发光装置制造方法及图纸

一种发光装置，具有发光元件，所述发光元件由氮化物半导体和磷光体制成，所述磷光体吸收部分由发光元件发出的光并发出与所吸收的光具有不同波长的光，磷光体由通过铕活化的碱土金属硅酸盐荧光材料制成。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括发光元件的发光装置，尤其涉及一种发光装置，所述发光装置包括可在第一光谱区发光的发光元件；磷光体，其来源于碱土金属正硅酸盐族并至少包含磷族碱土金属正硅酸盐，并吸收从发光元件所发出的部分光并在另一光谱区发光。
技术介绍
发光装置为如无机LED、有机LED、激光二极管、无机厚膜电致发光片、或无机薄膜电致发光单元。特别地，LED的显著特征为具有较长的寿命、不必有较大的空间、具有较强的抗冲击性，以及在窄光谱带发光的特性。活性半导体材料LED固有的光发射不能充足地提供许多发光颜色，尤其是许多具有宽光谱带的发光颜色。当目标是白色光发射时尤其是如此。从现有技术来看，最初由半导体得不到的发光颜色可通过颜色转换技术得到。颜色转换技术基本上是基于下述原理也就是说，至少一种磷光体设置在LED模上；磷光体吸收从模上发射的光；接着磷光体以另一光发射颜色发射光致发光光。为了组成磷光体，基本上，可以利用有机材料也可利用无机材料。无机颜料的基本优点为比有机衬底磷光体有更高的环境阻力。考虑到基于无机LED的长寿命的颜色稳定性，无机材料更加有利。考虑到加工的容易性，很明显，使用无机荧光颜料替代有机荧光涂层衬底磷光体是有利的，所述有机荧光涂层衬底磷光体需要过长生长周期，以便得到必要的膜厚。颜料被添加到基体中，并接着放置在LED模上。由于满足上述要求的无机材料的数量很少，在绝大多数情况下，YAG族材料目前被用作颜色转换的颜料。然而，YAG族材料的缺点为他们仅在光发射最大值小于560nm时具有较高的效率。出于这个原因，当结合蓝色二极管(450nm和490nm)使用YAG颜料时，仅可实现带有冷感的白色发射光颜色。特别地，在照明设备中，关于颜色温度和颜色复制的要求很高。这种要求现在不可能由现有的白色LED所的产品所满足。国际公开No.WO00/33389公开了Ba2SiO4:Eu2+可用作磷光体以便在使用蓝色LED时得到接近白色的光。Ba2SiO4:Eu2+所发射的光具有505nm的相对较短的波长，因此，光明显为冷色。S.H.M.Poort et a1.，“Optical properties of Eu2+-activated”，page 297中报道了Ba2SiO4和一种由Eu2+活化的磷酸盐如KbaPO4和KSrPO4的特性。在这篇报道中，证明了Ba2SiO4的光发射为505nm。而且，报道了两种磷酸盐的光发射基本上为更短的波长(420nm和430nm)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光发射装置，通过磷光体对第一光源发出的紫外线或蓝色射线的极好吸收性，所述发光装置通过高光致发光作用可提供不同的发光颜色或较高的颜色复制性。在这种情况下，特别有利的是，在通常用作普通照明设备光源的CIE偏斜椭圆中的颜色的色位极其接近2600K和7000K之间的色温范围。根据本专利技术，发光装置包括发光二极管，其由氮化物半导体制成；磷光体，其吸收由所述发光二极管发出的一部分光并发射与所吸收的光具有不同波长的光。磷光体由用铕活化的碱土金属硅酸盐荧火材料制成。磷光体可以是由二价铕活化的碱土金属正硅酸盐，可用公式表示如下(2-x-y)SrOx(Ba，Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+(其中，0＜x＜1.6，0.005＜y＜0.5，和0＜a，b，c，d＜0.5)和/或碱土金属正硅酸盐可由下式表示(2-x-y)BaO·x(Sr，Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+ (其中，0.01＜x＜1.6，0.005＜y＜0.5，和0＜a，b，c，d＜0.5)其中，有利的是，a，b，c，和d其中至少有一个大于0.01。即，在硅酸锶或硅酸钡和正硅酸锶的混合物来替代硅酸钡的情况下，意外地发现辐射光的波长被延长了。由锗及附加存在的的P2O3、Al2O3、和/或B2O3替代硅可影响光发射光谱。结果，在每一种使用情况中光发射光谱可被调节到最佳。