DE102007054039A1 - LED for use in e.g. chip array, has light converter provided with fluid for light conversion, converter material present in light converter, and semiconductor chip with emission surface on which light produced by chip is emitted - Google Patents

LED for use in e.g. chip array, has light converter provided with fluid for light conversion, converter material present in light converter, and semiconductor chip with emission surface on which light produced by chip is emitted

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DE102007054039A1 DE200710054039 DE102007054039A DE102007054039A1 DE 102007054039 A1 DE102007054039 A1 DE 102007054039A1 DE 200710054039 DE200710054039 DE 200710054039 DE 102007054039 A DE102007054039 A DE 102007054039A DE 102007054039 A1 DE102007054039 A1 DE 102007054039A1
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Abstract

The LED has a light converter (5) provided with a fluid (6) for light conversion. A converter material is present in the light converter and distributed in the fluid as heterogeneous material mixture. A semiconductor chip (1) includes an emission surface (4) on which the light produced by the chip is emitted. The light converter is connected with a fluid reservoir (9). A pump (11) is arranged in a fluid circuit between the light converter and the fluid reservoir. A fluid flow is produced in an active manner through the pump. The light converter is coupled with a heat pipe. An independent claim is also included for a method for adjustment of chromaticity coordinate during manufacturing of an LED.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiode mit einem Lichtkonverter. The invention relates to a light emitting diode with a light converter.
  • Bisher ist es bekannt, bei einer Leuchtdiode einen LED-Chip (LED = Light Emitting Device) zur Lichtkonversion mit einer festen Konverterschicht zu versehen. So far it is known, wherein a light emitting diode an LED chip (LED = Light Emitting Device) to provide for light conversion with a fixed converter layer. Diese Art der Lichtkonversion nennt man Chiplevelkonversion. This type of light conversion is called chip level conversion.
  • Alternativ ist es auch bekannt, feste Konverterstoffe in eine Vergussmasse einzubringen, mit welcher der LED-Chip in einem Gehäuse vergossen wird. Alternatively, it is also known to introduce solid substances converter in a potting compound, with which the LED chip is encapsulated in a housing. Die bekannten Konvertermaterialien liegen alle als Festkörper vor. The known converter materials are all available as solids. Ist das Konvertermaterial eingebracht, ist nachträglich eine Änderung der Verteilung des Konvertermaterials oder der Dosis des Konvertermaterials nicht mehr möglich. If the converter material introduced is subsequently a change in the distribution of the converter material or the dose of the converter material is no longer possible.
  • Die hergestellten Leuchtdioden mit Lichtkonverter werden bisher nach der Herstellung vermessen und dem durch den Konverterstoff exakt entstandenen Farbbereich zugeordnet. The light-emitting diodes produced by the light converter are previously measured after manufacture and associated with the color region exactly caused by the converter material.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung aufzuzeigen, durch welche mehr Flexibilität bei der Lichtkonversion einer Leuchtdiode entsteht. The object of the invention is to present a solution by which to provide greater flexibility in the light conversion of a light emitting diode.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Lichtkonverter eine Flüssigkeit für die Lichtkonversion umfasst. According to a first aspect of the invention, this object is achieved in that the light converter comprises a liquid for light conversion.
  • Die Verwendung einer Flüssigkeit zur Lichtkonversion bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. The use of a liquid for light conversion entails numerous advantages. Die Konverterstoffe für die Lichtkonversion können zum Beispiel direkt in der Flüssigkeit enthalten sein, zum Beispiel als Ionenlösung oder als heterogenes Stoffgemisch (Suspension) in der Flüssigkeit verteilt sein. The converter materials for the light conversion may for example be directly contained in the liquid, for example as the ion solution or as a heterogeneous mixture (suspension) may be distributed in the liquid.
  • Ebenso ist es auch möglich, mehrere Flüssigkeiten als Gemisch zu verwenden, wobei das Gemisch homogen durchmengt oder auch als Emulsion vorliegen kann. Likewise, it is also possible to use a plurality of liquids as a mixture, wherein the mixture durchmengt homogeneous or may also be present as an emulsion.
  • Günstigerweise ist bei der Verwendung mehrerer Flüssigkeiten als Gemisch eine Flüssigkeit der Konverterstoff, wobei bei der Ausbildung als Emulsion der Konverterstoff vorzugsweise tröpfchenförmig in einer so genannten Trägerflüssigkeit enthalten ist. Conveniently, when using a plurality of liquids as a mixture of a liquid of the converter material, wherein is included in the formation of an emulsion of the converter material, preferably in droplet form in a so-called carrier liquid.
  • Bei einem typischen Aufbau der Leuchtdiode weist diese einen Halbleiterchip sowie eine Emissionsfläche auf, über welche das durch den Halbleiterchip erzeugte Licht emittiert wird. In a typical construction of this light emitting diode includes a semiconductor chip and an emission surface through which the light generated by the semiconductor chip is emitted. Bei dieser Konstellation ist der Lichtkonverter günstigerweise direkt über der Emissionsfläche angeordnet. In this constellation, the light converter is advantageously arranged directly above the emitting surface.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Lichtkonverter mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden. According to a preferred development of the light converter is connected to a liquid reservoir.
  • Die Verbindung mit einem Flüssigkeitsreservoir ermöglicht zum einen, dass die Flüssigkeit auch zur Kühlung der Leuchtdiode verwendet werden kann. The connection to a liquid reservoir enables on the one hand, that the liquid can also be used for cooling the light emitting diode. Bei der Verwendung der Flüssigkeit zur Kühlung der Leuchtdiode wird günstigerweise ein Kühlkreislauf zwischen Flüssigkeitsreservoir und dem Lichtkonverter gebildet, in welchem zumindest eine Pumpe angeordnet ist. In use, the fluid for cooling the light emitting diode, a cooling circuit between the liquid reservoir and the light converter is conveniently formed in which at least one pump is arranged.
  • Für eine möglichst flache Bauweise ist es vorteilhaft, das Flüssigkeitsreservoir neben dem Halbleiterchip anzuordnen. For a flat construction as possible, it is advantageous to arrange the liquid reservoir adjacent to the semiconductor chip.
  • Günstig hat sich auch erwiesen, das Flüssigkeitsreservoir leicht oberhalb des Lichtkonverters anzuordnen, da dadurch eine passive Flüssigkeitsströmung entsteht. Conveniently has also proved to dispose the liquid reservoir is slightly above the light converter, since this creates a passive fluid flow. Die im Lichtkonverter erwärmte Flüssigkeit steigt in das Flüssigkeitsreservoir auf und die dort abgekühlte Flüssigkeit kann wieder in den Lichtkonverter zurückfließen. The liquid heated in the light converter rises in the liquid reservoir and the cooled liquid there can flow back into the light converter again.
  • Für eine Steuerung können in der Verbindung zwischen Flüssigkeitsreservoir und dem Lichtkonverter Ventile, wie zum Beispiel Piezoventile, vorgesehen sein. For a control may be provided in the connection between the liquid reservoir and the light converter valves, such as, for example, piezo valves.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht diese Verbindung nur aus einem Wärmerohr, einer so genannten Heat Pipe. According to a development of the invention is the connection of only one heat pipe, a so-called heat pipe. Der Druck in der Heat Pipe wird stets so gewählt, dass die Flüssigkeit innerhalb der Heat Pipe bei Betriebsbedingungen verdampft und im kälteren Bereich an der Wandung der Heat Pipe kondensiert und wieder in den zu kühlenden Bereich zurückläuft. The pressure in the heat pipe is always chosen such that the liquid evaporates within the heat pipe at operating conditions and condensed in the colder region of the wall of the heat pipe and runs back in the region to be cooled. Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Heat Pipe zwischen dem Lichtkonverter und dem Flüssigkeitsreservoir angeordnet, sodass durch die Hitze der Leuchtdiode Flüssigkeit in der Heat Pipe verdampft und im Bereich des Flüssigkeitsreservoirs wieder kondensiert. In the embodiment according to the present invention, the heat pipe is disposed between said light converter and the liquid reservoir, so that vaporized by the heat of the LED liquid in the heat pipe and condenses again in the region of the liquid reservoir.
  • Ebenso ist es auch möglich, eine Heat Pipe mit dem Lichtkonverter zu verbinden, ohne dass ein Flüssigkeitsreservoir am Ende der Heat Pipe angeschlossen ist. Likewise, it is also possible to connect a heat pipe with the light converter without a liquid reservoir at the end of the heat pipe is connected. Alternativ zum Flüssigkeitsreservoir kann auch ein Kühler an der Heat Pipe angeschlossen sein. Alternatively, the liquid reservoir and a cooler on the heat pipe may be connected.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Flüssigkeit oder sind die Flüssigkeiten, die zur Lichtkonversion verwendet werden, elektrisch polarisierbar. According to a further advantageous embodiment of the invention, the liquid or the liquids to be used for light conversion, electrically polarizable.
  • Durch Anlegen eines elektrischen Feldes ändert sich die Polarisationsrichtung und damit die optischen Eigenschaften der Flüssigkeit beziehungsweise der Flüssigkeiten. By applying an electric field, the direction of polarization and thus the optical properties of the liquid or the liquids changes. Die Polarisationsrichtung des abgestrahlten Lichtes kann dadurch aktiv geändert werden. The direction of polarization of the emitted light can be actively changed.
  • Gemäß einer weiteren Weiterbildung erzeugt auch der Halbleiterchip polarisiertes Licht. According to a further development, also the semiconductor chip generates polarized light. In diesem Fall kann das polarisierte Licht der Strahlungsquelle mit der Einstellung der Polarisationsrichtung der Flüssigkeit kombiniert werden, sodass eine Steuerung der Helligkeit sowie der Farbe wie bei einem Pixel einer Flüssigkristallanzeige erzielt werden kann. In this case, the polarized light from the radiation source can be combined with the adjustment of the polarization direction of the liquid, so that a control of the brightness and color can be achieved as with a pixel of a liquid crystal display.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Halbleiterchip zusätzlich mit einer konventionellen Konversionseinheit mit fest eingebetteten Konversionsstoffen versehen. In a further embodiment, the semiconductor chip is additionally provided with a conventional conversion unit with permanently embedded conversion substances. Hierdurch entsteht ein System, bei welcher zur Lichtkonversion eine konventionelle Konversionseinheit sowie eine Flüssigkeit verwendet wird. This results in which the light conversion, a conventional conversion unit and a liquid is used a system.
  • Der Lichtkonverter kann unterschiedlich ausgebildet sein. The light converter can be designed differently. Gemäß einer Ausführungsform ist der Lichtkonverter als Hohlraum ausgeführt. According to one embodiment, the light converter is designed as a cavity. Bei der Ausbildung als Hohlraum kann dieser zum einen starr mit einer darüber angeordneten Linse ausgeführt sein. In the formation of this cavity as may be the one made rigid with an overlying lens. Alternativ kann der Hohlraum auch einstückig mit der Linse ausgebildet sein, sodass der Hohlraum gleichzeitig auch die Linse darstellt. Alternatively, the cavity may also be formed integrally with the lens, so that the cavity is also the lens simultaneously.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist der Hohlraum elastisch ausgeführt, sodass über den Flüssigkeitsstand beziehungsweise über den Druck im Hohlraum die Linseneigenschaften wie insbesondere die Brennweite eingestellt werden können. According to a further development of the cavity is designed to be elastic so that the lens properties such as in particular the focal length can be set above the liquid level or of the pressure in the cavity.
  • Alternativ weist der Lichtkonverter mikrofluide Strukturen auf. Alternatively, the light converter in microfluidic structures. Mikrofluide Strukturen sind Mikrostrukturen in einem Substrat, wie eng nebeneinander liegende Kapillaren, in welchen die Flüssigkeit aufgenommen werden kann. Microfluidic structures have microstructures in a substrate, such as closely spaced capillaries in which the liquid can be received. Näher erklärt sind mikrofluide Strukturen zum Beispiel unter further explained microfluidic structures, for example, are . ,
  • Alternativ kann der Lichtkonverter auch als von einer Flüssigkeit durchströmte Platte oder als Lichtleiter, welcher von einer Flüssigkeit durchströmt ist, ausgebildet sein. Alternatively, the light converter can also act as a liquid-flow plate or a light guide, which is traversed by a liquid, may be formed. Diese Ausführungsformen eignen sich insbesondere für Bauformen, bei welchem der Lichtkonverter über mehrere Leuchtdioden verteilt ist und die Flüssigkeit neben der Lichtkonversion vorwiegend auch zur Kühlung der Leuchtdioden eingesetzt wird. These embodiments are particularly suitable for types, is wherein said light converter distributed over several light-emitting diodes and the liquid is used in addition to the light conversion mainly for cooling the light emitting diodes.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann bei einer Leuchtdiode, insbesondere welche einen Lichtkonverter aufweist, bei welchem zur Lichtkonversion eine Flüssigkeit eingesetzt wird, die Flüssigkeit auch zur Einstellung des Farbortes des emittierten Lichtes verwendet werden. According to a second aspect of the invention, in a light-emitting diode, in particular comprising a light converter, wherein, for light conversion, a liquid is used, the liquid can be also used for setting the color point of the emitted light.
  • Die Einstellung des Farbortes kann wesentlich effektiver und genauer wie bei konventionellen Konverterschichten bereits während der Herstellung erfolgen. The setting of the color point can be made much more effective and accurate as conventional converter layers already during manufacturing.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Einstellung des Farbortes auch während des Betriebes erfolgen, in dem die Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Konverterstoffen dem Lichtkonverter zugeführt oder von diesem abgeführt wird. Additionally or alternatively, can be carried out the setting of the color point during operation, in which the liquid is supplied at the materials contained therein converter to light converter or is discharged therefrom. Durch die Einstellung des Farbortes während des Betriebes ist somit auch eine Farbsteuerung von Leuchtdioden während des Betriebes über die Flüssigkeit möglich. By adjusting the color point during operation, a color control of light emitting diodes during operation via the liquid is possible.
  • Gemäß einem dritten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch Verfahren zur Einstellung des Farbortes bei der Herstellung einer Leuchtdiode, mit folgenden Schritten: According to a third aspect, the invention features method for setting the color locus in the manufacture of a light emitting diode, comprising the steps of:
    • – Zugabe von Flüssigkeit und/oder eines Konverterstoffes in einen Lichtkonverter, der über der Emissionsfläche eines in der Leuchtdiode integrierten Halbleiterchips angeordnet ist, - addition of liquid and / or a converter substance in a light converter that is disposed over the emission face of an integrated light emitting diode in the semiconductor chip,
    • – Messen des Farbortes während der Zugabe der Flüssigkeit und/oder des Konverterstoffes, - Measurement of the color point during the addition of liquid and / or of the converter material,
    • – Einstellen des Farbortes über die Menge der zugegebenen Flüssigkeit oder der Konzentration des zugegebenen Konverterstoffes. - adjusting the color locus of the amount of liquid added or the concentration of the added substance converter.
