• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明揭示“智慧型”磷光體組合物，即使在該磷光體組合物所接收用於誘發光致發光之激發輻射變化的情況下，其亦能夠調節其發射之色度至大體上恆定的值。該智慧型組合物的一個磷光體展示發射強度隨著該激發輻射的波長增加而增加。另一磷光體展示發射強度隨著激發波長增加而降低。本文中之恆定色度定義為在10 nm激發波長範圍內CIE x或y座標之變化小於約百分之五。
    公开号:TW201320818A
    申请号:TW101144207
    申请日:2007-06-25
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Yi-Qun Li；Yi Dong
    申请人:Intematix Corp；
    IPC主号:C09K11-00
    专利说明:
    可自行調整色度之磷光體組合物
    本發明之實施例係針對於在包含發光二極體(LED)或雷射二極體及可激發磷光體組合物之發光設備中之磷光體組合物。
    GaN基磊晶結構的出現已引起呈發光設備形式之紫外光及/或藍色("紫外光/藍色")輻射源的發展，該等輻射源包括發光二極體及雷射器，兩者在本文中統稱為"LED"。一般而言，輻射源激發磷光體或包含兩個或兩個以上磷光體之磷光體組合物產生在光譜之紅色、綠色或藍色區域中之可見光。接著紅光、綠光及藍光可經組合以形成白光。在稱作降頻轉換之過程中，磷光體將一部分紫外光及/或藍光轉換為具有更長波長的光。舉例而言，Nichia Chemical Company揭示一種形成白光之方法，藉以將來自諸如Y3Al5O12：Ce3+(通常稱作YAG-Ce)之磷光體之黃光與來自藍色LED之藍光組合。
    為形成白光，YAG-Ce磷光體將來自藍色LED晶片之一部分藍光轉換為黃光，黃光與來自該LED尚未經磷光體吸收之藍光組合。此產生現色指數(CRI)為約77且色溫在約6,000 K至8,000 K範圍內之白光。對於一些應用，對於使用者而言，藉由使用磷光體將來自LED的紫外光/藍光降頻轉換為更長波長的光(且接著組合來自藍色LED之光與由該磷光體發射之光)產生白光可比藉由組合分別直接來自紅色、綠色及藍色LED之紅光、綠光及藍光來形成白光更有吸引力。該等紫外光/藍色磷光體設備，例如，能夠形成更寬的可用顏色範圍，其對於顯示器以及照明應用而言係重要的。添加不同磷光體至Nichia之黃色磷光體中以將紫外光/藍色LED之光轉換為不同於黃光之波長係已知的，且因此，已知來自LED/磷光體系統之產物光之總組合顏色可藉由調整組合物中之個別磷光體來修改。
    當藉由此等技術產生白光時常常遇到的困難為由於在製造藍色/紫外光LED期間發生之統計波動而產生之白光品質的變化。藉由以分層方式在半導體材料之晶圓上沈積多種材料來製造發藍光及/或紫外光之LED設備。對晶圓進行處理直至製得數十、數百或甚至數千個LED之陣列。隨後藉由稱作切割之技術將其分離以形成個別LED"晶片"。但以此方式製造LED晶片造成一固有問題：不可能使所有LED晶片完全一樣，且所切割之LED晶片中必然存在某些變化。該等變化可由LED之顏色輸出來顯示，例如，如由光譜能量分布及峰值反射波長來表徵。此等數量可因LED之作用層之能帶隙寬度波動而變化。可變藍光/紫外光輸出之另一原因為在操作期間供應以用於驅動LED之功率亦可波動。
    在生產期間，製造一定百分比之具有實際能帶隙寬度比所要能帶隙寬度大或小之作用層的LED。因此，該等LED之顏色輸出偏離所要參數。此外，即使特定LED之能帶隙具有所要寬度，施加至LED之功率亦可在操作期間變化。此亦可造成LED顏色輸出背離所要參數。由於由一些系統發射之光含有來自LED之藍色組份，因此LED之顏色輸出亦變化。顯著偏離所要參數可造成系統之顏色輸出呈現為非白色(亦即，淺藍色或淺黃色)。
    過去對於此問題的解決方案包括"重新分級(binning)"步驟，其中在分割之前量測在晶圓上形成陣列之藍色/紫外光LED中之每一者的電致發光特徵，之後依據1)由LED發射之光的峰值發射波長，2)由LED發射之光的峰值強度，及3)正向電壓中之任一者將個別LED進行歸類(或"分類")。重新分級依賴於LED為電流設備。此意謂由LED發射之光的強度係由供應至LED之電流(稱作"正向電流")來調節。通常將一串聯電阻器置於最靠近電壓源之電路中：此電阻器保護LED使其免於過量電流超載。正向電壓的值取決於此串聯電阻，供應至電路之電壓及流經LED之所要正向電流(由所要強度計算，因為光輸出與正向電流成正比)。
    一典型商業重新分級方法在製造之後根據正向電壓、峰值發射波長及峰值發射強度中之任一者(取決於彼等參數對於製造商而言之重要性)來對LED進行分類。如上文中所說明，施加至電路之電壓決定流經二極體之電流，該電流轉而影響由該設備發射之光的強度。因此，支援LED之電路之部分(尤其為供應功率之彼部分)中之變化在影響傳遞至LED作用層的電流之"串聯電阻"中得以顯示。如在圖1中示意性展示，虛晶圓經切割以分離個別LED電路，且根據一般描述為VF1、VF2及VF3的三個正向電壓分組進行分類。
    LED接合區之能帶隙寬度決定所發射光之峰值發射波長，該峰值發射波長轉而影響顏色輸出及色度。對於正向電流之任一值，可觀測到一系列峰值發射波長(例如，顏色輸出)。此在圖1中示意性說明。對於每一組正向電壓值，藉由基於發射波長將LED排列成子組來進一步進行分類。在圖1中，首先根據LED上之正向電壓將五個經重新分級之峰值發射波長之集合進行分組；接著，對於三個正向電壓等級中之每一者，根據峰值發射波長將LED進一步歸類。在圖1之實例中，峰值波長等級分別集中於452.5 nm、455.0 nm、457.5 nm、460.0 nm及462.5 nm。此等等級本身可具有以下範圍：小於450 nm、450 nm至425.5 nm、425.5 nm至455 nm、455 nm至457.5 nm、457.5 nm至460 nm及大於460 nm。
    一些製造操作可能需要LED分類進一步細化。舉例而言，圖1中所述之彼等等級中之每一者(其寬度為2.5 nm)可根據色度分成另外五個等級，現得到總共75個等級。可無限地進行重新分級過程。舉例而言，各具有2.5 nm寬度之75個等級可進一步根據亮度分成三組。在圖1之實例中，對於最初製造於假想晶圓上之所有LED晶片現界定總共225個等級。
    雖然在某些情況下為合意的，但重新分級並非必須以激發源之波長範圍為基礎。在一些方法中，每一LED晶片(或"晶粒")經由兩個電極電連接至外部電路，且接著對所切割之LED晶圓就設備之正向電壓或來自照明系統之光輸出功率進行測試。根據正向電壓重新分級為四個等級之例示性類別為小於3伏、3.0伏至3.2伏、3.2伏至3.4伏及3.4伏至3.6伏。或者，當重新分級係基於光輸出功率時，該等級類別可排列為小於8 mW、8 mW至10 mW、10 mW至12 mW及12 mW至14 mW。
    藍色/紫外光LED之光輸出部分決定照明系統(意謂LED加上磷光體)之顏色輸出。由藍色GaN基發光二極體(LED)對黃色磷光體提供激發輻射所產生之白色LED之色彩座標指數(CIE)主要受來自藍色LED之光的發射波長控制。因此，存在涉及使個別LED晶片與磷光體配對之匹配過程。就此而言，在工業中，據稱一般而言可相應選擇發射波長在約550 nm至約575 nm範圍內之黃色磷光體來匹配在約450 nm至約470 nm範圍內之藍色LED波長。該匹配已達成所要色彩座標指數，例如，CIE(0.300,0.300)。但需要較大等級/分類操作來將當今之藍色LED晶片輸出處理至白色LED基發光系統中，其在很大程度上係部分歸因於來自藍色/紫外光晶片發射光波長之變化。
    在此項技術中需要一種經設計能夠回應於激發輻射中之波長/能量變化來校正或"自行調整"其所發射之光色度的磷光體組合物。
    本發明揭示"智慧型"磷光體組合物，其能夠回應於與其組對的藍色/紫外光LED晶片之激發波長之變化而對其色度進行自行調整。組合由磷光體組合物發射之光與由藍色/紫外光LED晶片庫發射之光所形成的照明產物具有大體上恆定的色度。在本文中術語"恆定色度"意謂產物照明之x與y CIE色度座標每一者之變化不超過參考值的百分之五。
    "智慧型"磷光體組合物可定義為發射強度隨著用於引起其發光之輻射波長增加而降低之第一磷光體與發射強度隨著激發波長增加而增加之第二磷光體之組合。該磷光體組合物之優點包括實現在激發波長變化的條件下展示大體上恆定色度的發光機制。該由不同藍色LED晶片發射之光的波長變化主要係由在生產藍色LED晶片期間發生之製造變化所造成。製造變化可產生具有一系列能帶隙寬度的成批藍色LED晶片，商業操作之結果為重新分級要求，其為在本揭示案中早先所描述之例示性協定。
    本發明之實施例係針對於可自行調整色度之磷光體組合物，該組合物包含一經組態以使得其發射強度隨著激發波長增加而增加之第一磷光體；及一經組態以使得其發射強度隨著激發波長增加而降低之第二磷光體。由該磷光體組合物發射的光致發光之色度在約10 nm激發波長範圍內的變化不超過約百分之五。該10 nm激發波長範圍可自約450 nm延伸至約460 nm。
