CN102237476A - 交流式发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交流式发光元件，其公开了使用一光补偿层于一交流式发光二极管的出光面，该光补偿层的材料可为磷光或荧光材料，其发光机制主要为电洞电子对于三重态发光的机制，以吸收该交流式发光二极管的光线，以进行补偿于该交流式发光二极管于电源的每周期下的正半周期变为负半周期时所造成的闪烁，使该交流式发光二极管可以进行全时发光。

Description

交流式发光元件
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管结构，其尤指一种交流式发光二极管结构。
背景技术
传统白炽灯虽然价格便宜，但却有效率低、耗电以及寿命短的缺失；至于荧光灯虽然省电，但却有废弃物含水银等的环保污染问题。
至于发光二极管(LED)则具有持续发光耐久、寿命长，轻巧以及耗电量低等特性，再加上发光二极管还具有不少优点，例如冷操作、能够在相当宽的温度变化范围内正常工作以及至少十万小时的极佳使用寿命，甚至于还不含水银等有害物质，确为一极理想的新世代照明光源。
一般而言，发光二极管是广泛地应用在白光照明装置、指示灯、车用信号灯、车用大灯、闪光灯、液晶显示器的背光模块、投影机的光源、户外显示单元…等等。惟却必须外加变压器、整流器，而这些外加电路(变压器、整流器)是会增加灯具的制造成本、会占用空间而影响灯具外观、以及会产生额外热量而降低灯具长期使用的安全性，更遑论该等外加电路本身均有其寿命限制，导致缩短了灯具的使用寿命，灯具上所设发光二极管的较长使用寿命乃”无用武之地”。
并且，随着光电科技的稳定发展，世界各国厂商莫不投入大量资源于相关技术的开发，而公元2005年1月26日韩国汉城半导体与美国III-N Technology的产品发表会更说明了交流电发光二极管(AC LED)产品化未来必朝向全球性开发的趋势。而从交流电发光微晶粒技术发展至今，已有一种改善早期交流电二极管所产生的无法于交流电正负半周讯号输入时皆可发光(全时发光)的问题的桥式交流电发光二极管结构，其主要是利用惠斯登电桥(Wheatstone Bridge)的设计概念，以使交流电发光二极管于交流电正负半周讯号输入时的每一瞬间仅有总数1/2的交流电发光微晶粒发光的现象得以改善。但由于该种桥式交流电发光二极管结构中的整流元件是直接使用交流电发光微晶粒，因此会产生两项主要缺点，其一，由于单一整流元件(单一颗交流电发光微晶粒)逆向偏压承受力不佳，故所使用的整流元件的数量是无法减少，亦即，必需藉由多颗交流电发光微晶粒串联于惠斯登电桥的一臂上才可承受由交流电所施加的逆向偏压，以市电110V来说，由交流电讯号所施加的逆向偏压峰值约为156V(110×√2)，因此，交流电讯号正或负半波所流经路径的交流电发光微晶粒共需约20颗，以平均承担逆偏，避免被逆偏击穿的风险，故，整流元件总数约需要20颗×2＝40颗(交流电讯号正及负半波所流经路径的交流电发光微晶粒)，而用以发光的交流电发光微晶粒数量则被压抑至110V/3.1V(每颗交流电发光微晶粒的致动电压)-20(用以整流的交流电发光微晶粒数量)＝15颗，由此可知，会产生用以整流的交流电发光微晶粒的数量是远大于用以发光的交流电发光微晶粒的数量的情事，且由于整流与发光元件(交流电发光微晶粒)两者所耗损的能量相同，故而会使得输入功率浪费于整流元件的比例居高不下，而产生整体效率不佳的问题；其二，虽相较于早期交流电二极管的设计，其发光面积已有增加，但仍有为数不少的整流元件因于逆偏时不会发光而造成整体发光面积的浪费。即是，如何提供一种交流电二极管所产生的无法于交流电正负半周讯号输入时皆可发光(全时发光)的问题，实为此领域中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种交流式发光元件，其是使用一光补偿层，设置于一交流式发光二极管的出光面，藉此以使该交流式发光二极管的发光时间可以全时发光。
为了达到上述的目的，本发明是一种交流式发光元件，其包含：
一交流式发光二极管；及
一光补偿层，其是设置于该交流式发光二极管的出光面上方；
其中，于电源的每周期下，该交流式发光二极管的发光时间小于该光补偿层的发光时间。
本发明中，其中该光补偿层的材料选自于黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉及上述的任意组合的其中一者。
本发明中，其中该光补偿层的材料是选自于黄色磷光粉、绿色磷光粉、红色磷光粉及上述的任意组合的其中一者。
本发明中，其中该交流式发光二极管是包含一蓝光发光二极管芯片。
本发明中，其中该光补偿层的材料是选自于黄色荧光粉、黄色磷光粉、红色荧光粉、红色磷光粉及上述的任意组合的其中一者。
本发明中，其中该光补偿层的材料选自于ZnS、CaS、SrAl2O4、CaAl2O4、CaSrS、Sr4Al14O25及含Pd的错离子化合物的其中之一。
