WO2015189281A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil - Google Patents

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WO2015189281A1
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phosphor
filter cloth
optoelectronic semiconductor
radiation
filter
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Stefan Lange
Vera STÖPPELKAMP
Frank Jermann
Andreas Biebersdorf
Ralph Wirth
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Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Osram GmbH
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Definitions

  • Optoelectronic Semiconductor Device An optoelectronic semiconductor device is specified.
  • An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor component which has radiation with a high color rendering index and / or with a high color rendering index
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device one or more optoelectronic semiconductor chips.
  • the at least one optoelectronic semiconductor chip is set up to generate a primary radiation.
  • a main wavelength of the primary radiation, English peak wavelength, is in particular at least 340 nm or
  • the optoelectronic semiconductor chip may be a light emitting diode or a laser diode. According to at least one embodiment, this includes
  • Semiconductor device at least one phosphor or
  • the phosphor or phosphor mixture is partial or complete Transformation of the primary radiation into a longer wavelength
  • Secondary radiation set up The secondary radiation lies completely or partially in the visible spectral range.
  • the secondary radiation has an outflow from the visible spectral range into the near-infrared spectral range. The following will be for the better
  • Semiconductor component one or more filter materials.
  • the at least one filter cloth is to a partial
  • the filter material does not absorb in the region of the primary radiation or only negligibly.
  • the filter material is preferred for the primary radiation
  • the phosphor and the filter material are intimately connected to the semiconductor chip. This may mean that the semiconductor chip of the phosphor and the filter material in the intended
  • the phosphor and the filter material can be positively and directly attached to the semiconductor chip.
  • a connecting means with which the phosphor and / or the filter material are attached to the semiconductor chip.
  • Semiconductor chip and the phosphor and / or the filter cloth then no evacuated or gas-filled gap.
  • there is between the semiconductor chip and the Phosphor and / or the filter cloth preferably a
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device at least one
  • Primary radiation in the near-ultraviolet or in the visible spectral range. At least one phosphor for the partial or complete conversion of the primary radiation into a longer-wavelength secondary radiation, which in the visible
  • Spectral region is located downstream of the semiconductor chip along a radiation direction. Furthermore, the
  • Optoelectronic semiconductor device at least one
  • Filter material for the partial absorption of the secondary radiation.
  • the phosphor and the filter material are intimately connected to the semiconductor chip.
  • Optoelectronic semiconductor devices also the properties of the emitted radiation of importance. In particular, for purposes of general lighting is a high
  • Color rendering index Especially in warm white light emitting semiconductor devices is in some applications a
  • phosphors or phosphor mixtures which convert blue light of a light emitting diode to a comparatively large proportion in long-wave light in the orange or orange-red spectral range.
  • One typical spectrum of such a light source thus has an intensity maximum at comparatively large wavelengths. However, this reduces an overlap of the spectrum emitted by the semiconductor component with the
  • an efficiency of the semiconductor device may decrease.
  • One possibility, in particular to subsequently increase the color rendering index, is to subordinate the semiconductor component to an external filter element.
  • the selective filtering of certain spectral components then makes the color rendering index and / or the color contrast index
  • a high color rendering index and a high color contrast index can be achieved with an external appearance of the semiconductor component that is not adversely affected by the filter cloth in the switched-off state.
  • the phosphor and / or the filter material are present as particles.
  • a size of the particles is preferably at least 10 nm or 100 nm or 1 ⁇ m and / or at most 100 ⁇ m or 30 ⁇ m or 10 ⁇ m or 1 ⁇ m.
  • the phosphor and the filter material can have different particle sizes, in particular average particle diameters.
  • the particles of the phosphor and / or the particles of the filter material are present in one or more matrix materials. The phosphor and the filter material can thus be embedded in a single or in two different matrix materials.
  • Matrix material is preferably a silicone or a silicone-epoxy hybrid material.
  • a phenyl silicone or a methyl silicone is used.
  • the phosphor and the filter material are mixed with one another.
  • the phosphor and the filter cloth may be present in two separate layers or largely demixed.
  • the filter material is adapted to the secondary radiation
  • the filter cloth is then also a
  • near-infrared refers to wavelengths of at least 780 nm or 850 nm or 950 nm and / or of the highest 1800 nm or 1500 nm or 1350 nm
  • the filter material is embedded in a matrix material, then the matrix material is preferably radiation-permeable to the invisible
  • Phosphor and / or the filter material which are preferably present in the form of particles or dissolved, in one
  • the potting body is formed, for example, directly on and around the semiconductor chip and can the
  • the phosphor and / or the filter material for example in the form of
  • This plate with the phosphor and the filter material is applied directly or indirectly to the semiconductor chip.
  • the plate is
  • the plate is placed directly on the semiconductor chip.
  • Semiconductor chip is generated for example via a printing process or cured directly on the semiconductor chip or is baked directly to the semiconductor chip.
  • the platelet is, for example, a silicone platelet to which the phosphor and the filter cloth are added. Alternatively, it may be at the slide to a
  • Phosphor and / or the filter cloth are embedded or in which the phosphor and / or the filter cloth
  • the particles of the filter material are designed as scattering particles.
  • the filter material then preferably acts scattering for the primary radiation and for the secondary radiation.
  • a mean diameter of the particles of the filter cloth is at least 0.5 ⁇ m or 1.0 ⁇ m or 2.5 ⁇ m or 7.5 ⁇ m or 10 ⁇ m and / or at most 30 ym or 25 ym.
  • Warm white light preferably denotes light with a correlated color temperature according to CIE of at least 2200 K or 2400 K or 2600 K and / or of at most 5000 K or 4000 K or 3500 K or 3100 K or 2900 K.
  • the radiation generated by the semiconductor device is white
  • Semiconductor device generated radiation in the CIE standard color chart highest 0.03 units or 0.02 units from the black body curve.
  • Filter cloth the color rendering index and / or Color contrast index increased, compared to an identical semiconductor device without the filter cloth.
  • Color rendering index according to CIE is for example in the
  • the color rendering index of the radiation generated by the semiconductor device is preferably at least 80 or 85 or 90 or 93.
  • the disclosure of this document to the color contrast index is included by reference.
