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TWI414075B - 磷光體轉換發光裝置 - Google Patents

磷光體轉換發光裝置 Download PDF

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TWI414075B
TWI414075B TW094143757A TW94143757A TWI414075B TW I414075 B TWI414075 B TW I414075B TW 094143757 A TW094143757 A TW 094143757A TW 94143757 A TW94143757 A TW 94143757A TW I414075 B TWI414075 B TW I414075B
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穆樂爾 賈德Ｏ
穆樂爾 瑪齊 瑞吉娜Ｂ
瑪爾 傑瑞德
史庫米德 彼得Ｊ
烏茵 威茄特 戴特勒夫
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飛利浦露明光學公司
皇家飛利浦電子股份有限公司
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Description

磷光體轉換發光裝置
本發明大體而言係關於波長轉換發光裝置。
包含發光二極體之發光裝置係可產生具有在光譜之特定區域中之峰值波長的光之熟知固態裝置。LED(發光二極體)通常用作照明器、指示器及顯示器。已開發出基於III－氮化物材料系統之LED，其可在光譜之藍色至紫外線(UV)範圍內一峰值波長周圍之相對窄的帶中有效發射光。因為藍色－UV光相對於其它顏色可見光具有較高光子能量，所以可易於轉換由III－氮化物LED產生之此等光以產生具有較長波長之光。此項技術中巳熟知可使用已知為發光之方法將具有第一峰值波長之光("初級光")轉換為具有較長峰值波長之光("二級光")。該發光方法包括藉一光子發光磷光體材料來吸收初級光，其激勵磷光體材料之原子並發射二級光。二級光之峰值波長及其周圍之波長帶(在短波中)將取決於磷光體材料。可選擇磷光體材料之類型以產生具有特定峰值波長之二級光。此項技術中需要諸如磷光體之波長轉換材料，其可在所要波長範圍內有效轉換光且可經受III－氮化物發光裝置之操作溫度。
Bogner等人的美國專利第6,649,946號在摘要中描述："一種光源，其使用具有氮化矽酸鹽(nitridosilicate)類型MxSiyNz：Eu之主晶格之發黃色至紅色光的磷光體，其中M為一選自Ca、Sr、Ba之群之鹼土金屬之至少一個，且其中z＝2/3x＋4/3y。"Tamaki等人的EP 1 433 831 A1在摘要中描述一種"氮化磷光體......由通式LX MY N( ( 2 / 3 ) X ＋ ( 4 / 3 ) Y ) ：R或LX MY OZ N( ( 2 / 3 ) X ＋ ( 4 / 3 ) Y － ( 2 / 3 ) Z ) ：R所表示(其中L為選自由Mg、Ca、Sr、Ba及Zn組成之第II族元素之至少一或多種；M為選自第IV族元素之至少一或多種，其中Si在C、Si及Ge中為基本的；且R為選自稀土元素之至少一或多種，其中Eu在Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er及Lu中為基本的。)"。
本發明之實施例包括與一波長轉換材料組合之一半導體發光裝置。該半導體發光裝置經組態以發射一峰值波長之第一光。該第一波長轉換材料經組態以吸收該第一光之至少一部分並發射一第二峰值波長之第二光。在某些實施例中，該第一波長轉換材料為：(Ba1 － X SrX )2 － y － 0 . 5 z Si5 N8 － z Oz ：Euy 2 ＋ ，其中0.2<x<0.3，(Ba1 － X Cax )2 － y － 0 . 5 z Si5 N8 － z Oz ：Euy 2 ＋ ，其中0.01<x<0.2，或M2 Si5 － a Aa N8 － a Oa ：Eu2 ＋ ，其中M＝Sr、Ba、Ca；A＝Al、B、Ga、Sc；且0.01<a<0.2。
