專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及ー種照明裝置。
背景技術(shù)：
該專利申請要求德國專利申請102010006135. 2和102010018260. 5的優(yōu)先權(quán)，其
公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。由出版物US 7,217,956 B2已知ー種照明裝置
發(fā)明內(nèi)容

本公開的任務(wù)是說明ー種照明裝置，其在令人滿意地均勻的亮度分布情況下沒有用于散熱的耗費的措施也行。該任務(wù)通過按照專利權(quán)利要求I的照明裝置解決。照明裝置的有利的擴展方案和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中說明。專利權(quán)利要求的公開內(nèi)容在此通過引用明確地被連同地結(jié)合在說明書中。說明了ー種照明裝置。照明裝置例如是面光源。照明裝置可以被構(gòu)造用于普通照明。代替地，該照明裝置例如可以是尤其是無框架的背光裝置，例如用于IXD (LiquidCrystal Display,液晶顯示器)。該照明裝置具有多個發(fā)光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片被構(gòu)造用于發(fā)射光，尤其是紫外光、可見光和/或紅外光，并且用于發(fā)射損耗熱。在此，尤其是僅僅希望發(fā)射光。因此在照明裝置運行中，發(fā)光二極管芯片尤其是發(fā)射光并且發(fā)出損耗熱。發(fā)光二極管芯片在以陣列設(shè)計的情況下例如被設(shè)置在設(shè)想的六角形、矩形或正方形柵格的柵格點處。發(fā)光二極管可以發(fā)射具有相同的主波長的所有光。代替地，照明裝置可以具有多種類別的具有彼此不同的主波長的發(fā)光二極管芯片，所述發(fā)光二極管芯片尤其以規(guī)則或不規(guī)則的樣式以陣列設(shè)置。發(fā)光二極管芯片優(yōu)選具有無機半導(dǎo)體層序列，其被構(gòu)造用于產(chǎn)生光。也可以設(shè)想，發(fā)光二極管芯片包含有機層序列用于產(chǎn)生輻射，從而它們是0LED。代替發(fā)光二極管芯片，原則上也可以使用激光二極管芯片。按照至少ー個方面，照明裝置具有正面載體和背面載體。背面載體在照明裝置的正面的俯視圖中至少局部地被正面載體覆蓋。在一個改進(jìn)方案中，正面載體和/或背面載體分別是尤其基本上平面平行的板或膜，其例如可以配備有用于影響光輸出耦合和/或電連接層(例如印制導(dǎo)線)的結(jié)構(gòu)化。正面和背面載體在一個改進(jìn)方案中被實施為柔韌的。照明裝置尤其是在該情況下是柔韌的。發(fā)光二極管芯片被設(shè)置在背面載體和正面載體之間，并且由所述背面載體和正面載體尤其是機械地鎖定。通過這種方式，正面載體和優(yōu)選還有背面載體尤其是導(dǎo)熱地耦合到發(fā)光二極管芯片上。發(fā)光二極管芯片例如被焊接或粘接在背面載體上。在此，發(fā)光二極管芯片優(yōu)選不嵌入單個器件殼體中，而是作為無殼體的芯片被安裝在背面載體處。
利用正面載體例如可以構(gòu)造發(fā)光二極管芯片的基于摩擦的鎖定(Arretierung)。在一個擴展方案中，在正面載體和背面載體之間局部地設(shè)置增附材料，借助該增附材料在載體之間實現(xiàn)張應(yīng)力。增附材料例如包含粘合剤，該粘合劑被構(gòu)造用于在硬化時收縮并且由此引起張應(yīng)力。發(fā)光二極管芯片例如借助張應(yīng)カ被夾緊在正面和背面載體之間，使得尤其是正面載體被壓向發(fā)光二極管芯片。優(yōu)選地，發(fā)光二極管芯片借助背面和/或正面載體電接觸。例如所述發(fā)光二極管芯片被焊接至背面載體的電印制導(dǎo)線上或者借助導(dǎo)電粘接劑被粘接。代替或者附加于在背面與背面載體的印制導(dǎo)線接觸，發(fā)光二極管芯片可以分別具有正面接觸層，該正面接觸層與正面載體的電連接層導(dǎo)電連接。例如，正面接觸層和電連接層直接相互鄰接，尤其是無設(shè)置在其間的焊接或粘合劑層。這些正面接觸層尤其是可透光地并且優(yōu)選整面地被施加在相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片的產(chǎn)生光的半導(dǎo)體層序列上。電連接層優(yōu)選至少在其與發(fā)光二極管芯片重疊的部位處是可透光的。在一種擴展方案中，接觸層和/或正面載體的電連接層的可透光的部位具有透明的導(dǎo)電氧化物，如ITO (indium tin oxide,銦錫氧化物)和/或ZnO,尤其是用Al和/或Ga摻雜的ZnO。 在一個改進(jìn)方案中，背面載體具有至少ー個印制導(dǎo)線，其被設(shè)置用于在正面電接觸發(fā)光二極管芯片的至少之一。此外，在該改進(jìn)方案中，至少ー個電橋接元件(例如金屬塊或硅塊)被設(shè)置在正面載體和背面載體之間，其中金屬塊或硅塊優(yōu)選地被摻雜為，使得其是導(dǎo)電的。該電橋接元件在背面載體的印制導(dǎo)線和正面載體的電連接層之間建立電接觸。發(fā)光二極管芯片和該至少ー個電橋接元件優(yōu)選大致具有相同的高度。通過這種方式，該橋接元件以與發(fā)光二極管芯片同樣的方式可以利用載體鎖定。借助這樣的電橋接元件可以特別簡單地實現(xiàn)發(fā)光二極管芯片的串聯(lián)電路、并聯(lián)電路或者串聯(lián)和并聯(lián)電路的組合。按照至少ー個方面，該照明裝置具有光輸出耦合面。該光輸出耦合面被構(gòu)造用于從照明裝置輸出耦合在照明裝置運行中發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的光。合乎目的的是，光輸出耦合面被發(fā)光二極管芯片照明。尤其是，所述光輸出耦合面在照明裝置的正面的俯視圖中覆蓋發(fā)光二極管芯片。優(yōu)選地，正面載體具有光輸出耦合面。合乎目的的是，正面載體在該情況下至少局部地是可透光的、也即是半透明的或透明的。背面載體同樣可以至少局部地是可透光的。按照至少ー個方面，光輸出I禹合面被構(gòu)造用于向環(huán)境發(fā)出由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱的至少一部分。尤其是，光輸出耦合面是照明裝置的外面，優(yōu)選是正面載體的背離發(fā)光二極管的外面。光輸出耦合面優(yōu)選鄰接氣體狀的介質(zhì)、尤其是空氣。按照至少ー個方面，每個發(fā)光二極管芯片在照明裝置運行中被設(shè)置用于以IOOmW或者更少的電額定功率控制。在一個擴展方案中，每個發(fā)光二極管芯片的電額定功率為5mW或更多，優(yōu)選為20mW或者更多并且尤其為40mW或者更多。優(yōu)選地，發(fā)光二極管芯片具有100 lm/W或者更多的光效率。具有這樣的光效率的發(fā)光二極管芯片原則上是技術(shù)人員已知的并且因此在這里不進(jìn)一歩闡述。光效率的上限在物理上通過最大可能的效率來限制并且例如為350 lm/W。按照至少ー個方面，發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸具有為300 U m或者更少、優(yōu)選為lOOym或更少的值。例如為如下發(fā)光二極管芯片所述發(fā)光二極管芯片在正面的俯視圖中具有邊長為300 u m或更少、優(yōu)選為200 u m或更少、例如為100 u m或更少的矩形或正方形輪廓。在一個改進(jìn)方案中，橫向尺寸具有為20 pm或更多、尤其是50 pm或更多的值。以這樣的橫向尺寸，發(fā)光二極管芯片可特別成本低地制造IOOmW或更少的功率。發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸在此尤其是發(fā)光二極管芯片的邊長。如果發(fā)光二極管芯片例如包含在芯片載體襯底上的產(chǎn)生光的外 延半導(dǎo)體層序列，則在本上下文中尤其將產(chǎn)生光的外延半導(dǎo)體層序列的橫向尺寸視為“發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸”。