DE102016206927A1 - Method for producing an LED module - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren 100 zum Herstellen eines LED-Moduls 10, das wenigstens einen LED-Chip 1 aufweist. In dem Verfahren 100 wird zunächst wenigstens ein LED-Chip 1 auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger 2 bereitgestellt. Dann werden elektrisch mit einer ersten Polarität geladene Farbkonversionspartikel 3 in einem Matrixmaterial 4 bereitgestellt. Die Farbkonversionspartikel 3 werden dann auf den LED-Chip 1, aufgebracht, wobei das Aufbringen eine zeitlich erste und zweite Phase umfasst und der LED-Chip 1 nur während der zweiten Phase mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen wird. Dadurch entsteht ein LED-Modul 10, aufweisend mehrere LED-Chips 1 auf dem reflektierenden Träger 2, wobei die von dem Träger 2 abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips 1 mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3 beschichtet sind, und wobei der Träger 2 in einem Zwischenraum zwischen den LED-Chips 1 mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3 beschichtet ist.The present invention relates to a method 100 for producing an LED module 10, which has at least one LED chip 1. In method 100, firstly at least one LED chip 1 is provided on a preferably reflective carrier 2. Then, color conversion particles 3 charged electrically with a first polarity are provided in a matrix material 4. The color conversion particles 3 are then applied to the LED chip 1, wherein the application comprises a temporally first and second phase and the LED chip 1 is charged only during the second phase with a second polarity opposite to the first polarity. This results in an LED module 10, comprising a plurality of LED chips 1 on the reflective support 2, wherein the side facing away from the carrier 2 top and the side surfaces of the LED chips 1 are coated with at least one layer of color conversion particles 3, and wherein the carrier 2 is coated in a gap between the LED chips 1 with at least one layer of color conversion particles 3.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls mit verbesserter Farbhomogenität und ein entsprechend hergestelltes LED-Modul. Insbesondere wird während des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Schritt zur Beschichtung von LED-Chips des LED-Moduls mit Farbkonversionspartikeln in einer zeitlich begrenzten Phase des Beschichtens durch das Laden der LED-Chips mit einer Polarität unterstützt, die einer Polarität der Farbkonversionspartikel entgegengesetzt oder gleich ist, je nach Ziel der EinstellungThe present invention relates to a method of manufacturing an LED module with improved color homogeneity and a correspondingly manufactured LED module. In particular, during the process of the invention, a step of coating LED chips of the LED module with color conversion particles in a time-limited phase of coating by the charging of the LED chips is supported with a polarity that is opposite or equal to a polarity of the color conversion particles, depending according to the goal of the setting

Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, LED-Chips eines LED-Moduls mit Farbkonversionspartikeln zu beschichten, beispielweise mit einem Leuchtstoff. Die Farbkonversionspartikel sind üblicherweise in eine umhüllende Matrix aus zum Beispiel Silikonmaterial eingebracht. Die Farbkonversionspartikel wandeln dann im Betrieb des LED-Moduls das von den LED-Chips ausgesandte Licht wenigstens teilweise um. Auf diese Weise können verschiedenartige LED-Module hergestellt werden, zum Beispiel ein LED-Modul das mischfarbiges Licht, insbesondere weißes Licht abgibt.From the prior art it is already known to coat LED chips of an LED module with color conversion particles, for example with a phosphor. The color conversion particles are usually incorporated in an enveloping matrix of, for example, silicone material. The color conversion particles then at least partially convert the light emitted by the LED chips during operation of the LED module. In this way, various types of LED modules can be produced, for example, an LED module which emits mixed-color light, in particular white light.

1 zeigt ein derartiges herkömmliches LED-Modul 20, bei dem Farbkonversionspartikel 23 gleichmäßig in einer Silikonmatrix 24 verteilt sind, d. h. über das gesamte Volumen der Silikonmatrix 24. Insbesondere zeigt 1 ein LED-Modul 20, das mittels eines Verfahrens bei welchem ein geschlossener Damm aus einem flüssigen aber formbewahrenden Dammmaterial gezogen wird und die eingeschlossene Fläche mit einem fließfähigen, mit Leuchtstoffen und eventuell mit Verdickern aufbereiteten, Material gefüllt wird („Dam and Fill” Verfahren) hergestellt wurde. Das LED-Modul 20 weist mehrere LED-Chips 21 auf, die auf einer Leiterplatte 22 angeordnet sind und die von der Silikonmatrix 24 eingehüllt bzw. mit dieser vergossen sind. Insbesondere ist dabei nur ein innerer Bereich des LED-Moduls 20, in dem sich die LED-Chips 21 befinden und der nach außen von einem Damm 27 begrenzt wird, mit der Silikonmatrix 24 aufgefüllt. Die LED-Chips 21 sind üblicherweise miteinander durch Bonddrähte 25 seriell verschaltet und an wenigstens zwei außerhalb des Dammes 27 angeordnete Bondpads 26 angeschlossen. 1 shows such a conventional LED module 20 in which color conversion particles 23 evenly in a silicone matrix 24 are distributed, ie over the entire volume of the silicone matrix 24 , In particular shows 1 an LED module 20 produced by a process in which a closed dam is made of a liquid but retaining dam material and the enclosed surface is filled with a flowable, with phosphors and possibly with thickened recycled, filled material ("dam and fill" process) was prepared. The LED module 20 has several LED chips 21 on that on a circuit board 22 are arranged and that of the silicone matrix 24 wrapped or shed with this are. In particular, in this case only an inner region of the LED module 20 in which are the LED chips 21 located and the outside of a dam 27 is limited, with the silicone matrix 24 refilled. The LED chips 21 are usually connected to each other by bonding wires 25 connected in series and at least two outside the dam 27 arranged bondpads 26 connected.

Obwohl die Leuchtstoffpartikel 23 gleichmäßig in der Silikonmatrix 24 verteilt sind, wird eine inhomogen Farbverteilung über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul 20 beobachtet. Diese inhomogene Farbverteilung ist Resultat der unterschiedlichen Emissionscharakteristiken von LED und Leuchtstoffen, der geometrischen Anordnung und den optischen Elementen des LED-Moduls 20.Although the phosphor particles 23 even in the silicone matrix 24 are distributed, an inhomogeneous color distribution over the beam angle of the light from the LED module 20 observed. This inhomogeneous color distribution is the result of the different emission characteristics of LEDs and phosphors, the geometrical arrangement and the optical elements of the LED module 20 ,

Es ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, ein LED-Modul 30 mit hohen Leuchtstoffdichten herzustellen. 2 zeigt ein derartiges herkömmliches LED-Modul 30. Im Herstellungsverfahren dieses LED-Moduls 30 gibt es einen Prozessschritt, während dessen sich Farbkonversionspartikel 33 auf der Oberfläche von LED-Chips 31 und auf der Oberfläche einer Leiterplatte 32 absetzen (sedimentieren). In dem LED-Modul 30 sind die Farbkonversionspartikel 33 also nicht gleichmäßig in einer Silikonmatrix 34 verteilt, sondern befinden sich, zwar nur innerhalb des Damms 37, aber auf den LED-Chips 31 und zwischen den LED-Chips 31. Dadurch ist ein thermischer Widerstand zwischen einer Wärmequelle des LED-Moduls 30 – nämlich den Farbkonversionspartikeln, die während der Farbkonversion Wärme erzeugen – und einer Wärmesenke des LED-Moduls 30 – nämlich der Leiterplatte 32, die auch zum Ableiten von Wärme dient – verringert. Da durch den Wärmeeintrag der Leuchtstoffe bei der Umwandlung von blauem Licht sich das Silikon bis über die materialspezifischen Grenzwerte erhitzen kann, kann durch diese Aufbaumethode die Leuchtdichte des LED-Moduls 30 höher sein. Farbkonversionspartikel 33 können sich in dem herkömmlichen LED-Modul 30 auch auf der Oberseite von Bonddrähten 35 ablagern, da der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 33 üblicherweise schwerkraftgetrieben ist.It is also known from the prior art, an LED module 30 produce with high phosphor densities. 2 shows such a conventional LED module 30 , In the manufacturing process of this LED module 30 there is a process step during which color conversion particles 33 on the surface of LED chips 31 and on the surface of a circuit board 32 settle (sediment). In the LED module 30 are the color conversion particles 33 So not even in a silicone matrix 34 but are located, though only within the dam 37 but on the LED chips 31 and between the LED chips 31 , This is a thermal resistance between a heat source of the LED module 30 Namely the color conversion particles which generate heat during the color conversion and a heat sink of the LED module 30 Namely the circuit board 32 , which also serves to dissipate heat - reduced. Since the heat input of the phosphors in the conversion of blue light, the silicone can heat up to above the material-specific limits, this method of construction, the luminance of the LED module 30 be higher. Color conversion particles 33 can be in the conventional LED module 30 also on top of bond wires 35 deposit as the branching process of color conversion particles 33 usually gravity-driven.

Für das LED-Modul 30 wird eine umgekehrte Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts im Vergleich mit Licht aus dem LED-Modul 20 beobachtet, zentral mehr Phosphoremission, seitlich mehr blaues Licht. Das liegt daran, dass die LED-Chips 31 auch Licht an ihren teilweise nicht abgedeckten Seitenflächen abgeben, welches in seitlicher Richtung zu der bläulichen Emission führt. Dieses Licht trifft aber auf keine, oder auf nur wenige, Farbkonversionspartikel 33 und wird deshalb auch nicht, oder kaum, farbkonvertiert. Wegen der Richtung des von den Seitenwänden emittierten Lichts besteht eine Chance das dieses direkt austritt was zu dem beschriebenen Effekt beiträgt. Zentral, d. h. im Wesentlichen senkrecht über den LED-Chips 31 wird demnach mehr farbkonvertiertes Licht abgegeben, während an den Seitenflächen der LED-Chips 31 mehr anregendes Licht abgegeben wird.For the LED module 30 is a reverse color inhomogeneity over the angle of emission of the light compared to light from the LED module 20 observed, central more phosphorus emission, laterally more blue light. That's because the LED chips 31 also emit light on their partially uncovered side surfaces, which leads in a lateral direction to the bluish emission. However, this light does not encounter any, or only a few, color conversion particles 33 and therefore is not, or hardly, color-converted. Because of the direction of the light emitted by the sidewalls, there is a chance that it will exit directly, contributing to the described effect. Central, ie substantially vertically above the LED chips 31 Accordingly, more color-converted light is emitted, while on the side surfaces of the LED chips 31 more stimulating light is emitted.

