TW201810734A - 輻射發射組件 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種輻射發射組件。此組件具有：一輻射源，其具有至少一半導體層序列以產生輻射；一配置在該輻射源之後的光導單元；以及一配置在所述光導單元之後的轉換元件以轉換輻射。輻射可由該輻射源經由一發射面發出且可入射至所述光導單元中。輻射可由所述光導單元經由一入射面入射至所述轉換元件中。該輻射源之發射面大於所述轉換元件之入射面。

Description

輻射發射組件
本發明涉及一種輻射發射組件。此組件具有至少一產生輻射的半導體層序列以及一轉換輻射的轉換元件。
本專利申請案主張德國專利申請案10 2016 109 308.4之優先權，其已揭示的內容收納於此以作為參考。
輻射發射組件可具有：半導體晶片，其具有一半導體層序列以產生輻射；以及一配置在該半導體晶片上的轉換元件。藉助於該轉換元件，可轉換該半導體層晶片之半導體層序列所產生的輻射之至少一部份。在穿越該轉換元件之後，可包括已轉換的和未轉換的輻射成份之輻射可由該轉換元件發出。
依據輻射發射組件之應用，一種需求在於：以高亮度達成輻射發射。這可藉由具有例如3A/mm2之電流密度的半導體晶片之高電流操作來達成，這預設了適用於此的半導體晶片和組件之佈置方式。依據邊界條件，高電流-配件是不適當的或不期望的。
本發明的目的是提供一種改良的輻射發射組件。
此目的藉由請求項1之輻射發射組件來達成。本發明之其它有利的實施形式描述在附屬的請求項中。
依據本發明的一樣態，提出一種輻射發射組件。此組件具有：一輻射源，其具有至少一半導體層序列以產生輻射；一配置在該輻射源之後的光導單元；以及一配置在該光導單元之後的轉換元件以轉換輻射。輻射源之輻射可經由發射面而發出且入射至光導單元中。輻射可由光導單元經由入射面而入射至該轉換元件中。輻射源之發射面大於該轉換元件之入射面。
在輻射發射組件中入射側存在著輻射源，且光導單元之發射側存在著該轉換元件。光導單元係與輻射源之發射面和該轉換元件之入射面形成光學連接。在組件操作時，由輻射源產生的主輻射經由其發射面發出且入射至光導單元中。藉助於光導單元，可使輻射繼續傳送至該轉換元件且經由其入射面而入射至轉換元件中。藉助於該轉換元件，可轉換入射的輻射之至少一部份。在穿越該轉換元件之後，可包括主輻射和二次輻射(即，未轉換的和已轉換的輻射成份)之輻射可由該轉換元件發出。
配置在輻射源和該轉換元件之間的光導單元提供了以下的可能性：以高的效率將該輻射源產生的輻射傳送至該轉換元件且導入至該轉換元件中。由於輻射 源之發射面大於該轉換元件之入射面，則來自輻射源的輻射在此過程中可集中在該轉換元件上。由於此一原因，則該轉換元件之輻射發射可以高亮度來達成。此效果可藉由該轉換元件中進行的輻射轉換且因此可藉由光學接收的中斷來促成，其中該輻射轉換時主輻射的吸收和二次輻射的再發射可在所有可能的空間方向中進行。因此，所提出之輻射發射組件的構造在未使用高電流-條件下可設定高亮度。就高亮度的達成而言，該輻射發射組件可以傳統的電流密度來操作。
以下，將詳述其它可能的細節和實施形式，其可考慮用於輻射發射組件中。
“輻射源之發射面大於該轉換元件之入射面”此種特徵涉及相關的各面之橫向尺寸。於此，不考慮像表面結構或表面粗糙度之類的表面放大之構成。
可形成該組件，使光導單元或光導單元之後側的區域在俯視圖中觀看時至少覆蓋該輻射源之整個發射面。於是，輻射源之輻射有效地經由整個發射面發出且入射至光導單元中。以相同方式，該轉換元件之入射面在俯視可中觀看時可由光導單元或光導單元之前側的區域完全覆蓋著或重疊著，使輻射可由光導單元有效地入射至該轉換元件中。
當輻射源之發射面較該轉換元件之入射面大很多時，高亮度的達成可明顯地顯示出來。在此種概念中，依據一實施形式設置成：該轉換元件之入射面和該輻射源之發射面具有最多75%之大小比例。
一可能的範例是一在50%範圍中的大小比例。以此方式，在與一轉換元件直接配置在產生輻射的、面積尺寸相一致的半導體層序列上比較下，可使亮度提高20至35%之範圍。亦可設置一小於50%之大小比例，這樣可達成較大的亮度或使亮度提高。
發出輻射的光電組件例如可應用在汽車領域中。另一應用範例是投影領域。
由至少一半導體層序列產生的主輻射可藉助於該轉換元件而部份地或基本上完全地轉換成至少一個以上的二次輻射。
主輻射例如可以是藍光輻射。部份轉換中，藍光輻射例如可部份地轉換成黃光輻射且可經由藍光和黃光輻射之重疊而由該轉換元件發出白光輻射。當該輻射發射組件例如用在汽車頭燈時可考慮此種構成。在完全轉換中，藍光輻射基本上例如可完全轉換成綠光或紅光輻射。
該轉換元件可具有一前側的發射面以發出輻射。與入射面相對向的發射面可具有一與入射面一致的大小。
該轉換元件可由至少一個以上轉換材料形成。此外，該轉換元件可以是陶瓷轉換元件。該轉換元件亦可具有：一母材(matrix material)，例如，矽樹脂材料或玻璃材料；以及埋置於母材中的粒子，其由至少一個以上轉換材料構成。其它可能的構成以下將繼續詳述。
在另一實施形式中，輻射源具有多個相鄰地 配置的半導體層序列以產生輻射。各個半導體層序列之輻射分別經由一發射面而發出且入射至光導單元中。於此，輻射源之發射面係由該些半導體層序列之各別的發射面組成。藉助於本實施形式，可促成高亮度的達成而不需高電流-條件。
該輻射源之至少一半導體層序列可由磊晶方法製成。該半導體層序列可具有一活性區，其中可產生輻射。
此外，該輻射源之至少一半導體層序列可以是發出輻射之半導體晶片(例如，發光二極體晶片(LED-晶片))的成份。此外，依據輻射發射組件之構成，光導單元可由一個或多個半導體晶片或發光二極體晶片形成。至少一個半導體層序列亦可直接與光導單元連接且因此直接與光導單元相鄰。此外，該至少一半導體層序列和該光導單元可經由一透明的連接媒介物(例如，矽樹脂材料)而在光學上相連接。在此種關係上，可使用以下將詳述的實施形式。
在另一實施形式中，輻射發射組件具有一各別的發出輻射之半導體晶片。此半導體晶片形成為體(volume)發射式覆晶(Flip-Chip)。此半導體晶片具有：輻射源之至少一半導體層序列；以及一可透過輻射之晶片基板。光導單元是由半導體晶片之可透過輻射之晶片基板形成。
在上述的實施形式中，該至少一半導體層序列可配置在該可透過輻射之晶片基板上。於是，該至少 一半導體層序列可直接鄰接於晶片基板且以直接方式在光學上耦合至該晶片基板。這以相同方式適用於由該至少一半導體層序列形成的輻射源。可透過輻射之晶片基板例如可由藍寶石形成，使該半導體晶片可以是藍寶石-覆晶。
在具有多個半導體層序列之半導體晶片之構成中，該些半導體層序列可相鄰地配置在可透過輻射之晶片基板上。在此種構造形式中，發射面由多個半導體層序列之發射面組成，該半導體晶片可稱為多射極-覆晶。
該轉換元件可配置在用作光導單元之可透過輻射之晶片基板上。於此，該轉換元件例如可經由一可透過輻射之連接材料，例如，矽樹脂材料或玻璃焊料，而與晶片基板相連接且因此在光學上相耦合。
在另一實施形式中，在半導體晶片之周圍側且在半導體晶片之一前側於靠近該轉換元件之區域中配置一反射材料。以此方式，在該些位置上可不發出輻射，且可促成高亮度的達成。在此種構成中，例如可在半導體晶片上設置一反射塗層。此反射塗層可以是單層形式，且由介電質材料或金屬材料形成。一種包括多種介電質及/或金屬部份層的多層式塗層亦是可行的。
