AT16795U1 - Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren (100) zum Herstellen eines LED-Moduls (10) mit wenigstens einem LED-Chip (1). In dem Verfahren (100) wird zunächst wenigstens ein LED-Chip (1) auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger (2) bereitgestellt. Dann werden elektrisch mit einer ersten Polarität geladene Farbkonversionspartikeln (3) vorzugsweise in einem Matrixmaterial (4) bereitgestellt. Anschließend wird der LED-Chip (1) mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen und werden die Farbkonversionspartikel (3) auf den wenigstens einen LED-Chip (1) aufgebracht. In dem LED-Modul (10) sind dadurch die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen des wenigstens einen LED-Chips (1) mit einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet, die auf dieser Oberseite und auf den Seitenflächen eine im Wesentlichen gleiche Stärke aufweist. Ferner kann der LED-Chip (1) wenigstens einen Bonddraht (5) aufweisen, der dann ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.

Description

Beschreibung

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES LED-MODULS

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls und ein entsprechend hergestelltes LED-Modul. Insbesondere wird während des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Schritt zur Beschichtung von LED-Chips des LED-Moduls mit Farbkonversionspartikeln unterstützt durch das Laden der LED-Chips mit einer Polarität, die einer Polarität der Farbkonversionspartikel entgegengesetzt ist.

[0002] Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, LED-Chips eines LED-Moduls mit Farbkonversionspartikeln zu beschichten, beispielweise mit einem Leuchtstoff. Die Farbkonversionspartikel sind üblicherweise in eine umhüllende Matrix aus zum Beispiel Silikonmaterial eingebracht. Die Farbkonversionspartikel wandeln dann im Betrieb des LED-Moduls das von den LED-Chips ausgesandte Licht wenigstens teilweise um. Auf diese Weise können verschiedenartige LED-Module hergestellt werden, zum Beispiel ein LED-Modul das mischfarbiges Licht insbesondere weißes Licht abgibt.

[0003] Fig. 1 zeigt ein derartiges herkömmliches LED-Modul 20, bei dem Farbkonversionspartikel 23 gleichmäßig in einer Silikonmatrix 24 verteilt sind, d.h. über das gesamte Volumen der Silikonmatrix 24. Insbesondere zeigt Fig. 1 ein LED-Modul 20, das mittels eines Verfahrens des Dämmens und Füllens („Dam and Fill“ Verfahren) hergestellt wurde. Das LED-Modul 20 weist mehrere LED-Chips 21 auf, die auf einer Leiterplatte 22 angeordnet sind und die von der Silikonmatrix 24 eingehüllt bzw. mit dieser vergossen sind. Insbesondere ist dabei nur ein innerer Bereich des LED-Moduls 20, in dem sich die LED-Chips 21 befinden und der nach außen von einem Damm 27 begrenzt wird, mit der Silikonmatrix 24 aufgefüllt. Die LED-Chips 21 sind üblicherweise miteinander durch Bonddrähte 25 seriell verschaltet und an wenigstens zwei außerhalb des Dammes 27 angeordnete Bondpads 26 angeschlossen.

[0004] Obwohl die Leuchtstoffpartikel 23 gleichmäßig in der Silikonmatrix 24 verteilt sind, wird eine inhomogene Farbverteilung über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul 20 beobachtet. Diese Farbinhomogenität kann dadurch erklärt werden, dass das Licht aus jedem LED-Chip 21 in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel einen längeren oder kürzeren Pfad durch die Silikonmatrix 24 zurücklegt, was veranschaulicht ist durch die Pfeile in Fig. 1. Je länger dieser zurückgelegte Pfad ist, auf desto mehr Leuchtstoffpartikel 23 trifft das Licht und desto größer ist die Wahrscheinlichkeit für eine Farbkonversion.

[0005] Es ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, ein LED-Modul 30 für sehr hohe Leuchtstoffdichten herzustellen. Fig. 2 zeigt ein derartiges herkömmliches LED-Modul 30. Im Herstellungsverfahren dieses LED-Moduls 30 gibt es einen Prozessschritt während dem sich Farbkonversionspartikel 33 auf der Oberfläche von LED-Chips 31 und auf der Oberfläche einer Leiterplatte 32 niederlassen. In dem LED-Modul 30 sind die Farbkonversionspartikel 33 also nicht gleichmäßig in einer Silikonmatrix 34 verteilt, sondern befinden sich innerhalb des Damms 37 auf den LED-Chips 31 und zwischen den LED-Chips 31. Dadurch ist ein thermischer Widerstand zwischen einer Wärmequelle des LED-Moduls 30 - nämlich den Farbkonversionspartikeln, die während der Farbkonversion Wärme erzeugen - und einer Wärmesenke des LEDModuls 30 - nämlich der Leiterplatte 32, die auch zum Ableiten von Wärme dient - verringert. Folglich kann die Leuchtdichte des LED-Moduls 30 höher sein. Farbkonversionspartikel 33 können sich in dem LED-Modul 30 auch auf der Oberseite von Bonddrähten 35 ablagern, da der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 33 üblicherweise schwerkraftgetrieben ist.

[0006] Für das LED-Modul 30 wird eine umgekehrte Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul 30 als für das Licht aus dem LED-Modul 20 der Fig. 1 beobachtet. Das liegt daran, dass von den LED-Chips 31 auch Licht aus ihren nicht abgedeckten

Seitenflächen abgegeben wird. Dieses Licht trifft also auf keine Farbkonversionspartikel 33 und wird deshalb auch nicht farbkonvertiert. Ein weiteres Problem des LED-Moduls 30 sind Farb-

konversionspartikel 33, die sich in den Bereichen zwischen den LED-Chips 31 auf der Oberfläche der Leiterplatte 32 niederlassen. Dort können die Farbkonversionspartikel 33 nämlich nicht zur Farbumwandlung des von den LED-Chips 31 abgegebenen Lichts beitragen. Vielmehr kann es sogar sein, dass diese Farbkonversionspartikel 33 Licht absorbieren, das bereits von andern Farbkonversionspartikeln 33 umgewandelt wurde, und dabei unnötig Wärme erzeugen. Insgesamt wird also durch diese Farbkonversionspartikel 33 zwischen den LED-Chips 31 die Effizienz des LED-Moduls 30 negativ beeinträchtigt.

[0007] Es ist hinsichtlich des LED-Moduls 30 zumindest ein Lösungsansatz für das Problem der Farbinhomogenität bekannt, nämlich der Versuch das von den LED-Chips 31 nicht konvertierte Licht zu verringern, indem zusätzlich Streumaterialien (wie beispielsweise BaSO4) etwa als Streupartikel auf die LED-Chips 31 aufgebracht werden. Diese Streupartikel haben aber den Nachteil, dass sich die insgesamt abgegebene Lichtmenge des LED-Moduls 30 verringert. Ein weiterer Nachteil des LED-Moduls 30 ist, dass der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 33 während des Herstellungsverfahrens relativ lange dauert, nämlich etwa vier Stunden, damit auch sicher gestellt werden kann, dass sich die Farbkonversionspartikel 33 wie gewünscht auf den LED-Chips 31 ablagern.

