DE102010022561A1 - Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element - Google Patents

Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element Download PDF

Info

Publication number
DE102010022561A1
DE102010022561A1 DE201010022561 DE102010022561A DE102010022561A1 DE 102010022561 A1 DE102010022561 A1 DE 102010022561A1 DE 201010022561 DE201010022561 DE 201010022561 DE 102010022561 A DE102010022561 A DE 102010022561A DE 102010022561 A1 DE102010022561 A1 DE 102010022561A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wavelength conversion
conversion element
semiconductor chip
recess
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201010022561
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Preuß Stephan
Dr. Gallmeier Hans-Christoph
Günter Spath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE201010022561 priority Critical patent/DE102010022561A1/en
Priority to TW100116276A priority patent/TW201208145A/en
Priority to PCT/EP2011/057801 priority patent/WO2011151156A1/en
Publication of DE102010022561A1 publication Critical patent/DE102010022561A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Es wird ein Wellenlängenkonversionselement (1) mit einem Matrixmaterial und einem im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff angegeben, wobei das Matrixmaterial schichtförmig mit einer Haupterstreckungsebene (9) ausgebildet ist und eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene (9) in das Wellenlängenkonversionselement (1) ragende Vertiefung (10) aufweist, die von einem entlang der Haupterstreckungsebene (9) zumindest teilweise umlaufenden Rand (11) umgeben ist, wobei das Wellenlängenkonversionselement (1) selbsttragend ist. Weiterhin werden ein optoelektronisches Bauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement auf einem Licht emittierenden Halbleiterchip und ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements angegeben.A wavelength conversion element (1) with a matrix material and a wavelength conversion substance embedded in the matrix material is specified, the matrix material being in the form of a layer with a main plane of extension (9) and a depression (10) protruding perpendicular to the main plane of extension (9) into the wavelength conversion element (1) which is surrounded by an edge (11) at least partially surrounding the main plane of extent (9), the wavelength conversion element (1) being self-supporting. Furthermore, an optoelectronic component with a wavelength conversion element on a light-emitting semiconductor chip and a method for producing a wavelength conversion element are specified.

Description

Es werden ein Wellenlängenkonversionselement, ein optoelektronisches Bauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement und ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements angegeben.A wavelength conversion element, an optoelectronic component with a wavelength conversion element and a method for producing a wavelength conversion element are specified.

Licht emittierende Dioden (LEDs) erzeugen Licht in einem schmalen Wellenlängenbereich, durch den üblicherweise ein einfarbiger Leuchteindruck entsteht. Um einen mehr- oder mischfarbigen Leuchteindruck zu erhalten, werden einer LED üblicherweise Farbstoffe nachgeordnet, die das von der LED abgestrahlte Licht teilweise in Licht mit einer anderen Wellenlänge konvertieren. Durch die Überlagerung des konvertierten Lichts mit dem primär von der LED abgestrahlten Licht kann somit ein breiteres Wellenlängenspektrum erhalten werden, das den mehr- oder mischfarbigen Leuchteindruck erwecken kann.Light-emitting diodes (LEDs) generate light in a narrow wavelength range, which usually produces a monochrome light impression. In order to obtain a multi-colored or mixed-color luminous impression, an LED is usually followed by dyes that partially convert the light emitted by the LED light into light with a different wavelength. By superimposing the converted light with the light emitted primarily by the LED, a broader wavelength spectrum can thus be obtained which can arouse the multicolored or mixed-color luminous impression.

Die Farbstoffe können beispielsweise zusammen mit einem Vergussmaterial über einer bereits montierten und elektrisch angeschlossenen LED angeordnet werden. Es ist auch bekannt, direkt auf einem LED-Chip ein vorgefertigtes Farbstoffplättchen mit den Farbstoffen anzuordnen. Da die Hauptabstrahlfläche einer LED durch ihre Oberseite gebildet wird, hat ein derartiges Farbstoffplättchen üblicherweise Abmessungen, die den Abmessungen der Oberseite der LED entsprechen, und ist zweidimensional und flach ausgebildet. Insbesondere hat ein solches Farbstoffplättchen eine Kantenlänge, die der Kantenlänge der Oberseite des LED-Chips entspricht. Derartige Farbstoffplättchen können beispielsweise mittels Siebdruck herstellbar sein, durch das nur ebene Plättchen produziert werden können. Das Farbstoffplättchen wird üblicherweise mittels einer Klebeschicht auf den Chips befestigt, wobei die Klebeschicht typischerweise eine Dicke von einigen Mikrometern aufweist. Bei der Verwendung derartiger Farbstoffplättchen wurde festgestellt, dass an den Seitenrändern der Klebeschicht die vom LED-Chip primär emittierte Strahlung ausgekoppelt werden kann, ohne das dem LED-Chip nachgeordnete Farbstoffplättchen zu durchqueren und von diesem teilweise konvertiert zu werden. Weiterhin kann bei bekannten LEDs auch beobachtet werden, dass auch an den Seitenrändern der LED-Chips Licht aus dem aktiven, Licht erzeugenden Bereich ausgekoppelt werden kann. In der räumliche Abstrahlcharakteristik solcher konventioneller LED-Chips mit nachgeordnetem Farbstoffplättchen kann man daher einen einfarbigen Randbereich beobachten, der durch die beschriebenen seitlichen Auskopplungen des primär im LED-Chip erzeugten Lichts entsteht und der das eigentlich gewünschte Mischlicht, das durch das Farbstoffplättchen hervorgerufen wird, deutlich erkennbar umgeben kann. Unter relativ zur normalen hohen Abstrahlwinkeln sinkt damit bei konventionellen LED-Chips mit Farbstoffplättchen die Mischlichtqualität dramatisch ab.The dyes can be arranged, for example, together with a potting material over an already mounted and electrically connected LED. It is also known to arrange a ready-made dye plate with the dyes directly on an LED chip. Since the main emission surface of an LED is formed by its top, such a dye plate usually has dimensions corresponding to the dimensions of the top of the LED, and is formed two-dimensional and flat. In particular, such a dye plate has an edge length which corresponds to the edge length of the top of the LED chip. Such dye platelets can be produced for example by means of screen printing, can be produced by the only flat platelets. The dye plate is usually attached to the chips by means of an adhesive layer, the adhesive layer typically having a thickness of a few micrometers. With the use of such dye platelets, it has been found that at the side edges of the adhesive layer, the radiation emitted primarily by the LED chip can be coupled out, without passing through the dye chip arranged downstream of the LED chip and being partially converted by it. Furthermore, it can also be observed in known LEDs that light can also be coupled out of the active, light-generating region at the side edges of the LED chips. In the spatial radiation characteristic of such conventional LED chips with downstream color plate can therefore observe a monochrome edge area, which is caused by the lateral described Auskopplungen the light generated primarily in the LED chip and the actually desired mixed light, which is caused by the dye plate clearly can surround recognizable. Thus, in conventional LED chips with dye platelets, the mixed light quality drops dramatically relative to the normal high radiation angles.

Zur Umgehung dieses Problems können beispielsweise die Seitenflächen des LED-Chips mit einem lichtundurchlässigen und bevorzugt reflektierenden Material bedeckt werden, sodass über die LED-Seitenflächen kein Licht mehr direkt abgestrahlt werden kann. Jedoch sind dafür zusätzliche Prozessschritte in der Herstellung solcher LEDs erforderlich, was deren Herstellungsaufwand und Herstellungskosten erhöht. Weiterhin kann durch eine derartige Abdeckung oder Verspiegelung auf den LED-Seitenflächen auch die Auskopplung von primär in der LED erzeugtem Licht über die Seitenflächen der Klebeschicht zwischen dem LED-Chip und dem Farbstoffplättchen nicht verhindert werden.To circumvent this problem, for example, the side surfaces of the LED chip can be covered with an opaque and preferably reflective material, so that over the LED side surfaces no light can be emitted directly. However, additional process steps in the production of such LEDs are required, which increases their production costs and production costs. Furthermore, by such a cover or mirroring on the LED side surfaces and the coupling of primarily generated in the LED light over the side surfaces of the adhesive layer between the LED chip and the dye plate can not be prevented.

Zumindest eine Aufgabe von einigen Ausführungsformen ist es, ein Wellenlängenkonversionselement anzugeben, das zumindest einige der vorab genannten Nachteile vermeiden kann. Eine weitere Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, ein optoelektronisches Bauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement anzugeben. Noch eine weitere Aufgabe von zumindest einigen Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements anzugeben.At least one object of some embodiments is to provide a wavelength conversion element that can avoid at least some of the aforementioned disadvantages. A further object of at least some embodiments is to specify an optoelectronic component with a wavelength conversion element. Yet another object of at least some embodiments is to provide a method of fabricating a wavelength conversion element.

Diese Aufgaben werden durch Gegenstände und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These objects are achieved by objects and a method having the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the objects and the method are characterized in the dependent claims and will be apparent from the following description and the drawings.

Ein Wellenlängenkonversionselement gemäß einer Ausführungsform umfasst insbesondere ein Matrixmaterial und einen im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff. Das Matrixmaterial ist schichtförmig mit einer Haupterstreckungsebene ausgebildet und weist eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene in das Wellenlängenkonversionselement ragende Vertiefung auf, die von einem entlang der Haupterstreckungsebene zumindest teilweise umlaufenden Rand umgeben ist. Mit anderen Worten kann das Wellenlängenkonversionselement als ebene Schicht mit der Haupterstreckungsebene ausgeführt sein. Die Vertiefung kann in die Schicht hineinragen, sodass das Wellenlängenkonversionselement im Bereich der Vertiefung eine geringere Dicke senkrecht zur Haupterstreckungsebene aufweist als im Bereich des zumindest teilweise die Vertiefung umlaufenden Randes.A wavelength conversion element according to one embodiment comprises, in particular, a matrix material and a wavelength conversion substance embedded in the matrix material. The matrix material is in the form of a layer with a main extension plane and has a recess projecting perpendicularly to the main extension plane into the wavelength conversion element, which recess is surrounded by an edge extending at least partially along the main extension plane. In other words, the wavelength conversion element can be designed as a planar layer with the main extension plane. The depression can protrude into the layer, so that the wavelength conversion element in the region of the depression has a smaller thickness perpendicular to the main extension plane than in the region of the edge which at least partially surrounds the depression.

