DE102008018353A1 - Radiation-emitting optoelectronic component and method for producing a radiation-emitting component - Google Patents
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Abstract
Ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement umfasst insbesondere eine flache Grundplatte (1) mit einer Hauptoberfläche (10), wobei auf der Hauptoberfläche (10) lateral zueinander benachbart eine erste strahlungsemittierende Schichtenfolge (2) mit einer ersten aktiven Schicht (21) und eine zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge (3) mit einer zweiten aktiven Schicht (31) angeordnet ist und wobei die erste aktive Schicht (21) und die zweite aktive Schicht (31) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.A radiation-emitting optoelectronic component comprises in particular a flat base plate (1) with a main surface (10), wherein on the main surface (10) laterally adjacent to each other a first radiation-emitting layer sequence (2) having a first active layer (21) and a second radiation-emitting layer sequence ( 3) is arranged with a second active layer (31) and wherein the first active layer (21) and the second active layer (31) are arranged in different planes.
Description
Es werden ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements angegeben.It become a radiation-emitting optoelectronic component and a method for producing a radiation-emitting specified optoelectronic component.
Zumindest eine Aufgabe einer Ausführungsform ist es, ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement mit zumindest zwei strahlungsemittierenden Schichtenfolgen anzugeben. Zumindest eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit zumindest zwei strahlungsemittierenden Schichtenfolgen anzugeben.At least An object of one embodiment is to provide a radiation-emitting Optoelectronic component with at least two radiation-emitting Specify layer sequences. At least one more task is a method for producing a radiation-emitting optoelectronic Component with at least two radiation-emitting layer sequences specify.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement insbesondere
- – eine flache Grundplatte mit einer Hauptoberfläche,
- – wobei auf der Hauptoberfläche lateral zueinander benachbart eine erste strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einer ersten aktiven Schicht und eine zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einer zweiten aktiven Schicht angeordnet ist und
- – wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
- A flat base plate with a main surface,
- - Wherein on the main surface laterally adjacent to each other a first radiation-emitting layer sequence having a first active layer and a second radiation-emitting layer sequence having a second active layer is arranged, and
- - Wherein the first active layer and the second active layer are arranged in different planes.
Dabei kann hier und im Folgenden „flache Grundplatte" bedeuten, dass sich die Grundplatte entlang einer Ebene erstreckt, die auch als Hauptersteckungsebene mit Haupterstreckungsrichtungen bezeichnet werden kann. Insbesondere kann das bedeuten, dass die Grundplatte in keiner Erstreckungsrichtung gebogen ist und damit in keiner Erstreckungsrichtung eine Krümmung aufweist. Dabei kann auch die Hauptoberfläche flach sein.there here and in the following may mean "flat base plate", that the base plate extends along a plane, too referred to as Hauptersteckungsebene with main directions of extension can be. In particular, this may mean that the base plate is bent in any extension direction and thus in any extension direction has a curvature. It can also be the main surface be flat.
Eine „flache Hauptoberfläche" kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die Hauptoberfläche eine Hauptersteckungsebene aufweist, die parallel oder gleich der Hauptersteckungsebene der Grundplatte ist. Bevorzugt können die Abmessungen der Hauptoberfläche und der Grundplatte in Richtungen parallel zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche beziehungsweise der Grundplatte größer sein als die Abmessungen der Grundplatte in eine Richtung senkrecht zur Hauptersteckungsebene. "Größer" kann in diesem Zusammenhang mindestens zweimal so groß, bevorzugt mindestens fünfmal so groß und besonders bevorzugt mindestens zehnmal so groß bedeuten.An area Main surface "can mean here and below that the main surface has a major plane of insertion, parallel or equal to the main plane of insertion of the base plate is. The dimensions of the main surface may be preferred and the base plate in directions parallel to the main plane of insertion the main surface or the base plate larger be as the dimensions of the base plate in a direction perpendicular to the main infection level. "Bigger" can be in this Connection at least twice as large, preferably at least five times as large, and more preferably at least mean ten times as big.
Dabei kann die flache Hauptoberfläche eben sein oder eine oder mehrere Oberflächenstrukturen umfassen, die jeweils eine Höhe senkrecht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche aufweisen, die kleiner als die Abmessungen der Hauptoberfläche entlang von Richtungen parallel zur Hauptersteckungsebene sind. „Kleiner" kann in diesem Zusammenhang um mindestens einen Faktor 2 kleiner, bevorzugt um mindestens einen Faktor 5 kleiner und besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 10 kleiner bedeuten.there the flat main surface can be flat or one or comprise several surface structures, each one Height perpendicular to the main plane of penetration of the main surface that are smaller than the dimensions of the main surface along directions parallel to the main plane of propagation. "Smaller" may in this context be smaller by at least a factor of 2, preferably smaller by at least a factor of 5 and particularly preferred mean at least a factor of 10 smaller.
„Lateral zueinander benachbart" kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge auf einem ersten Teilbereich der Hauptoberfläche angeordnet ist und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge auf einem zweiten Teilbereich. Der erste und zweite Teilbereich können dabei voneinander verschieden sein und können weiterhin direkt und unmittelbar aneinander angrenzen. Alternativ kann die Hauptoberfläche einen dritten Teilbereich zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich aufweisen, auf dem keine strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der frei von einer strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist. Insbesondere kann eine lateral zueinander benachbarte Anordnung eine Anordnung in einer Richtung parallel zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche bedeuten. Eine erste strahlungsemittierende Schichtenfolge ist insbesondere dann nicht lateral zu einer zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge benachbart, wenn die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge auf der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge angeordnet ist."lateral adjacent to each other can here and below mean that the first radiation-emitting layer sequence on a first subregion the main surface is arranged and the second radiation-emitting Layer sequence on a second subarea. The first and second Subarea can be different from each other and can continue to be directly and immediately adjacent to each other. Alternatively, the main surface may be a third portion between the first and second sub-area, on which no radiation-emitting layer sequence is arranged and the free from a radiation-emitting layer sequence. Especially a laterally adjacent arrangement may be an arrangement in a direction parallel to the main plane of penetration of the main surface mean. A first radiation-emitting layer sequence is in particular then not laterally to a second radiation-emitting layer sequence adjacent when the first radiation-emitting layer sequence is arranged on the second radiation-emitting layer sequence.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf" oder „über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element oder auch „zwischen" zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar im direkten mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element beziehungsweise zwischen den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Weiterhin kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element beziehungsweise zwischen den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen und der anderen Schicht beziehungsweise den zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet sein.That a layer or element "on" or "over" another layer or element, or "between" two other layers or elements arranged or applied is here and below can mean that one layer or the one element directly in the direct mechanical and / or electrical contact on the other layer or the other element or between the other two layers or elements is arranged. Furthermore, it can also mean that one layer or the one element indirectly on or over the other layer or the other element or between the other two layers or elements is arranged. there can then have more layers and / or elements between one and the other layer or the other two Layers or elements can be arranged.
