DE102005019832A1 - Illumination device for LCD-display device, has auxiliary component designed as optical component and inserted into recess in optical unit, where component is connected with optical unit in connection region in mechanically stable manner - Google Patents

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Abstract

The device has an optical unit (2) including a recess and forming a beam for a radiation emitted by a radiation-emitting semiconductor chip. An auxiliary component (11) designed as an optical component is inserted into the recess and is connected with the optical unit in a connection region in a mechanically stable manner. The optical unit partially deflects the radiation, generated by the chip, to the auxiliary component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem optischen Element, das zur Strahlformung einer von einer Strahlungsquelle der Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Strahlung vorgesehen ist.The The invention relates to a lighting device with an optical Element used for beam shaping of a radiation source the radiation generated radiation device is provided.

Ein optisches Element, insbesondere eine Linse, für eine derartige Beleuchtungsvorrichtung wird oftmals so geformt, dass eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik für die Beleuchtungsvorrichtung zumindest näherungsweise erreicht wird. Als Grundlage für die Formgebung des optischen Elements wird meist eine Punktstrahlungsquelle angenommen. Reale Strahlungsquellen jedoch sind in der Regel nicht punktförmig, sodass das optische Element von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlung häufig nicht nur gemäß der vorgegebenen Abstrahlcharakteristik formt, sondern auch Reststrahlungsanteile, die nicht gemäß der vorgegebenen Abstrahlcharakteristik verlaufen, im Betrieb von der Beleuchtungsvorrichtung emittiert werden. Derartige Reststrahlungsanteile können einen unerwünschten Einfluss auf die Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung haben. Reststrahlungsanteile können z.B. durch Herstellungsfehler bei der Fertigung des optischen Elements verursacht sein.One optical element, in particular a lens, for such a lighting device is often shaped so that a given radiation characteristics for the Lighting device is achieved at least approximately. As a basis for the shape of the optical element usually becomes a point radiation source accepted. However, real sources of radiation are usually not point-like, so that the optical element radiation generated by the radiation source often not only according to the given Radiation characteristic forms, but also residual radiation components, not according to the given Abstrahlcharakteristik run, emitted during operation of the lighting device become. Such residual radiation components can be undesirable Influence on the emission characteristics of the lighting device to have. Residual radiation components can e.g. due to manufacturing defects in the manufacture of the optical element be caused.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Beleuchtungsvorrichtung der oben genannten Art anzugeben, die insbesondere klein und kompakt ausbildbar ist.A The object of the present invention is an improved lighting device specify the above type, in particular, small and compact can be trained.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.These Task is by a lighting device with the features of claim 1. Advantageous developments and refinements are the subject the dependent claims.

Gemäß wenigstens einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ein optisches Element, das eine Ausnehmung aufweist, die für das Einsetzen einer Zusatzkomponente in die Ausnehmung vorgesehen ist. Die Zusatzkomponente kann für verschiedenste Funktionen vorgesehen sein, wobei mit Vorteil Abstrahleigenschaften der Beleuchtungsvorrichtung verbessert, insbesondere anwendungsspezifisch beeinflusst, oder deren Handhabbarkeit, etwa beim Einbau in eine Anwendung, wie zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, insbesondere einer LCD-Anzeigevorrichtung, erleichtert.At least an embodiment the lighting device is an optical element that has a recess that has for the insertion of an additional component provided in the recess is. The additional component can be used for be provided a variety of functions, with advantage beam characteristics the lighting device improves, in particular application-specific influenced, or their handling, such as when installed in a Application, as for the backlighting of a display device, in particular an LCD display device, facilitated.

Weiterhin können gleichartige optische Elemente in hoher Stückzahl gefertigt werden und nach der Fertigung mit verschiedenen Zusatzkomponenten versehen werden.Farther can similar optical elements are manufactured in large quantities and provided with various additional components after production become.

Es sei angemerkt, dass die Zusatzkomponente gegebenenfalls auch außerhalb der Ausnehmung, etwa durch Auflegen auf das optische Element, mit dem optischen Element eingesetzt werden kann. Ein Einsetzen der Zusatzkomponente in die Ausnehmung ist jedoch hinsichtlich einer kleinen und kompakten Beleuchtungsvorrichtung von besonderem Vorteil.It It should be noted that the additional component may also be outside the recess, such as by laying on the optical element with the optical element can be used. An insertion of the However, additional component in the recess is in terms of a small and compact lighting device of particular advantage.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element zur Strahlformung für eine von einer Strahlungsquelle, insbesondere einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Strahlung vorgesehen. Ein strahlungsemittierender Halbleiterchip als Strahlungsquelle erleichtert eine besonders kleine und kompakte Ausführung der Beleuchtungsvorrichtung.At least a further embodiment is the optical element for beam shaping for one of a radiation source, in particular a radiation-emitting semiconductor chip, the illumination device provided radiation generated. A radiation-emitting semiconductor chip as Radiation source facilitates a particularly small and compact execution the lighting device.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform lenkt das optische Element die vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung zumindest teilweise an der Zusatzkomponente vorbei. Die Zusatzkomponente kann somit beispielsweise absorbierend ausgebildet sein, ohne die Effizienz der Beleuchtungsvorrichtung maßgeblich zu verringern.At least a further embodiment The optical element deflects the radiation generated by the semiconductor chip at least partially past the additional component. The additional component Thus, for example, can be designed absorbent, without the Significantly reduce the efficiency of the lighting device.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element eine optische Achse auf. Das optische Element ist mit Vorzug rotationssymmetrisch um die optische Achse ausgebildet. Hierdurch kann eine besonders symmetrische Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden. Dazu sei angemerkt, dass unter einer rotationssymmetrischen Ausbildung hierbei eine dementsprechende Ausbildung der optischen Funktionsbereiche des optischen Elements verstanden wird. Bereiche des optischen Elements, die keine optische Funktion erfüllen und beispielsweise der Befestigung dienen, können durchaus von der rotationssymmetrischen Ausbildung abweichen.At least a further embodiment The optical element has an optical axis. The optical Element is preferably rotationally symmetric about the optical axis educated. As a result, a particularly symmetrical emission characteristic the lighting device can be achieved. It should be noted that under a rotationally symmetrical training in this case a corresponding Forming the optical functional areas of the optical element is understood. Areas of the optical element that are not optical Fulfill function and, for example, the attachment, can be quite from the rotationally symmetric Deviate training.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform verläuft die optische Achse durch die Ausnehmung und/oder den Halbleiterchip. Ist der Halbleiterchip auf der optischen Achse angeordnet, so kann vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung dem optischen Element zur Strahlformung besonders homogen oder symmetrisch zugeführt werden. Weiterhin kann die optische Achse durch die Zusatzkomponente verlaufen.At least a further embodiment extends the optical axis through the recess and / or the semiconductor chip. If the semiconductor chip is arranged on the optical axis, then radiation generated by the semiconductor chip to the optical element for Beam shaping are supplied particularly homogeneous or symmetrical. Furthermore, the optical axis can pass through the additional component.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente rotationssymmetrisch, insbesondere zur optischen Achse, ausgebildet. Das Einsetzen der Zusatzkomponente in die Ausnehmung kann so, insbesondere bei einer rotationssymmetrischen Ausführung des optischen Elements, erleichtert werden.In accordance with at least one further embodiment, the additional component is rotationally symmetrical, in particular with respect to the optical axis. The insertion of the additional component in the recess can thus, in particular in a rotationally symmetrical design of the optical Ele be relieved.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element eine reflektierende Oberfläche und/oder eine brechende Oberfläche auf. Die brechende Oberfläche kann die reflektierende Oberfläche umschließen und/oder zwischen dem Halbleiterchip bzw. einer der Strahlungseinkopplung dienenden Fläche, etwa einer Bodenfläche, des optischen Elements und der reflektierenden Oberfläche angeordnet sein.At least a further embodiment the optical element has a reflective surface and / or a breaking surface on. The breaking surface can be the reflective surface enclose and / or between the semiconductor chip or one of the radiation coupling serving surface, about a floor area, the arranged optical element and the reflective surface be.

Mit Vorteil kann vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung, insbesondere ein zentraler erster Strahlungsanteil eines in das optische Element eingekoppelten Strahlungskegels, über Reflexion an der reflektierenden Oberfläche der brechenden Oberfläche zur Strahlformung zugeführt werden.With Advantage can radiation generated by the semiconductor chip, in particular a central first radiation portion of a in the optical element coupled radiation cone, above reflection at the reflecting surface the breaking surface to the Beam forming supplied become.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform bildet eine Wand der Ausnehmung die reflektierende Oberfläche oder umfasst die reflektierende Oberfläche. Die Form der Ausnehmung kann so die Ausgestaltung der reflektierenden Oberfläche bestimmen.At least a further embodiment a wall of the recess forms the reflective surface or includes the reflective surface. The shape of the recess can thus determine the design of the reflective surface.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die reflektierende Oberfläche zur Totalreflexion eines Anteils der vom Halbleiterchip aus auf die reflektierende Oberfläche treffenden Strahlung angeordnet und ausgebildet. Auf zusätzliche Maßnahmen, etwa eine Reflexionsbeschichtung, zur Steigerung der Reflektivität der reflektierenden Oberfläche kann so verzichtet werden und das optische Element kann in der Folge kostengünstig hergestellt werden.At least a further embodiment is the reflective surface for total reflection of a portion of the semiconductor chip on the reflective surface arranged and arranged radiation. On additional Activities, such as a reflection coating, to increase the reflectivity of the reflective surface can thus be dispensed with and the optical element can in the sequence economical getting produced.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die reflektierende Oberfläche derart angeordnet und ausgebildet, dass die reflektierende Oberfläche einen Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung zur brechenden Oberfläche hin lenkt, wobei die brechende Oberfläche mit Vorzug als Hauptaustrittsfläche von Strahlung aus dem optischen Element beziehungsweise der Beleuchtungsvorrichtung dient. Durch Reflexion an der reflektierenden Oberfläche kann der brechenden Oberfläche ein zusätzlicher Strahlungsanteil zur Strahlformung zugeführt werden, so dass Strahlung zur Strahlformung im optischen Element auch indirekt auf die brechende Oberfläche treffen kann. Eine kleine und kompakte Ausführung der Beleuchtungsvorrichtung wird so erleichtert.At least a further embodiment is the reflective surface arranged and formed such that the reflective surface a Proportion of the radiation generated by the semiconductor chip to the refractive index surface deflects, with the refractive surface with preference as the main exit surface of Radiation from the optical element or the lighting device serves. By reflection on the reflective surface can the breaking surface additional Radiation fraction are fed to the beam shaping, so that radiation for beam shaping in the optical element also indirectly on the refractive surface can meet. A small and compact design of the lighting device will so relieved.

Die brechende Oberfläche verarbeitet demnach mit Vorzug beide Lichtbündel, das heißt sowohl dasjenige, welches von der reflektierenden Oberfläche stammt, als auch dasjenige, welches direkt, das heißt ohne dazwischen liegende gezielte Umlenkung an einer Oberfläche des optischen Elements, von der Strahlungsquelle stammt. Die Auftreffbereiche der beiden Lichtbündel auf der brechenden Oberfläche sind schwerpunktmäßig voneinander getrennt. Das von der reflektierenden Oberfläche umgelenkte Lichtbündel trifft auf einen einer Strahlungseintrittsfläche des optischen Elements benachbarten bzw. dem Halbleiterchip zugewandten Bereich der brechenden Oberfläche auf und wird von diesem gebrochen und gebündelt. Das direkt von der Strahlungsquelle stammende Lichtbündel trifft auf einen der reflektierenden Oberfläche benachbarten oder dem Halbleiterchip abgewandten Bereich der brechenden Oberfläche auf und wird von diesem gebrochen und gebündelt.The breaking surface processes with preference both light bundles, that is, both the one, which comes from the reflective surface, as well as the one which directly, that is without interposed targeted deflection on a surface of the optical element originating from the radiation source. The impact areas the two light bundles are on the breaking surface focus on each other separated. The deflected by the reflective surface light beam strikes to one of a radiation entrance surface of the optical element adjacent or the semiconductor chip facing portion of the refractive surface and is broken and bundled by this. That directly from the radiation source originating light bundles meets one of the reflective surface adjacent or facing away from the semiconductor chip Area of refractive surface and is broken and bundled by this.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform koppelt vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung über die brechende Oberfläche seitlich von der optischen Achse oder quer zur optischen Achse, insbesondere unter einem von 0° verschiedenen Winkel zur optischen Achse, aus dem optischen Element aus. Insbesondere kann die Strahlung beabstandet von der optischen Achse oder gewinkelt, etwa schräg, zur optischen Achse ausgekoppelt werden. Hierdurch kann ein Hauptabstrahlbereich der aus dem optischen Element austretenden Strahlung realisiert werden, der durch zwei verschiedene Winkel

Figure 00050001
und
Figure 00050002
zur optischen Achse begrenzt ist. Diese Winkel werden im Wesentlichen durch die Anordnung und Ausgestaltung der brechenden Oberfläche bestimmt. Bevorzugt ist wenigstens einer, besonders bevorzugt sind beide, dieser Winkel kleiner als 90°. Bevorzugt liegt der Hauptabstrahlbereich im Winkelbereich zwischen einschließlich 80° und 90° zur optischen Achse. Bevorzugt liegt im Hauptabstrahlbereich, z.B. bei einem Winkel von ungefähr 80° zur optischen Achse, ein Maximum der aus dem optischen Element ausgekoppelten Strahlungsleistung.In accordance with at least one further embodiment, radiation generated by the semiconductor chip is coupled out of the optical element via the refractive surface laterally from the optical axis or transversely to the optical axis, in particular at an angle other than 0 ° to the optical axis. In particular, the radiation can be coupled away from the optical axis or at an angle, approximately obliquely, to the optical axis. In this way, a main radiation region of the radiation emerging from the optical element can be realized, which passes through two different angles
Figure 00050001
and
Figure 00050002
is limited to the optical axis. These angles are essentially determined by the arrangement and design of the refractive surface. Preferably, at least one, more preferably both, this angle is less than 90 °. Preferably, the main emission range is in the angular range between 80 ° and 90 ° to the optical axis. Preferably, in the main emission region, for example at an angle of approximately 80 ° to the optical axis, there is a maximum of the radiation output coupled out of the optical element.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand des Halbleiterchips zur Strahlungseintrittsfläche des optischen Elements kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,6 mm. Ein Abstand zwischen einschließlich 0,5 mm und 0,6 mm hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine kompakte und kleine Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung wird so vereinfacht.At least a further embodiment is the distance of the semiconductor chip to the radiation entrance surface of optical element less than or equal to 2 mm, preferably smaller or equal 1 mm, more preferably less than or equal to 0.6 mm. A distance between inclusive 0.5 mm and 0.6 mm has proven to be particularly advantageous. A compact and small design of the lighting device is so simplified.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform trifft ein Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung nach dem Eintritt in das optische Element direkt auf die brechende Oberfläche und ein weiterer Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung trifft nach Reflexion an der reflektierenden Oberfläche, vorzugsweise unmittelbar, auf die brechende Oberfläche. Mit Vorteil kann so zumindest ein Großteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung der brechenden Oberfläche auf besonders kurzem Wege zur Strahlformung zugeführt werden.At least a further embodiment a proportion of the radiation generated by the semiconductor chip is detected entering the optical element directly on the refracting surface and a further portion of the radiation generated by the semiconductor chip strikes after reflection at the reflecting surface, preferably immediately, on the breaking surface. Advantageously, at least a majority of the semiconductor chip can thus be used generated radiation of the refractive surface in a particularly short ways fed to the beam shaping become.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die brechende Oberfläche zur Bündelung des direkt auf diese treffenden und des unter Reflexion an der reflektierenden Oberfläche auf die brechende Oberfläche treffenden Strahlungsanteils ausgebildet. Seitens der brechenden Oberfläche aus dem optischen Element tretende Strahlung kann so gebündelt und gegebenenfalls gemäß einer vorgegebenen Charakteristik geformt sein. Auf diese Weise kann eine homogene Beleuchtung einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden Fläche, insbesondere einer seitlich zur optischen Achse versetzt angeordneten und/oder die optische Achse, insbesondere im wesentlichen senkrecht, kreuzenden Fläche erreicht werden.At least a further embodiment is the breaking surface for bundling of the directly on this and the under reflection on the reflecting surface on the breaking surface formed appropriate radiation component. On the part of the breaking one surface From the optical element passing radiation can be bundled and optionally according to a be formed predetermined characteristic. This way a can homogeneous illumination of one by means of the lighting device to illuminating surface, in particular one arranged laterally offset to the optical axis and / or reaches the optical axis, in particular substantially perpendicular, intersecting surface become.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die brechende Oberfläche, insbesondere von außerhalb des optischen Elements betrachtet, zumindest in einem Teilbereich konvex gekrümmt. Mit Vorzug weist die brechende Oberfläche einen Zentralbereich mit einem ersten Krümmungsradius auf, an den ein Bereich mit einem zweiten, größeren Krümmungsradius angrenzt. Besonders bevorzugt weist ein seitens der reflektierenden Oberfläche an den Zentralbereich der brechenden Oberfläche angrenzende Bereich einen größeren Krümmungsradius als der Zentralbereich auf. Weiterhin kann ein vom Zentralbereich aus gesehen weiter als dieser von der reflektierenden Oberfläche und/oder der optischen Achse entfernter Bereich der brechenden Oberfläche einen verglichen mit dem Zentralbereich größeren Krümmungsradius aufweisen. Dieser Bereich kann seitens der Strahlungseintrittsfläche des optischen Elements angeordnet sein.At least a further embodiment is the breaking surface, especially from outside considered the optical element, at least in a partial area convexly curved. With The refracting surface preferably has a central area a first radius of curvature, adjacent to an area having a second, larger radius of curvature. Especially Preferably, one side of the reflective surface to the Central area of the refracting surface adjacent area larger radius of curvature as the central area. Furthermore, one from the central area seen further than this of the reflective surface and / or a portion of the refractive surface remote from the optical axis have greater radius of curvature compared to the central region. This Area can be on the part of the radiation entrance surface of the optical element be arranged.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die brechende Oberfläche, insbesondere von außerhalb des optischen Elements betrachtet, zumindest in einem Teilbereich konkav gekrümmt. Mit Vorzug ist dieser konkav gekrümmte Bereich in einem an die reflektierende Oberfläche angrenzenden Oberflächenbereich ausgebildet. Eine örtlich homogene Verteilung der Strahlungsleistung, insbesondere der Beleuchtungsstärke, auf einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden, insbesondere ebenen, Fläche kann so unter Strahlformung an dem konkaven Oberflächenbereich vereinfacht erzielt werden. Insbesondere kann so eine Komponente der von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Strahlung in einer Richtung parallel zur optischen Achse erhöht werden.At least a further embodiment is the breaking surface, especially from outside considered the optical element, at least in a partial area concave curved. With Preference is this concave curved Area in a surface area adjacent to the reflective surface educated. A local homogeneous distribution of the radiation power, in particular the illuminance, on a to be illuminated by means of the lighting device, in particular levels, area can thus beam forming at the concave surface area be achieved in a simplified manner. In particular, such a component the radiation emitted by the illumination device in a Direction to be increased parallel to the optical axis.

