-
Es wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angegeben. Darüber hinaus wird ein Scheinwerfer mit einem solchen optoelektronischen Halbleiterchip angegeben.
-
Aus dem Dokument
DE 10 2009 037 186 A1 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip bekannt, der mehrere Segmente mit jeweils einem Konversionselement aufweist.
-
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen optoelektronischen Halbleiterchip anzugeben, bei dem, in Draufsicht gesehen, nebeneinander mehrere Farbeindrücke realisierbar sind.
-
Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen optoelektronischen Halbleiterchip und durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge beinhaltet eine aktive Schicht zur Erzeugung einer Primärstrahlung. Bei der Primärstrahlung handelt es sich bevorzugt um ultraviolettes Licht oder um blaues Licht. Insbesondere liegt eine Hauptwellenlänge der Primärstrahlung bei Wellenlängen kleiner 500 nm. Die Hauptwellenlänge, englisch peak wavelength, ist diejenige Wellenlänge, bei der die größte spektrale Energiedichte von der aktiven Schicht erzeugt wird.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip eine oder mehrere erste Konversionselemente. Das mindestens eine erste Konversionselement ist zur Erzeugung einer ersten Sekundärstrahlung eingerichtet. Das erste Konversionselement wandelt hierzu einen Teil der Primärstrahlung oder die gesamte Primärstrahlung, die in das erste Konversionselement gelangt, in die erste Sekundärstrahlung um. Die erste Sekundärstrahlung weist bevorzugt eine größere Wellenlänge auf als die Primärstrahlung. Es ist möglich, dass die Primärstrahlung das erste Konversionselement nicht oder nicht in signifikantem Umfang durchlaufen kann.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet der Halbleiterchip eines oder mehrere zweite Konversionselemente. Das mindestens eine zweite Konversionselement ist zur Erzeugung einer zweiten Sekundärstrahlung durch teilweise oder vollständige Wellenlängenkonversion der zu dem zweiten Konversionselement gelangenden Primärstrahlung eingerichtet. Insbesondere kann ein Teil der Primärstrahlung das zweite Konversionselement durchlaufen, sodass die zweite Sekundärstrahlung einen Anteil der Primärstrahlung aufweist und es sich um eine Mischstrahlung handelt. Bei der zweiten Sekundärstrahlung handelt es sich besonders bevorzugt um weißes Licht. Der Begriff weißes Licht kann bedeuten, dass ein Farbort der zweiten Sekundärstrahlung in der CIE-Normfarbtafel um höchstens 0,1 oder um höchstens 0,05 Einheiten von der Schwarzkörperkurve abweicht.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Halbleiterschichtenfolge in mindestens zwei oder mehr als zwei elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbare Segmente unterteilt. Die Segmente sind lateral nebeneinander und benachbart angeordnet, in Draufsicht auf eine Strahlungshauptseite des Halbleiterchips gesehen. Die Halbleiterschichtenfolge kann zwischen benachbarten Segmenten vollständig oder nur zum Teil entfernt sein. Es ist also möglich, dass die einzelnen Segmente inselförmig aus der Halbleiterschichtenfolge herausgearbeitet sind oder dass die Segmente durch einen Teilbereich der Halbleiterschichtenfolge untereinander alle miteinander verbunden sind.
