[發明專利]一種用于AC-LED的綠色熒光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210057383.7
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102618265A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳雷;張耀;劉法涌;羅安琪;王雷;劉衍芳;蔣陽
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種LED熒光材料及其制備方法，具體地說是一種用于AC-LED的綠色熒光材料及其制備方法。

二、背景技術

LED是一種能夠把電能直接轉化為光能的固態半導體器件，利用LED作為發光源的照明系統俗稱固態半導體照明，它具有能效高、熱輻射少、體積小、耐震、制造和使用過程中無汞污染等顯著優點，被稱為繼白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈之后的第四代綠色照明。目前LED已成功應用于液晶顯示器背光源、大屏幕顯示器、汽車、景觀裝飾、風光互補路燈等。LED在大屏幕顯示屏與液晶顯示器背光源的應用，不僅改變傳統文化信息傳播方式，而且顯著提升了人類的生活品質，例如，以LED為背光源的超薄、超低能耗液晶電視和筆記本電腦和大屏幕LED顯示屏在戶外廣場、證券交易所以及舞臺背景方面的應用等。

但從驅動電壓來看，LED目前基本上都是采用低電壓(V＝2-3.6V)、大電流(I_F＝200-1500mA)工作模式，即必須提供合適的直流電流才能正常發光，而且光的強弱與顏色與電流有關。而全球家用照明使用的都是110或220V高壓交流電，所以必須使用降壓技術來獲得較低的電壓才能驅動LED。常用變壓器或開關電源降壓，然后將交流(AC)變換成直流(DC)，再變換成直流恒流源，才能促使LED光源發光以及提供穩定光色。因此，DC-LED光源的系統應用方案必然是：變壓器+整流(或開關電源)+恒流源+LED光源。對此，LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個模塊。但是對于某些器件，例如E27標準螺口燈泡，空間十分有限，一方面很難安置這些電子器件；另一方面，無論是經由變壓器+整流或是開關電源降壓，系統在交流、直流之間轉換時約15-30％的電力被損耗；再者，交直流轉換器是一種隨時間會老化、壞掉的電子元器件，其壽命遠比LED光源本身短。故目前很多LED燈具壞掉，并不是LED光源壽命已盡，而是LED燈具使用的交直流轉換器先壞掉了。

為此，有人提出采用交流電直接驅動LED進行工作，簡稱為AC-LED。AC-LED工作的原理是采用交錯矩陣式排列工藝，將超細LED晶粒在生長芯片時組合成若干串，使其耐受110或120V高壓電；同時在芯片設計中加入橋式電路，利用LED?pn結的二極管特性兼作整流，使AC電流可雙向導通。AC-LED首見于2005年1月26日韓國首爾半導體(株)及美國III-NTechnology公司的公開發表會。同年3月，中國臺灣“工業技術研究院(ITRI)”對外宣布已開發出可直接在110V交流電壓下使用的AC-LED。與DC-LED相比，AC-LED能夠兼容傳統照明電壓，可直接插拔使用，不僅節省了變壓器和交直流轉換器的費用，也避免LED光源本身還沒壞但轉換器卻先壞掉的窘境，而且省下DC-LED在交流、直流電之間轉換時15-30％的電力耗損，系統應用方案將大大簡化。

由于流經LED的電壓必須高于LED的閾值電壓時LED才會點亮，那么隨著交流電壓的周期性改變，在LED兩次點亮之間必然存在不發光的黑暗周期。又由于AC-LED中單個LED是通過逐個串聯的方式連接起來，周期性的黑暗周期造成AC-LED存在閃光問題。就全球廣泛使用的50/60Hz以及110/220交流電而言，交流LED的黑暗周期為4-16毫秒，相對于人眼約0.1秒的分辨時間而言，裸眼幾乎分辨不出AC-LED的閃光問題，但是當采用攝像機錄像以及使用照相機拍照時，可以清晰發現閃光問題。

LED白光通常是利用LED芯片發射的藍光與熒光粉發射的黃光或者采用LED芯片發射的近紫外光激發紅綠藍三基色熒光粉產生。如果熒光粉發光具有適當余輝，那么利用熒光粉的余輝有可能彌補LED的黑暗周期，從而有助于消除LED的黑暗周期。因此，熒光材料為克服AC-LED的閃光問題提供了解決方案。