WO2014139789A1 - Optoelektronisches bauelement - Google Patents

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WO2014139789A1 PCT/EP2014/053599 EP2014053599W WO2014139789A1 WO 2014139789 A1 WO2014139789 A1 WO 2014139789A1 EP 2014053599 W EP2014053599 W EP 2014053599W WO 2014139789 A1 WO2014139789 A1 WO 2014139789A1
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Michael Brandl
Stefan GRÖTSCH
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein Trägersubstrat (140, 240, 245), einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (140, 240, 245) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (120, 220), eine Emissionsfläche (131, 231) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (111, 211) des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite (111, 211) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (131, 231) angrenzende reflektive Schicht (150, 250). In einer Ausgestaltung ist die Emissionsfläche (131) derart angeordnet, dass die Emissionsfläche (131) einen Teil des Randes der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements bildet. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Emissionsfläche (231) eine wenigstens so große Querschnittsbreite auf wie eine der Vorderseite (211) entgegen gesetzte Rückseite (212) des optoelektronischen Bauelements. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere optoelektronische Bauelemente.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trä¬ gersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauele- ments ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere optoelektronische Bauelemente. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 204 291.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Optoelektronische Bauelemente können einen optoelektronischen Halbleiterchip zum Erzeugen einer Lichtstrahlung und einen Leuchtstoff für die partielle oder komplette Konversion der erzeugten Lichtstrahlung aufweisen. In einer bekannten Ausgestaltung ist ein plättchenförmiges und ein Konversionsmate¬ rial aufweisendes Konversionselement direkt auf dem Halblei- terchip angeordnet. Der Halbleiterchip ist insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip (Light Emitting Diode) . Das Konversionselement stellt eine vorderseitige Emissionsfläche be¬ reit, über welche eine Lichtstrahlung abgegeben werden kann. Bei verschiedenen Beleuchtungsanwendungen, zum Beispiel Fahrzeugscheinwerfer, kommt eine Anreihung mehrerer LED-Chips zum Einsatz, so dass ein hoher Lichtstrom erzielt werden kann. Üblicherweise wird ein kleiner Abstand der LED-Chips und da¬ mit der leuchtenden Emissionsflächen angestrebt, um ein homo- genes Leuchtbild zu erhalten. Die LED-Lichtquellen sollen gleichzeitig flexibel einsetzbar sein, um ein kostenaufwändi¬ ges Bereitstellen vielfältiger Varianten von Leuchtvorrich- tungen zu vermeiden.
Ein kleiner Abstand kann mit Hilfe von Bauelementen verwirklicht werden, bei denen mehrere LED-Chips auf einem gemeinsa- men Trägersubstrat angeordnet sind. Bereiche zwischen den
Chips und den Konversionselementen sowie um diese herum sind in der Regel mit einer reflektiven Schicht in Form eines Vergusses versehen. Hierdurch kann erzielt werden, dass eine Lichtstrahlung lediglich über die vorderseitigen Leuchtflä- chen der Konversionselemente abgegeben wird. Dieser Ansatz geht jedoch auf Kosten der Flexibilität.
Eine hohe Flexibilität ist durch Verwendung kleiner Bauele¬ mente möglich, bei denen jeweils ein einzelner LED-Chip auf einem eigenen Trägersubstrat angeordnet ist. Der LED-Chip und das hierauf angeordnete Konversionselement, und dadurch die vorderseitige Emissionsfläche des Konversionselements, sind auch hier üblicherweise von einem reflektiven Verguss umschlossen, um Lichtstrahlung lediglich an der Emissionsfläche zu emittieren. Solche Einzelchip-Bauelemente können auf einem größeren Träger bzw. einer Platine angeordnet werden.
Von Nachteil ist, dass bei Verwendung von herkömmlichen Einzelchip-Bauelementen deren Leuchtflächen im Unterschied zu der oben beschrieben Ausgestaltung mit mehreren Chips nur mit einem größeren Abstand zueinander positioniert werden können. Dies liegt an Randbereichen der Bauelemente, welche zum Bei¬ spiel zum Erzielen der optischen Stabilität mit einem reflektiven Verguss ausgebildet werden, und einem für das Bestücken und Löten der einzelnen Bauelemente erforderlichen Abstand. Anders ausgedrückt, geht das Erzielen der hohen Flexibilität zu Lasten des Abstands der leuchtenden Emissionsflächen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für ein verbessertes optoelektronisches Bauelement an¬ zugeben . Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersub¬ strat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Be- standteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauele¬ ments ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht auf. Die Emissionsfläche ist derart angeordnet, dass die Emissionsfläche einen Teil des Randes der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bildet.
Das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement liegt in Form eines Einzelchip-Bauelements vor, bei dem le¬ diglich ein einzelner optoelektronischer Halbleiterchip auf dem Trägersubstrat angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine hohe Flexibilität für das Ausbilden einer Leuchtvorrichtung aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen zur Verfügung gestellt werden. Die optoelektronischen Bauelemente können derart nebeneinander angeordnet werden, dass benach- barte vorderseitige Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelemente einen kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander aufweisen .
Dieser Vorteil wird durch den oben beschriebenen randseitigen Aufbau ermöglicht, gemäß welchem die vorderseitige Emissions¬ fläche des optoelektronischen Bauelements einen Teil des Ran¬ des der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bil¬ det. Dies kann in einem oder mehreren Bereichen der Fall sein, so dass die Emissionsfläche an wenigstens einem Randbe- reich der Vorderseite angeordnet ist. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Bauelement, bei dem die vorderseitige Emissi¬ onsfläche vollständig von einer reflektiven Schicht umschlos¬ sen ist, kann durch die randseitige Anordnung Platz für re- flektives Material eingespart werden, so dass eine nähere Po¬ sitionierung von Emissionsflächen möglich ist. Bei einer Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoelektronischer Bauelemente kann der Abstand zwischen zwei Emissionsflächen insbeson- dere wenigstens um den eingesparten Anteil verringert sein.
Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements kann eine
Lichtstrahlung im Wesentlichen über die Emissionsfläche abgegeben werden. Zusätzlich zu der vorderseitigen Strahlungs- emission kann eine seitliche Emission von Lichtstrahlung in einem Bereich erfolgen, in welchem die Emissionsfläche einen Teil des Randes der Vorderseite bildet. Effizienzeinbußen in¬ folge der seitlichen Lichtabgabe können durch geeignete Aus¬ gestaltungen (beispielsweise Ausnutzen der Reflektivität ei- nes benachbarten Bauelements) vermieden oder eingeschränkt werden. In einem anderen Bereich kann die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht bzw. ein an der Vor¬ derseite vorliegender Abschnitt der reflektiven Schicht an die Emissionsfläche angrenzen, wodurch in einem solchen Be- reich eine seitliche Abgabe von Lichtstrahlung unterdrückt werden kann. Der vorderseitige, an die Emissionsfläche an¬ grenzende Abschnitt der reflektiven Schicht kann - zusätzlich zu der Emissionsfläche - einen weiteren Teil der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements bilden.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements mit der randseitig angeordne¬ ten Emissionsfläche beschrieben. Insbesondere kann der optoe¬ lektronische Halbleiterchip ein Leuchtdioden-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips, also eines im Wesentlichen über eine vorder¬ seitige Oberfläche emittierenden Halbleiterchips.
Die Vorderseite des optoelektronischen Bauelements kann eben bzw. ebenflächig sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversi- onselement zur Strahlungskonversion auf. Das Konversionsele¬ ment weist die zum Abgeben der Lichtstrahlung vorgesehene vorderseitige Emissionsfläche auf. Im Betrieb des optoe¬ lektronischen Bauelements kann der Halbleiterchip eine primä- re Lichtstrahlung erzeugen. Das Konversionselement kann we¬ nigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Konversions¬ strahlung umwandeln. Auf diese Weise kann eine Mischstrahlung aus diesen Teilstrahlungen erzeugt werden, welche von dem Konversionselement abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung des Halbleiterchips in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt.
Das Konversionselement kann plättchenförmig ausgebildet sein. Das Konversionselement kann auf einer Vorder- bzw. Lichtaus¬ trittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein, so dass eine Oberflächenkonversion (Chip Level Conver- sion) ermöglicht wird. Das Konversionselement kann mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs auf dem Halbleiterchip befes- tigt sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die randseitige Anordnung der Emissionsfläche dadurch verwirklicht, dass das Kon¬ versionselement an wenigstens einer, sich von der Vorderseite zu einer entgegen gesetzten Rückseite erstreckenden Seitenwand des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist, so dass ein Randabschnitt des Konversionselements einen Teil der betreffenden Seitenwand des optoelektronischen Bauelements bildet. In dieser Ausgestaltung kann ein übliches Konversi- onselement mit einer rechteckförmigen Querschnittsform zur
Anwendung kommen. Eine Abgabe von Lichtstrahlung kann im Wesentlichen über die vorderseitige Emissionsfläche des Konver¬ sionselements stattfinden. Über den (wenigstens einen) Rand¬ abschnitt, welcher an der Seitenwand vorliegt und daher frei- liegt, kann die oben beschriebene seitliche Lichtabgabe er¬ folgen. Das optoelektronische Bauelement kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass das Konversionselement einen, oder auch zwei oder drei freiliegende Randabschnitte auf- weist. Der restliche Rand des Konversionselements bzw. ein oder mehrere weitere Randabschnitte des Konversionselements können von der reflektiven Schicht umgeben sein, so dass an diesen bedeckten Stellen eine austretende Lichtstrahlung wie- der in das Konversionselement zurückreflektiert werden kann.
Das Konversionselement bzw. die von dem Konversionselement bereitgestellte Emissionsfläche kann im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen oder auch größere laterale Ab- messungen aufweisen wie der Halbleiterchip bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite. Es ist möglich, dass nicht nur das auf dem Halbleiterchip angeordnete Konversionselement, sondern auch der Halbleiterchip im Bereich wenigstens einer Seitenwand des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist. Hier- durch kann auch ein Randabschnitt des Halbleiterchips einen
Teil der betreffenden Seitenwand bilden. Der übrige Teil bzw. Rand des Halbleiterchips kann von der reflektiven Schicht um¬ geben sein. Das auf der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips angeord¬ nete Konversionselement kann ein zum Hervorrufen der Strahlungskonversion geeignetes Konversionsmaterial aufweisen. Es ist möglich, dass das Konversionselement ein keramisches Kon¬ versionselement ist. Alternativ kann ein anderes Konversions- element zum Einsatz kommen. Ein Beispiel ist ein Konversions¬ element aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon, bei dem ein Konversionsmaterial in Form von eingebetteten LeuchtstoffPartikeln vorliegt. Das optoelektronische Bauelement kann eine Weißlichtquelle sein. Zu diesem Zweck können der Halbleiterchip zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement (bzw. dessen Konversions¬ material) zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Aus der Überlagerung dieser Lichtstrahlungen kann eine weiße Lichtstrahlung hervorgehen. Es ist auch möglich, dass das Konversionselement unterschied¬ liche Konversionsmaterialien zum Erzeugen einer aus verschie- denen Teilstrahlungen zusammengesetzten Konversionsstrahlung aufweist. Ein Beispiel ist eine Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine weitere Teilstrahlung im roten Spektralbereich, welche sich mit einer blauvioletten Pri- märstrahlung ebenfalls zu einer weißen Lichtstrahlung überlagern können. Neben einer weißen Lichtstrahlung kann das optoelektronische Bauelement auch zum Erzeugen andersfarbiger Lichtstrahlungen, zum Beispiel einer gelben Lichtstrahlung, ausgebildet sein.
Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht kann ein Vergussmaterial aufweisen, welches mit reflektiven Partikeln gefüllt ist. Die reflektive Schicht kann auf dem Trägersubstrat angeordnet sein, und den Halbleiterchip und das Konversionselement teilweise umgeben.
Das Trägersubstrat des optoelektronischen Bauelements, wel¬ ches mit geeigneten Anschluss- bzw. Kontaktstrukturen ausgebildet sein kann, kann ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des TrägerSubstrats kann die Rückseite des optoelektronischen Bauelements bilden. An der Rückseite kann das Trägersubstrat elektrische An¬ schlüsse aufweisen, mit denen das optoelektronische Bauele¬ ment auf einen Träger einer Leuchtvorrichtung montiert werden kann. In Betracht kommt zum Beispiel ein SMT-Montageverfahren (Surface Mounted Technology). Hierbei können mehrere optoe¬ lektronische Bauelemente unter Berücksichtigung üblicher Bestücktoleranzen nebeneinander auf dem Träger angeordnet werden. Infolge der randseitigen Anordnung der Emissionsflächen in den einzelnen optoelektronischen Bauelementen können die
Emissionsflächen relativ nahe zueinander positioniert werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mehrere sich von der Vorderseite zu einer entgegen gesetzten Rückseite erstreckende Seitenwände auf. Hierbei ist die Emissionsfläche an wenigstens einer Seitenwand angeord¬ net. Eine Anordnung der Emissionsfläche an mehr als einer Seitenwand kann, bei einer Anreihung mehrerer derart ausge- bildeter Bauelemente, ein nahes Platzieren von Emissionsflä¬ chen begünstigen.
Die mehreren, sich von der Vorderseite zu der Rückseite erstreckenden Seitenwände des optoelektronischen Bauelements können zum Beispiel eben sein.
Das optoelektronische Bauelement kann zum Beispiel quaderför¬ mig sein, und in der Aufsicht eine Rechteckform besitzen. Da- her können zwischen der Vorder- und Rückseite vier aneinan- dergrenzende Seitenwände vorliegen. Die vier Seitenwände kön¬ nen jeweils rechtwinklig aneinandergrenzen . In Bezug auf eine Anordnung an mehr als einer Seitenwand kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Emissionsfläche an zwei Seitenwänden angeordnet ist. Bei den zwei Seitenwänden kann es sich zum
Beispiel um Seitenwände handeln, welche an entgegen gesetzten Seiten des optoelektronischen Bauelements vorliegen. Möglich ist es jedoch auch, dass es sich um aneinandergrenzende Sei¬ tenwände handelt. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann die Emissionsfläche an drei Seitenwänden des optoe¬ lektronischen Bauelements angeordnet sein.
Der Halbleiterchip kann in der Aufsicht eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann in der Aufsicht eben- falls eine Rechteckform bzw. im Wesentlichen eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann am Rand bzw. an einer Ecke eine Aussparung aufweisen. Durch die Aussparung kann, bei einer möglichen Ausgestaltung des Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt auf der Lichtaustrittsseite, ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts ermöglicht werden.
Es wird des Weiteren eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, welche einen Träger und eine Gruppe aus mehreren optoelektro¬ nischen Bauelementen aufweist. Die optoelektronischen Bauele- mente sind in der oben beschriebenen Art und Weise mit einer randseitig angeordneten Emissionsfläche bzw. gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe sind in einer Reihe ne- beneinander auf dem Träger angeordnet. Aufgrund des randsei- tigen Vorliegens der Emissionsflächen in den einzelnen optoelektronischen Bauelementen können die Emissionsflächen nahe bzw. in einem minimalen Abstand zueinander positioniert sein. Auf diese Weise kann sich das Leuchtbild der Leuchtvorrich¬ tung durch minimale Störungen infolge nichtleuchtender Bereiche auszeichnen.
Bei der Leuchtvorrichtung können die optoelektronischen Bau- elemente eine übereinstimmende Ausrichtung aufweisen. Die
Leuchtvorrichtung kann zum Beispiel einen Fahrzeugscheinwer- fer bzw. einen Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers dar¬ stellen. Der Träger, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind, kann zum Beispiel eine Platine sein.
Bei der Leuchtvorrichtung können die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe jeweils ein randseitig angeordnetes Kon¬ versionselement aufweisen. Effizienzeinbußen infolge einer seitlichen Lichtabgabe an einem freiliegenden Randabschnitt eines Konversionselements können mit Hilfe der folgenden Aus¬ gestaltungen vermieden bzw. eingeschränkt werden.