Das Wellenlängenkonversionselement ist dabei selbsttragend ausgeführt. Selbsttragend heißt dabei hier und im Folgenden, dass das Wellenlängenkonversionselement unabhängig von einem Halbleiterchip herstellbar ist oder hergestellt wird, auf den das Wellenlängenkonversionselement aufgebracht werden kann, und unabhängig vom Halbleiterchip seine Form erhält und behält. Dadurch unterscheidet sich das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement von bekannten Vergussmethoden und von mittels derartiger Methoden hergestellten farbstoffhaltigen Vergüssen, die erst durch das Aufbringen über einem Halbleiterchip ausgeformt und an die Form des Halbleiterchips angepasst werden.The wavelength conversion element is designed to be self-supporting. Self-supporting means Here and in the following, that the wavelength conversion element is independent of a semiconductor chip produced or manufactured, on which the wavelength conversion element can be applied, and regardless of the semiconductor chip receives and retains its shape. As a result, the wavelength conversion element described here differs from known potting methods and dye-containing potting compounds produced by such methods, which are first formed by application over a semiconductor chip and adapted to the shape of the semiconductor chip.

Im Vergleich zu bekannten zweidimensionalen, d. h. flachen, Farbstoffplättchen weist das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement mit der Vertiefung und dem die Vertiefung zumindest teilweise umlaufenden Rand eine dreidimensionale Struktur auf.Compared to known two-dimensional, d. H. flat, dye plate, the wavelength conversion element described here with the recess and the recess at least partially circumferential edge has a three-dimensional structure.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements gemäß einer Ausführungsform erfolgt insbesondere mittels eines dreidimensionalen Formprozesses. Durch einen solchen dreidimensionalen Formprozess ist es möglich, das selbsttragende Wellenlängenkonversionselement schichtförmig mit der Vertiefung und dem die Vertiefung zumindest teilweise umlaufenden Rand herzustellen. Im Gegensatz zu konventionellen beispielsweise mittels Siebdruck hergestellten zweidimensionalen und flachen Farbstoffplättchen ist es mittels des hier beschriebenen Verfahrens somit möglich, durch den dreidimensionalen Formprozess ein Wellenlängenkonversionselement herzustellen, das eine Vertiefung und somit eine dreidimensionale Struktur und Form aufweist.A method for producing a wavelength conversion element according to an embodiment takes place in particular by means of a three-dimensional shaping process. By means of such a three-dimensional shaping process, it is possible to produce the self-supporting wavelength conversion element in a layered manner with the depression and the edge which at least partially surrounds the depression. In contrast to conventional two-dimensional and flat dye platelets produced, for example, by screen printing, it is thus possible, by means of the three-dimensional molding process, to produce a wavelength conversion element having a depression and thus a three-dimensional structure and shape.

Insbesondere kann der dreidimensionale Formprozess mit Vorteil Formpressen (”compression molding”) sein. Dabei wird das zu formende Material, im Falle des Wellenlängenkonversionselements das Matrixmaterial mit dem im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff, in ein Formwerkzeug eingelegt, das eine Negativform des herzustellenden Wellenlängenkonversionselements aufweist. Durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck wird das zu formende Material in die gewünschte Form für das Wellenlängenkonversionselement gebracht.In particular, the three-dimensional molding process may advantageously be compression molding. In this case, the material to be formed, in the case of the wavelength conversion element, the matrix material with the wavelength conversion material embedded in the matrix material, is inserted into a molding tool which has a negative mold of the wavelength conversion element to be produced. By the action of heat and / or pressure, the material to be formed is brought into the desired shape for the wavelength conversion element.

Alternativ zum oben beschriebenen Formpressen kann der dreidimensionale Formprozess beispielsweise auch mittels Spritzguss oder Spritzpressen durchführbar sein.As an alternative to the compression molding described above, the three-dimensional molding process, for example, by injection molding or transfer molding can be carried out.

Insbesondere kann Formpressen den Vorteil aufweisen, dass es kaum oder bevorzugt sogar keinen Materialverwurf gibt. Weiterhin kann beim Formpressen etwa im Vergleich zu Siebdruckverfahren eine geringere Farbortstreuung, beispielsweise durch eine unerwünschte inhomogene und ungleichmäßige Verteilung des Wellenlängenkonversionsstoffs im Matrixmaterial, erreicht werden. Im Vergleich zu anderen Verfahren wie etwa Siebdrucken kann weiterhin mit Vorteil durch das weiter unten beschriebene Vereinzelungsverfahren und die in diesem Zusammenhang beschriebenen Trenntechniken eine bessere Kantenqualität erreicht werden. Darüber hinaus sind durch das Formpressen im Vergleich zu anderen Herstellungsmethoden Wellenlängenkonversionselemente mit beliebigen Dicken herstellbar.In particular, compression molding can have the advantage that there is little or preferably even no material throw. Furthermore, in compression molding, for example, in comparison to screen printing methods, a lower chromaticity distribution, for example due to an undesired inhomogeneous and uneven distribution of the wavelength conversion substance in the matrix material, can be achieved. In comparison to other methods such as screen printing, it is furthermore advantageously possible to achieve better edge quality by the singulation method described below and the separation techniques described in this connection. In addition, by means of compression molding in comparison to other production methods wavelength conversion elements can be produced with any thicknesses.

Besonders bevorzugt kann das Wellenlängenkonversionselement einstückig ausgebildet sein. Das kann insbesondere bedeuten, dass das Matrixmaterial schichtförmig mit der Vertiefung und dem darum zumindest teilweise umlaufenden Rand derart ausgebildet ist, dass der umlaufende Rand zusammen mit einer die Vertiefung aufweisenden Schicht in einem Stück gefertigt wird, wie dies beispielsweise mittels des vorab genannten Verfahrens möglich ist.Particularly preferably, the wavelength conversion element can be formed in one piece. This may in particular mean that the matrix material is layered with the recess and the edge therefore at least partially encircling edge is formed such that the peripheral edge is made together with a recess having the layer in one piece, as for example by means of the aforementioned method is possible ,

Besonders bevorzugt kann mittels des dreidimensionalen Formprozesses ein zusammenhängender Verbund einer Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselementen hergestellt werden. Das kann insbesondere bedeuten, dass beispielsweise eine schichtförmige Platte mit einer Haupterstreckungsebene mittels des dreidimensionalen Formprozesses herstellbar ist, die eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist, wobei jede der Vielzahl von Vertiefungen einer Vertiefung für ein einzelnes Wellenlängenkonversionselement entspricht. Zwischen den Vertiefungen sind Stege vorhanden, entlang derer nach dem dreidimensionalen Formprozess eine Vereinzelung durchgeführt wird, sodass Teile der Stege nach dem Vereinzeln den zumindest teilweise um die Vertiefung umlaufenden Rand bilden, wodurch der Verbund in eine Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselemente vereinzelt werden kann. Die Vereinzelung kann beispielsweise mittels Brechen, Ritzen, Sägen, Trennschleifen, Lasertrennen und/oder Wasserstrahlschneiden oder einer Kombination dieser Verfahren erfolgen.Particularly preferably, a coherent composite of a plurality of wavelength conversion elements can be produced by means of the three-dimensional shaping process. This may in particular mean that, for example, a layer-shaped plate having a main extension plane can be produced by means of the three-dimensional forming process, which has a plurality of depressions, wherein each of the plurality of depressions corresponds to a depression for a single wavelength conversion element. Webs are present between the indentations, along which a singulation is carried out along the three-dimensional molding process, so that parts of the webs after singulation form the edge extending at least partially around the indentation, whereby the composite can be singulated into a plurality of wavelength conversion elements. The separation can be done for example by means of breaking, scribing, sawing, cutting, laser cutting and / or water jet cutting or a combination of these methods.

Der Wellenlängenkonversionsstoff kann insbesondere geeignet sein, primär von einem Halbleiterchip erzeugtes Licht, im Folgenden auch Primärstrahlung genannt, zumindest teilweise zu absorbieren und als Sekundärstrahlung mit einem zumindest teilweise von der Primärstrahlung verschiedenen Wellenlängenbereich zu emittieren. Die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung können eine oder mehrere Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche in einem infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen, insbesondere in einem sichtbaren Wellenlängenbereich. Dabei können das Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der Sekundärstrahlung schmalbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung einen einfarbigen oder annähernd einfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen können. Das Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der Sekundärstrahlung kann alternativ auch breitbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung einen mischfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen kann, wobei der mischfarbige Wellenlängenbereich ein kontinuierliches Spektrum oder mehrere diskrete spektrale Komponenten mit verschiedenen Wellenlängen aufweisen kann. Beispielsweise kann die Primärstrahlung einen Wellenlängenbereich aus einem ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich aufweisen, während die elektromagnetische Sekundärstrahlung einen Wellenlängenbereich aus einem blauen bis infraroten Wellenlängenbereich aufweisen kann. Besonders bevorzugt können die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung überlagert einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken. Dazu kann die Primärstrahlung vorzugsweise einen blaufarbigen Leuchteindruck erwecken und die Sekundärstrahlung einen gelbfarbigen Leuchteindruck, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann. Alternativ kann das Wellenlängenkonversionselement die Primärstrahlung aus gänzlich in Sekundärstrahlung umwandeln, wobei man in diesem Fall auch von einer so genannten Vollkonversion sprechen kann.The wavelength conversion substance may be suitable, in particular, to at least partially absorb light primarily generated by a semiconductor chip, hereinafter also called primary radiation, and to emit it as secondary radiation having a wavelength range which is at least partially different from the primary radiation. The primary radiation and the secondary radiation may comprise one or more wavelengths and / or wavelength ranges in an infrared to ultraviolet wavelength range, in particular in a visible wavelength range. In this case, the spectrum of the primary radiation and / or the spectrum of the secondary radiation may be narrowband, that is, the primary radiation and / or or the secondary radiation may have a monochrome or approximately monochrome wavelength range. Alternatively, the spectrum of the primary radiation and / or the spectrum of the secondary radiation may also be broadband, that is to say that the primary radiation and / or the secondary radiation may have a mixed-color wavelength range, wherein the mixed-color wavelength range has one continuous spectrum or several discrete spectral components with different wavelengths can. For example, the primary radiation can have a wavelength range from an ultraviolet to green wavelength range, while the secondary electromagnetic radiation can have a wavelength range from a blue to infrared wavelength range. Particularly preferably, the primary radiation and the secondary radiation superimposed can create a white-colored luminous impression. For this, the primary radiation can preferably give rise to a blue-colored luminous impression and the secondary radiation can produce a yellowish-colored luminous impression, which can result from spectral components of the secondary radiation in the yellow wavelength range and / or spectral components in the green and red wavelength ranges. Alternatively, the wavelength conversion element can completely convert the primary radiation into secondary radiation, it also being possible in this case to speak of a so-called full conversion.

