WO2014044813A2 - Optoelektronisches bauelement umfassend ein transparentes auskoppelelement - Google Patents

Optoelektronisches bauelement umfassend ein transparentes auskoppelelement Download PDF

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Definitions

  • Optoelectronic component comprising a transparent Auskoppelelernent
  • LEDs Light-emitting diodes
  • transparent coupling-out elements such as, for example, an encapsulation made of polymeric materials. These polymeric materials often exhibit exposure to light and heat
  • Object of at least one embodiment of the present invention is therefore to provide an optoelectronic device with a transparent coupling element, which is characterized by an increased stability to light and heat.
  • the optoelectronic component comprises a layer sequence with an active layer which emits electromagnetic primary radiation and at least one transparent outcoupling element which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation.
  • the at least one transparent outcoupling element which is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation.
  • Decoupling element comprises a hybrid material or is made of a hybrid material, which has the following structure:
  • R 1, R 1, R 2, R 2 'and R 5 may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • Alkyl radicals aromatics, in whole or in part
  • R3, R3 ', R4 and R4' may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • X is selected from a group comprising 0, S and N-R6 wherein R6 is selected from the same group as R1, R1 'R2, R2' and R5.
  • M and M ' may be the same or different and are selected from a group comprising B, Al, Si-R7, Ge-R7' and Ti-R7 ''.
  • R7, R7 'and R7' ' may be chosen the same or different and are selected from the same group as R3, R3', R4 and R4 '.
  • Y is selected from a group comprising 0, S, N-R5 'and a bond wherein R5' is selected from the same group as R1, R1 'R2, R2' and R5 and R5 'are the same or
  • R1, R1 'R2, R2' and R5 can be selected.
  • Y can be a bond means that a compound of the following formula is present:
  • n, m can be chosen to be the same or different, where and 1 ⁇ n, m ⁇ 10000. Preference is given to 1 ⁇ n, m ⁇ 5000,
  • R 1, R 1', R 2 ', R 2', R 5 and R 5 ' may be the same or different and may be selected from a group comprising H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated alkyl radicals, aromatics, fully or partially substituted aromatics, heterocycles and fully or partially substituted heterocycles.
  • R6 can be selected from the same group as R1, R1' R2, R2 ', R5 and R5'.
  • Decoupling elements which comprise a hybrid material or are made of a hybrid material, have a high
  • this high stability is due to the high binding stability of the structural unit
  • the abrasion resistance is the
  • Optoelectronic device can be prevented and extended the life of the optoelectronic device.
  • this includes at least one
  • R 1, R 1, R 2, R 2 'and R 5 may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated, fully or partially substituted, saturated alkyl radicals, aromatics, fully or partially substituted aromatics, heterocycles and fully or partially substituted Heterocycles includes.
  • R3, R3 ', R4 and R4' may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated alkyl, wholly or partially
  • the at least one transparent decoupling element comprises a hybrid material or is made of a hybrid material, which has the following structure:
  • Decoupling elements comprising such a hybrid material or made of such a hybrid material, have a very high stability to heat and
  • the hybrid materials can be achieved by simple
  • Decoupling elements comprising a hybrid material or made of a hybrid material are very simple and inexpensive to produce.
  • electromagnetic spectrum for electromagnetic radiation in the UV range and in the infrared range or a partial spectrum thereof is almost completely permeable.
  • Layer sequence emitted primary radiation for example, in the visible range or in the UV range of
  • the decoupling element has a transparency of more than 95%, particularly preferably the transparency of the decoupling element is more than 98% for the emitted primary radiation.
  • layer sequence is to be understood as meaning a layer sequence comprising more than one layer, for example a sequence comprising at least one p-doped and an n-doped semiconductor layer, wherein the
  • Layers are arranged one above the other.
  • the layer sequence can be used as an epitaxial layer sequence or as a radiation-emitting semiconductor chip with a
  • the layer sequence can be implemented, for example, on the basis of InGaAlN. InGaAlN-based semiconductor chips and
  • Semiconductor layer sequences are in particular those in which the epitaxially produced semiconductor layer sequence has a layer sequence of different individual layers
  • Semiconductor layer sequences comprising at least one active layer based on InGaAlN, for example, electromagnetic radiation in a
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip may also be based on InGaAlP, that is, the semiconductor layer sequence may be different
  • Single layers may have, of which at least one
  • semiconductor layer sequences or semiconductor chips having at least one active layer based on InGaAlP may emit electromagnetic radiation having one or more spectral components in a green to red wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also comprise other III-V compound semiconductor material systems, for example an AlGaAs-based material, or II-VI compound semiconductor material systems.
  • an active layer based on InGaAlP may emit electromagnetic radiation having one or more spectral components in a green to red wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also comprise other III-V compound semiconductor material systems, for example an AlGaAs-based material, or II-VI compound semiconductor material systems.
  • an active layer based on InGaAlP may emit electromagnetic radiation having one or more spectral components in a green to red wavelength range.
  • the semiconductor layer sequence or the semiconductor chip can also comprise other III-V compound semiconductor material systems, for example an AlGaAs-based material, or II-VI compound semiconductor material systems.
  • a layer comprising an AlGaAs-based material may be capable of emitting electromagnetic radiation with one or more spectral components in a red to an infrared
  • Wavelength range to emit
  • the active semiconductor layer sequence can contain, in addition to the active layer, further functional layers and functional layers
  • Areas include, such as p- or n-doped
  • Charge carrier transport layers ie electron or
  • Barrier layers planarization layers, buffer layers, protective layers and / or electrodes and combinations thereof. Furthermore, for example, on a the
  • Semiconductor layer sequence may be applied one or more mirror layers.
  • the structures described here concerning the active layer or the further functional layers and regions are the person skilled in the art in particular
  • the radicals R6 are from a
  • R6 may be methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, Be cyclohexyl or phenyl. More preferably, R6 is H.
  • R3, R3 ', R4, R4', R7, R7 'and R7' ' are preferably selected from the group consisting of H, saturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated alkyl radicals,
  • Alkyl radicals may be, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl,
  • R3, R3 ', R4, R4', R7, R7 'and R7' ' are selected from a group consisting of
  • R3 and R3 'and / or R4, R4' are the same. Includes the decoupling element
  • Hybrid material or is the decoupling of a
  • the at least one transparent decoupling element comprises a hybrid material or is made of a hybrid material, which has the following structure:
  • R41 R4l ' R31, R31 ', R41 and R41' can be chosen to be identical or different and are selected from a group which condensed H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated alkyl radicals, aromatics, fully or partially substituted aromatics Aromatics, fully or partially substituted, fused aromatics,
  • R31, R31 ', R41 and R41' are preferably selected from the group consisting of H, saturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated alkyl radicals, aromatics, fully or partially substituted aromatics,
  • Heterocycles includes. More preferably, R31, R31 ', R41 and R41' are selected from the group consisting of H, saturated
  • Alkyl radicals and fully or partially substituted, saturated alkyl radicals may be, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl and cyclohexyl radicals.
  • M ' is selected from a group comprising B, Al, Si-OR71, Ge-OR71' and Ti-OR71 ", wherein R71, R71 'and R71" may be the same or different and are selected from the same group as R31, R31 ', R41 and R41'.
  • M is selected from a group comprising B, Al, Si-OR72, Ge-OR72 'and Ti-OR72''.
  • R72, R72 'and R72 may be the same or different and are selected from the same group as R31, R31', R41 and R41 '. If the decoupling element comprises a hybrid material or if the decoupling element is made of a hybrid material which has the radicals R71 and R72, R71 'and R72' or R71 "and R72", R71 and R72, R71 'and R72' or R71 '' and R12 '' be chosen equal.
  • R31 and R41 and / or R31 'and R41' are the same. Includes the decoupling element
  • Hybrid material or is the decoupling of a
  • R31 'and R41' correspond, so be selected identically. Does the coupling element comprises a hybrid material or is that
  • Decoupling element prepared from a hybrid material having the radicals R72, R72 'or R72 ", R72, R72' or R72''denote R31 and R41 correspond, so be selected identically.
  • X is one
  • a decoupling element comprising such a hybrid material or made of such a hybrid material shows a very high stability to heat and radiation due to the high binding stability of the
  • the high stability manifests itself in that the decoupling element in the presence of radiation in the visible, UV and
  • Plastics and metals It also offers high elasticity and very good abrasion resistance.
  • M and M 'are selected from a group comprising Si-R7 and Al. Most preferably, M and M 'are Si-R7.
  • this comprises at least one
  • Auskoppelelement a hybrid material or is made of a
  • Hybrid material produced which has the following structure:
  • R41 R41 ' wherein R31, R31', R41, R41 ', R71 and R72 are the same or
  • H saturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated alkyl radicals,
  • Aromatics fully or partially substituted aromatics, heterocycles, fully or partially substituted
  • Heterocycles includes.
  • R 1, R 1 ', R 2, R 2' are selected from a group comprising H, saturated alkyl radicals, fully or partially substituted saturated alkyl radicals, aromatics, and fully or partially substituted aromatics.
  • R 1, R 1 ', R 2, R 2' may be methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, cyclohexyl or phenyl radicals.
  • R 1, R 1 ', R 2, R 2' are particularly preferably H.
  • radicals R 1 and R 1 'and / or R 2 and R 2' can be chosen the same. It is also possible that the radicals and R 1 and R 2 and / or R 1 'and R 2' are chosen to be the same.
  • R 5 and R 5 ' are selected from a group comprising H, saturated alkyl groups, and fully or partially substituted saturated alkyl groups.
  • R5 and R5 ' may be methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl,
  • R5 and R5 ' may be the same or different. More preferably, R5 and R5 'are equal to H.
  • the optoelectronic component may be a light emitting diode, a photodiode transistor array / module and an optical coupler.
  • the optoelectronic component is an organic light-emitting diode (OLED).
  • the optoelectronic component can be an LED with an electrical power of one watt and more.
  • the at least one transparent decoupling element comprises converter particles.
  • Converter particles are distributed in the decoupling element and at least partially convert the electromagnetic
  • Primary radiation in an electromagnetic secondary radiation At least in part means that the electromagnetic primary radiation at least partially from the
  • the electromagnetic primary radiation and / or secondary electromagnetic radiation may have one or more wavelengths and / or wavelength ranges in one
  • Secondary radiation be narrowband, that is, the primary radiation and / or the secondary radiation then have a monochrome or approximately monochrome wavelength range.
  • the spectrum of the primary radiation and / or the spectrum of the secondary radiation may alternatively also
  • Wavelength range wherein the mixed-color wavelength range may have a continuous spectrum or a plurality of discrete spectral components with different wavelengths.
  • the primary radiation and the secondary radiation can be
  • the primary radiation can preferably give rise to a blue-colored luminous impression and the secondary radiation can produce a yellowish-colored luminous impression, which can result from spectral components of the secondary radiation in the yellow wavelength range and / or spectral components in the green and red wavelength ranges.
  • Electromagnetic primary radiation is here completely or almost completely by the converter material is absorbed and in the form of an electromagnetic
  • the emitted radiation of the optoelectronic component according to this embodiment thus corresponds completely or almost completely to the electromagnetic secondary radiation. Under almost
  • Full conversion is a conversion over 90%, especially over 95% to understand.
  • the primary radiation is in the UV range and the secondary radiation gives rise to a blue-colored and yellow-colored luminous impression, which can be caused by spectral components of the secondary radiation in the blue and yellow wavelength range and / or spectral components in the blue, green and red wavelength range.
  • the secondary radiation gives rise to a blue-colored and yellow-colored luminous impression, which can be caused by spectral components of the secondary radiation in the blue and yellow wavelength range and / or spectral components in the blue, green and red wavelength range.
  • the electromagnetic secondary radiation is in a blue to infrared
  • the decoupling element has a transparency of over 95% for the emitted
  • Secondary radiation particularly preferably is the
  • the converter particles have a
  • the converter particles preferably have a particle diameter of 5 to 15 ⁇ m, particularly preferably 10 ⁇ m.
  • the converter particles may, for example, be formed from one of the following phosphors: rare earth doped garnets, rare earth doped alkaline earth sulfides, rare earth doped thiogallates, rare earth doped aluminates, rare earth doped metals Silicates, such as orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, rare earth doped alkaline earth silicon nitrides, rare earth doped oxynitrides and rare earth doped aluminum oxynitrides, rare earth doped silicon nitrides, sialons.
  • garnets such as
  • Yttrium aluminum oxide YAG
  • LuAG lutetium aluminum oxide
  • TAG terbium aluminum oxide
  • the phosphors are, for example, doped with one of the following activators: cerium, europium, terbium, praseodymium, samarium, manganese.
  • the converter particles are present at 1 to 50% by volume with respect to the hybrid material. Preference is given to 10 to 40% by volume, more preferably 20 to
  • the converter particles are distributed homogeneously in the outcoupling element. Due to a homogeneous distribution of the converter particles is a uniform Conversion of the primary radiation by the converter particles possible, resulting in a uniform radiation characteristic of the secondary radiation result. According to one embodiment, this is at least one
  • Decoupling element made of the hybrid material and the converter particles are by chemical bonds to the
  • Hybrid material bound Under chemical bonds can covalent bonds, ionic bonds or coordinative bonds between the converter particles and the
  • Hybrid material can be understood.
  • this comprises at least one
  • the nanoparticles are smaller than a tenth of the wavelength of the emitted primary radiation of the active layer of the layer sequence.
  • the nanoparticles may have a size of 10 to 25 nm, 10 to 20 nm, more preferably 10 to 15 nm. On this scale, the nanoparticles scatter the primary radiation and / or
  • the nanoparticles comprise
  • the thermally conductive materials are selected from a group comprising Al 2 O 3 , AlN, SiO 2 and combinations thereof
  • Optoelectronic device can be prevented and extended the life of the optoelectronic device.
  • the nanoparticles comprise
  • Decoupling elements having fillers with a refractive index n D at 23 ° C of greater than or equal to 2 show an increased light outcoupling, since light losses due to reflection and total reflection can be largely avoided.
  • the light outcoupling is particularly high when the refractive index of the coupling-out element has a similar refractive index
  • the fillers may be selected from a group comprising ZrÜ 2 , T1O 2 , b 2 Ü 5 , a 2 Ü 5, and combinations thereof.
  • the filler is Zr0 2 -
  • the nanoparticles can be bound to the hybrid material. Especially if M
  • Si-R7 can be a very strong due to particularly strong ionic interactions of the silicon of the hybrid material with the nanoparticles, in particular with ZrÜ 2
  • thermally conductive material and a filler containing a Refractive index n D at 23 ° C of greater than or equal to 2
  • the nanoparticles are homogeneously distributed in the decoupling element, resulting in a uniform
  • the optoelectronic device in one embodiment, the optoelectronic
  • Component a housing.
  • the housing may be present in particular in the middle of a recess.
  • the layer sequence can be arranged in the recess. It is possible that the recess is filled with the layer sequence with a potting.
  • the decoupling element is designed as a potting.
  • the potting can fill the recess in the housing.
  • the decoupling element is designed as a small plate, which is arranged above the layer sequence. It is possible that the tile is the whole
  • the one layer or the one element is arranged indirectly on or above the other layer or the other element. It can then further layers and / or elements or a clear distance between the one or the other layer
  • the first outcoupling element may be a potting compound comprising the hybrid material or made of the hybrid material.
  • Decoupling element may be a plate, disposed over the layer sequence comprising the hybrid material or made of the hybrid material.
  • the second outcoupling element is a lens made of the hybrid material or comprising the hybrid material. It is also possible that the first coupling element a
  • Platelet disposed over the layer sequence made of the hybrid material or comprising the hybrid material.
  • the first and second outcoupling elements may comprise the same hybrid materials or from the same
  • the first and second include
  • optoelectronic component at least one second
  • decoupling elements in the form of a small plate are applied over the second and each further layer sequence.
  • the platelet has a thickness of 10 ym to 100 ym, preferably 20 ym to 50 ym, more preferably 30 ym to 40 ym.
  • the potting can be conventional
  • an adhesion layer is arranged between the layer sequence and the platelet.
  • an adhesive layer is disposed between the potting and the lens.
  • the housing is made of a
  • Hybrid material produced which has the following structure:
  • R 1, R 1, R 2, R 2 'and R 5 may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • Alkyl radicals aromatics, in whole or in part substituted aromatic, heterocyclic and fully or partially substituted heterocycles.
  • R3, R3 ', R4 and R4' may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • X is selected from a group comprising 0, S and N-R6 wherein R6 is selected from the same group as R1, R1 'R2, R2' and R5.
  • M and M ' may be the same or different and are selected from a group comprising B, Al, Si-R7, Ge-R7' and Ti-R7 ''.
  • R7, R7 'and R7' ' may be chosen the same or different and are selected from the same group as R3, R3', R4 and R4 '.
  • Y is selected from a group comprising 0, S, N-R5 'and a bond wherein R5' is selected from the same group as R1, R1 'R2, R2' and R5 and is the same or
  • Rl Rl 'R2, R2'
  • Y can be a bond
  • a compound of the following formula is present:
  • n, m can be chosen to be the same or different, where and 1 ⁇ n, m ⁇ 10000. Preference is given to 1 ⁇ n, m ⁇ 5000,
  • the housing is made of one
  • Hybrid material produced which has the following structure:
  • R 1, R 1, R 2, R 2 ', R 5 and R 5' may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • Alkyl radicals aromatics, in whole or in part
  • R3, R3 ', R4 and R4' may be the same or different and are selected from the group consisting of H, saturated and unsaturated alkyl radicals, fully or partially substituted, saturated and unsaturated
  • X is selected from a group comprising 0, S and N-R6,
  • R6 is selected from the same group as RI, RI 'R2, R2', R5 and R5 ', M and M 'may be the same or different and are selected from a group comprising B, Al, Si-R7, Ge-R7' and Ti-R7 '',
  • R7, R7 'and R7' ' may be the same or different and are selected from the same group as R3,
  • m can be the same or different and 1 ⁇ n, m ⁇ 1000.
  • the housing is made of a hybrid material
  • the hybrid materials can further polymerize. So can the chemical and
  • the physical resistance of the material can be increased because of a three-dimensional network, so that the material can also be used for a housing.
  • the housing is made of a hybrid material
  • R31, R31 ', R41, R41, R71 and R71' have the structure:
  • Y' '' is selected from the group consisting of hydrogen, alkyl substituents and
  • Arylsubstituenten includes.
  • Y ' 1 ' is H, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, cyclohexyl or
  • the housing is formed reflecting at least in the region of the recess.
  • the housing comprises white pigments.
  • the white pigments are used for the housing
  • the reflectivity and the radiation resistance of the housing can be increased.
  • the white pigments are selected from the group consisting of titanium dioxide, lithopone, barium sulfate, zinc oxide, zinc sulfide, lead carbonate, calcium carbonate, and
  • FIGS 1, 2 and 3 show schematic side views of various embodiments of optoelectronic
  • the optoelectronic component 1 shows a carrier 5 with a leadframe 6.
  • a layer sequence 2 is arranged on the carrier 5 and is electrically connected to the leadframe 6 via bonding wires 7.
  • bonding wires 7 Above the
  • Layer sequence 2 is a decoupling element in the form of a
  • the decoupling element 3 comprises a hybrid material and converter particles, wherein the
  • Converter particles are homogeneously distributed in the hybrid material.
  • the hybrid material has the following
  • the plate 3 is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation, which is emitted by an active layer (not shown here) in the layer sequence 2.
  • the optoelectronic device Preferably, the optoelectronic
  • Component 1 to an LED, wherein the primary radiation above a transparent semiconductor layer sequence 2 and the primary radiation and emitted by the converter particles Secondary radiation via the decoupling element 3, which is transparent, is coupled out.
  • the optoelectronic component according to FIG. 2 shows a carrier 5 with a leadframe 6 and a housing 8
  • Housing 8 has in the middle a recess in which the layer sequence 2 is arranged, which is electrically connected to the lead frame 6.
  • the recess is with a
  • the potting 4 is from a
  • Hybrid material produced or comprises a hybrid material which has the following structure:
  • the encapsulation 4 is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation, which is emitted by an active layer (not shown here) in the layer sequence 2.
  • the potting 4 further comprises converter particles that the
  • the optoelectronic device Preferably, the optoelectronic
  • Component 1 to an LED, wherein the primary radiation is coupled up via a transparent semiconductor layer sequence 2 and a transparent encapsulation 4. Also the
  • the optoelectronic component according to FIG. 3 shows a carrier 5 with a lead frame 6 and a housing 8
  • Housing 8 has in the middle a recess in which the Layer sequence 2 is arranged, which is electrically connected to the lead frame 6.
  • the recess is with a
  • the potting 4 is from a
  • Hybrid material produced or comprises a hybrid material which has the following structure:
  • the encapsulation 4 is arranged in the beam path of the electromagnetic primary radiation, which is emitted by an active layer (not shown here) in the layer sequence 2.
  • the casting also includes converter particles that the
  • a lens 9 Arranged above the potting 4 is a lens 9 made of the same hybrid material or comprising the same hybrid material as the potting 4.
  • the optoelectronic device Preferably, the optoelectronic
  • Component 1 to an LED, wherein the primary radiation upward via a transparent semiconductor layer sequence 2, a transparent encapsulation 4 and a transparent lens.
  • the secondary radiation is also transmitted via the transparent encapsulation 4 and the transparent lens 9

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement umfassend eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert und zumindest ein transparentes Auskoppelelement das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist, angegeben. Das zumindest eine transparente Auskoppelelement umfasst ein Hybridmaterial oder ist aus einem Hybridmaterial hergestellt.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement umfassend ein transparentes Auskoppelelernent
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 108 939.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Optoelektronische Bauelemente wie beispielsweise
lichtemittierende Dioden (LEDs) weisen häufig transparente Auskoppelelemente wie beispielsweise einen Verguss aus polymeren Materialien auf. Diese polymeren Materialien zeigen häufig eine durch Licht- und Wärmeexposition bedingte
schnelle Alterung. Durch die schnelle Alterung dieser
Materialien und den damit verbundenen Verlust an Helligkeit ist die Lebensdauer von optoelektronischen Bauelementen beschränkt. Insbesondere bei LEDs im High Power Bereich, also LEDs ab einer elektrischen Leistung von einem Watt kann mit herkömmlichen polymeren Materialien nur eine sehr geringe Lebensdauer der LEDs erzielt werden.
Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein optoelektronisches Bauelement mit einem transparenten Auskoppelelement bereitzustellen, das sich durch eine erhöhte Stabilität gegenüber Licht und Wärme aus zeichnet .
Die Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der
vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen
Ansprüchen angegeben.
Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Das optoelektronische Bauelement umfasst eine Schichtenfolge mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert und zumindest ein transparentes Auskoppelelement, das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist. Das zumindest eine transparente
Auskoppelelement umfasst ein Hybridmaterial oder ist aus einem Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist :
R3 Ri X i' R3
1 Γ 1 1 1 1 Γ 1 1 1
M+C- N— C—
I L I Jn I Y+C+M'
L I Jm I
R4 R2 R5 R2' R4'
RI, RI' R2, R2' und R5 können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise
substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst. R3, R3' , R4 und R4' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Alkoxygruppen, Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise
substituierte Heterocyclen umfasst.
X ist aus einer Gruppe ausgewählt, die 0, S und N-R6 umfasst, wobei R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2' und R5.
M und M' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die B, AI, Si-R7, Ge-R7' und Ti-R7'' umfasst. R7, R7' und R7'' können dabei gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus der gleichen Gruppe ausgewählt wie R3, R3' , R4 und R4' .
Y ist aus einer Gruppe ausgewählt, die 0, S, N-R5' und eine Bindung umfasst, wobei R5' aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2' und R5 und R5' gleich oder
unterschiedlich wie Rl, Rl' R2, R2' und R5 ausgewählt sein kann . Dass Y eine Bindung sein kann bedeutet, dass eine Verbindung folgender Formel vorliegt:
Figure imgf000004_0001
n, m können gleich oder unterschiedlich gewählt sein, wobei und 1 < n, m < 10000. Bevorzugt ist 1 < n, m < 5000,
besonders bevorzugt ist 1 < n, m < 1000.
Ist Y = N-R5' können Rl, Rl' R2, R2',R5 und R5' gleich oder unterschiedlich gewählt sein und aus einer Gruppe ausgewählt sein, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst.
Ist Y = N-R5' und X = N-R6 kann R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt sein wie Rl, Rl' R2, R2', R5 und R5' .
Auskoppelelemente, die ein Hybridmaterial umfassen oder aus einem Hybridmaterial hergestellt sind, weisen eine hohe
Stabilität gegenüber Wärme und elektromagnetischer Strahlung auf. Diese hohe Stabilität ist unter anderem auf die hohe Bindungsstabilität der Struktureinheit
Figure imgf000005_0001
zurückzuführen. Die Bindungsenergien einer C=S-, C=N- und einer C=0-Doppelbindung liegen bei 587 kJ/mol, 616 kJ/mol und bei 708 kJ/mol und die Bindungsenergie der CN-Bindung liegt aufgrund ihres Doppelbindungscharakters zwischen 616 kJ/mol (CN-Doppelbindung) und 305 kJ/mol (CN-Einfachbindung) . Des Weiteren weisen solche Auskoppelelemente eine sehr gute
Haftung auf Kunststoffen und Metallen auf. Zudem zeichnen sich solche Auskoppelelemente durch eine sehr gute
Abriebfestigkeit aus. Die Abriebfestigkeit ist die
Widerstandsfähigkeit der Oberfläche des Auskoppelelements gegenüber mechanischer Beanspruchung wie beispielsweise
Reibung. Somit kann einem frühzeitigen Ausfall des
optoelektronischen Bauelements vorgebeugt werden und die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements verlängert werden .
In einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine
transparente Auskoppelelement ein Hybridmaterial, das folgende Struktur aufweist:
Figure imgf000006_0001
Rl, Rl' R2, R2' und R5 können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst.
R3, R3' , R4 und R4' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise
substituierte, gesättigte Alkylreste, Alkoxygruppen,
Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen
umfasst .
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine transparente Auskoppelelement ein Hybridmaterial oder ist aus einem Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist :
Figure imgf000006_0002
Auskoppelelemente, die ein solches Hybridmaterial umfassen oder aus einem solchen Hybridmaterial hergestellt sind, weisen eine sehr hohe Stabilität gegenüber Wärme und
elektromagnetischer Strahlung auf. Diese hohe Stabilität ist unter anderem auf die sehr hohe Bindungsstabilität der
Struktureinheit
X
i l
N—C—N
l l ,
R5 R5
zurückzuführen . Die Hybridmaterialien lassen sich durch einfache
Kondensationsreaktionen und/oder Polyadditionen in der Regel mit hohen Ausbeuten erhalten. Daher lassen sich
Auskoppelelemente, die ein Hybridmaterial umfassen oder aus einem Hybridmaterial hergestellt sind sehr einfach und auch kostengünstig herstellen.
Unter "transparent" wird vorliegend verstanden, dass der jeweilige Gegenstand für das gesamte sichtbare
elektromagnetische Spektrum, für elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich und im Infrarotbereich oder einem Teilspektrum davon nahezu vollständig durchlässig ist. Die von der
Schichtenfolge emittierte Primärstrahlung kann beispielsweise im sichtbaren Bereich oder im UV-Bereich des
elektromagnetischen Spektrums liegen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Auskoppelelement eine Transparenz von über 95 % auf, besonders bevorzugt liegt die Transparenz des Auskoppelelements bei über 98 % für die emittierte Primärstrahlung.
Unter "Schichtenfolge" ist in diesem Zusammenhang eine mehr als eine Schicht umfassende Schichtenfolge zu verstehen, beispielsweise eine Folge, die zumindest eine p-dotierte und einer n-dotierte Halbleiterschicht umfasst, wobei die
Schichten übereinander angeordnet sind.
Die Schichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer
Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene
Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Schichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. InGaAlN-basierte Halbleiterchips und
Halbleiterschichtenfolgen sind insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten
aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGai_x_yN mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1
aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlN aufweisen, können beispielsweise elektromagnetische Strahlung in einem
ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich emittieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch auf InGaAlP basieren, das heißt, dass die Halbleiterschichtenfolge unterschiedliche
Einzelschichten aufweisen kann, wovon mindestens eine
Einzelschicht ein Material aus dem III-V-
Verbindungshalbleitermaterialsystem InxAlyGa]_-x-yP mit 0 < x ^ 1, 0 < γ < 1 und x + y < 1 aufweist.
Halbleiterschichtenfolgen oder Halbleiterchips, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlP aufweisen, können beispielsweise bevorzugt elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einen grünen bis roten Wellenlängenbereich emittieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Halbleiterschichtenfolge oder der Halbleiterchip auch andere III-V- Verbindungshalbleitermaterialsysteme, beispielsweise ein AlGaAs-basiertes Material, oder II-VI-Verbindungshalbleiter- materialsysteme aufweisen. Insbesondere kann eine aktive
Schicht, die ein AlGaAs-basiertes Material aufweist, geeignet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer oder mehreren spektralen Komponenten in einem roten bis infraroten
Wellenlängenbereich zu emittieren.
Die aktive Halbleiterschichtenfolge kann neben der aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle
Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte
Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder
Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten,
Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise auf einer dem
Aufwachssubstrat abgewandten Seite der
Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. Die hier beschriebenen Strukturen die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere
hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Reste R6 aus einer
Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte Alkylreste, Aromaten und vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, umfasst. Beispielsweise kann R6 Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, Cyclohexyl- oder Phenylreste sein. Besonders bevorzugt ist R6 gleich H.
Bevorzugt sind R3, R3' , R4, R4', R7, R7' und R7'' aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste,
Alkoxygruppen und Aryloxygruppen umfasst. Gesättigte
Alkylreste können beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-,
Cyclohexylreste sein. Besonders bevorzugt sind R3, R3' , R4, R4', R7, R7' und R7'' aus einer Gruppe ausgewählt, die
Alkoxygruppen und Aryloxygruppen umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform sind R3 und R3' und/oder R4, R4' gleich gewählt. Umfasst das Auskoppelelement ein
Hybridmaterial oder ist das Auskoppelelement aus einem
Hybridmaterial hergestellt, das die Reste R7, R7' und/oder R7'' aufweist, können R7, R7' und/oder R7'' den Resten R3 und R3' und/oder den Resten R4, R4 ' entprechen, also identisch gewählt sein.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine transparente Auskoppelelement ein Hybridmaterial oder ist aus einem Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist:
R31 R31'
0 Ri X Ri' O
1 r I 1 II rl η I
M I LC|+ JnN1—c—N1-F LC| JmM|'
0 R2 R5 R5' R2' O
1 I
R41 R4l' R31, R31', R41 und R41' können dabei gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte, kondensierte Aromaten,
Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte
Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte, kondensierte Heterocyclen umfasst. Bevorzugt sind R31, R31', R41 und R41' aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten,
Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte
Heterocyclen umfasst. Besonders bevorzugt sind R31, R31', R41 und R41' aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte
Alkylreste und vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste umfasst. Gesättigte Alkylreste können beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl- und Cyclohexylreste sein.
M' ist aus einer Gruppe ausgewählt, die B, AI, Si-OR71, Ge- OR71' und Ti-OR71" umfasst, wobei R71, R71' und R71" gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R31, R31', R41 und R41'.
M ist aus einer Gruppe ausgewählt, die B, AI, Si-OR72, Ge- OR72' und Ti-OR72'' umfasst. Dabei können R72, R72' und R72" gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus der gleichen Gruppe ausgewählt wie R31, R31', R41 und R41'. Umfasst das Auskoppelelement ein Hybridmaterial oder ist das Auskoppelelement aus einem Hybridmaterial hergestellt, das die Reste R71 und R72, R71' und R72' oder R71" und R72" aufweist, können R71 und R72, R71' und R72' oder R71'' und R12' ' gleich gewählt sein.
Gemäß einer Ausführungsform sind R31 und R41 und/oder R31'und R41' gleich gewählt. Umfasst das Auskoppelelement ein
Hybridmaterial oder ist das Auskoppelelement aus einem
Hybridmaterial hergestellt, das die Reste R71, R71' oder R71'' aufweist, können R71, R71' oder R71'' den Resten
R31'und R41 ' entsprechen, also identisch gewählt sein. Umfasst das Auskoppelelement ein Hybridmaterial oder ist das
Auskoppelelement aus einem Hybridmaterial hergestellt, das die Reste R72, R72' oder R72" aufweist, können R72, R72' oder R72''den Resten R31 und R41 entsprechen, also identisch gewählt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist X aus einer
Gruppe ausgewählt, die 0 und S umfasst. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist X = 0.
Ein Auskoppelelement, das ein solches Hybridmaterial umfasst oder das aus einem solchen Hybridmaterial hergestellt ist, zeigt eine sehr hohe Stabilität gegenüber Wärme und Strahlung aufgrund der hohen Bindungsstabilität der
Harnstofffunktionalität . Die Bindungsenergie der C=0- Doppelbindung liegt bei 708 kJ/mol. Die hohe Stabilität äußert sich dadurch, dass das Auskoppelelement bei einer Einwirkung von Strahlung im sichtbaren, UV und
Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums und bei der Einwirkung von Wärme weder vergilbt noch eintrübt. Die
Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements ist somit nicht durch das Auskoppelelement limitiert. Des Weiteren weisen solche Auskoppelelemente sehr gute Haftung auf
Kunststoffen und Metallen aus. Zudem bietet es eine hohe Elastizität und eine sehr gute Abriebfestigkeit.
Gemäß einer Ausführungsform sind M und M' aus einer Gruppe ausgewählt, die Si-R7 und AI umfasst. Besonders bevorzugt sind M und M' gleich Si-R7.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine
Auskoppelelement ein Hybridmaterial oder ist aus einem
Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist:
R31 R31'
O Ri O Ri' O
I r I -i II r I -i I
-Si-Fc+N— C-N c Si-0R?i
I I n I I L I J™ I
O R2 R5 R5' R2' O
I I
R41 R41' wobei R31, R31', R41, R41', R71 und R72 gleich oder
unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste,
Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte
Heterocyclen umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform sind RI, RI ' , R2, R2 ' aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte gesättigte Alkylreste, Aromaten und vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, umfasst. Beispielsweise können RI, RI ' , R2, R2 ' Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, Cyclohexyl- oder Phenylreste sein. Besonders bevorzugt sind Rl, Rl ' , R2, R2 ' gleich H.
Die Reste Rl und Rl' und/oder R2 und R2' können gleich gewählt sein. Möglich ist auch, dass die Reste und Rl und R2 und/oder Rl'und R2' gleich gewählt sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind R5 und R5 ' aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte Alkylreste und vollständig oder teilweise substituierte gesättigte Alkylreste umfasst.
Beispielsweise können R5 und R5 ' Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-,
Cyclohexyl- oder Phenylreste sein. R5 und R5 ' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein. Besonders bevorzugt sind R5 und R5 ' gleich H.
Das optoelektronischen Bauelement kann eine Lumineszenzdiode, ein Fotodioden-Transistoren-Array/Modul und ein optischer Koppler sein. Alternativ ist das optoelektronische Bauelement eine organische Leuchtdiode (OLED) . Insbesondere kann es sich bei dem optoelektronischen Bauelement um eine LED mit einer elektrischen Leistung von einem Watt und mehr handeln.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine transparente Auskoppelelement Konverterpartikel. Die
Konverterpartikel sind in dem Auskoppelelement verteilt und konvertieren zumindest teilweise die elektromagnetische
Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung. Zumindest teilweise bedeutet, dass die elektromagnetische Primärstrahlung zumindest teilweise von den
Konverterpartikeln absorbiert und als elektromagnetische Sekundärstrahlung mit einem von der elektromagnetischen Primärstrahlung verschiedenen Wellenlängenbereich emittiert wird. Die elektromagnetische Primärstrahlung und/oder elektromagnetische Sekundärstrahlung können eine oder mehrere Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche in einem
infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen, insbesondere in einem sichtbaren Wellenlängenbereich. Dabei können die Spektren der Primärstrahlung und/oder der
Sekundärstrahlung schmalbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung dann einen einfarbigen oder annähernd einfarbigen Wellenlängenbereich aufweisen. Das Spektrum der Primärstrahlung und/oder das Spektrum der Sekundärstrahlung kann alternativ auch
breitbandig sein, das heißt, dass die Primärstrahlung
und/oder die Sekundärstrahlung einen mischfarbigen
Wellenlängenbereich aufweisen kann, wobei der mischfarbige Wellenlängenbereich ein kontinuierliches Spektrum oder mehrere diskrete spektrale Komponenten mit verschiedenen Wellenlängen aufweisen kann. Die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung können
überlagert einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken. Dazu kann die Primärstrahlung vorzugsweise einen blaufarbigen Leuchteindruck erwecken und die Sekundärstrahlung einen gelbfarbigen Leuchteindruck, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann.
Es ist auch möglich, dass die elektromagnetische
Primärstrahlung vollständig oder nahezu vollständig in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertiert. Die
elektromagnetische Primärstrahlung wird hierbei vollständig oder nahezu vollständig durch das Konvertermaterial absorbiert wird und in Form einer elektromagnetischen
Sekundärstrahlung emittiert. Die emittierte Strahlung des optoelektronischen Bauelements gemäß dieser Ausführungsform entspricht somit vollständig oder nahezu vollständig der elektromagnetischen Sekundärstrahlung. Unter nahezu
vollständiger Konversion ist eine Konversion über 90 %, insbesondere über 95 % zu verstehen.
Es ist möglich, dass die Primärstrahlung im UV-Bereich liegt und die Sekundärstrahlung einen blaufarbigen und gelbfarbigen Leuchteindruck erweckt, der durch spektrale Komponenten der Sekundärstrahlung im blauen und im gelben Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im blauen, grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann. Hier kann die
Sekundärstrahlung einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken.
Gemäß einer Ausführungsform liegt die elektromagnetische Sekundärstrahlung in einem blauen bis infraroten
Wellenlängenbereich .
Gemäß einer Ausführungsform weist das Auskoppelelement eine Transparenz von über 95 % für die emittierte
Sekundärstrahlung auf, besonders bevorzugt liegt die
Transparenz des Auskoppelelements bei über 98 % für die emittierte Sekundärstrahlung.
Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen
Bauelements weisen die Konverterpartikel einen
Partikeldurchmesser von 1 bis 20 ym auf. Bevorzugt weisen die Konverterpartikel einen Partikeldurchmesser von 5 bis 15 ym, besonders bevorzugt von 10 ym auf. Die Konverterpartikel können beispielsweise aus einem der folgenden Leuchtstoffe gebildet sein: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silicate, wie Orthosilicate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilicate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxinitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone.
Als Leuchtstoffe können insbesondere Granate, wie
Yttriumaluminiumoxid (YAG) , Lutetiumaluminiumoxid (LuAG) und Terbiumaluminiumoxid (TAG) verwendet werden.
Die Leuchtstoffe sind beispielsweise mit einem der folgenden Aktivatoren dotiert: Cer, Europium, Terbium, Praseodym, Samarium, Mangan.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das
Auskoppelelement Konverterpartikel verschiedener
Leuchtstoffe .
Gemäß einer Ausführungsform liegen die Konverterpartikel zu 1 bis 50 Vol-% in Bezug auf das Hybridmaterial vor. Bevorzugt sind 10 bis 40 Vol-%, besonders bevorzugt sind 20 bis
30 Vol-%.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Konverterpartikel homogen in dem Auskoppelelement verteilt. Durch eine homogene Verteilung der Konverterpartikel ist eine gleichmäßige Konversion der Primärstrahlung durch die Konverterpartikel möglich, was eine gleichmäßige Abstrahlcharakteristik der Sekundärstrahlung zur Folge hat. Gemäß einer Ausführungsform ist das zumindest eine
Auskoppelelement aus dem Hybridmaterial hergestellt und die Konverterpartikel sind durch chemische Bindungen an das
Hybridmaterial gebunden. Unter chemischen Bindungen können kovalente Bindungen, Ionenbindungen oder auch koordinative Bindungen zwischen den Konverterpartikeln und dem
Hybridmaterial verstanden werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine
Auskoppelelement Nanopartikel.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Nanopartikel kleiner als ein Zehntel der Wellenlänge der emittierten Primärstrahlung der aktiven Schicht der Schichtenfolge. Die Nanopartikel können eine Größe von 10 bis 25 nm, 10 bis 20 nm, besonders bevorzugt 10 bis 15 nm aufweisen. In dieser Größenordnung streuen die Nanopartikel die Primärstrahlung und/oder
Sekundärstrahlung nicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Nanopartikel
thermisch leitfähige Materialien.
Gemäß einer Ausführungsform sind die thermisch leitfähigen Materialien aus einer Gruppe ausgewählt, die AI2O3, A1N, S1O2 und Kombinationen daraus umfasst
Durch thermisch leitfähigen Materialien entsteht kein
Wärmestau in dem Auskoppelelement und es kann eine konstante Leuchtstärke und ein konstanter Farbort über die Länge der Betriebsdauer des optoelektronischen Bauelements garantiert werden. Somit kann einem frühzeitigen Ausfall des
optoelektronischen Bauelements vorgebeugt werden und die Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements verlängert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Nanopartikeln
Füllstoffe, die einen Brechungsindex nD bei 23 °C von größer oder gleich 2 aufweisen.
Auskoppelelemente, die Füllstoffe mit einem Brechungsindex nD bei 23 °C von größer oder gleich 2 aufweisen, zeigen eine erhöhte Lichtauskopplung, da Lichtverluste durch Reflexion und Totalreflexion weitgehend vermieden werden können. Die Lichtauskopplung ist besonders hoch, wenn der Brechungsindex des Auskoppelelements einen ähnlichen Brechungsindex
aufweist, wie die an das Auskoppelelement angrenzenden
Schichten innerhalb des Strahlengangs des Bauelements. Die Füllstoffe können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die ZrÜ2, T1O2, b2Ü5, a2Ü5 und Kombinationen daraus umfasst.
Bevorzugt ist der Füllstoff Zr02-
Durch ionische Wechselwirkungen können die Nanopartikel an das Hybridmaterial gebunden sein. Insbesondere wenn M
und/oder M' gleich Si-R7 kann durch besonders starke ionische Wechselwirkungen des Siliziums des Hybridmaterials mit den Nanopartikeln, insbesondere mit ZrÜ2 eine sehr starke
Anbindung der Nanopartikel an das Hybridmaterial erfolgen.
Es ist möglich, dass in dem Auskoppelelement verschiedene Nanopartikel vorhanden sind. Beispielsweise kann ein
thermisch leitfähiges Material und ein Füllstoff, der einen Brechungsindex nD bei 23 °C von größer oder gleich 2
aufweist, vorhanden sein.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Nanopartikel homogen in dem Auskoppelelement verteilt, woraus eine gleichmäßige
Abstrahlcharakteristik der Sekundärstrahlung und/oder der Primärstrahlung resultiert.
In einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische
Bauelement ein Gehäuse. In dem Gehäuse kann insbesondere in der Mitte eine Ausnehmung vorhanden sein. Die Schichtenfolge kann in der Ausnehmung angeordnet sein. Es ist möglich, dass die Ausnehmung mit der Schichtenfolge mit einem Verguss ausgefüllt ist.
In einer Ausführungsform ist das Auskoppelelement als Verguss ausgebildet. Der Verguss kann die Ausnehmung in dem Gehäuse ausfüllen . Gemäß einer Ausführungsform ist das Auskoppelelement als ein Plättchen ausgebildet, das über der Schichtenfolge angeordnet ist. Es ist möglich, dass das Plättchen die gesamte
Oberfläche der Schichtenfolge bedeckt. Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischen und/oder elektrischen Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.
Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente oder ein lichter Abstand zwischen der einen oder der anderen Schicht
beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein.
Gemäß einer weite
eine Linse. Es is
angeordnet ist . E
zwischen der Lins
In einer weiteren
optoelektronische
Bei dem ersten Auskoppelelement kann es sich hierbei um einen Verguss handeln, der das Hybridmaterial umfasst oder der aus dem Hybridmaterial hergestellt ist. Das zweite
Auskoppelelement kann ein Plättchen, angeordnet über der Schichtenfolge sein, das das Hybridmaterial umfasst oder aus dem Hybridmaterial hergestellt ist.
Es ist auch möglich, dass das zweite Auskoppelelement eine Linse ist, die aus dem Hybridmaterial hergestellt ist oder das Hybridmaterial umfasst. Möglich ist auch, dass das erste Auskoppelelement ein
Plättchen, angeordnet über der Schichtenfolge ist, das aus dem Hybridmaterial hergestellt ist oder das Hybridmaterial umfasst .
Das erste und das zweite Auskoppelelement können die gleichen Hybridmaterialien umfassen oder aus dem gleichen
Hybridmaterial hergestellt sein. Vorzugsweise umfassen das erste und das zweite
Auskoppelelement unterschiedliche Hybridmaterialien oder sind aus unterschiedlichen Hybridmaterialien hergestellt. Es ist möglich, dass das erste und das zweite
Auskoppelelement gleiche oder unterschiedliche
Konverterpartikel umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Bauelement mindestens eine zweite
Schichtenfolge .
Es ist möglich, dass über der zweiten und jeder weiteren Schichtenfolge Auskoppelelemente in Form eines Plättchens aufgebracht sind.
In einer Ausführungsform hat das Plättchen eine Dicke von 10 ym bis 100 ym, bevorzugt 20 ym bis 50 ym, besonders bevorzugt 30 ym bis 40 ym.
Es ist möglich, dass über dem Plättchen ein Verguss
angeordnet ist. Der Verguss kann aus herkömmlichen
Vergussmaterialien ausgewählt sein. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Haftschicht zwischen der Schichtenfolge und dem Plättchen angeordnet.
Es ist möglich, dass zwischen dem Verguss und der Linse eine Haftschicht angeordnet ist.
Üblicherweise sind Haftschichten jedoch nicht nötig, da die Plättchen, Linsen und Vergüsse umfassend das Hybridmaterial oder die Plättchen, Linsen und Vergüsse, die aus dem Hybridmaterial hergestellt sind, eine sehr gute
Haftfestigkeit zu den angrenzenden Schichten oder Elementen aufweisen. Insbesondere ist die Haftfestigkeit zu
angrenzenden Schichten oder Elementen sehr hoch, wenn diese Kunststoffe oder Metalle umfassen.
Dass eine Schicht oder ein Element zwischen zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist, kann hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine
Element unmittelbar im direkten mechanischen und/oder
elektrischen Kontakt oder im mittelbaren Kontakt zu einem der zwei anderen Schichten oder Elementen und in direktem
mechanischen und/oder elektrischen Kontakt oder in
mittelbarem Kontakt zu anderen der zwei anderen Schichten oder Elementen angeordnet ist. Dabei können bei mittelbarem Kontakt dann weitere Schichten und/oder Elemente oder ein lichter Abstand zwischen der einen und zumindest einer der zwei anderen Schichten beziehungsweise zwischen dem einen und zumindest einem der zwei anderen Elemente angeordnet sein.
In einer Ausführungsform ist das Gehäuse aus einem
Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist:
Figure imgf000023_0001
RI, RI' R2, R2' und R5 können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst.
R3, R3' , R4 und R4' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Alkoxygruppen, Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise
substituierte Heterocyclen umfasst.
X ist aus einer Gruppe ausgewählt, die 0, S und N-R6 umfasst, wobei R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2' und R5.
M und M' können gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus einer Gruppe ausgewählt, die B, AI, Si-R7, Ge-R7' und Ti-R7'' umfasst. R7, R7' und R7'' können dabei gleich oder unterschiedlich gewählt sein und sind aus der gleichen Gruppe ausgewählt wie R3, R3' , R4 und R4' .
Y ist aus einer Gruppe ausgewählt, die 0, S, N-R5' und eine Bindung umfasst, wobei R5' aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2' und R5 und gleich oder
unterschiedlich wie Rl, Rl' R2, R2' ausgewählt sein kann. Dass Y eine Bindung sein kann bedeutet, dass eine Verbindung folgender Formel vorliegt:
Figure imgf000024_0001
n, m können gleich oder unterschiedlich gewählt sein, wobei und 1 < n, m < 10000. Bevorzugt ist 1 < n, m < 5000,
besonders bevorzugt ist 1 < n, m < 1000. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuse aus einem
Hybridmaterial hergestellt, das folgende Struktur aufweist:
R3 Ri X i' R3
I Γ 1 Ί 11 Γ 1 Ί 1
M +C- N— c—N4C+M'
I L I Jn I I L I -Im I
R4 R2 R5' R2' R4' wobei
- RI, RI' R2, R2', R5 und R5' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise
substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst,
- R3, R3' , R4 und R4' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Alkoxygruppen, Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise
substituierte Heterocyclen umfasst,
- X aus einer Gruppe ausgewählt ist, die 0, S und N-R6 umfasst,
- R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie RI, RI' R2, R2' , R5 und R5' , - M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die B, AI, Si-R7, Ge- R7' und Ti-R7 ' ' umfasst,
- R7, R7' und R7'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R3,
R3' , R4 und R4' und
- n, m können gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 < n, m < 1000.
Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Hybridmaterial
hergestellt, das folgende Struktur aufweist:
R31 R31'
O Ri O Ri' O
I r I -i II r I n
— Si-Fc+N— C-N c Si-OR7i
I I n I I L I JH
O R2 R5 R5' R2' O
I I
R41 R41' wobei R31, R31', R41, R41, R71 und R71' gleich oder
unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C-Doppelbindungen und teilweise substituierte ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C-Doppelbindungen umfasst.
Unter Alkylresten mit endständigen C=C-Doppelbindungen versteht man, dass die Alkylreste an einem von der Anbindung an den Sauerstoff entfernten Ende ihrer Kette eine C=C- Doppelbindung aufweisen, wobei eines der C-Atome, das an der Doppelbindung beteiligt ist, eine CH2~Gruppe oder ein C-Atom mit zwei Alkyl- oder Arylresten ist.
Durch den Einsatz von Hybridmaterialien, die ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C-Doppelbindungen und teilweise substituierte ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C- Doppelbindungen aufweisen, können die Hybridmaterialien weiter polymerisieren . So kann die chemische und
physikalische Beständigkeit des Materials erhöht werden, da ein dreidimensionales Netzwerk entsteht, so dass das Material auch für ein Gehäuse eingesetzt werden kann.
Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem Hybridmaterial
hergestellt, wobei R31, R31', R41, R41, R71 und R71' folgende Struktur aufweisen:
Figure imgf000027_0001
wobei m' ' ' = 0 bis 6. Y' ' ' ist aus einer Gruppe ausgewählt, die, die Wasserstoff, Alkylsubstituenten und
Arylsubstituenten umfasst. Vorzugsweise handelt es sich bei Y'1' um H, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sec-Butyl-, tert-Butyl-, Cyclohexyl- oder
Phenylreste . Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuse zumindest im Bereich der Ausnehmung reflektierend ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Gehäuse Weißpigmente. Die Weißpigmente werden dafür verwendet, das Gehäuse
beziehungsweise Teilbereiche des Gehäuses einzufärben. Durch das Einfärben kann beispielsweise die Reflektivität und die Strahlenbeständigkeit des Gehäuses erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Weißpigmente aus einer Gruppe ausgewählt, die Titandioxid, Lithopone, Bariumsulfat, Zinkoxid, Zinksulfid, Bleicarbonat , Calciumcarbonat und
Kombinationen daraus umfasst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden und in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
Figuren 1, 2 und 3 zeigen schematische Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen von optoelektronischen
Bauelementen .
Das optoelektronische Bauelement 1 gemäß Figur 1 zeigt einen Träger 5 mit einem Leiterrahmen 6. Auf dem Träger 5 ist eine Schichtenfolge 2 angeordnet, die mit dem Leiterrahmen 6 über Bonddrähte 7 elektrisch verbunden ist. Über der
Schichtenfolge 2 ist ein Auskoppelelement in Form eines
Plättchens 3 aufgebracht. Das Auskoppelelement 3 umfasst ein Hybridmaterial und Konverterpartikel, wobei die
Konverterpartikel in dem Hybridmaterial homogen verteilt sind. Beispielsweise weist das Hybridmaterial folgende
Struktur auf:
Figure imgf000028_0001
Das Plättchen 3 ist im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet, die von einer aktiven Schicht (hier nicht gezeigt) in der Schichtenfolge 2 emittiert wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen
Bauelement 1 um eine LED, wobei die Primärstrahlung nach oben über eine transparente Halbleiterschichtenfolge 2 und die Primärstrahlung und die von den Konverterpartikeln emittierte Sekundärstrahlung über das Auskoppelelement 3, das transparent ausgebildet ist, ausgekoppelt wird.
Das optoelektronische Bauelement gemäß Figur 2 zeigt einen Träger 5 mit einem Leiterrahmen 6 und ein Gehäuse 8. Das
Gehäuse 8 weist in der Mitte eine Ausnehmung auf, in der die Schichtenfolge 2 angeordnet ist, die mit dem Leiterrahmen 6 elektrisch verbunden ist. Die Ausnehmung ist mit einem
Verguss 4 aufgefüllt. Der Verguss 4 ist aus einem
Hybridmaterial hergestellt oder umfasst ein Hybridmaterial, das folgende Struktur aufweist:
Figure imgf000029_0001
Der Verguss 4 ist im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet, die von einer aktiven Schicht (hier nicht gezeigt) in der Schichtenfolge 2 emittiert wird. Der Verguss 4 umfasst weiter Konverterpartikel, die die
Primärstrahlung zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung konvertieren.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen
Bauelement 1 um eine LED, wobei die Primärstrahlung nach oben über eine transparente Halbleiterschichtenfolge 2 und einen transparenten Verguss 4 ausgekoppelt wird. Auch die
Sekundärstrahlung wird über den transparenten Verguss 4 ausgekoppelt .
Das optoelektronische Bauelement gemäß Figur 3 zeigt einen Träger 5 mit einem Leiterrahmen 6 und ein Gehäuse 8. Das
Gehäuse 8 weist in der Mitte eine Ausnehmung auf, in der die Schichtenfolge 2 angeordnet ist, die mit dem Leiterrahmen 6 elektrisch verbunden ist. Die Ausnehmung ist mit einem
Verguss 4 aufgefüllt. Der Verguss 4 ist aus einem
Hybridmaterial hergestellt oder umfasst ein Hybridmaterial, das folgende Struktur aufweist:
Figure imgf000030_0001
Der Verguss 4 ist im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet, die von einer aktiven Schicht (hier nicht gezeigt) in der Schichtenfolge 2 emittiert wird. Der Verguss umfasst weiter Konverterpartikel, die die
Primärstrahlung zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung konvertieren. Über dem Verguss 4 ist eine Linse 9 angeordnet, die aus demselben Hybridmaterial hergestellt ist oder das gleiche Hybridmaterial umfasst wie der Verguss 4.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen
Bauelement 1 um eine LED, wobei die Primärstrahlung nach oben über eine transparente Halbleiterschichtenfolge 2, einen transparenten Verguss 4 und eine transparente Linse 9
ausgekoppelt wird. Auch die Sekundärstrahlung wird über den transparenten Verguss 4 und die transparente Linse 9
ausgekoppelt .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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.

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement (1) umfassend
- eine Schichtenfolge (2) mit einer aktiven Schicht, die elektromagnetische Primärstrahlung emittiert
- zumindest ein transparentes Auskoppelelement (3,4,9), das im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung angeordnet ist,
wobei das zumindest eine transparente Auskoppelelement (3,4,9) ein Hybridmaterial umfasst oder aus einem
Hybridmaterial hergestellt ist, das folgende Struktur aufweist :
R3 Ri X i' R3
M 1 +ΓC1 -1 N— C 11— Y +ΓC1 +1 M1 '
I L i Jn i L i Jm i
R4 R2 R5 ' R2' R4'
wobei
- RI, RI' R2, R2'und R5 gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise
substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst,
- R3, R3' , R4 und R4' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Alkoxygruppen, Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst, - X aus einer Gruppe ausgewählt ist, die 0, S und N-R6 umfasst ,
- R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2'und R5,
- M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die B, AI, Si-R7, Ge- R7' und Ti-R7 ' ' umfasst,
- Y aus einer Gruppe ausgewählt ist, die 0, S, N-R5' und eine Bindung umfasst,
- R5' aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie Rl, Rl' R2, R2' und R5 und R5' gleich oder unterschiedlich wie Rl, Rl' R2, R2' und R5 ausgewählt sein kann,
- R7, R7' und R7'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R3, R3' , R4 und R4' und
- n, m gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 < n, m < 10000.
2. Optoelektronisches Bauelement (1) nach Anspruch 1, das zumindest eine Auskoppelelement (3,4,9) ein
Hybridmaterial umfasst oder aus einem Hybridmaterial
hergestellt ist, das folgende Struktur aufweist
R3 Rl X Rl' R3
M 1 + Γ C 1 - Ί N— C 11—N4 ΓC 1 + Ί M 1 '
I L I Jn I I L I Jm I
R4 R2 R5 R5' R2' R4'
3. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Auskoppelelement (3,4,9) ein
Hybridmaterial umfasst oder aus einem Hybridmaterial
hergestellt ist, das folgende Struktur aufweist R31 R31'
0 Ri X Ri' O
1 Γ I 1 II rl η I
M I LC|+JnN1—c—N1-FLC| JmM|'
0 R2 R5 R5' R2' O
1 I
R41 R41' wobei
- R31, R31', R41 und R41' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise
substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte, kondensierte Aromaten,
Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte
Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte, kondensierte Heterocyclen umfasst,
- M' aus einer Gruppe ausgewählt ist, die B, AI, Si-OR71, Ge- OR71' und Ti-OR71" umfasst,
- M aus einer Gruppe ausgewählt ist, die B, AI, Si-OR72, Ge- OR72' und Ti-OR72'' umfasst und
- R71, R71' und R71'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R31, R31', R41 und R41' und
- R72, R72' und R12' ' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R31, R31', R41 und R41'.
4. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei X = 0.
5. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Auskoppelelement (3,4,9) ein Hybridmaterial umfasst oder aus einem Hybridmaterial hergestellt ist, das folgende Struktur aufweist
Figure imgf000035_0001
wobei R31, R31', R41, R41', R71 und R72 gleich oder
unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte Alkylreste,
Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst.
6. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei RI, RI' R2, R2'und R5 oder RI, RI' R2, R2', R5 und R5'
= H.
7. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Auskoppelelement (3,4,9)
Nanopartikel umfasst.
8. Bauelement (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Nanopartikel thermisch leitfähige Materialien umfassen.
9. Bauelement (1) nach Anspruch 6, wobei die Nanopartikel Füllstoffe umfassen, die einen Brechungsindex nD bei 23 °C von größer oder gleich 2 aufweisen.
10. Bauelement (1) nach dem vorhergehendem Anspruch, wobei die Füllstoffe aus einer Gruppe ausgewählt sind, die ZrÜ2, T1O2, b2Ü5, a2Ü5 und Kombinationen daraus umfasst.
11. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Auskoppelelement (3,4,9)
Konverterpartikel umfasst, wobei die Konverterpartikel in dem Auskoppelelement (3,4,9) verteilt sind und wobei die
Konverterpartikel zumindest teilweise die elektromagnetische Primärstrahlung in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertieren .
12. Bauelement (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Konverterpartikel homogen in dem Auskoppelelement (3,4,9) verteilt sind.
13. Bauelement (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest ein Auskoppelelement (3,4,9) aus dem
Hybridmaterial hergestellt ist und die Konverterpartikel durch chemische Bindungen an das Hybridmaterial gebunden sind .
14. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest ein Auskoppelelement (3,4,9) als Verguss (4), als Linse (9) und/oder als ein Plättchen (3), angebracht über der Schichtenfolge (2), ausgebildet ist.
15. Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Gehäuse (8) mit einer Ausnehmung aufweist, wobei - die Schichtenfolge (2) mit der aktiven Schicht in der
Ausnehmung des Gehäuses (8) angeordnet ist und
- das Gehäuse (8) aus einem Hybridmaterial hergestellt ist, das folgende Struktur aufweist: R3 Ri X i' R3
M 1 +ΓC1 -1 N— C 11— Y +ΓC1 +1 M1 '
I L i Jn i L i Jm i
R4 R2 R5 ' R2' R4'
wobei
- RI, RI' R2, R2'und R5 gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Aromaten, vollständig oder teilweise
substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst,
- R3, R3' , R4 und R4' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, gesättigte und ungesättigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte, gesättigte und ungesättigte
Alkylreste, Alkoxygruppen, Aryloxygruppen, Amine, Amide, Ester, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, Heterocyclen und vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen umfasst,
- X aus einer Gruppe ausgewählt ist, die 0, S und N-R6 umfasst,
- R6 aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie RI, RI' R2, R2'und R5,
- M und M' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die B, AI, Si-R7, Ge- R7' und Ti-R7" umfasst,
- Y aus einer Gruppe ausgewählt ist, die 0, S, N-R5'und eine Bindung umfasst
- R5' aus der gleichen Gruppe ausgewählt ist wie RI, RI' R2, R2' und R5 und gleich oder unterschiedlich wie RI, RI' R2, R2' ausgewählt sein kann, - R7, R7' und R7'' gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und aus der gleichen Gruppe ausgewählt sind wie R3, R3' , R4 und R4' und
- n, m gleich oder unterschiedlich gewählt sein können und 1 < n, m < 10000.
16. Bauelement (1) nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse (8) aus einem Hybridmaterial hergestellt ist, das folgende
Struktur aufweist
Figure imgf000038_0001
wobei R31, R31', R41, R41, R71 und R71' gleich oder
unterschiedlich gewählt sein können und aus einer Gruppe ausgewählt sind, die ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C-Doppelbindungen und teilweise substituierte ungesättigte Alkylreste mit endständigen C=C-Doppelbindungen umfasst.
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