CN103022330A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

说明了一种照明装置(1)，其包括光电子部件(20)，所述光电子部件具有壳体(203)和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片(3)，以及分离的光学元件(2)，该光学元件设置用于固定在所述光电子部件上并且具有光轴，其中所述光学元件具有辐射出射面(4)，并且所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域(5)和距所述光轴一距离地至少部分环绕凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域(7)，其中所述光轴(6)穿过凹面弯曲的部分区域。

Description

照明装置
本发明申请是国际申请日为2006年2月21日、国际申请号为“PCT/DE2006/000314”、国家申请号为“200680006184.6”、发明名称为“照明装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有设置用于产生辐射的半导体芯片的照明装置。
背景技术
这种照明装置通常用于平面的照明。传统的半导体芯片通常具有比较小的角度的辐射特征，使得由半导体芯片产生的辐射的大部分被辐射进比较窄的立体角范围中。由于半导体芯片的小角度的辐射特征，使得利用这种半导体芯片难于大面积地照明。为了扩展辐射特征可以使用一种光学元件。
例如在US4,907,044中描述了这种光学元件。半导体芯片分别用光学元件来改造。在US4,907,044的图4中示出了具有这种光学元件的径向LED，而图8示出了具有光学元件的所谓的过模LED构型(Overmold-LED-Bauform)。在这两种构型中首先将半导体芯片接触端子，接着用光学元件包围，其中与径向构型相反，过模构型适于表面安装。由于用光学元件全面地包封半导体芯片，所以例如由于在产生辐射时累积的损耗热，在这些构型中在高辐射功率的情况下存在增大的光学元件损坏的危险。相应地，在US4,907,044中所示的部件仅仅有条件地适于高功率应用，以产生具有相应高的热的高辐射功率。
发明内容
本发明的任务是说明一种改进的照明装置。
根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1和权利要求4所述特征的照明设备来解决。本发明的一些有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。
在第一实施形式中，根据本发明的照明装置包括光电子部件和分离的光学元件，该光电子部件具有壳体和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片，分离的光学元件被设置用于固定在光电子部件上并且具有光轴，其中光学元件具有辐射出射面，并且该辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域和凸面弯曲的部分区域，该凸面弯曲的部分区域在距光轴一距离上至少部分包围凹面弯曲的部分区域，其中光轴穿过凸面弯曲的部分区域。
有利的是，可以基本上与分离的光学元件无关地构造光电子部件。随后，光电子部件可以简单地针对高功率应用被优化用于产生高辐射功率，而没有由于高热而提高光学元件损坏的危险。
在一种优选的扩展方案中，半导体芯片实施为薄膜半导体芯片。在本申请的范围内，半导体芯片设置为薄膜半导体芯片，在其制造期间，半导体层序列外延地生长到其上的生长衬底被薄化或者尤其是完全地被剥离，其中该半导体层序列包括薄膜半导体芯片的半导体本体。半导体本体优选设置在支承体上，该支承体使半导体本体机械上稳定，并且特别优选地不同于用于半导体本体的半导体层序列的生长衬底。
有利的是，未对薄膜半导体芯片的支承体提出比较高的要求，而生长衬底如在晶体结构方面必须满足这些要求。相对于选择生长衬底时的自由度，有利地提高了选择支承体时的自由度。例如，在热特性、如与半导体本体相匹配的热膨胀系数或者高导热性方面，可以比较自由地选择支承体。高导热性在高功率应用的情况下是特别重要的，在这些高功率应用中，半导体芯片工作时在半导体芯片中产生主要的热量。如果在半导体芯片中所产生的热量不充分地导出半导体芯片，则增大了半导体芯片损坏的危险。通过使用不同于生长衬底的高导热性的支承体，可以有利地降低这样的危险。
在另一种实施形式中，根据本发明的照明装置包括设置用于产生辐射的半导体芯片和光学元件，该光学元件具有光轴，其中半导体芯片实施为薄膜半导体芯片，光学元件具有辐射出射面，并且该辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域和凸面弯曲的部分区域，该凸面弯曲的部分区域在距光轴一距离上至少部分包围凹面弯曲的部分区域，其中光轴穿过凸面弯曲的部分区域。
光学元件的辐射出射面的这种造型使改变照明装置的辐射特征变得容易，使得相对于不带光学元件的部件的辐射特征，提高了与光轴成一角度下的从照明装置中耦合输出的辐射功率。对此，尤其是凹面弯曲的部分区域作出贡献，该部分区域提高了在与光轴所成的大角度下从照明装置耦合输出的辐射成分。具有这种光学元件的照明装置因此也特别适合于在侧面与光轴偏移的面区域中均匀地照亮比较大的、尤其是平的面。优选地，设置有用于显示装置例如LCD(liquid crystal display)的背景照明的照明装置。
在一种优选的扩展方案中，照明装置包括光电子部件，光电子部件具有壳体和半导体芯片，其中光学元件实施为分离的光学元件，并且光学元件被设置用于固定在光电子部件上。
在另一种优选的扩展方案中，光轴、尤其是固定在光电子部件上的光学元件的光轴穿过半导体芯片。半导体芯片尤其是可以相对于光轴集中地设置。半导体芯片的这种设置使由半导体芯片产生的辐射借助光学元件容易均匀地射束成形。
在另一种优选的扩展方案中，光学元件以光轴旋转对称地实施。由此，有利地实现了照明装置的朝向光轴的方位上的均匀和稳定的辐射特征。
在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域的曲率小于凹面弯曲的部分区域的曲率。均匀照亮距光轴比较大距离的、要借助照明装置照明的面区域变得容易。
