專利名稱：帶有發(fā)光二極管芯片和光導體的照明單元，用于制造照明單元的方法以及液晶顯示器的制作方法
帶有發(fā)光二極管芯片和光導體的照明單元，用于制造照明單元的方法以及液晶顯示器本專利申請要求德國專利申請102005052356.0和102005047064.5的 優(yōu)先權(quán)，其公開的內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。本發(fā)明涉及一種帶有發(fā)光二極管芯片和光導體的照明單元。此外，本 發(fā)明還涉及一種帶有這樣的照明單元的LCD (液晶顯示器)顯示器以及 一種用于制造這種照明單元的方法。用于帶有發(fā)光二極管芯片的LCD顯示器的照明單元通常具有多個預 制好的發(fā)光二極管芯片器件，在這些器件內(nèi)，發(fā)光二極管芯片分別被殼體 材料包圍。光導體作為單獨的部件存在。光導體相對于發(fā)光二極管器件定 位，使得從該器件中耦合輸出的光入射到光導體的耦合輸入面上。光導體相對于發(fā)光二極管器件的發(fā)光二極管芯片的精確對準在技術(shù) 上花費很大。此外，在耦合輸入到光導體中時，在耦合輸入面上出現(xiàn)反射 損耗。本發(fā)明的任務是，提供一種開頭所提及類型的照明單元，與傳統(tǒng)的照 明單元相比，其能夠?qū)崿F(xiàn)至光導體中的改進的光耦合輸入，并且其中能夠 實現(xiàn)光導體相對于發(fā)光二極管芯片的更為精確的調(diào)準。此外還要提出一種 LCD顯示器以及一種用于制造照明單元的方法。該任務通過獨立權(quán)利要求中所說明的照明單元、LCD顯示器以及方 法來解決。照明單元和方法的有利的實施形式和優(yōu)選的改進方案是^權(quán) 利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)光二極管芯片被安M芯片支承體上，并且被光導體 的一部分包封。由此，芯片支承體、發(fā)光二極管芯片以及光導體的至少包 封發(fā)光二極管芯片的部分構(gòu)建為一個單元。由于光導體不必相對于發(fā)光二極管器件來調(diào)準，而是圍繞著發(fā)光二極 管芯片來成形，所以光導體和發(fā)光二極管芯片彼此之間更為精確的對準成 為可能。此外，可以顯著地減小在i^合輸入至光導體中時的反射損耗。利用這種方式，此外可以有利地省去用于發(fā)光二極管芯片的附加的殼 體材料，以及省去用于光導體的可能的附加保持裝置。通過將發(fā)光二極管 芯片集成到光導體中，使得可以有利地實現(xiàn)特別平整的照明單元，這特別在針對LCD顯示器的應用中是力求要實現(xiàn)的。在本申請的范圍中，光導體可以理解為電介質(zhì)的光導體，在其電介體 中，光通過利用全反射在電介體的外表面上被引導。光導體有利地由多個單獨部分、優(yōu)選由兩個單獨部分連接而成。原則 上也可能的是，由單個均勻的電介體形成光導體。然而，在制造照明單元 時，由多個單獨部分連接成光導體具有優(yōu)點。將發(fā)光二極管芯片包封的單 獨部分可以有利地與光導體的其它部分無關(guān)地單獨制造。光導體的將發(fā)光二極管芯片包封的部分有利地具有光導體的反射的 外表面。優(yōu)選的是，光導體的單獨部分被實現(xiàn)和連接，使得光導體的反射 的外表面在單獨部分的邊緣區(qū)域中彼此接合。優(yōu)選的是，光導體的將發(fā)光二極管芯片包封的單獨部分由與光導體的 其它部分不同的材料形成。優(yōu)選的是，光導體的單獨部分借助粘合劑連接。為此可以使用透明的 粘合劑，其折射率合乎目的地與光導體的單獨部分的折射率匹配，使得將 光路中的折射率躍變保持為盡可能小。由此，在界面上的反射損耗可以在很大程度上被避免。替代地，也可能的是，光導體的單獨部分借助插接或 者其它合適的方式連接在一起。優(yōu)選的是，光導體(特別是光導體的使發(fā)光二統(tǒng)管芯片成形的部分) 具有熱固性塑料。