In einer weiteren Ausführungsform liegt ein Randabschnitt ei- nes Konversionselements eines optoelektronischen Bauelements der Gruppe einer reflektiven Schicht eines benachbarten optoelektronischen Bauelements der Gruppe gegenüber. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass wenigstens ein Teil einer über den Randabschnitt des Konversionselements seitlich emit- tierten Lichtstrahlung an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht reflektiert wird, und daher wieder zu dem Randab¬ schnitt gelangen und in das Konversionselement eintreten kann. Infolge der Rückreflexion können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Des Weiteren ist es mög- lieh, das Auftreten von Streulicht und ein Übersprechen zwischen benachbarten (und gegebenenfalls getrennt voneinander betriebenen) Bauelementen zu unterdrücken. Diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Sei- tenwänden von benachbarten Bauelementen der Gruppe vorgesehen sein .
In einer weiteren Ausführungsform liegen Randabschnitte von Konversionselementen von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der Gruppe sich gegenüber. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass wenigstens ein Teil der von einem Rand¬ abschnitt eines Konversionselements seitlich emittierten Lichtstrahlung jeweils zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt des benachbarten Konversionselements gelangen und in das benachbarte Konversionselement eintreten kann. Hierdurch können ebenfalls Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Auch diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Seitenwänden von benachbarten Bauelementen der Gruppe vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung zwei Gruppen aus in jeweils einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementen auf.
Hierbei liegen Randabschnitte von Konversionselementen von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der zwei Gruppen sich gegenüber. Dadurch ist es in entsprechender Weise möglich, dass wenigstens ein Teil der an einem Randab¬ schnitt eines Konversionselements seitlich austretenden
Lichtstrahlung jeweils zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt des benachbarten Konversionselements gelangen und in das benachbarte Konversionselement eintreten kann. Auch auf diese Weise können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Diese Ausgestaltung kann im Bereich von sämtlichen einander zugewandten Seitenwänden von benachbarten Bauelementen der zwei unterschiedlichen Gruppen vorgesehen sein .
In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung ein reflektives Bauelement mit einer reflektiven Schicht auf, welches derart auf dem Träger angeordnet ist, dass die re- flektive Schicht des reflektiven Bauelements einem Randab¬ schnitt eines Konversionselements eines optoelektronischen Bauelements gegenüberliegt. Auf diese Weise kann erzielt wer¬ den, dass wenigstens ein Teil einer über den Randabschnitt des Konversionselements seitlich abgegebenen Lichtstrahlung an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht reflektiert wird, und daher wieder zu dem Randabschnitt gelangen und in das Konversionselement eintreten kann. Das reflektive Bauele¬ ment kann zum Beispiel im Bereich des Endes einer Reihe op¬ toelektronischer Bauelemente angeordnet sein. Das reflektive Bauelement kann vergleichbar zu einem optoelektronischen Bau- element ein Trägersubstrat aufweisen, auf welchem lediglich die reflektive Schicht angeordnet ist (Dummy-Bauelement ) .
In einer weiteren Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung eine zusätzliche, auf dem Träger angeordnete reflektive
Schicht wenigstens in Zwischenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen auf. Die zusätzliche reflektive Schicht kann das gleiche oder ein vergleichbares Material aufweisen wie die reflektive Schicht der einzelnen optoe¬ lektronischen Bauelemente, also ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial. Durch die zusätzliche reflektive Schicht, welche sich bis zu den Vorderseiten der optoelektro¬ nischen Bauelemente erstrecken kann, und welche nicht nur zwischen den optoelektronischen Bauelementen, sondern auch in einem die optoelektronischen Bauelemente umgebenden Bereich vorgesehen sein kann, können (ansonsten) freiliegende Randabschnitte von Konversionselementen der einzelnen optoelektronischen Bauelemente abgedeckt werden. Hierdurch kann eine an diesen Stellen austretende Lichtstrahlung wieder in die Konversionselemente zurückreflektiert werden, so dass eine
Lichtabgabe lediglich über die vorderseitigen Emissionsflä¬ chen der Konversionselemente erfolgen kann.
Die zusätzliche reflektive Schicht kann zum Beispiel zur An¬ wendung kommen, um sich gegenüberliegende Randabschnitte von Konversionselementen von jeweils zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen zu trennen. Dadurch ist es möglich, ein Übersprechen zwischen den benachbarten optoelektronischen Bauelementen zu vermeiden. Eine Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung mit der zusätzlichen reflektiven Schicht kann dadurch verwirklicht werden, indem nach dem Montieren der optoelektronischen Bauelemente auf dem Träger der Leuchtvorrichtung Zwischenbereiche zwischen den Bauelementen sowie ein die Bauelemente umgebender Bereich mit einem partikelge¬ füllten Vergussmaterial zum Bilden der reflektiven Schicht verfüllt werden. Die Verwendung der zusätzlichen reflektiven Schicht kann zum Beispiel für eine Leuchtvorrichtung mit optoelektronischen Bauelementen in Betracht kommen, bei der die dazugehörigen Konversionselemente zwei oder drei freiliegende Randabschnitte aufweisen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein weiteres optoe¬ lektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist ein Trägersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektro- nischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende re- flektive Schicht auf. Die Emissionsfläche weist eine wenigs¬ tens so große Querschnittsbreite auf wie eine der Vorderseite entgegen gesetzte Rückseite des optoelektronischen Bauele¬ ments .
Das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement liegt in Form eines Einzelchip-Bauelements vor, bei dem le¬ diglich ein einzelner optoelektronischer Halbleiterchip auf dem Trägersubstrat angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine hohe Flexibilität für das Ausbilden einer Leuchtvorrichtung aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen zur Verfügung gestellt werden. Die optoelektronischen Bauelemente können derart nebeneinander angeordnet werden, dass benachbarte vorderseitige Emissionsflächen der optoelektronischen Bauelemente einen kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander aufweisen . Dieser Vorteil wird durch den oben beschriebenen Aufbau ermöglicht, gemäß welchem die Breite der Emissionsfläche des Konversionselements in einem Querschnitt des optoelektroni¬ schen Bauelements wenigstens so groß ist wie die Breite der Rückseite des optoelektronischen Bauelements. Dadurch kann der Abstand zwischen zwei Emissionsflächen bei einer Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoelektronischer Bauelemente gleich groß oder kleiner sein wie der Abstand zwischen Rückseiten der dazugehörigen Bauelemente.
Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement hat das Vorlie¬ gen einer an der Vorderseite von einer reflektiven Schicht umschlossenen Emissionsfläche üblicherweise zur Folge, dass die Emissionsfläche im Vergleich zu einer Rückseite eine kleinere Querschnittsbreite aufweist. Bei einer Anreihung herkömmlicher Bauelemente weisen die Emissionsflächen daher größere Abstände als die Rückseiten auf. Die vorgeschlagene, hiervon abweichende Breitengestaltung ermöglicht infolgedes¬ sen eine Verkleinerung bzw. Minimierung vorhandener Abstände.
Der Querschnitt, in welchem die Emissionsfläche wenigstens so breit ist wie die Rückseite, bezieht sich auf eine durch eine laterale Ausdehnung bzw. Querausdehnung des optoelektronischen Bauelements vorgegebene Richtung. Eine Leuchtvorrich- tung umfassend mehrere optoelektronische Bauelemente kann mi¬ nimale Abstände zwischen den Emissionsflächen aufweisen, indem die Bauelemente mit einer übereinstimmenden Orientierung entlang dieser Ausdehnungsrichtung nebeneinander angeordnet sind .
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements mit der vorteilhaften Breitenausprägung beschrieben. Der optoelektronische Halbleiterchip kann insbesondere ein Leuchtdioden-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips, also eines im Wesentlichen über eine vorderseitige Oberfläche emittierenden Halbleiterchips. Die Vorderseite des optoelektronischen Bauelements kann eben bzw. ebenflächig sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Konversi¬ onselement zur Strahlungskonversion auf. Das Konversionsele¬ ment weist die zum Abgeben der Lichtstrahlung vorgesehene vorderseitige Emissionsfläche auf. Im Betrieb des optoe¬ lektronischen Bauelements kann der Halbleiterchip eine primä- re Lichtstrahlung erzeugen. Das Konversionselement kann we¬ nigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Konversions¬ strahlung umwandeln. Auf diese Weise kann eine Mischstrahlung aus diesen Teilstrahlungen erzeugt werden, welche von dem Konversionselement abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement im Wesentlichen die gesamte Primärstrahlung des Halbleiterchips in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt.
Das Konversionselement kann plättchenförmig ausgebildet sein. Das Konversionselement kann auf einer Vorder- bzw. Lichtaus¬ trittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein, so dass eine Oberflächenkonversion ermöglicht wird. Das Konversionselement kann mit Hilfe eines durchsichtigen Kleb¬ stoffs auf dem Halbleiterchip befestigt sein. Das Konversi- onselement bzw. die von dem Konversionselement bereitgestell¬ te Emissionsfläche können gegebenenfalls im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der Halbleiterchip bzw. wie dessen Lichtaustrittsseite .
Das Konversionselement kann ein zum Hervorrufen der Strahlungskonversion geeignetes Konversionsmaterial aufweisen. Es ist möglich, dass das Konversionselement ein keramisches Kon¬ versionselement ist. Alternativ kann ein anderes Konversions- element zum Einsatz kommen. Ein Beispiel ist ein Konversions¬ element aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon, bei dem ein Konversionsmaterial in Form von eingebetteten LeuchtstoffPartikeln vorliegt. Das optoelektronische Bauelement kann eine Weißlichtquelle sein. Hierfür können der Halbleiterchip zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement (bzw. dessen Konversionsmaterial) zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Aus der Überlagerung dieser Lichtstrahlungen kann eine weiße Lichtstrahlung hervorgehen. Es ist auch möglich, dass das Konversionselement unterschiedli- che Konversionsmaterialien aufweist, um eine aus verschiede¬ nen Teilstrahlungen zusammengesetzte Konversionsstrahlung zu erzeugen. Ein Beispiel ist eine Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine weitere Teilstrahlung im roten Spektralbereich, welche sich mit einer blauvioletten Pri- märstrahlung ebenfalls zu einer weißen Lichtstrahlung überlagern können. Das optoelektronische Bauelement kann auch zum Erzeugen andersfarbiger Lichtstrahlungen wie zum Beispiel einer gelben Lichtstrahlung ausgebildet sein. Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht kann ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial aufweisen. Die reflektive Schicht kann auf dem Trägersubstrat angeordnet sein und den Halbleiterchip und das Konversions¬ element teilweise umgeben.
Der Halbleiterchip bzw. dessen Rand kann vollständig von der reflektiven Schicht umgeben sein. Das auf dem Halbleiterchip angeordnete Konversionselement kann am Rand ebenfalls voll¬ ständig von der reflektiven Schicht umschlossen sein. Hier- durch kann lediglich die Emissionsfläche des Konversionsele¬ ments, welche einen Teil der Vorderseite des optoelektroni¬ schen Bauelements bilden kann, freiliegen. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass im Betrieb des optoelektronischen Bauelements eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissions- fläche des Konversionselements abgegeben wird. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen zusätzlich zur vorderseitigen Strahlungsemission eine (geringe) seitliche Emission von Lichtstrahlung auftreten kann. Das Trägersubstrat des optoelektronischen Bauelements, wel¬ ches mit geeigneten Anschluss- bzw. Kontaktstrukturen ausgebildet sein kann, kann ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des TrägerSubstrats kann die Rückseite des optoelektronischen Bauelements bilden. An der Rückseite kann das Trägersubstrat elektrische An¬ schlüsse aufweisen, mit denen das optoelektronische Bauele¬ ment auf einen Träger einer Leuchtvorrichtung montiert werden kann. In Betracht kommt zum Beispiel ein SMT-Montageverfah- ren. Hierbei können mehrere optoelektronische Bauelemente un¬ ter Berücksichtigung üblicher Bestücktoleranzen nebeneinander auf dem Träger angeordnet werden. Durch das Vorliegen von Emissionsflächen, welche im Querschnitt wenigstens so breit sind wie die Rückseiten der einzelnen optoelektronischen Bauelemente, können die Emissionsflächen relativ nahe zueinander positioniert werden.
Das optoelektronische Bauelement kann in der Aufsicht eine Rechteckform besitzen. Des Weiteren kann das optoelektronische Bauelement zwei zueinander senkrecht verlaufende latera¬ le Ausdehnungsrichtungen aufweisen. In Bezug auf eine der beiden Ausdehnungsrichtungen kann die Emissionsfläche wenigstens so breit sein wie die Rückseite des optoelektronischen Bauelements.
Der Halbleiterchip kann in der Aufsicht eine Rechteckform aufweisen. Das Konversionselement kann in der Aufsicht eben¬ falls eine Rechteckform bzw. im Wesentlichen eine Rechteck- form aufweisen. Das Konversionselement kann am Rand bzw. an einer Ecke eine Aussparung aufweisen. Durch die Aussparung kann, bei einer möglichen Ausgestaltung des Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt auf der Lichtaustrittsseite, ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts ermöglicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Konversionselement eine sich in Richtung der Emissionsfläche zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform auf. Dies ist bezo- gen auf denjenigen Querschnitt des optoelektronischen Bauelements, in welchem die oben beschriebene Breitenausprägung des Bauelements vorliegt. Mehrere optoelektronische Bauelemente mit einem solchen Aufbau können auf diese Weise mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen nebeneinander positioniert werden. Das Konversionselement kann zum Beispiel im Querschnitt eine einfach herstellbare Trapezform mit schräg zu der Emissionsfläche verlaufenden Seiten aufwei¬ sen. Des Weiteren kann das Bauelement derart ausgebildet sein, dass die vorderseitige Emissionsfläche des sich ver¬ breiternden bzw. trapezförmigen Konversionselements an zwei entgegen gesetzten Seiten an den Rand des Bauelements heranreicht . Ein relativ kleiner Abstand der Emissionsflächen ist insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung möglich, bei der das Konversionselement mit der sich wenigstens teilweise aufwei¬ tenden Querschnittsform im Bereich der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements seitlich hervorsteht bzw. auskra- gend ist. Auf diese Weise kann das Konversionselement auch randseitig zum Teil freiliegen. Daher kann in dieser Ausgestaltung eine seitliche Emission von Lichtstrahlung auftreten.
Bei Vorliegen einer seitlichen Lichtabgabe können Effizienz- einbüßen gegebenenfalls mit Hilfe eines benachbarten optoe¬ lektronischen Bauelements, in dessen gegenüberliegendes Kon¬ versionselement die seitlich abgegebene Lichtstrahlung we¬ nigstens teilweise eintreten kann, oder mit Hilfe einer gege¬ nüberliegenden reflektiven Schicht, an welcher die seitlich emittierte Lichtstrahlung wenigstens teilweise rückreflek¬ tiert werden kann, vermieden oder zumindest eingeschränkt werden. Die die Rückreflexion ermöglichende reflektive
Schicht kann Bestandteil eines benachbarten optoelektronischen Bauelements oder auch eines benachbarten reflektiven Bauelements sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Trägersubstrat eine sich in Richtung der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise verbreiternde Querschnitts¬ form auf. Dies ist bezogen auf denjenigen Querschnitt des op¬ toelektronischen Bauelements, in welchem die Breitenausprä¬ gung des Bauelements vorliegt. Das Trägersubstrat kann zum Beispiel im Querschnitt eine einfach herstellbare Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite des optoelektroni¬ schen Bauelements verlaufenden Seiten aufweisen. Mehrere optoelektronische Bauelemente mit einem solchen Aufbau können auf diese Weise mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen nebeneinander positioniert werden. Die Rückseiten bzw. rückseitige Teilbereiche der optoelektronischen Bauelemente können dagegen relativ weit voneinander beanstandet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement eine sich in Richtung der Vorderseite zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform aufweist. Dies ist bezogen auf denjenigen Querschnitt des optoelektronischen Bauelements, in welchem die Breitenausprägung des Bauelements vorliegt. Es ist zum Beispiel möglich, dass das gesamte op¬ toelektronische Bauelement im Querschnitt eine einfach her¬ stellbare Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite verlaufenden Seitenwänden aufweist. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine Anordnung bzw. Anreihung mehrerer optoe- lektronischer Bauelemente mit einem kleinen Abstand der vorderseitigen Emissionsflächen. Andere, insbesondere rückseiti¬ ge Teilbereiche der optoelektronischen Bauelemente können da¬ gegen relativ weit voneinander beanstandet sein. In Bezug auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Konversionselements, des Trägersubstrats und/oder des optoe¬ lektronischen Bauelements mit sich verbreiternden Querschnittsformen kann in Betracht kommen, dass eine Verbreiterung lediglich in einem oder mehreren Teilbereichen des Kon- versionselements , des Trägersubstrats und/oder des optoe¬ lektronischen Bauelements vorliegt, wohingegen ein oder mehrere andere Teilbereiche eine konstante Querschnittsbreite aufweisen. Neben Trapezformen bzw. schräg verlaufenden Kontu- ren und Seiten sind auch andere Formen, zum Beispiel gekrümmte Konturen, möglich. Des Weiteren ist es denkbar, dass mehrere, sich im Querschnitt unterschiedlich stark aufweitende Teilbereiche bzw. unterschiedlich schräg verlaufende Seiten- bzw. Seitenwandabschnitte vorliegen.
