分比變化。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，CCT在0% T12時(shí)為5815K，在5% T12時(shí)為5332K，以及在7%T12時(shí)為5486K，證明在T12的最高效率百分比處CCT是最低的。
[0035]在另一實(shí)驗(yàn)中，樣品的光輸出對(duì)于0% T12為145流明，對(duì)于僅1% T12上升到154流明，這在光輸出上增大了6%。在另一實(shí)驗(yàn)中，僅僅對(duì)于0.5% T12，看到光輸出的顯著增大。在另一實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于5% T12，光輸出增大6%。對(duì)于每種類型LED、所使用的材料以及應(yīng)用，可以憑經(jīng)驗(yàn)確定T12的最優(yōu)數(shù)量。
[0036]圖3為說明使用CIExy色度系統(tǒng)(1931版本)繪制的，圖2的LED結(jié)構(gòu)在處于其斷開狀態(tài)時(shí)的顏色外觀變化的曲線圖。該磷光體為YAG磷光體。被加熱的黑體曲線(也稱為普朗克軌跡)也被示出作為參考，其中坐標(biāo)0.32,0.33對(duì)應(yīng)于約5500-6000K的色溫。當(dāng)x和y值一起朝向0.42，0.54的體磷光體顏色值(未繪出)增大時(shí)，LED顏色變得通常更加黃色-綠色。當(dāng)薄層磷光體(例如，約20微米)形成于LED管芯之上且LED用具有0% T12的純硅樹脂(厚約100微米)封裝時(shí)，如圖1中所示，LED(例如，相機(jī)中的閃光燈)在處于其斷開狀態(tài)時(shí)的外觀為黃色-綠色顏色，不過比體磷光體的黃色-綠色淺。當(dāng)封裝劑與5% T12混合時(shí)，閃光燈為基本上白色。當(dāng)封裝劑與7% T12混合時(shí)，閃光燈甚至更白(更遠(yuǎn)離黃色-綠色)。
[0037]盡管在提交此公開內(nèi)容的時(shí)候，發(fā)明人仍在分析性能提高的原因，但是認(rèn)為:將T12添加到封裝劑使封裝劑的折射率稍微增大，以及T12的顏色(白色)致使LED/磷光體的外觀更接近純白色。
[0038]圖4為在-90度至+90度的視角之上，圖2的LED結(jié)構(gòu)在該LED接通時(shí)的色溫的曲線圖。該曲線圖說明圖2的LED結(jié)構(gòu)在其接通狀態(tài)時(shí)的色溫(CCT)如何隨所添加的T12數(shù)量而非線性變化。對(duì)于5% T12,在該視角之上的顏色偏差的期望降低是最小的(約150K)。對(duì)于攝影而言這是有利的，因?yàn)楸慌臄z的整個(gè)場是用基本上相同顏色閃光燈來照射。0% T12曲線具有非常顯著的偏差，該偏差約為使用5% T12的偏差的三倍。認(rèn)為T12顆粒散射來自LED的光，這幫助混合光輸出以形成視場之上更均勻的亮度和顏色。
[0039]替代T12,也可以使用比如ZrO2的其它淺白色惰性顆粒。
[0040]盡管本發(fā)明特別期望與LED閃光燈一起使用，由于T12顆粒的一個(gè)效應(yīng)是使LED管芯之上的黃色-綠色YAG磷光體的外觀變白，但是本發(fā)明也提高了不使用磷光體涂層的LED的總體光輸出。
[0041 ]封裝劑中的T12的效應(yīng)也有效地過濾掉LED包裝各處的顯著顏色變化，其中視角垂直于LED表面。圖5為近似實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，其中測(cè)量了LED包裝各處(跨度大約3mm)的色溫。對(duì)在封裝劑中不具有T12的LED以及對(duì)在封裝劑中具有T12的類似LED進(jìn)行該測(cè)量。封裝劑形成位于LED之上的包覆成型的半球形透鏡。該LED為藍(lán)色LED，磷光體板固定至IjLED芯片的頂部，其中磷光體與泄漏通過的藍(lán)色光組合生成橙色發(fā)射。磷光體板不覆蓋LED層的邊緣。
[0042]如在圖5的曲線圖中所看到，在封裝劑中不具有T12的LED的左邊緣附近存在色溫尖峰，這是由于來自LED邊緣的未經(jīng)轉(zhuǎn)換的藍(lán)色光被發(fā)射。右邊具有在LED邊緣附近的較不嚴(yán)重的色溫增大。如果該LED用在閃光燈或投影儀中(其中光學(xué)元件大幅放大LED圖像)，邊緣附近的藍(lán)色顏色在投影圖像中將是可見的。與之對(duì)照，如在在封裝劑中具有T12的LED的色溫測(cè)量中所看到，在LED邊緣附近沒有明顯的色溫尖峰，因?yàn)門12有效地過濾掉任何尖峰。
[0043]圖6為不具有磷光體層的LED管芯的截面視圖，其中T12顆粒34與硅樹脂封裝劑32混合。LED管芯發(fā)射藍(lán)色光。除了磷光體層之外，該LED的所有方面與圖2相同。
[0044]在圖7的曲線圖中，方形數(shù)據(jù)點(diǎn)代表在100mA驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，圖6的LED結(jié)構(gòu)的光輸出功率(單位為mW)與封裝劑中T12的百分比的關(guān)系。圓形為參考數(shù)據(jù)點(diǎn)，其示出沒有封裝劑的LED管芯的光輸出功率。在0%處的數(shù)據(jù)點(diǎn)是估計(jì)的；其它數(shù)據(jù)點(diǎn)是測(cè)量的。如所見，在裸LED管芯之上的封裝劑中包含T12顆粒顯著增大LED的光輸出功率，即使是在T12的數(shù)量約為0.5%時(shí)。
[0045]圖8為利用此處描述的發(fā)明的相機(jī)40的圖示，該相機(jī)可以是移動(dòng)電話相機(jī)。閃光燈模塊42包含安裝在單個(gè)底座上的用于增大光功率輸出的三個(gè)藍(lán)色發(fā)射LED 44，該底座安裝在電路板上。YAG磷光體層覆蓋LED ASD保護(hù)電路也可以安裝在底座上且被磷光體覆蓋。LED、磷光體和ESD電路利用與T12混合的硅樹脂來封裝，從而實(shí)現(xiàn)此處描述的益處。也示出了相機(jī)透鏡48。
[0046]測(cè)試表明，在封裝劑中添加惰性顆粒的LED結(jié)構(gòu)的可靠性未降低。
[0047]封裝劑中T12或ZrO2顆粒的附加用途可以是通過封裝劑阻擋或反射光。通過使顆粒的百分比增大為大于10%，通過封裝劑的透射率的減小變得非常顯著(從具有0% T12的90%透射率到具有10% T12的25%透射率)。如果顆粒的百分比不斷增大，封裝劑變得越來越像漫射反射器，將大多數(shù)光反射回到LED中且從側(cè)邊離開。這種邊發(fā)射LED在比如LCD背光的某些應(yīng)用中是有用的。在一個(gè)實(shí)施例中，顆粒的百分比超過25%從而形成基本上邊發(fā)射LED。
