CN101911300A

CN101911300A - 从固态发光器件产生白光的方法和装置

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Publication number: CN101911300A
Application number: CN2009801015393A
Authority: CN
Inventors: 徐涛; 瑞·彼得·赫兵
Original assignee: Bridgelux Inc
Current assignee: Bridgelux Inc
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: US7868340B2; US20090296369A1; US10263163B2; US20110069474A1; WO2009146266A1; CN101911300B; US20190237640A1

Abstract

揭示了一种能够利用位于荧光体层上的荧光体岛阵列产生暖光的光学器件。该器件包括固态发光体、荧光体层和荧光体岛。在一个方面中，固态发光体是能够将电能转换为可见光的发光二极管。荧光体层布置在固态发光体上，用于根据所述可见光而产生亮冷光。多个荧光体岛布置在荧光体层上，用于将冷光转换为暖光，其中，这些荧光体岛均匀分布在荧光体层上。

Description

从固态发光器件产生白光的方法和装置

技术领域

本发明的示例方面涉及发光器件。更具体地，本发明的这些方面涉及固态发光器件。

背景技术

随着近二十年来在基于半导体的固态发光器件领域中的技术发展和突破，爱迪生的典型地具有30％或更低光效的白炽灯将很快会被节能发光二极管(“LED”)所取代。传统的LED尺寸小、功效高且具有充分的使用寿命。LED的各种商业应用，如交通灯以及电子布告栏，已投入使用。

LED是一种具有偏置p-n结、能够发射窄谱光或电致发光的半导体二极管。所发射的光的颜色典型地依赖于在该器件中使用的材料的成分。可见光的颜色变化通常由大约400nm(纳米)到700nm的电磁辐射或光波长来限定。光源在物体颜色呈现上的质量通常由显色指数(“CRI”)来度量，其中最高的CRI等级是100。例如，典型的冷白色荧光灯的CRI为62。另一方面，具有稀土荧光体的灯可被构造为CRI为80或更好。

与用于室内照明的典型LED相关联的问题是CRI等级低，这可能会歪曲物体的真实颜色。为了提高颜色呈现，一种传统的方法是将红色荧光体与黄色荧光体混合以产生暖白光或中性白光。另一种传统的方法是将两个连续的红色荧光体层和黄色荧光体层中的一个布置在另一个的顶部上，以产生暖白光或中性白光。然而，与这些方法相关联的缺点是光输出(“LOP”)低或照明效率低。LOP可以被限定为发光度、光通量、发光强度、光亮度等的度量单位。

另一种提高CRI等级的方法是将能够发射冷光的黄光LED与能够发射红光的红光LED结合。冷白光与红光的结合提高了CRI等级。然而，与这种方法相关联的缺点是将红光LED和黄光LED结合的工序涉及复杂的装配过程。此外，红光LED和黄光LED的结合可能需要控制电路板上的额外电路。

发明内容

揭示了一种能够利用布置在荧光体层上的荧光体岛产生暖白光和中性白光的发光器件。该器件包括固态发光体、荧光体层以及荧光体岛。在一个方面中，所述固态发光体是能够将电能转换为可见光的发光二极管(“LED”)。所述荧光体层布置在所述固态发光体上，用于根据所述可见光产生亮冷白光。多个荧光体岛布置在所述荧光体层上，用于将冷白光转换为暖光，其中，所述荧光体岛均匀分布在所述荧光体层上。在一个方面中，所述荧光体层的光波长比所述荧光体岛的光波长短。例如，所述荧光体层可以是黄色荧光体层，而荧光体岛可以是红色荧光体岛。应当注意的是，将冷白光与转换后的暖光混合产生了中性光，该中性光具有提高的CRI和光输出的物理特性。

根据以下的详细说明、附图以及权利要求，将清楚本发明的这些示例方面的附加特征和优点。

附图说明

根据下面给出的具体描述，并根据本发明的各种方面的附图，将更全面地理解本发明的示例方面，不过，这些具体描述和附图不是用于将本发明限于特定的方面，而仅用于解释和理解。

