具有颜色转换材料的发光二极管排布制造技术

本发明专利技术提供一种发光二极管排布（１），其具有排布在基底（３）上的发光二极管芯片（２），和包围所述发光二极管芯片（２）的颜色转换材料（７），所述颜色转换材料被设置以将由所述发光二极管芯片（２）所发出的光的至少一部分转换为其他波长的光，所述颜色转换材料（７）被反射体（８）侧向包围，所述发光二极管芯片（２）到所述反射体（８）的侧向距离（ｘ）为最多０．５ｍｍ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的发光二极管排布，所述排布具有由颜色转换材料所包围的发光二极管芯片，所述颜色转换材料用于将由所述发光二极管芯片所发出的光的至少一部分转换为其他波长的光。
技术介绍
发光二极管领域，特别是所谓的“白光LED”领域，形成了本专利技术的背景。由于半导体发光元件通常发出特定波长的光，因此，尚未实现直接提供白光的半导体元件的产品。作为替代方案，半导体元件被设置而使其发射单一波长的光，例如，绿色、红色或蓝色的光。不过，为了可以形成白光，由现有技术公知的是，通过颜色转换而将蓝光LED的光转换为白光混合物。而后，通常被嵌置在基体中的荧光体围绕被称为LED模的半导体元件而排布。所述蓝光现在通过所述荧光体而被吸收在所述LED模的周围，并随后被转换为波长更长的光。荧光体的这种波长较长的光与发光二极管芯片的未被转换的蓝光相结合，于是产生白光混合物。不过，用于对围绕着所述LED模的颜色转换材料进行排布的从现有技术公知的各种形式，通常具有缺陷，即，从包围着所述LED芯片的颜色转换材料所形成的光并非均匀的白色，而是根据空间方向而具有不同的颜色，并且/或者在荧光层的表面处具有不同的着色。对发射的光进行准直和成像，例如采用透镜辅助，导致了颜色不均匀性的加剧。这些不均匀性的原因在于，颜色被转换的组分的增加正比于光通过荧光体/基体围绕物的路径。由于事实上通常被设置为立方体或长方体的发光二极管芯片同等处理沿着所有方向的光，因此，很难实现光的均匀转换。然而，现在致力于从不均匀发光区域实现均匀白光的成像光学系统而言，这导致了明显的缺点。由此，采用传统的光学系统，白光LED通常具有不均匀的白光发射，其中，白光发射的成像在中央为蓝色而在边缘为黄色。在由现有技术公知的各种排布中，试图将由发光二极管芯片发出的光尽可能均匀地转换为白光混合物。如图5-7中示出了两种公知的结构，它们将在下文中得到简要论述。图5和6中的第一种已知的发光二极管排布100首先具有排布在基底102上的发光二极管芯片101。基底102例如由热导绝缘层103组成，在热导绝缘层103上侧设置有具有电导体路径104的电导层，在电导体路径104上接着排布有LED模101。通过引导至发光二极管芯片101上侧的接线105，所述LED模实现了从电导体路径104至LED模侧部的电接触。为了对由发光二极管芯片101发出的光进行颜色转换，上述结构被半球形的封闭物所包围，所述封闭物被完全填充以颜色转换材料106。采用这种排布，意在通过穿过所述半球形封闭物的光线的长度大致均匀的路径，来获得均匀的表面颜色。由于所述封闭物相对于空气折射率n＝1的折射率跃变为n≈1.4-1.6，对应于图6的例示，光的形成提供了未经转换的蓝光和通过颜色转换材料106的荧光体而进行颜色转换的经颜色转换的光的本地均衡。据此，所形成的光混合物在其颜色方面被均匀化。不过，公知的结构要求，发光二极管芯片101本质上能够大致被认为是一个点，因此所述封闭物实际上必然大于发光二极管芯片101所处的发光区域。由此带来的缺点是，对于这种系统的成像而言，需要很大的透镜，这是因为，为了进行有效的光导向，发光表面相对透镜而言也应大致看作一个点。对于颜色转换而言，所述半球的可用的最小尺寸相应地大致为发光二极管芯片101的边沿长度的3至4倍，而同时透镜的尺寸应大致为发光表面的10至20倍。图6显示了用于白光LED的完整排布，其中，使用了包括球状转换器几何形状和透镜107的排布。由于为了进行光成像，仅仅可以使用有限的发射角度范围，因此，在半球转换器的情况下，由于发射光的特性，预期有较大的侧向光损失，即，特定部分的光不能通过透镜107成像。不过，如果不使用被设置为半球形式的光转换材料并且代之以具有恒定厚度的涂层，则所提供的排布如图7中所示。首先，公知的发光二极管120的这种第二变例，仍包括排布在基底122上的发光二极管芯片121，基底122包括绝缘层123和具有电导体路径124的层。如同在第一公知排布的情况那样，在此，仍通过引导至发光二极管芯片121的上侧接线125来实现接触。现在排布颜色转换材料126，而使其完全覆盖发光二极管芯片121的表面，并均匀地具有固定厚度。然后，射出颜色转换材料126的光线仍被透镜127准直。如果选择的涂层过薄，则LED芯片121的电极结构仍然可见，以小的发射角度(例如小于10°)的成像导致了入射光场中的非均匀成像。