發紅色光及橙色光之磷光體特別有用。在常用於製造發紅色光及橙色光之二極體之材料系統中，該等二極體之效率通常由於峰值波長變長或更紅而下降。在諸如交通燈及汽車燈之常見應用中所經歷之溫度極限中，此等裝置之效率可進一步受損。詳言之，在此等應用中，發射由發紅色光之磷光體轉換之藍色或UV光的發光二極體可提供優於發紅色光之二極體之優良效能。此外，發紅色光及橙色光之磷光體適用於諸如照明及背光應用之需要白光之應用中。
根據本發明之實施例，揭示新型發橙色光及紅色光之磷光體，其在高溫下且在來自泵浦源之高度照明下表現良好。在發射橙色、紅色或近白色光且僅包括發橙色光或紅色光之磷光體之系統中，或在發射白色光且除發橙色光或紅色光之磷光體外還包括一或多種波長轉換材料之系統中，可由例如發藍色或UV光之二極體來泵浦此等磷光體。圖1說明一色度圖之一部分。區域201中之磷光體發黃色光；區域202中之磷光體發黃色至琥珀色光，其適用於交通燈及汽車轉向訊號燈；且區域203中之磷光體發紅色光，其適用於交通燈、汽車尾燈，且在需要諸如背光之白光之應用中就用作紅色組份。204處說明蒲朗克(Planckian)軌跡，且區域205中說明白色光。
發明者已發現，M2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之某些調配物(其中M為Sr、Ba及Ca中之一或多種)在高溫或高度泵浦照明下展示出不良效能。圖2說明Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之激勵及發射光譜。具有Sr作為僅有之鹼土之此調配物歸因於在紅色波長中之強發射峰值而具有合意之發射光譜。然而，Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之效能在泵浦光之強度增加時，尤其是在操作溫度增加時，將顯著降級，如圖3中所說明。詳言之，發明者已觀察到，在85℃以350 mA執行100及200小時以上的包含Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ (0.75%)之磷光體轉換型LED分別展現出47%及59%之發射效率降低。在300℃之高溫下操作且由10W/cm2 之類似光功率密度所照明之類似裝置在僅12小時照明時間內降級61%。在圖1中點206處說明Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之發射。
添加Ba，從而產生(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之磷光體調配物，可增加該磷光體在高溫及高泵浦光強度下之效能穩定性。圖3說明由於在(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 磷光體中Ba之百分比增加，發射效率之損耗降低，指示出添加Ba至磷光體可改良磷光體之溫度及光穩定性。然而，隨著Ba之組合物增加，發射光譜峰值將不良地向較短波長偏移。在某些實施例中，藉由大於0.75之Ba對Sr之比率來達成可接受之穩定性及發射光譜。詳言之，在調配物(Ba1 － x Srx )2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ (其中0.2<x<0.3)之磷光體中，觀察到良好之穩定性及發射光譜。圖4說明(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之激勵及發射光譜。圖1中在點207處說明(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之若干調配物。
用Ba及Ca替代Sr，從而產生(Ba,Ca)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之磷光體調配物，亦可增加磷光體在高溫及高泵浦光強度下之效能穩定性。在調配物(Ba1 － x Cax )2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ (其中0.01<x<0.2)之磷光體中，觀察到良好之穩定性及發射光譜。在包含Ca之實施例中，Ca之組合物可限定為少於50%，因為多於50%之Ca組合物可引起不同、不良之晶體結構。圖10說明Ba2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 3 5 及(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 2 之發射光譜。