CN104282827B - 波长转换结构、包括波长转换结构的设备及相关制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明构思提供了一种波长转换结构、包括波长转换结构的设备及相关制造方法。该波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，其中，波长转换材料包括磷光体，玻璃复合物包括ZnO‑BaO‑SiO2‑B2O3。

Description

波长转换结构、包括波长转换结构的设备及相关制造方法
本申请要求于2013年7月4日提交的第10-2013-0078447号韩国专利申请以及于2014年1月15日提交的第14/155,405号美国专利申请的优先权，该韩国专利申请和美国专利申请的主题通过引用包含于此。
技术领域
本发明构思总体上涉及照明技术。更具体地讲，本发明构思的特定实施例涉及用于照明装置的波长转换结构、包括波长转换结构的设备以及用于制造波长转换结构的方法。
背景技术
波长转换结构常常与发光装置(LED)组合使用，以将发射的第一组波长的光(例如，红光)转换为不同组波长的光(例如，白光)。考虑到成本和/或性能的原因，通常使用波长转换结构。例如，红色LED会比白色LED更便宜、发光更多并且功率效率更高，因此使用红色LED和波长转换结构而不直接产生白光会是有利的。
典型的波长转换结构包括与成型树脂混合的波长转换材料。波长转换材料通过吸收一次光(primary light)变得受激发，然后由于激发的缘故而发出二次光(secondarylight)。该吸收和激发的过程通常称作发冷光(luminescence)或发荧光(fluorescence)。在多数传统装置中，波长转换材料采用磷光体或磷光体混合物的形式。
在典型使用中，波长转换结构被放置在LED周围或被直接放置在芯片表面上。在该构造中，波长转换材料会因来自LED的热和光而劣化。这样的劣化进而可能导致二次光的变色以及波长转换结构可靠性的降低。
发明内容
在本发明构思的一个实施例中，波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，其中，波长转换材料包括红色磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3。
在本发明构思的另一实施例中，制造波长转换结构的方法包括：将波长转换材料与玻璃复合物混合以形成组合物生体，其中，波长转换材料包括红色磷光体；在小于或等于大约600℃的温度烧结组合物生体。
在本发明构思的另一实施例中，制造波长转换结构的方法包括：将波长转换材料与玻璃复合物混合以形成组合物生体，其中，波长转换材料包括红色磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3；烧结组合物生体。
在本发明构思的另一实施例中，设备包括：第一电极结构和第二电极结构；半导体LED，连接到第一电极结构和第二电极结构；波长转换结构，位于半导体LED的光出射路径中并包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，其中，波长转换材料包括红色磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3。
在本发明构思的另一实施例中，波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，其中，波长转换材料包括磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3以及Na2O、CaO、K2O、Li2O和P2O5中的至少一种。
本发明构思的这些和其他实施例可以允许波长转换结构以相对低的温度形成，这可以防止诸如磷光体的波长转换材料的劣化，并且也可以防止透明度因结晶而降低。
附图说明
附图示出了本发明构思的选定的实施例。在附图中，同样的附图标记指示同样的特征。
图1是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的透视图。
图2是根据本发明构思实施例的图1的设备的剖视图。
图3是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
图4是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
图5是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
图6是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
图7是根据本发明构思实施例的波长转换结构的透视图。
图8是示出根据本发明构思实施例的制造波长转换结构的方法的流程图。
图9是示出根据本发明构思实施例的制造波长转换结构的方法中的一个步骤的透视图。
图10是示出根据本发明构思实施例的图9的方法中的另一步骤的透视图。
图11是示出根据本发明构思实施例的图9的方法中的另一步骤的透视图。
图12是示出根据本发明构思实施例的图9的方法中的另一步骤的透视图。
图13A是根据本发明构思实施例的由图9至图12的方法制造的波长转换结构的透视图。
图13B是根据本发明构思实施例的由图9至图12的方法制造的波长转换结构的剖视图。
图14是根据本发明构思实施例的包括图13A和图13B的波长转换结构和半导体LED的设备的剖视图。
图15是示出根据本发明构思实施例的玻璃复合物的光吸收率和烧成温度根据玻璃复合物中SiO2的wt％的曲线图。
图16是示出根据本发明构思实施例的玻璃复合物的光吸收率和烧成温度根据玻璃复合物中K2CO3+Na2CO3的wt％的曲线图。
图17是示出根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的颜色分布的CIE1931色品图。
图18是示出根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的颜色分布的CIE1931色品图。
图19是根据本发明构思实施例的包括如图14中示出的设备的灯泡的分解透视图。
图20是示出根据本发明构思实施例的包括如图14中示出的设备的前大灯的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明构思的选定的实施例。这些实施例作为教导示例提出，而不应该被解释为限制本发明构思的范围。
