[發明專利]場致發光器件

有效

• 申請號: 200680025554.0
• 申請日: 2006-07-04
• 公開（公告）號: CN101223824A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: H·－H·貝克特爾;W·巴塞爾特;P·J·施米特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05B33/02
• 分類號: H05B33/02;H05B33/08;H05B33/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;譚祐祥

本發明涉及一種磷光體轉化的場致發光器件，其中關聯色溫作為視角的函數變化，并涉及一種改變(adapt)色溫的方法。

包括場致發光光源(LED)和光轉換磷光體粉末層的磷光體轉化場致發光器件(pcLED)是已知的。在這種pcLED中，LED發射初級輻射，其中的一部分被設置在LED上的磷光體粉末層吸收并被重新發射為波長更長的二次輻射。該過程還被稱作顏色轉換或者光轉換。通過初級和二次輻射的適當組合，例如可以借助于藍色初級輻射和黃色二次輻射的附加顏色混合來產生白光。pcLED的重要參數是所謂的封裝增益(光轉換和提取的效率)以及用于設定LED的整體混合顏色的初級輻射與二次輻射之間的強度比例。封裝增益可理解為表示具有磷光體層的pcLED和不具有磷光體層的pcLED之間發射的光子比例。目前可利用的最好的pcLED具有小于50％的封裝增益。

文獻US6417019公開了一種具有磷光體粉末層的pcLED，其包含不同尺寸的磷光體顆粒。根據材料的顆粒尺寸和狀況，可以區分具有高光散射的磷光體粉末層(稱為磷光體層)和具有低光散射的磷光體層(稱為磷光體膜)。LED可以設置在填充有磷光體粉末材料或者涂覆均勻厚度的磷光體層的的凹槽(碗狀，bowl)底部。在磷光體層的情況中，嵌在基體中的磷光體顆粒的濃度和特性決定了轉化成二次輻射的初級輻射的整體比例。將磷光體膜涂覆到LED上作為具有均勻厚度的陶瓷層，其基本上只包含磷光體顆粒材料，其中這里磷光體膜的厚度和它們的散射能力決定了初級輻射轉化成二次輻射的比例。而且，磷光體層的散射能力決定了光源初級輻射的角分布決定磷光體層的二次輻射的余弦分布的程度。由于目前的LED具有明顯不同于余弦分布的角分布，所以使用具有高散射能力的磷光體層，但是這也減小了光源的封裝增益。不同實施例的磷光體膜只是起到設置整體關聯(correlated)色溫的作用。在整個視角上的平均色溫被稱作整體關聯色溫。

當可選擇的發射體的色彩和黑體發射體的色彩不一樣時，使用術語關聯色溫。所謂的關聯色溫于是指的是，其被感知的顏色與給出的發射體最接近的黑體發射體的色溫。對于CIE色圖的所有值，可以決定相應的關聯色溫。

然而，例如，具有整體關聯色溫的白色pcLED光源在視角范圍中顯示出高達2000K的關聯色溫變化，這可以被觀察者很容易地覺察到。對于作為視角函數的關聯色溫的均勻性或者變化存在很多條件。一方面，對于很多應用，例如指示燈，所需要的是在在視角上所述關聯色溫的變化盡可能的小。另一方面，例如具有特定光效應的應用可能需要關聯色溫在視角范圍中具有限定的不均勻性。現有技術沒有給本領域技術人員任何指示，關于如何以設定的方式設置關聯色溫FT相對于視角β的所需函數FT(β)。

因此本發明的目的是提供一種磷光體轉化的場致發光器件，其特征在于關聯色溫在視角范圍上的變化適于具體應用。

該目的通過場致發光器件來實現，其包括至少一個具有場致發光層的場致發光光源，其中該場致發光層圍繞中間(mean)發射方向發射具有一定發射特征的初級輻射，和至少一個光轉換元件，用于將初級輻射的至少一部分轉化成二次輻射，其中光轉換元件的形狀適于場致發光光源的發射特征，以便于產生作為視角函數的限定關聯色溫。這里發射特征指的是初級輻射的圍繞中間輻射方向的傳播方向分布。

在場致發光器件的一個實施例中，光轉換元件光學地連接到場致發光光源上。通過連接材料，光源到光轉換元件的連接允許幾乎各向同性的發射特征，結果，相對于具有接近Lambert發射特征的非連接光源更容易適應色溫對角度的依賴性。Lambert光源是具有余弦發射特征的光源。

在另一個實例中，光轉換元件包括陶瓷材料和/或具有嵌入的光轉換顆粒的尺寸穩定的基體材料。這里，尺寸穩定可理解為表示在操作環境和整個操作時間上保持完好的幾何形狀。陶瓷材料本身提供了這種特性。

在包括由陶瓷材料構成的光轉換元件的場致發光器件的另一個實施例中，陶瓷材料具有大于理論固體密度97％的密度。由于高密度，降低了光轉換元件內的光散射，其結果是可以不受散射的比例限制來調節初級/二次輻射比例，并且這對色溫的角分布產生了影響。

在另一個實施例中，光轉換元件的形狀包括朝向場致發光光源的第一表面，背向場致發光光源的第二表面，和布置在第一和第二表面之間的邊緣表面。