LED半导体主体以及LED半导体主体的应用制造技术

本发明专利技术描述一种ＬＥＤ半导体主体（１），该ＬＥＤ半导体主体（１）具有数量为至少两个的产生辐射的有源层（２、３），所述有源层（２、３）分别具有导通电压（Ｕ↓［ＬＥＤ］），其中有源层的数量匹配于工作电压（Ｕ↓［Ｂ］），使得在与有源层（２、３）串联的串联电阻（１０）上降落的电压（Ｕ↓［ｗ］）最多与在ＬＥＤ半导体主体（１）上降落的电压（Ｕ↓［Ｈ］）一样大。此外，本发明专利技术描述ＬＥＤ半导体主体（１）的不同应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及LED半导体主体(LED—Halbleiterk6rper)以及这种LED半 导体主体的应用。
技术介绍
本专利申请要求德国专利申请10 2006 046 038.3的优先权，通过参弓將该德 国专利申请的公开内容合并于此。发光二极管典型地具有1.5V至3.2V的导通电压。因为常见的工作电ffiM常 较高(例如汽车蓄电池12V，根据国家而定的电源电压230V或者IIOV)， 所以发光二极管不會喧接连接到电压源上。因此，发光二极管例如与串联电阻 (Vorwiderstand)串联，其中，工作电压的大部分通常降落在串联电阻上。这 导致低效率，因为工作电压的降落在串联电阻上的部分没有被用于生成辐射。 可替换地，可以应用将工作电压斩波(zerhacken)为交流电压的DC-DC转换 器，其中将工作电压向下变换到所需要的电压，并且随后进行整流。这种处理 方式需要相当大的额外费用。
技术实现思路
本专利技术的任务在于说明一种LED半导体主体，该LED半导体主体能够借 助于预先给定的工作电压以高效且简单的方式运行。ffl51根据权利要求1所述的LED半导体主体解决该任务。 此外，本专利技术的任务在于说明这种LED半导体主体的应用。 ffi31根据权利要求29至32所述的应用解决该任务。 本专利技术的有利改进方案以及构造方案是,AM权利要求的主题。 根据本专利技术的LED半导体主体包括数量为至少两个的、产生辐射的有源层， 该有源层分别具有导通电压，其中有源层的数量匹配于工作电压，使得在与有 源层串联的串联电阻上降落的电压最多与在LED半导体主体上降落的电压一样大。有利地，借助于根据本专利技术的LED半导体主体t,比借助于常规发光二极管获得更高效率，这是因为通过使层的数量与工作电压匹配，在串联电阻上降落电压的比较小的部分。此外，根据本专利技术的LED半导体主体不需要复杂的控 制，而是育^j昔助于电阻与LED半导体主体的简单串^il行。在本专利技术中，有源层能够具有例如pn结、双异质结构 (Doppelheterostruktur)、单量子阱或者多量子阱结构(MQW)。根据一个优选实施形式，在串联电阻上降落的电压小于在LED半导体主体 中降落的最小导通电压。换句话说，LED半导体主体一直扩展附加的有源层， ，M51增加具有最小导通电压的另外的有源层使在LED半导体主体上降落的 电压大于工作电压为止。在该实施形式中，以最优方式将可用的电能转换为辐 射能，这是因为在串联电阻上降落的电压变得最小。根据另一优选实施形式，将有源层整体地集成在半导体主体内。由此取消 例如借助于接合将具有第一有源层的第一叠层(Schichtenstapel)与具有第二 有源层的第二叠层连接的制造步骤。在LED半导体主体的一个有利改进方案中，在第一有源层和第二有源层之 间构造有隧道结。该隧道结用作第一和第二有源层之间的电连接。这种隧道结 例如肖,借助于第一导电，的高掺杂层和第二导电类型的高掺杂层来形成。在该改进方案中，，地将第一和第二有源层同向地设置，以便因此第一 和第二有源层的pn结形成pn-pn结构或者np-np结构，其中pn结借助于位于第 一和第二有源层之间的隧道结电串联。在本专利技术的范围内，也可以用类似方式 将三个或者更多个有源层在LED半导体主体内垂直地相叠设置，这些有源层以 相应的方式分别M在两个相邻有源层之间形成的隧道结来连接。也可以设想，半导体主体由单独制造的叠层组成。在这种情况下，优选地 在没有隧道结的情况下构造半导体主体。此外，单独制造的叠层可以是薄膜半 导体主体。特别优选地，有源层在垂直方向上相叠设置。在本专利技术中，以垂直方向来 表示垂直于有源层的主延伸方向伸展的方向。在LED半导体主体的第一变型方案中，第一和第二有源层发射相同波长的 辐射。有利地，因此相对于常规LED半导体主体有利地提高辐射量并且尤其提 高预先给定波长的辐射密度。在LED半导体主体的第二变型方案中，第一和第二有源层产生不同波长的辐射。这种，方案所具有的优点在于，总体上扩展了 LED半导体主体的发射光谱。M于产生混合颜色的光、优选地白光来说是特别有利的。根据一个，构造方案，将LED半导体主体与串联电阻集成到芯片内。不 同于工作电压的大部分降落在串联电阻上由此使该串联电阻明显加热的常规发 光二极管，根据本专利技术，串联电阻上的发热是相对低的。因此，可以将串联电 阻与LED半导体主体集成到芯片内，而无需担心由于所引起的发热而消极影响 该半导体主体。根据另一iM构造方案，将LED半导体主体与串联电阻集成到壳体内。即 便在该构造方案中也适用的是，有利地无需担心由于串联电阻上的发热而消极 影响该半导体主体。具有集成的串联电阻的这两个构造方案能够实现紧凑的组件，对于该组件 的启动来说，仅仅说明所需的工作电压就足够了，并且其中取消了对工作电流 的控制。根据第一变型方案，LED半导体主体，地借助于直流电压工作。由此，借助于该LED半导体主体肖,连续地产生辐射。优选的工作电压为5V、 12V或者24V。这是可以由常见的电压源(例如标 准电源或者电池，尤其是汽车蓄电池)提供的工作电压。适当地，LED半导体主体包括第一和第二外部接触以用于电连接。