[发明专利]具有反射边缘的波长转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及包括发光二极管和自支撑波长转换元件的发光装置，所述自支撑波长转换元件被设置用于接收由所述发光二极管发出的光的至少一部分，本发明还涉及所述波长转换单元本身以及用于制造这样的元件和装置的方法。

背景技术

包括发光二极管(LED)的半导体发光装置是目前可获得的最高效和最鲁棒的光源之一。照明需要白色光源，尤其需要具有高显色性的白色光源。人们进行了各种尝试，以通过将LED用作辐射光源的方式制造发光照明系统。

一种用于获得白光的方法是使用蓝光LED并通过荧光粉将一部分所发射的蓝光转换为黄光(波长光谱在大约580nm处)。由于黄光会刺激人眼的红受体和绿受体，因此所产生的蓝光和黄光的混合给出了白色的表现。

通常，这是通过在LED上设置含有荧光粉的材料，即波长转换材料，实现的，从而使得由该LED发射的光的一部分被所述荧光粉吸收并以不同于所吸收的光的波长的波长发光。

然而，与这样的装置相关联的一个问题在于所提供的光的颜色均匀性。从所述LED的边缘和在LED斜角处发出的光不能通过波长转换材料的相同厚度，因为光是沿正向发射的。因此，通过所述材料的侧面发出的光的转换程度通常小于通过所述材料的前表面发出的光的转换程度。因此，在所述LED周围将可见到蓝光环。

在WO 2006/048064中公开了一种用于防止在所述发光装置周围形成蓝环的方法。此参考文献描述了一种包括LED芯片的LED装置，该LED芯片被设置在所述LED的顶部和侧面的颜色转换材料环绕。反射器侧面地环绕所述颜色转换材料。所述LED芯片和所述反射器之间的最大距离为0.5mm。在所述LED侧面上发射的光将被所述反射器反射，由此得以将光转换为白光。

在WO 2006/048064中公开的发光装置的一个缺陷在于，制造这样的装置是困难的、费时的而且昂贵的。所述颜色转换材料的特定物理形状隐含了，对于每个所述发光二极管而言，必须就地形成这样的特定物理形状，因而妨碍了大规模生产这样的装置。

因此，在本领域中需要提供一种可替代的发光装置，该发光装置防止了导致形成蓝环的光的外耦合(out coupling)，并因此提供了具有高颜色均匀性的光，并且制造该装置是容易的和廉价的，由此可以大规模生产这样的发光装置。

发明内容

本发明的一个目的在于，至少部分地实现上述需要并且提供一种可发射具有高颜色均匀性的光的发光装置，尤其在该发光装置中避免了导致在发光装置周围形成蓝环的光的外耦合。

本发明的另一个目的在于，提供这样一种易于制造且成本低廉的发光装置，由此可以大规模生产这样的发光装置。

本发明的这些和其他目的是通过根据所附权利要求的发光装置及其制造方法实现的。

因此，在第一方面中，本发明涉及包括发光二极管和自支撑(self-supporting)波长转换元件的发光装置，所述自支撑波长转换元件被设置用于接收由所述发光二极管发出的光的至少一部分。

所述波长转换元件具有：平坦的接收表面，通过该接收表面，来自所述LED的光被接收；输出表面，通过该输出表面，由所述元件接收的光可以从该元件出射；以及侧面的边缘表面(lateral edgesurface)。所述边缘表面被提供了反射材料。

在本发明的装置中，由所述LED在斜角处发射的并由所述波长转换元件接收的光不能通过所述边缘表面离开所述波长转换元件，但会被反射到所述接收材料上并最终可以通过所述输出表面离开该元件。因此，防止了可能导致在所述LED周围形成蓝环的边缘效应，并且改善了颜色均匀性。

自支撑波长转换元件的使用方便了所述装置的制造。所述自支撑波长转换元件可以被批量地大规模生产，并且其包括在所述侧面的边缘上的反射材料，然后可以在下一阶段被设置在所述发光二极管上，以形成本发明的发光装置。所述平坦的接收表面使得所述元件易于制造，因为在该表面中基本上不需要进行结构上的修改，例如凹槽等。

在根据本发明的实施例中，所述波长转换元件可以是平板。

在其中接收表面和输出表面都是平坦的平板形自支撑波长转换元件就其本身而言是很容易制造的，因此方便了大规模生产根据本发明的发光装置。

在本发明的实施例中，所述波长转换元件包括无机的波长转换材料。

无机的波长转换材料是温度稳定的、氧化稳定的和光稳定的，尤其是紫外光/蓝光稳定的。因此，当暴露于热、氧气和/或光线时，它们不会损坏得很严重。此外，无机的波长转换材料具有较高的折射率，这将在所述波长转换材料中增加光耦合。