    在本發明的一實施例中，第一磷光體為具有式(Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x：Eu2+之矽酸鹽基橙色磷光體；且其中A1為2+陽離子、1+陽離子與3+陽離子之組合，或其組合中之至少一者；A2為3+、4+或5+陽離子；A3為1-、2-或3-陰離子；且x為介於2.5與3.5之間(包括2.5與3.5)的任何值。在此實施例中，A1為Mg、Ca及/或Ba；A2為B、Al、Ga、C、Ge及/或P，且A3為F、Cl及/或Br。矽酸鹽基橙色磷光體之具體實例為Sr3Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18、Sr2.94Ba0.06Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18及(Sr0.9Ba0.1)2.76Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18。
    在此實施例中，第二磷光體可為具有式(Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x：Eu2+之矽酸鹽基綠色磷光體，其中A1為Mg、Ca、Ba、Zn、K、Na、Li、Bi、Y、La及/或Ce；A2為B、Al、Ga、C、Ge、N及/或P；及A3為F、Cl、Br、N及/或S，且x為介於1.5與2.5之間(包括1.5與2.5)的任何值。第二磷光體之具體實例為Sr0.925Ba1.025Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12、Sr1.025Ba0.925Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12及Sr1.125Ba0.825Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12。
    在此等組合物中氟(F)與氯(Cl)鹵素摻雜劑可互換使用，因為鹵素的選擇與磷光體組合物之自行調節性質關係不大或無關。
    根據本發明實施例，白色LED基照明系統包含與較寬的藍色/紫外光發射源陣列相匹配之自行調整智慧型磷光體組合物；該陣列比習知磷光體封裝之可能陣列寬。5 nm激發範圍的一實例為452.5 nm至457.5 nm，其中照明系統之所要色度可維持於x±0.01與y±0.01的較窄範圍內。在CIE圖上產物照明的變化可在x值為約0.300±0.01，且y值為0.300±0.01之範圍內。目前，對於藍色/紫外光激發波長之每一2.5 nm變化需要至少5個等級來對彼等藍色LED晶片進行分類；且之後，在5個不同界定CIE區域中將需要另外至少5個等級來滿足本發明之白色LED的需要。當前方法需要在每一等級中，必須對亮度及電壓進行分類，因此，最終，LED封裝群具有168個等級。
    在另一實施例中，可藉由將該新穎智慧型磷光體塗佈於含有一藍色/紫外光LED晶片陣列(其可為數千個或更多)之藍色/紫外光LED晶圓上來製造白色LED晶圓，該藍色/紫外光LED晶片陣列之峰值發射波長範圍大於5 nm(同樣，使用例示性範圍452.5nm至457.5 nm)。由該晶圓產生之個別白色LED晶片之CIE(x,y)值可控制在x±0.01與y±0.01)之範圍內，同樣，在CIE圖之x為0.300±0.01且y為0.300±0.01之區域中。預期本發明之技術可適用於其中藍光/紫外光在晶圓上之變化超過約5 nm之情形，諸如在當今工業中存在的10 nm變化。
    本發明揭示"智慧型"磷光體組合物，其能夠回應於與其組對的藍色/紫外光LED晶片之激發波長變化而被動地調整其自身色度(因此術語"自行調整")。藉由組合由該磷光體組合物發射之光與由藍色/紫外光LED晶片庫或選集(selection)發射之各種光所形成的照明產物具有由大體上恆定的色度。在本文中術語"恆定色度"意謂產物照明之x與y CIE色度座標每一者之變化不超過參考值的百分之五。 一般操作原理
    "智慧型"磷光體組合物之操作原理可藉由觀察圖2及圖3中之數據來加以說明。圖2為例示性智慧型磷光體組合物之發射光譜；連同其兩個組份磷光體一起繪製，一個標記為"綠色"且另一個為"橙色"。組合物為"綠色+橙色"。將觀測到組合物之峰值發射波長位於個別綠色組份與橙色組份之峰值發射波長略微中間的位置。應瞭解術語"綠色"及"橙色"用於表示相對於黃色較高的能量及較低的能量，與磷光體的實際顏色無關。在圖2之左側為三個較高較窄峰，其表示三個樣本中每一者得以激發所處的三個波長；此等峰集中於450 nm、455 nm及460 nm處。
    圖2中之數據展示隨著對綠色磷光體之激發輻射的波長自450 nm以5 nm增量增加至460 nm，由綠色磷光體發射之光的強度相應降低。或者，隨著用於激發橙色磷光體之光的波長自450 nm增加至460 nm，由橙色磷光體發射之光的強度相應增加。所得橙色光與綠光組合發生意外但有利的結果：組合發射不僅波長隨著激發輻射的波長增加而增加，而且組合發射光的強度亦隨之增加。
    雖然並不希望受任何特定理論限制，但所觀測到的個別綠色及橙色磷光體之特性可由來自激發光之光子的能量與磷光體之電能帶隙之間的匹配性質來加以說明；該匹配之"品質"與磷光體發光的效率相關。相對於由橙色磷光體發射之光，由綠色磷光體發射之光具有更高能量及更短波長，其表示綠色磷光體具有更大能帶隙。因此，隨著峰值激發波長增加，此激發輻射之能量降低，與綠色磷光體之較大能帶隙的匹配變得愈來愈不為最佳(相對於橙色)，且發射強度降低。相反，橙色磷光體之能帶隙小於綠色磷光體之能帶隙，因此隨著激發波長增加，光子之能量降低，且激發與橙色磷光體之較小能帶隙的匹配變得愈來愈佳(相對於綠色)。橙色磷光體發射之效率隨著藍色LED光之波長增加而增加，其表示橙色磷光體之較低能帶隙與較低能量激發的匹配更為適當。
    "智慧型"磷光體組合物可定義為發射強度隨著用於引起其發光之輻射波長增加而降低之第一磷光體與發射強度隨著該激發波長增加而增加之第二磷光體之組合。該磷光體組合物之優點包括實現在激發波長變化的條件下展示大體上恆定色度之發光機制。該由不同藍色LED晶片發射之光的波長變化主要係由在生產藍色LED晶片期間發生之製造變化所造成。製造變化可產生具有一系列能帶隙寬度之成批藍色LED晶片，商業操作之結果為重新分級要求，其為在本揭示案中早先所描述之例示性協定。
    再參看圖2，其中此等概念係以具體數據說明，可觀測到例示性智慧型磷光體組合物之兩個個別磷光體的發射光譜。該曲線圖為：a)由在450 nm、455 nm及460 nm之峰值發射波長處之藍色LED激發所激發的發綠光之矽酸鹽基磷光體的發射；b)由同樣的三個峰值發射波長激發之發橙色光之矽酸鹽基磷光體的發射光譜；及c)包含個別綠色及橙色磷光體之兩組份矽酸鹽基智慧型磷光體組合物的發射光譜。兩組份組合物中之光致發光係以與用於兩個個別綠色及橙色磷光體之光致發光相同的方式誘發；即，在450 nm、455 nm及460 nm處。
    參看圖2，可見隨著激發波長自450 nm增加至460 nm，綠色磷光體的強度降低了至少10%，其中綠光發射之峰值發射波長係集中於約530 nm至540 nm。相反地，可見隨著激發波長同樣變化，橙色磷光體之強度增加了至少10%。複合光展示隨著激發波長增加而發射強度增加了約5%，集中於約580 nm處之橙黃色區域中，即使綠色磷光體之強度高於橙色磷光體之強度。
    當以圖解形式觀察CIE色度圖上之數據時，或許可更清楚理解本發明實施例之優點。圖3中展示針對由三種具有不同能帶隙寬度之不同藍色/紫外光LED所發射之藍光所繪製的色度座標，其中三種不同能帶隙寬度分別係由在450 nm、455 nm及460 nm處所發射的電致發光光之峰值波長顯示。圖3中亦繪製由在450 nm、455 nm及460 nm下激發之智慧型磷光體所發射之光的x與y CIE座標。
    再參看圖3，CIE色度圖上之第一條線係連接x與y座標對應於來自藍色/紫外光LED之450 nm發射光的點與座標位於該圖之黃色區域中的點。該圖之淡黃色區域中的點係藉由"綠色/橙色"智慧型磷光體組合物在源自藍色晶片之450 nm光激發後發射光所產生。類似地，繪製第二條線，其連接該線一端具有455 nm藍光特有x與y座標之點與該線另一端表示經455 nm輻射激發後智慧型磷光體之發射的點。最後，可繪製第三條線，其連接來自460 nm藍色LED之460 nm藍光的座標與藉由以460 nm光激發智慧型磷光體所產生之光的座標。本發明實施例係基於以下意外觀測：此三條線(第一條線連接450 nm數據，第二條線連接455 nm數據，及第三條線連接460 nm數據)大體上各通過CIE圖上之一共同點，在此情況下，合意的標的顏色係具有x與y座標(0.300,0.300)。
    本發明實施例之顯著優點在於即使在激發波長有不當波動的情況下，在較寬之磷光體組合物範圍內仍可實現大體上恆定的色度。在本發明實施例之優點中，藍色/紫外光LED晶片不再需要"分類"或"重新分級"(至少達到其之前的程度)，因為智慧型磷光體組合物能夠回應於LED之可變性"自行調整"其光輸出之色度。在圖3之實例中，色度在10 nm激發波長變化上大體上係恆定。因為不管450 nm至460 nm範圍內之激發波長皆可達成相同色度規格，因此將不再需要對藍色/紫外光LED晶片進行任何進一步分類。
