TW200428677A - Phosphor based light sources utilizing total internal reflection - Google Patents

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200428677 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光源。更特定言之，本發明係關於發射自 發光一極體（LED)之光衝擊於鱗光體材料上並將其激發，其 接著再發射可見光之光源。 【先前技術】 於構造中利用LED之白色光源可具有兩基本形態。在其 中一種於文中稱為直接發射LED之形態中，經由不同顏色 LED之直接發射而產生白光。其例子包括紅色led、綠色 LED、及藍色LED之組合，及藍色LED及黃色LED之組合。 在於文中稱為LED激發以磷為基質之光源（pLED)的另一基 本形態中，單一的LED於狹窄波長範圍内產生光束，此光 束衝擊於鱗光體材料上並將其激發，而產生可見光。填光 體可包括不同填光體材料之混合物或組合，且由礙光體所 發射之光可包括複數個分佈於可見波長範圍内之狹窄發射 線，以致發射光在人類肉眼看來實質上為白色。 PLED之一例子為照明將藍色轉變為紅色及綠色波長之 磷光體的藍色.LED。一部分的藍色激發光未被磷光體吸 收，及殘留的藍色激發光與由磷光體所發射之紅光及綠光 結合。PLED之另一例子為照明吸收uv光及將其轉變為紅 光、綠光、及藍光之磷光體的紫外（uv)led。 白光PLED車父諸直接發射白色led之優點包括成裝置老 化及溫度函數之較佳的顏色穩定性，及較佳的批次間和裝 置間顏色均勻度/再現性。然而，pled部分由於在碟光體之 O:\90\90919.DOC -6- 200428677 光吸收及再I射過&中之無效率而可能較直接發射L仙之 效率低。 · 白光PLED可包括在反射性散熱器中2UV發射半導體晶 粒（晶片）。反射性散熱器亦可使uv光部分準直。uv光照明 含磷光體層之底側，其吸收至少一部分iUV光及在可見區 域中之多㈣長下發射《，而提供對一般觀察者看來實質 上為白色的光源。圖1顯示此一PLED 1〇之一形態。PLED包 括裝置於導電性散熱器14之井中的半導電性LED12，此導 電性散熱器14亦將發射自LED 12之一些光朝磷光體_反射 器組件16反射。組件16可位於光學透明的鑄封材料18内， 此鑄封材料18之形狀可提供透鏡特徵2〇，以調整由pled 1〇 所舍射之光。填光體組件16更詳細示於圖2。鱗光體係自一 或多種磷光體材料與黏合劑混合之組合形成為層22。可將 反射uv激發光但透射可見發射光之長通道（Lp ; 1〇ng_pass) 反射器24運用至磷光體層22之上表面。可將反射可見光但 透射UV光之短通道（SP)反射器26運用至層22之底部。 疋石粦光體濃度之填光體層的最佳厚度係在有效率吸收 UV光（偏好光—學上厚的磷光體層）與有效率發射可見光（偏 好光學上薄的填光體層）之間的折衷。此外，由於uv光之強 度在磷光體層22之底部為最大，且有用的光係自磷光體層 22之頂部引出，因而將填光體層22之厚度提高至高於最佳 厚度將會使整體PLED輸出及效率快速地降低。 LP反射器24及SP反射器26之存在可增進PLED 10之效 率。LP反射器24將未被磷光體層22吸收，且在其他情況中

O:\90\90919.DOC 200428677 將被浪費的UV光往回反射於磷光體層22上。此使UV光通過 磷光體層之有效路徑長度增加，而使對於一定磷光體層厚 度之被磷光體吸收之UV光的量增加。因此，最佳磷光體層 厚度可相較於沒有LP反射器24之構造降低，而提高光產生 效率。 PLED的另一顯著損耗係基於磷光體層中之光之方向不 受控制的產生所致，而導致於碟光體層22中產生之一半的 可見光朝LED往回導引。此光之部分可經由反射離開散熱 器之傾斜壁而被捕捉，但光之大部分經散射、吸收、或降 低量。此損耗可經由如圖所示將SP反射器26置於LED 12與 填光體層22之間而降低。 最好能再進一步增進PLED構造之效率。亦最好能簡化 PLED之製造及降低其成本。 【發明内容】 本申請案揭示將聚合物多層光學薄膜利用於濾光組件， 即LP及SP反射器之PLED。多層光學薄膜包括通過薄膜之厚 度設置於光學重複單元内之個別的光學層，其之至少部分 可為雙折射。鄰接的光學層具有維持反射性及避免在中至 高入射角下之p-偏振光之洩漏的折射率關係。SP反射器包 括具有一厚度梯度之光學重複單元，其產生經設置成將由 磷光體所發射之可見光反射及透射UV激發光之反射帶。LP 反射器包括具有一不同厚度梯度之光學重複單元，其產生 經設置成將UV激發光反射及透射由磷光體所發射之可見 光的反射帶。作為PLED之一組份之聚合物多層光學薄膜可

O:\90\90919.DOC 200428677 具有平面形態·，或其之至少一去 v 者可經壓花或以其他 =面’無論係為球體、抛物面、擴圓體之形狀 揭示製造PLED之方法’此方法包括形成包含至少一聚合 物多層光學薄膜及-磷光體層之片材材料。在—些情況 中，填光體可夾於兩聚合物多層光學薄膜一 sp反射器及一 LP反射器-之間。在其他情況中，可僅將磷光體層塗佈至一 聚合物多層光學薄膜。聚合物吝 、， 永口物夕層先學薄膜及磷光體層形 成夕牛光體&射組件。可自片材材料切割出個別件的鱗光 體反射為組件，接著將其浸泡於透明鑄封材料中或注塑形 成第光子、、且件，然後再將其結合至個別製造的LED組 件片材材料可包括以方便的捲筒形態收容及儲存填光體_ 反射器組件物件直至需要時為止的載體薄膜。咖可經由 將包括LED之下部結合至包括碟光體-反射器組件之上部而 製得。在一些情況中，片材材料亦可經壓花。 本說明書揭示其中之曲面Lp反射器與磷光體層，或至少 與其之中心明焭部分隔開，以致任何未被磷光體層吸收之 UV激發光將在有限範圍的入射角内衝擊於Lp反射器上，且 更有效率地往回反射於磷光體層上之PLED具體實施例。 本申請案揭示利用鄰近多層光學薄膜及磷光體層之至少 一者之空氣間隙於促進全内反射的PLED具體實施例。 本申請案揭示利用非成像集中器元件之組合於增進LP及 /或sp反射器之性能的PLEE)具體實施例。 本申請案亦揭示將LED、LP反射器、及磷光體層設置成

O:\90\90919.DOC 200428677 使來自LED之激發光直接反射於磷光體層之主要正面上之 PLED具體實施例。 揭示具體實施例之此等及其他態樣將可由以下之詳細說 明而明白。然而，絕不應將以上之概述解釋為對提出專利 申請之主題内容的限制，此主題内容僅可由如可於實行中 改進之隨附之申請專利範圍所定義。 【實施方式】 雖然如圖1-2所示使用LP反射器24及SP反射器26之一或 兩者可改良系統效率，但其之改良由於特定反射器在傾斜 入射角下之不良的光谱選擇性及不良反射性而受限。以散 射程序為基礎的LP反射鏡或濾光器可獲致相當恒定之性能 成入射角之函數，但其具有不良的光譜選擇性。由無機介 電材料堆疊所構成的LP及SP反射鏡可於狹窄的入射角範圍 内具有良好的光譜選擇性，但其會隨增加的入射角及在中 至高入射角下之P-偏振光之低反射性（高透射）而發生光譜 藍色位移。由於磷光體顆粒使UV激發光散射，及在寬廣的 角度範圍内發射其個自之光，因而習知之Lp及卯反射鏡對 於管理磷光體一反射器組件内之光並非高度有效。 PLED之性能可經由使用聚合多層光學薄膜而提高，即具 有至少第一及第二聚合物材料之數十、數百、或數千個/交 替層之薄膜，其之厚度及折射率係經選擇成可於期望的2 譜部分中獲致期望的反射性，諸如限於^^波 限於可見波長之反射帶。參見，例如，美國專利5反= (Jonza等人）。雖然由此等薄膜所產生之反射帶亦會發生與 O:\90\90919.DOC -10- 200428677 和热機各向同性枯田 g ^ ”隹璺相關之藍色位移類似之隨入射 、監色位移.，但可將聚合多層光學薄膜加 的層對具有相符或幾近相符、或故意不符之與正交於= =闕的折射率，以致在鄰接層間之各界面對於處 尤之反射性隨入射角绣得 — ^地減小，貫質上與入射角無關， i向之入射角而增加。因此，此種聚合多層光學

If即使係在高度傾斜的人㈣下亦可對P·偏振光維持高 士性，’相較於習知之無機各向同性堆疊反射S降低由 取、f薄膜所透射之P-偏振光的量。為獲致此等性質，將 承合物材料及加卫條件選擇成對各對鄰接的光學層，沿z轴 (平行於薄膜之厚度）之折射率的差異不多於沿…（面内） 或者’沿z軸之折射率差的符號可與面内折射率差相反。 使用聚合多層光學薄膜亦由於此種薄膜的撓性及可形成 ^而可有各種新賴的pLED具體實施例及構造方法，無論其 是否亦具有以上所指的折射率關係。舉例來說，聚合多層 光學薄膜可經由壓花、熱成形、或其他已知之方式，而永 久變形成具有三維形狀諸如拋物面、球體、或橢圓體之一 部分。大致參見公開申請案us 2〇〇2/〇1544〇6(Merriii等 軸之折射率差的-分數，此分數狀5、G.25、或甚至0.卜 人）。關於額外的聚合多層薄膜具體實施例，亦參見美國專 利5,54G，978(Sehrenk) °不同於—般係逐層蒸氣沈積於硬 貝、脆性基材上之習知之無機各向同性堆疊，聚合多層光 學濤膜可以大體積的捲筒形態製得，且亦可層合至其他薄 膜及塗佈，且可模切或以其他方式細分成小物件，以容易 O:\90\90919.DOC -11 - 200428677 地加入至光學系統諸如PLED中，如進一步說明於下。細分 聚合多層光學薄膜之適當方法揭示於2〇〇2年1〇月1〇曰提出 申請之申請中之美國申請案序號1〇/268，118。 有相當多樣的聚合物材料適用於供pled用之多層光學 薄膜中。然而，尤其當PLED包括白光磷光體發射器與uv LED激發源結合時，多層光學薄膜包括交替的聚合物層， 其包含當暴露至UV光時可抵抗降解之材料較佳。在此方 面，特佳的聚合物對為聚對苯二甲酸乙二酯（PET)/共-聚甲 基丙烯酸甲酯（CO-PMMA)。聚合反射器之uv安定性亦可經 由加入非uv吸收光安定劑諸如受阻胺光安定劑（HALS)而 提高。在-些情況中，聚合多層光學薄膜亦可包括透明金 屬或金屬乳化物層。參見，例如，pCT公告w〇 97/01778 (Ouderkirk等人）。在使用即使係強動之聚合物材料組合亦 將會令人無法接受地降解之特別高強度之”光的應用 中’可有利地使用無機材料於形成多層堆疊。無機材料層 可為各向同性，或可經製成為呈現形態雙折射，如說明於 PCT公告W0 〇1/7549()(Webe㈣此而具 增進P-偏振反射性之有利的折射㈣係。然而，在大多畫 的情況中，多層光學薄膜實質上完全為聚合性，沒有無, 材料最方便且成本有效。 圖3描繪片材材料3 〇之捲筒， 光學薄膜及利用塗佈操作塗佈 勻的鱗光體層。片材材料亦可 及第二聚合多層光學薄膜之間 此材料包括至少一聚合多層 至多層光學薄膜之實質上均 包括以將磷:光體層失於第一 之方式塗佈的第二聚合多層