此外，辐射出射面的凸面弯曲的部分区域的表面积可以大于凹面弯曲的部分区域的表面积。在凹面弯曲的部分区域的区域中，从光学元件射出的辐射均匀照明待照明面的横穿光轴的区域，而从凸面弯曲的部分区域射出的辐射实施为均匀地照明与光轴有一距离的区域。由于与光轴间隔的面区域常常大于包围光轴的区域，所以通过与凹面弯曲的部分区域的面积相比增大的凸面弯曲的部分区域的面积，使均匀照明与光轴间隔的面区域变得容易。凸面弯曲的部分区域与凹面弯曲的部分区域之间的过渡区域优选这样地实施，使得凸面弯曲的部分区域和凹面弯曲的部分区域在过渡区域中(尤其是仅仅在过渡区域中)具有共同的切线。这样可以降低或者避免在待照明的面上的局部辐射功率分布或者强度分布的不均匀性。光学元件的辐射出射面可以无棱地实施和/或总体上实施为可区分的(differenzierbare)面。
此外，在本发明中光学元件可以这样地构造，使得两个尤其是任意的从辐射出射面侧从光学元件出射的射束无交叉地分布，即这些射束不相交或者不交叉。因此可避免在被照明的面上形成一些区域，这些区域通过相对于相邻区域提高了的辐射功率而被照明。尤其是，辐射功率在待照明的面上的局部分布可以与面至照明装置的距离无关。
此外，光学元件可以这样地实施，使得通过该光学元件或者在光学元件中的射束引导无全反射地实现射束成形。因此提高了光学元件的制造公差。
在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域根据凸透镜实施而凹面弯曲的部分区域根据凹透镜实施。
在另一种优选的扩展方案中，凸面弯曲的部分区域具有第一区域和第二区域，其中第一区域的曲率小于第二区域的曲率。优选的是，第二区域比第一区域距光轴或凹面弯曲的部分区域更远。由此有利的是，可以提高在与光轴所成的比较大的角度下经弯曲更强烈的第二区域从光学元件射出的辐射部分或者辐射功率。
在另一种优选的扩展方案中，随着距凹面弯曲的部分区域的距离增加，凸面弯曲的部分区域的曲率、尤其是第二区域的曲率增加。该曲率尤其是可以连续增加。
通过随着凹面弯曲的部分区域的增大的距离而使凸面弯曲的部分区域的曲率增大，可以提高从凸面弯曲的部分区域中耦合输出的辐射与光轴所成的角度。因此使待照明面的、距光轴具有比较大的距离的部分面的均匀照明变得容易。
在另一种优选的扩展方案中，壳体被预先制造，并且半导体芯片在壳体预先制造之后事后设置在壳体上或者壳体内。壳体尤其是在将半导体芯片设置在壳体中之前被预先制造。相对于用辐射透射的光学元件来将半导体芯片成型，如在开始所提及的径向LED或者过模构型那样，在预先制造壳体的情况下有利降低了半导体芯片或半导体芯片的接触部(如敏感的接合线)损坏的危险。
在另一种优选的扩展方案中，光电子部件具有尤其是用壳体成型的引线框架。该引线框架例如可以借助注塑(Spritzguss)、加压注塑(Spritzpressguss)或者压铸(Pressguss)方式用壳体成型。壳体可以包含塑料。相应地，光电子部件可以具有预先制造的壳，该壳包括壳体和引线框架。尤其是，壳可以实施为所谓预制的壳构型。在这种构型中，半导体芯片在壳制造之后诶安装到引线框架上。
在另一种优选的扩展方案中，光电子部件、尤其是引线框架具有第一电连接件、第二电连接件和尤其是与电连接件分离构造的热连接件。通过电连接件可以电接触半导体芯片。与光电子部件借助电连接件的电接触无关，热连接件能够实现良好地热连接到外部导热装置(如散热片)上。电连接件例如可以导电地与印刷电路板的印制导线相连，尤其是焊接。热连接件例如可以譬如通过焊接与优选同印制导线隔离的外部导热装置导热地相连。
在一种有利的改进方案中，电连接件和热连接件在壳体表面的不同的侧面方面分别是完全包封壳体的表面的包封面的至少一部分。尤其是，电连接件和热连接件可以在不同的侧面方面从壳体伸出，或者在不同的侧面形成壳体的表面的一部分。优选地，电连接件也在壳体表面的每个不同的侧面方面分别至少部分形成完全包封壳体表面的包封面的一部分。因此使借助电连接件或热连接件实现的电和热可连接性的分开变得容易。
在另一种优选的扩展方案中，光电子部件实施为可表面安装的部件(SMD：Surface Mountable Device)，可表面安装的部件的特色是特别简单的可处理性(Handhabbarkeit)，尤其是在安装在印刷电路板上的情况下。它们例如可以借助简单的“拾放(Pick and Place)”过程定位在印刷电路板上，并且接着被电连接和/或热连接。此外，可表面安装地实施带有安装在光电子部件上的光学元件的照明装置。在安装装置时，有利地并未显著地提高(如由于高的焊接温度造成的)损坏光学元件的危险。
在另一种优选的扩展方案中，在半导体本体上、尤其是在半导体本体与支承体之间设置有反射层(Spiegelschicht)。在半导体本体中产生的辐射可以被反射层反射，由此可以有利地提高在与反射层对置的侧上从半导体本体中出射的辐射功率。此外，反射层防止了辐射在设置在反射层的与半导体本体对置的侧上的结构中的、诸如在有吸收作用的支承体中的吸收。选择支承体时的自由度因此显著地提高。
优选地，反射层包含金属或反射层基本上以金属方式实施。例如，反射层包含Au、Al、Ag、Pt、Ti或者具有这些材料中的至少一种的合金。例如Au的特色在于在红色光谱区域中的高反射性，而Ag或Al也在蓝色或者紫外光谱区域中显示出高反射性。
在另一种优选的扩展方案中，光学元件具有至少一个固定元件，该固定元件设置用于将光学元件固定在光电子部件上。固定元件可以安装到(例如粘合到)预制的光学元件上。此外，固定元件可以在制造光学元件时与光学元件一起被构造。在最后这种情况下，光学元件和固定元件可以一体式地实施。光学元件例如可以被浇注。对此，例如特别合适的是注塑、加压注塑或者压铸方法。
对此应该注意，上面提及的光学元件的优选以光轴旋转对称的构造主要涉及光学功能面，即光学元件的设置用于射束成形或射束导向的元件。主要不是用于射束成形的元件、如固定元件不必一定实施为以光轴旋转对称。
优选地，光学元件实施为可插到光电子部件上。销状的固定元件对此特别适合。
优选地，光学元件包含反应性树脂，如丙烯酸树脂或者环氧树脂、硅树脂或者硅氧烷。此外，光学元件还可以包含热塑性塑料材料。此外，光学元件优选实施为坚硬的实体，该实体尤其是只有受到附加的措施诸如加热或者极大的力消耗的情况下可塑性变形。
在另一种优选的扩展方案中，从光学元件的辐射入射面侧设置有固定元件。
在另一种优选的扩展方案中，光电子部件、尤其是壳体具有至少一个固定装置。光学元件在光电子部件上的固定可以通过固定元件与固定装置一起作用来实现。固定装置对此构造为相对于固定元件的对应件。优选地，为了将光学元件固定在光电子部件上，固定元件啮合进固定装置中。
在本发明的另一种优选的扩展方案中，光学元件被设置用于借助压配合、热压配合、压制、热压制、热铆接或者粘合固定在光电子部件上。
在压配合的情况下，光学元件借助由光学元件的固定元件和光电子部件的固定装置相互施加的压力固定在部件上。优选的是，该压力基本上沿着固定元件或固定装置的表面法线作用。
在热压配合的情况下，固定元件这样地被加热，使得尽管它不能流动，尤其是没有附加的力作用而形状稳定，但是还是可塑性形变。被加热的固定元件受到力作用而成形到固定装置上。在固定元件冷却之后，光学元件机械稳定地固定在光电子部件上。