描述的实施例涉及用于固态照明装置的波长转换结构、包括波长转换结构的设备以及制造波长转换结构的方法。在特定实施例中，波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物。波长转换材料典型地包括磷光体或磷光体的混合物，玻璃复合物典型地包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3。玻璃复合物还可以包括Na2O、CaO、K2O、Li2O和P2O5中的至少一种。
波长转换结构典型地使用ZnO-BaO-SiO2-B2O3作为基础组成，并且其使用附加材料来调节基础组成的诸如透明度和/或烧成温度的特定性质。例如，可以通过增大或减小基础组成中SiO2和/或B2O3的浓度来调节波长转换结构的透明度。可以通过向玻璃复合物添加P2O5或者诸如Na2O、CaO、K2O或Li2O的碱金属材料或碱土金属材料来调节(即，降低)波长转换结构的烧成温度。
在下面的描述中，记号X-Y(例如，像ZnO-BaO-SiO2-B2O3这样)表示化合物X和Y的混合物。X和Y之间的短线不是指示化学键。记号N wt％X(例如，像15wt％SiO2这样)表示化合物X占指定结构、物质或复合物的总重量的大约百分之N。
图1和图2分别是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的透视图和剖视图。
参照图1和图2，半导体发光设备10包括封装体11、半导体LED15和波长转换结构19。
封装体11包括作为电极结构的第一引线框架12和第二引线框架13。封装体11具有用于支撑波长转换结构19的阻止凸起V以及向上开口并暴露第一引线框架12和第二引线框架13的一部分的凹进部分R。半导体LED15设置在封装体11中，并电连接到第一引线框架12和第二引线框架13。
半导体LED15设置在通过弯曲第一引线框架12而形成的底部部分12a上，并且其通过导线连接到第二引线框架13。如果需要，则可以将透明树脂部分16设置在凹进部分R中以包围半导体LED15。在各种可选择的实施例中可以对封装体11以及引线框架12和13进行修改，可以将用于把半导体LED15连接到电极结构的方案改变成不同的形式，诸如引线键合。
波长转换结构19位于光从半导体LED15出射所沿的路径上，该路径被称作半导体LED15的“光出射路径”。在图1的实施例中，波长转换结构19设置在封装体11的凹进部分R上方，然而，如由其他实施例所指示，其可以位于其他地方。
波长转换结构19包括烧结体，烧结体包括波长转换材料P和玻璃复合物G的混合物。波长转换材料P可以是例如无机磷光体或量子点。此外，波长转换材料P可以包括被构造为发射不同波长的光的多种波长转换材料的组合物或混合物。例如，波长转换材料P可以包括绿色磷光体、黄色磷光体、橙色磷光体和红色磷光体中的一种或更多种。
玻璃复合物G被设计为在低温下烧成并且在烧结化合物状态下实现高度的光透射率。这通过利用包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3的基础化合物以及从由P2O5和诸如Na2O、CaO、K2O、Li2O的碱金属材料或碱土金属材料组成的组中选择的至少一种添加剂形成玻璃复合物G来完成。
玻璃复合物G也被设计为相对透明。这可以通过调节基础组成中的有助于相稳定的SiO2和/或B2O3的相对浓度来完成。在本文中，术语“相稳定”通常指使玻璃复合物G稳定在相对透明的相对非晶相。在缺少合适的相稳定的情况下，玻璃复合物G在烧结工艺过程中会呈现结晶相，不期望地使其不透明。然而，具有合适的透明度，波长转换结构19可以在电磁谱的可见光波段实现90-95％或更大的总透射率。
玻璃复合物G基于玻璃复合物的总重量典型地包括30-60wt％的ZnO-BaO、5-25wt％的SiO2、10-30wt％的B2O3、5-20wt％的P2O5。其还可以包括20wt％或更少的Na2O、CaO、K2O和Li2O中的至少一种。然而，玻璃复合物G不限于以上比例。
为了形成玻璃复合物G，在烧成或熔融之前可以以诸如碳酸盐或氧化物的形式来提供原料。例如，可以分别以CaCO3、Na2CO3、K2CO3、Li2CO3的形式提供用于CaO、Na2O、K2O和Li2O的原料。另外，可以使用单一原料来形成混合物的多种组分。例如，可以使用Zn3(PO4)2来形成ZnO和P2O5二者。
典型地在小于或等于大约600℃的温度烧结玻璃复合物G，有时在小于或等于大约550℃的甚至更低的温度烧结玻璃复合物G。使用这样的相对低的温度防止诸如磷光体的波长转换材料P的劣化，这可以改善波长转换结构19的可靠性。因此，其允许使用热稳定性相对低的红色磷光体(例如，氮化物基磷光体)作为波长转换材料P。这种改善解决了玻璃复合物G中的硅复合物和/或波长转换材料P之中的氮化物基红色磷光体与绿色磷光体(例如，石榴石基磷光体)或黄色磷光体(例如，石榴石基磷光体)相比在更高的温度会劣化的问题。在特定实施例中，红色氮化物磷光体可以是MAlSiNx:Eu(1≤x≤5)和M2Si5N8:Eu中的至少一种。这里，M是钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)和镁(Mg)中的至少一种。
图3是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
参照图3，设备30包括封装体31、半导体LED35和波长转换结构39。与图1的封装体11相似，封装体31包括凹进部分R和引线框架(或框架)32，引线框架32结合到封装体31并在凹进部分R中部分地暴露。半导体LED35设置在引线框架32上，透明树脂部分36设置在凹进部分R中以包围半导体LED35。
波长转换结构39直接设置在半导体LED35的表面上，以位于光从半导体LED35出射所沿的路径上。可以将波长转换结构39制造成单片，然后将其附着到半导体LED35的表面，或者可以将波长转换结构39制造成单片，然后将其切割成具有适合于半导体LED35的表面的形状。波长转换结构39也可以附着到晶圆级而不是以单独的LED芯片为单位的半导体LED35。
波长转换结构39的组成可以与波长转换结构19的组成相似，可以通过与参照波长转换结构19描述的工艺相似的工艺来制造波长转换结构39。
