DE102018112585B4 - CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION - Google Patents

CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION Download PDF

Info

Publication number
DE102018112585B4
DE102018112585B4 DE102018112585.2A DE102018112585A DE102018112585B4 DE 102018112585 B4 DE102018112585 B4 DE 102018112585B4 DE 102018112585 A DE102018112585 A DE 102018112585A DE 102018112585 B4 DE102018112585 B4 DE 102018112585B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
converter
quantum dots
radiation
component
sub
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
Application number
DE102018112585.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102018112585A1 (en
Inventor
Ivar Tångring
David O'Brien
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102018112585.2A priority Critical patent/DE102018112585B4/en
Publication of DE102018112585A1 publication Critical patent/DE102018112585A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018112585B4 publication Critical patent/DE102018112585B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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

Abstract

Konverter (10) aufweisend eine Mehrzahl von strahlungskonvertierenden Quantenpunkten (3), wobei- die Quantenpunkte jeweils einen strahlungsaktiven Kern (3K) und eine den Kern umgebende Umhüllung (3U) aufweisen, die aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Bandlücke aufweist als ein Material des strahlungsaktiven Kerns,- der Konverter eine erste Hauptfläche (11) und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche (12) aufweist, wobei von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin die Umhüllungen zur Einstellung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte unterschiedlich ausgeführt sind, und- die strahlungsaktiven Kerne (3K) eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm aufweisen und die Umhüllungen eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 20 nm und 300 nm aufweisen.Converter (10) comprising a plurality of radiation-converting quantum dots (3), the quantum dots each having a radiation-active core (3K) and a cladding (3U) surrounding the core, which is formed from a material that has a higher band gap than a Material of the radiation-active core, - the converter has a first main surface (11) and a second main surface (12) opposite the first main surface, the coverings for adjusting the absorption properties of the quantum dots being designed differently from the first main surface to the second main surface, and- the radiation-active cores (3K) have an average spatial extent between 1 nm and 20 nm and the claddings have an average spatial extent between 20 nm and 300 nm.

Description

Es wird ein Konverter insbesondere mit Quantenpunkten angegeben. Des Weiteren werden ein Bauelement mit Konverter und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.A converter in particular with quantum dots is specified. Furthermore, a component with a converter and a method for producing such a component are specified.

Bei einem Konverter mit Quantenpunkten (Englisch: Quantum dots) werden die Quantenpunkte durch Absorption von hochenergetischen Photonen in einen höheren Zustand angeregt, von welchem die Quantenpunkte anschließend wieder unter Erzeugung von elektromagnetischen Strahlungen relaxieren. Häufig besteht das Problem, dass die Quantenpunkte abhängig von seinen Positionen in dem Konverter nicht gleichmäßig oder nicht optimal angeregt werden.In a converter with quantum dots, the quantum dots are excited to a higher state by absorbing high-energy photons, from which the quantum dots then relax again to produce electromagnetic radiation. The problem often arises that the quantum dots are not excited evenly or optimally depending on their positions in the converter.

Druckschrift DE 112012001482 T5 beschreibt eine LED-Beleuchtungseinrichtung, die Quantenpunkte in Schichten auf einem LED-Chip verwendet. Die Quantenpunktschichten und der LED-Chip sind mit abgestuften Brechungsindizes angeordnet, sodass der Brechungsindex jeder Schicht kleiner als der Brechungsindex der unmittelbar darunter liegenden Schicht oder des unmittelbar darunter liegenden Chips ist. Die Quantenpunkte mit Emissionsspitzen bei längeren Wellenlängen sind in niedrigeren Schichten näher am LED-Chip angeordnet, während die Quantenpunkte mit Emissionsspitzen bei kürzeren Wellenlängen in höheren Schichten weiter weg vom LED-Chip angeordnet sind.Printed publication DE 112012001482 T5 describes an LED lighting device that uses quantum dots in layers on an LED chip. The quantum dot layers and the LED chip are arranged with graded refractive indices so that the refractive index of each layer is less than the refractive index of the layer or chip immediately below. The quantum dots with emission peaks at longer wavelengths are arranged in lower layers closer to the LED chip, while the quantum dots with emission peaks at shorter wavelengths are arranged in higher layers further away from the LED chip.

Druckschriften US 6 501 091 B1 , US 2014 / 0 252 316 A1 und Druckschrift „Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain. In: Nature Nanotechnology, Vol. 4, 2009, S. 56-63., [SMITH, Andrew M.; MOHS, Aaron M.; NIE, Shuming : DOI: 10.1038/NNANO.2008.360] beschreiben optoelektrische Bauelemente und weitere Anwendungen von Quantenpunkten.Pamphlets US 6,501,091 B1 , US 2014 / 0 252 316 A1 and printed matter “Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain. In: Nature Nanotechnology, Vol. 4, 2009, pp. 56-63., [SMITH, Andrew M.; MOHS, Aaron M.; NEVER, Shuming : DOI: 10.1038/NNANO.2008.360] describe optoelectric components and other applications of quantum dots.

Eine Aufgabe ist es, einen hoch effizienten Konverter anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein effizientes Bauelement mit einem Konverter sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben.One task is to provide a highly efficient converter. Another task is to specify an efficient component with a converter and a method for producing such a component.

Diese Aufgaben werden durch den Konverter gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie im Zusammenhang mit dem Bauelement aufweisend einen Konverter gemäß Anspruch 12 oder 13 oder mit einem Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß Anspruch 17 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Konverters, des Bauelements und des Verfahrens sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.These tasks are solved by the converter according to independent claim 1 and in connection with the component having a converter according to claim 12 or 13 or with a method for producing a component according to claim 17. Further refinements and developments of the converter, the component and the method are the subject of the further claims.

Der Konverter weist eine Mehrzahl von Quantenpunkten auf. Die Quantenpunkte weisen jeweils einen strahlungsaktiven Kern und eine den Kern umgebende Umhüllung auf. Insbesondere sind die Quantenpunkte in einem Matrixmaterial, etwa in einem Benetzungsmaterial des Konverters, eingebettet. Zum Beispiel sind die Quantenpunkte Nanostrukturen, die jeweils einen strahlungsaktiven Kern und eine den Kern umgebende strahlungsabsorbierende Umhüllung aufweisen. Die Nanostrukturen sind insbesondere räumlich beabstandet und in dem Matrixmaterial des Konverters eingeschlossen. Die Quantenpunkte können jeweils eine Kern-Schale-Struktur mit der Umhüllung als Schale aufweisen.The converter has a plurality of quantum dots. The quantum dots each have a radiation-active core and a coating surrounding the core. In particular, the quantum dots are embedded in a matrix material, for example in a wetting material of the converter. For example, the quantum dots are nanostructures that each have a radiation-active core and a radiation-absorbing shell surrounding the core. The nanostructures are in particular spatially spaced and enclosed in the matrix material of the converter. The quantum dots can each have a core-shell structure with the cladding as a shell.

Zum Beispiel sind die Quantenpunkte Halbleiter-Nanokristalle, etwa aus III-V- oder II-VI- Verbindungshalbleitermaterialien oder aus Si-basierten Materialien. Insbesondere weisen die Quantenpunkte CdSe, CdTe, CdS, ZnS und/oder ZnO auf. Zum Beispiel ist der strahlungsaktive Kern des Quantenpunkts aus CdSe-, CdS- und/oder CdTe-Nanopartikeln gebildet, wobei der Kern in einer Umhüllung aus einem Material wie CdS, ZnS und/oder ZnO eingebettet sein kann. Es ist weiterhin möglich, dass der Quantenpunkt auf einem Halbleitermaterial wie InAs, GaAs, InGaAs, InP und/oder GaInP basiert.For example, the quantum dots are semiconductor nanocrystals, such as III-V or II-VI compound semiconductor materials or Si-based materials. In particular, the quantum dots have CdSe, CdTe, CdS, ZnS and/or ZnO. For example, the radiation-active core of the quantum dot is formed from CdSe, CdS and/or CdTe nanoparticles, whereby the core can be embedded in a shell made of a material such as CdS, ZnS and/or ZnO. It is also possible that the quantum dot is based on a semiconductor material such as InAs, GaAs, InGaAs, InP and/or GaInP.

Die Umhüllung ist aus einem Material gebildet, das eine höhere Bandlücke aufweist als ein Material des strahlungsaktiven Kerns. Werden Photonen geeigneter Energien von dem Quantenpunkt, insbesondere von der Umhüllung absorbiert, kann aufgrund der Differenzen im Hinblick auf die Bandlücken der Umhüllung und des Kerns gewährleistet werden, dass das Material in der Umhüllung angeregt wird und sich die dabei erzeugten freien Ladungsträger zum Kern bewegen. Eine Rekombination unter Erzeugung von Strahlungen findet insbesondere nur im Kern und nicht in der Umhüllung des Quantenpunkts statt.The cladding is formed from a material that has a higher band gap than a material of the radiation-active core. If photons of suitable energies are absorbed by the quantum dot, in particular by the cladding, the differences in the band gaps of the cladding and the core can ensure that the material in the cladding is excited and the free charge carriers generated thereby move to the core. In particular, recombination with the generation of radiation only takes place in the core and not in the envelope of the quantum dot.

Zweckmäßig ist die Energie der Anregungsstrahlung größer als die Bandlücke des Materials des Kerns und kleiner als die Bandlücke des Materials der Umhüllung. Zum Beispiel ist der Kern aus CdSe gebildet. Die Umhüllung kann aus CdS oder aus ZnS gebildet sein. Ein solcher Quantenpunkt kann vom Licht mit einer Peak-Wellenlänge im blauen Spektralbereich angeregt werden. Abhängig von dem Material und/oder von der Größe des strahlungsaktiven des Kerns des Quantenpunkts kann Licht unterschiedlicher Peak-Wellenlänge etwa im gelben, grünen oder im roten Spektralbereich emittiert werden.The energy of the excitation radiation is expediently greater than the band gap of the material of the core and smaller than the band gap of the material of the cladding. For example, the core is made of CdSe. The coating can be made of CdS or ZnS. Such a quantum dot can be excited by light with a peak wavelength in the blue spectral range. Depending on the material and/or the size of the radiation-active core of the quantum dot, light of different peak wavelengths can be emitted, for example in the yellow, green or red spectral range.

Die Umhüllungen sind zur Einstellung der Absorptionseigenschaften, insbesondere der Absorptionsvermögen und/oder der Absorptionsquerschnitte der Quantenpunkte unterschiedlich ausgeführt. Bezüglich ihrer Materialzusammensetzung und/oder ihrer räumlichen Ausdehnung, etwa bezüglich der Form und/oder Größe der Umhüllungen, können die Umhüllungen der Quantenpunkte in verschiedenen Teilregionen des Konverters, zum Beispiel in verschiedenen Quantenpunktschichten, unterschiedlich gestaltet sein.The coverings are different to adjust the absorption properties, in particular the absorption capacity and/or the absorption cross sections of the quantum dots executed. With regard to their material composition and/or their spatial extent, for example with regard to the shape and/or size of the envelopes, the envelopes of the quantum dots can be designed differently in different sub-regions of the converter, for example in different quantum dot layers.

Unter dem Absorptionsvermögen der Quantenpunkte oder der Quantenpunktschichten wird hier und im Folgenden die Fähigkeit der Quantenpunkte oder der Quantenpunktschichten verstanden, die Photonen der Anregungsstrahlung zu absorbieren. Das Absorptionsvermögen der Quantenpunkte oder der Quantenpunktschichten hat insbesondere direkten Einfluß auf die Flußdichte der Intensität der Anregungsstrahlung, insbesondere auf die Anzahl der absorbierten Photonen pro Fläche beziehungsweise pro Volumen, in den Quantenpunkten oder in den Quantenpunktschichten. Je höher das Absorptionsvermögen einer Schicht ist, desto mehr Photonen können von dieser Schicht absorbiert werden. Dabei ist zu beachten, dass nicht alle von den Quantenpunkten oder von den Quantenpunktschichten absorbierten Photonen die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte auch tatsächlich zur Erzeugung von Strahlungen anregen können. Der Anteil der absorbierten Photonen, der die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte aus einem Grundzustand in einen höheren Zustand anregt und somit die Kerne zur Erzeugung von Strahlungen anregt, hängt in der Regel von dem sogenannten Quantenwirkungsgrad oder Umwandlungsquantenwirkungsgrad (Englisch: Conversion Quantum Efficiency) des Konverters ab. Here and below, the absorptivity of the quantum dots or quantum dot layers is understood to mean the ability of the quantum dots or quantum dot layers to absorb the photons of the excitation radiation. The absorptivity of the quantum dots or the quantum dot layers has a direct influence in particular on the flux density of the intensity of the excitation radiation, in particular on the number of absorbed photons per area or per volume, in the quantum dots or in the quantum dot layers. The higher the absorptivity of a layer, the more photons can be absorbed by this layer. It should be noted that not all photons absorbed by the quantum dots or by the quantum dot layers can actually stimulate the radiation-active cores of the quantum dots to generate radiation. The proportion of absorbed photons that excites the radiation-active nuclei of the quantum dots from a ground state to a higher state and thus stimulates the nuclei to produce radiation usually depends on the so-called quantum efficiency or conversion quantum efficiency of the converter .

Absorbiert der strahlungsaktive Kern ein Photon energetisch, i.e. wird der strahlungsaktive Kern des Quantenpunkts von diesem Photon stimuliert, kann der Quantenpunkt etwa aus dem Grundzustand in einen energetisch höheren Zustand angeregt werden.If the radiation-active nucleus absorbs a photon energetically, i.e. If the radiation-active core of the quantum dot is stimulated by this photon, the quantum dot can be excited from the ground state to an energetically higher state.

Unter einem Absorptionsquerschnitt der Quantenpunkte oder der Quantenpunktschichten ist insbesondere die Stärke oder die relative Häufigkeit der Absorptionen von Photonen in den entsprechenden Quantenpunkten oder in den entsprechenden Quantenpunktschichten des Konverters zu verstehen. Der Absorptionsquerschnitt ist somit insbesondere ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass ein in den Quantenpunkt einfallendes Photon tatsächlich von dem Quantenpunkt absorbiert wird. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass das absorbierte Photon den strahlungsaktiven Kern aus einem Grundzustand in einen energetisch höheren Zustand und somit zur Erzeugung von Strahlungen anregt. Die Wahrscheinlichkeit, dass das absorbierte Photon den strahlungsaktiven Kern tatsächlich zur Erzeugung von Strahlungen anregt, bestimmt die Effizienz des Konverters und somit den Quantenwirkungsgrad des Konverters. In diesem Sinne ist der Absorptionsquerschnitt, der ohne Weiteres experimentell ermittelt werden kann, direkt proportional zu dem Absorptionsvermögen.An absorption cross section of the quantum dots or the quantum dot layers is to be understood in particular as meaning the strength or the relative frequency of the absorptions of photons in the corresponding quantum dots or in the corresponding quantum dot layers of the converter. The absorption cross section is therefore in particular a measure of the probability that a photon incident into the quantum dot is actually absorbed by the quantum dot. It is not absolutely necessary that the absorbed photon stimulates the radiation-active nucleus from a ground state to an energetically higher state and thus to the generation of radiation. The probability that the absorbed photon actually stimulates the radiation-active nucleus to produce radiation determines the efficiency of the converter and thus the quantum efficiency of the converter. In this sense, the absorption cross section, which can easily be determined experimentally, is directly proportional to the absorption capacity.

Der Konverters weist eine Mehrzahl von strahlungskonvertierenden Quantenpunkten auf. Die Quantenpunkte weisen jeweils einen strahlungsaktiven Kern und eine den Kern umgebende Umhüllung auf, wobei die Umhüllung aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Bandlücke aufweist als ein Material des strahlungsaktiven Kerns. Der Konverter weist eine erste Hauptfläche und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche aufweist.The converter has a plurality of radiation-converting quantum dots. The quantum dots each have a radiation-active core and a cladding surrounding the core, the cladding being formed from a material that has a higher band gap than a material of the radiation-active core. The converter has a first main surface and a second main surface opposite the first main surface.

Von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin sind die Umhüllungen zur Einstellung der Absorptionseigenschaften, insbesondere der Absorptionsvermögen und/oder der Absorptionsquerschnitte, der Quantenpunkte unterschiedlich ausgeführt.From the first main surface to the second main surface, the coverings for adjusting the absorption properties, in particular the absorption capacity and/or the absorption cross sections, of the quantum dots are designed differently.

Die Einstellung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte in unterschiedlichen Teilregionen des Konverters führt insbesondere zur Einstellung des lokalen optischen Absorptionsvermögens oder Absorptionsquerschnitts des Konverters. Das lokale optische Absorptionsvermögen gibt insbesondere den absorbierten prozentualen Anteil der einfallenden Intensität der Anregungsstrahlung in einer lokalen Teilregion des Konverters an. Durch eine gezielte Variation der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte kann das lokale optische Absorptionsvermögen des Konverters insbesondere unter Beachtung des Quantenwirkungsgrads des Konverters derart angepasst werden, dass eine möglichst gleichmäßige Anregung der Quantenpunkte im gesamten Konverter erzielbar ist. Unter einer möglichst gleichmäßigen Anregung der Quantenpunkte ist insbesondere eine Verschiebung der Anregung der Quantenpunkte aus einem Bereich mit einem geringen Quantenwirkungsgrad in einen Bereich mit einem höheren Quantenwirkungsgrad.The adjustment of the absorption properties of the quantum dots in different sub-regions of the converter leads in particular to the adjustment of the local optical absorption capacity or absorption cross section of the converter. The local optical absorptivity indicates in particular the absorbed percentage of the incident intensity of the excitation radiation in a local sub-region of the converter. By specifically varying the absorption properties of the quantum dots, the local optical absorption capacity of the converter can be adjusted, particularly taking into account the quantum efficiency of the converter, in such a way that the most uniform possible excitation of the quantum dots can be achieved throughout the entire converter. Excitation of the quantum dots that is as uniform as possible involves, in particular, a shift in the excitation of the quantum dots from a region with a low quantum efficiency to a region with a higher quantum efficiency.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters sind die Umhüllungen der Quantenpunkte insbesondere bezüglich ihrer räumlichen Ausdehnungen und/oder Materialzusammensetzungen derart ausgeführt, dass die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte der Quantenpunkte von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin variieren, bevorzugt monoton variieren. Variieren die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte der Quantenpunkte monoton, nimmt insbesondere ein Absorptionsquerschnitt der Quantenpunkte, der Quantenpunktschichten oder der Teilregionen des Konverters von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin stetig zu oder stetig ab.According to at least one embodiment of the converter, the envelopes of the quantum dots are designed in such a way, in particular with regard to their spatial dimensions and/or material compositions, that the absorption capacity and/or the absorption cross sections of the quantum dots vary, preferably monotonically, from the first main surface to the second main surface. If the absorption capacity and/or the absorption cross sections of the quantum dots vary monotonically, in particular an absorption cross section of the quantum dots, the quantum dot layers or the subregions of the converter differs from the first Main area steadily increases or decreases towards the second main area.

Die Umhüllungen der Quantenpunkte in unterschiedlichen Teilregionen des Konverters können aus verschiedenen Materialien, insbesondere aus verschiedenen Halbleitermaterialien, etwa mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften und/oder mit unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Umhüllungen der Quantenpunkte in unterschiedlichen Teilregionen des Konverters unterschiedliche geometrische Formen und/oder unterschiedliche Größen, etwa unterschiedliche Querschnittsflächen, aufweisen.The envelopes of the quantum dots in different sub-regions of the converter can be made from different materials, in particular from different semiconductor materials, for example with different absorption properties and/or with different absorption coefficients. Alternatively or additionally, it is possible for the envelopes of the quantum dots in different sub-regions of the converter to have different geometric shapes and/or different sizes, such as different cross-sectional areas.

Die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte in den unterschiedlichen Teilregionen des Konverters können bezüglich ihrer Materialzusammensetzungen und/oder bezüglich ihrer räumlichen Ausdehnungen gleichartig oder unterschiedlich ausgeführt sein. Insbesondere sind die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte in allen Teilregionen des Konverters bezüglich der Materialzusammensetzung und/oder der geometrischen Größe gleichartig ausgeführt. Die Quantenpunkte in den verschiedenen Teilregionen können somit gleiche Emissionscharakteristik trotz unterschiedlicher Absorptionseigenschaften in den verschiedenen Teilregionen des Konverters aufweisen.The radiation-active cores of the quantum dots in the different sub-regions of the converter can be designed to be similar or different in terms of their material compositions and/or their spatial dimensions. In particular, the radiation-active cores of the quantum dots in all sub-regions of the converter are designed to be similar in terms of material composition and/or geometric size. The quantum dots in the different sub-regions can therefore have the same emission characteristics despite different absorption properties in the different sub-regions of the converter.

Abweichend davon ist es möglich, dass sich die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte in verschiedenen Teilregionen voneinander unterscheiden. Da die Wellenlänge oder der Photonenenergie der emittieren Strahlung unter anderem von Größe, Form und/oder Zusammensetzung des Quantenpunkts, insbesondere des strahlungsaktiven Kerns des Quantenpunkts, abhängig ist, kann der Konverter anhand der Gestaltung der Quantenpunkte derart eingerichtet werden, dass Licht einer gewünschten Farbe oder einer gewünschter Farbmischung mit einem hohen Farbwiedergabeindex erzeugt wird.Deviating from this, it is possible that the radiation-active nuclei of the quantum dots differ from each other in different sub-regions. Since the wavelength or the photon energy of the emitted radiation depends, among other things, on the size, shape and / or composition of the quantum dot, in particular the radiation-active core of the quantum dot, the converter can be set up based on the design of the quantum dots in such a way that light of a desired color or a desired color mixture with a high color rendering index is generated.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters sind die strahlungsaktiven Kerne aller Quantenpunkte bezüglich ihrer Größe, Form und/oder Materialzusammensetzung gleichartig ausgeführt. Die Umhüllungen der Quantenpunkte sind insbesondere bezüglich ihrer Größe, Form und/oder Materialzusammensetzung in verschiedenen Teilregionen des Konverters unterschiedlich ausgeführt. Die verschiedenen Teilregionen des Konverters können verschiedene Quantenpunktschichten des Konverters sein. Durch die lokale Änderung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkten oder des Konverters, wobei die Änderung insbesondere ausschließlich auf Variation der Größe, Form und/oder Materialzusammensetzung der Umhüllungen beruht, kann eine besonders gleichmäßige Anregung der gleichartig ausgeführten strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte erzielt werden, wodurch eine homogene Emissionscharakteristik im gesamten Konverter erzielbar ist.According to at least one embodiment of the converter, the radiation-active cores of all quantum dots are designed to be similar in terms of their size, shape and/or material composition. The envelopes of the quantum dots are designed differently in different sub-regions of the converter, in particular with regard to their size, shape and/or material composition. The different sub-regions of the converter can be different quantum dot layers of the converter. By locally changing the absorption properties of the quantum dots or the converter, the change being based in particular exclusively on variation of the size, shape and/or material composition of the envelopes, a particularly uniform excitation of the similarly designed radiation-active cores of the quantum dots can be achieved, resulting in a homogeneous emission characteristic can be achieved throughout the converter.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters weist dieser eine Mehrzahl von Quantenpunktschichten auf. Die Quantenpunktschichten können jeweils eine Mehrzahl von Quantenpunkten aufweisen. Des Weiteren können die Quantenpunktschichten jeweils ein Matrixmaterial aufweist, das eine Matrixmaterialschicht bildet, in der die Quantenpunkte eingeschlossen sind. In der Matrixmaterialschicht können die Quantenpunkte gleichmäßig der ungleichmäßig verteilt sein. Insbesondere sind die Umhüllungen der Quantenpunkte in den verschiedenen Quantenpunktschichten unterschiedlich gestaltet. Es ist jedoch möglich, dass die Umhüllungen der Quantenpunkte derselben Quantenpunktschichten gleichartig gestaltet sind. Die strahlungsaktiven Kerne der Quantenpunkte können in verschiedenen Quantenpunktschichten gleichartig oder unterschiedlich gestaltet sein.According to at least one embodiment of the converter, it has a plurality of quantum dot layers. The quantum dot layers can each have a plurality of quantum dots. Furthermore, the quantum dot layers can each have a matrix material that forms a matrix material layer in which the quantum dots are enclosed. In the matrix material layer, the quantum dots can be distributed evenly or non-uniformly. In particular, the envelopes of the quantum dots in the different quantum dot layers are designed differently. However, it is possible that the envelopes of the quantum dots of the same quantum dot layers are designed similarly. The radiation-active cores of the quantum dots can have the same or different designs in different quantum dot layers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters ist die erste Hauptfläche des Konverters als Strahlungseintrittfläche für eine Anregungsstrahlung eingerichtet. Die zweite Hauptfläche des Konverters kann als Strahlungsaustrittsfläche für eine konvertierte Strahlung, insbesondere für die Emissionsstrahlung, eingerichtet sein. Bevorzugt nehmen die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte der Quantenpunkte von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin zu, insbesondere monoton und/oder stetig zu.According to at least one embodiment of the converter, the first main surface of the converter is set up as a radiation entry surface for an excitation radiation. The second main surface of the converter can be set up as a radiation exit surface for converted radiation, in particular for the emission radiation. Preferably, the absorption capacity and/or the absorption cross sections of the quantum dots increase, in particular monotonically and/or continuously, from the first main surface to the second main surface.

Im Zweifel sind die Absorptionsvermögen der Quantenpunkte in einer ersten Teilregion größer als die Absorptionsvermögen der Quantenpunkte in einer zweiten Teilregion, wenn etwa der Absorptionsquerschnitt, insbesondere der durchschnittliche Absorptionsquerschnitt der Quantenpunkte in der ersten Teilregion größer ist als der entsprechende Absorptionsquerschnitt der Quantenpunkte in der zweiten Teilregion, oder wenn der Absorptionsquerschnitt der gesamten ersten Teilregion größer ist als der Absorptionsquerschnitt der gesamten zweiten Teilregion. In der Regel kann die Stärke der beobachteten Absorption in den Quantenpunkten ermittelt oder abgeschätzt werden, so dass sich daraus das Absorptionsvermögen oder der Absorptionsquerschnitt pro Quantenpunktschicht oder pro Teilregion der Konverters herleiten lässt. Das Absorptionsvermögen oder der Absorptionsquerschnitts eines Quantenpunkts kann zum Beispiel dadurch vergrößert werden, dass die räumliche Ausdehnung, etwa das Volumen, die Querschnittsfläche oder das Durchmesser, der Umhüllung vergrößert wird und/oder dass das Material der Umhüllung durch ein Material mit einem anderen Absorptionskoeffizienten ersetzt wird.In case of doubt, the absorption capacity of the quantum dots in a first sub-region is greater than the absorption capacity of the quantum dots in a second sub-region, for example if the absorption cross section, in particular the average absorption cross section of the quantum dots in the first subregion, is larger than the corresponding absorption cross section of the quantum dots in the second subregion, or if the absorption cross section of the entire first subregion is larger than the absorption cross section of the entire second subregion. As a rule, the strength of the observed absorption in the quantum dots can be determined or estimated so that the absorption capacity or the absorption cross section per quantum dot layer or per subregion of the converter can be derived. The absorption capacity or the absorption cross section of a quantum dot can be increased, for example, by increasing the spatial extent, such as the volume, the cross-sectional area or the diameter, of the envelope and/or by replacing the material of the envelope with a mate rial is replaced with a different absorption coefficient.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters unterscheiden sich die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte verschiedener Quantenpunktschichten oder der Quantenpunkte in den verschiedenen Teilregionen des Konverters voneinander. Die Teilregionen des Konverters können verschiedene Quantenpunktschichten des Konverters sein. Insbesondere nehmen die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche des Konverters hin monoton ab.According to at least one embodiment of the converter, the absorption capacities and/or the absorption cross sections of different quantum dot layers or the quantum dots in the different sub-regions of the converter differ from one another. The sub-regions of the converter can be different quantum dot layers of the converter. In particular, the absorption capacities and/or the absorption cross sections decrease monotonically from the first main surface to the second main surface of the converter.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters weist dieser eine erste Teilregion und eine zweite Teilregion auf, wobei sich die erste Teilregion näher an der ersten Hauptfläche befindet als die zweite Teilregion. Die erste Teilregion kann im Vergleich zu der zweiten Teilregion die Quantenpunkte mit kleineren mittleren Absorptionsvermögen und/oder mit kleineren mittleren Absorptionsquerschnitten aufweisen.According to at least one embodiment of the converter, it has a first sub-region and a second sub-region, the first sub-region being closer to the first main surface than the second sub-region. In comparison to the second subregion, the first subregion can have the quantum dots with smaller average absorptivity and/or with smaller average absorption cross sections.

Insbesondere weisen die Umhüllungen der Quantenpunkte in der ersten Teilregion kleinere geometrische Querschnittsflächen auf als die Umhüllungen der Quantenpunkte in der zweiten Teilregion. Alternativ oder zusätzlich können die Umhüllungen der Quantenpunkte in der ersten Teilregion aus einem ersten Material und die Umhüllungen der Quantenpunkte in der zweiten Teilregion aus einem zweiten Material gebildet sein, wobei das erste Material insbesondere einen kleineren Absorptionskoeffizienten aufweist als das zweite Material.In particular, the envelopes of the quantum dots in the first subregion have smaller geometric cross-sectional areas than the envelopes of the quantum dots in the second subregion. Alternatively or additionally, the envelopes of the quantum dots in the first sub-region can be formed from a first material and the envelopes of the quantum dots in the second sub-region can be formed from a second material, the first material in particular having a smaller absorption coefficient than the second material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters weisen die Quantenpunkte, insbesondere die Umhüllungen der Quantenpunkte, in der ersten Teilregion kleinere räumliche Ausdehnungen, etwa eine kleinere mittlere räumliche Ausdehnung, auf als die entsprechenden Quantenpunkte oder die Umhüllungen der entsprechenden Quantenpunkte in der zweiten Teilregion.According to at least one embodiment of the converter, the quantum dots, in particular the envelopes of the quantum dots, in the first subregion have smaller spatial dimensions, for example a smaller average spatial extent, than the corresponding quantum dots or the envelopes of the corresponding quantum dots in the second subregion.

Es ist möglich, dass der Konverter mehr als zwei aneinander angrenzende Teilregionen, etwa drei, mehr als drei oder mehr als vier aneinander angrenzende Teilregionen mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften und/oder mit unterschiedlich gestalteten Quantenpunkten aufweist. Die unterschiedlich gestalteten Quantenpunkte in den Teilregionen können unterschiedlich große Umhüllungen aufweisen und/oder Umhüllungen aus unterschiedlichen absorbierenden Materialien aufweisen.It is possible for the converter to have more than two adjacent sub-regions, for example three, more than three or more than four adjacent sub-regions with different absorption properties and/or with differently designed quantum dots. The differently designed quantum dots in the sub-regions can have envelopes of different sizes and/or have envelopes made of different absorbent materials.

Zum Beispiel ist ein Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser der Quantenpunkte und/oder der Umhüllungen in der ersten Teilregion und dem mittleren Durchmesser der Quantenpunkte und/oder der Umhüllungen in der an die erste Teilregion angrenzenden zweiten Teilregion zwischen einschließlich 1 und 10, zwischen einschließlich 1,2 und 10, etwa zwischen einschließlich 1,2 und 5, zwischen einschließlich 1,2 und 3 oder zwischen einschließlich 2 und 10. Der Durchmesser des Quantenpunkts oder der Umhüllung des Quantenpunkts kann im Zweifel durch eine maximale räumliche Ausdehnung des Quantenpunkts oder durch eine maximale räumliche Ausdehnung der Umhüllung angegeben werden.For example, a ratio between the average diameter of the quantum dots and/or the claddings in the first subregion and the average diameter of the quantum dots and/or the claddings in the second subregion adjacent to the first subregion is between 1 and 10 inclusive, between 1 inclusive, 2 and 10, approximately between 1.2 and 5, between 1.2 and 3 or between 2 and 10. In case of doubt, the diameter of the quantum dot or the envelope of the quantum dot can be determined by a maximum spatial extent of the quantum dot or by a maximum spatial extent of the envelope can be specified.

Die strahlungsaktiven Kerne weisen eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm auf, insbesondere zwischen einschließlich 1 nm und 10 nm oder zwischen einschließlich 1 nm und 5 nm. Aufgrund der geringen Größe des Quantenpunkts und/oder des Kerns des Quantenpunkts bilden sich atomähnliche Zustände, wobei der Quantenpunkt durch Absorption von entsprechenden Photonen aus einem energetisch niedrigeren Zustand in einen energetisch höheren Zustand angeregt werden kann. Bei der Relaxation des Quantenpunkts kann ein Photon erzeugt werden. Die Energie oder die Wellenlänge des emittierten Photons hängt unter anderem von der Größe des Quantenpunkts ab, insbesondere von der Größe des Kerns des Quantenpunkts, und kann je nach Wunsch durch Änderung der Größe des Quantenpunkts modifiziert werden. Dies ist insbesondere auf die sogenannten Quanten-Confinement-Effekte zurückzuführen.The radiation-active nuclei have an average spatial extent of between 1 nm and 20 nm, in particular between 1 nm and 10 nm or between 1 nm and 5 nm. Due to the small size of the quantum dot and/or the core of the quantum dot, atom-like ones are formed States, whereby the quantum dot can be excited from an energetically lower state to an energetically higher state by absorbing corresponding photons. When the quantum dot relaxes, a photon can be generated. The energy or wavelength of the emitted photon depends, among other things, on the size of the quantum dot, in particular on the size of the core of the quantum dot, and can be modified as desired by changing the size of the quantum dot. This is due in particular to the so-called quantum confinement effects.

Die Umhüllungen weisen eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 20 nm und 300 nm auf, insbesondere zwischen einschließlich 20 nm und 200 nm, zwischen einschließlich 20 nm und 150 nm oder zwischen einschließlich 20 nm und 100 nm, etwa zwischen einschließlich 30 nm und 90 nm. Ein Verhältnis der räumlichen Ausdehnung der Umhüllung zu der räumlichen Ausdehnung des Kern kann zwischen einschließlich 2 und 20, etwa zwischen einschließlich 2 und 15, zwischen einschließlich 2 und 10 oder zwischen einschließlich 2 und 5 sein. Die Umhüllung kann aus einem Halbleitermaterial oder aus einem dielektrischen Material gebildet sein.The envelopes have an average spatial extent between 20 nm and 300 nm, in particular between 20 nm and 200 nm, between 20 nm and 150 nm or between 20 nm and 100 nm, approximately between 30 nm and 90 nm. A ratio of the spatial extent of the cladding to the spatial extent of the core can be between 2 and 20 inclusive, for example between 2 and 15 inclusive, between 2 and 10 inclusive or between 2 and 5 inclusive. The casing can be formed from a semiconductor material or from a dielectric material.

Insbesondere weisen die Umhüllungen der Quantenpunkte in derselben Teilregion oder in derselben Quantenpunktschicht des Konverters etwa die gleiche räumliche Ausdehnung auf. Die mittleren räumlichen Ausdehnungen der Umhüllungen der Quantenpunkte in den unterschiedlichen Teilregionen oder Quantenpunktschichten des Konverters können sich voneinander unterscheiden. Zum Beispiel ist ein Verhältnis zwischen den mittleren räumlichen Ausdehnungen der Umhüllungen der Quantenpunkte in den benachbarten Teilregionen oder Quantenpunktschichten des Konverters zwischen einschließlich 1 und 10, etwa zwischen einschließlich 2 und 10, zwischen einschließlich 2 und 8, oder zwischen einschließlich 2 und 5.In particular, the envelopes of the quantum dots in the same subregion or in the same quantum dot layer of the converter have approximately the same spatial extent. The average spatial dimensions of the envelopes of the quantum dots in the different sub-regions or quantum dot layers of the converter can differ from one another. For example, a ratio between the average spatial extents of the envelopes of the quantum dots in the neighboring sub-regions or Quantum dot layers of the converter between 1 and 10 inclusive, such as between 2 and 10 inclusive, between 2 and 8 inclusive, or between 2 and 5 inclusive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters ist eine gleichmäßige Anregung der strahlungsaktiven Kerne im gesamten Konverter durch Variation der Absorptionseigenschaften der lokalen Umhüllungen der Quantenpunkte, insbesondere ausschließlich durch Variation der Absorptionseigenschaften der lokalen Umhüllungen der Quantenpunkte, erzielt. Abhängig von der relativen Position der Quelle der Anregungsstrahlung zu dem Konverter und/oder abhängig von dem Quantenwirkungsgrad des Konverters können die Quantenpunkte in verschiedenen Teilregionen des Konverters insbesondere durch Variation der Absorptionseigenschaften der Umhüllungen derart angepasst werden, dass eine möglichst gleichmäßige Anregung der Quantenpunkte und somit eine erhöhte Effizienz des Konverters erzielbar sind.According to at least one embodiment of the converter, a uniform excitation of the radiation-active nuclei throughout the converter is achieved by varying the absorption properties of the local envelopes of the quantum dots, in particular exclusively by varying the absorption properties of the local envelopes of the quantum dots. Depending on the relative position of the source of the excitation radiation to the converter and/or depending on the quantum efficiency of the converter, the quantum dots in different sub-regions of the converter can be adjusted, in particular by varying the absorption properties of the envelopes, in such a way that the excitation of the quantum dots is as uniform as possible and thus a increased efficiency of the converter can be achieved.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Konverters weist dieser neben den strahlungskonvertierenden Quantenpunkten weitere Leuchtstoffe auf. Die weiteren Leuchtstoffe weisen insbesondere Leuchtstoffpartikel auf, die keine Quantenpunkte sind. Zum Beispiel weisen die weiteren Leuchtstoffe Leuchtstoffpartikel auf, deren mittlere Partikelgröße größer als 500 nm oder größer als 1 µm, 3 µm, 5 µm oder größer als 10 µm ist.According to at least one embodiment of the converter, in addition to the radiation-converting quantum dots, it has further phosphors. The other phosphors in particular have phosphor particles that are not quantum dots. For example, the other phosphors have phosphor particles whose average particle size is greater than 500 nm or greater than 1 μm, 3 μm, 5 μm or greater than 10 μm.

Die weiteren Leuchtstoffe können Partikel eines organischen Farbstoffes oder eines anorganischen Farbstoffes sein. Bevorzugt umfasst der Konverter zusätzliche Partikel zumindest eines der folgenden Farbstoffe: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxynitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxynitride. Besonders bevorzugt umfasst die Konverterschicht dotierte Granate wie Ce- oder Tb-aktivierte Granate wie YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce.The further phosphors can be particles of an organic dye or an inorganic dye. The converter preferably comprises additional particles of at least one of the following dyes: garnets doped with rare earth metals, alkaline earth sulfides doped with rare earth metals, thiogallates doped with rare earth metals, aluminates doped with rare earth metals, doped with rare earth metals Orthosilicates, chlorosilicates doped with rare earth metals, alkaline earth silicon nitrides doped with rare earth metals, oxynitrides doped with rare earth metals, aluminum oxynitrides doped with rare earth metals. The converter layer particularly preferably comprises doped garnets such as Ce- or Tb-activated garnets such as YAG:Ce, TAG:Ce, TbYAG:Ce.

Weist der Konverter sowohl Quantenpunkte als auch weitere Leuchtstoffe etwa im Mikrometerbereich auf, ist es zu beachten, ob die Quantenpunkte auch von durch die weiteren Leuchtstoffe konvertierten Strahlungen angeregt werden können. Ist dies der Fall, kann die Anregungsintensität mit wachsendem Abstand von einer Lichtquelle etwas langsamer abfallen. Die Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte können entsprechend angepasst werden, etwa durch Anpassung der Absorptionseigenschaften der Umhüllungen der Quantenpunkte in den benachbarten Teilregionen des Konverters. Die Grundidee, wonach die Anregung der Quantenpunkte im gesamten Konverter durch Anpassung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte möglichst gleichmäßig gestaltet werden soll, bleibt jedoch bestehen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Konverter auschließlich Quantenpunkte als strahlungskonvertierende Materialien aufweist, i.e. dass der Konverter frei von weiteren Leuchtstoffen ist.If the converter has both quantum dots and other phosphors in the micrometer range, it should be noted whether the quantum dots can also be excited by radiation converted by the other phosphors. If this is the case, the excitation intensity may decrease somewhat more slowly as the distance from a light source increases. The absorption properties of the quantum dots can be adjusted accordingly, for example by adjusting the absorption properties of the envelopes of the quantum dots in the neighboring sub-regions of the converter. However, the basic idea that the excitation of the quantum dots in the entire converter should be made as uniform as possible by adjusting the absorption properties of the quantum dots remains. However, it is also possible for the converter to only have quantum dots as radiation-converting materials, i.e. that the converter is free of other phosphors.

Es wird ein Bauelement angegeben. Das Bauelement weist ein strahlungsemittierendes Bauteil und einen Konverter auf. Insbesondere ist der Konverter des Bauelements ein hier beschriebener Konverter. Das Bauteil erzeugt im Betrieb des Bauelements eine Anregungsstrahlung einer ersten Peak-Wellenlänge, wobei die Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig von dem Konverter absorbiert und in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Peak-Wellenlänge konvertiert wird. Die erste Peak-Wellenlänge ist kleiner als die zweite Peak-Wellenlänge. Der Konverter ist derart auf dem Bauteil angeordnet, dass sich eine erste Teilregion des Konverters näher an dem Bauteil befindet als eine zweite Teilregion des Konverters, wobei die Quantenpunkte in der ersten Teilregion kleinere Absorptionsvermögen und/oder einen kleineren mittleren Absorptionsquerschnitt aufweisen als die Quantenpunkte in der zweiten Teilregion.A component is specified. The component has a radiation-emitting component and a converter. In particular, the converter of the component is a converter described here. During operation of the component, the component generates excitation radiation of a first peak wavelength, the excitation radiation being at least partially or substantially completely absorbed by the converter and converted into electromagnetic radiation of a second peak wavelength. The first peak wavelength is smaller than the second peak wavelength. The converter is arranged on the component in such a way that a first sub-region of the converter is closer to the component than a second sub-region of the converter, the quantum dots in the first sub-region having smaller absorption capacity and/or a smaller average absorption cross section than the quantum dots in the second sub-region.

Wird die Anregungsstrahlung insbesondere an der ersten Hauptfläche in den Konverter eingekoppelt, trifft die Anregungsstrahlung zunächst auf die erste Teilregion in der Regel mit der höchsten Intensität auf. Da der mittlere Absorptionsquerschnitt der Quantenpunkte in der ersten Teilregion gering ist, wird nur ein geringer Anteil der Anregungsstrahlung in der ersten Teilregion absorbiert. Anschließend gelangt die Anregungsstrahlung mit verminderter Intensität zu der zweiten Teilregion. Da die zweite Teilregion im Vergleich zu der ersten Teilregion einen höheren mittleren Absorptionsquerschnitt aufweist, kann ein vergleichsweise höherer relativer Anteil der verminderten Intensität der Anregungsstrahlung in der zweiten Teilregion absorbiert und umgewandelt werden. Insgesamt kann die Anregung der Quantenpunkte in der ersten Teilregion und in der zweiten Teilregion des Konverters besonders gleichmäßig gestaltet werden, sodass die Ladungsträgerdichte in den Quantenpunkten im gesamten Konverter möglichst homogen verteilt ist. Dies führt zu einer erhöhten Effizienz des Konverters oder des Bauelements.If the excitation radiation is coupled into the converter, in particular at the first main surface, the excitation radiation first hits the first subregion, usually with the highest intensity. Since the average absorption cross section of the quantum dots in the first sub-region is small, only a small proportion of the excitation radiation is absorbed in the first sub-region. The excitation radiation then reaches the second subregion with reduced intensity. Since the second sub-region has a higher average absorption cross section compared to the first sub-region, a comparatively higher relative proportion of the reduced intensity of the excitation radiation can be absorbed and converted in the second sub-region. Overall, the excitation of the quantum dots in the first subregion and in the second subregion of the converter can be made particularly uniform, so that the charge carrier density in the quantum dots is distributed as homogeneously as possible throughout the converter. This leads to increased efficiency of the converter or the component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Bauteil ein strahlungsemittierender Halbleiterchip. Der Halbleiterchip ist insbesondere zur Erzeugung der Anregungsstrahlung mit einer Peak-Wellenlänge im blauen oder im ultravioletten Spektralbereich eingerichtet. Zum Beispiel ist der Halbleiterchip eine Licht emittierende Diode (LED) oder ein Laser. Der Halbleiterchip kann aus einem III-V- oder aus einem II-VI-Verbindungshalbleitermaterial gebildet sein. Zum Beispiel basiert der Halbleiterchip auf InGaN.According to at least one embodiment of the component, the component is a radiation-emitting semiconductor chip. The semiconductor chip is esp special set up to generate the excitation radiation with a peak wavelength in the blue or ultraviolet spectral range. For example, the semiconductor chip is a light emitting diode (LED) or a laser. The semiconductor chip can be formed from a III-V or a II-VI compound semiconductor material. For example, the semiconductor chip is based on InGaN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements grenzt der Konverter an das Bauteil an. Der Konverter weist eine Mehrzahl von Teilregionen oder Quantenpunktschichten auf, wobei ein mittlerer Absorptionsquerschnitt der Teilregionen oder der Quantenpunktschichten mit wachsendem Abstand von dem Bauteil zunimmt. Insbesondere ist der Konverter mehrschichtig ausgebildet. Der Konverter kann zwei, mehr als zwei, mehr als drei oder mehr als vier unterschiedliche Teilregionen oder Quantenpunktschichten aufweisen. Die Quantenpunkte in den verschiedenen Teilregionen oder Quantenpunktschichten können unterschiedliche mittlere Absorptionsquerschnitte und/oder unterschiedliche Absorptionsvermögen aufweisen. Bevorzugt nehmen/nimmt der mittlere Absorptionsquerschnitt und/oder die mittlere räumliche Ausdehnung der Umhüllungen der Quantenpunkte mit wachsendem Abstand von dem Bauteil oder von der ersten Hauptfläche des Konverters zu.According to at least one embodiment of the component, the converter adjoins the component. The converter has a plurality of subregions or quantum dot layers, with an average absorption cross section of the subregions or quantum dot layers increasing as the distance from the component increases. In particular, the converter is designed in multiple layers. The converter can have two, more than two, more than three or more than four different sub-regions or quantum dot layers. The quantum dots in the different sub-regions or quantum dot layers can have different average absorption cross sections and/or different absorption capacities. Preferably, the average absorption cross section and/or the average spatial extent of the envelopes of the quantum dots increase as the distance from the component or from the first main surface of the converter increases.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements bedeckt jede der Teilregionen oder der Quantenpunktschichten in Draufsicht das Bauteil vollständig. In lateralen Richtungen kann jede der Teilregionen oder der Quantenpunktschichten das Bauteil vollumfänglich umschließen.According to at least one embodiment of the component, each of the sub-regions or the quantum dot layers completely covers the component in a top view. In lateral directions, each of the sub-regions or quantum dot layers can completely enclose the component.

Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungsfläche des Konverters verläuft. Zum Beispiel verläuft die laterale Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zu der zweiten Hauptfläche des Konverters. Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche des Konverters gerichtet ist. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind insbesondere orthogonal zueinander.A lateral direction is understood to mean a direction that runs in particular parallel to a main extension surface of the converter. For example, the lateral direction runs parallel or substantially parallel to the first and/or to the second main surface of the converter. A vertical direction is understood to mean a direction that is directed in particular perpendicular to the main extension surface of the converter. The vertical direction and the lateral direction are in particular orthogonal to one another.

In mindestens einer Ausführungsform des Bauelements wird der Konverter mit den Teilregionen oder Quantenpunktschichten schichtenweise auf das Bauteil aufgebracht. Insbesondere wird hierfür ein Beschichtungsverfahren, etwa ein sogenanntes Spray-Coating-Verfahren angewandt. Der Konverter kann mittelbar oder unmittelbar auf das Bauteil aufgebracht werden.In at least one embodiment of the component, the converter with the subregions or quantum dot layers is applied to the component in layers. In particular, a coating process, such as a so-called spray coating process, is used for this purpose. The converter can be applied directly or indirectly to the component.

Alternativ ist es möglich, dass der Konverter vorgefertigt hergestellt ist und etwa mittels einer Verbindungsschicht auf dem Bauteil befestigt wird. In diesem Fall kann der Konverter auf einem Hilfsträger, insbesondere auf einem flexiblen Hilfsträger, hergestellt werden. Der Konverter kann selbsttragend und insbesondere als Konverterplättchen oder als Folie ausgebildet sein. Der Konverter kann auf dem Bauteil aufgeklebt werden.Alternatively, it is possible for the converter to be prefabricated and attached to the component using a connecting layer, for example. In this case, the converter can be manufactured on a subcarrier, in particular on a flexible subcarrier. The converter can be self-supporting and in particular designed as a converter plate or as a film. The converter can be glued to the component.

Das hier beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Konverters oder eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Konverter oder mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.The method described here is particularly suitable for producing a converter described here or a component described here. The features described in connection with the converter or with the component can therefore also be used for the method and vice versa.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Konverters oder des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 3B erläuterten Ausführungsbeispielen.Further preferred embodiments and further developments of the converter or the component result from the following in connection with 1A until 3B explained exemplary embodiments.

Es zeigen:

  • 1A und 1B schematische Darstellungen einiger Diagramme zur Veranschaulichung der hier beschriebenen Grundidee der vorliegenden Anmeldung,
  • 2A und 2B schematische Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele eines Konverters, und
  • 3A und 3B schematische Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele eines Bauelements mit einem Konverter.
Show it:
  • 1A and 1B schematic representations of some diagrams to illustrate the basic idea of the present application described here,
  • 2A and 2 B schematic representations of some exemplary embodiments of a converter, and
  • 3A and 3B schematic representations of some exemplary embodiments of a component with a converter.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden.Identical, similar or identically acting elements are provided with the same reference numerals in the figures. The figures are each schematic representations and therefore not necessarily true to scale. Rather, comparatively small elements and in particular layer thicknesses can be shown exaggeratedly large for clarity.

1A zeigt einen schematischen Verlauf des Umwandlungsquantenwirkungsgrads (Englisch: Conversion Quantum Efficiency) oder des Quantenwirkungsgrads QE eines Konverters mit einer Quantenpunktschicht in Abhängigkeit von der Flußdichte I der Intensität einer Anregungsstrahlung. 1B zeigt einen schematischen Verlauf der relativen Intensität Ir der Anregungsstrahlung in Abhängigkeit vom Abstand von einer Quelle der Anregungsstrahlung oder von einer Strahlungseintrittsfläche des Konverters. 1A shows a schematic progression of the conversion quantum efficiency or the quantum efficiency QE of a converter with a quantum dot layer as a function of the flux density I of the intensity of an excitation radiation. 1B shows a schematic progression of the relative intensity Ir of the excitation radiation depending on the distance from a source of the excitation radiation or from a radiation entry surface of the converter.

Wie in der 1A schematisch dargestellt, nimmt der Quantenwirkungsgrad QE des Konverters mit zunehmender Flußdichte I ab. Mit anderen Worten wird die etwa von den Quantenpunkten absorbierte Anregungsstrahlung von dem Konverter nicht besonders effizient in Sekundärstrahlung umgewandelt, wenn die Flußdichte der Anregungsstrahlung zu hoch ist. Die Effizienz der Umwandlung nimmt tendenziell mit abnehmender Flußdichte I zu. Bei einer geringeren Anregungsstrahlungsdichte ist die Verlust an Anregungsstrahlung entsprechend etwas geringer.Like in the 1A shown schematically, the quantum efficiency QE of the converter decreases with increasing flux density I. In other words, the quantum dots are absorptive ed excitation radiation is not converted particularly efficiently into secondary radiation by the converter if the flux density of the excitation radiation is too high. The efficiency of the conversion tends to increase as the flux density I decreases. With a lower excitation radiation density, the loss of excitation radiation is correspondingly somewhat lower.

Wie in der 1B schematisch dargestellt, nimmt die relative Intensität Ir der Anregungsstrahlung mit zunehmender Weglänge im Konverter ab. Ist die Intensität der Anregungsstrahlung jedoch zu gering, werden die Quantenpunkte nicht ausreichend angeregt. Eine höhere Dichte oder eine höhere Anzahl von Quantenpunkten wird in diesem Fall benötigt. Dies kann jedoch zu höheren Produktionskosten und zu höherer Schichtdicke des Konverters führen.Like in the 1B shown schematically, the relative intensity Ir of the excitation radiation decreases with increasing path length in the converter. However, if the intensity of the excitation radiation is too low, the quantum dots will not be sufficiently excited. A higher density or a higher number of quantum dots is required in this case. However, this can lead to higher production costs and a higher layer thickness of the converter.

Bei einem Konverter mit Quantenpunkten, die alle gleichartig aufgebaut sind, werden die Quantenpunkte, die sich ganz nah an einer Strahlungseintrittsfläche und somit ganz nah an einer Anregungsstrahlungsquelle befinden, überstimuliert. Die Quantenpunkte weisen in diesem Fall oft einen geringen Quantenwirkungsgrad auf. Die Quantenpunkte, die sich ganz nah an einer Strahlungsaustrittsfläche und somit weiter weg von der Anregungsstrahlungsquelle befinden, werden andererseits aufgrund der stark reduzierten Flußdichte der Anregungsstrahlung in der Regel kaum angeregt. Dieser Aspekt wird mit folgendem Beispiel anhand der in den 1 und 2 dargestellten Diagramme veranschaulicht.In a converter with quantum dots, which are all constructed in the same way, the quantum dots, which are very close to a radiation entry surface and therefore very close to an excitation radiation source, are overstimulated. In this case, the quantum dots often have a low quantum efficiency. On the other hand, the quantum dots, which are located very close to a radiation exit surface and thus further away from the excitation radiation source, are generally hardly excited due to the greatly reduced flux density of the excitation radiation. This aspect is illustrated using the following example in the 1 and 2 illustrated diagrams.

Wird zum Beispiel an einer Strahlungseintrittsfläche eines Konverters eine Anregungsstrahlung mit einer Flußdichte I von 15 W/cm2 angenommen, beträgt der Quantenwirkungsgrad QE an dieser Stelle zirka 57 % (1A). Weist der Konverter eine Gesamtschichtdicke von 60 µm auf, beträgt die relative Intensität Ir der Anregungsstrahlung an einer Strahlungsaustrittsfläche des Konverters nur noch 20 % ( 1B). Bei einer Flußdichte I von 3 W/cm2 beträgt der Quantenwirkungsgrad QE zirka 77 % (1A). Der mittlere Quantenwirkungsgrad des Konverters ist in diesem Fall 68 %.If, for example, an excitation radiation with a flux density I of 15 W/cm 2 is assumed at a radiation entrance surface of a converter, the quantum efficiency QE at this point is approximately 57% ( 1A) . If the converter has a total layer thickness of 60 µm, the relative intensity Ir of the excitation radiation at a radiation exit surface of the converter is only 20% ( 1B) . At a flux density I of 3 W/cm 2 the quantum efficiency QE is approximately 77% ( 1A) . The average quantum efficiency of the converter in this case is 68%.

Um einen höheren mittleren Quantenwirkungsgrad und eine insgesamt höhere Effizienz des Konverters zu erzielen ist es wünschenswert, dass die Quantenpunkte im gesamten Konverter möglichst gleichmäßig von der Anregungsstrahlung angeregt werden oder dass die Anregung der Quantenpunkte aus einem Bereich mit einem geringen Quantenwirkungsgrad in einen Bereich mit einem höheren Quantenwirkungsgrad verschoben wird. Dies kann mit der Anwendung des etwa in den 2A und 2B dargestellten Konverters 10 erzielt werden.In order to achieve a higher average quantum efficiency and a higher overall efficiency of the converter, it is desirable that the quantum dots in the entire converter are excited as evenly as possible by the excitation radiation or that the excitation of the quantum dots from an area with a low quantum efficiency to an area with a higher one Quantum efficiency is shifted. This can be done with the application of the 2A and 2 B shown converter 10 can be achieved.

2A zeigt einen Konverter 10 mit einer Mehrzahl von Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33. Der Konverter 10 weist eine erste Hauptfläche 11 auf, die insbesondere als Strahlungseintrittsfläche des Konverters 10 eingerichtet ist. Der Konverter 10 weist eine der ersten Hauptfläche abgewandte zweite Hauptfläche 12 auf, die insbesondere als Strahlungsaustrittsfläche des Konverters 10 eingerichtet ist. Insbesondere ist die Strahlungseintrittsfläche 11 durch eine Oberfläche, etwa durch eine freiliegende Oberfläche der ersten Teilregion oder der ersten Quantenpunktschicht 31 gebildet. Die Strahlungsaustrittsfläche 12 kann durch eine Oberfläche, etwa durch eine freiliegende Oberfläche einer weiteren Teilregion oder einer weiteren Quantenpunktschicht 33 gebildet sein. 2A shows a converter 10 with a plurality of sub-regions or quantum dot layers 31, 32 and 33. The converter 10 has a first main surface 11, which is set up in particular as a radiation entry surface of the converter 10. The converter 10 has a second main surface 12 facing away from the first main surface, which is designed in particular as a radiation exit surface of the converter 10. In particular, the radiation entry surface 11 is formed by a surface, for example by an exposed surface of the first subregion or the first quantum dot layer 31. The radiation exit surface 12 can be formed by a surface, for example by an exposed surface of a further subregion or a further quantum dot layer 33.

Gemäß 2A weist der Konverter 10 eine zweite Teilregion oder eine zweite Quantenpunktschicht 32 auf, die in der vertikalen Richtung zwischen der ersten Teilregion 31 und der weiteren Teilregion 33 und somit zwischen der Strahlungseintrittsfläche 11 und der Strahlungsaustrittsfläche 12 des Konverters 10 angeordnet ist. Abweichend von der 2A kann der Konverter 10 genau zwei Quantenpunktschichten 31 und 33 oder mehr als drei, etwa genau vier, genau fünf oder mehr als fünf Quantenpunktschichten aufweisen.According to 2A the converter 10 has a second subregion or a second quantum dot layer 32, which is arranged in the vertical direction between the first subregion 31 and the further subregion 33 and thus between the radiation entry surface 11 and the radiation exit surface 12 of the converter 10. Different from that 2A The converter 10 can have exactly two quantum dot layers 31 and 33 or more than three, approximately exactly four, exactly five or more than five quantum dot layers.

Der Konverter 10 kann eine vertikale Schichtdicke aufweisen, die zum Beispiel größer als 5 µm, 10 µm, 30 µm, 50 µm, 60 µm oder größer als 100 µm ist, etwa zwischen einschließlich 5 µm und 200 µm, zwischen einschließlich 20 µm und 200 µm oder zwischen einschließlich 50 µm und 100 µm. Die vertikale Schichtdicke des Konverters 10 ist jedoch nicht auf die oben genannten Bereiche beschränkt.The converter 10 may have a vertical layer thickness that is, for example, greater than 5 μm, 10 μm, 30 μm, 50 μm, 60 μm or greater than 100 μm, approximately between 5 μm and 200 μm, between 20 μm and 200 µm or between 50 µm and 100 µm. However, the vertical layer thickness of the converter 10 is not limited to the above-mentioned ranges.

Jede der Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 kann eine Mehrzahl von Quantenpunkten 3 aufweisen. Die Quantenpunkte 3 können in einem Matrixmaterial 3M des Konverters 10 oder der Quantenpunktschicht 31, 32 oder 33 eingebettet sein. In dem Matrixmaterial 3M sind die Quantenpunkte 3 insbesondere voneinander räumlich getrennt.Each of the sub-regions or quantum dot layers 31, 32 and 33 can have a plurality of quantum dots 3. The quantum dots 3 can be embedded in a matrix material 3M of the converter 10 or the quantum dot layer 31, 32 or 33. In the matrix material 3M, the quantum dots 3 are in particular spatially separated from one another.

Der Quantenpunkt 3 weist einen Kern 3K und eine den Kern umgebende Umhüllung 3U auf. Insbesondere bilden der Kern 3K und die Umhüllung 3U eine Kern-Schale-Struktur. Der Kern 3K ist insbesondere von der Umhüllung 3U vollständig umschlossen, wobei die Umhüllung 3U wiederum vollständig in dem Matrixmaterial 3M eingebettet ist. Insbesondere sind der Kern 3K, die Umhüllung 3U und das Matrixmaterial 3M aus verschiedenen Materialien gebildet. Das Material der Umhüllung 3U und/oder das Matrixmaterial 3M können/kann eine höhere Bandlücke aufweisen als ein Material des Kerns 3K. Der Kern 3K ist insbesondere dahingehend strahlungsaktiv ausgeführt, dass der Kern 3K durch Absorption einer Anregungsstrahlung aus einem energetisch niedrigeren Zustand in einen energetisch höheren Zustand angeregt werden kann und bei einer Relaxation von dem energetisch höheren Zustand zu einem energetisch niedrigeren Zustand elektromagnetische Strahlung emittiert.The quantum dot 3 has a core 3K and a cladding 3U surrounding the core. In particular, the core 3K and the cladding 3U form a core-shell structure. The core 3K is in particular completely enclosed by the covering 3U, with the covering 3U in turn being completely embedded in the matrix material 3M. Specifically, the core 3K, the cladding 3U, and the matrix material 3M are formed of different materials. The material of the cladding 3U and/or the matrix material 3M may have a higher band gap than a material of the core 3K. The Core 3K is particularly strong in this respect Actively implemented, the core 3K can be excited by absorbing an excitation radiation from an energetically lower state to an energetically higher state and emits electromagnetic radiation upon relaxation from the energetically higher state to an energetically lower state.

Bevorzugt weisen die Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 unterschiedlich große mittlere Absorptionsvermögen und/oder unterschiedlich große mittlere Absorptionsquerschnitte auf. Die Quantenpunkte 3 in den verschiedenen Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 können ebenfalls unterschiedlich große mittlere Absorptionsvermögen und/oder unterschiedlich große mittlere Absorptionsquerschnitte aufweisen. Insbesondere nehmen die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte der Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 und/oder der Quantenpunkte 3 der Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 von der ersten Hauptfläche 11 zu der zweiten Hauptfläche 12 hin zu, insbesondere monoton und/oder stetig zu.The sub-regions or quantum dot layers 31, 32 and 33 preferably have different average absorption capacities and/or different average absorption cross sections. The quantum dots 3 in the different subregions or quantum dot layers 31, 32 and 33 can also have different average absorption capacities and/or different average absorption cross sections. In particular, the absorption capacities and/or the absorption cross sections of the quantum dot layers 31, 32 and 33 and/or the quantum dots 3 of the quantum dot layers 31, 32 and 33 increase from the first main surface 11 to the second main surface 12, in particular monotonically and/or continuously.

Die Änderung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte 3 und/oder der Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 kann durch Variation der Absorptionseigenschaften der Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 erzielt werden. Die Absorptionseigenschaften der Umhüllungen 3U hängen unter anderem von deren räumlichen Ausdehnungen, etwa von der Form und Größe der Umhüllungen 3U, und/oder von den Materialzusammensetzungen der Umhüllungen 3U ab. Gemäß 2A weisen die Quantenpunkte 3 und die Umhüllungen 3U in der ersten Quantenpunktschicht 31 eine geringere mittlere räumliche Ausdehnung auf als die Quantenpunkte 3 beziehungsweise die Umhüllungen 3U in der zweiten Quantenpunktschicht 32 oder in der weiteren Quantenpunktschicht 33. Die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in der zweiten Quantenpunktschicht 32 weisen eine geringere mittlere räumliche Ausdehnung auf als die Umhüllungen 3U in der weiteren Quantenpunktschicht 33. Die strahlungsaktiven Kerne 3K in allen Teilregionen oder in allen Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 können gleichartig oder verschieden voneinander ausgeführt sein.The change in the absorption properties of the quantum dots 3 and/or the quantum dot layers 31, 32 and 33 can be achieved by varying the absorption properties of the envelopes 3U of the quantum dots 3. The absorption properties of the casings 3U depend, among other things, on their spatial dimensions, for example on the shape and size of the casings 3U, and/or on the material compositions of the casings 3U. According to 2A the quantum dots 3 and the envelopes 3U in the first quantum dot layer 31 have a smaller average spatial extent than the quantum dots 3 or the envelopes 3U in the second quantum dot layer 32 or in the further quantum dot layer 33. The envelopes 3U of the quantum dots 3 in the second quantum dot layer 32 have a smaller average spatial extent than the envelopes 3U in the further quantum dot layer 33. The radiation-active cores 3K in all subregions or in all quantum dot layers 31, 32 and 33 can be designed to be the same or different from one another.

Das in der 2B dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 2A dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu können die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in den verschiedenen Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Die unterschiedlichen Materialien der Umhüllungen 3U sind in der 2B durch unterschiedliche Schraffierungen der Umhüllungen 3U angedeutet. Gemäß 2B können die räumlichen Ausdehnungen der Umhüllungen 3U im Wesentlichen gleichartig ausgeführt sein. Auch ist es möglich, dass die räumlichen Ausdehnungen der Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in den verschiedenen Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32 und 33 etwa gemäß 2A unterschiedlich ausgeführt sind.That in the 2 B The exemplary embodiment shown essentially corresponds to that in the 2A illustrated embodiment. In contrast to this, the envelopes 3U of the quantum dots 3 in the different sub-regions or quantum dot layers 31, 32 and 33 can be formed from different materials. The different materials of the 3U casings are in the 2 B indicated by different hatching of the envelopes 3U. According to 2 B The spatial dimensions of the casings 3U can be designed to be essentially the same. It is also possible that the spatial dimensions of the envelopes 3U of the quantum dots 3 in the various sub-regions or quantum dot layers 31, 32 and 33 are approximately as follows 2A are designed differently.

Gemäß 2B kann der Konverter 10 einen Hilfsträger 5 aufweisen, der den Konverter 10 insbesondere mechanisch stabilisiert. Die Strahlungsaustrittsfläche des Konverters 10 kann in diesem Fall durch eine Oberfläche des Hilfsträgers 5 gebildet sein. Insbesondere kann der Hilfsträger 5 derart ausgebildet sein, dass dieser sichtbares Licht durchlässt und UV-Licht oder blaues Licht absorbiert oder reflektiert.According to 2 B The converter 10 can have an auxiliary carrier 5, which stabilizes the converter 10 in particular mechanically. In this case, the radiation exit surface of the converter 10 can be formed by a surface of the auxiliary carrier 5. In particular, the auxiliary carrier 5 can be designed such that it transmits visible light and absorbs or reflects UV light or blue light.

Mit der Variation der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte 3, insbesondere der Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3, in den verschiedenen Quantenpunktschichten 31, 32 und/oder 33 kann die Effizienz des Konverters 10 erhöht werden.By varying the absorption properties of the quantum dots 3, in particular the envelopes 3U of the quantum dots 3, in the different quantum dot layers 31, 32 and/or 33, the efficiency of the converter 10 can be increased.

Im Folgenden wird die Erhöhung der Effizienz anhand eines Beispiels mit einem Konverter 10 aufweisend zwei Quantenpunktschichten 31 und 32 mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften und jeweils mit einer Schichtdicke von zirka 30 µm veranschaulicht.The increase in efficiency is illustrated below using an example with a converter 10 having two quantum dot layers 31 and 32 with different absorption properties and each with a layer thickness of approximately 30 μm.

Wird das Absorptionsvermögen der ersten Quantenpunktschicht 31 oder der Quantenpunkte 3 der ersten Quantenpunktschicht 31 um etwa 20 % reduziert, kann im Vergleich zu dem oben beschriebenen Beispiel die Flußdichte I der Anregungsstrahlung an der Strahlungseintrittsfläche 11 von 15 W/cm2 auf 12 W/cm2 reduziert werden. Für die Reduzierung des Absorptionsvermögens um 20 % können die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 kleiner gestaltet werden. Um die Dichte der Quantenpunkte 3 dennoch beizubehalten, werden zirka 25 % mehr Quantenpunkte 3 benötigt. Es hat sich herausgestellt, dass der Quantenwirkungsgrad QE innerhalb der ersten Quantenpunktschicht 31 zwischen 64 % und 75 % ist. Der mittlere Quantenwirkungsgrad der ersten Quantenpunktschicht 31 beträgt in diesem Fall zirka 69 %.If the absorptivity of the first quantum dot layer 31 or the quantum dots 3 of the first quantum dot layer 31 is reduced by approximately 20%, the flux density I of the excitation radiation at the radiation entrance surface 11 can be reduced from 15 W/cm 2 to 12 W/cm 2 compared to the example described above be reduced. To reduce the absorption capacity by 20%, the envelopes 3U of the quantum dots 3 can be made smaller. In order to maintain the density of the quantum dots 3, around 25% more quantum dots 3 are required. It has been found that the quantum efficiency QE within the first quantum dot layer 31 is between 64% and 75%. The average quantum efficiency of the first quantum dot layer 31 is approximately 69% in this case.

In der zweiten Quantenpunktschicht 32 kann das Absorptionsvermögen etwa um 33 % erhöht werden. Dies kann durch Vergrößerung der Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 erzielt werden. Um die Dichte der Quantenpunkte 3 in der zweiten Quantenpunktschicht 32 weiterhin beizubehalten, wird die Anzahl der Quantenpunkte 3 um zirka 25 % reduziert. Die Gesamtanzahl der Quantenpunkte 3 im gesamten Konverter 10 kann somit unverändert bleiben.In the second quantum dot layer 32, the absorption capacity can be increased by approximately 33%. This can be achieved by increasing the size of the envelopes 3U of the quantum dots 3. In order to continue to maintain the density of the quantum dots 3 in the second quantum dot layer 32, the number of quantum dots 3 is reduced by approximately 25%. The total number of quantum dots 3 in the entire converter 10 can therefore remain unchanged.

Die verringerte Flußdichte I an einer Übergangszone zwischen der ersten Quantenpunktschicht 31 und der zweiten Quantenpunktschicht 32 kann aufgrund des erhöhten Absorptionsvermögens auf zirka 10 W/cm2 erhöht werden. Bei einer Flußdichte von 10 W/cm2 beträgt der Quantenwirkungsgrad QE zirka 67 % (siehe 1A). Mit zunehmender Eindringtiefe in die zweite Quantenpunktschicht 32 nimmt die Flußdichte I ab, wodurch der Quantenwirkungsgrad QE gleichzeitig zunimmt.The reduced flux density I at a transition zone between the first quantum dot layer 31 and the second quantum dot layer 32 can be increased to approximately 10 W/cm 2 due to the increased absorption capacity. At a flux density of 10 W/cm 2 the quantum efficiency QE is approximately 67% (see 1A) . As the penetration depth into the second quantum dot layer 32 increases, the flux density I decreases, as a result of which the quantum efficiency QE increases at the same time.

Es hat sich herausgestellt, dass der mittlere Quantenwirkungsgrad QE der zweiten Quantenpunktschicht 32 zirka 72 % beträgt, sodass der mittlere Quantenwirkungsgrad QE des gesamten Konverters 10 zirka 70,5 % ist. Bei gleichbleibender Anzahl von Quantenpunkten 3 im gesamten Konverter 10 entspricht dies somit eine Erhöhung des Quantenwirkungsgrads, also die Effizienz des Konverters 10, um zirka 2,5 Prozentpunkte oder um 3,7 % relativ gesehen, nämlich im Vergleich zu dem Fall, dass die Quantenpunkte 3 oder die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 im gesamten Konverter 10 im Wesentlichen gleichartig ausgeführt sind beziehungsweise im Wesentlichen gleiche Absorptionseigenschaften aufweisen.It has been found that the average quantum efficiency QE of the second quantum dot layer 32 is approximately 72%, so that the average quantum efficiency QE of the entire converter 10 is approximately 70.5%. If the number of quantum dots 3 in the entire converter 10 remains the same, this corresponds to an increase in the quantum efficiency, i.e. the efficiency of the converter 10, by approximately 2.5 percentage points or by 3.7% in relative terms, namely in comparison to the case where the quantum dots 3 or the envelopes 3U of the quantum dots 3 in the entire converter 10 are essentially designed in the same way or have essentially the same absorption properties.

Ist die Anzahl der Quantenpunktschichten mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften größer als zwei, kann der mittlere Quantenwirkungsgrad QE des Konverters 10 bei geeigneter Variation der Absorptionseigenschaften der Quantenpunktschichten weitererhöht werden.If the number of quantum dot layers with different absorption properties is greater than two, the average quantum efficiency QE of the converter 10 can be further increased with suitable variation of the absorption properties of the quantum dot layers.

Alternativ oder zusätzlich zu der Variation der räumlichen Ausdehnung der Umhüllungen 3U kann der Konverter 10 auch derart gestaltet sein, dass die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in den verschiedenen Quantenpunktschichten 31 und 32 bezüglich der Materialzusammensetzung unterschiedlich ausgebildet sind. Zum Beispiel sind die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in der ersten Quantenpunktschicht 31 aus ZnS gebildet, während die Umhüllungen 3U der Quantenpunkte 3 in der zweiten Quantenpunktschicht 32 aus CdS gebildet sind. ZnS weist im Vergleich zu CdS ein geringeres Absorptionsvermögen auf, sodass die Quantenpunktschichten 31 und 32 und/oder die Quantenpunkte 3 in den Quantenpunktschichten 31 und 32 durch geeignete Auswahl von Materialien für die Umhüllungen 3U unterschiedliche Absorptionseigenschaften, insbesondere unterschiedliche Absorptionsvermögen aufweisen können.Alternatively or in addition to the variation of the spatial extent of the envelopes 3U, the converter 10 can also be designed such that the envelopes 3U of the quantum dots 3 in the different quantum dot layers 31 and 32 are designed differently with regard to the material composition. For example, the claddings 3U of the quantum dots 3 in the first quantum dot layer 31 are formed of ZnS, while the claddings 3U of the quantum dots 3 in the second quantum dot layer 32 are formed of CdS. ZnS has a lower absorptivity compared to CdS, so that the quantum dot layers 31 and 32 and/or the quantum dots 3 in the quantum dot layers 31 and 32 can have different absorption properties, in particular different absorptivity, through suitable selection of materials for the casings 3U.

In 3A ist ein Bauelement 100 mit einem Bauteil 90 und einem auf dem Bauteil 90 angeordneten Konverter 10 dargestellt. Der Konverter 10 in der 3A entspricht dem in der 2A dargestellten Konverter 10. Das Bauteil 90 kann ein Halbleiterchip sein, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung insbesondere im blauen und/oder im ultravioletten Spektralbereich emittiert. Der Konverter 10 kann unmittelbar oder mittelbar auf dem Bauteil 90 angeordnet sein. Der Konverter 10 kann als Konverterplättchen ausgeführt sein, das etwa mittels einer Verbindungsschicht auf einer Strahlungsaustrittsfläche des Bauteils 90 befestigt ist.In 3A a component 100 is shown with a component 90 and a converter 10 arranged on the component 90. The converter 10 in the 3A corresponds to that in the 2A converter 10 shown. The component 90 can be a semiconductor chip which, during operation, emits electromagnetic radiation, particularly in the blue and/or ultraviolet spectral range. The converter 10 can be arranged directly or indirectly on the component 90. The converter 10 can be designed as a converter plate, which is attached to a radiation exit surface of the component 90, for example by means of a connecting layer.

In 3B ist ein weiteres Bauelement 100 mit einem Bauteil 90 und einem auf dem Bauteil 90 angeordneten Konverter 10 dargestellt. Das Bauelement 100 weist einen Träger 6 auf, auf dem das Bauteil 90 und der Konverter 10 angeordnet sind. Der Konverter 10 bedeckt in Draufsicht das Bauteil 90 vollständig und den Träger 6 teilweise. In den lateralen Richtungen kann der Konverter 10 das Bauteil 90 vollumfänglich umgeben.In 3B a further component 100 is shown with a component 90 and a converter 10 arranged on the component 90. The component 100 has a carrier 6 on which the component 90 and the converter 10 are arranged. In a top view, the converter 10 completely covers the component 90 and partially covers the carrier 6. In the lateral directions, the converter 10 can completely surround the component 90.

Der Konverter 10 gemäß 3B ist insbesondere mehrschichtig ausgeführt und weist in diesem Fall vier unterschiedliche Quantenpunktschichten 31, 32, 33 und 34 auf. Jede der Quantenpunktschichten 31, 32, 33 und 34 ist schalenartig ausgebildet und weist eine gekrümmte Form auf. Der Konverter 10 weist entsprechend eine konkave gekrümmte erste Hauptfläche 11 und eine konvex gekrümmte zweite Hauptfläche 12 auf.The converter 10 according to 3B is in particular designed with multiple layers and in this case has four different quantum dot layers 31, 32, 33 and 34. Each of the quantum dot layers 31, 32, 33 and 34 is formed into a cup-like shape and has a curved shape. The converter 10 accordingly has a concave, curved first main surface 11 and a convexly curved second main surface 12.

Der Konverter 10 mit den Teilregionen oder Quantenpunktschichten 31, 32, 33 und 34 können etwa mittels eines Beschichtungsverfahrens schichtenweise nacheinander mittelbar oder unmittelbar auf das Bauteil 90 und/oder auf den Träger 6 aufgebracht werden. Der Konverter 10 kann unmittelbar oder unmittelbar an das Bauteil 90 und/oder an den Träger 6 angrenzen.The converter 10 with the partial regions or quantum dot layers 31, 32, 33 and 34 can be applied in layers, one after the other, indirectly or directly, to the component 90 and/or to the carrier 6, for example by means of a coating process. The converter 10 can directly or immediately adjoin the component 90 and/or the carrier 6.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100
Bauelement Component
1010
Konverterconverter
1111
erste Hauptfläche des Konvertersfirst main surface of the converter
1212
zweite Hauptfläche des Konverters second main surface of the converter
22
Träger des Bauelements Carrier of the component
33
QuantenpunktQuantum dot
3131
Quantenpunktschicht, Teilregion des KonvertersQuantum dot layer, subregion of the converter
3232
Quantenpunktschicht, Teilregion des KonvertersQuantum dot layer, subregion of the converter
3333
Quantenpunktschicht, Teilregion des KonvertersQuantum dot layer, subregion of the converter
3434
Quantenpunktschicht, Teilregion des Konverters Quantum dot layer, subregion of the converter
3K3K
strahlungsaktiver Kern des Quantenpunktsradiation-active core of the quantum dot
3U3U
Umhüllung des QuantenpunktsEnvelope of the quantum dot
3M3M
Matrixmaterial des Konverters, der Quantenpunktschicht Matrix material of the converter, the quantum dot layer
44
weitere Leuchtstoffeother phosphors
55
Hilfsträger des KonvertersSubcarrier of the converter
66
Träger des Bauelements Carrier of the component
9090
Bauteil, HalbleiterchipComponent, semiconductor chip

Claims (17)

Konverter (10) aufweisend eine Mehrzahl von strahlungskonvertierenden Quantenpunkten (3), wobei - die Quantenpunkte jeweils einen strahlungsaktiven Kern (3K) und eine den Kern umgebende Umhüllung (3U) aufweisen, die aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Bandlücke aufweist als ein Material des strahlungsaktiven Kerns, - der Konverter eine erste Hauptfläche (11) und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche (12) aufweist, wobei von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin die Umhüllungen zur Einstellung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte unterschiedlich ausgeführt sind, und - die strahlungsaktiven Kerne (3K) eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm aufweisen und die Umhüllungen eine mittlere räumliche Ausdehnung zwischen einschließlich 20 nm und 300 nm aufweisen.Converter (10) comprising a plurality of radiation-converting quantum dots (3), wherein - the quantum dots each have a radiation-active core (3K) and a coating (3U) surrounding the core, which is formed from a material that has a higher band gap than a material of the radiation-active core, - the converter has a first main surface (11) and a second main surface (12) opposite the first main surface, the coverings for adjusting the absorption properties of the quantum dots being designed differently from the first main surface to the second main surface, and - the radiation-active cores (3K) have an average spatial extent between 1 nm and 20 nm and the coverings have an average spatial extent between 20 nm and 300 nm. Konverter (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) bezüglich ihrer räumlichen Ausdehnungen oder Materialzusammensetzungen derart ausgeführt sind, dass die Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte von der ersten Hauptfläche (11) zur zweiten Hauptfläche (12) hin variieren.Converter (10) according to the preceding claim, in which the envelopes (3U) of the quantum dots (3) are designed with regard to their spatial dimensions or material compositions such that the absorption properties of the quantum dots from the first main surface (11) to the second main surface (12). vary. Konverter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Hauptfläche (11) als Strahlungseintrittfläche für eine Anregungsstrahlung und die zweite Hauptfläche (12) als Strahlungsaustrittsfläche für eine konvertierte Strahlung eingerichtet sind, und wobei die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte der Quantenpunkte (3) von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin zunehmen.Converter (10) according to one of the preceding claims, wherein the first main surface (11) is designed as a radiation entry surface for an excitation radiation and the second main surface (12) as a radiation exit surface for a converted radiation, and wherein the absorption capacity and / or the absorption cross sections of the quantum dots ( 3) increase from the first main area to the second main area. Konverter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die strahlungsaktiven Kerne aller Quantenpunkte (3) bezüglich ihrer Größe, Form und/oder Materialzusammensetzung gleichartig ausgeführt sind, und - die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) bezüglich ihrer Größe, Form und/oder Materialzusammensetzung in verschiedenen Teilregionen (31, 32, 33, 34) des Konverters unterschiedlich ausgeführt sind.Converter (10) according to one of the preceding claims, in which - the radiation-active cores of all quantum dots (3) are designed to be similar in terms of their size, shape and/or material composition, and - The envelopes (3U) of the quantum dots (3) are designed differently in terms of their size, shape and/or material composition in different sub-regions (31, 32, 33, 34) of the converter. Konverter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Mehrzahl von Quantenpunktschichten (31, 32, 33, 34) aufweist, die jeweils eine Mehrzahl von Quantenpunkten (3) aufweisen, wobei die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte in verschiedenen Quantenpunktschichten unterschiedlich gestaltet sind.Converter (10) according to one of the preceding claims, which has a plurality of quantum dot layers (31, 32, 33, 34), each of which has a plurality of quantum dots (3), the envelopes (3U) of the quantum dots being designed differently in different quantum dot layers are. Konverter (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) derselben Quantenpunktschichten gleichartig gestaltet sind.Converter (10) according to the preceding claim, in which the casings (3U) of the quantum dots (3) of the same quantum dot layers are designed similarly. Konverter (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, bei dem sich die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte verschiedener Quantenpunktschichten (30) oder der Quantenpunkte (3) in verschiedenen Quantenpunktschichten (31, 32, 33, 34) voneinander unterscheiden, wobei die Absorptionsvermögen und/oder die Absorptionsquerschnitte von der ersten Hauptfläche (11) zur zweiten Hauptfläche (12) hin monoton zunehmen.Converter (10) according to one of the Claims 5 until 6 , in which the absorption capacities and/or the absorption cross sections of different quantum dot layers (30) or the quantum dots (3) in different quantum dot layers (31, 32, 33, 34) differ from one another, the absorption capacities and/or the absorption cross sections being dependent on the first main surface ( 11) increase monotonically towards the second main surface (12). Konverter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der eine erste Teilregion (31) und eine zweite Teilregion (32) aufweist, wobei sich die erste Teilregion näher an der ersten Hauptfläche (11) befindet als die zweite Teilregion und wobei die erste Teilregion im Vergleich zu der zweiten Teilregion die Quantenpunkte (3) mit einem kleineren mittleren Absorptionsquerschnitt oder Absorptionsvermögen aufweist.Converter (10) according to one of the Claims 1 until 7 , which has a first sub-region (31) and a second sub-region (32), the first sub-region being closer to the first main surface (11) than the second sub-region and the first sub-region having the quantum dots (3 ) with a smaller average absorption cross section or absorption capacity. Konverter (10) nach Anspruch 8, bei dem die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) in der ersten Teilregion (31) kleinere geometrische Querschnittsflächen aufweisen als die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) in der zweiten Teilregion (32).Converter (10) to Claim 8 , in which the envelopes (3U) of the quantum dots (3) in the first sub-region (31) have smaller geometric cross-sectional areas than the envelopes (3U) of the quantum dots (3) in the second sub-region (32). Konverter (10) nach Anspruch 8, bei dem die Umhüllungen (3U) der Quantenpunkte (3) in der ersten Teilregion (31) aus einem ersten Material gebildet sind, und die Umhüllungen der Quantenpunkte in der zweiten Teilregion aus einem zweiten Material gebildet sind, wobei das erste Material einen kleineren Absorptionskoeffizienten aufweist als das zweite Material.Converter (10) to Claim 8 , in which the envelopes (3U) of the quantum dots (3) in the first sub-region (31) are formed from a first material, and the envelopes of the quantum dots in the second sub-region are formed from a second material, the first material having a smaller absorption coefficient than the second material. Konverter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der neben den strahlungskonvertierenden Quantenpunkten (3) weitere Leuchtstoffe (4) aufweist, deren mittlere Partikelgröße größer als 500 nm ist.Converter (10) according to one of the preceding claims, which, in addition to the radiation-converting quantum dots (3), has further phosphors (4) whose average particle size is greater than 500 nm. Bauelement (100) mit einem strahlungsemittierenden Bauteil (90) und dem Konverter (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.Component (100) with a radiation-emitting component (90) and the converter (10) according to one of Claims 1 until 11 . Bauelement (100) mit einem strahlungsemittierenden Bauteil (90) und einem Konverter (10), wobei - der Konverter (10) eine Mehrzahl von strahlungskonvertierenden Quantenpunkten (3) aufweist, - die Quantenpunkte jeweils einen strahlungsaktiven Kern (3K) und eine den Kern umgebende Umhüllung (3U) aufweisen, die aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Bandlücke aufweist als ein Material des strahlungsaktiven Kerns, - der Konverter eine erste Hauptfläche (11) und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche (12) aufweist, wobei von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche hin die Umhüllungen zur Einstellung der Absorptionseigenschaften der Quantenpunkte unterschiedlich ausgeführt sind, - das Bauteil im Betrieb des Bauelements eine Anregungsstrahlung einer ersten Peak-Wellenlänge erzeugt, die zumindest teilweise von dem Konverter absorbiert und in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Peak-Wellenlänge konvertiert wird, wobei die erste Peak-Wellenlänge kleiner ist als die zweite Peak-Wellenlänge, und - der Konverter derart auf dem Bauteil angeordnet ist, dass sich eine erste Teilregion (31) des Konverters näher an dem Bauteil befindet als eine zweite Teilregion (32) des Konverters, wobei die Quantenpunkte (3) in der ersten Teilregion kleinere Absorptionsvermögen oder Absorptionsquerschnitte aufweisen als die Quantenpunkte in der zweiten Teilregion.Component (100) with a radiation-emitting component (90) and a converter (10), wherein - the converter (10) has a plurality of radiation-converting quantum dots (3), - the quantum dots each have a radiation-active core (3K) and a coating (3U) surrounding the core, which is formed from a material that has a higher band gap than a material of the radiation-active core, - the converter has a first main surface (11) and a second main surface (12) opposite the first main surface, the coverings for adjusting the absorption properties of the quantum dots being designed differently from the first main surface to the second main surface, - during operation of the component, the component generates excitation radiation of a first peak wavelength, which is at least partially absorbed by the converter and converted into electromagnetic radiation of a second peak wavelength, the first peak wavelength being smaller than the second peak wavelength, and - the converter is arranged on the component in such a way that a first sub-region (31) of the converter is closer to the component than a second sub-region (32) of the converter, the quantum dots (3) in the first sub-region having smaller absorption capacities or absorption cross sections as the quantum dots in the second subregion. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bauteil (90) ein strahlungsemittierender Halbleiterchip ist, der zur Erzeugung der Anregungsstrahlung mit einer Peak-Wellenlänge im blauen oder im ultravioletten Spektralbereich eingerichtet ist.Component (100) according to one of the preceding claims, in which the component (90) is a radiation-emitting semiconductor chip which is set up to generate the excitation radiation with a peak wavelength in the blue or ultraviolet spectral range. Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Konverter (10) an das Bauteil (90) angrenzt und eine Mehrzahl von Teilregionen oder Quantenpunktschichten (31, 32, 33, 34) aufweist, wobei der mittlere Absorptionsquerschnitt der Teilregionen oder der Quantenpunktschichten mit wachsendem Abstand von dem Bauteil (90) zunimmt.Component (100) according to one of the preceding claims, in which the converter (10) adjoins the component (90) and has a plurality of sub-regions or quantum dot layers (31, 32, 33, 34), the average absorption cross section of the sub-regions or the Quantum dot layers increase with increasing distance from the component (90). Bauelement (100) nach Anspruch 15, wobei jede der Teilregionen oder Quantenpunktschichten (31, 32, 33, 34) in Draufsicht das Bauteil (90) vollständig bedeckt und in lateralen Richtungen das Bauteil vollumfänglich umschließt.Component (100). Claim 15 , wherein each of the sub-regions or quantum dot layers (31, 32, 33, 34) completely covers the component (90) in plan view and completely encloses the component in lateral directions. Verfahren zur Herstellung des Bauelements (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Konverter (10) mit den Teilregionen oder Quantenpunktschichten (31, 32, 33, 34) schichtenweise auf das Bauteil (90) aufgebracht wird.Method for producing the component (100) according to one of Claims 12 until 16 , wherein the converter (10) with the sub-regions or quantum dot layers (31, 32, 33, 34) is applied to the component (90) in layers.
DE102018112585.2A 2018-05-25 2018-05-25 CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION Active DE102018112585B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018112585.2A DE102018112585B4 (en) 2018-05-25 2018-05-25 CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018112585.2A DE102018112585B4 (en) 2018-05-25 2018-05-25 CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018112585A1 DE102018112585A1 (en) 2019-11-28
DE102018112585B4 true DE102018112585B4 (en) 2023-12-28

Family

ID=68499162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018112585.2A Active DE102018112585B4 (en) 2018-05-25 2018-05-25 CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018112585B4 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501091B1 (en) 1998-04-01 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Quantum dot white and colored light emitting diodes
DE112012001482T5 (en) 2011-03-28 2014-02-20 Osram Sylvania Inc. LED device using quantum dots
US20140252316A1 (en) 2011-10-04 2014-09-11 Hao Yan Quantum dots, rods, wires, sheets, and ribbons, and uses thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501091B1 (en) 1998-04-01 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Quantum dot white and colored light emitting diodes
DE112012001482T5 (en) 2011-03-28 2014-02-20 Osram Sylvania Inc. LED device using quantum dots
US20140252316A1 (en) 2011-10-04 2014-09-11 Hao Yan Quantum dots, rods, wires, sheets, and ribbons, and uses thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SMITH, Andrew M.; MOHS, Aaron M.; NIE, Shuming: Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain. In: Nature Nanotechnology, Vol. 4, 2009, S. 56-63. [DOI: 10.1038/NNANO.2008.360]

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018112585A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1644990B1 (en) Light-emitting component provided with a luminescence conversion element
EP1643567B1 (en) Light emitting diode chip with conversion layer and method of manufacturing the same
EP1929547B1 (en) Optoelectronic component which emits electromagnetic radiation, and method for production of an optoelectronic component
EP1917686B1 (en) Method for producing an led chip and led chip
DE112014004933T5 (en) A wavelength conversion element, a method of manufacturing, and a semiconductor light emitting device having the same
EP2191520B1 (en) Light emitting thin-film diode having a mirror layer and method for the production thereof
WO2009079990A1 (en) Illuminating device
WO2019233731A1 (en) Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component
DE102018111637A1 (en) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP, METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT AND OPTOELECTRONIC COMPONENT
WO2009033448A9 (en) Light-emitting structure
WO2019141480A1 (en) Optoelectronic component
DE102011116230A1 (en) Ceramic conversion element, optoelectronic semiconductor component with a ceramic conversion element and method for producing a ceramic conversion element
WO2018050543A1 (en) Optoelectronic component
EP2232593A2 (en) Semiconductor component emitting polarized radiation
DE102018112585B4 (en) CONVERTER WITH QUANTUM DOTS, COMPONENT WITH CONVERTER AND METHOD FOR PRODUCTION
DE102012106984A1 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
WO2020038722A1 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102010031237A1 (en) Optoelectronic component
DE102016101442A1 (en) Conversion element and radiation-emitting semiconductor device with such a conversion element
WO2019115539A1 (en) Optoelectronic semiconductor component
WO2012100868A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing same
DE112021001805T5 (en) SEMICONDUCTOR ANOCRYSTAL STRUCTURE AND OPTOELECTRONIC DEVICE
WO2021122321A1 (en) Optoelectronic semi-conductor element and method for operating an optoelectronic semi-conductor element
DE102018128753A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A CONVERSION ELEMENT, CONVERSION ELEMENT AND RADIATION-EMITTING COMPONENT
WO2020074444A1 (en) Radiation-emitting component and method for producing a radiation-emitting component

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