[0048]已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，鑒于本公開內(nèi)容，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改動(dòng)而不背離此處描述的精神和發(fā)明構(gòu)思。因此，不打算將本發(fā)明的范圍限制為所說明和描述的特定實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)光裝置，包含: 半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10); 在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)的至少頂表面之上的磷光體(30)層，該磷光體在白色環(huán)境光下具有淺黃色顏色；以及 該磷光體(30)層上的封裝劑(32)，該封裝劑包含含有惰性非磷光體顆粒(34)的透明材料(32)，該顆粒為該封裝劑的按重量計(jì)0.5%-10%，該顆粒在白色環(huán)境光下具有白色顏色，其中含有該顆粒(34)的該封裝劑(32)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管處于斷開狀態(tài)時(shí)使該磷光體的外觀變白，其中該顆粒(34)混合在該封裝劑(32)中，遍布固化的該封裝劑的整個(gè)體積。2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該顆粒(34)包含T1x或ZrOx。3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該顆粒(34)包含該封裝劑(32 )的2.5%至7%。4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該封裝劑(32)具有在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)之上的平坦表面。5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該顆粒(34)的平均直徑為0.25微米。6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其中該磷光體(30)包含釔鋁氧化物石榴石(YAG)磷光體。7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中與具有0%的顆粒的封裝劑相比，該顆粒(34)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管處于接通狀態(tài)時(shí)增大離開該封裝劑的光輸出功率。8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中與具有0%的顆粒的封裝劑相比，該顆粒(34)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)處于接通狀態(tài)時(shí)降低來自該封裝劑(32)的光輸出的色溫。9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中與具有0%的顆粒的封裝劑相比，該顆粒(34)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(1 )處于接通狀態(tài)時(shí)降低相對(duì)于來自該封裝劑(32 )的光輸出的視角的色溫偏差。10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中與具有0%的顆粒的該封裝劑(32)相比，該顆粒(34)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管處于接通狀態(tài)時(shí)降低相對(duì)于垂直該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)的頂表面的位置的色溫偏差。11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)和封裝劑(32)包含相機(jī)(40 )中的閃光燈光源(42 )。12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)的半導(dǎo)體部分發(fā)射藍(lán)色光。13.一種制造發(fā)光裝置的方法，包含: 在半導(dǎo)體發(fā)光二極管(10)的至少頂表面之上形成磷光體(30)層；以及 在該磷光體(30)層之上形成封裝劑(32)，該封裝劑包含含有惰性非磷光體顆粒(34)的透明材料，該顆粒為該封裝劑的按重量計(jì)0.5%-10%，該顆粒在白色環(huán)境光下具有白色顏色，該磷光體在白色環(huán)境光下具有淺黃色顏色，并且含有該顆粒(34)的該封裝劑(32)在該半導(dǎo)體發(fā)光二極管處于斷開狀態(tài)時(shí)使該磷光體的外觀變白，其中該顆粒(34)混合在該封裝劑(32)中，遍布固化的該封裝劑的整個(gè)體積。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該顆粒(34)具有0.25微米的平均直徑。
【專利摘要】在一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)惰性材料為封裝劑的按重量計(jì)約2.5-5%時(shí)，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(dāng)LED處于斷開狀態(tài)時(shí)該LED看上去更白，當(dāng)該LED用作小型相機(jī)（40）中的白色光閃光燈（42）時(shí)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(duì)于相機(jī)閃光燈和投影應(yīng)用而言是重要的。
【IPC分類】H01L33/50, H01L33/56
【公開號(hào)】CN105679922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610249881
【發(fā)明人】G.巴辛, A.S.哈奎, C.陳, R.S.韋斯特, P.馬丁
【申請(qǐng)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(zé)任公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2008年10月1日