在压制的情况下，除了压配合的压力之外，固定元件和/或固定装置必要时还要经受机械上所产生的变形。对此，固定元件和/或固定装置例如利用变形工具(例如冲头)被这样地变形，使得光学元件机械稳定地固定在光电子部件上。变形尤其是可以逐点地或者局部地进行。在热压制的情况下，变形工具附加地被加热，使得固定元件在与工具的接触区域中变得可塑性形变和/或可流动。相对于压制，在热压制的情况下的力消耗可被降低。
在粘合的情况下，借助粘合连接进行固定，该粘合连接例如通过增附材料(Haftvermittlungsmaterial)构造在固定元件与固定装置之间。
在热铆接的情况下，固定元件优选在部分区域中这样地被加热，使得其变得可流动，并且流到光电子部件、尤其是壳体上和/或壳体的固定元件上，并且在冷却时硬化，其中构造了机械稳定的固定。
在另一优选的扩展方案中，光学元件具有至少一个导向元件。该导向元件可以使光学元件安装在光电子部件上变得容易。优选地，导向元件这样地被实施，使得固定元件在相对于固定装置容易设置失调的情况下，被借助导向元件向固定装置引导。优选地，这种导向可以借助光学元件的自重或者借助安装工具施加的压力来实现。光学元件尤其是在通过导向元件导向的情况下可以“滑上”光学部件，其中导向元件优选这样地构造，使得固定元件啮合进固定装置中或者“滑入”固定装置中。此外，在将固定元件输送给固定装置时和/或在光学元件结束安装之后，导向元件优选与壳体形成直接的、尤其是机械的接触。
优选地，与固定元件相比，导向元件设置得更靠近在固定元件侧形成光学元件的边界的边。在将光学元件固定在光电子部件上之后，在导向元件和固定元件之间优选设置有壳体的至少一部分。
尤其是，导向元件可以设置在壳体外，并且例如在垂直方向上在侧面沿壳体延伸。优选地，导向元件与侧面形成直接接触。
在另一优选的扩展方案中，导向元件尤其是在这样的侧上倾斜或倒角地实施，该侧与在固定元件侧形成光学元件的边界的边背离。通过这种斜面，可以使光学元件容易“滑上”光电子部件的壳体，或使固定元件容易“滑入”固定装置中。
在另一优选的扩展方案中，光学元件具有多个固定元件和/或导向元件。于是，由于多个固定元件，可以提高固定的机械稳定性和安装好的光学元件相对半导体芯片的位置稳定性。多个导向元件使光学元件在光电子部件上的固定变得容易。此外，导向元件也会有助于光学元件的机械稳定或位置稳定性。尤其是，通过导向元件可以降低损坏光学元件的危险，如由于作用到照明装置上的剪切力引起损坏的危险。
在另一优选的扩展方案中，在固定在光电子部件上的光学元件与半导体芯片之间设置有中间层。
在另一优选的扩展方案中，中间层可塑性变形。可在将光学元件安装在光电子部件之前，在光电子部件上提供用于中间层的可塑性变形的材料。在将光学元件安装在光电子部件上时，借助光学元件可以将压力这样地施加到可形变的材料上，使得该材料在固定光学元件时在横向方向上分布并且构造中间层。该中间层尤其是可以直接邻接光学元件，如从辐射出射侧邻接。此外，用于中间层的材料没有压力作用下优选是形状稳定的。这样，避免了材料在力作用之前不受控制的流散。
在另一优选的扩展方案中，在固定在光电子部件上的光学元件与光电子部件之间，尤其是在壳体的朝光学元件的侧与辐射入射面之间，构造有间隙。
在另一优选的扩展方案中，中间层包含硅氧烷、尤其是硅凝胶。硅氧烷特别适于作为用于中间层的材料。
优选地，间隙设置为在中间层由于受热膨胀时用于容纳中间层的缝隙。如果中间层例如由于受热而膨胀，则中间层可以膨胀进间隙中，而没有显著提高光学元件或者光电子部件的机械负荷。在冷却时，光学元件可以从缝隙退回。优选地，间隙构造在光学元件与壳体的距光学元件距离最小的区域之间。
尤其是，辐射入射面可以整面地与壳体间隔。这可以通过合适地构造固定元件来实现。
在另一优选的扩展方案中，半导体芯片嵌入特别对由半导体芯片产生的辐射可穿透的包封(Umhuellung)中。该包封例如可以包含反应性树脂，如丙烯酸树脂或者环氧树脂、硅树脂或者硅氧烷。优选地，包封尤其是与中间层相比坚硬地构造，以便不提高损坏芯片或者芯片接触的危险，其中芯片接触例如可以借助接合线实现，接合线优选同样嵌入包封中。
在另一优选的扩展方案中，中间层构造为折射率匹配层。因此可以避免过度的折射率突变，这种折射率突变会导致由半导体芯片产生的辐射在相应邻接面上的相应高的反射损耗。特别优选的是，中间层降低了由半导体芯片产生的辐射在从包封出射与入射进光学元件之间经受的折射率突变。特别优选的是，相对于代替中间层用空气填充的空腔，中间层降低了折射率突变。中间层有利地改进了光学元件到光电子部件的光学连接。
此外，中间层可以起增附作用地实施，由此光学元件到光电子部件上的机械连接被有利地改进。
在另一优选的扩展方案中，中间层邻接包封和光学元件。优选地，中间层覆盖光学元件的这样的区域，其中由半导体芯片产生的辐射耦合输入进光学元件的该区域中。
优选在包封的辐射出射面中，用中间层尤其是完全地覆盖包封。
附图说明
从以下结合附图对实施例的说明中得到本发明的其它特征、有利的扩展方案和符合目的性。
其中
图1示出了根据本发明的照明装置的第一实施例的示意性截面视图，
图2示出了特别适于照明装置的半导体芯片的示意性截面视图，
图3示出了根据本发明的照明装置的辐射特性的例子，
图4在图4A至4F中示出了特别适于根据本发明的照明装置的光学元件的不同的示意性视图，
图5示出了另一特别适于根据本发明的照明装置的光学元件的示意性俯视图，
图6示出了照明装置的第二实施例的示意性截面视图，
图7以图7A和7B示出了特别适于照明装置的光电子部件的不同的示意性视图，
图8以图8A至8D示出了根据图7的光电子部件和根据本发明的照明装置的第三实施例的不同的示意性视图，
相同、类似和作用相同的元件在附图中标有相同的参考标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的照明装置的第一实施例的示意性截面视图，
照明装置1包括光学元件2和设置用于产生辐射的半导体芯片3。
光学元件2的辐射出射面4具有凹面弯曲的部分区域5和凸面弯曲的部分区域7，其中光学元件的光轴6穿过凹面弯曲的部分区域，凸面弯曲的部分区域距光轴一距离地包围凹面弯曲的部分区域。凹面和凸面弯曲的部分区域尤其可以按照凹透镜和凸透镜方式地实施。
在设置在光轴6上的半导体芯片3的有源区303中所发射的辐射通过优选平坦地实施的辐射入射面8射入光学元件2中。由半导体芯片所产生的辐射、尤其是可见辐射在图1中通过用箭头表示的线表明，这些线象征单个光束。
光学元件2被构造用于面9(譬如漫射膜)的均匀照明，或者用于显示装置，如LCD。光轴优选穿过面9。特别优选的是，面9基本上垂直于光轴6延伸。
光学元件被构造用于面9的均匀照明。通过合适构造凹面和凸面弯曲的部分区域的曲率，可以使由半导体芯片产生的辐射在辐射出射侧这样地分布，使得面9借助照明装置被平衡地且均匀地照亮。优选的是，基本上相同的辐射功率分别到达面9的不同的、等大的区域。
通过凹面部分区域5出射的辐射类似在发散透镜的情况中那样被发散。尤其是，在与光轴成不同于90°的角度下到达辐射出射面的辐射在射入光学元件时被折射偏离光轴。由凹面部分区域出射的辐射用于均匀地照亮面9的围绕光轴6的区域。
为了照明装置在方位上环绕光轴6的不变的光学特征，优选将光学元件以光轴6旋转对称地实施。
借助通过凸面弯曲的部分区域7的、在与光轴6成不同于90°的角度下从光学元件2出射的辐射，来照明面9的与光轴间隔比较远的区域。凹面和凸面部分区域之间的过渡区域优选是平滑的，尤其是无棱地构造。尤其是，辐射出射面可以优选整面地、可区分地实施。因此使得均匀照亮面9变得容易。
辐射出射面的凸面弯曲的部分区域优选具有比凹面弯曲的部分区域更大的面积。因此，相对于凹面弯曲的部分区域，更大部分的辐射通过凸面弯曲的部分区域从光学元件射出。
此外，凸面弯曲的部分区域优选还具有第一曲率的第一区域71和第二曲率的第二区域72。在此，第一曲率优选小于第二曲率。
由于在第二区域72中更大的曲率，所以与在第一区域71中或者在凹面部分区域5中从光学元件中射出的辐射相比，在第二区域从光学元件2中射出的辐射有利地与光轴6成更大的角度。因此使均匀照亮面9的距光轴比较远的区域变得容易。
优选地，来自光学元件的辐射仅仅在与光轴成小于90度的角度内从光学元件射出。照明装置尤其是在侧面或者横向于光轴并且在光轴的方向上向前辐射。照明装置1优选这样地实施，使得辐射功率的大部分在与光轴所成的一角度内尤其是通过凸面弯曲的部分区域从光学元件中射出。
随着距凹面弯曲的部分区域的距离增大，凸面弯曲的部分区域的曲率(特别是在第二区域72中)可以朝辐射入射面8的方向增加，由此使更多辐射在与光轴所成的大角度下的耦合输出变得容易，并且由此使得面9的距光轴比较远的区域的照明变得容易。
照明装置1可以这样地实施，使得从光学元件射出的辐射并不相交，使得在待照明的面上的局部辐射功率分布与该面距照明装置的距离无关。
如果光学元件在射束成形时引起辐射的交叉，则会形成焦点区域，使得在面上的局部辐射功率分布与面距光学元件的距离相关。在面9距光学元件2的距离改变时，尤其会形成局部辐射功率分布的不均匀性，如更高强度的环。这样的不均匀性由辐射的交叉引起。然而，在图1中所示的光学元件由于无交叉地分布的辐射，所以辐射功率在面9上的局部分布与该面距光学元件2的距离无关。此外，射束成形或者射束导向在光学元件中优选无全反射地进行。
优选地，光学元件构造为分离的光学元件，该光学元件被设置用于固定在光电子部件上，该光电子部件包括半导体芯片。因此，光电子部件可以与光学元件无关地针对高功率应用被最优化，并且接着设置以分离的光学元件。因此，照明装置的单个组件可以彼此独立地针对其相应的主功能优化地制造，其中该主功能在光学元件情况下为射束成形，或者在部件情况下为辐射产生。
此外，半导体芯片3优选实施为薄膜半导体芯片。半导体芯片3的半导体本体302设置在支承体301上，半导体芯片包括具有有源区303的半导体层序列，支承体不同于生长衬底，其中半导体本体、尤其是半导体层序列曾优选外延地生长在生长衬底上。相应地，支承体301不必满足对生长衬底提出的高要求，而是例如可以在导热特性方面优化地实施。其中生长衬底在制造期间被去除的薄膜半导体芯片特别适于这样的高功率应用，该应用具有在半导体芯片中形成的比较高的损耗热。
在图2中参照示意性截面视图示出特别适于照明设备的半导体芯片的一个实施例。
半导体芯片3(如LED芯片)具有设置在支承体301上的半导体本体302，该半导体本体包括具有设置用于产生辐射的有源区303的半导体层序列。在半导体本体的背离支承体的侧上设置有第一接触部304，通过该接触部，可电连接带有设置在支承体的背离半导体本体的侧上的第二接触部305的半导体芯片3。第一接触部304尤其是设置用于与接合线导电连接，而第二接触部305设置用于与连接导体导电连接(对此参照例如与图6、7和8结合所描述的部件)。接触部例如可以分别包含金属或者合金。
在一种优选的扩展方案中，半导体本体302尤其是有源区303包含至少一种III-V半导体材料，如来自材料系InxGayAl1-x-yP、InxGayAl1-x-yN或者InxGayAl1-x-yAs中的材料，其中分别有0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。
III-V半导体材料特别适于产生在紫外光谱区域(InxGayAl1-x-yN)经可见光谱区域(InxGayAl1-x-yN，尤其是用于蓝色到绿色辐射，或者InxGayAl1 -x-yP，尤其是用于黄色到红色辐射)到在红外(InxGayAl1-x-yAs)的光谱区域中的辐射。此外，利用III-V半导体材料、尤其是来自所述材料系的半导体材料，在产生辐射时可以实现有利的高内部量子效率。
在另一优选的扩展方案中，有源区303包括异质结构，尤其是双异质结构。此外，有源区可以包括单量子阱结构或者多量子阱结构。借助这种结构，尤其是多量子阱结构或者双异质结构，可以实现特别高的内部量子效率。
量子阱结构名称在本申请的范围中包括任何载流子通过限制(“confinement”)而经历其能量状态的量子化的结构。尤其是，量子阱结构名称不包含对量子化维度的说明。因此，该名称可能包括尤其是量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意组合。
在另一优选的扩展方案中，在半导体本体302和支承体301之间设置有反射层306。反射层例如可以实施为含金属的、尤其是基本上为金属的反射层。在有源区中所产生的辐射可以在反射层上被反射，由此防止在从有源区来看设置在反射层之后的结构(如支承体)中的吸收。半导体芯片3的效率因此可被提高。例如，反射层包含Au、Al、Ag、Pt、Ti或者具有这些材料中的至少一种的合金。Al和Ag在紫外和蓝色光谱区域中，Au在黄色、橙色和红色到红外光谱区域中具有特别高的反射性。此外，通过在反射层上的反射，提高了在半导体本体302的与反射层306对置的侧上出射的辐射的部分。
在另一优选的扩展方案中，在支承体301与反射层306之间设置有连接层307，借助连接层，半导体本体从反射层侧固定在支承体上。连接层307例如可以实施为焊接层。
图2中所示的半导体芯片3实施为薄膜半导体芯片，这意味着，在制造半导体芯片时去除生长衬底，在该生长衬底上例如曾借助外延生长了用于半导体芯片的半导体层序列。因此，支承体301特别是不同于生长衬底，并且不必满足对生长衬底的高要求，而是可以在其它对半导体芯片有利的特性方面、例如高导热性方面比较自由地选择。
优选地，支承体具有比较高的导热性。例如，支承体包含Ge。也可以应用GaAs支承体。
有源区303优选与第二接触部305通过导电的支承体、导电的连接层和导电的反射层以及半导体层序列导电相连。
如果支承体包含半导体材料，则该支承体优选被适当掺杂以提高导电性。
为了制造薄膜半导体芯片，例如首先在生长衬底上制造用于半导体本体302的半导体层序列。接着，在半导体层序列的背离生长衬底的侧上如借助气相淀积、尤其是溅射施加反射层。在反射层方面，具有半导体层序列和生长衬底的复合结构由此通过连接层307与支承体301相连，紧接着如借助刻蚀或者激光分离将生长衬底移除或者剥离。
薄膜半导体芯片，尤其是具有反射层的薄膜半导体芯片特色在于高效率。此外，薄膜半导体芯片还可以具有基本上相应于朗伯特辐射器的余弦形辐射特征。借助薄膜半导体芯片，尤其是具有含金属的反射层的薄膜半导体芯片，可以简化地实现实施为表面辐射器的半导体芯片。
此外，薄膜半导体芯片、如薄膜发光二极管芯片的特色还可以是以下典型特点：
-在包括有源区的半导体层序列、尤其是外延层序列的朝支承体元件(例如支承体301)的第一主面上，施加反射层，或者譬如作为布拉格反射器集成在半导体层序列中，反射层将在半导体层序列中所产生的辐射中的至少一部分反射回半导体层序列中；
-半导体层序列具有在20μm或者更小范围中的厚度，尤其是在10μm范围中的厚度，以及
-半导体层序列包含至少一个半导体层，半导体层具有至少一个面，该面具有混匀结构，混匀结构在理想情况下引起光在半导体层序列中的近似各态历经的分布，即混匀结构具有尽可能各态历经的随机散射特性。
例如在1993年10月18日I.Schnitzer等人所著的Appl.Phys.Lett.63(16)，2174-2176页中描述了薄膜发光二极管芯片的基本原理，其关于此的公开内容通过引用结合于此。
应该说明的是，自然不仅仅可以利用薄膜半导体芯片来实现照明装置，另外的半导体芯片、诸如其中未剥离生长衬底的半导体芯片也可以适于照明装置。当然，由于高的效率和可简化实现的、优选更多的直接对准光学元件的表面发射，所以薄膜半导体芯片是特别适合的。
在图3中示出了根据本发明的照明装置的辐射特征的例子。所示为依赖于与光轴所成的角度θ(以单位°表示)的相对强度(以百分比表示)。
在此所示的辐射特征是针对根据图1的、以光轴旋转对称地实施的光学元件2和根据图2的、距辐射入射面8以0.6mm的距离设置的半导体芯片3而确定的。
照明设备优选从光轴旁边尤其是在比较大的角度下发射辐射功率的大部分。优选地，在围绕光轴的凹面弯曲的部分区域中耦合输出的辐射功率具有特征的局部最小值，尤其是在0°到10°之间的角度范围中。
此外，照明装置优选在与光轴成80°到40°之间的角度范围内发射大于50％的、特别优选是大于60％的由半导体芯片所产生的辐射功率。
强度的最大值在大约70°。从与0°附近的区域相应的凹面部分区域5出发，随着角度增大(这相应于凸面弯曲的部分区域)，强度如根据幂函数，尤其是根据抛物线增加，并且在达到最大值之后陡峭下降。
图4以图4A至4F示出了特别适于根据本发明的照明装置的光学元件2的不同的示意性视图。在此，图4A示出了从下面看光学元件的辐射入射面8的斜视图，图4B示出了从上面看光学元件的辐射出射面4的斜视图，图4C示出了辐射入射面的俯视图，图4D示出了侧视图，图4E示出了沿着图4C中的线E-E的截面视图，而图4F示出了沿图4C中的线F-F的截面视图。
光学元件基本上相应于图1中所示的光学元件。与根据其中基本上示出光学元件2的光学功能区域的图1的光学元件不同，根据图4中所示实施例的光学元件2具有多个固定元件9和导向元件10。此外，光学元件还具有至少一个定向元件11，优选具有多个定向元件。
光学元件2特别是被构造为用于固定在单独的光电子部件上，该光电子部件具有照明装置的壳体和半导体芯片(对此参见图6、7和8)。
光学元件2辐射可透射地实施，并且例如包含辐射可透射的硅氧烷或者硅树脂。
光学元件必要时可以包含反应性树脂，例如丙烯酸树脂或者环氧树脂，和/或无硅氧烷地(silikonfrei)实施。必要时，光学元件可以包含热塑性材料或者由热塑性材料构成。
光学元件优选借助注塑、加压注塑或者压铸来制造。借助这些方法，也可以制造固定元件9、导向元件10和/或定向元件11。特别地，所述元件和光学元件可以一体式地构造。优选的是，光学元件没有底切(Hinterschneidung)。因此可以省去浇注工具中的高成本的闸阀(Schieber)。为了使光学元件从浇注工具中出模容易，固定元件9、导向元件10和/或定向元件11可以倾斜地实施，并且因此具有所谓的出模斜面(Entformungsschraegen)。
固定元件9、导向元件10和/或定向元件11优选设置在光学元件的辐射入射面8侧。
合乎目的的是，导向元件10这样地构造，使得在将光学元件2固定在光电子部件上时，在相对于光电子部件的相应的固定装置容易设置失调的情况下，固定元件滑入或者被导入光电子部件的相应固定装置中，或固定元件被输送给固定装置。对此，导向元件10在其背离辐射入射面的侧上倾斜地实施。导向元件对此具有倾斜部12。导向元件10在倾斜的区域中优选随着距辐射入射面8的距离增加而逐渐变细。优选地，导向元件10在一侧倾斜，优选在这样的侧上倾斜，该侧背离从辐射入射面侧形成光学元件2的边界的边13。
在根据图4的实施例中，固定元件9实施为单个的销。例如，固定元件被实施用于压配合，并且随着距辐射入射面8的距离增加而(优选连续地)逐渐变细。相应地，固定元件9的直径可以随着距辐射入射面8的距离增加而减小。
在辐射入射面8侧，光学元件2通过边13形成边界。导向元件10与固定元件9相比更接近边13地设置。因此有利地使光学元件在光电子部件上的固定变得容易，并且提高了具有光电子部件和固定在光电子部件上的光学元件的照明装置的整体稳定性。
固定元件优选分配有多个(例如两个)导向元件，由此，由于在光学元件安装时改进导向，从而有利地更进一步使光学元件在光电子部件上的固定变得容易。分配给固定元件的导向元件优选直接邻近固定元件地设置。
定向元件11有利地使光学元件在光电子部件上的安装变得容易，尤其使光学元件定向地插在该部件上变得容易。在安装工具中(为了安装在部件上可将光学元件插入该安装工具中)，可以设置有与定向元件对应的定向装置，尤其是为了机械稳定地、可松开地将光学元件固定在工具中，定向元件配合到定向装置中。因此可以保证在装配设备的安装工具中光学元件的、针对安装的预先给定的定向。优选地，定向元件突出于边13，由此尤其是形成用于工具的作用点并且简化了安装。
此外，在辐射入射面8的俯视图中，光学元件优选基本上圆形地构造。此外，在辐射入射面8的俯视图中，光学元件优选以图4C中的对称轴E-E和/或D-D轴对称地构造，和/或以辐射入射面的中点点对称地构造。
图5借助光学元件的辐射入射面8的示意性俯视图，示出了用于根据本发明的照明装置的光学元件2的另一实施例。
图5中所示的光学元件2基本上相应于图4中所示的元件。与图4不同的是，在根据图5的光学元件中省去了分离的定向元件。更准确地说，导向元件10部分也构造为定向元件11。有利的是，这样可以省去分离的定向元件11的构造。构造为定向元件的导向元件11优选突出于边13。
在图6中，示出了具有固定在光电子部件上的光学元件的、根据本发明的照明装置的第二实施例的示意性截面视图。
照明装置1具有光电子部件20，该光电子部件包括半导体芯片3。例如根据上述附图中之一构造的光学元件2借助固定元件9被固定在光电子部件20上。
为了固定光学元件，在光电子部件1中构造有固定装置201，固定元件9在固定的情况下配合到固定装置中。固定装置201优选构造为孔洞，孔洞从光电子部件的壳体203的第一主面202一直延伸到壳体的与第一主面202对置的第二主面204。这些孔洞尤其是完全穿透壳体。固定装置例如可以已在制造壳体时在壳体中预先成形。例如，固定装置以圆柱体方式地实施。固定装置必要时也可以构造为不完全穿透壳体的凹洞。
固定元件9为了固定而借助压配合来实施。对此，固定元件9优选随着距光学元件2的辐射入射面8的距离增加而逐渐变细。光学元件2被插到光电子部件上，其中固定元件9配合到固定装置201中。如果固定元件与壳体出现接触，则将一压力施加到固定元件上，随着将光学元件进一步挤入固定装置中，该压力这样地提高，使得光学元件最后借助压配合而机械稳定地固定在壳体203上。
固定在光电子部件20上的光学元件2的辐射入射面8优选与光电子部件、特别优选与壳体、尤其是壳体的第一主面202间隔。对此合乎目的的是，固定元件9在邻近辐射入射面8的区域中具有尤其是平行于第一主面的、与固定装置的横向伸展相比更大的横向伸展。
半导体芯片距光学元件、尤其是距光学元件的辐射入射面8的距离可以为1mm或者更小。0.6mm的距离证明是特别有利的。
应该说明的是，不仅仅是压配合适于将光学元件固定在光电子部件上。而且必要时，在将固定元件和/或固定装置适当改变的情况下，上面所介绍的方法、热配合、压制、热压制、热铆接或者粘合都可以应用。
对于热铆接，例如固定元件在引入固定装置之后在壳体203的第二主面204侧突出第二主面。在固定元件9的突出部分件中，接着固定元件这样地被加热，使得它至少在该部分区域中变得可流动。可流动的部分件形成(“流动”)到固定装置和/或壳体上，使得在固定元件冷却和凝固之后形成光学元件2在光电子部件20上的机械稳定的固定。必要时，在从第二主面侧邻接固定元件的区域中的壳体也可以被加热，使得壳体和可流动的固定元件熔在一起。
为了热铆接，固定装置201的横向伸展在第二主面侧优选大于固定元件9的伸展，并且尤其是朝第一主面202逐渐变细。在将固定元件引入固定装置之后，空出的并未被固定元件填满的固定装置的容积被确定用于容纳在加热固定元件之前突出第二主面的材料。对此，优选在邻接壳体的第二主面的区域中，固定装置被构造具有朝第一主面逐渐变细的如梯形的截面。在逐渐变细之后，固定装置可以基本上圆柱体形地朝着第一主面延伸。
此外，光学元件2可以横向地突出于壳体的侧面217。在突出的区域中，导向元件和/或定向元件可设置在辐射入射面8上，辐射入射面在该区域中没有光学功能(参考结合图4中所示的光学元件的实施形式)。
光电子部件20具有第一电连接导体205和第二电连接导体206。它们优选在壳体的不同侧面上从壳体中突出。连接导体用于电接触半导体芯片3。半导体芯片3可以借助第一连接导体205通过连接层207(如导电的粘合剂层或者焊接层)导电相连，和/或固定在第一连接导体上。半导体芯片优选通过接合线208导电地与第二连接导体206相连。
可以借助合适的成型材料、如塑料材料，特别是基于环氧或丙烯酸的材料、如反应性树脂，借助将引线框架包封(如借助注塑、加压注塑或者压铸方法)来制造光电子部件20，尤其是壳体，其中该引线框架包括两个连接件205和206。接着半导体芯片3可以与连接导体相连。光电子部件因此可以具有预先成形的壳，尤其是所谓的预制的封装。
优选地，壳体203具有腔209，在该腔中设置有半导体芯片3。此外，在腔209中可以设置有包封物质210，半导体芯片3嵌入到包封物质中。包封有利地保护半导体芯片3和接合线208以免受到有害的外部影响。例如，包封包含反应性树脂，如丙烯酸树脂或者环氧树脂、硅树脂或者硅氧烷。为了提高保护，包封优选是坚硬的。
此外，光电子部件可以构造用于产生混合颜色的、尤其是白色的光。对此，例如由半导体芯片产生的辐射的一部分激发尤其是颗粒状的、设置在包封物质210中的发光转换材料(例如发光材料)，用于发射长波辐射。由半导体芯片产生的辐射与由发光转换材料再发射的辐射混合，因此可以形成混合颜色的、尤其是白色的光。对于产生白色光，由半导体芯片产生的在蓝色光谱区域中的主辐射和由发光转换材料再发射的在黄色光谱区域中的辐射特别适合。
壳体203优选由反射良好的材料(如白色塑料)制造。为了进一步提高对于由半导体芯片产生的辐射的反射，腔壁可以用提高反射的材料、如金属来涂覆。与不带腔209的壳体相比，通过在腔壁上的反射，输送给用于射束成形的光学元件2的辐射的部分被有利地提高。
光电子部件还优选可表面安装(SMD：表面贴装部件(Surface MountableDevice))地构造。在表面安装时，例如连接导体205和206在连接导体205和206的焊接面211和212侧焊接在印刷电路板的印制导线(未示出)上。
如果光学元件2在安装光电子部件之前固定在该部件上，则具有光电子部件20和固定在该部件上的光学元件2的整个照明装置1可表面安装地实施。
在光学元件2与半导体芯片3之间设置有中间层14。中间层可以邻接包封210并且在辐射入射侧邻接光学元件。此外，中间层14还能够可塑性形变地实施。
有利的是，中间层的材料增附地(haftvermittelnd)实施，使得光学元件在光电子部件上的机械连接被有利地增强。
此外，中间层优选实施为折射率匹配层，相对于中间层不存在的情况，该折射率匹配层降低了由半导体芯片3产生的辐射在耦合输入到光学元件中之前所经受的折射率突变。例如，光学元件、中间层和包封物质可以这样地相互协调，使得相互邻接的材料的折射率、如包封的折射率对中间层的折射率或者中间层的折射率对光学元件的折射率彼此处于大约1.4∶1.6或者更小，譬如1.4∶1.48的情况。因此降低邻接面上的反射损耗。
优选地，包封、中间层和光学元件包含硅氧烷。这样可以简化地实现折射率匹配。
与中间层相比，包封和光学元件优选是坚硬的，即只有在显著更高的力消耗的情况下才可塑性变形地实施。
