专利名称：荧光体、包覆所述荧光体的方法以及制造发光设备的方法
技术领域：
本发明涉及荧光体，特别地，本发明涉及包覆荧光体的方法。
背景技术：
发光二极管(LED)是将电流转变成光的半导体发光元件。LED能够产生具有高水平亮度的光，且可以被用作许多不同类型的装置中的光源。
将参考下列附图对实施方案进行详细说明，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中图1为根据本文中所广泛描述的实施方案对荧光体进行包覆的方法的流程图；图2为可用于图1中所示方法中的示例性荧光体核的照片；图3为使用图1中所示方法包覆的示例性荧光体的照片；图4为使用图1中所示方法包覆的荧光体的发光特性的图；图5为根据本文中所广泛描述的实施方案制造发光设备的方法的流程图；和图6为使用图5中所示方法的示例性发光设备的截面图。
具体实施例方式在下列描述中，当一个层(或膜)、区域、图案或结构被称为在另一个基板、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个垫、或另一个图案“之上”或“之下”时，它可以“直接”或 “间接”地位于其他基板、层(或膜)、区域、垫或图案的上方或下方，或者也可以存在一个或多个插入层。可参考附图对这种位置进行说明。为了方便或清楚，在附图中所示的各个层的厚度和尺寸可以被放大、省略或示意性绘出。另外，元件的尺寸可能不会基本地反映真实尺寸。在如图1中所示对荧光体进行包覆的方法中，可提供荧光体核(步骤S101)，并可以在第一溶液或混合物中对所述荧光体核进行第一搅拌或混合(步骤S103)。所述第一溶液或混合物可包含例如第一聚合物和第一溶剂。所述荧光体核可以为例如硫化物荧光体。这种硫化物荧光体可以为例如CaS Eu2+、 SrS = Eu2+或合适的其他硫化物。在替代实施方案中，这种硫化物荧光体可以选自CaS = Eu2+ 和SrS:Eu2+。所述第一聚合物可包含例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA(聚乙烯醇)、 PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或合适的其他聚合物。在替代实施方案中，所述第一聚合物可包含选自PMMA、PVA和PVB中的至少一种。所述第一溶剂可包含极性溶剂如醇或合适的其他溶剂。可在预定的第一温度下实施第一搅拌或混合工艺并持续预定的第一时间，例如在60°C 70°C的预定第一温度下持续2小时 4小时的预定第一时间。在特定实施方案中，可以在65°C的预定第一温度下实施所述第一搅拌或混合工艺并持续3小时的预定第一时间。温度和时间的其他组合可能也是合适的。 然后，可以对已经进行了第一搅拌工艺的第一溶液实施老化工艺(步骤S105)。可在预定老化温度如室温、例如15°C 30°C下实施老化工艺并持续预定的老化时间如1小时 2小时。所述温度范围可以为20°C 25°C。特别地，在老化工艺中，可以在预定老化温度下将已经进行了第一搅拌工艺的第一溶剂保持预定的老化时间，从而使与聚合物核的包覆层相关的化学反应充分进行并获得期望的包覆性能。随后，可以向已经进行了第一搅拌或混合工艺和老化工艺的第一溶液中添加第二聚合物和第二溶剂，并可以对制得的第二溶液实施第二搅拌或混合工艺(步骤S107)。所述第二聚合物可包含例如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA (聚乙烯醇)、PVB (聚乙烯醇缩丁醛)或合适的其他聚合物。所述第二溶剂可包含极性溶剂如醇或合适的其他溶剂。可在例如60°C 70°C的第二预定温度下实施第二搅拌或混合工艺并持续例如9小时 12小时的第二预定时间。在特定实施方案中，可在65°C的预定第二温度下实施所述第二搅拌或混合工艺并持续10小时的预定第二时间。温度和时间的其他组合可能也是合适的。在特定实施方案中，所述第二聚合物可包含与所述第一聚合物的材料相同的材料，从而可以在荧光体上均勻包覆相同的聚合物。然而，在替代实施方案中，所述第二聚合物可包含与所述第一聚合物的材料不同的材料。类似地，所述第二溶剂可包含与所述第一溶剂的材料相同的材料，或者作为替代，所述第二溶剂可包含与所述第一溶剂的材料不同的材料。可以在所述第一和第二搅拌或混合工艺之间实施老化工艺，从而可以在所述荧光体上平滑地包覆聚合物。然后，可以对已经实施了第二搅拌工艺的第二溶液进行干燥，从而制造包覆有聚合物的荧光体(步骤S109)。