Es wird des Weiteren eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, welche einen Träger und eine Gruppe aus mehreren optoelektro¬ nischen Bauelementen aufweist. Die optoelektronischen Bauele- mente sind in der oben beschriebenen Art und Weise mit der Breitenausprägung bzw. gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe sind in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordnet. Hierbei ist - bezogen auf eine Erstre- ckungsrichtung der Reihe - bei jedem der optoelektronischen Bauelemente der Reihe die Querschnittsbreite der Emissions¬ fläche wenigstens so groß wie die Querschnittsbreite der Rückseite. Anders ausgedrückt, weisen die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe eine übereinstimmende Ausrichtung (entlang der Erstreckungsrichtung) auf. Die Emissionsflächen können infolgedessen mit einem kleinen bzw. minimalen Abstand zueinander positioniert sein. Auf diese Weise kann sich das Leuchtbild der Leuchtvorrichtung durch minimale Störungen infolge nichtleuchtender Bereiche auszeichnen.
Die Leuchtvorrichtung kann zum Beispiel einen Fahrzeugschein- werfer bzw. einen Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers darstellen. Der Träger, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind, kann zum Beispiel eine Platine sein.
Sofern bei der Leuchtvorrichtung optoelektronische Bauelemente zum Einsatz kommen, bei denen eine Lichtabgabe nicht nur über die Emissionsflächen, sondern zusätzlich auch seitlich erfolgt, können Effizienzeinbußen entsprechend der oben aufgezeigten Ansätze verringert werden. Beispielsweise kann eine von einem Konversionselement eines optoelektronischen Bauele¬ ments seitlich abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teilweise in ein Konversionselement eines benachbarten optoelektronischen Bauelements eingekoppelt werden. Möglich ist es auch, dass eine seitlich abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teil¬ weise an einer gegenüberliegenden reflektiven Schicht zurück- reflektiert wird. Die reflektive Schicht kann von einem be¬ nachbarten reflektiven Bauelement, welches bei der Leuchtvorrichtung auf dem Träger vorgesehen sein kann, umfasst sein. Darüber hinaus kann die Leuchtvorrichtung eine zusätzliche, auf dem Träger angeordnete reflektive Schicht wenigstens in Zwischenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen aufweisen.
In Bezug auf das vorstehend beschriebene optoelektronische Bauelement und dessen mögliche Ausführungsformen wird auf die Möglichkeit hingewiesen, ein solches Bauelement gegebenen¬ falls unabhängig von der oben beschriebenen Breitenausprägung zu verwirklichen. Ein in dieser Hinsicht ausgebildetes optoe¬ lektronisches Bauelement kann Folgendes aufweisen: Ein Trä¬ gersubstrat, einen einzelnen auf dem Trägersubstrat angeord- neten optoelektronischen Halbleiterchip, eine Emissionsfläche zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite des optoelektronischen Bauelements ist, und eine an der Vorderseite des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche angrenzende reflektive Schicht. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das optoelektronische Bauelement eine sich zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform, dass das Trägersubstrat eine sich zumindest teilweise ver¬ breiternde Querschnittsform, und/oder dass das optoelektronische Bauelement ein auf dem Halbleiterchip angeordnetes Kon- versionselement , welches die Emissionsfläche bereitstellt, mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform aufweist. Bei derartigen Ausgestaltungen kann die Breitengestaltung (Querschnittsbreite einer Emissionsflä¬ che ist wenigstens so groß wie eine rückseitige Querschnitts- breite) verwirklicht sein oder auch nicht. Bei einem solchen optoelektronischen Bauelement können in gleicher Weise die oben genannten Ausführungsformen zur Anwendung kommen. Insbesondere können die oben beschriebenen, im Querschnitt vorlie- genden Trapezformen vorgesehen werden. Bei mehreren optoelektronischen Bauelementen mit einem solchen Aufbau kann ein nahes Positionieren der Emissionsflächen ermöglicht werden. Eine dazugehörige Leuchtvorrichtung kann auch hier einen Träger und eine Gruppe aus mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen aufweisen, wobei die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger angeordnet sind. Die sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsformen sind hierbei auf eine Erstreckungsrichtung der Reihe bezogen.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 eine schematische seitliche Schnittdarstel¬ lung und eine schematische perspektivische Darstellung eines optoelektronischen Bauelements, welches ein im Bereich einer Seitenwand des Bauelements angeordnetes Konversionselement aufweist ;
Figuren 3 und 4 eine schematische seitliche Schnittdarstel¬ lung und eine schematische AufSichtsdarstellung einer Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Aufbau aufweisen; Figur 5 eine schematische AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente einen zu den Figuren 1 und 2 vergleichbaren Auf- bau mit einem im Bereich einer anderen Seitenwand angeordne¬ tes Konversionselement aufweisen;
Figur 6 eine schematische AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche zwei Reihen aus nebeneinander ange- ordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein im Bereich von zwei Seitenwänden angeordnetes Konversionselement aufweisen;
Figur 7 eine schematische AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche zwei Reihen aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein im Bereich von drei Seitenwänden angeordnetes Konversionselement aufweisen; Figuren 8 und 9 eine schematische seitliche Schnittdarstel¬ lung und eine schematische AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein Trägersubstrat mit einer trapezförmigen Querschnittsform aufweisen;
Figuren 10 und 11 eine schematische seitliche Schnittdarstel¬ lung und eine schematische AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung, welche eine Reihe aus nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen aufweist, wobei die Bauelemente ein Konversionselement mit einer trapezförmi¬ gen Querschnittsform aufweisen;
Figur 12 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung mit nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei die Bauelemente ein Konversionselement mit einer trapezförmigen und an einer Vorder- seite seitlich hervorstehenden Querschnittsform aufweisen; und
Figur 13 eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung mit nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei die Bauelemente eine trapezförmige Querschnittsform aufweisen.
Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren werden Ausführungsformen von optoelektronischen Einzelchip- Bauelementen (auch als Einzelemitter bezeichnet) und Ausführungsformen von Leuchtvorrichtungen mit mehreren solchen optoelektronischen Bauelementen beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente weisen einen einzelnen optoelektronischen Halbleiterchip, ein Trägersubstrat, ein Konversionselement und eine reflektive Schicht auf. Die Verwendung der Einzel¬ chip-Bauelemente bietet die Möglichkeit, auf flexible Art und Weise unterschiedliche Ausführungen von Leuchtvorrichtungen, insbesondere mit unterschiedlichen Anzahlen an Bauelementen, zu verwirklichen. Die Einzelchip-Bauelemente sind dahingehend ausgebildet, vorderseitige ebene Leucht- bzw. Emissionsflä¬ chen relativ nahe zueinander positionieren zu können. Dadurch ist es möglich, ein Leuchtbild mit einer verbesserten Homogenität zur Verfügung zu stellen.
Die gezeigten und beschriebenen optoelektronischen Bauelemente können mithilfe von aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannter Prozesse hergestellt werden, und können übliche Materialien aufweisen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Des Weiteren können die Bauelemente neben gezeigten und beschriebenen Strukturen weitere Komponenten, Strukturen und/oder Schichten umfassen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren schematischer Natur sind und gegebenenfalls nicht maßstabsge- treu sind. Daher können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. 2
Auf der Grundlage der Figuren 1 bis 7 wird ein Konzept zum Ermöglichen kleiner Abstände von Emissionsflächen 131 nebeneinander angeordneter optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Dieses basiert darauf, eine vorderseitige Emissi- onsfläche 131 derart zu positionieren, dass die Emissionsflä¬ che 131 in einem oder mehreren Bereichen einen Teil des Randes der ebenflächigen Vorderseite eines optoelektronischen Bauelements bildet. Zu diesem Zweck ist das optoelektronische Bauelement derart ausgebildet, dass ein die Emissionsfläche 131 bereitstellendes Konversionselement 130 im Bereich we¬ nigstens einer Seitenwand des Bauelements angeordnet ist.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines in dieser Art und Weise ausgebildeten optoelektronischen Bauele- ments 101 in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Darstellung. Die Schnittdarstellung von Figur 1 bezieht sich auf die in Figur 2 anhand der Schnittlinie A-A angedeutete Schnittebene. Das optoelektronische Bauelement 101 ist quaderförmig ausge¬ bildet, und weist in der Aufsicht eine Rechteckform mit un¬ terschiedlich langen Seiten, d.h. zwei parallelen ersten längeren Seiten und zwei parallelen zweiten kürzeren Seiten auf (vgl. auch Figur 4) . Das Bauelement 101 weist zwei entgegen gesetzte Stirnseiten 111, 112, im Folgenden als Vorderseite
111 und Rückseite 112 bezeichnet, und vier am Rand vorliegen¬ de Seitenwände 114, 115, 116, 117 auf. Die Seitenwände 114, 115, 116, 117, welche sich zwischen der Vorder- und Rückseite 111, 112 erstrecken, grenzen jeweils unter einem rechten Win- kel aneinander. Hierbei stellen die Seitenwände 114, 116 die oben erwähnten ersten Seiten bzw. Langseiten, und die Seitenwände 115, 117 die zweiten Seiten bzw. Kurzseiten dar. Die Seitenwände 114, 115, 116, 117 können eben sein. Das optoelektronische Bauelement 101 weist wie in Figur 1 ge¬ zeigt ein als Basis dienendes Trägersubstrat 140, einen ein¬ zelnen auf dem Trägersubstrat 140 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 120 zur Strahlungserzeugung, ein auf dem Halbleiterchip 120 angeordnetes plättchenförmiges Konversi¬ onselement 130 zur Strahlungs- bzw. Oberflächenkonversion, und eine auf dem Trägersubstrat 140 angeordnete reflektive Schicht 150 auf. Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte re- flektive Schicht 150 grenzt an den Halbleiterchip 120 und das Konversionselement 130 an. Der Halbleiterchip 120 und das Konversionselement 130 sind, abgesehen von Teilbereichen im Bereich der Seitenwand 114, insbesondere seitlich am Rand bzw. umfangsseitig von der reflektiven Schicht umgeben.
Der optoelektronische Halbleiterchip 120 kann insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form eines Dünnfilmchips. Der Halbleiterchip 120 ist dazu ausgebildet, im Betrieb bei Zu- fuhr von elektrischer Energie eine primäre Lichtstrahlung zu erzeugen. Die Primärstrahlung kann im Wesentlichen über eine Vorderseite des Halbleiterchips 120, welche auch als Licht¬ austrittsseite oder Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips 120 bezeichnet wird, abgegeben werden. Auf dieser Seite des Halbleiterchips 120 ist das Konversionselement 130 direkt an¬ geordnet. Der Halbleiterchip 120 bzw. dessen Lichtaustritts¬ seite weisen in der Aufsicht eine Rechteckform auf.
Um dem optoelektronischen Halbleiterchip 120 elektrische Energie zuzuführen, ist der Halbleiterchip 120 mit zwei elektrischen Kontakten ausgebildet. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Halbleiterchip 120 einen Vorderseitenkontakt im Bereich der Lichtaustrittsseite, und einen Rückseitenkontakt an einer zu der Lichtaustrittssite entgegen gesetzten Rückseite des Halbleiterchips 120 auf (nicht dargestellt).
Das zum Tragen des Halbleiterchips 120 eingesetzte Trägersub¬ strat 140 weist auf einer Vorderseite, auf welcher der Halb- leiterchip 120 und die reflektive Schicht 150 angeordnet sind, einen auf den Rückseitenkontakt des Halbleiterchips 120 abgestimmten, nicht gezeigten Gegenkontakt auf. Der Rücksei¬ tenkontakt des Halbleiterchips 120 und der Gegenkontakt des Trägersubstrats 140 können über ein Lotmittel elektrisch mit¬ einander verbunden sein (nicht dargestellt) . Auf diese Weise kann der Halbleiterchip 120 gleichzeitig mechanisch auf dem Trägersubstrat 140 befestigt sein. Für den Vorderseitenkon- takt des Halbleiterchips 120, welcher am Rand bzw. an einer Ecke des Halbleiterchips 120 angeordnet ist, weist das Trä¬ gersubstrat 140 einen weiteren, auf dessen Vorderseite ange¬ ordneten Gegenkontakt auf (nicht dargestellt). Eine elektri¬ sche Verbindung zwischen diesem Gegenkontakt und dem Vorder- seitenkontakt des Halbleiterchips 120 ist über einen Bond¬ draht 189 hergestellt (vgl. Figur 4) . Der Bonddraht 189 ist in der reflektiven Schicht 150 eingebettet.
Das Trägersubstrat 140, welches quaderförmig ausgebildet ist, kann zum Beispiel ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine der Vorderseite des Trägersubstrats 140 entgegen gesetzte Rückseite bildet die Rückseite 112 des optoelektronischen Bauelements 101. An dieser Seite 112 weist das Trägersubstrat 140, wie in Figur 1 gezeigt, zwei elektrische Anschlüsse 147 auf, so dass dem Bauelement 101 und damit dem Halbleiterchip 120 elektrische Energie zugeführt werden kann. Die zum Bei¬ spiel in Form von Lötflächen vorliegenden Anschlüsse 147 können beispielsweise eine Streifenform aufweisen, und sich parallel zu den Langseiten 114, 116 des Bauelements 101 erstre- cken. Die Anschlüsse 147 sind durch geeignete, sich vertikal durch das Trägersubstrat 140 erstreckende Verbindungsstruktu¬ ren elektrisch mit den an der Vorderseite des Trägersubstrats 140 vorliegenden Gegenkontakten verbunden (nicht dargestellt) .
Das plättchenförmige Konversionselement 130, welches auf der Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips 120 angeordnet ist, kann zum Beispiel mit Hilfe eines durch¬ sichtigen Klebstoffs, beispielsweise einem Silikonkleber, auf dem Halbleiterchip 120 befestigt sein (nicht dargestellt). Das Konversionselement 130 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Teil der von dem Halbleiterchip 120 im Betrieb erzeugten PrimärStrahlung in eine niederenergetischere Konversions- Strahlung umwandeln. Die Primärstrahlung kann an der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 120 austreten und dadurch in das Konversionselement 130 eingekoppelt werden. Für die Strahlungskonversion weist das Konversionselement 130 ein geeignetes Konversionsmaterial auf, welches die Primär¬ strahlung absorbieren und zur Reemission der Konversionsstrahlung angeregt werden kann. Dadurch kann eine die Primärstrahlung und die Konversionsstrahlung umfassende Mischstrah- lung erzeugt werden, welche von dem Konversionselement 130 abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement 130 im Wesentlichen die gesamte PrimärStrahlung des Halbleiterchips 120 in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt. Das Konversionselement 130 kann zum Bei- spiel ein keramisches Konversionselement 130 sein.