图1是依照本发明一个方面的、例示出荧光体岛阵列分布在荧光体层上以产生暖白光和中性白光的光学器件的截面图；

图2是依照本发明一个方面的、例示出荧光体岛阵列位于荧光体层上以产生暖光的光学器件的一个示例的截面图；

图3示出依照本发明一个方面的具有荧光体岛阵列的示例发光器件的俯视图；

图4是依照本发明一个方面的、能够使用多个荧光体岛来产生暖白光和自然白光的光学器件的一个示例的截面图；

图5是依照本发明一个方面的、能够使用嵌入在膜中的荧光体岛来产生暖白光和自然白光的光学器件的一个示例的截面图；

图6是示出依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛来产生自然白光和暖白光的发光器件的三维(“3D”)立体图；

图7是示出依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛来产生自然白光和暖白光的发光器件的3D立体图；

图8是示出依照本发明一个方面的、使用荧光体岛来产生暖白光和自然白光的过程的流程图；

图9是示出依照本发明一个方面的、制造能够产生自然白光的发光器件的过程的流程图；以及

图10例示了依照本发明一个方面的、能够产生自然白光的发光器件。

具体实施方式

在这里，针对使用分布有荧光体岛的发光器件来产生暖光的方法、器件和装置，来描述本发明的各个方面。

本领域技术人员将认识到，以下对这些示例方面的具体描述仅是例示性的，而不是以任何方式进行限制。根据这个公开，本领域技术人员很容易想到其它的方面。下面将详细描述附图中例示出的示例方面的实现方案。在所有附图中以及在随后的详细描述中，使用同样的标记来指示相同或相似的部分。

为了清楚起见，没有示出和描述这里所描述的实现方案的全部常规特征。当然，应当理解，在开发任何这种实际的实现方案中，可以做出很多对于实现方案特有的决定，以实现开发者的特殊目的，例如遵守与应用和商业有关的限制，并且这些特殊目的将根据实现方案和开发者而变。而且，应当理解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，不过对于本领域技术人员，根据该公开，这只是常规工程任务。

可以理解，本发明的方面可以包含可容易地使用传统半导体技术(如CMOS(互补金属氧化物半导体))技术或其他半导体制造工艺来制造的集成电路。此外，本发明的方面可以通过其他的用于制作光学装置和电装置的制造工艺来实现。

本领域技术人员将认识到，这里描述的器件可形成在传统的半导体基板上，或者这些器件可容易地形成为基板上的薄膜晶体管(TFT)，或者形成在绝缘衬底上的硅(SOI)中，例如玻璃(SOG)、蓝宝石(SOS)或在本领域技术人员已知的其他基板。本领域技术人员还将认识到，关于上述器件，可以使用一定范围内的掺杂浓度。本质上，可以采用任何能够形成pFET和nFET的工艺。掺杂区可以是扩散形成的或者它们可被注入形成。

本发明的当前方面例示了一种发光器件，该发光器件能够使用多个均匀分布在发光元件上的红色荧光体岛来产生暖白光和中性白光。该器件包括固态发光体、黄色荧光体层以及多个红色荧光体岛。该固态发光体例如是能够将电能转换为可见光的发光二极管(“LED”)。黄色荧光体层布置在固态发光体上，用于根据所述可见光来产生亮冷光。均匀分布在荧光体层上的红色荧光体岛能够将冷光的一部分转换为红光。在红光与冷白光结合之后，产生暖白光或自然白光。

图1示出了依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛阵列来产生暖白光和自然白光的光学器件100的截面图。器件100包括基板102、固态发光体104、光提取层106、荧光体层110以及荧光体岛112的阵列。在一个方面中，器件100被构造为将红光118与冷白光116结合，从而产生暖白光或自然白光或中性白光。注意，光学器件100也可称作发光器件、固态发光器件、半导体发光器件等。应当注意，即使对器件100添加或从器件100去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也没变化。

在一个示例中，固态发光体104是能够通过半导体制作工艺来制造的发光模块。固态发光体104的功能是将电能转换为可见光。固态发光体104可以是能够通过偏置p/n结将电能转换为光能的发光二极管(“LED”)。在下文中术语LED、光学发光体模块以及固态发光体可互换使用。固态发光体或LED 104可安装或附接至基板102，其中基板102使得可以通过位于基板102上的触点和引线接合连接来在LED 104和其他器件之间执行通信。例如，LED芯片可以直接接合到基板上，或者接合到标准LED反射杯(图1中未示出)上。应当注意，固态发光体可由任何其它类型的能够将电能转换为可见光的发光器件(或者可见光照明器件)代替。

