[发明专利]一种用于AC-LED的绿色荧光材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种LED荧光材料及其制备方法，具体地说是一种用于AC-LED的绿色荧光材料及其制备方法。

二、背景技术

LED是一种能够把电能直接转化为光能的固态半导体器件，利用LED作为发光源的照明系统俗称固态半导体照明，它具有能效高、热辐射少、体积小、耐震、制造和使用过程中无汞污染等显著优点，被称为继白炽灯、卤钨灯和荧光灯之后的第四代绿色照明。目前LED已成功应用于液晶显示器背光源、大屏幕显示器、汽车、景观装饰、风光互补路灯等。LED在大屏幕显示屏与液晶显示器背光源的应用，不仅改变传统文化信息传播方式，而且显著提升了人类的生活品质，例如，以LED为背光源的超薄、超低能耗液晶电视和笔记本电脑和大屏幕LED显示屏在户外广场、证券交易所以及舞台背景方面的应用等。

但从驱动电压来看，LED目前基本上都是采用低电压(V＝2-3.6V)、大电流(I_F＝200-1500mA)工作模式，即必须提供合适的直流电流才能正常发光，而且光的强弱与颜色与电流有关。而全球家用照明使用的都是110或220V高压交流电，所以必须使用降压技术来获得较低的电压才能驱动LED。常用变压器或开关电源降压，然后将交流(AC)变换成直流(DC)，再变换成直流恒流源，才能促使LED光源发光以及提供稳定光色。因此，DC-LED光源的系统应用方案必然是：变压器+整流(或开关电源)+恒流源+LED光源。对此，LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个模块。但是对于某些器件，例如E27标准螺口灯泡，空间十分有限，一方面很难安置这些电子器件；另一方面，无论是经由变压器+整流或是开关电源降压，系统在交流、直流之间转换时约15-30％的电力被损耗；再者，交直流转换器是一种随时间会老化、坏掉的电子元器件，其寿命远比LED光源本身短。故目前很多LED灯具坏掉，并不是LED光源寿命已尽，而是LED灯具使用的交直流转换器先坏掉了。

为此，有人提出采用交流电直接驱动LED进行工作，简称为AC-LED。AC-LED工作的原理是采用交错矩阵式排列工艺，将超细LED晶粒在生长芯片时组合成若干串，使其耐受110或120V高压电；同时在芯片设计中加入桥式电路，利用LED pn结的二极管特性兼作整流，使AC电流可双向导通。AC-LED首见于2005年1月26日韩国首尔半导体(株)及美国III-NTechnology公司的公开发表会。同年3月，中国台湾“工业技术研究院(ITRI)”对外宣布已开发出可直接在110V交流电压下使用的AC-LED。与DC-LED相比，AC-LED能够兼容传统照明电压，可直接插拔使用，不仅节省了变压器和交直流转换器的费用，也避免LED光源本身还没坏但转换器却先坏掉的窘境，而且省下DC-LED在交流、直流电之间转换时15-30％的电力耗损，系统应用方案将大大简化。

由于流经LED的电压必须高于LED的阈值电压时LED才会点亮，那么随着交流电压的周期性改变，在LED两次点亮之间必然存在不发光的黑暗周期。又由于AC-LED中单个LED是通过逐个串联的方式连接起来，周期性的黑暗周期造成AC-LED存在闪光问题。就全球广泛使用的50/60Hz以及110/220交流电而言，交流LED的黑暗周期为4-16毫秒，相对于人眼约0.1秒的分辨时间而言，裸眼几乎分辨不出AC-LED的闪光问题，但是当采用摄像机录像以及使用照相机拍照时，可以清晰发现闪光问题。

LED白光通常是利用LED芯片发射的蓝光与荧光粉发射的黄光或者采用LED芯片发射的近紫外光激发红绿蓝三基色荧光粉产生。如果荧光粉发光具有适当余辉，那么利用荧光粉的余辉有可能弥补LED的黑暗周期，从而有助于消除LED的黑暗周期。因此，荧光材料为克服AC-LED的闪光问题提供了解决方案。