[發明專利]利用短波長LED和下變頻材料產生白光的封裝設計

有效

• 申請號: 200680007453.0
• 申請日: 2006-06-20
• 公開（公告）號: CN101138104A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: N·納倫德朗;顧益敏
• 申請（專利權）人: 倫斯勒工業學院
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 覃鳴燕

相關申請

本申請要求于2005年6月23日提交的美國臨時專利申請60/693,170號和于2005年7月12日提交的美國臨時專利申請60/698,591號的優先權，且這二者的內容以引用方式并入此處。

發明領域

本發明涉及固態白光發光裝置，尤其是，這些裝置和方法將短波長光源與熒光粉和量子點下變頻材料一起使用。

技術背景

固態發光裝置包括具有發光二極管(LED)和共振腔LED(RCLED)的固態燈，這種固態發光裝置是非常有用，因為它們能夠比傳統的白熾燈和熒光燈提供更低的制造成本和較長使用壽命的優勢。由于固態發光裝置的工作(點亮)時間長且功耗低，因此即使在它們的初始成本比傳統燈的初始成本高的情況下，這種固態發光裝置往往也能提供實用的成本效益。由于可使用大規模的半導體制造技術，因而大量的固態燈能夠以極低成本進行制造。

除了諸如在家用和消費用器具、視聽裝置、電信裝置及汽車儀表標記上的指示燈的應用外，LED已經在室內或室外信息顯示中得到廣泛的應用。

隨著發射藍光或紫外(UV)光的高效LED的發展，對產生白光的LED的制造已經是可行的，其通過熒光粉將LED初始發射的一部分變頻到更長波長從而產生白光。將LED的初始發射變頻到更長波長通常被稱為對初始發射的下變頻。初始發射的未變頻部分與更長波長的光相混合，從而產生觀察者看起來為白色的光。然而，僅使用無機熒光粉來下變頻短波長的光，所能有效產生的光譜類型是有限的。

發明內容

本發明的一個示例實施例是使用短波長固態發光裝置、量子點材料和熒光粉材料產生可見光的方法，其中可見光色度值在黑體軌跡附近并且顯色指數大于約80。使用短波長固態發光裝置產生具有包含第一峰值波長的第一光譜的短波長光。第一峰值波長短于約500nm。使用至少部分短波長光輻照量子點材料，以便量子點材料吸收該短波長光的第一部分并將其重新發射為具有包含第二峰值波長的第二光譜的長波長光。第二峰值波長大于約600nm。使用至少部分短波長光輻照熒光粉材料，以便熒光粉材料吸收該短波長光的第二部分并將其重新發射為具有包含第三峰值波長的第三光譜的中波長光。第三峰值波長在第一峰值波長和第二峰值波長之間。短波長光的第三部分、至少中波長光的一部分、至少長波長光的一部分被作為可見光發射。

本發明的另一示例實施例是寬帶寬光源，該光源包括：短波長固態發光裝置；量子點材料，其光學地耦合到短波長固態發光裝置以便由該短波長光的第一部分進行輻照；以及熒光粉材料，其光學地耦合到該短波長固態發光裝置以便由該短波長光的第二部分進行輻照。短波長固態發光裝置產生具有第一光譜的短波長光，該第一光譜具有第一峰值波長，且該第一峰值波長短于約500nm。量子點材料適于吸收具有第一光譜的入射光的一部分并將其重新發射為具有第二光譜的長波長光，該第二光譜具有第二峰值波長，且該第二峰值波長大于約600nm。熒光粉材料適于吸收具有該第一光譜的入射光的一部分并將其重新發射為具有第三光譜的中波長光，該第三光譜的峰值波長在第一峰值波長和第二峰值波長之間。短波長固態發光裝置、量子點材料、以及熒光粉材料被配置成使得一些短波長光、一些長波長光、以及一些中波長光基本上同時從寬帶寬光源發射出去，作為可見光，該可見光色度值在黑體軌跡附近并且顯色指數大于80。

本發明的又一個示例實施例是寬帶寬光源，它用于產生色度值在黑體軌跡附近且顯色指數大于約80的可見光。該寬帶寬光源包括：用于產生短波長光的裝置，該短波長光具有包含第一峰值波長的第一光譜；用于吸收短波長光的第一部分并將其重新發射為具有第二光譜的長波長光的裝置，該第二光譜具有第二峰值波長；以及用于吸收短波長光的第二部分并將其重新發射為具有第三光譜的中波長光的裝置，該第三光譜具有第三峰值波長。第一峰值波長大于約500nm，第二峰值波長大于約600nm，而第三峰值波長在第一峰值波長和第二峰值波長之間。短波長光的第三部分、至少中波長光的一部分、至少長波長光的一部分被作為可見光發射。

附圖簡述

結合附圖閱讀以下詳細描述可以最好地理解本發明。需要強調，按照普遍習慣，附圖的不同特征不成比例。相反，為清楚起見，任意放大或縮小了不同特征的維度。附圖中包括如下圖表：

圖1為示出根據本發明的示例實施例的示例性寬帶寬光源的切割側平面示圖；

圖2為示出藍光發光二極管、黃/綠熒光粉材料、以及紅色光量子點(QD)材料的示例性光譜的示圖；

圖3A為示出根據本發明的示例實施例的示例性寬帶寬光源的光譜示圖；