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Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, bei dem in einem von dem Halbleiterbauteil beleuchteten Bereich Helligkeitsstufen reduziert oder beseitigt sind.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses mindestens zwei optoelektronische Halbleiterchips. Bevorzugt umfasst das Halbleiterbauteil zwischen einschließlich 5 und 20 Halbleiterchips. Bei den Halbleiterchips handelt es sich bevorzugt um Leuchtdioden, kurz LEDs. Die Halbleiterchips befinden sich an einer gemeinsamen Montagefläche des Halbleiterbauteils. Zum Beispiel ist die Montagefläche eine zusammenhängende, ebene Fläche, an der die Halbleiterchips elektrisch und thermisch befestigt sind. Die Montagefläche ist beispielsweise teilweise oder vollständig durch einen Leiterrahmen und/oder durch eine Bodenfläche eines Reflektors gebildet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses ein optisches Element auf. Das optische Element ist den Halbleiterchips entlang einer Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterbauteils oder entlang einer Hauptabstrahlrichtung von mindestens einem der Halbleiterchips nachgeordnet. Die Hauptabstrahlrichtung ist insbesondere eine solche Richtung, entlang der eine maximale Intensität der von zumindest einem der Halbleiterchips emittierten Strahlung oder der vom gesamten Halbleiterbauteil emittierten Strahlung ausgesandt wird. Weiterhin ist das optische Element von den Halbleiterchips beabstandet. Das optische Element steht also nicht in direktem, unmittelbarem Kontakt zu einer Lichtaustrittsfläche der Halbleiterchips.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist das optische Element entlang einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung, bevorzugt entlang einer Richtung senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung, in einem Übergangsbereich einen Transmissionsgradienten, englisch transmission gradient, auf. Transmissionsgradient bedeutet, dass sich eine Transmission oder ein Transmissionsgrad des optischen Elements in dem Übergangsbereich ändert. Der Transmissionsgrad ist hierbei der Quotient aus der von dem optischen Element an einer bestimmten Stelle transmittierten Strahlung und der an dieser Stelle des optischen Elements von den Halbleiterchips her auftreffenden Strahlung. Im Englischen wird der Transmissionsgrad auch als transmission factor oder als transmittance bezeichnet. Der Transmissionsgradient ist bevorzugt durch einen Gradienten in der diffusen oder spekularen Reflexion oder durch einen Gradienten in der Absorption des optischen Elements realisiert. Eine Breite des Übergangsbereichs beträgt bevorzugt mindestens 0,5 mm oder mindestens 1 mm.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optischen Elements liegt der Übergangsbereich, in Draufsicht auf die Montagefläche gesehen, neben den Halbleiterchips. Der Übergangsbereich bedeckt also die Halbleiterchips, bevorzugt in einer Parallelprojektion zu der Hauptabstrahlrichtung, nicht.
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In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses mindestens zwei optoelektronische Halbleiterchips, die sich an einer gemeinsamen Montagefläche befinden. Ein optisches Element des Halbleiterbauteils ist den Halbleiterchips entlang einer Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet und ist von den Halbleiterchips beabstandet. Entlang einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung weist das optische Element in einem Übergangsbereich einen Transmissionsgradienten auf. Der Übergangsbereich überdeckt die Halbleiterchips, in Draufsicht auf die Montagefläche gesehen, nicht.