尤其合适的是一种中间层，该中间层包含硅胶，如Wacker Chemie公司的SilGel612，尤其是具有两种成分的混合比大约为1∶1(对此参照相应的数据表)。硅胶、尤其是SilGel612可以同时具有增附的作用，是可塑性形变的并且降低了折射率突变。如果包封和/或光学元件包含硅氧烷，则这是特别适合的。
中间层优选完全地覆盖包封210和辐射入射面8的光学上用于辐射耦合输入的区域，使得有利地使在邻接面上的反射损耗保持较小。
在加热时，中间层可以在构造在光学元件和壳体203的第一主面202之间的间隙15中伸展，由此在温度波动的情况下，有利地保持照明装置1、尤其是包封210和光学元件的机械负荷很小。
在图7中，参照图7A中的光电子部件的示意性透视俯视图和图7B中的部件的示意性透视截面视图，表示了特别适于照明装置的光电子部件。
例如在WO02/084749中描述了这种光电子部件，其公开内容明确地通过引用结合于本申请中。部件类似于具有型号名称LW W5SG的部件(制造商：Osram Opto Semiconductors GmbH)、与此同族的部件或者相同制造商的类似部件特别适合于作为光电子部件。
光电子部件20包括第一电连接导体205和第二电连接导体206，它们可以从光电子部件20的壳体203的不同侧面突出，并且例如波浪状地构造。
壳体203具有腔209，在该腔中设置有半导体芯片3，该半导体芯片嵌入包封210中。半导体芯片3例如借助焊接连接与连接导体205导电地相连。至第二连接导体206的导电连接通过接合线208建立。优选在腔209的壁214的凸出213的区域中实现将接合线连接到第二连接导体206上。
半导体芯片3设置在热连接件215上，该连接件起到芯片支承体的作用。热连接件在垂直方向上优选从腔延伸到壳体203的第二主面204，并且尤其是相对于在热连接件上的芯片安装面，使得将半导体芯片3在第二主面侧大面积地热连接到外部导热装置、如冷却体(例如由Cu构成)变得容易。因此，尤其是在部件作为具有高功率半导体芯片的高功率部件、如薄膜半导体芯片(参看结合图2所描述的半导体芯片)工作的情况下，可以有利地降低壳体的热负荷。在同时由于热连接件而有利地改进散热的情况下，光电子部件可被构造用于产生高辐射功率。这种光电子部件特别适于面的照明，如显示装置如LCD的背景照明。
热连接件例如被编于第一连接导体205的连接板(Lasche)中，或者另外与第一连接导体尤其是导电地和/或机械地横向圆周侧相连接。被设置用于与接合线208接触的第二连接导体206优选地关于热连接件215上的半导体芯片3的芯片安装平面而被升高。因此，腔壁的可供辐射的反射使用的面被有利地保持得大。此外，热连接件本身可以具有反射作用地实施，并且因此有利地形成腔的底部和/或者壁的一部分。此外，热连接件可以在第二主面侧从壳体中突出，或者基本上与壳体一同平齐地结束。例如，热连接件包含高导热性的金属，如Cu或者Al，或者包含合金，譬如CuW合金。
具有两个连接导体205和206以及热连接件215的引线框架可在制造这种光电子部件时以合适的浇注方法(如注塑方法)用壳体材料成形。在制造壳体之后，半导体芯片设置在预模制的壳体上或者壳体内。热连接件215优选具有一个或者多个凸出或者拱形216地构造，由此改进了热连接件至壳体上的机械连接，并且因此提高了光电子部件的整体稳定性。
在壳体的第一主面202侧构造固定装置201，该固定装置设置用于固定光学元件，其中光学元件如可以根据上述实施例那样地实施。为了将光学元件固定在壳体203上，例如可以设置有四个固定装置201，这些固定装置使光学元件在部件上的机械上稳定的固定变得容易。合乎目的的是，固定装置201设置在壳体203的第一主面202的角区域中。
图8以图8A至8D示出了光电子部件和根据本发明的照明装置的实施例的不同的示意性视图。图8A示出了光电子部件的侧视图，图8B示出了光电子部件20的俯视图，图8C示出了从上面看的光电子部件的斜俯视图，并且图8D示出了具有固定在光电子部件上的光学元件2的照明装置1的侧视图。图8中所示的光电子部件20例如根据与图7结合所描述的部件来实施。
根据图8不同于此的是，在设置在腔209中的包封物质210上譬如水滴状地或者半球状地设置有用于中间层14的材料，其中包封物质优选包含坚硬的保护半导体芯片和接合线208的材料。用于中间层的材料的直径B优选小于腔209的直径A。中间层14的材料在此优选可塑性变形地构造。例如，该材料包含硅胶，譬如上面所提的类型的硅胶。中间层的材料在可流动的相中被施加到(譬如滴到)光电子部件上，尤其是包封物质210上。优选的是，该材料随后被转换到固态的但还可塑性形变的相中。对此，光电子部件可被加热，例如加热到140度的温度，并且在施加之后，被施加的中间层的材料立刻由于温度而引起至少部分这样交联，使得其形状稳定且可形变。
用于中间层11的材料优选突出于壳体203的第一主面202。如果光学元件2(譬如图4中所示的光学元件)从第一主面202这一侧插到光电子部件20上，并且随后继续压，则辐射入射面8会与中间层14的材料出现接触。所施加的压力横向地尤其是在平行于壳体的第一主面的方向上分配给材料。对此，中间层14被构造，该中间层与包封210和光学元件形成直接机械接触。优选地，腔209在横向方向上完全被中间层覆盖。通过中间层14这样大的横向伸展，改进了半导体芯片至光学元件的光学上的连接。
导向元件10横向地设置在壳体的侧面217旁。优选地，导向元件摩擦配合地连接到壳体上。由此，提高了固定在光电子部件上的光学元件的机械稳定性和照明装置1的整体稳定性。
本专利申请要求2005年2月28日的德国专利申请DE 10 2005 009067.2和2005年5月4日的DE 10 2005 020908.4的优先权，它们的公开内容通过引用结合于此。
本发明并不受参照实施例的说明限制。更准确地说，本发明包括任何新的特征以及这些特征的新的组合，这尤其是包含权利要求中的特征任意组合，即使这些特征或者组合本身并未明确地在专利权利要求或者实施例中说明。

Claims (32)

1.一种照明装置(1)，包括
光电子部件(20)，所述光电子部件具有壳体(203)和至少一个设置用于产生辐射的半导体芯片(3)，
以及分离的光学元件(2)，该光学元件设置用于固定在所述光电子部件上并且具有光轴，其中
-所述光学元件具有辐射出射面(4)并且
-所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域(5)和距所述光轴一距离地至少部分环绕所述凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域(7)，其中所述光轴(6)穿过所述凹面弯曲的部分区域。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述半导体芯片(3)实施为薄膜半导体芯片。
3.一种照明装置(1)，包括
设置用于产生辐射的半导体芯片(3)和光学元件(2)，所述光学元件具有光轴(6)，其中
-所述半导体芯片实施为薄膜半导体芯片，
-所述光学元件具有辐射出射面(4)以及
-所述辐射出射面具有凹面弯曲的部分区域(5)和距所述光轴一距离地至少部分环绕所述凹面弯曲的部分区域的凸面弯曲的部分区域(7)，其中所述光轴(6)穿过所述凹面弯曲的部分区域。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置(1)包括光电子部件(20)，所述部件具有壳体(203)和所述半导体芯片(3)，其中所述光学元件(2)实施为分离的光学元件，并且所述光学元件设置用于固定在所述光电子部件上。
5.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，固定在所述光电子部件(20)上的所述光学元件(2)的光轴(6)穿过所述半导体芯片(3)。
6.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件(2)实施为关于所述光轴(6)旋转对称。
7.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述凸面弯曲的部分区域(7)具有这样的曲率，该曲率小于所述凹面弯曲的部分区域(5)的曲率。
8.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述凸面弯曲的部分区域(7)具有这样的面积，该面积大于所述凹面弯曲的部分区域(5)的面积。
9.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述凸面弯曲的部分区域(7)具有第一区域(71)和第二区域(72)，其中所述第一区域的曲率小于所述第二区域的曲率。
10.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述壳体(203)被预先制造并且所述半导体芯片(3)事后设置在所述壳体上。
11.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光电子部件(20)具有尤其是用所述壳体(203)成型的引线框架。
12.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光电子部件(20)、尤其是所述引线框架具有第一电连接件(205)、第二电连接件(206)和热连接件(215)。
13.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光电子部件(20)实施为可表面安装的部件。
14.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述半导体芯片(3)包括设置在支承体(301)上的半导体本体(302)，而所述半导体本体具有半导体层序列。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述支承体(301)不同于所述半导体层序列的生长衬底。
16.根据权利要求14或15所述的照明装置，其特征在于，在所述半导体本体(302)上，尤其是在所述半导体本体与所述支承体(301)之间设置有反射层(306)。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述反射层(306)包含金属。
18.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件(2)具有至少一个固定元件(9)，并且所述固定元件设置用于将所述光学元件固定在所述光电子部件(20)上。
19.根据权利要求18所述的照明装置，其特征在于，所述光电子部件(20)、尤其是所述壳体具有至少一个固定装置(201)，并且所述固定元件(9)啮合进所述光电子部件(20)的固定装置中，用于固定所述光学元件(2)。
20.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件(2)被设置用于借助压配合、热压配合、压制、热压制、热铆接或者粘合固定在所述光电子部件(20)上。
21.根据权利要求18至20中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述光学元件(2)具有至少一个导向元件(10)，与所述固定元件相比，所述导向元件的设置更接近于形成所述光学元件(2)在所述固定元件一侧的边界的边(13)。
22.根据权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述导向元件(10)在背离所述边(13)的侧上倾斜地实施。
23.根据权利要求18和21所述的照明设备，其特征在于，所述光学元件(2)具有多个固定元件(9)和导向元件(10)，并且所述导向元件的数量大于所述固定元件的数量。
24.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，在固定在所述光电子部件(20)上的光学元件(2)与所述半导体芯片(3)之间设置有中间层(14)。
25.根据权利要求24所述的照明装置，其特征在于，所述中间层(14)可塑性变形。
26.根据权利要求24或者25所述的照明装置，其特征在于，所述中间层(14)包含硅氧烷，尤其是硅胶。
27.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，在固定在所述光电子部件(20)上的光学元件(2)与所述光电子部件之间，尤其是在所述壳体的朝所述光学元件(2)的侧与所述辐射入射面之间构造有间隙(15)。
28.根据权利要求27所述的照明装置，其特征在于，所述间隙(15)设置为用于在所述中间层(14)膨胀时容纳所述中间层的缝隙。
29.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述半导体芯片(3)嵌入包封(210)中。
30.根据权利要求24和29所述的照明装置，其特征在于，所述中间层(14)邻接所述包封(210)和所述光学元件(2)。
31.根据权利要求24至30中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述中间层(14)构造为折射率匹配层。
32.根据上述权利要求中的至少一项所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置设置用于显示装置譬如LCD的背景照明。
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