DE112007002696T5

DE112007002696T5 - Licht emittierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE112007002696T5
Application number: DE112007002696T
Authority: DE
Inventors: Dae Won Ansan Kim; Do Hyung Ansan Kim; Dae Sung Ansan Kal; In Kyu Ansan Park
Original assignee: Seoul Optodevice Co Ltd
Current assignee: Seoul Viosys Co Ltd
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2027-12-08
Also published as: US8872419B2; US8598775B2; DE112007002696B4; US20120139444A1; US20100045154A1; WO2008078881A1

Abstract

Eine Licht emittierende Vorrichtung umfassend:
mindestens ein erstes Licht emittierendes Element umfassend mindestens einen Licht emittierenden Schaltkreis zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm und eine phosphoreszierende Substanz und wenigstens ein zweites Licht emittierendes Element angeordnet benachbart zu dem ersten Licht emittierenden Element zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung mit Licht emittierenden Elementen oder Licht emittierenden Zellen zur Emission von Licht mit einer rot-basierten Wellenlänge, welche geeignet ist zur Verbesserung von CRI Eigenschaften.
Technischer Hintergrund
In letzter Zeit wurden Licht emittierende Elemente zum Gebrauch für allgemeine Beleuchtungszwecke entwickelt, die unter hoher Spannung und Wechselstrom betrieben werden können. Ein derartiges Licht emittierendes Element wurde offenbart in der PCT-Anmeldung WO 2004/023568 (A1) mit dem Titel „Licht emittierendes Bauelement mit Licht emittierenden Elementen” von SAKAI et al.
Ein konventionelles Licht emittierendes Element weist eine Vielzahl von Licht emittierenden Dioden (im Nachfolgenden bezeichnet als Licht emittierende Zellen) auf einem einzelnen Substrat auf und die Vielzahl der Licht emittierenden Zellen sind in Serie und anti-parallel mit Metalldrähten verbunden, welche verwendet werden können unter einer direkten Verbindung mit hoher Spannung oder einer Wechselstromquelle.
Um das konventionelle Licht emittierende Element für Beleuchtungszwecke benutzen zu können, emittiert das Licht emittierende Element blau-basiertes Licht und das blau- basierte Licht wird auf eine wellenlängenkonvertierende Substanz umfassend ein phosphoreszierendes Material gelenkt, um die Farbe zu konvertieren, oder das Licht emittierende Element ist so angelegt, dass dieses Licht von roten, blauen und grünen Licht emittierenden Elementen mischt.
Da allerdings Licht emittiert von einem konventionellen Licht emittierenden Element einen geringen Color Rendering Index (CRI) hat, kann die natürliche Farbe eines Objektes nicht klar erkannt werden, wenn dieses mit dem Licht beleuchtet wird.
1 ist ein Graph, welcher CRI-Eigenschaften zeigt, wenn ein blauer lichtemittierender Chip ausgestattet ist mit einer Wellenlänge konvertierenden Substanz enthaltend einen gelben phosphoreszierenden Stoff, wobei die Substanz angebracht ist an dem blauen Licht emittierenden Chip.
Entsprechend zeigt 2 einen Graph mit CRI Eigenschaften, wenn Licht emittiert von roten, blauen und grünen Licht emittierenden Elementen gemischt wird.
Bei konventionellen Licht emittierenden Elementen ist die Intensität rot-basierten Lichts extrem schwach verglichen mit der des blau- und grün-basierten Lichts. In diesem Fall ist es schwer, eine rot-basierte Farbe auszudrücken, und daher werden CRI Eigenschaften, welche essenziell sind, bei einer Lichtquelle für Beleuchtungszwecke verringert.
Speziell werden CRI Eigenschaften (Color Rendering) als sehr wichtig angesehen für den Gebäudebeleuchtungsmarkt. Dementsprechend ist es notwendig, die CRI-Eigenschaften zu verbessern, um Leuchtdioden (LED) als Lichtquelle für Beleuchtungszwecke zu benutzen.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen, welche geeignet ist zur Verbesserung von CRI Eigenschaften, die benötigt werden, um eine LED als Lichtquelle für Beleuchtungen zu benutzen.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt umfassend: mindestens ein erstes Licht emittierendes Element umfassend mindestens einen Licht emittierenden Chip zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm und ein phosphoreszierendes Material; und wenigstens ein zweites Licht emittierendes Element angeordnet benachbart zu dem ersten Licht emittierenden Element zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm.
