TW201246594A - Recipient luminophoric mediums having narrow-spectrum luminescent materials and related semiconductor light emitting devices and methods - Google Patents

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light
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Ronan P Letoquin
Tao Tong
Robert C Glass
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Description

201246594 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光裝置’且更特定言之，係關於包括受 體發光團媒體之半導體發光裝置。 政府所有權聲明 本發明藉由政府支援在能源部合約號de_FC26-08NT01577下經開發。政府對本發明具有一定的權利。 【先前技術】 此項技術中已知廣泛多種發光裝置，包括（例如）白熾電 燈泡、螢光燈及諸如發光二極體（「LEE)」）之半導體發光 裝置。LED —般包括可蟲晶生長於基板上之一系列半導體 屠，諸如藍寶石、矽、碳化矽、氮化鎵或砷化鎵基板。一 或多個半導體p-n接面形成於此等磊晶層中。當跨越p_n接 面施加足夠電廢時，n型半導體層中之電子及p型半導體層 中之電洞朝向該ρ-η接面流動。由於電子及電動朝向彼此 流動，因此電子中之一些將與對應電洞「碰撞」且重組。 每當此情形發生時，發射光子，此為Led產生光之方式。 由LED產生之光之波長分佈一般取決於所使用之半導體材 料及構成裝置之「作用區域」（亦即，電子與電洞重組之 區）的薄磊晶層之結構。 大多數LED為接近單色光源，看起來似乎發射具有單一 色彩之光。因此，由大多數LED發射之光之頻譜功率分佈 緊密地以「峰值」波長為中心，該「峰值」波長為lED之 頻譜功率分佈或「發射頻譜」達到如由光偵測器偵測之其 162871.doc 201246594 最大值的單一波長。大多數LED之頻譜功率分佈之「寬 度」介於約10 nm與30 nm之間’其中該寬度在發射頻譜之 每一側上在最大照明之一半處量測（此寬度稱作半高寬或 「FWHMj 寬度）。 為了使用LED產生白光，已提供包括各自發射不同色彩 之光的若干LED的LED燈。由LED發射之不同色彩之光組 合以產生所要強度及/或色彩之白光。舉例而言，藉由同 時對紅色、綠色及藍色LED供給能量，所得組合光可呈現 為白色或接近白色，此取決於（例如）源紅色、綠色及藍色 led之相對強度、峰值波長及頻譜功率分佈。 亦可藉由用諸如磷光體之一或多種發光材料環繞單一 LED來產生白光’該一或多種發光材料將led所發射之光 中之一些轉換為一或多種其他色彩之光。單一色彩led所 發射之未由發光材料轉換之光與發光材料所發射之其他色 彩之光的組合可產生白光或近白光。 作為一實例’白色LED燈可藉由用黃色發光材料塗佈基 於氮化鎵之藍色LED而形成’黃色發光材料諸如摻雜鈽之 纪链石榴石磷光體，其具有化學通式Y3Al5〇i2:Cea一般稱 作YAG.Ce。藍色LED產生具有（例如）約460 nm之峰值波長 的發射。LED所發射之藍光中之一些通過及/或穿過 YAG:Ce磷光體粒子之間而未經降頻轉換，而lEd所發射之 藍光中之其他部分由YAG:Ce磷光體吸收，變得被激發且 發射具有約550 nm之峰值波長的黃色螢光（亦即，使藍光 降頻轉換為黃光）^藍光與經塗佈LED所發射之黃光之組合 162871.doc -4 - 201246594 可向觀測者呈現為白色。此光通常在色彩上經感知為冷白 色’此石夕因為其主要包含可見發射頻譜之下半部分（較短 波長側）上之光^為了使所發射白光呈現為較「溫暖」及/ 或展現較佳演色性，可將諸如基於摻雜以2+之CaAlSiN3破 光體粒子的發紅光之發光材料添加至塗層。 填光體為最廣泛地用以將單一色彩（通常為藍色或紫羅 蘭色）LED轉換為白色LED之發光材料。在本文中，術語 「填光體」可指代吸收可見頻譜中之一波長之光及重新發 射一不同波長之光的任何材料，而不管吸收與重新發射之 間的延遲且不管所涉及之波長。因此，術語「磷光體」包 含有時稱作螢光及/或磷光的材料。一般而言，磷光體可 吸收具有第一波長之光，且重新發射具有不同於第一波長 之第二波長之光。舉例來說，「降頻轉換」填光體可吸收 具有較短波長之光，且重新發射具有較長波長之光。除了 磷光體之外，其他發光材料包括閃爍體、晝輝帶（day g1〇w tape)、奈米構光體、量子點及在用（例如，紫外線）光照明 後隨即在可見光譜中發輝光之油墨。 經定位以接收LED及其他半導體發光裝置所發射之光的 包括一或多種發光材料之媒體在本文中稱作「受體發光團 媒體」。例示性受體發光團媒體包括具有經直接塗佈或喷 塗至半導體發光裝置上或其封裝之表面上的發光材料之 層’以及包括經配置以部分或完全覆蓋半導體發光裝置之 發光材料的透明囊封材料（encapsulent)(例如，基於環氧樹 脂或基於聚矽氧之可固化樹脂）。受體發光團媒體可包括 I62871.doc 201246594 混合-或多種發光材料之一媒體層或其類似物、多個堆疊 層或媒體（每-堆疊層或媒體可包括相同或不同發光材料 中之一或多者）’及/或多個間隔開之層或媒體（每-層或媒 體可包括相同或不同發光材料）。 【發明内容】 依據本發明之一些實施例，提供發光裝置，其包括：一 LED，及又體發光團媒體，其經組態以降頻轉換該LED 所發射之光中之至少-些。此受體發光團媒體可包括以下 兩種材料第一寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之 輻射之-第-部分降頻轉換至具有在紅色色彩範圍中之一 峰值波長的輻射；及—？頻譜發光材料其降頻轉換該 LED所發射之該輻射之一第二部分。 在一些實施例中，該受體發光團媒體亦可包括一第二寬 頻譜發光材料，該第二寬頻譜發光材料將該LED所發射之 該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在不同於該紅色色彩 範圍之色彩範圍中之一峰值波長的輻射。在一些實施例 中’該第一寬頻譜發光材料所發射之該輻射具有在綠色色 彩範圍中之一峰值波長’且具有延伸至青色色彩範圍中之 一半间寬發射頻寬’及/或具有介於525 nm與550 nm之間 的峰值波長’且具有延伸至500 nm以下之一半高寬發射 頻寬°在一些實施例中’該窄頻譜發光材料所發射之該輻 射具有在紅色、綠色或青色色彩範圍中之一峰值波長。該 乍頻谱發光材料可為一線形發射器發光材料。 在一些實施例中，該受體發光團媒體亦可包括一第三寬 162871.doc 201246594 頻譜發光材料’該第三寬頻譜發光材料將該led所發射之 該輻射之一第四部分降頻轉換至具有介於551 nm與585 nm 之間的一峰值波長的一輻射。在一些實施例中，該第一寬 頻譜發光材料包含一（CaNxSrx)SiAlN3:Eii2+磷光體，該第二 寬發射發光材料包含一 LuAG:Ce磷光體，且該第三寬頻譜 發光材料包含一 YAG:Ce破光體。該發光裝置可經設計以 發射一暖白光，該暖白光具有介於約2500 κ與約4100 K之 間的一相關色溫、至少9〇之一CRI值及至少33〇流明/瓦特_ 光學（Lum/W-Optical)之一流明當量輸出。在一些實施例 中，該受體發光團媒體可經直接塗覆至該1^1)上，且可包 括在該受體發光團媒體經塗覆時藉由該LED中之熱能而固 化的一黏合劑材料。 依據本發明之其他實施例，提供發光裝置，其包括：一 LED ;及一受體發光團媒體，其受體發光團媒體經組態以 降頻轉換該LED所發射之光中之至少一些。在此等裝置 中，忒受體發光團媒體至少包括：一第一寬頻譜發光材 料，其將該LED所發射之輻射之一第一部分降頻轉換至具 有在第-色彩範圍(例如，紅色)中之一峰值波長的輻射:、 及第-窄頻譜發光材料，其將該LED所發射之該輕射之一 第二部分降頻轉換至具有在該第一色彩範圍中之—峰值波 長的輻射。 在一些實施例中，該受體發光團媒體亦包括：一第二寬 頻譜發光材料，其㈣LED所發射之該㈣之1三=分 降頻轉換至具有在黃色色彩範圍中之一峰值波長的輻射； 162871.doc 201246594 及/或一第三寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之該輻射 之一第四部分降頻轉換至具有在綠色色彩範圍中之一峰值 波長的輻射（具有延伸至青色色彩範圍中之一半高寬發射 頻寬）。s亥受體發光團媒體亦可包括一第二窄頻譜發光材 料，該第二窄頻譜發光材料將該LED所發射之該輻射之一 部分降頻轉換至具有在青色色彩範圍中之一峰值波長的輻 射。在一些實施例中，該第一寬發射發光材料可為一紅色 填光體，該紅色磷光體具有小於62〇 nm之一峰值波長及介 於約60 nm與約80 nm之間的一半高寬發射頻寬。 依據本發明之額外實施例，提供發光裝置，其包括：一 LED ;及一受體發光團媒體，其經組態以降頻轉換該 所發射之光中之至少一些。在此等裝置中，該受體發光團 媒體可包括：一第一寬頻譜發光材料，其將該LED所發射 之輻射之一第一部分降頻轉換至具有在青色色彩範圍以上 之一峰值波長的輻射；及一第一窄頻譜發光材料，其將該 LED所發射之該輻射之一第二部分降頻轉換至具有在黃色 色彩範圍以下之一峰值波長的輕射。 在一些實施例中，該第一寬頻譜發光材料所發射之該輻 射可具有在紅色色彩範圍中之一峰值波長，且該受體發光 團媒體亦可包括一第二寬頻譜發光材料，該第二寬頻譜發 光材料將該LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至 具有在不同於該紅色色彩範圍之一色彩範圍中之一峰值波 長的輻.射。在一些實施例中，該第一窄頻譜發光材料所發 射之該韓射具有在青色或綠色色彩範圍中之任一者中的一 162871.doc 201246594 峰值波長。該受體發光團媒體可進一步包括一第二窄頻譜 發光材料’該第二窄頻譜發光材料將該LED所發射之該輻 射之一第四部分降頻轉換至具有在紅色色彩範圍中之一峰 值波長的輻射。 依據本發明之另外其他實施例，提供發光裝置，其包 括：一LED ;及一受體發光團媒體，其經組態以降頻轉換 該LED所發射之光中之至少一些。在此等裝置中，該受體 發光團媒體包括：一第一寬頻譜發光材料，其將該led所 發射之輻射之一第一部分降頻轉換至具有介於61〇 ^^^與 629 nm之間的一峰值波長的輻射；及一第二寬頻譜發光材 料，其將該LED所發射之該輻射之一第二部分降頻轉換具 有在600 nm以下之一峰值波長的輻射。 在一些實施例_，該受體發光團媒體亦可包括一窄頻譜 發光材料’該窄頻譜發光材料將該LED所發射之該轄射之 -第三部分降頻轉換至具有在紅色、綠色或青色色彩範圍 中之-峰值波長的輕射。在—些實施例中，該第二寬頻譜 發光材料所發射之輻射可具有在綠色色彩範圍巾之一峰值 波長，且具有延伸至該青色色彩範圍中之—半高寬發射頻 寬。 依據本發明之額外實施例，提供形成發光裝置之方法， 其中：對-半導體發光裝置加熱(例如，以至少約攝氏9〇 度之溫度及將一發光溶液塗覆至經加熱之半導體發光 裝置。該發光溶液可包括―第—寬頻譜發光材料及一窄頻 譜發光材料。 162871.doc 201246594 在一些實施例中，該第一寬頻譜發光材料將基於半導體 之光照源所發射之輻射之一第一部分降頻轉換至具有在紅 色色彩範圍_之一峰值波長的輻射，且該窄頻譜發光材料 將該半導體發光裝置所發射之該輻射之一第二部分降頻轉 換至具有在該紅色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。該發 光溶液亦可包括：一第二寬頻譜發光材料，其將該半導體 發光裝置所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在 黃色色彩範圍中之一峰值波長的輻射；及在一些狀況下， 一第二寬頻譜發光材料，其將該半導體發光裝置所發射之 該輻射之一第四部分降頻轉換至具有在綠色色彩範圍中之 峰值波長的輻射，該輻射具有延伸至青色色彩範圍中之 一半高寬發射頻寬》 在一些實施例中，該窄頻譜發光材料所發射之該輻射具 有在青色或紅色色彩範圍中之一峰值波長。該發光溶液可 經固化以將該發光溶液轉換成一受體發光團媒體。該發光 溶液可包括黏合劑材料。在—些實施例中，該第—寬頻譜 發光材料及該窄頻譜發光材料可各自包括波長轉換粒子， 且该發光溶液可包含懸浮於包括一揮發性溶劑或一非揮發 性溶劑及-黏合劑材料之溶液中之該等波長轉換粒子。在 類實施例中，s亥揮發性溶劑可經由經加熱之半導體發光 裝置中的熱能蒸發可使該揮發性溶劑蒸發或固化來自該發 光溶液之該非揮發性溶劑，以在該半導體發光裝置上提供 一保形受體發光團媒體。 根據本發明之額外實施例提供經封裝之發光裝置，其 162871.doc 201246594 包括：一子基板（submount)，其上黏著有一 LED ;及一受 體發光團媒體，其保形地塗佈於該LED上及該子基板上。 該受體發光團媒體可包括：一第一寬頻譜發光材料，其將 該LED所發射之輻射之第.一部分降頻轉換至具有在第一色 彩範圍（例如，黃色色彩範圍）中之一峰值波長的轄射；及 一第一窄頻譜發光材料。 在一些實施例中’該子基板可包括至少一反射部分，且 該受體發光團媒體可塗佈於該至少一反射部分上。該受體 發光團媒體亦可包括一第二寬頻譜發光材料，該第二寬頻 譜發光材料將該LED所發射之該輻射之一第二部分降頻轉 換至具有在（例如）紅色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 該窄頻譜發光材料可將該LED所發射之該輻射之一第三 部分降頻轉換至具有在紅色、青色或綠色色彩範圍中之一 峰值波長的輻射。在一些實施例中，該經封裝之發光裝置 可包括黏著於該子基板上之至少兩個藍色LED，且該受體 發光團媒體可經保形地塗佈以覆蓋該兩個藍色led及該子 基板之在該兩個藍色LED之間的一部分。 【實施方式】 本發明係有關包括至少一窄頻譜發光材料之受體發光團 媒體，且係關於包括此類受體發光團媒體之半導體發光裝 置。本文中亦揭示根據本發明之實施例的製造半導體發光 裝置之方法。 如本文所使用，術語「半導體發光裝置」可包括LED、 雷射二極體及任何其他發光裝置，其包括一或多個半導體 162871.doc • 11 201246594 層以及經封裝之燈、燈泡、燈具及包括此類裝置之類似 者。包括於此等裝置中之半導體層可包括矽、碳化矽、氮 化鎵及/或其他半導體材料、可選半導體或非半導體基 板，及可包括金屬及/或其他導電材料之一或多個接觸 層。如本文所使用之表達「發光裝置」並不受限制，只要 其為能夠發光之裝置即可。 根據本發明之實施例之半導體發光裝置可包括製造於碳 化石夕、藍寶石或氮化鎵基板上之基於111 _ v族氮化物（例 如’氮化鎵）之 LED，諸如由 Cree, Inc.(North Carolina， Durham)製造及/或出售之各種裝置。此類LED可能（或可能 不）經組態以操作使得光發射經由處於所謂「覆晶」定向 之基板而發生。根據本發明之實施例之半導體發光裝置包 括在LED之一側上具有陰極接點及在LED之相對側上具有 陽極接點之垂直裝置以及兩個接點在裝置之同一側上的裝 置。本發明之一些實施例可使用半導體發光裝置、裝置封 裝、燈具、發光材料、電源供應器及/或控制元件，諸如描 述於以下各者中：美國專利第7,564，180號；第7,456,499號； 第 7,213,940號；第 7,095,056號；第 6,958,497號；第 6,853,010號； 第 6,791，119號；第 6,600，175號；第 6,201，262號；第 6，187,606號； 第 6,120,600號；第 5,912,477號；第 5,739,554號；第 5,631，190號； 第 5,604,135號；第 5,523,589號；第 5,416,342號；第 5,393,993號； 第 5,359,345號；第 5,338,944號；第 5,210,051號；第 5,027，168號； 第5,027，168號；第4,966,862號及/或第4,918,497號中’以及美國 專利申請公開案第2009/0184616號；第2009/0080185號； 162871.doc •12· 201246594 第 2009/0050908號；第 2009/0050907號；第 2008/0308825號； 第 2008/0198112號；第 2008/0179611號；第 2008/0173884號； 第 2008/0121921號；第 2008/0012036號；第 2007/0253209號； 第 2007/0223219號；第 2007/0170447號；第 2007/0158668號； 第2007/0139923號及/或第2006/〇221272號。熟習此項技術者熟 知半導體發光裝置之設計及製造，且因此將省略其進一步 描述。 可見光可包括具有許多不同波長之光。可參考二維色度 圖（諸如，圖1中說明之1931 CIE色度圖）來說明可見光之表 觀色。色度圖提供有用之參考用於定義色彩作為色彩之加 權和。 如圖1中所展示，藉由X及y座標（亦即，色度座標或色彩 點）來定義1931 CIE色度圖上之色彩，該等色彩落在大體U 形區中。在該區外部或附近之色彩為由具有單一波長或非 常小的波長分佈之光構成的飽和色彩。在該區内部之色彩 為由不同波長之混合物構成之不飽和色彩。可為許多不同 波長之混合物之白光一般可見於該圖之中部附近，在圖1 中標示為10之區域中。存在可被認為「白色」之光之許多 不同色調，如由區域10之大小所證明。舉例而言，一些 「白」光（諸如，鈉蒸氣光照裝置所產生之光）可呈現微黃 之色彩，而其他「白」光（諸如，一些螢光光照裝置所產 生之光）可呈現更藍之色彩。 進一步已知，來自發射具有第一及第二色彩之光之光源 的光之二元組合可呈現為具有不同於該兩種構成色彩中之 162871.doc •13- 201246594 任-者的色彩。組合光之色彩可取決於兩個光源之波長及 相對強度。舉例而言’由藍色源與紅色源之組合所發射之 光可向觀測者呈現紫色或洋紅色。類似地，由藍色源與黃 色源之組合所發射之光可向觀測者呈現白色。 圖1之圖表令之每一點稱作光源之「色彩點」，其發射具 有該色彩之光。如圖1中所展示，存在稱作「黑體（Mack_ body)」軌跡15之色彩點之執跡，其對應於經加熱至各種 溫度之黑體輻射體所發射之光的色彩點之位置。黑體軌跡 1 5亦稱作「普朗克（pianckian)」軌跡，此係因為沿著黑體 軌跡存在之色度座標（亦即，色彩點）遵守普朗克（pianck,s) 方程式：Ε(λ)=Αλ·5/(6Β/τ-ΐ)，其中E為發射強度，λ為發射 波長，Τ為黑體之色溫，且八及Β為常數。位於黑體執跡i 5 上或附近之色彩座標向人類觀測者產生令人愉悅之白光。 在經加熱物件變為白熾時，其隨著溫度增加首先發微紅 輝光，接著發微黃輝光’且最終發微藍輝光。此情形發生 係因為與黑體輻射體之峰值輻射相關聯之波長隨著溫度增 加而逐漸變短，此與維恩（Wien)位移定律一致。產生在黑 體軌跡15上或附近之光的照明體因此可關於其相關色溫 (CCT)來描述。如本文所使用，術語「白光」指代感知為 白色的在1931 CIE色度圖上之黑體軌跡之7麥克亞當 (MacAdam)橢圓内之光，且具有在2000 K至10,000 K之範 圍内的CCT。具有4000 K之CCT之白光可呈現微黃之色 彩，而具有8000 K或更高之CCT之白光可呈現更藍之色 彩，且可稱作「冷」白光。「暖」白光可用以描述具有介 162871.doc 201246594 於約2500 K與4500 K之間的CCT之白光，其在色彩上更紅 或更黃。暖白光一般為令人類觀測者愉悅之色彩。具有 2500 K至3300 K之CCT之暖白光對於特定應用可為較佳 的0 光源在經照明之物件中準確地再生色彩之能力通常使用 演色性指數（「CRI」）來特性化。光源之CRI為當對八種參 考色衫照明時照明系統之色彩再現與參考黑體輻射體之色 彩再現相比的相對量測之修改平均值。因此，CRI為當由 特定燈照亮時物件之表面色彩之位移的相對量測。若由照 明系統照明之一組測試色彩之色彩座標與由黑體輻射體照 射之相同測試色彩之座標相同，則CRI等於1〇〇。日光一般 具有接近100之CRI，白熾燈泡具有約95之CRI，螢光光照 通常具有約70至85之CRI，而單色光源具有基本上為零之 CRI。具有小於50之CRI之一般照明應用的光源一般被認 為非常差，且通常僅用於經濟問題排除了其他替代例之應 用中。具有介於70與80之間的CRI值的光源具有用於一般 照明之應用，其中物件之色彩並不重要。對於一些一般内 部照明，大於80之CRI值為可接受的。具有在普朗克軌跡 15之4階麥克亞當橢圓内之色彩座標及超過85iCRI值的光 源較適合於一般照明目的，具有大於9〇之CRI值的光源提 供較大色彩品質。 對於背光、一般照明及各種其他應用，經常需要提供產 生具有相對高CRI之白光之光照源，使得由該光照源所照 明之物件可向人眼呈現為具有較自然著色。因此，此類光 162871.doc •15- 201246594 照源通常可包括半導體光照裝置之陣列，其包括紅色、綠 色及藍色發光裝置。當同時對紅色、綠色及藍色發光裝置 供給能量時，所得組合光可呈現為白色或接近白色，此取 決於紅色、綠色及藍色源之相對強度。然而，即使為紅 色、綠色及藍色發射器之組合之光可具有低CRI(尤其在發 射器產生飽和光的情況下），此係因為此類光可能缺少來 自許多可見波長之成分。 本發明描述具有在各種色彩範圍中具有峰值發射波長之 發光材料之各種受體發光團媒體。為了本發明之目的，以 下界定本文所描述之各種色彩範圍： 藍色色彩範圍=450 nm至479 nm 青色色彩範圍=480 nm至510 nm 綠色色彩範圍=511 nm至549 nm 黃色/燈色色彩範圍=550 nm至604 nm 紅色色彩範圍=605 nm至700 nm 如上文所提到’包括（例如）黃色磷光體之受體發光團媒 體可結合藍色LED使用以提供白色發光裝置。此類裝置通 常發射經常具有較低CRI值之冷白光。為了增加所發射白 光之「溫暖度」及/或改良裝置之CRI，可將紅色峨光體粒 子添加至受體發光團媒體。可將此類紅色-磷光體分類為兩 個種類，即’穩定及不穩定磷光體。一般而言，不穩定磷 光體為BOSE、硫化物及其他非氮化物填光體，而穩定紅 色麟光體為基於氮化物之磷光體。基於氮化物之紅色磷光 體通常由寬發射頻譜（例如，大於80 nm之FWHM寬度）及相 162871.doc • 16. 201246594 對高之峰值波長（例如，介於約630 nm與約660 nm之間）來 特性化。 上述基於氮化物之紅色磷光體可結合（例如）綠色或黃色 磷光體及藍色LED使用以提供暖白色LED燈，其具有諸如 超過90之CRI值的高CRI值。然而，此類LED傾向於相對低 效。舉例而言，具有包括上述基於氮化物之紅色磷光體之 受體發光團媒體的典型習知暖白色LED(例如，具有介於 2,700 K與4,100 K之間的相關色溫）可具有（例如）約270至 320流明/瓦特-光學（Lum/W-Optical)之流明當量輸出。如 熟習此項技術者已知，發光裝置之「流明當量輸出」或 「流明當量比LER」指代光源所發射之每瓦特光功率的裝 置所輸出之光之流明數（如由人眼所感知）。 其他基於氮化物之紅色磷光體為可用的，其具有較低峰 值波長（例如，介於約610 nm與約629 nm之間）及一般較窄 發射頻譜（例如，介於約60 nm與約80 nm之間的FWHM寬 度）。本文中，具有大於60 nm之FWHM寬度之磷光體或其 他發光材料稱作「寬頻譜」磷光體或發光材料。依據本發 明之實施例，已發現可藉由使用此等較低波長（610 nm至 629 nm)寬頻譜紅色磷光體來替換上述具有較高波長（630 nm 至660 nm)及通常較寬發射頻譜（超過80 nm之FWHM寬度） 之習知寬頻譜紅色磷光體來提供具有顯著改良之流明當量 輸出的白色LED。詳言之，上述習知暖白色LED之較低流 明當量輸出可部分歸因於此等裝置之高斯托克（Stoke)位移 (斯托克位移指代磷光體所吸收之光之峰值波長與磷光體 162871.doc -17- 201246594 所發射之光之峰值波長之間的差）。此等高斯托克位移可 限制紅色磷光體之轉換效率（亦即，由磷光體吸收之實際 上轉換為紅光的藍光之百分比為相對低的），從而導致降 低之流明當量輸出。另外’人眼未良好感知具有超過約 630 nm或640 rnn之波長的光，且因此在紅色色彩範圍之較 高部分中發射之光未顯著促進裝置之流明當量輸出。由於 許多習知基於氮化物之紅色磷光體具有在63〇 nm或640 nm 以上之峰值波長，因此此類磷光體之發射頻譜之至少一半 對包括此類磷光體之發光裝置之流明當量輸出提供很少總 體貢獻。 藉由用具有較低峰值波長及較緊密發射頻譜之紅色磷光 體來替換上述習知寬頻譜紅色磷光體，斯托克位移可減少 且由人眼良好感知之發射頻譜之百分比可顯著增加。結 果’藉由切換至610 nm至629 nm峰值波長之紅色鱗光體， 包括此類磷光體之白色LED之流明當量輸出可增加（例如） 約30%。因此’藉由使用此類磷光體（連同（例如）黃色磷光 體及藍色LED) ’可提供暖白色半導體發光裝置（例如，相 關色溫介於2,700 K與4,100 K之間），其具有（例如）350-360 流明/瓦特-光學或更多之總體流明當量輸出。 