CN109155348A - 辐射发射组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辐射发射组件（101、201）。该组件具有辐射源，该辐射源具有用于产生辐射的至少一个半导体层序列（120、220）；布置在辐射源的下游的光导纤维器件（130、230）和布置在光导纤维器件的下游的用于转换辐射的转换元件（140、240）。来自辐射源的辐射可以经由发射区域（125、225）发射并投入到光导纤维器件（130、230）中。来自光导纤维器件（130、230）的辐射可以经由输入区域（141、241）被投入到转换元件（140、240）中。辐射源的发射区域（125、225）大于转换元件（140、240）的输入区域（141、241）。

Description

辐射发射组件
技术领域
本发明涉及辐射发射组件。该组件包括用于生成辐射的至少一个半导体层序列和用于辐射转换的转换元件。
本专利申请要求德国专利申请10 2016 109 308.4的优先权，其公开内容通过引用并入于此。
背景技术
辐射发射组件可以包括半导体芯片和布置在该半导体芯片上的转换元件，该半导体芯片包括用于生成辐射的半导体层序列。可以借助于转换元件至少部分地转换由半导体芯片的半导体层序列生成的辐射。在穿过转换元件之后，可以从转换元件发射可以包括已转换和未转换的辐射部分的辐射。
取决于辐射发射组件的应用，一个要求可以在于实现具有高亮度的辐射发射。这可以通过半导体芯片的例如电流密度为3A/mm2的高电流操作来实现，这要预先假定半导体芯片的设计和组件的设计适合于该高电流操作。取决于边界条件，高电流方法可能是不合适的或不合需要的。
发明内容
本发明的目的在于说明一种改进的辐射发射组件。
该目的凭借根据权利要求1的辐射发射组件来实现。本发明的其他有利实施例在从属权利要求中予以说明。
根据本发明的一个方面，提出了一种辐射发射组件。所述组件包括辐射源，所述辐射源包括用于生成辐射的至少一个半导体层序列，安置在所述辐射源的下游的光波导器件，以及安置在所述光波导器件下游的用于辐射转换的转换元件。经由发射表面，辐射可以从所述辐射源发射并耦合到所述光波导器件中。经由输入表面，辐射可以从所述光波导器件耦合到所述转换元件中。所述辐射源的所述发射表面大于所述转换元件的所述输入表面。
在所述辐射发射组件的情况下，辐射源位于输入侧，而转换元件位于光波导器件的输出侧。光波导器件光学连接到辐射源的发射表面并且光学连接到转换元件的输入表面。在组件的操作期间，由辐射源生成的初级辐射可以经由其发射表面发射并且耦合到光波导器件中。借助于光波导器件，辐射可以被进一步引导到转换元件并且经由其输入表面而耦合到转换元件中。可以借助于转换元件至少部分地转换耦合进入的辐射。在穿过转换元件之后，可以从转换元件发射可以包括初级和次级（即未转换和已转换的）辐射部分的辐射。
布置在辐射源和转换元件之间的光波导器件提供了以高效率将辐射源生成的辐射引导到转换元件并将所述辐射引入转换元件中的可能性。由于辐射源的发射表面大于转换元件的输入表面，因此来自辐射源的辐射可以在该过程期间集中在转换元件上。因此，可以实现具有高亮度的来自转换元件的辐射发射。通过在转换元件中发生的辐射转换并且因此通过超越了光学扩展量的守恒，可以促进这种效果，该辐射转换可以包括在所有可能的空间方向上吸收初级辐射和再次发射次级辐射。因此，所提出的辐射发射组件的构造使得可以在不施加高电流条件的情况下提供高亮度。为了实现高亮度，可以以通常的电流密度来操作辐射发射组件。
下面更具体地描述可以考虑用于辐射发射组件的其他可能的细节和实施例。
辐射源的发射表面大于转换元件的输入表面的特征涉及相关表面的横向维度尺寸。这里忽略了扩大表面积的配置，诸如例如表面结构或表面粗糙度。
可以以这样的方式配置组件：使得在平面图考虑中光波导器件或光波导器件的后侧区域至少覆盖辐射源的整个发射表面。结果，可以经由整个发射表面有效地发射辐射源的辐射并且将该辐射耦合到光波导器件中。以相同的方式，在平面图考虑中，转换元件的输入表面可以被光波导器件或光波导器件的前侧区域完全覆盖或重叠，使得来自光波导器件的辐射可以有效地耦合到转换元件中。
如果辐射源的发射表面明显大于转换元件的输入表面，则可以清楚地证明实现高亮度。在这个意义上，根据一个实施例，规定：转换元件的输入表面和辐射源的发射表面包括至多75％的尺寸比。
一个可能的示例是尺寸比在50％的范围内。以这种方式，与在具有对应表面维度尺寸的生成辐射的半导体层序列上直接布置转换元件相比，可以实现20％至35％范围内的亮度增加。还可以提供小于50％的尺寸比，其结果是可以实现更高的亮度或亮度的增加。
光电辐射发射组件可以被用于例如汽车领域中。另一个应用示例是投影领域。
借助于转换元件，可以将由至少一个半导体层序列生成的初级辐射部分地或基本上完全地转换成一个或多个次级辐射。例如，初级辐射可以是蓝光辐射。在部分转换的情况下，可以将蓝光辐射例如部分地转换成黄光辐射，并且作为蓝光和黄光辐射叠加的结果，可以从转换元件发射白光辐射。例如，如果辐射发射组件用在前灯中，则可以考虑这种配置。在完全转换的情况下，可以将蓝光辐射基本上完全转换成例如绿光或红光辐射。
转换元件可以包括用于辐射发射的前侧辐射表面。与输入表面相对的辐射表面可以包括与输入表面相对应的尺寸。
转换元件可以由一种或多种转换材料构成。此外，转换元件可以是陶瓷转换元件。转换元件还可以包括基质材料，例如硅树脂材料或玻璃材料，并且其中嵌入包括一种或多种转换材料的颗粒。下面进一步更加详细地解释其他可能的配置。
在另一个实施例中，辐射源包括用于生成彼此相邻布置的辐射的多个半导体层序列。在每种情况下，可以经由辐射表面发射半导体层序列的辐射并且将该辐射耦合到光波导器件中。在这种情况下，辐射源的发射表面由半导体层序列的各个辐射表面组成。借助于该实施例可以促进在没有高电流条件的情况下实现高亮度。
辐射源的至少一个半导体层序列可以通过外延方法来产生。半导体层序列可以包括在其中可以生成辐射的有源区。
此外，辐射源的至少一个半导体层序列可以是辐射发射半导体芯片（例如发光二极管芯片（LED芯片））的一部分。取决于辐射发射组件的配置，光波导器件此外还可以由一个或多个半导体或发光二极管芯片构成。而且，至少一个半导体层序列可以直接连接到光波导器件，并且因此直接邻接光波导器件。此外还可以经由诸如硅树脂材料的透明连接介质将至少一个半导体层序列和光波导器件光学连接。在此上下文中可以采用下面解释的实施例。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括单个辐射发射半导体芯片。半导体芯片被配置为体积发射倒装芯片。半导体芯片包括辐射源的至少一个半导体层序列和辐射透射芯片衬底。光波导器件由半导体芯片的辐射透射芯片衬底构成。
在上述实施例中，可以将至少一个半导体层序列布置在辐射透射芯片衬底上。结果，至少一个半导体层序列可以直接邻接芯片衬底并且直接光学耦合到芯片衬底。对于由至少一个半导体层序列构成的辐射源的发射表面，这以相同的方式成立。辐射透射芯片衬底例如可以由蓝宝石构成，使得半导体芯片可以是蓝宝石倒装芯片。
在半导体芯片包括多个半导体层序列的配置中，可以在辐射透射芯片衬底上彼此相邻地布置半导体层序列。在该设计中，其中发射表面由多个半导体层序列的辐射表面组成，半导体芯片可以被称为多发射器倒装芯片。
可以将转换元件布置在用作光波导器件的辐射透射芯片衬底上。在这种情况下，例如经由辐射透射连接材料（例如硅树脂材料或玻璃焊料），转换元件可以连接到并由此光学耦合到芯片衬底。
