TWI582211B - 經塗覆之磷光體及包含該磷光體之發光元件 - Google Patents

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Description

經塗覆之磷光體及包含該磷光體之發光元件 發明領域
本發明係有關於經塗覆之磷光體材料。本發明亦係有關於包含經塗覆之磷光體材料之半導體元件。
發明背景
發光二極體("LED")係已知之能產生光之固態發光元件。LED一般包含多數個半導體層，其可經外延生長於一半導體或非半導體基材上，諸如，藍寶石、矽、碳化矽、氮化鎵，或砷化鎵基材。一或多個半導體活性層係形成於此等外延層。當足夠電壓施加於活性層，於n-型半導體層之電子及於p-型半導體層之電洞流向活性層。當電子及電洞流向彼此，一些電子會與電洞"碰撞"及重組。此每一次發生時，會發射光線之光子，此係LED產生光線之方式。藉由LED產生之光線的波長分佈一般係依使用之半導體材料及構成此元件之活性層的薄外延層之結構而定。
LED典型上具有一窄波長分佈，其係緊密地以一"峰值"波長為中心(即，以光檢測器測定時，LED之放射發射光譜達其最大值之單一波長)。例如，典型LED之光譜能量分佈可具有，例如，約10-30 nm之全寬度，其中，此寬度係於最大亮度之一半時測量(稱為半高全寬或"FWHM"寬度)。因此，LED通常係以其"峰值"波長或另外以其"主要"波長界定。LED之主要波長係具有當以人類眼睛感受時與LED發 光之光線相同表觀顏色之單色光之波長。因此，主要波長係不同於峰值波長，因為主要波長考量人類眼睛對光線之不同波長的敏感性。
因為大部份LED係出現發射具有單一顏色光線之幾乎單色光源，包含多數個發射不同顏色光線之LED之LED燈已被用以提供產生白光之固態發光元件。於此等元件，藉由個別LED晶片發射之光線的不同顏色組合產生所欲強度及/或顏色之白色光。例如，藉由將發射紅、綠及藍光之LED同時供給能量，形成之組合光線會出現白色或接近白色，其係依來源之紅、綠及藍色LED之相對強度而定。
白光亦可藉由以將藉由LED發射之一些光線轉化成不同顏色之光線之一發光材料圍繞一單色LED而產生。通過波長轉化材料之藉由單色LED發射之光線與藉由波長轉化材料發射之不同顏色的光線之組合可產生白色或接近白色之光線。例如，單一之發射藍色之LED晶片(例如，由氮化銦鎵及/或氮化鎵製造)可與一黃色磷光體、聚合物，或染料組合使用，諸如，以鈰摻雜之釔鋁石榴石(其具有化學式Y3-xCexAl5O12，且一般稱為YAG：Ce)，其將LED發射之一些藍光之波長"下轉化"，將其顏色改變成黃色。藉由氮化銦鎵製成之藍色LED展現高效率(例如，高達60%之外部量子效率)。於藍色LED/黃色磷光體之燈，藍色LED晶片產生具有約450-465奈米之主要波長的發射，且磷光體產生回應藍色發射之具有約545-565奈米之峰值波長之黃色螢光。一些藍光未下轉化地過磷光體(及/或磷光體顆粒之間)，而大部 份光線係由磷光體吸收，其係變激發且發射黃光(即，藍光下轉化成黃光)。藍光及黃光組合可對觀察者出現白光。此光線典型上係於顏色係以冷白色感受。於另一方式，來自發射紫色或紫外光之LED的光線可藉由以多色磷光體或染料圍繞LED而轉化成白光。於任一情況，亦可添加發射紅光之磷光體顆粒以改良光線之演色性質，即，使光線出現更"溫暖"，特別是當單色LED發射藍光或紫外光時。
於某些情況，氮化物及/或氧氮化物磷光體可作為發射紅光之磷光體。例如，以(Ca1-x-ySrxEuy)AlSiN3為主之磷光體已作為發射紅光(於此亦稱為"紅色磷光體")。於某些情況，氮化物磷光體之表面會隨時間變氧化或與環境進行其它反應。於某些情況，此會影響磷光體及包含此磷光體之元件之可靠性及性能。
如上所示，磷光體係一已知種類之發光材料。磷光體可指於一波長吸收光且於可見光譜之不同波長再次發光之任何材料，而無論吸收及再發射間之延遲且無論涉及之波長。因此，"磷光體"一辭於此處可用以指有時稱為螢光劑及/或磷光劑之材料。一般，磷光體可吸收具有第一波長之光線且再次發射具有不同於第一波長之第二波長的光線。例如，"下轉化"之磷光體可吸收具有較短波長之光線，且再次發射具有較長波長之光線。
LED係用於包括，例如，液晶顯示器之背光、指示燈、汽車頭燈、閃光燈、特別發光應用之應用的宿主，且甚至係作為一般發光及照明應用之傳統白熾燈及/或螢光燈之 替代品。於許多此等應用，所欲地提供產生具有特別性質之光線的發源。
發明概要
依據本發明實施例提供塗覆磷光體之方法，包含以含有氧化矽、氧化鋁、硼酸酯(或鹽)，及其等之先質之至少一者之溶膠塗覆磷光體以於磷光體上形成一塗層；及將磷光體加熱。
於某些實施例，磷光體係反應性磷光體。任何適合之反應性磷光體可以此處所述之方法塗覆。但是，於某些實施例，反應性磷光體包含氮化物磷光體，包含氧氮化物磷光體。於某些實施例，反應性磷光體包含以Eu及/或Pr活化之(Sr1-xCax)(Ga1-yAly)2(S1-zSez)4及以Eu活化之(Ca1-xSrx)(S1-ySey)之至少一者。
於某些實施例，溶膠包含一溶劑及一酸或鹼。於某些實施例，溶膠包含膠體氧化矽。於某些實施例，溶膠包含三烷基硼酸酯。於某些實施例，溶膠包含氧化鋁及或硫酸鋁。
於本發明之某些實施例，磷光體係於100℃至800°範圍之溫度加熱，且於某些實施例，係於200℃至600℃範圍之溫度。
將磷光體與含有氧化矽、氧化鋁、硼酸酯(或鹽)，及其等之先質之至少一者之溶膠接觸以於反應性磷光體上形成一塗層可實施一次，且於某些情況，可於相同磷光體上重 複實施。於後者情況，此方法可使用相同溶膠及/或不同溶膠重複。
此處亦提供以氧化鋁、氧化矽及/或硼酸酯(或鹽)塗覆之磷光體。於某些實施例，經塗覆之磷光體於85℃及85%相對濕度840小時後具有少於0.0015之du’v’。再者，於某些實施例，經塗覆之磷光體具有2至25微米範圍之平均顆粒尺寸。
另外，此處亦提供發光元件，其包含一固態光源；及一依據本發明實施例之經塗覆之磷光體。於某些實施例，諸如綠色及/或黃色磷光體之其它磷光體亦可被包含於此元件內。
圖式簡單說明
