DE102009018087A1 - Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller - Google Patents

Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller Download PDF

Info

Publication number
DE102009018087A1
DE102009018087A1 DE102009018087A DE102009018087A DE102009018087A1 DE 102009018087 A1 DE102009018087 A1 DE 102009018087A1 DE 102009018087 A DE102009018087 A DE 102009018087A DE 102009018087 A DE102009018087 A DE 102009018087A DE 102009018087 A1 DE102009018087 A1 DE 102009018087A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
emitting device
transparent material
led
filler particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009018087A
Other languages
German (de)
Inventor
Paul Hartmann
Ernst Zinterl
Peter Pachler
Christian Sommer
Franz-Peter Wenzl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tridonic Jennersdorf GmbH
Original Assignee
Ledon Lighting Jennersdorf GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ledon Lighting Jennersdorf GmbH filed Critical Ledon Lighting Jennersdorf GmbH
Priority to DE102009018087A priority Critical patent/DE102009018087A1/en
Publication of DE102009018087A1 publication Critical patent/DE102009018087A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644—Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/508—Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material

Abstract

The device (200) has a light source with a LED e.g. blue LED, and a wavelength converting material arranged such that the material surrounds the LED. The material is formed as a light-transparent material and partial light-transparent material and includes a number of luminescent pigments (202) for color conversion. The material includes heat-conducting filler particles (204) whose concentration is highest in areas where most converted light is produced and is lowest in areas where the color conversion is smaller within parts of the partial transparent material. An independent claim is also included for a method for increasing thermal color stability of a light emitting device.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft lichtemittierende Vorrichtungen und verwandte Komponenten, Systeme und Verfahren und insbesondere lichtemittierende Dioden (LEDs) mit verstärkter Farbstabilität und Bereichen mit Wärmeentfernung und Verfahren. Weiterhin betrifft sie Verfahren und Konfigurationen für farbstabile LED-Systeme für hohen Strom.The This invention relates to light emitting devices and related Components, systems and methods and in particular light emitting diodes (LEDs) with enhanced color stability and ranges with heat removal and procedures. Furthermore, it relates Methods and configurations for color stable LED systems for high current.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Es gibt zwei verschiedene Typen von weißen Lichtquellen, die mindestens eine lichtemittierende Diode LED verwenden. Bei einem ersten Typ von weißen Lichtquellen wird das weiße Licht durch Mischen der direkten Emission von verschieden farbigen LEDs, beispielsweise durch Kombination von Emissionen von einer roten LED, einer grünen LED und einer blauen LED, erzeugt.It There are two different types of white light sources, the use at least one light emitting diode LED. At a first type of white light sources becomes the white one Light by mixing the direct emission of differently colored LEDs, for example by combining emissions of one red LED, a green LED and a blue LED, generated.

Bei dem zweiten Typ von weißen Lichtquellen erzeugt mindestens eine LED ein erstes Spektrum, das teilweise in ein zweites, unterschiedlichen Spektrum mit einem Leuchtstoff umgewandelt wird, wobei die Mischung aus dem ersten und dem zweiten Spektrum zu einem weißen Licht führt. Ein Beispiel für diese weiße Lichtquelle ist eine eine blaue LED verwendende Quelle, die auf einen Leuchtstoff leuchtet, der ein Material umfasst, das blaues Licht in gelbes Licht umwandelt und wobei ein Teil des blauen Anregungslichts nicht durch den Leuchtstoff absorbiert wird, und das restliche blaue Anregungslicht wird mit dem gelben Licht, das von dem Leuchtstoff emittiert wird, kombiniert, wobei das weiße Licht erzeugt wird.at The second type of white light sources generates at least an LED a first spectrum, partially in a second, different spectrum is converted with a phosphor, the mixture of the first and the second spectrum leads to a white light. An example of this white light source is one a blue LED source that glows on a phosphor, which includes a material that converts blue light into yellow light and wherein a portion of the blue excitation light is not absorbed by the phosphor and the remaining blue excitation light becomes yellow Light emitted from the phosphor combines, wherein the white light is generated.

Die Verwendung dieser lichtemittierenden Quellen vom zweiten Typ mit Dioden (LEDs) für Beleuchtungsanwendungen im Feststoffzustand ist gut bekannt. Verschiedene LED-Vorrichtungen weisen Anwendungen, wie Verkehrssignale, Rücklichteinheiten mit Flüssigkristalldisplay (LCD), Außenbeleuchtungen etc. auf. Eine GaN-LED ist ein Beispiel für eine LED, die üblicherweise in diesen Anwendungen verwendet wird.The Use of these light-emitting sources of the second type with Diodes (LEDs) for solid state lighting applications is well known. Different LED devices have applications like traffic signals, backlight units with liquid crystal display (LCD), outdoor lighting, etc. on. A GaN LED is on Example of an LED, usually in these Applications is used.

Weißes Licht emittierende Hochleistungsdioden (LEDs) mit Leuchtstoff-Umsetzung haben eine schnelle Entwicklung aufgrund ihrer erfolgversprechenden Anwendbarkeit bei Beleuchtungen im Feststoffzustand durchgemacht. Um dem ansteigenden Erfordernis eines hohen Lichtflusses zu genügen, wurde die Stromdichte der LEDs erhöht und dieses führte zu einem hohen Wärmefluss, der im LED-Chip erzeugt wird. Mit der Verbesserung der Halbleitermaterialqualität und Prozesstechnologien haben die LEDs eine hohe Quanteneffizienz ermöglicht, selbst wenn die Übergangszonenbetriebstemperatur höher als 125°C ist. Das Problem ist die erhöhte Übergangszonentemperatur, die normalerweise zu vielen Problemen führt, die mit der Geräteverlässlichkeit und mit den Eigenschaften des weißen Lichts in Beziehung stehen.white High-performance light-emitting diodes (LEDs) with phosphor conversion have a rapid development due to their promising Applicability for solid state lighting undergone. To meet the increasing requirement of a high flux of light was the current density of the LEDs increased and led this to a high heat flow, which is generated in the LED chip. With the improvement of semiconductor material quality and Process technologies, the LEDs have enabled high quantum efficiency, even if the transition zone operating temperature is higher than 125 ° C is. The problem is the increased transition zone temperature, which usually leads to many problems with the Device reliability and with the features of the white light.

Deswegen ist die Energieeffizienz von kommerziellen GaN-LEDs unzureichend, um den Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden. Weitere Probleme resultieren aus den Photoneu, die von der aktiven Schicht der LED emittiert werden. Diese sind vielfachen Reflexionen an den verschiedenen Grenzflächen der LED-Struktur unterworfen, wenn sie von der aktiven Schicht zur oberen Oberfläche des LED-Chips wandern. Dieses Problem ist insbesondere an der Grenzfläche zwischen Medien mit signifikant unterschiedlichen Brechungsindices schwerwiegend. Im Ergebnis wird die Vielzahl der Photonen innerhalb der aktiven Schicht absorbiert.therefore is the energy efficiency of commercial GaN LEDs inadequate, to meet the needs of consumers. Other problems result from the photoneu, the active Layer of the LED to be emitted. These are multiple reflections subjected to the LED structure at the various interfaces, when moving from the active layer to the upper surface of the LED chip wander. This problem is especially at the interface between media with significantly different refractive indices severe. As a result, the multiplicity of photons within absorbed by the active layer.

Eine Vielzahl von Techniken sind angewendet worden, mit dem Ziel, die Energieeffizienz einer LED zu erhöhen, wie die Erhöhung der internen Quanteneffizienz der LED, die Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz (LEE) der LED, wobei diese Verfahren als Oberflächentexturmodifikation oder Chip-Formung angewendet wurden.A Variety of techniques have been applied with the aim of which Energy efficiency of an LED increase, such as the increase the internal quantum efficiency of the LED, improving the light extraction efficiency (LEE) of the LED, these methods being used as a surface texture modification or chip-forming were applied.

Bei der herkömmlichen weißen LED-Kapselkonfiguration mit Leuchtstoff-Umsetzung, wird der Leuchtstoff im Allgemeinen in einem transparenten Epoxid gemischt und dann direkt auf den LED-Chip ohne Wärmeisolation aufgetragen. Der Anstieg der Chipeingangsleistungsdichte lässt den LED-Chip Wärme erzeugen, und die Wärme wird gleichzeitig auf die Leuchtstoffbeschichtungsschicht übertragen. Die Leuchtstoffmaterialien, die bei Leuchtstoff umwandelnden weißen LEDs verwendet werden, sind wärmeempfindlich, und die Überhitzung der Leuchtstoffbeschichtungsschicht kann zu einem degradierten ausgehenden Licht und zu einer reduzierten Verlässlichkeit der LEDs im Langzeitbetrieb führen.at the conventional white LED capsule configuration with phosphor implementation, the phosphor is generally in a transparent epoxy mixed and then directly to the LED chip without Thermal insulation applied. The increase in chip input power density lets the LED chip generate heat, and the heat is simultaneously transferred to the phosphor coating layer. The Fluorescent materials that convert to fluorescent white LEDs are used, are heat sensitive, and overheating The phosphor coating layer may be degraded Light and reduced reliability of the LEDs in long-term operation.

Deswegen ist ein gutes Wärmemanagement für die LED-Hochleistungsverkapselung für Leuchtstoff-Umsetzung ein Schlüsseldesignparameter für die Verkapselung als auch für Systemebeneanwendungen und daher sehr wünschenswert.therefore is a good thermal management for the high performance LED encapsulation for phosphor implementation a key design parameter for encapsulation as well as for system-level applications and therefore very desirable.

Neue Verkapselungstechnologien für weiße Hochleistungs-LEDs mit Leuchtstoff-Umsetzung werden benötigt, wobei Lösungen für ein besseres Wärmemanagement verwirklicht werden können.New Encapsulation technologies for white high power LEDs with phosphor conversion are needed, taking solutions realized for a better thermal management can be.

Verschiedene Technologien haben die Aufmerksamkeit auf die Entwicklung von LED-Verkapselungsmaterialien mit geringer Wärmebeständigkeit und auf Wärme entfernende Mechanismen vom LED-Chip gerichtet. Wir wissen aus Studien über die Wärmeleistung der Leuchtstoffbeschichtungsschicht in weißen LEDs, dass die Leuchtstoffbeschichtungskonfiguration immer eine wichtige Rolle bei der Hochleistungseigenschaft und der Farbeigenschaftenstabilität von weißen LEDs spielt.Various technologies have focused attention on the development of low heat resistant LED encapsulants and on heat removing mechanisms from the LED chip. We know from studies about the Thermal performance of the phosphor coating layer in white LEDs indicates that the phosphor coating configuration always plays an important role in the high performance and color characteristic stability of white LEDs.

Technologien mit dem Ziel, der oben erwähnte Herausforderung zu begegnen, sind beispielsweise beschrieben in:
U.S. Patent Nr. 7,196,354 , das allerdings Wellenlängen umwandelnde weiße lichtemittierende Vorrichtungen diskutiert, offenbart eine Vielzahl von Methoden, um Wärme von dem Farbumwandlungselement zu entfernen.Technologies aiming to meet the challenge mentioned above are described, for example, in:
U.S. Patent No. 7,196,354 However, discussing wavelength converting white light emitting devices discloses a variety of methods for removing heat from the color conversion element.

U.S. Patent Veröffentlichung Nr. 2007/0007542 , die allerdings weißes Licht emittierende Vorrichtung diskutiert, offenbart die Verwendung von Leuchtstoffmaterialien mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einen Wärmeübergang durch den LED-Rohchip. US Patent Publication No. 2007/0007542 however, discussing white light emitting devices, discloses the use of high thermal conductivity phosphor materials and heat transfer through the LED die.

U.S. Patent Veröffentlichung Nr. 2006/0091788 , die allerdings lichtemittierende Vorrichtungen mit einer Wärmeisolationsschicht und einem Brechungsindexanpassungsmaterial diskutiert, offenbart die Verwendung eines Wärmeisolationsmaterials zwischen dem LED-Rohchip (Dice) und dem Farbumwandlungselement. US Patent Publication No. 2006/0091788 however, discussing light emitting devices having a heat insulating layer and a refractive index matching material, discloses the use of a thermal insulating material between the LED die and the color conversion element.

U.S. Patent Nr. 6,867,542 , das allerdings eine Floating-Chip-Photonvorrichtung und ein Herstellungsverfahren diskutiert, offenbart die Verwendung eines spezifischen Designs für eine Lampe im Feststoffzustand, in der Wärme von einem Suspensionsmedium durch Füllstoffpartikel übertragen wird, wobei die Lampe im Feststoffzustand eine lichtemittierende Diode und Leuchtstoffpartikel umfasst. U.S. Patent No. 6,867,542 However, discussing a floating-chip photon device and manufacturing method, discloses the use of a specific design for a solid state lamp in which heat is transferred from a suspension medium through filler particles, the solid state lamp comprising a light emitting diode and phosphor particles.

WO-Patentveröffentlichung Nr. 2005/083036 , die allerdings die Regeln für effiziente Lichtquellen unter Verwendung von Leuchtstoff umgewandelten LEDs diskutiert, erwähnt spezifische Erfordernisse für das Leuchtstoffmaterial, um Farbverschiebungen durch einen Sättigungseffekt zu vermeiden. WO Patent Publication No. 2005/083036 However, discussing the rules for efficient light sources using phosphor converted LEDs mentions specific requirements for the phosphor material to avoid color shifts due to a saturation effect.

WO 2005/101447 diskutiert eine LED-Beleuchtungsvorrichtung mit einem Leuchtstoffschichtmuster, in der das Farbumwandlungselement aus zwei Schichten besteht. Das Leuchtstoffmaterial mit der geringeren Neigung für die thermische Auslöschung befindet sich näher am LED-Chip, um die Erwärmung der anderen Schicht durch den LED-Chip, was mit der Wärmelöschung einhergeht, zu verringern. WO 2005/101447 discusses an LED lighting device with a phosphor layer pattern in which the color conversion element consists of two layers. The phosphor material with the lower slope for the thermal quenching is closer to the LED chip to reduce the heating of the other layer by the LED chip, which is accompanied by heat quenching.

U.S. 2005/0253153 , die allerdings eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben diskutiert, verwendet ein Metallnetz, um Wärme vom Farbumwandlungselement zu entfernen. US 2005/0253153 however, discussing a semiconductor light-emitting device and a method of manufacturing the same uses a metal net to remove heat from the color conversion element.

M. Arik et al., „Effects of localised heat generation due to the colour conversion in Leuchtstoff particles and layers of high brightness light emitting diodes” in Proceedings of InterPack 03, July 6–11, 2003 diskutiert die optische Simulation einer lokalen Erwärmung durch Leuchtstoffpartikel und die Vorteile von Matrixmaterialien mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit. M. Arik et al., "Effects of localized heat generation due to the color conversion in phosphor particles and layers of high brightness light emitting diodes" in Proceedings of InterPack 03, July 6-11, 2003 discusses the optical simulation of local heating by phosphor particles and the advantages of matrix materials with a higher thermal conductivity.