與使用熱塑性塑料相比，借助熱固性塑料來構(gòu)建光導體 或者光導體的一部分比較昂貴。另一方面，在使用熱塑性塑料的情況下， 技術(shù)上花費更大的是，將光導體繞著發(fā)光二極管芯片成形或者將光導體在 發(fā)光二極管芯片上成形。因為光導體在硬化時收縮，由此會變形或者損壞 發(fā)光二極管芯片。除熱固性塑料之外或者替代熱固性塑料，光導體優(yōu)選地具有至少一種 熱塑性塑料和/或至少一種硅樹脂。特別優(yōu)選的是，波導具有一種混合材 料，該混合材料具有至少一種熱固性塑料和至少一種硅樹脂。根據(jù)另一種實施形式，光導體的單獨部分具有連接面，它們通過這些 連接面彼此相連。有利的是，連接面具有調(diào)整結(jié)構(gòu)(Justierstrukturen ),連接面借助該調(diào)整結(jié)構(gòu)彼此對準。在將單獨部分連接在一起時，調(diào)整結(jié)構(gòu) 優(yōu)選彼此配合，使得單獨部分通過這些調(diào)整結(jié)構(gòu)被引導，并且以所設計的 方式彼此對準。特別有利的是,將發(fā)光二極管芯片包封的單獨部分的耦合輸出面具有 透鏡狀的拱形結(jié)構(gòu)或者透鏡類型的結(jié)構(gòu)。如果光導體的另 一單獨部分附加 到光導體的該耦合輸出面上，則該另 一單獨部分優(yōu)選具有與包封發(fā)光二極 管芯片的部分不同的折射率。由此，不僅可以引導光導體中的光，而且還 能夠以有利的方式在很大程度上影響光導體中的光。光例如可以被準直、 會聚或者偏轉(zhuǎn)到其它的優(yōu)選方向中。優(yōu)選的是，光導體具有用于減小耦合輸入的光的發(fā)散的準直段。M 目的的是，該準直段設置在光導體的朝著發(fā)光二極管芯片的側(cè)上。借助這 種準直段，由發(fā)光二極管芯片所發(fā)射的光可以在準直段附近的較大范圍內(nèi) 被準直，由此可以實現(xiàn)具有高的光密度的低Jt射光束。有利的是，準直段具有在光引導方向上越來越大的橫截面，其中該橫 截面分別垂直于光導體的光軸或者準直段的光軸延伸。附加地或者替代地，準直段以非成像光學聚光器的方式構(gòu)建，與通常 的聚光器的應用相比，該非成像光學聚光器設計用于在相反方向上透射。 通過使用這樣構(gòu)建的準直段，由發(fā)光二極管芯片所發(fā)射的光的發(fā)散可以有 利地以有效的方式被減小。特別優(yōu)選的是，準直段以CPC、 CEC或者CHC方式構(gòu)建。在此， 這些縮寫表示以下的聚光器其^Jt作用的側(cè)面至少部分地和/或至少 很大程度上具有組合的拋物面聚光器(復合拋物面聚光器，CPC)、組合 的電聚光器(復合橢圓聚光器，CEC)和/或組合的雙曲面聚光器(復合 雙曲面聚光器，CHC)的形狀。替代地，準直段有利地具有外表面，從準直段的開端到末端的直接連 接線在外表面上基本上直線地走向。特別優(yōu)選的是，在此準直段以截頂圓 錐的方式或者截頂棱錐的方式構(gòu)建，其中截頂棱錐不僅可以是四邊形的， 而且也可以是三角形、五邊形或者多邊形的截頂棱錐。根據(jù)照明單元的另 一種優(yōu)選的實施形式，在準直段中設置了光導體的 單獨部分的兩個連接面。有利的是，將包封發(fā)光二歐管芯片的光導體的單 獨部分保持盡可能短。當光導體例如借助壓鑄或者注塑來制造時，由此可以明顯增大可同時制造的、被包封的發(fā)光二極管芯片的數(shù)目，并且可以節(jié) 省制造成本。在光導體的準直段中，在其內(nèi)部有利地構(gòu)建了偏轉(zhuǎn)元件，借助該偏轉(zhuǎn) 元件，光被朝著光導體的外表面方向偏轉(zhuǎn)。通過這種偏轉(zhuǎn)元件，耦合輸入 的光錐可以亂艮開，以便例如盡可能均勻地照亮其橫截面明顯大于發(fā)光二 極管芯片的光輻射面的光導體。在一種合乎目的的實施形式中，芯片支承體具有引線框架。芯片支承 體特別是也可以由引線框架構(gòu)成。