可以在例如75°C 85°C的预定干燥温度下实施干燥工艺。在特定实施方案中，可以在80°C的预定干燥温度下实施干燥工艺并持续足以干燥溶液的预定干燥时间。在特定实施方案中，当实施干燥时，还可以实施声处理工艺，同时将温度保持在预定干燥温度下。在第一 /第二搅拌或混合工艺期间，可使用多种不同的方法对荧光体核进行搅拌、旋转或混合而形成第一 /第二溶液或混合物。例如，可以在合适速度下在预定第一 /第二温度下对所述第一/第二溶液或混合物进行离心分离并持续预定的第一/第二时间。对指定组分进行搅拌或混合的其他方式可能也是合适的。以这种方式，可获得根据本文中所广泛描述的实施方案利用聚合物包覆的荧光体。在特定实施方案中，以这种方式包覆的荧光体可包含硫化物荧光体核和在所述硫化物荧光体核的表面上包覆的聚合物。在特定实施方案中，所述硫化物荧光体可以为CaS:Eu2+、Srs:Eu2+、或合适的其他硫化物荧光体，且所述聚合物可包含PMMA、PVA、PVB或合适的其他聚合物。在替代实施方案中，所述荧光体核可包含选自Cas Eu2+和Srs Eu2+中的至少一种。在如上所述包覆有聚合物的硫化物荧光体中，与可能更易于与周围材料反应的未包覆的硫化物荧光体相比，所述聚合物包覆层可使得硫化物荧光体核与周围材料之间的反应稍微受控。例如，可以将硫化物荧光体分布在包含在发光元件上提供的树脂的成形构件或填
4料中。可以将发光元件设置在主体上，或者可以将其电连接至一个或多个电极层。在这种布置中，未包覆的硫化物荧光体可能与电极层反应。另外，未包覆的硫化物荧光体可能与包含在使用其反射性能的设备中的金属材料反应。例如，如果在发光元件中包含金属材料如银(Ag)，则未包覆的硫化物荧光体会与银反应。相反，如本文中所具体化和广泛描述的包覆有聚合物的荧光体可防止荧光体核与周围材料如上述实例中所述的银发生反应。图2为示例性的未包覆的荧光体核的照片，且图3为根据本文中所具体化和广泛描述的方法的示例性包覆荧光体的照片。通过各种不同的因素如有源层的结构、能够有效将光提取至外部的光提取结构、 用于LED中的半导体材料、荧光体的材料、芯片尺寸、包围LED的成形构件或填料的类型以及大量其他因素，可影响LED的各种特性如LED的亮度。如图2和3中所示，根据本文中所广泛描述的实施方案使用包覆荧光体的方法可将聚合物附着至荧光体核的基本上整个表面上。可将这种聚合物均勻附着至荧光体核的外表面上，从而可对荧光体的比重进行控制。 这可以使荧光体均勻地分布在包含如上所述树脂的成形部件或填料中，从而可对通过含有这种荧光体的成形部件或填料而发射的光的一种或多种特性进行稳定控制。图4为使用上述方法利用聚合物包覆的荧光体的发光特性的图。如图4中所示， 包覆有聚合物的荧光体的发光特性与未包覆的荧光体的发光特性类似或基本相同。如图 4中所示，所述包覆荧光体可在约500nm 约675nm的波段内发光，且可发射主波段在约 550nm 约660nm范围内的光。因此，荧光体核的包覆层对强度具有很小的影响至没有影响，同时可提高其他特性如反射性。可将本文中所具体化和广泛描述的包覆荧光体应用于发光元件和/或发光元件组件(package)中。这种发光元件组件可包含至少一种发光元件如发光二极管。这种发光元件组件可还包含至少一种荧光体层。图5为根据本文中所广泛描述的实施方案制造发光设备的方法的流程图。如图5中所示，提供了荧光体核(步骤S501)，并在包含第一聚合物和第一溶剂的第一溶液或混合物中进行第一搅拌或混合(步骤S503)。所述荧光体核可以为例如硫化物荧光体。所述硫化物荧光体可以为CaS:Eu2+、 SrS:Eu2+或合适的其他硫化物荧光体。在特定实施方案中，所述荧光体核包含选自CaS = Eu2+ 和SrS:Eu2+中的至少一种。另外，所述第一聚合物可包含PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、 PVA(聚乙烯醇)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或合适的其他聚合物。所述第一溶剂可包含极性溶剂如醇或合适的其他溶剂。可在例如60°C 70°C的预定第一温度下实施所述第一搅拌或混合工艺并持续例如2小时 4小时的预定第一时间。在特定实施方案中，可在65°C的预定第一温度下实施所述第一搅拌或混合工艺并持续3小时的预定第一时间。温度和时间的其他组合可能也是合适的。然后，对已经进行了第一搅拌或混合工艺的第一溶液或混合物实施老化工艺(步骤S505)。可在预定老化温度如常温或室温，例如15°C 30°C下实施老化工艺并持续预定的老化时间如1小时 2小时。温度和时间的其他组合可能也是合适的。随后，向已经进行了第一搅拌或混合工艺和老化工艺的第一溶液或混合物中添加第二聚合物和第二溶剂，并可以对制得的第二溶液或混合物实施第二搅拌或混合工艺(步骤 S507)。
