WO2011085897A1 - Lumineszenzdiodenanordnung, hinterleuchtungsvorrichtung und anzeigevorrichtung - Google Patents

Lumineszenzdiodenanordnung, hinterleuchtungsvorrichtung und anzeigevorrichtung Download PDF

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WO2011085897A1
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luminescence
light
luminescence diode
conversion element
chip
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PCT/EP2010/069812
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Thorsten Kunz
Stephan Kaiser
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present application relates to a Lumineszenzdiodenan Aunt, a backlighting device and a
  • a luminescence diode arrangement is specified with a first luminescence diode chip, a second luminescence diode chip, and a luminescence conversion element.
  • a "luminescence diode chip" is used in the present context
  • Radiation generation provided semiconductor layer sequence understood, for example, a light-emitting diode chip or a laser diode chip.
  • a rear ⁇ leuchtungsvorraum specified with the Lumineszenzdiodenan Aunt which is designed in particular for backlighting a display device.
  • the backlight ⁇ device contains in particular a plurality of
  • the luminescence diode arrangements contained in the backlighting device are in particular identical in construction. According to at least one further aspect, a
  • the display device indicated with the backlight device.
  • the display device may be a liquid crystal display device (LCD, Liquid Crystal
  • the backlighting device acts like an LCD TV.
  • the backlighting device is designed to backlight a light valve arrangement of the LCD.
  • the first luminescence diode chip is designed to emit blue light.
  • the second luminescence diode chip is designed in particular for the emission of green light.
  • it comprises a semiconductor layer sequence ⁇ , the emission of green light
  • the luminescence conversion element is in particular for the conversion of a part of the first
  • Luminescence diode chip emitted blue light formed in red light. Zeck Distincture emits the first
  • the second luminescence diode chip During operation of the luminescence diode arrangement, the second luminescence diode chip emits green light during operation of the luminescence diode arrangement, and the luminescence conversion element emits red light during operation of the luminescence diode arrangement.
  • the fact that the first luminescence diode chip emits blue light in the present context means in particular that the electromagnetic radiation emitted by the first luminescence diode chip during operation has a dominant wavelength in the blue spectral range, in particular between 420 nm and 490 nm, preferably between 430 nm and 480 nm, wherein the Borders are included.
  • the dominant wavelength is between 435 nm and 445 nm with the boundaries included, for example, it has a value of 440 nm.
  • between 445 nm and 455 nm with the limits included, for example, it has a value of 450 nm.
  • That the semiconductor layer sequence of the second luminescence diode chip ⁇ means emits green light in the present context especially that the light emitted from the semiconductor layer sequence during operation electromagnetic
  • a dominant wavelength in the green spectral range ⁇ in particular between 490 nm and 575 nm, preferably ⁇ be between 500 nm and 550 nm, has the limits being included in each case.
  • ⁇ in particular between 490 nm and 575 nm, preferably ⁇ be between 500 nm and 550 nm, has the limits being included in each case.
  • the luminescence conversion element converts blue light into red light in the present context means in particular that the luminescence conversion element
  • the intensity maximum of the secondary radiation has a wavelength between 650 nm and 750 nm, preferably between 610 nm and 640 nm, with the boundaries each included.
  • the LED array is at least one
  • the blue light of the first LED chip Formed for the emission of mixed light, the blue light of the first LED chip, green light of the second LED chip and red light of the
  • the mixed light is composed of blue light of the first luminescence ⁇ diode chip, green light of the second LED chips and red light of the luminescence conversion.
  • the mixed light causes a white color impression.
  • the mixed light preferably has a color location in the white area of the CIE standard color chart.
  • the CIE standard color chart also called CIE chart, is used for
  • CIE Commission Internationale de l'Eclairage
  • the luminescence conversion element For converting the blue light of the first LED chip into red light, the luminescence conversion element comprises at least one embodiment
  • At least one phosphor for example one
  • the luminescence conversion element can consist of the phosphor or it can be a matrix material
  • the luminescence conversion element comprises a ceramic material which consists of the luminescent substance or several luminescent substances or at least one Contains phosphor.
  • the luminescence conversion element can also be a, for example electrophoretically deposited, powder layer with one or more phosphors
  • particles can be at least one
  • Phosphor in a matrix material for example a
  • Epoxy resin or a silicone material be embedded.
  • the mixed light emitted by the luminescence diode arrangement during operation has an intensity maximum in the green spectral range.
  • the luminescence diode arrangement is preferably free of a luminescent substance with a luminescent diode
  • the luminescence element does not contain a ⁇ phosphor which emits in the operation of the luminescence diode arrangement ⁇ secondary light having an intensity peak in the green spectral range.
  • the so-called "L50 / B50" threshold is greater than 20,000 operating hours.
  • L50 / B50 is known in the art in principle.
  • a “L50 / B50" threshold of over 20,000 operating hours means that of a variety of similar ones Luminescence diode arrangements 50% of the light-emitting diode arrangements a life of at least 20,000
  • Luminance of the light emitted at 0 operating hours In another embodiment, the so-called
  • the green light emitted by the second LED chip in one embodiment in the CIE standard color chart, has a color locus whose coordinates [xg, yg] are: xg -S 0.15 and yg> 0.7.
  • coordinates [xg, yg] 0 -S x G ⁇ 0.15 and 0.7 ⁇ y G ⁇ 0.9.
  • phosphors for example orthosilicate phosphors in the CIE standard color chart, color loci which are further removed from the color spectrums of the spectral colors of the green spectral range.
  • they are so opposite
  • Light emitting diode arrays containing green light phosphors are capable of achieving larger gamut display devices in the light emitting diode array according to the present disclosure.
  • the gamut designates in particular the amount of all the colors which the display device can represent.
  • the gamut corresponds to the CIE diagram limited area, for example, a triangular area.
  • the display device can only reproduce color stimuli that are within this area.
  • Lumineszenzdiodenan interprets the backlighting device emitted mixed light scores a Gamut whose
  • Area represented by the CIE standard color chart is at least 100%, preferably at least 110%, particularly preferably at least 120% of the area of the NTSC color space. As NTSC color space is in the
  • the luminescence diode arrangement for emitting the mixed light is one
  • the first luminescence diode chip is covered at least in places by the luminescence conversion element in a plan view of the front side.
  • the second LED chip can from the
  • Lumineszenzkonversionselement be uncovered or be at least partially covered by the luminescence conversion element.
  • the luminescence diode arrangement is advantageous
  • the second LED chip at least in places of the
  • Lumineszenzkonversionselement is covered is that Luminescence conversion element in particular additionally designed to convert part of the electromagnetic radiation emitted by the second LED chip, in particular a part of the green light emitted by the semiconductor layer sequence, into red light.
  • the luminescence conversion element-in particular by means of a further phosphor- is configured to convert blue light of the first luminescence diode chip and / or green light of the second luminescence diode chip into yellow light.
  • the luminescence conversion element is a separately manufactured
  • Converter plate which may be formed on the first luminescence diode chip or applied thereto,
  • the converter wafer is then on a front-side main surface of the first
  • Luminescence diode chips applied or formed.
  • the conversion material is, in particular, not introduced into a potting, with which the luminescence diode chip is potted.
  • the luminescence conversion element is designed as a separately manufactured cap which, in addition to the front-side main surface of the first luminescence diode chip, can also at least locally cover or cover its side flanks. That is, in this case also side surfaces of the LED chip downstream of the luminescence conversion element.
  • a capped luminescence conversion element it is In particular, it is possible that a gap is formed between the luminescence diode chip and the luminescence conversion element, which gap can be filled, for example, with air. In this case, the luminescence conversion element is heated less in operation, as if a luminescence conversion element find use with the
  • Lumineszenzdiodenchip is in direct contact.
  • Aging of the luminescence conversion element can be slowed down in this way.
  • all luminescence diode chips of the luminescence diode arrangement or of the backlighting device emit visible light with an intensity maximum which has a wavelength outside the red spectral range, in particular in the blue and / or green spectral range.
  • the LED chips of all luminescence ⁇ diode arrays of backlighting - - In a development all the LED chips Lumineszenzdiodenan extract based on the same semiconductor material, in particular on a nitride compound semiconductor material such as AlGaInN.
  • nitride compound semiconductor material in the present context means that the luminescence diode chips or at least a part thereof, particularly preferably at least one active zone and / or the growth substrate wafer, a nitride compound semiconductor material, preferably AlGalnN - that is Al n Ga m In ] __ n _ m N, where 0 ⁇ n ⁇ 1, 0 ⁇ m ⁇ 1 and n + m ⁇ 1 - has or consists of this.
  • This material must have a mathematically precise interaction ⁇ reduction according to the above formula is not mandatory. Rather, it may, for example, one or more dopants as well
  • the Lumineszenzdiodenan Aunt contains according to the present disclosure preferably no red-emitting LED chips that need to be operated ⁇ voltage range in another operation emitting a blue or green LED chips, based on the connection ⁇ semiconductor material AlInGaN. In this way, the luminescence diode arrangement is easier and can be controlled with a less expensive control unit.
  • the luminescence diode arrangement and / or the backlighting device has a control unit, which is designed to be the first
  • the control unit contains a color sensor and / or a temperature sensor.