  • the color contrast index is preferably that of the
  • the filter material consists of semiconducting quantum dots or comprises such
  • Quantum dots are formed by semiconductor nanoparticles such as InP, CdSe, CdTe, CdS, CdSe, ZnS or ZnSe.
  • semiconductor nanoparticles such as InP, CdSe, CdTe, CdS, CdSe, ZnS or ZnSe.
  • Adjustable quantum dots wherein the diameter is preferably at least 3 nm or 5 nm and / or at most 20 nm or 12 nm. Alternatively or additionally, the diameter is preferably at least 3 nm or 5 nm and / or at most 20 nm or 12 nm. Alternatively or additionally, the diameter is preferably at least 3 nm or 5 nm and / or at most 20 nm or 12 nm. Alternatively or additionally, the diameter is preferably at least 3 nm or 5 nm and / or at most 20 nm or 12 nm. Alternatively or additionally, the
  • Filter materials formed or consists of organic
  • the filter material is an inorganic material.
  • the filter cloth is then a nitride, an oxide, an oxynitride, an aluminate, a glass or a garnet or comprises a material from one or more of these substance classes.
  • the filter cloth and the phosphor or one of the phosphors may be based on the same material system and / or crystal system, for example, the filter cloth and the or one of the phosphors may be a garnet.
  • the filter cloth is a
  • Group of rare earths is doped or which includes one or more elements from the group of rare earths.
  • the filter cloth comprises one or more of the following elements: Er, Ho, Nd, Tm, Pr, Sm.
  • the device absorbs
  • Filter fabric selectively and / or spectrally narrowband. In other words, the filter cloth then has no significant absorption over the entire spectral range of the
  • Filter material spectrally narrow-band in the wavelength range of at least 500 nm or 520 nm or 530 nm and / or of at most 560 nm or 550 nm or 540 nm.
  • the indicated wavelengths denote a wavelength of maximum absorption.
  • Spectral narrowband can mean that the corresponding absorption band of the filter cloth a
  • the device absorbs
  • Filter material at least 0.5% or 1% or 2% of the total secondary radiation. Alternatively or additionally is the
  • the phosphor is a mixture of (Lu, Ce) 3 (Al, Ga) 5O12 and (Ca, Sr, Ba) 2Si5 g: Eu.
  • organic and / or inorganic phosphors or phosphor mixtures in particular as described in EP 2 549 330 A1
  • the filter material is Y 3 Al 5 O 12 : Nd ⁇ E i n
  • the proportion of Y lattice sites which have been replaced by Nd is preferably included here
  • a quotient of the mass of the phosphor and the mass of the filter material is at least 1 or 1.2 or 1.4. In other words, then exceeds a mass of the phosphor used, the mass of the filter material used. Alternatively or additionally, this quotient is at most 5 or 3 or 2 or 1.5.
  • the phosphor and the filter material are embedded in a common matrix material, preferably in the form of each homogeneous
  • the filter cloth is preferably formed by (Y] __ x , Nd x ) 3Al50] _2, for example with
  • a mass fraction of a dopant of the filter cloth such as Nd on a mixture of the phosphor, the filter cloth and the matrix material is at least 1% or 1.5% or 4%. Alternatively or additionally, this mass fraction is at most 10% or 6.5% or 5%. It may be the case that the mass fraction of the filter material, in particular of
  • (Y] __ x , Nd x ) 3 ⁇ 5 ⁇ ] _2 is at the mixture of the matrix material, the phosphor and the filter cloth at least 20% or 40% and / or not more than 80% or 60%. According to at least one embodiment, the
  • Secondary radiation an absolute maximum intensity at one wavelength, English Peak Wavelength, of at least 570 nm or 590 nm or 605 nm. Alternatively or additionally, this maximum intensity is at most 650 nm or 630 nm or 620 nm.
  • Figures 1 to 3 are schematic sectional views of
  • FIG. 6 depictions of the optical behavior of FIG.
  • Y3Al50 ] _2 Nd as a function of the Nd content.
  • Figure 1 is an embodiment of a
  • Optoelectronic semiconductor device 1 shown.
  • the semiconductor device 1 has an optoelectronic
  • Semiconductor chip 2 for example, a blue light-emitting LED chip.
  • the semiconductor chip 2 is located in a recess of a housing 6 and is with
  • the semiconductor chip 2 is followed by a potting body 51.
  • the potting body 51 is in direct contact with the semiconductor chip 2 and surrounds the semiconductor chip 2 in a form-fitting manner. In other words, the potting body 51 is intimately connected to the semiconductor chip 2
  • the potting body 51 comprises a matrix material 50, which is a silicone, in particular a methyl silicone. Furthermore, 50 particles of a phosphor 3 in the matrix material
  • the phosphor is a mixture of two different phosphor materials. Furthermore, particles 50 are located in the matrix material 50
  • the phosphor 3 is composed of a first phosphor material and a second phosphor material.
  • the first phosphor material is a green light emitting phosphor of the composition (Lu, Ce) 3 (AlGa) 5O12 having a Ga content of 25% and a Ce content of 2.5%. Based on the entire potting body 51, the first phosphor material lies with a
  • the second phosphor material is through
  • Phosphor materials are preferably present as particles with diameters in the range around 15 ⁇ m.
  • An improvement in the color rendering index of the light emitted from the semiconductor device 1 is as the
  • Filter fabric 4 further contains Y3Al50 ] _2 : Nd with an Nd content of 8%.
  • the filter cloth 4 is added.
  • the effect of the filter cloth 4 is in
  • Curve D corresponds to a semiconductor device without the filter cloth 4
  • the curve E corresponds to a semiconductor device without the filter cloth 4.
  • a color rendering index according to FIG. 5A is increased from the curve D to the curve E from 80 to 82.
  • the color rendering index used here is the R a 8 value. Due to the filter cloth, the CIE x coordinate is slightly increased from 0.460 to 0.461, which is CIE-y coordinate
  • the correlated color temperature is slightly increased by the filter cloth 4 from 2687 K to 2692 K. In other words, an effect through the filter cloth 4 essentially only with respect to
  • Figs. 5B and 5C spectra having a color rendering index of 83 and a correlated one are shown
  • the filter cloth 4 does not absorb or only negligibly in the region of the primary radiation, which is generated directly from the semiconductor chip 2.