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Durch den Transmissionsgradienten in dem Übergangsbereich des optischen Elements sind Helligkeitsabstufungen an einer von dem Halbleiterbauteil beleuchteten Fläche vermeidbar oder reduzierbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist das optische Element kein auf Lichtbrechung basierendes optisches Element. Mit anderen Worten wird durch das optische Element keine Strahlformung über Lichtbrechung erzielt. Insbesondere ist das optische Element dann keine Linse wie eine Sammellinse, Zerstreulinse, Mikrolinse oder Fresnellinse. Das optische Element kann durch eine planparallele Platte gebildet sein, in die reflektierende oder absorptive Materialien eingebracht sind oder die mit solchen Materialien an einer oder an zwei Hauptseiten versehen ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umgibt der Übergangsbereich einen Zentralbereich des optischen Elements. Dass der Übergangsbereich den Zentralbereich umgibt, kann bedeuten, dass der Zentralbereich ringsum von dem Übergangsbereich umgeben ist, beispielsweise mit einer konstanten oder näherungsweise konstanten Breite. Mit anderen Worten kann der Übergangsbereich, in Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung, mit einer Toleranz von höchstens 25% oder von höchstens 10%, bezogen auf eine mittlere Breite, eine gleich bleibende Breite aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils beträgt ein Transmissionsgrad oder ein mittlerer Transmissionsgrad in dem Zentralbereich für von den Halbleiterchips emittierte Strahlung mindestens 80% oder mindestens 90% oder mindestens 95%. Mit anderen Worten ist das optische Element in dem Zentralbereich vollständig oder nahezu vollständig durchlässig für von den Halbleiterchips emittierte Strahlung. Beispielsweise ist der Zentralbereich des optischen Elements durch eine transparente Glasplatte oder transparente Kunststoffplatte oder auch durch eine Aussparung oder ein Loch gebildet. Besonders bevorzugt ist der Transmissionsgrad über den gesamten Zentralbereich hinweg konstant oder näherungsweise konstant.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils nimmt der Transmissionsgrad in dem Übergangsbereich, in eine Richtung weg von dem Zentralbereich, monoton oder streng monoton ab. Eine Strahlungsdurchlässigkeit nimmt also, in einer radialen Richtung, in dem Übergangsbereich nach außen hin ab. An einem äußeren Rand des Übergangsbereichs, der am weitesten von dem Zentralbereich entfernt ist, beträgt der Transmissionsgrad bevorzugt höchstens 20% oder höchstens 10% oder höchstens 5%. Besonders bevorzugt ist an dem äußeren Rand des Übergangsbereichs das optische Element undurchlässig für von den Halbleiterchips im Betrieb emittierte Strahlung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils befinden sich die Halbleiterchips in einem Reflektor, wobei die Montagefläche eine Bodenfläche des Reflektors bildet. Seitenwände des Reflektors sind zum Beispiel kegelstumpfartig, pyramidenstumpfartig, zylinderartig oder wie eine Parabel geformt. Das optische Element befindet sich beispielsweise an einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Seite des Reflektors und/oder deckt den Reflektor vollständig oder teilweise ab.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umgibt der Übergangsbereich, in Draufsicht auf die Montagefläche gesehen, die Halbleiterchips ringförmig. In Draufsicht gesehen beträgt ein Abstand der Halbleiterchips von dem Übergangsbereich zum Beispiels mindestens eine mittlere Diagonalenlänge der Lichtaustrittsfläche der Halbleiterchips.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst das optische Element eine Blende oder ist das optische Element eine Blende. Die Blende weist einen mittleren Blendenöffnungsdurchmesser auf. Innerhalb des Blendenöffnungsdurchmessers befindet sich sowohl der Zentralbereich als auch der Übergangsbereich, insbesondere jeweils vollständig. Für den mittleren Blendenöffnungsdurchmesser D und für die mittlere Breite H des Übergangsbereichs gilt: 4 ≤ D/H ≤ 40 oder 7 ≤ D/H ≤ 25.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils wird von diesem, außerhalb des Übergangsbereichs, keine von den Halbleiterchips erzeugte Strahlung emittiert. Mit anderen Worten findet eine Strahlungsemission aus dem Halbleiterbauteil heraus ausschließlich in dem Zentralbereich und in dem Übergangsbereich statt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils sind alle Halbleiterchips in einem Flächenbereich der Montagefläche einbeschrieben. Beispielsweise weist der Flächenbereich eine kreisförmige, eine quadratische oder eine rechteckige Form auf. Ein Quadrat oder ein Rechteck minimaler Größe, in das alle Halbleiterchips einbeschreibbar sind, weist bevorzugt eine Größe von mindestens 3 mm × 3 mm und/oder von höchstens 20 mm × 20 mm auf. Alternativ oder zusätzlich gilt für den mittleren Blendenöffnungsdurchmesser D und für einen mittleren Flächenbereichsdurchmesser d des Flächenbereichs: 3 ≤ D/d ≤ 30.