Das Konversionselement 130, welches die gleichen bzw. im We¬ sentlichen die gleichen lateralen Abmessungen aufweisen kann wie der Halbleiterchip 120 bzw. wie dessen Lichtaustrittssei- te, ist deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halb¬ leiterchips 120 positioniert. Das Konversionselement 130 kann auch größere laterale Abmessungen aufweisen. Das Konversions¬ element 130 weist eine mit dem Halbleiterchip 120 vergleichbare, im Wesentlichen rechteckige Aufsichtsform auf. Im Hin- blick auf den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 120 ist das Konversionselement 130, wie in Figur 2 gezeigt, mit einer hierauf abgestimmten Aussparung 139 im Bereich einer Ecke ausgebildet. Auf diese Weise kann der Vorderseitenkontakt freiliegen und mit einem Bonddraht 189 kontaktiert werden (vgl. Figur 4) . In dem in Figur 1 gezeigten Querschnitt weist das Konversionselement 130 eine Rechteckform auf. In einer hierzu senkrecht verlaufenden Schnittebene (parallel zu den Seiten 114, 116) weist das Konversionselement 130 ebenfalls eine Rechteckform auf (nicht dargestellt).
Das optoelektronische Bauelement 101 kann zum Beispiel eine Weißlichtquelle sein. Dies kann dadurch verwirklicht sein, indem der Halbleiterchip 120 zum Erzeugen einer Primärstrah- lung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich, und das Konversionselement 130 zum Erzeugen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sind. Die blauvio¬ lette und die gelbe Lichtstrahlung können sich zu einer wei- ßen Lichtstrahlung überlagern (additive Farbmischung) . Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise kann das Konversionselement 130 unterschiedliche Kon¬ versionsmaterialien aufweisen, so dass eine von dem Konversionselement 130 erzeugte Konversionsstrahlung mehrere Teil- Strahlungen unterschiedlicher Spektralbereiche umfassen kann. In Bezug auf eine blauviolette Primärstrahlung kann das Kon¬ versionselement 130 zum Beispiel ausgebildet sein, eine erste Teilstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich und eine zweite Teilstrahlung im roten Spektralbereich zu emittieren. Diese Teilstrahlungen können zusammen mit der blauvioletten Primärstrahlung ebenfalls eine weiße Lichtstrahlung ergeben. Das optoelektronische Bauelement 101 kann alternativ auch da¬ zu ausgebildet sein, anstelle einer weißen Lichtstrahlung eine Lichtstrahlung mit einer anderen Farbe, beispielsweise ei- ne gelbe Lichtstrahlung, abzugeben.
Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 101 wird dessen Lichtstrahlung über das Konversionselement 130 abgegeben. Die Abgabe der Lichtstrahlung findet im Wesentlichen über eine flächige Vorderseite 131 des plättchenförmigen Konversions¬ elements 130 statt, welche im Folgenden als Leuchtfläche oder Emissionsfläche 131 bezeichnet wird. Die Emissionsfläche 131 befindet sich an der Vorderseite 111 des optoelektronischen Bauelements 101 und ist ein Bestandteil der Vorderseite 111.
Die auf dem Trägersubstrat 140 angeordnete und den Halblei¬ terchip 120 und das Konversionselement 130 teilweise umgeben¬ de bzw. einbettende reflektive Schicht 150 ist aus einem Mat¬ rix- bzw. Vergussmaterial wie zum Beispiel Silikon mit darin enthaltenen reflektiven Partikeln, beispielsweise aus Titanoxid, ausgebildet. Die reflektive Schicht 150 erstreckt sich bis zur Vorderseite 111 des Bauelements 101, und bildet daher mit einem vorderseitigen Abschnitt, zusätzlich zu der Emissi- „ n
onsfläche 131, einen weiteren (übrigen) Teil der Vorderseite 111. Der an die Emissionsfläche 131 angrenzende vorderseitige Abschnitt der reflektiven Schicht 150 ist im Wesentlichen U- förmig (vgl. Figuren 2 und 4) . Die reflektive Schicht 150 sorgt dafür, dass bei dem optoelektronischen Bauelement 101 eine Emission von Lichtstrahlung im Wesentlichen über die Emissionsfläche 131 des Konversionselements 130 stattfindet.
Bei dem optoelektronischen Bauelement 101 ist das Konversi¬ onselement 130 im Bereich der Seitenwand 114 angeordnet.
Durch diese asymmetrische Platzierung ist auch die vordersei¬ tige Emissionsfläche 131 am Rand des Bauelements 101 positio¬ niert und bildet daher einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Die randseitige Anordnung hat zur Folge, dass ein senk¬ recht zu der Emissionsfläche 130 verlaufender Randabschnitt 134 des Konversionselements 130 einen Teil der betreffenden Seitenwand 114 bildet (vgl. Figur 1) . Über den freiliegenden Randabschnitt 134 kann, zusätzlich zu der vorderseitigen Strahlungsemission über die Emissionsfläche 131, eine seitli¬ che Emission von Lichtstrahlung erfolgen. Der restliche Randbereich bzw. weitere Randabschnitte des Konversionselements 130 sind demgegenüber von der reflektiven Schicht 150 umgeben, so dass an diesen Stellen austretende Lichtstrahlung wieder in das Konversionselement 130 zurückreflektiert werden kann .
Auch der Halbleiterchip 120, auf welchem das Konversionselement 130 deckungsgleich angeordnet ist, ist asymmetrisch angeordnet und befindet sich im Bereich der Seitenwand 114, so dass ein Randabschnitt des Halbleiterchips 120 einen Teil der Seitenwand 114 bilden kann. Der übrige Teil bzw. Rand des Halbleiterchips 120 ist von der reflektiven Schicht 150 umge¬ ben . In einem Herstellungsverfahren können mehrere optoelektronische Bauelemente 101 gemeinsam bzw. in paralleler Weise ge¬ fertigt werden. Hierbei kann ein zusammenhängendes Trägersub¬ strat 140 für mehrere Bauelemente 101 bereitgestellt werden, auf welchem mehrere Halbleiterchips 120 und hierauf Konversi¬ onselemente 130 angeordnet werden. Nach einem Anschließen von Bonddrähten 189 an Vorderseitenkontakte der Chips 120 und Ge¬ genkontakte des zusammenhängenden Trägersubstrats 140 können Bereiche zwischen den Halbleiterchips 120 und Konversionsele¬ menten 130 und um diese herum mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial verfüllt werden, um die reflektive Schicht 150 zu bilden. Am Ende des Herstellungsverfahrens kann ein Vereinzelungsprozess durchgeführt werden, um separate optoe- lektronische Bauelemente 101 bereitzustellen.
Die Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements 101 mit dem randseitig bzw. asymmetrisch platzierten Konversionselement 130 bietet die Möglichkeit, eine Leuchtvorrichtung mit mehreren solchen Bauelementen 101 derart zu verwirklichen, dass benachbarte Konversionselemente 130 und damit vordersei¬ tige Emissionsflächen 131 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Bauelemente 101 können entsprechend einem Ab- stands- bzw. Montageraster, welches durch einen Träger der Leuchtvorrichtung vorgegeben wird, auf dem Träger angeordnet werden .
Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement mit einer re- flektiven Schicht ist im Unterschied zu dem optoelektroni- sehen Bauelement 101 das dazugehörige Konversionselement und damit dessen vorderseitige Emissionsfläche vollständig von der reflektiven Schicht umgeben. Dies führt bei einer Anordnung mehrerer Bauelemente zu vergleichsweise großen Abständen zwischen den Emissionsflächen. Die randseitige Ausgestaltung des Bauelements 101 bietet demgegenüber die Möglichkeit,
Platz für reflektives Material und eine hierdurch gebildete Gehäusewand einzusparen. Dies macht es möglich, bei einer Anreihung mehrerer Bauelemente 101 den Abstand der Konversions¬ elemente 130 wenigstens um den eingesparten Anteil zu verrin- gern. Die Konversionselemente 130 können somit näher an je¬ weils benachbarten Konversionselementen 130 angeordnet werden. Die kleineren Abstände ermöglichen eine homogenere, aus den Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 gebilde¬ te Leuchtfläche.
Bei dem optoelektronischen Bauelement 101 erfolgt im Unter- schied zu einem herkömmlichen Bauelement zwar eine seitliche Abstrahlung von Lichtstrahlung über den freiliegenden, an der Seitenwand 114 vorliegenden Randabschnitt 134 des Konversi¬ onselements 130. Ein hiermit verbundener Verlust kann jedoch durch eine geeignete Ausgestaltung der Leuchtvorrichtung un- terdrückt werden, wie im Folgenden näher beschrieben wird.
Zur Veranschaulichung dieses Aspekts zeigen die Figuren 3 und 4 eine Ausführungsform einer Leuchtvorrichtung 191 in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer Aufsieht sdarstel- lung. Die Leuchtvorrichtung 191 weist eine Gruppe aus mehre¬ ren nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 101 auf. In Figur 3 sind zwei der in Figur 4 gezeigten vier Bauelemente 101 dargestellt. Es ist möglich, dass die Leuchtvorrichtung 191 eine andere, insbesondere größere An- zahl an nebeneinander angeordneten Bauelementen 101 aufweist. Die Leuchtvorrichtung 191 kann zum Beispiel Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers sein.
Die Leuchtvorrichtung 191 weist, zusätzlich zu den optoe- lektronischen Bauelementen 101, einen größeren Träger 170 auf. Die Bauelemente 101 der Gruppe sind linienförmig bzw. in Form einer Reihe nebeneinander auf dem Träger 170 angeordnet. Eine solche Ausgestaltung kann auch als eindimensionale An¬ ordnung bzw. lD-Anordnung bezeichnet werden. Eine Anordnungs- bzw. Erstreckungsrichtung 199 der Reihe ist in den Figuren 3 und 4 anhand eines Doppelpfeils angedeutet.
Der Träger 170 kann zum Beispiel eine Platine sein. Der Trä¬ ger 170 weist auf die rückseitigen elektrischen Anschlüsse 147 der Bauelemente 101 abgestimmte elektrische Anschlüsse
177 auf, um die optoelektronischen Bauelemente 101 mit elekt¬ rischer Energie zu versorgen. Die Anschlüsse 147, 177 können über ein Lotmittel 179 miteinander verbunden sein. Dies ist in Figur 3 lediglich in Bezug auf das linke Bauelement 101 dargestellt. Die Bauelemente 101 können zum Beispiel durch ein SMT-Montageverfahren (Surface Mounted Technology) auf dem Träger 170 angeordnet werden, wobei ein Reflow-Lötprozess zur Anwendung kommt. Die für die Bauelemente 101 vorgesehenen An¬ schlüsse 177 des Trägers 170 können in einem vorgegebenen Abstandsraster vorliegen, wodurch die Abstände der Bauelemente 101 auf dem Träger vorgegeben werden. Die auf dem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelemente 101 weisen jeweils die gleiche laterale Ausrichtung auf und sind mit den Seitenwänden bzw. Kurzseiten 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung 199 orientiert. Auf diese Weise können die Konversionselemente 130 und damit die vor- derseitigen Emissionsflächen 131 der einzelnen Bauelemente 101 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Bei jeweils zwei benachbarten Bauelementen 101 sind die Seitenwände bzw. Langseiten 114, 116 einander zugewandt. Infolge der einander zugewandten Seitenwände 114, 116 liegt jeweils ein Randab- schnitt 134 eines Konversionselements 130 eines Bauelements 101 einer reflektiven Schicht 150 eines benachbarten Bauelements 101 gegenüber. Hierdurch kann jeweils erzielt werden, dass die über einen Randabschnitt 134 eines Konversionsele¬ ments 130 seitlich austretende Lichtstrahlung wenigstens zum Teil an der gegenüberliegenden reflektiven Schicht 150 reflektiert wird, und wieder zu dem Randabschnitt 134 gelangen und in das dazugehörige Konversionselement 130 eintreten kann. Durch diese Ausgestaltung können Effizienzeinbußen im Betrieb der Leuchtvorrichtung 191 vermieden oder zumindest eingeschränkt werden.
Einem am Ende der Reihe vorliegenden optoelektronischen Bauelement 101 (links in Figur 4) ist kein Bauelement 101 als Reflexionspartner zugeordnet. Es kann in Betracht kommen, den Verlust infolge der an diesem Bauelement 101 seitlich austre¬ tenden Lichtstrahlung zu vernachlässigen. Alternativ kann auch für das am Reihenende angeordnete Bauelement 101 eine Rückreflexion vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann zusätz- lieh neben dem Bauelement 101, wie in Figur 4 angedeutet ist, ein reflektives Bauelement 180 auf dem Träger 170 angeordnet sein. Das reflektive Bauelement 180 kann vergleichbar zu ei¬ nem optoelektronischen Bauelement 101 ein Trägersubstrat 140 aufweisen, auf welchem lediglich die reflektive Schicht 150 angeordnet ist (Dummy-Bauelement ) . Dadurch kann der Randab¬ schnitt 134 des Konversionselements 130 des am Reihenende vorliegenden optoelektronischen Bauelements 101 der reflekti- ven Schicht 150 des reflektiven Bauelements 180 gegenüberlie- gen, und infolgedessen auch an dieser Stelle eine wenigstens teilweise Rückreflexion der seitlich emittierten Lichtstrahlung zu dem Randabschnitt 134 hervorgerufen werden. Das reflektive Bauelement 180 kann ebenfalls im Rahmen der SMT- Montage auf dem Träger 170 angeordnet werden.
Anhand der folgenden Figuren 5 bis 7 werden weitere Ausführungsformen von optoelektronischen Bauelementen und dazugehörigen Leuchtvorrichtungen beschrieben, welche Weiterbildungen des Bauelements 101 und der Leuchtvorrichtung 191 darstellen. Die optoelektronischen Bauelemente umfassen auch hier ein
Trägersubstrat 140, einen auf dem Trägersubstrat 140 angeord¬ neten Halbleiterchip 120, ein auf dem Halbleiterchip 120 angeordnetes Konversionselement 130, und eine neben dem Halb¬ leiterchip 120 und dem Konversionselement 130 auf dem Träger- Substrat 140 angeordnete reflektive Schicht 150. Gleiche und gleichwirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details zu übereinstimmenden Merkmalen, einer Herstellung, möglichen Vorteile usw. wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können.
Figur 5 zeigt eine AufSichtsdarstellung einer Leuchtvorrich- tung 192 mit optoelektronischen Bauelementen 102, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordnet sind. Die Leuchtvorrichtung 192 bzw. deren Bauelemente 102 stimmen im Wesentlichen mit der zuvor beschriebenen Leuchtvorrichtung 191 bzw. deren Bauelementen 101 überein. Im Unterschied zu dem Bauelement 101 sind bei einem Bauelement 102 das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 nicht im Bereich der Seitenwand 114, s on- dern im Bereich der hierzu entgegen gesetzten Seitenwand 116 angeordnet. Das asymmetrisch platzierte Konversionselement 130 weist daher einen freiliegenden Randabschnitt 136 an der Seitenwand 116 auf, welcher einen Teil der Seitenwand 116 bildet. Des Weiteren grenzt die Aussparung 139 des Konversi- onselements 130 nicht mehr, wie bei dem Bauelement 101, an die Seitenwand 114 an.
Bei der Leuchtvorrichtung 192 weisen die optoelektronischen Bauelemente 102, vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 191, die gleiche laterale Ausrichtung auf, und sind mit den Sei¬ tenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung 199 der Reihe orientiert, wodurch ein kleiner Abstand zwischen den vorderseitigen Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 vorliegen kann. Die Seitenwände 114, 116 von jeweils zwei benachbarten Bauelemente 102 sind einander zugewandt. An die¬ sen Stellen liegt daher jeweils ein Randabschnitt 136 eines Konversionselements 130 einer reflektiven Schicht 150 gegen¬ über. Eine an einem Randabschnitt 136 seitlich austretende Lichtstrahlung kann auf diese Weise jeweils wenigstens teil- weise wieder zu dem Randabschnitt 136 zurückreflektiert und dadurch in das betreffende Konversionselement 130 eingekop¬ pelt werden. In Bezug auf das am Ende der Reihe befindliche Bauelemente 102 (rechts in Figur 5) kann eine Rückreflexion zu dem Randabschnitt 136 ermöglicht werden, indem an dieser Stelle ein optionales reflektives Bauelement 180 mit einer reflektiven Schicht 150 angeordnet wird.