  • the filter material 4 does not emit radiation in the visible spectral range, but only at wavelengths above 700 nm in the invisible, near-infrared spectral range.
  • the potting body 51 completely encloses the semiconductor chip 2 together with the housing 6. It is possible that the
  • Potting body 51 as a converging lens or, unlike drawn, is also formed as Zerstreulinse. Likewise, the
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the invention
  • the semiconductor device 1 shown. On the semiconductor chip 2 is applied via an adhesive 8 in intimate connection a plate 52 which contains the phosphor 3 and the filter cloth 4 preferably homogeneously mixed.
  • a thickness of the adhesive 8 is preferably at least 0.5 ym and / or at the highest 5 ym.
  • the plate 52 may be a ceramic plate, a glass plate or a silicone plate, which in
  • the chip 52 may have a constant thickness and be plano-parallel shaped, or may optionally be provided with a roughening to improve light extraction.
  • the potting body 51 is present around the semiconductor chip 2 as well as around the chip 52. It is possible that the potting body 51 additional light scattering
  • Such additional scattering particles may also be present in all other exemplary embodiments and / or may additionally be contained in the potting body 51 according to FIG. 1 or in the platelets 52 according to FIG.
  • the semiconductor chip is
  • the arrangement of the semiconductor chip 2, the phosphor 3 and the filter cloth 4 is followed by the lenticular potting body 51, for example.
  • Potting body 51 may be a clear potting, as also possible in connection with Figure 2.
  • FIG. 6 the absorption properties of
  • (Y] __ x , Nd x ) 3AI5O 2 which can serve as filter cloth 4, shown.
  • (Y ] __ x , Nd x ) 3 ⁇ 150 ⁇ 2 with one of said x values can be used in all embodiments as filter cloth 4.
  • Reflectance R averaged over the spectral range from 582 nm to 586 nm. As x increases, so does the
  • Reflectance R in% versus Nd content x is shown as a bar graph in Figure 6D.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) einen optoelektronischen Halbleiterchip (2) zur Erzeugung einer Primärstrahlung. Mindestens ein Leuchtstoff (3) zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung, die im sichtbaren Spektralbereich liegt, ist dem Halbleiterchip (2) nachgeordnet. Weiterhin weist das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) einen Filterstoff (4) zur teilweisen Absorption der Sekundärstrahlung auf. Der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4) sind dabei innig mit dem Halbleiterchip (2) verbunden.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauteil Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das Strahlung mit einem hohen Farbwiedergabeindex und/oder mit einem hohen
Farbkontrastindex emittiert.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauteil einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips. Der mindestens eine optoelektronische Halbleiterchip ist zur Erzeugung einer Primärstrahlung eingerichtet. Bevorzugt liegt die
Primärstrahlung im nah-ultravioletten und/oder im sichtbaren Spektralbereich, beispielsweise im blauen Spektralbereich. Eine Hauptwellenlänge der Primärstrahlung, englisch peak wavelength, liegt insbesondere bei mindestens 340 nm oder
420 nm oder 440 nm und/oder bei höchstens 500 nm oder 485 nm oder 470 nm. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich um eine Leuchtdiode oder um eine Laserdiode handeln. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
Halbleiterbauteil mindestens einen Leuchtstoff oder
mindestens eine Leuchtstoffmischung . Der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffmischung ist zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der Primärstrahlung in eine langwelligere
Sekundärstrahlung eingerichtet. Die Sekundärstrahlung liegt vollständig oder teilweise im sichtbaren Spektralbereich. Beispielsweise weist die Sekundärstrahlung einen Ausläufer aus dem sichtbaren Spektralbereich in den nah-infraroten Spektralbereich auf. Im Folgenden werden zur besseren
Lesbarkeit die Begriffe Leuchtstoffmischung und Leuchtstoff synonym verwendet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Halbleiterbauteil einen oder mehrere Filterstoffe auf. Der mindestens eine Filterstoff ist zu einer teilweisen
Absorption der Sekundärstrahlung eingerichtet. Bevorzugt absorbiert der Filterstoff im Bereich der Primärstrahlung nicht oder nur vernachlässigbar. Mit anderen Worten ist der Filterstoff für die Primärstrahlung bevorzugt
strahlungsdurchlässig und nicht oder nicht signifikant absorbierend . Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Leuchtstoff und der Filterstoff innig mit dem Halbleiterchip verbunden. Dies kann bedeuten, dass sich der Halbleiterchip von dem Leuchtstoff und dem Filterstoff im bestimmungsgemäßen
Gebrauch des Halbleiterbauteils nicht löst. Ebenso können der Leuchtstoff und der Filterstoff formschlüssig und unmittelbar an dem Halbleiterchip angebracht sein. Insbesondere liegt zwischen dem Halbleiterchip und dem Leuchtstoff und/oder dem Filterstoff lediglich ein Verbindungsmittel, mit dem der Leuchtstoff und/oder der Filterstoff an dem Halbleiterchip angebracht sind. Weiterhin befindet sich zwischen dem
Halbleiterchip und dem Leuchtstoff und/oder dem Filterstoff dann kein evakuierter oder Gas gefüllter Spalt. Mit anderen Worten gibt es zwischen dem Halbleiterchip und dem Leuchtstoff und/oder dem Filterstoff bevorzugt eine
durchgehende Materialverbindung aus festen Stoffen.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauteil mindestens einen
optoelektronischen Halbleiterchip zur Erzeugung einer
Primärstrahlung im nah-ultravioletten oder im sichtbaren Spektralbereich. Mindestens ein Leuchtstoff zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung, die im sichtbaren
Spektralbereich liegt, ist dem Halbleiterchip entlang einer Abstrahlrichtung nachgeordnet. Weiterhin weist das
optoelektronische Halbleiterbauteil mindestens einen
Filterstoff zur teilweisen Absorption der Sekundärstrahlung auf. Der Leuchtstoff und der Filterstoff sind dabei innig mit dem Halbleiterchip verbunden.