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils gilt für einen mittleren Abstand T des optischen Elements von den dem optischen Element zugewandten Lichtaustrittsflächen der Halbleiterchips und für den mittleren Blendenöffnungsdurchmesser D: 0,25 ≤ D/T ≤ 6 oder 1 ≤ D/T ≤ 5.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils nimmt der Transmissionsgrad in dem Übergangsbereich nach außen hin linear ab, insbesondere bis auf Null. Mit anderen Worten ist der Transmissionsgradient in dem Übergangsbereich konstant.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils nimmt der Transmissionsgrad in dem Übergangsbereich, in eine Richtung weg von dem Zentralbereich, stufenförmig ab, insbesondere bis auf Null. Der Übergangsbereich weist hierbei mehrere Stufen bezüglich des Transmissionsgrades auf. Innerhalb einer Stufe ist der Transmissionsgrad konstant oder näherungsweise konstant. Ein Transmissionsgrad benachbarter Stufen weicht bevorzugt um höchstens 20 Prozentpunkte oder um höchstens 15 Prozentpunkte oder um höchstens 10 Prozentpunkte voneinander ab. Zum Beispiel weist der Übergangsbereich mindestens fünf oder mindestens acht oder mindestens zwölf solcher Stufen hinsichtlich des Transmissionsgrades auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist der Übergangsbereich, in Draufsicht gesehen, dreieckförmige Zacken auf. In den Zacken ist ein Transmissionsgrad bevorzugt konstant oder näherungsweise konstant. Der Transmissionsgrad der dreieckförmigen Zacken beträgt bevorzugt höchstens 20% oder höchstens 10% oder höchstens 5%. Insbesondere sind die Zacken für von den Halbleiterchips im Betrieb erzeugte Strahlung undurchlässig. Eine Breite der Zacken nimmt jeweils nach außen hin, in eine Richtung weg von dem Zentralbereich, zu.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils gilt für eine maximale Breite B der Zacken und für die mittlere Breite H des Übergangsbereichs: 0,5 ≤ H/B ≤ 5.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist der Transmissionsgradient in dem Übergangsbereich abhängig von einer Wellenlänge der von den Halbleiterchips emittierten Strahlung. Es ist möglich, dass der Übergangsbereich einen Transmissionsgradienten nur für einen spektralen Teilbereich der von den Halbleiterchips emittierten Strahlung aufweist und der Transmissionsgrad für andere Spektralbereiche der von den Halbleiterchips emittierten Strahlung über den gesamten Übergangsbereich hinweg näherungsweise konstant ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils emittieren die Halbleiterchips im Betrieb Strahlung in mindestens zwei voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen. Beispielsweise umfasst das Halbleiterbauteil einen oder mehrere Halbleiterchips, die blaues Licht und/oder weißes Licht oder grünlich-weißes Licht emittieren, und einen oder mehrere Halbleiterchips, die gelbes Licht und/oder rotes Licht emittieren. Insbesondere umfasst das Halbleiterbauteil genau zwei in verschiedenen Spektralbereichen emittierende Arten von Halbleiterchips.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils emittieren alle Halbleiterchips, mit Ausnahme genau eines Halbleiterchips, im Betrieb im gleichen Wellenlängenbereich Strahlung. Insbesondere weist das Halbleiterbauteil genau einen im roten Spektralbereich emittierenden Halbleiterchip auf und weist ansonsten mindestens zwei im weißen Spektralbereich oder im grünlich-weißen Spektralbereich emittierende Halbleiterchips auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist der genau eine, andersfarbig emittierende Halbleiterchip an der Montagefläche zentral bezüglich der anderen Halbleiterchips angeordnet. Der im Betrieb andersfarbig emittierende Halbleiterchip ist insbesondere von den weiteren Halbleiterchips regelmäßig ringsum umgeben. Ein Abstand des andersfarbig emittierenden Halbleiterchips zu dem Übergangsbereich ist also größer als ein Abstand der weiteren Halbleiterchips zu dem Übergangsbereich, in eine Draufsicht auf das Halbleiterbauteil gesehen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils sind die Halbleiterchips in einem regelmäßigen Muster an der Montagefläche angeordnet. Bei dem Muster handelt es sich beispielsweise um ein hexagonales Gitter oder um ein rechteckiges oder quadratisches Gitter.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils beträgt ein mittlerer Abstrahlwinkel von mindestens einem der Halbleiterchips oder von der Mehrzahl der Halbleiterchips oder von allen Halbleiterchips wenigstens 120° oder wenigstens 135° oder wenigstens 150°. Der mittlere Abstrahlwinkel ist hierbei ein minimaler, zusammenhängender Winkelbereich, in dem in einer bestimmten Schnittebene gesehen 50% der Strahlungsintensität emittiert wird. Der mittlere Abstrahlwinkel ist also bezogen auf die volle Breite bei halber Höhe des Maximums, kurz FWHM. Es sind dann die Halbleiterchips bevorzugt keine so genannten Lambert'schen Strahler. Die Halbleiterchips emittieren bevorzugt mit einem größeren mittleren Abstrahlwinkel als für einen Lambert'schen Strahler der Fall. Für einen Lambert'schen Strahler ist die in eine Richtung abgestrahlte Intensität I gleich einer maximalen Intensität I0 mal dem Kosinus des Winkels β zum Lot der Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips: I(β) = I0 cos β.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist mindestens einer der oder sind die Halbleiterchips so genannte Lambert'sche Strahler. Insbesondere gilt der Zusammenhang I(β) = I0 cos β, bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 0,05 I0.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils liegt der mittlere Blendenöffnungsdurchmesser zwischen einschließlich 20 mm und 120 mm, insbesondere zwischen einschließlich 40 mm und 100 mm. Der mittlere Abstand des optischen Elements zu der Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips beträgt alternativ oder zusätzlich zwischen einschließlich 20 mm und 80 mm oder zwischen einschließlich 25 mm und 50 mm. Die mittlere Breite des Übergangsbereichs beträgt alternativ oder zusätzlich zwischen einschließlich 1 mm und 10 mm oder zwischen einschließlich 3 mm und 7 mm.
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Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Es zeigen:
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1, 3 und 4 schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Halbleiterbauteilen,
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Halbleiterbauteils,
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5 und 6 schematische Darstellungen von optischen Elementen für hier beschriebene Halbleiterbauteile, und
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7 schematische Darstellungen des Transmissionsgradienten von optischen Elementen für hier beschriebene Halbleiterbauteile.
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In 1A ist eine schematische Draufsicht und in 1B eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 dargestellt. Das Halbleiterbauteil 1 weist einen Reflektor 4 auf, dessen Bodenfläche eine Montagefläche 5 für optoelektronische Halbleiterchips 2, 2a bildet. Die Halbleiterchips 2, 2a sind in einem quadratischen Flächenbereich 6 an der Montagefläche 5 angebracht. Der Flächenbereich 6 weist eine Größe zwischen einschließlich 3 mm × 3 mm und 20 mm × 20 mm auf. Die Halbleiterchips 2, 2a sind matrixartig in dem Flächenbereich 6 angeordnet. Der Reflektor 4 ist im Querschnitt gesehen kegelstumpfartig geformt.
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An einer der Montagefläche 5 gegenüberliegenden Seite ist der Reflektor 4 von einem optischen Element 3 überdeckt. Das optische Element 3 weist einen Abstand T zu dem optischen Element 3 zugewandten Lichtaustrittsflächen der Halbleiterchips 2, 2a auf, der eine mittlere Länge von Diagonalen der Lichtaustrittsflächen der Halbleiterchips 2, 2a bevorzugt um mindestens einen Faktor 10 übersteigt. Es weist das optische Element 3 einen Zentralbereich 35 auf, der ringsum von einem Übergangsbereich 30 mit einer konstanten Breite H umgeben ist. Der Übergangsbereich 30 umgibt die Halbleiterchips 2, 2a vollständig ringsum und überdeckt die Halbleiterchips 2, 2a, in Draufsicht gesehen, nicht.
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Das optische Element 3 ist senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung M des Halbleiterbauteils 1 und somit parallel zu der Montagefläche 5 orientiert. In einer lateralen Richtung L, quer zu der Hauptabstrahlrichtung M, nimmt ein Transmissionsgrad des optischen Elements 3 in dem Übergangsbereich 30 nach außen hin kontinuierlich ab. In dem Übergangsbereich 30 nimmt ein Absorptionsvermögen des optischen Elements 3 oder, bevorzugt, an einer den Halbleiterchips 2, 2a zugewandten Seite ein Reflexionsvermögen des optischen Elements 3 nach außen hin, in eine Richtung weg von dem Zentralbereich 35, stetig zu. In dem Zentralbereich 35 ist das optische Element 3 transparent und wirkt nicht strahlformend.