本发明中，其中该光补偿层的发光主要为电洞电子对于三重态发光的机制。
本发明中，其中该交流式发光二极管是包含：
一第一横式发光二极管芯片，是包含一第一电极与一第二电极；
一第二横式发光二极管芯片，是包含一第三电极与一第四电极；
其中，于一承载基板上倒置该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，该第二电极与该第四电极分别设置于该绝缘基板之上，其中第一电极是与该第四电极作电性相接，该第二电极与该第三电极连接一交流电源。
本发明中，其中该交流式发光二极管是包含：
一第一横式发光二极管芯片，是包含一第一电极与一第二电极；
一第二横式发光二极管芯片，是包含一第三电极与一第四电极；
其中，于一承载基板上设置该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，其中第一电极是与该第四电极作电性相接，该第二电极与该第三电极连接一交流电源。
本发明中，其中该交流式发光二极管是包含一封装体，其设置有一光转换材料，该封装体是设置于该交流式发光二极管与该光补偿层之间或设置于该光补偿层之上或将两层混合。
本发明具有的有益效果：本发明是提供一种交流式发光元件，其公开了使用一光补偿层于一交流式发光二极管的出光面，该光补偿层的材料可为磷光或荧光材料，其发光机制主要为电洞电子对于三重态发光的机制，以吸收该交流式发光二极管的光线，以进行补偿于该交流式发光二极管于电源的每周期下的正半周期变为负半周期时所造成的闪烁，使该交流式发光二极管可以进行全时发光。
附图说明
图1是本发明的一较佳实施例的结构示意图；
图2A是本发明的一较佳实施例的电源周期图；
图2B是本发明的一较佳实施例的结构示意图及电源周期图及电源周期与发光强度的示意图；
图2C是本发明的一较佳实施例的减少闪烁的示意图；
图3是本发明的另一实施例的结构示意图；及
图4是本发明的另一实施例的结构示意图。
【图号简单说明】
10交流式发光二极管       20光补偿层
30交流电                 100第一横式发光二极管芯片
110第一电极              120第二电极
200第二横式发光二极管芯片210第三电极
220第四电极              300承载基板
400封装层                410光转换材料
P光线闪烁点              Q光线闪烁点
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
本发明为解决现有技术的交流式发光二极管因为电源本身所造成的正半周期变成负半周期时所造成的闪烁，本发明是提供一光补偿层使该交流式发光二极管可以全时发光。
请一并参阅图1及图2A及图2B及图2C，是本发明的一较佳实施例的结构示意图及电源周期图及电源周期与发光强度的示意图及电源周期与减少闪烁的示意图。如图所示，本发明提供一种交流式发光二极管的结构，是包含一交流式发光二极管10与一光补偿层20；其中该光补偿层20是设置于该交流式发光二极管10的出光面上。
由于电源的正半周期转变负半周期时(如图2A所示)，会造成该交流式发光二极管的光线闪烁点Q(如图2B所示)，本发明是揭露使用该光补偿层以吸收该交流式发光二极管的光线，于正半周期转变负半周期时以进行发光，使其补偿于闪烁时的光强度的光线闪烁点P(如图2C所示)，以使该交流式发光二极管可以全时发光，不会因为交流电的特性造成闪烁的缺点。
再者，该交流式发光二极管是可为红光、蓝光、绿光、白光或为任意组合的交流式发光二极管，皆可适用，本发明的该光补偿层并非白光(蓝光发光二极管使用Yag或Tag)或其它颜色的发光二极管的荧光或磷光层做为光转换以使发光二极管达到发出特定的光线，本发明的该光补偿层为补偿发光二极管特定的光线于闪烁时的补偿机制。
其中，该光补偿层的材料是选自于黄色磷光粉、绿色磷光粉、红色磷光粉及上述的任意组合的其中一者。例如：是可选自于ZnS、CaS、SrAl2O4、CaAl2O4、CaSrS、Sr4Al14O25及含Pd的错离子化合物的其中之一者。
举一实例做一说明，如使用蓝光的发光二极管芯片，必须使用黄光荧光粉做为光转换，以使该蓝光发光二极管透过黄光荧光粉进行混光以为白光，此时，本发明的光补偿层为黄色磷光粉、绿色磷光粉、红色磷光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉及上述的任意组合的其中一者，可于闪烁的短暂时间内发出任意颜色，以根据设计者做出任意配置。
