DE102016100723B4 - optoelectronic component - Google Patents
optoelectronic component Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016100723B4 DE102016100723B4 DE102016100723.4A DE102016100723A DE102016100723B4 DE 102016100723 B4 DE102016100723 B4 DE 102016100723B4 DE 102016100723 A DE102016100723 A DE 102016100723A DE 102016100723 B4 DE102016100723 B4 DE 102016100723B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- conversion element
- electromagnetic
- converter material
- primary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/7734—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/77347—Silicon Nitrides or Silicon Oxynitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
- H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
Abstract
Optoelektronisches Bauelement (1) umfassend
- eine Schichtenfolge (2) mit einer aktiven Schicht, die im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert;
- ein erstes Konversionselement (3), das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung (S) angeordnet ist, wobei das erste Konversionselement (3) ein erstes und ein zweites Konvertermaterial umfasst, die die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen und roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums konvertieren und
- ein zweites Konversionselement (4), das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung (S) angeordnet ist, wobei das zweite Konversionselement (4) ein drittes Konvertermaterial umfasst, das die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums mit einer Peak-Wellenlänge zwischen 460 nm und 520 nm konvertiert.
Optoelectronic component (1) comprising
- A layer sequence (2) with an active layer which emits electromagnetic primary radiation in the UV range to the blue range of the electromagnetic spectrum during operation of the component;
- a first conversion element (3) which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation (S), the first conversion element (3) comprising a first and a second converter material which at least partially converts the electromagnetic primary radiation into electromagnetic secondary radiation in the green and red spectral range of the electromagnetic spectrum and convert
- a second conversion element (4) which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation (S), wherein the second conversion element (4) comprises a third converter material which at least partially converts the electromagnetic primary radiation into electromagnetic secondary radiation in the blue-green range of the electromagnetic spectrum with a Peak wavelength converted between 460 nm and 520 nm.
Description
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement.The invention relates to an optoelectronic component.
Optoelektronische Bauelemente wie beispielsweise lichtemittierende Dioden (LEDs) weisen häufig Konversionselemente mit einem Konvertermaterial auf. Konvertermaterialien wandeln die von einer Strahlungsquelle emittierte Strahlung ganz oder teilweise in eine Strahlung mit veränderter, beispielweise längerer, Wellenlänge um. Zur Erzeugung von weißem Licht werden häufig ein blau emittierender Halbleiterchip und im grünen und roten Spektralbereich emittierende Konvertermaterialien verwendet. Durch Überlagerung der blauen, grünen und roten Strahlung entsteht weißes Licht. Problematisch dabei ist, dass im grünblauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums eine spektrale Lücke im Emissionsspektrum besteht, in welcher kein oder nur sehr wenig Licht emittiert wird. Dies hat eine Reduzierung des Farbwiedergabeindexes im Vergleich zur Referenzlichtquelle zur Folge. Hinzu kommt, dass das blaue Licht des Halbleiterchips je nach Abstrahlwinkel eine andere relative Intensität im Vergleich zum konvertierten Teil des LED-Spektrums aufweist, was je nach Betrachtungswinkel des optoelektronischen Bauelements zu einem unterschiedlichen Farbeindruck beim Betrachter führt.Optoelectronic components such as light-emitting diodes (LEDs) often have conversion elements with a converter material. Converter materials convert all or part of the radiation emitted by a radiation source into radiation with a different, for example longer, wavelength. A blue-emitting semiconductor chip and converter materials emitting in the green and red spectral range are often used to generate white light. White light is created by superimposing the blue, green and red radiation. The problem here is that there is a spectral gap in the emission spectrum in the green-blue range of the electromagnetic spectrum, in which no or only very little light is emitted. This results in a reduction in the color rendering index compared to the reference light source. In addition, depending on the angle of emission, the blue light of the semiconductor chip has a different relative intensity compared to the converted part of the LED spectrum, which leads to a different color impression for the viewer depending on the viewing angle of the optoelectronic component.
Bislang wird versucht, die Emission im blau-grünen Bereich zu erhöhen, indem ein Leuchtstoff, beispielsweise ein Granatleuchtstoff, mit einer Emission im tiefgrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums eingesetzt wird. Als zweiter Leuchtstoff wird beispielsweise ein nitridischer Leuchtstoff mit einer Emission im roten Spektralbereich verwendet. Die Emission des roten Leuchtstoffs kann dabei bis zu einem gewissen Grad zu kürzeren Wellenlängen verschoben werden um einen größeren Überlapp mit der Augenempfindlichkeitskurve zu erzielen, wodurch aber auch gleichzeitig die Emission im roten bis tiefroten Spektralbereich veringert wird und somit die Farbwiedergabe roter Farbtöne verschlechtert wird. Allerdings ist die Verschiebung der Peak-Wellenlänge beider Leuchtstoffe zu kürzeren Wellenlängen begrenzt, so dass auch bei dieser Lösung der blau-grüne Spektralbereich nur unzureichend abgedeckt wird.Attempts have hitherto been made to increase the emission in the blue-green region by using a phosphor, for example a garnet phosphor, with an emission in the deep green region of the electromagnetic spectrum. A nitridic phosphor with an emission in the red spectral range is used, for example, as the second phosphor. The emission of the red phosphor can be shifted to shorter wavelengths to a certain extent in order to achieve a greater overlap with the eye sensitivity curve, but this also reduces the emission in the red to deep red spectral range and thus degrades the color rendering of red hues. However, the shift in the peak wavelength of both phosphors to shorter wavelengths is limited, so that the blue-green spectral range is only inadequately covered with this solution as well.
Die Farbhomogenität in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel kann beispielsweise durch die Zugabe von Streupartikeln in das Konversionselement erhöht werden, so dass das emittierte blaue Licht des Halbleiterchips durch Streuung bei unterschiedlichen Abstrahlwinkeln eine weitgehend gleiche relative Intensität aufweist. Dies führt allerdings nur zu einer geringfügigen Verbesserung der Farbhomogenität und zudem zu einem Effizienzverlust des optoelektronischen Bauelements, da auch die konvertierte Strahlung gestreut wird und im Allgemeinen die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von beispielsweise Streuverlusten und Reabsorptionsverlusten steigt. Die Anordnung von Streupartikeln über dem Konversionselement führt zwar zu einem geringeren Effizienzverlust, der aber immer noch nicht vernachlässigbar ist.The color homogeneity as a function of the viewing angle can be increased, for example, by adding scattering particles to the conversion element, so that the blue light emitted by the semiconductor chip has largely the same relative intensity due to scattering at different emission angles. However, this only leads to a slight improvement in the color homogeneity and also to a loss in efficiency of the optoelectronic component, since the converted radiation is also scattered and the probability of the occurrence of, for example, scattering losses and reabsorption losses generally increases. The arrangement of scattering particles above the conversion element leads to a lower loss of efficiency, but this is still not negligible.
Dokument
Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein optoelektronisches Bauelement mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich des Farbwiedergabeindexes, der Farbhomogenität und der Effizienz gegenüber dem Stand der Technik bereitzustellen.The object of at least one embodiment of the present invention is therefore to provide an optoelectronic component with improved properties with regard to the color rendering index, the color homogeneity and the efficiency compared to the prior art.
Die Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, welcher auch die Erfindung definiert.The object is achieved by an optoelectronic component having the features of
Vorteilhafte Ausbildungen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments and developments of the present invention are specified in the respective dependent claims.
Im Folgenden werden Teile der Beschreibung und Zeichnungen, die sich auf Ausführungsformen beziehen, die nicht von den Ansprüchen abgedeckt sind, nicht als Ausführungsformen der Erfindung präsentiert, sondern als Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind.In the following, parts of the description and drawings relating to embodiments not covered by the claims are not presented as embodiments of the invention, but as examples useful for understanding the invention.
Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement umfasst eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Primärstrahlung emittiert. Es ist möglich, dass das Bauelement eine oder mehrere weitere Schichtenfolgen umfasst.An optoelectronic component is specified. The optoelectronic component comprises a layer sequence with an active layer, which emits primary electromagnetic radiation when the component is in operation. It is possible for the component to comprise one or more further layer sequences.
Unter „Schichtenfolge“ ist in diesem Zusammenhang eine mehr als eine Schicht umfassende Schichtenfolge zu verstehen, beispielsweise eine Folge einer p-dotierten und einer n-dotierten Halbleiterschicht, wobei die Schichten übereinander angeordnet sind und wobei zumindest eine aktive Schicht enthalten ist, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert.In this context, “layer sequence” means a layer sequence comprising more than one layer, for example a sequence of a p-doped and an n-doped semiconductor layer, the layers being arranged one above the other and containing at least one active layer, the primary electromagnetic radiation emitted.
Die Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Schichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. InGaAlN-basierte Halbleiterchips und Halbleiterschichtenfolgen sind insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa1-x-yN mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlN aufweisen, können beispielsweise elektromagnetische Strahlung in einem ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich emittieren.The layer sequence can be an epitaxial layer sequence or a radiation-emitting semiconductor chip with an epitaxial layer sequence, ie be designed as an epitaxially grown semiconductor layer sequence. In this case, the layer sequence can be embodied on the basis of InGaAlN, for example. InGaAlN-based semiconductor chips and semiconductor layer sequences are, in particular, those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence has a layer sequence made up of different individual layers, which contains at least one individual layer which is a material from the III-V compound semiconductor material system In x Al y Ga 1-xy N with 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 and x + y ≤ 1. Semiconductor layer sequences, which have at least one active layer based on InGaAlN, can emit electromagnetic radiation in an ultraviolet to blue wavelength range, for example.
Die aktive Halbleiterschichtenfolge kann neben der aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement-, Cladding- oder Wellenleiterschichten, Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. Die hier beschriebenen Strukturen, die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend, sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.In addition to the active layer, the active semiconductor layer sequence can include other functional layers and functional areas, such as p- or n-doped charge carrier transport layers, i.e. electron or hole transport layers, undoped or p- or n-doped confinement, cladding or waveguide layers, barrier layers, planarization layers , Buffer layers, protective layers and/or electrodes and combinations thereof. Furthermore, one or more mirror layers can be applied, for example, to a side of the semiconductor layer sequence that is remote from the growth substrate. The structures described here, relating to the active layer or the further functional layers and areas, are known to the person skilled in the art in particular with regard to design, function and structure and are therefore not explained in more detail at this point.
In einer Ausführungsform liegt die emittierte Primärstrahlung der aktiven Schicht der Schichtenfolge im nahen UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Im nahen UV-Bereich kann dabei bedeuten, dass die emittierte Primärstrahlung eine Dominanzwellenlänge zwischen einschließlich 380 nm und einschließlich 420 nm aufweist. Im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums kann dabei bedeuten, dass die emittierte Primärstrahlung eine Dominanzwellenlänge zwischen 420 nm und einschließlich 460 nm aufweist.In one embodiment, the primary radiation emitted by the active layer of the layer sequence is in the near UV range to the blue range of the electromagnetic spectrum. In the near UV range, this can mean that the emitted primary radiation has a dominant wavelength between 380 nm and 420 nm inclusive. In the blue range of the electromagnetic spectrum it can mean that the emitted primary radiation has a dominant wavelength between 420 nm and 460 nm inclusive.
In einer Ausführungsform emittiert die aktive Schicht der Schichtenfolge im Betrieb des Bauelements eine elektromagnetische Primärstrahlung mit einer Dominanzwellenlänge zwischen einschließlich 380 nm und einschließlich 460 nm.In one embodiment, the active layer of the layer sequence emits an electromagnetic primary radiation with a dominant wavelength between 380 nm and 460 nm inclusive during operation of the component.
Die Dominanzwellenlänge ist die monochromatische Wellenlänge, die denselben Farbeindruck erzeugt wie eine polychromatische Lichtquelle. Im CIE-Farbraum kann die Linie, die einen Punkt für eine bestimmte Farbe und den Punkt (X = 0,333; Y = 0,333) verbindet, so extrapoliert werden, dass sie den Umriss des Raums in maximal zwei Punkten trifft. Der Schnittpunkt, der näher an der besagten Farbe liegt, repräsentiert die Dominanzwellenlänge der Farbe als Wellenlänge der reinen spektralen Farbe an diesem Schnittpunkt. Die Dominanzwellenlänge ist also die Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Im Allgemeinen weicht die Dominanzwellenlänge von einer Wellenlänge maximaler Intensität, der Peak-Wellenlänge, ab. Insbesondere liegt die Dominanzwellenlänge im blauen Spektralbereich bei längeren Wellenlängen als die Wellenlänge maximaler Intensität.The dominant wavelength is the monochromatic wavelength that produces the same color impression as a polychromatic light source. In the CIE color space, the line connecting a point for a given color and the point (X = 0.333; Y = 0.333) can be extrapolated to meet the outline of space in at most two points. The intersection point closer to said color represents the dominant wavelength of the color as the wavelength of the pure spectral color at that intersection point. So the dominant wavelength is the wavelength that is perceived by the human eye. In general, the dominant wavelength deviates from a wavelength of maximum intensity, the peak wavelength. In particular, the dominant wavelength in the blue spectral range is at longer wavelengths than the wavelength of maximum intensity.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses ein erstes Konversionselement auf. Das erste Konversionselement ist im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet. Bevorzugt weist die Schichtenfolge eine Strahlungsaustrittsfläche auf über der das erste Konversionselement angeordnet ist.In one embodiment of the optoelectronic component, it has a first conversion element. The first conversion element is arranged in the beam path of the primary electromagnetic radiation. The layer sequence preferably has a radiation exit surface over which the first conversion element is arranged.
Dass eine Schicht oder ein Element „auf“ oder „über“ einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.The fact that a layer or an element is arranged or applied “on” or “over” another layer or another element can mean here and in the following that one layer or one element is in direct mechanical and/or electrical contact disposed on the other layer or element. Furthermore, it can also mean that the one layer or the one element is arranged indirectly on or above the other layer or the other element. Further layers and/or elements can then be arranged between one or the other layer or between one or the other element.
Die Strahlungsaustrittsfläche ist dabei eine Hauptfläche der Schichtenfolge. Die Strahlungsaustrittsfläche erstreckt sich insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der Schichtenfolge. Beispielsweise tritt mindestens 75 % oder 90 % der die Schichtenfolge verlassenden Strahlung über die Strahlungsaustrittsfläche aus der Schichtenfolge heraus.In this case, the radiation exit surface is a main surface of the layer sequence. The radiation exit area extends in particular parallel to a main extension plane of the semiconductor layers of the layer sequence. For example, at least 75% or 90% of the radiation leaving the layer sequence emerges from the layer sequence via the radiation exit surface.
In einer Ausführungsform umfasst das erste Konversionselement ein erstes und ein zweites Konvertermaterial, die die elektromagnetische Primärstrahlung im Betrieb des Bauelements zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertieren.In one embodiment, the first conversion element comprises a first and a second converter material, which at least partially convert the electromagnetic primary radiation into electromagnetic secondary radiation during operation of the component.
In einer Ausführungsform konvertieren das erste und das zweite Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen und roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums.In one embodiment, the first and the second converter material at least partially convert the electromagnetic primary radiation into an electromagnetic secondary radiation in the green and red spectral range of the electromagnetic spectrum.
Dass die elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums liegt, bedeutet, dass das Konvertermaterial eine Emission mit zumindest einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich aufweist. Als grüner Spektralbereich wird der Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 520 nm und 580 nm verstanden.The fact that the electromagnetic secondary radiation is in the green spectral range of the electromagnetic spectrum means that the converter material has an emission with at least one peak wavelength in the green spectral range. The green spectral range is the range of the electromagnetic spectrum between 520 nm and 580 nm.
Dass die elektromagnetische Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums liegt, bedeutet, dass das Konvertermaterial eine Emission mit zumindest einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich aufweist. Als roter Spektralbereich wird der Bereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 580 nm und 780 nm verstanden.The fact that the electromagnetic secondary radiation is in the red spectral range of the electromagnetic spectrum means that the converter material has an emission with at least one peak wavelength in the red spectral range. The area of the electromagnetic spectrum between 580 nm and 780 nm is understood as the red spectral range.
Als Peakwellenlänge wird hier und im Folgenden eine Wellenlänge bezeichnet, bei welcher die spektrale Intensitätsverteilung, das heißt die Intensitätsverteilung als Funktion der Wellenlänge, der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung ein Intensitätsmaximum aufweist. Hierbei kann es sich auch um das einzige Intensitätsmaximum der spektralen Intensitätsverteilung handeln. Die spektrale Intensitätsverteilung kann jedoch auch Nebenmaxima aufweisen. Insbesondere weist die spektrale Intensitätsverteilung bei der Peakwellenlänge ein globales Maximum auf.Here and in the following, a wavelength is referred to as a peak wavelength at which the spectral intensity distribution, ie the intensity distribution as a function of the wavelength, of the respective electromagnetic radiation has an intensity maximum. This can also be the only intensity maximum of the spectral intensity distribution. However, the spectral intensity distribution can also have secondary maxima. In particular, the spectral intensity distribution has a global maximum at the peak wavelength.
In einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement ein zweites Konversionselement, das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist.In one embodiment, the optoelectronic component includes a second conversion element, which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation.
In einer Ausführungsform umfasst das zweite Konversionselement ein drittes Konvertermaterial, das im Betrieb des Bauelements die elektromagnetische Primärstrahlung der aktiven Schicht der Schichtenfolge zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums konvertiert. Im blaugrünen Bereich kann dabei bedeuten, dass die emittierte Sekundärstrahlung eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 460 nm und einschließlich 520 nm aufweist.In one embodiment, the second conversion element comprises a third converter material which, during operation of the component, at least partially converts the primary electromagnetic radiation of the active layer of the layer sequence into secondary electromagnetic radiation in the blue-green range of the electromagnetic spectrum. In the blue-green range can mean that the emitted secondary radiation has a peak wavelength between 460 nm and 520 nm inclusive.
In einer Ausführungsform konvertiert das dritte Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung mit zumindest einer Peakwellenlänge zwischen einschließlich 460 nm und einschließlich 520 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 470 nm und einschließlich 510 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 480 nm und einschließlich 500 nm des elektromagnetischen Spektrums.In one embodiment, the third converter material converts the primary electromagnetic radiation at least partially into an electromagnetic secondary radiation with at least one peak wavelength between 460 nm and 520 nm inclusive, preferably between 470 nm and 510 nm inclusive, particularly preferably between 480 nm and 500 nm inclusive electromagnetic spectrum.
In einer Ausführungsform ist das optoelektronische Bauelement eine lichtemittierende Diode, bevorzugt eine weiße lichtemittierende Diode.In one embodiment, the optoelectronic component is a light-emitting diode, preferably a white light-emitting diode.
In einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die im Betrieb des Bauelements elektromagnetische Primärstrahlung im nahen UV-Bereich bis blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert. Weiter umfasst das optoelektronische Bauelement ein erstes Konversionselement, das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist, wobei das erste Konversionselement ein erstes und ein zweites Konvertermaterial umfasst. Das erste und das zweite Konvertermaterial konvertieren die elektromagnetische Primärstrahlung im Betrieb des Bauelements zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen und roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums. Das optoelektronische Bauelement umfasst ein zweites Konversionselement, das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist, wobei das zweite Konversionselement ein drittes Konvertermaterial umfasst. Das dritte Konvertermaterial konvertiert die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums.In one embodiment, the optoelectronic component comprises a layer sequence with an active layer which, during operation of the component, emits primary electromagnetic radiation in the near UV range to the blue range of the electromagnetic spectrum. Furthermore, the optoelectronic component includes a first conversion element, which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation, wherein the first conversion element includes a first and a second converter material. During operation of the component, the first and the second converter material at least partially convert the electromagnetic primary radiation into electromagnetic secondary radiation in the green and red spectral range of the electromagnetic spectrum. The optoelectronic component includes a second conversion element, which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation, the second conversion element including a third converter material. The third converter material at least partially converts the primary electromagnetic radiation into secondary electromagnetic radiation in the blue-green range of the electromagnetic spectrum.
In einer Ausführungsform umfasst das Bauelement zumindest ein weiteres erstes und/oder zweites Konversionselement.In one embodiment, the component comprises at least one further first and/or second conversion element.
Wie in
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines dritten Konvertermaterials mit einer emittierten Sekundärstrahlung im blaugrünen Spektralbereich wird die Emission in diesem Bereich erhöht und somit die spektrale Lücke zwischen dem blauen und dem grünen Spektralbereich geschlossen beziehungsweise deutlich verringert. Damit kann mit Vorteil der Farbwiedergabeindex erhöht werden beziehungsweise es kann unter Beibehalt des Farbwiedergabeindexes ein Konvertermaterial mit einer kürzeren Peak-Wellenlänge im roten Spektralbereich in dem ersten Konversionselement eingesetzt werden. Der Einsatz eines Konvertermaterials mit einer kürzeren Peak-Wellenlänge im roten Spektralbereich hat den Vorteil, dass die Peak-Wellenlänge näher bei 555 nm liegt und somit weniger Verluste, die außerhalb der Augenempfindlichkeit liegen, auftreten. Das Maximum der Augenempfindlichkeit liegt bei 555 nm. Damit steigt die Effizienz des optoelektronischen Bauelements. Zudem wird durch die Konversion der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung im grünblauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums die Helligkeit des emittierten Lichts erhöht, da die Augenempfindlichkeit in diesem Bereich höher ist als im nahen UV-bereich beziehungsweise im blauen Spektralbereich.The inventive use of a third converter material with an emitted secondary radiation in the blue-green spectral range increases the emission in this range and thus the spectral gap between the blue and the green spectral range closed or significantly reduced. The color rendering index can thus advantageously be increased, or a converter material with a shorter peak wavelength in the red spectral range can be used in the first conversion element while maintaining the color rendering index. The use of a converter material with a shorter peak wavelength in the red spectral range has the advantage that the peak wavelength is closer to 555 nm and therefore fewer losses that are beyond the sensitivity of the eye occur. The maximum eye sensitivity is at 555 nm. This increases the efficiency of the optoelectronic component. In addition, the brightness of the emitted light is increased by the conversion of the primary radiation into a secondary radiation in the green-blue range of the electromagnetic spectrum, since the eye sensitivity in this range is higher than in the near UV range or in the blue spectral range.
In einer Ausführungsform emittiert das optoelektronische Bauelement im Betrieb weißes Licht. Das weiße Licht ergibt sich aus einer Überlagerung der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlungen oder zumindest überwiegend aus einer Überlagerung der Sekundärstrahlungen, wenn die Primärstrahlung vollständig beziehungsweise nahezu vollständig in Sekundärstrahlung konvertiert wird.In one embodiment, the optoelectronic component emits white light during operation. The white light results from a superimposition of the primary radiation and the secondary radiation or at least predominantly from a superimposition of the secondary radiation when the primary radiation is completely or almost completely converted into secondary radiation.
In einer Ausführungsform emittiert das optoelektronische Bauelement weißes Licht mit einem Farbwiedergabeindex von wenigstens 65, bevorzugt wenigstens 70, insbesondere wenigstens 80.In one embodiment, the optoelectronic component emits white light with a color rendering index of at least 65, preferably at least 70, in particular at least 80.
Die Konversion der nahen UV- beziehungsweise blauen Primärstrahlung der aktiven Schicht der Schichtenfolge in eine Sekundärstrahlung mit einer etwas längeren Wellenlänge im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums erhöht die Effizienz des optoelektronischen Bauelements. Die Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung liegt im Vergleich zu der Primärstrahlung näher am Maximum der Augenempfindlichkeit bei 555 nm, wodurch das emittierte Licht einen höheren Überlapp mit der Augenempfindlichkeitskurve aufweist und somit als heller empfunden wird. Die Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich weist zudem im Gegensatz zu der Primärstrahlung eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über die Abstrahlwinkel und damit eine homogene Abstrahlcharakteristik auf. Dadurch wird die Farbhomogenität des optoelektronischen Bauelements mit Vorteil erhöht, so dass der Einsatz von Streupartikeln nicht mehr notwendig ist. Zudem werden die Effizienzverluste des Bauelements durch Streuung der Primär- und Sekundärstrahlung sehr stark reduziert.The conversion of the near UV or blue primary radiation of the active layer of the layer sequence into a secondary radiation with a somewhat longer wavelength in the blue-green range of the electromagnetic spectrum increases the efficiency of the optoelectronic component. Compared to the primary radiation, the peak wavelength of the secondary radiation is closer to the maximum of eye sensitivity at 555 nm, which means that the emitted light has a higher overlap with the eye sensitivity curve and is therefore perceived as brighter. In contrast to the primary radiation, the secondary radiation in the blue-green range also has an even intensity distribution over the radiation angle and thus a homogeneous radiation characteristic. This advantageously increases the color homogeneity of the optoelectronic component, so that the use of scattering particles is no longer necessary. In addition, the efficiency losses of the component due to the scattering of the primary and secondary radiation are greatly reduced.
Gemäß einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 mit EA = Sr, Ba, Ca und/oder Mg und 0 < y ≤ 0,15, bevorzugt 0 < y ≤ 0,1, besonders bevorzugt 0 < y ≤ 0,05 und/oder zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 mit AE = Sr, Ba, Ca und/oder Mg und 0 < z ≤ 0,15, bevorzugt 0 < z ≤ 0,1, besonders bevorzugt 0 < z ≤ 0,05 gebildet beziehungsweise umfasst oder besteht aus zumindest einem dieser Leuchtstoffe.According to one embodiment, the third converter material consists of at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 with EA = Sr, Ba, Ca and/or Mg and 0<y≦0.15, preferably 0 <y≦0.1, particularly preferably 0<y≦0.05 and/or at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 with AE=Sr, Ba, Ca and/or Mg and 0<z≦0.15, preferably 0<z≦0.1, particularly preferably 0<z≦0.05 formed or comprises or consists of at least one of these phosphors.
In einer Ausführungsform ist Eu gleich Eu2+.In one embodiment, Eu equals Eu 2+ .