    將色度維持在大體上恆定值之能力係重要的，因為據稱位於通過約(0.3,0.3)及約(0.45,0.4)之曲線上之色度座標的軌跡位於黑體軌跡(BBL)上。此為由普朗克氏方程(Planck’s equation)界定之點的軌跡：E(λ)=Aλ-5/(e(B/T)-1)。此處，E為磷光體組合物之發射強度，λ為發射波長，T為黑體之色溫，且A及B為常數。位於BBL點軌跡上或靠近該軌跡之色彩座標產生令人類觀察者感覺舒適的白光。因此，如圖3中所示，組合物可經設計為其色彩座標保持大體上與BBL曲線重疊或鄰近定位。此特性在白光照明應用中尤其合意，在白光照明應用中藍色/紫外光晶片之光學效能可在相當大範圍內變化。
    圖4A及圖4B中展示本發明組合物自行調整色度；藉此即使在激發波長變化的情況下，仍將色度維持在大體上恆定值之能力的進一步展示。圖4A為對於標記為"SMP"及"黃色磷光體"之兩種不同磷光體，CIE "x"座標對激發波長(452 nm至462 nm範圍內)之曲線。所測試之黃色磷光體具有式Sr1.5Ba0.45Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12。此處所測試之例示性智慧型磷光體(SMP)為具有式(0.8)Sr1.025Ba0.925Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12與(0.2)Sr2.94Ba0.06Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18之兩種磷光體組份的摻合物。在此等調配物中，術語"(F,Cl)"意欲表示就自行調整色度之性質而言，氟(F)與氯(Cl)鹵素摻雜劑可互換。換言之，在此等組合物中鹵素之選擇與磷光體組合物之自行調節性質關係不大或無關。
    圖4A與圖4B之檢驗展示黃色磷光體之x色度座標值自約0.301降低至0.288，或約百分之四，而y座標自約0.297增加至0.323，或約百分之八。相反，智慧型磷光體(SMP)之x座標在相同波長範圍內的變化小於百分之一，自約0.303略微增加至0.305。類似地，智慧型磷光體之y座標僅略微降低，自約0.294降低至0.292，其亦小於百分之一。 智慧型磷光體之A組組份及B組組份
    一般而言，可自行調整色度之磷光體組合物可藉由摻合來自所謂"A"組(其成員共有發射強度隨著激發波長增加而降低的共同趨勢)之磷光體與所謂"B"組(其成員展示相反趨勢：發射強度隨著激發波長增加而增加)之磷光體來產生。例示性波長範圍為450 nm至460 nm。
    用於將磷光體分組之相反趨勢在直覺上係有意義的。磷光體的發射強度與其吸收其激發輻射的效率相關，且此效率轉而與來自激發輻射之光子與磷光體之能帶隙寬度之間的能量匹配相關。在此情況下，來自紫外光/藍色LED之光對磷光體提供激發輻射且在一實施例中，紫外光/藍色LED在450 nm至460 nm之波長範圍內提供激發輻射。
    A組磷光體與B組磷光體之間的劃分可通常係以大體上等於黃光之光子能量的能帶隙能量來進行。因此，據稱A組磷光體可位於黃色磷光體之較高能量側，且包括藍色、綠色及黃綠色磷光體。據稱B組磷光體可位於黃色磷光體之較低能量側，且包括橙黃色、橙色及紅色磷光體。在光致發光過程中，磷光體將自激發輻射之光子吸收的能量"降頻轉換"為由該磷光體發射之光子，該發射能量與磷光體能帶隙相關，經由該能帶隙發生電子張馳過程，此能量差等於所發射光子之能量。
    A組磷光體中利用其較大能帶隙之降頻轉換比利用較高能量激發輻射(意謂較短波長光)更為有效。因此，發射強度隨著激發能量減小而降低(應記住激發波長自450 nm增加至460 nm為能量降低)。
    相反，B組磷光體位於黃色之橙色側，且相對於A組磷光體發射較低能量(較長波長)，此係歸因於其較小能帶隙寬度。在此情況下，當磷光體經愈來愈低之能量激發時，至少在指定波長範圍內，更有效地發生降頻轉換過程。因此，B組磷光體之發射強度隨著激發波長增加而增加。
    圖5A及圖5B中展示可用於設計自行調整磷光體的原理。圖5A為根據磷光體發射之顏色將例示性磷光體之選集進行歸類的表格(如在表格左側四行上之標記：綠色、黃色、橙色及紅色可見)。在圖5A之表格中亦展示A組磷光體之特徵描述(發射強度隨著激發波長增加而降低)或B組磷光體之特徵描述(發射強度隨著激發波長增加而降低)。根據此機制歸類的例示性磷光體在最左行中列出且包括不同種類的磷光體，包括市售磷光體、在科學及/或專利文獻中所描述的磷光體及屬於本發明者的新穎磷光體。在"EM顏色"(其中"EM"表示發射)下標記為綠色、黃色、橙色及紅色的四行係指光致發光的顏色。
    在最左行頂部之三種磷光體標記為"G系列"、"Y系列"及"O系列"且係指由本發明者研發的磷光體組合物，每一系列大體上分別在光譜之綠色區域、黃色區域及橙色區域中發射。YAG為通常已知的材料釔鋁石榴石，其具有式Y3Al5O12：Ce3+且鋱鋁石榴石TAG的式為Tb3Al5O12：Ce3+。YAG與TAG為分別在光譜之黃色區域與橙色區域中發射的市售磷光體。GP-4為發綠光之YAG磷光體，其亦為市售的，具有式Y3(AlGa)5O12：Ce3+且類似於YAG及TAG，其亦係由三價鈰活化。
    在最左行中彼等頂部三種磷光體下方為三種硫化物基磷光體，且在其下方為三種氮化矽及氮氧化矽基磷光體。硫化物基磷光體中，兩種在相對較窄的光譜範圍內發射，SrGa2S4：Eu在綠色範圍內發射，且CaS：Eu在紅色範圍內發射。與其不同的為硫化物ZnSexS1-x：Cu，其可經組態以在包括顏色綠色、黃色、橙色及紅色之較廣光譜範圍內發射。氮化矽及氮氧化矽亦能夠在相對較大的光譜範圍內發射，其中當鹼土組份的相對量在組成上發生變化時，SrSi2O2N2：Eu在綠色及黃色範圍內發射，且(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu在黃色、橙色及紅色範圍內發射。在鹼土組份係使用單一元素來固定的至少一種情況下，磷光體在更窄的光譜範圍中發射，主要在單一顏色範圍內發射。舉例而言，氮化矽基磷光體Si2Si5N8：Eu在紅色範圍內發射。
    再參看圖5A，在表格之最右側以標記"EX曲線(450至460 nm)"為首的三行進一步由以下三種情況加以標識：1)向上且向右傾斜的箭頭，2)水平線，及3)向下且向右傾斜的箭頭。此等標記係指隨著激發波長在450 nm至460 nm範圍內增加，特定磷光體是否分別展示：1)發射強度增加，2)強度無變化，或3)強度降低。舉例而言，在下降箭頭下方圖5A之頂部列中的陰影方格意謂G系列磷光體展示隨著激發波長增加發射強度降低。相反，在向下第三列中的陰影方格表示O系列磷光體展示隨著激發輻射波長增加發射強度增加。此特性將磷光體歸類為根據本發明實施例之A組或B組。
    雖然由圖5A之橙色磷光體及綠色磷光體所展示的趨勢在某種程度上係可預測的，但黃色磷光體的特性並非顯而易見的。可預期黃色磷光體處於展示A組模式與B組模式中間的模式；亦即，展示發射強度隨著激發波長增加無變化。此情形係可預期的，此係由於黃色磷光體對激發能量變化的敏感性略小，因為此等黃色磷光體具有在由在可見光範圍內發射之所有光致發光磷光體所界定之範圍中間的能帶隙能量。但由於黃色磷光體有時屬於A組類別，有時屬於B組類別，且有時特性似乎太複雜而不能歸類，因此情況並非如此。
    可歸類為B組磷光體之黃色磷光體的實例為由本發明者研發的Y系列(儘管其可如下文所述更為準確地描述為"黃綠色")及氮氧化矽SrSi2O2N2：Eu。屬於A組之磷光體的一實例為高度習知且市售的Ce摻雜之磷光體黃色-YAG；另一實例為氮化矽化合物(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu。前面之觀測結果可暗示黃色YAG可更準確地視作橙黃色磷光體，而氮化矽之輸出可經由鹼土元素的比率來調整。銅活化之硫化物磷光體ZnSexS1-x：Cu具有難於解釋的特性，因為其可經組態以在顏色綠色、黃色、橙色及紅色中之任一者中發射且圖5A中未展示將此磷光體歸類為特定組。
    尤其依據自行調節色度的能力可判定其他A組/B組對所參照的基準為藉由組合M2SiO4型"G系列"磷光體與M3SiO5型"O系列"磷光體來製成的組合物，其中在兩種類型之矽酸鹽中M均為鹼土元素且其中G系列及O系列的磷光體係由本發明者研發。G系列磷光體亦可與同樣屬於本發明者的Y系列磷光體組合使用，其中Y系列磷光體具有M2SiO4組態。儘管後者在圖5A中表示為在黃色範圍內發射，但先前申請的關於此等化合物之揭示案提供展示其為"黃綠色"而非黃色之實驗資料，較高能量綠色組成使其歸類為B組。智慧型對之另一實例為G系列或Y系列磷光體與習知鈰摻雜之黃色YAG磷光體，應記住後者表現A組磷光體的特性且因此可視作"橙黃色"。又一智慧型磷光體為B組(G或Y系列)磷光體與橙色TAG磷光體之組合且其確實被證明為正確的。
    如先前所暗示，並非A組磷光體與B組磷光體之所有組合皆可成功地產生恆定色度性質。與B組磷光體配對的A組磷光體之一實例(該組合並不產生任何顯著"智慧行為")為市售綠色YAG(亦表示為GP-4)及鈰摻雜之黃色YAG磷光體，在圖5B中在以"YAG"為首的行及標記為"GP-4(綠色YAG)"的列中展示為無陰影單格。 根據激發光譜相反的A組特性與B組特性
