物進行燒制。
[0037] 含Sr的原料可以選自Sr的硅化物、氮化物或碳化物;含Al的原料可以選自Al的 氮化物、氧化物或碳化物;含Si的原料可以選自Si的氮化物、氧化物或碳化物;含有發射 中心Ce的原料可以選自Ce的氧化物、氮化物或碳酸鹽。
[0038] 此外,氮可以由以上氮化物或由含氮的燒制氛圍提供,氧可以由以上氧化物或由 以上氮化物顆粒的經氧化的表面提供。
[0039] 舉例來說,將Sr3N2、AlN、Si3N 4、Al203以及AlN和CeO2按適當量混合以得到目標組 成。Sr 3N2可以被Sr 2N、SrN或其混合物代替。為了獲得均一的粉末混合物,優選按重量從輕 到重的次序將呈粉末形式的原料干混。
[0040] 舉例來說,在放入手套箱中的研缽中混合這些原料。將經混合的粉末放入坩堝中, 然后在特定條件下燒制以獲得所述實施方案的磷光體。坩堝的材質沒有特別限制,例如是 由氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳、氮化鋁、SiAlON、氧化鋁、鉬或鎢制成。
[0041] 經混合的粉末優選在不低于大氣壓力的壓力下進行燒制。由于氮化硅易于分解, 故宜在不低于大氣壓力的壓力下燒制該混合物。為了防止氮化硅在高溫下分解,壓力優選 為5atm或更高,并且燒制溫度優選在1500°C到2000°C范圍內。如果滿足這些條件,就可以 獲得目標燒制產物,而不會碰到如原料和/或產物升華等問題。燒制溫度更優選在1800°C 到2000°C范圍內。
[0042] 為了避免AlN氧化,燒制步驟優選是在氮氣氛圍中進行。
[0043] 在上述溫度下進行燒制步驟0. 5到4小時之后,將燒制產物從坩堝中取出,然后進 行研磨。研磨過的產物優選在相同條件下再次燒制。如果重復燒制和研磨程序1到10次,那 么產物將具有以下優點:晶粒較少熔合,進一步說,形成的粉末的組成和晶體結構更均一。
[0044] 在燒制步驟之后,必要時,對產物進行后處理,如洗滌,以獲得根據本實施方案的 磷光體。洗滌可以例如通過使用純水或酸進行。酸的實例包括:無機酸,如硫酸、硝酸、鹽酸 及氫氟酸;有機酸,如甲酸、乙酸及草酸;及其混合物。
[0045] 在用酸洗滌之后,必要時可以對產物進行退火后處理。退火后處理可以例如在含 有氮氣和氫氣的還原性氛圍中進行,以改善結晶度和發光效率。
[0046] 根據本實施方案的發光裝置包括了含有以上磷光體的發光層以及能夠激發該磷 光體的發光元件。圖2所示為舉例說明根據本公開內容的實施方案的發光裝置的示意性垂 直截面圖。
[0047] 圖2中所示的發光裝置包括在襯底200上的引腳201,202以及包裝杯203。包裝 杯203和襯底200是由樹脂制成的。包裝杯203具有凹腔205,其中頂部開口大于底部。凹 腔205的內壁充當反射表面204。
[0048] 在凹腔205大致呈圓形的底部的中心處,用Ag糊等裝配有發光元件206。發光元 件206發射出峰波長范圍是250nm到500nm、優選400nm到500nm、更優選380nm到500nm 的光。發光元件206的實例包括發光二極管和激光二極管,如GaN型半導體發光芯片,但它 們絕非限制所述發光元件。
[0049] 發光元件206的p電極和η電極(圖中未示)分別借助于Au等制成的粘結線207 和208連接到引腳201和202。可以適當地改變引腳201和202的位置。
[0050] 發光元件206可以屬于倒裝芯片(flip chip)類型,其中η電極與p電極位于同 一平面上。這一元件可以避免有關導線的問題,如導線的斷開或錯位以及由導線引起的光 吸收。因此,在這種情況下,可以獲得可靠性與亮度都優異的半導體發光裝置。另外,還可 以采用一種具有η型襯底的發光元件來制造如以下所描述構造的發光裝置。在該裝置中, 在η型襯底的背面上形成η電極,同時在預先鋪設于該襯底上的ρ型半導體層的頂表面上 形成P電極。將η電極安裝在一個引腳上,而P電極則借助于導線連接到另一個引腳。
[0051] 在包裝杯203的凹腔205中,有含有根據本公開內容的實施方案的磷光體210的 發光層209。在發光層209中,磷光體210容納于由例如5重量%到60重量%的量的有機 硅樹脂制成的樹脂層211中。如以上所描述,根據所述實施方案的磷光體包含Sr 2Al3Si7ON13 基質。由于此類氧氮化物具有高共價性,故所述實施方案的磷光體一般具有疏水性,使其與 所述樹脂具有良好的相容性。因此,足以防止在樹脂與磷光體之間界面處的散射,從而改善 光提取效率。