O:\90\90919.DOC -12- 200428677 光學薄膜，如圖2所見。亦可包括 /々止级UL # ^ 、期望機械、化學、及 /或先子性貝之額外的層及塗層。夂 (Gilbert# A)〇 ^ ###30^ 經由機械裝置諸如刀片，精密模切體:：較佳。片材材料 、 或、、、里由如說明於以上 之申明中之’11 8申請案中之掃描雷射許私心+ 〜 田射幸田射吻切。吻切 綠界疋片材材料之個別物件32 胁一各 1一具不包括保持完整的載 體溥胰。物件32可具有類似於圖2 u z所不之截面構造，且可 為任意的小尺寸。其係經由如圖 Q 4所不之下方的載體薄膜 34而方便地遞送。在pLED之製造過程中j與㈣源之構 造無關-可將物件32自載體薄膜移出及置於先前經加入， 或之後再加入鑄封材料之個別模具中，因此形成如圖丨所 ⑽之PLED ’但其中之反射器組件使用聚合多層光學薄 膜0 圖5-7描繪利用内凹形狀之多層光學薄膜^反射器之 PLED的另類構造。使Lp反射器與磷光體隔開及使其朝磷光 體及朝LED 12彎曲有助於降低衝擊於Lp反射器上之激發光 的入射角範圍，因而降低由論述於上之藍色位移效應所造 成之UV光浪漏通過LP反射器。多層光學薄膜在浸泡於透明 w吳18中之前’經由壓花或其他適當方法永久變形成適當 形狀之内凹表面較佳。無論係LP或SP之多層光學薄膜在其 之各別反射帶内為鏡面反射器。來自多層光學薄膜之擴散 反射典型上可忽略。 在圖5中，PLED 40包括設置於包含聚合多層光學薄膜之 非必需之SP反射器44上之相當小面積之磷光體層42。LP反

O:\90\90919.DOC -13- 200428677 射器46經壓花而得内凹形狀，且鄰接於磷光體_反射器組件 之其他組件（42,，44)設置。LED 12及散熱器14係經設置成 將由LED所發射之uv激發光朝磷光體層42之中心部分導 引。UV光於磷光體層42之中心或接近中心處具最高光量 (fluence)較佳。於其之起始穿越填光體層42中未被吸收之 光在被LP反射器46朝磷光體層往回反射之前，通過在LP 反射器46和磷光體層42之間的區域48。區域48可包括透明 鑄封材料1 8，或者另一聚合材料，或空氣（或其他氣體），或 玻璃。LP反射器46經成形成使往回反射至磷光體之UV激發 光的量最大化較佳。 圖6顯示類似於Pled 40之PLED 50，除了將磷光體層 52、SP反射器54、及LP反射器56之尺寸增加。對於自LED 12 至填光體層之一定的距離，及相同的散熱器14形體，較大 的LP反射器56將於磷光體層之中心產生較高的光濃度。磷 光體層之較小的中心發射面積呈現磷光體發射光至LP反射 裔表面之較小的入射角範圍，而改良整體的pled效率。如 前’區域58可包括鑄封材料18或另一聚合材料，或空氣（或 其他氣體），或玻璃。 圖7所示之PLED 60係類似於PLED 50，除了 LP反射器66 現形成光源之外表面。區域68可填充鑄封材料18或其他透 明介質。 圖5-7之磷光體層可為連續，或經圖案化以將磷光體限制 於其最有效處。此外，在圖1及5-7之具體實施例及其他將 磷光體-反射器組件設置於LED上方且與其隔開之具體實施

O:\90\90919.DOC -14- 200428677 例中，PL ED可分兩半製造：一半包含具有散熱器之led， 及另一半包含磷光體層及多層反射器。兩半可分開製造， 然後再結合或以其他方式固定在一起。此構造技術可有助 於簡化製造及提高總良率。 圖8展示可有利應用於此處之其他具體實施例的一概 念·在LED與鱗光體層之間提供一空氣間隙，及/或鄰近填 光體-反射裔組件之一或多個元件提供一空氣間隙。為簡化 說明起見，在圖中僅顯示PLED之一些元件。圖中顯示在LED 12與磷光體層72之間，鄰接於多層光學薄膜卯反射器74之 空氣間隙70。空氣間隙由於所牽涉之相當小的角度而對自 LED到達磷光體層之Uv光具有最小的不利影響。但空氣間 隙使在咼入射角下行進之光，諸如在SP反射器、填光體層、 及LP反射器中行進之光可全内反射（TIR)。在圖8之具體實 施例中，sp反射器之效率經由可在反射器74之下表面tir 而增進。或者，可除去SP反射器74，及可將空氣間隙直接 形成於磷光體層72下方。亦可將空氣間隙形成於磷光體層 72之上側，或鄰接於Lp反射器之上或下表面。提供空氣間 隙之方法包括使用已知的微結構薄膜。此種薄膜相對於 微結構表面具有實質上平坦的表面。微結構表面之特徵可 在於單一組之線性¥字形溝槽或稜鏡，界定微小角錐之陣列 之多組相交的v字形溝槽，一或多組狹窄脊狀物等等。當將 此一薄膜之微結構表面靠著另一平坦薄膜放置時，在微結 構表面的最上部之間會形成空氣間隙。 當磷光體將一波長（激發波長）之光轉變為其他波長（發射

O:\90\90919.DOC -15- 200428677 波長）時，會產生熱。在靠近磷光體處存在空氣間隙可顯著 地降低熱之自填光體傳送至周遭材料。可以其他方式補償 降低的熱傳，諸如經由在靠近磷光體層處提供一層可橫向 移除熱之玻璃或透明陶瓷。 改良PLED之效率的又另一方法係將LED、磷光體層、及 LP反射器構造成使來自LED之至少一些UV光被LP反射器 直接反射於鱗光體層之上（觀看）表面，而非將所有的UV光 導引於磷光體層之底表面上。圖9顯示此一PLED 80。散熱 器14’經自以上之具體實施例作修改，以致可將led 12及鱗 光體層82大致共平面地裝置。將81>反射器示為在磷光體層 之下方，但其在許多情況中將不需要。此係由於經壓花成 内凹橢圓體或類似形狀之形態的LP反射器86將UV激發光 直接自LED導引於罐光體層82之上表面上，此表面係面對 PLED 80之正面。將LED及磷光體層設置於橢圓體之焦點較 佳。由磷光體層所發射之可見光被LP反射器86透射及被 PLED本體之圓形前端收集，而形成期望的圖案或可見（以 白色較佳）光。 將激發光直接導引於磷光體層之正面有許多好處。磷光 體層之最明亮的部分—激發光最強處一現暴露於裝置之正 面’而非被磷光體層之厚度遮蔽。可將磷光體層作得實質 上車父居’以致其貫質上吸收所有的uv激發光，而無需擔憂 以上所提及的厚度/亮度交換。可將磷光體裝置於寬帶金屬 反射鏡’包括銀或經增強之紹之上。 圖10概略顯示另一PLED具體實施例，其中LED光衝擊於