-
Es sind alle Segmente also aus derselben, epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichtenfolge erzeugt. Die Halbleiterschichtenfolge erstreckt sich, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, identisch und in ungeändertem Schichtaufbau und in ungeänderter Zusammensetzung über alle Segmente hinweg. Eine räumliche Position der fertig hergestellten Segmente relativ zueinander in der Ebene der Halbleiterschichtenfolge ist im Vergleich zur noch nicht segmentierten und noch nicht strukturierten Halbleiterschichtenfolge bevorzugt nicht verändert.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterchips sind die Konversionselemente jeweils auf Strahlungshauptseiten der Segmente angebracht. Bevorzugt ist dann jedem der Segmente genau eines der Konversionselemente eineindeutig zugeordnet. Weiterhin sind die Konversionselemente bevorzugt derart auf den Segmenten angebracht, dass die Konversionselemente, in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen, nicht überlappen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform stehen die Konversionselemente in mittelbarem oder in unmittelbarem Kontakt zu den Strahlungshauptseiten der Segmente. Die Konversionselemente können also die Halbleiterschichtenfolge berühren. Insbesondere befindet sich, im Falle eines mittelbaren Kontakts, zwischen dem Halbleitermaterial der Segmente und den Konversionselementen höchstens ein Verbindungsmittel, um die Konversionselemente an den Segmenten zu befestigen. Bei dem Verbindungsmittel handelt es sich zum Beispiel um einen Kleber mit einem Silikon.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Sekundärstrahlung um farbiges Licht, insbesondere um gelbes und/oder um oranges Licht. Beispielsweise liegt ein Farbort der ersten Sekundärstrahlung mit einer Toleranz von höchstens 0,07 Einheiten oder von höchstens 0,05 Einheiten auf der Spektralfarblinie der CIE-Normfarbtafel. Ein Farbton der ersten Sekundärstrahlung liegt insbesondere zwischen einschließlich 575 nm und 595 nm.
-
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der optoelektronische Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge mit mindestens einer aktiven Schicht zur Erzeugung einer Primärstrahlung mit einer Hauptwellenlänge kleiner 500 nm. Der Halbleiterchip beinhaltet ferner mindestens ein erstes Konversionselement zur Erzeugung einer ersten Sekundärstrahlung und mindestens ein zweites Konversionselement zur Erzeugung einer zweiten Sekundärstrahlung, wobei die Sekundärstrahlungen durch teilsweise oder vollständige Wellenlängenkonversion der Primärstrahlung generiert werden. Die Halbleiterschichtenfolge ist in elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbare und lateral benachbart angeordnete Segmente unterteilt. Die Konversionselemente sind auf Strahlungshauptseiten der Segmente angebracht und können in unmittelbarem Kontakt zu der Halbleiterschichtenfolge stehen. Bei der ersten Sekundärstrahlung handelt es sich um farbiges, insbesondere um gelbes Licht und bei der zweiten Sekundärstrahlung handelt es sich um weißes Licht.
-
Dadurch, dass die Halbleiterschichtenfolge segmentiert ist, ist ein Abstand zwischen den Bereichen, in denen die erste oder die zweite Sekundärstrahlung emittiert wird, nur sehr gering. Ferner ist durch die Segmentierung erzielbar, dass eine vergleichsweise scharfe, farbliche Abgrenzung zwischen den die Sekundärstrahlung emittierenden Bereichen möglich ist.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Flächenverhältnis der ersten und der zweiten Konversionselemente, in Draufsicht auf die Halbleiterschichtenfolge gesehen, bei mindestens 0,25 oder bei mindestens 0,5 oder bei mindestens 0,75 oder bei mindestens 1. Alternativ oder zusätzlich liegt das Flächenverhältnis bei höchstens 4 oder bei höchstens 3 oder bei höchstens 2,5. Insbesondere liegt das Flächenverhältnis der ersten und der zweiten Konversionselemente bei mindestens 1,25 und/oder bei höchstens 2,25, so dass das mindestens eine erste Konversionselement eine größere Fläche einnimmt als das mindestens eine zweite Konversionselement.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Flächenverhältnisse der ersten und der zweiten Konversionselemente derart eingestellt, dass ein Quotient aus dem Lichtstrom der ersten Sekundärstrahlung und dem Lichtstrom der zweiten Sekundärstrahlung bei mindestens 0,25 oder bei mindestens 0,5 oder bei mindestens 0,75 liegt. Der Quotient beträgt alternativ oder zusätzlich höchstens 4 oder höchsten 2 oder höchstens 1,25. Mit anderen Worten erscheinen die Sekundärstrahlungen dann dem menschlichen Auge näherungsweise gleich hell. Der Lichtstrom wird in Lumen angegeben.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform berühren sich die ersten und die zweiten Konversionselemente gegenseitig nicht. Es können also die ersten Konversionselemente von den zweiten Konversionselementen beabstandet sein. Sind mehrere der ersten Konversionselemente vorhanden, so ist es möglich, dass sich die ersten Konversionselemente untereinander nicht berühren. Entsprechendes kann für die zweiten Konversionselemente gelten. Mit anderen Worten können die Konversionselemente paarweise voneinander beabstandet sein.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Konversionselementen höchstens 150 µm oder höchstens 110 µm oder höchstens 75 µm oder höchstens 40 µm. Es liegt der mittlere Abstand alternativ oder zusätzlich bei höchstens 15 % oder bei höchstens 10 % oder bei höchstens 5 % einer mittleren Kantenlänge des Halbleiterchips und/oder der Halbleiterschichtenfolge.