  • the luminescence diode arrangement has an optoelectronic component which comprises the first
  • Lumineszenzdiodenchip, the second LED chip and the luminescence conversion element comprises.
  • Optoelectronic component has, for example, at least two external electrical connections to the electrical
  • the first and second LED chip has a chip carrier and / or a component housing.
  • the first luminescence diode chip, the second luminescence diode chip and the luminescence conversion element are preferably arranged on the chip carrier and / or in the component housing.
  • the component has a component envelope, with which the first and the second LED chip are preferably encapsulated on the chip carrier and / or in the component housing.
  • the component envelope contains, for example, a
  • Radiation-permeable potting compound In a further development, the radiation-permeable potting compound also encapsulates the luminescence conversion element.
  • the radiation-permeable potting compound is the matrix material in which the phosphor or the
  • Phosphors of the luminescence conversion element are embedded.
  • the luminescence diode arrangement has a first optoelectronic component, which comprises the first luminescence diode chip. In addition, it has a second, separate, optoelectronic component which comprises the second luminescence diode chip.
  • Lumineszenzkonversionselement of the first opto ⁇ electronic component comprises or a first part of the
  • Luminescence conversion element is of the first opto ⁇ electronic component and a second part of the luminescence conversion element of the second optoelectronic
  • Component comprises.
  • the first part of the Lumineszenzkonversions ⁇ elements arranged in a reflector trough of the first opto ⁇ electronic component, wherein the reflector trough is formed for example by a recess of a component housing of the first optoelectronic component.
  • the second luminescence diode chip and optionally the second part of the luminescence conversion element are arranged, for example, in a reflector trough of the second optoelectronic component, which in particular is formed by a recess of a
  • Component housing of the second optoelectronic component is formed.
  • Figure 1A a schematic plan view of a
  • Figure 2 a schematic plan view of a
  • Figure 3A a schematic plan view of a
  • FIG. 4A a schematic plan view of a section of a luminescence diode arrangement according to a fourth exemplary embodiment, FIG.
  • FIG. 5A a schematic plan view of a section of a luminescence diode arrangement according to a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a section of a luminescence diode arrangement according to a sixth exemplary embodiment
  • FIG. 7 a schematic plan view of a section of a luminescence diode arrangement according to a seventh exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of a section of a backlighting device according to FIG.
  • Figure 10 a CIE diagram with different color spaces and the color loci of the red light and the green
  • FIG. 12 shows a CIE diagram with the color space achievable by the display device according to the exemplary embodiment of FIG.
  • FIGS. 1A and 1B show a light-emitting diode arrangement according to a first exemplary embodiment.
  • FIG. 1A shows a schematic plan view of a front side 100 of FIG. 1A
  • FIG. 1B shows a
  • the LED array 1 includes a first one
  • Luminescence diode chip 2 and a second luminescence diode chip 3 are in a recess 50 of a common
  • Component housing 5 is arranged.
  • the recess 50 may also be referred to as a chip pan. It may, for example, constitute a reflector trough and / or a potting trough.
  • the first luminescence diode chip 2 and the second luminescence diode chip 3 are both based on the Lumineszenzdiodenan elbow 1 according to the first embodiment
  • the luminescence diode chips 2, 3 are light-emitting diode chips which are each provided for emitting radiation from one of their main surfaces.
  • the first luminescence diode chip 2 has an epitaxial semiconductor layer sequence which is provided for emission of blue light.
  • the electromagnetic emitted by the semiconductor layer sequence of the first LED chip 2 during operation of the LED array has electromagnetic Radiation a dominant wavelength in the blue
  • Spectral range for example at one wavelength
  • nm between 430 nm and 480 nm, with the limits included. In the present case, it has a value between 445 and 455 nm, for example of 450 nm. In one variant, it has a value between 435 nm and 445 nm, for example of 440 nm.
  • the second luminescence diode chip 3 has an epitaxial semiconductor layer sequence which is designed to emit green light, in particular having a dominant wavelength between 490 nm and 575 nm, preferably between 500 nm and 550 nm, the boundaries being included in each case.
  • the dominant wavelength of the green light emitted by the second LED chip 3 has a value of 525 nm.
  • the luminescence diode arrangement has a luminescence conversion element 4.
  • the luminescence conversion element 4 is applied to the first luminescence diode chip 2. For example, it is in the
  • Lumineszenzkonversionselement 4 to a converter plate, which is formed on the first LED chip 2 or applied to this.
  • the converter ⁇ plate is applied on a front main surface of the first LED chip 2 or formed.
  • the luminescence conversion element 4 can also be used as a cap
  • the first luminescence diode chip 2 with the luminescence conversion element 4 and the second luminescence diode chip 2 are in one embodiment with a translucent, in particular transparent, potting compound wrapped, which is filled in the recess 50.
  • the luminescence conversion element 4 is at the first
  • Embodiment of the potting compound different which is arranged as a component envelope in the recess 50 to encapsulate the LED chips 2.3.
  • the luminescence conversion element 4 is in particular integrated with the first luminescence diode chip 2 and is mounted together with the epitaxial semiconductor layer sequence of the first luminescence diode chip 2 in the recess 50 of the component housing 5.
  • the upper ⁇ surface of the recess 50 is not limited in the Lumineszenzdiodenan angel 1 according to the first embodiment to the
  • the luminescence conversion element or the luminescence conversion element 4 ⁇ limited only with a back, the first LED chip 2 rotating, and in particular narrow edge region of the component housing 5 at.
  • the luminescence conversion element 4 contains at least one phosphor or consists of at least one phosphor.
  • the at least one phosphor is contained in a ceramic material or the luminescence conversion element 4 consists of a
  • Luminescent ceramic containing, for example, an aluminum nitride.
  • the aluminum nitride for example, aluminum nitride.
  • Luminescence Conversion Element Particles of the phosphor or of the phosphors embedded in a matrix material for example a thermoset material or a thermoplastic material.
  • a matrix material for example a thermoset material or a thermoplastic material.
  • the luminescence conversion element 4 is - in particular by means of the phosphor or at least one of
  • Phosphors - designed to convert a portion of the light emitted from the first LED chip 2 blue light in red light.
  • the boundaries are included.
  • the intensity maximum of the secondary radiation has a
  • the luminescence conversion element 4 contains an aluminum nitride-based phosphor which is suitable for absorbing primary radiation from the blue spectral range and for emitting secondary radiation from the red
  • the phosphor is that designated BR1 (MCC-A1N) or BR101D from Mitsubishi Chemical
  • the luminescence conversion element contains a further phosphor, in particular a garnet phosphor such as YAG: Ce, which is designed to emit secondary radiation from the yellow spectral range.
  • the secondary radiation of the further phosphor has a wavelength between 550 nm and 600 nm, for example between 565 nm and 585 nm, wherein the Borders are included.
  • luminescence conversion element 4 is free of a phosphor, the secondary radiation with a
  • FIG. 10 shows the color loci of the red secondary radiation emitting phosphor and the semiconductor layer sequence of the second LED chip 3 of the luminescence diode arrangement 1 according to the first exemplary embodiment in the CIE diagram.
  • the phosphor formed to emit secondary radiation from the red spectral region has a chromaticity coordinate [XR / YR] / where XR> 0.6 and YR ⁇ 0.25.
  • the coordinates XR and YR are in one by 0.6 -S XR -S 0.75 and
  • the color location of the red light is in a region P which is the red corner of the NTSC color space
  • the light emitted from the semiconductor layer sequence of the second luminescence ⁇ diode chips 3 green light in particular has a color point in the CIE chromaticity diagram, which is in a color locus PQ containing the color location on the Spektralfarbline S, where the wavelength is assigned 520 nm, and the chromaticity whose distance in the y direction is less than 0.1 and in the y direction is less than 0.15 from this color locus.
  • phosphors which emit secondary radiation with an intensity maximum in the green spectral range - for example with orthosilicate phosphors - usually only color locations P conv can be achieved, which are further removed from the color locus of a green spectral color on the spectral color line S (see FIG. 10).
  • the color location range P conv achievable with such green emitting phosphors lies almost entirely within the so-called NTSC color space, which is defined by the triangle NTSC with the coordinates
  • FIG. 10 Another color space shown in FIG. 10 is the so-called sRGB color space, which in the CIE diagram is defined by the triangle sRGB with the coordinates
  • the luminescence diode arrangement 1 is designed to emit mixed light which contains blue light of the first luminescence diode chip 2, green light of the second luminescence diode chip 3 and red light of the luminescence conversion element 4.
  • the mixed light has a color locus with the
  • FIG. 11 shows the emission spectrum of the light emitting diode array according to the first embodiment
  • the intensity I of the mixed light is plotted in arbitrary units as a function of the emission wavelength ⁇ .
  • the mixed light has a first emission peak which extends from about 410 nm to 480 nm and an emission maximum Ig in the blue spectral range, which corresponds to the dominant wavelength of the first LED chip 2, at 450 nm having.
  • a second peak extends from about 490 nm to 570 nm with an intensity maximum IQ in the green
  • Luminescence diode chips 3 corresponds.
  • a third peak of the intensity spectrum of the mixed light extends from about 580 nm to at least 750 nm, in particular to about 780 nm and has an intensity maximum I R in the red spectral range at a wavelength of about 640 nm.