芯片載體襯底的橫向尺寸(例如為了簡化安裝)可以明顯大于產(chǎn)生光的外延半導(dǎo)體層序列的橫向尺寸。根據(jù)至少ー個方面，在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇得如此大，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片的情況下由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的陣列關(guān)于其基面具有小于或等于450 W/m2、在一種改進(jìn)方案中小于或等于300 ff/m2的電功率消耗。陣列的基面在此尤其是背面載體的由陣列、也即由陣列的發(fā)光二極管芯片連同在發(fā)光二極管芯片之間的間隙在光輸出耦合面的俯視圖中所覆蓋的區(qū)域的面積。陣列的基面的面積尤其相應(yīng)于光輸出稱合面的面積。優(yōu)選地，在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇得如此小，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片的情況下由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的陣列在光輸出耦合面的俯視圖中發(fā)射平均發(fā)光密度為大于或等于2000 Cd/m2、在一種改進(jìn)方案中大于或等于3000 Cd/m2的光。平均發(fā)光密度尤其是由發(fā)ニ極管陣列在光輸出耦合面的俯視圖中、也即尤其是在2 的空間角中發(fā)射的光在陣列的基面上取平均的發(fā)光密度。尤其是，由光強度I在空間角Q上的積分得到光流小。由此，在例如在Q =2 的空間角中均質(zhì)輻射的情況下得到在陣列的面A的情況下平均發(fā)光密度L具有L= I/A=(t/(2 JiA)的值。如果陣列的發(fā)光二極管芯片例如具有朗伯(Iambert)輻射特性，則平均發(fā)光密度由于光強度I的余弦形角度相關(guān)性而在Q = 2 的空間角中輻射的情況下具有L =^/(^A)的值。光流小和面積A的商在此尤其等于發(fā)光二極管芯片的光效率和發(fā)光二極管芯片的與面A有關(guān)的功率消耗之積。代替地或附加地，按照至少ー個方面，在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇為如此小，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片的情況下由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的陣列關(guān)于其基面具有大于或等于120 W/m2、在一種改進(jìn)方案中大于或等于200 ff/m2的電功率消耗。在發(fā)光二極管芯片之間的距離例如具有小于或等于10mm、尤其是小于或等于5mm的值，和/或具有大于或等于0. 5mm、尤其是大于或等于Imm的值。在一個擴展方案中，所述距離具有在0. 5mm和5mm之間、優(yōu)選在Imm和4mm之間的值,其中界限分別是閉合的。在以這樣的橫向距離使用具有這樣小的電額定功率的發(fā)光二極管芯片的情況下，可以有利地借助背面載體和/或正面載體實現(xiàn)特別好的熱擴散。通過這種方式，不同于在以相應(yīng)較大的距離使用具有每發(fā)光二極管芯片較高的功率的發(fā)光二極管芯片的情況，熱負(fù)荷在橫向上特別均勻地分布并且發(fā)光二極管芯片的過度發(fā)熱的危險特別小。尤其是，通過這種方式可以借助自然對流經(jīng)由光輸出耦合面對照明裝置散熱而無需附加的冷卻體。在自然對流的情況下，由光輸出耦合面例如向空氣發(fā)出在5 ff/(m2K)和10 ff/(m2K)之間、例如大約7 ff/(m2K)的熱功率，其中光輸出耦合面與該空氣鄰接。在空氣中的粒子轉(zhuǎn)移在自然對流的情況下尤其基于由在光輸出耦合面的溫度和環(huán)境的溫度之間的差別引起的溫度梯度進(jìn)行。尤其是，在借助自然對流而無附加的冷卻體地被散熱的照明裝置情況下在以450W/m2或更少的面功率運行中相對于環(huán)境溫度將光輸出耦合面的溫度提高了 65K或更少、優(yōu)選60K或更少。通過這種方式，可以實現(xiàn)在無附加的冷卻體的情況下使發(fā)光二極管芯片的溫度提高限制于70K或更少并且尤其限制于最高80°C。這樣，有利地，由于溫度引起的效率下降的發(fā)光二極管芯片的效率不令人滿意以及溫度引起的發(fā)光二極管壽命縮短的危險較小。
按照至少ー個方面，在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離分別小于或等于在光輸出耦合面和發(fā)光二極管芯片之間距離的2. 5倍、優(yōu)選小于或等于I. 5倍。通過這種方式，可以有利地實現(xiàn)光輸出耦合面的特別均勻的發(fā)光密度分布。彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離或發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離例如在柔韌或彎曲的照明裝置的情況下尤其是照明裝置的伸展?fàn)顟B(tài)中的相應(yīng)距離。如果光輸出耦合面具有結(jié)構(gòu)化，則尤其是在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的在每個發(fā)光二極管芯片的面上以及在所有發(fā)光二極管芯片上取平均的距離被視為在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離。按照至少ー個方面，發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸和/或電額定功率、在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離和在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離被這樣相互匹配，使得在照明裝置運行中，由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱將光輸出耦合面的溫度相對于環(huán)境溫度提高7K或更多。光輸出耦合面的溫度相對于環(huán)境溫度例如被提高在7K和65K之間、尤其是在7K和60K之間，優(yōu)選在IOK和50K之間，其中界限分別是閉合的。在光輸出耦合面的溫度提高7K或更多的情況下，照明裝置可以借助尤其是基于引起的溫度梯度大小的自然對流經(jīng)由光輸出耦合面而特別有效地散熱。按照至少ー個方面，發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸和/或電額定功率、在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離和在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離附加地或代替地這樣相互匹配，使得在照明裝置運行中，由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱將發(fā)光二極管芯片的溫度相對于環(huán)境溫度提高70K或更少、優(yōu)選60K或更少。尤其是所述匹配在此這樣進(jìn)行，使得損耗熱將發(fā)光二極管芯片的溫度在環(huán)境溫度為25°C或更少、例如在環(huán)境溫度在15°C和25°C之間(其中界限是閉合的)的情況下提高到最高80°C、優(yōu)選到最高60°C。發(fā)光二極管芯片的溫度或光輸出耦合面的溫度尤其表示在照明裝置持續(xù)運行中在以其電額定功率控制發(fā)光二極管芯片的情況下的溫度。優(yōu)選地，相應(yīng)的溫度在相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片的正面表面上或者在光輸出耦合面上被取平均。尤其是在沒有由發(fā)光二極管弓I入的損耗熱的情況下，也即在照明裝置的關(guān)斷狀態(tài)中或在離照明裝置的大距離下將鄰接光輸出耦合面的介質(zhì)的溫度理解為環(huán)境溫度。