不幸地’當包括藍色LED及受體發光團媒體（其包括習 知寬頻譜紅色磷光體）之發光裝置經修改以用較低峰值波 長紅色鱗光體（亦即，具有接近綠色色彩頻譜之峰值波長 的填光體）替換該習知紅色磷光體時，發光裝置之CRI傾向 於歸因於頻譜能量在紅色頻帶之較長波長部分中之減少貢 162871.doc 201246594 獻而減少。然而，亦已發現此類發光裝置之^幻值可藉由 將或夕種「窄頻譜」發光材料添加至受體發光團媒體而 部分或完全恢復。在本文中，「窄頻譜」發光材料指代具 有具小於60 nm2FWHM寬度之發射頻譜的發光材料。窄 頻譜發光材料（諸如，具有具618 nm2峰值波長及約3〇 nm之 FWHM寬度之發射頻譜的紅色量子點）之添加可在不使發 光裝置之流明當量輸出顯著降級的情況下顯著增加發光裝 置之CRI值。此外，在一些實施例中，窄頻譜發光材料可 具有極其緊密之發射頻譜’諸如具有小於2〇 之fwhM 寬度之發射頻譜。舉例而言，[至f躍遷磷光體可具有具小 於10 nm之FWHM寬度之發射頻譜。本文中，具有具小於 20 nm之FWHM寬度之發射頻譜的窄頻譜發光材料稱作 「線形發射器發光材料」。 因此’依據本發明之一些實施例，提供半導體發光裝 置’其發射具有高CRI值之暖白光且具相對高之流明當量 輸出。在一些實施例中，此等發光裝置可發射具有超過9〇 之CRI值之光’且可具有在1931 CIE色度圖上之黑體軌跡 之7麥克亞當橢圓内的色彩點' 介於約25〇〇 κ與約4500 K 之間的相關色溫及至少350流明/瓦特-光學之流明當量輸 出。在其他實施例中’提供半導體發光裝置，其發射具有 超過90之CRI值之光’且其具有在193i CIE色度圖上之介 於 0.385 ccx及 0.485 ccx與 0.380 ccy及 0.435 ccy之間的色彩 點、介於約2500 K與約4500 K之間的相關色溫及至少350 流明/瓦特-光學之流明當量輸出。如上文所提到，根據本 162871.doc 201246594 發明之實施例之半導體發光裝置可在提供暖白光的同時達 成此等高CRI及流明當量輸出值。 現將參看圖2至圖4來論述本發明之實例實施例。圖2為 說明習知半導體發光裝置所發射之輕射之強度的圖表，其 經提供用於比較目的。圖3為說明根據本發明之特定實施 例的半導體發光裝置所發射之輻射的模擬強度的圖表.圖 4為說明可根據本發明之實施例修改的另一半導體發光裝 置所發射之輻射之強度的圖表’其用以展現改良之效能。 首先轉向圖2，可見習知半導體發光裝置之模擬發射 頻譜（曲線20)具有在藍色色彩範圍中之第一峰值及延伸 跨越綠色、黃色/橙色及紅色色彩範圍之第二峰值。用以 產生圖2中之曲線20之模擬假定半導體發光裝置包括具 有約460 nm之峰值波長的藍色LED及包括黃色[YAG:Ce] 及紅色[(Ca〗_xSrx)SiAlN3:Eu2+]磷光體粒子之混合物的受體 發光團媒體（在本文中，將包括含有黃色磷光體或其他發 光材料及紅色構光體或其他發光材料兩者之受體發光團媒 體的半導體發光裝置稱作「黃色/紅色鱗光體」裝置）。選 擇黃色及紅色碌光體之相對量以提供具有3，〇〇〇 K之相關 色溫之發光裝置。如圖2中可見，LED所發射之穿過受體 發光團媒體而未轉換之藍光在460 nm處產生發射頻譜中之 窄峰值’且由磷光體轉換為黃光、橙光或紅光之藍光產生 以約610 nm為中心之發射頻譜中之寬峰值。 第二曲線21亦疊印於圖2之圖表上。曲線21說明人眼對 於跨越可見頻譜之每一波長處發射之光的回應。如曲線21 162871.doc -20- 201246594 中所展示，此回應之峰值處於約555 ^^^處（其約處於綠色 色彩範圍與黃色色彩範圍之相交處），且自此峰值在兩個 方向上相對快速地下降。如圖2中所展示，曲線2〇之寬峰 值之顯著部分落在人眼對光之回應相對低之波長處。結 果，在此類波長下發射之光對該裝置之流明當量輸出提供 相對少的貢獻。 接著轉向圖3，其為具有說明根據本發明之特定實施例 的黃色/紅色磷光體半導體發光裝置所發射之輻射的模擬 強度的曲線22的圖表。經模擬以產生曲線22之裝置包含藍 色LED(具有460 nm之峰值波長），其具有類似於包括於在 圖2之曲線20中模擬之裝置中的受體發光團媒體的受體發 光團媒體。然而，用窄頻譜紅色發光材料替換（其可為（例 如）Y202S:Eu3+、（Y，M)V04:Eu3+、Cd(Se，S)或 Zn(Se，S)量 子點、「f至f躍遷」填光體或諸如Mn2 +之過渡金屬）包括於 裝置中之用以產生圖2之曲線20的（Ca丨-xSrx)SiAlN3:Eu2+紅 色鱗光體之25%以便產生圖3之曲線22。 如圖3中所展示，根據本發明之實施例的紅色/黃色磷光 體半導體發光裝置之發射頻譜（曲線22)具有一個寬峰值、 兩個實質窄峰值及若干額外之小的窄峰值。詳言之，發射 頻譜具有由LED所發射之未經轉換之藍光產生的在約46() nm 處之第一窄峰值、延伸跨越綠色色彩範圍、黃色色彩範圍 及紅色色彩範圍之大部分的第二較低及較寬峰值，以及反 射窄頻譜f至f破光體之發射的在約620 nm處之第三窄峰 值。圖3之圖表上之曲線23再次說明人眼對於跨越可見頻 162871.doc -21 - 201246594 譜之每一波長處發射之光的回應。如圖3中所展示，曲線 22之發射頻譜較佳落在曲線23所表示之人眼回應内，且因 此具有曲線22之發射頻譜之裝置可具有改良之流明當量輸 出。 用以產生圖2之圖表上之曲線2〇的習知黃色/紅色鱗光體 半導體發光裝置具有322流明/瓦特·光學之模擬流明當量輸 出及80.1之模擬CRI。相比之下，用以產生圖3之圖表上之 曲線22的根據本發明之實施例的黃色/紅色磷光體裝置具 有33 0流明/瓦特-光學之模擬流明當量輸出及9〇之CRI。此 等模擬證明：與習知黃色/紅色磷光體半導體發光裝置相 比’根據本發明之實施例之黃色/紅色填光體半導體發光 裝置可提供改良之光輸出及演色性兩者。 單晶粒半導體發光裝置亦為當前可用的，其包含發射具 有在藍色色彩範圍中之峰值波長之輻射及包括綠色及紅色 填光體粒子之混合物的受體發光團媒體。此等習知裝置可 產生具有顯著較南C RI值（諸如，介於84至94之間的CRI值） 之暖白光。本文中，包括含有綠色及紅色磷光體（或其他 發光材料）之受體發光團媒體之單晶粒半導體發光裝置稱 作「綠色/紅色碟光體」裝置。雖然直觀上可呈現出綠色/ 紅色峨光體裝置亦可展現高流明當量輸出值，但設叶具有 暖白色色彩點之綠色/紅色磷光體裝置所需的紅色對綠色 磷光體粒子之比率比設計具有相同暖白色色彩點之黃色/ 紅色磷光體裝置所需的紅色對黃色磷光體粒子之比率高。 由於在紅色色彩範圍中發射之光的流明當量輸出顯著低於 162871.doc -22- 201246594 在黃色或綠色色彩範圍中發射之光的流明當量輸出因此 在綠色/紅色磷光體裝置中之在紅色色彩範圍中的發射之 較大量（歸因於紅色磷光體粒子之較高百分比）可導致與相 當黃色/紅色磷光體裝置相比，綠色/紅色裝置之流明當量 輸出顯著較低（例如，低25-30%或更多）。因此，雖然綠色/ 紅色磷光體裝置可提供高CRI值，但其傾向於展現相對差 之流明當量輸出。 為了提供具有相對高之CRI值及流明當量輸出存在較少 減少之半導體發光裝置，已提出「綠色/黃色/紅色磷光體 裝置」’其包括（例如）藍色LED及包括寬頻譜綠色、黃色及 紅色麟光體粒子之混合物（或其他發光材料）之受體發光團 媒體。此類綠色/黃色/紅色磷光體裝置揭示於（例如）同在 申請中之美國專利申請案第12/72〇,39〇號及第13/〇17,983號 中，該等申請案中之每一者讓渡給本申請案之受讓人。在 此等裝置之一些實施例中’黃色發光材料可包含YAG:Ce磷光 體’且紅色發光材料可包含(CaNxSrx)SiAlN3:Eu2+紅色磷光體（或
Sr2Sl5N8$u2+)。綠色發光材料可包含具有落在青色色彩 1巳圍之至少部分中之FWJ1M發射頻譜的寬頻譜發光材料。 在一些實施例中’綠色發光材料可包含LuAG:Ce磷光體（亦 即’摻雜鈽之LuAG)，且可具有介於535 nm與545 nm之間 的峰值發射波長及介於約11〇 11„1至115 nm之間的FWHM頻 寬。因而’ LuAG:Ce磷光體之fwHM頻寬可延伸跨越整個 青色色彩範圍。 圖4為說明揭示於同在申請中之美國專利申請案第 162871.doc -23- 201246594 13/0 17,983號中的若干綠色/黃色/紅色_光體半導體發光 裝置所發射之輻射的強度之圖表。如圖4中所展示，每一 裝置之發射頻s醤（其由曲線24、25及26展示）具有在由LED 所發射之未經轉換之藍光產生的藍色色彩範圍中之第一窄 峰值’及延伸跨越綠色、黃色及紅色色彩範圍之第二較寬 峰值。此外’藉由使用跨越青色色彩區域具有顯著貢獻之 綠色磷光體及/或藉由使用具有稍長波長之藍色Led，原本 可能發生於青色區域中之發射頻譜之下降藉由曲線24及25 之裝置而精微減少且在曲線2 6之狀況下被大部分避免。結 果’用以產生圖4之圖表中之曲線26的半導體發光裝置展 現91.4之CRI值。 依據本發明之其他實施例，可提供綠色/黃色/紅色磷光 體半導體發光裝置，其用諸如Y2〇2S:Eu3+或Cd(Se，S)或 Zn(Se，S)量子點之窄頻譜紅色發光材料來替換包括於用以 產生圖4之圖表中之曲線24至26的裝置中之寬頻譜紅色磷 光體中之一些。預期包括發射紅色色彩範圍中之光的寬頻譜 及乍頻s普發光材料之上述綠色/黃色/紅色鱗光體半導體發光 裝置將展現甚至進一步改良之CRI。在本發明之另外其他實 施例中，可用 Y2〇3:Eu3+、Y202S:Eu3+、（Y，Bi)V04:Eu3 + _光體連同諸如Zn(Se，S)或Cd(S，Se)量子點之窄頻譜紅色 發光材料來替換（Cai_xSrx)SiAlN3:Eu2+磷光體。 將瞭解，本發明並不限於上文參看圖2至圖4論述之例示 性半導體發光裝置。舉例而言，可使用其他窄頻譜紅色發 光材料。窄頻譜紅色發光材料之峰值波長及/或FWHM寬度 I6287I.doc •24· 201246594 可變化，及/或可使用一種以上窄頻譜紅色發光材料。舉 例而s ’可使用跨越紅色色彩範圍散佈之若干窄頻譜紅色 發光材料。亦將瞭解，可使用除了上文實例十揭示之例示 性磷光體之外的綠色、黃色及/或紅色寬頻譜發光材料。 雖然本發明之上述實施例使用窄頻譜紅色發光材料來提 供具有（例如）改良之CRI值的發光裝置，但將瞭解，本發 明並不限於將紅色窄頻譜發光材料添加至受體發光團媒 體。藉由實例，依據本發明之其他實施例，提供半導體發 光裝置，其包括發射在（例如）青色、綠色或藍色色彩範圍 中之光的窄頻譜發光材料。此類窄頻譜發光材料在除了紅 色色彩範圍之外的色彩範圍中之包括可（例如）提供具有改 良之CRI值的裝置。 在一項此類實施例中，提供藍色LED，其具有包括寬頻 譜黃色發光材料（例如’ YAG:Ce)、寬頻譜紅色發光材料 (例如’（Cai.xSrjJSiAlNrEu2"1·)及窄頻譜青色發光材料（例 如，BaSi202N2:Eu2+或 Cd(Se，S)或 Zn(Se，S)量子點）之受體 發光團媒體。窄頻譜青色發光材料可提供具有改良之CRI 值之裝置，此係因為其用以填補藍色LED所產生之藍色峰 值與YAG:Ce磷光體所產生之黃色峰值之間的發射頻譜中 之間隙。在另一實施例中，提供藍色LED，其具有包括寬 頻譜綠色發光材料(例如，LuAG:Ce)、寬頻譜黃色發光材料(例如， YAG:Ce)、寬頻譜紅色發光材料（例如，CaixSlgSiA1N3:Eu2+)及 窄頻譜青色發光材料（例如，Ba2Si202N2:Eu2+或 (Sr，Ba，Ca)2Si04:Eu2+)之受體發光團媒體。在此實施例 162871.doc -25· 201246594 中’添加窄頻譜青色發光材料以便減少包括於受體發光團 媒體中之寬頻譜綠色發光材料的量。窄頻譜青色發光材料 可提供具有改良之CRI值之裝置，此係因為其可比寬頻譜 綠色發光材料更有效地填補青色區域中之發射頻譜中之間 隙。在裝置中包括一些寬頻譜綠色發光材料以基於綠色色 彩範圍中之不充分頻譜貢獻而防止CRI值之減少且減少對 藍色LED波長變化之CRI敏感性。 在另外其他實施例中’提供發光裝置，其包括具有受體 發光團媒體之藍色LED，該受體發光團媒體包括寬頻譜綠 色發光材料（例如，LuAG:Ce)、寬頻譜黃色發光材料（例如， YAG:Ce)、寬頻譜紅色發光材料（例如，cai xsrx)siAlN3:Eu2+) 及窄頻譜綠色發光材料（例如，Cd(Se，S)、Zn(Se，S)、 SrSi202N2:Eu2+或BASN:Eu2+)。窄頻譜綠色發光材料可 提供具有改良之CRI值之裝置，此係因為其用以填補藍色 LED所產生之藍色峰值與寬頻譜黃色發光材料所產生之黃 色峰值之間的發射頻譜中之間隙。 根據本發明之另外其他實施例，多種不同色彩範圍中之 窄頻譜發光材料可用以提供具有增加之流明當量輸出及/ 或改良之CRI之發光裝置。舉例而言，上文關於圖3論述的 根據本發明之實施例的黃色/紅色構光體裝置之受體發光 團媒體可進一步經修改以包括窄頻譜青色及/或綠色發光 材料（除了窄頻譜紅色發光材料之外），以提供具有進一步 改良之CRI之裝置。類似地，上文關於圖4論述的根據本發 明之實施例的綠色/黃色/紅色磷光體裝置（其包括窄頻譜紅 162871.doc -26 - 201246594 色發光材料）可進一步經修改以亦包括窄頻譜青色及/或綠 色發光材料，以進一步改良裝置之CRI。類似地，包括青 色發光材料之上述裝置可經修改以在其受體發光團媒體= 亦包括窄頻譜綠色發光材料^ 將類似地瞭解到，亦可使用發射在除紅色、青色及綠色 範圍之外的色彩範圍中之光的窄頻譜發光材料。舉例而 言，可用紫羅蘭色或紫外線LED替換包括於上文論述之實 施例中之每一者中的藍色led。在此類實施例中，可將發 射在藍色範圍中之光之窄頻譜發光材料添加至受體發光團 媒體，以提供具有高CRI及流明當量輸出值的暖白色 LED。依據本發明之另外其他實施例，led、寬頻譜發光 材料及窄頻譜發光材料之眾多其他組合為可能的，且包括 於上述實施例中之每一者中的LED(例如，藍色、紫羅蘭色 及紫外線）、寬頻譜發光材料及窄頻譜發光材料之所有組 合被遇為在本發明之範嘴内。 在本發明之另外其他實施例中’提供半導體發光裝置， 其包括兩個或兩個以上LED及包括至少一窄頻譜發光材料 之受體發光團媒體。藉由實例，半導體發光裝置可包括一 或多個藍色LED及一或多個紅色LED兩者’連同寬頻譜黃 色或綠色發光材料。該裝置可進一步包括發射在（例如）青 色、綠色或紅色色彩範圍中之光的一或多種窄頻譜發光材 料。 如上文所論述’綠色、黃色及/或紅色發光寬頻譜發光 材料可用於根據本發明之各種實施例的發光裝置之受體發 162871.doc -27- 201246594 光團媒體中。雖然已主要關於LuAG:Ce在上文論述了綠色 寬頻譜發光材料，但可使用其他合適的綠色發光寬頻譜發 光材料，包括（例如）Sr6P5B02〇:Eu; MSi202N2:Eu2+;及硫 化鋅：Ag與（Zn，Cd)S:Cu:Al ’或其他組合。雖然上文描述之 黃色發光寬頻譜發光材料之主要實例為YAG:Ce，但將瞭 解，許多其他合適的黃色發光材料為可用的，包括（例 如）Tbs-xRExO^CeCTAG)(其中 RE=Y、Gd、La、Lu);及 Sr2-x.yBaxCaySi04:Eu。雖然上文描述之紅色發光寬頻譜發 光材料之主要實例為(Ca^SiOSiAlN^Eu2·1·，但可使用其他紅色（或橙 色）發光材料，包括（例如）Lu203:Eu3+ ; (Sr2_xLax)(Ce丨.xEux)04 ; Sr2Ce!.xEux04 ； Sr2.xEuxCe04 ； SrTi03 :Pr3 +，Ga3+ ;
CaAlSiN3:Eu2+;及/或 Sr2Si5N8:Eu2+。 如上文所論述’在一些實施例中，LuAG:Ce麟光體及 YAG:Ce磷光韙兩者可提供於受體發光團媒體中。在此類 裝置中’此等兩種構光體可一起生長於包括錄、紀、鋁及 氧之單摻雜飾之結構中。舉例而言，LuAG:Ce碟光體及 YAG:Ce磷光體可一起實施為LuixYxA15〇i2:Ce材料。此類 材料可充當如同LuAG:Ce磷光體般發射光之第一磷光體及 如同YAG:Ce磷光體般發射光之第二磷光體（其可提供具有 介於LuAG:Ce磷光體之峰值波長與YAG:以磷光體之峰值波 長之間的峰值的組合頻譜）。因此，將瞭解，本文所論述 之包括第一及第二發光材料之受體發光團媒體中之任一者 可（例如）藉由以下操作來提供：（1)將第一及第二發光材料 混合或生長在一起，且接著將其併入至受體發光團媒體 162871.doc •28· 201246594 中；（2)分離地提供第—及第二發光材料，且接著將其併入 至受體發光團媒體中；或⑺在—起構成受體發光團媒體之 單獨層或媒體中提供第一及第二發光材料。 基於上文論述，將瞭解，本發明之實施例提供可包括— 或多種窄頻譜發光材料之半導體發光裝置（及相關受體發 光團媒體）。圖5A至圖5F為說明根據本發明之實施例的各 種半導體發光裝置之圖，半導體發光裝置包括具有一或多 種窄頻譜發光材料之受體發光團媒體。將瞭解，圖5A至圖 5F本質上為示意性的，且並不意欲為限制性的。舉例而 言，圖5A至圖5F中所描繪之受體發光團媒體可包含單—層 或多個層，且包括於每一層中之發光材料可自諸圖中所展 示之材料更改（例如，可在同一層中混合寬頻譜發光材料 與窄頻譜發光材料）。類似地，受體發光團媒體之層中之 一或多者可不延伸以環繞各別LED(自其接收光）之側表 面，且可甚至不覆蓋此類LED之整個頂表面（或其他表 面）。作為另一實例，受體發光團媒體無需直接塗佈於各 別LED上，而是僅需經配置以接收其各別LED所發射之 光。 舉例而言’圖5 A說明包括LED 410及受體發光團媒體 420之半導體發光裝置400。包括於裴置4〇〇中之LED 41〇將 通常為藍色LED ’但可使用紫羅蘭色、紫外線或其他 LED。如圖5A中所展示’受體發光團媒體420經配置以接 收LED 410所發射之光’包括（例如）自LEE) 410之侧部及頂 部發射之光。受體發光團媒體420包括：（1)至少一寬頻譜 162871.doc -29- 201246594 發光材料422，其將LED所發射之輻射降頻轉換至具有在 紅色色彩範圍中之峰值波長之輻射；及（2)至少一窄頻譜發 光材料424。寬頻譜發光材料422可促成跨越寬波長範圍之 發射，而窄頻譜發光材料424可提供在一或多個選定窄波 長範圍處之發射’該兩者經設計以增強組合頻譜輸出之 CRI同時限制對裝置400之發光效率的影響。在一些實施例 中’窄頻譜發光材料424可在紅色、青色及/或綠色色彩範 圍中發射。 圖5B說明包括LED 440及受體發光團媒體450之另一半 導體發光裝置430。LED 440可為（例如）藍色LED。受體發 光團媒體450經配置以接收LED 440所發射之光。受體發光 團媒體450包括（1)至少一寬頻譜發光材料452及（2)至少一 窄頻譜發光材料454，該兩者均將LED所發射之輻射降頻 轉換至具有在相同色彩範圍中（例如，紅色色彩範圍中）之 峰值波長之輻射。額外寬頻譜發光材料452及/或窄頻譜發 光材料454(圖中未示）亦可包括於裝置430中。 圖5C說明包括LED 470及受體發光團媒體480之另一半 導體發光裝置460 » LED 470可為（例如）藍色LED。受體發 光團媒體480經配置以接收LED 470所發射之光。受體發光 團媒體480包括：（1)至少一寬頻譜發光材料482，其將LED 所發射之輻射降頻轉換至具有在青色色彩範圍以上之峰值 波長的輻射；及（2)至少一窄頻譜發光材料484，其將LED 所發射之輻射降頻轉換至具有在黃色色彩範圍以下（諸 如’青色或綠色色彩範圍）之峰值波長的輻射。額外寬頻 162871.doc -30- 201246594 譜發光材料482及/或窄頻譜發光材料484(圖中未示）亦可包 括於裝置460中。 圖5D說明包括LED 510及受體發光團媒體520之另—半 導體發光裝置500 ^ LED 510可為（例如）藍色LED。受體發 光團媒體520經配置以接收LED 510所發射之光。受體發光 團媒體520至少包括：（1)第一寬頻譜發光材料522，其將 LED所發射之輻射降頻轉換至具有介於61〇 ηιη與629 nm之 間的峰值波長的輻射；（2)第二寬頻譜發光材料524，其將 LED所發射之輻射降頻轉換至具有在6〇〇 nm以下之峰值波 長的輻射；（3)至少一窄頻譜發光材料526，其將LED所發 射之輻射降頻轉換至具有在青色、綠色或紅色色彩範圍中 之一者中之峰值波長的輻射。額外寬頻譜發光材料522、 524及/或窄頻譜發光材料526(圖中未示）亦可包括於裝置 500 中。 圖5£說明包括led 540及受體發光團媒體550之另一半 導體發光裝置530。LED 540可為（例如）藍色LED。受體發 光團媒體550經配置以接收LED 54〇所發射之光。受體發光 團媒體550至少包括：（1)第一寬頻譜發光材料552，其將 LED所發射之輻射降頻轉換至具有在紅色色彩範圍中之峰 值波長的輕射；（2)第二寬頻譜發光材料5 54，其將LED所 發射之輻射降頻轉換至具有在除紅色色彩範圍之外的色彩 範圍（諸如’黃色色彩範圍或綠色色彩範圍）中之峰值波長 的輻射（具有延伸至青色色彩範圍中之FWHM寬度）；及（3) 至^ 乍頻請發光材料556 ’其將LED所發射之輻射降頻 162871.doc 201246594 轉換至具有（例如）在青色、綠色或紅色色彩範圍中之一者 中之峰值波長的輻射》 圖5F說明包括LED 570及受體發光團媒體580之另一半導 體發光裝置560。LED 570可為（例如）藍色LED。受體發光 團媒體580經配置以接收LED 570所發射之光。受體發光團 媒體580至少包括：（1)第一寬頻譜發光材料582，其將LED 所發射之輻射降頻轉換至具有在紅色色彩範圍中之峰值波 長的輻射；（2)第二寬頻譜發光材料584，其將LED所發射 之輻射降頻轉換至具有在黃色色彩範圍中之峰值波長的輕 射；（3)第二寬頻譜發光材料584，其將LED所發射之輻射 降頻轉換至具有在綠色色彩範圍中之峰值波長的輻射（具 有延伸至青色色彩範圍中之FWHM寬度）；及（4)至少一窄 頻譜發光材料588，其將LED所發射之輻射降頻轉換至具 有（例如）在青色、綠色或紅色色彩範圍中之一者中之峰值 波長的輻射》 圖6及圖7A至圖7B為說明根據本發明之其他實施例之各 種半導體發光裝置的模擬發射頻譜之圖表。 詳言之’圖6說明根據本發明之實施例之半導體發光裝 置的模擬發射頻譜’該半導體發光裝置包括具有454 nmi 峰值波長之藍色LED、具有498 nm之峰值波長之窄頻帶青 色發射器、具有30 nm之FWHM寬度及555 nm之峰值波長 的綠色量子點發射器，及具有30 nm之FWHM寬度及615 nm 之峰值波長的紅色量子點發射器。用以產生圖6之圖表的 根據本發明之實施例的裝置具有381流明/瓦特-光學之流明 162871.doc 32- 201246594 當量輸出及90.3之CRI。此等模擬證明：與習知黃色/紅色 填光體半導體發光裝置相比，根據本發明之實施例之半導 體發光裝置可提供改良之光輸出及演色性兩者。 圖7A及圖7B說明根據本發明之其他實施例之半導體發 光裝置的模擬發射頻譜。詳言之，圖7 a說明裝置之個別發 射器中之每一者的發射頻譜（亦即，藍色led及每一發光材 料之發射頻譜），而圖7B說明兩種發光材料之組合發射頻 譜。在圖7之模擬中使用之半導體裝置包括具有45〇 nm之 主波長之藍色LED、具有555 nm之峰值波長之假想綠色線 形發射器，及具有621 nm之峰值波長之假想紅色線形發射 器。用以產生圖7之圖表之裝置具有373流明/瓦特-光學之 流明當I輸出及92.6之CRI，其中色彩點在普朗克軌跡上 之3000 K處。 雖然上述實例描述使用根據本發明之實施例之受體發光 團媒體來製造暖白色發光裝置，但將瞭解，其可類似地用 以製造冷白色發光裝置或具有所要色彩點之發光裝置。藉 由實例，基於氮化鎵之綠色LED傾向於比基於氮化鎵之藍 色LED在將能量轉換為光時低效地多。因此，可提供基於 氮化鎵之藍色LED，其包括根據本發明之實施例之受體發 光團媒體，該受體發光團媒體包括（例如）在綠色色彩範圍 中之用以將LED所發射之藍光之大百分比（例如，9〇%或更 多）轉換為綠光的高濃度之窄頻譜發光材料。因此，將瞭 解，根據本發明之技術可用以產生具有廣泛多種不同色彩 點（包括非白色色彩點）之發光裝置。 162871.doc •33· 201246594 現將參看圖8A至圖8D描述包括根據本發明之實施例之 受體發光團媒體的半導體發光裝置3〇。裝置3〇包含經封裝 之LED。圖8A為上面不具有透鏡之裝置3〇之透視圖。圖8b
為自相對側查看之裝置30之透視圖。圖8C為具有覆蓋LED 晶片之透鏡之裝置30的透視圖。圖8D為裝置3〇之仰視透視 圖。 如圖8A中所展示，裝置30包括上面黏著有單一led晶片 或粒」34之子基板32。子基板32可由許多不同材料形 成’諸如氧化鋁、氮化鋁、有機絕緣體、印刷電路板 (PCB)、藍寶石或# LED 34可為紫外線、紫羅蘭色或藍 色LED ’其發射具有在約380 nm至約475 nm之範圍中之峰 值波長的輻射。LED 34可包括包夾在相對摻雜之磊晶層之 間的至少一作用層/區域。LED 34可生長於生長基板上以 提供生長之半導體晶圓’且接著可將此晶圓單切化 (singulate)為個別LED晶粒以提供LED 34。生長基板可保 持作為最終經單切之L E D 3 4之部分或可經完全或部分移 除。 LED 34可包括圖8A至圖8D中未展示之額外層及元件， 包括（例如）晶核層、光提取層及/或光提取元件。相對摻雜 之層可包含多個層及子層，以及超晶格結構及層間層 (interlayer)。作用區域可包括（例如）單一量子井（SQw)、 多個量子井（MQW)、雙異質結構及/或超晶格結構。作用 區域及掺雜層可由不同材料系統製造，包括（例如）基於ΙΠ 族氮化物之材料系統，諸如GaN、氮化鋁鎵（AlGaN)、氮 162871.doc -34. 201246594 化銦鎵（InGaN)及/或氮化鋁銦鎵（AlInGaN) »在一些實施例 中，摻雜層為GaN及/或AlGaN層，且作用區域為lnGaN 層。 LED 34可包括在其頂表面上之傳導電流散佈結構36，以 及可在其頂表面處近接之用於導線結合的一或多個接點 38。電流散佈結構36及接點38可由導電材料（諸如，Au、 Cu、Ni、In、Al、Ag或其組合）、導電氧化物及透明導電 氧化物製成。電流散佈結構36可包含間隔開之導電指狀物 37 ’該等指狀物37經配置以增強自接點38至LED 3 4之頂表 面中之電流散佈。在操作中，經由導線結合（wire bond)將 電信號施加至接點3 8，且該電信號經由電流散佈結構3 6之 指狀物37而散佈至LED 34中。 LED 34可用上文論述的根據本發明之實施例中之任一者 的受體發光團媒體39來塗佈。如上文所論述，此受體發光 團媒體39可包括吸收LED 34所發射之光中之一些且回應於 該吸收而發射不同波長範圍中之光的多種發光材料。可使 用許多不同方法將受體發光團媒體39塗佈於LED 34上，其 中合適方法描述於美國專利申請案第11/656,759號及第 11/899,790號中。或者，可使用諸如電泳沈積（EpD)之其他 方法將受體發光團媒體39塗佈於LED 34上，其中合適EPD 方法描述於美國專利申請案第11/473,〇89號中。下文描述 將受體發光團媒體39塗覆至LED 34及/或子基板32上之額 外合適方法。 光學元件或透鏡7〇(參看圖8C至圖8D)形成於子基板32之 162871.doc -35- 201246594 頂表面40上LED 34上方’以提供環境及/或機械保護。可 使用不同模製技術來模製透鏡70，諸如描述於美國專利申 請案第11/982,275號中之彼等技術。透鏡70可為諸如半球 形之許多不同形狀，且可由諸如聚矽氧、塑膠、環氧樹脂 或玻璃之各種材料形成。透鏡7 〇可經紋理化以改良光提 取。在一些實施例中’可將受體發光團媒體39併入至透鏡 70中。 LED晶片34之表面積可覆蓋子基板32之表面積的1〇%以 上或甚至15%。在一些實施例中，LED晶片34之寬度w對 透鏡70之直徑D的比率可大於0.5。 子基板32之頂表面40可包括具有整體第一接觸襯墊44之 晶粒附著襯墊42。第二接觸襯墊46亦可包括於子基板32之 頂表面40上，其中LED 34大致黏著於晶粒附著襯墊42之中 心處。晶粒附著襯墊42與第一接觸襯墊44及第二接觸襯墊 46可包含諸如銅之金屬或其他導電材料。晶種層及/或黏 著層可提供於襯墊42、44、46之下。可使用標準微影製程 來圖案化襯墊42、44、46。此等襯墊42、44、46使用已知 接觸方法來提供導電路徑用於電連接至led 34。 間隙48(參看圖8A)包括於第二接觸襯墊46與晶粒附著襯 塾之間向下至子基板32之表面。經由第一概塾44及第二 襯墊46將電信號施加至LED 34，其中第一襯墊料上之電信 號經由晶粒附著襯墊42直接傳遞至LED 34，且來自第二襯 墊46之信號經由導線結合傳遞至lEd 34中。間隙48提供第 一襯墊46與晶粒附著襯墊42之間的電隔離，以防止施加至 16287 丨.doc -36- 201246594 LED 34之信號之短路。 參看圖8C及圖8D，可藉由經由形成於子基板32之背表 面54上之第一表面黏著襯墊5〇及第二表面黏著襯墊52而提 供至第一接觸襯墊44及第二接觸襯墊46之外部電接觸來將 電信號施加至封裝30〇導電通孔56穿過子基板32而形成於 第一黏著襯墊50與第一接觸襯墊44之間及第二黏著襯墊52 與第二接觸襯墊46之間，以提供其間之電連接。在其他實 施例中，襯墊44、46可在子基板32之側部周圍延伸。第一 黏著襯墊50及第二黏著襯墊52允許LED封裝3〇之表面黏 著，且電信號可經由第一黏著襯墊5〇及第二黏著襯墊52而 施加至LED 34。 襯墊42、44、46亦提供熱傳導路徑以傳導熱遠離ίΕΕ) 34。 金屬化區66亦提供於子基板32之背表面54上第一黏著襯 墊50與第二黏著襯墊52之間。金屬化區66可由熱傳導材料 製成’且可與LED 34至少部分垂直對準β在一些實施例 中，金屬化區66並未與子基板32之頂表面上之元件或子基 板32之月表面上之第一黏著概塾50及第二黏著概塾52電接 觸。熱傳遞至在LED 34正下方及在LED 34周圍之子基板 32中。此熱可散佈至金屬化區66中’在金屬化區66中可更 快地耗散熱。該熱亦可自子基板32之頂表面40穿過通孔 56(此處可散佈熱）傳導至第一黏著襯墊50及第二黏著襯塾 52中（此處亦可耗散熱）。自LED 34散佈之熱可經改良，此 情形可改良LED之操作壽命及/或允許較高操作功率。 162871.doc •37- 201246594 圖9A至圖9D說明根據本發明之實施例的包括多個led之 經封裝之發光裝置100 »圖9A至圖9D分別為裝置1〇〇之透 視圖、平面圖、側視圖及仰視圖。 如圖9A中所展示，經封裝之發光裝置1〇〇包括黏著於共 同子基板102上之四個LED晶粒1〇4。子基板1〇2及LED 104 可為（例如）上文關於圖8A至圖8D所論述之子基板及LED中 之任一者。在一些實施例中，LED 1〇4可（例如）各自為紫 外線、紫羅蘭色或藍色LED。在其他實施例中，[ED 104
中之至少一者可為紫外線、紫羅蘭色或藍色LEd，而LED 104中之至少一其他者可為發射具有55〇 ηιη以上之峰值波 長之輻射的LED。舉例而言，LED 1〇4可包括發射具有在 藍色色彩範圍中之峰值波長之輻射的一或多個led以及發 射具有在紅色色彩範圍中之峰值波長之輻射的至少一或多 個 LED 104。 在一些實施例中，LED 104中之每一者（及若需要，子基 板1〇2)可用受體發光團媒體（圖中未示）來塗佈，該受體發 光團媒體可為在本發明中論述之受體發光團媒體中之任一 者°如上文所論述，此受體發光團媒體可包括吸收LED 104所發射之光中之至少一些及發射不同波長之光的多種 發光材料。可以任何合適方式將受體發光團媒體塗覆至 LED 104’包括在本發明中論述之用於塗覆受體發光團媒 體的技術中之每一者。或者，受體發光團媒體可沈積至經 封裝之發光裝置1〇〇之透鏡11〇上及/或建置至透鏡11〇中， 或可提供於透鏡110與1^〇 104之間。 162871.doc •38· 201246594 經封裝之發光裝置100中之每一 LED 104可包括在其頂表 面上之傳導電流散佈結構106(諸如，上文關於發光裝置3〇 論述之電流散佈結構36)以及可在其頂表面近接之用於導 線結合之一或多個接點108。光學元件或透鏡11 〇形成於子 基板102之頂表面上LED 104上方以提供環境及/或機械保 護。透鏡110可為上文關於發光裝置3〇論述之透鏡7〇中之 任一者。 雖然圖9A至圖9C說明附著至每一 LED 104之頂側的兩個 導線結合，但將瞭解’可使用更多或更少之導線結合。兩 個導線結合附著至每一 LED 104，導線結合可包含至Led 之η型層之兩個接點、至LED之p型層之兩個接點，或至 LED之η型層之一個接點及至LEDips層之一個接點。額 外接點可提供於每一LED 104之底側上。舉例而言，若連 接至LED 1〇4中之特定一者的兩個導線結合附著至led之n 型層上之接觸襯墊，則一或多個額外接點（例如，接觸襯 墊）可提供於LED之底側上以提供至LED之ρ側層之外部接 觸。亦將瞭解，可提供額外導線結合或其他接觸結構，其 可用以按串聯、並聯或以其組合方式電連接該等LED 104。圖9A至圖9B中展示兩個此類導線結合1〇9。 子基板102之頂表面可具有可包括晶粒附著襯墊I〗]之經 圖案化之導電圖案，其中LED 1〇4可黏著於該等晶粒附著 襯墊112上。可藉由使用已知導線結合及接觸方法（諸如， 上文關於圖8A至圖8B之發光裝置3〇所論述之彼等方法）及/ 或經由至晶粒附著襯墊112之電接線而形成至led i⑽中之 J62871.doc -39- 201246594 每一者的電接點。晶粒附著襯墊112可具有反射性上表 面在些實施例中，根據本發明之實施例之受體發光團 媒體可塗佈i此等經圖案化之導電特徵上或以纟他方式沈 積於此等經圖案化之導電特徵上，且藉此可用以進一步降 頻轉換LED 104所發射之撞擊於此等反射性表面上的光。 經封裝之發光裝置1 〇〇(圖9D)之底侧可實質上與經封裝 之發光裝置30之底側相同（但可能較大）。可藉由將外部電 接點提供至形成於子基板102之背表面上之第—及第二表 面黏著襯墊（圓中未示）而將電信號施加至經封裝之發光裝 置100。可以與上文描述之將電信號提供至圖至圖8D之 LED 34相同的方式來將此電信號施加至led 1〇4中之每一 者。 圖10A至圖l〇D說明根據本發明之實施例的包括多個leD 之另一經封裝之發光裝置120。圖10A至圖l〇D分別為裝置 120之透視圖、平面圖、側視圖及仰視圖。 經封裝之發光裝置120非常類似於圖9A至圖9D之經封裝 之發光裝置100’其中主要差異在於：裝置1〇〇使用具有兩 個頂側接點且因此在每一LED晶片104與子基板1〇2之間具 有兩個頂側導線結合109的LED 104，而裝置120使用具有 單一頂側接點且因此在每一LED晶片124與子基板122之間 具有單一頂側導線結合的LED 124。LED 124中之每一者 可結合受體發光團媒體（圖中未示）來操作，該受體發光團 媒體可為在本發明令描述之受體發光團媒體中之任一者。 受體發光團媒體可沈積於（例如）LED 124之頂表面上，沈 162871.doc -40 - 201246594 積於經封裝之發光裝置120之透鏡130上及/或包括於透鏡 130内，及/或提供於透鏡13〇與lEd 124之間。 圖11A至圖11C說明根據本發明之實施例的包括多個led 之另一經封裝之發祀裝置14〇。圖ha至圖lie分別為裝置 14 0之透視圖、平面圖及側視圖。 圖11A至圖11C之裝置140類似於圖9A至圖9D之裝置 1〇〇’其中主要差異在於：與裝置1〇〇包括四個led相對 比’經封裝之發光裝置140包括總共十二個LED 144。經封 裝之發光裝置140可包括本文揭示之受體發光團媒體中之 任一者（圖中未示）。可使用（例如）本文論述之沈積受體發 光團媒體的方法中之任一者將受體發光團媒體沈積於lEd 144之頂表面上，沈積於經封裝之發光裝置ι4〇之透鏡ι5〇 上及/或包括於透鏡150内’及/或提供於透鏡15〇與LED 144之間。 雖然圖8A至圖11C說明可包括根據本發明之實施例之受 體發光團媒體的若干例示性經封裝之發光裝置，但本文揭 示之受體發光團媒體可包括於其他經封裝之發光裝置中， 該等經封裝之發光裝置包括（例如）揭示於2009年4月28曰申 請之美國臨時專利申請案第61/173,550號中的經封裝之 LED 〇 在一些實施例中，在將晶圓單切成（例如）個別LED晶片 之前’可將受體發光團媒體直接塗佈於半導體晶圓之表面 上。現將關於圖12A至圖12E論述用於塗覆受體發光團媒 體之一個此類製程。在此實施例中，每一 LED晶片210為 162871.doc -41- 201246594 垂直結構化裝置，該裝置形成於基板220上且具有頂部接 點224及底部接點222。 參看圖12A，展示在晶圓之製造程序之晶圓層級處的兩 個LED晶片210。在此特定實施例中，頂部接點224為p型 接點，且底部接點222為η型接點。在其他實施例中，接點 222、224可經不同地配置。 如圖12Β中所展示，導電接觸基座228形成於頂部接點 224上’該導電接觸基座228用以在LED晶片210經受體發 光團媒體塗佈之後對p型接點224進行電連接。基座228可 由許多不同導電材料形成且可使用許多不同已知物理或化 學沈積製程來形成，諸如電鍍、遮罩沈積（電子射束、減 鍵）、無電極電鐘或接線柱球焊（stud bumping)。基座22 8應 延伸至在稍後步驟中沈積之受體發光團媒體之頂表面或延 伸至頂表面上方。 如圖12C中所展示’晶圓由受體發光團媒體塗層232毯 覆’該塗層覆蓋LED晶片210、接點222及基座228。塗層 232可包含黏合劑及發光材料。發光材料可包含（例如）上文 根據本發明之實施例論述之發光材料組合。黏合劑可為在 固化之後穩固且在可見波長頻譜中實質上透明之材料，諸 如聚矽氧、環氧樹脂、玻璃、無機玻璃、旋塗玻璃、介電 質、BCB、聚醯胺、聚合物及其類似物。可使用不同製程 來塗覆受體發光團媒體塗層232，諸如旋塗、施配、電卞 沈積、靜電沈積、印刷、喷墨印刷或網版印刷。另—入適 的塗佈技術揭示於2010年3月3日申請之美國專利申請^第 162871.doc •42· 201246594 12/717,048號中，該案之内容以引用 可使用任何合適的固化方法（例如， 的方式併入本文中 熱、紫外線（UV)、 外線（IR)或空氣固化）來固 紅 化受體發光團媒體塗層232 〇 塗層232亦可具有發光材料在點合劑中之不同濃度或加 載’其中典型濃度在30重量％至7〇重量％之間的範圍中。 塗層232可包含不同濃度或類型之發光材料之多個層，且 多個層可包括不同黏合劑材料。可提供該等層中之無發光 材料的-或多者。舉例而言，可沈積透明聚矽氧之第一塗 層，其後接著沈積加載有磷光體之層。作為另一實例，該 塗層可包含（例如）三層塗層’包括：直接塗佈於led晶^ 210上之第一層，其具有具在綠色色彩範圍中之峰值波長 層上之第二層 的第一發光材料；直接塗佈於第 具在黃色色彩範圍中之峰值波長的第二發光材料；及直接 塗佈於第二磷光體上之第三層，其具有具在紅色色彩範圍 中之峰值波長的第二發光材料。眾多其他層結構為可能 的’包括在同一層中包括多種發光材料之多層。亦可在多 層之間及/或在塗層與下伏LED晶片210之間提供介入層或 元件。 如圖12D中所展示，在將受體發光團媒體塗層232塗佈至 LED晶片210上之後，使該塗層232薄化或平坦化以曝露基 座228。基於LED 210之操作特性及所使用之發光材料之性 質’可計算塗層232之最終厚度以達到所要色彩點/範圍且 仍曝露基座228。塗層232之厚度可跨越晶圓為均勻的或非 均勻的。 162871.doc -43- 201246594 如圖12E中所展示，其後可使用已知方法自晶圓單切個 別LED晶片210。在LED晶片210之單切之後，一層塗層232 保持於LED 2 10之側表面上，且自Led 2 10之側表面發射 之光亦穿過塗層232及其發光材料。此情形導致側部發射 光中之至少一些的轉換’其可提供在不同視角具有較一致 發光特性之LED晶片210。 亦可將根據本發明之實施例之受體發光團媒體塗覆至發 光裝置’同時將該發光裝置曝露於固化劑。固化劑可為 (例如）熱、輻射、存在於發光裝置上或其中之材料，或加 速受體發光團媒體之固化的其他試劑。 現參看圖13，其為說明用於將受體發光團媒體塗覆至發 光裝置上之操作的流程圖，其中在受體發光團媒體之塗覆 期間施加熱作為固化劑〃發光裝置可包含（例如）經單切之 LED晶片（其可具有連接至其之一或多個結合導線）或在單 切之前的LED晶圓。如圖13之流程圖中所展示，藉由一或 多個加熱裝置對發光裝置加熱（區塊25〇)。加熱裝置可包括 (例如）電阻性加熱組件、電感性加熱組件及/或燃燒相關加 熱組件。在一些實施例中，可對發光裝置加熱且隨後接著 在加熱操作之後處理該發光裝置，而在其他實施例中，可 遍及隨後描述之操作而提供熱。在一些實施例中，可藉由 接通發光裝置且以充分高的電流驅動其從而產生必要的熱 來對發光裝置加熱。然而，在許多狀況下，將有必要以超 過該裝置之電流額定值之電流來驅動發光裝置，使得在多 數情形下可能需要外部熱源《在一些實施例中，可將發光 162871.doc -44 - 201246594 裝置加熱至在約攝氏90度至約攝氏155度之範圍中的溫 度。 將受體發光團媒體塗覆至經加熱之發光裝置（區塊 252^在一些實施例中，可以發光溶液的形式來塗覆受體 發光團媒體。發光溶液可包括黏合劑材料、揮發性及/或 非揮發性液體溶劑及發光材料。可使用諸如加壓空氣之加 壓氣體之流動來使發光溶液霧化。雖然發光溶液將通常包 含液體混合物，但術語「溶液」在本文中經廣泛地使用以 涵蓋物質之任何混合物，不管此類混合物是否為同質的且 不管物質的形式。可使用加壓氣體之流動而將經霧化之發 光洛液喷射或以其他方式沈積於經加熱之發光裝置上。 在一些實施例中，可將多個層塗覆至發光裝置以形成受 體發光團媒體。此等層可能為或可能不為相同的，且可能 為或可能不為相同發光材料。由於每一層可在將其沈積於 經加熱之發光裝置上後隨即快速固化，因此可在其後直接 塗覆後續層（若需要）。 圖14A至圖14L說明根據本發明之其他實施例的用於在 發光裝置上形成受體發光團媒體之操作。在關於圖14A及 圖14C至圖14L論述之實施例中，將發光溶液354塗覆至黏 著於基板360上之經單切之發光裝置37〇(此處為led晶 片）。亦可及/或替代地將發光溶液3 5 4塗覆至led晶片3 7 0 之透鏡394及/或反射杯362，如將在本文中稍後論述。可 以類似方式將發光溶液354塗覆至（例如）裸（亦即，未黏 著）LED晶粒及/或LED晶圓（參見圖14B)。 162871.doc -45- 201246594 如圖14A中所展示’加熱裝置337可將熱提供至LED晶片 370。一些實施例提供噴嘴350 ’其經組態以將發光溶液 354喷射至經加熱之LED晶片370上以在其上提供受體發光 團媒體3 80。該受體發光團媒體3 80可為保形層。 如圖14B中所展示，發光裝置370可替代地包含藉由加熱 裝置337加熱之晶圓370'，且可將發光溶液3 54塗覆至晶圓 3 70’之曝露表面以在其上形成保形受體發光團媒體38〇。可 在塗覆發光溶液354之後使晶圓370單切以提供個別LED晶 片。 如圖14C中所展示’可將LED晶片370黏著於基板360 上。可經由中間結構（諸如，結合襯墊及/或子基板（圖中未 展示））而將LED晶片370黏著於基板360上。在一些實施例 中’可將LED晶片370黏著於由置放於基板360上（或替代地 可為基板360之部分）之反射杯362界定的光學空腔364中。 反射杯362包括面向LED晶片370之成角度之反射表面 366，其經組態以反射LED晶片370所發射之光使該光遠離 光學空腔364 ^反射杯362進一步包括向上延伸之侧壁 362A ’其界定用於收納及固持透鏡94之通道（參見圖 14D)。在其他實施例中’可將LED晶片370黏著於基板 360、印刷電路板或其他支撐部件上且在LED晶片370周圍 無任何反射器。在另外其他實施例中，基板360可為引線 框’且封裝主體可形成於引線框上環繞LED晶片370以界 定光學空腔。作為其他實例’可將LED晶片370黏著於上 文參看圖8 A至圖11C論述之例示性封裝中之任一者中。 162871.doc -46 - 201246594 仍參看圖14C ’ LED晶片370可包括導線結合襯墊372， 且自導線結合襯塾372至基板360上（或其他地方）之接觸襯 塾（圖中未展示）的導線結合連接374可經形成。然而，將瞭 解’ LED晶片370可為在晶片之同一側上具有陽極及陰極 接點兩者的水平LED晶片，且可以覆晶方式黏著於基板 360上’使得在一些實施例中無需形成至lEd晶片37〇之結 合導線連接。 可經由液體供應管線336將發光溶液354供應至喷射喷嘴 3 50。加熱裝置337可施加熱339以增加LED晶片370、基板 360、反射杯362及導線結合襯墊3 72之溫度。將供應管線 330中之發光溶液354喷射至lEd晶片370上形成一薄層， 其在固化時形成受體發光團媒體38〇。來自經加熱之Led 晶片370及基板360之熱能可導致發光溶液354快速固化。 藉由使發光溶液354快速固化，可在LED晶片370及基板 3 60上提供實質上均勻及保形之受體發光團媒體38〇。 當使用揮發性溶劑液體時，可藉由經加熱之基板36〇及 LED晶片370之熱能來使該揮發性液體蒸發，留下發光材 料（及可能可在發光溶液354中之諸如漫射體粒子之其他元 素）在黏合劑材料中以提供保形受體發光團媒體38〇。在其 他實施例中，可將諸如聚矽氧及/或環氡樹脂之非揮發性 液體用作用於發光材料之載體液體，在此狀況下，可藉由 經加熱之基板360及LED晶片370之熱能來使非揮發性液體 固化以形成保形受體發光團媒體380。 參看圖14D ’在形成保形受體發光團媒體38〇之後，可施 162871.doc -47- 201246594 配諸如聚矽氧及/或環氧樹脂之囊封材料392以至少部分填 充該光學空腔364 ’且可將諸如玻璃或聚矽氧透鏡之透鏡 394定位於LED晶片370上。 如圖14E中所展示’依據其他實施例，可將供應管線336 中之發光溶液354喷射至LED晶片370及周圍結構（諸如，反 射杯362)兩者上以在其上形成受體發光團媒體38〇。如圖 14F中所展示’在另外其他實施例中，受體發光團媒體38〇 可形成於透鏡394之外表面及/或内表面上，透鏡394經加 熱以使受體發光團媒體380固化。如圖14G中所展示，在另 外其他實施例中，可將受體發光團媒體38〇塗覆至二維結 構（諸如’透鏡394或其他透射及/或反射光學元件）。在其 他實施例中，可使用上述技術中之多種技術。藉由實例， 如圖14H中所展示，可將第一受體發光團媒體38〇a塗覆至 經加熱之透鏡394，及可將第二受體發光團媒體38〇B塗覆 至經加熱之LED晶片370。 如圖141中所展示’根據本發明之實施例之受體發光團 媒體可形成於包括多個LED晶片370A至370D之發光裝置 上。LED晶片370A至370D可經組態以在一或多個不同蜂值 波長及/或其組合下發射光。在圖141中描繪之實施例中， 可將受體發光團媒體380提供於透鏡394之外部上。圖 14J、圖14K及圖14L說明額外例示性實施例，其中將多個 LED晶片370A至370D提供於上面包括有受體發光團媒體 380之透鏡394内部。 在圖14A至圖14L中，受體發光團媒體380可包含根據本 162871.doc -48- 201246594 發明之實施例的包括（例如）寬頻譜及窄頻譜發光材料兩者 之上述受體發光團媒體中之任一者。如上文所論述，可將 包括於受體發光團媒體中之各種發光材料全部混合於單一 層或塗層申，或可將該等發光材料提供於單獨層中，其中 每一層包括發光材料中之一或多者且可能亦包括其他材 料’諸如漫射體粒子、黏合劑材料等。作為一個簡單實 例’圖15說明在子基板360上之LED晶片370，在該LED晶 片370上具有包含第一層3 80 A及第二層38〇B之多層受體發 光團媒體380。亦可提供額外及/或介入層。受體發光團媒 體380之不同層380A及380B可包括相同或不同材料。藉由 貫例，第一層380A可包括第一發光材料，且第二層38〇b 可包括第一發光材料、不同之第二發光材料及/或其他元 素（例如，漫射體粒子）。 圖16為說明加壓沈積系統3〇〇之示意圖，該系統可用以 用發光溶液354喷細如）LED 3_在其上形成根據本發 明之實施例之受體發光團媒體38〇。加熱裝置337將熱（熱 能）339施加至LED 31〇以增加其溫度。供應管線別將發光 浴液354供應至喷嘴35〇，該嘴嘴35〇將發光溶液喷射至 經加熱之LED 310。經由高壓氣體供應管線⑷供應至喷嘴 350之加壓氣體使發光溶液霧化，且導引其朝向哪 31〇。術語「霧化」在本文中以普通含義使用以指代將液 體還原為微小粒子及/或微細喷霧。沈積於經加熱之LED 310上的經霧化之發光溶液354可快速固化以在LED 31〇上 形成保形受體發光團媒體38〇，此情形可減少受體發光團 162871.doc •49· 201246594 媒體380中之發光材料的沈澱、分離及/或分層。 在些貫施例中，供應管線336中之液體可包括黏合劑 材料（諸如，液體聚矽氧及/或液體環氧樹脂），及揮發性或 非揮發性溶劑，諸如醇、水、丙酮、甲醇、乙醇、酮、異 丙醇、烴熔劑、己烷、乙二醇、甲基乙基酮、二曱苯、曱 苯及其組合。一般而言，揮發性溶劑可在經沈積之後立刻 變乾或蒸發。溶劑材料可包括其中之發光材料之粒子及/ 或光散射材料（諸如’二氧化鈦）之粒子。可自複數個流體 儲集器330Α至330D中之一者提供供應管線336中之液體， 該4桃體儲集器33 0Α至33 0D經由各別輸入管線332Α至 332D附接至供應管線336。可分別藉由電子控制之質量流 量控制器334八至3340來控制液體穿過輸入管線332八至 332D之流動。在一些實施例中，儲集器33〇a至33〇d可包 括：溶劑儲集器330A，其含有液體溶劑；黏合劑儲集器 330B ’其含有液體黏合劑材料；磷光體儲集器33〇c，其 含有懸浮有磷光體粒子（或其他發光材料）之液體溶劑；及 漫射體儲集器330D，其含有懸浮有某一濃度之漫射體粒子 之液體溶劑》可對儲集器330A至330D中之一或多者加 壓’使得可藉由正壓力獲得自儲集器330A至330D至供應 管線363中之流動。 可藉由電子可控制閥340來控制液體穿過供應管線336之 流動。可經由電子控制線322、324、326藉由控制器 320(例如’特殊應用積體電路）來控制質量流量控制器 334A至334D、電子可控制流量閥340及氣體加壓器342。 162871.doc •50· 201246594 藉由控制質量流量控制器（MFC)334A至334D及閥340之操 作’控制器320可控制供施加至喷嘴350之液體之組合物。 可提供一個以上磷光體儲集器330C及/或漫射體儲集器 330D，且經由可藉由控制器32〇電子控制之各別MFC及/或 供應閥將該等儲集器附接至供應管線。舉例而言，取決於 產品要求，可針對紅色磷光體、綠色磷光體、黃色磷光 體、藍色磷光體等提供單獨磷光體儲集器。類似地，可針 對寬頻s普發光材料對窄頻譜發光材料來提供單獨儲集器。 加熱裝置337將熱339施加至LED 3 10以在將發光溶液354 喷射於LED 310上之前增加其溫度。加熱裝置337可經由電 子控制線329藉由控制器320而以電子方式控制。加熱裝置 337可（但無需）在喷射操作期間將熱339施加至lEd 。 在些貫施例中，可將LED 310加熱至在約攝氏7〇度至約 攝氏155度之範圍中的溫度。當經霧化之發光溶液354沈積 於LED 310上時，經加熱之LED 31〇中之熱能可使經霧化 之發光溶液354之溶劑部分快速固化及/或蒸發，以在led 310上形成受體發光團媒體38〇。 可提供混合器341以混合來自儲集器33〇八至33〇1)中之各 種不同儲集器之供應管線336組份，及/或攪拌供應管線 336組份以保持粒子懸浮及/或實質上遍及材料均勻地分 佈。 現參看圖17，其為說明根據本發明之—些實施例的用於 用發光溶液塗佈發光裝置之分批沈積系統则的示意圖。 如圖17中所展示，可經由加壓氣體供應管線344將氣體加 162871.doc 201246594 壓器342所產生之加壓氣體（例如，加壓空氣）供應至喷嘴 350。可提供包括發光溶液354之注射器357。發光溶液 可包括（例如）一或多種類型之磷光體粒子、一或多種類型 之漫射體粒子、黏合劑及/或一或多種溶劑。可緊接在塗 覆操作之前使用（例如）濾筒來使注射器357加載有發光溶液 354，以減少其中組份之沈澱及/或分層。可提供流體加壓 器3 56以提供及/或控制注射器357内之流體壓力。可經由 電子控制線324、326及329藉由控制器32〇來控制氣體加壓 器342、流體加壓器356及加熱裝置337之操作。藉由控制 流體加壓器356及氣體加壓器342之操作，控制器32〇可控 制供應至喷嘴350之液體之流動。 如所說明，加熱裝置337將熱339施加至LED 31〇以在將 發光溶液354喷射至LED 310上之前增加其溫度。加熱裝置 337可經由電子控制線329藉由控制器32〇而以電子方式控 制。加熱裝置337可在喷射操作之前及/或期間將熱339施 力口至 LED 3 10。 本文中已結合上文之描述及諸圖式來揭示許多不同實施 例。應理解，用文字描述並說明此等實施例之每一組合及 子·’且a將會過度重複並使人混淆。因此，本說明書（包括 圖式)應被理解為構成本文中所描述之實施例及製造及使 用其之方式及方法的所有組合及子組合的完整書面描述， 且應支援對任何此組合或子組合之主張。 雖然本發明之實施例已在上文主要關於包括l e d之半導 體發光裝置來論述，但將瞭解，根據本發明之其他實施 162871.doc •52· 201246594 例，可提供雷射二極體及/或包括上文論述之發光團媒體 之其他半導體發光裝置。 上文已參看附圖來描述本發明，附圖中展示本發明的特 定實施例。然而，本發明不應被解釋為限於本文中所陳述 之實施例。更確切而言，提供此等實施例以使得本發明將 為詳盡且完整的，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明 之範疇。在圖式中，出於清楚之目的而誇示了層及區域之 厚度。相同數字在全文中指代相同元件。如本文中所使 用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之一或多者 的任何及所有組合。 本文所使用之術S吾僅為了描述特定實施例之目的，且並 不意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一」及 「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文另外清楚地指 示將進一步理解，當在本說明書中使用時，術語「包 含」及/或「包括」及其衍生詞指定所陳述之特徵、操 作、兀件及/或组件的存在，但不排除一或多個其他特 徵、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。 將瞭解，當諸如層、區域或基板之元件稱作「在另一元 件上」或延伸「至另一元件上」_，其可直接位於另一元 件上或直接延伸至另一元件上或亦可存在介入元件。相 反’當-元件被稱為「直接在另—S件上」或「直接延伸 至另元件上」時，不存在介入元件。亦將理解，當一元 件被稱為「連接」4 Γ耦接」至另一元件時，其可直接連 接或耦接至另一元件，或可存在介入元件。相反，當一元 162871.doc •53· 201246594 件被稱作「直接連接」 存在介入元件。 或「直接麵接」至另 一元件時，不 將理解，雖然本文中可使用術語第_、第 種元件、組件、區域及/弋爲 ^ 田述各 [域及/或層，但此等元件、組件、區域 及或層不應受此等術語限制。此等術語僅用以區分 件、組件、區域或層與另-元件、組件、區域或層。因 此’在不㈣本發明之教㈣情況下，可將下文論述之第 -兀件、組件、區域或層稱作第二元件、組件、 層0 此外，可在本文中使用諸如「下部」或「底部」及「」 部」或「頂部」之相對術語來描述一元件與另一元件之衝 係，如諸圖中所說明。將理解，除諸圖中所描繪之定冷 外’相對術語意欲涵蓋褒置之不同定㈣例而言，若餐 轉諸圖中之裝置，則描述為在其他元件之「下部」側上之 元件將定向為在其他元件之「上部」側上。因此，例示性 術語「下部」可涵蓋「下部」及「上部」兩個定向，此取 決於圖之特定定向。 本文參考作為本發明之理想化實施例（及中間結構）之示 意說明的職面㈣來描述本發明之㈣例。在圖式中， 可月匕出於’月楚之目的而誇示層及區域之厚度。另外，預期 由（例如）製造技術及/或容限引起之說明的形狀之變化。因 此本發明之實施例不應理解為限於本文說明之區域的特 定形狀，而是包括由（例如）製造引起的形狀偏差。 在圖式及說明書中，已揭示本發明之實施例，且儘管使 162871.doc -54- 201246594 用特定術語，但該等特定術語僅以一般及描述性意義來使 用且並非用於限制目的，本發明之範疇陳述於以下申請專 利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1為說明普朗克軌跡（pianekian i〇cus)之位置之1931 CIE色度圖的圖表。 圖2為說明習知暖白色半導體光照裝置所發射之輻射的 依據波長之強度的圖表。 圖3為說明根據本發明之特定實施例的暖白色半導體發 光裝置所發射之輻射的依據波長之強度的圖表。 圖4為說明可根據本發明之實施例修改的半導體發光裝 置所發射之輻射之強度的圖表。 圖5 A至圖5F為說明根據本發明之實施例之各種半導體 發光裝置的示意圖。 圖6為說明根據本發明之其他實施例的暖白色半導體發 光裝置所發射之輻射的依據波長之強度的圖表。 圖7A至圖7B為說明根據本發明之其他實施例的暖白色 半導體發光裝置所發射之輻射的依據波長之發射頻譜的圖 表。 圖8A至圖8D為說明根據本發明之實施例之半導體發光 裝置的各種視圖。 圖9A至圖9D為根據本發明之實施例的包括多個LED晶片 之經封裝之發光裝置的各種視圖。 圖10A至圖10D為根據本發明之實施例的包括多個led曰 162871.doc 55- 201246594 片之另一經封裝之發光裝置的各種視圖。 圖11A至圖11C為根據本發明之實施例的包括多個LED晶 片之又一經封裝之發光裝置的各種視圖。 圖12A至圖12E為說明根據本發明之特定實施例的可用 以將受體發光團媒體塗覆至LED晶圓之製造步驟的剖視 圖。 圖13為說明根據本發明之其他實施例的用於將受體發光 團媒體塗覆至LED晶圓之操作的流程圖。 圖14A至圖14L為說明根據本發明之一些實施例的將受 體發光團媒體塗覆至半導體發光裝置的一系列示意圖。 圖15為根據本發明之一些實施例之多層受體發光團媒體 的示意圖。 圖16為說明根據本發明之一些實施例的用於沈積受體發 光團媒體之加壓沈積系統的示意圖。 圖Π為說明根據本發明之一些實施例的用於沈積受體發 光團媒體之分批沈積系統的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 區域 黑體軌跡 習知半導體發光裝置之模擬發射頻譜 人眼對於跨越可見頻譜之每一波長處發射之 光的回應 黃色/紅色磷光體半導體發光裝置所發射之 輻射的模擬強度 162871.doc -56- 201246594 23 24 25 26 30 32 34 36 37 38 39 40 42 44 46 48 50 52 54 56 66 70 100 人眼對於跨越可見頻譜之每一波長處發射之 光的回應 裝置之發射頻譜 裝置之發射頻譜 裝置之發射頻譜 半導體發光裝置/LED封裝 子基板 發光二極體（LED)/LED晶片或「晶粒」 傳導電流散佈結構 導電指狀物 接點 受體發光團媒體 子基板之頂表面 晶粒附著襯墊 第一接觸襯墊 第二接觸襯墊 間隙 第一表面黏著襯墊 第二表面黏著襯墊 背表面 導電通孔 金屬化區 透鏡 經封裝之發光裝置 162871.doc -57- 201246594 102 子基板 104 發光二極體（LED)/發光二極體（LED)晶粒 106 傳導電流散佈結構 108 接點 109 導線結合 110 光學元件或透鏡 112 晶粒附著襯墊 120 經封裝之發光裝置 122 子基板 124 發光二極體（LED)/發光二極體（LED)晶片 130 透鏡 140 經封裝之發光裝置 144 發光二極體（LED) 150 透鏡 210 發光二極體（LED)/發光二極體（LED)晶片 220 基板 222 底部接點 224 頂部接點/P型接點 228 基座 232 受體發光團媒體塗層 300 加壓沈積系統 31〇 發光二極體（LED) 320 控制器 322 電子控制線 162871.doc . 201246594 324 326 329 330A 330B 330C 330D 332A 332B 332C 332D 334A 334B 334C 334D 336 337 339 340 341 342 344 350 354 電子控制線 電子控制線 電子控制線 流體儲集器/溶劑儲集器 流體儲集器/黏合劑儲集器 流體儲集器/磷光體儲集器 流體儲集器/漫射體儲集器 輸入管線 輸入管線 輸入管線 輸入管線 質量流量控制器（MFC) 質量流量控制器（MFC) 質量流量控制器（MFC) 質量流量控制器（MFC) 供應管線 加熱裝置 熱 電子可控制閥 混合器 氣體加壓器 供應管線 喷嘴 發光溶液 162871.doc -59- 201246594 356 流體加壓器 357 注射器 360 子基板/基板 362 反射杯 362A 向上延伸之側壁 364 光學空腔 366 反射表面 370 發光二極體（LED)晶片 370A 發光二極體（LED)晶片 370B 發光二極體（LED)晶片 370C 發光二極體（LED)晶片 370D 發光二極體（LED)晶片 372 導線結合襯墊 374 結合導線連接 380 受體發光團媒體 380A 第一受體發光團媒體 380B 第二受體發光團媒體 392 囊封材料 394 透鏡 400 半導體發光裝置 410 發光二極體（LED) 420 受體發光團媒體 422 寬頻譜發光材料 424 窄頻譜發光材料 162871.doc •60- 201246594 430 半導體發光裝置 440 發光二極體（LED) 450 受體發光團媒體 452 寬頻譜發光材料 454 窄頻譜發光材料 460 半導體發光裝置 470 發光二極體（LED) 480 受體發光團媒體 482 寬頻譜發光材料 484 窄頻譜發光材料 500 半導體發光裝置 510 發光二極體（LED) 520 受體發光團媒體 522 第一寬頻譜發光材料 524 第二寬頻譜發光材料 526 窄頻譜發光材料 530 半導體發光裝置 540 發光二極體（LED) 550 受體發光團媒體 552 第一寬頻譜發光材料 554 第二寬頻譜發光材料 556 窄頻譜發光材料 560 半導體發光裝置 570 發光二極體（LED) 162871.doc -61 - 201246594 580 受體發光團媒體 582 第一寬頻譜發光材料 584 第二寬頻譜發光材料 586 第三寬頻譜發光材料 588 窄頻譜發光材料 162871.doc -62-

Claims (1)

