CN1954044A - 使用磷光体转换发光二极管的有效光源的规则 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管(LED)灯，包括发光二极管以及一种或多种磷光体，其中，对于每种磷光体，品质因数(FOM)定义为(入射LED的通量)×(磷光体的激发截面)×(磷光体材料衰减时间)的乘积，其值小于0.3。这种布置提供了在驱动电流范围内具有改进光输出和颜色稳定的发光器件。
Description
技术领域
本发明示例性实施例涉及一种在发光二极管(LED)器件中将磷光体(phosphor)分层以制备有效发光器件并使非线性效应最小的方法。它具体应用在LED中，并将通过特别说明该应用来进行描述。然而，应当理解，本发明示例性实施例也可用于其他类似的应用。
背景技术
发光二极管(LED)是众所周知的能产生光谱特定区域中具有峰值波长的光的固态器件。LED通常用作照明器、指示器和显示器。然而，一般照明的电压也是很大的。最初，最有效的LED发射在光谱红色区域具有峰值波长的光，即，红光。然而，也开发了基于氮化镓(GaN)芯片(die)的LED类型，它可以有效地发射在蓝色和/或紫外光谱区具有峰值波长的光。目前，这种类型的LED可以提供非常亮的输出光。
因为与红光相比蓝光和紫外光具有较短的峰值波长，由基于氮化镓的LED芯片产生的蓝光/紫外光可以很容易地转换成具有较长峰值波长的光。在本领域众所周知，具有一级峰值波长的光(初级光)使用被称为磷光化的(phosphorescence)过程可以转换成具有更长峰值波长的光(二级光)。磷光化过程包括用光致发光磷光体(或荧光体)材料吸收初级光，它起到激发磷光体材料的原子来发射二级光的作用。二级光的峰值波长取决于磷光体材料。可以选择磷光体材料的类型，以产生有特定峰值波长的二级光。
根据美国专利5,998,925，例如由(Y0.4Gd0.6)3Al5O12:Ce组成的磷光体被用来把GaN芯片发出的部分蓝光转换成黄光。包括蓝色GaN器件产生的光和黄色磷光体发出的光的发光二极管器件的全部光，通常是白光。根据美国专利号6,522,065，使用UV发射GaN芯片可以获得类似的结果。在该专利中，例如包含Ca1.94Na1.03Eu0.03Mg2V3O12的磷光体被用来把至少GaN发出的UV光的主要部分转换成白光。
上面所述的白色LED灯中，存在两个基本的问题，它们尤其会出现在UV-LED器件中。首先，如果磷光体在发出的UV波长处的吸收不高，则存在大量从芯片发出的、渗漏通过磷光体涂层的辐射。因为眼睛不能很好察觉UV辐射，降低了灯的整个光输出(lumenoutput)。类似的，太多的蓝光渗漏扰乱了灯的颜色。为了制止这种渗漏并减小需要的磷光体层的厚度，已经开发出具有增加的量子效率(QE)和较大LED辐射吸收的新的磷光体。然而，增加的量子效率和吸收只对第二个问题有贡献，其中，受到来自LED芯片的高入射通量的、具有缓慢衰减时间的磷光体会导致饱和。这种损失机制会严重地限制白光或饱和颜色光源的效率。此外，如果存在显著的磷光体饱和，其他需要，例如，在变化的发光二极管驱动电流下基本保持不变的色点实际上不可能满足。
因此，在LED灯中，需要存在一种选择和/或布置磷光体的方法，来把磷光体的饱和度减到最低，从而改善灯的效率，并且在整个驱动电流的范围中保持稳定的灯颜色。
发明内容
根据本发明的示例性实施例的一个方面，提供了一种发光器件，包括发光二极管或激光器，以及一种或多种磷光体材料，其中，对于每一种磷光体材料，(入射LED通量)×(磷光体激发截面)×(磷光体材料衰减时间)的乘积小于0.3。
根据本发明的示例性实施例的第二个方面，提供了一种用于制造磷光体转换LED灯的方法，该方法包括提供LED芯片，以及随后把一种或多种磷光体材料沉积到LED芯片上，其中，选择和沉积磷光体材料使得对于每一种磷光体材料，(入射LED通量)×(磷光体激发截面)×(磷光体材料衰减时间)的乘积小于0.3。
