具有多個發(fā)光材料區(qū)域的發(fā)光二極管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，具有帶有用于發(fā)射初級光的至少一個發(fā)射面的LED芯片并且具有多個發(fā)光材料區(qū)域，該發(fā)光材料區(qū)域在光學上連接在至少一個發(fā)射面的下游。本發(fā)明尤其能夠涉及轉換型發(fā)光二極管，尤其涉及表面發(fā)射的發(fā)光二極管，例如垂直照射的所謂頂面LED(Top-LEDs)。
【背景技術】
[0002]暖白光典型地由此產(chǎn)生，即由LED芯片發(fā)射的初級光借助至少一種發(fā)光材料至少部分地轉換或改變成其它波長的光，并且如此產(chǎn)生的不同份額的不同顏色光具有暖白色的總色域。例如，藍色的初級光可以借助“紅色”顏料至少部分地轉換成紅色光并且通過“綠色”顏料至少部分地轉換成綠色光。所產(chǎn)生的混合光是紅綠藍或者白，其中暖白色的色調(diào)例如能夠通過高的紅色份額或者通過附加的波長轉換成黃色的或者橙色的光來實現(xiàn)。
[0003]然而，在波長轉換時，除了斯托克斯熱(Stokes)之外還有其他損耗。因此發(fā)光材料能夠作為填充材料(例如粉末)嵌入到光能穿過的基體材料(例如娃樹脂)中。然而，這可能起到很小的效果，因為通過基體材料能夠明顯降低光功率。效率的改進通過所謂的“局部全轉換”(英語:“l(fā)ocal full convers1n”)來實現(xiàn)。在此，綠色的和/或黃色的顏色份額通過陶瓷薄板產(chǎn)生，這是非常有效的。然而，當前還沒有發(fā)射紅光的陶瓷薄板。對于紅色的顏色份額，如由內(nèi)部的尚未公開的實驗所驗證的那樣，能夠在陶瓷薄板中產(chǎn)生孔并且利用由硅樹脂和紅色顏料的混合物填充。然而對于適當?shù)纳蚨?，該孔必須如此之大，使得陶瓷薄板僅僅還具有很少的邊緣。然而這造成了陶瓷薄板的較差的穩(wěn)定性，并且此外在生產(chǎn)中浪費很多材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，至少部分地克服現(xiàn)有技術中的缺陷。
[0005]該目的根據(jù)獨立權利要求的特征來實現(xiàn)。優(yōu)選的設計方案尤其能夠由從屬權利要求得出。
[0006]該目的通過一種發(fā)光二極管實現(xiàn)，其具有帶有用于發(fā)射初級光的至少一個發(fā)射面的LED芯片并且具有多個發(fā)光材料區(qū)域，該發(fā)光材料區(qū)域在光學上連接在至少一個發(fā)射面的下游，其中，至少一個較硬的發(fā)光材料區(qū)域中的至少一個較硬的發(fā)光材料區(qū)域嵌入在發(fā)光材料區(qū)域的另一個較軟的發(fā)光材料區(qū)域中。
[0007]這獲得以下優(yōu)點，即(至少一個)較硬的發(fā)光材料區(qū)域不需要處理，以容納較軟的發(fā)光材料區(qū)域。較硬的發(fā)光材料區(qū)域因此在結構上不再被削弱并且此外能夠簡單和廉價地生產(chǎn)。因此，較硬的發(fā)光材料區(qū)域也能夠更簡單地來操作，例如能夠被抽吸。
[0008](至少一個)較硬的發(fā)光材料區(qū)域嵌入到較軟的發(fā)光材料區(qū)域中特別意味著，較軟的發(fā)光材料由至少在開始時(在生產(chǎn)時)有流動能力的材料構成，其特別地能夠硬化。由此密封地包圍了較硬的發(fā)光材料區(qū)域。也就是說，改進方案在于，較軟的發(fā)光材料區(qū)域由有流動能力的材料構成或者制造。
[0009]較硬的發(fā)光材料區(qū)域可以完全嵌入到較軟的發(fā)光材料區(qū)域中，并且因此在所有面都由其包圍。替代地，較硬的發(fā)光材料區(qū)域可以部分嵌入到較軟的發(fā)光材料區(qū)域中并且因此僅僅部分地、例如僅僅在側向上由其包圍。
[0010]發(fā)光二極管可以具有一個或者多個較硬的發(fā)光材料區(qū)域。在有多個發(fā)光材料區(qū)域時，這些區(qū)域可以相同地構造，尤其是具有相同的形狀、尺寸和/或材料，或者多個較硬的發(fā)光材料區(qū)域中的至少兩個可以是不同的，例如在其形狀、其尺寸和/或其材料方面，例如包括由其發(fā)射的光線的顏色。
[0011]還有一個改進方案是，較硬的發(fā)光材料區(qū)域由硬的材料構成。硬的材料尤其能夠理解為實際上僅僅能彈性(非塑性)變形的材料。
[0012]一個改進方案是，發(fā)光二極管具有一個或者多個薄板形狀的發(fā)光材料區(qū)域。
[0013]一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的至少一個較硬的由陶瓷構成。這種陶瓷用作發(fā)光材料(“發(fā)光材料陶瓷”)并且實現(xiàn)了高效的波長轉換。這種發(fā)光材料陶瓷基本上是已知的并且在此無需準確描述。
[0014]一個改進方案是，陶瓷由LuAG: CE，YAG: Ce (二者可選地具有摻雜物Gd，Sc和/或Ga)或者(Sr，Ba)S1N:Eu構成。這種陶瓷尤其可以用于產(chǎn)生綠色至黃色的次級光。
[0015]還有一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的較軟的具有由合成材料制成的基體材料，該基體材料混有至少一種發(fā)光材料作為填充材料。合成材料優(yōu)選地是用于制造發(fā)光二極管的有流動能力的或粘性的合成材料。
[0016]合成材料尤其可以具有硅樹脂、環(huán)氧樹脂和/或至少一種熱塑性塑料，尤其還有以上幾種的混聚物。
[0017]發(fā)光材料尤其可以是紅色的或者橙色的發(fā)光材料。
[0018]特別優(yōu)選的是發(fā)光材料陶瓷薄板，其嵌入到由紅色發(fā)光材料填充的硅樹脂中。
[0019]還有一個設計方案是，即發(fā)光材料區(qū)域在初級光的光路中并排地布置。由此減小了發(fā)光材料區(qū)域的相互影響。
[0020]還有另一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域是發(fā)光材料薄板的區(qū)域并且覆蓋了 LED芯片的發(fā)射面。為此，LED芯片尤其可以是表面發(fā)射的LED芯片。結合發(fā)光材料區(qū)域并排地布置在初級光的光路中的設計方案，這尤其能夠意味著，不同的發(fā)光材料區(qū)域并排地布置，即“側向分開地”安裝。
[0021]此外，一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的至少一個較硬的由發(fā)光材料區(qū)域中的另一個較軟的側向地包圍。因此發(fā)光材料薄板能夠特別簡單地安裝。發(fā)光材料區(qū)域中的較軟的可以側向地包圍一個或多個較硬的發(fā)光材料區(qū)域。
[0022]還有一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的較硬的具有圓盤狀的基本形狀。
[0023]此外，一個設計方案是，初級光是藍光，發(fā)光材料區(qū)域中的較硬的將藍色的初級光至少部分地轉換成綠色至黃色光，并且發(fā)光材料區(qū)域中的較軟的將藍色的初級光至少部分地轉換成紅光，例如根據(jù)應用了何種紅色發(fā)光材料而定。由此能夠實現(xiàn)RGB混色。然而，原則上也能夠使用另外的和/或其他的發(fā)光材料。因此能夠應用附加的(例如作為較硬的發(fā)光材料區(qū)域或者作為較軟的發(fā)光材料區(qū)域的填充材料)其他發(fā)光材料，例如黃色的、橙色的和/或琥珀色(amber)的發(fā)光材料。替代或附加于綠色的發(fā)光材料陶瓷地，也可以使用發(fā)射其他波長的光的發(fā)光材料陶瓷。
[0024]還有一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的較軟的借助壓制法制成。壓制法例如可以包括絲網(wǎng)印刷或者模板印刷，尤其是在至少一個發(fā)光陶瓷體(優(yōu)選為發(fā)光陶瓷薄板)上。
[0025]還有另一個設計方案是，發(fā)光材料區(qū)域中的較軟的借助鑄造法制成。鑄造法尤其可以包括二次成型或者注塑至少一個發(fā)光陶瓷體(優(yōu)選為發(fā)光陶瓷薄板)。
[0026]該目的也通過用于制造發(fā)光二極管的如上面公開的方法來實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0027]本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)這些的方式和方法，結合下面根據(jù)附圖詳細闡述的對實施例的示意性描述更清晰易懂。在此為了清晰起見，相同的或者作用相同的部件配以相同的參考標號。
[0028]圖1以側視剖