Zusätzlich zu einer hohen Effizienz und zu einer hohen
Lebensdauer sind bei etwa auf LEDs basierenden
optoelektronischen Halbleiterbauteilen auch die Eigenschaften der emittierten Strahlung von Bedeutung. Insbesondere zu Zwecken der Allgemeinbeleuchtung wird ein hoher
Farbwiedergabeindex, englisch color rendering index oder kurz CRI, gewünscht. Speziell bei warmweißes Licht emittierenden Halbleiterbauteilen ist in einigen Anwendungen ein
Farbwiedergabeindex von mindestens 80 oder mindestens 90 angestrebt .
Zur Erzeugung von warmweißem Licht mittels Leuchtdioden werden üblicherweise Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen eingesetzt, die blaues Licht einer Leuchtdiode zu einem vergleichsweise großen Anteil in langwelliges Licht im orangenen oder orange-roten Spektralbereich umwandeln. Ein typisches Spektrum einer solchen Lichtquelle weist damit ein Intensitätsmaximum bei vergleichsweise großen Wellenlängen auf. Dadurch reduziert sich allerdings ein Überlapp des von dem Halbleiterbauteil emittierten Spektrums mit der
Augenempfindlichkeitskurve für Licht. Aufgrund dieses
geringen Überlapps kann eine Effizienz des Halbleiterbauteils sinken .
Eine Möglichkeit, insbesondere den Farbwiedergabeindex nachträglich zu erhöhen, besteht darin, dem Halbleiterbauteil ein externes Filterelement nachzuordnen. Durch die selektive Filterung bestimmter spektraler Komponenten sind dann der Farbwiedergabeindex und/oder der Farbkontrastindex
steigerbar. Allerdings ist ein solcher nachgeordneter, externer Filter außerhalb des Betriebs des Halbleiterbauteils für einen Betrachter sichtbar. Dieser üblicherweise nicht weiß erscheinende Filter ist in vielen Anwendungen
unerwünscht . Bei dem hier beschriebenen Halbleiterbauteil sind einerseits ein hoher Farbwiedergabeindex und ein hoher Farbkontrastindex erzielbar bei gleichzeitig nicht durch den Filterstoff in ausgeschaltetem Zustand nachteilig beeinflusstem äußerem Erscheinungsbild des Halbleiterbauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen der Leuchtstoff und/oder der Filterstoff als Partikel vor. Eine Größe der Partikel liegt dabei bevorzugt bei mindestens 10 nm oder 100 nm oder 1 ym und/oder bei höchstens 100 ym oder 30 ym oder 10 ym oder 1 ym. Der Leuchtstoff und der Filterstoff können unterschiedliche Partikelgrößen, insbesondere mittlere Partikeldurchmesser, aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die Partikel des Leuchtstoffs und/oder die Partikel des Filterstoffs in einem oder in mehreren Matrixmaterialien vor. Der Leuchtstoff und der Filterstoff können also in einem einzigen oder in zwei verschiedenen Matrixmaterialien eingebettet sein. Bei dem
Matrixmaterial handelt es sich bevorzugt um ein Silikon oder ein Silikon-Epoxid-Hybrid-Material . Beispielsweise wird ein Phenyl-Silikon oder ein Methyl-Silikon verwendet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen der Leuchtstoff und der Filterstoff miteinander durchmischt vor. Bevorzugt sind die Partikel des Leuchtstoffs und die Partikel des
Filterstoffs statistisch durchmischt, sodass keine oder keine signifikante Phasentrennung zwischen dem Leuchtstoff und dem Filterstoff gegeben ist. Mit anderen Worten liegen der
Filterstoff und der Leuchtstoff homogen miteinander
durchmischt vor. Alternativ hierzu ist es möglich, dass der Leuchtstoff und der Filterstoff in zwei getrennten Schichten oder weitgehend entmischt vorliegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Filterstoff dazu eingerichtet, aus der Sekundärstrahlung eine
Tertiärstrahlung zu erzeugen. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Filterstoff dann auch um ein
Leuchtstoffmaterial . Bevorzugt liegt dabei die
Tertiärstrahlung im nah-infraroten Spektralbereich. Nahinfrarot bezeichnet dabei insbesondere Wellenlängen von mindestens 780 nm oder 850 nm oder 950 nm und/oder von höchsten 1800 nm oder 1500 nm oder 1350 nm. Durch die
Verwendung eines solchen Filterstoffs ist in dem Filterstoff entstehende Wärme aufgrund der Absorption der
Sekundärstrahlung minimierbar, da die Energie über nahinfrarote Strahlung effizient von dem Filterstoff abtransportierbar ist. Ist der Filterstoff in ein Matrixmaterial eingebettet, so ist das Matrixmaterial bevorzugt strahlungsdurchlässig für die nicht sichtbare
TertiärStrahlung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich der
Leuchtstoff und/oder der Filterstoff, die bevorzugt in Form von Partikeln oder auch gelöst vorliegen, in einem
Vergusskörper, insbesondere in einem gemeinsamen
Vergusskörper. Der Vergusskörper ist beispielsweise direkt an und um den Halbleiterchip herum geformt und kann den
Halbleiterchip berühren. Beispielsweise ist der
Halbleiterchip vollständig von dem Vergusskörper zusammen mit einem Träger oder einem Gehäuse umschlossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Leuchtstoff und/oder der Filterstoff, beispielsweise in Form von
Partikeln oder gelöst, in einem Plättchen untergebracht.