  • Gemäß einem vierten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Einstellen des Farbortes im Betrieb einer Leuchtdiode, bei welcher zur Lichtkonversion Flüssigkeit verwendet wird, die Leuchtdiode einen Lichtkonverter aufweist und dieser mit einem Flüssigkeitsreservoir gekoppelt ist, wobei zur Einstellung des Farbortes Flüssigkeit vom Flüssigkeitsreservoir dem Lichtkonverter zugeführt oder vom Lichtkonverter zum Flüssigkeitsreservoir weggeleitet wird. According to a fourth aspect, the invention features a method of adjusting the color point in the operation of a light-emitting diode, in which is used for light conversion liquid used, the light-emitting diode comprising a light converter and this is coupled to a fluid reservoir, for adjusting the color locus liquid from liquid reservoir is supplied to the converter or light diverted from the light converter to the liquid reservoir.
  • Für die Zuführung der Flüssigkeit vom Flüssigkeitsreservoir zum Lichtkonverter können aktiv Pumpen verwendet werden oder es kann auch eine aufgrund des Temperaturgradientes ohnehin vorhandene Konvektion genutzt werden, wobei hier durch Ventile die Flüssigkeitsströmung zur Einstellung des Farbortes gesteuert wird. For feeding the liquid from the liquid reservoir to the light converter pumps can be actively used or it can be used also in any case present due to the convection Temperaturgradientes, wherein the liquid flow is controlled to adjust the color point herein by valves.
  • Gemäß einem vierten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Einstellen des Farbortes im Betrieb einer Leuchtdiode, bei welcher zur Lichtkonversion eine polarisierbare Flüssigkeit verwendet wird, wobei durch Anlegen eines elektrischen Feldes beziehungsweise Veränderung des elektrischen Feldes die optischen Eigenschaften der polarisierbaren Flüssigkeit gesteuert werden. According to a fourth aspect, the invention features a method of adjusting the color point in the operation of a light emitting diode, wherein the light conversion a polarizable liquid is used, wherein controlled by applying an electric field or changing the electric field, the optical properties of the polarizable liquid ,
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbart. Further advantages of the invention are disclosed in the subclaims and in the following description.
  • Anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Based on shown in the figures Embodiments of the invention will be explained in more detail below. In den Figuren zeigen: The figures show:
  • 1 1 schematisch in Seitenansicht eine Leuchtdiode mit einem Lichtkonverter zur Aufnahme von Flüssigkeit, schematically in side view of a light emitting diode with a light converter for receiving fluid,
  • 2 2 eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Lichtkonverter mit einem Flüssigkeitsreservoir gekoppelt ist, a further embodiment in which the light converter is coupled to a liquid reservoir,
  • 3 3 schematisch die Verwendung der Flüssigkeit zur Kühlung der Leuchtdiode, schematically illustrate the use of the liquid for cooling the light-emitting diode,
  • 4 4 die Ansicht gemäß the view according 2 2 mit erhöhtem Flüssigkeitsreservoir und Flüssigkeitszirkulation durch Konvektion, with increased liquid reservoir and fluid circulation by convection,
  • 5 5 die Ansicht gemäß the view according 1 1 mit einer Verbindung des Lichtkonverters mit einem Kühler über eine Heat Pipe, with a compound of the light converter with a condenser via a heat pipe,
  • 6 6 eine Anordnung mit zwei Leuchtdioden und einem gemeinsamen von Flüssigkeit durchströmten Lichtkonverter, an arrangement with two light emitting diodes and a common liquid-conveying light converter,
  • 7 7 die Ansicht gemäß the view according 2 2 , mit der Ausbildung des Lichtkonverters als Linse, , With the formation of the light converter as a lens,
  • 8 8th in Schrägansicht einen Lichtkonverter zur Aufnahme von Flüssigkeit in der Ausbildung als mikrofluide Struktur, oblique view of a light converter for receiving liquid in the design as a microfluidic structure,
  • 9 9 die Darstellung gemäß the view according 2 2 , wobei zusätzlich eine konventionelle Konversionseinheit vorgesehen ist und Wherein additionally a conventional conversion unit is provided, and
  • 10 10 eine Darstellung gemäß a representation according to 1 1 , wobei der Lichtkonverter auch seitlich des Halbleiterchips angeordnet ist, Wherein said light converter is also disposed laterally of the semiconductor chip,
  • 11 11 eine Ausführungsform, in welcher die gesamte Leuchtdiode in der Flüssigkeit des Lichtkonverters aufgenommen ist, an embodiment in which the entire light-emitting diode is received in the liquid of the light converter,
  • 12 12 eine schematische Schnittansicht eines Lichtmoduls mit Flüssigkeit zur Lichtkonversion und is a schematic sectional view of a light module with liquid for light conversion and
  • 13 13 eine perspektivische Ansicht eines Lichtmoduls mit vier LEDs und Flüssigkeit zur Lichtkonversion. a perspective view of a light module with four LEDs and liquid for light conversion.
  • In den Figuren sind die Elemente mit gleicher Funktion mit identischen Bezugszeichen versehen. In the figures, elements having the same function are provided with identical reference numerals.
  • 1 1 zeigt in Seitenansicht den schematischen Aufbau einer Leuchtdiode gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. shows a side view of the schematic structure of a light emitting diode according to a first embodiment of the invention.
  • Die Leuchtdiode umfasst einen Halbleiterchip The LED comprises a semiconductor chip 1 1 , welcher nach oben, das heißt in Pfeilrichtung, Licht emittiert. Which upward, that is, in the arrow direction, emits light.
  • Der Halbleiterchip The semiconductor chip 1 1 ist über zwei Kontakte is via two contacts 2 2 auf einem Substrat on a substrate 3 3 angeordnet. arranged.
  • Der in in 1 1 dargestellte Halbleiterchip weist in seiner Oberfläche eine Emissionsfläche Semiconductor chip shown has in its surface a surface emission 4 4 zur Emission des erzeugten Lichtes auf. the emission of the light produced.
  • Oberhalb der Emissionsfläche Above the emission area 4 4 ist ein Lichtkonverter is a light converter 5 5 angeordnet, welcher eine Flüssigkeit arranged, which is a liquid 6 6 enthält, welche zur Konversion des durch den Halbleiterchip includes that for the conversion of by the semiconductor chip 1 1 erzeugten Lichts verwendet wird. Light generated is used.
  • Überhalb des Lichtkonverters About half of the light converter 5 5 ist ein optisches Element is an optical element 7 7 angeordnet, welches z. arranged, which, for. B. zur Bündelung oder Streuung des Lichtes dient. For example, for bundling or scattering of the light is used. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das optische Element In the illustrated embodiment, the optical element 7 7 als Linse ausgestaltet. configured as a lens.
  • Die im Lichtkonverter In the light converter 5 5 aufgenommene Flüssigkeit liquid absorbed 6 6 weist entweder unmittelbar Eigenschaften auf, welche für die Lichtkonversion verwendet werden können. either has directly on properties which can be used for light conversion.