借助于 mt也涂覆在LED半导体主体的表面上的电接触，LED半导体主体能够与电压 源导电连接。尤其是借助于第一和第二外部接触能够将第一工作电压施加到 LED半导体主体上。除了两个外部接触之外，LED半导体主体还可以具有内部接触，该内部接 触被设置在两个有源层之间。尤其是借助于第一或第二外部接触和内部接触能 够将第二工作电压施加到LED半导体主体上。在两个有源层串联且同向设置的 情况下，第二工作电压通常小于第一工作电压。具有至少一个内部接触的， 的优点在于，LED半导体主体育,借助于不同的工作电压运行。由此能够实现 电压级联LED半导体主体。原则上，LED半导体主体能够具有多个内部接 触。根据mzM方案，LED半导体主体具有三个内部接触。例如可以借助于 第一外部接触和第一内部接触将5V的工作电压施加到LED半导体主体上。此外，可以借助于第一外部接触和第二内部接触将9V的工作电压施加到LED半 导体主体上。另外，可以借助于第一外部接触和第三内部接触将12V的工作电 压施加到LED半导体主体上。最后可行的是，借助于第一外部接触和第二外部 接触将24V的工作电压施加到LED半导体主体上。应当注意的是，tti^i也将第 一内部接触在垂直方向上设置在第一外部接触的后面，而将第二内部接触在垂 直方向上设置在第一内部接触的后面并且将第三内部接触在垂直方向上设置在 第二内部接触的后面。特别,地，将第二外部接触在垂直方向上又设置在第 三内部接触的后面。此外还要指出，本专利技术显然不限定于所说明的电压值。更 确切地说，可以在有源层之间设置内部接触，使得LED半导体主体會,借助于 可用的常见电压源运行。根据第一变型方案，有源层串联。在此，有源层im地同向地设置，也就 是说，有源层的pn结形成pn-..,pn结构或者np-..,np结构。根据第二变型方案，LED半导体主体的两个有源层反并联连接。在这种情 况下，有源层也可以同向地设置，以便有源层的pn结形成pn-pn结构或者np-np 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ半导体主体（１），所述ＬＥＤ半导体主体（１）具有数量为至少两个的产生辐射的有源层（２、３），所述有源层（２、３）分别具有导通电压（Ｕ↓［ＬＥＤ］），其中所述有源层的数量匹配于工作电压（Ｕ↓［Ｂ］），使得在与所述有源层（２、３）串联的串联电阻（１０）上降落的电压（Ｕ↓［ｗ］）最多与在所述ＬＥＤ半导体主体（１）上降落的电压（Ｕ↓［Ｈ］）一样大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-9-28 102006046038.31.一种LED半导体主体(1)，所述LED半导体主体(1)具有数量为至少两个的产生辐射的有源层(2、3)，所述有源层(2、3)分别具有导通电压(ULED)，其中所述有源层的数量匹配于工作电压(UB)，使得在与所述有源层(2、3)串联的串联电阻(10)上降落的电压(Uw)最多与在所述LED半导体主体(1)上降落的电压(UH)一样大。2. 根据权利要求1所述的LED半导体主体(l)，其中，^j^述串联电阻(10) 上降落的电压(Uw)小于^^述LED半导体主体(1)中降落的最小导通电压 (Uled)。3. 根据权利要求1或2所述的LED半导体主体(1)，其中，所述有源层(2、 3)被整体集皿所述半导体主体(1)内。4. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体(1)，其中，所述有源层 (2、 3)在垂直方向上被相叠地设置。5. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体(1)，其中，所述有源层 (2、 3)产生相同波长的辐射。6. 根据权利要求l至4之一所述的LED半导体主体(1)，其中，所述有源 层(2、 3)产生不同波长的辐射。7. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体(1)，所述LED半导体 主体(1)与所述串联电阻(10)被集成到芯片内。8. 根据权利要求1至6之一所述的LED半导体主体(1)，所述LED半导 体主体(1)与所述串联电阻(10)被集成到壳体内。9. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体(l)，其中，分别在两个 有源层(2、 3)之间构造有隧道结(4)。10. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体，其中，所述LED半导 体主体(1)具有第一和第二外部接触(12、 9)以用于电连接。11. 根据权利要求10所述的LED半导体主体(1)，其中，借助于所述第一 和第二外部接触(12、 9)能够将第一工作电压(UB)施加到所述LED半导体 主体(1)上。12. 根据权利要求ll所述的LED半导体主体(1)，其中，所述LED半导体主体(1)具有内部接触(11)，所述内部接触被设置在两个有源层(2、 3) 之间。13. 根据权利要求12所述的LED半导体主体(1)，其中，借助于所述第一 或者第二外部接触(12、 9)和所述内部接触(11)會的刻每第二工作电压(Ub) 施加到所述LED半导体主体(1)上。14. 根据前述权利要求之一所述的LED半导体主体(1)，其中，所虹作 电压(Ub)是直流电压。15. 根据前述权利要粒一所述的LED半导体主体(1)，其中，所述工作 电压(Ub)为5V、 12V或者24V。16....

【专利技术属性】
技术研发人员：R温迪希，R沃思，S格罗特希，G博格纳，G柯克伯格，K斯特鲁贝尔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]