Dieses Plättchen mit dem Leuchtstoff und dem Filterstoff ist direkt oder indirekt auf den Halbleiterchip aufgebracht. Im Falle eines indirekten Aufbringens ist das Plättchen
bevorzugt auf den Halbleiterchip aufgeklebt. Alternativ ist es möglich, dass das Plättchen unmittelbar auf dem
Halbleiterchip beispielsweise über ein Druckverfahren erzeugt ist oder direkt an dem Halbleiterchip ausgehärtet ist oder unmittelbar mit dem Halbleiterchip verbacken ist. Bei dem Plättchen handelt es sich beispielsweise um ein Silikon- Plättchen, dem der Leuchtstoff und der Filterstoff beigegeben sind. Alternativ kann es sich bei dem Plättchen um ein
Glasplättchen oder ein Keramikplättchen handeln, in dem der
Leuchtstoff und/oder der Filterstoff eingebettet sind oder in dem der Leuchtstoff und/oder der Filterstoff
zusammengesintert sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Partikel des Filterstoffs als Streupartikel gestaltet. Der Filterstoff wirkt dann bevorzugt streuend für die Primärstrahlung und für die Sekundärstrahlung. Ein mittlerer Durchmesser der Partikel des Filterstoffs, beispielsweise D5o gemessen in Do oder in D2 oder in D3, liegt bei mindestens 0,5 ym oder 1,0 ym oder 2,5 ym oder 7,5 ym oder 10 ym und/oder bei höchstens 30 ym oder 25 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Halbleiterbauteil dazu eingerichtet, warmweißes Licht zu emittieren. Warmweißes Licht bezeichnet bevorzugt Licht mit einer korrelierten Farbtemperatur gemäß CIE von mindestens 2200 K oder 2400 K oder 2600 K und/oder von höchstens 5000 K oder 4000 K oder 3500 K oder 3100 K oder 2900 K.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Farbort der von dem Halbleiterbauteil erzeugten Strahlung in der CIE- Normfarbtafel bei den Farbkoordinaten x = 0,46 und/oder y = 0,41, bevorzugt mit einer Toleranz von je höchstens 0,03 Einheiten oder 0,02 Einheiten oder 0,01 Einheiten der CIE- Normfarbtafel . Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der von dem Halbleiterbauteil erzeugten Strahlung um weißes
Licht. Insbesondere ist dann ein Farbort der von dem
Halbleiterbauteil erzeugten Strahlung in der CIE- Normfarbtafel höchsten 0,03 Einheiten oder 0,02 Einheiten von der Schwarzkörperkurve entfernt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist durch den
Filterstoff der Farbwiedergabeindex und/oder der Farbkontrastindex erhöht, im Vergleich zu einem identischen Halbleiterbauteil ohne den Filterstoff. Der
Farbwiedergabeindex gemäß CIE ist beispielsweise in der
Druckschrift US 5,851,063 A näher spezifiziert, siehe
insbesondere die Spalten 2 und 3. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift zum Farbwiedergabeindex wird durch
Rückbezug mit aufgenommen. Der Farbwiedergabeindex der von dem Halbleiterbauteil erzeugten Strahlung liegt bevorzugt bei mindestens 80 oder 85 oder 90 oder 93.
Eine Definition des Farbkontrastindexes, englisch Feeling of Contrast Index oder kurz FCI, findet sich beispielsweise in der Druckschrift US 2013/0155647 AI, siehe speziell die
Absätze 29 bis 36. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift zum Farbkontrastindex wird durch Rückbezug mit aufgenommen. Bevorzugt liegt der Farbkontrastindex der von dem
Halbleiterbauteil emittierten Strahlung bei mindestens 110 oder 120 oder 130. Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht der Filterstoff aus halbleitenden Quantenpunkten oder umfasst solche
Quantenpunkte. Beispielsweise sind derartige Quantenpunkte durch Halbleiter-Nanopartikel etwa aus InP, CdSe, CdTe, CdS, CdSe, ZnS oder ZnSe gebildet. Durch einen Durchmesser der Nanopartikel ist ein Absorptionsverhalten solcher
Quantenpunkte einstellbar, wobei der Durchmesser bevorzugt bei mindestens 3 nm oder 5 nm und/oder bei höchstens 20 nm oder 12 nm liegt. Alternativ oder zusätzlich ist der
Filterstoff durch einen oder mehrere organische
Filtermaterialien gebildet oder besteht aus organischen
Filtermaterialien . Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filterstoff um ein anorganisches Material. Beispielsweise ist der Filterstoff dann ein Nitrid, ein Oxid, ein Oxinitrid, ein Aluminat, ein Glas oder ein Granat oder umfasst ein Material aus einer oder mehrerer dieser Stoffklassen . Der Filterstoff und der Leuchtstoff oder einer der Leuchtstoffe können auf demselben Materialsystem und/oder Kristallsystem basieren, beispielsweise kann es sich bei dem Filterstoff und dem oder einem der Leuchtstoffe um einen Granat handeln.
Insbesondere handelt es sich bei dem Filterstoff um ein
Material, das mit einem oder mehreren Elementen aus der
Gruppe der Seltenen Erden dotiert ist oder das eine oder mehrere Elemente aus der Gruppe der seltenen Erden umfasst. Bevorzugt umfasst der Filterstoff eines oder mehrere der folgenden Elemente: Er, Ho, Nd, Tm, Pr, Sm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform absorbiert der
Filterstoff selektiv und/oder spektral schmalbandig . Mit anderen Worten weist der Filterstoff dann keine signifikante Absorption über den gesamten Spektralbereich der
Sekundärstrahlung auf. Insbesondere absorbiert der
Filterstoff spektral schmalbandig im Wellenlängenbereich von mindestens 500 nm oder 520 nm oder 530 nm und/oder von höchstens 560 nm oder 550 nm oder 540 nm. Die angegebenen Wellenlängen bezeichnen dabei eine Wellenlänge maximaler Absorption. Spektral schmalbandig kann bedeuten, dass die entsprechende Absorptionsbande des Filterstoffs eine
spektrale Halbwertbreite, englisch Füll Width at Half Maximum oder kurz FWHM, von höchstens 20 nm oder 15 nm oder 10 nm oder 5 nm aufweist. Als absorbierend werden hierbei
insbesondere solche Wellenlängen bezeichnet, bei denen der Filterstoff in dem Halbleiterbauteil eine Absorption von mindestens 5 % oder 2 % oder 1 % oder 0,2 % aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform absorbiert der