取决于为灯中内含物所选择的磷光体，磷光体可以更靠近或更远离LED芯片沉积，以满足上面的方程。对于具有快速衰减时间的磷光体，即使把该磷光体放在靠近LED芯片的位置上，上述方程通常也可以满足。对具有缓慢衰减时间的磷光体，灯可以设计成这样，使得该磷光体放置在更远离LED芯片的位置，以降低磷光体上的平均入射通量。
附图说明
图1是根据本发明的一个具体实施例的照明***的截面示意图。
图2是根据本发明的第二个具体实施例的照明***的截面示意图。
图3是根据本发明第三个具体实施例的照明***的截面示意图。
图4是根据本发明第四个具体实施例的照明***的截面示意图。
图5是本发明一个具体实施例中一种实例的特定磷光体沉积方法(或策略)的插图。
具体实施方式
参照图1，示出了典型的磷光体转换发光器件或灯10。发光组件10包括半导体UV或蓝光辐射源，如发光二极管(LED)芯片12和电连接至LED芯片上的引线14。引线14可以包括通过较粗引线框16支撑的细线，或者该引线包括自支撑电极，引线框可以省略。引线14提供电流给LED芯片12，从而导致LED芯片12发射辐射。
可以将LED芯片12封装在装入LED芯片和密封剂材料20的外壳18中。外壳18可以是，例如，玻璃或塑料。优选地，LED 12基本位于密封剂20的中心。密封剂20优选为环氧树脂、塑料、低温玻璃、聚合物、热塑性、热固性材料、树脂或本领域技术人员已知的其他类型的LED封装材料。可选地，密封剂20是旋涂玻璃或某些其他高折射指数材料。优选地，密封剂材料20是环氧树脂或聚合物材料，例如，聚硅氧烷。外壳可以可选地省略或是与密封剂同样的材料。外壳18和密封剂20优选都是透明的，或者基本光学透射由LED芯片12和含磷光体层22产生的光的波长。例如，LED芯片12可以通过例如引线框16、通过自身支撑电极、外壳18的底部，或通过固定到外壳或引线框的支架(没有示出)来支撑。
照明***的结构包括辐射地连接至LED芯片12的磷光体层22。辐射地连接指的是元件彼此联系，以便辐射从一个元件传输到另一个元件。通过任何适当的方法将这种磷光体组合物22沉积到LED芯片12上。例如，可以形成基于水的磷光体悬浮液，且作为磷光体层施加到LED表面。在这样一个方法中，将其中磷光体颗粒自由地悬浮的聚硅氧烷淤浆设置在LED的周围。因此，通过在LED芯片12上面涂覆并干燥磷光体悬浮液，可以将磷光体组合物22涂覆在LED芯片12的发光表面上方或直接涂覆在其上。外壳18和密封剂20均优选是透明的，或者另外设计成使待透射的白光24通过这些元件。
前述器件可以包括任何半导体蓝光或UV光源，当它发射的辐射直接到达磷光体上时，其可以产生白光。在一个优选的实施方式中，半导体光源包括掺杂不同杂质的发射蓝光的LED。因此，LED可以包括基于任何适合III-V、II-VI或者IV-VI半导体层的半导体二极管，并优选具有大约250-500nm的发射波长。优选地，LED可以包括至少一个包含GaN、ZnSe或SiC的半导体层。例如，LED可以包括由式IniGajAlkN(其中0≤i，0≤j，0≤k和i+j+k＝1)表示的具有发射波长大于约250nm小于约500nm的氮化物半导体。在本领域这样的LED半导体是已知的。为了方便辐射源在本文中描述为LED。然而，本文所用的该术语是包含所有的半导体辐射源，例如，包括半导体激光二极管。
形成一个示例性LED芯片，具有第一覆盖层诸如沉积到基片(例如硅或蓝宝石)上的GaN，并且具有n-AlwGa(1-w)N结构。也可以增加可选的n-GaN覆盖层。然后，形成了包括InGaN多量子井层的活性层(或有源层)。在活性层上沉积的是一系列可选的p型覆盖层如p-AlVGa(1-V)N结构、p-AlVGa(1-V)N覆盖层以及p-GaN覆盖层。为了完成该结构，在顶部(p型)表面和底部(n型)表面上形成金属接触。沿着相对边缘可以形成反射表面以限定激光腔，以便形成激光二极管。对于p型接触适合的组合物是镍-金，其或为合金或为与p-GaN层接触的富镍组合物及与富镍层接触的富金组合物。对于n型接触适合的组合物是钛-铝，其或为合金或为与基片接触的富钛组合物以及与富钛层接触的富铝组合物。可以通过本领域任何已知方法沉积接触物。