環(huán)境溫度例如是室溫。按照至少ー個方面，照明裝置附加地被構(gòu)造用于借助向背面載體的背面的、也即背離發(fā)光二極管芯片的外面放熱來散熱。背面載體的背面的外面尤其類似于正面載體的光輸出耦合面是照明裝置的例如鄰接氣體狀介質(zhì)(如空氣)的外面。在光輸出耦合面和發(fā)光二極管芯片之間的距離在一種擴展方案中小于或等于5_、優(yōu)選小于或等于4_。通過這種方式，可以實現(xiàn)特別小的照明裝置結(jié)構(gòu)高度，其中由于發(fā)光二極管芯片的小尺寸和距離同時可實現(xiàn)由照明裝置輻射的光在光輸出耦合面上的令人滿意地均勻的發(fā)光密度分布。優(yōu)選地，照明裝置不具有金屬冷卻體、尤其是帶有冷卻肋的金屬冷卻體。正面或背面載體的區(qū)域例如由玻璃材料和/或塑料材料構(gòu)成，其中正面或背面載體包括被設(shè)置用于放熱的背面外面或光輸出耦合面。通過這種方式，可以有利地實現(xiàn)具有特別小的結(jié)構(gòu)高度的照明裝置。在一個擴展方案中，照明裝置例如具有小于或等于10_、尤其是小于或等于5_的結(jié)構(gòu)高度。此外，照明裝置可以特別 成本低地制造并且可以被實施為柔韌的。按照至少ー個方面，發(fā)光二極管芯片具有15 ii m或更少、優(yōu)選10 ii m或更少、例如5um或更少的高度，也即從正面向背面方向上的伸展。該高度尤其是2 ii m或更大，例如3ym或更大。在一種改進(jìn)方案中，發(fā)光二極管芯片是無襯底的發(fā)光二極管芯片。“無襯底的發(fā)光ニ極管芯片”尤其是具有發(fā)射光的外延半導(dǎo)體層序列的發(fā)光二極管芯片，該半導(dǎo)體層序列從其生長襯底被揭下。無襯底的發(fā)光二極管芯片的外延半導(dǎo)體層序列優(yōu)選也不被固定在與生長襯底(以及與照明裝置的正面和背面載體)不同的芯片載體襯底處。無襯底的發(fā)光二極管芯片例如由外延半導(dǎo)體層序列組成，其中外延半導(dǎo)體層序列在正面和/或背面配備有用于n側(cè)接觸的接觸層和/或用于p側(cè)接觸的接觸層。這些接觸層例如包含金屬如Ag和/或 Au、和 / 或透明導(dǎo)電氧化物(TCO, transparent conductive oxide)如 ITO 和 / 或 ZnO。損耗熱尤其至背面載體的導(dǎo)出在具有這樣小高度的發(fā)光二極管芯片、例如無襯底的發(fā)光二極管芯片的情況下是特別高效的，使得由發(fā)光二極管芯片在運行中產(chǎn)生的損耗熱有利地特別少地提高其溫度。按照至少ー個方面，在發(fā)光二極管芯片和正面載體之間設(shè)置折射率匹配材料、例如硅酮基流體。例如，折射率匹配材料的折射率與相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片材料的折射率偏差I(lǐng)或更少，所述發(fā)光二極管芯片材料鄰接該折射率匹配材料，并且折射率匹配材料的折射率與正面載體材料的折射率偏差I(lǐng)或更少，所述正面載體材料鄰接該折射率匹配材料。折射率匹配材料的折射率優(yōu)選處于其在正面鄰接的材料的折射率和其在背面鄰接的材料的折射率之間。在一個改進(jìn)方案中，姆個發(fā)光二極管芯片的向著正面載體的主面具有槽狀凹處，其用折射率匹配材料填充。例如發(fā)光二極管芯片的正面接觸層被構(gòu)造用于將槽狀凹處構(gòu)成為框架。接觸層在該情況下在該正面的俯視圖中尤其是覆蓋發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體層序列的環(huán)繞的邊緣區(qū)域并且使得半導(dǎo)體層序列的被邊緣區(qū)域圍繞的中間區(qū)域空出。折射率匹配材料尤其是設(shè)置在中間區(qū)域中。如果發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體層序列在正面被構(gòu)建用于改善光輸出耦合，則這種擴展方案例如可以是有利的。按照至少ー個方面，正面載體包圍多個彼此隔開的空腔，其中每個空腔與發(fā)光二極管芯片之一重疊。尤其是，每個空腔用包含發(fā)光材料的發(fā)光轉(zhuǎn)換元件部分或者完全地填充。這些空腔優(yōu)選完全地由正面載體的尤其是可透光的基體包圍。在此，該基體可以多部分地構(gòu)建。例如該基體具有帶有凹處的第一部分段，這些凹處被第二部分段覆蓋用于形成空腔。在一個優(yōu)選的擴展方案中，每個空腔在照明裝置的正面的俯視圖中完全地覆蓋恰好ー個發(fā)光二極管芯片并且與其余的發(fā)光二極管芯片橫向相間隔?？涨坏臋M向尺寸優(yōu)選小于或等于發(fā)光二極管芯片的用來覆蓋相應(yīng)空腔的相應(yīng)橫向尺寸的3倍、尤其是小于或等于雙倍。通過這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)以下照明裝置，該照明裝置在關(guān)斷狀態(tài)下不以發(fā)光材料的顏色顯現(xiàn)，這由觀察者可能感覺為是干擾的。在一個改進(jìn)方案中，每個空腔的向著相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片的第一部分區(qū)域包含發(fā)光轉(zhuǎn)換元件，并且空腔的背離相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片的第二部分區(qū)域用材料、尤其是氣體例如空氣填充，該材料具有比正面載體的在向光輸出耦合面的方向上限制空腔的材料小的折射率。該第二部分區(qū)域在一個擴展方案中具有彎曲的表面。借助第二部分區(qū)域，在正面載體中可以實現(xiàn)特別好的光混合，使得尤其是在照明裝置的小結(jié)構(gòu)高度情況下可以實現(xiàn)光輸出耦合面的發(fā)光密度分布的特別好的均勻性。按照至少ー個方法，正面載體包含光散射和/或漫射反射層。為了光散射和/或為了漫射反射，光散射和/或漫射反射層尤其包含散射顆粒，它們優(yōu)選被嵌入在基質(zhì)材料、例如娃酮基基質(zhì)材料(Silikon-basierten Matrixmaterial)中。在一個擴展方案中，光散射和/或漫射反射層在側(cè)面包圍發(fā)光轉(zhuǎn)換元件。尤其是，正面載體的空腔的側(cè)壁由光散射 和/或漫射反射層構(gòu)成。按照至少ー個方面，說明具有正面載體、背面載體和多個發(fā)光二極管芯片的照明裝置，所述多個發(fā)光二極管芯片在照明裝置運行中發(fā)射光并且發(fā)出損耗熱，其中背面載體至少局部地被正面載體覆蓋，并且發(fā)光二極管芯片如此被設(shè)置在背面載體和正面載體之間，使得它們構(gòu)成陣列。發(fā)光二極管借助背面和/或正面載體電接觸并且由背面載體和正面載體機械地鎖定。正面載體導(dǎo)熱地被耦合至發(fā)光二極管芯片并且具有背離發(fā)光二極管芯片的光輸出耦合面，所述光輸出耦合面被構(gòu)造用于將由發(fā)光二極管芯片發(fā)出的損耗熱的一部分向環(huán)境發(fā)出。姆個發(fā)光二極管芯片被設(shè)置用于在照明裝置(Beleuchtungsrichtung)運行中以IOOmW或更少的電額定功率控制并且具有100 lm/W或更多的光效率。在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇為如此大，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片時由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的陣列關(guān)于其基面具有小于或等于450 W/m2的電功率消耗。在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇為如此小，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片時由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的陣列在光輸出耦合面的俯視圖中發(fā)射具有大于或等于2000 Cd/m2的平均發(fā)光密度的光。此外，這些距離小于或等于在光輸出耦合面和發(fā)光二極管芯片之間的距離的2. 