DE10109349A1 - Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement - Google Patents

Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement. Das Halbleiterbauelement weist einen strahlungserzeugenden Halbleiterkörper (3), ein strahlungsdurchlässiges Kunststoffelement und einen Strahlungskonverter (6) auf. Der Strahlungskonverter (6) wandelt Anteile der von dem Halbleiterkörper (3) emittierten, das Kunststoffelement (4) schädigende Strahlung mit einer ersten Wellenlänge lambda¶1¶ zumindest teilweise in Strahlung einer zweiten größeren Wellenlänge lambda¶2¶ um, die für das Kunststoffelement (4) weniger schädlich ist. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge lambda¶1¶ im ultravioletten oder blauen Spektralbereich unter 430 nm.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.
Derartige strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente sind beispielsweise aus WO 97/50132 bekannt. Typischerweise enthal­ ten solche Halbleiterbauelemente einen im Betrieb strahlungs­ erzeugenden Halbleiterkörper, der beispielsweise in einem Re­ flektorgehäuse auf einen Leiterrahmen aufgebracht sein kann. Bevorzugt sind solche Halbleiterbauelemente von einer strah­ lungsdurchlässigen Vergußmasse oder Kunststoffplatte abge­ deckt ist.
Insbesondere bei Halbleiterkörpern, die im blauen oder blau­ grünen Spektralbereich emittieren, tritt dabei das Problem auf, daß kurzwellige Anteile der erzeugten Strahlung eine schädigende Wirkung auf strahlungsdurchlässige Kunststoffele­ mente haben können. Eine solche Schädigung des Kunststoffele­ ments kann sich in Verfärbungen, beispielsweise einer Braun­ färbung eines zuvor transparenten Elements, und vorzeitiger Alterung, beispielsweise in Form von Versprödungen, Trübungen oder Delamination von Halbleiterkörper oder Gehäuse, manife­ stieren. Eine damit einhergehende Abnahme der Lichtausbeute ist unerwünscht und beschleunigt aufgrund der vermehrten Strahlungsabsorption im Baulelement eine weitere Alterung.
Prinzipiell weisen strahlungserzeugende Halbleiterkörper eine hohe Lebensdauer auf. Bei Bauelementen mit einem abstrah­ lungsseitig nachgeordneten, strahlungsdurchlässigen Kunst­ stoffelement genügen während der langen Betriebszeit, die ty­ pisch in der Größenordnung von 10000 bis 100000 Betriebsstun­ den liegt, bereits sehr geringe Anteile schädigender Strah­ lung, um durch Akkumulation eine vorzeitige Verfärbung oder Alterung des Kunststoffelements zu bewirken. Damit wird die erreichbare Lebensdauer des Bauelements durch die Haltbarkeit des Kunststoffelements limitiert. Es ist jedoch unbefriedi­ gend, daß ein an sich langlebiges Halbleiterbauelement durch Schäden eines solchen Kunststoffelements vorzeitig unbrauch­ bar wird, obwohl der Halbleiterkörper noch funktionstüchtig ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein strahlungs­ emittierendes Halbleiterbauelement mit verbesserter Strah­ lungsbeständigkeit zu schaffen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit erhöhter Strahlungsausbeute bzw. Helligkeit anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein strahlungsemittierendes Halblei­ terbauelement nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 19.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit einem strahlungserzeugenden Halblei­ terkörper, einem in Abstrahlungsrichtung nachgeordneten, strahlungsdurchlässigen Kunststoffelement und einem Strah­ lungskonverter zu bilden. Der Strahlungskonverter wandelt da­ bei von dem Halbleiterkörper emittierte, das Kunststoffele­ ment schädigende Strahlung einer ersten Wellenlänge λ1 zumin­ dest teilweise in weniger schädigende Strahlung einer größe­ ren zweiten Wellenlänge λ2 um. Dadurch wird vorteilhafter­ weise die Gefahr einer Strahlungsschädigung des Vergusses re­ duziert. Unter einer Schädigung sind dabei insbesondere die obengenannten Veränderungen wie Verfärbung, Versprödung, Trü­ bung oder Delamination zu verstehen.
Bevorzugt wird die Erfindung bei einem strahlungsdurchlässi­ gen Kunststoffelement in Form einer den Halbleiterkörper zu­ mindest teilweise umhüllenden Vergußmasse eingesetzt. Die Um­ hüllung mit einer Vergußmasse dient dem Schutz des Halbleiterkörpers. Zugleich kann der Verguß bei geeigneter Formge­ bung ein optisches Element, beispielsweise eine Linse bilden. Die Gefahr einer Schädigung ist bei einem solchen Verguß ver­ gleichsweise groß, da in der Regel der Verguß in unmittelba­ rem Kontakt mit dem Halbleiterkörper steht und die Strah­ lungsintensität in der Nähe des Halbleiterkörpers besonders groß ist. Um den Verguß vor Strahlungsschäden zu schützen, kann bei der Erfindung der Strahlungskonverter beispielsweise dem Verguß zugesetzt oder auf der Oberfläche des Halbleiter­ körpers aufgebracht sein.
Vorzugsweise ist dabei der Strahlungskonverter so gewählt, daß die Absorption des Kunststoffelements bei der zweiten Wellenlänge λ2 geringer ist als bei der ersten Wellenlänge λ1. Damit wird weniger Strahlungsenergie in dem Kunststoffelement deponiert und somit die Gefahr von Strahlungsschäden redu­ ziert. Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der erhöhten Strahlungsausbeute aufgrund der geringeren Absorption in dem Kunststoffelement.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Halbleiterkörper mit einer Emissionslinie der Zentral­ wellenlänge % (Maximum im Emissionsspektrum) nicht die ge­ samte erzeugte Strahlung konvertiert, sondern ein Teil der Strahlung aus der kurzwelligen Flanke der Emissionslinie. Es werden also insbesondere Strahlungsanteile, deren Wellenlänge λ1 kleiner ist als die Zentralwellenlänge λ0, in längerwel­ lige Strahlung umgewandelt. Im allgemeinen steigt mit abneh­ mender Wellenlänge die Absorption im Verguß und die Gefahr von Strahlungsschäden.
Dies trifft in besonderem Maß für Strahlung mit einer Wellen­ länge unter 430 nm zu. Die Photonenenergie kann bei solchen Strahlungsfeldern ausreichen, um Bindungen organischer Mole­ küle zu zerstören. Bei Kunststoffen kann dies zu einer nach­ teiligen Veränderung, beispielsweise den obengenannten Schä­ den, führen.
Die Erfindung ist damit besonders vorteilhaft für Halbleiter­ bauelemente, die im blauen und blaugrünen Spektralbereich bei Wellenlängen zwischen 430 nm und 480 nm, vorzugsweise zwi­ schen 450 nm und 470 nm, emittieren.
Die Emissionslinien solcher Halbleiterkörper weisen in der Regel einen - wie sich zeigte - nicht vernachlässigbaren An­ teil kurzwelliger Strahlung mit einer Wellenlänge unter 430 nm auf, der ein strahlungsdurchlässiges Kunststoffelement schädigen kann. Durch Konversion dieser Strahlung in den län­ gerwelligen blauen oder blaugrünen Spektralbereich, vorzugs­ weise zwischen 470 nm und 500 nm, wird mit Vorteil die Le­ bensdauer des Bauelements erhöht.
Zudem steigt auch die Helligkeit des Bauelements, da das menschliche Auge im Spektralbereich zwischen 470 nm und 500 nm deutlich empfindlicher ist als für Strahlung unter 430 nm.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt bei den angegebenen Wellenlängenbereichen darin, daß der Farbort der von dem Halbleiterbauelement emittierten Strahlung nur geringfügig gegenüber der ursprünglich generierten Strahlung verändert wird und das Halbleiterbauelement weiterhin im blauen oder blaugrünen Spektralbereich emittiert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält der Strahlungskonverter anorganische Leuchtstoffe, vorzugs­ weise Europium-aktivierte Leuchtstoffe wie beispielsweise Sr6BP5O20:Eu oder Sr4Al14O25:Eu. Diesen Materialien zeichnen sich insbesondere bei einer Anregung zwischen 250 nm und 430 nm durch eine hohe Strahlungskonversion aus. Das Emissi­ onsmaximum liegt bei etwa 480 nm (Sr6BP5O20:Eu) bzw. etwa 490 nm (Sr4Al14O25:Eu).
Vorzugsweise werden diese Materialien auf den Halbleiterkör­ per aufgebracht oder in dem Kunststoffelement verteilt. Bei einem Verguß können die Leuchtstoffe vor dem Eingießen in dem Vergußmaterial suspendiert werden, so daß damit ein kompak­ tes, leicht herstellbares Bauelement mit erhöhter Strahlungs­ beständigkeit geschaffen wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält das Kunststoffelement ein Reaktionsharz, vorzugsweise ein Epoxid-, Acryl- oder Silikonharz oder eine Mischung die­ ser Harze. Diese Harze zeichnen sich durch eine hohe Trans­ parenz und gute Verarbeitungseigenschaften aus. Allerdings zeigen insbesondere Epoxid- und Acrylharze deutliche Strah­ lungsschäden in Form von Braunfärbungen nach längerer Be­ triebsdauer unter dem Einfluß von kurzwelligen Strahlungsan­ teilen mit Wellenlängen unter 430 nm. Mit Hilfe der Erfindung können diese Harze vorteilhafterweise verwendet werden, wobei durch gezielte Strahlungskonversion die Gefahr einer vorzei­ tigen Alterung reduziert ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist dem strahlungserzeugenden Halbleiterkörper ein Lumineszenzkonver­ sionselement nachgeordnet. Ein solches Lumineszenzkonver­ sionselement wandelt einen Teil der von dem Halbleiterkörper erzeugten und gegebenfalls auch einen Teil der von dem Strah­ lungskonverter emittierten Strahlung in Strahlung anderer, in der Regel längerer Wellenlänge um. Vorzugsweise dient das Lu­ mineszenzkonversionselement der Erzeugung von mischfarbigem Licht. Besonders bevorzugt ist die Erzeugung von Weißlicht.
Die Anregungswellenlänge des Lumineszenzkonversionselements ist üblicherweise auf die Zentralwellenlänge λ0 des Halblei­ terkörpers abgestimmt. Daher stellt das Lumineszenzkonver­ sionselement in der Regel keinen ausreichenden Schutz gegen eine Beschädigung durch kurzwellige Strahlungsanteile dar. Das Problem liegt insbesondere darin, daß die schädigende Strahlung oftmals nur zu geringen Anteilen erzeugt wird, die zwar nach längerem Betrieb eine Schädigung eines strahlungs­ durchlässigen Kunststoffelements hervorrufen können, aber für eine Nutzung wie beispielsweise der Erzeugung von Mischlicht nicht ausreichen.
Da schon die Erzeugung von Mischlicht eines bestimmten Farb­ orts und insbesondere von Weißlicht eine genaue Abstimmung von Lumineszenzkonversionselement und Halbleiterkörper auf­ einander erfordern, kann in der Regel zusätzlich eine ausrei­ chende Konversion von schädigender kurzwelliger Strahlung durch das Lumineszenzkonversionselement nicht erreicht wer­ den. Bei der Weiterbildung der Erfindung werden daher diese Maßgaben - Erzeugung von Mischlicht und Konversion schädigen­ der Strahlungsanteile - durch das Lumineszenzkonversionsele­ ment einerseits und den Strahlungskonverter andererseits er­ füllt.
Das Lumineszenzkonversionselement enthält bevorzugt minde­ stens einen Leuchtstoff zur Umwandlung der Strahlung. Dabei kann das Lumineszenzkonversionselement beispielsweise dadurch gebildet sein, daß dieser Leuchtstoff ebenfalls in einem dem Halbleiterkörper umgebenden Verguß suspendiert ist.
Bevorzugt enthält das Lumineszenzkonversionselement anorgani­ sche Leuchtstoffe wie mit Seltenen Erden, insbesondere Ce, dotierte Granate, Erdalkalisulfide, Thiogallate, Aluminate oder Orthosilikate. Effiziente Leuchtstoffe sind hierbei Ver­ bindungen, die der Formel A3B5O12:M genügen (sofern sie nicht unter den üblichen Herstellungs- und Betriebsbedingungen in­ stabil sind). Darin bezeichnet A mindestens ein Element der Gruppe Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb und Sm, B mindestens ein Element der Gruppe Al, Ga und In und M mindestens ein Element der Gruppe Ce und Pr, vorzugsweise Ce. Als besonders effiziente Leuchtstoffe haben sich die Verbindungen YAG: Ce (Y3Al5O12:Ce3+), TbYAG:Ce ((TbxY1-x)3Al5O12:Ce3+, 0 < x < 1), GdYAG:Ce ((GdxY1-x)3Al5O12:Ce3+, 0 < x < 1) und GdTbYAG:Ce ((GdxTbyY1-x-y)3Al5O12:Ce3, 0 < x < 1, 0 < y < 1) sowie hierauf basierende Gemische erwiesen. Dabei kann Al zumindest teilweise durch Ga oder In ersetzt sein. Weiter geeignet sind die Verbindungen SrS:Ce3+, Na, SrS:Ce3+, Cl, SrS:CeCl3, CaS:Ce3+ und SrSe:Ce3+.
Ferner kann das Lumineszenzkonversionselement auch organische Leuchtstoffe enthalten. Hierfür können beispielsweise Azo-, Anthrachinon-, Perinon- und Perylen-Leuchtstoffe, zum Bei­ spiel die Leuchstoffe BASF Lumogen 083, 240 und 300, herange­ zogen werden.
Als Material für den Halbleiterkörper eignen sich insbeson­ dere GaN-basierende Halbleitersysteme. Unter GaN-basierenden Materialien sind dabei neben GaN selbst von GaN abgeleitete oder damit verwandte Materialien, insbesondere ternäre oder quaternäre Mischkristallsysteme wie AlGaN (Al1-xGaxN, 0 ≦ x ≦ 1), InGaN (In1-xGaxN, 0 ≦ x ≦ 1), InAlN (In1-xAlxN, 0 ≦ x ≦ 1) und AlInGaN (Al1-x-yInxGayN, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) zu verstehen. Damit ge­ bildete Halbleiterkörper, beispielsweise LED-Chips, emittie­ ren bevorzugt im blauen und blaugrünen Spektralbereich. Wei­ terhin zeichnen sich GaN-basierende LED-Chips durch eine hohe Strahlungsausbeute aus.
Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von vier Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 6 erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ elements,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Emissionsspek­ trums des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements,
Fig. 3 Spektren des Strahlungskonverters des ersten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauele­ ments,
Fig. 4 Spektren eines Strahlungskonverters und eines Lu­ minsezenzkonversionselements eines zweiten Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements,
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ elements und
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ elements.
Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Als Gehäuse 1 dient bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ein Spritzgußgehäuse. Das Gehäuse 1 ist wannen­ förmig gestaltet, wobei auf dem Wannengrund ein Leiterrahmen 2 in das Gehäuse 1 integriert ist.
Dieser Leiterrahmen 2 weist einen Chipanschlußbereich auf, auf den ein Halbleiterkörper 3 mit einer aktiven, der Strah­ lungserzeugung dienenden Schicht 9 aufgebracht ist. Vorzugs­ weise ist der Halbleiterkörper 3 aufgelötet oder mittels ei­ nes elektrisch leitfähigen Klebstoff aufgeklebt. Weiterhin ist auf dem Leiterrahmen ein Drahtanschlußbereich vorgesehen, von dem aus eine Drahtverbindung 8 zu einer abstrahlungssei­ tig auf dem Halbleiterkörper 3 ausgebildeten Kontaktfläche geführt ist.
Der Halbleiterkörper 3 wird umgeben von einer umlaufenden Ge­ häusewand, die integral mit dem Bodenteil des Gehäuses 1 verbunden ist und zugleich als Reflektor für die erzeugte Strah­ lung dient.
Der Halbleiterkörper 3 ist in der Gehäusewanne von einem Ver­ guß 4 abgedeckt. Der Verguß 4 ist leicht gewölbt ausgebildet, um eine gewisse Linsenwirkung und damit eine Bündelung der erzeugten Strahlung zu erzielen. In den Verguß 4 sind Parti­ kel eines Strahlungskonverters 6 suspendiert. Zusätzlich kön­ nen in den Verguß zur Bildung eines Lumineszenzkonversions­ elements weitere Leuchtstoffe 5 wie beispielsweise YAG:Ce eingebracht sein.
Die Wirkung des Strahlungskonverters 6 wird anhand des Dia­ gramms in Fig. 2 erläutert. Hierin ist das Spektrum der von dem Halbleiterkörper 3 erzeugten Strahlung aufgetragen, dar­ gestellt durch die Linie 10. Das Emissionsmaximum mit der Wellenlänge λ0 liegt bei etwa 460 nm. Eine den Verguß schädi­ gende Wirkung können insbesondere Strahlungsanteile aus der kurzwelligen Flanke der Emissionslinie mit einer Wellenlänge unter 430 nm hervorrufen (die Breite der Emissionslinie ist zur Verdeutlichung im Diagramm etwas übertrieben darge­ stellt).
Der Strahlungskonverter 6, beispielsweise auf der Basis von Sr6BP5O20:Eu, weist insbesondere in dem Bereich unter 430 nm einen hohen Konversionsgrad auf. Dies ergibt sich aus dem An­ regungsspektrum des Konvertermaterials, dargestellt durch Li­ nie 11. Bei dem Anregungsspektrum ist die Gesamtintensität der durch Konversion erzeugten Strahlung gegen die Wellen­ länge der anregenden Strahlung aufgetragen. Besonders vor­ teilhaft ist es bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, daß das Anregungsspektrum 11 zu kurzen Wellenlängen hin zunächst ansteigt und dann bis in den Ultraviolett-Bereich etwa kon­ stant bleibt, so daß gerade in diesem, für die Schädigung des Vergusses kritischen Bereich eine hohe Konversion der Strah­ lung gewährleistet ist. Dementsprechend werden vor allem Strahlungsanteile 10a aus der kurzwelligen Flanke der Emissionslinie 10 des Halbleiterkörpers 3 in Strahlung 12 mit einer Wellenlänge λ2 von etwa 480 nm umgewandelt. λ2 entspricht da­ bei dem Emissionsmaximum des Strahlungskonverters.
In Fig. 3 und 4 sind zum Vergleich die Anregungs- und Emis­ sionsspektren zweier vorteilhafter Strahlungskonvertermate­ rialien, Sr6BP5O20:Eu und Sr4Al14O25:Eu, gezeigt. Dargestellt ist jeweils das Anregungsspektrum (Linie 13 in Fig. 3a bzw. Linie 15 in Fig. 4a) und das Emissionsspektrum (Linie 14 in Fig. 3b bzw. Linie 16 in Fig. 4b).
Dabei weist Sr4Al14O25:Eu (Fig. 4) gegenüber Sr6BP5O20:Eu ( Fig. 3) eine etwas weiter rotverschobene Kante im Anregungs­ spektrum und eine Emissionslinie bei etwa 490 nm auf. Die Quanteneffizienz beträgt etwa 80%.
Demgegenüber fällt die Kante im Anregungsspektrum von Sr6BP5O20:Eu (Fig. 3) steiler ab, das Maximum der Emissions­ linie liegt bei etwa 480 nm. Die Quanteneffizienz ist mit etwa 65% etwas geringer als bei Sr4Al14O25:Eu. Je nach Kunst­ stoffart und Zentralwellenlänge der von dem Halbleiterkörper emittierten Strahlung können beide Konvertermaterialien mit Vorteil bei der Erfindung eingesetzt werden.
Zum Vergleich ist in Fig. 4a das Anregungsspektrum (Linie 17, gestrichelt) des Leuchtstoffs YAG:Ce gezeigt, der vor­ zugsweise in Lumineszenzkonversionselementen eingesetzt wird. Der Konversionsgrad bei Anregungswellenlängen unter 430 nm ist deutlich geringer als bei Sr4Al14O25:Eu. Zudem sinkt zwi­ schen 450 nm und 370 nm der Konversionsgrad mit kleiner wer­ dender Wellenlänge ab, so daß mit YAG:Ce allein kein wir­ kungsvoller Schutz gegen kurzwellige Strahlungsanteile er­ reicht wird.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements unterscheidet sich von dem vorigen Ausführungsbeispiel darin, daß der Halbleiterkörper von einem ersten Verguß 4a umhüllt ist, in dem Partikel des Strahlungskonverters 6 suspendiert sind. Auf diesen ersten Verguß 4a ist ein zweiter Verguß 4b aufgebracht, der zur Bil­ dung eines Lumineszenzkonversionselements Leuchtstoffe S ent­ halten kann.
Als Vergußmasse eigenen sich die obengenannten Reaktions­ harze, wobei der erste Verguß 4a und der zweite Verguß 4b nicht notwendigerweise dieselbe Zusammensetzung aufweisen müssen. Für den ersten Verguß 4a ist die Verwendung eines Si­ likonharzes vorteilhaft, da Silikonharze im allgemeinen eine höhere Strahlungsbeständigkeit als Epoxid- und Acrylharze aufweisen.
Die Anordung des Strahlungskonverters 6 nahe am Halbleiter­ körper hat den Vorteil, daß schädliche Strahlungsanteile be­ reits in geringer Entfernung vom Halbleiterkörper 3 konver­ tiert werden. Damit werden die Weglängen schädlicher Strah­ lungsanteile im Verguß gering gehalten und in Folge die Ge­ fahr einer Schädigung des Vergusses reduziert.
Wie in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls gezeigt ist, kann bei der Erfindung der Halbleiterkörper 3 auch mittels zweier Drahtverbindungen 8a, b kontaktiert sein. Dies ist beispiels­ weise bei GaN-basierenden Halbleiterkörpern mit elektrisch isolierendem Substrat zweckmäßig, da das isolierende Substrat eine Stromeinleitung über den Chipanschlußbereich verhindert.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ebenfalls die Konversion schädlicher Strahlung nahe am Halbleiterkörper 3 erfolgt. In Unterschied zu dem zuvor be­ schriebenen Ausführungsbeispiel sind die Strahlungskonverter partikel 6 direkt auf den Halbleiterkörper 3 aufgebracht.
Abstrahlungsseitig ist auf das Gehäuse 1 ein Kunststoffele­ ment in Form einer Linse 7 montiert. Auch bei einer solchen beabstandeten Anordnung des Kunststoffelements von dem Halbleiterkörper besteht grundsätzlich die Gefahr einer Schädi­ gung durch die erzeugte Strahlung, die bei der Erfindung vor­ teilhaft reduziert ist.
Der Raum zwischen dem Halbleiterkörper 3 und der Linse 7 kann wie dargestellt mit einem Verguß 4 gefüllt sein. Alternativ kann dieser Raum auch frei bleiben oder gegebenenfalls evaku­ iert werden.
Die Aufbringung der Strahlungskonverterpartikel 6 auf den Halbleiterkörper kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Strahlungskonverterpartikel 6 zunächst in ein Lösungsmit­ tel eingebracht werden, das vorzugsweise auch einen Haftver­ mittler enthält. Diese Mischung wird in einer dünnen Schicht auf den Halbleiterkörper 3 aufgebracht, beispielsweise durch Auftropfen oder Aufsprühen auf den Halbleiterkörper. Nachdem sich das Lösungsmittel verflüchtigt hat, verbleibt im wesent­ lichen eine dünne Lage der Strahlungskonverterpartikel 6 auf dem Halbleiterkörper.
Als Strahlungskonverter werden bei den letzten beiden Ausfüh­ rungsbeispielen ebenfalls bevorzugt Sr6BP5O20:Eu oder Sr4Al14O25:Eu eingesetzt.
Die Erläuterung der Erfindung anhand der gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese zu verstehen. Insbesondere schließt das Vorliegen einer Emissionslinie mit der Zentralwellenlänge λ0 nicht aus, daß das Emissionsspektrum des Halbleiterkörpers weitere Emissionslinien oder anderweitig strukturierte Strah­ lungsanteile aufweist. Die Erfindung richtet sich in diesem Fall bevorzugt auf die Emissionslinie mit der kleinsten wel­ lenlänge.

Claims (19)

1. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement mit einem strahlungserzeugenden Halbleiterkörper (3), dem in Abstrah­ lungsrichtung ein strahlungsdurchlässiges Kunststoffelement (4, 7) nachgeordnet ist und der eine das Kunststoffelement (4, 7) schädigende Strahlung einer ersten Wellenlänge λ1 aus­ sendet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlungskonverter (6) vorgesehen ist, der zumindest Teile der von dem Halbleiterkörper (3) emittierten Strahlung der ersten Wellenlänge λ1 in Strahlung einer größeren zweiten Wellenlänge λ2 umwandelt, die für das Kunststoffelement (4, 7) weniger schädigend ist.
2. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption des Kunststoffelements (4, 7) bei der Wellen­ länge λ1 größer ist als bei der Wellenlänge λ2.
3. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffelement (4, 7) einen den Halbleiterkörper (3) zumindest teilweise umgebenden Verguß (4) enthält.
4. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Emissionsspektrum des Halbleiterkörpers (3) ein Maximum bei einer Zentralwellenlänge λ0 aufweist und die erste Wel­ lenlänge λ1 kleiner ist als λ0.
5. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hellempfindlichkeitsgrad des menschlichen Auges für Strahlung der zweiten Wellenlänge λ2 größer ist als für Strahlung der ersten Wellenlänge λ1.
6. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wellenlänge λ1 kleiner als 430 nm ist.
7. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralwellenlänge λ0 zwischen 430 nm und 480 nm, vor­ zugsweise zwischen 450 nm und 470 nm liegt.
8. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wellenlänge λ2 zwischen 470 nm und 500 nm liegt.
9. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungskonverter (6) Sr6BP5O20:Eu oder Sr4Al14O25:Eu ent­ hält.
10. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffelement (4, 7) ein Reaktionsharz enthält.
11. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An­ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsharz ein Epoxidharz, Acrylharz, Silikonharz oder eine Mischung dieser Harze verwendet wird.
12. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Halbleiterkörper (3) emittierte Strahlung der er­ sten Wellenlänge λ1 eine Verfärbung des Kunststoffelements (4, 7) bewirkt.
13. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Halbleiterkörper (3) ein Lumineszenzkonversionselement nachgeordnet ist.
14. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An­ spruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionselement mindestens einen Leucht­ stoff (5) enthält.
15. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An­ spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff (5) zumindest in Teilbereichen des Kunst­ stoffelements (4, 7) verteilt ist.
16. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach An­ spruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionselement einen organischen Leuchtstoff, vorzugsweise einen Azo-, Anthrachi­ non-, Perinon- oder Perylen-Leuchtstoff enthält.
17. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonverionselement YAG:Ce, TbYAG:Ce, GdYAG:Ce, GdTbYAG:Ce oder hierauf basierende Gemische enthält, wobei Al zumindest teilweise durch Ga oder In ersetzt sein kann.
18. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionselement bei Anregung zwischen 430 nm und 480 nm Licht mit einer Wellenlänge zwischen 550 nm und 600 nm emittiert.
19. Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (3), der Strahlungskonverter (6) und das Lumineszenzkonversionselement so aufeinander abgestimmt sind, daß mischfarbiges, insbesondere weißes Licht erzeugt wird.
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