有利的是，发光装置具有由二价铕和/或锰、和/或Y(V，P，Si)O4:Eu活化的碱土金属铝酸盐族中的磷光体，或者来自碱土金属二矽酸镁Eu2+，Mn2+的用于发射红色光的不同磷光体，可由下式表示Me(3-x-y)MgSi2O3:xEu，yMn(其中0.005＜x＜0.5，0.005＜x＜0.5，及Me表示Ba和/或Sr和/或Ca)。而且，还发现，在磷光体基体中包含少量的单价离子，尤其是卤化物有利于提高结晶度和辐射率。有利的是，第一光谱区为300至500nm。在这个波长区，本专利技术的磷光体可被很好地活化。而且，有利的是，第二光谱区为430至650nm。在这种情况下，还可得到相对纯的白色光。有利的是，发光装置发射Ra值＞72的白色光。附图简述附图说明图1示出了根据本专利技术第二优选实施例的LED灯的剖面图；图2示出了图1的蓝色LED的层状结构的剖面图；图3示出了根据本专利技术第三优选实施例的平面光源装置的结构，其中，图3(a)为平面图和图3(b)为沿图3(a)的线A-A的剖面图；图4示出了根据本专利技术第四优选实施例的SMD(表面安装二极管)型LED灯的剖面图；图5示出了根据本专利技术第五优选实施例的LED灯的剖面图；图6示出了齐纳二极管用作过压保护元件的连接电路图；图7示出了电容器用作过压保护元件的连接电路图；和图8示出了根据本专利技术第六优选实施例的半导体发光装置的剖面图。具体实施例方式在根据本专利技术的第一实施例中，光发射装置包括两种不同的磷光体，并且在这种情况下，磷光体中至少其中之一为碱土金属正硅酸盐磷光体。因此，白色调可被特别精确地调整。在根据本专利技术的光发射装置的结构变化中，存在许多可能性。根据优选的实施例，一个或多个LED芯片设置在反射镜中的衬底上，磷光体分散在设置在反射镜上的透镜中。然而，还有可能一个或多个LED芯片设置在反射镜中的衬底上，磷光体涂在反射镜上。LED芯片可方便地用透明的类似圆屋顶形的密封剂填充。密封剂一方面提供了机械保护，另一方面密封剂还改善了光学性能(改善了LED模模的光发射)。磷光体可分散在密封剂中。利用密封剂，设置在衬底上的LED芯片和聚合体透镜可被粘合而尽可能少地包含气体。在这种情况下，聚合体透镜和密封剂的折射率之差最大为0.1。可直接利用密封剂密封LED模。然而，也可利用透明密封剂密封LED模(即，在这种情况下，利用透明密封剂和包含磷光体的密封剂)。由于折射率彼此接近，在界面上的折射损耗很小。有利的是，聚合体透镜具有球形和椭圆形凹陷。凹陷可用密封剂填充。结果，LED阵列可固定在与聚合体透镜较短距离处。因此，可减小机械结构尺寸。为了实现磷光体的均匀分布，有利的是，磷光体被方便地悬浮在无机基体中。在使用两种磷光体的情况下，有利的是，两种磷光体被悬浮在任一基体中，并且，在这种情况下，这些基体设置在光传播方向的前面和后面。因此，与不同磷光体混合在一起分散的情况相比，可减小基体浓度。接着，下面将说明在根据本专利技术第一优选实施例制造磷光体的过程中的重要步骤。在生产硅酸盐磷光体的过程中，根据所选择的成份比率，将碱土金属碳酸盐、二氧化硅及氧化铕以每一化学计量进行充分混合作为初始物质，并利用用于产生磷光体的常规固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，包括：包括氮化物半导体的发光元件；磷光体，所述磷光体可吸收部分由所述发光元件发出的光并可发射与所述吸收的光具有不同波长的光，其特征在于，所述磷光体包括碱土金属硅酸盐。

【技术特征摘要】
AT 2000-12-28 2154/20001.一种发光装置，包括包括氮化物半导体的发光元件；磷光体，所述磷光体可吸收部分由所述发光元件发出的光并可发射与所述吸收的光具有不同波长的光，其特征在于，所述磷光体包括碱土金属硅酸盐。2.一种发光装置，其中所述磷光体包括由铕活化的碱土金属硅酸盐。3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述磷光体为二价铕活化的碱土金属正硅酸盐，可由下式表示(2-x-y)SrO·x(Ba，Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+其中，0＜x＜1.6，0.005＜y＜0.5，和0＜a，b，c，和d＜0.5，和/或二价铕活化的碱土金属正硅酸盐，可由下式表示(2-x-y)BaO·x(Sr，Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+其中，0.01＜x＜1.6，0.005＜y＜0.5，和0＜a，b，c，和d＜0.5，附加限定a，b，c，和d值其中至少之一大于0.01。