所述第二聚合物可包含例如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA (聚乙烯醇)、PVB (聚乙烯醇缩丁醛)或合适的其他聚合物。所述第二溶剂可包含例如极性溶剂如醇或合适的其他溶剂。可在例如60°C 70°C的预定第二温度下实施第二搅拌或混合工艺并持续例如9 小时 12小时的预定第二时间。在特定实施方案中，可在65°C的第二预定温度下实施所述第二搅拌或混合工艺并持续10小时的第二预定时间。所述第二聚合物可包含与所述第一聚合物的材料相同的材料，从而可以在荧光体上均勻包覆相同的聚合物。在替代实施方案中，所述第二聚合物可包含与所述第一聚合物的材料不同的材料。类似地，所述第二溶剂可包含与所述第一溶剂的材料相同的材料，或者所述第二溶剂可包含与所述第一溶剂的材料不同的材料。然后，通过对已经实施了第二搅拌或混合工艺的第二溶液进行干燥，可获得包覆有聚合物的荧光体(步骤S509)。可以在例如75°C 85°C的预定干燥温度下实施干燥工艺。在特定实施方案中，可以在例如80°C的预定干燥温度下实施干燥工艺并持续足以干燥第二溶液或混合物的预定干燥时间。另外，可以在实施干燥的同时实施声处理工艺。如上所述，所述硫化物荧光体可以为CaS:Eu2+、SrS:Eu2+、或合适的其他硫化物荧光体，且所述聚合物可包含PMMA、PVA, PVB或合适的其他聚合物。其他组合可能也是合适的。然后，可以在发光元件上提供包覆的荧光体(步骤S511)。下文中，将参考图6对包括含这种包覆的荧光体的这种发光元件的示例性发光设备进行说明。图6中所示的发光设备可包含主体20、第一和第二电极层31和32、设置在主体20 中并电连接至第一和第二电极层31和32的发光元件1、以及包围所述发光元件1的成形构件或填料40。所述主体20可包含硅、合成树脂、金属材料或合适的其他材料。所述主体20可包含在发光元件1周围形成的倾斜表面。所述第一和第二电极层31和32可相互电绝缘而向发光元件1供电。另外，所述第一和第二电极层31和32可反射发光元件1所发射的光，从而提高效率并驱散发光元件 1所产生的热。可在主体20上、在第一和第二电极层31和32上或合适的其他位置上安装发光元件1。在特定实施方案中，可通过导线50将发光元件1电连接至第一和第二电极层31 和32。在替代实施方案中，可使用例如倒装接合模式、晶片接合模式或合适的其他布置将发光元件1电连接至第一和第二电极层31和32上。所述成形构件或填料40可包围发光元件1。另外，所述成形构件或填料40可包含荧光体42，所述荧光体42可在发光元件1发射的光通过其时对所述光的波长产生影响。在这种实施方案中，可利用聚合物42b对设置在成形构件40中的荧光体42进行包覆，从而可以对含硫化物的荧光体核4 与周围材料之间的反应进行控制。在这种实施方案中，可以在荧光体核42a的圆周处基本上均勻地形成聚合物42b， 从而可以对荧光体42的比重进行控制，使得当在发光元件1上对荧光体42进行成形时可将荧光体42均勻分布在含树脂的填料40内。因此，可以将荧光体42均勻分布在填料40 的所有各处，从而可对由含这种荧光体42的填料40所发射的光的一种或多种特性进行稳定控制。含聚合物42b的荧光体42可防止荧光体核42a与第一和第二电极层31和32发生反应。在这种实施方案中，在荧光体核4 上包覆聚合物42b，从而可对含硫化物的荧光体核4 与周围材料之间的反应进行控制。示例性发光设备可包含发射蓝光的发光元件和黄色荧光体，从而从发射的蓝光中提供白光。然而，由于缺少绿色和红色光谱，所以这种白光发射设备可能不总是足以表现物体的天然色。通过防止荧光体核4 与周围材料发生反应，发射从蓝光到红光的可见光的 UV发光元件和如上所述包含利用荧光体42b包覆的荧光体核4 的荧光体42可产生接近天然色的白光。因此，可提供在UV发光元件上设置红色、绿色和蓝色荧光体的发光设备，其中防止各种荧光体42与周围材料发生反应并可提供接近白色的白光。本发明提供了荧光体、包覆这种荧光体的方法以及制造含这种荧光体的发光元件的方法。如本文中所具体化和广泛描述的对荧光体进行包覆的方法可包括准备荧光体核、在含第一聚合物和第一溶剂的第一溶液中对荧光体核进行第一次搅拌、对所述第一溶液进行老化、在通过向所述第一溶液中添加第二聚合物和第二溶剂而得到的第二溶液中对所述荧光体核进行第二次搅拌、并通过对所述第二溶液进行干燥而获得包覆有聚合物的荧光体。