WO2012107291A1 - Led-beleuchtungsvorrichtung mit einem ersten led-chip und einem zweiten led-chip und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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Martin Rudolf Behringer
Elmar Baur
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • LED lighting device with a first LED chip and a second LED chip and method for its production
  • the present application relates to an LED lighting device having a first LED chip and a second LED chip, each having radiation with a
  • the application relates to a method for producing such an LED lighting device.
  • the individual LED chips behave differently.
  • the emitted power of the LED chips decreases differently and / or the wavelengths of the emitted radiation shift differently.
  • the color location of the mixed radiation emitted by the device changes.
  • the originally warm white radiation emitted by the device thus receives a blue or red sting.
  • the radiation emitted by the device is shifted in the direction of blue, in the event that the ambient temperature and / or the operating temperature rise, whereas the
  • Radiation is shifted in the direction red, in the event that the ambient temperature and / or the operating temperature decrease.
  • the application has the object to provide an improved LED lighting device, in which
  • the LED lighting device has at least a first LED chip and a second LED chip, wherein the first LED chip is suitable for emitting radiation with a first emission characteristic and the second LED chip is suitable for radiation to emit with a second emission characteristic.
  • Abstrahl characterizing have temperature-dependent changes, wherein the temperature-dependent change of the first radiation characteristic and the temperature-dependent change of the second radiation characteristic during operation at least partially compensate or are synchronized with each other so that the color locus is stable.
  • Stable may mean that the color locale shifts by at most 0.02 or at most 0.01 units in the CIE standard color chart.
  • the LED chips of the lighting device thus have different temperature dependencies, which are at least partially compensated during operation of the device or synchronized with each other. This makes it possible to dispense with a complex current control or color location measurement, whereby the cost of such
  • the LED chips of the device thus become such
  • Mixed radiation is advantageously composed by a superposition of the radiation emitted by the individual LED chips radiations, so that the perceptible to the naked eye changes the individual LED chips itself
  • the first and second emission characteristics of the LED chips for example, refers to the
  • Color rendering index ⁇
  • Color rendering index also known by the term “Color Rendering Index” (CRI) is understood to mean one
  • the color temperature is a measure of the color impression of a light source.
  • the luminous flux is a photometric quantity that the
  • color locus refers in particular to the numerical values which describe the color of the emitted radiation in the CIE color space.
  • the changes in the radiation characteristic can, for example, with increasing temperature due to a lowering of the operating voltage of an LED chip at
  • the operating voltage also depends on the transverse conductivity of the layers of the LED chips used.
  • Transverse conductivity decreases with increasing temperature because of the reduction in the mean free path of the charge carriers. This effect is also known to the person skilled in the art
  • the individual LED chips of the LED device are designed such that the resulting
  • the LED lighting device emits the same color of light during operation, regardless of temperature.
  • an LED lighting device can be achieved, which emits mixed radiation with the same color location with increasing and decreasing temperature. The usually occurring with increasing temperature blue cast or occurring with decreasing temperature red sting can be reduced or avoided.
  • the LED lighting device emits a temperature-independent one
  • the color location emitted by the device is thus independent of a temperature change occurring during operation.
  • a constant color location this means in particular that the mixed radiation depends on the sensitivity of the eye
  • human eye has a constant color location, which may thus have slight deviations, which are imperceptible to the human eye.
  • the change is the
  • the first LED chip emits radiation of a first wavelength.
  • the second LED chip emits radiation of a second wavelength, which is preferably different from the first wavelength. The first wavelength and the second wavelength shift during operation of the
  • a similar color temperature is to be understood in particular as meaning that a possibly occurring fluctuation of the color temperature does not occur with the naked human eye
  • the temperature-dependent change of the first emission characteristic of the temperature-dependent change of the second emission characteristic is opposite or extends synchronously to the temperature-dependent change of the second emission characteristic.
  • the temperature-dependent change of the first LED chip and the temperature-dependent change of the second LED chip against each other at least partially.
  • the LED chips preferably each have one
  • the semiconductor layer sequence contains.
  • the active layer preferably contains in each case a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, Multi Quantum Well) for generating radiation.
  • SQL single quantum well structure
  • MQW multiple quantum well structure
  • quantum wells In terms of the dimensionality of the quantization. It includes, among other things, quantum wells, quantum wires and
  • Quantum dots and any combination of these structures.
  • the first LED chip emits
  • the radiation emitted by the first LED chip is in one
  • Wavelength range between 480 and 520 nm.
  • the second LED chip emits
  • the radiation emitted by the second LED chip is in one
  • Wavelength range between 600 and 630 nm, preferably 615 nm.
  • Temperature-dependent behavior of the first and second LED chips while the mint colored LED chip is designed so that the voltage increases with increasing temperature and decreases the voltage of the amber LED chips.
  • this embodiment reduces the light of the amber LED chip less than without compensation.
  • the temperature dependence of the LED chips used are advantageously synchronized.
  • the first LED chip emits blue radiation and the second LED chip emits red radiation. It should be noted that the performance of a blue LED chip with increasing
  • the LED chips are therefore designed such that the power decrease of these LED chips is synchronous with each other, so that emitted from the device
  • the LED lighting device emits mixed radiation in white
  • the mixed radiation is independent of a temperature change occurring during operation.
  • a method for producing at least one LED lighting device comprising a first LED chip and a second LED chip comprises the following method steps:
  • the temperature-dependent has a constant for the human eye radiation characteristic.
  • the selection of the LED chips of a lighting device is advantageously carried out so that the temperature-related decrease in power of the LED chips is similar or equal. This is done for example by selecting the operating current in an arrangement of the LED chips in a series circuit, by selecting the operating voltage in an arrangement of the LED chips in a parallel circuit or by a selection
  • the LED lighting device emits the same color of light during operation, regardless of temperature. Temperature-dependent shifts in the wavelength of the mixed radiation are preferably so low that the emitted mixed radiation
  • the first LED chip is so
  • the first LED chip is designed in such a way that its resulting temperature dependence changes in such a way that it is directed counter to the temperature dependence of the second LED chip or runs in synchronism therewith.
  • the first LED chip is a mint-colored LED chip in which a lateral distance between n-contact and p-contact is increased for compensation.
  • the proportion of the series resistance with a positive temperature coefficient increases in the temperature dependence of the first LED chip.
  • the second LED chip is an amber-colored LED chip, the temperature behavior of the first LED chip runs synchronously with the temperature behavior of the second LED chip by means of a mint-colored LED chip designed in this way.