    圖6A、6B、7A及7B中進一步說明本發明之A組磷光體與B組磷光體關於其激發光譜具有相反特性。圖6A及圖6B為在400 nm與500 nm之間量測的激發光譜，其中綠色磷光體G525、G530及G535展示發射強度隨著激發波長增加(尤其自約波長450 nm增加至500 nm)而降低。相反，橙色系列磷光體O5446、O5544及O5742的發射強度通常隨著激發自約450 nm增加至約520 nm至540 nm而增加。在大於540 nm的波長下，即使橙色系列磷光體的發射強度隨著激發波長增加而降低。用於產生激發曲線圖6A、6B、7A及7B之此等例示性橙色磷光體的組合物為：對於O5446，Sr3Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18；對於O5544，Sr2.94Ba0.06Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18及對於O5742，(Sr0.9Ba0.1)2.76Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18。同樣，術語"(F,Cl)"意謂此等鹵素可互換。
    圖7A及圖7B中展示A組磷光體及B組磷光體特性的進一步量化。此數據集合展示由標記O5742、O5746及O5544所特別標識之橙色類型磷光體集合的發射強度隨著激發波長自440 nm增加至470 nm(在藍色/紫外光激發源的藍色區域內)而增加。此表示發射強度約增加15%。另一方面，綠色類型磷光體G530、G535及G525的發射強度降低約25%，如圖7B中所說明。
    在圖8中提供市售磷光體YAG、TAG及GP-4的激發光譜。 智慧型磷光體對的特定實例
    除了由根據本發明者之G系列及O系列磷光體所提供之智慧型磷光體效能的基準之外，現將提供利用至少一個市售及/或先前技術組份磷光體的實例。測試磷光體對之結果匯總於圖5B中，其中單格陰影表示特定磷光體組合展示至少一定程度的自行調節能力。在本發明之一實施例中，智慧型磷光體包含B組綠色YAG磷光體與A組橙色TAG磷光體。本發明者之B組Y系列磷光體亦可與A組橙色TAG磷光體組合。
    在另一實施例中，智慧型磷光體包含B組綠色SrGa2S4：Eu磷光體與由本發明者發明且先前揭示的A組O系列磷光體。綠色SrGa2S4：Eu磷光體亦可與A組黃色YAG或橙色TAG磷光體組合。
    在本發明之另一實施例中，藉由組合A組紅色CaS：Eu磷光體與來自由本發明者提供的G系列或Y系列綠色及黃綠色矽酸鹽基磷光體中之任一者之磷光體來製備智慧型磷光體。該紅色CaS：Eu亦可與另一B組磷光體組合，諸如GP-4綠色YAG及綠色SrGa2S4：Eu磷光體。
    銅活化之磷光體ZnSexS1-x：Cu在此等實例中略顯不同，因為其可經組態以在四種顏色綠色、黃色、橙色及紅色中之任一者中發射。此等經特別組態之磷光體將稱作綠色ZnSexS1-x：Cu、黃色ZnSexS1-x：Cu、橙色ZnSexS1-x：Cu及紅色ZnSexS1-x：Cu。在本發明之另一實施例中，智慧型磷光體包含A組紅色ZnSexS1-x：Cu及B組G或Y系列磷光體中之一或多者。與理論一致，綠色或黃色ZnSexS1-x：Cu磷光體可與選自由黃色YAG、橙色TAG及紅色CaS：Eu磷光體組成之群的A組磷光體中之任一者組合。
    現轉至氮氧化矽，B組綠色(及/或黃色)SrSi2O2N2：Eu化合物可在一實施例中與選自由先前所揭示之本發明者之O系列矽酸鹽基磷光體、黃色(可能為橙黃色)YAG、橙色TAG、紅色CaS：Eu及紅色ZnSeXS1-x磷光體組成之群的A組磷光體中之任一者組合。
    基於該氮化矽化合物(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu可設計多種智慧型磷光體組合物。在此化合物中鹼土元素的相對含量可變化以視需要建構發射綠色、黃色、橙色或紅色之磷光體"家族"。因此，此磷光體之發射綠色及黃色之形式展示B組特性；發射橙色及紅色之形式展示A組特性。該系列之每一成員可根據其發射顏色來鑑別：綠色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu、黃色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu、橙色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu、紅色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu磷光體及其類似物。
    在本發明之一些實施例中，智慧型磷光體包含B組綠色及/或黃色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu氮化矽磷光體與由本發明者先前所揭示的A組Y系列或O系列矽酸鹽基磷光體。或者，綠色及/或黃色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu磷光體可與A組黃色YAG或橙色TAG磷光體配對。其亦可與A組硫化物紅色CaS：Eu或ZnSexS1-x：Cu中之任一者配對。
    可經組態以在較寬光譜範圍內發射之磷光體組合物的共同點為能夠使磷光體的綠色形式或黃色形式與相同磷光體的橙色形式或紅色形式配對之能力，且氮化矽家族(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu亦有利地用於此情形。在此實施例中，B組綠色或黃色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu磷光體係與A組橙色或紅色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu磷光體配對，因此，此實施例之組合物大部分為(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu。
    亦可基於呈其A組組態之(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu，指定為橙色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu及紅色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu來設計智慧型磷光體。在本發明之一實施例中，藉由組合A組紅色(Sr,Ba,Ca)2Si5N8：Eu與選自由G系列矽酸鹽基磷光體、Y系列矽酸鹽基磷光體及綠色SrSi2O2N2：Eu磷光體組成之群的B組磷光體來製備智慧型磷光體。 G系列及Y系列矽酸鹽基磷光體組合物
    現將提供本發明實施例之G系列及Y系列磷光體之更為廣泛的描述。G系列磷光體包含具有式(Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x：Eu2+之矽酸鹽基化合物，其中A1為包括鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋇(Ba)或鋅(Zn)之至少一種二價陽離子(2+離子)，或1+陽離子與3+陽離子之組合，其中1+陽離子可包括K、Na及Li，且其中3+陽離子可包括Cs、Y、Ce、Bi及Li。A1陽離子組份可包含一些2+陽離子與大體上相等數目的1+陽離子及3+陽離子之組合。A2為3+、4+或5+陽離子，包括硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、碳(C)、鍺(Ge)及磷(P)中之至少一者。A3為1-、2-或3-陰離子，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、氮(N)及硫(S)。x值為介於1.5與2.5之間(包括1.5與2.5)的任何整數或非整數。在本發明之一實施例中，x不為2。寫出該式表示A1陽離子置換鍶(Sr)；A2陽離子置換矽(Si)，且A3陰離子置換氧(O)。在本發明之一實施例中，A3可為硫(S)且在化合物中可有很少或無氧存在，因此該磷光體大體上為硫化物而非氧化物。
    如由G.Blasse等人在Philips Research Reports第23卷，第1期，第1頁至第120頁中所教示，β-Ca2SiO4：Eu、Sr2SiO4：Eu或Ba2SiO4：Eu組合物(其中Eu2+的濃度為2原子%)的晶體結構與K2SO4類似。因此，預期本發明之G系列綠色矽酸鹽磷光體具有類似主體晶格。
    除了其他方法之外，可藉由調整A1陽離子與鍶的比率來控制此等G系列磷光體的光學性質，其中A1可為鹼土元素或過渡金屬元素或其組合。舉例而言，發生峰值發射之波長位置在(Sr1-xBax)2SiO4磷光體系統中自x=1(換言之，當鹼金屬含量為100% Ba時)時之500 nm的綠色位置變為x=0(100% Sr)時之580 nm的黃色位置。當Ba自0增加至約90%時，來自450 nm處之同一光源的轉換效率展示連續增加。當x=0.3時所獲得之545 nm的峰值發射波長係接近YAG：Ce的峰值發射波長。