参考图1，LED 104的第一表面附接至基板102，并且LED 104的第二表面连接到光提取层106。在一个方面中，光提取层106是能够提取或放大由LED 104发射的可见光或蓝光的透明硅树脂层。例如，光提取层106辅助LED 104来产生足够的蓝色可见光，以满足预先限定的层叠要求。由LED 104经由透明硅树脂层106发出的蓝光，提高了可见光的发光强度或光通量。应当注意，光提取层106对于使器件100工作而言不是必要的。不过，没有光提取层106，LED 104也许不能产生足够的可见光。因此，也许需要更强和更大的LED或者具有更好光提取的LED来实现类似的结果，如同使用了光提取层一样。

在一个方面中，如图1所示，光提取层106被构造成片结构或层结构。光提取层106也可被构造成围绕LED 104的圆顶形状。例如，光提取圆顶应当基本实现和光提取层106一样的功能。还应当注意，光提取层106或光提取圆顶对于使LED 104发光而言不是必需的。光提取层106的第一表面附接至LED 104，而光提取层106的第二表面附接至荧光体层110。

在一个方面中，荧光体层110是布置在光提取层106和/或LED 104上的连续黄色荧光体层。荧光体层110的功能是将蓝光转换为明亮的黄光。从LED 104经过光提取层106发出通常具有相对低的发光强度的蓝光或蓝可见光。另一方面，明亮的黄光也被称作冷光、冷白光或者亮冷光，并且明亮的黄光包含相对高的发光强度或通量或LOP。

在一个方面中，荧光体层110是在光提取层106上的连续绿色荧光体层。该绿色荧光体层能够根据由LED 104发出的蓝可见光而产生明亮的冷光。蓝可见光进入荧光体层110的一侧，而冷光(或冷白光)从荧光体层110的另一侧离开。如前所述，虽然冷白光提供了更高的LOP，但是冷白光的CRI等级差。应当注意，可以其他颜色的荧光体层来代替黄色或绿色荧光体层，只要它们具有490nm到590nm的光学波长范围即可。光学波长也称为电磁辐射波长、辐射波长、可见光波长、光谱波长等。

荧光体层110包括各种材料的物质，例如用于产生磷光现象的荧光体。例如，磷光是这样一种发光过程，其中，物质所吸收的能量被以光的形式相对缓慢地释放。根据所选的颜色，可由一种或多种物质，如氧化物、硫化物、硒化物、卤化物、锌的硅酸盐、镉、锰、铝、硅等，制成不同颜色的荧光体。荧光体物质还可包括用于延长光发射的活化剂(activator)。例如，荧光体可以包括铜活化的锌硫化物或者银活化的锌硫化物。应当注意，可以使用类似的类荧光体层来代替荧光体层110，以实现类似的发光结果。

如图1中所示，多个荧光体岛112被设置成阵列结构，其中在荧光体岛之间分配了足够的空间。例如，荧光体岛112之间的间隔120可用于造成使冷白光116通过的通路。如前所述，冷白光通常提供高的LOP。在一个方面中，荧光体岛112能够将冷白光的至少一部分122转换为暖光118(或中性白光)。在产生了暖光118后，将暖光118与冷白光116混合或结合以产生冷白光(具有高CRI)、暖白光或者自然白光。冷白光、暖光或者自然白光应具有70到100的CRI范围。

例如，荧光体岛112可通过点喷射分配器分配到荧光体层110上。在另一方面中，可以使用丝网印刷法来将荧光体岛112分配到荧光体层110上。另外，可以使用包含荧光体岛112构成的阵列的预制膜，来将该膜叠置到荧光体层110上。根据应用，可将多个荧光体岛112可再成形为用于提供暖光的大岛或点。各个岛112的物理形状也可以随应用而变化。应当注意，不同的物理形状可造成不同的光束角。随着荧光体岛的物理形状的变化，可以实现特殊的暖光光束角。例如，圆顶形的岛能提供更宽的光束角，以将暖光118扩散或散射到冷白光116内。荧光体岛112也可称为荧光体物体、荧光体点、光岛、荧光体棒等。

在一个方面中，荧光体岛112被构造成能够根据冷白光的一部分而产生红光(或暖光)的红色荧光体岛。例如，冷白光的一部分122从荧光体层110进入红色荧光体岛124的一侧，而红光或暖光118从红色荧光体岛124的另一侧离开。注意，只要黄光撞击红色荧光体岛，那么该黄光就立刻被转换为红光或暖光。与冷黄光混合的红光产生暖白光或中性白光。来自荧光体岛的红光提高了整体CCT(相关色温)和CRI等级。CCT和CRI是用于评估所产生的光的颜色质量的度量单位。

在另一个示例中，荧光体岛112是用于提供橙光的橙色荧光体岛或橙色荧光体物体或橙色荧光体点。将橙光与黄色或绿色冷光结合将产生暖白光或中性白光。也可以使用其他颜色的荧光体岛来代替红色或橙色荧光体岛，只要它们具有590nm到700nm的光波长范围即可。应当注意，虽然橙光或红光的效率(LOP)比黄光低，但是橙光或红光提高了CRI等级。

应当注意，即使基板102、固态发光体104、光提取层106、荧光体层和/或荧光体岛112的尺寸改变了，本发明的示例方面的基本原理也没改变。在一个方面中，基板102的尺寸比发光体104的尺寸小。在另一个方面中，光提取层的尺寸比发光体104的尺寸小。荧光体层110的尺寸也可随应用而变化。例如，如果荧光体层110的尺寸变得比光提取层106大，那么器件100将产生具有相似CRI等级的相似光。此外，荧光体岛112的尺寸和形状也可随应用而变化。

使用将荧光体岛分布在荧光体层上的光学器件100的优点是，提供了暖白光和中性白光照明，且提高了LOP和CRI等级。

图2示出了依照本发明一个方面的、具有荧光体岛阵列的光学器件200的截面图。器件200包括基板102、LED 104、光提取圆顶206、荧光体层110、透镜214以及荧光体圆顶岛212构成的阵列。由于在这些图中同样的指示符或标号指相同或基本相同的组件，所以不再描述前面已经描述过的组件。器件200与器件100类似，能够通过将冷白光116与暖光118结合来产生自然白光或自然可见光。应当注意，即使对器件200添加或从器件200去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

在一个方面中，光提取圆顶206是能够提取或放大由LED 104发出的可见光的透明硅树脂圆顶。例如，光提取圆顶206辅助LED 104产生用于照明的足够的蓝光。由LED 104发出且经过透明硅树脂圆顶206的蓝光提高了发光强度。应当注意，光提取圆顶206对于使器件200发光不是必需的。不过，LED 104可能不会发出和在存在光提取圆顶206时一样多的光。当不存在光提取圆顶206时，可能需要更强大的LED或者具有更好光提取或性能的LED以补偿所缺失的光提取圆顶。应当注意，圆顶206可以接触荧光体层110，也可以不接触荧光体层110。在圆顶206和荧光体层110之间可以添加其他的层、物质、液体和/或气体。

荧光体岛212被排列成阵列结构，在该阵列结构中，各个岛被构造成圆顶或透镜的形状。荧光体岛212之间的间隔用于构成冷白光116的通路。例如，蓝光208进入荧光体层110并且作为光216穿过荧光体层110。岛212之间的间隔使光216可以离开荧光体层110，并且成为冷白光116，冷白光116在到达透镜214之前没有遇到障碍和阻碍。在一个方面中，圆顶形的荧光体岛212被构造成根据各个圆顶的各种角度来散射暖光或红光。使用圆顶形荧光体岛212的一个优点是更好地促进和控制了暖光的分布。

透镜214是用于保护荧光体岛212和器件200的玻璃透镜、塑料透镜或硅树脂透镜。在一个方面中，透镜214还可提高光输出。除了提供器件保护外，透镜214还可以提供将红光118和冷白光116混合以产生暖白光或自然白光220的功能。在另一个方面中，透镜214也可用于聚光以形成一个或更多个光束。应当注意，在透镜214和荧光体岛212之间可以添加附加的层或气体。