本發明之前述及其它目的、特徵，及優點自本發明例示實施例及附圖之下列更特別說明會變得更明顯。圖式無需依比例，相反地於例示本發明原理時係會強調。
第1A-1D圖係依據本發明實施例之固態發光元件之各種圖。
第2A-2E圖係例示可用以依據本發明實施例將一磷光體組成物塗敷於一LED晶片晶圓之製造步驟之截面圖。
第3圖係例示包含依據本發明實施例之一經塗覆的磷光體之一發光元件及包含未經塗覆之磷光體之一元件當皆於t 85℃及85%相對濕度加熱時之每日顏色位移隨時間之變化。
第4圖係例示包含依據本發明實施例之一經塗覆的磷 光體之一發光元件及包含未經塗覆的磷光體之一元件之相對光通量。
定義
於此處使用時，"烷基"一辭係指C1-20(包含)之線性(即，"直鏈")、分支，或環狀之飽和或至少部份且於某些情況係完全不飽和(即，烯基及炔基)之烴鏈，包含，例如，甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、辛烯基、丁二烯基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基，及丙二烯基基轉。"分支"係指其中一較低烷基基團(諸如，甲基、乙基，或丙基)係附接至一線性烷基鏈之一烷基基團。例示之分支烷基基團不受限制地包括異丙基、異丁基、第三丁基。"較低烷基"係指有1至約8個碳原子之烷基基團(即，C1-8烷基)，例如，1、2、3、4、5、6、7，或8個碳原子。"較高烷基"係指具有約10至約20個碳原子之烷基基團，例如，10、11、12、13、14、15、16、17、18、19，或20個碳原子。於某些實施例，"烷基"特別係指C1-5直鏈烷基。於其它實施例，"烷基"特別係指C1-5分支烷基。
烷基基團可選擇性地以一或多個可為相同或不同之烷基基團取代基取代("經取代之烷基")。"烷基基團取代基"一辭不受限制地包括烷基、經取代之烷基、鹵基、芳基胺基、醯基、羥基、芳氧基、烷氧基、烷硫基、芳硫基、芳烷氧 基、芳烷硫基、羧基、烷氧基羰基、氧基，及環烷基。可沿著烷基鏈選擇性嵌入一或多個氧、硫，或經取代或未經取代之氮原子，其中，氮取代基係氫、較低烷基(於此處亦稱為"烷基胺基烷基")，或芳基。
因此，於此處使用時，"經取代之烷基"一辭包含其中烷基基團之一或多個原子或官能基團係以另一原子或官能基團(包含，例如，烷基、經取代之烷基、鹵素、芳基、經取代之芳基、烷氧基、羥基、硝基、胺基、烷基胺基、二烷基胺基、硫酸鹽及巰基)取代之於此處定義之烷基基團。
於此處使用時，"烷氧基"係指烷基-O-基團，其中，烷基係如前所述。"烷氧基"一辭於此處使用時可指，例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第三丁氧基，及戊氧基。"氧烷基"一辭可與"烷氧基"交替使用。於某些實施例，烷氧基具有1、2、3、4，或5個碳。
於此處使用時，"矽烷"一辭係指與一矽原子鍵結之含有四個有機基團，諸如，包含此處所述之任何有機基團(例如，烷基、芳基，及烷氧基)，之任何化合物。
於此處使用時，"烷氧矽烷"一辭係指與一矽原子鍵結之含有一、二、三，或四個烷氧基基團之矽烷。例如，四烷氧基矽烷係指Si(OR)4，其中，R係烷基。每一烷基基團可為相同或不同。"烷基烷氧基矽烷"係指其中一或多個烷氧基基團係以一烷基基團替代之烷氧基矽烷。因此，烷基烷氧基矽烷包含至少一烷基-Si鍵。
於此處使用時，"氧化鋁"一辭係指鋁氧化物，典型上 具有化學式Al2O3。
於此處使用時，"氧化矽"一辭係指矽氧化物，典型上係二氧化矽。
於此處使用時，"膠體氧化矽"及"膠體氧化鋁"用辭個別係指分散於液體(例如，分散於此處所述溶劑)之氧化矽及氧化鋁之細微顆粒。
於此處使用時，"反應性磷光體"一辭包含隨時間可與其環境反應之磷光體，包含可與氧及/或水反應之磷光體。反應性磷光體之一例子係氮化物磷光體。"氮化物磷光體"一辭包含氮化物及氧氮化物磷光體。氮化物磷光體之例子包含C1-xSrxAlSiN3、Ca2Si5N8、Sr2Si5N5、Ba2Si5N8、BaSi7N10、BaYSi4N7、Y5(SiO4)3N、Y4Si2O7N2、YSiO2N、Y2Si3O3N4、Y2Si3-xAlxO3+xN4-x、Ca1.5Si9Al3N16、Y0.5Si9Al3O1.5N14.5、CaSiN2、Y2Si4N6C，及/或Y6Si11N20O。此等材料可包含一含有Ce、Eu、Sm、Yb、Gd及/或Tb之至少一者之活性劑材料。其它反應性磷光體包含例如以Eu或Eu及Pr活化之(Sr1-xCax)(Ga1-yAly)2(S1-zSez)4，及例如以Eu活化之(Ca1-xSrx)(S1-ySey)。於某些實施例，反應性磷光體係於2008年11月17日申請之美國專利申請案第12/271,945號案；2009年5月15日申請之美國專利申請案第12/466,782號案；2011年6月3日申請且名稱為紅色氮化物磷光體之美國專利申請案第13/152,863號案；及2011年6月3日申請且名稱為決定及製造紅色氮化物磷光體組成物之方法之美國專利申請案第13/153,155號案，此等案之每一者的內容在此全部併入本案 以為參考資料。
依據本發明某些實施例提供塗覆磷光體之方法，包含(a)以含有氧化矽、硼酸酯(或鹽)、氧化鋁，及其等之先質之至少一者之溶膠塗覆磷光體以於磷光體上形成一塗層；及(b)將磷光體加熱。溶膠可僅包含氧化矽、硼酸酯(或鹽)及氧化鋁(及/或其等之先質)之一者，或其可包含此等之任何組合。此外，如於下將更詳細說明般，其它組份可包含於溶膠內。於某些實施例，磷光體係反應性磷光體。於此處使用時，"溶膠"一辭係指均質之溶液及非均質之溶液，因此，包含真正溶液及分散液、膠體等。