  • Alternativ enthält die Flüssigkeit Alternatively, the liquid contains 6 6 Konverterstoffe converter substances 6a 6a . , Die Konverterstoffe The converter materials 6a 6a können als heterogenes Stoffgemisch in der Flüssigkeit can as a heterogeneous mixture of substances in the liquid 6 6 , das heißt als Suspension, verteilt sein. , That is, as a suspension, may be distributed. Alternativ kann der Konverterstoff Alternatively, the converter material can 6a 6a ebenfalls eine weitere Flüssigkeit sein, welche im Gemisch im Lichtkonverter also be another liquid, which in the mixture in the light converter 5 5 enthalten sind. are included. Das Gemisch der beiden Flüssigkeiten kann entweder homogen vorliegen oder auch als Emulsion, das heißt dass der als Flüssigkeit ausgebildete Konverterstoff The mixture of the two fluids may be either homogeneous or as an emulsion, that is, that the converter formed as a liquid substance 6a 6a tröpfchenförmig in der Trägerflüssigkeit droplet form in the carrier liquid 6 6 enthalten ist. is included.
  • Die Verwendung der Flüssigkeit The use of the liquid 6 6 in einem Lichtkonverter in a light converter 5 5 anstelle von festen Lichtkonversionsstoffen hat den Vorteil, dass die durch den Halbleiterchip instead of fixed light conversion materials has the advantage that by the semiconductor chip 1 1 erzeugte Wärme besser über die Oberfläche des Halbleiterchips verteilt wird und somit keine Hot Spots entstehen. Generated heat is better distributed over the surface of the semiconductor chip and thus no hot spots arise. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Farbort der Leuchtdiode bei der Herstellung wesentlich leichter und genauer eingestellt werden kann. A further advantage is that the chromaticity coordinate of the light emitting diode can be adjusted much more easily and accurately during manufacture. Hierzu wird der Farbort bei der Herstellung während der Zugabe der Flüssigkeit For this purpose, the color locus in the manufacture during the addition of liquid 6 6 beziehungsweise des Konverterstoffes or of the converter substance 6a 6a ständig gemessen und erst nach dem Erreichen des gewünschten Farbortes die Zugabe der Flüssigkeit continuously measured and after achieving the desired color location of the addition of the liquid 6 6 beziehungsweise des Konverterstoffes or of the converter substance 6a 6a gestoppt. stopped. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung einer Flüssigkeit Another advantage of using a liquid 6 6 in einem Lichtkonverter ergibt sich dadurch, dass die Farbe des abgestrahlten Lichtes der Leuchtdiode auch während des Betriebs gesteuert werden kann. in a light converter, this results in that the color of the emitted light of the LED can also be controlled during operation. Hierzu ist bei der Ausführungsform gemäß For this purpose, according to the embodiment 1 1 die Flüssigkeit the liquid 6 6 elektrisch polarisierbar ausgebildet oder es werden elektrisch polarisierbare Konverterstoffe electrically polarizable formed, or are electrically polarizable materials converter 6a 6a verwendet. used. Über Elektroden via electrodes 8a 8a und and 8b 8b wird ein elektrisches Feld erzeugt, durch welches sich die optischen Eigenschaften der polarisierbaren Flüssigkeit an electric field is generated through which the optical properties of the polarizable liquid 6 6 beziehungsweise des polarisierbaren Konverterstoffes or of the polarizable substance Converter 6a 6a geändert und eingestellt werden können. can be changed and adjusted. Die Polarisationsrichtung sowie auch die Farbe des abgestrahlten Lichtes kann dadurch aktiv geändert werden. The polarization direction as well as the color of the emitted light can be actively changed.
  • Ebenso ist es auch möglich, diese Eigenschaften, das heißt eine elektrisch polarisierbare Flüssigkeit beziehungsweise elektrisch polarisierbare Konverterstoffe in Kombination mit einer Strahlungsquelle zu verwenden, welche polarisiertes Licht erzeugt. Likewise, it is also possible to these properties, that is, to use an electrically polarizable liquid or electrically polarizable converter substances in combination with a radiation source which generates polarized light.
  • 2 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. shows a further embodiment of the invention.
  • In der Ausführungsform gemäß In the embodiment according to 2 2 ist der Lichtkonverter is the light converter 5 5 mit einem Flüssigkeitsreservoir to a fluid reservoir 9 9 gekoppelt. coupled. Die Kopplung erfolgt über Leitungen The coupling is effected via lines 10a 10a und and 10b 10b , wobei in dem Ausführungsbeispiel gemäß Wherein in the embodiment according to 2 2 in der Leitung in the direction 10b 10b eine Pumpe a pump 11 11 integriert ist, welche für einen aktiven Flüssigkeitskreislauf zwischen dem Lichtkonverter is integrated, which for an active liquid circuit between the light converter 5 5 und dem Flüssigkeitsreservoir and the liquid reservoir 9 9 sorgen kann. can provide.
  • Des Weiteren sind im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ventile Furthermore, in the illustrated embodiment, two valves 12a 12a und and 12b 12b in den Leitungen in the lines 10a 10a und and 10b 10b integriert, durch welche der Flüssigkeitskreislauf exakt gesteuert werden kann. integrated through which the fluid circuit can be accurately controlled. Die Pumpe The pump 11 11 ist zum Beispiel als Miniaturpumpe nach dem MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System) ausgeführt. is carried out, for example, as a miniature pump according to the MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System).
  • Die Ventile the valves 12a 12a und and 12b 12b können zum Beispiel als Piezoventile ausgeführt sein. can for example be designed as piezo valves.
  • Die Verbindung des Lichtkonverters The connection of the light converter 5 5 mit einem Flüssigkeitsreservoir to a fluid reservoir 9 9 bringt den Vorteil mit sich, dass die Flüssigkeit brings with it the advantage that the liquid 6 6 aktiv zur Kühlung des Halbleiterchips active for cooling the semiconductor chip 1 1 beziehungsweise der Leuchtdiode eingesetzt werden kann. or the light emitting diode can be used. Die Steuerung der Kühlung erfolgt über entsprechende Sensorelemente sowie über die Pumpe The control of the cooling is performed by appropriate sensor elements as well as the pump 11 11 und die Ventile and valves 12a 12a und and 12b 12b . ,
  • 3 3 zeigt schematisch den Kühlkreislauf. schematically shows the cooling circuit. Im Lichtkonverter In light converter 5 5 wird die Flüssigkeit the liquid 6 6 durch den Halbleiterchip through the semiconductor chip 1 1 erwärmt, wobei die erwärmte Flüssigkeit über die Leitung heated, and the heated fluid through the line 10b 10b zum Flüssigkeitsreservoir the liquid reservoir 9 9 strömt und dort abkühlt. flows and cools there. Die abgekühlte Flüssigkeit gelangt über die Leitung The cooled liquid passes via line 10a 10a wieder zurück in den Lichtkonverter back into the light converter 5 5 . ,
  • Für die Flüssigkeitsströmung kann eine aktive Flüssigkeitsströmung mit einer Pumpe For the liquid flow, an active fluid can flow with a pump 11 11 wie in as in 2 2 dargestellt verwendet werden, wobei hier das Flüssigkeitsreservoir be used shown, in which case the liquid reservoir 9 9 in der Regel neben der Leuchtdiode angeordnet ist. is generally arranged adjacent to the light emitting diode.
  • 4 4 zeigt eine Anordnung mit einer konvektiven Flüssigkeitsströmung zwischen dem Lichtkonverter shows an arrangement with a convective fluid flow between the light converter 5 5 und dem Flüssigkeitsreservoir and the liquid reservoir 9 9 . , In der Ausführungsform gemäß In the embodiment according to 4 4 ist das Flüssigkeitsreservoir is the liquid reservoir 9 9 leicht erhöht zum Lichtkonverter increased slightly to light converter 5 5 angeordnet, sodass die erwärmte Flüssigkeit arranged so that the heated fluid 6 6 über die Leitung via line 10a 10a nach oben strömt und in das Flüssigkeitsreservoir flows upward and into the fluid reservoir 9 9 gelangt und im Flüssigkeitsreservoir reaches and in the liquid reservoir 9 9 im unteren Bereich die abgekühlte Flüssigkeit at the bottom of the cooled liquid 6 6 wieder über die Leitung again via the line 10b 10b zurück in den Lichtkonverter back into the light converter 5 5 strömt. flows.
