DE102020114884A1 - Strahlungsemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden bauelements - Google Patents

Strahlungsemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden bauelements Download PDF

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Abstract

Das strahlungsemittierende Bauelement umfasst einen strahlungsemittierenden Emitter mit einer Vorderseite und ein an der Vorderseite angeordnetes optisches Element. Das optische Element umfasst eine Vielzahl von Reflexionsflächen und eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsflächen. Jede der Reflexionsflächen weist gegenüber der Vorderseite einen Neigungswinkel zwischen einschließlich 45° und einschließlich 80° auf. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements wird von dem Emitter erzeugte elektromagnetische Strahlung an den Reflexionsflächen zu den Strahlungsaustrittsflächen hin reflektiert und tritt über diese aus dem optischen Element aus. Eine Hauptabstrahlrichtung des strahlungsemittierenden Bauelements schließt mit der Vorderseite einen Austrittswinkel zwischen einschließlich 10° und 80° ein.

Description

  • Es wird ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements angegeben.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein strahlungsemittierendes Bauelement anzugeben, das sich besonders gut als Strahlungsquelle für ein Bremslicht oder Rücklicht eines Kraftfahrzeugs eignet. Das Bremslicht beziehungsweise Rücklicht ist beispielsweise direkt an oder in einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs anordenbar. Die Heckscheibe verläuft typischerweise schräg zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Dennoch sollen dem Kraftfahrzeug folgende Verkehrsteilnehmer das Bremslicht beziehungsweise Rücklicht gut erkennen können. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand beziehungsweise das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 beziehungsweise 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen strahlungsemittierenden Emitter mit einer Vorderseite und ein an der Vorderseite angeordnetes optisches Element. Das optische Element umfasst eine Vielzahl von Reflexionsflächen und eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsflächen. Jede der Reflexionsflächen weist gegenüber der Vorderseite einen Neigungswinkel zwischen einschließlich 45° und einschließlich 80°, insbesondere zwischen einschließlich 55° und einschließlich 65° auf. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements wird von dem Emitter erzeugte elektromagnetische Strahlung an den Reflexionsflächen zu den Strahlungsaustrittsflächen hin reflektiert und durch diese hindurch aus dem optischen Element ausgekoppelt. Eine Hauptabstrahlrichtung des strahlungsemittierenden Bauelements schließt mit der Vorderseite einen Austrittswinkel zwischen einschließlich 10° und 80° ein. Insbesondere beträgt der Austrittswinkel zwischen einschließlich 20° und einschließlich 45° oder einschließlich 50° und 70°, bevorzugt zwischen einschließlich 25° und einschließlich 35°. Die Hauptabstrahlrichtung ist die Richtung, in welcher eine aus dem strahlungsemittierenden Bauelement austretende elektromagnetische Strahlung ihr Intensitätsmaximum aufweist.
  • Der Emitter ist zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung aus einem Wellenlängenbereich zwischen einschließlich dem IR-Bereich und einschließlich dem UV-Bereich eingerichtet. Der Emitter ist bevorzugt ein sogenannter Oberflächenemitter. Damit ist gemeint, dass im Betrieb zumindest 70 % oder 80 % oder 90 % der gesamten von dem Emitter abgegebenen Strahlung durch die Vorderseite des Emitters hindurch aus ihm austritt.
  • Das optische Element befindet sich beispielsweise in direktem Kontakt mit der Vorderseite. An einer von der Vorderseite abgewandten Seite des optischen Elements ist dieses vorzugsweise strukturiert und weist eine Vielzahl von Struktureinheiten auf. Insbesondere weist jede Struktureinheit eine, beispielsweise genau eine, Reflexionsfläche und eine, zum Beispiel genau eine, Strahlungsaustrittsfläche auf. Beispielsweise sind die Struktureinheiten vom Emitter her gesehen regelmäßig nebeneinander angeordnet. Insbesondere sind sie an den Knotenpunkten eines regelmäßigen eindimensionalen oder zweidimensionalen Gitters angeordnet. Alternativ sind die Strukturelemente beispielsweise unregelmäßig nebeneinander angeordnet.
  • Im bestimmungsgemäßen Betrieb trifft Strahlung zumindest teilweise unter Winkeln auf die Reflexionsflächen, die dort die Bedingung für Totalreflexion erfüllen. Dieser Teil der Strahlung wird an den Reflexionsflächen total reflektiert. Beispielsweise werden zumindest 30 % oder zumindest 50 % oder zumindest 70 % der von dem Emitter erzeugten Strahlung an den Reflexionsflächen reflektiert.
  • Einem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchip liegen unter anderem folgende technische Besonderheiten zugrunde. Bei vielen Anwendungen von strahlungsemittierenden Bauteilen ist es wünschenswert, dass die Hauptabstrahlrichtung mit einer Haupterstreckungsrichtung des Bauelements einen vorbestimmten Winkel einschließt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine Oberfläche, auf der das Bauelement montiert ist, gegenüber der gewünschten Hauptabstrahlrichtung geneigt, insbesondere schräg, ist. Mit herkömmlichen Emittern, zum Beispiel mit Oberflächenemittern mit Lambert'scher Emissionscharakteristik kann dies nicht zufriedenstellend erreicht werden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird von der Idee Gebrauch gemacht, einem Emitter ein optisches Element nachzuordnen.
  • Das optische Element lenkt eine von dem Emitter abgegebene Strahlung in eine gewünschte Hauptabstrahlrichtung des Bauelements. Das Bauelement schließt mit einer Haupterstreckungsebene des Emitters einen gewünschten Austrittswinkel ein.
  • Das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement eignet sich besonders gut als Rücklicht oder Bremslicht für ein Kraftfahrzeug. Ein hier beschriebenes strahlungsemittierendes Bauelement kann kompakt ausgebildet werden. Das Rücklicht ist zum Beispiel direkt an oder in einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet. Beispielsweise schließt die Heckscheibe mit einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs einen spitzen Anstellwinkel ein. Mit anderen Worten, die Heckscheibe verläuft schräg zur Fahrtrichtung. Der Anstellwinkel der Heckschreibe beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 10° und 80°, zum Beispiel etwa 30° oder etwa 60°. Vorzugsweise weist das Bauelement einen Austrittswinkel auf, der eine Neigung der Heckscheibe so kompensiert, dass die Hauptabstrahlrichtung der von dem Bauelement emittierten Strahlung antiparallel zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist. Insbesondere stimmt der Austrittswinkel mit dem Anstellwinkel der Heckscheibe überein. Zum Beispiel beträgt der Austrittswinkel etwa 30° oder etwa 60°. Damit können dem Kraftfahrzeug folgende Verkehrsteilnehmer das Rücklicht beziehungsweise Bremslicht besonders gut wahrnehmen, trotz der Platzierung auf einer schrägen Oberfläche.
  • Das hier offenbarte Bauelement eignet sich beispielsweise unter anderem auch als Strahlungsquelle in einem Scheinwerfer oder in einem Projektor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen ist an den Reflexionsflächen jeweils eine Spiegelschicht angeordnet. Durch das Anordnen einer Spiegelschicht an jeder der Reflexionsflächen kann die Reflektivität der Reflexionsflächen weiter erhöht werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen ist zwischen der Vorderseite und dem optischen Element ein dielektrischer Filter angeordnet. Der dielektrische Filter ist insbesondere dazu eingerichtet, Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines ersten Winkelbereichs zu transmittieren und Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines zweiten Winkelbereichs zu reflektieren. Funktionsweise und Beispiele für einen solchen Filter sind beispielsweise in der Druckschrift EP 1887634 A2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Durch den dielektrischen Filter kann erreicht werden, dass ein besonders hoher Anteil der sich im Betrieb in dem optischen Element ausbreitenden Strahlung in einem Winkel auf eine Reflexionsfläche trifft, bei dem die Strahlung reflektiert wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Emitter ein Lambert'scher Strahler. Damit ist gemeint, dass der Emitter eine Lambert'sche Emissionscharakteristik aufweist. Der Emitter ist zum Beispiel ein anorganisches oder organisches Leuchtdiodenelement.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Emitter ein anorganischer Halbleiterchip. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Emitter um einen Leuchtdiodenchip, bevorzugt um einen Dünnfilmleuchtdiodenchip. Ein Funktionsprinzip eines Dünnfilmleuchtdiodenchips ist beispielsweise in der Druckschrift I. Schnitzler et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16) 18. Oktober 1993, Seiten 2174 - 2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Beispiele für Dünnfilmleuchtdiodenchips sind in den Druckschriften EP 0905797 A2 und WO 02/13281 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit ebenfalls durch Rückbezug aufgenommen wird.
  • Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements angegeben. Durch das Verfahren kann insbesondere ein oben beschriebenes Bauelement hergestellt werden. Das heißt, sämtliche im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das strahlungsemittierende Bauelement offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein strahlungsemittierender Emitter bereitgestellt und zumindest ein optisches Element erzeugt. Bei der Erzeugung des optischen Elements wird in einem Grundmaterial eine Vielzahl von Reflexionsflächen und eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsflächen erzeugt. Jede der Reflexionsflächen weist gegenüber einer Haupterstreckungsebene des optischen Elements einen Neigungswinkel zwischen einschließlich 45° und einschließlich 80° auf. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird das optische Element an einer Vorderseite des Emitters angeordnet.
  • Insbesondere wird das Grundmaterial des optischen Elements in der Herstellung des optischen Elements strukturiert. Insbesondere wird eine Vielzahl von Struktureinheiten des optischen Elements erzeugt. Die Struktureinheiten werden beispielsweise durch eine Lithografiemethode kombiniert mit einem Ätzverfahren hergestellt. Als Lithografiemethode eignet sich beispielsweise Graustufenlithografie, Nanoimprinting oder Zwei-Photonen-Lithografie, die einen Zweiphotonenprozess umfasst. Alternativ ist es möglich, dass die Struktureinheiten durch Herstellen von Linien in Kombination mit einem Sputterprozess hergestellt werden. Aufgrund der Linien wird eine Abschattung bestimmter Bereiche des Grundmaterials erreicht. In diesen abgeschatteten Bereichen lagert sich während des Sputterprozesses bevorzugt kein oder kaum Material an. Ein solches Verfahren ist aus dem Englischen auch als „Glancing Angle Deposition“ bekannt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Mehrzahl von Emittern in einem ersten Verbund bereitgestellt. In einem weiteren Schritt wird eine Mehrzahl von optischen Elementen in einem zweiten Verbund auf dem ersten Verbund, bevorzugt direkt auf dem ersten Verbund, aufgebracht oder hergestellt. In einem weiteren Schritt wird der Verbund aus erstem und zweitem Verbund in eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Bauelementen vereinzelt, wobei jedem optischen Element genau ein Emitter zugeordnet wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird das optische Element auf einem Trägerelement hergestellt. Das Trägerelement ist beispielsweise ein Glasplättchen. In einem weiteren Schritt wird bevorzugt das Trägerelement mit einer von dem optischen Element abgewandten Seite auf der Vorderseite des Emitters aufgebracht, zum Beispiel mittels Kleben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird bei der Herstellung des optischen Elements an den Reflexionsflächen jeweils eine Spiegelschicht angeordnet. Beispielsweise wird die Spiegelschicht auf der Reflexionsfläche aufgedampft oder abgeschieden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oder einer seiner oben beschriebenen Ausführungsformen wird vor dem Anordnen des optischen Elements ein dielektrischer Spiegel an der Vorderseite angeordnet.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des strahlungsemittierenden Bauelements und des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden im Zusammenhang mit schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht grundsätzlich als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für ein besseres Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
    • 1 bis 6 Ausführungsbeispiele von strahlungsemittierenden Bauelementen in schematischen Schnittansichten.
    • 7 und 8 Schnittansichten von zwei verschiedenen Stadien eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements.
  • 1 zeigt ein strahlungsemittierendes Bauelement 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Das strahlungsemittierende Bauelement 1 umfasst einen Emitter 2 mit einer Vorderseite 3. An der Vorderseite 3 ist ein optisches Element 4 angeordnet. Die hier und im Folgenden gezeigten Ausführungsbeispiele und/oder Verfahrensstadien sind alle in einer schematischen Schnittansicht gezeigt, wobei die entsprechende Schnittebene senkrecht zur Vorderseite 3 verläuft.
  • Vorliegend ist der Emitter 2 ein Dünnfilmleuchtdiodenchip. Der Emitter 2 umfasst einen Halbleiterkörper 21, der einen aktiven Bereich aufweist, der der Erzeugung elektromagnetischer Strahlung dient. Der Halbleiterkörper 21 basiert insbesondere auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Eine Oberfläche des Halbleiterkörpers 21, die einer Vorderseite 3 zugewandt ist, ist aufgeraut. Durch die Aufrauung lässt sich die Auskoppeleffizienz von Strahlung, die im bestimmungsgemäßen Betrieb im Halbleiterkörper 21 erzeugt wird, aus dem Halbleiterkörper 21 verbessern. Der Emitter 2 weist ferner eine Planarisierungsschicht 22 auf. Die Planarisierungsschicht 22 füllt die Aufrauung des Halbleiterkörpers 21 auf und ermöglicht eine glatte Vorderseite 3. Die Planarisierungsschicht 22 ist beispielsweise mit SiO2 gebildet. Alternativ ist es möglich, dass die Planarisierungsschicht 22 einen Kleber, beispielsweise einen auf Silikon basierenden Kleber, umfasst. Der Kleber dient zum Beispiel als Haftschicht zu dem optischen Element 4.
  • Ein Grundmaterial des optischen Elements 4 ist bevorzugt durchlässig, insbesondere transparent für die im Betrieb von dem Emitter 2 erzeugte Strahlung. Das optische Element 4 umfasst beispielsweise Nioboxid und/oder Titanoxid oder ist aus einem dieser Materialien gebildet.
  • Zwischen der Vorderseite 3 und dem optischen Element 4 ist ein Trägerelement 12, beispielsweise ein Glasplättchen, angeordnet. Insbesondere wurde das optische Element 4 auf dem Trägerelement 12 hergestellt. Das optische Element 4 umfasst eine Vielzahl an vom Emitter 2 her gesehen nebeneinander angeordneten Reflexionsflächen 5 und Strahlungsaustrittsflächen 6, wobei sich Reflexionsflächen 5 und Strahlungsaustrittsflächen 6 abwechseln. Die Reflexionsflächen 5 weisen gegenüber der Vorderseite 3 einen Neigungswinkel 7 auf. Die Strahlungsaustrittsflächen 6 sind vorliegen senkrecht zur Vorderseite 3 orientiert. Insbesondere sind zwei benachbarte Reflexionsflächen 5 über einer Strahlungsaustrittsfläche 6 miteinander verbunden. Eine von der Vorderseite abgewandte Seite des optischen Elements 4 weist beispielsweise eine Sägezahnstruktur auf.
  • An jeder der Reflexionsflächen 5 ist eine Spiegelschicht 10 angeordnet. Die Spiegelschicht 10 umfasst beispielsweise einen Metallspiegel, der aus Silber oder einer Silberlegierung gebildet ist, oder einen dielektrischen Spiegel, wie etwa einen Bragg-Spiegel. An einer von der Vorderseite abgewandten Seite des optischen Elements ist eine weitere Planarisierungsschicht 13 angeordnet, die die Reflexionsflächen 5 und Strahlungsaustrittsflächen 6 vollständig bedeckt.
  • 2 verdeutlicht ein Funktionsprinzip eines Bauelements 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem, im Unterschied zu dem Bauelement 1 der 1, das optische Element 4 direkt auf der Vorderseite 3 angeordnet ist. Ferner umfasst das Bauelement 1 der 2 keine weitere Planarisierungsschicht 13.
  • Strahlung, die im Betrieb senkrecht zur Vorderseite 3 aus dem Emitter 2 austritt, wird an der Reflexionsfläche 5 reflektiert und tritt über die Strahlungsaustrittsfläche 6 aus dem optischen Element 4 aus. Eine Hauptabstrahlrichtung 8 der abgegebenen Strahlung weist dabei einen Austrittswinkel 9 gegenüber der Vorderseite 3 auf. Die Pfeile geben dabei eine Hauptausbreitungsrichtung 15 der Strahlung in dem optischen Element 4 beziehungsweise die Hauptabstrahlrichtung 8 an. Die Hauptausbreitungsrichtung 15 ist die Richtung, in der die elektromagnetische Strahlung, die sich im Betrieb in dem optischen Element 4 ausbreitet, die maximale Intensität aufweist.
  • Die 3 zeigt im Wesentlichen dieselben Merkmale wie die 2 mit dem Unterschied, dass die Strahlungsaustrittsflächen 6 nicht senkrecht zur Vorderseite orientiert sind, sondern mit der Vorderseite einen spitzen Winkel einschließen. Durch den Winkel der Strahlungsaustrittsflächen 6 zur Vorderseite 3 lässt sich der Austrittswinkel 9 weiter beeinflussen.
  • Das Ausführungsbeispiel des Bauelements 1 der 4 unterscheidet sich zu dem Bauelement 1 der 2 darin, dass zwischen dem optischen Element 4 und dem Emitter 2 ein dielektrischer Filter 11 angeordnet ist. Der dielektrische Filter 11 ist so eingerichtet, dass Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines ersten Winkelbereichs transmittiert wird und Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines zweiten Winkelbereichs reflektiert wird. Bei dem dielektrischen Filter 11 der 6 wird bevorzugt Strahlung derart transmittiert, dass sie innerhalb des optischen Elements 4 eine Hauptausbreitungsrichtung 15 aufweist, die gegenüber der Vorderseite 3 einen Winkel von etwa 60° einschließt. Strahlung mit einer solchen Hauptausbreitungsrichtung 15 trifft vorteilhafterweise auf Reflexionsflächen 5 des optischen Elements 4 unter einem Winkel, der es erlaubt, einen besonders großen Anteil der Strahlung zu reflektieren.
  • Das strahlungsemittierende Bauelement 1 der 5 weist im Wesentlichen dieselben Merkmale auf wie das Bauelement 1 der 6 mit dem Unterschied, dass der Filter 11 so eingerichtet ist, dass bevorzugt Strahlung derart transmittiert wird, dass sie sich innerhalb des optischen Elements 4 mit einer Hauptausbreitungsrichtung 15 senkrecht zur Vorderseite ausbreitet.
  • Bei dem strahlungsemittierenden Bauelement 1 der 6 weisen die Reflexionsflächen 5 im Unterschied zur 6 eine Spiegelschicht 10 auf. Des Weiteren ist eine Strukturierung des optischen Elements 4 unregelmäßig, womit sich Interferenzeffekte vorteilhafterweise verringern lassen.
  • Bei dem Verfahren gemäß den 7 und 8 wird eine Vielzahl von Emitter 2 in einem ersten Verbund 100 mit einer Vorderseite 3 bereitgestellt. In dem in der 7 gezeigten Verfahrensschritt wird auf der Vorderseite 3 ein dielektrischer Filter 11 angeordnet. Der dielektrische Filter 11 wird auf der Vorderseite 3 zum Beispiel abgeschieden. Der dielektrische Filter wird beispielsweise mit chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) aufgebracht.
  • In einem dem Schritt der 7 nachfolgenden Schritt (siehe 8) wird ein zweiter Verbund 200 einer Vielzahl optischer Elemente 4 auf dem dielektrischen Filter 11, zum Beispiel mittels CVD oder Sputtern, aufgebracht. Eine vom Emitter 2 abgewandte Seite des zweiten Verbunds 200 wird nachfolgend strukturiert (siehe 8). Die Strukturierung erfolgt zum Beispiel mittels Graustufenlithografie, kombiniert mit einem Ätzprozess.
  • Nachfolgend werden der erste und zweite Verbund 100, 200 entlang von Trennlinien 16 vollständig durchtrennt, sodass eine Vielzahl an strahlungsemittierenden Bauelementen 1, zum Beispiel solche gemäß 5, entsteht. Die Verbunde 100, 200 werden zum Beispiel durch Ätzen, Sägen und/oder Brechen vereinzelt.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    strahlungsemittierendes Bauelement
    2
    Emitter
    3
    Vorderseite des Emitters
    4
    optisches Element
    5
    Reflexionsfläche
    6
    Strahlungsaustrittsfläche
    7
    Neigungswinkel
    8
    Hauptabstrahlrichtung
    9
    Austrittswinkel
    10
    Spiegelschicht
    11
    dielektrischer Filter
    12
    Trägerelement
    13
    weitere Planarisierungsschicht des optischen Elements
    15
    Hauptausbreitungsrichtung
    16
    Trennlinien
    21
    Halbleiterkörper
    22
    Planarisierungsschicht des Emitters
    100
    erster Verbund
    200
    zweiter Verbund
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1887634 A2 [0014]
    • EP 0905797 A2 [0016]
    • WO 0213281 A1 [0016]

Claims (9)

  1. Strahlungsemittierendes Bauelement (1) umfassend - einen strahlungsemittierenden Emitter (2) mit einer Vorderseite (3) und - ein an der Vorderseite (3) angeordnetes optisches Element (4), wobei - das optische Element (4) eine Vielzahl von Reflexionsflächen (5) und eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsflächen (6) umfasst, - jede der Reflexionsflächen (5) gegenüber der Vorderseite (3) einen Neigungswinkel (7) zwischen einschließlich 45° und einschließlich 80° aufweist, - im bestimmungsgemäßen Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements (1) von dem Emitter (2) erzeugte elektromagnetische Strahlung an den Reflexionsflächen (5) zu den Strahlungsaustrittsflächen (6) hin reflektiert wird und über diese aus dem optischen Element (4) austritt, und - eine Hauptabstrahlrichtung (8) des strahlungsemittierenden Bauelements (1) mit der Vorderseite (3) einen Austrittswinkel (9) zwischen einschließlich 10° und einschließlich 80° einschließt.
  2. Strahlungsemittierendes Bauelement (1) nach Anspruch 1, bei dem an den Reflexionsflächen(5) jeweils eine Spiegelschicht (10) angeordnet ist.
  3. Strahlungsemittierendes Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - zwischen der Vorderseite (3) und dem optischen Element (4) ein dielektrischer Filter (11) angeordnet ist, wobei - der dielektrische Filter (11) dazu eingerichtet ist, Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines ersten Winkelbereichs zu transmittieren und Strahlung mit einem Eintrittswinkel innerhalb eines zweiten Winkelbereichs zu reflektieren.
  4. Strahlungsemittierendes Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - der Emitter (3) ein Lambert'scher Strahler ist, und - der Emitter (3) ein anorganischer Halbleiterchip oder ein organisches Leuchdiodenelement ist.
  5. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - zumindest ein strahlungsemittierender Emitter (2) bereitgestellt wird, - zumindest ein optisches Element (4) erzeugt wird, wobei - in einem Grundmaterial eine Vielzahl von Reflexionsflächen (5) und eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsflächen (6) so erzeugt wird, dass - jede der Reflexionsflächen (5) gegenüber einer Haupterstreckungsebene des optischen Elements (4) einen Neigungswinkel (7) zwischen einschließlich 45° und einschließlich 80° aufweist, - das optische Element (4) an einer Vorderseite (3) des Emitters (2) angeordnet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem - eine Mehrzahl von Emittern (2) in einem ersten Verbund bereitgestellt wird, - eine Mehrzahl von optischen Elementen (4) in einem zweiten Verbund auf dem ersten Verbund hergestellt wird, - der Verbund aus erstem und zweitem Verbund in eine Mehrzahl von Bauelementen (1) vereinzelt wird, wobei - jedem optischen Element (4) genau ein Emitter (2) zugeordnet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem - das optische Element (4) auf einem Trägerelement (12) hergestellt wird, - das Trägerelement (12) mit einer von dem optischen Element (4) abgewandten Seite auf der Vorderseite (3) des Emitters (2) aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem bei der Herstellung des optischen Elements (4) an den Reflexionsflächen (5) jeweils eine Spiegelschicht (10) angeordnet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem vor dem Anordnen des optischen Elements (4) ein dielektrischer Filter (11) gemäß Anspruch 3 an der Vorderseite (3) angeordnet wird.
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