CZ304579B6 - Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby - Google Patents
Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304579B6 CZ304579B6 CZ2013-301A CZ2013301A CZ304579B6 CZ 304579 B6 CZ304579 B6 CZ 304579B6 CZ 2013301 A CZ2013301 A CZ 2013301A CZ 304579 B6 CZ304579 B6 CZ 304579B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- luminophore
- monocrystalline
- single crystal
- chip
- diode according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 107
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 17
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005231 Edge Defined Film Fed Growth Methods 0.000 abstract description 5
- 101150054685 GDI2 gene Proteins 0.000 abstract 2
- 101150029893 AMIGO3 gene Proteins 0.000 abstract 1
- 101100275770 Caenorhabditis elegans cri-3 gene Proteins 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 description 30
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 21
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 18
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 15
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010011469 Crying Diseases 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- YUZILKLGVPUFOT-YHPRVSEPSA-L disodium;5-[(6-anilino-4-oxo-1h-1,3,5-triazin-2-yl)amino]-2-[(e)-2-[4-[(6-anilino-4-oxo-1h-1,3,5-triazin-2-yl)amino]-2-sulfonatophenyl]ethenyl]benzenesulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C=1C=C(\C=C\C=2C(=CC(NC=3NC(NC=4C=CC=CC=4)=NC(=O)N=3)=CC=2)S([O-])(=O)=O)C(S(=O)(=O)[O-])=CC=1NC(N1)=NC(=O)N=C1NC1=CC=CC=C1 YUZILKLGVPUFOT-YHPRVSEPSA-L 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012053 enzymatic serum creatinine assay Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- -1 phosphor aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/28—Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Dioda s monokrystalickým luminoforem umístěným nad čipem vybraným ze skupiny InGaN, GaN nebo AlGaN, spočívá v tom, že monokrystalický luminofor (21) je vytvořen z monokrystalického ingotu (51), na bázi matric LuYAG a/nebo YAP a/nebo GGAG dotovaných atomy vybranými ze skupiny Ce.sup.3+.n., Ti.sup.3+.n., Cr.sup.3+.n., Eu.sup.2+.n., Sm.sup.2+.n., B.sup.3+.n., C, Gd.sup.3+.n.nebo Ga.sup.3+.n.vypěstovaných z taveniny metodou Czochralski, HEM, Bardgasarov, Kyropoulos, nebo EFG, přičemž atomy Lu.sup.3+.n., Y.sup.3+.n.a Al.sup.3+.n.mohou být v matrici nahrazeny až do výše 99,9 % hmotn. atomy B.sup.3+.n., Gd.sup.3+.n.nebo Ga.sup.3+.n.. Složení a způsob výroby luminoforu (21), úprava a tvar jeho povrchu a konstrukce celé diody zajišťují výstup konvertovaného záření ve směru od vlastního InGaN čipu (13) diody směrem k osvětlovanému předmětu a omezují efekt totálního odrazu na rozhraní monokrystalický luminofor (21) a enkapsulant (31), nebo monokrystalický luminofor (21) a vnější prostředí (44).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká výkonných diod emitujících bílé světlo s příkonem nad 0,5 W a světelným tokem nad 40 lm při využití technologie luminoforů ke konverzi záření. Vynález se dále týká optimalizace monokrystalického luminoforu, jeho složení a tvaru, technologie jeho výroby a konstrukčního uspořádání diody.
Dosavadní stav techniky
Konstrukce standardních diod emitujících bílé světlo (také jen „W-LED“), nedovoluje přímo emitovat bílé světlo, ale je založena na skládání modré (maximum 450 až 470 nm) a žluté (maximum 550 nm), případně červené složky barevného spektra (patent EP 0 936 682 a US 6 600 175). V nejběžnějším uspořádání se jedná o strukturu s InGaN čipem s kvantovými jamami, emitující modré světlo s emisním maximem mezi 455 až 470 nm, kvantová účinnost čipu přitom klesá k delším vlnovým délkám a rostoucím podílem ImN v čipu. Žlutá komponenta je získána částečnou downkonverzí modrého světla emitovaného čipem pomocí fluorescenčního materiálu, tzv. „luminoforu“. Vzhledem ke svým mimořádným vlastnostem je jako luminoforu ve většině aplikací užíváno (Yi_aGda)3(Ali_bGab)50i2:Ce3+, kde 0<a<l, 0<b<l, - yttritohlinitý granát dopovaný cerem, případně i galiem nebo gadoliniem, (dále jen YAG:Ce). Fotony modrého světla absorbované v tomto materiálu jsou až se 100% účinností konvertovány díky Stokesovu posuvu na fotony s nižší energií a emisním peakem u 550 nm (patent EP 0 936 682). Množství konvertovaných modrých fotonů je přímo úměrné koncentraci atomů Ce3+ v materiálu.
Všechny tyto luminofory jsou nad diodou aplikovány ve formě vrstvy prášku nebo polykrystalické keramiky o zrnitosti stovek nanometrů až desítek mikrometrů (US/ 8 133 461, WO /2008/051 486 Al). Luminofor může být umístěn buď v tenké vrstvě přímo nad InGaN čipem, nebo být rozptýlen v epoxidové či silikonové optice nad čipem. Klíčové je zde rovnoměrné rozmístění luminoforu v závislosti na vyzařovacím úhlu modrého světla z čipu, aby byla zachována barevná homogenita výsledného světla.
Při depozici světlo-konvertujícího luminoforu je klíčové udržet homogenní rozložení luminoforu tak, aby barevná teplota záření nebyla závislá na úhlu vyzařování. Běžně používaný práškový luminofor ovšem ve všech uvedených případech trpí množstvím nedostatků, jako je backscattering, teplotního zhášení, tepelná degradace.
Backscattering, neboli jev zpětného rozptylu záření na zrnech luminoforu o velikosti nad 500 nm, způsobuje významný pokles intenzity záření v žádoucím směru. V důsledku Rayleighova rozptylu záření na zrnech luminoforu o velikosti menší, než je vlnová délka záření, dochází k odklonu fotonů do různých směrů a to i zpět v nežádoucím směru k čipu. Pokud je množství těchto rozptylových center velké, je intenzita zpětně odraženého záření již nezanedbatelná a může se pohybovat v desítkách procent celkové intenzity. Zpětně odražené záření se následně absorbuje v jednotlivých částech diody a přispívá tak k jejímu dalšímu zahřívání. Tento jev lze omezit zmenšením velikosti zrn na velikost menší, než je vlnová délka záření, čímž se pro jednotlivé fotony stávají neviditelnými a světlo jimi může snáze prostupovat. Se zmenšujícím rozměrem prášků ovšem dochází ke snížení konverzní účinnosti luminoforu vlivem rostoucího vlivu defektů na povrchu jednotlivých zrn.
Významným problémem standardních diod je zahřívání čipu a luminoforu v průběhu provozu. Teplo generuje jednak vlastní InGaN čip, jehož účinnost je okolo 30 %, jednak vzniká v luminoforu při konverzi záření k delším vlnovým délkám při Stokesovu posuvu. Luminofor může být lokálně vystaven teplotě až 200 °C, v důsledku čehož dochází ke snížení luminiscenční účinnosti
- 1 CZ 304579 B6 luminoforu (poměr absorbovaných modrých a emitovaných žlutých fotonů), tzv. tepelné zhášení luminoforu. Zhášení se projevuje nejvíce u luminoforu s nejmenšími velikostmi zrn. Vnitřní část zrn je monokrystalická, ale na jejich povrchu se vyskytuje množství defektů a souvisejících povrchových poruch mřížkové struktury, pocházejících jak z opracování, tak z přirozené povahy materiálu. Tyto poruchy působí jako nezářivá rekombinační centra, která výrazně snižuje konverzní účinnost luminoforu. Zhášení luminoforu se projevuje u koncentrace více než 0,5 at% Ce3+ v matrici YAG. Vyšší koncentrace Ce3+ se přitom užívají ke snížení objemu práškového luminoforu a omezení vlivu backscatteringu.
Zároveň zvýšená teplota znatelně zvyšuje tepelnou degradaci jednotlivých částí diody. Nejběžněji používané materiály enkapsulantů a čoček výkonných W-LED silikonové polymery jsou poměrně stabilní. Přesto postupně vlivem tepla dochází k rozpadu materiálu enkapsulantu a tvorbě opticky aktivních defektů na hranici mikrokrystalického zrna luminoforu a enkapsulantu. Tyto defekty ve výsledku přispívají ke snížení celkového vyzářeného výkonu a dalšímu zahřívání diody.
Jedním z řešení problémů s generací teplaje takzvaný „remote phosphor“ (WO2010 / 143 086 Al; EP 2 202 444; WO / 2012/092 175 Al; WO / 2009/134 433 A3), kdy je konverzující materiál prášku luminoforu rozptýlen na větší ploše a umístěn mimo přímý kontakt s InGaN čipem. Například je v tenké vrstvě deponován na opticky propustnou destičku umístěnou ve svazku modrého světla emitovaného čipem nebo umístěn na vnitřní stěny vnějšího obalu žárovky tak, že alespoň část modrého záření je konvertována k delším vlnovým délkám.
Řešením hlavních nedostatků práškových a polykrystalických keramických materiálů je užití transparentního monokrystalického luminoforu. Monokrystalická vrstva také výrazně snižuje rozptyl záření v porovnání s polykrystalickým luminoforem a zároveň zcela odpadá vliv nežádoucího backscaterringu. V patentových spisech (WO 2009/126 272) firmy CREE je popsáno použití monokrystalických vrstev luminoforu Y3Al50i2:Ce3+, Tb3 xRExOi2:Ce3+ nebo Sr2.x.yBaxCaySiO4:Eu, připravených epitaxními metodami nebo metodou vytahování rotujícího krystalu z taveniny, a to jak přímo na InGaN čipu, tak na substrátu z něhož je následně nad InGan čip přenesen. V případě patentu (WO 2009/126 272) je monokrystalický luminofor vždy pevně spojen s čipem tak, aby se dosáhlo lepšího vyvázání generovaného záření z čipu s indexem lomu více než 2,4. V případě přechodu záření přímo do monokrystalického luminoforu s indexem lomu minimálně 1,7 lze z čipu získat více záření, než při běžně používanému enkapsulantu, který má index lomu 1,4 až 1,6.