優(yōu)選的是，發(fā)光二極管芯片被安裝到芯 片支承體上，使得其主輻射方向基本上與引線框架的主延伸平面平行走 向。特別有利的是，發(fā)光二極管芯片被施加在引線框架的端面上。通過這 種措施，照明單元可以被特別^地構(gòu)建。特別優(yōu)選的是，照明單元適合于LCD顯示器的背光照明。借助這樣 構(gòu)建的用于LCD顯示器的照明單元，可以實現(xiàn)顯示器的特別有效的背光 照明。根據(jù)另 一種特別優(yōu)選的實施形式，照明單元包括多個發(fā)光二極管芯 片，這些發(fā)光二極管芯片共同被光導體的一個單獨部分包封。替代地，照 明單元具有多個發(fā)光二極管芯片以及多個包封發(fā)光二極管芯片的光導體 部分。照明單元特別是具有單個的光導體，然而，其也可以包括多個光導體。本發(fā)明提出了一種LCD顯示器，其具有根據(jù)本發(fā)明的照明單元。此外，還提出了一種用于制造照明單元的方法。在該方法的一個方法 步驟中，提供了芯片支承體和至少一個發(fā)光二極管芯片。在另一方法步驟 中，發(fā)光二極管芯片被安裝在芯片支承體上。此外，該方法還包括通過用 透明物質(zhì)包封發(fā)光二極管芯片來構(gòu)建光導體的至少一部分。根據(jù)該方法的一種特別優(yōu)選的實施形式，在另一方法步驟中，光導體 的至少一個另外的部分被附加到將發(fā)光二極管芯片包封的部分上。優(yōu)選的 是，附加光導體的另外的部分借助粘接來進行。優(yōu)選的是，在該方法中，多個發(fā)光^fel管芯片基本上同時地用透明物 質(zhì)來包封。發(fā)光二極管芯片或者安^fr共同的芯片支承體上，或者安^4兩個或者多個單獨的芯片支承體上。發(fā)光二極管芯片的安裝不僅包括發(fā)光二極管芯片的;MMr式安裝，也包括發(fā)光二極管芯片的電學方式安裝。特別優(yōu)選的是，發(fā)光二極管芯片的包封借助壓鑄或者注塑來進行。照明單元、LCD顯示器和用于制造照明單元的方法的另外的優(yōu)點、 優(yōu)選的實施形式以及改進方案在下面結(jié)合附

圖1至8所闡述的實施例中得 到。其中圖l示出了照明單元的第一實施例的示意性截面圖；圖2示出了照明單元的第二實施例的示意性截面圖；圖3示出了照明單元的第三實施例的示意性截面圖；圖4示出了照明單元的第四實施例的示意性截面圖；圖5示出了照明單元的第五實施例的示意性截面圖；圖6示出了照明單元的第六實施例的示意性截面圖；圖7示出了照明單元的第七實施例的示意性截面圖；并且圖8示出了照明單元的第八實施例的示意性截面圖；在實施例中和附圖中，相同的或者作用相同的組成部分分別設置以相 同的參考標記。所示的組成部分以及組成部分之間的大小關(guān)系并不能視為 合乎比例的。更確切地說，為了更好的理解，附圖的一些細節(jié)被夸大地表 示。在圖1至8中所示的照明單元都具有芯片支承體1。該芯片支承體例 如包括引線框架，至少一個發(fā)光二極管芯片2被安^4引線框架上。發(fā)光 二極管芯片2的電連接面導電地與引線框架相連。發(fā)光二極管芯片2例如設置在引線框架的端面上，其中該端面基本上 垂直于引線框架的主延伸面伸展。為了使得發(fā)光二極管芯片在引線框架的 端面上有位置，引線框架例如具有大于或等于0.3mm的厚度，優(yōu)選為大 于或等于0.5mm的厚度。發(fā)光二極管芯片2被安裝為使得其主輻射方向 基本上或者完全平行于引線框架的主延伸面。在圖8中所示的實施例中，發(fā)光二極管芯片以與其輻射方向背離的面 安裝到支承體1的引線框架11的端面上。在與引線框架背離的耦合輸出 面上，發(fā)光二敗管芯片2具有電接觸區(qū)，這些電接觸區(qū)借助備^線21導電地與引線框架11的電連接導體相連。特別優(yōu)選的是，發(fā)光二極管芯片是薄膜發(fā)光二極管芯片。