Das optische Element kann in seiner Form näherungsweise als eine in einem Winkel > 0° zur optischen Achse bzw. einer Hauptabstrahlrichtung der Strahlungsquelle nach außen gekippte brechende Konvexlinse mit einer reflektierenden Rückseite ausgeführt sein, die Strahlung der Strahlungsquelle, die nach Eintritt in das optische Element, insbesondere durch dessen Strahlungseintrittsfläche, nicht unmittelbar auf die brechende Oberfläche des optischen Elements gerichtet ist, zur Seite auf die brechende Oberfläche hin umlenkt und dort unter gleichzeitiger Bündelung ausgekoppelt wird. Hierfür ist mit Vorzug ein erster brechender Oberflächenbereich vorgesehen.The optical element may be approximated in shape as one in one Angle> 0 ° to the optical Axis or a main emission of the radiation source after Outside Tilted refractive convex lens with a reflective back accomplished be the radiation of the radiation source after entering the optical element, in particular by the radiation entrance surface, not directly on the refractive surface of the optical element is directed, to the side of the breaking surface redirected and coupled there with simultaneous bundling. Therefor A first breaking surface area is preferably provided.

Eine direkt von der Strahlungsquelle auf einen vom ersten getrennten zweiten brechenden Oberflächenbereich treffende Strahlung wird von letzterem unter gleichzeitiger Bündelung unmittelbar zur Seite des optischen Elements hin umgelenkt bzw. seitlich zur optischen Achse ausgekoppelt.A directly from the radiation source to one separate from the first second refractive surface area The incident radiation is absorbed by the latter while concurrently directly deflected towards the side of the optical element or laterally coupled to the optical axis.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die brechende Oberfläche symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet. Weiterhin kann die brechende Oberfläche als Freiformlinse ausgebildet sein.At least a further embodiment is the breaking surface symmetrical or asymmetrical. Furthermore, the breaking surface be designed as freeform lens.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform weist die reflektierende Oberfläche einen V-artig geformten Querschnitt auf. Eine derartige Formgebung eignet sich besonders für die Reflexion, insbesondere eine Totalreflexion, von Strahlung an der reflektierenden Oberfläche, insbesondere in Richtung der brechenden Oberfläche. Weiterhin kann die Ausnehmung derart ausgebildet sein, dass die reflektierende Oberfläche einen V-artig geformten Querschnitt aufweist.At least a further embodiment has the reflective surface a V-shaped cross-section. Such a design is particularly suitable for the reflection, in particular a total reflection of radiation at the reflective surface, especially in the direction of the refractive surface. Furthermore, the recess be formed such that the reflective surface a V-shaped cross-section having.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Schenkel der V-artig geformten Oberfläche, insbesondere von außerhalb des optischen Elements betrachtet, konvex gekrümmt. Auf diese Weise kann der Anteil an totalreflektierter Strahlung erhöht und/oder gleichzeitig mit der Reflexion an der reflektierenden Oberfläche eine erste Strahlbündelung an der reflektierenden Oberfläche erreicht werden.At least a further embodiment is at least one leg of the V-like shaped surface, in particular from outside the considered optical element, convex curved. In this way, the Increases the proportion of total reflected radiation and / or simultaneously with the Reflection on the reflective surface a first beam on the reflective surface be achieved.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Schenkel der im Wesentlichen V-artig geformten reflektierenden Oberfläche derart S-artig gekrümmt, dass ein vorderseitiger, insbesondere dem Halbleiterchip abgewandter, Randbereich der brechenden und/oder der reflektierenden Oberfläche gegen direkte Strahlung des Halbleiterchips abgeschattet ist. Bevorzugt ist hierzu ein an der optischen Achse benachbarter Teil des Schenkels, insbesondere von außerhalb betrachtet, konvex gekrümmt und ein weiterer, insbesondere an die brechende Oberfläche grenzender und/oder weiter vom Halbleiterchip entfernter, Teil des Schenkels konkav gekrümmt. Durch eine Abschattung kann die Rückreflexion von Strahlungsanteilen in Richtung des Halbleiterchips verringert werden.At least a further embodiment is at least one leg of the substantially V-shaped reflective surface so curved S-like, that a front side, in particular the semiconductor chip facing away, edge region the refractive and / or reflective surface against direct radiation of the semiconductor chip is shadowed. Prefers for this purpose, a part of the leg adjacent to the optical axis, especially from outside considered, convex curved and another, in particular bordering on the refractive surface and / or farther from the semiconductor chip, part of the leg is concave curved. By shading, the return reflection of radiation components be reduced in the direction of the semiconductor chip.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform weist das optische Element eine Strahlungseintrittsfläche auf. Die Strahlungseintrittsfläche kann eben oder gekrümmt ausgeführt sein. Eine ebene Ausführung ist verglichen mit einer gekrümmten Eintrittsfläche in der Regel kostengünstiger verwirklichbar. Mittels einer gekrümmten Strahlungseintrittsfläche allerdings kann Strahlung bereits beim Eintritt in das optische Element weitergehend geformt werden. Auf diese Weise kann mittels geeigneter Ausbildung der Krümmung gezielt das Verhältnis der, insbesondere direkt, auf die brechenden Oberfläche treffenden Strahlungsleistung bzw. des entsprechenden Strahlungsanteils zu der, insbesondere unmittelbar, auf die reflektierende Oberfläche treffenden Strahlungsleistung bzw. dem entsprechenden Strahlungsanteil eingestellt werden. Bevorzugt ist die Strahlungseintrittsfläche, insbesondere von außerhalb des optischen Elements betrachtet, zumindest in einem Teilbereich konvex oder konkav gekrümmt. Mittels einer konkaven Krümmung beispielsweise kann der Anteil an unmittelbar auf die reflektierende Oberfläche treffender Strahlungsleistung erhöht werden, während eine konvexe Krümmung eher den direkt auf die brechende Oberfläche treffenden Strahlungsanteil erhöht. Das Erzielen einer vorgegebenen Abstrahlcharakteristik kann so erleichtert werden. Besonders bevorzugt kreuzt ein gekrümmter Bereich der Strahlungseintrittsfläche die optische Achse und/oder überspannt den Halbleiterchip.According to at least one further embodiment The optical element has a radiation entrance surface. The radiation entrance surface can be flat or curved. A planar design is compared to a curved entrance surface usually less expensive feasible. By means of a curved radiation entrance surface, however, radiation can be further formed already upon entry into the optical element. In this way, by means of a suitable design of the curvature, it is possible to set the ratio of the radiant power or the corresponding radiation component, in particular directly, impinging on the refracting surface, to the radiation power or the corresponding radiation component striking the reflective surface, in particular directly. Preferably, the radiation entrance surface, in particular viewed from outside the optical element, is curved convexly or concavely, at least in a partial region. By means of a concave curvature, for example, the proportion of radiant power impinging directly on the reflecting surface can be increased, while a convex curvature tends to increase the proportion of radiation directly striking the refractive surface. The achievement of a predetermined radiation characteristic can be facilitated. Particularly preferably, a curved region of the radiation entrance surface crosses the optical axis and / or spans the semiconductor chip.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform tritt ein Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten und auf die reflektierende Oberfläche treffenden Strahlung durch die reflektierende Oberfläche hindurch bzw. es tritt ein Strahlungsanteil in die Ausnehmung ein. Dieser Strahlungsanteil kann insbesondere die eingangs erwähnte Reststrahlung umfassen, die beispielsweise durch die Verwendung einer nicht punktförmigen Strahlungsquelle bedingt ist. Der durch die reflektierende Oberfläche hindurchtretende Anteil der Strahlung kann auf die Zusatzkomponente treffen.At least a further embodiment occurs a proportion of the semiconductor chip generated and the reflective surface incident radiation through the reflective surface or a radiation component enters the recess. This Radiation component can in particular the initially mentioned residual radiation For example, by the use of a non-point radiation source is conditional. The passing through the reflective surface portion The radiation can affect the additional component.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente als optische Komponente ausgeführt. Die optische Komponente ist bevorzugt für den Eintritt von, insbesondere im Bereich der Ausnehmung, aus dem optischen Element tretender Strahlung in die optische Komponente oder zur Reflexion dieser Strahlung ausgebildet oder vorgesehen. Diese Strahlung kann so mit Vorteil mittels der Zusatzkomponente optisch verarbeitet werden.At least a further embodiment the additional component is designed as an optical component. The optical component is preferred for the entry of, in particular in the region of the recess, radiation emerging from the optical element formed in the optical component or for reflection of this radiation or provided. This radiation can thus advantageously by means of Additional component to be processed optically.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente als Absorptions-, Diffusions-, Refraktions-, Diffraktions- oder Reflexionskomponente ausgeführt. Mittels der Reflexionskomponente kann der Anteil an in Richtung der brechenden Oberfläche reflektierter Strahlung um einen durch die reflektierende Oberfläche hindurchtretenden Anteil erhöht werden. Bevorzugt enthält die Reflexionskomponente ein Metall oder ist seitens ihrer der Ausnehmung zugewandten Oberfläche mit einem reflexionssteigernden Material versehen. Bei einer Refraktionskomponente, etwa einer Linse, erfolgt eine Strahlformung durch Brechung, bei einer Diffraktionskomponente durch Beugung. Eine Absorptionskomponente absorbiert, vorzugsweise im wesentlichen die gesamte in sie eintretende Strahlung, sodass eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik ohne reststrahlende Anteile vereinfacht realisierbar ist. Über eine Diffusionskomponente kann seitens einer Strahlungsaustrittsseite der Zusatzkomponente über diffusive Strahlformung vereinfacht eine örtlich homogene Verteilung der Strahlungsleistung, insbesondere der Beleuchtungsstärke, auf einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden, insbesondere ebenen, Fläche erreicht werden. Eine Strahlformung kann gegebenenfalls auch mittels einer Zusatzkomponente mit einem ortsabhängigen Brechungsindex (GRIN: GRaded INdex) erzielt werden.At least a further embodiment is the additional component as absorption, diffusion, refraction, Diffraction or reflection component executed. By means of the reflection component the proportion of reflected in the direction of the refractive surface Radiation around a passing through the reflective surface Share increased become. Preferably contains the reflection component is a metal or is part of the recess facing surface provided with a reflection-enhancing material. For a refractive component, about a lens, a beam forming by refraction occurs at a diffraction component by diffraction. An absorption component absorbs, preferably substantially all of them entering Radiation, so that a predetermined emission without residual radiation Shares can be realized in a simplified manner. Via a diffusion component can on the part of a radiation exit side of the additional component via diffusive Beam shaping simplifies a local homogeneous distribution of the radiation power, in particular the illuminance, on a to be illuminated by means of the lighting device, in particular levels, area be achieved. If necessary, beam shaping can also take place by means of an additional component with a location-dependent refractive index (GRIN: GRaded INdex).

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente als mechanische Komponente ausgeführt, welcher eine mechanische Funktion zukommt. Bevorzugt ist die Zusatzkomponente als Führungs-, Justage- oder Beabstandungskomponente ausgeführt. Eine Führungs- oder eine Justagekomponente kann den Einbau beziehungsweise die Platzierung der Beleuchtungseinrichtung in einer Anwendung, insbesondere an einem vorgegebenen_ Ort, erleichtern. Eine Beabstandungskomponente kann das Einhalten eines, insbesondere vorgegebenen, Abstands zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dieser nachgeordneten Strukturen, etwa der Anzeigevorrichtung, z.B. einem LCD, oder einer Diffusorfolie, gewährleisten.At least a further embodiment the additional component is designed as a mechanical component, which a mechanical function. The additional component is preferred as a leader, Adjustment or spacing component executed. A guiding or adjusting component can the installation or the placement of the lighting device in an application, especially at a given location. A spacing component may be compliance with one, in particular predetermined, distance between the lighting device and these downstream structures, such as the display device, e.g. an LCD, or a diffuser film, ensure.

Die Zusatzkomponente kann gegebenenfalls auch als mechanische und optische Komponente ausgeführt sein, wobei die optische Funktion durch die zusätzliche mechanische Funktion bevorzugt nicht oder nicht signifikant beeinträchtigt wird und/oder umgekehrt.The Additional component may optionally also be used as mechanical and optical Component executed be, with the optical function by the additional mechanical function preferably not or not significantly affected and / or vice versa.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente zumindest in einem Teilbereich an dem optischen Element angeordnet, an dem optischen Element befestigt oder mit dem optischen Element verbunden. Eine kleine, kompakte Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung wird durch eine derartige Anordnung erleichtert.At least a further embodiment is the additional component at least in a partial area on the optical Element arranged attached to the optical element or with the connected optical element. A small, compact training of Lighting device is facilitated by such an arrangement.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente in einem Verbindungsbereich des optischen Elements mechanisch stabil mit dem optischen Element verbunden oder an diesem befestigt. Hierbei ist bevorzugt ein Bereich der Oberfläche, insbesondere der reflektierenden Oberfläche, des optischen Elements als Verbindungsbereich vorgesehen, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er bezüglich vom Halbleiterchip direkt in Richtung des Verbindungsbereichs emittierter Strahlung abgeschattet ist. Mit Vorteil kann so ein Bereich der Oberfläche des optischen Elements als Verbindungsbereich genutzt werden, dem im wesentlichen keine optische Funktion zukommt. Die Effizienz der Beleuchtungsvorrichtung wird somit durch eine mechanisch stabile Befestigung der Zusatzkomponente im Verbindungsbereich nicht beeinträchtigt.In accordance with at least one further embodiment, the additional component is mechanically stably connected to or attached to the optical element in a connection region of the optical element. In this case, an area of the surface, in particular of the reflective surface, of the optical element is preferably Ver provided connection area, which is designed and arranged such that it is shadowed with respect to the semiconductor chip directly emitted in the direction of the connection region radiation. Advantageously, such a region of the surface of the optical element can be used as a connection region, which has essentially no optical function. The efficiency of the lighting device is thus not affected by a mechanically stable attachment of the additional component in the connection area.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente in die Ausnehmung eingelegt. Eine Befestigung beziehungsweise Verbindung der Zusatzkomponente mit dem optischen Element ist hierbei nicht unbedingt nötig. Gegebenenfalls kann die Zusatzkomponente mittels eines außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung und/oder des optischen Elements angeordneten Stabilisationselements in der Ausnehmung gehalten sein. Das Stabilisationselement kann beispielsweise durch ein auf der Zusatzkomponente angeordnetes oder aus der Zusatzkomponente ausgeformtes Beabstandungselement gegeben sein. Vorzugsweise wird die Zusatzkomponente hierbei durch mittels des Beabstandungselements ausgeübten Drucks in der Ausnehmung gehalten. Der Druck kann beispielsweise mittels Strukturen ausgeübt werden, die über das Beabstandungselement von der Beleuchtungsvorrichtung beabstandet sind. Weiterhin wird die Zusatzkomponente mittels des Stabilisationselements mit Vorzug lagestabil in der Ausnehmung gehalten, sodass die optische Funktion einer optischen Zusatzkomponente nicht lageveränderungsbedingt variiert.At least a further embodiment the additional component is inserted in the recess. An attachment or compound of the additional component with the optical Element is not necessary here. If necessary, the Additional component by means of an outside of the lighting device and / or of the optical element arranged stabilizing element in the Be held recess. The stabilization element can, for example, by one arranged on the additional component or from the additional component be given shaped spacer element. Preferably the additional component in this case by means of the spacer element exerted Pressure held in the recess. The pressure can be, for example exercised by means of structures be over spaced the spacer element from the illumination device are. Furthermore, the additional component by means of the stabilizing element with preference held in a stable position in the recess, so that the optical Function of an additional optical component not due to change in position varied.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente mittels Presspassung, Heißpresspassung, Verstemmen, Heißverstemmen oder einer Klebeverbindung mit dem optischen Element verbunden oder an diesem befestigt.At least a further embodiment is the additional component by means of press fit, hot press fit, Caulking, hot caulking or an adhesive bond with the optical element or attached to this.

Bei einer Presspassung wird die Zusatzkomponente mittels des vom optischen Element und der Zusatzkomponente aufeinander ausgeübten Drucks am optischen Element befestigt. Bevorzugt wirkt dieser Druck im wesentlichen entlang der Oberflächennormalen der Oberfläche der Zusatzkomponente beziehungsweise der Ausnehmung des optischen Elements.at a press fit, the additional component by means of the optical Element and the additional component of pressure exerted on each other attached to optical element. Preferably, this pressure acts essentially along the surface normal the surface the additional component or the recess of the optical Element.

Bei der Heißpresspassung wird die Zusatzkomponente derart erwärmt, dass sie zwar nicht fließfähig aber dennoch plastisch formbar ist. Bei der Heißpresspassung formt sich die erwärmte Zusatzkomponente demnach unter Krafteinwirkung, insbesondere einem presspassenden Druck, an das optische Element an.at the hot press fit the additional component is heated in such a way that it is not flowable though nevertheless plastically malleable. In the hot press fit forms the heated Additional component accordingly under the action of force, in particular a press-fitting pressure to the optical element.

Beim Verstemmen erfährt die Zusatzkomponente und/oder das optische Element, gegebenenfalls zusätzlich zu einem presspassenden Druck, eine mechanisch erzeugte Deformation. Hierzu wird die Zusatzkomponente und/oder das optische Element beispielsweise mit einem Deformationswerkzeug, etwa einer Nadel, derart deformiert, dass die Zusatzkomponente mechanisch stabil am optischen Element befestigt ist. Die Deformation kann insbesondere punktuell oder bereichsweise erfolgen. Beim Heißverstemmen ist das Deformationswerkzeug zusätzlich erwärmt, so dass die Zusatzkomponente und/oder das optische Element im Kontaktbereich mit dem Werkzeug plastisch formbar und/oder fließfähig wird. Der Kraftaufwand kann beim Heißverstemmen gegenüber dem Verstemmen verringert sein.At the Calking learns the additional component and / or the optical element, if appropriate additionally to a press-fitting pressure, a mechanically generated deformation. For this purpose, the additional component and / or the optical element, for example with a deformation tool, such as a needle, so deformed, that the additional component is mechanically stable on the optical element is attached. The deformation can in particular punctually or in some areas. When hot caulking is the deformation tool additionally heated so that the additional component and / or the optical element in the contact area with The tool is plastically moldable and / or flowable. The effort can when stewing across from reduced caulking.

Bei einer Klebeverbindung erfolgt die Befestigung mittels eines Haftvermittlungsmaterials, über das zwischen der Zusatzkomponente und dem optischen Element eine Klebeverbindung ausgebildet ist.at an adhesive bond is the attachment by means of an adhesive material over the between the additional component and the optical element an adhesive bond is trained.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente gemäß der Form der Ausnehmung geformt. Das Einsetzen der Zusatzkomponente beziehungsweise das Befestigen, insbesondere mittels oben stehender Befestigungsverfahren, wird so erleichtert. Vorzugsweise ist die Zusatzkomponente passgenau ausgebildet, sodass sie, etwa reibschlüssig, in die Ausnehmung eingesetzt werden kann.At least a further embodiment is the additional component according to the form shaped the recess. The insertion of the additional component or fixing, in particular by means of the above fastening methods, is so relieved. Preferably, the additional component is accurate formed so that they, for example, frictionally engaged in the recess can be.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente mittels einer an der Zusatzkomponente angeordneten, aus der Zusatzkomponente ausgeformten oder in der Zusatzkomponente vorgeformten Befestigungsvorrichtung mechanisch stabil am optischen Element, insbesondere im Verbindungsbereich, befestigt.At least a further embodiment if the additional component is arranged by means of an additional component, formed from the additional component or in the additional component preformed fastening device mechanically stable on the optical Element, in particular in the connection area attached.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist eine Halterungsvorrichtung, insbesondere als Gegenstück zur Befestigungsvorrichtung, an dem optischen Element angeordnet, aus dem optischen Element ausgeformt oder in dem optischen Element vorgeformt. Vorzugsweise ist die Halterungsvorrichtung im Verbindungsbereich angeordnet.At least a further embodiment is a holding device, in particular as a counterpart to the fastening device, arranged on the optical element, formed from the optical element or preformed in the optical element. Preferably, the mounting device arranged in the connection area.

Zur Befestigung der Zusatzkomponente am optischen Element kann die Halterungsvorrichtung in die Befestigungsvorrichtung eingreifen und/oder umgekehrt. Die Befestigungsvorrichtung und/oder die Halterungsvorrichtung kann als Schnapp- oder Schraubvorrichtung ausgeführt sein. Bevorzugt ist die Zusatzkomponente in die Ausnehmung einschraubbar bzw. einschnappbar ausgebildet. Am optischen Element und an der Zusatzkomponente sind hierzu besonders bevorzugt umlaufende, aufeinander abgestimmte Schraubvorrichtungen vorgesehen. Auch eine Schnappvorrichtung für eine Schnappverbindung kann dementsprechend ausgeführt sein. Die Zusatzkomponente kann jedoch auch an einzelnen, räumlich voneinander getrennten Schraub- bzw. Schnappstellen, die am optischen Element bzw. der Zusatzkomponente ausgebildet sind, mit dem optischen Element verschraubt bzw. verschnappt werden.For fixing the additional component on the optical element, the holding device can engage in the fastening device and / or vice versa. The fastening device and / or the holding device can be designed as a snap or screw device. Preferably, the additional component is screwed or snapped into the recess. On the optical element and on the additional component, rotating, coordinated screwing devices are particularly preferably provided for this purpose. Also, a snap device for a snap connection can be carried out accordingly. However, the additional component can also be screwed or snapped onto individual, spatially separated screw or snap locations, which are formed on the optical element or the additional component, with the optical element.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Ausnehmung von einer dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite des optischen Elements in das optische Element hinein. Mit Vorzug ist die Ausnehmung auf der dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite von einem Rand des optischen Elements begrenzt. Der Rand kann hierbei die Ausnehmung umlaufen und/oder eben verlaufen.At least a further embodiment the recess extends from a semiconductor chip opposite Side of the optical element into the optical element. With Preference is the recess on the semiconductor chip opposite Side bounded by an edge of the optical element. The edge can be here circulate the recess and / or run flat.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform grenzt der Verbindungsbereich an den Rand an oder ist im Bereich des Randes angeordnet. Aufgrund der vergleichsweise großen Entfernung des Randbereichs vom Halbleiterchip ist eine Anordnung des Verbindungsbereichs in diesem Bereich vorteilhaft, da der Randbereich mit Vorzug nur in geringem Maße oder sogar keine optische Funktion übernimmt.At least a further embodiment the connection area adjoins the edge or is in the range of the edge. Due to the comparatively large distance of the Edge area of the semiconductor chip is an arrangement of the connection area advantageous in this area, since the edge area with preference only at low level or even no optical function takes over.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente in der Ausnehmung von dem Rand beabstandet oder schließt mit dem Rand ab. Die Ausbildung kleiner und kompakter Beleuchtungsvorrichtungen wird so erleichtert, da die Zusatzkomponente nicht über den Rand hinaus ragt.At least a further embodiment is the additional component in the recess spaced from the edge or closes off with the edge. The formation of small and compact lighting devices is facilitated because the additional component does not have the Edge protrudes.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist vom Halbleiterchip aus gesehen zwischen dem optischen Element und der Zusatzkomponente ein Freiraum, insbesondere ein Hohlraum, gebildet. Mit Vorteil kann der Freiraum weitergehend genutzt werden. Beispielsweise kann ein Brechungsindexanpassungsmaterial, das einen Brechungsindexsprung zwischen dem Brechungsindex des optischen Elements und dem der Zusatzkomponente mindert, etwa in fester oder flüssiger Form, in dem Freiraum angeordnet werden. Ein dichter Hohlraum ist für das Einbringen einer in diesem verbleibenden Flüssigkeit besonders geeignet.At least a further embodiment is seen from the semiconductor chip between the optical element and the additional component a free space, in particular a cavity formed. Advantageously, the free space can be used further. For example For example, a refractive index matching material having a refractive index jump between the refractive index of the optical element and that of the additional component decreases, about in solid or liquid Form in which free space is arranged. A dense cavity is for the Introducing a particularly suitable in this remaining liquid.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element als Aufsatzoptik auf ein Bauelementgehäuse vorgesehen. Dies kann mit oder ohne zusätzliche Brechungsindexanpassung erfolgen.At least a further embodiment the optical element is provided as an attachment optics on a component housing. This can be done with or without additional Refractive index adjustment done.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element zur Montage an einem optoelektronischen Bauteil, das den Halbleiterchip umfasst, vorgesehen und/oder ausgebildet.At least a further embodiment is the optical element for mounting on an optoelectronic Component, which includes the semiconductor chip, provided and / or formed.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist an dem optischen Element mindestens ein Montageelement zur Montage des optischen Elements an dem optoelektronischen Bauteil angeordnet, aus dem optischen Element ausgeformt oder in dem optischen Element vorgeformt.At least a further embodiment is at the optical element at least one mounting member for mounting the optical element is arranged on the optoelectronic component, formed from the optical element or in the optical element preformed.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauteil einen Gehäusekörper auf, der mindestens ein Befestigungselement, insbesondere als Gegenstück zu dem Montageelement aufweist.At least a further embodiment the optoelectronic component has a housing body which has at least one Has fastening element, in particular as a counterpart to the mounting element.

Zur Befestigung des optischen Elements an dem optoelektronischen Bauteil kann das Montageelement in eine Ausnehmung des Gehäusekörpers, die als Befestigungselement ausgeführt ist, eingreifen und/oder umgekehrt. Bevorzugt wird das optische Element mittels Presspassung, Heißpresspassung, einer Klebeverbindung oder einer thermischen Nietverbindung an dem optoelektronischen Bauteil, insbesondere an dem Gehäusekörper, befestigt. Im Gegensatz zu den ersteren, weiter oben näher beschriebenen Befestigungsmethoden wird beim thermischen Nieten das Montageelement derart erwärmt, dass es fließfähig wird und an das optoelektronische Bauteil, insbesondere den Gehäusekörper oder das Befestigungselement des Gehäusekörpers, anfließt und beim Abkühlen nachfolgend aushärtet. Aufgrund der Verformung ist eine thermische Nietverbindung zur Befestigung der Zusatzkomponente am optischen Element eher ungeeignet, da eine derart starke Erwärmung des optischen Elements bzw. der Zusatzkomponente sich schädlich auf einen optischen Funktionsbereich des optischen Elements auswirken kann.for Attachment of the optical element to the optoelectronic component can the mounting element in a recess of the housing body, the designed as a fastener is, intervene and / or vice versa. Preference is given to the optical Element by means of press fit, hot press fit, an adhesive bond or a thermal rivet connection to the optoelectronic Component, in particular attached to the housing body. In contrast to the former, fastening methods described in more detail above During thermal riveting, the mounting element is heated in such a way that it becomes fluid and to the optoelectronic component, in particular the housing body or the fastener of the housing body, flows into and at cooling down subsequently cured. Due to the deformation is a thermal rivet connection for attachment the additional component on the optical element rather unsuitable, as a such a strong warming of the optical element or the additional component is harmful can affect an optical functional area of the optical element.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das optoelektronische Bauteil ein erstes elektrisches Anschlussteil und ein zweites elektrisches Anschlussteil sowie ein, insbesondere separat von den elektrischen Anschlussteilen ausgeführtes, thermisches Anschlussteil auf. Über das thermische Anschlussteil kann am Halbleiterchip anfallende Wärme, etwa aufgrund einer hohen erzeugten Strahlungsleistung, unabhängig von der elektrischen Kontaktierung des Bauteils über die elektrischen Anschlussteile, vereinfacht vom Halbleiterchip abgeführt werden. Hierdurch wird ein stabiler Betrieb des Bauteils, insbesondere eines Hochleistungsbauteils, erleichtert. Das thermische Anschlussteil kann beispielsweise mit einer externen Wärmeleitvorrichtung, z.B. einer Wärmesenke, verbunden werden. Diese Verbindung kann bei der Montage des Bauteils auf einer Trägerplatte, z.B. einer Leiterplatte, wie einer Metallkernplatine, mittels einer thermisch leitenden Verbindung, etwa einer Lotverbindung, zur Wärmeleitvorrichtung erfolgen.At least a further embodiment According to the invention, the optoelectronic component has a first electrical Connecting part and a second electrical connection part and a, in particular, executed separately from the electrical connection parts, thermal Connection part on. about the thermal connection part can accumulate heat on the semiconductor chip, for example due to a high generated radiation power, regardless of the electrical contacting of the component via the electrical connection parts, be easily removed from the semiconductor chip. This will a stable operation of the component, in particular of a high-performance component, facilitated. The thermal connection part can, for example, with an external heat conducting device, e.g. a heat sink, get connected. This connection can be during the assembly of the component on a carrier plate, e.g. a circuit board, such as a metal core board, by means of a thermally conductive compound, such as a solder joint, the heat conducting device respectively.

Das optische Element kann gegebenenfalls vor oder nach der Montage des optoelektronischen Bauteils auf der Trägerplatte an diesem befestigt werden. Entsprechendes gilt für eine Anordnung der Zusatzkomponente in der Ausnehmung und/oder eine Befestigung der Zusatzkomponente am optischen Element.The optical element may optionally be attached before or after the assembly of the optoelectronic component on the support plate to this. The same applies to an arrangement of the additional component in the recess and / or attachment of the additional component to the optical element.

Das Bauteil mit dem optischen Element kann mit Vorteil eingesetzt werden zum seitlichen Abstrahlen von Strahlung eines Top-Emitter-Bauteils, zum seitlichen Einkoppeln von Strahlung eines Top-Emitters in einen Lichtleiter, zum großflächigen Hinterleuchten von Anzeigen und Symbolen und von LCD-Displays, für Signalleuchten, zum homogenen Ausleuchten von Reflektoren und zur Ambientbeleuchtung. Das optische Element kann gegebenenfalls in angepasster Form auch in einen Lichtleiter integriert werden.The Component with the optical element can be used with advantage for the lateral emission of radiation of a top emitter component, for the lateral coupling of radiation of a top emitter into one Optical fiber, for large-area rear lights of displays and symbols and of LCD displays, for signal lights, for homogeneous illumination of reflectors and for ambient lighting. Optionally, the optical element may also be in an adapted form be integrated into a light guide.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element und/oder die Zusatzkomponente einstückig ausgebildet. Ein derartiges Element beziehungsweise eine derartige Komponente kann mit Vorteil besonders kostengünstig hergestellt werden.At least a further embodiment the optical element and / or the additional component is integrally formed. Such an element or such a component can be made particularly cost-effective with advantage.

Zur Herstellung des optischen Elements und/oder der Zusatzkomponente kann beispielsweise ein Guss- oder Pressverfahren, etwa ein Spritzguss-, Spritzpressguss- oder Pressgussverfahren beziehungsweise ein Spritzpressverfahren angewandt werden. Mit Vorzug enthält das optische Element einen Kunststoff, etwa PMMA (Polymethylmethacrylat). Insbesondere kann das optische Element direkt an den Halbleiterchip, etwa einen Leuchtdiodenchip, angeformt, z.B. angegossen, werden. Reststrahlungsanteile können beispielsweise durch einen Formfehler der Gussform verursacht sein.for Production of the optical element and / or the additional component For example, a casting or pressing process, such as an injection molding, Injection molding or compression molding or a transfer molding process be applied. With preference, the optical element contains a Plastic, such as PMMA (polymethyl methacrylate). In particular, can the optical element directly to the semiconductor chip, such as a light-emitting diode chip, molded, e.g. be poured. Residual radiation components, for example caused by a dimensional error of the mold.

Zur Herstellung des optischen Elements bzw. zum Anformen des optischen Elements an den Halbleiterchip ist beispielsweise ein Gussverfahren, etwa Spritzguss, Spritzpressguss oder Pressguss, oder ein Pressverfahren, etwa Spritzpressen, besonders geeignet. Die Formgebung des optischen Elements wird durch das hierbei eingesetzte Werkzeug bestimmt.for Production of the optical element or for molding of the optical Elements to the semiconductor chip, for example, a casting process, such as Injection molding, transfer molding or compression molding, or a pressing process, about transfer molding, especially suitable. The shape of the optical Elements is determined by the tool used here.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element frei von Hinterschneidungen ausgeführt. Auf den kostenintensiven Einsatz eines Schiebers im Gusswerkzeug bei der Herstellung des optischen Elements kann so verzichtet werden.At least a further embodiment the optical element is free from undercuts. On the cost-intensive use of a slider in the casting tool at the production of the optical element can be dispensed with.

Gemäß wenigstens einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkomponente separat von dem optischen Element gefertigt.At least a further embodiment the additional component is manufactured separately from the optical element.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ein optischen Element, das eine Ausnehmung aufweist, wobei das optische Element zur Strahlformung für eine von einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Strahlung vorgesehen ist, die Ausnehmung für das Einsetzen einer Zusatzkomponente in die Ausnehmung vorgesehen ist und das optische Element die vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung zumindest teilweise an der Zusatzkomponente vorbei lenkt.In In a particularly advantageous embodiment, the lighting device comprises an optical element having a recess, wherein the optical Element for beam forming for a from a radiation-emitting semiconductor chip of the illumination device generated radiation is provided, the recess for insertion an additional component is provided in the recess and the optical element, the radiation generated by the semiconductor chip at least partially deflects past the additional component.

Das optische Element kann hierbei je nach gewünschter Funktion mit verschiedenen Zusatzkomponenten versehen werden, so dass die Beleuchtungsvorrichtung variabel einsetzbar ist. Die Zusatzkomponente ist weitestgehend frei wählbar und kann insbesondere absorbierend ausgeführt werden, da das optische Element Strahlung an der Zusatzkomponente vorbei lenkt.The optical element can in this case depending on the desired function with different Additional components are provided so that the lighting device can be used variably. The additional component is as far as possible freely selectable and can be carried out in particular absorbent, since the optical Element deflects radiation past the additive component.

Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung aufgrund des Einsetzens der Zusatzkomponente in die Ausnehmung besonders klein und kompakt ausgeführt werden.Farther For example, the lighting device may be due to the onset of the additional component be made particularly small and compact in the recess.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.Further Advantages, advantageous embodiments and expediencies The invention will become apparent from the following description of the embodiments in conjunction with the figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in den 1A, 1B und 1C schematische Schnittansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1A, eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1B und eines dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1C mit jeweils verschiedenen optischen Elementen, 1 in the 1A . 1B and 1C schematic sectional views of a first embodiment of a lighting device in 1A , A second embodiment of a lighting device in 1B and a third embodiment of a lighting device in 1C each with different optical elements,

2 in den 2A, 2B schematische Teilschnittansichten eines vierten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 2A und eines fünften Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 2B, 2 in the 2A . 2 B schematic partial sectional views of a fourth embodiment of a lighting device in 2A and a fifth embodiment of a lighting device in 2 B .

3 eine schematische Teilschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung, 3 FIG. 2 is a schematic partial sectional view of a sixth embodiment of a lighting device, FIG.

4 in den 4A, 4B und 4C schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung mit drei Varianten einer optischen Zusatzkomponente, 4 in the 4A . 4B and 4C schematic partial sectional views of a lighting device with three variants of an additional optical component,

5 in den 5A und 5B schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung mit zwei Varianten einer mechanischen Zusatzkomponente sowie in 5C eine schematische Schnittansicht eines optischen Elements mit einer Zusatzkomponente und 5 in the 5A and 5B schematic partial sectional views of a Beleuchtungsvorrich with two variants of a mechanical additional component and in 5C a schematic sectional view of an optical element with an additional component and

6 in den 6A, 6B, 6C schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung mit mittels verschiedener Varianten an dem optischen Element befestigten Zusatzkomponenten, 6 in the 6A . 6B . 6C schematic partial sectional views of a lighting device with attached by means of different variants to the optical element additional components,

7 eine schematische Teilschnittansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer mittels einer weiteren Variante an dem optischen Element befestigten Zusatzkomponente, 7 3 shows a schematic partial sectional view of a lighting device with an additional component attached to the optical element by means of a further variant,

8 eine schematische Schnittansicht eines optischen Elements für eine Beleuchtungsvorrichtung in 8A und eine schematische Aufsicht von unten auf das optische Element in 8B, 8th a schematic sectional view of an optical element for a lighting device in 8A and a schematic plan view from below of the optical element in FIG 8B .

9 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem an einem optoelektronischen Bauteil befestigten optischen Element, 9 a schematic sectional view of an embodiment of a lighting device with an optical element attached to an optical element,

10 ein Ausführungsbeispiel eines für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders geeigneten optoelektronischen Bauteils anhand einer schematischen perspektivischen Aufsicht auf das optoelektronische Bauteil in 10A, einer schematischen perspektivischen Schnittansicht des Bauteils in 10B und einer schematischen perspektivischen Schrägansicht in 10C und 10 an embodiment of a particularly suitable for a lighting device optoelectronic device based on a schematic perspective view of the optoelectronic component in 10A , a schematic perspective sectional view of the component in 10B and a schematic perspective oblique view in FIG 10C and

11 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders geeigneten Halbleiterchips. 11 a schematic sectional view of an embodiment of a particularly suitable for a lighting device semiconductor chip.

Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Same, similar and equally acting elements are in the figures with provided the same reference numerals.

In 1 sind anhand der 1A, 1B und 1C schematische Schnittansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1A, eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1B und eines dritten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 1C mit jeweils verschiedenen optischen Elementen dargestellt.In 1 are based on the 1A . 1B and 1C schematic sectional views of a first embodiment of a lighting device in 1A , A second embodiment of a lighting device in 1B and a third embodiment of a lighting device in 1C each shown with different optical elements.

Die Beleuchtungsvorrichtung 1, wie in den 1A, 1B und 1C dargestellt, umfasst jeweils ein optisches Element 2, das zur Strahlformung einer von einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip 3 der Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Strahlung vorgesehen ist. Das optische Element weist weiterhin eine Ausnehmung 4 auf.The lighting device 1 as in the 1A . 1B and 1C shown, each comprises an optical element 2 for beam forming one of a radiation-emitting semiconductor chip 3 the radiation generated radiation device is provided. The optical element further has a recess 4 on.

Eine optische Achse 5 des optischen Elements verläuft durch die Ausnehmung 4 und den Halbleiterchip 3. Bevorzugt überdeckt die optische Achse eine durch die Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips bestimmte Hauptabstrahlachse des Chips, die besonders bevorzugt im wesentlichen senkrecht zur dem optischen Element zugewandten Oberfläche des Halbleiterchips verläuft. Weiterhin ist das optische Element 2 bevorzugt rotationssymmetrisch um die optische Achse 5 ausgebildet.An optical axis 5 of the optical element passes through the recess 4 and the semiconductor chip 3 , The optical axis preferably covers a main emission axis of the chip which is determined by the main emission direction of the semiconductor chip and which particularly preferably extends substantially perpendicular to the surface of the semiconductor chip facing the optical element. Furthermore, the optical element 2 preferably rotationally symmetrical about the optical axis 5 educated.

Das optische Element 2 weist eine reflektierende Oberfläche 6 und eine brechende Oberfläche 7 auf. Bevorzugt ist die reflektierende Oberfläche zur Totalreflexion eines Anteils der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung angeordnet und ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch eine im Wesentlichen V-artige Formgebung der reflektierenden Oberfläche, etwa entsprechend den Darstellungen in den 1A, 1B und 1C erzielt werden. Insbesondere kann eine Wand der Ausnehmung 4 die reflektierende Oberfläche bilden, so dass die Formgebung der reflektierenden Oberfläche mit derjenigen der Ausnehmung verknüpft ist. Die Ausnehmung bzw. die reflektierende Oberfläche verjüngt sich dementsprechend von einer dem Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Seite des optischen Elements, von der aus sich die Ausnehmung in das optische Element hinein erstreckt, in Richtung des Halbleiterchips. Eine Spitze der V-artig geformten reflektierenden Oberfläche liegt bevorzugt auf der optischen Achse. Auf ihrer dem Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Seite ist die Ausnehmung 4 von einem Rand 8 des optischen Elements 2 begrenzt.The optical element 2 has a reflective surface 6 and a breaking surface 7 on. Preferably, the reflecting surface is arranged and formed for the total reflection of a portion of the radiation generated by the semiconductor chip. This can be achieved, for example, by a substantially V-shaped shaping of the reflecting surface, for example according to the illustrations in FIGS 1A . 1B and 1C be achieved. In particular, a wall of the recess 4 form the reflective surface, so that the shape of the reflective surface is associated with that of the recess. The recess or the reflecting surface accordingly tapers from a semiconductor chip 3 opposite side of the optical element, from which the recess extends into the optical element, in the direction of the semiconductor chip. A tip of the V-like shaped reflecting surface is preferably on the optical axis. On her the semiconductor chip 3 opposite side is the recess 4 from one edge 8th of the optical element 2 limited.

Bevorzugt ist die reflektierende Oberfläche 6 derart angeordnet und ausgebildet, dass sie einen Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung unter Reflexion zur brechenden Oberfläche hinlenkt. Insbesondere kann die brechende Oberfläche 7 als Hauptaustrittsfläche von Strahlung aus dem optischen Element dienen. In den 1A, 1B und 1B wird dies durch Strahlungsanteile 61 und 62 verdeutlicht. Die reflektierende Oberfläche 6 ist weiterhin vorzugsweise zur Reflexion eines in einem zentralen Bereich des Halbleiterchips, der insbesondere die optische Achse umfasst, erzeugten Strahlungsanteils ausgebildet.The reflective surface is preferred 6 arranged and designed such that it deflects a portion of the radiation generated by the semiconductor chip under reflection to the refractive surface. In particular, the refractive surface can 7 serve as the main exit surface of radiation from the optical element. In the 1A . 1B and 1B this is due to radiation components 61 and 62 clarified. The reflective surface 6 is furthermore preferably designed to reflect a radiation component generated in a central region of the semiconductor chip, which in particular comprises the optical axis.

Vom Halbleiterchip 3 erzeugte Strahlung koppelt zumindest teilweise über die brechende Oberfläche 7 aus dem optischen Element 2 aus. Hierbei wird Strahlung aus dem optischen Element seitlich beabstandet von der optischen Achse 5 und schräg, insbesondere unter einem von 90° verschiedenem Winkel, zur optischen Achse ausgekoppelt. Der Winkel zur optischen Achse liegt zweckmäßigerweise zwischen 0° und 90°. Mit Vorzug ist der Winkel der über die brechende Oberfläche ausgekoppelten Strahlung zur optischen Achse möglichst groß gewählt. Hierdurch kann eine homogene seitlich vom Halbleiterchip weg nach vorne gerichtete Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung 1 erzielt werden.From the semiconductor chip 3 generated radiation couples at least partially across the refractive surface 7 from the optical element 2 out. In this case, radiation from the optical element is laterally spaced from the optical axis 5 and obliquely, in particular at an angle different from 90 °, coupled to the optical axis. The angle to the optical axis is expediently between 0 ° and 90 °. With preference, the angle of the radiation coupled over the refractive surface to the optical axis is as large as possible chooses. In this way, a homogeneous emission characteristic directed laterally away from the semiconductor chip towards the front can be achieved 1 be achieved.

Bevorzugt trifft ein Anteil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung nach dem Eintritt in das optische Element 2 über eine Strahlungseintrittsfläche 9 seitens derer der Halbleiterchip 3 angeordnet ist, direkt auf die brechende Oberfläche 7 und ein weiterer Anteil, etwa der Strahlungsanteil 61 oder 62, der im Halbleiterchip erzeugten Strahlung trifft nach Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 6, vorzugsweise unmittelbar auf die brechende Oberfläche 7. Ein direkt auf die brechende Oberfläche treffender Strahlungsanteil ist durch den Strahlungsanteil 71 in den 1A, 1B und 1C verdeutlicht. Direkt auf die brechende Oberfläche treffende Strahlung wird bevorzugt in einem Randbereich, der insbesondere von der optischen Achse beabstandet ist, des Halbleiterchips 3 erzeugt. Die brechende Oberfläche ist bevorzugt zur Bündelung des direkt auf diese treffenden Strahlungsanteils und des unter Reflexion an der reflektierenden Oberfläche auf die brechende Oberfläche treffenden Strahlungsanteils angeordnet und ausgebildet. Eine homogene seitlich nach vorne gerichtete Abstrahlung der Beleuchtungsvorrichtung wird so erleichtert. Die brechende Oberfläche 7 verarbeitet demnach bevorzugt Strahlungsanteile, welche direkt vom Halbleiterchip auf sie treffen und welche mittels Reflexion an der reflektierenden Oberfläche auf die brechende Oberfläche treffen. Auftreffbereiche dieser Strahlungsanteile auf die brechende Oberfläche sind besonders bevorzugt schwerpunktmäßig voneinander getrennt. Der von der reflektierenden Oberfläche umgelenkte Strahlungsanteil (z.B. der Anteil 61 oder 62) etwa trifft auf einen der Strahlungseintrittsfläche benachbarten Bereich der brechenden Oberfläche und wird von diesem gebrochen und gebündelt. Ein direkt von dem Halbleiterchip stammender Strahlungsanteil etwa (z.B. der Anteil 71) trifft auf einen der reflektierenden Oberfläche 6 benachbarten Bereich der brechenden Oberfläche auf und wird von diesem gebrochen und gebündelt.Preferably, a portion of the radiation generated by the semiconductor chip meets after entering the optical element 2 via a radiation entrance surface 9 on the part of the semiconductor chip 3 is arranged, directly on the breaking surface 7 and another part, such as the radiation component 61 or 62 , the radiation generated in the semiconductor chip meets after reflection at the reflecting surface 6 , preferably directly on the refractive surface 7 , A radiation component which strikes the refractive surface directly is due to the proportion of radiation 71 in the 1A . 1B and 1C clarified. Radiation striking directly on the refractive surface is preferably arranged in an edge region, which is in particular spaced apart from the optical axis, of the semiconductor chip 3 generated. The refractive surface is preferably arranged and designed to concentrate the radiation component which impinges directly on the latter and the radiation component striking the refractive surface under reflection at the reflecting surface. A homogeneous laterally forward radiation of the lighting device is facilitated. The breaking surface 7 Accordingly, it preferably processes radiation components which strike it directly from the semiconductor chip and which strike the refractive surface by means of reflection at the reflecting surface. Impact areas of these radiation components on the refractive surface are particularly preferably separated from one another. The deflected by the reflecting surface radiation component (eg the proportion 61 or 62 ) strikes a region of the refractive surface adjacent to the radiation entrance surface and is refracted and bundled by it. A radiation component originating directly from the semiconductor chip, for example (for example the proportion 71 ) meets one of the reflective surfaces 6 adjacent area of the refractive surface and is broken and bundled by this.

Der Abstand des Halbleiterchips zur Strahlungseintrittsfläche beträgt beispielsweise 0,5 mm. Ein Maximum der aus dem optischen Element ausgekoppelten Strahlungsleistung liegt beispielsweise bei einem Winkel von 80° zur optischen Achse.Of the Distance of the semiconductor chip to the radiation entrance surface is, for example 0.5 mm. A maximum of the decoupled from the optical element Radiation power is for example at an angle of 80 ° to the optical Axis.

Die brechende Oberfläche 7 des optischen Elements ist in den 1A, 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispielen von außerhalb des optischen Elements gesehen zumindest in einem Teilbereich konvex gekrümmt. Auch die brechende Oberfläche 6 ist zumindest in einem Teilbereich konvex gekrümmt.The breaking surface 7 of the optical element is in the 1A . 1B and 1C shown embodiments seen from outside the optical element convexly curved at least in a partial region. Also the breaking surface 6 is convexly curved at least in a partial region.

Ferner ist die brechende Oberfläche in vertikaler Richtung vom Halbleiterchip aus gesehen teilweise zwischen der reflektierenden Oberfläche und der Strahlungseintrittsfläche bzw. dem Halbleiterchip angeordnet.Further is the breaking surface partially seen in the vertical direction from the semiconductor chip between the reflective surface and the radiation entrance surface or the semiconductor chip arranged.

Vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung kann jedoch nicht nur seitens der brechenden Oberfläche aus dem optischen Element auskoppeln. Vielmehr kann vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung teilweise auch durch die reflektierende Oberfläche 6 hindurch in die Ausnehmung 4 treten. In 1A ist dies durch einen unter fortgesetzter Totalreflexion im optischen Element über die reflektierende Oberfläche aus dem optischen Element austretenden Strahlungsanteil 31 dargestellt. Dieser kann nach Totalreflexion an der reflektierenden Oberfläche 6 und der brechenden Oberfläche 7 auf die Strahlungsaustrittsfläche 9 treffen und falls der Auftreffwinkel kleiner dem Grenzwinkel der Totalreflexion ist als Rückstrahlung in Richtung des Halbleiterchips aus dem optischen Element 2 austreten oder bei Totalreflexion an der Strahlungseintrittsfläche 9 unter einem Grenzwinkel kleiner dem Totalreflexionswinkel durch die reflektierenden Oberfläche hindurch treten. Ein Austritt dieses Strahlungsanteils 31 als Rückstrahlung seitens der Strahlungseintrittsfläche 9 ist in 1A gestrichelt angedeutet.However, radiation generated by the semiconductor chip can not decouple from the optical element only on the part of the refractive surface. Rather, radiation generated by the semiconductor chip can partly also be caused by the reflective surface 6 through into the recess 4 to step. In 1A this is due to a radiation fraction emerging from the optical element via the reflecting surface under continuous total reflection in the optical element 31 shown. This can after total reflection at the reflecting surface 6 and the breaking surface 7 on the radiation exit surface 9 meet and if the angle of incidence is smaller than the critical angle of total reflection than reflection in the direction of the semiconductor chip from the optical element 2 emerge or upon total reflection at the radiation entrance surface 9 pass through the reflective surface at a critical angle smaller than the total reflection angle. An exit of this radiation component 31 as re-radiation from the radiation entrance surface 9 is in 1A indicated by dashed lines.

In den 1B und 1C tritt ein Strahlungsanteil 32 durch die reflektierende Oberfläche 6 hindurch in die Ausnehmung 4 ein. Beispielsweise treffen diese Strahlungsanteile unter einem Einfallswinkel kleiner dem Grenzwinkel der Totalreflexion auf die reflektierende Oberfläche oder treten wegen gestörter Totalreflexion durch die reflektierende Oberfläche hindurch. Eine gestörte Totalreflexion kann beispielsweise durch Oberflächendefekte der reflektierenden Oberfläche verursacht sein.In the 1B and 1C occurs a radiation component 32 through the reflective surface 6 through into the recess 4 one. By way of example, these radiation components strike the reflective surface at an angle of incidence which is less than the critical angle of total reflection, or they pass through the reflective surface due to impaired total reflection. Disturbed total reflection can be caused for example by surface defects of the reflecting surface.

In die Ausnehmung 4 kann eine Zusatzkomponente eingesetzt werden, die beispielsweise die Reststrahlung 31 (1A) oder 32 (1B und 1C) weiter verarbeitet oder die Handhabbarkeit der Beleuchtungsvorrichtung verbessert. Hinsichtlich einer genaueren Beschreibung der Zusatzkomponente sei auf die untenstehenden Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen der Zusatzkomponente verwiesen (vgl. hierzu insbesondere die Beschreibung der 4 bis 7, 9 und 10).In the recess 4 An additional component can be used, for example, the residual radiation 31 ( 1A ) or 32 ( 1B and 1C ) further processed or improved the handling of the lighting device. With regard to a more detailed description of the additional component, reference is made to the comments below on the exemplary embodiments of the additional component (cf. 4 to 7 . 9 and 10 ).

Die in den 1A, 1B und 1C gezeigten Ausführungsbeispiele der Beleuchtungsvorrichtung weisen trotz einer, wie oben beschrieben, im wesentlichen gleichen Ausgestaltung Unterschiede auf.The in the 1A . 1B and 1C shown embodiments of the lighting device, despite a, as described above, substantially the same design differences.

So weist die konvex gekrümmte reflektierende Oberfläche 7 des optischen Elements 2 in 1A einen Zentralbereich 700 mit einem kleinen Krümmungsradius auf, an den seitens der reflektierenden Oberfläche 6 ein erster Oberflächenbereich 701 mit einem demgegenüber größeren Krümmungsradius und seitens der Strahlungseintrittsfläche 9 ein zweiter Oberflächenbereich 702 mit einem gegenüber dem Zentralbereich 700 ebenfalls größeren Krümmungsradius angrenzen.So has the convex curved reflective surface 7 of the optical element 2 in 1A a central area 700 with a small radius of curvature, at the side of the reflective surface 6 a first surface area 701 With a comparatively larger radius of curvature and from the radiation entrance surface 9 a second surface area 702 with one opposite the central area 700 also adjoin larger radius of curvature.

Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel nach 1A die reflektierende Oberfläche 6 im Wesentlichen vollständig von außerhalb des optischen Elements betrachtet konvex gekrümmt. Deshalb besteht hier eine erhöhte Gefahr, dass eine in einem vorderseitigen Randbereich 80 der Ausnehmung 4 an der reflektierenden Oberfläche 6 reflektierte Strahlung fortgesetzt intern im optischen Element total reflektiert wird. Diese Strahlung kann zu einer nicht unbedingt erwünschten Rest- oder Rückstrahlung beitragen.Furthermore, according to the embodiment 1A the reflective surface 6 essentially convexly curved viewed from outside the optical element. Therefore, there is an increased risk that one in a front edge area 80 the recess 4 on the reflective surface 6 reflected radiation continues to be internally totally reflected in the optical element. This radiation can contribute to a not necessarily desired residual or rear radiation.

Im Unterschied hierzu ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1B die V-artig geformte reflektierende Oberfläche 6 zusätzlich S-artig gekrümmt. Insbesondere ist die reflektierende Oberfläche 6 in einem der optischen Achse benachbarten Bereich 602 von außerhalb des optischen Elements 2 betrachtet konvex und in einem weiter vom Halbleiterchip 3 entfernten und an die brechende Oberfläche 7 grenzenden Bereich 603 konkav gekrümmt. Vom Halbleiterchip aus im optischen Element in Richtung des Randbereichs 80 der reflektierenden Oberfläche 6 bzw. der Ausnehmung 4 verlaufende Strahlung gelangt somit vermehrt nicht direkt zum Randbereich 80, sondern wird an dem konkav gekrümmten Bereich 603 der reflektierenden Oberfläche reflektiert. Eine fortgesetzte Totalreflexion oder eine Rückstrahlung in Richtung des Halbleiterchips, dem ein Strahlungsanteil 81 in 1B ohne S-artige Krümmung der reflektierenden Oberfläche entsprechend dem Anteil 31 aus 1A unterliegen könnte, wird so verringert. Der Strahlungsanteil 81 wird vielmehr der brechenden Oberfläche 7 zur Strahlformung zugeführt.In contrast, in the embodiment according to 1B the V-shaped reflective surface 6 in addition curved S-like. In particular, the reflective surface 6 in an area adjacent to the optical axis 602 from outside the optical element 2 considered convex and one farther from the semiconductor chip 3 removed and to the breaking surface 7 bordering area 603 concave curved. From the semiconductor chip in the optical element in the direction of the edge region 80 the reflective surface 6 or the recess 4 thus extending radiation is increasingly not directly to the edge area 80 but is at the concave curved area 603 reflects the reflective surface. A continuous total reflection or a return radiation in the direction of the semiconductor chip, which is a radiation component 81 in 1B without S-like curvature of the reflective surface according to the proportion 31 out 1A could be subject to such a reduction. The radiation component 81 rather becomes the breaking surface 7 fed to the beam shaping.

Der vorderseitige Randbereich 80 der Ausnehmung bzw. der reflektierende Oberfläche übernimmt somit im wesentlichen keine optische Funktion, da er gegenüber vom Halbleiterchip 3 direkt auf diesen treffenden Strahlung abgeschattet ist. Daher ist der Randbereich 80 als Verbindungsbereich einer in die Ausnehmung 4 einzusetzenden Zusatzkomponente, in dem die Zusatzkomponente an dem optischen Element befestigt oder mit diesem verbunden werden kann, besonders geeignet.The front edge area 80 The recess or the reflective surface thus assumes essentially no optical function, since it is opposite to the semiconductor chip 3 is shadowed directly on this apt radiation. Therefore, the border area 80 as a connecting area one into the recess 4 Additional component to be used, in which the additional component can be attached to the optical element or connected to this, particularly suitable.

Im Unterschied zum in 1B gezeigten Ausführungsbeispiel weist das optische Element 2 der Beleuchtungsvorrichtung 1 in 1C eine brechende Oberfläche 7 auf, die einen konkav gekrümmten Teilbereich 703 aufweist. Hierbei ist bevorzugt der an die reflektierende Oberfläche 6 angrenzende Teilbereich der brechenden Oberfläche konkav gekrümmt. Von der Beleuchtungsvorrichtung in eine Richtung parallel zur optischen Achse und vergleichsweise nah an der optischen Achse emittierte Strahlungsanteile können so erhöht werden. Dies ist in 1C exemplarisch durch eine parallele Komponente 710 des Strahlungsanteils 71 dargestellt.Unlike in 1B embodiment shown, the optical element 2 the lighting device 1 in 1C a breaking surface 7 on, which has a concavely curved portion 703 having. In this case, it is preferable to contact the reflective surface 6 adjacent portion of the refractive surface concavely curved. The radiation components emitted by the illumination device in a direction parallel to the optical axis and comparatively close to the optical axis can thus be increased. This is in 1C exemplified by a parallel component 710 of the radiation component 71 shown.

In 2 sind schematische Teilschnittansichten eines vierten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 2A und eines fünften Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung in 2B dargestellt.In 2 are schematic partial sectional views of a fourth embodiment of a lighting device in 2A and a fifth embodiment of a lighting device in 2 B shown.

Im Unterschied zu den in 1 gezeigten Ausführungsbeispielen, in welchen das optische Element 2 im wesentlichen eine ebene Strahlungseintrittsfläche 9 aufweist, ist die Strahlungseintrittsfläche in den in 2 dargestellten Ausführungsbeispielen gekrümmt. Die Strahlungseintrittsfläche 9 weist dabei jeweils einen gekrümmten Teilbereich – Teilbereich 902 in 2A und Teilbereich 903 in 2B – auf, der auf der die optische Achse 5 kreuzt und den Halbleiterchip 3 überspannt.Unlike the in 1 shown embodiments in which the optical element 2 essentially a planar radiation entrance surface 9 has, the radiation entrance surface in the in 2 curved embodiments shown. The radiation entrance surface 9 In this case, each has a curved partial area - partial area 902 in 2A and subarea 903 in 2 B - on, on the optical axis 5 crosses and the semiconductor chip 3 spans.

Über eine gekrümmte Ausbildung der Strahlungseintrittsfläche 9 kann eine Strahlformung einer vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung bereits auf der Strahlungseintrittsseite erfolgen. Über geeignete Ausbildung der Krümmung kann gezielt das Verhältnis der direkt auf die brechende Oberfläche treffenden Strahlungsleistung bzw. des entsprechenden Strahlungsanteils zu der unmittelbar im optischen Element auf die reflektierende Oberfläche treffenden Strahlungsleistung bzw. dem entsprechenden Strahlungsanteil eingestellt werden. Die oben angegebenen Krümmungen sind als jeweils von außerhalb des optischen Elements betrachtet konvex oder konkav anzusehen. Mittels einer konvexen Krümmung gemäß 2A beispielsweise, kann der Anteil an auf die brechende Oberfläche treffender Strahlung gegenüber die auf die reflektierende Oberfläche treffende Strahlung erhöht werden. Für eine konkave Krümmung gemäß 2B ist das Umgekehrte der Fall.About a curved formation of the radiation entrance surface 9 For example, beam shaping of a radiation generated by the semiconductor chip can already take place on the radiation entrance side. By suitable formation of the curvature, it is possible to set the ratio of the radiation power directly striking the refractive surface or of the corresponding radiation component to the radiation power striking the reflective surface or the corresponding proportion of radiation directly in the optical element. The curvatures given above are considered to be convex or concave as viewed from outside the optical element respectively. By means of a convex curvature according to 2A For example, the proportion of radiation striking the refractive surface may be increased relative to the radiation impinging on the reflective surface. For a concave curvature according to 2 B the reverse is the case.

Die gekrümmten Teilbereiche 902 und 903 aus 2 weisen bevorzugt einen Fokus auf, in dem besonders bevorzugt der Halbleiterchip 3 angeordnet ist. Eine derart gekrümmte Strahlungseintrittsfläche kann auch bei Beleuchtungsvorrichtungen wie den in 1 gezeigten eingesetzt werden.The curved sections 902 and 903 out 2 preferably have a focus, in which particularly preferably the semiconductor chip 3 is arranged. Such a curved radiation entrance surface can also be used in lighting devices such as those in 1 shown used.

In 3 ist eine schematische Teilschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung dargestellt. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist das optische Element 2 in 3 direkt am Halbleiterchip angeordnet und der Halbleiterchip somit nicht wie in den 1 und 2 von dem optischen Element 2 beabstandet.In 3 is a schematic partial sectional view of a sixth embodiment of a lighting device shown. In contrast to the preceding embodiments, the optical element 2 in 3 arranged directly on the semiconductor chip and the semiconductor chip thus not as in the 1 and 2 from the optical element 2 spaced.

Das optische Element kann insbesondere an den Halbleiterchip angeformt, etwa angegossen sein. Hierzu ist der Halbleiterchip bevorzugt auf einer Trägerschicht 10, etwa eine Leiterplatte, angeordnet und/oder montiert (Chip-on-board). Der auf dem Träger angeordnete Halbleiterchip 3 wird hierzu bevorzugt in einer entsprechend der gewünschten Ausbildung des optischen Elements geformten Werkzeug, z.B. einer Gussform, angeordnet und nachfolgend wird das optische Element an den Halbleiterchip angeformt. Ein Spritzgussverfahren ist hierfür besonders geeignet, wobei das optische Element (vergleiche etwa die in 1 gezeigten optischen Elemente) mit Vorteil frei von Hinterschneidungen ist und auf den kostenintensiven Einsatz eines Schiebers verzichtet werden kann.The optical element can in particular the semiconductor chip molded, about to be cast. For this purpose, the semiconductor chip is preferably on a carrier layer 10 , such as a printed circuit board, arranged and / or mounted (chip-on-board). The semiconductor chip arranged on the carrier 3 For this purpose, it is preferably arranged in a tool shaped in accordance with the desired design of the optical element, for example a casting mold, and subsequently the optical element is molded onto the semiconductor chip. An injection molding process is particularly suitable for this purpose, wherein the optical element (cf., for example, the in 1 shown optical elements) is advantageously free of undercuts and can be dispensed with the costly use of a slide.

In 4 sind anhand der 4A, 4B und 4C schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung 1 mit drei Varianten einer optischen Zusatzkomponente 11 dargestellt. Die Zusatzkomponente 11 ist jeweils in die Ausnehmung 4 des optischen Elements 2 eingesetzt und kreuzt die optische Achse 5 des optischen Elements in senkrechter Richtung zur optischen Achse. Die Zusatzkomponente 11 ist bevorzugt derart angeordnet, dass ein Anteil 32 der durch die reflektierende Oberfläche 6 des optischen Elements hindurch tretenden Strahlung auf die Zusatzkomponente trifft. Dieser Anteil kann in einer als optische Komponente ausgeführten Zusatzkomponente, wie in den 4A, 4B und 4C dargestellt, weiter verarbeitet werden. Die Zusatzkomponente ist weiterhin bevorzugt wenigstens in einem Teilbereich an dem optischen Element 2 angeordnet, mit dem optischen Element verbunden und/oder an diesem befestigt. Für weitere Ausführungen hierzu, insbesondere zur Befestigung, sei auf weiter unten beschriebene Ausführungsbeispiele verwiesen.In 4 are based on the 4A . 4B and 4C schematic partial sectional views of a lighting device 1 with three variants of an optical additional component 11 shown. The additional component 11 is in each case in the recess 4 of the optical element 2 inserted and crosses the optical axis 5 of the optical element in the direction perpendicular to the optical axis. The additional component 11 is preferably arranged such that a portion 32 through the reflective surface 6 the optical element passing through radiation impinges on the additional component. This proportion can be in an executed as an optical component additive component, as in 4A . 4B and 4C represented, further processed. The additional component is furthermore preferably at least in a partial region on the optical element 2 arranged, connected to the optical element and / or attached thereto. For further information on this, in particular for attachment, reference is made to exemplary embodiments described below.

Die Zusatzkomponente 11 gemäß 4A ist als Reflexionskomponente ausgeführt. Durch die reflektierende Oberfläche 6 hindurch tretende Strahlung 32, beispielsweise aufgrund gestörter Totalreflexion, trifft auf die Reflexionskomponente, wird an dieser reflektiert und tritt wieder in das optische Element ein. Insbesondere kann so der Anteil an in Richtung der brechenden Oberfläche des optischen Elements reflektierter Strahlung erhöht werden. Die Reflexionskomponente kann, wie in 4A dargestellt, die Ausnehmung 4 im Wesentlichen vollständig ausfüllen und insbesondere mit dem Rand 8 der Ausnehmung abschließen.The additional component 11 according to 4A is designed as a reflection component. Through the reflective surface 6 passing radiation 32 , For example, due to disturbed total reflection, applies to the reflection component, is reflected at this and re-enters the optical element. In particular, the proportion of radiation reflected in the direction of the refractive surface of the optical element can thus be increased. The reflection component can, as in 4A represented, the recess 4 essentially complete completely and in particular with the edge 8th complete the recess.

Die Zusatzkomponente 11 kann jedoch die Ausnehmung 4 abweichend von der Darstellung in 4A auch nur teilweise ausfüllen. Beispielsweise ist hierzu die Zusatzkomponente vom Rand der Ausnehmung beabstandet. Dies ist insbesondere bei einer wie dargestellt S-artig gekrümmten Ausführungsform der reflektierenden Oberfläche 6 von Vorteil, da der reflektierenden Oberfläche 6 im Randbereich 80 der Ausnehmung nur in geringem Maße eine optische Funktion zukommt. Auf das Anordnen einer Reflexionskomponente in diesem Bereich kann gegebenenfalls verzichtet werden.The additional component 11 However, the recess can 4 deviating from the illustration in 4A only partially complete. For example, this is the additional component spaced from the edge of the recess. This is especially true for an S-like curved embodiment of the reflective surface as shown 6 advantageous because of the reflective surface 6 at the edge 80 the recess has only a slight optical function. The arrangement of a reflection component in this area can optionally be dispensed with.

Die Reflexionskomponente kann beispielsweise ein Metall enthalten oder eine Grundkomponente aufweisen, die mit einer Metallschicht versehen ist, wobei das Metall für eine vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung zweckmäßigerweise eine geeignet hohe Reflektivität aufweist.The Reflection component may for example contain a metal or have a basic component provided with a metal layer is, the metal being for a radiation generated by the semiconductor chip expediently a suitably high reflectivity having.

Bei der Variante in 4B ist die Zusatzkomponente als Refraktionskomponente, insbesondere als Linse ausgeführt. Reststrahlungsanteile 32 können somit mittels der Zusatzkomponente geformt werden und auch auf der dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite der Zusatzkomponente, insbesondere im Bereich der optischen Achse kann von der Beleuchtungsvorrichtung auf diese Weise Strahlung emittiert werden, die über die Ausbildung der Refraktionskomponente formbar ist.In the variant in 4B the additional component is designed as a refraction component, in particular as a lens. Residual radiation components 32 can thus be formed by means of the additional component and also on the semiconductor chip opposite side of the additional component, in particular in the region of the optical axis can be emitted from the illumination device in this way radiation which is malleable on the formation of the refractive component.

Zwischen der Zusatzkomponente und dem optischen Element ist hierbei ein Freiraum 12 ausgebildet, in dem beispielsweise ein Brechungsindexanpassungsmaterial zur Minderung der Brechungsindexsprünge, die die Strahlung 32 erfährt, angeordnet wird. Schließt die Zusatzkomponente mit dem optischen Element im Wesentlichen dicht ab bzw. ist die Zusatzkomponente mit dem optischen Element derart verbunden, dass diese Verbindung dicht ist, so kann in dem Freiraum gegebenenfalls eine Flüssigkeit angeordnet werden, die ebenfalls der Brechungsindexanpassung dienen kann.Between the additional component and the optical element in this case is a free space 12 in which, for example, a refractive index matching material for reducing the refractive index jumps that cause the radiation 32 learns, is arranged. If the additional component with the optical element essentially closes tightly or if the additional component is connected to the optical element in such a way that this connection is dense, a liquid can optionally be arranged in the free space which can likewise serve for refractive index matching.

Bevorzugt ist die optische Zusatzkomponente von dem Halbleiterchip aus gesehen konvex gekrümmt.Prefers is the additional optical component seen from the semiconductor chip convexly curved.

In der in 4C gezeigten Variante ist die Zusatzkomponente 11 als Absorptionskomponente ausgebildet. Die im Bereich der Ausnehmung durch die reflektierende Oberfläche 6 tretende Strahlung 32 kann so in der Zusatzkomponente absorbiert werden. Unerwünschte Reststrahlungsanteile in der Abstrahlcharakteristik des optischen werden so verringert.In the in 4C variant shown is the additional component 11 formed as an absorption component. The in the area of the recess through the reflective surface 6 passing radiation 32 can thus be absorbed in the additional component. Unwanted residual radiation components in the radiation characteristic of the optical are thus reduced.

Weiterhin kann die Zusatzkomponente auch als diffraktive optische Zusatzkomponente oder als Diffusionskomponente, welche strahlungsaustrittsseitig eine homogene Strahlungsverteilung erzeugt, ausgebildet sein. Auch eine Ausführung als GRIN-Komponente ist möglich.Farther The additional component can also be used as a diffractive optical additive component or as a diffusion component, which radiation exit side generates a homogeneous radiation distribution, be formed. Also an execution as a GRIN component is possible.

Das optische Element 2, insbesondere die reflektierende Oberfläche 6, lenkt in den Ausführungsbeispielen gemäß 4A, 4B und 4C vom Halbleiterchip 3 erzeugte Strahlung zumindest teilweise an der Zusatzkomponente vorbei, insbesondere zur brechenden Oberfläche hin.The optical element 2 , in particular the reflective surface 6 , deflects in the embodiments according to 4A . 4B and 4C from the semiconductor chip 3 generated radiation at least partially past the additional component, in particular towards the refractive surface.

In 5 sind anhand der 5A und 5B schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung mit zwei Varianten einer mechanischen Zusatzkomponente dargestellt. Die Zusatzkomponente 11 ist jeweils in der Ausnehmung 4 des optischen Elements 2 eingesetzt.In 5 are based on the 5A and 5B illustrated schematic partial sectional views of a lighting device with two variants of a mechanical additional component. The additional component 11 is in each case in the recess 4 of the optical element 2 used.

Das optische Element 2, insbesondere die reflektierende Oberfläche 6, lenkt auch in den Ausführungsbeispielen nach 5 vom Halbleiterchip 3 erzeugte Strahlung zumindest teilweise an der Zusatzkomponente vorbei, insbesondere zur brechenden Oberfläche hin.The optical element 2 , in particular the reflective surface 6 , also deflects in the embodiments 5 from the semiconductor chip 3 generated radiation at least partially past the additional component, in particular towards the refractive surface.

In 5A ist die Zusatzkomponente 11 als Beabstandungskomponente ausgeführt. Hierzu ist an der Zusatzkomponente ein Beabstandungselement 13 angeordnet, aus der Zusatzkomponente ausgeformt oder in der Zusatzkomponente vorgeformt. Mittels des Beabstandungselements 13 wird das Einhalten eines vorgegebenen Abstandes der Beleuchtungsvorrichtung zu einer der Beleuchtungsvorrichtung auf der dem Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Seite angeordneten Struktur 14, insbesondere einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung zu beleuchtenden Fläche, etwa einer Diffusorfolie oder eines LCD, gesichert. Die Zusatzkomponente 11 kann beispielsweise ohne zusätzliche Befestigungs- oder Verbindungsmaßnahmen in die Ausnehmung eingelegt sein und durch einen ein mittels der Struktur 14 über das Beabstandungselement 13 auf die Zusatzkomponente ausgeübten Drucks lagestabil in der Ausnehmung gehalten sein. Die Struktur 14 dient somit als Stabilisationselement.In 5A is the additional component 11 executed as a spacing component. For this purpose, a spacing element is at the additional component 13 arranged, formed from the additional component or preformed in the additional component. By means of the spacer element 13 is the maintenance of a predetermined distance of the lighting device to one of the lighting device on the semiconductor chip 3 arranged opposite side structure 14 , in particular a surface to be illuminated by means of the illumination device, for example a diffuser foil or an LCD. The additional component 11 For example, can be inserted into the recess without additional fastening or connecting measures and by a by means of the structure 14 over the spacer element 13 be exerted on the additional component pressure held stable in the recess. The structure 14 thus serves as a stabilizing element.

Die in 5B gezeigte Variante der Zusatzkomponente 11 ist als Führungs- und/oder Justagekomponente ausgeführt. Hierzu ist ein der Justage und/oder der Führung dienendes Element 15, insbesondere auf der dem Halbleiterchip abgewandten Seite der Zusatzkomponente, an der Zusatzkomponente angeordnet, aus der Zusatzkomponente ausgeformt oder in der Zusatzkomponente vorgeformt. Das Element 15 kann beim Einbau der Beleuchtungsvorrichtung in einer Anwendung, etwa zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, insbesondere einer LCD-Anzeigevorrichtung, in eine entsprechend korrespondierend ausgebildete Führungsvorrichtung der Anwendung, etwa eine Schiene eingreifen, so dass die Beleuchtungsvorrichtung mittels der Führungsvorrichtung über das Führungselement geführt wird. An einem vorgegebenen Ort in der Anwendung kann eine Justage-Vorrichtung korrespondierend zur Justage-Komponente derart ausgebildet sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung beim Einbau in der Anwendung an einem vorgegebenen Ort platziert wird.In the 5B shown variant of the additional component 11 is designed as a management and / or adjustment component. For this purpose, one of the adjustment and / or the guide serving element 15 , in particular on the side facing away from the semiconductor chip side of the additional component, arranged on the additional component, formed from the additional component or preformed in the additional component. The element 15 can during installation of the lighting device in an application, such as the backlighting of a display device, in particular an LCD display device, engage in a correspondingly designed guide device of the application, such as a rail, so that the lighting device is guided by means of the guide device on the guide element. At a predetermined location in the application, an adjustment device corresponding to the adjustment component may be configured such that the illumination device is placed at a predetermined location when installed in the application.

Zu den 4 und 5 sei angemerkt, dass eine Zusatzkomponente gegebenenfalls mechanische und optische Funktionen übernehmen kann. Insbesondere bei den in 5 dargestellten mechanischen Zusatzkomponenten kann der in der Ausnehmung angeordnete Anteil der Zusatzkomponente eine optische Funktion, etwa als Reflexionskomponente, übernehmen.To the 4 and 5 It should be noted that an additional component may optionally take over mechanical and optical functions. Especially with the in 5 shown mechanical additional components of the arranged in the recess portion of the additional component can assume an optical function, such as a reflection component.

Weiterhin sei angemerkt, dass mit Vorteil verschieden ausgebildete Zusatzkomponenten für gleichartig vorgeformte optische Elemente zum Einsatz kommen können. Optische Elemente können somit mit Vorteil in hoher Stückzahl gleichartig gefertigt werden und nachfolgend mit einer für den jeweiligen Zweck geeigneten Zusatzkomponente bestückt werden.Farther It should be noted that with advantage differently designed additional components for like preformed optical elements can be used. optical Elements can thus with advantage in high quantity be made similar and subsequently with one for each Purpose suitable additional component can be fitted.

Ferner muss eine mechanische Zusatzkomponente, insbesondere das Element 15, nicht notwendigerweise, wie in 5 dargestellt, über den Rand der Ausnehmung hinausragen, sondern kann, etwa als Einbuchtung, z.B. für eine Rastjustage, in der Zusatzkomponente ausgebildet sein. Das Element 15 kann demnach vom Rand der Ausnehmung beabstandet sein oder mit diesem abschließenFurthermore, a mechanical additional component, in particular the element 15 not necessarily as in 5 shown protrude beyond the edge of the recess, but may, for example as a recess, for example for a Rastjustage, be formed in the additional component. The element 15 can therefore be spaced from the edge of the recess or complete with this

5C zeigt eine schematische Schnittansicht eines optischen Elements 2, das gemäß dem in 1C gezeigten optischen Element ausgebildet ist, wobei in die Ausnehmung 4 eine Zusatzkomponente 11 eingesetzt ist. Die Zusatzkomponente kann hierbei als optische oder mechanische Komponente ausgeführt sein. Insbesondere kann auch in die Ausnehmungen 4 der in den 1A und 1B gezeigten optischen Elemente eine Zusatzkomponente eingesetzt sein. 5C shows a schematic sectional view of an optical element 2 , which according to the in 1C is formed shown optical element, wherein in the recess 4 an additional component 11 is used. The additional component can be embodied here as an optical or mechanical component. In particular, can also in the recesses 4 in the 1A and 1B be used an additional component shown optical elements.

6 zeigt anhand der 6A, 6B und 6C schematische Teilschnittansichten einer Beleuchtungsvorrichtung mit mittels verschiedener Varianten an dem optischen Element befestigten Zusatzkomponenten. 6 shows by the 6A . 6B and 6C schematic partial sectional views of a lighting device with attached by means of different variants to the optical element additional components.

In den verschiedenen Varianten ist die Zusatzkomponente jeweils in einem Verbindungsbereich 680 des optischen Elements mechanisch stabil mit dem optischen Element verbunden bzw. an dem optischen Element 2 befestigt. Insbesondere kann zwischen der Zusatzkomponente und den optischen Element eine innige mechanische Bindung ausgebildet sein. Der Verbindungsbereich 680 ist jeweils ein Bereich der reflektierenden Oberfläche 6, der insbesondere im Randbereich 80 der Ausnehmung 4 angeordnet ist und/oder insbesondere der aufgrund der S-artigen Formgebung der Wand der Ausnehmung, bezüglich einer vom Halbleiterchip direkt auf den Randbereich 80 treffenden Strahlung abgeschattet ist. Der Verbindungsbereich 680 übernimmt somit im Wesentlichen keine optische Funktion im optischen Element 2 und die optische Nutzfläche des optischen Elements wird mit Vorteil nicht verringert.In the various variants, the additional component is in each case in a connection region 680 of the optical element mechanically stably connected to the optical element or on the optical element 2 attached. In particular, an intimate mechanical bond can be formed between the additional component and the optical element. The connection area 680 is each an area of the reflective surface 6 especially in the marginal area 80 the recess 4 is arranged and / or in particular due to the S-like shaping of the wall of the recess, with respect to a semiconductor chip directly to the edge region 80 shadowed radiation is shadowed. The connection area 680 thus assumes essentially no optical function in the optical element 2 and the optical area of the optical element is advantageously not reduced.

In der ersten, in 6A gezeigten Variante ist die in der Ausnehmung 4 angeordnete Zusatzkomponente 11 mittels einer Klebeverbindung, die im Verbindungsbereich ausgebildet ist, am optischen Element 2 befestigt.In the first, in 6A shown variant is in the recess 4 arranged additional component 11 by means of an adhesive connection, which is formed in the connection region, on the optical element 2 attached.

Hierzu ist die Zusatzkomponente bevorzugt derart ausgebildet, dass im Verbindungsbereich zwischen dem optischen Element und der Zusatzkomponente ein Zwischenraum 16 zur Aufnahme des Klebstoffs ausgebildet ist. Für eine möglichst große haftvermittelnde Fläche zwischen dem optischen Element und der Zusatzkomponente ist der Zwischenraum bevorzugt im Wesentlichen vollständig mit Klebstoff befüllt. Bei einer hinreichend dünn ausgeführten Klebeschicht kann auf den Zwischenraum gegebenenfalls verzichtet werden.For this purpose, the additional component is preferably designed such that in the connection region between the optical element and the additional component, a gap 16 is designed for receiving the adhesive. For the largest possible adhesion-promoting surface between the optical element and the additional component, the intermediate space is preferably substantially completely filled with adhesive. In the case of a sufficiently thin adhesive layer, it may be possible to dispense with the intermediate space.

In den Varianten gemäß 6B und 6C weist die Zusatzkomponente 11 eine Befestigungsvorrichtung 17 zur Befestigung der Zusatzkomponente am optischen Element 2 auf. Das optische Element weist hierzu zweckmäßigerweise eine als Gegenstück zur Befestigungsvorrichtung ausgebildete Halterungsvorrichtung 18 auf. Die Befestigungsvorrichtung 17 kann hierbei an der Zusatzkomponente angeordnet, aus der Zusatzkomponente ausgeformt oder in der Zusatzkomponente vorgeformt sein. Eine nachträgliche Anordnung der Befestigungsvorrichtung an der Zusatzkomponente, nach deren Herstellung, bedeutet hierbei gegenüber einer Ausformung oder Vorformung einen zusätzlichen Aufwand. Weiterhin ist eine Vorformung der Befestigungsvorrichtung beim Herstellen der Zusatzkomponente gegenüber einer Ausformung aus der bereits hergestellten Zusatzkomponente in der Regel kostengünstiger. Entsprechendes gilt für die Halterungsvorrichtung, die im optischen Element vorgeformt, aus diesem ausgeformt oder an diesem angeordnet sein kann.In the variants according to 6B and 6C has the additional component 11 a fastening device 17 for fixing the additional component to the optical element 2 on. For this purpose, the optical element expediently has a holding device formed as a counterpart to the fastening device 18 on. The fastening device 17 can be arranged on the additional component, be formed from the additional component or preformed in the additional component. A subsequent arrangement of the fastening device to the additional component, after their production, this means an additional expense compared to a molding or preforming. Furthermore, a preforming of the fastening device in producing the additional component compared to a molding of the already produced additional component is usually more cost-effective. The same applies to the holding device, which may be preformed in the optical element, formed from this or arranged on this.

In der in 6B gezeigten Variante sind die Befestigungsvorrichtung 17 und die Halterungsvorrichtung 18 als Schraubvorrichtung ausgeführt. Diese umläuft bevorzugt die Zusatzkomponente und den Verbindungsbereich 680 des optischen Elements.In the in 6B variant shown are the fastening device 17 and the mounting device 18 designed as a screwing. This preferably rotates around the additional component and the connection area 680 of the optical element.

Die in 6C gezeigte Befestigungsvorrichtung bzw. Haltevorrichtung ist als Schnappvorrichtung ausgeführt. Die Zusatzkomponente ist somit in die Ausnehmung 4 einschraub- bzw. einschnappbar ausgebildet. Die Halterungsvorrichtung 18 ist jeweils im Verbindungsbereich 680 angeordnet.In the 6C shown fastening device or holding device is designed as a snap device. The additional component is thus in the recess 4 formed screwed or snapped. The mounting device 18 is always in the connection area 680 arranged.

Es sei angemerkt, dass anstatt einer Ausbildung der Befestigungsvorrichtung als umlaufende Befestigungsvorrichtung auch punktuell separate Befestigungsvorrichtungen vorgesehen sein können, die zur Verschnappung bzw. zur Verschraubung der Zusatzkomponente mit dem optischen Element ausgebildet sind. Entsprechendes gilt für die Halterungsvorrichtung.It It should be noted that instead of a training of the fastening device as a peripheral fastening device also selectively separate fastening devices can be provided, the for snapping or screwing the additional component with formed the optical element. The same applies to the mounting device.

In 7 ist eine Teilschnittansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer mittels einer weiteren Variante an dem optischen Element 2 befestigten Zusatzkomponente dargestellt.In 7 is a partial sectional view of a lighting device with a further variant of the optical element 2 attached additional component shown.

Die Zusatzkomponente 11 ist hierbei mittels Presspassung, Heißpresspassung, Verstemmen oder Heißverstemmen mit dem optischen Element 2 verbunden bzw. an diesem befestigt. Eine derartige Befestigungsvariante kommt mit Vorteil ohne eine zusätzliche Befestigungsvorrichtung bzw. Halterungsvorrichtung aus. Hinsichtlich dieser Befestigungsmethoden sei auf die weiter oben in der Beschreibung zu findenden Ausführungen verwiesen.The additional component 11 is here by means of press fit, hot press fit, caulking or hot caulking with the optical element 2 connected or attached to this. Such a mounting variant comes with advantage without an additional fastening device or mounting device. With regard to these attachment methods, reference is made to the statements to be found further above in the description.

In 8 ist eine schematische Scnnittansicht eines optischen Elements 2 für eine Beleuchtungsvorrichtung in 8A und eine schematische Aufsicht von unten auf das optische Element in 8B dargestellt. Das optische Element 2 weist hierbei eine Mehrzahl von Montageelementen 19 auf, die zur Montage des optischen Elements an einem optoelektronischen Bauteil vorgesehen sind. Die Montageelemente können an dem optischen Element angeordnet, aus dem optischen Element ausgeformt oder in dem optischen Element vorgeformt sein. Beispielsweise sind die Montageelemente als Stifte, wie in 8 dargestellt, ausgeführt. Die Montageelemente 19 sind vorzugsweise seitens der Strahlungseintrittsfläche 9 des optischen Elements 2 angeordnet. In einer Aufsicht von der Strahlungseintrittsfläche 9 her kann, wie in 8B gezeigt, das optische Element 2 beispielsweise eine im wesentlichen kreisförmige Ausgestaltung aufweisen. Bevorzugt sind die Montageelemente in einem Randbereich des optischen Elements angeordnet. Beispielsweise spannen die Montageelemente 19 ein Rechteck, insbesondere ein Quadrat auf.In 8th is a schematic sectional view of an optical element 2 for a lighting device in 8A and a schematic plan view from below of the optical element in FIG 8B shown. The optical element 2 here has a plurality of mounting elements 19 on, which are provided for mounting the optical element to an optoelectronic device. The mounting elements may be arranged on the optical element, formed from the optical element or preformed in the optical element. For example, the mounting elements are as pins, as in 8th shown executed. The mounting elements 19 are preferably on the part of the radiation entrance surface 9 of the optical element 2 arranged. In a plan view of the radiation entrance surface 9 can, as in 8B shown the optical element 2 for example, have a substantially circular configuration. Preferably, the mounting elements are arranged in an edge region of the optical element. For example, tighten the mounting elements 19 a rectangle, especially a square on.

Die Montageelemente 19 können beispielsweise in entsprechende Befestigungselemente des optoelektronischen Bauteils eingreifen. Eine Anzahl von vier Montageelementen hat sich für eine stabile Montage als besonders vorteilhaft erwiesen.The mounting elements 19 For example, they can engage in corresponding fastening elements of the optoelectronic component. A number of four mounting elements has proven to be particularly advantageous for stable mounting.

In 9 ist eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem an einem optoelektronischen Bauteil befestigten optischen Element dargestellt.In 9 is a schematic sectional view of an embodiment of a lighting device is shown with an attached to an optoelectronic device optical element.

Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein optoelektronisches Bauteil 20 auf, das den Halbleiterchip 3 umfasst. Das optische Element 2, etwa entsprechend einer der vorhergehenden Figuren ausgebildet, weist eine in die Ausnehmung 4 eingesetzte Zusatzkomponente 11 auf und ist mittels der Montageelemente 19 am optoelektronischen Bauteil 20 befestigt.The lighting device 1 has an opto-electronic component 20 on, that the semiconductor chip 3 includes. The optical element 2 , approximately according to one of the preceding figures forms, has one in the recess 4 used additional component 11 on and is by means of the mounting elements 19 at the optoelectronic component 20 attached.

Zur Befestigung sind in dem optoelektronischen Bauteil Befestigungselemente 201 ausgebildet, in die die Montageelemente eingreifen. Die Befestigungselemente 201 sind vorzugsweise als Aussparungen ausgebildet, die von einer ersten Hauptfläche 202 eines Gehäusekörpers 203 des optoelektronischen Bauteils bis zu einer der ersten Hauptfläche 202 gegenüberliegenden zweiten Hauptfläche 204 des Gehäusekörpers reichen. Die Befestigungselemente können beispielsweise schon bei der Herstellung des Gehäusekörpers in diesem vorgeformt werden.For attachment in the optoelectronic component fasteners 201 formed, in which engage the mounting elements. The fasteners 201 are preferably formed as recesses, which from a first main surface 202 a housing body 203 of the optoelectronic component up to one of the first main surface 202 opposite second major surface 204 of the housing body. For example, the fastening elements can already be preformed in this case during the production of the housing body.

Die Befestigungselemente 201 sind in diesem Ausführungsbeispiel für eine thermische Vernietung ausgebildet. Hierbei ragt das Montageelement nach dem Einführen in das Befestigungselement seitens der zweiten Hauptfläche 204 des Gehäusekörpers 203 über die zweite Hauptfläche hinaus, was in 9 gestrichelt angedeutet ist. In dem herausragendem Teilstück des Montageelements 19 wird das Montageelement nachfolgend derart erhitzt, dass es zumindest in diesem Teilbereich fließfähig wird. Das fließfähige Teilstück formt sich („fließt") an das Befestigungselement an, so dass sich nach dem Abkühlen und dem Erstarren des Montageelements eine mechanisch stabile Befestigung des optischen Elements 2 am optoelektronischen Element 2 am optoelektronischen Bauteil 20 ausbildet. Gegebenenfalls kann auch der Gehäusekörper im an die Befestigungselemente seitens der zweiten Hauptfläche angrenzenden Bereich erhitzt werden, so dass der Gehäusekörper und das fließfähige Montageelement verschmelzen.The fasteners 201 are formed in this embodiment for a thermal riveting. In this case, the mounting element protrudes after insertion into the fastening element on the part of the second main surface 204 of the housing body 203 beyond the second main surface, which is in 9 indicated by dashed lines. In the outstanding section of the mounting element 19 the mounting element is subsequently heated in such a way that it becomes fluid at least in this subregion. The flowable portion forms ("flows") to the fastener, so that after cooling and the solidification of the mounting member, a mechanically stable attachment of the optical element 2 at the optoelectronic element 2 at the optoelectronic component 20 formed. If appropriate, the housing body can also be heated in the area adjoining the fastening elements on the part of the second main surface, so that the housing body and the flowable mounting element merge.

Die laterale Ausdehnung des Befestigungselements 201 ist seitens der zweiten Hauptfläche bevorzugt größer als die des Montageelements 19 und verringert sich besonders bevorzugt in Richtung der ersten Hauptfläche 202. Das nach dem Einführen des Montageelements in das Befestigungselement freie Volumen des Befestigungselements ist zur Aufnahme des vor dem Erhitzen des Befestigungselements über die zweite Hauptfläche überstehenden Materials bestimmt.The lateral extent of the fastener 201 is preferably larger than that of the mounting element on the part of the second main surface 19 and particularly preferably decreases in the direction of the first main surface 202 , The volume of the fastening element which is free after insertion of the mounting element into the fastening element is intended to absorb the material projecting beyond the second main surface before heating the fastening element.

Hierfür ist das Befestigungselement beispielsweise im Bereich angrenzend an die zweite Hauptfläche des Gehäusekörpers vorzugsweise mit einem sich in Richtung der ersten Hauptfläche verjüngenden, etwa trapezförmigen, Querschnitt ausgebildet. Nach der Verjüngung kann sich das Befestigungselement im Wesentlichen zylinderförmig in Richtung der ersten Hauptfläche erstrecken.This is it Fastener for example in the area adjacent to the second main surface the housing body preferably with a tapering in the direction of the first major surface, such as trapezoidal, Cross section formed. After rejuvenation, the fastener may become essentially cylindrical in the direction of the first main surface extend.

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Befestigung des optischen Elements am optoelektronischen Bauteil ist das optische Element bzw. das Montageelement bevorzugt derart ausgebildet, dass das optische Element seitens der ersten Hauptfläche des Gehäusekörpers auf diesem aufliegt. Besonders bevorzugt sind das optische Element und der Gehäusekörper derart aneinander angepasst, dass nach der thermischen Vernietung seitens der zweiten Hauptfläche 204 eine im Wesentlichen ebene Oberfläche des Gehäusekörpers gebildet wird.To increase the mechanical stability of the attachment of the optical element to the optoelectronic component, the optical element or the mounting element is preferably designed such that the optical element rests on the part of the first main surface of the housing body on this. Particularly preferably, the optical element and the housing body are adapted to each other such that after the thermal riveting by the second main surface 204 a substantially planar surface of the housing body is formed.

Es sei angemerkt, dass sich zur Befestigung des optischen Elements am optoelektronischen Bauteil nicht nur ein thermisches Vernieten eignet. Auch die weiter oben in Verbindung mit dem Befestigen der Zusatzkomponente erläuterten Methoden können hierbei angewandt werden. Hierbei sind insbesondere Heißpressen, Presspassen oder Kleben zu nennen, bei denen das Ausbilden einer durch den gesamten Gehäusekörper reichenden Aussparung als Befestigungselement nicht unbedingt notwendig ist. Ein Befestigungselement für diese Befestigungsmethoden kann etwa als Ausnehmung im Gehäusekörper ausgeführt und/oder seitens der zweiten Hauptfläche 204 vom Material des Gehäusekörpers begrenzt sein. Für eine Befestigung mittels Verstemmen oder Heißverstemmen ist das Montageelement bevorzugt seitens der dem optischen Element gegenüberliegenden Seite des Gehäusekörpers einer mechanischen Deformation zugänglich. Hierzu kann das Befestigungselement als den Gehäusekörper vollständig durchdringende Aussparung ausgeführt sein. Die in die Aussparung eingeführten Montageelemente können seitens der zweiten Hauptfläche gezielt, insbesondere punktuell, mechanisch deformiert werden.It should be noted that not only thermal riveting is suitable for fixing the optical element to the optoelectronic component. The methods explained above in connection with the attachment of the additional component can also be used here. In particular, hot pressing, press-fitting or gluing should be mentioned, in which the formation of a recess extending through the entire housing body as a fastening element is not absolutely necessary. A fastener for these attachment methods can be performed as a recess in the housing body and / or on the part of the second main surface 204 be limited by the material of the housing body. For attachment by means of caulking or hot caulking, the mounting element is preferably accessible to mechanical deformation on the side of the housing body opposite the optical element. For this purpose, the fastening element can be designed as the housing body completely penetrating recess. The introduced into the recess mounting elements can be targeted by the second main surface, in particular punctually, mechanically deformed.

Für eine Presspassung verjüngen sich die Montageelemente bevorzugt in eine Richtung von der Strahlungseintrittsfläche 9 weg. Die Befestigungselemente können hierfür als Ausnehmung oder Aussparung im Gehäusekörper ausgebildet sein, die besonders bevorzugt eine im wesentlichen konstante laterale Abmessung aufweist. Die sich verjüngenden Montageelemente können so in die Befestigungselemente eingeführt werden. Tritt das Montageelement mit dem Gehäusekörper in Kontakt wird ein Druck auf das Befestigungselement ausgeübt, der sich mit weiterem Hineinpressen des optischen Elements erhöht, das schließlich durch Presspassung am Gehäusekörper befestigt ist.For a press fit, the mounting elements preferably taper in a direction from the radiation entrance surface 9 path. For this purpose, the fastening elements may be formed as a recess or recess in the housing body, which particularly preferably has a substantially constant lateral dimension. The tapered mounting elements can be inserted into the fasteners. When the mounting member contacts the housing body, pressure is applied to the fastener which increases with further pressing in of the optical element which is finally press-fitted to the housing body.

Das optoelektronische Bauteil 20 weist einen ersten elektrischen Anschlussleiter 205 und einen zweiten elektrischen Anschlussleiter 206 auf. Diese ragen bevorzugt an verschiedenen Seitenflächen des Gehäusekörpers aus diesem raus. Die Anschlussleiter dienen der elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips 3. Der Halbleiterchip 3 kann mit dem ersten Anschlussleiter 205 über eine Anschlussschicht 207, etwa eine elektrisch leitende Klebstoff- oder eine Lotschicht, elektrisch leitend verbunden und/oder auf diesem befestigt sein. Mit dem zweiten Anschlussleiter 206 ist der Halbleiterchip bevorzugt über einen Bonddraht 208 leitend verbunden.The optoelectronic component 20 has a first electrical connection conductor 205 and a second electrical connection conductor 206 on. These protrude preferably on different side surfaces of the housing body out of this. The connection conductors are used for electrical contacting of the semiconductor chip 3 , The semiconductor chip 3 can with the first connection conductor 205 via a connection layer 207 , For example, an electrically conductive adhesive or a solder layer, electrically conductively connected and / or be attached thereto. With the second connection conductor 206 the semiconductor chip is preferably via a bonding wire 208 conductively connected.

Das optoelektronische Bauteil 20, insbesondere der Gehäusekörper, kann mittels Umgießen, etwa mittels eines Spritzguss-, Spritzpressguss- oder Pressgussverfahrens, eines die beiden Anschlussleiter 205 und 206 umfassenden Leiterrahmens mit einer geeigneten Formmasse, etwa einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem Material auf Epoxid- oder Acrylbasis, wie einem Reaktionsharz, hergestellt werden. Nachfolgen kann der Halbleiterchip mit den Anschlussleitern verbunden werden. Das optoelektronische Bauteil kann demnach ein vorgeformtes Gehäuse, insbesondere ein sogenanntes premolded-package, aufweisen.The optoelectronic component 20 , In particular, the housing body, by means of Umgießen, such as by means of an injection molding, transfer molding or compression molding, one of the two connection conductors 205 and 206 comprehensive lead frame with a suitable molding compound, such as a plastic material, in particular an epoxy or acrylic-based material, such as a reaction resin produced. Followed by the semiconductor chip can be connected to the connecting conductors. The optoelectronic component can accordingly have a preformed housing, in particular a so-called premolded package.

Bevorzugt weist der Gehäusekörper 203 eine Kavität 209 auf, in der der Halbleiterchip 3 angeordnet ist. Weiterhin kann in der Kavität 209 eine Umhüllungsmasse 210 angeordnet sein, in die der Halbleiterchip 3 eingebettet ist. Diese Umhüllung schützt den Halbleiterchip mit Vorteil vor schädlichen äußeren Einflüssen. Beispielsweise enthält die Umhüllung ein Reaktionsharz, etwa ein Acryl- oder Epoxidharz, ein Silikonharz oder ein Silikon.Preferably, the housing body 203 a cavity 209 on, in which the semiconductor chip 3 is arranged. Furthermore, in the cavity 209 a serving mass 210 be arranged, in which the semiconductor chip 3 is embedded. This enclosure protects the semiconductor chip with advantage against harmful external influences. For example, the sheath contains a reaction resin, such as an acrylic or epoxy resin, a silicone resin or a silicone.

Das optoelektronische Bauteil kann zur Erzeugung mischfarbigen, insbesondere weißen Lichts, ausgebildet sein. Hierzu regt ein Teil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung beispielsweise ein in der Umhüllungsmasse 210 angeordnetes Luminiszenzkonversionsmaterial, etwa einen Leuchtstoff, zur Emission längerwellige Strahlung an. Aus der Mischung der vom Halbleiterchip erzeugten und der vom Luminiszenzkonversionsmaterial remittierten Strahlung kann in der Folge mischfarbiges, insbesondere weißes, Licht entstehen. Zur Weißlichterzeugung sind eine vom Halbleiterchip erzeugte Primärstrahlung im blauen Spektralbereich und eine vom Lumineszenzkonversionsmaterial reemittierte Strahlung im gelben Spektralbereich besonders geeignet.The optoelectronic component can be designed to produce mixed-color, in particular white light. For this purpose, a part of the radiation generated by the semiconductor chip excites, for example, in the coating mass 210 arranged luminescence conversion material, such as a phosphor, for emitting longer-wave radiation. From the mixture of the radiation generated by the semiconductor chip and the radiation remitted by the luminescence conversion material, mixed-colored, in particular white, light can result in the sequence. For white light generation, a primary radiation generated by the semiconductor chip in the blue spectral range and a radiation re-emitted by the luminescence conversion material in the yellow spectral range are particularly suitable.

Der Gehäusekörper 203 ist bevorzugt aus einem gut reflektierenden Material, etwa weißem Kunststoff, gefertigt. Die Wände der Kavität können zur weiteren Steigerung der Reflexion einer vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung an der Wand der Kavität mit einem reflexionssteigernden Material, etwa einem Metall, beschichtet sein. Über Reflexion an der Wand der Kavität kann der Anteil der dem optischen Element 2 zur Strahlformung zugeführten Strahlung mit Vorteil erhöht werden.The housing body 203 is preferably made of a good reflective material, such as white plastic. The walls of the cavity may be coated with a reflection-enhancing material, such as a metal, to further enhance the reflection of radiation produced by the semiconductor chip at the wall of the cavity. About reflection on the wall of the cavity, the proportion of the optical element 2 For beamforming supplied radiation can be increased with advantage.

Das optoelektronische Bauteil ist weiterhin bevorzugt oberflächenmontierbar (SMD: Surface mountable Device) ausgebildet. Bei der Oberflächenmontage werden beispielsweise die Anschlussleiter 205 und 206 seitens von Lötflächen 211 und 212 der Anschlussleiter auf Leiterbahnen einer Leiterplatte (nicht dargestellt) gelötet.The optoelectronic component is furthermore preferably surface mountable (SMD: Surface Mountable Device). For surface mounting, for example, the connection conductors 205 and 206 on the part of soldering surfaces 211 and 212 the connecting conductor soldered to conductor tracks of a printed circuit board (not shown).

Wird das optische Element 2 vor der Montage des optoelektronischen Bauteils, gegebenenfalls mit oder ohne Zusatzkomponente, an diesem befestigt, so kann die gesamte Beleuchtungsvorrichtung mit dem optoelektronischen Bauteil und dem daran befestigten optischen Element 2 oberflächenmontierbar ausgeführt sein.Becomes the optical element 2 before the assembly of the optoelectronic component, optionally with or without additional component attached thereto, the entire illumination device with the optoelectronic component and the optical element attached thereto 2 be executed surface mountable.

In 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders geeigneten optoelektronischen Bauteils anhand einer perspektivischen Aufsicht auf das optoelektronische Bauteil in 10A einer perspektivischen Schnittansicht des Bauteils in 10B und einer perspektivischen Schrägansicht in 10C schematisch dargestellt.In 10 is an embodiment of a particularly suitable for a lighting device optoelectronic component based on a perspective view of the optoelectronic component in 10A a perspective sectional view of the component in 10B and a perspective oblique view in FIG 10C shown schematically.

Ein derartiges optoelektronische Bauteil ist beispielsweise in der WO 02/084749 näher beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit explizit durch Referenz in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Als optoelektronisches Bauteil ist ein Bauteil mit der Typenbezeichnung LW W5SG (Hersteller: Osram Opto Semiconductors GmbH), ein damit verwandtes Bauteil des gleichen Herstellers oder ein ähnliches Bauteil besonders geeignet.One Such optoelectronic component is for example in WO 02/084749 closer whose disclosure content is hereby explicitly by reference is incorporated in the present application. As optoelectronic Component is a component with the type designation LW W5SG (manufacturer: Osram Opto Semiconductors GmbH), a related component of the same Manufacturer or similar Component particularly suitable.

Das optoelektronische Bauteil 20 umfasst einen ersten elektrischen Anschlussleiter 205 und einen zweiten elektrischen Anschlussleiter 206, die aus den Seitenflächen des Gehäusekörpers 203 des optoelektronischen Bauteils 20 herausragen können und beispielsweise schwingenartig ausgebildet sind.The optoelectronic component 20 includes a first electrical connection conductor 205 and a second electrical connection conductor 206 coming from the side surfaces of the case body 203 of the optoelectronic component 20 can protrude and are formed, for example, like a swing.

Der Gehäusekörper 203 weist eine Kavität 209 auf, in der der Halbleiterchip 3 angeordnet ist. Der Halbleiterchip 3 ist mit dem Anschlussleiter 205 beispielsweise mittels einer Lötverbindung elektrisch leitend verbunden. Eine leitende Verbindung zum zweiten Anschlussleiter 206 wird über den Bonddraht 208 hergestellt. Der Anschluss des Bonddrahts an den zweiten Anschlussleiter 206 erfolgt mit Vorzug im Bereich einer Ausbuchtung 213 einer Wand 214 der Kavität 209.The housing body 203 has a cavity 209 on, in which the semiconductor chip 3 is arranged. The semiconductor chip 3 is with the connection conductor 205 For example, electrically connected by means of a solder joint. A conductive connection to the second connection conductor 206 is over the bonding wire 208 produced. The connection of the bonding wire to the second connecting conductor 206 is preferred in the area of a bulge 213 a wall 214 the cavity 209 ,

Der Halbleiterchip 3 ist auf einem thermisches Anschlussteil 215 angeordnet, das als Chipträger fungiert. Das thermische Anschlussteil erstreckt sich in vertikaler Richtung mit Vorzug von der Kavität bis zur zweiten Hauptfläche 204 des Gehäusekörpers 203 und erleichtert einen, insbesondere gegenüber der Chipmontagefläche auf dem thermischen Anschlussteil, großflächigen, thermischen Anschluss des Halbleiterchips seitens der zweiten Hauptfläche an eine externe Wärmeleitvorrichtung, etwa einen Kühlkörper, z.B. aus Cu. Die thermische Belastung des Gehäusekörpers kann so, insbesondere bei Betrieb des Bauteils als Hochleistungsbauteil mit einem Hochleistungs-Halbleiterchip, mit Vorteil verringert werden. Das optoelektronische Bauteil kann zur Erzeugung einer hohen Strahlungsleistung bei einer gleichzeitig aufgrund des thermischen Anschlussteils vorteilhaft verbesserten Wärmeableitung ausgebildet sein. Ein derartiges optoelektronisches Bauteil ist zur Beleuchtung von Flächen, etwa zur Hinterleuchtung eines LCD, besonders geeignet.The semiconductor chip 3 is on a thermal connection part 215 arranged, which acts as a chip carrier. The thermal connection part extends in the vertical direction with preference from the cavity to the second main surface 204 of the housing body 203 and facilitates a, in particular with respect to the chip mounting surface on the thermal connection part, large-area, thermal connection of the semiconductor chip on the part of the second main surface to an external heat conducting device, such as a heat sink, for example made of Cu. The thermal load of the housing body can thus be reduced, in particular during operation of the component as a high-performance component with a high-performance semiconductor chip, with advantage. The optoelectronic component can be designed to generate a high radiation power at a heat transfer which is advantageously improved at the same time on account of the thermal connection part. Such an optoelectronic component is particularly suitable for illuminating surfaces, for example for backlighting an LCD.

Das thermische Anschlussteil ist beispielsweise in eine Lasche des ersten Anschlussleiters 205 eingeknüpft oder anderweitig mit dem ersten Anschlussleiter, insbesondere elektrisch leitend und/oder mechanisch, lateral umfangsseitig verbunden. Der zweite Anschlussleiter 206, der zur Kontaktierung mit dem Bonddraht 208 vorgesehen ist, ist vorzugsweise bezüglich der Chipmontage-Ebene des Halbleiterchips 3 auf dem thermischen Anschlussteil 215 erhöht. Die für eine Reflexion von Strahlung zur Verfügung stehende Fläche der Wand der Kavität wird so vorteilhaft groß gehalten. Weiterhin kann das thermische Anschlussteil selbst reflektierend ausgeführt sein und bildet dann mit Vorzug einen Teil des Bodens und/oder der Wand der Kavität. Das thermische Anschlussteil kann ferner seitens der zweiten Hauptfläche aus dem Gehäusekörper herausragen oder im wesentlichen eben mit dem Gehäusekörper abschließen. Beispielsweise enthält das thermische Anschlussteil ein Metall hoher Wärmeleitfähigkeit, etwa Cu oder Al, oder eine Legierung etwa eine CuWo-Legierung.The thermal connection part is for example in a tab of the first connection conductor 205 knotted or otherwise connected to the first terminal conductor, in particular electrically conductive and / or mechanical, laterally circumferentially. The second connection conductor 206 , for contacting with the bonding wire 208 is provided, is preferably with respect to the chip mounting plane of the semiconductor chip 3 on the thermal connection part 215 elevated. The available for a reflection of radiation surface of the wall of the cavity is kept so advantageously large. Furthermore, the thermal connection part itself can be designed to be reflective and then forms with preference a part of the bottom and / or the wall of the cavity. The thermal connection part can furthermore protrude from the housing body on the part of the second main surface or terminate substantially flush with the housing body. For example, the thermal connection part contains a metal of high thermal conductivity, such as Cu or Al, or an alloy such as a CuWo alloy.

Ein Leiterrahmen mit den beiden Anschlussleitern 205 und 206 und dem thermischen Anschlussteil 215 kann bei der Herstellung eines derartigen optoelektronischen Bauteils in einem geeigneten Gussverfahren, etwa einem Spritzgussverfahren, mit dem Material des Gehäusekörpers umgossen werden. Das thermische Anschlussteil 215 ist vorzugsweise mit einer oder mehreren Ausbuchtungen oder Auswölbungen 216 ausgebildet, wodurch die mechanische Anbindung des thermischen Anschlussteils an den Gehäusekörper verbessert und somit die Gesamtstabilität des optoelektronischen Bauteils erhöht wird.A lead frame with the two connecting leads 205 and 206 and the thermal connection part 215 can be encapsulated in the production of such an optoelectronic device in a suitable casting process, such as an injection molding process, with the material of the housing body. The thermal connection part 215 is preferably with one or more bulges or bulges 216 formed, whereby the mechanical connection of the thermal connection part to the housing body improved and thus the overall stability of the optoelectronic device is increased.

Seitens der ersten Hauptfläche 202 des Gehäusekörpers sind Befestigungselemente 201 ausgebildet, die zur Befestigung des optischen Elements, gegebenenfalls mit der Zusatzkomponente, vorgesehen sind, wobei das optische Element und/oder die Zusatzkomponente beispielsweise entsprechend den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausgeführt sein können. Zur Befestigung des optischen Elements am Gehäusekörper 203 können beispielsweise vier Befestigungselemente 201 vorgesehen sein, die eine mechanisch stabile Befestigung des optischen Elements am Bauteil erleichtern.From the first main area 202 the housing body are fasteners 201 formed, which are provided for attachment of the optical element, optionally with the additional component, wherein the optical element and / or the additional component may be performed, for example, according to the preceding embodiments. For fixing the optical element to the housing body 203 For example, four fasteners 201 be provided, which facilitate a mechanically stable attachment of the optical element to the component.

In 10C ist eine Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einem optoelektronisches Bauteil 20 und einem an diesem befestigten optischen Element 2, das eine Ausnehmung 4 aufweist, gezeigt.In 10C is a lighting device 1 with an optoelectronic component 20 and an optical element attached thereto 2 that a recess 4 has shown.

In 11 ist ein Ausführungsbeispiel eines für eine Beleuchtungsvorrichtung besonders geeigneten Halbleiterchips anhand einer schematischen Schnittansicht dargestellt.In 11 an embodiment of a particularly suitable for a lighting device semiconductor chip is illustrated by a schematic sectional view.

Der Halbleiterchip 3, etwa ein LED-Chip, weist eine auf einem Träger 301 angeordnete Halbleiterschichtenfolge 302 auf, die eine zur Strahlungserzeugung vorgesehene aktive Zone 303 umfasst. Auf der dem Träger abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge ist ein erster Kontakt 304 angeordnet, über den der Halbleiterchip in Verbindung mit einem auf der der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seite des Trägers angeordneten zweiten Kontakt 305 elektrisch anschließbar ist. Der erste Kontakt 304 ist insbesondere zur leitenden Verbindung mit einem Bonddraht und der zweite Kontakt 305 zur Befestigung auf einem Anschlussleiter etwa gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vorgesehen. Die Kontakte können beispielsweise ein Metall enthalten.The semiconductor chip 3 , such as an LED chip, has one on a support 301 arranged semiconductor layer sequence 302 on, which is an intended for generating radiation active zone 303 includes. On the side facing away from the carrier of the semiconductor layer sequence is a first contact 304 arranged over which the semiconductor chip in connection with a arranged on the side facing away from the semiconductor layer sequence of the carrier second contact 305 is electrically connected. The first contact 304 is in particular for conductive connection to a bonding wire and the second contact 305 provided for attachment to a connection conductor approximately according to the preceding embodiments. The contacts may, for example, contain a metal.

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Halbleiterschichtenfolge 302, insbesondere die aktive Zone 303, mindestens ein III-V-Halbleitermaterial, etwa ein Material aus den Materialsystemen Inx Gay Al1-x-y P, Inx Gay Al1-x-y N oder Inx Gay Al1-x-y As, jeweils mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1.In a preferred embodiment, the semiconductor layer sequence contains 302 , in particular the active zone 303 , at least one III-V semiconductor material, such as a material from the material systems In x Ga y Al 1-xy P, In x Ga y Al 1-xy N or In x Ga y Al 1-xy As, each with 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1.

III-V-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (Inx Gay Al1-x-y N) über den sichtbaren (Inx Gay Al1-x-y N oder Inx Gay Al1-x-y P) bis in den infraroten (Inx Gay Al1-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. III-V-Halbleitermaterialien, insbesondere aus den genannten Materialsystemen, zeichnen sich weiterhin durch hohe interne Quanteneffizienzen bei der Strahlungserzeugung aus.III-V semiconductor materials are used for generating radiation in the ultraviolet (In x Ga y Al 1-xy N) over the visible (In x Ga y Al 1-xy N or In x Ga y Al 1-xy P) to the infrared ( In x Ga y Al 1-xy As) spectral range particularly suitable. III-V semiconductor materials, in particular from the mentioned material systems, are further characterized by high internal quantum efficiencies in the generation of radiation.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die aktive Zone 303 eine Heterostruktur, insbesondere eine Doppelheterostruktur. Weiterhin kann die aktive Zone eine Einfach- oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur umfassen bzw. als solche ausgebildet sein. Mittels derartiger Strukturen, insbesondere einer Mehrfach-Quantentopfstruktur oder einer Doppelheterostruktur, können besonders hohe interne Quanteneffizienzen erzielt werden.In a further preferred embodiment, the active zone comprises 303 a heterostructure, in particular a double heterostructure. Furthermore, the active zone may comprise or be formed as a single or a multiple quantum well structure. By means of such structures, in particular a multiple quantum well structure or a double heterostructure, particularly high internal quantum efficiencies can be achieved.

Die Bezeichnung Quantentopfstruktur umfasst im Rahmen der Anmeldung jegliche Struktur, bei der Ladungsträger durch Einschluss ("confinement") eine Quantisierung ihrer Energiezustände erfahren. Insbesondere beinhaltet die Bezeichnung Quantentopfstruktur keine Angabe über die Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst somit u.a. Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.The term quantum well structure in the context of the application includes any structure, in the charge carriers by confinement undergo a quantization of their energy states. In particular, the term quantum well structure does not include information about the dimensionality of the quantization. It thus includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen der Halbleiterschichtenfolge und dem Träger eine Spiegelschicht 306 angeordnet. Die Spiegelschicht kann beispielsweise als metallhaltige, insbesondere im Wesentlichen metallische, Spiegelschicht ausgeführt sein. In der aktiven Zone erzeugte Strahlung kann von der Spiegelschicht reflektiert werden, wodurch eine Absorption in der der Spiegelschicht von der aktiven Zone aus gesehen nachgeordneten Strukturen, etwa dem Träger, vorgebeugt wird. Die Effizienz des Halbleiterchips 3 kann so erhöht werden. Beispielsweise enthält die Spiegelschicht Al, Ag, Au oder eine Legierung mit mindestens einem dieser Materialien. Al und Ag weisen im ultravioletten und blauen Spektralbereich, Au auch im gelben, orangen und roten bis in den infraroten Spektralbereich besonders hohe Reflektivitäten auf.In a further preferred embodiment, a mirror layer is provided between the semiconductor layer sequence and the carrier 306 arranged. The mirror layer can be embodied, for example, as a metal-containing, in particular substantially metallic, mirror layer. Radiation generated in the active zone may be reflected by the mirror layer, thereby preventing absorption in the downstream of the mirror layer from the active zone, such as the support. The efficiency of the semiconductor chip 3 can be increased. For example, the mirror layer contains Al, Ag, Au or an alloy with at least one of these materials. Al and Ag have particularly high reflectivities in the ultraviolet and blue spectral range, Au also in the yellow, orange and red to the infrared spectral range.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Träger und der Spiegelschicht eine Verbindungsschicht 307 angeordnet, mittels derer die Halbleiterschichtenfolge seitens der Spiegelschicht auf dem Träger befestigt ist. Die Verbindungsschicht 307 kann beispielsweise als Lotschicht ausgeführt sein.In a further preferred embodiment, a connection layer is present between the carrier and the mirror layer 307 arranged, by means of which the semiconductor layer sequence is fixed by the mirror layer on the carrier. The connection layer 307 can for example be designed as a solder layer.

Der in 11 gezeigte Halbleiterchip 3 ist als Dünnfilm-Chip ausgeführt, was bedeutet, dass während der Herstellung des Halbleiterchips das Substrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge für den Halbleiterchip, beispielsweise mittels Epitaxie, hergestellt wurde, abgelöst wird. Der Träger 301 ist demnach mit Vorzug von dem Substrat verschieden und muss nicht den hohen Anforderungen an ein Herstellungs-Substrat genügen, sondern kann hinsichtlich weiterer für den Halbleiterchip vorteilhafter Eigenschaften, etwa einer hohen thermischen Leitfähigkeit, vergleichsweise frei gewählt werden.The in 11 shown semiconductor chip 3 is designed as a thin-film chip, which means that during the production of the semiconductor chip, the substrate on which the semiconductor layer sequence has been produced for the semiconductor chip, for example by means of epitaxy, is detached. The carrier 301 is therefore different from the substrate with preference and does not have to meet the high demands on a production substrate, but can be selected comparatively freely with regard to further properties which are advantageous for the semiconductor chip, for example a high thermal conductivity.

Die aktive Zone 303 ist bevorzugt mit dem zweiten Kontakt 305 über den elektrisch leitfähigen Träger, die elektrische leitfähige Verbindungsschicht und die elektrisch leitfähige Spiegelschicht sowie die Halbleiterschichtenfolge elektrisch leitend verbunden.The active zone 303 is preferred with the second contact 305 electrically conductively connected via the electrically conductive carrier, the electrically conductive connection layer and the electrically conductive mirror layer and the semiconductor layer sequence.

Zur Herstellung eines Dünnfilm-Halbleiterchips wird beispielsweise zunächst die Halbleiterschichtenfolge auf dem Substrat hergestellt. Nachfolgend wird auf die dem Substrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge die Spiegelschicht, etwa mittels Aufdampfen, insbesondere Sputtern, aufgebracht. Seitens der Spiegelschicht wird der Verbund mit Halbleiterschichtenfolge und Substrat hierauf über die Verbindungsschicht 307 mit dem Träger 301 verbunden, woraufhin das Aufwachssubstrat, etwa mittels Ätzen oder Lasertrennen, entfernt oder abgelöst wird.To produce a thin-film semiconductor chip, for example, firstly the semiconductor layer sequence is produced on the substrate. Subsequently, the mirror layer, for example by means of vapor deposition, in particular sputtering, is applied to the side of the semiconductor layer sequence facing away from the substrate. On the part of the mirror layer, the composite with the semiconductor layer sequence and the substrate is applied via the connection layer 307 with the carrier 301 after which the growth substrate is removed or peeled off, for example by means of etching or laser cutting.

Dünnfilm-Chips zeichnen sich, insbesondere mit einer Spiegelschicht, durch eine vorteilhaft hohe Effizienz aus. Weiterhin kann ein Dünnfilm-Chip eine im Wesentlichen einem Lambertschen Strahler entsprechende kosinusförmige Abstrahlcharakteristik aufweisen. Mittels eines Dünnfilm-Chips, insbesondere mit metallhaltiger Spiegelschicht, kann vereinfacht ein als Oberflächenstrahler ausgeführter Halbleiterchip realisiert werden.Thin-film chips are characterized, in particular with a mirror layer, by a advantageous high efficiency. Furthermore, a thin-film chip have a cosinusoidal radiation characteristic corresponding essentially to a Lambertian radiator. By means of a thin-film chip, in particular with metal-containing mirror layer, can be simplified as a surface radiator engineered Semiconductor chip can be realized.

Ein Dünnfilm-Chip, etwa ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip, kann sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale auszeichnen:

  • – an einer zu einem Trägerelement, z.B. dem Träger 301, hin gewandten ersten Hauptfläche einer Halbleiterschichtenfolge, die ein aktive Zone umfasst, insbesondere einer Epitaxieschichtenfolge, ist eine Spiegelschicht aufgebracht oder, etwa als Braggspiegel in der Halbleiterschichtenfolge integriert, ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Halbleiterschichtenfolge erzeugten Strahlung in diese zurückreflektiert;
  • – die Halbleiterschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm auf; und
  • – die Halbleiterschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der Halbleiterschichtenfolge führt, d.h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
A thin-film chip, such as a thin-film light-emitting diode chip, can be characterized in particular by the following characteristic features:
  • - At one to a support element, eg the carrier 301 , turned first first surface of a semiconductor layer sequence comprising an active zone, in particular an epitaxial layer sequence, a mirror layer is applied or, for example integrated as a Bragg mirror integrated in the semiconductor layer sequence, which reflects back at least a part of the radiation generated in the semiconductor layer sequence;
  • The semiconductor layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 10 μm; and
  • The semiconductor layer sequence contains at least one semiconductor layer with at least one surface which has a mixed-through structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the semiconductor layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.

Ein Grundprinzip eines Dünnfilm-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174 – 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.One Basic principle of a thin-film LED chip For example, see I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174 - 2176, their disclosure content insofar hereby by reference is incorporated in the present application.

Es sei angemerkt, dass die Beleuchtungsvorrichtung selbstverständlich nicht nur mit einem Dünnfilm-Chip realisiert werden kann. Auch andere Halbleiterchips etwa ein Halbleiterchip, bei dem das Substrat nicht abgelöst ist, können für eine Beleuchtungsvorrichtung geeignet sein. Aufgrund der hohen Effizienz und einer vereinfacht erzielbaren, mit Vorzug vermehrt direkt in Richtung des optischen Elements gerichteten, Oberflächenemission ist ein Dünnfilm-Chip jedoch besonders geeignet.It It should be noted that the lighting device of course not only with a thin-film chip can be realized. Also other semiconductor chips such as a semiconductor chip, in which the substrate is not detached is, can for one Lighting device to be suitable. Due to the high efficiency and a simplified achievable, with preference increased directly in Direction of the optical element directed, surface emission is a thin film chip but especially suitable.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not by the description Limited exercise using the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

Claims (43)

Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einem optischen Element (2), das eine Ausnehmung (4) aufweist, wobei das optische Element zur Strahlformung für eine von einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip (3) der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Strahlung vorgesehen ist, die Ausnehmung für das Einsetzen einer Zusatzkomponente (11) in die Ausnehmung vorgesehen ist und das optische Element die vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung (61, 62) zumindest teilweise an der Zusatzkomponente vorbei lenkt.Lighting device ( 1 ) with an optical element ( 2 ), which has a recess ( 4 ), wherein the optical element for beam shaping for one of a radiation-emitting semiconductor chip ( 3 ) of the illumination device is provided, the recess for the insertion of an additional component ( 11 ) is provided in the recess and the optical element generates the radiation generated by the semiconductor chip ( 61 . 62 ) at least partially deflects past the additive component. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) eine optische Achse (5) aufweist.Lighting device according to claim 1, characterized in that the optical element ( 2 ) an optical axis ( 5 ) having. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (5) durch die Ausnehmung (4) verläuft.Lighting device according to claim 2, characterized in that the optical axis ( 5 ) through the recess ( 4 ) runs. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (5) durch den Halbleiterchip (3) verläuft.Lighting device according to claim 2 or 3, characterized in that the optical axis ( 5 ) through the semiconductor chip ( 3 ) runs. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (5) durch die Zusatzkomponente (11) verläuft.Lighting device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the optical axis ( 5 ) by the additional component ( 11 ) runs. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) eine reflektierende Oberfläche (6) und eine brechende Oberfläche (7) aufweist.Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the optical element ( 2 ) a reflective surface ( 6 ) and a refractive surface ( 7 ) having. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wand der Ausnehmung (4) die reflektierende Oberfläche (6) bildet.Lighting device according to claim 6, characterized in that a wall of the recess ( 4 ) the reflective surface ( 6 ). Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (6) zur Totalreflexion eines Anteils der vom Halbleiterchip aus auf die reflektierende Oberfläche treffenden Strahlung (61, 62) angeordnet und ausgebildet ist.Lighting device according to claim 6 or 7, characterized in that the reflective surface ( 6 ) for the total reflection of a portion of the radiation striking the reflective surface from the semiconductor chip ( 61 . 62 ) is arranged and formed. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (6) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie einen Anteil der vom Halbleiterchip (3) erzeugten Strahlung (61, 62) zur brechenden Oberfläche (7) hin lenkt, wobei die brechende Oberfläche als Hauptaustrittsfläche von Strahlung aus dem optischen Element (2) dient.Lighting device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the reflective surface ( 6 ) is arranged and designed such that it forms a portion of the semiconductor chip ( 3 ) generated radiation ( 61 . 62 ) to the refractive surface ( 7 ), wherein the refractive surface as main exit surface of radiation from the optical element ( 2 ) serves. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vom Halbleiterchip (3) erzeugte Strahlung über die brechende Oberfläche (7) aus dem optischen Element quer zur optischen Achse (5) auskoppelt.Lighting device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the semiconductor chip ( 3 ) generated radiation over the refractive surface ( 7 ) from the optical element transverse to the optical axis ( 5 ) decoupled. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil (71) der vom Halbleiterchip (3) erzeugten Strahlung (61, 62) nach dem Eintritt in das optische Element (2) direkt auf die brechende Oberfläche (7) trifft und ein weiterer Anteil nach Reflexion an der reflektierenden Oberfläche (6) auf die brechende Oberfläche trifft.Lighting device according to one of claims 6 to 10, characterized in that a proportion ( 71 ) of the semiconductor chip ( 3 ) generated radiation ( 61 . 62 ) after entry into the optical element ( 2 ) directly onto the refracting surface ( 7 ) and another portion after reflection at the reflective surface ( 6 ) hits the breaking surface. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die brechende Oberfläche (7) zur Bündelung des direkt auf diese treffenden (71) und des unter Reflexion an der reflektierenden Oberfläche auf die brechende Oberfläche treffenden Strahlungsanteils (61, 62) ausgebildet ist.Lighting device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the refractive surface ( 7 ) for the bundling of the direct ( 71 ) and of the radiation component meeting the refractive surface under reflection at the reflecting surface ( 61 . 62 ) is trained. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (6) einen V-artig geformten Querschnitt aufweist oder die Ausnehmung (4) derart ausgebildet ist, dass die reflektierende Oberfläche (6) einen V-artig geformten Querschnitt aufweist.Lighting device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the reflective surface ( 6 ) has a V-shaped cross section or the recess ( 4 ) is formed such that the reflective surface ( 6 ) has a V-shaped cross section. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die brechende Oberfläche (7) zumindest in einem Teilbereich konvex gekrümmt ist.Lighting device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the refractive surface ( 7 ) is convexly curved at least in a partial region. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die brechende Oberfläche (7) zumindest in einem Teilbereich konkav gekrümmt ist.Lighting device according to one of claims 6 to 14, characterized in that the refractive surface ( 7 ) is concavely curved at least in a partial area. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil (31, 32) der vom Halbleiterchip erzeugten und auf die reflektierende Oberfläche (6) treffenden Strahlung durch die reflektierende Oberfläche hindurchtritt.Lighting device according to one of claims 6 to 15, characterized in that a proportion ( 31 . 32 ) generated by the semiconductor chip and on the reflective surface ( 6 ) impinging radiation passes through the reflective surface. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der durch die reflektierende Oberfläche (6) hindurchgetretenen Strahlung auf die Zusatzkomponente (11) trifft.Lighting device according to claim 16, characterized in that the proportion of the by the reflective surface ( 6 ) transmitted radiation to the additional component ( 11 ) meets. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) als optische Komponente ausgeführt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the Additional component ( 11 ) is designed as an optical component. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem optischen Element (2) tretende Strahlung in die optische Komponente eintritt oder die optische Komponente aus dem optischen Element (2) tretende Strahlung reflektiert.Lighting device according to claim 18, characterized in that from the optical element ( 2 ) enters the optical component or the optical component of the optical element ( 2 ) reflected radiation. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) als Absorptions-, Diffusions-, Refraktions-, Diffraktions- oder Reflexionskomponente ausgeführt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the additional component ( 11 ) is designed as an absorption, diffusion, refraction, diffraction or reflection component. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) als mechanische Komponente ausgeführt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the additional component ( 11 ) is designed as a mechanical component. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) als Führungs-, Justage- oder Beabstandungskomponente ausgeführt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the additional component ( 11 ) is designed as a guide, adjustment or spacing component. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) zumindest in einem Teilbereich (80, 680) an dem optischen Element angeordnet oder mit dem optischen Element (2) verbunden ist.Lighting device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the additional component ( 11 ) at least in a subarea ( 80 . 680 ) are arranged on the optical element or with the optical element (FIG. 2 ) connected is. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) in die Ausnehmung (4) eingelegt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 23, characterized in that the additional component ( 11 ) in the recess ( 4 ) is inserted. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) mittels eines außerhalb der Ausnehmung (4) und/oder des optischen Elements angeordneten Stabilisationselements (13) in der Ausnehmung gehalten ist.Lighting device according to one of claims 1 to 24, characterized in that the additional component ( 11 ) by means of an outside of the recess ( 4 ) and / or the optical element arranged stabilization element ( 13 ) is held in the recess. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) in einem Verbindungsbereich (680) des optischen Elements (2) mechanisch stabil mit dem optischen Element verbunden oder an dem optischen Element befestigt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 25, characterized in that the additional component ( 11 ) in a connection area ( 680 ) of the optical element ( 2 ) is mechanically stably connected to the optical element or attached to the optical element. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich der Oberfläche, insbesondere der reflektierenden Oberfläche (6), des optischen Elements (2) als Verbindungsbereich (680) vorgesehen ist, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er bezüglich vom Halbleiterchip direkt in Richtung des Verbindungsbereichs emittierter Strahlung abgeschattet ist.Lighting device according to claim 26, characterized in that a region of the surface, in particular of the reflective surface ( 6 ), of the optical element ( 2 ) as a connection area ( 680 ) is provided, which is designed and arranged such that it is shaded with respect to radiation emitted by the semiconductor chip directly in the direction of the connection region. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) mittels Presspassung, Heißpresspassung, Verstemmen, Heißverstemmen oder einer Klebeverbindung mit dem optischen Element (2) verbunden oder an diesem befestigt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the additional component ( 11 ) by means of a press fit, hot press fit, caulking, hot caulking or an adhesive bond with the optical element ( 2 ) is connected or attached to this. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) gemäß der Form der Ausnehmung (4) geformt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 28, characterized in that the additional component ( 11 ) according to the shape of the recess ( 4 ) is shaped. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) mittels einer an der Zusatzkomponente angeordneten, aus der Zusatzkomponente ausgeformten oder in der Zusatzkomponente vorgeformten Befestigungsvorrichtung (17) mechanisch stabil am optischen Element (2), insbesondere im Verbindungsbereich (680), befestigt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the additional component ( 11 ) by means of a fixing device arranged on the additional component and formed from the additional component or preformed in the additional component (US Pat. 17 ) mechanically stable on the optical element ( 2 ), in particular in the connection area ( 680 ), is attached. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterungsvorrichtung (18), insbesondere als Gegenstück zur Befestigungsvorrichtung (17), an dem optischen Element (2) angeordnet, aus dem optischen Element ausgeformt oder in dem optischen Element vorgeformt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 30, characterized in that a mounting device ( 18 ), in particular as a counterpart to the fastening device ( 17 ), on the optical element ( 2 ), formed from the optical element or preformed in the optical element. Beleuchtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsvorrichtung (18) im Verbindungsbereich (680) angeordnet ist.Lighting device according to claims 26 and 31, characterized in that the mounting device ( 18 ) in the connection area ( 680 ) is arranged. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (17) und/oder die Halterungsvorrichtung (18) als Schnapp- oder Schraubvorrichtung ausgeführt ist.Lighting device according to one of claims 30 to 32, characterized in that the fastening device ( 17 ) and / or the mounting device ( 18 ) is designed as a snap or screw device. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (4) von einer dem Halbleiterchip (3) gegenüberliegenden Seite des optischen Elements (2) in das optische Element hinein erstreckt.Lighting device according to one of claims 1 to 33, characterized in that the recess ( 4 ) of a semiconductor chip ( 3 ) opposite side of the optical element ( 2 ) extends into the optical element. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung auf der dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite von einem Rand (8) des optischen Elements (2) begrenzt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 34, characterized in that the recess on the side opposite the semiconductor chip side of an edge ( 8th ) of the optical element ( 2 ) is limited. Beleuchtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 26 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (680) an den Rand (8) angrenzt oder im Bereich des Randes (80) angeordnet ist.Lighting device according to Claims 26 and 35, characterized in that the connection region ( 680 ) to the edge ( 8th ) or in the area of the edge ( 80 ) is arranged. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (11) in der Ausnehmung (4) von dem Rand (8) beabstandet ist oder mit dem Rand abschließt.Lighting device according to claim 35 or 36, characterized in that the additional component ( 11 ) in the recess ( 4 ) of the Edge ( 8th ) is spaced or terminates with the edge. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass vom Halbleiterchip (3) aus gesehen zwischen dem optischen Element (2) und der Zusatzkomponente (11) ein Freiraum (12) gebildet ist.Lighting device according to one of claims 1 to 37, characterized in that the semiconductor chip ( 3 ) seen between the optical element ( 2 ) and the additional component ( 11 ) a free space ( 12 ) is formed. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) zur Hinterleuchtung einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise einer LCD-Anzeigevorrichtung, vorgesehen ist.Lighting device according to one of claims 1 to 38, characterized in that the lighting device ( 1 ) is provided for backlighting a display device, preferably an LCD display device. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) zur Montage an einem optoelektronischen Bauteil (20), das den Halbleiterchip (3) umfasst, vorgesehen ist.Lighting device according to one of claims 1 to 39, characterized in that the optical element ( 2 ) for mounting on an optoelectronic component ( 20 ), which the semiconductor chip ( 3 ) is provided. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass an dem optischen Element (2) mindestens ein Montagelement (19) zur Montage des optischen Elements an dem optoelektronischen Bauteil (20) angeordnet, aus dem optischen Element ausgeformt oder in dem optischen Element vorgeformt ist.Lighting device according to claim 40, characterized in that on the optical element ( 2 ) at least one mounting element ( 19 ) for mounting the optical element to the optoelectronic component ( 20 ), formed from the optical element or preformed in the optical element. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauteil (20) einen Gehäusekörper (203) aufweist, der mindestens ein Befestigungselement (201) als Gegenstück zu dem Montageelement (19) aufweist.Lighting device according to claim 41, characterized in that the optoelectronic component ( 20 ) a housing body ( 203 ), the at least one fastening element ( 201 ) as a counterpart to the mounting element ( 19 ) having. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Bauteil ein erstes elektrisches Anschlussteil und ein zweites elektrisches Anschlussteil sowie ein thermisches Anschlussteil aufweist.Lighting device according to one of claims 40 to 42, characterized in that the optoelectronic component a first electrical connection part and a second electrical connection part and a thermal connection part.
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