在另一个实施例中，在紧邻转换元件的区域中在半导体芯片的前侧并且相对于半导体芯片周向地布置反射材料。以这种方式，在这些位置处不会出现辐射，并且可以促进高亮度的实现。在该配置中，举例来说，可以在半导体芯片上提供反射涂层。反射涂层可以是单层，并且由电介质或金属材料构成。包括多个电介质子层和/或金属子层的多层涂层也是可能的。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括多个彼此相邻布置的辐射发射半导体芯片。多个半导体芯片被配置为体积发射倒装芯片。多个半导体芯片中的每个半导体芯片包括辐射源的半导体层序列和辐射透射芯片衬底。光波导器件包括多个半导体芯片的辐射透射芯片衬底。
在上述实施例中，每个半导体层序列可以被布置在相关联的辐射透射芯片衬底上，从而直接邻接相关的芯片衬底并且直接光学连接到芯片衬底。这对于半导体层序列的辐射表面以相同的方式成立，这些辐射表面形成由半导体层序列组成的辐射源的发射表面。例如，辐射透射芯片衬底可以由蓝宝石构成，使得半导体芯片可以是蓝宝石倒装芯片。
可以将转换元件布置在由多个半导体芯片的芯片衬底组成的光波导器件上。在这种情况下，例如经由辐射透射连接材料（例如硅树脂材料或玻璃焊料），转换元件可以连接到并由此光学耦合到光波导器件。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括布置在多个半导体芯片之间的辐射透射材料。可以归入光波导器件的辐射透射材料实现了半导体芯片的辐射透射芯片衬底之间的光学连接和串扰。辐射透射材料可以是硅树脂材料。
在另一个实施例中，在紧邻转换元件的区域中在多个半导体芯片的前侧并且相对于多个半导体芯片周向地布置反射材料。结果，在这些位置处不会出现辐射，并且可以促进高亮度的实现。例如，通过为多个半导体芯片提供反射涂层，可以实现反射配置。根据上述实施例，反射涂层可以被实现为单层或多层，并且也可以以电介质方式和/或金属方式来实现。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括多个彼此相邻布置的辐射发射半导体芯片。多个半导体芯片被配置为表面发射半导体芯片。多个半导体芯片中的每个半导体芯片包括辐射源的半导体层序列。以布置在多个半导体芯片上的光波导的形式配置光波导器件。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括单个辐射发射半导体芯片。半导体芯片被配置为表面发射半导体芯片。半导体芯片包括辐射源的半导体层序列。以布置在半导体芯片上的光波导的形式配置光波导器件。
在上述两个实施例中，可以与单个表面发射半导体芯片或与多个表面发射半导体芯片分开地制造光波导。可以以层状的方式或以表面光波导的形式实现光波导。光波导可以由辐射透射材料构成，例如蓝宝石或玻璃材料。光波导的表面可以是光学平面。光波导可以经由辐射透射连接材料（例如硅树脂材料）连接到并由此光学耦合到单个半导体芯片或多个半导体芯片。一个或多个半导体芯片的生成辐射的半导体层序列可以面向光波导。
可以将转换元件布置在光波导上。在这种情况下，例如经由辐射透射连接材料（例如硅树脂材料或玻璃焊料），转换元件可以连接到并因此光学耦合到光波导。
在另一种可能的配置中，光波导由辐射透射陶瓷材料构成。如果转换元件同样以陶瓷方式来实施，则可以以组合和共同制造的陶瓷元件的形式来实现光波导和转换元件。在这种情况下，转换元件可以直接邻接光波导并且直接光学连接到光波导。对于转换元件的输入表面，这以相同的方式成立。
单个表面发射半导体芯片或多个表面发射半导体芯片可以包括芯片衬底，在其上布置相关联的生成辐射的半导体层序列。芯片衬底可以不是辐射透射的。单个半导体芯片或多个半导体芯片此外还可以包括例如前侧接触部。在这样的配置中，如果合适的话，光波导可以包括与其协调的形状并且包括一个或多个切口，经由所述切口可以暴露一个或多个前侧接触部。
在另一个实施例中，在紧邻转换元件的区域中在光波导的前侧布置反射材料。取决于光波导的几何配置，也可以相对于光波导周向地提供反射材料。以这种方式，在这些位置处不会出现辐射，并且可以促进高亮度的实现。对于反射配置，可以向光波导提供例如反射涂层。也可以在辐射发射组件的诸如单个半导体芯片或多个半导体芯片的其他组成部分上提供的反射涂层，例如根据上述实施例可以被实现为单层或多层，并且也可以以电介质和/或金属的方式来实现。
光波导可以包括矩形横截面形状。在替代实施例中，光波导包括在转换元件的方向上逐渐变细的形状。以这种方式，可以以高效率将由辐射源生成的辐射引导到转换元件。逐渐变细的光波导的横截面可以包括例如梯形形状，并且整体上是截棱锥的形状。在另一种可能的配置中，光波导包括以部分弯曲的方式延伸的前侧。
在另一个实施例中，辐射发射组件包括热耦合到光波导的用于散发来自光波导的热量的至少一个散热元件。该实施例提供了在辐射转换期间作为功耗产生的热能不仅经由单个半导体芯片或经由多个半导体芯片消散而且另外还经由至少一个散热元件消散的可能性。结果，可以使得具有高可靠性和长寿命的辐射发射组件的操作成为可能。
至少一个散热元件可以由金属材料构成。可以将光波导布置在至少一个散热元件上或者布置在散热元件的支承表面上。为了避免吸收辐射，可以在该区域中提供反射层。反射层可以包括一个或多个镜面层，例如电介质和/或金属的镜面层。可以紧邻半导体芯片或者紧邻多个半导体芯片地布置至少一个散热元件。
在另一个实施例中，相对于转换元件周向地布置反射材料。以这种方式，不会相对于转换元件周向地出现辐射，并且可以实现的是仅经由转换元件的前侧辐射表面来发射辐射。在该配置中，举例来说，可以将反射涂层提供在转换元件上并且还提供在其他组成部分（例如光波导或光波导器件和/或至少一个半导体芯片）上。根据上述实施例，可以将反射涂层实现为单层或多层，并且还可以以电介质和/或金属的方式来实现。
关于上述在辐射发射组件的诸如转换元件和光波导或光波导器件的组成部分上使用反射材料，可以进一步考虑以下实施例。在该实施例中，辐射发射组件包括反射塑料材料，即包括嵌入在塑料材料中的反射颗粒的塑料材料，该塑料材料包围包括辐射源、光波导器件和转换元件的布置。根据上述配置，在这种情况下，一个或多个半导体芯片可以被反射塑料材料包围。转换元件的前侧辐射表面不会被塑料材料覆盖，经由该前侧辐射表面可以从转换元件发射辐射。反射塑料材料可以与转换元件的辐射表面齐平地终止，该反射塑料材料可以是例如硅树脂材料，该硅树脂材料包括包含在其中的TiO2颗粒。
可以单独地制造转换元件，并经由辐射透射连接材料将其固定在光波导器件或光波导上，如上所指出。关于陶瓷转换元件或包括具有嵌入式转换颗粒的基质材料的转换元件，可以考虑这种配置。其中以直接施加在光波导器件或光波导上的层的形式实现转换元件的配置也是可能的。举例来说，转换元件可以通过喷涂来制造。在该工艺中，举例来说，可以用包括一种或多种转换材料的颗粒喷射硅树脂材料。可替代地，施加包括一种或多种转换材料的颗粒以配置转换元件可以凭借例如电泳沉积来执行。
辐射发射组件此外还可以包括载体，在该载体上可以布置组件的上述组成部分，例如至少一个半导体芯片、反射塑料材料、至少一个散热元件等。载体可以例如是陶瓷载体。此外，载体可以包括电接触结构，单个半导体芯片或多个半导体芯片可以电连接到该电接触结构。