-
Ein mittlerer Abstand zwischen den Segmenten ist von dem mittleren Abstand zwischen den jeweils zugehörigen Konversionselementen verschieden. Insbesondere kann der mittlere Abstand zwischen den Segmenten kleiner sein als der mittlere Abstand zwischen den zugehörigen Konversionselementen.
-
Zwischen mindestens zwei der Konversionselementen befindet sich eine optische Abschirmung. Die optische Abschirmung ist strahlungsundurchlässig für die Primärstrahlung sowie für die erste und die zweite Sekundärstrahlung.
-
Strahlungsundurchlässig kann bedeuten, dass eine Transmissionsgrad für die Primärstrahlung sowie für die Sekundärstrahlungen höchstens 20 % oder höchstens 10 % oder höchstens 3 % oder höchstens 1 % beträgt. Die mindestens eine Abschirmung trennt bevorzugt die ersten Konversionselemente optisch von den zweiten Konversionselementen. Sind zum Beispiel mehrere erste Konversionselemente vorhanden, so kann die optische Abschirmung auch jeweils zwischen benachbarten ersten Konversionselementen angeordnet sein, entsprechendes gilt im Falle mehrerer zweiter Konversionselemente.
-
Die optische Abschirmung reicht mindestens bis zu der Halbleiterschichtenfolge abgewandten Seiten der Konversionselemente, von der Halbleiterschichtenfolge aus gesehen. Mit anderen Worten ist es dann möglich, dass zwischen benachbarten Konversionselementen keine direkte, nicht von der optischen Abschirmung unterbrochene Sichtlinie besteht. Insbesondere ist es möglich, dass die mindestens eine optische Abschirmung die Konversionselemente überragt, in Richtung weg von der Halbleiterschichtenfolge.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Segmente, in Draufsicht gesehen, eine rechteckige oder eine quadratische Grundform auf. Ebenso ist es möglich, dass die Segmente eine dreieckige, eine rautenförmige, eine trapezförmige oder eine sechseckige Grundform aufweisen. Insbesondere können die Segmente als regelmäßige Sechseckige oder als gleichseitige Dreiecke oder als rechtwinklige Dreiecke ausgebildet sein. Die zugehörigen Konversionselemente können jeweils dieselbe Grundform aufweisen wie die Segmente.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Segmente unterschiedliche Flächeninhalte auf, in Draufsicht gesehen. Dies kann ebenso für die Konversionselemente gelten. In diesem Fall ist insbesondere genau ein Segment für das genau eine erste Konversionselement und genau ein Segment für das genau eine zweite Konversionselement vorgesehen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Halbleiterchip mehrere der ersten Konversionselemente. Bevorzugt ist dann mehreren der Segmente jeweils eines der ersten Konversionselemente nachgeordnet. Es ist möglich, dass diese Segmente, denen jeweils eines der ersten Konversionselemente nachgeordnet ist, in Draufsicht gesehen gleich geformt sind, ebenso wie die ersten Konversionselemente. Entsprechendes kann für die zweiten Konversionselemente gelten. Insbesondere können die ersten Konversionselemente und die zweiten Konversionselemente, wie auch die zugehörigen Segmente, jeweils gleich geformt sein.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind, in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen, mehrere der ersten Konversionselemente um das mindestens eine zweite Konversionselement herum angeordnet. Die ersten Konversionselemente können das zweite Konversionselement hierbei rahmenartig oder umkreisförmig umgeben. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die ersten Konversionselemente eine um eines oder mehrere der zweiten Konversionselemente herum geschlossene Linie ausbilden. In analoger Weise können mehrere der zweiten Konversionselemente um eines oder mehrere der ersten Konversionselemente herum angeordnet sein.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist mehreren der Segmente eines der Konversionselemente zugeordnet. Ebenso können mehrere der Konversionselemente einem der Segmente zugeordnet sein.