Der Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei einen oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der Seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, beispielsweise YAG:Ce3+, 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. Das Wellenlängenkonversionselement kann als im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff geeignete Mischungen und/oder Kombinationen der genannten Wellenlängenkonversionsstoffe aufweisen. Das Matrixmaterial kann den Wellenlängenkonversionsstoff umgeben oder enthalten oder an den Wellenlängenkonversionsstoff chemisch gebunden sein. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei besonders bevorzugt homogen im Matrixmaterial verteilt sein. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann beispielsweise in Form von Partikeln ausgeformt sein, die eine Größe von kleiner oder gleich 100 μm und bevorzugt von größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 30 μm aufweisen können.The wavelength conversion substance may comprise one or more of the following materials: rare earth and alkaline earth metal garnets, for example YAG: Ce 3+ , nitrides, nitridosilicates, sions, sialones, aluminates, oxides, halophosphates, orthosilicates, sulfides, vanadates and chlorosilicates. Furthermore, the wavelength conversion substance may additionally or alternatively comprise an organic material which may be selected from a group comprising perylenes, benzopyrene, coumarins, rhodamines and azo dyes. The wavelength conversion element can comprise suitable mixtures and / or combinations of the wavelength conversion substances as wavelength conversion substance embedded in the matrix material. The matrix material may surround or contain the wavelength conversion substance or be chemically bonded to the wavelength conversion substance. The wavelength conversion substance may particularly preferably be distributed homogeneously in the matrix material. The wavelength conversion substance may, for example, be shaped in the form of particles which may have a size of less than or equal to 100 μm and preferably greater than or equal to 2 and less than or equal to 30 μm.

Weiterhin kann das Wellenlängenkonversionselement als Matrixmaterial ein transparentes Matrixmaterial umfassen, in das der Wellenlängenkonversionsstoffe eingebettet ist. Das transparente Matrixmaterial kann beispielsweise Gläser, insbesondere ein formpressbares Glas, Siloxane, Epoxide, Acrylate, Methylmethacrylate, Imide, Carbonate, Urethane oder Derivate davon in Form von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen, Copolymere oder Verbindungen damit aufweisen. Beispielsweise kann das Matrixmaterial ein Epoxidharz, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat, Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus umfassen oder sein.Furthermore, the wavelength conversion element may comprise, as matrix material, a transparent matrix material in which the wavelength conversion substance is embedded. The transparent matrix material may, for example, comprise glasses, in particular a moldable glass, siloxanes, epoxides, acrylates, methyl methacrylates, imides, carbonates, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers, oligomers or polymers and also mixtures, copolymers or compounds therewith. For example, the matrix material may comprise or be an epoxy resin, polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das Matrixmaterial ein Silikonharz oder ist aus Silikon. Mit Vorteil kann Silikon aufgrund seiner thermoplastischen Eigenschaften zum einen durch den dreidimensionalen Formprozess gut verarbeitbar sein und zum anderen eine für ein Wellenlängenkonversionselement erforderliche Strahlungsstabilität sowie erforderliche optische Eigenschaften wie beispielsweise eine Transparenz aufweisen.In a particularly preferred embodiment, the matrix material contains a silicone resin or is made of silicone. Due to its thermoplastic properties, silicone can advantageously be processed well on the one hand by the three-dimensional molding process and, on the other hand, have the radiation stability required for a wavelength conversion element as well as required optical properties, such as, for example, transparency.

Insbesondere kann das den umlaufenden Rand bildende Matrixmaterial einen Teil des Wellenlängenkonversionsstoffs enthalten. Mit anderen Worten kann der Wellenlängenkonversionsstoff im gesamten Wellenlängenkonversionselement, also in der die Vertiefung aufweisenden Schicht und in den die Vertiefung zumindest teilweise umlaufenden Rand, enthalten sein.In particular, the matrix material forming the peripheral edge may contain a part of the wavelength conversion substance. In other words, the wavelength conversion substance can be contained in the entire wavelength conversion element, ie in the layer having the depression and in the edge which at least partially surrounds the depression.

Der umlaufende Rand kann weiterhin die Vertiefung gänzlich umgeben. Das kann bedeuten, dass der umlaufende Rand einen zusammenhängenden Rahmen bildet, der die Vertiefung entlang der Haupterstreckungsebene der das Wellenlängenkonversionselement bildenden Schicht allseitig umgibt.The circumferential edge can further surround the recess entirely. This may mean that the peripheral edge forms a continuous frame which surrounds the depression on all sides along the main extension plane of the layer forming the wavelength conversion element.

Weiterhin kann das Wellenlängenkonversionselement eine Aussparung aufweisen, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene durch das Wellenlängenkonversionselement hindurchragen kann. Die Aussparung kann dabei in Form eines Lochs, einer Bohrung oder einer Öffnung ausgeführt sein. Die Aussparung kann dabei innerhalb des umlaufenden Rands angeordnet werden, sodass die Aussparung durch die Schicht des Wellenlängenkonversionselements im Bereich der Vertiefung hindurchragt. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass die Aussparung im Bereich des umlaufenden Randes liegt, sodass ein Teil des Randes aufgrund der Aussparung fehlen kann und der Rand durch die Aussparung unterbrochen ist.Furthermore, the wavelength conversion element can have a recess which can project through the wavelength conversion element perpendicular to the main extension plane. The recess may be in the form of a hole, a bore or an opening. The recess can be arranged within the peripheral edge, so that the recess protrudes through the layer of the wavelength conversion element in the region of the recess. Furthermore, it may also be possible that the recess is in the region of the peripheral edge, so that a part of the edge may be missing due to the recess and the edge is interrupted by the recess.

Beispielsweise kann das Wellenlängenkonversionselement eine viereckige Form aufweisen, wobei die Aussparung im Bereich einer Ecke des Wellenlängenkonversionselements und im Bereich des Rands angeordnet ist, sodass im umlaufenden Rand diese Ecke fehlt. Wie weiter unten beschrieben ist, kann eine derartige Aussparung geeignet sein, durch das Wellenlängenkonversionselement hindurch einen Halbleiterchip zu kontaktieren.For example, the wavelength conversion element may have a quadrangular shape, wherein the recess is arranged in the region of a corner of the wavelength conversion element and in the region of the edge, so that in encircling edge this corner is missing. As described below, such a recess may be suitable for contacting a semiconductor chip through the wavelength conversion element.

Ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer Ausführungsform umfasst insbesondere ein Wellenlängenkonversionselement gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen. Weiterhin weist das optoelektronische Bauelement einen Licht emittierenden Halbleiterchip auf, auf dem das Wellenlängenkonversionselement angeordnet ist. Dabei weist der Halbleiterchip eine Oberseite auf, die zumindest einen Teil einer Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips bildet. Die Oberseite ist in der Vertiefung des Wellenlängenkonversionselements angeordnet, wobei die Oberseite lateral, also entlang der Haupterstreckungsebene des Wellenlängenkonversionselements, vom die Vertiefung umlaufenden Rand des Wellenlängenkonversionselements umgeben ist. Zwischen der Oberseite des Halbleiterchips und dem Wellenlängenkonversionselement ist eine Verbindungsschicht angeordnet, die sich gänzlich innerhalb der Vertiefung befindet. Mit anderen Worten kann die Verbindungsschicht eine Dicke aufweisen, die kleiner als eine Tiefe der Vertiefung des Wellenlängenkonversionselements und damit kleiner als eine Höhe des Rands von einer Bodenfläche der Vertiefung aus ist. Mit anderen Worten kann es möglich sein, dass die Verbindungsschicht nicht aus der Vertiefung herausragt.An optoelectronic component according to one embodiment in particular comprises a wavelength conversion element according to one or more of the aforementioned embodiments. Furthermore, the optoelectronic component has a light-emitting semiconductor chip, on which the wavelength conversion element is arranged. In this case, the semiconductor chip has an upper side which forms at least part of a light output surface of the semiconductor chip. The upper side is arranged in the depression of the wavelength conversion element, the upper side being surrounded laterally, ie along the main extension plane of the wavelength conversion element, by the edge of the wavelength conversion element which runs around the depression. Between the upper side of the semiconductor chip and the wavelength conversion element, a connection layer is arranged, which is located entirely within the depression. In other words, the connection layer may have a thickness that is smaller than a depth of the recess of the wavelength conversion element, and thus smaller than a height of the edge from a bottom surface of the recess. In other words, it may be possible that the connection layer does not protrude from the recess.

Dadurch, dass die Verbindungsschicht gänzlich in der Vertiefung angeordnet ist, wird Licht, das durch Seitenflächen der Verbindungsschicht zwischen dem Halbleiterchip und dem Wellenlängenkonversionselement ausgekoppelt wird, in den die Vertiefung zumindest teilweise umlaufenden Rand eingekoppelt und kann dort zumindest teilweise konvertiert werden. Der im Zusammenhang mit bekannten Farbstoffplättchen oben beschriebene unerwünschte Effekt der direkten Lichtauskopplung über Seitenflächen einer Klebeschicht kann somit bei dem hier beschriebenen optoelektronischen Bauelement mit Vorteil vermieden werden. Dadurch ist es möglich, dass der bei bekannten LEDs unerwünschte einfarbige Randbereich in der räumlichen Abstrahlcharakteristik zumindest vermindert werden kann.Because the connection layer is arranged entirely in the recess, light which is coupled out by side surfaces of the connection layer between the semiconductor chip and the wavelength conversion element is coupled into the edge which at least partially surrounds the recess and can be at least partially converted there. The undesirable effect of direct light extraction via side surfaces of an adhesive layer described above in connection with known dye platelets can thus be advantageously avoided in the case of the optoelectronic component described here. This makes it possible for the monochromatic edge region, which is undesirable in the case of known LEDs, to be at least reduced in the spatial radiation characteristic.

Auf einer dem Halbleiterchip abgewandten Oberseite weist das Wellenlängenkonversionselement eine Außenoberfläche auf, die entlang der Haupterstreckungsebene des Wellenlängenkonversionselements verläuft und deren Abmessungen größer als die Abmessungen der Oberseite des Halbleiterchips sind. In der Vertiefung kann das Wellenlängenkonversionselement eine der Außenoberfläche gegenüberliegende Innenoberfläche entlang der Haupterstreckungsebene aufweisen, die im Wesentlichen den Abmessungen der Oberseite des Halbleiterchips entspricht. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Abmessungen, beispielsweise Kantenlängen, der Innenoberfläche um nicht mehr als 10%, bevorzugt um nicht mehr als 5% und besonders bevorzugt um nicht mehr als 4% größer als entsprechende Abmessungen der Oberseite des Halbleiterchips sein können.On an upper side facing away from the semiconductor chip, the wavelength conversion element has an outer surface which runs along the main extension plane of the wavelength conversion element and whose dimensions are larger than the dimensions of the upper side of the semiconductor chip. In the depression, the wavelength conversion element may have an inner surface opposite the outer surface along the main extension plane, which substantially corresponds to the dimensions of the upper side of the semiconductor chip. This may mean, in particular, that the dimensions, for example edge lengths, of the inner surface can not be greater than corresponding dimensions of the upper side of the semiconductor chip by more than 10%, preferably by not more than 5% and particularly preferably not more than 4%.

Weiterhin kann die Vertiefung hinsichtlich ihrer Form an die Form der Oberseite des Halbleiterchips angepasst sein. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Oberseite des Halbleiterchips eine dreidimensionale konvexe Form aufweist und die Vertiefung eine dreidimensionale konkave Form aufweist, die an die dreidimensionale konvexe Form des Halbleiterchips an seiner Oberseite angepasst ist. Der Halbleiterchip kann damit an seiner Oberseite im Wesentlichen auf Passung in der Vertiefung montierbar sein, sodass zwischen dem Rand des Wellenlängenkonversionselements und zumindest einer an die Oberseite angrenzenden Seitenfläche des Halbleiterchips innerhalb der Vertiefung ein Spalt auftritt, der nicht größer als 10%, bevorzugt nicht größer als 5% und besonders bevorzugt nicht größer als 4% der Abmessungen entlang der Haupterstreckungsebene der Oberseite ist. Der Halbleiterchip kann an seiner Oberseite dabei beispielsweise eine rechteckige oder quadratische Oberseite aufweisen und im Bereich der Oberseite demzufolge quaderförmig oder kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann der Halbleiterchip im Bereich der Oberseite Seitenflächen aufweisen, die senkrecht oder schräg zur Oberseite verlaufen, wobei man im letzten Fall auch von sogenannten Mesa-Kanten des Halbleiterchips sprechen kann.Furthermore, the depression can be adapted in terms of its shape to the shape of the upper side of the semiconductor chip. This may mean, in particular, that the top side of the semiconductor chip has a three-dimensional convex shape and the recess has a three-dimensional concave shape, which is adapted to the three-dimensional convex shape of the semiconductor chip on its top side. The semiconductor chip can thus be mounted on its upper side substantially to fit in the recess, so that between the edge of the wavelength conversion element and at least one adjacent to the upper side surface of the semiconductor chip within the recess, a gap occurs not greater than 10%, preferably not greater is greater than 5% and more preferably not greater than 4% of the dimensions along the main plane of extension of the upper side. The semiconductor chip may have, for example, a rectangular or square upper side at its upper side, and thus may be cuboid or frusto-conical or truncated-pyramid-shaped in the region of the upper side. In other words, the semiconductor chip in the region of the upper side have side surfaces which extend perpendicular or obliquely to the upper side, wherein one can speak in the latter case of so-called mesa edges of the semiconductor chip.

Der Licht emittierende Halbleiterchip kann beispielsweise als Licht emittierende Diode mit einer auf einem Arsenid-, Phosphid- und/oder Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialsystem basierenden Halbleiterschichtenfolge mit einem aktiven, Licht erzeugenden Bereich ausgeführt sein. Derartige Halbleiterchips sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt.The light-emitting semiconductor chip can be embodied, for example, as a light-emitting diode with a semiconductor layer sequence based on an arsenide, phosphide and / or nitride compound semiconductor material system with an active, light-generating region. Such semiconductor chips are known to the person skilled in the art and will not be described further here.

Das optoelektronische Bauelement mit dem Halbleiterchip und dem Wellenlängenkonversionselement kann weiterhin beispielsweise auf einem Träger und/oder in einem Gehäuse angeordnet sein und mittels elektrischen Anschlüssen, beispielsweise über einen so genannten Leiterrahmen („lead frame”) elektrisch kontaktierbar sein.The optoelectronic component with the semiconductor chip and the wavelength conversion element can furthermore be arranged, for example, on a support and / or in a housing and be electrically contactable by means of electrical connections, for example via a so-called lead frame.

Weiterhin kann der Halbleiterchip einen Licht erzeugenden Bereich aufweisen, der in der Vertiefung des Wellenlängenkonversionselements angeordnet ist. Das kann insbesondere bedeuten, dass der um die Vertiefung zumindest teilweise umlaufende Rand des Wellenlängenkonversionselements eine derartige Höhe aufweist, dass er nach dem Aufbringen des Wellenlängenkonversionselements auf den Halbleiterchip die Seitenflächen des Halbleiterchips zumindest teilweise derart überdeckt, dass auch der Licht erzeugende Bereich zumindest teilweise überdeckt ist. Dadurch kann mit Vorteil verhindert werden, dass Licht über Seitenflächen des Halbleiterchips direkt aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt werden kann. Weiterhin ist es bei dem hier beschriebenen optoelektronischen Bauelement möglich, dass derartiges seitlich ausgekoppeltes Licht in den Rand des Wellenlängenkonversionselements eingekoppelt wird und dort vom im Rand eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff zumindest teilweise konvertiert werden kann. Dadurch ist es mit Vorteil möglich, dass im Vergleich zu bekannten LEDs mit nur auf deren Oberseite angeordneten ebenen Farbstoffplättchen unerwünschte Farbveränderungen im Randbereich der räumlichen Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements vermieden werden.Furthermore, the semiconductor chip may have a light-generating region which is arranged in the recess of the wavelength conversion element. This may mean, in particular, that the edge of the wavelength conversion element that at least partially surrounds the recess has a height such that it follows the edge Applying the wavelength conversion element to the semiconductor chip, the side surfaces of the semiconductor chip at least partially covered such that the light-generating region is at least partially covered. As a result, it can be advantageously prevented that light can be coupled out directly from the semiconductor chip via side surfaces of the semiconductor chip. Furthermore, with the optoelectronic component described here, it is possible for such laterally coupled-out light to be coupled into the edge of the wavelength conversion element and at least partially converted there by the wavelength conversion substance embedded in the edge. As a result, it is advantageously possible that unwanted color changes in the edge region of the spatial radiation characteristic of the optoelectronic component are avoided in comparison to known LEDs with flat dye platelets arranged only on their upper side.

Weiterhin kann das Wellenlängenkonversionselement eine wie oben beschriebene Aussparung aufweisen, die über der Oberseite des Halbleiterchips angeordnet sein kann, und in der ein Kontaktbereich des Halbleiterchips angeordnet ist. Mit anderen Worten kann durch die Aussparung ein Kontaktbereich des Halbleiterchips beispielsweise auf der Oberfläche dieses durch das Wellenlängenkonversionselement hindurch zugänglich sein, sodass der Halbleiterchip durch das Wellenlängenkonversionselement hindurch für eine Drahtkontaktierung, beispielsweise einen Bondkontakt, zugänglich sein kann. Das optoelektronische Bauelement kann weiterhin einen Bonddraht aufweisen, der durch die Aussparung hindurch mit dem Kontaktbereich des Halbleiterchips verbunden ist. Der Kontaktbereich kann dabei in einem Randbereich der Oberseite oder auch in einem vom Rand entfernten Mittelbereich der Oberseite des Halbleiterchips angeordnet sein, wobei dementsprechend auch die Aussparung in einem Randbereich, also insbesondere im Bereich des umlaufenden Randes, oder in einem Mittelbereich innerhalb der Vertiefung des Wellenlängenkonversionselements angeordnet sein kann.Furthermore, the wavelength conversion element can have a recess as described above, which can be arranged above the upper side of the semiconductor chip, and in which a contact region of the semiconductor chip is arranged. In other words, through the recess, a contact region of the semiconductor chip, for example on the surface thereof, can be accessible through the wavelength conversion element, so that the semiconductor chip can be accessible through the wavelength conversion element for wire bonding, for example a bonding contact. The optoelectronic component may further comprise a bonding wire, which is connected through the recess with the contact region of the semiconductor chip. In this case, the contact region can be arranged in an edge region of the upper side or also in a middle region of the upper side of the semiconductor chip remote from the edge, whereby accordingly also the recess in an edge region, ie in particular in the region of the peripheral edge, or in a central region within the depression of the wavelength conversion element can be arranged.

Die Aussparung kann beispielsweise mittels des dreidimensionalen Formprozesses herstellbar sein. Alternativ dazu kann die Aussparung beispielsweise auch nach dem Herstellen eines Wellenlängenkonversionselements oder eines Verbunds einer Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselementen mittels Laserablation ausgeformt werden. Dadurch kann es beispielsweise mit Vorteil möglich sein, dass eine Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselementen mittels ein und desselben dreidimensionalen Formprozesses herstellbar sind, wobei dann anschließend die Aussparung je nach verwendetem Halbleiterchip gesondert in das Wellenlängenkonversionselement eingebracht werden kann.The recess can be produced, for example, by means of the three-dimensional molding process. Alternatively, for example, the recess may also be formed after the production of a wavelength conversion element or a composite of a plurality of wavelength conversion elements by means of laser ablation. As a result, it can be advantageously possible, for example, that a plurality of wavelength conversion elements can be produced by means of one and the same three-dimensional molding process, in which case the recess can then be introduced separately into the wavelength conversion element, depending on the semiconductor chip used.