5倍。在發(fā)光二極管芯片之間的距離在一個擴展方案中具有小于或等于10mm、例如小于或等于5mm的值,例如其具有在0. 5mm和5mm之間、優(yōu)選在Imm和4mm之間的值,其中界限分別是閉合的。在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離例如具有在3_和5_之間的值，其中界限是閉合的，例如其具有為4mm的值。在一個改進(jìn)方案中，每個發(fā)光二極管芯片的電額定功率具有大于或等于2mW的值、尤其是在20mW和60mW之間的值，其中界限是閉合的。通過這種方式，可以有利地實現(xiàn)具有小結(jié)構(gòu)高度的照明裝置，其可以在無金屬冷卻體的情況下借助自然對流來散熱。按照至少ー個方面，說明具有正面載體、背面載體和多個被構(gòu)造用于發(fā)射光和損耗熱的發(fā)光二極管芯片的照明裝置，其中背面載體至少局部地被正面載體覆蓋，發(fā)光二極管芯片被設(shè)置在背面載體和正面載體之間并且由其機械地鎖定并且借助背面和/或正面載體電接觸，正面載體具有背離發(fā)光二極管芯片的光輸出耦合面，該光輸出耦合面被構(gòu)造用于向環(huán)境發(fā)出由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱的一部分，并且發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸、在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離和在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離這樣被相互匹配，使得在照明裝置運行中，由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱將發(fā)光二極管芯片的溫度相對于環(huán)境溫度提高70K或更少并且將光輸出率禹合面的溫度相對于環(huán)境溫度提高7K或更多。通過這種方式，同樣可以有利地實現(xiàn)具有小結(jié)構(gòu)高度的照明裝置，其可以在無金屬冷卻體的情況下借助自然對流來散熱。按照至少ー個方面，發(fā)光二極管芯片的橫向尺寸、在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離和在發(fā)光二極管芯片和光輸出耦合面之間的距離這樣被相互匹配，使得在照明裝置運行中，由發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的損耗熱將發(fā)光二極管芯片的溫度相對于環(huán)境溫度提高70K或更少并且將光輸出耦合面的溫度相對于環(huán)境溫度提高7K或更多，其方式是，發(fā)光ニ極管芯片的橫向尺寸被選擇為小于或等于300 u m、尤其是小于或等于100 u m,在發(fā)光二極管芯片之間的距離被選擇為小于或等于10mm、尤其是小于或等于5mm、例如在0. 5mm和5mm之間、優(yōu)選在Imm和4mm之間，并且在發(fā)光二極管芯片和光輸出稱合面之間的距離被選 擇為在3mm和5mm之間,例如等于4_。在一個改進(jìn)方案中，姆個發(fā)光二極管芯片的電額定功率具有在2mW和IOOmW之間、尤其是在20mW和60mW之間的值，其中界限分別是閉合的。


照明裝置的另外的優(yōu)點和有利的擴展方案和改進(jìn)方案由下面結(jié)合圖描述的示例性的實施例得到。圖I示出按照第一示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖2示出圖I的實施例的照明裝置的發(fā)光二極管芯片的示意性橫截面，
圖3示出按照第二示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖4示出按照第三示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖5示出按照第四示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖6示出按照第五示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖7示出按照第六示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖8示出按照第七示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面，
圖9示出與第二實施例情況下的照明裝置的邊長有關(guān)的光輸出耦合面的溫度提高的圖解。
具體實施例方式在實施例和圖中，相同的或者作用相同的構(gòu)件配備有相同的附圖標(biāo)記。這些圖和圖中所示的元件彼此的大小比例不應(yīng)被看作按正確比例的，除非明確說明単位。相反，為了改善可示性和/或可理解性，各個元件可以過度大和/或粗地被示出。圖I示出按照第一示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。按照第一實施例的照明裝置具有正面載體I和背面載體2。背面載體2當(dāng)前在照明裝置的正面的俯視圖中完全被正面載體I覆蓋。尤其是，這兩個載體1，2橫向地相互平齊并且例如具有帶有30cm邊長的正方形基面。
發(fā)光二極管芯片3被容納在正面載體I的凹處中，這些發(fā)光二極管芯片被設(shè)置用于發(fā)射光井且在運行中除了光還發(fā)出損耗熱。發(fā)光二極管芯片3被如此設(shè)置在正面載體I和背面載體2之間，使得所述發(fā)光二極管芯片構(gòu)成陣列。它們例如被設(shè)置在所設(shè)想的規(guī)則的并且尤其是矩形或正方形的柵格的柵格點處。圖2示出了圖I的實施例的照明裝置的發(fā)光二極管芯片的示意性橫截面。發(fā)光二極管芯片3當(dāng)前是無襯底的發(fā)光二極管芯片，它們分別由外延半導(dǎo)體層序列31、32、33和兩個接觸層34、35組成。發(fā)光二極管芯片的高度H。尤其具有在3 y m和15 y m之間、優(yōu)選在3 ii m和10 y m之間、例如在5 ii m和10 U m之間的值，其中界限分別是閉合的。例如發(fā)光二極管芯片3被設(shè)置在照明裝置運行中用于以額定功率控制，所述額定功率具有在0. 5mW和IOmW之間的值，其中界限是閉合的，例如用于以大約2mW的額定功率控制。發(fā)光二極管芯片3的光效率當(dāng)前為115 lm/W。當(dāng)前在俯視圖中為正方形的發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸し。當(dāng)前為大約200 ii m。
外延半導(dǎo)體層序列具有第一導(dǎo)電類型的層和第二導(dǎo)電類型的層(例如p型層31和n型層33)，有源的、被構(gòu)造用于產(chǎn)生光的有源層32被設(shè)置在其之間。也可以設(shè)想發(fā)光二極管芯片3的n側(cè)和p側(cè)以相反的順序被設(shè)置。有源層尤其包含pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)用于產(chǎn)生光。半導(dǎo)體層序列31、32、33例如基于III/V復(fù)合半導(dǎo)體材料如AlInGaN或INGaAlP。在n型層33的正面的、背離有源層32的表面上施加第一接觸層34，其中所述表面當(dāng)前為了改善光輸出耦合而被粗糙化。第一接觸層34當(dāng)前由ITO和/或ZnO組成，尤其是以Al和/或Ga摻雜的ZnO，也即ZnO (Al，Ga)。發(fā)光二極管芯片3的正面表面優(yōu)選沒有金屬層，例如接合焊盤。通過這種方式，可以將由有源層32在正面方向上發(fā)射的光的特別大的分量通過發(fā)光二極管芯片的正面表面輻射。接合焊盤通常具有至少80 y mX80 y m的尺寸，以便保證接合線的可靠的固定，并且因此在具有如在本實施例中的尺寸的發(fā)光二極管芯片3的情況下會覆蓋發(fā)光二極管芯片的正面表面的大部分。在p型層31的背面的、背離有源層32的表面上施加第二接觸層35，其中第二接觸層例如由至少ー種金屬如Ag和/或Au組成。