在另一實施形式中，輻射發射組件具有相鄰地配置的發出輻射之多個半導體晶片。所述多個半導體晶片形成為體發射式覆晶。所述多個半導體晶片分別具有：輻射源之一半導體層序列；以及一可透過輻射之晶 片基板。光導單元具有所述多個半導體晶片的可透過輻射之晶片基板。
在上述的實施形式中，每一半導體層序列都可配置在所屬的可透過輻射之晶片基板上，且因此可直接與相關的晶片基板相鄰且以直接方式與該晶片基板形成光學連接。這以相同方式適用於半導體層序列之發射面，其形成由半導體層序列組成的輻射源之發射面。可透過輻射之晶片基板例如可由藍寶石形成，使半導體晶片可以是藍寶石-覆晶。
該轉換元件可配置在由多個半導體晶片之晶片基板組成的光導單元上。於此，該轉換元件例如可經由可透輻射之連接材料(例如，矽樹脂材料或玻璃焊料)而與光導單元相連接且因此形成光學耦合。
在另一實施形式中，輻射發射組件具有可透過輻射之材料，其配置在多個半導體晶片之間。可透過輻射之材料可歸屬於光導單元且可使該些半導體晶片之可透過輻射之晶片基板之間形成光學連接和串音(cross talk)。該可透過輻射之材料可以是矽樹脂材料。
在另一實施形式中，在多個半導體晶片之周圍側且在多個半導體晶片之前側於靠近該轉換元件之區域中配置一反射材料。於是，在該些位置上可不發出輻射，且可促成高亮度的達成。此種反射式構成例如可以下述方式實現：多個半導體晶片設有反射塗層。此反射塗層可對應於上述實施形式以單層或多層以及以介電質及/或金屬來實現。
在另一實施形式中，輻射發射組件具有相鄰地配置的發出輻射之多個半導體晶片。所述多個半導體晶片形成為表面發射式半導體晶片。所述多個半導體晶片分別具有輻射源之一半導體層序列。光導單元形成為配置在所述多個半導體晶片上的光導之形式。
在另一實施形式中，輻射發射組件具有一各別的發出輻射之半導體晶片。此半導體晶片形成為表面發射式半導體晶片。此半導體晶片具有該輻射源之半導體層序列。光導單元形成為配置在該半導體晶片上的光導之形式。
在上述二個實施形式中，光導可各別地由該表面發射式半導體晶片產生或由多個表面發射式半導體晶片產生。光導可以平板形式或以平面光導的形式來實現。光導可由可透過輻射之材料，例如，藍寶石或玻璃材料，來形成。光導的表面可以是光學平面狀。光導可經由可透過輻射之連接材料(例如，矽樹脂材料)而與該半導體晶片或所述多個半導體晶片相連接且因此與該半導體晶片/所述多個半導體晶片形成光學耦合。該半導體晶片或該些半導體晶片可以產生輻射的半導體層序列來面向光導。
該轉換元件可配置在光導上。於此，該轉換元件例如可經由可透過輻射之連接材料(例如，矽樹脂材料或玻璃焊料)而與光導連接且因此形成光學耦合。
在另一可能的構成中，光導由可透過輻射之陶瓷材料形成。只要該轉換元件同樣由陶瓷材料構成， 則光導和該轉換元件都可由組合式的、且共同製成的陶瓷元件之形式來實現。於此，該轉換元件直接與光導相鄰且以直接方式與該光導形成光學連接。這以相同方式適用於該轉換元件的入射面。
該表面發射式半導體晶片或所述多個表面發射式半導體晶片可具有晶片基板，其上配置著其所屬之產生輻射的半導體層序列。晶片基板可以是不透過輻射者。此外，該半導體晶片或該些半導體晶片例如另外可具有一前側的接觸區。在此種構成中，光導在需要時可具有依此處所述而調整的、具有至少一個空出區的形式，空出區上可使一個或多個前側的接觸區裸露出來。
在另一實施形式中，在光導之一前側上於靠近該轉換元件之區域中配置一反射材料。依據該光導之幾何構成，該反射材料亦可設置在該光導之周圍側。以此方式，在該些位置上可不發出輻射，且可促成高亮度的達成。對此種反射式構成，光導例如可設有反射塗層。此反射塗層亦可設置在該輻射發射組件之其它組成上，例如設置在該半導體晶片上或所述多個半導體晶片上，此反射塗層可對應於上述實施形式以單層或多層以及以介電質及/或金屬來實現。
光導可具有矩形的橫切面形式。在另一實施形式中，光導具有在該轉換元件之方向中逐漸變細的形式。以此方式，由輻射源產生的輻射以高的效率傳送至該轉換元件。逐漸變細的光導可在橫切面中例如具有梯形的形式，且整體上具有平截頭棱錐體的形式。在另一 可能的構成中，光導具有一部份成彎曲而延伸的前側。
在另一實施形式中，該輻射發射組件具有至少一與光導成熱耦合的散熱元件以將該光導的熱排出。此實施形式使輻射轉換時產生成損耗功率的熱能不只可經由該半導體晶片或所述多個半導體晶片而且亦可另外經由至少一散熱元件而排出。於是，該輻射發射組件之操作可達成高的可靠性和壽命。
該至少一散熱元件可由金屬材料形成。光導可配置在該至少一散熱元件上或配置在該散熱元件之一承載面上。為了防止輻射之吸收，可在該區域中設置一反射層。此反射層可包括一個或多個鏡面層，例如，介電質-及/或金屬鏡面層。該至少一散熱元件可配置在該半導體晶片附近或所述多個半導體晶片附近。
在另一實施形式中，在該轉換元件之周圍側配置一反射材料。以此方式，該轉換元件之周圍側不發出輻射，且可使輻射只經由該轉換元件之一前側發射面而發出。在此種構成中，例如一反射塗層可設置在該轉換元件上，以及亦可設置在例如光導或光導單元及/或至少一半導體晶片之類的其它組成上。該反射塗層可對應於上述實施形式以單層或多層以及以介電質及/或金屬來實現。
關於上述反射材料應用在輻射發射組件之組成上，例如，應用在該轉換元件和該光導或該光導單元上，另外亦可考慮以下的實施形式。此實施形式中，輻射發射組件具有一反射塑料，即，一埋置著反射粒子之 塑料，其包圍著一種包括輻射源、光導單元和該轉換元件之配置。對應於上述構成，此處一個或多個半導體晶片可由該反射塑料包圍著。輻射可經由該轉換元件之一前側發射面而由該轉換元件發出，該前側發射面未被該塑料覆蓋。該反射塑料可與該轉換元件之發射面齊平且例如可以是一矽樹脂材料，其中包含由TiO2構成的粒子。
該轉換元件可各別地產生，且就像上述那樣經由可透過輻射之連接材料而固定在光導單元上或光導上。此種構成一陶瓷轉換元件或一轉換元件時，可考慮由埋置著轉換粒子之母材來構成。一構成中該轉換元件亦可能以直接施加在光導單元上或光導上的層之形式來實現。例如，該轉換元件可藉由噴鍍塗佈(Spray Coating)來製成。在此種過程中，例如可噴鍍一矽樹脂材料，其具有由至少一個以上轉換材料構成的粒子。另一方式是，可施加由至少一個以上轉換材料構成的粒子以形成該轉換元件，這例如藉由電泳(electrophoretic)沈積來達成。
該輻射發射組件可另外具有一載體，其上可配置著該組件之上述成份，例如，至少一半導體晶片、一反射塑料、至少一散熱元件等等。該載體例如可以是陶瓷載體。此外，該載體可具有電性接觸結構，該半導體晶片或所述多個半導體晶片可與所述電性接觸結構形成電性連接。
可形成該輻射發射組件，以便在輻射路徑中 存在至少一散射表面或結構。以此方式亦可使光學接收中斷且因此有利於高亮度的提供。該轉換元件已可造成此種散射。在使用一各別產生的光導時，可使用一表面已粗糙化的光導。另一可能的佈置是使用一個或多個具有粗糙表面的半導體晶片。在藍寶石-覆晶中，由藍寶石構成的晶片基板在一側上具有一結構(預結構化的藍寶石)，此側上可存在著至少一半導體層序列。藉助於具有反射粒子的塑料，亦可造成散射。