Fan et al., „Study of Leuchtstoff thermal isolated packaging technologies for high power White light emitting diodes” diskutiert eine thermisch isolierende Verkapselungsschicht zwischen dem LED-Chip und der Leuchtstoffschicht. Fan et al., "Study of Fluorescent Thermal Isolated Packaging Technologies for High Power White Light Emitting Diodes" discusses a thermally insulating encapsulation layer between the LED chip and the phosphor layer.

Obwohl alle diese Lösungen vorgeschlagen worden sind, um die thermischen Effekte auf die Farbstabilität der lichtemittierenden Vorrichtungen zu beseitigen, kann immer noch beobachtet werden, dass signifikante Nachteile, wie der Einfluss der
Überhitzung auf die Leuchtstoffbeschichtungsschicht, was zu einem degradierten ausgehenden Licht führt, noch nicht durch die
oben diskutierten Techniken beseitigt worden sind.Although all of these solutions have been proposed to eliminate the thermal effects on the color stability of the light-emitting devices, it can still be observed that significant disadvantages such as the influence of the
Overheating on the phosphor coating layer, resulting in a degraded outgoing light, not yet through the
techniques discussed above have been eliminated.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren und System mit verbesserter Feinabstimmung der optischen Eigenschaften und Farbstabilität der lichtemittierenden Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um auf diese Weise weiterhin die Farbqualität unter den einzelnen lichtemittierenden Vorrichtungen zu verbessern, mindestens durch ein besseres Management der Wärmestabilität der Vorrichtung, mindestens durch Bereitstellung eines verbesserten Mechanismus der Temperaturverringerung in der Leuchtstoffschicht mit einer effizienteren Wärmeevakuierung. Die vorliegende Erfindung schlägt eine Lösung vor, die zum Ziel hat, mindestens Konfigurationen, Materialformulierungen und Techniken für eine effizientere Entfernung der Wärmeenergie von der Grenzfläche zwischen dem lichtemittierenden Material und der Leuchtstoffschicht zur Verfügung zu stellen, was zu einer verbesserten Wärmeevakuierung vom aktiven Element führt.It The object of the present invention is a light-emitting device and a corresponding method and system with improved fine tuning the optical properties and color stability of the light-emitting Device to provide in this way continue the color quality among the individual light-emitting Improve devices, at least through better management the thermal stability of the device, at least by providing an improved mechanism of temperature reduction in the phosphor layer with more efficient heat evacuation. The present invention proposes a solution which has the goal, at least configurations, material formulations and techniques for more efficient removal of heat energy from the interface between the light-emitting material and the phosphor layer to provide what for improved heat evacuation from the active element leads.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche entwickeln weiterhin die zentrale
Idee der vorliegenden Erfindung.This object is solved by the independent claims. The dependent claims continue to develop the central
Idea of the present invention.

Im Allgemeinen sind gemäß der folgenden Erfindung in der Farbumwandlungsschicht Partikel mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit zusätzlich zum Leuchtstoffmaterial vorhanden.in the Generally, according to the following invention in the color conversion layer particles having a high thermal Conductivity in addition to the phosphor material available.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Im Lichte des obigen werden mindestens eine lichtemittierende Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 1, ein lichtemittierendes System und ein Verfahren zur Bereitstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit erhöhter Farbstabilität zur Verfügung gestellt.in the Light of the above will be at least one light-emitting device according to independent claim 1, a light-emitting System and method for providing a light emitting Device with increased color stability available posed.

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine lichtemittierende Vorrichtung zur Verfügung gestellt. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle, die mindestens eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst und ein Wellenlängen umwandelndes Material („Phosphor” oder „Leuchtstoff”), das so angeordnet ist, dass es die mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt. Das lichtumwandelnde Material ist mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material, und es ist so angeordnet, dass es die LED mindestens in Richtung des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert wird, umgibt. Ein Teil des Wellenlängen umwandelnden Materials umfasst eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung, und ein Teil des Wellenlängen umwandelnden Materials umfasst Füllstoffpartikel. Die Füllstoffpartikel ersetzen mindestens einen Teil des mindestens teilweise transparenten Materials und stellen die Farbstabilität der lichtemittierenden Vorrichtung bei verschiedenen Strömen sicher.To an embodiment of the present invention is a light-emitting device provided. The light-emitting device comprises at least one light source, which comprises at least one light emitting diode (LED) and a Wavelength converting material ("phosphor" or "phosphor"), which is arranged so that it is the at least one light-emitting Diode surrounds. The light-converting material is at least one such from a light transparent material and a partially light transparent Material, and it is arranged so that the LED is at least in Direction of the light emitted from the light source surrounds. A part of the wavelength converting material comprises a variety of luminescent pigments for color conversion, and a part of the wavelength converting material Filler. Replace the filler particles at least a portion of the at least partially transparent material and provide the color stability of the light-emitting device safe at different currents.

Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit erhöhter Farbstabilität zur Verfügung gestellt. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst mindestens eine Lichtquelle, die mindestens eine lichtemittierende Diode und ein Wellenlängen umwandelndes Material, das so angeordnet ist, dass es mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt. Das Wellenlängen umwandelnde Material ist mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material, und es ist so angeordnet, dass es die LED mindestens in Richtung des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert wird, umgibt. Ein Teil des Wellenlängen umwandelndes Materials umfasst eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung, und ein Teil des wellenlängen- umwandelnden Materials umfasst Füllstoffpartikel. Das Verfahren zur Bereitstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit erhöhter Farbstabilität umfasst mindestens die Stufen der Bestimmung einer optimalen Menge an Füllstoffpartikel für ein ausgewähltes Wellenlängen umwandelndes Material und die Anwendung ausgewählter Mengen der Füllstoffpartikel in dem Wellenlängen umwandelnden Material, wobei die Menge der Füllstoffpartikel am höchsten in Bereichen ist, in denen das meiste umgewandelte Licht erzeugt wird, und am niedrigsten in Bereichen, in denen die Farbumwandlung am niedrigsten ist.To another embodiment of the present invention discloses a method of providing a light-emitting device with increased color stability available posed. The light-emitting device comprises at least one light source, the at least one light emitting diode and a wavelength converting material arranged to at least surround a light emitting diode. The wavelength converting Material is at least one of a light transparent Material and a partially light-transparent material, and it is arranged so that the LED is at least in the direction of the light, which is emitted by the light source surrounds. Part of the wavelengths Converting material includes a variety of luminescent pigments for the color conversion, and part of the wavelength-converting Material includes filler particles. The procedure for Providing a light-emitting device with increased Color stability includes at least the stages of determination an optimal amount of filler particles for a selected wavelength converting material and the use of selected amounts of the filler particles in the wavelength converting material, wherein the amount the filler particle highest in areas is where most of the converted light is generated, and am lowest in areas where the color conversion is lowest is.

Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein farbstabiles, lichtemittierendes System zur Verfügung gestellt. Das farbstabile, lichtemittierende System umfasst mindestens eine Lichtquelle, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, die in einer vorbestimmten Konfiguration angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl einer lichtemittierenden Diode eine farbstabile lichtemittierende Vorrichtung bei verschiedenen Strömen ist und mindestens eine Lichtquelle, die mindestens eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst, wobei ein Wellenlängen umwandelndes Material so angeordnet ist, dass es die mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt. Das Wellenlängen umwandelnde Material ist mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material, wobei das Wellenlängen umwandelnde transparente Material so angeordnet ist, dass es die LED mindestens in Richtung des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert wird, umgibt. Ein Teil des Wellenlängen umwandelnden Materials umfasst eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung, und der gleiche oder ein anderer Teil des umwandelnden Materials umfasst Füllstoffpartikel. Die Vielzahl der lichtemittierenden Dioden weist entweder gleiche oder unterschiedliche Lichtemissionseigenschaften auf.To another embodiment of the present invention will provide a color-stable, light-emitting system posed. The color stable light emitting system comprises at least a light source comprising a plurality of light emitting diodes, which are arranged in a predetermined configuration, wherein each of the plurality of light emitting diodes is a color stable one light emitting device at different currents and at least one light source, the at least one light emitting Diode (LED) includes, where a wavelength converting Material is arranged so that it has at least one light-emitting Diode surrounds. The wavelength converting material is at least one of a light transparent material and a partially light transparent material, wherein the wavelengths transforming transparent material is arranged so that it is the LED at least in the direction of the light emitted by the light source will, surround. Part of the wavelength converting material includes a variety of luminescent pigments for color conversion, and the same or another part of the transforming material includes filler particles. The variety of light-emitting Diodes have either the same or different light emission characteristics on.

Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Einzelheiten, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, werden aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.Further Advantages, features, aspects and details that are described with the here Embodiments can be combined From the dependent claims, the description and the drawings.

Bei der oben erwähnten lichtemittierenden Vorrichtung ist die Farbstabilität in den lichtemittierenden Vorrichtungen, wo mindestens teilweise transparentes Material durch Füllstoffpartikel ersetzt ist, höher als in lichtemittierenden Vorrichtungen, worin das mindestens teilweise transparente Material nicht durch Füllstoffpartikel ersetzt ist. Die Füllstoffpartikel können mindestens ein solches aus Bornitrid, Metallen, Halbleitermaterialien und kristallinen Materialien sein. Die Wärmeleitfähigkeit der Füllstoffpartikel ist höher als die Wärmeleitfähigkeit des teilweise transparenten Materials. Die lichtemittierende Diode ist ein blaues Licht emittierende Diode, und das mindestens teilweise transparente Material ist ein Komposit aus Materialien mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen. Das mindestens teilweise transparente Material umfasst mindestens ein solches aus Silizium, einem organischen Polymer, einem organisch-anorganischen Hybridmaterial, einem Material vom Glastyp, einem Material vom Keramiktyp und einem Sol-Gel-Glas, wobei das organische Polymer beispielsweise ein solches aus PMMA und Polyimid ist und das Material vom Glastyp ein lichtempfindliches Glasmaterial ist. Die lumineszenten Pigmente sind mindestens ein solches aus einem Material vom Leuchtstofftyp, organischen Molekülen oder Polymeren und Nanokristallen. Das Material vom Leuchtstofftyp kann eine oder mehrere der Klassen Leuchtstoff vom YAG-Typ, Leuchtstoff vom BOSE-Typ und Leuchtstoff vom Nitrid-Typ mit spezifischer stöchiometrischer Zusammensetzung sein. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst weiterhin eine darauf angeordnete Diffuserplatte, um das Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu homogenisieren.In the above-mentioned light emitting device, the color stability in the light emitting devices where at least partially transparent material is replaced by filler particles is higher than in light emitting devices in which the at least partially transparent material is not replaced by filler particles. The filler particles may be at least one of boron nitride, metals, semiconductor materials and crystalline materials. The thermal conductivity of the filler particles is higher than the thermal conductivity of the partially transparent material. The light emitting diode is a blue light emitting diode, and the at least partially transparent material is a composite of materials having different chemical compositions. The at least partially transparent material includes at least one of silicon, an organic polymer, an organic-inorganic hybrid material, a glass-type material, a ceramic-type material, and a sol-gel glass, the organic polymer being, for example, PMMA and polyimide and the glass type material is a photosensitive glass material. The luminescent Pigments are at least one of a phosphor type material, organic molecules or polymers and nanocrystals. The phosphor type material may be one or more of the classes of YAG-type phosphor, BOSE-type phosphor, and nitride-type phosphor of specific stoichiometric composition. The light-emitting device further includes a diffuser plate disposed thereon to homogenize the light emitted from the light-emitting device.

Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens einen ersten Teil des mindestens teilweise lichttransparenten Materials, das lumineszente Pigmente für die Farbumwandlung umfasst, auf, und der erste Teil oder mindestens ein anderer Teil des mindestens teilweise lichttransparenten Materials enthält Füllstoffpartikel, die das mindestens teilweise transparentes Material ersetzen. Die Füllstoffpartikel stellen sicher, dass die Mediumtemperatur innerhalb des mindestens teilweise transparenten Materials niedriger als die Mediumtemperatur der gleichen Vorrichtung ist, wo das mindestens teilweise transparente Material nicht durch Füllstoffpartikel ersetzt ist.The Light-emitting device according to the present invention Invention has at least a first part of at least partially light transparent material, the luminescent pigments for the color conversion comprises, on, and the first part or at least another part of the at least partially light-transparent material contains filler particles that at least partially replace transparent material. The filler particles Make sure the medium temperature is within the minimum partially transparent material lower than the medium temperature the same device is where the at least partially transparent Material is not replaced by filler particles.

Die lichtemittierende Diode (LED) kann eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, sein, und das Material, das die Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, umgibt, ist ein mindestens teilweise lichttransparentes Material. Das Material, das die Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, umgibt, umgibt die Quelle elektromagnetischer Strahlung mindestens in Richtung der Strahlung.The light emitting diode (LED) can be a source electromagnetic Radiation emitting a first wavelength, and the material that is the source of electromagnetic radiation, which emits a first wavelength, is at least one partially light-transparent material. The material that is the source electromagnetic radiation having a first wavelength emits, surrounds, surrounds the source of electromagnetic radiation at least in the direction of the radiation.

Bei der erfindungsgemäßen lichtemittierenden Vorrichtung enthält mindestes ein Teil des mindestens teilweise transparenten Materials lumineszente Pigmente für eine zumindest teilweise Umwandlung der Strahlung, die von der Quelle elektromagnetischer Strahlung emittiert wird, und dieser oder mindestens ein anderer Teil des mindestens teilweise transparenten Materials umfasst Füllstoffpartikel, die das mindestens teilweise transparente Material ersetzen, wobei die Füllstoffspartikel sicherstellen, dass die Mediumtemperatur in dem mindestens teilweise transparenten Material niedriger als die Mediumtemperatur im Farbumwandlungselement der gleichen Vorrichtung ohne Füllstoffpartikel ist. Die elektromagnetische Strahlung wird in einer Halbleiterschicht erzeugt.at the light-emitting device according to the invention contains at least part of the at least partially transparent one Material luminescent pigments for at least partially Conversion of radiation coming from the source electromagnetic Radiation is emitted, and this or at least one other Part of the at least partially transparent material comprises filler particles, replace the at least partially transparent material, wherein the filler particles ensure that the medium temperature in the at least partially transparent material is lower than the medium temperature in the color conversion element of the same device without filler particles. The electromagnetic radiation is generated in a semiconductor layer.

Die Konzentration der Füllstoffpartikel innerhalb des Teils des mindestens teilweise transparenten Materials, das die lumineszenten Pigmente enthält, ist höher in Bereichen, in denen das meiste umgewandelte Licht erzeugt wird und am geringsten in Bereichen, in denen die Farbumwandlung am geringsten ist.The Concentration of filler particles within the part of the at least partially transparent material that the luminescent Contains pigments is higher in areas where most converted light is generated and least in areas where the color conversion is lowest.