  • the ratios of the intensity maxima of the three peaks are chosen in particular such that the mixed light causes a white color impression.
  • the intensity maxima of the first, second and third peaks in the present case have a ratio of about 10: 4: 2.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the front side 100 of a luminescence diode arrangement 1 according to a second exemplary embodiment.
  • Embodiment thereby differs from that of the first embodiment, which is also the second
  • Lumineszenzdiodenchip 2 is provided with the luminescence conversion element 4.
  • a first part 4A of the luminescence conversion element is applied to the semiconductor layer sequence of the first luminescence diode chip
  • a second part 4B of the luminescence conversion element is applied to the semiconductor layer sequence of the second luminescence diode chip3 .
  • Luminescence conversion element may, for example, analogous to the embodiment of in connection with the first
  • the first part 4A and / or the second part 4B may each be a converter plate or one of the respective ones
  • Semiconductor layer sequence act at least partially enclosing cap.
  • FIGS. 3A and 3B show a luminescence diode arrangement 1 according to a third exemplary embodiment in one
  • FIG. 3A schematic top view of the front 100 (Fig. 3A) and in a schematic cross section (Fig. 3B).
  • the luminescence conversion element 4 is at the third
  • the luminescence conversion element 4 is integrally formed with the component envelope which encapsulates the luminescence diode chips 2, 3.
  • the component casing contains a potting compound which preferably comprises an epoxy resin and / or a silicone material.
  • the first and second luminescence ⁇ diode chip 2 is encapsulated in this embodiment by means of the luminescence conversion element 4 in the recess 50 of the housing member 5. 3 Preferably that fills
  • Luminescence conversion element 4 the recess 50 partially or completely and in particular adjacent to a
  • Recess 50 at. In particular, it covers the entire bottom surface of the recess 50 in a plan view of the front side.
  • the luminescence conversion element may be configured to red light a portion of the green light emitted by the second LED chip 3
  • the conversion of green light of the second LED chip 2 into red light may have a lower efficiency than that
  • FIGS. 4A and 4B show a luminescence diode arrangement 1 according to a fourth exemplary embodiment in one
  • FIG. 4A schematic plan view of the front 100 (Fig. 4A) and in a schematic cross section (Fig. 4B).
  • Lumineszenzdiodenchip 2 is arranged in the reflector trough 50 of a first component housing 5A and the second
  • Lumineszenzdiodenchip 3 is arranged in the reflector trough 50 of a second, different from the first component housing 5B.
  • the component housings 5A, 5B can be
  • the luminescence conversion element 4 is as in the first
  • Embodiment as a luminescence conversion layer on the first LED chip 2 applied.
  • Reflector trough 50 of the second component housing is
  • FIGS. 5A and 5B show a fifth exemplary embodiment of a luminescence diode arrangement 1 in a schematic plan view of the front side 100 (FIG. 5A) and in a schematic cross section (FIG. 5B).
  • Embodiment corresponds substantially to that of the fourth embodiment, but with the difference that the luminescence conversion element is not applied as a layer on the first LED chip 2.
  • the luminescence conversion element 4 is integrated with the potting compound which encapsulates the first luminescence diode chip 2.
  • the luminescence is filled into the reflector trough 50 of the first housing member 5A ⁇ conversion element. 4
  • the reflector trough 50 of the second component housing 5B may, for example, be free of a potting compound or be partially or completely filled with a translucent or transparent potting compound, wherein the translucent or transparent potting compound in particular does not contain any phosphor.
  • Figure 6 shows a sixth embodiment of a
  • Luminescence diode chip 3 is connected to a second part 4B of the Provided luminescence conversion element.
  • the first and second luminescence diode chips 2, 3 are arranged in separate component housings 5A, 5B.
  • Lumineszenzkonversionselements arranged in the reflector trough 50 of the first component housing 5A and the second
  • Luminescence conversion element are arranged in the reflector trough 50 of the second component housing 5B.
  • Figure 7 shows a seventh embodiment of a
  • This embodiment differs from the sixth embodiment in that the first part 4A and the second part 4B of the luminescence conversion element than the respective luminescence diode chip 2 or 3 in the
  • Reflector trough 50 of the respective component housing 5A and 5B encapsulating potting compound are executed.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a backlighting device 10 in a schematic plan view.
  • the backlight device 10 includes a plurality of light emitting diode arrays 1, which may be formed according to the first embodiment, for example.
  • the luminescence diode arrangements 1 of the other exemplary embodiments are also suitable for the backlighting device 10.
  • the luminescence diode arrangements 1 can be arranged, for example, on a common device carrier 7. In one embodiment, they are in rows and columns
  • Figure 9 shows a display device with the
  • Backlight device 10 according to the embodiment of Figure 8 in a schematic cross section.
  • Display device which is in particular an LCD
  • the backlighting device 10 illuminates a
  • Light valve assembly 8 which contains in particular a plurality of liquid crystal cells.
  • FIG. 12 shows the gamut 9 of the display device which can be achieved by means of the backlighting device 10 in accordance with FIG. 12
  • the gamut 9 of the display device when displayed in the CIE standard color chart, has a surface area that is significantly larger than that of the sRGB color space (represented by the triangle labeled sRGB in Figure 12). In particular, the surface area of the gamut 9 is about 110% of the sRGB color space (represented by the triangle labeled sRGB in Figure 12).
  • the display device has a
  • the LED chips 2 of the LED arrays 1 have a dominant wavelength of 440 nm instead of 450 nm as in the first embodiment have.
  • the gamut 9 of the display device has a particular Area of 120% or more of the area of the NTSC color space.

Abstract

Es wird eine Lumineszenzdiodenanordnung (1) mit einem ersten Lumineszenzdiodenchip (2), einem zweiten Lumineszenzdiodenchip (3) und einem Lumineszenzkonversionselement (4, 4a, 4b) angegeben. Der erste Lumineszenzdiodenchip (2) ist zur Emission blauen Lichts ausgebildet. Der zweite Lumineszenzdiodenchip (3) enthält eine Halbleiterschichtenfolge, die zur Emission grünen Lichts ausgebildet ist. Das Lumineszenzkonversionselement (4, 4a, 4b) ist zur Konversion eines Teils des vom ersten Lumineszenzdiodenchip (2) emittierten blauen Lichts in rotes Licht ausgebildet. Die Lumineszenzdiodenanordnung (1) ist zur Abstrahlung von Mischlicht ausgebildet, das blaues Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips (2), grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips (3) und rotes Licht des Lumineszenzkonversionselements (4) enthält. Weiter wird eine Hinterleuchtungsvorrichtung (10) und eine Anzeigevorrichtung angegeben.

Description

Beschreibung
Lumineszenzdiodenanordnung, Hinterleuchtungsvorrichtung und Anzeigevorrichtung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Lumineszenzdiodenanordnung, eine Hinterleuchtungsvorrichtung und eine
Anzeigevorrichtung .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Lumineszenzdiodenanordnung für eine Hinterleuchtungsvorrichtung einer Anzeigevorrichtung anzugeben, mit der kostengünstig ein großer Gamut der Anzeigevorrichtung erzielbar ist.
Gemäß zumindest einem Aspekt wird eine Lumineszenzdioden¬ anordnung mit einem ersten Lumineszenzdiodenchip, einem zweiten Lumineszenzdiodenchip und einem Lumineszenzkonversionselement angegeben. Unter einem "Lumineszenzdiodenchip" wird im vorliegenden Zusammenhang ein
optoelektronischer Halbleiterchip mit einer zur
Strahlungserzeugung vorgesehenen Halbleiterschichtenfolge verstanden, zum Beispiel ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserdiodenchip .
Gemäß zumindest einem weiteren Aspekt wird eine Hinter¬ leuchtungsvorrichtung mit der Lumineszenzdiodenanordnung angegeben, die insbesondere zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung ausgebildet ist. Die Hinterleuchtungs¬ vorrichtung enthält insbesondere eine Mehrzahl der
Lumineszenzdiodenanordnungen. Die in der Hinterleuchtungsvorrichtung enthaltenen Lumineszenzdiodenanordnungen sind insbesondere baugleich. Gemäß zumindest einem weiteren Aspekt wird eine
Anzeigevorrichtung mit der Hinterleuchtungsvorrichtung angegeben. Bei der Anzeigevorrichtung kann es sich um eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD, Liquid Crystal
Display) wie einen LCD-Fernseher handeln. Beispielsweise ist die Hinterleuchtungsvorrichtung zur Hinterleuchtung einer Lichtventilanordnung des LCD ausgebildet.
Bei zumindest einer Ausgestaltung ist der erste Lumineszenzdiodenchip zur Emission blauen Lichts ausgebildet. Der zweite Lumineszenzdiodenchip ist insbesondere zur Emission grünen Lichts ausgebildet. Vorzugsweise enthält er eine Halbleiter¬ schichtenfolge, die zur Emission des grünen Lichts
ausgebildet ist. Das Lumineszenzkonversionselement ist insbesondere zur Konversion eines Teils des vom ersten
Lumineszenzdiodenchip emittierten blauen Lichts in rotes Licht ausgebildet. Zeckmäßigerweise emittiert der erste
Lumineszenzdiodenchip im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung blaues Licht, der zweite Lumineszenzdiodenchip emittiert im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung grünes Licht und das Lumineszenzkonversionselement emittiert im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung rotes Licht.