    將A3陰離子包括於本發明者之特有G系列綠色矽酸鹽基磷光體內有多種方式。在一實施例中，在處理之液相步驟期間，諸如在溶膠-凝膠或共沈澱處理方法期間所遇到的液相步驟過程中，將鹵素添加至磷光體組合物中。此液體處理允許在分子層級上進行混合，使得A3陰離子在稍後的結晶步驟(例如，燒結)之前可良好分散於組合物內。本發明者先前已發現A3陰離子影響發射強度與峰值波長。雖然並不希望受任何特定理論限制，但咸信此等磷光體Eu摻雜之矽酸鹽基磷光體的發光係歸因於Eu摻雜之磷光體的Eu2+活化劑中從4f65d1至4f7的電子躍遷。發射波長取決於5d能級的晶體場分裂。隨著晶體場強度增加，發射波長增加。5d至4f躍遷之發光峰值能量主要受影響晶體中電子-電子間排斥的參數所影響；換言之，Eu2+陽離子與其周圍陰離子之間的距離，及陽離子與離子之間的平均距離。
    液體處理使得A3陰離子中之至少一些者能夠置換主體矽酸鹽之O2-陰離子且併入晶格內。當A3陰離子為一價時，如在鹵素的情況下，則在晶格中可形成陽離子空位以維持電荷中性。由於在陽離子位置上的空位縮減陽離子與陰離子之間的平均距離，因此可增加晶體場強度。因此，發射曲線的峰將隨著鹵素含量增加及形成更多的陽離子空位而朝更長波長移動。發射波長與所討論電子之基態與激發態之間的能量間隙直接相關且此能量間隙轉而係由晶體場強度決定。
    在本發明之矽酸鹽基磷光體的情況下，發射波長隨著鹵素含量增加(在鹵素含量的特定範圍內)而增加為鹵素併入主體晶格內，很可能以取代方式位於氧晶格位置上之有力證據。在發明之一實施例中，A3陰離子為氟或氯。鹵素併入晶格內之額外證據係由當將磷(P)添加至組合物中時，至少在G系列磷光體的情況下，磷為A2陽離子之資料來提供。添加磷並不實質上改變發射波長，且此又證明磷表現陽離子特性且因此並不置換主體晶體中之氧。因此，磷光體添加並不顯著改變Eu2+離子周圍的晶體場(其基本上由氧位置組成)中主體材料之晶體場強度。
    Y系列磷光體包含具有式A2SiO4：Eu2+D之矽酸鹽基化合物，其中A為選自由Sr、Ca、Ba、Mg、Zn及Cd組成之群的二價金屬中之至少一者，且D為以約0.01莫耳%至20莫耳%之範圍內的量存在於磷光體中的帶負電離子。在任一磷光體中可存在一種以上二價金屬A。根據本發明實施例，D可為選自由F、Cl、Br及I組成之群的摻雜離子，但D亦可為諸如N、S、P、As及Sb之元素。矽酸鹽基磷光體經組態以吸收波長在約280 nm至約520 nm範圍內之激發輻射。
    經組態以發射波長在約460 nm至590 nm範圍內之光的例示性Y系列磷光體具有組合物(Sr1-x-yBaxCayEu0.02)2SiO4-zDz，其中0<x1.0、0<y0.8且0<z0.2。例示性Y系列磷光體之替代式為(Sr1-x-yBaxMgyEu0.02)2SiO4-zDz，其中0<x1.0、0<y0.2且0<z0.2。在一替代性實施例中，Y系列磷光體為(Sr1-x-yBaxMyEu0.02)2SiO4-zDz，其中0<x1.0，且M為Ca、Mg、An及Cd中之一或多者。在此實施例中，當M為Ca時，條件0<y0.5適用；當M為Mg時，條件0<y1.0適用，且當M為Zn或Cd時，條件0<z0.5適用。在一實施例中，摻雜劑D為F或Cl，或兩者，且在此實施例中，F或Cl中之至少某一者置換主體晶格中的氧。 O系列矽酸鹽基磷光體組合物
    O系列之磷光體包含具有式(Sr,A1)x(Si,A2)(O,A3)2+x：Eu2+之矽酸鹽基化合物，其中A1為包括鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋇(Ba)或鋅(Zn)之至少一種二價陽離子(2+離子)，或1+陽離子與3+陽離子之組合，A2為3+、4+或5+陽離子，包括硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、碳(C)、鍺(Ge)及磷(P)中之至少一者；且A3為1-、2-或3-陰離子，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)；且x為介於2.5與3.5之間(包括2.5與3.5)的任何值。與G系列磷光體相同，寫出Y系列磷光體之式以表示A1陽離子置換矽(Si)，且A3陰離子置換氧(O)。
    此等O系列矽酸鹽基磷光體的磷光體亦可由式(Sr1-xMx)yEuzSiO5一般性描述，其中M為選自由Ba、Mg及Ca組成之群的二價鹼土金屬中之至少一者，但其亦可包括其他二價元素，諸如Zn。x、y及z的值遵循以下關係：0<x0.5、2.6<y<3.3且0.001<z0.5。該磷光體經組態以發射波長大於約565 nm的光。在一些實施例中，O系列磷光體具有式Sr3EuzSiO5。在替代性實施例中，磷光體可為(Ba0.05Mg0.05Sr0.9)2.7EuzSiO5或(Ba0.075Mg0.025Sr0.9)3EuzSiO5或(Ba0.05Mg0.05Sr0.9)3EuzSiO5。在替代性實施例中，磷光體具有式(MgxSr1-x)yEuzSiO5、(CaxSr1-x)yEuzSiO5及(BaxSr1-x)yEuzSiO5，其中x及y的值遵循規則0<x1且2.6<y<3.3，且其中y與z之間的關係使得y+z約等於3。
    如由G.Blasse等人在Philips Research Reports第23卷，第1期，第1頁至第120頁中所教示，屬於系統MeSiO5(其中Me為Ca、Sr或Ba)之磷光體中之主體晶格具有晶體結構Cs3CoCl5(或與該晶體結構相關)。因此，預期本發明之O系列橙色矽酸鹽基磷光體具有類似主體晶格。
    為描述所要量的活化劑含量，O系列磷光體可由式(Sr1-xMx)yEuzSiO5一般性表示，其中銪活化劑的含量由"z"參數描述，其可在約0.001<z<0.5之範圍內。將鹵素包括於O系列磷光體內之作用可由具有式(M1-xEux)ySiO5H6z之實施例描述。在此實施例中，H為選自由F、Cl及Br組成之群的鹵素陰離子，且包括於組合物中之鹵素的量同樣由參數"z"來描述。此處，z在0<z<0.1之範圍內。 恆定色度之自行調整智慧型磷光體及其與白光照明系統重新分級的關聯
    根據本發明實施例，白色LED基照明系統包含與較寬的藍色/紫外光發射源陣列相匹配之自行調整智慧型磷光體組合物；該陣列比習知磷光體封裝之可能陣列寬。5 nm激發範圍的一實例為452.5 nm至457.5 nm，其中照明系統之所要色度可維持於x±0.01與y±0.01的較窄範圍內。在CIE圖上之產物照明的變化可在x值為約0.300±0.01，且y值為0.300±0.01之範圍內。目前，對於藍色/紫外光激發波長之每一2.5 nm變化需要至少5個等級來對彼等藍色LED晶片進行分類；且之後，在5個不同界定CIE區域中將需要另外至少5個等級來滿足本發明之白色LED的需要。當前方法需要在每一等級中，必須對亮度及電壓進行分類，因此，最終，LED封裝群具有168個等級。
    在另一實施例中，可藉由將該新穎智慧型磷光體塗佈於含有一藍色/紫外光LED晶片陣列(其可為數千個或更多)之藍色/紫外光LED晶圓上來製造白色LED晶圓，該等藍色/紫外光LED晶片陣列之峰值發射波長大於5 nm(同樣，使用例示性範圍452.5 nm至457.5 nm)。由該晶圓產生之個別白色LED晶片之CIE(x,y)值可控制在(x±0.01與y±0.01)之範圍內，同樣，在CIE圖之x為0.300±0.01且y為0.300±0.01之區域中。預期本發明之技術可適用於其中藍光/紫外光在晶圓上之變化超過約5 nm之情形，諸如在當今工業中存在的10 nm變化。
    圖1為根據正向電壓、亮度及激發波長之分類過程之示意圖，其中根據光譜輸出將自沈積晶圓切割之藍色LED晶片"重新分級"或歸類為不同等級，接著使該等等級與磷光體匹配且再次重新分級，此次重新分級係根據白光輸出之CIE區域來進行；接著根據亮度將每一CIE等級進行分類，得到總共225個等級；圖2為根據本發明實施例之例示性磷光體組合物之兩個個別磷光體的發射光譜；在曲線圖中為a)由450 nm、455 nm及460 nm之峰值發射波長處之藍色LED激發所激發的發綠光之矽酸鹽基磷光體的發射；b)由同樣的三個峰值發射波長激發的發橙色光之矽酸鹽基磷光體的發射光譜；及c)包含綠色磷光體與橙色磷光體之兩組份矽酸鹽基自行調整磷光體組合物的發射光譜；圖3為由峰值發射波長在450 nm、455 nm及460 nm處之三種不同藍色LED發射之藍光的位置以及當由彼450 nm、455 nm及460 nm光激發該智慧型磷光體組合物時由綠色/橙色"智慧型磷光體"組合物發射之光的三個位置的CIE圖；本發明實施例係基於以下意外觀測：藉由連接450 nm數據、455 nm數據及460 nm數據形成之三條線各通過同一CIE目標點(在此情況下，具有座標x=0.300與y=0.300)；圖4A及圖4B為參照在452至462範圍內之激發波長繪製之CIE色度座標(分別為x與y)的曲線圖，該數據展示例示性智慧型磷光體組合物(0.8)Sr1.025Ba0.925Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12及(0.2)Sr2.94Ba0.06Eu0.06Si1.02O5(F,Cl)0.18之CIE座標在此波長範圍內大體上恆定，任一座標之變化不超過約百分之一，而黃色磷光體Sr1.5Ba0.45Mg0.05Eu0.06Si1.03O4(F,Cl)0.12展示x之變化為百分之四且y之變化為百分之八；圖5A為提供多種磷光體之主要發射顏色的圖表，且進一步將彼等磷光體歸類為發射強度隨著激發波長增加而增加的組，及發射強度隨著激發波長增加而降低之組(及一種展示兩者均增加、中性及降低特性的情況)；圖5B為排列於行及列中之相同磷光體清單的圖表，以獲得即使在激發波長變化的情況下展示大體上恆定色度性質的磷光體對，其亦可描述為即使在由於藍色/紫外光晶片製造變化所引起的激發波長變化的情況下能夠自行調整其發射色度的磷光體對(或組合物)。
    圖6A及圖6B為三個例示性矽酸鹽基M2SiO4：Eu2+型(圖6A)綠色磷光體及三個M3SiO5：Eu2+形式(圖6B)之橙色磷光體在400 nm至500 nm(圖6A)及400 nm至約570 nm(圖6B)波長範圍內的激發光譜之集合；圖7A及圖7B為與圖6A及圖6B相同的綠色磷光體及橙色磷光體的激發光譜之集合，但係在440 nm至470 nm的激發波長範圍內繪製以展示來自所謂"A組磷光體"的例示性磷光體展示發射強度增加15%，而"B組磷光體"的代表展示在相同波長範圍內降低25%；及圖8為市售磷光體GP-4、YAG及TAG之激發光譜。
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] 一種產生照明系統之方法，其包含：接收一或多個發光源，該發光源具有一或多個在第一範圍內之電致發光參數；及施加兩相磷光體於該一或多個發光源上，其中該照明系統之色度係維持於第二範圍內。
    [2] 如請求項1之方法，其中該一或多個發光源為藍光/紫外光發光源。
    [3] 如請求項2之方法，其中該兩相磷光體之一相係經組態以發射具有隨著激發波長增加而增加之峰值波長之黃光，及該兩相磷光體之另一相係經組態以發射具有隨著激發波長增加而減少之峰值波長之黃光。
    [4] 如請求項2之方法，其中該兩相磷光體之第一相具有較該兩相磷光體之第二相較短之發光波長，其中該第一相之發光強度係隨著該激發波長增加而減少，及其中該第二相之發光強度係隨著該激發波長增加而增加。
    [5] 如請求項2之方法，其中該兩相磷光體之第一相具有較該兩相磷光體之第二相較短之發光波長，其中該第一相之發光強度係隨著該激發波長增加而減少，及其中該第二相之發光強度隨著該激發波長增加係實質上未變。
    [6] 如請求項2之方法，其中該兩相磷光體之第一相具有較該兩相磷光體之第二相較短之發光波長，其中該第一相之發光強度係隨著該激發波長增加實質上未變，及其中該第二相之發光強度隨著該激發波長增加而增加。
    [7] 如請求項1之方法，其中自該一或多個發光源發射之光的波長的範圍係自440 nm至480 nm。
    [8] 如請求項1之方法，其中自該兩相磷光體發射之光的波長的範圍係自545 nm至580 nm。
    [9] 如請求項1之方法，其中該照明系統中的該一或多個發光源為具有5 nm發射波長範圍的藍色LED。
    [10] 如請求項9之方法，其中該照明系統的CIE色彩座標係維持在x±0.01及y±0.01的範圍內。
    [11] 如請求項1之方法，其中該一或多個發光源係在包含藍光LED(晶片)陣列之晶圓上。
    [12] 如請求項11之方法，其中該兩相磷光體係塗佈於該晶圓上之該藍色LED(晶片)上，以產生藍色晶片/白色LED等級。
    [13] 如請求項1之方法，其進一步包含將複數個發光源分類為不同等級。
    [14] 如請求項13之方法，其中該分類係根據該發射光的峰值發射波長、該發射光的峰值強度及正向電壓。
    [15] 如請求項14之方法，進一步包含降低用於CIE分類所需的藍色晶片/白色LED的等級數量。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI454176B|2014-09-21|可自行調整色度之磷光體組合物
    KR101955643B1|2019-03-07|범용 백라이트 용도에서의 녹색 발광용 가넷계 인광체
    JP6609554B2|2019-11-20|青緑色蛍光体、それを含む発光素子パッケージ及び照明装置
    JP2005298817A|2005-10-27|蛍光体及びその製造方法並びに蛍光体を用いた発光装置
    EP2636718B1|2015-01-07|White light emitting device
    EP2787055A1|2014-10-08|Light emitting device
    JP2013187358A|2013-09-19|白色発光装置
    CN101502174A|2009-08-05|可自动调整色度的磷光体组合物
    US20160223147A1|2016-08-04|Light emitting device
    US20160177178A1|2016-06-23|Red phosphor, white light emitting apparatus, display apparatus, and lighting apparatus
    EP2516584B1|2018-03-07|Light emitting device having strontium/barium oxyorthosilicate type phosphors
    US8486299B2|2013-07-16|Blue phosphors, white light illumination devices and solar cells utilizing the same
    JP6959938B2|2021-11-05|オキシブロミド蛍光体およびその使用
    KR102270057B1|2021-06-25|인광체, 인광체를 함유하는 발광 디바이스, 및 인광체의 제조 방법
    US11063189B2|2021-07-13|Cyan phosphor-converted LED module
    KR102357584B1|2022-02-04|질화물 형광체, 백색 발광장치, 디스플레이 장치 및 조명장치
    KR102224069B1|2021-03-09|산질화물계 형광체
    KR101267413B1|2013-05-30|실리케이트계 형광체 및 이를 갖는 발광장치
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    WO2008020913A3|2008-08-28|
    TWI454175B|2014-09-21|
    KR20090052339A|2009-05-25|
    JP2010500444A|2010-01-07|
    KR101415956B1|2014-07-04|
    US20080036364A1|2008-02-14|
    EP2055150A2|2009-05-06|
    US20110037380A1|2011-02-17|
    US9410083B2|2016-08-09|
    US7820075B2|2010-10-26|
    EP2055150A4|2010-07-28|
    WO2008020913A2|2008-02-21|
    TWI454176B|2014-09-21|
    TW200810597A|2008-02-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    TWI655479B|2014-07-04|2019-04-01|日本顯示器股份有限公司|Surface light source device and liquid crystal display device|AU7267500A|1999-07-23|2001-02-13|Osram Opto Semiconductors Gmbh And Co. Ohg|Luminescent array, wavelength-converting sealing material and light source|
    EP1367655A4|2001-09-03|2009-05-06|Panasonic Corp|SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHT EMITTING APPARATUS, AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE|
    EP1433831B1|2002-03-22|2018-06-06|Nichia Corporation|Nitride phosphor and method for preparation thereof, and light emitting device|
    AU2003215785A1|2002-03-25|2003-10-08|Philips Intellectual Property And Standards Gmbh|Tri-color white light led lamp|
    EP1413618A1|2002-09-24|2004-04-28|Osram Opto Semiconductors GmbH|Luminescent material, especially for LED application|
