本發(fā)明的實(shí)施方案包括透明材料，諸如玻璃，其包含金屬，例如鉍；布置在所述透明材料中的發(fā)光材料(例如氮化物磷光體)的顆粒；以及布置在發(fā)光材料的顆粒上的涂層。形成涂層以防止發(fā)光材料的顆粒與金屬之間的反應(yīng)。涂層可以是二氧化硅。

背景

半導(dǎo)體發(fā)光裝置，包括發(fā)光二極管(LED)、諧振腔發(fā)光二極管(RCLED)、垂直腔激光二極管(VCSEL)和邊發(fā)射激光器，是當(dāng)前可用的最有效的光源之一。目前在制造能夠跨可見光譜操作的高亮度發(fā)光裝置中感興趣的材料系統(tǒng)包括III-V族半導(dǎo)體，特別是鎵、鋁、銦和氮的二元、三元和四元合金，也稱為III-氮化物材料。典型地，通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技術(shù)，在藍(lán)寶石、碳化硅、III-氮化物或其它合適的基材上外延生長不同組成和摻雜劑濃度的半導(dǎo)體層的堆疊，制造III-氮化物發(fā)光裝置。該堆疊通常包括在基材上形成的摻雜有例如Si的一個或多個n型層、在一個或多個n型層上形成的在有源區(qū)中的一個或多個發(fā)光層、以及在有源區(qū)上形成的摻雜有例如Mg的一個或多個p型層。在n型區(qū)和p型區(qū)上形成電接觸。

發(fā)光裝置(如LED)通常與波長轉(zhuǎn)換材料(如磷光體)組合。這樣的裝置通常稱為磷光體轉(zhuǎn)換的LED或PCLED。

附圖簡述

圖1說明布置在透明基質(zhì)中的兩種經(jīng)涂布的波長轉(zhuǎn)換顆粒。

圖2說明用于形成圖1的結(jié)構(gòu)的方法。

圖3、4、5、6和7說明用于在波長轉(zhuǎn)換顆粒上形成二氧化硅涂層的硅前體。

圖8是LED的橫截面視圖。

圖9是具有與LED直接接觸的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的裝置的橫截面視圖。

圖10是具有與LED極接近的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的裝置的橫截面視圖。

圖11是具有與LED分開間隔的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的裝置的橫截面視圖。

詳細(xì)描述

本發(fā)明的實(shí)施方案包括波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其可以與半導(dǎo)體發(fā)光裝置(如LED)一起使用。波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以含有一種或多種波長轉(zhuǎn)換或發(fā)光材料，并且可以包括或不包括其它非波長轉(zhuǎn)換材料。為了節(jié)約語言，波長轉(zhuǎn)換材料在本文中可以稱為磷光體，盡管可以使用任何合適的波長轉(zhuǎn)換材料，并且本發(fā)明的實(shí)施方案不限于磷光體。因此，如本文所使用的，磷光體可以一般地指任何合適的波長轉(zhuǎn)換材料或者可以具體地指磷光體。類似地，為了節(jié)約語言，半導(dǎo)體裝置在本文中可以稱為LED，盡管可以使用任何合適的光源或半導(dǎo)體裝置，并且本發(fā)明的實(shí)施方案不限于LED。因此，如本文所用的，LED可以一般地指任何合適的半導(dǎo)體裝置或者可以具體地指LED。

波長轉(zhuǎn)換材料可以形成為與光源分開形成并且可以與光源分開處理的結(jié)構(gòu)，諸如預(yù)制的玻璃或瓷磚，或者可以形成為與光源原位形成的結(jié)構(gòu)，諸如在光源上或上方形成的共形涂層或其它涂層。有時，優(yōu)選與光源分開形成的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)楣庠床槐┞队谛纬刹ㄩL轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)所需的條件(例如，可能損壞光源的增加的壓力或溫度)。

預(yù)制的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一個實(shí)例是嵌入玻璃中的粉末磷光體或其它波長轉(zhuǎn)換材料。只有氧化物磷光體(如嵌入玻璃基質(zhì)中的石榴石)是市售可得的，這是因?yàn)橥ǔＪ褂玫牡腿埸c(diǎn)Bi玻璃可能與氮化物磷光體反應(yīng)，當(dāng)嵌入玻璃中時不可接受地降低氮化物磷光體的效率。特別地，在氮化物磷光體表面處存在的胺和羥基基團(tuán)在玻璃熔融條件下可以與Bi(III)反應(yīng)，將Bi(III)還原為Bi(0)，以形成氮?dú)夂徒饘巽G。在圍繞磷光體晶粒的玻璃基質(zhì)中的Bi(0)納米顆粒引起玻璃變色。在氮化物磷光體顆粒上的天然氧化物層，或通過例如在US8287759B2中要求保護(hù)的方法產(chǎn)生的較厚的氧化物層不足夠厚或致密以作為Bi(III)還原阻擋層。