[发明专利]发光粒子、其识别方法和包括其的发光器件

说明书

技术领域

本申请是2008年11月17日提交的美国专利申请No.12/271,945和2009年5月15日提交的美国专利申请No.12/466,782的部分连续申请，其公开内容通过引用全部被包括在本文中。

背景技术

本发明涉及发光粒子和包括其的发光器件。更具体地，本发明涉及可以在发光器件中使用的发光粒子。

发光二极管和激光二极管是众所周知的固态发光元件，一施加足够的电压其就能够产生光。发光二极管和激光二极管可以被概括地称为发光二极管(“LED”)。LED通常包括形成在外延层上的p-n结，所述外延层生长在诸如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓的衬底上。LED所产生的光的波长分布通常取决于制作p-n结的材料和构成器件的有源区域的薄外延层的结构。

LED可以被用在设备中以提供例如显示背光。LED还可以被用在照明/光照应用中，例如作为常规的白炽照明和/或荧光照明的替代。在一些照明应用中，可能需要提供产生具有特定性能的光的光源。例如，可能需要提供产生具有相对高的显色指数(CRI)的白光的光源，使得通过照明所照亮的物体可以显得更自然。光源的显色指数是光源所产生的光精确照亮各种颜色的能力的客观测量。显色指数的范围从单色光源的大体上为零变化到白炽光源的接近100。

此外，特定光源的色度可以被称为光源的“色点”。对于白光源，色度可以被称为光源的“白色点”。白光源的白色点可以落在与被加热到给定温度的黑体辐射器所发出的光的颜色相对应的色度点的轨迹上。因此，可以用光源的相关色温(CCT)来识别白色点，光源的相关色温是被加热的黑体辐射器匹配白光源的颜色或色调的温度。白光典型地具有在大约4000与8000K之间的CCT。具有4000CCT的白光具有淡黄色。具有8000KCCT的白光颜色更偏蓝，并且可以被称为“冷白色”。可以用“暖白色”来描述具有在大约2500K与3500K之间的CCT的白光，其颜色上更偏红。

为了产生白光，可以使用发出不同颜色的光的多个LED。LED所发出的光可以被组合以产生所需要的强度和/或颜色的白光。例如，当同时给发红光、绿光和蓝光的LED提供能量时，结果得到的组合光可以呈现白色或接近白色，这取决于组成的红光源、绿光源和蓝光源的相对强度。然而，在包括红、绿和蓝LED的LED灯中，组成的LED的谱功率分布可能相对窄(例如为大约10-30nm的半高全宽(FWHM))。虽然有可能用这样的灯来实现相当高的发光效率和/或显色性，但是可能存在其中可能难以获得高效率的波长范围(例如大约550nm)。

此外，可以通过用诸如发光材料的波长转换材料包围LED而将来自单色LED的光转换为白光。发光材料的一些例子可以包括例如被描述为荧光材料(phosphor)的材料并且可以包括荧光粒子。荧光粒子可以指在一个波长下吸收光并且在不同的波长下再发光，而不管吸收与再发射之间的延迟也不管所涉及的波长的任何材料。因此，这里可以用术语“荧光材料”来指有时被称为发荧光和/或发磷光的材料。通常，荧光材料可以吸收具有第一波长的光并且再发出具有不同于第一波长的第二波长的光。例如，下转换荧光材料可以吸收具有更短波长的光并且再发出具有更长波长的光。这样，LED在第一波长下所发出的一些或所有光可以被荧光粒子吸收，其可响应地在第二波长下发光。

在一些环境下，由于在那个环境下的反应，发光粒子可能容易降解。这样的降解可能导致性能变化，包括例如所发出的颜色随时间的变化。

发明内容

本发明的一些实施例包括发光粒子，其包括被构造为对一部分被接收的光进行光子下转换的发光化合物。所述粒子可以包括发光粒子的减反射外表面，其可操作用于增加在发光粒子中被吸收的一部分被接收的光。一些实施例包括：包括所述发光粒子的多个第一发光粒子，其可以包括第一尺寸范围和光的主波长下的第一漫反射率；以及不包括所述发光粒子的多个第二发光粒子，其可以包括第二尺寸范围和光的主波长下的第二漫反射率。

一些实施例规定，所述光的主波长为大约450nm，所述第一尺寸范围和所述第二尺寸范围大体上相似，并且所述第一漫反射率大体上小于所述第二漫反射率。在一些实施例中，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十五。一些实施例规定，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十二。在一些实施例中，所述第一漫反射率包括所述第二漫反射率的大约百分之九十。