Vorzugsweise ist das erste Licht emittierende Element nach einem Package-Typ aufgebaut.
Vorzugsweise sind das erste und zweite Licht emittierende Element angeordnet in einem Formteil umfassend ein phosphoreszierendes Material.
Vorzugsweise ist das erste Licht emittierende Element angeordnet in einem ersten Formteil umfassend ein phosphoreszierendes Material und das zweite Licht emittierende Element angeordnet in einem zweiten Formteil, welches so geformt ist, dass dieses das erste Formteil überdeckt.
Vorzugsweise umfasst das erste Licht emittierende Element eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen, wobei die Vielzahl von Licht emittierenden Zellen in Serie miteinander verbunden sind, um so mindestens ein erstes und ein zweites Array zu bilden, wobei das erste und zweite Array anti-parallel miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise umfasst das phosphoreszierende Material einen gelben Phosphor.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, welche umfasst: ein Substrat; eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen, welche auf dem Substrat gebildet sind, wobei jede der Licht emittierenden Zellen eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, welche gebildet ist auf einem Teil der unteren Halbleiterschicht und eine aktive Schicht, welche angeordnet ist zwischen der unteren und oberen Halbleiterschicht, aufweist; und Drähte zur elektrischen Verbindung der Licht emittierenden Zellen, wobei jeder der Drähte die untere halbleitende Schicht einer der Licht emittierenden Zellen mit der oberen halbleitenden Schicht einer anderen der benachbarten Licht emittierenden Zellen verbindet, wobei mindestens eine der Vielzahl der Licht emittierenden Zellen Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm aussendet.
Vorzugsweise ist die Vielzahl der Licht emittierenden Zellen in Serie miteinander verbunden, um so mindestens ein erstes Array und ein zweites Array zu bilden, wobei das erste und zweite Array anti-parallel miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise senden die Licht emittierenden Zellen, abgesehen von der Licht emittierenden Zelle mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm, ein Licht einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm aus.
Vorzugsweise ist eine wellenlängenkonvertierende Substanz zur Konvertierung einer Wellenlänge ausgesendet von der Licht emittierenden Vorrichtung zusätzlich angeordnet an einer Außenseite der Licht emittierenden Vorrichtung und die wellenlängenkonvertierende Substanz umfasst eine gelbe phosphoreszierende Substanz.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann der Ausdruck „Licht emittierende Vorrichtung” ein Chip oder eine Vorrichtung vom Package-Typ sein. Demzufolge kann ein Licht emittierendes Element vom Chip-Typ mit einer Vielzahl von Licht emittierenden Zellen, die darin gebildet sind, in den Ansprüchen oder in Teilen der detaillierten Beschreibung bezeichnet sein als eine Licht emittierende Vorrichtung. Weiterhin kann der Ausdruck „Licht emittierende Vorrichtung” eine Vorrichtung mit wenigstens einem Licht emittierenden Element oder wenigstens einem LED-Package bezeichnen. Des Weiteren kann der Ausdruck „Licht emittierendes Element” verwendet werden für einen LED-Chip oder ein LED-Package mit einem LED-Chip.
