[0048] 因此，W下描述的使用发光藍宝石的dcLED的各种实施例可W被调谐W通过适合 的藍宝石激活和调整发射各种各样的颜色。
[0049] 热激活藍宝石中的F2-状中屯、的创建和破坏。图2是在650nm激光刺激(初级光） 之下的发光藍宝石的750nm发射(次级光)的温度稳定性的图。图2示出了在750nm处发射 的F2-状中屯、(参见图1，其中F/ (2Mg)中屯、具有750nm的发射）的巧光(发光强度）在大约 60(TCW上的退火之后快速下降。尽管图2中的特定巧光波长和刺激波长一般不在L邸实 施例中使用，但是图2示出了多高的温度一般影响发光藍宝石的光学性质。
[0化日]图3是2. 87eV和4. 8eV带的吸收系数与773K (500°C)处的等温退火时间的关系 的图。2. 87eV和4. 8eV带二者都是比LED中典型使用的更短的波长。图3示出了F2-状中 屯、的浓度在50(TC处的退火期间的增加，其与吸收系数的所图示的增加相关。图3还示 出了r吸收系数随退火时间的同时减小。
[0化1]如图2和3所示出的，F2-状中屯、的破坏在大致600 °C处开始，而其填入(population)可W通过藍宝石在500°C处的延长退火而增加。在500°C处的退火期间，r中 屯、聚集W形成F2"中屯、。随着退火时间的增加，F2"中屯、的吸收系数增加，而F+中屯、的吸收 系数减小。吸收系数与相关联的中屯、的填入相关。该样的聚集步骤(使用热量)在本文中被 称为藍宝石激活。
[005引图2和3从W下论文获得：Ramirez, R.等人的化otoc虹omism of vacancy-related defects in thermochemically reduced alpha-Al203：Mg single ciystals, Applied Physics Letters, AIP, 2005, 86, 081914及Ramirez, R.等人 的Optical properties of vacancies in thermochemically reduced Mg-doped sapphire single ciystals, Journal of Applied Physics, AIP, 2007, 101, 123520,该二者通过 引用并入本文。
[005引报道了Mg的作用是帮助F2-状中屯、的聚集。该样的藍宝石还被称为Al203:C，Mg。藍宝石可W使用已知的方法生长W具有AI2O3:C，Mg组成。
[0化4] 藍宝石中的F2-状中屯、的所报道的性质之一是在充足的光子福射通量之下的光致 变色转换。据报道，通过440nm波长处的高峰值功率激光器对发光藍宝石的激发可W减小 藍色吸收/绿色发射F2"(2Mg)中屯、的浓度并且增加F/(2Mg)中屯、下方程1)。该是藍宝 石的光学处理，其进一步调谐其巧光性质。其它中屯、的浓度同时改变，使得电荷平衡保持避 免干扰。同样据报道，F2"(2Mg)中屯、的浓度可W通过利用330皿波长处的高峰值功率激光 器激发发光藍宝石来增加(方程2)。
[0化5] F2-状中屯、浓度通过光学处理的该样的调谐在本文中被定义为藍宝石调整。
[0057] 藍宝石的光致变色性质不限于440nm和330nm激发。可W采用优选地处于F2-状 中屯、的吸收带处的其它波长。控制光致变色性质的底层"2-光子吸收过程"在文献中被良 好地描述并且不需要在本文中描述。
[0化引在一个实施例中，藍宝石经受激活(热学）和调整(光学）W吸收由LED的pn结生 成的一些藍色初级光并且发射绿色次级光。精确的激活和调整取决于初级光的峰值波长、 藍宝石的厚度/密度、目标颜色点W及其它因素。实现目标颜色所要求的激活和调整可W 凭经验针对特定应用来确定。然后可W将红色磯光体添加在L邸的顶部上W创建白光。
[0059] 图4是针对Al2〇3:C，Mg和Al2〇3:C的用于F、r和F2+(2Mg)中屯、的吸收与波长的关 系的图。插图是针对波长300-700皿的放大视图。曲线20是针对利用435皿激光"漂白" 的藍宝石（藍宝石调整)，并且曲线22是针对"如所生长的"或退火的藍宝石。图4取自W 下论文：Akselrod, M. S.等人的New aluminum oxide single crystals for volumetric optical data storage, Optical Data Storage 2003, Optical data storage, SPIE, 2003, 5069, 244-251 ;W及Akselrod, M. S.等人的Fluorescent aluminum oxide crystals for volumetric optical data storage and imaging applications, J. Fluoresc.，2003，13，503-511，该二者通过引用并入本文。
[0060] 特别感兴趣的是大约450-650nm的波长范围，其一般包括藍色到红色范围。
[00W] 尽管发光藍宝石的性质、创建和调节是众所周知的，但是发明人未注意到发光藍 宝石在LH)管巧中用于下转换的任何集成。
[0062] 转换效率（CE)是每初级源光量的L邸所发射的光通量（Im)(包括下转换光)。CE 是次级源(发光材料）的效率及其在LED中的集成的良好标尺。在W下实施例中，使用发光 藍宝石作为下转换器，相比于pcLED的CE，所得LED的CE得W改进。
[0063] 实施例1 在第一实施例中，W粉末形式使用发光藍宝石而不是或者附加于使用磯光体粉末。该 第一实施例的不例由图5和6表不。
[0064] 作为初步事项，使用常规技术生长块状发光藍宝石（Al2〇3:C，Mg或Al2〇3:C，该取决 于感兴趣的波长)，并且激活和调整藍宝石，如上文所描述的并且依照已知的技术，W具有 用于特定应用(例如L邸管巧和目标颜色)的期望光吸收和发射性质。可W执行经验测试W 实现目标吸收和发射性质。目标吸收波长将是所使用的实际LED pn结(有源层）的峰值波 长发射，并且将典型地处于波长的可见藍色范围中。在一个实施例中，发光藍宝石的发射在 利用藍色LED光激励（energize)时是绿色的。因此，添加红色磯光体层将创建暖白光。
[00化]在图5的步骤24中，发光藍宝石晶体经受研磨过程并且被筛选到颗粒大小的期望 范围。颗粒大小分布D50的可接受的范围是10到50ym。颗粒大小分布D50还已知为颗粒 大小分布的中值直径，并且是累积分布中的50%处的颗粒直径的值。
[0066] 在步骤26中，将发光藍宝石粉末注入到具有适当且常规的添加剂的透明基质馈 如娃树脂）中，并且被均匀混合。所选添加剂取决于应用并且可W包括磯光体粉末、分散剂 等。
[0067] 在步骤28中，混合物被集成到L邸中W便使其可W吸收初级光并将其下转换成期 望的次级光。例如，混合物可W通过层压(例如形成预形成的片或瓦片并将其附在L邸晶片 或管巧之上)、二次成型(例如将安装在晶片上的L邸管巧放置于填充有混合物的单独模具 凹陷中并且然后使混合物固化）或将混合物喷涂在L邸管巧的至少顶表面之上而集成。结 果是由某个颜色点表征的dcLED。dcL邸可W或者可W不包括混合物中的或作为分离的层 的磯光体。
[0068] 图6是具有作为发光藍宝石层30沉积在LED的半导体表面之上并且被固化的发 光藍宝石混合物的一种类型的LED(倒装巧片）的截面视图。可W使用其它类型的LED,诸 如垂直LED、横向LED等。在示例中，将N型层32外延生长在藍宝石生长衬底(其通过激光 剥离而移除)之上，将有源层34外延生长在N型层32之上，并且将P型层36外延生长在有 源层34之上。层34和36被蚀刻W暴露N型层32,并且沉积金属接触件38和40W分别电 气接触P型层36和N型层32。L邸管巧然后安装在基板42或其它衬底上。基板42具有 直接键合到金属接触件38和40的金属垫，并且该垫最终电气连接到电源。
[0069]N型层32的所暴露的表面可W被粗趟化W在沉积发光藍宝石层30之前改进光提 取。
[0070] 在仅使用磯光体W用于下转换的现有技术LED中，如果目标颜色点未实现，则LED 被拒绝或者降级到较低质量的LED。该增加L邸生产的总体成本。
[0071] 然而，通过使用覆盖N型层32的发光藍宝石层30,可W在dcL邸被激励和测试之 后调节dcLED的颜色点而同时键合到基板42或同时W晶片形式并且被探查。测试还可W 使用外部激励光源来执行。颜色点调节可W是通过藍宝石调整(步骤46)，其中使用高峰值 功率激光器调节发光藍宝石层30的光致变色性质W创建色移。W下提供附加细节。该种 后集成调节增加dcLED的生产产量(并且因此减小生产成本）并且改进颜色点控制。
[0072] 最后，可W将诸如透明圆顶透镜(未示出）之类的其它附加光学器件放置或模制在 dcLED之上W便改进dcL邸的光提取。
[0073] 如果