Filterstoff mindestens 0,5 % oder 1 % oder 2 % der gesamten Sekundärstrahlung. Alternativ oder zusätzlich liegt der
Anteil der Sekundärstrahlung, die von dem Filterstoff
absorbiert wird, bei höchstens 20 % oder 10 % oder 5 %. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Leuchtstoff um eine Mischung aus (Lu, Ce)3(Al, Ga) 5O12 und (Ca, Sr, Ba) 2Si5 g : Eu . Alternativ zu diesen beiden genannten Leuchtstoffen können auch organische und/oder anorganische Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen verwendet werden, insbesondere wie in der Druckschrift EP 2 549 330 AI
angegeben. Hinsichtlich der Leuchtstoffe wird der
Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift durch Rückbezug mit aufgenommen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Filterstoff um Y3AI5O12 : Nd · Ein Anteil der Y-Gitterplätze, die durch Nd ersetzt sind, liegt dabei bevorzugt bei
mindestens 1 % oder 2 % oder 5 % und/oder bei höchstens 100 % oder 30 % oder 15 %. Im Falle eines Nd-Gehalts von 100 % handelt es sich also um Nd3Al50]_2-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Quotient aus der Masse des Leuchtstoffs und der Masse des Filterstoffs bei mindestens 1 oder 1,2 oder 1,4. Mit anderen Worten übersteigt dann eine Masse des eingesetzten Leuchtstoffs die Masse des eingesetzten Filterstoffs. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Quotient bei höchstens 5 oder 3 oder 2 oder 1,5. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Leuchtstoff und der Filterstoff in ein gemeinsames Matrixmaterial eingebettet, bevorzugt in Form von jeweils homogen
durchmischten Partikeln. Dabei ist der Filterstoff bevorzugt durch (Y]__x, Ndx) 3Al50]_2 gebildet, zum Beispiel mit
0,04 < x oder 0,06 ^ x oder 0,08 ^ x oder 0,1 ^ x und/oder mit x ^ 0,6 oder x < 0,45 oder x < 0,3 oder x < 0,2.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Masse-Anteil eines Dotierstoffs des Filterstoffs wie Nd an einer Mischung aus dem Leuchtstoff, dem Filterstoff und dem Matrixmaterial bei mindestens 1 % oder 1,5 % oder 4 %. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Masse-Anteil bei höchstens 10 % oder 6,5 % oder 5 %. Dabei kann es der Fall sein, dass der Masse- Anteil des Filterstoffs, insbesondere von
(Y]__x, Ndx) 3Αΐ5θ]_2 , an der Mischung aus dem Matrixmaterial, dem Leuchtstoff und dem Filterstoff bei mindestens 20 % oder 40 % und/oder bei höchstens 80 % oder 60 % liegt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Sekundärstrahlung ein absolutes Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge, englisch Peak Wavelength, von mindestens 570 nm oder 590 nm oder 605 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt dieses Intensitätsmaximum bei höchstens 650 nm oder 630 nm oder 620 nm.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche
Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
Figuren 1 bis 3 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen,
Figur 4 Darstellungen von Emissionsspektren von
Halbleiterbauteilen,
Figur 5 Darstellungen von Emissionsspektren von hier
beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterbauteilen, und
Figur 6 Darstellungen des optischen Verhaltens von
Y3Al50]_2:Nd in Abhängigkeit vom Nd-Anteil.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 dargestellt. Das Halbleiterbauteil 1 weist einen optoelektronischen
Halbleiterchip 2 auf, beispielsweise einen blaues Licht emittierenden Leuchtdiodenchip. Der Halbleiterchip 2 befindet sich in einer Ausnehmung eines Gehäuses 6 und ist mit
elektrischen Kontakten 7 elektrisch leitend verbunden.
Entlang einer Hauptabstrahlrichtung folgt dem Halbleiterchip 2 ein Vergusskörper 51 nach. Der Vergusskörper 51 befindet sich in direktem Kontakt mit dem Halbleiterchip 2 und umgibt den Halbleiterchip 2 formschlüssig. Mit anderen Worten ist der Vergusskörper 51 mit dem Halbleiterchip 2 innig
verbunden . Der Vergusskörper 51 umfasst ein Matrixmaterial 50, das ein Silikon ist, insbesondere ein Methyl-Silikon. Ferner sind in dem Matrixmaterial 50 Partikel eines Leuchtstoffs 3
eingebracht, wobei der Leuchtstoff eine Mischung zweier verschiedener Leuchtstoffmaterialien darstellt. Weiterhin befinden sich in dem Matrixmaterial 50 Partikel eines
Filterstoffs 4.
Der Leuchtstoff 3 ist aus einem ersten Leuchtstoffmaterial und einem zweiten Leuchtstoffmaterial zusammengesetzt. Bei dem ersten Leuchtstoffmaterial handelt es sich um einen grünes Licht emittierenden Leuchtstoff der Zusammensetzung (Lu, Ce) 3 (AlGa) 5O12 mit einem Ga-Anteil von 25 % und einem Ce-Anteil von 2,5 %. Bezogen auf den gesamten Vergusskörper 51 liegt das erste Leuchtstoffmaterial mit einem
Gewichtsanteil von 12,9 ~6 vor.
Das zweite Leuchtstoffmaterial ist durch
(Ca, Sr, Ba)2Si5 8:Eu mit 10 % Ca, 40 % Sr und 50 % Ba gebildet, wobei ein Anteil von 3,25 % der Ca, Sr, Ba-
Gitterplätze durch Eu ersetzt ist. Ein Gewichtsanteil des zweiten Leuchtstoffmaterials , bezogen auf den gesamten
Vergusskörper 51, liegt bei 2,8 %. Beide
Leuchtstoffmaterialien liegen bevorzugt als Partikel mit Durchmessern im Bereich um 15 ym vor.
Zu einer Verbesserung des Farbwiedergabeindex des von dem Halbleiterbauteil 1 emittierten Lichts liegt als der
Filterstoff 4 weiterhin Y3Al50]_2:Nd mit einem Nd-Anteil von 8 % vor. Ein Gewichtsanteil des Filterstoffs 4, bezogen auf den gesamten Vergusskörper 51, beträgt 10 %. Insbesondere warmweißes Licht emittierende
Halbleiterbauteile, siehe ein typisches Spektrum in Figur 4, Kurve C, zeigen einen vergleichsweise geringen spektralen Überlapp mit der Augenempfindlichkeitskurve, siehe Kurve A in Figur 4. Demgegenüber bei einer kaltweißen Emission,
vergleiche Kurve B in Figur 4, ist ein relativ großer spektraler Überlapp mit der Augenempfindlichkeitskurve A gegeben. In den Figuren 4 und 5 ist hierbei je eine
Wellenlänge λ in nm aufgetragen gegen eine Intensität I in willkürlichen Einheiten, kurz a.u.