„Strahlung", „elektromagnetische Strahlung" und „Licht" kann hier und im Folgenden elektromagnetische Strahlung mit zumindest einer Wellenlängen beziehungsweise einer spektralen Komponente in einem infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich bedeuten. Insbesondere kann dabei infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung bezeichnet sein."Radiation", "electromagnetic Radiation "and" light "can be electromagnetic here and in the following Radiation with at least one wavelength or a spectral component in an infrared to ultraviolet Mean wavelength range. In particular, it is infrared, visible and / or ultraviolet electromagnetic radiation.
„Aktive Schicht" einer strahlungsemittierenden Schichtenfolge kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die aktive Schicht geeignet und dafür vorgesehen ist, im elektronischen Betrieb der strahlungsemittierenden Schichtenfolge elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und abzustrahlen."Active Layer "of a radiation-emitting layer sequence can here and hereinafter mean that the active layer is suitable and is provided in the electronic operation of the radiation-emitting Layer sequence electromagnetic radiation to produce and radiate.
Werden gleichartige strahlungsemittierende Schichtenfolgen mit aktiven Schichten zueinander benachbart angeordnet, so kann es bei bekannten Anordnungen möglich sein, dass die aktiven Schichten der benachbarten Schichtenfolgen in einer Ebene liegen. Dadurch kann es möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die von einer strahlungsemittierenden Schichtenfolge abgestrahlt wird, in die aktive Schicht der benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolge eingestrahlt wird und diese ebenfalls zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Derartiges so genanntes optisches Übersprechen („cross talk") zwischen direkt benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen kann sich insbesondere dann sehr störend auswirken, wenn die benachbarte strahlungsemittierende Schichtenfolge in einem ausgeschalteten Zustand ist und gerade keine elektromagnetische Strahlung abstrahlen soll. Um ein optisches Übersprechen in bekannten Bauelementen zu verhindern, werden zusätzliche Abblendstreifen zwischen benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen angeordnet, die einen höheren Herstellungs- als auch Kostenaufwand erfordern.Become similar radiation-emitting layer sequences with active Layers adjacent to each other, it may be in known arrangements be possible that the active layers of the neighboring Layers of layers lie in one plane. This can make it possible be that electromagnetic radiation emitted by a radiation-emitting Layer sequence is radiated, in the active layer of the adjacent radiation-emitting layer sequence is irradiated and this also can stimulate the generation of electromagnetic radiation. such a so-called optical crosstalk ("cross talk") between directly adjacent radiation-emitting layer sequences can be very disturbing, especially if the adjacent radiation-emitting layer sequence in a switched-off Condition is and just do not emit electromagnetic radiation should. To an optical crosstalk in known devices To prevent extra dimming strips between arranged adjacent radiation-emitting layer sequences, the higher production as well as cost require.
Dadurch, dass bei dem hier beschriebenen optoelektronischen strahlungsemittierenden Bauelement die erste aktive Schicht der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, kann das optische Übersprechen zwischen den aktiven Schichten vermindert oder verhindert werden. Das kann dadurch möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die beispielsweise von der ersten aktiven Schicht abgestrahlt wird, nicht mehr oder nur in stark vermindertem Maße in die zweite aktive Schicht eingestrahlt werden kann. Dadurch kann es möglich sein, dass beispielsweise die erste aktive Schicht im elektronischen Betrieb die zweite aktive Schicht, die beispielsweise gerade in einem ausgeschalteten Zustand ist, nicht mehr oder nur in stark vermindertem Maße zur Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Im Vergleich zu bekannten Anordnungen von zueinander benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen, bei denen die aktiven Schichten in derselben Ebene liegen, kann somit beispielsweise das Kontrastverhältnis zwischen den Abstrahlungsintensitäten einer strahlungsemittierenden Schichtenfolge im Betrieb und einer dazu benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolge im ausgeschalteten Zustand wirkungsvoll erhöht werden, ohne dass wie oben beschrieben Abblendstreifen nötig sind.Thereby, that in the optoelectronic radiation-emitting described here Component, the first active layer of the first radiation-emitting Layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting Layer sequence can be arranged in different levels the optical crosstalk between the active layers be reduced or prevented. This can be possible be that electromagnetic radiation, for example, from the first active layer is emitted, no more or only greatly reduced in the second active layer can be radiated. This may make it possible for example, the first active layer in electronic mode for example, the second active layer, which is currently in an off state Condition is, no more or only to a greatly reduced extent can stimulate the emission of electromagnetic radiation. Compared to known arrangements of adjacent to each other radiation-emitting layer sequences in which the active layers lie in the same plane, thus, for example, the contrast ratio between the radiation intensities of a radiation-emitting Layer sequence during operation and an adjacent radiation-emitting Layer sequence effectively increased when switched off without the need for dimming strips as described above are.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und/oder die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. Unter InGaAlN-basierte Halbleiterchips und Halbleiterschichtenfolgen fallen insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge in der Regel eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III–V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ x 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis auf InGaAlN aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung in einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.The first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can be embodied as an epitaxial layer sequence or as a radiation-emitting semiconductor chip with an epitaxial layer sequence, ie as an epitaxially grown semiconductor layer sequence. In this case, the semiconductor layer sequence can be embodied, for example, on the basis of InGaAlN. InGaAlN-based semiconductor chips and semiconductor layer sequences are in particular those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence generally has a layer sequence of different individual layers which contains at least one single layer comprising a material of the III-V compound semiconductor material system In x Al y Ga 1. xy N with 0 ≤ x 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1. For example, semiconductor layer sequences comprising at least one InGaAlN based active layer may preferentially emit electromagnetic radiation in an ultraviolet to green wavelength range.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch auf InGaAlP basieren, das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine Einzelschicht ein Material aus dem III–V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yP mit 0 ≤ x 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist.Alternatively or additionally, the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also be based on InGaAlP, that is to say that the semiconductor layer sequence can have different individual layers, of which at least one individual layer is a material composed of the III-V compound semiconductor material system In x Al y Ga 1-xy P with 0 ≦ x 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1.
Halbleiterschichtenfolgen oder Halbleiterchips, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einen grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren.Semiconductor layer sequences or semiconductor chips comprising at least one active layer based on InGaAlP, for example, may preferably be electromagnetic Radiation with one or more spectral components in one emit green to red wavelength range.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch andere III–V-Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein AlGaAs-basiertes Material, oder II–VI-Verbindungshalbleitermaterialsysteme aufweisen. Insbesondere kann eine aktive Schicht, die ein AlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten Wellenlängenbereich zu emittieren.alternative or additionally, the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip also includes other III-V compound semiconductor material systems, for example, an AlGaAs-based material, or II-VI compound semiconductor material systems exhibit. In particular, an active layer that is an AlGaAs-based Material having to be suitable for electromagnetic radiation one or more spectral components in a red to infrared Wavelength range to emit.
Die erste und/oder zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge kann weiterhin ein Substrat aufweisen, auf dem die oben genannten III–V- oder II–VI-Verbindungshalbleitermaterialsystem abgeschieden oder aufgebracht sind. Das Substrat kann dabei ein Halbleitermaterial, beispielsweise ein oben genanntes Verbindungshalbleitermaterialsystem umfassen. Insbesondere kann das Substrat auch GaP, GaN, SiC, Si und/oder Ge umfassen oder aus einem solchen Material sein. Das Substrat kann ein Aufwachssubstrat sein, auf dem die oben genannten Verbindungshalbleitermaterialien als Epitaxieschichtenfolge aufgewachsen sind. Weiterhin kann das Substrat ein Trägersubstrat sein, auf das die auf ein Aufwachssubstrat aufgewachsene Epitaxieschichtenfolge aufgebracht übertragen und aufgebracht wird. Insbesondere kann das Aufwachssubstrat vor oder nach dem Aufbringen der Epitaxieschichtenfolge entfernt werden. Insbesondere kann eine strahlungsemittierende Schichtenfolge mit einem Trägersubstrat als Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ausgebildet sein.The first and / or second radiation-emitting layer sequence can furthermore have a substrate on which the abovementioned III-V or II-VI compound semiconductor material systems are deposited or applied. The substrate may comprise a semiconductor material, for example a compound semiconductor material system mentioned above. In particular, the substrate can also comprise or consist of GaP, GaN, SiC, Si and / or Ge be such material. The substrate may be a growth substrate on which the above-mentioned compound semiconductor materials are grown as an epitaxial layer sequence. Furthermore, the substrate can be a carrier substrate, onto which the epitaxial layer sequence grown on a growth substrate is transferred and applied in an applied manner. In particular, the growth substrate may be removed before or after application of the epitaxial layer sequence. In particular, a radiation-emitting layer sequence with a carrier substrate can be formed as a thin-film light-emitting diode chip.
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip kann sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale auszeichnen:
- – an einer zum Trägersubstrat hin gewandten ersten Hauptfläche der als Epitaxieschichtenfolge ausgebildeten strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der aktiven Schicht der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in die Epitaxieschichtenfolge zurückreflektiert;
- – die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm auf; und
- – die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d. h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
- A reflective layer which reflects at least part of the electromagnetic radiation generated in the active layer of the epitaxial layer sequence back into the epitaxial layer sequence is applied or formed on a first main surface of the epitaxial layer sequence designed as epitaxial layer sequence;
- - The epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 microns or less, in particular in the range of 10 microns; and
- The epitaxial layer sequence contains at least one semiconductor layer having at least one surface which has a thorough mixing structure which, in the ideal case, leads to an approximately ergodic distribution of the light in the epitaxial epitaxial layer sequence, ie it has as ergodically stochastic scattering behavior as possible.
Ein
Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise
in
Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler und eignet sich von daher besonders gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer.One Thin-film light-emitting diode chip is in good approximation a Lambert surface radiator and is suitable from therefore especially good for use in a headlight.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und/oder die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge kann als aktiven Bereich beispielsweise einen herkömmlichen pn-Übergang, einen p-i-n-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW-Struktur) aufweisen. Die strahlungsemittierenden Schichtenfolgen können neben der jeweiligen aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder Löchertransportschichten, p- oder n-dotierte Confinement-, Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Solche Strukturen die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.The first radiation-emitting layer sequence and / or the second radiation-emitting layer sequence can be used as active region, for example a conventional pn-junction, a p-i-n junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW structure) or a multiple quantum well structure (MQW structure). The radiation-emitting layer sequences can be next to the respective active layer further functional layers and functional regions include, for example p- or n-doped charge carrier transport layers, So electron or hole transport layers, p- or n-doped confinement, cladding or waveguide layers, barrier layers, Planarisierungsschichten, buffer layers, protective layers and / or Electrodes and combinations thereof. Such structures are the active layer or the other functional layers and areas are the expert in particular with regard to structure, function and Structure known and therefore are not closer at this point explained.
Darüber hinaus können zusätzliche Schichten, etwa Pufferschichten, Barriereschichten und/oder Schutzschichten auch senkrecht zur Aufwachsrichtung der Halbleiterschichtenfolge beispielsweise um die erste und/oder zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge herum angeordnet sein, also etwa auf den Seitenflächen der strahlungsemittierenden Schichtenfolgen.About that In addition, additional layers, such as buffer layers, Barrier layers and / or protective layers also perpendicular to the growth direction the semiconductor layer sequence, for example, around the first and / or be arranged second radiation-emitting layer sequence around, so approximately on the side surfaces of the radiation-emitting Layer sequences.
Die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht können jeweils eine Hauptersteckungsebene aufweisen, die senkrecht zur Aufwachsrichtung der ersten beziehungsweise zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge sein kann. Weiterhin können die erste aktive Schicht eine erste Dicke und die zweite aktive Schicht eine zweite Dicke aufweisen, die gleich oder verschieden sind. Die Hauptersteckungsebene einer aktiven Schicht kann dabei bevorzugt als Symmetrieebene ausgebildet sein, die die aktive Schicht in zwei symmetrische Teilschichten mit jeweils halber Dicke teilt. Dass die erste und zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind und somit nicht in derselben Ebene liegen, kann insbesondere bedeuten, dass es keine Ebene gibt, die gleichzeitig parallel zur Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht ist, parallel zur Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht ist und sich durch die erste und die zweite aktive Schicht erstreckt beziehungsweise diese schneidet. Die erste Dicke der ersten Schicht und/oder die zweite Dicke der zweiten aktiven Schicht kann dabei je nach den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen größer oder gleich 10 nm und kleiner oder gleich einigen hundert Nanometern sein.The first active layer and the second active layer can each have a Hauptersteckungsebene perpendicular to Growth direction of the first and second radiation-emitting Layer sequence can be. Furthermore, the first active Layer a first thickness and the second active layer a second Have thicknesses that are the same or different. The main plane of infection an active layer may preferably be formed as a plane of symmetry be that containing the active layer in two symmetric sublayers each half thickness divides. That the first and second active layer are arranged in different levels and thus not in the same Level may mean, in particular, that there is no plane, at the same time parallel to the main plane of insertion of the first active Layer is parallel to the main plane of insertion of the second active layer and extends through the first and second active layers or this cuts. The first thickness of the first layer and / or the second thickness of the second active layer can ever larger according to the embodiments described above or equal to 10 nm and less than or equal to a few hundred nanometers be.
