本發(fā)明涉及用于光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置及布置的材料。更具體來說但非排他性地，本發(fā)明涉及用于制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件及光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置的光致發(fā)光材料及其制造方法。

背景技術(shù)：

白色發(fā)光二極管(LED)在此項(xiàng)技術(shù)中是已知的且是相對(duì)近期的創(chuàng)新。直到開發(fā)出在電磁光譜的藍(lán)色/紫外區(qū)域中發(fā)光的LED，開發(fā)基于LED的白色光源才變得實(shí)際。如已知，產(chǎn)生白色光的LED(“白色LED”)包含是一種光致發(fā)光材料的磷光體，所述磷光體吸收由所述LED發(fā)射的輻射的一部分并重新發(fā)射不同色彩(波長(zhǎng))的輻射。舉例來說，LED發(fā)射藍(lán)色光且磷光體重新發(fā)射黃色光?；蛘撸坠怏w可發(fā)射綠色光與紅色光、綠色光與黃色光或黃色光與紅色光的組合。由LED發(fā)射的藍(lán)色光的未被磷光體吸收的部分與所發(fā)射的黃色光混合以提供人眼看來為白色的光。預(yù)計(jì)，白色LED由于其通常為幾十萬小時(shí)的長(zhǎng)操作壽命及其高效率而可能取代白熾光源。高亮度白色LED已廣泛用于一般照明、街道照明、汽車應(yīng)用、航空應(yīng)用、LCD顯示器中的背光照明、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及蜂窩電話中。

用于LED裝置中的磷光體材料經(jīng)極仔細(xì)地配置以具有處于極特定裝載量百分比的不同磷光體組合物的選定混合物。這是因?yàn)閬碜訪ED裝置的光發(fā)射的確切色彩及質(zhì)量高度取決于所述裝置中所使用的磷光體組合物的類型、數(shù)量及比例。甚至這些參數(shù)的輕微變化也可致使來自所述裝置的光發(fā)射的外觀發(fā)生顯著且視覺上可感知的改變。

當(dāng)磷光體制造商試圖給客戶提供一致磷光體產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)困難，其中磷光體產(chǎn)品是處于經(jīng)精確計(jì)算的混合百分比的呈粒子形式的不同磷光體材料的混合物。問題在于：磷光體產(chǎn)品的儲(chǔ)存過程及/或?qū)⑺隽坠怏w產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)阶罱K客戶(例如，將磷光體產(chǎn)品并入至LED裝置中的照明制造商)的過程可致使磷光體粒子分離及沉淀以在所述產(chǎn)品內(nèi)形成混合物不一致性。

為避免這些問題，磷光體制造商給客戶提供個(gè)別磷光體，客戶則可摻和所述個(gè)別磷光體以達(dá)成所要色溫的所發(fā)射光。然而，許多客戶發(fā)現(xiàn)難以借助此方法達(dá)成一致結(jié)果，這是因?yàn)樽罱K客戶可能不擁有用以達(dá)成其中磷光體材料一致分布的混合物的正確裝備或?qū)I(yè)知識(shí)。

因此，需要一種用以提供避免這些及其它問題的磷光體產(chǎn)品的經(jīng)改善方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種光致發(fā)光材料膏，其包括光透射不可固化硅酮流體與一種或多種無機(jī)光致發(fā)光材料(通常為磷光體材料)的粒子的混合物。在本申請(qǐng)案中，“可固化”是指硅酮流體能夠交聯(lián)的能力。使硅酮流體可固化需要使其能夠至少50％、優(yōu)選地70％或更高百分比地發(fā)生交聯(lián)。相反地，“不可固化”在此說明書中用于指示硅酮流體不能夠交聯(lián)，但將了解，其可能夠在某種程度上交聯(lián)，但此將為極低且小于百分之幾，通常小于1％。此與“部分固化的”材料形成對(duì)比，部分固化的材料是指能夠完全固化但僅被處理成不足完全固化的狀態(tài)的可固化材料。

然后可將所述光致發(fā)光材料膏(“磷光體膏”)與可固化光透射硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)混合以形成光致發(fā)光材料化合物。所述光致發(fā)光材料化合物可用于制造用于固態(tài)(通常為L(zhǎng)ED)發(fā)光裝置及布置的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件。或者，可將光致發(fā)光材料化合物直接沉積于LED芯片上以制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置。

在一個(gè)實(shí)施例中，磷光體膏由構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分的不可固化硅酮流體構(gòu)成。此種不可固化硅酮流體在不存在雙部分材料的另一相應(yīng)部分的情況下本身是不可固化的。

首先將光致發(fā)光材料與不可固化硅酮流體混合且然后將磷光體膏添加到可固化硅酮材料存在若干個(gè)益處，這些益處包含：1)減少磷光體粒子的凝集；2)當(dāng)使用具有不同密度的多種磷光體材料時(shí)減少不同磷光體材料的分離或沉淀；及3)增加產(chǎn)品的儲(chǔ)藏壽命，這是因?yàn)楣柰黧w是不可固化的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種光致發(fā)光材料膏包括兩種或兩種以上無機(jī)光致發(fā)光材料的粒子與光透射不可固化硅酮流體的混合物，其中所述兩種或兩種以上無機(jī)光致發(fā)光材料中的每一者具有不同密度。在一個(gè)實(shí)施例中，不可固化硅酮流體本身是不可固化的且當(dāng)與例如交聯(lián)劑及/或催化劑等的另一材料混合時(shí)也不可固化。此種不可固化硅酮流體可稱為“不可固化”，且此些流體的實(shí)例包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)CH₃[Si(CH₃)₂O]_nSi(CH₃)₃及聚苯基甲基硅氧烷。此些硅酮流體因?yàn)槠洳缓锌山枰园l(fā)生交聯(lián)的端基(活性位點(diǎn))而是不可固化的。

在另一實(shí)施例中，不可固化硅酮流體本身是不可固化的，但當(dāng)與例如交聯(lián)劑及/或催化劑等的另一材料混合時(shí)是可固化的。在添加另一材料的情況下可固化的硅酮流體的實(shí)例包含含有端基(例如氫負(fù)離子(-H)、乙烯基(-CH＝CH₂)、羥基(-OH)及羰基(ROH))的PDMS。適合材料的實(shí)例包含聚苯基甲基硅氧烷及聚甲基氫硅氧烷。在一些實(shí)施例中，不可固化硅酮流體可構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分。雙部分可固化硅酮通常包括兩個(gè)部分共有的基礎(chǔ)聚合物，其中交聯(lián)劑及催化劑提供于雙部分組合物的相應(yīng)部分中。

對(duì)不可固化硅酮流體的選擇可取決于其中將并入有膏的可固化硅酮材料。舉例來說，在可固化硅酮材料包括雙部分基于二甲基的可固化硅酮(例如基于二甲基的乙烯基化及三甲基化二氧化硅)的情況下，不可固化硅酮流體可包括不可固化聚二甲基硅氧烷。