Die Lichtquelle ist in einem Gehäuse montiert, und das Wellenlängen umwandelnde Element ist auf dem Gehäuse angeordnet.The Light source is mounted in a housing, and the wavelengths converting element is arranged on the housing.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls auf Vorrichtungen zur Durchführung der offenbarten Verfahren, einschließlich Vorrichtungsteile zur Durchführung jeder beschriebenen Verfahrensstufe gerichtet. Diese Verfahren können mit Hardwarekomponenten, einem Computer, der mit einer geeigneten Software programmiert ist oder mit jeder anderen Kombination aus den beiden oder auf irgendeine andere Weise durchgeführt werden. Weiterhin sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenfalls auf Verfahren gerichtet, mit denen die beschriebene Vorrichtung arbeitet. Sie umfasst Verfahrensstufen zur Durchführung jeder Funktion der Vorrichtung.embodiments The present invention also relates to devices for Implementation of the disclosed methods, including Device parts for carrying out each process step described directed. These methods can be used with hardware components, a computer programmed with suitable software or with any other combination of the two or on any one other way. Furthermore, embodiments are of the present invention also directed to methods, with where the device described works. It includes procedural stages for performing each function of the device.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile, Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen der folgenden detaillierten Erklärung der Ausführungsform ersichtlich, wobei diese im Zusammenhang mit den Figuren der anliegenden Zeichnungen betrachtet werden.Further Advantages, features and objects of the present invention to the skilled person reading the following detailed explanation the embodiment can be seen, these being related be viewed with the figures of the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen Leuchtstoff-umwandelnden weißen LED. 1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional phosphor converting white LED.

2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Leuchtstoff-umwandelnden weißen LED gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a phosphor converting white LED according to the present invention. FIG.

3 zeigt die Ergebnisse des Verhältnisses der integralen Intensitäten gegenüber dem LED-Strom für eine gemessene LED. 3 shows the results of the ratio of the integral intensities to the LED current for a measured LED.

4 zeigt das Verhältnis der integralen Intensitäten des blauen und des gelben Emissionspeaks für die LED, die bei verschiedenen Stromdichten arbeitet. 4 shows the ratio of the integral intensities of the blue and yellow emission peaks for the LED operating at different current densities.

5 zeigt das Verhältnis der integralen Intensitäten gegenüber Volumenprozent Leuchtstoff. 5 shows the ratio of integral intensities vs. volume percent phosphor.

6 zeigt die normalisierte Absorption durch Leuchtstoffpartikel innerhalb eines Farbumwandlungselements. 6 Figure 4 shows the normalized absorption by phosphor particles within a color conversion element.

7 stellt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bereitstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit verstärkter Farbstabilität gemäß der vorliegenden Erfindung dar. 7 FIG. 10 illustrates a flow chart for a method of providing a color enhanced light-emitting device in accordance with the present invention.

8 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Herstellungsverfahren für eine lichtemittierende Diode gemäß der vorliegenden Erfindung zusammenfasst. 8th FIG. 10 is a flow chart summarizing a manufacturing method of a light emitting diode according to the present invention. FIG.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description the invention

Es wird nun im Einzelnen Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, ein oder mehrere Beispiele, die in den Figuren erläutert sind. Jedes Beispiel wird zur Erklärung der Erfindung zur Verfügung gestellt, und ist nicht als Einschränkung der Erfindung gemeint. Beispielsweise können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform erläutert oder beschrieben sind, mit oder zusammen mit anderen Ausführungsformen, um eine weitere Ausführungsform zu erhalten, verwendet werden. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung diese Modifikationen und Variationen umfasst.It Reference will now be made in detail to the various embodiments of the invention, one or more examples, explained in the figures are. Each example is used to explain the invention Provided, and is not intended as a limitation of the invention. For example, characteristics, which is explained as part of an embodiment or described, with or together with other embodiments, to obtain a further embodiment used become. It is intended that the present invention these modifications and variations.

Innerhalb der folgenden Beschreibung der Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Komponenten. Im Allgemeinen sind nur die Unterschiede im Hinblick auf die einzelnen Ausführungsformen beschrieben.Within The following description of the drawings refers to the same Reference signs to the same components. In general are only the differences with regard to the individual embodiments described.

Es sollte verstanden werden, dass nicht alle in den Figuren gezeigten Merkmale in allen Ausführungsformen der Erfindung vorhanden sein müssen und dass die erläuterten Merkmale andernfalls innerhalb der lichtemittierenden Vorrichtung positioniert sein können. Ebenfalls können weitere Merkmale in anderen Ausführungsformen vorhanden sein. Weitere Ausführungsformen sind in den anderen Figuren gezeigt und/oder weiterhin nachfolgend beschrieben.It It should be understood that not all shown in the figures Features exist in all embodiments of the invention need to be and that the features explained otherwise be positioned within the light-emitting device can. Also, other features can be in others Embodiments be present. Further embodiments are shown in the other figures and / or continue below described.

Wenn ein Merkmal (z. B. eine Schicht, ein Bereich, ein Substrat, eine Wärmesenke) als „auf”, „über” oder „aufliegend” einem anderen Merkmal beschrieben wird, kann es direkt auf dem Merkmal sein, oder es kann ebenfalls ein dazwischen liegendes Merkmal, (z. B. eine Schicht) vorhanden sein. Ein Merkmal, das „direkt auf” oder „in Kontakt mit” einem anderen Merkmal ist, bedeutet, dass kein dazwischen liegendes Merkmal vorhanden ist. Es sollte ebenfalls verstanden werden, dass, wenn ein Merkmal als „auf”, „über”, „aufliegend” oder „in Kontakt mit” einem anderen Merkmal bezeichnet wird, es das gesamte Merkmal bedecken oder einen Teil des Merkmals kann. Ein Merkmal, das „benachbart” einem anderen Merkmal ist, kann direkt auf, direkt unter oder direkt neben einem anderen Merkmal sein.If a feature (eg, a layer, an area, a substrate, a Heat sink) as "on," "over," or "overlying." other feature is described, it can be directly on the feature be, or it may also be an intermediate feature, (z. B. a layer) may be present. A feature that is "direct on or in contact with another Characteristic means that there is no intermediate feature is. It should also be understood that if a feature as "up", "over", "overlying" or "in Contact with "another feature is called it may cover the entire feature or be part of the feature. A feature that is "adjacent" to another feature is, can directly, directly under or next to another Feature.

Der lichterzeugende Bereich kann eine LED oder ein Teil einer LED sein. Beispielsweise kann der lichterzeugende Bereich, der in dem aufeinanderfolgenden 1, 1a und 2 mit 104 bezeichnet ist, ein aktiver Bereich (z. B. ein Halbleiterbereich) einer LED sein, obwohl verstanden werden sollte, dass die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist. Wenn der lichterzeugende Bereich ein aktiver Bereich einer LED ist, sollte es verstanden werden, dass die LED jede geeignete Diode sein kann, die Licht emittiert. Im Allgemeinen umfassen LEDs einen aktiven Bereich, der ein oder mehrere Halbleitermaterialien umfasst, wozu III–V-Halbleiter (z. B. Galliumarsenid, Aluminiumgalliumarsenid, Galliumaluminiumphosphat, Galliumphosphat, Galliumarsenidphosphat, Indiumgalliumarsenid, Indiumarsenid, Indiumphosphat, Galliumnitrid, Indiumgalliumnitrid, Indiumgalliumaluminiumphosphat, Aluminiumgalliumnitrid als auch Kombinationen und Legierungen davon), II–VI-Halbleiter (z. B. Zinkselenid, Cadmiumselenid, Zinkcadmiumselenid, Zinktellurid, Zinktelluridselenid, Zinksulfid, Zinksulfidselenid als auch Kombinationen und Legierungen davon) und/oder andere Halbleiter.The light-generating area may be an LED or part of an LED. For example, the light-generating region that is in the successive 1 . 1a and 2 With 104 is an active region (eg, a semiconductor region) of an LED, although it should be understood that the invention is not so limited. When the light-generating region is an active region of an LED, it should be understood that the LED may be any suitable diode that emits light. In general, LEDs comprise an active region comprising one or more semiconductor materials including III-V semiconductors (e.g., gallium arsenide, aluminum gallium arsenide, gallium aluminum phosphate, gallium phosphate, gallium arsenide phosphate, indium gallium arsenide, indium arsenide, indium phosphate, gallium nitride, indium gallium nitride, indium gallium aluminum phosphate, aluminum gallium nitride also combinations and alloys thereof), II-VI semiconductors (eg, zinc selenide, cadmium selenide, zinc cadmium selenide, zinc telluride, zinc telluride selenide, zinc sulfide, zinc sulfide selenide, and combinations and alloys thereof) and / or other semiconductors.

Wenn im Allgemeinen Bezug genommen wird auf lichtemittierende Dioden, dann sollten sie verstanden werden als elektrolumineszente Dioden, Photodioden, monochromatisches lichtemittierende Dioden, hochhelles Licht emittierende Dioden, lichtemittierende Hochleistungsdioden, Semileds vom Hochleistungstyp, und sie können eine einzelne LED oder eine Anordnung von einigen LEDs in einer vorbestimmten Konfiguration sein.If in general, reference is made to light-emitting diodes, then they should be understood as electroluminescent diodes, photodiodes, monochromatic light-emitting diodes, high-brightness light-emitting Diodes, high performance light emitting diodes, high power semileds, and they can be a single LED or an array of some LEDs in a predetermined configuration.

Hier können in der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Typen von LEDs verwendet werden, z. B. eine LED, die von einer dünnen GaN-Oberfläche emittiert oder eine Flip-Chip-LED, die ein Saphirsubstrat (oder ein ähnliches transparentes Material mit einem im Wesentlichen gleichen Brechungsindex) verwendet und die ihre Emissionsschicht (GaN oder ähnlich) am Boden der LED aufweist. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten LED-Typen beschränkt ist, sondern sie kann auf jeden LED-Typ angewendet werden.Here may be of different types in the present invention used by LEDs, eg. B. an LED that is thin GaN surface emitted or a flip-chip LED, the one Sapphire substrate (or similar transparent material with a substantially equal refractive index) and the its emission layer (GaN or similar) at the bottom of the LED having. It should be noted that the present invention is not is limited to the above-mentioned LED types, but it can be applied to any type of LED.

Es sollte ebenfalls verstanden werden, dass der lichterzeugende Bereich ein Bereich sein kann, der mehr als eine LED oder Teile davon umfasst.It It should also be understood that the light-generating region may be an area that includes more than one LED or parts thereof.

Wenn im Allgemeinen auf ein transparentes Material, das die LED umgibt, Bezug genommen wird, sollte dieses verstanden werden als, allerdings ohne Einschränkung darauf, ein insgesamt oder teilweise lichttransparentes Material, das ein Komposit aus Materialien mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen ist, wie GaP oder GaAsP oder AlGaAs und das mindestens ein solches aus Silizium, einem organischen Polymer, einem organisch-anorganischen Hybridmaterial, einem Material vom Glastyp, einem Material vom Keramiktyp und einem Sol-Gel-Glas umfasst.If generally on a transparent material that surrounds the LED, This reference should be understood as, but without Restriction to this, a total or partial light-transparent Material that is a composite of materials with different chemical Compositions such as GaP or GaAsP or AlGaAs and that at least one of silicon, an organic polymer, an organic-inorganic Hybrid material, a glass type material, a ceramic type material and a sol-gel glass.

Wenn im Allgemeinen auf ein mindestens teilweise transparentes Material, das die LED in Richtung des von der LED emittierten Lichts umgibt, Bezug genommen wird, sollte dieses verstanden werden, mindestens als, allerdings ohne Einschränkung darauf, das Material, das in einer flachen oder gekrümmten Orientierung gegenüber dem einfallenden Licht, angeordnet ist und das lichtemittierende Element vollständig oder teilweise verkapselt.In general, when an at least partially transparent material surrounding the LED in the direction of the light emitted by the LED, Be If this is to be understood, it should be understood, at least as including, but not limited to, the material being arranged in a flat or curved orientation with respect to the incident light and completely or partially encapsulating the light-emitting element.

Wenn im Allgemeinen auf lumineszente Pigmente für die Farbumwandlung Bezug genommen wird, sollten sie verstanden werden als, allerdings ohne Einschränkung darauf, eine Leuchtstoffgruppe der allgemeinen Formel A3B5X12:M, mit Partikelgrößen < 20 μm und einem mittleren Korndurchmesser d50 < 5 μm. Die lumineszenten Pigmente sind kugelförmig oder in Form von Flocken oder einem Pigmentpulver.If generally to luminescent pigments for color conversion Reference should be made to them as, but without Restriction on it, a group of fluorescent general Formula A3B5X12: M, with particle sizes <20 μm and a mean grain diameter d50 <5 μm. The luminescent pigments are spherical or in the form of flakes or a pigment powder.

Es gibt mindestens ein solches aus einem Material vom Leuchtstofftyp, organischen Molekülen oder Polymeren und Nanokristallen. Das Material vom Leuchtstofftyp ist eines der Klassen Leuchtstoff vom YAG-Typ, Leuchtstoff vom BOSE-Typ und Leuchtstoff vom Nitrid-Typ mit spezifischer stöchiometrischer Zusammensetzung.It is at least one of a phosphor type material, organic molecules or polymers and nanocrystals. The phosphor type material is one of the classes of fluorescent of the YAG type, BOSE type phosphor and nitride type phosphor with specific stoichiometric composition.

Wenn im Allgemeinen auf Füllstoffpartikel Bezug genommen wird, sind sie zu verstehen mindestens als, allerdings ohne Einschränkung darauf, ein solches oder einer Mischung aus Bornitrid, Metallen, Halbleitermaterialien und kristallinen Materialien. Die Füllstoffmaterialien sind kugelförmig oder in Form von Flocken oder Pigmentpulver, mit Korndurchmessern zwischen 5 nm und 50 Mikron und insbesondere zwischen 10 nm und 10 Mikron vorhanden, und man erwartet sie aufzufinden in Bereichen, die mit Füllstoffen mit Konzentrationen von Füllstoffen im Bereich zwischen einer Volumenkonzentration von 0,1 bis 30% und bevorzugt zwischen 0,1 und 10% höher besiedelt sind.If generally referring to filler particles, they are to be understood at least as, albeit without limitation such a mixture or a mixture of boron nitride, metals, Semiconductor materials and crystalline materials. The filler materials are spherical or in the form of flakes or pigment powder, with grain diameters between 5 nm and 50 microns and in particular between 10 nm and 10 microns are available, and they are expected to be found in areas containing fillers with concentrations of Fillers in the range between a volume concentration from 0.1 to 30% and preferably settled between 0.1 and 10% higher are.

Wenn im Allgemeinen Bezug genommen wird, die Farbstabilität sicherzustellen, sollte sie verstanden werden zumindest als, allerdings ohne Einschränkung darauf, Farbtemperatursteuerstabilität.If in general, color stability It should be understood at least as, however without limitation, color temperature control stability.

Wenn im Allgemeinen auf „Ersetzen von mindestens einem Teil” im Zusammenhang mit Füllstoffpartikel in dem mindestens teilweise transparenten Material Bezug genommen wird, ist dies zu verstehen, allerdings ohne Einschränkung darauf, dass die Füllstoffpartikel nun in einer bevorzugten Konzentration pro Volumen von 0,1% bis 30% und am meisten bevorzugt von 0,1% bis 10 Gew.-% vorliegen.If generally to "replace at least one part" in the Associated with filler in the at least partially transparent material, this is to be understood however, without limitation, the filler particles now in a preferred concentration per volume of 0.1% to 30%, and most preferably from 0.1% to 10% by weight.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen Leuchtstoff-umwandelnden weißen LED. Die in 1 gezeigte herkömmliche Leuchtstoff umwandelnde weiße LED 100 umfasst ein lichtabsorbierendes Substrat 106, einen Lichterzeugungsbereich, der über dem Substrat 104 liegt, und eine obere transparente Schicht, die über der Lichterzeugungsschicht 102 und 110 liegt. 1 shows a schematic cross-sectional view of a conventional phosphor converting white LED. In the 1 shown conventional fluorescent converting white LED 100 comprises a light-absorbing substrate 106 , a light-generating area above the substrate 104 and an upper transparent layer overlying the light-generating layer 102 and 110 lies.

