[发明专利]具有结构化层和纳米磷光体的LED

说明书

一种器件，包括发光二极管（LED）衬底和位于来自LED衬底的发射光路径内的超分子波长转换层，该超分子波长转换层包括多个纳米颗粒，所述多个纳米颗粒被配置成增加波长转换层中的光路径长度。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月21日提交的第62/609,085号美国临时申请、2017年12月22日提交的第62/609,520号美国临时申请、2018年3月13日提交的第18161535.2号欧洲专利申请和2018年3月14日提交的第18161807.5号欧洲专利申请以及2018年12月20日提交的第16/228,522号美国非临时申请的权益，其通过引用被并入，如同被完全阐述一样。

背景技术

本发明涉及发光二极管（LED），并且更具体地，涉及具有结构化层和纳米磷光体的LED。典型的磷光体转换的白色LED使用磷光体转换器将蓝色泵浦光的部分下转换为其它颜色，诸如绿色、橙色和红色。通常，磷光体转换器或者是以粉末形式嵌入聚合物膜中的磷光体颗粒，或者是嵌入固体介质（诸如陶瓷或玻璃）中的磷光体颗粒。在任一配置中，磷光体转换器沉积在蓝色泵浦LED管芯之上。磷光体转换器通常包括晶体（诸如掺杂有铈、铒和其它三价镧系元素的YAG）以及最近的量子点。

使用嵌入聚合物膜中或固体介质中的粉末磷光体颗粒提出了挑战。首先，磷光体颗粒的吸收截面低，并且因此需要大量的磷光体颗粒来实现所需的转换光强度和色点。这些磷光体颗粒需要大量的体积散射剂来改善散射。另外，磷光体颗粒可以将大量蓝色泵浦光背散射回到LED管芯中。这种背散射光在管芯内被吸收，从而导致LED的效率降低。此外，主要由于膜内大的光散射，源自典型磷光体颗粒的光具有朗伯角光谱。这样的角光谱在需要定向或准直光发射的应用中不是有用的特征。

发明内容

一种器件，包括发光二极管（LED）衬底和定位在来自LED衬底的发射光路径内的超分子波长转换层，该超分子波长转换层包括多个纳米颗粒，所述多个纳米颗粒被配置成增加波长转换层中的光路径长度。

一种器件，包括发光二极管（LED）衬底和定位在来自LED衬底的发射光路径内的超分子波长转换层，该超分子波长转换层包括光子纳米结构，该光子纳米结构被配置成增加波长转换层中的光路径长度。

一种方法，包括向发光二极管（LED）的激发层提供功率以使得LED提供发射光，以及使用包括多个纳米颗粒或光子纳米结构中的至少一种的超分子波长转换层与发射光相互作用，以增加超分子波长转换层中的光路径长度。

附图说明

图1A图示了包括由嵌入在发光二极管（LED）结构之上的主体电介质中的超分子组成的超磷光体的器件；

图1B图示了图1A的超分子的配置，其包括金属/电介质结构和转换器颗粒的示例性组合；

图1C图示了包括由嵌入在LED结构之上的主体电介质中的超分子组成的超磷光体的器件；

图1D图示了图1C的超分子的配置，其包括金属/电介质结构和转换器颗粒的示例性组合；

图1E图示了使用超磷光体层与LED的光相互作用的方法；

图2A是示出一LED器件的图；

图2B是示出多个LED器件的图；和

图3是示例应用系统的图。

具体实施方式

下文将参考附图更充分地描述不同光照射系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现附加的实施方式。因此，将理解，附图中所示出的示例仅是出于说明的目的而提供的，并且它们不意图以任何方式限制本公开。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。