O:\90\90919.DOC -16· 200428677 磷光體層之正面上，但其中一些LED光亦衝擊於背面上。 在此具體實施例中，由LED 12所發射之一些光衝擊於磷光 體層92之背面上，但一些LED光亦反射離開内凹形狀的Lp 反射器96,衝擊於磷光體層92之正面上，而未穿過磷光體。 由磷光體層92發射之可見光接著通過Lp反射器外朝向觀看 者或待照明之物體。LED、磷光體層、及Lp反射器皆可浸 泡於或附著至如先前具體實施例所示之透明鑄封介質。 圖11概略顯示另一PLED具體實施例，其中設置非成像集 中器之組合，以增進多層光學薄膜之操作。明確言之，如 圖所示將集中态元件l〇〇a、l〇〇b、100c設置於LED 12、SP 反射斋104、填光體層i〇2、與LP反射器i〇6之間。集中器元 件有降低衝擊於多層反射器上之光之角度散佈，因而降低 關於圖5-7而論述於上之反射帶之藍色位移的效用。集中器 元件可為具有平坦側壁之簡單圓錐段的形態，或側壁可為 所知曉之更為複雜的曲線形狀，以視光之行進方向而增進 準直或聚焦作用。在任何情況中，集中器元件之側壁為反 射性’而兩端（一大一小）則否。在圖11中，將LED 12設置 於集中器100a之小端。集中器元件100a收集由led所發射 之寬廣角度範圍的光，此範圍當此光行進至裝置Sp反射器 104之集中器元件1〇如之大端時降低。81>反射器將uv激發 光透射至集中器元件l〇〇b，其將此光集中於磷光體層1〇2上 (同時並提高光的角度散佈）。由磷光體層1 〇2向下發射之寬 角度範圍之可見光被集中器元件l〇〇b轉變為在SP反射器 104之更狹窄的角度範圍，在此其朝磷光體層1〇2向上往回 O:\90\90919.DOC -17- 200428677 反射。同時，洩漏通過磷光體層1〇2之UV光及由碟光體層 102向上發射之可見光一開始具有寬的角度散佈，但其被集 中器元件100c轉變為較小的角度散佈，以致LP反射器1〇6 將較佳地透射由磷光體所發射之可見光及將UV光朝構光 體層往回反射。 為捕捉儘可能多的LED激發光，集中器元件1〇〇a之小端 可具有一空腔，以捕捉至少一些由LED之側面所發射之 光，如圖12所示。 揭示於此之具體實施例係利用各式各樣的磷光體材料操 作。磷光體材料典型上為無機組成物，其具有在3〇〇-45〇奈 米範圍内之激發波長及在可見波長範圍内之發射波長。在 具有狹乍發射波長範圍之礙光體材料的情況中，可調配麟 光體材料之混合物，以獲致如由觀看者所察覺之期望的顏 色平衡，例如發射紅色、綠色及藍色之磷光體的混合物。 具有較寬廣發射帶之磷光體材料有用於具較高色彩校正 (color rendition)指數之磷光體混合物。希望磷光體應具有 快速的輻射衰變速率。磷光體摻混物可包括分散於黏合劑 諸如，比方說.，環氧、黏著劑、聚矽氧、氟碳、或聚合基 貝中之在1 -25微米大小範圍内之磷光體顆粒，其接著可塗 佈至基材，諸如led或薄膜。技藝中熟知將在約3〇〇至47〇 奈米範圍内之光轉變至較長波長之磷光體。參見，例如， 由 Phosphor Technology Ltd.(Essex，England)所提供之磷光 體之訊息。磷光體包括經摻雜稀土之石榴石、矽酸鹽、及 其他陶瓷。此處所使用之術語「磷光體」亦可包括有機螢

O:\90\90919.DOC -18 - 200428677 光材料’包括螢光染料及顏料。在3隊销奈純射下呈含 安定性之材料為較佳，尤其係無機碟光體。 门 特定術語之彙編 LED ： 發射可為可見、料、或紅外，且可為相干或不相 干之光的二極體。此處所使用之術語包括以「；led」 銷售之不相干（及通常為廉價）環氧包封的半導體裝

置，然論係為習知或超輻射種類。此處所使用之術 語亦包括半導體雷射二極體。 T 可見光 :可由人類肉眼察覺之光，一般係在約4〇0至7〇〇奈 米之波長範圍内。 Ί 光學重複單元（「ORU」）：在 至少兩個別層之堆疊 同厚度。 多層光學薄膜之厚度上重複之 ’但相關的重複層不需具有相 光學厚度：指定本體之物理厚度乘以其之折射率。一般而 言，其係波長及偏振作用之函數。 反射帶：在各側上由甚低反射率之區域限制之甚高反射率 之光譜區域。 紫外（UV):波長在約300至約400奈米範圍内之光。 白光：刺激人眼之紅、綠、及藍色感測器，而產生一般觀 察者將視為「白色」之外觀的光。此種光可偏向至 紅色（一般稱為暖白光）或至藍色（一般稱為冷白 光）。此種光可具有高至100之色彩校正指數。 進一步論述 此處說明之干涉反射裔包括由有機、無機或有機及無機 O:\90\90919.DOC -19- 200428677 材料之組合所形成的反射器。此處所使用之術語「干涉反 射器」及「干涉濾光器」係可交換。干涉反射器包括任何 具有產生光之建設性或破壞性干涉，以影響反射器之反射 性質之複數個薄層或其他結構的反射器。干涉反射器可為 多層干涉反射器。干涉反射器可為撓性干涉反射器。撓性 干涉反射器可由聚合、非聚合材料、或聚合及非聚合材料 心成。包括聚合及非聚合材料之範例的薄膜揭示於美國專 利第6,010,751及6，172,810號及丑？ 733,919八2。 說明於此之干涉反射器可由撓性、塑性、或可變形材料 形成，且其之本身可為撓性、塑性或可變形。此等干涉反 射器可偏向或彎曲至可使用於習知之LED的半徑，即〇 5至5 毫米。此等撓性干涉反射器可經偏向或彎曲，且仍保有其 之偏向前的光學性質。 已知之自女裝的週期性結構，諸如膽固醇反射偏光鏡及 特疋的肷段共聚物’被視為係供本申請案之用途用之多層 干涉反射器。膽固醇反射鏡可使用左手及右手對掌節距： 件之組合製造。 在一說明具體實施例中，可將部分透射所有波長之藍光 的長通道反射&或遽光與薄的黃色磷光體層結合使用， 以將來自LED之-些藍光於第—次通料光體之後往回導 引於磷光體層上。 除了提供UV光之反射外，多層光學薄膜之—功用可⑸ 擋UV光之透射，以防止後續在LED^_或外部的以 退化’包括防止損傷人眼。在一些具體實施例中，可能逼

O:\90\90919.DOC -20- 200428677 好在UV反射器.之最遠離於LED之側上加入uv吸收劑。此 UV吸收劑可為在多層光學薄膜中，在其之上，或與其鄰接。 雖然技蟄中知曉各種製造干涉濾光器或反射器之方法， 但全聚合物的構造可提供多項製造及成本的效益。如將具 高光學透射及大指數差之高溫聚合物利用於干涉濾光器： 反射器中，則可製造薄且相當可撓的環境安定濾光器，以 滿足短通道（SP)及（LP)濾光器或反射器的光學需求。尤其， 於US 6,53 i ,23G(Weber等人）中所教示之共㈣多層干㈣ 光器或反射器可提供精確的波長選擇以及大面積、有效利 用成本的製造。使用具高指數差之聚合物對可構造自支 承，即沒有基材但仍可容易加工之非常薄的高度反射性反 射鏡。此種干涉結構當熱成形或當曲折至小至丨毫米之曲率 半徑時將不會龜裂或損壞或以其他方式退化。 可將全聚合性干涉反射器或濾光器熱成形成各種3D形狀 諸如，比方說，半球形圓頂（說明於下）。然而，必需小心地 在圓頂之整個表面上將薄化控制至準確量，以產生期望的 角度性能。具有簡單二維曲率之濾光器較3D化合物成形濾 光器容易製作。尤其，可將任何薄且可撓的濾光器彎曲成 2D形狀諸如’比方說，圓柱形之一部分，在此情況中，不 而要王水合性濾光器。在薄聚合基材上之多層無機濾光器 以及在厚度低於2〇〇微米之玻璃基材上之無機多層物可以 此方式成形。後者可能需經加熱至接近玻璃轉移點之溫 度’以得到具低應力之永久形狀。 i、長及短通道濾光裔或反射器用之最佳帶緣將視濾光器

O:\90\90919.DOC -21- 200428677 經設計於其中操作之系統中之led及磷光體的發射光譜而 定。在一說明具體實施例中，對於短通道濾光器或反射器， 貝負上所有的led發射通過濾光器而激發填光體，及實質 上所有的磷光體發射被濾光器反射，因此其不會進入LED 或其可被吸收之其之基礎結構中。因此，將短通道界定帶 緣置於在LED之平均發射波長與鱗光體之平均發射波長之 間的區域中。在一說明具體實施例中，將濾光器置於led 與磷光體之間。然而，如濾光器為平面，則來自典型lEd 之發射將在各種角度下衝擊濾光器，及在一些入射角下被 濾光為反射而無法到達磷光體。除非將濾光器彎曲以維持 接近恒定的入射角，否則將可能需要將設計帶緣置於較磷 光體及LED發射曲線之中點大之波長下，以使整體系統性 能最佳化。尤其，由於所包含的立體角相當小，因而極少 碟光體發射在接近零度的入射角下被導引至濾光器。 在另一說明具體實施例中，將長通道反射濾光器置於磷 光體層之與LED相對之側，以將LED激發光再循環回到磷光 體，而改良系統效率。在此說明具體實施例中，如led發 射係在可見光譜中，且需要大量以平衡磷光體顏色輸出， 則可將長通道反射器或濾光器省略。然而，可使用部分透 射短波光，諸如，比方說，藍光之長通道濾光器於經由將 可使較多監光在較正入射高之角度下通過之光譜角度位移 而將藍色LED/黃色磷光體系統之角度性能最佳化。 在再一 5兒明具體貫施例中’ LP濾、光器為曲面，以維持led 發射光於濾光器上之接近恒定的入射角。在此具體實施例 O:\90\90919.DOC -22- 200428677 中，填光體及L’ED皆面對LP濾光器之一側。在高入射角下， LP滤光器將不會反射短波光。因此，可將lp濾光器之長皮 帶緣置於儘可能長的波長下，同時仍阻擋儘可能少的鱗光 體發射。同樣地，可改變帶緣位置，以使整體系統效率最 佳化。 在此將術語「鄰接」定義為指示兩物件彼此相近的相對 位置。鄰接的物件可相觸及，或彼此隔開，而有一或多個 材料設置於鄰接的物件之間。 LED激發光可為任何LED源可發射之光。LED激發光可為 uv、或監光。藍光亦包括紫色及靛色光。lEE)包括自發射 裝置以及使用刺激或超輻射發射之裝置，包括雷射二極體 及垂直空腔表面發射雷射二極體。 此處說明之磷光體層可為連續或不連續層。磷光體材料 之層可為均勻或不均勻圖案。磷光體材料之層可為複數個 具有小截面積之區域，諸如，比方說，複數個具有低於1〇〇〇〇 平方微米或自500至10000平方微米之平面圖中之面積之 「點」。在一說明具體實施例中，複數個點各可由在一或多 7不同波長下發射可見光之磷光體所形成，諸如，比方說， 务射紅色之點、發射藍色之點、及發射綠色之點。可視需 要將在複數個波長下發射可見光之點以任何均勻或不均勻 =方式设置及構造。舉例來說，磷光體材料之層可為複數 個沿表面或面積具有不均勻密度梯度之點。「點」可具有任 "、、、丨或不規則形狀，且其之平面圖不需為圓形。碟光體 材料可為多層光學薄膜之共擠塑皮層。