薄膜發(fā)光二極管芯片的特色尤其在于以下特征—在生成輻射的外延層序列的、朝著支承元件的第一主面上施加或者 構(gòu)建有>^射層，該^Jt層將外延層序列中生成的電磁輻射的至少一部分反 射回外延層序列中；-外延層序列具有20 n m或者更小范圍中的厚度，特別是10 iu m范 圍中的厚度；以及—外延層序列包含至少一個如下的半導體層該半導體層具有至少一 個具有混勻結(jié)構(gòu)的面，在理想情況下，該面導致光在外延層序列中的近似 各態(tài)歷經(jīng)的分布，也就是說，其具有盡可能各態(tài)歷經(jīng)的隨機^t射分布。芯片支承體本身例如也可以用作支承元件，也就是說，外延層序列可 以直接施加到芯片支承體上。優(yōu)選的是，外延層序列完全沒有或者部分沒有生長襯底。薄J^iL光二 極管芯片的基本原理例如在I.Schnitzer等人所著的Appl. Phys. Lett. 63 (16)(1993年10月18)的第2174-2176頁中進行了描述，其公開內(nèi)容 通過引用結(jié)合于此。外延層序列例如基于氮化物半導體材料，并且適于發(fā)射藍色和/或紫 外光鐠中的電磁輻射。氮化物半導體材料是包含氮的化合物半導體材料， 例如來自IiixAlyGa^-yN系的材料，其中(Xx《1， 0<y< 1并且x+y< 1' 外延層序列例如具有至少一個由氮化物半導體材料構(gòu)成的半導體層。在外延層序列中，例如可以包含常規(guī)的pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子 阱(SQW結(jié)構(gòu))或者多量子阱(MQW結(jié)構(gòu))。這些結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域技術(shù) 人員是已知的，并且因此在此不進一步闡述。例如，針對這些MQW結(jié) 構(gòu)在出版物US 5,831,277以及US 5,684,309中進行了描述，其公開內(nèi)^if 過引用結(jié)合于此。發(fā)光二極管芯片例如設置有發(fā)光轉(zhuǎn)換材料，該發(fā)光轉(zhuǎn)換材料具有至少 一種發(fā)光物質(zhì)。發(fā)光物質(zhì)可以通過發(fā)光二極管芯片發(fā)射的初級電磁輻射被 激發(fā)，并JUt射次級輻射。其中初級輻射和次級輻射具有不同的波長范圍。 器件的所希望得到的色度坐標例如可以通過調(diào)節(jié)初級輻射和次級輻射的 混合關(guān)系來調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)例如通過所4吏用的發(fā)光物質(zhì)的量來進行。原則上，所有對于LED中的應用已公開的發(fā)光物質(zhì)都適合于使用在 發(fā)光轉(zhuǎn)換材料中。針對這種適合于轉(zhuǎn)換的發(fā)光物質(zhì)和發(fā)光物質(zhì)混合物的例 子如下-氯珪酸鹽，例如在DE 10036940以及其中所描述的現(xiàn)有技術(shù)中所 公開的那樣；-正珪酸鹽，硫化物，硫代金屬和釩酸鹽，例如在WO 2000/333卯 以及其中所描述的現(xiàn)有技術(shù)中所公開的那樣；-鋁酸鹽，氧化物，卣化磷酸鹽，例如在US6，616，862以及其中所描 述的現(xiàn)有技術(shù)中所>&開的那樣；-氮化物，Sione以及Sialone，例如在DE 10147040以及其中所描述 的現(xiàn)有技術(shù)中所公開的那樣；以及-稀土石榴石如YAG:Ce以及堿土金屬元素，例如在US 2004-062699 以及其中所描述的現(xiàn)有技術(shù)中所公開的那樣。在這些實施例中，照明單元具有光導體3，其直接與發(fā)光二極管芯片 2或者與施加在發(fā)光二極管芯片2上的材料相連。由此，可以實現(xiàn)發(fā)光二 極管芯片2所發(fā)射的光至光導體3中的最佳耦合輸入。光導體3例如由多個單獨的部分4、 5接合而成，參見圖1至7。光 導體包括第一部分4，其包封發(fā)光二極管芯片2。優(yōu)選的是，發(fā)光二極管 芯片2完全被光導體3的第一部分4封裝。由此，光導體3同時保護了發(fā) 光二極管芯片2免受外部影響。不需要單獨的殼體或者可能的附加的殼體 材料'構(gòu)建光導體3的第一部分4以及封M光二極管芯片2借助噴鑄方法 來進行，例如借助壓鑄方法來進行。例如4吏用透明的塑料作為材料，其優(yōu) 選是熱固性塑料，例如合適的環(huán)氧樹脂。帶有安裝在其上的發(fā)光二極管芯 片2的支承體1被插入合適的壓鑄模具中，并JL^L光二極管芯片以及支承 體1的一部分借助壓鑄來成型。通過這種方式，光導體3的第一部分4 被模制到支承體和發(fā)光二極管芯片2上。優(yōu)選的是，在支承體上例如成行 地安裝了多個發(fā)光二極管芯片。通過這種方式，也可以在一個方法步驟中制造整個光導體3。然而優(yōu) 選的是，單獨地制造光導體3的另外的部分，并且例如借助粘合與第一部 分4 ^在一起。光導體3的另外的部分5由此例如可以由與包封發(fā)光二極管芯片的第一部分4不同的材料構(gòu)成，并且也可以借助其它的方法來制 造。所述另外的部分5例如由熱塑性塑料制造。合適的材料例如是 PMMI, PMMA，聚碳酸酯或者聚砜。例如可以借助注塑來進行制造。用 于光導體的部分的替換材料為硅樹脂或者混合材料?；旌喜牧侠缈梢钥紤]硅樹脂改性的環(huán)氧樹脂，這些混合材料在紫外 光的作用下比傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂更弱地老化，而此外基本上具有傳統(tǒng)的環(huán)氧 樹脂的有利的物理特性。也可能的是，將至少一種環(huán)氧樹脂和至少一種硅 樹脂彼此混合。這種合適的混合材料的例子例如在US 2002/0192477 Al 中或者在US 2005/0129957 Al中進行了說明，其公開內(nèi)^it過引用結(jié)合 于此。通過將不同的材料混合，也可以有針對性地調(diào)節(jié)混合材料的折射率， 使得不同材料的折射率可以彼此協(xié)調(diào)，或者可以有目的地實現(xiàn)在光導體3 的不同部分之間的折射率躍變。用于將光導體3的單獨部分^^在一起的合適的粘合劑例如是基于 環(huán)氧樹脂和/或硅樹脂的粘合劑。在#^之前，對光導體3的部分4、 5的 連接面進行表面處理，特別是粗化，以便保證可靠的和持久的連接，并且 預防脫層以及在光導體的部分之間形成氣隙。在圖1至7中所示的實施例中，光導體3的第一部分4和另外的部分 5通過第一部分4的耦合輸出面7以及第二部分5的耦合輸入面8彼此連 接，也就是說，耦合輸出面7和耦合輸入面8用作連接面。這些面優(yōu)選具 有調(diào)整結(jié)構(gòu)，部分4、 5借助這些調(diào)整結(jié)構(gòu)彼此對準，參見圖1至4。在圖1中所示的實施例中，光導體3的第一部分4的耦合輸出面7 具有帶棱角的凸起作為調(diào)整結(jié)構(gòu)，該凸起配合到光導體3的第二部分5 的對應的帶棱角的凹口中，使得光導體3的兩個單獨部分4、 5彼此對準。在圖2中所示的實施例中，單獨部分4、 5的耦合輸出面7和耦合輸 入面8具有梯級。它們被構(gòu)建為使得它們精確匹配地彼此配合。連接面具 有分面(Teilflaechen )，這些分面與照明單元的光軸^4^垂直地延伸。相 應的連接面的另外的分面在梯級的區(qū)域中基本上與照明單元的光軸平行 地延伸。替代地，該面也可以與照明單元的光軸或者光導體的光軸傾斜地 走向。在圖3中所示的實施例中，連接面的調(diào)整結(jié)構(gòu)包括凸面彎曲和凹面彎曲。它們?nèi)员粯?gòu)造為使得光導體3的兩個單獨部分精確匹配皿此配合。在圖4中示出的實施例也包括在連接面上的彎曲。第一部分4的耦合 輸出面7在中間具有聚光透鏡類型的凸面彎曲。