DE102013204291A1 - Optoelektronisches Bauelement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein Trägersubstrat (140, 240, 245), einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (140, 240, 245) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (120, 220), eine Emissionsfläche (131, 231) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (111, 211) des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite (111, 211) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (131, 231) angrenzende reflektive Schicht (150, 250). In einer Ausgestaltung ist die Emissionsfläche (131) derart angeordnet, dass die Emissionsfläche (131) einen Teil des Randes der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements bildet. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Emissionsfläche (231) eine wenigstens so große Querschnittsbreite auf wie eine der Vorderseite (211) entgegen gesetzte Rückseite (212) des optoelektronischen Bauelements. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere optoelektronische Bauelemente.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere optoelektronische Bauelemente.
  • Optoelektronische Bauelemente können einen optoelektronischen Halbleiterchip zum Erzeugen einer Lichtstrahlung und einen Leuchtstoff für die partielle oder komplette Konversion der erzeugten Lichtstrahlung aufweisen. In einer bekannten Ausgestaltung ist ein plättchenförmiges und ein Konversionsmaterial aufweisendes Konversionselement direkt auf dem Halbleiterchip angeordnet. Der Halbleiterchip ist insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip (Light Emitting Diode). Das Konversionselement stellt eine vorderseitige Emissionsfläche bereit, über welche eine Lichtstrahlung abgegeben werden kann.
  • Bei verschiedenen Beleuchtungsanwendungen, zum Beispiel Fahrzeugscheinwerfer, kommt eine Anreihung mehrerer LED-Chips zum Einsatz, so dass ein hoher Lichtstrom erzielt werden kann. Üblicherweise wird ein kleiner Abstand der LED-Chips und damit der leuchtenden Emissionsflächen angestrebt, um ein homogenes Leuchtbild zu erhalten. Die LED-Lichtquellen sollen gleichzeitig flexibel einsetzbar sein, um ein kostenaufwändiges Bereitstellen vielfältiger Varianten von Leuchtvorrichtungen zu vermeiden.
  • Ein kleiner Abstand kann mit Hilfe von Bauelementen verwirklicht werden, bei denen mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sind. Bereiche zwischen den Chips und den Konversionselementen sowie um diese herum sind in der Regel mit einer reflektiven Schicht in Form eines Vergusses versehen. Hierdurch kann erzielt werden, dass eine Lichtstrahlung lediglich über die vorderseitigen Leuchtflächen der Konversionselemente abgegeben wird. Dieser Ansatz geht jedoch auf Kosten der Flexibilität.
  • Eine hohe Flexibilität ist durch Verwendung kleiner Bauelemente möglich, bei denen jeweils ein einzelner LED-Chip auf einem eigenen Trägersubstrat angeordnet ist. Der LED-Chip und das hierauf angeordnete Konversionselement, und dadurch die vorderseitige Emissionsfläche des Konversionselements, sind auch hier üblicherweise von einem reflektiven Verguss umschlossen, um Lichtstrahlung lediglich an der Emissionsfläche zu emittieren. Solche Einzelchip-Bauelemente können auf einem größeren Träger bzw. einer Platine angeordnet werden.
  • Von Nachteil ist, dass bei Verwendung von herkömmlichen Einzelchip-Bauelementen deren Leuchtflächen im Unterschied zu der oben beschrieben Ausgestaltung mit mehreren Chips nur mit einem größeren Abstand zueinander positioniert werden können. Dies liegt an Randbereichen der Bauelemente, welche zum Beispiel zum Erzielen der optischen Stabilität mit einem reflektiven Verguss ausgebildet werden, und einem für das Bestücken und Löten der einzelnen Bauelemente erforderlichen Abstand. Anders ausgedrückt, geht das Erzielen der hohen Flexibilität zu Lasten des Abstands der leuchtenden Emissionsflächen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für ein verbessertes optoelektronisches Bauelement anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht auf. Die Emissionsfläche ist derart angeordnet, dass die Emissionsfläche einen Teil des Randes der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bildet.
  • Das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement liegt in Form eines Einzelchip-Bauelements vor, bei dem lediglich ein einzelner optoelektronischer Halbleiterchip auf dem Trägersubstrat angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine hohe Flexibilität für das Ausbilden einer Leuchtvorrichtung aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen zur Verfügung gestellt werden. Die optoelektronischen Bauelemente können derart nebeneinander angeordnet werden, dass benachbarte vorderseitige Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelemente einen kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander aufweisen.
  • Dieser Vorteil wird durch den oben beschriebenen randseitigen Aufbau ermöglicht, gemäß welchem die vorderseitige Emissionsfläche des optoelektronischen Bauelements einen Teil des Randes der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bildet. Dies kann in einem oder mehreren Bereichen der Fall sein, so dass die Emissionsfläche an wenigstens einem Randbereich der Vorderseite angeordnet ist. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Bauelement, bei dem die vorderseitige Emissionsfläche vollständig von einer reflektiven Schicht umschlossen ist, kann durch die randseitige Anordnung Platz für reflektives Material eingespart werden, so dass eine nähere Positionierung von Emissionsflächen möglich ist. Bei einer Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoelektronischer Bauelemente kann der Abstand zwischen zwei Emissionsflächen insbesondere wenigstens um den eingesparten Anteil verringert sein.
  • Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements kann eine Lichtstrahlung im Wesentlichen über die Emissionsfläche abgegeben werden. Zusätzlich zu der vorderseitigen Strahlungsemission kann eine seitliche Emission von Lichtstrahlung in einem Bereich erfolgen, in welchem die Emissionsfläche einen Teil des Randes der Vorderseite bildet. Effizienzeinbußen infolge der seitlichen Lichtabgabe können durch geeignete Ausgestaltungen (beispielsweise Ausnutzen der Reflektivität eines benachbarten Bauelements) vermieden oder eingeschränkt werden. In einem anderen Bereich kann die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht bzw. ein an der Vorderseite vorliegender Abschnitt der reflektiven Schicht an die Emissionsfläche angrenzen, wodurch in einem solchen Bereich eine seitliche Abgabe von Lichtstrahlung unterdrückt werden kann. Der vorderseitige, an die Emissionsfläche angrenzende Abschnitt der reflektiven Schicht kann – zusätzlich zu der Emissionsfläche – einen weiteren Teil der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bilden.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements mit der randseitig angeordneten Emissionsfläche beschrieben. Insbesondere kann der optoelektronische Halbleiterchip ein Leuchtdioden-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips, also eines im Wesentlichen über eine vorderseitige Oberfläche emittierenden Halbleiterchips.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversionselement zur Strahlungskonversion auf. Das Konversionselement weist die zum Abgeben der Lichtstrahlung vorgesehene vorderseitige Emissionsfläche auf. Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements kann der Halbleiterchip eine primäre Lichtstrahlung erzeugen. Das Konversionselement kann wenigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Konversionsstrahlung umwandeln. Auf diese Weise kann eine Mischstrahlung aus diesen Teilstrahlungen erzeugt werden, welche von dem Konversionselement abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung des Halbleiterchips in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt.
  • Das Konversionselement kann plättchenförmig ausgebildet sein. Das Konversionselement kann auf einer Vorder- bzw. Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein, so dass eine Oberflächenkonversion (Chip Level Conversion) ermöglicht wird. Das Konversionselement kann mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs auf dem Halbleiterchip befestigt sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die randseitige Anordnung der Emissionsfläche dadurch verwirklicht, dass das Konversionselement an wenigstens einer, sich von der Vorderseite zu einer entgegen gesetzten Rückseite erstreckenden Seitenwand des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist, so dass ein Randabschnitt des Konversionselements einen Teil der betreffenden Seitenwand des optoelektronischen Bauelements bildet. In dieser Ausgestaltung kann ein übliches Konversionselement mit einer rechteckförmigen Querschnittsform zur Anwendung kommen. Eine Abgabe von Lichtstrahlung kann im Wesentlichen über die vorderseitige Emissionsfläche des Konversionselements stattfinden. Über den (wenigstens einen) Randabschnitt, welcher an der Seitenwand vorliegt und daher freiliegt, kann die oben beschriebene seitliche Lichtabgabe erfolgen. Das optoelektronische Bauelement kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass das Konversionselement einen, oder auch zwei oder drei freiliegende Randabschnitte aufweist. Der restliche Rand des Konversionselements bzw. ein oder mehrere weitere Randabschnitte des Konversionselements können von der reflektiven Schicht umgeben sein, so dass an diesen bedeckten Stellen eine austretende Lichtstrahlung wieder in das Konversionselement zurückreflektiert werden kann.
  • Das Konversionselement bzw. die von dem Konversionselement bereitgestellte Emissionsfläche kann im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der Halbleiterchip bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite. Es ist möglich, dass nicht nur das auf dem Halbleiterchip angeordnete Konversionselement, sondern auch der Halbleiterchip im Bereich wenigstens einer Seitenwand des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. Hierdurch kann auch ein Randabschnitt des Halbleiterchips einen Teil der betreffenden Seitenwand bilden. Der übrige Teil bzw. Rand des Halbleiterchips kann von der reflektiven Schicht umgeben sein.
  • Das auf der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips angeordnete Konversionselement kann ein zum Hervorrufen der Strahlungskonversion geeignetes Konversionsmaterial aufweisen. Es ist möglich, dass das Konversionselement ein keramisches Konversionselement ist. Alternativ kann ein anderes Konversionselement zum Einsatz kommen. Ein Beispiel ist ein Konversionselement aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon, bei dem ein Konversionsmaterial in Form von eingebetteten Leuchtstoffpartikeln vorliegt.
  • Das optoelektronische Bauelement kann eine Weißlichtquelle sein. Zu diesem Zweck können der Halbleiterchip zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement (bzw. dessen Konversionsmaterial) zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Aus der Überlagerung dieser Lichtstrahlungen kann eine weiße Lichtstrahlung hervorgehen. Es ist auch möglich, dass das Konversionselement unterschiedliche Konversionsmaterialien zum Erzeugen einer aus verschiedenen Teilstrahlungen zusammengesetzten Konversionsstrahlung aufweist. Ein Beispiel ist eine Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine weitere Teilstrahlung im roten Spektralbereich, welche sich mit einer blauvioletten Primärstrahlung ebenfalls zu einer weißen Lichtstrahlung überlagern können. Neben einer weißen Lichtstrahlung kann das optoelektronische Bauelement auch zum Erzeugen andersfarbiger Lichtstrahlungen, zum Beispiel einer gelben Lichtstrahlung, ausgebildet sein.
  • Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht kann ein Vergussmaterial aufweisen, welches mit reflektiven Partikeln gefüllt ist. Die reflektive Schicht kann auf dem Trägersubstrat angeordnet sein, und den Halbleiterchip und das Konversionselement teilweise umgeben.
  • Das Trägersubstrat des optoelektronischen Bauelements, welches mit geeigneten Anschluss- bzw. Kontaktstrukturen ausgebildet sein kann, kann ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des Trägersubstrats kann die Rückseite des optoelektronischen Bauelements bilden. An der Rückseite kann das Trägersubstrat elektrische Anschlüsse aufweisen, mit denen das optoelektronische Bauelement auf einen Träger einer Leuchtvorrichtung montiert werden kann. In Betracht kommt zum Beispiel ein SMT-Montageverfahren (Surface Mounted Technology). Hierbei können mehrere optoelektronische Bauelemente unter Berücksichtigung üblicher Bestücktoleranzen nebeneinander auf dem Träger angeordnet werden. Infolge der randseitigen Anordnung der Emissionsflächen in den einzelnen optoelektronischen Bauelementen können die Emissionsflächen relativ nahe zueinander positioniert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mehrere sich von der Vorderseite zu einer entgegen gesetzten Rückseite erstreckende Seitenwände auf. Hierbei ist die Emissionsfläche an wenigstens einer Seitenwand angeordnet. Eine Anordnung der Emissionsfläche an mehr als einer Seitenwand kann, bei einer Anreihung mehrerer derart ausgebildeter Bauelemente, ein nahes Platzieren von Emissionsflächen begünstigen.
  • Das optoelektronische Bauelement kann zum Beispiel quaderförmig sein, und in der Aufsicht eine Rechteckform besitzen. Daher können zwischen der Vorder- und Rückseite vier aneinandergrenzende Seitenwände vorliegen. Die vier Seitenwände können jeweils rechtwinklig aneinandergrenzen. In Bezug auf eine Anordnung an mehr als einer Seitenwand kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Emissionsfläche an zwei Seitenwänden angeordnet ist. Bei den zwei Seitenwänden kann es sich zum Beispiel um Seitenwände handeln, welche an entgegen gesetzten Seiten des optoelektronischen Bauelements vorliegen. Möglich ist es jedoch auch, dass es sich um aneinandergrenzende Seitenwände handelt. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann die Emissionsfläche an drei Seitenwänden des optoelektronischen Bauelements angeordnet sein.
  • Der Halbleiterchip kann in der Aufsicht eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann in der Aufsicht ebenfalls eine Rechteckform bzw. im Wesentlichen eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann am Rand bzw. an einer Ecke eine Aussparung aufweisen. Durch die Aussparung kann, bei einer möglichen Ausgestaltung des Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt auf der Lichtaustrittsseite, ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts ermöglicht werden.
  • Es wird des Weiteren eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, welche einen Träger und eine Gruppe aus mehreren optoelektronischen Bauelementen aufweist. Die optoelektronischen Bauelemente sind in der oben beschriebenen Art und Weise mit einer randseitig angeordneten Emissionsfläche bzw. gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe sind in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordnet. Aufgrund des randseitigen Vorliegens der Emissionsflächen in den einzelnen optoelektronischen Bauelementen können die Emissionsflächen nahe bzw. in einem minimalen Abstand zueinander positioniert sein. Auf diese Weise kann sich das Leuchtbild der Leuchtvorrichtung durch minimale Störungen infolge nichtleuchtender Bereiche auszeichnen.
  • Bei der Leuchtvorrichtung können die optoelektronischen Bauelemente eine übereinstimmende Ausrichtung aufweisen. Die Leuchtvorrichtung kann zum Beispiel einen Fahrzeugscheinwerfer bzw. einen Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers darstellen. Der Träger, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind, kann zum Beispiel eine Platine sein.
  • Bei der Leuchtvorrichtung können die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe jeweils ein randseitig angeordnetes Konversionselement aufweisen. Effizienzeinbußen infolge einer seitlichen Lichtabgabe an einem freiliegenden Randabschnitt eines Konversionselements können mit Hilfe der folgenden Ausgestaltungen vermieden bzw. eingeschränkt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform liegt ein Randabschnitt eines Konversionselements eines optoelektronischen Bauelements der Gruppe einer reflektiven Schicht eines benachbarten optoelektronischen Bauelements der Gruppe gegenüber. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass wenigstens ein Teil einer über den Randabschnitt des Konversionselements seitlich emittierten Lichtstrahlung an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht reflektiert wird, und daher wieder zu dem Randabschnitt gelangen und in das Konversionselement eintreten kann. Infolge der Rückreflexion können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Des Weiteren ist es möglich, das Auftreten von Streulicht und ein Übersprechen zwischen benachbarten (und gegebenenfalls getrennt voneinander betriebenen) Bauelementen zu unterdrücken. Diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Seitenwänden von benachbarten Bauelementen der Gruppe vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform liegen Randabschnitte von Konversionselementen von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der Gruppe sich gegenüber. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass wenigstens ein Teil der von einem Randabschnitt eines Konversionselements seitlich emittierten Lichtstrahlung jeweils zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt des benachbarten Konversionselements gelangen und in das benachbarte Konversionselement eintreten kann. Hierdurch können ebenfalls Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Auch diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Seitenwänden von benachbarten Bauelementen der Gruppe vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung zwei Gruppen aus in jeweils einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementen auf. Hierbei liegen Randabschnitte von Konversionselementen von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der zwei Gruppen sich gegenüber. Dadurch ist es in entsprechender Weise möglich, dass wenigstens ein Teil der an einem Randabschnitt eines Konversionselements seitlich austretenden Lichtstrahlung jeweils zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt des benachbarten Konversionselements gelangen und in das benachbarte Konversionselement eintreten kann. Auch auf diese Weise können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Seitenwänden von benachbarten Bauelementen der zwei unterschiedlichen Gruppen vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung ein reflektives Bauelement mit einer reflektiven Schicht auf, welches derart auf dem Träger angeordnet ist, dass die reflektive Schicht des reflektiven Bauelements einem Randabschnitt eines Konversionselements eines optoelektronischen Bauelements gegenüberliegt. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass wenigstens ein Teil einer über den Randabschnitt des Konversionselements seitlich abgegebenen Lichtstrahlung an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht reflektiert wird, und daher wieder zu dem Randabschnitt gelangen und in das Konversionselement eintreten kann. Das reflektive Bauelement kann zum Beispiel im Bereich des Endes einer Reihe optoelektronischer Bauelemente angeordnet sein. Das reflektive Bauelement kann vergleichbar zu einem optoelektronischen Bauelement ein Trägersubstrat aufweisen, auf welchem lediglich die reflektive Schicht angeordnet ist (Dummy-Bauelement).
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung eine zusätzliche, auf dem Träger angeordnete reflektive Schicht wenigstens in Zwischenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen auf. Die zusätzliche reflektive Schicht kann das gleiche oder ein vergleichbares Material aufweisen wie die reflektive Schicht der einzelnen optoelektronischen Bauelemente, also ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial. Durch die zusätzliche reflektive Schicht, welche sich bis zu den Vorderseiten der optoelektronischen Bauelemente erstrecken kann, und welche nicht nur zwischen den optoelektronischen Bauelementen, sondern auch in einem die optoelektronischen Bauelemente umgebenden Bereich vorgesehen sein kann, können (ansonsten) freiliegende Randabschnitte von Konversionselementen der einzelnen optoelektronischen Bauelemente abgedeckt werden. Hierdurch kann eine an diesen Stellen austretende Lichtstrahlung wieder in die Konversionselemente zurückreflektiert werden, so dass eine Lichtabgabe lediglich über die vorderseitigen Emissionsflächen der Konversionselemente erfolgen kann.
  • Die zusätzliche reflektive Schicht kann zum Beispiel zur Anwendung kommen, um sich gegenüberliegende Randabschnitte von Konversionselementen von jeweils zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen zu trennen. Dadurch ist es möglich, ein Übersprechen zwischen den benachbarten optoelektronischen Bauelementen zu vermeiden. Eine Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung mit der zusätzlichen reflektiven Schicht kann dadurch verwirklicht werden, indem nach dem Montieren der optoelektronischen Bauelemente auf dem Träger der Leuchtvorrichtung Zwischenbereiche zwischen den Bauelementen sowie ein die Bauelemente umgebender Bereich mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial zum Bilden der reflektiven Schicht verfüllt werden. Die Verwendung der zusätzlichen reflektiven Schicht kann zum Beispiel für eine Leuchtvorrichtung mit optoelektronischen Bauelementen in Betracht kommen, bei der die dazugehörigen Konversionselemente zwei oder drei freiliegende Randabschnitte aufweisen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein weiteres optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht auf. Die Emissionsfläche weist eine wenigstens so große Querschnittsbreite auf wie eine der Vorderseite entgegen gesetzte Rückseite des optoelektronischen Bauelements.
  • Das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement liegt in Form eines Einzelchip-Bauelements vor, bei dem lediglich ein einzelner optoelektronischer Halbleiterchip auf dem Trägersubstrat angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine hohe Flexibilität für das Ausbilden einer Leuchtvorrichtung aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen zur Verfügung gestellt werden. Die optoelektronischen Bauelemente können derart nebeneinander angeordnet werden, dass benachbarte vorderseitige Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelemente einen kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander aufweisen.
  • Dieser Vorteil wird durch den oben beschriebenen Aufbau ermöglicht, gemäß welchem die Breite der Emissionsfläche des Konversionselements in einem Querschnitt des optoelektronischen Bauelements wenigstens so groß ist wie die Breite der Rückseite des optoelektronischen Bauelements. Dadurch kann der Abstand zwischen zwei Emissionsflächen bei einer Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoelektronischer Bauelemente gleich groß oder kleiner sein wie der Abstand zwischen Rückseiten der dazugehörigen Bauelemente.
  • Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement hat das Vorliegen einer an der Vorderseite von einer reflektiven Schicht umschlossenen Emissionsfläche üblicherweise zur Folge, dass die Emissionsfläche im Vergleich zu einer Rückseite eine kleinere Querschnittsbreite aufweist. Bei einer Anreihung herkömmlicher Bauelemente weisen die Emissionsflächen daher größere Abstände als die Rückseiten auf. Die vorgeschlagene, hiervon abweichende Breitengestaltung ermöglicht infolgedessen eine Verkleinerung bzw. Minimierung vorhandener Abstände.
  • Der Querschnitt, in welchem die Emissionsfläche wenigstens so breit ist wie die Rückseite, bezieht sich auf eine durch eine laterale Ausdehnung bzw. Querausdehnung des optoelektronischen Bauelements vorgegebene Richtung. Eine Leuchtvorrichtung umfassend mehrere optoelektronische Bauelemente kann minimale Abstände zwischen den Emissionsflächen aufweisen, indem die Bauelemente mit einer übereinstimmenden Orientierung entlang dieser Ausdehnungsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements mit der vorteilhaften Breitenausprägung beschrieben. Der optoelektronische Halbleiterchip kann insbesondere ein Leuchtdioden-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips, also eines im Wesentlichen über eine vorderseitige Oberfläche emittierenden Halbleiterchips.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversionselement zur Strahlungskonversion auf. Das Konversionselement weist die zum Abgeben der Lichtstrahlung vorgesehene vorderseitige Emissionsfläche auf. Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements kann der Halbleiterchip eine primäre Lichtstrahlung erzeugen. Das Konversionselement kann wenigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Konversionsstrahlung umwandeln. Auf diese Weise kann eine Mischstrahlung aus diesen Teilstrahlungen erzeugt werden, welche von dem Konversionselement abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung des Halbleiterchips in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt.
  • Das Konversionselement kann plättchenförmig ausgebildet sein. Das Konversionselement kann auf einer Vorder- bzw. Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein, so dass eine Oberflächenkonversion ermöglicht wird. Das Konversionselement kann mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs auf dem Halbleiterchip befestigt sein. Das Konversionselement bzw. die von dem Konversionselement bereitgestellte Emissionsfläche können gegebenenfalls im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der Halbleiterchip bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite.
  • Das Konversionselement kann ein zum Hervorrufen der Strahlungskonversion geeignetes Konversionsmaterial aufweisen. Es ist möglich, dass das Konversionselement ein keramisches Konversionselement ist. Alternativ kann ein anderes Konversionselement zum Einsatz kommen. Ein Beispiel ist ein Konversionselement aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon, bei dem ein Konversionsmaterial in Form von eingebetteten Leuchtstoffpartikeln vorliegt.
  • Das optoelektronische Bauelement kann eine Weißlichtquelle sein. Hierfür können der Halbleiterchip zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement (bzw. dessen Konversionsmaterial) zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Aus der Überlagerung dieser Lichtstrahlungen kann eine weiße Lichtstrahlung hervorgehen. Es ist auch möglich, dass das Konversionselement unterschiedliche Konversionsmaterialien aufweist, um eine aus verschiedenen Teilstrahlungen zusammengesetzte Konversionsstrahlung zu erzeugen. Ein Beispiel ist eine Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine weitere Teilstrahlung im roten Spektralbereich, welche sich mit einer blauvioletten Primärstrahlung ebenfalls zu einer weißen Lichtstrahlung überlagern können. Das optoelektronische Bauelement kann auch zum Erzeugen andersfarbiger Lichtstrahlungen wie zum Beispiel einer gelben Lichtstrahlung ausgebildet sein.
  • Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht kann ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial aufweisen. Die reflektive Schicht kann auf dem Trägersubstrat angeordnet sein und den Halbleiterchip und das Konversionselement teilweise umgeben.
  • Der Halbleiterchip bzw. dessen Rand kann vollständig von der reflektiven Schicht umgeben sein. Das auf dem Halbleiterchip angeordnete Konversionselement kann am Rand ebenfalls vollständig von der reflektiven Schicht umschlossen sein. Hierdurch kann lediglich die Emissionsfläche des Konversionselements, welche einen Teil der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bilden kann, freiliegen. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass im Betrieb des optoelektronischen Bauelements eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissionsfläche des Konversionselements abgegeben wird. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen zusätzlich zur vorderseitigen Strahlungsemission eine (geringe) seitliche Emission von Lichtstrahlung auftreten kann.
  • Das Trägersubstrat des optoelektronischen Bauelements, welches mit geeigneten Anschluss- bzw. Kontaktstrukturen ausgebildet sein kann, kann ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des Trägersubstrats kann die Rückseite des optoelektronischen Bauelements bilden. An der Rückseite kann das Trägersubstrat elektrische Anschlüsse aufweisen, mit denen das optoelektronische Bauelement auf einen Träger einer Leuchtvorrichtung montiert werden kann. In Betracht kommt zum Beispiel ein SMT-Montageverfahren. Hierbei können mehrere optoelektronische Bauelemente unter Berücksichtigung üblicher Bestücktoleranzen nebeneinander auf dem Träger angeordnet werden. Durch das Vorliegen von Emissionsflächen, welche im Querschnitt wenigstens so breit sind wie die Rückseiten der einzelnen optoelektronischen Bauelemente, können die Emissionsflächen relativ nahe zueinander positioniert werden.
  • Das optoelektronische Bauelement kann in der Aufsicht eine Rechteckform besitzen. Des Weiteren kann das optoelektronische Bauelement zwei zueinander senkrecht verlaufende laterale Ausdehnungsrichtungen aufweisen. In Bezug auf eine der beiden Ausdehnungsrichtungen kann die Emissionsfläche wenigstens so breit sein wie die Rückseite des optoelektronischen Bauelements.
  • Der Halbleiterchip kann in der Aufsicht eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann in der Aufsicht ebenfalls eine Rechteckform bzw. im Wesentlichen eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann am Rand bzw. an einer Ecke eine Aussparung aufweisen. Durch die Aussparung kann, bei einer möglichen Ausgestaltung des Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt auf der Lichtaustrittsseite, ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts ermöglicht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Konversionselement eine sich in Richtung der Emissionsfläche zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform auf. Dies ist bezogen auf denjenigen Querschnitt des optoelektronischen Bauelements, in welchem die oben beschriebene Breitenausprägung des Bauelements vorliegt. Mehrere optoelektronische Bauelemente mit einem solchen Aufbau können auf diese Weise mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen nebeneinander positioniert werden. Das Konversionselement kann zum Beispiel im Querschnitt eine einfach herstellbare Trapezform mit schräg zu der Emissionsfläche verlaufenden Seiten aufweisen. Des Weiteren kann das Bauelement derart ausgebildet sein, dass die vorderseitige Emissionsfläche des sich verbreiternden bzw. trapezförmigen Konversionselements an zwei entgegen gesetzten Seiten an den Rand des Bauelements heranreicht.
  • Ein relativ kleiner Abstand der Emissionsflächen ist insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung möglich, bei der das Konversionselement mit der sich wenigstens teilweise aufweitenden Querschnittsform im Bereich der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements seitlich hervorsteht bzw. auskragend ist. Auf diese Weise kann das Konversionselement auch randseitig zum Teil freiliegen. Daher kann in dieser Ausgestaltung eine seitliche Emission von Lichtstrahlung auftreten.
  • Bei Vorliegen einer seitlichen Lichtabgabe können Effizienzeinbußen gegebenenfalls mit Hilfe eines benachbarten optoelektronischen Bauelements, in dessen gegenüberliegendes Konversionselement die seitlich abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teilweise eintreten kann, oder mit Hilfe einer gegenüberliegenden reflektiven Schicht, an welcher die seitlich emittierte Lichtstrahlung wenigstens teilweise rückreflektiert werden kann, vermieden oder zumindest eingeschränkt werden. Die die Rückreflexion ermöglichende reflektive Schicht kann Bestandteil eines benachbarten optoelektronischen Bauelements oder auch eines benachbarten reflektiven Bauelements sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Trägersubstrat eine sich in Richtung der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform auf. Dies ist bezogen auf denjenigen Querschnitt des optoelektronischen Bauelements, in welchem die Breitenausprägung des Bauelements vorliegt. Das Trägersubstrat kann zum Beispiel im Querschnitt eine einfach herstellbare Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite des optoelektronischen Bauelements verlaufenden Seiten aufweisen. Mehrere optoelektronische Bauelemente mit einem solchen Aufbau können auf diese Weise mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen nebeneinander positioniert werden. Die Rückseiten bzw. rückseitige Teilbereiche der optoelektronischen Bauelemente können dagegen relativ weit voneinander beanstandet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement eine sich in Richtung der Vorderseite zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform aufweist. Dies ist bezogen auf denjenigen Querschnitt des optoelektronischen Bauelements, in welchem die Breitenausprägung des Bauelements vorliegt. Es ist zum Beispiel möglich, dass das gesamte optoelektronische Bauelement im Querschnitt eine einfach herstellbare Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite verlaufenden Seitenwänden aufweist. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoelektronischer Bauelemente mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen. Andere, insbesondere rückseitige Teilbereiche der optoelektronischen Bauelemente können dagegen relativ weit voneinander beanstandet sein.