本發明之先前詳述的及/或在附屬的請求項中又設定的有利之形式和其它形式-除了例如在更明確的相依性或不一致的另一形式之情況下-都可各別地或亦可互相以任意的組合來使用。
本發明之上述特性、特徵和優點以及形式和方式(例如，如何達成)在與以下各實施例的說明相結合時將變得更清楚且更容易理解，各實施例係與示意圖相結合來詳述。
101‧‧‧組件
102‧‧‧組件
103‧‧‧組件
104‧‧‧組件
110、111‧‧‧半導體晶片
115‧‧‧晶片基板
117‧‧‧接觸區
120‧‧‧半導體層序列
121‧‧‧發射面
125‧‧‧發射面
130‧‧‧光導單元
140‧‧‧轉換元件
141‧‧‧入射面
142‧‧‧發射面
150‧‧‧可透過輻射之材料
160‧‧‧反射塑料
161‧‧‧反射塗層
170‧‧‧載體
201、202‧‧‧組件
203、204‧‧‧組件
205、206‧‧‧組件
207‧‧‧組件
210、211‧‧‧半導體晶片
215‧‧‧晶片基板
217、219‧‧‧接觸區
220‧‧‧半導體層序列
221‧‧‧發射面
225‧‧‧發射面
230、231‧‧‧光導
232‧‧‧光導
235‧‧‧空出區
240‧‧‧轉換元件
241‧‧‧入射面
242‧‧‧發射面
250‧‧‧可透過輻射之材料
260‧‧‧反射塑料
270‧‧‧載體
275‧‧‧接合線
280‧‧‧散熱元件
281‧‧‧反射層
第1圖係一輻射發射組件之側視圖，其具有體發射式覆晶、一轉換元件和一反射塑料。
第2圖和第3圖係俯視圖，其中顯示第2圖之組件的構成，其具有不同數目的半導體晶片。
第4圖係另一輻射發射組件之側視圖，其具有體發射式多射極-覆晶、一轉換元件和一反射塑料。
第5圖和第6圖係俯視圖，其中顯示第4圖之組件的不 同構成。
第7圖係另一輻射發射組件之側視圖，其具有體發射式多射極-覆晶、一轉換元件和一反射塗層。
第8圖係係另一輻射發射組件之側視圖，其具有表面發射式半導體晶片、光導、一轉換元件和一反射塑料。
第9圖至第11圖係第8圖之組件的各組成的俯視圖。
第12圖至第14圖係另一構成中第8圖之組件的各組成的俯視圖。
第15圖係另一輻射發射組件之側視圖，其具有表面發射式半導體晶片、光導、一轉換元件和一反射塑料。
第16圖和第17圖係第15圖之組件的各組成的俯視圖。
第18圖和第19圖係另一輻射發射組件之側視圖，其光導具有一在該轉換元件之方向中逐漸變細的橫切面形式。
第20圖係另一輻射發射組件之側視圖，其具有散熱元件。
第21圖和第22圖係第20圖之組件的各組成的俯視圖。
第23圖係另一輻射發射組件之側視圖，其表面發射式半導體晶片具有只在後側的接觸區。
第24圖和第25圖係俯視圖，其中顯示第23圖之組件的不同構成。
第26圖係具有體發射式覆晶的輻射發射組件之側視圖。
第27圖係具有表面發射式半導體晶片的輻射發射組件之側視圖。
依據以下的示意圖來描述發出輻射之光電組件的可能構成。此組件具有：輻射源，其由一個或多個相鄰地配置的、產生輻射的半導體層序列120、220構成；轉換元件140、240，用於轉換輻射；以及位於輻射源和轉換元件之間的光導單元130、230、231、232。光導單元130、230、231、232亦可稱為光導空腔，其係與輻射源和轉換元件140、240形成光學連接。光導單元130、230、231、232之未用於光學耦合之側面區或表面區形成為具反射性。光輻射可由輻射源經由發射面125、225而發出且入射至光導單元130、230、231、232中。來自光導單元130、230、231、232之光輻射可經由入射面141、241而入射至所述轉換元件140、240中。該組件以下述方式形成：由至少一半導體層序列120、220組成的輻射源之發射面125、225大於轉換元件140、240之入射面141、241。於是，所述轉換元件140、240之光輻射的發出可以高亮度來達成。高電流-配件在此種構造中已不需要。
須指出：各圖只是示意的性質且未依比例繪出。在此種概念上，各圖中所示的組成和結構為了更易於理解而放大地或縮小地繪出。以相同方式，輻射發射組件除了所顯示的和所描述的組成以外可具有其它組成和結構。
第1圖顯示一輻射發射組件101之側視切面圖 。依據此組件101之可能的構成，此組件101之組成的俯視圖顯示在第2圖中。此組件101具有一載體170，其上相鄰地配置著多個(即，依據第2圖之構成，二個)發出輻射之半導體晶片110。該些半導體晶片110是LED-晶片，其以體發射式覆晶的形式來實現。該些半導體晶片110分別具有一可透過輻射之晶片基板115和一配置於晶片基板115上的、用於產生輻射的半導體層序列120。由於覆晶-構造，則半導體晶片110須安裝在該載體170上，使半導體層序列120位於面向該載體170之一後側的區域中，且晶片基板115位於半導體晶片110之遠離該載體170之一前側的區域中。半導體晶片110具有矩形的俯視形式。
該些半導體晶片110之晶片基板115形成該輻射發射組件101之光導單元130，晶片基板115可由藍寶石形成。在此種構成中，半導體晶片110是所謂的藍寶石-覆晶。該些半導體晶片110之半導體層序列120可由磊晶方法製成，該些半導體層序列120分別包括一未顯示的活性區以產生光輻射。在半導體晶片110操作時，在半導體層序列120中產生的光輻射可經由半導體層序列120之在第1圖中以虛線表示的發射面121而發出且因此以直接的方式入射至直接與半導體層序列120相鄰的晶片基板115中。
就像第1圖中另外所示那樣，每一半導體晶片110都具有二個位在半導體層序列120上之後側的接觸區117，藉此可將電能供應至半導體晶片110。經由接觸區117，使半導體晶片110在電性上和機械上都與載體170 之反接觸區相連接。一連接可經由可導電的連接媒介物，例如，焊料媒介物或可導電的黏合物，來達成(分別都未顯示)。載體170例如可以是陶瓷載體。除了所述反接觸區以外，載體170可具有其它未顯示的電性結構，例如，導電軌。
輻射發射組件101之另一組成是小板形式的轉換元件140以用於轉換輻射，其配置在由晶片基板115構成的光導單元130上(請比較第1圖)。該轉換元件140形成為用於將該組件101操作時由半導體晶片110之半導體層序列120產生的主光輻射之至少一部份作轉換。該轉換元件140例如可以是陶瓷轉換元件。此外，該轉換元件140可經由未顯示的可透過輻射之連接材料而在光學上耦合至由晶片基板115構成的光導單元130。例如，該轉換元件140可經由矽樹脂材料而黏合至晶片基板115上，或經由玻璃焊料而焊接至晶片基板115上。
就像第1圖所示那樣，該轉換元件140具有矩形的橫切面形式，且由上方觀看時就像第2圖所示那樣具有矩形的俯視形式。該轉換元件140具有一面向半導體晶片110之入射面141和一遠離半導體晶片110之發射面142。該轉換元件140之入射面141和發射面142同樣大。入射面141用於使輻射入射至該轉換元件140中，反之，發射面142用於發出輻射。該轉換元件140具有上述這樣的大小且須定位在二個半導體晶片110上，使該轉換元件140覆蓋該些半導體晶片110之間的居間區，且該些半導體晶片110在相同部位有一部份是由該轉換元件140覆蓋著( 請比較第2圖)。