Vorteilhafter Effekt
Gemäß der vorliegenden Erfindung können CRI Eigenschaften, welche notwendigerweise benötigt werden, um eine LED als Lichtquelle für Beleuchtungszwecke zu verwenden, deutlich verbessert werden, indem ein Licht emittierendes Element oder eine Licht emittierende Zelle zur Aussendung von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, zusätzlich zu dem wenigstens einen Licht emittierenden Element mit wenigstens einem Licht emittierenden Chip zur Aussendung von Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm und einem phosphoreszierenden Material, wenigstens ein zweites Licht emittierendes Element zur Aussendung von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm in unterschiedlichen Formen angeordnet, wodurch die Intensität von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm relativ erhöht wird. Dementsprechend ist es einfacher, eine Farbe mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm darzustellen, und dementsprechend werden die CRI-Eigenschaften verbessert, sodass die LED geeignet ist zur Verwendung als Lichtquelle für Beleuchtungszwecke.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt mit einer Struktur, in der mindestens eine einer Vielzahl von Licht emittierenden Zellen, welche gebildet sind auf einem Substrat, Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm ausstrahlt, welches unterschiedlich ist von der Wellenlänge, speziell 400 bis 500 nm, einer anderen Licht emittierenden Zelle, sodass CRI Eigenschaften auf Chip-Level verbessert werden, sodass eine Licht emittierende Vorrichtung geschaffen wird, die geeignet ist zur Verwendung als Lichtquelle für Beleuchtungszwecke.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm der CRI-Eigenschaften bei einer gelben phosphoreszierenden Substanz angeordnet an einem Licht emittierenden Element, welches blau-basiertes Licht aussendet.
2 ist ein Diagramm der CRI-Eigenschaften, wenn Licht ausgesandt von roten, blauen und grünen Licht emittierenden Elementen gemischt wird.
3 ist ein Schaltbild, welches schematisch die Konfiguration einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 und 5 sind Aufsichten und ein Schnitt, welche ein erstes Licht emittierenden Element in 3 entsprechend zeigen.
6 ist ein Diagramm der CRI-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Schaltplan, welcher schematisch die Konfiguration einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 zeigt eine Ansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung vom Package-Typ nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine Ansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung vom Package-Typ nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Schnitt, welcher ein Licht emittierendes Element nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine Aufsicht, welche das Licht emittierende Element nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Schnitt, welcher ein Licht emittierendes Element nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen nur illustrativen Zwecken, sodass der Fachmann das Wesen der Erfindung vollständig verstehen kann. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf die folgenden Ausführungsbeispiele, sondern kann auch in anderer Form ausgeführt werden. In den Zeichnungen können Längen, Breiten, Dicken und dergleichen von Teilen zur besseren Verständlichkeit übertrieben dargestellt sein. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente in der Beschreibung und den Zeichnungen.
In 3 ist ein Schaltplan, der schematisch den Aufbau einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 3 umfasst die Licht emittierende Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Stromstabilisierungsschaltkreis 1, ein erstes Licht emittierendes Element 2 mit blaues Licht emittierenden Schaltkreisen und einer gelben fluoreszierenden Substanz, um so weiches Licht abzustrahlen, und ein zweites Licht emittierendes Element 3 mit einem rotes Licht emittierenden Schaltkreis um Licht rot basierter Wellenlänge abzustrahlen, wobei beide in Serie miteinander verbunden sind.
Das erste und zweite Licht emittierende Element 2 und 3 sind wechselstrombetriebene Licht emittierende Elemente. In jedem des ersten und zweiten Licht emittierenden Elements 2 und 3 ist eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen in Serie oder parallel mit Drähten verbunden und emittiert Licht, wenn eine Wechselspannung angelegt wird.
Jede der Licht emittierenden Zellen in dem ersten Licht emittierenden Element 2 verfügt über einen blaues Licht emittierenden Schaltkreis und eine gelbe phosphoreszierende Substanz. Dementsprechend konvertiert die gelbe phosphoreszierende Substanz die Farbe des blauen Lichts (400 bis 500 nm) und einen Anteil des blauen Lichts abgestrahlt von dem blaues Licht abstrahlenden Schaltkreis in jeder der Licht emittierenden Zellen, sodass weißes Licht abgestrahlt wird.
Von dem ersten Licht emittierenden Element 2 abgestrahltes Licht hat eine Wellenlänge wie in 1 dargestellt.
Jede der Licht emittierenden Zellen in dem zweiten Licht emittierenden Element 3 umfasst Licht emittierende Zellen zur Abstrahlung von Licht einer rot basierten Wellenlänge (560 bis 880 nm). Die Anzahl der Licht emittierenden Zellen in dem zweiten Licht emittierenden Element 3 wird festgelegt abhängig vom Anteil der Abstrahlung von rotem Licht. Das zweite Licht emittierende Element 3 vergrößert die Intensität des rot basierten Lichtes relativ. Dementsprechend ist es einfacher, eine rot basierte Farbe darzustellen, wobei die CRI-Eigenschaften verbessert werden.