Dass der erste Lumineszenzdiodenchip blaues Licht emittiert bedeutet im vorliegenden Zusammenhang insbesondere, dass die vom ersten Lumineszenzdiodenchip im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung eine dominante Wellenlänge im blauen Spektralbereich, insbesondere zwischen 420 nm und 490 nm, vorzugsweise zwischen 430 nm und 480 nm, hat, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Bei einer Ausgestaltung liegt die dominante Wellenlänge zwischen 435 nm und 445 nm, wobei die Grenzen eingeschlossen sind, zum Beispiel hat sie einen Wert von 440 nm. Bei einer anderen Ausgestaltung liegt sie zwischen 445 nm und 455 nm, wobei die Grenzen eingeschlossen sind, beispielsweise hat sie einen Wert von 450 nm.
Dass die Halbleiterschichtenfolge des zweiten Lumineszenz¬ diodenchips grünes Licht emittiert bedeutet im vorliegenden Zusammenhang insbesondere, dass die von der Halbleiterschichtenfolge im Betrieb emittierte elektromagnetische
Strahlung eine dominante Wellenlänge im grünen Spektral¬ bereich, insbesondere zwischen 490 nm und 575 nm, vorzugs¬ weise zwischen 500 nm und 550 nm, hat, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Beispielsweise liegt die
dominante Wellenlänge zwischen 520 nm und 530 nm, wobei die Grenzen eingeschlossen sind, zum Beispiel hat sie einen Wert von 525 nm.
Als "dominante Wellenlänge" wird im vorliegenden Zusammenhang insbesondere die Wellenlänge derjenigen Spektralfarbe
verstanden, die den gleichen Farbeindruck hervorruft wie das vom ersten bzw. zweiten Lumineszenzdiodenchip emittierte Licht .
Dass das Lumineszenzkonversionselement blaues Licht in rotes Licht konvertiert bedeutet im vorliegenden Zusammenhang insbesondere, dass das Lumineszenzkonversionselement
elektromagnetische Primärstrahlung mit einer Wellenlänge im blauen Spektralbereich absorbiert und elektromagnetische Sekundärstrahlung emittiert, die ein Intensitätsmaximum mit einer Wellenlänge im roten Spektralbereich, insbesondere zwischen 620 nm und 750 nm, vorzugsweise zwischen 630 nm und 700 nm, hat, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Beispielsweise hat das Intensitätsmaximum der Sekundärstrahlung eine Wellenlänge zwischen 650 nm und 750 nm, bevorzugt zwischen 610 nm und 640 nm, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind.
Die Lumineszenzdiodenanordnung ist bei zumindest einer
Ausgestaltung zur Abstrahlung von Mischlicht ausgebildet, das blaues Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips, grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips und rotes Licht des
Lumineszenzkonversionselements enthält. Insbesondere besteht das Mischlicht aus blauem Licht des ersten Lumineszenz¬ diodenchips, grünem Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips und rotem Licht des Lumineszenzkonversionselements.
Vorzugsweise ruft das Mischlicht einen weißen Farbeindruck hervor. Anders ausgedrückt hat das Mischlicht vorzugsweise einen Farbort im weißen Bereich der CIE-Normfarbtafel . Die CIE-Normfarbtafel , auch CIE-Diagramm genannt, dient der
Darstellung der x- und y-Koordinaten des von der
Internationalen Beleuchtungskommission (CIE, Commission internationale de l'eclairage) im Jahr 1931 entwickelten Normfarbsystems und ist dem Fachmann prinzipiell bekannt.
Zur Konversion des blauen Lichts des ersten Lumineszenzdiodenchips in rotes Licht enthält das Lumineszenz¬ konversionselement bei zumindest einer Ausgestaltung
mindestens einen Leuchtstoff, beispielsweise einen
anorganischen Leuchtstoff wie einen Aluminiumnitrid¬ leuchtstoff. Das Lumineszenzkonversionselement kann aus dem Leuchtstoff bestehen oder es kann ein Matrixmaterial
aufweisen, in welches der Leuchtstoff eingebettet ist.
Beispielsweise weist das Lumineszenzkonversionselement ein keramisches Material auf, das aus dem Leuchtstoff oder mehreren Leuchtstoffen besteht oder mindestens einen Leuchtstoff enthält. Das Lumineszenzkonversionselement kann auch eine, zum Beispiel elektrophoretisch abgeschiedene, Pulverschicht mit einem oder mehreren Leuchtstoffen
enthalten. Alternativ können Partikel mindestens eines
Leuchtstoffs in ein Matrixmaterial, beispielsweise ein
Epoxidharz oder ein Silikonmaterial, eingebettet sein.
Bei zumindest einer Ausgestaltung weist das Mischlicht, das von der Lumineszenzdiodenanordnung im Betrieb emittiert wird, ein Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich auf. Die Lumineszenzdiodenanordnung ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise frei von einem Leuchtstoff mit einem
Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich. Insbesondere enthält bei dieser Ausgestaltung das Lumineszenzkonversions¬ element keinen Leuchtstoff, der im Betrieb der Lumineszenz¬ diodenanordnung Sekundärlicht mit einem Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich emittiert.
Auf diese Weise kann ein gegenüber Temperaturschwankungen und Alterung besonders unempfindliches Emissionsspektrums des Mischlichts erzielt werden. Die Lebensdauer der
Lumineszenzdiodenanordnung bis zum Unterschreiten der
sogenannten "L50/B50" Schwelle ist beispielsweise größer als 20000 Betriebsstunden. Die Gefahr von Schwankungen des
Farborts des von der Lumineszenzdiodenanordnung emittierten Mischlichts aufgrund von Temperaturänderungen oder
Betriebsdauer der Lumineszenzdiodenanordnung ist im Vergleich zu Lumineszenzkonversionselementen, welche grünes Licht emittierende Leuchtstoffe erhalten, verringert.
Der Begriff "L50/B50" ist dem Fachmann im Prinzip bekannt. Insbesondere bedeutet eine "L50/B50" Schwelle von über 20000 Betriebsstunden, dass von einer Vielzahl von gleichartigen Lumineszenzdiodenanordnungen 50% der Lumineszenzdiodenanordnungen eine Lebensdauer von mindestens 20000
Betriebsstunden hat und zu diesem Zeitpunkt noch Licht aussendet, das mindestens 50 % der Lichtstärke und/oder
Leuchtdichte des bei 0 Betriebsstunden ausgesandten Lichts hat. Bei einer anderen Ausgestaltung hat die sogenannte
"L70/B30" Schwelle, bei der 70 % der Lumineszenzdioden¬ anordnungen noch 70 % der Anfangslichtstärke und/oder
-leuchtdichte erreichen, einen Wert von 5000 Betriebsstunden oder mehr.
Das vom zweiten Lumineszenzdiodenchip emittierte grüne Licht hat bei einer Ausgestaltung in der CIE-Normfarbtafel einen Farbort, für dessen Koordinaten [ xg , yg ] gilt: xg -S 0,15 und yg > 0,7. Vorzugsweise gilt für die Koordinaten [ xg , yg ] : 0 -S xG < 0,15 und 0,7 < yG < 0,9.
Ein solcher Farbort liegt in der CIE-Normfarbtafel
vorteilhafterweise vergleichsweise nahe an den Farborten, welche den Spektralfarben des grünen Spektralbereichs
zugeordnet sind. Demgegenüber weisen grünes Licht
emittierende Leuchtstoffe, beispielsweise Orthosilikatleucht- stoffe in der CIE-Normfarbtafel Farborte auf, die weiter von den Farborten der Spektralfarben des grünen Spektralbereichs entfernt sind. Vorteilhafterweise sind so gegenüber
Lumineszenzdiodenanordnungen, die Leuchtstoffe zur Erzeugung grünen Lichts enthalten, sind bei der Lumineszenzdiodenanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung Anzeigevorrichtungen mit größerem Gamut erzielbar.
Der Gamut bezeichnet in vorliegendem Zusammenhang insbesondere die Menge aller Farben, welche die Anzeigevorrichtung darstellen kann. Der Gamut entspricht im CIE-Diagramm einer begrenzten Fläche, beispielsweise einer Dreiecksfläche. Die Anzeigevorrichtung kann nur Farbreize wiedergeben, die innerhalb dieser Fläche liegen.
Bei der Anzeigevorrichtung ist bei einer Ausgestaltung mittels des von der Lumineszenzdiodenanordnung oder den
Lumineszenzdiodenanordnungen der Hinterleuchtungsvorrichtung emittierten Mischlichts ein Gamut erzielt, dessen
Flächeninhalt bei Darstellung in der CIE-Normfarbtafel mindestens 100 %, vorzugsweise mindestens 110 %, besonders bevorzugt mindestens 120 % des Flächeninhalts des NTSC- Farbraums beträgt. Als NTSC-Farbraum wird dabei im
vorliegenden Zusammenhang derjenige Farbortbereich
verstanden, der durch ein Dreieck mit den Koordinaten
[0, 67; 0, 33] , [0,21;0,71] und [0,14;0,08] im CIE-Diagramm begrenzt ist.