就像第1圖另外所示那樣，輻射發射組件101另外具有在該些半導體晶片110之間的居間區中的可透過輻射之材料150。可透過輻射之材料150可歸屬於光導單元130且例如可以是矽樹脂材料。可透過輻射之材料150可造成一光學連接且因此可在該些半導體晶片110之可透過輻射之晶片基板115之間造成一串音。
輻射發射組件101之另一組成是只在第1圖中顯示的反射塑料160，即，塑料160具有埋置著的、未顯示的反射粒子。塑料160配置在載體基板170上且包圍著由半導體晶片110和該轉換元件140構成的配置。塑料160具有的厚度相同於由半導體晶片110和該轉換元件140構成的配置之厚度，且塑料160係與該轉換元件140之發射面142齊平。半導體晶片110以此方式在側緣上和一前側上於靠近該轉換元件140之區域中以塑料160來覆蓋著。該轉換元件140之側緣亦由塑料160包圍著。於是，在該些位置上可不發出輻射。該轉換元件140之前側發射面142未被塑料160覆蓋，使該發射面142可用於發出輻射。
該反射塑料160例如可以是矽樹脂材料且，其具有埋置於其中的由TiO2構成的粒子。此外，塑料160可藉由澆注或藉由模製(molding)過程的進行而施加在載體170上。
在輻射發射組件101操作時，半導體晶片110之半導體層序列120用作輻射源以產生一主光輻射。輻射源具有一發射面125，其由各別之半導體層序列120之各 自的發射面121組成(請比較第2圖)。半導體晶片110之經由可透光之材料150而形成光學連接的晶片基板115在組件101中用作光導單元130，其中可入射有經由發射面125而發出之主光輻射。藉助於光導單元130，該輻射可以有效方式繼續傳送至該轉換元件140且經由其入射面141而入射至該轉換元件140中。入射至該轉換元件140中的主光輻射可藉助於該轉換元件140而至少部份地轉換成至少一個以上的二次光輻射。然後，該輻射(其包括主輻射和二次輻射成份)可由該轉換元件140之發射面142發出。依據第2圖所示的構成，該轉換元件140之入射面141和發射面142具有矩形的俯視形式。半導體層序列120之發射面121亦對應於半導體晶片110而具有矩形的俯視形式。
由半導體晶片110之半導體層序列120產生的主光輻射例如可以是藍色光輻射。此外，藍色主輻射亦可藉助於該轉換元件140而部份地轉換成黃色二次輻射。藉由該些光輻射的重疊，可產生白色的光輻射且由該轉換元件140之發射面142發出。
依據第2圖，明顯的是：由半導體層序列120形成的輻射源之發射面125較該轉換元件140之入射面141大很多。以此方式，主光輻射可集中在該轉換元件140上。於是，該轉換元件140之發射面142可以高亮度達成輻射的發射。
當該轉換元件140之入射面141和該輻射源之發射面125具有的大小比例為最多75%時，可實現高亮度 。在第2圖之俯視圖中，入射面141對發射面125之可能的大小比例以50%之範圍來說明。於此，該轉換元件140所具有的橫向尺寸係與半導體晶片110之橫向尺寸一致。
以高亮度發出輻射另外亦可藉由該轉換元件140中發生的輻射轉換來促成，其中主輻射的吸收和二次輻射的再發射可在所有可能的空間方向中進行。此外，在輻射路徑中發生的散射效果是有利的。散射例如可在該轉換元件140中發生。該反射塑料160亦可造成散射。此外，半導體晶片110之晶片基板115在存在著半導體層序列120之此側上結構化地形成(預結構化的藍寶石)，這同樣可造成一散射(未顯示)。
輻射發射組件101之構造可以高亮度達成輻射的發出而不需高電流-配件，即，不需以例如3A/mm2之高電流密度來操作半導體晶片。取而代之者，該組件101之半導體晶片110可以例如1.5A/mm2之電流密度來操作且就此而言半導體晶片110只設計成用於此種操作方式。
以下將描述可能的變化和不同處，其可考慮用於一輻射發射組件及其組成。相一致的特徵和優點以及相同-和相同作用的組成以下將不再重新詳述。取而代之者，就細節而言將參考先前的描述。此外，涉及一組件之構成而提到的樣態和細節亦可涉及其它的構成來使用且二種或多種構成之特徵可互相組合。
一輻射發射組件可以較多數目的體發射式半導體晶片來實現。為了舉例說明，在第3圖之俯視圖中顯 示第1圖中以橫切面顯示的組件101之可能的構成，其具有四個在矩形的配置中相鄰地定位在載體170上的半導體晶片110。該轉換元件140在涉及由四個半導體晶片110構成的晶片配置中定位在中央，使該些半導體晶片110在相同部位有一部份是由該轉換元件140覆蓋著。以對應的方式，可透過輻射之材料150存在於該些半導體晶片110之間(請比較第1圖)，使上述四個半導體晶片110之可透過輻射之晶片基板115之間達成一光學連接。由四個半導體晶片110和該轉換元件140構成的配置亦須以該反射塑料來包圍著，使只有該轉換元件140之發射面142未被覆蓋(請比較第1圖)。
該輻射發射組件101之第3圖所示的構成中，該轉換元件140之入射面141和該輻射源之發射面125之間的大小比例是在25%之範圍中。於此，該發射面125是由四個半導體晶片110之半導體層序列120的各別之發射面121組成。
第4圖顯示另一輻射發射組件102之側視切面圖。取代多個半導體晶片，該組件102具有一各別配置在一載體基板170上的LED-晶片111，其形式為體發射式覆晶。發出輻射之半導體晶片111具有：例如由藍寶石構成的可透過輻射之晶片基板115；以及多個相鄰地配置在晶片基板115上的半導體層序列120。此種半導體晶片111亦可稱為多射極-覆晶。多個半導體層序列120共用的晶片基板115形成該組件102之光導單元130。晶片基板115可結構化地形成在存在著半導體層序列110之此側上(未 顯示)。
該輻射發射組件102之半導體晶片111須安裝在載體170上，使半導體層序列120位於半導體晶片111之面向載體170之一後側之區域中，且晶片基板115位於半導體晶片111之遠離載體170之一前側之區域中。第5圖之俯視圖顯示該組件102和半導體晶片111之可能的構成，其中半導體晶片111具有二個半導體層序列120。半導體晶片111及其半導體層序列120具有矩形的俯視形式。
在半導體晶片111操作時，半導體層序列120中產生的光輻射可經由半導體層序列120之發射面121發出且因此以直接方式入射至直接與半導體層序列120相鄰的晶片基板115中。第4圖中為了更明確地說明而以不同方式顯示半導體層序列120之各種不同的發射面121，即，以虛線和點線來顯示。
就像第4圖中另外顯示那樣，半導體晶片111在每一半導體層序列120上都具有後側的接觸區117，藉此可供應電能至半導體層序列120。半導體晶片111經由接觸區117而與載體170之反接觸區形成電性上和機械上的連接，此處該連接係經由可導電之連接媒介物來達成(未顯示)。
該輻射發射組件102之其它構造係與組件101一致。因此，該組件102具有小板形式的轉換元件140以轉換輻射，其配置在用作光導單元130之晶片基板115上。經由未顯示的可透過輻射之連接材料，該轉換元件140 可在光學上耦合至晶片基板115。在第5圖所示的構成中，該轉換元件140具有此種大小且須定位在半導體晶片111上，使二個半導體層序列120在相同部位有一部份是由該轉換元件140覆蓋著。