    JP4274843B2|2003-04-21|2009-06-10|シャープ株式会社|Ｌｅｄデバイスおよびそれを用いた携帯電話機器、デジタルカメラおよびｌｃｄ表示装置|
    TWI250664B|2004-01-30|2006-03-01|South Epitaxy Corp|White light LED|
    US7488990B2|2004-04-02|2009-02-10|Avago Technologies Ecbu Ip Pte. Ltd.|Using multiple types of phosphor in combination with a light emitting device|
    KR100605211B1|2004-04-07|2006-07-31|엘지이노텍 주식회사|형광체 및 이를 이용한 백색 발광다이오드|
    JP4530755B2|2004-07-28|2010-08-25|株式会社東京化学研究所|橙色蛍光体|
    US7575697B2|2004-08-04|2009-08-18|Intematix Corporation|Silicate-based green phosphors|
    US20060027785A1|2004-08-04|2006-02-09|Intematix Corporation|Novel silicate-based yellow-green phosphors|
    US7601276B2|2004-08-04|2009-10-13|Intematix Corporation|Two-phase silicate-based yellow phosphor|
    US7311858B2|2004-08-04|2007-12-25|Intematix Corporation|Silicate-based yellow-green phosphors|
    KR100927154B1|2005-08-03|2009-11-18|인터매틱스 코포레이션|실리케이트계 오렌지 형광체|
    KR100666211B1|2005-09-22|2007-01-09|한국화학연구원|자외선 및 장파장 여기용 규산염계 형광체|
    US7344952B2|2005-10-28|2008-03-18|Philips Lumileds Lighting Company, Llc|Laminating encapsulant film containing phosphor over LEDs|US20030015708A1|2001-07-23|2003-01-23|Primit Parikh|Gallium nitride based diodes with low forward voltage and low reverse current operation|
    KR100655894B1|2004-05-06|2006-12-08|서울옵토디바이스주식회사|색온도 및 연색성이 우수한 파장변환 발광장치|
    US8308980B2|2004-06-10|2012-11-13|Seoul Semiconductor Co., Ltd.|Light emitting device|
    KR100665298B1|2004-06-10|2007-01-04|서울반도체 주식회사|발광장치|
    KR100665299B1|2004-06-10|2007-01-04|서울반도체 주식회사|발광물질|
    US7534633B2|2004-07-02|2009-05-19|Cree, Inc.|LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same|
    KR101258397B1|2005-11-11|2013-04-30|서울반도체 주식회사|구리 알칼리토 실리케이트 혼성 결정 형광체|
    KR101055772B1|2005-12-15|2011-08-11|서울반도체 주식회사|발광장치|
    DE102006001195A1|2006-01-10|2007-07-12|Sms Demag Ag|Verfahren zum Gieß-Walzen mit erhöhter Gießgeschwindigkeit und daran anschließendem Warmwalzen von relativ dünnen Metall-,insbesondere Stahlwerkstoff-Strängen,und Gieß-Walz-Einrichtung|
    KR100875443B1|2006-03-31|2008-12-23|서울반도체 주식회사|발광 장치|
    JP2009538536A|2006-05-26|2009-11-05|クリーエルイーディーライティングソリューションズインコーポレイテッド|固体発光デバイス、および、それを製造する方法|
    US7804147B2|2006-07-31|2010-09-28|Cree, Inc.|Light emitting diode package element with internal meniscus for bubble free lens placement|
    KR101258227B1|2006-08-29|2013-04-25|서울반도체 주식회사|발광 소자|
    JP2008135725A|2006-10-31|2008-06-12|Toshiba Corp|半導体発光装置|
    US7769066B2|2006-11-15|2010-08-03|Cree, Inc.|Laser diode and method for fabricating same|
    US7813400B2|2006-11-15|2010-10-12|Cree, Inc.|Group-III nitride based laser diode and method for fabricating same|
    US8045595B2|2006-11-15|2011-10-25|Cree, Inc.|Self aligned diode fabrication method and self aligned laser diode|
    US7692263B2|2006-11-21|2010-04-06|Cree, Inc.|High voltage GaN transistors|
    US9310026B2|2006-12-04|2016-04-12|Cree, Inc.|Lighting assembly and lighting method|
    WO2008070604A1|2006-12-04|2008-06-12|Cree Led Lighting Solutions, Inc.|Lighting device and lighting method|
    US7834367B2|2007-01-19|2010-11-16|Cree, Inc.|Low voltage diode with reduced parasitic resistance and method for fabricating|
    US7999283B2|2007-06-14|2011-08-16|Cree, Inc.|Encapsulant with scatterer to tailor spatial emission pattern and color uniformity in light emitting diodes|
    CN101743488B|2007-07-17|2014-02-26|科锐公司|具有内部光学特性结构的光学元件及其制造方法|
    RU2467051C2|2007-08-22|2012-11-20|Сеул Семикондактор Ко., Лтд.|Люминофоры на основе нестехиометрических тетрагональных силикатов меди и щелочноземельного металла и способ их получения|
    KR101055769B1|2007-08-28|2011-08-11|서울반도체 주식회사|비화학양론적 정방정계 알칼리 토류 실리케이트 형광체를채택한 발광 장치|
    US8519437B2|2007-09-14|2013-08-27|Cree, Inc.|Polarization doping in nitride based diodes|
    US9012937B2|2007-10-10|2015-04-21|Cree, Inc.|Multiple conversion material light emitting diode package and method of fabricating same|
    US9070850B2|2007-10-31|2015-06-30|Cree, Inc.|Light emitting diode package and method for fabricating same|