正面載體I具有光輸出耦合面101，通過該光輸出耦合面在照明裝置運行中由發(fā)光二極管芯片3發(fā)射的光被輸出耦合。合乎目的地，正面載體I由可透光的材料如玻璃或塑料、例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或者聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)組成。背面載體2當(dāng)前是反射的并且是導(dǎo)電的。該背面載體至少在其正面處例如包括金屬。代替地，背面載體2也可以至少局部地被構(gòu)造為可透光的。通過這種方式例如可實現(xiàn)可透光的、也即半透明或透明的照明裝置。正面載體I在每個凹處的正面底面處具有可透光的電連接層10，其例如具有透明的導(dǎo)電氧化物如ITO或ZnO (Al，Ga)和/或?qū)щ娋酆衔锶鏟EDOT =PSS或者由這些材料的至少之ー組成。當(dāng)前，電連接層10局部地直接鄰接于在相應(yīng)的凹處中容納的半導(dǎo)體芯片3。尤其是電連接層10和第一接觸層34局部地相互接觸。在按照本實施例的照明裝置情況下，在其它部位處，電連接層10和第一接觸層34相互相間隔。通過這種方式構(gòu)成的間隙例如用折射率匹配材料、例如所謂的硅酮基“折射率匹配凝膠(Index-Matching Gel)”完全填充。尤其是,該第一接觸層34在n型層33的邊緣區(qū)域上構(gòu)成框架，其使得n型層33的中間區(qū)域空出。該中間區(qū)域被折射率匹配凝膠覆蓋。正面載體I例如用由粘合劑4組成的層固定在背面載體上。發(fā)光二極管芯片3優(yōu)選在照明裝置的正面和與正面相対的背面的俯視圖中不被粘合劑4覆蓋。例如借助粘合劑層4實現(xiàn)在正面載體I和背面載體2之間的張應(yīng)力。借助該張應(yīng)力可以將發(fā)光二極管芯片3壓到正面載體I和背面載體2上。通過這種方式，尤其實現(xiàn)在正面載體I的電連接層10和發(fā)光二極管芯片3的第一接觸層34之間的穩(wěn)定的機械的和電的接觸。在背面載體2和第二接觸層35之間的穩(wěn)定的機械的和電的接觸同樣可以借助張應(yīng)カ實現(xiàn)。代替地或附加地，發(fā)光二極管芯片3可以用導(dǎo)電粘合劑或焊接金屬被固定在背面載體2上并且與其電接觸。 發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。、相鄰的發(fā)光二極管芯片3的距離d。、和在發(fā)光二極管芯片3和光輸出耦合面101之間的距離も被如此相互匹配，使得在照明裝置運行中，由發(fā)光二極管芯片3在以額定功率控制情況下發(fā)出的損耗熱借助自然對流被發(fā)給光輸出耦合面101和背面載體201的背面的、與光輸出耦合面101相対的外面201，其中由發(fā)光二極管芯片3產(chǎn)生的損耗熱將發(fā)光二極管芯片3的溫度相對環(huán)境溫度提高60K或者更少并且將光輸出耦合面101的溫度相對環(huán)境溫度提高7K或更多。光輸出耦合面101和背面的外面201尤其是照明裝置的外面，其例如鄰接空氣。借助自然對流向光輸出耦合面101或背面的外面201發(fā)出的熱功率例如每平方米和在環(huán)境溫度和光輸出耦合面101或背面的外面201的溫度之間的每開爾文溫度差為大約7W。環(huán)境溫度在此為在照明裝置投入運行之前或在照明裝置的大的距離下空氣的溫度。當(dāng)前，在發(fā)光二極管芯片3和照明裝置的光輸出耦合面101之間的距離4為4mm。照明裝置的結(jié)構(gòu)高度Hb例如為4. 5_。當(dāng)前在彼此直接相鄰的發(fā)光二極管芯片之間的距離d。為大約4mm，使得發(fā)光二極管3例如構(gòu)成具有75X75個發(fā)光二極管和大約IOW的總額定功率的陣列。光輸出耦合面101相對于環(huán)境溫度的溫度提高在該情況下為大約10K。發(fā)光二極管芯片3的溫度相對于環(huán)境溫度例如被提高了小于20K。在彼此直接相鄰的發(fā)光二極管芯片3之間的距離dc在本實施例中例如以4_大致與在照明裝置的發(fā)光二極管芯片3和光輸出耦合面101之間的距離も完全一樣大。由75X75個具有各2mW的額定功率的發(fā)光二極管3構(gòu)成的陣列的電功率消耗關(guān)于其30cmX30cm的基面大約為125W/m2。在按照本實施例的陣列中，平均發(fā)光密度L大約為L =(小ル* P/A) / ~ 4500Cd/m2，所述陣列在P/A=125W/m2的功率消耗情況下以大約(^/P=115 lm/W的效
率照明2 的空間角，其中發(fā)光二極管芯片3具有朗伯輻射特性。在具有勻質(zhì)的輻射的發(fā)光二極管芯片情況下，平均發(fā)光密度具有大約2000 Cd/m2的值。圖3示出了按照第二示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。在該第二實施例中，正面載體I和背面載體與第一實施例不同地除了發(fā)光二極管芯片3之外沒有整面地被粘接。代替之，相互地并且與發(fā)光二極管芯片3相間隔的粘合點4或粘合線4被設(shè)置在發(fā)光二極管芯片3之間。
在此，粘合點尤其是優(yōu)選在所有橫向方向上具有較小的伸展的粘合劑滴。也稱為粘合劑履帶的粘合線基本上沿著橫向方向延伸并且在與其垂直的橫向方向上具有小的伸展。如在第一實施例中那樣，使用粘合劑4，其在硬化時收縮，使得粘合點或線4的體積在制造照明裝置期間在粘合劑硬化時減少，其中該制造尤其包括層壓過程。通過這種方式，實現(xiàn)在正面載體I和背面載體2之間的張應(yīng)力。與第一實施例不同，發(fā)光二極管芯片3不被容納在正面載體I的凹處中。相反正面和背面載體1，2分別是基本上平面平行的板。 正面載體I借助由粘合點或線4產(chǎn)生的張應(yīng)カ被壓向發(fā)光二極管芯片3，使得構(gòu)成發(fā)光二極管芯片3與正面載體I的基于摩擦的鎖定。當(dāng)前發(fā)光二極管芯片3與背面載體焊接或者借助導(dǎo)電粘合劑粘接。在發(fā)光二極管芯片3和背面載體2之間的焊接或粘合劑層在·所述圖中為簡化圖示而被去棹。當(dāng)前，正面載體具有基體11、12、13、向著發(fā)光二極管芯片3的電連接層10和輸出耦合層14。該輸出耦合層14包含光輸出耦合面101并且在向著照明裝置的正面方向上限制正面載體I (和從而尤其是照明裝置)。電連接層在向發(fā)光二極管芯片3的方向上限制正面載體I。電連接層10具有第一部分段10A，其類似于第一實施例的電連接層被構(gòu)造為可透光的并且例如包含ITO、ZnO (Al, Ga)或者PEDOT =PSS0第一部分段IOA在照明裝置的正面的俯視圖中分別與發(fā)光二極管芯片3之一重疊。它們局部地鄰接相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片3的第一接觸層34，而在其它部位處，在第一接觸層34和相應(yīng)的第一部分段IOA之間的間隙用折射率匹配材料、例如所謂的硅酮基“折射率匹配凝膠”完全填充，如關(guān)于第一實施例所描述的一祥。在本實施例中，正面載體I的電連接層10附加地包含至少ー個第二部分段10B，所述至少ー個第二部分段IOB例如將至少兩個第一部分段IOA相互導(dǎo)電連接。第二部分段IOB例如與相應(yīng)的第一部分段IOA的邊緣區(qū)域重疊。所述至少ー個第二部分段IOB尤其是電流分布層。該至少ー個第二部分段IOB可以代替地或附加地為導(dǎo)電反射層10B。其例如包括具有高反射性的金屬，如Ag。在一個擴展方案中，所述ー個或多個第二部分段IOB在正面載體I的俯視圖中覆蓋光輸出耦合面101的至少50%、優(yōu)選至少70%、特別優(yōu)選至少85%。在一個擴展方案中，電連接層10被整面地施加在基體11、12、13上。在另ー個擴展方案中，它們被結(jié)構(gòu)化用于將發(fā)光二極管芯片3串聯(lián)和/或并聯(lián)地電接線。電連接層10例如具有在20 ii m和200 y m之間、例如在50 y m和150 U m之間的高度，也即在從正面至背面方向上的伸展。所述電連接層10例如具有大約IOOiim的高度。也可以設(shè)想，電連接層10具有少于20 y m的高度。當(dāng)該照明裝置被構(gòu)造為柔韌的和/或可透光的時，這樣的小厚度例如可以是有利的?