具有較低Eu2 ＋ 濃度之Ba及Ca磷光體具有實際與Ba磷光體相同之發射光譜。可能由於較低Eu2 ＋ 濃度，包含5%Ca之磷光體顯示出比無Ca之磷光體優良之溫度穩定性：在200℃下，(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 2 顯示出80%效率，而Ba2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 3 5 僅顯示出65%效率。圖5說明(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )1 . 9 6 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 4 之激勵及發射光譜。圖1中在點208處說明(Ba,Ca)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之兩調配物。
包含Ba、Ca及Sr之每一者，從而產生(Ba,Ca,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之磷光體調配物，亦可增加磷光體在高溫及高泵浦光強度下之效能穩定性。
藉由降低Eu2 ＋ 摻雜量，可改良以上描述之某些M2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 磷光體之穩定性。由於Eu2 ＋ 摻雜量降低，發射光譜峰值不良地向較短波長移動。對於在0.2%與4%之間，尤其在0.75%及4%之間之Eu2 ＋ 濃度，已觀察到在高溫及高泵浦光強度下之良好穩定性及可接受之發射光譜。
在某些實施例中，在處理期間不經意地將氧併入上述M2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 磷光體中。藉由例如式(Ba1 － x Cax )2 － y － 0 . 5 z Si5 N8 － z Oz ：Euy 2 ＋ 及(Ba1 － x Srx )2 － y － 0 . 5 z Si5 N8 － z Oz ：Euy 2 ＋ 來更恰當地描述此等實施例。此等組合物相對於氮可包含高達約5原子%(atom%)之氧，用氧替代氮。在某些實施例中，z0.5。
在某些實施例中，添加Al及O，從而產生(Sr1 － x － y Bax Cay )2 Si5 － a Ala N8 － a Oa ：Eu2 ＋ 之磷光體調配物，以改良磷光體之穩定性及光譜。圖6說明Sr1 . 9 6 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 4 及Sr1 . 9 6 Si3 Al2 N6 O2 ：Eu2 ＋ 0 . 0 4 之發射光譜。添加Al及O可加寬發射光譜，從而合意地使發射峰值向更紅之波長移動，且可引起該發光之斯托克位移增加(Stokes' shift)。此外，在含O之磷光體之合成期間已觀察到促進粒子成長之富含氧之液相，因而產生具有合意之高結晶度之磷光體。然而，添加Al及O亦可導致降低熱淬火(thermal quenching)溫度。因此Al之最佳組合物係足夠大以引起合意之斯托克位移及結晶度，但並非如此大而顯著降低磷光體之熱淬火溫度之組合物。在一較佳實施例中，Al組合物之最佳範圍為0.01a0.2。B、Ga及Sc可替代鋁，或除Al之外添加B、Ga及Sc。在一含O之磷光體調配物中，O2 － 取代N3 － 引起缺陷狀態。添加Al、B及/或Sc補償了此等缺陷狀態，從而產生更穩定之磷光體。以上最佳Al組合物範圍對應於用以補償在合成期間併入磷光體中之O所需之Al量。
以上描述之某些磷光體可合成如下。