該輻射發射組件102之另一組成是只在第4圖中顯示的反射塑料160。此塑料160配置在載體170上且須包圍著由半導體晶片111和該轉換元件140構成的配置，使半導體晶片111在側緣上和一前側上於靠近該轉換元件140之區域中、以及該轉換元件在側緣上都以該塑料160來覆蓋著。該轉換元件140之一前側的發射面142未被覆蓋。
在該輻射發射組件102操作時，半導體晶片111之半導體層序列120用作輻射源以產生主光輻射。該輻射源具有一發射面125，其由半導體晶片111之各別的半導體層序列120之各別的發射面121組成(請比較第5圖)。經由發射面125發出的主光輻射可入射至半導體晶片111之用作光導單元130的晶片基板115中，主光輻射藉助於晶片基板115而繼續傳送至該轉換元件140且經由入射面141而入射至該轉換元件140中。藉助於該轉換元件140，主光輻射可至少一部份轉換成至少一個以上的二次光輻射。
然後，可包括主輻射-和二次輻射成份的該輻射由該轉換元件140之發射面142發出。主光輻射可以是藍色光輻射，其藉助於該轉換元件140而部份地轉換成黃色二次輻射，使一白色光輻射可由該轉換元件140發出。
在輻射發射組件102中，由半導體層序列120形成的輻射源之發射面125同樣較該轉換元件140之入射面141大很多，使輻射可以高亮度由該轉換元件140之發射面142發出。於是，可不在高電流-條件下操作而是以例如1.5A/mm2之電流密度來操作半導體晶片111或其半導體層序列120。第5圖之俯視圖顯示該入射面141對該發射面125之一可能的大小比例係在50%之範圍中。於此，該轉換元件140具有的橫向尺寸係與半導體層序列120之橫向尺寸一致。
輻射發射組件102之半導體晶片111可以更多數目的半導體層序列120來形成。第6圖以俯視圖顯示該組件102之另一可能的構成，此處半導體晶片111具有四個半導體層序列120，其以矩形相鄰地配置著。該轉換元件140配置在半導體晶片111之中央，使該四個半導體層序列120在相同部位有一部份是由該轉換元件140覆蓋著。依據第6圖，該轉換元件140之入射面141和由該四個半導體層序列120組成的輻射源之發射面125之間的大小比例是在25%之範圍中。
一輻射發射組件可不只以一反射塑料來形成。為了舉例說明，第7圖顯示另一輻射發射組件103之側視切面圖。該組件103具有一可與組件102相比擬的構造，其具有一配置在載體170上的多射極-覆晶111和一配置在該覆晶上的轉換元件140。取代塑料160，該組件103具有一反射塗層161，其在側緣上和一前側上於靠近該轉換元件140之區域中覆蓋半導體晶片111且亦在側緣上覆 蓋該轉換元件140。以此方式，在該些位置上可不發出輻射，該轉換元件140之發射面142未被覆蓋，使其可用於發出輻射。
該反射塗層161可單層地形成且例如可以是一介電質-或金屬鏡面層。一未顯示的多層之構成亦是可能的，其中該塗層161可具有多個重疊配置的介電質-及/或金屬鏡面層。
對第1圖之輻射發射組件101而言，可以對應方式考慮一未顯示之不同的構成，其具有一反射塗層161以取代塑料160。於此，半導體晶片110在側緣上和一前側上於靠近該轉換元件140之區域中以該反射塗層161覆蓋著，且該轉換元件140在側緣上亦以該反射塗層161覆蓋著。
各輻射發射組件可不只以體發射式覆晶來實現，而且亦可以表面發射式半導體晶片來實現。可能的構成將依據以下各圖來詳述。
第8圖顯示另一輻射發射組件201之側視切面圖。為了進一步說明，第9圖至第11圖依據一可能的構成而顯示該組件201之各組成的俯視圖。該組件201具有一載體270，其上相鄰地配置著多個，即，像第9圖中顯示的二個，發出輻射的半導體晶片210。半導體晶片210是表面發射式LED-晶片。該些半導體晶片210分別具有一晶片基板215和一配置在晶片基板215上的半導體層序列220，其用於產生輻射。半導體晶片210須安裝在載體270上，使半導體層序列220位於半導體晶片210之遠離載體 270之一前側的區域中，且晶片基板215位於半導體晶片210之面向載體270之一後側的區域中。半導體晶片210具有矩形的俯視形式。第9圖所示的構成中，其亦與半導體層序列220有關。
半導體晶片210之晶片基板215不可透過輻射。晶片基板215亦可形成為具導電性。配置於晶片基215上的該些半導體層序列220可藉由磊晶方法製成且可分別包括未顯示的活性區以產生光輻射。在半導體晶片210操作時，於半導體層序列220中產生的光輻射可經由前側的發射面221發出。發射面221在與半導體層序列220對應下具有矩形的俯視形式。就像在前述的構中那樣，該些半導體層序列220一起形成具有發射面225的輻射源，該發射面225由各別的半導體層序列220之各別的發射面221組成(請比較第9圖)。
在第8圖所示的構成中，每一表面發射式半導體晶片210另外具有一前側的接觸區217和一未顯示之後側的接觸區，藉此可供應電能至半導體晶片210。前側的接觸區217在半導體晶片210中於側向中靠近產生輻射的半導體層序列220地配置在晶片基板215上。在此種構造形式中，半導體晶片210例如可以是一UX：3-晶片(Osram光學半導體之產品名稱)。半導體晶片210之前側的接觸區217經由接合線275(只顯示在第8圖中)而在電性上與載體基板270之未顯示的反接觸區相連接。
第9圖之俯視圖說明了所述接觸區217之條形的表現，其在此種構成中亦可稱為條形(Barren)接觸區。 於此，該些半導體晶片210另外須互相定位，使所述接觸區217位於由二個半導體晶片210構成的晶片配置之相對向的側面上。
半導體晶片210的未顯示之後側的接觸區在後側的區域中係配置在半導體晶片210之晶片基板215上。經由所述後側的接觸區，使半導體晶片210在電性上和機械上都與載體270之其它反接觸區相連接。一連接可經由可導電的連接媒介物(例如，焊料媒介物)或可導電的黏合物來達成(各自都未顯示)。載體270例如可以是陶瓷載體，其除了反接觸區以外具有其它未顯示的電性結構，例如，導電軌。
取代由一個或多個晶片基板構成的光導單元，其例如存在於前述具有體發射式覆晶的組件中，第8圖中所示的輻射發射組件201具有一與半導體晶片210分開製成的光導230。光導230由可透過輻射之材料(例如，藍寶石)形成或由玻璃材料形成。光導230製作成平板形式的面光導且目前具有矩形的橫切面形式。
光導230配置在半導體晶片210上。於此，光導230經由可透過輻射之材料250而在光學上與半導體晶片210之產生輻射的半導體層序列220相連接且因此在光學上與發射面221相連接。以此方式，在半導體晶片210之半導體層序列220中產生的光輻射可經由其發射面221發出且入射至光導230中。如第8圖所示，可透過輻射之材料250不只可配置在光導230和半導體晶片210之間，而且亦可配置在該些半導體晶片210本身之間。可透過輻射 之材料250例如可以是矽樹脂材料。
第10圖之俯視圖顯示光導230之構成，其具有矩形之俯視形式。光導230具有此種大小且須定位在二個半導體晶片210上，使光導230完全覆蓋該些半導體層序列220之發射面221，且因此完全覆蓋由該些發射面221組成的發射面225。
該輻射發射組件201另外具有一小板形式的轉換元件240以轉換輻射，其配置在光導230上(請比較第8圖)。藉助於該轉換元件240，則該組件201操作時由半導體晶片210之半導體層序列220產生的主光輻射的至少一部份可被轉換。該轉換元件240例如可以是陶瓷轉換元件。此外，該轉換元件240可經由未顯示的可透過輻射之連接材料(例如，矽樹脂材料)或玻璃材料而與光導230相連接且因此在光學上相耦合。
