[发明专利]转换型发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的转换型发光二极管(Konversions-LED)。这种发光材料尤其考虑应用于白色LED中。

背景技术

WO 2006114077示出了一种转换型发光二极管，其中转换器借助丝网印刷施加到芯片上。类似内容也可以在WO 2007140766中找到。

目前，付出很大努力来将陶瓷转换器用于转换型发光二极管。将转换器准确定位在LED芯片上在此影响LED的光学特性的可再现能力。转换元件在LED芯片上的横向位置可通过摄影机相对简单地来检测并且用于定位控制。

垂直位置、即芯片与转换器之间的距离明显更难被控制。迄今所使用的如丝网印刷这样的方法具有明显的厚度波动，这些厚度波动在多发光材料系统的范围中强烈地提高了色度坐标散射(Farbortstreuung)。具有分离的不同类型的发光材料的层的系统本身已经公知，例如参见EP 1 480 278或者US 2004/173806。在那里，也已经将较长波长的发光材料比较短波长的发光材料更靠近于芯片地设置。但是，厚度波动的问题迄今为止被忽略，因为解决方案视乎不可想象。

发明内容

本发明的任务是提出一种转换型发光二极管，其使用一种或多种发光材料，其中在芯片与转换器之间的距离被精确地限定。

该任务通过权利要求1的特征部分的特征来解决。

特别有利的扩展方案从从属权利要求中得到。

新型的转换型发光二极管尤其是涉及混合应用。在此，已证明为有意义的是，较长波长的发光材料、尤其是发射红光的发光材料比第二较短波长的发光材料、尤其是发射黄光或绿光的发光材料更靠近于芯片设置。第二较短波长的发光材料在此优选是陶瓷转换器，其作为硬的薄片等等存在。其可以是发光材料玻璃等等。在此，所限定的距离是特别重要的，因为只有当精确已知芯片距陶瓷转换器的距离时，才可以通过浓度调节较长波长的发光材料的量。

原则上，陶瓷的薄片必须借助粘合剂固定在芯片上。引入芯片与转换器薄片之间的可能的粘合剂是作为浇注材料已知的硅树脂。

所希望的较长波长的发光材料可以分散到粘合剂中。具体的较长波长的发光材料是发射红光的发光材料、如氮化物或氮氧化物。现在为了保证所限定的距离，除了较长波长的发光材料之外也将距离保持器引入粘合剂。作为距离保持器合适的尤其是具有限定的特性、尤其是限定的直径的玻璃珠。在此，在粘合剂中引入少量玻璃珠，这些玻璃珠足以限定距离。

这种玻璃珠或玻璃球本身是已知的。它们尤其作为颗粒大小测量设备的校准标准而被采用。可容易地获得大小从约100纳米直至数十微米的玻璃珠或玻璃球。提供商例如是Microparticles公司。标准玻璃球的特征在于极其小的大小差异。此外，该材料提供玻璃、优选地树脂玻璃或者SiO₂、最高的防老化性和化学惰性。老化问题因此是最小的。

制造通过如下方式来实现：(由浇注材料、较长波长的发光材料和距离保持器构成的)经分散的坯料被过量地施加到芯片上。然后，陶瓷转换器薄片被压紧到经分散的坯料上，直至薄片与芯片之间的距离对应于球的直径。

对玻璃球可替选地，也可以使用带状的距离保持器，尤其是由透明的或者半透明的塑料或者介电材料(如SnO₂)构成的框架。金属也是可能的。壁在此可具有凹处，剩余的材料可从这些凹处排出。

这种框架可借助光刻或者层转移(Layer-Transfer)来施加。这种框架可由硅树脂或者耐辐射材料(如特氟隆(Teflon))构成。然而，这种框架比玻璃珠显著花费更高。

如果使用如金属或者POM、迭尔林(Delrin)或者聚酰亚胺(Polyimid)的不透光材料，则该框架应跟随芯片表面上的印制导线，以避免由于遮蔽引起的损耗。

设置有框架的芯片于是可以通过不同的方法填充以所希望的发光材料糊。除了丝网印刷之外，也可以使用刮板(doctor-blade)、浸浴或者气刷(air brush)等。

由于陶瓷转换器作为薄片压紧到框架上，所以较短波长的发光材料的发光材料糊的厚度控制并不是一定是必需的。但，一定的控制始终有利于使较短波长的发光材料的糊的量最小化，否则该糊在施加陶瓷薄片时被侧向地挤出。

在没有精确的距离控制的情况下，由不同类型的转换器构成的混合系统在转换型发光二极管的情况下并无意义。较长波长的发光材料的被引入到芯片与具有较短波长的发光材料的陶瓷薄片之间的量一定必须被控制。