在一些實(shí)施例中，光致發(fā)光材料包括具有介于約5μm與約35μm之間的平均粒子大小(D50)的磷光體材料。在一些應(yīng)用中，光致發(fā)光材料具有介于約15μm與約20μm之間的平均粒子大小。

將添加到不可固化硅酮流體以形成膏狀一致性的光致發(fā)光材料膏的材料的裝載重量選擇為足夠高以減少或基本上消除不同密度材料的沉淀及/或分離。在一些實(shí)施例中，此些材料可包括一種或多種光致發(fā)光材料本身、具有光漫射材料及/或包含額外材料(例如，抗沉淀添加劑，例如二氧化硅、折射率添加劑、導(dǎo)熱添加劑)的光致發(fā)光材料。在一些實(shí)施例中，添加到膏中的不可固化硅酮流體的材料的固體裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)，其中固體裝載量取決于不可固化硅酮流體的粘度。將了解，不可固化硅酮流體應(yīng)與光致發(fā)光材料膏的既定用途兼容，所述光致發(fā)光材料膏可決定不可固化硅酮流體的組成及/或粘度，且然后可影響光致發(fā)光材料的裝載重量。舉例來說，在光致發(fā)光材料膏將與可固化硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)預(yù)先混合且所得光致發(fā)光材料化合物經(jīng)射出模制以形成遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的情況下，膏中的材料的裝載重量處于約80％到約90％的范圍內(nèi)。在一個(gè)此種實(shí)施例中，膏中的材料的裝載重量是約80％，包括75.4％的光致發(fā)光材料及4.6％的漫射體材料。在光致發(fā)光材料膏將用于三流射出模制過程(磷光體膏存在一個(gè)流且雙部分可固化硅酮材料的部分A及B存在相應(yīng)流)中的情況下，可通過添加額外不可固化硅酮流體而稀釋光致發(fā)光材料膏，使得膏中的材料的裝載重量在射出模制期間為約40％到約50％。對(duì)于此些應(yīng)用，將抗沉淀添加劑包含在光致發(fā)光材料膏中以避免膏中的材料在射出模制期間沉淀或沉降的任何問題可為有益的。在一些實(shí)施例中，在光致發(fā)光材料膏將與可固化硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)預(yù)先混合且所得光致發(fā)光材料化合物作為L(zhǎng)ED封裝(例如，板上芯片COB裝置)的一部分被直接施配到LED芯片上的情況下，光致發(fā)光材料膏中的材料的裝載重量是約88％。通常，對(duì)于LED封裝，膏不包含漫射體材料。在一些實(shí)施例中，在意欲使用光致發(fā)光材料膏作為玻璃上芯片(COG)發(fā)光裝置中的囊封的一部分的情況下，膏中的材料的裝載重量是約86％，包括81％的光致發(fā)光材料及4.7％的漫射體。

在一些實(shí)施例中，不可固化硅酮流體的粘度可介于約500厘沲(cSt)與約100,000厘沲之間。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，不可固化硅酮流體具有約5,000cSt的粘度。粘度可取決于意欲與其一起使用的可固化硅酮材料的粘度。

為增加使用磷光體膏所制造的固態(tài)發(fā)光裝置及/或遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的CRI(顯色指數(shù))，光致發(fā)光材料優(yōu)選地包括第一無機(jī)光致發(fā)光材料與第二無機(jī)光致發(fā)光材料的粒子的混合物。通常，第一光致發(fā)光材料具有第一密度且第二光致發(fā)光材料具有第二不同密度。本發(fā)明的特定優(yōu)點(diǎn)是減少了第一光致發(fā)光材料及第二光致發(fā)光材料的沉淀及/或分離。所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料可包括具有基本上相等的平均粒子大小的粒子?；蛘?，光致發(fā)光材料膏可包括具有第一粒子大小的第一光致發(fā)光材料的粒子與具有第二不同粒子大小的第二光致發(fā)光材料的粒子的混合物。

無機(jī)光致發(fā)光材料可包括基于硅酸鹽的磷光體、基于鋁酸鹽的磷光體、基于氮化物的磷光體、基于硫酸鹽的磷光體、YAG磷光體或其混合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一光致發(fā)光材料包括發(fā)綠光的基于鋁酸鹽的磷光體，且第二光致發(fā)光材料包括發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體。

為減少產(chǎn)生選定色彩的所發(fā)射光所需要的光致發(fā)光材料的量，光致發(fā)光材料膏可進(jìn)一步包括光漫射材料的粒子。包含光漫射粒子可進(jìn)一步改善所發(fā)射光的色彩均勻性。優(yōu)選地，光漫射材料的粒子包括具有介于約40nm與約500nm之間的平均粒子大小的納米級(jí)粒子。此種大小的粒子將取決于光波長(zhǎng)而不同地散射光。光漫射材料的粒子大小可經(jīng)選擇以散射激發(fā)光而非光致發(fā)光產(chǎn)生的光。在激發(fā)光包括藍(lán)色光的情況下，光漫射材料的粒子優(yōu)選地具有約60nm的平均粒子大小。光漫射材料可包括氧化鋅(ZnO)粒子、二氧化鈦(TiO₂)粒子、硫酸鋇(BaSO₄)粒子、氧化鎂(MgO)粒子、二氧化硅(SiO₂)粒子、氧化鋁(Al₂O₃)粒子、二氧化鋯(ZrO₂)粒子或其混合物。

在光致發(fā)光材料膏將被直接沉積于LED芯片上且輔助熱耗散的情況下，光致發(fā)光材料膏可進(jìn)一步包括導(dǎo)熱材料的粒子。

在一些實(shí)施例中，可將一定量的抗沉淀添加劑(例如二氧化硅)添加到光致發(fā)光材料膏。抗沉淀添加劑是一種被放置于混合物內(nèi)以維持磷光體在不可固化硅酮流體內(nèi)的均勻分布及一致性、特定來說在光致發(fā)光材料膏的儲(chǔ)存期間防止或抑制沉淀的試劑。在一些實(shí)施例中，抗沉淀添加劑包括懸浮劑、流變劑及/或增稠劑且可包括二氧化硅。此抗沉淀添加劑可尤其適用于在施配于芯片上時(shí)防止最終光致發(fā)光材料組合物中發(fā)生沉淀，例如用以增大粘度的二氧化硅納米粒子以及關(guān)于使磷光體強(qiáng)勁接合到雙部分硅酮材料的有機(jī)材料。

也可將折射率添加劑放置于混合物內(nèi)以提供光致發(fā)光材料膏的最優(yōu)光散射性質(zhì)。在一些情況下，提供折射率添加劑是為了促進(jìn)光致發(fā)光材料膏的折射率匹配及/或增大膏的折射率。此可例如通過以下方式來實(shí)現(xiàn)：選擇具有所要折射率的添加劑(例如，二氧化鈦)；針對(duì)所述添加劑選擇所要粒子大小(例如，關(guān)于給定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍而選擇)；及然后選擇所述添加劑在膏內(nèi)的所要百分比的裝載量。舉例來說，在一些實(shí)施例中，可例如通過使用納米二氧化鋯粒子而包含折射率添加劑以使折射率n與硅酮(磷光體n＝2.0，硅酮n＝1.4/1.5)匹配。