；w具有載體元件11、連接層12和光混合元件13或由其組成。正面載體I的基體11、12、13當(dāng)前被構(gòu)造為可透光的，尤其是基體由如下材料組成，這些材料對于由發(fā)光二極管芯片3發(fā)射的光是可透過的。正面載體I的載體元件11例如由塑料板或膜構(gòu)成，其具有例如聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)或者由其組成。在一個擴展方案中，連接層12包含粘合劑，該粘合劑包含硅酮材料，或者由其組成。光混合元件13例如包含玻璃，其在一個擴展方案中包含SiO2，和/或PMMA或者由這些材料中的至少ー個組成。載體元件11向著發(fā)光二極管芯片3。當(dāng)前，該電連接層10直接被構(gòu)造在載體元件11上。例如，載體元件11具有在50iim和500iim之間、優(yōu)選在100 y m和200iim之間的高度，其中界限分別是閉合的。光混合元件13在背離發(fā)光二極管芯片3的側(cè)借助連接層12被固定在載體元件上。光混合兀件13尤其是被構(gòu)造用于,將由發(fā)光二極管芯片在至光輸出f禹合面101方向上發(fā)射的光的部分例如借助全反射和/或散射轉(zhuǎn)向。通過這種方式，在光輸出耦合面101的部位處從照明裝置(Beleuchtungsrichtung)輸出I禹合的光來自多個、例如三個或更多、尤其是五個或更多發(fā)光二極管3。這樣，可以實現(xiàn)由光輸出耦合面101輻射的光的特別均勻的發(fā)光密度分布。該光混合兀件在一個擴展方案中，具有在2mm和6mm之間、優(yōu)選在3mm和5mm之間的高度，其中界限分別是閉合的。當(dāng)前它具有4mm的高度。 輸出耦合層14例如可以由光混合元件13的正面的邊緣區(qū)域構(gòu)成。但是當(dāng)前它作為單獨的層被施加到光混合元件13上。輸出耦合層14的正面的外面尤其是由光輸出耦合面101構(gòu)成。輸出耦合層14合乎目的地被配備有結(jié)構(gòu)單元，其被構(gòu)造用于相對來自平面表面的輸出耦合而改善光輸出耦合。結(jié)構(gòu)單元例如是光輸出耦合面101的突起和/或凹處。這種結(jié)構(gòu)化原則上是技術(shù)人員已知的。結(jié)構(gòu)單元在一個擴展方案中，具有由發(fā)光二極管芯片3發(fā)射的光的一個或多個波長的數(shù)量級的尺寸，例如在50nm和5 y m之間，尤其是在IOOnm和I U m之間，其中界限分別是閉合的。背面載體2當(dāng)前具有與發(fā)光二極管芯片3相鄰的印制導(dǎo)線20和載體元件21。印制導(dǎo)線20可以被結(jié)構(gòu)化用于串聯(lián)和/或并聯(lián)地對發(fā)光二極管芯片3接線。背面載體尤其是電路板、例如印刷電路板(PCB, printed circuit board)。背面載體例如具有在50 ii m和200 u m之間的高度，其中界限是閉合的，當(dāng)前其具有大約100 u m的高度。印制導(dǎo)線例如具有在5iim和20iim、尤其是在10 y m和15 y m之間的高度，其中界限分別是閉合的。具有更小高度的印制導(dǎo)線也是可以設(shè)想的，并且當(dāng)照明裝置被構(gòu)造為柔韌的和/或可透光的時，可以是有利的。照明裝置總共優(yōu)選地具有在3mm和IOmm之間、優(yōu)選在4mm和6mm之間的結(jié)構(gòu)高度Hb，其中界限分別是閉合的。當(dāng)前照明裝置的結(jié)構(gòu)高度Hb具有大約4. 5mm的值。背面載體2的載體元件21當(dāng)前如正面載體I的載體元件11那樣具有如PET的塑料或由其組成。代替地，背面載體2的載體元件21例如可以具有例如由V2A類別的不銹鋼制成的不銹鋼膜或者由其組成。如果背面載體2的載體元件21是導(dǎo)電的，那么背面載體合乎目的地具有在載體元件21和印制導(dǎo)線20之間的絕緣層。在發(fā)光二極管芯片3并聯(lián)的情況下，可以取消該絕緣層。另ー絕緣層可以在背面被施加到導(dǎo)電的載體元件21上。按照第二實施例的照明裝置例如包含225個發(fā)光二極管芯片3，它們在正面的俯視圖中被設(shè)置在所設(shè)想的正方形柵格的柵格點處。當(dāng)前，所有的發(fā)光二極管芯片3被并行地通電。發(fā)光二極管芯片3與關(guān)于圖2所描述的發(fā)光二極管芯片類似地構(gòu)造。尤其是，它們例如具有邊長Lc為大約200 u m并且高度Hc在5 ii m和15 ii m之間的正方形基面，其中界限是閉合的。發(fā)光二極管芯片的額定功率當(dāng)前為大約45mW。照明裝置因此被設(shè)置用于以IOW的功率消耗運行。在照明裝置運行中，例如由光輸出耦合面101輻射1000 Im的光流。換言之，發(fā)光二極管芯片3當(dāng)前具有100 lm/W的光效率。損耗熱的一部分在照明裝置的光輸出耦合面101處被發(fā)出給環(huán)境，尤其是圍繞照明裝置的空氣。由發(fā)光二極管芯片3在運行中發(fā)射的損耗熱的另一部分由基本上平面的背面載體2的背面的外面201從照明裝置導(dǎo)出。優(yōu)選地，損耗熱在光輸出耦合面101和在背面的外面201處的導(dǎo)出包括借助自然對流的放熱。例如借助印制導(dǎo)線20或借助印制導(dǎo)線20和載體元件21實現(xiàn)熱擴散。發(fā)光二極管芯片3的小的橫向尺寸Lc有助于每發(fā)光二極管芯片3發(fā)出較小的損耗熱并且由此可以實現(xiàn)由發(fā)光二極管芯片構(gòu)成的熱源的特別均勻的橫向分布。通過這種方式，損耗熱可以特別好地從各個發(fā)光二極管芯片3導(dǎo)出并且特別均勻地分布在光輸出耦合面101和背面載體2的背面的外面201上。圖9示出了在第二實施例中照明裝置的情況下光輸出耦合面101與其邊長L有關(guān) 的以開爾文為單位的溫度提高AT的圖解。在示出了照明裝置的片段的圖3中，用箭頭表不光輸出I禹合面101的邊長L的方向。在具有正方形輪廓的光輸出耦合面101的情況下針對借助在光輸出耦合面101和周圍空氣之間的界面處的自然對流對7Wパm2K)的熱功率的發(fā)出，溫度提高AT根據(jù)光輸出耦合面101的邊長L來計算。照明裝置經(jīng)由背面載體2的背面的外面201的散熱在此可以被忽略。在邊長L為15cm，相應(yīng)地相鄰發(fā)光二極管芯片3的距離d。為IOmm的情況下，光輸出耦合面101相對于環(huán)境溫度的溫度提高AT具有為63. 5K、也即少于65K并且多于7K的值。在比15cm小的邊長L的情況下，光輸出耦合面101并且從而還有發(fā)光二極管芯片3相對于環(huán)境溫度的溫度提高A T更強，從而減少發(fā)光二極管芯片3的壽命和效率的危險被提高。在邊長L更大的情況下，溫度提高AT下降，例如在邊長L為20cm的情況下下降到大約36K的值，在邊長L為25cm的情況下下降到大約為23K的值，和在邊長為30cm的情況下下降到大約16K的值。在光輸出稱合面的邊長L為15cm的情況下,其中該邊長L相應(yīng)于發(fā)光二極管3的陣列的邊長，在按照當(dāng)前實施例的照明裝置情況下每面的電功率消耗面面積平均地為445ff/m2,因此其小于450/m2。平均發(fā)光密度在這種情況下在光輸出耦合面的俯視圖中、相應(yīng)于2 的照明空間角、并且在100 lm/W的效率情況下在發(fā)光二極管芯片3的朗伯輻射特性方面大約為14000 Cd/m2,并且在發(fā)光二極管芯片3的均質(zhì)輻射特性方面大約為7000 Cd/m2。因此其大于2000Cd/m2。在光輸出耦合面101和發(fā)光二極管芯片3之間的距離も在按照第二實施例的照明裝置情況下例如為大約4. 3mm。在正方形光輸出耦合面101的邊長L為15cm情況下相鄰發(fā)光二極管芯片3的為IOmm的距離dc因此小于距離4的2. 5倍。在光輸出耦合面的邊長L例如超過25cm并且相同數(shù)量的發(fā)光二極管芯片3的情況下，相應(yīng)的距離d。升高超過距離dL的2. 5倍。在比25cm大的邊長L的情況下，可能存在由光輸出耦合面101輻射的光的不足夠的均勻性的危險。圖4示出了按照第三示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。