虽然，本文所讨论的本发明的示例性结构的一般性讨论是针对基于无机LED的光源，应当理解，除非另有说明，可以用有机发光结构或其他辐射源代替LED芯片，任何所提及的LED芯片或半导体仅仅是任何适合的辐射源的代表。
在本领域有机发光结构是已知的。普通高效率的有机发光结构与双异质结LED有关。这种结构与传统的无机LED非常相似。在这种类型的器件中，由铟锡氧化物(ITO)薄层覆盖玻璃支撑层，形成用于该结构的基片。然后，把薄(100-500)的有机、占优势地空穴传输的层(HTL)沉积在ITO层上。将薄(典型的，50-100)发光层(EL)沉积到HTL层的表面。如果这些层太薄，就会在连续薄膜中存在中断；当膜的厚度增加，内部阻力增加，需要更高的操作功耗。发光层(EL)为电子提供重组位置，电子是从沉积到EL上的100-500厚电子传输层(ETL)注入，空穴来自HTL层。ETL材料特征为电子的迁移率比电荷缺少中心(空穴)高出很多。
在操作中，电源供给芯片12，以激发它。当活化时，芯片12发射初级光(primary light)远离其顶表面。发射的初级光是被含磷光体层22吸收。磷光体层22接着发射二级光(secondary light)，即，响应对初级光的吸收，转变成具有更长峰值波长的光。层22中的磷光体在不同方向上可以无规则地发射二级光。一些二级光从芯片12发射出去，穿过密封剂20(其可当作透镜)传播，离开器件10成为输出光。密封剂和/或外壳18可以在期望的通常方向引导输出光。
图1设计的一个缺点是，在缓慢衰减时间(即，长发光寿命)的磷光体中，在某些发光二极管中存在的高通量导致大的激发稳定态群(population)。这会导致可利用磷光体的饱和，降低磷光体的发光效率，从而降低光输出。此外，在高LED驱动电流下，较大的UV通量趋向降低这些磷光体的发光效率，导致不同驱动电流的色温的剧烈变化。这对于UV-LED磷光体尤其是个问题。例如，在Eu2+-Mn2+能量转换的磷光体(其能够与UV发射LED芯片一起使用)中，通过Eu2+离子吸收来自芯片的入射UV光，然后把能量传递给Mn2+，结果从Mn2+中发射绿色、黄色、橙色或红色光。在Mn2+的缓慢衰减时间(＞10ms)中存在的主要问题，使它容易产生饱和效应。在高吸收的磷光体中，加重了这个问题，即，这种类型优选用来减少入射UV渗漏。因此，UV渗漏和基于Eu2+-Mn2+能量转换对的一组UV-LED磷光体的饱和之间存在平衡，从而降低这些灯的效率。
一般地，本发明提供了磷光体选择/分层方法，该方法改善了基于LED的灯的光输出和颜色稳定性，该灯通过选择适合的磷光体把LED辐射转变成需要的颜色来工作。该方法认为对于在350-490nm之间发光的LED尤其有效，但不限于此。
根据本发明的一个具体实施例，将品质因数(FOM)定义为(入射LED通量)×(激发截面面积)×(磷光体衰减时间)的乘积。将LED灯设计成这样，使得对于灯中的每种磷光体成分，其FOM小于0.3。优选FOM小于0.1。申请人发现满足这个FOM会降低饱和效应并维持高的灯效率。
例如，考虑当放置在LED封装中时Mn2+基态损耗(ground statedepletion)效应、Eu2+-Mn2+磷光体中的物理现象，能导出FOM方程和想要的值。当磷光体中Mn2+离子的相当一部分处于激发态时，出现基态损耗。当发生这种情况时，Eu2+不再把能量传输给处于基态的Mn2+离子，导致猝火过程。
