CN102119450A - 转换型发光二极管 - Google Patents

转换型发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN102119450A
CN102119450A CN2008801307132A CN200880130713A CN102119450A CN 102119450 A CN102119450 A CN 102119450A CN 2008801307132 A CN2008801307132 A CN 2008801307132A CN 200880130713 A CN200880130713 A CN 200880130713A CN 102119450 A CN102119450 A CN 102119450A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emitting diode
luminescent material
conversion hysteria
diode according
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2008801307132A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102119450B (zh
Inventor
迪尔克·贝尔本
多米尼克·艾泽特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PATRA Patent Treuhand Munich
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH, PATRA Patent Treuhand Munich filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN102119450A publication Critical patent/CN102119450A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102119450B publication Critical patent/CN102119450B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

新型的转换型发光二极管(1)在芯片(2)上具有包含第一发光材料(6)和由浇注材料构成的第一层(5)。在第一层上设置有第二层(10)，该第二层由固体构成并且包含第二发光材料。第一发光材料(6)比第二发光材料发射更长波长的辐射。第一层(5)具有确定第一层(5)的层厚度的距离保持器(8)。

Description

转换型发光二极管
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。
除了球或者带状的框架之外也可使用其他距离保持器。其他实施例是被刻蚀的结构、被集成到转换器薄片中的结构、如栓或者凸起。
附图说明
以下借助多个实施例详细地阐述了本发明。其中：
图1示出了具有玻璃球的转换型发光二极管的原理图；
图2示出了具有框架的转换型发光二极管的原理图；
图3示出了框架的细节；
图4示出了转换型发光二极管的另一实施例。
具体实施方式
根据图1，转换型发光二极管具有发射主辐射的芯片2。通常，主辐射是峰值波长在420nm至480nm、优选地450nm至470nm的范围中的蓝色辐射。
在该芯片上施加浇注物5，该浇注物5包含较长波长的发光材料6作为分散体。一般而言，较长波长的发光材料是发射红光的发光材料如在背景技术部分中所引证的那样，诸如是氮化物、氮氧化物(Oxinitrid)和如在WO 2006/114077中所说明的那样。除了发光材料颗粒之外，在浇注物中也包含部分具有限定的直径(例如500nm)的具有较小的分散宽度(Streubreite)的玻璃球8。第二层被安置在由浇注材料构成的层上。该第二层实施为陶瓷转换薄片10，该陶瓷转换薄片10包含诸如YAG:Ce的黄绿发光材料。这样的陶瓷转换器例如在US2004145308中被公开。
玻璃球的浓度自然必须被选择为低到使得玻璃球8的单层松散地分布在浇注材料5的树脂中并且仅作为距离保持器意义上的支架起作用。具体实施例是直径为约3μm的玻璃球。
在图2中示出了另一实施例，其中以俯视图示出了被矩形切割的芯片15。用作距离保持器的框架16被安放在该芯片15上。框架16被填充有包含第一发光材料的浇注物17。为了排出过剩的浇铸树脂而在框架中设置穿通部18，该穿通部18在图3的侧视图中可看到。薄片10又位于在框架16上，该薄片10包含较短波长的陶瓷转换器。
当然，薄片不仅仅可以是矩形构造的块，而且例如也可被形成为透镜，这些透镜的下侧是平的并且这些透镜的上侧凸面地隆起。在此，发光材料仍然均匀地被包含在相同厚度的层中。
在图4中示出了具有UV-LED 1的一个实施例，其中通常使用具有在300nm至420nm、优选地360nm至400nm的范围中的主辐射的芯片2。在UV-LED的情况下，在具有(与第一层相比)较短波长的发光材料的第二层10随后是具有还更短波长的发光材料(此处为蓝色发光材料)的另一第三层作为浇注物11。但是可替选地或者附加地也可能的是，UV-LED的主辐射借助直接连接在该芯片之前的转换器12(此处被称为薄层转换器)首先被完全转换成蓝色辐射。
第一发光材料的概念通常也包括以下可能性：该第一发光材料是由多种发光材料构成的混合物。第二发光材料的概念同样包括以下可能性：该第二发光材料是由多种发光材料构成的混合物。例如可使用具有不同峰值波长的多个红光发光材料的混合物或者红色发光材料和橙色发光材料的混合物。

Claims (12)

1.一种转换型发光二极管，其具有芯片，在该芯片上施加有包含发光材料的第一层，其中在所述第一层上施加有包含第二发光材料的第二层，其特征在于，所述第一层是浇注材料，在该浇注材料中分散有第一发光材料，以及所述第二层是固体，其中所述第一层配备有距离保持器。
2.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述距离保持器通过具有预先给定的直径的球来实现。
3.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述距离保持器通过框架件来实现。
4.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述第一发光材料比所述第二发光材料发射更长波长的辐射。
5.根据权利要求4所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述第一发光材料发射红光，其中峰值波长尤其在580nm到680nm的范围中。
6.根据权利要求4所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述第二发光材料发射绿色到黄色的光，其中峰值波长尤其在480nm到560nm的范围中。
7.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述浇注材料是硅树脂。
8.根据权利要求2所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述球由玻璃制成。
9.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述球具有在150nm到25μm的值域中的直径。
10.根据权利要求3所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述框架件具有穿通部。
11.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述第二层是陶瓷转换器。
12.根据权利要求1所述的转换型发光二极管，其特征在于，所述芯片发射在紫外至蓝色的范围中的主辐射，尤其是在300nm到480nm的范围中的主辐射，其中必要时还使用第三发光材料。
CN200880130713.2A 2008-08-11 2008-08-11 转换型发光二极管 Expired - Fee Related CN102119450B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2008/060515 WO2010017831A1 (de) 2008-08-11 2008-08-11 Konversions led

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102119450A true CN102119450A (zh) 2011-07-06
CN102119450B CN102119450B (zh) 2014-07-09

Family

ID=40547463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880130713.2A Expired - Fee Related CN102119450B (zh) 2008-08-11 2008-08-11 转换型发光二极管

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8482191B2 (zh)
EP (1) EP2311104B1 (zh)
JP (1) JP5335081B2 (zh)
CN (1) CN102119450B (zh)
WO (1) WO2010017831A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916118A (zh) * 2011-08-05 2013-02-06 斯坦雷电气株式会社 发光装置及其制造方法
CN105009312A (zh) * 2013-03-12 2015-10-28 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子器件和用于制造光电子器件的方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102792473B (zh) * 2010-03-12 2015-11-25 株式会社东芝 白色照明装置
TW201201419A (en) * 2010-06-29 2012-01-01 Semileds Optoelectronics Co Wafer-type light emitting device having precisely coated wavelength-converting layer
JP2012033823A (ja) * 2010-08-02 2012-02-16 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
DE102010063760B4 (de) 2010-12-21 2022-12-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
JP5661552B2 (ja) * 2010-12-24 2015-01-28 シチズンホールディングス株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
JP5737011B2 (ja) * 2011-01-18 2015-06-17 日本電気硝子株式会社 発光デバイス、発光デバイス用セル及び発光デバイスの製造方法
DE102011003969B4 (de) 2011-02-11 2023-03-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102011079403A1 (de) 2011-07-19 2013-01-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
JP6099901B2 (ja) * 2012-08-23 2017-03-22 スタンレー電気株式会社 発光装置
JP6097084B2 (ja) 2013-01-24 2017-03-15 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
DE102013214877A1 (de) 2013-07-30 2015-02-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Abdeckelements und eines optoelektronischen Bauelements, Abdeckelement und optoelektronisches Bauelement
FR3020890B1 (fr) * 2014-05-07 2016-06-03 Soc Francaise Du Radiotelephone-Sfr Dispositif et procede de determination de la penibilite d'une tache
CN104241507B (zh) 2014-09-18 2017-12-01 广东晶科电子股份有限公司 广色域led发光器件及其背光组件
DE102014117448A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-02 Osram Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips, Konversionselement und Leuchtstoff für ein Konversionselement
JP6006824B2 (ja) * 2015-03-20 2016-10-12 スタンレー電気株式会社 発光装置およびその製造方法
JP6204525B2 (ja) * 2016-04-05 2017-09-27 スタンレー電気株式会社 発光装置およびその製造方法
JP6604598B2 (ja) 2016-09-21 2019-11-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換装置及び照明装置
US10600937B1 (en) 2018-09-17 2020-03-24 Lumileds Holding B.V. Precise bondline control between LED components

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060226759A1 (en) * 2005-03-06 2006-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device and fabricating method thereof
WO2006111907A2 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a ceramic luminescence converter
US20070215890A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc White LED for backlight with phosphor plates
WO2007148253A1 (en) * 2006-06-21 2007-12-27 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light emitting device with a at least one ceramic spherical color converter material
CN101129095A (zh) * 2005-02-17 2008-02-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 包括发绿光的陶瓷发光转换器的照明系统
US20080116467A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light Emitting Device Including Luminescent Ceramic and Light-Scattering Material

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023857A2 (de) 2001-09-13 2003-03-20 Lucea Ag Led-leuchtpaneel und trägerplatte
JP3948650B2 (ja) * 2001-10-09 2007-07-25 アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド 発光ダイオード及びその製造方法
US7554258B2 (en) * 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
US7423296B2 (en) * 2003-02-26 2008-09-09 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Apparatus for producing a spectrally-shifted light output from a light emitting device utilizing thin-film luminescent layers
KR100691143B1 (ko) 2003-04-30 2007-03-09 삼성전기주식회사 다층 형광층을 가진 발광 다이오드 소자
DE102005019376A1 (de) 2005-04-26 2006-11-02 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Lumineszenzkonversions-LED
DE102006026481A1 (de) 2006-06-07 2007-12-13 Siemens Ag Verfahren zum Anordnen einer Pulverschicht auf einem Substrat sowie Schichtaufbau mit mindestens einer Pulverschicht auf einem Substrat
JP4859050B2 (ja) * 2006-11-28 2012-01-18 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 発光装置及びその製造方法
DE102007001706A1 (de) * 2007-01-11 2008-07-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Gehäuse für optoelektronisches Bauelement und Anordnung eines optoelektronischen Bauelementes in einem Gehäuse
US7538359B2 (en) * 2007-08-16 2009-05-26 Philips Lumiled Lighting Company, Llc Backlight including side-emitting semiconductor light emitting devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101129095A (zh) * 2005-02-17 2008-02-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 包括发绿光的陶瓷发光转换器的照明系统
US20060226759A1 (en) * 2005-03-06 2006-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device and fabricating method thereof
WO2006111907A2 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a ceramic luminescence converter
US20070215890A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 Philips Lumileds Lighting Company, Llc White LED for backlight with phosphor plates
WO2007148253A1 (en) * 2006-06-21 2007-12-27 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light emitting device with a at least one ceramic spherical color converter material
US20080116467A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Light Emitting Device Including Luminescent Ceramic and Light-Scattering Material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916118A (zh) * 2011-08-05 2013-02-06 斯坦雷电气株式会社 发光装置及其制造方法
CN105009312A (zh) * 2013-03-12 2015-10-28 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子器件和用于制造光电子器件的方法
CN105009312B (zh) * 2013-03-12 2018-05-22 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 光电子器件和用于制造光电子器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110133631A1 (en) 2011-06-09
US8482191B2 (en) 2013-07-09
WO2010017831A1 (de) 2010-02-18
EP2311104A1 (de) 2011-04-20
CN102119450B (zh) 2014-07-09
JP5335081B2 (ja) 2013-11-06
JP2011530817A (ja) 2011-12-22
EP2311104B1 (de) 2018-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102119450B (zh) 转换型发光二极管
CN104282829B (zh) 发光装置以及发光装置的制造方法
JP4765905B2 (ja) 面状発光装置及びその製造方法
US9048400B2 (en) Light-emitting device with a wavelength converting layer and method for manufacturing the same
US7808007B2 (en) Optical semiconductor device
US9276180B2 (en) Method for manufacturing light emitting device and light emitting device
JP4583348B2 (ja) 発光装置
EP3276681B1 (en) Light emitting device and the manufacturing method for same
JP6079209B2 (ja) 発光装置およびその製造方法
JP6769248B2 (ja) 発光装置
JP2005191420A (ja) 波長変換層を有する半導体発光装置およびその製造方法
JP2008060542A (ja) 発光装置、発光装置の製造方法、及びこれを備えた光源装置
CN112838156A (zh) 发光装置
JP2008060166A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20150221831A1 (en) Light emitting diode package and backlight unit including the same
WO2014192449A1 (ja) 発光装置の製造方法
US10495806B2 (en) Light-emitting device
JP4617761B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP2015118993A (ja) 発光装置の製造方法及び発光装置
JP6097040B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP2010192761A (ja) 半導体発光装置
US20180182936A1 (en) Method of manufacturing light emitting device
KR102533820B1 (ko) 형광체 및 이를 구비한 발광 소자
KR102528015B1 (ko) 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템
KR20180124738A (ko) 발광장치 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140709