在該實施例中，光導體3 的第二部分5由一種材料構(gòu)成，該材料具有比形成光導體3的第一部分4 的材料更小的折射率。由此，第一部分4的耦合輸出面7的彎曲如同光導 體3內(nèi)部的聚光透鏡那樣^^作用。在光導體3的單獨部分4、 5之間的粘合劑6具有的折射率與第一部 分4的折射率或者與第二部分5的折射率相同，或者具有光導體3的第一 部分4的折射率和第二部分5的折射率之間的值。在圖l至7中所示的實施例中，光導體具有準直段9。這些準直段減 小了發(fā)光二極管芯片2所生成的、并且耦合輸入到光導體3中的光的發(fā)散。 準直段9都具有在光引導方向上越來越大的橫截面，其中橫截面是垂直于 照明單元的光軸來測量的。準直段9例如以非成4象光學聚光器的方式來構(gòu)建。在光引導方向中跟 隨準直段9的段例如具有基本上恒定的橫截面。通常，光導體例如具有至 少一個段，在所述至少一個段中光導體的兩個彼此對置的外表面的主延伸 方向彼此平行地延伸。在圖1中示出的實施例中，光導體的準直段9具有截頂圓錐或者截頂 棱錐的形狀。在圖2至4中以及圖6中所示的實施例中，準直段9具有在截面中沿 著光引導方向凸面彎曲的外表面。這些準直段9例如以CPC類型來構(gòu)建。 通過這種形狀，可以實現(xiàn)特別有效地減小耦合輸入到光導體3中的光的發(fā) 散，并且光被準直。在圖5中示出的實施例中，準直段9具有凹面彎曲的外表面(在沿著 光引導方向的截面中來看，如圖5中所示的那樣)。在該實施例中，在準 直段9中構(gòu)建了偏轉(zhuǎn)元件41，借助該偏轉(zhuǎn)元件41，電磁輻射被從光導體 3的內(nèi)部向其外表面偏轉(zhuǎn)。光特別是朝著準直段9的凹面彎曲的外表面偏 轉(zhuǎn)。通it4偏轉(zhuǎn)元件41上的^^射以;Mt校準區(qū)域9的凹面彎曲的外表面 上的反射，光被準直，并且均勻地分布到光導體3的整個橫截面上。光在偏轉(zhuǎn)元件41上例如借助全^^射^Ul射，也就是說，偏轉(zhuǎn)元件具 有一種媒介，其折射率比其余的準直段9明顯更小。偏轉(zhuǎn)元件41的這種構(gòu)造也使得入射角比全反射的臨界角更小的光部分通過偏轉(zhuǎn)元件41透 射。偏轉(zhuǎn)元件41例如可以包括在光導體內(nèi)部的空腔，或者由這種空腔構(gòu) 成。為了改善光學特性，空腔的內(nèi)壁可以部分地或者4^地設置有涂層。 空腔的形狀被選擇為實現(xiàn)所希望的偏轉(zhuǎn)特性。在圖5中通過箭頭示例性地 示出了在光導體3內(nèi)部的兩個光束的路徑。在圖5中示出的實施例中，偏 轉(zhuǎn)元件的空心體在朝向發(fā)光二極管芯片的側(cè)上具有凸面彎曲，這通it^應 的曲線*^明.在圖3、 4和6中所示的實施例中，在準直段9中設置了光導體3的 單獨部分4、 5的兩個連接面7、 8。換句話說，準直段9不是完全設置在 光導體的唯一的單獨的部分中，而^1在兩個單獨部分上延伸。通過將光導體3的包封發(fā)光二極管芯片2的部分4的長度L(參見圖 3)保持為盡可能短，可以實現(xiàn)照明單元的成本優(yōu)化的制造。這一點的原 因在于，對于不同的單獨部分，可以使用不同的材料以及不同的制造方法。 針對包封發(fā)光二極管芯片通常需要花費較大的制造方法和較為昂貴的材 料，而針對制造光導體3的另外的部分可以考慮更為有利的材料以及更為 有利的制造方法。此外，僅僅將盡可能小的部分直接成型在支承體和發(fā)光 二極管芯片上，而不是將光導體3的較大的部分或者整個光導體3直接成 型在支承體l和發(fā)光二極管芯片2上，這在技術(shù)上更為簡單。在圖6、 7和8中示出的實施例中，照明單元具有多個發(fā)光二極管芯 片2。在圖6所示的實施例中，這些發(fā)光二極管芯片以機械方式和電學方 式安裝在共同的芯片支承體l上。然而，它們也可以安裝在不同的芯片支 承體1上，如在圖7和8中所示的實施例中那樣。在圖6至8中示出的照明單元適合于LCD顯示器的背光照明。