专利名称：发光二级管模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括陶瓷转换板的发光二极管(LED)模块和制造这样 的发光二极管模块的方法。
背景技术：
在现有技术中众所周知的是，通过使用称之为发光方法/荧光方 法的方法可将具有第一(峰值)波长的光转换成具有较长的(峰值) 波长的光。在荧光方法中，具有第一波长的光由一种波长转换材料例 如磷光体吸收，激发了磷光体材料的发光中心，发出具有较长波长的 光。例如在发光二极管中使用这种方法产生白光，其中来自蓝色发光 二极管芯片的发射通过上覆的磷光体层部分地转换成黄色/橙色，并 且其中未被转换的蓝色光和已被转换的黄色/橙色光混合成白光。在这样一种磷光体转换的发光二极管领域中，最新的进展是使用 陶瓷层作为上覆的磷光体层，如在文献US2005 / 0569582中所公开的。 在这篇文献中，发光层与一个陶资层组合，陶资层设置在发光层发出 的光的路径上。陶瓷层由波长转换材料组成，或者陶瓷层包括波长转 换材料，波长转换材料如磷光体。与现有技术其它的磷光体层相比， 陶瓷层可能更牢固，并且对于温度不那么敏感，现有技术磷光体层通 常包括透明树脂、硅胶、或类似材料作为波长转换材料。US2005 / 0569582进一步还公开了 一个实施例，其中将一个附加的 陶壳层放在第一陶瓷层的顶部，即在发光层的上面堆积了两个陶瓷层。 这两个陶瓷层可以包括不同的磷光体。可以对于在两个陶瓷层中不同 磷光体的安排或者两个陶瓷层本身的安排进行选择，以便控制发光二 极管模块中多个磷光体之间的相互作用，从而可以提供某个色点。然 而，在US2005 / 0569582中公开的层叠结构具有缺点必须对每个期 望的总色点产生具有特定性质(例如层的某种磷光体浓度和/或层的 某种厚度)的陶瓷层组合。还有，发光二极管模块一旦制造完毕，由 于陶瓷层的结构，改变发光二极管模块的总颜色的机会就受到了限制。 此外，层叠结构导致具有相当高度或厚度的器件。
发明内容
本发明的一个目的是至少部分地克服这些问题并且提供改进的发 光二极管模块。
借助在所附的权利要求书中限定的发光二极管模块和制造这样一 种发光二极管模块的方法，可以实现从下面的描述中变得显而易见的 这些和其它目的。
按照本发明的一个方面，提供一种发光二极管模块，所述的发光
二极管模块包括用于发出第一颜色光的第一发光二极管芯片；包括 笫二发光二极管芯片的发光二极管元件，这个元件与第一发光二极管 芯片并排地放置并且适合于发射第二颜色光；和陶瓷转换板，该陶瓷 转换板只覆盖第一发光二极管芯片的一部分并且包括一种波长转换材 料，用于转换第一发光二极管芯片发出的光为第三波长；其中，对于 陶瓷转换板覆盖的第一发光二极管芯片的部分的大小进行选择，以使 发光二极管模块产生某种期望的颜色的混合光。
通过相互并排地放置第一发光二极管芯片和发光二极管元件，即 放置在同一水平，并且通过用陶瓷转换板部分地覆盖第一发光二极管 芯片，使器件的厚度减小，同时维持提供某个色点的可能性。此外， 本发明的发光二极管模块允许改变发光二极管模块的整个颜色，即使 在发光二极管模块制成之后亦可改变，因为第一发光二极管芯片和发 光二极管元件可以具有不同的电气设置。这就允许在颜色可变的系统 中使用发光二极管模块，其中颜色设置是由用户或系统选定的。此夕卜， 由于陶瓷转换板是一种固态转换板，使得用所述转换板只覆盖第一发 光二极管芯片的一部分成为可能，或者这样做至少是方便的。
例如，第一颜色可以是蓝色，第二颜色可以是绿色，第三颜色是红 色的，这些颜色混合成白色光。取决于第一发光二极管芯片由陶瓷转 换板覆盖的部分的大小，混合光包含一定量的蓝色和红色，产生某种 整体颜色或色点。
优选地通过选择陶t:转换板相对于第一发光二极管芯片的横向位 置来选择第一发光二极管芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的大小，其中 从第一发光二极管芯片吸收和转换的光量发生了变化。这里，在制造 具有不同色点的发光二极管模块当中(简单地通过选择对应于期望的
色点的陶瓷转换板的横向位置)，能使用全部都具有相同大小和结构 的陶瓷转换板，这从制造观点出发是非常有利的。
按照另一种方式，可以通过选择陶瓷转换板的大小或者通过转动 陶瓷转换板，来选择第一发光二极管芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的 大小。
发光二极管元件进一步还包括具有波长转换材料的层，用于转换 第二发光二极管芯片发出的光为与第二颜色对应的波长。以此方式， 第一和第二发光二极管芯片可以是相同的类型，这是有利的，因为它
们两者例如对于温度变化等的反应方式是相同的。
按照本发明的另一方面，提供制造发光二极管(LED)模块的方法， 所述的方法包括如下步骤提供用于发出第一颜色光的第一发光二极 管芯片；与第一发光二极管芯片并排地提供发光二极管元件，该发光 二极管元件包括用于发出第二颜色光的第二发光二极管芯片；和用陶 瓷转换板只覆盖第一发光二极管芯片的一部分，所述的陶瓷转换板包 括用于转换第一发光二极管芯片发出的光为第三波长的波长转换材 料；其中，对于第一发光二极管芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的大小 进行选择，以使发光二极管模块产生某种期望的颜色的混合光。制造 发光二极管模块的这种方法提供的优点与用本发明先前描述的方面获 得的优点类似。
下面参照附图更加详细地描述本发明的这些和其它方面，附图表 示本发明的当前优选的实施例。
图la-lf说明按照本发明的发光二极管模块的实施例；
图2是在图la-lf中表示的发光二极管模块的CIE色度图3是按照本发明的制造发光二极管模块的方法的流程图。
具体实施例方式
图la-lf说明按照本发明的发光二极管模块10的实施例。图la 是发光二极管模块10的基本结构的顶视图，图lb是它的侧视图。发 光二极管模块10包括适合发射蓝色光的第一发光二极管芯片12和与 第一发光二极管芯片12并排地提供的发光二极管元件14，发光二极管
元件14适合于发射绿色光。第一发光二极管芯片12有利地靠近发光 二极管元件14定位。发光二极管模块10进一步还包括一个陶瓷转换 板16，板16覆盖第一发光二极管芯片12的一部分，即，陶瓷转换板 16部分地设置在从发光二极管芯片12发出的光的路径上(在图lb中 由箭头18表示)。第一发光二极管芯片12例如可以是蓝色发光二极 管芯片，发光二极管元件14可以是由磷光体层(未示出)覆盖的蓝色 发光二极管芯片(第二发光二极管芯片)，所述的磷光体层适合于吸 收从位于下面的蓝色发光二极管芯片发出的蓝色光并将它转换成例如 绿色光。磷光体层可以是陶瓷转换板。陶瓷转换板16包括波长转换材 料，例如磷光体，用于转换从第一发光二极管芯片12发出的光的至少 一部分为红色光。陶瓷转换板16可以是与上述文献US2005 / 0569582
中的陶瓷层的材料类似的材料。
在操作期间，因此来自陶瓷转换板16的经过转换的红光与来自第
一发光二极管芯片12的未被陶瓷转换板16覆盖的部分的未经转换的 蓝色光以及来自发光二极管元件14的未经转换的绿色光混合，其中产 生了具有某种色点的带白色的光(whitish light)。
然而，通过改变第一发光二极管芯片12由陶瓷转换板16覆盖的 部分的大小，就可以对发光二极管模块IO进行调谐，得到不同的色点。 这可以通过例如相对于第一发光二极管芯片12移动陶瓷转换板16的 横向位置来实现。在图lc中，将陶瓷转换板16向左移动，使来自第 一发光二极管芯片12的较少蓝色光被陶瓷转换板16转换成红色光， 而绿色分量保持不变，使总体的混合光的色温增加。这可以参照图2 中的CIE色度图进行说明，其中第一发光二极管芯片l2、发光二极管 元件14、和陶资转换板16发出具有分别为蓝色、绿色和红色的彩色坐 标22、 24、 26的光。当红色陶瓷转换板16在蓝色发光二极管芯片12 上移动时，发光二极管模块IO可以采取沿着图2所示的CIE色度图中 蓝色和红色彩色坐标22、 26之间的轴线的白色色点。具体来说，当陶 瓷转换板16在图lc中向左移动时，发光二极管模块的总色点在图2 的CIE色度图中向左移动。
与图lc相比，图ld中的陶瓷转换板16向右移动，因此陶瓷转换 板16将来自第一发光二极管芯片12的更多的蓝色光转换成红色光， 而绿色分量再一次地保持不变，结果，产生的总混合光的色温降低了。
按照另一种方式，或者作为补充方式，可以改变陶瓷转换板16的 大小以便影响发光二极管模块总辐射的色温。与图la-lb的基本结构 中的陶瓷转换板16相比，图le中的陶瓷转换板16的尺寸减小了，而 在图lf中陶瓷转换板16的尺寸增加了。陶瓷转换板16的这种尺寸变 化与先前分别参照图lc和ld描述的情况相比，对于总混合光的色温 产生相同的结果。
优选地，在制造发光二极管模块10期间选择陶资转换板16相对 于第一发光二极管芯片12的横向位置和/或确定陶瓷转换板16的尺 寸。前一个选项的优点明显，在制造具有不同色点的发光二极管模块 中可以使用全部具有相同结构的陶瓷转换板，只要简单地相对于第一 发光二极管芯片横向移动陶瓷转换板，就可以获得期望的总色点，如 以上所述。
借助实例在图3的流程图中概括了制造按照本发明的发光二极管 模块的方法。所述的方法包括如下步骤提供第一蓝色发光二极管芯 片12(Sl);以及与第一发光二极管芯片12并排地提供绿色发光二极 管元件14(S2);和，用红色陶瓷转换板16只覆盖第一发光二极管芯 片12的一部分(S3);其中对于陶资转换板16相对于发光二极管12 的横向位置进行选择，以使发光二极管模块产生某种期望颜色的混合 光。
应当说明的是，在图la-ld中，发光二极管元件14和陶瓷转换板 16的"颜色"可以互换，因此发光二极管元件14适合于发出红色光， 陶瓷转换板16适合于转换来自第一发光二极管芯片12的蓝色光为绿 色光。在这种情况下，在蓝色发光二极管芯片12上移动绿色陶瓷转换 板16的结果是或多或少的蓝色转换成绿色，因此发光二极管模块的整 个颜色受到了影响，即当绿色陶瓷转换板16在蓝色发光二极管芯片12 上移动时，发光二极管模块可以采取沿着图2所示的CIE色度图中蓝 色和绿色坐标22、 24之间的轴线的白色色点。与以上所述相同的方式， 发光二极管元件可以是由磷光体层覆盖的蓝色发光二极管芯片(第二 发光二极管芯片)，所述的磷光体层适合于吸收来自位于下面的蓝色 发光二极管芯片的蓝色光并且将其转换成红色光。
还应当说明的是，在按照本发明的发光二极管模块中，在制造之 后，通过独立改变发光二极管芯片12和发光二极管元件14的第二发
光二极管芯片的电气设置，还可能明显地影响整个色点。这就允许按 照本发明的发光二极管模块可以用在颜色可变的系统中。
按照本发明的发光二极管模块的其它应用包括LCD(液晶显示器) 监视器或LCD电视、通用照明应用、投影仪(beamer)、直视应用、等。
本领域的普通技术人员将会认识到，本发明决不限于以上所述的 优选实施例，在所附的权利要求书的范围内可以进行许多改进和变化。 例如，即使以上的例子涉及红、绿、蓝色，但其它的颜色也在本发明 的范围之内，例如黄色、橙色、紫外辐射、青色、等。还有，例如通 过增加不同颜色的附加发光二极管芯片/发光二极管元件，可以在发 光二极管模块中混合多于三种颜色。
权利要求
1、一种发光二极管(LED)模块(10)，包括-用于发出第一颜色光的第一发光二极管芯片(12)；-包括第二发光二极管芯片的发光二极管元件(14)，所述的元件与第一发光二极管芯片并排地放置并且适合于发射第二颜色光；和-陶瓷转换板(16)，陶瓷转换板(16)只覆盖第一发光二极管芯片的一部分并且包括一种波长转换材料，波长转换材料用于转换第一发光二极管芯片发出的光为第三波长；其中，对于陶瓷转换板覆盖的第一发光二极管芯片的部分的大小进行选择，以使发光二极管模块产生某种期望的颜色的混合光。
2、 根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中通过选择陶瓷 转换板相对于第一发光二极管芯片的横向位置来选择第一发光二极管 芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的大小。
3、 根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中发光二极管元 件进一步还包括具有波长转换材料的层，用于转换从第二发光二极管 芯片发出的光为与第二颜色光波长对应的波长。
4、 制造发光二极管(LED)模块的方法，所述的方法包括如下步骤提供用于发出第一颜色光的第一发光二极管芯片； 与第一发光二极管并排地提供发光二极管元件，该发光二极管元 件包括第二发光二极管芯片，用于发出第二颜色的光；和用陶瓷转换板只覆盖第一发光二极管芯片的一部分，所述板包括 用于转换第一发光二极管芯片发出的光为第三波长的波长转换材料； 其中，对于第 一发光二极管芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的大小进行 选择，以使发光二极管模块产生某种期望的颜色的混合光。
5、 根据权利要求4所述的方法，其中通过选择陶瓷转换板相对 于第一发光二极管芯片的横向位置来选择第一发光二极管芯片由陶瓷 转换板覆盖的部分的大小。
全文摘要
本发明涉及一种发光二极管(LED)模块(10)，包括用于发出第一颜色光的第一发光二极管芯片(12)；包括第二发光二极管芯片的发光二极管元件(14)，所述的元件与第一发光二极管芯片并排地放置并且适合于发射第二颜色光；和陶瓷转换板(16)。所述陶瓷转换板只覆盖第一发光二极管芯片的一部分并且包括一种波长转换材料，用于转换第一发光二极管芯片发出的光为第三波长。对于第一发光二极管芯片由陶瓷转换板覆盖的部分的大小进行选择，以使发光二极管模块产生某种期望的颜色的混合光。本发明还涉及制造这种发光二极管(LED)模块的方法。
文档编号H01L33/50GK101395729SQ200780008169
公开日2009年3月25日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年3月6日
发明者A·L·韦杰斯, L·王, M·H·R·兰克霍斯特, T·W·图克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司