TWI808178B - 波長轉換物質及發光裝置 - Google Patents
波長轉換物質及發光裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI808178B TWI808178B TW108117555A TW108117555A TWI808178B TW I808178 B TWI808178 B TW I808178B TW 108117555 A TW108117555 A TW 108117555A TW 108117555 A TW108117555 A TW 108117555A TW I808178 B TWI808178 B TW I808178B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- configuration
- silicon
- wavelength conversion
- light
- coating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/851—Wavelength conversion means
- H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
- H10H20/8512—Wavelength conversion materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
- C09K11/881—Chalcogenides
- C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
- H10H20/812—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions within the light-emitting regions, e.g. having quantum confinement structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/851—Wavelength conversion means
- H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/851—Wavelength conversion means
- H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
- H10H20/8512—Wavelength conversion materials
- H10H20/8513—Wavelength conversion materials having two or more wavelength conversion materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/852—Encapsulations
- H10H20/854—Encapsulations characterised by their material, e.g. epoxy or silicone resins
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
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,其中第一保護層包含二氧化矽,在二氧化矽的複數個矽中,各該矽分別為第零組態(Q0)、第一組態(Q1)、第二組態(Q2)、第三組態(Q3)及第四組態(Q4)中之一者,第零組態(Q0)的矽未與矽氧基連接,第一組態(Q1)的矽與一個矽氧基連接,第二組態(Q2)的矽與兩個矽氧基連接,第三組態(Q3)的矽與三個矽氧基連接,第四組態(Q4)的矽與四個矽氧基連接,其中第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量。
Description
本發明係關於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,應用在發光二極體上,可吸收發光二極體晶片的光線並發出其他顏色的光,之後混合成所需的光色。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、或是提供做為顯示器的像素。
然而,波長轉換物質量子點易受氧氣及水氣破壞,這導致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損害,藉此提高波長轉換物質的信賴性。
根據本揭露的一態樣,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,其中第一保護層包含二氧化矽,在二氧化矽的複數個矽中,各該矽分別為第零組態(Q0)、第一組態(Q1)、第二組態(Q2)、第三
組態(Q3)及第四組態(Q4)中之一者,第零組態(Q0)的矽未與矽氧基連接,第一組態(Q1)的矽與一個矽氧基連接,第二組態(Q2)的矽與兩個矽氧基連接,第三組態(Q3)的矽與三個矽氧基連接,第四組態(Q4)的矽與四個矽氧基連接,其中第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量。
根據本發明一或多個實施方式,以二氧化矽的矽的總含量為100%計,第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於80%。
根據本發明一或多個實施方式,波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,在-95~-105ppm中具有第三組態(Q3)的波峰,在-105~-115ppm中具有第四組態(Q4)的波峰。
根據本發明一或多個實施方式,發光核心包含量子點材料。
根據本發明一或多個實施方式,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。
根據本發明一或多個實施方式,光學發光核心包含一螢光粉材料。
根據本發明一或多個實施方式,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。
根據本發明一或多個實施方式,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)或矽膠(silicone)。
根據本發明一或多個實施方式,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。
根據本揭露的一態樣,發光裝置包含固態半導體發光元件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。
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
L1、L2、L3‧‧‧曲線
300‧‧‧發光裝置
310‧‧‧固態半導體發光元件
320‧‧‧波長轉換物質
330‧‧‧第一光線
340‧‧‧第二光線
當結合隨附圖式閱讀時,自以下詳細描述將很好地理解本揭露。應強調,根據工業中的標準實務,各特徵並非按比例繪製且僅用於說明之目的。事實上,為了論述清晰之目的,可任意增加或減小特徵之尺寸。
第1圖繪示根據本發明一些實施例的波長轉換物質100的剖面示意圖。
第2圖繪示根據本發明一些實施例的波長轉換物質200的剖面示意圖。
第3圖繪示根據本發明一些實施例的發光裝置300。
第4圖係本發明的實施例1的第一保護層120的29Si核磁共振頻譜。
第5圖係本發明的實施例2的第一保護層120的29Si核磁共振頻譜。
第6圖係比較例1的第一保護層的29Si核磁共振頻譜。
第7圖繪示本發明的實施例1的亮度對時間圖。
第8圖繪示比較例2的亮度對時間圖。
第9圖繪示比較例1的亮度對時間圖。
第10圖係本發明的實施例1的波長轉換物質的發光強度對波長圖。
第11圖係比較例1的波長轉換物質的發光強度對波長圖。
以下揭示內容提供許多不同實施例或示例,用於實施本發明之不同特徵。下文描述組件及排列之特定實例以簡化本揭露書的內容。當然,該等實例僅為示例且並不意欲為限制性。舉例來說,在以下描述中,第一特徵形成於第二特徵上或之上包含第一特徵與第二特徵直接接觸的實施例,亦可以包含第一特徵與第二特徵未直接接觸的實施例。
此外,本發明可在各實例中重複元件符號及/或字母。此重複係為了簡化,並不指示所論述之各實施例及/或配置之間的關係。再者,在本發明中,以下的特徵形成於、連接至及/或耦合至另一個特徵可以包含特徵形成直接
接觸的實施例,亦可以包含另外的特徵插入形成的特徵的實施例,以使特徵並未直接接觸。進一步地,為了便於描述,本文可使用空間相對性用語(諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及類似者)來描述諸圖中所圖示一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)之關係。空間相對性用語意欲包含元件在使用或操作中之不同定向。
本發明提供一種波長轉換物質,具有優秀的發光壽命,在長時間發光中,依舊維持良好的亮度。
請參考第1圖,其繪示根據本發明一些實施例的波長轉換物質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。發光核心110包含量子點材料或螢光粉材料。
第一保護層120包覆發光核心110,其中第一保護層120包含二氧化矽。值得注意的是,第一保護層120的二氧化矽包含複數個矽,各個矽分別為第零組態(Q0)、第一組態(Q1)、第二組態(Q2)、第三組態(Q3)及第四組態(Q4)中之一者。詳細而言,第零組態(Q0)的矽未與矽氧基連接,第一組態(Q1)的矽與一個矽氧基連接,第二組態(Q2)的矽與兩個矽氧基連接,第三組態(Q3)的矽與三個矽氧基連接,第四組態(Q4)的矽與四個矽氧基連接。也就是說,在Qn中,n係矽原子透過氧再與另一矽原子鍵結的數目,n可以為0、1、2、3或4。
在一些實施例中,本發明的二氧化矽可以使用
矽前驅物製成,例如矽氧前驅物或四乙氧基矽烷。
舉例來說,第零組態(Q0)的矽可以為矽前驅物(如上述之四乙氧基矽烷),含有如上述結構式(2)的結構。在結構式(1)及結構式(2)中,矽並未透過氧再與另一個矽原子連接,因此結構式(1)及結構式(2)中的矽為第零組態(Q0)。
在一些實施例中,第一組態(Q1)的矽可以含有如下述結構式(4):
在結構式(4)中,標示為Q1的矽為第一組態(Q1),其與一個矽氧基連接。換句話說,第一組態(Q1)的矽透過一個氧原子而與另一個矽連接。第一組態(Q1)是一個鏈狀結構。
在一些實施例中,第二組態(Q2)、第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽可以如結構式(5)所示:
在結構式(5)中,標示為Q2的矽為第二組態(Q2),標示為Q3的矽為第三組態(Q3),標示為Q4的矽為第四組態(Q4)。值得注意的是,第二組態(Q2)是一個長鏈狀結構,第三組態(Q3)和第四組態(Q3)是網狀結構。除了上述的矽及氧外,
結構中的其他官能基可以根據製作二氧化矽的前驅物而有不同。
在本發明的第一保護層120的二氧化矽中,第三組態(Q3)及該第四組態(Q4)的矽的總含量大於該第零組態(Q0)、該第一組態(Q1)及該第二組態(Q2)的矽的總含量。由於第一保護層120的二氧化矽主要是網狀結構的第三組態(Q3)及第四組態(Q4)為主,受包覆的量子點材料可大幅提升耐受性。
在一些實施例中,以二氧化矽的矽的總含量為100%計,第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於80%,例如85%、90%、95%或99%。在另一些實施例中,第四組態(Q4)的矽的含量大於第三組態(Q3)的矽的含量。在某些實施例中,在二氧化矽中,第四組態(Q4)的矽的含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)、第二組態(Q2)及第三組態(Q3)的矽的總含量。