於某些實施例，溶膠包含作為氧化矽先質之矽烷。任何適合之矽烷或其混合物可包含於溶膠內。但是，於某些實施例，矽烷包含烷氧基矽烷，例如，具有化學式Si(OR)4之四烷氧基矽烷，其中，每一R獨立地係H,、烷基，或經取代之烷基。因此，烷氧基矽烷之R基團可為相同或可為不同。於特別實施例，四烷氧基矽烷可包含四甲氧基矽烷(TMOS)、四乙氧基矽烷(TEOS)、四正丙氧基矽烷(TPOS)，及或四正丁氧基矽烷(TBOS)。於本發明之某些實施例烷氧基矽烷可包含具有化學式R'-Si(OR)3之烷基烷氧基矽烷，其中，R'係一有機官能基團(例如，烷基、芳基，或烷基芳基)，且每一R獨立地係H、烷基，或經取代之烷基。因此，每一R可為相同或可為不同，且每一R基團可與R'或不同。於特別實施例，烷氧基矽烷可包含甲基三甲氧基矽烷(MTMOS)、乙基三甲氧基矽烷(ETMOS)、丙基三甲氧基矽 烷(PTMOS)、丁基三甲氧基矽烷(BTMOS)、丁基三乙氧基矽烷(BTEOS)，及或十八烷基三甲氧基矽烷(ODTMOS)。於本發明之某些實施例，主鏈烷氧基矽烷可包含具有化學式R'R"-Si(OR)2之烷氧基矽烷，其中，R'及R"每一者獨立地係一有機官能基團(例如，烷基、芳基，或烷基芳基)，且每一R獨立地係H、烷基，或經取代之烷基。於本發明之某些實施例，烷氧基矽烷可包含具有化學式R'R"R"'-SiOR之烷氧基矽烷，其中，R'、R"及R"'每一者獨立地係一有機官能基團(例如，烷基、芳基，或烷基芳基)，且R係H、烷基，或經取代之烷基。
可用於本發明某些實施例之烷氧基矽烷之例子包含丙烯氧基丙基乙基二甲氧基矽烷，3-丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、戊基三乙氧基矽烷、戊基三甲氧基矽烷、5-(二環庚烯基)甲基三乙氧基矽烷、5-(二環庚烯基)甲基三甲氧基矽烷、5-(二環庚烯基)二甲基甲氧基矽烷、5-(二環庚烯基)甲基二乙氧基矽烷、雙(3-氰基丙基)二乙氧基矽烷、雙(3-氰基丙基)二甲氧基矽烷、1,6-雙(三甲氧基矽烷基)己烷、雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷、溴甲基二甲基甲氧基矽烷、3-溴丙基三乙氧基矽烷、正丁基二甲基甲氧基矽烷、第三-二苯基甲氧基矽烷、正丁基二甲氧基矽烷、正丁基二乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、2-(甲氧羰基)乙基三甲氧基矽烷、4-氯丁基二甲基甲氧基矽烷、4-氯丁基二甲基乙氧基矽烷、2-氯乙基三乙氧基矽烷、氯甲基二甲基乙氧基矽烷、對-(氯甲基)苯 基三乙氧基矽烷、對-(氯甲基)苯基三甲氧基矽烷、氯甲基三乙氧基矽烷、氯苯基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三乙氧基矽烷、2-氰基乙基甲基三甲氧基矽烷、(氰基甲基苯乙基)三乙氧基矽烷、2-(3-環己烯基)乙基)三甲氧基矽烷、環己基二乙氧基甲基矽烷、環戊基三甲氧基矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、二環戊基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二丁氧基矽烷、二乙基磷醯基乙基三乙氧基矽烷、二乙基(三乙氧基矽烷基丙基)丙二酸酯、二正己基二甲氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、2,3-二甲基丙基二甲基乙氧基矽烷、二甲基乙氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基甲基乙氧基矽烷、2-(二苯基磷醯基)乙基三乙氧基矽烷、二乙烯基乙氧基矽烷、正十二烷基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基二甲基乙氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、正庚基甲基二甲氧基矽烷、正十六烷基三乙氧基矽烷、5-己烯基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、3-碘丙基三乙氧基矽烷、3-碘丙基三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、異氰酸基丙基二甲基甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、異辛基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基-甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3- 甲基丙烯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基-甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(4-甲氧基苯基)丙基三甲氧基矽烷、甲基環己基二乙氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基十二烷基二乙氧基矽烷、甲基正十八烷基二甲氧基矽烷、甲基(2-苯乙基)二甲氧基矽烷、甲基苯基二乙氧基矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷、甲基正丙基二甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯叔丁基甲基二乙氧基矽烷、正十八烷基二甲基甲氧基矽烷、正十八烷基三乙氧基矽烷、正十八烷基三甲氧基矽烷、7-辛烯基三甲氧基矽烷、正辛基甲基二甲氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷、苯乙基二甲基甲氧基矽烷、苯乙基三乙氧基矽烷、苯基二甲基乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、酞花菁二甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基乙基三甲氧基矽烷、四正丁氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、(十三氟-1,1,2,2,-四氫辛基)-1-三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、三乙氧基矽烷基丙基乙基氨基甲酸酯、三乙基乙氧基矽烷、(3,3,3-三氟丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3,3,3-三氟丙基)三乙氧基矽烷、三甲氧基矽烷、1-三甲氧基矽烷基-2-(對，間-氯甲基)苯基乙烷、三甲基乙氧基矽烷、2-(三甲基矽烷基)乙基甲基丙烯酸酯、對-三甲基矽烷氧基硝基苯、三苯基乙氧基矽烷、正十一烷基三乙氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷，及乙烯基三甲氧基矽烷。