波长转换结构39可以具有相对高的折射率，这可以显著地提高从半导体LED35提取光的效率。总体上，半导体LED通常具有相对高的折射率，光提取效率会因半导体LED的折射率和外部环境的折射率之间的差异而降低。通过将波长转换结构39实现为具有在半导体LED35和外部环境的折射率之间的折射率，可以提高光提取效率。例如，在GaN半导体LED的折射率为大约2.1的情况下，波长转换结构39可以具有比诸如硅树脂的透明树脂部分36的折射率大的折射率，因此提高了光提取效率。以该方式，为了提高光提取效率，波长转换结构39可以具有典型地大于或等于1.5或者大于或等于1.52的折射率。可以通过使用上述玻璃复合物G来实现该折射率。
包括光反射粉末的树脂部分38设置在半导体LED35的横向表面上，以防止通过横向表面发射出未被转换的光。树脂部分38也引导光以使光通过半导体LED35的上侧发射，提高通过波长转换结构39产生的转换效果。光反射粉末可以包括例如诸如TiO2或Al2O3的陶瓷粉末。
图4是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
参照图4，设备40包括封装体41、半导体LED45和波长转换结构49。设备40还包括形成在同一表面上的第一电极49a和第二电极49b。
封装体41包括作为树脂结合结构的第一电极结构42和第二电极结构43。半导体LED45安装在第一电极结构42和第二电极结构43上，在该状态下，第一电极49a和第二电极49b分别连接到第一电极结构42和第二电极结构43。波长转换结构49位于半导体LED45的表面上，并且其可以用与波长转换结构39相似的组成形成。典型地将波长转换结构49形成为片，并将其切割成为具有适合于附着到半导体LED45的表面的设计。
在示出的实施例中，波长转换结构49仅涂覆到半导体LED45的上表面，从而使包含光反射粉末的反射树脂部分48被设置在半导体LED45的横向表面，以防止通过半导体LED45的横向表面发射出未被转换的光。可选择地，可以用包含波长转换材料的树脂部分替换反射树脂部分48，以允许来自半导体LED45的光的横向传播。
设备40还包括包围半导体LED45的透明树脂部分46。透明树脂部分46可以由硅、环氧树脂或它们的组合制成，并且其典型地具有小于或等于大约1.5的折射率。在波长转换结构49具有大于或等于大约1.5的高折射率的情况下，可以提高光提取效率。
在特定实施例中，可以通过将波长转换材料放置在半导体LED芯片45上，然后向波长转换材料施加压力来调节其形状和/或厚度，从而形成波长转换结构49。通过将这样的压力施加到波长转换材料，波长转换结构49可以在半导体LED芯片45的顶部上形成为具有薄板形形状。
图5是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
参照图5，设备50具有包括第一导电类型半导体层54、有源层55和第二导电类型半导体层56的倒装芯片结构。这些特征顺序地形成在基底51上。在倒装芯片结构中，高反射欧姆电极层57形成在第二导电类型半导体层56上。第一电极59a和第二电极59b分别形成在第一导电类型半导体层54和高反射欧姆接触层57的上表面上。
基底51的上表面(即，与其上生长有外延层的表面相反的表面)构成一次光发射表面，波长转换结构59形成在基底51的上表面上。可以将波长转换结构59切割以适于在基底51的上表面上。如果需要，则可以在将晶圆切割成单个芯片之前，将波长转换结构59附着到晶圆形式的基底51的上表面。
除了波长转换结构59还包括至少两种类型的波长转换材料Pa和Pb之外，波长转换结构59的组成与上述波长转换结构19的组成相似。波长转换材料Pa和Pb可以是发射不同波长的光的磷光体。例如，在LED芯片50是具有范围为从430nm至460nm的波长的蓝色LED芯片的情况下，波长转换材料Pa和Pb可以包括共同地将蓝光转换为白光的不同磷光体的组合。
在一些实施例中，波长转换材料Pa包括红色磷光体，波长转换材料Pb包括黄色或绿色磷光体。
红色磷光体可以是MAlSiNx:Eu(1≤x≤5)和M2Si5N8:Eu中的至少一种，这里，M可以是钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)和镁(Mg)中的至少一种。绿色磷光体可以是由实验式M3Al5O12表示的氧化物磷光体、由实验式MxAyOxN(4/3)y表示的氮氧化物磷光体、由实验式MaAbOcN((2/3)a+(4/3)b-(2/3)c)表示的氮氧化物磷光体、由实验式Si6-zAlzOzN8-z表示的β-硅铝氧氮聚合材料(aβ-sialon)和La3Si6N11:Ce磷光体中的至少一种。这里，M是从由钇(Y)、镥(Lu)、钆(Gd)、镓(Ga)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)、铕(Eu)和铈(Ce)组成的组中选择的至少一种类型的II族或III族元素，A是从由碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)组成的组中选择的至少一种类型的IV族元素。黄色磷光体可以是硅酸盐基磷光体、石榴石基磷光体和氮化物基磷光体中的至少一种。
波长转换结构59可以应用到除了图5中示出的倒装芯片LED芯片之外的结构。设备50具有其中两个电极形成在与其一次光发射表面相反的表面上的芯片结构，但是波长转换结构也可以应用到其中如图6中示出的至少一个电极形成在一次光发射表面中的结构。
图6是根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的剖视图。
参照图6，设备60包括导电基底61、第一电极层68、绝缘层62、第二电极层67、第二导电类型半导体层66、有源层65、第一导电类型半导体层64和具有与上述波长转换结构59的组成相似的组成的波长转换结构69。
第一电极层68层叠在导电基底61上。第一电极68的部分区域通过穿过绝缘层62、第二电极层67、第二导电类型半导体层66和有源层65的接触孔延伸到第一导电类型半导体层64。因此，导电基底61电连接到第一导电类型半导体层64。