4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述磷光体被掺入覆盖所述发光元件的覆盖部件中。5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述覆盖部件包括硅酸盐树脂。6.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述覆盖部件包括环氧树脂。7.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述覆盖部件包括低熔点玻璃。8.根据权利要求4至7中任意一项所述的发光装置，其特征在于，所述磷光体与覆盖所述发光元件的覆盖部件相混合，并且散射剂也与覆盖部件相混合。9.根据权利要求4至8中任意一项所述的发光装置，其特征在于，所述覆盖部件还由第二透明覆盖部件覆盖。10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件包括包含铟的发光层。11.根据权利要求1或10所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件包括双异质结构，所述双异质结构包括夹在p-型覆层和n-型覆层之间的发光层。12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于，所述p-型覆层由AlxGa1-xN形成，其中0＜x＜1，和所述n-型覆层由AlyGa1-yN形成，其中0≤y＜1。13.根据权利要求11或12所述的发光装置，其特征在于，所述p-型覆层的带隙大于所述n-型覆层的带隙。14.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件的所述发光层包括量子势阱结构。15.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于，所述量子势阱结构包括InGaN的势阱层和GaN的势垒层。16.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于，所述量子势阱结构包括InGaN的势阱层和AlGaN的势垒层。17.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于，所述量子势阱结构包括AlInGaN的势阱层和AlInGaN的势垒层，和所述势垒层的带隙能量大于所述势阱层的带隙能量。18.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于，所述势阱层的厚度不大于100埃。19.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述p-型覆层和/或n-型覆层具有超晶格结构，所述超晶格结构由氮化物半导体层堆积形成，所述氮化物半导体层成份互相不同或彼此不同。20.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件利用绝缘粘合剂固定在框架上。21.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，所述粘合剂为无色并且是透明的。22.根据权利要求20或21所述的发光装置，其特征在于，所述粘合剂含有所述磷光体，所述磷光体包括从所述碱土金属硅酸盐族中选择的材料。23.根据权利要求20所述的发光装置，其特征在于，所述粘合剂为白色。24...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田光一，平野敦雄，太田昭人，斯特凡塔施，彼得帕克勒，贡杜拉罗特，瓦尔特特夫斯，沃尔夫冈肯普费尔特，德特勒夫斯塔里克，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，楚达尼克光电公司，泰克公司，鲁彻斯特弗瑞克布瑞特根公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]