  • In Bezug auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Konversionselements, des Trägersubstrats und/oder des optoelektronischen Bauelements mit sich verbreiternden Querschnittsformen kann in Betracht kommen, dass eine Verbreiterung lediglich in einem oder mehreren Teilbereichen des Konversionselements, des Trägersubstrats und/oder des optoelektronischen Bauelements vorliegt, wohingegen ein oder mehrere andere Teilbereiche eine konstante Querschnittsbreite aufweisen. Neben Trapezformen bzw. schräg verlaufenden Konturen und Seiten sind auch andere Formen, zum Beispiel gekrümmte Konturen, möglich. Des Weiteren ist es denkbar, dass mehrere, sich im Querschnitt unterschiedlich stark aufweitende Teilbereiche bzw. unterschiedlich schräg verlaufende Seiten- bzw. Seitenwandabschnitte vorliegen.
  • Es wird des Weiteren eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, welche einen Träger und eine Gruppe aus mehreren optoelektronischen Bauelementen aufweist. Die optoelektronischen Bauelemente sind in der oben beschriebenen Art und Weise mit der Breitenausprägung bzw. gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe sind in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordnet. Hierbei ist – bezogen auf eine Erstreckungsrichtung der Reihe – bei jedem der optoelektronischen Bauelemente der Reihe die Querschnittsbreite der Emissionsfläche wenigstens so groß wie die Querschnittsbreite der Rückseite. Anders ausgedrückt, weisen die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe eine übereinstimmende Ausrichtung (entlang der Erstreckungsrichtung) auf. Die Emissionsflächen können infolgedessen mit einem kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander positioniert sein. Auf diese Weise kann sich das Leuchtbild der Leuchtvorrichtung durch minimale Störungen infolge nichtleuchtender Bereiche auszeichnen.
  • Die Leuchtvorrichtung kann zum Beispiel einen Fahrzeugscheinwerfer bzw. einen Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers darstellen. Der Träger, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind, kann zum Beispiel eine Platine sein.
  • Sofern bei der Leuchtvorrichtung optoelektronische Bauelemente zum Einsatz kommen, bei denen eine Lichtabgabe nicht nur über die Emissionsflächen, sondern zusätzlich auch seitlich erfolgt, können Effizienzeinbußen entsprechend der oben aufgezeigten Ansätze verringert werden. Beispielsweise kann eine von einem Konversionselement eines optoelektronischen Bauelements seitlich abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teilweise in ein Konversionselement eines benachbarten optoelektronischen Bauelements eingekoppelt werden. Möglich ist es auch, dass eine seitlich abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teilweise an einer gegenüberliegenden reflektiven Schicht zurückreflektiert wird. Die reflektive Schicht kann von einem benachbarten reflektiven Bauelement, welches bei der Leuchtvorrichtung auf dem Träger vorgesehen sein kann, umfasst sein. Darüber hinaus kann die Leuchtvorrichtung eine zusätzliche, auf dem Träger angeordnete reflektive Schicht wenigstens in Zwischenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen aufweisen.
  • In Bezug auf das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement und dessen mögliche Ausführungsformen wird auf die Möglichkeit hingewiesen, ein solches Bauelement gegebenenfalls unabhängig von der oben beschriebenen Breitenausprägung zu verwirklichen. Ein in dieser Hinsicht ausgebildetes optoelektronisches Bauelement kann Folgendes aufweisen: Ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das optoelektronische Bauelement eine sich zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform, dass das Trägersubstrat eine sich zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform, und/oder dass das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversionselement, welches die Emissionsfläche bereitstellt, mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform aufweist. Bei derartigen Ausgestaltungen kann die Breitengestaltung (Querschnittsbreite einer Emissionsfläche ist wenigstens so groß wie eine rückseitige Querschnittsbreite) verwirklicht sein oder auch nicht. Bei einem solchen optoelektronischen Bauelement können in gleicher Weise die oben genannten Ausführungsformen zur Anwendung kommen. Insbesondere können die oben beschriebenen, im Querschnitt vorliegenden Trapezformen vorgesehen werden. Bei mehreren optoelektronischen Bauelementen mit einem solchen Aufbau kann ein nahes Positionieren der Emissionsflächen ermöglicht werden. Eine dazugehörige Leuchtvorrichtung kann auch hier einen Träger und eine Gruppe aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen aufweisen, wobei die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordnet sind. Die sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsformen sind hierbei auf eine Erstreckungsrichtung der Reihe bezogen.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 und 2 eine schematische seitliche Schnittdarstellung und eine schematische perspektivische Darstellung eines optoelektronischen Bauelements, welches ein im Bereich einer Seitenwand des Bauelements angeordnetes Konversionselement aufweist;
  • 3 und 4 eine schematische seitliche Schnittdarstellung und eine schematische Aufsichtsdarstellung einer Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente den in den 1 und 2 gezeigten Aufbau aufweisen;
  • 5 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente einen zu den 1 und 2 vergleichbaren Aufbau mit einem im Bereich einer anderen Seitenwand angeordnetes Konversionselement aufweisen;
  • 6 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche zwei Reihen aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein im Bereich von zwei Seitenwänden angeordnetes Konversionselement aufweisen;
  • 7 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche zwei Reihen aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein im Bereich von drei Seitenwänden angeordnetes Konversionselement aufweisen;
  • 8 und 9 eine schematische seitliche Schnittdarstellung und eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein Trägersubstrat mit einer trapezförmigen Querschnittsform aufweisen;
  • 10 und 11 eine schematische seitliche Schnittdarstellung und eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein Konversionselement mit einer trapezförmigen Querschnittsform aufweisen;
  • 12 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung mit nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei die Bauelemente ein Konversionselement mit einer trapezförmigen und an einer Vorderseite seitlich hervorstehenden Querschnittsform aufweisen; und
  • 13 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung mit nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei die Bauelemente eine trapezförmige Querschnittsform aufweisen.
  • Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren werden Ausführungsformen von optoelektronischen Einzelchip-Bauelementen (auch als Einzelemitter bezeichnet) und Ausführungsformen von Leuchtvorrichtungen mit mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente weisen einen einzelnen optoelektronischen Halbleiterchip, ein Trägersubstrat, ein Konversionselement und eine reflektive Schicht auf. Die Verwendung der Einzelchip-Bauelemente bietet die Möglichkeit, auf flexible Art und Weise unterschiedliche Ausführungen von Leuchtvorrichtungen, insbesondere mit unterschiedlichen Anzahlen an Bauelementen, zu verwirklichen. Die Einzelchip-Bauelemente sind dahingehend ausgebildet, vorderseitige ebene Leucht- bzw. Emissionsflächen relativ nahe zueinander positionieren zu können. Dadurch ist es möglich, ein Leuchtbild mit einer verbesserten Homogenität zur Verfügung zu stellen.
  • Die gezeigten und beschriebenen optoelektronischen Bauelemente können mithilfe von aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannter Prozesse hergestellt werden, und können übliche Materialien aufweisen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Des Weiteren können die Bauelemente neben gezeigten und beschriebenen Strukturen weitere Komponenten, Strukturen und/oder Schichten umfassen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren schematischer Natur sind und gegebenenfalls nicht maßstabsgetreu sind. Daher können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
  • Auf der Grundlage der 1 bis 7 wird ein Konzept zum Ermöglichen kleiner Abstände von Emissionsflächen 131 nebeneinander angeordneter optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Dieses basiert darauf, eine vorderseitige Emissionsfläche 131 derart zu positionieren, dass die Emissionsfläche 131 in einem oder mehreren Bereichen einen Teil des Randes der ebenflächigen Vorderseite eines optoelektronischen Bauelements bildet. Zu diesem Zweck ist das optoelektronische Bauelement derart ausgebildet, dass ein die Emissionsfläche 131 bereitstellendes Konversionselement 130 im Bereich wenigstens einer Seitenwand des Bauelements angeordnet ist.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines in dieser Art und Weise ausgebildeten optoelektronischen Bauelements 101 in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Darstellung. Die Schnittdarstellung von 1 bezieht sich auf die in 2 anhand der Schnittlinie A-A angedeutete Schnittebene.
  • Das optoelektronische Bauelement 101 ist quaderförmig ausgebildet, und weist in der Aufsicht eine Rechteckform mit unterschiedlich langen Seiten, d.h. zwei parallelen ersten längeren Seiten und zwei parallelen zweiten kürzeren Seiten auf (vgl. auch 4). Das Bauelement 101 weist zwei entgegen gesetzte Stirnseiten 111, 112, im Folgenden als Vorderseite 111 und Rückseite 112 bezeichnet, und vier am Rand vorliegende Seitenwände 114, 115, 116, 117 auf. Die Seitenwände 114, 115, 116, 117, welche sich zwischen der Vorder- und Rückseite 111, 112 erstrecken, grenzen jeweils unter einem rechten Winkel aneinander. Hierbei stellen die Seitenwände 114, 116 die oben erwähnten ersten Seiten bzw. Langseiten, und die Seitenwände 115, 117 die zweiten Seiten bzw. Kurzseiten dar.
  • Das optoelektronische Bauelement 101 weist wie in 1 gezeigt ein als Basis dienendes Trägersubstrat 140, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat 140 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 120 zur Strahlungserzeugung, ein auf dem Halbleiterchip 120 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 130 zur Strahlungs- bzw. Oberflächenkonversion, und eine auf dem Trägersubstrat 140 angeordnete reflektive Schicht 150 auf. Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht 150 grenzt an den Halbleiterchip 120 und das Konversionselement 130 an. Der Halbleiterchip 120 und das Konversionselement 130 sind, abgesehen von Teilbereichen im Bereich der Seitenwand 114, insbesondere seitlich am Rand bzw. umfangsseitig von der reflektiven Schicht umgeben.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 120 kann insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips. Der Halbleiterchip 120 ist dazu ausgebildet, im Betrieb bei Zufuhr von elektrischer Energie eine primäre Lichtstrahlung zu erzeugen. Die Primärstrahlung kann im Wesentlichen über eine Vorderseite des Halbleiterchips 120, welche auch als Lichtaustrittsseite oder Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips 120 bezeichnet wird, abgegeben werden. Auf dieser Seite des Halbleiterchips 120 ist das Konversionselement 130 direkt angeordnet. Der Halbleiterchip 120 bzw. dessen Lichtaustrittsseite weisen in der Aufsicht eine Rechteckform auf.
  • Um dem optoelektronischen Halbleiterchip 120 elektrische Energie zuzuführen, ist der Halbleiterchip 120 mit zwei elektrischen Kontakten ausgebildet. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Halbleiterchip 120 einen Vorderseitenkontakt im Bereich der Lichtaustrittsseite, und einen Rückseitenkontakt an einer zu der Lichtaustrittssite entgegen gesetzten Rückseite des Halbleiterchips 120 auf (nicht dargestellt).
  • Das zum Tragen des Halbleiterchips 120 eingesetzte Trägersubstrat 140 weist auf einer Vorderseite, auf welcher der Halbleiterchip 120 und die reflektive Schicht 150 angeordnet sind, einen auf den Rückseitenkontakt des Halbleiterchips 120 abgestimmten, nicht gezeigten Gegenkontakt auf. Der Rückseitenkontakt des Halbleiterchips 120 und der Gegenkontakt des Trägersubstrats 140 können über ein Lotmittel elektrisch miteinander verbunden sein (nicht dargestellt). Auf diese Weise kann der Halbleiterchip 120 gleichzeitig mechanisch auf dem Trägersubstrat 140 befestigt sein. Für den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 120, welcher am Rand bzw. an einer Ecke des Halbleiterchips 120 angeordnet ist, weist das Trägersubstrat 140 einen weiteren, auf dessen Vorderseite angeordneten Gegenkontakt auf (nicht dargestellt). Eine elektrische Verbindung zwischen diesem Gegenkontakt und dem Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 120 ist über einen Bonddraht 189 hergestellt (vgl. 4). Der Bonddraht 189 ist in der reflektiven Schicht 150 eingebettet.
  • Das Trägersubstrat 140, welches quaderförmig ausgebildet ist, kann zum Beispiel ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine der Vorderseite des Trägersubstrats 140 entgegen gesetzte Rückseite bildet die Rückseite 112 des optoelektronischen Bauelements 101. An dieser Seite 112 weist das Trägersubstrat 140, wie in 1 gezeigt, zwei elektrische Anschlüsse 147 auf, so dass dem Bauelement 101 und damit dem Halbleiterchip 120 elektrische Energie zugeführt werden kann. Die zum Beispiel in Form von Lötflächen vorliegenden Anschlüsse 147 können beispielsweise eine Streifenform aufweisen, und sich parallel zu den Langseiten 114, 116 des Bauelements 101 erstrecken. Die Anschlüsse 147 sind durch geeignete, sich vertikal durch das Trägersubstrat 140 erstreckende Verbindungsstrukturen elektrisch mit den an der Vorderseite des Trägersubstrats 140 vorliegenden Gegenkontakten verbunden (nicht dargestellt).
  • Das plättchenförmige Konversionselement 130, welches auf der Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips 120 angeordnet ist, kann zum Beispiel mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs, beispielsweise einem Silikonkleber, auf dem Halbleiterchip 120 befestigt sein (nicht dargestellt). Das Konversionselement 130 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Teil der von dem Halbleiterchip 120 im Betrieb erzeugten Primärstrahlung in eine niederenergetischere Konversionsstrahlung umwandeln. Die Primärstrahlung kann an der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 120 austreten und dadurch in das Konversionselement 130 eingekoppelt werden.
  • Für die Strahlungskonversion weist das Konversionselement 130 ein geeignetes Konversionsmaterial auf, welches die Primärstrahlung absorbieren und zur Reemission der Konversionsstrahlung angeregt werden kann. Dadurch kann eine die Primärstrahlung und die Konversionsstrahlung umfassende Mischstrahlung erzeugt werden, welche von dem Konversionselement 130 abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement 130 im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung des Halbleiterchips 120 in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt. Das Konversionselement 130 kann zum Beispiel ein keramisches Konversionselement 130 sein.
  • Das Konversionselement 130, welches die gleichen bzw. im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen aufweisen kann wie der Halbleiterchip 120 bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite, ist deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 120 positioniert. Das Konversionselement 130 kann auch größere laterale Abmessungen aufweisen. Das Konversionselement 130 weist eine mit dem Halbleiterchip 120 vergleichbare, im Wesentlichen rechteckige Aufsichtsform auf. Im Hinblick auf den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 120 ist das Konversionselement 130, wie in 2 gezeigt, mit einer hierauf abgestimmten Aussparung 139 im Bereich einer Ecke ausgebildet. Auf diese Weise kann der Vorderseitenkontakt freiliegen und mit einem Bonddraht 189 kontaktiert werden (vgl. 4). In dem in 1 gezeigten Querschnitt weist das Konversionselement 130 eine Rechteckform auf. In einer hierzu senkrecht verlaufenden Schnittebene (parallel zu den Seiten 114, 116) weist das Konversionselement 130 ebenfalls eine Rechteckform auf (nicht dargestellt).
  • Das optoelektronische Bauelement 101 kann zum Beispiel eine Weißlichtquelle sein. Dies kann dadurch verwirklicht sein, indem der Halbleiterchip 120 zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich, und das Konversionselement 130 zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sind. Die blauviolette und die gelbe Lichtstrahlung können sich zu einer weißen Lichtstrahlung überlagern (additive Farbmischung). Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise kann das Konversionselement 130 unterschiedliche Konversionsmaterialien aufweisen, so dass eine von dem Konversionselement 130 erzeugte Konversionsstrahlung mehrere Teilstrahlungen unterschiedlicher Spektralbereiche umfassen kann. In Bezug auf eine blauviolette Primärstrahlung kann das Konversionselement 130 zum Beispiel ausgebildet sein, eine erste Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine zweite Teilstrahlung im roten Spektralbereich zu emittieren. Diese Teilstrahlungen können zusammen mit der blauvioletten Primärstrahlung ebenfalls eine weiße Lichtstrahlung ergeben.
  • Das optoelektronische Bauelement 101 kann alternativ auch dazu ausgebildet sein, anstelle einer weißen Lichtstrahlung eine Lichtstrahlung mit einer anderen Farbe, beispielsweise eine gelbe Lichtstrahlung, abzugeben.
  • Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 101 wird dessen Lichtstrahlung über das Konversionselement 130 abgegeben. Die Abgabe der Lichtstrahlung findet im Wesentlichen über eine flächige Vorderseite 131 des plättchenförmigen Konversionselements 130 statt, welche im Folgenden als Leuchtfläche oder Emissionsfläche 131 bezeichnet wird. Die Emissionsfläche 131 befindet sich an der Vorderseite 111 des optoelektronischen Bauelements 101 und ist ein Bestandteil der Vorderseite 111.
  • Die auf dem Trägersubstrat 140 angeordnete und den Halbleiterchip 120 und das Konversionselement 130 teilweise umgebende bzw. einbettende reflektive Schicht 150 ist aus einem Matrix- bzw. Vergussmaterial wie zum Beispiel Silikon mit darin enthaltenen reflektiven Partikeln, beispielsweise aus Titanoxid, ausgebildet. Die reflektive Schicht 150 erstreckt sich bis zur Vorderseite 111 des Bauelements 101, und bildet daher mit einem vorderseitigen Abschnitt, zusätzlich zu der Emissionsfläche 131, einen weiteren (übrigen) Teil der Vorderseite 111. Der an die Emissionsfläche 131 angrenzende vorderseitige Abschnitt der reflektiven Schicht 150 ist im Wesentlichen U-förmig (vgl. 2 und 4). Die reflektive Schicht 150 sorgt dafür, dass bei dem optoelektronischen Bauelement 101 eine Emission von Lichtstrahlung im Wesentlichen über die Emissionsfläche 131 des Konversionselements 130 stattfindet.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 101 ist das Konversionselement 130 im Bereich der Seitenwand 114 angeordnet. Durch diese asymmetrische Platzierung ist auch die vorderseitige Emissionsfläche 131 am Rand des Bauelements 101 positioniert und bildet daher einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Die randseitige Anordnung hat zur Folge, dass ein senkrecht zu der Emissionsfläche 130 verlaufender Randabschnitt 134 des Konversionselements 130 einen Teil der betreffenden Seitenwand 114 bildet (vgl. 1). Über den freiliegenden Randabschnitt 134 kann, zusätzlich zu der vorderseitigen Strahlungsemission über die Emissionsfläche 131, eine seitliche Emission von Lichtstrahlung erfolgen. Der restliche Randbereich bzw. weitere Randabschnitte des Konversionselements 130 sind demgegenüber von der reflektiven Schicht 150 umgeben, so dass an diesen Stellen austretende Lichtstrahlung wieder in das Konversionselement 130 zurückreflektiert werden kann.
  • Auch der Halbleiterchip 120, auf welchem das Konversionselement 130 deckungsgleich angeordnet ist, ist asymmetrisch angeordnet und befindet sich im Bereich der Seitenwand 114, so dass ein Randabschnitt des Halbleiterchips 120 einen Teil der Seitenwand 114 bilden kann. Der übrige Teil bzw. Rand des Halbleiterchips 120 ist von der reflektiven Schicht 150 umgeben.
  • In einem Herstellungsverfahren können mehrere optoelektronische Bauelemente 101 gemeinsam bzw. in paralleler Weise gefertigt werden. Hierbei kann ein zusammenhängendes Trägersubstrat 140 für mehrere Bauelemente 101 bereitgestellt werden, auf welchem mehrere Halbleiterchips 120 und hierauf Konversionselemente 130 angeordnet werden. Nach einem Anschließen von Bonddrähten 189 an Vorderseitenkontakte der Chips 120 und Gegenkontakte des zusammenhängenden Trägersubstrats 140 können Bereiche zwischen den Halbleiterchips 120 und Konversionselementen 130 und um diese herum mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial verfüllt werden, um die reflektive Schicht 150 zu bilden. Am Ende des Herstellungsverfahrens kann ein Vereinzelungsprozess durchgeführt werden, um separate optoelektronische Bauelemente 101 bereitzustellen.
  • Die Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements 101 mit dem randseitig bzw. asymmetrisch platzierten Konversionselement 130 bietet die Möglichkeit, eine Leuchtvorrichtung mit mehreren solchen Bauelementen 101 derart zu verwirklichen, dass benachbarte Konversionselemente 130 und damit vorderseitige Emissionsflächen 131 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Bauelemente 101 können entsprechend einem Abstands- bzw. Montageraster, welches durch einen Träger der Leuchtvorrichtung vorgegeben wird, auf dem Träger angeordnet werden.
  • Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement mit einer reflektiven Schicht ist im Unterschied zu dem optoelektronischen Bauelement 101 das dazugehörige Konversionselement und damit dessen vorderseitige Emissionsfläche vollständig von der reflektiven Schicht umgeben. Dies führt bei einer Anordnung mehrerer Bauelemente zu vergleichsweise großen Abständen zwischen den Emissionsflächen. Die randseitige Ausgestaltung des Bauelements 101 bietet demgegenüber die Möglichkeit, Platz für reflektives Material und eine hierdurch gebildete Gehäusewand einzusparen. Dies macht es möglich, bei einer Anreihung mehrerer Bauelemente 101 den Abstand der Konversionselemente 130 wenigstens um den eingesparten Anteil zu verringern. Die Konversionselemente 130 können somit näher an jeweils benachbarten Konversionselementen 130 angeordnet werden. Die kleineren Abstände ermöglichen eine homogenere, aus den Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 gebildete Leuchtfläche.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 101 erfolgt im Unterschied zu einem herkömmlichen Bauelement zwar eine seitliche Abstrahlung von Lichtstrahlung über den freiliegenden, an der Seitenwand 114 vorliegenden Randabschnitt 134 des Konversionselements 130. Ein hiermit verbundener Verlust kann jedoch durch eine geeignete Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung unterdrückt werden, wie im Folgenden näher beschrieben wird.
  • Zur Veranschaulichung dieses Aspekts zeigen die 3 und 4 eine Ausführungsform einer Leuchtvorrichtung 191 in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer Aufsichtsdarstellung. Die Leuchtvorrichtung 191 weist eine Gruppe aus mehreren nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 101 auf. In 3 sind zwei der in 4 gezeigten vier Bauelemente 101 dargestellt. Es ist möglich, dass die Leuchtvorrichtung 191 eine andere, insbesondere größere Anzahl an nebeneinander angeordneten Bauelementen 101 aufweist. Die Leuchtvorrichtung 191 kann zum Beispiel Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers sein.
  • Die Leuchtvorrichtung 191 weist, zusätzlich zu den optoelektronischen Bauelementen 101, einen größeren Träger 170 auf. Die Bauelemente 101 der Gruppe sind linienförmig bzw. in Form einer Reihe nebeneinander auf dem Träger 170 angeordnet. Eine solche Ausgestaltung kann auch als eindimensionale Anordnung bzw. 1D-Anordnung bezeichnet werden. Eine Anordnungs- bzw. Erstreckungsrichtung 199 der Reihe ist in den 3 und 4 anhand eines Doppelpfeils angedeutet.
  • Der Träger 170 kann zum Beispiel eine Platine sein. Der Träger 170 weist auf die rückseitigen elektrischen Anschlüsse 147 der Bauelemente 101 abgestimmte elektrische Anschlüsse 177 auf, um die optoelektronischen Bauelemente 101 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Anschlüsse 147, 177 können über ein Lotmittel 179 miteinander verbunden sein. Dies ist in 3 lediglich in Bezug auf das linke Bauelement 101 dargestellt. Die Bauelemente 101 können zum Beispiel durch ein SMT-Montageverfahren (Surface Mounted Technology) auf dem Träger 170 angeordnet werden, wobei ein Reflow-Lötprozess zur Anwendung kommt. Die für die Bauelemente 101 vorgesehenen Anschlüsse 177 des Trägers 170 können in einem vorgegebenen Abstandsraster vorliegen, wodurch die Abstände der Bauelemente 101 auf dem Träger vorgegeben werden.
  • Die auf dem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelemente 101 weisen jeweils die gleiche laterale Ausrichtung auf und sind mit den Seitenwänden bzw. Kurzseiten 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung 199 orientiert. Auf diese Weise können die Konversionselemente 130 und damit die vorderseitigen Emissionsflächen 131 der einzelnen Bauelemente 101 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Bei jeweils zwei benachbarten Bauelementen 101 sind die Seitenwände bzw. Langseiten 114, 116 einander zugewandt. Infolge der einander zugewandten Seitenwände 114, 116 liegt jeweils ein Randabschnitt 134 eines Konversionselements 130 eines Bauelements 101 einer reflektiven Schicht 150 eines benachbarten Bauelements 101 gegenüber. Hierdurch kann jeweils erzielt werden, dass die über einen Randabschnitt 134 eines Konversionselements 130 seitlich austretende Lichtstrahlung wenigstens zum Teil an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht 150 reflektiert wird, und wieder zu dem Randabschnitt 134 gelangen und in das dazugehörige Konversionselement 130 eintreten kann. Durch diese Ausgestaltung können Effizienzeinbußen im Betrieb der Leuchtvorrichtung 191 vermieden oder zumindest eingeschränkt werden.
  • Einem am Ende der Reihe vorliegenden optoelektronischen Bauelement 101 (links in 4) ist kein Bauelement 101 als Reflexionspartner zugeordnet. Es kann in Betracht kommen, den Verlust infolge der an diesem Bauelement 101 seitlich austretenden Lichtstrahlung zu vernachlässigen. Alternativ kann auch für das am Reihenende angeordnete Bauelement 101 eine Rückreflexion vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann zusätzlich neben dem Bauelement 101, wie in 4 angedeutet ist, ein reflektives Bauelement 180 auf dem Träger 170 angeordnet sein. Das reflektive Bauelement 180 kann vergleichbar zu einem optoelektronischen Bauelement 101 ein Trägersubstrat 140 aufweisen, auf welchem lediglich die reflektive Schicht 150 angeordnet ist (Dummy-Bauelement). Dadurch kann der Randabschnitt 134 des Konversionselements 130 des am Reihenende vorliegenden optoelektronischen Bauelements 101 der reflektiven Schicht 150 des reflektiven Bauelements 180 gegenüberliegen, und infolgedessen auch an dieser Stelle eine wenigstens teilweise Rückreflexion der seitlich emittierten Lichtstrahlung zu dem Randabschnitt 134 hervorgerufen werden. Das reflektive Bauelement 180 kann ebenfalls im Rahmen der SMT-Montage auf dem Träger 170 angeordnet werden.
  • Anhand der folgenden 5 bis 7 werden weitere Ausführungsformen von optoelektronischen Bauelementen und dazugehörigen Leuchtvorrichtungen beschrieben, welche Weiterbildungen des Bauelements 101 und der Leuchtvorrichtung 191 darstellen. Die optoelektronischen Bauelemente umfassen auch hier ein Trägersubstrat 140, einen auf dem Trägersubstrat 140 angeordneten Halbleiterchip 120, ein auf dem Halbleiterchip 120 angeordnetes Konversionselement 130, und eine neben dem Halbleiterchip 120 und dem Konversionselement 130 auf dem Trägersubstrat 140 angeordnete reflektive Schicht 150. Gleiche und gleichwirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details zu übereinstimmenden Merkmalen, einer Herstellung, möglichen Vorteile usw. wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können.
  • 5 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer Leuchtvorrichtung 192 mit optoelektronischen Bauelementen 102, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordnet sind. Die Leuchtvorrichtung 192 bzw. deren Bauelemente 102 stimmen im Wesentlichen mit der zuvor beschriebenen Leuchtvorrichtung 191 bzw. deren Bauelementen 101 überein. Im Unterschied zu dem Bauelement 101 sind bei einem Bauelement 102 das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 nicht im Bereich der Seitenwand 114, sondern im Bereich der hierzu entgegen gesetzten Seitenwand 116 angeordnet. Das asymmetrisch platzierte Konversionselement 130 weist daher einen freiliegenden Randabschnitt 136 an der Seitenwand 116 auf, welcher einen Teil der Seitenwand 116 bildet. Des Weiteren grenzt die Aussparung 139 des Konversionselements 130 nicht mehr, wie bei dem Bauelement 101, an die Seitenwand 114 an.
  • Bei der Leuchtvorrichtung 192 weisen die optoelektronischen Bauelemente 102, vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 191, die gleiche laterale Ausrichtung auf, und sind mit den Seitenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung 199 der Reihe orientiert, wodurch ein kleiner Abstand zwischen den vorderseitigen Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 vorliegen kann. Die Seitenwände 114, 116 von jeweils zwei benachbarten Bauelemente 102 sind einander zugewandt. An diesen Stellen liegt daher jeweils ein Randabschnitt 136 eines Konversionselements 130 einer reflektiven Schicht 150 gegenüber. Eine an einem Randabschnitt 136 seitlich austretende Lichtstrahlung kann auf diese Weise jeweils wenigstens teilweise wieder zu dem Randabschnitt 136 zurückreflektiert und dadurch in das betreffende Konversionselement 130 eingekoppelt werden. In Bezug auf das am Ende der Reihe befindliche Bauelemente 102 (rechts in 5) kann eine Rückreflexion zu dem Randabschnitt 136 ermöglicht werden, indem an dieser Stelle ein optionales reflektives Bauelement 180 mit einer reflektiven Schicht 150 angeordnet wird.
  • Ein optoelektronisches Bauelement kann, abweichend von den Bauelementen 101, 102, auch derart ausgebildet werden, dass das Konversionselement 130 nicht nur im Bereich einer Seitenwand, sondern stattdessen im Bereich mehrerer Seitenwände angeordnet ist. Dies kann zum Beispiel dazu genutzt werden, um bei zweireihigen Anordnungen von Bauelementen einen kleinen Abstand von Konversionselementen 130 und damit Emissionsflächen 131 zu ermöglichen.
  • Zur Veranschaulichung zeigt 6 eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung 193, welche zwei Gruppen aus mehreren, jeweils in einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelementen 103 aufweist. Eine solche Ausgestaltung kann auch als zweidimensionale Anordnung bzw. 2D-Anordnung bezeichnet werden. Jede Reihe kann, wie in 6 gezeigt ist, vier Bauelemente 103, oder auch eine andere bzw. größere Anzahl an Bauelementen 103 umfassen.
  • Bei einem optoelektronischen Bauelement 103 sind das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 im Unterschied zu dem Bauelement 101 im Bereich der zwei aneinandergrenzenden Seitenwände 115, 116 angeordnet. Das asymmetrisch platzierte Konversionselement 130 weist daher sowohl an der Seitenwand 115 einen freiliegenden Randabschnitt 135 als auch an der Seitenwand 116 einen freiliegenden Randabschnitt 136 auf. Die beiden rechtwinklig aneinandergrenzenden Randabschnitte 135, 136 bilden jeweils einen Teil einer der Seitenwände 115, 116. In dieser Ausgestaltung weist der an die Emissionsfläche 131 angrenzende Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 150 eine L-förmige Geometrie auf. Auch bildet die Emissionsfläche 131 im Bereich der beiden Seiten 115, 116 einen Teil des Randes der Vorderseite 111.
  • In jeder der zwei Reihen der Leuchtvorrichtung 193 weisen die dazugehörigen optoelektronischen Bauelemente 103 die gleiche laterale Ausrichtung auf und sind mit den Seitenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung einer Reihe orientiert. Hierdurch können die vorderseitigen Emissionsflächen 131 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Seitenwände 114, 116 benachbarter Bauelemente 103 sind in jeder Reihe einander zugewandt. Dies hat zur Folge, dass bei jeweils zwei benachbarten Bauelementen 103 einer Reihe ein Randabschnitt 136 eines Konversionselements 130 einer reflektiven Schicht 150 gegenüberliegt. Eine an einem Randabschnitt 136 seitlich austretende Lichtstrahlung kann auf diese Weise jeweils wenigstens teilweise zu dem Randabschnitt 136 zurückreflektiert werden. In Bezug auf die am Ende der zwei Reihen vorliegenden Bauelemente 103 kann eine Rückreflexion zu den Randabschnitten 136 ermöglicht werden, indem an diesen Stellen, wie in 6 angedeutet ist, ein optionales reflektives Bauelement 180 mit einer reflektiven Schicht 150 angeordnet wird.
  • Bei der Leuchtvorrichtung 193 sind darüber hinaus auch die Konversionselemente 130 und damit die Emissionsflächen 131 der optoelektronischen Bauelemente 103 der zwei unterschiedlichen Reihen mit einem kleinen Abstand zueinander angeordnet. Zu diesem Zweck sind die zwei Reihen aus Bauelementen 103 zueinander parallel bzw. antiparallel orientiert. Hierbei liegen sich die Seitenwände 115 und die hier vorliegenden Randabschnitte 135 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente 103 aus den verschiedenen Reihen jeweils gegenüber. Auf diese Weise kann jeweils erzielt werden, dass wenigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 135 eines Konversionselements 130 seitlich abgegebenen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 135 des benachbarten Konversionselements 130 gelangen und in das betreffende Konversionselement 130 eintreten kann. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, Effizienzeinbußen zu vermeiden oder zumindest einzuschränken.
  • 7 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung 194, welche zwei Gruppen aus mehreren, jeweils in einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelementen 104 aufweist. Jede Reihe kann, wie in 7 gezeigt ist, vier Bauelemente 104, oder auch eine andere bzw. größere Anzahl an Bauelementen 104 umfassen.
  • Bei einem optoelektronischen Bauelement 104 sind das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 im Unterschied zu dem Bauelement 101 im Bereich der drei aneinandergrenzenden Seitenwände 114, 115, 116 angeordnet. Das Konversionselement 130 weist daher an jeder der drei Seitenwände 114, 115, 116 einen freiliegenden Randabschnitt 134, 135, 136 auf. Die drei, jeweils rechtwinklig aneinandergrenzenden Randabschnitte 134, 135, 136 bilden jeweils einen Teil einer der Seitenwände 114, 115, 116. Hierbei bildet die vorderseitige Emissionsfläche 131 im Bereich der drei Seitenwände 114, 115, 116 einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Die reflektive Schicht 150 liegt bei einem Bauelement 104 lediglich in einem sich von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 117 erstreckenden Bereich vor. Nur an dieser Stelle bildet die reflektive Schicht mit einem Vorderseitenabschnitt einen Teil der Vorderseite 111.
  • In jeder der zwei Reihen weisen die dazugehörigen optoelektronischen Bauelemente 104 die gleiche laterale Ausrichtung auf und sind mit den Seitenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung einer Reihe ausgerichtet, so dass die Emissionsflächen 131 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Seitenwände 114, 116 benachbarter Bauelemente 104 sind in jeder Reihe einander zugewandt. Dies hat zur Folge, dass sich in jeder Reihe die Randabschnitte 134, 136 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente 104 jeweils gegenüberliegen. Auf diese Weise kann jeweils ermöglicht werden, dass wenigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 134 bzw. 136 eines Konversionselements 130 seitlich abgegebenen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 136 bzw. 134 des benachbarten Konversionselements 130 gelangen und in das betreffende Konversionselement 130 eintreten kann. Hierdurch können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden.
  • Zusätzlich sind auch die Konversionselemente 130 und damit die Emissionsflächen 131 der optoelektronischen Bauelemente 104 der zwei unterschiedlichen Reihen mit einem kleinen Abstand zueinander angeordnet. Hierfür sind die zwei Reihen aus Bauelementen 104 zueinander parallel bzw. antiparallel ausgerichtet. Des Weiteren liegen sich die Seitenwände 115 und die hier vorliegenden Randabschnitte 135 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente 104 aus den verschiedenen Reihen jeweils gegenüber. Dadurch ist es jeweils möglich, dass wenigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 135 eines Konversionselements 130 seitlich abgegebenen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 135 des benachbarten Konversionselements 130 gelangen und in das betreffende Konversionselement 130 eintreten kann.
  • Auch die Leuchtvorrichtung 194 kann mit reflektiven Bauelementen 180 ausgebildet werden, um eine Rückreflexion an den am Ende der zwei Reihen vorliegenden optoelektronischen Bauelementen 104 zu ermöglichen. Wie in 7 angedeutet ist, kann am Ende der zwei Reihen jeweils ein einzelnes reflektives Bauelement 180 angeordnet sein, dessen reflektive Schicht 150 den Randabschnitten 114, 116 von zwei Konversionselementen 130 der unterschiedlichen Reihen gegenüberliegt, so dass eine Rückreflexion zu den Randabschnitten 134, 136 hervorgerufen werden kann.
  • Die in 7 gezeigte Leuchtvorrichtung 194 kann eine relativ kompakte Lichtquelle sein. Hierbei sind die lichtemittierenden Konversionselemente 130 der optoelektronischen Bauelemente 104 lateral nach außen hin durch die reflektiven Schichten 150 der optoelektronischen Bauelemente 104 und der reflektiven Bauelemente 180 abgegrenzt.
  • Neben den anhand der 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen. Beispielsweise kann ein optoelektronisches Bauelement verwirklicht werden, bei dem das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 an einer oder mehreren anderen Seitenwänden angeordnet sind. Ein mögliches Beispiel ist ein Bauelement, bei dem abweichend von dem Bauelement 101 das Konversionselement 130 an den zwei entgegen gesetzten Seitenwänden 114, 116 angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung weist das Konversionselement 130 vergleichbar zu dem Bauelement 104 sowohl an der Seitenwand 114 einen freiliegenden Randabschnitt 134 als auch an der Seitenwand 116 einen freiliegenden Randabschnitt 136 auf, und bildet die vorderseitige Emissionsfläche 131 daher an diesen entgegen gesetzten Stellen einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Bei einem solchen Bauelement kann die reflektive Schicht 150 in zwei separaten Bereichen vorliegen, wobei ein Bereich sich wie bei dem Bauelement 104 von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 117, und ein weitere Bereich sich von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 115 erstreckt. In diesen zwei Bereichen kann jeweils ein Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 150 einen entsprechenden Teil der Vorderseite 111 bilden. Die dazwischen vorliegende Emissionsfläche 131 des Konversionselements 130 bildet den übrigen Teil der Vorderseite 111. Eine Leuchtvorrichtung kann mit mehreren solchen, in Form einer Reihe nebeneinander angeordneten Bauelementen verwirklicht werden. Hierbei können die Bauelemente, vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 194, die gleiche laterale Ausrichtung aufweisen und derart positioniert sein, dass sich Seitenwände 114, 116 und damit freiliegende Randabschnitte 134, 136 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente gegenüberliegen. An den beiden Reihenenden kann jeweils ein reflektives Bauelement 180 zur Anwendung kommen.
  • Insbesondere in Bezug auf die Leuchtvorrichtung 194 von 7 besteht eine mögliche Abwandlung darin, eine reflektive Schicht 150 zusätzlich zwischen den optoelektronischen Bauelementen 104 sowie um diese herum auszubilden. Die zusätzliche reflektive Schicht 150 kann das gleiche oder ein vergleichbares Material aufweisen wie die reflektive Schicht 150 der einzelnen optoelektronischen Bauelemente 104, also ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial. In dieser Ausgestaltung können die reflektiven Bauelemente 180 entfallen.
  • Zur Veranschaulichung dieser Variante ist in 7 anhand von gestrichelten Linien ein Bereich 151 angedeutet, innerhalb dessen die zusätzliche reflektive Schicht 150 auf dem Träger 170 vorgesehen sein kann. Durch die zusätzliche reflektive Schicht 150, welche sich bis zu den Vorderseiten 111 der optoelektronischen Bauelemente 104 erstrecken kann, kann erreicht werden, dass eine von den Bauelementen 104 erzeugte Lichtstrahlung lediglich über die vorderseitigen Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 abgegeben wird. Eine an den Randabschnitten 134, 135, 136 der Konversionselemente 130 austretende Lichtstrahlung kann über die zusätzliche reflektive Schicht 150 wieder in die Konversionselemente 130 zurückreflektiert werden, so dass keine seitliche Lichtabgabe auftritt.
  • Eine solche Ausgestaltung kann dadurch verwirklicht werden, indem nach dem Montieren der optoelektronischen Bauelemente 104 auf dem Träger 170 Zwischenbereiche zwischen den Bauelementen 104 und Bereiche um die Bauelemente 104 herum mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial zum Bilden der reflektiven Schicht 150 verfüllt werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein die Bauelemente 104 bzw. den Verfüllbereich 151 umgebender Rahmen auf dem Träger 170 angeordnet werden, oder kann der Träger 170 mit einem derartigen Rahmen bereitgestellt werden. Ein Vorsehen einer zusätzlichen reflektiven Schicht 150 zwischen optoelektronischen Bauelementen und um diese herum mit dem Ziel, eine seitliche Lichtabgabe zu vermeiden, kann auch für die anderen, zuvor beschriebenen Leuchtvorrichtungen, zum Beispiel die Leuchtvorrichtung 193 von 6, in Betracht kommen.
  • Auf der Grundlage der 8 bis 13 wird ein weiteres Konzept zum Ermöglichen kleiner Abstände von Emissionsflächen 231 nebeneinander angeordneter optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente weisen einen ähnlichen Aufbau wie die zuvor beschriebenen Bauelemente auf. Hierbei ist vorgesehen, ein optoelektronisches Bauelement derart auszubilden, dass in einem Querschnitt des Bauelements eine Breite der an der ebenflächigen Vorderseite vorgesehenen Emissionsfläche 231 größer oder wenigstens so groß ist wie eine Breite einer der Vorderseite entgegen gesetzten Rückseite des Bauelements. Dadurch ist es ebenfalls möglich, eine Verkleinerung bzw. Minimierung der Abstände von Emissionsflächen 231 zu erzielen.
  • Die 8 und 9 zeigen in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer Aufsichtsdarstellung eine Ausführungsform einer Leuchtvorrichtung 291 mit mehreren, diese Breitengestaltung aufweisenden optoelektronischen Bauelementen 201. Die Schnittdarstellung von 8 bezieht sich auf die in 9 anhand der Schnittlinie B-B angedeutete Schnittebene. Im Folgenden wird zunächst die Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelements 201 näher beschrieben. Diese Beschreibung trifft auf sämtliche der bei der Leuchtvorrichtung 291 vorgesehenen Bauelemente 201 zu. Das optoelektronische Bauelement 201 weist zu dem Bauelement 101 vergleichbare Komponenten auf, so dass oben beschriebene Details zu gleichen und gleichwirkenden Komponenten auch bei dem Bauelement 201 zur Anwendung kommen können.
  • Das optoelektronische Bauelement 201 weist, wie in 9 gezeigt ist, in der Aufsicht eine Rechteckform mit unterschiedlich langen Seiten, d.h. zwei zueinander entgegen gesetzten ersten längeren Seiten 214, 216 und zwei zueinander entgegen gesetzten zweiten kürzeren Seiten 215, 217 auf. Diese werden im Folgenden auch als Langseiten 214, 216 und Kurzseiten 215, 217 bezeichnet. Das Bauelement 201 weist ferner, wie in 8 dargestellt ist, zwei entgegen gesetzte Stirnseiten 211, 212, im Folgenden als Vorderseite 211 und Rückseite 212 bezeichnet auf, zwischen denen sich die anderen, als Seitenwände dienenden Seiten 214, 215, 216, 217 erstrecken.
  • Aufgrund der Rechteckform können dem optoelektronischen Bauelement 201 von oben betrachtet zwei zueinander senkrecht verlaufende laterale Ausdehnungsrichtungen zugeordnet werden. Hierbei ist eine Ausdehnungsrichtung durch die Kurzeiten 215, 217, und eine hierzu senkrechte weitere Ausdehnungsrichtung durch die Langseiten 214, 216 vorgegeben. Die laterale Ausdehnung entlang der Kurzseiten 215, 217 wird im Folgenden auch als Querausdehnung, und die Ausdehnung entlang der Langseiten 214, 216 als Längsausdehnung bezeichnet. Der in 8 gezeigte Querschnitt bezieht sich somit auf die Querausdehnungsrichtung des Bauelements 201.
  • Das optoelektronische Bauelement 201 weist ein als Basis dienendes Trägersubstrat 240, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat 240 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 220 zur Strahlungserzeugung, ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 230 zur Strahlungs- bzw. Oberflächenkonversion, und eine auf dem Trägersubstrat 240 angeordnete reflektive Schicht 250 auf. Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht 250 grenzt an den Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 an. Der Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 sind insbesondere am Rand vollständig bzw. über den gesamten Umfang von der reflektiven Schicht 250 umgeben.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 220 kann insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip sein. Dieser kann zum Beispiel in Form eines Dünnfilmchips vorliegen. Der Halbleiterchip 220 ist dazu ausgebildet, bei Zufuhr von elektrischer Energie eine primäre Lichtstrahlung zu erzeugen. Die Primärstrahlung kann im Wesentlichen über eine Lichtaustrittsseite bzw. Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips 220, auf welcher das Konversionselement 230 direkt angeordnet ist, abgegeben werden. Der Halbleiterchip 220 bzw. dessen Lichtaustrittsseite weisen in der Aufsicht eine Rechteckform auf.
  • Um dem optoelektronischen Halbleiterchip 220 elektrische Energie zuzuführen, ist der Halbleiterchip 220 mit zwei elektrischen Kontakten ausgebildet. Vorliegend weist der Halbleiterchip 220 einen Vorderseitenkontakt im Bereich der Lichtaustrittsseite, und einen Rückseitenkontakt an einer entgegen gesetzten Rückseite auf (nicht dargestellt).
  • Das Trägersubstrat 240 weist auf einer Vorderseite, auf welcher der Halbleiterchip 220 und die reflektive Schicht 250 angeordnet sind, einen auf den Rückseitenkontakt des Halbleiterchips 220 abgestimmten Gegenkontakt auf. Diese beiden Kontakte können über ein Lotmittel miteinander verbunden sein, so dass der Halbleiterchip 220 elektrisch und mechanisch mit dem Trägersubstrat 240 verbunden ist (nicht dargestellt). Für den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 220, welcher am Rand bzw. an einer Ecke des Halbleiterchips 220 angeordnet ist, weist das Trägersubstrat 240 einen weiteren Gegenkontakt auf dessen Vorderseite auf (nicht dargestellt). Diese beiden Kontakte sind über einen in der reflektiven Schicht 250 eingebetteten Bonddraht 289 elektrisch verbunden (vgl. 9) Das in der Aufsicht rechteckförmige Trägersubstrat 240 kann zum Beispiel ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine der Vorderseite des Trägersubstrats 240 entgegen gesetzte Rückseite bildet die Rückseite 212 des optoelektronischen Bauelements 201. An dieser Seite 212 weist das Trägersubstrat 240 zwei elektrische Anschlüsse 247 auf (in 8 nur für das linke Bauelement 201 gezeigt). Die zum Beispiel in Form von Lötflächen vorliegenden Anschlüsse 247 können beispielsweise eine Streifenform aufweisen, und sich parallel zu den Langseiten 214, 216 des Bauelements 201 erstrecken. Die Anschlüsse 247 sind elektrisch mit den an der Vorderseite des Trägersubstrats 240 vorliegenden Gegenkontakten verbunden.
  • Das plättchenförmige Konversionselement 230 kann zum Beispiel mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs, beispielsweise einem Silikonkleber, auf der Lichtaustrittseite des Halbleiterchips 220 befestigt sein (nicht dargestellt). Das Konversionselement 230 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Teil der von dem Halbleiterchip 220 im Betrieb erzeugten Primärstrahlung in eine niederenergetischere Konversionsstrahlung umwandeln. Hierfür weist das Konversionselement 230 ein geeignetes Konversionsmaterial auf, welches die Primärstrahlung absorbieren und zur Reemission der Konversionsstrahlung angeregt werden kann. Dadurch kann eine Mischstrahlung aus Primär- und Konversionsstrahlung erzeugt werden, welche von dem Konversionselement 230 abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement 230 im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt. Das Konversionselement 230 kann zum Beispiel ein keramisches Konversionselement 230 sein.
  • Das Konversionselement 230, welches die gleichen bzw. im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen aufweisen kann wie der Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite, ist deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite positioniert. Das Konversionselement 230 kann auch größere laterale Abmessungen aufweisen. Das Konversionselement 230 weist eine mit dem Halbleiterchip 220 vergleichbare, im Wesentlichen rechteckige Aufsichtsform auf. An einer Ecke weist das Konversionselement 230 eine auf den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 220 abgestimmte Aussparung 239 auf, um ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts mit dem Bonddraht 289 zu ermöglichen (vgl. 9). In dem in 8 gezeigten Querschnitt weist das Konversionselement 230 eine Rechteckform auf. In einer hierzu senkrecht verlaufenden Schnittebene weist das Konversionselement 130 ebenfalls eine Rechteckform auf (nicht dargestellt).
  • Das optoelektronische Bauelement 201 kann zum Beispiel eine Weißlichtquelle sein. Hierfür können der Halbleiterchip 220 zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement 230 zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Alternativ kann das Konversionselement 230 unterschiedliche Konversionsmaterialien aufweisen, um eine Konversionsstrahlung umfassend mehrere Teilstrahlungen – bei einer blauvioletten Primärstrahlung beispielsweise eine gelbgrüne und eine rote Teilstrahlung – zu erzeugen. Das Bauelement 201 kann ferner dazu ausgebildet sein, eine von weiß verschiedene Lichtstrahlung, zum Beispiel eine gelbe Lichtstrahlung, zu emittieren.
  • Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 201 wird die Lichtstrahlung über das Konversionselement 230 abgegeben. Die Lichtabgabe erfolgt über die an der Vorderseite 211 des Bauelements 201 befindliche flächige Vorderseite 231 des Konversionselements 230. Diese wird im Folgenden als Leucht- bzw. Emissionsfläche 231 bezeichnet. Die Emissionsfläche 231 bildet einen Teil der Vorderseite 211 des Bauelements 201.
  • Die bei dem optoelektronischen Bauelement 201 zur Strahlungsreflexion eingesetzte, sowie den Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 teilweise einbettende reflektive Schicht 250 ist aus einem Vergussmaterial wie zum Beispiel Silikon mit darin enthaltenen reflektiven Partikeln, beispielsweise aus Titanoxid, ausgebildet. Die reflektive Schicht 250 erstreckt sich bis zur Vorderseite 211 des Bauelements 201, und bildet mit einem vorderseitigen Abschnitt, welcher an die Emissionsfläche 231 angrenzt und die Emissionsfläche 231 vollständig bzw. rahmenförmig umgibt, einen weiteren (übrigen) Teil der Vorderseite 211. Das Konversionselement 230 und der darunter befindliche Halbleiterchip 220 sind am Rand vollständig von der reflektiven Schicht 250 umgeben. In dieser Ausgestaltung ist bei dem Konversionselement 230 lediglich die vorderseitige Emissionsfläche 231 unbedeckt. Im Betrieb des Bauelements 201 kann eine Lichtstrahlung folglich lediglich über die Emissionsfläche 231 abgegeben werden. Eine über den Rand des Konversionselements 230 seitlich abgegebene Lichtstrahlung kann mit Hilfe der reflektiven Schicht 250 wieder in das Konversionselement 230 zurückreflektiert werden.
  • Das optoelektronische Bauelement 201 ist derart ausgebildet, dass eine Querschnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 230 größer ist als eine Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des Bauelements 201. Diese Breitengestaltung liegt bei dem in 8 veranschaulichten Querschnitt vor, welcher sich auf die Querausdehnungsrichtung des Bauelements 201 bezieht. Wie oben angegeben wurde, richtet sich die Querausdehnungsrichtung nach den Kurzseiten 215, 217 des Bauelements 201.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 201 ist die zuvor genannte Breitenausprägung dadurch verwirklicht, indem das Trägersubstrat 240, wie in 8 gezeigt ist, eine sich von der Rückseite 212 in Richtung der Vorderseite 211 aufweitende Querschnittsform aufweist. Hierbei besitzt das Trägersubstrat 240 eine Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 201 verlaufenden Seiten. Diese Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 201 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung des Bauelements 201 entlang der Langseiten 214, 216 kann das Trägersubstrat 240 demgegenüber eine rechteckeckige Querschnittsform aufweisen (nicht dargestellt).
  • Die in der Querausdehnungsrichtung trapezförmige Querschnittsform des Trägersubstrats 240 hat zur Folge, dass bei dem optoelektronischen Bauelement 201 die sich zwischen der Vorder- und Rückseite 211, 212 erstreckenden Langseiten 214, 216 nicht in Form einer ebenen Seitenwand vorliegen, sondern sich jeweils aus zwei schräg zueinander verlaufenden Wandabschnitten (d.h. ein durch das Trägersubstrat 240 gebildeter, schräg zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufender Abschnitt, und ein durch die reflektive Schicht 250 gebildeter, senkrecht zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufender Abschnitt) zusammensetzen. Die Kurzseiten 215, 217 können dagegen als ebene, sich senkrecht zwischen Vorder- und Rückseite 211, 212 erstreckende Seitenwände vorliegen. Das Bauelement 201 weist daher lediglich in einem Bereich zwischen der Vorderseite 211 und dem Trägersubstrat 240 eine Quaderform auf.
  • In einem Herstellungsverfahren können mehrere optoelektronische Bauelemente 201 gemeinsam bzw. in paralleler Weise gefertigt werden. Hierbei kann ein zusammenhängendes Trägersubstrat 240 für mehrere Bauelemente 201 bereitgestellt werden, auf welchem mehrere Halbleiterchips 220 und hierauf Konversionselemente 230 angeordnet werden. Nach einem Anschließen von Bonddrähten 289 an Vorderseitenkontakte der Chips 220 und Gegenkontakte des zusammenhängenden Trägersubstrats 240 können Bereiche zwischen den Halbleiterchips 220 und Konversionselementen 230 und um diese herum mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial verfüllt werden, um die reflektive Schicht 250 zu bilden. Am Ende des Herstellungsverfahrens kann ein Vereinzelungsprozess durchgeführt werden, um separate optoelektronische Bauelemente 201 bereitzustellen. Im Rahmen des Vereinzelungsprozesses, welcher ein Zerteilen bzw. Sägen umfassen kann, kann die sich verbreiternde bzw. angeschrägte Querschnittsform des Trägersubstrats 240 erzeugt werden.
  • Der Aufbau des optoelektronischen Bauelements 201 bietet die Möglichkeit, mehrere solche Bauelemente 201 derart nebeneinander anzuordnen, dass die vorderseitigen Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 201 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Dieser Aspekt wird anhand der in den 8 und 9 gezeigten Leuchtvorrichtung 291 erläutert, welche eine Gruppe aus mehreren nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 201 aufweist. In 8 sind zwei der in 9 gezeigten vier Bauelemente 201 gezeigt. Es ist möglich, dass die Leuchtvorrichtung 291 eine andere, insbesondere größere Anzahl an Bauelementen 201 aufweist. Die Leuchtvorrichtung 291 kann zum Beispiel Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers sein.
  • Die Leuchtvorrichtung 291 weist einen größeren Träger 270 auf, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente 201 in Form einer Reihe nebeneinander angeordnet sind (1D-Anordnung). Eine Anordnungs- bzw. Erstreckungsrichtung 299 der Reihe ist in den 8 und 9 anhand eines Doppelpfeils angedeutet. Der Träger 270, welcher eine Platine sein kann, weist auf die rückseitigen elektrischen Anschlüsse 247 der optoelektronischen Bauelemente 201 abgestimmte elektrische Anschlüsse 277 auf. Die Anschlüsse 247, 277 können über ein Lotmittel 279 miteinander verbunden sein, wie in 8 für das linke Bauelement 201 gezeigt ist. Ein Bestücken des Trägers 270 mit den Bauelementen 201 kann zum Beispiel mit Hilfe eines SMT-Montageverfahrens, bei dem ein Reflow-Lötprozess durchgeführt wird, erfolgen. Die für die Bauelemente 201 vorgesehenen Anschlüsse 277 des Trägers 270 können in einem vorgegebenen Abstandsraster vorliegen, wodurch die Abstände der Bauelemente 201 auf dem Träger 270 festgelegt werden.
  • Bei der Leuchtvorrichtung 291 weisen die optoelektronischen Bauelemente 201 jeweils die gleiche laterale Ausrichtung auf, und sind entlang der Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 201 nebeneinander angeordnet. Hierbei liegen sich die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 201 gegenüber. Die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 201 fällt in dieser Anordnung mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen, bzw. gibt die Erstreckungsrichtung 299 der Reihe vor. Bei einer solchen Anreihung können die Konversionselemente 230 und damit die Emissionsflächen 231 der einzelnen Bauelemente 201 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen.
  • Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement kann eine Emissionsfläche in Querausdehnungsrichtung eine gegenüber der Rückseite kleinere Querschnittsbreite aufweisen. Eine Anreihung solcher Bauelemente hat daher zur Folge, dass die Emissionsflächen weiter beabstandet sind als die Rückseiten.
  • Die hiervon abweichende Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements 201 mit der in Querausdehnungsrichtung gegenüber der Rückseite 212 breiteren Emissionsfläche 231 führt hingegen dazu, dass bei der Leuchtvorrichtung 291 der Abstand der Emissionsflächen 231 zwischen zwei benachbarten Bauelementen 201 kleiner ist als der Abstand zwischen den Rückseiten 212 der Bauelemente 201. Bei der Leuchtvorrichtung 291 können die Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 201 infolgedessen relativ kleine Abstände zueinander aufweisen, so dass eine homogenere, aus den Emissionsflächen 231 gebildete Lichtfläche vorliegen kann.
  • Aufgrund der Trapezform der Trägersubstrate 240 können nicht nur die Rückseiten 212 selbst, sondern auch an die Rückseiten 212 angrenzende Teilbereiche der Trägersubstrate 240 vergleichsweise große Abstände aufweisen. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, einen solchen Träger 270 zu verwenden, bei dem die Anschlüsse 277 in einem Abstandraster vorliegen, welches kleiner ist als bei einem für herkömmliche Bauelemente vorgesehenen Träger. Die trapezförmige Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, auch bei Vorliegen von herstellungsbedingt unebenen Oberflächen eine Berührung benachbarter Bauelemente 201 im unteren Bereich der Trägersubstrate 240 zu vermeiden. Dadurch kann ein nahes Positionieren von Emissionsflächen 231 begünstigt werden. Des Weiteren können die Trägersubstrate 240 der optoelektronischen Bauelemente 201 eine größere Fertigungstoleranz aufweisen als die Konversionselemente 230.
  • In einer möglichen Abwandlung kann das optoelektronische Bauelement 201 bzw. dessen Trägersubstrat 240 gegebenenfalls derart ausgebildet sein, dass die vorderseitige Emissionsfläche 231 und die Rückseite 212 eine übereinstimmende Querschnittsbreite 262, 263 aufweisen.
  • Anhand der folgenden 10 bis 13 werden weitere Ausführungsformen von optoelektronischen Bauelementen und Leuchtvorrichtungen beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente sind vergleichbar zu dem Bauelement 201 derart ausgebildet, dass eine vorderseitige Emissionsfläche 231 im Querschnitt wenigstens so breit ist wie eine Rückseite 212. Die optoelektronischen Bauelemente umfassen in gleicher Weise ein Trägersubstrat 240, 245, einen auf dem Trägersubstrat 240, 245 angeordneten Halbleiterchip 220, ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes Konversionselement 230, 235, 236, und eine neben dem Halbleiterchip 220 und dem Konversionselement 230, 235, 236 auf dem Trägersubstrat 240, 245 angeordnete reflektive Schicht 250. Bei einer dazugehörigen Leuchtvorrichtung sind die Bauelemente, wie bei der Leuchtvorrichtung 291, bezogen auf eine Querausdehnungsrichtung der Bauelemente nebeneinander angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in Bezug auf bereits beschriebene Details, welche sich auf gleichartige oder übereinstimmende Komponenten und Merkmale, eine Herstellung, mögliche Vorteile, usw. beziehen, auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen wird. Insbesondere können Trägersubstrate 245 und Konversionselemente 235, 236 der im Folgenden beschriebenen Bauelemente sich lediglich durch die Form von dem Trägersubstrat 240 und dem Konversionselement 230 des Bauelements 201 unterscheiden. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können.
  • Die 10 und 11 zeigen in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer Aufsichtsdarstellung eine weitere Leuchtvorrichtung 292. Die Leuchtvorrichtung 292 weist mehrere optoelektronische Bauelemente 202 auf, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Anstelle der in 11 gezeigten vier Bauelemente 202 kann die Leuchtvorrichtung 292 eine andere, insbesondere größere Anzahl an Bauelementen 202 aufweisen. Im Folgenden wird zunächst auf die Ausgestaltung eines Bauelements 202 eingegangen.
  • Das optoelektronische Bauelement 202 ist im Unterschied zu dem Bauelement 201 quaderförmig ausgebildet. Das Bauelement 202 weist erneut zwei entgegen gesetzte Langseiten 214, 216 und Kurzseiten 215, 217 auf. Im Unterschied zu dem Bauelement 201 liegen die Langseiten 214, 216 wie die Kurzseiten 215, 217 als ebene, sich senkrecht zwischen der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 202 erstreckende Seitenwände vor. Das Bauelement 202 weist ein mit rückseitigen Anschlüssen 247 versehenes Trägersubstrat 245 auf, welches im Unterschied zu dem Trägersubstrat 240 quaderförmig ausgebildet ist. Daher besitzt das Trägersubstrat 245 in dem in 10 gezeigten Querschnitt, welcher sich auch hier auf eine durch die Kurzseiten 215, 217 vorgegebene Querausdehnung des Bauelements 202 bezieht, eine Rechteckform.
  • Das optoelektronische Bauelement 202 weist ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 235 zur Oberflächenkonversion auf. Das Konversionselement 235 weist, wie in 10 gezeigt ist, eine sich von einer Rückseite des Konversionselements 235 in Richtung einer vorderseitigen Emissionsfläche 231 aufweitende Querschnittsform auf. Hierbei besitzt das Konversionselement 235 eine Trapezform mit schräg zu dessen Vorder- und Rückseite, und damit zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 202 verlaufenden Randseiten. Diese angeschrägte Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 202 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung des Bauelements 202 entlang der Langseiten 214, 216 kann das Konversionselement 235 demgegenüber eine rechteckeckige Querschnittsform aufweisen (nicht dargestellt). Auch das Konversionselement 235 besitzt von oben betrachtet eine im Wesentlichen rechteckige Geometrie mit einer auf den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 220 abgestimmten Aussparung 239 (vgl. 11).
  • Das Konversionselement 235 ist mit dessen Rückseite, welche entgegen gesetzt ist zu der Emissionsfläche 231, auf der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 angeordnet bzw. aufgeklebt. Die Rückseite des Konversionselements 235 kann im Wesentlichen die gleichen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der rechteckige Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen rechteckige Lichtaustrittsseite. Hierbei kann das Konversionselement 235 mit dessen Rückseite deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 angeordnet sein.
  • Das optoelektronische Bauelement 202 mit dem trapezförmigen Konversionselement 235 ist des Weiteren derart ausgebildet, dass die vorderseitige Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 202 beidseitig an die zwei ebenen Langseiten 214, 216 heranreicht, und dadurch an diesen Stellen einen Teil des Randes der Vorderseite 211 bildet. Auf diese Weise stimmt die Querschnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 mit der Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des Bauelements 202 überein, wie in 10 gezeigt ist.
  • Die bei dem optoelektronischen Bauelement 202 ebenfalls vorgesehene, auf dem Trägersubstrat 245 angeordnete und den Halbleiterchip 220 umschließende reflektive Schicht 250 kann auch in dieser Ausgestaltung an das Konversionselement 235 heranreichen und das Konversionselement 235 randseitig umschließen. Da die Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 vorliegend an die zwei Seiten 214, 216 angrenzt, ist die Emissionsfläche 231 im Unterschied zu dem Bauelement 201 nicht mehr vollständig von einem einzelnen umlaufenden Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 250 umgeben. Die Vorderseite 211 wird bei dem Bauelement 202 von zwei separaten Vorderseitenabschnitten der reflektiven Schicht 250 und der dazwischen angeordneten Emissionsfläche 231 gebildet (vgl. 11).
  • Bei dem Konversionselement 235 liegt jedoch weiterhin lediglich die Emissionsfläche 231 frei, wohingegen der zwischen der Emissionsfläche 231 und der Rückseite des Konversionselements 235 vorliegende Rand bzw. entsprechende Randseiten des Konversionselements 235 von der reflektiven Schicht 250 umgeben sind. Daher ist es möglich, dass im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 202 eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 abgegeben wird. Gegebenenfalls kann es vorkommen, dass, bedingt durch die Trapezform des Konversionselements 235 und demzufolge der in Richtung der Vorderseite 211 abnehmenden Querschnittsbreite der reflektiven Schicht 250, eine geringe seitliche Lichtabgabe auch im Bereich der Langseiten 214, 216 stattfindet.
  • Vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 291 sind auch bei der Leuchtvorrichtung 292 die hier eingesetzten optoelektronischen Bauelemente 202 mit einer übereinstimmenden lateralen Ausrichtung, und entlang ihrer Querausdehnungsrichtung nebeneinander angeordnet. Hierbei sind die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 202 einander zugewandt. Die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 202 fällt somit erneut mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen. Da die Emissionsflächen 231 und die Rückseiten 212 bei den Bauelementen 202 eine übereinstimmende Querschnittsbreite 262, 263 aufweisen, liegen in entsprechender Weise gleich große Abstände zwischen den Emissionsflächen 231 und den Rückseiten 212 vor. Im Vergleich zu einer Anreihung herkömmlicher Bauelemente können die vorderseitigen Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 202 daher kleine(re) Abstände zueinander aufweisen.
  • 12 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer Leuchtvorrichtung 293 mit optoelektronischen Bauelementen 203, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Die Bauelemente 203 der Leuchtvorrichtung 293 stellen eine Weiterbildung des zuvor beschriebenen Bauelements 202 dar. Jedes der Bauelemente 203 weist ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 236 auf, welches wie das Konversionselement 235 im Querschnitt trapezförmig mit einer sich von einer Rückseite des Konversionselements 236 in Richtung der vorderseitigen Emissionsfläche 231 verbreiternden Querschnittsform ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 203 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung kann das Konversionselement 236 eine rechteckeckige Querschnittsform aufweisen (nicht dargestellt).
  • Bei dem Konversionselement 236 kann die Rückseite die gleichen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der rechteckige Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen rechteckige Lichtaustrittsseite, und kann die Rückseite des Konversionselements 236 deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 positioniert sein. In der Aufsicht kann das Konversionselement 236 eine im Wesentlichen rechteckige Geometrie und eine auf den Vorderseitenkontakt des Halbeleiterchips 220 abgestimmte Aussparung aufweisen (nicht dargestellt).
  • Das optoelektronische Bauelement 203 unterschiedet sich von dem Bauelement 202 dadurch, dass das trapezförmige Konversionselement 236 im Bereich der Vorderseite 211 seitlich überstehend bzw. auskragend ist. Auf diese Weise ist, bezogen auf die Querausdehnung des Bauelements 203, die Querschnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 236 größer als die Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des quaderförmigen Trägersubstrats 245 und damit des Bauelements 203. Das Bauelement 203 weist infolgedessen von oben betrachtet nicht mehr die in 11 gezeigte, bei dem Bauelement 202 vorliegende rechteckige Vorderseite 211, sondern infolge des an den Langseiten 214, 216 seitlich auskragenden Konversionselements 236 eine Vorderseite 211 mit einer kreuzförmigen Geometrie auf. Die Vorderseite 211 wird auch hier von zwei separaten Vorderseitenabschnitten der an das Konversionselement 236 heranreichenden reflektiven Schicht 250 und der dazwischen angeordneten Emissionsfläche 231 gebildet (nicht dargestellt).
  • Die bei dem optoelektronischen Bauelement 203 vorgesehene auskragende Form hat des Weiteren zur Folge, dass die reflektive Schicht 250 in dem in 12 gezeigten Querschnitt sich nicht mehr bis zu der vorderseitigen Emissionsfläche 231 erstreckt. Die in diesem Bereich schräg verlaufenden Randseiten des Konversionselements 236 sind daher nur zum Teil von der reflektiven Schicht 250 umgeben und liegen teilweise frei. Dies hat zur Folge, dass im Betrieb des Bauelements 203 das Konversionselement 236 eine Lichtstrahlung nicht nur über die Emissionsfläche 231, sondern zusätzlich auch über die freiliegenden Randseiten abgegeben kann.
  • Die Leuchtvorrichtung 293 ist ansonsten vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 292 ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente 203 sind erneut entlang ihrer Querausdehnungsrichtung, welche mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammenfällt, nebeneinander angeordnet. Die auskragende Ausgestaltung bzw. die im Querschnitt im Vergleich zu den Rückseiten 212 breiteren Emissionsflächen 231 führen dazu, dass die Leuchtvorrichtung 293 im Vergleich zu der Leuchtvorrichtung 292 mit noch kleineren Abständen der Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 203 ausgebildet sein kann.
  • Bei der Leuchtvorrichtung 293, aber auch bei der Leuchtvorrichtung 292, kann es zu einer seitlichen Abgabe von Lichtstrahlung kommen. Zwischen jeweils zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen 202, 203 kann eine von einem Konversionselement 235, 236 seitlich emittierte Lichtstrahlung gegebenenfalls zum Teil in ein benachbartes Konversionselement 235, 236 eingekoppelt werden. In Bezug auf eine jeweils am Ende einer Reihe auftretende seitliche Lichtabgabe kann in Betracht kommen, den hiermit verbundenen Verlust zu vernachlässigen. Alternativ ist es möglich, vergleichbar zu dem oben anhand der 1 bis 7 aufgezeigten Konzept für ein an einem Reihenende vorliegendes Bauelement 202, 203 eine Rückreflexion vorzusehen. Zu diesem Zweck kann neben dem betreffenden optoelektronischen Bauelement 202, 203 ein reflektives Bauelement umfassend ein Trägersubstrat und eine reflektive Schicht 250 angeordnet werden, um die seitlich emittierte Lichtstrahlung wenigstens teilweise zurückzureflektieren (nicht dargestellt). Möglich ist es ferner, eine zusätzliche reflektive Schicht zumindest in Zwischenbereichen zwischen den Bauelementen 202, 203 anzuordnen.
  • 13 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer Leuchtvorrichtung 294 mit optoelektronischen Bauelementen 204, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Die Bauelemente 204 der Leuchtvorrichtung 294 stellen eine Abwandlung des anhand der 8 und 9 gezeigten Bauelements 201 dar. Bei jedem der Bauelemente 204 liegt nicht nur ein trapezförmiges Trägersubstrat 240 vor, sondern weist das gesamte Bauelement 204 im Querschnitt eine sich von der Rückseite 212 in Richtung der Vorderseite 211 verbreiternde Querschnittsform auf. Hierbei besitzt jedes Bauelement 204 eine Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufenden Seitenwänden bzw. Langseiten 214, 216. Diese Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 204 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung kann das Bauelement 204 eine rechteckeckige Querschnittsform, und daher senkrecht zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufende Kurzseiten 215, 217, aufweisen (nicht dargestellt). Die im Querschnitt trapezförmige Ausgestaltung kann im Rahmen eines Vereinzelungsprozesses, welcher bei der gemeinsamen Herstellung mehrerer Bauelemente 204 durchgeführt wird, ausgebildet werden.
  • In der Aufsicht kann das optoelektronische Bauelement 204 dem Bauelement 201 entsprechen, so dass die in 9 gezeigte Darstellung auch für das Bauelement 204 (und damit die Leuchtvorrichtung 294) zutreffen kann. Hierbei ist die vorderseitige Emissionsfläche 231 des Konversionselements 230 vollständig von einem Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 250 umschlossen. Auch der Rand des Konversionselements 230 ist vollständig von der reflektiven Schicht 250 umgeben, so dass lediglich die vorderseitige Emissionsfläche 231 freiliegt. Daher kann im Betrieb des Bauelements 204 eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissionsfläche 231 abgegeben werden.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 204 ist ebenfalls, bezogen auf die Querausdehnung des Bauelements 204, die Querschnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 230 größer als die Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des Bauelements 204. Daher können bei der aus mehreren Bauelementen 204 ausgebildeten Leuchtvorrichtung 294 die Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 204 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Wie in 13 gezeigt ist, sind auch bei der Leuchtvorrichtung 294 die Bauelemente 204 mit einer übereinstimmenden lateralen Ausrichtung, und entlang ihrer Querausdehnungsrichtung nebeneinander angeordnet. Hierbei fällt die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 204 erneut mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen, und liegen sich die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 204 gegenüber.
  • Bei den nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 204 können nicht nur die Rückseiten 212 selbst, sondern auch weitere Teilbereiche der trapezförmigen Bauelemente 204 relativ weit voneinander beabstandet sein. Es ist daher auch hier möglich, einen Träger 270 mit einem gegenüber einem herkömmlichen Träger kleineren Abstandsraster der Anschlüsse 277 einzusetzen, um ein nahes Positionieren von Emissionsflächen 231 zu begünstigen. Insbesondere in dieser Ausgestaltung ist es möglich, bei Vorliegen von herstellungsbedingt unebenen Oberflächen eine Berührung benachbarter Bauelemente 204 zu vermeiden.
  • Ein trapezförmiges optoelektronisches Bauelement kann auch mit einer anderen Querschnittsform ausgebildet werden. Beispielsweise kann eine zu 13 ähnliche Querschnittsform vorgesehen werden, wobei abweichend von 13 die Vorderseite des Trägersubstrats 240 breiter ist als die Rückseite des Halbleiterchips 220, und damit seitlich der Rückseite des Halbleiterchips 220 ein Teil der reflektiven Schicht 250 vorliegen kann. Eine weitere Variante besteht darin, dass auch der Halbleiterchip 220 ausgehend von dessen Rückseite im Querschnitt eine (teilweise) angeschrägte Querschnittsform aufweist.
  • Neben den anhand der 8 bis 13 beschriebenen Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen. Beispielsweise können anstelle von Trapezformen andere sich verbreiternde Querschnittsformen, zum Beispiel mit gekrümmten, beispielsweise konkaven Konturen, für Trägersubstrate, Konversionselemente und optoelektronische Bauelemente vorgesehen sein. Möglich ist es auch, dass mehrere, sich im Querschnitt unterschiedlich stark aufweitende Teilbereiche vorliegen oder dass eine Verbreiterung nur zum Teil vorliegt, so dass neben einem oder mehreren sich aufweitenden Teilbereichen ein oder mehrere andere Teilbereiche mit einer konstanten Querschnittsbreite vorliegen können. Es ist ferner denkbar, unterschiedliche Varianten zu kombinieren, so dass beispielsweise ein sich verbreiterndes Trägersubstrat oder eine sich verbreiternde Querschnittsform eines Bauelements zusammen mit einem sich verbreiternden Konversionselement vorliegt.
  • Darüber hinaus können auch basierend auf dem anhand der 8 bis 13 beschriebenen Konzept in gleicher Weise zwei Reihen bzw. 2D-Anordnungen von optoelektronischen Bauelementen verwirklicht werden. Hierbei können die zwei Reihen aus Bauelementen parallel bzw. antiparallel zueinander angeordnet sein, so dass sich Seiten bzw. Kurzseiten benachbarter Bauelemente der unterschiedlichen Reihen gegenüberliegen. In diesem Zusammenhang kann gegebenenfalls in Betracht kommen, auch im Bereich der sich gegenüberliegenden Seiten nicht senkrecht zu einer Vorder- und Rückseite verlaufende, sondern hiervon abweichend beispielsweise schräg verlaufende Seiten für Trägersubstrate, Konversionselemente und/oder Bauelemente vorzusehen, um ein nahes Positionieren von Emissionsflächen von Bauelementen der unterschiedlichen Reihen zu begünstigen.
  • Es wird des Weiteren darauf hingewiesen, dass optoelektronische Bauelemente mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform, mit einem Trägersubstrat mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform und/oder mit einem Konversionselement mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform gegebenenfalls auch unabhängig von der Breitenausgestaltung (Querschnittsbreite einer Emissionsfläche ist wenigstens so groß wie eine rückseitige Querschnittsbreite) verwirklicht werden können. Abgesehen von der Breitenausgestaltung können bei den Bauelementen oben aufgezeigte Merkmale in gleicher Weise vorliegen.
  • Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen. Beispielsweise können optoelektronische Bauelemente mit anderen Formen, Geometrien und Strukturen ausgebildet werden, und können anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien verwendet werden. Auch können optoelektronische Bauelemente zum Abgeben einer Lichtstrahlung mit einer anderen Farbe ausgebildet werden, bzw. können oben genannte Spektralbereiche durch andere Spektralbereiche ersetzt werden.
  • In Bezug auf die Konversionselemente 130, 230, 235, 236 ist die Möglichkeit gegeben, dass diese nicht in Form von keramischen Konversionselementen vorliegen. Eine mögliche Alternative ist eine Ausgestaltung aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon mit eingebetteten Leuchtstoffpartikeln zur Strahlungskonversion.
  • Abwandlungen sind auch in Bezug auf einen optoelektronischen Halbleiterchip 120, 220 denkbar. Beispielsweise können Halbleiterchips 120, 220 zur Anwendung kommen, welche lediglich zwei Rückseitenkontakte aufweisen. Ein Trägersubstrat 140, 240, 245 kann hierauf abgestimmte Gegenkontakte auf dessen Vorderseite aufweisen. Eine Verbindung zwischen den Rückseitenkontakten und den Gegenkontakten kann über ein Lotmittel erfolgen. Eine Verbindung über einen Bonddraht 189, 289, wie sie oben beschrieben wurde, kann in dieser Ausgestaltung entfallen. Daher können Konversionselemente zur Anwendung kommen, welche abweichend von den Konversionselementen 130, 230, 235, 236 keine Aussparungen 139, 239 aufweisen.
  • In gleicher Weise können Halbleiterchips 120, 220 zur Anwendung kommen, welche lediglich zwei Vorderseitenkontakte aufweisen. In dieser Ausgestaltung können die Vorderseitenkontakte mit Hilfe von zwei Bonddrähten an hierauf abgestimmte Gegenkontakte eines Trägersubstrats 140, 240, 245 angeschlossen werden. Hierbei können Konversionselemente zur Anwendung kommen, welche abweichend von den Konversionselementen 130, 230, 235, 236 zwei Aussparungen zum Ermöglichen eines Kontaktierens der Vorderseitenkontakte aufweisen.
  • Darüber hinaus wird auf die Möglichkeit hingewiesen, optoelektronische Bauelemente 101, 102, 103, 104, 201, 202, 203, 204 mit optoelektronischen Halbleiterchips auszubilden, bei denen es sich nicht um Dünnfilmchips handelt. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung der optoelektronischen Bauelemente mit Volumenemittern bzw. Flip-Chips. Sofern solche Halbleiterchips am Rand der optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind bzw. einen Teil einer oder mehrerer Seitenwände der Bauelemente bilden, wie es zum Beispiel bei den Bauelementen 101, 102, 103, 104 der Fall sein kann, können Effizienzeinbußen infolge einer seitlichen Lichtabgabe an einem freiliegenden Randabschnitt eines Halbleiterchips in gleicher Weise gemäß den obigen Ansätzen unterdrückt bzw. verringert werden. Möglich ist zum Beispiel eine Rückreflexion an der reflektiven Schicht eines benachbarten optoelektronischen Bauelements oder eines benachbarten reflektiven Bauelements, sowie eine Einkopplung der Lichtstrahlung in ein benachbartes optoelektronisches Bauelement. Möglich ist ferner eine Rückreflexion an einer zusätzlichen reflektiven Schicht, welche zwischen den optoelektronischen Bauelementen sowie gegebenenfalls in einem die Bauelemente umgebenden Bereich vorgesehen sein kann.
  • Darüber hinaus ist es möglich, dass die in den Figuren gezeigten und beschriebenen optoelektronischen Bauelemente 101, 102, 103, 104, 201, 202, 203, 204 sowie mögliche Abwandlungen derselben weitere Bestandteile aufweisen können. Beispielsweise können die Bauelemente eine zusätzliche, auf einem Trägersubstrat 140, 240, 245 angeordnete und antiparallel zu dem Halbleiterchip 120, 220 geschaltete Schutzdiode aufweisen. Die Schutzdiode kann in einem Bereich zwischen einem Halbleiterchip 120, 220 und einer Seite bzw. Kurzseite 117, 217 angeordnet, und von der reflektiven Schicht 150, 250 umgeben sein.
  • Optoelektronische Bauelemente können des Weiteren abweichend von den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen mit einer quadratischen Aufsichtform ausgebildet werden, so dass in der Aufsicht jeweils gleich lange Seiten bzw. Seitenwände vorliegen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 101, 102
    Bauelement
    103, 104
    Bauelement
    111
    Vorderseite
    112
    Rückseite
    114, 115
    Seitenwand
    116, 117
    Seitenwand
    120
    Halbleiterchip
    130
    Konversionselement
    131
    Emissionsfläche
    134, 135
    Randabschnitt
    136
    Randabschnitt
    139
    Aussparung
    140
    Trägersubstrat
    147
    Anschluss
    150
    Reflektive Schicht
    151
    Bereich
    170
    Träger
    177
    Anschluss
    179
    Lotmittel
    180
    Reflexionselement
    189
    Bonddraht
    191, 192
    Leuchtvorrichtung
    193, 194
    Leuchtvorrichtung
    199
    Erstreckungsrichtung
    201, 202
    Bauelement
    203, 204
    Bauelement
    211
    Vorderseite
    212
    Rückseite
    214, 215
    Seite
    216, 217
    Seite
    220
    Halbleiterchip
    230
    Konversionselement
    231
    Emissionsfläche
    235, 236
    Konversionselement
    239
    Aussparung
    240, 245
    Trägersubstrat
    247
    Anschluss
    250
    Reflektive Schicht
    262, 263
    Querschnittsbreite Rückseite
    270
    Träger
    277
    Anschluss
    279
    Lotmittel
    289
    Bonddraht
    291, 292
    Leuchtvorrichtung
    293, 294
    Leuchtvorrichtung
    299
    Erstreckungsrichtung
    A-A
    Schnittlinie
    B-B
    Schnittlinie

Claims (16)

  1. Optoelektronisches Bauelement, aufweisend: ein Trägersubstrat (140); einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (140) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (120); eine Emissionsfläche (131) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements ist; und eine an der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (131) angrenzende reflektive Schicht (150), wobei die Emissionsfläche (131) derart angeordnet ist, dass die Emissionsfläche (131) einen Teil des Randes der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements bildet.
  2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, aufweisend ein auf dem Halbleiterchip (120) angeordnetes Konversionselement (130) zur Strahlungskonversion, wobei das Konversionselement (130) die Emissionsfläche (131) zum Abgeben der Lichtstrahlung aufweist.
  3. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 2, wobei das Konversionselement (130) an wenigstens einer sich von der Vorderseite (111) zu einer entgegen gesetzten Rückseite (112) erstreckenden Seitenwand (114, 115, 116) des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist, so dass ein Randabschnitt (134, 135, 136) des Konversionselements (130) einen Teil der Seitenwand (114, 115, 116) des optoelektronischen Bauelements bildet.
  4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mehrere sich von der Vorderseite (111) zu einer entgegen gesetzten Rückseite (112) erstreckende Seitenwände (114, 115, 116, 117), wobei die Emissionsfläche (131) an wenigstens einer Seitenwand (114, 115, 116) angeordnet ist.
  5. Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Träger (170) und eine Gruppe aus mehreren optoelektronischen Bauelementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger (170) angeordnet sind.
  6. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Randabschnitt (134, 136) eines Konversionselements (130) eines optoelektronischen Bauelements der Gruppe einer reflektiven Schicht (150) eines benachbarten optoelektronischen Bauelements der Gruppe gegenüberliegt.
  7. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei Randabschnitte (134, 136) von Konversionselementen (130) von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der Gruppe sich gegenüberliegen.
  8. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, aufweisend zwei Gruppen aus jeweils in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger (170) angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei Randabschnitte (135) von Konversionselementen (130) von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der zwei Gruppen sich gegenüberliegen.
  9. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, weiter aufweisend ein reflektives Bauelement (180) mit einer reflektiven Schicht (150), welches derart auf dem Träger (170) angeordnet ist, dass die reflektive Schicht (150) des reflektiven Bauelements (180) einem Randabschnitt eines Konversionselements (130) eines optoelektronischen Bauelements gegenüberliegt.
  10. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, aufweisend eine zusätzliche auf dem Träger (170) angeordnete reflektive Schicht (150, 151) wenigstens in Zwischenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen.
  11. Optoelektronisches Bauelement, aufweisend: ein Trägersubstrat (240, 245); einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (240, 245) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (220); eine Emissionsfläche (231) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements ist; und eine an der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (231) angrenzende reflektive Schicht (250), wobei die Emissionsfläche (231) eine wenigstens so große Querschnittsbreite aufweist wie eine der Vorderseite (211) entgegen gesetzte Rückseite (212) des optoelektronischen Bauelements.
  12. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 11, aufweisend ein auf dem Halbleiterchip (220) angeordnetes Konversionselement (230, 235, 236) zur Strahlungskonversion, wobei das Konversionselement (230, 235, 236) die Emissionsfläche (231) zum Abgeben der Lichtstrahlung aufweist.
  13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12, wobei das Konversionselement (235, 236) eine sich in Richtung der Emissionsfläche (231) zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform aufweist.
  14. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Trägersubstrat (240) eine sich in Richtung der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform aufweist.
  15. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend eine sich in Richtung der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform.
  16. Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Träger (270) und eine Gruppe aus mehreren optoelektronischen Bauelementen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger (270) angeordnet sind, und wobei bezogen auf eine Erstreckungsrichtung (299) der Reihe bei jedem der optoelektronischen Bauelemente der Gruppe die Querschnittsbreite (263) der Emissionsfläche (231) wenigstens so groß ist wie die Querschnittsbreite (262) der Rückseite (212).
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