合成(Ba0 . 7 5 Sr0 . 2 5 )1 . 9 6 Si4 . 9 Al0 . 1 N7 . 9 O0 . 1 ：Eu0 . 0 4 ：將100 g之Ba0 . 7 5 Sr0 . 2 5 O：Eu0 . 0 2 ，其藉由在1000℃下在混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)流中燃燒BaCO3 、SrCO3 、Eu2 O3 及等莫耳量之碳之混合物而製得；61.43 g非晶矽氮化物(可自Alfa Aesar購得，98%)；10.63 g石墨(Alfa Aesar，微晶級)；及0.5 g之AlN(Alfa Aesar)，與100 ml異丙醇濕混合，在乾燥氣氛中使其乾燥並均勻。將該前驅體混合物倒入鎢舟(tungsten boat)中且隨後在1450℃下在流動之混合氣體(H2/N2＝9/95)中燃燒4小時。加熱速率為150 k/h直至1400℃及10 k/h直至1450℃。在冷卻後，藉由研磨及在1450℃下在流動之混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)中再次燃燒2小時，使磷光體均勻。隨後在異丙醇中用氧化釔穩定之氧化鋯球(2 mm直徑)研磨該磷光體1小時。隨後用乙酸、水及乙醇沖洗經研磨之磷光體，且最終在100℃下使其乾燥。
合成(Ba0 . 7 5 Sr0 . 2 5 )1 . 9 6 Si4 . 9 B0 . 1 N7 . 9 O0 . 1 ：Eu0 . 0 4 ：將100 g之Ba0 . 7 5 Sr0 . 2 5 O：Eu0 . 0 2 ，其藉由在1000℃下在混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)流中燃燒BaCO3 、SrCO3 、Eu2 O3 及等莫耳量之碳之混合物而製得；61.43 g非晶矽氮化物(Alfa Aesar，98%)；10.63 g石墨(Alfa Aesar，微晶級)；及0.88 gα－BN(Riedel de Haen)，與100 ml異丙醇濕混合，且在乾燥氣氛中使其乾燥並均勻。將該前驅體混合物倒入鎢舟中且隨後在1450℃下在流動之混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)中燃燒4小時。加熱速率為150 k/h直至1400℃及10 k/h直至1450℃。在冷卻後，藉由研磨及在1450℃下在流動之混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)中再次燃燒2小時，使該磷光體均勻。隨後在異丙醇中用氧化釔穩定之氧化鋯球(2 mm直徑)研磨該磷光體1小時。隨後用乙酸、水及乙醇沖洗經研磨之磷光體，且最終在100℃下使其乾燥。
合成(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )1 . 9 6 Si5 N8 ：Eu0 . 0 4 ：使用由Ba金屬(Aldrich,St.Louis,MO,USA)在700℃下在N2 氣氛中之氮化作用而獲得之Ba3 N2 、Ca3 N2 (Alfa Aesar,Karlsruhe,Germany)、非晶Si3 N4 (98%，Alfa Aesar)及EuF3 (Aldrich)來合成(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )1 . 9 6 Si5 N8 ：Eu0 . 0 4 。在手套箱(glove box)中在瓷研缽中混合42.09 g之Ba3 N2 、0.763 g之Ca3 N2 、27.22 g之SiN及1.290 g之EuF3 。在1400℃下在流動之混合氣體(H2 /N2 ＝9/95)中將該混合物在鎢舟中燃燒4小時，重新研磨並第二次燃燒。用乙酸、水及2－丙醇沖洗所得橙色粉末，移除未反應之組份及微細粒子。
以上描述之磷光體可提供若干優點。當在高溫及/或高泵浦光強度下操作時，其可比習知Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 更穩定。對許多以上磷光體而言，由高溫或泵浦光強度引起之光譜中之任何變化均為可逆的，指示該磷光體所發射之光之顏色不會隨時間隨著經常使用而顯著變化。此等磷光體尤其適用於要求由磷光體發射之顏色之精確度的應用，諸如背光應用。此外，許多以上磷光體比諸如Y3 Al5 O1 2 ：Ce之習知磷光體具有更寬之激勵光譜。舉例而言，某些上述磷光體具有擴展至比410 nm短之波長之激勵光譜。使用410 nm之裝置作為泵可為有益的，尤其是對於要求紅色或橙色光之應用，因為在410 nm，任何經由磷光體層洩漏之光將不改變複合光之顏色外觀，且無需自光譜完全移除，例如由該磷光體或由一濾光器完全吸收，因為410 nm光並不服從控制UV光洩漏的許多安全法規(safety regulation)。