如果颜色转换材料126的层非常薄，则电极结构还可导致颜色不均匀。举例而言，如果芯片121的较大面积并不发光，就是这种情况。与此相反，如果所述层具有较大的层厚度，则存在着所述层的边沿发射为另一颜色的风险。不过，于是至少所述电极结构将不再可见，而还可避免由于不发光的电极结构较大而导致的颜色的不均匀性。采用这种公知排布，由侧部区域发出的光线因而仅可部分地用于成像。随着层厚度的增大，越来越多的光线发射通过所述侧部区域，由此，可使用的光的配额进一步减少。因此，这种已知的结构还具有与如下方面相关的缺点，即，可实现的均匀白光发射和通过光学系统对其成像的可能性。对于发光二极管排布而言，在图5-7中所示的各公知结构之间，存在许多中间情况的几何结构，不过，这些结构并未实现，这是因为，实际上，仅有图6所示的发光二极管排布的结构高度具有可接受的尺寸。产生白光而不使用颜色转换材料的可能性，在WO 02/50472A1中进行了描述。该公开描述了一种发光二极管排布，其中，不同颜色的多个发光二极管芯片被排布在漏斗形反射器的基底侧上。通过所述不同颜色发光二极管芯片的排布以及反射体的特定结构，实现了将各发光二极管芯片的光整体混合为白光。不过，这种公知结构与图5-7中所示的解决方案相比是非常复杂的，因为在图5-7所示的解决方案中可分别使用单独的发光二极管芯片。
技术实现思路
本专利技术相应地基于如下目的，即，对于实现发光二极管排布而指出一种可能性，其中，通过用于形成光混合的颜色转换材料转换由发光二极管芯片发射的光，而且，其中避免了所描述的现有技术相关的缺点。具体地，提供一种发射白光的表面，其能够通过传统的光学系统被均匀地成像而没有颜色偏差。上述目的通过具有权利要求1所述特征的发光二极管排布来实现。本专利技术的进一步的有利展开，则基于各从属权利要求。因此，提出一种发光二极管排布，其具有排布在一基底上的发光二极管芯片，和包围所述发光二极管芯片的颜色转换材料，所述材料被设置以将由所述发光二极管芯片所发出的光的至少一部分转换为其他波长的光。根据本专利技术，所述颜色转换材料被反射体侧向包围，从所述发光二极管芯片到所述反射体的距离最多为0.5mm。优选地，在所述发光二极管芯片与所述反射体之间的距离仅在0.1mm至0.2mm之间的范围内。因此，根据本专利技术，为了避免公知技术中的颜色的不均匀性，所述颜色转换材料被优选地为竖直排布的反射体侧向连结。虽然已知的是，通过反射体或反射元件来包围LED芯片，不过，在公知的情况中，在发光二极管芯片与反射体之间的距离显著大于根据本专利技术所提供的距离。对此的原因在于，在现有技术中，反射元件被专门提供以准直由已处于特定方向的发光二极管芯片所发射的光。不过，根据本专利技术的反射体的主要目的在于，优化穿过所述颜色转换材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管排布，包括：排布在一基底上的发光二极管芯片，和将所述发光二极管芯片侧向包围并覆盖于其上的颜色转换材料，所述颜色转换材料的构成将由所述发光二极管芯片所发出的光的至少一部分转换为其他波长的光，其特征在于，所述颜色转换材料被一反射体侧向包围，所述发光二极管芯片到所述反射体的横向距离最多为０．５ｍｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-11-3 102004053116.11.一种发光二极管排布，包括排布在一基底上的发光二极管芯片，和将所述发光二极管芯片侧向包围并覆盖于其上的颜色转换材料，所述颜色转换材料的构成将由所述发光二极管芯片所发出的光的至少一部分转换为其他波长的光，其特征在于，所述颜色转换材料被一反射体侧向包围，所述发光二极管芯片到所述反射体的横向距离最多为0.5mm。2.根据权利要求1所述的发光二极管排布，其特征在于，从所述发光二极管芯片(2)到所述反射体(8)的距离(x)在0.1mm至0.2mm之间的范围内。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管排布，其特征在于，所述反射体(8)遍及所述颜色转换材料(7)的整个高度而将其包围。4.根据前述任一权利要求所述的发光二极管排布，其特征在于，所述反射体(8)竖直定向。5.根据前述任一权利要求所述的发光二极管排布，其特征在于，覆盖所述发光二极管芯片(2)上侧的颜色转换材料(7)的厚度(h)至少为0.05mm。6.根据权利要求5所述的发光二极管排布，其特征在于，覆盖所述发光二极管芯片(2)上侧的颜色转换材料(7)的厚度(h)，比在所述发光二极管芯片(2)与所述反射体(8)之间的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得帕克勒，
申请(专利权)人：特里多尼克光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]