    US10256385B2|2007-10-31|2019-04-09|Cree, Inc.|Light emitting diepackages and related methods|
    US9287469B2|2008-05-02|2016-03-15|Cree, Inc.|Encapsulation for phosphor-converted white light emitting diode|
    US8038497B2|2008-05-05|2011-10-18|Cree, Inc.|Methods of fabricating light emitting devices by selective deposition of light conversion materials based on measured emission characteristics|
    US7858409B2|2008-09-18|2010-12-28|Koninklijke Philips Electronics N.V.|White point compensated LEDs for LCD displays|
    KR20100070731A|2008-12-18|2010-06-28|삼성전자주식회사|할로실리케이트 형광체, 이를 포함하는 백색 발광 소자|
    US7994531B2|2009-04-02|2011-08-09|Visera Technologies Company Limited|White-light light emitting diode chips and fabrication methods thereof|
    KR101078195B1|2009-06-24|2011-11-01|한국표준과학연구원|접촉힘 세기 또는 압력 세기를 감지하는 촉각센서가 구비된 조도 조절 가능한 발광다이오드 조명장치, 이를 포함하는 평판표시장치, 이를 포함하는 휴대기기 키패드 장치, 이를 포함하는 로봇 눈, 로봇 코 장치 및 이의 작동 방법|
    DE102009030205A1|2009-06-24|2010-12-30|Litec-Lp Gmbh|Leuchtstoffe mit Eu-dotierten silikatischen Luminophore|
    WO2011002509A1|2009-06-30|2011-01-06|Tiecheng Alex Qiao|Semiconductor nanocrystals used with led sources|
    US8415692B2|2009-07-06|2013-04-09|Cree, Inc.|LED packages with scattering particle regions|
    DE102009035100A1|2009-07-29|2011-02-03|Osram Opto Semiconductors Gmbh|Leuchtdiode und Konversionselement für eine Leuchtdiode|
    DE102009036621A1|2009-08-07|2011-02-10|Osram Opto Semiconductors Gmbh|Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement|
    US9713211B2|2009-09-24|2017-07-18|Cree, Inc.|Solid state lighting apparatus with controllable bypass circuits and methods of operation thereof|
    US8604461B2|2009-12-16|2013-12-10|Cree, Inc.|Semiconductor device structures with modulated doping and related methods|
    US8536615B1|2009-12-16|2013-09-17|Cree, Inc.|Semiconductor device structures with modulated and delta doping and related methods|
    WO2011077637A1|2009-12-21|2011-06-30|株式会社小糸製作所|蛍光体および発光装置|
    KR101414948B1|2010-05-25|2014-07-04|도호쿠 다이가쿠|Ｅｕ 활성화 알칼리 토류 금속 실리케이트 형광체의 제조 방법|
    KR20120061376A|2010-12-03|2012-06-13|삼성엘이디 주식회사|반도체 발광 소자에 형광체를 도포하는 방법|
    US8950892B2|2011-03-17|2015-02-10|Cree, Inc.|Methods for combining light emitting devices in a white light emitting apparatus that mimics incandescent dimming characteristics and solid state lighting apparatus for general illumination that mimic incandescent dimming characteristics|
    JP2012227397A|2011-04-20|2012-11-15|Sharp Corp|光源の製造方法、および光源|
    US8704440B2|2011-07-06|2014-04-22|Osram Sylvania Inc.|LED lighting device having a phosphor composition|
    JP2013067710A|2011-09-21|2013-04-18|Dexerials Corp|被覆蛍光体の製造方法、被覆蛍光体及び白色光源|
    KR20150035742A|2012-07-20|2015-04-07|미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤|발광 장치, 파장 변환 부재, 형광체 조성물 및 형광체 혼합물|
    JP2014168051A|2013-01-29|2014-09-11|Citizen Holdings Co Ltd|発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法|
    JP6081235B2|2013-03-07|2017-02-15|株式会社東芝|白色発光装置|
    JP6204839B2|2013-10-04|2017-09-27|三菱ケミカル株式会社|発光装置、及び波長変換部材|
    WO2015074603A1|2013-11-25|2015-05-28|四川新力光源股份有限公司|提高led光源良率的方法、荧光粉及led光源|
    KR101476217B1|2014-05-28|2014-12-24|엘지전자 주식회사|황색 발광 형광체 및 이를 이용한 발광 소자 패키지|
    JP6745265B2|2014-10-31|2020-08-26|ルミレッズ ホールディング ベーフェー|温度安定フラックスと飽和赤色ポイントを用いた蛍光変換ｌｅｄ|
    US10066160B2|2015-05-01|2018-09-04|Intematix Corporation|Solid-state white light generating lighting arrangements including photoluminescence wavelength conversion components|
    US10921697B2|2018-04-26|2021-02-16|Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd.|Wavelength conversion element, phosphor wheel, light source device, and projection display apparatus|
    WO2021153827A1|2020-01-31|2021-08-05|엘지전자 주식회사|컬러휠|
    法律状态:
    2018-06-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US83717806P| true| 2006-08-10|2006-08-10||
    US11/805,808|US7820075B2|2006-08-10|2007-05-23|Phosphor composition with self-adjusting chromaticity|
    [返回顶部]