發(fā)光二極管模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種發(fā)光二級管模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]要實(shí)現(xiàn)的目的在于:提出一種發(fā)光二極管模塊，所述發(fā)光二極管模塊在接通之后顯示出所發(fā)射的射束的色坐標(biāo)的小的變化。
[0003]該目的還通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的發(fā)光二極管模塊來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)形式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0004]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，模塊是發(fā)光二極管模塊。這表示:通過光電子半導(dǎo)體、如發(fā)光二極管產(chǎn)生主要部分或整個(gè)在模塊中產(chǎn)生的射束。發(fā)光二極管優(yōu)選基于無機(jī)半導(dǎo)體材料。可行的是，發(fā)光二極管模塊具有其他的不設(shè)置用于產(chǎn)生射束的半導(dǎo)體芯片。這種半導(dǎo)體芯片能夠用于保護(hù)免受靜電放電或者也用于激發(fā)發(fā)光二級管模塊的各個(gè)產(chǎn)生射束的部件。
[0005]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊包括至少一個(gè)第一發(fā)光二級管芯片。第一發(fā)光二級管芯片設(shè)置用于產(chǎn)生藍(lán)色光譜范圍中的射束。由第一發(fā)光二極管芯片在運(yùn)行中產(chǎn)生的射束具有第一主波長。主波長，英文是peak wavelength (主波長)，是產(chǎn)生其中最大強(qiáng)度的波長。
[0006]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管芯片。至少一個(gè)第二發(fā)光二極管芯片設(shè)置用于產(chǎn)生具有第二主波長的藍(lán)色光譜范圍中的射束。第一和第二主波長能夠是相同的或彼此不同的。
[0007]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊包含一個(gè)或多個(gè)第三發(fā)光二極管芯片。至少一個(gè)第三發(fā)光二極管芯片設(shè)置用于在運(yùn)行中產(chǎn)生紅色光譜范圍中的射束。由第三發(fā)光二極管芯片因此發(fā)射第三主波長的射束。
[0008]發(fā)光二極管芯片分別具有帶有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列。優(yōu)選地，發(fā)光二極管芯片分別為單獨(dú)的、非單片集成的半導(dǎo)體本體。相應(yīng)的半導(dǎo)體本體的有源層優(yōu)選能夠彼此獨(dú)立地進(jìn)行通電。關(guān)于第一和第二發(fā)光二極管芯片也可行的是，所述發(fā)光二極管芯片具有共同的半導(dǎo)體本體，然而其中有源區(qū)不在第一和第二發(fā)光二極管芯片之上連續(xù)地延伸。
[0009]半導(dǎo)體層序列優(yōu)選基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料例如是氮化物化合物半導(dǎo)體材料如AlnIn1IniGaniN或是磷化物化合物半導(dǎo)體材料AlnIn1IniGaniP如或者也為砷化物化合物半導(dǎo)體材料如Aljr^t?，其中分別有O彡η彡1，0彡m彡I并且n+m彡I。在此，半導(dǎo)體層序列能夠具有摻雜物以及附加的組成部分。然而，為了簡單性僅說明半導(dǎo)體層序列的晶格的主要組成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使這些主要組成部分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)替代和/或補(bǔ)充時(shí)也如此。優(yōu)選地，第一和第二發(fā)光二極管芯片基于AlInGaN并且第三半導(dǎo)體芯片基于AlInGaP。
[0010]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊包含第一焚光材料或第一焚光材料混合物。第一熒光材料設(shè)置在第一發(fā)光二極管芯片下游。這表示:由第一發(fā)光二極管芯片發(fā)射的整個(gè)射束或主要部分到達(dá)至第一熒光材料。第一熒光材料能夠直接或間接地施加在第一發(fā)光二極管芯片上。
[0011]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊包含第二熒光材料或第二熒光材料混合物。第二熒光材料能夠直接或間接地施加在第二發(fā)光二極管芯片上，并且沿著主放射方向設(shè)置在第二發(fā)光二極管芯片下游。
[0012]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)光二極管模塊設(shè)置用于放射白光。白光例如表示:由發(fā)光二極管模塊發(fā)射的總射束的色坐標(biāo)在CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表中具有距黑體曲線、也稱作為普朗克曲線的最高0.03單位或最高0.015單位的間距。優(yōu)選地，相關(guān)色溫、英文為CorrelatedColor Temperature (相關(guān)色溫)，簡稱為CCT位于2400K和7000K之間，其中包括邊界值。
[0013]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，第一發(fā)光二級芯片連同第一焚光材料發(fā)射第一混合射束。同樣，第二發(fā)光二級管芯片連同第二熒光材料發(fā)射第二混合射束。優(yōu)選地，色坐標(biāo)，英文為Color Locus或者Chromaticity Coordiante (色坐標(biāo))，在CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表中位于普朗克曲線之上。特別地，混合射束為白色綠色光，英文稱作為Mint (薄荷色)?；旌仙涫纳鴺?biāo)的Cx坐標(biāo)優(yōu)選為至少0.15并且Cy坐標(biāo)優(yōu)選為至少0.25。
[0014]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，第一熒光材料具有第一吸收最大值。第一吸收最大值位于大于由第一發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的射束的第一主波長的波長中。可行的是，第一熒光材料在第一主波長中的吸收朝更大的波長上升。
[0015]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，第二熒光材料具有第二吸收最大值。第二吸收最大值優(yōu)選與第一吸收最大值不同。第二吸收最大值位于小于第二主波長的波長中。第二主波長能夠降低熒光材料在朝更大波長方向上的吸收。在第一和/或第二主波長的范圍中，第一熒光材料和第二熒光材料關(guān)于吸收的變化方面具有帶有不同符號的上升。不排除吸收最大值處于與第二主波長相比顯著更短的波長中。因此，第二吸收最大值也處于紫外光譜范圍中。
[0016]在至少一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)光二級管模塊包括:至少一個(gè)第一發(fā)光二級管芯片，其設(shè)置用于產(chǎn)生具有第一主波長的藍(lán)色光譜范圍中的射束；和至少一個(gè)第二發(fā)光二級管芯片，其設(shè)置用于產(chǎn)生具有第二主波長的藍(lán)色光譜范圍中的射束。至少一個(gè)第三發(fā)光二級管芯片設(shè)置用于產(chǎn)生具有第三主波長的紅色光譜范圍中的射束。第一熒光材料設(shè)置在第一發(fā)光二級管芯片的下游并且第二熒光材料設(shè)置在第二發(fā)光二級管芯片的下游。發(fā)光二級管模塊設(shè)置用于放射白光。第一發(fā)光二級管芯片連同第一熒光材料發(fā)射第一混合射束并且第二發(fā)光二級管芯片連同第二熒光材料發(fā)射第二混合射束。第一熒光材料在大于第一主波長的波長中具有第一吸收最大值。第二熒光材料的第二吸收最大值處于小于第二主波長的波長中。
[0017]首先，在帶有應(yīng)具有高的色彩還原度、簡稱RA的發(fā)光二極管、簡稱LED的光源中使用由藍(lán)色光譜范圍中發(fā)射的InGaN發(fā)光二極管芯片和由紅色光譜范圍中發(fā)射的InGaAlP發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的組合?；诓煌牧系陌l(fā)光二極管芯片具有效率的不同的溫度曲線。如果在接通發(fā)光二極管模塊之后發(fā)光二極管芯片的溫度改變值達(dá)到靜態(tài)的運(yùn)行溫度，那么這引起由發(fā)光二極管芯片發(fā)射的總射束的色坐標(biāo)的相對強(qiáng)的偏移。
[0018]總色坐標(biāo)的這種偏移例如在最少五分鐘或最少十分鐘和/或最高60分鐘或最高30分鐘或最高20分鐘的時(shí)間刻度上進(jìn)行。在接通之后的這種偏移尤其在普通照明中或在部分僅具有短的平均接通持續(xù)時(shí)間的顯示裝置照明中是不期望的。在安全相關(guān)的應(yīng)用中、例如在機(jī)動(dòng)車的前照燈中，同樣部分無法容忍這種色坐標(biāo)偏移。
[0019]避免具有溫度特性曲線的色坐標(biāo)偏移的可行性是電子校正器。由此，經(jīng)由傳感器測量溫度并且然后經(jīng)由控制單元以電子的方式進(jìn)行再調(diào)節(jié)。然而所述再調(diào)節(jié)技術(shù)上是相對耗費(fèi)的并且與相對高的成本關(guān)聯(lián)。因?yàn)榘l(fā)光二極管芯片還進(jìn)在特定的電流范圍中具有高的效率，所以能夠降低成本效率比。
[0020]通過主波長和熒光材料的所提出的選擇，能夠在效率高的情況下且在色彩還原度高的情況下實(shí)現(xiàn)與溫度相關(guān)的小的色坐標(biāo)偏移。
[0021]發(fā)光二極管模塊具有帶有藍(lán)色光譜范圍中的不同的吸收特性的兩種不同的熒光材料。如果第一發(fā)光二極管芯片的溫度提高并且其主波長朝更大的波長移動(dòng)，那么第一發(fā)光二極管芯片的在第一熒光材料中吸收的且轉(zhuǎn)換的射束下降。此外，第二發(fā)光二極管芯片的上升的射束部分在第二熒光材料中吸收。這尤其引起:由發(fā)光二極管模塊發(fā)射的總射束的色坐標(biāo)在溫度變化的情況下不偏移或不那么強(qiáng)烈地偏移。
[0022]在具有僅一種尤其基于如YAG:Ce石榴石的熒光材料的常規(guī)的轉(zhuǎn)換裝置中，隨著溫度上升，發(fā)射波長朝更短波長偏移。因?yàn)?，紅色光譜范圍中發(fā)射的第三發(fā)光二極管芯片的發(fā)射隨著溫度上升也朝更長波長偏移，所以在整個(gè)由發(fā)光二極管模塊發(fā)射的射束光譜構(gòu)成間隙。發(fā)射光譜中的該間隙引起在發(fā)光二極管以及熒光材料的溫度上升時(shí)，色彩還原度下降。然而與溫度相關(guān)的色彩還原度在多種應(yīng)用中是不期望的。通過發(fā)光二極管模塊具有兩種熒光材料，在溫度朝靜態(tài)的運(yùn)行溫度升高的情況下能夠避免這種光譜間隙并且能夠?qū)崿F(xiàn)與溫度相關(guān)的色彩還原度。
[0023]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，第一焚光材料具有至少570nm或至少572nm或至少574nm的主要發(fā)射波長。第二熒光材料的主要發(fā)射波長替選地或附加地處于最高570nm或最高566nm或最高562nm。在