在圖 6中示出的照明單元具有光導體3的多個單獨部分4，借助它們分別將單 個的發(fā)光二極管芯片2包封。替代地，在該例子中也可以是分別將多個發(fā) 光二極管芯片通過光導體3的單獨的第一部分4之一來包封。光導體3 的多個第一單獨部分4例如與光導體3的唯一的另外部分5相連。該另外 的部分例如基本上板狀地構(gòu)建。在圖7中所示的實施例中，照明單元具有多個發(fā)光二極管芯片2,它 們通過光導體3的唯一的第一部分4包封。例如在圖8中所示的實施例中， 情況也是如此。在用于LCD顯示器的照明單元中，棵露的芯片被安裝成為陣列，其 中該陣列例如可以包括多達50個發(fā)光二極管芯片。帶有大約20至50個 芯片的照明單元例如可以^L用在監(jiān)視器中，而在移動電話應用的LCD顯 示器中例如使用1至6個發(fā)光二極管芯片。所有發(fā)光二極管芯片都優(yōu)選同 時通過一個或者多個光導體3包封，這優(yōu)選通過使用噴鑄方法以及合適的 噴鑄模具來進行。本發(fā)明并非通過借助實施例對本發(fā)明的描述而局限于此。更確切地 說，本發(fā)明包括所有的新特征以及特征的組合，特別是包含于權(quán)利要求中 的特征的任意組合，即使該特征本身并未在權(quán)利要求中或者實施例中被明 確說明。
權(quán)利要求
1.一種照明單元，具有安裝在芯片支承體上的發(fā)光二極管芯片和光導體，其中光導體由至少兩個單獨部分接合形成，并且發(fā)光二極管芯片由光導體的所述部分之一包封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其中，光導體的單獨部分借助 粘合劑M在一起。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，光導體的 包封發(fā)光二極管芯片的單獨部分由與光導體的其它部分不同的材料形成。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，光導體的 包封發(fā)光二極管芯片的單獨部分具有熱固性塑料、硅樹脂或者具有至少一 種熱固性塑料和至少 一種硅樹脂的混合材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明單元，其中，光導體的包封發(fā)光二極 管芯片的單獨部分具有混合材料，該混合材料具有至少一種環(huán)氧樹脂和至 少一種硅樹脂。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，光導體的 單獨部分的連接面具有調(diào)整結(jié)構(gòu)，單獨部分借助所述調(diào)整結(jié)構(gòu)彼此對準， 其中這些單獨部分借助所述連接面彼此連接。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，包封發(fā)光 二極管芯片的單獨部分的耦合輸出面具有透鏡狀的拱形結(jié)構(gòu)或者透鏡類 型的結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，光導體具 有用于減小耦合輸入的光的發(fā)散的準直段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明單元，其中，準直段具有在光引導方 向上越來越大的橫截面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的照明單元，其中，準直段以非成像光 學聚光器的方式構(gòu)建，與通常的聚光器的應用相比，該非成^^光學聚光器 設計用于在相反方向上透射。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明單元，其中，準直段以復合拋物面 聚光器、復合橢圓聚光器或者復合雙曲面聚光器的方式構(gòu)建。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項所述的照明單元，其中，準直段以截頂圓錐的方式或者截頂棱錐的方式構(gòu)建。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項所述的照明單元，其中，在準 直段中設置了光導體的單獨部分的兩個連接面.