[0052] 根據所述實施方案的發橙色光磷光體可以有效地發射具有較寬半寬度的發射光 譜的橙色光。該磷光體與發射出峰波長范圍是例如400nm到500nm的光的發光元件組合使 用,由此可以提供具有優異發光特性的發光裝置。
[0053] 發光元件206的大小和種類以及凹腔205的尺寸和形狀可以適當地改變。
[0054] 根據本公開的實施方案的發光裝置不限于圖2中所示的包裝杯類型,其可以自由 地適用于任何類型裝置。舉例來說,即使所述實施方案的磷光體是用于殼型或表面安裝型 LED中,也可以獲得相同的效果。
[0055] 圖3所示為舉例說明根據本公開的另一個實施方案的發光裝置的示意性垂直截 面圖。在所示裝置中,P電極和η電極(圖中未示)是形成于放熱絕緣襯底300上的預定 位置處,并且其上安置有發光元件301。所述放熱絕緣襯底是由例如AlN制成。
[0056] 在發光元件301的底部上,提供有該元件的一個電極并且該電極電連接到放熱絕 緣襯底300的η電極。發光元件301的另一個電極借助于金線303連接到放熱絕緣襯底 300上的ρ電極(圖中未示)。發光元件301是發射出峰波長范圍是400nm到500nm的光 的發光二極管。
[0057] 發光元件301上按以下次序連續地形成圓頂:內部透明樹脂層304、發光層305以 及外部透明樹脂層306。內部透明樹脂層304和外部透明樹脂層306由例如有機硅樹脂制 成。在發光層305中,根據本實施方案的發橙色光磷光體307分散于由例如有機硅樹脂制 成的樹脂層308中。
[0058] 在圖3中所示的發光裝置的制造過程中,發光層305可以通過使用如真空印刷法 和滴涂法等技術由分配器容易地形成,該發光層含有所述實施方案的發橙色光磷光體。進 而,由于位于內部透明樹脂層304與外部透明樹脂層306之間,發光層305還具有改善提取 效率的功能。
[0059] 在形成根據所述實施方案的發光裝置的發光層時,可以將磷光體顆粒按實現目標 發射顏色所需的數目逐一直接安置于發光元件上。如果要通過使用像本實施方案的發橙色 光磷光體那樣的磷光體來形成發光層,那么這是特別有效的,所述磷光體常常是作為以隨 后在實施例中描述的方式以實驗方式制備的磷光體粉末的一部分而獲得。
[0060] 所述實施方案的發光裝置中的發光層不僅可以含有所述實施方案的發橙色光磷 光體,而且還可以含有在藍光激發下發綠光的另一種磷光體以及在藍光激發下發紅光的又 一種磷光體。如果包含該發光層,那么將進一步改善所制造的發光裝置的顯色特性。
[0061] 即使采用峰波長范圍是250nm到400nm的UV光下激發時,所述實施方案的發橙色 光磷光體也放射橙色光。因此,所述實施方案的磷光體可以與例如在UV光激發下發藍光的 另一種磷光體以及發光元件如UV發光二極管組合,以制造發光裝置。在該發光裝置中,發 光層不僅可以含有本實施方案的發橙色光磷光體,而且還可以含有在UV光激發下發射另 一種峰波長范圍的光的磷光體。該磷光體是例如在UV光激發下發紅光的磷光體或在UV光 激發下發綠光的磷光體。
[0062] 如以上所描述,根據本實施方案的磷光體可以有效地發射具有寬半寬度的發射光 譜的橙色光。所述實施方案的發橙色光磷光體可以與發射出峰波長范圍是250nm到500nm 的光的發光元件組合,由此就可以利用較少種類的磷光體制造出具有優異發光特性的發光 裝置。
[0063] 根據所述實施方案的發光裝置在發光層中包括以上特定的發橙色光磷光體,由此 具有優異的顯色特性。這是因為所述磷光體展現出發射峰波長范圍是565nm到600nm、半寬 度是包括端點的115nm到ISOnm的發射光譜。具體地說,所述實施方案的發光裝置顯示出 通常60或更高、優選65或更高的平均顯色指數(Ra)。相比之下,包括已知Eu活化型磷光 體的常規發光裝置通常顯示出55或更低的平均顯色指數,因此它們難以實現60或更高的 顯色指數。
[0064] 以下是磷光體和發光裝置的具體實施例。
[0065] 實施例
[0066] 準備31^2、〇6〇2、5"隊及411作為含51'、〇6、5丨及41的原料,并且在手套箱中分 別稱取2. 851g、0. 103g、5. 261g及I. 332g的摻混量。然后在瑪瑙研缽中干混這些材料。 [0067] 將所得混合物放入氮化硼(BN)制成的坩堝中,然后在氮氣氛圍中在7. 5atm下在 1800°C下燒制2小時。將燒制的產物從坩堝中取出,然后在瑪瑙研缽中研磨。將研磨過的 產物再放入坩堝中,并在1800°C下燒制2小時。再重復取出、研磨和燒制程序兩次,獲得磷 光體。所得磷光體呈黃色粉末形式,并且當通過黑色光激發時,觀察到部分發