O:\90\90919.DOC -23- 200428677 如下所述，結構磷光體層可以數種方式構造，以提供性 能效益。當使用多種磷光體類型於提供較寬廣或較完全的 光譜輸出時，I自較短波長磷光體之光可被其他磷光體再 吸收。包括各磷光體類型之隔離點、線條、或隔離區域之 圖案使再吸收之量降低。此對於使未經吸收之栗光(pump light)往回反射至磷光體圖案之空腔型構造將特別有效。 多層鱗光體結構亦可降低吸收❶舉例來說，最好可依序 形成各構光體之層，其中最長波長之發射器最靠近激發 源。較靠近發射器發射之光平均將較靠近輸出表面發射之 光在全體磷光體層内經歷較大程度的多重散射。由於最短 =發射波長最易散射’因而最好將最短波長鱗光體設置於 最靠近輸出表面。此外’最好可對各層使用不同厚度，以 當激發光行進通過多層結構時，補償漸低的激發光強度。 亦最好可將短通㈣光H置於不_光體層之間，以降低 來自往回散射及稱早依序被璘光體層再吸收之發射填光體 光0 、形成具勉體塗層之薄膜結構亦可製造適用於方粒切製 成供二極體甩之個別單元之小結構的陣列。舉例來說，可 印刷小圓頂或半球體之陣列，其各將有用於降低PLED有時 會出現的「暈圈（halo)效應」（如下所述）。 非散射磷光體層可與多層光學薄膜結合而提供增進的〉 輪出。非散射鱗光體層可包括在實質上指數相㈣合劑€ 大約指數相符黏合劑（例如，具高指數惰性奈米顆粒之黏^ 劑）中之習知之鱗光體，習知之磷光體組成物之奈米尺寸果

O:\90\90919.DOC -24- 200428677 =(例如’其中之顆粒大小小且散射光可，忽略），或經由使用 量子㈣光體·。量子點碟光體係以半導體諸如硫化録為笑 質之光發射器，其中顆粒夠小，以致電子結構會受顆粒1 小的影響及控制。因此’吸收及發射光譜係經由顆粒大小 而控制。里子點揭示於美國專利第6,501,091號。 此處揭示一種具體實施例，其中包括磷光體/反射器組件 之第一光學組件稍後可安裝至LED基座；散熱器視需要可 包括可安裝碟光體層及干涉濾光器之透明散熱器。透明散 熱器可為設置於磷光體層/干涉濾光器與led基座之間的一 層藍寶石。大多數的玻璃具較聚合物高之導熱性，且亦可 有用於此功&。許多其他結晶材料之導熱性較大多數的玻 璃阿且亦可使用於此。藍寶石層可於邊緣處與金屬散熱 裔接觸。 在一說明具體實施例中，在塗佈干涉濾光器（即具有磷光 體層之聚合干涉濾光器）之前，可處理濾光器之表面，以促 進塗層之黏著。最佳的處理係視濾光器之表面層及磷光體 塗層中之材料（明確言之係用於將磷光體顆粒固定於表面 上之黏合劑）而·定。表面處理可為標準的電暈放電處理，或 在底塗層之後的電暈放電。底塗層典型上係低於丨微米厚。 有用的底塗材料為pVDC、磺化聚酯及其他非晶形聚酯諸如 Vitel、順丁浠二酸酯化共聚物諸如Bynel(Dup〇nt)及 Admer(Mitsui Chemicals)、及 EVA 諸如 Elvax(Dup〇nt)。磷光 體層用之黏合劑可為熱塑性及/或可熱成形，且可為，例 如，氟聚合物、或石夕基材料。

O:\90\90919.DOC -25- 200428677 其他的底塗層包括，例如，真空塗佈層，其以來自諸如 離子束或氣體電漿源之能源較佳，其中離子或電漿成份轟 擊聚合物表面，同時並沈積底塗層。此種底塗層典型上係 無機材料層諸如鈦氧或矽氧層。 雖然將甚多注意力放在使用磷光體於將短波長光向下轉 夂為可見光，但亦可將紅外輻射向上轉變為可見光。技藝 中热知向上轉變磷光體，且典型上使用二或多個紅外光子 於產生1可見光子。亦經展示泵送此種磷光體所需之紅外 LED，且其非常有效率。使用此方法之可見光源可經由加 入長通道（LP)及短通道（SP)濾光器而變得更有效率，雖然各 長通道（LP)及短通道（SP)濾光器之功能在在此情況中係相 車乂於向下轉變磷光體系統而逆轉。可使用sp濾光器於將瓜 光朝磷光體導引，同時並透射可見光，及可將Lp濾光器置 於磷光體與LED之間，以將發射可見光朝預期的系統或使 用者向外導引。 SP或LP;慮光為或反射器之哥命大於或等於相同系統中之 LED之壽命較佳。聚合干涉濾光器之退化可歸因於過熱， 其會造成改變.層厚度值，及因此改變濾光器反射之波長的 材料潛變。在最糟的情況中，過熱會導致聚合物材料熔融， 致材料之快速流動，及波長選擇之改變以及引發濾光器 之不均勻。

聚合物材料之降解亦可視聚合物材料而由短波長（光似） 輻射諸如藍色、紫色或UV輻射所引發。降解速率係視光似 光通量及聚合物之溫度而定。溫度及通量一般將隨距LED

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之增加的距離而減小。因此，在高亮度LED，尤其係UV LED 之情況中，最好視設計之容許而將聚合性濾光器設置在儘 可能遠離於LED。將聚合物濾光器設置於如前所述之透明 政熱裔上亦可改良濾光器之壽命。對於圓頂形濾光器，光 似輻射之通量係隨距LED之距離的平方而減小。舉例來 說’於曲率中心放置單向1瓦LEd之半徑1公分之半球形 MOF反射器將受到1/(2灼瓦/平方公分之平均強度（圓頂之 表面積=2ττ平方公分）。在〇.5公分之半徑下，圓頂上之平均 強度將係該值之四倍，或2/χ瓦/平方公分。LED、磷光體、 及多層光學薄膜之系統可將光通量及溫度控制列入考慮而 設計。 " 可將一反射性偏光鏡設置於鄰接多層反射器及/或鄰接 %光體材料。反射性偏光鏡可發射較佳偏振作用之光，同 時反射其他的偏振作用。技藝中已知之磷光體層及其他薄 膜組件可使被反射性偏光鏡反射之偏振光消偏振，及藉由 自鱗光體層，或磷光體層與多層反射器結合之反射，可使 光再循環及提高U態光裝置（LED)之偏振光亮度。適當的反 射f生偏光鏡包括，例如，膽固醇反射性偏光鏡、具Μ波延 遲杰（retarder)之膽固醇反射性偏光鏡、購自3M公司之 反射陸偏光鏡或亦購自3M公司之DRPF反射性偏光 ，反射f生偏光鏡在由鱗光體所發射之實質的波長及角度 範圍内偏振光較佳，及在led發射藍光之情況中，其亦可 反射LED發射波長範圍。 k田9夕層反射裔薄膜係雙浙射多層光學薄膜，其中在

O:\90\90919.DOC -27- 200428677 兩鄰接層之厚度方向中之折射率實質上相符合，且具有非 常大或不存在的布魯斯特（Brewster)角度（p_偏振光之反射 率達到零之角度）。如此可構造p_偏振光之反射性隨入射角 緩k減小，與入射角無關，或隨遠離正向之入射角而增加 的多層反射鏡及偏光鏡。結果，可獲致於寬帶寬具高反射 性（在反射鏡之情況中對任何入射方向之兩偏振平面，及在 偏光鏡之情況中對選定的方向）之多層薄膜。此等聚合性多 層反射器包括第一及第二熱塑性聚合物之交替層。交替層 界定具平行於層延伸之互相正交之x&y軸及具正交於乂及乂 軸之Z軸的局部座標系統，及其中至少一些層為雙折射。對 &第 第一、及第二互相正交軸偏振之光，在第一及第 二層之間之折射率差之絕對值分別為Δχ、Ay、及Δζ。第三 軸係正交於薄膜之平面，其中Δχ係大於約0 05，及其中Δζ 係低於約0.05。此等薄膜說明於，例士口，美國專利第 5,882,774號中。 非平面係經定義為不平坦的表面。非平面的表面可例 如，經由使平坦物件偏向形成彎曲物件而形成。有用於本 發明之反射器可為平面或非平面。非平面的多層反射器可 直接鑄塑成非平面形狀的物件，《自平面多層反射器:成 形成非平面的多層反射器。非平面多層反射器可為内凹形 狀。在-說明具體實施例中，非平面多層反射器可為半球 形内凹形狀。LED可設置於非平面多層反射器之曲率中心 或八P付近在一說明具體實施例中，非平面多層反射器係 朝LED打開《半球形内凹形狀。㈣之發光區土或的橫向範圍

O:\90\90919.DOC -28- 200428677 可為非平面多層反射器之最小曲率半徑的低於1/3，或低於 1/6 〇 · 圖13係PLED構造210之另一具體實施例的概略剖面圖。 設置一層磷光體材料222，以接受由LED 212所發射之磷光 體激發光。LED 212係說明於上，且其可在激發光波長下發 射激發光。一TIR促進層225可與磷光體材料222之層接觸。 可將干涉反射器224鄰接於磷光體材料222之層設置。圖13 係顯示將干涉反射器224設置於磷光體材料222之層的上 方，然而，干涉反射器224可設置於磷光體材料222之層的 下方，或於磷光體材料222之層的上方及下方。舉例來說， 可將長通道干涉反射器224設置於碗光體材料222之層的上 方。如前所述，所示之干涉反射器224可反射激發光及透射 由磷光體材料222之激發層所發射之可見光。如前所述，干 涉反射器224可反射由磷光體材料222之激發層所發射之可 見光及透射由LED 212所發射之激發光。可將以上之配置設 置於光學透明本體220内。 磷光體材料222之層在激發光波長下具有第一折射率。在 一些具體實施例中，將磷光體分散於黏合劑内，且黏合劑 具有第一折射率。在其他具體實施例中，將磷光體均勻地 分佈於整個層内，且磷光體具有第一折射率。此第一折射 率可為，例如，1_5或以上、1.5至1.9、或1·5至1·7。磷光體 材料222之層可包括高度光學分散性黏合劑。光學分散性材 料包括’例如，聚對苯二曱酸乙二酯（ΡΕτ)、聚碳酸酯等等。 磷光體材料222之層可包括無機填料。無機填料可為具高分

O:\90\90919.DOC -29- 200428677 散指數之無機材料諸如，比方說，氧化錯、或氧化鈦之奈 米顆粒。無機填料之大小可自⑴㈣奈米、或⑺至⑽奈 米。另-種方式或除此之外，光學分散性黏合劑可包括對 向下轉變激發光亦#光學活性之奈米顆养立，諸々口「量子點」 奈米團簇或半導電性材料，例如，硫化辞、CdSe、或石夕奈 米團義。 ' TIR促進層225可與磷光體材料222之層接觸。另一種方式 或除此之外，可將TIR促進層225設置於光學透明本體22〇 與磷光體材料222之層之間。TIR促進層225可為與形成環繞 磷光體材料222之層之包封物之光學透明本體22〇相同的元 件。TIR促進層225可鄰接於磷光體材料222之層設置。TIR 促進層225具有較前述之第一折射率低的第二折射率。此第 二折射率可為，例如，低於L5、1至15、或1.2至14。TIR 促進層225可為任何的低指數材料諸如，比方說，空氣或氣 體、丙烯酸酯、烯烴、聚矽氧、或氟聚合物。最佳的折射 率可經由實驗測定，或經由光學模擬估計。另一種方式或 除此之外’可將此TIR促進層225置於磷光體材料222之層的 上方及/或側面。在礎光體材料222之層上方之TIR促進層 225的用途係降低由磷光體所發射之光的角度範圍，以改良 透鏡之收集效率，或降低入射在置於碟光體材料222之層上 方之干涉反射器224上之光的角度。此TIR促進層225可提高 由LED封裝所發射之光的效率及品質。 光學透明本體220可具有在由磷光體材料所發射之光波 長下與磷光體材料222之層之折射率相符或實質上相符的 O:\90\90919.DOC -30- 200428677 折射率。另一種方式或除此之外，磷光體材料222之層可具 有在激發光波長下與光學透明本體220及/或TIR促進層225 實質上不同的折射率及在由激發磷光體所發射之可見光波 長下實質上相同的折射率。如LED 212將光發射通過有限的 角度範圍’例如’具有低於半球形的發射，則可使來自led 212之光以甚低於9〇度之角度衝擊磷光體材料222之層/TIR 促進層225之界面。入射角在磷光體材料222之層/TIR促進 層225之界面低於全内反射（TIR)之臨界角較佳。一旦lEd 212發射於磷光體材料222之層中行進，其將經歷許多散射 事件’而於該層内產生大的行進角度範圍，包括大於TIR 角之角度。以此方式，可將更多的短波長光限制於磷光體 材料222之層’其在此最終轉變至較長波長光。來自led 212 之光的方向控制可利用各種技術達成，諸如，比方說，於 LED 212晶片之上或之内使用微結構，或將led 2 12置於經 設計成使LED 212發射部分準直的反射性井内。 經由選擇在激發波長下具有較磷光體材料222之層低之 折射率的光學透明本體220，磷光體材料222之層將傾向於 經由TIR捕捉广部分的短波長或激發光，及對由磷光體所發 射之長波長或可見光在較小角度範圍内具有TIR。在一說明 例中’填光體材料222之層包括在380奈米下具1.73及在580 奈米下具1.665之折射率的PET。如將此包括填光體222之層 的PET包封於具1.665之折射率的樹脂中，則對580奈米光將 沒有TIR，及對380奈米光為74。之TIR角。因此，此配置可 提高經磷光體轉變之LED的輸出效率。 O:\90\90919.DOC -31 - 200428677 磷光體材料222之層及干涉反射器224可為平面或非平 面。磷光體材料222之層及干涉反射器224可為面對LED 212 之内凹及/或半球體形狀。 圖14係PLED構造3 10之另一具體實施例的概略剖面圖。 設置一層磷光體材料322，以接受由LED 3 12所發射之磷光 體激發光。LED 3 12係說明於上，且其可在激發光波長下發 射激發光。可將TIR促進層325設置於LED 312與磷光體材料 322之層之間。TIR促進層325係說明於上。可將如前所述之 干涉反射器326鄰接於TIR促進層325設置。圖14係顯示將干 涉反射器326設置於LED 312與TIR促進層325之間，然而， 干涉反射器326可設置於TIR促進層325的上方，或於磷光體 材料322之層的上方及/或下方。舉例來說，可將短通道干 涉反射器326設置於磷光體材料322之層的下方。如前所 述，所示之干涉反射器326可反射由磷光體材料322之激發 層所發射之可見光及透射激發光。如前所述，可將以上之 配置設置於光學透明本體320内。 在另一具體實施例中，即使係利用具有半球形發射圖案 之LED亦可獲·致類似的結果。在此情況，磷光體/TIR促進 層之界面係内凹形狀，且其之大小係使得LED發射區域靠 近成形界面之曲率中心。其之幾何形體說明於圖1 5。 圖15係PLED構造410之另一具體實施例的概略剖面圖。 設置一層磷光體材料422，以接受由LED 412所發射之磷光 體激發光。圖中將磷光體材料422之層示為面對LED 412之 内凹及半球體形狀。LED 412係說明於上，且其可在激發光 O:\90\90919.DOC -32- 200428677 波長下發射激發光。可將TIR促進層或第一包封物423設置 於LED 412與構光體材料422之層之間。如前所述之tir促進 層或第一包封物423具有低於在激發光波長下之鱗光體材 料422之層之折射率之在激發光波長下的折射率。此外，TIR 促進層或第一包封物423可為如前所述之空氣間隙。 如前所述，可將干涉反射器（未示於圖中）鄰接於磷光體材 料422之層ό又置。可將以上之配置設置於光學透明本體420 内。可將第一包封物423設置於磷光體層422與LED 412之 間。可將第二包封物421在磷光體材料422之層的相對側上 鄰接於鱗光體材料422之層設置。因此，光學透明本體 藉由此幾何形體，激發光在接近零度的角度下入射於鱗 光體材料422之層上。於在磷光體材料422之層内散射後， 激發光線會在大於臨界角之角度下衝擊在磷光體材料422 之層與光學透明本體420之間之界面，或如存在之第二包封 物421，因而將激發光線限制至磷光體層。 除了利用分散於提南在鱗光體層422中之主要波長光的 限制程度外，可進一步利用幾何形體及指數差異於改良第 二波長或可見.光之總輸出。磷光體在所有方向中均勻地發 射第一波長光’其導致一些光在大於臨界角之角度下衝擊 %光體422/第一包封物423界面。如希望有儘可能多的光在 遂離LED 412之前向中發射，則其於磷光體層之背侧上可能 有需要。參照圖15，可能希望提高在第一包封物423與磷光 體層422之間的指數差，以於該界面反射儘可能多的經轉變 光。在第一包封物423與磷光體層422之間使用空氣間隙將

O:\90\90919.DOC -33- 200428677 可顯著地減小朝LED 412往回行進之光的臨界角，而對更多 的往回行進光產生TIR。藉由如以上所論述之適當的幾何形 體，進入的LED發射將在較低的平均角度下衝擊相同的界 面，因此具較低的反射性。因此，對第一包封物423使用空 氣間隙或低指數將導致更多光由LED/磷光體系統在前向中 導引。 低指數層亦可將多層光學短通道濾光器使用於磷光體/ 第一包封物423界面。在高入射角下，M〇F光譜顯著位移至 較短波長，而使其對於容納由磷光體所發射之光無效。反 之，TIR效應僅在較高入射角下作用。因此，M〇F& 丁爪之 組合可在較兩技術之任一者可單獨容易作用者甚大的角度 範圍内提供反射率。 在磷光體層422之前側上，希望較長波長光之高透射。因 此，第二包封物421對具第二或可見波長之光具有與磷光體 層422大約相同之指數或較大指數較佳。藉由在第二波長下 相符的指數，由磷光體422發射之所有光皆可通過該界面。 第二包封物421之形狀可與磷光體層及第一包封物423不 同，以幫助制止在第二包封物421/空氣界面之TIR效應，因 而有助於自系統引出更多光。 圖164田又另一 pled構造5 10之一部分。此圖顯示可有 利地應用至前述之其他具體實施例的概念。可將一微結構 層528鄰接於磷光體材料522之層設置。可將微結構層528設 置於磷光體材料522之層與LED 512之間。微結構層528在激 發光波長下具有較說明於下之TIR促進層525大的折射率。

O:\90\909I9.DOC -34- 200428677 圖中將微結構層528示為具有稜鏡微結構。 如前所述之TIR促進層525鄰接於微結構層528。形成於 TIR促進層525與微結構層528之間之微結構界面可將自磷 光體層522發射之可見光線在接近正向的角度下往回反 射，及除了在較光線以正向入射衝擊微結構面之值大之角 度下行進的光線之外，使光線朝正向以較大角度折射。在 車乂大角度下之光線經折射遠離正向。可將一非必需的額外 TIR促進層527設置於鱗光體材料⑵之層與微結構層528之 間，其將可將此等較高角度光線侷限於鱗光體層内，防止 其進入至微結構層中，及接著折射離開正向角度。可將一 短通道反射器'526設置於TIR促進層525與LED512之間。短 通道反射器526可將折射光線朝磷光體層522往回反射。圖 中將以上之組件示為平面’但以上組件之形狀亦可為非平 面或内凹。 可精由適當材料之邊緣支承而提供在LED 512與嶙光體 層522之間，或在LED包封物與碟光體層之間提供空氣間隙 的結構支承物。如前所述，如需要額外的機械支承，則可 將一微結構材料諸如具有，例如，脊或柱之材料，插於適 當層^間。支承物之一特徵係在其中一界面之表面上的有 效低指數。具極低有效指數之材料的另—例子係氣凝膠 ^ogei)。氣凝膠係利用包含經填充溶劑之膠態秒氧結構 =之凝膠的高溫高塵臨界點乾燥製得。所得之材料^不 密實的微孔隙性介質。可將LED照明系統中之空氣 充孔减私材料’以提供額外的機械支承。此種支承物可有

O:\90\90919.DOC -35- 200428677 用於製造，以即使在終產物提供個別組件之邊緣支承的情 況中仍提供於製程中產生有效空氣間隙的隔離物。 實施例 此處之磷光體亮度的測量係使用裝射積算球（由〇ptr〇nic