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任一項所述的照明單元，其中，在準 直段中設置了偏轉(zhuǎn)元件，借助該偏轉(zhuǎn)元件，在光導體內(nèi)部的光被朝著光導 體的外表面方向偏轉(zhuǎn)。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，芯片支承 體具有引線框架。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的照明單元，其中，發(fā)光二極管芯片被安 裝到芯片支承體上，使得其主輻射方向基本上與引線框架的主延伸平面平 行走向。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的照明單元，其中，發(fā)光二極管芯片 被安 ^引線框架的電導體的端面上。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，其中，照明單元 適合于液晶顯示器的背光照明。
19. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的照明單元，所述照明單元具 有多個發(fā)光二極管芯片，這些發(fā)光^L管芯片共同被光導體的一個單獨部 分包封。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任一項所述的照明單元，所述照明單 元具有多個發(fā)光二玟管芯片以及多個包封發(fā)光二極管芯片的光導體部分。
21. —種液晶顯示器，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一項所述 的照明單元。
22. —種用于制造照明單元的方法，具有以下步驟 提供芯片支承體和發(fā)光二極管芯片， 將發(fā)光^1管芯片安**芯片支承體上，以及通過用透明物質(zhì)包封發(fā)光二極管芯片來構(gòu)建光導體的至少 一部分。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，光導體的至少一個另外的 部分被掩^到包封發(fā)光二極管芯片的部分上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，光導體的另外的部分借助粘接來被接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中的任一項所述的方法，其中，發(fā)光二極 管的包封包括壓鑄或者注塑。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種照明單元，其具有安裝在芯片支承體上的發(fā)光二極管芯片和光導體。光導體(3)由至少兩個單獨部分(4，5)接合形成，其中發(fā)光二極管芯片(2)由光導體(3)的所述部分之一(4)包封。此外還提出了一種用于制造這種發(fā)光二極管芯片(2)的方法以及一種具有這種照明單元的液晶顯示器。
文檔編號G02B6/00GK101273294SQ200680035847
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者喬治·伯格納, 斯特凡·格魯貝爾, 赫貝特·布倫納 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司