FOM的分量测定需要直接时间分辨的发光测量。磷光体衰减时间可以用光谱仪首先在LED的外面测量，给出在这个文献中详述的FOM的一个分量。下一个步骤是确定(入射通量)(激发截面)的乘积，单位是s-1。倘若磷光体层包括使入射的LED辐射散射的微米大小的颗粒，测量这个乘积的单个分量就不是不重要的。然而，通过测量LED发光输出作为它的工作循环(接通时间(time ON)的百分数)的函数，这个乘积可以很容易计算出来。为了简化测量，我们保持用于固定测量设置的LED脉冲周期不变，而改变接通时间。如果发光强度与LED的接通时间不直接成比例，则在LED激发的强通量下，磷光体涂层饱和，磷光体效率相应减少。
然后，人们作出相关的磷光体效率与接通时间的函数曲线，通过使用公开文献如S.Mikoshiba，S.Shirai，S.Shinada，and M.Fukushima；J.Appl.Phy.50，1088(1979)所述的已知方程可以得知FOM的(入射通量)(激发截面)值。
确定(入射通量)(激发截面)的另一个直接方法是测量紧接在接通LED之后的磷光体发光与时间，已知为或者增加时间(risetime)测量或者积累(build-up)测量。在一个典型的测量中，随时间(t)的磷光体发光积累(bulid-up)可以适合：
强度＝k*1-exp(-t/τrise)
其中，τrise是LED中磷光体的适合的增加时间。一旦τrise通过这种测量确定，则(入射通量)(截面)的乘积为：
(入射通量)(截面)：1/τrise-1/(磷光体衰减时间)
分析确定FOM后，则LED封装(假设无热损失)中的磷光体量子效率(QE)是：
QE(LED)＝QE(光谱仪)/(1+FOM)
可以使用几种方法使得对于每种磷光体满足想要的FOM值。这些方法包括1)选择具有快速衰减时间的磷光体(例如，＜3ms)；2)放置磷光体使得磷光体上平均入射通量最小；或3)以上两种方法的结合。
例如，通过在LED灯中使用较快衰减磷光体，例如，那些基于Eu3+(衰减时间大约1ms)、Tb3+(衰减时间大约3ms)、Mn4+(衰减时间大约3ms)、pr3+(衰减时间大约1-500ms)、Eu2+(衰减时间大约1ms)或Ce3+(衰减时间＜100ns)的磷光体，人们能够满足上述FOM，从而避免饱和效应。对于这些类型的磷光体，FOM的衰减时间分量是非常低的，足以满足0.3的目标值，从而降低或防止饱和效应。
可选地，如果使用较慢衰减时间的磷光体，如那些基于Mn2+(衰减时间大约为10ms)的磷光体，那么可以使用可选的LED灯设计以降低磷光体层的平均通量。实现它的一种途径是把包含这些缓慢衰减磷光体的磷光体涂层放在远离LED芯片的位置，降低磷光体上的平均通量。
这些方法可以彼此结合使用。例如，较快衰减时间的磷光体可以靠近LED芯片放置，较慢衰减时间的磷光体可以放置在这些较快衰减时间磷光体的顶部。初始较快衰减的磷光体层散射并吸收入射LED辐射，这会降低较慢衰减磷光体上的入射通量，防止该层饱和。这种涂覆方法使整个器件的效率最大化。
当使用非常快衰减时间的磷光体时，图1中示意的设计是合适的，以满足上述FOM，其他设计可能是较慢衰减时间磷光体所必须的。因此，参照图2，示出根据本发明的一个实施例的发光器件。除了磷光体层122放置得更远离LED芯片之外，图2实施例的结构与图1相似。由于LED辐射传播远离LED芯片时其被分散，这种布置导致更低的入射LED通量。因此，较慢衰减的磷光体可以很容易满足上面定义的FOM。
可选地，代替单个磷光体层122，可以将磷光体组合物散布到密封剂材料120内。磷光体(粉末形式)可以散布到密封剂材料120的单一区域或遍及密封材料的整个体积内。如果将磷光体散布在密封剂材料120内，则可以将磷光体粉末加入到聚合物前体，加载到LED芯片112的周围，然后可以将聚合物前体固化，以便凝固聚合物材料。也可以使用其他已知的磷光体散布方法，例如传递加载(transfer load)。
