DE202005010225U1

DE202005010225U1 - Lichtemittierende Dioden-Baugruppenanordnung, Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe und photolumineszentes Material davon

Info

Publication number: DE202005010225U1
Application number: DE202005010225U
Authority: DE
Original assignee: LightHouse Technology Co Ltd
Current assignee: Lextar Electronics Corp
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2015-06-30

Abstract

Eine lichtemittierende Dioden-(LED)-Baugruppenanordnung, die folgendes umfasst:
einen Träger;
einen LED-Chip, der auf dem Träger angeordnet und zum Emittieren von Licht geeignet ist;
eine Umhüllung zum Umhüllen des LED-Chips auf dem Träger, und
ein photolumineszentes Material, das in der Umhüllung verteilt ist, worin das photolumineszente Material derart ausgestaltet ist, dass es durch das von dem LED-Chip emittierte Licht angeregt wird und dass es das Licht streut.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine LED-Baugruppenanordnung (lichtemittierende Diode). Genauer bezieht sie sich auf eine LED-Baugruppenanordnung, die ein photolumineszentes Streuungs-Material umfasst.
Beschreibung der zugehörigen Technik
Durch die andauernde Verbesserung der LED-Lichtausbeute in den letzten Jahren haben die LEDs schrittweise die Leuchtröhren und Glühlampen in manchen Anwendungen ersetzt, wie schnell ansprechende Scanner-Lichtquellen, LCD-(Flüssigkristallanzeige)-Hintergrundbeleuchtungsquellen, Fahrzeugarmaturenbrettbeleuchtung, Verkehrsampeln und allgemeine Beleuchtungsgeräte. Im Vergleich zu herkömmlichen Glühbirnen besitzen LEDs eine absolute Überlegenheit aufgrund von Merkmalen, wie kompakte Größe, Strapazierfähigkeit, niedriger Spannungs-/Strom-Betrieb, Bruchwiderstand, keine Wärmestrahlung während der Beleuchtung, kein Quecksilber (und daher keine Umweltverschmutzung) und eine hohe Lichtausbeute (Energie sparend). In Bezug auf heutige Herstellungstechnologien und Anwendungen zieht das weiße LED die größte Aufmerksamkeit unter den verschiedenen Beleuchtungsfarben von LEDs auf sich.
Weißes Licht ist ein Lichttyp, der aus einer Vielzahl von Lichtfarben gemischt wird. Das mit dem menschlichen Auge sichtbare weiße Licht umfasst wenigstens zwei Lichtfarben in verschiedenen Wellenlängen. Zum Beispiel werden blaues Licht und gelbes Licht gemischt, um ein weißes Licht mit zwei Wellenlängen zu bilden; oder rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht werden gemischt, um ein weißes Licht mit drei Wellenlängen zu bilden. Gegenwärtig werden weiße LEDs in drei Verfahren hergestellt. Erstens gibt es ein sogenanntes Drei-Wellenlängen-Verfahren, worin ein LED-Chipsatz aus einem roten LED-Chip, einem grünen LED-Chip und einem blauen LED-Chip besteht. Einheitliches weißes Licht wird durch Einstellung der jeweiligen Ströme gebildet, die durch die drei Chips laufen. Dieser Modus weist eine hohe Lichtausbeute zusammen mit höheren Herstellungskosten auf. Zweitens gibt es ein sogenanntes Zwei-Wellenlängen-Verfahren, worin ein LED-Chipsatz aus einem blauen LED-Chip und einem gelben LED-Chip besteht. Durch die Einstellung der jeweiligen Ströme der zwei Chips wird ein einheitliches weißes Licht gebildet. Dieses Verfahren ist durch eine gute Lichtausbeute und niedrigere Herstellungskosten gekennzeichnet. Zusätzlich gibt es ein drittes Verfahren, worin weißes Licht gebildet wird, indem blaues Licht, das von einem blauen LED gebildet wird, und gelbes Licht gemischt werden, das aus gelbem Phosphor durch Anregung mit blauem Licht gebildet wird. Der dritte Modus weist einen einfacheren Herstellungsprozess, geringere Lichtausbeute und niedrigere Kosten auf. Deshalb basieren gegenwärtig die meisten weißen LEDs auf dem dritten Verfahren. Und zwar wird das weiße Licht mittels des blauen Lichts und des gelben Phosphors gebildet, der durch das blaue Licht angeregt wird.