绝缘层62形成在第一电极层68上以使第一电极层68与除导电基底61和第一导电类型半导体层64之外的层电绝缘。绝缘层62位于第二电极层67、第二导电类型半导体层66和有源层65的通过接触孔暴露的横向表面与第一电极层68之间以及第一电极层68与第二电极层67之间。第二电极层67设置在绝缘层62上。如所示出的，第二电极层67具有形成为与第二导电类型半导体层66接触的界面的一部分的暴露区域E，用于将外部电源连接到第二电极层67的电极焊盘63可以设置在暴露区域E中。钝化层PL可以形成在外延层的横向表面上。
在示出的实施例中，第一导电类型半导体层64的上表面构成一次光发射表面，电极焊盘63形成在面向与上表面相同的方向的表面上。因此，波长转换结构69被切割，使得其覆盖第一导电类型半导体层64的上表面，但不覆盖暴露区域E。
参照图6描述的构思可以应用到不同类型的LED芯片或LED芯片结构。在这些各种可选择方式中，可以根据用于外部连接的电极焊盘的位置和电极焊盘的形成区域合适地设计波长转换结构69，以将波长转换结构69应用到一次光发射表面。
图7是根据本发明构思实施例的波长转换结构的透视图。
参照图7，波长转换结构79包括烧结体，烧结体包括至少两种类型的波长转换材料Pa和Pb以及玻璃复合物G。其利用与图5的波长转换结构59相似的组成形成。波长转换结构79被示出为厚度“t”的片形形状，但是可以根据诸如激发光源、光发射方向等的设计因素对波长转换结构79进行各种修改。
图8是示出根据本发明构思实施例的制造波长转换结构的方法的流程图。
参照图8，该方法包括：制备能够在低温下烧成的玻璃料(S81)；通过混合玻璃料、波长转换材料和粘合剂形成组合物(S83)；形成具有期望形状的组合物生体(S85)；在低温下烧成组合物生体(S87)。
典型地，通过将各种原料提供至坩埚，在相对高的温度(例如，1300℃)加热坩埚以使原料熔融成液态玻璃，冷却液态玻璃(例如，在水浴中)以形成固态玻璃，然后将固态玻璃研磨成粉末，从而制备玻璃料。原料包括用于形成上述玻璃复合物G的组分。例如，它们可以包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3与CaCO3、Na2CO3、K2CO3和Li2CO3中的至少一种。这些组分的混合物可以称作玻璃复合物G的前体。如上面所讨论的，加热含碳材料CaCO3、Na2CO3、K2CO3和Li2CO3产生Na2O、CaO、K2O和Li2O。
玻璃料可以具有一定程度的光反射率，优选地大于或等于90％的光反射率，或者更优选地大于或等于95％的光反射率，并且在烧结之后，玻璃料可以变成具有高度透射率(例如，90％或更大)的烧结体。在具体示例中，玻璃料可以包含30wt％至60wt％的ZnO-BaO、5wt％至25wt％的SiO2、10wt％至30wt％的B2O3、5wt％至20wt％的P2O5，并且可以另外包含20wt％或更少的Na2O、CaO、K2O和Li2O。
将玻璃料与波长转换材料和粘合剂在溶剂中混合。该混合物构成步骤S83中的组合物。如上结合其他实施例所讨论的，波长转换材料典型地包括磷光体、磷光体的混合物或量子点。磷光体可以包括例如绿色磷光体、黄色磷光体、橙黄色磷光体或红色磷光体。粘合剂用于将玻璃复合物和波长转换材料结合，虽然本发明构思不限于此，但其可以是从由纤维素树脂、丙烯酸树脂、二甘醇一丁醚和萜品醇组成的组中选择的至少一种有机粘合剂。在烧成之前典型地通过除气操作将粘合剂从复合物中除去。
形成期望形状的组合物生体的步骤包括将组合物成型为片。波长转换路径的长度是确定期望波长的转换程度的重要因素，因此，可以通过合适地设置波长转换结构的厚度来实现期望波长的转换程度。如果需要，可以通过使用合适的成型结构将组合物生体形成为具有各种形状。该工艺的示例将参照图9至图12进行描述。
通常在低温烧结组合物生体以制备具有期望形状的波长转换结构。组合物生体源于低温烧成玻璃料，从而可以在不使波长转换材料劣化的温度(例如，大约600℃或更低)执行烧成工艺。因玻璃料的复合物，可以在大约550℃或更低的温度执行烧结工艺。在低温烧结允许使用热稳定性程度低的磷光体。因此，在烧结温度条件下，例如，可以稳定地使用红色磷光体(具体地说，红色氮化物磷光体)，结果，可以有效地实现白光发射。
图9至图12是示出根据本发明构思实施例的制造波长转换结构的方法中的各种步骤的透视图。在图9至图12的方法中，将组合物生体形成为片之外的形状。
参照图9，将组合物片99′涂覆到模具结构M。组合物片99′由玻璃料、第一波长转换材料Pa和第二波长转换材料Pb以及粘合剂形成。例如，可以通过图8中的步骤S81和S83形成组合物片99′。模具结构M包括具有四边形形状并以规则间隔布置的块Ca。块Ca典型地具有与芯片对应的尺寸。
参照图10，施加预定量的压力或热以形成具有与模具结构M对应的形状的片结构。在施加压力之后，组合物片99′可以具有与四边形块Ca对应的凸形帽结构Cb。
参照图11，执行低温烧结工艺以制备具有凸形帽结构Cb的波长转换片99。
参照图12，基于切割线CL切割波长转换片99以制造单个波长转换结构99a。波长转换结构99a均具有与帽结构Cb对应的形状。
图13A和图13B分别是根据本发明构思实施例的由图9至图12的方法制造的波长转换结构的透视图和剖视图。
参照图13A和图13B，波长转换结构99a的帽结构Cb具有朝向下方向开口的容纳部分S。容纳部分S的尺寸与芯片尺寸对应，并且其被设计为提供LED芯片可以设置的空间。
图14是根据本发明构思实施例的包括图13A和图13B的波长转换结构和半导体LED的设备的剖视图。
参照图14，设备100包括波长转换结构99a、封装体101和半导体LED105。半导体LED105包括形成在其同一表面上的第一电极109a和第二电极109b。封装体101包括作为树脂结合结构的第一电极结构102和第二电极结构103。半导体LED105安装在第一电极结构102和第二电极结构103上，第一电极109a和第二电极109b分别连接到第一电极结构102和第二电极结构103。
波长转换结构99a设置在半导体LED105上方，使半导体LED105位于容纳空间S内。在该构造中，半导体LED105的整个光提取表面被波长转换结构99a包围。本实施例可以有利地用在大量光从横向表面提取的类型的装置中。
设备100包括包围半导体LED105的透明树脂部分106。透明树脂部分106典型地由硅、环氧树脂或它们的组合制成，并且其典型地具有小于或等于大约1.5的折射率。在波长转换结构99a具有大于或等于大约1.5的折射率的情况下，其可以提供提高的光提取效率。