[0008] Ein weiteres Problem ist, dass üblicherweise ein Farbpunkt des Lichtes, das ein fertiges LED- Modul 20 oder 30 abstrahlt, von der Konzentration und der Menge an Farbkonversionspartikeln 23 bzw. 33 abhängt, die in der Silikonmatrix 24 bzw. 34 verteilt sind. Dies bedeutet aber auch, dass für jeden gewünschten Farbpunkt eine individuelle Mischung von Farbkonversionspartikeln 23 bzw. 33 und Material der Silikonmatrix 24 bzw. 34 bereitgestellt werden muss. Dies bringt nachteilig einen sehr hohen logistischen Aufwand mit sich. Außerdem bergen viele einzelne individuelle Mischungen die Gefahr eines höheren Ausschusses an Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial.

[0009] Ein weiteres Problem ist zudem, dass die Farbkonversionspartikel 23 bzw. 33 in den LED- Modulen 20 und 30 untereinander rein zufällig angeordnet sind und deshalb insbesondere miteinander vermischt sind. Dies ist vor allem dann nachteilig, wenn unterschiedliche Arten an Farbkonversionspartikeln, d.h. wenigstens eine erste Art von Farbkonversionspartikeln 23a bzw. 33a, z.B. rote Farbkonversionspartikel, und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln 23b bzw. 33b, z.B. grüne Farbkonversionspartikel, verwendet werden, um etwa Lichtmischungen zu erzeugen. Sogar wenn im Herstellungsverfahren die unterschiedlichen Arten von Farbkonversionspartikeln nacheinander bereitgestellt werden, sind bestenfalls horizontal verlaufende Farbkonversionsschichten (in vertikaler Folge) möglich. Sogar dieser Ansatz kann aber nicht vermeiden, dass einige rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren, welches dabei lediglich in Wärme umgewandelt wird und somit die Effizienz des LED-Moduls 20 bzw. 30 negativ beeinträchtigt.

[0010] Hinsichtlich der oben genannten Nachteile der herkömmlichen LED-Module 20 und 30 ist die vorliegende Erfindung bestrebt, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls bereitzustellen, das eine gleichmäßigere Lichtabstrahlung aufweist, insbesondere eine verbesserte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul. Im Idealfall wird sogar eine perfekte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel angestrebt. Dabei soll der Einsatz eines zusätzlichen Streumaterials vermieden werden. Dazu ist es insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dass alle LED-Chips innerhalb des LED-Moduls vollständig und gleichmäßig mit Farbkonversionspartikeln beschichtet sind, insbesondere auch auf ihren Seitenflächen. Außerdem soll die insgesamt benötigte Menge an Farbkonversionsmaterial verringert werden. Das LED-Modul soll auch hinsichtlich seiner Effizienz optimiert sein. Die Effizienz des LED-Moduls soll insbesondere dadurch gesteigert werden, dass unnötige Wärmeverluste innerhalb des LED-Moduls reduziert werden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Farbpunkt des Lichtes des hergestellten LED-Moduls einstellbar zu machen, ohne dass für jeden Farbpunkt eine individuelle Mischung aus den Farbkonversionspartikeln und dem Matrixmaterial bereitgestellt werden muss. Schließlich ist es auch ein Bestreben der vorliegenden Erfindung, die Dauer des Niederlassungsprozesses der Farbkonversionspartikel während

des Herstellungsverfahrens entscheidend zu verringern.

[0011] Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls beziehungsweise ein LED-Modul gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Erfindung schlägt insbesondere zur Lösung der Aufgabe vor, einen Schritt der Beschichtung von LEDChips des LED-Moduls mit Farbkonversionspartikeln durch das Anlegen einer Spannung an wenigstens die LED-Chips zu unterstützen. Die Erfindung macht sich also ein elektrisches- feldunterstütztes chip-selektives Beschichten der LED-Chips mit Farbkonversionspartikeln zu Nutze. Die abhängigen Ansprüche bilden die Erfindung außerdem in vorteilhafter Art und Weise weiter und erfüllen insbesondere die oben angesprochenen Bestrebungen der vorliegenden Erfindung.

[0012] Die vorliegende Erfindung betrifft konkret ein Verfahren zum Herstellen eines LEDModuls, das wenigstens einen LED-Chip aufweist, aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger, Bereitstellen von elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise in einem Matrixmaterial, Laden des LED-Chips mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität, und Aufbringen der Farbkonversionspartikel auf den LED-Chip.

[0013] Durch das Bereitstellen der zwei entgegengesetzten Polaritäten der Farbkonversionspartikel und des wenigstens einen LED-Chips (also dem Erzeugen einer Spannungsdifferenz), wird ein elektrisches Feld zwischen dem einem oder den mehreren LED-Chips des LED-Moduls und den Farbkonversionspartikeln erzeugt. Insbesondere ist es dabei wichtig, jeden LED-Chip relativ und entgegengesetzt zu den Farbkonversionspartikeln elektrostatisch zu laden. Dadurch kommt es zu einer Attraktion der Farbkonversionspartikel zu dem wenigstens einen LED-Chip und in der Folge zu einer Beschichtung sowohl der Oberseite des LED-Chips als auch der Seitenflächen des LED-Chips. Dadurch wird im Betrieb vom LED-Modul ein gleichmäßigeres Licht abgegeben. Insbesondere ist die Farbe des Lichts aus dem LED-Modul sehr homogen über dessen Abstrahlwinkel. Die für herkömmliche LED-Module 20 oder 30 beobachtete Farbinhomogenität ist also beseitigt oder zumindest deutlich verringert.

[0014] Außerdem kann durch das Laden des wenigstens einen LED-Chips der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel deutlich verkürzt werden und benötigt nur noch etwa eine Stunde. Da der LED-Chip durch die polaritätsbedingte Attraktion der Farbkonversionspartikel auch an seinen Seitenflächen mit Farbkonversionspartikeln beschichtet wird, ist auch kein zusätzliches Streumaterial notwendig. Insgesamt kann dadurch auch die Effizienz des hergestellten LED- Moduls deutlich gesteigert werden.

[0015] Vorteilhafterweise wird für das Laden des LED-Chips ein Potential an wenigstens einen Bonddraht des LED-Chips angelegt.