Die 4 und 5 sind eine Aufsicht und ein Schnitt zur Illustration der Licht emittierenden Zellen in dem ersten Licht emittierenden Element gemäß 3. Es ist klar zu erkennen, dass die Licht emittierenden Zellen in dem zweiten Licht emittierenden Element in der gleichen Art hergestellt sein können wie Licht emittierende Zellen in dem ersten Licht emittierenden Element.
Mit Bezug auf die 4 und 5 umfasst das erste Licht emittierende Element 2 eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen 100 auf einem Substrat 10. Jede der Licht emittierenden Zellen 100 umfasst eine untere Halbleiterschicht 20, eine aktive Schicht 30, welche gebildet ist in einem Teil der unteren Halbleiterschicht 20, und eine obere Halbleiterschicht 40, welche ausgebildet ist in der aktiven Schicht 30. Zusätzlich kann eine nicht dargestellte Pufferschicht zwischen dem Substrat 10 und den Licht emittierenden Zellen 100 angeordnet sein. Beispielsweise können GaN oder AlN im Wesentlichen als Pufferschicht benutzt werden. Die obere und untere Halbleiterschicht 20, 40 können n-Typ- und p-Typ-Halbleiterschichten bzw. p-Typ- und n-Typ-Halbleiterschichten sein. Die aktive Schicht 30 kann als einfache oder mehrfache Quantentopfstruktur (single oder multiple quantum well ausgebildet sein. Eine nicht dargestellte erste Elektrode kann an der unteren Halbleiterschicht 20, in dem keine aktive Schicht ausgebildet ist, ausgebildet sein, und eine nicht dargestellte zweite Elektrode kann an der oberen Halbleiterschicht 40 ausgebildet sein.
Die Licht emittierenden Zellen sind derart miteinander verbunden, dass die untere Halbleiterschicht einer Licht emittierenden Zelle mittels eines Drahtes verbunden ist mit der oberen Halbleiterschicht einer anderen benachbarten Licht emittierenden Zelle. Auf diese Weise ist es möglich, wenn mindestens ein erstes Array und mindestens ein zweites Array, die jeweils in Serie geschaltet sind, gebildet sind und diese antiparallel miteinander geschaltet sind, Flimmern zu unterbinden, selbst wenn das Licht emittierende Element an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Der Draht kann hergestellt sein mit einem Verfahren wie typischerweise einem Step Cover oder Airbridge-Verfahren, ist aber nicht darauf beschränkt.
Das Diagramm der 6 zeigt die relative Verteilung des Leistungsspektrums für jede Wellenlänge der Licht emittierenden Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zu 6 dient das zweite Licht emittierende Element der Licht emittierenden Vorrichtung der Abgabe von Licht basierend auf einer roten Wellenlänge (560 bis 880 nm), wodurch die relative Intensität von rot basiertem Licht erhöht wird. Dementsprechend ist es einfacher, eine rot basierte Farbe darzustellen, wodurch CRI-Eigenschaften verbessert werden.
7 ist ein Schaltkreis, der schematisch den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug zu 7 umfasst die Licht emittierende Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erstes Licht emittierendes Element 4 mit einem blaues Licht emittierenden Schaltkreis und einem gelben Phosphor zur Abgabe weißen Lichts, und ein zweites Licht emittierendes Element 5 mit einem Rotlicht emittierenden Schaltkreis zur Abgabe von Licht einer rot basierten Wellenlänge. Das erste bzw. zweite Licht emittierende Element 4, 5 verfügt jeweils über Stabilisierungsschaltkreise 6, 7 und beide sind parallel geschaltet.