图15是示出根据本发明构思实施例的玻璃复合物的光吸收率(即，“l-光透射率”)和烧成温度根据玻璃复合物中SiO2的wt％的曲线图。在图15中，烧成温度在左侧的y轴上被示出，光吸收率在右侧的y轴上被示出。图15的曲线图是针对包括(20-x)wt％的Na2CO3+K2CO3、22wt％的B2O3、25wt％的ZnO、25wt％的Zn3PO4、8wt％的BaCO3和(x)wt％的SiO2的模拟玻璃复合物而制作，其中，“x”表示如图15中所示的x轴上SiO2的可变wt％。
参照图15和表1，针对8wt％、10wt％、12wt％、15wt％和20wt％浓度的SiO2示出了烧成温度和光吸收率的具体值。
表1
SiO2含量 8wt％ 10wt％ 12wt％ 15wt％ 20wt％
光吸收率 3％ 2.5％ 2％ 1.5％ 1％
烧成温度 500℃ 520℃ 530℃ 570℃ 610℃
如图15和表1所示，光吸收率和烧成温度随着SiO2浓度的改变的变化相反。更具体地讲，随着SiO2浓度增大，光吸收率趋向于减小，而烧成温度趋向于增大。
在相对高的温度，诸如600℃或更高，红色氮化物磷光体与SiO2反应，导致稳定性降低。因此，将烧成温度维持在大约600℃以下有益。这可以通过利用大约15wt％或更小的SiO2浓度形成玻璃复合物来完成。
图16是示出根据本发明构思实施例的玻璃复合物的光吸收率和烧成温度根据玻璃复合物中K2CO3+Na2CO3的wt％的曲线图。除了图16的曲线图是针对包括(x)wt％的Na2CO3+K2CO3、22wt％的B2O3、25wt％的ZnO、25wt％的Zn3PO4、8wt％的BaCO3和12wt％的SiO2的模拟玻璃复合物而制作，其中，“x”表示如图16中所示的x轴上Na2CO3+K2CO3的可变wt％之外，图16的曲线图与图15的曲线图相似。
参照图16和表2，针对12wt％、14wt％、17wt％、20wt％和23wt％浓度的K2CO3+Na2CO3示出了烧成温度和光吸收率的具体值。
表2
参照图16，光吸收率和烧成温度随着K2CO3+Na2CO3浓度的改变的变化相反。具体地讲，随着K2CO3+Na2CO3浓度增大，烧成温度趋向于减小，而光吸收率趋向于增大。为了使用诸如红色氮化物磷光体的热稳定性低的磷光体，期望烧成温度为600℃或更低，从而基于图16中示出的数据，K2CO3+Na2CO3浓度为14wt％或更大会有益。然而，如果K2CO3+Na2CO3浓度超过20wt％，则光吸收率陡增到7％或更大(即，光透射率降低)，变黑现象会会因玻璃复合物的结晶而发生。因此，为了避免过大的光吸收率，将K2CO3+Na2CO3浓度维持在小于或等于20wt％会有益。虽然图16示出了使用K2CO3和Na2CO3的混合物的示例，但是也可以仅使用K2CO3和Na2CO3中的一种来降低烧成温度。
下面的表3示出了根据本发明构思特定实施例的可以用于制备玻璃复合物的原料的浓度，下面的表4示出了可以包括在具有玻璃复合物的波长转换结构中的波长转换材料的浓度。
在表4中，对由具有蓝色LED芯片(三星电子CR35H)和不同波长转换结构的图4的设备40输出的光进行色温测量，其中，蓝色LED芯片具有450nm(±2.5nm)的波长并被涂覆硅基树脂，不同波长转换结构具有所示出浓度的材料。表4中的黄色、绿色、橙色、短波红色和长波红色磷光体分别具有545nm、530nm、595nm、610nm和620nm的发射峰波长。
表3
组分 含量(wt％)
ZnO 24～27
Zn3PO4 24～28
BaCO3 7～9
SiO2 9～15
B2O3 21～24
Na2CO3 6～7
K2CO3 10～12
表4
基于表4中的信息，通过维持相对高的红色磷光体含量可以稳定地实现期望的低色温(分类1至3)。
图17和图18是示出根据本发明构思实施例的包括半导体LED和波长转换结构的设备的颜色分布的CIE1931色品图。图17的示图对应于表4中的分类2(3000K)，图18的示图对应于表4中的分类5(5000K)。
参照图17，在包括具有18.5wt％浓度的长波红色磷光体来实现低色温的情况下，获得了与目标色温区域TG1对应的期望分布。红色磷光体可以是氮化物磷光体。例如，其可以是MAlSiNx:Eu(1≤x≤5)和M2Si5N8:Eu中的至少一种，其中，M可以是钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)和镁(Mg)中的至少一种。可以以占波长转换材料大约5wt％至20wt％的量包含红色磷光体。
参照图18，在波长转换材料中包含相对少量的短波红色磷光体的情况下，得到的与目标色温区域TG2对应的分布与图17的分布相似。这表示热稳定性相对低的红色磷光体可以如其他类型的磷光体一样用于改善色温同时避免劣化。
图19是根据本发明构思实施例的包括如图14中示出的设备的灯泡的分解透视图。
参照图19，灯泡5000包括发光模块5003、驱动单元5008和外部连接单元5010。灯泡5000还包括外壳体5006和内壳体5009以及诸如盖单元5007的外部结构。发光模块5003包括安装在电路板5002上的半导体发光设备5001。半导体发光设备5001可以实施为与上面描述的诸如设备10、20、30、40、50、60或100的设备中的一种相似。
虽然图19示出了安装在电路板5002上的单个半导体发光设备5001，但本发明构思不限于此，如果需要，则可以在电路板5002上安装多个半导体LED。此外，在灯泡5000中，发光模块5003包括用作散热单元的外壳体5006，外壳体5006包括散热板5004和散热翅片5005，散热板5004被设置为与发光模块5003直接接触以提高散热，散热翅片5005围绕发光装置5000的侧表面。此外，灯泡5000具有安装在发光模块5003的顶部上并具有凸透镜形形状的盖单元5007。驱动单元5008安装在内壳体5009中并连接到诸如插座结构的外部连接单元5010以从外部电源接收电力。
驱动单元5008用于将电力转换为适于驱动发光模块5003的半导体发光设备5001的电流源并提供该电流源。例如，可以将驱动单元5008构造为AC-DC转换器、整流电路组件等。
图20是示出根据本发明构思实施例的包括如图14中示出的设备的前大灯的剖视图。该前大灯可以用作例如车辆前大灯。
参照图20，前大灯6000包括光源6001、反射单元6005和透镜覆盖单元6004。透镜覆盖单元6004包括中空导件6003和透镜6002。此外，前大灯6000还可以包括将由光源6001产生的热向外排散的散热单元6012。
光源6001可以是使用如上所述的至少一种半导体LED的模块。为了有效地散热，散热单元6012可以包括散热器6010和冷却风扇6011。前大灯6000还可以包括固定地支撑散热单元6012和反射单元6005的壳体6009，壳体6009可以具有主体6006和形成在其一个表面中的中心孔6008，中心孔6008中结合有散热单元6012。此外，壳体6009可以具有形成在另一表面中的前孔6007，所述另一表面整体地连接到所述一个表面并沿垂直方向弯曲。前孔6007允许反射单元6005固定地位于光源6001上方。因此，通过反射单元6005使前侧敞开，反射单元6005固定到壳体6009，使得敞开的前侧对应于前孔6007，由反射单元6005反射的光可以穿过前孔6007以向外输出。
前述内容是对实施例的说明，并且将不被解释为限制实施例。虽然已经描述若干个实施例，但本领域技术人员将容易理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的范围的情况下，可以在实施例中进行许多修改。

Claims (22)

1.一种波长转换结构，所述波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，
其中，波长转换材料包括红色磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3，
其中，玻璃复合物包括30-60wt％的ZnO-BaO、5-20wt％的SiO2、10-30wt％的B2O3、5-20wt％的P2O5以及14-20wt％的Na2O+K2O。
2.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，玻璃复合物还包括CaO和Li2O中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的波长转换结构，其中，波长转换材料还包括绿色磷光体或黄色磷光体。
4.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，玻璃复合物包括5-15wt％的SiO2。
5.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，红色磷光体包括MAlSiNx:Eu和M2Si5N8:Eu中的至少一种，其中，1≤x≤5，M表示Ba、Sr、Ca和Mg中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，红色磷光体构成混合物的5-20wt％。
7.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，烧结体具有大于或等于1.5的折射率。
8.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，烧结体相对于可见光具有至少90％的总透射率。
9.根据权利要求1所述的波长转换结构，其中，烧结体形成片结构。
10.一种制造波长转换结构的方法，包括：
将波长转换材料与玻璃复合物混合以形成组合物生体，其中，波长转换材料包括红色磷光体；以及
在小于或等于600℃的温度烧结组合物生体，
其中，玻璃复合物包括30-60wt％的ZnO-BaO、5-20wt％的SiO2、10-30wt％的B2O3、5-20wt％的P2O5以及14-20wt％的Na2O+K2O。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在烧结的组合物生体中，玻璃复合物还包括CaO和Li2O中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的方法，所述方法在将波长转换材料与玻璃复合物混合之前还包括：
将包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3的基础复合物与CaCO3、Na2CO3、K2CO3和Li2CO3中的至少一种结合，以制备玻璃复合物的前体；
加热前体以制备包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3与Na2O、CaO、K2O和Li2O中的至少一种的熔融玻璃；
冷却熔融玻璃以制备固体材料；以及
研磨固体材料来制备粉末形式的玻璃复合物。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，红色磷光体包括MAlSiNx:Eu和M2Si5N8:Eu中的至少一种，其中，1≤x≤5，M表示Ba、Sr、Ca和Mg中的至少一种。
14.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括将玻璃复合物形成为在600℃或更低的温度下烧成的玻璃料。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将波长转换材料与玻璃复合物混合以形成组合物生体的步骤包括将玻璃料、波长转换材料和粘合剂混合。
16.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
将压力和热施加到组合物生体，以在烧结之前将组合物生体的厚度减小至期望水平；以及
对具有减小的厚度的组合物生体执行烧结。
17.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
将组合物生体放置成与模具接触，模具具有与将被波长转换结构覆盖的半导体装置的形状对应的挤制形状；
在组合物生体与模具接触的同时，将压力和热施加到组合物生体，以在组合物生体中形成具有由挤制形状确定的尺寸的腔；以及
对具有腔的组合物生体执行烧结。
18.一种发光设备，包括：
第一电极结构和第二电极结构；
半导体发光装置，连接到第一电极结构和第二电极结构；以及
波长转换结构，位于半导体发光装置的光出射路径中并包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，其中，波长转换材料包括红色磷光体，玻璃复合物包括ZnO-BaO-SiO2-B2O3，
其中，玻璃复合物包括30-60wt％的ZnO-BaO、5-20wt％的SiO2、10-30wt％的B2O3、5-20wt％的P2O5以及14-20wt％的Na2O+K2O。
19.根据权利要求18所述的设备，所述设备还包括封装体，封装体形成在半导体发光装置周围，其中，第一电极结构和第二电极结构设置在封装体中，波长转换结构连接到封装体。
20.根据权利要求18所述的设备，其中，波长转换结构被设置成与半导体发光装置的表面接触。
21.根据权利要求18所述的设备，所述设备还包括沿半导体发光装置的光出射路径设置在半导体发光装置和波长转换结构上方的透明树脂部分，
其中，波长转换结构具有比树脂的折射率大且比半导体发光装置的折射率小的折射率。
22.一种波长转换结构，所述波长转换结构包括烧结体，烧结体包括波长转换材料和玻璃复合物的混合物，
其中，波长转换材料包括磷光体，玻璃复合物包括30-60wt％的ZnO-BaO、5-20wt％的SiO2、10-30wt％的B2O3、5-20wt％的P2O5以及14-20wt％的Na2O+K2O。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101964418B1 (ko) * 2012-07-02 2019-04-01 엘지이노텍 주식회사 형광체 조성물 및 이를 포함하는 조명 장치
JP6469108B2 (ja) 2013-11-19 2019-02-13 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ルミネッセンス粒子、これを含む材料および製品、ならびに方法
US9840663B2 (en) * 2014-01-29 2017-12-12 Lg Innotek Co., Ltd Glass composition for photo-conversion member and ceramic photo-conversion member using the same
US9590148B2 (en) * 2014-03-18 2017-03-07 GE Lighting Solutions, LLC Encapsulant modification in heavily phosphor loaded LED packages for improved stability
KR102252992B1 (ko) * 2014-12-12 2021-05-20 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지의 제조 방법
US9941258B2 (en) * 2014-12-17 2018-04-10 GE Lighting Solutions, LLC LED lead frame array for general illumination
TWI589543B (zh) * 2015-05-26 2017-07-01 台灣彩光科技股份有限公司 玻璃螢光體薄片之製造方法
KR102394051B1 (ko) * 2015-06-04 2022-05-06 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트 제조용 조성물, 형광체 플레이트 및 조명장치
KR102459949B1 (ko) * 2015-06-04 2022-10-31 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트 제조용 조성물, 형광체 플레이트 및 조명장치
JP2017027019A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置
KR102449778B1 (ko) * 2015-12-22 2022-10-04 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트 및 이의 제조방법
JP6880528B2 (ja) * 2016-06-27 2021-06-02 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス
KR101917703B1 (ko) * 2017-04-04 2019-01-29 엘지전자 주식회사 형광체 모듈
CN107365070A (zh) * 2017-09-13 2017-11-21 上海应用技术大学 一种白光led用红绿色复合荧光玻璃及其制备方法
CN107879623B (zh) * 2017-11-20 2021-12-21 上海应用技术大学 一种白光led用红色发光玻璃陶瓷及其制备方法
KR102542426B1 (ko) 2017-12-20 2023-06-12 삼성전자주식회사 파장변환 필름과, 이를 구비한 반도체 발광장치
KR102165411B1 (ko) * 2019-08-07 2020-10-14 한국세라믹기술원 색변환 소재용 저융점 유리 조성물 및 이를 포함하는 적색 색변환 소재 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242221A (en) * 1977-11-21 1980-12-30 General Electric Company Ceramic-like scintillators
US6624225B1 (en) * 1996-06-03 2003-09-23 Liburdi Engineering Limited Wide-gap filler material
CN101167194A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于发光半导体设备的冷却设备和制造这种冷却设备的方法
CN101939857A (zh) * 2008-02-07 2011-01-05 三菱化学株式会社 半导体发光装置、背光源、彩色图像显示装置以及这些中使用的荧光体
CN102299245A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 日东电工株式会社 复合膜和使用该复合膜的半导体发光器件
CN102577601A (zh) * 2009-10-15 2012-07-11 旭硝子株式会社 有机led元件、有机led元件的散射层用的玻璃粉以及有机led元件的散射层的制造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW383508B (en) 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