第三實施例的照明裝置基本相應(yīng)于第二實施例的照明裝置。但是，附加地，其具有多個發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6。發(fā)光轉(zhuǎn)換元件包含優(yōu)選無機的發(fā)光材料，例如
YAG:Cu0發(fā)光材料被構(gòu)造用于,將由發(fā)光二極管芯片3發(fā)射的光(一次光)(例如藍(lán)色一次光)轉(zhuǎn)換為另外波長(例如來自綠色、黃色或紅色光譜范圍中的波長)的二次光。在ー種擴展方案中，發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6透射一次光的一部分，使得照明裝置輻射由發(fā)光二極管芯片3的一次光和發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6的二次光組成的混合光。代替地，轉(zhuǎn)換元件完全或幾乎完全地吸收一次光，使得照明裝置尤其輻射具有由發(fā)光材料發(fā)射的二次光的發(fā)射光譜的光。各個發(fā)光轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置在正面載體I的相互橫向相間隔的空腔15中。如果代替之使用本身包含發(fā)光轉(zhuǎn)換元件的發(fā)光二極管芯片3，則由發(fā)光二極管芯片3所包括的發(fā)光轉(zhuǎn)換元件在本照明裝置情況下例如設(shè)置在電連接層10的背面。這種布置由于在正面和背面載體1，2之間特別類型的芯片安裝和芯片接觸而在按照本實施例的照明裝置中不那么好地適用。、
例如光混合元件13在其背面表面處具有凹處，所述凹處用包含發(fā)光材料的澆注材料完全填充，以便構(gòu)成發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6。凹處的填充例如借助在制造正面載體I時的刮片(Rakel)過程來進(jìn)行。每個發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6被分配給發(fā)光二極管芯片3之一并且在照明裝置的正面的俯視圖中與相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片3重疊。尤其是其完全覆蓋該發(fā)光二極管芯片，也即相應(yīng)的發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6的橫向尺寸Lp大于或等于發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。。優(yōu)選地，發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6的橫向尺寸Lp是發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。的兩至三倍大。圖5示出了按照第四示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。該實施例與第三實施例的不同之處首先在于，空腔15分別具有第一部分區(qū)域15A，該第一部分區(qū)域包含發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6，并且具有第二部分區(qū)域15B，其沒有發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6并且至少在向光輸出耦合面101的方向上跟隨第一部分區(qū)域15A。第一部分區(qū)域15A和發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6完全覆蓋發(fā)光二極管芯片，也即第一部分區(qū)域15A和相應(yīng)發(fā)光轉(zhuǎn)換兀件6的橫向尺寸Lp大于或等于發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。并且優(yōu)選是發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。的兩至三倍大，其中界限是閉合的。第二部分區(qū)域15B用氣體、尤其是用空氣填充。該氣體具有比光混合元件13的材料低的折射率，光混合元件13在向光輸出耦合面101的方向上限制空腔15(以及尤其是其第二部分區(qū)域15B)。此外，與前述實施例不同，輸出耦合層14由光混合元件13的正面的邊緣區(qū)域構(gòu)成。該輸出耦合層具有結(jié)構(gòu)單元，其數(shù)量級在發(fā)光二極管芯片3的橫向尺寸L。的范圍中。每個結(jié)構(gòu)單元例如部分或完全地覆蓋發(fā)光二極管芯片3。當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元是凹處，其被設(shè)置用于將由發(fā)光二極管芯片3發(fā)射的一次光的一部分和/或由發(fā)光轉(zhuǎn)換元件6發(fā)射的二次光的一部分借助全發(fā)射來轉(zhuǎn)向。這種凹處對于技術(shù)人員例如原則上由出版物US 6,473,554 BI是已知的，其公開內(nèi)容尤其是在凹處的成型和布置方面通過引用以此被結(jié)合到本公開中。利用這樣的結(jié)構(gòu)單元可以有利地實現(xiàn)光混合元件13中的特別好的光混合和照明裝置的特別小的結(jié)構(gòu)高度Hb。圖6示出了按照第五示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。該實施例區(qū)別于第四實施例之處首先在于輸出耦合層14如在第二實施例中那樣被構(gòu)造。此外，空腔15的第一部分區(qū)域15A在側(cè)面不被相應(yīng)的第二部分區(qū)域15B包圍。相反，第一部分區(qū)域15A并且從而發(fā)光轉(zhuǎn)換兀件6在橫向方向上完全填滿相應(yīng)的空腔15。最后，正面載體的電連接層10的第二部分段IOB具有Al而不是Ag并且正面載體I包含光散射和漫射反射層16。通過這種方式，有利地放棄與電連接層10集成地構(gòu)造的Ag反射層，在該反射層中可能存在由于氧化引起的損害的危險。光散射和漫射反射層16被設(shè)置在載體元件11和光混合元件13之間。當(dāng)前，正面載體I的空腔15在橫向上由漫射反射層16限制。光散射和漫射反射層16例如具有TiO2顆粒，它們被嵌入在由硅酮材料制成的基質(zhì)中。圖7示出了按照第六示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。 該實施例區(qū)別于第五實施例之處在于在正面載體I和背面載體2之間設(shè)置橋接元件7。橋接元件7例如具有與發(fā)光二極管芯片3相同的高度H。并且以與所述發(fā)光二極管芯片相同的方式由載體1、2鎖定或固定。在橫向方向上，橋接元件7例如被設(shè)置在發(fā)光二極管芯片3之間。橋接元件7例如是金屬塊、摻雜的硅塊或者金屬涂層的塑料塊。通過這種方式，發(fā)光二極管芯片3例如可以被自由接線。背面載體2當(dāng)前具有至少ー個第一印制導(dǎo)線20A，其為了在正面接觸發(fā)光二極管芯片借助橋接元件7與正面載體I的尤其是結(jié)構(gòu)化的電連接層10導(dǎo)電連接。背面載體的至少ー個第二電印制導(dǎo)線20B被設(shè)置用于在背面接觸發(fā)光二極管芯片3。優(yōu)選地，發(fā)光二扱管芯片3被固定在所述ー個/多個第二電印制導(dǎo)線20B上并且橋接元件7被固定在所述ー個/多個第一電印制導(dǎo)線20A上。圖8示出了按照第七示例性實施例的照明裝置的片段的示意性橫截面。在該實施例中，發(fā)光二極管芯片3不僅被構(gòu)造用于從背面n側(cè)接觸也用于從背面P側(cè)接觸。第一和第二電接觸層34、35或者其至少部分段例如在背面被施加到產(chǎn)生光的半導(dǎo)體層序列31、32、33上。合乎目的地，第一接觸層34被引導(dǎo)穿過有源層32。這樣的發(fā)光ニ極管芯片3對于技術(shù)人員例如原則上由出版物WO 2008/131735 Al已知，其公開內(nèi)容就此而言通過引用以此被結(jié)合在本公開中。技術(shù)人員同樣原則上已知并且因此在此不進(jìn)一歩闡述的所謂的“倒裝芯片(Flip Chip)”型發(fā)光二極管對于按照本實施例的照明裝置是適用的。發(fā)光二極管芯片的電接觸在該實施例中借助背面載體的ー個或多個第一和第二印制導(dǎo)線20A、20B來進(jìn)行，其中每個發(fā)光二極管芯片3例如與ー個第一和ー個第二印制導(dǎo)線20A、20B重疊。正面載體I在本實施例中尤其是不具有電連接層。本發(fā)明不通過借助實施例的描述而被局限于此。相反，本發(fā)明包括每個新的特征和特征的每種組合，這尤其包含在專利權(quán)利要求中的特征的每種組合，即使該特征或該組合本身沒有明確地在專利權(quán)利要求或?qū)嵤├杏枰哉f明。