可以以这样的方式配置辐射发射组件：使得至少一个散射表面或结构位于辐射路径中。以这种方式，也可以实现对光学扩展量守恒的超越，并且从而可以促进高亮度的提供。仅仅转换元件就可以引起这种散射。就使用单独制造的光波导而言，可以采用包括粗糙表面的光波导。另一种可能的方法是使用包括粗糙表面的一个或多个半导体芯片。在蓝宝石倒装芯片的情况下，包括蓝宝石的芯片衬底可以在一侧处(在该侧上可以定位至少一个半导体层序列)包括结构（预构造的蓝宝石）。借助于包括反射颗粒的塑料材料也可以引起散射。
可以单独地或者彼此任意组合地采用在上面已经解释的和/或在从属权利要求中再现的本发明的有利配置和发展——除了例如在明确的从属或不兼容的替代方案的情况下。
附图说明
关联以下关联示意图更详细解释的示例性实施例的描述，本发明的上述属性、特征和优点以及实现它们的方式将变得更加清楚并且被更清楚地理解，其中：
图1示出了辐射发射组件的横向图，该组件包括体积发射倒装芯片、转换元件和反射塑料材料；
图2和图3示出了平面图，这些平面图示出具有不同数量的半导体芯片的来自图2中的组件的配置；
图4示出了另一辐射发射组件的横向图，该组件包括体积发射多发射器倒装芯片、转换元件和反射塑料材料；
图5和图6示出了示出来自图4中的组件的不同配置的平面图；
图7示出了另一辐射发射组件的横向图，该组件包括体积发射多发射器倒装芯片、转换元件和反射涂层；
图8示出了另一辐射发射组件的横向图，该组件包括表面发射半导体芯片、光波导、转换元件和反射塑料材料；
图9至图11示出了来自图8中的组件的组成部分的平面图；
图12至图14示出了根据替代配置的来自图8中的组件的组成部分的平面图；
图15示出了另一辐射发射组件的横向图，该组件包括表面发射半导体芯片、光波导、转换元件和反射塑料材料；
图16和图17示出了来自图15中的组件的组成部分的平面图；
图18和图19示出了包括光波导的另外的辐射发射组件的横向图，所述光波导包括在转换元件的方向上逐渐变细的横截面形状；
图20示出了包括散热元件的另一辐射发射组件的横向图；
图21和图22示出了来自图20中的组件的组成部分的平面图；
图23示出了包括表面发射半导体芯片的另一辐射发射组件的横向图，该表面发射半导体芯片仅包括后侧接触部；
图24和图25示出了示出来自图23中的组件的不同配置的平面图；
图26示出了包括体积发射倒装芯片的辐射发射组件的横向图；和
图27示出了包括表面发射半导体芯片的辐射发射组件的横向图。
具体实施方式
参考以下示意图描述光电辐射发射组件的可能配置。这些组件包括辐射源，该辐射源包括彼此相邻布置的一个或多个生成辐射的半导体层序列120、220，用于辐射转换的转换元件140、240和位于它们之间的光波导器件130、230、231、232。光波导器件130、230、231、232也可以被称为光波导腔，其光学连接到辐射源和转换元件140、240。以反射的方式配置光波导器件130、230、231、232的不用于光学耦合的侧面或表面区域。经由发射表面125、225，光辐射可以从辐射源发射出并且耦合到光波导器件130、230、231、232中。经由输入表面141、241，可以将来自光波导器件130、230、231、232的光辐射耦合到转换元件140、240中。这些组件被配置成使得由至少一个半导体层序列120、220组成的辐射源的发射表面125、225大于转换元件140、240的输入表面141、241。结果可以实现具有高亮度的来自转换元件140、240的光辐射的发射。在这种构造的情况下，可以避免高电流方法。
应该指出，这些附图本质上仅仅是示意性的并且不真是按比例的。在这个意义上，可以以夸大的尺寸或尺寸减小来图示出附图中所示出的组件部分和结构，以便提供更好的理解。以相同的方式，除了所示出和描述的组件之外，辐射发射组件还可以包括其他组件部分和结构。
图1示出了辐射发射组件101的横向截面图。在图2中示出了根据组件101的可能配置的组件101的组成部分的平面图。组件101包括载体170，在该载体上彼此相邻地布置多个辐射发射半导体芯片110，即根据图2中的配置中的两个。半导体芯片110是以体积发射倒装芯片的形式实现的LED芯片（发光二极管）。半导体芯片110中的每个半导体芯片包括辐射透射芯片衬底115，并且在该辐射透射芯片衬底上布置有用于生成辐射的半导体层序列120。由于倒装芯片的构造，半导体芯片110以这样的方式安装在载体170上：使得半导体层序列120位于面向载体170的后侧区域中，并且芯片衬底115位于半导体芯片110的背向载体170的前侧区域中。半导体芯片110包括矩形平面图形状。
半导体芯片110的构成辐射发射组件101的光波导器件130的芯片衬底115可以由蓝宝石构成。在该配置中，半导体芯片110是所谓的蓝宝石倒装芯片。可以通过外延方法制造的半导体芯片110的半导体层序列120中的每一个半导体层序列包括用于生成光辐射的有源区（未图示出）。在半导体芯片110的操作期间，可以经由半导体层序列120的辐射表面121发射在半导体层序列120中生成的光辐射，在图1中以虚线的方式指示所述辐射表面，从而将该光辐射直接耦合到直接邻接半导体层序列120的芯片衬底115中。
如图1中进一步所示，每个半导体芯片110包括在半导体层序列120上的两个后侧接触部117，经由所述后侧接触部117可以向半导体芯片110供应电能。经由接触部117，半导体芯片110电连接且机械连接到载体170的配合接触部。可以经由导电连接介质—例如焊料或导电粘合剂（在每种情况下都未图示出）—产生连接。例如，载体170可以是陶瓷载体。除了配合接触部之外，载体170还可以包括其他电结构（未图示出），例如导体轨道。
辐射发射组件101的另一组成部分是用于辐射转换的层状转换元件140，其被布置在包括芯片衬底115的光波导器件130上（参见图1）。转换元件140被配置为在组件101的操作期间至少部分地转换由半导体芯片110的半导体层序列120所生成的初级光辐射。转换元件140可以是例如陶瓷转换元件。此外，转换元件140可以经由辐射透射连接材料（未图示出）而光学耦合到包括芯片衬底115的光波导器件130。举例来说，转换元件140可以经由硅树脂材料接合到芯片衬底115上或者经由玻璃焊料焊接到芯片衬底115上。
如图1中所示，转换元件140包括矩形横截面形状，以及如上所示，如图2中所示的矩形平面图形状。转换元件140包括面向半导体芯片110的输入表面141和背向半导体芯片110的辐射表面142。转换元件140的输入表面141和辐射表面142的尺寸相等。输入表面141用于将辐射耦合到转换元件140中，而辐射表面142用于辐射发射。转换元件140具有这样的尺寸并且以这样的方式被定位在两个半导体芯片110上：使得转换元件140覆盖半导体芯片110之间的间隙，并且各半导体芯片110被转换元件140部分地覆盖相等的部分（参见图2）。
如图1中进一步所图示的，辐射发射组件101此外还包括在半导体芯片110之间的间隙中的辐射透射材料150。可以归于光波导器件130的辐射透射材料150可以例如是硅树脂材料。辐射透射材料150实现了半导体芯片110的辐射透射芯片衬底115之间的光学连接并因此实现半导体芯片110的辐射透射芯片衬底115之间的串扰。
辐射发射组件101的另一个组成部分是反射塑料材料160（仅在图1中示出），即包括嵌入在塑料材料160中的反射颗粒（未示出）的塑料材料160。塑料材料160被布置在载体衬底170上并包围包括半导体芯片110和转换元件140的布置。塑料材料160包括与包括半导体芯片110和转换元件140的布置相同的厚度，并且与转换元件140的辐射表面142齐平地终止。以这种方式，半导体芯片110在侧壁处和在紧邻转换元件140的区域中的前侧处被塑料材料160覆盖。转换元件140的侧壁也被塑料材料160包围。结果，在这些位置处不会出现辐射。转换元件140的前侧辐射表面142未被塑料材料160覆盖，使得辐射表面142可以用于辐射发射。
反射塑料材料160可以是例如硅树脂材料并且具有嵌入在其中的TiO2颗粒。此外，可以通过灌封或通过执行模制工艺而将塑料材料160施加在载体170上。
在辐射发射组件101的操作期间，半导体芯片110的半导体层序列120用作用于生成初级光辐射的辐射源。该辐射源包括由各个半导体层序列120的单独辐射表面121组成的发射表面125（参见图2）。在组件101的情况下，半导体芯片110的芯片衬底115——所述芯片衬底经由透明材料150而被光学连接——用作光波导器件130，经由发射表面125发射的初级光辐射可以耦合到该光波导器件130中。借助于光波导器件130，可以将辐射有效地进一步引导到转换元件140并且经由该转换元件的输入表面141而耦合到转换元件140中。借助于转换元件140，可以将耦合到转换元件140中的初级光辐射至少部分地转换成一个或多个次级光辐射。之后，可以从转换元件140的辐射表面142发射可以包括初级和次级辐射部分的辐射。根据图2中所示的配置，转换元件140的输入表面141和辐射表面142包括矩形平面图形状。根据半导体芯片110，半导体层序列120的辐射表面121也包括矩形平面图形状。
例如，由半导体芯片110的半导体层序列120生成的初级光辐射可以是蓝光辐射。此外，借助于转换元件140，可以将蓝色初级辐射部分地转换成黄色次级辐射。由于这些光辐射叠加的结果，可以生成白光辐射并从转换元件140的辐射表面142发射白光辐射。
参考图2变得清楚的是，由半导体层序列120构成的辐射源的发射表面125明显大于转换元件140的输入表面141。以这样的方式，可以将初级光辐射集中在转换元件140上。结果，以高亮度实现来自转换元件140的辐射表面142的辐射发射是可能的。
如果转换元件140的输入表面141和辐射源的发射表面125包括至多75％的尺寸比，则可以实现高亮度。在图2的平面图中图示出了输入表面141与发射表面125在50％的区域中的可能尺寸比。在这种情况下，转换元件140包括与半导体芯片110的横向维度尺寸相对应的横向维度尺寸。
尤其可以通过在转换元件140中发生的辐射转换来促进具有高亮度的辐射发射，这可以包括在所有可能的空间方向上吸收初级辐射以及再次发射次级辐射。此外，在辐射路径中发生的散射效应是有利的。例如，可以在转换元件140中发生散射。反射塑料材料160也可以引起散射。此外，半导体芯片110的芯片衬底115可以在半导体层序列120所在的一侧以结构化的方式进行配置（预构造的蓝宝石），这同样可以导致散射（未图示出）。
辐射发射组件101的构造实现了具有高亮度的辐射发射而无需高电流方法，也就是说无需用例如3A/mm2的高电流密度操作半导体芯片。相反，例如用1.5A/mm2的电流密度操作组件101的半导体芯片110是可能的，并且就此而言，仅针对这样的操作模式设计半导体芯片110是可能的。
下面描述可以被考虑用于辐射发射组件及其组成部分的可能的变型和修改。在下面不再详细描述对应的特征和优点以及相同的和相同作用的组成部分。相反，就此而言，参考以上描述以获得细节。此外，关于组件的一种配置所提及的各方面和细节也可以关于另一种配置而被采用，并且两种或更多种配置的特征可以彼此组合。
可以用更大数量的体积发射半导体芯片实现辐射发射组件。为了示例性说明，图3中的平面图示出了图1中的横截面中所示的组件101的一种可能配置，其中将四个半导体芯片110以矩形的布置彼此相邻地定位在载体170上。相对于包括四个半导体芯片110的芯片布置而居中定位转换元件140，使得各半导体芯片110被转换元件140部分地覆盖了相等的部分。辐射透射材料150以对应的方式位于半导体芯片110之间（参见图1），使得在四个半导体芯片110的辐射透射芯片衬底115之间产生光学连接。此外，包括四个半导体芯片110和转换元件140的该布置以这样的方式被反射塑料材料包围：使得仅转换元件140的辐射表面142未被覆盖（参见图1）。
在如图3中所示的辐射发射组件101的配置的情况下，在转换元件140的输入表面141与辐射源的发射表面125之间的尺寸比存在于25％的区域中。在这种情况下，发射表面125由四个半导体芯片110的半导体层序列120的单独辐射表面121组成。
图4示出了另一辐射发射组件102的横向截面图。代替多个半导体芯片，组件102包括呈体积发射倒装芯片形式的单个LED芯片111，所述LED芯片被布置在载体衬底170上。辐射发射半导体芯片111包括例如包括蓝宝石的辐射透射芯片衬底115，以及在芯片衬底115上彼此相邻布置的多个半导体层序列120。这样的半导体芯片111也可以被称为多发射器倒装芯片。用于多个半导体层序列120的公共芯片衬底115构成组件102的光波导器件130。芯片衬底115可以在半导体层序列110所在的一侧以结构化方式（未图示出）进行配置。
以这样的方式将辐射发射组件102的半导体芯片111安装在载体170上：使得半导体层序列120位于面向载体170的后侧的区域中，并且芯片衬底115位于半导体芯片111的背向载体170的前侧的区域中。图5中的平面图示出了组件102和半导体芯片111的一种可能配置，其中半导体芯片111包括两个半导体层序列120。半导体芯片111及其半导体层序列120包括矩形平面图形状。
在半导体芯片111的操作期间，在半导体层序列120中生成的光辐射可以经由半导体层序列120的辐射表面121发射，并从而直接耦合到直接邻接半导体层序列120的芯片衬底115中。在图4中，为了更好地阐明，即用虚线和用点线不同地图示出了半导体层序列120的各种辐射表面121。
如图4中进一步所示，半导体芯片111包括在每个半导体层序列120上的两个后侧接触部117，经由所述后侧接触部117可以向半导体层序列120供应电能。半导体芯片111经由接触部117电连接且机械连接到载体170的配合接触部，其中经由导电连接介质（未图示出）产生连接。
辐射发射组件102的进一步构造对应于组件101的构造。在这方面，组件102包括用于辐射转换的层状转换元件140，其被布置在用作光波导器件130的芯片衬底115上。转换元件140可以经由辐射透射连接材料（未图示出）而被光学耦合到芯片衬底115。在图5中所示的配置的情况下，转换元件140具有这样的尺寸并且以这样的方式被定位在半导体芯片111上：两个半导体层序列120被转换元件140部分地覆盖相等的部分。
辐射发射组件102的另一组成部分是反射塑料材料160，仅在图4中示出。塑料材料160被布置在载体170上并以这样的方式包围包括半导体芯片111和转换元件140的布置：半导体芯片111在侧壁处以及在紧邻转换元件140的区域中的前侧处被塑料材料160覆盖，并且转换元件140也在侧壁处被塑料材料160覆盖。转换元件140的前侧辐射表面142未被覆盖。
在辐射发射组件102的操作期间，半导体芯片111的半导体层序列120用作用于生成初级光辐射的辐射源。辐射源包括由半导体芯片111的各个半导体层序列120的单独辐射表面121组成的发射表面125（参见图5）。可以将经由发射表面125发射的初级光辐射耦合到半导体芯片111的芯片衬底115中，所述芯片衬底用作光波导器件130，并且借助于芯片衬底115可以进一步将该初级光辐射引导到转换元件140并且经由输入表面141耦合到转换元件140中。借助于转换元件140，可以将初级光辐射至少部分地转换成一个或多个次级光辐射。之后，可以从转换元件140的辐射表面142发射可以包括初级和次级辐射部分的辐射。初级光辐射可以是蓝光辐射，其借助于转换元件140而被部分地转换成黄色次级辐射，使得可以从转换元件140发射白光辐射。
在辐射发射组件102的情况下，由半导体层序列120构成的辐射源的发射表面125同样明显大于转换元件140的输入表面141，使得辐射可以以高亮度从转换元件140的辐射表面142发射出去。结果，不是在高电流的条件下而是例如可以以1.5A/mm2的电流密度操作半导体芯片111或其半导体层序列120。图5中的平面图示出了输入表面141与发射表面125在50％的区域中的可能尺寸比。在这种情况下，转换元件140包括与半导体层序列120的横向维度尺寸相对应的横向维度尺寸。
辐射发射组件102的半导体芯片111可以配置有更大数量的半导体层序列120。图6以平面图示出了组件102的另一种可能配置，其中半导体芯片111包括以矩形方式彼此相邻布置的四个半导体层序列120。将转换元件140居中布置在半导体芯片111上，使得四个半导体层序列120被转换元件140部分地覆盖相等的部分。根据图6，在转换元件140的输入表面141与由四个半导体层序列120组成的辐射源的发射表面125之间的尺寸比存在于25％的区域中。
辐射发射组件不仅可以配置有反射塑料材料。为了示例性说明，图7示出了另一辐射发射组件103的横向截面图。组件103包括与组件102的构造相当的构造，其中多发射器倒装芯片111被布置在载体170上，并且转换元件140布置在该多发射器倒装芯片111上。代替塑料材料160，组件103包括反射涂层161，其覆盖半导体芯片111的侧壁以及在紧邻转换元件140的区域中的前侧，并且还覆盖转换元件140的侧壁。以这种方式，在这些位置处不会出现辐射。转换元件140的辐射表面142未被覆盖，因此其可用于辐射发射。
反射涂层161可以被配置为单层，并且例如是电介质层或金属镜面层。多层配置（未图示出）也是可能的，其中涂层161可以包括一个在另一个之上布置的多个电介质层和/或金属镜面层。
对于图1中的辐射发射组件101，可以以对应的方式考虑具有反射涂层161而不是塑料材料160的修改配置（未图示出）。在这种情况下，半导体芯片110在侧壁处以及在紧邻转换元件140的区域中的前侧处被反射涂层161覆盖，并且转换元件140也在侧壁处被所述反射涂层覆盖。
辐射发射组件不仅可以用体积发射倒装芯片来实现，而且可以用表面发射半导体芯片实现。参考以下附图更详细地解释可能的配置。
图8示出了另一辐射发射组件201的横向截面图。为了进一步说明，图9至图11示出了根据可能配置的组件201的组成部分的平面图。组件201包括载体270，在载体270上彼此相邻地布置多个辐射发射半导体芯片210，即如图9中所示的两个。半导体芯片210是表面发射LED芯片。每个半导体芯片210包括芯片衬底215，并且在该芯片衬底上布置有用于生成辐射的半导体层序列220。以这样的方式将半导体芯片210安装在载体270上：使得半导体层序列220位于背向载体270的前侧区域中，并且芯片衬底215位于半导体芯片210的面向载体270的后侧区域中。半导体芯片210包括矩形平面图形状。在图9中所示的配置的情况下，这也适用于半导体层序列220。
半导体芯片210的芯片衬底215不是辐射透射的。此外，可以以导电的方式配置芯片衬底215。布置在芯片衬底215上的半导体层序列220可以通过外延方法制造，每个半导体层序列220包括用于生成光辐射的有源区（未图示出）。在半导体芯片210的操作期间，可以经由前侧辐射表面221发射半导体层序列220中生成的光辐射。辐射表面221以对应于半导体层序列220的方式包括矩形平面图形状。与上述配置的情况一样，半导体层序列220一起构成辐射源，该辐射源包括由各个半导体层序列220的单独辐射表面221组成的发射表面225（参见图9）。
在图8中所示的配置的情况下，每个表面发射半导体芯片210此外还包括前侧接触部217和后侧接触部（未图示出），通过所述接触部可以向半导体芯片210供应电能。在半导体芯片210的情况下，将前侧接触部217横向紧邻生成辐射的半导体层序列220地布置在芯片衬底215上。在该设计中，半导体芯片210可以是例如UX：3芯片（Osram OptoSemiconductors的产品名称）。经由接合线275（仅在图8中示出）将半导体芯片210的前侧接触部217电连接到载体衬底270的配合接触部（未图示出）。
图9中的平面图图示出了接触部217的条形实施例，其在这种配置中也可被称为杆接触部。在这种情况下，半导体芯片210此外还以这样的方式相对于彼此进行定位：使得接触部217位于包括两个半导体芯片210的芯片布置的相对的侧上。
将半导体芯片210的后侧接触部（未图示出）布置在半导体芯片210的芯片衬底215上的后侧区域中。经由后侧接触部，半导体芯片210电连接且机械连接到载体270的另外的配合接触部。可以经由导电连接介质—诸如例如焊料或导电粘合剂（在每种情况下都未图示出）—产生连接。载体270可以是例如陶瓷载体，除了配合接触部之外，该载体还可以包括其他电结构（未图示出），例如导体轨道。
代替例如在上述包括体积发射倒装芯片的组件的情况下存在的包括一个或多个芯片衬底的光波导器件，图8中所示的辐射发射组件201包括与半导体芯片210分开制造的光波导230。光波导230由辐射透射材料构成，例如由蓝宝石或玻璃材料构成。光波导230被实现为层状表面光波导，其在当前情况下包括矩形横截面形状。
将光波导230布置在半导体芯片210上。在这种情况下，光波导230光学连接到半导体芯片210的生成辐射的半导体层序列220，并因此经由辐射透射材料250光学连接到辐射表面221。以这种方式，在半导体芯片210的半导体层序列220中生成的光辐射可以经由其辐射表面221发射并且耦合到光波导230中。如图8中所示，辐射透射材料250不仅可以被布置在光波导230和半导体芯片210之间，还可以被布置在半导体芯片210自身之间。例如，辐射透射材料250可以是硅树脂材料。
图10中的平面图示出了包括矩形平面图形状的光波导230的配置。光波导230具有这样的尺寸并且以这样的方式被定位在两个半导体芯片210上：使得光波导230完全覆盖半导体层序列220的辐射表面221，并且因此覆盖由辐射表面221组成的发射表面225。
辐射发射组件201此外还包括用于辐射转换的层状转换元件240，其被布置在光波导230上（参见图8）。借助于转换元件240，可以至少部分地转换在组件201的操作期间由半导体芯片210的半导体层序列220生成的初级光辐射。例如，转换元件240可以是陶瓷转换元件。此外，经由辐射透射连接材料（未图示出）—例如硅树脂材料或玻璃焊料，可以将转换元件240连接到并由此光学耦合到光波导230。
转换元件240包括矩形横截面形状，并且如图11中的平面图所示具有矩形平面图形状。转换元件240包括用于耦合入辐射的输入表面241，所述输入表面面向光波导230，以及背向光波导230的用于辐射发射的辐射表面242。输入表面241和辐射表面242尺寸相等并且从上面看是矩形。转换元件240具有这样的尺寸并且以这样的方式被布置在光波导230上：使得转换元件240覆盖半导体芯片210之间的间隙，并且半导体芯片210被转换元件240部分地覆盖相等的部分（参见图11）。
辐射发射组件201的另一组成部分是塑料材料260（仅在图8中示出），其包括嵌入在其中的反射颗粒（未图示出）。反射塑料材料260被布置在载体270上并且包括与包括半导体芯片210、光波导230和转换元件240的布置相同的厚度。塑料材料260与转换元件240的辐射表面242齐平地终止。布置210、230、240以这样的方式被塑料材料260包围：使得半导体芯片210的侧壁和前侧接触部217的区域、光波导230的侧壁和紧邻转换元件240的区域中的前侧、以及转换元件240的侧壁被塑料材料260覆盖。结果，在光波导230和转换元件240的这些位置处不会出现辐射。转换元件240的前侧辐射表面242未被覆盖。
根据上述配置，塑料材料260可以是例如包含嵌入在其中的TiO2颗粒的硅树脂材料。此外，可以例如通过灌封或通过执行模制工艺而将塑料材料260施加在载体衬底270上。
在辐射发射组件201的操作期间，半导体芯片210的半导体层序列220用作用于生成初级光辐射的辐射源。初级光辐射可以经由由辐射表面221组成的发射表面225（参见图9）而被发射并且耦合到光波导230中。借助于光波导230，可以将辐射有效地进一步引导到转换元件240并且经由其输入表面241而耦合到转换元件240中。借助于转换元件240，初级光辐射可以至少部分地转换成一个或多个次级光辐射。之后，可以从转换元件240的辐射表面242发射可以包括初级和次级辐射部分的辐射。初级光辐射可以是蓝光辐射，借助于转换元件240，可以将蓝光辐射部分地转换成黄色次级辐射，使得可以从转换元件240发射白光辐射。
在辐射发射组件201的情况下，由半导体层序列220构成的辐射源的发射表面225同样明显大于转换元件240的输入表面241，使得可以从转换元件240的辐射表面242发射具有高亮度的辐射。因此可以避免高电流方法。半导体芯片210可以例如以1.5A/mm2的电流密度加以操作，并且仅被设计用于这种操作模式。图9、图11示出了输入表面241与发射表面225在50％的区域中的可能尺寸比。在这种情况下，转换元件240包括与半导体层序列220的横向维度尺寸相对应的横向维度尺寸。
还在辐射发射组件201的情况下，可以通过辐射转换机制以及通过散射效应（例如在转换元件240中引起以及由塑料材料260引起）来促进高亮度的实现。关于引起散射，可以另外考虑使用包括粗糙表面的光波导230。此外，使用在辐射表面221的区域中包括粗糙表面的半导体芯片210是可能的（在每种情况下都未图示出）。
辐射发射组件可以被实现为具有更大数量的表面发射半导体芯片。图12至图14中的平面图示出了图8中的横截面中图示出的组件201的一种可能配置的组成部分，其中将四个半导体芯片210以矩形布置彼此相邻地定位在载体270上。在所示的配置中，半导体芯片210此外还包括不同于图9至图11的构造。在这种情况下，不是以条形方式配置半导体芯片210的前侧接触部217，而是每个半导体芯片210的前侧接触部217都位于相关半导体芯片210的拐角区域中。考虑该实施例，半导体芯片210的半导体层序列220以及因此的辐射表面221（在平面图中为矩形）的每一个都包括与具有针对相关联接触部217的切口的矩形不同的平面图形状。半导体芯片210以这样的方式相对于彼此定位：使得接触部217位于包括四个半导体芯片210的芯片布置的拐角处（参见图12）。
如图13中所示，布置在半导体芯片210上的光波导230包括这样的平面图形状：该平面图形状与该半导体芯片协调并且不同于在拐角处具有切口235以用于暴露半导体芯片210的前侧接触部217的矩形。还在该配置中，光波导230具有这样的尺寸并且以这样的方式被定位在半导体芯片210上：使得半导体层序列220的辐射表面221以及因此的在这种情况下由四个辐射表面221组成的发射表面225完全被光波导230覆盖。
如图14中所示，相对于光波导230和四个半导体芯片210居中地布置转换元件240，使得半导体芯片210被转换元件240部分地覆盖相等的部分。在这里示出的配置的情况下，在转换元件240的输入表面241与由四个半导体层序列220组成的辐射源的发射表面225之间的尺寸比存在于25％的区域中。
图15示出了另一辐射发射组件202的横向截面图。组件202包括与组件201的构造相当的构造，其横截面为三个而不是两个半导体芯片210。图16、图17中的平面图示出了根据组件202的可能配置的组成部分。在这种情况下，组件202包括彼此相邻地布置成两行的总共六个半导体芯片210，每行包括三个半导体芯片210。此外，还使用包括矩形半导体层序列220和辐射表面221并且包括条形前侧接触部217的半导体芯片210的配置。半导体芯片210以这样的方式相对于彼此被定位：使得接触部217位于芯片布置的侧面上（参见图16）。
如图17中所示，布置在半导体芯片210上并经由辐射透射材料250光学耦合到半导体芯片210的光波导230包括矩形平面图形状。光波导230具有这样的尺寸并且以这样的方式被定位在半导体芯片210上：使得半导体层序列220的辐射表面221以及因此的由辐射表面221组成的发射表面225被光波导230完全覆盖。相对于光波导230和芯片布置居中地定位布置在光波导230上的转换元件240。在所示的配置中，仅仅两个半导体芯片210被转换元件240部分地覆盖。转换元件240包括相对小的横向维度尺寸，使得也存在在转换元件240的输入表面241与发射表面225之间的对应的小尺寸比。
在图8、图15中的横截面中示出的辐射发射组件201、202的情况下，光波导230包括矩形横截面形状。使用包括其他形状的光波导也是可能的，如下面更详细地解释的。
图18示出了另一辐射发射组件203的横向截面图，其构成组件202的修改。代替包括矩形横截面形状的光波导230，组件203包括光波导231，该光波导231包括在转换元件240的方向上逐渐变细的横截面形状。在这种情况下，以部分弯曲的方式延伸的方式，即以抛物线或椭圆形弯曲的方式延伸的方式配置光波导231的前侧。该形状可以对应地存在于相对于图18的垂直横截面方向上。
图19示出了另一辐射发射组件204的横向截面图，其同样构成组件202的修改。组件204也包括光波导232，该光波导232包括在转换元件240的方向上逐渐变细的横截面形状。在这种情况下，光波导232包括前侧，该前侧部分地以有角度的方式延伸并且因此横截面为梯形。该配置可以对应地存在于关于图19的垂直横截面方向上。因此，光波导232可以整体包括截棱锥的形状。
在光波导231、232的情况下在转换元件240的方向上逐渐变细的形状使得可以将由辐射源、即由多个半导体芯片210的半导体层序列220生成并且耦合到光波导231、232中的辐射高效率地引导到转换元件240，并且从而耦合到转换元件240中。辐射发射组件203、204可以包括对应于图17的构造，如从上面所示。
对于包括光波导的辐射发射组件，可以考虑包括热耦合到光波导的至少一个散热元件的构造，以便提供改进的散热。为了示例性说明，图20示出了以此目的配置的另一辐射发射组件205的横向截面图。在图21、图22中的平面图中示出了根据组件205的可能配置的组成部分。组件205包括在载体270上彼此相邻布置的两个半导体芯片210，在本情况下所述半导体芯片配置有矩形半导体层序列220和辐射表面221并且配置有条形前侧接触部217。半导体芯片210以这样的方式相对于彼此被定位：使得接触部217位于芯片布置的一侧上。
辐射发射组件205此外还包括两个散热元件280，它们同样被布置在载体270上。散热元件280位于紧邻包括两个半导体芯片210的芯片布置的相对的侧上（参见图20、图21）。例如，散热元件280可以由金属材料构成。
辐射发射组件205还包括光波导230，其包括矩形平面图形状，将所述光波导布置在半导体芯片210上和散热元件280上（参见图20、图22）。半导体层序列220的辐射表面221和由辐射表面221组成的发射表面225被光波导230完全覆盖。光波导230经由辐射透射材料250光学连接到半导体芯片210的半导体层序列220。
为了避免在散热元件280处吸收光辐射，如图20中所图示，在光波导230和散热元件280之间提供相应的反射层281。如图20中所指示，可以以散热元件280的涂层的形式实现反射层281，将光波导230放置在所述涂层上。反射层281可以被配置为包括例如电介质或金属材料的单层。包括按照一个在另一个之上布置的多个电介质层和/或金属子层的多层配置（未图示出）也是可能的。
辐射发射组件205的其他组成部分又是在光波导230上居中布置的转换元件240，以及围绕包括半导体芯片210、散热元件260、光波导230和转换元件240的布置的反射塑料材料260。转换元件240的前侧辐射表面242未被覆盖。
在辐射发射组件205的情况下，将光波导230热连接到散热元件280。结果，由于转换元件240中的辐射转换而在组件205的操作期间生成并被引入光波导230中的热能不仅可以经由半导体芯片210消散，而且附加地还可以经由散热元件280消散并被馈送到载体270。以这样的方式，可以通过具有长寿命的可靠操作模式来区分组件205。
辐射发射组件可以用不包括前侧接触部的表面发射半导体芯片来实现。为了示例性说明，图23示出了以此目的配置的辐射发射组件206的横向截面图。在图24中以平面图示出的组件206包括与组件202的构造相当的构造，包括布置在载体270上的六个表面发射半导体芯片211。类似于半导体芯片210，半导体芯片211每个都包括非辐射透射芯片衬底215，并且在该衬底上布置有用于生成辐射的半导体层序列220。可以经由辐射表面221发射在半导体层序列220中生成的辐射。半导体芯片211以及它们的半导体层序列220和辐射表面221包括矩形平面图形状（参见图24）。
如图23中所示，每个半导体芯片211此外还包括两个后侧接触部219，经由所述后侧接触部219可以向半导体芯片211供应电能。经由接触部219，将半导体芯片211电连接和机械连接到载体270的配合接触部，其中可以经由导电连接介质—诸如焊料或导电粘合剂（在每种情况下都未图示出）—产生连接。
图23、图24中所示的辐射发射组件206的进一步构造对应于组件202。在这方面，组件206包括光波导230，该光波导230被布置在半导体芯片211上并且经由辐射透射材料250光学连接到半导体芯片211的半导体层序列。辐射表面211以及因此的由辐射表面组成的发射表面225被光波导230完全覆盖。在光波导230上居中布置转换元件240。在所示的配置中，仅有两个半导体芯片211被转换元件240覆盖。包括半导体芯片211、光波导230和转换元件240的布置进一步被反射塑料材料260以这样的方式包围：使得转换元件240的前侧辐射表面242保持露出。
图25以平面图示出了可以被考虑用于辐射发射组件206的一种可能的修改配置。在这种情况下，器件206包括在矩形栅格中彼此相邻布置的九个半导体芯片211。在光波导230上居中布置的转换元件240的尺寸使得转换元件240完全覆盖中心半导体芯片211并且部分地覆盖剩余的半导体芯片211。
可以考虑将包括仅仅一个半导体芯片的构造用于辐射发射组件，该半导体芯片包括生成辐射的半导体层序列。在这个意义上，图26示出了另一辐射发射组件104的横向截面图。组件104包括布置在载体170上的体积发射倒装芯片110。半导体芯片110包括：例如由蓝宝石组成的辐射透射芯片衬底125，所述芯片衬底用作光波导器件130；以及布置在芯片衬底125上的单个半导体层序列120。在半导体层序列120中生成的光辐射可以经由发射表面125发射，并且耦合到直接邻接发射表面125的芯片衬底115中。经由两个后侧接触部117，将半导体芯片110连接到载体170的配合接触部（未图示出）。转换元件140被布置在芯片衬底115上，并且光学耦合到芯片衬底115。组件104还包括反射塑料材料160，其被布置在载体170上并以这样的方式包围上述组成部分110、140：使得转换元件140的辐射表面142未被覆盖。发射表面125明显大于转换元件140的输入表面141，所述输入表面面向芯片衬底115，使得可以以高亮度从辐射表面142发射辐射。
关于表面发射器，上述方法也是可能的。为了说明，图27示出了另一辐射发射组件207的横向截面图。组件207包括布置在载体270上的表面发射半导体芯片210。半导体芯片210包括芯片衬底215、布置在芯片衬底215上的半导体层序列220、以及前侧接触部217和后侧接触部（未图示出），所述接触部电连接到载体270的配合接触部（未图示出）。将光波导230布置在半导体芯片210上，经由辐射透射材料250而将所述光波导光学连接到半导体层序列220。在半导体层序列220中生成的光辐射可以经由发射表面225发射并且耦合到光波导230中。转换元件240被布置在光波导230上并且光学耦合到光波导230。组件207还包括反射塑料材料260，其被布置在载体270上并以这样的方式包围上述组成部分210、230、240：使得转换元件240的辐射表面242未被覆盖。发射表面225明显大于转换元件240的输入表面241，所述输入表面面向光波导230，使得可以以高亮度从辐射表面242发射辐射。
除了以上描绘和描述的实施例之外，还可以想到其他可以包括特征的另外修改和/或组合的实施例。
例如，可以实现包括不同于图中所示配置的数量和/或几何布置的半导体芯片110、111、210、211和转换元件140、240的组件。相应地，可以使用包括与其协调的平面图形状的光波导230、231、232。如果使用包括在拐角处的接触部217的半导体芯片210（参见图12），则光波导可以包括对应的切口235。
关于配置的组合，例如，可以提供反射涂层160的使用而不是反射塑料材料，如参考图7所解释的，在包括表面发射半导体芯片210、211的组件的情况下也是如此，如参考随后的图8至图25所解释的。在这种情况下，可以用反射涂层161周向地覆盖半导体芯片210、211、用反射涂层161覆盖光波导230、231、232在紧邻转换元件240的区域中的前侧、用反射涂层161附加地周向地覆盖光学波导230、以及用反射涂层161周向地覆盖转换元件240。包括这种涂层161的对应修改的配置可以被考虑用于图26、图27中所示的组件。
在包括如图中所示的多个体积发射半导体芯片110的组件的情况下，所有半导体芯片110部分地被转换元件140覆盖（参见图2、图3、图5、图6）。然而，如果合适的话，还可以想到具有更多数量的半导体芯片110的组件的配置，其中并非所有通过透明材料150光学耦合的半导体芯片110都被转换元件140部分地覆盖。就此而言，作为示例，可以考虑对应于图24的配置。
另一种可能的修改例如在于：在如参考图20所解释的包括散热元件280的组件的情况下，使用包括在转换元件240的方向上逐渐变细的横截面形状的光波导。这在其他组件的情况下也是可能的，例如在图27的组件的情况下。此外，可以为示出包括光波导230、231、232的所有组件（例如图23、图27中所示的组件）提供包括散热元件的配置。
关于引起附加的散热，可以进一步考虑包括不同数量的散热元件或者仅仅一个散热元件的组件。此外，这种散热元件可以被配置成例如框架的形状，并且封闭一个或多个半导体芯片。