除提供光致發(fā)光材料膏之外，本發(fā)明的一些實(shí)施例也應(yīng)用于制造光漫射組件(其可不含有光致發(fā)光材料)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光漫射材料膏包括：光透射不可固化硅酮流體與光漫射材料的粒子的混合物。然后可將光漫射材料膏(“漫射膏”)與可固化光透射硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)混合且使用所得光漫射材料化合物來制造光漫射光學(xué)組件或遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的光漫射部分。不可固化硅酮流體可包括線性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、苯甲基硅酮烷或聚甲基硅酮烷。在其它實(shí)施例中，不可固化硅酮流體可構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分。

優(yōu)選地，光漫射材料包括具有介于約40nm與約100nm之間的平均粒子大小的納米級(jí)粒子。此種大小的粒子將取決于光的波長(zhǎng)而不同地散射光。在光漫射組件將用于基于藍(lán)色光的LED系統(tǒng)中的情況下，光漫射材料的粒子優(yōu)選地具有約60nm的平均粒子大小。光漫射材料可包括氧化鋅(ZnO)粒子、二氧化鈦(TiO₂)粒子、硫酸鋇(BaSO₄)粒子、氧化鎂(MgO)粒子、二氧化硅(SiO₂)粒子、氧化鋁(Al₂O₃)粒子、二氧化鋯(ZrO₂)粒子或其混合物。

膏中的光漫射材料的裝載重量可取決于光漫射組件的既定制造方法而處于10％到60％的范圍內(nèi)。舉例來說，在將使用2-D印刷過程(例如，絲網(wǎng)印刷)來沉積光漫射材料的情況下，膏中的光漫射材料的粒子的裝載重量處于約50％到約60％的范圍內(nèi)。在將使用射出模制來制造光漫射組件的情況下，膏中的光漫射材料的裝載重量處于約10％到約20％的范圍內(nèi)。

可固化硅酮材料的粘度取決于光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件及/或光漫射組件的既定制造方法。舉例來說，在將使用射出模制來制造所述組件的情況下，可固化硅酮材料可具有介于約100,000cSt與約1,500,000cSt之間的粘度。

發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的光致發(fā)光材料膏可以高比例與可固化硅酮材料混合且所得光致發(fā)光材料化合物仍為可固化的。因此，在一些實(shí)施例中，方法可包括將光致發(fā)光膏以在光致發(fā)光材料化合物中按重量計(jì)高達(dá)約70％的量與可固化硅酮材料混合。在一個(gè)實(shí)施例中，光致發(fā)光材料膏的重量比率是：光致發(fā)光材料膏對(duì)比可固化硅酮材料為約5比2?？晒袒柰牧峡砂ɑ诙谆碾p部分可固化硅酮。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的方法包括：通過將選定量的光致發(fā)光材料膏與選定量的可固化硅酮材料混合而形成光致發(fā)光材料化合物，其中所述光致發(fā)光膏包括：第一無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第一密度；第二無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第二密度；及光透射不可固化硅酮流體，所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料及所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料基本上均質(zhì)地分布于所述光透射不可固化硅酮流體內(nèi)，且所述光致發(fā)光膏中的所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)；通過選自由以下各項(xiàng)組成的群組的一種方法而形成所述光致發(fā)光組件：用所述光致發(fā)光材料化合物來模制所述光致發(fā)光組件；將所述光致發(fā)光材料化合物沉積于光透射襯底上且將所述光致發(fā)光材料化合物沉積于光反射襯底上；及使所述光致發(fā)光材料化合物至少部分地固化。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造固態(tài)發(fā)光裝置的方法包括：通過將選定量的光致發(fā)光材料膏與選定量的可固化硅酮材料混合而形成光致發(fā)光材料化合物，其中所述光致發(fā)光膏包括：第一無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第一密度；第二無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第二密度；及光透射不可固化硅酮流體，所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料及所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料基本上均質(zhì)地分布于所述光透射硅酮流體內(nèi)，且所述光致發(fā)光膏中的所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)；將所述光致發(fā)光材料化合物施配到固態(tài)光源上；及使所述光致發(fā)光材料化合物至少部分地固化。

本發(fā)明的方法具有特定應(yīng)用，其中所述固態(tài)發(fā)光裝置包括：經(jīng)封裝LED芯片、光透射襯底上的LED芯片、玻璃上LED芯片(COG)或板上LED芯片(COB)。

根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種使用本發(fā)明的光致發(fā)光材料膏及方法所制造的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件及光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置。

附圖說明

為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖僅通過舉例方式來描述根據(jù)本發(fā)明的光致發(fā)光材料膏以及制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換及光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置的方法，在附圖中，相似元件符號(hào)用以表示相似部件，且其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用以制造光致發(fā)光材料膏的實(shí)例性方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用以制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的實(shí)例性方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用以制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置的實(shí)例性方法的流程圖；

圖4展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的COB(板上芯片)發(fā)光裝置的示意性平面圖及截面圖；

圖5A及5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖4的COB發(fā)光裝置的制造方法的示意圖；

圖6展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的COG(玻璃上芯片)發(fā)光裝置的示意性平面圖及截面圖；

圖7A及7B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖6的COG發(fā)光裝置的制造方法的示意圖；且

圖8A到8C展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的示意圖，所述各圖分別展示光透射遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件、光反射遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件及經(jīng)模制遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種包括光透射不可固化硅酮流體與無機(jī)光致發(fā)光材料的粒子(通常為磷光體材料)的混合物的光致發(fā)光材料膏。然后可將所述光致發(fā)光材料膏(“磷光體膏”)與可固化光透射硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)混合以形成光致發(fā)光材料化合物。在一個(gè)實(shí)施例中，磷光體膏可形成為雙部分可固化硅酮材料的一部分，而非與所述雙部分可固化硅酮材料分離且然后添加到所述雙部分可固化硅酮材料。

所述光致發(fā)光材料化合物可用于制造用于固態(tài)(通常為L(zhǎng)ED)發(fā)光裝置及布置的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件?；蛘?，可將光致發(fā)光材料化合物直接沉積于LED芯片上以制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置。

圖1展示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用以制造光致發(fā)光材料膏的方法的流程圖。102處的第一步驟是將所測(cè)量量的光透射不可固化硅酮流體作為載體材料添加到混合容器。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可使用任何適合的不可固化硅酮流體。在本申請(qǐng)案中，“可固化”是指硅酮流體能夠交聯(lián)的能力。使硅酮流體可固化需要使其能夠至少50％、優(yōu)選地70％或更高百分比地發(fā)生交聯(lián)。相反地，“不可固化”在此說明書中用于指示硅酮流體不能夠交聯(lián)，但將了解，其可能夠在某種程度上交聯(lián)，但此將為極低且小于百分之幾，通常小于1％。將了解，不可固化可囊括如下材料：所述材料在此些材料的正常環(huán)境條件(參照：在長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)處于高溫下或暴露于高水平的U.V.)下顯著地抵抗固化。此與“部分固化的”材料形成對(duì)比，部分固化的材料是指能夠完全固化但僅被處理成不足完全固化的狀態(tài)的可固化材料。