[0016] So kann leicht die entsprechende, der Polarität der Farbkonversionspartikel entgegengesetzte, Polarität an dem wenigstens einen LED-Chip bereitgestellt werden. Da mehrere LEDChips auf einem erfindungsgemäßen LED-Modul vorzugsweise in Serie geschaltet sind, können über die Bonddrähte gleichartige Polaritäten an alle LED-Chips gleichzeitig angelegt werden. Dadurch kommt es zu einer über alle LED-Chips des LED-Moduls äußerst gleichmäßigen Beschichtung mit Farbkonversionspartikeln und folglich auch zu einer äußerst gleichmäßigen Lichtabstrahlung des LED-Moduls.

[0017] Vorteilhafterweise weist das Verfahren ferner den folgenden Schritt auf: Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers mit einer der zweiten Polarität entgegengesetzten dritten Polarität.

[0018] Der reflektierende Träger wird also mit einer Polarität geladen, die der Polarität der bereitgestellten Farbkonversionspartikel entspricht. Dadurch wird ein weiteres elektrisches Feld erzeugt, nämlich zwischen Träger und LED-Chips. Die Farbkonversionspartikel werden aufgrund ihrer gleichen Polarität von dem reflektierenden Träger abgestoßen. Aufgrund des mit der umgekehrten Ladung zum LED-Chip beaufschlagten Trägers (der beispielweise eine Leiterplatte wie ein PCB ist) kommt es zu einer Verdrängung der Farbkonversionspartikel weg von den

freien Flächen des Trägers zwischen den LED-Chips und hin zu den Seitenflächen der LEDChips. Es lagern sich also keine oder zumindest deutlich weniger Farbkonversionspartikel zwischen den LED-Chips ab, insbesondere im Vergleich zu dem LED-Modul 20 der Fig. 2, so dass zum einen die Menge des verwendeten Farbkonversionsmaterials verringert werden kann und zum anderen auch vermieden wird, dass die Farbkonversionspartikel bereits konvertiertes Licht absorbieren und dadurch Wärme erzeugen. Die Wärmeverluste innerhalb des LEDModuls können also verringert werden, womit insgesamt die Effizienz des LED-Moduls abermals gesteigert wird.

[0019] Vorteilhafterweise werden eine über dem LED-Chip angeordnete Platte und der vorzugsweise reflektierende Träger mit unterschiedlich hohen Ladungen dritter Polarität geladen, vorzugsweise mit sich über die Zeit verändernden Ladung, um eine Menge und/oder eine Ablagerungsform der auf den LED-Chip aufgebrachten Farbkonversionspartikel einzustellen.

[0020] Durch die unterschiedlich hohen Ladungen und die dadurch beinflussbare Menge und/oder Ablagerungsform der Farbkonversionspartikel, kann die Farbhomogenität des fertigen LED- Moduls über den Abstrahlwinkel feinjustiert werden. Eine kleine Restfarbhomogenität wird nämlich auch bei einem gänzlich gleichmäßig abgedeckten LED-Chip auftreten. Durch gezieltes Anpassen mittels Einstellen der verschiedenen Ladungen, d.h. dadurch auch der elektrischen Felder zwischen der Platte, beispielweise einer Metallplatte, und dem LED-Chip sowie Träger und LED-Chip, kann eine nahezu perfekte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel erzielt werden. Der Träger kann beispielweise dadurch geladen werden, indem eine unterhalb des Trägers angeordnete und mit diesem elektrisch verbundende Platte, beispielweise eine Metallplatte, geladen wird.

[0021] Vorteilhafterweise werden eine erste Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise rote Farbkonversionspartikel, mit einer höheren Ladung erster Polarität und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise grüne Farbkonversionspartikel, mit einer niedrigeren Ladung erster Polarität bereitgestellt und wird der LED-Chip mit der zweiten Polarität geladen, insbesondere mit einer sich über die Zeit verändernden Ladung zweiter Polarität, um zuerst die erste Art von Farbkonversionspartikeln und danach die zweite Art von Farbkonversionspartikeln auf den LED-Chip aufzubringen.

[0022] Das Laden des LED-Chips und die verschiedenen Ladungen der Farbkonversionspartikel bewirken, dass die zwei Arten von Farbkonversionspartikeln unterschiedlich stark zu dem LED-Chip hin beschleunigt werden. Dadurch kann eine dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf dem LED-Chip und um den LED-Chip herum hergestellt werden. Insbesondere eine erste Schicht aus der ersten Art von Farbkonversionspartikeln direkt auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips und darüber eine zweite Schicht aus der zweiten Art von Farbkonversionspartikeln ebenso auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips. So kann vermieden werden, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren und unnötige Wärme erzeugen.

[0023] Vorteilhafterweise wird der LED-Chip kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung zweiter Polarität aufgeladen, um ein LED-Modul herzustellen, dass dazu geeignet ist, Licht eines vorbestimmten Farbpunktes abzustrahlen.

[0024] Insbesondere wird eine Höhe der Ladung, d.h. eine Intensität des elektrischen Feldes zwischen LED-Chip und bereitgestellten Farbkonversionspartikeln, kontrolliert. Dadurch kann kontrolliert werden, ob sich mehr oder weniger Farbkonversionspartikel auf dem LED-Chip anordnen. Dadurch kann der Farbpunkt in Abhängigkeit von der angelegten Ladung verschoben werden. Somit können mit einer einzigen Mischung aus Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial verschiedenartige LED-Module mit verschiedenen Farbpunkten des von ihnen abgestrahlten Lichts hergestellt werden. Folglich kann sowohl der Ausschuss an Farbkonversionspartikeln und Matrixmaterial als auch der logistische Aufwand verringert werden.

[0025] Die Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, das durch ein Verfahren wie vorangehend beschrieben herstellbar ist.

[0026] Ein derartig hergestelltes LED-Modul besitzt Eigenschaften, die eindeutig von andersartig hergestellten LED-Modulen unterscheidbar sind (wie zum Beispiel den LED-Modulen 20 und 30 aus den Fig. 1 und 2). Im Folgenden werden diese Eigenschaften als Fingerabdruck des erfindungsgemäßen LED-Moduls bezeichnet. Zum einen sind als Fingerabdruck bei dem erfindungsgemäßen LED-Modul sowohl die Seitenflächen als auch die Oberseite des wenigstens einen LED-Chips im Wesentlichen mit gleichmäßiger Stärke mit Farbkonversionspartikeln beschichtet. Dies ist eine direkte Folge des vorstehend beschriebenen Verfahrens, insbesondere der entgegengesetzten Polaritäten der LED-Chips und der Farbkonversionspartikel. Ferner sind als weiterer Fingerabdruck bei dem erfindungsgemäßen LED-Modul auch Bonddrähte (sofern solche vorhanden sind) mit Farbkonversionspartikeln beschichtet. Insbesondere kommt es zu einer gewissen Einhüllung der Bonddrähte mit Farbkonversionspartikeln, d.h. zumindest auch zu einer Beschichtung der Unterseite der Bonddrähte. Bei herkömmlichen LED-Modulen, die einen schwerkraftgetriebenen Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel verwenden, kommt es zu keiner Beschichtung der Unterseite.