Bei zumindest einer Ausgestaltung ist die Lumineszenzdiodenanordnung zur Abstrahlung des Mischlichts von einer
Vorderseite vorgesehen. Bei einer Weiterbildung ist der erste Lumineszenzdiodenchip in Draufsicht auf die Vorderseite zumindest stellenweise von dem Lumineszenzkonversionselement bedeckt. Der zweite Lumineszenzdiodenchip kann von dem
Lumineszenzkonversionselement unbedeckt sein oder zumindest stellenweise von dem Lumineszenzkonversionselement bedeckt sein. Die Lumineszenzdiodenanordnung ist mit Vorteil
besonders einfach herstellbar, wenn alle Lumineszenzdiodenchips von dem Lumineszenzkonversionselement bedeckt sind .
Beispielsweise bei einer Ausgestaltung, bei der der zweite Lumineszenzdiodenchip zumindest stellenweise von dem
Lumineszenzkonversionselement bedeckt ist ist das Lumineszenzkonversionselement insbesondere zusätzlich dazu ausgebildet, einen Teil der vom zweiten Lumineszenzdiodenchip emittierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einen Teil des von der Halbleiterschichtenfolge emittierten grünen Lichts, in rotes Licht zu konvertieren.
Bei zumindest einer Ausgestaltung ist das Lumineszenzkonversionselement - insbesondere mittels eines weiteren Leuchtstoffs - dazu ausgebildet, blaues Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips und/oder grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips in gelbes Licht zu konvertieren. Auf diese Weise ist eine besonders hohe Gesamteffizienz der
Lumines zenzdiodenanordnung erzielbar.
Bei zumindest einer Ausgestaltung ist das Lumineszenzkonversionselement als ein separat gefertigtes
Konverterplättchen, das auf dem ersten Lumineszenzdiodenchip ausgebildet oder auf diesen aufgebracht sein kann,
ausgebildet. Insbesondere ist das Konverterplättchen dann auf einer vorderseitigen Hauptfläche des ersten
Lumineszenzdiodenchips aufgebracht oder ausgebildet. Das Konversionsmaterial ist in diesem Fall insbesondere nicht in einen Verguss eingebracht, mit dem der Lumineszenzdiodenchip vergossen ist.
Bei zumindest einer Ausgestaltung ist das Lumineszenzkonversionselement als separat gefertigte Kappe ausgebildet, die zusätzlich zur vorderseitigen Hauptfläche des ersten Lumineszenzdiodenchips auch dessen Seitenflanken zumindest stellenweise bedeckt oder überdecken kann. Das heißt, in diesem Fall ist auch Seitenflächen des Lumineszenzdiodenchips das Lumineszenzkonversionselement nachgeordnet. Bei einem als Kappe ausgebildeten Lumineszenzkonversionselement ist es insbesondere möglich, dass zwischen dem Lumineszenzdiodenchip und dem Lumineszenzkonversionselement ein Spalt ausgebildet ist, der zum Beispiel mit Luft gefüllt sein kann. In diesem Fall wird das Lumineszenzkonversionselement im Betrieb weniger stark aufgeheizt, als wenn ein Lumineszenzkonversionselement Verwendung findest, das mit dem
Lumineszenzdiodenchip in direktem Kontakt steht. Eine
Alterung des Lumineszenzkonversionselements kann auf diese Weise verlangsamt werden.
Bei zumindest einer Ausgestaltung sind alle Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung - und insbesondere alle Lumineszenzdiodenchips der Hinterleuchtungsvorrichtung - zur Emission von sichtbarem und/oder ultraviolettem Licht ausgebildet, das eine dominante Wellenlänge außerhalb des roten Spektralbereichs aufweist. Insbesondere emittieren alle Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung bzw. der Hinterleuchtungsvorrichtung sichtbares Licht mit einem Intensitätsmaximum, das eine Wellenlänge außerhalb des roten Spektralbereichs, insbesondere im blauen und/oder grünen Spektralbereich, hat. Bei einer Weiterbildung basieren alle Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung - und insbesondere die Lumineszenzdiodenchips aller Lumineszenz¬ diodenanordnungen der Hinterleuchtungsvorrichtung - auf dem gleichen Halbleitermaterial, insbesondere auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie AlGalnN.
"Auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Lumineszenzdiodenchips oder zumindest ein Teil davon, besonders bevorzugt zumindest eine aktive Zone und/oder der Aufwachssubstratwafer, ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlGalnN - das heißt AlnGamIn]__n_mN, wobei 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n+m < 1 - aufweist oder aus diesem besteht. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammen¬ setzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie
zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen
Bestandteile des Kristallgitters (AI, Ga, In, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Mit Vorteil kann auf diese Weise auf Treiberschaltungen, die verschiedene Lumineszenzdiodenchips mit verschiedenen
Spannungsbereichen versorgen, verzichtet werden. Beispielsweise enthält die Lumineszenzdiodenanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung vorzugsweise keine rot emittierenden Leuchtdiodenchips, welche in einem anderen Betriebs¬ spannungsbereich betrieben werden müssen als blau oder grün emittierende Lumineszenzdiodenchips, die auf dem Verbindungs¬ halbleitermaterial AlInGaN basieren. Auf diese Weise ist die Lumineszenzdiodenanordnung einfacher und mit einer kostengünstigeren Steuereinheit ansteuerbar.
Bei zumindest einer Ausgestaltung weist die Lumineszenzdiodenanordnung und/oder die Hinterleuchtungsvorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, den ersten
Lumineszenzdiodenchip und den zweiten Lumineszenzdiodenchip getrennt voneinander anzusteuern. Beispielsweise enthält die Steuereinheit einen Farbsensor und/oder einen Temperatursensor .
Beispielsweise ist die Steuereinheit zur Regelung des
Intensitätsverhältnisses des vom ersten Lumineszenzdiodenchip emittierten blauen Lichts zu dem vom zweiten Leuchtdiodenchip emittierten grünen Licht in Abhängigkeit von Messwerten des Färb- beziehungsweise Temperatursensors ausgebildet. Auf diese Weise kann mit Vorteil eine temperaturabhängige oder betriebsdauerabhängige Veränderung des Emissionsspektrums des von der Lumineszenzdiodenanordnung emittierten Mischlichts weitergehend verringert oder vollständig kompensiert werden.
Bei einer Ausgestaltung weist die Lumineszenzdiodenanordnung ein optoelektronisches Bauteil auf, das den ersten
Lumineszenzdiodenchip, den zweiten Lumineszenzdiodenchip und das Lumineszenzkonversionselement umfasst. Das
optoelektronische Bauteil weist beispielsweise mindestens zwei externe elektrische Anschlüsse zur elektrischen
Kontaktierung des ersten und zweiten Lumineszenzdiodenchips auf. Insbesondere weist es einen Chipträger und/oder ein Bauteilgehäuse auf. Der erste Lumineszenzdiodenchip, der zweite Lumineszenzdiodenchip und das Lumineszenzkonversions¬ element sind vorzugsweise auf dem Chipträger und/oder in dem Bauteilgehäuse angeordnet. Bei einer Weiterbildung weist das Bauteil eine Bauteilumhüllung auf, mit welcher der erste und der zweite Lumineszenzdiodenchip sind auf dem Chipträger und/oder in dem Bauteilgehäuse vorzugsweise verkapselt sind.
Die Bauteilumhüllung enthält beispielsweise eine
strahlungsdurchlässige Vergussmasse. Bei einer Weiterbildung verkapselt die strahlungsdurchlässige Vergussmasse auch das Lumineszenzkonversionselement. Bei einer anderen
Weiterbildung stellt die strahlungsdurchlässige Vergussmasse das Matrixmaterial dar, in dem der Leuchtstoff oder die
Leuchtstoffe des Lumineszenzkonversionselements eingebettet sind .
Bei einer alternativen Ausgestaltung weist die Lumineszenzdiodenanordnung ein erstes optoelektronisches Bauteil auf, das den ersten Lumineszenzdiodenchip umfasst. Zusätzlich weist sie ein zweites, separates, optoelektronisches Bauteil auf, das den zweiten Lumineszenzdiodenchip umfasst.
Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere entweder das
Lumineszenzkonversionselement von dem ersten opto¬ elektronischen Bauteil umfasst oder ein erster Teil des
Lumineszenzkonversionselements ist von dem ersten opto¬ elektronischen Bauteil und ein zweiter Teil des Lumineszenzkonversionselements von dem zweiten optoelektronischen
Bauteil umfasst. Beispielsweise sind der erste Lumineszenz¬ diodenchip und das Lumineszenzkonversionselement
beziehungsweise der erste Teil des Lumineszenzkonversions¬ elements in einer Reflektorwanne des ersten opto¬ elektronischen Bauteils angeordnet, wobei die Reflektorwanne beispielsweise von einer Ausnehmung eines Bauteilgehäuses des ersten optoelektronischen Bauteils gebildet wird. Der zweite Lumineszenzdiodenchip und gegebenenfalls der zweite Teil des Lumineszenzkonversionselements sind beispielsweise in einer Reflektorwanne des zweiten optoelektronischen Bauteils angeordnet, die insbesondere von einer Ausnehmung eines
Bauteilgehäuses des zweiten optoelektronischen Bauteils gebildet wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Lumineszenzdiodenanordnung, der
Hinterleuchtungsvorrichtung und der Anzeigevorrichtung ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den
Figuren dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen: Figur 1A, eine schematische Draufsicht auf eine
Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ,
Figur 1B, einen schematischen Querschnitt durch die
Lumineszenzdiodenanordnung der Figur 1A,
Figur 2, eine schematische Draufsicht auf eine
Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ,
Figur 3A, eine schematische Draufsicht auf eine
Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ,
Figur 3B, einen schematischen Querschnitt durch die
Lumineszenzdiodenanordnung der Figur 3A,
Figur 4A, eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Figur 4B, einen schematischen Querschnitt durch die
Lumineszenzdiodenanordnung der Figur 4A,
Figur 5A, eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
Figur 5B, einen schematischen Querschnitt durch die
Lumineszenzdiodenanordnung der Figur 5A, Figur 6, eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
Figur 7, eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
Figur 8, eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Hinterleuchtungsvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel ,
Figur 9, einen schematischen Querschnitt durch eine
Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 10, ein CIE-Diagramm mit verschiedenen Farbräumen sowie den Farborten des roten Lichts und des grünen
Lichts der Lumineszenzdiodenanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 11, die spektrale Intensitätsverteilung des von der
Lumineszenzdiodenanordnung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel emittierten Mischlichts,
Figur 12, ein CIE-Diagramm mit dem von der Anzeigevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 erzielbaren Farbraum.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen
versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich anzusehen, es sei denn es ist eine Skala explizit angegeben. Ist keine Skala angegeben, können einzelne
Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figuren 1A und 1B zeigen eine Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Figur 1A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Vorderseite 100 der
Lumineszenzdiodenanordnung. Figur 1B zeigt einen
schematischen Querschnitt durch die Lumineszenzdiodenanordnung .
Die Lumineszenzdiodenanordnung 1 enthält einen ersten
Lumineszenzdiodenchip 2 und einen zweiten Lumineszenzdiodenchip 3. Der erste und der zweite Lumineszenzdiodenchip 2, 3 sind in einer Ausnehmung 50 eines gemeinsamen
Bauteilgehäuses 5 angeordnet. Die Ausnehmung 50 kann auch als Chipwanne bezeichnet werden. Sie kann beispielsweise eine Reflektorwanne und/oder eine Vergusswanne darstellen.
Der erste Lumineszenzdiodenchip 2 und der zweite Lumineszenzdiodenchip 3 basieren bei der Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beide auf dem
Verbindungshalbleitermaterial AlInGaN, insbesondere auf dem Halbleitermaterial InGaN. Beispielsweise handelt es sich bei den Lumineszenzdiodenchips 2, 3 um Leuchtdiodenchips, die jeweils zur Strahlungsemission von einer ihrer Hauptflächen vorgesehen sind.
Der erste Lumineszenzdiodenchip 2 weist eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge auf, die zur Emission blauen Lichts vorgesehen ist. Insbesondere hat die von der Halbleiterschichtenfolge des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung emittierte elektromagnetische Strahlung eine dominante Wellenlänge im blauen
Spektralbereich, beispielsweise bei einer Wellenlänge
zwischen 430 nm und 480 nm, wobei die Grenzen eingeschlossen sind. Vorliegend hat sie einen Wert zwischen 445 und 455 nm, zum Beispiel von 450 nm. Bei einer Variante hat sie einen Wert zwischen 435 nm und 445 nm, beispielsweise von 440 nm.
Der zweite Lumineszenzdiodenchip 3 weist eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge auf, die zur Emission von grünem Licht ausgebildet ist, insbesondere mit einer dominanten Wellenlänge zwischen 490 nm und 575 nm, vorzugsweise zwischen 500 nm und 550 nm, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Beispielsweise die dominante Wellenlänge des vom zweiten Lumineszenzdiodenchip 3 emittierten grünen Lichts einen Wert von 525 nm.
Weiter weist die Lumineszenzdiodenanordnung ein Lumineszenzkonversionselement 4 auf. Bei der Lumineszenzdiodenanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Lumineszenz¬ konversionselement 4 auf den ersten Lumineszenzdiodenchip 2 aufgebracht. Beispielsweise handelt es sich bei dem
Lumineszenzkonversionselement 4 um ein Konverterplättchen, das auf dem ersten Lumineszenzdiodenchip 2 ausgebildet oder auf diesen aufgebracht ist. Insbesondere ist das Konverter¬ plättchen auf einer vorderseitigen Hauptfläche des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 aufgebracht oder ausgebildet. Das Lumineszenzkonversionselement 4 kann auch als Kappe
ausgebildet sein, die zusätzlich zur vorderseitigen
Hauptfläche des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 dessen
Seitenflanken zumindest stellenweise bedeckt.
Der erste Lumineszenzdiodenchip 2 mit dem Lumineszenzkonversionselement 4 und der zweite Lumineszenzdiodenchip 2 sind bei einer Ausgestaltung mit einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten, Vergussmasse umhüllt, welche in die Ausnehmung 50 gefüllt ist.
Das Lumineszenzkonversionselement 4 ist bei dem ersten
Ausführungsbeispiel von der Vergussmasse verschieden, welche als Bauteilumhüllung in der Ausnehmung 50 angeordnet ist, um die Lumineszenzdiodenchips 2,3 zu verkapseln. Vielmehr ist das Lumineszenzkonversionselement 4 insbesondere mit dem ersten Lumineszenzdiodenchip 2 integriert ausgebildet und wird zusammen mit der epitaktischen Halbleiterschichtenfolge des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 in der Ausnehmung 50 des Bauteilgehäuses 5 montiert. Vorzugsweise grenzt die Ober¬ fläche der Ausnehmung 50 bei der Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nicht an das
Lumineszenzkonversionselement 4 an oder das Lumineszenz¬ konversionselement 4 grenzt nur mit einem rückseitigen, den ersten Lumineszenzdiodenchip 2 umlaufenden und insbesondere schmalen Randbereich an das Bauteilgehäuse 5 an.
Beispielsweise enthält das Lumineszenzkonversionselement 4 mindestens einen Leuchtstoff oder besteht aus mindestens einem Leuchtstoff. Bei einer Ausgestaltung ist der mindestens eine Leuchtstoff in einem keramischen Material enthalten oder das Lumineszenzkonversionselement 4 besteht aus einer
Leuchtstoffkeramik, die beispielsweise ein Aluminiumnitrid enthält. Bei einer anderen Ausgestaltung enthält das
Lumineszenzkonversionselement Partikel des Leuchtstoffs oder der Leuchtstoffe, die in einem Matrixmaterial, beispielsweise einem Duroplastmaterial oder einem Thermoplastmaterial, eingebettet sind. Bei einer Ausgestaltung sind die
Leuchtstoffpartikel in einer Epoxidharzmatrix oder einer Matrix aus einem Silikonmaterial eingebettet. Das Lumineszenzkonversionselement 4 ist - insbesondere mittels des Leuchtstoffs oder mindestens eines der
Leuchtstoffe - dazu ausgebildet, einen Teil des vom ersten Lumineszenzdiodenchip 2 emittierten blauen Lichts in rotes Licht zu konvertieren. Insbesondere ist das
Lumineszenzkonversionselement 4 zur Absorption von
elektromagnetischer Primärstrahlung aus dem blauen
Spektralbereich und zur Emission von Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich zu emittieren, insbesondere von Licht mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 750 nm, insbesondere zwischen 650 nm und 700 nm, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Beispielsweise hat das Intensitätsmaximum der Sekundärstrahlung eine
Wellenlänge zwischen 650 nm und 750 nm, bevorzugt zwischen 610 nm und 640 nm, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind .
Beispielsweise enthält das Lumineszenzkonversionselement 4 einen auf Aluminiumnitrid basierenden Leuchtstoff, der zur Absorption von Primärstrahlung aus dem blauen Spektralbereich und zur Emission von Sekundärstrahlung aus dem roten
Spektralbereich ausgebildet ist. Vorliegend handelt es sich bei dem Leuchtstoff um den unter der Bezeichnung BR1 (MCC- A1N) oder BR101D von der Firma Mitsubishi Chemical
Corporation kommerziell erhältlichen Leuchtstoff.
Bei einer Variante dieses Ausführungsbeispiels enthält das Lumineszenzkonversionselement einen weiteren Leuchtstoff, insbesondere einen Granatleuchtstoff wie YAG:Ce, der zur Emission von Sekundärstrahlung aus dem gelben Spektralbereich ausgebildet ist. Insbesondere hat die Sekundärstrahlung des weiteren Leuchtstoffs eine Wellenlänge zwischen 550 nm und 600 nm, beispielsweise zwischen 565 nm und 585 nm, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Das
Lumineszenzkonversionselement 4 ist jedoch frei von einem Leuchtstoff, der Sekundärstrahlung mit einem
Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich emittiert.