Die erste aktive Schicht der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge können dabei beispielsweise zueinander verkippt sein. Die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht kann dabei um einen Winkel gegenüber der Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht verdreht sein. Das kann bedeuten, dass sich die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht und die Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht in einer Geraden schneiden und einen Winkel von größer als 0° miteinander einschließen. Der Winkel kann beispielsweise größer oder gleich 1° und bevorzugt größer oder gleich 5° und besonders bevorzugt größer oder gleich 10° sein.The first active layer of the first radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence can be tilted relative to each other, for example. The main plane of the first active layer can be rotated by an angle with respect to the main plane of the second active layer. This may mean that the main plane of insertion of the first active layer and the main plane of the second active layer intersect in a straight line and enclose an angle of greater than 0 ° with each other. For example, the angle can be larger or equal to 1 ° and preferably greater than or equal to 5 ° and particularly preferably greater than or equal to 10 °.
Weiterhin können die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht auch parallel zueinander sein. Da die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen im oben beschriebenen Sinne angeordnet sind, kann das insbesondere bedeuten, dass die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht parallel zur Hauptersteckungsebene der zweiten aktiven Schicht ist und von dieser einen Abstand von mehr als der Summe der halben ersten Dicke der ersten aktiven Schicht und der halben zweiten Dicke der zweiten aktiven Schicht aufweist. Bevorzugt kann der Abstand zumindest dem zweifachen oder zumindest dem zehnfachen, besonders bevorzugt dem hundertfachen dieser Summe entsprechen. Der Abstand der Hauptersteckungsebenen der ersten und zweiten aktiven Schicht zueinander kann beispielsweise größer oder gleich 1 μm oder größer oder gleich 10 μm oder größer oder gleich 50 μm sein kann.Farther may be the first active layer and the second active layer also be parallel to each other. Because the first active layer and the second active layer at different levels in the above-described Meaning that this may mean, in particular, that the Main plane of insertion of the first active layer parallel to the main plane of insertion is the second active layer and from this a distance from more than the sum of half the first thickness of the first active layer and has half the second thickness of the second active layer. Prefers the distance can be at least twice or at least ten times particularly preferably 100 times this sum. The spacing of the major contagion planes of the first and second active layers For example, each other may be greater than or equal to each other 1 μm or larger or equal to 10 μm or greater than or equal to 50 microns may be.
Weiterhin kann die erste aktive Schicht in einer ersten Höhe über der Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche oder der Hauptersteckungsebene der Grundplatte angeordnet sein. Die zweite aktive Schicht kann dementsprechend in einer zweiten Höhe angeordnet sein. Die erste Höhe und die zweite Höhe können dabei gleich sein. Alternativ können die erste Höhe und die zweite Höhe verschieden sein und sich um zumindest die oben genannte Summe der halben ersten Dicke der ersten aktiven Schicht und der halben zweiten Dicke der zweiten aktiven Schicht, bevorzugt um zumindest ein Zweifaches oder zumindest ein Zehnfaches dieser Summe und besonders bevorzugt um zumindest ein Hundertfaches dieser Summe unterscheiden. Dabei können die erste und zweite aktive Schicht parallel oder zueinander verkippt angeordnet sein.Farther can overflow the first active layer at a first height the main interface plane of the main surface or the Main insertion plane of the base plate can be arranged. The second active layer may accordingly be at a second height be arranged. The first height and the second height can be the same. Alternatively, the first Height and the second height be different and At least the above sum of half the first thickness the first active layer and the half second thickness of the second active layer, preferably at least twice or at least ten times this amount, and more preferably at least a hundred times that sum differ. The can first and second active layer tilted parallel or to each other be arranged.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge kann weiterhin eine der Hauptoberfläche der Grundplatte zugewandte erste Montagefläche aufweisen, während die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge eine der Hauptoberfläche der Grundplatte zugewandte zweite Montagefläche aufweisen kann. Dabei kann der Abstand der ersten Montagefläche zur ersten aktiven Schicht verschieden vom Abstand der zweiten Montagefläche zur zweiten aktiven Schicht sein.The The first radiation-emitting layer sequence can furthermore be a the main surface of the base plate facing first mounting surface while the second radiation-emitting layer sequence one of the main surface of the base plate facing the second Can have mounting surface. The distance between the first mounting surface to the first active layer different from the distance be the second mounting surface to the second active layer.
Insbesondere kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge ein erstes Substrat mit einer ersten Dicke aufweisen, während die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge ein zweites Substrat mit einer zweiten Dicke aufweisen kann. Das erste und/oder das zweite Substrat können zumindest eines der oben genannten Substratmaterialien aufweisen und jeweils ein Aufwachs- oder Trägersubstrat sein oder umfassen. Die erste Dicke des ersten Substrats und die zweite Dicke des zweiten Substrats können verschieden voneinander sein. Rein beispielhaft kann das erste Substrat etwa eine erste Dicke von etwa 200 μm aufweisen, während das zweite Substrat eine zweite Dicke von etwa 100 μm aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge eine Zwischenschicht zwischen dem ersten Substrat und der ersten aktiven Schicht aufweisen, die eine größere Dicke als eine entsprechende Schicht in der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge zwischen dem ersten Substrat und der ersten aktiven Schicht eine Zwischenschicht aufweisen, die in der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge nicht vorhanden ist. Durch voneinander verschieden dicke erste und zweite Substrate und/oder Zwischenschichten kann es möglich sein, dass die erste aktive Schicht eine erste Höhe im oben beschriebenen Sinn aufweist, die verschieden von der oben beschriebenen zweiten Höhe der zweiten aktiven Schicht ist. Ebenso können die Hauptersteckungsebenen der ersten und der zweiten aktiven Schicht dadurch einen wie oben beschriebenen Abstand zueinander aufweisen.Especially the first radiation-emitting layer sequence can be a first Substrate having a first thickness, while the second radiation-emitting layer sequence a second substrate may have a second thickness. The first and / or the second Substrate may be at least one of the above-mentioned substrate materials and each being a growth or carrier substrate or include. The first thickness of the first substrate and the second Thickness of the second substrate may be different from each other be. For example only, the first substrate may be about a first one Thickness of about 200 microns, while the second substrate may have a second thickness of about 100 microns. alternative or additionally, the first radiation-emitting layer sequence an intermediate layer between the first substrate and the first one active layer having a greater thickness as a corresponding layer in the second radiation-emitting Layer sequence is. Alternatively or additionally, the first radiation-emitting layer sequence between the first Substrate and the first active layer have an intermediate layer, not in the second radiation-emitting layer sequence is available. By differently different first and second Substrates and / or intermediate layers may be possible the first active layer has a first height in the above-described Has meaning different from the second one described above Height of the second active layer is. Likewise the major splice levels of the first and second active layers thereby having a distance as described above.
Weiterhin kann die Grundplatte auf der Hauptoberfläche eine erste Oberflächenstruktur aufweisen, die beispielsweise eine Erhebung oder eine Vertiefung umfassen kann. Dazu kann die Hauptoberfläche einen als Oberflächenstruktur ausgebildeten ersten Teilbereich aufweisen, auf dem die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der gegenüber einem zweiten Teilbereich, auf dem die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet sein kann, erhöht oder erniedrigt ist. Die Erhebung oder Vertiefung kann dabei beispielsweise stufenförmig ausgebildet sein.Farther the base plate on the main surface can be a first Have surface structure, for example, a Survey or depression may include. This can be the main surface a first subregion formed as a surface structure have, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and compared to a second sub-area, arranged on the second radiation-emitting layer sequence can be, is increased or decreased. The survey or Deepening can be formed step-shaped, for example be.
Alternativ oder zusätzlich kann die Erhebung oder Vertiefung rampenförmig ausgebildet sein. Das kann bedeuten, dass die Hauptoberfläche einen als Oberflächenstruktur ausgebildeten ersten Teilbereich aufweist, auf dem die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist und der nicht parallel zu einem zweiten Teilbereich der Hauptoberfläche ist, auf dem die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist. Dadurch kann es möglich sein, dass die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht verkippt zueinander angeordnet sind.alternative or additionally, the elevation or depression may be ramped be educated. That may mean that the main surface has a first portion formed as a surface structure, on which the first radiation-emitting layer sequence is arranged and which is not parallel to a second portion of the main surface, arranged on the second radiation-emitting layer sequence is. This may make it possible for the first active Layer and the second active layer tilted to each other are.
Weiterhin kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge teilweise auf der ersten Oberflächenstruktur der Hauptoberfläche angeordnet sein. Das kann bedeuten, dass die strahlungsemittierende Schichtenfolge nur teilweise in einer Vertiefung oder auf einer Erhöhung der Hauptoberfläche angeordnet ist. Beispielsweise kann dadurch die Hauptersteckungsebene der ersten aktiven Schicht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche und zur Hauptersteckungsebene der flachen Grundplatte verkippt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge zumindest teilweise auf der ersten Oberflächenstruktur angeordnet sein.Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence can be arranged partially on the first surface structure of the main surface. This may mean that the radiation-emitting layer sequence is only partially in a depression or on an increase in the main surface is orders. For example, the main plane of insertion of the first active layer may thereby be tilted to the main plane of the main surface of the main surface and to the main plane of the flat base plate. Alternatively or additionally, the second radiation-emitting layer sequence can also be arranged at least partially on the first surface structure.
Weiterhin kann die flache Grundplatte auf der Hauptoberfläche eine zweite Oberflächenstruktur aufweisen, die lateral benachbart zur ersten Oberflächenstruktur angeordnet ist und auf der zumindest teilweise die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge angeordnet ist. Die zweite Oberflächenstruktur kann eines oder mehrere Merkmale wie im Zusammenhang mit der ersten Oberflächenstruktur aufweisen. Insbesondere können die erste und die zweite Oberflächenstruktur gleichartig ausgebildet sein.Farther can the flat base plate on the main surface one second surface structure laterally adjacent is arranged to the first surface structure and on the at least partially the second radiation-emitting layer sequence is arranged. The second surface structure may be one or more features as related to the first surface structure exhibit. In particular, the first and the second Surface structure be formed similar.
Zur mechanischen Befestigung und/oder zur elektrischen Ankontaktierung kann zwischen der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und der Hauptoberfläche eine Verbindungsschicht angeordnet sein, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist. Die erste Oberfläche der Verbindungsschicht kann an die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge angrenzen. Insbesondere kann die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge eine der Hauptoberfläche der flachen Grundplatte zugewandte Montagefläche aufweisen, die an die erste Oberfläche der Verbindungsschicht angrenzen kann. Die Verbindungsschicht kann eine zweite Oberfläche aufweisen, die an die Hauptoberfläche angrenzen kann. Beispielsweise kann die flache Grundplatte auf der Hauptoberfläche zumindest eine Leiterbahn zur elektrischen Ankontaktierung und/oder einen Montagebereich aufweisen, worauf die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge mittels der Verbindungsschicht angeordnet ist. Beispielsweise kann die erste Oberfläche der Verbindungsschicht zur zweiten Oberfläche verkippt sein, wodurch eine verkippte Anordnung der ersten aktiven Schicht zur Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche und/oder eine verkippte Anordnung der ersten aktiven Schicht zur zweiten aktiven Schicht möglich sein kann.to mechanical attachment and / or electrical Ankontaktierung can between the first radiation-emitting layer sequence and the main surface is arranged a connecting layer be that a first surface and a second surface having. The first surface of the tie layer can adjoin the first radiation-emitting layer sequence. Especially For example, the first radiation-emitting layer sequence may be one of the main surfaces have the flat base plate facing mounting surface, which adjoin the first surface of the bonding layer can. The bonding layer may have a second surface, which can adjoin the main surface. For example can the flat base plate on the main surface at least a conductor for electrical Ankontaktierung and / or a Have mounting area, whereupon the first radiation-emitting Layer sequence is arranged by means of the connection layer. For example may be the first surface of the bonding layer to the second surface be tilted, creating a tilted arrangement of the first active Layer to the Hauptersteckungsebene the main surface and / or a tilted arrangement of the first active layer to the second active layer may be possible.
Die Verbindungsschicht kann zur elektrischen Ankontaktierung und zur Befestigung der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge beispielsweise eine Lötschicht mit einem Lot und/oder eine elektrisch leitende Klebeschicht mit einem elektrisch leitenden Klebstoff aufweisen. Alternativ kann die Verbindungsschicht zur elektrisch isolierenden Befestigung eine Klebeschicht mit einem elektrisch isolierenden Klebstoff aufweisen.The Connecting layer can be used for electrical Ankontaktierung and Fixing the first radiation-emitting layer sequence, for example a solder layer with a solder and / or an electrical having conductive adhesive layer with an electrically conductive adhesive. Alternatively, the connection layer for electrically insulating attachment have an adhesive layer with an electrically insulating adhesive.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verbindungsschicht zwischen der Hauptoberfläche und der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge angeordnet sein, die eines oder mehrere Merkmale der Verbindungsschicht zwischen der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und der Hauptoberfläche aufweisen kann. Weiterhin können die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge auch auf derselben Verbindungsschicht angeordnet sein.alternative or additionally, a connection layer between the main surface and the second radiation-emitting Layers can be arranged that have one or more features the bonding layer between the first radiation-emitting Layer sequence and the main surface may have. Furthermore, the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence also on the same Connection layer may be arranged.
Das strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement kann weiterhin auf der Hauptoberfläche der Grundplatte eine Mehrzahl von ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und eine Mehrzahl von zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen aufweisen, die derart angeordnet sind, dass die ersten aktiven Schichten der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen nicht in derselben Ebene wie die zweiten aktiven Schichten der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen liegen. Dazu können die ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen beispielsweise in zueinander benachbarten Reihen angeordnet sein, zwischen denen ein optisches Übersprechen verhindert oder zumindest vermindert werden kann. Weiterhin können die ersten und zweiten Schichtenfolgen beispielsweise abwechseln in einem Schachbrett-artigen Muster angeordnet sein.The radiation-emitting optoelectronic component can continue on the main surface of the base plate a plurality of first radiation-emitting layer sequences and a plurality of second radiation-emitting layer sequences which are arranged such that the first active layers of the first radiation-emitting Layers are not in the same level as the second ones Layers of the second radiation-emitting layer sequences lie. For this purpose, the first and second radiation-emitting Layer sequences, for example, in mutually adjacent rows be arranged between which an optical crosstalk prevented or at least reduced. Furthermore you can For example, the first and second layer sequences alternate be arranged in a checkerboard-like pattern.
Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge beziehungsweise jede der Mehrzahl der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen können elektromagnetische Strahlung aus einem gleichen oder zueinander verschiedenen Wellenlängenbereichen abstrahlen. Weiterhin können die ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und die zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sein.The first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer Layer sequence or each of the plurality of first and second radiation-emitting layer sequences can electromagnetic radiation from one or the same radiate different wavelength ranges. Farther can the first radiation-emitting layer sequences and the second radiation-emitting layer sequences are independent be electrically controlled from each other.
Die flache Grundplatte kann ein Metall, einen Kunststoff und/oder ein Glas aufweisen. Die flache Grundplatte kann dabei beispielsweise durch einen Formprozess wie Spritzgießen, Spritzpressen, Ziehen oder Walzen herstellbar sein. Weiterhin kann die Grundplatte bevorzugt ein Keramikmaterial aufweisen und aus mehreren Grünlingschichten aufgebaut sein. Dadurch kann beispielsweise eine einfache Fertigung der flachen Grundplatte mit den oben genannten ersten und/oder zweiten Oberflächestrukturen möglich sein.The Flat base plate may be a metal, a plastic and / or a Have glass. The flat base plate can for example through a molding process such as injection molding, transfer molding, Pull or rollers to be produced. Furthermore, the base plate preferably have a ceramic material and from several green sheets be constructed. As a result, for example, a simple production the flat base plate with the above first and / or second Surface structures may be possible.
Weiterhin
können auf der Hauptoberfläche elektrische Leiterbahnen
zur elektrischen Ankontaktierung der ersten und zweiten strahlungsemittierende
Schichtenfolge vorgesehen sein. Die erste strahlungsemittierende
Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge
können dabei über Bonddrähte und/oder über
elektrische Kontaktschichten, beispielsweise auf einer Montagefläche, elektrisch
ankontaktierbar sein. Weiterhin können die erste und/oder
zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge über eine
drahtlose Kontaktierung elektrisch an die flache Grundplatte anschließbar sein.
Ein optoelektronisches Bauelement mit drahtloser Kontaktierung ist
in der Offenlegungsschrift
Weiterhin kann zumindest die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge eine erste Wellenlängenkonversionsschicht aufweisen, die der ersten aktiven Schicht in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge können dabei derart ausgeführt sein, dass zugleich sowohl wie oben beschrieben die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht als auch die erste Wellenlängenkonversionsschicht der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die zweite aktive Schicht der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Farther At least the first radiation-emitting layer sequence can be a have first wavelength conversion layer, the first active layer downstream in the emission direction. The first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer Layer sequence can be carried out in this way be that both at the same time as described above, the first active Layer and the second active layer and the first wavelength conversion layer the first radiation-emitting layer sequence and the second active layer of the second radiation-emitting layer sequence are arranged in different levels.
Weiterhin kann die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge eine zweite Wellenlängenkonversionsschicht aufweisen, die der zweiten aktiven Schicht in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge können dabei derart ausgeführt sein, dass zugleich sowohl wie oben beschrieben die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht als auch die zweite Wellenlängenkonversionsschicht der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und die erste aktive Schicht der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Farther the second radiation-emitting layer sequence can be a second Have wavelength conversion layer, the second is arranged downstream of the active layer in the emission direction. The first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting Layer sequence can be carried out in this way be that both at the same time as described above, the first active Layer and the second active layer and the second wavelength conversion layer the second radiation-emitting layer sequence and the first active layer of the first radiation-emitting layer sequence are arranged in different levels.
Die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht können geeignet sein, zumindest einen Teil der von der ersten beziehungsweise von der zweiten aktiven Schicht abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge beziehungsweise einem anderen Spektralbereich umzuwandeln. Rein beispielhaft sein ausgeführt, dass die erste aktive Schicht geeignet sein kann, blaue elektromagnetische Strahlung abzustrahlen. Die erste Wellenlängenkonversionsschicht kann geeignet sein, zumindest einen Teil der blauen elektromagnetischen Strahlung in gelbe elektromagnetische Strahlung umzuwandeln, so dass die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge einen weißfarbigen Leuchteindruck durch eine Überlagerung der im ersten aktiven Bereich erzeugten blauen elektromagnetischen Strahlung und der in der ersten Wellenlängenkonversionsschicht erzeugten gelben elektromagnetischen Strahlung erwecken kann. Weiterhin kann auch die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge durch eine derartige Ausbildung der zweiten aktiven Schicht und der zweiten Wellenlängenkonversionsschicht einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken.The first and / or the second wavelength conversion layer may be suitable for at least part of the first or radiated from the second active layer electromagnetic radiation into electromagnetic radiation another wavelength or another To convert spectral range. To be purely exemplary, that the first active layer may be suitable, blue electromagnetic To radiate radiation. The first wavelength conversion layer may be suitable, at least part of the blue electromagnetic radiation into yellow electromagnetic radiation, so that the first radiation-emitting layer sequence a white-colored Light impression by a superposition of the first active Area generated blue electromagnetic radiation and the in the first wavelength conversion layer generated yellow electromagnetic radiation. Furthermore, too the second radiation-emitting layer sequence by such a Forming the second active layer and the second wavelength conversion layer create a white-colored light impression.
Weitere Ausgestaltungen des ersten und/oder des zweiten aktiven Bereichs und/oder der ersten und/oder der zweiten Wellenlängenkonversionsschicht zur Erreichung eines bestimmten Leuchteindrucks sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt.Further Embodiments of the first and / or second active area and / or the first and / or the second wavelength conversion layer to achieve a certain lighting impression are the expert known and will not be discussed here.
Werden eine Wellenlängenkonversionsschicht einer strahlungsemittierenden Schichtenfolge und eine aktive Schicht einer anderen strahlungsemittierenden Schichtenfolge zueinander benachbart angeordnet, so kann es bei bekannten Anordnungen möglich sein, dass elektromagnetische Strahlung, die von der aktiven Schicht abgestrahlt wird, in die Wellenlängenkonversionsschicht der benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolge eingestrahlt wird und diese zur Konversion Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung anregen kann. Wie das oben beschriebene optische Übersprechen („cross talk") zwischen direkt benachbarten aktiven Bereichen von strahlungsemittierenden Schichtenfolgen kann sich auch das optische Übersprechen zwischen einer aktiven Schicht und einer benachbarten Wellenlängenkonversionsschicht insbesondere dann sehr störend auswirken, wenn die benachbarte strahlungsemittierende Schichtenfolge mit der Wellenlängenkonversionsschicht in einem ausgeschalteten Zustand ist und gerade keine elektromagnetische Strahlung abstrahlen soll. Um ein optisches Übersprechen zwischen aktiven Schichten und Wellenlängenkonversionsschichten benachbarter strahlungsemittierenden Schichtenfolgen in bekannten Bauelementen zu verhindern, werden zusätzliche Abblendstreifen zwischen benachbarten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen angeordnet, die einen höheren Herstellungs- als auch Kostenaufwand erfordern.Become a wavelength conversion layer of a radiation-emitting Layer sequence and an active layer of another radiation-emitting Layer sequence arranged adjacent to each other, so it can at known arrangements may be possible that electromagnetic Radiation emitted from the active layer into the wavelength conversion layer the adjacent radiation-emitting layer sequence is irradiated and these for conversion generation of electromagnetic radiation can stimulate. Like the optical crosstalk described above ("Cross talk") between directly adjacent active areas of radiation-emitting layer sequences can also be the optical crosstalk between an active layer and an adjacent wavelength conversion layer especially then very disturbing if the neighboring radiation-emitting layer sequence with the wavelength conversion layer is in an off state and just no electromagnetic radiation should radiate. To get an optical crosstalk between active layers and wavelength conversion layers adjacent radiation-emitting layer sequences in known Preventing components are additional dimming strips arranged between adjacent radiation-emitting layer sequences, the higher production as well as cost require.
Dadurch, dass auch die erste aktive Schicht und die zweite Wellenlängenkonversionsschicht und/oder die zweite aktive Schicht und die erste Wellenlängenkonversionsschicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein können, kann zusätzlich zur oben beschriebene Vermeidung des optischen Übersprechens zwischen der ersten und zweiten aktiven Schicht der ersten beziehungsweise zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge ein optisches Übersprechen zwischen einem aktiven Bereich einer der strahlungsemittierenden Schichtenfolgen und der Wellenlängenkonversionsschicht einer anderen strahlungsemittierenden Schichtenfolge verhindert werden. Somit kann auch im Falle eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements mit strahlungsemittierenden Schichtenfolgen mit Wellenlängenkonversionsschichten ein hohes Kontrastverhältnis zwischen der ersten und der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge erreicht werden.By virtue of the fact that the first active layer and the second wavelength conversion layer and / or the second active layer and the first wavelength conversion layer can also be arranged in different planes, in addition to the above-described avoidance of the optical crosstalk between the first and second active layer, the first and second, respectively radiation-emitting layer sequence prevents optical crosstalk between an active region of one of the radiation-emitting layer sequences and the wavelength conversion layer of another radiation-emitting layer sequence become. Thus, even in the case of a radiation-emitting optoelectronic component having radiation-emitting layer sequences with wavelength conversion layers, a high contrast ratio between the first and the second radiation-emitting layer sequence can be achieved.
Eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale hinsichtlich Anordnungen der ersten und zweiten aktiven Schicht zueinander, also beispielsweise eine verkippte Anordnung oder beispielsweise eine zueinander plan-parallel verschobene Anordnung, können dabei auch für die Anordnung der zweiten Wellenlängenkonversionsschicht zur ersten aktiven Schicht und/oder für die Anordnung der ersten Wellenlängenkonversionsschicht zur zweiten aktiven Schicht gelten.One or more of the features described above with respect to arrangements the first and second active layer to each other, so for example a tilted arrangement or for example a plan-parallel to each other shifted arrangement, can also do for the Arrangement of the second wavelength conversion layer for first active layer and / or for the arrangement of the first wavelength conversion layer apply to the second active layer.
Die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht können jeweils einen Wellenlängenkonversionsstoff in einem Matrixmaterial aufweisen. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der Seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, beispielsweise YAG (Yttrium-Aluminium-Granat), Nitride, Nitridosilikate, Sione, Sialone, Aluminate, Oxide, Halophosphate, Orthosilikate, Sulfide, Vanadate und Chlorosilikate. Weiterhin kann der Wellenlängenkonversionsstoff zusätzlich oder alternativ ein organisches Material umfassen, das aus einer Gruppe ausgewählt sein kann, die Perylene, Benzopyrene, Coumarine, Rhodamine und Azo-Farbstoffe umfasst. Weiterhin kann die erste und/oder die zweite Wellenlängenkonversionsschicht ein transparentes Klebemittel oder Matrixmaterial umfassen, das den oder die Wellenlängenkonversionsstoffe umgibt oder enthält oder das an den oder die Wellenlängenkonversionsstoffe chemisch gebunden ist. Das transparente Klebemittel oder Matrixmaterial kann beispielsweise Siloxane, Epoxide, Acrylate, Methylmethacrylate, Imide, Carbonate, Olefine, Styrole, Urethane oder Derivate davon in Form von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen, Copolymere oder Verbindungen damit aufweisen. Beispielsweise kann das Klebemittel oder Matrixmaterial ein Epoxidharz, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus umfassen oder sein.The first and / or the second wavelength conversion layer can each have a wavelength conversion substance in a matrix material. The wavelength conversion substance can have one or more of the following materials: Grenade of rare earths and alkaline earth metals, for example YAG (Yttrium Aluminum Garnet), Nitrides, Nitridosilicates, Sione, Sialons, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, Vanadates and chlorosilicates. Furthermore, the wavelength conversion substance additionally or alternatively comprise an organic material, which may be selected from a group comprising perylenes, Benzopyrene, coumarins, rhodamines and azo dyes. Farther may be the first and / or the second wavelength conversion layer a transparent adhesive or matrix material comprising surrounds the wavelength conversion substance (s) or contains or that to the wavelength conversion substance (s) chemically bound. The transparent adhesive or matrix material For example, siloxanes, epoxies, acrylates, methyl methacrylates, Imides, carbonates, olefins, styrenes, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers, oligomers or polymers and also mixtures, Have copolymers or compounds therewith. For example, can the adhesive or matrix material is an epoxy resin, polymethylmethacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof or his.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements die Schritte:
- A) Bereitstellung einer flachen Grundplatte mit einer Hauptoberfläche,
- B) Anordnen einer ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge mit einer ersten aktiven Schicht und einer zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge mit einer zweiten aktiven Schicht lateral zueinander benachbart auf der Hauptoberfläche, wobei die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht in unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden.
- A) providing a flat base plate having a main surface,
- B) arranging a first radiation-emitting layer sequence having a first active layer and a second radiation-emitting layer sequence with a second active layer laterally adjacent to one another on the main surface, wherein the first active layer and the second active layer are arranged in different planes.
Insbesondere kann der Verfahrensschritt B dabei folgende Teilschritte aufweisen:
- B1) Aufbringen einer zusammenhängenden Verbindungsschicht auf der Hauptoberfläche,
- B2) Anordnen der ersten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und der zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge auf der Verbindungsschicht,
- B3) Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge und
- B4) Erwärmen der Verbindungsschicht zum zumindest teilweisen Verflüssigen der Verbindungsschicht und zum Herstellen einer gewölbten Verbindungsschicht, so dass die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht zueinander verkippt angeordnet werden.
- B1) applying a coherent bonding layer on the main surface,
- B2) arranging the first radiation-emitting layer sequence and the second radiation-emitting layer sequence on the connection layer,
- B3) producing a material connection between the connection layer and the first and second radiation-emitting layer sequence and
- B4) heating the bonding layer to at least partially liquefy the bonding layer and to form a curved bonding layer so that the first active layer and the second active layer are tilted to each other.
Zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolge kann die Verbindungsschicht beispielsweise ein Lot aufweisen, das durch Erwärmen verflüssigt und durch anschließendes Abkühlen wieder verfestigt werden kann. Dabei kann die Verbindungsschicht im Teilschritt B1 als ebene Verbindungsschicht aufgebracht werden, wodurch die erste aktive Schicht und die zweite aktive Schicht, die im Teilschritt B2 parallel zueinander angeordnet werden können, nach dem Schritt B3 immer noch parallel zueinander angeordnet sein können.to Production of a material connection between the connection layer and the first and second radiation-emitting Layer sequence, the connection layer, for example, a solder have liquefied by heating and solidified again by subsequent cooling can be. In this case, the connection layer in substep B1 be applied as a flat connecting layer, whereby the first active layer and the second active layer in the partial step B2 can be arranged parallel to each other, after the Step B3 can still be arranged parallel to each other.
Ein erneutes Erwärmen gemäß dem Verfahrensschritt B4 kann zur Folge haben, dass die Verbindungsschicht erneut zumindest teilweise verflüssigt wird und aufgrund der Oberflächenspannung des verflüssigten Materials der Verbindungsschicht eine tropfenartige Form anstrebt. Dadurch kann es möglich sein, dass die Verbindungsschicht von einer ebenen, gestreckten Form in eine gewölbte Form übergeht, wodurch die auf der Verbindungsschicht angeordnete erste und zweite Verbindungsschicht gegeneinander und auch gegen die Hauptersteckungsebene der Hauptoberfläche verkippt werden können.One reheating according to the process step B4 can result in the connection layer again at least partially liquefied and due to the surface tension the liquefied material of the tie layer is a drop-like Strives for form. This may make it possible for the tie layer from a flat, stretched shape to a curved shape, whereby the arranged on the connecting layer first and second Connecting layer against each other and also against the Hauptersteckungsebene the main surface can be tilted.
Das Erwärmen der Verbindungsschicht im Teilschritt B4 kann beispielsweise mittels Erwärmung der Grundplatte, etwa über eine Heizplatte, und/oder durch ein Plasma erfolgen.The Heating the bonding layer in step B4 can for example, by heating the base plate, about about a heating plate, and / or carried by a plasma.
Alternativ können die Verfahrensschritte B3 und B4 auch gleichzeitig durchgeführt werden.alternative For example, method steps B3 and B4 can also be performed simultaneously be performed.
Durch die spezielle Anordnung der ersten und zweiten strahlungsemittierenden Schichtenfolgen auf der flachen Grundplatte des strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements, bei der die erste und zweite aktive Schicht in zueinander verschiedenen Ebenen liegen, kann ein optisches Übersprechen zwischen den strahlungsemittierenden Schichtenfolgen signifikant reduziert werden. Ein derartiges strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement kann daher für viele Anwendungen, beispielsweise im Automotiv-Bereich, geeignet sein.By the special arrangement of the first and second radiation-emitting Layer sequences on the flat base plate of the radiation-emitting Optoelectronic device, in which the first and second active Layer lie in mutually different levels, can be an optical crosstalk between the radiation-emitting layer sequences significantly be reduced. Such a radiation-emitting optoelectronic Component can therefore be used for many applications, for example in the automotive sector, be suitable.
Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den
Es zeigen:It demonstrate:
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In The embodiments and figures may be the same or equivalent components in each case with the same reference numerals be provided. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not as true to scale rather, individual elements, such as Layers, components, components and areas for better presentation and / or exaggerated for better understanding be shown thick or large dimensions.
In
Das
strahlungsemittierende optoelektronische Bauelement weist eine flache
Grundplatte
Auf
der Hauptoberfläche
Die
erste und die zweite strahlungsemittierende Schichtenfolge
Weiterhin
weisen die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge
In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele für Varianten und Modifikationen der vorher gezeigten Ausführungsbeispiele gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich daher hauptsächlich auf die Unterschiede zum vorherigen Ausführungsbeispiel.In the following figures are exemplary embodiments of variants and modifications of the above shown embodiments. The following description therefore mainly relates to the differences from the previous embodiment.
In
Die
erste strahlungsemittierende Schichtenfolge
Weiterhin
weist die erste strahlungsemittierende Schichtenfolge
Die
Oberflächenstruktur
Die
erste aktive Schicht
Weiterhin
weisen auch die erste und zweite Wellenlängenkonversionsschicht
Obwohl
in den folgenden Ausführungsbeispielen die strahlungsemittierenden
Schichtenfolgen
In
Durch
die Ausbildung der Oberflächenstruktur
In
Die
erste strahlungsemittierende Schichtenfolge
In
In
Alternativ
zu den als stufenförmige Erhebungen ausgeführte
erste beziehungsweise zweite Oberflächenstrukturen
In
den
In
Die
ersten und zweiten Schichtenfolgen
In
den
Dabei
wird in einem ersten Verfahrensschritt gemäß
In
einem weiteren Verfahrensschritt gemäß
In
einem weiteren Verfahrensschritt gemäß
Durch
Erwärmen der Verbindungsschicht
In
einem weiteren Verfahrensschritt wird die Verbindungsschicht
Alternativ
zur Erwärmung in einem Plasma kann die Verbindungsschicht
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese 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 The invention is not by the description based on the embodiments limited to these. Rather, the invention comprises each new feature as well as any combination of features, which in particular any combination of features in the claims includes, even if this feature or this combination itself not explicitly in the patent claims or embodiments is specified.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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|---|---|
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