[發(fā)明專利]具有陶瓷綠色磷光體和受保護(hù)的紅色磷光體層的LED

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380038655.1
• 申請(qǐng)日: 2013-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN104471730A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.D.施里克;K.K.麥;G.巴辛;U.馬肯斯;J.P.A.沃格斯;A.L.維杰斯;K.A.茲特維德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/50
• 分類號(hào): H01L33/50
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫之剛;景軍平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光器件的領(lǐng)域，并且具體地涉及包括發(fā)光元件、陶瓷綠色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件和紅色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的發(fā)光器件。

背景技術(shù)

諸如磷光體之類的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換體通常用來提供包括來自單個(gè)波長(zhǎng)發(fā)光元件的多個(gè)波長(zhǎng)的光。復(fù)合光輸出通常是在吸收來自發(fā)光元件的一些光發(fā)射時(shí)從轉(zhuǎn)換體發(fā)射的光和來自發(fā)光元件的未被吸收的光的剩余部分的組合。

在諸如圖1A中所圖示的示例實(shí)施例中，發(fā)光器件101包括發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件110和其上方的包括藍(lán)到綠波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換體材料的陶瓷元件120。出于引用的方便，發(fā)射綠光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換體（與被轉(zhuǎn)換體吸收的光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)）在此之后被稱為綠色轉(zhuǎn)換體，影響轉(zhuǎn)換的各個(gè)元件或顆粒被稱為綠色轉(zhuǎn)換體材料。當(dāng)陶瓷元件120中的綠色轉(zhuǎn)換體材料吸收來自發(fā)光元件110的藍(lán)光時(shí)，它們發(fā)射綠光。復(fù)合光比從發(fā)光元件發(fā)射的藍(lán)光更接近于“白”光，并且可以用于精選的應(yīng)用，諸如機(jī)動(dòng)車頭燈，其當(dāng)前允許冷白色照射。

陶瓷元件120允許綠色轉(zhuǎn)換體材料通過元件120的相當(dāng)均勻和一致的分布。元件120的陶瓷成分的剛性性質(zhì)服務(wù)于向元件120中的綠色轉(zhuǎn)換體材料的該分布提供永久性。陶瓷元件120的表面125也可以被粗糙化以增強(qiáng)光輸出效率而不顯著影響元件120的結(jié)構(gòu)和特性。陶瓷元件120的剛性還促進(jìn)用于諸如拾取和放置過程（其將陶瓷元件120安置在發(fā)光元件110頂上）之類的過程的元件的處置。

具有陶瓷元件120的發(fā)光元件110被圍封在諸如硅樹脂加載氧化鈦TiO之類的反射材料140中。反射材料140服務(wù)于保護(hù)發(fā)光器件101并且將來自發(fā)光元件110和陶瓷元件120的側(cè)發(fā)射光反射到陶瓷元件120的表面125，以提供更高的投影對(duì)比度（在被照射和未被照射區(qū)之間良好限定的邊界），其在諸如機(jī)動(dòng)車照明之類的某些應(yīng)用中是優(yōu)選的。

在典型的操作環(huán)境中，發(fā)光器件102耦合到熱沉160，其吸收和耗散由光發(fā)射器110和陶瓷元件120中的綠色轉(zhuǎn)換體生成的熱。陶瓷元件120是高效的熱導(dǎo)體，但是周圍大氣并不是，并且因此在陶瓷元件120中生成的熱的僅小量被耗散。由藍(lán)光到綠光的轉(zhuǎn)換生成的熱將通過膠合層115和藍(lán)色發(fā)射器110被引導(dǎo)到熱沉160。

盡管發(fā)光器件101的復(fù)合光輸出比來自發(fā)光元件110的藍(lán)光更接近于白色輸出，但是一些應(yīng)用要求具有“較暖”色溫的光輸出。

為了提供看起來比器件101的冷白光輸出“更白”的光（具有較暖色溫），可以添加發(fā)射紅光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件（“紅色轉(zhuǎn)換體”），如圖1B的器件102中所示。然而，當(dāng)前的技術(shù)不允許紅色轉(zhuǎn)換材料嵌入在陶瓷元件中，并且因此諸如紅色轉(zhuǎn)換體材料加載的硅樹脂層130之類的分離涂層被應(yīng)用在（藍(lán)）光發(fā)射元件110和陶瓷（綠色）轉(zhuǎn)換體元件120之間。

盡管器件102的藍(lán)-紅-綠發(fā)射元件的該布置具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括提供耐用的外部表面125和相對(duì)高的紅色轉(zhuǎn)換體效率，鄰近藍(lán)光發(fā)射元件110，其展現(xiàn)出不良的熱耗散效率。

如以上所指出的，盡管陶瓷層120可以通過上表面125將一些熱耗散到周圍大氣，但是該界面處的熱傳遞效率是不良的。使問題惡化的是，紅色轉(zhuǎn)換體生成比綠色轉(zhuǎn)換體更多的熱，其不得不影響較大的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。盡管該熱中的一些將被傳遞到陶瓷元件120，但是陶瓷元件不能高效地耗散該附加熱。

因此，大多數(shù)轉(zhuǎn)換生成的熱必須通過紅色轉(zhuǎn)換體層130和膠合層115行進(jìn)到發(fā)射器110和熱沉160。紅色轉(zhuǎn)換體層130和膠合層115通常是基于硅樹脂的，并且硅樹脂具有相對(duì)低的熱傳遞效率。因而，層130和115將充當(dāng)對(duì)這種所要求的熱傳遞的熱屏障。因而，圖1B的器件的預(yù)期操作溫度將是高的，這增加失效的可能性并且降低器件的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

將有利的是提供一種熱學(xué)高效的發(fā)光器件，其產(chǎn)生比具有陶瓷綠色轉(zhuǎn)換體元件的常規(guī)藍(lán)光發(fā)射元件更暖的色溫。還將有利的是提供一種產(chǎn)生這樣的熱學(xué)高效的發(fā)光器件的方法，其提供器件之中的一致色溫。

為了更好地解決這些關(guān)注點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，綠色轉(zhuǎn)換體陶瓷元件涂敷有紅色轉(zhuǎn)換體加載的硅樹脂并且被放置在藍(lán)光發(fā)射元件上方使得陶瓷元件附著到發(fā)光元件，從而提供從紅色和綠色轉(zhuǎn)換體到發(fā)光元件及其相關(guān)聯(lián)的熱沉的高效熱耦合。為了保護(hù)紅色轉(zhuǎn)換體涂層免受隨后過程的影響，在紅色轉(zhuǎn)換體元件上方創(chuàng)建犧牲透凈涂層。該透凈涂層可以提供為透凈材料的分立層，或者它可以通過允許紅色轉(zhuǎn)換體沉淀到其懸浮材料的底部來產(chǎn)生，從而形成可以經(jīng)受隨后制造過程的沒有轉(zhuǎn)換體的上層。

附圖說明

參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)地并且通過示例的方式來解釋本發(fā)明，其中：