Figur 10 zeigt die Farborte des rote Sekundärstrahlung emittierenden Leuchtstoffs und der Halbleiterschichtenfolge des zweiten Lumineszenzdiodenchips 3 der Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im CIE- Diagramm.
Beispielsweise hat der zur Emission von Sekundärstrahlung aus dem rotem Spektralbereich ausgebildete Leuchtstoff im CIE- Diagramm einen Farbort mit den Koordinaten [XR / YR]/ wobei XR > 0,6 und YR ^ 0,25. Insbesondere liegen die Koordinaten XR und YR in einem durch 0,6 -S XR -S 0,75 und
0,25 y^ 0,45 begrenzten Bereich des CIE-Diagramms .
Vorzugsweise liegt der Farbort des roten Lichts in einem Bereich P , der die rote Ecke des NTSC-Farbraums
(Koordinaten: x = 0,67 und y = 0,33) sowie die Farborte enthält, deren x- und y-Koordinaten um 0,1 oder weniger von diesem Wert abweichen.
Das von der Halbleiterschichtenfolge des zweiten Lumineszenz¬ diodenchips 3 ausgesandte grüne Licht hat insbesondere einen Farbort in der CIE-Normfarbtafel , der in einem Farbortbereich PQ liegt, welcher den Farbort auf der Spektralfarblinie S enthält, welcher der Wellenlänge 520 nm zugeordneten ist, sowie die Farborte, deren Abstand in y-Richtung kleiner als 0,1 und in y-Richtung kleiner als 0,15 von diesem Farbort ist . Demgegenüber sind mit Leuchtstoffen, die Sekundärstrahlung mit einem Intensitätsmaximum im grünen Spektralbereich emittieren - zum Beispiel mit Orthosilikatleuchtstoffen - in der Regel nur Farborte Pconv erzielbar, die weiter von dem Farbort einer grünen Spektralfarbe auf der Spektralfarblinie S entfernt sind (siehe Figur 10) . Der mit solchen grün emittierenden Leuchtstoffen erzielbare Farbortbereich Pconv liegt fast vollständig innerhalb des so genannten NTSC- Farbraums, der durch das Dreieck NTSC mit den Koordinaten
[0, 67; 0, 33] , [0,21;0,71] und [0,14;0,08] im CIE-Diagramm begrenzt ist. Ein weiterer, in der Figur 10 dargestellter Farbraum ist der so genannte sRGB-Farbraum, der im CIE- Diagramm durch das Dreieck sRGB mit den Koordinaten
[0, 64; 0, 33] , [0,30;0,60] und [0,15;0,06] begrenzt wird.
Die Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist zur Emission von Mischlicht ausgebildet, das blaues Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips 2, grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips 3 und rotes Licht des Lumineszenzkonversionselements 4 enthält. Im CIE-Diagramm hat das Mischlicht beispielsweise einen Farbort mit den
Koordinaten = 0,27 und = 0,24 (siehe Figur 12) .
Figur 11 zeigt das Emissionsspektrum des von der Lumineszenzdiodenanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
emittierten Mischlichts. In Figur 11 ist die Intensität I des Mischlichts in willkürlichen Einheiten in Abhängigkeit von der Emissionswellenlänge λ aufgetragen.
Das Mischlicht hat einen ersten Emissionspeak der sich von etwa 410 nm bis 480 nm erstreckt und ein Emissionsmaximum Ig im blauen Spektralbereich, das der dominanten Wellenlänge des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 entspricht, bei 450 nm aufweist. Ein zweiter Peak erstreckt sich von etwa 490 nm bis 570 nm mit einem Intensitätsmaximum I Q im grünen
Spektralbereich bei 525 nm, welches der dominanten
Wellenlänge der Halbleiterschichtenfolge des zweiten
Lumineszenzdiodenchips 3 entspricht. Ein dritter Peak des Intensitätsspektrums des Mischlichts erstreckt sich von etwa 580 nm bis mindestens 750 nm, insbesondere bis etwa 780 nm und hat ein Intensitätsmaximum I R im roten Spektralbereich bei einer Wellenlänge von etwa 640 nm.
Die Verhältnisse der Intensitätsmaxima der drei Peaks sind insbesondere so gewählt, dass das Mischlicht einen weißen Farbeindruck hervorruft. Die Intensitätsmaxima des ersten, zweiten und dritten Peaks haben vorliegend ein Verhältnis von etwa 10:4:2.
Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Vorder¬ seite 100 einer Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch von derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, das auch der zweite
Lumineszenzdiodenchip 2 mit dem Lumineszenzkonversionselement 4 versehen ist. Beispielsweise ist ein erster Teil 4A des Lumineszenzkonversionselements auf die Halbleiterschichten¬ folge des ersten Lumineszenzdiodenchips aufgebracht und ein zweiter Teil 4B des Lumineszenzkonversionselements ist auf die Halbleiterschichtenfolge des zweiten Lumineszenzdioden¬ chips 3 aufgebracht.
Der erste Teil 4A und/oder der zweite Teil 4B des
Lumineszenzkonversionselements kann beispielsweise analog zu der Ausgestaltung des in Zusammenhang mit dem ersten
Ausführungsbeispiel beschriebenen Lumineszenzkonversions- elements 4 ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei dem ersten Teil 4A und/oder bei dem zweiten Teil 4B jeweils um ein Konverterplättchen oder um eine die jeweilige
Halbleiterschichtenfolge zumindest teilweise umschließende Kappe handeln.
Die Figuren 3A und 3B zeigen eine Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer
schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 100 (Fig. 3A) und in einem schematischen Querschnitt (Fig. 3B) .
Im Gegensatz zum ersten und zum zweiten Ausführungsbeispiel ist das Lumineszenzkonversionselement 4 beim dritten
Ausführungsbeispiel nicht als Schicht ausgeführt, die auf der Halbleiterschichtenfolge des ersten beziehungsweise des ersten und zweiten Lumineszenzdiodenchips 2, 3 aufgebracht ist. Stattdessen ist das Lumineszenzkonversionselement 4 mit der Bauteilumhüllung, welche die Lumineszenzdiodenchips 2, 3 verkapselt, integriert ausgebildet. Die Bauteilumhüllung enthält vorliegend eine Vergussmasse, die vorzugsweise ein Epoxidharz und/oder ein Silikonmaterial aufweist.
Zweckmäßigerweise sind der erste und der zweite Lumineszenz¬ diodenchip 2, 3 bei diesem Ausführungsbeispiel mittels des Lumineszenzkonversionselements 4 in der Ausnehmung 50 des Bauteilgehäuses 5 verkapselt. Vorzugsweise füllt das
Lumineszenzkonversionselement 4 die Ausnehmung 50 teilweise oder vollständig aus und grenzt insbesondere an eine
Bodenfläche und/oder mindestens eine Seitenfläche der
Ausnehmung 50 an. Insbesondere überdeckt es in Draufsicht auf die Vorderseite die gesamte Bodenfläche der Ausnehmung 50. Insbesondere bei Ausgestaltungen wie dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, bei denen der zweite Leuchtdiodenchip 3 nicht vom Lumineszenzkonversionselement 4 beziehungsweise 4B bedeckt ist, kann das Lumineszenzkonversionselement dazu ausgebildet sein, einen Teil des vom zweiten Lumineszenzdiodenchip 3 emittierten grünen Lichts in rotes Licht
und/oder in gelbes Licht zu konvertieren. Die Konversion von grünem Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips 2 in rotes Licht kann dabei eine geringere Effizienz haben als die
Konversion von blauem Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips 2 in rotes Licht.
Die Figuren 4A und 4B zeigen eine Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer
schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 100 (Fig. 4A) und in einem schematischen Querschnitt (Fig. 4B) .
Die Lumineszenzdiodenanordnung 1 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch von derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, dass der erste
Lumineszenzdiodenchip 2 in der Reflektorwanne 50 eines ersten Bauteilgehäuses 5A angeordnet ist und der zweite
Lumineszenzdiodenchip 3 in der Reflektorwanne 50 eines zweiten, von dem ersten verschiedenen Bauteilgehäuses 5B angeordnet ist. Die Bauteilgehäuse 5A, 5B können
beispielsweise auf einem gemeinsamen Bauteilträger 6 montiert sein .
Das Lumineszenzkonversionselement 4 ist wie beim ersten
Ausführungsbeispiel als Lumineszenzkonversionsschicht auf dem ersten Lumineszenzdiodenchip 2 aufgebracht. In der
Reflektorwanne 50 des zweiten Bauteilgehäuses ist
beispielsweise kein Lumineszenzkonversionselement enthalten. Figuren 5A und 5B zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Lumineszenzdiodenanordnung 1 in einer schematischen Draufsicht auf die Vorderseite 100 (Fig. 5A) und in einem schematischem Querschnitt (Fig. 5B) .
Die Lumineszenzdiodenanordnung 5 gemäß dem fünften
Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen derjenigen des vierten Ausführungsbeispiels, jedoch mit dem Unterschied, dass das Lumineszenzkonversionselement nicht als Schicht auf den ersten Lumineszenzdiodenchip 2 aufgebracht ist.
