TW200904245A - Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter - Google Patents

Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter Download PDF

Info

Publication number
TW200904245A
TW200904245A TW097104735A TW97104735A TW200904245A TW 200904245 A TW200904245 A TW 200904245A TW 097104735 A TW097104735 A TW 097104735A TW 97104735 A TW97104735 A TW 97104735A TW 200904245 A TW200904245 A TW 200904245A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
compound
light
luminescent
cold
group
Prior art date
Application number
TW097104735A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter J Schmidt
Lucas Johannes Anna Maria Beckers
Joerg Meyer
Baby-Seriyati Schreinemacher
Herbert Schreinemacher
Original Assignee
Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninkl Philips Electronics Nv filed Critical Koninkl Philips Electronics Nv
Publication of TW200904245A publication Critical patent/TW200904245A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/593—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling
    • C04B35/6262—Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/6265—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering involving reduction or oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/6268—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering characterised by the applied pressure or type of atmosphere, e.g. in vacuum, hydrogen or a specific oxygen pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62685—Treating the starting powders individually or as mixtures characterised by the order of addition of constituents or additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77347—Silicon Nitrides or Silicon Oxynitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77348—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3865—Aluminium nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/442—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/652—Reduction treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6582—Hydrogen containing atmosphere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • C04B2235/662—Annealing after sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

200904245 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種照明系統，其包含一輻射源與包含至少 一冷光化合物與至少一非冷光化合物的一合成單體陶竟冷 光轉換器。較佳地，該輻射源係一發光二極體。 【先前技術】 本技術已知可由一照明系統提供白色或有色光照明，其 中一發光二極體之輻射係由一磷光體轉換。該發光二極體 ” 激發該磷光體，該發光二極體以較長波長範圍發射；經組 合之發射產生白色或有色光。 由於近來發光二極體技術的進步已產生在近uv至藍光 範圍發射之發光二極體，現今市面上有各種發有色與白色 光的磷光體轉換發光二極體，而使傳統的白熾與螢光照明 面臨挑戰。 傳統磷光體轉換發光裝置（pc-LED)—般利用一設計，其 中在其上具有一發藍光LED之一半導體晶片係藉由一環氧 樹脂層覆蓋，該環氧樹脂層包含一或多個磷光體之磷光體 微粒粉末。 在一最近方案中’該半導體晶片係藉由一或多個碟光體 之一微粒層覆蓋，該微粒層係藉由電泳沈積技術（EpD)來 加以沈積。此技術提供比樹脂接合磷光體層更細薄的磷光 體層。此允許更佳的色度控制及改良的亮度。 然而，在包含磷光體微粒粉末之先前技術照明系統中出 現的一問題在於其具有以下若干缺點而導致無法用於許多 128590.doc 200904245 首先’沈積-厚度均句的碟光體微粒層較困難。該等碟 光體微粒易結塊’因而提供具有一已知顆粒大小之微粒的 一均句磷光體層較困難。由於色彩均句度必須―均句層^ 度，故而難以確保色彩均勻度。 再者，傳統填光體微粒係多晶粉末。然而，多晶碟光體 粉末層易因散射而具有低透射。該多晶磷光體粉末微粒會 吸收並非再發射之散射光，其降低光輸出。此外，該咖 所發射之光的反向散射導致晶片(其較具吸收性)中產生吸 收損失，進而導致降低光擷取效率。 wo 2_/097876揭示一種具有一發光二極體與單體多晶 陶兗結構的發光元件，纟中—⑽型碟光體係嵌入一包含 非冷光多晶氧化鋁之陶瓷矩陣。 將一冷光化合物嵌入一包含非冷光化合物之陶瓷矩陣會 改良該冷光轉換器之光學特性並利於該裝置之熱管理。 先剛技術之另一非冷光多晶氧化鋁矩陣材料係一種具有 化學特性之材料，若使用該YAG榴石型磷光體之情況下極 為有用，然而若結合其他磷光體則可能較不適合。 因此，本發明之一目的係欲減輕此缺點並提供一種包含 一輻射源與一具有改良特性之單體陶瓷冷光轉換器的照明 糸統。 【發明内容】 抑因此，本發明提供一種照明系統，其包含一輻射源與一 單體陶瓷冷光轉換器，該單體陶瓷冷光轉換器包含一合成 128590.doc 200904245 化：物，材料包含至少一冷光化合物與至少-非冷光 氮。、該冷光化合物與該非冷光化合物各包含矽與 極體。本發明之一較佳具體實施例，該輻射源係-發光二 a術語：單體陶竞冷光轉換器」定義一陶莞主體，其一旦 = : = ,電磁転射激發便發射於可見光或近紅外光頻 ·如此，該合成單體陶瓷冷光轉換器大大簡化 各種碌光體轉換發光L幾何形狀之製造。 =據本發明之—單體陶究冷光轉換器包含—冷光化合物 、非冷光化合物之一合成物，其共有含石夕與氮離子之共 同構件。此等化合物根據由另外的主族元素或由金屬 所取代而命名為「氮化⑦」或「氮石夕酸」。 从共有構造元件之化學化合物的基團稱為「化合物類」。 右化合物類為有機化合物類型則共有相同官能基團，或者 若其為無機化合物類型則共有相同離子。由於—化合物類 之β件共有構造儿件’故而其亦共有化學與結構特性。 共有化學與結構特性利於製造包含一冷光化合物與—非 冷光化合物之一合成單體陶究冷光轉換器。 、 共有化學與結構特性亦使在製造期間以及操作時於冷光 與非冷光材料間發生破壞性化學反應的風險降低。7 此外’共有化學與結構純使得製造與操作時因可能 使該等單體陶£冷光轉換器中產线械應力之組分熱:服 係數不匹配導致發生機械故障的風險降低。 …/ 128590.doc 200904245 因兩相中之折射率並無差異或僅具些微差異，使得較少 之光在顆粒邊界折射（即，漫射）。因此，採用與冷光微粒 之光學矩陣相同化合物類之非冷光化合物帶來調諸肋 之顏色均質性且不舍3丨λ γ Λ 不需要之反向散射的額外好處。 該等化合物可額外地包含選自氧m、鍺、磷 與碳之群組的一或多個離子。 該等化合物可額外地包含選自驗金屬Na、K、Rb;驗土
金屬以、Mg、Ca、Sr、Ba或選自Sc、Y、與La群組之IIIB 族金屬之群組的一金屬離子。 不用說該冷光化合物額外地包含通常選自稀土元素“、 Ce、Pr、Nd、pm、Sm、Eu、Gd、Tb、巧、η。、&、
Tm、Yb、與Lu的-活化劑。就本發明而言，尤常用的係 鈽、镨 '釤、銪、铽、镱與錳。 合成物組成中亦可能出現燒結添加物。此等添加物特別 地包括本技術已知之物種，如助熔劑。適當的助熔劑包括 ; 鹼土金屬或鹼金屬之氧化物、硼酸化物、磷酸化物、矽酸 化物與鹵化物（如氟化物）、氯化鋁、二氧化矽、si〇N、 SiAlON與其之混合物。於該單體陶瓷合成轉換器中，該等 助熔劑存在冷光或非冷光化合物内作為非純離子或該顆粒 邊界網路内之額外相。該等助熔劑相可為玻璃或結晶。 該非冷光化合物可額外地包含選自過渡金屬Zr、Hf、
Nb、Ta、W、Mo、Cr、Fe、Co、Ni、Zn、Sc、γ、La、 主族元素 Pb、Bi 與 f 元素 Ce、Cr、Nd、Sm、Eu、〇d、
Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、與 U之群組的一調 128590.doc -9- 200904245 即 節劑常用以降低燒結 劑。於一些具體實施例中，此等調 活化非冷光化合物之燒結溫度。 本發明之—尤佳具體實施例係—合成單體”冷光轉換 器，其中該冷光化合物與該非冷光化合物之化合物類係選 自氮矽酸、氮氧矽酸、氮鋁矽酸與氮氧鋁矽酸之類。 其中該活化劑係選自稀土金屬鈽、 ^ 知 '銪、轼與镱 之群組時’氮石m氧⑪酸、氮㈣酸與氮氧銘石夕酸之
類的冷光化合物似具化學穩定性與效率的冷光化合物， 其能夠使一發藍光之LED之藍光轉換成綠色至紅色。其因 本身的熱穩定發射性質而突出。結合發紅光與綠光冷^化 合物製成之白色LED提供出色的演色與頻譜涵蓋範圍。其 在發射電磁頻譜之uv至藍光範圍之光的LED可接受溫度與 輻射範圍中完全穩定。 通式為 Ba2.x.zMxSi5-yAlyN8-yOy : Euz (其中 M=Sr、Ca ; 〇 ，0SyS4，〇.〇〇〇5<Ζ£〇.〇6)之發黃光至紅光之摻雜銪 (π)之鹼土氮氧鋁矽酸與通式為Bai xMxSi7_yA〗yNih〇〆其 中M=Sr、Ca、Eu; 之非冷光鹼土氮氧鋁矽 酸化合物的組合係本發明之一尤佳具體實施例。此類合成 物提供較高的光熱穩定性且相較於單一相之Ba2_χ ζΜ Sis yAlyN8_y〇y · Euz之冷光化合物而言具有較低折射率，因而 外部耦合至周圍介質之光較佳。結合發UVA或藍光之 LED，本發明之此具體實施例尤常用於黃光或紅光信號照 明。 根據本發明之一變更，該合成材料係一微粒微粒合成 128590.doc -10- 200904245 物。包含-微粒微粒合成物之合成單體陶瓷冷光轉換器可 形成為-緊密整體元件’其中該非冷光化合物中之冷光化 合物顆粒具有均質空間分佈。 或者，於本發明之一此且體眘尬点丨+ u 一，、體貫施例中，該冷光化合物之 非均質空間分佈可能較佳。 本發 隻更，該合成冷光材料係一微粒矩 陣合成物’其中冷光微粒係分散於—連續非冷光相中。
根據本發明之另一變更，該合成物係一堆疊多層合成 物。該合成物包括可能重複之至少一第一與—第二成分 層。在無法進行不同冷光化合物之共同陶竟處理之情1 下，-層壓多層合成物係一微粒微粒合成物的一常 代。 本發明亦關注-種合成陶究冷光轉換器，其包含一合成 材料’該合成材料包含至少_冷光化合物與至少—非冷光 ,合物，纟中該冷光化合物與該非冷光化合物各包含矽與
根據-較佳具體實施例，該單體陶究冷光轉換器具有一 密度，其297%之理論密度，較佳輪99%之理論密度。 时由下列詳細說明、附圖及隨附中請專利範圍及圖式之 單說月將明白該等及其他目的、特徵及優點。 【實施方式】 一本發明集中於-種單體陶究冷光轉換器（clc)，其包含 二成材料（該合成材料包含一單一或複數個冷光化合物 及非冷光化合物），並且位於包含一主要轄射源之一照 128590.doc 200904245 明系統之任意組態中。如太 如本文所用’術語「輻射」涵蓋電 磁頻譜之uv、m及電磁頻譜之可見區域。 —合成單體PU冷光轉換器係―陶竟部件，其特徵在於 本身的典型微結構。-單體陶:£冷光轉換器之微結構係多 曰曰的，即-不規則隱晶質或奈米晶質微晶之晶團。成長微 晶以緊密接觸並共有顆粒邊界。巨觀上，該單體陶竟似乎 各向同1± ’然而夕晶微結構可輕易地由(掃描式電子 顯微鏡）偵測。
由於其之多晶微結構’陶瓷冷光轉換器係透明的或具有 至少低光吸收的較高光學半透明性。 根據本發明之單體陶£冷光轉換器之微結構包括至少二 明確獨立之相。 第-相包含至少-冷光化合物，其在一主體晶格中包含 —活化劑，其中該主體晶格包含矽與氮。 於該合成材料令之第二相包含一相同化合物類之非冷光 化合物，其作用為—陶瓷黏合劑並作用為一光學矩陣。 由於其中包含之氮電負度低於氧，故而含有π·離子之 氮化物表現的結構與纟質範圍便與較為熟悉之氧化物材料 的結構與性質範圍有些微的不同。 氮化物、氮氧化物與氮矽酸可結晶化成含有交聯⑴队四 面體或Si(N，0)4四面體之二或三維網路的結構類型，其中 可併入鹼土離子（M=Ca，Sr及Ba)。 除了簡單的氮矽酸與氮氧矽酸之外，還可使用包含另外 主族元素(例如，磷、碳、鍺、硼、鎵、或鋁）的複合氮矽 128590.doc 12 200904245 酸。 為求電荷平衡’簡單或複合之氮矽酸與氮氧矽酸可包含 選自驗金屬Na、K、Rb ;驗土金屬Be、Mg、Ca、Sr、Ba 之群組或選自Sc、Y、與La群組之ΙΠΒ族金屬之群組的一 金屬離子。 根據本發明之一較佳具體實施例，該冷光與該非冷光化 合物之共有化合物類係單獨存在或結合鹼金屬鹼土、 1116族與稀土几素的氮矽酸、氮氧矽酸（SiON)、氮鋁矽酸 與氮氧鋁石夕酸（SiAlON)之類。 先前技術已知數種歸屬於此化合物類之常用冷光化合 物。該等冷光化合物通常具有在電磁頻譜之藍光至近1；乂 範圍（300至475 nm)中之激發波長，且具有通常在可見光 皮長範圍中之發射波長。複數個冷光化合物之合成物可經 調整而在觀視者感知時獲得所希望的色彩平衡例如發黃 光至紅光與發黃光至綠光之冷光化合物的混合物。 , 除了下述特定具體實施例之冷光化合物之外，適合用於 陶竟合成物之典型冷光化合物包含選自通式為 Eu之發黃光至紅光（590至63〇 nm)之冷光化合物的一材 料，其中EA係選自鈣、鋇與鳃之群組的至少一鹼土金 屬。 其他滿足本發明之條件的冷光化合物係通式為⑶丨挑） s-zSis.JAUbhNs-aOa : Lnz 的氮氧鋁石夕酸（其令 ， 0<bd ’ 0<xd且(Xzd)，其包含選自由Mg /Ca ' ^與仏 組成之群組的至少一元素EA以及選自由硼、鋁、鎵、 128590.doc 200904245 銦、銃組成之群組的至少一元素B並以選自由鈽、銪、 铽、镨、釤組成之群組的一鑭系元素或錳與其之混合物來 活化。 尤常用之冷光化合物係通式為EA2_zSi5_aAlaN8-aOa : Euz 之發紅光之銪（II)活化氮氧鋁矽酸，其中0<aS2且 0<ζ^0.2 ; EA係選自鈣、鋇與锶之群組的至少一鹼土金 屬。 另外常用之發紅光之冷光化合物係通式為（sri_x_y_ zCaxBay)aSibAlcNdOe: Ybz之鏡（II)活化氮氧矽酸，其中Oh <1 ； 0<y<l ； 0.001<z<0.02 ； 0<a<2 ； 0<b<2 ； 0<c<2 ； 〇<d <7 ’ 0<eS2，通式為（Lni.z)2-aCaa Si4N6+aCi.a : Cez之飾活化 碳氮矽酸，其中〇Sa<l，0<ζ<0·1且Ln係選自镱、釓與錙之 群組的至少一稀土金屬；通式為（Cai_x_y.zSrxBayMgz)in (Ali-a.bBJSiNsNbbOb : REn 之（Ca，Sr)AlSiN3 : Eu、稀土金 屬活化氮鋁矽酸，其中0<xSl，〇分<1，〇gz<1，（^a<1，〇 SbSl與0.0002<nS0.2且RE係選自銪（Π)與鈽（πΐ);以及其 他如本文所述受激發後發射頻譜在可見頻譜之紅光區域中 的氮矽酸冷光材料。 此等冷光氮矽酸化合物會在可見頻譜之黃光至紅光頻譜 範圍内發光，因而可在發特定色彩或白光之led中提供黃 光或紅光成分。該等冷光化合物之額外重要特性包括··在 典型裝置操作溫度（例如，8〇。0 )下可抵抗冷光之熱淬火； 旎在可見頻譜内最小化完全吸收的適當吸收輪廓；在該裝 置之操作壽命中穩定的光輸出；以及該等冷光化合物在成 128590.doc •14- 200904245 分上可控制調諧之激發與發射性質。 於本發明之另一較佳具體實施例十，綠光係由該合成單 體陶瓷冷光轉換器之冷光成分予以產生，該成分包含通式 為EAShAO2 : Eu之發綠光（480至560 nm)冷光化合物，其 中EA係選自鈣、鋇與鳃之群組的至少一鹼土金屬。 亦適合用於本發明之發綠光之典型冷光化合物係具有通 式為（Sr丨·a_bCabBacMgdZne)SixNyOz : Eua之化合物，其中 0.002<a<0.2 ^ 0.0<b<0.25 * 0.0<〇<0.25 » 0.0<d<0.25 ^ 〇.〇 Se<0.25，1.5SxS2.5，1.5<yS2.5與 1.5<ζ<2·5。 常用於本發明之發藍光至綠光之典型冷光化合物係具有 通式為（Ba丨-x-aMx)Si7-yAlyN丨O.y〇y : Eua之化合物（其中Μ= Sr ’ Ca，0.002W0.2，〇如1，與 〇如3)與通式為 MzSi6_xAlxN8.xOy+x: Eua之化合物（其中 M=Sr，Ca，〇 〇〇κ aS0.2，0<xS4，OSySl 與 〇 在某些具體實施例中，於該合成材料中可額外地包括另 外的冷光化合物。 於該合成陶瓷冷光轉換器中之第二相包含一相同化合物 類之非冷光化合物，其作用為一陶瓷黏合劑並作用為一光 學矩陣。 單獨存在或結合鹼金屬、鹼土與稀土元素的氮矽酸、氮 氧矽酸（SiON)、與氮氧鋁矽酸（SiA1〇N)係較佳的。 該等材料在該冷光材料之活化劑離子出％激發與冷光時 的波長下具有絕佳的光學透明性。 較佳化合物範例包括的氮石夕酸分別為 128590.doc -15- 200904245 (其中Μ係選自織約），（其中Ln係選自^、
Nd) ’ Ba丨-zMzSi6_xAlxN8-x〇y+x(其中μ係選自勰與鈣且〇 分^)’以及MYSi4N7(其中Μ係選自Sr、Ba)。 對該非冷光化合物的較佳選擇條件在於包含矽與氮之非 冷光化合物係在低溫下燒結活化的。若該氮化矽非冷光化 口物亦包含若干鋁及/或氧，便可改良可燒結性。常用的 有通式為Si6-xAlx〇xN^之化合物，其中0纪0.42。尤佳的 係亦與通式為Mm/vSl]2 h + 之冷光化合物共有 金屬離子的非冷光化合物，其中Μ關於-或多個金屬離 子，而V指金屬離子之氧化狀態且„1與11為一廣範圍中之變 數。較佳地，該等金屬離子係選自鹼金屬Na、κ、处與鹼 土金屬 Be、Mg、Ca、Sr、Ba之群組。 明確地說，鋁作用為氮化矽之燒結加速劑並改良燒結劑 密度。然而’若單獨使用氧化紹，則有損該合成物之機械 性質，如機械強度與斷裂韌度。 該非冷光化合物可額外地包含一調節劑之一離子，其選 自過渡金屬 Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo、、Fe、Cq、 沁、Zn、Sc、Y、La、主族元素Pb、扪與【元素Ce、Cr、 则、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、H〇、&、Tm、外、&、
Th、Pa與u之群組。該調節劑有助於降低燒結溫度並改良 該陶瓷之稠密化行為。
I 來自氣石夕l t氧石夕酸 '氮銘石夕酸與氣氧紹石夕酸之群組 能改良燒結性的額外相可在結合網路調節劑（例如，鋇、 鈥、鈣、或鎂）之情況下，於燒結成玻璃（玻璃質）或結晶相 128590.doc -16· 200904245 後出現。 上述非冷光化合物不會與該等冷光微粒形成—固態溶 液’该專冷光微粒會與兮非六伞知八& ,vjf 气㈣相… 離而保持為獨立的分 政微粒相，並形成一均勻的分散相。 、尤佳的係該合成陶瓷冷光轉換器之一具體實施例，其中 通式為 Ba2.x.zMxSi5.yAlyN8為：EUz(其中 M=Sr、ca 〇<χ Ο
〜〇洲，請〇5—<ζ_6)之發黃光至紅光之冷光化合物 係結合通式為 Bai-xMxSi7、yAlyNi〇_y〇y(其中 M=Sr、^ ; 且0分<3)之非冷光SiA1〇N相。 由緊#燒、，.。之332_心氣815_3^1^1〇^1^(]\/1=81'，〇&)顆粒 與MShN丨〇(M=Ba，Sr，Eu)顆粒組成之陶瓷合成色彩轉換器 (亦包含若干銪）在面對活化劑Eu(II)光熱氧化成Eu(In)時格 外穩疋。此可由燒結期間於Ba2 x zMxSi5^AlyN8 y〇y:Euz(M -Sr, Ca)顆粒中所形成陽離子空缺之還原造成。陽離子空 缺可因高燒結溫度下發生之鋇損失並藉由N部位上產生之 氧缺陷以獲得電荷補償來形成（方程式〖）。 方程式1 :
Ba2-x-zMxSi5_yAlyN8_y〇y:Euz+u〇2 —Ba2-x-z_uMx[]uSi5.yAly N8-y-2u〇y + 2u -Euz+uBa + uN2 此等缺陷可作為促進Eu(II)之光降解的陷阱中心。 在根據該特定具體實施例之合成轉換器陶瓷中，Ba2_x_z MxSi5_yAlyN8_y〇y:Euz(M=Sr、Ca)顆粒之 Μ 損失係藉由在 Ba2-x-zMxSi5-yAlyNg.y〇y : Euz(M=Sr、Ca) ^ MSi7N]〇(M— Ba、Sr)陶瓷顆粒間之顆粒邊界處形成更多MSi7N1()(M= 128590.doc •17· 200904245 心目來補償。如此使〜χ.具si5為仏為:Euz(m= Ca)顆粒中晶格缺陷還原，因而使光熱穩定性大為增 強。反之亦然地，在燒結期間該活化劑Eu(⑴亦 相，面而部分擴散至該等非冷满竟顆粒中。 /玄特定具體實施例之陶竞合成冷光轉換器利用已知發黃 光至紅光粉末氮化物冷光化合物所帶來之優點係：⑷量子 效率因改良該合成矩陣中之顆粒形態而變高，（b)轉換效率 口該冷光轉換器之散射減少而增強，⑷光熱穩定性變高， (d)该合成材料之較低折射率，因而外部搞合至較低折射率 之周圍介質中的光更佳。 顯然’可選擇該等冷光及非冷光化合物之相對數量以影 響該合成物之最終性質，並且該相對數量可因所需應用而 大為不同。 為使該LED所發射之主要光發生部分轉換，有利地選擇 冷光化合物微粒之數量與大小使得穿過該陶瓷冷光轉換器 之路徑長度係長到足以使來自發光LED之主要光轉換成次 要可見光並短到足以使適當量之主要光通過嵌入之磷光體 層。為求完全轉換’主要光不應通過該陶瓷冷光轉換器且 其之厚度係經選擇而藉由降低之光洩漏降低執行最佳 率。 產生之光並非僅向前散射《，而1還向後散射。該反向 散射之光在該LED_相當容易遭再吸收。此降低該效率。 吾人已發現，在該冷光材料具有一體積至多為8〇 v〇l % 時，該反向散射損失可維持在一遠低於2〇至3〇%範圍之降> I28590.doc -18- 200904245 低位準。 進步改良係藉由控制該多孔性與該孔洞大小分布來 達成於—有利具體實施例中，該陶瓷合成物具有至多3 多L丨生，其對應<97%之理論密度的密度。根據本發明 之—較佳具體實施例，該密度接近1〇〇%之理論密度。 此外，該等孔洞大小應維持小，例如小於3〇〇〇 nm，較 佳的情況為小於約2_ nm。最佳的結果可以低於議⑽ 之孔洞大小來達成。 關於合成陶究冷光轉換器之製備，—特別重要的態樣係 該：光化合物係與該非冷光化合物結合在一起並合併以採 用方式來形成該合成材料，從而確保該固態單體合 之微結構之特徵在於維持或改良其個別冷光性質之冷光顆 為了獲得此態樣’個別組分材料基本上可不相互反應， 以便能保持其不同結晶相， ,〇 ^ . m 〜 少所需冷光性質。根據一較佳且 平乂住具體實施例，該冷光化合 與該非冷光化合物在個勒㈣相鄰並形成共炼。 於若干具體實施例中，在命 在冷先與非冷光化合物間可勸 到若干常用的相互作用。例 、人丄# 察 . 例如，一冷光氮矽酸化合物 一氧化鹼土金屬先驅物及座Α + 應而在顆粒邊界處形成-氧矽舻 玻璃或結晶相，其導致該黧八上斤 乳夕酉夂 守双孩專冷光氮石夕酸顆粒中的氧 低’因而改良各自的冷光性質。 降 相 同時，在合併該合成材料期 。例如，一冷光AE2Si5N8 : 間亦可就地形成不 Eu相可與一添加以 同的結晶 作為燒結 128590.doc 200904245 助熔劑之驗土金屬正㈣相發生若干程度之反應以形成小 里之玻璃相與非冷光AES叫。相。藉由諸如熱均壓之適當 後處理方法可從該陶竞合成冷光轉換器移除不需要的玻璃 相以改良光學性質。 製造方法與該冷光轉換器之較佳微結構有些微差里▽ 單體陶究冷光轉換器之微結構可為—多晶微粒微粒合成 物、一微粒矩陣合成物或一層壓合成物。
在以，含_合成物配置之—冷光與_非冷光化合物製造 、《成早體£冷光轉換器之較佳方法中’該合成材料之 成分係以一微粒微粒合成物配置來提供。 陶瓷微粒微粒合成物係多晶的，即其包含一不規則隱晶 質微阳貝或奈米晶質微晶之晶團。在製造期間，成長微 晶以便緊密接觸並共有顆粒邊界。巨觀上，該單體陶^似 乎各向同性；但是多晶微結構可輕易地由sem(掃描式電 子顯微鏡）偵測。 由於其本身幾乎無孔洞之單體多晶微結構，冷光單體陶 瓷冷光轉換器係透明的或至少具有低光吸收的較高光學半 透明性。 此一微粒微粒合成物係根據一方法來製備，該方法必須 製備⑴具有一選自該非冷光化合物之先驅物群組之一第一' 材料的冷光化合物粉末混合物，（ii)使該混合物粉末密實 而成形成一預製件，以及（iii)共燒結該預製混合物，最後 接著進一步進行退火。 在该方法之一具體實施例中，該非冷光化合物之先驅物 128590.doc -20- 200904245 係提供用作一「綠色」陶瓷材料。在此背景下的「綠色」 係指一已燒製、反應性、但仍未燒結的陶究材料。 一「綠色」陶瓷材料具有一小於理論密度的密度，一般 小於65%之理論密度。一般亦具有在從1〇〇 ^^至祚爪範圍 内的一精細顆粒大小。 非冷光化合物之「綠色」先驅物材料係與一預燒結之粗 顆粒大小（約1 .〇至10微米之顆粒大小）的冷光化合物結合在 一起。該非冷光化合物較佳地係具有相較於該冷光化合物 較低之燒結溫度的化合物。該等冷光化合物之單獨燒結溫 度有助於防止相組分分離，因而降低該等組分之間發生不 需要相互作用的可能性。 該兩種材料係使用標準球磨技術來混合，但還可使用本 技術中已知的其他方法並具有適當的結果。 一旦充分混合，將該混合物成形成一預製件。該固態合 成物預製件應展現足夠的強度及韌性以抵抗碎裂及破裂， 以及允許預成形。 接著在與適用於燒結該非冷光化合物之溫度及環境有關 的燒結條件下燒結該預製件。持續一所需數量的時間提供 燒結處理以稠密化該陶瓷至其實質上理論密度以便形成 :高度半透明材料。此等參數確保一最小多孔性及最大密 又，、且邊等組成材料不會發生相互作用。 =的係一熱單軸向壓力處理，或另外—冷均壓處理， 行熱均：燒結。還可應用冷均壓及燒結之-组合，隨後進 128590.doc 200904245 必需小心監督稠密化程序以控制顆粒成長並移除殘留孔 洞。 該冷光材料之成形及燒結處理導致一合成單體陶瓷部 件’其易於藉由已知陶瓷程序來鋸割並加工。較佳地，拋 光該合成單體陶瓷冷光轉換器以獲得一光滑表面並阻止由 表面粗糖度所引起之漫散射。 較佳地，該陶瓷合成轉換器之（若干）表面的表面粗糙度 RMS (表面平坦度之崩潰；由最高與最低表面特徵間之 差的幾何平均測得）係^0 001 μηι。 最佳的係本發明之一具體實施例，其中該表面粗糙度係 之〇.〇3 μιη且 μπι。 根據本發明之一較佳具體實施例，該至少一陶瓷合成材 料之特定表面積係》10·7 一化且^ 〇】m2/g。 般而。該冷光以及該非冷光化合物由大於之單 -晶疇組成，其中每一晶疇之直徑大於〇 5㈣並具有不同 的結晶定向。言亥等單一晶疇可將額外非晶或玻璃材料或額 外結晶組分加以連接。 根據較纟具體實施作j，該至少一合成陶究材料具有> 97%且训〇%之合成物理論密度的密度，其係—1嶋無孔 洞材料的密度。已顯示此在本發明内之廣範圍的應用具有 相當的好處，因為隨後可提升該至少一陶竞合成物材料的 冷光與光學性質。 較佳地，該至少一陶莞合成物材料具有299%之一密 128590.doc -22- 200904245 以上述處理方法，該 的;冷先化合物能夠保有或改良本身 的冷先性質，因為冷光轉換 二本身 物時本來會意料到個別性質的-些降低。然而，^口成 • 並沒有發生任何損失。 _ '、、、、光性質 '冑==明之另—具體實施例，該合成物之微結構係- -非”:：物，其中該冷光化合物之結晶微粒係分散成 n #aa或麵非冷絲合物之連續㈣。 成 样Π 凝膠程序以及藉由傳統粉末與炫化技術，盥 2 璃燒結程序可製備玻璃與非晶矩陣二者k 刀該等冷光微粒係於該等矩陣材料中進行處理。 传-具體實施例中常用’其中該非冷光化合物 乂卿玻璃。在先前技術中已知此等玻 態相燒結。 一1 又 除了形成該微粒微粒合成物或微粒矩陣合成物之外，兮 ^ 轉換器之相亦可組裝-多層配置之層壓合成物。 A = 合成物中，該第一層包含-第-冷光化合物之 二光^ 加上非冷光化合物而該第：層包含一第二 冷先化合物之微粒加上非冷光化合物。 声技術之刮刀成型係廣泛運用於產生陶曼層壓多 二：：，起始於綠色薄片，隨後進行共燒製與切割以形 夕層α成陶瓷冷光轉換器。 燒之某些具體實施例中’其可能常用以後成形所 堯、-,口之&成單體CLC，此可以就陶究材料而言使用熟知的 128590.doc •23- 200904245 例行程序來完成。例如，使該合成單體CLC之頂部表面粗 糙化可能常用以散射經轉換之光以改良光外部耦合，尤其 疋在（例如）該CLC具有的折射率較高之情況下。 根據本發明之一第二態樣，提供一種照明系統，其包含 -輻射源與一單體陶瓷冷光轉換器，該單體陶瓷冷光轉換 器包含一合成材#，該合成材料包含至少一冷光化合物與 至少-非冷光化合物’纟中該冷光化合物與該非冷光化合 物各包含矽與氮。
輻射源較佳地包括半導體光學輕射發射器及其他回應電 激發而發射光學輻射之裝置。半導體光學輻射發射器包括 發光一極體LED晶片、發光聚合物（LEp)、雷射二極體 (^D)、有機發光裝置（OLED)、聚合物發光裝置（PLED) 等此外諸如在放電燈與螢光燈（如水銀低與高壓放電 燈&放電燈、與基於分子輻射器以及基於Χ射線管之放 電燈）中發現之發㈣射源可用作輻射源 光轉換器一起使用。 之冷 在本發月之-較佳具體實施例中，肖輻射源係—發光二 在本土明中預期'照明系統之任一組態，該照明系統包 括發光_極體或一發光二極體陣列及一包含複數個冷光 物之口成早體陶竟冷光轉換器，以在 LED發射主 ^ 91 光。 或藍光之照射時獲得一特定有色或白色 用於將該合成單 體陶瓷冷光轉換器耦合至一發光二極體 128590.doc -24- 200904245 或一發光二極體陣列之可能組態包含向上磊晶裝置以及覆 晶裝置。 現在將說明包含一輻射源及一合成單體陶瓷冷光轉換器 之此照明糸統之一具體實施例之一詳細構造。 圖1示意性說明一固態照明系統1之一特定結構，其包含 一合成單體陶瓷冷光轉換器2，其中在基板6上以一覆晶組 態封裝LED晶粒4，兩個電極5接觸個別引線而不使用接合 導線。該LED晶粒倒置翻轉並接合在一導熱基板上。該單 體陶瓷冷光轉換器係組態成一圓盤，其係以一方式定位使 得大多數光從該發光二極體發射之後，以一大致垂直於該 圓盤表面之角度進入該圓盤。為了獲得此點，一反射器3 係提供於遠發光二極體周圍，以便朝向該圓盤之多個方向 反射從該發光二極體所發射之光。 儘管圖1說明一特定LED結構，但本發明獨立於該LED晶 粒之任一特定結構。例如，基板及LED晶粒内之半導體層 之數目以及作用區域之詳細結構可能有所不同。此外， LED晶粒於圖！中係說明成具有一「覆晶」類型結構，即 該等電極5係置放於該LED晶粒〗的同一側上。然而，若需 要，本發明可使用其他類型之LED晶粒結構，如使該等電 極5出現在§亥晶粒之相反側上。 該合成單體陶瓷冷光轉換器可（例如）藉由將一高溫光學 透明樹脂材料(例如環氧樹脂、聚矽氧或其類似物)之—透 明接合層7置放於該冷光轉換器與該咖晶粒之間來固定 至LED晶粒2。在固化時，該接合層7使該冷光轉換器固持 128590.doc -25· 200904245 至該LED晶粒。 另外，低軟化點玻璃在將該合成單體㈣冷光轉換器直 接接合至該LED晶粒時十分有用。該等材料可藉由提昇該 led晶粒及該合成單體CLC之温度超過該玻璃之軟化點， . 並施加—壓力以將該等材料麗在-起來加以接合。 #作時，施加電功率至該晶粒以活化該晶粒。活化之 後，該晶粒會發射主要光，例如藍光。所發射的主要光之 —部分會被該陶究冷光轉換ϋ部分或完全吸收。該陶究冷 *轉換器接著回應吸收該主要光來發射次要光，即具有一 更長峰值波長之轉換光。若適用，所發射主要光之_未 吸收邛为與次要光一起透射通過該陶瓷冷光轉換器。 該反射器在一般方向上將未吸收的主要光及次要光引導 成為輸出$。因巾，該輸出光係從晶粒發射的主要光與從 螢光層發射的次要光所組成的一合成光。 、 根據本發明之照明系統之輸出光的色溫或色點會視該次 〇 要光相較於該主要光之頻譜分佈與強度而有所不同。 首先，藉由適當地選擇該發光二極體，可以改變該主要 光的色溫或色點。 其-人，藉由適當選擇在該合成單體陶瓷冷光轉換器内的 該冷光化合物之組成，可改變該次要光之色溫及色點。 同時，在該合成物内的厚度及相對冷光含量可經組態以 轉換入射在該合成單體CLC上的一所需百分比的主要光。 根據该發光二極體之光發射波長，便可提供由單一或複 數個冷光化合物及該發光元件之色點所形成之色彩多邊形 128590.doc -26- 200904245
綠色」）之輸出光。 任意點的冷光化合物光發射。
以產生一 般觀察者會認為「白色 光、綠光及藍光感測器 之一表像的光。 特定具體實施例 於本發明之較佳具體實施例中，黃光或紅光係、藉由該 合成單體陶瓷冷光轉換器之冷光化合物予以產生，其中通 式為 Ba2.x.zMxSi5.yAlyN8.yOy ·· Euz(其中 M=Sr、Ca ; 〇加 1，OSyg，0.0005幺06)之發黃光或紅光冷光化合物係 與通式為 Ba丨·xMxSi7-yAlyN10_yOy(其中 M=Sr、Ca ; 與 〇分幻）之非冷光SiAl〇N相結合在一起。其中尤佳的係其中 ζ<0·06且Μ由小於50%之Sr及/或Ca組成的具體實施例。 為獲得黃光發射’通式為8&2-5{_^5(8丨5_^1)^8_)^:£112之 冷光化合物較佳地具有0分£0,7、0;^^1、0.00〗公$0.01之 組成。 為獲得紅光發射，通式為332-\-21^8丨5_)^13^8_>(〇3/:£112之 冷光化合物較佳地具有0.4SXS2、0SyS2、〇·〇〇1$ζ$〇.〇3之 組成。 圖4中所說明之流程圖示意性顯示如何製備包含（Ba，Sr)2_ zSi5.yAlyN8_yOy : Euz (其中 〇<y<4且 0.0005<ζ<0·06，以及 128590.doc • 27- 200904245
BaSi7N1())之特定合成物陶瓷。 製備發育光或紅光（Ba，Sr)2_zSi5.yAlyN8.y〇y : Euz之一結 晶、預燒結粉末材料始於製備該等二價金屬（Sr，Ba)〇 : Eu 之混合氧化物。
藉由在去離子水中攪拌來溶解該等鹼土金屬與銪⑴之 高純度硝酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽及醋酸鹽以製備該等二價 金屬之混合氧化物（Sr，Ba)0 : Eu。銪（ΙΠ)相對於該等鹼土 陽離子之所需濃度係介於約〇.〗與3莫耳百分比之間。 在一加熱板上加熱的同時，攪拌該等溶液直至水蒸 發，並產生一白色或黃色黏糊（視組成物而定）。 在12(TC下進行該等固體之乾燥一整夜〇2小時）。產生的 固體經精細研磨’然後置入一高純度之鋁坩堝。把坩堝送 進管爐，然後以流動的氮氣/氫氣淨化數小時。爐參數係 l〇°C/mm至100(TC，然後在1000。〇下駐留4小時之後關閉 爐並使之冷卻至室溫。燒製之前可將碳添加至該粉末混合 物以改良粉末形態。 將該等二價金屬氧化物（Sr，Ba)〇 : Eu以預定比率混合氮 化石夕Si3N4、A1N與石墨。將該混合物置於—高純度鶴或 SK：甜瑪中。㈣螞送進管爐，然後以流動㈣氣/氮氣（形 成乱體）淨化數小時。該等爐參數係^^/分鐘至14兄它， 然後在1450T：下駐留4小時，之後使爐緩慢冷卻至室溫。 再次精細研磨該等樣本，之後在145〇<t下執行一第-退、 步驟。（Ba，Sr)2Si5_yAlyN8.y〇y: EuA 燒级相 ^ 70，。粗顆粒陶瓷粉末 具有一2至8 μιη之平均顆粒大小。 128590.doc -28- 200904245 燒結通常在—惰性式、署 r月性或還原環境中執行。 氮-氮環境與氨環境可作為該還原環境之範例。·辰兄、 ==合物BaSi7Ni。之先驅物材料的製備起 =::Γ碳酸鋇、氣化彻碎之石墨的混合物。 ::δ物置入一高純度鶴或Sic掛堝内。把掛堝送進 B爐’然後以流動的氮氣/ 係阶一 5。。。。，㈣=:。小時。該等爐參數 L然後在150〇C下駐留4小時，之後使 爐緩慢冷卻至室溫。
此u及BaShAo化合物之極精細次微米先驅物材料與該 粗顆粒燒結冷光化合物以製備該合成單體CLC。該混合物 於1500。至1650。。下經受4〇_8〇 Μρ&之熱單軸向壓製持續2 至12小時。 冷卻至室溫之後，將所獲得的合成單體陶瓷鋸割成晶 圓。此等晶圓經研磨、拋光與切割以獲得包含（Ba,Sr)2 zSi5_yAIyN8.y〇y : Euz(其中 〇私4 且 〇 〇〇〇5%〇 〇6)以及 Ba】 xMxSi7N1() : Eu(M=Sr、Eu)之合成陶瓷主體的精細半透明 合成單體陶瓷冷光轉換器。 因此獲得之晶體相經X射線繞射評估後，將該冷光相識 別成正斜方晶Ba2SisN8晶格類型（pdf擋案碼01-085-0102) 之結晶相並將該非冷光相識別成BaSi7N1()晶格類型（PDF檔 案馬01-089-6751)之晶體相。 於圖2中提供此具體實施例之CLC之微結構的示意圖。 於圖3之合成陶瓷之拋光表面的SEM圖像中，可見兩種 顆粒類型’以較亮與較暗之灰色陰影來指定，並以黑色區 128590.doc -29- 200904245 域之形式來呈現剩餘多孔性。 2-x_zMxSi5_yAlyN8_y〇^EUz(M=Sr，q)微粒之平均顆粒大 小係在2至40 _範圍内，該峨咖。矩陣材料之内容積分 率係在10至80/4圍内而該樣本經處理後之剩餘多孔性則 <3% 〇 由SEM之觀察邊實，該冷光化合物之微粒係獨立存在於 該非冷光相，並共有顆粒邊界。 旎量色散X射線螢光光譜（EDX)揭露該等較亮區域主要 由叫说相組成，而該等較暗區域則主要為Msi7^相。 該等EDX測量結果係表示於表1中。 較亮與較暗區域之EDX分析結果。
Si [百分比] Ba[百分比] Sr [百分比] Eu[百分比] 車父暗區域 81.72 15.81 2.14 0.33 車父免區域 66.23 19.14 12.62 2.01 此特定具體實施例之CLC微結構之特色為形成一顆粒邊 界網路之微晶的統計粒狀結構。該等陶究展現97%之理論 雄、度之一密度。 此一色彩轉換結構可與一 AlInGaN LED光源結合在一起 以提供一高效率與改良之色彩一致性的照明系統。採用最 大發射在380至480 nm的一藍光LED可獲得特佳的結果。 將銪（11)活化仏2.,.#5^5.，1，8.>^:£112(14=81'，（^)之激 發頻譜特別考慮在内時，發現一最佳效果位於415至450 nm。出現在該BaShNw相之二價銪的轨跡不會受此輕射激 發’而對其為透明。 128590.doc -30- 200904245
根據本發明之包含合成單體陶1冷光轉換n之照明系統 與該合成單體陶竟冷光轉換器係運用於各式各樣的系統及 /或應用中，包括辦公室照明系統、家庭應用系統、商店 月系統>§屋照明系統、強調照明系統、聚光照明系 統、劇院照明系統、光纖應用系統、投影系統、自我照明 顯示系統、像素化顯示系統、區段式顯示系統、警告信號 系統、醫學照明應用系統、指示器信號系统、裝飾照明系 統、可攜式系統、汽車應用與溫室照明系統。 儘管基於說明目的而結合特定具體實施例來說明本發 明’但本發明並不限於該等特定具體實施例。可進行各種 調適與修改而*致脫離本發明之料。例如，該合成冷光 :換器可由除所引用之冷光化合物外的冷光材料來加以製 ^因此’隨附f料利範圍之精神與範h應偈限於先 月'j之說明。 【圖式簡單說明】 ，該白色LED燈 之光路徑内的本 勹圖1 貝不—白色LED燈之一示意性側視圖 包含定位於—發光二極體覆晶結構所發射 發明之—合成陶瓷冷光轉換器。 圃2以示意性略圖說明根據 早體陶竞冷光轉換器的微結構 合成陶竟冷光轉換器之掃描式電子顯微圖 步驟的根據該特定具體實施例製備合成陶竟之 乂鄉的流程圖。 【主要元件符號說明】 128590.doc 200904245 1 2 3 4 5 6 7 固態照明系統 合成單體陶瓷冷光轉換器 反射器 L E D晶粒 電極 基板 透明接合層
128590.doc -32-

Claims (1)

  1. 200904245 十、申請專利範圍： 】· 一種照明系統，其包含一輻射源與— 哭 —„ 丹单體陶瓷冷光轉換 窃，該早體陶瓷冷光轉換器包含—a点从w . . α成材料，該合成材 Η·匕3至少一冷光化合物與至少一 非冷先化合物，其中 該冷先化合物與該非冷光化合物各包含㈣氮。 2·=請求項！之照明系統，其中該轄射源係—發光二極 體0 3·:請求項k照明系統’其中該等化合物額外地包含選 呂、鎵、錯、鱗與碳之群組的一或多個元 素0 4.:請求項i之照明系統’其中該非冷光化合物額外地包 -選自鹼金屬Na、K、Rb;鹼土金屬如、峋、卜 Ba之群組或選自Se、γ、與㈣組之聰族金屬之群組 的金屬。 5·如請求们之照明系統，其中該合成材料額外地包含一 燒結添加物。 6_ 之照m其中該非冷光化合物額外地包 含—調節劑，其選自過渡金屬zr、Hf、Nb、Ta、w、 Cr、Fe ' c〇、Ni、Zn、Sc、Y、La、主族元素pb、 別與 f 元素 Ce、Cr、Nd、Sm、Eu、⑸、几、d” h〇、 ' Tm ' Yb ' Lu ' Th、與 U之群組。 7_如叫求項1之照明系統，其中該冷光化合物與該非冷光 化合物之化合物類係選自氮石夕酸 '氮氧石夕酸、氮紹石夕酸 與氮氧鋁矽酸之群組。 128590.doc 200904245 8. 如明求項6之照明系統，其中該冷光化合物之至少—活 化齊丨係選自該等稀土金屬鈽、镨、釤、銪、铽、鎊、 9. 如請求項1之照明系統，其中該冷光化合物係通式為 z^ixSi5.yAlyN8_y〇y . Euz之一發黃光或紅光之銷（u) 推雜驗土氮氧鋁矽酸化合物，其中M=Sr、Ca ; Oqq， 〇<y<4，0.000 5SZS0.06 ’而該非冷光化合物係通式為 Bai-xMxSi7.yAlyN1G_y〇〆一驗土氮氧鋁矽酸化合物其 中 M=Sr、Ca、Eu ; 〇Sx幺 1 且 〇<y<3。 1〇·如請求項1之照明系統’其中該合成材料係一微粒微粒 合成物。 11·如請求項丨之照明系統，其中該合成材料係一微粒矩陣 合成物。 12.如請求項i之照明系統，其中該合成材料係一堆疊多層 合成物。 士叫求項1之照明系統，其中該合成材料之密度係297% 之該理論密度，較佳地299%之該理論密度。 種單體陶竟冷光轉換器’其包含一合成材料，該合成 材料包含至少一冷光化合物與至少一非冷光化合物，其 中該冷光化合物與該非冷光化合物各包含矽與氮。 128590.doc
TW097104735A 2007-02-07 2008-02-05 Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter TW200904245A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07101898 2007-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200904245A true TW200904245A (en) 2009-01-16

Family

ID=39358348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097104735A TW200904245A (en) 2007-02-07 2008-02-05 Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10023796B2 (zh)
EP (1) EP2109651B1 (zh)
JP (1) JP5575488B2 (zh)
CN (1) CN101605866B (zh)
AT (1) ATE526382T1 (zh)
TW (1) TW200904245A (zh)
WO (1) WO2008096301A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI614918B (zh) * 2015-06-08 2018-02-11 歐司朗光電半導體公司 複合氮氧化物陶瓷轉換器及具有該轉換器的光源

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009120405A (ja) * 2007-11-09 2009-06-04 Canon Inc 紫外光用ガラス組成物及びそれを用いた光学装置
US8236582B2 (en) 2008-07-24 2012-08-07 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Controlling edge emission in package-free LED die
US10147843B2 (en) 2008-07-24 2018-12-04 Lumileds Llc Semiconductor light emitting device including a window layer and a light-directing structure
DE102008052751A1 (de) * 2008-10-22 2010-04-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Lumineszenzkonversionselements, Lumineszenzkonversionselement und optoelektronisches Bauteil
JP5662939B2 (ja) 2009-05-22 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた光源装置
JP2010287687A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュールおよび発光モジュールの製造方法
US8187901B2 (en) * 2009-12-07 2012-05-29 Micron Technology, Inc. Epitaxial formation support structures and associated methods
JP5782049B2 (ja) * 2010-01-29 2015-09-24 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 蛍光体
JP2011199193A (ja) 2010-03-23 2011-10-06 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法
MX2013005202A (es) 2010-03-30 2013-11-20 Changchn Inst Of Applied Chemistry Chinese Academy Of Sciences Dispositivo de corriente alterna de led blanco.
DE102010047476B4 (de) 2010-10-06 2017-01-26 Schott Ag Verfahren zur konturgetreuen Herstellung von Wellenlängenkonvertern für eine auf Halbleiterlichtquellen basierende weiße oder farbige Lichtquelle
CN103045257B (zh) * 2011-10-17 2015-09-23 有研稀土新材料股份有限公司 一种氮化物发光材料及采用该发光材料制成的发光器件
DE102012202927B4 (de) * 2012-02-27 2021-06-10 Osram Gmbh Lichtquelle mit led-chip und leuchtstoffschicht
JP5727955B2 (ja) * 2012-03-08 2015-06-03 株式会社東芝 蛍光体およびその製造方法
US9284485B2 (en) 2012-11-07 2016-03-15 Rolex Sa Persistent phosphorescent composite material
CN103881706B (zh) * 2012-12-21 2016-01-20 有研稀土新材料股份有限公司 一种氮氧化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置
JP2014139998A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 半導体発光装置
DE102013105307A1 (de) 2013-05-23 2014-11-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Precursormaterials, pulverförmiges Precursormaterial und seine Verwendung
WO2015072766A1 (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 엘지이노텍(주) 청녹색 형광체, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치
KR102367209B1 (ko) 2014-03-06 2022-02-23 카나가와 인스티튜트 오브 인더스트리얼 사이언스 앤 테크놀로지 투명 형광 사이알론 세라믹스 및 그 제조 방법
JP6805243B2 (ja) * 2015-09-24 2020-12-23 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ 安定な赤色セラミック蛍光体およびそれを含む技術
CN106711293A (zh) * 2016-07-11 2017-05-24 广州市新晶瓷材料科技有限公司 高稳定性白光led封装方法、结构
WO2018021418A1 (ja) * 2016-07-27 2018-02-01 三菱ケミカル株式会社 焼結蛍光体、発光装置、照明装置及び車両用表示灯
JP6500172B2 (ja) * 2016-08-26 2019-04-17 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 窒化物蛍光体粒子分散型サイアロンセラミックス、蛍光部材
WO2018049050A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-15 The Regents Of The University Of California MONOLITHIC TRANSLUCENT BaMgAl10O17:Eu2+ PHOSPHORS FOR LASER-DRIVEN SOLID STATE LIGHTING
CN109791970B (zh) 2016-09-26 2022-04-19 亮锐控股有限公司 用于发光器件的波长转换材料
JP6880725B2 (ja) * 2016-12-27 2021-06-02 日亜化学工業株式会社 発光装置
EP3505503B1 (en) * 2017-12-27 2020-04-08 Schott Ag Optical converter
JP6912728B2 (ja) * 2018-03-06 2021-08-04 日亜化学工業株式会社 発光装置及び光源装置
US11254865B2 (en) 2018-08-10 2022-02-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Process of manufacturing a conversion element, conversion element and light emitting device comprising the conversion element
JP7319508B2 (ja) * 2018-11-30 2023-08-02 日亜化学工業株式会社 セラミックス焼結体の製造方法、セラミックス焼結体及び発光装置
CN110791282B (zh) * 2019-10-31 2022-07-12 云南民族大学 一种掺Mn4+碱金属氟铁酸盐红色发光材料及制备方法
CN111484326B (zh) * 2020-04-09 2022-02-18 桂林电子科技大学 一种上转换发光透明铁电陶瓷材料及其制备方法和应用
CN112047735B (zh) * 2020-08-10 2021-12-07 中国科学院过程工程研究所 一种复相荧光陶瓷材料及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175132A (en) * 1991-11-19 1992-12-29 Ketcham Thomas D Sinterable ceramic compositions
JP3743462B2 (ja) 1996-07-01 2006-02-08 宇部興産株式会社 セラミックス複合材料
EP1104799A1 (en) * 1999-11-30 2001-06-06 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Red emitting luminescent material
AU2003221442A1 (en) * 2002-03-22 2003-10-08 Nichia Corporation Nitride phosphor and method for preparation thereof, and light emitting device
US7554258B2 (en) 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
ATE454718T1 (de) * 2002-11-08 2010-01-15 Nichia Corp Lichtemissionsbauelement, leuchtstoff und verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs
JP2005175039A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Kenichiro Miyahara 発光素子搭載用基板及び発光素子
TWI359187B (en) 2003-11-19 2012-03-01 Panasonic Corp Method for preparing nitridosilicate-based compoun
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US8417215B2 (en) * 2004-07-28 2013-04-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for positioning of wireless medical devices with short-range radio frequency technology
CN101032035A (zh) 2004-09-28 2007-09-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有改进转化层的发光器件
CN100505343C (zh) 2004-10-21 2009-06-24 宇部兴产株式会社 发光二极管元件、发光二极管用基板及发光二极管元件的制造方法
US7671529B2 (en) 2004-12-10 2010-03-02 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Phosphor converted light emitting device
WO2006072918A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising ceramic luminescence converter
WO2006087660A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a green-emitting ceramic luminescence converter
US8545722B2 (en) * 2005-02-21 2013-10-01 Koninklijke Philips N.V. Illumination system comprising a radiation source and a luminescent material
WO2006097876A1 (en) 2005-03-14 2006-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Phosphor in polycrystalline ceramic structure and a light-emitting element comprising same
EP1878778A4 (en) 2005-03-31 2012-04-04 Mitsubishi Chem Corp FLUORESCENT SUBSTANCE, FLUORESCENT SUBSTANCE SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND LUMINESCENT DEVICE USING SAID FLUORESCENT SUBSTANCE
US20080191609A1 (en) * 2005-04-19 2008-08-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination System Comprising a Red-Emitting Ceramic Luminescence Converter
WO2006111907A2 (en) 2005-04-20 2006-10-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a ceramic luminescence converter
KR20090089384A (ko) * 2006-11-10 2009-08-21 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 모놀리식 세라믹 발광 변환기를 포함하는 조명 시스템, 복합 모놀리식 세라믹 발광 변환기 및 복합 모놀리식 세라믹 발광 변환기 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI614918B (zh) * 2015-06-08 2018-02-11 歐司朗光電半導體公司 複合氮氧化物陶瓷轉換器及具有該轉換器的光源

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008096301A1 (en) 2008-08-14
ATE526382T1 (de) 2011-10-15
CN101605866A (zh) 2009-12-16
EP2109651A1 (en) 2009-10-21
EP2109651B1 (en) 2011-09-28
US20100142181A1 (en) 2010-06-10
JP5575488B2 (ja) 2014-08-20
CN101605866B (zh) 2013-01-02
US10023796B2 (en) 2018-07-17
JP2010518569A (ja) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200904245A (en) Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter
JP5833547B2 (ja) 発光セラミックおよびそれを使用する発光装置
EP1948757B1 (en) Light emitting device with an improved caalsin light converting material
TWI375710B (zh)
TWI486254B (zh) 發光陶瓷層板及其製造方法
JP5631745B2 (ja) 透光性セラミックプレートを備える発光装置
TWI407474B (zh) 陶瓷冷光轉換器及包含該轉換器之照明系統
JP7056553B2 (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置
TW200840404A (en) Illumination system comprising monolithic ceramic luminescence converter
EP2109652B1 (en) Red emitting luminescent material
KR101483657B1 (ko) 다상 ｓｉａｌｏｎ 기반 세라믹 재료를 포함하는 발광 장치
EP2148910B1 (en) White emitting light source and luminescent material with improved colour stability
KR20210066929A (ko) 세라믹 파장 컨버터 어셈블리 및 이를 제조하는 방법
KR102059425B1 (ko) 희토류 원소가 확산된 산화물 세라믹 형광 재료
WO2009101578A1 (en) Light emitting device comprising a ceramic material with line emitter activators and an interference filter
JP6927509B2 (ja) 蛍光部材およびその製造方法、並びに発光装置
JP2023026191A (ja) 蛍光部材およびその製造方法、並びに発光装置
JP2024027406A (ja) ＭｇＯ系コンポジットセラミックス