DE19638667C2 - Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement - Google Patents

Mischfarbiges Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mischfarbiges, insbesonde­ re weißes Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine planare, weißes Licht abstrahlende Lichtquelle ist aus der JP 0 717 6794 A bekannt. Bei dieser sind seitlich an ei­ ner transparenten Platte blaues Licht emittierende Dioden an­ gebracht, die in die Platte hineinstrahlen. Die Platte ist an einer ihrer Hauptflächen mit einer fluoreszierenden Substanz beschichtet.
In der DE 38 04 293 A1 ist eine Anordnung mit einer Elektrolumi­ neszenz- oder Laserdiode beschrieben, die mit einem Element aus Kunststoff bedeckt ist. Das Element aus Kunststoff ent­ hält mindestens einen fluoreszierenden lichtwandelnden orga­ nischen Farbstoff, um die Farbe des abgestrahlten Lichts zu verändern.
In der DE-OS 20 59 909 ist ein elektrolumineszierendes Bauteil mit einem infrarote Strahlung aussendenden Halbleiterelement bekannt, dessen Strahlung teilweise in sichtbares Licht umge­ wandelt wird. Dazu ist das Halbleiterelement völlig von einer Kapsel umschlossen, in die gleichmäßig verteilt ein Phosphor eingebettet ist, der bei Anregung mit infraroter Strahlung sichtbares Licht aussendet.
In vielen potentiellen Anwendungsgebieten für Leuchtdioden, wie zum Beispiel bei Anzeigeelementen im Kfz-Armaturenbrett, Beleuchtung in Flugzeugen und Autos und bei vollfarbtaugli­ chen LED-Displays, tritt verstärkt die Forderung nach Leucht­ diodenanordnungen auf, mit denen sich mischfarbiges Licht, insbesondere weißes Licht erzeugen läßt. Bisher läßt sich weißes "LED"-Licht im Wesentlichen nur mit sogenannten Multi- LEDs erzeugen, bei denen drei verschiedenfarbige Leuchtdioden (i. a. eine rote, eine grüne und eine blaue) oder zwei kom­ plementärfarbige Leuchtdioden (z. B. eine blaue und eine gel­ be) verwendet werden. Neben einem erhöhten Montageaufwand sind für solche Multi-LEDs auch aufwendige Ansteuerelektroni­ ken erforderlich, da die verschiedenen Diodentypen unter­ schiedliche Ansteuerspannungen benötigen. Außerdem wird die Langzeitstabilität hinsichtlich Wellenlänge und Intensistät durch unterschiedliche Alterungserscheinungen der verschiede­ nen Leuchtdioden und auch aufgrund der unterschiedlichen An­ steuerspannungen und den daraus resultierdenden unterschied­ lichen Betriebsströmen beeinträchtigt. Ein zusätzlicher Nach­ teil der Multi-LEDs besteht darin, daß die Bauteilminiaturi­ sierung stark begrenzt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art zu entwic­ keln, mit dem auf technisch einfache Weise, mit einem mög­ lichst geringen Bauteileaufwand, mischfarbiges Licht, insbe­ sondere weißes Licht erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement nach An­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 15. Die Unteransprü­ che 16 bis 18 geben bevorzugte Verwendungsmöglichkeiten des erfingungsgemäßen Halbleiterbauelements an.
Erfindungsgemäß ist ein Strahlung aussendender Halbleiter­ körper, mit mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten mit dem Halbleiterkörper elektrisch leitend verbunde­ nen elektrischen Anschluß vorgesehen, dem ein Lumineszenzkon­ versionselement zugeordnet ist. Der Halbleiterkörper weist eine Schichtenfolge auf, die eine elektromagnetische Strah­ lung mit Wellenlängen λ ≦ 520 nm aussendet. Sie weist insbe­ sondere eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht aus Ga­ xIn1-xN oder GaxAl1-xN auf. Das Lumineszenzkonversionselement wandelt Strahlung eines ersten spektralen Teilbereiches der von dem Halbleiterkörper ausgesandten, aus einem ersten Wel­ lenlängenbereich stammenden Strahlung in Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereiches um, derart, daß das Halbleiter­ bauelement Strahlung aus mindestens einem zweiten spektralen Teilbereich des ersten Wellenlängenbereiches und Strahlung des zweiten Wellenlängenbereiches aussendet. Das Lumineszenz­ konversionselement ist dazu mit mindestens einem anorgani­ schen Leuchtstoff, der mit seltenen Erden dotierte Granate enthält, insbesondere mit einem Phosphor versehen. Das heißt zum Beispiel, daß das Lumineszenzkonversionselement einen Teil einer vom Halbleiterkörper ausgesandten Strahlung spektral selektiv absorbiert und im längerwelligen Bereich (im zweiten Wellenlängenbereich) emittiert. Idealerweise weist die von dem Halbleiterkörper ausgesandte Strahlung bei einer Wellenlänge λ ≦ 520 nm ein Intensitätsmaximum auf.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements besteht das Lumineszenzkonversionsele­ ment zumindest teilweise aus einem transparenten Epoxidharz, das mit dem anorganischen Leuchtstoff versehen ist. Vorteil­ hafterweise lassen sich nämlich anorganische Leuchtstoffe insbesondere Phosphore wie z. B. YAG:Ce (Y3Al5O12:Ce3+), auf einfache Weise in Epoxidharz einbinden. Weiterhin als Leuchtstoffe geeignet sind weitere mit Seltenen Erden dotierte Granate wie z. B. Y3Ga5O12:Ce3+, Y(Al,Ga)5O12:Ce3+ und Y(Al,Ga)5O12:Tb3+ sowie mit Seltenen Erden dotierte Erdalkali-Sulfide wie z. B. SrS:Ce3+, Na, SrS:Ce3+, Cl, SrS:CeCl3, CaS:Ce3+ und SrSe:Ce3+.