權(quán)利要求
1.照明裝置，具有正面載體(I)、背面載體(2)和多個發(fā)光二極管芯片(3)，所述發(fā)光二極管芯片在照明裝置運行中發(fā)射光并且發(fā)出損耗熱，其中 -背面載體(2 )至少局部地由正面載體(I)覆蓋， 一發(fā)光二極管芯片(3)被設(shè)置在背面載體(2)和正面載體(I)之間，使得所述發(fā)光二極管芯片構(gòu)成陣列， 一發(fā)光二極管芯片(3)借助背面和/或正面載體(1，2)電接觸并且由背面載體(2)和正面載體(I)機械地鎖定， 一正面載體(I)導(dǎo)熱地耦合到發(fā)光二極管芯片(3)上并且具有背離發(fā)光二極管芯片(3)的光輸出I禹合面(101),所述光輸出I禹合面被構(gòu)造用于向環(huán)境發(fā)出由發(fā)光二極管芯片(3)發(fā)出的損耗熱的一部分， -每個發(fā)光二極管芯片(3 )被設(shè)置用于在照明裝置運行中以IOOmW或者更少的電額定功率控制并且具有100 lm/W或者更多的光效率， 一在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片(3)之間的距離(dc)被選擇得如此大，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片(3 )的情況下由發(fā)光二極管芯片(3 )構(gòu)成的陣列關(guān)于其基面具有小于或等于450 ff/m2的電功率消耗，并且 一在彼此相鄰的發(fā)光二極管芯片(3)之間的距離(dc)被選擇得如此小，使得在照明裝置運行中在以電額定功率控制發(fā)光二極管芯片(3 )的情況下由發(fā)光二極管芯片(3 )構(gòu)成的陣列在光輸出耦合面的俯視圖中發(fā)射平均發(fā)光密度為大于或等于2000 Cd/m2的光并且所述距離(dc)小于或等于在光輸出耦合面(101)和發(fā)光二極管芯片(3)之間的距離(cU的2.5 倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明裝置，其中在光輸出耦合面(101)和發(fā)光二極管芯片(3)之間的距離(4)小于或等于5_。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中發(fā)光二極管芯片(3)具有為300μ m或者更少的橫向尺寸(L。)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，所述照明裝置被構(gòu)造用于在無附加的冷卻體的情況下借助在光輸出耦合面(101)處和在背面載體(2)的背面的外面(201)處放熱來散熱。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中正面和背面載體(1，2)是柔韌的。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，所述照明裝置的結(jié)構(gòu)高度(Hb)小于或等于10mm、尤其是小于或等于5mm。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中在正面載體(I)和背面載體(2)之間局部地設(shè)置增附材料(4)，借助該增附材料在載體(1，2)之間實現(xiàn)張應(yīng)力。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中，在發(fā)光二極管芯片(3)和正面載體(I)之間設(shè)置折射率匹配材料(5 )。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中正面載體(I)包圍多個彼此隔開的空腔(15)，其中每個空腔(15)與發(fā)光二極管芯片(3)之一重疊并且包含具有發(fā)光材料的發(fā)光轉(zhuǎn)換元件(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的照明裝置，其中正面載體(I)包圍多個彼此隔開的空腔(15)，其中一每個空腔(15)與發(fā)光二極管芯片(3)之一重疊， 一每個空腔(15)的向著相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片(3)的第一部分區(qū)域(15A)包含具有發(fā)光材料的發(fā)光轉(zhuǎn)換元件(6)，并且 一每個空腔(15)的背離相應(yīng)的發(fā)光二極管芯片(3)的第二部分區(qū)域(15B)用尤其是氣體的材料填充，該材料具有比正面載體(I)的在向光輸出耦合面(101)的方向上限制空腔(15)的材料小的折射率，并且尤其是具有彎曲的表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10之一所述的照明裝置，其中每個空腔(15)具有橫向尺寸(LP)，其分別小于或等于發(fā)光二極管芯片(3)的相應(yīng)橫向尺寸(L。)的三倍，其中空腔(15)與所述發(fā)光二極管芯片(3)重疊。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中正面載體(I)包含借助散射顆粒漫射反射的層(16)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的照明裝置，其中發(fā)光二極管芯片(3)分別具有向著正面載體(I)的可透光的接觸層(34)，并且正面載體(I)具有至少局部地可透光的電連接層(10)，該電連接層尤其是直接鄰接發(fā)光二極管芯片(3)的接觸層(34)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明裝置，其中背面載體(2)具有至少一個印制導(dǎo)線(20A)，其被設(shè)置用于在正面電接觸發(fā)光二極管芯片(3)的至少之一，并且至少一個電橋接元件(7)被設(shè)置在正面載體(I)和背面載體(2)之間，其中該電橋接元件在背面載體的印制導(dǎo)線(20A)和正面載體(I)的電連接層(10)之間建立電接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其中發(fā)光二極管芯片(3)和電橋接元件(7)大致具有相同的高度(H。)。
全文摘要
本發(fā)明說明一種照明裝置。按照至少一個方面，照明裝置具有正面載體(1)、背面載體(2)、多個發(fā)光二極管芯片(3)，所述發(fā)光二極管芯片在照明裝置運行中發(fā)射光并且發(fā)出損耗熱。背面載體(2)至少局部地被正面載體(1)覆蓋。發(fā)光二極管芯片(3)被設(shè)置在背面載體(2)和正面載體(1)之間，并且由所述背面載體(2)和正面載體(1)機械地鎖定。它們借助背面和/或正面載體(1，2)電接觸。正面載體(1)導(dǎo)熱地與發(fā)光二極管芯片(3)耦合并且具有背離發(fā)光二極管芯片(3)的光輸出耦合面(101)，所述光輸出耦合面被構(gòu)造用于向周圍環(huán)境發(fā)出由發(fā)光二極管芯片(3)產(chǎn)生的損耗熱的一部分。
文檔編號F21K99/00GK102714204SQ201180007462
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者B.巴赫曼, L.赫佩爾, M.薩巴蒂爾, N.馮馬爾姆, P.羅德, S.伊萊克 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司