图3示出了根据本发明的优选方面***的第三个优选结构。除了磷光体组合物222涂覆在密封剂220的外表面上或外壳218(如果存在)的表面，而不是在LED芯片212的上面形成之外，图3所示实施例的结构与图1相似。如果存在外壳218，磷光体组合物优选涂覆在外壳218的内表面上，虽然如果需要，磷光体可以涂覆在外壳的外表面上。磷光体组合物222可以涂覆在外壳的整个表面上或只涂覆在外壳表面的顶部。当然，图1-3的结构可以结合，一种或多种磷光体可以位于任意两个或全部三个位置上。
接着，参照图4，示出根据本发明的一个具体实施例具有两种分离的磷光体材料的发光器件。除了第二磷光体组合物324涂覆在外壳318表面上之外，图4中所示实施例的结构与图1中的相似。第一磷光体材料322沉积在LED芯片312上。
第一层322中的磷光体优选具有快速衰减时间，因为它靠近LED芯片放置，并由此承受来自LED芯片的高入射通量。在第二层324中的磷光体可以为具有较长衰减时间的磷光体，因为它将承受较低入射通量，这归因于第一层对LED辐射的吸收和散射。如上所述，灯中的每种磷光体将具有等于0.3或更小的FOM。本说明书中，虽然提及的是每一层内单一磷光体组合物，应当理解，第一和第二磷光体材料均可以包含两种或多种不同的磷光体组合物。
尽管本发明的实施例给出了一种或两种磷光体层，但是本发明并不局限于这些，实施例包含三种或更多磷光体层是预料中的。有利地，根据本发明的半导体元件可以使用常规的生产线制造。
通过磷光体材料、颗粒大小以及其浓度的适当选择，可以改变所产生光的色温或颜色位置。此外，也可以采用发光物质混合物，以及作为一个有利的结果，可以精确地调整发射光的所需色调。
从上面的FOM方程可以确定，可以把具有较快衰减时间的磷光体相对具有较慢衰减时间的磷光体更靠近给定的LED放置(因此承受到更高的入射通量)，同时仍然满足0.3目标值。因此，例如，在图1的实施例中使用的磷光体，具有约1ms数量级或更小的衰减时间，以便满足使用具有平均发光度的传统LED芯片的灯的FOM。同样地，具有较慢衰减时间的磷光体可以用于图2-3的实施例以及在图4中作为第二磷光体层。选择这些磷光体将使由于最靠近LED的磷光体层内离子的高激发态群引起的饱和效应最小化，其中在最靠近LED的磷光体层中入射通量最高。更远离LED的磷光体层可以使用具有较低衰减时间(＞3ms)和/或较高吸收入射LED辐射的磷光体。
在更远离LED的层中使用高吸收Eu2+-Mn2+磷光体作为在根据图4描述的实施例中的第二磷光体是尤其有用的，因为它有助于确保渗漏穿过起始磷光体层的入射光的相当一部分转化成有用的可见光，增加LED器件的效率。如果这些磷光体靠近LED放置，高入射光通量的磷光体饱和效应显著降低磷光体的量子效率(QE)，导致灯的较低光输出。然而，根据本发明分层方法，最靠近LED的磷光体层吸收并散射入射辐射，从而降低更远离LED的磷光体层上的通量。因此，显著降低了磷光体饱和效应，远离LED的磷光体层具有较高的QE。这会改进LED灯的光输出。
可以恰当地用于本发明的磷光体包括，但不限于下例：
蓝：
(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3(Cl，F，Br，OH)：Eu2+，Mn2+，Sb3+
(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+
(Ba，Sr，Ca)BPO5：Eu2+，Mn2+
(Sr，Ca)10(PO4)6 *nB2O3：Eu2+
2SrO*0.84P2O5 *0.16B2O3：Eu2+
Sr2Si3O8 * 2SrCl2:Eu2+
Ba3MgSi2O8:Eu2+
Sr4Al14O25:Eu2+(SAE)
BaAl8O13:Eu2+
蓝-绿：
Sr4Al14O25:Eu2+