  • Dieser natürliche Konvektionskreislauf kann ebenso mit Ventilen This natural Konvektionskreislauf can also with valves 12a 12a , . 12b 12b gesteuert und zusätzlich durch eine Pumpe and additionally controlled by a pump 11 11 , wie in , as in 2 2 dargestellt, unterstützt werden. shown, are supported.
  • 5 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, gemäß welcher der Lichtkonverter shows a further embodiment in which the light converter 5 5 an ein Wärmerohr to a heat pipe 13 13 , allgemein unter dem englisch Begriff Heat Pipe bekannt, angeschlossen ist. is commonly known by the English term heat pipe, connected. Am anderen Ende ist die Heat Pipe At the other end of the heat pipe 13 13 mit einem Kühlkörper with a heat sink 14 14 verbunden. connected. Für den Betrieb der Heat Pipe For operation of the heat pipe 13 13 wird der Druck innerhalb der Heat Pipe is the pressure within the heat pipe 13 13 sowie innerhalb des Lichtkonverters and within the light converter 5 5 so eingestellt, dass bei der normalen Betriebstemperatur der Flüssigkeit adjusted so that at the normal operating temperature of the liquid 6 6 der Siedepunkt der Flüssigkeit the boiling point of the liquid 6 6 erreicht wird und somit Dampf in der Heat Pipe is achieved and thus steam in the Heat Pipe 13 13 in Richtung Kühlkörper aufsteigt, dort über den Kühlkörper rises towards heatsink, there over the heat sink 14 14 so weit abkühlt, dass der Dampf wieder zur Flüssigkeit so far cools, the vapor back to the liquid 6 6 kondensiert und wieder zurück über die Heat Pipe condensed and back over the Heat Pipe 13 13 in den Lichtkonverter in the light converter 5 5 läuft. running. Alternativ zum Kühler Alternatively to the cooler 14 14 kann auch ein Flüssigkeitsreservoir an der Heat Pipe can also be a liquid reservoir to the heat pipe 13 13 angeschlossen sein oder das Heat Pipe-Prinzip für einen Kühlkreislauf verwendet werden. be or the Heat Pipe principle be used for a cooling circuit connected.
  • 6 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei hier der Lichtkonverter shows a further embodiment of the invention, in which case the light converter 5 5 über zwei LED-Halbleiterchips two LED semiconductor chips 1 1 angeordnet ist und der Lichtkonverter is disposed, and the light converter 5 5 eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Röhren beziehungsweise Kapillaren aufweist, welche von der Flüssigkeit having a plurality of adjacent tubes or capillaries of the liquid 6 6 durchströmt sind. are passed through.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Flüssigkeit In the illustrated embodiment, the liquid is 6 6 aktiv zur Kühlung verwendet. actively used for cooling. Zur Steigerung der Kühlung ist auch unterhalb der Halbleiterchips To increase the cooling is well below the semiconductor chips 1 1 ein Lichtkonverter a light converter 5 5 , welcher von der Flüssigkeit Which from the liquid 6 6 durchströmt wird, angeordnet. flows through are arranged. Werden in der Anordnung auch Halbleiterchips verwendet, welche Licht nach unten emittieren, wird der Lichtkonverter In the array and semiconductor chips used which emit light downward, the light converter is 5 5 auch auf der Unterseite zur Konversion des emittierten Lichtes verwendet. used on the bottom to convert the emitted light.
  • Die erwärmte Flüssigkeit The heated liquid 6 6 wird über die Leitung is fed via line 10b 10b einem Kühler a condenser 14 14 zugeleitet, wobei zur Unterstützung der Kühlung der Kühler supplied, wherein support of the cooling of the cooler 14 14 über einen Ventilator a fan 15 15 mit Luft angeströmt wird. is flown by air. Zur Steigerung der Strömung der Flüssigkeit To increase the flow of the liquid 6 6 ist wieder eine Pumpe is again a pump 11 11 in der Leitung in the direction 10a 10a integriert. integrated. Der Lichtkonverter The light converter 5 5 an der Oberseite sowie der Lichtkonverter at the top, and the light converter 5 5 an der Unterseite sind beide mit den Leitungen at the bottom are both connected to the lines 10a 10a und and 10b 10b verbunden, sodass sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite die Flüssigkeit connected so that both at the top and at the bottom of the liquid 6 6 aktiv zirkuliert. actively circulated.
  • In den In the 2 2 bis to 6 6 wurde vorwiegend der Effekt der Kühlung der Halbleiterchips was predominantly the effect of cooling of the semiconductor chips 1 1 durch die im Lichtkonverter through the converter in the light 5 5 enthaltene Flüssigkeit liquid contained 6 6 in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. described in various embodiments.
  • Neben der Kühlwirkung hat die Verwendung eines Flüssigkeitsreservoirs In addition to the cooling effect, the use of a liquid reservoir 9 9 für die im Lichtkonverter for in the light converter 5 5 enthaltene Flüssigkeit liquid contained 6 6 den weiteren Vorteil, dass auch während des Betriebs der Leuchtdiode der Farbort verändert werden kann. the further advantage that even during operation of the light emitting diode of the color point can be varied. Insbesondere bei den Ausführungsformen gemäß In particular, in the embodiments according to 2 2 oder or 4 4 kann durch Zuführen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir can be obtained by supplying liquid from the liquid reservoir 9 9 in den Lichtkonverter in the light converter 5 5 die Menge der Flüssigkeit für die Lichtkonversion verändert werden, wodurch sich der Farbort verschiebt. the amount of the liquid for the light conversion are changed, whereby the color point shifts.
  • Möchte man wieder den ursprünglichen Farbort erreichen, so ist die Flüssigkeit wieder aus dem Lichtkonverter you want to again reach the original color point, the liquid is out of the light converter 5 5 in das Flüssigkeitsreservoir in the liquid reservoir 9 9 zu leiten. to conduct. Bei der Ausführungsform gemäß In the embodiment of 2 2 kann das aktiv durch die Pumpe can actively through the pump 11 11 und bei der Ausführungsform gemäß and in the embodiment of 4 4 passiv über die Ansteuerung der Ventile passively control of the valves 12a 12a und and 12b 12b erfolgen. respectively.
  • 7 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. shows a further embodiment of the invention. Der Lichtkonverter The light converter 5 5 wurde bisher nur sehr allgemein beschrieben, insbesondere dahingehend dass er eine Flüssigkeit für die Lichtkonversion aufnehmen kann. has been described only very generally, and in particular to the effect that it can hold a liquid for light conversion. Der Lichtkonverter The light converter 5 5 kann hierzu in verschiedenen Ausprägungen ausgestaltet sein. this may be embodied in various forms.
  • Der Lichtkonverter kann als Hohlraum, wie zum Beispiel auch in The light converter can as a cavity, such as in 1 1 dargestellt, ausgestaltet sein. be shown, configured.
  • In In 1 1 ist der Hohlraum vom optischen Element the cavity from the optical element 7 7 getrennt. separated. Bei der Ausführungsform gemäß In the embodiment of 7 7 ist der Hohlraum einstückig mit dem optischen Element the cavity is formed integrally with the optical element 7 7 ausgebildet, sodass die Oberseite des Hohlraumes gleichzeitig auch das optische Element formed so that the top of the cavity at the same time, the optical element 7 7 bildet. forms. In einer anderen Ausführungsform ist der Hohlraum elastisch ausgestaltet, sodass durch die Füllmenge der Flüssigkeit In another embodiment, the cavity is designed elastically, so that the filling amount of the liquid by 6 6 beziehungsweise den Druck im Hohlraum die optischen Eigenschaften des optischen Elementes or the pressure in the cavity, the optical properties of the optical element 7 7 , wie zum Beispiel die Brennweite, eingestellt werden können. Such as the focal length can be adjusted. Der Lichtkonverter The light converter 5 5 kann somit ebenso das Optische Element thus also the optical element 7 7 bilden und als Linse oder als Lichtleiter ausgeführt sein. be embodied form and as a lens or light guide.
  • 8 8th zeigt eine alternative Ausführungsform des Lichtkonverters shows an alternative embodiment of the light converter 5 5 . , Bei der in When in 8 8th dargestellten Ausführungsform des Lichtkonverters Embodiment of the light converter shown 5 5 ist dieser als eine so genannte mikrofluide Struktur, in der Regel eine transparente Glasstruktur mit darin enthaltenen Kapillaren, ausgebildet. this is as a so-called microfluidic structure, usually a transparent glass structure with capillaries contained therein are formed. Weitere Ausführungsformen von mikrofluiden Strukturen sind zum Beispiel unter Further embodiments of microfluidic structures are, for example, offenbart und erklärt. disclosed and explained.
  • So kann zum Beispiel anstatt der Vielzahl von Kapillaren auch eine Vielzahl von kleinen Kavitäten vorgesehen sein. It may be provided, for example, instead of the plurality of capillaries and a variety of small cavities.
  • In In 9 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei der Lichtkonverter a further embodiment of the invention is shown, said light converter 5 5 mit der darin aufgenommenen Flüssigkeit with the liquid accommodated therein, 6 6 zur Lichtkonversion mit einer konventionellen Konvertereinheit for light conversion with a conventional converter unit 15 15 zur Lichtkonversion auf Basis von festen Konverterstoffen kombiniert ist. is combined for light conversion based on solid substances converter. Die konventionelle Konvertereinheit The conventional converter unit 15 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel unter dem Lichtkonverter is in this embodiment under the light converter 5 5 mit der darin aufgenommenen Flüssigkeit with the liquid accommodated therein, 6 6 angeordnet, kann jedoch an jeder Emissionsfläche des Licht emittierenden Halbleiterchips arranged, but may emitting each emission face of the light semiconductor chips 1 1 vorgesehen sein. be provided. Zum Beispiel kann die konventionelle Konvertereinheit auch nur teilweise mit dem Lichtkonverter For example, the conventional converter unit can even partially with the light converter 5 5 kombiniert sein oder auf einer Licht emittierenden Seite des Halbleiterchips be combined or emitting light on a side of the semiconductor chip 1 1 vorgesehen sein, auf welcher kein Lichtkonverter be provided on which no light converter 5 5 , bei welchem Flüssigkeit zur Lichtkonversion verwendet wird, vorgesehen ist. Is provided, is used wherein liquid for light conversion.
  • 10 10 zeigt prinzipiell eine Ausführungsform gemäß in principle shows an embodiment according 1 1 , wobei bei dieser Ausführungsform der Lichtkonverter Wherein in this embodiment, the light converter 5 5 auch seitlich des Halbleiterchips and laterally of the semiconductor chip 1 1 angeordnet ist. is arranged. Der Halbleiterchip The semiconductor chip 1 1 kann gemäß dieser Ausführungsform auch Licht seitlich emittieren und weist somit auch seitlich Emissionsflächen capable of emitting light according to this embodiment, the side and therefore also includes laterally emitting surfaces 4 4 auf. on.
  • Durch diese Ausführungsform wird erreicht, dass seitlich emmitiertes Licht des Halbleiterchips By this embodiment it is achieved that the side-oriented Emmi light of the semiconductor chip 1 1 auch konvertiert wird und somit keine Störstrahlung mit Licht einer anderen Farbe entsteht. is also converted and thus prevent any interference with light of a different color. Ziel ist es immer, eine einheitliche Lichtfarbe von einer LED zu erhalten, und hierzu ist es günstig, auch seitlich den Lichtkonverter The goal is always to maintain a uniform light color of an LED, and for this purpose it is convenient and laterally the light converter 5 5 mit der Flüssigkeit with the liquid 6 6 zur Lichtkonversion anzuordnen. for light conversion to arrange. Die Ausbildung des Lichtkonverters The design of the light converter 5 5 ist hierbei so gewählt, dass trotz des unterschiedlichen Weges des Lichts aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der Emissionsflächen is so selected that despite the difference in the light path due to the different arrangement of the emitting surfaces 4 4 an der Oberseite und den Seiten in Abstrahlungsrichtung das gleiche Licht erzielt wird. at the top and sides of the same light is achieved in the emission direction.
  • 11 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei hier die gesamte Leuchtdiode bis auf das optische Element shows a further embodiment of the invention, in which case the entire light-emitting diode to the optical element 7 7 in dem Lichtkonverter in the light converter 5 5 beziehungsweise der Flüssigkeit or the liquid 6 6 des Lichtkonverters the light converter 5 5 aufgenommen ist. is added. Diese Ausführungsform bringt den Vorteil mit sich, dass eine wesentlich erhöhte Wärmeabfuhr durch die Flüssigkeit This embodiment has the advantage that a considerably increased heat dissipation through the fluid 6 6 des Lichtkonverters the light converter 5 5 und eine bessere Wärmespreizung erzielt wird. and better heat spreading is achieved. Diese Ausführungsform sowie auch diejenige gemäß This embodiment as well as that according 10 10 können auch mit einer konventionellen Konversionsschicht can also use a conventional conversion layer 16 16 , wie in , as in 10 10 dargestellt, sowie auch mit einem separaten Flüssigkeitsreservoir und den weiteren Merkmalen der weiteren Ausführungsformen gemäß shown, as well as with a separate liquid reservoir and the other features of the other embodiments according to 2 2 bis to 9 9 kombiniert werden. be combined.
  • 12 12 zeigt in schematischer Schnittansicht ein Lichtmodul. shows a schematic sectional view of a light module. Das Lichtmodul weist ebenfalls einen Licht emittierenden Halbleiterchip The light module also has a light-emitting semiconductor chip 1 1 auf, welcher auf einem Substrat in which on a substrate 3 3 montiert ist. is mounted.
  • Der Lichtkonverter The light converter 5 5 ist in einem Reflektorgehäuse is in a reflector housing 17 17 angeordnet, welches lang gestreckt ist und das von dem Halbleiterchip nach oben emittierte Licht vorwiegend in der in arranged, which is elongate and the light emitted from the semiconductor chip upward light predominantly in the in 12 12 nach oben dargestellten Abstrahlungsrichtung leitet. passes after outlined above radiation direction. Das Reflektorgehäuse The reflector housing 17 17 bildet gleichzeitig das Gehäuse für den Lichtkonverter forms the housing for the light converter simultaneously 5 5 und ist mit einer Flüssigkeit and is connected to a liquid 6 6 für die Lichtkonversion befüllt. filled for light conversion. Stirnseitig ist das Reflektorgehäuse Front side, the reflector housing 17 17 abgeschlossen und in der Regel mit einem optischen Element completed and usually with an optical element 7 7 versehen. Provided. Das optische Element The optical element 7 7 kann auch einstückig mit dem Reflektorgehäuse may also be integral with the reflector housing 17 17 hergestellt sein. be made.
  • 13 13 zeigt in Schrägansicht ein Lichtmodul mit vier Leuchtdioden, das heißt vier Halbleiterchips shows an oblique view of a light module with four LEDs, ie four semiconductor chips 1 1 , welche auf einem Substrat Which on a substrate 3 3 montiert sind, wobei ein gemeinsames Reflektorgehäuse are mounted, wherein a common reflector housing 17 17 über den vier Halbleiterchips over the four semiconductor chips 1 1 angeordnet ist. is arranged. Für die Lichtemission jedes Halbleiterchips For light emission of each semiconductor chip 1 1 ist im Reflektorgehäuse is in the reflector housing 17 17 ein separater Hohlraum zur Führung des emittierten Lichts ausgebildet ist. a separate cavity is formed to guide the emitted light. Dieser Hohlraum ist bei dem Lichtmodul gemäß This cavity is in the light module in accordance with 13 13 jeweils mit Flüssigkeit each with liquid 6 6 zur Lichtkonversion gefüllt, sodass dieser Hohlraum zusammen mit dem Reflektorgehäuse jeweils den Lichtkonverter filled for light conversion, so that the cavity together with the reflector housing respectively the light converter 5 5 bildet. forms.
  • An der Oberseite des Reflektorgehäuses At the top of the reflector housing 17 17 ist ebenso, wie in is also, as in 12 12 dargestellt, ein optisches Element shown, an optical element 7 7 ausgebildet, durch welches die optischen Eigenschaften des emittierten Lichtes der vier Leuchtdioden gemeinsam oder auch separat pro Leuchtdiode nochmals beeinflusst werden kann. formed through which the optical properties of the emitted light of the four LEDs can be controlled jointly or separately for each light-emitting diode again.
  • Auf dem Substrat On the substrate 3 3 ist ein Stecker is a connector 18 18 zum Anschluss des Lichtmoduls an eine Stromquelle vorgesehen. provided for connecting the light module to a power source.
  • In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen kann die bisher beschriebene Technik Anwendung in Modulen, Chiparrays oder flexiblen Folien finden, auf denen jeweils Leuchtdioden angeordnet sind. In further embodiments not shown, can find the previously described technique in application modules, chip arrays, or flexible films on which light emitting diodes are respectively arranged.
  • Wie zu den Ausführungsbeispielen beschrieben, bringt die Verwendung einer Flüssigkeit für die Lichtkonversion bei Leuchtdioden eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten und Vorteilen mit sich. As described the embodiments, the use of a liquid for the light emitting diodes at conversion entails numerous variation possibilities and advantages. Durch die Wahl der geeigneten Flüssigkeit kann der Brechungsindex zur Optimierung der Lichtauskopplung angepasst werden. By selecting the appropriate liquid, the refractive index to optimize the light output can be adjusted.
  • Des Weiteren lässt sich der Farbort, wie zu Furthermore, can the color location how to 1 1 beschrieben, bei der Herstellung exakt einstellen. described, set exactly in the preparation. Eine weitere Möglichkeit ist es auch, den Farbort während des Betriebs zum Beispiel durch die Verwendung einer polarisierbaren Flüssigkeit und die aktive Beeinflussung der Polarisationsrichtung mit elektrischen Feldern oder durch die Zu- oder Abführung der Flüssigkeit im Lichtkonverter A further possibility is also the color point during operation, for example, by using a polarizable fluid and the active influencing of the direction of polarization with electric fields or by the supply or discharge of liquid in the light converter 5 5 aktiv regeln. actively regulate. Mögliche Verwendungen für eine Farbänderung einer Leuchtdiode während des Betriebs sind zum Beispiel die Erzeugung von Farbeffekten bei der Allgemeinbeleuchtung oder die aktive Farbregulierung bei optischen Anwendungen, wie zum Beispiel bei einem Mikroskop. Possible uses for a color change of a light-emitting diode during operation are, for example, the generation of color effects in the general lighting or the active color adjustment in optical applications, such as in a microscope.
  • Ebenso ist es auch möglich, diese Art der Farbregulierung bei Autofrontscheinwerfern, zum Beispiel für das Umschalten zwischen Cool Blue und gewohntem Weißlicht zu verwenden. Likewise, it is also possible to use this type of color regulation in car headlights, for example, for switching between Cool Blue and his usual white light.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. The invention is not limited by the description using the exemplary embodiments of this. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Rather, the invention encompasses any new feature and any combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature
    • - www.mikronit.com [0024] - www.mikronit.com [0024]
    • - www.mikronit.com [0078] - www.mikronit.com [0078]

Claims (34)

  1. Leuchtdiode mit Lichtkonverter ( Light-emitting diode with light converter ( 5 5 ), dadurch gekennzeichnet , dass der Lichtkonverter ( ), Characterized in that the light converter ( 5 5 ) eine Flüssigkeit ( ) A liquid ( 6 6 ) für die Lichtkonversion umfasst. ) Includes for light conversion.
  2. Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigkeit Konverterstoffe ( Light emitting diode according to claim 1, characterized in that (in the liquid substances converter 6a 6a ) enthalten sind. ) Are included.
  3. Leuchtdiode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konverterstoffe ( Light emitting diode according to claim 2, characterized in that the converter material ( 6a 6a ) in der Flüssigkeit ( ) (In the liquid 6 6 ) als heterogenes Stoffgemisch verteilt sind. ) Are distributed as a heterogeneous mixture.
  4. Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverterstoff ( Light emitting diode according to claim 1 or 2, characterized in that the converter material ( 6a 6a ) eine Flüssigkeit ist und die Flüssigkeiten ( ) Is a liquid and the liquids ( 6 6 , . 6a 6a ) als Gemisch im Lichtkonverter ( ) (As a mixture in the light converter 5 5 ) enthalten sind. ) Are included.
  5. Leuchtdiode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch der Flüssigkeiten ( Light emitting diode according to claim 4, characterized in that the mixture of fluids ( 6 6 , . 6a 6a ) homogen durchmengt vorliegt. ) Homogeneously durchmengt present.
  6. Leuchtdiode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch der Flüssigkeiten ( Light emitting diode according to claim 4, characterized in that the mixture of fluids ( 6 6 , . 6a 6a ) als Emulsion vorliegt. ) Is present as an emulsion.
  7. Leuchtdiode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Flüssigkeit ( Light emitting diode according to claim 6, characterized in that the (a liquid 6a 6a ) in der Emulsion tröpfchenförmig in der anderen Flüssigkeit ( ) Form of droplets (in the emulsion in the other liquid 6 6 ) enthalten ist. ) Is contained.
  8. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode einen Halbleiterchip ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the light-emitting diode (a semiconductor chip 1 1 ) mit einer Emissionsfläche ( ) (With an emission surface 4 4 ), über welche das durch den, Halbleiterchip ( ) Via which the (by the one semiconductor chip 1 1 ) erzeugte Licht emittiert wird, umfasst und über der Emissionsfläche ( ) Generated light is emitted, and comprises (on the emission surface 4 4 ) der Lichtkonverter ( () Of the light converter 5 5 ) vorgesehen ist. ) is provided.
  9. Leuchtdiode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonverter ( Light emitting diode according to claim 8, characterized in that the light converter ( 5 5 ) mit einem Flüssigkeitsreservoir ( ) (With a liquid reservoir 9 9 ) verbunden ist. ) connected is.
  10. Leuchtdiode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir ( Light-emitting diode as claimed in claim 9, wherein the liquid reservoir ( 9 9 ) neben dem Lichtkonverter angeordnet ist. ) Is disposed adjacent to the light converter.
  11. Leuchtdiode nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeitskreislauf zwischen Lichtkonverter ( Light emitting diode according to claim 9 or 10, characterized in that (in the liquid circuit between light converter 5 5 ) und Flüssigkeitsreservoir ( () And liquid reservoir 9 9 ) eine Pumpe ( ) A pump ( 11 11 ) vorgesehen ist, durch welche aktiv eine Flüssigkeitsströmung erzeugt werden kann. ) is provided by which a liquid flow can be generated actively.
  12. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the liquid ( 6 6 ) oder die Konverterstoffe ( ) Or the converter substances ( 6a 6a ) elektrisch polarisierbar sind. ) Are electrically polarizable.
  13. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip ( Light-emitting diode as claimed in any one of claims 8 to 12, the semiconductor chip ( 1 1 ) polarisiertes Licht erzeugt. ) Polarized light generated.
  14. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode eine konventionelle Konversionseinheit ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the light-emitting diode (a conventional conversion unit 16 16 ) mit fest eingebetteten Konversionsstoffen umfasst. ) With firmly embedded conversion substances.
  15. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the liquid ( 6 6 ) zur Kühlung oder Wärmespreizung verwendet wird. ) Is used to cool or heat spreading.
  16. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonverter ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the light converter ( 5 5 ) mit einer Heat Pipe ( ) (With a heat pipe 13 13 ) gekoppelt ist. ) Is coupled.
  17. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonverter ( Light emitting diode according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the light converter ( 5 5 ) als Hohlraum ausgeführt ist. ) Is designed as a cavity.
  18. Leuchtdiode nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum als Linse oder als Lichtleiter ausgebildet ist. Light emitting diode according to claim 17, characterized in that the cavity is designed as a lens or as an optical waveguide.
  19. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum elastisch ausgebildet ist und über den Druck oder die Menge der Flüssigkeit ( Light emitting diode according to any one of claims 17 to 18, characterized in that the cavity is designed to be elastic, and (on the pressure or the amount of liquid 6 6 ) die optischen Eigenschaften einstellbar sind. ), The optical properties are adjustable.
  20. Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtkonverter als mikrofluide Struktur ausgebildet ist. Light emitting diode according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the light converter is formed as a microfluidic structure.
  21. Leuchtdiode insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit ( Light-emitting diode, in particular according to one of claims 1 to 20, characterized in that a liquid ( 6 6 ) zur Einstellung des Farbortes verwendet wird. ) Is used to adjust the color locus.
  22. Leuchtdiode nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Farbortes bei der Herstellung erfolgt. Light emitting diode according to claim 21, characterized in that the setting of the color point is carried out during manufacture.
  23. Leuchtdiode nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Farbortes während des Betriebs erfolgt. Light emitting diode according to claim 21, characterized in that the setting of the color point occurs during operation.
  24. Modul mit mindestens einer Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 23. Module having at least one light-emitting diode according to any one of claims 1 to 23rd
  25. Modul nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Leuchtdioden einen gemeinsamen Lichtkonverter ( Module according to claim 24, characterized in that two or more light emitting diodes (a common light converter 5 5 ) aufweisen. ) respectively.
  26. Chiparray mit mindestens einer Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 23. Chip array having at least one light-emitting diode according to any one of claims 1 to 23rd
  27. Chiparray nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Leuchtdioden einen gemeinsamen Lichtkonverter ( Chip Array according to claim 26, characterized in that two or more light emitting a common light converter ( 5 5 ) aufweisen. ) respectively.
  28. Flexible Folie mit mindestens einer Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 23. The flexible film having at least one light-emitting diode according to any one of claims 1 to 23rd
  29. Flexible Folie nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Leuchtdioden einen gemeinsamen Lichtkonverter ( The flexible film of claim 28, characterized in that two or more light emitting diodes (a common light converter 5 5 ) aufweisen. ) respectively.
  30. Verfahren zur Einstellung des Farbortes bei der Herstellung einer Leuchtdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 23, mit folgenden Schritten: – Zugabe von Flüssigkeit ( A method for setting the color locus in the manufacture of a light emitting diode according to any one of claims 1 to 23, comprising the following steps: - addition of liquid ( 6 6 ) und/oder eines Konverterstoffes ( () And / or a converter substance 6a 6a ) in einen Lichtkonverter ( ) (In a light converter 5 5 ), der über der Emissionsfläche ( ), Of (on the emission surface 4 4 ) eines in der Leuchtdiode integrierten Halbleiterchips ( ) In an integrated light-emitting diode semiconductor chip ( 1 1 ) angeordnet ist, – Messen des Farbortes während der Zugabe der Flüssigkeit ( ) Is located, - measuring the color location (during the addition of liquid 6 6 ) und/oder des Konverterstoffes ( () And / or of the converter substance 6a 6a ), – Einstellen des Farbortes über die Menge der zugegebenen Flüssigkeit ( ), - adjusting the color locus of the amount of liquid added ( 6 6 ) oder der Konzentration des zugegebenen Konverterstoffes ( ) Or the concentration of the added substance converter ( 6a 6a ). ).
  31. Verfahren zum Einstellen des Farbortes einer Leuchtdiode, bei welcher zur Lichtkonversion Flüssigkeit ( A method for adjusting the color location of a light emitting diode, wherein the light conversion liquid ( 6 6 ) verwendet wird, die Leuchtdiode einen Lichtkonverter ( ) Is used, the light-emitting diode a light converter ( 5 5 ) aufweist und dieser Lichtkonverter ( ) And (said light converter 5 5 ) mit einem Flüssigkeitsreservoir ( ) (With a liquid reservoir 9 9 ) gekoppelt ist, wobei zur Einstellung des Farbortes Flüssigkeit vom Flüssigkeitsreservoir ( is coupled), where (for the adjustment of the color point liquid from liquid reservoir 9 9 ) zum Lichtkonverter ( ) (For light converter 5 5 ) zugeführt oder weggeleitet wird. ) Is fed to or conducted away.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ( A method according to claim 31, characterized in that the liquid ( 6 6 ) aktiv über eine Pumpe ( ) Active (via a pump 11 11 ) gepumpt wird. ) Is pumped.
  33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass für den Flüssigkeitstransport eine passive Flüssigkeitsströmung und Ventile ( A method according to claim 31, characterized in that for liquid transport is a passive fluid flow and valves ( 12a 12a , . 12b 12b ) verwendet werden. ) be used.
  34. Verfahren zum Einstellen des Farbortes im Betrieb einer Leuchtdiode, bei welcher zur Lichtkonversion eine polarisierbare Flüssigkeit ( Method of adjusting the color point in the operation of a light emitting diode, wherein the light conversion a polarizable liquid ( 6 6 ) verwendet wird, wobei durch Anlegen eines elektrischen Feldes beziehungsweise Veränderung des elektrischen Feldes die optischen Eigenschaften der polarisierbaren Flüssigkeit ( ) Is used, wherein (by applying an electric field or electric field, the change in the optical properties of the polarizable liquid 6 6 ) gesteuert werden. ) being controlled.
DE200710054039 2007-09-12 2007-11-13 LED for use in e.g. chip array, has light converter provided with fluid for light conversion, converter material present in light converter, and semiconductor chip with emission surface on which light produced by chip is emitted Pending DE102007054039A1 (en)

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