8 ist eine Ansicht zur Illustration einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 8 umfasst eine Licht emittierende Vorrichtung 300 nach dem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zwei erste Licht emittierende Elemente 320 und 330 und ein zweites Licht emittierendes Element 340, welches auf einem einzelnen Substrat 310 zwischen den beiden ersten Licht emittierenden Elementen 320 und 330 angeordnet ist. Jedes der ersten Licht emittierenden Elemente umfasst einen blaues Licht emittierenden Schaltkreis zur Abgabe von Licht basierend auf einer blauen Wellenlänge (400 bis 500 nm) und einen gelben Phosphor, sodass weißes Licht abgestrahlt wird, und das zweite Licht emittierende Element 340 umfasst einen rotes Licht emittierenden Chip zur Abgabe von Licht basierend auf einer roten Wellenlänge (560 bis 880 nm).
In diesem Fall können die ersten Licht emittierenden Elemente 320 und 330 Licht emittierende Elemente sein, die gepackt sind, sodass diese individuell für hohe Leistungen benutzt werden können, und das zweite Licht emittierende Element 340 kann ein lichtemittierender Schaltkreis sein, der nicht gepackt ist und in einem kleinen Maß benutzt werden kann.
Da das zweite Licht emittierende Element 340 zur Abgabe von rotem Licht zwischen den beiden ersten Licht emittierenden Elementen 320 und 330 angeordnet ist, wird eine rot basierte Wellenlänge effektiv kompensiert, wodurch CRI-Eigenschaften verbessert werden.
9 ist eine Ansicht zur Illustration einer Licht emittierenden Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug zur 9 umfasst eine Licht emittierende Vorrichtung 400 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erstes Formteil 430, welches einen gelben Phosphor enthält. In dem ersten Formteil 430 sind ein erstes Licht emittierendes Element 410 mit einem blaues Licht emittierenden Schaltkreis zur Abgabe von Licht basierend auf einer blauen Wellenlänge (400 bis 500 nm) und ein zweites Licht emittierendes Element 420 mit einem rotes Licht emittierenden Schaltkreis zur Abgabe von Licht einer rot basierten Wellenlänge (560 bis 880 nm) angeordnet an einem nicht dargestellten Pfropfen. Ein zweites Formteil 440 umgibt und schützt das erste Formteil 430. Da das erste und das zweite Licht emittierende Element 410, 420 angeordnet sind in einem Formteil ist es möglich, den Befestigungsbereich dieser zu reduzieren. Zusätzlich kann eine rot basierte Wellenlänge effektiv kompensiert werden, wodurch CRI-Eigenschaften verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht limitiert auf die zuvor genannten Ausführungsformen und verschiedene Veränderungen und Abwandlungen können an diesen durch den Fachmann vorgenommen werden. Die Veränderungen und Abwandlungen sind gedeckt durch die Idee und den Schutzbereich der Erfindung, wie diese definiert sind durch die beigefügten Ansprüche.
Beispielsweise sind das erste und zweite Licht emittierende Element zusammen angeordnet in dem Formteil enthaltend den Phosphor gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Demgegenüber kann als Modifikation das erste Licht emittierende Element in dem ersten Formteil enthaltend den Phosphor angeordnet sein und das zweite Licht emittierende Element kann angeordnet sein in dem zweiten Formteil, welches das erste Formteil überdeckt.
Abwandlungen der Erfindung
Nachfolgend werden Licht emittierende Vorrichtungen gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche so gestaltet sind, dass eine einer Vielzahl von auf einem Substrat ausgebildeten Zellen Licht einer rot basierten Wellenlänge (560 bis 880 nm) abstrahlt.
Die 10 und 11 stellen einen Schnitt und eine Aufsicht auf ein Licht emittierendes Element mit einer Licht emittierenden Zelle zur Emission von Licht auf einer rot basierten Wellenlänge dar.
Mit Bezug auf die 10 und 11 ist eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen 100 gebildet auf einem Substrat 10. Jede der Licht emittierenden Zellen 100 umfasst eine untere Halbleiterschicht 20, eine aktive Schicht 30, welche gebildet ist auf einen Teil der unteren Halbleiterschicht 20 und eine obere Halbleiterschicht 40, welche gebildet ist auf der aktiven Schicht 30. Des Weiteren kann eine nicht dargestellte Pufferschicht angeordnet sein zwischen dem Substrat 10 und den Licht emittierenden Zellen 100. Beispielsweise kann hauptsächlich GaN oder AlN benutzt werden als Pufferschicht. Die untere und obere Halbleiterschicht 20, 40 kann eine n-Typ- und p-Typ-Halbleiterschicht bzw. eine p-Typ- und n-Typ-Halbleiterschicht sein. Die aktive Schicht kann gebildet sein durch einfache oder mehrfache Quantentopfstruktur. Eine nicht dargestellte erste Elektrode kann angeformt sein an einem Teil der unteren Halbleiterschicht 20, an dem die aktive Schicht 30 nicht angeformt ist, und eine nicht dargestellte zweite Elektrode kann an die obere Halbleiterschicht 40 angeformt sein.
