[發(fā)明專利]用于增大的光提取和非黃色的斷開狀態(tài)顏色的在封裝劑中具有顆粒的LED

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610249881.X
• 申請日: 2008-10-01
• 公開（公告）號: CN105679922B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G.巴辛;A.S.哈奎;C.陳;R.S.韋斯特;P.馬丁
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司;飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責任公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳俊;景軍平

在一個實施例中，TiO₂、ZrO₂或其它白色的非磷光體惰性粒子的亞微米尺寸粒子（34）與硅樹脂封裝劑（32）混合并應(yīng)用在LED（10）之上。在一個實驗中，當惰性材料為封裝劑的按重量計約2.5?5%時，該粒子使GaN LED的光輸出增大超過5%。通常，大于5%的惰性材料百分比開始使光輸出減小。如果LED具有淺黃色YAG磷光體涂層，封裝劑中的白色粒子使得當LED處于斷開狀態(tài)時該LED看上去更白，當該LED用作小型相機（40）中的白色光閃光燈（42）時這種顏色是更為悅目的顏色。粒子的添加也減小了在視角上以及在LED之上的位置上的色溫變化，這對于相機閃光燈和投影應(yīng)用而言是重要的。

本申請是申請?zhí)枮?00880131373.5，申請日為2008年10月1日，發(fā)明名稱為“用于增大的光提取和非黃色的斷開狀態(tài)顏色的在封裝劑中具有顆粒的LED”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管（LED），并且具體而言涉及用于提高光提取的技術(shù)。本發(fā)明還涉及形成具有淺黃色磷光體涂層的LED的非黃色的斷開狀態(tài)顏色。

背景技術(shù)

比如GaN LED的半導(dǎo)體LED具有比空氣的折射率（n約等于1）高得多的折射率（例如，對于GaN，n=2.2-3.0）。通過將LED封裝在具有中間折射率的比如硅樹脂（n=1.4-1.76）的透明材料中，光提取顯著提高。封裝劑還保護半導(dǎo)體LED管芯。進一步增大光提取是期望的。

高功率LED現(xiàn)在通常用作包含移動電話相機的小型相機中的閃光燈。LED發(fā)射白色光。這種用作閃光燈的LED典型地為被一層釔鋁氧化物石榴石（YAG）磷光體覆蓋的一個或多個GaN LED管芯，該GaN LED管芯發(fā)射藍色光，該磷光體在被藍色光激勵時發(fā)射黃色-綠色光。通過YAG磷光體泄漏的藍色光與黃色-綠色光的組合產(chǎn)生白色光。

當LED斷開時，LED上的YAG磷光體涂層在白色環(huán)境光下看上去為黃色-綠色。這種黃色-綠色通常不具備吸引力且典型地不與相機外觀很好地匹配。期望以某種方式消除閃光燈在處于其斷開狀態(tài)時的黃色-綠色顏色。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，TiOx、ZrOx或其它白色非磷光體的惰性材料的粒子與用于LED的基本上透明封裝劑混合。一種合適的封裝劑為硅樹脂。申請人發(fā)現(xiàn)，當惰性材料為封裝劑的約2.5-5%（按重量計）時，在封裝劑中的惰性材料（比如TiO₂）的亞微米尺寸顆粒使GaN LED的亮度（流明）增加超過5%。通常，更高百分比的惰性材料開始使光輸出減小。封裝劑中的這種少量的顆粒產(chǎn)生令人吃驚的結(jié)果，所述結(jié)果超越了發(fā)明人所預(yù)測的任何結(jié)果。在封裝劑中的TiO₂的0.5%-10%的范圍通常增大亮度，這取決于所使用的實際LED。更高的百分比開始使通過封裝劑的透射顯著減小。

二氧化鈦和氧化鋯二者被用作油漆和搪瓷中的白色色素。被認為是白色的顏色具有一系列色溫，且該顏色受到檢視光的影響。如本公開內(nèi)容中使用的術(shù)語白色在觀察者看來在太陽光下為基本上白色。

無論LED涂覆有磷光體還是未涂覆有磷光體，通過將顆粒添加在封裝劑中實現(xiàn)的光增強都發(fā)生。

在一些實驗中，將TiO₂添加到封裝劑略微減小當LED接通時發(fā)射光的色溫，這是不明顯的。然而，TiO₂的添加使在整個180度發(fā)射角上的色溫變化大幅減小（例如，減小了三分之二）。在攝影中這是重要的，因為整個對象是用基本上均勻的光照射。

此外，將TiO₂添加到封裝劑也提高了包裝各處的色溫均勻性。當投影LED的放大圖像的光學(xué)元件被使用，比如與閃光燈或投影儀一起使用時，這是尤其重要的。

由于惰性材料（例如，TiO₂或ZrO₂）是白色的，具有YAG磷光體涂層的LED的外觀在該LED斷開時看上去白得多，這比YAG磷光體的黃色-綠色顏色更悅目。