圖7說明一併入一或多種上述磷光體之裝置的第一實例。可包含一或多種磷光體之磷光體層44覆蓋一形成於一基板42上之發光二極體，該發光二極體包括一n型區域40、一作用區域38及一p型區域36。接點34形成於n及p型區域上，隨後該發光二極體被翻轉且藉由互連件32實體地電連接至一子基板30。該發光二極體無需為覆晶(flip chip)且可經定向使得透過半導體裝置層(而非透過基板)自該裝置提取光。
磷光體層44中之一或多種磷光體可藉由例如電子束蒸發、熱蒸發、射頻濺鍍、化學氣體沉積或原子層磊晶而沉積為薄膜；或藉由例如絲網印刷、如美國專利第6,650,044號中描述之模板印刷，或藉由如美國專利第6,576,488號中描述之電泳沉積而在LED 1上沉積為等形層。在美國專利第6,696,703號中更詳細描述了薄膜。美國專利第6,696,703號、美國專利第6,650,044號及美國專利第6,576,488號之每一者均以引用方式併入本文中。與通常表現為單一、大磷光體粒子之薄膜相反，等形層中之磷光體通常表現為多個磷光體粒子。此外，薄膜通常不包含除磷光體外之材料。等形層包含除磷光體外之材料，例如二氧化矽。
圖8說明一併入一或多種上述磷光體之裝置之第二實例。圖8之裝置為包含一發光二極體24之已封裝發光二極體，該發光二極體24視情況安裝於一子基板(未圖示)上、由一基座25支撐、且電連接至引線21。一透鏡22保護發光二極體24。磷光體可分散於一囊封材料26中，該材料26被注入至一位於透鏡22與發光二極體24之間之空間中。舉例而言，該囊封材料可為聚矽氧、環氧樹脂，或任何其它適於併入該(等)磷光體之有機或無機材料。
圖9說明一併入一或多種上述磷光體之裝置之第三實例，其係具有與一或多個LED隔開之磷光體之顯示裝置。在2003年10月3日申請之標題為"LCD Backlight Using Two－Dimensional Array LEDs"之第10/678,541號申請案中更詳細描述圖9中所說明之裝置，且以引用方式併入本文中。
圖9為一LCD顯示器之側視圖。將LED 24之一陣列置放於背光26之後面板上。用一漫射覆蓋板40覆蓋該背光26。漫射體40係(例如)由丙烯酸或玻璃所製成，其具有一用於漫射光之粗糙表面。或者，漫射體40具有光散射粒子與丙烯酸或玻璃薄片。許多類型之漫射體為已知的且可與背光26一起使用。若背光26之光輸出在無漫射體的情況下充分漫射，則可使用透明板來代替漫射體40。用於增加亮度或效率之額外膜(未圖示)可用於漫射體頂部，恰好在LCD之前，例如由3M生產之增亮膜(Brightness Enhancement Film)及反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film)。
用高度反射性材料覆蓋背光26之背面及側壁。在背面上使用白色漫射反射膜(例如由日本Toray生產之E60L)及在側壁上使用鏡面反射性材料(例如由德國Alanod生產之Miro材料)，已獲得良好結果，但其它組態同樣起作用。所用材料應具有高反射係數，較佳>90%。藉由使用此等高反射性材料，達成高再循環效率。如上所述，當使用增亮膜時此係尤其重要的，因為此等膜反射在第一次(first pass)中不可使用且為了在第二次或第三次期間有助於LCD之輸出而需再循環之光。
LCD面板14置放於背光26之前。LCD面板14可為習知LCD，其具有一第一偏光濾光器、一用於在液晶層之所選區域上產生電場之薄膜電晶體陣列、一液晶層、一RGB彩色濾光器陣列及一第二偏光濾光器。該彩色濾光器陣列具有紅色、綠色及藍色子像素。在LCD面板14與背光26之間可使用額外膜，諸如增亮膜(BEF)或偏光恢復膜(DBEF)。
LED 26通常為發藍色或UV光之LED。一可能包含一或多種上述磷光體之磷光體層39形成於覆蓋板40上，而非直接形成於LED 26上。在某些實施例中，不同磷光體層形成於覆蓋板40之不同表面上。覆蓋板40可為或可不為漫射體，其取決於由磷光體執行之漫射量。將磷光體層39與LED 26隔開係有吸引力的，因為歸因於背光26中所使用之膜之高反射率，自磷光體發射至背光26之後部的光比射入LED晶片中之光具有更大再循環效率。除再循環效率外，磷光體無需經受LED附近之高溫且無需在化學上與LED相容，從而增加了可能合適之磷光體之數目且潛在改良了該裝置之效率及壽命。由後勤(logistics)觀點來看，此解決方案同樣具有吸引力，因為藍色背光可用於多種具有不同類型彩色濾光器之不同顯示器，且僅須使磷光體層厚度及磷光體濃度最優化以配合特定LCD。