在一個(gè)實(shí)施例中，不可固化硅酮流體本身是不可固化的，但當(dāng)與例如交聯(lián)劑及/或催化劑等另一材料混合時(shí)是可固化的。在添加另一材料的情況下可固化的硅酮流體的實(shí)例包含含有端基(例如氫負(fù)離子(-H)、乙烯基(-CH＝CH₂)、羥基(-OH)及羰基(ROH))的PDMS。適合材料的實(shí)例包含聚苯基甲基硅氧烷及聚甲基氫硅氧烷。在一些實(shí)施例中，不可固化硅酮流體構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分。此種不可固化硅酮流體在不存在雙部分材料的另一相應(yīng)部分的情況下本身是不可固化的。

在另一實(shí)施例中，不可固化硅酮流體本身是不可固化的且當(dāng)與例如交聯(lián)劑及/或催化劑等另一材料混合時(shí)也不可固化。此種不可固化硅酮流體可稱為“不可固化”，且此些流體的實(shí)例包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)CH₃[Si(CH₃)₂O]_nSi(CH₃)₃及聚苯基甲基硅氧烷。此些硅酮流體因?yàn)槠洳缓锌山枰园l(fā)生交聯(lián)的端基(活性位點(diǎn))而是不可固化的。

總的來說，不可固化硅酮流體可為：a)本身不可固化且當(dāng)與另一材料混合時(shí)不可固化的硅酮流體；或b)本身不可固化且當(dāng)與另一材料混合時(shí)可固化的硅酮流體。使用不可固化硅酮流體的原因是避免“短儲(chǔ)藏壽命”問題，這是因?yàn)榭晒袒d體材料可在儲(chǔ)存/運(yùn)輸期間導(dǎo)致光致發(fā)光膏過早地固化。

對(duì)不可固化硅酮流體的選擇可取決于其中將并入有膏的可固化硅酮材料。舉例來說，在可固化硅酮材料包括雙部分基于二甲基的可固化硅酮(例如基于二甲基的乙烯基化及三甲基化二氧化硅)的情況下，不可固化硅酮流體可包括不可固化聚二甲基硅氧烷。

可針對(duì)不可固化硅酮流體選擇適合于促進(jìn)材料在載體流體中的均一分布同時(shí)最小化粒子沉淀效應(yīng)的任何適合粘度。如下文更詳細(xì)地描述，極小粒子(例如，納米級(jí)光漫射材料)可與光致發(fā)光材料包含在一起(與其混合)，且適當(dāng)高粘度水平是合意的，以避免此些材料的凝集。在一些實(shí)施例中，不可固化硅酮流體的粘度介于約500厘沲(cSt)與約100,000厘沲之間。在優(yōu)選實(shí)施例中，不可固化硅酮流體具有約60,000厘沲(cSt)的粘度。

104處的下一步驟是添加所測(cè)量量的一種或多種光致發(fā)光材料，例如磷光體材料。在一些實(shí)施例中，無機(jī)光致發(fā)光材料包括具有介于約5μm與約35μm之間的平均粒子大小(D50)的磷光體材料。在一些應(yīng)用中，光致發(fā)光材料的粒子具有介于約15μm與約20μm之間的平均粒子大小。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將兩種或兩種以上光致發(fā)光材料添加到混合物，其中所述兩種或兩種以上光致發(fā)光材料中的每一者具有不同密度。

將添加到不可固化硅酮流體以形成膏狀一致性的光致發(fā)光材料化合物的材料的裝載重量選擇為足夠高以減少或基本上消除膏內(nèi)的不同密度材料的沉淀及/或分離。在一些實(shí)施例中，此些材料可包括一種或多種光致發(fā)光材料本身、具有漫射體材料及/或包含額外材料(例如，抗沉淀添加劑、折射率添加劑、導(dǎo)熱添加劑)的光致發(fā)光材料。通常，添加到膏中的硅酮流體的材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)，其中固體裝載量取決于硅酮流體的粘度。將了解，硅酮流體需要與光致發(fā)光材料膏的既定用途兼容，所述光致發(fā)光材料膏可決定硅酮流體的組成及/或粘度，且然后可影響光致發(fā)光材料的裝載重量。

舉例來說，在光致發(fā)光材料膏將與雙部分可固化硅酮材料預(yù)先混合且所得光致發(fā)光材料化合物經(jīng)射出模制以形成遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的情況下，膏中的材料的裝載重量處于約80％到約90％的范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，在光致發(fā)光材料膏將用于三流射出模制過程(磷光體膏存在一個(gè)流且雙部分可固化硅酮流體的部分A及B存在相應(yīng)流)中的情況下，膏中的材料的裝載重量為約80％。在一個(gè)此種實(shí)施例中，膏中的材料的裝載重量是約80％，包括75.4％的光致發(fā)光材料及4.7％的漫射體(表1)。

在實(shí)施例中，在光致發(fā)光材料膏將與雙部分可固化硅酮材料預(yù)先混合且所得光致發(fā)光材料化合物作為L(zhǎng)ED封裝(例如，板上芯片COB裝置)的一部分被直接施配到LED芯片上的情況下，光致發(fā)光材料膏中的材料的裝載重量是約88％。通常，對(duì)于LED封裝，所述膏不包含漫射體材料(表1)。

在意欲使用光致發(fā)光材料膏作為玻璃上芯片(COG)發(fā)光裝置中的囊封的一部分的情況下，膏中的材料的裝載重量是約85％，包括81％的光致發(fā)光材料及4％的漫射體。

不可固化硅酮流體的粘度可具有介于約500厘沲(cSt)與約100,000厘沲之間的粘度。在優(yōu)選實(shí)施例中，不可固化硅酮流體具有約5,000厘沲(cSt)的粘度。粘度可取決于意欲與其一起使用的可固化硅酮材料的粘度。

為增大使用磷光體膏所制造的固態(tài)發(fā)光裝置及/或遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的CRI(顯色指數(shù))，光致發(fā)光材料優(yōu)選地包括第一無機(jī)光致發(fā)光材料與第二無機(jī)光致發(fā)光材料的粒子的混合物。通常，第一光致發(fā)光材料具有第一密度且第二光致發(fā)光材料具有第二不同密度。本發(fā)明的特定優(yōu)點(diǎn)是減少了第一光致發(fā)光材料及第二光致發(fā)光材料的沉淀及/或分離。所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料可包括具有基本上相等的平均粒子大小的粒子?；蛘撸庵掳l(fā)光材料膏可包括具有第一粒子大小的第一光致發(fā)光材料的粒子與具有第二不同粒子大小的第二光致發(fā)光材料的粒子的混合物。