Die Licht emittierenden Zellen sind so miteinander verbunden, dass die untere Halbleiterschicht einer Licht emittierenden Zelle mittels eines Drahtes verbunden ist mit der oberen Halbleiterschicht einer anderen benachbarten Licht emittierenden Zelle. Wenn wenigstens ein erster Array und wenigstens ein zweiter Array, welche jeweils in Serie angeschlossen ist, gebildet wird und diese dann antiparallel miteinander verbunden sind, ist es möglich, Flackern zu unterdrücken, selbst wenn das Licht emittierende Element an einer Wechselstromquelle angeschlossen ist. Der Draht kann gebildet werden durch ein Verfahren wie typischerweise Step Cover oder Airbridge, ist aber nicht darauf beschränkt.
Wie zuvor dargestellt, zeigt 1 ein Diagramm der CRI-Eigenschaften, wenn eine Wellenlänge konvertierende Substanz enthaltend einen gelben Phosphor angebracht ist an einem blaues Licht emittierenden Element zur Emission von Licht basierend auf einer blauen Wellenlänge (400 bis 500 nm). Mit erneutem Bezug zu 1 ist die Intensität von rot basiertem Licht sehr schwach, verglichen mit blau und grün basiertem Licht. In diesem Fall ist es schwer, eine rot basierte Farbe auszudrücken und daher können die CRI-Eigenschaften, welche essenziell sind für eine Lichtquelle für Beleuchtungszwecke verringert werden.
Wenn wenigstens eine der Vielzahl von Licht emittierenden Zellen ausgebildet ist als eine Licht emittierende Zelle 200 zur Emission von Licht auf einer rot basierten Wellenlänge (560 bis 880 nm) wie dargestellt in den 10 und 11, werden CRI-Eigenschaften erzielt, mit dem die Intensität von rot basiertem Licht relativ erhöht wird, wie dargestellt in 6. Dementsprechend ist es einfacher eine rot basierte Farbe auszudrücken, wodurch die CRI-Eigenschaften verbessert werden.
Wie zuvor dargestellt ist das Verfahren zur Bildung von mindestens einer der Vielzahl von Licht emittierenden Zellen als Licht emittierende Zelle 200 zur Emission von Licht auf rot basierter Wellenlänge nicht speziell limitiert. Beispielsweise ist es möglich, ein Verfahren zum Entfernen von wenigstens einer der Vielzahl von Licht emittierenden Zellen vermittels eines Laser Lift Off-(LLO)-Verfahrens und anschließendem Bonden einer Licht emittierenden Zelle zur Emission von Licht auf einer rot basierten Wellenlänge an dem Ort, wo die Licht emittierende Zelle entfernt wurde, zu verwenden.
Obwohl die Licht emittierende Zelle zur Emission von Licht einer rot basierten Wellenlänge an einer Ecke des Arrays in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung positioniert ist, dient dies nur illustrativen Zwecken und die Licht emittierende Zelle kann positioniert werden innerhalb des Arrays.
12 ist ein Schnitt, welcher ein Licht emittierendes Element nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 12 ist eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen 100 gebildet auf einem Substrat 10. Jede der Licht emittierenden Zellen 100 umfasst eine untere Halbleiterschicht 20, eine aktive Schicht 30, welche gebildet ist an einem Teil der unteren Halbleiterschicht 20 und eine obere Halbleiterschicht 40, welche gebildet ist auf der aktiven Schicht 30. Weiterhin kann eine nicht dargestellte Pufferschicht angeordnet sein zwischen dem Substrat 10 und den Licht emittierenden Zellen 100. Die untere und obere Halbleiterschicht 20, 40 können n-Typ- und p-Typ-Halbleiterschichten bzw. p-Typ- und n-Typ-Halbleiterschichten sein. Die aktive Schicht 30 kann ausgebildet sein als Single oder Multiple Quantum Well Struktur.
Die Vielzahl der Licht emittierenden Zellen 100, welche auf dem Substrat 10 ausgebildet sind, sind auf ein Submount-Substrates 11 über erste und zweite Unebenheiten 21 und 41 flipgebondet. Wenigstens eine der Vielzahl von Licht emittierenden Zellen 100, welche ausgebildet sind auf dem Substrat 10, kann ersetzt sein durch eine Licht emittierende Zelle 200 zur Emission von Licht einer rot basierten Wellenlänge (560 bis 880 nm).
Ein Licht emittierendes Element mit einer Vielzahl von Licht emittierenden Zellen vom Flipchip-Typ mit überragender Farbwiedergabe kann hergestellt sein nach einem Verfahren wie zuvor beschrieben.
Zusammenfassung
Die offenbarte Licht emittierende Vorrichtung umfasst mindestens ein erstes Licht emittierendes Element umfassend mindestens einen Licht emittierenden Schaltkreis zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm und eine phosphoreszierende Substanz und wenigstens ein zweites Licht emittierendes Element angeordnet benachbart zu dem ersten Licht emittierenden Element zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2004/023568 A1 [0002]

Claims

Eine Licht emittierende Vorrichtung umfassend: mindestens ein erstes Licht emittierendes Element umfassend mindestens einen Licht emittierenden Schaltkreis zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm und eine phosphoreszierende Substanz und wenigstens ein zweites Licht emittierendes Element angeordnet benachbart zu dem ersten Licht emittierenden Element zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Licht emittierende Element als Package-Typ ausgebildet ist.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 1, wobei das erste und zweite Licht emittierende Element angeordnet sind in einem Formteil, welches eine phosphoreszierende Substanz enthält.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Licht emittierende Element angeordnet ist in einem ersten Formteil, welches eine phosphoreszierende Substanz enthält, und das zweite Licht emittierende Element angeordnet ist in einem zweiten Formteil, welche so ausgebildet ist, dass dieses das erste Formteil überdeckt.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Licht emittierende Element eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen umfasst und die Vielzahl von Licht emittierenden Zellen in Serie miteinander verbunden sind um so wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Array zu bilden, wobei der erste und zweite Array antiparallel miteinander verbunden sind.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die phosphoreszierende Substanz eine gelbe phosphoreszierende Substanz umfasst.
Licht emittierende Vorrichtung umfassend: ein Substrat; eine Vielzahl von Licht emittierenden Zellen, welche ausgebildet sind auf dem Substrat, wobei jede der Licht emittierenden Zellen eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, welche ausgebildet ist auf einem Teil der unteren Halbleiterschicht, und eine aktive Schicht, welche angeordnet ist zwischen der unteren und oberen Halbleiterschicht; und Drähten zur elektrischen Verbindung der Licht emittierenden Zellen, wobei jeder der Drähte die untere Halbleiterschicht einer der Licht emittierenden Zellen mit der oberen Halbleiterschicht einer anderen benachbarten Licht emittierenden Zelle verbindet, wobei wenigstens eine der Vielzahl von Licht emittierenden Zellen in Licht einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm emittieren kann.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl der Licht emittierenden Zellen in Serie miteinander verbunden ist, um wenigstens einen ersten und einen zweiten Array zu bilden und der erste und zweite Array antiparallel miteinander verbunden sind.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Licht emittierenden Zellen abgesehen von der Licht emittierenden Zelle zur Emission von Licht einer Wellenlänge von 560 bis 880 nm Licht einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm abstrahlen können.
Licht emittierendes Element nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Substanz zur Konvertierung der Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes der Licht emittierenden Vorrichtung zusätzlich an der Außenseite der Licht emittierenden Vorrichtung angeordnet ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wellenlänge konvertierende Substanz eine gelbe phosphoreszierende Substanz umfasst.