  • the first LED chip for compensation or synchronization of the first LED chip is formed such that the operating current of the first LED chip is increased. Also, one achieves in the temperature dependence of the first LED chip, an increase in the proportion of series resistance with positive
  • each one LED lighting device comprises at least a first LED chip and a second LED chip, the each be combined in such a way that the
  • the first LED chip such as
  • the LED lighting device are each equipped with a group of LED chips.
  • the group of LED chips is composed at least of a first LED chip and a second LED chip.
  • Figure 1 is a schematic cross section of a
  • FIG. 2 shows a schematic flowchart in connection with a production method according to the invention
  • Figure 3 is a diagram relating to the temperature dependence of the voltage at different currents.
  • Size ratios among each other are basically not to be considered as true to scale. Rather, individual can
  • Components such as layers, structures, components and areas, for better representability and / or for better understanding to be shown exaggerated thick or large dimensions.
  • FIG. 1 shows an LED illumination device 10 which has a carrier body 3, a first LED chip 1 arranged thereon and a second LED chip 2 arranged on the carrier body 3.
  • the carrier body 3 is
  • a printed circuit board or a PCB (Printed Circuit
  • Circuit board Alternatively, a plurality of LED chips may be arranged on the carrier body 3 (not shown).
  • the LED chips 1, 2 each have an active layer which is suitable for generating electromagnetic radiation during operation.
  • the LED chips 1, 2 are for example in
  • the LED chips 1, 2 preferably comprise epitaxially deposited layers which each form the LED chip.
  • the layers of the LED chips 1, 2 are preferably based on a III / V compound semiconductor material.
  • the LED chips 1, 2 each have one
  • Radiation exit side which faces away from the carrier body 3. From the radiation exit side occurs preferably in each case largely the radiation emitted by the LED chips.
  • the LED chips 1, 2 are surface-emitting chips.
  • the first LED chip 1 is suitable for emitting radiation with a first emission characteristic AI during operation.
  • the second LED chip 2 is suitable for emitting radiation with a second emission characteristic A2 during operation.
  • the emission characteristics AI, A2 include, for example, the wavelength, the color location and / or the brightness of the radiation emitted by the LED chips 1, 2.
  • the first LED chip 1 emits preferably mint-colored
  • the second LED chip 2 emits preferentially
  • a combination of a mint-colored LED chip with an amber LED chip is particularly suitable for producing a mixed radiation with a warm white color location.
  • the radiation emitted by the first LED chip 1 overlaps with the radiation emitted by the second LED chip 2, so that the illumination device emits mixed radiation A g as a whole.
  • the LED chips 1, 2 behave at different
  • Wavelengths of the emitted radiation shift differently.
  • Abstrahl characterizing A2 at least partially compensate in operation or run synchronously to each other. Due to this compensation or synchronization of the changes, a lighting device can be achieved, preferably the same temperature-independent in operation light
  • the LED lighting device 10 thus emits temperature-independent mixed radiation A g with a
  • Constant color location means in particular that deviations in the color locus are imperceptible to the naked human eye.
  • the changes in the first emission characteristic AI and the second emission characteristic A2 can be perceptible to the human eye, the superimposition of the radiations emitted by the LED chips, that is the
  • the first LED chip 1 is thus formed so that with
  • the voltage increases, in the event that with increasing temperature, the emitted power at the same or unchanged current decreases less than the emitted power of the second LED chip 2. This reduces current and thus light of the first LED chip with increasing Temperature, so that the
  • Power decrease of the second LED chip 2 equalizes. In this way, it can be achieved that the temperature dependencies are synchronized with regard to the power of the second LED chip and the first LED chip, and thus the color locus remains stable regardless of temperature.
  • the change AA iT , ⁇ 2 ⁇ the radiation characteristics AI, A2 is shown for example by a shift of
  • the first LED chip emits radiation of a first wavelength and the second LED chip emits radiation of a second wavelength, which differs from the first wavelength.
  • the first wavelength and the second temperature shift depending on the temperature
  • Wavelength wherein the shift of the first wavelength of the shift of the second wavelength
  • the device emits mixed radiation with a constant color location, which is composed of a superposition of the radiation of the first LED chip and the emitted radiation of the second LED chip.
  • the LED chips of a lighting device are thus designed such that determined temperature dependencies in the mixed radiation emitted by the device 10 are not visible. So there are LED chips with
  • the first LED chip 1 can be designed, for example, such that a lateral distance
  • Temperature coefficient in the temperature dependence of the first LED chip whereby the temperature dependence of the second LED chip can be counteracted or synchronized.
  • Compensation or synchronization be designed such that the operating current of the first LED chip 1 is increased. This can also have the effect of increasing the proportion of series resistance with positive temperature coefficients be achieved in the temperature dependence of the LED chip.
  • This can for example be generated by the first LED chip 1 is connected in series with a plurality of second LED chips 2, which are connected in parallel with each other (not shown).
  • the current completely flowing through the first LED chip 1 is shared between the second LED chips 2, so that the current through the second LED chips 2 is less than the current through the first LED chip 1.
  • a plurality of n first LED chips, which are connected in parallel with each other can be connected in series with a plurality of m second LED chips, which are also connected in parallel with one another, where n is smaller than m.
  • n and m respectively denote
  • FIG. 2 shows a flow chart for producing an LED lighting device, as shown for example in the exemplary embodiment of FIG. in the
  • step VI a plurality of first LED chips and a plurality of second LED chips are produced, which are each suitable for radiation with a first
  • the first LED chips are preferably mint-colored LED chips, which therefore emit radiation in the mint color locus range.
  • the second LED chips are preferably amber LED chips, so LED chips, the radiation in the amber
  • the temperature-dependent changes in the first or second emission characteristics are measured in method step V2.
  • the LED chips are then combined into groups of at least one first LED chip and one second LED chip. In this case, the LED chips are combined with different temperature behavior such that a compensation or synchronicity of the
  • the manufacturing method according to the embodiment of Figure 2 is also suitable for producing a plurality of LED lighting devices in a common method.
  • an LED lighting device is preferably equipped with a group of LED chips, wherein the LED chips of the individual
  • Lighting devices are combined such that the temperature-dependent changes in the In each case radiation characteristics compensate or run synchronously to each other, so that each lighting device emits the same color light during operation temperature independent.