BaAl8O13:Eu2+
2SrO-0.84P2O5-0.16B2O3:Eu2+
(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17:Eu2+，Mn2+
(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3(Cl，F，OH)：Eu2+，Mn2+，Sb3+
绿：
(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+(BAMn)
(Ba，Sr，Ca)Al2O4:Eu2+
(Y，Gd，Lu，Sc，La)BO3:Ce3+，Tb3+
Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+，Mn2+
(Ba，Sr，Ca)2SiO4:Eu2+
(Ba，Sr，Ca)2(Mg，Zn)Si2O7:Eu2+
(Sr，Ca，Ba)(Al，Ga，In)2S4:Eu2+
(Y，Gd，Tb，La，Sm，Pr，Lu)3(Al，Ga)5O12:Ce3+
(Ca，Sr)8(Mg，Zn)(SiO4)4Cl2:Eu2+，Mn2+(CASI)
Na2Gd2B2O7:Ce3+，Tb3+
(Ba，Sr)2(Ca，Mg，Zn)B2O6:K，Ce，Tb
黄-橙：
(Sr，Ca，Ba，Mg，Zn)2P2O7:Eu2+，Mn2+(SPP)；
(Ca，Sr，Ba，Mg)10(PO4)6(F，Cl，Br，OH):Eu2+，Mn2+(HALO)；
((Y，Lu，Gd，Tb)1-xScxCey)2(Ca，Mg)1-r(Mg，Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ；
红：
(Gd，Y，Lu，La)2O3:Eu3+，Bi3+
(Gd，Y，Lu，La)2O2S:Eu3+，Bi3+
(Gd，Y，Lu，La)VO4:Eu3+，Bi3+
(Ca，Sr)S:Eu2+，Ce3+
SrY2S4:Eu2+，Ce3+
CaLa2S4:Ce3+
(Ca，Sr)S:Eu2+
3.5MgO*0.5gF2 *GeO2:Mg4+(MFG)
(Ba，Sr，Ca)MgP2O7:Eu2+，Mn2+
(Y，Lu)2WO6:Eu3+，Mo6+
(Ba，Sr，Ca)xSiyNz:Eu2+，Ce3+
(Ba，Sr，Ca，Mg)3(Zn，Mg)Si2O8:Eu2+，Mn2+
上述磷光体的衰减时间是已知的或可以使用已知的方法确定。基于这些衰减时间，以及使用已知的LED芯片计算，终端用户想要的磷光体的恰当布置可以被确定，使得每种磷光体的FOM等于或小于0.3。因此，通过选择需要的磷光体和LED芯片的组合，用户能够在设计所需光质量的灯时，保持灵活性，同时保持灯的效率，并降低饱和效应的危险。
实施例
现在描述如何调整磷光体/沉积来降低饱和度并改善器件效率的实施例和示范。进行了用400-410nm的UV LED芯片制作的LED以及两种不同磷光体的组合物的初始对照。第一个样品(样品1)包括Sr2P2O7：Eu，Mn(“SPP”)和Sr4Al14O25：Eu(“SAE”)混和物。第二个样品(样品2)包括Ca5(PO4)3Cl:Eu，Mn(“HALO”)和SAE的混和物。因为，样品2的磷光体混和物相对样品1具有高出20％的量子效率(光谱仪测定)，并且还具有高出25-30％的450nm光吸收(对于颗粒大小相似的磷光体)，预测在LED封装中样品2的混和物比样品1的混和物具有更高的光输出。相反，样品2LED具有比样品1LED低15-20％的流明。可以确定，引起这种矛盾的主要原因来自由于HALO磷光体(如上面确定的FOM为0.594)与SPP的FOM为0.196相比的高吸收引起的饱和效应。