無機(jī)光致發(fā)光材料可包括基于硅酸鹽的磷光體、基于鋁酸鹽的磷光體、基于氮化物的磷光體、基于硫酸鹽的磷光體、YAG磷光體或其混合物。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一光致發(fā)光材料包括發(fā)綠光的基于鋁酸鹽的磷光體，且第二光致發(fā)光材料包括發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體。發(fā)綠光的基于鋁酸鹽的磷光體可包括基于石榴石的磷光體，如標(biāo)題為“一般及背光照明應(yīng)用中的發(fā)綠光的基于石榴石的磷光體(Green-Emitting,Garnet-Based Phosphors in General and Backlighting Applications)”的美國專利US 8,529,791中所教示，所述美國專利特此以其全文并入本文。此種發(fā)綠光的磷光體包括由镥、鈰、至少一種堿土金屬、鋁、氧及至少一種鹵素組成的經(jīng)鈰活化的發(fā)綠光的鋁酸镥磷光體，其中所述磷光體經(jīng)配置以吸收具有介于從約380nm到約480nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的激發(fā)輻射，且發(fā)射具有介于從約500nm到約550nm的范圍內(nèi)的峰值發(fā)射波長(zhǎng)的光。發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體包括，如標(biāo)題為“發(fā)紅光的基于氮化物的經(jīng)鈣穩(wěn)定的磷光體(Red-Emitting Nitride-Based Calcium-Stabilized Phosphors)”的美國專利US 8,597,545中所教示，所述美國專利特此以其全文并入本文。此種發(fā)紅光的磷光體包括由化學(xué)式M_aSr_bSi_cAl_dN_eEu_f表示的基于氮化物的組合物，其中：M是Ca，且0.1≤a≤0.4；1.5<b<2.5；4.0≤c≤5.0；0.1≤d≤0.15；7.5<e<8.5；且0<f<0.1；其中a+b+f>2+d/v且v是M的化合價(jià)?；蛘撸l(fā)紅光的磷光體包括發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體，包括，如標(biāo)題為“發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體(Red-Emitting Nitride-Based Phosphors)”的美國專利US 8,663,502中所教示，所述美國專利特此以其全文并入本文。此種發(fā)紅光的磷光體包括由化學(xué)式M_(x/v)M'₂Si_5-xAl_xN₈:RE表示的基于氮化物的組合物，其中：M是具有化合價(jià)v的至少一種單價(jià)、二價(jià)或三價(jià)金屬；M'是Mg、Ca、Sr、Ba及Zn中的至少一者；且RE是Eu、Ce、Tb、Pr及Mn中的至少一者；其中x滿足0.1≤x<0.4，且其中所述發(fā)紅光的磷光體具有M'₂Si₅N₈:RE的總體晶體結(jié)構(gòu)，Al替代所述總體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的Si，且M位于所述總體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)基本上格隙位點(diǎn)處。

作為任選步驟，在106處，可添加所測(cè)量量的光漫射材料，使得光致發(fā)光材料膏可進(jìn)一步包括光漫射材料的粒子。光致發(fā)光材料膏中的光漫射材料的粒子的裝載量可處于0.1％到10％的范圍內(nèi)。包含光漫射材料的一個(gè)原因是減少產(chǎn)生選定色彩的所發(fā)射光所需要的光致發(fā)光材料的量。包含光漫射材料的粒子可進(jìn)一步改善所發(fā)射光的色彩均勻性。優(yōu)選地，光漫射材料的粒子包括具有介于約40nm與約100nm之間的平均粒子大小的納米級(jí)粒子。此種大小的粒子將取決于光波長(zhǎng)而不同地散射光。光漫射材料的粒子大小可經(jīng)選擇以散射激發(fā)光而非光致發(fā)光產(chǎn)生的光。在激發(fā)光包括藍(lán)色光的情況下，光漫射材料的粒子優(yōu)選地具有約60nm的平均粒子大小。光漫射材料可包括氧化鋅(ZnO)粒子、二氧化鈦(TiO₂)粒子、硫酸鋇(BaSO₄)粒子、氧化鎂(MgO)粒子、二氧化硅(SiO₂)粒子、氧化鋁(Al₂O₃)粒子、二氧化鋯(ZrO₂)粒子或其混合物。

作為另一任選步驟，在108處，可將所測(cè)量量的導(dǎo)熱材料添加到光致發(fā)光材料膏。舉例來說，在光致發(fā)光材料膏將直接沉積于LED芯片上且使用導(dǎo)熱材料來輔助熱耗散的情況下，此是有用的?？扇Q于本發(fā)明所用于的應(yīng)用的具體需要而視需要采用任何適合導(dǎo)熱材料。舉例來說，可在光致發(fā)光材料膏內(nèi)使用/包含導(dǎo)熱塑料或?qū)崽砑觿?/p>

在一些實(shí)施例中，可將一定量的抗沉淀添加劑(例如二氧化硅)添加到材料膏?？钩恋硖砑觿┦且环N被放置于混合物內(nèi)以維持磷光體在硅酮流體內(nèi)的均勻分布及一致性、特定來說在光致發(fā)光材料膏的儲(chǔ)存期間防止或抑制沉淀的試劑。在一些實(shí)施例中，抗沉淀添加劑包括懸浮劑、流變劑及/或增稠劑。

也可將折射率添加劑放置于混合物內(nèi)以提供光致發(fā)光材料膏的最優(yōu)光散射性質(zhì)。在一些情況下，提供折射率添加劑是為了促進(jìn)光致發(fā)光材料膏的折射率匹配及/或提高/降低膏的折射率。此可例如通過以下方式來實(shí)現(xiàn)：選擇具有所要折射率的添加劑(例如，二氧化鈦)；針對(duì)所述添加劑選擇所要粒子大小(例如，關(guān)于給定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍而選擇)；然后選擇所述添加劑在膏內(nèi)的所要百分比的裝載量。

一旦已將所有組分放置到混合容器中，即在110處將所述組分混合在一起以形成光致發(fā)光材料膏?？刹捎萌魏芜m合的混合/摻和技術(shù)來混合所述組分。

在根據(jù)本發(fā)明的磷光體膏的示范性實(shí)例中，不可固化硅酮流體包括是具有5,000厘沲(cSt)的粘度的線性聚二甲基硅氧烷(CH₃)₃SiO[SiO(CH₃)₂]_nSi(CH₃)₃的PMX-200硅酮流體，磷光體材料包括納米漫射體的混合物及粒子。磷光體/漫射體材料對(duì)硅酮流體的裝載重量是約80％到88％，此取決于膏的既定用途(表1)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述一種用于制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的方法。雖然光致發(fā)光材料膏本身不可固化，但其可結(jié)合單獨(dú)可固化材料一起使用以形成最終光學(xué)產(chǎn)品。在此方法中，將光致發(fā)光材料膏與選定量的可固化硅酮材料混合以形成然后可固化的光致發(fā)光化合物。