[0027] In einem erfindungsgemäßen LED-Modul ohne Bonddrähte, beispielweise wenn die LED-Chips mittels Flipchip-Technologie auf den Träger aufgebracht werden, wird zumindest die im Wesentlichen gleichmäßige Beschichtung der Oberseite und der Seitenflächen des wenigstens einen LED-Chips als Fingerabdruck beobachtet. Dieser Fingerabdruck ist durch einen reinen schwerkraftbasierten Niederlassungsprozess, sogar bei Verwendung einer Maske über den Oberflächen der LED-Chips, nicht zu erzielen.

[0028] Ein weiterer Fingerabdruck des LED-Moduls kann auch sein, dass verschiedenartige Farbkonversionspartikel, bspw. rote und grüne Farbkonversionspartikel, nicht miteinander vermischt sind, sondern eine erste Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln direkt auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips angeordnet ist und darüber, d.h. auf dieser ersten Schicht, eine zweite Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln ebenso auf der Oberseite und den Seitenwänden des LED-Chips angeordnet ist.

[0029] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, aufweisend mehrere LED-Chips auf einem reflektierenden Träger, wobei die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln beschichtet sind, und wobei die wenigstens eine Schicht auf der von dem Träger abgewandten Oberseite und auf den Seitenflächen der LED-Chips eine im Wesentlichen gleiche Stärke aufweist.

[0030] Durch die gleiche Stärke der Schicht aus Farbkonversionspartikeln auf der Oberseite und auf den Seitenflächen des wenigstens einen LED-Chips wird eine äußerst gleichmäßige Lichtabstrahlung des LED-Moduls erreicht, insbesondere eine deutlich verringerte Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LED-Modul.

[0031] Vorteilhafterweise ist die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet.

[0032] Durch diese dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf den LED-Chips und um die LED- Chips herum kann vermieden werden, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht stammend aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren und dadurch unnötige Wärme erzeugen.

[0033] Vorteilhafterweise können die LED-Chips mittels Flipchip-Technologie auf den reflektierenden Träger aufgebracht werden.

[0034] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, aufweisend mehrere LED-Chips auf einem reflektierenden Träger, wobei die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln beschichtet sind, und wobei der Träger in einem Zwischenraum zwischen den LED-Chips keine Farbkonversionspartikel aufweist, derart, dass der Träger in diesem Zwischenraum reflektierend

ist.

[0035] Dadurch, dass in den Zwischenräumen zwischen den LED-Chips keine Farbkonversionspartikel angelagert sind, kann insgesamt weniger Farbkonversionsmaterial verwendet werden. Außerdem wird dadurch vermieden, dass es Farbkonversionspartikel gibt, die nicht zur Farbkonversion beitragen oder sogar eine ungewollte Lichtabsorption und Wärmeerzeugung verursachen. Schließlich ist durch den teilweise freigelegten reflektierenden Träger die Abstrahleffizienz des LED-Moduls verbessert.

[0036] Vorteilhafterweise ist die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln, vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet.

[0037] Durch diese dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf den LED-Chips und um die LED- Chips herum kann vermieden werden, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln absorbieren und dabei unnötige Wärme erzeugen.

[0038] Vorteilhafterweise weist die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln auf der vor dem Träger abgewandten Oberseite und den Seitenflächen der LED-Chips eine im Wesentlichen gleiche Stärke auf.

[0039] Dadurch wird Licht aus dem LED-Modul besonders gleichmäßig und mit gar keiner oder kaum Farbinhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts abgegeben.

[0040] Vorteilhafterweise weisen die LED-Chips jeweils wenigstens einen Bonddraht auf, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln beschichtet ist.

[0041] Vorteilhafterweise sind die Seitenflächen der LED-Chips im Wesentlichen bis angrenzend an den reflektierenden Träger beschichtet.

[0042] Eine solche Beschichtung kann insbesondere aufgrund der Zusammenwirkung von Schwerkraft und elektrostatischer Kraft, die durch die im Herstellungsverfahren verwendeten Polaritäten wie oben beschrieben erzeugt wird, erzielt werden. Durch die gleichmäßige Beschichtung bis angrenzend an den Träger wird eine besondere gleichmäßige und effiziente Abstrahlung des Lichts aus dem LED-Moduls erreicht.

[0043] Vorteilhafterweise sind die Farbkonversionspartikel in einem Matrixmaterial, vorzugsweise in einer Silikonmatrix bereitgestellt.

[0044] Dadurch werden die auf den Oberflächen und Seitenflächen des einen oder mehreren LED- Chips angelagerten Farbkonversionspartikel geschützt und fixiert. Es wird beispielweise ein späteres Wandern der Farbkonversionspartikel in die Zwischenräume zwischen LED-Chips vermieden. Aufgrund der beim erfindungsgemäßen Herstellungserfahren des LED-Moduls erzeugten elektrostatischen Kräfte können die Farbkonversionspartikel im Übrigen gegen eine Viskosität des Matrixmaterials zu der Oberseite und den Seitenflächen der LED-Chips migrieren.

[0045] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein LED-Modul, aufweisend wenigstens ein LEDChip auf einem reflektierenden Träger, wobei die von dem Träger abgewandte Oberseite und die Seitenflächen des LED-Chips mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln beschichtet sind, und wobei der LED-Chip wenigstens einen Bonddraht aufweist, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln beschichtet ist.

[0046] Vorteilhafterweise ist der Bonddraht auf seiner Unterseite mit Farbkonversionspartikeln beschichtet.

[0047] Vorteilhafterweise ist der Bonddraht von Farbkonversionspartikeln eingehüllt. [0048] Die zuvor beschriebene Beschichtung beziehungsweise Einhüllung der Bonddrähte mit Farbkonversionspartikeln ist ein eindeutiger Fingerabdruck des erfindungsgemäßen LED- Mo-

duls für das erfindungsgemäß vorgestellte Herstellungsverfahren.

[0049] Alle zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen LED-Module lösen die Aufgabe, die sich die Erfindung stellt. Insbesondere ist für alle erfindungsgemäßen LED-Module eine gleichmäßige Lichtabstrahlung mit geringerer Farbinhomogenität des Abgegebenen Lichts über dessen Abstrahlwinkel erreicht. Auch eine gesteigerte Effizienz dieser LED-Module ist verwirklicht.

[0050] Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden detailliert mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.

