具有led芯片的led模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有多個第一 LED芯片和多個第二 LED芯片的LED模塊。
【背景技術】
[0002]與傳統的白熾燈或者還有熒光燈相比，目前研發的光電子光源的特征例如能夠在于改進的能量效率。術語“LED”在本公開的范圍中通常涉及發射輻射的、例如由半導電的材料構成的光電子器件、例如涉及有機發光二極管或者優選無機發光二極管。在設計具有多個LED的發光機構、即所謂的LED模塊時的挑戰，除了例如設定特定的色坐標外，例如也能夠在于:實現特定的光密度分布，即優化發射的光的角分布和面分布。
[0003]本發明基于如下技術問題:提出一種尤其有利的LED模塊。
【發明內容】
[0004]根據本發明，一種具有多個自身未封裝的第一 LED芯片和多個自身未封裝的第二LED芯片的LED模塊解決該問題，所述第一 LED芯片分別設計用于在相應的光放射面處發射第一顏色的光，所述第二 LED芯片設計用于在相應的光放射面上(也僅稱為“放射面”)發射與第一顏色不同的第二顏色的光，其中LED芯片共同地設置在一個殼體中并且第二 LED芯片的相應的光放射面比第一 LED芯片的相應的光放射面小至少25%，由此第一 LED芯片的光放射面的總和(“總放射面”)比第二 LED芯片的光放射面的總和大至少50%。
[0005]因此，在根據本發明的LED模塊中，至少設有第一和第二 LED芯片，更確切地說，分別以一定數量(分別至少兩個、通常顯著更多)設置；在此，第一 LED芯片在LED模塊運行時發射第一顏色的光，并且第二 LED芯片發射第二顏色的光。由LED模塊整體發射的光是通過混合分別由各個LED芯片發射的光而獲得的、具有相應的混合顏色的混合光。
[0006]因此，具體而言，第一 LED芯片例如能夠發射綠色光或者紅色光并且第二 LED芯片發射藍色光，并且混合光在這種情況下例如能夠獲得青綠色或者紫色的混合顏色。這應僅說明在下文中詳細闡述的發明思想的一般性；然而一個優選的應用情況涉及白色的混合光。
[0007]因此，本發明現在涉及這種LED模塊，更確切地說，特別是涉及第二 LED芯片的相應的光放射面的尺寸設計，或者說，涉及其在第二 LED芯片的總放射面不改變的情況下引起相同的結果而適配調整第二 LED芯片的數量。簡言之，同樣大小的第一和第二 LED芯片不像通常那樣集成到LED模塊中，而是設有相對更小的第二 LED芯片，以便能夠獲得和設置相應更大數量的第二 LED芯片。
[0008]就此而言，這例如能夠提供如下優點:(與具有同樣大小的第一和第二 LED芯片的參考情況相比)更大數量的第二 LED芯片可更均勻地分配到設置面上。通過更大數量的第二 LED芯片，在分配時存在更多的自由度；相應地，第二顏色的光能夠更均勻地分配到設置面之上，并且與其它(多個)顏色的光的混勻能夠被改進。
[0009]在總放射面不同的情況下，因此，當第一 LED芯片的總放射面比第二 LED芯片的總放射面大至少50%、以如下順序遞增優選為至少100%,150%,200%,250%,300%,350%、400%、450%或500%時，根據本發明相對于第一 LED芯片“縮小”第二 LED芯片是令人感興趣的。因此，如果第一和第二 LED芯片如通常那樣設有相同的大小，那么第一 LED芯片的數量能是第二芯片的數量的數倍、例如甚至5或者10倍。
[0010]即使在白色的混合光的情況下第一 LED芯片的總放射面也能夠與第二 LED芯片的放射面不同的原因能夠在于不同顏色的LED芯片的不同的效率。如果例如InGaN-LED設置作為藍色的第二 LED芯片并且具有綠色的發光材料的InGaN-LED設置作為綠色的第一 LED芯片，那么對于設定白色的混合光(與紅色的第三LED—起)所必需的綠色的第一 LED芯片的總放射面比InGaN-LED的總放射面更大。因此，綠色的LED芯片的色坐標在許多情況下例如與藍色的LED芯片的色坐標相比更靠近混合光的期望的色坐標；簡言之，因此必須混入更多的綠色光。
[0011]設有綠色的發光材料的InGaN-LED的該實例此外說明:只要在本公開的范圍內將“在光放射面處發射的光的顏色”作為參考，這就不必強制性地涉及原本由外延層發射的光；然而顏色說明例如也能夠(只要設有的話)與由施加到相應的LED芯片上的發光材料層所發射的光相關。因此，隨后發光材料層的與LED芯片相反的一側是“放射面”，并且發光材料層就此而言是相應的LED芯片的一部分；光在此能夠僅僅是由發光材料發射的轉換光(全轉換)或者是由此與例如由外延層原本發射的光的混合(部分轉換)。
[0012]為了簡單起見，替代于“一種顏色的光”或其混合，也僅談及LED芯片的顏色或者LED模塊的混合顏色或者也進一步簡化地僅將“紅色的”、“綠色的”或者“藍色的” LED芯片作為參考。
[0013]由于不同的總放射面，在任何情況下雖然可能將大數量的第一芯片設置在設置面上，然而由于僅非常小數量的第二 LED芯片(例如也僅一個唯一的第一 LED芯片，參見第一實施例)僅在最小范圍內實現“交替的”相鄰性。首先，第一 LED芯片可能(由于其大的數量)彼此相鄰地并且例如圍繞唯一的第二 LED芯片編組。因此，可能由設置面的在任何情況下均非常小的面區域發射第二顏色的光從而為了混勻光而因此必須以在LED下游設置的方式設有相應強散射的散射機構，然而這會提高光損失進而減少效率。
[0014]與此相對，通過根據本發明以相應更大的數量設置更小的第二 LED芯片，可改進混勻并且例如設有不易引起損失的散射機構或即使在完全沒有散射機構的情況下也實現充分的混勻，這提高了模塊的能量效率。
[0015]第二 LED芯片的光放射面因此比第一 LED芯片的光放射面小至少25%、以如下順序遞增優選為至少35 %、45 %、55 %、65 %、75 %、85 %或95 %。這種關系對于第二 LED芯片中的至少兩個是滿足的、即對于通過較大的LED芯片的假設的“劃分”所產生的至少兩個第二 LED芯片(并且在參考情況下在設計上為一個)是滿足的；優選所有的第二 LED芯片滿足所述關系。
[0016]此外，第二 LED芯片另一方面分別與至少一個、優選與每個第一 LED芯片滿足相互關系。尤其優選的是，第一和第二 LED芯片在此彼此分別具有相同的大小(并且第一 /第二 LED芯片的光放射面彼此分別是同樣大的)。
[0017]因此，除了第一 /第二 LED芯片之間的大小差異之外，放射面的大小(進而最終芯片大小)盡可能小地改變。其原因是:不同大小的LED芯片會提高生產耗費，例如在裝配承載LED芯片的載體板時提高生產耗費；這例如能夠是下述情況:不同大的LED芯片不能夠借助相同的工具拾取和放置(Pick and place) 0因此，原則上就此而言致力于設有盡可能同樣大的LED芯片。
[0018]與因數量增大而改進的光混勻無關，設定特定數量的一種顏色的LED芯片也能夠關于同時對LED支路進行供電的共同的驅動電子裝置提供優點，其中所述LED芯片共同地作為“支路”例如以串聯連接的方式運行。因此，借助放射面的根據本發明的大小調整，能夠將每個支路的串聯連接的LED芯片的數量設定為，使得對于每個支路大致存在存在相同的電壓降。
[0019]然而，通常根據本發明的數量增加顯然不受限于該驅動器設計。一種顏色的LED芯片例如也能夠并聯連接；通過對支路上的并聯連接的LED芯片進行數量調整，因此對于各個支路而言能夠實現大致相同的電流。驅動電子裝置能夠與之相對應地對各個支路用大致相同的電流供電，并且于是例如可通過脈寬調制來設定光色。
[0020]例如在之前提到的“電壓調整”的背景下，本發明就此而言與獨立權利要求的特征無關也涉及一種具有多個本身未封裝的第一 LED芯片和多個本身未封裝的第二 LED芯片的LED模塊，其中所述第一 LED芯片分別設計用于在相應的光放射面處發射第一顏色的光，其中所述第二 LED芯片分別設計用于在相應的光放射面處發射與第一顏色不同的第二顏色的光，其中LED芯片共同地設置在一個殼體中，并且第二 LED芯片的相應的光放射面比第一LED芯片的相應的光放射面小至少25%。因此，在其相應的放射面中被調整的LED芯片的設置也應明確地與第一和第二 LED芯片的總放射面的比例無關地被公開，因為總放射面至少大致不改變落在支路上的電壓。
[0021]然而，其余在本申請的范圍中公開的特征、例如關于放射面的大小比例的優選的區間極限、關于多少LED芯片滿足相互關系的說明、或者優選的空間設置可能性，也應明確地適用于在之前段落中所提到的(與總放射面無關的)具有大小不同的相應的放射面的實施方式。在上述段落的術語中保持不變的情況下，于是，第二 LED芯片例如能夠是紅色的LED芯片并且第一 LED芯片是綠色的LED芯片(并且就此而言針對紅色/綠色LED的公開內容的特性也在該上下文中公開)。
[0022]通常，在根據本發明的LED模塊中共同封裝的LED芯片本身未封裝，因此，所述LED芯片例如并非之前單獨地設置到各一個固有的殼體中并且分別單獨地例如以硅酮來囊封；而是代替于此，LED芯片共同地被封裝，即例如設置到共同的載體板上、被電連接并且隨后用包套材料來包覆、即例如填充、例如用硅酮來填充。“填充”例如也能夠通過印刷和噴射進行，其中通過(借助于壓力或者無壓力的)澆注進行的填充是尤其優選的。LED芯片關于主放射方向優選由一件式的(單片的)包套材料遮蓋，所述包套材料尤其優選接觸放射面并且必要時也接觸LED芯片的側面(的區域)。
[0023]載體板能夠提供印制導線，LED芯片與所述印制導線或者經由所述印制導線導電連接，例如借助于鍵合連接和/或焊接連接。因此，術語“本身未封裝”涉及前端生產后的LED芯片，所述LED芯片并非單獨地被處理，而是與LED模塊的其它LED芯片共同地在后端生產期間被處理(封裝)。因此，在根據本發明的LED模塊中，被封裝的LED不構建為“成品器件”，這在模塊制造中會是普遍的方式，因為被封裝的LED已經被保護并且能夠通過僅焊接連接集成到模塊中。與此相應，當前的構建未封裝的LED芯片的方法途徑需要后端生產的領域中的附加的、模塊制造商通常不具有的知識。
[0024]然而，