图3示出了依照本发明一个方面的、具有荧光体岛阵列的示例器件300的荧光体层110的俯视图。荧光体岛112均匀分布在荧光体层110上。应当注意，相邻的岛112之间的间隔120是相同或基本相同的，用于建立各个使冷白光穿过荧光体层110的通路。还应当注意，这些岛不必排列成阵列结构。在一个方面中，这些岛112被结合成棒或条带状，以传播暖光。在另一方面中，可将岛112再成形为一个大区域，以传播暖光。另外，岛也可以是任何形状，如正方形、圆形、椭圆形、三角形等。

图4示出了依照本发明一个方面的、能够使用多个荧光体岛来产生暖白光或中性白光的光学器件的截面图。器件400包括基板102、固态发光体104、光提取层406、荧光体层110、透镜214以及由荧光体岛412构成的阵列。在一个方面中，器件400能够通过将冷白光116与暖光118混合来产生自然白光或者自然可见光。光提取层406执行和图1中所示的光提取层106相似的功能，不同的是光提取层406允许在光提取层406和荧光体层110之间有空间或附加层。应当注意，即使对器件400添加或从器件400去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

一组荧光体岛412被排列成阵列结构，其中，各个岛412被构造成球形形状。该球形形状包括椭圆形形状、圆形形状、鸡蛋形形状等。荧光体岛412之间的间隔用于使冷白光116没有障碍地通过，从而到达透镜214。例如，光208穿过荧光体层110，并且当光离开荧光体层110时成为冷白光116。在一个方面中，每个球形的荧光体岛412根据各个球形岛的角度在不同方向上提供了散射暖光的不同部分的各种角度。使用球形荧光体岛412的一个优点是对暖光线散射进冷白光中做了控制。

图5示出了依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛来产生暖白光或自然白光的光学器件500的截面图。器件500包括基板102、固态发光体104、光提取层106、荧光体层110、透镜214以及嵌入膜511中的荧光体岛512构成的阵列。在一个方面中，器件500能够通过将冷白光116与红光118混合来产生暖白光或者自然光。应当注意，即使对器件500添加或从器件500去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

在一个方面中，膜511中嵌有能够发射暖光的荧光体岛512阵列。如果荧光体岛512是红色荧光体岛，那么当荧光体岛被激活时，能够产生红光或红色光线。在一个方面中，如果荧光体岛512是橙色荧光体岛，那么当这些岛被激活时，可以产生橙光或橙色光线。当冷白光撞击这些岛时，这些岛被激活。

在一个方面中，每个荧光体岛512被构造成圆柱形状，其中荧光体岛512之间的间隔被用作使冷白光116从光提取层110穿过以到达透镜214的通道或通路。在一个方面中，圆柱形的荧光体岛512通过将冷白光的至少一部分转换为暖光118，而有助于产生白光或自然白光。使用圆柱形荧光体岛512的一个优点是更好地控制了暖光的散射。

应当注意，荧光体岛512可被构造成各种形状、结构和/或不同形状或结构的组合。例如，荧光体岛512能够被构造成正方形、半球形、矩形、三角形、球形、棱形和/或混合形状等。混合形状可以包括中间部分是矩形而在该矩形的一个或两个端部是球形的形状。在一个方面中，荧光体岛512的一部分是圆柱形状，并且荧光体岛512的另一部分是半球形状，其中该圆柱形状嵌入膜511中，而半球形状形成在膜511的表面上。根据应用和制作工艺，荧光体岛512也可被构造成不规则形状。

图6是示出了依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛来产生暖白光或中性白光的发光器件600的三维(“3D”)立体图。器件600包括基板102、固态发光体104、光提取层106、荧光体层110以及多个荧光体岛112。在一个方面中，器件600能够通过将来自间隔608的冷白光602与来自荧光体岛112的红光604组合来产生暖白光或中性白光。应当注意，即使对器件600添加或从器件600去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

继续参考图6，四个荧光体岛112构成的阵列布置在荧光体层110上。根据应用，可在荧光体层110上分布不同数量的荧光体岛。例如，可以在荧光体层110上排列一个10×10或20×20的荧光体岛阵列，以产生红光。应当注意，红光604和冷白光602的重叠部分产生了暖白光或者中性白光606。可以理解，自然白光606的CRI范围应在70到100间。荧光体岛112和荧光体层110之间的面积比、荧光体岛的尺寸和荧光体浓度、以及分布决定了器件600的光强度或光通量。

