CN101971335B - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

在发光装置(10)的至少一种实施方式中，该发光装置具有第一组(11)半导体芯片(1)和第二组(22)半导体芯片(2)，其中，这些组(11、12)各自包括至少一个半导体芯片(1、2)，并且第一与第二组(11、12)半导体芯片(1、2)至少部分相对于发光装置(10)的主发射方向(H)在侧向并排设置。发光装置(10)此外包括第三组(33)半导体芯片(3)，该组包括至少一个半导体芯片(3)，并且第三组(33)相对于主发射方向(H)设置在第一和第二组(11、12)的下游。每组(11、22、33)半导体芯片(1、2、3)构成为在彼此不同的波长范围内特别是在可见光谱范围内成对发射电磁辐射(L1、L2、L3)。由第三组(33)半导体芯片(3)发射的辐射(L3)具有最短的波长范围。由第一和第二组(11、22)半导体芯片(1、2)发射的辐射(L1、L2)至少部分进入第三组(33)的至少一个半导体芯片(3)内。通过发光装置(10)的发射面(4)发射混合辐射(M)。

Description

发光装置
本发明涉及一种发光装置。
例如像发光二极管或者激光二极管这种光电元件技术应用非常广泛。有助于促进这种元件推广的几种观点主要是其高效率和对外部负荷以及环境影响的抵抗能力。光电元件还具有很高的使用寿命。光电元件通常以在大多很窄的确定光谱范围内发射辐射的半导体芯片为基础。
本发明的目的在于，提供一种发光装置，该发光装置在强度和颜色方面显示出均匀的发射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置具有第一组半导体芯片。该组包括至少一个半导体芯片，优选多个半导体芯片。半导体芯片构成为工作时特别是在可见光的光谱范围内发射电磁辐射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置包括第二组半导体芯片，该组具有至少一个半导体芯片，优选多个半导体芯片。第二组半导体芯片也构成为工作时特别是在可见光的光谱范围内发射电磁辐射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置具有至少一个主发射方向。例如主发射方向是发光装置发射最高辐射功率的那个方向。如果发光装置是平面和/或平整构成的，那么主发射方向优选垂直于发光装置的表面定向。特别是主发射方向平行于外延层序，如发光装置的半导体芯片的增长方向定向。发光装置也可以具有对着相反方向的两个主发射方向。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第二组的至少一部分半导体芯片相对于主发射方向设置在第一组半导体芯片侧向旁边。例如第一组和第二组半导体芯片设置在一个特别是垂直于主发射方向的平面上。第一组和第二组半导体芯片特别是可以安装在特别是平面构成的唯一装配面上。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置包括第三组半导体芯片，其中，该组包括至少一个半导体芯片，特别是多个半导体芯片。第三组半导体芯片同样构成为优选在蓝色光谱范围内发射电磁辐射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第三组半导体芯片相对于主发射方向至少部分、优选全部设置在第一和第二组半导体芯片的下游。换句话说，主发射方向预先规定一个方向，并且相对于该方向，第三组半导体芯片跟随第一组和第二组半导体芯片。例如第三组半导体芯片垂直设置在第一组和第二组半导体芯片上面。
依据该发光装置的至少一种实施方式，每组半导体芯片构成为在彼此不同的波长范围内成对发射电磁辐射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，由第三组半导体芯片发射的辐射具有最短的波长范围。例如第一组半导体芯片在红色光谱范围内发射，第二组半导体芯片在绿色光谱范围内发射，第三组半导体芯片在蓝色光谱范围内发射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，由第一组和第二组半导体芯片发射的辐射至少部分进入第三组的至少一个半导体芯片内。换句话说，第三组半导体芯片至少部分设置在第一组和第二组半导体芯片的下游。也就是说，至少一部分由第一组和第二组半导体芯片产生的辐射透射过第三组的至少一个半导体芯片。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置具有发射混合辐射的发射面。优选混合辐射为白光。