关于辐射转换和转换元件140、240也可以想到修改。举例来说，可以使用以下转换元件140、240：借助于所述转换元件140、240例如将蓝色初级辐射基本上完全转换成绿色或红色光辐射。代替陶瓷转换元件，可以使用以下转换元件140、240：其包括例如硅树脂材料或玻璃材料的基质材料以及嵌入其中的转换颗粒。另外一个可能的修改在于实现层形式的转换元件140、240，其直接施加在包括至少一个芯片衬底115的光波导器件130上或者光波导230、231、232上。一个示例涉及喷射在硅树脂材料上（喷涂），所述硅树脂材料包括包含在其中的转换颗粒。
除了上述材料（蓝宝石、玻璃）之外，光波导230、231、232还可以由其他材料配置。它们包括例如辐射透射陶瓷材料。此外，如果使用陶瓷转换元件240，则为组件配备组合的和共同制造的陶瓷元件是可能的，所述陶瓷元件包括光波导230、231、232和布置在该光波导上的转换元件240。
尽管凭借优选的示例性实施例更具体地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下本领域技术人员可以从中得出其他变型。
参考标记列表
101组件
102组件
103组件
104组件
110半导体芯片
111半导体芯片
115芯片衬底
117接触部
120半导体层序列
121辐射表面
125发射表面
130光波导器件
140转换元件
141输入表面
142辐射表面
150辐射透射材料
160反射塑料材料
161反射涂层
170载体
201组件
202组件
203组件
204组件
205组件
206组件
207组件
210半导体芯片
211半导体芯片
215芯片衬底
217接触部
219接触部
220半导体层序列
221辐射表面
225发射表面
230光波导
231光波导
232光波导
235切口
240转换元件
241输入表面
242辐射表面
250辐射透射材料
260反射塑料材料
270载体
275接合线
280散热元件
281反射层

Claims (15)

1.一种辐射发射组件，包括：
辐射源，所述辐射源包括用于生成辐射的至少一个半导体层序列（120、220）；
安置在所述辐射源的下游的光波导器件（130、230、231、232）；和
布置在所述光波导器件（130、230、231、232）的下游的用于辐射转换的转换元件（140、240），
其中辐射能经由发射表面（125、225）从所述辐射源发射，并能耦合到所述光波导器件（130、230、231、232）中，
其中辐射能经由输入表面（141、241）从所述光波导器件（130、230、231、232）耦合到所述转换元件（140、240）中，
并且其中所述辐射源的所述发射表面（125、225）大于所述转换元件（140、240）的所述输入表面（141、241）。
2.根据权利要求1所述的辐射发射组件，
其中，所述转换元件（140、240）的所述输入表面（141、241）和所述辐射源的所述发射表面（125、225）包括至多75％的尺寸比。
3.根据前述权利要求中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述辐射源包括用于生成辐射的彼此相邻布置的多个半导体层序列（120、220），
其中所述半导体层序列（120、220）中每个半导体层序列的辐射能经由辐射表面（121、221）发射并且能耦合到所述光波导器件（130、230、231、232）中，
并且其中所述辐射源的所述发射表面（125、225）由所述半导体层序列（120、220）的所述辐射表面（121、221）组成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述辐射发射组件包括辐射发射半导体芯片（110、111），
其中所述半导体芯片（110、111）被配置为体积发射倒装芯片，
其中所述半导体芯片（110、111）包括所述辐射源的所述至少一个半导体层序列（120）和辐射透射芯片衬底（115），
并且其中所述光波导器件（130）由所述辐射透射芯片衬底（115）构成。
5.根据权利要求4所述的辐射发射组件，
其中相对于所述半导体芯片（110、111）周向地并且在紧邻所述转换元件（140）的区域中在所述半导体芯片（110、111）的前侧布置反射材料（160、161）。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述辐射发射组件包括多个彼此相邻布置的辐射发射半导体芯片（110），
其中所述多个半导体芯片（110）被配置为体积发射倒装芯片，
其中所述多个半导体芯片中的每个半导体芯片包括所述辐射源的半导体层序列（120）和辐射透射芯片衬底（115），
并且其中所述光波导器件（130）包括所述多个半导体芯片（110）的所述辐射透射芯片衬底（115）。
7.根据权利要求6所述的辐射发射组件，
还包括布置在所述多个半导体芯片（110）之间的辐射透射材料（150）。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的辐射发射组件，
其中，相对于所述多个半导体芯片（110）周向地并且在紧邻所述转换元件（140）的区域中在所述多个半导体芯片（110）的前侧布置反射材料（160）。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述辐射发射组件包括彼此相邻布置的多个辐射发射半导体芯片（210、211），
其中所述多个半导体芯片（210、211）被配置为表面发射半导体芯片，
其中所述多个半导体芯片（210、211）中的每个半导体芯片包括所述辐射源的半导体层序列（220），
并且其中以布置在所述多个半导体芯片（210、211）上的光波导（230、231、232）的形式配置所述光波导器件。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述辐射发射组件包括辐射发射半导体芯片（210），
其中所述半导体芯片（210）被配置为表面发射半导体芯片，
其中所述半导体芯片（210）包括所述辐射源的所述半导体层序列（220），
并且其中以布置在所述半导体芯片上的光波导（230）的形式配置所述光波导器件。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的辐射发射组件，
其中在紧邻所述转换元件（240）的区域中在所述光波导（230、231、232）的前侧布置反射材料（260）。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的辐射发射组件，
其中所述光波导（231、232）包括在所述转换元件（240）的方向上逐渐变细的形状。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的辐射发射组件，
还包括热耦合到所述光波导（230）的用于散发来自所述光波导（230）的热量的至少一个散热元件（280）。
14.根据前述权利要求中任一项所述的辐射发射组件，
其中相对于所述转换元件（140、240）周向地布置反射材料（160、161、260）。
15.根据前述权利要求中任一项所述的辐射发射组件，
包括塑料材料（160、260），所述塑料材料（160、260）包括反射颗粒，所述塑料材料（160、260）包围包括所述辐射源、所述光波导器件（130、230、231、232）和所述转换元件（140、240）的布置，其中所述转换元件（140、240）的前侧辐射表面（142、242）未被所述塑料材料（160、260）覆盖。
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