-
Darüber hinaus wird ein Scheinwerfer angegeben. Der Scheinwerfer umfasst mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Scheinwerfers sind daher auch für den Halbleiterchip offenbart und umgekehrt.
-
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Scheinwerfer mindestens eine Optik, die dem mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip nachgeordnet ist. Nachgeordnet kann bedeuten, dass die von dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung zu mindestens 70 % oder zu mindestens 85 % oder zu mindestens 95 % zu der und/oder in die Optik gelangt. Mit anderen Worten gelangt die von dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung vollständig oder im Wesentlichen vollständig zu der oder in die Optik.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Scheinwerfers umfasst die Optik einen oder mehrere Lichtleiter oder ist die Optik ein Lichtleiter. Über mindestens einen solchen Lichtleiter ist es möglich, die von dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung zu einer Lichtaustrittsfläche des Scheinwerfers zu leiten.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Lichtleiter allen Segmenten des Halbleiterchips gemeinsam nachgeordnet. Es überdeckt der Lichtleiter dann also sowohl die ersten Konversionselemente als auch die zweiten Konversionselemente und ist dazu eingerichtet, die erste als auch die zweite Sekundärstrahlung aufzunehmen und zu leiten. Dies ist insbesondere ermöglicht durch den geringen Abstand zwischen den Segmenten und den Konversionselementen. Hierdurch ist erzielbar, dass die erste und die zweite Sekundärstrahlung an derselben Lichtaustrittsfläche des Scheinwerfers auskoppelbar sind. Alternativ hierzu ist es möglich, dass mehrere Lichtleiter einem der Halbleiterchips zugeordnet sind, wobei sich mindestens einer der Lichtleiter über mehrere der Segmente erstrecken kann.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Scheinwerfer mehrere der Halbleiterchips und/oder mehrere der Lichtleiter. Jedem der Halbleiterchips ist dann bevorzugt genau einer der Lichtleiter zugeordnet.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug wie ein Auto vorgesehen. Der mindestens eine Halbleiterchip ist dann als Lichtquelle sowohl für einen Blinker als auch für ein Tagfahrlicht eingerichtet. Die erste und die zweite Sekundärstrahlung weisen dann die für diese Zwecke vorgeschriebenen Farborte und Intensitäten auf. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um ein sogenanntes Po-Licht, englisch po light, handeln, zum Beispiel für Einsatzfahrzeuge etwa der Polizei. Es ist möglich, dass er Scheinwerfer zusätzliche Leuchtdiodenchips umfasst, die sich außerhalb der Optik befinden oder denen die Optik nicht nachgeordnet ist. Über solche zusätzlichen Leuchtdiodenchips können Einflüsse der Optik kompensiert werden.
-
Der Begriff Scheinwerfer schließt hierbei nicht notwendig aus, dass der Scheinwerfer nur das Tagfahrlicht und einen Blinker und/oder ein Bremslicht umfasst und die zur Nachtfahrt vorgesehene Lichtquelle durch ein separates Bauteil realisiert ist.
-
Nachfolgend wird ein hier beschriebener optoelektronischer Halbleiterchip sowie ein hier beschriebener Scheinwerfer 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.
-
Es zeigen:
- 1 bis 9 schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterchips,
- 10 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Scheinwerfers, und
- 11 einen Ausschnitt aus der CIE-Normfarbtafel für die erste Sekundärstrahlung.
-
In 1 ist in einer schematischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterchips 1 gezeigt. Der Halbleiterchip 1 umfasst eine Halbleiterschichtenfolge 2, die in zwei Segmente 21, 22 unterteilt ist. Die Segmente 21, 22 sind lateral benachbart angeordnet und sind elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbar. Zur elektrischen Ansteuerung umfasst der Halbleiterchip 1 vier elektrische Kontaktstellen 7. Die Kontaktstellen 7 sind längs einer Kante des Halbleiterchips 1 angeordnet. Bei den Kontaktstellen 7 kann es sich zum Beispiel um Lötkontakte, um Bondpads oder um Steckkontakte handeln.
-
Anders als dargestellt können sich die Kontaktstellen 7 auch an einer der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Rückseite des Trägers 6 befinden. An den Kontaktstellen 7 können Bonddrähte angebracht sein.
-
Auf den Segmenten 21, 22 sind ein erstes Konversionselement 31 und ein zweites Konversionselement 32 angebracht. Das erste Konversionselement 31 ist durch eine Schraffur gekennzeichnet, wie auch in allen anderen Abbildungen. Die Konversionselemente 31, 32 sind eineindeutig den Segmenten 21, 22 zugeordnet. Auch die Konversionselemente 31, 32 sind lateral voneinander beabstandet.
-
Im Betrieb des Halbleiterchips 1 wird in der Halbleiterschichtenfolge 2 bevorzugt blaues Licht erzeugt. Dieses blaue Licht stellt eine Primärstrahlung dar. Aus dieser Primärstrahlung wird von dem ersten Konversionselement 31 eine erste Sekundärstrahlung erzeugt, bei der es sich um farbiges Licht, bevorzugt um gelbes Licht, handelt. Über das zweite Konversionselement 32 wird aus einem Teil der Primärstrahlung eine zweite Sekundärstrahlung generiert. Bei der zweiten Sekundärstrahlung, insbesondere zusammen mit einem Rest der Primärstrahlung, handelt es sich um weißes Licht. Ein Flächenverhältnis der Konversionselemente 31, 32 liegt, in Draufsicht gesehen, zum Beispiel bei ungefähr 2:1.
-
Eine Kantenlänge L des Halbleiterchips 1 liegt beispielsweise zwischen einschließlich 400 µm und 2500 µm, insbesondere bei ungefähr 1000 µm. In 1 weist der Halbleiterchip 1 genau zwei der Konversionselemente 31, 32 auf. Abweichend von der Darstellung ist es möglich, dass auch mehr als zwei der Konversionselemente 31, 32 vorhanden sind, entsprechendes gilt für die 2 bis 7 und 10 in analoger Weise. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist bevorzugt jedem der Segmente 21, 22 genau eines der Konversionselemente 31, 32 nachgeordnet. Eine Materialzusammensetzung der Konversionselemente 31, 32 variiert in lateraler Richtung bevorzugt nicht.
-
Optional befindet sich zwischen den Konversionselementen 31, 32 eine optische Abschirmung 4. Durch die optische Abschirmung 4 gelangt keine erste Sekundärstrahlung in das zweite Konversionselement 32 und umgekehrt hinsichtlich der zweiten Sekundärstrahlung. Die optische Abschirmung 4 ist also undurchlässig für die erste und die zweite Sekundärstrahlung sowie für die Primärstrahlung.
-
Beispielsweise ist die optische Abschirmung 4 durch einen Verguss mit einem Matrixmaterial und darin eingebetteten Partikeln gebildet. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um ein Silikon oder um ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial handeln. Die Partikel in der Abschirmung 4 sind zum Beispiel reflektierende Partikel, etwa aus Titandioxid, oder absorbierende Partikel, etwa aus Russ. Ferner optional ist es möglich, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, dass an einer der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandten Seite der Abschirmung 4 eine reflektierende oder absorbierende, hier nicht gezeichnete Schicht aufgebracht ist. Eine solche bevorzugt reflektierende Schicht kann alternativ oder zusätzlich auch an Seitenflächen der Segmente 21, 22 und/oder der Konversionselemente 31, 32 aufgebracht sein.
-
In 2 ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleiterchips 1 gezeigt. Die Halbleiterschichtenfolge 2, die in die Segmente 21, 22 unterteilt ist, ist auf einer Trägeroberseite 60 eines Trägers 6 angebracht. Der Träger 6 ist bevorzugt von einem Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge 2 verschieden. Jedoch kann es sich bei dem Träger 6 auch um ein Aufwachssubstrat wie Saphir oder um SiC handeln. Die Halbleiterschichtenfolge 2 umfasst mindestens eine aktive Schicht 20, als Strich-Linie gezeichnet. Zur Unterteilung in die Segmente 21, 22 ist die Halbleiterschichtenfolge 2, in Richtung senkrecht zu der Trägeroberseite 60, vollständig zerteilt. Eine relative Position des Segment 21, 22 zueinander, im Vergleich zu den relativen Positionen an einem Aufwachssubstrat für die Halbleiterschichtenfolge 2, ist unverändert.