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Optional handelt es sich bei den Halbleiterchips 2, die ringsum um den zentralen Halbleiterchip 2a angeordnet sind, um baugleiche, im selben Spektralbereich emittierende Halbleiterchips, beispielsweise um weißes oder grünlichweißes Licht emittierende Leuchtdioden. Der zentrale Halbleiterchip 2a ist beispielsweise eine im roten Spektralbereich emittierende Leuchtdiode.
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In 2 ist in einer schematischen Schnittdarstellung ein herkömmliches Halbleiterbauteil illustriert. An der Montagefläche 5 des Reflektors 4 sind mehrere Halbleiterchips 2 angebracht, die entlang der Hauptabstrahlrichtung M mit einem mittleren Abstrahlwinkel α im Betrieb Strahlung emittieren. Der Reflektor 4 ist von einer Abdeckplatte 8 mit einer zentralen Apertur abgedeckt. Im Bereich der Apertur ist die Abdeckplatte 8 vollständig transparent für von den Halbleiterchips 2 emittierte Strahlung, um die Apertur herum ist die Abdeckplatte 8 vollständig undurchlässig für die im sichtbaren Spektralbereich liegende Strahlung.
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Durch die Abdeckplatte 8 werden bestimmte Richtungsanteile der von den Halbleiterchips 2 emittierten Strahlung scharf abgeschnitten. Hierdurch entstehen verschiedene Beleuchtungsbereiche A1, A2, A3 an einer von dem Halbleiterbauteil beleuchteten Fläche 7. In den Beleuchtungsbereich A1 gelangt Strahlung aller Halbleiterchips 2. In die Beleuchtungsbereiche A2, A3 gelangt jeweils nur die Strahlung von einem Teil der Halbleiterchips 2. Dadurch, dass die Abdeckplatte 8 keinen Übergangsbereich mit einem Transmissionsgradienten aufweist, entstehen um den zentralen Beleuchtungsbereich A1 die ringförmigen Beleuchtungsbereiche A2, A3 mit geringerer Beleuchtungsintensität.
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Die verschiedenen Beleuchtungsbereiche A2, A3 sind vergleichsweise scharf voneinander durch Helligkeitsübergänge abgegrenzt und können für einen Betrachter irritierende Muster verursachen. Diese störenden, scharfen Übergänge zwischen verschiedenen Beleuchtungsbereichen A1, A2, A3 sind durch das optische Element 3, wie etwa in 1 dargestellt, vermeidbar oder zumindest stark reduzierbar. Die Ausprägung von Helligkeitsstufen ist durch ein solches optisches Element 3 also unterbunden oder stark verringert.
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Derartige, voneinander abgetrennte Beleuchtungsbereiche könnten auch durch die Verwendung eines einzigen Halbleiterchips vermieden werden. Durch lediglich einen einzigen Halbleiterchip ist jedoch die Beleuchtungsintensität limitiert. Bei Verwendung eines Diffusors nahe der Halbleiterchips zur Reduzierung von Helligkeitsstufen ist lediglich eine Lambert'sche Abstrahlcharakteristik erzielbar mit einem vergleichsweise kleinen mittleren Abstrahlwinkel von typisch höchstens 120°. Zudem ist, um eine Blendung zu vermeiden, ein vergleichsweise tiefer Reflektor einzusetzen. Durch die Verwendung eines wie beschrieben ausgeprägten optischen Elements können mehrere Halbleiterchips eingesetzt werden und auf einen Diffusor kann verzichtet werden. Gleichzeitig ist es möglich, einen größeren Abstrahlwinkel zu realisieren.
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In 3 ist in einer perspektivischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt. An der Montagefläche 5 befinden sich sieben Halbleiterchips 2, die in einem hexagonalen, regelmäßigen Muster angeordnet sind. Der Reflektor 4 ist tubusartig geformt. Das optische Element 3 weist in dem Übergangsbereich 30 eine Vielzahl von dreieckförmigen Zacken 33 auf. Die Zacken 33 sind aus einem strahlungsundurchlässigen Material geformt. An einer den Halbleiterchips 2 zugewandten Seite, sind die Zacken 33 bevorzugt reflektierend ausgebildet. In dem Übergangsbereich 30 nimmt nach außen hin ein Flächenanteil der Zacken 33 stetig zu. Hierdurch nimmt der Transmissionsgrad in dem Übergangsbereich nach außen hin kontinuierlich ab. Es ist möglich, dass die Zacken 33, in Draufsicht gesehen, abgerundete Ecken aufweisen, anders als dargestellt.
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In 4A ist in einer Draufsicht und in 4B in einer Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 mit einem mit den Zacken 33 geformten optischen Element 3 gezeigt. Für eine mittlere Breite H des Übergangsbereichs 30 sowie für eine maximale Breite B der Zacken 33 gilt bevorzugt: 0,5 ≤ H/B ≤ 5. Die Halbleiterchips 2 sind innerhalb des Flächenbereichs 6 in einem regelmäßigen Fünfeck angeordnet. Der Flächenbereich 6 weist einen mittleren Flächenbereichdurchmesser d auf, in den alle Halbleiterchips 2 einbeschrieben sind.
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Das optische Element 3 mit dem kreisförmigen Zentralbereich 35 und dem kreisringförmigen Übergangsbereich 33 weist einen mittleren Blendenöffnungsdurchmesser D auf, der beispielsweise bei zirka 60 mm liegt. Der Blendenöffnungsdurchmesser D beschreibt den mittleren Durchmesser, bis zu dem ein mittlerer Transmissionsgrad, bezogen auf einen Abstand von dem Zentralbereich 35, in dem Übergangsbereich 30 auf Null zurückgegangen ist.
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Gemäß 1 ist der Übergangsbereich 30 durch einen Graukeil realisiert, bei dem der Transmissionsgrad nach außen hin kontinuierlich abnimmt. Gemäß den 3 und 4 ist der Übergangsbereich durch eine zackenartige Struktur realisiert, bei dem ein Anteil eines lichtundurchlässigen Materials in eine Richtung weg von dem Zentralbereich 35 linear zunimmt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist das optische Element 3 durch ein transparentes Material gebildet, auf dem in dem Übergangsbereich 30 lichtundurchlässige Bereiche aufgebracht, zum Beispiel aufgedruckt, sind. Ein Anteil der lichtundurchlässigen Bereiche, die inselartig ausgebildet sind, nimmt entlang der lateralen Richtung L nach außen hin zu. Hierdurch ist ein näherungsweise kontinuierlicher Verlauf oder ein stufenartiger Verlauf des Transmissionsgrades entlang der lateralen Richtung L erzielbar.
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Das optische Element 3 gemäß 6 ist, in Draufsicht gesehen, elliptisch geformt. Ein Quotient aus den Längen einer Längsachse D1 und einer kurzen Achse D2 liegt bevorzugt zwischen einschließlich 1,05 und 2, insbesondere zwischen einschließlich 1,05 und 1,5. Durch ein derartiges optisches Element 3 sind Halbleiterbauteile zum Beispiel zur Beleuchtung von langgestreckten Bereichen, etwa den Fluren von Gebäuden, realisierbar. Anders als in den Figuren dargestellt ist es ebenso möglich, anstelle eines kreisförmigen oder ellipsenförmigen Übergangsbereichs auch rechteckförmige oder quadratische Übergangsbereiche zu formen.
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In 7 ist der Transmissionsgrad t in dem Übergangsbereich 30 entlang der lateralen Richtung L dargestellt. Gemäß 7A nimmt der Transmissionsgrad t linear nach außen hin ab, vergleiche insbesondere die Ausführungsbeispiele gemäß der 1, 3, 4 oder 6. In 7B ist eine stufenartige Abnahme des Transmissionsgrades t entlang der lateralen Richtung L dargestellt, beispielsweise wie über eine Ausführung des optischen Elements 3 analog zu 5 realisierbar.
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Weist das Halbleiterbauteil 1 zwei oder mehr Arten von Halbleiterchips 2 auf, die in verschiedenen Spektralbereichen Strahlung emittieren, so ist es möglich, dass in dem Übergangsbereich 30 der Transmissionsgrad t einen linearen oder stufenartigen Verlauf lediglich für Strahlung von einem Teil der Halbleiterchips 2 aufweist, etwa bei Ausführungsbeispielen in Anlehnung an 1. Der stufenartige Verlauf des Transmissionsgrades t ist als durchgezogene Linie in 7C gezeichnet. Für von anderen Halbleiterchips 2a emittierte Strahlung kann der Transmissionsgrad t dann in dem Übergangsbereich 30 konstant sein und an einem äußeren Rand des Übergangsbereichs 30 abrupt auf Null oder näherungsweise Null zurückgehen, vergleiche die Strich-Linie in 7C.
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Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