请参照图3，其为本发明的另一实施例的结构示意图；如图所示，本发明举一实际实施例的交流式发光二极管的结构与光补偿层做一说明，该交流式发光二极管10其是包含一第一横式发光二极管芯片100，是包含一第一电极110与一第二电极120；一第二横式发光二极管芯片200，是包含一第三电极210与一第四电极220；其中，于一承载基板300上倒置该第一发光二极管芯片100与该第二发光二极管芯片200，该第二电极120与该第四电极220分别设置于该承载基板300之上，其中第一电极110是与该第四电极220作电性相接，该第二电极120与该第三电极210连接一交流电源30。当该交流式发光二极管的封装层400含有光转换材料410时，本发明的光补偿层20是设置于该封装层400的上方或下方(未公开于图示)，只要为该交流式发光二极管10的出光面即可，若当该交流式发光二极管10的封装层400未含有光转换材料时，该封装层400即可与该光补偿层20结合为一(未公开于图示)。
请参照图4，其为本发明的另一实施例的结构示意图；如图所示，本发明举另一实际实施例的交流式发光二极管的结构与光补偿层做一说明，该交流式发光二极管10其是包含一第一横式发光二极管芯片100，是包含一第一电极110与一第二电极120；一第二横式发光二极管芯片200，是包含一第三电极210与一第四电极220；其中，于一承载基板300上设置该第一发光二极管芯片100与该第二发光二极管芯片200，其中第一电极110是与该第四电极220作电性相接，该第二电极120与该第三电极210连接一交流电源30。当该交流式发光二极管10的封装层400含有光转换材料410时，本发明的光补偿层20是设置于该封装层400的上方或下方(未公开于图示)，只要为该交流式发光二极管10的出光面即可，若当该交流式发光二极管10的封装层400未含有光转换材料时，该光转换层400即可与该光补偿层20结合为一(未公开于图示)。
再者，于图3或图4所指出的设置于封装体的光转换材料与光补偿层，的相对位置可任意互换，或为混合成单一层，为本领域技术人员所知悉，故不再赘述。
综上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种交流式发光元件，其特征在于，其包含：
一交流式发光二极管；及
一光补偿层，其是设置于该交流式发光二极管的出光面上方；
其中，于电源的每周期下，该交流式发光二极管的发光时间小于该光补偿层的发光时间。
2.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该光补偿层的材料选自于黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉及上述的任意组合的其中一者。
3.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该光补偿层的材料是选自于黄色磷光粉、绿色磷光粉、红色磷光粉及上述的任意组合的其中一者。
4.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该交流式发光二极管是包含一蓝光发光二极管芯片。
5.如权利要求4所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该光补偿层的材料是选自于黄色荧光粉、黄色磷光粉、红色荧光粉、红色磷光粉及上述的任意组合的其中一者。
6.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该光补偿层的材料选自于ZnS、CaS、SrAl2O4、CaAl2O4、CaSrS、Sr4Al14O25及含Pd的错离子化合物的其中之一。
7.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该光补偿层的发光主要为电洞电子对于三重态发光的机制。
8.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该交流式发光二极管是包含：
一第一横式发光二极管芯片，是包含一第一电极与一第二电极；
一第二横式发光二极管芯片，是包含一第三电极与一第四电极；
其中，于一承载基板上倒置该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，该第二电极与该第四电极分别设置于该绝缘基板之上，其中第一电极是与该第四电极作电性相接，该第二电极与该第三电极连接一交流电源。
9.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该交流式发光二极管是包含：
一第一横式发光二极管芯片，是包含一第一电极与一第二电极；
一第二横式发光二极管芯片，是包含一第三电极与一第四电极；
其中，于一承载基板上设置该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，其中第一电极是与该第四电极作电性相接，该第二电极与该第三电极连接一交流电源。
10.如权利要求1所述的交流式发光元件，其特征在于，其中该交流式发光二极管是包含一封装体，其设置有一光转换材料，该封装体是设置于该交流式发光二极管与该光补偿层之间或设置于该光补偿层之上或将两层混合。
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