該轉換元件240具有矩形的橫切面形式且就像第11圖之俯視圖中所示那樣具有矩形的俯視形式。該轉換元件240具有面向光導230之一入射面241以使輻射入射進來且具有遠離光導230之一發射面242以發出輻射。入射面241和發射面242同樣大，且由上方觀看時成矩形狀。該轉換元件240具有此種大小且須配置在光導230上，使該轉換元件240覆蓋該些半導體晶片210之間的居間區且該些半導體晶片210在相同部位有一部份是由該轉換元件240覆蓋著(請比較第11圖)。
輻射發射組件201之其它組成是只在第8圖中顯示的塑料260，其具有埋置於其中的、未顯示的反射粒 子。具反射性的該塑料260配置在載體270上且具有與由半導體晶片210、光導230和該轉換元件240構成的配置相同的厚度。該塑料260係與該轉換元件240之發射面242齊平。該配置210、230、240以此方式由該塑料260包圍著，使半導體晶片210在側緣上且在前側的接觸區217之區域中、光導230在側緣上於靠近該轉換元件240之區域中、且該轉換元件240在側緣上都被該塑料260覆蓋著。於是，在光導230和該轉換元件240之該些位置上可不發出輻射。該轉換元件240之前側的發射面242未被覆蓋。
對應於上述構成，該塑料260例如可以是矽樹脂材料，其具有埋置於其中的由TiO2構成的粒子。該塑料260例如亦可藉由澆注或藉由模製過程的進行而施加在載體基板270上。
在輻射發射組件201操作時，半導體晶片210之半導體層序列220用作輻射源以產生一主光輻射。主光輻射可經由各發射面221組成的發射面225(請比較第9圖)而發出且入射至光導230中。藉助於光導230，該輻射可以有效方式繼續傳送至該轉換元件240且經由其入射面241而入射至該轉換元件240中。藉助於該轉換元件240，主光輻射可至少部份地轉換成至少一個以上的二次光輻射。然後，可包括主輻射-和二次輻射成份的該輻射可由該轉換元件240之發射面242發出。該主光輻射可以是藍色光輻射，其藉助於該轉換元件240而部份地轉換成黃色二次輻射，使一白色光輻射可由該轉換元件240發出。
在輻射發射組件201中，由半導體層序列220 形成的輻射源之發射面225同樣較該轉換元件240之入射面241大很多，使輻射可以高亮度由該轉換元件240之發射面242發出。高電流-配件因此可不需要。半導體晶片210例如可以一例如1.5A/mm2之電流密度來操作，且只設計成用於此種操作方式。第9圖、第11圖顯示該入射面241對該發射面225之可能的大小比例是在50%之範圍中。於此，該轉換元件240具有的橫向尺寸係與半導體層序列220之橫向尺寸一致。
在輻射發射組件201中，亦可經由輻射轉換之機構且經由散射效果(例如，在該轉換元件240中造成以及經由塑料260來達成)來促成高亮度的達成。關於散射的作用，可另外考慮使用具有粗糙表面的光導230。亦可另外將具有粗糙表面的半導體晶片210使用於發射面221之區域中(各別地都未顯示)。
一輻射發射組件可以較多數目的表面發射式半導體晶片來實現。第12圖至第14圖之俯視圖顯示第8圖中以橫切面來說明的組件201之可能的構成之組成，其具有四個在矩形的配置中相鄰地定位在載體270上的半導體晶片210。在所示的構成中，半導體晶片210另外具有與第9圖至第11圖不同的構造。於此，該些半導體晶片210之前側的接觸區217不是形成為條形而是分別位於相關的半導體晶片210之角隅區域中。由於此種表現，使半導體層序列220及因此在俯視圖中成矩形的半導體晶片210之發射面221都分別具有與矩形不同的俯視形式，其具有一用於所屬的接觸區217之空出區。該些半導體晶片 210須互相定位，使所述接觸區217位於由該四個半導體晶片210構成的晶片配置之角隅處(請比較第12圖)。
就像第13圖中所示，配置在半導體晶片210上的光導230具有已調整且不同於矩形的俯視形式，其在角隅處具有空出區235以使半導體晶片210之前側的接觸區217裸露。在此種構成中，光導230亦具有此種大小且須定位在半導體晶片210上，使半導體層序列220之發射面221且因此使目前由四個發射面221組成的發射面225都完全由光導230覆蓋著。
就像第14圖所示那樣，該轉換元件240在涉及光導230和四個半導體晶片210時係配置在中央，使該些半導體晶片210在相同部位有一部份是由該轉換元件240覆蓋著。在此處所示的構成中，該轉換元件240之入射面241和由四個半導體層序列220組成的輻射源之發射面225之間的大小比例是在25%之範圍中。
第15圖顯示另一輻射發射組件202之側視切面圖。該組件202具有可與組件201相比擬的構造，其橫切面中具有三個(取代二個)半導體晶片210。第16圖、第17圖之俯視圖依據該組件202之一可能的構成而顯示其組成。於此，該組件202總共具有六個半導體晶片210，其相鄰地配置成二列，每列分別由三個半導體晶片210構成。此外，半導體晶片210可具有：矩形的半導體層序列220和發射面221、以及條形之前側接觸區217。亦可使用上述半導體晶片210的構成。該些半導體晶片210須互相定位，使所述接觸區217位於晶片配置的側面上(請比 較第16圖)。
就像第17圖中所示那樣，一配置在半導體晶片210上且經由可透過輻射之材料250而與半導體晶片210形成光學耦合的光導230具有矩形的俯視形式。光導230具有此種大小且須定位在半導體晶片210上，使半導體層序列220之發射面221且因此使由多個發射面221組成的發射面225都完全由光導230覆蓋著。配置在光導230上的該轉換元件240在涉及光導230和晶片配置時係定位在中央。在所示的構成中，只有二個半導體晶片210部份地由該轉換元件240覆蓋著。該轉換元件240具有較小的橫向尺寸，使該轉換元件240之入射面241和該發射面225之間亦存在一較小的大小比例。
在第8圖、第15圖中以橫切面顯示的輻射發射組件201、202中，光導230具有矩形的橫切面形式。亦可使用具有其它形式的光導，就像以下將詳述者那樣。
第18圖顯示另一輻射發射組件203之側視切面圖，其示出該組件202的不同處。取代具有矩形橫切面形式的光導230，該組件203具有光導231，其橫切面形式在一轉換元件240之方向中逐漸變細。於此，光導231之一前側有一部份係彎曲延伸地形成，即，成拋物形或橢圓形彎曲延伸地形成。此種形式可以對應的方式存在於對第18圖成垂直的橫切面方向中。
第19圖顯示另一輻射發射組件204之側視切面圖，其同樣示出該組件202的不同處。該組件204亦具有光導232，其橫切面形式在一轉換元件240之方向中逐 漸變細。於此，光導232具有一部份成角度而延伸的前側，且因此在橫切面中具有梯形的形式。此種形式可以對應的方式存在於對第19圖成垂直的橫切面方向中。因此，光導232整體上可具有平截頭棱錐體之形式。
光導231、232中於該轉換元件240之方向中逐漸變細的形式使下述情況成為可能：由輻射源，即，多個半導體晶片210之半導體層序列220，產生的且入射至光導231、232中的輻射以高的效率傳送至該轉換元件240且因此入射至該轉換元件240中。輻射發射組件203、204由上方觀看時可具有與第17圖對應之構造。