图7是示出了依照本发明一个方面的、能够使用荧光体岛来产生自然暖光的发光器件700的3D立体图。器件700包括基板102、固态发光体104、光提取层106、荧光体层110和荧光体岛712。在一个方面中，器件700能够通过将冷光束704与暖光锥706混合来产生自然白光或自然可见光。应当注意，即使对器件700添加或从器件700去除一个或更多个块(或层)，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

继续参考图7，荧光体岛712布置在荧光体层110上，并且能够将冷白光的一部分转换为暖光锥706。暖光锥706是锥形的暖光线，其被构造成将暖光束与冷白光混合以产生自然暖光702。根据应用，器件700的LOP和CRI之间的平衡取决于荧光体岛712的尺寸。应当注意，岛712的形状可以根据CRI要求和LOP要求而变化。

本发明的示例方面包括要在下面描述的各种处理步骤。该方面的这些步骤可以用机器或计算机可执行指令来实现。可以使用这些指令来使被编程有这些指令的通用或专用系统执行本发明的示例方面的步骤。在另一个方面中，本发明的示例方面的步骤可以由特殊的硬件组件来执行，所述硬件组件包含用于执行这些步骤的硬布线逻辑，或者本发明的示例方面的步骤可以由编程计算机组件和常用硬件组件的任何结合来执行。

图8是示出了依照本发明一个方面的、使用荧光体岛来产生暖白光或中性白光的过程的流程图800。在框802处，过程使用LED来将电能转换为可见光。应当注意，可以使用其他类型的固态发光组件来代替LED。在一个方面中，该过程还使用布置在LED上的透明硅树脂层来提取来自该LED的蓝色可见光。在框802之后，该过程进行到下一个框。

在框804处，该过程能够允许可见光进入荧光体层的底表面。在一个方面中，该荧光体层包括能够根据蓝色可见光提高LOP的荧光体物质。在框804后，该过程转到下一个框。

在框806处，该过程提取来自荧光体层的顶表面的亮冷白光。在一个方面中，该荧光体层是能够根据可见光增加光通量或发光强度的黄色荧光体层。例如，黄色荧光体层将由LED发射的蓝色可见光转换为明亮的冷白光。在框806后，该过程进行到下一个框。

在框808处，该过程引导冷白光的一部分进入荧光体岛的底表面，在一个方面中，这些荧光体岛均匀地分布在荧光体层的顶表面上。荧光体岛或荧光体物体的形状可随应用而变化。在一个方面中，荧光体岛可以合并成一个单一的透镜形的岛，以用来分布暖光。在框808后，该过程进行到下一个框。

在框810处，该过程能够根据冷白光的至少一部分从多个荧光体岛的顶表面产生红光。应当注意，这些荧光体岛在荧光体层上排列成阵列结构。在一个方面中，该过程便于和/或允许冷白光的一部分通过红色荧光体物体阵列来产生红光。另外，该过程也能够允许可见光通过绿色荧光体层来增加光通量。在产生了冷白光后，在该冷白光穿过橙色荧光体物体阵列之后，冷白光的一部分被转换为橙光。在框810后，该过程进行到下一个框。

在框812处，该过程根据红光和冷白光产生白光。在一个方面中，该过程将红光与冷白光混合以产生暖白光或中性白光。在另一个方面中，该过程将绿光与橙光混合。

已经简要描述了从固态发光器件的一方面来产生暖白光或中性白光的过程。图9示出了能够制造基于半导体的照明器件的半导体制作过程。图9是示出了制造依照本发明一个方面的、能够产生暖白光或中性白光的照明器件的过程的流程图900。

在框902处，制作过程将LED或任何其他类型的固态发光模块置于基板上。例如，该过程使用标准共晶或流动共晶(flux eutectic)半导体接合过程来将LED锚定至基板。在框902后，该过程进行到下一个框。

在框904处，该过程将硅树脂层分配在LED上，以用于提取来自LED的可见光。应当注意，可以使用其他类型的光提取层或圆顶来代替该用于提取光的硅树脂层。在框904后，该过程转到下一个框。

在框906处，该过程将具有第一范围的光波长的荧光体层分配在硅树脂层上，以用于产生亮冷白光。在一个方面中，该过程使用喷射分配器，来将连续的黄色荧光体层分配在硅树脂层上。在框906后，该过程进行到下一个框。

