技术领域
[0001] 本发明涉及发光二极管（LED）阵列模块。本发明还涉及包括一个或多个LED阵列模块的照明设备。
相关背景技术
[0002] 人眼对于由光源提供的光分布或光照图案的变化非常敏感。因此，由照明模块提供的光分布的相关色温的均匀性是重要的质量标准。特别是包括比如发光二极管（LED）结构的多个光发射器的照明模块需要对于这些LED结构的仔细选择，以便能够实现在由照明模块照射的空间的限定扇区中的颜色并且尤其是相关色温的均匀分布。
[0003] US 2012/0106145 A1公开了包括至少一个第一辐射源的操作灯，该至少一个第一辐射源适合于在与工作区域成直角延伸的平面中产生具有局部不同的、尤其是径向向外降低的色温分布的光。
具体实施方式
[0038] 现将借助于附图描述本发明的各种实施例。
[0039] 图1示出了发光二极管（LED）结构10的截面的主要简图。LED结构10包括n层3，其可以借助于n接触5而电接触。n层3接着是有源层4。有源层4可以包括量子阱结构，其被布置为发射具有由有源层（例如，AlInGaN）的组分确定的波长的光。有源层4嵌入或夹在n层3和p层7之间。p层7可以借助于p接触9而电接触。n层3、有源层4、p层9、n接触5以及p接触9的布置构成LED管芯。可以存在其他未示出的支撑层。光转换结构1被附接到n层3的顶表面，该n层3的顶表面与附接到有源层4的n层3的表面相对。n层3的顶表面是LED管芯的发光表面。光转换结构1可以包括磷光体，比如铈掺杂的磷光体石榴石（YAG：Ce）。光转换结构1被布置为将由有源层4发射的初级光11（例如蓝光）转换为次级光12（例如黄光），该次级光12被比初级光
11更长的波长表征。初级光11的预定义部分通过光转换结构1而未被转换，使得LED结构发射初级光11和次级光12的混合物（白光）。LED结构10被布置为经由光转换结构1的顶表面和侧表面发射光的至少主要部分，其中顶表面与附接到n层3的光转换结构1的表面相对。具有垂直于图1中示出的截面的矩形或方形（quadratic）截面的LED结构10因此包括五个光发射表面。
[0040] 可替换地，包括磷光体材料的一种盖子可以被布置在LED结构10的LED管芯的周围，使得借助于LED结构10的不同侧面发射初级光和次级光的混合物。此外，LED结构10可以嵌入在透明的光分布结构中，该透明的光分布结构被布置为发射光并且基本上在LED结构10的光发射的直接方向上的半球的所有方向。
[0041] 图2示出了发光二极管阵列30的截面的主要简图。发光二极管阵列30包括附接到基座20的多个LED结构10（在截面中示出了三个）。基座20包括在其上安装LED结构10的基座芯片21和电接触焊盘23，借助于电接触焊盘23，LED结构10的n接触和p接触（未示出）可以电连接。LED结构10发射初级（蓝色）光11和次级（黄色）光12。由左和右LED结构10发射的初级光11的一部分可以撞击中间的LED结构10的光转换结构1。因此，中间的LED结构10比左侧和右侧的LED结构10从相邻（或包围）的LED结构10接收更多的初级光11。因此，增加了从中间的LED结构10的光转换结构1发射的次级光的相对分数。因此，中间的LED结构10的相关色温似乎低于左侧和右侧的LED结构的相关色温，条件是所有LED结构10被布置为以单个布置发射例如相同相关色温的白光。这同样适用于由LED结构10发射的总通量，因为中间的LED 10结构比左侧和右侧的LED结构10附加地接收更多次级光。
[0042] 图3示出了LED阵列模块30的第一实施例的俯视图的主要简图。LED阵列模块30包括三个LED结构10a、10b，它们以与关于图2所描述的相似方式沿轴（线性阵列）布置。LED结构10a被布置在两个LED结构10b之间。中间的LED结构10a发射具有更高的第一相关色温的白光，以便补偿由被两个毗邻LED结构10b发射的初级光引起的颜色偏移，该两个毗邻LED结构10b发射具有与第一相关色温相比更低的第二相关色温的白光。选择第二相关色温，使得由被中间LED结构10a的光转换结构1接收的初级光引起的附加转换次级光12（参见图2）的量基本上被补偿。因此，发光模块30的相关色温分布沿线性阵列的轴更均匀或更均一。清楚的是，第一和第二相关色温的选择由几何边界条件确定，使得完美补偿不是可能的。可以使用相同的原理以便补偿由相邻LED结构10之间的光学串扰引起的通量的变化。左侧和右侧的LED结构10b的通量可以例如高于中间的LED结构10a的光学通量，以便提高LED阵列模块30的通量的均匀性。
[0043] 图4示出了LED阵列模块30的第二实施例的俯视图的主要简图。LED阵列模块30包括LED结构10a、10b、10c、10d的对称布置。LED阵列模块30包括两个对称轴，两个对称轴都与LED阵列模块30的中心点交叉。在这种情况下，关于第一对称轴的对称性与关于第二对称轴的对称性不同。LED结构10a、10b、10c、10d被布置为使得具有第一相关色温的四个LED结构10a被布置在LED阵列模块30的中间。四个LED结构10a被10个LED结构10b、10c、10d包围。基于相邻LED结构10a、10b、10c、10d的相对方位、相邻LED结构10a、10b、10c、10d的数量以及相邻LED结构10a、10b、10c、10d之间的（多个）距离（距离可以例如在不同方向上是不同的）来选择LED结构10b、10c、10d的相关色温。LED阵列30中的LED结构10a、10b、10c、10d的布置的几何形状确定了从相邻LED结构10a、10b、10c、10d接收初级光的概率。距离越近，相邻的LED结构10a、10b、10c、10d包围相应的LED结构10a、10b、10c、10d越多，从相邻的LED结构10a、