Ein optoelektronisches Bauelement kann, abweichend von den Bauelementen 101, 102, auch derart ausgebildet werden, dass das Konversionselement 130 nicht nur im Bereich einer Seiten¬ wand, sondern stattdessen im Bereich mehrerer Seitenwände angeordnet ist. Dies kann zum Beispiel dazu genutzt werden, um bei zweireihigen Anordnungen von Bauelementen einen kleinen Abstand von Konversionselementen 130 und damit Emissionsflä¬ chen 131 zu ermöglichen.
Zur Veranschaulichung zeigt Figur 6 eine AufSichtsdarstellung einer weiteren Leuchtvorrichtung 193, welche zwei Gruppen aus mehreren, jeweils in einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelementen 103 aufweist. Eine solche Ausgestaltung kann auch als zweidimensio¬ nale Anordnung bzw. 2D-Anordnung bezeichnet werden. Jede Rei- he kann, wie in Figur 6 gezeigt ist, vier Bauelemente 103, oder auch eine andere bzw. größere Anzahl an Bauelementen 103 umfassen .
Bei einem optoelektronischen Bauelement 103 sind das Konver- sionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 im Unterschied zu dem Bauelement 101 im Bereich der zwei aneinandergrenzenden Seitenwände 115, 116 angeordnet. Das asymmetrisch platzierte Konversionselement 130 weist daher sowohl an der Seitenwand 115 einen freiliegenden Randab- schnitt 135 als auch an der Seitenwand 116 einen freiliegen¬ den Randabschnitt 136 auf. Die beiden rechtwinklig aneinandergrenzenden Randabschnitte 135, 136 bilden jeweils einen Teil einer der Seitenwände 115, 116. In dieser Ausgestaltung weist der an die Emissionsfläche 131 angrenzende Vordersei- tenabschnitt der reflektiven Schicht 150 eine L-förmige Geo¬ metrie auf. Auch bildet die Emissionsfläche 131 im Bereich der beiden Seiten 115, 116 einen Teil des Randes der Vorderseite 111. In jeder der zwei Reihen der Leuchtvorrichtung 193 weisen die dazugehörigen optoelektronischen Bauelemente 103 die gleiche laterale Ausrichtung auf und sind mit den Seitenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung einer Reihe orientiert. Hierdurch können die vorderseitigen Emissionsflächen 131 ei- nen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Seitenwände 114, 116 benachbarter Bauelemente 103 sind in jeder Reihe einander zugewandt. Dies hat zur Folge, dass bei jeweils zwei benachbarten Bauelementen 103 einer Reihe ein Randabschnitt 136 eines Konversionselements 130 einer reflektiven Schicht 150 gegenüberliegt. Eine an einem Randabschnitt 136 seitlich austretende Lichtstrahlung kann auf diese Weise jeweils we¬ nigstens teilweise zu dem Randabschnitt 136 zurückreflektiert werden. In Bezug auf die am Ende der zwei Reihen vorliegenden Bauelemente 103 kann eine Rückreflexion zu den Randabschnit¬ ten 136 ermöglicht werden, indem an diesen Stellen, wie in Figur 6 angedeutet ist, ein optionales reflektives Bauelement 180 mit einer reflektiven Schicht 150 angeordnet wird.
Bei der Leuchtvorrichtung 193 sind darüber hinaus auch die Konversionselemente 130 und damit die Emissionsflächen 131 der optoelektronischen Bauelemente 103 der zwei unterschied¬ lichen Reihen mit einem kleinen Abstand zueinander angeord- net . Zu diesem Zweck sind die zwei Reihen aus Bauelementen
103 zueinander parallel bzw. antiparallel orientiert. Hierbei liegen sich die Seitenwände 115 und die hier vorliegenden Randabschnitte 135 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente 103 aus den verschiedenen Reihen jeweils gegen- über. Auf diese Weise kann jeweils erzielt werden, dass we¬ nigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 135 eines Kon¬ versionselements 130 seitlich abgegebenen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 135 des benachbarten Konversionselements 130 gelangen und in das betreffende Kon- versionselement 130 eintreten kann. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, Effizienzeinbußen zu vermeiden oder zumindest einzuschränken .
Figur 7 zeigt eine AufSichtsdarstellung einer weiteren
Leuchtvorrichtung 194, welche zwei Gruppen aus mehreren, jeweils in einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 170 angeordneten optoelektronischen Bauelementen 104 aufweist. Jede Reihe kann, wie in Figur 7 gezeigt ist, vier Bauelemente 104, oder auch eine andere bzw. größere Anzahl an Bauelementen 104 umfassen.
Bei einem optoelektronischen Bauelement 104 sind das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 im Unterschied zu dem Bauelement 101 im Bereich der drei aneinandergrenzenden Seitenwände 114, 115, 116 angeordnet. Das Konversionselement 130 weist daher an jeder der drei Sei¬ tenwände 114, 115, 116 einen freiliegenden Randabschnitt 134, 135, 136 auf. Die drei, jeweils rechtwinklig aneinandergren¬ zenden Randabschnitte 134, 135, 136 bilden jeweils einen Teil einer der Seitenwände 114, 115, 116. Hierbei bildet die vor¬ derseitige Emissionsfläche 131 im Bereich der drei Seitenwän¬ de 114, 115, 116 einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Die reflektive Schicht 150 liegt bei einem Bauelement 104 le¬ diglich in einem sich von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 117 erstreckenden Bereich vor. Nur an dieser Stelle bildet die reflektive Schicht mit einem Vorderseitenabschnitt einen Teil der Vorderseite 111.
In jeder der zwei Reihen weisen die dazugehörigen optoelektronischen Bauelemente 104 die gleiche laterale Ausrich¬ tung auf und sind mit den Seitenwänden 115, 117 entlang der Erstreckungsrichtung einer Reihe ausgerichtet, so dass die
Emissionsflächen 131 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Seitenwände 114, 116 benachbarter Bauelemente 104 sind in jeder Reihe einander zugewandt. Dies hat zur Folge, dass sich in jeder Reihe die Randabschnitte 134, 136 von Kon- versionselementen 130 benachbarter Bauelemente 104 jeweils gegenüberliegen. Auf diese Weise kann jeweils ermöglicht wer¬ den, dass wenigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 134 bzw. 136 eines Konversionselements 130 seitlich abgegebe¬ nen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 136 bzw. 134 des benachbarten Konversionselements 130 gelan¬ gen und in das betreffende Konversionselement 130 eintreten kann. Hierdurch können Effizienzeinbußen vermieden bzw. eingeschränkt werden. Zusätzlich sind auch die Konversionselemente 130 und damit die Emissionsflächen 131 der optoelektronischen Bauelemente 104 der zwei unterschiedlichen Reihen mit einem kleinen Abstand zueinander angeordnet. Hierfür sind die zwei Reihen aus Bauelementen 104 zueinander parallel bzw. antiparallel ausgerichtet. Des Weiteren liegen sich die Seitenwände 115 und die hier vorliegenden Randabschnitte 135 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente 104 aus den verschiedenen Reihen jeweils gegenüber. Dadurch ist es jeweils möglich, dass we¬ nigstens ein Teil der über einen Randabschnitt 135 eines Kon¬ versionselements 130 seitlich abgegebenen Lichtstrahlung zu dem gegenüberliegenden Randabschnitt 135 des benachbarten Konversionselements 130 gelangen und in das betreffende Kon- versionselement 130 eintreten kann.
Auch die Leuchtvorrichtung 194 kann mit reflektiven Bauelementen 180 ausgebildet werden, um eine Rückreflexion an den am Ende der zwei Reihen vorliegenden optoelektronischen Bau- elementen 104 zu ermöglichen. Wie in Figur 7 angedeutet ist, kann am Ende der zwei Reihen jeweils ein einzelnes reflekti- ves Bauelement 180 angeordnet sein, dessen reflektive Schicht 150 den Randabschnitten 114, 116 von zwei Konversionselementen 130 der unterschiedlichen Reihen gegenüberliegt, so dass eine Rückreflexion zu den Randabschnitten 134, 136 hervorgerufen werden kann.
Die in Figur 7 gezeigte Leuchtvorrichtung 194 kann eine relativ kompakte Lichtquelle sein. Hierbei sind die lichtemittie- renden Konversionselemente 130 der optoelektronischen Bauele¬ mente 104 lateral nach außen hin durch die reflektiven
Schichten 150 der optoelektronischen Bauelemente 104 und der reflektiven Bauelemente 180 abgegrenzt. Neben den anhand der Figuren 5 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen. Beispielsweise kann ein optoelektronisches Bauelement verwirklicht werden, bei dem das Konversionselement 130 und der darunter befindliche Halbleiterchip 120 an einer oder mehreren anderen Seitenwänden angeordnet sind. Ein mögliches Beispiel ist ein Bauelement, bei dem abweichend von dem Bau¬ element 101 das Konversionselement 130 an den zwei entgegen gesetzten Seitenwänden 114, 116 angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung weist das Konversionselement 130 vergleichbar zu dem Bauelement 104 sowohl an der Seitenwand 114 einen freiliegenden Randabschnitt 134 als auch an der Seitenwand 116 einen freiliegenden Randabschnitt 136 auf, und bildet die vorderseitige Emissionsfläche 131 daher an diesen entgegen gesetzten Stellen einen Teil des Randes der Vorderseite 111. Bei einem solchen Bauelement kann die reflektive Schicht 150 in zwei separaten Bereichen vorliegen, wobei ein Bereich sich wie bei dem Bauelement 104 von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 117, und ein weitere Bereich sich von dem Konversionselement 130 (und dem Halbleiterchip 120) zu der Seitenwand 115 erstreckt. In die¬ sen zwei Bereichen kann jeweils ein Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 150 einen entsprechenden Teil der Vorder- seite 111 bilden. Die dazwischen vorliegende Emissionsfläche 131 des Konversionselements 130 bildet den übrigen Teil der Vorderseite 111. Eine Leuchtvorrichtung kann mit mehreren solchen, in Form einer Reihe nebeneinander angeordneten Bauelementen verwirklicht werden. Hierbei können die Bauelemen- te, vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 194, die gleiche laterale Ausrichtung aufweisen und derart positioniert sein, dass sich Seitenwände 114, 116 und damit freiliegende Randab¬ schnitte 134, 136 von Konversionselementen 130 benachbarter Bauelemente gegenüberliegen. An den beiden Reihenenden kann jeweils ein reflektives Bauelement 180 zur Anwendung kommen.
Insbesondere in Bezug auf die Leuchtvorrichtung 194 von Figur 7 besteht eine mögliche Abwandlung darin, eine reflektive Schicht 150 zusätzlich zwischen den optoelektronischen Bau- elementen 104 sowie um diese herum auszubilden. Die zusätzliche reflektive Schicht 150 kann das gleiche oder ein ver¬ gleichbares Material aufweisen wie die reflektive Schicht 150 der einzelnen optoelektronischen Bauelemente 104, also ein mit reflektiven Partikeln gefülltes Vergussmaterial. In die- ser Ausgestaltung können die reflektiven Bauelemente 180 entfallen . Zur Veranschaulichung dieser Variante ist in Figur 7 anhand von gestrichelten Linien ein Bereich 151 angedeutet, innerhalb dessen die zusätzliche reflektive Schicht 150 auf dem Träger 170 vorgesehen sein kann. Durch die zusätzliche re- flektive Schicht 150, welche sich bis zu den Vorderseiten 111 der optoelektronischen Bauelemente 104 erstrecken kann, kann erreicht werden, dass eine von den Bauelementen 104 erzeugte Lichtstrahlung lediglich über die vorderseitigen Emissionsflächen 131 der Konversionselemente 130 abgegeben wird. Eine an den Randabschnitten 134, 135, 136 der Konversionselemente 130 austretende Lichtstrahlung kann über die zusätzliche re¬ flektive Schicht 150 wieder in die Konversionselemente 130 zurückreflektiert werden, so dass keine seitliche Lichtabgabe auftritt .
Eine solche Ausgestaltung kann dadurch verwirklicht werden, indem nach dem Montieren der optoelektronischen Bauelemente 104 auf dem Träger 170 Zwischenbereiche zwischen den Bauele¬ menten 104 und Bereiche um die Bauelemente 104 herum mit ei- nem partikelgefüllten Vergussmaterial zum Bilden der reflek- tiven Schicht 150 verfüllt werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein die Bauelemente 104 bzw. den Verfüllbereich 151 umgebender Rahmen auf dem Träger 170 angeordnet werden, oder kann der Träger 170 mit einem derartigen Rahmen bereitge- stellt werden. Ein Vorsehen einer zusätzlichen reflektiven Schicht 150 zwischen optoelektronischen Bauelementen und um diese herum mit dem Ziel, eine seitliche Lichtabgabe zu ver¬ meiden, kann auch für die anderen, zuvor beschriebenen
Leuchtvorrichtungen, zum Beispiel die Leuchtvorrichtung 193 von Figur 6, in Betracht kommen.
Auf der Grundlage der Figuren 8 bis 13 wird ein weiteres Kon¬ zept zum Ermöglichen kleiner Abstände von Emissionsflächen 231 nebeneinander angeordneter optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente weisen einen ähnlichen Aufbau wie die zuvor beschriebenen Bauelemente auf. Hierbei ist vorgesehen, ein optoelektronisches Bauelement derart auszubilden, dass in einem Querschnitt des Bauelements eine Breite der an der ebenflächigen Vorderseite vorgesehenen Emissionsfläche 231 größer oder wenigstens so groß ist wie eine Breite einer der Vorderseite entgegen gesetzten Rücksei¬ te des Bauelements. Dadurch ist es ebenfalls möglich, eine Verkleinerung bzw. Minimierung der Abstände von Emissionsflächen 231 zu erzielen.
Die Figuren 8 und 9 zeigen in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer AufSichtsdarstellung eine Ausführungs- form einer Leuchtvorrichtung 291 mit mehreren, diese Breitengestaltung aufweisenden optoelektronischen Bauelementen 201. Die Schnittdarstellung von Figur 8 bezieht sich auf die in Figur 9 anhand der Schnittlinie B-B angedeutete Schnittebene. Im Folgenden wird zunächst die Ausgestaltung eines optoe- lektronischen Bauelements 201 näher beschrieben. Diese Beschreibung trifft auf sämtliche der bei der Leuchtvorrichtung 291 vorgesehenen Bauelemente 201 zu. Das optoelektronische Bauelement 201 weist zu dem Bauelement 101 vergleichbare Kom¬ ponenten auf, so dass oben beschriebene Details zu gleichen und gleichwirkenden Komponenten auch bei dem Bauelement 201 zur Anwendung kommen können.
Das optoelektronische Bauelement 201 weist, wie in Figur 9 gezeigt ist, in der Aufsicht eine Rechteckform mit unter- schiedlich langen Seiten, d.h. zwei zueinander entgegen gesetzten ersten längeren Seiten 214, 216 und zwei zueinander entgegen gesetzten zweiten kürzeren Seiten 215, 217 auf. Diese werden im Folgenden auch als Langseiten 214, 216 und Kurzseiten 215, 217 bezeichnet. Das Bauelement 201 weist ferner, wie in Figur 8 dargestellt ist, zwei entgegen gesetzte Stirn¬ seiten 211, 212, im Folgenden als Vorderseite 211 und Rückseite 212 bezeichnet auf, zwischen denen sich die anderen, als Seitenwände dienenden Seiten 214, 215, 216, 217 erstre¬ cken .
Aufgrund der Rechteckform können dem optoelektronischen Bauelement 201 von oben betrachtet zwei zueinander senkrecht verlaufende laterale Ausdehnungsrichtungen zugeordnet werden. Hierbei ist eine Ausdehnungsrichtung durch die Kurzeiten 215, 217, und eine hierzu senkrechte weitere Ausdehnungsrichtung durch die Langseiten 214, 216 vorgegeben. Die laterale Ausdehnung entlang der Kurzseiten 215, 217 wird im Folgenden auch als Querausdehnung, und die Ausdehnung entlang der Langseiten 214, 216 als Längsausdehnung bezeichnet. Der in Figur 8 gezeigte Querschnitt bezieht sich somit auf die Querausdeh- nungsrichtung des Bauelements 201. Das optoelektronische Bauelement 201 weist ein als Basis die¬ nendes Trägersubstrat 240, einen einzelnen auf dem Trägersub¬ strat 240 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 220 zur Strahlungserzeugung, ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 230 zur Strah- lungs- bzw. Oberflächenkonversion, und eine auf dem Trägersubstrat 240 angeordnete reflektive Schicht 250 auf. Die zur Strahlungsreflexion eingesetzte reflektive Schicht 250 grenzt an den Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 an. Der Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 sind insbesondere am Rand vollständig bzw. über den gesamten Um¬ fang von der reflektiven Schicht 250 umgeben.
Der optoelektronische Halbleiterchip 220 kann insbesondere ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip sein. Dieser kann zum Bei- spiel in Form eines Dünnfilmchips vorliegen. Der Halbleiterchip 220 ist dazu ausgebildet, bei Zufuhr von elektrischer Energie eine primäre Lichtstrahlung zu erzeugen. Die Primärstrahlung kann im Wesentlichen über eine Lichtaustrittsseite bzw. Lichtaustrittsfläche des Halbleiterchips 220, auf wel- eher das Konversionselement 230 direkt angeordnet ist, abge¬ geben werden. Der Halbleiterchip 220 bzw. dessen Lichtaustrittsseite weisen in der Aufsicht eine Rechteckform auf.
Um dem optoelektronischen Halbleiterchip 220 elektrische Energie zuzuführen, ist der Halbleiterchip 220 mit zwei elektrischen Kontakten ausgebildet. Vorliegend weist der Halbleiterchip 220 einen Vorderseitenkontakt im Bereich der Lichtaustrittsseite, und einen Rückseitenkontakt an einer entgegen gesetzten Rückseite auf (nicht dargestellt).
Das Trägersubstrat 240 weist auf einer Vorderseite, auf wel- eher der Halbleiterchip 220 und die reflektive Schicht 250 angeordnet sind, einen auf den Rückseitenkontakt des Halblei¬ terchips 220 abgestimmten Gegenkontakt auf. Diese beiden Kon¬ takte können über ein Lotmittel miteinander verbunden sein, so dass der Halbleiterchip 220 elektrisch und mechanisch mit dem Trägersubstrat 240 verbunden ist (nicht dargestellt) . Für den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 220, welcher am Rand bzw. an einer Ecke des Halbleiterchips 220 angeordnet ist, weist das Trägersubstrat 240 einen weiteren Gegenkontakt auf dessen Vorderseite auf (nicht dargestellt) . Diese beiden Kontakte sind über einen in der reflektiven Schicht 250 eingebetteten Bonddraht 289 elektrisch verbunden (vgl. Figur 9)
Das in der Aufsicht rechteckförmige Trägersubstrat 240 kann zum Beispiel ein keramisches Trägersubstrat sein. Eine der Vorderseite des Trägersubstrats 240 entgegen gesetzte Rück¬ seite bildet die Rückseite 212 des optoelektronischen Bauele¬ ments 201. An dieser Seite 212 weist das Trägersubstrat 240 zwei elektrische Anschlüsse 247 auf (in Figur 8 nur für das linke Bauelement 201 gezeigt) . Die zum Beispiel in Form von Lötflächen vorliegenden Anschlüsse 247 können beispielsweise eine Streifenform aufweisen, und sich parallel zu den Langseiten 214, 216 des Bauelements 201 erstrecken. Die Anschlüs¬ se 247 sind elektrisch mit den an der Vorderseite des Trägersubstrats 240 vorliegenden Gegenkontakten verbunden.
Das plättchenförmige Konversionselement 230 kann zum Beispiel mit Hilfe eines durchsichtigen Klebstoffs, beispielsweise ei¬ nem Silikonkleber, auf der Lichtaustrittseite des Halbleiterchips 220 befestigt sein (nicht dargestellt). Das Konversi- onselement 230 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Teil der von dem Halbleiterchip 220 im Betrieb erzeugten Primärstrahlung in eine niederenergetischere Konversionsstrahlung umwandeln. Hierfür weist das Konversionselement 230 ein ge- eignetes Konversionsmaterial auf, welches die Primärstrahlung absorbieren und zur Reemission der Konversionsstrahlung angeregt werden kann. Dadurch kann eine Mischstrahlung aus Primär- und Konversionsstrahlung erzeugt werden, welche von dem Konversionselement 230 abgegeben werden kann. Möglich ist es auch, dass das Konversionselement 230 im Wesentlichen die ge¬ samte Primärstrahlung in die Konversionsstrahlung umsetzt und diese abgibt. Das Konversionselement 230 kann zum Beispiel ein keramisches Konversionselement 230 sein.
Das Konversionselement 230, welches die gleichen bzw. im We¬ sentlichen die gleichen lateralen Abmessungen aufweisen kann wie der Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen Lichtaustrittssei¬ te, ist deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite positio- niert . Das Konversionselement 230 kann auch größere laterale Abmessungen aufweisen. Das Konversionselement 230 weist eine mit dem Halbleiterchip 220 vergleichbare, im Wesentlichen rechteckige Aufsichtsform auf. An einer Ecke weist das Kon¬ versionselement 230 eine auf den Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 220 abgestimmte Aussparung 239 auf, um ein Kontaktieren des Vorderseitenkontakts mit dem Bonddraht 289 zu ermöglichen (vgl. Figur 9) . In dem in Figur 8 gezeigten Querschnitt weist das Konversionselement 230 eine Rechteck¬ form auf. In einer hierzu senkrecht verlaufenden Schnittebene weist das Konversionselement 130 ebenfalls eine Rechteckform auf (nicht dargestellt) .
Das optoelektronische Bauelement 201 kann zum Beispiel eine Weißlichtquelle sein. Hierfür können der Halbleiterchip 220 zum Erzeugen einer Primärstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich und das Konversionselement 230 zum Erzeu¬ gen einer Konversionsstrahlung im gelben Spektralbereich ausgebildet sein. Alternativ kann das Konversionselement 230 un¬ terschiedliche Konversionsmaterialien aufweisen, um eine Kon- versionsstrahlung umfassend mehrere Teilstrahlungen - bei einer blauvioletten Primärstrahlung beispielsweise eine gelbgrüne und eine rote Teilstrahlung - zu erzeugen. Das Bauele¬ ment 201 kann ferner dazu ausgebildet sein, eine von weiß verschiedene Lichtstrahlung, zum Beispiel eine gelbe Licht¬ strahlung, zu emittieren.
Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 201 wird die Lichtstrahlung über das Konversionselement 230 abgegeben. Die Lichtabgabe erfolgt über die an der Vorderseite 211 des Bau¬ elements 201 befindliche flächige Vorderseite 231 des Konver¬ sionselements 230. Diese wird im Folgenden als Leucht- bzw. Emissionsfläche 231 bezeichnet. Die Emissionsfläche 231 bil- det einen Teil der Vorderseite 211 des Bauelements 201.
Die bei dem optoelektronischen Bauelement 201 zur Strahlungs¬ reflexion eingesetzte, sowie den Halbleiterchip 220 und das Konversionselement 230 teilweise einbettende reflektive
Schicht 250 ist aus einem Vergussmaterial wie zum Beispiel Silikon mit darin enthaltenen reflektiven Partikeln, beispielsweise aus Titanoxid, ausgebildet. Die reflektive
Schicht 250 erstreckt sich bis zur Vorderseite 211 des Bau¬ elements 201, und bildet mit einem vorderseitigen Abschnitt, welcher an die Emissionsfläche 231 angrenzt und die Emissi¬ onsfläche 231 vollständig bzw. rahmenförmig umgibt, einen weiteren (übrigen) Teil der Vorderseite 211. Das Konversions¬ element 230 und der darunter befindliche Halbleiterchip 220 sind am Rand vollständig von der reflektiven Schicht 250 um- geben. In dieser Ausgestaltung ist bei dem Konversionselement 230 lediglich die vorderseitige Emissionsfläche 231 unbe¬ deckt. Im Betrieb des Bauelements 201 kann eine Lichtstrah¬ lung folglich lediglich über die Emissionsfläche 231 abgege¬ ben werden. Eine über den Rand des Konversionselements 230 seitlich abgegebene Lichtstrahlung kann mit Hilfe der reflektiven Schicht 250 wieder in das Konversionselement 230 zu¬ rückreflektiert werden.
Das optoelektronische Bauelement 201 ist derart ausgebildet, dass eine Querschnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 230 größer ist als eine Querschnittsbrei¬ te 262 der Rückseite 212 des Bauelements 201. Diese Breiten¬ gestaltung liegt bei dem in Figur 8 veranschaulichten Quer- . ,
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schnitt vor, welcher sich auf die Querausdehnungsrichtung des Bauelements 201 bezieht. Wie oben angegeben wurde, richtet sich die Querausdehnungsrichtung nach den Kurzseiten 215, 217 des Bauelements 201.
Bei dem optoelektronischen Bauelement 201 ist die zuvor genannte Breitenausprägung dadurch verwirklicht, indem das Trägersubstrat 240, wie in Figur 8 gezeigt ist, eine sich von der Rückseite 212 in Richtung der Vorderseite 211 aufweitende Querschnittsform aufweist. Hierbei besitzt das Trägersubstrat 240 eine Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 201 verlaufenden Seiten. Diese Aus¬ gestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 201 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung des Bauelements 201 entlang der Langseiten 214, 216 kann das Trägersubstrat 240 demgegenüber eine rechteckeckige Quer¬ schnittsform aufweisen (nicht dargestellt).
Die in der Querausdehnungsrichtung trapezförmige Querschnittsform des Trägersubstrats 240 hat zur Folge, dass bei dem optoelektronischen Bauelement 201 die sich zwischen der Vorder- und Rückseite 211, 212 erstreckenden Langseiten 214, 216 nicht in Form einer ebenen Seitenwand vorliegen, sondern sich jeweils aus zwei schräg zueinander verlaufenden Wandab¬ schnitten (d.h. ein durch das Trägersubstrat 240 gebildeter, schräg zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufender Abschnitt, und ein durch die reflektive Schicht 250 gebildeter, senkrecht zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufender Abschnitt) zusammensetzen. Die Kurzseiten 215, 217 können dagegen als ebene, sich senkrecht zwischen Vorder- und Rückseite 211, 212 erstreckende Seitenwände vorliegen. Das Bauelement 201 weist daher lediglich in einem Bereich zwischen der Vorderseite 211 und dem Trägersubstrat 240 eine Quaderform auf. In einem Herstellungsverfahren können mehrere optoelektronische Bauelemente 201 gemeinsam bzw. in paralleler Weise ge¬ fertigt werden. Hierbei kann ein zusammenhängendes Trägersub¬ strat 240 für mehrere Bauelemente 201 bereitgestellt werden, auf welchem mehrere Halbleiterchips 220 und hierauf Konversi¬ onselemente 230 angeordnet werden. Nach einem Anschließen von Bonddrähten 289 an Vorderseitenkontakte der Chips 220 und Ge¬ genkontakte des zusammenhängenden Trägersubstrats 240 können Bereiche zwischen den Halbleiterchips 220 und Konversionsele¬ menten 230 und um diese herum mit einem partikelgefüllten Vergussmaterial verfüllt werden, um die reflektive Schicht 250 zu bilden. Am Ende des Herstellungsverfahrens kann ein Vereinzelungsprozess durchgeführt werden, um separate optoe- lektronische Bauelemente 201 bereitzustellen. Im Rahmen des Vereinzelungsprozesses, welcher ein Zerteilen bzw. Sägen umfassen kann, kann die sich verbreiternde bzw. angeschrägte Querschnittsform des Trägersubstrats 240 erzeugt werden.
Der Aufbau des optoelektronischen Bauelements 201 bietet die Möglichkeit, mehrere solche Bauelemente 201 derart nebenein¬ ander anzuordnen, dass die vorderseitigen Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 201 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Dieser Aspekt wird anhand der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Leuchtvorrichtung 291 erläutert, welche ei¬ ne Gruppe aus mehreren nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 201 aufweist. In Figur 8 sind zwei der in Figur 9 gezeigten vier Bauelemente 201 gezeigt. Es ist möglich, dass die Leuchtvorrichtung 291 eine andere, insbe¬ sondere größere Anzahl an Bauelementen 201 aufweist. Die Leuchtvorrichtung 291 kann zum Beispiel Bestandteil eines Fahrzeugscheinwerfers sein.
Die Leuchtvorrichtung 291 weist einen größeren Träger 270 auf, auf welchem die optoelektronischen Bauelemente 201 in Form einer Reihe nebeneinander angeordnet sind (1D- Anordnung) . Eine Anordnungs- bzw. Erstreckungsrichtung 299 der Reihe ist in den Figuren 8 und 9 anhand eines Doppel¬ pfeils angedeutet. Der Träger 270, welcher eine Platine sein kann, weist auf die rückseitigen elektrischen Anschlüsse 247 der optoelektronischen Bauelemente 201 abgestimmte elektrische Anschlüsse 277 auf. Die Anschlüsse 247, 277 können über ein Lotmittel 279 miteinander verbunden sein, wie in Figur 8 .„
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für das linke Bauelement 201 gezeigt ist. Ein Bestücken des Trägers 270 mit den Bauelementen 201 kann zum Beispiel mit Hilfe eines SMT-Montageverfahrens , bei dem ein Reflow- Lötprozess durchgeführt wird, erfolgen. Die für die Bauele- mente 201 vorgesehenen Anschlüsse 277 des Trägers 270 können in einem vorgegebenen Abstandsraster vorliegen, wodurch die Abstände der Bauelemente 201 auf dem Träger 270 festgelegt werden . Bei der Leuchtvorrichtung 291 weisen die optoelektronischen
Bauelemente 201 jeweils die gleiche laterale Ausrichtung auf, und sind entlang der Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 201 nebeneinander angeordnet. Hierbei liegen sich die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 201 gegenüber. Die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 201 fällt in dieser Anordnung mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen, bzw. gibt die Erstreckungsrichtung 299 der Reihe vor. Bei einer solchen Anreihung können die Konversionselemente 230 und damit die Emissionsflächen 231 der einzelnen Bauelemente 201 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen.
Bei einem herkömmlichen Einzelchip-Bauelement kann eine Emis¬ sionsfläche in Querausdehnungsrichtung eine gegenüber der Rückseite kleinere Querschnittsbreite aufweisen. Eine Anrei¬ hung solcher Bauelemente hat daher zur Folge, dass die Emis¬ sionsflächen weiter beabstandet sind als die Rückseiten.
Die hiervon abweichende Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements 201 mit der in Querausdehnungsrichtung gegenüber der Rückseite 212 breiteren Emissionsfläche 231 führt hinge¬ gen dazu, dass bei der Leuchtvorrichtung 291 der Abstand der Emissionsflächen 231 zwischen zwei benachbarten Bauelementen 201 kleiner ist als der Abstand zwischen den Rückseiten 212 der Bauelemente 201. Bei der Leuchtvorrichtung 291 können die Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 201 infolgedes¬ sen relativ kleine Abstände zueinander aufweisen, so dass ei- ne homogenere, aus den Emissionsflächen 231 gebildete Licht¬ fläche vorliegen kann.
