[发明专利]具有透镜的LED光源

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种光源。

最近发展了在GaN基础上的LED(发光二极管)，以此可以产生兰光或紫外光。借助该LED，可以制造基于波长转换的光源。已经实现的方案规定，一部分由LED发射的兰光通过合适的变换器材料变换为黄光，因此，由于原来的兰光与转换的黄光形成的混色产生白光。在第二方案中建议合适的LED的紫外光转换为可见光谱区。

在两方案中转换器材料或者包含在LED的半导体材料内，或者包含在包围LED的由树脂或类似物构成的外皮材料内。

为了提高在幅射方向元件的幅射强度，LED元件可以配备光学透镜，通过它可对光聚集并且定向幅射。

在图1内示出了这类结构形式的一个例子。其中应用了LED的结构形式，正如例如它在文章“SIEMENS SMT-TOPLED für dieOberflchenmontage(表面装配用的西门子表面安装技术-顶端LED)F.Mllmer和G.Waitl，西门子元件杂志29(1991)，第4期，147页，结合图1所述的那样。这种形式的LED非常小巧，并且在必要时允许许多这类LED串联排列或矩阵排列。

根据图1安排的SMT-TOPLED(表面安装技术-顶端LED)是一只LED 2以其电接触面装配在导电带5上，该导电带与电源的一个极相连，而与电源另一个极相连的对置的导电带5通过压焊丝6与LED 2的另一电接触面连接。两导电带5是用高温固化的热塑料挤压包封的。由此在注塑中形成主体1，其中，存在一凹槽1A，LED 2嵌入其内。热塑体主要具有约90％的高漫散反射系数，所以从LED 2发射的光可以在凹槽1A倾斜的侧壁上额外地向出口方向反射。凹槽1A充以透明树脂材料3，如环氧树脂，它包含转换材料例如合适的着色物质。树脂材料和热塑体仔细地彼此匹配，以使热峰位负荷不会导致机械缺陷。

在运行时，通过例如基于GaN或也可以基于II-VI族化合物制造的LED 2发射兰光或紫外光。在从LED 2到透镜4的光程上，较短波长发射的光幅射在包含变换器材料的树脂填料3中部分地转换为长波长幅射。尤其是在应用兰光LED时，可以应用这样一种变换器材料，通过它可以把兰色光束至少部分地转变为黄色光束。然而，这种结构形式的问题是，从LED 2到透镜4在用变换器材料填满的树脂填料3内光束的不同波长。这导致：在元件的边缘区光束的黄色部分占优势，而与此相反，在中央，在光束内的兰色部分占优势。因此该效应导致随幅射方向或观测方向变化的发射光束的色品位置。

因此，本发明的任务是提供LED光源，其中幅射路径长度通过变换器材料基本上是相同大小，并且光束可以以聚束形式幅射。此外，应提供制造这类光源的方法。

本任务通过权利要求1和13的特征解决。

本发明依靠附图内的实施例详细说明如下。在附图中示出：

图1示出通过具有粘接的透镜的LED光源的实施结构的垂直剖面；

图2示出通过本发明的LED光源的实施例的垂直剖面。

本发明的实施结构在图2内描述，其中对与图1光源相同的或功能相同的元件给予相同的参考符号。所有涉及图1的结构的所述有利特征在图2的本发明的结构中也是可用的。

图2的本发明的光源通过在树脂填料3内的光程长变得统一来解决上述问题。为了达到此目的，制造了具有凸表面3A的树脂填料3，该表面在每一点基本上具有离LED 2相同的距离。在树脂填料内包含的变换器材料的体积部分是如此调整的，使得沿着从LED 2到树脂填料的凸表面3A的该变得统一的光程长足够大的部分兰光转变为黄光，因此对人眼而言幅射看成白色光束。因此在凸表面3A的每一点上，基于部分相等的兰-黄色混合有白先进入位于其上的透镜4。

相反，例如由聚碳酸酯制成的透镜4具有凹表面4A，它与树脂填料3的凸表面3A是形状适配的。

根据图2的本发明的光源按如下方法制造。

LED 2按已述方式与导电带5电学连接，并且导电带5通过热塑材料如此挤压包封，使得形成主体1，并且LED 2处于主体1的凹槽1A里。就这一点，已在Mllmer和Waitl的上述文章里描述。然而这里树脂材料3并不是填充到凹槽1A的边缘，而只到准确确定的填充高度之下。随后，具有凹面下侧4A的图2所描绘形式的预制透镜4置入还处于流体的树脂材料3内，其中树脂填料的表面处于透镜4的凹面下表面4A，使得因此产生树脂填料3的凸表面3A。在置入透镜4之后树脂填料固化。