  • the measurement curve Ui T is based on currents of 1 mA, the measurement curve U2 T on currents of 5 mA, the measurement curve U 3T on currents of 10 mA, the measurement curve on currents of 50 mA, the measurement curve Us T on currents of 100 mA, the
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these, but includes each new feature and any combination of features, what In particular, any combination of features in the

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Abstract

Es ist eine LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) mit einem ersten LED-Chip (1) und einem zweiten LED-Chip (2) angegeben, wobei der erste LED-Chip (1) geeignet ist, Strahlung mit einer ersten Abstrahlcharakteristik (A1) zu emittieren und der zweiten LED-Chip (2) geeignet ist, Strahlung mit einer zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) zu emittieren. Die erste Abstrahlcharakteristik (A1) und die zweite Abstrahlcharakteristik (A2) weisen temperaturabhängige Änderungen (ΔA1T, ΔA1T) auf, wobei sich die temperaturabhängige Änderung (ΔA1T) der ersten Abstrahlcharakteristik (A1) und die temperaturabhängige Änderung (ΔΑ2T) der zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) im Betrieb zumindest teilweise kompensieren oder so aufeinander synchronisiert sind, dass der Farbort stabil bleibt. Weiter ist ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung (10) angegeben.

Description

Beschreibung
LED-Beleuchtungsvorrichtung mit einem ersten LED-Chip und einem zweiten LED-Chip und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine LED- Beleuchtungsvorrichtung mit einem ersten LED-Chip und einem zweiten LED-Chip, die jeweils Strahlung mit einer
Abstrahlcharakteristik emittieren. Weiterhin betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen LED- Beleuchtungsvorrichtung .
Um Vorrichtungen zu erzeugen, die warmweißes Licht
emittieren, werden häufig LED-Chips kombiniert, die Strahlung mit unterschiedlichem Farbort emittieren. Bei
unterschiedlichen Temperaturen verhalten sich die einzelnen LED-Chips jedoch unterschiedlich. Beispielsweise nimmt die emittierte Leistung der LED-Chips unterschiedlich ab und/oder die Wellenlängen der emittierten Strahlung verschieben sich unterschiedlich. Dadurch verändert sich der Farbort der von der Vorrichtung emittierten Mischstrahlung. Beispielsweise erhält so die von der Vorrichtung emittierte, ursprünglich warmweiße Strahlung einen Blau- oder Rotstich. Insbesondere wird die von der Vorrichtung emittierte Strahlung in Richtung Blau verschoben, für den Fall, dass die Umgebungstemperatur und/oder die Betriebstemperatur steigen, wohingegen die
Strahlung in Richtung Rot verschoben wird, für den Fall, dass die Umgebungstemperatur und/oder die Betriebstemperatur sinken .
Um der Änderung der Leistung einzelner LED-Chips
beziehungsweise der Wellenlängenverschiebung vorzubeugen, wird häufig die Temperatur der Umgebung der Vorrichtung oder der Farbort der von der Vorrichtung emittierten
Mischstrahlung gemessen und der Betriebsstrom der einzelnen LED-Chips derart geregelt, dass der Farbort der von der
Vorrichtung emittierten Strahlung im Wesentlichen konstant bleibt. Beispielsweise wird bei hohen Temperaturen der
Betriebsstrom eines mintfarbenen LED-Chips reduziert und der Betriebsstrom eines amberfarbenen LED-Chips erhöht.
Mittels dieser Anpassungsmethode des Farborts ist jedoch eine aufwendig Stromsteuerung oder Farbortmessung notwendig, wodurch sich die Kosten einer derartigen Vorrichtung
nachteilig erhöhen.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte LED-Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, bei der auf
Temperaturschwankungen basierende Unterschiede in der
Abstrahlcharakteristik mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar sind und die gleichzeitig Kostenvorteile bietet.
Insbesondere werden Unterschiede im Farbeindruck bei
derartigen Vorrichtungen reduziert. Weiterhin wird ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine derartige
Beleuchtungsvorrichtung angegeben .
Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine LED- Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein
Herstellungsverfahren einer derartigen
Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung und des Herstellungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche . In einer Aus führungs form weist die LED- Beleuchtungsvorrichtung zumindest einen ersten LED-Chip und einen zweiten LED-Chip auf, wobei der erste LED-Chip geeignet ist, Strahlung mit einer ersten Abstrahlcharakteristik zu emittieren und der zweite LED-Chip geeignet ist, Strahlung mit einer zweiten Abstrahlcharakteristik zu emittieren. Die erste Abstrahlcharakteristik und die zweite
Abstrahlcharakteristik weisen temperaturabhängige Änderungen auf, wobei sich die temperaturabhängige Änderung der ersten Abstrahlcharakteristik und die temperaturabhängige Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik im Betrieb zumindest teilweise kompensieren oder so aufeinander synchronisiert sind, dass der Farbort stabil ist. Stabil kann bedeuten, dass sich der Farbort um höchstens 0,02 oder um höchstens 0,01 Einheiten in der CIE-Normfarbtafel verschiebt.
Die LED-Chips der Beleuchtungsvorrichtung weisen somit unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten auf, die im Betrieb der Vorrichtung zumindest teilweise kompensiert werden oder aufeinander synchronisiert sind. Dadurch kann auf eine aufwendige Stromsteuerung beziehungsweise Farbortmessung verzichtet werden, wodurch die Kosten einer derartigen
Vorrichtung mit Vorteil erheblich reduziert werden können.
Die LED-Chips der Vorrichtung werden demnach derart
intelligent kombiniert, dass das unterschiedliche
Temperaturverhalten, das Auswirkungen auf die
Abstrahlcharakteristik der einzelnen LED-Chips hat, sich insgesamt nicht auf die von der Vorrichtung emittierte
Mischstrahlung auswirkt. Die unterschiedlichen
Temperaturverhalten der LED-Chips sind somit in Kombination nicht mit dem bloßen menschlichen Auge wahrnehmbar. Dabei können die Änderungen der Abstrahlcharakteristiken der einzelnen LED-Chips mit dem bloßen menschlichen Auge
wahrnehmbar sein. Die von der Vorrichtung emittierte
Mischstrahlung setzt sich vorteilhafterweise durch eine Überlagerung der von den einzelnen LED-Chips emittierten Strahlungen zusammen, so dass die mit dem bloßen Auge wahrnehmbaren Änderungen der einzelnen LED-Chips sich
insgesamt zumindest teilweise aufheben. Die erste und zweite Abstrahlcharakteristik der LED-Chips bezieht sich beispielsweise auf die
Helligkeitsempfindlichkeitskurve des Auges bezogene
Eigenschaften, wie beispielsweise Farbwiedergabeindex,
Lichtstrom, Farbtemperatur, Farbort, Lichtstärke oder
Leuchtdichte.
Unter Farbwiedergabeindex, auch bekannt unter dem Begriff „Colour Rendering Index" (CRI), versteht man eine
fotometrische Größe, mit der sich die Qualität der
Farbwiedergabe von Strahlungsemittierenden Bauelementen gleicher korrelierter Farbtemperatur beschreiben lässt. Die Farbtemperatur ist dabei ein Maß für den Farbeindruck einer Lichtquelle . Der Lichtstrom ist eine fotometrische Größe, die die
Wellenlängenabhängigkeit der Empfindlichkeit des menschlichen Auges, also die V(Ä) -Kurve, berücksichtigt.
Unter dem „Farbort" werden insbesondere die Zahlenwerte verstanden, die die Farbe der emittierten Strahlung im CIE- Farbraum beschreiben. Die Änderungen in der Abstrahlcharakteristik können beispielsweise mit zunehmender Temperatur aufgrund einer Erniedrigung der Betriebsspannung eines LED-Chips bei
konstantem Strom auftreten. Diese Erniedrigung der
Betriebsspannung erfolgt aufgrund der kleiner werdenden
Bandlücke sowie aufgrund des abnehmenden Kontaktwiderstands. Dieser Effekt ist dem Fachmann auch unter dem Begriff
„negativer Temperaturkoeffizient" bekannt.
Die Betriebsspannung hängt zudem von der Querleitfähigkeit der verwendeten Schichten der LED-Chips ab. Diese
Querleitfähigkeit sinkt mit zunehmender Temperatur wegen der Verringerung der mittleren freien Weglänge der Ladungsträger. Dieser Effekt ist dem Fachmann auch unter dem Begriff
„positiver Temperaturkoeffizient" bekannt. Die die
Betriebsspannung bestimmenden Parameter eines LED-Chips besitzen also unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten, wobei sich diese Temperaturabhängigkeiten je nach
Ausgestaltung beziehungsweise Design der einzelnen LED-Chips verändern lassen.
Die einzelnen LED-Chips der LED-Vorrichtung werden dabei derart ausgestaltet, dass sich die resultierenden
Temperaturabhängigkeiten der LED-Chips insgesamt kompensieren oder diese synchron zueinander verlaufen, sodass ein
konstanter Farbort der von der Vorrichtung emittierten
Strahlung gewährleistet werden kann. Ist beispielsweise vorgesehen, dass der positive Temperaturkoeffizient eines LED-Chips überwiegen soll, so muss der absolute Betriebsstrom erhöht werden, da so der Anteil des Serienwiderstands, der durch die Querleitfähigkeit vorgegeben ist, gegenüber dem Bandlückenanteil überwiegt. In einer Weiterbildung emittiert die LED- Beleuchtungsvorrichtung temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht. Die LED-Beleuchtungsvorrichtung
emittiert insbesondere Mischstrahlung der von dem ersten LED- Chip emittierten Strahlung und der von dem zweiten LED-Chip emittierten Strahlung. Die Abstrahlcharakteristik der
Mischstrahlung weist dabei im Wesentlichen keine
Temperaturabhängigkeiten auf, da sich die
Temperaturabhängigkeiten der einzelnen LED-Chips im Betrieb kompensieren oder aufeinander synchronisiert sind. So kann eine LED-Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden, die mit zunehmender sowie abnehmender Temperatur Mischstrahlung mit gleichem Farbort emittiert. Der üblicherweise mit steigender Temperatur auftretende Blaustich beziehungsweise der mit sinkender Temperatur auftretende Rotstich kann so reduziert beziehungsweise vermieden werden.
In einer Weiterbildung emittiert die LED- Beleuchtungsvorrichtung temperaturunabhängig eine
Mischstrahlung mit einem konstanten Farbort. Der von der Vorrichtung emittierte Farbort ist somit unabhängig von einer im Betrieb auftretenden Temperaturveränderung. Mit konstantem Farbort bedeutet dabei insbesondere, dass die Mischstrahlung abhängig von der Augenempfindlichkeitsverteilung des
menschlichen Auges einen konstanten Farbort aufweist, der also geringe Abweichungen aufweisen kann, die jedoch mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar sind.
In einer Weiterbildung ist die Änderung der
Abstrahlcharakteristiken eine Verschiebung der emittierten Wellenlänge und/oder eine Leistungsänderung. Der erste LED-Chip emittiert insbesondere Strahlung einer ersten Wellenlänge. Der zweite LED-Chip emittiert Strahlung einer zweiten Wellenlänge, die vorzugsweise von der ersten Wellenlänge verschieden ist. Die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge verschieben sich im Betrieb der
Vorrichtung temperaturabhängig, wobei vorteilhafterweise die Verschiebung der ersten Wellenlänge die Verschiebung der zweiten Wellenlänge kompensiert oder diese synchron
zueinander verlaufen, so dass die Mischstrahlung unabhängig von der Temperaturveränderung eine ähnliche Farbtemperatur aufweist. Unter ähnlicher Farbtemperatur ist insbesondere zu verstehen, dass eine eventuell auftretende Schwankung der Farbtemperatur mit dem bloßen menschlichen Auge nicht
wahrnehmbar ist.
In einer Weiterbildung ist die temperaturabhängige Änderung der ersten Abstrahlcharakteristik der temperaturabhängigen Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik entgegengerichtet oder verläuft synchron zur temperaturabhängigen Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik. Durch Überlagerung der von den LED-Chips emittierten Strahlungen heben sich so
beispielsweise die temperaturabhängige Änderung des ersten LED-Chips und die temperaturabhängige Änderung des zweiten LED-Chips gegeneinander zumindest teilweise auf.
Die LED-Chips weisen jeweils bevorzugt eine
Halbleiterschichtenfolge auf, die eine aktive Schicht
enthält. Die Halbleiterschichtenfolge enthält dabei
mindestens ein III/V-Halbleitermaterial zur
Strahlungserzeugung. Die aktive Schicht enthält jeweils vorzugsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single Quantum Well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multi Quantum Well) zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung
Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung
hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und
Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.
In einer Weiterbildung emittiert der erste LED-Chip
mintfarbene Strahlung. Beispielsweise liegt die von dem ersten LED-Chip emittierte Strahlung in einem
Wellenlängenbereich zwischen 480 und 520 nm.
In einer Weiterbildung emittiert der zweite LED-Chip
amberfarbene Strahlung. Beispielsweise liegt die von dem zweiten LED-Chip emittierte Strahlung in einem
Wellenlängenbereich zwischen 600 und 630 nm, vorzugsweise 615 nm.
Zur Kompensation beziehungsweise Synchronisation der
temperaturabhängigen Verhalten des ersten und zweiten LED- Chips wird dabei der mintfarbene LED-Chip so ausgestaltet, dass mit zunehmender Temperatur die Spannung zunimmt und die Spannung der amberfarbenen LED-Chips abnimmt. Beispielsweise nimmt durch diese Ausgestaltung das Licht des amberfarbenen LED-Chips weniger ab als ohne Kompensation. Im Idealfall entspricht dadurch die Lichtabnahme des amberfarbenen LED- Chips der Lichtabnahme des mintfarbenen LED-Chips. Hierdurch werden vorteilhafterweise die Temperaturabhängigkeit der verwendeten LED-Chips synchronisiert.
Alternativ emittiert der erste LED-Chip blaue Strahlung und der zweite LED-Chip rote Strahlung. Hierbei ist zu beachten, dass die Leistung eines blauen LED-Chips mit steigender
Temperatur weniger abnimmt als die Leistung des roten LED- Chips. Die LED-Chips werden daher derart ausgestaltet, dass die Leistungsabnahme dieser LED-Chips synchron zueinander verläuft, sodass die von der Vorrichtung emittierte
Mischstrahlung einen stabilen Farbort aufweist.
In einer Weiterbildung emittiert die LED- Beleuchtungsvorrichtung Mischstrahlung im weißen
Spektralbereich, vorzugsweise im warmweißen Spektralbereich. Die Mischstrahlung ist dabei unabhängig von einer im Betrieb auftretenden Temperaturveränderung .
Ein Verfahren zum Herstellung zumindest einer LED- Beleuchtungsvorrichtung, die einen ersten LED-Chip und einen zweiten LED-Chip umfasst, weist folgende Verfahrensschritte auf :
- Herstellen einer Mehrzahl von ersten LED-Chips, die
geeignet sind, jeweils Strahlung mit einer ersten
Abstrahlcharakteristik zu emittieren,
- Herstellen einer Mehrzahl von zweiten LED-Chips, die geeignet sind, jeweils Strahlung mit einer zweiten
Abstrahlcharakteristik zu emittieren,
- Messen von temperaturabhängigen Änderungen der ersten
Abstrahlcharakteristiken der ersten LED-Chips,
- Messen von temperaturabhängigen Änderungen der zweiten Abstrahlcharakteristiken der zweiten LED-Chips, und
- Kombinieren der LED-Chips zu Gruppen von jeweils mindestens einem ersten LED-Chip und einem zweiten LED-Chip derart, dass sich die temperaturabhängige Änderung der ersten
Abstrahlcharakteristik und die temperaturabhängige Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik zumindest teilweise kompensieren oder synchron zueinander verlaufen. Die in Verbindung mit der LED-Beleuchtungsvorrichtung
genannten Merkmale und Vorteile gelten auch für das
Verfahren, und umgekehrt. Durch die intelligente Kombination von LED-Chips mit
unterschiedlichen Temperaturverhalten können Änderungen in der Abstrahlcharakteristik derart aufgehoben oder
synchronisiert werden, dass die LED-Vorrichtung insgesamt Mischstrahlung emittiert, die temperaturabhängig eine für das menschliche Auge konstante Abstrahlcharakteristik aufweist.
Die Selektion der LED-Chips einer Beleuchtungsvorrichtung erfolgt vorteilhafterweise so, dass die temperaturbedingte Leistungsabnahme der LED-Chips ähnlich oder gleich ist. Dies erfolgt beispielsweise durch Wahl des Betriebsstroms bei einer Anordnung der LED-Chips in einer Reihenschaltung, durch Wahl der Operationsspannung bei einer Anordnung der LED-Chips in einer Parallelschaltung oder durch eine Selektion
passender LED-Chips für die Beleuchtungsvorrichtung.
Alternativ kann die Kompensation oder Synchronisation der temperaturabhängigen Änderungen der LED-Chips durch das
Design der LED-Chips erzielt werden. Beispielsweise wird hierzu die Temperaturabhängigkeit des Stroms von der Spannung eingestellt beziehungsweise verändert. Dies erfolgt
beispielsweise über die Gewichtung von Serienwiderstand zur Spannung und zum Kontakt-Schottky-Widerstand .
In einer Weiterbildung emittiert die LED- Beleuchtungsvorrichtung temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht. Temperaturabhängige Verschiebungen in der Wellenlänge der Mischstrahlung sind dabei vorzugsweise so gering, dass die emittierte Mischstrahlung
temperaturunabhängig im gleichen Farbortbereich liegt. In einer Weiterbildung wird der erste LED-Chip derart
ausgebildet wird, dass dieser die temperaturabhängige
Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik des zweiten LED- Chips kompensiert oder synchron hierzu verläuft. Der erste LED-Chip wird dabei derart ausgebildet, dass sich seine resultierende Temperaturabhängigkeit derart verändert, dass diese der Temperaturabhängigkeit des zweiten LED-Chips entgegengerichtet ist oder synchron dazu verläuft.
Beispielsweise ist der erste LED-Chip ein mintfarbener LED- Chip, bei dem zur Kompensation ein lateraler Abstand zwischen n-Kontakt und p-Kontakt erhöht wird. Dadurch erhöht sich in der Temperaturabhängigkeit des ersten LED-Chips der Anteil des Serienwiderstandes mit positivem Temperaturkoeffizient. Ist der zweite LED-Chip ein amberfarbener LED-Chip, so verläuft mittels eines derart ausgestalteten mintfarbenen LED-Chips das Temperaturverhalten des ersten LED-Chips synchron zum Temperaturverhalten des zweiten LED-Chips.
Alternativ wird zur Kompensation oder Synchronisation der erste LED-Chip derart ausgebildet, dass der Betriebsstrom des ersten LED-Chips erhöht wird. Auch damit erzielt man in der Temperaturabhängigkeit des ersten LED-Chips eine Erhöhung des Anteils des Serienwiderstandes mit positivem
Temperaturkoeffizient, womit das Temperaturverhalten des amberfarbenen LED-Chips und des mintfarbenen LED-Chips zueinander synchronisiert werden kann. In einer Weiterbildung werden in einem gemeinsamen Verfahren eine Mehrzahl von LED-Beleuchtungsvorrichtungen hergestellt, wobei jeweils eine LED-Beleuchtungsvorrichtung mindestens einen ersten LED-Chip und einen zweiten LED-Chip umfasst, die jeweils derart kombiniert werden, dass sich die
temperaturabhängige Änderung der ersten
Abstrahlcharakteristik des ersten LED-Chips und die
temperaturabhängige Änderung der zweiten
Abstrahlcharakteristik des zweiten LED-Chips zumindest teilweise kompensieren oder synchron zueinander verlaufen. Hierzu kann beispielsweise der erste LED-Chip derart
ausgestaltet sein, dass das von dem ersten LED-Chip
emittierte Licht temperaturabhängig weniger abnimmt, sodass im Idealfall dieser Lichtabfall dem Lichtabfall des zweiten LED-Chips entspricht oder zumindest ähnlich zu diesem
verläuft. Mögliche Ausgestaltungen der LED-Chips sind bereits weiter vorne in dieser Patentanmeldung erörtert und werden daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert.