Zur Erzeugung von mischfarbigem Licht eignen sich darüberhinaus mit Seltenen Erden dotierte Thiogallate wie z. B. CaGa2S4:Ce3+ und SrGa2S4:Ce3+ sowie mit Seltenen Erden dotierte Aluminate wie z. B. YAlO3:Ce3+, YGaO3:Ce3+, Y(Al,Ga)O3:Ce3+ und mit Seltenen Er­ den dotierte Orthosilikate M2SiO5:Ce3+ (M:Sc,Y,Sc) wie z. B. Y2SiO5:Ce3+. Bei allen Yttriumverbindungen kann das Yttrium im Prinzip auch durch Scandium oder Lanthan ersetzt werden.
Ebenso kann vorteilhafterweise bei dem erfindungsgemäßen Halb­ leiterbauelement auch eine Anzahl (einer oder mehrere) von aus dem ersten Wellenlängenbereich stammenden ersten spektralen Teilbereichen in mehrere zweite Wellenlängenbereiche umgewan­ delt werden. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, viel­ fältige Farbmischungen und Farbtemperaturen zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement hat den besonderen Vorteil, daß das über Lumineszenkonversion erzeugte Wellenlän­ genspektrum und damit die Farbe des abgestrahlten Lichtes nicht von der Höhe der Betriebsstromstärke durch den Halbleiterkörper abhängt. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn die Umgebungstemperatur des Halbleiterbauelementes und damit bekanntermaßen auch die Betriebsstromstärke stark schwankt. Be­ sonders Leuchtdioden mit einem Halbleiterkörper auf der Basis von GaN sind diesbezüglich sehr empfindlich.
Außerdem benötigt das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement im Gegensatz zu den eingangs genannten Multi-LEDs nur eine einzige Ansteuerspannung und damit auch nur eine einzige Ansteuerschal­ tungsanordnung, wodurch der Bauteileaufwand sehr gering gehal­ ten werden kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Lumineszenzkonversionselement über oder auf dem Halb­ leiterkörper eine teiltransparente, d. h. eine für die von dem Strahlung aussendenden Halbleiterkörper ausgesandte Strahlung teilweise transparente Lumineszenzkonversionsschicht vorgese­ hen. Um eine einheitliche Farbe des abgestrahlten Lichtes si­ cherzustellen, ist vorteilhafterweise die Lumineszenzkonversi­ onsschicht derart ausgebildet, daß sie durchweg eine konstante Dicke aufweist. Ein besonderer Vorteil eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements gemäß dieser Weiterbildung besteht darin, daß auf einfache Weise eine hohe Reproduzierbarkeit erzielt werden kann, was für eine effiziente Massenfertigung von we­ sentlicher Bedeutung ist. Als Lumineszenzkonversionsschicht kann beispielsweise eine mit anorganischem Leuchtstoff versetz­ te Lack- oder Kunstharzschicht vorgesehen sein.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes weist als Lumineszenzkonversionselement eine teiltransparente Lumineszenzkonversionsumhüllung auf, die zumindest einen Teil des Halbleiterkörpers (und evtl. Teilbe­ reiche der elektrischen Anschlüsse) umschließt und gleichzeitig als Bauteilumhüllung (Gehäuse) genutzt sein kann. Der Vorteil eines Halbleiterbauelements gemäß dieser Ausführungsform be­ steht im wesentlichen darin, daß zu seiner Herstellung konven­ tionelle, für die Herstellung von herkömmlichen Leuchtdioden (z. B. Radial-Leuchdioden) eingesetzte Produktionslinien ge­ nutzt werden können. Für die Bauteilumhüllung ist anstelle des bei herkömmlichen Leuchtdioden dafür verwendeten transparenten Kunststoffes das Material der Lumineszenzkonversionsumhüllung verwendet.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halb­ leiterbauelements und der beiden oben genannten bevorzugten Ausführungsformen besteht die Lumineszenzkonversionsschicht bzw. die Lumineszenzkonversionsumhüllung aus einem transparen­ ten Material (z. B. Kunststoff (wie Epoxidharz)), das mit min­ destens einem anorganischen Farbstoff versehen ist (Beispiele für geeignete Kunststoffe finden sich weiter unten). Auf diese Weise lassen sich Lumineszenzkonversionselemente besonders ko­ stengünstig herstellen. Die dazu notwendigen Verfahrensschritte sind nämlich ohne großen Aufwand in herkömmliche Produktionsli­ nien für Leuchtdioden integrierbar.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bzw. der o. g. Ausführungsformen ist vorgesehen, daß der oder die zweiten Wellenlängenbereiche zumindest teilweise größere Wellenlängen aufweisen als der erste Wellenlängenbereich.
Insbesondere ist vorgesehen, daß ein zweiter spektraler Teilbe­ reich des ersten Wellenlängenbereiches und ein zweiter Wellen­ längenbereich zueinander komplementär sind. Auf diese Weise kann aus einer einzigen farbigen Lichtquelle, insbesondere ei­ ner Leuchtdiode mit einem einzigen blaues oder grünes Licht ab­ strahlenden Halbleiterkörper, mischfarbiges, insbesondere wei­ ßes Licht erzeugt werden. Um z. B. mit einem blaues Licht aus­ sendenden Halbleiterkörper weißes Licht zu erzeugen, wird ein Teil des von dem Halbleiterkörper ausgesandten Spektralberei­ ches in einen gelben Spektralbereich konvertiert. Die Farbtem­ peratur des weißen Lichtes kann dabei durch geeignete Wahl des anorganischen Leuchtstoffes und geeignete Gestaltung des Lumi­ neszenzkonversionselements (z. B. hinsichtlich Schichtdicke und Leuchtstoffkonzentration), variiert werden. Darüberhinaus bie­ ten diese Anordnungen vorteilhafterweise auch die Möglichkeit, Leuchtstoffmischungen einzusetzen, wodurch sich vorteilhafter­ weise der gewünschte Farbton sehr genau einstellen läßt.