10b、10c、10d接收初级光的概率越高。因此，中间的四个LED结构10a的相关色温最高。旨在跨LED阵列模块30提供基本上均一的相关色温分布，因为四个LED结构10a中的每一个被七个其他LED结构10a、10b、10c、10d包围。LED结构10b的第二相关色温低于处于中心的LED结构10a的相关色温，但高于LED结构10c、10b的相关色温，因为四个LED结构10a、10c、10d包含LED结构10b，使得LED结构的三个侧面与包围的LED结构10a、10c、10d的侧面具有重叠。LED结构10d具有比LED结构10b更低的相关色温，但是处于比LED结构10c更高的相关色温，LED结构10c被LED阵列模块30的最低相关色温表征。
[0044] 图5示出了LED阵列模块30的第三实施例的俯视图的主要简图。在这种情况下，LED阵列模块30包括LED结构的两个子阵列，其以棋盘图案布置。第一子阵列（亮方块）的LED结构17被布置为发射第一特性的光。第二子阵列（暗方块）的LED结构被布置为发射第二特性的光。可以独立于其他子阵列控制每个子阵列17、18。第一子阵列的LED结构17可以例如被布置为发射具有第一颜色（例如蓝色）的光。第二子阵列的LED结构18可以例如被布置为发射具有第二颜色（例如黄色）的光。因此，由LED阵列模块30发射的光的颜色可以借助于由两个子阵列提供的相对强度来控制。如关于图2、3和4所讨论的一般问题保持相同。LED阵列模块30包括中心区域16，其中中心区域16的LED结构17、18各自被相同数量和种类的LED结构17、18包围。LED阵列模块30还包括边界区域15，其中包围的LED结构17、18的数量取决于边界区域15内的方位。因此，边界区域15的LED结构17、18的颜色与对应中心区域16的LED结构
17、18的颜色不同，以便补偿LED结构17、18之间的不同光学串扰。边界区域15的LED结构17、
18的颜色基本上取决于包围相应的LED结构17、18的LED结构17、18的数量。因此增加了看起来发射相同颜色和相关色温的光的LED阵列模块13的区域。边界区域15和中心区域16通过图5中的小间隙分离，以便简化中心区域16和边界区域15的LED结构17、18的标识。在真实的LED阵列模块30中没有这种间隙。
[0045] 图6示出了LED阵列模块30的第四实施例的截面的主要简图。该LED阵列模块包括5×6个LED结构10的阵列。该截面示出了五行LED结构10中的第三行中的六个LED结构10，其以规则的方形图案布置。LED结构10附接到基座20，基座20包括基座芯片21和电接触焊盘23，如关于图2所讨论的那样。LED阵列模块30包括布置在5×6个LED结构10的中间的光学轴
50。LED结构10中的每一个发射包括初级光11和次级光12的混合光13，如关于图2所讨论的那样。混合光13在参考平面40中重叠，该参考平面40可以例如被布置在优选地5 mm和10 mm之间的距离处，以便检测由LED模块30包括的LED结构10的影响。LED阵列模块30的中心区域的LED结构10的相关色温与LED阵列模块30的边界区域的LED结构10的相关色温相比更高。
LED阵列模块30的四个角处的LED结构10被最低相关色温表征，因为这些LED结构10被最低数量的包围LED结构10包围。
[0046] 图7示出了图6中沿参考平面40的轴示出的LED阵列模块30的预定义相关色温分布65。该轴与光学轴50交叉并且沿由图6中示出的LED结构10限定的行布置。横坐标61示出了在参考平面40中到光学轴50的距离，并且纵坐标62示出了沿参考平面40中的轴的相关色温。预定义的相关色温分布65在围绕参考平面40中的光学轴50的预定义范围内基本恒定或平坦。参考平面40内的预定义范围由被每个LED结构10提供的光照图案、LED阵列模块30内的LED结构10的几何取向、以及借助于LED阵列模块30的边界区域中的LED结构10的不同相关色温所实现的光学串扰的补偿来确定。
[0047] 尽管本公开主要谈到用来描述LED结构10的颜色的相关色温，但是本发明不限于黑体辐射体的颜色。本领域技术人员将理解，本发明适用于全部颜色空间中的颜色补偿。典型地，本公开中提到的颜色（即通过改变对应LED结构10的光转换结构1中的磷光体的浓度可以创建的颜色）将沿着（多条）磷光体负载线。
[0048] 虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的。
[0049] 通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员而言将是清楚明白的。这些修改可以涉及本领域中已经已知的并且可以代替或附加于本文已经描述的特征而被使用的其他特征。
[0050] 通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员能够理解并实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一（a或an）”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。
[0051] 权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制其范围。
[0052] 附图标记列表：1 光转换结构
3 n层
4 有源层
5 n接触
7 p层
9 p接触
10 发光二极管（LED）结构
10a 具有第一相关色温的LED结构
10b 具有第二相关色温的LED结构
10c 具有第三相关色温的LED结构
10d 具有第四相关色温的LED结构
11 初级光
12 次级光
13 混合光
15 边界区域的发光二极管结构
16 中心区域的发光二极管结构
17 第一子阵列的LED结构
18 第二子阵列的LED结构
20 基座
21 基座芯片
23 电接触焊盘
30 发光二极管（LED）阵列模块
40 参考平面
50 光学轴
61 在参考平面中到光学轴的距离
62 参考平面中的相关色温
65 参考平面中的相关色温分布。