Die obere transparente Schicht, die über der Lichterzeugungsschicht 102 in den lichtemittierenden Vorrichtungen liegt, kann einen Wellenlängen umwandelnden Bereich (z. B. Leuchtstoffbereich) 102, der in Richtung des Lichts, das vom lichterzeugenden Bereich (z. B. Halbleiterbereich innerhalb einer LED) 104 emittiert wird, angeordnet ist und Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge emittiert, aufweisen. Im Ergebnis kann eine lichtemittierende Vorrichtung, die einen Wellenlängen umwandelnden Bereich aufweist, Licht mit (einer) Wellenlänge(n) emittieren, was unter Verwendung einer LED ohne diese Bereiche nicht möglich sein kann.The upper transparent layer, which is above the light-generating layer 102 is in the light-emitting devices can have a wavelength-converting region (eg, phosphor region) 102 moving in the direction of the light coming from the light-generating area (eg semiconductor area inside an LED) 104 is emitted, arranged and emits light having a different wavelength. As a result, a light-emitting device having a wavelength-converting region can emit light having wavelength (s), which may not be possible using an LED without these regions.

Die herkömmliche Leuchtstoff umwandelnde weiße LED 100 umfasst weiterhin mindestens eine Schließkontakt, der auf der ohmschen Kontaktschicht gebildet ist und einen Rückkontakt, der auf der Rückseite des Substrats gebildet ist, nicht in 1 gezeigt.The conventional fluorescent converting white LED 100 further comprises at least one closing contact, which is formed on the ohmic contact layer and a back contact, which is formed on the back of the substrate, not in 1 shown.

Beispielsweise kann eine LED auf GaN-Basis blaues Licht emittieren, das in gelbes Licht mit einer (Y, Gd)(Al, Ga)G:Ce.sup.3± oder „YAG” (Yttrium, Aluminium, Granat)-Leuchtstoffschicht umgewandelt werden kann. In einem anderen Beispiel kann die kombinierte Emission von einer LED auf GaN-Basis und einem YAG-Leuchtstoff weißes Licht als Ergebnis der Kombination von blauem Licht, das von der LED emittiert wird und gelbem Licht, das durch den Leuchtstoff aufgrund der Umwandlung von Teilen des blauen Lichts erzeugt wird, erzeugen.For example For example, a GaN-based LED can emit blue light in yellow Light with a (Y, Gd) (Al, Ga) G: Ce.sup.3 ± or "YAG" (yttrium, aluminum, Garnet) phosphor layer can be converted. In another Example is the combined emission of a GaN-based LED and a YAG phosphor white light as a result of the combination of blue light emitted by the LED and yellow light, that due to the phosphor due to the transformation of parts of the blue Light is generated generate.

Weiterhin umfasst die Leuchtstoff umwandelnde weiße LED 100 den LED-Chip, der auf einem Untersockel 106 angeordnet ist und mit einer Elektrode 108 und einer Linse 110 verbunden ist.Furthermore, the phosphor comprises converting white LED 100 the LED chip on a sub-base 106 is arranged and with an electrode 108 and a lens 110 connected is.

Eine lichtemittierende Vorrichtung 100 von 1 entspricht hier den weißen Lichtquellen vom zweiten Typ, die zuvor erklärt worden sind. Hier ist im Allgemeinen eine Lichtquelle mit einem engen Emissionswellenlängenbereich zur Verfügung gestellt, das von der Lichtquelle emittierte Licht trifft auf ein Wellenlängen umwandelndes Element, das mindestens ein lumineszentes Material umfasst, auf, so dass mit der gesamten lichtemittierenden Vorrichtung 100 eine weiße Lichtquelle zur Verfügung gestellt wird.A light-emitting device 100 from 1 here corresponds to the second type of white light sources previously explained. Here, a light source having a narrow emission wavelength range is generally provided, the light emitted from the light source is incident on a wavelength-converting element comprising at least one luminescent material, so that with the entire light-emitting device 100 a white light source is provided.

2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Leuchtstoff-umwandelnden weißen LED gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a phosphor converting white LED according to the present invention. FIG.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichterzeugungsbereichquelle 104 eine Lichtintensitätsverteilung aufweisen, die entlang der Oberfläche, der aktiven Schicht oder den unterschiedlichen Teilen der Lichtquelle, die das Licht emittiert, unterschiedlich ist. Die Lichtquelle 104 kann entweder eine einzelne LED mit spezifischen Eigenschaften sein, so dass sich die Lichtintensitätsverteilung entlang der aktiven Schicht, entlang der Oberfläche, oder im Allgemeinen gesagt, entlang jeder Schicht, die die Lichtemissionsintensitäten beeinflusst, ändert. Nach einer anderen Ausführungsform kann eine Anordnung von einigen LEDs zur Verfügung gestellt werden, wobei mindestens zwei LEDs unterschiedliche Lichtintensitätsemissionseigenschaften aufweisen.According to the present invention, the light generation area source 104 have a light intensity distribution along the surface, the active layer or the different parts the light source that emits the light is different. The light source 104 may be either a single LED with specific properties such that the light intensity distribution along the active layer, along the surface, or generally speaking, varies along each layer that affects the light emission intensities. In another embodiment, an array of a few LEDs may be provided, wherein at least two LEDs have different light intensity emission characteristics.

Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Wellenlängen umwandelndes Material 102 zur Verfügung gestellt. Das Material 102 ist entweder ein lichttransparentes Material oder ein teilweise lichttransparentes Material. Wie man mindestens aus der Darstellung in 1 beobachten kann, ist das Wellenlängen umwandelnde Material 102 so angeordnet, dass es die LED mindestens in Richtung des Lichts, das von der LED 104 emittiert wird, umgibt. Das Wellenlängen umwandelnde Material umfasst eine Verteilung von mindestens einem lumineszenten Material 202 und Füllstoffpartikel 204. Wie im Einzelnen später erklärt wird, kann man verschiedene Ausführungsformen und Möglichkeiten anwenden, um eine Verteilung von mindestens lumineszentem Material zu erreichen. Aufgrund dieser Verteilung unterscheiden sich die lumineszenten Eigenschaften des Wellenlängen umwandelnden Elements 102 entlang seiner Ausdehnung, das heißt, es ist unterschiedlich im Hinblick auf seine Übertragungseigenschaften, emittierte Wellenlänge oder dergleichen.Furthermore, according to the present invention, a wavelength converting material 102 made available. The material 102 is either a light transparent material or a partially light transparent material. As you at least from the representation in 1 can observe is the wavelength converting material 102 arranged so that it puts the LED at least in the direction of the light coming from the LED 104 is emitted, surrounds. The wavelength converting material comprises a distribution of at least one luminescent material 202 and filler particles 204 , As will be explained in detail later, various embodiments and possibilities can be used to achieve a distribution of at least luminescent material. Because of this distribution, the luminescent properties of the wavelength converting element differ 102 along its extent, that is, it is different in terms of its transmission characteristics, emitted wavelength, or the like.

Wenn eine Lichtquelle 104 und ein Wellenlängen umwandelndes Element 102 mit einer Verteilung von mindestens einem lumineszenten Material verwendet werden, führen unterschiedliche Positionen der Lichtquelle 104 und des Wellenlängen umwandelnden Elements 102 in Beziehung zueinander zu unterschiedlichen optischen Eigenschaften des emittierten Lichts, insbesondere zu unterschiedlichen Farbtemperaturen und Emissionsspektren.If a light source 104 and a wavelength converting element 102 are used with a distribution of at least one luminescent material, lead different positions of the light source 104 and the wavelength converting element 102 in relation to each other to different optical properties of the emitted light, in particular to different color temperatures and emission spectra.

Deswegen schlägt die vorliegende Erfindung weiterhin vor, die Lichtquelle 104 und das Wellenlängen umwandelte Element 102 in Beziehung zueinander in der Weise zu positionieren, dass vordefinierte optische Eigenschaften des Lichts, das von der lichtemittierenden Vorrichtung 100 emittiert wird, erreicht werden. Insbesondere können dadurch die Temperatur abhängige Farbstabilität und die Farbreproduktion verbessert werden. Mit der richtigen Einstellung des Wellenlängen umwandelnden Elements 102 auf der Lichtquelle 104 ist eine weitere Verbesserung der Farbstabilität im Vergleich zu vorherigen Versuchen möglich.Therefore, the present invention further proposes the light source 104 and the wavelength converted element 102 in relation to each other in such a way that predefined optical properties of the light emitted by the light-emitting device 100 is emitted can be achieved. In particular, the temperature-dependent color stability and the color reproduction can thereby be improved. With the right setting of the wavelength converting element 102 on the light source 104 is a further improvement in color stability compared to previous attempts possible.

Die Lichtquelle kann eine einzelne LED oder eine Anordnung von einigen LEDs sein. Hier können in der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Typen von LEDs verwendet werden, zum Beispiel eine LED, die von einer dünnen GaN-Oberfläche emittiert oder eine Flip-Chip-LED des Typs TG 1 mm2 High-Power-LED oder TG 600 μm Mid-Power-LED, die ein Saphirsubstrat (oder ein ähnliches transparentes Material mit einem im Wesentlichen gleichen Brechungsindex) und die ihre Emissionsschicht (GaN oder ähnlich) auf dem Boden der LED aufweist. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten LED-Typen beschränkt ist, sondern auf jeden LED-Typ angewendet werden kann.The light source may be a single LED or an array of some LEDs. Here, different types of LEDs can be used in the present invention, for example an LED emitting from a thin GaN surface or a flip-chip LED of the type TG 1 mm 2 high-power LED or TG 600 μm Mid Power LED having a sapphire substrate (or similar transparent material having a substantially equal refractive index) and having its emission layer (GaN or the like) on the bottom of the LED. It is to be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned LED types but can be applied to any LED type.

Die zuvor beschriebenen Nachteile können mit einer erfindungsgemäßen lichtemittierenden Vorrichtung 1 überwunden werden. Als erstes schlägt die vorliegende Erfindung eine Prozedur vor, die die Reduktion der Menge der Farbinstabilität in industriellen lichtemittierenden Vorrichtungen 200 mit einer geeigneten Einstellung der Zusammensetzung des Wellenlängen umwandelnden Elements 102 ermöglicht. Zweitens, es werden Ausführungsformen angegeben, mit denen mit Hilfe einer Verteilung des mindestens einen lumineszenten Materials und einem Füllstoffmaterial in dem lichtumwandelnden Element die Farbstabilität ungeachtet des Temperaturänderungsbereichs dieses farbumwandelnden Elements erreicht werden kann. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung das Ausgleichen von Unvollkommenheiten bei der Herstellung der Wellenlängen umwandelnden Elemente oder Unterschieden in der Emissionswellenlänge der Lichtquellen, weil die Einstellung einer spezifischen Farbtemperatur durch eine geeignete Einstellung der chemischen Zusammensetzung des Wellenlängen umwandelnden Elements in Beziehung zur Lichtquelle durchgeführt wird.The disadvantages described above can be achieved with a light-emitting device according to the invention 1 be overcome. First, the present invention proposes a procedure that reduces the amount of color instability in industrial light-emitting devices 200 with an appropriate adjustment of the composition of the wavelength converting element 102 allows. Second, embodiments are provided which can achieve the color stability regardless of the temperature change range of this color converting element by means of distributing the at least one luminescent material and a filler material in the light converting element. In addition, the present invention makes it possible to compensate for imperfections in the production of the wavelength converting elements or differences in the emission wavelength of the light sources because the adjustment of a specific color temperature is performed by suitably adjusting the chemical composition of the wavelength converting element in relation to the light source.

Zurückkommend auf die 1 und 2, kann die Lichtquelle 104 in einem Gehäuse angeordnet sein. Das Wellenlängen umwandelnde Element 102 ist in diesem Fall auf dem Gehäuse angeordnet. Hier können das Gehäuse und das Wellenlängen umwandelnde Element 102 alle möglichen Gestalten oder Formen aufweisen. Beispielsweise kann das Gehäuse eine flache Form aufweisen, und das Wellenlängen umwandelnde Element 102 kann die Form einer Tasse aufweisen, die über der Lichtquelle 104 angeordnet ist. Andernfalls kann das Gehäuse Wände aufweisen, die die Lichtquelle 104 umgeben, und das Wellenlängen umwandelnde Element 102 kann eine flache Gestalt aufweisen und auf dem Gehäuse angeordnet sein. In ähnlicher Weise sind ebenfalls Mischungen aus den oben erwähnten Gestalten des Gehäuses und des Wellenlängen umwandelnden Elements 102 möglich.Coming back to the 1 and 2 , can the light source 104 be arranged in a housing. The wavelength converting element 102 is in this case arranged on the housing. Here can the housing and the wavelength converting element 102 have all possible shapes or shapes. For example, the housing may have a flat shape and the wavelength converting element 102 may have the shape of a cup that is above the light source 104 is arranged. Otherwise, the housing may have walls that contain the light source 104 surrounded, and the wavelength converting element 102 may have a flat shape and be arranged on the housing. Similarly, mixtures of the above-mentioned shapes of the housing and the wavelength converting element are also included 102 possible.

Was in 2 dargestellt ist, kann jeweils sein:

  • – Eine dünne GaN-Oberflächen emittierende LED des Typs der CREE EZB-Serie oder Semileds vom Hochleistungstyp und/oder eine Flip-Chip-LED des Typs, der ein Saphirsubstrat (oder ein ähnliches transparentes Material aus im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex) verwendet und die ihre Emissionsschicht (GaN oder ähnliches) auf dem Boden der LED aufweist.
What in 2 can be represented, in each case:
  • A thin CREE ECB-series or high-performance semileds GaN surface emitting LED and / or a flip-chip LED of the type using a sapphire substrate (or similar transparent material of substantially the same refractive index) and the has its emission layer (GaN or the like) on the bottom of the LED.

Die Füllstoffpartikel sind in der kristallinen Konfiguration vorhanden, was ihre optimale Wärmeleitfähigkeitseigenschaften sicherstellt.The Filler particles are in the crystalline configuration present what their optimal thermal conductivity properties ensures.

Die Füllstoffpartikel 204 ersetzen mindestens einen Teil des mindestens teilweise transparenten Materials der Schicht 102 und sichern die Farbstabilität der lichtemittierenden Vorrichtung 200 bei verschiedenen Strömen. Wenn auf das Füllstoffmaterial, das mindestens einen Teil des mindestens transparenten Materials ersetzt, Bezug genommen wird, wird gemeint, dass die Füllstoffmaterialien volumenweise mindestens 0,1% betragen und ihre Konzentration bis zu 30% beträgt. Das Verfahren, mit dem die Füllstoffe in das teilweise transparente Material dotiert werden, kann jede bekannte Technik für diesen Zweck sein.The filler particles 204 replace at least a portion of the at least partially transparent material of the layer 102 and ensure the color stability of the light-emitting device 200 at different currents. When referring to the filler material replacing at least a portion of the at least transparent material, it is meant that the filler materials are at least 0.1% by volume and their concentration is up to 30%. The process by which the fillers are doped into the partially transparent material can be any known technique for this purpose.