在框908处，该过程将多个荧光体岛淀积在荧光体层上，以用于产生暖光。每个荧光体岛具有第二范围的光波长，其中第一范围的光波长比第二范围的光波长短。在一个示例中，该过程使用PicoDotTM喷射分配器来在黄色荧光体层上分配红色荧光体岛阵列。在一个方面中，该过程可以使用丝网印刷方法，来将红色荧光体岛淀积在黄色荧光体层上。在一个方面中，该过程还能够在荧光体岛上设置硅树脂成型透镜，以用于装置保护。

图10示出了依照本发明一个方面的、能够产生自然白光的发光器件1000。器件1000被制成在杯形构件1010中，其中器件1000包括基板102、固态发光体104、光提取层1002、荧光体层110、透镜214以及多个荧光体岛112。和器件100-600一样，器件1000能够根据冷白光和暖光产生自然白光或自然可见光。应当注意，即使对器件1000添加或从器件1000去除一个或更多个块，本发明的示例方面的基本原理也不会改变。

器件1000的尺寸可以随应用而变化。在一个方面中，器件1000的俯视物理尺寸1008的范围是0.2厘米(“cm”)到2厘米。例如，器件1000的俯视图是照明面积。使用各种接合线1004来在LED 104和基板102之间传输电信号。光提取层1002布置在基板102和荧光体层110之间，以提取来自LED 104的光。此外，光提取层1002可以实现用于锚定接合线1004的、作为热固性环氧聚合物的聚环氧化物或环氧树脂的功能。应当注意，光提取层1002可以包括多个用于提取光的层以及具有粘性特性。

荧光体层110可以是黄色荧光体层，其中在一个方面中，荧光体层的厚度范围为0.05到20毫米(“mm”)。应当注意，荧光体的浓度可以决定器件1000能够发射多少光。荧光体岛阵列布置在荧光体层110上。应当注意，可以使用喷射分配器来实现高点对点一致性的受控分配过程。对于低黏性流体到高黏性流体的非接触分配，和/或非接触喷射，例如，典型的喷射分配器可以覆盖滴阵列区域，射流尺寸(shot size)开始为0.002μl(2nl)，直到流速高达300g/min(10oz/min)。注意，光学精度针头适配器允许具有一致性和高定位精度的接触式点和液珠分配。使用该喷射分配器的另一个优点是循环速率快，例如，循环速率可以高达每秒150个点，并且也将加热器与粘性控制集成到一起。

虽然示出并描述了本发明的特殊方面，对于本领域技术人员显见的是，基于这里的教导，在没有脱离本发明的这些示例方面以及该发明的更宽泛的方面的情况下，可以进行改变和修改。因此，所附权利要求将所有这些改变和修改都涵盖在这些权利要求的范围内，因为它们都落在本发明的示例方面的真实精神和范围内。

Claims

1.一种发光器件，该器件包括：

能够将电能转换为可见光的固态发光体；

布置在所述固态发光体上的荧光体层，其用于根据所述可见光来产生亮冷白光，其中所述荧光体层具有第一范围的光波长；以及

布置在所述荧光体层上的多个荧光体岛，其用于将所述冷白光转换为暖光，其中所述荧光体岛具有第二范围的光波长。

2.根据权利要求1所述的器件，该器件还包括布置在所述荧光体层和所述固态发光体之间的光提取层，所述光提取层用于提取来自所述固态发光体的所述可见光。

3.根据权利要求2所述的器件，其中，所述光提取层是透明硅树脂层；并且

其中，所述固态发光体是发光二极管。

4.根据权利要求3所述的器件，其中，所述光提取层被构造成能够将来自所述发光二极管的所述可见光提取并散射至所述荧光体层的圆顶形状。

5.根据权利要求1所述的器件，其中，所述荧光体岛被设置成在所述荧光体层上基本均匀分布的结构；并且

其中，所述第一范围的光波长具有比所述第二范围的光波长短的光波长。

6.根据权利要求5所述的器件，其中，所述第一范围的光波长为490nm到590nm；并且

其中，所述第二范围的光波长为590nm至750nm。

7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述荧光体层包括黄色荧光体材料；并且

其中，所述多个荧光体岛包括红色荧光体材料。

8.根据权利要求1所述的器件，其中，所述荧光体层包括绿色荧光体材料；并且

其中，所述多个荧光体岛包括橙色荧光体点。

9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述多个荧光体岛被设置成能够发射红光的红色荧光体物体的基本上均匀分布的阵列。