Um insbesondere eine verbesserte Anpassung des
Emissionsspektrums für warmweißes Licht an die
Augenempfindlichkeitskurve zu erreichen, ist der Filterstoff 4 beigegeben. Die Wirkung des Filterstoffs 4 ist im
Zusammenhang mit Figur 5A zu sehen. Kurve D entspricht einem Halbleiterbauteil ohne dem Filterstoff 4, die Kurve E
entspricht dem Halbleiterbauteil 1, wie in Verbindung mit Figur 1 erläutert.
Durch den Filterstoff 4 ist ein Farbwiedergabeindex gemäß Figur 5A von der Kurve D hin zur Kurve E von 80 auf 82 erhöht. Als Farbwiedergabeindex dient hierbei der Ra8-Wert. Durch den Filterstoff ist die CIE-x-Koordinate geringfügig von 0,460 auf 0,461 erhöht, die CIE-y-Koordinate ist
unverändert bei 0,410. Die korrelierte Farbtemperatur ist durch den Filterstoff 4 geringfügig von 2687 K auf 2692 K erhöht. Mit anderen Worten zeigt sich ein Effekt durch den Filterstoff 4 im Wesentlichen nur bezüglich des
Farbwiedergabeindexes und nicht signifikant auf weitere fotometrische Kenngrößen wie den CIE-Farbort oder die
korrelierte Farbtemperatur. In den Figuren 5B und 5C sind Spektren mit einem Farbwiedergabeindex von 83 und einer korrelierten
Farbtemperatur von 2700 K gezeigt, siehe jeweils die Kurven D. Bei den Kurven E ist jeweils ein Filterstoff verwendet, analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen. Die Absorption der
Sekundärstrahlung durch den Filterstoff 4 steigt dabei von Figur 5A hin zu Figur 5C an. Hierdurch ist gemäß Figur 5B ein Farbwiedergabeindex von 88 und gemäß Figur 5C von 95 erzielbar. Der Filterstoff 4 absorbiert dabei nicht oder nur vernachlässigbar im Bereich der Primärstrahlung, die von dem Halbleiterchip 2 direkt erzeugt wird. Es emittiert der Filterstoff 4 zudem Strahlung nicht im sichtbaren Spektralbereich, sondern lediglich bei Wellenlängen oberhalb von 700 nm im nicht sichtbaren, nahinfraroten Spektralbereich.
Der Vergusskörper 51 umhüllt zusammen mit dem Gehäuse 6 den Halbleiterchip 2 vollständig. Es ist möglich, dass der
Vergusskörper 51 als Sammellinse oder, anders als gezeichnet, auch als Zerstreulinse geformt ist. Ebenso kann der
Vergusskörper 51 eine Ausnehmung im Gehäuse 6 überragen. In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Halbleiterbauteils 1 dargestellt. Auf den Halbleiterchip 2 ist über einen Kleber 8 in inniger Verbindung ein Plättchen 52 aufgebracht, das den Leuchtstoff 3 und den Filterstoff 4 bevorzugt homogen durchmischt enthält. Eine Dicke des Klebers 8 liegt bevorzugt bei mindestens 0,5 ym und/oder bei höchsten 5 ym. Das Plättchen 52 kann ein keramisches Plättchen, ein Glasplättchen oder ein Silikonplättchen sein, das in
entsprechenden Konzentrationen den Leuchtstoff 3 sowie den Filterstoff 4 enthält. Das Plättchen 52 kann eine konstante Dicke aufweisen und planparallel geformt sein oder auch optional mit einer Aufrauung zu einer Verbesserung einer Lichtauskopplung versehen sein.
Optional ist der Vergusskörper 51 um den Halbleiterchip 2 sowie um das Plättchen 52 herum vorhanden. Es ist möglich, dass der Vergusskörper 51 zusätzliche Licht streuende
Partikel zu einer besseren Strahlungsdurchmischung oder zu einer Anpassung einer räumlichen Abstrahlcharakteristik enthält. Solche zusätzlichen Streupartikel können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein und/oder können zusätzlich in dem Vergusskörper 51 gemäß Figur 1 oder in den Plättchen 52 gemäß Figur 2 enthalten sein.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist der Halbleiterchip
2 von einer ersten Schicht mit dem Leuchtstoff 3 und von einer zweiten Schicht mit dem Filterstoff 4 umgeben. Der Leuchtstoff 3 und der Filterstoff 4 liegen also separiert voneinander vor. Eine entsprechende Trennung des Leuchtstoffs
3 von dem Filterstoff 4 kann auch bei Bauformen vorliegen, wie in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Optional ist die Anordnung aus dem Halbleiterchip 2, dem Leuchtstoff 3 sowie dem Filterstoff 4 von dem beispielsweise linsenförmigen Vergusskörper 51 gefolgt. Bei dem
Vergusskörper 51 kann es sich um einen Klarverguss handeln, wie auch in Verbindung mit Figur 2 möglich. In Figur 6 sind die Absorptionseigenschaften von
(Y]__x, Ndx) 3AI5O 2 das als Filterstoff 4 dienen kann, dargestellt. In den Figuren 6A und 6B ist für die x-Werte von 0,01, 0,04, 0,08, 0,12 und 0,16, sowie für 0,15, 0,25, 0,40, 0,55, 0,70, 0,80, 0,90 und 1 das diffuse Reflexionsvermögen R des Filtermaterials in % gegenüber der Wellenlänge λ in nm aufgetragen. (Y]__x, Ndx) 3^150^2 mit einem der genannten x- Werte kann in allen Ausführungsbeispielen als Filterstoff 4 herangezogen werden.
Mit zunehmendem x, also zunehmendem Nd-Anteil, nimmt das diffuse Reflexionsvermögen R ab und damit die Absorption zu. Dabei wurde zur besseren Lesbarkeit in den Figuren jeweils (Y]__x, Ndx) 3AI5O12 geschrieben als
(Yl-xNdx) 3A15012. Insbesondere im orangen Spektralbereich zeigen sich scharfe Absorptionsbanden dieses Filterstoffs.