Im Ergebnis ist die Farbstabilität in den lichtemittierenden Vorrichtungen, wo das mindestens teilweise transparente Material durch Füllstoffpartikel ersetzt ist, höher als die Farbstabilität, die in lichtemittierenden Vorrichtungen gemessen wird, in denen das mindestens teilweise transparente Material nicht durch Füllstoffpartikel ersetzt ist.in the Result is the color stability in the light-emitting Devices where the at least partially transparent material replaced by filler particles, higher than the color stability inherent in light-emitting devices is measured, in which the at least partially transparent material not replaced by filler particles.

Die Füllstoffpartikel können mindestens ein solches aus Bornitrid, Metallen, Halbleitermaterialien oder kristallinen Materialien oder einer Kombination davon sein. Weiterhin wird in diesem Dokument, in Verbindung mit 6, ein konkretes Beispiel für das Füllstoffmaterial, das Bornitrid ist, im Einzelnen analysiert, um die Vorteile aufgrund ihrer Anwesenheit in der Schicht 102 bis zur erreichten Farbstabilität für die Vorrichtung 200 zu ermitteln. Die Wärmeleitfähigkeit der Füllstoffpartikel ist höher als die Wärmeleitfähigkeit des teilweise transparenten Materials.The filler particles may be at least one of boron nitride, metals, semiconductor materials or crystalline materials or a combination thereof. Furthermore, in this document, in conjunction with 6 , a concrete example of the filler material that is boron nitride, analyzed in detail to the benefits due to their presence in the layer 102 until the color stability achieved for the device 200 to investigate. The thermal conductivity of the filler particles is higher than the thermal conductivity of the partially transparent material.

Die oben erläuterten Konzepte treffen ebenso für Ausführungsformen zu, wo bei der lichtemittierenden Vorrichtung das mindestens teilweise transparente Material 102 ein Komposit aus Materialien mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften ist. Das mindestens teilweise transparente Material umfasst mindestens ein solches aus Silizium, einem organischen Polymer, einem organisch-anorganischen Hybridmaterial, einem Material vom Glastyp, einem Material vom Keramiktyp und einem Sol-Gel-Glas, wobei das organische Polymer ein solches aus PMMA und Polyimid ist und das Material vom Glastyp ein lichtempfindliches Glasmaterial ist. Die lumineszenten Pigmente 202 sind mindestens ein solches aus einem Material vom Leuchtstofftyp, organischen Molekülen oder Polymeren und Nanokristallen, wobei die lumineszenten Pigmente als Material vom Leuchtstofftyp ein solches der Klassen Leuchtstoff vom YAG-Typ, Leuchtstoff vom BOSE-Typ und Leuchtstoff vom Nitrid-Typ mit spezifischer stöchiometrischer Zusammensetzung sind.The concepts discussed above apply equally to embodiments where in the light emitting device the at least partially transparent material 102 a composite of materials with different chemical properties. The at least partially transparent material includes at least one of silicon, an organic polymer, an organic-inorganic hybrid material, a glass-type material, a ceramic-type material and a sol-gel glass, the organic polymer being one of PMMA and polyimide and the glass type material is a photosensitive glass material. The luminescent pigments 202 are at least one of a phosphor type material, organic molecules or polymers and nanocrystals, wherein the luminescent pigments as the phosphor type material are those of the classes YAG type phosphor, BOSE type phosphor and nitride type phosphor of specific stoichiometric composition are.

Da zusammen mit erhöhten Arbeitsströmen für die Vorrichtung 200 mehr und mehr Wärme erzeugt wird, können die steigenden Temperaturen die Materialien, die die farbumwandelnden Elemente in den Leuchtstoff umgewandelten LEDs bilden, schwerwiegend beeinträchtigen und schädigen. Die Einführung einer Wärmeisolationsschicht zwischen dem blauen LED-Chip und dem Farbumwandlungselement wurde durch bekannte Technologien vorgeschlagen.As along with increased working currents for the device 200 As more and more heat is generated, the rising temperatures can severely degrade and damage the materials forming the color-converting elements in the phosphor converted LEDs. The introduction of a thermal insulation layer between the blue LED chip and the color conversion element has been proposed by known technologies.

Die Leuchtstoffpartikel selbst können ebenfalls einige Wärme produzieren, weil nicht alle der absorbierten blauen Photonen als gelbe emittiert werden. Neben den Wärmeeffekten (entweder durch den LED-Chip oder die Leuchtstoffpartikel), kann eine andere Möglichkeit für die Farbverschiebung die Sättigung des Leuchtstoffmaterials aufgrund des hohen Lichtauslasses der blauen LED bei den höheren Strömen sein. Beispielsweise sind bei höheren Temperaturen YAG-Materialien dafür bekannt, dass sie transparenter werden.The Phosphor particles themselves can also generate some heat produce because not all of the absorbed blue photons as be emitted yellow. In addition to the heat effects (either through the LED chip or the phosphor particles), can be another Possibility for the color shift the saturation of the phosphor material due to the high light output of the blue LED be at higher currents. For example are at higher temperatures YAG materials for it known to be more transparent.

Die Zugabe von Füllstoffpartikel moduliert ein Verhalten der Farbstabilität der LED, und wir bemerken, dass beispielsweise die Farbstabilität der Vorrichtung bei einer Stromdichte von 1.300 mA mit Füllstoffpartikel gleich der Farbstabilität der Vorrichtung ist, die bei 200 mA ohne Füllstoffpartikel arbeitet.The Addition of filler particles modulates behavior of the Color stability of the LED, and we notice that, for example the color stability of the device at a current density of 1,300 mA with filler particles equal to the color stability the device is at 200 mA without filler particles is working.

Allerdings sind Farbverschiebungen, die bei höheren Strömen beobachtet werden, reproduzierbar und treten sofort auf, wenn die Vorrichtung bei höheren Strömen in Betrieb ist.Indeed are color shifts that occur at higher currents be observed, reproducible and occur immediately when the Device is operating at higher currents.

Deswegen wurde abgeschätzt, ob eine beobachtete Farbverschiebung mit der Temperaturerhöhung ein Sättigungseffekt ist, oder wenn es ein Temperatur induzierter Effekt ist, dieser auf die Erniedrigung der Quanteneffizienz des Leuchtstoffs bei höheren Temperaturen zurückzuführen ist.therefore was estimated whether an observed color shift with the increase in temperature a saturation effect is, or if it is a temperature induced effect, this on the lowering of the quantum efficiency of the phosphor at higher Temperatures is due.

3 zeigt die Ergebnisse des Verhältnisses der integralen Intensitäten gegenüber dem LED-Strom für eine gemessene LED. 3 shows the results of the ratio of the integral intensities to the LED current for a measured LED.

3 erläutert die Ergebnisse für eine der gemessenen LEDs, wobei die Verhältnisse der blauen Emissionspeaks für die LED mit und ohne farbumwandelndes Element als auch das Verhältnis der blauen/gelben Emissionspeaks der LED mit dem Farbumwandlungselement gegenüber dem LED-Strom angegeben werden. 3 explains the results for one of the measured LEDs, the ratios of the blue emission peaks for the LED with and without the color-converting element as well as the ratio of the blue / yellow emission peaks of the LED with the color conversion element relative to the LED current.

In einer ersten Stufe wurde die integrale Intensität des blauen Emissionspeaks bei verschiedenen Strömen für eine Serie von blauen LEDs gemessen.In a first level became the integral intensity of the blue Emission peaks at different currents for one Series of blue LEDs measured.

In einem folgenden Schritt wurden Farbumwandlungselemente, die aus Leuchtstoffpartikel, die in einer Siliziummatrix eingebettet sind, bestehen, mittels Sprühbeschichtung auf die LEDs gegeben. Danach wurden die integralen Intensitäten der blauen und gelben Teile der Emissionsspektren der Leuchtstoff umgewandelten LEDs bei verschiedenen Strömen wieder gemessen.In In a following step, color conversion elements were made Phosphor particles embedded in a silicon matrix, exist, applied by spray coating on the LEDs. After that were the integral intensities of blue and yellow Parts of the emission spectra of the phosphor converted LEDs measured again different currents.

Unter der Annahme, dass es hauptsächlich die Sättigung ist, die für die Verschiebung der Farbkoordinaten bei höheren Strömen bzw. Temperaturen verantwortlich ist, sollte der Verlauf der Kurve, der die Intensitäten des blauen Peaks gegenüber den Strömen beschreibt, unterschiedlich für eine und die gleiche LED, gemessen mit und ohne Farbumwandlungsschicht, sein. Aufgrund der Sättigung der Leuchtstoffpartikel würde eine geringere Zahl von blauen Photonen absorbiert, und deswegen sollte der Lauf der integralen Intensität des blauen Peaks der Leuchtstoff umgewandelten LED wachsen, um höher bei größeren Strömen gegenüber dem Lauf der integralen Intensität der blauen LED zu sein. Anderenfalls, wenn diese Läufe gleich sind, während andererseits das Verhältnis der integralen Intensitäten der blauen und gelben Bereiche des Emissionsspektrums der Leuchtstoff umgewandelten LED eine starke Abhängigkeit vom Strom zeigt, dann wird die Farbverschiebung hauptsächlich als Temperatureffekt interpretiert.Under the assumption that it is mainly saturation is responsible for shifting the color coordinates at higher Flows or temperatures is responsible, should the Course of the curve showing the intensities of the blue peak compared to the currents describes, different for one and the same LED, measured with and without color conversion layer, be. Due to the saturation of the phosphor particles would absorbs a smaller number of blue photons, and therefore the course should be the integral intensity of the blue peak of the Fluorescent converted LED grow to higher at larger Currents against the barrel of integral intensity to be the blue LED. Otherwise, if these runs same, while on the other hand the ratio the integral intensities of the blue and yellow areas the emission spectrum of the fluorescent converted LED a strong Dependence on the current shows, then the color shift mainly interpreted as a temperature effect.

Beide Kurven sind auf der gleichen Skala aufgetragen, allerdings sind sie für die Deutlichkeit der Darstellung verschoben. Das Verhältnis der integralen Intensitäten der blauen Peaks der blauen und der farbumgewandelte LED bleiben im großen Ausmaß konstant für die untersuchten Ströme (symbolisiert durch die horizontale schwarze Linie), was zeigt, dass Sättigungseffekte (falls vorhanden) geringere Relevanz haben. Andererseits zeigt das Verhältnis der integralen Intensitäten der blauen und gelben Bereiche des Emissionsspektrums der farbumgewandelten LED eine starke Abhängigkeit vom Strom. Deswegen ist es aus 3 ersichtlich, dass es insbesondere die Temperatur ist, die die Emissionseigenschaften der Leuchtstoffpartikel beeinträchtigt.Both curves are plotted on the same scale, but they are shifted for clarity of presentation. The ratio of the integral intensities of the blue peaks of the blue and color converted LEDs remains largely constant for the currents under study (symbolized by the horizontal black line), indicating that saturation effects (if any) are less relevant. On the other hand, the ratio of the integral intensities of the blue and yellow portions of the emission spectrum of the color-converted LED shows a strong dependence on the current. That's why it's off 3 it can be seen that it is especially the temperature that affects the emission properties of the phosphor particles.

Weiterhin wurden Farbumwandlungselemente auf den LEDs mittels Sprühbeschichtung abgeschieden. Für alle LEDs wurde die Zusammensetzung der Aufschlämmung aus Leuchtstoff und Silizium gleichgehalten, während die Dicke über die LEDs variiert wurde. Die Emissionsspektren wurden bei verschiedenen Strömen aufgenommen, und die integralen Intensitäten der blauen und gelben Emissionspeaks wurden bestimmt.Farther were color conversion elements on the LEDs by means of spray coating deposited. For all LEDs, the composition of the Slurry of phosphor and silicon kept the same, while the thickness was varied across the LEDs. The emission spectra were at different currents recorded, and the integral intensities of the blue and yellow emission peaks were determined.

Wir schließen daraus, dass nicht der Sättigungseffekt, sondern die Erwärmung der Leuchtstoffpartikel ein wichtiger Aspekt bei der Farbumwandlung ist. Da die Quantenausbeute des Leuchtstoffs kleiner als 100% ist, wird nicht das ganze absorbierte Licht in gelbes Licht umgewandelt, allerdings führt ein Teil des absorbierten blauen Lichts zu einer Nicht-Emissionsrekombination, wobei Hitze erzeugt wird. Dieses führt lokal zu einer Aufwärmung der Leuchtstoffpartikel, und diese Wärme muss entfernt werden. Aus dem Bereich der Leuchtstoffpartikel. Dieser Mechanismus ist optimal, wenn das Matrixmaterial ein guter Wärmeleiter ist. Dieser Punkt ist für alle LED-Typen gültig.We conclude that not the saturation effect, but the heating of the phosphor particles is an important Aspect of the color conversion is. Since the quantum efficiency of the phosphor is smaller when 100% is, not all of the absorbed light will be in yellow light converted, however, carries a part of the absorbed blue light to a non-emission recombination, with heat is produced. This leads locally to a warm-up the phosphor particles, and this heat must be removed. From the field of phosphor particles. This mechanism is optimal if the matrix material is a good conductor of heat is. This item is valid for all LED types.

4 zeigt das Verhältnis der integralen Intensitäten des blauen und gelben Emissionspeaks für die LED, die bei verschiedenen Stromintensitäten arbeitet. 4 shows the ratio of the integral intensities of the blue and yellow emission peaks for the LED operating at different current intensities.

Die in 4 gezeigten Ergebnisse werden als Verhältnis der integralen Intensitäten des blauen und des gelben Emissions-peaks für die bei 1.300 mA arbeitende LED, geteilt durch das gleiche Verhältnis, das für die gleiche LED, die bei 200 mA arbeitet, bestimmt wird, angegeben. Wenn es keine Verschiebung der Farbkoordinaten zwischen 200 mA und 1.300 mA geben würde, würde dieses Verhältnis 1 sein, wobei jeder Wert, der größer als 1 ist, bedeutet, dass es eine Verschiebung der Farbkoordinaten zu blau gibt, was ausgeprägter ist, umso höher dieser Wert ist. Anderenfalls bedeutet ein Wert, der niedriger als 1 ist, dass das Emissionsspektrum gegen Gelb verschoben ist. Wie aus 4 zu ersehen ist, ist dieses Verhältnis höher als 1 und erhöht sich mit den gemessenen CIE × Werten der LEDs (die aus den bei 200 mA aufgezeichneten Emissionsspektren errechnet wurden) – Spektrum. Da die Zusammensetzung des Farbumwandlungselements die gleiche ist, ist ein höherer CIE × Wert auf ein dickeres Farbumwandlungselement zurückzuführen.In the 4 The results shown are expressed as the ratio of the integral intensities of the blue and yellow emission peaks for the 1,300 mA LED divided by the same ratio determined for the same LED operating at 200 mA. If there were no shift in color coordinates between 200 mA and 1,300 mA, this ratio would be 1, with any value greater than 1 meaning that there is a shift in color coordinates to blue, which is more pronounced, the higher it is Is worth. Otherwise, a value lower than 1 means that the emission spectrum is shifted to yellow. How out 4 As can be seen, this ratio is greater than 1 and increases with the measured CIE x values of the LEDs (calculated from the emission spectra recorded at 200 mA) - spectrum. Since the composition of the color conversion element is the same, a higher CIE x value is due to a thicker color conversion element.

Aus 4 ist ersichtlich, dass der Effekt ausgeprägter ist, je dicker das Farbumwandlungselement ist.Out 4 It can be seen that the thicker the color conversion element is, the more pronounced the effect is.

Wenn die Dicke konstant gehalten wurde und die Konzentration der Leuchtstoffpartikel variiert wurde, wurde das Farbumwandlungselement in einen Rahmen gefüllt, was eine gleiche Dicke sicherstellt.If the thickness was kept constant and the concentration of the phosphor particles was varied, the color conversion element was in a frame filled, which ensures an equal thickness.

5 zeigt das Verhältnis der integralen Intensitäten gegen Volumenprozent Leuchtstoff, gemessen für die oben angegebenen Bedingungen. 5 shows the ratio of integral intensities vs. volume percent phosphor, ge measure for the above conditions.

5 zeigt die Ergebnisse der gleichen Untersuchungen für Farbumwandlungselemente mit Leuchtstoffkonzentrationen von 3% und 4%, dargestellt durch quadratische Symbole, wobei das
obere Quadrat dem Verhältnis 1.300 mA/200 mA entspricht und die unteren Quadrate dem Verhältnis 1.000 mA/350 entsprechen. Da sich der Temperatureffekt mit der Konzentration der Leuchtstoffpartikel erhöht, folgt daraus, dass, je höher die Anzahl der Leuchtstoffpartikel ist, umso mehr Wärme erzeugt wird, und dass die Leuchtstoffpartikel hauptsächlich durch Hitze, die von ihnen selbst produziert wird, beeinträchtigt werden, was zu einer Absorption von blauem Licht und zu einer nur teilweisen Strahlenrekombination führt, was die Leuchtstoffpartikel hauptsächlich beeinträchtigt. Es ist nicht der LED-Chip selbst, der hauptsächlich für den Temperaturanstieg verantwortlich ist. 5 shows the results of the same investigations for color conversion elements with phosphor concentrations of 3% and 4%, represented by square symbols, where
upper square corresponds to the ratio of 1,300 mA / 200 mA and the lower squares correspond to the ratio of 1,000 mA / 350. As the temperature effect increases with the concentration of the phosphor particles, it follows that the higher the number of the phosphor particles, the more heat is generated, and that the phosphor particles are mainly affected by heat produced by themselves, resulting in absorption of blue light and only partial beam recombination results, which mainly affects the phosphor particles. It is not the LED chip itself that is mainly responsible for the temperature rise.

Es wurden weiterhin Beobachtungen durchgeführt, wobei die Volumenkonzentration der Leuchtstoffpartikel gleichgehalten wurde, allerdings wurde ein Teil der Siliziummatrix, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit zeigt, durch Füllstoffpartikel ausgetauscht. Von der Vielzahl der untersuchten Füllstoffpartikel zeigte Bornitrid einen sehr guten Effekt. Tatsächlich zeigt BN Vorteile als Füllstoffmaterial, weil BN eine gute Wärmeleitfähigkeit zeigt, wobei es allerdings ebenfalls elektrisch isolierend ist.It continued observations were carried out, with the Volume concentration of the phosphor particles was kept equal, however, part of the silicon matrix has a low thermal conductivity shows, replaced by filler particles. From the multitude Of the tested filler particles, boron nitride showed a very good effect. In fact, BN shows advantages as a filler material, because BN shows good thermal conductivity, wherein However, it is also electrically insulating.

Die Ergebnisse dieser Experimente, die gleiche Volumenkonzentration der Leuchtstoffpartikel, wobei ein Anteil der Siliziummatrix durch BN ersetzt ist, sind ebenfalls in 5 gezeigt (dreieckige Symbole), die die Potentiale dieser Füllstoffpartikel, die Farbverschiebung zu höheren Strömen (Temperaturen) zu verringern, hervorheben.The results of these experiments, the same volume concentration of the phosphor particles, with a portion of the silicon matrix replaced by BN, are also in 5 (triangular symbols), which highlight the potentials of these filler particles to reduce color shift to higher currents (temperatures).

6 zeigt die normalisierte Absorption durch Leuchtstoffpartikel innerhalb eines Farbumwandlungselements. Es kann beobachtet werden, dass die Wärmelöschung durch Selbsterwärmen der Leuchtstoffpartikel, wie dies in unseren Studien für die untersuchten Materialien beobachtet wurde, ein wahrscheinlicher Mechanismus ist, um die Farbkoordinatenverschiebung, die von anderen berichtet wird, zu erklären. 6 Figure 4 shows the normalized absorption by phosphor particles within a color conversion element. It can be observed that heat quenching by self-heating of the phosphor particles, as observed in our studies for the materials studied, is a likely mechanism to explain the color coordinate shift reported by others.

Obwohl es allerdings eine Menge Möglichkeiten gibt, die Temperatur aus dem Inneren des Farbumwandlungselements zu entfernen, gehen alle diese Konzepte etwas auf Kosten der Lichtleistung. Es wäre daher hoch wünschenswert, die Menge an Material für die Wärmeübertragung so niedrig wie möglich zu halten und dieses nur in solche Bereiche einzuführen, wo es tatsächlich notwendig ist.Even though However, there are a lot of options, the temperature from the interior of the color conversion element, go all of these concepts something at the expense of light output. It would be Therefore, highly desirable, the amount of material for the heat transfer as low as possible and to introduce this only into such areas, where it is really necessary.

Von diesem Standpunkt aus hinsichtlich optischer Simulationen der normalisierten Absorption durch die Leuchtstoffpartikel innerhalb eines Farbumwandlungselements (NACCE), als eine Funktion der z-Richtung (in Richtung der Höhe), was in 6 für ein CCE mit einer konstanten Leuchtstoffvolumenkonzentration c = 10 Vol-% und einer konstanten Breite b = 1.040 μm und drei verschiedene Höhen h = 100, 400 und 700 μm gezeigt ist. Die Leuchtstoffpartikel sind in der Farbumwandlungsschicht homogen dispergiert. Für die optische Simulation des NACCE wurde das Volumen des CCE in eine regulär angeordnete Anordnung mit 101 Voxel für jede Hauptrichtung (x, y und z) geteilt, und die Absorption aller Voxel einer spezifischen x, y-Ebene wurde getrennt für alle 101 Ebenen in z-Richtung bestimmt. Schließlich wurden die Absorptionsdaten der einzelnen Ebenen im Hinblick auf die Ebene normalisiert, die die größte Absorption von allen aufweist. Da die drei untersuchten CCEs verschiedene Höhen aufweisen, während die Anzahl der Voxel in z-Richtung 101 für alle davon beträgt, hängt die tatsächliche Voxel-Größe in z-Richtung von der tatsächlichen Höhe der Umwandlungsschicht ab. Wie zuvor erwähnt, die Absorption des blauen Lichts und deswegen die Menge des umgewandelten gelben Lichts ist am größten in der Nachbarschaft des blauen LED-Rohchips und verringert sich unverhältnismäßig mit steigender Entfernung. Die meiste Absorption für das blaue Licht geschieht auf der Unterseite der Farbumwandlungsschicht, und damit wird das meiste des gelben Lichts hier ebenso erzeugt. Da nicht alle der Absorptionsphänomene zu einer Erzeugung von Licht führen, allerdings ebenfalls zu Wärme, wird die meiste Wärme in diesem Bereich erzeugt. Mit dem Anstieg der Höhe in der z-Richtung reduziert sich die Anzahl der Absorptionen. Ein Teil des blauen Lichts wird bereits am unteren Ende absorbiert und kommt nicht durch die Schicht. Deswegen wird weniger gelbes Licht in der Mitte erzeugt und ebenfalls weniger Wärme, während die Prozentzahl der emittierenden und nicht emittierenden Rekombinationen konstant ist.From this point of view, optical simulations of the normalized absorption by the phosphor particles within a color conversion element (NACCE) as a function of the z direction (in the height direction), which is shown in FIG 6 for a CCE with a constant phosphor volume concentration c = 10% by volume and a constant width b = 1040 μm and three different heights h = 100, 400 and 700 μm. The phosphor particles are homogeneously dispersed in the color conversion layer. For optical simulation of the NACCE, the volume of the CCE was divided into a 101 voxel regular array for each major direction (x, y, and z), and the absorbance of all voxels of a specific x, y plane was separated for all 101 planes in z direction determined. Finally, the absorption data of the individual levels were normalized with respect to the level that has the greatest absorption of all. Since the three CCEs examined have different heights, while the number of voxels in the z direction is 101 for all of them, the actual voxel size in the z direction depends on the actual height of the conversion layer. As previously mentioned, the absorption of the blue light and therefore the amount of converted yellow light is greatest in the vicinity of the blue LED die and decreases disproportionately with increasing distance. Most of the absorption for the blue light happens on the bottom of the color conversion layer, and so most of the yellow light is created here as well. Since not all of the absorption phenomena lead to the generation of light, but also to heat, most of the heat is generated in this area. As the height in the z-direction increases, the number of absorptions decreases. Part of the blue light is already absorbed at the bottom and does not get through the layer. Therefore, less yellow light is generated in the center and also less heat, while the percentage of emissive and non-emissive recombinations is constant.

In dieser Schicht ist die Verteilung des Leuchtstoffs homogen, allerdings zeigt sich ein nicht homogenes Verhalten durch die Anzahl der Absorptionsprozesse des blauen Lichts und folglich die Bildung von gelbem Licht oder Wärme.In This layer is the distribution of the phosphor homogeneous, however shows a non-homogeneous behavior by the number of absorption processes of blue light and thus the formation of yellow light or Warmth.

Dieses Verhalten ist im Allgemeinen für den Prozess der Farbumwandlung und für alle möglichen Farbumwandlungsschichten gültig und nicht auf eine spezifische Geometrie für die Schicht beschränkt.This Behavior is generally for the process of color conversion and for all kinds of color conversion layers valid and not on a specific geometry for the layer is limited.

Es wird bemerkt, dass in 6 das NACCE signifikant niedriger für die erste und letzte Voxelebene ist, was aus einem Teil des Lichts entsteht, das an der Grenzfläche des CCE reflektiert wird (zur aktiven Schicht bzw. zur oberen Halbkugel). Eine zweite Bemerkung betrifft die Höhenabweichung zwischen dem gegebenen z-Wert und der jeweiligen Schichthöhe, was äquivalent zur Höhe von einem Voxel ist. Dieses ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Anzahl einer spezifischen Voxelreihe in z-Richtung jeweils an ihrer Bodenoberfläche definiert wird.It is noticed that in 6 the NACCE is significantly lower for the first and last voxel planes, resulting from a part of the light reflected at the interface of the CCE (to the active layer and to the upper hemisphere, respectively). A second remark concerns the height deviation between the given z-value and the respective layer height, which is equivalent to the height of a voxel. This is due to the fact that the number of a specific voxel row in the z-direction is defined at its bottom surface.

Ein ähnliches Verhalten kann ebenfalls für variierende Konzentrationen der Leuchtstoffpartikel beobachtet werden. Nichts- destotrotz tritt die höchste Menge der Lichtabsorption und Umwandlung in der Nähe der LED-Rohchipoberfläche auf, wovon das blaue Licht emittiert wird. Andererseits ist der Effekt der Füllstoffpartikel umgekehrt, ihr Vorhandensein ist vorteilhaft in den Bereichen der größten Menge an Farbumwandlung (um die von den Leuchtstoffpartikel hergestellte Wärme aus diesem Bereich zu übertragen), während in Bereichen mit einer geringeren Menge an Farbumwandlung (was nur zu einem kleineren Ausmaß zur Gesamtemission beiträgt), der Nachteil der Lichtabsorption vorherrschen kann. Um dieses zu übertreffen, werden Gradienten der Füllstoffpartikelkonzentration vorgeschlagen, indem eine größere Anzahl von Füllstoffpartikel in Bereichen, worin mehr Licht erzeugt wird und eine geringere Anzahl von Füllstoffpartikel in Bereiche, wo eine geringere Anzahl von blauem Licht umgewandelt wird (auf der Oberfläche des Farbumwandlungselements gegenüber der blauen LED-Oberfläche) gegeben werden. Dieses kann durch Zugabe eines ersten Teils einer Aufschlämmung des Farbumwandlungsmaterials, Abstoppen und Zugeben einer geringeren Anzahl von Füllstoffpartikel und schließlich Zugeben einer Anzahl ohne Füllstoffpartikel erreicht werden. Auf diese Weise wird ein Teil der Farbumwandlungspartikel mit Materialien mit höheren Wärmeleitfähigkeiten umgeben, während andere dieses nicht werden. Mit der Hilfe von Technologie können ebenfalls Lichtverhältnisse reduziert werden.A similar Behavior may also be for varying concentrations the phosphor particles are observed. Nonetheless, it occurs the highest amount of light absorption and conversion in the Near the LED Rohchipoberfläche on, of which the blue light is emitted. On the other hand, the effect of the filler particles conversely, their presence is beneficial in the areas of largest amount of color conversion (by the To transfer heat generated from phosphor particles to this particle), while in areas with a lower amount of color conversion (which only contributes to a lesser extent to overall emissions), the disadvantage of light absorption may prevail. To surpass this, gradients of filler particle concentration are proposed, by having a larger number of filler particles in areas where more light is generated and a smaller number of filler particles in areas where a smaller number is converted by blue light (on the surface of the Color conversion element opposite the blue LED surface) are given. This can be done by adding a first part of a Slurry of color conversion material, stopping and Add a smaller number of filler particles and finally adding a number without filler particles be achieved. In this way, part of the color conversion particles surrounded by materials with higher thermal conductivities, while others will not. With the help of technology Light conditions can also be reduced.

Diese Gradienten können ebenfalls für andere Konfigurationen des Farbumwandlungselements hergestellt werden, beispielsweise in Keramik, wo die Anzahl der Füllstoffpartikel in der Nähe eine der Oberflächen (dem blauen LED-Farbstoff gegenübersteht) ausgewählt werden kann, damit sie höher als an der anderen Oberfläche ist.These Gradients can also be used for other configurations of the color conversion element, for example in Ceramic, where the number of filler particles in the vicinity one of the surfaces (facing the blue LED dye) can be selected to make it higher than the other surface is.

Der Temperaturanstieg innerhalb des Farbumwandlungselements ist als Hauptquelle für die Farbkoordinatenverschiebung von Leuchtstoff umgewandelten LEDs bei Stromanstieg identifiziert worden. Wie oben gezeigt wurde, wird der Temperaturanstieg durch eine lokale Erwärmung der Leuchtstoffpartikel verursacht. BN ist als Füllstoffmaterial mit einem hohen Potential identifiziert worden, um Wärme vom Inneren des Farbumwandlungselements zu entfernen. Obwohl die Verwendung von Füllstoffpartikel noch vorgeschlagen worden ist, um die thermische Leitfähigkeit um die Leuchtstoffpartikel zu erhöhen, wird einiges Licht durch die Füllstoffpartikel absorbiert und die Lichtleistung der LED ist reduziert. Wir haben allerdings gezeigt, dass das Licht nicht homogen durch das Farbumwandlungselement umgewandelt wird, allerdings wird das meiste Licht in einem sehr kleinen Bereich in Nachbarschaft zur LED-Chip-Oberfläche umgewandelt. Deswegen ist es nach dem neuen und erfinderischen Konzept der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, die gleiche Menge an Füllstoffpartikel durch das gesamte Farbumwandlungselement anzuwenden, die Menge könnte in den Bereichen mit der höchsten Menge an Farbumwandlung höher sein und niedriger in den anderen Bereichen. Auf diese Weise können die Nachteile der Füllstoffpartikel, wie die Lichtabsorption, reduziert werden und die Lichtleistung konnte verbessert werden.Of the Temperature rise within the color conversion element is as Main source for color coordinate shift of phosphor converted LEDs have been identified at current increase. As above has been shown, the temperature rise is due to a local heating caused the phosphor particles. BN is a filler material with a high potential has been identified to absorb heat from Remove interior of the color conversion element. Although the use of filler particles has still been suggested to the thermal conductivity around the phosphor particles To increase, some light is through the filler particles absorbed and the light output of the LED is reduced. We have however, shown that the light is not homogeneous by the color conversion element is converted, however, most of the light in a very small area in neighborhood to the LED chip surface transformed. That's why it's the new and inventive concept Not necessary for the present invention, the same amount Filler particles through the entire color conversion element To apply, the amount could be in the areas with the highest Amount of color conversion to be higher and lower in the other areas. In this way, the disadvantages the filler particles, such as the light absorption, reduced and the light output could be improved.

Daher wird gemäß der Erfindung die Farbstabilität der LED bei höheren Strömen durch eine Verringerung der Wärme, die in dem Farbumwandlungselement durch die Zugabe einer ausgewählten Menge, Material und Ablagerung von Füllstoffpartikel in dem Lichtumwandlungselement verbessert.Therefore becomes according to the invention, the color stability the LED at higher currents by reducing the heat in the color conversion element through the Add a selected amount, material and deposit of filler particles in the light conversion element improved.

7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bereitstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit verstärkter Farbstabilität gemäß der vorliegenden Erfindung. 7 FIG. 12 shows a flowchart for a method of providing a color enhanced light-emitting device in accordance with the present invention.

Ein Verfahren 700 zur Erhöhung der Farbstabilität einer lichtemittierenden Vorrichtung auf Basis einer LED umfasst mindestens die Stufen der Bestimmung einer Menge an Füllstoffpartikel für ein ausgewähltes Wellenlängen umwandelndes Material in Stufe 702 und die Anwendung ausgewählter Mengen an Füllstoffpartikel in dem Wellenlängen umwandelnden Material in Stufe 704, wobei die Menge an Füllstoffpartikel in den Farbumwandlungsbereichen am höchsten ist und am niedrigsten in anderen Bereichen des Wellenlängenumwandlungselements.A procedure 700 For increasing the color stability of an LED-based light-emitting device, at least the steps of determining an amount of filler particles for a selected wavelength-converting material in step 702 and the application of selected amounts of filler particles in the wavelength converting material in step 704 wherein the amount of filler particles is highest in the color conversion regions and lowest in other regions of the wavelength conversion element.

Um die Lichtverluste zu minimieren und die Menge an Füllstoffen so niedrig wie möglich zu halten, wird eine höhere Konzentration in den Bereichen der Farbumwandlungsschicht gewählt, worin viel Absorption auftritt gegenüber den Bereichen, wo weniger Absorption auftritt. Somit kann eine Optimierung und/oder Reduktion von Verlusten, die an der Unterseite der LED auftreten, erreicht werden.Around minimize the light losses and the amount of fillers To keep as low as possible will be a higher one Selected concentration in the areas of the color conversion layer, wherein much absorption occurs over the areas where less absorption occurs. Thus, an optimization and / or Reduction of losses that occur at the bottom of the LED be achieved.

Die Konzentration der Füllstoffe in den Farbumwandlungsbereichen kann variieren. Die Menge an Füllstoffen zeigt die gleiche Entwicklung wie das Absorptionsverhalten des Leuchtstoffs, die größte Menge an Füllstoffen wird in den Bereichen gefunden, wo das meiste blaue Licht absorbiert wird, und die geringste Menge wird man in Bereichen mit der niedrigsten Absorption finden.The Concentration of fillers in the color conversion areas may vary. The amount of fillers shows the same Development like the absorption behavior of the phosphor, the largest amount Fillers are found in the areas where most of blue light is absorbed, and the least amount will get you in Find areas with the lowest absorption.

Wie bereits in dem vorliegenden Dokument erklärt worden ist, ist die Bestimmung einer definierten Menge an Füllstoffpartikel für ein ausgewähltes Wellenlängen umwandelndes Material in Stufe 702 in Verbindung mit 6 gezeigt worden, und die Verwendung ausgewählter Mengen an Füllstoffpartikel in diesem Wellenlängen umwandelnden Material 704 wird beispielsweise durch Zugabe eines ersten Teils einer Aufschlämmung des Farbumwandlungsmaterials, Abstoppen und Zugabe einer geringeren Anzahl von Füllstoffen und schließlich Zugabe einer Anzahl ohne Füllstoffpartikel erreicht. Auf diese Weise wird ein Teil der Farbumwandlungspartikel mit Materialien mit höheren Wärmeleitfähigkeiten umgeben, während andere dieses nicht werden.As already in the present document has been explained, is the determination of a defined amount of filler particles for a selected wavelength converting material in step 702 combined with 6 and the use of selected amounts of filler particles in this wavelength converting material 704 is achieved, for example, by adding a first portion of a slurry of the color conversion material, stopping and adding a smaller number of fillers, and finally adding a number without filler particles. In this way, some of the color conversion particles are surrounded with materials with higher thermal conductivities, while others do not.

Gemäß anderen Ausführungsformen, die mit jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, eine Vorrichtung, die aus einer Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert und einem mindestens teilweise transparenten Materials, das die Quelle elektromagnetischer Strahlung zumindest in Richtung der Strahlung umgibt, besteht, worin mindestens ein Teil des mindestens teilweise transparenten Materials lumineszente Pigmente für eine mindestens teilweise Umwandlung der Strahlung, die von der Quelle elektromagnetischer Strahlung emittiert wird, enthält und worin dieser oder mindestens ein anderer Teil des mindestens teilweise transparenten Materials Füllstoffpartikel enthält, die das mindestens teilweise transparente Material ersetzen und die sicherstellen, dass die Mediumtemperatur durch das mindestens teilweise transparente Material niedriger als die Mediumtemperatur durch das Farbumwandlungselement der gleichen Vorrichtung ohne Füllstoffpartikel ist. Die elektromagnetische Strahlung wird in einer Halbleiterschicht erzeugt.According to others Embodiments associated with each of those described herein Embodiments can be combined, a Device consisting of a source of electromagnetic radiation, which emits a first wavelength and one at least partially transparent material, which is the source of electromagnetic radiation at least in the direction of the radiation surrounds, wherein at least a part of the at least partially transparent material luminescent Pigments for at least partial conversion of the radiation, which is emitted by the source of electromagnetic radiation, contains and in which this or at least another part of the at least partially transparent material filler particles Contains the at least partially transparent material replace and make sure the medium temperature is through the at least partially transparent material lower than that Medium temperature through the color conversion element of the same device without filler particles. The electromagnetic radiation is generated in a semiconductor layer.

8 ist ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren für eine lichtemittierende Diode gemäß der vorliegenden Erfindung zusammenfasst. 8th FIG. 10 is a flowchart summarizing a manufacturing method of a light emitting diode according to the present invention. FIG.

Eine LED-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung würde in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem in 8 erläuterten Verfahren 800 hergestellt.An LED device according to the present invention would, in an exemplary embodiment of the present invention, according to an in 8th explained method 800 produced.

In einer Stufe 802, die schalenförmige Y Al O Ce (YAG:Ce)-Leuchtstoffbeschichtungsschicht, die vorgefertigt ist und durch Mischen mit einem transparenten Epoxid verfestigt ist. Weiterhin wird in einer Stufe 804 der LED-Chip auf dem Untersockel angeordnet und mit einer Elektrode verbunden. Weiterhin wird in einer optionalen Stufe 806 ein thermisch-isoliertes Verkapselungsmaterial auf den LED-Chip aufgetragen; dann wird die Leuchtstoffbeschichtungsschicht darauf befestigt. Danach in der optionellen Stufe 808 kann eine Linse oder eine Diffuserplatte auf der Leuchtstoffbeschichtungsschicht befestigt werden. Alternativ wird ein Epitalprozess in Flüssigphase (LPE) oder ein Epitalprozess in Dampfphase (VPE) angewendet, um die transparente Schicht 102 auf eine Dicke von Zehnergrößen Mikron wachsen zu lassen. Die obere dicke transparente Schicht 102 kann GaP oder GaAsP oder A1GaAs sein. Wenn die obere dicke transparente Schicht 102 A1GaAs ist, ist ein bevorzugtes Material für ein Dünnschicht 102 GaAs oder AlGaAs. Die Vorfertigung der Leuchtstoffbeschichtungsschicht 802 kann umfassen, dass zunächst 802' ein Teil einer Aufschlämmung des Farbumwandlungsmaterials hinzugegeben wird, weiterhin abgestoppt wird 802'' und eine geringe Anzahl von Füllstoffpartikel hinzugegeben wird 802''' und schließlich 802'''' eine Schicht ohne Füllstoffpartikel hinzugefügt wird. Auf diese Weise wird ein Teil der Farbumwandlungspartikel mit Materialien höherer Wärmeleitfähigkeiten umgeben, während andere dieses nicht werden.In one step 802 , the cup-shaped Y Al O Ce (YAG: Ce) phosphor coating layer, which is prefabricated and solidified by mixing with a transparent epoxy. Furthermore, in one step 804 the LED chip is arranged on the sub-base and connected to an electrode. Furthermore, in an optional stage 806 applying a thermally-isolated encapsulant material to the LED chip; then the phosphor coating layer is attached thereto. After that in the optional stage 808 For example, a lens or diffuser plate may be mounted on the phosphor coating layer. Alternatively, a liquid phase (LPE) epitope process or a vapor phase epitaxial (VPE) process is applied to the transparent layer 102 grow to a thickness of tens of microns. The upper thick transparent layer 102 may be GaP or GaAsP or AlGaAs. When the upper thick transparent layer 102 A1GaAs is a preferred material for a thin film 102 GaAs or AlGaAs. The prefabrication of the phosphor coating layer 802 may include that first 802 ' a portion of a slurry of color conversion material is added, is further stopped 802 '' and a small number of filler particles are added 802 ''' and finally 802 '''' a layer without filler particles is added. In this way, some of the color conversion particles are surrounded with materials of higher thermal conductivities, while others do not.

Während das vorgenannte auf Ausführungsformen der Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung entwickelt werden, ohne von ihrem Basisumfang abzuweichen, und ihr Umfang ist durch die Ansprüche, die folgen, bestimmt.While the foregoing directed to embodiments of the invention is, other and further embodiments of the invention without departing from its basic scope, and its scope is determined by the claims that follow.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 7196354 [0012] - US 7196354 [0012]
  • - US 2007/0007542 [0013] US 2007/0007542 [0013]
  • - US 2006/0091788 [0014] US 2006/0091788 [0014]
  • - US 6867542 [0015] US 6867542 [0015]
  • - WO 2005/083036 [0016] WO 2005/083036 [0016]
  • - WO 2005/101447 [0017] WO 2005/101447 [0017]
  • - US 2005/0253153 [0018] US 2005/0253153 [0018]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - M. Arik et al., „Effects of localised heat generation due to the colour conversion in Leuchtstoff particles and layers of high brightness light emitting diodes” in Proceedings of InterPack 03, July 6–11, 2003 [0019] - M. Arik et al., "Effects of localized heat generation due to the color conversion in phosphor particles and layers of high brightness light emitting diodes" in Proceedings of InterPack 03, July 6-11, 2003 [0019]
  • - Fan et al., „Study of Leuchtstoff thermal isolated packaging technologies for high power White light emitting diodes” [0020] - Fan et al., "Study of phosphor thermal white packaging technologies for high power white light emitting diodes" [0020]

Claims (22)

Lichtemittierende Vorrichtung, die aufweist: eine Lichtquelle, die mindestens eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst; und ein Wellenlängen umwandelndes Material, das so angeordnet ist, dass es die mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt; worin das Wellenlängen umwandelnde Material mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material ist; worin das Wellenlängen umwandelnde transparente Material so angeordnet ist, dass es die LED mindestens in Richtung des Lichts, das von der Lichtquelle emittiert wird, umgibt; worin das Wellenlängen umwandelnde Material eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung umfasst und worin das Wellenlängen umwandelnde Material wärmeleitende Füllstoffpartikel umfasst und worin die Konzentration der Füllstoffpartikel innerhalb des Teils des mindestens teilweise transparenten Materials, das die lumineszenten Pigmente enthält, am höchsten in Bereichen ist, worin das meiste umgewandelte Licht erzeugt wird und am niedrigsten in Bereichen ist, worin die Farbumwandlung am geringsten ist.A light emitting device comprising: a A light source comprising at least one light emitting diode (LED); and a wavelength converting material so arranged is that it surrounds the at least one light-emitting diode; wherein the wavelength converting material at least one such from a light transparent material and a partially light transparent Material is; wherein the wavelength-converting transparent material arranged so that it is the LED at least in the direction of the light, which is emitted by the light source surrounds; wherein the wavelengths transforming material a variety of luminescent pigments for includes the color conversion and wherein the wavelengths converting material thermally conductive filler particles and wherein the concentration of the filler particles within the part of the at least partially transparent material, the containing the luminescent pigments, highest in areas where most of the converted light is generated and lowest in areas where the color conversion on the lowest is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Füllstoffpartikel mindestens einen Teil des mindestens teilweise transparenten Materials ersetzen und konzipiert sind, die Farbstabilität der lichtemittierenden Vorrichtung zu erhöhen.A light-emitting device according to claim 1, wherein the filler particles at least part of the at least partially replace transparent material and are designed the color stability of the light-emitting device to increase. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Farbstabilität in lichtemittierenden Vorrichtungen, in denen das mindestens teilweise transparente Material durch Füllstoffpartikel ersetzt ist, größer ist als in lichtemittierenden Vorrichtungen, in denen das mindestens teilweise transparente Material nicht durch Füllstoffpartikel ersetzt ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the color stability in light-emitting devices, in which the at least partially transparent material by filler particles is greater than in light-emitting Devices in which the at least partially transparent material not replaced by filler particles. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Füllstoffpartikel mindestens ein solches aus Bornitrid, Metallen, Halbleitermaterialien und kristallinen Materialien umfasst.A light-emitting device according to claim 1, wherein the filler particles at least one of boron nitride, Metals, semiconductor materials and crystalline materials. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die thermische Leitfähigkeit der Füllstoffpartikel höher als die thermische Leitfähigkeit des teilweise transparenten Materials ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the filler particles higher than the thermal conductivity of the partially transparent material is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die lichtemittierende Diode ein blaues Licht emittierende Diode ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the light emitting diode is a blue light emitting diode is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das mindestens teilweise transparente Material ein Komposit aus Materialien mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the at least partially transparent material is a composite Materials with different chemical compositions is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das mindestens teilweise transparente Material mindestens ein solches aus Silizium, einem organischen Polymer, einem organisch-anorganischen Hybridmaterial, einem Material vom Glastyp, einem Material vom Keramiktyp und einem Sol-Gel-Glas umfasst.A light-emitting device according to claim 1, wherein the at least partially transparent material at least one such silicon, an organic polymer, an organic-inorganic hybrid material, a glass type material, a ceramic type material and a Sol gel gel includes. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 8, worin das organische Polymer ein solches aus PMMA und Polyimid ist, und das Material vom Glastyp ein lichtempfindliches Glasmaterial ist.A light-emitting device according to claim 8, wherein the organic polymer is one of PMMA and polyimide, and the glass type material is a photosensitive glass material. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die lumineszenten Pigmente mindestens ein solches aus einem Material vom Leuchtstofftyp, organischen Molekülen oder Polymeren und Nanokristallen sind.A light-emitting device according to claim 1, wherein the luminescent pigments at least one of a material of the phosphor type, organic molecules or polymers and nanocrystals are. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, worin das Material vom Leuchtstofftyp ein solches der Klassen Leuchtstoff vom YAG-Typ, Leuchtstoff vom BOSE-Typ und Leuchtstoff vom Nitrid-Typ mit spezifischer stöchiometrischer Zusammensetzung ist.Light emitting device according to claim 10, wherein the phosphor type material is one of the classes of phosphor YAG type, BOSE type phosphor and nitride type phosphor with specific stoichiometric composition. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die lichtemittierende Vorrichtung weiterhin eine darauf angeordnete Diffuserplatte umfasst, um das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht zu homogenisieren.A light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting device further has a device disposed thereon Diffuser plate includes, to that of the light-emitting device homogenize emitted light. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin mindestens ein erster Teil des mindestens teilweise lichttransparenten Materials lumineszente Pigmente für die Farbumwandlung umfasst und worin der erste Teil oder mindestens ein anderer Teil des mindestens teilweise lichttransparenten Materials Füllstoffpartikel enthält, die das mindestens teilweise transparente Material ersetzen, wobei die Füllstoffpartikel sicherstellen, dass die Mediumtemperatur innerhalb des mindestens teilweise transparenten Materials niedriger als die Mediumtemperatur der gleichen Vorrichtung ist, wobei das mindestens teilweise transparente Material nicht durch Füllstoffpartikel ersetzt ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein at least a first part of the at least partially light-transparent Materials luminescent pigments for color conversion includes and wherein the first part or at least one other Part of the at least partially light-transparent material filler particles Contains the at least partially transparent material replace, whereby the filler particles ensure that the medium temperature within the at least partially transparent Material lower than the medium temperature of the same device is, wherein the at least partially transparent material is not through Filler particle is replaced. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die lichtemittierende Diode (LED) eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the light emitting diode (LED) is a source electromagnetic Radiation emitting a first wavelength is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Material, das die Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, umgibt, ein mindestens teilweise lichttransparentes Material ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the material that is the source of electromagnetic radiation, the emits a first wavelength surrounds, at least one partially light transparent material. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Material, das die Quelle elektromagnetischer Strahlung, die eine erste Wellenlänge emittiert, umgibt, die Quelle elektromagnetischer Strahlung mindestens in Richtung der Strahlung umgibt.A light-emitting device according to claim 1, wherein the material containing the source is electromagnetic shear radiation emitting a first wavelength surrounds the source of electromagnetic radiation at least in the direction of the radiation surrounds. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 13, worin mindestens ein Teil des mindestens teilweise transparenten Materials lumineszente Pigmente für eine mindestens teilweise Umwandlung der Strahlung, die von der Quelle für elektromagnetische Strahlung emittiert wird, enthält und worin dieser oder mindestens ein anderer Teil des mindestens teilweise transparenten Materials Füllteilpartikel umfasst, die das mindestens teilweise transparente Material ersetzen, wobei die Füllstoffpartikel sicherstellen, dass die Mediumtemperatur in dem mindestens teilweise transparenten Material niedriger als die Mediumtemperatur in dem Farbumwandlungselement der gleichen Vorrichtung ohne Füllstoffpartikel ist.Light emitting device according to claim 13, wherein at least a part of the at least partially transparent Material luminescent pigments for at least partially Conversion of radiation coming from the source of electromagnetic radiation is emitted, contains and wherein this or at least another part of the at least partially transparent material Particle filler comprises at least partially replace transparent material, wherein the filler particles Make sure that the medium temperature in the at least partially transparent material lower than the medium temperature in the Color conversion element of the same device without filler particles is. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die elektromagnetische Strahlung in einer Halbleiterschicht erzeugt ist.Light emitting device according to claim 15, wherein the electromagnetic radiation in a semiconductor layer is generated. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Lichtquelle in einem Gehäuse montiert ist und worin das Wellenlängen umwandelnde Element auf dem Gehäuse angeordnet ist.A light-emitting device according to claim 1, wherein the light source is mounted in a housing and wherein the wavelength converting element on the housing is arranged. Verfahren zur Erhöhung der thermischen Farbstabilität einer lichtemittierenden Vorrichtung, wobei die lichtemittierende Vorrichtung mindestens eine Lichtquelle umfasst, die mindestens eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst und wobei das Wellenlängen umwandelnde Material so angeordnet ist, dass es mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt; worin das Wellenlängen umwandelnde Material mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material ist; worin das Wellenlängen umwandelnde transparente Material so angeordnet ist, dass es die LED mindestens in Richtung des von der Lichtquelle emittierten Lichts umgibt; worin das Wellenlängen umwandelnde Material eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung umfasst und worin das Wellenlängen umwandelnde Material Füllstoffpartikel umfasst, wobei das Verfahren die Stufe der Anwendung von wärmeleitenden Füllstoffpartikel in dem Wellenlängen umwandelnden Material umfasst.Method for increasing the thermal color stability a light-emitting device, the light-emitting Device comprises at least one light source, the at least a light emitting diode (LED) comprises and being the wavelengths converting material is arranged so that there is at least one surround light emitting diode; wherein the wavelengths converting material at least one of a light transparent material and a partially light transparent material; wherein the wavelength-converting transparent material is arranged so is that it is the LED at least in the direction of that of the light source surrounds emitted light; wherein the wavelengths transforming material a variety of luminescent pigments for includes the color conversion and wherein the wavelengths converting material comprises filler particles, in which the process the stage of application of thermally conductive Filler particles in the wavelength converting Material includes. Lichtemittierendes System, das aufweist: eine Lichtquelle, die eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden, die in einer vorbestimmten Konfiguration angeordnet sind, umfasst, worin jede dieser Vielzahl von lichtemittierenden Dioden eine farbstabile lichtemittierende Vorrichtung bei verschiedenen Strömen ist, wobei mindestens eine Lichtquelle mindestens eine lichtemittierende Diode (LED) umfasst und ein Wellenlängen umwandelndes Material, das so angeordnet ist, dass es mindestens eine lichtemittierende Diode umgibt, worin das Wellenlängen umwandelnde Material mindestens ein solches aus einem lichttransparenten Material und einem teilweise lichttransparenten Material ist; worin das Wellenlängen umwandelnde transparente Material so angeordnet ist, dass es die LED mindestens in Richtung des von der Lichtquelle emittierten Licht umgibt; worin ein Teil des Wellenlängen umwandelnden Materials eine Vielzahl von lumineszenten Pigmenten für die Farbumwandlung umfasst und worin ein Teil des Wellenlängen umwandelnden Materials Füllstoffpartikel umfasst.A light-emitting system comprising: a Light source comprising a plurality of light-emitting diodes, the are arranged in a predetermined configuration comprises, wherein each of these plurality of light-emitting diodes is a color-stable one light-emitting device at different currents is, wherein at least one light source at least one light-emitting Diode (LED) includes and a wavelength converting Material that is arranged so that it has at least one light-emitting Diode surrounds, wherein the wavelength converting material at least one of a light transparent material and a partially light transparent material; in which the Wavelengths transforming transparent material so arranged is that it is the LED at least in the direction of that of the light source surrounds emitted light; wherein a part of the wavelengths converting material a variety of luminescent pigments for includes the color conversion and wherein a part of the wavelengths converting material comprises filler particles. Lichtemittierendes System nach Anspruch 21, worin die Vielzahl der lichtemittierenden Dioden entweder die gleiche oder unterschiedliche Lichtemissionseigenschaften aufweist.A light-emitting system according to claim 21, wherein the plurality of light-emitting diodes are either the same or having different light emission characteristics.
DE102009018087A 2008-04-30 2009-04-20 Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller Withdrawn DE102009018087A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009018087A DE102009018087A1 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008021645 2008-04-30
DE102008021645.3 2008-04-30
DE102009018087A DE102009018087A1 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009018087A1 true DE102009018087A1 (en) 2009-12-17

Family

ID=41317933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009018087A Withdrawn DE102009018087A1 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009018087A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012022813A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Encapsulated radiation-emitting component comprising cooled wavelength converter and method for producing it
WO2012069519A3 (en) * 2010-11-24 2012-07-19 Tridonic Jennersdorf Gmbh Led module with prefabricated wavelength conversion element
DE102013103416A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electromagnetic radiation emitting assembly and method of manufacturing an electromagnetic radiation emitting assembly
DE102013103983A1 (en) * 2013-04-19 2014-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a plurality of radiation-emitting semiconductor chips
WO2015198220A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Koninklijke Philips N.V. Packaged wavelength converted light emitting device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6867542B1 (en) 2000-03-29 2005-03-15 General Electric Company Floating chip photonic device and method of manufacture
WO2005083036A1 (en) 2004-02-20 2005-09-09 Gelcore Llc Rules for efficient light sources using phosphor converted leds
WO2005101447A2 (en) 2004-03-30 2005-10-27 Gelcore Llc Led illumination device with layered phosphor pattern
US20050253153A1 (en) 2004-04-23 2005-11-17 Mitsunori Harada Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US20060091788A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Ledengin, Inc. Light emitting device with a thermal insulating and refractive index matching material
US20070007542A1 (en) 2005-07-07 2007-01-11 Sumitomo Electric Industries,Ltd. White-Light Emitting Device
US7196354B1 (en) 2005-09-29 2007-03-27 Luminus Devices, Inc. Wavelength-converting light-emitting devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6867542B1 (en) 2000-03-29 2005-03-15 General Electric Company Floating chip photonic device and method of manufacture
WO2005083036A1 (en) 2004-02-20 2005-09-09 Gelcore Llc Rules for efficient light sources using phosphor converted leds
WO2005101447A2 (en) 2004-03-30 2005-10-27 Gelcore Llc Led illumination device with layered phosphor pattern
US20050253153A1 (en) 2004-04-23 2005-11-17 Mitsunori Harada Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US20060091788A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Ledengin, Inc. Light emitting device with a thermal insulating and refractive index matching material
US20070007542A1 (en) 2005-07-07 2007-01-11 Sumitomo Electric Industries,Ltd. White-Light Emitting Device
US7196354B1 (en) 2005-09-29 2007-03-27 Luminus Devices, Inc. Wavelength-converting light-emitting devices

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fan et al., "Study of Leuchtstoff thermal isolated packaging technologies for high power White light emitting diodes"
M. Arik et al., "Effects of localised heat generation due to the colour conversion in Leuchtstoff particles and layers of high brightness light emitting diodes" in Proceedings of InterPack 03, July 6-11, 2003

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012022813A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Encapsulated radiation-emitting component comprising cooled wavelength converter and method for producing it
WO2012069519A3 (en) * 2010-11-24 2012-07-19 Tridonic Jennersdorf Gmbh Led module with prefabricated wavelength conversion element
DE102010061848B4 (en) 2010-11-24 2022-11-03 Lumitech Patentverwertung Gmbh LED module with prefabricated element
DE102013103416A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electromagnetic radiation emitting assembly and method of manufacturing an electromagnetic radiation emitting assembly
US9761769B2 (en) 2013-04-05 2017-09-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Assembly that emits electromagnetic radiation and method of producing an assembly that emits electromagnetic radiation
DE102013103983A1 (en) * 2013-04-19 2014-11-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a plurality of radiation-emitting semiconductor chips
US9590151B2 (en) 2013-04-19 2017-03-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a plurality of radiation-emitting semiconductor chips
DE102013103983B4 (en) 2013-04-19 2021-09-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for the production of a large number of radiation-emitting semiconductor chips
WO2015198220A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Koninklijke Philips N.V. Packaged wavelength converted light emitting device
US10998473B2 (en) 2014-06-25 2021-05-04 Lumileds Llc Packaged wavelength converted light emitting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008021572B4 (en) Solid-state lamp and luminaire with it
DE112009002311B4 (en) Light source device and optoelectronic component
DE112014005954B4 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102008050643B4 (en) bulbs
EP2359668B1 (en) Optoelectronic device
DE60038216T2 (en) Semiconductor light-emitting device and method for its production
DE102006020529A1 (en) Optoelectronic component has semiconductor body emitting electromagnetic radiation that passes through an optical element comprising wavelength conversion material
DE112012001482T5 (en) LED device using quantum dots
WO2009079990A1 (en) Illuminating device
DE102008032318A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing such
DE102011085645A1 (en) Light emitting diode module and method for operating a light emitting diode module
DE102007057710A1 (en) Radiation-emitting component with conversion element
DE102008011866A1 (en) Semiconductor light source for light source arrangement of projector, has reflector element guiding primary radiation on luminescence material or deflects secondary radiation delivered from material in direction of primary radiation source
DE102015107580A1 (en) Radiation-emitting optoelectronic component
DE102008013030A1 (en) Radiation-emitting device
WO2019141480A1 (en) Optoelectronic component
DE102015113052A1 (en) Optoelectronic component comprising a conversion element, method for producing an optoelectronic component comprising a conversion element and use of an optoelectronic component comprising a conversion element
DE102009018088A1 (en) Light module has solid body-light source, which emits light of spectrum, and platform, which has recess, in which solid body-light source is arranged
DE102009018087A1 (en) Light emitting device i.e. industrial light emitting device such as traffic signal, has wavelengths converting material surrounding LED, and including filler particles whose concentration is lowest in areas where color conversion is smaller
DE102016104616B4 (en) Semiconductor light source
DE102016117189A1 (en) Optoelectronic component
DE102016100723B4 (en) optoelectronic component
DE102008021658A1 (en) Light emitting device for e.g. traffic signal application, has LED, and partially transparent material e.g. silicon and organic polymer e.g. polymethyl methacrylate or polyimide, surrounding LED in direction of light emitted by LED
DE102016123971A1 (en) Optoelectronic component
WO2018104395A1 (en) Optoelectronic component

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TRIDONIC JENNERSDORF GMBH, AT

Free format text: FORMER OWNER: LEDON LIGHTING JENNERSDORF GMBH, JENNERSDORF, AT

Effective date: 20110502

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee