DE102020105021A1

DE102020105021A1 - Optoelektronisches bauelement, verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements und optoelektronische anordnung

Info

Publication number: DE102020105021A1
Application number: DE102020105021.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Streppel; Robert Regensburger
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-26
Also published as: WO2021170668A1

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip. Der optoelektronische Halbleiterchip ist in einen Vergusskörper eingebettet. Eine Außenfläche des Vergusskörpers umfasst eine an den Träger angrenzende Auskoppelfläche und eine Mantelfläche. Der Vergusskörper ist in einen Reflektorkörper eingebettet. Die Mantelfläche ist durch den Reflektorkörper bedeckt. Die Auskoppelfläche ist zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper bedeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements sowie eine optoelektronische Anordnung.
Es ist bekannt, mit optoelektronischen Bauelementen erzeugtes Licht in Lichtleiter einzukoppeln. Hierbei besteht die Schwierigkeit, dass viele optoelektronische Bauelemente einen breiten Abstrahlwinkel aufweisen, der unter Umständen größer ist als der Akzeptanzwinkel des Lichtleiters.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optoelektronische Anordnung mit einem optoelektronischen Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein optoelektronisches Bauelement, durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und durch eine optoelektronische Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein optoelektronisches Bauelement weist einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip auf. Der optoelektronische Halbleiterchip ist in einen Vergusskörper eingebettet. Eine Außenfläche des Vergusskörpers umfasst eine an den Träger angrenzende Auskoppelfläche und eine Mantelfläche. Der Vergusskörper ist in einen Reflektorkörper eingebettet. Die Mantelfläche ist durch den Reflektorkörper bedeckt. Die Auskoppelfläche ist zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper bedeckt.
Dieses optoelektronische Bauelement ermöglicht eine Lichtabstrahlung in eine zu dem Träger parallele Hauptabstrahlrichtung. Dabei kann der Reflektorkörper vorteilhafterweise eine Bündelung des abgestrahlten Lichts bewirken. Dadurch kann ein großer Anteil des von diesem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts in einen Lichtleiter eingekoppelt werden.
Durch die zu dem Träger parallele Hauptabstrahlrichtung lässt sich das optoelektronische Bauelement außerdem einfach und Platz sparend so anordnen, dass von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahltes Licht in einen Lichtleiter eingekoppelt wird.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bildet die Mantelfläche des Vergusskörpers einen Teil eines Rotationsparaboloids. Dann bildet auch die die Mantelfläche des Vergusskörpers bedeckende Reflektorfläche des Reflektorkörpers einen Teil eines Rotationsparaboloids. Dadurch kann die Reflektorfläche des Reflektorkörpers vorteilhafterweise als Parabolspiegel wirken, wodurch sich eine besonders gute Strahlformung des von dem optoelektronischen Bauelements abgestrahlten Lichts erreichen lässt.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist zwischen der Auskoppelfläche und der Mantelfläche des Vergusskörpers ein Absatz ausgebildet, der durch den Reflektorkörper bedeckt ist. Der den Absatz des Vergusskörpers bedeckende Teil des Reflektorkörpers bildet dann eine Blende, die vorteilhafterweise die Abstrahlung des optoelektronischen Bauelements zu großen Abstrahlwinkeln begrenzt.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements erstreckt sich ein Steg-Abschnitt des Reflektorkörpers derart über die Auskoppelfläche, dass die Auskoppelfläche in eine durch den Reflektorkörper unbedeckte erste Teilfläche und eine durch den Reflektorkörper unbedeckte zweite Teilfläche unterteilt wird. Der Steg-Abschnitt des Reflektorkörpers kann vorteilhafterweise als Sekundärreflektor wirken. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise eine verbesserte Durchmischung und Strahlformung des von dem optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts erreichen. Außerdem wird eine direkte Abstrahlung des von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts vermieden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist eine der Auskoppelfläche zugewandte Oberfläche des Steg-Abschnitts konkav oder konvex ausgebildet. Durch eine konvexe Ausbildung der Oberfläche des Steg-Abschnitts wird erreicht, dass direkt von dem optoelektronischen Halbleiterchip zu der Oberfläche des Steg-Abschnitts gelangendes Licht reflektiert und dadurch mit dem übrigen Licht durchmischt wird. Eine konkave Ausbildung der der Auskoppelfläche zugewandten Oberfläche des Steg-Abschnitts des Reflektorkörpers unterstützt vorteilhafterweise die Kollimation des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist an der Mantelfläche des Vergusskörpers eine reflektierende Schicht angeordnet. Dabei bedeckt der Reflektorkörper die reflektierende Schicht. Die zwischen dem Vergusskörper und dem Reflektorkörper angeordnete reflektierende Schicht kann vorteilhafterweise eine besonders wirkungsvolle Reflexion von Licht innerhalb des Vergusskörpers bewirken. Insbesondere kann die reflektierende Schicht eine spekulare Reflexion bewirken. Die reflektierende Schicht kann beispielsweise als Metallschicht ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der Vergusskörper einen ersten Teilkörper und einen zweiten Teilkörper auf. Der optoelektronische Halbleiterchip ist dabei in den ersten Teilkörper eingebettet. Der zweite Teilkörper weist die Auskoppelfläche auf. Der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper weisen unterschiedliche Materialien auf. Hierdurch lassen sich vorteilhafterweise zusätzliche Funktionalitäten innerhalb des Vergusskörpers erreichen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der erste Teilkörper einen höheren Brechungsindex auf als der zweite Teilkörper. Dadurch kann vorteilhafterweise eine optische Brechung an der Außenfläche zwischen dem ersten Teilkörper und dem zweiten Teilkörper erreicht werden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist eine an den zweiten Teilkörper angrenzende Außenfläche des ersten Teilkörpers eine konvexe Form auf. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Kollimation von aus dem ersten Teilkörper in den zweiten Teilkörper übertretender elektromagnetischer Strahlung erreicht werden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der erste Teilkörper eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel auf. Dadurch kann erreicht werden, dass zumindest ein Teil des von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts innerhalb des ersten Teilkörpers des Vergusskörpers in Licht einer anderen Wellenlänge konvertiert wird.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip in den Vergusskörper eingebettet. Der optoelektronische Halbleiterchip und der weitere optoelektronische Halbleiterchip können beispielsweise dazu ausgebildet sein, Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren. Dadurch kann das optoelektronische Bauelement ausgebildet sein, Licht mit mehreren Wellenlängen zu emittieren. Das optoelektronische Bauelement kann auch dazu ausgebildet sein, Licht mit einstellbarer Lichtfarbe abzustrahlen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist ein weiterer Vergusskörper in den Reflektorkörper eingebettet. Dabei ist ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip in den weiteren Vergusskörper eingebettet. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip kann dazu ausgebildet sein, Licht mit einer anderen Wellenlänge abzustrahlen als der in den Vergusskörper eingebettete optoelektronische Halbleiterchip. Dadurch kann das optoelektronische Bauelement ausgebildet sein, Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen abzustrahlen. Das optoelektronische Bauelement kann auch dazu ausgebildet sein, Licht mit einstellbarer Lichtfarbe abzustrahlen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist die Auskoppelfläche eine polarisierende Struktur, eine strahlformende Struktur oder eine Filterstruktur auf. Eine strahlformende Struktur kann vorteilhafterweise eine zusätzliche Kollimation des durch das optoelektronische Bauelement abgestrahlten Lichts bewirken. Eine Filterstruktur kann vorteilhafterweise eine farbselektive Filterung des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts bewirken. Eine polarisierende Struktur kann vorteilhafterweise eine Polarisierung des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts bewirken. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn das von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Licht in einem polarisationssensitiven Element, beispielsweise einem Flüssigkristallbildschirm, genutzt wird.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips auf einem Träger, zum Ausbilden eines Vergusskörpers mit einer Außenfläche, die eine an den Träger angrenzende Auskoppelfläche und eine Mantelfläche umfasst, wobei der optoelektronische Halbleiterchip in den Vergusskörper eingebettet wird, und zum Ausbilden eines Reflektorkörpers, wobei der Vergusskörper in den Reflektorkörper eingebettet wird, wobei die Mantelfläche durch den Reflektorkörper bedeckt wird und die Auskoppelfläche zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper bedeckt wird.
Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine einfache und kostengünstige Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, das kollimiertes Licht in eine zu dem Träger parallele Hauptabstrahlrichtung abstrahlen kann. Bei diesen Herstellungsverfahren wird die Form einer Reflektorfläche des Reflektorkörpers durch die Form der Mantelfläche des Vergusskörpers vorgegeben.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausbilden des Vergusskörpers ein Ausbilden eines ersten Teilkörpers des Vergusskörpers und ein nachfolgendes Ausbilden eines zweiten Teilkörpers des Vergusskörpers. Der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper werden aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet. Der optoelektronische Halbleiterchip wird in den ersten Teilkörper eingebettet. Die Auskoppelfläche wird an dem zweiten Teilkörper ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht es die Ausbildung des Vergusskörpers aus einem ersten Teilkörper und einem zweiten Teilkörper, die einzelnen Teilkörper des Vergusskörpers so auszubilden, dass der Vergusskörper zusätzliche Funktionen erfüllt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Ausbilden des Reflektorkörpers ein weiterer Schritt durchgeführt zum Anordnen einer reflektierenden Schicht an der Mantelfläche des Vergusskörpers. Die reflektierende Schicht wird dann durch den anschließend ausgebildeten Reflektorkörper bedeckt. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die zwischen der Mantelfläche des Vergusskörpers und dem Reflektorkörper angeordnete reflektierende Schicht von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht besonders wirkungsvoll reflektieren kann. Insbesondere kann die reflektierende Schicht eine spekulare Reflexion bewirken. Das Anordnen der reflektierenden Schicht kann beispielsweise durch Aufdampfen einer Metallschicht erfolgen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen einer Beschichtung an der Auskoppelfläche. Die an der Auskoppelfläche angeordnete Beschichtung kann beispielsweise eine polarisierende Wirkung oder eine Filterwirkung haben.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Ausbilden einer strahlformenden Struktur an der Auskoppelfläche. Die strahlformende Struktur kann vorteilhafterweise zu einer Kollimation des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts beitragen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen einer Metallgitterstruktur an der Auskoppelfläche. Die Metallgitterstruktur kann dazu dienen, von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahltes Licht zu polarisieren. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn das von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Licht in einem System mit polarisationssensitiven Elementen genutzt werden soll.
Eine optoelektronische Anordnung umfasst ein optoelektronisches Bauelement der vorgenannten Art und einen Lichtleiter. Dabei sind das optoelektronische Bauelement und der Lichtleiter so angeordnet, dass von dem optoelektronischen Bauelement an der Auskoppelfläche emittiertes Licht in den Lichtleiter eingestrahlt wird.
Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass das von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Licht derart kollimiert ist, dass das meiste Licht unter einem kleinen Abstrahlwinkel abgestrahlt wird. Dadurch kann ein großer Teil des von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlten Lichts in den Lichtleiter gelangen. Die optoelektronische Anordnung kann beispielsweise zur Hintergrundbeleuchtung in einem Bildschirm dienen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung

1 eine teilweise transparente Ansicht eines Trägers mit einem darauf angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip;
2 den Träger nach dem Ausbilden eines Vergusskörpers;
3 ein durch Einbetten des Vergusskörpers in einen Reflektorkörper gebildetes optoelektronisches Bauelement;
4 den Reflektorkörper ohne Träger und Vergusskörper;
5 eine Aufsicht auf den Träger und den Vergusskörper ohne den Reflektorkörper;
6 eine Aufsicht auf einen Vergusskörper gemäß einer alternativen Ausführungsform;
7 einen Reflektorkörper gemäß einer alternativen Ausführungsform;
8 einen Reflektorkörper gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
9 einen Reflektorkörper gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
10 eine Aufsicht auf den Reflektorkörper dieser Ausführungsform;
11 eine Aufsicht auf einen Reflektorkörper gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
12 den Träger nach dem Ausbilden eines ersten Teilkörpers des Vergusskörpers;
13 den Träger nach dem Ausbilden eines zweiten Teilkörpers des Vergusskörpers;
14 eine Aufsicht auf einen Reflektorkörper gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
15 eine Aufsicht auf einen Reflektorkörper gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
16 eine geschnittene Darstellung des optoelektronischen Bauelements mit einer an einer Auskoppelfläche angeordneten Beschichtung;
17 eine geschnittene Darstellung des optoelektronischen Bauelements mit einer an der Auskoppelfläche angeordneten, strahlformenden Struktur;
18 eine geschnittene Darstellung des optoelektronischen Bauelements mit einer alternativen, an der Auskoppelfläche angeordneten, strahlformenden Struktur;
19 eine geschnittene Ansicht des optoelektronischen Bauelements mit einer weiteren an der Auskoppelfläche angeordneten, strahlformenden Struktur;
20 eine geschnittene Ansicht des optoelektronischen Bauelements mit einer alternativen, an der Auskoppelfläche angeordneten, strahlformenden Struktur;
21 eine geschnittene Ansicht des optoelektronischen Bauelements mit einer weiteren, an der Auskoppelfläche angeordneten, strahlformenden Struktur; und
22 eine optoelektronische Anordnung mit einem optoelektronischen Bauelement und einem Lichtleiter.

1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägers 100. Der Träger 100 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Der Träger 100 weist eine im Wesentlichen flache und ebene Form mit einer Oberseite 101 auf.
Der Träger 100 weist ein Formmaterial 120 und einen in das Formmaterial 120 eingebetteten Leiterrahmen 110 mit mehreren Abschnitten auf. Der Träger 100 kann beispielsweise hergestellt werden, indem der Leiterrahmen 110 mittels eines Formverfahrens (Moldverfahren) in das Formmaterial 120 eingebettet wird.
Der Träger 100 ist zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements vorgesehen. Der Träger 100 kann Teil eines größeren Trägerverbunds sein, der mehrere gleichartig ausgebildete und einstückig miteinander verbundene Träger 100 umfasst. In diesem Fall können mehrere optoelektronische Bauelemente gleichzeitig durch gemeinsame Bearbeitungsschritte hergestellt werden. Erst zum Abschluss der Bearbeitung werden die optoelektronischen Bauelemente vereinzelt.
An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 200 mit einer Oberseite 201, einer der Oberseite 201 gegenüberliegenden Unterseite 202 und sich zwischen der Oberseite 201 und der Unterseite 202 erstreckenden Seitenflächen 203 angeordnet worden.
Der optoelektronische Halbleiterchip 200 kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 kann beispielsweise als oberflächenemittierender Leuchtdiodenchip ausgebildet sein. In diesem Fall wird elektromagnetische Strahlung an der Oberseite 201 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 abgestrahlt. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 kann aber beispielsweise auch als volumenemittierender Leuchtdiodenchip ausgebildet sein. In diesem Fall strahlt der optoelektronische Halbleiterchip 200 elektromagnetische Strahlung an seiner Oberseite 201 und an seinen Seitenflächen 203 ab.
Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist derart an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet worden, dass die Unterseite 202 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt ist. Elektrische Kontaktflächen des optoelektronischen Halbleiterchips 200 sind elektrisch leitend mit Abschnitten des Leiterrahmens 110 des Trägers 100 verbunden worden, beispielsweise über Bonddrähte und/oder mittels elektrisch leitender Löt- oder Klebeverbindungen. Im in 1 gezeigten Beispiel ist eine an der Oberseite 201 des optoelektronischen Bauelements 200 angeordnete elektrische Kontaktfläche mittels eines Bonddrahts mit einem Abschnitt des Leiterrahmens 110 verbunden, während eine an der Unterseite 202 des optoelektronischen Bauelements 200 angeordnete weitere elektrische Kontaktfläche mittels einer Löt- oder Klebeverbindung mit einem weiteren Abschnitt des Leiterrahmens 110 verbunden ist.
2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Trägers 100 in einem der Darstellung der 1 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist ein Vergusskörper 300 ausgebildet worden. Dabei ist der an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnete optoelektronische Halbleiterchip 200 in den Vergusskörper 300 eingebettet worden. Im dargestellten Beispiel ist der optoelektronische Halbleiterchip 200 derart vollständig in den Vergusskörper 300 eingebettet worden, dass sowohl die Oberseite 201 als auch die Seitenflächen 203 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 vollständig durch den Vergusskörper 300 bedeckt sind.
Das Ausbilden des Vergusskörpers 300 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) erfolgt sein. Der Vergusskörper 300 weist ein Formmaterial auf, das für durch den optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen transparent ist. Beispielsweise kann der Vergusskörper 300 ein Silikon aufweisen.
Zusätzlich kann der Vergusskörper 300 eingebettete Partikel aufweisen, beispielsweise wellenlängenkonvertierende Partikel, die dazu vorgesehen sind, zumindest einen Teil der von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierten elektromagnetischen Strahlung in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
Der Vergusskörper 300 weist eine Außenfläche 310 auf. Die Außenfläche 310 umfasst eine mit der Oberseite 101 des Trägers 100 in Kontakt stehende Kontaktfläche 340, eine an die Oberseite 101 des Trägers 100 angrenzende Auskoppelfläche 320 und eine Mantelfläche 330. Die Kontaktfläche 340 ist der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt und verbindet den Vergusskörper 300 mit der Oberseite 101 des Trägers 100 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 200. Die Auskoppelfläche 320 grenzt derart an die Kontaktfläche 340 an, dass die Auskoppelfläche 320 und die Kontaktfläche 340 eine gemeinsame Kante aufweisen. An dieser Kante grenzt die Auskoppelfläche 320 an den Träger 100 an. Im in 2 gezeigten Beispiel ist die Auskoppelfläche 320 eben ausgebildet und senkrecht zur Oberseite 101 des Trägers 100 orientiert. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Mantelfläche 330 weist im in 2 gezeigten Beispiel die Form eines Teils eines Rotationsparaboloids 350 auf, was nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Es sind aber auch andere Formen der Mantelfläche 330 möglich, wie nachfolgend ebenfalls noch erläutert wird.
3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Trägers 100 und des Vergusskörpers 300 in einem der Darstellung der 2 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand. Durch die weiteren Bearbeitungsschritte ist ein optoelektronisches Bauelement 10 gebildet worden, dessen Herstellung in der Darstellung der 3 abgeschlossen sein kann.
An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist ein Reflektorkörper 400 ausgebildet worden. Dabei ist der Vergusskörper 300 derart in den Reflektorkörper 400 eingebettet worden, dass die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 nun durch den Reflektorkörper 400 bedeckt ist und die Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper 400 bedeckt ist.
Das Ausbilden des Reflektorkörpers 400 kann beispielsweise durch ein Gießverfahren erfolgt sein.
Der Reflektorkörper 400 weist ein Material auf, das von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittiertes Licht mit hohem Reflexionsgrad reflektiert. Der Reflektorkörper 400 kann beispielsweise ein Matrixmaterial und einen reflektierenden Füllstoff aufweisen. Das Matrixmaterial kann beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid sein. Der reflektierende Füllstoff kann beispielsweise TiO₂ sein. Dabei kann der Füllstoff beispielsweise mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt sogar mindestens 40 Gew.-%, betragen.
Das in 3 gezeigte optoelektronische Bauelement 10 kann gemeinsam mit einer Mehrzahl weiterer, gleichartiger optoelektronischer Bauelemente 10 hergestellt werden. Hierzu wird ein Trägerverbund verwendet, der mehrere einstückig zusammenhängende Träger 100 umfasst. Auf jedem einen Träger 100 bildenden Abschnitt dieses Trägerverbunds wird ein optoelektronischer Halbleiterchip 200 angeordnet. Dann werden mehrere Vergusskörper 300 derart ausgebildet, dass jeder optoelektronische Halbleiterchip 200 in einen Vergusskörper 300 eingebettet wird. Dabei kann beispielsweise an jeweils zwei benachbarten Trägern 100 des Trägerverbunds ein Vergusskörperverbund ausgebildet werden, der zwei Vergusskörper 300 umfasst, die in diesem Fall an ihren Auskoppelflächen 320 spiegelsymmetrisch einstückig miteinander verbunden sind. Nach dem Überfüllen der gesamten Anordnung mit dem Material des Reflektorkörpers 400 werden die einzelnen optoelektronischen Bauelemente 10 durch ein Trennverfahren in die in 3 gezeigte Gestalt vereinzelt. Dabei werden die Auskoppelflächen 320 der Vergusskörper 300 der einzelnen optoelektronischen Bauelemente 10 erst während des Vereinzelns durch Zerteilen der jeweiligen Vergusskörperverbunde gebildet.
4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Reflektorkörpers 400 des optoelektronischen Bauelements 10 ohne den Träger 100 und ohne den Vergusskörper 300. Dadurch, dass der Vergusskörper 300 in den Reflektorkörper 400 eingebettet ist, ist in dem Reflektorkörper 400 ein Reflektorraum 410 gebildet, der ein Negativ des Vergusskörpers 300 ist. Eine an die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 angrenzende Oberfläche des Reflektorkörpers 400 bildet eine Reflektorfläche 420. Die Reflektorfläche 420 überspannt den Vergusskörper 300 und den darin eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchip 200 kuppelartig.
5 zeigt eine an der Ebene der Oberseite 101 des Trägers 100 geschnittene Ansicht des optoelektronischen Bauelements 10. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 eine parabelförmige Grundform 351 aufweist. Diese parabelförmige Grundform setzt sich über die gesamte Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 fort, sodass die Mantelfläche 330 einen Ausschnitt des Rotationsparaboloids 350 bildet. Damit bildet auch die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 einen Teil eines Rotationsparaboloids, wodurch die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 als Parabolspiegel wirken kann.
Im in 5 gezeigten Beispiel weist das optoelektronische Bauelement 10 an der Oberseite 101 des Trägers 100 eine quadratische Grundform mit einer Kantenlänge 353 auf, die beispielsweise 1,5 mm betragen kann. Ein Brennpunkt 352 der parabelförmigen Grundform 351 der Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 weist von der die Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 aufweisenden Außenseite des optoelektronischen Bauelements 10 einen ersten Abstand 354 auf, der beispielsweise 1,3 mm betragen kann. Der Brennpunkt 352 ist dabei von einem Scheitelpunkt der parabelförmigen Grundform 351 einen zweiten Abstand 355 entfernt, der beispielsweise 0,05 mm betragen kann. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist so positioniert, dass ein Mittelpunkt 204 der Unterseite 202 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 einen dritten Abstand 356 von der die Auskoppelfläche 320 aufweisenden Außenseite des optoelektronischen Bauelements 10 entfernt ist, der beispielsweise 0,85 mm betragen kann. Das optoelektronische Bauelement 10 und die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 können aber auch anders bemessen sein.
Bei dem optoelektronischen Bauelement 10 wird von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 in Richtung zu der Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 emittierte elektromagnetische Strahlung an der Reflektorfläche 420 reflektiert. Durch die Form der Reflektorfläche 420 und die Position des optoelektronischen Halbleiterchips 200 in dem Reflektorraum 410 des Reflektorkörpers 400 wird erreicht, dass ein großer Teil der von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierten und an der Reflektorfläche 420 reflektierten Strahlung an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 austreten kann. Dabei wird ein großer Teil dieser Strahlung in einen engen Winkelbereich um eine zu der Auskoppelfläche 320 senkrechte Richtung abgestrahlt. Die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 wirkt somit als Parabolspiegel.
Bei einer Variante des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements 10 wird, ausgehend von dem in 2 gezeigten Bearbeitungsstand, vor dem Ausbilden des Reflektorkörpers 400 eine reflektierende Schicht 390 an der Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 angeordnet. Die reflektierende Schicht 390 kann beispielsweise ein dünner Metallfilm sein, der beispielsweise durch Aufdampfen aufgebracht werden kann. Anschließend wird der Reflektorkörper 400 auf die vorstehend beschriebene Weise ausgebildet und bedeckt dabei die reflektierende Schicht 390.
Die reflektierende Schicht 390 dient bei dem fertigen optoelektronischen Bauelement 10 als spekularer Reflektor und reflektiert von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittierte elektromagnetische Strahlung zusätzlich zu oder anstelle der Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400. Dadurch kann eine noch engwinkligere Abstrahlung des optoelektronischen Bauelements 10 erreicht werden.
6 zeigt eine schematisierte Aufsicht auf den Vergusskörper 300 einer alternativen Variante des optoelektronischen Bauelements 10. 7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Reflektorkörpers 400 in seiner sich in Kombination mit dieser Variante des Vergusskörpers 300 ergebenden Form. Dabei sind der Träger 100 und der Vergusskörper 300 in 7 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
Bei der in 6 gezeigten Variante weist die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 keine parabelförmige Grundform auf. Entsprechend bildet die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 auch keinen Teil eines Rotationsparaboloids. Stattdessen weist die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 in ihrem der Kontaktfläche 340 gegenüberliegenden Deckenbereich einen ebenen Abschnitt 331 auf. Daran schließt sich ein gekrümmter Abschnitt 332, der sich bis zu der Oberseite 101 des Trägers 100 und der Kontaktfläche 340 der Außenfläche 310 des Vergusskörpers 300 erstreckt. Die Kontaktfläche 340 des Vergusskörpers 300 weist eine U-Form mit einer in ihrem Innenbereich gegenüber einer parabelförmigen Grundform erhöhten Breite auf.
Der Reflektorraum 410 des Reflektorkörpers 400 ergibt sich bei der in 6 und 7 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 wiederum als Negativ des Vergusskörpers 300. Somit weist die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 wiederum eine der Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 entsprechende Geometrie auf.
Es sind auch andere Gestaltungen des Vergusskörpers 300 und des Reflektorraums 410 des Reflektorkörpers 400 möglich. Dabei kann die Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 abhängig von den gewünschten Abstrahleigenschaften des optoelektronischen Bauelements 10 gestaltet werden.
8 zeigt eine schematische und teilweise transparente Darstellung einer weiteren Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Der Träger 100 und der optoelektronische Halbleiterchip 200 sind in der Darstellung der 8 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
Bei der in 8 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist zwischen der Auskoppelfläche 320 und der Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 ein Absatz 360 ausgebildet. Im Bereich dieses Absatzes 360 ist eine Blende 430 des Reflektorkörpers 400 ausgebildet. Die Blende 430 umgrenzt die Öffnung des Reflektorraums 410 des Reflektorkörpers 400 an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300.
Durch die Blende 430 wird unter einem großen Abstrahlwinkel in Richtung zur Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 gelangende elektromagnetische Strahlung abgeschirmt. Diese elektromagnetische Strahlung wird durch die Blende 430 reflektiert und kann nach weiteren Reflexionen innerhalb des Reflektorraums 410 unter einem kleineren Abstrahlwinkel aus dem optoelektronischen Bauelement 10 austreten. Dadurch kann die Blende 430 den Raumwinkel der durch das optoelektronische Bauelement 10 abgestrahlten Lichts weiter verkleinern.
9 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Dabei sind der Träger 100 und der Vergusskörper 300 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. 10 zeigt eine schematische geschnittene Aufsicht auf die in 9 gezeigte Variante des optoelektronischen Bauelements 10.
Bei der in 9 und 10 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 weist der Reflektorkörper 400 einen Steg-Abschnitt 440 auf, der sich derart über die Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 erstreckt, dass die Auskoppelfläche 320 in eine durch den Reflektorkörper 400 unbedeckte erste Teilfläche 321 und eine durch den Reflektorkörper 400 unbedeckte zweite Teilfläche 322 unterteilt wird. Der Steg-Abschnitt 440 erstreckt sich in zur Oberseite 101 des Trägers 100 senkrechte Richtung zwischen der Oberseite 101 des Trägers 100 und der Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400. Der Steg-Abschnitt 440 ist dabei derart in einer Vertiefung der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 angeordnet, dass der Steg-Abschnitt 440 und die durch den Reflektorkörper 400 unbedeckten Teilflächen 321, 322 der Auskoppelfläche 320 an der Außenseite des optoelektronischen Bauelements 10 bündig abschließen.
In 10 ist erkennbar, dass eine der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 zugewandte Oberfläche 450 des Steg-Abschnitts 440 konvex ausgebildet ist. Die Oberfläche 450 des Steg-Abschnitts 440 ist auch dem Reflektorraum 410 des Reflektorkörpers 400 zugewandt. Aus dem Reflektorraum 410 auf die Oberfläche 450 des Steg-Abschnitts 440 auftreffende elektromagnetische Strahlung wird an der Oberfläche 450 zurück in den Reflektorraum 410 reflektiert und kann nach weiteren Reflexionen an der Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 an einer der durch den Reflektorkörper 400 unbedeckten Teilflächen 321, 322 durch die Auskoppelfläche 320 aus dem Vergusskörper 300 des optoelektronischen Bauelements 10 austreten. Der Steg-Abschnitt 440 verhindert insbesondere, dass von dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 auf direktem Wege ohne Reflexion an der Reflektorfläche 420 des Reflektorkörpers 400 zur Auskoppelfläche 310 des Vergusskörpers 300 gelangende elektromagnetische Strahlung durch die Auskoppelfläche 310 aus dem Vergusskörper 300 austritt. Dies ist sinnvoll, wenn eine Abstrahlung dieses direkten Lichts vermieden werden soll.
11 zeigt eine schematische geschnittene Aufsicht auf eine weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Die in 11 gezeigte Variante des optoelektronischen Bauelements 10 weist große Übereinstimmungen mit der in 9 und 10 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 auf. Allerdings weist die dem Reflektorraum 410 zugewandte Oberfläche 450 des Steg-Abschnitts 440 des Reflektorkörpers 400 bei der in 11 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 eine konkave Form auf. Durch die konkave Form unterstützt die Oberfläche 450 des Steg-Abschnitts 440 die Kollimation des von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahlten Lichts.
Anhand der 12 und 13 wird nachfolgend eine alternative Variante des vorstehend anhand der 1 bis 3 beschriebenen Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 10 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird der Vergusskörper 300 aus einem ersten Teilkörper 370 und einem zweiten Teilkörper 380 gebildet, die in getrennten Verfahrensschritten nacheinander hergestellt werden. Der erste Teilkörper 370 und der zweite Teilkörper 380 können beispielsweise jeweils durch ein Formverfahren hergestellt werden.
12 zeigt den Träger 100 nach dem Ausbilden des ersten Teilkörpers 370. Der optoelektronische Halbleiterchip 200 ist derart in den ersten Teilkörper 370 eingebettet worden, dass der erste Teilkörper 370 die Oberseite 201 und die Seitenflächen 203 des optoelektronischen Halbleiterchips 200 bedeckt. Der erste Teilkörper 370 weist eine an die Oberseite 101 des Trägers 100 angrenzende Außenfläche 371 auf.
13 zeigt den Träger 100 in einem der Darstellung der 12 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand nach dem Ausbilden des zweiten Teilkörpers 380. Der zweite Teilkörper 380 schließt an die Außenfläche 371 des ersten Teilkörpers 370 an. Gemeinsam bilden der erste Teilkörper 370 und der zweite Teilkörper 380 den Vergusskörper 300 mit der anhand der 2 beschriebenen Form. Die Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 ist an dem zweiten Teilkörper 380 ausgebildet. Der erste Teilkörper 370 und der zweite Teilkörper 380 weisen jeweils einen Teil der Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 und einen Teil der mit der Oberseite 101 des Trägers 100 in Kontakt stehenden Kontaktfläche 340 auf.
Der erste Teilkörper 370 und der zweite Teilkörper 380 können aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Beispielsweise kann der erste Teilkörper 370 eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel 372 aufweisen, während der zweite Teilkörper 380 weniger oder keine wellenlängenkonvertierenden Partikel aufweist.
Der erste Teilkörper 370 kann einen höheren Brechungsindex aufweisen als der zweite Teilkörper 380. Beispielsweise kann der erste Teilkörper 370 einen Brechungsindex von mehr als 1,55 aufweisen, während der zweite Teilkörper 380 einen Brechungsindex kleiner als 1,45 aufweist. Zusätzlich kann die an den zweiten Teilkörper 380 angrenzende Außenfläche 371 des ersten Teilkörpers 370 eine konvexe Form aufweisen. Dann bildet die Außenfläche 371 des ersten Teilkörpers 370 eine Sammellinse für aus dem ersten Teilkörper 370 in den zweiten Teilkörper 380 des Vergusskörpers 300 übertretende elektromagnetische Strahlung. Diese Sammellinse kann eine weitere zusätzliche Kollimation der von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung bewirken.
14 zeigt eine schematische geschnittene Darstellung einer weiteren Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei dieser Variante des optoelektronischen Bauelements 10 sind zusätzlich zu dem optoelektronischen Halbleiterchip 200 ein erster weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 210 und ein zweiter weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 211 in den Vergusskörper 300 eingebettet. Im dargestellten Beispiel sind der optoelektronische Halbleiterchip 200, der erste weitere optoelektronische Halbleiterchip 210 und der zweite weitere optoelektronische Halbleiterchip 211 nebeneinander entlang einer zu der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 parallelen Geraden angeordnet. Die optoelektronischen Halbleiterchips 200, 210, 211 könnten aber auch auf andere Weise in dem Vergusskörper 300 angeordnet sein.
Der optoelektronische Halbleiterchip 200, der erste weitere optoelektronische Halbleiterchip 210 und der zweite weitere optoelektronische Halbleiterchip 211 können dazu vorgesehen sein, elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren. Beispielsweise kann der optoelektronische Halbleiterchip 200 dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem grünen Spektralbereich zu emittieren. Der erste weitere optoelektronische Halbleiterchip 210 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem roten Spektralbereich zu emittieren. Der zweite weitere optoelektronische Halbleiterchip 211 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem blauen Spektralbereich zu emittieren.
Es ist auch möglich, eine andere Anzahl von optoelektronischen Halbleiterchips in den Vergusskörper 300 des optoelektronischen Bauelements 10 einzubetten, beispielsweise insgesamt zwei optoelektronische Halbleiterchips oder mehr als drei optoelektronische Halbleiterchips. Dabei können die einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
15 zeigt in schematischer geschnittener Darstellung eine weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 15 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 sind zusätzlich zu dem Vergusskörper 300 ein erster weiterer Vergusskörper 500 und ein zweiter weiterer Vergusskörper 510 in den Reflektorkörper 400 eingebettet. Dadurch sind in dem Reflektorkörper 400 zusätzlich zu dem Reflektorraum 410 ein erster weiterer Reflektorraum 505 und ein zweiter weiterer Reflektorraum 515 ausgebildet. In den ersten weiteren Vergusskörper 500 ist wiederum ein erster weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 210 eingebettet. In den zweiten weiteren Vergusskörper 510 ist ein zweiter weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 211 eingebettet. Der Vergusskörper 300, der erste weitere Vergusskörper 500 und der zweite weitere Vergusskörper 510 sind nebeneinander entlang einer zu der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 parallelen Geraden angeordnet. Der erste weitere Vergusskörper 500 und der zweite weitere Vergusskörper 510 sind ausgebildet wie der Vergusskörper 300.
Selbstverständlich sind auch Kombinationen der in 14 und 15 gezeigten Varianten des optoelektronischen Bauelements 10 möglich. Beispielsweise kann in den Reflektorkörper 400 mehr als ein Vergusskörper 300, 500, 510 eingebettet sein. In diese Vergusskörper 300, 500, 510 können jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 200 oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips 200, 210, 211 eingebettet sein.
16 zeigt eine schematische geschnittene Darstellung einer weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 16 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine Beschichtung 600 angeordnet. Die Beschichtung 600 kann nach dem Ausbilden des Reflektorkörpers 400 an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 angeordnet worden sein.
Die Beschichtung 600 kann beispielsweise eine Antireflex-Beschichtung sein. Die Beschichtung 600 kann auch eine polarisierende Struktur 610 bilden, die an der Auskoppelfläche 320 aus dem optoelektronischen Bauelement 10 austretende elektromagnetische Strahlung polarisiert. Die Beschichtung 600 kann auch eine Filterstruktur 620 bilden, die an der Auskoppelfläche 320 aus dem optoelektronischen Bauelement 10 austretende elektromagnetische Strahlung farb- bzw. wellenlängenselektiv filtert.
17 zeigt eine schematische geschnittene Darstellung einer weiteren Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 17 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine strahlformende Struktur 630 angeordnet. Die strahlformende Struktur 630 ist nach dem Vereinzeln des optoelektronischen Bauelements 10 an der Auskoppelfläche 320 ausgebildet worden, beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren). Im in 17 gezeigten Beispiel ist die strahlformende Struktur 630 als Kollimationslinse ausgebildet. Dadurch bewirkt die an der Auskoppelfläche 320 angeordnete strahlformende Struktur 630 bei der in 17 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 eine zusätzliche Kollimation der an der Auskoppelfläche 320 aus dem optoelektronischen Bauelement 10 austretenden elektromagnetischen Strahlung.
18 zeigt eine weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 18 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist ebenfalls eine strahlformende Struktur 630 an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 angeordnet. In 18 ist die strahlformende Struktur 630 als Fresnellinse ausgebildet. Dadurch kann auch bei der in 18 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 eine zusätzliche Kollimation der aus dem optoelektronischen Bauelement 10 austretenden elektromagnetischen Strahlung erreicht werden.
19 zeigt eine weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Auch bei der in 19 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements ist an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine strahlformende Struktur 630 angeordnet. In 19 ist die strahlformende Struktur 630 in Form von Prismen ausgebildet.
20 zeigt eine weitere Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 20 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine strahlformende Struktur 630 angeordnet, die als binäre Gitterstruktur ausgebildet ist. Die als binäre Gitterstruktur ausgebildete strahlformende Struktur 630 kann eine Strahlformung des von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahlten Lichts durch diffraktive Effekte bewirken.
21 zeigt eine schematische geschnittene Darstellung einer weiteren Variante des optoelektronischen Bauelements 10. Bei der in 21 gezeigten Variante des optoelektronischen Bauelements 10 ist an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine Metallgitterstruktur 640 angeordnet worden, die als polarisierende Struktur 610 wirkt. Die Metallgitterstruktur 640 kann eine Polarisierung des von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahlten Lichts bewirken.
Die jeweiligen Besonderheiten der vorstehend beschriebenen Varianten des optoelektronischen Bauelements 10 können miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 die Mantelfläche 330 des Vergusskörpers 300 einen Teil eines Rotationsparaboloids 350 bilden oder eine andere Form aufweisen, etwa die in 6 gezeigte Form. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann der Reflektorkörper 400 eine Blende 430 aufweisen, wie dies in 8 dargestellt ist. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann der Reflektorkörper 400 einen Steg-Abschnitt 440 aufweisen, wie es in 9 bis 11 dargestellt ist. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann der Vergusskörper 300 aus einem ersten Teilkörper 370 und einem zweiten Teilkörper 380 gebildet sein, wie es anhand der 12 und 13 beschrieben worden ist. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann mehr als ein optoelektronischer Halbleiterchip 200 in den Vergusskörper 300 eingebettet sein. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann mehr als ein Vergusskörper 300 in den Reflektorkörper 400 eingebettet sein. Bei jeder Variante des optoelektronischen Bauelements 10 kann an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 eine Beschichtung 600, eine polarisierende Struktur 610, eine Filterstruktur 620 oder eine strahlformende Struktur 630 angeordnet sein, wie sie anhand der 16 bis 21 beschrieben worden sind.
22 zeigt eine schematische Darstellung einer optoelektronischen Anordnung 20. Die optoelektronische Anordnung 20 umfasst ein optoelektronisches Bauelement 10 und einen Lichtleiter 700. Das optoelektronische Bauelement 10 und der Lichtleiter 700 sind so angeordnet, dass von dem optoelektronischen Bauelement 10 an der Auskoppelfläche 320 des Vergusskörpers 300 abgestrahltes Licht 710 in den Lichtleiter 700 eingestrahlt wird. Günstig ist dabei, dass das von dem optoelektronischen Bauelement 10 abgestrahlte Licht 710 in einen engen Raumwinkel abgestrahlt wird, sodass ein großer Teil dieses Lichts 710 in den Lichtleiter 700 eingekoppelt werden kann.
Die optoelektronische Anordnung 20 kann beispielsweise in einem Bildschirm zur Hintergrundbeleuchtung genutzt werden.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: optoelektronisches Bauelement
20: optoelektronische Anordnung
100: Träger
101: Oberseite
110: Leiterrahmen
120: Formmaterial
200: optoelektronischer Halbleiterchip
201: Oberseite
202: Unterseite
203: Seitenfläche
204: Mittelpunkt
210: erster weiterer optoelektronischer Halbleiterchip
211: zweiter weiterer optoelektronischer Halbleiterchip
300: Vergusskörper
310: Außenfläche
320: Auskoppelfläche
321: erste Teilfläche
322: zweite Teilfläche
330: Mantelfläche
331: ebener Abschnitt
332: gekrümmter Abschnitt
340: Kontaktfläche
350: Rotationsparaboloid
351: parabelförmige Grundform
352: Brennpunkt
353: Kantenlänge
354: erster Abstand
355: zweiter Abstand
356: dritter Abstand
360: Absatz
370: erster Teilkörper
371: Außenfläche
372: wellenlängenkonvertierende Partikel
380: zweiter Teilkörper
390: reflektierende Schicht
400: Reflektorkörper
410: Reflektorraum
420: Reflektorfläche
430: Blende
440: Steg-Abschnitt
450: Oberfläche des Steg-Abschnitts
500: erster weiterer Vergusskörper
505: erster weiterer Reflektorraum
510: zweiter weiterer Vergusskörper
515: zweiter weiterer Reflektorraum
600: Beschichtung
610: polarisierende Struktur
620: Filterstruktur
630: strahlformende Struktur
640: Metallgitterstruktur
700: Lichtleiter
710: Licht

Claims

Optoelektronisches Bauelement (10) mit einem Träger (100) und einem auf dem Träger (100) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (200), wobei der optoelektronische Halbleiterchip (200) in einen Vergusskörper (300) eingebettet ist, wobei eine Außenfläche (310) des Vergusskörpers (300) eine an den Träger (100) angrenzende Auskoppelfläche (320) und eine Mantelfläche (330) umfasst, wobei der Vergusskörper (300) in einen Reflektorkörper (400) eingebettet ist, wobei die Mantelfläche (330) durch den Reflektorkörper (400) bedeckt ist und die Auskoppelfläche (320) zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper (400) bedeckt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Mantelfläche (330) des Vergusskörper (300) einen Teil eines Rotationsparaboloids (350) bildet.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Auskoppelfläche (320) und der Mantelfläche (330) des Vergusskörpers (300) ein Absatz (360) ausgebildet ist, der durch den Reflektorkörper (400) bedeckt ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Steg-Abschnitt (440) des Reflektorkörpers (400) sich derart über die Auskoppelfläche (320) erstreckt, dass die Auskoppelfläche (320) in eine durch den Reflektorkörper (400) unbedeckte erste Teilfläche (321) und eine durch den Reflektorkörper (400) unbedeckte zweite Teilfläche (322) unterteilt wird.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 4, wobei eine der Auskoppelfläche (320) zugewandte Oberfläche (450) des Steg-Abschnitts (440) konkav oder konvex ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Mantelfläche (330) eine reflektierende Schicht (390) angeordnet ist, wobei der Reflektorkörper (400) die reflektierende Schicht (390) bedeckt.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vergusskörper (300) einen ersten Teilkörper (370) und einen zweiten Teilkörper (380) aufweist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (200) in den ersten Teilkörper (370) eingebettet ist, wobei der zweite Teilkörper (380) die Auskoppelfläche (320) aufweist, wobei der erste Teilkörper (370) und der zweite Teilkörper (380) unterschiedliche Materialien aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß Anspruch 7, wobei der erste Teilkörper (370) einen höheren Brechungsindex aufweist als der zweite Teilkörper (380).
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, wobei eine an den zweiten Teilkörper (380) angrenzende Außenfläche (371) des ersten Teilkörpers (370) eine konvexe Form aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der erste Teilkörper (370) eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel (372) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip (220) in den Vergusskörper (300) eingebettet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiterer Vergusskörper (500) in den Reflektorkörper (400) eingebettet ist, wobei ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip (210) in den weiteren Vergusskörper (500) eingebettet ist.
Optoelektronisches Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelfläche (320) eine polarisierende Struktur (610), eine strahlformende Struktur (630) oder eine Filterstruktur (620) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10) mit den folgenden Schritten: - Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips (200) auf einem Träger (100); - Ausbilden eines Vergusskörpers (300) mit einer Außenfläche (310), die eine an den Träger (100) angrenzende Auskoppelfläche (320) und eine Mantelfläche (330) umfasst, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (200) in den Vergusskörper (300) eingebettet wird; - Ausbilden eines Reflektorkörpers (400), wobei der Vergusskörper (300) in den Reflektorkörper (400) eingebettet wird, wobei die Mantelfläche (330) durch den Reflektorkörper (400) bedeckt wird und die Auskoppelfläche (320) zumindest teilweise nicht durch den Reflektorkörper (400) bedeckt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Ausbilden des Vergusskörpers (300) ein Ausbilden eines ersten Teilkörpers (370) des Vergusskörpers (300) und ein nachfolgendes Ausbilden eines zweiten Teilkörpers (380) des Vergusskörpers (300) umfasst, wobei der erste Teilkörper (370) und der zweite Teilkörper (380) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet werden, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (200) in den ersten Teilkörper (370) eingebettet wird, wobei die Auskoppelfläche (320) an dem zweiten Teilkörper (380) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 und 15, wobei vor dem Ausbilden des Reflektorkörpers (400) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: - Anordnen einer reflektierenden Schicht (390) an der Mantelfläche (330) des Vergusskörpers (300).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: - Anordnen einer Beschichtung (600) an der Auskoppelfläche (320).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: - Ausbilden einer strahlformenden Struktur (630) an der Auskoppelfläche (320).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: - Anordnen einer Metallgitterstruktur (640) an der Auskoppelfläche (320).
Optoelektronische Anordnung (20) mit einem optoelektronischen Bauelement (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und mit einem Lichtleiter (700), wobei das optoelektronische Bauelement (10) und der Lichtleiter (700) so angeordnet sind, dass von dem optoelektronischen Bauelement (10) an der Auskoppelfläche (320) emittiertes Licht (710) in den Lichtleiter (700) eingestrahlt wird.