Ebenso können Lumineszenzkonversionselemente inhomogen ausge­ staltet sein, z. B. mittels einer inhomogenen Leuchtstoffver­ teilung. Unterschiedliche Weglängen des Lichtes durch das Lumi­ neszenzkonversionselement können dadurch vorteilhafterweise kompensiert werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Halbleiterbauelements weist das Lumineszenzkonversion­ selement oder ein anderer Bestandteil einer Bauteilumhüllung zur Farbanpassung einen oder mehrere Farbstoffe auf, die keine Wellenlängenkonversion bewirken. Hierzu können die für die Her­ stellung von herkömmlichen Leuchtdioden verwendeten Farbstoffe wie z. B. Azo-, Anthrachinon- oder Perinon-Farbstoffe wie her­ kömmlich eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements ist zumindest ein Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers von einer ersten, z. B. aus einem Kunststoff bestehenden transparenten Umhüllung umgeben, auf der die Lumi­ neszenzkonversionsschicht aufgebracht ist. Dadurch wird die Strahlungsdichte im Lumineszenzkonversionselement und somit dessen Strahlungsbelastung verringert, was sich je nach verwen­ deten Materialien positiv auf die Lebensdauer des Lumineszenz­ konversionselementes auswirkt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung so­ wie der oben genannten Ausführungsformen ist ein Halbleiterkör­ per, z. B. eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode verwendet, bei dem das ausgesandte Strahlungsspektrum bei einer Wellenlänge zwischen 420 nm und 460 nm, insbesondere bei 430 nm (z. B. Halb­ leiterkörper auf der Basis von GaxAl1-xN) oder 450 nm (z. B. Halbleiterkörper auf der Basis von GaxIn1-x) ein Intenistätsma­ ximum aufweist. Mit einem derartigen erfindungsgemäßen Halbleiterbauele­ ment lassen sich vorteilhafterweise nahezu sämtliche Farben und Mischfarben der C. I. E.-Farbtafel erzeugen.
Bei der Er­ findung und deren Ausführungsformen ist die Lumineszenzkonver­ sionsumhüllung bzw. die Lumineszenzkonversionsschicht aus einem Lack oder aus einem Kunststoff, wie beispielsweise die für die Umhüllung optoelektronischer Bauelemente eingesetzten Silikon-, Thermoplast- oder Duroplastmaterialien (Epoxid- u. Acrylathar­ ze) hergestellt. Desweiteren können z. B. aus Thermoplastmate­ rialien gefertigte Abdeckelemente als Lumineszenzkonversions­ schicht eingesetzt sein. Sämtliche obengenannten Materialien lassen sich auf einfache Weise mit einem oder mehreren anorga­ nischen Leuchtstoffen versetzen.
Besonders einfach läßt sich ein erfindungsgemäßes Halbleiter­ bauelement vorteilhafterweise dann realisieren, wenn der Halb­ leiterkörper gemäß einer bevorzugten Weiterbildung in einer Ausnehmung eines gegebenenfalls vorgefertigten Gehäuses ange­ ordnet ist und die Ausnehmung mit einem die Lumineszenzkonver­ sionsschicht aufweisenden Abdeckelement versehen ist. Ein der­ artiges Halbleiterbauelement läßt sich in großer Stückzahl in herkömmlichen Produktionslinien herstellen. Hierzu muß ledig­ lich nach der Montage des Halbleiterkörpers in das Gehäuse, das Abdeckelement, beispielsweise eine Lack- oder Gießharzschicht oder eine vorgefertigte Abdeckplatte aus Thermoplastmaterial, auf das Gehäuse aufgebracht werden. Optional kann die Ausneh­ mung des Gehäuses mit einem transparenten Material, beispiels­ weise einem transparenten Kunststoff, gefüllt sein, das z. B. die Wellenlänge des von dem Halbleiterkörper ausgesandten Lich­ tes nicht verändert oder aber, falls gewünscht, bereits lumi­ neszenzkonvertierend ausgebildet sein kann. Im letztgenannten Fall kann das Abdeckelement auch weggelassen sein.
Vorteilhafte Materialien zur Herstellung der o. g. Lumines­ zenzkonversionsschicht bzw. Lumineszenzkonversionsümhüllung sind z. B. Polymethylmetacrylat (PMMA) oder Epoxidharz dem ein oder mehrere anorganische Leuchtstoffe zugesetzt sind.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Halbleiterbauelements bestehen zumindest alle licht­ durchstrahlten Komponenten der Umhüllung, d. h. auch die Lumi­ neszenzkonversionsumhüllung bzw. -schicht aus rein anorgani­ schen Materialien. Das Lumineszenzkonversionselement besteht somit aus einem anorganischen Leuchtstoff, der in einem tempe­ raturstabilen, transparenten oder teiltransparenten anorgani­ schen Material eingebettet ist.
Um die Durchmischung der von dem Halbleiterkörper ausgesandten Strahlung des ersten Wellenlängenbereiches mit der lumineszenz­ konvertierten Strahlung des zweiten Wellenlängebereiches und damit die Farbkonstanz des abstrahlten Lichtes zu verbessern, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements der Lumineszenzumhüllung bzw. der Lumi­ neszenzkonversionsschicht und/oder einer anderen Komponente der Bauteilumhüllung zusätzlich ein im Blauen lumineszierender Farbstoff hinzugefügt, der eine sogenannte Richtcharakteristik der von dem Halbleiterkörper abgestrahlten Strahlung ab­ schwächt. Unter Richtcharakteristik ist zu verstehen, daß die von dem Halbleiterkörper ausgesandte Strahlung eine bevorzugte Abstrahlrichtung aufweist.