Stattdessen ist - analog zum dritten Ausführungsbeispiel - das Lumineszenzkonversionselement 4 mit der Vergussmasse, welche den ersten Lumineszenzdiodenchip 2 verkapselt, integriert ausgebildet. Insbesondere ist das Lumineszenz¬ konversionselement 4 in die Reflektorwanne 50 des ersten Bauteilgehäuses 5A eingefüllt.
Die Reflektorwanne 50 des zweiten Bauteilgehäuses 5B kann beispielsweise frei von einer Vergussmasse sein oder mit einer transluzenten oder transparenten Vergussmasse teilweise oder vollständig gefüllt sein, wobei die transluzente oder transparente Vergussmasse insbesondere keinen Leuchtstoff enthält .
Figur 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer
Lumineszenzdiodenanordnung 1 in Draufsicht auf ihre
Vorderseite 100.
Wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der erste
Lumineszenzdiodenchip 2 mit einem ersten Teil 4A des
Lumineszenzkonversionselements versehen und der zweite
Lumineszenzdiodenchip 3 ist mit einem zweiten Teil 4B des Lumineszenzkonversionselements versehen. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Lumineszenzdiodenchip 2, 3 jedoch in separaten Bauteilgehäusen 5A, 5B angeordnet. Insbesondere sind der erste
Lumineszenzdiodenchip 2 und der erste Teil 4A des
Lumineszenzkonversionselements in der Reflektorwanne 50 des ersten Bauteilgehäuses 5A angeordnet und der zweite
Lumineszenzdiodenchip 3 und der zweite Teil 4B des
Lumineszenzkonversionselements sind in der Reflektorwanne 50 des zweiten Bauteilgehäuses 5B angeordnet.
Figur 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer
Lumineszenzdiodenanordnung 1 in Draufsicht auf ihre
Vorderseite 100.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom sechsten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der erste Teil 4A und der zweite Teil 4B des Lumineszenzkonversionselements als den jeweiligen Lumineszenzdiodenchip 2 bzw. 3 in der
Reflektorwanne 50 des jeweiligen Bauteilgehäuses 5A bzw. 5B verkapselnde Vergussmasse ausgeführt sind.
Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Hinterleuchtungs- vorrichtung 10 in einer schematischen Draufsicht.
Die Hinterleuchtungsvorrichtung 10 enthält eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenanordnungen 1, die beispielsweise gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein können. Auch die Lumineszenzdiodenanordnungen 1 der anderen Ausführungsbeispiele sind für die Hinterleuchtungsvorrichtung 10 geeignet . Die Lumineszenzdiodenanordnungen 1 können beispielsweise auf einem gemeinsamen Vorrichtungsträger 7 angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung sind sie in Zeilen und Spalten
angeordnet .
Figur 9 zeigt eine Anzeigevorrichtung mit der
Hinterleuchtungsvorrichtung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 in einem schematischen Querschnitt. Bei der
Anzeigevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 9, bei der es sich insbesondere um ein LCD handelt,
hinterleuchtet die Hinterleuchtungsvorrichtung 10 eine
Lichtventilanordnung 8, die insbesondere eine Vielzahl von Flüssigkristallzellen enthält.
Figur 12 zeigt den mittels der Hinterleuchtungsvorrichtung 10 erzielbaren Gamut 9 der Anzeigevorrichtung gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 9 in der CIE-Normfarbtafel .
Der Gamut 9 der Anzeigevorrichtung hat bei Darstellung in der CIE-Normfarbtafel einen Flächeninhalt, der deutlich größer ist als derjenige des sRGB-Farbraums (in Figur 12 durch das mit sRGB bezeichnete Dreieck dargestellt) . Insbesondere beträgt der Flächeninhalt des Gamuts 9 etwa 110 % des
Flächeninhalts des NTSC-Farbraums , der in Figur 10
eingezeichnet ist.
Bei einer Variante weist die Anzeigevorrichtung eine
Hinterleuchtungsvorrichtung 10 auf, bei der die ersten
Lumineszenzdiodenchips 2 der Lumineszenzdiodenanordnungen 1 eine dominante Wellenlänge von 440 nm, statt von 450 nm wie beim ersten Ausführungsbeispiel, haben. Bei dieser Variante hat der Gamut 9 der Anzeigevorrichtung insbesondere einen Flächeninhalt von 120 % oder mehr des Flächeninhalts des NTSC-Farbraums .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen nicht explizit angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen DE 102010012423.0 und DE
102009059889.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch
Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Lumineszenzdiodenanordnung (1) mit einem ersten
Lumineszenzdiodenchip (2) , einem zweiten
Lumineszenzdiodenchip (3) und einem
Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) , wobei
- der erste Lumineszenzdiodenchip (2) zur Emission blauen Lichts ausgebildet ist,
- der zweite Lumineszenzdiodenchip (3) eine
Halbleiterschichtenfolge enthält, die zur Emission grünen Lichts ausgebildet ist,
- das Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) zur Konversion eines Teils des vom ersten
Lumineszenzdiodenchip (2) emittierten blauen Lichts in rotes Licht ausgebildet ist, und
- die Lumineszenzdiodenanordnung (1) zur Abstrahlung von Mischlicht ausgebildet ist, das blaues Licht des ersten Lumineszenzdiodenchips (2) , grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips (3) und rotes Licht des
Lumineszenzkonversionselements (4, 4A, 4B) enthält.
2. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Mischlicht einen weißen Farbeindruck hervorruft.
3. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das vom zweiten
Lumineszenzdiodenchip (3) emittierte grüne Licht in der CIE-Normfarbtafel einen Farbort (Pg) mit den Koordinaten [XQ,YQ] hat, wobei xg ^ 0,15 und yg ^ 0,7.
4. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, die zur Abstrahlung des
Mischlichts von einer Vorderseite (100) vorgesehen ist, wobei, in Draufsicht auf die Vorderseite (100), der erste Lumineszenzdiodenchip (2) zumindest stellenweise von dem Lumineszenzkonversionselement (4, 4A) bedeckt ist und der zweite Lumineszenzdiodenchip (3) von dem Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) unbedeckt ist.
Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) zur Konversion eines Teils des vom zweiten
Lumineszenzdiodenchip (3) emittierten grünen Lichts in rotes Licht ausgebildet ist.
Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder gemäß Anspruch 5, die zur Abstrahlung des Mischlichts von einer Vorderseite (100) vorgesehen ist, wobei, in Draufsicht auf die Vorderseite (100), der erste Lumineszenzdiodenchip (2) und der zweite
Lumineszenzdiodenchip (3) zumindest stellenweise von dem Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) bedeckt sind.
Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Lumineszenzkonversionselement (4, 4A, 4B) zusätzlich dazu ausgebildet ist, blaues Licht des ersten
Lumineszenzdiodenchips (2) und/oder grünes Licht des zweiten Lumineszenzdiodenchips (3) in gelbes Licht zu konvertieren .
Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei alle
Lumineszenzdiodenchips (2, 3) der
Lumineszenzdiodenanordnung (1) auf dem gleichen Halbleitermaterial, insbesondere auf dem Verbindungs- Halbleitermaterial AlInGaN, basieren.
9. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei alle
Lumineszenzdiodenchips (2, 3) der
Lumineszenzdiodenanordnung (1) Halbleiterschichtenfolgen enthalten, die zur Emission von Licht, insbesondere von sichtbarem Licht, mit einer dominanten Wellenlänge außerhalb des roten Spektralbereichs ausgebildet sind.
10. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mischlicht ein
Intensitätsmaximum (I Q) im grünen Spektralbereich aufweist und die Lumineszenzdiodenanordnung (1) frei von einem Leuchtstoff mit einer dominanten Wellenlänge aus dem grünen Spektralbereich ist.
11. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche mit einer Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, den ersten Lumineszenzdiodenchip (2) und den zweiten Lumineszenzdiodenchip (3) separat anzusteuern .
12. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, mit einem optoelektronischen Bauteil (5), das den ersten Lumineszenzdiodenchip (2), den zweiten Lumineszenzdiodenchip (3) und das
Lumineszenzkonversionselement (4), insbesondere in einer gemeinsamen Reflektorwanne (50), umfasst.
13. Lumineszenzdiodenanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem ersten optoelektronischen Bauteil (5A) , das den ersten Lumineszenzdiodenchip (2) umfasst, und mit einem zweiten optoelektronischen Bauteil (5B) , das den zweiten Lumineszenzdiodenchip (3) umfasst, wobei entweder das Lumineszenzkonversionselement (4) von dem ersten optoelektronischen Bauteil (5A) umfasst ist oder ein erster Teil (4A) des Lumineszenzkonversionselements von dem ersten optoelektronischen Bauteil (5A) und ein zweiter Teil (4B) des Lumineszenzkonversionselements von dem zweiten optoelektronischen Bauteil (5B) umfasst ist.
14. Hinterleuchtungsvorrichtung (10) für eine
Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von
Lumineszenzdiodenanordnungen (1) gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche.
15. Anzeigevorrichtung, insbesondere
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit einer
Hinterleuchtungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 13, bei der mittels des von der Hinterleuchtungsvorrichtung (10) emittierten Mischlichts ein Gamut (9) erzielbar ist, dessen Flächeninhalt bei Darstellung in der CIE-
Normfarbtafel mindestens 110 Prozent des Flächeninhalts des NTSC-Farbraums (NTSC) beträgt.
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