In einer Weiterbildung werden die LED-Beleuchtungsvorrichtung jeweils mit einer Gruppe von LED-Chips bestückt. Die Gruppe von LED-Chips setzt sich dabei zumindest aus einem ersten LED-Chip und einem zweiten LED-Chip zusammen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigen :
Figur 1 einen schematischen Querschnitt eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen LED- BeieuchtungsVorrichtung,
Figur 2 ein schematisches Flussdiagramm in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, und Figur 3 ein Diagramm betreffend die Temperaturabhängigkeit der Spannung bei verschiedenen Strömen.
In den Figuren können gleiche oder gleichwirkende
Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Bestandteile und deren
Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne
Bestandteile, wie beispielsweise Schichten, Strukturen, Komponenten und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
In Figur 1 ist eine LED-Beleuchtungsvorrichtung 10 gezeigt, die einen Trägerkörper 3, einen darauf angeordneten ersten LED-Chip 1 und einen auf dem Trägerkörper 3 angeordneten zweiten LED-Chip 2 aufweist. Der Trägerkörper 3 ist
beispielsweise eine Leiterplatte oder ein PCB (Printed
Circuit Board) . Alternativ können auf dem Trägerkörper 3 eine Mehrzahl von LED-Chips angeordnet sein (nicht dargestellt) .
Die LED-Chips 1, 2 weisen jeweils eine aktive Schicht auf, die geeignet ist, elektromagnetische Strahlung im Betrieb zu erzeugen. Die LED-Chips 1, 2 sind beispielsweise in
Dünnfilmbauweise ausgeführt. Insbesondere umfassen die LED- Chips 1, 2 bevorzugt epitaktisch abgeschiedene Schichten, die jeweils den LED-Chip bilden. Die Schichten der LED-Chips 1, 2 basieren bevorzugt auf einem III/V- Verbindungshalbleitermaterial .
Die LED-Chips 1, 2 weisen jeweils eine
Strahlungsaustrittsseite auf, die von dem Trägerkörper 3 abgewandt ist. Aus der Strahlungsaustrittsseite tritt vorzugsweise jeweils größtenteils die von den LED-Chips emittierte Strahlung aus. Beispielsweise sind die LED-Chips 1, 2 oberflächenemittierende Chips. Der erste LED-Chip 1 ist geeignet, im Betrieb Strahlung mit einer ersten Abstrahlcharakteristik AI zu emittieren. Der zweite LED-Chip 2 ist geeignet, im Betrieb Strahlung mit einer zweiten Abstrahlcharakteristik A2 zu emittieren. Die Abstrahlcharakteristiken AI, A2 umfassen dabei beispielsweise die Wellenlänge, den Farbort und/oder die Helligkeit der von den LED-Chips 1, 2 emittierten Strahlung.
Der erste LED-Chip 1 emittiert vorzugsweise mintfarbene
Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 480 und
520 nm. Der zweite LED-Chip 2 emittiert bevorzugt
amberfarbene Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 600 nm und 630 nm, vorzugsweise 615 nm. Eine Kombination eines mintfarbenen LED-Chips mit einem amberfarbenen LED-Chip eignet sich insbesondere zur Erzeugung einer Mischstrahlung mit einem warmweißen Farbort. Insbesondere überlagert sich im Betrieb die von dem ersten LED-Chip 1 emittierte Strahlung mit der von dem zweiten LED-Chip 2 emittierte Strahlung, so dass die Beleuchtungsvorrichtung insgesamt Mischstrahlung Ag emittiert .
Die LED-Chips 1, 2 verhalten sich bei unterschiedlichen
Temperaturen unterschiedlich. Beispielsweise nimmt die emittierte Leistung unterschiedlich ab und/oder die
Wellenlängen der emittierten Strahlung verschieben sich unterschiedlich. Insbesondere weisen die erste
Abstrahlcharakteristik AI und die zweite
Abstrahlcharakteristik A2 temperaturabhängige Änderungen
ΔΑιτ , ΔΑ2τ auf. Derartige temperaturabhängige Änderungen führen herkömmlicherweise zu einer Veränderung des Farborts der Mischstrahlung Ag. Beispielsweise wird die ursprünglich warmweiße Strahlung blaustichig, wenn die Temperatur steigt, oder rotstichig, wenn die Temperatur sinkt.
Dieser Effekt wird mit der vorliegenden Vorrichtung 10 verringert oder vermieden, indem sich die temperaturabhängige Änderung AAiT der ersten Abstrahlcharakteristik AI und die temperaturabhängige Änderung ΔΑ2Τ der zweiten
Abstrahlcharakteristik A2 im Betrieb zumindest teilweise kompensieren oder synchron zueinander verlaufen. Aufgrund dieser Kompensation oder Synchronisation der Änderungen kann eine Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden, die vorzugsweise temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht
emittiert. Die LED-Beleuchtungsvorrichtung 10 emittiert somit temperaturunabhängig eine Mischstrahlung Ag mit einem
konstanten Farbort. Konstanter Farbort bedeutet insbesondere, dass Abweichungen im Farbort mit dem bloßen menschlichen Auge nicht wahrnehmbar sind. Die Beleuchtungsvorrichtung,
insbesondere die Mischstrahlung, ist somit insbesondere unabhängig von einer im Betrieb auftretenden
Temperaturveränderung .
Dabei können die Änderungen der ersten Abstrahlcharakteristik AI und der zweiten Abstrahlcharakteristik A2 zwar mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar sein, die Überlagerung der von den LED-Chips emittierten Strahlungen, also die
Mischstrahlung Ag, weist dabei jedoch höchstens eine
temperaturabhängige Änderung auf, die mit dem bloßen
menschlichen Auge abhängig von der Augenempfindlichkeitskurve nicht wahrnehmbar ist. Um eine derartige Kompensation oder Synchronität der
Änderungen der Abstrahlcharakteristiken zu bewirken, ist die temperaturabhängige Änderung AAiT der ersten
Abstrahlcharakteristik AI der temperaturabhängigen Änderung ΔΑ2Τ Änderung der zweiten Abstrahlcharakteristik A2
entgegengerichtet oder synchron zueinander gerichtet. Der erste LED-Chip 1 wird somit so ausgebildet, dass mit
zunehmender Temperatur die Spannung zunimmt, für den Fall, dass mit zunehmender Temperatur die emittierte Leistung bei gleichem beziehungsweise unverändertem Strom weniger stark abnimmt als die emittierte Leistung des zweiten LED-Chips 2. Dadurch reduzieren sich Strom und damit Licht des ersten LED- Chips mit zunehmender Temperatur, sodass sich die
Leistungsabnahme des ersten LED-Chips 1 an die
Leistungsabnahme des zweiten LED-Chips 2 angleicht. Hierdurch kann erzielt werden, dass die Temperaturabhängigkeiten hinsichtlich der Leistung des zweiten LED-Chips und des ersten LED-Chips synchronisiert werden, und so der Farbort temperaturunabhängig stabil bleibt.
Die Änderung AAiT, ΔΑ2Τ der Abstrahlcharakteristiken AI, A2 zeigt sich beispielsweise durch eine Verschiebung der
emittierten Wellenlänge, also des Farborts, und/oder durch eine Leistungsänderung.
Beispielsweise emittiert der erste LED-Chip Strahlung einer ersten Wellenlänge und der zweiten LED-Chip Strahlung einer zweiten Wellenlänge, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet. Im Betrieb der LED-Chips verschieben sich temperaturabhängig die erste Wellenlänge und die zweite
Wellenlänge, wobei die Verschiebung der ersten Wellenlänge der Verschiebung der zweiten Wellenlänge derart
entgegengerichtet ist oder zu dieser synchron verläuft, dass sich insgesamt die Verschiebungen zumindest teilweise
kompensieren beziehungsweise synchronisieren, so dass die Vorrichtung Mischstrahlung mit einem konstanten Farbort emittiert, die sich aus einer Überlagerung der Strahlung des ersten LED-Chips und der emittierten Strahlung des zweiten LED-Chips zusammensetzt.
Die LED-Chips einer Beleuchtungsvorrichtung werden somit derart ausgebildet, dass ermittelte Temperaturabhängigkeiten in der von der Vorrichtung 10 emittierten Mischstrahlung nicht sichtbar sind. Es werden also LED-Chips mit
unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten so kombiniert, dass auf eine aufwendige Stromsteuerung beziehungsweise
Farbortmessung im Betrieb der LED-Chips verzichtet werden kann, wodurch sich die Kosten einer derartigen
Weißlichtvorrichtung vorteilhafterweise reduzieren.
Zur Kompensation oder Synchronisation der Änderungen in der Abstrahlcharakteristik kann beispielsweise der erste LED-Chip 1 derart ausgebildet sein, dass ein lateraler Abstand
zwischen n-Kontakt und p-Kontakt des ersten LED-Chips 1 erhöht wird. Aufgrund dieser Erhöhung erhöht sich mit Vorteil der Anteil des Serienwiderstands mit positiven
Temperaturkoeffizienten in der Temperaturabhängigkeit des ersten LED-Chips, wodurch der Temperaturabhängigkeit des zweiten LED-Chips entgegengewirkt oder diese synchronisiert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann der erste LED-Chip zur
Kompensation oder Synchronisation derart ausgebildet sein, dass der Betriebsstrom des ersten LED-Chips 1 erhöht wird. Dadurch kann ebenfalls der Effekt der Erhöhung des Anteils des Serienwiderstandes mit positiven Temperaturkoeffizienten in der Temperaturabhängigkeit des LED-Chips erzielt werden. Das kann zum Beispiel dadurch erzeugt werden, indem der erste LED-Chip 1 in Serie verschaltet ist mit einer Mehrzahl von zweiten LED-Chips 2, die untereinander parallel geschaltet sind (nicht dargestellt) . So teilt sich der Strom, der komplett durch den ersten LED-Chip 1 fliest, auf die zweiten LED-Chips 2 auf, sodass die Stromstärke durch die zweiten LED-Chips 2 geringer ist als die Stromstärke durch den ersten LED-Chip 1. Allgemein kann eine Mehrzahl von n ersten LED- Chips, die untereinander parallel geschaltet sind, in Serie verschaltet sein mit einer Mehrzahl von m zweiten LED-Chips, die auch untereinander parallel geschaltet sind, wobei n kleiner als m ist. Dabei bezeichnen n und m jeweils die
Anzahl oder Stückzahl der jeweiligen LED-Chips 1, 2.
In Figur 2 ist ein Flussdiagramm zur Herstellung einer LED- Beleuchtungsvorrichtung gezeigt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 dargestellt ist. Im
Verfahrensschritt VI werden eine Mehrzahl von ersten LED- Chips und eine Mehrzahl von zweiten LED-Chips hergestellt, die jeweils geeignet sind, Strahlung mit einer ersten
beziehungsweise zweiten Abstrahlcharakteristik zu emittieren. Die ersten LED-Chips sind vorzugsweise mintfarbene LED-Chips, die also Strahlung im mintfarbenen Farbortbereich emittieren. Die zweiten LED-Chips sind vorzugsweise amberfarbene LED- Chips, also LED-Chips, die Strahlung im amberfarbenen
Farbortbereich emittieren.
Nach Fertigstellung der ersten und zweiten LED-Chips werden im Verfahrensschritt V2 die temperaturabhängigen Änderungen der ersten beziehungsweise zweiten Abstrahlcharakteristiken gemessen . Im Verfahrensschritt V3 werden anschließend die LED-Chips zu Gruppen von jeweils mindestens einem ersten LED-Chip und einem zweiten LED-Chip kombiniert. Dabei werden die LED-Chips mit unterschiedlichen Temperaturverhalten derart kombiniert, dass eine Kompensation oder Synchronität der
unterschiedlichen Temperaturverhalten erzielt werden kann. Insbesondere werden die Gruppen von LED-Chips derart
kombiniert, dass sich die temperaturabhängige Änderung der ersten Abstrahlcharakteristik des ersten LED-Chips und die temperaturabhängige Änderung der zweiten
Abstrahlcharakteristik des zweiten LED-Chips zumindest teilweise kompensieren oder zueinander synchron verlaufen. Beispielsweise kompensieren sich die Änderungen vollständig.
Es findet also im Herstellungsverfahren aufgrund von
Messungen der Temperaturabhängigkeiten der
Abstrahlcharakteristiken eine intelligente Kombination der einzelnen LED-Chips statt, so dass eine LED- Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden kann, die
temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht
emittiert. Unabhängig von einer im Betrieb auftretenden
Temperaturveränderung weist die von der Vorrichtung
emittierte Mischstrahlung so einen nahezu konstanten Farbort auf .