本發明的第一保護層可以保護發光核心避免受到外界因素的損傷(例如氧氣及水氣破壞),因此波長轉換物質具有優秀的發光壽命。特別的是,本發明的第一保護層的二氧化矽具有特定組態的矽的組成,可以達到優於一般保護層的保護功效。
在一些實施例中,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。
此外,在某些實施例中,量子點材料的表面除了被第一保護層包覆外,更可含其他種修飾性處理,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具有更優秀的發光壽命。
進一步說明,上述的有機材料包覆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)。
上述的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。
在另一些實施例中,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、Ba2SiO4:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、(Mg,Ca,Sr,Ba)3Si2O7:Eu2+、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+、(Mg,Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+、Sr(LiAl3N4):Eu2+、Si6-nAlnOnN8-n(n=0-4.2):Eu2、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+、(Ca,Mg,Y)SiwAlxOyNz:Ce2+、Ca2Si5N8:Eu2+、(Ca,Mg,Y)SiwAlxOyNz:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)SixOyNz:Eu2+)、K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+或K2GeF6:Mn4+。
在一些實施例中,螢光粉材料的表面除了被第一保護層包覆外,更可含其他種修飾性處理,例如螢光粉表面被有機材料包覆、無機材料包覆,或有機材料與無機材料
包覆。如同上述,有機材料包覆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。而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。
請參考第2圖,其繪示根據本發明一些實施例的波長轉換物質200的剖面示意圖。在一些實施例中,不同於波長轉換物質100,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。第二保護層130可以包含有機材料或無機材料,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、TiO2、SiO2、BN或ZnO。
由於第二保護層130亦可以保護發光核心110,避免發光核心110受到外界物質(例如氧氣或水氣)的損傷,因此波長轉換物質200具有更優秀的發光壽命。如同上述,發光核心110可以由有機材料或無機材料包覆。因此在另一些實施例中,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。
此外,請參考第3圖,其繪示根據本發明一些實施例的發光裝置300。發光裝置300包含固態半導體發光元件310以及波長轉換物質320。波長轉換物質320可以為上述之波長轉換物質100或波長轉換物質200。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320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。在一些實施例中,發光裝置300可為白光裝置,應用在照明或是顯示器的背光。在一些實施例中,發光裝置300可發出紅光或藍光或綠光,應用在多種領域上。
在一些實施例中,固態半導體發光元件310可以為有機發光二極體、無機發光二極體或有機無機發光二極體。
本揭露亦提供根據本發明的一些實施例以及比較例。實施例1係使用本發明的第一保護層包覆量子點材料。實施例2係使用本發明的第一保護層包覆螢光粉材料。比較例1係使用習知的保護層包覆量子點材料。比較例2的量子點材料不包含保護層。
請參考第4圖,其係本發明的實施例1的第一保護層120的29Si核磁共振頻譜。實施例1的結構如第1圖所示,係使用本發明的第一保護層包覆量子點材料。
在29Si核磁共振頻譜中,第零組態(Q0)的矽的化學位移值(chemical shift)為約-73ppm至約-85ppm,第一組態(Q1)的矽的化學位移值為約-81ppm至約-90ppm,第二組態(Q2)的矽的化學位移值為約-90ppm至約-95ppm,第三組態(Q3)的矽的化學位移值為約-98ppm至約-104ppm,第四組態(Q4)的矽的化學位移值為約-108ppm至約-111ppm。在上述的化學位移值的範圍中,可能包含正負3.0ppm的誤差。舉例來說,第零組態(Q0)的矽的
化學位移值可能為約-70ppm至約-88ppm。
因此,由第4圖可知,本發明的實施例1的第一保護層120確實主要由第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽所組成。將各組態對應的範圍的面積積分後,可以得知本發明的第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量。而且,在29Si核磁共振頻譜中,本發明的波長轉換物質在-95~-105ppm中具有第三組態(Q3)的矽的波峰,在-105~-115ppm中具有第四組態(Q4)的矽的波峰。