  1. 201246594 七、申請專利範圍： 1. 一種發光裝置，其包含： 一發光二極體（「LED」）；及 一受體發光團媒體’其經組態以降頻轉換該LED所發 射之光中之至少一些’該受體發光團媒體至少包括： 一第一寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之輻射 之一第一部分降頻轉換至具有在紅色色彩範圍中之一 峰值波長的輻射；及 一窄頻譜發光材料，其降頻轉換該LED所發射之該 輻射之一第二部分。 2. 如請求項1之發光裝置，該受體發光團媒體進一步包含 一第二寬頻譜發光材料，該第二寬頻譜發光材料將該 LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在不 同於該紅色色彩範圍之一色彩範圍中之一峰值波長的輻 射。 3. 如請求項2之發光裝置，其中該窄頻譜發光材料所發射 之該輻射具有在該紅色色彩範圍中之一峰值波長。 4. 如請求項2之發光裝置’其中該窄頻譜發光材料所發射 之該輻射具有在青色色彩範圍中之一峰值波長。 5 ·如請求項2之發光裝置’其中該窄頻譜發光材料所發射 之該輻射具有在綠色色彩範圍中之一峰值波長。 6·如請求項2之發光裝置，其_該第二寬頻譜發光材料所 發射之該輻射具有在該綠色色彩範圍中之一峰值波長， 且具有延伸至該青色色彩範圍中之一半高寬發射頻寬。 I62871.doc 201246594 7. 如請求項2之發光裝置，其中該第二寬頻譜發光材料所 發射之轄射具有介於525 nm與550 nm之間的一峰值波 長’且具有延伸至5〇〇 nm以下之一半高寬發射頻寬。 8. 如請求項7之發光裝置，該受體發光團媒體進一步包含 一第三寬頻譜發光材料，該第三寬頻譜發光材料將該 LED所發射之該輻射之一第四部分降頻轉換至具有介於 551 nm與585 nm之間的一峰值波長的一輻射。 9. 如請求項8之發光裝置，其中該第一寬頻譜發光材料包 含一（Ca^SrJSiAlNvEu^磷光體，該第二寬發射發光材 料包含一LuAGnCe磷光體，且該第三寬頻譜發光材料包 含一 YAG:Ce磷光體。 10. 如請求項1之發光裝置，其中該發光裝置發射一暖白 光’該暖白光具有介於約2500 K與約4100 K之間的一相 關色溫、至少90之一 CRI值及至少330流明/瓦特-光學之 一流明當量輸出。 11 ·如請求項1之發光裝置’其中該受體發光團媒體係直接 塗覆至該LED上，且其中該受體發光團媒體包括在該受 體發光團媒體經塗覆至該LED時藉由該LED中之熱能而 固化的一黏合劑材料。 12.如請求項1之發光裝置，其中該窄頻譜發光材料包含一 線形發射器發光材料。 13· —種發光裝置，其包含： 一發光二極體（「LED」）；及 一受體發光團媒體，其經組態以降頻轉換該LED所發 162871.doc 201246594 射之光中之至少一些，該受體發光團媒體至少包括： 一第一寬頻譜發光材料，其將該ίΕΕ)所發射之輻射 之一第一部分降頻轉換至具有在一第一色彩範圍中之 一峰值波長的輻射；及 一第一窄頻譜發光材料，其將該LED所發射之該輻 射之一第二部分降頻轉換至具有在該第一色彩範圍中 之一峰值波長的輻射。 如請求項13之發光裝置’其中該第一色彩範圍為紅色色 彩範圍》 15. 如明求項14之發光裝置，該受體發光團媒體進一步包含 -第二寬頻譜發光材料，該第二寬頻譜發光材料將該 LED所發射之該輻射之—第三部分降頻轉換至具有在黃 色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 16. 如請求項15之發光裝置，該受體發光團媒體進一步包含 一第三寬頻譜發光材料，該第三寬頻譜發光材料將該 LED所發射之㈣射之—第四部分降頻轉換至具有在綠 色色衫範圍中之一峰值波長且具有延伸至青色色彩範圍 中之一半高寬發射頻寬的輻射。 17. 如„月求項14之發光裝置’該受體發光團媒體進一步包含 -第一乍頻谱發光材料，該第二窄頻譜發光材料將該 LED所發射之純射之—第三部分降頻轉換至具有在該 青色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 18. 如請求項！4之發光裝置，其中該第—寬發射發光材料包含 -紅色碌光體，該紅色鱗光體具有小於62G nm之—峰值波 162871.doc 201246594 長及介於約60 nm與約80 nm之間的一半高寬發射頻寬。 19. 如請求項13之發光裝置，其中該第一窄頻譜發光材料包 含一線形發射器發光材料。 20. —種發光裝置，其包含： 一發光二極體（「LED」）；及 一受體發光團媒體，其經組態以降頻轉換該LED所發 射之光中之至少一些，該受體發光團媒體至少包括： 一第一寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之輻射 之一第一部分降頻轉換至具有在青色色彩範圍以上之 一峰值波長的輕射；及 一第一窄頻譜發光材料，其將該LED所發射之該輻 射之一第二部分降頻轉換至具有在黃色色彩範圍以下 之一峰值波長的輻射。 2 1.如請求項20之發光裝置，其中該第一寬頻譜發光材料所 發射之該輻射具有在紅色色彩範圍中之一峰值波長，該 受體發光團媒體進一步包括一第二寬頻譜發光材料，該 第二寬頻譜發光材料將該LED所發射之該輻射之一第三 部分降頻轉換至具有在不同於該紅色色彩範圍之一色彩 範圍中之一峰值波長的輻射。 22·如請求項20之發光裝置，其中該第一窄頻譜發光材料所 發射之該輻射具有在該青色色彩範圍中之一峰值波長。 23.如請求項20之發光裝置，其中該第一窄頻譜發光材料所 發射之該輻射具有在綠色色彩範圍中之一峰值波長。 24·如請求項21之發光裝置，其進一步包含一第二窄頻譜發 162871.doc -4- 201246594 光材料，該第二窄頻譜發光材料將該LED所發射之該輻 射之一第四部分降頻轉換至具有在該紅色色彩範圍中之 一峰值波長的輻射。 25. 如請求項20之發光裝置，其中該窄頻譜發光材料包含一 量子點材料。 26. 如請求項20之發光裝置，其中該第一窄頻譜發光材料包 含一線形發射器發光材料。 27. —種發光裝置，其包含： 一發光二極體（「LED」）；及 一受體發光團媒體，其經组態以降頻轉換該lED所發 射之光中之至少一些’該受體發光團媒體至少包括： 一第一寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之輻射 之一第一部分降頻轉換至具有介於610 nm與629 nm之 間的一峰值波長的輻射；及 一第二寬頻譜發光材料，其將該LED所發射之該輻 射之一第二部分降頻轉換至具有在600 nm以下之一峰 值波長的輻射。 28. 如請求項27之發光裝置，該受體發光團媒體進一步包含 一窄頻譜發光材料，該窄頻譜發光材料將該led所發射 之該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在紅色色彩範圍 中之一峰值波長的輻射。 29·如請求項27之發光裝置’該受體發光團媒體進一步包含 一窄頻譜發光材料’該窄頻譜發光材料將該LED所發射 之該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在綠色色彩範圍 162871.doc 201246594 或青色色彩範圍中之一峰值波長的輕射。 30. 如請求項28之發光裝置’其中該第二寬頻譜發光材料所 發射之該輻射具有在該綠色色彩範圍中之一峰值波長， 且具有延伸至該青色色彩範圍令之—半高寬發射頻寬。 31. —種形成一發光裝置之方法，該方法包含： 對一半導體發光裝置加熱；及 藉由將一發光溶液塗覆至經加熱之該半導體發光裝置 而形成該發光裝置，該發光溶液包括一第一寬頻譜發光 材料及一窄頻譜發光材料。 32. 如請求項31之方法，其中該第—寬頻譜發光材料將基於 半導體之光照源所發射之輻射之一第一部分降頻轉換至 具有在紅色色彩範圍中之—峰值波長的輻射，且該窄頻 譜發光材料將該半導體發光裝置所發射之該輻射之一第 二部分降頻轉換至具有在該紅色色彩範圍中之—峰值波 長的輻射。 33. 如請求項32之方法，其中該發光溶液進一步包含一第二 寬頻-曰發光材料，該第二寬頻譜發光材料將該半導體發 光裝置所發射之該輻射之—第三部分降頻轉換至具有在 黃色色彩範圍中之一蜂值波長的輕射。 34. 如請求項33之方法，其中該發光溶液進一步包含一第三 寬頻譜發光材料，該第三寬頻譜發光材料將該半導體發 光裝置所發射之該輕射之一第四部分降頻轉換至具有在 綠色色彩範圍中之一峰值波長的輻射，該輻射具有延伸 至青色色彩範圍中之一半高寬發射頻寬。 162871.doc 201246594 如β求項3 1之方法’其中該窄頻譜發光材料所發射之該 輻射具有在該青色色彩範圍中之一峰值波長。 如4求項3 1之方法，其中該窄頻譜發光材料所發射之該 輻射具有在該紅色色彩範圍中之一峰值波長。 37. 如請求項31之方法，其進-步包含使該發光溶液固化以 將該發光溶液轉換成一受體發光團媒體。 38. 如請求項37之方法，其中該發光溶液進一步包括一黏合 劑材料。 39. 如凊求項3〗之方法，其中該第一寬頻譜發光材料及該窄 頻譜發光材料各自包含波長轉換粒子，且其中該發光溶 液包含懸浮於包括一揮發性溶劑及一黏合劑材料之一溶 液中之該等波長轉換粒子，該方法進一步包含經由該經 加熱之半導體發光裝置中的熱能使來自該發光溶液之該 揮發性溶劑蒸發，以在該半導體發光裝置上提供一保形 受體發光團媒體。 40. 如請求項31之方法，其中該第一寬頻譜發光材料及該窄 頻谱發光材料各自包含波長轉換粒子，且其中該發光溶 液包含懸浮於包括一非揮發性溶劑及一黏合劑材料之一 /谷液中之該等波長轉換粒子，該方法進一步包含經由該 經加熱之半導體發光裝置中的熱能使來自該發光溶液之 該非揮發性溶劑及/或該黏合劑材料固化，以在該半導體 發光裝置上提供一保形受體發光團媒體。 41·如請求項31之方法，其中該發光溶液係在該半導體發光 裝置處於至少約攝氏90度之一溫度時塗覆至該半導體發 162871.doc 201246594 光裝置。 42. —種經封裝之發光裝置，其包含： 一子基板； -發光二極體（「LED」）’其黏著於該子基板上；及 一受體發光團媒體’其保形地塗佈於該咖上及該子 基板上，該受體發光團媒體至少包括： 一第一寬頻譜發光材料’其將該LED所發射之輻射 之-第-部分降頻轉換至具有在一第一色彩範圍中之 一峰值波長的輻射；及 一第一窄頻譜發光材料。 43.如請求項42之經封裝之發光裝置，其中該子基板包括至 〆反射部分，且其中該受體發光團媒體係塗佈於該至 少一反射部分上。 44·如請求項42之經封裝之發光裝置，纟中該第一色彩範圍 為黃色色彩範圍’且其中該受體發光團媒體進一步包含 一第二寬頻譜發光材料，該第二寬頻譜發光材料將該 LED所發射之該H射之―第：部分降頻轉換至具有在紅 色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 45·如請求項44之經封裝之發光裝置’其中該窄頻譜發光材 料將該LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具 有在s亥紅色色彩範圍中之一峰值波長的轄射。 46.如請求項44之經封裝之發光裝置，其中該窄頻譜發光材 料將5亥LED所發射之該賴射之一第三部分降頻轉換至具 有在青色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 162871.doc 201246594 47_如請求項44之經封裝之發光裝置，其中該窄頻譜發光材 料將該LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具 有在綠色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 48·如請求項44之經封裝之發光裝置，其中該第一色彩範圍 * 為該黃色色彩範圍’且其中該受體發光團媒體進一步包 括一第三寬頻譜發光材料，該第三寬頻譜發光材料將該 LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具有在該 綠色色彩範圍中之一峰值波長的輻射，該輻射具有延伸 至該青色色彩範圍中之一半高寬發射頻寬。 49. 如請求項44之經封裝之發光裝置，其中該LED包含一第 一藍色LED ’該經封裝之發光裝置進一步包含黏著於該 子基板上之一第二藍色LED，其中該受體發光團媒體係 保形地塗佈以覆蓋該兩個藍色LED及該子基板之在該兩 個藍色LED之間的一部分。 50. 如請求項49之經封裝之發光裝置，其中該窄頻譜發光材 料將該LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具 有在該紅色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 51. 如請求項49之經封裝之發光裝置，其中該窄頻譜發光材 料將該LED所發射之該輻射之一第三部分降頻轉換至具 有在該青色色彩範圍中之一峰值波長的輻射。 52. 如請求項49之經封裝之發光裝置，其中該兩個藍色LED 係串聯連接。 53. 如請求項49之經封裝之發光裝置，其中該兩個藍色LED 係並聯連接。 162871.doc
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