DE202005011805U1

DE202005011805U1 - Weiße Leuchtdiode

Info

Publication number: DE202005011805U1
Application number: DE202005011805U
Authority: DE
Original assignee: Unity Opto Technology Co Ltd
Current assignee: Unity Opto Technology Co Ltd
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2015-07-28

Abstract

Weiße Leuchtdiode, die einen Träger (10) aufweist, auf dem ein Chip (20) aufliegt, der ein Ultraviolett-Licht aussendet und auf dem sich ein flaches, dünnes Plättchen (30) befindet, wobei das dünne Plättchen (30) derart hergestellt oder herstellbar ist, dass Wirtskristall und Fluoreszenzfarbstoffe gründlich gemischt sind, damit das dünne Plättchen (30) eine gleichmäßige Dicke und die Fluoreszenzfarbstoffe eine gleichmäßige Verteilungsdichte aufweist, so dass sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede ergibt, wenn das vom Chip (20) ausgesendete Ultraviolettlicht durch das dünne Plättchen (30) hindurchgeht.

Description

Die Erfindung betrifft eine weiße Leuchtdiode, insbesondere eine Leuchtdiode, welche ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede aussendet.
Im Jahr 1996 ist eine weiße Leuchtdiode von einer Firma (Nichia Chemical Industries, Ltd.) entwickelt worden. Um mit Leuchtdioden weißes Licht zu erzeugen, wird ein Teil des Lichtes blauer LED Anregung von geeigneten Fluoreszenzfarbstoffen in gelbes Licht umgewandelt und die Mischung ergibt weiß. In der nahen Zukunft wird die weiße Leuchtdiode mit hoher Lichtausbeute Glühlampen und Leuchtstoffröhren buchstäblich in den Schatten stellen.
Das weiße Licht ist eigentlich ein Mischlicht aus mehreren Farben. Das sichtbare weiße Licht ergibt sich aus einem Mischlicht, das wenigstens zwei Wellenlängen aufweist. Werden die Augen Rot-, Grün- und Blaulichtstrahlen sowie Blau- und Gelblichtstrahlen ausgesetzt, kann können sie weißes Licht wahrnehmen. Durch diesen Grundsatz kann die weiße Leuchtdiode hergestellt werden. Beim Herstellen der herkömmlichen weißen Leuchtdioden mit drei Wellenlängen werden mehr als drei Fluoreszenzfarbstoffe verwendet, um ihre Farbwiedergabeeigenschaft zu verbessern. Dies führt jedoch zur schwierigen Auswahl von Fluoreszenzfarbstoffen.
Eine herkömmliche Konstruktion von Weißlicht-Leuchtdioden weist, wie aus 3 ersichtlich, einen Chip B einer bestimmten Farbe, wie Blaulicht-Chip, auf, der in einer Aussparung eines Kontaktfußes A aufgenommen ist. Der Chip B wird durch einen Bondraht C zu einem weiteren Kontaktfuß D kontaktiert. Der in der Aussparung befindliche Chip B wird mit einer Fluoreszenzfarbstoffschicht F bedeckt. Danach werden die oberen Abschnitte der Kontaktfüße A, D mit einer lichtdurchlässigen Schicht E umhüllt. So ist die Herstellung der weißen Leuchtdiode fertig. Der Fluoreszenzfarbstoff in der Fluoreszenzfarbstoffschicht F hat unterschiedliche Depositionsgeschwindigkeit, was zu ungleichmäßiger Verteilungsdichte der Fluoreszenzfarbstoffe in der Fluoreszenzfarbstoffschicht F führt. Hierdurch kommen Unterschiede der Dicke der Fluoreszenzfarbstoffschicht F zustande. Nach dem Anlegen der Durchlassspannung entstehen Halobildung und Lichtfarbenunterschiede bei der weißen Leuchtdiode. Dies ist als nicht optimal anzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiße Leuchtdiode zu schaffen, welche ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede aussendet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine weiße Leuchtdiode, die die in Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise der Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtdiode;
2 einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtdiode; und
3 einen Teilschnitt durch eine weiße Leuchtdiode nach dem Stand der Technik.
Wie aus 1 ersichtlich, weist eine erfindungsgemäße weiße Leuchtdiode einen Träger 10 auf, auf dem ein Chip 20 aufliegt, der ein Ultraviolett-Licht mit einer Wellenlänge von 390 bis 410 Nanometer aussendet. Auf dem Chip 20 befindet sich ein flaches, dünnes Plättchen 30, das derart hergestellt ist, dass Wirtskristall und geschmolzener Stoff gleichmäßig gemischt sind. Der geschmolzene Stoff ist als Fluoreszenzfarbstoff ausgeführt. Bei der Ausführungsform nach 1 besteht der Wirtskristall aus Glas. Beim Kontaktieren des Chips 20 über Bonddrähte 40 zum Träger 10 oder anderen nicht näher dargestellten Kontaktfüßen muss das dünne Plättchen 30 kleiner dimensioniert sein als der Chip 20, damit der Chip 20 vorsteht, um ein einfaches Drahtbonden zu erlauben. Danach werden die oben erwähnten Elemente mit durchlässigem Stoff umhüllt. So ist die erfindungsgemäße Montage fertig.
Nach dem Anlegen der Durchlassspannung geht das vom Chip 20 ausgesendete Ultraviolettlicht durch das flache, dünne Plättchen 30 hindurch. Das dünne Plättchen 30 weist eine gleichmäßige Dicke auf. Außerdem besitzt der aus Fluoreszenzfarbstoffen bestehende, geschmolzene Stoff eine gleichmäßige Dichte. Gleichzeitig hat das dünne Plättchen 30 einen konstanten Abstand zum Chip 20. Hierdurch ergibt sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede.
Nachfolgend wird auf 2 Bezug genommen. Der Chip 20 kann auf Flip-Chip-Bauweise über Sn- oder Au-Bondhügel mit dem Träger 10 kontaktiert sein. Bei der Ausführungsform nach 2 finden beispielsweise Sn-Bondhügel 50 Verwendung. Der Chip 20 befindet sich über die Sn-Bondhügel 50 auf dem Träger 10. Auf dem Chip 20 liegt ein dünnes Plättchen 30 auf. Unter Verwendung der Flip-Chip-Montage erübrigt sich das Drahtbonden. So kann das dünne Plättchen 30 gleich oder größer sein wie bzw. als der Chip 20.
Neben Glas kann der Wirtskristall des dünnen Plättchens 30 aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Silikonmasse, Epoxidharz, siliziumhaltigen Epoxidharz, lichtdurchlässiges Polymer, andere Kunststoffmasse aufweist.
Zusammenfassend weist die weiße Leuchtdiode einen Träger 10 auf, auf dem ein Chip 20 aufliegt, der ein Ultraviolett-Licht oder ein blaues Licht aussendet und auf dem sich ein flaches, dünnes Plättchen 30 befindet, wobei das dünne Plättchen 30 derart hergestellt ist oder sein kann, dass Wirtskristall und Fluoreszenzfarbstoffe gründlich gemischt sind, damit das dünne Plättchen 30 eine gleichmäßige Dicke und die Fluoreszenzfarbstoffe eine gleichmäßige Verteilungsdichte aufweist, wodurch sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede ergibt, wenn das vom Chip 20 ausgesendete Ultraviolettlicht durch das dünne Plättchen 30 hindurchgeht.
Zusammengefasst lassen sich mit der erfindungsgemäßen weißen Leuchtdiode beispielsweise folgende Vorteile realisieren:

1. Das erfindungsgemäße dünne Plättchen 30 weist eine gleichmäßige Dicke auf und ist gleichmäßig mit dem geschmolzenen Stoff vermischt. Liegt das dünne Plättchen 30 auf dem Chip 20, kann ein gleichmäßig photochromes Licht ausgestrahlt werden.
2. Außerdem besitzt der im Inneren des dünnen Plättchens 30 befindliche, geschmolzene Stoff eine gleichmäßige Dichte. Wird das Plättchen der Bestrahlung des Chips ausgesetzt, ergibt sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf obige Beispiele beschrieben wurde, welche derzeit als praktikabelste und bevorzugteste Ausführungsformen betrachtet werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Im Gegenteil sind verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abgedeckt, die sich im Umfang der beigefügten Ansprüche befinden.

Stand der Technik

A: Kontaktfuß
B: Chip
C: Bondraht
D: Kontaktfuß
E: lichtdurchlässige Schicht
F: Fluoreszenzfarbstoffschicht

Die vorliegende Erfindung

10: Träger
20: Chip
30: Plättchen
40: Bonddraht
50: Sn-Bondhügel

Claims

Weiße Leuchtdiode, die einen Träger (10) aufweist, auf dem ein Chip (20) aufliegt, der ein Ultraviolett-Licht aussendet und auf dem sich ein flaches, dünnes Plättchen (30) befindet, wobei das dünne Plättchen (30) derart hergestellt oder herstellbar ist, dass Wirtskristall und Fluoreszenzfarbstoffe gründlich gemischt sind, damit das dünne Plättchen (30) eine gleichmäßige Dicke und die Fluoreszenzfarbstoffe eine gleichmäßige Verteilungsdichte aufweist, so dass sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede ergibt, wenn das vom Chip (20) ausgesendete Ultraviolettlicht durch das dünne Plättchen (30) hindurchgeht.
Weiße Leuchtdiode, die einen Träger (10) aufweist, auf dem ein Chip (20) aufliegt, der ein blaues Licht aussendet und auf dem sich ein flaches, dünnes Plättchen (30) befindet, wobei das dünne Plättchen (30) derart hergestellt oder herstellbar ist, dass Wirtskristall und Fluoreszenzfarbstoffe gründlich gemischt sind, damit das dünne Plättchen (30) eine gleichmäßige Dicke und die Fluoreszenzfarbstoffe eine gleichmäßige Verteilungsdichte aufweist, wodurch sich ein gleichmäßiges, weißes Licht ohne Halobildung und photochrome Unterschiede ergibt, wenn das vom Chip (20) ausgesendete Ultraviolettlicht durch das dünne Plättchen (30) hindurchgeht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus Glas besteht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus Silikonmasse besteht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus Epoxidharz besteht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus siliziumhaltigem Epoxidharz besteht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chip (20) ein Ultraviolett-Licht mit einer Wellenlänge von 390 bis 410 Nanometer aussendet.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem Chip (20) aufliegende, dünne Plättchen (30) kleiner dimensioniert ist als der Chip (20) , wenn der Chip (20) durch Drahtbonden kontaktiert ist.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus lichtdurchlässigem Polymer besteht.
Leuchtdiode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirtskristall des dünnen Plättchens (30) aus Kunststoffmasse besteht.