In Figur 6C ist die Differenz aus 100 und dem diffusen
Reflexionsvermögen R in % aufgetragen gegenüber dem Nd-Anteil x als Maßzahl für die Absorption. Dabei ist das diffuse
Reflexionsvermögen R gemittelt über den Spektralbereich von 582 nm bis 586 nm. Mit zunehmendem x steigt auch die
Absorption im orangen Spektralbereich kontinuierlich an. Eine dem entsprechende Darstellung des diffusen
Reflexionsvermögens R in % gegenüber dem Nd-Anteil x ist als Säulendiagramm in Figur 6D gezeigt.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 108 188.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauteil
2 optoelektronischer Halbleiterchip
3 Leuchtstoff
4 Filterstoff
51 Vergusskörper
52 Plättchen
6 Gehäuse
7 elektrischer Kontakt
8 Kleber
9 Träger
A bis D Kurven in den Figuren
I Intensität in willkürlichen Einheiten (a.u.) λ Wellenlänge in nm

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- mindestens einem optoelektronischen Halbleiterchip (2) zur Erzeugung einer Primärstrahlung im
nahultravioletten oder im sichtbaren Spektralbereich,
- mindestens einem Leuchtstoff (3) zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der Primärstrahlung in eine langwelligere Sekundärstrahlung, die im sichtbaren Spektralbereich liegt, und
- mindestens einem Filterstoff (4) zur teilweisen
Absorption der Sekundärstrahlung,
wobei der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4) innig mit dem Halbleiterchip (2) verbunden sind. 2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem
vorhergehenden Anspruch,
wobei
- der Filterstoff (4) für die Primärstrahlung
strahlungsdurchlässig ist und die Primärstrahlung nicht absorbiert,
- der Filterstoff (4) spektral schmalbandig absorbiert im Wellenlängenbereich oberhalb von mindestens 530 nm mit einer spektralen Halbwertbreite von höchstens
20 nm,
- der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4)
statistisch miteinander durchmischt vorliegen, sodass keine Phasentrennung zwischen dem Leuchtstoff (3) und dem Filterstoff (4) gegeben ist und der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4) jeweils homogen verteilt vorliegen, und
- durch den Filterstoff (4) ein Farbwiedergabeindex und ein Farbkontrastindex einer von dem Halbleiterbauteil (1) emittierten Mischstrahlung, die aus der
Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung besteht, erhöht sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4) als Partikel vorliegen und die Partikel des Leuchtstoffs (3) und des Filterstoffs (4) miteinander durchmischt sind,
wobei der Filterstoff (4) dazu eingerichtet ist, aus der Sekundärstrahlung eine Tertiärstrahlung zu
erzeugen, die im nahinfraroten Spektralbereich liegt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Partikel des Leuchtstoffs (3) und des
Filterstoffs (4) je in ein Matrixmaterial eingebettet sind, wobei das Matrixmaterial ein Silikon oder ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial ist .
5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Partikel des Leuchtstoffs (3) und des
Filterstoffs (4) in einem Vergusskörper (51), der direkt um den Halbleiterchip (1) herum geformt ist, oder in einem Plättchen (52), das auf den
Halbleiterchip (1) aufgeklebt ist, vorliegen.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem zumindest die Partikel des Filterstoffs (4) als Streupartikel gestaltet sind und einen mittleren Durchmesser zwischen einschließlich 0,5 ym und 30 ym aufweisen .
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
das dazu eingerichtet ist, warmweißes Licht mit einer korrelierten Farbtemperatur zwischen einschließlich 2200 K und 5500 K zu erzeugen,
wobei ein Farbort der von dem Halbleiterbauteil (1) erzeugten Strahlung in der CIE-Normfarbtafel einen Abstand von höchsten 0,03 Einheiten zur
Schwarzkörperkurve aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Partikel des Filterstoffs (4) durch
halbleitende Quantenpunkte und/oder durch mindestens ein organisches Filtermaterial gebildet sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem der Filterstoff (4) anorganisch ist und eines oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: Er, Ho, Nd, Pm, Pr, Sm.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Filterstoff (4) die Struktur eines
Aluminats, eines Glases oder eines Granats aufweist oder einer dieser Stoffklassen angehört.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Filterstoff (4) zwischen einschließlich 0,5 % und 10 % der Sekundärstrahlung absorbiert.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Leuchtstoff (3) eine Mischung aus
(Lu, Ce) 3 (AI, Ga) 5O12 und (Ca> Sr> Ba) 2si5N8 : Eu ist' wobei der Filterstoff (4) durch Y3Al50]_2:Nd gebildet ist, und
wobei ein Quotient aus der Masse des Leuchtstoffs (3) und der Masse des Filterstoffs (4) zwischen
einschließlich 1,5 und 1 liegt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Leuchtstoff (3) und der Filterstoff (4) in ein gemeinsames Matrixmaterial eingebettet sind, wobei der Filterstoff (4) durch (Y^_x, dx) 3AI5O12 gebildet ist mit 0,06 ^ x ^ 0,3,
wobei ein Masse-Anteil von Nd an der Mischung aus dem Leuchtstoff (3), dem Filterstoff (4) und dem
Matrixmaterial zwischen einschließlich 1,5 % und 6,5 % liegt und der Masse-Anteil von (Y]__x, Ndx) 3AI5O12 zwischen einschließlich 20 % und 80 % liegt, und wobei das Matrixmaterial in direktem Kontakt zu dem Halbleiterchip (2) steht und diesen, in Draufsicht gesehen, vollständig überdeckt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem ein absolutes Intensitätsmaximum der
Sekundärstrahlung zwischen einschließlich 590 nm und 630 nm liegt,
wobei ein absolutes Intensitätsmaximum der Primärstrahlung zwischen einschließlich 420 nm und 470 nm liegt.
PCT/EP2015/062959 2014-06-11 2015-06-10 Optoelektronisches halbleiterbauteil Ceased WO2015189281A1 (de)

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