圖2展示可根據(jù)一些實(shí)施例采用以制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的方法的流程圖。202處的第一步驟是將選定量的光致發(fā)光材料膏添加到可固化硅酮流體。在一些實(shí)施例中，可固化硅酮流體可包括雙部分可固化硅酮材料，例如基于二甲基的雙部分可固化硅酮。在磷光體膏載體包括聚二甲基硅氧烷時(shí)，適合雙部分可固化硅酮的實(shí)例是基于二甲基的乙烯基化及三甲基化二氧化硅，例如DowOE-6370HF。

可固化硅酮材料的粘度取決于光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的既定制造方法。舉例來說，在將使用射出模制來制造所述組件的情況下，可固化硅酮流體具有介于約100,000厘沲(cSt)與約1,500,000厘沲之間的粘度。

發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，可將本發(fā)明的光致發(fā)光材料膏以高比例與可固化硅酮流體混合，且所得光致發(fā)光材料化合物仍為可固化的。因此，所述方法可包括將光致發(fā)光膏以在光致發(fā)光材料化合物中按重量計(jì)高達(dá)約70％(其是光致發(fā)光材料膏與可固化硅酮材料的約5比2的重量比率)的量與可固化硅酮流體混合。

然后在204處混合各組分以形成光致發(fā)光材料化合物。接下來，由光致發(fā)光材料化合物將光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件(例如，用于遠(yuǎn)程磷光體應(yīng)用)形成為任何所要形狀。舉例來說，可通過模制光致發(fā)光化合物來執(zhí)行此塑形。此后，在206處，例如，通過使用熱、UV光或適合化學(xué)品的施加來使經(jīng)塑形光致發(fā)光材料化合物固化(完全或部分固化)。

圖8A到8C展示根據(jù)結(jié)合圖2所描述的方法制造的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的說明性實(shí)例。所述各圖分別展示光透射光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件800、光反射光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件830及經(jīng)模制遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件860。

光透射組件800包括在一個(gè)或多個(gè)面上沉積有光致發(fā)光材料化合物層820的光透射襯底810(圖8A)。如所指示，光透射襯底810在形式上可為平坦的或另一選擇是3-D的且可包括玻璃或聚合物材料。

光反射組件830包括在一面上沉積有光致發(fā)光材料化合物層820的光反射襯底840(圖8B)。如所指示，光反射襯底840在形式上可為平坦的或另一選擇是3-D的且可包括例如金屬或聚合物材料等的任何光反射材料。

經(jīng)模制組件850包括完全由光致發(fā)光材料化合物860制作的組件(圖8C)。如所指示，經(jīng)模制組件取決于既定應(yīng)用可包括半球形殼體或其它形狀。舉例來說，所述組件可以是射出模制而成。由此種組件產(chǎn)生的光的相關(guān)色溫(CCT)及/或顯色指數(shù)(CRI)取決于所述組件的壁厚度及組件壁內(nèi)的光致發(fā)光裝載量。舉例來說，當(dāng)使用具有60,000厘沲(cSt)的粘度的雙部分硅酮材料時(shí)，對(duì)于具有約1.5mm的壁厚度的組件，光致發(fā)光材料化合物(光致發(fā)光材料膏+雙部分硅酮材料)中的光致發(fā)光材料膏的裝載重量(表1)是約3％到10％，此取決于所需CCT及CRI。在實(shí)施例中，在光致發(fā)光材料膏將用于三流射出模制過程中的情況下，對(duì)于6000K組件，光致發(fā)光材料化合物中的光致發(fā)光材料膏的裝載重量是約5％。

圖3展示根據(jù)一些實(shí)施例可采用以制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置的方法的流程圖。302處的第一步驟是將選定量的光致發(fā)光材料膏添加到可固化硅酮材料。在一些實(shí)施例中，可固化硅酮材料可包括基于二甲基的雙部分可固化硅酮。

可固化硅酮材料的粘度取決于光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的既定制造方法。舉例來說，在將通過施配光致發(fā)光材料化合物來制造所述組件的情況下，可固化硅酮材料具有介于約5,000厘沲(cSt)與約10,000厘沲之間的粘度。

然后在304處混合各組分以形成光致發(fā)光材料化合物。接下來，將光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件施配到固態(tài)光源上。此后，在306處，例如，通過使用熱、UV光或適合化學(xué)品的施加來使所施配光致發(fā)光材料化合物固化(完全或部分固化)。

本發(fā)明的方法具有特定應(yīng)用，其中固態(tài)光源包括：經(jīng)封裝LED芯片、光透射襯底上的LED芯片、玻璃上LED芯片(COG)或板上LED芯片(COB)。

圖4、5A、5B、6、7A及7B提供此種根據(jù)結(jié)合圖3所描述的方法制造發(fā)光裝置的過程的說明性實(shí)例。

圖4展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的COB(板上芯片)發(fā)光裝置402的示意性平面圖及截面圖。此處，經(jīng)封裝LED芯片406的整個(gè)陣列被放置于封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)。LED 406的陣列在環(huán)形壁425之間放置于電路板421上。在一些實(shí)施例中，電路板421包括MCPCB(金屬芯印刷電路板)。電路板421的金屬芯基底被安裝成(例如)借助例如含有標(biāo)準(zhǔn)散熱化合物(含有氧化鈹或氮化鋁)的材料等的導(dǎo)熱化合物而與散熱墊430進(jìn)行熱連通。接合導(dǎo)線408提供從引線到每一LED芯片406的連接路徑。接觸墊424提供從COB LED結(jié)構(gòu)402到外部控制電子器件的導(dǎo)電性。

囊封劑420沉積于整個(gè)經(jīng)封裝LED芯片陣列上方及周圍。囊封劑420包括與可固化光透射硅酮材料混合以形成光致發(fā)光材料化合物的發(fā)明性光致發(fā)光材料膏。

圖5A及5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖4的COB發(fā)光裝置的制造方法的示意圖。此處，封裝結(jié)構(gòu)的環(huán)形壁425界定含有LED 406的陣列的圓柱形腔427。如圖5A中所展示，施配器429用于將選定量的光致發(fā)光材料化合物431施配于圓柱形腔427內(nèi)。光致發(fā)光材料化合物431包括與所述可固化硅酮材料組合的光致發(fā)光材料膏，例如，其中所述可固化硅酮材料是基于二甲基的雙部分可固化硅酮。可固化硅酮材料的粘度具有(舉例來說)介于約5,000厘沲(cSt)與約10,000厘沲之間的粘度。此后，如圖5B中所展示，例如，通過使用熱435、UV光437及/或適合化學(xué)品的施加來使所施配光致發(fā)光材料化合物431固化(完全或部分固化)。所產(chǎn)生的光的相關(guān)色溫(CCT)及/或顯色指數(shù)(CRI)取決于光致發(fā)光囊封420的厚度及囊封內(nèi)的光致發(fā)光材料的裝載量。舉例來說，當(dāng)使用具有5,000cSt的粘度的雙部分可固化硅酮材料時(shí)，光致發(fā)光材料化合物中的光致發(fā)光材料膏的裝載重量(表1)是約15％到40％，此取決于所需CCT及/或CRI。如上文所述，對(duì)于LED經(jīng)封裝裝置，光致發(fā)光材料膏通常不包含光漫射材料。