請參考第5圖,其係實施例2的第一保護層的29Si核磁共振頻譜。實施例2的結構如第1圖所示,係使用本發明的第一保護層包覆螢光粉材料。由第5圖可知,實施例2的第一保護層亦主要由第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽所組成。因此,無論第一保護層包覆量子點材料或螢光粉材料,皆可以達到第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量。換句話說,本發明的第一保護層可以適用於量子點材料,亦可以適用於螢光粉材料。
請參考第6圖,其係比較例1的第一保護層的29Si核磁共振頻譜。比較例1的第一保護層的第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的含量明顯較少。將各組態對應的範圍的面積積分後,可以發現比較例1的第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量大於第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量。
接著請參考第7圖,其繪示本發明的實施例1的亮度對時間圖。一般而言,發光元件的壽命係由L50來評估,L50即發光元件的亮度衰減至原來的50%時的時間。實施例1在不同電流下的衰退幅度小,其中電流為5mA通電時,在3000小時後依舊維持大於約80%的亮度。曲線L1為根據實施例1在5mA的電流下的數據的趨勢線,可以發現曲線L1的L50超過8000小時。
比較例2的量子點材料不包含保護層。請參考第8圖,其繪示比較例2的亮度對時間圖。從第8圖可以看出,雖然在前50小時的亮度衰退幅度小,但是超過50小時後,亮度衰退速度極快。在電流為5mA的情況下,500小時後的亮度僅剩下約70%。曲線L2為根據比較例2在5mA的電流下的數據的趨勢線,曲線L2的L50僅有1000小時左右。
比較例1係使用習知的保護層包覆量子點材料。請參考第9圖,其繪示比較例1的亮度對時間圖。相較於實施例1,可以發現比較例1在不同電流下的衰退幅度較大。在5mA的電流的情況下,在500小時後僅剩下75%左右的亮度。曲線L3為根據比較例1在5mA的電流下的數據的趨勢線,曲線L3的L50亦僅有1500小時左右。
從第7圖及第9圖可以得知,使用本發明的第一保護層,確實可以大幅增加波長轉換物質的發光壽命。因為第一保護層的第三組態(Q3)及第四組態(Q4)的矽的總含量大於第零組態(Q0)、第一組態(Q1)及第二組態(Q2)的矽的總含量,可以更有效的保護發光核心,避免受到外界因素損
傷。
第10圖係本發明的實施例1的波長轉換物質的發光強度對波長圖。第11圖係比較例1的波長轉換物質的發光強度對波長圖。請同時參考第10圖及第11圖,可以發現實施例1在1300多個小時發光之後,各個波長範圍的發光強度的衰退幅度極小,而比較例1在500小時發光之後,各個波長衰退幅度較大。詳細而言,在500nm至550nm之間,比較例1的發光強度衰退幅度較大,而實施例1的發光強度衰退則相對較小。此結果顯示本發明除了可以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的顏色。
本發明提供一種波長轉換物質,可以大幅增加波長轉換物質的發光壽命。詳細而言,本發明的波長轉換物質具有第一保護層,第一保護層具有特定的矽組態配置,使得第一保護層的保護功效更優秀。值得注意的是,本發明的第一保護層不僅適用於量子點材料,亦適用於螢光粉材料。此外,本發明亦提供一種發光裝置,包含上述的波長轉換物質。
上文概述若干實施例或示例之特徵,使得熟習此項技術者可更好地理解本發明之態樣。熟習此項技術者應瞭解,可輕易使用本發明作為基礎來設計或修改其他製程及結構,以便實施本文所介紹之實施例的相同目的及/或實現相同優點。熟習此項技術者亦應認識到,此類等效結構並未脫離本發明之精神及範疇,且可在不脫離本發明之精神及範
疇的情況下產生本文的各種變化、替代及更改。
100‧‧‧波長轉換物質
110‧‧‧發光核心
120‧‧‧第一保護層
Claims (10)
- 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二氧化矽,在該二氧化矽的複數個矽中,各該矽分別為第零組態(Q0)、第一組態(Q1)、第二組態(Q2)、第三組態(Q3)及第四組態(Q4)中之一者,該第零組態(Q0)的矽未與矽氧基連接,該第一組態(Q1)的矽與一個矽氧基連接,該第二組態(Q2)的矽與兩個矽氧基連接,該第三組態(Q3)的矽與三個矽氧基連接,該第四組態(Q4)的矽與四個矽氧基連接,其中該第三組態(Q3)及該第四組態(Q4)的矽的總含量大於該第零組態(Q0)、該第一組態(Q1)及該第二組態(Q2)的矽的總含量。
- 如請求項1所述之波長轉換物質,其中以該二氧化矽的矽的總含量為100%計,該第三組態(Q3)及該第四組態(Q4)的矽的總含量大於80%。
- 如請求項1所述之波長轉換物質,其中該波長轉換物質的29Si核磁共振頻譜中,在-95~-105ppm中具有該第三組態(Q3)的波峰,在-105~-115ppm中具有該第四組態(Q4)的波峰。
- 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。
- 如請求項4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。
- 如請求項1所述之波長轉換物質,其中該光學發光核心包含一螢光粉材料。
- 如請求項6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。
- 如請求項5或7之任一項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)或矽膠(silicone)。
- 如請求項5或7之任一項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。
- 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;以及一如申請專利範圍第1至9項之任一項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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108117555A TWI808178B (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 波長轉換物質及發光裝置 |
| CN201910671701.0A CN111978946B (zh) | 2019-05-21 | 2019-07-24 | 波长转换物质及发光装置 |
| US16/687,634 US11355675B2 (en) | 2019-05-21 | 2019-11-18 | Wavelength converting material, and light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108117555A TWI808178B (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 波長轉換物質及發光裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202043431A TW202043431A (zh) | 2020-12-01 |
| TWI808178B true TWI808178B (zh) | 2023-07-11 |
Family
ID=73437574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108117555A TWI808178B (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 波長轉換物質及發光裝置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11355675B2 (zh) |
| CN (1) | CN111978946B (zh) |
| TW (1) | TWI808178B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102873444B1 (ko) * | 2019-09-23 | 2025-10-20 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치, 이에 구비되는 도광판 및 그 제조 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201132740A (en) * | 2009-09-25 | 2011-10-01 | Panasonic Elec Works Co Ltd | Wavelength converting particle, wavelength converting member including same, and light-emitting device |
| TW201610095A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-03-16 | 皇家飛利浦有限公司 | 具有經改良量子效率之經二氧化矽塗覆之量子點 |
| TWI534241B (zh) * | 2011-11-07 | 2016-05-21 | 信越化學工業股份有限公司 | A fluorescent light-filled high-wavelength conversion sheet, a method of manufacturing the same, and a light-emitting semiconductor device |
| TW201819488A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-06-01 | Sumitomo Chemical Co | 波長轉換薄片、層合體及發光裝置、以及波長轉換薄片的製造方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6819845B2 (en) * | 2001-08-02 | 2004-11-16 | Ultradots, Inc. | Optical devices with engineered nonlinear nanocomposite materials |
| CN101117578B (zh) * | 2007-08-14 | 2012-05-02 | 四川大学 | 聚合物复合稀土长余辉发光材料及其制备方法和应用 |
| WO2009139939A2 (en) * | 2008-02-22 | 2009-11-19 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Hybrid nanoparticles as anti-cancer therapeutic agents and dual therapeutic/imaging contrast agents |
| CN103619991B (zh) * | 2011-06-29 | 2016-08-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 包括涂料的发光材料颗粒和包括该发光材料的光照设备 |
| WO2013082516A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Surface-passivated silicon quantum dot phosphors |
| CN102531580B (zh) | 2011-12-14 | 2014-01-29 | 同济大学 | 一种利用铝硅复合氧化物包覆纳米钛酸锶钡介质储能材料及其制备方法 |
| CN107250912B (zh) * | 2015-02-27 | 2021-06-22 | 默克专利有限公司 | 光敏组合物和色彩转换膜 |
| TWI598429B (zh) | 2015-11-30 | 2017-09-11 | 隆達電子股份有限公司 | 波長轉換材料及其應用 |
| DE102016104194A1 (de) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Osram Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Leuchtstoffpartikeln mit einer Schutzschicht und Leuchtstoffpartikel mit einer Schutzschicht |
| CN107541203B (zh) * | 2016-06-27 | 2020-04-10 | 上海交通大学 | 金属氧化物/二氧化硅包覆或包裹的量子点及其制备方法 |
| TWI623606B (zh) | 2017-02-15 | 2018-05-11 | 聚和國際股份有限公司 | 無機鈣鈦礦量子點配方及其製備方法 |
| TWI650398B (zh) * | 2017-12-08 | 2019-02-11 | Chi Mei Corporation | 發光材料與應用之顯示裝置 |
-
2019
- 2019-05-21 TW TW108117555A patent/TWI808178B/zh active
- 2019-07-24 CN CN201910671701.0A patent/CN111978946B/zh active Active
- 2019-11-18 US US16/687,634 patent/US11355675B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201132740A (en) * | 2009-09-25 | 2011-10-01 | Panasonic Elec Works Co Ltd | Wavelength converting particle, wavelength converting member including same, and light-emitting device |
| TWI534241B (zh) * | 2011-11-07 | 2016-05-21 | 信越化學工業股份有限公司 | A fluorescent light-filled high-wavelength conversion sheet, a method of manufacturing the same, and a light-emitting semiconductor device |
| TW201610095A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-03-16 | 皇家飛利浦有限公司 | 具有經改良量子效率之經二氧化矽塗覆之量子點 |
| TW201819488A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-06-01 | Sumitomo Chemical Co | 波長轉換薄片、層合體及發光裝置、以及波長轉換薄片的製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200373467A1 (en) | 2020-11-26 |
| CN111978946A (zh) | 2020-11-24 |
| TW202043431A (zh) | 2020-12-01 |
| US11355675B2 (en) | 2022-06-07 |
| CN111978946B (zh) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104781942B (zh) | 具有宽色域的基于led的设备 | |
| CN111009617B (zh) | 自发光显示装置 | |
| KR102533942B1 (ko) | 코팅된 적색선 방출 인광체 | |
| JP2016046260A (ja) | モールドフレームおよび光学シートと、これを含むバックライトユニットおよび液晶表示装置 | |
| US10784239B2 (en) | Light emitting diode package and light emitting diode module | |
| US10825872B2 (en) | Self-light emitting display device for improving light extraction efficiency and increasing life span | |
| KR102429116B1 (ko) | 자체 발광 표시장치 | |
| US11245056B2 (en) | Wavelength converting material and light emitting device | |
| US20200127174A1 (en) | Light emitting diode package with enhanced quantum dot reliability | |
| TWI808178B (zh) | 波長轉換物質及發光裝置 | |
| CN115811917A (zh) | 颜色转换面板 | |
| KR20190118697A (ko) | 표시 장치 | |
| JP7361602B2 (ja) | 赤色放出蛍光体を有する複合材料 | |
| KR102263850B1 (ko) | 방충용 백색 led 패키지 | |
| US20240150652A1 (en) | Quantum dot structure, forming method thereof and light-emitting device including the same | |
| TWI853709B (zh) | 量子點結構、其形成方法及包括其之發光裝置 | |
| US11302678B2 (en) | Light-emitting package structure | |
| CN116769462A (zh) | 量子点、其形成方法及包括其的发光装置 |