Es ist hinsichtlich des LED-Moduls 30 ein Lösungsansatz für das Problem der Farbinhomogenität bekannt, nämlich die Maßnahme zusätzlich Streumaterialien (wie beispielsweise Bariumsulfat BaSO4) als Streupartikel mit der Vergussmasse mit zuverarbeiten. Diese Streupartikel haben den Nachteil, dass sich die insgesamt abgegebene Lichtmenge des LED-Moduls 30 etwas verringert, jedoch wird eine Verringerung der Farbaufspaltung erreicht. It's about the LED module 30 a solution to the problem of color inhomogeneity known, namely the measure in addition scattering materials (such as barium sulfate BaSO 4 ) as a scattering particles with the potting compound with. These scattering particles have the disadvantage that the total emitted light quantity of the LED module 30 slightly reduced, but a reduction in color splitting is achieved.

Ein weiterer Nachteil des in 2 gezeigten LED-Moduls 30 ist, dass der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 33 während des Herstellungsverfahrens relativ lange dauert, nämlich, abhängig von den verwendeten Materialien etwa vier Stunden bis zur vollständigen Sedimentation. Die Kontrolle zur Steuerung des Prozesses kann aber in deutlich kürzeren Abständen erfolgen, etwa nach 1/8 der Zeit bis zur beinahe vollständigen Sedimentation, damit auch sicher gestellt werden kann, dass sich die Farbkonversionspartikel 33 wie gewünscht auf den LED-Chips 31 ablagern.Another disadvantage of in 2 shown LED module 30 is that the branch process the color conversion particle 33 During the manufacturing process takes relatively long, namely, depending on the materials used about four hours to complete sedimentation. However, the control of the process can be done at much shorter intervals, about 1/8 of the time to almost complete sedimentation, so that it can be ensured that the color conversion particles 33 as desired on the LED chips 31 deposit.

Hinsichtlich der oben genannten Nachteile der herkömmlichen LED-Module 20 und 30 wurde in Experimenten der Schritt der Beschichtung der LED-Chips mit Farbkonversionspartikeln durch das Anlegen einer Spannung unterstützt. Wie in 3 gezeigt, wurde dabei die Spannung vorzugsweise über Bonddrähte 45 an die LED-Chips 41 angelegt. Dadurch kann ein LED-Modul 40 erzeugt werden, das eine im Wesentlichen gelichmäßige Verteilung der Farbkonversionspartikel 43 auf den Oberseiten und den Seitenflächen der LED-Chips 41 aufweist. Zudem ergeben sich charakteristische unbedeckte Stellen in den Bereichen zwischen den LED-Chips 41 auf der Oberfläche des Trägers 42.With regard to the above-mentioned disadvantages of conventional LED modules 20 and 30 In experiments, the step of coating the LED chips with color conversion particles was supported by the application of a voltage. As in 3 shown, the voltage was preferably via bonding wires 45 to the LED chips 41 created. This can be an LED module 40 which produces a substantially uniform distribution of the color conversion particles 43 on the tops and side surfaces of the LED chips 41 having. In addition, there are characteristic uncovered areas in the areas between the LED chips 41 on the surface of the carrier 42 ,

Es zeigte sich jedoch, dass die Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts für das LED-Modul 40 in bestimmten Fällen zwar verbessert werden kann hinsichtlich der herkömmlichen LED-Module 20 bzw. 30, dass diese Farbhomogenität aber immer noch nicht optimiert ist So wurde teilweise beobachtet, dass zentral, d. h. senkrecht über den LED-Chips 41 mehr anregendes Licht abgegeben wird, während an den Seitenflächen mehr farbkonvertiertes Licht abgegeben wird.However, it turned out that the color homogeneity over the beam angle of the light for the LED module 40 although in certain cases it can be improved with respect to the conventional LED modules 20 respectively. 30 However, this color homogeneity is still not optimized. Thus, it was partially observed that centrally, ie vertically above the LED chips 41 more stimulating light is emitted, while on the side surfaces more color-converted light is emitted.

Diesbezüglich ist die vorliegende Erfindung bestrebt, LED-Module weiter hinsichtlich ihrer Farbhomogenität zu verbessern. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls bereitzustellen, das eine noch gleichmäßigere Lichtabstrahlung aufweist, insbesondere eine über den Abstrahlwinkel des Lichts optimierte Farbhomogenität. Im Idealfall wird sogar eine perfekte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts angestrebt. Dabei soll aber der Einsatz eines zusätzlichen Streumaterials möglichst vermieden werden. Es ist deshalb insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, alle LED-Chips des LED-Moduls vollständig mit Farbkonversionspartikeln zu beschichten, d. h. auch deren Seitenflächen abzudecken. Dabei soll die insgesamt benötigte Menge an Farbkonversionsmaterial verringert werden. Das LED-Modul soll auch hinsichtlich seiner Effizienz optimiert sein. Die Effizienz des LED-Moduls soll beispielweise dadurch gesteigert werden, dass unnötige Wärmeverluste innerhalb des LED-Moduls reduziert werden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Farbpunkt des Lichts des hergestellten LED-Moduls gezielt einstellbar zu machen, ohne dass dabei für jeden Farbpunkt eine individuelle Mischung aus Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial bereitgestellt werden muss. Schließlich ist es auch ein Bestreben der vorliegenden Erfindung, die Dauer des Herstellungsprozesses zu verringern.In this regard, the present invention seeks to further improve LED modules in terms of their color homogeneity. In particular, it is the object of the present invention to provide a method for producing an LED module which has an even more uniform light emission, in particular a color homogeneity optimized over the emission angle of the light. Ideally, even a perfect color homogeneity over the beam angle of the light is desired. However, the use of an additional litter material should be avoided as far as possible. It is therefore particularly an object of the present invention to fully coat all LED chips of the LED module with color conversion particles, i. H. also to cover their side surfaces. The total required amount of color conversion material should be reduced. The LED module should also be optimized in terms of its efficiency. The efficiency of the LED module is to be increased, for example, by reducing unnecessary heat losses within the LED module. Another object of the present invention is to make a color point of the light of the manufactured LED module specifically adjustable without having to provide an individual mixture of color conversion particles and matrix material for each color point. Finally, it is also an object of the present invention to reduce the duration of the manufacturing process.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls mit verbesserter Farbhomogenität, beziehungsweise durch ein LED-Modul mit verbesserter Farbhomogenität, insbesondere gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Erfindung schlägt dabei zur Lösung der Aufgabe vor, die LED-Chips in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen mit Farbkonversionspartikeln zu beschichten, wobei die Beschichtung nur in der zweiten zeitlichen Phase durch das Anlegen einer Spannung an die LED-Chips unterstützt wird.The object of the invention is achieved by a method for producing an LED module with improved color homogeneity, or by an LED module with improved color homogeneity, in particular according to the independent claims. The invention proposes to solve the task to coat the LED chips in two temporally successive phases with color conversion particles, wherein the coating is supported only in the second temporal phase by applying a voltage to the LED chips.

Die vorliegende Erfindung betrifft konkret ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls, das wenigstens einen LED-Chip aufweist, aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger, Bereitstellen von elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikeln in einem Matrixmaterial, und Aufbringen der Farbkonversionspartikel auf den LED-Chip, wobei das Aufbringen eine zeitlich erste und zweite Phase umfasst und der LED-Chip nur während der zweiten Phase mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen wird.Specifically, the present invention relates to a method of manufacturing an LED module having at least one LED chip, comprising the steps of providing at least one LED chip on a preferably reflective support, providing color conversion particles electrically charged with a first polarity in one Matrix material, and applying the color conversion particles to the LED chip, wherein the application comprises a time-first and second phase and the LED chip is charged only during the second phase with a first polarity of opposite second polarity.

Die Zeitdauer der zweiten Phase kann vorteilhafterweise derart gewählt werden, dass die CIE Koordinaten des Lichts des resultierenden LED-Moduls in Abhängigkeit des Abstrahlwinkels eine minimale Varianz aufweisen. Dadurch wird ein LED-Modul mit optimierter Farbhomogenität hergestellt.The time duration of the second phase can advantageously be chosen such that the CIE coordinates of the light of the resulting LED module have a minimal variance as a function of the emission angle. This produces an LED module with optimized color homogeneity.

Während der zeitlich ersten Phase werden Farbkonversionspartikel gleichmäßig mit im Wesentlichen homogener Schichtdicke auf alle Oberflächen aufgebracht, d. h. auf die von dem Träger abgewandte Oberseite der LED-Chips und auf die freie Oberfläche des Trägers zwischen den LED-Chips. Es kommt also zu einer vollständigen Bedeckung aller Oberflächen, so dass in der Aufsicht auf das LED-Modul keine unbedeckten Flächen zu erkennen sind.During the first time phase, color conversion particles are applied uniformly with substantially homogeneous layer thickness to all surfaces, i. H. on the side facing away from the carrier top of the LED chips and on the free surface of the carrier between the LED chips. So it comes to a complete coverage of all surfaces, so that in the supervision of the LED module no uncovered areas are visible.

Durch das Bereitstellen der zwei entgegengesetzten Polaritäten der Farbkonversionspartikel bzw. des wenigstens einen LED-Chips (also dem Erzeugen einer Spannungsdifferenz), wird während der zeitlich zweiten Phase des Aufbringens ein elektrisches Feld zwischen dem einen oder den mehreren LED-Chips des LED-Moduls und den Farbkonversionspartikeln erzeugt. Insbesondere ist es dabei wichtig, jeden LED-Chip relativ und entgegengesetzt zu den Farbkonversionspartikeln elektrostatisch zu laden. Dadurch kommt es zu einer Attraktion der Farbkonversionspartikel zu dem wenigstens einen LED-Chip und in der Folge zu einer Beschichtung sowohl der Oberseite des LED-Chips als auch der Seitenflächen des LED-Chips.By providing the two opposite polarities of the color conversion particles or of the at least one LED chip (ie generating a voltage difference), during the time second phase of application, an electric field between the one or more LED chips of the LED module and generates the color conversion particles. In particular, it is important to each LED chip relative and opposite to to charge the color conversion particles electrostatically. This leads to an attraction of the color conversion particles to the at least one LED chip and consequently to a coating of both the upper side of the LED chip and the side surfaces of the LED chip.