在发光装置的至少一种实施方式中，该发光装置具有第一组半导体芯片和第二组半导体芯片，其中，这些组包括至少一个半导体芯片，并且第一组以及第二组半导体芯片至少部分相对于发光装置的主发射方向在侧向并排设置。发光装置此外包括第三组半导体芯片，该组包括至少一个半导体芯片，并且第三组相对于主发射方向设置在第一组和第二组的下游。每组半导体芯片构成为在彼此不同的波长范围内特别是在可见光的光谱范围内成对发射电磁辐射。由第三组半导体芯片发射的电磁辐射在这种情况下具有最短的波长范围。由第一组和第二组半导体芯片发射的辐射至少部分进入第三组的至少一个半导体芯片内。通过发光装置的发射面发射混合辐射。
这种发光装置在强度和颜色方面可以发射均匀的混合辐射。这一点此外由此得以保证，即由第一组和第二组半导体芯片发射的辐射在第三组的至少一个半导体芯片内与该半导体芯片的辐射混合。
依据该发光装置的至少一种实施方式，各组不同的半导体芯片没有单片集成化。换句话说，第一、第二和第三组的半导体芯片成对单独加工。在不同的光谱范围内发射的半导体芯片例如不直接彼此重叠生长。因此发光装置内多个单独加工的半导体芯片组合成或排列成一种设置。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第三组至少一个半导体芯片的主面大于第一组和第二组至少一个半导体芯片的主面。主面大致是那种在平行于外延生长方向的方向上限制半导体芯片的面。主面优选是半导体芯片的辐射出射面。第三组的至少一个半导体芯片特别是具有大于第一组和第二组全部半导体芯片主面的主面。第三组的至少一个半导体芯片可以在主发射方向的方向上完全覆盖第一组和第二组的半导体芯片。也就是说，这些半导体芯片的主面投影在一个垂直于主发射方向的平面上，这样第三组至少一个半导体芯片的投影主面完全包括第一组和第二组半导体芯片的投影主面。
依据该发光装置的至少一种实施方式，所有半导体芯片的主面垂直于主发射方向定向。主发射方向因此形成半导体芯片的主面的法线。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第三组仅包括一个其主面大于第一组和第二组所有半导体芯片总和主面的半导体芯片。第三组的该半导体芯片此外完全覆盖其他所有半导体芯片。
依据该发光装置的至少一种实施方式，至少一个半导体芯片具有小于或者等于20μm的厚度。优选至少一个半导体芯片的厚度小于或者等于15μm，特别是小于或者等于10μm。优选至少一组半导体芯片，特别是发光装置所有组的所有半导体芯片均具有这种厚度。这些半导体芯片例如可以作为薄膜芯片构成，如文献WO 2005/081319A1中介绍的那样，或者作为无衬底的薄膜芯片构成，如文献DE 10 2007 004 304 A1所介绍的那样。这些文献中所介绍的半导体芯片以及制造方法方面的公开内容为此通过引用同时包含于此。
依据该发光装置的至少一种实施方式，每组半导体芯片电气上可以单独控制。因为各组以不同的颜色发射，所以例如由发光装置发射的混合辐射的颜色或色位可以通过其他范围进行调整。
依据该发光装置的至少一种实施方式，半导体芯片可以单独控制。也就是说，每个半导体芯片可以独立于其他半导体芯片地电环流。例如这些半导体芯片电并联。特别是如果第一组和第二组具有大量的半导体芯片，那么半导体芯片的这种电连接在发光装置的确定分区内也可以有针对性地调整由发光装置发射的混合辐射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置具有设置在第一组和第二组半导体芯片与第三组半导体芯片之间的光学元件。换句话说，由第一组和第二组半导体芯片发射的辐射至少部分通过和/或经由该光学元件到达第三组。光学元件可以产生折射和/或反射并作为实体构成。优选光学元件至少部分产生全反射。光学元件特别是在与主发射方向平行或者成锐角的分界面上反射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，光学元件以棱镜式或者截头棱锥体式构成。光学元件同样可以截锥式构成。具有这种光学元件的发光装置可以在平行于主发射方向的方向上特别节省位置地构成。
依据该发光装置的至少一种实施方式，光学元件在主发射方向的方向上的高度比光学元件在垂直于主发射方向的方向上的宽度小很多。优选宽高比大于100，特别是大于1000。通过使用这种光学元件可以构成大面积发射并与此同时非常平整的发光装置。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第一组和第二组的半导体芯片至少部分直接安装在光学元件上。如果光学元件以截头棱锥体式或者截锥式构成，那么第一组和第二组半导体芯片优选处于光学元件形成基面的面上，也就是例如处于光学元件最大的相关面上。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第一组的至少一个半导体芯片和第二组的至少一个半导体芯片作为倒装芯片构成。也就是说，半导体芯片的电触点处于唯一的主面上。此外，第三组的至少一个半导体芯片构成为，其电触点处于彼此相对的主面上。
依据该发光装置的至少一种实施方式，其中第三组包括至少两个半导体芯片，这些半导体芯片在主发射方向的方向上彼此相距。通过这种彼此相距的半导体芯片，垂直于主发射方向展开两个平面。这些平面确定处于平面之间的间隙。第一组和第二组的半导体芯片设置在该间隙内。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置构成为向发光装置彼此相对的发射面发射混合辐射。换句话说，发光装置向两个彼此相对的面发射混合辐射。发光装置因此具有两个在相反方向上展示的主发射方向。在这种发光装置中，第一组和第二组半导体芯片例如处于第三组半导体芯片之间。因此可以实现一种两面发射的发光装置。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第一组和第二组的半导体芯片在主发射方向上观察不被第三组的半导体芯片覆盖。也就是说，第一组和第二组半导体芯片与第三组半导体芯片侧向偏移。
依据该发光装置的至少一种实施方式，一部分由第一组和第二组的半导体芯片发射的辐射在离开发光装置之前不穿过第三组的半导体芯片。一部分由第一组和第二组发射的辐射因此从第三组半导体芯片旁边导过。特别是通过发光装置的发射面离开该发光装置的辐射部分不穿过第三组的半导体芯片。由第一组和第二组半导体芯片发射的从第三组半导体芯片旁边导过的辐射的功率部分优选处于1％到25％之间，特别是处于5％到15％之间。由此扩大由发光装置发射的混合辐射的国际照明协会(CIE)标准比色图表中可以调整的色位范围，特别是绿色和红色。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第一组和第二组各自包括至少两个半导体芯片，第一组的至少一个半导体芯片和第二组的至少一个半导体芯片相对于主发射方向重叠设置。换句话说，相对于主发射方向，一组的一个半导体芯片覆盖另一组的一个半导体芯片。覆盖的半导体芯片彼此可以直接接触。通过这种设置可以实现混合辐射特别均匀的发射，因为由第一组和第二组半导体芯片产生的辐射，至少部分在这些半导体芯片内已经进行混合并因此比较均匀的辐射到达第三组的至少一个半导体芯片。
依据该发光装置的至少一种实施方式，至少一个半导体芯片具有棱镜式的微结构。优选第一组和第二组的所有半导体芯片均具有这种微结构。棱镜式结构优选在微结构上至少部分例如通过全反射转向，从而半导体芯片的主发射方向通过微结构可以处于平行于半导体芯片主面的方向上。微结构可以采用半导体材料或者涂覆在半导体芯片上的一层电介质制成。
依据该发光装置的至少一种实施方式，在局部发射面上发射的混合辐射的CIE标准比色图表中的色位与通过整个发射面取平均值获得的混合辐射的色位平均值的偏差最高为0.02。优选偏差最高为0.01。偏差是指CIE标准比色图表中色位x和y偏差平方总和的根。发射面的侧向延伸在这种情况下优选大于1cm，特别是大于10cm。