於本發明之某些實施例，溶膠可包含氧化矽。任何適 合型式之氧化矽可被包含於溶膠內，但於某些實施例，氧化矽係以膠體氧化矽存在。於特別情況，氧化矽可具有0.1 μm至2μm範圍之平均顆粒尺寸。可依據本發明某些實施例使用之膠體氧化矽之例子包含Ludox® CL，此膠體氧化矽係以氧化鋁塗覆且以氯化物相反離子安定化，及Ludox® AM，此膠體氧化矽係以鋁酸鈉安定化。Ludox®材料係由W.R.Grace Inc.製造。
於某些實施例，溶膠可包含氧化鋁。任何適合形式之氧化鋁可包含於溶膠內，但於某些實施例，氧化鋁係以膠體氧化鋁存在。於特別情況，氧化鋁/硼烷可具有0.1μm至2μm範圍之平均顆粒尺寸。可用於本發明之某些實施例之一種膠體氧化鋁之例子係Nyacol® Nano Technologies,Inc製造之Nyacol© Al 20。於某些實施例，溶膠包含氧化鋁先質。氧化鋁先質之例子包含氫氧化鋁及烷氧化鋁(包含異丙氧化鋁及丁氧化鋁)。
於某些實施例，溶膠可包含硼酸酯(或鹽)及/或硼酸酯(或鹽)先質。硼酸酯(或鹽)先質之例子包含三烷基硼烷(諸如，三乙基硼烷)及烷氧化硼。
如熟習此項技藝者會瞭解般，先質可反應形成氧化矽、氧化鋁，及/或硼酸酯(或鹽)，且可於溶膠內及塗覆於磷光體後反應。
溶.膠包含溶劑。於溶膠使用之溶劑的體積及型式可改變。任何形式之溶劑可被使用。但是，溶劑之例子包含水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙氧基乙醇、甲醯胺、二甲 基甲醯胺、二噁烷、四氫呋喃，及其等之混合物。
包含於溶膠內之氧化矽、硼酸酯(或鹽)、氧化鋁及/或其等之先質的特別濃度與溶劑之量可被改變。
於本發明之某些實施例，溶膠可包含鹼催化劑。鹼催化劑可起始用以製造塗層之方法。任何適合之鹼催化劑可被使用。但是，鹼催化劑之例子包含氨、鹼金屬氫氧化物、氟化物(NaF)及有機鹼。於某些實施例，溶膠內之鹼催化劑之濃度係於約0.1M至2M之範圍。於某些實施例，於中性或酸性pH之水溶液或醇溶液內之酸催化劑可包含於溶膠內。任何適合之酸催化劑可被使用。但是，酸催化劑之例子包含氫氯酸及硫酸。於某些實施例，溶膠內之酸催化劑之濃度係於約0.1M至2M之範圍。
於本發明實施例，添加劑可包含於溶膠。此等添加劑可用以安定溶膠、膠體，或調節反應性，或可被包含以改變塗層組成物之性質及/或組成。添加劑之例子包含硫酸鋁。於某些實施例，乾燥控制添加劑可包含於溶膠以促進塗層之乾燥。此等乾燥控制添加劑能使凝膠乾燥且不會破裂。乾燥控制添加劑之例子包含甲醯胺、二甲基甲醯胺、二乙基胺胺、乙腈、二噁烷、丙三醇、草酸、界面活性劑，及其等之混合物。
溶膠及磷光體可藉由可藉由將磷光體引至溶膠而接觸。溶膠可於與磷光體接觸前反應，且可於與磷光體接觸前攪拌，例如，0.1至40小時範圍之時間。於特別情況，溶膠可於與磷光體接觸前反應及/或攪拌24至32小時範圍之 時間。一旦磷光體被引至溶膠內，磷光體亦可與溶膠反應及/或攪拌，例如，0.1至32小時範圍之時間。於特別情況，磷光體可於溶膠內反應及/或攪拌16至24小時範圍之時間。
任何塗覆磷光體之方法可被使用。例如，於某些實施例，塗覆程序可重複一次、數次，或許多次。加外之塗層可使用相同溶膠獲得，及/或可使用不同溶膠獲得，可為熟習此項技藝者所知之溶膠或此處所述之溶膠。磷光體可以溶膠塗覆獲得塗層。於本發明之某些實施例塗覆磷光體之方法包含經由浸漬塗覆、散佈塗覆、噴灑塗覆、旋轉塗覆、粉刷、吸取、滾動，及/或電沉積將塗層塗敷至磷光體。其它方法可被使用且係熟習此項技藝者所知。
於某些實施例，依據本發明實施例之溶膠可於塗敷至基材後進一步處理。例如，塗層可於真空下乾燥，光固化，或熱固化形成溶膠凝膠塗層。作為另外例子，亦可施加乾燥劑以助於使溶膠先質溶液之組份完全共濃縮，及避免於蒸發溶劑期間碎裂/破裂。另外，矽氧烷、氧化鋁或硼烷之網絡可藉由將塗層及基材曝置於鹼濃度係比塗層製備期間使用者高最大係達數個等級之鹼性溶液而進一步老化(即，趨使矽醇完全轉化成矽氧烷橋)。於另一實施例，塗層之基起始的聚合反應及/或光聚合反應可被實施以強化此塗層。
於本發明之某些實施例，經塗覆之磷光體加熱至100℃至800℃範圍之溫度，且於某些實施例，係於200℃至600℃之範圍。任何適合裝置可被使用，包含於高溫維持惰性 者及/或容許所欲氣體或其它加熱環境者。加熱可助於與磷光體黏著及/或改良經塗覆之磷光體與基材之黏著。磷光體之熱固化可於任何適合環境實施，不受限制地包括空氣、諸如氬氣或氮氣之惰性氣體、還原鹼(例如，95% N2/5% H2)，及氧化氛圍。
於此處亦提供以氧化鋁、硼酸酯(或鹽)及/或氧化矽塗覆之磷光體，例如，藉由此處所述方法獲得之磷光體。經塗覆之磷光體可具有優於未經改良之磷光體的改良可靠性。於某些情況，於高溫及高相對濕度條件下(例如，85℃及85% RH)之包含此經塗覆之磷光體的發光元件於顏色偏移(du'v')與未經塗覆之磷光體相比係顯示95%等級之降低，其中，此元件係測量隨時間(例如，336或840小時之預燒時間)之光通量及顏色維持。於本發明之某些實施例，經塗覆之磷光體的du'v'不超過0.0015。
經塗覆之磷光體可呈任何適合形式，但於某些情況，磷光體係以顆粒型式存在。於某些情況，磷光體具有2.0至25μm範圍之平均顆粒尺寸。磷光體亦可以其它型式存在，諸如，單結晶，如於美國專利申請公開案第2008/0283864號案中所述者，其在此全部併入本案以為參考資料。
依據本發明實施例之塗層可具任何適合厚度。厚度可依塗層內所含之層數量及用以塗敷此塗層之方法而定。於某些實施例，塗層之總厚度可於約0.01 μm至約10 μm之範圍。於特別實施例，塗層總厚度係於約0.05至約1 μm之範圍，且於某些實施例，係於約1至約8 μm之範圍。於某些實 施例，塗層厚度係少於約1 μm。
依據本發明實施例亦提供包含依據本發明實施例之經塗覆的磷光體之發光元件。於某些實施例，發光元件可包含一固態光源；一依據本發明實施例之經塗覆之磷光體。於某些情況，於高溫及高相對濕度條件下(例如，85℃及85% RH)之包含此經塗覆之磷光體的發光元件於顏色偏移(du'v')與未經塗覆之磷光體相比係顯示95%等級之降低，其中，此元件係測量隨時間(例如，336或840小時之預燒時間)之光通量及顏色維持。於本發明之某些實施例，經塗覆之磷光體的du'v'不超過0.0015。此外，於某些情況，發光元件可藉由將經塗覆之磷光體與一或多種其它磷光體混合而發射溫暖白光。任何適合之其它磷光體可與此處所述之經塗覆的磷光體混合，包含，例如，(Y1-xLux)3(Al1-yGay)5O12：Ce，其中，x及y可包含約0至約1範圍之值，(Tb1-xREx)3Al5O12：Ce磷光體(TAG)，(Ba1-x-ySrxMgy)2SiO4：Eu(BOSE),SIALON，及其它發射綠色至黃色之氧氮化物磷光體。
一固態發光元件30現將參考第1A-1D圖作說明，其包含依據本發明實施例之一磷光體組成物。固態發光元件30包含一封裝LED。特別地，第1A圖係不具透鏡之固態發光元件30之透視圖。第1B圖係由相反側觀看之元件30之透視圖。第1C圖係具有一覆蓋LED晶片之透鏡的元件30之側視圖。第1D圖係元件30之下透視圖。
如第1A圖所示，固態發光元件30包含一基材/底座("底座")32，其上係安裝單一LED晶片或"晶粒"34。底座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，或矽。LED 34具有以不同方式配置之許多不同半導體層。LED結構及其製造與操作係此項技藝普遍已知，且因此僅於此處簡要地討論。LED 34之各層可使用已知方法製造，諸如，金屬有機化學蒸氣沉積(MOCVD)。LED 34之層可包括至少一夾置於第一及第二相反摻雜之外延層間之活性層/區域，其等全部係於一生長基材上連續地形成。典型上，許多LED係於諸如藍寶石、碳化矽。氮化鋁(AlN)或氮化鎵(GaN)基材之一生長基材上生長，以提供一生長半導體晶圓，然後，此晶圓可被單切成個別LED晶粒，其等被安裝於一封裝物而提供個別之經封裝的LED。生長基材可保留作為最終經單切的LED之一部份，或另外地，生長基材可完全或部份移除。於生長基材保留之實施例，其可被成型及/或質地化以增強光萃取。
亦需瞭解另外之層及元件亦可被包含於LED 34，不受限制地包括緩衝層、成核層、接觸層，及電流散佈層，與光萃取層及元件。亦需瞭解相反摻雜之層可包含多數個層及子層，與超晶格結構及中間層。活性區域可包含，例如，單量子井(SQW)、多量子井(MQW)、雙異質結構，或超晶格結構。活性區域及經摻雜之層可自不同材料系統製造，包括，例如，以第III族氮化物為主之材料系統，諸如，GaN、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)，及/或氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。於某些實施例，經摻雜之層係GaN及/或AlGaN層，且活性區域係InGaN層。
LED 34可為發射具有約380至約470 nm範圍之主要波長的輻射之一紫外、紫色或藍色LED。
LED 34可包含於其上表面之一導性電流散佈結構36，與一或多個接觸38，其可於其上表面接取以供引線接合。散佈結構36及接觸38皆可由導性材料製成，諸如，Au、Cu、Ni、In、Al、Ag，或其等之組合，導性氧化物，及透明導性氧化物。電流散佈結構36可包含導性指狀物37，其係以一圖案配置於LED 34上，指狀物係分隔開以增強電流自接觸38散佈至LED 34之上表面內。操作時，一電信號係如下所述般經由一引線接合施加至接觸38，且電信號係經由電流散佈結構36之指狀物37散佈至LED 34內。電流散佈結構通常用於上表面係p-型之LED，但亦可用於n-型材料。
LED 34可以依據本發明實施例之一磷光體組成物39塗覆。需瞭解磷光體組成物39可包含於本揭露內容所探討之任何磷光體組成物。
磷光體組成物39可使用許多不同方法塗覆於LED 34上，且適合方法係描述於美國專利申請序號第11/656,759及11/899,790號案，二者之名稱皆係晶圓級磷光體塗覆方法及使用此方法製造之元件。另外，磷光體組成物39可使用其它方法塗覆於LED 34上，諸如，電泳沉積(EPD)，且適合之EPD方法係描述於名稱為半導體元件之閉迴路式電泳沉積之美國專利申請案第11/473,089號案。將磷光體組成物39塗覆於LED 34上之一例示方法於此係參考第2A-2E圖作說明。
一光學元件或透鏡70(見第1C-1D圖)係於底座32之上表面40上於LED34上形成，以提供環境及/或機械保護。透鏡70可使用不同模製技術模製，諸如，於名稱為發光二極體封裝物及其製造方法之美國專利申請序號第11/982,275號案所述者。透鏡70可為許多不同形狀，諸如，半球形。許多不同材料可用於透鏡70，諸如，聚矽氧、塑膠、環氧化物，或玻璃。透鏡70亦可經質地化以改良光萃取及/或散射顆粒。於某些實施例，透鏡70可包含磷光體組成物39，及/或替代將磷光體組成物39直接塗覆於LED晶片34上或除此之外，可用以將磷光體組成物39定位於LED 34上。
固態發光元件30可包含具有不同尺寸或足跡之一LED封裝物。於某些實施例，LED晶片34之表面積可覆蓋底座32之多於10%或甚至15%之表面積。於某些實施例，LED晶片34之寬度W對透鏡70之直徑D(或對於矩形透鏡係寬度D)之比率可為大於0.5。例如，於某些實施例，固態發光元件30可包含一LED封裝物，其具有一約3.45 mm平方之底座32，及一具有約2.55 mm最大直徑之半球形透鏡。LED封裝物可被配置成固定一約1.4 mm平方之LED晶片。於此實施例，LED晶片34之表面積覆蓋底座32之多於16%之表面積。
底座32之上表面40可具有經圖案化之導性特徵，其可包括具有一完整的第一接觸墊44之一晶粒附接墊42。一第二接觸墊46亦可被包含於底座32之上表面40上，且LED 34係大約安裝於附接墊42之中央。附接墊42與第一及第二接觸墊44，46可包含金屬或其它導性材料，諸如，銅。銅墊 42，44，46可鍍於形成於一鈦附著層上之一銅晶種層上。墊材42，44，46可使用標準微影方法圖案化。此等經圖案化之導性特徵係使用已知接觸方法提供與LED 34電連接之導性路徑。LED 34可使用已知方法及材料安裝於附接墊42。
一間隙48(見第1A圖)係包含於第二接觸墊46與附接墊42之間，向下達底座32之表面。一電信號係經由第二墊材46及第一墊材44施加至LED 34，且第一墊材44上之電信號係經由附接墊42直接至LED 34，且來自第二墊材46之信號係經由引線接合至LED 34內。間隙48提供第二墊材46與附接墊材42間之電隔離，以避免施加至LED 34之信號短路。
參考第1C及1D圖，一電信號可藉由經第一及第二表面安裝墊50，52(其等係個別與第一及第二接觸墊44，46至少部份對齊而於底座32之背面54上形成)提供與第一及第二接觸墊44，46之外部電接觸而施加至封裝物30。導電穿孔56係於第一安裝墊50與第一接觸墊44間經底座32形成，使得施加至第一安裝墊50之信號被導引至第一接觸墊44。相似地，導電穿孔56係於第二安裝墊52與第二接觸墊46間形成，以將一電信號於此二者間導引。第一及第二安裝墊50，52能將LED封裝物30表面安裝，且欲施加至LED 34之信號係於第一及第二安裝墊50，52施加。
墊材42，44，46提供延長之導熱路徑，將熱自LED 34導引掉。附接墊42覆蓋比LED 34更多之底座32表面，且附接墊係自LED 34之端緣向著底座32之端緣延伸。接觸墊44，46亦覆蓋底座32之於穿孔56與底座32端緣間之表面。 藉由延伸墊材42，44，46，自LED 34散佈之熱可被改良，此可改良LED之操作生命及/或容許更高之操作功率。
LED封裝物30進一步包含於底座32之背面54上之一金屬化區域66，其係於第一及第二安裝墊50，52之間。金屬化區域66可由導熱性材料製成，且可與LED 34呈至少部份垂直對齊。於某些實施例，金屬化區域66係未與底座32之上表面上之元件或底座32之背面上之第一及第二安裝墊50，52呈電接觸。雖然來自LED之熱係藉由附接墊42及墊材44，46於底座32之上表面40上散佈，更多熱會於LED 34之下及周圍直接進入底座32。金屬化區域66可藉由使熱散佈至金屬化區域66內，於此更輕易消散而助於此消散。熱亦可自底座32之上表面40導引，經過穿孔56，熱可於此處散佈至第一及第二安裝墊50，52，而亦可於此處消散。
需瞭解第1A-1D圖係例示可含有依據本發明實施例之磷光體組成物之一例示封裝LED。另外之例示封裝LED係揭示於，例如，2010年4月9日申請之美國專利申請案第12/757,891號案。同樣地需瞭解依據本發明實施例之磷光體組成物可與任何其它封裝LED結構使用。此處所述之磷光體組成物亦可用遠程磷光體應用，因此，磷光體係一直接於LED但，但係與LED光學偶合。
如上所示，於某些實施例，依據本發明實施例之磷光體組成物可於晶圓單切成個別LED晶片前直接塗覆於一半導體晶圓之表面上。施加磷光體組成物之一此種方法現將關於第2A-2E圖探討。於第2A-2E圖之範例，磷光體組成物 係塗覆於複數個LED晶片110。於此實施例，每一LED晶片110係一垂直建構之元件，其具有一上接觸124及一下接觸122。
參考第2A圖，複數個LED晶片110(僅二個被顯示)係以其製造方法之晶圓級(即，於晶圓被分開/單切成個別LED晶片前)顯示。每一LED晶片110包含一半導體LED，其係於形成於一基材120上。每一LED晶片110具有第一及第二接觸122，124。第一接觸122係於基材120之底部，且第二接觸124係於LED晶片110之頂部。於此特別實施例，頂接觸124係一p-型接觸，且於基材120之底部的接觸122係一n-型接觸。但是，需瞭解於其它實施例，接觸122，124可被不同地配置。例如，於一些實施例，接觸122及接觸124二者皆形成於LED晶片110之上表面。
如第2B圖所示，一導性接觸台座128係於上接觸124上形成，其係用於在LED晶片110以磷光體組成物塗覆後與p-型接觸124電接觸。台座128可由許多不同導電性材料形成，且可使用許多不同之物理或化學沉積方法形成，諸如，電鍍、遮罩沉積(電子束、濺鍍)、無電鍍，或凸塊接合。台座128之高度可依磷光體組成物之所欲厚度改變，且需高到足以與從LED至磷光體組成物塗層之上表面相匹配或超過。
如第2C圖所示，晶圓係以一磷光體組成物塗層132覆蓋，其係覆蓋LED晶片110、接觸122，及台座128之每一者。磷光體組成物塗層132可包一接合劑及一如本發明實施例 之磷光體組成物。用於接合劑之材料可為於固化後係堅固且於可見波長光譜係實質上透明之材料，諸如，聚矽氧、環氧物、玻璃、無機玻璃、旋塗式玻璃、介電物、BCB、聚醯亞胺、聚合物等。磷光體組成物塗層132可使用不同方法塗敷，諸如，旋轉塗覆、散佈、電泳沉積、靜電沉積、印刷、噴射印刷，或網版印刷。另一適合之塗覆技術係揭示於2010年3月3日申請之美國專利申請序號第12/717,048號案，其內容在此併入本案以為參考資料。然後，磷光體組成物塗層132可使用一適合固化方法(例如，熱、紫外線(UV)、紅外線(IR)，或空氣固化)固化。
不同因素決定會由最終LED晶片110之磷光體組成物塗層132吸收之LED光之量，不受限制地包括磷光體顆粒尺寸、磷光體填充百分率、結合劑材料型式、磷光體型式與發光波長間相匹配效率，及磷光體組成物塗層132之厚度。需瞭解許多其它磷光體可單獨或組合使用以達成所欲之組合光譜輸出。
於塗敷前，不同尺寸之磷光體可於所欲時被包含於磷光體組成物塗層132內，使得最終塗層132可具有使光有效地散射及混合之較小尺寸及使光有效地轉化之較大尺寸的所欲組合。
塗層132亦可於結合劑中具有不同濃度或填量之磷光體材料，且典型濃度係於30-70重量%之範圍。於某些實施例，磷光體濃度係約45至70重量%之範圍，且一般可均勻地分散於整個結合劑。於其它實施例，塗層132可包含具有 不同濃度或型式之磷光體之數個層，且此等數個層可包含不同結合劑材料。此等層之一或多者可以無磷光體而提供。例如，透明聚矽氧之第一塗層可被沉積，其後係沉積以磷光體填充之層。作為另一例子，塗層可包含，例如，二層式塗層，其含有於LED晶片上之具有一種磷光體之一第一層，及直接位於第一層上具有第二種磷光體之一第二層。數種其它層結構係可能，包含於相同層內含有多種磷光體之多數層，且中間之層或元件亦可設於層間及/或於塗層與在下面之LED晶片110之間。
於LED晶片110以磷光體組成物塗層132起始塗覆後，需要進一步加工以使台座128露出。現參考第2D圖，塗層132經薄化或平面化，以使台座128經由塗層132之上表面露出。薄化處理使台座128露出，使塗層132平面化，及能控制塗層132之最終厚度。以LED 110於晶圓上之操作特徵及選擇的磷光體(或螢光)材料之性質為基準，塗層132之最終厚度可被計算以達所欲之顏色點/範圍且仍使台座128露出。塗層132之厚度於晶圓上可為均一或非均一。
如第2E圖所示，於塗敷塗層132後，個別之LED晶片110可使用已知方法自晶圓單切，諸如，切割、劃線，及碎裂，或蝕刻。單切方法將每一LED晶片110分開，且每一者具有實質上相同厚度之塗層132，因此，係實質上相同量之磷光體及實質上相同之發射特徵。LED晶片110單切後，一層塗層132留於LED110之側表面，且自LED 110側表面發射之光亦通過塗層132及其磷光體顆粒。此造成至少一些側發射光 轉化，此可提供於不同視角具有更一致發光特徵之LED晶片110。
單切後，LED晶片110可被安裝於一封裝物內，或於一底座或印刷電路板(PCB)，而無需進一步加工添加磷光體。於一實施例，封裝物/底座/PCB可具有傳統之封裝引線，且台座128係與引線電連接。然後，一傳統之包覆物可圍繞LED晶片110及電連接。
雖然上述塗覆方法提供製造含有LED及磷光體組成物之依據本發明實施例之固態發光元件之一例示方法，但需瞭解數種其它製造方法係可利用。例如，2007年9月7日申請之美國專利申請序號第11/899,790號案(美國專利申請公開第2008/0179611號案)，其全部內容在此併入本案以為參考資料，揭示將磷光體組成物塗層塗覆於一固態發光元件上之各種另外方法。於發光元件之其它實施例，LED晶片可藉由焊料接合或導性環氧化物安裝於一反射杯上，且磷光體組成物可包含一包覆材料，諸如，具有懸浮於其內之磷光體的聚矽氧。此磷光體組成物可用於，例如，部份或完全地填充反射杯。
需瞭解雖然本發明已關於具有垂直幾何之LED作說明，但亦可應用於具有其它幾何之LED，諸如，於LED晶片之相同側上具有二接觸之側式LED。
許多不同實施例已於此處連同上述說明及圖式作揭露。需瞭解逐一說明及例示此等實施例之每一組合及子組合係過度重複及混淆。因此，包括圖式之本說明書需被闡 釋為構成此處所述實施例及其製造及使用之方式及方法之所有組合及子組合之完整書面說明，且申請專利範圍係支持任何此等組合或子組合。
雖然本發明實施例於上係主要探討有關於包含LED之固態發光元件，但需瞭解依據本發明之另外實施例，亦可提供包含如上探討之磷光體組成物之雷射二極體及/或其它固態發光元件。因此，需瞭解本發明實施例不限於LED，而可包括其它固態發光元件，諸如，雷射二極體。
範例 範例方法1
含有乙醇、四乙基原矽酸鹽(TEOS)(30重量%)、水及乙酸(1M)之溶液，1小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合15分鐘，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，於某些情況，係於350℃烘烤一特定量之時間，諸如，0.5至5小時。
範例方法2
含有異丙醇、四乙基原矽酸鹽(TEOS)(30重量%)及氫氯酸(1M)或氫氧化銨(1M)之溶液被製備且反應24-32小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合16至24小時，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，於某些情況，係於200℃烘烤一特定量之時間，諸如，2至6小時。
範例方法3
含有水、可購得之Ludox CL ®及氫氯酸(1M)之溶液反應24至32小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合16至24 小時，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，於某些情況，係於200℃烘烤一特定量之時間，諸如，2至6小時。
範例方法4
含有水、可購得之Ludox AM ®及氫氯酸(1M)之溶液反應24至32小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合16至24小時，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，於某些情況，係於200℃烘烤一特定量之時間，諸如，2至6小時。
範例方法5
含有水、TEOS(30重量%)、三乙基硼酸酯(TEBorate)(30重量%)、異丙醇及氫氯酸(1M)之溶液反應24至32小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合16至24小時，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，且於某些情況，係於200℃烘烤一特定量之時間，諸如，2至6小時。
範例方法6