Tloušťka epitaxní vrstvy, připravené metodami Liquid Phase Epitaxy (LPE) je ovšem limitována několika desítkami mikrometrů a pro dostatečnou absorpci záření z čipu musí být vrstva silně dopována Ce3+, vzhledem k velikosti atomu ceru, je ovšem vysoká koncentrace dopantu provázena zvýšeným růstem defektů, snižujících luminiscenční účinnost výsledné vrstvy. Patentový spis (WO 2009/126 272) popisuje také možnost dopace luminoforu několika různými dopanty v několika regionech nad vlastním InGaN čipem, tak aby bylo dosaženo různými dopanty v několika regionech nad vlastním InGaN čipek, tak aby bylo dosaženo lepšího barevného podání výsledné bílé diody díky emisi širšího barevného spektra.
V patentovém spisu (WO 2009/126272) je specifikováno užití kruhových monokrystalických destiček o tloušťce 0,5 až 1 mm a o průměr 6 mm jako luminoforu. Povrch luminoforu může být broušen, texturován nebo planarizován. Pro dosažení prostorově homogennějšího barevného podání, jsou dle patentového spisu WO 2009/126272 do vlastního luminoforu nebo enkapsulujícího materiálu přidány cizí částice, sloužící jako rozptylová centra, typ použitelného materiálu není ovšem ani v jednom případě specifikován. Monokrystalický luminofor přitom vždy alespoň částečně překrývá čip a část záření je přes něj konvertována.
Dále je v tomto patentovém spisu (WO 2009/126272) zmíněno použití monokrystalu na bázi YAG:Ce3+ jako samonosného substrátu pro přípravu polovodičových struktur na bázi InGaN,
-2CZ 304579 B6 které by ve výsledku mohlo snížit vliv totální interní reflexe ve vlastním polovodičovém čipu s indexem lomu 2,5, což je ale vzhledem k rozdílné mřížkové konstantě obou materiálů v praxi nerealizovatelné. Rozdíl v mřížkové konstantě materiálů, 12,01Á u monokrystalického YAG a 5,185Á pro GaN až 5,69 Á pro InN, povede k masivní tvorbě vnitřních defektů a dislokací v InGaN čipu a výraznému zhoršení provozních vlastností a stability.
V patentovém spisu US 2008/0 283 864 se snaží řešit aplikaci světlo-konverzujících struktur na bázi monokrystalického luminoforu, který vykazuje lepší vlastnosti než jeho práškové varianty a řeší uspořádání osazení čipu luminoforem.
V uvedeném patentovém spise (US 2008/0 283 864) je monokrystalický luminofor z materiálů na bázi Y3AI5O12, CaxSryMgi x yAISiN3, Sr2_xBaxSi04SiA10N, Y2O2S nebo La2O2S, vyrobených z taveniny metodou Czochralski nebo Bridgeman, použit ve formě světlo konvertuj ících struktur s rovinnými plochami, která je na čip připevněna pomocí silikonové adhezivní vrstvy. Monokrystalický luminofor o tloušťce 10 nm až 200 pm podle tohoto patentu obsahuje dopaci ceru v rozsahu 0,1 až 20 % nebo 0,5 až 20 % europia.
Proto navrhuje tvar a velikost luminoforu upravit tak, aby čip mohl být prostorově osazen luminoforem, povrch luminoforu může být z důvodu snížení jevu totální reflexe texturován, zdrsněn nebo jinak tvarován. Monokrystalický luminofor také může být doplněn dalším optickým prvkem k lepšímu vyvázání záření z materiálu.
Leštěný monokrystalický luminofor i podle tohoto patentu může být použit jako substrát pro výrobu polovodičového čipu. Zahrnuje i přípravu monokrystalické vrstvy luminoforu na vlastním polovodičovém čipu pomocí technik přípravy tenkých vrstev a opačný postup, kdy je polovodičový čip připraven růstem pomocí klasických metod na leštěné vrstvě monokrystalického luminoforu. Nicméně v obou uvedených příkladech je problémem rozdílná hodnota mřížkové konstanty materiálů vedoucí během procesu růstu vrstev k tvorbě vnitřních defektů, např. dislokací.
Podstata vynálezu
Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem umístěným nad čipem vybraným ze skupiny InGaN, GaN nebo AlGaN, podle vynálezu spočívá v tom, že monokrystalický luminofor je vytvořen z monokrystalického ingotu (51) na bázi matric chemického složení LuYAG /(Lu, Y)3A150i2/ nebo YAP /YA1O3/ a/nebo GGAG /Gd3(Al, Ga)50i2/ dotovaných atomy vybranými ze skupiny Ce3+, Ti3+, Cr3+, Eu2+, Sm2+, B3+, C, Gd3+ nebo Ga3+ vypěstovaných z taveniny metodou vybranou ze skupiny Czochralski, HEM, Bardgasarov, Kyropoulos, nebo EFG.
Monokrystalický luminofor obsahuje matrice na bázi (Lux, Yi_x)3A150i2, kde Xje 0,01 až 0,99 nebo YA1O3, dopované Ce3+, Ti3+, Cr3+, Eu2+, Sm2+, B3+, přičemž atomy Lu3+, Y3+ a Al3+ mohou být v matrici nahrazeny atomy B3+, Gd3+ nebo Ga3+ v množství 0,01 až 99,9% hmotn.
V monokrystalickém luminoforu se koncentrace Ce3+ pohybuje v rozmezí 0,02 až 0,5 % hmotnosti, a/nebo koncentrace Sm2+ se pohybuje v rozmezí 0,01 až 3 % hmotnosti, a/nebo koncentrace Eu2+ se pohybuje v rozmezí 0,001 až 1 %, a/nebo koncentrace, a/nebo koncentrace Eu2+ se pohybuje v rozmezí 0,001 až 1 %, a/nebo koncentrace Ti3+ se pohybuje v rozmezí 0,05 až 5 % hmotnosti a/nebo koncentrace Cr3+ se pohybuje v rozmezí 0,01 až 2 % hmotnosti.
S výhodou monokrystalický luminofor obsahuje indukovaná barevná centra na kyslíkových vakancích s emisními maximy u 410 nm a 615 nm.
S výhodou je monokrystalický luminofor opatřen minimálně jednou další vrstvou doplňkového luminoforu na bázi aluminátů, ze skupiny (Lu,Y)3Al50i2, Y3A150i2, YA1O3 nebo A12O3, dopovaných vzácnými zeminami.
-3CZ 304579 B6
S výhodou je monokrystalický luminofor tvořen nejméně jednou vrstvou o složení (Lu,Y)3Al50i2:Ce3+ o koncentraci Ce3+ 0,01 až 0,5 % hmotn. a nejméně jednou další vrstvou o složení YA103:Ti3+ o koncentraci Ti3+ 0,1 až 5 % hmotn.
Povrch luminoforu odvrácený od čipu zajišťuje výstup konvertovaného záření ve směru od vlastního InGaN čipu diody směrem k osvětlovanému předmětu a proto je snahou omezit efekt totálního odrazu na rozhraní monokrystalický luminofor a enkapsulant nebo monokrystalický luminofor a vnější prostředí. K tomu též přispívá následující způsob úpravy luminoforu a konečná konstrukce diody emitující bílé světlo.
Způsob výroby monokrystalického luminoforu diody podle vynálezu dále spočívá v tom, že se monokrystalický ingot rozřeže pomocí diamantové pily na monokrystalické desky o tloušťce 0,2 až 2 mm a následně se pomocí pily s diamantovým kotoučem nebo pomocí pulzního laseru, vodního paprsku s abrazivem nebo jejich kombinací rozřežou na samostatné destičky monokrystalického luminoforu o vnějších stranách 1 až 5 mm a opatří se drážkami nebo výřezy v místech elektrického kontaktování čipů zlatým nebo stříbrným drátkem.
Monokrystalický ingot lze též rozřezat na monokrystalické krychle o stranách 1,5 až 10 mm, monokrystalické krychle jsou následně opracovány do tvaru kulových vrchlíků o poloměru 0.5 až 5 mm, které se následně umístí alespoň částečně nad polovodičovým čipem.
Povrch desek nebo kulových vrchlíků monokrystalického luminoforu odvrácený od čipu se zdrsní vrypy orientovaným pískováním A12O3, SiC, diamantem o zrnitosti 0,1 až 5 mikrometrů, nebo se brousí v rozmezí Ra = 0,8 až 5 pm, nebo se chemicko-mechanicky ošetří kyselinami HF, H3PO4, H3PO4 + H2SO4 nebo HNO3 + HC1, nebo se oleptá v tavenině NaOH, KOH, KHSO4 nebo boraxu, nebo se plazmově leptá s využití fluoridů nebo bromidů.
Do monokrystalické desky se laserem, vodním paprskem s abrazivem nebo mechanickým mikrovrtáním vytvoří rozptylová centra ve tvaru děr o průměru 20 až 40 pm, jejichž střední vzdálenost se pohybuje mezi 50 až 300 pm a slouží jako rozptylová centra pro konvertované záření.
Povrch monokrystalického luminoforu ve tvaru destičky nebo kulového vrchlíku odvrácený od čipu se leští a poté se opatří antireflexní vrstvou na straně ve směru vystupujícího záření.