Laboratories指示為〇L IS-670-LED)及高精密LED裝置具 (由 Optronic Laboratories指示為 OL 700_80_20)的分光輻射 光通儀（由 Optronic Laboratories，Inc.，〇rland〇5 Florida， USA)指示為〇L 770-LED)進行。分光輻射光通儀經校準， 以報告在輸入口進入積算球之總輻射能量（單位瓦每奈 米）。使用慣用的穿孔機自經塗佈磷光體之樣品製造丨英吋 直瓜之碟。此碟係配合經製造成裝置於高精密lED裝置具 上之丨貝用的薄膜接合器内。慣用的接合器將薄膜樣品固定 於經封裝LED之底座的上方大約丨英吋。經由將led裝置於 裝置具内，將具有磷光體塗層之薄膜置於接合器内，將接 合器固定至發光二極體支架’然後將二極體支架組件插入 至積算球之入口孔隙内，而進行測量。若需要，使用經校 準之中性孩、度濾光器於調整到達分光輻射光通儀之偵測 的光量。 除非特別說明，否則使用於以下實施例中之多層光學薄 膜在正向入射下均等地反射兩偏振狀態（即各個別的光學 層具有沿正交面内軸之標稱相等的折射率)。 對於經給定磷光體層厚度之所有以下的實施例，厚度係 :由將：光體層及基材薄膜之總厚度減去基材薄膜之厚 又而·。厚度係使用具有裝置於針盤量規（dial gage)支

O:\90\90919.DOC -36- 200428677 架（目錄編號 52-580-020，購自 Fred V· Fowler Co·， Inc.(Newton, Massachusetts，USA))上之平接觸點（目錄編 號52-525-035，亦購自Fowler)的針盤指示器（目錄編號 52-520-140，亦購自Fowler)測量。基材薄膜之厚度係在基 材薄膜上之隨機位置之三個測量的平均。磷光體層及基材 薄膜之厚度係在磷光體層上之隨機位置之六個測量的平 均。 貫施例1 利用以下步驟於單層透明聚（對苯二甲酸乙二酯）(PET)薄 膜上製造經摻雜鈽之釔鋁石榴石（YAG:Ce)磷光體之塗層。 將12.00克之氟聚合物樹脂（由Durel Company(Chandler, Arizona，USA)指示為「磷光體墨水零件A:樹脂溶液 (Phosphor Ink Park A: Resin Solution)」，零件編號： 1INR001，rev: AA，批號：KY4-03 5)置於40毫升之玻璃瓶 中。將15.02 克之 YAG:Ce 石粦光體（由 Phosphor Technology，

Ltd.(Stevenage，England)指示為 QMK58/F-U1 Lot#13235) 測量至稱重碟中。經由先將一半的磷光體加至樹脂中，及 利用不銹鋼刮勺利用手將其混合，然後再加入另一半，及 利用手將其混合，而將磷光體混合至樹脂中。利用手將石舞 光體及樹脂混合，直至混合物具有光滑質地及均勻外冑| 止。將含有生成之磷光體糊之瓶蓋上蓋子，及於轉瓶機； (bottle roller)上放置約30分鐘。 將6英吋寬乘10英吋（250微米）長乘1.5密爾（mil)(4〇微# > 厚之3M Company(St· Paul，MN)之單層透明PET薄膜片 O:\90\90919.DOC - 37- 200428677 材置於清潔的平坦表面上。利用經曱醇潤濕之無棉絨的棉 布擦拭PET薄、膜之兩表面。將含有磷光體糊之瓶自轉瓶機 移出，及將約5克之糊置於PET薄膜上之小坑内。使用方形 多餘隙塗佈機（由 BYK-Gardner USA (Columbia，Maryland，

USA)指示為PAR-5357)之5密爾（130微米）間隙將磷光體糊 以手牽伸成塗層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由vWR

International, Inc.(West Chester，Pennsylvania，USA)指示 為1350G型）中在約130°C之溫度下固化30分鐘。於固化 後’碟光體/樹脂塗層厚度為1_6密爾（4〇微米）。 製備YAG:Ce塗佈薄膜之1英吋（25毫米）直徑的碟，及將其 女衣至如别所述之分光輪射光通儀中。碟係經定向成使碟 光體塗佈面面對至積算球内。使用具約463奈米之最大波 長的監色 LED(由 Hosfelt Electronics，lnc. (Steubenville， OH)指示為part #25-365)於激發鱗光體。經由將在藍色led 之標準5毫米封裝頂端的圓頂形透鏡機械切除，而對藍光 提供平坦離開面。將大約〇·18英吋（4·6毫米）之封裝自封裝 之頂部移除。利用恒流電源在20毫安培及3.46伏特下對 1^0供私。使用分光輻射光通儀記錄得之磷光體層的發射 光褚於圖16中示為標示為「實施例丨」之曲線。使用分光 輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内之總光 通量為0·068流明。 實施例2 將一片具有PET及共-ΡΜΜΑ之交替層及具有自約6〇〇奈 米至約1070奈米之正向入射反射帶(在半最大值下測幻的

O:\90\90919.DOC 38- 200428677 多層光學薄膜（MOF)(根據美國專利第6,53丨，23〇號製造）置 於在實施例1之經塗佈磷光體之PET薄膜與實施例丨之藍色 LED(在20毫安培下操作）之間的薄膜接合器中。記錄光 且其於圖16中示為標示為「實施例2」之曲線。使用 分光輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内之 總光通量為0.118流明。此呈現73%之發光強度的增加。 實施例3 利用以下步驟於聚（對苯二甲酸乙二酯）(pET)薄膜上製造 硫化鋅（ZnS)磷光體之塗層： 將20.04克之氟聚合物樹脂（由Durei c〇mp any (Chandler， Arizona，US A)指示為「磷光體墨水零件A:樹脂溶液」，零件 編號：1INR0CH，rev: AA，批號：KY4-03 5)置於2盎司之玻 璃瓶中。將2〇.〇6克之ZnS磷光體（由Phosphor Technology，

Ltd.(Stevenage，England)指示為 GL29A/N_C1 Lot#l 1382)測 量至稱重碟中。經由先將一半的磷光體加至樹脂中，及利 用不銹鋼刮勺利用手將其混合，然後再加入另一半，及利 用手將其混合，而將鱗光體混合至樹脂中。利用手將碟光 體及樹脂混合，直至混合物具有光滑質地及均勻外觀為 止。將含有生成之磷光體糊之瓶蓋上蓋子，及於轉瓶機上 放置約24小時。 將6英吋寬乘10英吋長乘l5密爾（45微米）厚之3M Company(St· paul，MN)之透明pet薄膜之片材置於透明的 平坦表面上。利用經曱醇潤濕之無棉絨的棉布擦拭PET薄膜 之兩表面。將含有磷光體糊之瓶自轉瓶機移出，及將約3克 O:\90\90919.DOC -39- 200428677 之糊置於PET薄膜上。使用方形多餘隙塗佈機（由 BYK-Gardner -USA (Columbia, Maryland，USA)指示為 PAR-5353)之2密爾（50微米）間隙將磷光體糊以手牵伸成塗 層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由VWR International，lnc. (West Chester，PennSylvania，USA)指示為 135〇G型）中在約 1 3 0 c之溫度下固化3 〇分鐘。於固化後，磷光體/樹脂塗層 厚度為0.7密爾（18微米）。 製備ZnS塗佈薄膜之1英吋（25毫米）直徑的碟，及將其安 1至如前所述之分光輻射光通儀中。碟係經定向成使磷光 體塗佈面面對至積算球内。使用具約395奈米之最大波長

的 UV LED(由 Hosfelt Electronics，Inc.(Steubenville，OH) 4曰不為Part #25-495)於激發磷光體螢光。經由將在uv LED 之標準5耄米封裝的圓頂形頂端機械切除，而對uv光提供 平坦離開面。將大約〇·18英吋（5毫米）之封裝自封裝之頂部 移除。利用恒流電源在2〇毫安培及3.7伏特下對led供電。 使用分光輻射光通儀記錄得之磷光體層的發射光譜於圖 17中不為標示為r實施例3」之曲線。使用分光輻射光通 儀所提供的教體，計算得發射至積算球内之總光通量為 0.052流明。 貫施例4 將片具有pET及共-PMMA之交替層及具有自約320奈 米至約490奈米之正向入射反射帶（在半最大值下測量）的多 層光學薄膜（MOF)(根據美國專利第6,531，23〇號製造）置於 在貫施例3之磷光體層頂端的薄膜接合器中，及將實施例3

〇：\90\9〇919.D〇C -40- 200428677 之UV LED(在20毫安培下操作）使用作為激發源。記錄光 譜，且其於圖17中示為標示為「實施例4」之曲線。使用分 光輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内之總 光通量為0.062流明。當與實施例3比較時，此呈現約19%之 發光強度的增加。 實施例5 經由層合兩片多層光學薄膜（MOF)而製得寬帶可見反射 器。使用光學透明黏著劑將具有PET及共-PMMA之交替層 及自約490奈米至約610奈米之正向入射反射帶（在半最大 值下測量）之一層 MOF(3M Company(St. Paul，MN)製造）層 合至具有PET及共-PMMA之交替層及具有自約590奈米至 約710奈米之正向入射反射帶（在半最大值下測量）之一層 MOF(3M Company(St· Paul，MN)製造）。將層合物置於在實 施例3之經塗佈磷光體之PET薄膜與實施例3之UV LED(在 20毫安培下操作）之間的薄膜接合器中。將具有PET及共 -PMMA之交替層及具有自約320奈米至約490奈米之正向入 射反射帶（在半最大值下測量）之一片多層光學薄膜 (MOF)(3M Company(St. Paul，MN)製造）置於在磷光體層頂 端的薄膜接合器中，以產生具有夾於LED側上之可見反射 鏡與另一侧上之UV/藍色反射鏡之間之磷光體層的空腔。記 錄光譜，且其於圖17中示為標示為「實施例5」之曲線。使 用分光輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内 之總光通量為0.106流明。當與實施例3比較時，此呈現約 104%之發光強度的增加。 O:\90\90919.DOC -41 - 200428677 貫施例6 利用以下步驟於聚（對苯二甲酸乙二酯）(PET)薄膜上製造 硫化鋅（ZnS)鱗光體之塗層： 將說明於實施例3中之磷光體糊塗佈於6英吋寬乘丨〇英时 長乘1.5岔爾（40微米）厚之透明pet薄膜之片材上。將pet置 於乾淨平坦表面的頂部上。利用經曱醇潤濕之無棉絨的棉 布擦拭PET薄膜之兩表面。將約3克之糊置於pet薄膜上。 使用方形多餘隙塗佈機（由BYK-Gardner USA (Columbia， Maryland，USA)指示為PAR-5353)之4密爾（100微米）間隙將 磷光體糊以手牵伸成塗層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由 VWR International, Inc.(West Chester, Pennsylvania, USA) 指不為1350G型）中在約13(TC之溫度下固化3〇分鐘。於固化 後’破光體/樹脂塗層厚度為1·3密爾（33微米）。 製備ZnS塗佈薄膜之丨英吋（25·4毫米）直徑的碟，及將其安 裝至如前所述之分光輻射光通儀中。碟係經定向成使磷光 體塗佈面面對至積算球内。使用具約395奈米之最大波長的 UV LED(由 Hosfeh Electronics，lnc.(steubenville，ΟΗ)指示 為Part #25-495)於激發磷光體。經由將uv LED之標準5毫米 封裝的圓頂形頂端機械切除，而對uv光提供平坦離開面。 將大約0.18英吋（5毫米）之封裝自封裝之頂部移除。利用恒 流電源在20毫安培及3·7伏特下對LED供電。使用分光輻射 光通儀記錄得之磷光體層的發射光譜於圖丨8中示為標示為 「貫施例6」之曲線。使用分光輻射光通儀所提供的軟體， 计异得發射至積算球内之總光通量為〇 〇66流明。