-
Die Konversionselemente 31, 32 sind unmittelbar an der Halbleiterschichtenfolge 2 angebracht, zum Beispiel über ein Druckverfahren. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Konversionselemente 31, 32 separat gefertigt sind und als keramische Plättchen oder als Silikonplättchen ausgebildet sind, wobei in diese Plättchen dann ein oder mehrere Konversionsmittel eingebracht sind. Zwischen den Konversionselementen 31, 32 und der Halbleiterschichtenfolge 2 befindet sich dann ein Verbindungsmittel, insbesondere ein Silikon-basierter Kleber. Das Verbindungsmittel ist in den Figuren nicht dargestellt.
-
Die Konversionselemente 31, 32 sind im Rahmen der Herstellungstoleranzen deckungsgleich mit den Segmenten 21, 22. Ein Abstand C zwischen den benachbarten Konversionselementen 31, 32, in Richtung parallel zu der Trägeroberseite 60, entspricht einem Abstand D zwischen den Segmenten 21, 22.
-
Die optische Abschirmung 4 reicht bis zu dem Träger 6 abgewandten Seiten der Konversionselemente 31, 32 und füllt eine Lücke zwischen den Segmenten 21, 22 sowie zwischen den Konversionselementen 31, 32 im Wesentlichen vollständig aus. An einer dem Träger 6 abgewandten Seite ist die Abschirmung 4 zum Beispiel konkav geformt.
-
Bei der Schnittdarstellung des Halbleiterchips 1 gemäß 3 ist die Halbleiterschichtenfolge 2, in Richtung senkrecht zu dem Träger 6, nicht vollständig durchtrennt. Die einzelnen Segmente 21, 22 sind monolithisch durch ein Material der Halbleiterschichtenfolge 2 untereinander verbunden. Die mindestens eine aktive Schicht 20 erstreckt sich nicht durchgehend über die Segmente 21, 22. Zur Vereinfachung der Darstellung sind, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, elektrische Leitungen und elektrische Anschlusseinrichtungen zum Bestromen der einzelnen Segmente 21, 22 nicht gezeichnet.
-
Gemäß 3 weisen die Segmente 21, 22 eine größere Grundfläche auf als die zugehörigen Konversionselemente 31, 32. Der Abstand D zwischen den Segmenten 21, 22 ist kleiner als der Abstand C zwischen den Konversionselementen 31, 32. Die optische Abschirmung 4 überragt die Konversionselemente 31, 32, in Richtung weg von dem Träger 6.
-
Abweichend von der Darstellung in 3 kann auch der Abstand D zwischen den Segmenten 21, 22 größer sein als der Abstand C zwischen den Konversionselementen 31, 32. Die Konversionselemente 31, 32 überragen dann die Segmente 21, 22 lateral.
-
Weiterhin abweichend von 3 kann sich die Abschirmung 4 auch nur oder im Wesentlichen nur zwischen den Konversionselementen 31, 32 befinden. Der Bereich zwischen den Segmenten 21, 22 ist dann entweder evakuiert oder gasgefüllt oder mit einer weiteren, nicht gezeichneten Füllung versehen, die aus einem von der Abschirmung 4 verschiedenem Material geformt sein kann. Eine solche Füllung kann den Bereich zwischen den Segmenten 21, 22 auch nur teilweise ausfüllen, ebenso wie dies im Falle der Abschirmung 4 zwischen den Konversionselementen 31, 32 und/oder den Segmenten 21, 22 der Fall sein kann. Dann ist die Abschirmung 4 und/oder die Füllung zum Beispiel eine Beschichtung, die an Seitenflächen der Segmente 21, 22 und/oder der Konversionselemente 31, 32 aufgebracht ist und sich zwischen benachbarten Füllungen und/oder Abschirmungen 4 ein Spalt befindet.
-
Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass sich an den dem Träger 6 abgewandten Seiten der Konversionselemente 31, 32 und/oder der optischen Abschirmung 4 eine nicht gezeichnete Schutzschicht oder ein nicht gezeichneter Verguss befindet.
-
In den 4 bis 9 sind weitere Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Halbleiterchips 1 in schematischen Draufsichten gezeigt. Gemäß der 4 und 5 weisen die Halbleiterchips 1 jeweils drei der Kontaktstellen 7 auf. Eine der Kontaktstellen 7 ist als gemeinsame Elektrode für die Segmente 21, 22 ausgeformt. Entsprechendes kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Fall sein.
-
Ein Flächenverhältnis der Konversionselemente 31, 32 beträgt gemäß 4 ungefähr 2:1 und gemäß 5 ungefähr 1:2. Die Konversionselemente 31, 32 sowie die Segmente 21, 22 sind in Draufsicht gesehen jeweils als Rechtecke mit unterschiedlichem Flächeninhalt geformt. Längsrichtungen der Konversionselemente 31, 32 sind senkrecht zu einer Längsrichtung der Kontaktstellen 7 orientiert. Abweichend hiervon verlaufen die Längsrichtungen der Konversionselemente 31, 32 sowie der Kontaktstellen 7 in 6 parallel zueinander.
-
Gemäß 7 sind die Konversionselemente 31, 32 in Draufsicht gesehen als rechtwinklige Dreiecke mit unterschiedlichen Flächeninhalten geformt. Die optische Abschirmung 4 verläuft diagonal über den Halbleiterchip 1, anders als in den 4 bis 6, wo die optische Abschirmung 4 parallel zu Kanten des Halbleiterchips 1 orientiert ist.
-
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 8 ist ein zentrales zweites Konversionselement 32 auf dem Segment 22 angebracht. Die optional vorhandene Abschirmung 4 umgibt das zweite Konversionselement 32 rahmenförmig. Um das zweite Konversionselemente 32 herum sind vier entlang der Kanten des Halbleiterchips 1 angebrachte, lang gestreckte erste Konversionselemente 31 angebracht, die das zweite Konversionselement 32 im Wesentlichen ringsum umgeben. Die Kontaktstellen 7 sind an den vier Ecken des Halbleiterchips 1 angebracht. Es ist möglich, dass sich Kontaktstellen 7 nur an drei Ecken befinden, anders als gezeichnet.
-
Gemäß 9 sind die Segmente 21, 22 jeweils gleich geformt als regelmäßige Sechsecke. Auf zwei der Segmente 21 sind erste Konversionselemente 31 angebracht. Eines der Segmente 22 ist mit dem zweiten Konversionselement 32 versehen.
-
Die Segmente 21 mit den ersten Konversionselementen 31 sind bevorzugt elektrisch parallel geschaltet, können aber auch unabhängig voneinander einzeln ansteuerbar sein. Es ist möglich, dass sich die Konversionselemente 31, 32 berühren. Die beiden Konversionselemente 31 können, anders als dargestellt, auch einstückig ausgebildet sein. Anders als gezeichnet kann beim Ausführungsbeispiel gemäß 9 die optische Abschirmung 4 vorhanden sein.
-
In 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers 10 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Der Scheinwerfer 10 weist einen optoelektronischen Halbleiterchip 1 auf, insbesondere wie in Verbindung mit den 1 bis 9 illustriert. Dem Halbleiterchip 1 ist eine Optik 5 in Form eines Lichtleiters nachgeordnet. Die Optik 5 erstreckt sich über alle Segmente 21, 22 und somit auch über alle Konversionselemente 31, 32. Die Optik 5 ist dazu eingerichtet, sowohl die erste als auch die zweite Sekundärstrahlung aufzunehmen und zu leiten. Eventuell vorhandene, weitere optische Komponenten sind zur Vereinfachung der Darstellung in 10 nicht gezeichnet.
-
In 11B ist ein Ausschnitt aus der CIE-Normfarbtafel, siehe 11A, gezeigt. Der Farbort der ersten Sekundärstrahlung liegt bevorzugt in dem umrahmten Bereich, also in einem Viereck, das durch die vier Farborte mit den Koordinaten (0,545; 0,425), (0,597; 0,390), (0,610; 0,390) und (0,560; 0,440) aufgespannt ist.
-
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.