Na povrch monokrystalického luminoforu ve tvaru destičky nebo kulového vrchlíku odvrácený od čipu je s výhodou nanesena vrstva rozdrceného monokrystalického ingotu v silikonovém enkapsulantu nebo plazmovou depozicí.
Boční hrany destičky monokrystalického luminoforu jsou s výhodou zkoseny pod úhlem 45° a slouží jako reflexní plochy pro záření spontánně emitované do stran.
Vnitřní plocha monokrystalického luminoforu ve tvaru destičky nebo kulového vrchlíku blíže čipu se s výhodou vyleští opracováním A12O3 nebo diamantem a opatří se reflexní vrstvou pro vlnové délky větší než 500 nm a povrch odvrácený od čipu monokrystalického luminoforu v případě, že je ve tvaru destičky, se zdrsní a/nebo se opatří rozptylovými centry.
Světlo emitující dioda, v níž má monokrystalický luminofor vpředu uvedené složení a je vyroben a upraven podle vpředu uvedených postupů a je ve tvaru destičky nebo kulového vrchlíku, je k čipu připevněn pomocí transparentního silikonu.
S výhodou je monokrystalický luminofor fyzicky oddělen od čipu a mezi čipem a monokrystalickým luminoforem je světlovodná vrstva silikonu o indexu lomu minimálně 1,5 a monokrystalický luminofor je fyzicky spojen s chladičem, aby byl optimalizován odvod generovaného tepla mimo vlastní luminofor.
-4CZ 304579 B6
Dioda s výhodou obsahuje nejméně jeden čip a nejméně jeden monokrystalický luminofor, přičemž čipy a monokrystalický luminofor jsou stejné nebo různé.
Dioda může též obsahovat nejméně 2 čipy a jeden monokrystalický luminofor
Dioda může obsahovat nejméně 2 čipy, přičemž minimálně jeden čip je osazen monokrystalickým luminoforem podle vynálezu a minimálně jeden čip emituje záření s maximem mezi 600 až 700 nm.
Monokrystalický luminofor na bázi (Lu,Y)3Al50i2:Ce (LuYAG:Ce) má posunutý hlavní absorpční peak až k 445 nm, oproti materiálu YAG:Ce u 460 nm, v závislosti na poměru atomů Y a Lu, a lépe se hodí na InGaN čipy emitující v této oblasti, obrázek A-l. Zároveň umožňuje v závislosti na poměru atomů Lu a Y měnit emisní maximum luminoforu v oblasti 535 až 555 nm, tak aby se maximalizovala hodnota CRI. Konverzní účinnost luminoforu se přitom nijak nemění.
Využití luminoforu na bázi LuYAG:Ce, emitující zelené záření, oproti materiálu YAG:Ce patentovaného ve stávajících patentech vede k lepšímu pokrytí celého viditelného spektra a při kombinaci s dalším luminoforem pro červené záření nebo jiným zdrojem červeného záření v oblasti nad 600 k hodnotám indexu podání barev vyšším než 95. Materiál také vykazuje vysokou tepelnou stabilitu luminiscence, odolnost vůči teplotnímu zhášení, až do teplot 700 K.
Monokrystalický luminofor na bázi Gd3(Al,Ga)50i2:Ce (GGAG:Ce) má posunuté hlavní absorpční maximum až do oblasti okolo 440 nm, díky čemuž ho lze kombinovat s odpovídajícími InGaN čipy s emisním maximem pod 450 nm, pro něž materiál YAG:Ce již nemá dostatečnou absorpci. Takového InGaN čipy jsou zároveň stabilnější v širším rozsahu protékajícího proudu než čipy emitující na 460 nm a vykazují vyšší kvantovou účinnost. Spektrum záření emitované monokrystalickým luminoforem na bázi Gd3(Al,Ga)50i2:Ce je shodné s luminoforem na bázi YAG:Ce. V kombinaci s červeným doplňkovým fosforem nebo diodou emitující v červené oblasti lze získat záření s indexem podání barev CRI lepším než 90. Monokrystal na bázi GGAG, oproti materiálu YAG, také poskytuje výhodu snadnějšího opracování, neboť tvrdost GGAG je 7,5 v Mohsově stupnici tvrdosti a v případě monokrystalického YAG je to 8,5.
Monokrystalický luminofor na bázi matrice YA1O3 (YAP) umožňuje získat zcela nové druhy luminoforů, které nelze efektivně vyrobit ani v práškové podobě, neboť perovskitová fáze je oproti fázi granátové výrazně méně preferovaná a příprava čisté perovskitové fáze v práškové podobě je prakticky nemožná. V případě přípravy materiálu z taveniny lze ovšem nastavit podmínky růstu tak, aby výsledný monokrystal byl složen pouze z perovskitové fáze. Luminofory na bázi YAP přitom nabízejí účinnosti srovnatelné s fluorescenčními materiály na bázi YAG, s tím, že posunuté parametry mřížky YAP oproti YAG posouvají absorpci a emisi většiny dopantů i několik stovek nm, například YAP:Ce emituje záření s maximem na 370 nm oproti 555 nm v případě YAG:Ce. Materiál YAP:Ti emituje v oranžové oblasti barevného spektra s maximem emise u 580 nm a absorpcí v oblasti 410 až 500 nm. Výrazně menší poměr mezi objemem a povrchem luminoforu, oproti práškovým verzím monokrystalických luminoforů, také přispívá k výrazně vyšší odolnosti vůči degradaci rozhraní luminofor a enkapsulant.
Způsob výroby monokrystalického luminoforu podle vynálezu zvyšuje celkovou výstupní intenzitu záření vystupujícího z luminoforu. Čehož je dosaženo omezením vlivu totální reflexe na rozhraní monokrystalického luminoforu a optiky ze silikonového polymeru/epoxidu nebo vnějšího prostředí.
Omezení vlivu totální reflexe a zvýšení výstupní intenzity v žádoucím směru lze docílit několika způsoby. Jednou z možností je úprava povrchu monokrystalického luminoforu odvráceného od čipu tak, aby obsahoval povrchové nerovnosti a o velikosti odpovídající minimálně vlnové délce vystupujícího záření. Defekty o velikosti výrazně menší než vlnová délka žlutého záření zůstávají vlivem vlnového charakteru záření pro toto záření téměř neviditelné, dochází pouze tzv. k Ray-5CZ 304579 B6 leighově rozptylu. Další možností je v materiálu indukovat rozptylová centra ve formě definované absence monokrystalického materiálu, měnící náhodně směr procházejících paprsků, čímž se výrazně sníží množství totálních odrazů uvnitř monokrystalického luminoforu. Jako rozptylová centra (22), mohou v takovém případě sloužit bublinky nebo jiné definované materiálové struktury uvnitř materiálu, připravené během procesu růstu monokrystalu například metodou EFG nebo během opracování monokrystalu.
Monokrystalický luminofor zároveň může fungovat jako vlastní optika nad jedním nebo několika polovodičovými čipy. Například obrázek A - 2, kdy nad luminoforem již nemusí být další silikonová, epoxidová nebo zrcadlová optika (31) pro homogenizaci záření. Toho je dosaženo tím, že strana luminoforu odvrácená od čipu (23.1), je ve tvaru kulového vrchlíku, aby transformované záření dopadalo na rozhraní luminoforu a okolního prostředí co nejblíže ke kolmici a zvýšilo celkový výstupní výkon na úkor záření uvězněného v luminoforu vlivem totálního odrazu (43.2).
V porovnání s dosavadními patentovanými postupy je využito jako monokrystalického luminoforu materiálu umožňujícího efektivní využití InGaN čipů se maximem emise i pod 460 nm, takto lze získat diodu s až o 5% vyšší luminiscenční účinností (Im/W) oproti standardním diodám a pokrývá i oblast viditelného záření pod 450 nm. Luminoforu je také užito jako vlastní optiky výkonné bílé světlo emitující diody, čímž se zjednodušuje konstrukce celého zařízení. Monokrystalický luminofor s optimalizovaným vnějším povrchem luminoforu odvráceného od čipu zároveň poskytuje výrazně vyšší externí luminiscenční účinnost, vyšší poměr vystupujícího záření z luminoforu a absorbovaného záření luminoforem, oproti všem dosud použitým řešením. Významně se také snižuje zpětný odraz záření způsobující zahřívání čipu, a luminoforu, čímž se prodlužuje reálná doba životnosti diody, neboť nedochází ktak intenzivní teplotní degradaci vlastního materiálu luminoforu ani degradaci rozhraní luminofor a silikonová čočka.