對具有光導之輻射發射組件而言，可考慮具有至少一與該光導成熱耦合的散熱元件之構造，以便使用較佳的散熱作用。為了舉例說明，第20圖顯示另一以此概念形成的輻射發射組件205之側視切面圖。在第21圖、第22圖之俯視圖中，依據該組件205之一可能的構成來顯示其組成。該組件205具有二個相鄰地配置在載體270上的半導體晶片210，其目前以矩形的半導體層序列220和發射面221、以及以條形之前側的接觸區217來形成。該些半導體晶片210須互相定位，使接觸區217位於晶片配置之一側上。
輻射發射組件205另外具有二個同樣配置在載體270上的散熱元件280。各散熱元件280位於靠近由二個半導體晶片210構成的晶片配置之相對向的側面上(請比較第20圖、第21圖)。各散熱元件280例如可由一金屬材料形成。
又，輻射發射組件205具有一俯視形式成矩形的光導230，其配置在半導體晶片210上和散熱元件280上(請比較第20圖、第22圖)。該些半導體層序列220之發射面221和一由該些發射面221組成的發射面225完全由光導230覆蓋著。光導230經由可透過輻射之材料250而在光學上與半導體晶片210之半導體層序列220相連接。
為了防止光輻射在散熱元件280上被吸收，就像第20圖中所說明的那樣，在該光導230和該些散熱元件280之間分別設有一反射層281。就像第20圖所示那樣，該反射層281可以散熱元件280之塗層的形式來實現，該塗層上設置著該光導230。該反射層281可單層地例如由一介電質或金屬材料形成。一未顯示的多層式構成亦是可能的，其由多種重疊配置的介電質及/或金屬部份層構成。
輻射發射組件205之其它組成再次提到的是配置在光導230中央的轉換元件240、以及一反射塑料260，由半導體晶片210、散熱元件260、光導230和該轉換元件240構成的配置係由該反射塑料260包圍著。該轉換元件240之前側發射面242未被覆蓋。
在輻射發射組件205中，光導230與散熱元件280形成熱學上的連接。於是，在該組件205操作時由於輻射轉換而在該轉換元件240中產生的-且導入至光導230中的熱能不只可經由半導體晶片210而且另外可經由散熱元件280而排出且供應至載體270。以此方式，該組件205之特徵是可靠的操作方式，具有較長壽命。
該些輻射發射組件可以未具有前側的接觸區之表面發射式半導體晶片來實現。為了舉例說明，第23圖顯示以此概念形成的輻射發射組件206之側視切面圖。在第24圖中以俯視圖來顯示的該組件206具有可與組件202相比擬的構造，其具有六個配置在載體270上的表面發射式半導體晶片211。該些半導體晶片211就像半導體晶片210那樣分別具有一不可透過輻射的晶片基板215和一配置在晶片基板215上的半導體層序列220以產生輻射。半導體層序列220中產生的輻射可經由發射面221發出。半導體晶片211、及其半導體層序列220和發射面221都具有矩形的俯視形式(請比較第24圖)。
就像第23圖所示那樣，每一半導體晶片211另外具有二個後側的接觸區219，藉此可供應電能至半導體晶片211。經由該些接觸區219，半導體晶片211可在電性上和機械上與載體270之反接觸區相連接，此處一連接可經由可導電的連接媒介物(例如，焊料媒介物)或可導電的黏合物來達成(各別地都未顯示)。
第23圖、第24圖中所示的輻射發射組件206之另一構造係與組件202一致。因此，該組件206具有一配置在半導體晶片211上且經由可透過輻射之材料250而與半導體晶片211之半導體層序列形成光學連接的光導230。該些發射面221且因此一由該些發射面組成的發射面225都完全由光導230覆蓋著。在光導230上於中央處配置一轉換元件240。在所示的構成中，只有二個半導體晶片211由該轉換元件240覆蓋著。由半導體晶片211、光導 230和該轉換元件240構成的配置另外須由一反射塑料260包圍著，使該轉換元件240之前側發射面242保持成空著的(free)。
第25圖以俯視圖顯示一可能的不同構成，其可考慮用於該輻射發射組件206。於此，該組件206具有九個相鄰地配置成矩形網目(Raster)的半導體晶片211。配置在光導230中央處的該轉換元件240具有此種大小，使中央的半導體晶片211完全被該轉換元件240覆蓋且其餘的半導體晶片211部份地被該轉換元件240覆蓋。
就輻射發射組件而言，可考慮一只具有一個半導體晶片(其具有產生輻射的半導體層序列)的構造。在此種概念中，第26圖顯示另一輻射發射組件104之側視切面圖。該組件104具有一配置在載體170上的體發射式覆晶110。半導體晶片110具有：一用作光導單元130的可透過輻射之晶片基板125，其例如由藍寶石構成；以及一各別配置在該晶片基板125上的半導體層序列120。半導體層序列120中產生的光輻射可經由一發射面125發出且入射至直接相鄰的晶片基板115中。經由二個後側的接觸區117，半導體晶片110可與載體170之未顯示的反接觸區相連接。在晶片基板115上配置一轉換元件140，其與晶片基板115形成光學耦合。又，該組件104具有一配置在載體170上的反射塑料160，其須包圍著前述之組成110、140，使該轉換元件140之一發射面142未被覆蓋。該發射面125較該轉換元件140之面向晶片基板115之一入射面141大很多，使輻射可以高亮度由該發射面142發出。
前述之配件在涉及表面發射器時亦是可行的。為了說明，第27圖顯示另一輻射發射組件207之側視切面圖。該組件207具有一配置在載體270上的表面發射式半導體晶片210。半導體晶片210具有一晶片基板215、一配置在晶片基板215上的半導體層序列220、以及一前側的接觸區217和一未顯示之後側的接觸區，該些接觸區與載體270之未顯示的反接觸區形成電性連接。在半導體晶片210上配置一光導230，其經由可透過輻射之材料250而在光學上與半導體層序列220相連接。半導體層序列220中產生的光輻射可經由一發射面225而發出且入射至光導230中。在光導230上配置一轉換元件240，其與光導230形成光學耦合。又，該組件207具有配置在載體270上的反射塑料260，其須包圍前述的組成210、230、240，使該轉換元件240之一發射面242未被覆蓋。該發射面225較該轉換元件240之面向光導230之一入射面241大很多，使輻射可以高亮度由該發射面242發出。
除了上述已繪出的實施形式以外，可預設其它實施形式，其可包括各特徵的其它不同處及/或組合。
例如，可以一定數目的半導體晶片110、111、210、211以及轉換元件140、240及/或其幾何配置來實現一些組件，其與各圖中所示的構成不同。以對應的方式，可使用俯視形式已調整的光導230、231、232。只要使用具有角隅側的接觸區217之半導體晶片210(請比較第12圖)，則光導可具有對應的空出區235。
考慮上述構成的組合，例如可預先設計成使 用一反射塗層160以取代一反射塑料，就像其依據第7圖所述那樣，這在依據以下第8圖至第25圖所描述的具有表面發射式半導體晶片210、211的組件中亦是可行的。於此，半導體晶片210、211在周圍側，光導230、231、232在前側於靠近一轉換元件240之區域中且光導230另外在周圍側，以及該轉換元件240亦在周圍側都以一反射塗層161覆蓋著。就第26圖、第27圖中所示的組件而言，可以對應的方式考慮具有此種塗層161的不同構成。
在各圖中所示的、具有多個體發射式半導體晶片110的組件中，全部的半導體晶片110都部份地被一轉換元件140覆蓋著(請比較第2圖、第3圖、第5圖、第6圖)。然而，組件之一些構成亦是可行的，其在需要時具有更多數目的半導體晶片110，其中經由可透光之材料150而形成光學耦合的半導體晶片110不是全部都由一轉換元件140部份地覆蓋著。就此而言，例如可考慮對應於第24圖之構成。
另一可能的變化例如在於，在依據第20圖所述的具有散熱元件280的組件中使用一光導，其橫切面形式在該轉換元件240之方向中逐漸變細。這在其它組件，例如第27圖之組件，中亦是可行的。此外，就所示的具有光導230、231、232之組件，例如第23圖、第27圖中所示的組件，的整體而言，該些構成可設有散熱元件。
關於引用其它散熱方式，另外可考慮一些組件，其具有不同數目的散熱元件或亦只具有一散熱元件。此種散熱元件例如另外可形成為框架形式，且包圍著 一個或多個半導體晶片。
關於輻射轉換和上述轉換元件140、240，變化亦是可行的。例如，可使用一轉換元件140、240，藉此可將藍色主輻射基本上完全轉換成例如綠色或紅色光輻射。取代陶瓷轉換元件，可使用具有母材和轉換粒子的轉換元件140、240，該母材例如是矽樹脂材料或玻璃材料且所述轉換粒子埋置於母材中。其它可能的變化在於，以一層的形式來實現一轉換元件140、240，該層直接施加在由至少一晶片基板115構成的光導單元130上或施加在光導230、231、232上。一範例是噴鍍塗佈(Spray Coating)一包含有轉換粒子的矽樹脂材料。
除了上述材料(藍寶石、玻璃)以外，光導230、231、232亦可由其它材料來形成。以下例如將對可透過輻射之陶瓷材料作出決定。若另外使用陶瓷轉換元件240，則組件可設有一組合式的、且共同製成的陶瓷元件，其包括光導230、231、232和配置於光導上的轉換元件240。
雖然本發明已詳細藉由較佳實施例來圖示和說明，但本發明不受已揭示的範例所限制且其它變化可由此行的專家推導出而未偏離本發明的保護範圍。
101‧‧‧組件
110‧‧‧半導體晶片
115‧‧‧晶片基板
117‧‧‧接觸區
120‧‧‧半導體層序列
121‧‧‧發射面
125‧‧‧發射面
130‧‧‧光導單元
140‧‧‧轉換元件
141‧‧‧入射面
142‧‧‧發射面
150‧‧‧可透過輻射之材料
160‧‧‧反射塑料
170‧‧‧載體

Claims (15)

  1. 一種輻射發射組件，具有：一輻射源，其具有至少一半導體層序列(120、220)以產生輻射；一配置在該輻射源之後的光導單元(130、230、231、232)；以及一配置在所述光導單元(130、230、231、232)之後以轉換輻射的轉換元件(140、240)，輻射可由該輻射源經由發射面(125、225)發出且可入射至所述光導單元(130、230、231、232)中，輻射可由所述光導單元(130、230、231、232)經由入射面(141、241)入射至所述轉換元件(140、240)中，以及該輻射源之發射面(125、225)大於所述轉換元件(140、240)之入射面(141、241)。
  2. 如請求項1之輻射發射組件，其中所述轉換元件(140、240)之入射面(141、241)和該輻射源之發射面(125、225)具有最多75%之大小比例。
  3. 如請求項1或2之輻射發射組件，其中該輻射源具有多個相鄰地配置的半導體層序列(120、220)以產生輻射，半導體層序列(120、220)之輻射可分別經由發射面(121、221)發出且可入射至所述光導單元(130、230、231、232)中，且該輻射源之發射面(125、225)係由半導體層序列 (120、220)之發射面(121、221)組成。
  4. 如請求項1至3中任一項之輻射發射組件，其中該輻射發射組件具有一發出輻射的半導體晶片(110、111)，所述半導體晶片(110、111)形成為體發射式覆晶，所述半導體晶片(110、111)具有：該輻射源之至少一半導體層序列(120)；以及一可透過輻射之晶片基板(115)，且該光導單元(130)是由該可透過輻射之晶片基板(115)形成。
  5. 如請求項4之輻射發射組件，其中在所述半導體晶片(110、111)之周圍側和所述半導體晶片(110、111)之一前側上於靠近該轉換元件(140)之區域中配置一反射材料(160、161)。
  6. 如請求項1至3中任一項之輻射發射組件，其中該輻射發射組件具有相鄰地配置的發出輻射之多個半導體晶片(110)，所述多個半導體晶片(110)形成為體發射式覆晶，所述多個半導體晶片(110)分別具有：該輻射源之一半導體層序列(120)；以及一可透過輻射之晶片基板(115)，且該光導單元(130)具有所述多個半導體晶片(110)之可透過輻射之晶片基板(115)。
  7. 如請求項6之輻射發射組件，其中又具有配置在所述多個半導體晶片(110)之間的可 透過輻射之材料(150)。
  8. 如請求項6或7之輻射發射組件，其中在所述多個半導體晶片(110)之周圍側和所述多個半導體晶片(110)之前側上於靠近該轉換元件(140)之區域中配置一反射材料(160)。
  9. 如請求項1至3中任一項之輻射發射組件，其中該輻射發射組件具有相鄰地配置的發出輻射之多個半導體晶片(210、211)，所述多個半導體晶片(210、211)形成為表面發射式半導體晶片，所述多個半導體晶片(210、211)分別具有該輻射源之一半導體層序列(220)，且該光導單元形成為配置在所述多個半導體晶片(210、211)上的光導(230、231、232)之形式。
  10. 如請求項1至3中任一項之輻射發射組件，其中該輻射發射組件具有一發出輻射的半導體晶片(210)，該半導體晶片(210)形成為表面發射式半導體晶片，該半導體晶片(210)具有該輻射源之半導體層序列(220)，且該光導單元形成為配置在該半導體晶片上的光導(230)之形式。
  11. 如請求項9或10之輻射發射組件，其中在光導(230、231、232)之一前側上於靠近該轉換 元件(240)之區域中配置一反射材料(260)。
  12. 如請求項9至11中任一項之輻射發射組件，其中光導(231、232)具有在該轉換元件(240)之方向中逐漸變細的形式。
  13. 如請求項9至12中任一項之輻射發射組件，其中又具有與光導(230)形成熱耦合的至少一散熱元件(280)，使熱由該光導(230)排出。
  14. 如請求項1至13中任一項之輻射發射組件，其中在所述轉換元件(140、240)之周圍側配置一反射材料(160、161、260)。
  15. 如請求項1至14中任一項之輻射發射組件，其中具備具有反射粒子的塑料(160、260)，其包圍著包括該輻射源、所述光導單元(130、230、231、232)和所述轉換元件(140、240)之配置，所述轉換元件(140、240)之一前側發射面(142、242)未被塑料(160、260)覆蓋。
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