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 gebildet oder umfasst zumindest einen Leuchtstoffe der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2, mit 0 < y ≤ 0,15, EA = Ba1-xEx mit E = Sr, Ca und/oder Mg und 0 ≤ x < 1, bevorzugt 0 ≤ x < 0,5, besonders bevorzugt 0 ≤ x < 0,25. Bevorzugt gilt: E = Sr und/oder Ca und 0 ≤ x < 1. Besonders bevorzugt gilt: E = Sr und/oder Ca und 0 ≤ x < 0,5. Besonders bevorzugt gilt: E = Sr und/oder Ca und 0 ≤ x < 0,25. Das dritte Konvertermaterial kann auch aus einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 bestehen.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 or comprises at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 , with 0<y≦0.15, EA=Ba 1-x E x with E=Sr, Ca and/or Mg and 0≦x<1, preferably 0≦x<0.5, particularly preferably 0≦x<0 ,25. The following preferably applies: E=Sr and/or Ca and 0≦x<1. The following particularly preferably applies: E=Sr and/or Ca and 0≦x<0.5. The following is particularly preferred: E=Sr and/or Ca and 0≦x≦0.25. The third converter material can also consist of a phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 .
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 gebildet oder umfasst zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 und weist eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 460 nm bis einschließlich 520 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 470 nm bis einschließlich 510 nm und besonders bevorzugt zwischen einschließlich 480 nm bis einschließlich 500 nm auf.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 or comprises at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 and has a peak wavelength of between 460 nm and 520 nm inclusive, preferably between 470 nm and 510 nm inclusive and particularly preferably between 480 nm and 500 nm inclusive.
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 gebildet oder umfasst zumindest einem Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy) Si2N2O2 und weist eine Halbwertsbreite (FWHM, full width at half maximum) ≤ 70 nm, bevorzugt ≤ 50 nm und besonders bevorzugt ≤ 40 nm auf.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 or comprises at least one phosphor of the formula (EA 1-y Eu y ) Si 2 N 2 O 2 and has a full width at half maximum (FWHM) of ≦70 nm, preferably ≦50 nm and particularly preferably ≦40 nm.
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel Ba1-yEuySi2N2O2 gebildet oder umfasst zumindest einem Leuchtstoff der Formel Ba1-yEuySi2N2O2. Dieser Leuchtstoff weist eine Peak-Wellenlänge von etwa 500 nm auf und liegt damit im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Der Leuchtstoff weist eine Halbwertsbreite (FWHM, full width at half maximum) von etwa 25 nm auf und zeigt vorteilhafterweise keine Absorption über 500 nm, so dass die Sekundärstrahlung im roten und grünen Bereich durch das dritte Konvertermaterial nicht absorbiert wird, was zu Effizienzverlusten führen würde. Der Wert für die Halbwertsbreite kann je nach verwendeter Meßmethode etwas schwanken. Das dritte Konvertermaterial kann auch aus einem Leuchtstoff der Formel Ba1-yEuySi2N2O2 bestehen.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula Ba 1-y Eu y Si 2 N 2 O 2 or comprises at least one phosphor of the formula Ba 1-y Eu y Si 2 N 2 O 2 It has a peak wavelength of around 500 nm, which is in the blue-green region of the electromagnetic spectrum. The phosphor has a full width at half maximum (FWHM) of about 25 nm and advantageously shows no absorption above 500 nm, so that the secondary radiation in the red and green range is not absorbed by the third converter material, which would lead to efficiency losses . The value for the half-width may vary slightly depending on the measurement method used. The third converter material can also consist of a phosphor of the formula Ba 1-y Eu y Si 2 N 2 O 2 .
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 gebildet oder umfasst zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz)4Al14O25, mit 0 < z ≤ 0,15, AE= Sr1-vAv mit A = Ba, Ca und/oder Mg und 0 ≤ v < 1, bevorzugt 0 ≤ v < 0,5, besonders bevorzugt 0 ≤ v < 0,25. Das dritte Konvertermaterial kann auch aus einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 bestehen.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 or comprises at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 , with 0 <z≦0.15, AE=Sr 1-v A v with A=Ba, Ca and/or Mg and 0≦v≦1, preferably 0≦v≦0.5, particularly preferably 0≦v≦0.25 . The third converter material can also consist of a phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 .
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 gebildet oder umfasst zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 und weist eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 460 nm bis einschließlich 520 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 470 nm bis einschließlich 510 nm und besonders bevorzugt zwischen einschließlich 480 nm bis einschließlich 500 nm auf. Das dritte Konvertermaterial kann auch aus dem Leuchtstoff (AE1-zEuz) 4Al14O25 bestehen.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 or comprises at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 and has a Peak wavelength between 460 nm up to and including 520 nm, preferably between 470 nm up to and including 510 nm and particularly preferably between 480 nm up to and including 500 nm. The third converter material can also consist of the phosphor (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 .
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (AE1-zEuz) 4Al14O25 gebildet und weist eine Halbwertsbreite (FWHM, full width at half maximum) ≤ 90 nm, bevorzugt ≤ 80 nm und besonders bevorzugt ≤ 70 nm auf.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (AE 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 and has a full width at half maximum (FWHM) ≦90 nm, preferably ≦80 nm and particularly preferably ≦70 nm.
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial aus zumindest einem Leuchtstoff der Formel (Sr1-zEuz) 4Al14O25 gebildet. Dieser Leuchtstoff weist eine Peak-Wellenlänge von etwa 490 bis 495 nm auf und liegt damit im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Der Leuchtstoff weist eine Halbwertsbreite von etwa 60 nm auf und zeigt vorteilhafterweise keine Absorption über 500 nm, so dass die Sekundärstrahlung im roten und grünen Bereich durch das dritte Konvertermaterial nicht absorbiert wird, was zu Effizienzverlusten führen würde. Das dritte Konvertermaterial kann auch aus dem Leuchtstoff (Sr1-zEuz) 4Al14O25 bestehen.In one embodiment, the third converter material is formed from at least one phosphor of the formula (Sr 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 . This phosphor has a peak wavelength of around 490 to 495 nm and is therefore in the blue-green region of the electromagnetic spectrum. The phosphor has a half width of about 60 nm and advantageously shows no absorption above 500 nm, so that the secondary radiation in the red and green range is not absorbed by the third converter material, which would lead to efficiency losses. The third converter material can also consist of the phosphor (Sr 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 .
In einer Ausführungsform das erste oder zweite Konvertermaterial aus einer Gruppe von Leuchtstoffen mit einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich ausgewählt, die β-SiAlONe, α-SiAlONe, Chlorosilikate, Orthosilikate, Silciumoxidnitride (SiONe), Granate und Kombinationen daraus umfasst.In one embodiment, the first or second converter material is selected from a group of phosphors having a peak wavelength in the green spectral range that includes β-SiAlONe, α-SiAlONe, chlorosilicate, orthosilicate, silicon oxynitride (SiONe), garnet, and combinations thereof.
Es ist möglich, dass das erste oder zweite Konvertermaterial einen oder mehrere Leuchtstoffe mit einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich umfasst oder aus einem oder mehreren Leuchtstoffen mit einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich besteht.It is possible that the first or second converter material comprises one or more phosphors with a peak wavelength in the green spectral range or consists of one or more phosphors with a peak wavelength in the green spectral range.
Der Granat-Leuchtstoff kann gemäß einer Ausführungsform aus dem Materialsystem (Y,Lu,Gd,Ce)3(Al,Ga)5O12 oder (Y,Lu,Gd,Ce)3(Al)5O12 ausgewählt sein. Bevorzugt ist der Granat-Leuchtstoff aus dem Materialsystem (Y,Lu,Ce)3Al5O12 und (Y,Lu,Ce)3(Al,Ga)5O12 ausgewählt. Beispielsweise ist der Leuchtstoff YAl5O12.According to one embodiment, the garnet phosphor can be selected from the material system (Y,Lu,Gd,Ce) 3 (Al,Ga) 5 O 12 or (Y,Lu,Gd,Ce) 3 (Al) 5 O 12 . The garnet phosphor is preferably selected from the material system (Y,Lu,Ce) 3 Al 5 O 12 and (Y,Lu,Ce) 3 (Al,Ga) 5 O 12 . For example, the phosphor is YAl 5 O 12 .
Die hier und im Folgenden für die Leuchtstoffe angegebenen Materialsysteme sind in Bezug auf die Summenformeln nicht streng mathematisch zu verstehen. Vielmehr kann der Leuchtstoff immer noch unter die angegebenen Summenformeln gefasst werden, wenn zu einem geringen Grad zusätzliche Materialien, beispielweise Verunreinigungen, enthalten sind. Im Falle von Granatleuchtstoffen kann beispielsweise der Sauerstoff zu einem geringen Teil durch Materialien wie etwa N, F, Cl, Br ersetzt sein.The material systems specified here and below for the phosphors are not to be understood strictly mathematically with regard to the molecular formulas. On the contrary, the phosphor can still be grouped under the molecular formulas given if additional materials, for example impurities, are present to a small extent. In the case of garnet phosphors, for example, the oxygen can be replaced to a small extent by materials such as N, F, Cl, Br.
Die α-SiAlONe können beispielsweise folgende Summenformel aufweisen: MxSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n:Eu mit M = Ca, Mg, Y, bevorzugt Ca.The α-SiAlONs can have the following molecular formula, for example: M x Si 12-(m+n) Al (m+n) O n N 16-n :Eu with M=Ca, Mg, Y, preferably Ca.
Die Chlorosilikate können beispielsweise folgende Summenformel aufweisen: (Ca,Sr,Ba,Eu)Mg(SiO4)4Cl2.The chlorosilicates can have the following molecular formula, for example: (Ca,Sr,Ba,Eu)Mg(SiO 4 ) 4 Cl 2 .
Die Siliciumoxidnitride können beispielsweise folgende Summenformel aufweisen:
- (EA*1-x,Eux,)Si2O2N2 mit 0<x'≤0,2,
bevorzugt 0<x'≤0,15, besonders bevorzugt 0,02≤x'≤0,15 und EA* = Sr, Ca, Ba und/oder Mg. Bevorzugt ist (Sr1-x'-y'EA*y'Eux')Si2O2N2 mit EA* = Ba, Ca und/oder Mg und 0 ≤ y' < 0,5.
- (EA* 1-x ,Eu x ,)Si 2 O 2 N 2 with 0<x'≤0.2, preferably 0<x'≤0.15,
- particularly preferably 0.02≦x'≦0.15 and EA*=Sr, Ca, Ba and/or Mg. (Sr 1-x'-y' EA* y' Eu x ')Si 2 O 2 N is preferred 2 with EA* = Ba, Ca and/or Mg and 0 ≤ y'< 0.5.
Es ist möglich, dass das erste oder zweite Konvertermaterial einen oder mehrere Leuchtstoffe mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich umfasst oder aus einem oder mehreren Leuchtstoffen mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich besteht.It is possible that the first or second converter material comprises one or more phosphors with a peak wavelength in the red spectral range or consists of one or more phosphors with a peak wavelength in the red spectral range.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste oder zweite Konvertermaterial zumindest einen Nitridosilikat-Leuchtstoff mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich. Insbesondere kann der Nitridosilikat-Leuchtstoff ausgewählt sein aus den Materialsystemen (Ca,Sr,Ba,Eu)2(Si,Al)5(N,
Weiterhin kann das erste oder zweite Konvertermaterial aus einem Materialsystem mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich ausgewählt sein, das in der Patentanmeldung
In einer Ausführungsform weist das erste oder zweite Konvertermaterial einen Leuchtstoff mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich der Summenformel A2[SiF6] :Mn4+ mit A = Li, Na, K, Rb, Cs auf, beispielsweise K2SiF6:Mn4+.In one embodiment, the first or second converter material has a phosphor with a peak wavelength in the red spectral range of the molecular formula A 2 [SiF 6 ]:Mn 4+ with A=Li, Na, K, Rb, Cs, for example K 2 SiF 6 :Mn 4+ .
Die Leuchtstoffe mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich können auch dann noch unter die angegebenen Materialsysteme fallen, wenn sie zu einem geringen Grad zusätzliche Materialien wie etwa Verunreinigungen aufweist. Solche zusätzlichen Materialien können beispielsweise F, Cl, Br, C, O, B, Al sein.The phosphors with a peak wavelength in the red spectral range can also fall under the specified material systems if they contain additional materials such as impurities to a small degree. Such additional materials can be, for example, F, Cl, Br, C, O, B, Al.
In einer Ausführungsform umfasst das erste Konvertermaterial einen Leuchtstoff der Formel (Ca,Sr,Ba,Eu)2(Si,Al)5(N,O)8, (Ca, Sr, Ba, Eu) AlSi (N, O)3, (Ca, Sr, Ba, Eu) AlSi (N, O)3 · Si2N2O, (Ca, Sr, Ba, Eu)2Si5N8, (Ca, Sr, Ba, Eu) AlSiN3 und/oder K2SiF6:Mn4+, das zweite Konvertermaterial umfasst einen Leuchtstoff der Formel (Y,Lu,Ce) Al5O12 und/oder (Y,Lu,Ce)3(Al,Ga)5O12 und das dritte Konvertermaterial umfasst einen Leuchtstoff der Formel (EA1-yEuy)Si2N2O2 mit EA = Sr, Ba, Ca und/oder Mg und 0 < y ≤ 0,15, und/oder (AE1-zEuz)4Al14O25 mit AE = Sr, Ba, Ca und/oder Mg und 0 < z ≤ 0,15, beispielsweise Ba1-yEuySi2N2O2 oder (Sr1-zEuz)4Al14O25.In one embodiment, the first converter material comprises a phosphor of the formula (Ca,Sr,Ba,Eu) 2 (Si,Al) 5 (N,O) 8 , (Ca,Sr,Ba,Eu)AlSi(N,O) 3 , (Ca, Sr, Ba, Eu) AlSi (N, O) 3 Si 2 N 2 O, (Ca, Sr, Ba, Eu) 2 Si 5 N 8 , (Ca, Sr, Ba, Eu) AlSiN 3 and/or K 2 SiF 6 :Mn 4+ , the second converter material comprises a phosphor of the formula (Y,Lu,Ce) Al 5 O 12 and/or (Y,Lu,Ce) 3 (Al,Ga) 5 O 12 and the third converter material comprises a phosphor of the formula (EA 1-y Eu y )Si 2 N 2 O 2 with EA = Sr, Ba, Ca and/or Mg and 0 < y ≤ 0.15, and/or (AE 1 -z Eu z ) 4 Al 14 O 25 with AE = Sr, Ba, Ca and/or Mg and 0 < z ≤ 0.15, for example Ba 1-y Eu y Si 2 N 2 O 2 or (Sr 1-z Eu z ) 4 Al 14 O 25 .
In einer Ausführungsform ist das zweite Konversionselement dem ersten Konversionselement im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung nachgeordnet. Dies bedeutet, dass die elektromagnetische Primärstrahlung zunächst auf das erste Konversionselement und anschließend auf das zweite Konversionselement trifft. In dieser Ausführungsform durchläuft die in dem ersten Konversionselement erzeugte Sekundärstrahlung das zweite Konversionselement bevor sie nach außen an die Umgebung ausgekoppelt wird. In dieser Ausführungsform wird von dem dritten Konvertermaterial folglich nur die Primärstrahlung teilweise oder vollständig absorbiert und reemittiert, die nicht von dem ersten und zweiten Konvertermaterial konvertiert wurde. Vorteilhafterweise wird die Sekundärstrahlung im grünen und roten Bereich von dem dritten Konvertermaterial nicht absorbiert, die somit das zweite Konversionselement ohne beziehungsweise nur mit sehr geringen Absorptionsverlusten durchlaufen kann. Durch die Anordnung des zweiten Konversionselements im Strahlengang der Primärstrahlung nach dem ersten Konversionselement kann zudem eine Konversion zumindest der von der Schichtenfolge abgewandten Fläche des zweiten Konversionselements abgestrahlten Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich des dritten Konvertermaterials durch das erste und das zweite Konvertermaterial vermieden werden. So ist es möglich, dass zumindest 50 % der Sekundärstrahlung des dritten Konvertermaterials nach außen an die Umgebung abgestrahlt wird.In one embodiment, the second conversion element is arranged downstream of the first conversion element in the beam path of the primary electromagnetic radiation. This means that the electromagnetic primary radiation first strikes the first conversion element and then the second conversion element. In this embodiment, the secondary radiation generated in the first conversion element passes through the second conversion element before it is coupled out to the environment. In this embodiment, only the primary radiation that was not converted by the first and second converter material is therefore partially or completely absorbed and re-emitted by the third converter material. Advantageously, the secondary radiation in the green and red range is not absorbed by the third converter material, which can thus pass through the second conversion element with little or no absorption loss. By arranging the second conversion element in the beam path of the primary radiation after the first conversion element, at least the surface of the second conversion element facing away from the layer sequence emitted secondary radiation in the blue-green range of the third converter material can be avoided by the first and the second converter material. It is thus possible for at least 50% of the secondary radiation of the third converter material to be radiated outwards into the environment.
In einer Ausführungsform wird die Primärstrahlung nahezu vollständig von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Konvertermaterial konvertiert. Dies bedeutet, dass nur ein geringer Anteil an Primärstrahlung nach außen an die Umgebung abgestrahlt wird. Insbesondere ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn es sich bei der Primärstrahlung um Strahlung im nahen UV-Bereich handelt. Insbesondere liegt die Konversion der Primärstrahlung bei über 80 %, bevorzugt über 90 %. Bei dieser Ausführungsform kann auch von einer Vollkonversion gesprochen werden. Durch die gleichmäßige Intensitätsverteilung der abgestrahlten Sekundärstrahlungen über die Abstrahlwinkel weist das optoelektronische Bauelement eine homogene Abstrahlcharakteristik auf, das heißt der Farbort des weißen Lichts ändert sich je nach Betrachtungswinkel nicht oder kaum. Zudem liegt die emittierte Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich und weist damit im Vergleich zu der Primärstrahlung einen größeren Überlapp mit der Augenempfindlichkeitskurve auf.In one embodiment, the primary radiation is almost completely converted by the first, the second and the third converter material. This means that only a small proportion of primary radiation is emitted to the outside environment. In particular, this embodiment is advantageous when the primary radiation is radiation in the near UV range. In particular, the conversion of the primary radiation is over 80%, preferably over 90%. In this embodiment, one can also speak of a full conversion. Due to the uniform intensity distribution of the emitted secondary radiation over the emission angle, the optoelectronic component has a homogeneous emission characteristic, ie the color locus of the white light does not change or hardly changes depending on the viewing angle. In addition, the emitted secondary radiation is in the blue-green range and thus has a larger overlap with the eye sensitivity curve compared to the primary radiation.
In einer Ausführungsform wird die Primärstrahlung teilweise von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Konvertermaterial konvertiert. Dies bedeutet, dass ein Anteil an Primärstrahlung nach außen an die Umgebung abgestrahlt wird. Insbesondere ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn es sich bei der Primärstrahlung um Strahlung im blauen Spektralbereich handelt. Bei dieser Ausführungsform kann auch von einer Teilkonversion gesprochen werden. Mit Vorteil kann bei dieser Ausführungsform der Spektralbereich im blauen und blaugrünen Bereich abgedeckt werden und somit die Wiedergabe der blauen Farben verbessert werden.In one embodiment, the primary radiation is partially converted by the first, the second and the third converter material. This means that a portion of the primary radiation is radiated outwards to the environment. In particular, this embodiment is advantageous when the primary radiation is radiation in the blue spectral range. In this embodiment, one can also speak of a partial conversion. In this embodiment, the spectral range can advantageously be covered in the blue and blue-green range and thus the reproduction of the blue colors can be improved.
In einer Ausführungsform sind das erste Konversionselement über der Schichtenfolge und das zweite Konversionselement über dem ersten Konversionselement angeordnet. Insbesondere sind das erste und das zweite Konversionselement über der Strahlungsaustrittsfläche der Schichtenfolge angeordnet.In one embodiment, the first conversion element is arranged above the layer sequence and the second conversion element is arranged above the first conversion element. In particular, the first and the second conversion element are arranged above the radiation exit area of the layer sequence.
In einer Ausführungsform weist das erste Konversionselement einen direkten mechanischen Kontakt zu der Schichtenfolge, insbesondere zu der Strahlungsaustrittfläche der Schichtenfolge auf.In one embodiment, the first conversion element has direct mechanical contact with the layer sequence, in particular with the radiation exit area of the layer sequence.
In einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Konvertermaterial in dem ersten Konversionselement homogen verteilt.In one embodiment, the first and the second converter material are homogeneously distributed in the first conversion element.
In einer Ausführungsform sind das erste und das zweite Konvertermaterial mit einem Konzentrationsgradienten in dem ersten Konversionelement verteilt. Insbesondere ist die Konzentration an erstem und zweiten Konvertermaterial im Bereich des ersten Konversionelements, der räumlich näher an der Strahlungsaustrittsfläche der Schichtenfolge liegt, höher. Besonders bevorzugt ist diese Ausführungsform, wenn es sich bei dem ersten Konversionelement um einen Verguss oder Teil des Vergusses der Schichtenfolge handelt, da hier die durch die Konversion entstehende Wärme sehr gut über die Schichtenfolge abgeleitet werden kann.In one embodiment, the first and the second converter material are distributed with a concentration gradient in the first conversion element. In particular, the concentration of the first and second converter material is higher in the region of the first conversion element that is spatially closer to the radiation exit surface of the layer sequence. This embodiment is particularly preferred if the first conversion element is a potting or a part of the potting of the layer sequence, since the heat generated by the conversion can be dissipated very well here via the layer sequence.
In einer Ausführungsform weist das zweite Konversionselement einen direkten mechanischen Kontakt zu dem ersten Konversionselement auf.In one embodiment, the second conversion element has direct mechanical contact with the first conversion element.
In einer Ausführungsform ist das dritte Konvertermaterial in dem zweiten Konversionselement homogen verteilt.In one embodiment, the third converter material is homogeneously distributed in the second conversion element.
In einer Ausführungsform ist das erste Konversionselement und/oder das zweite Konversionselement vollflächig über der Schichtenfolge, insbesondere der Strahlungsaustrittfläche der Schichtenfolge, angeordnet.In one embodiment, the first conversion element and/or the second conversion element is/are arranged over the entire surface of the layer sequence, in particular the radiation exit surface of the layer sequence.
In einer Ausführungsform konvertiert das erste Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung im Betrieb des Bauelements zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums und das zweite Konvertermaterial konvertiert die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums.In one embodiment, the first converter material converts the primary electromagnetic radiation during operation of the component at least partially into secondary electromagnetic radiation in the red spectral range of the electromagnetic spectrum, and the second converter material converts the primary electromagnetic radiation at least partially into secondary electromagnetic radiation in the green spectral range of the electromagnetic spectrum.
In einer Ausführungsform umfasst das erste Konversionselement einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich. Der erste Bereich umfasst das erste Konvertermaterial und der zweite Bereich umfasst das zweite Konvertermaterial.In one embodiment, the first conversion element comprises a first area and a second area. The first area includes the first converter material and the second area includes the second converter material.
Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Bereich dem ersten Bereich im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung nachgeordnet. Dies bedeutet, dass die elektromagnetische Primärstrahlung zunächst durch den ersten Bereich des ersten Konversionselements und anschließend durch den zweiten Bereich des ersten Konversionselements dringt. In dieser Ausführungsform durchläuft die in dem ersten Bereich des ersten Konversionselements erzeugte Sekundärstrahlung den zweiten Bereich des ersten Konversionselements bevor sie nach außen an die Umgebung ausgekoppelt wird. Insbesondere konvertiert das erste Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung im Betrieb des Bauelements zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im roten Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums und das zweite Konvertermaterial konvertiert die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung im grünen Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums. So kann zumindest eine Absorption der Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, die aus der der Schichtenfolge abgewandten Fläche des zweiten Bereichs austritt, durch das erste Konvertermaterial vermieden werden.According to one embodiment, the second area is arranged after the first area in the beam path of the electromagnetic primary radiation. This means that the electromagnetic primary radiation first penetrates through the first area of the first conversion element and then through the second area of the first conversion element. In this embodiment, the secondary radiation generated in the first area of the first conversion element passes through the second area of the first conversion element before it is coupled out to the environment. In particular, the first converter material at least partially converts the primary electromagnetic radiation during operation of the component into secondary electromagnetic radiation in the red spectral range of the electromagnetic spectrum, and the second converter material at least partially converts the primary electromagnetic radiation into secondary electromagnetic radiation in the green spectral range of the electromagnetic spectrum. In this way, at least one absorption of the secondary radiation in the green range of the electromagnetic spectrum, which emerges from the surface of the second region facing away from the layer sequence, can be avoided by the first converter material.
Umfasst oder besteht das erste und/oder das zweite Konvertermaterial aus mehreren Leuchtstoffen kann der erste Bereich und/oder der zweite Bereich in zwei oder mehrere Unterbereiche unterteilt sein.If the first and/or the second converter material comprises or consists of a plurality of phosphors, the first area and/or the second area can be divided into two or more sub-areas.
In einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff mit einer kürzeren Peakwellenlänge dem Leuchtstoff mit einer längeren Peakwellenlänge nachgeordnet um Absorptionsverluste zu verringern.In one embodiment, the phosphor with a shorter peak wavelength is arranged after the phosphor with a longer peak wavelength in order to reduce absorption losses.
Beispielsweise besteht das erste Konvertermaterial aus zwei Leuchtstoffen mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich. Der eine Leuchtstoff kann dann in einem ersten Unterbereich angeordnet sein und der zweite in einem zweiten Unterbereich, der über dem ersten Unterbereich angeordnet ist. Die elektromagnetische Primärstrahlung dringt also zunächst durch den ersten Untrerbereich des ersten Konversionselements und anschließend durch den zweiten Unterbereich des ersten Konversionselements. Insbesondere ist der Leuchtstoff mit einer kürzeren Peakwellenlänge in dem zweiten Unterbereich angeorndet.For example, the first converter material consists of two phosphors with a peak wavelength in the red spectral range. One phosphor can then be arranged in a first sub-area and the second in a second sub-area which is arranged over the first sub-area. The electromagnetic primary radiation thus first penetrates through the first sub-area of the first conversion element and then through the second sub-area of the first conversion element. In particular, the phosphor with a shorter peak wavelength is arranged in the second sub-region.
Es ist auch möglich, dass das zweite Konvertermaterial aus zwei Leuchtstoffen mit einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich besteht. Der eine Leuchtstoff kann dann in einem ersten Unterbereich angeordnet sein und der zweite in einem zweiten Unterbereich, der über dem ersten Unterbereich angeordnet ist. Die elektromagnetische Primärstrahlung dringt also zunächst durch den ersten Untrerbereich des ersten Konversionselements und anschließend durch den zweiten Unterbereich des ersten Konversionselements. Insbesondere ist der Leuchtstoff mit einer kürzeren Peakwellenlänge in dem zweiten Unterbereich angeorndet.It is also possible for the second converter material to consist of two phosphors with a peak wavelength in the green spectral range. One phosphor can then be arranged in a first sub-area and the second in a second sub-area which is arranged over the first sub-area. The electromagnetic primary radiation thus first penetrates through the first sub-area of the first conversion element and then through the second sub-area of the first conversion element. In particular, the phosphor with a shorter peak wavelength is arranged in the second sub-region.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten, zweiten und/oder dritten Konvertermaterial um Partikel des entsprechenden Materials.In one embodiment, the first, second and/or third converter material are particles of the corresponding material.
Die Partikel der Konvertermaterialien können unabhängig voneinander eine mittlere Korngröße zwischen 1 µm und 50 µm, bevorzugt zwischen 5 µm und 40 µm, besonders bevorzugt zwischen 8 µm und 35 µm, ganz besonders bevorzugt zwischen 8 µm und 30 µm, aufweisen. Mit diesen Korngrößen wird die Primärstrahlung beziehungsweise die Sekundärstrahlung an diesen Partikeln vorteilhafterweise nicht gestreut, was zu Effizienzverlusten führen würde. Zudem ist es durch die Konversion der Primärstrahlung in eine blaugrüne Sekundärstrahlung vorteilhafterweise nicht mehr nötig, die Primärstrahlung zu streuen, da bereits durch die Konversion der Primärstrahlung in die Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich eine homogene beziehungsweise weitgehend homogene Abstrahlcharakteristik erhalten wird.The particles of the converter materials can, independently of one another, have an average particle size of between 1 μm and 50 μm, preferably between 5 μm and 40 μm, particularly preferably between 8 μm and 35 μm, very particularly preferably between 8 μm and 30 μm. With these grain sizes, the primary radiation or the secondary radiation is advantageously not scattered at these particles, which would lead to losses in efficiency. In addition, due to the conversion of the primary radiation into a blue-green secondary radiation, it is advantageously no longer necessary to scatter the primary radiation, since a homogeneous or largely homogeneous emission characteristic is already obtained by converting the primary radiation into the secondary radiation in the blue-green range.
In einer Ausführungsform umfasst das erste und/oder das zweite Konversionselement ein Matrixmaterial. Die Konvertermaterialien können in dem Matrixmaterial verteilt sein, beispielsweise sind sie in dem Matrixmaterial homogen verteilt.In one embodiment, the first and/or the second conversion element comprises a matrix material. The converter materials can be distributed in the matrix material, for example they are distributed homogeneously in the matrix material.
Das Matrixmaterial ist sowohl transparent für die Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung und ist beispielsweise ausgewählt aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus: Gläser, Silikone, Epoxidharze, Polysilazane, Polymethacrylate und Polycarbonate sowie Kombinationen davon.The matrix material is transparent both for the primary radiation and for the secondary radiation and is selected, for example, from a group of materials consisting of: glasses, silicones, epoxy resins, polysilazanes, polymethacrylates and polycarbonates and combinations thereof.
In einer Ausführungsform besteht das erste Konversionselement aus dem ersten und dem zweiten Konvertermaterial oder aus dem ersten und dem zweiten Konvertermaterial und dem Matrixmaterial.In one embodiment, the first conversion element consists of the first and the second converter material or of the first and the second converter material and the matrix material.
In einer Ausführungsform besteht das zweite Konversionselement aus dem dritten Konvertermaterial oder aus dem dritten Konvertermaterial und dem Matrixmaterial.In one embodiment, the second conversion element consists of the third converter material or of the third converter material and the matrix material.
In einer Ausführungsform ist das erste und/oder das zweite Konversionselement als ein Plättchen ausgebildet.In one embodiment, the first and/or the second conversion element is designed as a small plate.
In einer Ausführungsform hat das Plättchen eine Dicke von 1 µm bis 1 mm, bevorzugt 10 µm bis 150 µm, besonders bevorzugt 25 µm bis 100 µm.In one embodiment, the platelet has a thickness of 1 μm to 1 mm, preferably 10 μm to 150 μm, particularly preferably 25 μm to 100 μm.
Die Schichtdicke des gesamten Plättchens kann gleichmäßig sein. So kann über die gesamte Fläche des Plättchens ein konstanter Farbort erzielt werden.The layer thickness of the entire platelet can be uniform. In this way, a constant color locus can be achieved over the entire surface of the plate.
In einer Ausführungsform kann es sich bei dem ersten und/oder dem zweiten Konversionselement um ein keramisches Plättchen handeln. Darunter ist zu verstehen, dass das Plättchen aus zusammengesinterten Partikeln des jeweiligen Konvertermaterials besteht.In one embodiment, the first and/or the second conversion element can be a ceramic plate. This means that the small plate consists of particles of the respective converter material that have been sintered together.
In einer Ausführungsform umfasst das Plättchen ein Matrixmaterial, beispielsweise Glas, indem das erste und das zweite oder das dritte Konvertermaterial eingebettet ist. Das Plättchen kann auch aus dem Matrixmaterial, beispielsweise aus Glas und dem ersten und zweiten oder dem dritten Konvertermaterial bestehen. Als Matrixmaterialien für das Plättchen sind auch Silikone, Epoxidharze, Polysilazane, Polymethacrylate und Polycarbonate sowie Kombinationen davon möglich.In one embodiment, the lamina comprises a matrix material, for example glass, in which the first and the second or the third converter material is embedded. The lamina can also consist of the matrix material, for example glass, and the first and second or the third converter material. Silicones, epoxy resins, polysilazanes, polymethacrylates and polycarbonates and combinations thereof are also possible as matrix materials for the small plate.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste und/oder das zweite Konversionselement als ein Plättchen ausgebildet, das über der Schichtenfolge angeordnet ist.According to one embodiment, the first and/or the second conversion element is designed as a small plate that is arranged above the layer sequence.
Das erste Konversionselement kann als Plättchen ausgeformt direkt auf der Schichtenfolge angebracht sein. Es ist möglich, dass das Plättchen die gesamte Oberfläche, insbesondere die Strahlungsaustrittsfläche der Schichtenfolge vollständig bedeckt.The first conversion element can be formed as a lamina and attached directly to the layer sequence. It is possible for the small plate to completely cover the entire surface, in particular the radiation exit area of the layer sequence.
Das optoelektronische Bauelement kann ein Gehäuse umfassen. In dem Gehäuse kann in der Mitte eine Ausnehmung vorhanden sein. Die Schichtenfolge kann in der Ausnehmung angebracht sein. Möglich ist auch, dass eine oder mehrere weitere Schichtenfolgen in der Ausnehmung angebracht sind.The optoelectronic component can include a housing. There may be a recess in the center of the housing. The layer sequence can be fitted in the recess. It is also possible for one or more further layer sequences to be fitted in the recess.
Es ist möglich, dass die Ausnehmung mit einem die Schichtenfolge abdeckenden Verguss ausgefüllt ist. Die Ausnehmung kann aber auch aus einem Luftraum bestehen.It is possible for the recess to be filled with an encapsulation covering the layer sequence. However, the recess can also consist of an air space.
In einer Ausführungsform ist das erste und/oder zweite Konversionselement über der Ausnehmung des Gehäuses angeordnet. Bei dieser Ausführungsform besteht insbesondere kein direkter und/oder formschlüssiger Kontakt des ersten und/oder zweiten Konversionselements mit der Schichtenfolge. Das heißt, dass zwischen dem ersten und/oder zweiten Konversionselement und der Schichtenfolge ein Abstand bestehen kann. Mit anderen Worten ist das erste und/oder zweite Konversionselement der Schichtenfolge nachgeordnet und wird von der Primärstrahlung angestrahlt. Zwischen dem und/oder zweiten Konversionselement und der Schichtenfolge kann dann ein Verguss oder ein Luftspalt ausgebildet sein.In one embodiment, the first and/or second conversion element is/are arranged above the recess of the housing. In this embodiment, in particular, there is no direct and/or form-fitting contact of the first and/or second conversion element with the layer sequence. This means that there can be a distance between the first and/or second conversion element and the layer sequence. In other words, the first and/or second conversion element is arranged downstream of the layer sequence and is illuminated by the primary radiation. A potting or an air gap can then be formed between the and/or second conversion element and the layer sequence.
In einer Ausführungsform ist das erste Konversionselement Teil eines Vergusses der Schichtenfolge oder das erste Konversionselement bildet den Verguss.In one embodiment, the first conversion element is part of an encapsulation of the layer sequence or the first conversion element forms the encapsulation.
In einer Ausführungsform ist das zweite Konversionselement Teil eines Vergusses der Schichtenfolge oder das zweite Konversionselement bildet den Verguss.In one embodiment, the second conversion element is part of an encapsulation of the layers follow or the second conversion element forms the encapsulation.
In einer Ausführungsform bilden das erste und das zweite Konversionselement den Verguss.In one embodiment, the first and the second conversion element form the encapsulation.
In einer Ausführungsform ist das erste Konversionselement und/oder das zweite Konversionselement als eine Schicht ausgebildet. Die Schicht kann über der Strahlungsaustrittsfläche des Schichtenstapels oder über der Strahlungsaustrittsfläche und den Seitenflächen des Schichtenstapels angeordnet sein.In one embodiment, the first conversion element and/or the second conversion element is formed as one layer. The layer can be arranged above the radiation exit area of the layer stack or above the radiation exit area and the side areas of the layer stack.
In einer Ausführungsform weist das Bauelement eine Linse auf. Die Linse kann über dem zweiten Konversionselement angeordnet sein.In one embodiment, the component has a lens. The lens can be arranged over the second conversion element.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
-
1 zeigt das Emissionsspektrum eines weiß emittierenden optoelektronischen Bauelements aus dem Stand der Technik, -
2 und3 zeigen Emissionsspektren verschiedener weiß emittierender optoelektronischer Bauelemente, -
4 zeigt Abstrahlwinkel eines weißen lichtemittierenden optoelektronischen Bauelements aus dem Stand der Technik, -
5 zeigt Abstrahlwinkel einer Ausführungsform eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauelements, -
6 bis12 zeigen schematische Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen von hier beschriebenen optoelektronischen Bauelementen.
-
1 shows the emission spectrum of a white-emitting optoelectronic component from the prior art, -
2 and3 show emission spectra of various white-emitting optoelectronic components, -
4 shows the emission angle of a white light-emitting optoelectronic component from the prior art, -
5 shows the emission angle of an embodiment of an optoelectronic component described here, -
6 until12 show schematic side views of different embodiments of optoelectronic components described here.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, components that are the same or have the same effect are each provided with the same reference symbols. The elements shown and their proportions to one another are not to be regarded as true to scale; on the contrary, individual elements, in particular layer thicknesses, may be exaggerated for better understanding.
In
In den
In
Durch die inhomogene Intensitätsverteilung der abgestrahlten Strahlungen je nach Abstrahlwinkel, ergibt sich je nach Betrachtungswinkel der lichtemittierenden Diode eine Änderung in der wahrgenommenen Farbe des weißen Lichts. Hin zu flacheren Winkeln sinkt der Blauanteil des weißen Lichts. Dieses Problem macht sich besonders bemerkbar, wenn das Verhältnis von ausgekoppelter Primärstrahlung zu ausgekoppelter Sekundärstrahlung hoch ist, also beispielsweise wenn kaltweißes Licht mit einem hohen Blauanteil ausgekoppelt werden soll. Dies ist in
In
Durch die nun gleichmäßige Intensitätsverteilung der abgestrahlten Sekundärstrahlungen ändert sich der Farbort des weißen Lichts je nach Betrachtungswinkel nur noch geringfügig. Dies ist in
Das optoelektronische Bauelement 1 gemäß
In
In
Das optoelektronische Bauelement gemäß
In dem optoelektronischen Bauelement 1 in
In dem optoelektronischen Bauelement 1 in
In dem optoelektronischen Bauelement 1 in
Auch die ersten Konversionselemente 3 der Bauelemente in den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- optoelektronische Bauelementoptoelectronic component
- 22
- Schichtenfolgelayer sequence
- 2a2a
-
Strahlungsaustrittsfläche 2a
Radiation exit surface 2a - 33
- erstes Konversionselementfirst conversion element
- 3a3a
- erster Bereichfirst area
- 3b3b
- zweiter Bereichsecond area
- 44
- zweites Konversionselementsecond conversion element
- 1010
-
Substrat 10
substrate 10 - 1111
-
Gehäuse 11
housing 11 - Pbpb
- Primärstrahlungprimary radiation
- II
- relative Intensitätrelative intensity
- AA
- Wellenlängewavelength
- E1E1
- Emissionsspektrumemission spectrum
- E2E2
- Emissionsspektrumemission spectrum
- Srsir
- Sekundärstrahlung im roten Bereich des elektromagnetischen SpektrumsSecondary radiation in the red part of the electromagnetic spectrum
- Sgsg
- Sekundärstrahlung im grünen Bereich des elektromagnetischen SpektrumsSecondary radiation in the green part of the electromagnetic spectrum
- Scsc
- Sekundärstrahlung im blaugrünen Bereich des elektromagnetischen SpektrumsSecondary radiation in the blue-green region of the electromagnetic spectrum
- SS
- Strahlengang der PrimärstrahlungBeam path of the primary radiation
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016100723.4A DE102016100723B4 (en) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | optoelectronic component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016100723.4A DE102016100723B4 (en) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | optoelectronic component |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016100723A1 DE102016100723A1 (en) | 2017-07-20 |
DE102016100723B4 true DE102016100723B4 (en) | 2022-11-17 |
Family
ID=59256311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016100723.4A Active DE102016100723B4 (en) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | optoelectronic component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016100723B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017123097B4 (en) * | 2017-10-05 | 2024-03-28 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Conversion material and radiation-emitting component |
DE102018125138A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | RADIATION-EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING A RADIATION-EMITTING COMPONENT |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006020529A1 (en) | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component has semiconductor body emitting electromagnetic radiation that passes through an optical element comprising wavelength conversion material |
DE102012109650A1 (en) | 2012-10-10 | 2014-04-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Ceramic conversion element, optoelectronic semiconductor element and method for producing a ceramic conversion element |
DE102013106519A1 (en) | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Arrangement for generating mixed light and method for operating an arrangement of mixed light |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR112016007234B1 (en) | 2013-10-08 | 2022-02-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Phosphorus for emitting red light and its production process |
-
2016
- 2016-01-18 DE DE102016100723.4A patent/DE102016100723B4/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006020529A1 (en) | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component has semiconductor body emitting electromagnetic radiation that passes through an optical element comprising wavelength conversion material |
DE102012109650A1 (en) | 2012-10-10 | 2014-04-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Ceramic conversion element, optoelectronic semiconductor element and method for producing a ceramic conversion element |
DE102013106519A1 (en) | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Arrangement for generating mixed light and method for operating an arrangement of mixed light |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016100723A1 (en) | 2017-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1441395B1 (en) | Light-emitting semiconductor device with luminescence conversion element | |
DE102006009955B4 (en) | White light source and lighting device using the white light source | |
DE102007057710B4 (en) | Radiation-emitting component with conversion element | |
DE102010053362B4 (en) | Method for producing a radiation-emitting semiconductor chip, radiation-emitting semiconductor chip and radiation-emitting component | |
DE102006020529A1 (en) | Optoelectronic component has semiconductor body emitting electromagnetic radiation that passes through an optical element comprising wavelength conversion material | |
DE112011102386T5 (en) | System and method for selected excitation LEDs with multiple phosphors | |
DE102015107580A1 (en) | Radiation-emitting optoelectronic component | |
DE102007032280A1 (en) | Optoelectronic component | |
EP1643567A2 (en) | Light emitting diode chip with conversion layer method of manufacturing the same | |
DE102005062514A1 (en) | Multi-purpose light emitting diode incorporates selective wavelength trap | |
DE102010009456A1 (en) | Radiation-emitting component with a semiconductor chip and a conversion element and method for its production | |
EP2238503A1 (en) | Lighting device for back-lighting a display and a display with one such lighting device | |
DE102015113052A1 (en) | Optoelectronic component comprising a conversion element, method for producing an optoelectronic component comprising a conversion element and use of an optoelectronic component comprising a conversion element | |
DE102012101892B4 (en) | Wavelength conversion element, light-emitting semiconductor component and display device therewith as well as method for producing a wavelength conversion element | |
DE102013106575B4 (en) | Method for producing an optoelectronic component comprising a conversion element | |
DE102016100723B4 (en) | optoelectronic component | |
DE102015120775A1 (en) | Opto-electronic component and backlight for a display | |
DE102011013504A1 (en) | Light emitting device | |
DE102016123971B4 (en) | Optoelectronic component | |
DE112019003634T5 (en) | OPTOELECTRONIC COMPONENT AND THE METHOD OF MANUFACTURING AN OPTOECLEECTRONIC COMPONENT | |
DE102018120584A1 (en) | OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT | |
WO2013041465A1 (en) | Wavelength conversion element and light-emitting semiconductor component comprising wavelength conversion element | |
WO2018104395A1 (en) | Optoelectronic component | |
DE102016109138A1 (en) | Optoelectronic component and use of an optoelectronic component | |
DE102016104875A1 (en) | Optoelectronic component, method for producing an optoelectronic component and flash lighting for a portable device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |