CN100511736C - 增光发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增光发光装置，该增光发光装置包括：发光组件以及透明封装层，其是将该发光组件予以包覆，该透明封装层包括树脂及增光荧光材料，而该增光荧光材料由下列化学通式表示：其中，R代表选自烷氧基取代的苯基、取代或未经取代的蒽基、取代或未经取代的芘基、以及取代或未经取代的9，10-蒽醌基所组成的组中的一种。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光装置，更特别的是，本发明是关于一种增光发光装置，其封装层中含有低量的增光荧光材料，当该增光发光装置中的发光组件发出254nm～475nm波长的光时，可激发该增光萤光材料而向外发出高亮度且无月晕及黑、黄等色斑现象的可见光。
背景技术
荧光材料用途广泛，与人们生活密切相关，主要用于洗涤剂(包括洗衣粉、肥皂等)、纸张、各种纺织纤维及其它(如塑料、油脂、涂料等)，但是荧光材料在非纺织品上的应用是远大于直接在纺织品上的应用。随着科学技术的发展，荧光材料的用途日益扩大，如可用于荧光探测、激光器、发光装置等，所以荧光材料具有广阔的发展前景，而荧光材料在发光二极管上所扮演的角色尤其重要。近来国际专利及研究大都为无机系统，但使用无机材料会产生重金属污染及放射性金属伤害等问题，且已知发光二极管所发出的光会有月晕及黑、黄斑等色斑现象，同时辉度又不足。因此，如何发展出一种具有增光功能且无月晕及色斑现象，同时又能满足环保需求的发光装置，则为本发明所要钻研的主要课题。同时，本发明的增光荧光材料不但可用于发光二极管上，更可应用在不同的领域上。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种增光发光装置，其可发出高亮度的可见光，因而可克服已知发光二极管的亮度不足，发光效率不佳，月晕及色斑现象等缺点。
为了达到上述目的，本发明提供一种增光发光装置，该增光发光装置包括：发光组件，其可发出第一光；以及透明封装层，其是将该发光组件予以包覆，而该透明封装层包括树脂及增光荧光材料，而该增光荧光材料是由下列化学通式表示：
其中，R代表选自烷氧基取代的苯基、取代或未经取代的蒽基、取代或未经取代的芘基、以及取代或未经取代的9，10-蒽醌基所组成的组中的一种。
本发明的上述增光发光装置，可进一步包括光致发光荧光体，其形成于该发光组件的上方，且可吸收该发光组件所发出光的第一光的一部份，而发出较该第一光的波长为长的第二光，而该第二光与未经该光致发光荧光体吸收的第一光会在该透明封装层中进行混合后再释出。
由于本发明的增光荧光材料可几乎完全吸收254nm～475nm波长的光，因此其受激发后所发出的各色可见光的亮度会大幅增加，因而消除了已知发光二极管发光时的月晕现象及黑、黄斑等色斑现象，同时使用本发明的增光萤光材又无重金属污染及放射性金属伤害等环保问题。
另一方面，涂覆或添加本发明的增光荧光材料的器材具有抗紫外光功能、增白功能、提高折射率的功能、及增强穿透力的功能。
由本发明下述的实施方式及所附的图式，本发明的前述及其它目的、特征、观点及优点将会更加明了。
附图说明
图1是本发明的增光发光装置的截面图；
图2是硅树脂中含有、或不含有本发明的增光荧光材料的发光装置，分别在30cm高度与50cm高度下，每隔24小时测量发光亮度的分析图；
图3是图2的硅树脂中含有本发明增光荧光材料的发光装置分别在30cm高度与50cm高度下，每隔24小时测量的发光亮度相对于不含本发明增光荧光材料的增光发光装置分别在30cm高度与50cm高度下，每隔24小时测量的发光亮度的增光百分比分析图。
图中
10 发光装置 20 发光芯片
22 发光表面 30 封装层
40 透明树脂 50 增光荧光材料
具体实施方式
下面将参考附图以更加详细的方式描述本发明的较佳实施例。
本发明的增光发光装置包括发光组件，其可发出第一光；以及透明封装层，其是将该发光组件予以包覆，而该透明封装层包括树脂及增光荧光材料，而该增光荧光材料是由下列化学通式表示：
其中，R代表选自烷氧基取代的苯基、取代或未经取代的蒽基、取代或未经取代的芘基、以及取代或未经取代的9，10-蒽醌基所组成的组中的一种。
本发明的上述增光发光装置，可进一步包括光致发光荧光体，其是形成于该发光组件的上方，且可吸收该发光组件所发出光的第一光的一部份，而发出较该第一光的波长为长的第二光，而该第二光与未经该光致发光荧光体吸收的第一光会在该透明封装层中进行混合后再释出。
该增光萤光材料可为4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯、4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯、4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯、或4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯。该树脂可为硅树脂或环氧树脂。
该透明封装层中的增光荧光材料的重量百分比为0.1％至10％，而较佳为0.1至1％，其中树脂的重量百分比为99.9％至90％，而较佳为99.9至99％。
当该增光荧光材料为4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯时，其在吸收紫外光而激发的后，会发出450nm至490nm波长的蓝光；当该增光荧光材料为4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯时，该增光荧光材料在吸收紫外光而激发的后，会发出520nm至550nm波长的黄绿光；当该增光荧光材料为4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯时，该增光荧光材料在吸收紫外光而激发的后，会发出450nm至490nm波长的蓝光；以及当该增光荧光材料为4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯时，该增光荧光材料在吸收紫外光而激发的后，会发出580nm至660nm波长的红光。
该光致发光荧光体可为：(1)将该发光组件所发出的第一光转换为450nm至490nm波长的蓝光荧光体：或(2)将该第一光转换为520nm至550nm波长的黄绿光荧光体；或(3)将该第一光转换为580nm至660nm波长的红光荧光体。
在本发明的增光发光装置中，当发光组件可发出波长介于254nm～475nm之间的光时，(1)蓝光光致发光萤光体可与会发出蓝色荧光的4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯、或4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯搭配，(2)黄绿光光致发光萤光体可与会发出黄绿色萤光的4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯搭配，以及(3)红光光致发光萤光体可与会发出红色荧光的4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯搭配。上述各组的搭配皆可使发光装置达到最佳的增光效果。
图1是本发明的增光发光装置的截面图。如图1所示，增光发光装置10的发光芯片20是GaN芯片，其可由发光表面22向外发出紫外光或蓝光。该增光发光装置10的封装层30是由硅树脂40与增光荧光材料50彼此均匀地混合而成，其是由将硅树脂40与含有增光荧光材料50的增光液经由机械混合，烘干而制得。该增光荧光材料50为4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯。该增光荧光材料50的重量百分比为0.1至1％，该硅树脂40的重量百分比为99.9至99％。
亮度测试
对该发光芯片20施加3.6伏特的电压后，发出波长约为465nm的蓝光，其透过含有4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯增光荧光材料50的硅树脂透明封装层30，向外发出波长约为480nm的蓝光。接着，每隔24小时分别在30cm高度与50cm高度下，测量蓝光的亮度(LM)，测量总时间为1008小时。然后在硅树脂透明封装层30中不含增光荧光材料50的情形下，同样地，对该发光芯片20施加3.6伏特的电压后，其会透过硅树脂透明封装层30，向外发出蓝光，亦每隔24小时分别在30cm高度与50cm高度下测量蓝光的亮度(LM)，测量总时间为1008小时。上述实验所得的测量结果如图2所示。由图2所示数据求出的增光百分比(即，发光芯片20发出的波长为465nm的蓝光透过含有增光荧光材料的硅树脂透明封装层30的射出光，与透过不含增光荧光材料的硅树脂透明封装层30的射出光的亮度差异相对百分比)是显示于图3中。在经过1008小时的长时间测量后，在30cm高度下测量的平均增光百分比为10.06％，而在50cm高度下测量的平均增光百分比为9.74％，由于亮度大幅提升，因此可消除已知发光二极管发光时出现的月晕及黑、黄斑等色斑等现象。
发光效率测试
使该发光芯片20分别发出365nm、375nm、395nm、及420nm波长的光，并透过含有4，4’-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯增光荧光材料50的硅树脂透明封装层30向外射出蓝光。接着测量剩余强度、消耗强度、及被激发强度，而被激发强度对消耗强度的百分比即为发光效率，其结果如下表一所示。
表一
由表一可知，激发光的波长为365nm时，发光效率最高。
下表二所列为上述被激发光的波长与其CIE色度坐标。由表二可知，被激发光皆在蓝光范围内。
表二
本发明的增光荧光材料的优点为：(1)不含重金属、放射性物质；(2)用量少、成本低、及操作方便；(3)能有效消除已知发光二极管发光时出现的月晕及黑、黄斑等色斑现象；(4)弥补芯片辉度之不足；以及(5)增光、聚光效果颇佳，光亮度提高。因此，若发光装置的封装层中含有本发明的增光荧光材料，则可发出均匀性、演色性均佳的可见光。
对所有熟习此技术者而言，本发明明显地可以做出多种修改及变化而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明包括的那些修改及变化，皆应包括在本申请的权利要求中。
Claims (31)
1.一种增光发光装置，包括：发光组件；以及透明封装层，其是将该发光组件予以包覆，该透明封装层包括树脂及增光荧光材料，而该增光荧光材料由下列化学通式表示：
其中，R代表选自取代或未经取代的蒽基、取代或未经取代的芘基、以及取代或未经取代之9，10-蒽醌基所组成的组中的一种。
2.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该发光组件是GaN芯片。
3.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该树脂是硅树脂。
4.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该树脂是环氧树脂。
5.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该树脂的重量百分比为99.9～90％。
6.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料的重量百分比为0.1～10％。
7.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料是4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯。
8.如权利要求7所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料经激发后发出520nm至550nm波长的黄绿光。
9.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料是4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯。
10.如权利要求9所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料经激发后发出450nm至490nm波长的蓝光。
11.如权利要求1所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料是4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯。
12.如权利要求11所述的增光发光装置，其中，该增光萤光材料经激发后发出580nm至660nm波长的红光。
13.一种增光发光装置，包括：
发光组件，其可发出第一光；
光致发光荧光体，其形成于该发光组件的上方，且可吸收该第一光的一部份，而发出较该第一光的波长为长的第二光；以及
透明封装层，其是将该发光组件及该光致发光荧光体予以包覆，该透明封装层包括树脂及增光荧光材料，而该增光荧光材料由下列化学通式表示：
其中，R代表选自取代或未经取代的蒽基、取代或未经取代的芘基、以及取代或未经取代的9，10-蒽醌基所组成的组中的一种；
其中，该第二光与未经该光致发光荧光体吸收的第一光在该透明封装层中进行混合后再释出。
14.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该发光组件是氮化物系化合物半导体。
15.如权利要求14所述的增光发光装置，其中，该第一光的波长介于254nm～475nm之间。
16.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该树脂是硅树脂。
17.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该树脂是环氧树脂。
18.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该光致发光荧光体是将该第一光转换为450nm至490nm波长的蓝光萤光体。
19.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该光致发光荧光体是将该第一光转换为520nm至550nm波长的黄绿光荧光体。
20.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该光致发光荧光体是将该第一光转换为580nm至660nm波长的红光荧光体。
21.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该树脂的重量百分比为99.9～90％。
22.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料的重量百分比为0.1～10％。
23.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯。
24.如权利要求23所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料经激发后发出520nm至550nm波长的黄绿光。
25.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯。
26.如权利要求25所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料经激发后发出450nm至490nm波长的蓝光。
27.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯。
28.如权利要求27所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料经激发后发出580nm至660nm波长的红光。
29.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(1-芘基)乙烯基)联苯，而该光致发光荧光体是将该第一光转换为450nm至490nm波长的蓝光荧光体。
30.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(9-蒽基)乙烯基)联苯，而该光致发光荧光体是将该第一光转换为520nm至550nm波长的黄绿光荧光体。
31.如权利要求13所述的增光发光装置，其中，该增光荧光材料是4，4’-双(2-(1-蒽醌基)乙烯基)联苯，而该光致发光荧光体是将该第一光转换为580nm至660nm波长的红光荧光体。
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