Přehled obrázků na výkresech
A-l Normalizovaná absorpční spektra materiálů YAG:Ce, LuAG:Ce a GGAG:Ce
A-2 Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem
B-l Postup výroby kulových vrchlíků monokrystalického luminoforu
B-2 Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem ve tvaru kulového vrchlíku s otvory pro kontakty
B-3a Postup výroby destiček monokrystalického luminoforu
B-3b Destičky monokrystalického luminoforu s otvory pro kontaktování čipu
B-3c Rozložení destiček monokrystalického luminoforu na nosné folii
B-3d Rozložení destiček monokrystalického luminoforu na nosné folii
B-3e Rozložení destiček monokrystalického luminoforu na nosné folii
B-3f Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem ve formě destičky
B-7a Monokrystalický luminofor s rozptylovými centry ve formě děr
B-7b Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem s indukovanými rozptylovými centry ve formě děr
B-8a Světlo-emitující dioda s odděleným a chlazeným monokrystalickým luminoforem a antireflexní vrstvou
B-8b Světlo-emitující dioda s více čipy a odděleným a chlazeným monokrystalickým luminoforem a antireflexní vrstvou
-6CZ 304579 B6
B-9 Světlo-emitující dioda s více čipy a odděleným monokrystalickým luminoforem ve formě kulového vrchlíku
B-10 Světlo-emitující dioda s odděleným monokrystalickým luminoforem ve formě kulového vrchlíku
B-12a Světlo-emitující dioda s kombinací více luminoforů ve formě kulových vrchlíků B-12b Světlo-emitující dioda s kombinací více luminoforů ve formě destiček B-13 Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem ve formě destičky nad více čipy B-14 Světlo-emitující dioda s monokrystalickým luminoforem a skládajícím se z více vrstev
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1 - výroba půlkuliček (schéma Β—1)
Tavenina pro přípravu monokrystalického ingotu 51 pro výrobu monokrystalického luminoforů 21 byla ve stechiometrickém složení výsledného monokrystalického ingotu 51 (Luo^Yo.jjjAfO^, s 1 % hmotn. oxidu ceričitého CeO2. Z pohledu koncentrace CeO2 v tavenině a vznikajícím monokrystalickém ingotu 51 je rozdělovači koeficient 10 ku 1. Koncentrace dopantu Ce3+je tedy jen 10 % aktuální koncentrace Cu3+ v tavenině. Tento jev se projevuje rostoucí koncentrací Ce3+ směrem ke konci monokrystalického ingotu 51, kde může být v případě klasické metody Czochralski i dvojnásobná oproti jeho začátku, zároveň ke konci krystalu koncentrace mikroskopických i makroskopických defektů. Pro zachování barevného podání výsledné diody by se tedy musel upravovat i výsledný tvar nebo velikost monokrystalického luminoforů. V případě monokrystalického ingotu 51 připraveného metodou dle WO 2012/110 009 byl připraven ingot v orientaci (111) o hmotnosti 4,7 kg z taveniny o počáteční hmotnosti 18 kg, přičemž variance koncentrace Ce3+ byla v tomto případě v monokrystalického ingotu 51 zanedbatelná.
Monokrystalický ingot 51, byl následně pomocí pily s diamantovým kotoučem rozřezán na monokrystalické krychle 53 o hranách 3 mm. Ty byly následně v mlecích mlýnech pro opracování drahých kamenů postupně obrušovány do kulového tvaru o průměru 1,7 mm. Emitující povrch
23.1 kulových vrchlíků 21.2 byl během výroby opracován na drsnost Ra = 1 pm. Tím je dosaženo homogenního výstupu záření ve všech směrech. Kuličky o průměru 1,7 mm byly hromadně pomocí vosku natmeleny na držák pro opracování. Následně byly z jedné strany odbrušovány, až byla odebrána polovina materiálu. Neaktivní povrch 23.2 kulových vrchlíků 21.2 byl leštěn pomocí suspenze s diamantem. Držák s leštěnými kulovými vrchlíky 21.2 byl přenesen do napařovací aparatury a neaktivní povrch 23.2 kulových vrchlíků 21.2 byl následně opatřen reflexní optickou vrstvou 33 skládající se z 6 tenkých vrstev SÍO2-TÍO2 o celkové tloušťce 4 mikrometry. Jednotlivé kulové vrchlíky 21.2 byly následně v teplotní lázni odtmeleny od držáku. Postup výroby byl v souladu s procesem na obrázku B-l.
Příklad 2 - aplikace půlkuliček (obrázek B-2)
Monokrystalický luminofor 21, o složení Gd3(Alo!4,Gafl)6)50i2:Ce3+, vyrobený z monokrystalického ingotu 51 připraveného Kyropoulovou metodou, byl pomocí technologií opracování krystalů v souladu s příkladem 1, mechanicky opracován do tvaru kulového vrchlíku 21.2 o průměru 1,4 mm. Emitující povrch 23.1 monokrystalického luminoforů 21 ve tvaru kulového vrchlíku 21,2 byl opracovaný se střední hodnotou drsnosti Ra=0,7 μηι. Monokrystalický luminofor 21 byl k InGaN čipu 13 fixován transparentním silikonovým polymerem 31 s indexem lomu minimálně 1,5 pro zvýšení optického vyvázání záření z čipu 13 směrem k monokrystalickému luminoforů 21 a tak, aby překrýval celou plochu čipu 13 (obrázek B - 2). V místech kontaktování katody 16 a
-7CZ 304579 B6 anody 17 InGaN čipu 13 byly laserem do kulového vrchlíku 21.2 vytvořeny zářezy. Neaktivní povrch luminoforu 23.2 byl leštěný a opatřený reflexní vrstvou 33 na bázi SiO2-TiO2 pro vlnové délky větší než 500 nm. Záření z luminoforu 43.1 vystupující z monokrystalického luminoforu 21 bylo rovnoměrně směrově omezeno na úhel 180° ve směru od vlastního čipu 13. Celá výše popsaná sestava bílé světlo-emitující diody W byla umístěna na hliníkovém chladiči 14. Bílé světlo emitující dioda 10 s monokrystalickým luminoforem 21 ve tvaru kulového vrchlíku 21.1 vykazovala výbornou barevnou homogenitu výsledného záření nezávisející na vyzařovacím úhlu. Výsledná dioda budila dojem bílé barvy s hodnotou CR1 = 80,5 a barevné teploty CT = 6230 K.
Příklad 3 - výroba destiček (obrázek B-3a)
Pomocí metody dle WO2012110009 a v souladu s příkladem 1 byly připraveny monokrystalické ingoty 51 s matricí (Lu0>5, Yo,5)3Al5Oi2 a dopací Ce3+ o koncentraci 0,1 % hmotn. Jako základní suroviny byly použity A12O3 a Lu2O3 a Y2O3 ve stechiometrickém poměru a v čistotě minimálně 99.995 %, dopace byla vnášena pomocí oxidu ceričitého CeO2 o v objemu 1% hmotn. a čistotě 99.999 %. Připravený monokrystalický ingot 51 z materiálu Y3Al50i2:Ce3+ byl pomocí diamantové pily zbaven začátku a konce krystalu. Následně byl po obvodu zkulacen na jednotný průměr 110 mm. Zkulacený monokrystalický ingot 51 byl pomocí epoxidu připevněn na podložku a umístěn do prostoru drátové pily. Pomocí drátové pily s drátem s diamantovými zrny byl rozřezán na desky o tloušťce 0,15 mm. Jednotlivé desky byly následně vyvařeny ve směsi kyselin HNO3 a HCI, aby byly odstraněny zbytky tmelu, chladicí kapaliny a brusiv.
Monokrystalické desky 52 byly injekčně zkontrolovány ve zkřížených polarizátorech a pod UV výbojkou na přítomnost vnitřních defektů. Obsah dopantu byl kontrolován měřením emisních spekter v náhodně vybraných deskách. Do monokrystalických desek 52 byly pulsním laserem vrtány otvory o rozměrech B 1=150 pm a B2=200 pm v souladu s obrázkem B - 7a tak, aby po umístění luminoforu mohl být vlastní InGaN čip 13 kontaktován z vrchu pomocí zlatého drátku 18. Monokrystalická deska 52 byla následně umístěna na nosnou folii 54 s UV-citlivým lepidlem, jež byla napnuta v rámečku zajišťující umístění v podavači „pick-and-place“ automatu. Následně byly desky 52 pomocí Nd:YAG laseru rozřezány na destičky o stranách definovanými velikostí čipu (Al= 1,1 mm a A2 = 1,1 mm) (obrázek B - 3b). Rozměry otvorů a destiček 21,1 mohou být různé, jen rozložení destiček 21.1 na nosné folii 54 závisí na velikosti čipu 13 a způsobu jeho kontaktování. Rozložení bylo v souladu s obrázkem B - 3c v případě čipů 13 kontaktovaných v rohu, nebo v souladu s obrázky B - 3d nebo B - 3e v případě čipů 13 kontaktovaných v jiném místě čipy 13. Libovolná kombinace a počet těchto výřezů, stejně tak natočení jednotlivých destiček 21.1 je technologicky ekvivalentní. Jednotlivé destičky 21.1 zůstávaly pevně uchyceny na nosné folii 54 až do ozáření ultrafialovým zářením, které způsobilo degradaci lepidla. Rámeček s destičkami 21.1 byl poté umístěn do držáku s vakuovým nebo mechanickým manipulátorem a jednotlivé destičky 21.1 byly následně pomocí „piek—and—plače“ manipulačního automatu umístěny do přesně definované polohy nad InGaN čip 13 tak, aby zářezy v monokiystalických destičkách 21.1 byly v pozicích kontaktování čipu 13 zlatými drátky 18. Destičky 21.1 byly k čipu 13 a monokrystalické nosné podložce 11 zajištěny pomocí adhezivního silikonového polymeru 31 (obrázek B - 3f). Umístění destičky 21,1 nad InGaN čipem 13 a kovovou vrstvou 19 na nosné podložce 11 bylo finalizováno vytvrzením silikonového polymeru 31 při definované teplotě nad 70 °C. Bílé světlo-emitující dioda 10 vyrobená výše uvedeným postupem vykazovala výbornou dlouhodobou stabilitu světelného toku testovanou po dobu 50 hodin a se světelným tokem 60 lm, což byla i hodnota obdobné bílé světlo-emitující diody s práškovým luminoforem, pokles výkonu nebyl pozorován v žádném z případů.
Příklad 3.2 - výroba destiček metodou EFG
Monokrystalická deska 52 připravená metodou EFG měla rozměry 0,5 x 40 x 500 mm a byla připravena z taveniny oxidů Lu2O3, Y2O3 a A12O3 ve stechiometrickém poměru (Lu0;2 Yo^AlsOn
-8CZ 304579 B6 s dotací CeO2. Tavenina v molybdenovém kelímku vzlínala pomocí sytidla směrem ktvarovací raznici s definovanými rozměry 0,5 x 40 mm. Na okraji a uvnitř raznice byly v pravidelných rozstupech drážky, přes které byly do monokrystalu rovnoměrně vnášeny bublinky o velikosti 10 až 50 pm. Monokrystalická deska byla následně pomocí Nd:YAG laseru rozřezána na jednotlivé monokrystalické luminofory 2± ve tvaru destiček 21.1 o rozměrech 1 x 1 x 0,5 mm. Bublinky v monokrystalickém luminoforu 21 přitom fungují jako efektivní rozptylová centra nesnižující účinnost luminoforu a zvyšující výstup záření z monokrystalického luminoforu 21, jinak omezené jevem totálního odrazu na rozhraní monokrystal a jeho okolí.
Příklad 4 - pískování monokrystalických desek
Monokrystalický ingot 51, připravený v souladu s příkladem 3, byl pomocí pily s diamantovým kotoučem rozřezán na monokrystalické desky 52 o tloušťce 0,35 mm. Monokrystalické desky 52 byly následně pomocí vosku nalepeny na kovovou podložku a umístěny do pískovací komory. Pod úhlem 10° dopadalo na desku z trysky brusivo na bázi B4C o zrnitosti 0,2 až 5 mikrometrů pod tlakem 5 bar. Dopadající zrna orientované vytvořila vrypy na povrchu desky luminoforu, s drážkami o šířce dané velikostí zrn a hloubce přibližně 1/2 jejich šířky a délce od jednotek do stovek mikrometrů. Každá monokrystalická deska 52 byla po odtmelení od podložky přilepena na nosnou folii 54 lepidlem citlivým na UV záření.
Monokrystalická deska 52 nalepená na nosné folii 54 byla následně rozřezána diamantovou přímočarou pilou na destiček 21.1 o stranách 1,1 x 1,1 mm. Nosič s monokrystalickými destičkami
21,1 byl skrze nosnou folii 54 ozářen ultrafialovým zářením způsobujícím degradaci lepidla na nosné folii 54 a byla tak umožněna finální manipulace s jednotlivými destičkami luminoforu 21.1.
Příklad 5 - leptání desek
Emitující povrch 23.1 monokrystalického luminoforu 21 byl chemicky ošetřen tak, aby byla rozrušena povrchová vrstva do hloubky jednotek mikrometrů. Vstupem byla monokrystalická deska 52 o průměru 60 mm a tloušťce 0,3 mm. Monokrystalická deska 52 byla zahřáta na teplotu 110 °C a následně zapuštěna do vosku, rozprostřeném v tenké vrstvě na teflonové nosné folii 54. Druhá strana desek, tedy strana s povrchem luminoforu 23.1 odvráceným od čipu 13, byla opatřena silikonovou šablonou ve tvaru paralelních linek s odstupem 100 pm, připravenou sítotiskem. Teflonová nosná folie 54 byla následně umístěna do roztoku koncentrované kyseliny fluorovodíkové a zahřáta na teplotu 60 °C po dobu 1 hodiny. V místech, která přišla do styku s kyselinou, vznikly v monokrystalické desce 52 povrchové defekty o hloubce až 30 pm umožňující vyšší vyvázání záření z materiálu.
Příklad 6 - leptání bromovodíkem
Na povrch monokrystalických desek 52, připravených v souladu s příkladem 3, bylo přes selektivní masku ve sítě aplikováno plazmové leptání povrchu pomocí bromovodíku a získány defekty o hloubce až 10 pm a definované tvarem masky. Získané povrchové struktury zvýšily výstup záření v definovaných částech luminoforu.
Příklad 7 - vyvrtání děr (obrázek B - 7a a B - 7b)
Destička 21.1 monokrystalického luminoforu 21 o rozměrech 0,2x1,5x1,5 mm s povrchem o střední hodnotě drsnosti Ra = 0,45 pm byla opatřena definovanými otvoiy o průměru 20 až
-9CZ 304579 B6 μιη, připravenými vrtáním laserovým svazkem (obrázek B - 7a). Tyto otvory pak působí jako rozptylová centra 22 ve tvaru děr. Monokrystalická deska 52 byla umístěna do držáku s lineárními pohony pod hlavou laseru. Pulsní Nd:YAG laser ozařoval monokrystalickou desku 52, zatímco lineární motory pohybovaly s monokrystalickou deskou 52 rychlostí 600 mm/min v ose X. Vždy po dosažení okraje monokrystalické desky 52 došlo k posuvu desky v ose Y o 70 pm a protisměrnému pohybu v ose X. Tento proces se opakoval, dokud nebyla celá monokrystalická deska 52 opatřena definovanými dírami o průměru 20 až 25 pm. Rozložení rozptylových center 22 ve formě děr je takové, aby se maximalizovala pravděpodobnost rozptýlení záření při průchodu luminoforem. Destička 21.1 byla umístěna nad InGaN čip 13 a nosnou podložku JT a fixována pomocí transparentního silikonového polymeru 31. Záření 41 vycházející z InGaN čipu 13 bylo současně konvertováno pomocí monokrystalického luminoforu 21 při absorpci na luminiscenčním centru 42 a částečně jím procházelo záření z čipu 44. Záření generované luminiscenčními centry 42 v monokrystalickém luminoforu 21 bylo rovnoměrně vyzařováno do všech stran. Ztracené záření 43.2, které by bylo vlivem totální reflexe uvězněno v monokrystalickém luminoforu, nebo by bylo emitováno do stran, se na rozptylových centrech 22 odkloní a s vyšší pravděpodobností vystoupí záření z luminoforu 43.1 v žádoucím směru z emitujícího povrchu luminoforu 23.1 (obrázek B - 7b).
Příklad 8 - destička s antireflexní vrstvou + zkosení (obrázek B - 8a a B - 8b)
Monokrystalické desky 52 o tloušťce 0,5 mm byly pomocí mechanického (příklad 7) nebo chemicko-mechanického (příklad 6) opracování upraveny na emitujícím povrchu luminoforu 23.1 tak, aby se docílilo zvýšení výstupu záření z luminoforu 43.1 z monokrystalického luminoforu 21. Následně byla tato plocha leštěna leštivem s volným diamantem tak, aby kvalita povrchu scratch/dig (dle normy MIL-0-13830A) dosahovala hodnoty minimálně 40/20. Na leštěný povrch desek 52 byla následně naparováním nanesena antireflexní vrstva 32 na bázi MgF2 pro vlnové délky 500 až 700 nm, což vedlo ke zvýšení výstupu žluté a červené složky viditelného světla. Na druhé straně monokrystalické desky 52, neaktivního povrchu luminoforu 23.2 pomocí brusných materiálů opracovány tak, aby střední hodnota drsnosti byla Ra = 0,2 pm a opatřeny reflexní vrstvou 33 pro vlnové délky vyšší než 500 nm. Destička 21.1 monokrystalického luminoforu 21 byla následně vyrobena tak, že její hrany byly zkoseny facetami v úhlu 45°. Toho bylo dosaženo řezáním monokrystalické desky 52 pomocí pily s diamantovým kotoučem se zkosením 45°. V aplikaci byla destička 21.1 umístěna do chladiče 14 (jako „remote phosphor“) a s ním tepelně spojena pomocí teplovodivé pasty 15 nad jedním (obrázek B - 8a), případně nad více samostatně řízenými čipy 13 (obrázek B - 8b). Facety zároveň sloužily jako odrazné plochy pro ztracené záření 43.2, které by se jinak šířilo do stran. Prostor mezi čipem 13, chladičem 14 a destičkou 21.1, kterým procházelo záření z čipu 41, byl vyplněn transparentním silikonovým polymerem 31 s indexem lomu 1,5.
Příklad 9 - půlkulička remote nad více čipy (obrázek B - 9)
Monokrystalický materiál fosforu 21 byl opracován do kulového vrchlíku 21.2 o poloměru 5 mm, v souladu s příkladem 1. Monokrystalický fosfor 21 byl následně osazen do hliníkového chladiče 14 nad čtyřmi InGaN čipy 13 emitujícími modré světlo. Záření z čipu 41 je při průchodu monokrystalickým fosforem 21 na luminiscenčních centrech 42 konvertováno pomocí Stokesova posuvu. Emitující povrch fosforu 23.1 byl leštěn do kvality Ra < 0.1 pm. Monokrystalický fosfor 21 byl s hliníkovým chladičem 14 spojen pomocí teplovodivé pasty 15. Mezi kulovým vrchlíkem
21.2 a jednotlivými čipy 13 byl jako světlovodná vrstva použit transparentní silikonový polymer 31 o indexu lomu minimálně 1,5. Přes 50% konverovaného záření z fosforu 43.1 bylo v tomto uspořádání vyzářeno v žádoucím směru emitujícím povrchem 23 směrem od čipu 13.
-10CZ 304579 B6
Příklad 10 - kulový vrchlík a reflexní vrstva (obrázek B - 10)
Monokrystalický fosfor 21 ve tvaru kulového vrchlíku 21,2, připravený v souladu s příkladem 1, byl umístěn nad čipem 13 a oddělen (tzv. „remote fosfor“) pomocí silikonového polymeru 31, který sloužil jako světlovodná vrstva pro záření generované čipem 4L Monokrystalický fosfor 21 byl umístěn do takové polohy, aby byl ve fyzickém kontaktu s chladičem 14. Ke zlepšení přenosu tepla generovaného monokrystalickým fosforem 21 byl spojen s tepelným chladičem 14 pomocí teplovodivé pasty 15. Takto lze udržet reálnou teplotu monokrystalického fosforu 21 na teplotě okolo 90 °C. Pro zvýšení výstupu záření z fosforu 43.1 byl neaktivní povrch fosforu 23.2 opatřen reflexní vrstvou 33 na bázi vrstev SiO2-TiO2 optimalizovanou pro vlnové délky 500 až 700 nm.
Příklad 11 - destička remote fosfor
Destička 21.1 monokrystalického fosforu 21 kruhového tvaru o průměru 2 mm a o tloušťce 250 mikrometrů, vyrobená z monokrystalické desky 52 vyřezáním Nd:YAG laserem, byla umístěna do hliníkového držáku 14 nad InGaN čipem 13. Držák zároveň sloužil jako teplotní chladič 14 pro odvod tepla generovaného monokrystalickým fosforem 2J_ pro konverzi záření. Monokrystalický fosfor 21 byl s chladičem 14 spojen teplovodnou pastou 1_5. Prostor mezi monokrystalickým fosforem 21 a InGaN čipem 13 byl vyplněn světlovodnou vrstvou opticky transparentního silikonového polymeru 31 o indexu lomu minimálně 1.5.
Příklad 12 - kombinace více fosforů a více čipů (obrázek B - 12a a obrázek B - 12b)
V případě diody s více InGaN čipy 13 bylo použito několik monokrystalických fosforů 21 ((Luo,3,Yo,7)3Al5Oi2:Ce3+ s maximem luminiscence u 545nm) a doplňkových fosforů 24 (YA103:Ti3+ s maximem luminiscence u 580 nm). Kulové vrchlíky 21.2 z monokrystalického fosforu 21 a doplňkového fosforu 24 byly umístěny přímo na polovodičový InGaN čip 13 (obrázek B 12a) s emisním maximem u 450 nm. Takto bylo získáno světlo obsahující modrou, žlutou i červenou složku viditelného spektra, čímž došlo k výraznému zlepšení v podání barev. Jednotlivé monokrystalické fosfory 21 a doplňkové fosfory 24 byly fixovány v pozicích nad čipy 13 na chladiči 14 pomocí transparentního silikonového polymeru 31. Více než 50% konvertovaného záření z fosforů 43.1 je v tomto případě vyzářeno v žádoucím směru. Ekvivalentní řešení může zahrnovat i kombinaci několika InGaN čipů s nebo jenom s AlGaN čipy 13 emitujícími v ultrafialové oblasti nebo čipy emitujícími s maximem emise v červené oblasti nad 600 nm. Ekvivalentní řešení zahrnuje i nahrazení kulových vrchlíků 23.2 monokrystalickými destičkami 23.1 (obrázek B - 12b). Bílá světlo-emitující dioda 10 ve výše uvedeném uspořádání poskytovala výbornou barevnou homogenitu záření a hodnotu indexu podání barev (CRI) rovnou 85.
Příklad 13 - destička nad více čipy (obrázek Β—13)
Monokrystalická destička 21,1 monokrystalického fosforu 21 o průměru 5 mm a tloušťce 250 pm byla umístěna nad čtyřmi InGaN čipy 13 tak, že překrývala všechny tyto čipy. Modré záření z čipu 41 procházelo monokrystalickým fosforem 21 a bylo částečně konvertováno tak, aby bylo dosaženo výsledného bílého světla o teplotě 5500K. Destička 21.1 byla k InGaN čipům 13 a hliníkovému chladiči 14 fixována pomocí opticky transparentního silikonového polymeru 31.
Příklad 14 - sandwich (obrázek Β—14)
Monokrystalické desky 52 na bázi (Luo>7,Yo,3)3Al5Oi2:Ce3+ byly použity jako podložky pro další funkční vrstvu Al2O3:Cr. Tato vrchní vrstva červeného doplňkového luminoforu 24 byla připravená metodou kapalné epitaxe „LPE“. Tato vrstva sloužila jako efektivní vrstva pro vyvázání
- 11 CZ 304579 B6 záření z monokrystalického luminoforu 21 a zároveň obsahovala konverzní luminofor s emisním maximem na 580 nm. Zároveň byl takto oddělen žlutý monokrystalický luminofor 21 a červený doplňkový monokrystalický luminofor 24, aby nedocházelo ke vzájemnému nežádoucímu míšení dopantů, což by vedlo ke snížení celkové konverzní účinnosti materiálů.
Stejného výsledku bylo dosaženo i v případě, kdy druhá vrstva doplňkového luminoforu 24 na monokrystalické podložce na bázi Y3AI5O12 byla polykrystalická a připravená technologií plasmového naprašování („plasma spraying“). Záření z čipu 41 a záření z luminoforu 43.1 přecházelo bez reflexe přímo do materiálu s podobným indexem lomu a díky nahodilé orientaci zrn tohoto materiálu se snadněji vyvázalo ven z luminoforu. K fixaci kombinovaného monokrystalického luminoforu 21 a doplňkového luminoforu 24 nad InGaN čipem 13 a hliníkovým chladičem 14 bylo použito silikonového polymeru 31, který zároveň slouží jako světlo homogenizující optika a ochranná vrstva.
Příklad 15 - sandwlch - červený luminofor v silikonu
Monokrystalická deska 52 z materiálu (Lu0j2, Yo,8)3Al5Oi2:Ce3+ o průměru 120 mm a tloušťce 0,3 mm byla z jedné strany opatřena vrstvou YAlO3:Ti3+ z rozdrceného monokrystalického ingotu 51 v opticky transparentním silikonovém polymeru 31 o tloušťce 0,2 mm. Po vytvrzení vrchní vrstvy silikonu byla deska rozřezána na jednotlivé luminofory. K fixaci kombinovaného monokrystalického luminoforu 2J_ a doplňkového luminoforu 24 nad InGaN čipem 13 a hliníkovým chladičem 14 bylo použito silikonového polymeru 31, který zároveň slouží jako světlo homogenizující optika a ochranná vrstva.
Příklad 16 - UV luminofor s indukovanými barevnými centry
Monokrystalický luminofor 21 na bázi materiálu ((Lu0,i Yo,9)3Al5Oi2 s indukovanými barevnými centry na místech kyslíkových vakancí má intenzivní absorpci u 370 nm. Při jeho kombinaci s AlGaN čipem emitoval monokrystalický luminofor 21 záření v celé oblasti viditelného se dvěma hlavními maximy u 410 a 615 nm. Výsledné záření budilo dojem bílé barvy s barevnou teplotou CT = 3280 K a hodnotou indexu podání barev CRI = 90. V případě dopace materiálu cerem dosahovalo emitované záření barevnou teplotou CT = 3750 Ka hodnotou indexu podání barev CRI = 94. Nedotovaný materiál LuAG ve formě monokrystalického luminoforu při excitaci ultrafialovým zářením s emisním maximem 370 nm emitoval oranžové záření v oblasti 500 až 700 nm s emisním maximem u 580 nm.
Průmyslová využitelnost:
Výkonné bílé světlo emitující dioda (W-LED) s monokrystalickým luminoforem může být využita ve všech aplikacích vyžadujících intenzivní osvětlení, jako je osvětlení průmyslových hal, stadionů, pouliční osvětlení, ve světlometech pro dopravní prostředky, výkonných osobních svítilnách nebo projektorech.
Claims (19)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem umístěným nad čipem vybraným ze skupiny InGaN, GaN nebo AlGaN, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) je vytvořen z monokrystalického ingotu (51) na bázi matric LuYAG a/ nebo YAP- 12CZ 304579 B6 a/nebo GGAG dotovaných atomy vybranými ze skupiny Ce3+, Ti3+, Cr3+, Eu2+, Sm2+, B3+, C, Gd3+ nebo Ga3+ vypěstovaných z taveniny metodou vybranou ze skupiny Czochralski, HEM, Bardgasarov, Kyropoulos, nebo EFG.
- 2. Dioda podle nároku 1, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) je na bázi matric odpovídajících chemickému vzorci (Lux, Yi_x)3A150i2, kde X je 0,01 až 0,99 nebo YA1O3, dopovaných Ce3+, Ti3+, Cr3+, Eu2+, Sm2+, B3+, přičemž atomy Lu3+, Y3+ a Al3+ jsou v matrici nahrazeny atomy B3+, Gd3+ nebo Ga3+ v množství 0,1 až 99,9% hmotn.
- 3. Dioda podle nároků la2, vyznačující se tím, že se v monokrystalickém luminoforu (21) koncentrace Ce3+ pohybuje v rozmezí 0,02 až 0,5% hmotnosti, a/nebo koncentrace Sm2+ se pohybuje v rozmezí 0,01 až 3 % hmotnosti, a/nebo koncentrace Eu2+ se pohybuje v rozmezí 0,001 až 1 %, a/nebo koncentrace Ti3+ se pohybuje v rozmezí 0,05 až 5 % hmotnosti a/nebo koncentrace Cr3+ se pohybuje v rozmezí 0,01 až 2 % hmotnosti.
- 4. Dioda podle nároků laž3, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) obsahuje indukovaná barevná centra na kyslíkových vakancích s emisními maximy u 410 nm a 615 nm.
- 5. Dioda podle nároků laž3, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) je opatřen minimálně jednou další vrstvou doplňkového luminoforu (24) na bázi aluminátů, ze skupiny (Lu,Y)3Al50i2, Y3AI5O12, YA1O3 nebo A12O3, dopovaných vzácnými zeminami.
- 6. Dioda podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) je tvořen nejméně jednou vrstvou o složení (Lu,Y)3Al50i2:Ce3+ o koncentraci Ce3+ 0,01 až 0,5 % hmotn. a nejméně jednou další vrstvou o složení YA103:Ti3+ o koncentraci Ti3+ 0,1 až 5 % hmotn.
- 7. Způsob výroby monokrystalického luminoforu diody podle nároků laž6, vyznačující se t í m , že monokrystalický ingot (51) se rozřeže pomocí diamantové pily na monokrystalické desky (52) o tloušťce 0,2 až 2 mm a následně se pomocí pily s diamantovým kotoučem nebo pomocí pulzního laseru, vodního paprsku s abrazivem nebo jejich kombinací rozřežou na samostatné destičky (21.1) monokrystalického luminoforu (21) o vnějších stranách 1 až 5 mm a opatří se drážkami nebo výřezy v místech elektrického kontaktování čipů zlatým nebo stříbrným drátkem (18).
- 8. Způsob výroby monokrystalického luminoforu diody podle nároků laž6, vyznačující se tím, že monokrystalický ingot (51) se rozřeže na monokrystalické krychle (53) o stranách 1,5 až 10 mm, monokrystalické krychle jsou následně opracovány do tvaru kulových vrchlíků (21.2) o poloměru 0,5 až 5 mm a umístí se alespoň částečně nad polovodičovým čipem (13).
- 9. Způsob výroby monokrystalického luminoforu podle nároků 7 a 8, vyznačující se tím, že povrch desek (52) nebo kulových vrchlíků (21.2) monokrystalického luminoforu (21) odvrácený od čipu (13) se zdrsní vrypy orientovaným pískováním A12O3, SiC, diamantem o zrnitosti 0,1 až 5 mikrometrů, nebo se brousí v rozmezí Ra = 0,8 až 5 pm, nebo se chemicko-mechanicky ošetří kyselinami HF, H3PO4, H3PO4 + H2SO4 nebo HNO3 + HCI, nebo se oleptá v tavenině NaOH, KOH, KHSO4 nebo boraxu, nebo se plazmově leptá s využití fluoridů nebo bromidů.
- 10. Způsob výroby monokrystalického luminoforu diody podle nároků laž6, vyznačující se t í m , že monokrystalický ingot (51) se rozřeže pomocí diamantové pily na monokrystalické desky (52) o tloušťce 0,2 až 2 mm, do kterých se laserem, vodním paprskem s abrazivem nebo mechanickým mikro-vrtáním vytvoří rozptylová centra (22) ve tvaru děr o průměru 10 až 40 pm, jejichž střední vzdálenost je minimálně 40 pm.- 13 CZ 304579 B6
- 11. Způsob výroby monokrystalického luminoforu podle nároků 7a 8, vyznačující se tím, že se povrch (23) monokrystalického luminoforu (21) ve tvaru destičky (21.1) nebo kulového vrchlíku (21.2) odvrácený od čipu (13) leští a poté se opatří antireflexní vrstvou (32) na straně ve směru vystupujícího záření.
- 12. Způsob výroby monokrystalického luminoforu podle nároků 7a 8, vyznačující se tím, že na povrch (23) monokrystalického luminoforu (21) ve tvaru destičky (21.1) nebo kulového vrchlíku (21.2) odvrácený od čipu (13) je nanesena vrstva rozdrceného monokrystalického ingotu v silikonovém enkapsulantu nebo plazmovou depozicí.
- 13. Způsob výroby monokrystalického luminoforu podle nároku 7, vyznačující se tím , že boční hrany destičky (21.1) monokrystalického luminoforu (21)jsou zkoseny pod úhlem 45° a slouží jako reflexní plochy pro záření spontánně emitované do stran.
- 14. Způsob výroby monokrystalického luminoforu diody podle nároků 7a 8, vyznačující se tím, že se vnitřní plocha (23.1) monokrystalického luminoforu (21) ve tvaru destičky (21.1) nebo kulového vrchlíku (21.2) blíže čipu (13) vyleští opracováním A12O3 nebo diamantem a opatří se reflexní vrstvou (33) pro vlnové délky větší než 500 nm a povrch (23) odvrácený od čipu (13) monokrystalického luminoforu (21) v případě, že je ve tvaru destičky (21.1) se zdrsní a/nebo se opatří rozptylovými centry (22).
- 15. Světlo emitující dioda podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) ve tvaru destičky (21.1) nebo kulového vrchlíku (21.2) je kčipu (13) připevněn pomocí transparentního silikonu (31).
- 16. Světlo emitující dioda podle nároků la6, vyznačující se tím, že monokrystalický luminofor (21) je fyzicky oddělen od čipu (13), a mezi čipem (13) a monokrystalickým luminoforem (21) je světlovodná vrstva silikonu (31) o indexu lomu minimálně 1,5 a monokrystalický luminofor (21) je fyzicky spojen s chladičem (14).
- 17. Světlo emitující dioda podle nároků laž6, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden čip (13) a nejméně jeden monokrystalický luminofor (21), přičemž čipy (13) a monokrystalický luminofor (21) jsou stejné nebo různé.
- 18. Světlo emitující dioda podle nároků laž6, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně 2 čipy (13) a jeden monokrystalický luminofor (21).
- 19. Světlo emitující dioda podle nároků laž6, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně 2 čipy (13), přičemž minimálně jeden čip je osazen monokrystalickým luminoforem (21) a minimálně jeden čip emituje záření s maximem mezi 600 až 700 nm.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-301A CZ304579B6 (cs) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby |
| TW103114123A TW201507206A (zh) | 2013-04-22 | 2014-04-18 | 具單晶磷光體之白色發光二極體及其製造方法 |
| JP2016508009A JP2016524316A (ja) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | 単結晶蛍光体を有する白色発光ダイオードとその製造方法 |
| PCT/CZ2014/000039 WO2014173376A1 (en) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | White light emitting diode with single crystal phosphor and the manner of production |
| CN201480023021.3A CN105189698A (zh) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | 具有单晶磷光体的白光发光二极管和生产的方法 |
| EP14725350.4A EP2989179B1 (en) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | Manner of production of a white light emitting diode with single crystal phosphor |
| US14/779,666 US9985185B2 (en) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | White light emitting diode with single crystal phosphor and the manner of production |
| KR1020157032195A KR101876757B1 (ko) | 2013-04-22 | 2014-04-22 | 단결정 인광체를 구비한 백색 발광 다이오드 및 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-301A CZ304579B6 (cs) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013301A3 CZ2013301A3 (cs) | 2014-07-16 |
| CZ304579B6 true CZ304579B6 (cs) | 2014-07-16 |
Family
ID=50771020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-301A CZ304579B6 (cs) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9985185B2 (cs) |
| EP (1) | EP2989179B1 (cs) |
| JP (1) | JP2016524316A (cs) |
| KR (1) | KR101876757B1 (cs) |
| CN (1) | CN105189698A (cs) |
| CZ (1) | CZ304579B6 (cs) |
| TW (1) | TW201507206A (cs) |
| WO (1) | WO2014173376A1 (cs) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305254B6 (cs) * | 2014-05-07 | 2015-07-01 | Fyzikální Ústav Av Čr, V. V. I. | Luminofory (LicNadKeRbfCsg)(LahGdiLujYk)1-aEuaS2-b pro pevnovlátkové světelné zdroje |
| CZ307024B6 (cs) * | 2014-05-05 | 2017-11-22 | Crytur, Spol.S R.O. | Světelný zdroj |
| CZ308384B6 (cs) * | 2017-11-29 | 2020-07-15 | Crytur, Spol. S R.O. | Zdroj nekoherentního záření |
| CZ309891B6 (cs) * | 2023-03-01 | 2024-01-10 | Crytur, Spol. S.R.O. | Světelný zdroj |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6384893B2 (ja) * | 2013-10-23 | 2018-09-05 | 株式会社光波 | 単結晶蛍光体及び発光装置 |
| EP3559990B1 (en) * | 2016-12-21 | 2020-09-16 | Lumileds Holding B.V. | Aligned arrangement of leds |
| DE102017101729A1 (de) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierende Vorrichtung |
| JP7007666B2 (ja) * | 2017-09-20 | 2022-02-10 | アダマンド並木精密宝石株式会社 | 発光体及び発光体の製造方法 |
| CN107879373A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-04-06 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 铈锌双掺gagg纳米粉体及其制备方法 |
| CN108511430A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-07 | 中国人民大学 | 一种晶体发光贴片led灯珠及其制备方法 |
| US10490397B1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-11-26 | Thermo Finnigan Llc | Methods and systems for detection of ion spatial distribution |
| KR102675945B1 (ko) * | 2018-09-18 | 2024-06-17 | 삼성전자주식회사 | 발광 장치 |
| TWI702739B (zh) | 2019-07-31 | 2020-08-21 | 台灣應用晶體股份有限公司 | 發光裝置及其製造方法 |
| CN111003946B (zh) * | 2019-12-10 | 2022-06-24 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种玻璃/钆镓铝石榴石复合材料的制备方法 |
| CZ308769B6 (cs) * | 2020-03-17 | 2021-05-05 | Crytur, Spol. S.R.O. | Kompaktní světelný modul |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS253997B1 (cs) * | 1986-07-09 | 1987-12-17 | Jiri Kvapil | Způsob pěstování monokrystalů hlinitanů yttria nebo/a lantanidů s perovskitovou strukturou |
| CS275476B2 (en) * | 1989-12-18 | 1992-02-19 | Monokrystaly Turnov | Scintillator from single crystal of cerium-activated yttrium-aluminium perovskite |
| US20080283864A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Letoquin Ronan P | Single Crystal Phosphor Light Conversion Structures for Light Emitting Devices |
| CZ300631B6 (cs) * | 2006-01-09 | 2009-07-01 | Crytur S. R. O. | Monokrystaly LuAG: Pr s dotací prvku vzácných zemin pro výrobu scintilacních detektoru a pevnolátkových laseru a jejich výroba |
| WO2009126272A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Cree, Inc. | LEDs USING SINGLE CRYSTALLINE PHOSPHOR AND METHODS OF FABRICATING SAME |
| CZ303673B6 (cs) * | 2011-02-17 | 2013-02-20 | Crytur Spol. S R. O. | Príprava monokrystalu granátové struktury s dotací o prumeru az 500 mm |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03186710A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-14 | Hitachi Ltd | Ｘ線断層撮影方法とその装置並びにｘ線発生用ターゲット |
| JPH04122608A (ja) | 1990-09-14 | 1992-04-23 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 内周刃スライサーによる単結晶インゴットの切断方法及び装置 |
| US6600175B1 (en) | 1996-03-26 | 2003-07-29 | Advanced Technology Materials, Inc. | Solid state white light emitter and display using same |
| TW383508B (en) | 1996-07-29 | 2000-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo Kk | Light emitting device and display |
| JP2000263499A (ja) | 1999-03-12 | 2000-09-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 脆性材料の切断方法 |
| JP4032704B2 (ja) * | 2001-10-23 | 2008-01-16 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
| JP4269645B2 (ja) * | 2001-11-05 | 2009-05-27 | 日亜化学工業株式会社 | 付活剤を含有した基板を用いた窒化物半導体ｌｅｄ素子、及び成長方法 |
| JP4874510B2 (ja) * | 2003-05-14 | 2012-02-15 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| US20050006659A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-13 | Ng Kee Yean | Light emitting diode utilizing a discrete wavelength-converting layer for color conversion |
| JP2005136006A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置及びそれを用いた演出装置 |
| WO2005042669A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Japan Science And Technology Agency | 電界発光材料及びそれを用いた電界発光素子 |
| JP4389689B2 (ja) | 2004-06-18 | 2009-12-24 | 日立化成工業株式会社 | 無機シンチレータ及びその製造方法 |
| EP1837921B1 (en) * | 2004-12-17 | 2015-11-18 | Ube Industries, Ltd. | Photo-conversion structure and light-emitting device using same |
| JP2008545269A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | ラミナ ライティング インコーポレーテッド | 白色発光ダイオード及びダイオードアレイを有する照明装置、それらの製造方法及び製造装置 |
| CN100389504C (zh) * | 2005-12-19 | 2008-05-21 | 中山大学 | 一种yag晶片式白光发光二极管及其封装方法 |
| US7285791B2 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-23 | Goldeneye, Inc. | Wavelength conversion chip for use in solid-state lighting and method for making same |
| US8133461B2 (en) | 2006-10-20 | 2012-03-13 | Intematix Corporation | Nano-YAG:Ce phosphor compositions and their methods of preparation |
| EP2089916A1 (en) * | 2006-11-07 | 2009-08-19 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Arrangement for emitting mixed light |
| JP2007194675A (ja) * | 2007-04-26 | 2007-08-02 | Kyocera Corp | 発光装置 |
| JP4613947B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2011-01-19 | ソニー株式会社 | 照明装置、色変換素子及び表示装置 |
| US8016443B2 (en) | 2008-05-02 | 2011-09-13 | Light Prescriptions Innovators, Llc | Remote-phosphor LED downlight |
| JP2009302145A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 発光装置 |
| US8083364B2 (en) | 2008-12-29 | 2011-12-27 | Osram Sylvania Inc. | Remote phosphor LED illumination system |
| JP5482378B2 (ja) * | 2009-04-20 | 2014-05-07 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| US8168998B2 (en) | 2009-06-09 | 2012-05-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | LED with remote phosphor layer and reflective submount |
| CN102061169A (zh) * | 2009-07-13 | 2011-05-18 | 上海博晶光电科技有限公司 | 白光led用石榴石类单晶荧光材料及其制备方法 |
| WO2012050199A1 (ja) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 三菱化学株式会社 | 白色発光装置及び照明器具 |
| EP2634234B1 (en) * | 2010-10-29 | 2017-12-06 | National Institute for Materials Science | Light-emitting device |
| WO2012092175A1 (en) | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Alper Biotech, Llc | Monoclonal antibodies against alpha-actinin-4 antigens, and uses therefor |
| CN107180906B (zh) | 2012-04-24 | 2021-05-28 | 株式会社光波 | 荧光体构件和发光装置 |
| CN102769080A (zh) | 2012-05-31 | 2012-11-07 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 一种白光led芯片及其制作方法 |
-
2013
- 2013-04-22 CZ CZ2013-301A patent/CZ304579B6/cs unknown
-
2014
- 2014-04-18 TW TW103114123A patent/TW201507206A/zh unknown
- 2014-04-22 US US14/779,666 patent/US9985185B2/en active Active
- 2014-04-22 CN CN201480023021.3A patent/CN105189698A/zh active Pending
- 2014-04-22 KR KR1020157032195A patent/KR101876757B1/ko active IP Right Grant
- 2014-04-22 WO PCT/CZ2014/000039 patent/WO2014173376A1/en active Application Filing
- 2014-04-22 JP JP2016508009A patent/JP2016524316A/ja active Pending
- 2014-04-22 EP EP14725350.4A patent/EP2989179B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS253997B1 (cs) * | 1986-07-09 | 1987-12-17 | Jiri Kvapil | Způsob pěstování monokrystalů hlinitanů yttria nebo/a lantanidů s perovskitovou strukturou |
| CS275476B2 (en) * | 1989-12-18 | 1992-02-19 | Monokrystaly Turnov | Scintillator from single crystal of cerium-activated yttrium-aluminium perovskite |
| CZ300631B6 (cs) * | 2006-01-09 | 2009-07-01 | Crytur S. R. O. | Monokrystaly LuAG: Pr s dotací prvku vzácných zemin pro výrobu scintilacních detektoru a pevnolátkových laseru a jejich výroba |
| US20080283864A1 (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Letoquin Ronan P | Single Crystal Phosphor Light Conversion Structures for Light Emitting Devices |
| WO2009126272A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Cree, Inc. | LEDs USING SINGLE CRYSTALLINE PHOSPHOR AND METHODS OF FABRICATING SAME |
| CZ303673B6 (cs) * | 2011-02-17 | 2013-02-20 | Crytur Spol. S R. O. | Príprava monokrystalu granátové struktury s dotací o prumeru az 500 mm |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Juqing Di, a kol.: Crystal growth and optical properties of LuYAG:Ce single crystal, Journal of Crystal Growth 351 (2012), 165-168 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307024B6 (cs) * | 2014-05-05 | 2017-11-22 | Crytur, Spol.S R.O. | Světelný zdroj |
| CZ305254B6 (cs) * | 2014-05-07 | 2015-07-01 | Fyzikální Ústav Av Čr, V. V. I. | Luminofory (LicNadKeRbfCsg)(LahGdiLujYk)1-aEuaS2-b pro pevnovlátkové světelné zdroje |
| CZ308384B6 (cs) * | 2017-11-29 | 2020-07-15 | Crytur, Spol. S R.O. | Zdroj nekoherentního záření |
| CZ309891B6 (cs) * | 2023-03-01 | 2024-01-10 | Crytur, Spol. S.R.O. | Světelný zdroj |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2989179A1 (en) | 2016-03-02 |
| WO2014173376A1 (en) | 2014-10-30 |
| US20160056347A1 (en) | 2016-02-25 |
| US9985185B2 (en) | 2018-05-29 |
| CZ2013301A3 (cs) | 2014-07-16 |
| KR20160002894A (ko) | 2016-01-08 |
| EP2989179B1 (en) | 2020-01-15 |
| JP2016524316A (ja) | 2016-08-12 |
| CN105189698A (zh) | 2015-12-23 |
| KR101876757B1 (ko) | 2018-07-10 |
| TW201507206A (zh) | 2015-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ304579B6 (cs) | Dioda emitující bílé světlo s monokrystalickým luminoforem a způsob výroby | |
| JP6578588B2 (ja) | 蛍光体部材及び発光装置 | |
| RU2550753C2 (ru) | Полупроводниковый светоизлучающий диод с конверсией длины волны | |
| US8299473B1 (en) | Polarized white light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and transparent phosphors | |
| EP3399604A1 (en) | Light emitting device | |
| WO2013190962A1 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2011082568A (ja) | 飽和変換材料を有するエミッタパッケージ | |
| JP2005187791A (ja) | 蛍光体および発光ダイオード | |
| RU2686862C2 (ru) | Сид, использующий люминесцентный сапфир в качестве понижающего преобразователя | |
| CN101894900A (zh) | 一种将单晶体用于白光led的制作方法 | |
| CN101338879A (zh) | 利用yag透明陶瓷制备白光led的方法 | |
| JP2018191006A (ja) | 発光装置 | |
| CN201237164Y (zh) | 一种白光led | |
| JP2005085888A (ja) | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及びこれを用いたＧａＮ系半導体発光素子並びにＧａＮ系半導体白色発光素子 | |
| JP2005101230A (ja) | 半導体素子用単結晶サファイア基板とその製造方法及びこれを用いたＧａＮ系半導体発光素子並びにＧａＮ系半導体白色発光素子 | |
| JP2005079171A (ja) | 半導体素子用サファイア基板とその製造方法及びこれを用いたＧａＮ系半導体発光素子並びにＧａＮ系半導体白色発光素子 | |
| CN107112399A (zh) | 波长转换发光装置 | |
| TWI702739B (zh) | 發光裝置及其製造方法 | |
| JP4303776B2 (ja) | ＳｉＣ半導体、半導体用基板、粉末及び発光ダイオード | |
| JP5370595B2 (ja) | 光変換用セラミック複合体及びその製造方法 | |
| Xiao et al. | Red-phosphor-dot-doped array in mirror-surface substrate light-emitting diodes | |
| CN217426775U (zh) | 一种无荧光粉的白光led芯片及复合基板 | |
| JP4303765B2 (ja) | ＳｉＣ半導体、半導体用基板、粉末及び窒化物半導体発光ダイオード | |
| US20170012186A1 (en) | Novel white light led packaging structure and process for manufacturing the same |