[0051] Fig. 1 zeigt ein herkömmliches LED-Modul, bei dem Farbkonversionspartikel gleichmäßig in einer Silikonmatrix verteilt sind.

[0052] Fig. 2 zeigt ein herkömmliches LED-Modul, bei dem Farbkonversionspartikel innerhalb einer Silikonmatrix auf LED-Chips und einer Trägeroberfläche abgelagert sind.

[0053] Fig. 3 zeigt ein LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0054] Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0055] Fig. 5 zeigt schematisch ein LED-Modul und dessen Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0056] Fig. 6 zeigt eine Fotoaufnahme eines LED-Moduls gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0057] Fig. 7 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines mit Farbkonversionspartikeln beschichteten LED-Chips in einem LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0058] Fig. 8 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines mit Farbkonversionspartikeln beschichteten LED-Chips in einem LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0059] Fig. 9 zeigt ein LED-Modul gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0060] Fig. 3 zeigt ein LED-Modul 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 10 wurde insbesondere mit dem vorgestellten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.

[0061] Dieses Verfahren 100 ist in Fig. 4 gezeigt. In einem ersten Schritt 101 des Verfahrens 100 wird wenigstens ein LED-Chip auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 102 werden elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikel vorzugsweise in einem Matrixmaterial bereitgestellt. In einem dritten Schritt 103 wird der eine oder die mehreren LED-Chips mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität geladen. In einem vierten Schritt 104 werden die Farbkonversionspartikel auf den wenigstens einen LED-Chip aufgebracht. Das LED-Modul 10 wird also hergestellt, indem ein Schritt der Beschichtung von wenigstens einem LED-Chip des LED-Moduls 10 mit Farbkonversionspartikeln durch das Anlegen einer Spannung an den LED-Chip unterstützt wird.

[0062] Der LED-Chip kann in Schritt 103 auch kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung der zweiten Polarität aufgeladen werden, um gezielt den Farbpunkt des Lichtes zu beeinflussen, welches das fertig hergestellte LED-Modul 10 abstrahlt. Wird nämlich über die eingestellte Höhe der Ladung auch eine Intensität des elektrischen Feldes zwischen den LED-Chips 1 und den Farbkonversionspartikeln kontrolliert, kann beeinflusst werden, ob sich während des Schrittes 104 mehr oder weniger Farbkonversionspartikel auf den LED-Chips 1 anordnen. Dadurch kann der genannte Farbpunkt des LED-Moduls 10 in Abhängigkeit von der angelegten Ladung verschoben bzw. definiert werden.

[0063] Das LED-Modul 10 der Fig. 3 enthält also einen oder - wie gezeigt - mehrere LED-Chips 1, die zur Lichtabgabe betrieben werden können. Beispielsweise können die LED-Chips 1 dazu ausgelegt sein, im Betrieb blaues Licht abzugeben. Es ist aber auch möglich, verschiedenartige

LED-Chips 1 in dem LED-Modul 10 zu verbauen, die Licht unterschiedlicher Farben beziehungsweise Wellenlängen abgeben. Die LED-Chips 1 sind auf einem Träger 2, beispielsweise einer Leiterplatte wie etwa einem PCB, aufgebracht. Vorzugsweise ist eine Oberfläche des Trägers 2, auf welcher die LED-Chips 1 aufgebracht sind, reflektierend. Vorzugsweise sind die LED-Chips 1 in dem LED-Modul 10 in Serie mit Bonddrähten 5 kontaktiert. Jeder LED-Chip 1 ist dabei vorzugsweise mit wenigstens zwei Bonddrähten 5 angeschlossen. Uber die Bonddrähte 5 können die LED-Chips 1 für den Betrieb des LED-Moduls 10 mit Spannung versorgt und angesteuert werden. Während des Herstellungsverfahrens 100 des LED-Moduls 10 ist es möglich, die LED-Chips über die Bonddrähte 5 mit der zweiten Polarität zu laden.

[0064] In dem LED-Modul 10 sind die LED-Chips 1 insbesondere innerhalb eines Damms 7 angeordnet. Der Damm 7 kann dabei die LED-Chips 1 wie in Fig. 3 angedeutet zumindest teilweise umschließen, beispielweise ringförmig. Zum Betreiben des LED-Moduls 10 sind wenigstens zwei Bonddrähte 5 nach außerhalb des Damms 7 zu wenigstens zwei Bondpads 6 geführt. Die Bondpads 6 können ferner direkt oder indirekt an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen werden.

[0065] Innerhalb des Damms 7 sind die LED-Chips 1 in ein Matrixmaterial 4, beispielweise eine Silikonmatrix, eingebettet. Das LED-Modul 10 ist also vorzugsweise mittels der Technik des Dämmens und Füllens („Dam and Fill“) hergestellt. Das Matrixmaterial 4 ist vorzugsweise voll transparent für das Licht aus den LED-Chips 1 und schützt die LED-Chips 1 und deren Beschichtungen vor äußeren Einflüssen. Ferner sind in dem Matrixmaterial 4 auch Farbkonversionspartikel 3 bereitgestellt. Die Farbkonversionspartikel 3 sind dabei insbesondere auf den dem Träger 2 abgewandten Oberflächen und auf den Seitenflächen der LED-Chips 1 jeweils mit gleichmäßiger Stärke abgelagert. Dies ist durch das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren 100 erreichbar.

[0066] Die Farbkonversionspartikel 3 können beispielsweise Leuchtstoffe sein, die das Licht der LED-Chips 1 zumindest teilweise in seiner Wellenlänge konvertieren. Falls die LED-Chips 1 beispielweise im blauen Spektralbereich emittieren, so kann beispielsweise durch ein im gelben Spektralbereich abstrahlendes Farbkonversionsmaterial für die Farbkonversionspartikel 3 insgesamt von dem LED-Modul 10 weißes Licht erzeugt werden. Durch eine entsprechende Wahl des Farbkonversionsmaterials der Farbkonversionspartikel 3 und der Art (Emissionswellenlänge) der LED-Chips 1 sind unterschiedliche Farben und Farbmischungen des von dem LEDModul 10 abgegebenen Lichts erzeugbar.

