[發明專利]用于具有多種磷光體的選擇泵浦LED的系統和方法

有效

• 申請號: 201710543269.8
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN107256861B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 奧雷利安·J·F·戴維;特洛伊·特羅蒂爾;弗蘭克·M·斯特蘭卡;邁可爾·R·克拉梅什
• 申請（專利權）人: 天空公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/50;C09K11/08;C09K11/77;H01L33/54
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈敬亭;徐麗華

本發明提供了用于具有多種磷光體的選擇泵浦LED的系統和方法。描述了具有多種磷光體的LED泵浦光。使用發射在紫色和/或紫外波長下的輻射的LED來泵浦發射其他顏色的磷光體材料。設置在不同波長范圍內操作的LED以減少光的再吸收并提高光輸出效率。

本申請是申請日為2011年8月19日，申請號為201180040221.6，發明名稱為“用于具有多種磷光體的選擇泵浦LED的系統和方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請

本申請要求于2010年8月19日提交的美國臨時專利申請號61/375,097和于2011年6月28日提交的美國臨時專利申請號61/502,212的優先權，由此出于所有目的將其兩者通過引用結合于此。

技術領域

本發明涉及照明系統，并且具體地涉及具有多種磷光體(multiple?phosphor)的發光二極管(LED)泵浦光。

背景技術

固態照明是已知的。固態照明依賴于半導體材料以例如通過發光二極管產生光。其中，紅色LED已知并使用鋁銦鎵磷化物或AlInGaP半導體材料。最近，Shuji?Nakamura首先使用InGaN材料以產生發射藍色光的LED。藍色LED導致其他創新如固態白色發光和藍色激光二極管。

已經提出并證明了基于InGaN材料系統的高強度紫外(UV)、藍色、和綠色LED。通常在UV-紫色中效率最高，但當發射波長增加為藍色或綠色時效率降低。不幸的是，實現高強度、高效率的基于InGaN的綠色LED存在問題。此外，基于InGaN的LED昂貴并且難以以有效的方式大范圍地生產。雖然獲得了成功，但是必須改進固態照明技術以充分發揮它們的潛能。

發明內容

本發明提供了具有多種磷光體的選擇波長的泵浦LED光。在不同的實施方式中，使用發射在紫色和/或紫外波長下的輻射的LED來泵浦發射不同頻率的光的磷光體材料。泵浦LED的特征在于，在正常操作下具有約405nm至430nm的峰值發射波長。它們至少連同在超過約405nm波長下具有強吸收的藍色磷光體一起使用。在一些實施方式中，在不同波長范圍內操作的LED以組合設置以減少輻射再吸收并提高光輸出效率。

本發明提供了一種光學裝置，所述光學裝置包括安裝構件(mounting?member)和覆蓋(上覆，overlying)安裝構件的一部分的至少一個發光二極管。該LED包括具有表面區域的含鎵和氮的基板和覆蓋表面區域的含鎵和氮的緩沖層。有源區域發射峰值波長在從約405nm至約430nm范圍內的電磁輻射。LED包括電觸點(接觸部)以向結區域(連接區域，junction?region)提供電流。該裝置另外包括在粘合劑材料內的三種磷光體材料的混合物。磷光體材料的混合物被設置在LED附近范圍內并與來自LED的電磁輻射相互作用以將電磁輻射轉換為在約440至650納米之間的波長范圍。在另一個實施方式中，該裝置包括在LED裝置附近范圍內在比約405nm更長的波長下具有強吸收的藍色磷光體材料。有源區域被構造成發射其峰值在約405至430納米范圍內的電磁輻射，同時在從約100℃至約150℃的操作溫度范圍內在至少100A/cm²的電流密度下維持約70％和更高的內量子效率(internalquantum?efficiency)。

附圖說明

圖1示出在不同波長下發射的LED的效率特性；

圖2和圖3示出了藍色磷光體的吸收特性和取決于LED的發射波長的相應白色LED性能；

圖4示出了峰值發射在約405-430nm范圍內的泵浦藍色、紅色、和綠色磷光體的LED。

圖5示出了在450nm(左)和420nm(右)下發射的多量子阱LED中散布的載流子；

圖6示出了構造成陣列的泵浦LED；

圖7示出了構造成具有像素化(pixelated)磷光體組成的陣列的泵浦LED；