具有补偿转换元件的发光二极管和相应的转换元件制造技术

技术编号:7571829 阅读:212 留言:0更新日期:2012-07-15 05:09
提出一种发光二极管,其具有发光二极管芯片(1),其在工作时发射蓝光光谱范围中的初级辐射,以及转换元件(34),其吸收初级辐射的一部分并且再发射次级辐射,其中:转换元件(34)包括第一发光材料(3)和第二发光材料(4);第一发光材料(3)在吸收波长范围(Δλab)中具有随着波长增加而减小的吸收率;并且第二发光材料(4)在同一吸收波长范围(Δλab)中具有随着波长增加而增大的吸收率;初级辐射包括在所述吸收波长范围(Δλab)中的波长;并且发光二极管发射初级辐射和次级辐射发射组成的白色混合光,所述白色混合光具有至少4000K的色温。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有补偿转换元件的发光二极管和相应的转换元件提出了一种发光二极管。此外,提出用于发光二极管的转换元件。文献WO 2008/020913A2描述了一种用于产生暖白色混合光的转换元件。待实现的目的是提供一种产生电磁辐射的发光二极管,所述电磁辐射的色度坐标对于发光二极管的工作电流和/或工作温度的波动是特别不敏感的。特别是该发光二极管将适合于产生冷白光。根据发光二极管的至少一个实施形式,发光二极管包括发光二极管芯片。例如,发光二级管芯片具有由无机半导体材料制成的半导体本体。半导体本体包括设置用于产生电磁辐射的一个或多个有源区。发光二极管芯片在工作中优选发射紫外辐射和/或蓝光光谱范围中的初级辐射。这就是说,在发光二极管芯片工作时,从发光二极管芯片发射紫外辐射和/或蓝光,在此所述从发光二极管芯片发射的电磁辐射是发光二极管的初级辐射。根据发光二极管的至少一个实施形式,发光二极管包括转换元件。转换元件设置为吸收发光二极管芯片的初级辐射的至少一部分。这就是说,在发光二极管工作时,从发光二极管芯片发射初级辐射,初级辐射的至少一部分到达转换元件,其又由转换元件部分吸收。转换元件通过吸收的初级辐射被激励,以再发射次级辐射。这就是说,当发光二极管工作时,转换元件再发射次级辐射。在此优选,次级辐射具有比初级辐射的波长大的波长。根据发光二极管的至少一个实施形式,转换元件包括第一发光材料和第二发光材料。这就是说,转换元件不是以适于吸收和再发射电磁辐射的单个发光材料来形成,而是以两种不同的发光材料来形成。在此,转换元件也可以以多于两种发光材料形成,重要的只是转换元件至少以第一发光材料和第二发光材料来形成。根据发光二极管的至少一个实施形式,转换元件具有吸收波长范围。在吸收波长范围中的电磁辐射由转换元件吸收。所吸收的辐射可以激励转换元件来再发射次级辐射。 在此,吸收波长范围不必是发光材料可以吸收初级辐射和再发射次级辐射的整个波长范围,而可以是所述波长范围的一部分。根据发光二极管的至少一个实施形式,转换元件的第一发光材料在吸收波长范围中具有随着波长增加而减小的吸收率。这就是说,在吸收波长范围内,第一发光材料具有较大的吸收率和较小的吸收率,其中第一发光材料在波长较大的情况下具有比所述较大的吸收率小的吸收率。例如,在吸收波长范围中,第一发光材料的吸收率随着波长增大而连续下降。根据发光二极管的至少一个实施形式,第二发光材料在相同的吸收波长范围中具有随着波长增加而增大的吸收率。这就是说,在吸收波长范围内,第二发光材料具有较大的吸收率和较小的吸收率,其中第二发光材料在波长较小时具有比所述较大的吸收率小的吸收率。例如,在吸收波长范围中,第二发光材料的吸收率随着波长增大连续上升。换言之,两种发光材料的吸收特性在吸收波长范围中相反。随着波长的增加,第一发光材料的吸收率减小,而第二发光材料的吸收率增大。于是,吸收波长范围至少通过符合该结论的波长范围的一部分形成。根据发光二极管的至少一个实施形式,初级辐射包括在所述吸收波长范围中的波长。这就是说,初级辐射包括在第一和第二发光材料的吸收特性反向所处的波长范围中的波长。根据发光二极管的至少一个实施形式,发光二极管发射由初级辐射和次级辐射组成的白色混合光。在此,混合光具有至少4000K的色温。例如,色温最高为7000K。这就是说,白色混合光是冷白光。根据发光二极管的至少一个实施形式,发光二级光包括在发光二极管工作时发射蓝光光谱范围中的初级辐射的发光二级光芯片,初级辐射在蓝光的光谱范围中发射。此外, 发光二极管包括吸收初级辐射的一部分并且再发射次级辐射转换元件。在此,转换元件包括第一发光材料和第二发光材料。在吸收波长范围中,第一发光材料包括随着波长增加而减小的吸收率,并且第二发光材料在相同的波长范围中具有随着波长增加而增大的吸收率。在此,初级辐射包括在所述吸收波长范围中的波长,并且发光二极管发射由初级辐射和次级辐射组成的白色混合光,所述白色混合光具有至少4000K的色温。此外,提出了一种用于发光二极管的转换元件。在此描述的转换元件适合与发光二极管芯片一起使用。例如,转换元件适于在此描述的发光二极管。这就是说,所有的对于转换元件公开的特征也对于在此描述的发光二极管公开,反之亦然。转换元件设置为吸收初级辐射并且发射次级辐射。优选,次级辐射包括比初级辐射大的波长。根据转换元件的至少一个实施形式,转换元件包括第一发光材料和第二发光材料,其中在吸收波长范围中第一发光材料具有随着波长增加而减小的吸收率,并且在相同的吸收波长范围中第二发光材料具有随着波长增加而增大的吸收率。根据转换元件的至少一个实施形式,第一和第二发光材料的最大发射强度的波长相差最高20nm。换言之,第一发光材料和第二发光材料具有最大发射强度的不同波长。然而,最大发射强度的波长的差在此最高为20nm。优选,差最高为lOnm、特别优选最高7nm。换言之,两种发光材料发射相同色彩的光,其中两种发光材料的发射率的最大值可以略微相对于彼此偏移。下面的实施形式不仅涉及发光二极管,而且也涉及转换元件。根据至少一个实施形式,从转换元件发射的次级辐射位于黄光光谱范围中。这就是说特别是,转换元件的两种发光材料发射的电磁辐射在黄光的光谱范围中,其中最大发射强度的波长如上面描述的可以彼此偏移。根据至少一个实施形式,第二发光材料的最大发射强度的波长比第一发光材料大。这就是说,第二发光材料在比如下波长大的波长处具有其最大发射率,在所述波长处第二发光材料具有其最大发射率。根据发光二极管的至少一个实施形式,第一发光材料基于作为发光中心的铕,并且第二发光材料基于作为发光中心的铈。优选地,基于作为发光中心的铈的第二发光材料具有如下最大发射强度的波长,所述波长稍大于基于作为发光中心的Eu的第一发光材料的最大发射强度的波长。根据至少一个实施形式,初级辐射、就是说从发光二极管芯片发射的电磁辐射的发射强度的最大值在最低440nm和最高470nm之间、优选在445nm和460nm之间。在此,初级辐射的波长范围优选形成如下吸收波长范围,在所述吸收波长范围中,第一发光材料具有随着波长增加而减小的吸收率的并且第二发光材料具有随着波长增加而增大的吸收率。根据发光二极管的至少一个实施形式,在吸收波长范围中,这就是说特别是在至少440nm至最高470nm的波长范围中,转换元件的吸收率下降最高35%。在此,转换元件的吸收率是转换器件的发光材料的合计吸收率。根据发光二极管的至少一个实施形式,第一发光材料和第二发光材料基于作为发光中心的铈,其中发光材料之一的吸收波长范围通过发光材料主晶格结构的变化而相对于另一发光材料偏移。因此,在总和中得到比单发光材料宽的吸收带。示例为含镓的系统 YAG:Ce 和 Y(Ga,Al)GCe。根据发光二极管的至少一个实施形式,转换元件中的第一发光材料与转换元件中的第二发光材料的重量比在最少0. 6和最高1. 5之间。例如,第一发光材料与第二发光材料的如下重量比特别优选2 3,7 8,1 1,8 7,3 2。借助第一发光材料与第二发光材料的这种重量比而可能的是,实现其中转换元件的吸收波长范围中的吸收率几乎恒定、这就是说例如几乎不下降的转换元件。因此,具有这样的转换元件的发光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:多米尼克·艾泽特
申请(专利权)人:欧司朗光电半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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