[0067] Es ist in Fig. 3 ferner zu sehen, dass in dem LED-Modul 10 zwischen den LED-Chips 1 keine Farbkonversionspartikel 3 auf der Oberfläche des Trägers 2 abgelagert sind. Die Farbkonversionspartikel 3 sind insbesondere nur auf und seitlich an den LED-Chips 1 angelagert. Dadurch liegt die Trägeroberfläche zwischen den LED-Chips 1 frei und ist zumindest dort vorzugsweise reflektierend gestaltet, um die Lichtauskopplung aus dem LED- Modul 10 zu unterstützen und zu optimieren. Wie in Fig. 3 durch die Pfeile angedeutet ist tritt im Betrieb des LEDModuls 10 Licht aus jedem der LED-Chips 1 aus und passiert dann unabhängig von seinem Abstrahlwinkel eine in etwa gleich dicke Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3. Dadurch wird gewährleistet, dass von jedem LED-Chip 1 ein sehr gleichmäßiges insbesondere gleichfarbiges Licht abgestrahlt wird. Somit wird insgesamt die Gleichmäßigkeit des vom LED-Modul 10 im Betrieb abgegebenen Lichts, insbesondere dessen Farbhomogenität, über den Abstrahlwinkel deutlich verbessert.

[0068] Es wird auch noch darauf hingewiesen, dass sich auch auf den Bonddrähten 5, welche die LED-Chips 1 des LED-Moduls 10 miteinander verbinden, Farbkonversionspartikel 3 ablagern können. Die Bonddrähte 5 werden teilweise sogar von Farbkonversionspartikeln 3 eingehüllt.

[0069] Fig. 5 zeigt das LED-Modul 10 der Fig. 3 während des Herstellungsverfahrens, insbesondere während des Niederlassungsprozesses der Farbkonversionspartikel 3. Zur Erzeugung der Farbkonversionsbeschichtung der LED-Chips 1 werden zunächst die Farbkonversionspartikel 3, vorzugsweise vermischt in und mit dem Matrixmaterial 4, zwischen den Damm 7 und über

die LED-Chips 1 dosiert. Eine Viskosität des Matrixmaterials 4 wird vorzugsweise derart gewählt, dass sich die Farbkonversionspartikel 3 in dem Matrixmaterial 4 verteilen und darin migrieren können. Herkömmlicherweise würde nun ein Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 beginnen, bei dem sich die Farbkonversionspartikel 3 rein schwerkraftgetrieben auf den Oberflächen der LED-Chips 1 beziehungsweise des Trägers 2 ablagern würden, bevor das Matrixmaterial 4 ausgehärtet wird.

[0070] Erfindungsgemäß wird dieser Niederlassungsprozess aber durch das Laden der LEDChips 1 mit einer Polarität unterstützt, die einer Polarität der Farbkonversionspartikel 3 entgegengesetzt ist. Das Laden der LED-Chips erfolgt - wie in Fig. 5 gezeigt - durch das Anlegen einer entsprechenden Spannung an die LED-Chips 1. Das bedeutet, es entsteht zumindest ein elektrisches Feld zwischen den LED-Chips 1 und den Farbkonversionspartikeln 3. Dadurch wird der Niederlassungsprozess beschleunigt, da die Farbkonversionspartikel 3 von den LED-Chips 1 angezogen werden und sich folglich auf deren dem Träger 2 abgewandten Oberseiten und deren Seitenflächen ablagern.

[0071] Vorteilhafterweise wird auch der Träger 2 durch das Anlegen einer Spannung mit einer Polarität geladen, die der Polarität der Farbkonversionspartikel 3 entspricht und die der Polarität der geladenen LED-Chips 1 entgegengesetzt ist. Dies wird wie in Fig. 5 gezeigt durch das Anlegen einer Spannung an eine untere Metallplatte 8b erreicht. Diese untere Metallplatte 8b kontaktiert den Träger 2 vorzugsweise flächig. Dadurch werden absinkende Farbkonversionspartikel 3 an der Ablagerung auf der Oberseite des Trägers 2 gehindert. Insbesondere werden die Farbkonversionspartikel 3 von der Trägeroberseite abgestoßen, so dass die Beschichtung der Seitenflächen der LED-Chips 1 weiter unterstützt wird und vor allem erreicht wird, dass die Schicht auf der Oberseite und auf den Seitenflächen der LED-Chips 1 von gleichmäßiger Stärke ist. Außerdem wird begünstigt, dass die Farbkonversionspartikel 3 von der Oberseite des Trägers 2 zwischen den LED-Chips 1 und zwischen den äußersten LED-Chips 1 und dem Damm 7 ganz oder weitgehen verdrängt werden. Diese Farbkonversionspartikel 3 werden dann zu den Seitenflächen der LED-Chips 1 hin gedrängt und lagern sich dort aufgrund der angelegten Spannung an. Dadurch bleiben die Zwischenräume auf der Trägeroberseite weitgehend frei von Farbkonversionspartikeln 3 und bilden vorzugsweise reflektierende Flächen.

[0072] Vorteilhafterweise wird auch eine über dem LED-Modul 10 angebrachte obere Metallplatte 8a durch das Anlegen einer Spannung mit einer Polarität geladen, die der Polarität der Farbkonversionspartikel 3 entspricht, um diese in Richtung der LED-Chips 1 zu drängen und den Niederlassungsprozess 3 der Farbkonversionspartikel 3 weiter zu beschleunigen.

[0073] Wie in Fig. 5 gezeigt wird an die obere Metallplatte 8a und an die untere Metallplatte 8b vorteilhafterweise eine durch eine Spannungsquelle 9 erzeugte Spannung U+ angelegt. An die LED-Chips 1 wird über die Bondpads 6 und die Bonddrähte 5 eine von vorzugsweise derselben Spannungsquelle 9 erzeugte Spannung U- angelegt. Aufgrund der Spannungsdifferenz (U+ U-) baut sich zwischen der oberen Metallplatte 8a und der Oberseite der LED-Chips 1 ein elektrisches Feld auf, das die geladenen Farbkonversionspartikel 3 zu den LED-Chips 1 hin zwingt. Dadurch wird der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 beschleunigt und es lagern sich die Farbkonversionspartikel 3 auf den Oberseiten und den Seitenflächen der LEDChips 1 an. Aufgrund derselben Spannungsdifferenz baut sich auch ein elektrisches Feld zwischen der unteren Metallplatte 8a und den LED-Chips 1 auf, das die geladenen Farbkonversionspartikel 3 an die Seitenflächen der LED-Chips 1 drängt und dadurch verhindert, dass sich die Farbkonversionspartikel 3 auf der Oberfläche des Trägers 2 ansammeln.

[0074] Die Spannungsdifferenz (U+ - U-) zwischen den Metallplatten 8a, 8b und den LED-Chips 1 beträgt vorzugsweise zwischen 20-100 V, mehr bevorzugt zwischen 40-80 V, noch mehr bevorzugt bei 60 V. Ferner beträgt ein Abstand d zwischen der oberen Metallplatte 8a und der Oberseite des Damms 7 beziehungsweise der Oberfläche des eingefüllten Matrixmaterials 4 vorzugsweise zwischen 1-5 mm, mehr bevorzugt 3 mm. Wie bereits geschildert liegt die untere Metallplatte 8b vorzugsweise flächig an einer Unterfläche des Trägers 2 an.

[0075] Es können auch die obere Metallplatte 8a und die untere Metallplatte 8b mit unterschied-

lich hohen Ladungen, erreicht durch unterschiedlich hohe angelegte Spannungen U+ bzw. U-, geladen werden. Das bedeutet, dass die elektrischen Felder zwischen den Metallplatten 8a, 8b und den LED-Chips 1 jeweils gezielt eingestellt werden können, vorzugsweise sogar über die Zeit veränderlich. Dadurch kann eine Menge und/oder eine Ablagerungsform der Farbkonversionspartikel auf den Oberseiten bzw. Seitenflächen der LED-Chips 1 feineingestellt werden, insbesondere auch leicht inhomogen über den Verlauf der Oberseite und/oder der Seitenflächen der LED-Chips 1. Dadurch kann die Farbhomogenität des fertig hergestellten LED-Moduls 10 nochmals verbessert werden. Insbesondere ist es durch ein geeignetes Einstellen der Ladungen auch möglich, die Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel zu perfektionieren. Der Träger 2 könnte dabei im Ubrigen auch direkt mit einer Spannung beaufschlagt werden, um ihn zu laden.

[0076] Die Fig. 6 zeigt eine fotographische Aufnahme eines LED-Moduls 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in Draufsicht. Gut zu erkennen ist der Damm 7, der um eine Vielzahl an LEDChips 1 herumläuft und diese in einem inneren Bereich einschließt. Die LED-Chips 1 sind innerhalb des Damms 7 mit einem Matrixmaterial 4 vergossen und auf ihren dem Träger 2 abgewandten Oberseiten und ihren Seitenflächen mit Farbkonversionspartikeln 3 beschichtet.

[0077] Zwischenräume zwischen den LED-Chips 1 sind aber nicht mit Farbkonversionspartikeln 3 beschichtet, so dass die hier reflektierende Oberfläche des Trägers 2 frei liegt und in der Fig. 6 gut erkennbar ist.

[0078] Die Fig. 7 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines Querschnitts durch einen LEDChip 1 des LED-Moduls 10. Der LED-Chip 1 ist auf dem Träger 2 angeordnet und mit zumindest einem Bonddraht 5 kontaktiert. Auf der Oberfläche des LED-Chips 1, die dem Träger 2 abgewandt ist, beziehungsweise an dessen Seitenflächen, ist eine durchgehende Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3 mit in etwa gleichmäßiger Stärke über ihren gesamten Verlauf ausgebildet. Neben dem LED-Chip 1, d.h. auf der Oberfläche des Trägers 2, befinden sich keine Farbkonversionspartikel 3. Dafür befinden sich Farbkonversionspartikel 3 sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des Bonddrahtes 5, d.h. dieser Bonddraht 5 ist mit Farbkonversionspartikeln 3 umhüllt. Die Farbkonversionspartikel 3 und der LED-Chip 1 sind von einem Matrixmaterial 4 eingeschlossen. Die Fig. 7 zeigt also einen eindeutigen Fingerabdruck des LEDModuls 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, das durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 hergestellt wurde. Der Fingerabdruck ist hier insbesondere die gleichmäßig dicke Beschichtung sowohl der Seitenflächen als auch der Oberfläche des LED-Chips 1 und darüberhinaus die Einhüllung des Bonddrahtes 5 mit Farbkonversionspartikeln 3.

[0079] Auch die Fig. 8 zeigt eine mikroskopische Aufnahme eines LED-Chips 1 in einem LEDModul 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist in Fig. 8 gezeigt, dass zwischen zwei LED-Chips 1 des LED-Moduls 10 keine oder nahezu keine Farbkonversionspartikel 3 auf der Oberfläche des Trägers 2 abgelagert sind. Dafür sind die Farbkonversionspartikel 3 gleichmäßig dick auf sowohl den Oberseiten der LED-Chips 1, die dem Träger 2 abgewandt sind, als auch deren Seitenflächen abgelagert.

[0080] Fig. 9 zeigt ein weiteres LED-Modul 10 der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 10 der Fig. 9 gleicht dem LED-Modul 10 der Fig. 3. Anders ist in Fig. 9 lediglich, dass mehrere Arten von Farbkonversionspartikeln 3, insbesondere eine erste Art von Farbkonversionspartikein 3a und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln 3b während des in Fig. 4 gezeigten Herstellungsverfahrens bereitgestellt wurden. Die erste Art von Farbkonversionspartikeln 3a hat dabei eine höhere Ladung der ersten Polarität und besteht vorzugsweise aus roten Farbkonversionspartikeln. Die zweite Art von Farbkonversionspartikeln 3b hat eine niedrigere Ladung der ersten Polarität und besteht vorzugsweise aus grünen Farbkonversionspartikeln.

[0081] In dem LED-Modul 10 der Fig. 9 ist dadurch die von dem Träger 2 abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips 1 mit einer ersten Schicht aus der ersten Art von Farbkonversionspartikeln 3a und darauf einer zweiten Schicht aus der zweiten Art von Farbkonversionspartikeln beschichtet. Die verschiedenartigen Farbkonversionspartikel 3a, 3b sind also nicht miteinander vermischt. Die erste Schicht ist direkt auf der Oberseite und auf den Seiten-

wänden der LED-Chips 1 angeordnet, während die zweite Schicht über und auf der ersten Schicht (aber ebenso auf der Oberseite und den Seitenwänden der LED-Chips 1) angeordnet ist. Es ist also eine dreidimensionale Farbkonversionsstruktur auf den LED-Chips 1 und um die LED-Chips 1 herum gebildet. Diese verhindert, dass beispielweise rote Farbkonversionspartikel grünes Licht aus grünen Farbkonversionspartikeln stammend absorbieren und dabei unnötige Wärme erzeugen. Es können auch mehr als zwei Schichten und mehr als zwei Arten von Farbkonversionspartikeln 3a, 3b verwendet werden.

[0082] Insgesamt kann mit dem Verfahren 100 der vorliegenden Erfindung ein LED-Modul 10 hergestellt werden, das eine deutlich gleichmäßigere Lichtabstrahlung aufweist, insbesondere eine deutlich verbesserte Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel des Lichts aus dem LEDModul 10, als es beispielweise bei herkömmlichen LED-Modulen wie den LED-Modulen 20 und 30 aus den Fig. 1 und 2 der Fall ist. Dies liegt vor allem daran, dass die LED-Chips 1 des LEDModuls 10 gleichmäßig auf ihren Seitenflächen und dem Träger 2 abgewandten Oberflächen beschichtet sind. Die Farbhomogenität kann durch gezieltes Aufladen der Platten 8a, 8b optimiert werden. Die Effizienz des erfindungsgemäßen LED-Moduls 10 kann insgesamt gesteigert werden, vor allem da keine Farbkonversionspartikel 3 zwischen den LED-Chips 1 vorhanden sind, wodurch zum einen die reflektierende Oberfläche des Trägers 2 frei liegt und zum andern keine Farbkonversionspartikel 3 lediglich Lichtabsorption und Wärmeerzeugung verursachen. Die Wärmeerzeugung kann insbesondere auch in LED- Modulen 10 mit verschiedenartigen Farbkonversionspartikeln verringert werden, indem durch unterschiedliche Ladungen der Farbkonversionspartikel und variable Aufladung der LED- Chips 1 während des Herstellungsverfahrens diskrete übereinanderliegende Farbkonversionsschichten aus jeweils einer einzigen Art von Farbkonversionspartikeln auf den LED-Chips 1 ausgebildet werden.

[0083] Die Herstellung des LED-Moduls 10 der vorliegenden Erfindung kann auch deutlich beschleunigt werden, da insbesondere der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 aufgrund der Unterstützung durch elektrische Felder erzeugt durch Anlegen eines entsprechenden Potentials an zumindest die LED-Chips 1 und vorzugsweise den Träger 2 beschleunigt wird. Dadurch werden die LED-Module 10 der vorliegenden Erfindung in der Massenfertigung auch deutlich kostengünstiger. Auch die Tatsache, dass insgesamt weniger Farbkonversionsmaterial verwendet werden muss, um die LED-Chips 1 zu beschichten, da das Farbkonversionsmaterial optimal und effizient nur an den LED-Chips 1 angelagert wird, trägt dazu bei die Herstellungskosten zu senken. Vorteilhaft ist dabei auch noch, dass durch gezieltes Einstellen der Ladung des LED-Chips 1 während des Herstellungsverfahrens verschiedenartige LEDModule mit unterschiedlichen Farbpunkten hergestellt werden könne, was aufgrund niedrigeren Ausschusses die Menge an verwendetem Farbkonversionsmaterial nochmals verringert.

Claims (17)

Ansprüche

1. Verfahren (100) zum Herstellen eines LED-Moduls (10), das wenigstens einen LED-Chip

(1) aufweist, aufweisend die folgenden Schritte:

- Bereitstellen (101) wenigstens eines LED-Chips (1) auf einem vorzugsweise reflektierenden Träger (2),

- Bereitstellen (102) von elektrisch mit einer ersten Polarität geladenen Farbkonversionspartikeln (3) vorzugsweise in einem Matrixmaterial (4),

- Laden (103) des LED-Chips (1) mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität, und

- Aufbringen (104) der Farbkonversionspartikel (3) auf den LED-Chip (1).

2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei für das Laden (103) des LED-Chips (1) ein Potential an wenigstens einen Bonddraht (5) des LED-Chips (1) angelegt wird.

3. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 und 2, ferner aufweisend den folgenden Schritt: - Laden des vorzugsweise reflektierenden Trägers (2) mit einer der zweiten Polarität entgegengesetzten dritten Polarität.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine über dem LED-Chip (1) angeordnete Platte (8a) und der vorzugsweise reflektierende Träger (2) mit unterschiedlich hohen Ladungen dritter Polarität geladen werden, vorzugsweise mit sich über die Zeit verändernden Ladung, um eine Menge und/oder eine Ablagerungsform der auf den LED-Chip (1) aufgebrachten Farbkonversionspartikel (3) einzustellen.

5. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine erste Art von Farbkonversionspartikeln (3a), vorzugsweise rote Farbkonversionspartikel, mit einer höheren Ladung erster Polarität und eine zweite Art von Farbkonversionspartikeln (3b), vorzugsweise grüne Farbkonversionspartikel, mit einer niedrigeren Ladung erster Polarität bereitgestellt werden, und der LED-Chip (1) mit der zweiten Polarität geladen wird, insbesondere mit einer sich über die Zeit verändernden Ladung zweiter Polarität, um zuerst die erste Art von Farbkonversionspartikeln (3a) und danach die zweite Art von Farbkonversionspartikeln (3b) auf den LED-Chip (1) aufzubringen.

6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der LED-Chip (1) kontrolliert mit einer vorbestimmten Ladung zweiter Polarität aufgeladen wird, um ein LED-Modul herzustellen, dass dazu geeignet ist, Licht eines vorbestimmten Farbpunktes abzustrahlen.

7. LED-Modul (10), aufweisend mehrere LED-Chips (1) auf einem reflektierenden Träger (2), wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstes einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet sind, und die wenigstens eine Schicht auf der von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und auf den Seitenflächen der LED-Chips (1) eine gleiche Stärke aufweist.

8. LED-Modul (10) nach Anspruch 7, wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art von Farbkonversionspartikeln (3a), vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln (3b), vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet sind.

9. LED-Modul (10), aufweisend mehrere LED-Chips (1) auf einem reflektierenden Träger (2), wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet sind, und der Träger (2) in einem Zwischenraum zwischen den LED-Chips (1) keine Farbkonversionspartikel (3) aufweist und der Träger (2) in diesem Zwischenraum reflektierend ist.

10. LED-Modul (10) nach Anspruch 9, wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen der LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus einer ersten Art

von Farbkonversionspartikeln (3a), vorzugsweise roten Farbkonversionspartikeln, und darauf einer Schicht aus einer zweiten Art von Farbkonversionspartikeln (3b), vorzugsweise grünen Farbkonversionspartikeln, beschichtet sind.

11. LED-Modul (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die wenigstens eine Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) auf der von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und den Seitenflächen der LED-Chips (1) mit eine gleiche Stärke aufweist.

12. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die LED-Chips (1) jeweils wenigstens einen Bonddraht (5) aufweisen, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.

13. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Seitenflächen der LEDChips (1) bis angrenzend an den reflektierenden Träger (2) beschichtet sind.

14. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Farbkonversionspartikel (3) in einem Matrixmaterial (4), vorzugweise in einer Silikonmatrix, bereitgestellt sind.

15. LED-Modul (10), aufweisend wenigstens einen LED-Chip (1) auf einem reflektierenden Träger (2), wobei die von dem Träger (2) abgewandte Oberseite und die Seitenflächen des LED-Chips (1) mit wenigstens einer Schicht aus Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet sind, und der LED-Chip (1) wenigstens einen Bonddraht (5) aufweist, der ebenfalls mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.

16. LED-Modul (10) nach Anspruch 15, wobei der Bonddraht (5) auf seiner Unterseite mit Farbkonversionspartikeln (3) beschichtet ist.

17. LED-Modul (10) nach einem der Ansprüche 15 und 16, wobei der Bonddraht (5) von Farbkonversionspartikeln (3) eingehüllt ist.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen