半导体发光装置和带有这种半导体发光装置的发光屏制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半导体发光装置，它包括至少一个在加载电压时能发光的半导体发光元件（２６，２８，１０１６，２０１６，３０１６）和一支承所述半导体发光元件的基体（１２，１０１４，２０１４，３０１４）。基体（１２，１０１４，２０１４，３０１４）对于由半导体发光元件（２６，２８，１０１６，２０１６，３０１６）发出的光是可透过的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述的半导体发光装置和带有这种半导体发光装置的发光屏(Leuchtpaneel)。
技术介绍
已知发光二极管(LED)-发光装置形式的半导体发光装置，其中包含pn结的半导体晶体由不透光的底板支承。半导体发光晶体向各个方向发射来自电子和空穴的重组的光线。因此在已知半导体发光装置中向后半空间发射的光线大部分或完全损失。
技术实现思路
通过本专利技术应该这样来改进按权利要求1前序部分所述的半导体发光装置，即，增大可用光的量。按照本专利技术这个目的通过具有在权利要求1中给出的特征的半导体发光装置来实现。在按本专利技术的半导体发光装置中，支承发光的半导体发光元件的基体对于由半导体发光元件产生的光是可透过的，因此向后发射的光没有损失而是可以利用的，其中在一些情况下设置在发光装置后面的镜子可以用来使向后发射的光同样到达前半空间。本专利技术有利的改进方案在从属权利要求中给出。在权利要求2中给出的用于支承半导体发光元件的基体的材料不仅是透光的而且在体积内是清澈的，因此基体不会导致光线散射。在权利要求3中给出的基体的特征是特别高的硬度和在大的波长范围内良好的透光度。这种基体还具有特别好的化学(腐蚀)耐抗性，因此可以在平版印刷方法中用作底板/基片(Unterlage)。在权利要求4中给出的基体的厚度特性在基体小的重量和低的成本方面是有利的。如果在半导体发光元件中采用如权利要求5中给出的三层结构作为光源，则输入发光元件内的电能以特别高的效率转化成光，并可以控制光谱。本专利技术按权利要求6至8的改进方案用来使半导体发光元件中产生高的发光量。在按权利要求9的发光装置中还可以将在半导体发光元件内部产生的光输送到使用部位。也可以通过位于半导体发光元件后面的镜将光线反射到前半空间。本专利技术按权利要求10的改进方案允许，也可以实现在空间上延展的发光元件，特别是还可实现平面形的发光装置。本专利技术按权利要求11的改进方案在高的亮度/光密度(Leuchtdichte)上是有利的。这里，对于半导体发光元件只是部分透光的或者是不透光的情况，利用按权利要求12的布置结构可得到高的亮度/光密度，其中对于两组半导体发光元件，向前和向后发出的光都得到利用。两组半导体发光元件设置在基体不同的侧面上，这在半导体发光元件良好的散热上也是有利的。在按权利要求13的发光元件中，使基体连同由它支承的半导体元件得到保护，而基本上不受外界的机械影响的作用。这里，本专利技术按权利要求14的改进方案在实现平面的发光装置方面也是有利的。本专利技术按权利要求15的改进方案在对半导体发光元件进行良好冷却的方面是有利的。这里按权利要求16，硅油证明特别适合作为透光的冷却液。其特征还有，在高温时也具有良好的化学耐抗性。在按权利要求17的发光装置中，外壳必要时与装灌在外壳和支承半导体发光元件的基体之间的冷却介质一起起使光线集束的透镜的作用。在权利要求18中给出的发光装置产生白光，尽管半导体发光元件发射紫外或兰光。权利要求19和20给出了使产生白光的磷光颗粒均匀地分布的优选可选方案。本专利技术按权利要求21的改进方案有这样的优点，即给一非常薄的平面形pn层分布地输送电流。这意味着，使半导体发光元件的亮度均匀化。本专利技术按权利要求22的改进方案在半导体发光元件大的等强度发光区域上是有利的。所述目的利用权利要求23中给定的接触导线线路布置可以特别好地实现。本专利技术按权利要求24的改进方案使得接触导线线路本身可以做得比较薄。这种薄的接触导线线路在输入电流时仅在唯一一个部位处导致半导体发光元件略微不均匀的亮度，因为接触导线线路具有一起重要作用的欧姆电阻。在按权利要求24的半导体发光元件中输入电流的分配通过基体与接触导线线路分开的输电导线线路进行，所述输电导线线路可以设计成具有较大的厚度，因此具有低得多的欧姆电阻。按权利要求25的发光元件中也利用半导体元件朝基体发出的光。在权利要求26中给出的基体材料特征是高的硬度和在大的波长范围内良好的透光度。这种基体材料也有好的化学耐抗性，因此也可以用作平版印刷法中的底板。在权利要求27中给出的基体厚度特性一方面在小的重量，另一方面在好的机械稳定性方面是有利的。在按权利要求28的发光装置中，基体同时用作将后半空间发射的光向前半空间反射的反射器。本专利技术按权利要求29的改进方案允许，将基体导线线路(Leiterbahn)不加中间层直接安装在同时也是反射器的基体上。在权利要求30中所述的用于基体的材料在纯度、化学耐抗性和良好的热性能方面是有利。对于某些应用场合具有等量地向前和向后发射光线的标准发光装置是有利的。按权利要求31可以这样地改进这种发光装置，使得对于与标准情况不同的应用场合由半导体发光元件发射的全部光线都向前发射。本专利技术按权利要求32的改进方案在反向件的高效率方面是有利的。发射光线的半导体发光元件是机械方面敏感的结构，用本专利技术按权利要求33的改进方案可实现对发光装置良好的保护，防止受到损坏。本专利技术按权利要求34至36的改进方案允许，发光装置以在几百伏至几千伏范围内的高工作电压运行。这对于应该检查高压的存在的应用场合是有利的。在按权利要求34至36之一的发光装置中，对于这种应用目的不需要分压器。专利技术按权利要求37的改进方案在以高效率产生白光方面同样是有利的。在权利要求38中给出的发光装置可以直接用高压电源运行。通过按权利要求39的改进方案可改善发光元件的机械稳定性。通常半导体发光元件由一EPI-晶片，即半导体单晶切割而成的晶片制成。为此半导体发光元件借助于本身已知的照相平版印刷和/或干蚀刻法由EPI晶片制成。这里载体基质通常由晶片材料本身构成，这种晶片材料又支承构成的半导体发光元件。因此晶片必须切割成有足够的厚度，从而使制造完成的半导体发光元件具有足够的机械稳定性和强度。但是足够的机械承载能力已经受到晶片本身脆性的限制。此外，在制作完成的半导体发光元件中，为了形成半导体发光元件，用作载体基质的晶片材料会丢失。但是半导体发光元件也可以由一与晶片基质不同的材料组成的基体支承，在这种情况下通过基体也可保证发光元件的稳定性。按权利要求39的发光装置的实施形式提供了这样的可能性，即如果基体由晶片材料构成，则必须采用较少的晶片材料作为基体。即由晶片材料组成的基体可以做得比在已知的半导体发光元件中薄。由此节省晶片材料并总体上降低制造成本。可以通过相应地选择基体材料来实现发光元件所需要的机械稳定性和承载能力。这里，按权利要求40的结构是有利的。在采用这种玻璃时，其成分大致相当于在权利要求41中给定的成分的玻璃材料被证实是有利的。这种市场上常见的玻璃材料具有良好的机械性能，此外对温度波动和其它外界影响基本上不敏感。此外所述玻璃材料在较大的波长范围内是透明的。通过按权利要求42或43的实施形式，也可降低发光元件的制造成本，因为只须采用较少的作为基体的晶片材料。通常，希望的发光装置主发射方向是与基体相反的方向，其中半导体发光元件通常向基本上所有的空间方向发射光线。为了提高发光元件的发光量，按权利要求44的实施形式是有利的。即如果半导体发光元件在加载电压的情况下发射穿过透明基体的光线，则所述光线被反射层向希望的发光装置的主发射方向反射，并附加地对发光元件的发光量有所贡献。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体发光装置，具有至少一个在加载电压时发光的半导体发光元件（２６，２８，１０１６，２０１６，３０１６）和支承所述半导体发光元件的基体（１２，１０１４，２０１４，３０１４），其特征为：对于由半导体发光元件（２６，２８，１０１６，２０１６，３０１６）产生的光，基体（１２，１０１４，２０１４，３０１４）是可透过的。

【技术特征摘要】
DE 2006-4-4 102006015606.4;DE 2006-9-5 102006042061.半导体发光装置，具有至少一个在加载电压时发光的半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)和支承所述半导体发光元件的基体(12，1014，2014，3014)，其特征为对于由半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)产生的光，基体(12，1014，2014，3014)是可透过的。2.按权利要求1的发光装置，其特征为基体(12，1014，2014，3014)包括玻璃材料或晶体材料。3.按权利要求2的发光装置，其特征为所述玻璃材料或晶体材料是Al2O3材料。4.按权利要求1至3之任一项的发光装置，其特征为基体(12，1014，2014，3014)具有约0.1mm至1mm的厚度，尤其是约0.1mm至约0.5mm，更优选为约0.2mm至0.4mm。5.按权利要求1至4之任一项的发光装置，其特征为至少一个发光元件(26，28，1016，2016，3016)是三层结构的，其中第一层(30，1018，2018，3018)是半导体层，第二层(32，1020，2020，3020)是MQW层，第三层(34，1022，2022，3022)是半导体层。6.按权利要求5的发光装置，其特征为至少一个半导体层包括III-V材料。7.按权利要求6的发光装置，其特征为所述半导体层中的一个由GaN形成。8.按权利要求6或7的发光装置，其特征为所述半导体层中的一个由InGaN形成。9.按权利要求1至8之任一项的发光装置，其特征为所述半导体发光元件(26，28)是透明的。10.按权利要求1至9之任一项的发光装置，其特征为多个半导体发光元件(26，28)通过棋盘式布置的电极(14，36)接通。11.按权利要求1至10之任一项的发光装置，其特征为基体(12)在两侧支承半导体发光元件(26，28)。12.按权利要求11的发光装置，其特征为设置在基体(12)两侧上的半导体发光元件(26，28)的组相互错开。13.按权利要求1至12之任一项的发光装置，其特征为设有由半导体发光元件(26，28)产生的光可透过的壳体(56)，基体(12)由该壳体支承。14.按权利要求13的发光装置，其特征为所述壳体(56)包围多个基体(12)。15.按权利要求13或14的发光装置，其特征为所述壳体(56)的内部包含透明液体。16.按权利要求15的发光装置，其特征为所述透明液体是硅油。17.按权利要求13至16之任一项的发光装置，其特征为所述壳体(56)特别是旋转对称地具有至少一个拱起的边界面。18.按权利要求13至17之任一项的发光装置，其特征为半导体发光元件(26，28)发射紫外光或蓝光，在壳体的内部分布有磷颗粒，所述磷颗粒这样发出蓝光、黄光和红光，以使发光装置发出白光。19.按权利要求18的发光装置，其特征为将所述磷颗粒施加在基体(12)和/或半导体发光元件(26，28)上和/或施加在壳体(56)内表面或外表面上。20.按权利要求18或19的发光装置，其特征为所述磷颗粒分布在液体(54)或透明的固体嵌入材料中，所述液体/嵌入材料包围支承半导体发光元件(26，28)的基体(12)。21.按权利要求1至20之任一项的发光装置，其特征为半导体发光元件(26，28)支承扩展的接触导线线路(14，36)。22.按权利要求21的发光装置，其特征为两条接触导线线路(14，36)设置成使两条接触导线线路(14，36)分别相对的段(16，22，24，44，46)彼此具有基本上相等的距离。23.按权利要求22的发光装置，其特征为所述接触导线线路(14，36)的段(16，22，24，44，46)梳状地相互接合。24.按权利要求21至23之任一项的发光装置，其特征为所述接触导线线路(14，36)分别通过多个电连接部位(n1至n7，p1至p6)与一基板(84)的供电导线线路(86，88)连接。25.按权利要求24的发光装置，其特征为所述基板(84)包含玻璃材料或晶体材料。26.按权利要求25的发光装置，其特征为所述玻璃材料或晶体材料是Al2O3材料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：G迪亚曼蒂迪斯，
申请(专利权)人：诺克特龙控股有限公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]