Insbesondere führt das Laden des LED-Chips in der zweiten Phase des Aufbringen dazu, dass sich die Schichtdicke der Farbkonversionspartikel an den Seitenflächen des LED-Chips aufbaut und erhöht, während die Schichtdicke im Bereich zwischen den LED-Chips abnimmt, aber nicht verschwindet, so dass in der Aufsicht auf das LED-Modul auch nach der zeitlich zweiten Phase keine unbedeckten Flächen zu erkennen sind.In particular, the charging of the LED chip in the second phase of application leads to the layer thickness of the color conversion particles building up and increasing on the side surfaces of the LED chip, while the layer thickness in the region between the LED chips decreases, but does not disappear that in the plan view of the LED module, even after the time second phase, no uncovered areas are visible.

Insgesamt kombiniert das erfindungsgemäße Verfahren ein herkömmliches Verfahren, bei dem sich beispielweise wie in 2 gezeigt die Farbkonversionspartikel auf dem LED-Chip vorzugsweise rein schwerkraftgetrieben niederlassen, mit einem experimentell untersuchten Verfahren, bei dem beispielweise wie in 3 gezeigt, das Aufbringen der Farbkonversionspartikel über die gesamte Zeit elektrostatisch durch Laden der LED-Chips unterstützt wird. Es zeigt sich, dass die Farbhomogenität durch die Kombination des rein schwerkraftgetriebenen Niederlassens und dem nachfolgenden Schritt mit geladenem LED-Chip nochmals erheblich verbessert werden kann. Insbesondere ist die Farbe des Lichts aus dem LED-Modul – bis auf kleinere, nicht vermeidbare Varianzen – nahezu perfekt homogen über den Abstrahlwinkel. Die beispielweise für die herkömmlichen LED-Module 20 oder 30 beobachtete Farbinhomogenität kann im Wesentlichen gänzlich beseitigt werden. Dadurch ist das erfindungsgemäße LED-Modul auch deshalb vorteilhaft für den Endanwender, da nur geringe oder gar keine Maßnahmen für Lichtmischung getroffen werden müssen und beispielweise ein Reflektor-Durchmesser minimiert werden kann.Overall, the inventive method combines a conventional method in which, for example, as in 2 shown the color conversion particles on the LED chip preferably purely gravity-driven settle, with an experimentally investigated method, in which, for example, as in 3 shown that the application of color conversion particles over the entire time is supported electrostatically by charging the LED chips. It turns out that the color homogeneity can be significantly improved by the combination of purely gravity-driven settling and the subsequent step with a charged LED chip. In particular, the color of the light from the LED module is almost perfectly homogeneous across the beam angle, except for minor, unavoidable variances. For example, for the conventional LED modules 20 or 30 observed color inhomogeneity can essentially be eliminated altogether. As a result, the LED module according to the invention is also advantageous for the end user, since only little or no measures for light mixing must be made and, for example, a reflector diameter can be minimized.

Die Optimierung der Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl mit als auch ohne Streumaterialien möglich, das Verfahren kann also flexibel und je nach Bedarf eingesetzt werden. Ohne eingesetzte Streumaterialien wurde beobachtet, dass die gezielte Einstellung der Beschichtung der LED-Chips schnell und deutlich agiler ist als mit Streumaterialien.The optimization of the color homogeneity over the emission angle is possible with the method according to the invention both with and without scattering materials, so the method can be used flexibly and as needed. Without stray materials used, it was observed that the targeted adjustment of the coating of the LED chips is quicker and more agile than with stray materials.

Außerdem kann durch das Laden des wenigstens einen LED-Chips in der zweiten Phase des Aufbringens, der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel – und damit der gesamte Herstellungsprozess – verkürzt werden. Da der LED-Chip durch die polaritätsbedingte Attraktion der Farbkonversionspartikel auch an seinen Seitenflächen mit Farbkonversionspartikeln beschichtet wird, ist auch kein zusätzliches Streumaterial notwendig. Insgesamt kann dadurch auch die Effizienz des hergestellten LED-Moduls deutlich gesteigert werden.In addition, by charging the at least one LED chip in the second phase of application, the settling process of the color conversion particles - and thus the entire manufacturing process - can be shortened. Since the LED chip is coated by the polarity-related attraction of the color conversion particles on its side surfaces with color conversion particles, no additional litter material is necessary. Overall, thereby the efficiency of the LED module produced can be significantly increased.

Vorteilhafterweise wird für das Laden des LED-Chips ein Potential an wenigstens einen Bonddraht des LED-Chips angelegt.Advantageously, a potential is applied to at least one bonding wire of the LED chip for charging the LED chip.

So kann leicht die entsprechende, der Polarität der Farbkonversionspartikel entgegengesetzte, Polarität an dem wenigstens einen LED-Chip bereitgestellt werden. Da mehrere LED-Chips auf einem erfindungsgemäßen LED-Modul vorzugsweise in Serie geschaltet sind, können über die Banddrähte gleichartige Polaritäten an alle LED-Chips gleichzeitig angelegt werden. Dadurch kommt es zu einer über alle LED-Chips des LED-Moduls äußerst gleichmäßigen Beschichtung mit Farbkonversionspartikeln und folglich auch zu einer äußerst gleichmäßigen Lichtabstrahlung des LED-Moduls.Thus, the corresponding polarity opposite to the polarity of the color conversion particles can easily be provided on the at least one LED chip. Since a plurality of LED chips are preferably connected in series on an LED module according to the invention, similar polarities can be applied to all LED chips simultaneously via the ribbon wires. This results in an extremely uniform over all LED chips of the LED module coating with color conversion particles and consequently also to an extremely uniform light emission of the LED module.

Vorteilhafterweise wird das Aufbringen der Farbkonversionspartikel durchgeführt durch: Absinken lassen von Farbkonversionspartikeln in dem Matrixmaterial, während der ersten Phase, und Laden des LED-Chips in der zweiten Phase.Advantageously, the application of the color conversion particles is performed by: dropping color conversion particles in the matrix material during the first phase, and charging the LED chip in the second phase.

In der ersten Phase des Aufbringens werden die Farbkonversionspartikel also vorteilhafterweise schwerkraftgetrieben, evtl. in Kombination mit natürlich vorliegender elektrostatischer Anziehung, auf den LED-Chip aufgebracht. Dadurch bildet sich auf allen Oberflächen zunächst eine im Wesentlichen homogene Schichtdicke. Durch die selektiv durch Laden erzeugte elektrostatische Anziehung in der zweiten Phase des Aufbringens, lassen sich die LED-Chips gezielt weiter beschichten. Durch beispielweise eine gezielte Dauer der zweiten Phase kann die Farbinhomogenität des Lichts des LED-Moduls auf geringste Werte getunt beziehungsweise gänzlich beseitig werden.In the first phase of application, the color conversion particles are thus advantageously gravitationally driven, possibly in combination with naturally present electrostatic attraction, applied to the LED chip. As a result, an essentially homogeneous layer thickness initially forms on all surfaces. The selectively generated by charging electrostatic attraction in the second phase of the application, the LED chips can continue to coat targeted. By, for example, a specific duration of the second phase, the color inhomogeneity of the light of the LED module can be tuned to the lowest values or eliminated altogether.

Vorteilhafterweise wird nach der ersten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip abgegebenen Lichts gemessen, und wird das Laden des LED-Chips in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung durchgeführt.Advantageously, after the first phase, an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip is measured, and the charging of the LED chip in the second phase is performed depending on the measured angular distribution.

Dadurch kann das Laden des LED-Chips in der zweiten Phase des Aufbringens gezielt darauf ausgerichtet werden, Farbinhomogenitäten des fertigen LED-Moduls zu vermeiden und CIE Koordinaten des Lichts zu erzielen, die in Abhängigkeit des Abstrahlwinkels eine minimale Varianz aufweisen.As a result, the loading of the LED chip in the second phase of the application can be specifically aimed at avoiding color inhomogeneities of the finished LED module and achieving CIE coordinates of the light which have a minimal variance as a function of the emission angle.

Vorteilhafterweise wird während der zweiten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip abgegebenen Lichts gemessen, und wird das Laden des LED-Chips in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung fortgeführt.Advantageously, during the second phase, an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip is measured, and the charging of the LED chip in the second phase depending on the measured angular distribution continued.

Dadurch wird das Verfahren noch weiter verfeinert und das Laden des LED-Chips in der zweiten Phase noch genauer darauf ausgerichtet werden, Farbinhomogenitäten des fertigen LED-Moduls zu unterdrücken.This will further refine the process and even more precisely direct the charging of the LED chip in the second phase to suppress color inhomogeneities of the finished LED module.

Vorteilhafterweise wird wenigstens ein Parameter des Ladens des LED-Chips, vorzugsweise eine Zeitdauer des Ladens und/oder eine Lade-Spannung, abhängig von der gemessenen Winkelverteilung eingestellt.Advantageously, at least one parameter of the charging of the LED chip, preferably a time duration of the charging and / or a charging voltage, is set as a function of the measured angular distribution.

Dadurch kann ein LED-Modul hergestellt werden, dessen Licht keine oder nur eine minimierte Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel aufweist.As a result, an LED module can be produced whose light has no or only minimized color inhomogeneity over the emission angle.

Vorteilhafterweise wird nach der ersten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip abgegebenen Lichts gemessen, und wird das Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung durchgeführt.Advantageously, after the first phase, an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip is measured, and the charging of the preferably reflective carrier in the second phase is carried out depending on the measured angular distribution.

Die Messung der Winkelverteilung kann dabei, beispielweise während einer Entwicklungsphase des LED-Moduls, vollumfänglich im Labor gemessen werden. Die Winkelverteilung kann aber auch, insbesondere während des endgültigen Fertigungsprozesses des LED-Moduls, durch beispielweise eine Messung der Lichtfarbe an zwei geeigneten Punkten bestimmt werden. Denkbare Messpunkte sind dabei zum Beispiel zum einen an einer zentralen Position, vorzugsweise senkrecht über jedem LED-Chip, und zum anderen an einer günstigen dazu seitlichen Position.The measurement of the angular distribution can, for example during a development phase of the LED module, be fully measured in the laboratory. However, the angular distribution can also, in particular during the final production process of the LED module, be determined by, for example, a measurement of the light color at two suitable points. Conceivable measuring points are, for example, on the one hand at a central position, preferably vertically above each LED chip, and on the other hand at a favorable lateral position thereto.

Vorteilhafterweise wird während der zweiten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip abgegebenen Lichts gemessen, und wird das Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers abhängig von der gemessenen Winkelverteilung fortgeführt.Advantageously, during the second phase, an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip is measured, and the charging of the preferably reflective carrier is continued depending on the measured angular distribution.

Dadurch kann das Laden des Trägers in der zweiten Phase gezielt darauf ausgerichtet werden, Farbinhomogenitäten des fertigen LED-Moduls zu vermeiden. Die Messung der Winkelverteilung kann wie nach der ersten Phase umgesetzt werden.As a result, the charging of the carrier in the second phase can be specifically aimed at avoiding color inhomogeneities of the finished LED module. The measurement of the angular distribution can be implemented as after the first phase.

Vorteilhafterweise werden eine erste Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise rote Farbkonversionspartikel, mit einer höheren Ladung erster Polarität und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise grüne Farbkonversionspartikel, mit einer niedrigeren Ladung erster Polarität bereitgestellt und wird der LED-Chip in der zweiten Phase mit der zweiten Polarität geladen, insbesondere mit einer sich über die Zeit verändernden Ladung zweiter Polarität, um zuerst die erste Art von Farbkonversionspartikeln und danach die zweite Art von Farbkonversionspartikeln auf den LED-Chip aufzubringen.Advantageously, a first type of color conversion particles, preferably red color conversion particles, having a higher charge of first polarity and a second type of color conversion particles, preferably green color conversion particles, are provided with a lower charge of first polarity and the LED chip becomes in the second phase of the second polarity charged, in particular with a time-varying charge of the second polarity to first apply the first type of color conversion particles and then the second type of color conversion particles on the LED chip.

Das Laden des LED-Chips und die verschiedenen Ladungen der Farbkonversionspartikel bewirken, dass die zwei Arten von Farbkonversionspartikeln unterschiedlich stark zu dem LED-Chip hin beschleunigt werden. Dadurch kann eine dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf dem LED-Chip und um den LED-Chip herum hergestellt werden. Insbesondere eine erste Schicht aus der ersten Art von Farbkonversionspartikeln direkt auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips und darüber eine zweite Schicht aus der zweiten Art von Farbkonversionspartikeln ebenso auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips. So kann vermieden werden, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren und unnötige Wärme erzeugen.The charging of the LED chip and the various charges of the color conversion particles cause the two kinds of color conversion particles to be accelerated differently toward the LED chip. Thereby, a three-dimensional color conversion structure can be formed on the LED chip and around the LED chip. In particular, a first layer of the first type of color conversion particles directly on the top side and the side walls of the LED chip and above a second layer of the second type of color conversion particles also on the top and side walls of the LED chip. Thus it can be avoided that, for example, red color conversion particles absorb green light from green color conversion particles and generate unnecessary heat.

Vorteilhafterweise wird der LED-Chip in der zweiten Phase kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung zweiter Polarität aufgeladen, um ein LED-Modul herzustellen, dass dazu geeignet ist, Licht eines vorbestimmten Farbpunktes abzustrahlen.Advantageously, in the second phase, the LED chip is controllably charged with a predetermined second polarity charge to produce an LED module capable of emitting light of a predetermined color point.

Insbesondere wird eine Höhe der Ladung, d. h. eine Intensität des elektrischen Feldes zwischen LED-Chips und bereitgestellten Farbkonversionspartikeln, kontrolliert. Dadurch kann kontrolliert werden, ob sich mehr oder weniger Farbkonversionspartikel auf einem LED-Chip anordnen. Dadurch kann der Farbpunkt in Abhängigkeit von der angelegten Ladung verschoben werden. Somit können mit einer einzigen Mischung aus Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial verschiedenartige LED-Module mit verschiedenen Farbpunkten des von ihnen abgestrahlten Lichts hergestellt werden. Folglich kann sowohl der Ausschuss an Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial als auch der logistische Aufwand verringert werden.In particular, a height of the charge, i. H. an intensity of the electric field between LED chips and provided color conversion particles controlled. This makes it possible to check whether more or fewer color conversion particles are arranged on an LED chip. As a result, the color point can be shifted depending on the applied charge. Thus, with a single mixture of color conversion particles and matrix material, various LED modules having different color spots of the light emitted by them can be produced. Consequently, both the rejection of color conversion particles and matrix material and the logistical effort can be reduced.

Die Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, das durch ein Verfahren wie vorangehend beschrieben herstellbar ist.The invention also relates to an LED module which can be produced by a method as described above.

Ein derartig hergestelltes LED-Modul besitzt bestimmte Eigenschaften, die eindeutig von andersartig hergestellten LED-Modulen unterscheidbar sind (wie zum Beispiel den LED-Modulen 20, 30 oder 40 aus den 1, 2 und 3). Im Folgenden werden diese Eigenschaften als Fingerabdruck des erfindungsgemäßen LED-Moduls bezeichnet. Zum einen sind als Fingerabdruck bei dem erfindungsgemäßen LED-Modul sowohl die Seitenflächen als auch die Oberseite des wenigstens einen LED-Chips mit Farbkonversionspartikeln beschichtet. Dies ist eine direkte Folge des vorstehend beschriebenen Verfahrens, insbesondere der entgegengesetzten Polaritäten der LED-Chips und der Farbkonversionspartikel. Charakteristisch ist für das erfindungsgemäß hergestellte LED-Modul auch, dass zusätzlich auch Farbkonversionspartikel in den Zwischenräumen zwischen den LED-Chips, d. h. auf dem Träger abgelagert sind, aber mit eine niedrigeren Schichtstärke als auf der Oberseite der LED-Chips.Such a manufactured LED module has certain characteristics that are clearly distinguishable from differently made LED modules (such as the LED modules 20 . 30 or 40 from the 1 . 2 and 3 ). In the following, these properties are referred to as the fingerprint of the LED module according to the invention. On the one hand, both the side surfaces and the upper side of the at least one LED chip are included as a fingerprint in the case of the LED module according to the invention Coated color conversion particles. This is a direct consequence of the method described above, in particular the opposite polarities of the LED chips and the color conversion particles. It is also characteristic of the LED module produced according to the invention that, in addition, color conversion particles are also deposited in the interstices between the LED chips, ie on the carrier, but with a lower layer thickness than on the upper side of the LED chips.

Ferner sind als weiterer Fingerabdruck bei dem erfindungsgemäßen LED-Modul auch Bonddrähte (sofern solche vorhanden sind) mit Farbkonversionspartikeln beschichtet. Insbesondere kommt es zu einer gewissen Einhüllung der Bonddrähte mit Farbkonversionspartikeln, d. h. zumindest auch zu einer Beschichtung der Unterseite der Bonddrähte. Bei herkömmlichen LED-Modulen, die einen schwerkraftgetriebenen Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel verwenden, kommt es zu keiner Beschichtung der Unterseite.Furthermore, as a further fingerprint in the case of the LED module according to the invention, bonding wires (if present) are also coated with color conversion particles. In particular, there is a certain envelopment of the bonding wires with color conversion particles, d. H. at least also to a coating of the underside of the bonding wires. In conventional LED modules, which use a gravity-driven branching process of the color conversion particles, there is no coating on the underside.

In einem erfindungsgemäßen LED-Modul ohne Bonddrähte, beispielweise wenn die LED-Chips mittels Flipchip-Technologie auf den Träger aufgebracht werden, wird zumindest die Beschichtung der Oberseite als auch der Seitenflächen des wenigstens einen LED-Chips als Fingerabdruck beobachtet. Dieser Fingerabdruck ist durch einen reinen schwerkraftbasierten Niederlassungsprozess, sogar bei Verwendung einer Maske über den Oberflächen der LED-Chips, nicht zu erzielen.In an LED module according to the invention without bonding wires, for example when the LED chips are applied to the carrier by means of flip-chip technology, at least the coating of the upper side and the side surfaces of the at least one LED chip is observed as a fingerprint. This fingerprint can not be achieved by a pure gravity-based branching process, even when using a mask over the surfaces of the LED chips.

Ein weiterer Fingerabdruck des LED-Moduls kann auch sein, dass verschiedenartige Farbkonversionspartikel, bspw. rote und grüne Farbkonversionspartikel, nicht miteinander vermischt sind, sondern eine erste Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln direkt auf der Oberseite und den Seitenflächen des LED-Chips angeordnet ist und darüber, d. h. auf dieser ersten Schicht, eine zweite Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln ebenso auf der Oberseite und den Seitenflächen des LED-Chips angeordnet ist.Another fingerprint of the LED module may also be that different color conversion particles, for example, red and green color conversion particles, are not mixed together, but a first layer of a first type of color conversion particles is disposed directly on the top and side surfaces of the LED chip and above, d. H. On this first layer, a second layer of a second type of color conversion particles is also disposed on the top and side surfaces of the LED chip.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, aufweisend mehrere LED-Chips auf einem reflektierenden Träger, wobei die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln beschichtet sind, und wobei der Träger in einem Zwischenraum zwischen den LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln beschichtet ist.The present invention also relates to an LED module comprising a plurality of LED chips on a reflective support, the upper side facing away from the support and the side surfaces of the LED chips being coated with at least one layer of color conversion particles, and wherein the support is in a gap between the LED chips is coated with at least one layer of color conversion particles.

Durch die Schicht aus Farbkonversionspartikeln auf der Oberseite und auf den Seitenflächen des wenigstens einen LED-Chips wird eine gleichmäßige Lichtabstrahlung des LED-Moduls erreicht, insbesondere eine deutlich verringerte Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul. Die Tatsache, dass auch Farbkonversionspartikel in dem Zwischenraum abgelagert sind unterscheidet das LED-Modul von dem in 3 gezeigten LED-Modul 40, das durch ein Verfahren hergestellt ist, in dem während der gesamten Zeit der Aufbringphase die LED-Chips geladen werden. Ein solches LED-Modul 40 zeigt eine höhere Farbinhomogenität als das erfindungsgemäße LED-Modul. Es sind aber trotzdem für das erfindungsgemäße LED-Modul weniger Farbkonversionspartikel zwischen den LED-Chips vorhanden bspw. als für das in 2 gezeigte LED-Modul 30. Deshalb sind auch die dadurch verursachten Wärmeverluste niedriger im erfindungsgemäßen LED-Modul.By the layer of color conversion particles on the top and on the side surfaces of the at least one LED chip, a uniform light emission of the LED module is achieved, in particular a significantly reduced Farbinhomogenität on the radiation angle of the light from the LED module. The fact that also color conversion particles are deposited in the gap distinguishes the LED module from that in 3 shown LED module 40 manufactured by a method in which the LED chips are charged during the entire time of the application phase. Such a LED module 40 shows a higher color inhomogeneity than the LED module according to the invention. However, there are still less color conversion particles between the LED chips for the LED module according to the invention, for example, than for the in 2 shown LED module 30 , Therefore, the resulting heat losses are lower in the LED module according to the invention.

Die LED-Chips können beispielweise mittels Flipchip-Technologie auf den reflektierenden Träger aufgebracht werden.The LED chips can be applied to the reflective support by means of flip-chip technology, for example.

Vorteilhafterweise ist die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet.Advantageously, the upper side facing away from the carrier and the side surfaces of the LED chips are coated with at least one layer of a first type of color conversion particles, preferably red color conversion particles, and thereon a layer of a second type of color conversion particles, preferably green color conversion particles.

Durch diese dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf den LED-Chips und um die LED-Chips herum kann vermieden werden, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren und dabei unnötige Wärme erzeugen.By means of this three-dimensional color conversion structure on the LED chips and around the LED chips, it can be avoided that, for example, red color conversion particles absorb green light from green color conversion particles and thereby generate unnecessary heat.

Vorteilhafterweise weist die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln auf der von dem Träger abgewandten Oberseite eine höhere Stärke auf als auf den Seitenflächen der LED-Chips.Advantageously, the at least one layer of color conversion particles has a higher thickness on the upper side remote from the carrier than on the side surfaces of the LED chips.

Dadurch wird erreicht, dass zentral über dem LED-Chip nicht mehr anregendes Licht abgegeben wird als an den Seitenflächen und folglich, dass an den Seitenflächen nicht mehr farbkonvertiertes Licht abgegeben wird als über dem LED-Chip. Sowohl über den LED-Chips als auch an den Seitenflächen ist der Anteil an anregendem bzw. farbkonvertiertem Licht im Wesentlichen gleich hoch. Dadurch ist das Licht des LED-Moduls besonders farbhomogen über den gesamten Abstrahlwinkel.As a result, light that is no longer being excited centrally above the LED chip is emitted than at the side surfaces and, consequently, light that is no longer converted to color on the side surfaces is emitted over the LED chip. Both above the LED chips and at the side surfaces, the proportion of stimulating or color-converted light is substantially the same. As a result, the light of the LED module is particularly color homogeneous over the entire beam angle.

Vorteilhafterweise weist die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln auf den Seitenflächen der LED-Chips eine höhere Stärke auf als die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln in dem Zwischenraum zwischen den LED-Chips.Advantageously, the at least one layer of color conversion particles on the side surfaces of the LED chips has a higher strength than the at least one layer of color conversion particles in the space between the LED chips.

Dadurch kann insgesamt weniger Farbkonversionsmaterial verwendet werden. Außerdem kann dadurch der Effekt abgeschwächt werden, dass Farbkonversionspartikel nicht zur Farbkonversion beitragen oder sogar eine ungewollte Lichtabsorption und dadurch Wärmeerzeugung verursachen. As a result, a total of less color conversion material can be used. In addition, this can mitigate the effect that color conversion particles do not contribute to color conversion or even cause unwanted light absorption and thereby heat generation.

Vorteilhafterweise weisen die LED-Chips jeweils wenigstens einen Bonddraht auf, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln beschichtet ist.Advantageously, the LED chips each have at least one bonding wire, which is also coated with color conversion particles.

Vorteilhafterweise ist der Bonddraht auf seiner Unterseite mit Farbkonversionspartikeln beschichtet.Advantageously, the bonding wire is coated on its underside with color conversion particles.

Vorteilhafterweise ist der Bonddraht von Farbkonversionspartikeln eingehüllt.Advantageously, the bonding wire is enveloped by color conversion particles.

Die zuvor beschriebene Beschichtung beziehungsweise Einhüllung der Bonddrähte mit Farbkonversionspartikeln ist ein eindeutiger Fingerabdruck des erfindungsgemäßen LED-Moduls für das erfindungsgemäß vorgestellte Herstellungsverfahren.The coating or encapsulation of the bonding wires with color conversion particles described above is a clear fingerprint of the LED module according to the invention for the production method presented according to the invention.

Vorteilhafterweise sind die Seitenflächen der LED-Chips im Wesentlichen bis angrenzend an die wenigstens eine Schicht auf dem reflektierenden Träger in dem Zwischenraum zwischen den LED-Chips beschichtet.Advantageously, the side surfaces of the LED chips are substantially coated adjacent to the at least one layer on the reflective support in the gap between the LED chips.

Eine solche Beschichtung kann insbesondere aufgrund der Zusammenwirkung von Schwerkraft und elektrostatischer Kraft in der zweiten zeitlichen Phase des Aufbringens erzielt werden, die durch die im Herstellungsverfahren verwendeten Polaritäten wie oben beschrieben erzeugt wird. Durch die gleichmäßige Beschichtung bis angrenzend an den Träger wird eine besondere gleichmäßige und effiziente Abstrahlung des Lichts aus dem LED-Moduls erreicht.In particular, such a coating can be achieved by virtue of the interaction of gravity and electrostatic force in the second time phase of application, which is produced by the polarities used in the manufacturing process as described above. Due to the uniform coating up to adjacent to the carrier, a particularly uniform and efficient emission of light from the LED module is achieved.

Vorteilhafterweise sind die Farbkonversionspartikel in einem Matrixmaterial, vorzugsweise in einer Silikonmatrix bereitgestellt.Advantageously, the color conversion particles are provided in a matrix material, preferably in a silicone matrix.

Dadurch werden die auf den Oberflächen und Seitenflächen des einen oder mehreren LED-Chips angelagerten Farbkonversionspartikel geschützt und fixiert. Es wird beispielweise ein späteres Wandern von Farbkonversionspartikeln in die Zwischenräume zwischen LED-Chips vermieden. Aufgrund der beim erfindungsgemäßen Herstellungserfahren des LED-Moduls erzeugten elektrostatischen Kräfte können die Farbkonversionspartikel im Übrigen gegen eine Viskosität des Matrixmaterials zu der Oberseite und den Seitenflächen der LED-Chips migrieren.As a result, the color conversion particles deposited on the surfaces and side surfaces of the one or more LED chips are protected and fixed. For example, a later migration of color conversion particles into the interstices between LED chips is avoided. Incidentally, due to the electrostatic forces generated in the manufacturing process of the LED module according to the present invention, the color conversion particles may migrate toward a viscosity of the matrix material toward the top and side surfaces of the LED chips.

Das beschriebene erfindungsgemäße LED-Modul löst die Aufgabe, die sich die Erfindung stellt. Insbesondere ist für das erfindungsgemäße LED-Modul eine gleichmäßige Lichtabstrahlung mit geringerer Farbinhomogenität des abgegebenen Lichts über dessen Abstrahlwinkel erreicht. Auch eine gesteigerte Effizienz dieser LED-Module ist verwirklicht.The described LED module according to the invention solves the problem which the invention provides. In particular, a uniform light emission with lower color inhomogeneity of the emitted light is achieved over its emission angle for the LED module according to the invention. An increased efficiency of these LED modules is realized.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden detailliert mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.The present invention will now be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt ein herkömmliches LED-Modul, bei dem Farbkonversionspartikel gleichmäßig in einer Matrix verteilt sind. 1 shows a conventional LED module in which color conversion particles are evenly distributed in a matrix.

2 zeigt ein herkömmliches LED-Modul, bei dem Farbkonversionspartikel innerhalb einer Matrix auf LED-Chips und einer Trägeroberfläche abgelagert sind. 2 shows a conventional LED module in which color conversion particles are deposited within a matrix on LED chips and a support surface.

3 zeigt ein LED-Modul mit verbesserter Farbhomogenität, bei dem Farbkonversionspartikel an Oberseiten und Seitenflächen der LED-Chips abgelagert sind. 3 shows an LED module with improved color homogeneity, in which color conversion particles are deposited on tops and side surfaces of the LED chips.

4 zeigt ein LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 shows an LED module according to the present invention.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 shows a flowchart of a manufacturing method according to the present invention.

6 zeigt ein LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 shows an LED module according to the present invention.

Die 4 zeigt ein LED-Modul 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 10 ist insbesondere mit dem vorgestellten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und weist eine optimierte Farbhomogenität des von ihm abgestrahlten Lichts auf.The 4 shows an LED module 10 according to the present invention. The LED module 10 is in particular produced with the proposed method according to the invention and has an optimized color homogeneity of the light emitted by it.

Das erfindungsgemäße Verfahren 100 ist in 5 gezeigt. In einem ersten Schritt 101 des Verfahrens 100 wird wenigstens ein LED-Chip 1 auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger 2 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 102 werden elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikel 3 in einem Matrixmaterial 4 bereitgestellt. In einem dritten Schritt 103 werden Farbkonversionspartikel 3 auf den LED-Chip 1 in einer zeitlich ersten Phase aufgebracht. In einem vierten Schritt 104 werden Farbkonversionspartikel 3 auf den LED-Chip 1 in einer zeitlich zweiten Phase aufgebracht, während der jeder LED-Chip 1 mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen wird. Insgesamt umfasst also das Aufbringen der Farbkonversionspartikel 3 auf den wenigstens einen LED-Chip 1 eine zeitlich erste Phase und eine zeitlich zweite Phase, wobei der LED-Chip 1 nur während der zweiten Phase mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen wird. Das LED-Modul 10 wird also hergestellt, indem ein Schritt der Beschichtung von wenigstens einem LED-Chip 1 des LED-Moduls 10 mit Farbkonversionspartikeln 3 durch das Anlegen einer Spannung an den LED-Chip 1 in einer zeitlieben Phase der Beschichtung unterstützt wird.The inventive method 100 is in 5 shown. In a first step 101 of the procedure 100 will be at least one LED chip 1 on a preferably reflective support 2 provided. In a second step 102 become electrically charged with a first polarity color conversion particles 3 in a matrix material 4 provided. In a third step 103 become color conversion particles 3 on the LED chip 1 applied in a temporally first phase. In a fourth step 104 become color conversion particles 3 on the LED chip 1 applied in a temporally second phase, during which each LED chip 1 is charged with a second polarity opposite the first polarity. Overall, therefore, the application of the color conversion particles includes 3 on the at least one LED chip 1 a temporally first phase and a temporally second phase, wherein the LED chip 1 is only charged during the second phase with a second polarity opposite the first polarity. The LED module 10 is thus made by a step of coating at least one LED chip 1 of the LED module 10 with color conversion particles 3 by applying a voltage to the LED chip 1 is supported in a time-delayed phase of the coating.

Der LED-Chip 1 kann in Schritt 104 auch kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung der zweiten Polarität aufgeladen werden, um gezielt den Farbpunkt des Lichtes zu beeinflussen, den das fertig hergestellte LED-Modul 10 abstrahlt. Wird nämlich über die eingestellte Höhe der Ladung auch eine Intensität des elektrischen Feldes zwischen den LED-Chips 1 und den Farbkonversionspartikeln 3 kontrolliert, kann beeinflusst werden, ob sich während des Schrittes 104 mehr oder weniger Farbkonversionspartikel 3 auf den LED-Chips 1 anordnen. Dadurch kann der genannte Farbpunkt des LED-Moduls 10 in Abhängigkeit von der angelegten Ladung verschoben bzw. definiert werden.The LED chip 1 can in step 104 also be charged in a controlled manner with a predetermined charge of the second polarity to selectively affect the color point of the light, the ready-made LED module 10 radiates. Namely, the set height of the charge becomes an intensity of the electric field between the LED chips 1 and the color conversion particles 3 controlled, can be influenced, whether during the step 104 more or less color conversion particles 3 on the LED chips 1 Arrange. This allows the mentioned color point of the LED module 10 be shifted or defined depending on the applied charge.

Das LED-Modul 10 der 4 enthält also einen oder – wie gezeigt – mehrere LED-Chips 1, die jeweils zur Lichtabgabe betrieben werden können. Beispielsweise können die LED-Chips 1 alle dazu ausgelegt sein, im Betrieb blaues Licht abzugeben. Es ist aber auch möglich, verschiedenartige LED-Chips 1 in dem LED-Modul 10 zu verbauen, die jeweils Licht unterschiedlicher Farben beziehungsweise Wellenlängen abgeben. Die LED-Chips 1 sind auf einem Träger 2, beispielsweise auf einer Leiterplatte wie etwa einem PCB, aufgebracht. Vorzugsweise ist eine Oberfläche des Trägers 2, auf welcher die LED-Chips 1 aufgebracht sind, reflektierend. Vorzugsweise sind die LED-Chips 1 in dem LED-Modul 10 in Serie mit Borddrähten 5 kontaktiert. Jeder LED-Chip 1 ist dabei vorzugsweise mit wenigstens zwei Borddrähten 5 angeschlossen. Über die Bonddrähte 5 können die LED-Chips 1 für den Betrieb des LED-Moduls 10 mit Spannung versorgt und angesteuert werden. Während des Herstellungsverfahrens 100 des LED-Moduls 10 ist es möglich, die LED-Chips über die Bonddrähte 5 zu laden.The LED module 10 of the 4 So contains one or - as shown - several LED chips 1 , which can each be operated for light emission. For example, the LED chips 1 all designed to emit blue light during operation. But it is also possible, different types of LED chips 1 in the LED module 10 to obstruct, each of which emit light of different colors or wavelengths. The LED chips 1 are on a carrier 2 on a printed circuit board such as a PCB. Preferably, a surface of the carrier 2 on which the LED chips 1 are applied, reflective. Preferably, the LED chips 1 in the LED module 10 in series with on-board wires 5 contacted. Every LED chip 1 is preferably with at least two wires 5 connected. About the bonding wires 5 can the LED chips 1 for the operation of the LED module 10 be supplied with voltage and controlled. During the manufacturing process 100 of the LED module 10 is it possible to use the LED chips over the bonding wires 5 to load.

In dem LED-Modul 10 sind die LED-Chips 1 insbesondere innerhalb eines Damms 7 angeordnet. Der Damm 7 kann dabei die LED-Chips 1, wie in 4 angedeutet, zumindest teilweise umschließen, beispielweise ringförmig umschließen. Zum Betreiben des LED-Moduls 10 sind wenigstens zwei Bonddrähte 5 nach außerhalb des Damms 7 zu wenigstens zwei Bondpads 6 geführt. Die Bondpads 6 können ferner direkt oder indirekt an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen werden.In the LED module 10 are the LED chips 1 especially within a dam 7 arranged. The dam 7 can do the LED chips 1 , as in 4 indicated, at least partially enclose, for example, enclose annular. To operate the LED module 10 are at least two bonding wires 5 outside the dam 7 at least two bondpads 6 guided. The bondpads 6 can also be connected directly or indirectly to an operating voltage source.

Innerhalb des Damms 7 sind die LED-Chips 1 in ein Matrixmaterial 4, beispielweise in eine Silikonmatrix, eingebettet. Das LED-Modul 10 ist also vorzugsweise mittels der Technik des Dämmens und Füllens („Dam and Fill”) hergestellt. Das Matrixmaterial 4 ist vorzugsweise voll transparent für das Licht aus den LED-Chips 1 und schützt die LED-Chips 1 und deren Beschichtungen vor äußeren Einflüssen. Ferner sind in dem Matrixmaterial 4 auch Farbkonversionspartikel 3 bereitgestellt. Die Farbkonversionspartikel 3 sind dabei insbesondere auf den dem Träger 2 abgewandten Oberflächen und auf den Seitenflächen der LED-Chips 1 abgelagert. Auch der Träger 2 selbst ist in Zwischenräumen zwischen LED-Chips 1 mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3 beschichtet. Ferner weist vorzugsweise die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3 auf der von dem Träger 2 abgewandten Oberseite der LED-Chips 1 eine höhere Stärke auf, als auf den Seitenflächen der LED-Chips 1. Auch auf den Bonddrähten 5, welche die LED-Chips 1 des LED-Moduls 10 miteinander verbinden, können sich Farbkonversionspartikel 3 ablagern. Die Bonddrähte 5 werden teilweise sogar von Farbkonversionspartikeln 3 eingehüllt. All dies ist durch das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren 100 aus 5 erreichbar.Inside the dam 7 are the LED chips 1 in a matrix material 4 embedded in, for example, a silicone matrix. The LED module 10 is therefore preferably made by means of the technique of dam and fill. The matrix material 4 is preferably fully transparent to the light from the LED chips 1 and protects the LED chips 1 and their coatings against external influences. Further, in the matrix material 4 also color conversion particles 3 provided. The color conversion particles 3 are in particular on the carrier 2 remote surfaces and on the side surfaces of the LED chips 1 deposited. Also the carrier 2 itself is in spaces between LED chips 1 with at least one layer of color conversion particles 3 coated. Furthermore, the at least one layer preferably comprises color conversion particles 3 on the from the carrier 2 remote top side of the LED chips 1 a higher strength than on the side surfaces of the LED chips 1 , Also on the bond wires 5 which the LED chips 1 of the LED module 10 can connect to each other, color conversion particles 3 deposit. The bonding wires 5 sometimes even of color conversion particles 3 shrouded. All of this is due to the inventive method described above 100 out 5 reachable.

Eindeutige Fingerabdrücke des LED-Moduls 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, d. h. insbesondere des in 5 gezeigten erfindungsgemäßen Verfahrens 100, mit dem das LED-Modul 10 hergestellt ist, sind eine Beschichtung sowohl der Seitenflächen als auch der Oberfläche eines jeden LED-Chips 1, eine Beschichtung in jedem Zwischenraum zwischen zwei LED-Chips 1, sowie eine Einhüllung eines jeden Bonddrahtes 5 mit Farbkonversionspartikeln 3.Unique fingerprints of the LED module 10 according to the present invention, ie in particular the in 5 shown inventive method 100 with which the LED module 10 is a coating of both the side surfaces and the surface of each LED chip 1 , a coating in each space between two LED chips 1 , as well as a wrapping of each bonding wire 5 with color conversion particles 3 ,

Die Farbkonversionspartikel 3 können beispielsweise Leuchtstoffe sein, die das Licht der LED-Chips 1 zumindest teilweise in seiner Wellenlänge konvertieren. Falls die LED-Chips 1 beispielweise im blauen Spektralbereich emittieren, so kann beispielsweise durch einen im gelben Spektralbereich abstrahlendes Farbkonversionsmaterial für die Farbkonversionspartikel 3 insgesamt von dem LED-Modul 10 weißes Licht erzeugt werden. Durch eine entsprechende Wahl des Farbkonversionsmaterials der Farbkonversionspartikel 3 und der Art (Emissionswellenlänge) der LED-Chips 1 sind unterschiedliche Farben und Farbmischungen des von dem LED-Modul 10 abgegebenen Lichts erzeugbar.The color conversion particles 3 For example, phosphors can be the light of the LED chips 1 at least partially convert in its wavelength. If the LED chips 1 For example, emitting in the blue spectral range, so for example by a radiating in the yellow spectral color conversion material for the color conversion particles 3 in total of the LED module 10 be generated white light. By an appropriate choice of the color conversion material of the color conversion particles 3 and the type (emission wavelength) of the LED chips 1 are different colors and color blends of the LED module 10 emitted light generated.

Es ist in 4 zu sehen, dass in dem LED-Modul 10 zwischen den LED-Chips 1 auch Farbkonversionspartikel 3 auf der Oberfläche des Trägers 2 abgelagert sind. Die Farbkonversionspartikel 3 sind dort insbesondere zusätzlich zu den auf und seitlich an den LED-Chips 1 angelagerten Farbkonversionspartikeln 3 vorhanden. Dadurch liegt die Trägeroberfläche zwischen den LED-Chips 1 nicht komplett frei. Allerdings ist die Schichtdicke auf dem Träger 2 zwischen den LED-Chips 1 geringer als bei herkömmlichen LED-Modulen 30.It is in 4 to see that in the LED module 10 between the LED chips 1 also color conversion particles 3 on the surface of the carrier 2 are deposited. The color conversion particles 3 are there in particular in addition to the on and side of the LED chips 1 attached color conversion particles 3 available. As a result, the carrier surface lies between the LED chips 1 not completely free. However, the layer thickness is on the support 2 between the LED chips 1 lower than conventional LED modules 30 ,

Wie in 4 durch die Pfeile angedeutet ist, tritt im Betreib des LED-Moduls 10 Licht aus jedem der LED-Chips 1 aus und passiert dann unabhängig von seinem Abstrahlwinkel eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3. Die Schichtdicken auf den LED-Chips 1 sind dabei derart einstellbar, dass gewährleistet ist, dass von jedem LED-Chip 1 ein gleichmäßiges insbesondere ein gleichfarbiges Licht abgestrahlt wird. Somit wird insgesamt die Gleichmäßigkeit des vom LED-Modul 10 im Betrieb abgegebenen Lichts, insbesondere dessen Farbhomogenität über den gesamten Abstrahlwinkel optimiert. As in 4 indicated by the arrows, occurs in the operation of the LED module 10 Light from each of the LED chips 1 and then happens regardless of its radiation angle, a layer of color conversion particles 3 , The layer thicknesses on the LED chips 1 are adjustable so that it is guaranteed that of each LED chip 1 a uniform, in particular a same color light is emitted. Thus, overall the uniformity of the LED module 10 optimized light emitted during operation, in particular its color homogeneity over the entire beam angle.

Zur Erzeugung der Farbkonversionsbeschichtung der LED-Chips 1 werden zunächst die Farbkonversionspartikel 3, vorzugsweise vermischt in und mit dem Matrixmaterial 4, zwischen den Damm 7 und über die LED-Chips 1 dosiert. Eine Viskosität des Matrixmaterials 4 wird vorzugsweise derart gewählt, dass sich die Farbkonversionspartikel 3 in dem Matrixmaterial 4 verteilen und darin migrieren können. Herkömmlicherweise würde nun ein Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 beginnen, bei dem sich die Farbkonversionspartikel 3 rein schwerkraftgetrieben auf den Oberflächen der LED-Chips 1 beziehungsweise des Trägers 2 ablagern würden, bevor das Matrixmaterial 4 ausgehärtet wird. Ein solcher Niederlassungsprozess wird erfindungsgemäß aber nur zeitlich begrenzt in der ersten Phase des Aufbringens durchgeführt.For generating the color conversion coating of the LED chips 1 First, the color conversion particles 3 , preferably mixed in and with the matrix material 4 , between the dam 7 and about the LED chips 1 dosed. A viscosity of the matrix material 4 is preferably chosen such that the color conversion particles 3 in the matrix material 4 distribute and migrate in it. Conventionally, now would a branching process of the color conversion particles 3 begin at which the color conversion particles 3 purely gravity-driven on the surfaces of the LED chips 1 or of the carrier 2 would deposit before the matrix material 4 is cured. However, such a branching process is carried out according to the invention only for a limited time in the first phase of the application.

Erfindungsgemäß wird der Niederlassungsprozess dann in der zeitlich zweiten Phase des Aufbringen durch das Laden der LED-Chips 1 mit einer Polarität unterstützt, die einer Polarität der Farbkonversionspartikel 3 entgegengesetzt ist. Das Laden der LED-Chips erfolgt vorzugsweise durch das Anlegen einer entsprechenden Spannung an die LED-Chips 1. Das bedeutet, es entsteht ein elektrisches Feld zwischen den LED-Chips 1 und den Farbkonversionspartikeln 3. Dadurch wird der Niederlassungsprozess beschleunigt, da die Farbkonversionspartikel 3 von den LED-Chips 1 angezogen werden und sich folglich auf deren dem Träger 2 abgewandten Oberseiten und deren Seitenflächen ablagern.According to the invention, the branching process then becomes in the temporally second phase of deposition by charging the LED chips 1 with a polarity supporting one polarity of the color conversion particles 3 is opposite. The charging of the LED chips is preferably carried out by applying a corresponding voltage to the LED chips 1 , This means that an electric field is created between the LED chips 1 and the color conversion particles 3 , This speeds up the branching process because the color conversion particles 3 from the LED chips 1 be attracted and, consequently, to the wearer 2 deposit away from the upper sides and their side surfaces.

6 zeigt ein weiteres LED-Modul 10 der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 10 gemäß der 6 gleicht dem LED-Modul 10 gemäß der 4. Anders ist in 6 lediglich, dass mehrere Arten von Farbkonversionspartikeln 3, insbesondere eine erste Art von Farbkonversionspartikeln 3a und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln 3b während des in 5 gezeigten Herstellungsverfahrens bereitgestellt werden. Die erste Art von Farbkonversionspartikeln 3a hat dabei vorzugsweise eine höhere Ladung der ersten Polarität und besteht vorzugsweise aus roten Farbkonversionspartikeln. Die zweite Art von Farbkonversionspartikeln 3b hat vorzugsweise eine niedrigere Ladung der ersten Polarität und besteht vorzugsweise aus grünen Farbkonversionspartikeln. 6 shows another LED module 10 of the present invention. The LED module 10 according to the 6 is similar to the LED module 10 according to the 4 , Different is in 6 just that, several types of color conversion particles 3 , in particular a first type of color conversion particles 3a and a second type of color conversion particles 3b during the in 5 be provided shown manufacturing process. The first type of color conversion particles 3a preferably has a higher charge of the first polarity and preferably consists of red color conversion particles. The second type of color conversion particles 3b preferably has a lower charge of the first polarity and preferably consists of green color conversion particles.

In dem LED-Modul 10 der 6 ist dadurch die von dem Träger 2 abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips 1 mit einer ersten Schicht aus der ersten Art von Farbkonversionspartikeln 3a und darauf einer zweiten Schicht aus der zweiten Art von Farbkonversionspartikeln beschichtet. Die verschiedenartigen Farbkonversionspartikel 3a, 3b sind also nicht miteinander vermischt. Die erste Schicht ist direkt auf der Oberseite und auf den Seitenwänden der LED-Chips 1 angeordnet, während die zweite Schicht über und auf der ersten Schicht (aber ebenso auf der Oberseite und den Seitenflächen der LED-Chips 1) angeordnet ist. Es ist also eine dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf den LED-Chips 1 und um die LED-Chips 1 herum gebildet. Diese verhindert, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln stammend absorbieren und dabei unnötige Wärme erzeugen. Es können auch mehr als zwei Schichten und mehr als zwei Arten von Farbkonversionspartikeln 3a, 3b verwendet werden. Auch zwischen den LED-Chips 1 sind aufgrund des Herstellungsverfahrens 100 zwei separate Schichten von Farbkonversionspartikeln 3a, 3b aufeinander angeordnet.In the LED module 10 of the 6 is characterized by the carrier 2 opposite top and the side surfaces of the LED chips 1 with a first layer of the first type of color conversion particles 3a and coated thereon a second layer of the second type of color conversion particles. The different color conversion particles 3a . 3b So they are not mixed together. The first layer is directly on top and on the sidewalls of the LED chips 1 while the second layer is over and on the first layer (but also on the top and side surfaces of the LED chips 1 ) is arranged. It is therefore a three-dimensional color conversion structure on the LED chips 1 and the LED chips 1 formed around. This prevents, for example, red color conversion particles from absorbing green light from green color conversion particles and thereby generating unnecessary heat. It can also have more than two layers and more than two types of color conversion particles 3a . 3b be used. Also between the LED chips 1 are due to the manufacturing process 100 two separate layers of color conversion particles 3a . 3b arranged one above the other.

Insgesamt kann mit dem Verfahren 100 der vorliegenden Erfindung ein LED-Modul 10 hergestellt werden, das eine optimierte gleichmäßige Lichtabstrahlung aufweist. Insbesondere wird eine deutlich verbesserte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul 10 erzielt, als es beispielweise bei herkömmlichen LED-Modulen wie den in den 1 und 2 gezeigten LED-Modulen 20 und 30 der Fall ist. Dies liegt vor allem daran, dass die LED-Chips 1 des LED-Moduls 10 auch auf ihren Seitenflächen zusätzlich zu den dem Träger 2 abgewandten Oberflächen beschichtet sind. Außerdem liegt dies daran, dass die Zeitdauer der zweiten Phase derart gewählt werden kann, dass die CIE Koordinaten des Lichts des resultierenden LED-Moduls in Abhängigkeit des Abstrahlwinkels eine minimale Varianz aufweisen.Overall, with the procedure 100 the present invention, an LED module 10 produced, which has an optimized uniform light emission. In particular, a significantly improved color homogeneity over the emission angle of the light from the LED module 10 achieved, for example, in conventional LED modules such as those in the 1 and 2 shown LED modules 20 and 30 the case is. This is mainly because the LED chips 1 of the LED module 10 also on their side surfaces in addition to the wearer 2 facing away surfaces are coated. In addition, this is because the time duration of the second phase can be selected such that the CIE coordinates of the light of the resulting LED module have a minimal variance depending on the emission angle.

Die Effizienz des erfindungsgemäßen LED-Moduls 10 kann insgesamt gesteigert werden, vor allem auch weil weniger Farbkonversionspartikel 3 zwischen den LED-Chips 1 vorhanden sind, als dies bei den herkömmlichen LED-Modulen 20 und 30 der Fall ist. Dadurch wird durch derartige Farbkonversionspartikel 3 weniger Lichtabsorption und Wärmeerzeugung verursacht. Die Wärmeerzeugung kann insbesondere auch in erfindungsgemäßen LED-Modulen 10 mit verschiedenartigen Farbkonversionspartikeln verringert werden, indem durch unterschiedliche Ladungen der Farbkonversionspartikel und variable Aufladung der LED-Chips 1 während des Herstellungsverfahrens diskrete übereinanderliegende Farbkonversionsschichten aus jeweils einer einzigen Art von Farbkonversionspartikeln auf den LED-Chips 1 ausgebildet werden.The efficiency of the LED module according to the invention 10 can be increased overall, especially because fewer color conversion particles 3 between the LED chips 1 exist as this with the conventional LED modules 20 and 30 the case is. This is caused by such color conversion particles 3 less light absorption and heat generation caused. The heat generation can in particular also in LED modules according to the invention 10 be reduced with different color conversion particles by different charge of the color conversion particles and variable charging of the LED chips 1 during the manufacturing process, discrete superimposed color conversion layers each of a single type of color conversion particles on the LED chips 1 be formed.

Die Herstellung des LED-Moduls 10 der vorliegenden Erfindung kann auch beschleunigt werden, da insbesondere der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 aufgrund der Unterstützung durch elektrische Felder erzeugt durch Anlegen eines entsprechenden Potentials an die LED-Chips 1 in der zweiten Phase des Aufbringens beschleunigt wird. Dadurch werden die LED-Module 10 der vorliegenden Erfindung in der Massenfertigung auch deutlich kostengünstiger. Auch die Tatsache, dass insgesamt weniger Farbkonversionsmaterial verwendet werden muss, um die LED-Chips 1 zu beschichten, da das Farbkonversionsmaterial effizienter an den LED-Chips 1 angelagert wird, trägt dazu bei die Herstellungskosten zu senken. Vorteilhaft ist auch, dass durch gezieltes Einstellen der Ladung des LED-Chips 1 während des Herstellungsverfahrens verschiedenartige LED-Module mit unterschiedlichen Farbpunkten hergestellt werden können, was aufgrund niedrigeren Ausschusses die Menge an verwendetem Farbkonversionsmaterial nochmals verringert.The production of the LED module 10 The present invention can also be accelerated since, in particular, the branching process of the color conversion particles 3 due to the assistance of electric fields generated by applying a corresponding potential to the LED chips 1 accelerated in the second phase of application. This will make the LED modules 10 The present invention in mass production also significantly cheaper. Also the fact that overall less color conversion material has to be used around the LED chips 1 because the color conversion material is more efficient on the LED chips 1 is attached, helps to reduce manufacturing costs. It is also advantageous that by deliberately adjusting the charge of the LED chip 1 During the manufacturing process different LED modules with different color points can be produced, which reduces the amount of used color conversion material due to lower rejection.

Claims (20)

Verfahren (100) zum Herstellen eines LED-Moduls (10), das wenigstens einen LED-Chip (1) aufweist, aufweisend die folgenden Schritte: – Bereitstellen (101) wenigstens eines LED-Chips (1) auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger (2), – Bereitstellen (102) von elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikeln (3) in einem Matrixmaterial (4), und – Aufbringen der Farbkonversionspartikel (3) auf den LED-Chip (1), wobei das Aufbringen eine zeitlich erste und zweite Phase umfasst und der LED-Chip (1) nur während der zweiten Phase mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen wird.Procedure ( 100 ) for producing an LED module ( 10 ), the at least one LED chip ( 1 ), comprising the following steps: - providing ( 101 ) at least one LED chip ( 1 ) on a preferably reflective support ( 2 ), - Provide ( 102 ) of electrically charged with a first polarity color conversion particles ( 3 ) in a matrix material ( 4 ), and - applying the color conversion particles ( 3 ) on the LED chip ( 1 ), wherein the application includes a temporally first and second phase and the LED chip ( 1 ) is only charged during the second phase with a second polarity opposite the first polarity. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei für das Laden (103) des LED-Chips (1) ein Potential an wenigstens einen Bonddraht (5) des LED-Chips (1) angelegt wird.Procedure ( 100 ) according to claim 1, wherein for loading ( 103 ) of the LED chip ( 1 ) a potential to at least one bonding wire ( 5 ) of the LED chip ( 1 ) is created. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Aufbringen der Farbkonversionspartikel (3) durchgeführt wird durch – Absinken lassen von Farbkonversionspartikeln (3) in dem Matrixmaterial (4) während der ersten Phase und – Laden (103) des LED-Chips (1) in der zweiten Phase.Procedure ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the application of the color conversion particles ( 3 ) is carried out by - lowering of color conversion particles ( 3 ) in the matrix material ( 4 ) during the first phase and - loading ( 103 ) of the LED chip ( 1 ) in the second phase. Verfahren nach Anspruch 3, wobei nach der ersten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip (1) abgegebenen Lichts gemessen wird, und das Laden des LED-Chips (1) in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung durchgeführt wird.Method according to claim 3, wherein after the first phase an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip ( 1 ) emitted light, and charging the LED chip ( 1 ) is performed in the second phase depending on the measured angular distribution. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei während der zweiten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip (1) abgegebenen Lichts gemessen wird, und das Laden des LED-Chips (1) in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung fortgeführt wird.Method according to claim 3 or 4, wherein during the second phase an angular distribution of the light color of the light emitted by the LED chip ( 1 ) emitted light, and charging the LED chip ( 1 ) is continued in the second phase depending on the measured angular distribution. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei wenigstens ein Parameter des Ladens des LED-Chips (1), vorzugsweise eine Zeitdauer des Ladens und/oder eine Lade-Spannung, abhängig von der gemessenen Winkelverteilung eingestellt wird.Method according to claim 4 or 5, wherein at least one parameter of the charging of the LED chip ( 1 ), preferably a period of charging and / or a charging voltage, depending on the measured angular distribution is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach der ersten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip (1) abgegebenen Lichts gemessen wird, und das Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers (2) in der zweiten Phase abhängig von der gemessenen Winkelverteilung durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein after the first phase, an angular distribution of the light color of the of the LED chip ( 1 ) emitted light, and the loading of the preferably reflective support ( 2 ) is performed in the second phase depending on the measured angular distribution. Verfahren nach Anspruch 7, wobei während der zweiten Phase eine Winkelverteilung der Lichtfarbe des von dem LED-Chip (1) abgegebenen Lichts gemessen wird, und das Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers (2) abhängig von der gemessenen Winkelverteilung fortgeführt wird.The method of claim 7, wherein during the second phase, an angular distribution of the light color of the light from the LED chip ( 1 ) emitted light, and the loading of the preferably reflective support ( 2 ) is continued depending on the measured angular distribution. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine erste Art von Farbkonversionspartikeln (3a), vorzugsweise rote Farbkonversionspartikel, mit einer höheren Ladung erster Polarität und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln (3b), vorzugsweise grüne Farbkonversionspartikel, mit einer niedrigeren Ladung erster Polarität bereitgestellt werden, und der LED-Chip (1) in der zweiten Phase mit der zweiten Polarität geladen wird, insbesondere mit einer sich über die Zeit verändernden Ladung zweiter Polarität, um zuerst die erste Art von Farbkonversionspartikeln (3a) und danach die zweite Art von Farbkonversionspartikeln (3b) auf den LED-Chip (1) aufzubringen.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, wherein a first type of color conversion particles ( 3a ), preferably red color conversion particles, having a higher charge of the first polarity and a second type of color conversion particles ( 3b ), preferably green color conversion particles, are provided with a lower charge of the first polarity, and the LED chip ( 1 ) is charged in the second phase with the second polarity, in particular with a time-varying charge of the second polarity, to first the first type of color conversion particles ( 3a ) and then the second type of color conversion particles ( 3b ) on the LED chip ( 1 ). Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der LED-Chip (1) in der zweiten Phase kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung zweiter Polarität aufgeladen wird, um ein LED-Modul herzustellen, dass dazu geeignet ist, Licht eines vorbestimmten Farbpunktes abzustrahlen.Procedure ( 100 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the LED chip ( 1 ) in the second phase is charged in a controlled manner with a predetermined charge of the second polarity in order to produce an LED module, that is capable of emitting light of a predetermined color point. LED-Modul (10), das durch ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 herstellbar ist.LED module ( 10 ), by a procedure ( 100 ) can be produced according to one of claims 1 to 10. LED-Modul (10), aufweisend mehrere LED-Chips (1) auf einem reflektierenden Träger (2), wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet sind, und wobei der Träger (2) in einem Zwischenraum zwischen den LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.LED module ( 10 ), comprising a plurality of LED chips ( 1 ) on a reflective support ( 2 ), whereas those of the carrier ( 2 ) facing away from the top side and the side surfaces of the LED chips ( 1 ) with at least one layer of color conversion particles ( 3 ) and the support ( 2 ) in a space between the LED chips ( 1 ) with at least one layer of color conversion particles ( 3 ) is coated. LED-Modul (10) nach Anspruch 12, wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln (3a), vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln (3b), vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet sind.LED module ( 10 ) according to claim 12, wherein that of the carrier ( 2 ) facing away from the top side and the side surfaces of the LED chips ( 1 ) with at least one layer of a first type of color conversion particles ( 3a ), preferably red color conversion particles, and thereon a layer of a second type of color conversion particles ( 3b ), preferably green color conversion particles. LED-Modul (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) auf der von dem Träger (2) abgewandten Oberseite eine höhere Stärke aufweist als auf den Seitenflächen der LED-Chips (1).LED module ( 10 ) according to claim 12 or 13, wherein the at least one layer of color conversion particles ( 3 ) on that of the carrier ( 2 ) facing away from a higher thickness than on the side surfaces of the LED chips ( 1 ). LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) auf den Seitenflächen der LED-Chips (1) eine höhere Stärke aufweist als die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) in dem Zwischenraum zwischen den LED-Chips (1).LED module ( 10 ) according to any one of claims 12 to 14, wherein the at least one layer of color conversion particles ( 3 ) on the side surfaces of the LED chips ( 1 ) has a higher strength than the at least one layer of color conversion particles ( 3 ) in the space between the LED chips ( 1 ). LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die LED-Chips (1) jeweils wenigstens einen Bonddraht (5) aufweisen, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.LED module ( 10 ) according to one of claims 12 to 15, wherein the LED chips ( 1 ) each at least one bonding wire ( 5 ), which also contains color conversion particles ( 3 ) is coated. LED-Modul (10) nach Anspruch 16, wobei der Bonddraht (5) auf seiner Unterseite mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.LED module ( 10 ) according to claim 16, wherein the bonding wire ( 5 ) on its underside with color conversion particles ( 3 ) is coated. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 16 und 17, wobei der Bonddraht (5) von Farbkonversionspartikeln (3) eingehüllt ist.LED module ( 10 ) according to one of claims 16 and 17, wherein the bonding wire ( 5 ) of color conversion particles ( 3 ) is wrapped. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Seitenflächen der LED-Chips (1) im Wesentlichen bis angrenzend an die wenigstens eine Schicht auf dem reflektierenden Träger (2) in dem Zwischenraum zwischen den LED-Chips (1) beschichtet sind.LED module ( 10 ) according to one of claims 12 to 18, wherein the side surfaces of the LED chips ( 1 ) substantially to adjacent to the at least one layer on the reflective support ( 2 ) in the space between the LED chips ( 1 ) are coated. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Farbkonversionspartikel (3) in einem Matrixmaterial (4), vorzugweise in einer Silikonmatrix, bereitgestellt sind.LED module ( 10 ) according to any one of claims 12 to 19, wherein the color conversion particles ( 3 ) in a matrix material ( 4 ), preferably in a silicone matrix.
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DE102011056813A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a light-emitting diode
DE102015214360A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-03 Tridonic Jennersdorf Gmbh Method for producing an LED module

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