在圖7、8及9中說明之裝置之某些實施例中，上述磷光體之一包含於該裝置中作為僅有之波長轉換材料。由含有磷光體之層之特徵，諸如厚度及磷光體之量，來判定與磷光體所發射之光混合的來自發光二極體之未轉換光之量。舉例而言，發藍色光之裝置可包含發黃色光之磷光體層，其經組態以允許一充足量之藍色光經由磷光體洩漏以使得經組合的來自該裝置之藍色光及來自該磷光體之黃色光呈近白色。或者，發藍色或UV光之裝置可包含單一磷光體層，其經組態以使得極少或無未轉換之光逃脫該磷光體層，且經組合之光與磷光體所發射之光顏色相同。在某些實施例中，可將諸如染料之濾光器材料併入該裝置中用於過濾掉某些波長之光，例如未由磷光體轉換之任何泵浦光。在2002年9月27日申請之標題為"Selective Filtering of Wavelength－Converted Semiconductor Light－emitting Devices"之第10/260,090號申請案中更詳細描述濾光器材料之用途，且以引用方式併入本文中。舉例而言，濾光器可用於在具有UV泵之裝置中過濾掉未轉換之UV光，或過濾掉較短波長以使磷光體轉換光呈更紅。
在圖7、8及9中說明之裝置之某些實施例中，上述磷光體之一與其它波長轉換材料組合。舉例而言，發藍光之二極體可與發黃光或綠光之磷光體及發紅光之磷光體組合。其它合適之發黃光或綠光之磷光體之實例包括：(Lu1 － x － y － a － b Yx Gdy )3 (Al1 － z Gaz )5 O1 2 ：Cea 3 ＋ Prb 3 ＋ ，其中0<x<1，0<y<1，0<z0.1，0<a0.2且0<b0.1，舉例而言，其包含Lu3 Al5 O1 2 ：Ce3 ＋ 及Y3 Al5 O1 2 ：Ce3 ＋ ；(Sr1 － a － b Cab Bac )Six Ny Oz ：Eua 2 ＋ (a＝0.002－0.2，b＝0.0－0.25，c＝0.0－0.25，x＝1.5－2.5，y＝1.5－2.5，z＝1.5－2.5)，舉例而言其包含SrSi2 N2 O2 ：Eu2 ＋ ；(Sr1 － u － v － x Mgu Cav Bax )(Ga2 － y － z Aly Inz S4 )：Eu2 ＋ ，舉例而言其包含SrGa2 S4 ：Eu2 ＋ ；及(Sr1 － x Bax )2 SiO4 ：Eu2 ＋ 。其它合適之發紅光之磷光體之實例包括：(Ca1 － x Srx )S：Eu2 ＋ ，其中0<x1，舉例而言其包含CaS：Eu2 ＋ 及SrS：Eu2 ＋ ；及(Lu1 － x Lnx )2 S3：Ce3 ＋ ，其中Lu可選自Y、Lu、Gd、Sc之群，舉例而言其包括Lu2 S3 ：Ce3 ＋ 。
在另一實例中，發UV光之二極體可與發藍光之磷光體、發黃光或綠光之磷光體及發紅光之磷光體組合。上文中已列出合適之發黃光或綠光之磷光體及合適之發紅光之磷光體的實例。合適之發藍光之磷光體之實例包括例如：MgSrSiO4 ：Eu2 ＋ ；(Sr1 － x － y Cax Bay )3 MgSi2 O8 ：Eu2 ＋ ，舉例而言其包含Ba3 MgSi2 O8 ：Eu2 ＋ ；及BaMgAl1 0 O1 7 ：Eu2 ＋ 。
在具有一個以上之磷光體之裝置中，該等個別磷光體可混合在一起且應用為混合物，或分散至離散層或離散區域中。
吾人已詳細描述本發明，熟習此項技術者將瞭解，已知本揭示內容，可對本發明做出修改而不偏離本文中描述之發明概念之精神。因此，不希望將本發明之範疇限於所說明並描述之特定實施例。
14．．．LCD面板
21．．．引線
22．．．透鏡
24．．．LED
25．．．基座
26．．．囊封材料/背光/LED
30．．．子基板
32．．．互連件
34．．．接點
36．．．p型區域
38．．．作用區域
39、44．．．磷光體層
40．．．n型區域/漫射體/漫射覆蓋板
42．．．基板
201、202、203、205．．．區域
204．．．軌跡
206、207、208．．．點
圖1說明一色度圖之一部分。
圖2說明Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之激勵及發射光譜。
圖3為對於包含Sr2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 及(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之不同組合物之磷光體轉換LED的發射強度之光子誘發減少之標繪圖，其在85℃以350 mA驅動200及500小時。