混合辐射通过整个发射面的均匀发射此外由此实现，即由第一组和第二组半导体芯片发射的辐射至少部分穿过第三组的半导体芯片。由此在第三组半导体芯片的内部也仅需有效的混色。混合辐射的均匀性因此也已经直接在可以通过第三组半导体芯片的主面形成的发射面上得到保证。如果不同于这里所介绍的情况，以不同颜色发射的半导体芯片在侧向并排设置，那么与例如白光的混合在与半导体芯片发射辐射的面一定距离内才能进行。因此在半导体芯片的附近不能实现均匀的发射。
依据该发光装置的至少一种实施方式，该发光装置机械上柔性构成并且弯曲半径可以小于或者等于5cm。机械上的柔性特别是可以通过使用无衬底的薄膜半导体芯片实现。通过这种元件的低厚度，在适度弯曲情况下仅出现微小的材料内部机械应力。通过层式结构，也就是通过第三组的半导体芯片相对于主发射方向设置在第一组和第二组半导体芯片的下游，弯曲时的机械过大张力同样可以降到最低限度。这一点特别是在如下这种情况下适用，即处于第一组和第二组半导体芯片与第三组的至少一个半导体芯片之间的光学元件利用机械柔性薄膜构成。
依据该发光装置的至少一种实施方式，光学元件采用塑料膜和/或玻璃膜构成。换句话说，光学元件由这种薄膜组成或者含有这种薄膜。
依据该发光装置的至少一种实施方式，发射面的尺寸至少为1cm2，优选至少为10cm2，特别是至少为500cm2。这种发光装置特别可以用于显示器的背景照明。
依据该发光装置的至少一种实施方式，光学元件在光学元件远离发射面的元件底面上至少部分具有反射层。通过发光元件上的反射层可以提高发光装置的发射效率。
依据该发光装置的至少一种实施方式，第三组的至少一个半导体芯片与光学元件之间安装有至少一个棱镜膜。
本文所介绍的发光装置可以使用的几个应用领域大致为显示器或者显示装置的背景照明。此外，本文所介绍的发光装置基本上也可以在投影用照明装置、前照灯或者发光器或者通用照明中使用。
下面参照附图借助实施例对本文所介绍的发光装置进行详细说明。相同的附图符号在此方面涉及各附图中的相同元件。但在此方面未按比例示出，确切的说，为更好理解，夸大示出各元件。其中：
图1示出本文所介绍的发光装置实施例的示意三维图；
图2示出本文所介绍的具有光学元件的发光装置另一实施例的示意三维图；
图3示出本文所介绍的微结构化半导体芯片实施例的示意侧视图(A)和示意三维图(B)；
图4至11示出本文所介绍的发光装置其他实施例半导体芯片设置的示意图；以及
图12至15示出本文所介绍的具有至少一个光学元件的发光装置其他实施例的示意图。
图1示出发光装置10的实施例。第一组11的半导体芯片1具有两个彼此相对的主面51a、51b。远离第三组33半导体芯片3的主面51b上安装电接线12d，其为半导体芯片1工作时发射的辐射L1形成反射。辐射L1包括红色光谱范围内的波长范围。
第二组22的两个半导体芯片2类似于第一组11的半导体芯片1设置并具有两个彼此相对的主面52a、52b，其中，主面52b上安装电接线12c，其为半导体芯片2工作时发射的辐射L2形成反射。辐射L2包括绿色光谱范围内的波长范围。由半导体芯片1、2发射的辐射L1、L2通过箭头线表示。辐射L1、L2朝向主面51a、52a离开半导体芯片1、2，进入第三组33半导体芯片3。
发光装置1的发射面4通过第三组33半导体芯片3的主面53a形成。在半导体芯片3的与发射面4相对的主面53b上大面积安装电接线12b。电接线12b采用简称为TCO的透明、导电的氧化物形成。通过该电接线12b，第一组11和第二组22的半导体芯片1、2与第三组33的半导体芯片3机械、电学和光学地连接。第三组33的半导体芯片3此外通过主面53a上的电接线12a电连接。电接线12b可以为半导体芯片1、2发射的辐射L1、L2并为半导体芯片3的辐射L3形成反射。由半导体芯片3产生的辐射L3具有蓝色光谱范围内的波长范围。
第一组11和第二组22的辐射L1、L2在第三组33的半导体芯片3内混合成通过发射面4离开发光装置10的混合辐射M。因此发光装置10的主发射方向H垂直于发射面4或主面53a定向。主发射方向H由粗箭头表示。辐射L1、L2、L3的主发射方向平行于发光装置10的主发射方向H定向。
第三组33的半导体芯片3覆盖其他所有半导体芯片1、2。半导体芯片1、2、3的主面51a、51b、52a、52b、53a、53b彼此平行设置并在制造公差的范围内垂直于主发射方向H定向。半导体芯片1、2、3在制造公差的范围内具有约6μm的厚度D。所有半导体芯片1、2、3电气上可以单独控制。由此例如混合辐射M的颜色在发光装置10工作时可变或可以调整。
图2示出发光装置10的另一实施例。第三组33半导体芯片3的主面53a小于主面53b。由此第三组33的半导体芯片3具有半导体芯片3的侧面倾斜的边缘区E。第一组11和第二组22的半导体芯片1、2在该边缘区E内安装在主面53b上。通过倾斜的侧面，由半导体芯片1、2发射的辐射L1、L2转向到垂直于主发射方向H的侧向方向上。由此将辐射L1、L2、L3在半导体芯片3内有效混合成混合辐射M。主面53a还形成发光装置10的发射面4。在主面53b的与第一组11和第二组22的半导体芯片1、2不接触的分区上涂覆反射层13，通过该反射层，可以增强经由发射面4的光输出。
图3示出特别是第一组11和第二组22半导体芯片1、2的实施例。半导体芯片1具有p传导层14和n传导层15。在层14、15彼此重叠相聚的区域内构成pn结。在该区域内，在工作时产生由半导体芯片1发射的辐射L1。
处于主面51b上的是电接线12d，处于主面51a上的是电接线12b。在电接线12b远离层14、15的面上涂覆含有介电材料的微结构8。微结构8具有棱镜式结构，参见图3B中的示意三维图。通过微结构8的相对于主面51a倾斜设置的面，由半导体芯片1产生的辐射L1例如通过全反射偏转。相对于主面51a倾斜设置的面的角度优选处于30°到60°之间的范围内，特别是约为45°。至少部分辐射L1分布在平行于主面51a并因此垂直于主发射方向H的方向上。包括微结构8在内，半导体芯片1的厚度约为18μm。
微结构8具有约12μm的结构尺寸。该结构尺寸因此明显大于由半导体芯片1发射的辐射L1的波长。由此例如可以减少衍射效应。为提高半导体芯片1的辐射L1的输出耦合效率，电接线12d为辐射L1形成反射，电接线12b发射辐射L1。
依据图3A、3B的半导体芯片1例如可以在依据图2的实施例中使用，以实现辐射L1、L2、L3在第三组33半导体芯片3内的有效混合。
图4至12通过发光装置10的不同实施例示出半导体芯片1、2、3的不同设置。
在依据图4的发光装置10的实施例中，支座17的支座顶面18安装有印制导线16，支座17具有优选至少50W/(mK)的高导热能力。支座17的厚度例如处于50μm和300μm之间。支座17可以采用金属、陶瓷、半导体材料或者塑料构成。
通过电接线12c，第一组11和第二组22的作为倒装芯片构成的半导体芯片1、2电连接。第三组33的半导体芯片3具有单独的电接线12a、12b。由此半导体芯片1、2、3可以单独地电控制和电环流。
半导体芯片3完全覆盖两个半导体芯片1、2并在垂直于主发射方向H的方向上与半导体芯片1、2齐平封闭。半导体芯片3采用与辐射L1、L2的波长相关的散射材料构成，从而半导体芯片3内进行辐射L1、L2、L3的有效混合。
如果半导体芯片1、2、3作为厚度不足20μm的薄膜芯片构成，那么所有半导体芯片1、2、3，也就是也包括半导体芯片3，非常近地处于支座17上。由此半导体芯片1、2、3工作时产生的热量可以通过支座17有效排出。电接线12c优选大面积构成，也包括采用金属形成的印制导线16。由此热阻特别是从半导体芯片1向支座17下降。
在依据图5的发光装置10的实施例中，多个半导体芯片3相对于主发射方向H设置在第一组11和第二组22的半导体芯片1、2的下游。无论是半导体芯片1的辐射L1还是半导体芯片2的辐射L2，均输入第三组33的侧向方向上中间的半导体芯片3内。部分辐射L1a、L2a不导入半导体芯片3内，而是直接通过由虚点线表示的发射面4离开发光装置10。由此混合辐射M的颜色可以在CIE标准比色图表的一个很大范围内调整。
在依据图5的实施例中，半导体芯片1、2作为倒装芯片构成。在依据图6的实施例中，所有半导体芯片1、2、3构成为，使得电接线12a、12b、12c处于彼此相对的主面51a、51b、52a、52b、53a、53b上，从而形成一种并联式的电路。电接线12b例如接地。通过印制导线16和电接线12a，半导体芯片1、2、3电气上可以单独控制。
半导体芯片1、2与半导体芯片3之间也可以选择安装未示出的介电中间层，用于辐射L1、L2的进一步光散射。通过这种介电中间层在大量半导体芯片1、2、3的情况下还可以简化电连接。
图7示出图6所示发光装置的示意俯视图。出于简化的原因未示出电接线和印制导线。
在依据图8的实施例中，半导体芯片1、2、3设置在一个组件19内。组件19例如按图4的发光装置10构成。组件19具有支座17a，在其支座顶面18上安装半导体芯片1、2、3。然后在一个共同的支座17b上设置多个组件19，依据图8A的俯视图设置2x2的组件19。在组件19的内部，第一组11的半导体芯片1和第二组22的半导体芯片2由第三组33唯一的半导体芯片3覆盖。
在依据图9的实施例中，第一组11的多个半导体芯片1和第二组22的多个半导体芯片2由第三组33唯一的半导体芯片3覆盖。依据图9的多个发光装置10可以设置在另一未示出的组件支座上。出于简化的原因，图8至14中未示出或者仅部分示出电接线。
在侧向方向上，半导体芯片3在制造公差的范围内与处于发光装置10的边缘侧向方向上的半导体芯片1、2齐平封闭。半导体芯片1、2这样设置，使得在侧向方向上交替使第一组11的半导体芯片1跟随第二组22的半导体芯片2。半导体芯片1、2交错式设置在支座17上，正如从俯视图中的图9A所看到的那样。换句话说，第一组11的半导体芯片1和第二组22的半导体芯片2的交替顺序存在于两个侧向的主方向上。
在依据图10的实施例中，第三组33的半导体芯片3在侧向方向上超出半导体芯片1、2。此外半导体芯片1、2相对于主发射方向H以两个堆叠28设置。堆叠28与支座17相关交替定向，从而在一个堆叠内半导体芯片2靠近支座顶面18，而在另一个堆叠内第一组11的半导体芯片1靠近支座顶面18。由此辐射L1和辐射L2在堆叠28远离支座17的半导体芯片内就已经进行混合。由此通过发光装置10的发射面4可以实现特别均匀的发射。
可选地，半导体芯片1、2、3由封装27包围。封装27在发射面4上可以具有涂层或者结构化，以进一步改善发光装置10的光输出耦合。
图11示出发光装置10，其中第三组33的两个半导体芯片3之间安装半导体芯片1、2。在其支座顶面18安装全部半导体芯片1、2、3的支座17对由半导体芯片1、2、3发射的辐射透射。由此发光装置10具有两个发射面4a、4b。发射面4b通过远离支座顶面18的支座底面181形成。发光装置10因此具有两个对着相反方向的主发射方向H。
支座17可以采用塑料薄膜构成。如果使用薄膜作为支座17，那么发光装置10机械上可以柔性构成，也就是说，可以实现5cm或者更小的弯曲半径，而发光装置10不损坏。
图11中所示半导体芯片1、2、3的多个单元可以沿支座17的一个或者两个侧向主方向安装在支座17上，从而可以实现平面发射的发光装置10。
图12示出光学元件6，该光学元件例如可以与依据图1至11的发光装置连接使用。元件底面60上安装第一组11的半导体芯片1。通过主面51输入到光学元件6内的辐射L1通过将元件底面60与元件顶面61连接的斜面62转向到垂直于主发射方向H的方向上。换句话说，通过光学元件6，半导体芯片1的辐射L1的方向基本上以90°扭转。相应内容适用于图12中未示出的第二组半导体芯片。由此第一半导体芯片和第二半导体芯片的辐射L1和L2在光学元件6内相互混合。因此元件顶面61上已经存在部分混合辐射，其通过元件顶面61可在颜色和强度方面得以均匀化。图12未示出的安装在元件顶面61上的第三组半导体芯片进行部分混合辐射的进一步均匀化并此外与由第三组33的半导体芯片3产生的辐射进行混合。
依据图12，元件底面60具有小于元件顶面61的面。元件底面60作为第一组11和第二组22所有半导体芯片1、2的装配面使用，元件顶面61作为第三组33的至少一个半导体芯片3的装配面使用。光学元件6在这种情况下作为截头棱锥体构成，其优先具有30μm到300μm之间的厚度。
作为选择，可以在半导体芯片1与光学元件6之间安装耦合介质24。通过耦合介质24，在光学元件6与半导体芯片1之间可以进行附着连接。此外，耦合介质24可以起到半导体芯片1和光学元件6折射率的匹配作用，从而保证辐射L1有效输入到光学元件6内。
图13示出光学元件6的另一种构成可能性。在元件底面60上，光学元件6具有反射层13a，其涂覆在没有图13中未示出的第一组11和第二组22半导体芯片1、2的区域内。元件底面60上此外形成粗糙部23。通过这种粗糙部可以进行例如辐射L1的均匀化。为使辐射L1转向，光学元件6具有斜面62。元件顶面61上安装散射板21，用于进一步均匀未示出的半导体芯片1、2的辐射。在散射板21的远离光学元件6的主面上，安装有两个彼此以90°相对旋转的棱镜膜9a、9b。
相对于主发射方向H，在棱镜膜9a、9b下游设置有另一个反射层13b。反射层13b可相对于处于元件底面60上的半导体芯片1、2本身来部分反射。反射层13b可以为第三组33的半导体芯片3内产生的辐射L3形成反射，以提高发光装置10的辐射L3的输出效率。半导体芯片3内进行由半导体芯片1、2发射的辐射L1、L2的进一步散射和均匀化，从而通过半导体芯片3内的混合形成混合辐射M。
在依据三维示意示出的图14的发光装置10的实施例中，处于第一组11和第二组22的半导体芯片1、2与第三组33的半导体芯片3之间的光学元件6同时作为散射板21构成。因此通过光学元件6进行辐射L1、L2的导向和有效均匀化。发射面4由半导体芯片3的主面53a形成。在垂直于主发射方向H的方向上，半导体芯片1、2之间存在介质25。通过该介质25可以进行半导体芯片1、2的附着连接和封装。介质25透明或者优选相对于辐射L1、L2散射构成。在介质25和半导体芯片1、2远离光学元件6的面上涂覆有用于为辐射L1、L2、L3形成反射的反射层13。
不同于图14所示，可以使用大量第一组11的半导体芯片1和第二组22的半导体芯片2，以实现一种具有高效率和平面辐射的发光装置10。
图15示出发光装置10的另一实施例。支座17由金属构成并具有高导热能力。支座顶面18上涂覆有绝缘层26，其使安装在绝缘层26的远离支座17的面上的印制导线16与支座17电绝缘。通过印制导线16进行半导体芯片1、2的电连接。
半导体芯片2可以作为倒装芯片构成，从而使朝向支座17的半导体芯片2通过电接线12c电连接。与半导体芯片1相关地示出，该半导体芯片在靠近支座17的主面51b和远离支座的主面51a上具有电触点。主面51a通过连接线12d与印制导线16导电连接。半导体芯片1、2也可以按照相同的方式，例如各自通过连接线12d电连接。这一点是优选的情况。
介质25封装并使半导体芯片1、2和电接线12c、12d以及印制导线16绝缘。通过介质25，半导体芯片1、2与具有斜面62的光学元件6连接。在元件底面上没有半导体芯片1、2的分区内涂覆有反射层13。元件顶面61与第三组33半导体芯片3之间安装两个棱镜膜9a、9b。半导体芯片3通过电接线12a、12b电连接。
半导体芯片3两面既向离开光学元件6的方向也向对着光学元件6的方向发射辐射L3。印制导线16相对于辐射L1、L2、L3形成反射。
半导体芯片1、2处于光学元件6具有斜面62的边缘区域E内，边缘区域E在垂直于主发射方向H的方向上具有500μm的数量级。基本上相当于元件顶面61侧向延伸的中心宽度W为几cm到几m。介质25在主发射方向H方向上的延伸约为100μm，光学元件6以及棱镜膜9a、9b、电接线12a、12b以及第三组33半导体芯片3在主发射方向H上的延伸约为500μm。因此发光装置10在主发射方向H方向上的垂直延伸T，包括支座17在内，约为700μm。中心宽度W和垂直延伸T之比因此至少为100，特别是至少为1000。由发光装置10的主面53a形成的发射面4具有至少几cm2的面积。
半导体芯片1的主面53a上可以选择涂覆图15中未示出的保护层，以使半导体芯片3不受机械负荷以及例如像潮湿这种环境的影响。保护层也可以产生光学作用，例如作为防反射层。支座17可以作为金属膜构成，从而发光装置10机械上柔性构成。
本文所介绍的本发明并不受限于借助实施例所做的说明。确切的说，本发明包括任何新的特征以及任何特征的组合，特别是特征的任何组合均包含在权利要求内，即使该特征或者该组合本身在权利要求或者实施例中并未明确介绍。
本专利申请要求德国专利申请10 2008 047 579.3的优先权，该德国专利申请的公开内容因此通过引用包含于本文。

Claims (13)

1.一种发光装置(10)，具有：
第一组(11)的半导体芯片(1)和第二组(22)的半导体芯片(2)，其中，这些组各自包括至少一个半导体芯片(1、2)，第一组(11)和第二组(12)的半导体芯片(1、2)至少部分相对于发光装置(10)的主发射方向(H)在侧向并排设置；
第三组(33)的半导体芯片(3)，第三组包括至少一个半导体芯片(3)，并且第三组(33)相对于主发射方向(H)设置在第一组(11)和第二组(12)的下游，其中