含有水、可購得之Ludox AM ®及氫氯酸(1M)或氫氧化銨(1M)之溶液反應24至32小時。溶液如是與紅色氮化物磷光體混合16至24小時，其後，溶液與磷光體分離，且磷光體被乾燥，且於某些情況，係於200℃烘烤一特定量之時間，諸如，2至6小時。然後，此程序重複第二次，且形成之磷光體引至含有水、可購得之Nyacol AL® 20、硫酸鋁之溶液，然後，添加硫酸及/或氫氧化銨以便達成6.5之pH。
結果
參考第3圖，自範例方法1獲得之未經塗覆的磷光體及經塗覆的磷光體於85℃及85%濕度檢測隨時間之顏色維持。由第3圖可看出，樣品於840小時測試，且樣品係測試於間隔時之發射顏色。經塗覆之樣品於整個840小時係實質上維持顏色(du'v'少於0.0015)，而自未經塗覆之磷光體發射之顏色係隨時間改變。參考第4圖，自範例方法1之經塗覆的磷光體及未經塗覆的磷光體係測試光通量。未經塗覆之磷光體係提供1之亮度，且顯示經塗覆之磷光體僅比未經塗覆之磷光體減光0.7%。相似測試係以藉由範例2-6獲得之經塗覆的磷光體實施，且於85℃及85%濕度之經改良的隨時間之顏色維持亦可以此等經塗覆之磷光體見到。此外，藉由其它方法製備之磷光體的光通量未受塗層顯著影響(比未經塗覆之磷光體減光1%或更少)。
第3及4圖顯示依據本發明實施例之經塗覆的磷光體具有優於未經塗覆的磷光體之改良的可靠性及安定性，且於光通量無顯者減少。因此，包含此等磷光體之發光元件亦具有所欲光學性質同時亦具有改良之可靠性及安定性。
此處所闡述之本發明的許多修改及其它實施例會由具有於前述說明及相關附圖所呈現之教示的益處之熟習與此等發明有關之技藝者想到。因此，需瞭解此等發明並不限於所揭露之特別實施例，且修改及其它實施例係意欲被包含於所附申請專利範圍之範圍內。雖然特別用辭於此處被使用，但其等係僅以一般且描述性之意義使用，而非用於限制目的。
30‧‧‧固態發光元件
32‧‧‧底座
34‧‧‧LED晶片
36‧‧‧導性電流散佈結構
37‧‧‧導性指狀物
38‧‧‧接觸
39‧‧‧磷光體組成物
40‧‧‧上表面
42‧‧‧晶粒附接墊
44‧‧‧第一接觸墊
46‧‧‧第二接觸墊
48‧‧‧間隙
50‧‧‧第一表面安裝墊
52‧‧‧第二表面安裝墊
54‧‧‧背面
56‧‧‧導電穿孔
66‧‧‧金屬化區域
70‧‧‧透鏡
110‧‧‧LED晶片
120‧‧‧基材
122‧‧‧下接觸
124‧‧‧上接觸
128‧‧‧導性接觸台座
132‧‧‧磷光體組成物塗層
第1A-1D圖係依據本發明實施例之固態發光元件之各種圖。
第2A-2E圖係例示可用以依據本發明實施例將一磷光體組成物塗敷於一LED晶片晶圓之製造步驟之截面圖。
第3圖係例示包含依據本發明實施例之一經塗覆的磷光體之一發光元件及包含未經塗覆之磷光體之一元件當皆於t 85℃及85%相對濕度加熱時之每日顏色位移隨時間之變化。
第4圖係例示包含依據本發明實施例之一經塗覆的磷光體之一發光元件及包含未經塗覆的磷光體之一元件之相對光通量。

Claims (25)

  1. 一種塗覆磷光體之方法，包含：(a)將一氮化物磷光體在室溫下與一溶膠接觸，其中該溶膠包含：氧化矽、氧化鋁、硼酸酯或鹽、及其等之先質中至少一者，以及一酸催化劑；(b)在接觸後，將該氮化物磷光體與溶膠分離；及(c)在分離後將該磷光體於200℃至600℃範圍之溫度加熱，以於該磷光體上形成一塗層。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該溶膠進一步包含一溶劑。
  3. 如請求項2之方法，其中，該溶劑包含選自由水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙氧基乙醇、甲醯胺、二甲基甲醯胺、二噁烷，及四氫呋喃所構成族群之至少一溶劑。
  4. 如請求項1之方法，其中該酸催化劑包含鹽酸。
  5. 如請求項1之方法，其中該酸催化劑包含醋酸。
  6. 如請求項1之方法，其中該溶膠包含四烷基正矽酸酯。
  7. 如請求項1之方法，其中該溶膠包含膠態氧化矽及膠態氧化鋁之至少一者。
  8. 如請求項1之方法，其中該溶膠包含三烷基硼酸酯。
  9. 如請求項1之方法，其中該溶膠包含：氧化鋁及硫酸鋁中至少一者。
  10. 如請求項1之方法，其中係使用相同溶膠重覆該步驟(a)、(b)及(c)。
  11. 如請求項1之方法，其中係使用一不同溶膠重覆該步驟 (a)、(b)及(c)。
  12. 如請求項1之方法，其中係使用相同溶膠重覆該步驟(a)及(b)並使用一不同溶膠重覆該步驟(a)、(b)及(c)。
  13. 如請求項12之方法，其中該不同溶膠係包含矽烷、氧化矽及氧化鋁之至少一者。
  14. 如請求項1之方法，其中該磷光體係於該溶膠中攪拌一段時間，範圍為0.1至40小時。
  15. 一種經塗覆的磷光體，其係由如請求項1之方法所形成。
  16. 一種發光元件，包含：一固態光源；一覆有該固態光源的透鏡，及一氮化物磷光體，其係以氧化鋁、氧化矽、及硼酸酯或鹽中至少一者塗覆，且係光耦合至該固態光源，其中該磷光體於85℃及85%相對濕度中經過840小時後，具有少於0.0015之du’v’(色偏差值)。
  17. 如請求項16之發光元件，其中，該氮化物磷光體係一反應性磷光體。
  18. 如請求項16之發光元件，其中，該氮化物磷光體具有2至25微米範圍之平均顆粒尺寸。
  19. 如請求項16之發光元件，進一步包含綠色及黃色磷光體中之至少一者。
  20. 如請求項16之發光元件，其中該氮化物磷光體具有2至25微米範圍之平均顆粒尺寸。
  21. 如請求項16之發光元件，其中該氮化物磷光體係被塗覆 於該固態光源上。
  22. 如請求項1之方法，其中該氮化物磷光體與該溶膠反應一段時間，範圍為16至24小時。
  23. 如請求項1之方法，其中在令氮化物磷光體與溶膠相接觸前，該溶膠已被反應一段時間，範圍為24至32小時。
  24. 如請求項1之方法，其進一步包含在200℃加熱該經塗覆之磷光體歷時2至6小時。
  25. 如請求項1之方法，其中該溶膠不含氧化矽之先質、氧化鋁之先質、或硼酸酯或鹽之先質。
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