如本文中所具体化和广泛描述的制造发光设备的方法可包括准备荧光体核、在含第一聚合物和第一溶剂的第一溶液中对荧光体核进行搅拌、对所述第一溶液进行老化、 在通过向所述第一溶液中添加第二聚合物和第二溶剂而得到的第二溶液中对所述荧光体核进行第二次搅拌、通过对所述第二溶液进行干燥而获得包覆有聚合物的荧光体、以及在发光元件上放置包覆有聚合物的荧光体。在特定实施方案中，荧光体可包括含硫化物的荧光体核、以及包覆在所述荧光体核表面上的聚合物。在本说明书中对于“一个实施方案”、“一个实施方案”、“实例实施方案”等的任何引用均意味着连同所述实施方案描述的特殊特征、结构或特性被包含在本文中所广泛描述的至少一个实施方案中。这种短语在说明书中多处出现不必都指向同一实施方案。此外， 当连同任一实施方案描述特殊特征、结构或特性时，认为连同所述实施方案中的其它实施方案来影响这种特征、结构或特性也在本领域技术人员的范围内。尽管已经参考其多个示例性实施方案对实施方案进行了描述，但应当理解，本领域的技术人员可以设计许多会落入本公开原理的主旨和范围内的其它修改和实施方案。更特别地，在本公开内容、附图和所附权利要求书的范围内，在主题组合布置的组成部分和/ 或布置中的各种变化和修改都是可能的。对于本领域的技术人员来说，除了组成部分和/ 或布置中的变化和修改之外，替代用途也将是显而易见的。
权利要求
1.一种包覆荧光体的方法，所述方法包括对在包含第一聚合物和第一溶剂的第一混合物中的荧光体核进行混合； 对所述第一混合物进行老化；将第二聚合物和第二溶剂混入到所述第一混合物中以制造第二混合物；以及对所述第二混合物进行干燥以制造包覆的荧光体。
2.权利要求1的方法，其中所述荧光体核包含硫化物。
3.权利要求2的方法，其中所述荧光体核包含CaS= Eu2+或SrS = Eu2+中的至少一种。
4.权利要求1的方法，其中在第一预定温度下将所述第一混合物中的荧光体核混合第一预定时间包括在约60°C 约70°C的温度下将所述第一混合物中的荧光体核搅拌约2 4小时。
5.权利要求1的方法，其中在第二预定温度下将所述第二混合物中的荧光体核搅拌第二预定时间包括在约60°C 约70°C的温度下将荧光体核搅拌约9 12小时。
6.权利要求1的方法，其中所述第一聚合物包含PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA(聚乙烯醇)或PVB (聚乙烯醇缩丁醛)中的至少一种。
7.权利要求1的方法，其中所述第二聚合物包含PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA(聚乙烯醇)或PVB (聚乙烯醇缩丁醛)中的至少一种。
8.权利要求1的方法，其中所述第一聚合物包含与所述第二聚合物的材料相同的材料。
9.权利要求1的方法，其中所述第一溶剂为极性溶液。
10.权利要求1的方法，其中所述第二溶剂为极性溶液。
11.权利要求1的方法，其中所述第一溶剂包含与所述第二溶剂的材料相同的材料。
12.权利要求1的方法，其中在预定干燥温度下将所述第二混合物干燥预定的干燥时间包括在约75°C 约85°C的温度下对所述第二混合物进行干燥，并在对所述第二混合物进行干燥的同时实施声处理工艺。
13.权利要求1的方法，其中在预定老化温度下将所述第一混合物老化预定的老化时间包括在约15°C 30°C的温度下将所述第一混合物老化1小时 2小时的时间。
14.一种制造发光设备的方法，所述方法包括将通过权利要求1 13中任一项的方法获得的包覆有聚合物的荧光体应用于发光元件。
15.一种荧光体，其包含 包含硫化物的荧光体核；和通过权利要求1 13中任一项所述的方法包覆在所述荧光体核表面上的聚合物。
全文摘要
本发明公开了一种荧光体、包覆所述荧光体的方法以及制造发光设备的方法。所述包覆荧光体的方法包括准备荧光体核；在包含第一聚合物和第一溶剂的第一溶液中对荧光体核进行第一次搅拌；对所述第一溶液进行老化；对通过向所述第一溶液中添加第二聚合物和第二溶剂而得到的第二溶液中的荧光体核进行第二次搅拌；以及通过对所述第二溶液进行干燥而获得包覆有聚合物的荧光体。
文档编号H01L33/50GK102212362SQ20111008011
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者安重仁 申请人:Lg伊诺特有限公司