每个组(11、22、33)的半导体芯片(1、2、3)构成为在两两彼此不同的波长范围内发射电磁辐射(L1、L2、L3)，以及
由发光装置(10)的发射面(4)发射混合辐射(M)，其中
由第三组(33)的半导体芯片(3)发射的辐射(L3)具有最短的波长范围，
由第一组(11)的半导体芯片(1)发射的辐射和第二组(22)的半导体芯片(2)发射的辐射分别至少部分进入第三组(33)的至少一个半导体芯片(3)内，以及
第一组(11)和第二组(22)的所述至少一个半导体芯片(1、2)在主发射方向(H)上观察完全由第三组(33)的所述至少一个半导体芯片(3)覆盖。
2.如权利要求1所述的发光装置(10)，其中，第三组(33)的所述至少一个半导体芯片(3)的主面(53)大于第一组(11)和第二组(22)的所述至少一个半导体芯片(1、2)的主面(51、52)。
3.如权利要求1所述的发光装置(10)，其中，所述组(11、22、33)中的任一组的半导体芯片(1、2、3)的至少一个半导体芯片具有小于或者等于20μm的厚度(D)。
4.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，每个组(11、22、33)的半导体芯片(1、2、3)电气上能够单独控制。
5.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，所述发光装置包括至少一个棱镜式或者截棱锥体式构建的光学元件(6)，由第一组(11)或者第二组(22)的半导体芯片(1、2)发射的辐射通过所述光学元件至少部分到达第三组(33)的半导体芯片(3)。
6.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，第一组(11)的至少一个半导体芯片(1)和第二组(22)的至少一个半导体芯片(2)作为倒装芯片构成，以及第三组(33)的至少一个半导体芯片(3)在彼此相对的主面(53)上具有电触点。
7.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，第三组(33)包括至少两个半导体芯片(3)，所述至少两个半导体芯片(3)在主发射方向(H)的方向上彼此相距并展开一个间隙(7)，第一组(11)和第二组(22)的半导体芯片(1、2)处于所述间隙中。
8.如权利要求7所述的发光装置(10)，其中，所述发光装置构成为向发光装置(10)的两个彼此相对的发射面(4)发射混合辐射(M)，其中发光装置(10)具有两个主发射方向(H)，所述两个主发射方向指向相反方向。
9.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，第一组(11)和第二组(22)各自包括至少两个半导体芯片(1、2)，其中，第一组(11)的至少一个半导体芯片(1)和第二组(22)的至少一个半导体芯片(2)相对于主发射方向(H)重叠设置。
10.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，所述组(11、22、33)中的至少一组的半导体芯片(1、2、3)的至少一个半导体芯片具有棱镜式的微结构(8)。
11.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，整个发射面(4)上，混合辐射(M)的CIE标准比色图表中的色位坐标局部与平均值偏差最高0.02。
12.如权利要求1至3之一所述的发光装置(10)，其中，所述发光装置机械上柔性构成，并且弯曲半径小于等于5cm。
13.如权利要求5所述的发光装置(10)，其中，
发射面(4)至少为1cm2，
光学元件(6)采用塑料膜和/或玻璃膜构成，并且在远离发射面(4)的元件底面(60)上部分具有反射层(13)，
每个组(11、22、33)的半导体芯片(1、2、3)电气上能够单独控制，
第一组(11)和第二组(22)的至少一个半导体芯片(1、2)安装在元件底面(60)上，以及
第三组(33)的至少一个半导体芯片(3)与光学元件(61)之间安装有至少一个棱镜膜(9)。
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