CN101051660A - 半导体发光装置和带有这种半导体发光装置的发光屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体发光装置，它包括至少一个在加载电压时能发光的半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)和一支承所述半导体发光元件的基体(12，1014，2014，3014)。基体(12，1014，2014，3014)对于由半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)发出的光是可透过的。

Description

半导体发光装置和带有这种半导体发光装置的发光屏
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的半导体发光装置和带有这种半导体发光装置的发光屏(Leuchtpaneel)。
背景技术
已知发光二极管(LED)-发光装置形式的半导体发光装置，其中包含pn结的半导体晶体由不透光的底板支承。
半导体发光晶体向各个方向发射来自电子和空穴的重组的光线。因此在已知半导体发光装置中向后半空间发射的光线大部分或完全损失。
发明内容
通过本发明应该这样来改进按权利要求1前序部分所述的半导体发光装置，即，增大可用光的量。
按照本发明这个目的通过具有在权利要求1中给出的特征的半导体发光装置来实现。
在按本发明的半导体发光装置中，支承发光的半导体发光元件的基体对于由半导体发光元件产生的光是可透过的，因此向后发射的光没有损失而是可以利用的，其中在一些情况下设置在发光装置后面的镜子可以用来使向后发射的光同样到达前半空间。
本发明有利的改进方案在从属权利要求中给出。
在权利要求2中给出的用于支承半导体发光元件的基体的材料不仅是透光的而且在体积内是清澈的，因此基体不会导致光线散射。
在权利要求3中给出的基体的特征是特别高的硬度和在大的波长范围内良好的透光度。这种基体还具有特别好的化学(腐蚀)耐抗性，因此可以在平版印刷方法中用作底板/基片(Unterlage)。
在权利要求4中给出的基体的厚度特性在基体小的重量和低的成本方面是有利的。
如果在半导体发光元件中采用如权利要求5中给出的三层结构作为光源，则输入发光元件内的电能以特别高的效率转化成光，并可以控制光谱。
本发明按权利要求6至8的改进方案用来使半导体发光元件中产生高的发光量。
在按权利要求9的发光装置中还可以将在半导体发光元件内部产生的光输送到使用部位。也可以通过位于半导体发光元件后面的镜将光线反射到前半空间。
本发明按权利要求10的改进方案允许，也可以实现在空间上延展的发光元件，特别是还可实现平面形的发光装置。
本发明按权利要求11的改进方案在高的亮度/光密度(Leuchtdichte)上是有利的。
这里，对于半导体发光元件只是部分透光的或者是不透光的情况，利用按权利要求12的布置结构可得到高的亮度/光密度，其中对于两组半导体发光元件，向前和向后发出的光都得到利用。两组半导体发光元件设置在基体不同的侧面上，这在半导体发光元件良好的散热上也是有利的。
在按权利要求13的发光元件中，使基体连同由它支承的半导体元件得到保护，而基本上不受外界的机械影响的作用。
这里，本发明按权利要求14的改进方案在实现平面的发光装置方面也是有利的。
本发明按权利要求15的改进方案在对半导体发光元件进行良好冷却的方面是有利的。
这里按权利要求16，硅油证明特别适合作为透光的冷却液。其特征还有，在高温时也具有良好的化学耐抗性。
在按权利要求17的发光装置中，外壳必要时与装灌在外壳和支承半导体发光元件的基体之间的冷却介质一起起使光线集束的透镜的作用。
在权利要求18中给出的发光装置产生白光，尽管半导体发光元件发射紫外或兰光。
权利要求19和20给出了使产生白光的磷光颗粒均匀地分布的优选可选方案。
本发明按权利要求21的改进方案有这样的优点，即给一非常薄的平面形pn层分布地输送电流。这意味着，使半导体发光元件的亮度均匀化。
本发明按权利要求22的改进方案在半导体发光元件大的等强度发光区域上是有利的。
所述目的利用权利要求23中给定的接触导线线路布置可以特别好地实现。
本发明按权利要求24的改进方案使得接触导线线路本身可以做得比较薄。这种薄的接触导线线路在输入电流时仅在唯一一个部位处导致半导体发光元件略微不均匀的亮度，因为接触导线线路具有一起重要作用的欧姆电阻。在按权利要求24的半导体发光元件中输入电流的分配通过基体与接触导线线路分开的输电导线线路进行，所述输电导线线路可以设计成具有较大的厚度，因此具有低得多的欧姆电阻。
按权利要求25的发光元件中也利用半导体元件朝基体发出的光。
在权利要求26中给出的基体材料特征是高的硬度和在大的波长范围内良好的透光度。这种基体材料也有好的化学耐抗性，因此也可以用作平版印刷法中的底板。
在权利要求27中给出的基体厚度特性一方面在小的重量，另一方面在好的机械稳定性方面是有利的。
在按权利要求28的发光装置中，基体同时用作将后半空间发射的光向前半空间反射的反射器。
本发明按权利要求29的改进方案允许，将基体导线线路(Leiterbahn)不加中间层直接安装在同时也是反射器的基体上。
在权利要求30中所述的用于基体的材料在纯度、化学耐抗性和良好的热性能方面是有利。
对于某些应用场合具有等量地向前和向后发射光线的标准发光装置是有利的。按权利要求31可以这样地改进这种发光装置，使得对于与标准情况不同的应用场合由半导体发光元件发射的全部光线都向前发射。
本发明按权利要求32的改进方案在反向件的高效率方面是有利的。
发射光线的半导体发光元件是机械方面敏感的结构，用本发明按权利要求33的改进方案可实现对发光装置良好的保护，防止受到损坏。
本发明按权利要求34至36的改进方案允许，发光装置以在几百伏至几千伏范围内的高工作电压运行。这对于应该检查高压的存在的应用场合是有利的。在按权利要求34至36之一的发光装置中，对于这种应用目的不需要分压器。
发明按权利要求37的改进方案在以高效率产生白光方面同样是有利的。
在权利要求38中给出的发光装置可以直接用高压电源运行。
通过按权利要求39的改进方案可改善发光元件的机械稳定性。
通常半导体发光元件由一EPI-晶片，即半导体单晶切割而成的晶片制成。为此半导体发光元件借助于本身已知的照相平版印刷和/或干蚀刻法由EPI晶片制成。这里载体基质通常由晶片材料本身构成，这种晶片材料又支承构成的半导体发光元件。因此晶片必须切割成有足够的厚度，从而使制造完成的半导体发光元件具有足够的机械稳定性和强度。但是足够的机械承载能力已经受到晶片本身脆性的限制。此外，在制作完成的半导体发光元件中，为了形成半导体发光元件，用作载体基质的晶片材料会丢失。
但是半导体发光元件也可以由一与晶片基质不同的材料组成的基体支承，在这种情况下通过基体也可保证发光元件的稳定性。
按权利要求39的发光装置的实施形式提供了这样的可能性，即如果基体由晶片材料构成，则必须采用较少的晶片材料作为基体。即由晶片材料组成的基体可以做得比在已知的半导体发光元件中薄。由此节省晶片材料并总体上降低制造成本。可以通过相应地选择基体材料来实现发光元件所需要的机械稳定性和承载能力。
这里，按权利要求40的结构是有利的。在采用这种玻璃时，其成分大致相当于在权利要求41中给定的成分的玻璃材料被证实是有利的。
这种市场上常见的玻璃材料具有良好的机械性能，此外对温度波动和其它外界影响基本上不敏感。此外所述玻璃材料在较大的波长范围内是透明的。
通过按权利要求42或43的实施形式，也可降低发光元件的制造成本，因为只须采用较少的作为基体的晶片材料。
通常，希望的发光装置主发射方向是与基体相反的方向，其中半导体发光元件通常向基本上所有的空间方向发射光线。为了提高发光元件的发光量，按权利要求44的实施形式是有利的。即如果半导体发光元件在加载电压的情况下发射穿过透明基体的光线，则所述光线被反射层向希望的发光装置的主发射方向反射，并附加地对发光元件的发光量有所贡献。
实际上已经证明，基体具有按权利要求45的厚度是有利的，在基体具有这种厚度时，可实现发光元件高的机械稳定性。
在一种改进方案中，如果基体具有按权利要求46的厚度，对于基体是有利的。
权利要求47提供了一种发光屏，它可以制成非常大的尺寸，因为单个的发光装置具有良好的机械稳定性。
按权利要求48的发光屏显示出，发光装置以及由此还有包含在发光装置内的半导体发光元件具有好的散热性。
本发明按权利要求49至51的改进方案对于提供白光是有利的。
在按权利要求52的发光屏中，向相同的半空间发射所产生的全部光线。
本发明按权利要求53的改进方案在发光屏良好的亮度均匀性方面是有利的。
附图说明
下面借助于实施例参照附图详细说明本发明。其中：
图1示出一发光元件单元的示意性俯视图，所述发光元件单元可以单独地或和相同的单元一起布置在壳体内，形成一发光装置；
图2示出一包含多个按图1的发光元件单元的半导体发光装置的视图；
图3示出另一种半导体发光装置的俯视图；
图4示出一扩展的平面形半导体发光屏的剖视图；
图5示出发光装置部件的放大俯视图；
图6示出一发光装置的俯视图，通过将图5的发光装置组件连接在一基体上得到该发光装置；
图7示出一外部几何形状类似于二极管的发光装置的示意性侧视图；
图8示出一种改变的发光装置的俯视图，它具有六个发出光线的半导体发光元件；
图9示出类似于图8的视图，但其中这样改变发光装置，使它发出白光，并且还可以有选择地用高电压运行；
图10示出发光装置的另一实施例，它包括多个半导体发光元件；
图11示出图10的发光装置局部的放大俯视图，其中可以完整地看到一个半导体发光元件；
图12示出图11中所示的发光装置的局部沿剖分线XII-XII的剖视图；
图13示出按图10的发光装置的变型，其中未设置反射镜；以及
图14示出图10中发光装置对应于图5中的发光装置的变型结构不带基底的剖视图。
具体实施方式
在图1中总体上用10表示一发光元件单元，它包括一由刚玉玻璃(Korundglas)(Al2O3玻璃)制成的透明基体12，这种玻璃也以蓝宝石玻璃的名称销售。这种玻璃的特征是高的机械强度，良好的绝缘性能和好的热性能。基体12在实践中具有300至400μm的厚度。
在基体12的上侧设置一总体用14表示的第一电极。
该电极包括一中间的连接导线线路16，该连接导线线路通过横向臂18，20支承平行于连接导线线路16分布的接触臂22，24。
两个平面形发光元件26，28这样铺设在连接导线线路16和接触臂22，24上，使所述发光元件沿横向部分地与所述连接导线线路和接触臂搭接，如图示。
每个发光元件26，28包括三层：一个与连接导线线路16和接触臂22，24接触的下层30，它由一P型的III-V-半导体材料-例如InGaN制成。
中间层32是一MQW层，MQW是多量子阱的缩写，MQW材料具有超晶格，它具有按超晶格结构变化的电子的带结构，因此在其它波长下发射光线。通过MQW层的参数可以控制由发光元件26，28发出的光的频谱。
上层34是一n型或自导通的层，它例如可以由GaN组成。
三个层总共有这样小的厚度，使得整个三层结构对于光线是可透过的。
在上述结构上蒸发镀敷(Aufdampfen)一第二电极36。
该第二电极具有一连接导线线路38，它通过一薄的氧化层铺设在上述结构上，并通过横向臂40，42支承接触臂44，16，所述接触臂在中部分布在发光元件26，28的上层34上方。
电极14，36与一上连接板48或一下连接板50连接，所述连接板在运行条件下与电源接线柱连接。
用这种方法，使发光元件26，28在加载电压时向朝后的方向发出光线，在采用上述半导体材料时，所述光线在280至360nm和360至465nm的范围内。
这种光可以向两侧离开发光元件单元10，因为基体12，还有电极14和36是透明的。
实际上，如上所述，发光元件单元10装在一在图1中仅用虚线表示的透明壳体52内。
在壳体52和发光元件单元10之间的中间空腔内填充有硅油54。这种液体用于发光元件单元10的散热。所述液体化学上是惰性的，因此可以直接和发光元件单元10的材料接触，而不使它们受到损害。硅油还可以非常良好和持续地排气，并且在这里感兴趣的电磁辐射波长范围内是透明的。
一玻璃底座58用于将基体12机械连接到壳体52上。
发光元件单元10与外壳体52及封闭在外壳体内的硅油体积一起构成总体上用56表示的发光装置。
在图中仅举例地在壳体内部一个分区内示出液体量。在实际上所述液体完全充满壳体内部。这也适用于其它附图。
为了提高发光装置的光量，可以在一共同的基体上包括多个发光元件单元10，如上面参照图1所说明的那样。在图2中示出相应的发光装置56。上面参照图1已经以功能等效的形式中说明过的部件还具有相同的附图标记。下面不必再次对这些部件进行详细说明。
可以看到在基体12上设置六个发光元件单元，其中每三个电串联。这两个包括三个串联的发光元件单元10的组并联地连接在连接板48，50之间。
如上所述，在采用所述半导体材料时，发光元件单元10发出紫外光和蓝光。
为了在采用这种发光元件单元的情况下实现白光源，在硅油54内分布有磷颗粒60，所述磷颗粒由具有色中心(Farbzentrum)的透明固体材料制成。
采用三种磷颗粒，所述磷颗粒分别吸收由发光元件单元10发出的紫外光和蓝光，并发出蓝、黄和红光。这样来选择三种磷颗粒之间的数量比，即，在考虑到一些情况下不同磷颗粒的不同光波转化效率的情况下，由发光装置56总体上得到白色光。
可选地或除此以外，可以设想，外壳体的内表面和/或外表面涂覆磷颗粒60。这例如可以这样来进行，即给外壳体52的相应侧面涂覆透明漆，并在还处于粘附的状态下时向所述侧面喷涂磷颗粒混合物。这在图2中同样局部放大地示出。
同样可选地或除此以外，也可以给发光元件单元10设置这种颗粒涂层，如在图2中同样以局部放大视图示出的那样。
如上所述，整个发光元件单元10都是透明的(包括基体12、电极14，36以及发光元件26，28)。由于这个原因，最好在基体12背面上也设置完全相同的电极和发光元件布置结构。这样在发光装置56的体积相同时可得到两倍的发光量。
图3示出进一步扩展的平面形发光装置56，它可以用于显示器的背光照明(Hinterleuchtung)。可以看到设置成阵列(Matrix)的发光元件单元10，其中现在设置在基体12两侧上的发光元件单元相互错开。如果发光元件单元10本身不是透光的，则选择这种布置结构。
这里，外壳体52由外框架62和盖板64，66组成。所述外框架和改板具有按毛面玻璃的形式打毛(aufrauhen)的内表面，以使光流均匀化。
按图4的实施例示出一半导体发光屏68。在一设计成与图3中所示类似的屏壳体70的内部布置各圆柱形发光装置56，如图2中所示，但是一个发光装置中串联的发光元件单元10的数量可以更大，例如是10或20个单元。
屏壳体70具有一框架72和盖板74，76，它们都是透明的。其中下盖板74带有镜面涂层78，从而由发光装置56产生的全部光都朝一侧发出。
位于各发光装置56和屏壳体70之间的空腔也填充有硅油80，以有利于向外界散热。如上所述，在所述硅油内同样分布有磷颗粒60。
盖板76无光泽(mattieren)的下边界面82用来确保均匀的发光屏亮度/光密度。
按图5的实施例类似于按图1的实施例。但是这里接触臂22，24和44，46不是如图1中用16和38所示的那样与输送电流的导线线路直接接触，而是在其长度上分布地设置七个连接垫n1至n7。接触臂44，46相应地带有连接垫p1至p6。
在连接垫ni(i＝1-7)和/或pi(i＝1-6)上分别施加少量的、在约350℃时熔化的焊料(未示出)。
接触臂与唯一一个同样由三层30，32和34组成的平面形发光元件26的上侧或下侧连接。
为了能够如层34一样从同一侧接通层30，并且为了可以接触层30的中部区域，层34具有一中部的缝形开口15，导线线路段16以一定的侧向距离接纳在所述开口内。
图6示出一下基板84的俯视图，图5中的发光元件单元10可以这样地钎焊在所述基板上，使得图5中的上侧朝下并与基板84的上侧接触。
基板84具有一正的供电导线线路86和一负的供电导线线路88。所述供电导线线路基本上具有和电极14及36相同的几何形状，并同样这样地设有连接垫n1至n7和p1至p7，即，在图5中所示的发光装置单元焊接在基板84上时，使电极16，36在多个隔开的部位与供电导线线路86，88连接。
可以在基板84上施加厚得多的供电导线线路86，88(在实践中是4至10倍厚)，并由此具有比很薄的、在实践中厚度为10μm至40μm的电极14，36低得多的电阻。
通过铜金合金的蒸发镀敷得到电极14，36和供电导线线路86，88。可选地也可以采用银合金或铝合金。
供电导线线路86，88与大的触点90，92连接，通过所述触点实现到电源上的连接。
在一在图5和6中所示的发光装置的实际实施例中，发光元件26的层30由InGaN组成，层34由GaN组成。中间层32也是一MQW层(多量子阱层)，该层形成一超晶格，通过该超晶格可以控制发出的光线的波长。
在实际的实施例中基体板12具有约1mm的边长，约0.15mm的厚度。基板84具有约1.9mm和1.5mm的边长和约0.4mm的板厚。两种板都由蓝宝石切割而成。
连接垫通常由金制成，为了连接在p型层和n型层上，掺杂所述金。
上面参照图5和6说明的结构使得可以实现具有均匀亮度的基本上完全透明的光源。
根据图7，其中基体板12和基板84仅示意性示出的发光元件单元10布置在一钥匙形反射器94内部。所述反射器具有一向上收缩成尖端的圆锥形周壁96、一底壁98和一接线柱100。
通过一导线102使发光元件单元与反射器94电连接。
另一导线104使发光元件单元的第二接线夹与另一接线柱106连接，该接线柱106在一定距离处与接线柱100平行设置。
用转换材料108涂覆发光元件单元10，所述转换材料是硅/磷混合物。这里磷材料也是不同磷材料的混合物，所述不同的磷材料吸收由发光元件单元10发射的光线并发射蓝光、黄光和红光，如前面所述那样。
将整个上述单元嵌入一由透明环氧树脂110组成的体积内，所述体积在具有一些情况下为半球形端部表面时具有圆柱形的基本几何形状，如由发光元件已知的那样。
图8示出类似于图2的发光装置。类似的部件也具有相同的附图标记。
与按图2的发光装置的区别在于，在按图8的发光装置中，两个发光元件单元10背靠背地装在壳体52内。
此外设想，壳体52的内表面附加地带有磷涂层112，该涂层同样是磷颗粒混合物，这种混合物吸收发光元件发出的光并发射蓝、黄和红光。
大尺寸的连接板102’和104’由金属制成，并用来使发光元件散热。
壳体52是一玻璃圆柱体52，它处于约2×10-2至5×10-4托的真空下。
在壳体52的玻璃壁内侧上安装有由石墨组成的格栅形电极114。石墨电极114与一接头116连接，该接头可以由一高压电压供电。所述电压可以在220V至10kV范围内。
在图9中所示的发光装置可以有选择地用低电压运行(在连接板48，50上施加约7.5至约11V的电压)或者用高电压运行(在接头116上施加高电压并将连接板50接地)。
为了制造白光，壳体52携带电极114的内表面同样可涂有磷层112，如前面所述。这里磷层112同时可以充填电极114的格栅网眼。
在参照图5至9说明的实施例中，发光装置的制造分三个步骤进行：在蓝宝石基体12上制造发光元件单元10，制造蓝宝石基板84和由它支承的供电导线线路86，88，并将发光元件单元10和基板84连接。
在基体板12和/或基板84的连接垫n1至n7和p1至p6上，在其制造时施加小的焊料滴，所述焊料滴共同在加热法中在约350℃时在压力作用下熔化。在焊料冷却后发光元件单元10和基板84同时机械和电连接。
因此发光装置的整个制造工序可以在采用已知的半导体制造方法的情况下简单地进行。
图10中，在另一个实施例中总体上用1010表示发光元件单元，该发光元件单元包括一基底1012。基底1012可以由常见的耐高温耐化学的透明玻璃制成，如工业中用常的那样。可选地基底1012也可以采用陶瓷或例如由铜或铝制成的金属板。在实践中基底具有约1mm的厚度。
在基底1012上施加由刚玉玻璃(Al2O3玻璃)组成的透明基体1014。刚玉玻璃也称为蓝宝石玻璃，在所述实施例中，基体1014具有约200μm的厚度，但如开头所述，也可以具有在5至400μm之间的其它厚度。
基体1014本身支承六个相互隔开设置的半导体发光元件1016.1，1016.2，1016.3，1016.4，1016.5和1016.6，它们的结构基本相同，下面以半导体发光元件1016.2为例借助于图11和12来详细说明这些发光元件。
半导体发光元件1016.2包括三层。下层1018由p型的III-V-半导体材料制成，例如由GaN制成。中间层1020是一MQW层。上层1022是n型层，例如由InGaN制成。
这样制成的发光元件1016-因此还有发光元件单元1010，在施加电压时发射波长紫外光和在420至480nm范围内的蓝光。白光发光二极管(LED)可用这样半导体发光元件1016这样来得到，即发光元件单元1010在LED内由其中均匀分布有磷颗粒的硅油包围。合适的磷颗粒由具有色中心的透明固体材料制成。为了将由半导体发光元件1016发射的紫外光和蓝光转换成白光，采用三种磷颗粒，它们吸收紫外光和蓝光并发射蓝、黄和红光。
通过由不同材料构成的层1018、1020和1022制成半导体发光元件1016，可以制造一种半导体发光元件1016，这种半导体发光元件可以根据所选择的材料发射不同于紫外光或蓝光的光。
p型层1018侧向超过MQW层1020和n型层1022伸出。在p型层的边缘区域内在MQW层1020和n型层1022旁边还蒸发镀敷一导线线路1024，在其相应的端部上设置连接触点n1或n2。
为了也能够在中部接通p型层，MQW层1020和n型层1022具有一共同的缝形开口1026。导线线路1028以一定的侧向间隙分布在所述开口内，在该导线线路中在相对于半导体发光元件1016的中部设置另一连接触点n3。导线线路1028垂直于导线线路1024分布并与其连接，从而导线线路1024和1028一起形成一具有三个连接触点n1、n2和n3的总体成T形的导线线路。沿p型层1018的两个平行于导线线路1028分布的边缘还分别设置两个与p型层连接的连接触点n4和n6或n5和n7(参见图11)。
在n型层1022上蒸发镀敷一U形导线线路1030，其底边与p型层1018上的导线线路1024相对，其两条侧边位于导线线路1028两侧，特别是如图11所示。
导线线路1030设有六个连接触点p1至p6，其中在U形导线线路1030的每条侧边上分别设置三个。
导线线路1024、1028和1030通过蒸发镀敷铜金合金得到。可选地，也可以采用银合金或铝合金。连接触点n1至n7和p1至p6通常由金制成，按对于p型层或n型层上的接头本身已知的方式来掺杂金。
在图10中可以完整地看到的、带有六个半导体发光元件1016的发光元件单元1010中，每三个半导体发光元件1016.1，1016.2和1016.3以及1016.4，1016.5和1016.6分别电串联地连接成一组。在每组位于外部的半导体发光元件1016.1和1016.4处，导线线路1024分别与一连接板1032连接。相应地，在由三个串联的半导体发光元件组成的组的、相对地位于外面的半导体发光元件1016.3，1016.6处，导线线路1030分别与一连接板1034连接。
由三个串联的半导体发光元件1016组成的两个组并联地连接在连接板1032和1034之间。在发光元件1010的工作条件下连接板1032和1034与一这里未示出的电源的接线夹连接。
在制造上述发光元件1010时，用由蓝宝石玻璃(Al2O3玻璃)组成的基体1014覆盖基底1012-例如由厚度为1mm的玻璃板。又在蓝宝石玻璃上施加GaN晶片。然后借助于本身已知的照相平版印刷法和干蚀刻法由基体1014上的GaN材料制成半导体发光元件1016.1至1016.6，并通过蒸发镀敷形成导线线路1024，1028和1030。
只要基底和涂覆在它上面的基体的表面涂覆GaN材料，则在一个处理过程中形成不同发光元件(单元)1010的多个半导体发光元件1016，然后借助于已知工艺由基底1012切割出不同的发光元件单元1010。
一个切割出来的发光元件单元的半导体发光元件1016.1至1016.6如上所述串联或并联连接。
基底1012与半导体发光元件1016相对的一侧设有镜面1036(参见图12)。如果代替玻璃采用具有反射作用的陶瓷或金属作为基底1012，可以省去背面的镜面。
如果采用玻璃作为基底1012，则特别可以考虑采用Bor-Tonerde玻璃。这种玻璃以多种不同的名称销售。总而言之可以考虑采用对于外界影响，例如温度波动和化学品，具有足够耐抗性的所有玻璃。
每个半导体发光元件1016也可以称之为半导体芯片。在这里所述的实施例中，这种类型的单个半导体芯片具有1500μm的边长。因此单个半导体芯片具有1500μm×1500μm的面积。这里单个半导体芯片具有2.25W的接收功率。因此，在按所示的2×3阵列布置六个半导体芯片1016时，得到13.25W的总接收功率。
如果单个半导体芯片具有1800μm×1800μm的面积，则由此得到3.24W的接收功率。由此，对于2×3的半导体芯片1016，得到19.44W的总接收功率。在这种布置结构中可实现约1555流明(Lumen)的发光效率。
在图13中借助于发光元件单元2010示出一种按图10至12的发光元件单元101的变型。对应于图10至12的部件在图13中带有同样的附图标记加1000。上面对于发光元件单元1010的介绍在含义上相对应地也适用于发光元件单元2010。
在发光元件单元2010中与在图10至12中所示的发光元件单元1010的区别是不设置镜面。
因为不设置镜面，每个半导体发光元件2016都基本上向所有空间方向发射光线。用每个半导体发光元件2016或用发光元件单元2016可以模仿在观察者看来和白炽灯一样的发光效果，此外发光元件单元2010在工作时可以例如安装在相应的壳体内，从所述壳体光线可以向所有空间方向发出。
在图14中借助于发光元件单元3010示出按图10至12的发光元件单元1010的另一种变型。对应于图10至12的元件在图14中具有相同的附图标记加2000。
上面对于发光元件单元1010的说明在含义上相应地也适用于发光元件单元3010。
带半导体发光元件3016的发光元件单元3010既没有镜面也没有基底。发光元件单元3010相当于在图5中所示的发光装置10。即半导体元件3016由一基体3014支承，所述基体由上面针对图10至12的实施例的基体14所述的材料制成，特别是由蓝宝石玻璃(Al2O3玻璃)制成。
用发光元件单元3010或半导体发光元件3016也可以模仿从观察者来看像白炽灯一样的发光效果。

Claims (53)

1.半导体发光装置，具有至少一个在加载电压时发光的半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)和支承所述半导体发光元件的基体(12，1014，2014，3014)，其特征为：对于由半导体发光元件(26，28，1016，2016，3016)产生的光，基体(12，1014，2014，3014)是可透过的。
2.按权利要求1的发光装置，其特征为：基体(12，1014，2014，3014)包括玻璃材料或晶体材料。
3.按权利要求2的发光装置，其特征为：所述玻璃材料或晶体材料是Al2O3材料。
4.按权利要求1至3之任一项的发光装置，其特征为：基体(12，1014，2014，3014)具有约0.1mm至1mm的厚度，尤其是约0.1mm至约0.5mm，更优选为约0.2mm至0.4mm。
5.按权利要求1至4之任一项的发光装置，其特征为：至少一个发光元件(26，28，1016，2016，3016)是三层结构的，其中第一层(30，1018，2018，3018)是半导体层，第二层(32，1020，2020，3020)是MQW层，第三层(34，1022，2022，3022)是半导体层。
6.按权利要求5的发光装置，其特征为：至少一个半导体层包括III-V材料。
7.按权利要求6的发光装置，其特征为：所述半导体层中的一个由GaN形成。
8.按权利要求6或7的发光装置，其特征为：所述半导体层中的一个由InGaN形成。
9.按权利要求1至8之任一项的发光装置，其特征为：所述半导体发光元件(26，28)是透明的。
10.按权利要求1至9之任一项的发光装置，其特征为：多个半导体发光元件(26，28)通过棋盘式布置的电极(14，36)接通。
11.按权利要求1至10之任一项的发光装置，其特征为：基体(12)在两侧支承半导体发光元件(26，28)。
12.按权利要求11的发光装置，其特征为：设置在基体(12)两侧上的半导体发光元件(26，28)的组相互错开。
13.按权利要求1至12之任一项的发光装置，其特征为：设有由半导体发光元件(26，28)产生的光可透过的壳体(56)，基体(12)由该壳体支承。
14.按权利要求13的发光装置，其特征为：所述壳体(56)包围多个基体(12)。
15.按权利要求13或14的发光装置，其特征为：所述壳体(56)的内部包含透明液体。
16.按权利要求15的发光装置，其特征为：所述透明液体是硅油。
17.按权利要求13至16之任一项的发光装置，其特征为：所述壳体(56)特别是旋转对称地具有至少一个拱起的边界面。
18.按权利要求13至17之任一项的发光装置，其特征为：半导体发光元件(26，28)发射紫外光或蓝光，在壳体的内部分布有磷颗粒，所述磷颗粒这样发出蓝光、黄光和红光，以使发光装置发出白光。
19.按权利要求18的发光装置，其特征为：将所述磷颗粒施加在基体(12)和/或半导体发光元件(26，28)上和/或施加在壳体(56)内表面或外表面上。
20.按权利要求18或19的发光装置，其特征为：所述磷颗粒分布在液体(54)或透明的固体嵌入材料中，所述液体/嵌入材料包围支承半导体发光元件(26，28)的基体(12)。
21.按权利要求1至20之任一项的发光装置，其特征为：半导体发光元件(26，28)支承扩展的接触导线线路(14，36)。
22.按权利要求21的发光装置，其特征为：两条接触导线线路(14，36)设置成使两条接触导线线路(14，36)分别相对的段(16，22，24，44，46)彼此具有基本上相等的距离。
23.按权利要求22的发光装置，其特征为：所述接触导线线路(14，36)的段(16，22，24，44，46)梳状地相互接合。
24.按权利要求21至23之任一项的发光装置，其特征为：所述接触导线线路(14，36)分别通过多个电连接部位(n1至n7，p1至p6)与一基板(84)的供电导线线路(86，88)连接。
25.按权利要求24的发光装置，其特征为：所述基板(84)包含玻璃材料或晶体材料。
26.按权利要求25的发光装置，其特征为：所述玻璃材料或晶体材料是Al2O3材料。
27.按权利要求24至26之任一项的发光装置，其特征为：所述基板(84)具有约0.2mm至约2mm的厚度，尤其是0.2mm至约1.0mm，特别优选是约0.4mm至约0.6mm。
28.按权利要求24至27之任一项的发光装置，其特征为：所述基板(84)具有反射表面。
29.按权利要求28的发光装置，其特征为：所述基板(84)由绝缘的反射材料组成或用这种材料涂覆。
30.按权利要求29的发光装置，其特征为：所述绝缘反射材料是氧化物材料，特别是陶瓷材料。
31.按权利要求1至30之任一项的发光装置，其特征为：在半导体发光元件(26，28)的后面设置一反射件(98)。
32.接权利要求31的发光装置，其特征为：所述反射件(98)由晶体材料制成，所述晶体材料最好在背面设置镜面。
33.按权利要求13至32之任一项的发光装置，其特征为：所述半导体发光元件(26，28)在采用透明的树脂、最好是环氧树脂的情况浇注在所述透光的壳体(56)内。
34.按权利要求13至33之任一项的发光装置，其特征为：所述壳体(56)内侧携带有透光的电极(114)，并且壳体(56)被抽真空到较低的压力。
35.按权利要求34的发光装置，其特征为：所述电极(114)设计格栅。
36.按权利要求35的发光装置，其特征为：所述电极(114)由石墨制成。
37.按权利要求34至36之任一项的发光装置，其特征为：用磷材料(112)涂覆所述电极(114)。
38.按权利要求34至37之任一项的发光装置，其特征为：所述电极(114)与一可与高压电源(118)连接的接线夹(116)连接。
39.按权利要求1至38之任一项的发光装置，其特征为：所述基体(1014，2014，3014)本身由一基底(1012，2012，3012)支承。
40.按权利要求39的发光装置，其特征为：所述基底(1012，2012，3012)包含玻璃材料，特别是Bor-Tonerde玻璃。
41.按权利要求40的发光装置，其特征为：所述基底(1012，2012，3012)的玻璃材料的组成成分大致对应于以下成分：
a)81％的SiO2，13％的B2O3，4％的AlKaLi，2％的Al2O3；或
b)57％的SiO2，1％的Na2O，12％的MgO，26％的Al2O3，4％的B2O3。
42.按权利要求39的发光装置，其特征为：所述基底(1012，2012，3012)包含陶瓷材料。
43.按权利要求39的发光装置，其特征为：所述基底(1012，2012，3012)包含金属，特别是铜或铝。
44.按权利要求39至43之任一项的发光装置，其特征为：所述基体(1014)和基底(1012)至少局部对于由半导体发光元件(1016)发射的光线是透明的，所述基底(1012)与基体(1014)相对的一侧设有一将所述光线向基体(1014)的方向反射的层(1036)。
45.按权利要求39至44之任一项的发光装置，其特征为：所述基底(1012，2012，3012)具有约0.5mm至2.0mm的厚度，优选为0.75mm至1.5mm和特别优选为约1.0mm。
46.按权利要求39至45之任一项的发光装置，其特征为：所述基体(1014，2014，3014)具有5μm至400μm的厚度，优选为5μm至200μm，更优选为10μm至100μm，特别优选为50μm至75μm。
47.发光屏，其特征为，具有多个按权利要求1至46之任一项的发光装置，所述发光装置设置在一具有平面平行的盖板(74，76)的屏壳体(70)内。
48.按权利要求47的发光屏，其特征为：在发光装置(56)和屏壳体之间的空腔由透明的冷却液，特别是硅油填充。
49.按权利要求47或48的发光屏，其特征为：所述屏壳体(70)的内部分布有磷颗粒，所述磷颗粒这样发出蓝光、黄光和红光，以使发光屏发出白光。
50.按权利要求49的发光装置，其特征为：将所述磷颗粒施加在发光装置(56)和/或屏壳体(70)的内表面或外表面上。
51.按权利要求49或50的发光屏，其特征为：所述磷颗粒分布在包围发光装置(56)的液体(80)内。
52.按权利要求47至51之任一项的发光屏，其特征为：所述盖板(74，76)中的一个盖板(74)设有镜面(78)。
53.按权利要求47至52之任一项的发光屏，其特征为：所述盖板(74，76)中的一个盖板(74)设计成无光泽玻璃板(82)。
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