Das Herstellungsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 eignet sich auch zur Herstellung einer Mehrzahl von LED-Beleuchtungsvorrichtungen in einem gemeinsamen Verfahren. Dabei werden vorzugsweise jeweils eine LED- Beleuchtungsvorrichtung mit einer Gruppe von LED-Chips bestückt, wobei die LED-Chips der einzelnen
Beleuchtungsvorrichtungen derart kombiniert sind, dass sich die temperaturabhängigen Änderungen in den Abstrahlcharakteristiken jeweils kompensieren oder synchron zueinander verlaufen, so dass jede Beleuchtungsvorrichtung im Betrieb temperaturunabhängig gleichfarbiges Licht emittiert.
In Figur 3 ist die Temperaturabhängigkeit der Spannung bei verschiedenen Strömen in einem Diagramm dargestellt.
Insbesondere sind acht Messkurven UiT bis UST in dem Diagramm eingezeichnet, wobei sich der Strom von UiT bis UST von 1 mA bis 1000 mA erhöht. Die Messkurve UiT basiert auf Strömen von 1 mA, die Messkurve U2T auf Strömen von 5 mA, die Messkurve U3T auf Strömen von 10 mA, die Messkurve auf Strömen von 50 mA, die Messkurve UsT auf Strömen von 100 mA, die
Messkurve U6T auf Strömen von 500 mA, die Messkurve U7 T auf Strömen von 750 mA und die Messkurve UST auf Strömen von 1000 mA.
Wie in dem Diagramm gezeigt, nimmt für kleine Ströme die Spannung mit zunehmender Temperatur ab, siehe beispielsweise die Messkurven von UiT bis U6T · Bei Strömen zwischen 750 mA, vorliegend als U7T, und 1000 mA, vorliegend als Όβτ,
verschwindet die Temperaturabhängigkeit. Bei Strömen von über 1000 mA nimmt die Spannung zu (nicht dargestellt) .
Eine Ermittlung beziehungsweise Bestimmung dieser
Temperaturabhängigkeiten abhängig vom Betriebsstrom kann dazu verwendet werden, die LED-Chips für eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, wie in Verbindung mit den
Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 erläutert,
intelligent zu kombinieren.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den
Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombinationen selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben sind.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutsche Patentanmeldung 10 2011 010 752.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) mit zumindest einem ersten LED-Chip (1) und zumindest einem zweiten LED-Chip ( 2 ) , wobei
- der erste LED-Chip (1) geeignet ist, Strahlung mit einer ersten Abstrahlcharakteristik (AI) zu emittieren,
- der zweite LED-Chip (2) geeignet ist, Strahlung mit einer zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) zu emittieren, - die erste Abstrahlcharakteristik (AI) und die zweite
(A2) Abstrahlcharakteristik temperaturabhängige
Änderungen (AAiT, ΔΑ2τ) aufweisen, und
- sich die temperaturabhängige Änderung (AAiT) der ersten Abstrahlcharakteristik (AI) und die temperaturabhängige Änderung (ΔΑ2τ) der zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) im Betrieb zumindest teilweise kompensieren oder so aufeinander synchronisiert sind, dass der Farbort einer von der LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) emittierten Mischstrahlung (Ag) stabil ist.
2. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht (Ag) emittiert.
3. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) temperaturunabhängig die Mischstrahlung (Ag) mit einem konstanten Farbort emittiert .
4. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Änderung (ΔΑιΤ, ΔΑ2τ) der Abstrahlcharakteristiken (AI, A2 ) eine Verschiebung der emittierten Wellenlänge und/oder eine Leistungsänderung ist.
5. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei
die temperaturabhängige Änderung (ΔΑιΤ) der ersten
Abstrahlcharakteristik (AI) der temperaturabhängigen Änderung (ΔΑ2τ) der zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) entgegengerichtet ist oder synchron zu dieser verläuft.
6. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei
der erste LED-Chip (1) mintfarbene Strahlung emittiert.
7. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei
der zweite LED-Chip (2) amberfarbene Strahlung emittiert.
8. LED-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
die Mischstrahlung (Ag) im weißen Spektralbereich
emittiert .
9. Verfahren zum Herstellen zumindest einer LED-
Beleuchtungsvorrichtung (10), die einen ersten LED-Chip (1) und einen zweiten LED-Chip (2) umfasst, mit den
Verfahrensschritten :
- Herstellen einer Mehrzahl von ersten LED-Chips (1), die geeignet sind, jeweils Strahlung mit einer ersten
Abstrahlcharakteristik (AI) zu emittieren, - Herstellen einer Mehrzahl von zweiten LED-Chips (2), die geeignet sind, jeweils Strahlung mit einer zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) zu emittieren,
- Messen von temperaturabhängigen Änderungen (ΔΑιΤ) der ersten Abstrahlcharakteristiken (AI) der ersten LED-Chips
(1) ,
- Messen von temperaturabhängigen Änderungen (ΔΑ2τ) der zweiten Abstrahlcharakteristiken (A2) der zweiten LED- Chips ( 2 ) , und
- Kombinieren der LED-Chips (1, 2) zu Gruppen von jeweils mindestens einem ersten LED-Chip (1) und einem zweiten LED-Chip (2) derart, dass sich die temperaturabhängige Änderung (ΔΑιΤ) der ersten Abstrahlcharakteristik (AI) des ersten LED-Chips (1) und die temperaturabhängige Änderung (ΔΑ2τ) der zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) des zweiten LED-Chips (2) zumindest teilweise
kompensieren oder synchron zueinander verlaufen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei
die LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) temperaturunabhängig im Betrieb gleichfarbiges Licht (Ag) emittiert.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei
der erste LED-Chip (1) derart ausgebildet wird, dass dieser die temperaturabhängige Änderung (ΔΑ2τ) der zweiten Abstrahlcharakteristik (A2) des zweiten LED-Chips
(2) kompensiert oder synchronisiert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei
zur Kompensation ein lateraler Abstand zwischen n-Kontakt und p-Kontakt des ersten LED-Chips (1) erhöht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei zur Kompensation der Betriebsstrom des ersten LED-Chips (1) erhöht wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, bei dem in einem gemeinsamen Verfahren eine
Mehrzahl von LED-Beleuchtungsvorrichtungen (10) hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, mit dem zusätzlichen Verfahrensschritt:
- Bestücken jeweils einer LED-Beleuchtungsvorrichtung (10) mit einer Gruppe von LED-Chips (1, 2) .
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