O:\90\90919.DOC -42- 200428677 實施例7 將一片具有PET及共-PMMA之交替層及具有自約490奈 米至約610奈米之正向入射反射帶（在半最大值下測量）的多 層光學薄膜（MOF)(3 M Company (St· Paul，MN)製造）置於在 實施例6之經塗佈磷光體之PET薄膜與實施例6之UV LED(在20毫安培下操作）之間的薄膜接合器中。記錄光譜， 且其於圖1 8中示為標示為「實施例7」之曲線。使用分光輻 射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内之總光通 量為0.095流明。當與實施例6比較時，此呈現約44%之發光 強度的增加。 實施例8 利用以下步驟於多層光學薄膜（MOF)上製造硫化鋅（ZnS) 磷光體之塗層： 將說明於實施例3中之磷光體糊塗佈於具有PET及共 -PMMA之交替層及具有自約490奈米至約610奈米之正向入 射反射帶（在半最大值下測量）之MOF的片材（3M Company (St· Paul，MN)製造）上。將MOF置於乾淨平坦表面 的頂部上。利用經甲醇潤濕之無棉絨的棉布擦拭MOF薄膜 之兩表面。將約3克之糊置於MOF薄膜上。使用方形多餘隙 塗佈機（由 BYK-Gardner USA(Columbia，Maryland，USA)指 示為PAR-5 3 53)之4密爾間隙（100微米）將磷光體糊以手牵伸 成塗層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由VWR International， Inc.(West Chester，Pennsylvania，USA)指示為 1350G型）中在 約130°C之溫度下固化30分鐘。於固化後，磷光體/樹脂塗 O:\90\90919.DOC -43- 200428677 層厚度為I·3密爾（33微米）。 製備ZnS塗佈薄膜之丨英吋直徑的碟，及將其安裝至如前 所述之分光輻射光通儀中。碟係經定向成使磷光體塗佈面 面對至積算球内。使用具約395奈米之最大波長的uv LED(由 Hosfelt Electronics，Inc(steubenville，〇H)指示為

Part #25-495)於激發磷光體。經由將uv LED之標準$毫米封 裝的圓頂形頂端機械切除，而對uv光提供平坦離開面。將 大約0.180英吋（5毫米）之封裝自封裝之頂部移除。利用恒流 電源在20毫安培及3.7伏特下對LED供電。使用分光輻射光 通儀記錄得之磷光體層的發射光譜於圖18中示為標示為 「貫施例8」之曲線。使用分光輻射光通儀所提供的軟體， 計算得發射至積算球内之總光通量為〇1〇7流明。當與實施 例6比較時，此呈現約62%之發光強度的增加。 實施例9 利用以下步驟將硫化辞（ZnS)磷光體之塗層網印於實施 例5中說明的層合多層光學薄膜（m〇f)上： 將150克之氟聚合物樹脂（由Durei c〇mpany(Chandler， Arizona，US Α)·指示為「磷光體墨水零件A:樹脂溶液」，零件 編號·· 1INR001，rev: AA，批號：KY4-03 5)置於 16盎司之 玻璃觀中。將150克之ZnS磷光體（由Phosphor Technology， Ltd.(Stevenage，England)指示為 GL29A/N-C1 Lot#l 1382)測 量至稱重碟中。使用由空氣動力機所驅動的玻璃動葉輪將 鱗光體緩慢混合至樹脂中。將磷光體及樹脂混合，直至混 合物具有光滑質地及均勻外觀為止。將含有生成之磷光體

O:\90\90919.DOC -44- 200428677 糊之瓶蓋上蓋子，及於轉瓶機上放置約10分鐘。 使用在裝置於網印機（由Svecia Silkscreen Maskiner AB(Stockholm，Sweden)指示為 Type SSM)上之每英吋 28〇根 線（每毫米11根線）PET網上具有每英吋μ線條（每毫米丨」線 條）之解析度的半色調圖案進行印刷。半色調圖案係由三個 具有10%、50%及90%覆蓋率之區域所組成。於一程中將圖 案印刷於實施例5中說明之兩層合m〇f薄膜的片材上。 使印刷層於強制空氣烘箱中在約138^之溫度下固化15 分4里。於固化後，麟光體/樹脂塗層厚度為〇·8密爾（2〇微米）。 自具有50%覆盍率之部分的圖案製備ZnS網印薄膜之工英 吋（25宅米）直徑的碟，及將其安裝至如前所述之分光輻射光 通儀中。碟係經定向成使磷光體塗佈面面對至積算球内。 使用具約395奈米之最大波長的uV LED(由Hosfelt Electronics，Inc(SteubenviUe，〇H)指示為〜以 #25_495)於激 發磷光體。經由將UV LED之標準5毫米封裝的圓頂形頂端 機械切除，而對uv光提供平坦離開面。將大約〇18〇英吋（5 毫米）之封裝自封裝之頂部移除。利用恒流電源在2〇毫安培 及3.7伏特下對lED供電。使用分光輻射光通儀記錄得之磷 光體層的發射光譜於圖19中示為標示為「實施例9」之曲 線。使用分光輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積 算球内之總光通量為0.052流明。 實施例10 將一片具有PET及共_PMMA之交替層及具有自約32〇奈 米至約490奈米之正向入射反射帶（在半最大值下測量）的多

O:\90\90919.DOC •45- 200428677 層光學薄膜（MOF )(3 M Company (St. Paul，MN)製造）置於在 實施例9之磷光體層頂部的薄膜接合器中，及將實施例9之 UV LED(在20毫安培下操作）使用作為激發源。記錄光譜， 且其於圖19中示為標示為「實施例1〇」之曲線。使用分光 輻射光通儀所提供的軟體，計算得發射至積算球内之總光 通量為0.078流明。當與實施例9比較時，此呈現約50%之發 光強度的增加。 實施例11 利用以下步驟製造經塗佈硫化鋅（ZnS)磷光體之多層光 學薄膜（MOF)的熱成形圓頂。 將具有PET及共-PMMA之交替層及具有自約590奈米至 約710奈米之正向入射反射帶（在半最大值下測量）之一層 MOF(3M Company(St· Paul, Minnesota，USA)製造）黏合至 聚（氯乙烯）之片材，而形成撓性複合物。將此複合物稱為 MOF-PVC 〇 將MOF-PVC置於乾淨平坦的表面上，使MOF側面向上。 利用經曱醇潤濕之無棉絨的棉布擦拭MOF-PVC之上表面。 將約3克之說明於實施例9中之ZnS磷光體糊置於MOF-PVC 上。使用方形多餘隙塗佈機（由BYK-Gardner USA(Columbia， Maryland，USA)指示為PAR-5353)之4密爾（100微米）間隙將 磷光體糊以手牽伸成塗層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由 VWR International, Inc.(West Chester, Pennsylvania, USA) 指示為1350G型）中在約130°C之溫度下固化30分鐘。 將經塗佈磷光體之MOF-PVC複合物裝入至熱成形機器 O:\90\90919.DOC -46- 200428677 中。將層在270°C之溫度下加熱23秒。使用具有圓形孔隙（約 1/2英对（13¾:米）直徑）之板，將經塗佈鱗光體之mqf-pvc 形成為在半球體之外凸側上具有磷光體之約1/2英吋（13毫 米）之半球體。半球體之視覺檢查顯示半球體在靠近半球體 之外部區域具有較大厚度及在半球體之内部區域較薄。碟 光體層為平滑及連續，且未呈現龜裂或脫層的徵象。 實施例12 利用以下步驟製造經塗佈硫化鋅光體之多層光 學薄膜（MOF)的熱成形圓頂。 將實施例11中說明之MOF-PVC之片材置於乾淨平坦的表 面上，使MOF側面向上。利用經甲醇潤濕之無棉絨的棉布 擦拭MOF-PVC之上表面。將約3克之說明於實施例9中之 ZnS磷光體糊置於M〇F_pvc上。使用方形多餘隙塗佈機（由 BYK-Gardner USA(Columbia，Maryland, USA)指示為 PAR-5353)之2密爾（50微米）間隙將磷光體糊以手牵伸成塗 層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由VWR International，

Inc.(West Chester，Pennsylvania，USA)指示為 1350G型）中在 約130°C之溫度下固化3〇分鐘。 將經塗佈磷光體之MOF-PVC複合物裝入至熱成形機器 中。將層在270°C之溫度下加熱21秒。使用具有圓形孔隙（約 1/2英忖（13毫米）直徑）之板，將經塗佈罐光體之m〇F-PVC 形成為在半球體之外凸側上具有磷光體之約1/2英对（13毫 米）之半球體。半球體之視覺檢查顯示半球體在靠近半球體 之外部區域具有較大厚度及在半球體之内部區域較薄。磷 O:\90\90919.DOC _ 47 _ 200428677 光體層為平滑及連續，且未呈現龜裂或脫層的徵象。 實施例13 · 利用以下步驟製造經塗佈經摻雜鈽之釔鋁石榴石 (YAG:Ce)磷光體之多層光學薄膜（MOF)的熱成形圓頂。 將 20.01 克之氟聚合物樹脂（由 Durel Corporation(Chandler， Arizona，USA)指示為「磷光體墨水零件A:樹脂溶液」，零件 編號：1INR001，rev: AA，批號：KY4-03 5)置於2盘司之玻 璃瓶中。將19.98克之 YAG:Ce磷光體（由 Phosphor Technology， Ltd.(Stevenage，England)指示為 QMK58/F-U1 Lot#13235)測量 至稱重碟中。經由先將一半的磷光體加至樹脂中，及利用 不録鋼刮勺利用手將其混合，然後再加入另一半，及利用 手將其混合，而將磷光體混合至樹脂中。利用手將磷光體 及樹脂混合，直至混合物具有光滑質地及均勻外觀為止。 將含有生成之磷光體糊之瓶蓋上蓋子，及於轉瓶機上放置 約30分鐘。 將實施例11中說明之MOF_PVC之片材置於乾淨平坦的表 面上，使MOF側面向上。利用經甲醇潤濕之無棉絨的棉布 擦拭MOF-PVC之上表面。將約3克之YAG:Ce磷光體糊置於 MOF-PVC上。使用方形多餘隙塗佈機（由BYK-Gardner 118八（(1；〇1111111)1&，]^^1^1&11(1，1；8八）指示為？八尺-5 3 53)之4密爾 (100微米）間隙將磷光體糊以手牽伸成塗層。使濕薄膜在重 力對流烘箱（由 VWR International, Inc.(West Chester, Pennsylvania，USA)指示為1350G型）中在約130°C之溫度下 固化30分鐘。 O:\90\90919.DOC -48- 200428677 將經塗佈磷光體之MOF-PVC複合物裝入至熱成形機器 中。將層在270t：之溫度下加熱23秒。使用具有圓形孔隙（約 1/2英吋（13毫米）直徑）之板，將經塗佈磷光體2M〇F_pvc 形成為在半球體之外凸側上具有磷光體之約1/2英忖（13毫 米）之半球體。半球體之視覺檢查顯示半球體在靠近半球體 之外部區域具有較大厚度及在半球體之内部區域較薄。磷 光體層為平滑及連續，且未呈現龜裂或脫層的徵象。 實施例14 利用以下步驟製造經塗佈經摻雜鈽之紀銘石摘石 (YAG:Ce)填光體之多層光學薄膜（m〇F)的熱成形圓頂。 將實施例11中說明之MOF-PVC之片材置於乾淨平坦的表 面上，使MOF側面向上。利用經甲醇潤濕之無棉絨的棉布 擦拭MOF-PVC之上表面。將約3克實施例π中說明之 YAG:Ce磷光體糊置於MOF-PVC上。使用方形多餘隙塗佈機 (由 BYK-Gardner USA(Columbia，Maryland，USA)指示為 PAR-5353)之2密爾（50微米）間隙將磷光體糊以手牵伸成塗 層。使濕薄膜在重力對流烘箱（由VWR International，

Inc .(We st Chester，Pennsylvania，US A)指示為 1350G 型）中在 約130°C之溫度下固化30分鐘。 將經塗佈磷光體之MOF-PVC複合物裝入至熱成形機器 中。將層在270QC之溫度下加熱21秒。使用具有圓形孔隙（約 1/2英吋（13毫米）直徑）之板，將經塗佈磷光體之m〇F-PVC 形成為在半球體之外凸侧上具有磷光體之約1 /2英吋（丨3毫 米）之半球體。半球體之視覺檢查顯示半球體在靠近半球體 O:\90\90919.DOC -49- 200428677 之外部區域具肴較大厚度及在半球體之内部區域較薄。碟 光體層為平滑及連續，且未呈現龜裂或脫層的徵象。 實施例15 '將實施例11中說明之MOF-PVC之片材於前述之熱成形襄 置中加熱至約27〇。<：之溫度16秒。藉由真空輔助使此 MOF-PVC之經加熱片材覆蓋於市售5毫米LED封裝的半球 形透鏡上。MOF-PVC之最終形狀係對應於半球形透鏡形狀。 使用Perkin-Elmer Lambda 19光譜光度計測量形成的 MOF-PVC透射光譜。經顯示形成之M〇F_pvc之中心部分的 光譜具有在400奈米下產生最高反射性之在36〇奈米及46〇 奈米下之帶緣。此形成之MOF-PVC具有在高於500奈米之波 長下大於75%之透射。MOF-PVC之此測得的光譜位移係歸 因於在成形操作中所發生之光學堆疊的薄化。 熟悉技藝人士當可明白本發明之各種修改及變化，而不 脫離本發明之範圍及精神，且應明瞭本發明並不受限於記 述於文中之說明具體實施例。 【圖式簡單說明】 在全篇說明書中參照附圖，其中類似的元件編號指示類 似的元件，及其中： 圖1係LED激發以磷為基質之光源（pLED)的概略剖面圖； 圖2係使用於圖1之光源中之磷光體-反射器組件的剖面 圖； 圖3描緣包括呈片材形態之磷光體-反射器組件及細分成 個別物件之捲筒；

O:\90\90919.DOC -50- 200428677 圖4係說明在載體薄膜上之磷光體_反射器組件之個別物 件的概略剖面圖； 圖5_7係另一 PLED構造之概略剖面圖； 圖8描繪又另一 PLED構造之一部分； 圖9係又另一 PLED構造之概略剖面圖； 圖10係如同圖9之具體實施例利用正面照明之另一 構造的概略側視圖； 圖11係利用非成像集中器 視圖， 之配置之PLED構造的概略側 圖12係圖11之一部分的特寫圖； 圖13-15係PLED構造之其他具體實施例的概略剖面圖； 圖16描繪又另一 PLED構造之一部分； 圖17係實施例1及2之光強度光譜之圖； 圖1 8係實施例3、4、及5之光強度光譜之圖； 圖19係實施例6、7、及8之光強度光譜之圖；及 圖20係實施例9及10之光強度光譜之圖。 【圖式代表符號說明】

PLED LED 散熱器 碟光體反射器組件 ~封材料 透鏡特徵 10 、 40 、 50 、 60 、 80 、 210 、 310 、 410 、 510 12 、 212 、 312 、 412 、 512 14、14， 16 18 20 O:\90\90919.DOC -51 - 200428677 22、42、52、72、82、92、 磷光體層 102 、 222 、 J22 、 422 、 522 24、 46、 56、 66、 86、 96 ^ 106 長通道反射器 26 、 44 、 54 、 74 、 84 、 104 、 526 短通道反射器 30 片材材料 32 個別物件 34 載體薄膜 48 、 58 、 68 區域 70 空氣間隙 100a 、 100b 、 100c 集中器元件 220 ^ 320 > 420 光學透明本體 224 、 326 干涉反射器 225 、 325 、 525 、 527 TIR促進層 421 第二包封物 423 第一包封物 528 微結構層 O:\90\90919.DOC -52-

Claims (1)

1. 200428677 拾、申請專利範園： 1. 一種LED封裝，包括： 在激發光波長下發射激發光之LED ; 經設置成接受激發光，且在激發光波長下具有第一折 射率之一層嶙光體材料，該填光體材料當經激發光照明 時發射在可見光波長下之可見光； 鄰接於磷光體材料之層設置之干涉反射器；及 與石粦光體材料之層接觸之TIR促進層，該TIR促進層具 有較在激發光波長下之第一折射率低之在激發光波長下 之第二折射率。 2·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層包括具有較在激發光波長下之第二折射率大之在激發 光波長下之折射率的黏合劑材料。 3. 如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層包括聚對苯二甲酸乙二酯。 4. 如申請專利範圍第丨項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層包括錘氧或鈦氧。 5·如申請專利範圍第丨項之LED封裝，其中在該激發光波長 下，在於激發光波長下之第一折射率與於激發光波長下 之第二折射率之間有—差異，且該差異自激發光波長隨 光波長之增加而減小。 6.如申請專利範圍第丄項之LED封裝，#中在該激發光波長 下在於激备光波長下之第一折射率與於激發光波長下 之第二折射率之間有-差異，且在可見光波長下，該第 O:\90\90919.DOC 200428677 一折射率實質上與在可見光波長下之第二折射率相同。 7·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該干涉反射器係 設置於LED與磷光體材料之層之間，且其透射激發光及反 射可見光。 8·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層係設置於干涉反射器與LED之間，且該干涉反射器透射 可見光及反射激發光。 9_如申請專利範圍第8項之LED封裝，其進一步包括設置於 LED與磷光體材料之層之間之透射激發光及反射可見光 之第二干涉反射器。 10.如申請專利範圍第7項之LED封裝，其中該干涉反射器係 為非平面。 11 ·如申凊專利範圍第8項之LED封裝，其中該干涉反射器係 為非平面。 12·如申睛專利範圍第}項之LED封裝，其中該tir促進層係 為空氣間隙。 13·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其進一步包括設置於 鱗光體材料之層與led之間之空氣間隙。 14·如申請專利範圍第1項之led封裝，其進一步包括設置於 碟光體材料之層上方之空氣間隙。 15·如申請專利範圍第1項之led封裝，其進一步包括具有與 在可見光波長下之第一折射率實質上相同或較大之在可 見光波長下之第三折射率之材料的指數配合層，且其與 磷光體材料之層接觸。 O:\90\9O919.DOC 200428677 16·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該TIR促進層包 括微結構層。· 17·如申請專利範圍第16項之LED封裝，其中該TIR促進層具 有面對磷光體材料之層的主要表面，且該主要表面具有 複數個稜鏡結構。 18.如申請專利範圍第16項之LED封裝，其中該TIR促進層係 設置於鱗光體材料之層與干涉反射器之間。 19·如申請專利範圍第18項之LED封裝，其中該干涉反射器係 為短通道（short pass)干涉反射器。 20·如申請專利範圍第丄項之LED封裝，其中該TIR促進層包 括具自1至1.5之折射率的聚合材料。 2 1 ·如申請專利範圍第1項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層包括具自1.5至1.9之折射率的聚合材料。 22·如申請專利範圍第丨項iLED封裝，其中該干涉反射器具 有内凹半球體形狀。 23·如申請專利範圍第！項之LED封裝，其中該磷光體材料之 層具有非平面形狀。 O:\90\90919.DOC