如图5所示，另一个实例来自将磷光体沉积改变成分层构造的试验。在这些试验中，较低吸收的样品1混和物50更靠近LED芯片52放置，同时较高吸收(较高饱和)的HALO磷光体54更远离LED芯片放置。使用如上所述UV芯片的发光器件的发光特征示于56。相对单独使用样品1(8.3流明/W)或样品2(9流明/W)混合物(具有可接受的5200 CCT值和85的高CRI)的LED，这样的布置导致光输出(在350mA驱动电流下为13流明/W)显著改善。这样的配置起作用是因为较低饱和磷光体更靠近LED，同时还具有高吸收磷光体把同样多的UV-LED辐射转化成可见光的优点。
在前面的描述中，实例和附图参照本发明具体实施例，本发明不应当限制于此。例如，可以设计另外的磷光体沉积方法以满足FOM以及发光器件的其他所需特征。显而易见，在阅读和理解前述的详细描述后可以进行其它修改和替换。意图是示例性具体实施例解释为包括在所附权利要求书及其等同物的范围内的所有这样的改进和变化。
Claims (16)
1.一种发光器件，包括LED以及一种或多种磷光体材料，其中，对于每种磷光体材料，(入射LED通量)×(磷光体的激发截面)×(磷光体材料衰减时间)的乘积小于0.3。
2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述LED包括半导体材料。
3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述LED发射350-400nm之间的光。
4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述乘积小于0.1。
5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述磷光体材料提供Eu2+-Mn2+的能量传输。
6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述磷光体材料包括Eu3+、Tb3+、Mn4+、pr3+、Eu2+或Ce3+中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的器件，包括与权利要求6的磷光体相比更远离所述LED芯片散布的第一磷光体材料，以及其中与权利要求6的磷光体相比，所述第一磷光体材料具有较慢衰减时间。
8.根据权利要求1所述的器件，包括至少一种更靠近所述LED芯片放置的具有较快衰减时间的磷光体，以及至少一种更远离所述LED芯片的具有较慢衰减时间的磷光体。
9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述磷光体材料远离所述LED放置。
10.根据权利要求1所述的器件，包括放置在邻近所述LED的第一层中的具有快速衰减时间的第一磷光体材料，以及在第二层中的远离所述LED放置并具有较长衰减时间磷光体的材料
11.根据权利要求10所述的器件，具有3个或更多个磷光体层。
12.根据权利要求11所述的器件，其中，在所述LED向外方向上的每一磷光体层具有更长的衰减时间。
13.根据权利要求10所述的器件，其中，所述磷光体层包括一种或多种磷光体。
14.根据权利要求1所述的器件，包括衰减时间小于约1ms并相对更靠近所述LED放置的磷光体，以及更远离LED放置并且衰减时间大于约3ms的磷光体。
15.根据权利要求8所述的器件，其中，Eu2+-Mn2+磷光体用在更远离所述LED的层中。
16.用于制造一种磷光体转换LED灯的方法，该方法包括以下步骤：提供LED芯片，以及随后把一种或多种磷光体材料沉积到LED芯片上面，其中，选择并沉积所述磷光体材料使得对于每一种磷光体材料，(入射LED通量)×(磷光体的激发截面)×(磷光体材料衰减时间)的乘积小于0.3。
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