Aufgrund der Trapezform der Trägersubstrate 240 können nicht nur die Rückseiten 212 selbst, sondern auch an die Rückseiten 212 angrenzende Teilbereiche der Trägersubstrate 240 ver¬ gleichsweise große Abstände aufweisen. Dadurch ist es gegebe¬ nenfalls möglich, einen solchen Träger 270 zu verwenden, bei dem die Anschlüsse 277 in einem Abstandraster vorliegen, wel- ches kleiner ist als bei einem für herkömmliche Bauelemente vorgesehenen Träger. Die trapezförmige Ausgestaltung bietet die Möglichkeit, auch bei Vorliegen von herstellungsbedingt unebenen Oberflächen eine Berührung benachbarter Bauelemente 201 im unteren Bereich der Trägersubstrate 240 zu vermeiden. Dadurch kann ein nahes Positionieren von Emissionsflächen 231 begünstigt werden. Des Weiteren können die Trägersubstrate 240 der optoelektronischen Bauelemente 201 eine größere Fer¬ tigungstoleranz aufweisen als die Konversionselemente 230. In einer möglichen Abwandlung kann das optoelektronische Bauelement 201 bzw. dessen Trägersubstrat 240 gegebenenfalls derart ausgebildet sein, dass die vorderseitige Emissionsflä¬ che 231 und die Rückseite 212 eine übereinstimmende Quer¬ schnittsbreite 262, 263 aufweisen.
Anhand der folgenden Figuren 10 bis 13 werden weitere Ausführungsformen von optoelektronischen Bauelementen und Leuchtvorrichtungen beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente sind vergleichbar zu dem Bauelement 201 derart ausgebildet, dass eine vorderseitige Emissionsfläche 231 im Querschnitt wenigstens so breit ist wie eine Rückseite 212. Die optoe¬ lektronischen Bauelemente umfassen in gleicher Weise ein Trägersubstrat 240, 245, einen auf dem Trägersubstrat 240, 245 angeordneten Halbleiterchip 220, ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes Konversionselement 230, 235, 236, und eine neben dem Halbleiterchip 220 und dem Konversionselement 230, 235, 236 auf dem Trägersubstrat 240, 245 angeordnete reflek- tive Schicht 250. Bei einer dazugehörigen Leuchtvorrichtung sind die Bauelemente, wie bei der Leuchtvorrichtung 291, be¬ zogen auf eine Querausdehnungsrichtung der Bauelemente nebeneinander angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in Be¬ zug auf bereits beschriebene Details, welche sich auf gleich- artige oder übereinstimmende Komponenten und Merkmale, eine Herstellung, mögliche Vorteile, usw. beziehen, auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen wird. Insbesondere kön¬ nen Trägersubstrate 245 und Konversionselemente 235, 236 der im Folgenden beschriebenen Bauelemente sich lediglich durch die Form von dem Trägersubstrat 240 und dem Konversionsele¬ ment 230 des Bauelements 201 unterscheiden. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können.
Die Figuren 10 und 11 zeigen in einer seitlichen Schnittdarstellung und in einer AufSichtsdarstellung eine weitere
Leuchtvorrichtung 292. Die Leuchtvorrichtung 292 weist mehrere optoelektronische Bauelemente 202 auf, welche in Form ei- ner Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Anstelle der in Figur 11 gezeigten vier Bauelemente 202 kann die Leuchtvorrichtung 292 eine andere, insbesondere größere Anzahl an Bauelementen 202 aufweisen. Im Folgenden wird zunächst auf die Ausgestaltung eines Bauelements 202 eingegan- gen.
Das optoelektronische Bauelement 202 ist im Unterschied zu dem Bauelement 201 quaderförmig ausgebildet. Das Bauelement 202 weist erneut zwei entgegen gesetzte Langseiten 214, 216 und Kurzseiten 215, 217 auf. Im Unterschied zu dem Bauelement 201 liegen die Langseiten 214, 216 wie die Kurzseiten 215, 217 als ebene, sich senkrecht zwischen der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 202 erstreckende Seitenwände vor. Das Bauelement 202 weist ein mit rückseitigen Anschlüs- sen 247 versehenes Trägersubstrat 245 auf, welches im Unter¬ schied zu dem Trägersubstrat 240 quaderförmig ausgebildet ist. Daher besitzt das Trägersubstrat 245 in dem in Figur 10 gezeigten Querschnitt, welcher sich auch hier auf eine durch die Kurzseiten 215, 217 vorgegebene Querausdehnung des Bauelements 202 bezieht, eine Rechteckform.
Das optoelektronische Bauelement 202 weist ein auf dem Halb- leiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionsele¬ ment 235 zur Oberflächenkonversion auf. Das Konversionsele¬ ment 235 weist, wie in Figur 10 gezeigt ist, eine sich von einer Rückseite des Konversionselements 235 in Richtung einer vorderseitigen Emissionsfläche 231 aufweitende Querschnitts- form auf. Hierbei besitzt das Konversionselement 235 eine Trapezform mit schräg zu dessen Vorder- und Rückseite, und damit zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 des Bauelements 202 verlaufenden Randseiten. Diese angeschrägte Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 202 vor. Bezogen auf die Längsausdehnungsrichtung des Bauelements 202 entlang der Langseiten 214, 216 kann das Konversionselement 235 demgegenüber eine rechteckeckige Querschnittsform aufwei¬ sen (nicht dargestellt) . Auch das Konversionselement 235 be¬ sitzt von oben betrachtet eine im Wesentlichen rechteckige Geometrie mit einer auf den Vorderseitenkontakt des Halblei¬ terchips 220 abgestimmten Aussparung 239 (vgl. Figur 11) .
Das Konversionselement 235 ist mit dessen Rückseite, welche entgegen gesetzt ist zu der Emissionsfläche 231, auf der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 angeordnet bzw. aufgeklebt. Die Rückseite des Konversionselements 235 kann im Wesentlichen die gleichen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der rechteckige Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen rechteckige Lichtaustrittsseite. Hierbei kann das Konversionselement 235 mit dessen Rückseite deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 angeord¬ net sein.
Das optoelektronische Bauelement 202 mit dem trapezförmigen Konversionselement 235 ist des Weiteren derart ausgebildet, dass die vorderseitige Emissionsfläche 231 des Konversions¬ elements 235 in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 202 beidseitig an die zwei ebenen Langseiten 214, 216 heran- reicht, und dadurch an diesen Stellen einen Teil des Randes der Vorderseite 211 bildet. Auf diese Weise stimmt die Quer¬ schnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversions¬ elements 235 mit der Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des Bauelements 202 überein, wie in Figur 10 gezeigt ist.
Die bei dem optoelektronischen Bauelement 202 ebenfalls vorgesehene, auf dem Trägersubstrat 245 angeordnete und den Halbleiterchip 220 umschließende reflektive Schicht 250 kann auch in dieser Ausgestaltung an das Konversionselement 235 heranreichen und das Konversionselement 235 randseitig um¬ schließen. Da die Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 vorliegend an die zwei Seiten 214, 216 angrenzt, ist die Emissionsfläche 231 im Unterschied zu dem Bauelement 201 nicht mehr vollständig von einem einzelnen umlaufenden Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 250 umgeben. Die Vorderseite 211 wird bei dem Bauelement 202 von zwei separa¬ ten Vorderseitenabschnitten der reflektiven Schicht 250 und der dazwischen angeordneten Emissionsfläche 231 gebildet (vgl . Figur 11) .
Bei dem Konversionselement 235 liegt jedoch weiterhin ledig¬ lich die Emissionsfläche 231 frei, wohingegen der zwischen der Emissionsfläche 231 und der Rückseite des Konversionsele- ments 235 vorliegende Rand bzw. entsprechende Randseiten des Konversionselements 235 von der reflektiven Schicht 250 umge¬ ben sind. Daher ist es möglich, dass im Betrieb des optoe¬ lektronischen Bauelements 202 eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissionsfläche 231 des Konversionselements 235 ab- gegeben wird. Gegebenenfalls kann es vorkommen, dass, bedingt durch die Trapezform des Konversionselements 235 und demzu¬ folge der in Richtung der Vorderseite 211 abnehmenden Querschnittsbreite der reflektiven Schicht 250, eine geringe seitliche Lichtabgabe auch im Bereich der Langseiten 214, 216 stattfindet.
Vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 291 sind auch bei der Leuchtvorrichtung 292 die hier eingesetzten optoelektroni- sehen Bauelemente 202 mit einer übereinstimmenden lateralen Ausrichtung, und entlang ihrer Querausdehnungsrichtung nebeneinander angeordnet. Hierbei sind die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 202 einander zuge- wandt. Die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 202 fällt somit erneut mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen. Da die Emissionsflächen 231 und die Rückseiten 212 bei den Bauelementen 202 eine übereinstimmende Querschnitts¬ breite 262, 263 aufweisen, liegen in entsprechender Weise gleich große Abstände zwischen den Emissionsflächen 231 und den Rückseiten 212 vor. Im Vergleich zu einer Anreihung herkömmlicher Bauelemente können die vorderseitigen Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 202 daher kleine (re) Ab¬ stände zueinander aufweisen.
Figur 12 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer
Leuchtvorrichtung 293 mit optoelektronischen Bauelementen 203, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Die Bauelemente 203 der Leuchtvor- richtung 293 stellen eine Weiterbildung des zuvor beschriebenen Bauelements 202 dar. Jedes der Bauelemente 203 weist ein auf dem Halbleiterchip 220 angeordnetes plättchenförmiges Konversionselement 236 auf, welches wie das Konversionsele¬ ment 235 im Querschnitt trapezförmig mit einer sich von einer Rückseite des Konversionselements 236 in Richtung der vorder¬ seitigen Emissionsfläche 231 verbreiternden Querschnittsform ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungsrichtung des Bauelements 203 vor. Bezogen auf die Längs¬ ausdehnungsrichtung kann das Konversionselement 236 eine rechteckeckige Querschnittsform aufweisen (nicht darge¬ stellt) .
Bei dem Konversionselement 236 kann die Rückseite die glei¬ chen oder auch größere laterale Abmessungen aufweisen wie der rechteckige Halbleiterchip 220 bzw. wie dessen rechteckige
Lichtaustrittsseite, und kann die Rückseite des Konversions¬ elements 236 deckungsgleich über der Lichtaustrittsseite des Halbleiterchips 220 positioniert sein. In der Aufsicht kann das Konversionselement 236 eine im Wesentlichen rechteckige Geometrie und eine auf den Vorderseitenkontakt des Halbelei¬ terchips 220 abgestimmte Aussparung aufweisen (nicht darge¬ stellt) .
Das optoelektronische Bauelement 203 unterschiedet sich von dem Bauelement 202 dadurch, dass das trapezförmige Konversi¬ onselement 236 im Bereich der Vorderseite 211 seitlich überstehend bzw. auskragend ist. Auf diese Weise ist, bezogen auf die Querausdehnung des Bauelements 203, die Querschnittsbrei¬ te 263 der Emissionsfläche 231 des Konversionselements 236 größer als die Querschnittsbreite 262 der Rückseite 212 des quaderförmigen Trägersubstrats 245 und damit des Bauelements 203. Das Bauelement 203 weist infolgedessen von oben betrach- tet nicht mehr die in Figur 11 gezeigte, bei dem Bauelement 202 vorliegende rechteckige Vorderseite 211, sondern infolge des an den Langseiten 214, 216 seitlich auskragenden Konversionselements 236 eine Vorderseite 211 mit einer kreuzförmi¬ gen Geometrie auf. Die Vorderseite 211 wird auch hier von zwei separaten Vorderseitenabschnitten der an das Konversionselement 236 heranreichenden reflektiven Schicht 250 und der dazwischen angeordneten Emissionsfläche 231 gebildet (nicht dargestellt). Die bei dem optoelektronischen Bauelement 203 vorgesehene auskragende Form hat des Weiteren zur Folge, dass die reflek- tive Schicht 250 in dem in Figur 12 gezeigten Querschnitt sich nicht mehr bis zu der vorderseitigen Emissionsfläche 231 erstreckt. Die in diesem Bereich schräg verlaufenden Randsei- ten des Konversionselements 236 sind daher nur zum Teil von der reflektiven Schicht 250 umgeben und liegen teilweise frei. Dies hat zur Folge, dass im Betrieb des Bauelements 203 das Konversionselement 236 eine Lichtstrahlung nicht nur über die Emissionsfläche 231, sondern zusätzlich auch über die freiliegenden Randseiten abgegeben kann.
Die Leuchtvorrichtung 293 ist ansonsten vergleichbar zu der Leuchtvorrichtung 292 ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente 203 sind erneut entlang ihrer Querausdehnungs- richtung, welche mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammenfällt, nebeneinander angeordnet. Die auskragende Aus¬ gestaltung bzw. die im Querschnitt im Vergleich zu den Rück- Seiten 212 breiteren Emissionsflächen 231 führen dazu, dass die Leuchtvorrichtung 293 im Vergleich zu der Leuchtvorrichtung 292 mit noch kleineren Abständen der Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 203 ausgebildet sein kann. Bei der Leuchtvorrichtung 293, aber auch bei der Leuchtvorrichtung 292, kann es zu einer seitlichen Abgabe von Lichtstrahlung kommen. Zwischen jeweils zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen 202, 203 kann eine von einem Konversionselement 235, 236 seitlich emittierte Lichtstrahlung gegebenenfalls zum Teil in ein benachbartes Konversionsele¬ ment 235, 236 eingekoppelt werden. In Bezug auf eine jeweils am Ende einer Reihe auftretende seitliche Lichtabgabe kann in Betracht kommen, den hiermit verbundenen Verlust zu vernachlässigen. Alternativ ist es möglich, vergleichbar zu dem oben anhand der Figuren 1 bis 7 aufgezeigten Konzept für ein an einem Reihenende vorliegendes Bauelement 202, 203 eine Rück- reflexion vorzusehen. Zu diesem Zweck kann neben dem betreffenden optoelektronischen Bauelement 202, 203 ein reflektives Bauelement umfassend ein Trägersubstrat und eine reflektive Schicht 250 angeordnet werden, um die seitlich emittierte Lichtstrahlung wenigstens teilweise zurückzureflekt ieren (nicht dargestellt). Möglich ist es ferner, eine zusätzliche reflektive Schicht zumindest in Zwischenbereichen zwischen den Bauelementen 202, 203 anzuordnen.
Figur 13 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer
Leuchtvorrichtung 294 mit optoelektronischen Bauelementen 204, welche in Form einer Reihe nebeneinander auf einem Träger 270 angeordnet sind. Die Bauelemente 204 der Leuchtvor- richtung 294 stellen eine Abwandlung des anhand der Figuren 8 und 9 gezeigten Bauelements 201 dar. Bei jedem der Bauelemente 204 liegt nicht nur ein trapezförmiges Trägersubstrat 240 vor, sondern weist das gesamte Bauelement 204 im Querschnitt c ,
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eine sich von der Rückseite 212 in Richtung der Vorderseite 211 verbreiternde Querschnittsform auf. Hierbei besitzt jedes Bauelement 204 eine Trapezform mit schräg zu der Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufenden Seitenwänden bzw. Langseiten 214, 216. Diese Ausgestaltung liegt in der Querausdehnungs- richtung des Bauelements 204 vor. Bezogen auf die Längsaus¬ dehnungsrichtung kann das Bauelement 204 eine rechteckeckige Querschnittsform, und daher senkrecht zur Vorder- und Rückseite 211, 212 verlaufende Kurzseiten 215, 217, aufweisen (nicht dargestellt). Die im Querschnitt trapezförmige Ausges¬ taltung kann im Rahmen eines Vereinzelungsprozesses, welcher bei der gemeinsamen Herstellung mehrerer Bauelemente 204 durchgeführt wird, ausgebildet werden.
In der Aufsicht kann das optoelektronische Bauelement 204 dem Bauelement 201 entsprechen, so dass die in Figur 9 gezeigte Darstellung auch für das Bauelement 204 (und damit die
Leuchtvorrichtung 294) zutreffen kann. Hierbei ist die vorderseitige Emissionsfläche 231 des Konversionselements 230 vollständig von einem Vorderseitenabschnitt der reflektiven Schicht 250 umschlossen. Auch der Rand des Konversionsele¬ ments 230 ist vollständig von der reflektiven Schicht 250 um¬ geben, so dass lediglich die vorderseitige Emissionsfläche 231 freiliegt. Daher kann im Betrieb des Bauelements 204 eine Lichtstrahlung lediglich über die Emissionsfläche 231 abgege¬ ben werden.
Bei dem optoelektronischen Bauelement 204 ist ebenfalls, be¬ zogen auf die Querausdehnung des Bauelements 204, die Quer- schnittsbreite 263 der Emissionsfläche 231 des Konversions¬ elements 230 größer als die Querschnittsbreite 262 der Rück¬ seite 212 des Bauelements 204. Daher können bei der aus meh¬ reren Bauelementen 204 ausgebildeten Leuchtvorrichtung 294 die Emissionsflächen 231 benachbarter Bauelemente 204 einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Wie in Figur 13 gezeigt ist, sind auch bei der Leuchtvorrichtung 294 die Bauelemente 204 mit einer übereinstimmenden lateralen Ausrichtung, und entlang ihrer Querausdehnungsrichtung nebeneinander angeord- net . Hierbei fällt die Querausdehnungsrichtung der Bauelemente 204 erneut mit der Erstreckungsrichtung 299 der Reihe zusammen, und liegen sich die Langseiten 214, 216 von jeweils zwei benachbarten Bauelementen 204 gegenüber.
Bei den nebeneinander angeordneten optoelektronischen Bauelementen 204 können nicht nur die Rückseiten 212 selbst, sondern auch weitere Teilbereiche der trapezförmigen Bauelemente 204 relativ weit voneinander beabstandet sein. Es ist daher auch hier möglich, einen Träger 270 mit einem gegenüber einem herkömmlichen Träger kleineren Abstandsraster der Anschlüsse 277 einzusetzen, um ein nahes Positionieren von Emissionsflächen 231 zu begünstigen. Insbesondere in dieser Ausgestaltung ist es möglich, bei Vorliegen von herstellungsbedingt unebe- nen Oberflächen eine Berührung benachbarter Bauelemente 204 zu vermeiden.
Ein trapezförmiges optoelektronisches Bauelement kann auch mit einer anderen Querschnittsform ausgebildet werden. Bei- spielsweise kann eine zu Figur 13 ähnliche Querschnittsform vorgesehen werden, wobei abweichend von Figur 13 die Vorderseite des Trägersubstrats 240 breiter ist als die Rückseite des Halbleiterchips 220, und damit seitlich der Rückseite des Halbleiterchips 220 ein Teil der reflektiven Schicht 250 vor- liegen kann. Eine weitere Variante besteht darin, dass auch der Halbleiterchip 220 ausgehend von dessen Rückseite im Querschnitt eine (teilweise) angeschrägte Querschnittsform aufweist . Neben den anhand der Figuren 8 bis 13 beschriebenen Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen. Beispielsweise können anstelle von Trapezformen andere sich verbreiternde Querschnittsformen, zum Beispiel mit ge¬ krümmten, beispielsweise konkaven Konturen, für Trägersub- strate, Konversionselemente und optoelektronische Bauelemente vorgesehen sein. Möglich ist es auch, dass mehrere, sich im Querschnitt unterschiedlich stark aufweitende Teilbereiche vorliegen oder dass eine Verbreiterung nur zum Teil vorliegt, so dass neben einem oder mehreren sich aufweitenden Teilbereichen ein oder mehrere andere Teilbereiche mit einer kon¬ stanten Querschnittsbreite vorliegen können. Es ist ferner denkbar, unterschiedliche Varianten zu kombinieren, so dass beispielsweise ein sich verbreiterndes Trägersubstrat oder eine sich verbreiternde Querschnittsform eines Bauelements zusammen mit einem sich verbreiternden Konversionselement vorliegt . Darüber hinaus können auch basierend auf dem anhand der Figu¬ ren 8 bis 13 beschriebenen Konzept in gleicher Weise zwei Reihen bzw. 2D-Anordnungen von optoelektronischen Bauelementen verwirklicht werden. Hierbei können die zwei Reihen aus Bauelementen parallel bzw. antiparallel zueinander angeordnet sein, so dass sich Seiten bzw. Kurzseiten benachbarter Bauelemente der unterschiedlichen Reihen gegenüberliegen. In diesem Zusammenhang kann gegebenenfalls in Betracht kommen, auch im Bereich der sich gegenüberliegenden Seiten nicht senkrecht zu einer Vorder- und Rückseite verlaufende, sondern hiervon abweichend beispielsweise schräg verlaufende Seiten für Trägersubstrate, Konversionselemente und/oder Bauelemente vorzusehen, um ein nahes Positionieren von Emissionsflächen von Bauelementen der unterschiedlichen Reihen zu begünstigen. Es wird des Weiteren darauf hingewiesen, dass optoelektronische Bauelemente mit einer sich zumindest teilweise verbrei¬ ternden Querschnittsform, mit einem Trägersubstrat mit einer sich zumindest teilweise verbreiternden Querschnittsform und/oder mit einem Konversionselement mit einer sich zumin- dest teilweise verbreiternden Querschnittsform gegebenenfalls auch unabhängig von der Breitenausgestaltung (Querschnittsbreite einer Emissionsfläche ist wenigstens so groß wie eine rückseitige Querschnittsbreite) verwirklicht werden können. Abgesehen von der Breitenausgestaltung können bei den Bauele- menten oben aufgezeigte Merkmale in gleicher Weise vorliegen.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen. Beispielsweise können optoelektronische Bauelemente mit ande- ren Formen, Geometrien und Strukturen ausgebildet werden, und können anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien verwendet werden. Auch können optoelektronische Bau¬ elemente zum Abgeben einer Lichtstrahlung mit einer anderen Farbe ausgebildet werden, bzw. können oben genannte Spektral- bereiche durch andere Spektralbereiche ersetzt werden.
In Bezug auf die Konversionselemente 130, 230, 235, 236 ist die Möglichkeit gegeben, dass diese nicht in Form von kerami¬ schen Konversionselementen vorliegen. Eine mögliche Alterna- tive ist eine Ausgestaltung aus einem Glasmaterial oder aus einem Polymermaterial bzw. Silikon mit eingebetteten LeuchtstoffPartikeln zur Strahlungskonversion.
Abwandlungen sind auch in Bezug auf einen optoelektronischen Halbleiterchip 120, 220 denkbar. Beispielsweise können Halb¬ leiterchips 120, 220 zur Anwendung kommen, welche lediglich zwei Rückseitenkontakte aufweisen. Ein Trägersubstrat 140, 240, 245 kann hierauf abgestimmte Gegenkontakte auf dessen Vorderseite aufweisen. Eine Verbindung zwischen den Rücksei- tenkontakten und den Gegenkontakten kann über ein Lotmittel erfolgen. Eine Verbindung über einen Bonddraht 189, 289, wie sie oben beschrieben wurde, kann in dieser Ausgestaltung entfallen. Daher können Konversionselemente zur Anwendung kommen, welche abweichend von den Konversionselementen 130, 230, 235, 236 keine Aussparungen 139, 239 aufweisen.
In gleicher Weise können Halbleiterchips 120, 220 zur Anwen¬ dung kommen, welche lediglich zwei Vorderseitenkontakte auf¬ weisen. In dieser Ausgestaltung können die Vorderseitenkon- takte mit Hilfe von zwei Bonddrähten an hierauf abgestimmte
Gegenkontakte eines Trägersubstrats 140, 240, 245 angeschlos¬ sen werden. Hierbei können Konversionselemente zur Anwendung kommen, welche abweichend von den Konversionselementen 130, 230, 235, 236 zwei Aussparungen zum Ermöglichen eines Kontaktierens der Vorderseitenkontakte aufweisen.
Darüber hinaus wird auf die Möglichkeit hingewiesen, optoe- lektronische Bauelemente 101, 102, 103, 104, 201, 202, 203, 204 mit optoelektronischen Halbleiterchips auszubilden, bei denen es sich nicht um Dünnfilmchips handelt. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung der optoelektronischen Bauelemente mit Volumenemittern bzw. Flip-Chips. Sofern sol- che Halbleiterchips am Rand der optoelektronischen Bauelemente angeordnet sind bzw. einen Teil einer oder mehrerer Seitenwände der Bauelemente bilden, wie es zum Beispiel bei den Bauelementen 101, 102, 103, 104 der Fall sein kann, können Effizienzeinbußen infolge einer seitlichen Lichtabgabe an ei- nem freiliegenden Randabschnitt eines Halbleiterchips in gleicher Weise gemäß den obigen Ansätzen unterdrückt bzw. verringert werden. Möglich ist zum Beispiel eine Rückreflexi- on an der reflektiven Schicht eines benachbarten optoelektronischen Bauelements oder eines benachbarten reflektiven Bau- elements, sowie eine Einkopplung der Lichtstrahlung in ein benachbartes optoelektronisches Bauelement. Möglich ist fer¬ ner eine Rückreflexion an einer zusätzlichen reflektiven Schicht, welche zwischen den optoelektronischen Bauelementen sowie gegebenenfalls in einem die Bauelemente umgebenden Be- reich vorgesehen sein kann.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die in den Figuren gezeigten und beschriebenen optoelektronischen Bauelemente 101, 102, 103, 104, 201, 202, 203, 204 sowie mögliche Abwandlungen derselben weitere Bestandteile aufweisen können. Beispiels¬ weise können die Bauelemente eine zusätzliche, auf einem Trä¬ gersubstrat 140, 240, 245 angeordnete und antiparallel zu dem Halbleiterchip 120, 220 geschaltete Schutzdiode aufweisen. Die Schutzdiode kann in einem Bereich zwischen einem Halblei- terchip 120, 220 und einer Seite bzw. Kurzseite 117, 217 an¬ geordnet, und von der reflektiven Schicht 150, 250 umgeben sein . Optoelektronische Bauelemente können des Weiteren abweichend von den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen mit einer quadratischen Aufsichtform ausgebildet werden, so dass in der Aufsicht jeweils gleich lange Seiten bzw. Seitenwände vorlie- gen .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen näher illustriert und beschrie¬ ben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom
Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
,„
62
Bezugs zeichenliste
101, 102 Bauelement
103, 104 Bauelement
111 Vorderseite
112 Rückseite
114, 115 Seitenwand
116, 117 Seitenwand
120 Halbleiterchip
130 Konversionselement
131 Emissionsfläche
134, 135 Randabschnitt
136 Randabschnitt
139 Aussparung
140 TrägerSubstrat
147 Anschluss
150 Reflektive Schicht
151 Bereich
170 Träger
177 Anschluss
179 Lotmittel
180 Reflexionselement
189 Bonddraht
191, 192 Leuchtvorrichtung
193, 194 Leuchtvorrichtung
199 ErStreckungsrichtung
201, 202 Bauelement
203, 204 Bauelement
211 Vorderseite
212 Rückseite
214, 215 Seite
216, 217 Seite
220 Halbleiterchip
230 Konversionselement
231 Emissionsfläche
235, 236 Konversionselement
239 Aussparung
240, 245 TrägerSubstrat 247 Anschluss
250 Reflektive Schicht
262, 263 Querschnittsbreite Rückseite
270 Träger
277 Anschluss
279 Lotmittel
289 Bonddraht
291, 292 Leuchtvorrichtung
293, 294 Leuchtvorrichtung
299 ErStreckungsrichtung
A-A Schnittlinie
B-B Schnittlinie

Claims

Optoelektronisches Bauelement, aufweisend: ein Trägersubstrat (140); einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (140) angeordne¬ ten optoelektronischen Halbleiterchip (120); eine Emissionsfläche (131) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (111) des op¬ toelektronischen Bauelements ist; und eine an der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (131) angrenzende re- flektive Schicht (150), wobei die Emissionsfläche (131) derart angeordnet ist, dass die Emissionsfläche (131) einen Teil des Randes der Vorderseite (111) des optoelektronischen Bauelements bildet .
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1,
aufweisend ein auf dem Halbleiterchip (120) angeordnetes Konversionselement (130) zur Strahlungskonversion, wobei das Konversionselement (130) die Emissionsfläche (131) zum Abgeben der Lichtstrahlung aufweist.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 2,
wobei das Konversionselement (130) an wenigstens einer sich von der Vorderseite (111) zu einer entgegen gesetzten Rückseite (112) erstreckenden Seitenwand (114, 115, 116) des optoelektronischen Bauelements angeordnet ist, so dass ein Randabschnitt (134, 135, 136) des Konversi¬ onselements (130) einen Teil der Seitenwand (114, 115, 116) des optoelektronischen Bauelements bildet. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche,
aufweisend mehrere sich von der Vorderseite (111) zu ei¬ ner entgegen gesetzten Rückseite (112) erstreckende Sei¬ tenwände (114, 115, 116, 117), wobei die Emissionsfläche (131) an wenigstens einer Seitenwand (114, 115, 116) an¬ geordnet ist, wobei die mehreren Seitewände (114, 115, 116, 117) insbesondere eben sind.
Leuchtvorrichtung,
aufweisend einen Träger (170) und eine Gruppe aus mehre¬ ren optoelektronischen Bauelementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronischen Bauelemente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger (170) angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 5,
wobei ein Randabschnitt (134, 136) eines Konversionsele¬ ments (130) eines optoelektronischen Bauelements der Gruppe einer reflektiven Schicht (150) eines benachbarten optoelektronischen Bauelements der Gruppe gegenüberliegt .
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei Randabschnitte (134, 136) von Konversionselementen (130) von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der Gruppe sich gegenüberliegen.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, aufweisend zwei Gruppen aus jeweils in einer Reihe ne¬ beneinander auf dem Träger (170) angeordneten optoelektronischen Bauelementen, wobei Randabschnitte (135) von Konversionselementen (130) von zwei benachbarten optoelektronischen Bauelementen der zwei Gruppen sich gegenüberliegen .
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, weiter aufweisend ein reflektives Bauelement (180) mit einer reflektiven Schicht (150), welches derart auf dem Träger (170) angeordnet ist, dass die reflektive Schicht (150) des reflektiven Bauelements (180) einem Randab¬ schnitt eines Konversionselements (130) eines optoe¬ lektronischen Bauelements gegenüberliegt.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, aufweisend eine zusätzliche auf dem Träger (170) ange¬ ordnete reflektive Schicht (150, 151) wenigstens in Zwi¬ schenbereichen zwischen den optoelektronischen Bauelementen .
Optoelektronisches Bauelement, aufweisend: ein Trägersubstrat (240, 245); einen einzelnen auf dem Trägersubstrat (240, 245) ange¬ ordneten optoelektronischen Halbleiterchip (220); eine Emissionsfläche (231) zum Abgeben einer Lichtstrahlung, welche Bestandteil einer Vorderseite (211) des op¬ toelektronischen Bauelements ist; und eine an der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements an die Emissionsfläche (231) angrenzende re¬ flektive Schicht (250), wobei die Emissionsfläche (231) eine wenigstens so große Querschnittsbreite aufweist wie eine der Vorderseite (211) entgegen gesetzte Rückseite (212) des optoelektro¬ nischen Bauelements.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 11,
aufweisend ein auf dem Halbleiterchip (220) angeordnetes Konversionselement (230, 235, 236) zur Strahlungskonver¬ sion, wobei das Konversionselement (230, 235, 236) die Emissionsfläche (231) zum Abgeben der Lichtstrahlung aufweist, wobei das Konversionselement insbesondere plättchenförmig ausgebildet und auf einer Lichtaus¬ trittsseite des optoelektronischen Halbleiterchips ange¬ ordnet ist, um eine Oberflächenkonversion zu ermögli¬ chen .
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12,
wobei das Konversionselement (235, 236) eine sich in Richtung der Emissionsfläche (231) zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform aufweist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
wobei das Trägersubstrat (240) eine sich in Richtung der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements zu¬ mindest teilweise verbreiternde Querschnittsform auf¬ weist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
aufweisend eine sich in Richtung der Vorderseite (211) des optoelektronischen Bauelements zumindest teilweise verbreiternde Querschnittsform.
Leuchtvorrichtung,
aufweisend einen Träger (270) und eine Gruppe aus mehre¬ ren optoelektronischen Bauelementen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die optoelektronischen Bauele¬ mente der Gruppe in einer Reihe nebeneinander auf dem Träger (270) angeordnet sind, und wobei bezogen auf eine Erstreckungsrichtung (299) der Reihe bei jedem der optoelektronischen Bauelemente der Gruppe die Querschnittsbreite (263) der Emissionsfläche (231) wenigs¬ tens so groß ist wie die Querschnittsbreite (262) der Rückseite (212) .
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