10.根据权利要求9所述的器件，其中，所述多个荧光体岛中的各个荧光体岛被构造成用于散射红光的圆顶形状。

11.一种产生光的方法，该方法包括以下步骤：

通过发光二级管将电能转换为可见光；

使所述可见光进入荧光体层的第一表面；

从所述荧光体层的第二表面提取亮冷光；

引导所述冷光的一部分进入位于所述荧光体层的所述第二表面上的多个荧光体岛的第一表面；

响应于所述冷光的所述一部分，从所述多个荧光体岛的所述第二表面产生暖光，其中所述荧光体岛被设置成所述荧光体层上的阵列结构；以及

响应于所述暖光和所述冷光来产生白光。

12.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括以下步骤：从所述发光二极管经由透明硅树脂层提取蓝光可见光。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，从所述荧光体层的第二表面提取亮冷光的步骤还包括：使所述可见光穿过黄色荧光体层，以增加光通量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，从所述多个荧光体岛的所述第二表面产生暖光的步骤还包括：使冷光的一部分穿过红色荧光体物体的阵列，以产生红光。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，产生白光的步骤包括：将红光混入所述冷光中以产生自然白光。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，从所述荧光体层的第二表面提取亮冷光的步骤还包括：使所述可见光穿过绿色荧光体层以增加光通量；并且

其中，从所述多个荧光体岛的所述第二表面产生暖光的步骤还包括：使冷光的一部分穿过橙色荧光体物体的阵列以产生橙光。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，产生白光的步骤包括：将所述绿光与所述橙光混合。

18.一种用于制造发光器件的方法，该方法包括以下步骤：

将发光二极管置于基板上；

在所述发光二极管上分配硅树脂层，该硅树脂层用于提取来自所述发光二极管的可见光；

在所述硅树脂层上分配具有第一范围的光波长的荧光体层，该荧光体层用于产生亮冷光；以及

在所述荧光体层上淀积具有第二范围的光波长的多个荧光体岛，该荧光体岛用于产生暖光，其中，所述第一范围的光波长具有比所述第二范围的光波长短的波长。

19.根据权利要求18所述的方法，该方法还包括以下步骤：将硅树脂成型透镜置于所述多个荧光体岛上。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，将发光二极管置于基板上的步骤还包括：利用流动共晶接合技术来将所述发光二极管锚定至所述基板。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述硅树脂层上分配具有第一范围的光波长的荧光体层的步骤还包括：在所述硅树脂层上喷射分配连续的黄色荧光体层。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，淀积多个荧光体岛的步骤还包括：激活喷射分配器，以在所述黄色荧光体层上分配红色荧光体岛的阵列。

23.根据权利要求18所述的方法，其中，淀积多个荧光体岛的步骤还包括：激活丝网印刷，以将多个红色荧光体岛淀积到所述黄色荧光体层上。

24.一种用于产生光的装置，该装置包括：

用于通过发光二极管将电能转换为可见光的单元；

用于使所述可见光进入所述荧光体层的第一表面的单元；

用于从所述荧光体层的第二表面提取亮冷光的单元；

用于将所述冷光的一部分引导进入位于所述荧光体层的所述第二表面上的多个荧光体岛的第一表面中的单元；

用于响应于所述冷光的所述一部分，从所述多个荧光体岛的所述第二表面产生暖光的单元，其中，所述荧光体岛被设置成所述荧光体层上的阵列结构；以及

用于响应于所述暖光和所述冷光产生白光的单元。

25.根据权利要求24所述的装置，该装置还包括用于经由透明硅树脂层从所述发光二极管提取蓝光可见光的单元。

26.根据权利要求24所述的装置，其中，用于从所述荧光体层的第二表面提取亮冷光的单元还包括用于使所述可见光穿过黄色荧光体层以增加光通量的单元。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，用于从所述多个荧光体岛的所述第二表面产生暖光的单元还包括用于使冷光的一部分穿过红色荧光体物体阵列以产生红光的单元。

28.根据权利要求27所述的装置，其中，用于产生白光的单元包括用于将红光混入所述冷光中以产生自然白光的单元。