JP4429295B2 (ja) * 2005-09-06 2010-03-10 株式会社オハラ 光学ガラス
KR100764148B1 (ko) 2006-01-17 2007-10-05 루시미아 주식회사 시트상 형광체와 그 제조방법 및 이를 이용한 발광장치
US7682850B2 (en) 2006-03-17 2010-03-23 Philips Lumileds Lighting Company, Llc White LED for backlight with phosphor plates
JP5085049B2 (ja) * 2006-03-31 2012-11-28 Ｈｏｙａ株式会社 モールドプレス用ガラス素材、該ガラス素材の製造方法、及びガラス光学素子の製造方法
JP4978886B2 (ja) 2006-06-14 2012-07-18 日本電気硝子株式会社 蛍光体複合材料及び蛍光体複合部材
KR100820348B1 (ko) * 2006-06-28 2008-04-08 서울반도체 주식회사 형광체의 제조 방법
JP4650378B2 (ja) * 2006-08-31 2011-03-16 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2008115223A (ja) * 2006-11-01 2008-05-22 Nec Lighting Ltd 蛍光体含有ガラスシート、その製造方法及び発光装置
JP2008169348A (ja) 2007-01-15 2008-07-24 Nippon Electric Glass Co Ltd 蛍光体複合材料
US20100263723A1 (en) * 2007-07-19 2010-10-21 University Of Cincinnati Nearly Index-Matched Luminescent Glass-Phosphor Composites For Photonic Applications
JP5190680B2 (ja) 2008-05-26 2013-04-24 日本電気硝子株式会社 発光色変換部材
JP5257854B2 (ja) 2010-02-25 2013-08-07 日本電気硝子株式会社 発光色変換部材
KR101142758B1 (ko) 2010-07-22 2012-05-08 한국세라믹기술원 유리 형광 렌즈를 이용한 발광다이오드 램프 및 그 제조방법
JP5619533B2 (ja) 2010-09-01 2014-11-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR20120025950A (ko) 2010-09-08 2012-03-16 주식회사 동진쎄미켐 ＺｎＯ계 글래스 프릿 조성물 및 이를 이용한 태양전지의 후면 전극용 알루미늄 페이스트 조성물
JP2012059893A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材、光源及び波長変換部材の製造方法
JP5712590B2 (ja) 2010-12-07 2015-05-07 旭硝子株式会社 白色発光装置
US20120140496A1 (en) 2010-12-07 2012-06-07 Sharp Kabushiki Kaisha Wavelength conversion member, light emitting device, illuminating device, vehicle headlamp, and production method
KR101307660B1 (ko) 2011-06-09 2013-09-12 주식회사 디앤피바이오텍 텔로미어 단축을 이용한 비소세포폐암 환자의 예후 예측방법
KR101278891B1 (ko) 2011-09-06 2013-06-26 공주대학교 산학협력단 투명 프릿 소재용 유리 조성물
JP2013055269A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材および発光デバイス
US9441155B2 (en) * 2012-06-06 2016-09-13 Sharp Kabushiki Kaisha Wavelength converting member, light-emitting device, illuminating device, vehicle headlight, and method for producing wavelength converting member

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242221A (en) * 1977-11-21 1980-12-30 General Electric Company Ceramic-like scintillators
US6624225B1 (en) * 1996-06-03 2003-09-23 Liburdi Engineering Limited Wide-gap filler material
CN101167194A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于发光半导体设备的冷却设备和制造这种冷却设备的方法
CN101939857A (zh) * 2008-02-07 2011-01-05 三菱化学株式会社 半导体发光装置、背光源、彩色图像显示装置以及这些中使用的荧光体
CN102577601A (zh) * 2009-10-15 2012-07-11 旭硝子株式会社 有机led元件、有机led元件的散射层用的玻璃粉以及有机led元件的散射层的制造方法
CN102299245A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 日东电工株式会社 复合膜和使用该复合膜的半导体发光器件

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