Die 1 ist eine schematische Zeichnung einer herkömmlichen weißen LED-Baugruppenanordnung. In der 1 umfasst die herkömmliche weiße LED-Baugruppenanordnung hauptsächlich die Baugruppen-Leitungsanschlüsse 100, einen blauen LED-Chip 102, eine innere Umhüllung 104 und eine äußere Umhüllung 106, worin der blaue LED-Chip 102 auf den Baugruppen-Leitungsanschlüssen 100 angeordnet ist und mit den Baugruppen-Leitungsanschlüssen 100 über zwei Lötdrähte 108 elektrisch verbunden ist; die innere Umhüllung 104 umfasst gelben Phosphor, der den blauen LED-Chip 102 abdeckt; eine äußere Umhüllung 106 wird verwendet, um einen Teil der Baugruppen-Leitungsanschlüsse 100, den blauen LED-Chip 102 und die innere Umhüllung 104 abzudecken. Das zuvor genannte weiße LED verwendet das von dem blauen LED-Chip 102 emittierte blaue Licht, um die innere Umhüllung 104 anzuregen, damit ein weißes Licht mit zwei Wellenlängen gebildet wird, das aus dem blauen Licht und dem gelben Licht gemischt wird.
Die 2 ist eine schematische Zeichnung einer anderen herkömmlichen weißen LED-Baugruppenanordnung. Im Vergleich zu der 1 besteht die hauptsächliche Verbesserung des weißen LED in einer zusätzlichen aufgebrachten Streuungs-Schicht 110, um die innere Umhüllung 104 abzudecken. Die Streuungs-Schicht 110 umfasst einen durchsichtigen Klebstoff, in dem durchsichtige Teilchen oder Luftbläschen verteilt sind. Die durchsichtigen Teilchen oder Luftbläschen in der Streuungs-Schicht 110 brechen die Lichtstrahlen mehrmals, wodurch ermöglicht wird, dass der Farbton des gemischten Lichtes einheitlicher ist.
Um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzielen, müssen jedoch das Fluoreszenz-Pulver an der oben beschriebenen inneren Umhüllung 104 und die Größe und Verteilungsdichte von durchsichtigen Teilchen oder Luftbläschen in der Streuungs-Schicht 110 gut abgestimmt werden. Weil zu viele Faktoren den Lichtmischungseffekt beeinflussen können, ist es bis zu einem gewissen Ausmaß praktisch schwer, den Lichtmischungseffekt zu erzeugen und zu steuern.
Um ein detailliertes Verständnis der oben beschriebenen LED-Baugruppenanordnung zu erhalten, können das US-Patent VN 5,998,925 und das ROC-Patent VN 383508 als Referenz verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, eine LED-Baugruppenanordnung bereitzustellen, um den Lichtmischungseffekt davon weiter zu verbessern.
Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung eine Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe bereitstellen, worin ein photolumineszentes Material (PL-Material) verwendet wird, um die herkömmliche Fluoreszenz-Schicht und Streuungs-Schicht zu ersetzen, damit der Lichtmischungseffekt davon verbessert wird.
Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung ein PL-Material bereitstellen, das sich von herkömmlichem Fluoreszenz-Pulver unterscheidet, aber für die LED-Baugruppenanordnung und die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen geeignet ist, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine LED-Baugruppenanordnung bereit, die hauptsächlich einen Träger, einen LED-Chip, eine Umhüllung und ein PL-Material umfasst, worin der LED-Chip auf dem Träger angeordnet ist, um Lichtstrahlen zu emittieren; die Umhüllung wird dazu verwendet, um den LED-Chip auf dem Träger zu umhüllen; und das PL-Material ist in der Umhüllung verteilt, worin das photolumineszente Material derart ausgestaltet ist, dass es durch das Licht angeregt wird, das aus dem LED-Chip emittiert wird, und dass es das Licht streut.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger zum Beispiel eine bedruckte Leiterplatte (PCB), die eine Chip-haltende Zelle zum Anordnen des LED-Chip umfasst. Der LED-Chip ist mit dem PCB elektrisch verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger zum Beispiel ein Baugruppenrahmen. Der LED-Chip ist mit dem Baugruppenrahmen über zwei Lötdrähte elektrisch verbunden. Ansonsten ist der LED-Chip zum Beispiel ein blauer LED-Chip.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Umhüllung eine innere Umhüllung und eine äußere Umhüllung, worin die innere Umhüllung den LED-Chip umhüllt und das PL-Material in der inneren Umhüllung verteilt ist und die äußere Umhüllung die innere Umhüllung und einen Teil des Trägers umhüllt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Summenformel des PL-Materials durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. Das oben genannte PL-Material mit der Summenformel: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, ist eine Mischung oder ein Sintergut. Zusätzlich ist der größte Teilchendurchmesser kleiner als 30 Mikron und der durchschnittliche Teilchendurchmesser ist kleiner als 10 Mikron.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das PL-Material ein Fluoreszenz-Material und ein Streuungs-Material. Der Teilchendurchmesser des Fluoreszenz-Materials ist kleiner als 25 Mikron.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine alternative Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe bereit, die eine Fluoreszenzlampe, ein Entladungsgas, ein PL-Material und einen Elektrodensatz umfasst, worin das Entladungsgas in die Fluoreszenzlampe gefüllt ist, das PL-Material an der Innenwand der Lampe angeordnet ist und der Elektrodensatz eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei die Anode an einem Ende der Lichtröhre und die Kathode an dem anderen Ende angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Summenformel des PL-Materials durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. Das PL-Material mit der Summenformel: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, ist eine Mischung oder ein Sintergut. Zusätzlich umfasst das PL-Material ein Fluoreszenz-Material und ein Streuungs-Material, das dem Fluoreszenz-Material anhaftet.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein alternatives PL-Material bereit. Die Summenformel des PL-Materials kann durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. Außerdem kann das PL-Material mit der Summenformel: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, eine Mischung oder ein Sintergut sein.
Die vorliegende Erfindung verwendet ein PL-Material dazu, um die herkömmliche Fluoreszenz-Schicht und Streuungs-Schicht für die Lichtumwandlung und den Lichtmischungseffekt zu ersetzen. Somit gibt es keine Abstimmungsprobleme mehr unter den Varianten in dem Stand der Technik, wie die Materialien der Fluoreszenz-Schicht und Streuungs-Schicht, der Teilchengröße und der Verteilungsdichte der Teilchen und desgleichen. Ansonsten wird die Gesamtprozedur für die Herstellung der LED-Baugruppen effektiv zusammen mit geringeren Herstellungskosten und einem besseren Lichtmischungseffekt vereinfacht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sind in diese Spezifikation inkorporiert und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist eine schematische Zeichnung einer herkömmlichen weißen LED-Baugruppenanordnung.
2 ist eine schematische Zeichnung einer weiteren herkömmlichen weißen LED-Baugruppenanordnung.
3 ist eine schematische Zeichnung einer weißen LED-Baugruppenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4A und 4B sind schematische Diagramme, die ein PL-Material zeigen.
5A und 5B sind schematische Diagramme, die ein alternatives PL-Material zeigen.
6 und 7 sind schematische Zeichnungen von weißen LED-Baugruppenanordnungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Zeichnung einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die erste Ausführungsform
Die 3 ist eine schematische Zeichnung einer LED-Baugruppenanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 3 umfasst die LED-Baugruppenanordnung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hauptsächlich einen Träger 200, einen LED-Chip 210, eine Umhüllung 220 und ein PL-Material 230, worin der LED-Chip 210 auf dem Träger 200 für die Lichtemission angeordnet ist; die Umhüllung 220 umhüllt das Meiste von dem Träger 200 und dem LED-Chip 210 darauf; und das PL-Material 230 ist gleichmäßig in der Umhüllung 220 verteilt. Die PL-Material-Schicht 230 ist dazu geeignet, um durch das aus dem LED-Chip 210 emittierte Licht angeregt zu werden und das Licht zu streuen.
In der ersten Ausführungsform ist der Träger 200 zum Beispiel die Baugruppen-Leitungsanschlüsse 200', wie in der 3 gezeigt ist. Die Baugruppen-Leitungsanschlüsse 200' umfassen einen ersten Leitungsanschluss 202 und einen zweiten Leitungsanschluss 204. Auf dem Oberteil des ersten Leitungsanschlusses 202 ist ein Trägerblock 206, der eine Chip-haltende Zelle 208 umfasst. Die Chip-haltende Zelle 208 besteht aus einer konkaven Gestalt, die zum Halten des LED-Chip 210 geeignet ist.
Der LED-Chip 210 ist in der Chip-haltenden Zelle 208 des Trägerblocks 206 für die Lichtemission angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist der LED-Chip 210 zum Beispiel ein blauer LED-Chip. Die Oberfläche des LED-Chip 210 besitzt die Elektroden 212, die eine Kathode und eine Anode umfassen, worin die Kathode mit dem ersten Leitungsanschluss 202 beziehungsweise die Anode mit dem zweiten Leitungsanschluss 204 elektrisch über die Lötdrähte 209a und 209b verbunden ist.
Die Umhüllung 220 wird verwendet, um einen Abschnitt der Baugruppen-Leitungsanschlüsse 200', den LED-Chip 210, das PL-Material 230 und die Lötdrähte 209a und 209b zu umhüllen. Der erste Leitungsanschluss 202 und der zweite Leitungsanschluss 204 ragen aus dem Unterteil der Umhüllung 220 heraus. Die Umhüllung 220 umfasst eine innere Umhüllung 222 und eine äußere Umhüllung 224, worin die innere Umhüllung 222 den LED-Chip 210 umhüllt und die äußere Umhüllung 224 die innere Umhüllung 222 und einen Abschnitt des Trägres 200 umhüllt.
Man beachte, dass das PL-Material 230 in der vorliegenden Erfindung einheitlich in der inneren Umhüllung 222 verteilt ist. Das PL-Material 230 dient sowohl als eine Fluoreszenz-Schicht als auch eine Streuungs-Schicht des Standes der Technik. Das bedeutet, dass das PL-Material nicht nur durch das aus dem LED-Chip 210 emittierte Licht angeregt wird, sondern dass es ferner in der Lage ist, das Licht zu streuen. Als eine Folge werden das aus dem LED-Chip 210 emittierte Licht und das durch das angeregte PL-Material 230 gebildete Licht einheitlicher gemischt, um einen besseren Lichtmischungseffekt weiter zu erreichen. Das PL-Material 230 ist auf die Anwendung der inneren Umhüllung 222 in der ersten Ausführungsform nicht beschränkt. Das PL-Material 230 ist ferner auf andere Baugruppenanordnungen oder Beleuchtungen anwendbar, die auf dem angeregten Phosphor für die Lichterzeugung basieren. In sämtlichen dieser Anwendungen kann ein guter Lichtmischungseffekt erzielt werden.
Die 4A und 4B sind schematische Diagramme, die ein Korn des PL-Materials zeigen. In den 4A und 4B umfasst das Korn des PL-Materials 230 ein Fluoreszenz-Material 230a und ein Streuungs-Material 230b, das dem Fluoreszenz-Material 230a anhaftet, welches in dem Streuungs-Material 230b verteilt ist. Während das einfallende Licht, das von dem LED-Chip 210 emittiert wurde, das PL-Material 230 betritt, wird das Fluoreszenz-Material 230a in dem PL-Material 230 angeregt und erzeugt ein Licht mit anderer Wellenlänge. Außerdem streut das Streuungs-Material 230b das Licht auf weitere Körner des PL-Materials 230, wobei es der LED-Baugruppenanordnung ermöglicht, einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzeugen. In der 4B gibt es eine Übergangsphase 230c, die das Fluoreszenz-Material 230a umgibt. Die Übergangsphase 230c kann unter bestimmten Bedingungen bei der Herstellung der PL-Materials 230 erzeugt werden.
In der ersten Ausführungsform kann die Summenformel des PL-Materials 230 durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. In der 4A, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erreichen, ist der größte Teilchendurchmesser des PL-Materials D_maX kleiner als 30 Mikron, der durchschnittliche Teilchendurchmesser davon ist kleiner als 10 Mikron und der Teilchendurchmesser des Fluoreszenz-Materials D; ist kleiner als 25 Mikron. Außerdem kann das PL-Material mit der Summenformel: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, eine Mischung oder ein Sintergut sein.
Die 5A und 5B sind schematische Diagramme, die ein Korn eines alternativen PL-Materials 230 zeigen. In den 5A und 5B umfasst das Korn des PL-Materials 230 ein Fluoreszenz-Material 230a und ein Streuungs-Material 230b. Der Unterschied zwischen der 5A und der 5B besteht darin, dass das Streuungs-Material 230b des PL-Materials 230 in dem Fluoreszenz-Material 230a verteilt ist. Das alternative PL-Material 230 kann ebenfalls den gleichen Lichtmischungseffekt erzielen.
Es ist dem Fachmann bekannt, dass das offenbarte PL-Material 230 nicht auf die oben genannte Baugruppenanordnung beschränkt ist. Tatsächlich ist das offenbarte PL-Material 230 ferner auf eine beliebige Baugruppenanordnung anwendbar, die auf dem Modus des angeregten Phosphors zur Lichterzeugung basiert. Um das Ziel zu erreichen, ist es erforderlich, dass die ursprüngliche Fluoreszenz-Schicht durch eine innere Umhüllung 222 und ein darin verteiltes PL-Material 230 ersetzt wird.
Die zweite Ausführungsform
Die 6 und 7 sind schematische Zeichnungen von weißen LED-Baugruppenanordnungen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 6 ist die Struktur in der zweiten Ausführungsform zu der Struktur der ersten Ausführungsform ähnlich. Der Unterschied in der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass der träger 300 darin eine bedruckte Leiterplatte (PCB) 300' ist, auf der die Baugruppe angeordnet ist.
Die LED-Baugruppenanordnung in der zweiten Ausführungsform umfasst hauptsächlich ein PCB 300', einen LED-Chip 310, eine Umhüllung 320 und ein PL-Material 330. Die Umhüllung 320 umfasst ähnlich eine innere Umhüllung 322 und eine äußere Umhüllung 324, worin die innere Umhüllung 322 den LED-Chip 310 umhüllt und die äußere Umhüllung 324 einen Abschnitt des PCB 300', den LED-Chip 310, die innere Umhüllung 322, das PL-Material 330 und die Lötdrähte 314 umhüllt. Wenn die Umhüllung 320 nur eine äußere Umhüllung 324 ohne die innere Umhüllung 322 umfasst, dann kann die äußere Umhüllung 324 nur das PL-Material 330 umfassen.
Der LED-Chip 310 ist auf dem PCB 300' angeordnet. Die Leitungsanschlüsse 302 und Elektroden 312 sind auf dem PCB 300' beziehungsweise dem LED-Chip 310 angeordnet. Die Elektroden 312 sind mit den Leitungsanschlüssen 302 auf dem PCB 300' über zwei Lötdrähte 314 verbunden, so dass das PCB 300' mit dem LED-Chip 310 elektrisch verbunden ist.
Die innere Umhüllung 322 ist auf dem PCB 300' angeordnet und bedeckt den zuvor genannten LED-Chip 310. Das PL-Material 330 ist in der inneren Umhüllung 322 einheitlich verteilt und umfasst ein Fluoreszenz-Material und ein Streuungs-Material, das dem Fluoreszenz-Material anhaftet. Wenn das einfallende Licht aus dem LED-Chip 310 das PL-Material 330 betritt, dann wird das Fluoreszenz-Material darin angeregt und erzeugt ein Licht mit einer verschiedenen Wellenlänge. Das Streuungs-Material streut das Licht auf weitere Teilchen des PL-Materials, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzeugen. In der zweiten Ausführungsform kann die Summenformel des PL-Materials 330 durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. Um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzielen, ist der größte Teilchendurchmesser des PL-Materials 330 Dma_X gleichermaßen kleiner als 30 Mikron, der durchschnittliche Teilchendurchmesser davon ist kleiner als 10 Mikron und der Teilchendurchmesser des Fluoreszenz-Materials D_i ist kleiner als 25 Mikron. Außerdem kann das PL-Material mit der Summenformel: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, eine Mischung oder ein Sintergut sein.
In der 7, um den Lichtverdichtungseffekt der LED-Baugruppenanordnung zu verbessern, ist eine Chip-haltende Zelle 304 in dem PCB 300' angeordnet. Die Chip-haltende Zelle 304 besitzt die Gestalt einer konkaven Kappe, die zum Halten des LED-Chip 310 geeignet ist. Außerdem kann eine Reflexions-Filmschicht auf die Seitenwand der Chip-haltenden Zelle 304 als eine Option zur Steigerung des Lichtreflexionseffekts plattiert werden.
Die dritte Ausführungsform
In der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das PL-Material in der LED-Baugruppenanordnung verwendet. Zusätzlich kann das PL-Material ferner in allgemeinen Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen verwendet werden, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzielen.
Die 8 ist eine schematische Zeichnung einer Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 8 umfasst die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe 400 eine Lichtröhre 410, ein Entladungsgas (in der Fig. Nicht gezeigt), ein PL-Material 420 und einen Elektrodensatz 430, worin die Lichtröhre 410 mit dem Entladungsgas, wie Quecksilberdampf und Inertgas, passend gefüllt ist. Das PL-Material 420 ist auf die Innenwand der Lichtröhre 410 aufgetragen.
Zusätzlich umfasst der Elektrodensatz 430 sowohl eine Anode als auch eine Kathode, die jeweils individuell an zwei Enden der Lichtröhre 410 angeordnet sind. Der Elektrodensatz 430 ist mit einer Stromquelle (in der Fig. Nicht gezeigt) elektrisch verbunden.
Wenn eine Vorspannung auf den Elektrodensatz 430 angelegt wird, dann wird das Entladungsgas, wie der Quecksilberdampf und das Inertgas, in der Lichtröhre zu einem angeregten Zustand angeregt und kehrt dann in einen stationären Zustand zurück. Während das Entladungsgas in den stationären Zustand zurückkehrt, gibt das Gas durch Emission eines ultravioletten Lichts Energie ab. Bei dem zuvor genannten Mechanismus, wenn das von dem Entladungsgas abgegebene ultraviolette Licht das PL-Material 420 an der Wand der Lichtröhre 410 erreicht, emittiert das PL-Material, welches das Fluoreszenz-Material und das dem Fluoreszenz-Material anhaftende Streuungs-Material umfasst, ein sichtbares Licht, um den Beleuchtungseffekt zu erzielen. Während dessen streut das dem Fluoreszenz-Material anhaftende Streuungs-Material das Licht, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzeugen. Die Beschränkungen der Summenformel des PL-Materials und der Teilchengröße sind die gleichen wie in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben sind, so dass sie nicht wiederholt werden.
Zusammenfassend wird in der LED-Baugruppenanordnung der vorliegenden Erfindung das zuvor genannte PL-Material dazu verwendet, um die Fluoreszenz-Schicht und die Streuungs-Schicht des Standes der Technik zu ersetzen. Die Summenformel des PL-Materials 330 kann durch folgendes angegeben werden: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist. Das PL-Material wird nicht nur durch das von dem zuvor genannten LED-Chip emittierte Licht angeregt, sondern streut ferner das Licht. Somit werden das aus dem LED-Chip emittierte Licht und das durch das PL-Material angeregte Licht einheitlicher gemischt, um einen besseren Lichtmischungseffekt zu erzielen.
Es wird dem Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang oder dem Geist der Erfindung abzuweichen. Mit Blick auf das Vorangegangene ist es beabsichtigt, dass die Spezifikation und die Beschreibungen ausschließlich als beispielhaft betrachtet werden, während der wahre Schutzumfang und Geist der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente angegeben werden.

Claims

Eine lichtemittierende Dioden-(LED)-Baugruppenanordnung, die folgendes umfasst: einen Träger; einen LED-Chip, der auf dem Träger angeordnet und zum Emittieren von Licht geeignet ist; eine Umhüllung zum Umhüllen des LED-Chips auf dem Träger, und ein photolumineszentes Material, das in der Umhüllung verteilt ist, worin das photolumineszente Material derart ausgestaltet ist, dass es durch das von dem LED-Chip emittierte Licht angeregt wird und dass es das Licht streut.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin der Träger eine bedruckte Leiterplatte (PCB) ist und der LED-Chip mit dem PCB elektrisch verbunden ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 2, worin eine Chip-haltende Zelle auf dem PCB vorhanden ist, die zum Halten des LED-Chip geeignet ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin der Träger ein Baugruppenrahmen ist, der mit dem LED-Chip elektrisch verbunden ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 4, die ferner zwei Lötdrähte umfasst, die zwischen dem LED-Chip und dem Baugruppenrahmen elektrisch angeschlossen sind.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin der LED-Chip ein blauer LED-Chip ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin die Umhüllung folgendes umfasst: eine innere Umhüllung zum Umhüllen des LED-Chip, worin das photolumineszente Material verteilt ist; und eine äußere Umhüllung zum Umhüllen der inneren Umhüllung und eines Teils des Trägers.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin die Summenformel des photolumineszenten Materials durch folgendes gegeben ist: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 8, worin das photolumineszente Material mit der Summenformel W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, eine Mischung ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 8, worin das photolumineszente Material mit der Summenformel W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, ein Sintergut ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin der größte Teilchendurchmesser des photolumineszenten Materials kleiner als 30 Mikron ist und der durchschnittliche Teilchendurchmesser davon kleiner als 10 Mikron ist.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 1, worin das photolumineszente Material ein Fluoreszenz-Material und ein Streuungs-Material umfasst, das dem Fluoreszenz-Material anhaftet.
Die LED-Baugruppenanordnung gemäß Anspruch 12, worin der Teilchendurchmesser des Fluoreszenz-Materials kleiner als 25 Mikron ist.
Eine Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe, die folgendes umfasst: eine Lichtröhre; ein Entladungsgas, das in die Lichtröhre gefüllt ist; ein photolumineszentes Material, das auf die Innenwand der Lichtröhre aufgetragen ist; und einen Elektrodensatz, der eine Anode und eine Kathode umfasst, wobei die Anode an einem Ende der Lichtröhre und die Kathode an dem anderen Ende angeordnet ist.
Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß Anspruch 14, worin die Summenformel des photolumineszenten Materials durch folgendes gegeben ist: W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist.
Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß Anspruch 15, worin das photolumineszente Material mit der Summenformel W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, eine Mischung ist.
Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß Anspruch 15, worin das photolumineszente Material mit der Summenformel W_mMo_n(Y,Ce,Tb,Gd,Sc)_3+t+u(Al,Ga,TI,In,B)_5+u+2v(O,S,Se)_12+2t+3u+ _3v+3m+3n : Ce³⁺,Tb³⁺, worin 0<t<5 und 0<m, n, u, v<15 ist, ein Sintergut ist.
Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe gemäß Anspruch 14, worin das photolumineszente Material ein Fluoreszenz-Material und ein Streuungs-Material umfasst, das dem Fluoreszenz-Material anhaftet.