Beim erfindungsge­ mäßen Halbleiterbauelement ist zu diesem Zweck ein pulverför­ miger anorganischer Leuchtstoff verwendet, der sich in dem ihn umhüllenden Stoff (Matrix) nicht löst. Außerdem weisen der an­ organische Leuchtstoff und der ihn umhüllende Stoff voneinander verschiedene Brechungsindizes auf. Dies führt vorteilhafterwei­ se dazu, daß abhängig von der Korngröße des Leuchtstoffes, ein Anteil des nicht vom Leuchtstoff absorbierten Lichtes gestreut wird. Dadurch ist die Richtcharakteristik der von dem Halblei­ terkörper abgestrahlten Strahlung effizient geschwächt, so daß die nicht absorbierte Strahlung und die lumineszenzkonvertierte Strahlung homogen gemischt werden, was zu einem räumlich homo­ genen Farbeindruck führt. Das ist z. B. der Fall, wenn YAG:Ce mit einer Korngröße von 4 µm-13 µm in Epoxidharz eingebettet ist.
Ein weißes Licht abstrahlendes erfindungsgemäßes Halbleiterbau­ element läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß einem zur Herstellung der Lumineszenzkonversionsumhüllung oder - schicht verwendeten Epoxidharz der anorganische Leuchtstoff Y3Al5O12:Ce3+ beigemischt wird. Ein Teil einer von dem Halblei­ terkörper ausgesandten blauen Strahlung wird von dem anorgani­ schen Leuchtstoff Y3Al5O12:Ce3+ in den gelben Spektralbereich und somit in einen komplementären Wellenlängenbereich verschoben. Der Farbton (Farbort in der CIE-Farbtafel) des weißen Lichts kann dabei durch geeignete Wahl der Farbstoffmischung und - konzentration variiert werden.
Der anorganische Leuchtstoff YAG:Ce hat unter anderem den be­ sonderen Vorteil, daß es sich hierbei um nicht lösliche Farb­ pigmente (Teilchengröße z. B. 10 µm) mit einem Brechungsindex von ca. 1,84 handelt. Dadurch tritt neben der Wellenlängenkonversi­ on noch ein Streueffekt auf, der zu einer guten Vermischung von blauer Diodenstrahlung und gelber Konverterstrahlung führt.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungs­ gemäßen Halbleiterbauelements bzw. der oben angegebenen vor­ teilhaften Ausführungsformen sind dem Lumineszenzkonversionse­ lement oder einer anderen strahlungsdurchlässigen Komponente der Bauteilumhüllung zusätzlich lichtstreuende Partikel, soge­ nannte Diffusoren zugesetzt. Hierdurch läßt sich vorteilhafter­ weise der Farbeindruck und die Abstrahlcharakteristik des Halb­ leiterbauelements weiter optimieren.
Von besonderem Vorteil ist, daß die Leuchteffizienz von weiß­ leuchtenden erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementen bzw. deren o. g. Ausführungsformen mit einem im wesentlichen auf der Basis von GaN hergestellten blau leuchtenden Halbleiterkörper gegen­ über der Leuchteffizienz einer Glühbirne erheblich erhöht ist. Der Grund dafür besteht darin, daß zum einen die externe Quan­ tenausbeute derartiger Halbleiterkörper bei einigen Prozent liegt und andererseits die Lumineszenzausbeute von anorgani­ schen Leuchtstoffen oft bei über 90% angesiedelt ist. Darüber­ hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement im Vergleich zur Glühbirne durch eine extrem lange Lebensdauer, größere Robustheit und eine kleinere Betriebsspannung aus.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die für das menschliche Auge wahrnehmbare Helligkeit des erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ elements gegenüber einem ohne Lumineszenzkonversionselement ausgestatteten, aber sonst identischen Halbleiterbauelement deutlich erhöht werden kann, da die Augenempfindlichkeit zu hö­ herer Wellenlänge hin zunimmt. Es kann darüberhinaus auch ul­ traviolettes Licht in sichtbares Licht umgewandelt werden.
Das hier vorgestellte Konzept der Lumineszenzkonversion mit blauem Licht eines Halbleiterkörpers läßt sich vorteilhafter­ weise auch auf mehrstufige Lumineszenzkonversionselemente er­ weitern, nach dem Schema ultraviolett → blau → grün → gelb → rot. Hierbei werden mehrere unterschiedlich spektral selektiv emittierende Lumineszenzkonversionselemente relativ zum Halb­ leiterkörper hintereinander angeordnet.
Ebenso können vorteilhafterweise mehrere unterschiedlich spek­ tral selektiv emittierende anorganische Leuchtstoffe gemeinsam in einen transparenten Kunststoff eines Lumineszenzkonversion­ selements eingebettet sein. Hierdurch ist ein sehr breites Far­ benspektrum erzeugbar.
Besonders vorteilhaft können erfindungsgemäße Halbleiterbauele­ mente gemäß der vorliegenden Erfindung z. B. in vollfarbtaugli­ chen LED-Anzeigevorrichtungen (Displays) oder zu Beleuchtungs­ zwecken in Flugzeugen, Kraftfahrzeugen usw. eingesetzt werden.
Ein besonderer Vorteil von erfindungsgemäßen weißes Licht ab­ strahlenden Halbleiterbauelementen auf der Basis Ce-dotierter Phosphore, insbesondere Ce-dotierter Granate wie z. B. YAG:Ce als Leuchtstoff, besteht darin, daß diese Leuchtstoffe bei An­ regung mit blauem Licht eine spektrale Verschiebung von ca. 100 nm zwischen Absorption und Emission bewirken. Dies führt zu ei­ ner wesentlichen Reduktion der Reabsorption des vom Leuchtstoff emittierten Lichtes und damit zu einer höheren Lichtausbeute. Außerdem besitzen derartige anorganische Leuchtstoffe vorteil­ hafterweise im allgemeinen eine hohe thermische und photochemi­ sche (z. B. UV-) Stabilität (wesentlich höher als organische Leuchtstoffe), so daß auch Weiß leuchtende Dioden für Außenan­ wendung und/oder hohe Temperaturbereiche herstellbar sind.
Besonders vorteilhaft lassen sich erfindungsgemäße Halbleiter­ bauelemente insbesondere aufgrund ihrer geringen Leistungsauf­ nahme in vollfarbtauglichen LED-Displays, zur Beleuchtung von Kfz-Innenräumen oder von Flugzeugkabinen sowie zur Beleuchtung von Anzeigevorrichtungen wie Kfz-Armaturen oder Flüssigkri­ stallanzeigen verwenden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von neun Aus­ führungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 12. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein erstes Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch ein drittes Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäße Halbleiterbauelementes;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines vierten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines fünften Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes;
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines sechsten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Emissionsspektrums eines blaues Licht abstrahlenden Halbleiterkörpers mit einer Schichtenfolge auf der Basis von GaN;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Emissionsspektren von erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementen, die weißes Licht ab­ strahlen;
Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Halb­ leiterkörper, der blaues Licht aussendet;
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines siebten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes;
Fig. 11 eine schematische Schnittansicht eines achten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes und
Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines neunten Ausfüh­ rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes.
In den verschiedenen Figuren sind jeweils gleiche oder gleich­ wirkende Teile immer mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Licht aussendenden Halbleiter­ bauelement weist ein Halbleiterkörper 1, z. B. eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode, einen Rückseitenkontakt 11, einen Vorder­ seitenkontakt 12 und eine sich aus einer Anzahl von unter­ schiedlichen Schichten zusammensetzende Schichtenfolge 7 auf, die mindestens eine eine Strahlung (z. B. ultraviolette, blaue oder grüne Strahlung) aussendende aktive Zone besitzt.
Ein Beispiel für eine geeignete Schichtenfolge 7 für dieses und für sämtliche im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele ist in Fig. 9 gezeigt. Hierbei ist auf einem Substrat 18, das z. B. aus SiC besteht, eine Schichtenfolge aus einer AlN- oder GaN-Schicht 19, einer n-leitenden GaN-Schicht 20, einer n- leitenden GaxAl1-xN- oder GaxIn1-xN-Schicht 21, einer weiteren n- leitenden GaN- oder GaxIn1-xN-Schicht 22, einer p-leitenden GaxAl1-xN- oder GaxIn1-xN-Schicht 23 und einer p-leitenden GaN- Schicht 24 aufgebracht. Auf einer Hauptfläche 25 der p- leitenden GaN-Schicht 24 und einer Hauptfläche 26 des Substrats 18 ist jeweils eine Kontaktmetallisierung 27, 28 aufgebracht, die aus einem herkömmlich in der Halbleitertechnik für elektri­ sche Kontakte verwendeten Werkstoff besteht.
Es kann jedoch auch jeder andere dem Fachmann für das erfin­ dungsgemäße Halbleiterbauelement als geeignet erscheinende Halbleiterkörper verwendet werden. Dies gilt ebenso für sämtli­ che nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist der Halbleiterkörper 1 mittels eines elektrisch leitenden Verbindungsmittels, z. B. eines metallischen Lotes oder eines Klebstoffes, mit seinem Rückseiten­ kontakt 11 auf einem ersten elektrischen Anschluß 2 befestigt. Der Vorderseitenkontakt 12 ist mittels eines Bonddrahtes 14 mit einem zweiten elektrischen Anschluß 3 verbunden.
Der Halbleiterkörper 1 und Teilbereiche der elektrischen An­ schlüsse 2 und 3 sind unmittelbar von einer Lumineszenzkonver­ sionsumhüllung 5 umschlossen. Diese besteht beispielsweise aus einem für transparente Leuchtdiodenumhüllungen verwendbaren transparenten Kunststoff (z. B. Epoxidharz oder Polymethylme­ taacrylat) dem ein anorganischer Leuchtstoff 6, z. B. Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce) für ein weißes Licht abstrahlendes Halbleiterbauelement, beige­ mischt ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelements unterscheidet sich von dem der Fig. 1 dadurch, daß der Halbleiterkörper 1 und Teilberei­ che der elektrischen Anschlüsse 2 und 3 anstatt von einer Lumi­ neszenzkonversionsumhüllung von einer transparenten Umhüllung 15 umschlossen sind. Diese transparente Umhüllung 15 bewirkt keine Wellenlängenänderung einer von dem Halbleiterkörper 1 ausgesandten Strahlung und besteht beispielsweise aus einem in der Leuchtdiodentechnik herkömmlich verwendeten Epoxid-, Sili­ kon- oder Acrylatharz oder aus einem anderen geeigneten strah­ lungsdurchlässigen Material wie z. B. anorganisches Glas.
Auf diese transparente Umhüllung 15 ist eine Lumineszenzkonver­ sionsschicht 4 aufgebracht, die, wie in der Fig. 2 darge­ stellt, die gesamte Oberfläche der Umhüllung 15 bedeckt. Ebenso denkbar ist, daß die Lumineszenzkonversionsschicht 4 nur einen Teilbereich dieser Oberfläche bedeckt. Die Lumineszenzkonversi­ onsschicht 4 besteht beispielsweise wiederum aus einem transpa­ renten Kunststoff (z. B. Epoxidharz, Lack oder Polymethylme­ taacrylat), der mit einem anorganischen Leuchtstoff 6 versetzt ist. Auch hier eig­ net sich als Leuchtstoff für ein weiß leuchtendes Halbleiter­ bauelement z. B. YAG:Ce.
Dieses Ausführungsbeispiel hat den besonderen Vorteil, daß für die gesamte von dem Halbleiterkörper ausgesandte Strahlung die Weglänge durch das Lumineszenzkonverionselement näherungsweise gleich groß ist. Dies spielt insbesondere dann eine bedeutende Rolle, wenn, wie oftmals der Fall, der genaue Farbton des von dem Halbleiterbauelement abgestrahlten Lichtes von dieser Weglänge abhängt.
Zur besseren Auskopplung des Lichtes aus der Lumineszenzkonver­ sionsschicht 4 von Fig. 2 kann auf einer Seitenfläche des Bau­ elements eine linsenförmige Abdeckung 29 (gestrichelt einge­ zeichnet) vorgesehen sein, die eine Totalreflexion der Strah­ lung innerhalb der Lumineszenzkonversionsschicht 4 reduziert. Diese linsenförmige Abdeckung 29 kann aus transparentem Kunst­ stoff oder Glas bestehen und auf die Lumineszenzkonversions­ schicht 4 beispielsweise aufgeklebt oder direkt als Bestandteil der Lumineszenzkonversionsschicht 4 ausgebildet sein.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite elektrische Anschluß 2, 3 in ein lichtun­ durchlässiges evtl. vorgefertigtes Grundgehäuse 8 mit einer Ausnehmung 9 eingebettet. Unter "vorgefertigt" ist zu verste­ hen, daß das Grundgehäuse 8 bereits an den Anschlüssen 2, 3 bei­ spielsweise mittels Spritzguß fertig ausgebildet ist, bevor der Halbleiterkörper auf den ersten Anschluß 2 montiert wird. Das Grundgehäuse 8 besteht beispielsweise aus einem lichtundurch­ lässigen Kunststoff und die Ausnehmung 9 ist als Reflektor 17 (ggf. durch geeignete Beschichtung der Innenwände der Ausneh­ mung 9) ausgebildet. Solche Grundgehäuse 8 werden seit langem insbesondere bei oberflächenmontierbaren Leuchtdioden (SMD- TOPLEDs) verwendet und werden daher an dieser Stelle nicht mehr näher erläutert. Sie werden vor der Montage der Halbleiterkör­ per auf ein die elektrischen Anschlüsse 2, 3 aufweisendes Lei­ terband (Leadframe) aufgebracht.
Die Ausnehmung 9 ist von einer Lumineszenzkonversionsschicht 4, beispielsweise einer separat hergestellten und auf dem Grundge­ häuse 8 befestigten Abdeckplatte 17 aus Kunststoff, abgedeckt. Als geeignete Materialien für die Lumineszenzkonversionsschicht 4 kommen wiederum die weiter oben im allgemeinen Teil der Be­ schreibung genannten Kunststoffe Verbindung mit den dort genannten anorganischen Leuchtstoffen in Frage. Die Ausnehmung 9 kann sowohl mit einem transparenten Kunststoff, mit einem anorganischen Glas oder mit Gas gefüllt als auch mit einem Vakuum versehen sein.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann auch hier zur besseren Auskopplung des Lichtes aus der Lumineszenzkonversi­ onsschicht 4 auf dieser eine linsenförmige Abdeckung 29 (gestrichelt eingezeichnet) vorgesehen sein, die eine Totalre­ flexion der Strahlung innerhalb der Lumineszenzkonversions­ schicht 4 reduziert. Diese Abdeckung 29 kann wiederum aus transparentem Kunststoff oder aus anorganischem Glas bestehen und auf die Lumineszenzkonversionsschicht 4 beispielsweise auf­ geklebt oder zusammen mit der Lumineszenzkonversionsschicht 4 einstückig ausgebildet sein.
Ebenso ist es möglich, daß die Ausnehmung, wie in Fig. 10 gezeigt, mit einem mit einem anorganischen Leuchtstoff 6 verse­ henen Kunststoff d. h. mit einer Lumineszenzumhül­ lung 5 gefüllt ist, die das Lumineszenzkonversionselement bil­ det. Eine Abdeckplatte und/oder eine linsenförmige Abdeckung kann dann auch weggelassen sein. Weiterhin ist optional, wie in Fig. 11 dargestellt, der erste elektrische Anschluß 2 z. B. durch Prägen im Bereich des Halbleiterkörpers 1 als Reflektor­ wanne 34 ausgebildet, die mit einer Lumineszenzkonversionsum­ hüllung 5 gefüllt ist.
In Fig. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine sogenannte Radialdiode dargestellt. Hierbei ist der Halbleiterkörper 1 in einem als Reflektor ausgebildeten Teil 16 des ersten elektri­ schen Anschlußes 2 beispielsweise mittels Löten oder Kleben be­ festigt. Auch derartige Gehäusebauformen sind aus der Leuchtdi­ odentechnik wohlbekannt und bedürfen von daher keiner näheren Erläuterung.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist der Halbleiterkör­ per 1 von einer transparenten Umhüllung 15 umgeben, die wie beim zweitgenannten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) keine Wellen­ längenänderung der von dem Halbleiterkörper 1 ausgesandten Strahlung bewirkt und beispielsweise aus einem herkömmlich in der Leuchtdiodentechnik verwendeten transparenten Epoxidharz oder aus einem anorganischen Glas bestehen kann.
Auf dieser transparenten Umhüllung 15 ist eine Lumineszenzkon­ versionsschicht 4 aufgebracht. Als Material hierfür kommen bei­ spielsweise wiederum die im Zusammenhang mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen angeführten Kunststoffe in Verbindung mit den oben genannte Leuchtstoffen in Frage.
Der gesamte Aufbau, bestehend aus Halbleiterkörper 1, Teilbe­ reichen der elektrischen Anschlüsse 2, 3, transparenter Umhüllung 15 und Lumineszenzkonversionsschicht 4, ist von einer weiteren transparenten Umhüllung 10 umschlossen, die keine Wellenlänge­ nänderung der durch die Lumineszenzkonversionsschicht 4 hin­ durchgetretenen Strahlung bewirkt. Sie besteht beispielsweise wiederum aus einem herkömmlich in der Leuchtdiodentechnik ver­ wendeten transparenten Epoxidharz oder aus Glas.
Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem von Fig. 4 insbesondere dadurch, daß die freien Ober­ flächen des Halbleiterkörpers 1 unmittelbar von einer Lumines­ zenzkonversionsumhüllung 5 bedeckt sind, die wiederum von einer weiteren transparenten Umhüllung 10 umgeben ist. In Fig. 5 ist weiterhin beispielhaft ein Halbleiterkörper 1 dargestellt, bei dem anstelle des Rückseitenkontaktes 11 ein weiterer Kontakt auf der Halbleiterschichtenfolge 7 angebracht ist, der mittels eines zweiten Bonddrahtes 14 mit dem zugehörigen elektrischen Anschluß 2 oder 3 verbunden ist. Selbstverständlich sind derar­ tige Halbleiterkörper 1 auch bei allen anderen hierin beschrie­ benen Ausführungsbeispielen einsetzbar. Umgekehrt ist natürlich auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ein Halbleiterkör­ per 1 gemäß den vorgenannten Ausführungsbeispielen verwendbar.
Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, daß selbstverständlich auch bei der Bauform nach Fig. 5 analog zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine einstückige Lumines­ zenzkonversionsumhüllung 5, die dann an die Stelle der Kombina­ tion aus Lumineszenzkonversionsumhüllung 5 und weiterer trans­ parenter Umhüllung 10 tritt, verwendet sein kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 ist eine Lumineszenz­ konversionsschicht 4 (mögliche Materialien wie oben angegeben) direkt auf den Halbleiterkörper 1 aufgebracht. Dieser und Teil­ bereiche der elektrischen Anschlüsse 2, 3 sind von einer weite­ ren transparenten Umhüllung 10 umschlossen, die keine Wellen­ längenänderung der durch die Lumineszenzkonversionsschicht 4 hindurchgetretenen Strahlung bewirkt und beispielsweise aus ei­ nem in der Leuchtdiodentechnik verwendbaren transparenten Epoxidharz oder aus Glas gefertigt ist.
Solche, mit einer Lumineszenzkonversionsschicht 4 versehenen Halbleiterkörper 1 ohne Umhüllung können natürlich vorteilhaf­ terweise in sämtlichen aus der Leuchtdiodentechnik bekannten Gehäusebauformen (z. B. SMD-Gehäuse, Radial-Gehäuse (man ver­ gleiche Fig. 5)) verwendet sein.
Bei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Halbleiterbauelements ist auf dem Halbleiter­ körper 1 ein transparentes Wannenteil 35 angeordnet, das über dem Halbleiterkörper 1 eine Wanne 36 aufweist. Das Wannenteil 35 besteht beispielsweise aus transparentem Epoxidharz oder aus anorganischem Glas und ist z. B. mittels Umspritzen der elek­ trischen Anschlüsse 2, 3 einschließlich Halbleiterkörper 1 ge­ fertigt. In dieser Wanne 36 ist eine Lumineszenzkonversions­ schicht 4 angeordnet, die z. B. wiederum aus Epoxidharz gefertigt ist, in das Partikel 37, bestehend aus einem der o. g. anorganischen Leuchtstoffe, eingebunden sind. Bei dieser Bauform wird vorteilhafterweise auf sehr ein­ fache Weise sichergestellt, daß sich der Leuchtstoff während der Herstellung des Halbleiterbauelements an nicht vorgesehenen Stellen, z. B. neben dem Halbleiterkörper, ansammelt. Das Wan­ nenteil 35 kann selbstverständlicherweise auch separat herge­ stellt und anderweitig, z. B. an einem Gehäuseteil, über dem Halbleiterkörper 1 befestigt sein.
Bei sämtlichen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann zur Optimierung des Farbeindrucks des abgestrahlten Lichts so­ wie zur Anpassung der Abstrahlcharakteristik das Lumineszenz­ konversionselement (Lumineszenzkonversionsumhüllung 5 oder Lu­ mineszenzkonversionsschicht 4), ggf. die transparente Umhüllung 15, und/oder ggf. die weitere transparente Umhüllung 10 lichtstreuende Partikel, sogenannte Diffusoren aufweisen. Bei­ spiele für derartige Diffusoren sind mineralische Füllstoffe, insbesondere CaF2, TiO2, SiO2, CaCO3 oder BaSO4 oder auch orga­ nische Pigmente. Diese Materialien können auf einfache Weise den o. g. Umhüllungs- bzw. Schichtmaterialien zugesetzt werden.
In den Fig. 7 und 8 sind Emissionsspektren eines blaues Licht abstrahlenden Halbleiterkörpers (Fig. 7) (Lumineszenz­ maximum bei λ ~ 430 nm) bzw. von weiß leuchtenden erfindungsge­ mäßen Halbleiterbauelementen (Fig. 8) gezeigt, die mittels sol­ cher Halbleiterkörper hergestellt sind. An der Abszisse ist die Wellenänge λ in nm und an der Ordinate ist eine relative Inten­ sität der ausgesandten Strahlung aufgetragen.
Von der vom Halbeiterkörper ausgesandten Strahlung nach Fig. 7 wird nur ein Teil in einen längerwelligen Wellenlängenbereich konvertiert, so daß als Mischfarbe weißes Licht entsteht. Die verschiedenartig gestrichelten Linien 30 bis 33 von Fig. 8 stellen Emissionsspektren von erfindungsgemäßen Halbleiterbau­ elementen in Form von Radialdioden dar, bei denen das Lumines­ zenzkonversionselement, in diesem Fall eine Lumineszenzkonver­ sionsumhüllung aus Epoxidharz, unterschiedliche YAG:Ce- Konzentrationen aufweist. Jedes Emissionsspektrum weist zwi­ schen λ = 420 nm und λ = 430 nm, also im blauen Spektralbe­ reich, und zwischen λ = 520 nm und λ = 545 nm, also im grünen Spektralbereich, jeweils ein Intensitätsmaximum auf, wobei die Emissionsbanden mit dem längerwelligen Intensitätsmaximum zu einem großen Teil im gelben Spektralbereich liegen. Das Dia­ gramm von Fig. 8 verdeutlicht, daß bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement auf einfache Weise durch Veränderung der Leuchtstoffkonzentration im Epoxidharz der CIE-Farbort des wei­ ßen Lichtes verändert werden kann.
Weiterhin ist es möglich, anorganische Leuchtstoffe auf Basis von Ce-dotierten Granaten, Thiogallaten, Erdalkali-Sulfiden und Aluminaten direkt auf den Halbleiterkörper aufzubringen, ohne sie in Epoxidharz oder Glas zu dispergieren.
Ein weiterer besonderer Vorteil der oben genannten anorgani­ schen Leuchtstoffe ergibt sich daraus, daß die Leuchtstoffkon­ zentration z. B. im Epoxidharz nicht wie bei organischen Farb­ stoffen durch die Löslichkeit begrenzt wird. Dadurch sind keine großen Dicken von Lumineszenzkonversionselementen nötig.

Claims (18)

1. Optisches Bauelement mit
  • - einem eine elektromagnetische Strahlung eines ersten Wel­ lenlängenbereichs mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wel­ lenlänge λ ≦ 520 nm aussendenden Halbleiterkörper (1), und
  • - einem Lumineszenzkonversionselement (4, 5), das einen lumi­ neszierenden Leuchtstoff (6) enthält, der einen Teil der vom Halbleiterkörper (1) ausgesandten Strahlung absorbiert und Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß der lumineszierende Leuchtstoff (6) mit seltenen Erden dotierte Granate mit Korn­ größen von 4 µm-13 µm enthält und in Vergußharz eingebettet ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lumineszenzkonversionselement YAG:Ce enthält.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Wellenlängenbereich zu­ mindest teilweise größere Wellenlängen λ aufweist als der er­ ste Wellenlängenbereich.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) blaues Licht emittiert.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment eine über oder auf dem Halbleiterkörper (1) angeordnete Lumineszenzkonversionsschicht (4) aufweist.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lumineszenzkonversionsele­ ment eine Lumineszenzkonversionsumhüllung (5) vorgesehen ist, die zumindest einen Teil des Halbleiterkörpers (1) und Teil­ bereiche elektrischer Anschlüsse (2, 3) des Halbleiterkörpers (1) unmittelbar umschließt.
7. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest ein Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) von einer transparenten Umhüllung (15) umgeben ist und daß auf der transparenten Umhüllung (15) die Lumineszenzkonversionsschicht (4) aufgebracht ist.
8. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest auf einem Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) die Lumineszenzkonversionsschicht (4) aufgebracht ist.
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) in ei­ ner Ausnehmung (9) eines Grundgehäuses (8) angeordnet ist und bei dem die Ausnehmung (9) mit einer das Lumineszenzkonver­ sionselement (4) aufweisenden Abdeckschicht (17) abgedeckt ist.
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) in ei­ ner Ausnehmung eines Grundgehäuses (8) angeordnet ist und bei dem die Ausnehmung zumindest teilweise mit dem Lumi­ neszenzkonversionselement (5) gefüllt ist.
11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment (4, 5) mehrere Schichten mit unterschiedlichen Wellenlän­ genkonversionseigenschaften aufweist.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment (4, 5) ein Thermoplast- oder Duroplastmaterial, insbeson­ dere eine Epoxidharz-Matrix, eine Silikon-Matrix, eine Poly­ methylmetacrylat-Matrix oder Mischungen davon aufweist.
13. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment (4, 5) und/oder die transparente Umhüllung (10, 15) zu­ sätzlich lichtstreuende Partikel aufweist.
14. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment (4, 5) und/oder die transparente Umhüllung (10, 15) mit mindestens einem im Blauen lumineszierenden Lumineszenzfarb­ stoff versehen ist.
15. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lumineszenzkonversionsele­ ment einen weiteren verschiedenartigen anorganischen Leucht­ stoff enthält.
16. Verwendung einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 in einer vollfarbtauglichen LED-Anzei­ gevorrichtung.
17. Verwendung einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Beleuchtung von Flugzeug- oder Fahrzeuginnenräumen.
18. Verwendung eines Bauelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Beleuchtung von Anzeigevorrichtungen, insbesondere zur Beleuchtung von Flüssigkristallanzeigen.
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