雖然此實(shí)例提供明確針對(duì)COB實(shí)施例的圖解說明，但應(yīng)注意，此技術(shù)不受限制地適用于任何經(jīng)封裝LED結(jié)構(gòu)，不管是否含有COB結(jié)構(gòu)。舉例來說，此相同方法可用于用光致發(fā)光材料膏制造單個(gè)芯片LED結(jié)構(gòu)。

圖6展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的COG(玻璃上芯片)發(fā)光裝置的示意性平面圖及截面圖。COG(玻璃上芯片)發(fā)光裝置602包含沿著玻璃襯底621對(duì)準(zhǔn)及安裝的LED 606的陣列。LED芯片606的陣列接合到玻璃襯底621。接合導(dǎo)線608固定到LED芯片606，其中接合導(dǎo)線608的另一端附接到接觸墊624。

囊封劑620沉積于LED芯片606的陣列上方及周圍。囊封劑420包括與雙部分可固化光透射硅酮流體混合以形成光致發(fā)光材料化合物的發(fā)明性光致發(fā)光材料膏。

圖7A及7B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖6的COG發(fā)光裝置的制造方法的示意圖。如圖7A中所展示，采用施配器729將一定量的光致發(fā)光材料化合物731施配于LED芯片606的陣列上方及周圍。如果光致發(fā)光材料化合物731具有充分粘度水平，那么可將光致發(fā)光材料化合物731直接施加于LED芯片606的陣列上方而不需要使用環(huán)繞形式。然而，如果光致發(fā)光材料化合物731不具有充分粘度，那么可使用具有充足壁高度的形式來將所施配光致發(fā)光材料化合物731保持在LED芯片606的陣列周圍及上方。光致發(fā)光材料化合物731包括與所述雙部分可固化硅酮流體組合的光致發(fā)光材料膏，例如，其中所述雙部分可固化硅酮流體是基于二甲基的雙部分可固化硅酮。此后，如圖7B中所展示，例如，通過使用熱735、UV光737及/或適合化學(xué)品質(zhì)的施加來使所施配光致發(fā)光材料化合物731固化(全部或部分地)。所產(chǎn)生的光的相關(guān)色溫(CCT)及/或顯色指數(shù)(CRI)取決于光致發(fā)光囊封620的厚度及囊封內(nèi)的光致發(fā)光材料的裝載量。舉例來說，當(dāng)使用具有5,000厘沲(cSt)的粘度的雙部分硅酮材料時(shí)，對(duì)于1mm到2mm的囊封厚度，光致發(fā)光材料化合物中的光致發(fā)光材料膏的裝載重量(表1)是約10％到30％，此取決于所需CCT及/或CRI。

除提供光致發(fā)光材料膏之外，本發(fā)明的一些實(shí)施例也應(yīng)用于制造光漫射組件(其可不含有光致發(fā)光材料)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光漫射材料膏包括：光透射不可固化硅酮流體與光漫射材料的粒子的混合物。然后可將光漫射材料膏(“漫射膏”)與雙部分可固化光透射硅酮材料混合且使用所得光漫射材料化合物來制造光漫射光學(xué)組件或遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的光漫射部分。不可固化硅酮流體可包括線性聚二甲基硅氧烷(PDMS)、苯甲基硅酮烷或聚甲基硅酮烷。

優(yōu)選地，光漫射材料包括具有介于約40nm與約100nm之間的平均粒子大小的納米級(jí)粒子。此種大小的粒子將取決于光的波長(zhǎng)而不同地散射光。在光漫射組件將用于基于藍(lán)色光的LED系統(tǒng)中的情況下，光漫射材料的粒子優(yōu)選地具有約60nm的平均粒子大小。光漫射材料可包括氧化鋅(ZnO)粒子、二氧化鈦(TiO₂)粒子、硫酸鋇(BaSO₄)粒子、氧化鎂(MgO)粒子、二氧化硅(SiO₂)粒子、氧化鋁(Al₂O₃)粒子或其混合物。

光漫射膏中的光漫射材料的裝載重量可取決于光漫射組件的既定制造方法而處于10％到60％的范圍內(nèi)。舉例來說，在將使用2-D印刷過程(例如，絲網(wǎng)印刷)來沉積光漫射材料的情況下，膏中的光漫射材料的粒子的裝載重量處于約50％到約60％的范圍內(nèi)。在將使用射出模制來制造光漫射組件的情況下，膏中的光漫射材料的裝載重量處于約10％到約20％的范圍內(nèi)。

因此，已描述了一種發(fā)明性光致發(fā)光材料膏，所述光致發(fā)光材料膏包括光透射不可固化硅酮流體與一種或多種無機(jī)光致發(fā)光材料的粒子(例如磷光體材料)的混合物。然后可將所述光致發(fā)光材料膏與可固化光透射硅酮材料(通常為雙部分可固化硅酮材料)混合，且使用所得光致發(fā)光材料化合物來制造用于固態(tài)(通常為L(zhǎng)ED)發(fā)光裝置及布置的遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件?；蛘?，可將光致發(fā)光材料化合物直接沉積于LED芯片上以制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置。

此發(fā)明性方法提供眾多益處，這是因?yàn)槠溆靡詼p少用于制造LED燈結(jié)構(gòu)的磷光體粒子的凝集、當(dāng)使用具有不同比重的多種磷光體材料時(shí)減少不同磷光體材料的分離并增加磷光體混合產(chǎn)物的儲(chǔ)藏壽命。

本發(fā)明還囊括歸屬于以下條款的范圍內(nèi)的實(shí)施例。所述條款內(nèi)所敘述的特征可如附屬條款中所規(guī)定而單獨(dú)或組合使用。

條款1.一種光致發(fā)光材料膏，其包括：第一無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第一密度；第二無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第二密度，其中所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料的所述第一密度不同于所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料的所述第二密度；光透射不可固化硅酮流體，其中所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料及所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料基本上均質(zhì)地分布于所述光透射硅酮流體內(nèi)以形成所述光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體本身不可固化，且其中所述光致發(fā)光材料膏中的所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)。

條款2.根據(jù)條款1所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體本身不可固化且當(dāng)與另一材料混合時(shí)不可固化。

條款3.根據(jù)條款2所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體包括聚二甲基硅氧烷。

條款4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體包括聚苯基甲基硅氧烷。

條款5.根據(jù)條款1所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體本身不可固化且當(dāng)與另一材料混合時(shí)可固化。

條款6.根據(jù)條款5所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分。

條款7.根據(jù)條款1到6中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述光致發(fā)光材料膏中的所述光致發(fā)光材料的裝載重量處于從約80％到約90％的范圍內(nèi)。

條款8.根據(jù)條款1到6中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述光致發(fā)光材料膏中的所述光致發(fā)光材料的裝載重量處于從約70％到約80％的范圍內(nèi)。

條款9.根據(jù)條款1到8中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述不可固化硅酮流體具有介于約500厘沲與約100,000厘沲之間的粘度或約5,000厘沲的粘度。

條款10.根據(jù)條款1到9中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述光致發(fā)光材料具有介于約5μm與約35μm之間的平均粒子大小或介于約15μm與約20μm之間的平均粒子大小。

條款11.根據(jù)條款1到10中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述第一光致發(fā)光材料包括經(jīng)鈰活化的發(fā)綠光的鋁酸镥磷光體材料。

條款12.根據(jù)條款11所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述經(jīng)鈰活化的發(fā)綠光的鋁酸镥磷光體由镥、鈰、至少一種堿土金屬、鋁、氧及至少一種鹵素組成，其中所述磷光體經(jīng)配置以吸收具有介于從約380nm到約480nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的激發(fā)輻射，且發(fā)射具有介于從約500nm到約550nm的范圍內(nèi)的峰值發(fā)射波長(zhǎng)的光。

條款13.根據(jù)條款12所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述第二光致發(fā)光材料包括發(fā)紅光的基于氮化物的磷光體。

條款14.根據(jù)條款13所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述發(fā)紅光的磷光體包括由化學(xué)式M_aSr_bSi_cAl_dN_eEu_f表示的基于氮化物的組合物，其中：M是Ca，且0.1≤a≤0.4；1.5<b<2.5；4.0≤c≤5.0；0.1≤d≤0.15；7.5<e<8.5；且0<f<0.1；其中a+b+f>2+d/v且v是M的化合價(jià)。

條款15.根據(jù)條款13所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述發(fā)紅光的磷光體包括由化學(xué)式M_(x/v)M'₂Si_5-xAl_xN₈:RE表示的基于氮化物的組合物，其中：M是具有化合價(jià)v的至少一種單價(jià)、二價(jià)或三價(jià)金屬；M'是Mg、Ca、Sr、Ba及Zn中的至少一者；且RE是Eu、Ce、Tb、Pr及Mn中的至少一者；其中x滿足0.1≤x<0.4，且其中所述發(fā)紅光的磷光體具有M'₂Si₅N₈:RE的總體晶體結(jié)構(gòu)，Al替代所述總體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的Si，且M位于所述總體晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)基本上格隙位點(diǎn)處。

條款16.根據(jù)條款1到15中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述第一光致發(fā)光材料具有第一平均粒子大小且所述第二光致發(fā)光材料具有第二平均粒子大小，其中所述第一平均粒子大小不同于所述第二光致發(fā)光材料的所述平均粒子大小。

條款17.根據(jù)條款1到16中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其進(jìn)一步包括光漫射材料的粒子。

條款18.根據(jù)條款17所述的光致發(fā)光材料膏，其中光漫射材料的所述粒子具有介于約40nm與約500nm之間的平均粒子大小或約60nm的平均粒子大小。

條款19.根據(jù)條款17所述的光致發(fā)光材料膏，其中光漫射材料的所述粒子具有約60nm的平均粒子大小。

條款20.根據(jù)條款17到19中任一條款所述的光致發(fā)光材料膏，其中所述光漫射材料選自由以下各項(xiàng)組成的群組：氧化鋅、二氧化鈦、硫酸鋇、氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁、二氧化鋯及其混合物。

條款21.一種制造遠(yuǎn)程光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組件的方法，其包括：通過將選定量的光致發(fā)光材料膏與選定量的可固化硅酮材料混合而形成光致發(fā)光材料化合物，其中所述光致發(fā)光膏包括：第一無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第一密度；第二無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第二密度；及光透射不可固化硅酮流體，所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料及所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料基本上均質(zhì)地分布于所述光透射不可固化硅酮流體內(nèi)，且所述光致發(fā)光膏中的所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)；通過選自由以下各項(xiàng)組成的群組的一種方法而形成所述光致發(fā)光組件：用所述光致發(fā)光材料化合物來模制所述光致發(fā)光組件；將所述光致發(fā)光材料化合物沉積于光透射襯底上且將所述光致發(fā)光材料化合物沉積于光反射襯底上；及使所述光致發(fā)光材料化合物至少部分地固化。

條款22.根據(jù)條款21所述的方法，其中所述可固化硅酮材料包括雙部分硅酮材料，且其中當(dāng)所述光致發(fā)光材料膏的所述不可固化硅酮流體構(gòu)成所述雙部分可固化硅酮材料的一部分時(shí)；

所述方法進(jìn)一步包括通過將所述選定量的所述光致發(fā)光材料膏與所述雙部分可固化硅酮材料的所述選定量的另一部分混合而形成所述光致發(fā)光材料化合物。

條款23.根據(jù)條款21或條款22所述的方法，其中所述可固化硅酮材料具有介于約100,000厘沲與約1,500,000厘沲之間的粘度。

條款24.根據(jù)權(quán)利要求21或條款22所述的方法，其中所述可固化硅酮材料具有介于約5,000厘沲與約10,000厘沲之間的粘度。

條款25.根據(jù)條款21到24中任一條款所述的方法，且其包括將所述光致發(fā)光材料膏以在所述光致發(fā)光材料化合物中按重量計(jì)高達(dá)約70％的量與所述可固化硅酮材料混合。

條款26.一種制造光致發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換式固態(tài)發(fā)光裝置的方法，其包括：通過將選定量的光致發(fā)光材料膏與選定量的可固化硅酮材料混合而形成光致發(fā)光材料化合物，其中所述光致發(fā)光膏包括：第一無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第一密度；第二無機(jī)光致發(fā)光材料，其具有第二密度；及光透射不可固化硅酮流體，所述第一無機(jī)光致發(fā)光材料及所述第二無機(jī)光致發(fā)光材料基本上均質(zhì)地分布于所述光透射不可固化硅酮流體內(nèi)，且所述光致發(fā)光膏中的所述第一光致發(fā)光材料及所述第二光致發(fā)光材料的裝載重量處于約60％到約95％的范圍內(nèi)；將所述光致發(fā)光材料化合物施配到固態(tài)光源上；及使所述光致發(fā)光材料化合物至少部分地固化。

條款27.根據(jù)條款26所述的方法，其中當(dāng)所述光致發(fā)光材料膏的所述不可固化硅酮流體構(gòu)成雙部分可固化硅酮材料的一部分時(shí)；所述方法進(jìn)一步包括通過將所述選定量的所述光致發(fā)光材料膏與所述雙部分可固化硅酮材料的所述選定量的另一部分混合而形成所述光致發(fā)光材料化合物。

條款28.根據(jù)權(quán)利要求26或條款27所述的方法，其中所述可固化硅酮材料具有介于約5,000厘沲與約10,000厘沲之間的粘度。

條款29.根據(jù)條款26到28中任一條款所述的方法，且其包括將所述光致發(fā)光材料膏以在所述光致發(fā)光材料化合物中按重量計(jì)高達(dá)約70％的量與所述可固化硅酮材料混合。

條款30.根據(jù)條款26所述的方法，其中所述固態(tài)光源包括：經(jīng)封裝LED芯片、光透射襯底上的LED芯片、玻璃上LED芯片(COG)或板上LED芯片(COB)。