圖4說明(Ba,Sr)2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之激勵及發射光譜。
圖5說明(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )1 . 9 6 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 之激勵及發射光譜。
圖6說明(Ba0 . 7 5 Sr0 . 2 5 )1 . 9 6 Si4 . 9 Al0 . 1 N7 . 9 O0 . 1 ：Eu0 . 0 4 之發射光譜。
圖7、8及9說明本發明之實施例。
圖10說明Ba2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 3 5 及(Ba0 . 9 5 Ca0 . 0 5 )2 Si5 N8 ：Eu2 ＋ 0 . 0 2 之發射光譜。
201、202、203、205．．．區域
204．．．軌跡
206、207、208．．．點

Claims (25)

  1. 一種波長轉換發光結構，包含：一半導體發光裝置，其經組態以發射一第一峰值波長之第一光；及一第一波長轉換材料，其包含(Ba1-x Srx )2-y-0.5z Si5 N8-z Oz ：Euy 2+ ，其中0.2<x<0.3，該第一波長轉換材料經組態以吸收該第一光之至少一部分並發射一第二峰值波長之第二光。
  2. 如請求項1之結構，進一步包含一第二波長轉換材料，其經組態以吸收該第一或第二光之至少一部分並發射一第三峰值波長之第三光。
  3. 如請求項2之結構，其中該第二波長轉換材料包含下列項目之一：(Lu1-x-y-a-b Yx Gdy )3 (Al1-z Gaz )5 O12 ：Cea 3+ Prb 3+ ，其中0<x<1，0<y<1，0<z0.1，0<a0.2，且0<b0.1；Lu3 Al5 O12 ：Ce3+ ；Y3 Al5 O12 ：Ce3+ ；(Sr1-a-b Cab Bac )Six Ny Oz ：Eua 2+ (a=0.002-0.2，b=0.0-0.25，c=0.0-0.25，x=1.5-2.5，y=1.5-2.5，z=1.5-2.5)；SrSi2 N2 O2 ：Eu2+ ；(Sr1-u-v-x Mgu Cav Bax )(Ga2-y-z Aly Inz S4 )：Eu2+ ；SrGa2 S4 ：Eu2+ ；及(Sr1-x Bax )2 SiO4 ：Eu2+ 。
  4. 如請求項2之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光及第三光之呈白色之複合光。
  5. 如請求項2之結構，進一步包含一第三波長轉換材料，其經組態以吸收該第一、第二或第三光之至少一部分並發射一第四峰值波長之第四光。
  6. 如請求項5之結構，其中該第三波長轉換材料包含下列項目之一：MgSrSiO4 ：Eu2+ ；(Sr1-x-y Cax Bay )3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；Ba3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；及BaMgAl10 O17 ：Eu2+ 。
  7. 如請求項5之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光、第三光及第四光之呈白色之複合光。
  8. 如請求項1之結構，其中該第一波長轉換材料中Eu2+ 之一濃度在0.2%與4%之間。
  9. 一種波長轉換發光結構，包含：一半導體發光裝置，其經組態以發射一第一峰值波長之第一光；及一第一波長轉換材料，其包含(Ba1-x Cax )2-y-0.5z Si5 N8-z Oz ：Euy 2+ ，其中0.01<x<0.2，該第一波長轉換材料經組態以吸收該第一光之至少一部分並發射一第二峰值波長之第二光。
  10. 如請求項9之結構，進一步包含一第二波長轉換材料，其經組態以吸收該第一或第二光之至少一部分並發射一第三峰值波長之第三光。