Weiterhin kann die Verbindungsschicht Silikon enthalten, wodurch die Verbindungsschicht eine hohe Strahlungsstabilität gegenüber der vom Halbleiterchip erzeugten Primärstrahlung sowie erforderliche optische Eigenschaften wie beispielsweise eine Transparenz aufweisen kann.Furthermore, the connection layer may contain silicone, whereby the connection layer may have a high radiation stability with respect to the primary radiation generated by the semiconductor chip as well as required optical properties such as transparency.

Das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement sowie das hier beschriebene optoelektronische Bauelement mit dem Wellenlängenkonversionselement auf einem Halbleiterchip können mit Vorteil beispielsweise in Automotive-, industriellen, Elektrogeräte-, Beleuchtungs-, Medizin-, Verkehrs-, Computergeräte- und/oder Projektionsanwendungen eingesetzt werden. Insbesondere sind das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement und das hier beschriebene optoelektronische Bauelement besonders geeignet für Anwendungen, die über die gesamte räumliche Abstrahlcharakteristik einschließlich des Randbereichs der Abstrahlcharakteristik eine möglichst homogene Lichtabstrahlung mit einem gleichmäßigen Leuchteindruck und Farbeindruck erfordern.The wavelength conversion element described here and the optoelectronic component described here with the wavelength conversion element on a semiconductor chip can advantageously be used, for example, in automotive, industrial, electrical appliance, lighting, medical, traffic, computer equipment and / or projection applications. In particular, the wavelength conversion element described here and the optoelectronic component described here are particularly suitable for applications which require as homogeneous a light emission as possible with a uniform luminous impression and color impression over the entire spatial radiation characteristic including the edge region of the emission characteristic.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 4 beschriebenen Ausführungsformen.Further advantages and advantageous embodiments and developments will become apparent from the following in connection with the 1A to 4 described embodiments.

Es zeigen:Show it:

1A bis 1D schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1A to 1D schematic representations of a method for producing a wavelength conversion element according to an embodiment,

2 eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Wellenlängenkonversionselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und 2 a schematic representation of an optoelectronic component with a wavelength conversion element according to another embodiment and

3 und 4 schematische Darstellungen von optoelektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. 3 and 4 schematic representations of optoelectronic components according to further embodiments.

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 beispielsweise Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representation and / or better understanding exaggerated be shown thick or large.

In den 1A bis 1D ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Darstellung in 1B entspricht dabei einem Schnitt entlang der Schnittebene BB in 1A. Die Darstellung der 1D entspricht einem Schnitt entlang der Schnittebene DD in 1C.In the 1A to 1D a method for producing a wavelength conversion element 1 shown according to an embodiment. The representation in 1B corresponds to a section along the sectional plane BB in 1A , The presentation of the 1D corresponds to a section along the cutting plane DD in 1C ,

In einem ersten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements 1 wird mittels eines dreidimensionalen Formprozesses, der im gezeigten Ausführungsbeispiel Formpressen ist, ein Matrixmaterial mit einem darin eingebettetem Wellenlängenkonversionsstoff zu einem Verbund 4 ausgeformt, der in den 1A und 1B gezeigt ist. Das Matrixmaterial ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Silikon, das sich besonders gut für Formpressen eignet, während der Wellenlängenkonversionsstoff einer oder mehrere der oben im allgemeinen Teil genannten Wellenlängenkonversionsstoffs sein kann. Die Wahl des Wellenlängenkonversionsstoffs richtet sich nach der späteren Verwendung des Wellenlängenkonversionselements 1 und insbesondere nach der gewünschten Lichtabstrahlung und dem gewünschten Farbeindruck eines optoelektronischen Bauelements mit dem Wellenlängenkonversionselement 1. Mittels des dreidimensionalen Formprozesses lässt sich der Verbund 4 selbstragend herstellen.In a first method step for producing a wavelength conversion element 1 is by means of a three-dimensional forming process, which is molding in the illustrated embodiment, a matrix material having a wavelength conversion substance embedded therein into a composite 4 formed in the 1A and 1B is shown. The matrix material in the exemplary embodiment shown is silicone, which is particularly suitable for compression molding, while the wavelength conversion substance may be one or more of the wavelength conversion substances mentioned above in the general part. The choice of the wavelength conversion material depends on the later use of the wavelength conversion element 1 and in particular the desired light emission and the desired color impression of an optoelectronic component with the wavelength conversion element 1 , By means of the three-dimensional forming process, the composite can be 4 produce self-sustaining.

Wie in den 1A und 1B gezeigt, weist der Verbund 4 eine schichtförmige Ausgestaltung mit einer Haupterstreckungsebene 9 auf, entlang derer die Vertiefungen 10 im gezeigten Ausführungsbeispiel nebeneinander in einer regelmäßigen, matrixartigen Anordnung angeordnet sind. Die Vertiefungen 10 erstrecken sich dabei in die den Verbund 4 bildende Schicht aus dem Matrixmaterial und dem darin eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff senkrecht zur Haupterstreckungsebene 9 hinein. Zwischen den Vertiefungen 10 sind Stege 12 angeordnet, die die Vertiefungen 10 umschließen.As in the 1A and 1B shown, the composite indicates 4 a layered configuration with a main extension plane 9 along, along which the depressions 10 are arranged side by side in a regular, matrix-like arrangement in the embodiment shown. The wells 10 extend into the composite 4 forming layer of the matrix material and the Wellenlängenversversionsstoff embedded therein perpendicular to the main plane of extension 9 into it. Between the wells 10 are webs 12 arranged the depressions 10 enclose.

Der Verbund 4 weist rein beispielhaft in den Bereichen der Stege 12 eine Dicke von etwa 0,16 mm und in den Bereichen der Vertiefungen 10 eine Dicke von etwa 0,11 mm auf, sodass die Vertiefungen jeweils eine Tiefe von 0,05 mm senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 9 des Verbunds aufweisen. Jede der Vertiefungen 10 ist quadratisch ausgeführt, wobei die Form der Vertiefungen 10 rein exemplarisch gezeigt ist und sich danach richtet, welche Form ein Halbleiterchip aufweist, auf dem ein fertig gestelltes Wellenlängenkonversionselement 1 angeordnet werden soll. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede der Vertiefungen eine Kantenlänge von etwa 1,04 mm auf, wobei die Ecken der Vertiefungen abgerundet mit einem jeweiligen Radius von 0,01 mm ausgebildet sind, wodurch die Ausformbarkeit mittels des dreidimensionalen Formprozesses erleichtert wird. Die Stege 12 zwischen jeweils zwei zueinander benachbarten Vertiefungen 10 weisen entlang der Haupterstreckungsebene 9 eine Breite von 0,215 mm auf, sodass entsprechende Kanten von direkt zueinander benachbarten Vertiefungen 10 1,255 mm voneinander beabstandet sind.The composite 4 has purely exemplary in the areas of the webs 12 a thickness of about 0.16 mm and in the areas of the recesses 10 a thickness of about 0.11 mm, so that the recesses each have a depth of 0.05 mm perpendicular to the main extension direction 9 of the composite. Each of the wells 10 is square, with the shape of the wells 10 is shown purely by way of example and depends on which shape has a semiconductor chip on which a completed wavelength conversion element 1 should be arranged. In the illustrated embodiment, each of the recesses has an edge length of about 1.04 mm, with the corners of the recesses rounded at a respective radius of 0.01 mm, thereby facilitating the formability by the three-dimensional molding process. The bridges 12 between each two adjacent recesses 10 along the main extension plane 9 a width of 0.215 mm, so that corresponding edges of directly adjacent recesses 10 1.255 mm apart.

In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 1C und 1D wird der Verbund 4 in Bereichen entlang der Stege 12 zwischen den Vertiefungen 10 vereinzelt. Dies kann beispielsweise mittels Brechen, Ritzen, Sägen, Trennschleifen, Lasertrennen, Wasserstrahlschneiden oder einer Kombination daraus erfolgen.In a further method step according to the 1C and 1D becomes the composite 4 in areas along the footbridges 12 between the wells 10 sporadically. This can be done for example by means of breaking, scribing, sawing, cutting, laser cutting, water jet cutting or a combination thereof.

In den 1C und 1D ist ein Wellenlängenkonversionselement 1 der so hergestellten Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselementen dargestellt. Entsprechend der obigen Beschreibung weist das Wellenlängenkonversionselement 1 das Matrixmaterial mit dem im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff auf, wobei das Matrixmaterial als Schicht mit der Haupterstreckungsebene 9 ausgebildet ist und die senkrecht zur Haupterstreckungsebene 9 in das Wellenlängenkonversionselement 1 ragende Vertiefung 10 aufweist. Durch die Vereinzelung des Verbundes 4 entlang der Stege 12 weist das Wellenlängenkonversionselement 1 nunmehr einen Rand 11 auf, der entlang der Erstreckungsebene 9 die Vertiefung 10 zumindest teilweise und im gezeigten Ausführungsbeispiel sogar gänzlich umgibt. Ein Beispiel für einen nicht gänzlich umlaufenden Rand 11 ist in Verbindung mit 4 gezeigt.In the 1C and 1D is a wavelength conversion element 1 represented the plurality of wavelength conversion elements thus prepared. According to the above description, the wavelength conversion element 1 the matrix material with the wavelength conversion substance embedded in the matrix material, wherein the matrix material as a layer with the main extension plane 9 is formed and perpendicular to the main plane of extension 9 into the wavelength conversion element 1 protruding depression 10 having. By separating the composite 4 along the footbridges 12 has the wavelength conversion element 1 now an edge 11 on that along the extension plane 9 the depression 10 at least partially and in the embodiment shown even completely surrounds. An example of a non-circumferential border 11 is in connection with 4 shown.

Durch den dreidimensionalen Formprozess, also durch das Formpressen im gezeigten Ausführungsbeispiel, ist somit ein dreidimensionales, selbsttragendes Wellenlängenkonversionselement 1 herstellbar, das den Wellenlängenkonversionsstoff durch die Einbettung im Matrixmaterial in der gesamten, das Wellenlängenkonversionselement bildenden Schicht sowie insbesondere auch im die Vertiefung 10 umgebenden Rand 11 aufweist.As a result of the three-dimensional forming process, that is to say by the compression molding in the exemplary embodiment shown, a three-dimensional, self-supporting wavelength conversion element is thus provided 1 that can be produced that the wavelength conversion substance by the embedding in the matrix material in the entire, the wavelength conversion element forming layer and in particular in the recess 10 surrounding edge 11 having.

Der im gezeigten Ausführungsbeispiel rechteckig ausgeführte Querschnitt der Vertiefung senkrecht zur Haupterstreckungsebene 9 ist dabei rein beispielhaft zu verstehen. Wie auch in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen in den weiteren Figuren deutlich wird, ist die Vertiefung hinsichtlich ihrer Form bevorzugt an die Form einer Oberseite eines Halbleiterchips angepasst, auf dem das Wellenlängenkonversionselement 1 aufgebracht wird. Weist ein solcher Halbleiterchip beispielsweise schräge Seitenflächen in Form so genannter schräger Mesa-Kanten auf, wie sie dem Fachmann bekannt sind, so weist auch bevorzugt ein dafür geeignetes Wellenlängenkonversionselement 1 einen trapezförmigen, sich nach unten in die Vertiefung hinein verjüngenden Querschnitt senkrecht zur Haupterstreckungsebene 9 auf. Weist ein Halbleiterchip beispielsweise eine rechteckige oder eine von einer viereckigen Form abweichende Oberseite auf, so weist auch die Vertiefung 10 eines dafür geeigneten Wellenlängenkonversionselements 1 eine entsprechende Form der Vertiefung 10 entlang der Haupterstreckungsebene 9 auf.The embodiment of the embodiment of a rectangular cross-section of the recess perpendicular to the main plane of extension 9 is to be understood as an example only. As is also clear in connection with the exemplary embodiments in the other figures, the depression is preferably adapted in terms of its shape to the shape of an upper side of a semiconductor chip on which the wavelength conversion element 1 is applied. If such a semiconductor chip has, for example, oblique side surfaces in the form of so-called oblique mesa edges, as are known to the person skilled in the art, then it is also preferable for a wavelength conversion element suitable for this purpose 1 a trapezoidal, tapering down into the recess in cross-section perpendicular to the main plane of extension 9 on. If a semiconductor chip has, for example, a rectangular or a top side that deviates from a quadrangular shape, then the one has also deepening 10 a suitable wavelength conversion element 1 a corresponding form of depression 10 along the main extension plane 9 on.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement 5 gezeigt, das ein Wellenlängenkonversionselement 1 gemäß dem vorherigen Ausführungsbeispiel aufweist. Das Wellenlängenkonversionselement 1 ist auf einer Oberseite 20 eines Licht emittierenden Halbleiterchips 2 angeordnet Der Licht emittierende Halbleiterchip 2 weist ein Substrat 21 auf, auf dem eine Halbleiterschichtenfolge mit einem Licht erzeugenden Bereich 23 aufgebracht ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterchip 2 ein so genannter Dünnfilm-Halbleiterchip mit einem als Trägersubstrat ausgeführtem Substrat 21, auf das die als Epitaxieschichtenfolge ausgebildete Halbleiterschichtenfolge 22 nach dem epitaktischen Aufwachsen auf einem geeigneten Aufwachssubstrat übertragen wurde, wobei das Aufwachssubstrat teilweise oder ganz entfernt wurde.In 2 is an exemplary embodiment of an optoelectronic component 5 shown that a wavelength conversion element 1 according to the previous embodiment. The wavelength conversion element 1 is on a top 20 a light-emitting semiconductor chip 2 arranged The light-emitting semiconductor chip 2 has a substrate 21 on, on which a semiconductor layer sequence with a light-generating region 23 is applied. In the embodiment shown, the semiconductor chip 2 a so-called thin-film semiconductor chip with a substrate designed as a carrier substrate 21 to which the semiconductor layer sequence formed as an epitaxial layer sequence 22 after epitaxial growth on a suitable growth substrate, with the growth substrate partially or wholly removed.

Ein Dünnfilm-Halbleiterchip zeichnet sich insbesondere durch eines oder mehrere der folgenden charakteristischen Merkmale aus:

  • – an einer zum Trägersubstrat hin gewandten ersten Hauptfläche der strahlungserzeugenden Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert (nicht gezeigt);
  • – die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 5 bis 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 thin-film semiconductor chip is characterized in particular by one or more of the following characteristic features:
  • On a first main surface of the radiation-generating epitaxial layer sequence facing the carrier substrate, a reflective layer is applied or formed which reflects back at least part of the electromagnetic radiation generated in the epitaxial layer sequence (not shown);
  • The epitaxial layer sequence has a thickness in the range of 20 μm or less, in particular in the range of 5 to 10 μm; 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 I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174–2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.A basic principle of a thin-film light-emitting diode chip is, for example, in I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174-2176 described, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Die Halbleiterschichtenfolge 22 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Dicke von etwa 6 μm auf. die Halbleiterschichtenfolge 22 und insbesondere der Licht erzeugende Bereich 23 basieren im gezeugten Ausführungsbeispiel auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialsystem und sind so ausgebildet, dass der Halbleiterchip 2 im Betrieb blaues Licht als Primärstrahlung abstrahlt. Das Wellenlängenkonversionselement 1 weist einen Wellenlängenkonversionsstoff auf, der einen Teil des blauen Lichts des Halbleiterchips 2 in Sekundärstrahlung in Form von gelbem und/oder grünem und rotem Licht konvertiert, so dass die Überlagerung der Primär- und der Sekundärstrahlung weißes Licht ergeben.The semiconductor layer sequence 22 has a thickness of about 6 microns in the embodiment shown. the semiconductor layer sequence 22 and in particular, the light-generating area 23 are based in the witnessed embodiment on a nitride compound semiconductor material system and are formed so that the semiconductor chip 2 in operation emits blue light as primary radiation. The wavelength conversion element 1 has a wavelength conversion substance that forms part of the blue light of the semiconductor chip 2 converted into secondary radiation in the form of yellow and / or green and red light, so that the superposition of the primary and the secondary radiation result in white light.

Alternativ dazu können der Halbleiterchip 2 und/oder das Wellenlängenkonversionselement 1 auch Licht mit weiteren oder andere Farben erzeugen beziehungsweise konvertieren.Alternatively, the semiconductor chip 2 and / or the wavelength conversion element 1 also create or convert light with other or other colors.

Die Oberseite 20 bildet dabei zumindest einen Teil der Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips. Das bedeutet, dass der größte Teil des im Licht erzeugenden Bereich 23 erzeugten Lichts über die Oberseite aus dem Halbleiterchip 2 ausgekoppelt wird. Daneben kann aber auch Licht aus den Seitenflächen der Halbleiterschichtenfolge 22 ausgekoppelt werden. Das Wellenlängenkonversionselement 1 ist derart auf der Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 angeordnet, dass sich die Oberseite 20 innerhalb der Vertiefung 10 befindet und diese lateral, also entlang der Haupterstreckungsebene des Wellenlängenkonversionselements 1, vom die Vertiefung 10 umlaufenden Rand 11 des Wellenlängenkonversionselements 1 umgeben ist. Zwischen der Oberseite 20 und dem Wellenlängenkonversionselement 1 ist in der Vertiefung 10 eine Verbindungsschicht 3 aus Silikon aufgebracht, die das Wellenlängenkonversionselement 1 mit dem Halbleiterchip 2 verbindet. Die Verbindungsschicht 3 ist dabei mittels Jetten auf die Oberseite 20 aufgebracht und weist eine Dicke von einigen Mikrometern auf.The top 20 forms at least a part of the light output surface of the semiconductor chip. That means that most of the light generating area 23 generated light over the top of the semiconductor chip 2 is decoupled. In addition, however, light from the side surfaces of the semiconductor layer sequence 22 be decoupled. The wavelength conversion element 1 is so on top 20 of the semiconductor chip 2 arranged that the top 20 within the recess 10 and this laterally, ie along the main plane of extension of the wavelength conversion element 1 , from the depression 10 circumferential edge 11 the wavelength conversion element 1 is surrounded. Between the top 20 and the wavelength conversion element 1 is in the depression 10 a tie layer 3 made of silicone, which is the wavelength conversion element 1 with the semiconductor chip 2 combines. The connection layer 3 is using jets on the top 20 applied and has a thickness of a few micrometers.

Im Gegensatz dazu sind bekannte Farbstoffschichten, die typischerweise mittels Siebdruck herstellbar sind, nur in Form ebener Schichten herstellbar, die keine dreidimensionale Strukturierung in Form einer Vertiefung 10 wie das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement 1 aufweisen. Im Vergleich zu solchen bekannten ebenen, schichtförmigen Farbstoffschichten, die dieselbe Kantenlänge wie der Halbleiterchip aufweisen, auf dem eine solche Farbstoffschicht aufgebracht wird, weist das Wellenlängenkonversionselement 1 auf der dem Halbleiterchip 2 abgewandten Seite eine Außenoberfläche auf, deren Abmessungen größer als die Abmessungen der Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 sind. Die Abmessungen der Vertiefung 10 und insbesondere der der Außenoberfläche gegenüberliegenden Innenoberfläche sowie des umlaufenden Randes 11 sind hingegen an die Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 angepasst, der eine dreidimensionale konvexe Form, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine kubische Form, aufweist, während die Vertiefung 10 eine entsprechende konkave Form aufweist. Dadurch ist es möglich, dass die Vertiefung des Wellenlängenkonversionselements 1 auf Passung mit der Oberseite des Halbleiterchips 2 hergestellt ist, sodass zwischen dem Wellenlängenkonversionselement 1 und dem Halbleiterchip 2 nur Spalte auftreten, die nicht größer als etwa 10%, bevorzugt nicht größer als etwa 5% und besonders bevorzugt nicht größer als 4% der Abmessungen der Oberseite des Halbleiterchips 2 sind.In contrast, known dye layers, which can typically be produced by screen printing, can only be produced in the form of planar layers which do not have a three-dimensional structuring in the form of a depression 10 like the wavelength conversion element described here 1 exhibit. In comparison to such known planar, layered dye layers, which have the same edge length as the semiconductor chip, on which such a dye layer is applied, has the wavelength conversion element 1 on the semiconductor chip 2 side facing away from an outer surface whose dimensions are greater than the dimensions of the top 20 of the semiconductor chip 2 are. The dimensions of the recess 10 and in particular the inner surface opposite the outer surface and the peripheral edge 11 on the other hand are at the top 20 of the semiconductor chip 2 adapted having a three-dimensional convex shape, in the illustrated embodiment, a cubic shape, while the recess 10 has a corresponding concave shape. Thereby, it is possible that the recess of the wavelength conversion element 1 to fit with the top of the semiconductor chip 2 is made so that between the wavelength conversion element 1 and the semiconductor chip 2 only gaps occur which are not greater than about 10%, preferably not greater than about 5%, and more preferably not greater than 4% of the dimensions of the top of the semiconductor chip 2 are.

Die Verbindungsschicht 3 ist gänzlich in der Vertiefung 10 angeordnet, was mit anderen Worten bedeutet, dass die Dicke der Verbindungsschicht 3 geringer ist als die Tiefe der Vertiefung 10. Dadurch ist die Verbindungsschicht 3 gänzlich von Wellenlängenkonversionselement 1 auf allen Seiten, abgesehen von der Seite, mit der die Verbindungsschicht 3 auf der Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 angeordnet ist, bedeckt. Dadurch kann eine Auskopplung von unkonvertiertem Licht, das im Licht erzeugenden Bereich 23 des Halbleiterchips 2 erzeugt wird, aus dem optoelektronischen Bauelement 5 über Seitenflächen der Verbindungsschicht 3 verhindert werden. In der räumlichen Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements 5 kann somit der bei bekannten LEDs unerwünschte Effekt eines blauen Randbereichs mit Vorteil vermindert oder sogar verhindert werden.The connection layer 3 is entirely in the depression 10 arranged, which means in other words, that the thickness of the bonding layer 3 is less than the depth of the well 10 , This is the connection layer 3 throughout of wavelength conversion element 1 on all sides, apart from the side with which the connection layer 3 on the top 20 of the semiconductor chip 2 is arranged, covered. This can be a decoupling of unconverted light, the light-generating area 23 of the semiconductor chip 2 is generated from the optoelectronic component 5 over side surfaces of the tie layer 3 be prevented. In the spatial radiation characteristic of the optoelectronic component 5 Thus, the effect of a blue edge region which is undesirable in the case of known LEDs can advantageously be reduced or even prevented.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronischen Bauelement 6 gezeigt, das im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel ein Wellenlängenkonversionselement 1 aufweist, dessen Vertiefung 10 derart tief ist, dass auch der Licht erzeugende Bereich 23 in der Vertiefung 10 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Vertiefung 10 auch die gesamte Halbleiterschichtenfolge 22 und weiterhin beispielsweise auch noch einen Teil des Substrats 21 überdecken. Dadurch kann mit Vorteil verhindert werden, dass im Licht erzeugenden Bereich 23 erzeugtes primäres Licht direkt und ohne durch das Wellenlängenkonversionselement 1 hindurchtretend aus dem optoelektronischen Bauelement 6 ausgekoppelt werden kann. Somit kann eine Abstrahlung von unkonvertiertem Licht für große Abstrahlwinkel relativ zu einer Normalen zur Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 vermieden werden, ohne dass andere Maßnahmen wie etwa eine Verspiegelung der Seitenflächen des Halbleiterchips 2 nötig wären.In 3 is another embodiment of an optoelectronic device 6 shown, in contrast to the previous embodiment, a wavelength conversion element 1 has, whose recess 10 so deep is that even the light-generating area 23 in the depression 10 is arranged. For example, the depression 10 also the entire semiconductor layer sequence 22 and further, for example, still a part of the substrate 21 cover. This can be prevented with advantage that in the light-generating area 23 generated primary light directly and without through the wavelength conversion element 1 passing through the optoelectronic component 6 can be disconnected. Thus, emission of unconverted light for large angles of radiation relative to a normal to the top 20 of the semiconductor chip 2 be avoided without other measures such as a mirroring of the side surfaces of the semiconductor chip 2 would be necessary.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement 7 gezeigt, das im Vergleich zu den Schnittdarstellungen der 2 und 3 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung gezeigt ist. Das Wellenlängenkonversionselement 1 kann dabei beispielsweise gemäß einem der vorherigen Ausführungsbeispiele ausgeführt sein. Der Halbleiterchip 2 weist im Bereich einer Ecke der Oberseite 20 einen Kontaktbereich 29 auf, der zur Drahtkontaktierung, beispielsweise mittels eines Bonddrahts (nicht gezeigt), vorgesehen ist, um die Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 elektrisch anzuschließen.In 4 is another embodiment of an optoelectronic device 7 shown that compared to the sectional views of the 2 and 3 is shown in a schematic three-dimensional representation. The wavelength conversion element 1 can be carried out, for example, according to one of the previous embodiments. The semiconductor chip 2 points in the area of a corner of the top 20 a contact area 29 on, which is provided for wire bonding, for example by means of a bonding wire (not shown), to the top 20 of the semiconductor chip 2 to connect electrically.

Das Wellenlängenkonversionselement 1 weist im Bereich des Kontaktbereichs 29 eine Aussparung 19 auf, in der der Kontaktbereich 29 angeordnet ist. Dadurch ist trotz der Anordnung des Wellenlängenkonversionselements 1 auf der Oberseite 20 des Halbleiterchips 2 eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 2 von der Oberseite her möglich. Die Aussparung 19 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich des umlaufenden Randes 11 ausgebildet, sodass dieser die Vertiefung 10 nicht gänzlich umgibt.The wavelength conversion element 1 points in the area of the contact area 29 a recess 19 in which the contact area 29 is arranged. This is despite the arrangement of the wavelength conversion element 1 on the top 20 of the semiconductor chip 2 an electrical contact of the semiconductor chip 2 from the top possible. The recess 19 is in the illustrated embodiment in the region of the peripheral edge 11 trained so that this the recess 10 does not completely surround.

Alternativ dazu kann der Kontaktbereich 29 auch derart auf dem Halbleiterchip angeordnet sein, dass die entsprechende Aussparung 19 des Wellenlängenkonversionselements 1 innerhalb der Vertiefung 10 angeordnet ist, sodass die Aussparung 19 auch vom Rand 11 gänzlich umgeben ist. Die Aussparung 19 kann beispielsweise nach der Fertigstellung des Wellenlängenkonversionselements 1 im gemäß der 1A und 1B gezeigten Verfahrens beispielsweise mittels Laserablation herstellbar sein. Alternativ dazu kann die Vertiefung 19 für eines oder mehrere der Wellenlängenkonversionselemente auch bereits im Verbund 4 vor der Vereinzelung des Verbunds 4 zu einzelnen Wellenlängenkonversionselementen 1 eingebracht werden.Alternatively, the contact area 29 Also be arranged on the semiconductor chip such that the corresponding recess 19 the wavelength conversion element 1 within the recess 10 is arranged so that the recess 19 also from the edge 11 is completely surrounded. The recess 19 For example, after the completion of the wavelength conversion element 1 in accordance with the 1A and 1B be shown method produced for example by means of laser ablation. Alternatively, the recess 19 for one or more of the wavelength conversion elements also already in the composite 4 before separation of the composite 4 to individual wavelength conversion elements 1 be introduced.

Das hier beschriebene Wellenlängenkonversionselement ermöglicht mit Vorteil durch seine dreidimensionale, selbsttragende Form eine Abstrahlung von unkonvertiertem, direkt vom Halbleiterchip abgestrahlten Licht, wobei mittels einer geeigneten Aussparung auch eine Kontaktierung der Oberseite des Halbleiterchips möglich ist.The wavelength conversion element described here advantageously allows by its three-dimensional, self-supporting shape radiation of unconverted, directly emitted from the semiconductor chip light, by means of a suitable recess and a contacting of the top of the semiconductor chip is possible.

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 invention is not limited by the description based on the embodiments of these. 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.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174–2176 [0051] I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18 October 1993, 2174-2176 [0051]

Claims (15)

Wellenlängenkonversionselement (1) mit einem Matrixmaterial und einem im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoff, wobei das Matrixmaterial schichtförmig mit einer Haupterstreckungsebene (9) ausgebildet ist und eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene (9) in das Wellenlängenkonversionselement (1) ragende Vertiefung (10) aufweist, die von einem entlang der Haupterstreckungsebene (9) zumindest teilweise umlaufenden Rand (11) umgeben ist, wobei das Wellenlängenkonversionselement (1) selbsttragend ist.Wavelength conversion element ( 1 ) with a matrix material and a wavelength conversion substance embedded in the matrix material, wherein the matrix material is layered with a main extension plane (FIG. 9 ) is formed and a perpendicular to the main extension plane ( 9 ) into the wavelength conversion element ( 1 ) protruding depression ( 10 ), which extends from one along the main extension plane ( 9 ) at least partially encircling edge ( 11 ), wherein the wavelength conversion element ( 1 ) is self-supporting. Wellenlängenkonversionselement (1) nach Anspruch 1, wobei das Wellenlängenkonversionselement (1) einstückig ausgebildet ist.Wavelength conversion element ( 1 ) according to claim 1, wherein the wavelength conversion element ( 1 ) is integrally formed. Wellenlängenkonversionselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Matrixmaterial Silikon enthält.Wavelength conversion element ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the matrix material contains silicone. Wellenlängenkonversionselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der umlaufende Rand (11) einen Teil des im Matrixmaterial eingebetteten Wellenlängenkonversionsstoffs enthält.Wavelength conversion element ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the peripheral edge ( 11 ) contains a part of the wavelength conversion substance embedded in the matrix material. Wellenlängenkonversionselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wellenlängenkonversionselement (1) eine Aussparung (19) aufweist, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene (9) durch das Wellenlängenkonversionselement (1) hindurch ragt.Wavelength conversion element ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the wavelength conversion element ( 1 ) a recess ( 19 ) perpendicular to the main plane of extension ( 9 ) through the wavelength conversion element ( 1 ) protrudes through. Wellenlängenkonversionselement (1) nach Anspruch 5, wobei die Aussparung im Bereich des Rands (11) angeordnet ist und den Rand (11) unterbricht.Wavelength conversion element ( 1 ) according to claim 5, wherein the recess in the region of the edge ( 11 ) and the edge ( 11 ) interrupts. Optoelektronisches Bauelement mit einem Wellenlängenkonversionselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auf einem Licht emittierenden Halbleiterchip (2), wobei der Halbleiterchip (2) eine Oberseite (20) aufweist, die zumindest einen Teil einer Lichtauskoppelfläche des Halbleiterchips (2) bildet, wobei die Oberseite (20) in der Vertiefung (10) des Wellenlängenkonversionselements (1) angeordnet und vom die Vertiefung (10) zumindest teilweise umlaufenden Rand (11) des Wellenlängenkonversionselements (1) umgeben ist und wobei zwischen der Oberseite (20) des Halbleiterchips (2) und dem Wellenlängenkonversionselement (1) eine Verbindungsschicht (3) gänzlich innerhalb der Vertiefung (10) angeordnet ist.Optoelectronic component with a wavelength conversion element ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 on a light-emitting semiconductor chip ( 2 ), wherein the semiconductor chip ( 2 ) an upper side ( 20 ) comprising at least a portion of a light output surface of the semiconductor chip ( 2 ), wherein the top side ( 20 ) in the depression ( 10 ) of the wavelength conversion element ( 1 ) and from the depression ( 10 ) at least partially encircling edge ( 11 ) of the wavelength conversion element ( 1 ) and between the top ( 20 ) of the semiconductor chip ( 2 ) and the wavelength conversion element ( 1 ) a connection layer ( 3 ) entirely within the depression ( 10 ) is arranged. Bauelement nach Anspruch 7, wobei der Halbleiterchip (2) an der Oberseite (20) eine dreidimensionale konvexe Form aufweist und die Vertiefung (10) eine dreidimensionale konkave Form aufweist, die an die dreidimensionale konvexe Form an der Oberseite (20) des Halbleiterchips (2) angepasst ist.Component according to Claim 7, the semiconductor chip ( 2 ) at the top ( 20 ) has a three-dimensional convex shape and the recess ( 10 ) has a three-dimensional concave shape adjacent to the three-dimensional convex shape at the top ( 20 ) of the semiconductor chip ( 2 ) is adjusted. Bauelement nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Halbleiterchip (2) einen Licht erzeugenden Bereich (23) aufweist und der Licht erzeugende Bereich (23) in der Vertiefung (10) angeordnet ist.Component according to Claim 7 or 8, the semiconductor chip ( 2 ) a light-generating area ( 23 ) and the light-generating region ( 23 ) in the depression ( 10 ) is arranged. Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Wellenlängenkonversionselement (1) eine Aussparung (19) über der Oberseite (20) des Halbleiterchips (2) aufweist und in der Aussparung (19) ein Kontaktbereich (29) des Halbleiterchips (2) angeordnet ist.Component according to one of claims 7 to 9, wherein the wavelength conversion element ( 1 ) a recess ( 19 ) above the top ( 20 ) of the semiconductor chip ( 2 ) and in the recess ( 19 ) a contact area ( 29 ) of the semiconductor chip ( 2 ) is arranged. Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Verbindungsschicht (3) Silikon enthält.Component according to one of claims 7 to 10, wherein the connecting layer ( 3 ) Contains silicone. Verfahren zur Herstellung eines Wellenlängenkonversionselements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mittels eines dreidimensionalen Formprozesses.Method for producing a wavelength conversion element ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 by means of a three-dimensional molding process. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der dreidimensionale Formprozess Formpressen ist.The method of claim 12, wherein the three-dimensional molding process is compression molding. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem in das Wellenlängenkonversionselement (1) eine Aussparung (19) mittels Laserablation eingebracht wird.Method according to claim 12 or 13, in which in the wavelength conversion element ( 1 ) a recess ( 19 ) is introduced by laser ablation. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem mittels des dreidimensionalen Formprozesses ein zusammenhängender Verbund (4) einer Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselementen (1) hergestellt wird und der Verbund (4) anschließend in die Mehrzahl von Wellenlängenkonversionselemente (1) vereinzelt wird.Method according to one of claims 12 to 14, wherein by means of the three-dimensional shaping process a coherent composite ( 4 ) a plurality of wavelength conversion elements ( 1 ) and the composite ( 4 ) then into the plurality of wavelength conversion elements ( 1 ) is isolated.
DE201010022561 2010-06-02 2010-06-02 Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element Withdrawn DE102010022561A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010022561 DE102010022561A1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element
TW100116276A TW201208145A (en) 2010-06-02 2011-05-10 Wavelength conversion element, optoelectronic component having a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element
PCT/EP2011/057801 WO2011151156A1 (en) 2010-06-02 2011-05-13 Wavelength conversion element, optoelectronic component comprising a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010022561 DE102010022561A1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010022561A1 true DE102010022561A1 (en) 2011-12-08

Family

ID=44262827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010022561 Withdrawn DE102010022561A1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102010022561A1 (en)
TW (1) TW201208145A (en)
WO (1) WO2011151156A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013140291A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Koninklijke Philips N.V. Singulation of light emitting devices before and after application of phosphor
DE102012207593A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Producing components, comprises applying molding material comprising recesses, on lead frame, providing predetermined breaking points between recesses, separating connecting lines intersecting breaking points, and breaking molding material
DE102013207564A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength-converting element, optoelectronic component and printing template
WO2015011124A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Production of a layer element for an optoelectronic semiconductor chip
US9312452B2 (en) 2010-10-22 2016-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a conversion lamina and conversion lamina
DE102016122213A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh METHOD FOR PRODUCING A WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6755090B2 (en) * 2014-12-11 2020-09-16 シチズン電子株式会社 Light emitting device and manufacturing method of light emitting device
JP6729525B2 (en) * 2017-09-14 2020-07-22 日亜化学工業株式会社 Method for manufacturing light emitting device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050093430A1 (en) * 2003-02-26 2005-05-05 Cree, Inc. Composite white light source and method for fabricating
US20050274967A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor light emitting device with pre-fabricated wavelength converting element
DE102005012953A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic element production comprises coating body with layer comprising sol-gel material and luminescence conversion material

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020063520A1 (en) * 2000-11-29 2002-05-30 Huei-Che Yu Pre-formed fluorescent plate - LED device
US7029935B2 (en) * 2003-09-09 2006-04-18 Cree, Inc. Transmissive optical elements including transparent plastic shell having a phosphor dispersed therein, and methods of fabricating same
DE202005011805U1 (en) * 2005-07-27 2005-10-20 Unity Opto Technology Co., Ltd., San Chung White illuminating diode used in electronics comprises a support with a chip emitting an ultraviolet light and a flat thin plate
US7863642B2 (en) * 2005-08-24 2011-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diodes and lasers diodes with color converters
US7863635B2 (en) * 2007-08-07 2011-01-04 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices with applied wavelength conversion materials
DE102008021436A1 (en) * 2008-04-29 2010-05-20 Schott Ag Optic converter system for (W) LEDs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050093430A1 (en) * 2003-02-26 2005-05-05 Cree, Inc. Composite white light source and method for fabricating
US20050274967A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor light emitting device with pre-fabricated wavelength converting element
DE102005012953A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic element production comprises coating body with layer comprising sol-gel material and luminescence conversion material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9312452B2 (en) 2010-10-22 2016-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a conversion lamina and conversion lamina
US9691946B2 (en) 2010-10-22 2017-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a conversion lamina and conversion lamina
US10164157B2 (en) 2010-10-22 2018-12-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a conversion lamina and conversion lamina
WO2013140291A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Koninklijke Philips N.V. Singulation of light emitting devices before and after application of phosphor
US10276758B2 (en) 2012-03-19 2019-04-30 Lumileds Llc Singulaton of light emitting devices before and after application of phosphor
US10825965B2 (en) 2012-03-19 2020-11-03 Lumileds Llc Singulation of light emitting devices before and after application of phosphor
DE102012207593A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Producing components, comprises applying molding material comprising recesses, on lead frame, providing predetermined breaking points between recesses, separating connecting lines intersecting breaking points, and breaking molding material
DE102013207564A1 (en) * 2013-04-25 2014-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength-converting element, optoelectronic component and printing template
US9515233B2 (en) 2013-04-25 2016-12-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wavelength-converting element, optoelectronic component and printing stencil
WO2015011124A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Production of a layer element for an optoelectronic semiconductor chip
DE102016122213A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh METHOD FOR PRODUCING A WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND WAVELENGTH CONVERTING ELEMENT

Also Published As

Publication number Publication date
TW201208145A (en) 2012-02-16
WO2011151156A1 (en) 2011-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010053362B4 (en) Method for producing a radiation-emitting semiconductor chip, radiation-emitting semiconductor chip and radiation-emitting component
DE102010022561A1 (en) Wavelength conversion element, optoelectronic component with a wavelength conversion element and method for producing a wavelength conversion element
EP2638575B1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing the same
DE102011114641B4 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102011102350A1 (en) Optical element, optoelectronic component and method for the production of these
EP2901479B1 (en) Optoelectronic component
DE112014004933T5 (en) A wavelength conversion element, a method of manufacturing, and a semiconductor light emitting device having the same
WO2007025516A1 (en) Optoelectronic component
DE102014107472A1 (en) Semiconductor device and lighting device
DE102013207308B4 (en) Method for manufacturing an optoelectronic assembly and optoelectronic assembly
DE102014114372A1 (en) Process for the production of optoelectronic semiconductor components and optoelectronic semiconductor component
DE102009039982A1 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102008029191A1 (en) Illumination device for backlighting a display and a display with such a lighting device
DE102012101892B4 (en) Wavelength conversion element, light-emitting semiconductor component and display device therewith as well as method for producing a wavelength conversion element
DE102017104144B4 (en) Process for the production of light emitting diodes
DE102014117892A1 (en) Optoelectronic component and optoelectronic component
DE102011111917A1 (en) Semiconductor light-emitting device has semiconductor chip that emits monochromatic visible light in wavelength region with respect to light decoupling surface, in which transparent matrix material with silicone and filler are formed
DE102017120385B4 (en) Light-emitting component and method for producing a light-emitting component
WO2018172354A1 (en) Method for producing a wavelength conversion element and a light-emitting component, wavelength conversion element, and light-emitting component
DE102011012264A1 (en) Optoelectronic semiconductor component for use as flash light source in e.g. camera, has wavelength conversion element converting parts of UV light into conversion light with spectral components in specific wavelength range
DE102016100723B4 (en) optoelectronic component
DE102008018353A1 (en) Radiation-emitting optoelectronic component and method for producing a radiation-emitting component
WO2013041465A1 (en) Wavelength conversion element and light-emitting semiconductor component comprising wavelength conversion element
DE102017124155A1 (en) Light-emitting device and method for producing a light-emitting device
DE102014116080A1 (en) Optoelectronic component and method for its production

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150101