接,該第二組態Q4(2Al)的矽與兩個鋁氧基連接,該第三組態Q4(3Al)的矽與三個鋁氧基連接,該第四組態Q4(4Al)的矽與四個鋁氧基連接,且該第三組態Q4(3Al)及該第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於該第零組態Q4(0Al)、該第一組態Q4(1Al)及該第二組態Q4(2Al)的矽的總含量。
  2. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中以該矽酸鋁的矽的總含量為100%計,該第三組態Q4(3Al)及該第四組態Q4(4Al)的矽的總含量大於80%。
  3. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中在該波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,約在-70ppm至-120ppm具有該矽酸鋁的各該矽的波峰,且在該波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜中,約在40ppm至80ppm具有該矽酸鋁的複數個鋁中的各該鋁的波峰。
  4. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中在該波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,約在-84ppm至-95ppm中具有該第三組態Q4(3Al)的波峰,約在-80ppm至-93ppm中具有該第四組態Q4(4Al)的波峰。
  5. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中在該矽酸鋁的複數個鋁中,各該鋁分別為第三組態q3(3Si)及第四組態q4(4Si)中之一者,該第三組態q3(3Si)的鋁與三個矽氧基連接,該第四組態q4(4Si)的鋁與四個矽氧基連接,且在該波長轉換物質的27Al核磁共振頻譜中,約在50ppm至80ppm具有該第三組態q3(3Si)及該第四組態q4(4Si)的波峰。
  6. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中該發光核心包含一量子點材料。
  7. 如請求項6所述之波長轉換物質,其中該量子點材料的表面可經修飾性處理,該修飾性處理包含配位基交換處理、微乳化處理、有機材料包覆、無機材料包覆、受介孔顆粒孔隙包覆或上述之組合。
  8. 如請求項1所述之波長轉換物質,其中該發光核心包含一螢光粉材料。
  9. 如請求項8所述之波長轉換物質,其中該螢光粉材料的表面可經修飾性處理,該修飾性處理包含有機材料包覆、無機材料包覆或上述之組合。
  10. 如請求項7或9之任一者所述之波長轉換物質,其中該有機材料包覆所用的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚間苯二甲酸乙二酯(PEN)、聚苯乙烯(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙酸乙烯酯(PVAC)、聚丙烯(PP)、聚醯胺(PA)、聚羧酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)或上述之組合。
  11. 如請求項7或9之任一者所述之波長轉換物質,其中該無機材料包覆所用的材料包含氮化物、金屬氧化物、矽氧化物或上述之組合。
  12. 一種發光裝置,包含:
    一固態半導體發光元件,用以發出一第一光線;以及
    如請求項1至9之任一者所述之波長轉換物質,吸收部分該第一光線,且發出不同於該第一光線之波長的一第二光線。
  13. 如請求項12所述之發光裝置,其中該固態半導體發光元件為一發光二極體。
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