  11. 如請求項10之結構，其中該第二波長轉換材料包含下列項目之一：(Lu1-x-y-a-b Yx Gdy )3 (Al1-z Gaz )5 O12 ：Cea 3+ Prb 3+ ，其中0<x<1，0<y<1，0<z0.1，0<a0.2且0<b0.1；Lu3 Al5 O12 ：Ce3+ ；Y3 Al5 O12 ：Ce3+ ；(Sr1-a-b Cab Bac )Six Ny Oz ：Eua 2+ (a=0.002-0.2，b=0.0-0.25，c=0.0-0.25，x=1.5-2.5，y=1.5-2.5，z=1.5-2.5)；SrSi2 N2 O2 ：Eu2+ ；(Sr1-u-v-x Mgu Cav Bax )(Ga2-y-z Aly Inz S4 )：Eu2+ ；SrGa2 S4 ：Eu2+ ；及(Sr1-x Bax )2 SiO4 ：Eu2+ 。
  12. 如請求項10之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光及第三光之呈白色之複合光。
  13. 如請求項10之結構，進一步包含一第三波長轉換材料，其經組態以吸收該第一、第二或第三光之至少一部分並發射一第四峰值波長之第四光。
  14. 如請求項13之結構，其中該第三波長轉換材料包含下列項目之一：MgSrSiO4 ：Eu2+ ；(Sr1-x-y Cax Bay )3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；Ba3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；及BaMgAl10 O17 ：Eu2+ 。
  15. 如請求項13之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光、第三光及第四光之呈白色之複合光。
  16. 如請求項9之結構，其中該第一波長轉換材料中Eu2+ 之一濃度在0.2%與4%之間。
  17. 一種波長轉換發光結構，包含：一半導體發光裝置，其經組態以發射一第一峰值波長之第一光；及一第一波長轉換材料，其包含M2 Si5-a Aa N8-a Oa ：Eu2+ ，其中M=Sr、Ba、Ca；A=Al、B、Ga、Sc；且0.01<a<0.2，該第一波長轉換材料經組態以吸收該第一光之至少一部分並發射一第二峰值波長之第二光。
  18. 如請求項17之結構，進一步包含一第二波長轉換材料，其經組態以吸收該第一或第二光之至少一部分並發射一第三峰值波長之第三光。
  19. 如請求項18之結構，其中該第二波長轉換材料包含下列 項目之一：(Lu1-x-y-a-b Yx Gdy )3 (Al1-z Gaz )5 O12 ：Cea 3+ Prb 3+ (其中0<x<1，0<y<1，0<z0.1，0<a0.2且0<b0.1)；Lu3 Al5 O12 ：Ce3+ ；Y3 Al5 O12 ：Ce3+ ；(Sr1-a-b Cab Bac )Six Ny Oz ：Eua 2+ (a=0.002-0.2，b=0.0-0.25，c=0.0-0.25，x=1.5-2.5，y=1.5-2.5，z=1.5-2.5)；SrSi2 N2 O2 ：Eu2+ ；(Sr1-u-v-x Mgu Cav Bax )(Ga2-y-z Aly Inz S4 )：Eu2+ ；SrGa2 S4 ：Eu2+ ；及(Sr1-x Bax )2 SiO4 ：Eu2+ 。
  20. 如請求項18之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光及第三光之呈白色之複合光。
  21. 如請求項18之結構，進一步包含一第三波長轉換材料，其經組態以吸收該第一、第二或第三光之至少一部分並發射一第四峰值波長之第四光。
  22. 如請求項21之結構，其中該第三波長轉換材料包含下列項目之一：MgSrSiO4 ：Eu2+ ；(Sr1-x-y Cax Bay )3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；Ba3 MgSi2 O8 ：Eu2+ ；及BaMgAl10 O17 ：Eu2+ 。
  23. 如請求項21之結構，其中該結構發射包含第一光、第二光、第三光及第四光之呈白色之複合光。
  24. 如請求項17之結構，其中A=Al。
  25. 如請求項17之結構，其中A=B。
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